JPS6319756B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は加圧液体の給送装置に関するものであ
り、特にピストン式ポンプによつて発生する圧力
のリツプルを除去するリツプルレギユレータに関
するものである。

＜従来技術＞ 一般に液体をピストン式の加圧ポンプによつて
給送すると、ピストンの移動によつて液圧にリツ
プルが発生する。このリツプルを除去するために
従来では第５図に示す様なスプリング等によりリ
ツプルを吸収するレギユレータを設けている。

この第５図の構成はピストン５１がシリンダ５
２に内接し、液体のシールを保ちつつ上下に移動
するよう設け、液体の圧力はスプリング５０によ
つてバランスされる。なお、５３はシリンダヘツ
ドである。

所で、このレギユレータの基本的な動作特性は
下記のように表わされる。

P_RP＝K₁・ｋ／S² Ｔ＝K₂・S²／ｋ P_RPはリツプル圧力、ｋはレギユレータスプリ
ングのスプリング定数、Ｓはレギユレータの受圧
面積、K₁及びK₂は定数、Ｔは圧力応答時間を示
す。

ここで上記圧力リツプルは一定量の液体をレギ
ユレータ内に押し込んだ場合の圧力上昇により定
義付けられると共に該圧力リツプルP_RPは上記式
からもわかるように、スプリング定数ｋの小さい
ほど、また受圧面積Ｓの大きいほど、小さくなつ
て好ましい結果が得られる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 一方、条件変化等に対する圧力応答時間Ｔはこ
のピストン式ポンプの持つ定流量特性が充分いか
されるためには“小”であることが必要である。
即ち、負荷に対し一定流量を供給したい時におい
て、液体の持つ粘性は温度に依存するため、系の
平衡圧力は温度により変化することになる。

従つて、温度変化等の平衡圧力が変化するよう
な条件変化があつた場合には速に対処させる必要
がある（条件が変化した時から応答が完了するま
での間は定流量性がそこなわれている）。

これにより上記圧力応答時間Ｔは一定圧力変化
に対するレギユレータ内の液体体積変化により定
義され、スプリング定数ｋの小なるほどまた受圧
面積Ｓの大きいほど、大となつて好ましくない結
果となる。

換言すると上述のリツプルレギユレータにあつ
ては、スプリング定数を小さくするとリツプル圧
力を小さくできるが、その反面応答時間が大きく
なるという問題があり、このリツプル圧力と応答
時間との関係が相反する特性となつていた。

そこで本発明は上記の様な関係にあるレギユレ
ータの改良にあり、特にスプリング定数ｋを小さ
く設定してリツプル圧力を小さくしてもこれによ
り応答時間が大となるが、この応答時間を短かく
する手段を備え、前記リツプル圧力を小さくしか
つ応答時間も短かくできるレギユレータを提供す
るものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明では、レギユレータとして、液体の入・
出部を備えその一面がベロフラムで構成された圧
力室と、前記圧力室への液体の流入時にこのリツ
プルの除去及び、該圧力室の容積を一定に保持す
るための、ベロフラムを介した圧力室へ所定圧力
を作用させるスプリング等の圧力附勢手段と、液
体の粘度等の変化に基づいてベロフラムが移動変
位することによる前記圧力室の容積変化で、平衡
圧力変化を検出する検出手段と、前記容積変化の
あつた圧力室をもとの一定の容積に保持させるべ
く前記検出手段の検出出力に基づいて圧力附勢手
段の附勢圧力を調節制御するための手段から構成
したことを特徴とする液体給送装置におけるリツ
プルレギユレータにある。

＜作 用＞ 従つて、上記圧力室は通常、リツプル圧に対し
てはベロフラム及び附勢手段がそのリツプル圧に
応じて振動してリツプルを除去し、また温度変化
による液体の粘度等の変化に基づく前記圧力室の
ベロフラムの移動変位に対しては、前記移動変位
による圧力室の容積変化で、平衡圧力変化を検出
手段で検出させ、そしてその検出に応答して上記
ベロフラムに対する附勢手段の附勢力をベロフラ
ムの前記移動変位に応じて調節制御し、これによ
りベロフラムの状態を強性的に前記平衡圧力変化
前の状態即ち、容積変化のあつた圧力室をもとの
一定の容積になして応答時間に対する問題の解決
したものである。

＜実施例＞ 以下本発明について第１図の一実施例について
説明すると、給送する液体を貯蔵するタンク１の
液体は給送パイプ２及び吸入弁２′を通じてポン
プ３の吸入孔に送られる。また、その液体はポン
プ３の排出孔より吐出弁４′と吐出パイプ４を介
して出口５へと供給される。

更にポンプ３はピストン９がポンプソレノイド
８のプランジヤーに連結されており、このプラン
ジヤーはスプリング１０により矢印Ａと反対方向
に引張られている。

従つてソレノイド８を駆動すると、スプリング
１０の張力に打ち勝つて矢印Ａ方向に移動され、
ポンプ３内の液体が排出される。そしてこの動作
を繰返すことにより液体がタンク１より出口５へ
と排出される。

前記給送される液体には当然ながらピストン９
の移動に従つてリツプルが発生するが、このリツ
プルを除去するためのレギユレータ６が設けられ
ている。

第２図は前記レギユレータ６の具体的構成を示
すものである。この第２図Ａにおいて、１３は圧
力室であり、この圧力室１３は第１図のポンプ３
より排出される液体給入路４１とまた第１図の出
口５に連結する液体排出路４２が形成され、更に
上部には開孔が形成されてこの開孔に帽子状のつ
まり周縁に鍔部１４Ａを有したベロフラム１４が
装着されている。従つてこの圧力室１３は気密状
態となつている。

このベロフラム１４の上面中央には金属キヤツ
プ１５が装着され、そこにスプリング１２の一端
が取付けられている。更に、この金属キヤツプ１
５にはシヤツタ１６が光学センサーの間に介在す
るように設けられている。即ち、この光学センサ
ーは第２図Ｂに示されているように、発光ダイオ
ード１７とホトトランジスタ１７′で構成されこ
の両者間にシヤツタ１６が位置する関係で配置さ
れている。

従つてベロフラム１４の上下移動に応動してシ
ヤツタ１６も発光ダイオード１７とホトトランジ
スタ１７′の間で上下動して発光ダイオード１７
からホトトランジスタ１７′への光量を制御する。

上記スプリング１２の他端はスライダー２１に
固定され、このスライダー２１の中央には軸方向
にネジ孔が穿設されており、そして該ネジ孔に上
方からリードスクリユー１１が螺合して挿入され
ている。このスライダー２１には上下方向への移
動を円滑にするためのガイド部分２２が設けられ
このレギユレータ筐体２０の挿通孔２０Ａに設け
られた溝２０Ｂに案内される。

他方、このリードスクリユー１１の上端は筐体
２０の孔２０Ａより上方へ突出され、モータ１０
の回転軸に連結されている。従つてこのモータ１
０がＡ方向に回転すると、スライダー２１が下降
され、圧力室１３の液体に与えるスプリング１２
の圧力が上昇することになる。また、Ｂ方向に回
転すると、スライダー２１が上昇されて圧力室１
３の液体に与えるスプリング１２の圧力が軽減さ
れる。なお、前記モータ１０は適当な支持部材に
より固定保持される。

今、上記スライダー２１が適当な任意位置に静
止されている状態において、圧力室１３にリツプ
ル圧を有する液体が供給されると、スプリング１
２の係数に応じて液体に作用する。すなわち、リ
ツプル圧に応じてスプリングが伸縮し、圧力変化
を吸収する。

このスプリング１２は、リツプル圧を充分小さ
くする為に係数が小さい値に選択されることから
圧力応答時間は著じるしく長くなり、上述した如
く流量精度に不具合を生じる。この不具合は平衡
圧力の変化に伴ないベロフラム１４の位置が上下
する（圧力室容積が変化）為に起るものである。
従つて、リツプル波の様な比較的高周波（１Hz〜
５Hz）に対してはベロフラム１４は充分追従し、
低周波（１Hz以下）つまり温度等の条件変化によ
る平衡圧力変化に対しては、応動しない様な制御
を行なうことによつて応答時間の短縮を計ること
ができる。第３図にそのための制御回路を示して
いる。

第３図において、１７は発光ダイオードであり
１７′はホトトランジスタである。この１７，１
７′間にシヤツタ１６が挿入され、シヤツタ１６
が光路をしやへいする量に応じてホトトランジス
タ１７′のコレクタ電流が抵抗r₁に流れ、この電
圧が比較器COMの一方の入力端に供給される。

この比較器COMの他端入力には、電池V_REFよ
り基準電圧が抵抗r₂を介して供給される。

前記比較器COMは両入力の比較を行うと共に
ホトトランジスタ１７′よりの電圧が基準値より
大きくなればすなわちシヤツタ１６が上昇してし
やへい量が少なくなると、出力VSがプラスとな
り、また逆に電圧が基準値より小さくなるとすな
わちシヤツタ１６が下降してしやへい量が大きく
なると出力VSがマイナスとなる。

このVS信号は抵抗r₃、コンデンサC₁でなるロ
ーパスフイルタを介してパワーアンプAMPに供
給し、この出力V_Mをモータ１０へ接続している。

上記VS信号とV_Mを第４図に示し、最適な状態
では第４図左側Ｌに示すような出力となりフイル
タを通すとその出力が正負打消され、パワーアン
プAMPの出力V_Mは“０”となつて静止状態に保
持され、液体に適当な圧力を付勢することにな
る。即ち、これは上述したようにスライダー２１
が静止（平衡圧力が保たれている）し、ベロフラ
ム１４とスプリング１２がリツプル圧に応じて伸
縮し、リツプル圧力変化を吸収している状態であ
る。

一方、温度変化により液体の粘度等が上昇する
と、平衡圧力変化が生じてシヤツタ１６自体が上
昇することになり、ホトトランジスタ１７′に流
れる電流も大きくなる。するとVS信号は、第４
図右側Ｒのようになる。フイルタに供給する信号
は、正部分が大きくなりその分パワーアンプ
AMPにて増幅されてその出力V_Mがモータ１０へ
供給され、該モータ１０をＡ方向に回転するべく
駆動する。

このV_M信号によつてモータ１０がＡ方向に回
転され、第４図左側Ｌの状態が得られるまで回転
される。つまり、スライダー２１が下降され、ス
プリング１２の圧力室１３に対する圧力を上昇さ
せて上記平衡圧力変化に基づくベロフラム１４が
上昇した分だけ補正（下降）し、これにより応答
時間も上述した平衡圧力変化のないときと同様と
なる。また、その後液体の粘度等が下降した場合
には、前述とは逆にシヤツタ１６が所定位置より
下降し、ホトトランジスタ１７′に流れる電流が
小さくなる。そのため、フイルタに供給する信号
は負部分が大きくなり、その出力V_Mがモータ１
０へ供給され、該モータ１０をＢ方向に回転し、
スプリング１２の圧力室１３に対する圧力を下降
させる。その結果、上述した平衡圧力変化のない
ときと同様となる。

＜効 果＞ 以上の様に本発明にあつては、特にレギユレー
タとして、液体の入・出部を備えその一面がベロ
フラムで構成された圧力室と、前記圧力室への液
体の流入時にこのリツプルの除去及び、該圧力室
の容積を一定に保持するための、ベロフラムを介
し圧力室へ所定圧力を作用させるスプリング等の
圧力附勢手段と、液体の粘度等の変化に基づいて
ベロフラムが移動変位することによる前記圧力室
の容積変化で、平衡圧力変化を検出する検出手段
と、前記容積変化のあつた圧力室をもとの一定の
容積に保持させるべく前記検出手段の検出出力に
基づいて圧力附勢手段の附勢圧力を調節制御する
ための手段、から構成したものであり、したがつ
て圧力附勢手段の定数ｋを小さく設定してリツプ
ル圧力を小さくしても、上記検出手段と附勢圧力
を調整するための手段によつて温度変化等の条件
変化（平衡圧力変化）に対する圧力応答時間も短
くすることができるという動作性のよいレギユレ
ータを提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかわる液体給送装置の概要
構成を示す図、第２図は本発明レギユレータの具
体的構成を示す図、第３図は同レギユレータの附
勢圧力を調節する部分の制御回路を示す図、第４
図は第３図における信号VSとV_Mのタイムチヤー
ト、第５図は従来のレギユレータを示す図であ
る。 １：タンク、３：ポンプ、５：出口、６：レギ
ユレータ、９：ピストン、１０：モータ、１１：
リードスクリユー、１２：スプリング、１３：圧
力室、１６：シヤツタ、１７：発光ダイオード、
１７′：ホトトランジスタ、２１：スライダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加圧ポンプにより所定位置へ液体を加圧給送
   すると共に前記ポンプによる液圧のリツプルを除
   去するためのレギユレータを備える給送装置にお
   いて、 前記レギユレータとして、液体の入・出部を備
   えその一面がベロフラムで構成された圧力室と、
   前記圧力室への液体の流入時にこのリツプルの除
   去及び、該圧力室の容積を一定に保持するため
   の、ベロフラムを介し圧力室へ所定圧力を作用さ
   せるスプリング等の圧力附勢手段と、液体の粘度
   等の変化に基づいてベロフラムが移動変位するこ
   とによる前記圧力室の容積変化で、平衡圧力変化
   を検出する検出手段と、前記容積変化のあつた圧
   力室をもとの一定の容積に保持させるべく前記検
   出手段の検出出力に基づいて圧力附勢手段の附勢
   圧力を調節制御するための手段、 から構成したことを特徴とする液体給送装置にお
   けるリツプルレギユレータ。