JP7429359B2 - 油圧ポンプ装置 - Google Patents
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Description
図8は、このような2段式のピストンポンプを用いた従来の油圧ポンプ装置の一例を模式的に示す説明図である。図8に示すように、油圧ポンプ装置410は、ポンプユニット412、モータ14及びオイルタンク16で構成されている。
しかしながら、このような従来の油圧ポンプ装置では、油圧アクチュエータ66に負荷のかかる高圧時に、オイルタンク16からサクション弁24を介して大径シリンダ420に吸引されたオイルは、低圧リリーフ弁58を介してオイルタンク16に戻されるが、このときに、通常は閉じている低圧リリーフ弁58をその閉止力(一般的にバネを用いる)に抗して開く必要がある。
本発明は、低圧ピストン及び高圧ピストンを備えた油圧ポンプ装置において、高圧時に、低圧ピストンによるエネルギー損失を排除する油圧ポンプ装置を提供することを目的とする。
本発明は、油圧ポンプ装置であって、所定の低圧多流量の作動油を吐出可能な低圧ピストンと、
低圧ピストンに対し高圧少流量の作動油を吐出可能な高圧ピストンと、
低圧ピストン及び高圧ピストンを同時に作動可能なモータと、
モータの回転運動を低圧ピストン及び高圧ピストンの直線往復運動に変換して作動させるカムと、
低圧ピストン及び高圧ピストンがモータにより作動状態にあり、高圧ピストンの吐出圧が低圧ピストンの最大吐出圧を超える前の所定圧に達した場合に、低圧ピストンを直線往復運動の下死点よりも下方で作動停止させて、カムと低圧ピストンとの接続を絶つ低圧ピストン停止機構と、
を備え、
低圧ピストン及び高圧ピストンは、作動油を吸引する方向に常時付勢され、モータに駆動されたカムに押圧されて、当該付勢に抗して作動油を吐出する方向に作動可能であることを特徴とする。
低圧ピストン停止機構は、
高圧ピストンによる所定圧以上の吐出圧で作動する係止部と、
低圧ピストンに設けられた被係止部と、
を備え、
作動状態で直線往復運動の下死点に位置した低圧ピストンの被係止部に係止部を係合させて低圧ピストンの直線往復運動を停止させる。
低圧ピストン停止機構は、
係止部として、所定圧以上の吐出圧で作動して突出するピン部材を備え、
被係止部として、下死点に位置した低圧ピストンが突出したピン部材の先端部により係合する外周溝を備える。
ピン部材は、所定圧以上の吐出圧で作動して先端部が突出した場合に、低圧ピストンを直線往復運動の下死点よりも下方に押圧して移動可能な傾斜面を備える。
外周溝は、所定圧以上の吐出圧で作動して突出したピン部材の先端部に押圧された場合に、低圧ピストンを直線往復運動の下死点よりも下方に移動可能な傾斜面を備える。
低圧ピストン停止機構は、低圧ピストンを直線往復運動の下死点よりも下方で作動停止させて、カムと低圧ピストンとの接続(接触)を絶つ。
本発明の油圧ポンプは、高圧ピストン及び低圧ピストンの作動方向が、カムの回転軸と交差する(ラジアルピストンポンプ)。
本発明の油圧ポンプは、高圧ピストン及び低圧ピストンが、カムの回転軸方向に直列に配置される。
また、高圧ピストン及び低圧ピストンは、同一位相又は180°の位相差で作動する。
カムは、高圧ピストン及び低圧ピストンに対応して複数配置され、
高圧ピストン及び低圧ピストンは、各々に対応するカムにより、同一又は異なるストロークで直線往復運動する。
本発明の油圧ポンプは、高圧ピストン及び低圧ピストンが、同軸に配置される。
本発明の油圧ポンプ装置は、所定の低圧多流量の作動油を吐出可能な低圧ピストンと、低圧ピストンに対し高圧少流量の作動油を吐出可能な高圧ピストンと、低圧ピストン及び高圧ピストンを同時に作動可能なモータと、モータの回転運動を低圧ピストン及び高圧ピストンの直線往復運動に変換して作動させるカムと、低圧ピストン及び高圧ピストンがモータにより作動状態にあり、高圧ピストンの吐出圧が低圧ピストンの最大吐出圧を超える前の所定圧に達した場合に、低圧ピストンを直線往復運動の下死点以下の位置で作動停止させる低圧ピストン停止機構と、を備えるようにしたため、高圧時に低圧ピストンを停止させることで、低圧ピストンが作動することによるエネルギー損失を低減することができる。
また、低圧ピストン及び高圧ピストンは、作動油を吸引する方向に常時付勢され、モータに駆動されたカムに押圧されて、当該付勢に抗して作動油を吐出する方向に作動可能であり、低圧ピストン停止機構は、高圧ピストンによる所定圧以上の吐出圧で作動して突出するピン部材(係止部)と、低圧ピストンに設けられ、下死点に位置した低圧ピストンが突出したピン部材の先端部により係合する外周溝(被係止部)と、を備え、作動状態で直線往復運動の下死点に位置した低圧ピストンの被係止部に係止部を係合させて低圧ピストンの直線往復運動を停止させるようにしたため、高圧ピストンの吐出圧により低圧ピストンを作動停止させることで、低圧ピストンを確実に停止させることができる。
また、ピン部材は、所定圧以上の吐出圧で作動して先端部が突出した場合に、低圧ピストンを直線往復運動の下死点よりも下方に押圧して移動可能な傾斜面を備え、外周溝は、所定圧以上の吐出圧で作動して突出したピン部材の先端部に押圧された場合に、低圧ピストンを直線往復運動の下死点よりも下方に移動可能な傾斜面を備えるようにしたため、高圧時に低圧ピストンを下死点よりも下方に停止させることで、カムと低圧ピストンとの接触を絶つことができる。
また、低圧ピストン停止機構は、低圧ピストンを直線往復運動の下死点よりも下方で作動停止させて、カムと低圧ピストンとの接続(接触)を絶つようにしたため、高圧時に低圧ピストンを完全に停止させることで、低圧ピストンが作動することによるエネルギー損失を排除することができる。
また、本発明の油圧ポンプは、高圧ピストン及び低圧ピストンの作動方向が、カムの回転軸と交差するようにしたため、従来の低圧と高圧の2段式ピストンを備えた場合の構成を大幅に変更することなく低圧ピストン停止機構を追加して、低圧ピストンが作動することによるエネルギー損失を排除できる油圧ポンプ装置を提供することができる。
また、本発明の油圧ポンプは、高圧ピストン及び低圧ピストンが、カムの回転軸方向に直列に配置されるようにしたため、従来の低圧と高圧の2段式ピストンを備えた場合の構成に対し、低圧ピストンとそのカムに対応する小さな設置スペースが増加するだけで、低圧ピストンが作動することによるエネルギー損失を排除できる油圧ポンプ装置を提供することができる。
ここで、高圧ピストン及び低圧ピストンは、同一位相又は180°の位相差で作動するようにしたため、同一位相で作動する場合は、油圧回路の構成が複雑にならず、180°の位相差で作動する場合は、低圧ピストンと高圧ピストンの両方が作動するときに、油圧アクチュエータに吐出するオイルの脈動を低減させることができる。
ここで、カムは、高圧ピストン及び低圧ピストンに対応して複数配置され、高圧ピストン及び低圧ピストンは、各々に対応するカムにより、同一又は異なるストロークで直線往復運動するようにしたため、同一ストロークで直線往復運動する場合は、高圧ピストンと低圧ピストンの両方のカムを同じ構成とすることができることから、コスト上昇を抑えることができ、異なるストローク、例えば、低圧ピストンのストロークを大きくして直線往復運動する場合は、低圧ピストンが吐出するオイルの量を増加させることができる。
また、本発明の油圧ポンプは、高圧ピストン及び低圧ピストンが、同軸に配置されるようにしたため、従来の低圧と高圧の2段式ピストンを備えた場合の構成をほとんど変更することなく低圧ピストン停止機構を追加して、低圧ピストンが作動することによるエネルギー損失を排除できる油圧ポンプ装置を提供することができる。
図1は、本発明による油圧ポンプ装置の第1実施形態を模式的に示す説明図である。図1に示すように、油圧ポンプ装置10は、ポンプユニット12、モータ14及びオイルタンク16で構成されている。
図4は、本発明による油圧ポンプ装置の第2実施形態を模式的に示す説明図である。図4に示すように、油圧ポンプ装置110は、ポンプユニット112、モータ14及びオイルタンク16で構成されており、図1に示す第1実施形態に対し、駆動軸140が異なり、吐出ポート30にチェック弁54が追加されているが、低圧ピストン停止機構70を含む他の構成や作動は実質的に同一である。図4においては、低圧ピストン32は下死点に位置し、高圧ピストン34は上死点に位置している。
図5は、本発明による油圧ポンプ装置の第3実施形態を模式的に示す説明図である。図5に示すように、油圧ポンプ装置210は、ポンプユニット212、モータ14及びオイルタンク16で構成されており、図1に示す第1実施形態に対し、ベース218、大径シリンダ220、低圧ピストン232、バネ236、駆動軸240及びカム242が異なるが、低圧ピストン停止機構70を含む他の構成や作動は実質的に同一である。図5おいては、低圧ピストン232及び高圧ピストン34は、共に上死点に位置している。
図6は、本発明による油圧ポンプ装置の第4実施形態を模式的に示す説明図である。図6に示すように、油圧ポンプ装置310は、ポンプユニット312、モータ14及びオイルタンク16で構成されており、図1に示す第1実施形態に対し、図8に示す従来の油圧ポンプ装置の実施形態と同様に低圧ピストン332と高圧ピストン334を同軸に配置した構成、及び低圧ピストン停止機構370の構成が異なるが、油圧回路の構成は実質的に同一である。
第4実施形態(図6)の低圧ピストン停止機構370を第1実施形態~第3実施形態(図1、4、5)で使用することも可能であり、第1実施形態~第3実施形態の低圧ピストン停止機構70を第4実施形態で使用することも可能である。また、第1実施形態~第4実施形態では、モータ14を駆動軸40、140、240又は340に直接接続しているが、既知の減速機構を介して接続するようにしてもよい。
は、上記の実施形態の数値等による限定は受けない。
12、112、212、312、412:ポンプユニット
14:モータ
16:オイルタンク
18、218、318、418:ベース
20、220、320、420:大径シリンダ
22、322、422:小径シリンダ
24、26:吸引ポート
28、30:吐出ポート
32、232、332、432:低圧ピストン
34、334、434:高圧ピストン
36、38、80、236、336、338、436:バネ
40、140、240、340:駆動軸
42、44、242:カム
46、48:サクション弁
50:ストレーナ
52、54、56:チェック弁
60:高圧リリーフ弁
62:切替弁
64:ドレイン
66:油圧アクチュエータ
70、370:低圧ピストン停止機構
72:シリンダ
74、374:封止栓
76:パイロットポート
78:ストッパピン(係止部)
82、382:外周溝(被係止部)
84、86:傾斜面
388:プッシュピンホルダ
390:プッシュピンガイド
392:プッシュピン
394:パイロット圧室
Claims (11)
- 所定の低圧多流量の作動油を吐出可能な低圧ピストンと、
前記低圧ピストンに対し高圧少流量の前記作動油を吐出可能な高圧ピストンと、
前記低圧ピストン及び前記高圧ピストンを同時に作動可能なモータと、
前記モータの回転運動を前記低圧ピストン及び前記高圧ピストンの直線往復運動に変換して作動させるカムと、
前記低圧ピストン及び前記高圧ピストンが前記モータにより作動状態にあり、前記高圧ピストンの吐出圧が前記低圧ピストンの最大吐出圧を超える前の所定圧に達した場合に、前記低圧ピストンを前記直線往復運動の下死点よりも下方で作動停止させて、前記カムと前記低圧ピストンとの接続を絶つ低圧ピストン停止機構と、
を備え、
前記低圧ピストン及び前記高圧ピストンは、前記作動油を吸引する方向に常時付勢され、前記モータに駆動された前記カムに押圧されて、当該付勢に抗して前記作動油を吐出する方向に作動可能であることを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項1記載の油圧ポンプ装置において、
前記低圧ピストン停止機構は、
前記高圧ピストンによる前記所定圧以上の吐出圧で作動する係止部と、
前記低圧ピストンに設けられた被係止部と、
を備え、
前記作動状態で前記直線往復運動の下死点に位置した前記低圧ピストンの前記被係止部に前記係止部を係合させて前記低圧ピストンの直線往復運動を停止させることを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項2記載の油圧ポンプ装置において、
前記低圧ピストン停止機構は、
前記係止部として、前記所定圧以上の吐出圧で作動して突出するピン部材を備え、
前記被係止部として、前記下死点に位置した前記低圧ピストンが前記突出したピン部材の先端部により係合する外周溝を備えたことを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項3記載の油圧ポンプ装置において、
前記ピン部材は、前記先端部が突出した場合に、前記低圧ピストンを前記直線往復運動の下死点よりも下方に押圧して移動可能な傾斜面を備えたことを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項3記載の油圧ポンプ装置において、
前記外周溝は、突出した前記ピン部材の先端部に押圧された場合に、前記低圧ピストンを前記直線往復運動の下死点よりも下方に移動可能な傾斜面を備えたことを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項1記載の油圧ポンプ装置において、
前記高圧ピストン及び前記低圧ピストンの作動方向が、前記カムの回転軸と交差することを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項6記載の油圧ポンプ装置において、
前記高圧ピストン及び前記低圧ピストンは、前記カムの回転軸方向に直列に配置されたことを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項6又は7記載の油圧ポンプ装置において、
前記高圧ピストン及び前記低圧ピストンは、同一位相又は180°の位相差で作動することを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項6又は7記載の油圧ポンプ装置において、
前記カムは、前記高圧ピストン及び前記低圧ピストンに対応して複数配置されたことを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項9記載の油圧ポンプ装置において、
前記高圧ピストン及び前記低圧ピストンは、前記各々に対応するカムにより、同一又は異なるストロークで前記直線往復運動することを特徴とする油圧ポンプ装置。
- 請求項6記載の油圧ポンプ装置において、
前記高圧ピストン及び前記低圧ピストンは、同軸に配置されたことを特徴とする油圧ポンプ装置。
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