JP3883109B2

JP3883109B2 - 両回転式ベーンポンプ装置

Info

Publication number: JP3883109B2
Application number: JP2002013685A
Authority: JP
Inventors: 鉢隆次仲; 本浩橋
Original assignee: 日本ジーローター株式会社
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: JP2003214362A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシングと、該ケーシングに内装されたベーンポンプ本体と、前記ケーシングに設けられて該ベーンポンプ本体の第１吸吐口に通じる第１のポートと、前記ケーシングに設けられて該ベーンポンプ本体の第２吸吐口に通じる第２のポートとを設けた両回転式ベーンポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、正回転と逆回転の両方が可能な両回転式ベーンポンプでは、通常吸入負圧のかかる逆回転時に発生するキャビテーション損傷を避けるために、ベーンポンプをバイパスするパイロットチェックを含むダブルチェック弁付き管路を設け、さらに吸入負圧の生じる管路にリリーフ弁を設ける等の処置をしていた。
【０００３】
しかしながら、ダブルチェック弁の作動遅れに起因する負圧の発生があって、キャビテーションの完全回避は避けられなかった。また、パイロットチェックを含むダブルチェック弁付き管路の付設や負圧発生管へのリリーフ弁の付設は、付設及び工事スペースの確保や工事の繁雑さをもたらすという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、パイロットチェックを含むダブルチェック弁付き管路の付設や、外部にリリーフ弁を付設しないでもキャビテーションのない両回転式ベーンポンプ装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の両回転式ベーンポンプ装置は、ケーシングと、該ケーシングに内装されたベーンポンプ本体と、前記ケーシングに設けられて該ベーンポンプの第１吸吐口に通じる第１のポートと、前記ケーシングに設けられて該ベーンポンプの第２吸吐口に通じる第２のポートと、その第１及び第２のポートを連通する調圧孔と、その調圧孔内に第２のポートの圧力を第１の所定の圧力に調整する第１のリリーフ弁と、前記調圧孔内に第２のポートの圧力を第２の所定の圧力に調整する第２のリリーフ弁と、を設けている。
【０００６】
したがって、通常は正圧のかかる第１のポートを吸入側にし、第２のポートを吐出側にして正回転運転すれば、吐出側の第２のポート内の圧力が第１の所定の圧力（例えば許容最高圧）に達したときに第１のリリーフ弁によって第１の所定の圧力（許容最高圧）に調整されて、過圧による漏れや装置の破損を予防できる。また、第２のポートを吸入側にし、第１のポートを吐出側にして逆回転運転するときは、吸入側の第２のポート内の圧力が第２の所定の圧力（例えば許容負圧）に達したときに第２のリリーフ弁によって第２の所定の圧力（許容負圧）に調整されて、キャビテーションの発生によるベーン本体の損傷を予防できる。
【０００７】
しかも、本発明によれば、第１及び第２のリリーフ弁が本発明のベーンポンプ装置内に設けられているので、従来行われていた流体シリンダ等の負荷装置へのパイロットチェックを含むダブルチェック弁付き管路の付設や、外部管路にリリーフ弁を付設することなく、既設負荷装置へ簡単に取りつけることができる。
【０００８】
また、前記第１のリリーフ弁は前記調圧孔に摺動自在に嵌挿された円筒状のプランジャーと、そのプランジャーの一端に形成された外弁座と、前記調圧孔に形成された内弁座と、プランジャーを軸方向に弾性支持する第１スプリングとで構成され、前記第２のリリーフ弁は前記プランジャーの他端に配置されたポペット弁と、そのポペット弁に形成された外弁座と、前記プランジャーに形成された内弁座と、ポペット弁を軸方向に弾性支持する第２スプリングとで構成されていることが好ましい。
【０００９】
この発明の具体的実施に際しては、プランジャーの一端に形成された外弁座と、調圧孔に形成された内弁座とで構成される第１の弁部が、第１の所定の圧力（許容最高圧）で開弁するように第１スプリングを予圧縮して設置し、また、ポペット弁に形成された外弁座と、前記プランジャーに形成された内弁座とで構成される第２の弁部が第２の所定の圧力（許容負圧）で開弁するように第２スプリングを予張して設置することが肝要である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のベーンポンプ装置１の全体構成断面を示している。ベーンポンプ装置１の全体を包含するケーシング２０に、図３に詳細を示すベーンポンプ本体２Ｖが装着されている。
【００１１】
ベーンポンプ本体２Ｖは、駆動軸５によって駆動されるロータシャフト６に設けられ半径方向に摺動する４枚のベーン８によって正回転時には第１吸吐口１２から吸入された液体が、ライナーリング１０とベーン８間の隙間９を移動して圧送、加圧され第２の吸吐口１４から吐出する容積形ポンプを構成している公知のベーンポンプである。
【００１２】
図において、符号４、２は、べーン８、ライナーリング１０を側面から支持するフロント及びリアベアリングである。また、フロント及びリアベアリング４、２のそれぞれに前記の第１吸吐口１２及び第２吸吐口１４が形成され、チェック弁１６及び１８によってベーン８が半径方向に摺動するようになっている。また、正回転、逆回転によってチェック弁１６または１８が吐出側に対する逆止弁の作用をする。この作動も公知である。
【００１３】
図１にもどって、ベーンポンプ本体２Ｖの第１吸吐口１２に通じる流通路の第１のポートＰａがケーシング２０に設けられ、ベーンポンプ本体２Ｖの第２吸吐口１４に通じる流通路の第２のポートＰｂがケーシング２０に設けられている。第１のポートＰａは通常は正圧で導かれる液体タンクに連通され、第２のポートＰｂは負圧の発生を伴う例えば、油圧シリンダ等の負荷装置に連通されている。
【００１４】
ケーシング２０に、第１のポートＰａと第２のポートＰｂを連通する調圧孔２２が設けられ、その調圧孔２２内に第２ポートＰｂの圧力を調整する第１のリリーフ弁Ｒｖ１と、第２のリリーフ弁Ｒｖ２とが装着されている。
【００１５】
図２は、図１における第１及び第２のリリーフ弁Ｒｖ１、Ｒｖ２の詳細を示している。
調圧孔２２に、外径部２６ａが液密にかつ摺動自在に形成されたプランジャー２６が嵌装されている。プランジャー２６は、内径部２６ｂを有する円筒状に形成されその一端の第１ポートＰａ側に外径部２６ａからテーパ状に拡径された大径部２６ｃが形成されている。そのテーパ部に外弁座２６ｅが形成され、外弁座２６ｅに対応してケーシング２０に内弁座２２ａが形成されていて、弁座２６ｅと２２ａとで第１の弁部Ｖ１が構成されている。
【００１６】
プランジャー２６の外径部２６ａに、第２ポートＰｂに通じ、前記外弁座２６ｅの小径端にいたる溝２６ｏが形成されている。
プランジャー２６の第１ポートＰａ側に、内径部２６ｂより大径の孔２６ｆが形成され、内径部２６ｂと大径の孔２６ｆとは肩部２６ｄによって連結されている。
【００１７】
その肩部２６ｄに一端部を着座して穴２６ｆにプランジャー２６を弾性支持する第１スプリング３０が収置されていて、調圧孔２２と同軸に第１のポートＰａを横切って配置され、その他端部は、ケーシング２０の外部から螺入された圧力調整ねじ３２の端部に位置決め用の凸部３２を囲んで着座して装着されている。
【００１８】
第１スプリング３０は、圧力調整ねじ３２によって予圧縮力が付加されて装着されている。その予圧縮力は、第２ポートＰｂ内の正圧が第１の所定の許容最高圧力に達したときにプランジャー２６が第１のポートＰａ側に摺動して、外弁座２６ｅが浮揚するよう設定されている。
圧力調整ねじ３２は、袋ナット３４によって固定及び被覆されている。
上記の第１スプリング３０と、弁座２６ｅと２２ａとで構成される第１弁部Ｖ１と、プランジャー２６とを含んで第１のリリーフ弁Ｒｖ１が構成されている。
【００１９】
プランジャー２６の他端の第２ポートＰｂ側にテーパ状の内弁座２６ｈが形成され、テーパ状の外弁座３４ａが形成されたポペット弁２４が配置されている。弁座３４ａと２６ｈとで、第２の弁部Ｖ２が構成されている。
【００２０】
ポペット弁２４の茎部２４ｂにとめ孔２４ｃが形成され、そのとめ孔２４ｃにポペット弁２４を弾性支持する第２スプリング２８の一端のフック状とめ部２８ａが係止されている。
第２スプリング２８の他端の拡径した環状とめ部２８ｂは、プランジャー２６の肩部２６ｄに着座するよう係止されていて、第２スプリング２８に所定の予張力を付加させてプランジャー２６内に装着されている。
【００２１】
第２スプリング２８への予張力の付加は、第２のポートＰｂ内の負圧が第２の所定の許容圧負力に達したときにポペット弁２４が第２のポートＰｂ側に移動して外弁座２６ｈが浮揚するよう設定されている。
上記の第１スプリング２８と、弁座３４ａと２６ｈとでとで構成される第２弁部Ｖ２と、ポペット弁２４とを含んで第２のリリーフ弁Ｒｖ２が構成されている。
【００２２】
上記構成によるベーンポンプ装置１の作用を、図４に示すシリンダー作動を例として説明する。
ベーンポンプ本体２Ｖと、図においては個々に示された第１のリリーフ弁Ｒｖ１と、第２のリリーフ弁Ｒｖ２とで構成されるベーンポンプ装置１の第１のポートＰａに、作動液を貯蔵する液タンクＴｃが管路Ｌｔで連通されており、ベーンポンプ装置１の第２のポートＰｂに作動液によって仕事をするシリンダーＣｙが管路Ｌｃで連通されている。
【００２３】
ベーンポンプ本体２Ｖの第１吸吐口１２は第１のポートＰａに連通され、第２吸吐口１４は第２のポートＰｂに連通されている。
シリンダーＣｙ内にシリンダーロッドＰｓが摺動自在に内装され、シリンダーロッドＰｓの下面にかかる液圧によるシリンダーロッドＰｓの移動によって図示しない手段で外部に仕事をするよう構成されている。
【００２４】
図１において、ベーン８がＲ方向に正回転すると、液タンクＴｃから作動液が第１のポートＰａに導かれる。そして作動液はさらに、第１吸吐口１２から隙間９でベーン８によって加圧され第２吸吐口１４から第２のポートＰｂに圧送される。第２のポートＰｂに圧送された作動液は管路Ｌｃを介してシリンダーロッドＰｓをシリンダーＣｙの頂部Ｃｙｕに向って移動させる。
【００２５】
そして、シリンダーロッドＰｓがシリンダー頂部Ｃｙｕ近くに達して、ベーンポンプ本体２Ｖから圧送される作動液の圧力が第１の所定の許容最高圧Ｐｍａｘに達すると、図１、２に示すプランジャー２６が第１のリリーフ弁Ｒｖ１の第１スプリング３０を圧縮して第１のポートＰａ側に移動し、外弁座２６ｅが浮揚して第１の弁部Ｖ１が開弁する。この開弁によって、プランジャー２６に設けられた溝２６ｏが第２のポートＰｂから第１のポートＰａに連通され、第２のポートＰｂ内の液圧は減少し調整され過圧が回避される。
【００２６】
次ぎに、シリンダーロッドＰｓをシリンダー底部Ｃｙｄに向って移動させるために、図１におけるベーンポンプ本体２ＶがＬ方向に逆回転すると、作動液は前記正回転での作動液の移動と逆方向に移動する。そしてシリンダーロッドＰｓの移動速度を速くして、管路Ｌｃ、第２のポートＰｂ内に負圧が生じ、その負圧が所定の限界許容負圧Ｐｍｉｎに達すると、ポペット弁２４が第２スプリング２８を伸張させて第２のポートＰｂ側に移動し、外弁座２４ａが浮揚して第２の弁部Ｖ２が開弁する。
【００２７】
この開弁によってプランジャー２６の内径部２６ｂが第１のポートＰａから第２のポートＰｂに連通され、第２のポートＰｂ内の液圧は増加調整され、キャビテーショの発生する負圧が回避される。そして、キャビテーションによる騒音の発生とベーンポンプ本体２Ｖの損傷を防止できる。
【００２８】
図５は、本発明のベーンポンプ装置１の効果を対比で説明するための従来の両回転式ベーンポンプの使用例を示すブロック構成図である。図４の前記説明により自明の部分を省略して説明する。
ベーンポンプ本体２Ｖ１と、許容最高圧Ｐｍａｘで開弁するリリーフ弁Ｖｒｉとで構成されるベーンポンプ装置Ｖｒの第１のポートＰａ１に、作動液を貯蔵する液タンクＴｃが管路Ｌｔ１で連通されており、ベーンポンプ装置Ｖｒの第２ポートＰｂ１に作動液によって仕事をするシリンダーＣｙが管路Ｌｃ１で連通されている。
【００２９】
管路Ｌｔ１と管路Ｌｃ１との間に、管路Ｌｃ１内の負圧を限界許容負圧Ｐｍｉｎにとどめる外付けリリーフ弁Ｖｒｏが装着されている。
シリンダーＣｙの底部と液タンクＴｃとの間に、パイロット弁ｖｐとチェック弁ｖｃを介装した管路Ｃｐが装着されている。
【００３０】
上記構成によって、ベーンポンプ本体２Ｖ１が正回転時には、リリーフ弁ＶｒｉがシリンダーＣｙにかかる過圧を調整し、ベーンポンプ本体２Ｖ１が逆回転時にはパイロット弁ｖｐとチェック弁ｖｃを介装した管路Ｃｐと外付けリリーフ弁Ｖｒｏによって過負圧を減少調整して、キャビテーションの発生を回避させている。
【００３１】
この図５に示す従来構成において、本発明のベーンポンプ装置１を使用すれば、パイロット弁ｖｐとチェック弁ｖｃを介装した管路Ｃｐと外付けリリーフ弁Ｖｒｏとを削減でき、省スペース化、省工事化が図れる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列記する。
（１）発明のベーンポンプ装置では第１及び第２のリリーフ弁が内臓されていて逆転時でもキャビテーションが発生しないので、第１のポートを液タンクに、第２のポートを液圧シリンダに配管連通すれば、キャビテーションの被害を防止できる。
（２）本発明のベーンポンプ装置によって、従来付設していた、パイロット弁とチェック弁を介装した管路と外付けリリーフ弁とを削減でき、省スペース化、省工事化が図れる。
（３）調圧孔内に第１のリリーフ弁と第２のリリーフ弁を設けたので、構成が簡単で部品点数が少なく、しかもスペースをとらずケーシングへの組み付けも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の両回転式ベーンポンプ装置の実施形態を示す構成断面図。
【図２】図１の第２及び第１のリリーフ弁の詳細を示す拡大図。
【図３】ベーンポンプ本体の構成断面図。
【図４】本発明の両回転式ベーンポンプ装置の使用例を示すブロック構成図。
【図５】従来の両回転式ベーンポンプの使用例を示すブロック構成図。
【符号の説明】
Ｐａ・・・第１のポート
Ｐｂ・・・第２のポート
１・・・・ベーンポンプ装置
２Ｖ・・・ベーンポンプ本体
６・・・・ロータシャフト
８・・・・ベーン
１０・・・ライナーリング
２０・・・ケーシング
２２・・・調圧孔
Ｒｖ２・・第２のリリーフ弁
２４・・・ポペット弁
２６・・・プランジャー
２８・・・第２スプリング
Ｒｖ１・・第１のリリーフ弁
３０・・・第１スプリング
３２・・・圧力調整ねじ

Claims

ケーシングと、該ケーシングに内装されたベーンポンプ本体と、前記ケーシングに設けられて該ベーンポンプ本体の第１吸吐口に通じる第１のポートと、前記ケーシングに設けられて該ベーンポンプ本体の第２吸吐口に通じる第２のポートとを設けた両回転式ベーンポンプ装置において、それらの第１及び第２のポートを連通する調圧孔と、その調圧孔内に第２のポートの圧力を第１の所定の圧力に調整する第１のリリーフ弁と、前記調圧孔内に第２のポートの圧力を第２の所定の圧力に調整する第２のリリーフ弁とを設けていることを特徴とする両回転式ベーンポンプ装置。
前記第１のリリーフ弁は前記調圧孔に摺動自在に嵌挿された円筒状のプランジャーと、そのプランジャーの一端に形成された外弁座と、前記調圧孔に形成された内弁座と、プランジャーを軸方向に弾性支持する第１スプリングとで構成され、前記第２のリリーフ弁は前記プランジャーの他端に配置されたポペット弁と、そのポペット弁に形成された外弁座と、前記プランジャーに形成された内弁座と、ポペット弁を軸方向に弾性支持する第２スプリングとで構成されている請求項１記載の両回転式ベーンポンプ装置。