JPS622152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧力・容量を可変と成した往復動ポン
プで、駆動軸とプランジヤとを、緩衝力調節可能
でかつプランジヤストロークを吸収可能に構成し
た流体圧ピストン・シリンダによる緩衝機構を介
して連結した往復動ポンプの制御回路に関する。

従来、所謂プランジヤポンプと呼ばれるものに
おいて、設定圧力を調節する場合、流体の吐出回
路に設けた圧力調整弁から設定圧力を超える分の
流体をリリーフさせて外部へ放出するものが多
い。一方、容量の調節においてはクランク軸の偏
心量を変えることによつて調節したり、ポンプの
回転数を調節したり、プランジヤの径を変えるこ
とによつて調節する方法が用いられている。しか
しながら、前記せる従来の方法では、機構的に複
雑になつたり、操作が煩雑であつたり、徒に無用
の動力を費やすものであり、安定した吐出量が得
難いなどの欠点を有するものであつた。

そこで本出願人において、これら従来の欠点を
解消すべく、構造簡単にかつ圧力・容量を容易に
変更し得る圧力・容量調節機構を具えた往復動ポ
ンプに関し既に出願した。すなわち、駆動軸とプ
ランジヤとの間にプランジヤのストロークを吸収
可能となした流体圧クツシヨンシリンダを設け、
このクツシヨンシリンダに供給される流体圧力を
調節することによつて、ポンプ吐出圧力と吐出量
を同時に調節可能に成したものを提案した。

第１図はかかる往復動ポンプの基本原理を示す
図で、１はポンプ装置、２はクランク軸、３は一
端をクランク軸２に回転可能に支持されたコネク
テイングロツドで、他端をクロスヘツド４に回転
可能に支持されている。クロスヘツド４はベース
５上に固定された支持部材６に軸方向に摺動可能
に収納支持され、クランク軸２及びコネクテイン
グロツド３によつて往復動されると共に、その前
端にはピストンロツド７が固定され、端部には所
定加圧断面積を有する低圧ピストン８が固定され
ている。

９は緩衝機構であつて、低圧ピストン８とクツ
シヨンシリンダ１１とから成るシリンダ・ピスト
ン装置１２と、クツシヨンシリンダ１１に形成さ
れたシリンダ室１６に送油管１３によつて連結さ
れた油圧発生装置１４及び蓄圧器１５とから構成
されている。

１０はプランジヤであつて、クツシヨンシリン
ダ１１の前端面に固定され、ベース５に固定され
た吐出ヘツド２０に摺動可能に挿入されている。

２１はパツキン、２２は吐出回路である。

このような構成において、原動機（図示せず）
によつてクランク軸２を回転させることによつて
コネクテイングロツド３、クロスヘツド４、ピス
トンロツド７を介して低圧ピストン８が往復動す
る。低圧ピストン８の往復動によつてシリンダ室
１６の油を介してクツシヨンシリンダ１１が往復
動し、それにつれてプランジヤ１０も往復動して
吐出回路２２から流体を吐出する。この時、吐出
回路２２から吐出される最高圧力は、シリンダ室
１６の圧力と低圧ピストン８の加圧断面積との積
と、吐出回路２２の圧力とプランジヤ１０の加圧
断面積との積が等しくなるような吐出回路２２の
圧力として決定され、それ以下の吐出圧力におい
ては、低圧ピストン８の後端面１７とシリンダ室
１６の後端面１８が常に接触したままで作動す
る。すなわち、低圧ピストン８、クツシヨンシリ
ンダ１１、プランジヤ１０が一体となつて往復動
し、プランジヤ１０は最大ストロークで作動する
もので、吐出量も最大となる。ところが、吐出圧
力が吐出最高圧力を超えようとする場合、低圧ピ
ストン８がクツシヨンシリンダ１１内を摺動前進
してシリンダ室１６の油を蓄圧器１５へ送り込む
ことによつて、プランジヤ１０のストロークを吸
収して吐出回路２２内の圧力がそれ以上上昇しな
いように働く。後退時には、前進時に低圧ピスト
ン８がクツシヨンシリンダ１１内を摺動前進した
分だけ、蓄圧器１５の油圧に押し戻されて後退
し、低圧ピストン８の後端面１７とシリンダ室１
６の後端面１８が接してからは、一体となつて後
退してプランジヤ１０を後退せしめるものであ
る。

ところが、このようなポンプ装置はその使用に
際して吐出回路２２と、連結したノズルその他の
負荷との間を連通したり遮断したりするのが一般
的であるが、遮断して吐出回路２２からの流体の
吐出が停止した場合でも原動機（図示せず）が依
然として回転しているため、パツキン２１は継続
して繰返し交番荷重を受けることになる。

そこで本発明において、吐出回路２２が遮断さ
れている時、クツシヨンシリンダ１１のシリンダ
室１６の圧油を放出することによつてシリンダ室
１６内の圧力を低下させ、パツキン２１の負荷を
軽減し、パツキン寿命の延長とプランジヤ１０、
吐出ヘツド２０などの高圧力が作用する部位の疲
労の軽減を達成せんとするものある。

以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明
する。

第２図において、３０はノズルで、流体通路４
１によつてパイロツト方式二位置二方弁による停
止弁３１に接続され、停止弁３１は吐出回路２２
に接続されている。３２は電磁方式二位置四方弁
によるパイロツト切り換え弁で、二方はそれぞれ
前記停止弁３１のパイロツト口にパイロツト通路
４２及び４３で接続され、他の二方はそれぞれ油
圧発生装置１４の油圧ポンプ３７の吐出油路４４
及びドレン油路４８に接続されている。３３は電
磁方式二位置三方弁による主切り換え弁で、二方
はそれぞれ油圧ポンプ３７の吐出油路４４に連結
された送油路４５及びドレン油路４９に接続さ
れ、一方は送油路４６を介して送油路１３，１
３′に接続されている。３４はリリーフ方式圧力
調節弁で、送油路４５及び４６にそれぞれ逆止弁
３５及び３６を介して接続されている。Ａ及びＢ
は互いに位相を違えて運転するように並列に設け
たポンプ装置である。

このような構成における作用・効果は次の通り
である。

第２図は、パイロツト切り換え弁３２及び主切
り換え弁３３に同時に通電されて停止弁３１が開
放状態にある場合を示している。油圧発生装置１
４から吐出された油は主切り換え弁３３を経てシ
リンダ室１６，１６′に送られ、各シリンダ室１
６，１６′を所定圧力まで昇圧する。同時にパイ
ロツト切り換え弁３２を経てパイロツト通路４３
から停止弁３１のパイロツト口に送られ、停止弁
３１を開放状態に維持し、吐出回路２２、流体通
路４１を経てノズル３０から流体を噴射する。こ
の時、ポンプ装置Ａ及びＢは一方が吐出行程にあ
る時は、他方が吸入行程にあるように、予め互い
に位相を違えて運転するように構成されているも
ので、ポンプ装置Ｂが吐出行程であるとすれば、
ピストンロツド７′と共にピストン８′が前進し、
ノズル３０から吐出される流体の量に相当する分
だけプランジヤ１０′すなわちクツシヨンシリン
ダ１１′が前進し、ピストン８′とクツシヨンシリ
ンダ１１′との移動差はピストン８′がクツシヨン
シリンダ１１′内を摺動前進して吸収し得る。こ
の時、シリンダ室１６′の容積減少分による余剰
油は吸入工程にあるポンプ装置Ａのシリンダ室１
６へ送り込まれ、それ以上の余剰油は送油管１
３′、送油路４６，４７、逆上弁３６を経て圧力
調節弁３４から放出される。逆に、シリンダ室１
６′から送り込まれる油の量がシリンダ室１６に
要する油の量より少ない場合、その不足分は油圧
ポンプ３７から吐出油路４４を経て、あるいは蓄
圧器１５に貯留されていた分が送油路４５、主切
り換え弁３３、送油路４６、送油管１３を経てシ
リンダ室１６へ供給されるものである。ポンプ装
置Ａ及びＢが各行程端まで動作し、次に吐出・吸
入の行程が切り換つて作動する。このように、複
数のポンプ装置が交互に吐出行程を行ない、ノズ
ル３０から連続して流体を噴射し得るものであ
る。

次に、ノズル３０からの流体の噴射を停止せん
とする場合、パイロツト切り換え弁３２への電を
遮断してパイロツト方向を切り換え、パイロツト
通路４３をドレン油路４８に開通せしめると共に
パイロツト通路４２を油圧ポンプ３７の吐出油路
４４に開通せしめることによつて停止弁３１を切
り換えて吐出回路２２と流体通路４１を遮断し、
ノズル３０からの流体の噴射を停止する。パイロ
ツト切り換え弁３２への通電を遮断すると同時
に、主切り換え弁３３への通電も遮断されるよう
に構成し、パイロツト切り換え弁３２と主切り換
え弁３３とを同時に作動せしめる。その結果、油
圧ポンプ３７から吐出油路４４、送油管４５を経
た油は主切り換え弁３３で遮断されると共に、シ
リンダ室１６及び１６′内の油は送油路１３及び
１３′、送油路４６、主切り換え弁３３を経てド
レン油路４９から大気中に放出され、シリンダ室
１６および１６′は略大気圧程度に降圧する。こ
こで、停止弁３１によつて遮断された吐出回路２
２は通常高圧状態のまま保持されるものである。
このために停止弁３１が作動してノズル３０から
の流体の噴射が停止した後においても、ポンプ装
置ＡおよびＢは依然として作動しているのである
が、シリンダ室１６および１６′が降圧されてい
るのと、吐出回路２２が高圧に保持されているた
め、吐出行程におけるプランジヤ１０および１
０′の前後は無く、逆に吸入行程においては、ピ
ストン８および８′によつてクツシヨンシリンダ
１１および１１′が強制的に後退させられるた
め、プランジヤ１０および１０′は後退端位置で
停止したままピストン８および８′がクツシヨン
シリンダ１１および１１′内を摺動往復するもの
である。そして、シリンダ室１６および１６′内
の油は、一方の容積が減少する時他方の容積が増
加するようにピストン８および８′が作動するた
め、シリンダ室１６および１６′間を往復するだ
けで外部への流出は無い。このために、主切り換
え弁３３によつてドレンされるシリンダ室１６お
よび１６′を含めた緩衝回路内の油は、初期の降
圧分のみであり、その後のポンプ無負荷運転時に
おいてはドレンされないものである。シリンダ室
１６および１６′が略大気圧に降圧されることに
よつてピストン８および８′がプランジヤ１０お
よび１０′を押圧する力が小さくなり、従つて変
圧室２３および２３′も昇圧されず、低圧力であ
るためパツキン２１および２１′に作用する力も
昇圧時に比べて極めて小さく、その影響は皆無と
言える。もちろんパツキン２１および２１′のみ
ならず、プランジヤ１０および１０′、吐出ヘツ
ド２０および２０′に関しても同様である。

そして、再びノズル３０から流体を噴射させる
には、パイロツト切り換え弁３２に通電してパイ
ロツト方向を切り換えることによつて、停止弁３
１を切り換えて吐出回路２２と流体通路４１を開
通せしめる。と同時に主切り換え弁３３にも通電
してシリンダ室１６および１６′を昇圧して、ノ
ズル３０から流体を噴射せしめるものである。

以上詳細に述べた通り、ノズル等の負荷への流
体供給を停止した場合でもポンプ装置は通常、作
動したままであり、その際に、パツキンその他の
高圧力が作用する部位においては、吸入・吐出行
程において高圧・低圧の繰り返し交番荷重を受け
ることになるため、寿命の低下などの問題があつ
たが、本発明のように構成することによつて、無
負荷による運転が可能となり、疲労による寿命の
低下を大巾に改善することができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る往復動ポンプの原理
図、第２図は本発明の実施例を示す回路図であ
る。 １１……クツシヨンシリンダ、１４……油圧発
生装置、１６……シリンダ室、２２……吐出回
路、３０……ノズル、３１……停止弁、３２……
パイロツト切り換え弁、３５……逆止弁、３６…
…逆止弁、４２……パイロツト通路、４３……パ
イロツト通路、３３……主切り換え弁、３４……
圧力調節弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動軸によつてプランジヤを往復せしめるポ
   ンプであつて、駆動軸とプランジヤとを緩衝力を
   調節可能でかつプランジヤストロークを吸収可能
   な流体圧シリンダで構成された緩衝機構を介して
   連結した圧力・容量可変往復動ポンプにおいて、
   流体圧パイロツトで作動し、吐出口と負荷との間
   の流路を開閉する停止弁と、上記停止弁を制御す
   る電磁パイロツト切り換え弁と、上記停止弁が流
   路を開いているとき上記流体圧シリンダのシリン
   ダ室に流体圧発生装置の流体を供給し、かつ上記
   停止弁が流路を閉じたとき上記シリンダ室をタン
   クに連通させる主電磁切換弁とを備えてなる圧
   力・容量可変往動ポンプにおける制御回路。