JPH0281964A - 圧縮空気駆動の油圧ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は圧縮空気駆動の油圧ポンプに関する。

従来の技術 圧縮空気駆動の油圧ポンプは、給気される圧縮空気によ
って前進し、排気と共に主スプリングによって後退する
ピストンの駆動部に、圧縮空気の給排を切換える切換部
材を組合せた圧縮空気駆動部と、ピストンに連動したプ
ランジャが後退するとき油を吸入し、前進するとき加圧
して吐出する油圧発生部とから構成され、圧縮空気駆動
部の切換部材はプランジャが前進してストローク終端に
達すると、給気を排気に切換えてプランジャを後退させ
、プランジャがストローク始端に復帰すると、再び排気
から給気に切換えてプランジャを前進させるごとく給排
の切換えを繰返す。

圧縮空気駆動の油圧ポンプは圧縮空気を駆動源として極
めて容易に油圧を得られることからプレス機械の過負荷
安全装置、締付装置等の油圧源として広く用いられてい
る。

発明が解決しようとする問題点 圧縮空気駆動部の切換部材はプランジャのストローク始
端及び終端で確実に給排を切換えることが要求されるが
、そのため従来は例えば特開昭４８−３３４０４号公報
に開示されているごとく、プランジャと一体的に移動す
るボート開閉の切換弁に空圧制御のスプール形のパイロ
ッド弁を付加した、複雑な機構で高精度加工を必要とす
る切換部材を設けている。

しかしながらこのような空圧制御のパイロッド弁はプラ
ンジャの移動速度が比較的速いときは給排の切換えが安
定しているが、前記のプレス機械の過負荷安全装置のよ
うに長時間高圧状態を保持する用途の場合にはプランジ
ャの移動速度が極めて微速になることがあり、給排の切
換えの瞬間にオールボートブロック又はオーブンの状態
を引起し、駆動停止や圧力降下など油圧ポンプの機能を
低下すると共に圧縮空気源を浪費させる問題点があった
。

問題点を解決するだめの手段 本発明は前記の問題点を簡潔、確実かつ安定した手段で
解決することを目的とする。以下に、本発明の解決手段
を実施例を示す第１図及び第２図に基づいて説明する。

１は、圧縮空気駆動のピストン７に連動するプランジャ
９により油圧を発生する本発明の油圧ポンプである。圧
縮空気駆動部５には圧縮空気室１４に圧縮空気を給送す
る主通路１５と副通路１６を設け、副通路１６を主通路
１５に較べ細径に絞り、前方の圧縮空気室１４と後方の
大気に接続する排気室１９との間を連通ずる案内穴２１
を設け、該案内穴２１に切換弁２４を摺動自在に嵌太し
、該切換弁２４の摺動面には前記の主通路１５を挟み前
後に２個のシール材２２．２３を装着して主通路１５を
開閉自在にし、該切換弁２４の中心に通気用の内穴２５
を設け、該内穴２５の中心にはプランジャ９の後方に延
設されたロッド２６を貫通し、該ロッド２６の後端にス
トッパ２７を固着し、該ロッド２６に副スプリング２８
を介装して切換弁２４を常時ストッパ２７に当接する方
向に付勢し、駆動部本体３に係合装置（ボールピン）３
０を設け、切換弁２４の外周に係合溝（環状ボール溝）
３１を設け、係合装置３０と係合溝３１を係合又は離別
することにより切換弁２４とストッパ２７を離隔又は当
接させ、ストローク始端に戻って切換弁２４をストッパ
２７に当接するとき内穴２５を閉止すると共に主通路１
５の通気を開口し、ストローク終端に前進して切換弁２
４がストッパ２７から離隔するとき主通路１５を閉止す
ると共に内穴２５０通気を開口する構成の切換部材Ｉ８
を設ける。

本発明は前記の構成の圧縮空気駆動部５を具備して、プ
ランジャ９がストローク終端まで前進すると、駆動部本
体３に設けられた係合装置（ボールピン）３０は切換弁
２４の係合溝（環状ボール溝）３１に突入を開始できる
位置にある。係合装置（ボールピン）３０は付勢力によ
り係合溝（環状ボール溝）３１に係合し、カム作用によ
り切換弁２４を付加的に前進させてストッパ２７から離
隔し、圧縮空気室１４を排気に切換えてプランジャ９を
後退に切換える。次にプランジャ９が後退するときその
段部３２を切換弁２４に突当てて、切換弁２４の係合溝
（環状ボール溝）３１を係合装置（ボールピン）３０か
ら離別し、プランジャ９がストローク始端に戻ると開放
された切換弁２４が付勢力により再びストッパ２７に当
接し、圧縮空気室１４を給気に切換えて再びプランジャ
９を前進に切換える。以下同じ給排作用を繰返す。

作　　用 本発明の圧縮空気駆動部５は前記の構成であって、圧縮
空気室１４には常時圧縮空気が給送される。プランジャ
９がストローク終端に達すると（第２図■の状態）、切
換弁２４の前進により主通路１５が閉止され圧縮空気室
１４には細径の副通路１６から送気される。切換弁２４
がストッパ２７から離隔すると（第２図■の状態）、内
穴２５が開口され圧縮空気室１４の圧縮空気は排気室１
９に排気される。副通路１６からの送気は紋られている
ので内穴２５から充分に排気される。またプランジャ９
がストローク始端に戻ると（第２図■の状態）、切換弁
２４の後退復帰により内穴２５が閉止され主通路が開口
されて圧縮空気室１４は給気される。

前記のごとく圧縮空気室１４には副通路１６を介して常
時送気されているから、プランジャ９の前進速度が極め
て微速であっても、ストローク終端で切換弁２４が確実
にストッパ２７から離隔するまでプランジャ９は前進し
加圧する。

実施例 以下図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の圧縮空気駆動の油圧ポンプの断面図、
第２図はストロークの始端及び終端における圧縮空気駆
動部の給排の切換動作を説明するための要部断面図であ
って、■から■まて順番に図示する。なお、図面上の左
方向を前方向として説明する。

１は本発明の圧縮空気駆動の油圧ポンプてあって、ポン
プ本体２の後方に駆動部本体３を固設する。油圧ポンプ
１は油圧発生部４と圧縮空気駆動部５に大別される。６
は圧縮空気駆動部５のシリンダ部であって、シール材１
０を装着したピストン７が摺動自在に嵌入されている。

１１は空気穴。１２はピストン７に並設された補助ピス
トン。８は主スプリングで、補助ピストン１２を介して
ピストン７を常時後方に付勢する。９は油圧発生部４の
プランジャで前進するとき油圧を発生する。プランジャ
９０大径部１３はピストン７と主スプリング８により付
勢された補助ピストン１２との間に挟持され、ピストン
７に連動して前後移動する。１４は圧縮空気駆動部５の
圧縮空気室で、主通路１５と副通路１６を経て人口１７
から圧縮空気が常時給送される。副通路は主通路に較へ
細径に紋られている。

圧縮空気室Ｉ４は切換部材１８により、油圧ポンプ１の
ストローク終端では常時給送される圧縮空気を排気の状
態に切換え、ストローク始端では給気の状態に切換える
。ピストン７は圧縮空気室１４の給気によって前進し、
排気と共に主スプリング８によって後退する。そのとき
ピストン７に連動してプランジャ９も前後移動する。１
９は排気室、２０は空気穴でフィルタが使用され、排気
室１９は大気に接続する。圧縮空気駆動部５の中心に前
方の圧縮空気室１４と後方の排気室１９との間を連通ず
る案内穴２１を設け、該案内穴２１には切換弁２４を摺
動自在に嵌入する。切換弁２４の摺動面には前記の主通
路１５を挟んで前後に、第１シール材２２と第２シール
材２３が装着される。ストローク始端（第２図■の状態
）では第１シール材２２のみが係働して摺動面の漏洩を
防止するが、ストローク終端（第２図■の状態）では第
２シール材２３も係働して摺動面の漏洩を防止する外に
、圧縮空気室１４に対する主通路１５からの圧縮空気の
給送をも閉止する。

切換弁２４の中心には通気用の内穴２５が穿設され、内
穴２５の中心にはプランジャ９の後方に延設されたロッ
ド２６を貫通する。ロッド２６の後端にストッパ２７を
固着し、ロッド２６に副スプリング２８を装設して切換
弁２４を前記のストッパ２７に当接する方向に付勢する
。切換弁２４がストッパ２７に当接すると内穴２５の通
気が閉止され（第２図■の状Ｂ）、ストッパ２７からＭ
Ｒすると内穴２５の通気が開口される（第２図■の状態
）。２９はストッパ２７０当接面に装着された当接材で
、切換弁２４がストッパ２７に当接したとき当接材２９
が気密性を保持する。

３０は駆動部本体３に出没自在に埋設された係合部材の
ボールピンで、２個のボールピン３０が案内穴２１に対
し垂直方向に対向的に設けられる。ボールピン３０は頭
部が半球状、胴体が円柱状で円筒状ケース内に頭部のボ
ール部を突出方向にして摺動自在に嵌入され、常時スプ
リングにより突出方向に付勢され、外側の円筒状ケース
を本体３に螺着する。案内穴２１を摺動する切換弁２４
の外周には、前記のボールピン３０のボール部に係合す
る半円状の環状ボール溝（係合溝）３１を設げる。ただ
し前記の環状ボール溝３１は、給気によりプランジャ９
がストローク終端まで前進し、ストッパ２７に押されて
切換弁２４が前進したときく第２図■の状態）、その半
円状のボール溝３１の前端に付勢されたボールピン３０
のボール部が突入を開始できる関係位置に設けられる。

ボール部３０がボール溝３１の前端から底まで突入して
係合すると（第２図■の状態）、カム作用により切換弁
２４は付加的に前進しストッパ２７との当接から離隔す
る。しかし切換弁２４はスプリング２８によりストッパ
２７に当接する方向に付勢されていて、ボールピン３０
はボール溝３１に係合するとき抗力を受けるから、ボー
ルピン３０には前記の抗力に打勝つ付勢力を必要とする
。また他の実施例として、ボールピン３０に代えて球状
のボールが使用される。

またプランジャ９の大径部１３と後方のロッド２６の中
間に、切換弁２４の内穴２５の内径より若干大きい外径
を有する段部３２が設けられる。プランジャ９が後退す
るとき、前記の段部３２を切換弁２４に突当てて切換弁
２４のボール溝３１をボール部３０との係合から開放さ
せる（第２図■の状態）。

次に油圧発生部４において、中心穴３３にはシリンダ３
４を挟んで吸入部材３５が締着される。シリンダ３４は
前壁に油室が穿設され、内部が油室３６になっている。

後方からプランジャ９が油室３６内に突入して摺動し、
油圧を発生する。吸入部材３５の中心には配管用人口３
７、油路３８及び内穴３９が連通ずる。内穴３９にはチ
エツキ弁４０が摺動自在に嵌入され、油路３８を開閉す
る。チエツキ弁４０には前側の細径部から内部を通り後
方に通路が設けられている。また中心穴３３に直交した
側方穴４１にはカップ４２を挟んで吐出部材４３が締着
される。吐出部材４３の中心には配管用出口４４と段付
穴４５が連通する。

カップ４２の中心には内穴４６と油路４７が穿設される
。内穴４６にはチエツキ弁４８が摺動自在に嵌入され、
油路４７を開閉する。チエツキ弁４８は吸入部材３５に
使用されるものと同じであるが、段付穴４５に装入され
たスプリング４９により油路４７を閉止するように付勢
される。５０は側方穴４１と中心穴３３との間の油室　
で、油路４７に連通する。５１は吸入部材３５の先端に
設けられた油溝で、内穴３９と油室５０とを連通ずる。

油圧発生部木は前記の構成であるからピストン７に連動
したプランジャ９の後退のとき配管用人口３７から油を
油室３６に吸入し、前進のとき油室３６内の油を加圧し
て配管用出口４４から吐出する。

発明の効果 本発明は以下の通り種々の効果を有する。

■　本発明の切換部材は係合装置と係合溝のカム作用に
より、切換弁をストッパから付加的に離隔させて圧縮空
気室を排気に切換え、離脱により当接させて給気に切換
える構成であるから、機構が簡単で複雑な制御を必要と
せず、作動が確実である。

■　小形の切換弁を僅か移動させるだけで給排を切換え
る構成であるから切換時のショックが小さく、円滑かつ
安定して作動する。

■　本発明の切換弁は機械的に作動するから、空圧作動
の切換弁に較べると空圧の変動により不具合を起こす恐
れがなく、安定して作動し、切換時の移動速度が速い。

■　本発明は圧縮空気室に対し主通路と細径に絞った副
通路を設けて圧縮空気を給送し、ストローク終端で排気
に切換えたとき、切換弁が主通路を遮断するから圧縮空
気の浪費を防止する。

また副通路からは常時圧縮空気が給送されるから排気に
切換わりの瞬間まで給気（加圧）状態を維持できる。

■　本発明の切換弁は長時間高圧状態を保持する場合に
プランジャの移動速度が微速になっても、ストローク終
端までは給気（加圧）状態を維持し、ストローク終端で
急速に排気に切換わって、空圧作動の切換弁のように切
換わりの瞬間にオールボートブロック又はオーブンの不
具合を起こす恐れがない。

■　本発明の油圧ポンプは切換部材が急速かつ確実に作
動するから油圧回路の圧力変化に対し高感度に応答でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧縮空気駆動の油圧ポンプの断面図、
第２図はストロークの始端及び終端における圧縮空気駆
動部の給排の切換えを説明するための要部断面図である
。 図中、１は本発明の油圧ポンプ、３は駆動部本体、５は
圧縮空気駆動部、７はピストン、９はプランジャ、１４
は圧縮空気室、１５は主通路、１６は副通路、１８は切
換部材、１９は排気室、２１は案内穴、２２．２３はシ
ール材、２４は切換弁、２５は内穴、２６はロッド、２
７はストッパ、３０は係合装置（ボールピン）、３１は
係合溝（環状ボール溝）　である。 特許出願人　　オートメーションシステム株式会社同　
　　　　上　　　日　高　久　徳 代　理　人　　弁理士　小岩井敏雄 第２図 （１／２） 手続補正書 （方式） ％式％ 事件との関係 住所 名称 ４、代理人 （主　　所

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮空気駆動のピストンに連動するプランジャに
   より油圧を発生する圧縮空気駆動の油圧ポンプにおいて
   、圧縮空気室に圧縮空気を給送する主通路と副通路を設
   け、副通路を主通路に較べ細径に絞り、前方の圧縮空気
   室と後方の排気室の間を連通する案内穴を設け、該案内
   穴に切換弁を摺動自在に嵌入し、該切換弁の摺動面には
   前記の主通路を挟み前後に２個のシール材を装着して主
   通路を開閉自在にし、該切換弁の中心に通気用の内穴を
   設け、該内穴の中心には前記のプランジャの後方に延設
   されたロッドを貫通し、該ロッドの後端にはストッパを
   固着し、該ロッドに副スプリングを介装して切換弁を常
   時ストッパに当接する方向に付勢し、駆動部本体に係合
   装置を設け、切換弁の外周に係合溝を設け、係合装置と
   係合溝を係合又は離別することにより切換弁とストッパ
   を離隔又は当接させ、プランジャがストローク始端に戻
   ると切換弁がストッパに当接し、内穴を閉止すると共に
   主通路を開口し、プランジャがストローク終端に前進す
   ると切換弁がストッパから離隔し、主通路を閉止すると
   共に内穴を開口するごとくした圧縮空気駆動部の構成を
   特徴とする圧縮空気駆動の油圧ポンプ。
2. （２）圧縮空気室に給気されプランジャがストローク終
   端に前進すると、ストッパに当接した切換弁の係合溝に
   係合装置が係合して切換弁を付加的に前進させ、切換弁
   をストッパから離隔し圧縮空気室を排気に切換えてプラ
   ンジャを後退に切換え、プランジャが後退するとき切換
   弁の係合溝を係合装置から離脱し、プランジャがストロ
   ーク始端に戻ると開放された切換弁が付勢力により再び
   ストッパに当接し、圧縮空気室を給気に切換えて再びプ
   ランジャを前進に切換える構成とした切換部材を圧縮空
   気駆動部に設けたことを特徴とする請求項（１）記載の
   圧縮空気駆動の油圧ポンプ。
3. （３）先端のボール部を出没自在にしたボールピンの係
   合装置を駆動部本体の案内穴に対し垂直に埋設し、案内
   穴を摺動する切換弁の外周に前記のボール部に係合する
   環状ボール溝の係合溝を設け、ボールピンを環状ボール
   溝に突入する方向に付勢し、ボールピンを環状ボール溝
   に係合自在とした構成を特徴とする請求項（１）記載の
   圧縮空気駆動の油圧ポンプ。