(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の流出入口を有する両回転式のものであって、前記一対の流出入口を有するポンプ本体と、タンクと連結させてなる低圧優先シャトル弁とを具備するとともに、前記流出入口から前記低圧優先シャトル弁まで貫通するポンプ内作動液通路を設けているものであって、前記ポンプ本体の流出入口の低圧側をタンクと連通させることが可能であることを特徴とする液圧歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧機器、荷役装置、福祉機器等に好適に使用される液圧歯車ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、両回転式の液圧歯車ポンプは一対の流出入口を有し、ポンプの駆動軸の回転方向によって、相互に吐出及び吸入の作用を行うようにしている。これらを油圧シリンダや油圧モータ等のアクチュエータのポートに接続すると、駆動軸のポンプの回転方向を変えることでアクチュエータの作動方向を変えることができる。
【０００３】
実際にこのような両回転式の歯車ポンプをアクチュエータに接続して用いる場合、一般的な両回転式歯車ポンプを用いた構成では、液圧回路の圧力が上がるとリリーフ弁を作動させて余剰の作動液をタンク等に流し込むようにしているが、リリーフ弁の作動の際に騒音が発生するとともにエネルギーが消費され、特に一般家庭等で使用する場合に極めて不都合である。そこで、低圧優先シャトル弁を用いて回路内の油量が不足した際に自動的に作動油を補充し、リリーフ弁の作動を抑えて低騒音化及び省エネルギー化を図ることが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような低圧優先シャトル弁が十分に作用しないと、回路内の液量が不足した際の作動油の補充が十分行われなくなることから圧力損失が発生し、液圧の不足によるキャビテーションが発生して騒音を引き起こしてしまうとともに効率が低下し、低圧優先シャトル弁を導入して低騒音化及び省エネルギー化を図る意義が損なわれる。さらに、キャビテーションが発生すると歯車ポンプに衝撃が加わり、作動が安定しなくなる。
【０００５】
本発明は以上に述べた課題を解決すべく、低圧優先シャトル弁を十分に作用させるように構成したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明に係る液圧歯車ポンプは、一対の流出入口を有する両回転式のものであって、前記一対の流出入口を有するポンプ本体と、タンクと連結させてなる低圧優先シャトル弁とを具備するとともに、前記流出入口から前記低圧優先シャトル弁まで貫通するポンプ内作動液通路を設けているものであって、前記ポンプ本体の流出入口の低圧側をタンクと連通させることが可能であることを特徴とする。
【０００７】
このようにすれば、低圧優先シャトル弁が歯車ポンプの流出入口に近接しているので、圧力損失を低く抑えることができ、キャビテーションが起こりにくくなる。従って、騒音を低減するとともに、安定した作動をも実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について述べる。
【０００９】
本実施形態に係る液圧歯車ポンプＰは、縦断面図を図１、正面図を図２、背面図を図３に示すように、ポンプ本体１と低圧優先シャトル弁２とを具備し、さらに一対の流出入口１ａ、１ｂを有する。そして、以下に述べるような液圧式福祉用リフターに用いられる。この液圧式福祉用リフターは、回路図を図４に示すように、前記一対の流出入口１ａ、１ｂを、外部作動液通路Ａ、外部作動液通路Ｂを介して、複動式液圧シリンダ３のボア室３１及びロッド室３２に設けた流出入口３ａ、３ｂに接続しており、この間が閉回路となって通常の作動通路となる。通路Ａ、通路Ｂにはそれぞれ安全弁としてリリーフ弁４ａ、４ｂが接続され、リリーフ弁４ａ、４ｂを通った作動液がタンク５に戻される。そして、外部作動液通路Ａ、外部作動液通路Ｂを低圧優先シャトル弁２を介してタンク５に接続している。
【００１０】
前記ポンプ本体１は、一般的な液圧歯車ポンプとして周知のものと同様に構成されており、一対の歯車１４、１５をケーシング１１内に噛合状態で収容したものである。詳述すると、ケーシング１１は、ボディ１２の端面にリヤカバー１３を添接、接合しそれらをボルトＢ１により連結することにより構成されるものである。以下、ボディ１２側からリヤカバー１３側に向かう方向を基準として方向を記述する。
【００１１】
前記ボディ１２には、図１におけるａ−ａ断面図を図５に示すように、眼鏡状のめがね穴１２ａを設け、駆動歯車１４及び従動歯車１５を噛合状態で収容し、これらの歯車１４、１５の側面に可動側板１６を添設して容積空間を閉止している。さらに、図２及び図３に示すように、ボディ１２には、軸受穴１２ａ、１２ｂが設けられ、これらの軸受穴１２ａ、１２ｂに、前記歯車１４、１５を取り付けた回転軸１４１、１５１をブッシュ１７を介して回転可能に軸承させている。一方、図１におけるｂ−ｂ断面図である図６に示すように、リヤカバー１３には、軸受穴１３ａ、１３ｂが設けられ、これらの軸受穴１３ａ、１３ｂに、前記歯車１４、１５を取り付けた回転軸１４１、１５１をブッシュ１８を介して回転可能に軸承させている。さらに、前記可動側板１６は、圧力がバランスするように構成している。さらに、流出入口１ａから前記ボディ１２及びリヤカバー１３を貫通して後端面に達するポンプ内作動液通路１０ａを設けるとともに、流出入口１ｂからも前記ボディ１２及びリヤカバー１３を貫通して後端面に達するポンプ内作動液通路１０ｂを設けている。
【００１２】
そして、一端を外部に延出させてなる駆動歯車１４の回転軸１４１に、図示しないモータ等に接続された図１に示す外部の入力軸６から駆動力を付与することによって、両歯車１４、１５を同期逆回転させ、流出入口１ａから吸入した作動流体を歯車１４、１５の歯間、可動側板１６及びめがね穴１２ａによって閉成される容積空間に閉じ込めて流出入口１ｂにまで導き吐出するというポンプ作用、及び逆方向のポンプ作用を営むようにしている。
【００１３】
このように構成したポンプ本体１の作用を図４を参照して説明する。このポンプ本体１を作動させて液圧シリンダ３を右に押し出す（伸長させる）とき、液圧シリンダ３のロッド室３２内の液は外部作動液通路Ｂを通じてポンプ本体１に回り込み、ここから吐出された作動液が外部作動液通路Ａを通じて液圧シリンダ３のボア室３１に流れ込む。すなわち、ポンプ本体１は、作動液を流出入口１ｂから吸入し、流出入口１ａから吐出するように作用する。しかし、液圧シリンダ３のロッド室３２から流出し外部作動液通路Ｂを通過する作動液は、液圧ポンプ１の吐出側の外部作動液通路Ａを通過する作動液よりも少ないので、このときタンク５から不足分を補う必要がある。逆にポンプ本体１を反転させて液圧シリンダ３を左に引き込む（縮退させる）とき、液圧シリンダ３のボア室３１内の液は通路Ａを通じてポンプ本体１に回り込み、ここから吐出された作動液が通路Ｂを通じて液圧シリンダ３のロッド室３２に流れ込む。しかし、液圧シリンダ３のボア室３１から流出し外部作動液通路Ａを通過する作動液は、液圧ポンプ１の吐出側の外部作動液通路Ｂを通過する作動液よりも多いので、このとき余剰分をタンク５に戻す必要がある。
【００１４】
しかして、本実施形態では、前記ポンプ内作動液通路１０ａ、１０ｂを前記低圧優先シャトル弁２まで貫通させるとともに、前記低圧優先シャトル弁２をタンク５に、タンクポート５ａ、５ｂを介して接続している。そして、前記ポンプ内作動液通路１０ａを前記外部作動液通路Ａと連続させているとともに、前記ポンプ内作動液通路１０ｂを前記外部作動液通路Ｂと連続させている。
【００１５】
具体的には、この低圧優先シャトル弁２は、図１及び図３に示すようにポンプ本体１の後端面に添設、接合し、ボルトＢ２によりポンプ本体１に連結してある。また、図１におけるｃ−ｃ断面図である図７に示すように、ボディ２１と１対のチェック弁機構２２とピン２３とを具備し、左右対称をなしている。なお、図７は背面側から見た図となるので、以下の記述で図７における左右と文中の左右は逆になる。以下、左側の前記チェック弁機構２２はチェック弁機構２２ａ、右側の前記チェック弁機構２２はチェック弁機構２２ｂとする。左側の前記チェック弁機構２２ａは、ボール２４ａと、スリーブ２５ａと、ばね２６ａと、蓋としての機能も有するリテーナ２７ａとを有する。そして、スリーブ２５ａの内部空間２５ａ１が前記ポンプ内作動液通路１０ａに連通している。また、右側の前記チェック弁機構２２ｂも、ボール２４ｂと、スリーブ２５ｂと、ばね２６ｂと、蓋としての機能も有するリテーナ２７ｂとを有し、スリーブ２５ｂの内部空間２５ｂ１が前記ポンプ内作動液通路１０ｂに連通している。すなわち、前記ポンプ内作動液通路１０ａ、１０ｂをスリーブ２５ａ、２５ｂの内部空間２５ａ１、２５ｂ１に連通させることにより、前記ポンプ内作動液通路１０ａ、１０ｂをこの低圧優先シャトル弁２まで貫通させている。
【００１６】
この低圧優先シャトル弁２の作用を図４及び図７を参照して説明する。ポンプ本体１が液圧シリンダ３を右に押し出す（伸長させる）ように作動しだすと、左側のスリーブ２５ａの内部空間２５ａ１に作動液が流れ込み、ボール２４ａが右側に押し出される。ボール２４ａはピン２３とともにボール２４ｂ及びスリーブ２５ｂを押し出す。このとき、ポンプ内作動液通路１０ｂはスリーブ２５ｂの内部空間２５ｂ１を介してタンクポート５ｂと連通される。そして、タンクポート５ｂからは、余剰な作動液があればタンク５に流出し、作動液が不足していればタンク５から吸引する。一方、ボール２４ａがボディ２１に形成されたシート部分２１ａに接触するとスリーブ２５ａの内部空間２５ａ１をタンクポート５ａから確実に遮断し、圧力が上昇して作動液が流出入口１ａから流出する。ポンプ本体１が以上と逆方向に作動しているときは、この低圧優先シャトル弁２も以上と逆方向に作動する。また、ポンプ本体１が停止しているときは、両側の圧力が等しくなるので、スプリング２６ａ、２６ｂの作用によりボール２４ａ、２４ｂ及びスリーブ２５ａ、２５ｂは、最大限左側に移動した位置と最大限右側に移動した位置とのちょうど中間の位置に戻る。
【００１７】
このとき、ポンプ本体１にポンプ内作動液通路１０ａ、１０ｂを低圧優先シャトル弁２まで貫通させてを設けるように液圧歯車ポンプＰを構成しているので、ポンプ本体１の流出入口１ａ、１ｂから低圧優先シャトル弁２にゴムホース等を介して接続する態様に比べてタンク５と流出入口１ａ、１ｂとの間の距離を短くできる。したがって、タンク５からポンプ本体１に作動液を送り込む際に漏れ等を少なくでき、圧力損失を抑えられるので、キャビテーションの発生を抑えることができ、騒音の発生や効率低下を抑えることができるとともに、安定した作動をも実現できる。また、低圧優先シャトル弁２により余剰の作動液をタンク５に排出するようにしているので、リリーフ弁４ａ、４ｂが作動する回数を少なくでき、リリーフ弁４ａ、４ｂの作動に伴う騒音の発生及びエネルギーの消費も防ぐことができる。
【００１８】
さらに、低圧優先シャトル弁２は、ポンプ本体１に連結されて一体のものとして機能するようにしているので、ポンプ本体１の吐出量に応じたチェック弁機構を有するものを選択することができる。従って、ポンプ本体１と低圧優先シャトル弁２とのミスマッチによる不具合を防ぐことができる。さらに、これらポンプ本体１と低圧優先シャトル弁２とを一体の液圧歯車ポンプＰとして構成することから、省スペース化を図ることができ、コストダウンを図ることもできる。
【００１９】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。
【００２０】
例えば、過負荷時やポンプの停止時に負荷をその位置に保持するために、図８に示すように、通路Ａ、通路Ｂにパイロットチェック弁７ａ、７ｂを入れることが有効である。また、同図のように通路Ａ、Ｂ間を高圧優先シャトル弁８で接続すれば、１台のリリーフ弁４で済ませることができる。
【００２１】
さらに、本発明は以上に述べたような液圧式福祉用リフターだけでなく、種々の液圧機器や荷役装置や福祉機器等に用いる液圧歯車ポンプに適用することができ、同様にキャビテーションを起こりにくくして騒音の低下及び省エネルギー化に役立てることができる。
【００２２】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲でさまざまに改変してよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明では、歯車ポンプに低圧優先シャトル弁を具備させ、その吐出入口から前記低圧優先シャトル弁まで貫通するポンプ内作業液通路を設けているので、低圧優先シャトル弁が歯車モータの吐出入口に近接させて、圧力損失を抑えることができ、さらにキャビテーションを起こりにくくすることができる。従って、騒音及び消費エネルギー量を低減するとともに、安定した作動をも実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液圧歯車ポンプを示す縦断面図。
【図２】同実施形態に係る液圧歯車ポンプを示す正面図。
【図３】同実施形態に係る液圧歯車ポンプを示す背面図。
【図４】同実施形態に係る液圧歯車ポンプの使用例を示す回路図。
【図５】図１におけるａ−ａ断面図。
【図６】図１におけるｂ−ｂ断面図。
【図７】図１におけるｃ−ｃ断面図。
【図８】本発明に係る液圧歯車ポンプの別の使用例を示す回路図。
【符号の説明】
Ｐ…液圧歯車ポンプ
１…ポンプ本体
１１…ケーシング
１２…ポンプ本体のボディ
１３…リヤカバー
１４、１５…歯車
１４１、１５１…回転軸
１６…可動側板
１７…ブッシュ
１８…ブッシュ
１ａ、１ｂ…流出入口
１０ａ、１０ｂ…作動液通路
２…低圧優先シャトル弁
２１…低圧優先シャトル弁のボディ
２１ａ、２１ｂ…シート部分
２２ａ、２２ｂ…チェック弁機構
２３…ピン
２４ａ、２４ｂ…ボール
２５ａ、２５ｂ…スリーブ
２５ａ１、２５ｂ１…スリーブの内部空間
２６ａ、２６ｂ…ばね
２７ａ、２７ｂ…リテーナ
３…複動式液圧シリンダ
３１…ボア室
３２…ロッド室
３ａ、３ｂ、３…シリンダ流出入口
４ａ、４ｂ、４…リリーフ弁
５…タンク
５ａ、５ｂ…タンク回路
６…入力軸
７ａ、７ｂ…パイロットチェック弁
８…高圧優先シャトル弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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