JP4699624B2

JP4699624B2 - 液圧パワーパッケージ

Info

Publication number: JP4699624B2
Application number: JP2001080112A
Authority: JP
Inventors: 晴彦塩谷; 浩介佐藤
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP2002276559A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動流体圧によりアクチュエータの作動を制御する液圧パワーパッケージの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、作業機械等に用いられる液圧パワーパッケージとして、次のようなものがあった。
【０００３】
▲１▼例えば特開平２−２５５００５号公報に開示されたものは、ギヤポンプとアクチュエータを結ぶ閉回路を構成し、正逆転モータで駆動されるギヤポンプの回転方向（吐出方向）を切換えることによってアクチュエータの作動方向が切換わるようになっている。
【０００４】
▲２▼例えば特開平１１−８２４１１号公報に開示されたものは、ポンプ室内にギヤ１３，１４が互に外接噛み合うように収装されており、その吸込口１５、吐出口１６にそれぞれ連通する横Ｖ字形の圧力逃がし溝２１，２２がそれぞれポンプ室の側壁に形成されている。この圧力逃がし溝２１，２２は各ギヤ１３，１４の噛み合い部に閉じ込められる液体圧力を逃がし、閉じ込み液体の圧縮、膨張による振動、騒音を防止するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼の液圧パワーパッケージに設けられる外接型のギヤポンプは、ポンプ吐出圧の脈動が発生し、その振動が一体化している他の要素機器に伝わり、動作音が大きくなるという問題点がある。
【０００６】
▲２▼のギヤポンプは、ポンプ室の側壁に一対の逃がし溝２１，２２を形成する必要があるため、加工工数が増え、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、液圧パワーパッケージにおいて、ギヤポンプの構造を簡素化して脈動圧を抑えることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、互いに外接噛み合う対のギヤと、各ギヤの回転方向に応じて入口側または出口側となる対のポートと、各ギヤの端面に対峙するポンプ室側壁と、ポンプ室側壁に各ギヤの噛み合い部に対向して円弧歯厚より小さい開口幅の凹部からなる単一の圧力逃がし溝とを備え、圧力逃がし溝によって各ギヤの噛み合い部を迂回して各ポート間を断続的に連通する構成とし、前記圧力逃がし溝は前記各ギヤのピッチ円の交点を中心とした略円形に形成されることを特徴とするものとした。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、圧力逃がし溝を各ギヤの回転中心を結ぶポンプ中心線について対称的に形成したことを特徴とするものとした。
【００１１】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、圧力逃がし溝によって各ギヤの噛み合い部を迂回して各ポート間を断続的に連通することにより、ポンプ吐出圧の脈動を抑えられる。この結果、ポンプの圧力脈動に起因する電動液圧パワーパッケージやこれに駆動される他の要素機器の振動が抑えられ、動作音が低減される。
【００１２】
単一の圧力逃がし溝がポンプ室側壁に形成される構造のため、加工工数が少なくて済み、製品のコストアップを抑えられる。また、圧力逃がし溝はポンプ吐出量が最大値になるときに各ポート間を連通し、ポンプ吐出量が最小値になるときに各ポート間を遮断し、ポンプ吐出圧の脈動を有効に抑えられる。また、圧力逃がし溝の加工が容易になる。
【００１３】
第２の発明によると、圧力逃がし溝を各ギヤの回転中心を結ぶポンプ中心線について対称的に形成したことにより、ポンプの回転方向によらず同一のポンプ吐出圧の脈動低減効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は作業機械等に用いられる電動液圧パワーパッケージの回路構成を示している。これについて説明すると、双方向吐出型のポンプ１と両ロッド型の油圧シリンダ（アクチュエータ）２の各室５，６を結ぶ第一、第二通路７，８によってリザーバタンク３との間で閉回路が構成され、正逆転モータ４で駆動されるポンプ１の回転方向（吐出方向）を切換えることによって油圧シリンダ２の伸縮作動方向が切換わるようになっている。
【００１７】
このパワーパッケージの閉回路はポンプ１のドレン側に連通するドレーン通路３０を備え、このドレーン通路３０にリザーバタンク３が接続される。ドレーン通路３０は第一、第二チェック弁９，１０を介して第一、第二通路７，８に選択的に接続される。第一、第二チェック弁９，１０は互いに連動して開閉作動するもので、一方が閉弁すると他方が開弁するようになっている。パワーパッケージの閉回路から若干の油洩れが生じた場合、リザーバタンク３に貯留された加圧作動油（作動流体）がドレーン通路３０から第一、第二チェック弁９，１０を介して第一、第二通路７，８に補充される。
【００１８】
図２に示すように、ポンプ１を構成するポンプボディ３３には互いに噛み合う対の外接ギヤ３５，３６が介装される。各ギヤ３５，３６には各シャフト３７，３８がそれぞれ固定され、各シャフト３７，３８の両端は各固定ブッシュ３９，４０と各可動ブッシュ４１，４２を介して回転可能に支持される。ドライブ側のギヤ３５に固定されるシャフト３７の図示しない端部がモータ４の出力軸に連結されている。
【００１９】
ポンプボディ３３は互いに噛み合う各ギヤ３５，３６を囲むポンプ室内壁４３を有し、このポンプ室内壁４３は各ギヤ３５，３６の刃先に所定の隙間をもって対峙するように円柱面状に形成される。
【００２０】
図３に示すように、ポンプボディ３３は対のポート５１，５２を有し、各ポート５１，５２は各ギヤ３５，３６の噛み合い部を挟むようにしてポンプ室内壁４３に開口する。各ポート５１，５２は各ギヤ３５，３６の回転方向に応じて入口側または出口側となる。
【００２１】
各ギヤ３５，３６の回転に伴って入口側のポート５１，５２から出口側のポート５１，５２へと向かう歯溝に連通する各高圧室５３，５４と、各可動ブッシュ４１，４２の背後に画成される背圧室４５，４６とを備える。各高圧室５３，５４か背圧導入通路５５，５６を通して各背圧室４５，４６に導かれる圧力により各可動ブッシュ４１，４２は各ギヤ３５，３６の端面に押し付けられる。これにより、ポンプ１の吐出圧を高めても、各ギヤ３５，３６の端面側から洩れる作動油量が抑えられ、ポンプ１の容積効率が維持される。
【００２２】
ポンプ室周壁４３の底部には各ギヤ３５，３６の端面３５ａ，３６ａに摺接するポンプ室側壁４３ａが平面状に形成される。
【００２３】
そして本発明の要旨とするところであるが、ポンプ吐出圧の脈動を低減するため、ポンプ室側壁４３ａに各ギヤ３５，３６の噛み合い部に対向して円弧歯厚ｄより小さい開口幅（開口径）の凹部からなる単一の圧力逃がし溝６０を形成し、この圧力逃がし溝６０によって各ギヤ３５，３６の噛み合い部を迂回して各ポート５１，５２間を断続的に連通する構成とする。
【００２４】
図４に示すように、各ギヤ３５，３６の回転中心を結ぶ直線をポンプ中心線Ｏとすると、圧力逃がし溝６０はポンプ中心線Ｏについて対称的に形成される。
【００２５】
本実施の形態では、圧力逃がし溝６０は各ギヤ３５，３６のピッチ円Ｐ₃₅，Ｐ₃₆の交点Ｃを中心とした略円形に形成される。
【００２６】
各ギヤ３５，３６の歯形が互に接する噛み合い点がピッチ円Ｐ₃₅，Ｐ₃₆の交点Ｃ上にある状態で、ギヤ３５，３６の回転角θ＝０°になるとすると、このとき圧力逃がし溝６０が各ギヤ３５，３６の噛み合い部を迂回して各ポート５１，５２間を連通し、かつ回転角θ＝０°の前後で圧力逃がし溝６０が各ギヤ３５，３６の歯によって閉塞され、各ポート５１，５２間の連通を遮断する構成とする。
【００２７】
各ポート５１，５２間を連通する圧力逃がし溝６０の流路断面積が適正値になるように、圧力逃がし溝６０の開口径および深さは任意に設定される。
【００２８】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用を説明する。
【００２９】
油圧シリンダ２を伸張させる場合、ポンプ１が正回転され、ヘッド側の室５の作動油が第一通路７を通ってポンプ１に吸い込まれ、ポンプ１から吐出する作動油が第二通路８を通ってボトム側の室６へと送られる。一方、油圧シリンダ２を収縮させる場合、ポンプ１が逆回転され、ボトム側の室６の作動油が第二通路８を通ってポンプ１に吸い込まれ、ポンプ１から吐出する作動油が第一通路７を通ってヘッド側の室５へと送られる。
【００３０】
図５はギヤ３５，３６の回転角θに応じてポンプ吐出量Ｑが変化する特性を示しているが、ポンプ吐出量Ｑは各ギヤ３５，３６の歯が順次噛み合う毎に増減する。ポンプ吐出量Ｑはギヤ３５，３６の歯形が互に接する噛み合い点がピッチ円Ｐ₃₅，Ｐ₃₆の交点Ｃ上にある回転角θ＝０°のときに最大となり、その中間で最小となる。
【００３１】
圧力逃がし溝６０は各ギヤ３５，３６のピッチ円Ｐ₃₅，Ｐ₃₆の交点Ｃを中心とした略円形をしているため、回転角θ＝０°のときに各ギヤ３５，３６の噛み合い部を迂回してポート５１，５２間を連通し、回転角θ＝０°の前後でポート５１，５２間の連通を遮断する。これにより、ポンプ吐出量Ｑの最小値を維持しながらポンプ吐出量Ｑの最大値を図中２点鎖線ａの如く低く即ち、ポンプ吐出圧の脈動のピークを抑えられる。この結果、ポンプ１の圧力脈動に起因する電動液圧パワーパッケージやこれに駆動される他の要素機器の振動が抑えられ、動作音が低減される。
【００３２】
圧力逃がし溝６０はポンプ中心線Ｏについて対称的に形成されていため、ポンプ１の回転方向によらず同一のポンプ吐出圧の脈動低減効果が得られる。
【００３３】
単一の圧力逃がし溝６０がポンプ室側壁４３ａに形成される構造のため、圧力逃がし溝６０の加工工数が少なくて済み、製品のコストアップを抑えられる。圧力逃がし溝６０を円形に形成することにより、圧力逃がし溝６０の加工が容易になる。ただし、圧力逃がし溝６０は円形に限らずポンプ中心線Ｏについて対称的な他の形状としてもよい。
【００３４】
本発明は、ポンプに限らず、外接ギヤによって構成される液圧モータに適用することもできる。
【００３５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す液圧パワーパッケージの油圧回路図。
【図２】同じくポンプの断面図。
【図３】同じくポンプの断面図。
【図４】同じくギヤの側面図。
【図５】同じくポンプ吐出量の特性図。
【図６】従来例を示すポンプの断面図。
【符号の説明】
１ポンプ
２シリンダ（アクチュエータ）
４モータ
３５，３６ギヤ
４３ａポンプ室側壁
６０圧力逃がし溝

Claims

互いに外接噛み合う対のギヤと、
各ギヤの回転方向に応じて入口側または出口側となる対のポートと、
各ギヤの端面に対峙するポンプ室側壁と、
ポンプ室側壁に各ギヤの噛み合い部に対向して円弧歯厚より小さい開口幅の凹部からなる単一の圧力逃がし溝とを備え、
圧力逃がし溝によって各ギヤの噛み合い部を迂回して各ポート間を断続的に連通する構成とし、
前記圧力逃がし溝は前記各ギヤのピッチ円の交点を中心とした略円形に形成されることを特徴とする液圧パワーパッケージ。
前記圧力逃がし溝を前記各ギヤの回転中心を結ぶポンプ中心線について対称的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の液圧パワーパッケージ。