特開 2024-71104 ポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024071104

(43)【公開日】2024-05-24

(54)【発明の名称】ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 1/00 20200101AFI20240517BHJP

【ＦＩ】

F04B1/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022181864

(22)【出願日】2022-11-14

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】近藤 哲弘

(72)【発明者】

【氏名】小寺 裕康

(72)【発明者】

【氏名】片岡 洋佑

【テーマコード（参考）】

3H070

【Ｆターム（参考）】

3H070AA01

3H070BB04

3H070CC33

3H070CC35

3H070CC37

3H070DD68

3H070DD96

(57)【要約】

【課題】機械に搭載された後でもシンボルを容易に読み取ることができるポンプ装置を提供する。
【解決手段】一実施形態に係るポンプ装置１Ａは、ポンプ２およびシンボル７を含む。ポンプ２は、指令電流に応じて一回転あたりの吐出量である吐出容量が変化する少なくとも１つのポンプ機構３と、吸入ポート１１を含む。シンボル７は、ポンプ２における吸入ポート１１が開口する方向とは異なる方向を向く面に表示されている。シンボル７は、少なくとも１つのポンプ機構３の、前記指令電流と前記吐出容量との実際の関係を示す実測データまたは当該実測データの保存先情報を格納する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

指令電流に応じて一回転あたりの吐出量である吐出容量が変化する少なくとも１つのポンプ機構、および吸入ポートを含むポンプと、
前記ポンプにおける前記吸入ポートが開口する方向とは異なる方向を向く面に表示された、前記少なくとも１つのポンプ機構の、前記指令電流と前記吐出容量との実際の関係を示す実測データまたは当該実測データの保存先情報を格納する少なくとも１つのシンボルと、
を備える、ポンプ装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つのポンプ機構は２つのポンプ機構を含み、
前記少なくとも１つのシンボルは、前記２つのポンプ機構と対応する２つのシンボルを含み、各シンボルが、対応するポンプ機構の前記実測データまたは当該実測データの保存先情報を格納する、請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項3】

前記少なくとも１つのポンプ機構は２つのポンプ機構を含み、
前記ポンプは、前記２つのポンプ機構が直列に配列されたタンデムポンプである、請求項１または２に記載のポンプ装置。

【請求項4】

前記少なくとも１つのポンプ機構は２つのポンプ機構を含み、
前記ポンプは、前記２つのポンプ機構が並列に配列されたパラレルポンプである、請求項１または２に記載のポンプ装置。

【請求項5】

前記少なくとも１つのポンプ機構はアキシャルピストン式である、請求項１～４の何れか一項に記載のポンプ装置。

【請求項6】

前記少なくとも１つのポンプ機構は、複数のピストンを摺動可能に保持するシリンダブロックと、前記シリンダブロックを収容する容器状のケーシングを含み、
前記ポンプは、前記ケーシングの開口を閉塞するバルブカバーを含み、前記バルブカバーに前記吸入ポートが設けられている、請求項５に記載のポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、油圧アクチュエータへ作動油を供給するポンプを含むポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

建設機械や産業機械などの機械では、油圧アクチュエータへ作動油を供給するポンプが用いられている。例えば、特許文献１には、２つのポンプ機構を含むポンプが開示されている。各ポンプ機構は、指令電流に応じて一回転あたりの吐出量である吐出容量が変化するように構成されている。ポンプはコントローラにより、液圧アクチュエータの作動速度が速くなるほどポンプ機構の吐出容量が増大するように制御される。

【0003】

具体的に、コントローラには、油圧アクチュエータを作動させるための操作装置の操作量に対応するアクチュエータ操作信号が入力される。操作装置は、当該操作装置の操作量によって油圧アクチュエータの作動速度を決定するためのものである。コントローラからポンプへは、アクチュエータ操作信号に応じた指令電流が出力される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２１０９７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ポンプ機構には、指令電流と吐出容量との関係であるＩ－ｑ特性に個体差によるばらつきがある。特許文献１には、ポンプ機構の実際のＩ－ｑ特性（特許文献１では、「指令電流と吐出流量との関係」と記載されているが、吐出流量を回転数で割れば吐出容量となる）を示す実測データを格納したコードをポンプの表面に表示し、その実測データをコードリーダを使用してポンプ用のコントローラへ入力し、コントローラでＩ－ｑ特性の個体差によるばらつきを電子的にキャリブレーションすることが記載されている。具体的には、コントローラが、操作装置の操作量に対応する設定吐出容量が得られるように、ポンプへ出力する指令電流を調整する。

【0006】

特許文献１に記載されているようなポンプの表面にコードが表示されたポンプ装置では、ポンプ装置が機械に搭載された後でもコードなどのシンボルの読み取りを容易に行いたいという要望がある。

【0007】

そこで、本開示は、機械に搭載された後でもシンボルを容易に読み取ることができるポンプ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示は、指令電流に応じて一回転あたりの吐出量である吐出容量が変化する少なくとも１つのポンプ機構、および吸入ポートを含むポンプと、前記ポンプにおける前記吸入ポートが開口する方向とは異なる方向を向く面に表示された、前記少なくとも１つのポンプ機構の、前記指令電流と前記吐出容量との実際の関係を示す実測データまたは当該実測データの保存先情報を格納する少なくとも１つのシンボルと、を備える、ポンプ装置を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、機械に搭載された後でもシンボルを容易に読み取ることができるポンプ装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１Ａは第１実施形態に係るポンプ装置の斜視図であり、図１Ｂは前記ポンプ装置を反転した状態の斜視図である。

【図2】図２Ａは第１実施形態の変形例のポンプ装置の斜視図であり、図２Ｂは前記ポンプ装置を反転した状態の斜視図である。

【図3】図３Ａは第２実施形態に係るポンプ装置の斜視図であり、図３Ｂは前記ポンプ装置を反転した状態の斜視図である。

【図4】図４Ａは第２実施形態の変形例のポンプ装置の斜視図であり、図４Ｂは前記ポンプ装置を反転した状態の斜視図である。

【図5】図５Ａは第３実施形態に係るポンプ装置の斜視図であり、図５Ｂは前記ポンプ装置を反転した状態の斜視図である。

【図6】図６Ａは第４実施形態の変形例のポンプ装置の斜視図であり、図６Ｂは前記ポンプ装置を反転した状態の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第１実施形態＞
図１Ａおよび図１Ｂに、第１実施形態に係るポンプ装置１Ａを示す。ポンプ装置１Ａは、可変容量型の少なくとも１つのポンプ機構３を含むポンプ２と、ポンプ２に表示された少なくとも１つのシンボル７を含む。

【0012】

ポンプ２は、少なくとも１つのポンプ機構３の他に、当該ポンプ２の正面２１から突出する入力軸６を含む。入力軸６には、エンジンまたは電動モータなどの原動機の出力軸が連結される。一般的に、ポンプ装置１Ａは入力軸９が横向きの状態で機械に搭載される。以下、この状態を「搭載状態」という。

【0013】

搭載状態では、ポンプ２の正面２１が前方を向く。ポンプ２は、正面２１に加えて、搭載状態で後方を向く背面２２と、搭載状態で下方を向く下面２３と、搭載状態で上方を向く上面２４と、搭載状態で左方を向く左側面２５と、搭載状態で右方を向く右側面２６を有する。以下、説明の便宜上、搭載状態の方向を使用して説明する。

【0014】

本実施形態では、ポンプ２が２つのポンプ機構３を含む。また、本実施形態では、ポンプ２が、２つのポンプ機構３が直列に配列されたタンデムポンプである。つまり、ポンプ機構３は入力軸６の軸方向である前後方向に並んでいる。

【0015】

本実施形態では、各ポンプ機構３がアキシャルピストン式の一つである斜板式である。ただし、各ポンプ機構３は別のアキシャルピストン式である斜軸式であってもよい。あるいは、各ポンプ機構３は、ベーン式などの他の形式であってもよい。

【0016】

前側のポンプ機構３は後方に向かって開口するケーシング３０を含み、後ろ側のポンプ機構３は前方に向かって開口するケーシング３０を含む。ポンプ２は、双方のポンプ機構３のケーシング３０の間に配置されて、双方のケーシング３０の開口を閉塞するバルブカバー４１を含む。

【0017】

各ポンプ機構３は、ケーシング３０の他に、入力軸６と同方向に延びる回転軸と、ケーシング３０内に収容されたバルブプレート、シリンダブロックおよび斜板を含む。前側のポンプ機構３の回転軸は入力軸６と一体となっている。バルブカバー４１は中空であり、バルブカバー４１内で、後ろ側のポンプ機構３の回転軸が前側のポンプ機構３の回転軸と連結されている。

【0018】

前側のポンプ機構３のケーシング３０の前面はポンプ２の正面２１を構成し、後ろ側のポンプ機構３のケーシング３０の後面はポンプ２の背面を構成する。また、双方のケーシング３０およびバルブカバー４１の下面がポンプ２の下面２３を構成し、双方のケーシング３０およびバルブカバー４１の上面がポンプ２の上面２４を構成し、双方のケーシング３０およびバルブカバー４１の左側面がポンプ２の左側面２５を構成、双方のケーシング３０およびバルブカバー４１の右側面がポンプ２の右側面２６を構成する。

【0019】

本実施形態では、バルブカバー４１の下面、つまりポンプ２の下面２３に吸入ポート１１が設けられ、バルブカバー４１の左側面、つまりポンプ２の左側面２５に２つの吐出ポート１２が設けられている。

【0020】

前側のポンプ機構３ではバルブプレートがバルブカバー４１の前面に固定され、後ろ側のポンプ機構３ではバルブプレートがバルブカバー４１の後面に固定されている。バルブプレートには、円弧状の吸入穴および吐出穴が形成されている。バルブカバー４１には、吸入ポート１１から双方のポンプ機構３の吸入穴に至る吸入路が形成されているとともに、各ポンプ機構３の吐出穴から対応する吐出ポート１２に至る吐出路が形成されている。

【0021】

シリンダブロックは回転軸に固定されており、バルブプレートと摺動しながら回転軸と共に回転する。シリンダブロックには、バルブプレートの吸入穴または吐出穴と連通する複数のシリンダボアが形成されている。

【0022】

シリンダボアには複数のピストンがそれぞれ挿入されている。つまり、シリンダブロックは複数のピストンを摺動可能に保持する。各ピストンの頭部には、斜板と直接的にまたはシュープレートを介して摺動するシューが取り付けられている。

【0023】

本実施形態では、双方のポンプ機構３のケーシング３０の右側面、つまりポンプ２の右側面２６に、対応するポンプ機構３に対する指令電流Ｉが入力される２つのレギュレータ５が設けられている。各レギュレータ５は、対応するポンプ機構３の一回転あたりの吐出量である吐出容量ｑを指令電流Ｉに応じて変化させる。例えば、レギュレータ５は、ポンプ機構３の斜板と連結されたサーボピストンに作用する油圧を指令電流Ｉに応じて変更するものであってもよいし、斜板と連結された電動アクチュエータであってもよい。

【0024】

さらに、本実施形態では、バルブカバー４１の上面、つまりポンプ２の上面２４に、双方のポンプ機構３の回転軸への動力伝達または回転軸からの動力伝達を可能とする動力取出装置１３が設けられている。ただし、動力取出装置１３は省略可能である。

【0025】

本実施形態では、１つのシンボル７が、後ろ側のポンプ機構３のケーシング３０の上面、つまりポンプ２の上面２４に表示されている。上述したように吸入ポート１１はポンプ２の下面２３に設けられているので、上面２４は吸入ポート１１が開口する方向とは異なる方向を向いている。

【0026】

ポンプ２の上面２４へのシンボル７の表示に関しては、シンボル７が銘板や表示板などのプレートに印刷され、そのプレートがポンプ２の上面２４に取り付けられてもよい。あるいは、シンボル７はポンプ２の上面２４に直接印刷されてもよい。

【0027】

本実施形態では、シンボル７が、２つのポンプ機構３の実際のＩ－ｑ特性を示す実測データを格納する。例えば、シンボル７はマトリクス型の二次元コード（ＱＲコード（登録商標））である。ただし、シンボル７は、ＩＣ（Integrated Circuit）タグやＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグなどのタグであってもよい。

【0028】

ただし、シンボル７の数は必ずしも１つである必要はなく、ポンプ２の上面２４に、２つのポンプ機構３と対応する２つのシンボル７が表示され、各シンボル７が対応するポンプ機構３の実測データを格納してもよい。

【0029】

一般的に、ポンプ装置１Ａは、吸入ポート１１が開口する方向が下向きとなる姿勢で機械に搭載される。このため、本実施形態のように、ポンプ２における吸入ポート１１が開口する方向とは異なる方向を向く上面２４にシンボル７が表示されていれば、ポンプ装置１Ａが機械に搭載された後でもシンボル７を容易に読み取ることができる。そして、シンボル７を読み取ることにより、Ｉ－ｑ特性の個体差によるばらつきを電子的にキャリブレーションすることができる。

【0030】

なお、吐出ポート１２は、図２Ａおよび図２Ｂに示す変形例のポンプ装置１Ｂのように、バルブカバー４１の左側面、つまりポンプ２の左側面２５に設けられてもよい。あるいは、吐出ポート１２は、バルブカバー４１の右側面、つまりポンプ２の右側面２６に設けられてもよい。

【0031】

吐出ポート１２がバルブカバー４１の左側面または右側面に設けられる場合、シンボル７がバルブカバー４１の上面に表示されてもよい。あるいは、シンボル７が表示される面は、必ずしもポンプ２の上面２４である必要はなく、ポンプ２の左側面２５、右側面２６または背面２２であってもよい。例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示す変形例のポンプ装置１Ｂのように、シンボル７はポンプ２の右側面２６に表示されてもよい。

【0032】

＜第２実施形態＞
図３Ａおよび図３Ｂに、第２実施形態に係るポンプ装置１Ｃを示す。なお、本実施形態ならびに後述する第３および第４実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

【0033】

本実施形態では、ポンプ２が、２つのポンプ機構３が並列に配列されたパラレルポンプである。ポンプ機構３は入力軸６の軸方向と直交する左右方向に並んでいる。

【0034】

２つのポンプ機構３は、後方に向かって開口する容器状のケーシング３０を共有している。ポンプ２のバルブカバー４１は、ケーシング３０の後方に位置し、ケーシング３０の開口を閉塞する。さらに、本実施形態では、ポンプ２が、ケーシング３０の前壁との間にギヤ室を形成するギヤカバー４２と、ギヤカバー４２に一体的に設けられた、入力軸６を中心とする円形皿状のフランジ４３を含む。

【0035】

フランジ４３の前面はポンプ２の正面２１を構成し、バルブカバー４１の後面はポンプ２の背面２２を構成する。また、ギヤカバー４２、ケーシング３０およびバルブカバー４１の下面がポンプ２の下面２３を構成し、ギヤカバー４２、ケーシング３０およびバルブカバー４１の上面がポンプ２の上面２４を構成し、ギヤカバー４２、ケーシング３０およびバルブカバー４１の左側面がポンプ２の左側面２５を構成、ギヤカバー４２、ケーシング３０およびバルブカバー４１の右側面がポンプ２の右側面２６を構成する。

【0036】

第１実施形態と同様に、吸入ポート１１はバルブカバー４１の下面、つまりポンプ２の下面２３に設けられている。一方、本実施形態では、２つの吐出ポート１２が、バルブカバー４１の上面、つまりポンプ２の上面２４に設けられている。また、本実施形態では、２つのレギュレータ５がケーシング３０の上面に設けられている。

【0037】

各ポンプ機構３の回転軸は、前後方向に延びてケーシング３０の前壁を貫通する。本実施形態では、右側のポンプ機構３の回転軸が入力軸６と一体となっており、左側のポンプ機構３の回転軸が上述したギヤ室内でギヤを介して右側のポンプ機構３の回転軸と連結されている。

【0038】

本実施形態では、シンボル７がポンプ機構３のケーシング３０の右側面、つまりポンプ２の右側面２６に表示されている。このため、本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0039】

なお、シンボル７はバルブカバー４１の右側面に表示されてもよい。あるいは、シンボル７が表示される面は、必ずしもポンプ２の右側面２６である必要はなく、ポンプ２の左側面２５、上面２４または背面２２であってもよい。

【0040】

例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示す変形例のポンプ装置１Ｄのように、シンボル７は、バルブカバー４１の上面、つまりポンプ２の上面２４に表示されてもよい。図３Ａおよび図３Ｂに示すポンプ装置１Ｃでは２つの吐出ポート１２が互いに隣接していたが、図４Ａおよび図４Ｂに示すポンプ装置１Ｄでは２つの吐出ポート１２が互いに左右方向に離間しており、２つの吐出ポート１２の間にシンボル７が配置されている。

【0041】

＜第３実施形態＞
図４Ａおよび図４Ｂに、第３実施形態に係るポンプ装置１Ｅを示す。本実施形態では、ポンプ２がポンプ機構３を１つだけ含む。

【0042】

つまり、ポンプ機構３のケーシング３０の前面がポンプ２の正面２１を構成し、バルブカバー４１の後面がポンプ２の背面を構成する。また、ケーシング３０およびバルブカバー４１の下面がポンプ２の下面２３を構成し、ケーシング３０およびバルブカバー４１の上面がポンプ２の上面２４を構成し、ケーシング３０およびバルブカバー４１の左側面がポンプ２の左側面２５を構成、ケーシング３０およびバルブカバー４１の右側面がポンプ２の右側面２６を構成する。

【0043】

第１実施形態と同様に、吸入ポート１１はバルブカバー４１の下面、つまりポンプ２の下面２３に設けられている。一方、本実施形態では、吐出ポート１２が、バルブカバー４１の右側面、つまりポンプ２の右側面２６に設けられている。

【0044】

本実施形態では、シンボル７がポンプ機構３のケーシング３０の左側面、つまりポンプ２の左側面２５に表示されている。このため、本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0045】

なお、シンボル７はバルブカバー４１の左側面に表示されてもよい。あるいは、シンボル７が表示される面は、必ずしもポンプ２の左側面２５である必要はなく、ポンプ２の右側面２６、上面２４または背面２２であってもよい。

【0046】

また、吐出ポート１２は、バルブカバー４１の左側面、つまりポンプ２の左側面２５に設けられてもよいし、バルブカバー４１の上面、つまりポンプ２の上面２４に設けられてもよい。
＜第４実施形態＞
図６Ａおよび図６Ｂに、第４実施形態に係るポンプ装置１Ｆを示す。本実施形態のポンプ装置１Ｆが第３実施形態のポンプ装置１Ｅと異なる点は、バルブカバー４１の後面、つまりポンプ２の背面２２に吸入ポート１１が設けられ、バルブカバー４１の下面、つまりポンプ２の下面２３に吐出ポート１２が設けられている点のみである。つまり、本実施形態でも、ポンプ機構３のケーシング３０の左側面、つまりポンプ２の左側面２５にシンボル７が表示されている。

【0047】

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、シンボル７は、バルブカバー４１の左側面に表示されてもよい。また、シンボル７が表示される面は、必ずしもポンプ２の左側面２５である必要はなく、ポンプ２の右側面２６または上面２４であってもよい。

【0048】

＜その他の実施形態＞
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0049】

例えば、シンボル７は、ポンプ機構３の実測データを格納する代わりに、その実測データの保存先情報を格納してもよい。保存先情報は、例えば、保存先であるサーバのＩＰ（Internet Protocol）アドレス、またはそのサーバの特定の階層のＵＲＬ（Uniform Resource Locator）である。この場合、シンボル７は文字列であってもよい。

【0050】

＜まとめ＞
第１の態様として、本開示は、指令電流に応じて一回転あたりの吐出量である吐出容量が変化する少なくとも１つのポンプ機構、および吸入ポートを含むポンプと、前記ポンプにおける前記吸入ポートが開口する方向とは異なる方向を向く面に表示された、前記少なくとも１つのポンプ機構の、前記指令電流と前記吐出容量との実際の関係を示す実測データまたは当該実測データの保存先情報を格納する少なくとも１つのシンボルと、を備える、ポンプ装置を提供する。

【0051】

一般的に、ポンプ装置は、吸入ポートが開口する方向が下向きとなる姿勢で機械に搭載される。このため、上記の構成のように、ポンプにおける吸入ポートが開口する方向とは異なる方向を向く面にシンボルが表示されていれば、ポンプ装置が機械に搭載された後でもシンボルを容易に読み取ることができる。そして、シンボルを読み取ることにより、Ｉ－ｑ特性の個体差によるばらつきを電子的にキャリブレーションすることができる。

【0052】

第２の態様として、第１の態様において、例えば、前記少なくとも１つのポンプ機構は２つのポンプ機構を含み、前記少なくとも１つのシンボルは、前記２つのポンプ機構と対応する２つのシンボルを含み、各シンボルが、対応するポンプ機構の前記実測データまたは当該実測データの保存先情報を格納してもよい。

【0053】

第３の態様として、第２の態様において、例えば、前記少なくとも１つのポンプ機構は２つのポンプ機構を含み、前記ポンプは、前記２つのポンプ機構が直列に配列されたタンデムポンプであってもよい。

【0054】

第４の態様として、第２の態様において、例えば、前記少なくとも１つのポンプ機構は２つのポンプ機構を含み、前記ポンプは、前記２つのポンプ機構が並列に配列されたパラレルポンプであってもよい。

【0055】

第５の態様として、第１乃至第４の態様の何れかにおいて、例えば、前記少なくとも１つのポンプ機構はアキシャルピストン式であってもよい。

【0056】

第６の態様として、第５の態様において、例えば、前記少なくとも１つのポンプ機構は、複数のピストンを摺動可能に保持するシリンダブロックと、前記シリンダブロックを収容する容器状のケーシングを含み、前記ポンプは、前記ケーシングの開口を閉塞するバルブカバーを含み、前記バルブカバーに前記吸入ポートが設けられてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ ポンプ装置
１１ 吸入ポート
１２ 吐出ポート
２ ポンプ
２１ 正面
２２ 背面
２３ 下面
２４ 上面
２５，２６ 側面
３，３Ａ，３Ｂ ポンプ機構
３０ ケーシング
４１ バルブカバー
５ レギュレータ
７ シンボル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】