図1に示すように、油圧発生装置1は、第1� ��力(低圧)の油圧を発生させる第1の油圧発生� ��段2と、第1圧力よりも高い第2圧力(高圧)の� �圧を発生させる第2の油圧発生手段30とを有� �る。この油圧発生装置1は、油圧アクチュエ� ��タとしての油圧シリンダ100へ油圧発生手段2 で発生させた低圧の油圧を供給後に、油圧発 生手段30で発生させた高圧の油圧を供給する� ��のである。

 最初に、油圧発生手段2について説明する。
 図1に示すように、油圧発生手段2は、加圧� �アを用いて低圧の油圧を発生させるもので� �る。油圧発生手段2は、油を収容した油収容� ��ンク5と、この油収容タンク5内の油に加圧� �アのエア圧を作用させるエア圧作用手段10と を有する。油収容タンク5は、油圧ホース7を� ��して油圧発生手段30の加圧油収容室40に接続 されている。

 エア圧作用手段10は、エア圧供給源11から油 収容タンク5に延びるエア供給路12と、エア供 給路12に介装された方向切換弁15とを有する� �この方向切換弁15は、制御ユニット125により ソレノイド15aを駆動することで切換えられる 。
 図1に示す状態では、油収容タンク5に加圧� �アが供給され、方向切換弁15を切換えること により、油収容タンク5の気相部を大気開放� �態にすることができる。尚、方向切換弁15に は排気時の音を減衰させるサイレンサ17も設� ��られている。

 次に、油圧発生手段30について説明する。
 図2~図10に示すように、油圧発生手段30は、� ��圧発生手段2で発生させた低圧の油圧を加圧 して高圧の油圧を発生させるものである。油 圧発生手段30は、本体ケース31と、この本体� �ース31に立向き姿勢に組み込まれたプランジ ャポンプ50と、従動ローラ61とカム部材63とを 含むカム機構60と、プランジャポンプ50のプ� �ンジャ部材51の為の回転規制機構86と、カム� ��構60を介してプランジャポンプ50を駆動する 減速機付き電動モータ90とを備えている。

 次に、前記本体ケース31について説明する� �
 図1、図5~図9に示すように、本体ケース31は� ��下端ケース32と、プランジャケース35と、円 筒ケース38と、中段ケース42と、上部ケース45 などで構成されている。下端ケース32は複数� ��ボルトによりプランジャケース35に固定さ� �、プランジャケース35と中段ケース42と上部� ��ース45は複数の位置決めピン47や複数のボル トにより固定されている。

 下端ケース32には、プランジャポンプ50の 吐出口33と油路34が形成され、油路34には余分 の油圧を貯留するアキュムレータ59が接続さ� ��ている。プランジャケース35には、鉛直向� �のロッド孔36と、このロッド孔36の下端に連� ��るプランジャ孔37とが同心状に且つ連通状� �形成されている。吐出口33は、油圧ホース107 を介して後述する油圧シリンダ100の往動室104 に連通されている。

 プランジャ孔37の下端が吐出口33に連通し ている。プランジャケース35の下部には円筒� ��ース38が外嵌され、プランジャケース35と円 筒ケース38とで、プランジャポンプ50の外周� �部分に加圧油を貯留する加圧油収容室40が形 成されている。この加圧油収容室40には、油� ��発生手段2で発生された低圧の油圧が供給さ れる。環状の加圧油収容室40は、3つのシール 部材40aによりシールされている。中段ケース 42は環状板部42aと筒部42bとを有し、中段ケー� ��42はプランジャケース35と上部ケース45の間� ��挟み込んだ状態に装着されている。筒部42b� ��外周部にはシール部材42cが装着されている� ��

 次に、プランジャポンプ50について説明す� �。
 このプランジャポンプ50は、ロッド孔36及び プランジャ孔37と、ロッド孔36及びプランジ� �孔37に可動に装着されたプランジャ部材51と� ��このプランジャ部材51の下端部分に形成さ� �たプランジャ孔37に挿入されるプランジャ52� ��、プランジャ部材51の上部にプランジャ52と 一体形成されたロッド部53を備えている。前� ��プランジャ孔37はプランジャポンプ50の下端 部分に形成されている。

 プランジャ部材51は、減速機付き電動モ� �タ90によりカム機構60を介して昇降駆動され� ��プランジャ52がプランジャ孔37に進退駆動さ れて低圧の油圧を加圧し、高圧の油圧を吐出 口33から吐出する。ロッド孔36の下端部は環� �凹部55aと穴55bを介して加圧油収容室40に連通 されている。

 プランジャ52の下端部の外周には下方程� �径化するテーパ部52aが形成されている。プ� �ンジャ孔37の上端部にも上方に向かって大径 化するテーパ面37aが形成されている。プラン ジャ部材51が上死点のとき、テーパ部52aの外� ��側にプランジャ孔37と加圧油収容室40を連通 すると共に、プランジャ部材51が上死点から� ��定ストローク下降したときに遮断される連� ��路56が形成されている。連通路56を通って油 の内部に発生した気泡が加圧油収容室40へ浮� ��し、加圧油収容室40からプランジャ孔37へ油 が補充される。

 プランジャ52には下端開放状の凹入穴52b� �形成され、この凹入穴52bとプランジャ孔37に プランジャ部材51を上方へ弾性付勢する圧縮� ��イルスプリング57が装着されている。テー� �面37aより下側においてプランジャ孔37にはシ ール部材37bが装着されている。ロッド孔36の� ��部にはウェアリング36aと、2段のシール部材 36b,36cが装着されている。

 次に、カム機構60について説明する。
 図5~図10に示すように、カム機構60は、プラ� ��ジャ部材51の上端部に水平な支持ピン62にて 回転自在に装着された従動ローラ61と、この� ��動ローラ61の外周面の上端に当接する外周� �ム面64を有するカム部材63と、カム部材63に� �通固定された支持軸71とを備えている。カム 部材63は、減速機付き電動モータ90によって� �持軸71を回転駆動することにより回転駆動さ れる。

 従動ローラ61は、プランジャ部材51のロッ ド部53の上端の規制穴53aから上方へ突出し、� ��制穴53aにより位置規制されている。カム部� ��63を支持する支持軸71は減速機付き電動モー タ90の出力軸である。減速機付き電動モータ9 0は、減速機ケースの嵌合部91aを上部ケース45 の嵌合穴45aにリング91bを介して嵌合すること で、上部ケース45に固定されている。

 支持軸71の基端部と先端部は、ベアリン� �72により上部ケース45に支持されている。カ� ��部材63はキーにより支持軸71に対して回転拘 束され、環状のスペーサ74a,74bにより軸方向� �位置が規制されている。スペーサ74aはベア� �ング72により位置規制され、ベアリング72は� ��鎖部材76により位置規制されている。封鎖� �材76の嵌合筒部76aが上部ケース45の穴45bに嵌� ��され、シール部材76bでシールされている。� ��持軸71と嵌合筒部76aの間にはオイルシール77 が装着されている。

 封鎖部材76よりも外側において、支持軸71の 外側の先端部には回転位相を検出する為のデ ィスク部材79が装着され、このディスク部材7 9の4つの回転位相を検出する為の2つの近接ス イッチ81が上部ケース45に設けられている。� �れら近接スイッチ81の検出信号は制御ユニッ ト125に供給される。
 図10に示すカム部材63において、点Aに従動� �ーラ61が当接するときプランジャ部材51が上� ��点(上限位置)になり、点Bに従動ローラ61が� �接するときプランジャ部材51が下死点(下限� �置)になる。

 ディスク部材79と2つの近接スイッチ81に� �り、プランジャ部材51の上死点に対応する点 Aと、下死点に対応する点Bと、上死点の手前� ��第1点C(点Aからカム部材63の回転方向へ例え� ��10°の位置)と、下死点の手前の第2点D(点Bか� ��カム部材63の回転方向へ例えば10°の位置)と を検出する。後述するように、カム部材63を� ��死点に停止させる際には、カム部材63の第1� ��Cが従動ローラ61に当接した時に、電動モー� ��90をオフにする。カム部材63を下死点に停止 させる際には、カム部材63の第2点Dが従動ロ� �ラ61に当接した時に、電動モータ90をオフに� ��る。

 ディスク部材79の外側を塞ぐカバー部材83 が設けられ、カバー部材83は複数のボルトで� ��部ケース45に固定されている。上部ケース45 内のカム機構60が収容されたカム収容室85は� �減速機付き電動モータ90の減速機ケース91内� ��ギヤ収容室と連通しており、カム収容室85� �ギヤ収容室は潤滑油で満たされている。プ� �ンジャ部材51のロッド部53の外周面も、上記� ��潤滑油で潤滑される。尚、プランジャケー� ��35には上記の潤滑油の一部を排出する潤滑� �逃し路35aが形成されている。

 図10に示すように、カム部材63の外周カム 面64のうちプランジャ部材51が上死点に達し� �時に従動ローラ61に係合する部分には、従動 ローラ61の上端部が係合する第1凹部65が形成� ��れている。また、カム部材63の外周カム面64 のうちプランジャ部材51が下死点に達した時� ��従動ローラ61に係合する部分には従動ロー� �61の上端部が係合する第2凹部66が形成されて いる。

 第1凹部65は、カム部材63の中心点に向け� �部分円弧状に凹設され、第2凹部66は、カム� �材63の中心点に向けて部分円弧状に凹設され ている。カム部材63の外周カム面64のうち、� �Aの両側部分は全体として平坦な形状である� ��、第1凹部65における点Aの位置でカム部材63� ��軸心Pからの半径が最小になる。カム部材63� ��外周カム面64のうち、点Bの両側部分は全体� ��して湾曲形状であるが、点Bの付近において 第2凹部66の点Bの位置でカム部材63の軸心Pか� �の半径が最小になる。

 プランジャ部材51を上方へ付勢するスプ� �ング57は強い弾性力を発揮するスプリング57� ��あるので、点Cが従動ローラ61に接する時に� ��動モータ90をオフにすると、プランジャ部� �51が上死点になる点Aの位置でカム部材63の回 転が停止する。同様、点Dが従動ローラ61に接 する時に電動モータ90をオフにすると、プラ� ��ジャ部材51が下死点になる点Bの位置でカム� ��材63の回転が停止する。

 カム部材63の外周カム面64のうちの、カム 部材63の回転方向(図10の矢印方向)と反対向き に第1凹部65から第2凹部66に至る油圧生成用カ ム面部分67は、カム部材63の回転方向と反対� �きに第2凹部66から第1凹部65に至る復帰用カ� �面部分68よりも長く形成されている。つまり 、プランジャ部材51が上死点から下死点に移� ��する下降時間は、下死点から上死点に移動� ��る上昇時間よりも長くなるようにカム部材6 3が形成されている。

 本実施例の場合、油圧生成用カム面部分6 7は軸心Pに対して約210度の周方向範囲に形成� ��れ、復帰用カム面部分68は軸心Pに対して約1 50度の周方向範囲に形成されている。この油� ��生成用カム面部分67を周方向へ長く形成す� �ため、油圧生成用カム面部分67の半径増加勾 配を小さくして電動モータ90の小型化を図る� ��とができる。

 次に、プランジャ部材51がその鉛直軸心� �りに回転しないように規制する回転規制機� �86について説明する。図5~図9に示すように、 従動ローラ61の外周面61aは円筒面であり、カ� ��部材63の外周カム面64は従動ローラ61の外周� ��61aに接触するように形成される関係上、支� ��ピン62の軸心62aと支持軸71の軸心71aとが常時 平行になっていることが望ましい。そこで、 プランジャ部材51の上端部には、支持ピン62� �両端部を支持するピン支持部53bが形成され� �このピン支持部53bの幅(支持ピン62と直交方� �の幅)がプランジャ部材51の上端部の直径の� �半分の幅に形成されている。

 中段ケース42の筒部42bには平面視にて十� �字形状の十文字穴87が形成され、この十文字 穴87の鉛直な4つの壁面には、ピン支持部53bに 面接触してプランジャ部材51が回転しないよ� ��に規制する回転規制面88が形成されている� �プランジャ部材51が下限位置になった状態で も、回転規制面88により回転規制される。こ� ��十文字穴87と回転規制面88が回転規制機構86� ��相当する。

 次に、減速機付き電動モータ90について説� �する。
 図1~図5に示すように、減速機付き電動モー� ��90は、上部ケース45に固定的に設けられた減 速機92と、この減速機の入力軸に回転駆動力� ��入力する電動モータ93とを有する。電動モ� �タ93は、同容量の連続定格モータに比較して 高トルクを発揮する短時間定格高トルクモー タである。例えば、電動モータ93は、0.4kW、20 0V、50/60Hz、1500/1800rpm、定格20秒、4極の三相誘 導電動機である。

 上部ケース45の上端部分に、平面視にて� �定の大きさの油補給用凹部95が形成されてい る。油補給用凹部95を塞ぐ蓋部材96には、油� �給口97と、この油補給口97を開閉可能なキャ� ��プ98が設けられている。この油補給用凹部95 は、シール部材により油密に保持されている 。上部ケース45と中段ケース42とプランジャ� �ース35に、油補給用凹部95と加圧油収容室40� �上端を連通する2つの流体通路99a,99bが形成さ れている。加圧油収容室40に低圧の油圧が発� ��した状態では、流体通路99a,99bを介して油補 給用凹部95にも低圧の油が充填された状態に� ��る。

 油圧発生手段2が加圧油収容室40に油を充� ��する際には、一方の流体通路99aを通って油� ��油収容室40へ流れ落ち、他方の流体通路99b� �通って空気が油補給用凹部95へ流れる。その ため、迅速に油を補給することができる。

 次に、油圧シリンダ100について説明する。
 図1に示すように、複動型の油圧シリンダ100 は、シリンダ本体101と、ピストン部材102と、 往動室104及び復動室105とを備えている。この 油圧シリンダ100は、工作機械や建設機械やそ の他の種々の機械装置に組み込まれて使用さ れるものである。往動室104は、油圧ホース107 を介してプランジャポンプ50のプランジャ孔3 7と連通されている。復動室105はエア圧作用� �段110に接続されている。

 エア圧作用手段110は、エア圧供給源111と� ��エア供給路112と、エア供給路112に介装され� ��方向切換弁115とを有する。方向切換弁115に� ��、排気音を減衰させるサイレンサ117も設け� ��れている。ピストン部材102を往動させる際� ��は、方向切換弁115が図示の位置となり、ピ� ��トン部材102を復帰させる際にはソレノイド1 15aを駆動して方向切換弁115が切換えられる。

 油圧シリンダ100の往動室104には、その油� ��が所定の高圧になったことを検出する圧力� ��イッチ121が接続され、圧力スイッチ121の検� ��信号が制御ユニット125に供給される。油圧� ��リンダ100の各作動サイクル毎の作動進捗状� ��を検知するための近接スイッチ123が設けら� ��ている。この近接スイッチ123はピストン部� ��102がフルストロークの約90%進出移動したこ� ��を検出してその検出信号を制御ユニット125� ��供給する。制御ユニット125は、近接スイッ� ��123の検出信号に基づいて油圧発生手段30の� �動モータ90を1サイクル分作動させる。

 次に、油圧発生装置1の作用、効果について 説明する。
 先ず、油圧発生手段2のエア圧作用手段10の� ��向切換弁15を図1に図示の位置に切換えて、� ��収容タンク5に加圧エアを導入し、油収容タ ンク5内の油を加圧して低圧の油圧を発生さ� �る。こうして発生した低圧の油圧は油圧ホ� �ス7を介して油圧発生手段30の加圧油収容室40 内に供給される。

 最初プランジャポンプ50は上死点位置に� �止しており、連通路56が連通状態になってい るため、加圧油収容室40内に供給された低圧� ��油圧が連通路56を介して吐出口33から吐出さ れ、油圧ホース107を介して油圧シリンダ100の 往動室104に供給され、油圧シリンダ100を作動 させ、ピストン部材102が進出移動し、ピスト ン部材102の所定位置への移動が近接スイッチ 123により検出されると、制御ユニット125は電 動モータ90を1サイクル分作動させる。

 電動モータ90が作動すると、カム部材63が 回転駆動され、従動ローラ61を介してプラン� ��ャ部材51が下降駆動される。このプランジ� �部材51が所定ストローク下降すると、連通路 56が遮断され、さらにプランジャ部材51が下� �すると、プランジャ孔37内の低圧の油圧が加 圧されて高圧の油圧が発生し、吐出口33と油� ��ホース107を介して往動室104に高圧の油圧が� ��給され、ピストン部材102がフルストローク� ��動した状態になる。

 プランジャ部材51が下死点に達する直前� �、ディスク部材79と近接スイッチ81により下� ��点の手前のカム部材63の第2点Dが検出される と、制御ユニット125により電動モータ90はオ� ��され、従動ローラ61がカム部材63の第2凹部66 に係合し、プランジャ部材51が下死点に位置� ��た状態で停止する。これにより、油圧発生� ��段30を停止状態にしたまま、油圧シリンダ10 0内に高圧の油圧を保持した状態にすること� �できる。尚、プランジャ部材51連通路56を閉� ��た時点以降の適当なタイミングにおいて方� ��切換弁15を排出位置に切換えるものとする� �

 油圧シリンダ100のピストン部材102を復帰� ��動させる場合は、先ず、油圧発生手段30の� �動モータ90を駆動してプランジャ部材51を上� ��させて連通路56を開放し、プランジャ部材51 を上死点に停止させる。これと並行して、方 向切換弁115を供給位置に切換え、油圧シリン ダ100の復動室105に加圧エアを供給し、ピスト ン部材102を退入移動させることで、往動室104 内の油を加圧油収容室40と油収容タンク5に戻 すことができる。

 このように、この油圧発生装置1は、油圧 発生手段2により第1圧力の油圧を発生させて� ��圧シリンダ100に供給し、その後、油圧発生� ��段30により第1圧力よりも高い第2圧力の油圧 を発生させて油圧シリンダ100に供給する。そ のため、油圧発生手段30の吐出量が小さくて� ��、油圧発生手段2により発生させた多量の油 圧シリンダ100に供給し、油圧シリンダ100の作 動の最終段階において、油圧発生手段30から� ��圧の油圧を油圧シリンダ100に供給すること� ��できる。

 しかも、油圧発生手段2により発生させた低 圧の油を油圧発生手段30で加圧するように構� ��したため、油圧発生手段30の負荷を軽減し� �油圧発生手段30を小型化することができる。 また、油圧発生手段30の電動モータ90を停止� �せることで、プランジャ部材51を下死点に停 止させて、油圧シリンダ100に高圧の油圧を保 持するため、油圧発生手段30の電力消費量を� ��減することができ、油圧回路の構成も簡単� ��なる。
 カム機構60によりプランジャポンプ50を駆動 させるので、カム部材63の形状を変更するだ� ��で吐出特性(吐出圧・吐出量)を自由に設定� �ることができる。

 カム部材63の外周カム面64に形成した第1� �部65を従動ローラ61に係合させることで、プ� ��ンジャポンプ50のプランジャ部材51が上死点 に達した時にカム部材63を精度よく停止させ� ��ことができる。また、カム部材63の外周カ� �面64に形成した第2凹部66を従動ローラ61に係� ��させることで、プランジャポンプ50のプラ� �ジャ部材51が下死点に達した時にカム部材63� ��精度よく停止させることができる。従って� ��ブレーキ機構やサーボ機構のない電動モー� ��を採用することが可能となるため、製作コ� ��トを節減できる。しかも、自動工具交換の� ��速化を図ることも可能になる。

 電動モータ90は、短時間定格高トルクモ� �タであるため、連続定格モータに比較して� �型のモータで済み、製作コストも安価にな� �。しかも、カム部材63の回転方向と反対向き に第1凹部65から第2凹部66に至る油圧生成用カ ム面部分67は、第2凹部66から第1凹部65に至る� ��帰用カム面部分68よりも長く形成されたた� �、油圧生成用カム面部分67の半径増加勾配を 小さくして電動モータ93の小型化を図ること� ��できる。

 プランジャ部材51がその鉛直軸心回りに回� �しないように規制する回転規制機構86を設け たため、従動ローラ61とカム部材63との軸心� �平行に保ち、線接触状態を維持できるため� �耐久性を確保することができる。
 プランジャポンプ50の下部の外周側部分に� �応する部分には、プランジャポンプ50に供給 する為の油を収容する加圧油収容室40が形成� ��れたため、プランジャポンプ50へ油を供給� �る構造が簡単化する。

 プランジャ52には下端開放状の凹入穴52b� �形成され、この凹入穴52bとプランジャ孔37に プランジャ部材51を上方へ弾性付勢する圧縮� ��イルスプリング57が装着されたため、プラ� �ジャ部材51の構造が複雑化することがない。

 プランジャ孔37から油圧を吐出する吐出� �33に接続されたアキュムレータ59を設けたた� ��、油圧シリンダ100に充填されずに余る余分� ��油圧をアキュムレータ59に吸収させること� �でき、また、プランジャ部材51が上昇する際 に、アキュムレータ59に吸収させた油圧をプ� ��ンジャ孔37に回収することができる。

 前記実施例1の油圧発生手段2に代えて油圧� �生手段2Aを採用した油圧発生装置について図 面に基づいて説明する。
 図11に示すように、油圧発生手段2Aは、低圧 の油圧を発生させるものである。この油圧発 生手段2Aは、油圧ポンプ131と、この油圧ポン� ��131を駆動する電動モータ132と、方向切換弁1 35とを有している。

 油圧シリンダ100に油圧を供給する場合、� ��動モータ132により駆動された油圧ポンプ131� ��、油タンク133から油を吸い上げて加圧し、� ��圧の油圧を油圧ホース7を介して供給する。 油圧シリンダ100から油を排出する場合は、制 御ユニット125によりソレノイド135aを駆動す� �ことによって方向切換弁135を切換えて、油� �油タンク133に戻すことができる。尚、その� �の構成、作用及び効果は前記実施例1と同様� ��ある。

 次に、前記実施例を部分的に変更する例に� ��いて説明する。
 1]前記油圧シリンダ100のピストン部材102を� �入させる為に、エア圧作用手段110の代わり� �復動室105にバネ部材を設け、このバネ部材� �付勢力により退入させるようにしても良い� �
 2]前記減速機付き電動モータ90の代わりに、 減速機付き且つブレーキ付きの電動モータを 採用してもよく、電動モータとしては連続定 格の電動モータを採用してもよい。

 3]前記第1,第2凹部65,66の形状は、図示のもの に限定されず、従動ローラ61の頂部と係合可� ��な種々の形状の凹部であってもよい。
 4]その他、当業者ならば本発明の趣旨を逸� �しない範囲で前記実施例に種々の変更を付� �した形態で実施可能である。