JP2009121294A - 往復動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができると共に、それを組み立てるのに適した構造の往復動ポンプを提供する。
【解決手段】各往復動部材６が、並設された複数のシリンダ部４内をそれぞれ往復動することでポンプ作用を行う往復動ポンプ１において、シリンダ部４を内部に形成し独立した耐圧容器として機能するシールケース８と、弁室１１ａ，１２ａを内部に各々形成し独立した耐圧容器として機能する吸入弁１１、吐出弁１２と、を備え、吸入弁１１及び吐出弁１２を、シールケース８に形成された先端８ｃ側の小径部８ａ外面の二平面部８ｂ，８ｂに各々当接し弁室１１ａ，１２ａをシリンダ部４と連通させた状態で、複数のシリンダ部４の並設方向に対して直交する方向から二平面部８ｂ，８ｂを挟むようにして連結することにより、シリンダ間の肉厚を確保しながらシリンダピッチを小さくすると共に、その組立てを容易とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、往復動ポンプに関するものである。

従来、液体を搬送する往復動ポンプとして、複数のポンプ室を有することで流体に高い圧力を付与可能とした往復動ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の往復動ポンプは、３つのポンプ室を有する３連式のプランジャ式ポンプであって、ポンプ室をその内部に画成したスリーブを各連に備えている。このスリーブは、往復動ポンプ本体とは独立した構成として形成されており、その先端側が高圧用の管接手を介して弁体と接続され、他方、その後端側がホルダ部材に螺子込み固定されている。このホルダ部材は、往復動ポンプのクランクケースにボルトによって取り付けられている。
特許第３４２３９１５号公報

しかしながら、上述したような特許文献１記載の往復動ポンプにあっては、シリンダを内部に形成するスリーブの各々が、その外周にオネジを有しホルダ部材にねじ込まれて３連のポンプ室が構成されているため、３連間に耐圧に必要な肉厚に加えて螺子形成肉厚が必要とされ、小型化を図るには不向きである。

本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、小型化を図ることができると共に、それを組み立てるのに適した構造の往復動ポンプを提供することを目的とする。

本発明に係る往復動ポンプ（１）は、各往復動部材（６）が、並設された複数のシリンダ部（４）内をそれぞれ往復動することでポンプ作用を行う往復動ポンプ（１）であって、シリンダ部（４）が内部に形成され、独立した耐圧容器として機能するシールケース（８）と、弁室（１１ａ，１２ａ）が内部に各々形成され、独立した耐圧容器として機能する吸入弁（１１）、吐出弁（１２）と、を備え、吸入弁（１１）及び吐出弁（１２）は、シールケース（８）に形成された先端（８ｃ）側の小径部（８ａ）外面の二平面部（８ｂ，８ｂ）に各々当接し弁室（１１ａ，１２ａ）がシリンダ部（４）と連通する状態で、複数のシリンダ部（４）の並設方向に対して直交する方向から二平面部（８ｂ，８ｂ）を挟むようにして連結されていること、を特徴として構成されている。

本発明に係る往復動ポンプ（１）では、耐圧容器として機能するシールケース（８）及び吸入弁（１１）、吐出弁（１２）が互いに二平面部（８ｂ，８ｂ）を介して当接し、シールケース（８）内のシリンダ部（４）と吸入弁（１１）、吐出弁（１２）内の弁室（１１ａ，１２ａ）とが連通した状態で、シリンダ部（４）の並設方向に対して直交する方向から二平面部（８ｂ，８ｂ）を挟むようにして連結されている。これにより、シリンダ間の肉厚を確保しながらシリンダピッチを従来に比して小さくでき、シリンダ（４）の並設方向に小型化を図ることができると共に、その組立てが容易とされる。

ここで、往復動ポンプ（１）は、シールケース（８）の先端（８ｃ）側の小径部（８ａ）及び弁（１１，１２）を収容する先金具（９）と、シールケース（８）の後端側を収容する元金具（５）と、を備え、シールケース（８）は、先金具（９）と元金具（５）との間に挟み込まれ、元金具（５）は、シリンダ部（４，４）間を除くシールケース（８）の外側の位置に配置されシリンダ部（４）の軸線方向に延びるボルト（１０）により、先金具（９）より後方に連結されていることが好適である。

このように構成することで、シールケース（８）の先端（８ｃ）側の小径部（８ａ）に配置された先金具（９）と、シールケース（８）の後端側に配置された元金具（５）とによって、シールケース（８）が先金具（９）と元金具（５）との間に挟み込まれ、シリンダ部（４，４）間を除くシールケース（８）の外側の位置に配置されシリンダ部（４）の軸線方向に延びるボルト（１０）により先金具（９）より後方に連結される。従って、シリンダ間の肉厚を確保しながらシリンダピッチを従来に比して小さくでき、シリンダ（４）の並設方向に小型化を図ることができると共に、その組立てが容易とされる。

また、弁（１１，１２）は、流路を開閉する弁体（１１ｃ，１２ｃ）と、弁体（１１ｃ，１２ｃ）が離座・着座する弁座（１１ｂ，１２ｂ）と、弁体（１１ｃ，１２ｃ）を着座する方向に付勢する弾性体（１１ｄ，１２ｄ）と、弁体（１１ｃ，１２ｃ）及び弾性体（１１ｄ，１２ｄ）を収容する保持部材（１１ｅ，１２ｅ）と、をユニット化して構成され、先金具（９）は、シールケース（８）の小径部（８ａ）を収容するための挿入口（９ａ）と、二平面部（８ｂ，８ｂ）に直交する方向に貫通すると共に挿入口（９ａ）に連通するように形成された貫通孔（９ｂ）とを有し、ユニット化された弁（１１，１２）が、先金具（９）の貫通孔（９ｂ）に挿入され、先金具（９）内に挿入されたシールケース（８）の二平面部（８ｂ，８ｂ）に各々当接して組み付けられていることが好適である。

これにより、弁（１１，１２）がユニット化され、先金具（９）に形成された挿入口（９ａ）にシールケース（８）の小径部（８ａ）が挿入され、二平面部（８ｂ，８ｂ）に直交する方向に貫通すると共に挿入口（９ａ）と連通するように先金具（９）に形成された貫通孔（９ｂ）に対して、ユニット化した弁（１１，１２）が各々挿入されて組み付ける構成とされる。従って、弁（１１，１２）、シールケース（８）、先金具（９）の組み立てが容易とされる。

本発明によれば、小型化を図ることができると共に、それを組み立てるのに適した構造の往復動ポンプを提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、特に明示する場合を除き、上下方向は説明図面中の方向を示す。

図１は、本発明の実施形態に係る往復動ポンプを示す縦断面図、図２は、図１に示す往復動ポンプの先端の一部断面平面図、図３は、図１に示す往復動ポンプの一部断面正面図である。なお、図１に示す往復動部材６の中心線から上側部分は、往復動部材６が下死点の場合を示し、下側部分は、往復動部材６が上死点の場合を示す。また、図２においては、プランジャ６ａは、図が煩雑になるのを回避するため省略されている。

図１に示すように、往復動ポンプ１は、往復動部材６を紙面垂直方向に３つ備えた３連式の往復動ポンプであって、それぞれの往復動部材６を構成するプランジャ６ａ及びプランジャロッド６ｂが往復動（図１左右方向）することで液体を吸入し排出するポンプ作用を行う往復動ポンプであり、詳しくは後述するが、従来型の一体構造のマニホルドを廃し、ブロック状の各要素を連結して成るものである。

往復動部材６は、円柱型のプランジャ６ａの後端側にプランジャロッド６ｂの先端側が連結されて一体となって往復動するように構成されている。そして、３つの往復動部材６を有する往復動ポンプ１は、図２及び図３に示すように、１つのプランジャ６ａが内部を往復動する円筒形のシールケース８を図１の紙面垂直方向に３つ備えると共に、図１に示すように、それらのシールケース８の後方側に、各プランジャロッド６ｂが内部を往復動する元金具５及びクランクケース２を有している。なお、シールケース８、元金具５、クランクケース２の詳しい連結については後述する。

それぞれのシールケース８の内部には、プランジャ６ａが往復動するシリンダ部４と、このシリンダ部４内の先端側にポンプ室２２とが形成されており、各シールケース８が独立した耐圧容器として機能するように構成されている。そして、各シールケース８の先端８ｃ側の外面には、上下方向に対向する二平面部８ｂを有する小径部８ａがそれぞれ形成されている。また、シールケース８内のそれぞれのシリンダ部４の後端側には、環状体の高圧パッキン７がプランジャ６ａの外周面と液密に摺接するように軸線方向に隣接して複数設けられている。

シールケース８より元金具５を介した後方のクランクケース２の内部には、往復動部材６の駆動源となるクランクシャフト２９が配置されており、このクランクシャフト２９が回転することで、各往復動部材６に対応して設けられたコンロッド２８及びピストンピン２７を介して、各プランジャロッド６ｂ及びプランジャ６ａが一体となって各シリンダ部４内をそれぞれ往復動し、各プランジャ６ａにより各ポンプ室２２を加圧／減圧する構成とされている。

また、クランクケース２内の前部側にはプランジャロッド６ｂが挿通する元金具５が連結される。この元金具５は筒内の軸線方向途中において内側に突出する環状の鍔部５ｂを有し、これより後側に形成された大径の開口５ｃには、シールケース３が収容され、このシールケース３に、環状体の低圧シール２６がプランジャ６ａの外周面に液密に摺接するように設けられると共に、シールケース３の外周面と元金具５の内周面との間にはＯリング２５が設けられ、さらに、低圧シール２６が振動しないようにシールケース３を軸線方向に押えて鍔部５ｂに突き当てる筒状のカラー２３が設けられている。また、元金具５の鍔部５ｂより前側には、大径の開口５ａが開口され、この開口５ａにシールケース８の後端８ｄが挿入され鍔部５ｂに突き当てられている。そして、鍔部５ｂとプランジャ６ａとの間には、隙間１９が設けられ、当該隙間が冷却流路１９とされ、高圧パッキン７と低圧シール２６との間を連通する構成とされ、元金具５の側面に開口されて内部に延びる注入流路１８、冷却流路１９を介して液体が流入することで、往復動するプランジャ６ａ、高圧パッキン７及び低圧シール２６が冷却される構成とされている。

一方、シールケース８の先端８ｃ側には、シールケース８の小径部８ａ及び吸入弁１１，吐出弁１２を収容する先金具９が配設されている。

先金具９は、略箱状に形成され、シールケース８の小径部８ａの横断面と同様の形状を有する挿入口９ａを各シールケース８に対応して３つ有しており、この挿入口９ａに前述したシールケース８の小径部８ａが挿入されている。

また、先金具９は、各シリンダ部４の図１の上下方向に、吸入弁１１，吐出弁１２の横断面と同様の形状の貫通孔９ｂを有しており、この貫通孔９ｂに、吸入弁１１及び吐出弁１２が、シールケース８の小径部８ａを上下方向から挟むようにしてそれぞれ収容され、シールケース８の小径部８ａの二平面部８ｂに各々当接し、吸入弁１１，吐出弁１２の内部に形成された弁室１１ａ，１２ａがシリンダ部４と上下から連通するように構成される。この吸入弁１１は、後述の吸入口２０から各ポンプ室２２への一方向の流れのみを許容する逆止弁として機能し、吐出弁１２は、各ポンプ室２２から後述の吐出口２１への一方向の流れのみを許容する逆止弁として機能する。そして、弁室１１ａ，１２ａが内部に形成された吸入弁１１，吐出弁１２は、独立した耐圧容器として機能するように、以下の部品を有してユニット化されている。すなわち、弁室１１ａ，１２ａを開閉する弁体が真球状の球弁１１ｃ，１２ｃとされ、球弁１１ｃ，１２ｃを弁座１１ｂ，１２ｂに着座する方向に付勢する弾性体であるバネ１１ｄ，１２ｄ、バネ１１ｄ，１２ｄを内部に収容し弁体１１ｃ，１２ｃを案内する弁サック１１ｆ，１２ｆ、弁サック１１ｆ，１２ｆを弁座１１ｂ，１２ｂに押し付けるように付勢する弾性体であるバネ１１ｇ，１２ｇ、及び球弁１１ｃ，１２ｃを収容した保持部材１１ｅ，１２ｅが、Ｏリング３０を介して弁座１１ｂ，１２ｂに螺着により液密に連結され、ユニット化して構成されている。

さらに、先金具９には、吸入弁１１、吐出弁１２及び先金具９を上下方向から挟み込むマニホルド１３，１５が各々配設されている。マニホルド１３には、上下方向に並設された各ポンプ室２２、各弁室１１ａと連通する吸入口２０が水平方向に延びるように形成され、マニホルド１５には、上下方向に並設される各ポンプ室２２、各弁室１２ａと連通する吐出口２１が水平方向に延びるように形成されている。

上記構成により、往復動ポンプ１は、液体が、吸入口２０、弁室１１ａ、ポンプ室２２、弁室１２ａ，吐出口２１の順に図１の下方向から上方向に流通するように構成されている。

そして、このような構成を有する往復動ポンプ１のブロック状の各要素の連結は、以下のように行う。

すなわち、各シールケース８の小径部８ａを先金具９の挿入口９ａに挿入すると共に、各シールケース８の後端８ｄ側を元金具５の開口５ａに挿入し、この状態で、水平方向に延びるボルト１０により先金具９、シールケース８、元金具５を連結する。具体的には、図２に示すように、ボルト１０を、元金具５に形成されシールケース８の軸線方向に延びる貫通孔５ｄに挿入し、先金具９の後部に設けられたメネジ部９ｃに螺合し締結することで、シールケース８を、先金具９と元金具５との間に挟み込んだ状態で連結する。なお、貫通孔５ｄは、各シリンダ部４間を除くシールケース８の外側の位置にシールケース８の軸線方向に沿って複数設けられている。

そして、シールケース８を先金具９と元金具５との間に挟み込んだ状態で、図１に示すように、ユニット化された吸入弁１１、吐出弁１２を先金具９の貫通孔９ｂに各々挿入して各シールケース８の二平面部８ｂに各々当接させ、吸入弁１１，吐出弁１２の弁室１１ａ，１２ａがシリンダ部４と連通する状態とし、この状態で、マニホルド１３を吸入弁１１に当接させ、マニホルド１３と先金具９とをボルト１４により連結すると共に、マニホルド１５を吐出弁１２に当接させ、マニホルド１５と先金具９とをボルト１４により連結する。これにより、先金具９、元金具５、各シールケース８、各吸入弁１１、各吐出弁１２、マニホルド１３，１５が一体的に連結される。なお、シールケース８と吸入弁１１，吐出弁１２との間、及び、吸入弁１１，吐出弁１２とマニホルド１３，１５との間にはＯリング３１が設けられ液密に連結されている。

そして、これらより成る組み立て組を、クランクケース２に装着する。この場合は、クランクケース２に既に組み込まれているプランジャ６ａの破損に注意しながら、元金具５の開口５ｃ側からシールケース８内にプランジャ６ａを挿入し、クランクケース２に埋め込まれ先端側に向かって延在するボルト１６に、ゆるみ止め付きナット１７を先金具９側から螺合することによって、クランクケース２に対して上記組み立て組を連結する。

以上のようにして得られた本実施形態に係る往復動ポンプ１は、耐圧容器として機能するシールケース８及び吸入弁１１、吐出弁１２が互いに二平面部８ｂ，８ｂを介して当接し、シールケース８内のシリンダ部４と吸入弁１１、吐出弁１２内の弁室１１ａ，１２ａとが連通した状態で、シリンダ部４の並設方向に対して直交する方向から二平面部８ｂ，８ｂを挟むようにして連結されているため、シリンダ間の肉厚を確保しながらシリンダピッチを従来に比して小さくでき、シリンダ部４の並設方向に小型化を図ることができると共に、その組立てが上記のように容易とされている。

また、本実施形態に係る往復動ポンプ１は、シールケース８の先端８ｃ側の小径部８ａに配置された先金具９と、シールケース８の後端側に配置された元金具５とによって、シールケース８が先金具９と元金具５との間に挟み込まれ、二平面部８ｂ，８ｂを挟むようにしてシリンダ部４の軸線方向に延びるボルト１０により先金具９より後方に連結されるため、シリンダ間の肉厚を確保しながらシリンダピッチを従来に比して小さくでき、シリンダ部４の並設方向に小型化を図ることができると共に、その組立てが上記のように容易とされている。

さらに、本実施形態に係る往復動ポンプ１は、弁１１，１２がユニット化され、先金具９に形成された挿入口９ａにシールケース８の小径部８ａが挿入され、二平面部８ｂ，８ｂに直交する方向に貫通すると共に挿入口９ａと連通するように先金具９に形成された貫通孔９ｂに対して、ユニット化した弁１１，１２が各々挿入されて組み付ける構成とされるため、弁１１，１２、シールケース８、先金具９の組み立てが容易とされる。

以上、本発明の好適な実施形態について具体的に説明したが、本発明に係る往復動ポンプは、上記実施形態に係る往復動ポンプに限られるものではなく、例えば、２又は４以上のシリンダ部を有する多連式の往復動ポンプであってもよい。

本発明の実施形態に係る往復動ポンプを示す縦断面図である。 図１に示す往復動ポンプの先端の一部断面平面図である。 図１に示す往復動ポンプの一部断面正面図である。

符号の説明

１…往復動ポンプ、２…クランクケース、４…シリンダ部、５…元金具、８…シールケース、８ａ…小径部、８ｂ…二平面部、８ｃ…後端、９…先金具、９ａ…挿入口、９ｂ…貫通孔、１０…ボルト、１１…吸入弁、１１ａ…弁室、１２１…弁座、１１ｃ…弁体、１１ｄ…バネ、１１ｅ…保持部材、１２…吐出弁、１２ａ…弁室、１２ｂ…弁座、１２ｃ…弁体、１２ｄ…バネ、１２ｅ…保持部材。

Claims (3)

1. 各往復動部材（６）が、並設された複数のシリンダ部（４）内をそれぞれ往復動することでポンプ作用を行う往復動ポンプ（１）であって、
   前記シリンダ部（４）が内部に形成され、独立した耐圧容器として機能するシールケース（８）と、
   弁室（１１ａ，１２ａ）が内部に各々形成され、独立した耐圧容器として機能する吸入弁（１１）、吐出弁（１２）と、
   を備え、
   前記吸入弁（１１）及び前記吐出弁（１２）は、前記シールケース（８）に形成された先端（８ｃ）側の小径部（８ａ）外面の二平面部（８ｂ，８ｂ）に各々当接し前記弁室（１１ａ，１２ａ）が前記シリンダ部（４）と連通する状態で、複数のシリンダ部（４）の並設方向に対して直交する方向から前記二平面部（８ｂ，８ｂ）を挟むようにして連結されていること、
   を特徴とする往復動ポンプ（１）。
2. 前記シールケース（８）の先端（８ｃ）側の小径部（８ａ）及び前記弁（１１，１２）を収容する先金具（９）と、
   前記シールケース（８）の後端側を収容する元金具（５）と、
   を備え、
   前記シールケース（８）は、前記先金具（９）と前記元金具（５）との間に挟み込まれ、前記元金具（５）は、前記シリンダ部（４，４）間を除く前記シールケース（８）の外側の位置に配置され前記シリンダ部（４）の軸線方向に延びるボルト（１０）により、前記先金具（９）より後方に連結されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の往復動ポンプ（１）。
3. 前記弁（１１，１２）は、流路を開閉する弁体（１１ｃ，１２ｃ）と、前記弁体（１１ｃ，１２ｃ）が離座・着座する弁座（１１ｂ，１２ｂ）と、前記弁体（１１ｃ，１２ｃ）を着座する方向に付勢する弾性体（１１ｄ，１２ｄ）と、前記弁体（１１ｃ，１２ｃ）及び前記弾性体（１１ｄ，１２ｄ）を収容する保持部材（１１ｅ，１２ｅ）と、をユニット化して構成され、
   前記先金具（９）は、前記シールケース（８）の小径部（８ａ）を収容するための挿入口（９ａ）と、前記二平面部（８ｂ，８ｂ）に直交する方向に貫通すると共に前記挿入口（９ａ）に連通するように形成された貫通孔（９ｂ）とを有し、
   ユニット化された弁（１１，１２）が、前記先金具（９）の貫通孔（９ｂ）に挿入され、前記先金具（９）内に挿入された前記シールケース（８）の前記二平面部（８ｂ，８ｂ）に各々当接して組み付けられていること、
   を特徴とする請求項２に記載の往復動ポンプ（１）。

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