JP2015068261A - 液体吐出ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダにピストンを挿通する挿通口から液体が漏れない液体吐出ポンプを提供する。
【解決手段】 本発明に液体吐出ポンプ１は、液体貯蔵容器２から注入された液体を吐出する液体吐出ポンプ１であって、軸が鉛直方向を向くように配置されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に上下動可能に挿入されるピストン２０とを備え、シリンダ１０は、側面１０ａに液体貯蔵容器２からの液体が導入される注入口１１を有すると共に、上端１０ｃにピストン２０を挿通する挿通口１３を有し、挿通口１３は、液体貯蔵容器２内の液体の最高水位よりも上方に位置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体吐出ポンプに関するものである。

従来から、液体を吐出するための液体吐出ポンプとして、シリンダ内に液体を入れ、ピストンによってその液体を吐出させる液体吐出ポンプが知られている（例えば、特許文献１）。このような液体吐出ポンプは、一般的に、一端に液体を導出する吐出口を有すると共に、他端側側面に液体を導入する注入口を有するシリンダが、軸が床面に対して水平になるように設置されており、シリンダの他端からピストンが挿入されている。

特開２０１１−７４７６４号公報

しかしながら、従来の液体吐出ポンプでは、シリンダの軸が水平方向を向いていることで、シリンダ内に注入された液体が、シリンダにピストンを挿通するための挿通口に向かっても流れるため、挿通口をパッキン等で密封していても、パッキン等の摩耗や劣化によって、挿通口から液体が漏れるという問題が生じていた。

また、このような液体吐出ポンプを、シリンダの吐出口が下向きになるように立てて使用することも考えられてきた。しかしながら、通常、注入口には、シリンダに注入する液体を貯蔵する液体貯蔵容器の下部が連接されるため、挿通口が注入口の近くに設けられている一般的なポンプでは、液体貯蔵容器の液面よりも挿通口の位置が下側となる。その結果、シリンダ内に注入された液体は、挿通口まで達し、依然として挿通口から液体が漏れるという問題が生じていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、シリンダにピストンを挿通する挿通口から液体が漏れない液体吐出ポンプを提供する。

本発明に係る液体吐出ポンプは、液体貯蔵容器から注入された液体を吐出する液体吐出ポンプであって、軸が鉛直方向を向くように配置されるシリンダと、前記シリンダ内に上下動可能に挿入されるピストンとを備え、前記シリンダは、側面に前記液体貯蔵容器からの液体が導入される注入口を有すると共に、上端に前記ピストンを挿通する挿通口を有し、前記挿通口は、前記液体貯蔵容器内の液体の最高水位よりも上方に位置される。

本発明の液体吐出ポンプは、シリンダ内にピストンを挿入するための挿通口が液体貯蔵容器内の液体の最高水位よりも上方に位置している。そのため、シリンダ内に導入された液体は、挿通口まで達せず、挿通口から液体が漏れることを防止することができる。

上記液体吐出ポンプにおいて、挿通口は、ピストンの移動距離だけ液体貯蔵容器内の液体の最高水位より上方に位置されることができる。このような構成とすることで、ピストンを引き上げた際にピストンに付着した液体が挿通口に達することも防止することができ、より確実に挿通口から液体が漏れることを防止することができる。

上記液体吐出ポンプにおいて、シリンダは、注入口より上方の側面に空気流通口を有しており、空気流通口が、液体貯蔵容器と連通することができる。このような構成とすることで、液体貯蔵容器全体を真空脱泡した場合であっても、空気流通口を介してシリンダと液体貯蔵容器との間で空気が流通することでシリンダの上部に空気を確保することができる。その結果、シリンダ内に注入された液体が、液体貯蔵容器の液体の最高水位に相当する高さ位置を超えて上昇することなく、より確実に液体が漏れることを防止することができる。

本発明の液体吐出ポンプによると、シリンダにピストンを挿通する挿通口から液体が漏れることを防止することができる。

本発明に係る液体吐出ポンプの一実施形態を示す部分断面正面図である。 図１の液体吐出ポンプの口径調節管を変更した実施形態を示す液体吐出ポンプの下部を拡大した部分断面正面図である。 図１の液体吐出ポンプの口径調節管を変更した実施形態を示す液体吐出ポンプの下部を拡大した部分断面正面図である。 図１の液体吐出ポンプの口径調節管を変更した実施形態を示す液体吐出ポンプの下部を拡大した部分断面正面図である。

以下、本発明に係る液体吐出ポンプ１の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ポンプ１は、並設される液体貯蔵容器２から注入された液体を吐出するものである。

図１に示すように、本発明に係る液体吐出ポンプ１は、軸が鉛直方向を向くように配置される円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０内に上下動可能に挿入されるピストン２０とを備えている。

シリンダ１０は、側面１０ａの下部に液体貯蔵容器２から液体を導入するための注入口１１が形成されている。そして、下端１０ｂに液体を導出するための吐出口１２を有し、上端１０ｃにピストン２０を挿し通すための挿通口１３を有している。また、シリンダ１０の側面１０ａの上部、つまり注入口１１より上方の側面１０ａには、液体貯蔵容器２との間で空気を連通させるための空気流通口１４が形成されている。

注入口１１および空気流通口１４にはそれぞれ、注入管３および空気流通管４の一端が連接されており、注入管３の他端が液体貯蔵容器２の下部に、空気流通管４の他端が液体貯蔵容器２の上部にそれぞれ連接されている。この注入管３および空気流通管４によって、シリンダ１０は、軸が鉛直方向に向いて、液体貯蔵容器２と並んだ状態で支持される。

シリンダ１０は、液体貯蔵容器２と並んで支持された状態で、シリンダ１０の上端１０ｃ、つまり挿通口１３が液体貯蔵容器２内の液体の最高水位を超えるような軸方向長さで形成されている。本実施形態では、挿通口１３は、ピストン２０の移動距離だけ液体貯蔵容器２内の液体の最高水位から上側の位置に設けられている。ここで、ピストン２０の移動距離とは、ピストン２０が最も引き上げられる位置から最も押し下げられる位置までの距離で、本実施形態では、ピストン２０が最も引き上げられる注入口１３の上方付近から、ピストン２０が最も押し下げられる吐出口１２付近までの距離をいう。なお、ピストン２０が最も引き上げられる位置および最も押し下げられる位置はそれぞれ、注入口１３の上部付近および吐出口１２付近に限られず、液体吐出ポンプ１の仕様により適宜設定できるものである。

挿通口１３には、ピストン２０を上下動可能に取り付けるための軸受３０が取り付けられている。軸受３０は、本体３１と、Ｖパッキン３２と、Ｖパッキン押えボルト３３とから構成されている。

本体３１は、シリンダ１０の内径と略同等の外径を有する円筒状に形成されており、軸方向の中央より下側の位置に半径方向に突出するフランジ３１１が設けられている。本体３１は、フランジ３１１より下側をシリンダ１０内に嵌め込み、フランジ３１１がシリンダ１０の上端１０ｃに当接する場所で固定される。本体３１の内径は、後述するピストンロッド２２の外径と略同等の大きさに形成されており、ピストンロッド２２を挿通可能となっている。そして、軸方向の中間より下側の位置から、径が大きくなり、この部分にＶパッキン保持部３１２が形成されている。Ｖパッキン保持部３１２の上部には、雌ネジ部３１３が形成されている。Ｖパッキン３２は、Ｖパッキン保持部３１２に挿入され、雌ネジ部３１３にＶパッキン押えボルト３３をねじ込むことによって、本体３１に取り付けられている。なお、軸受３０の構成は、上記の構成に限られず、パッキン等で密封した状態でピストン２０を上下動可能に保持できる構成であれば、任意の構成を採用することができる。

図１〜図３に示すように、吐出口１２には、口径を調節するための口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃのいずれかが取り付けられている。口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、シリンダ１０の内径と略同等の外径を有する円筒状に形成されており、中空の内部が液体の吐出路４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃとなっている。この口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、図１に示す内径が最も大きく吐出路４０１ａが最も広くなる口径調節管４０ａ、図２に示す内径が中間で吐出路４０１ｂも中間である口径調節管４０ｂ、図３に示す内径が最も小さく吐出路４０１ｃが最も狭くなる口径調節管４０ｃのように、内径のサイズが異なるものが複数準備され、吐出量に応じて所望の口径の吐出路４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃとなるように、口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃを選択できるようになっている。

この口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、シリンダ１０内に挿入された後、調節管取付部材４１によってシリンダ１０に取り付けられる。具体的には、調節管取付部材４１は、上部が大きい外径を有し、下部が小さい外径を有する筒状に形成されている。調節管取付部材４１の内径は、内径の最も大きい口径調節管４０ａの内径に合わせて形成されており、上部の段部において口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃの外径まで半径方向に広がって、口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃを保持するようになっている。口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃを取り付ける際には、調節管取付部材４１に口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃを保持した状態で、口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃをシリンダ１０内の注入口１１より下側部分に挿入する。そして、シリンダ１０の下端１０ｂに形成されたフランジ１５に調節管取付部材４１の上面を合わせ、固定部材４２によって固定することで、口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃがシリンダ１０に取り付けられる。

このように、複数の内径を有する口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃを準備し、固定部材４２および調節管取付部材４１の取り付けおよび取り外しで簡単に口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃを差し替え可能とすることで、吐出口１２の口径を簡単に変えることができる。

次に、ピストン２０について説明する。ピストン２０は、吐出路４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃ内に侵入し液体を押し出すためのピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、ピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃに一体的に取り付けられ、ピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃを上下動するためのピストンロッド２２とから構成されている。本実施形態では、ピストン２０は、例えば、６６ナイロンやステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成されている。

図１〜図３に示すように、ピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃはそれぞれ、吐出路４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃの口径に応じた複数の外径で形成されている。ピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、ピストンロッド２２に任意の態様で着脱自在となっており、口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃを変えて吐出路４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃの口径が変わると、それに対応したピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃを選択可能となっている。

ピストンロッド２２は、棒状に形成されており、ピストン２０が最も押し下げられた状態で、上部が軸受３０の上方へと突出する長さに形成されている。ピストンロッド２２の上部は、軸受３０により保持されている。そして、ピストンロッド２２のシリンダ１０から上方に突出する部分に、既知の駆動機構（図示せず）が取り付けられており、駆動機構によって上下動されるようになっている。また、ピストンロッド２２の下部は、ピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃを着脱自在に取り付けられるように構成されている。一例として、ピストンロッド２２の下端に雌ネジが形成されており、ピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃに雌ネジに螺合されるボルトが取り付けられており、ピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃのボルトをピストンロッド２２の雌ネジにねじ込むことによって、ピストンヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃをピストンロッド２２に着脱自在に固定できるようになっている。

また、ピストンロッド２２の中央付近および下部はそれぞれ、シリンダ１０内に嵌め込まれるようにして取り付けられたガイド軸受１６，１７によって保持されている。これにより、ピストンロッド２２が左右に揺れ動かずに上下動でき、スムーズに口径調節管４０内に侵入できるようになっている。なお、ガイド軸受１６は、シリンダ１０およびピストンロッド２２が短く、ピストンロッド２２が左右に揺れ動くおそれがない場合には設ける必要はない。

以上のように、本実施形態では、シリンダ１０内にピストン２０を挿入するための挿通口１３が液体貯蔵容器２内の液体の最高水位よりも上方に位置している。通常、液体貯蔵容器２とシリンダ１０とを同気圧に維持すると、液体貯蔵容器２内の液面とシリンダ１０内に注入された液面とは略同一の高さとなる。本実施形態では、この原理を利用し、液体貯蔵容器２内において最も液体の水位の高くなる最高水位よりも、挿通口１３を高くしたことで、シリンダ１０内に導入された液体は、挿通口１３まで達せず、挿通口１３から液体が漏れることを防止することができる。

さらに、本実施形態では、挿通口１３を、ピストン２０の移動距離分だけ液体貯蔵容器２内の液体の最高水位から上側の位置に設けている。これにより、シリンダ１０内において、液体貯蔵容器２内の液体の最高水位と同水位まで液体が上昇している中でピストン２０を上下動させた場合でも、ピストン２０が最も押し下げられた状態でピストン２０に付着した液体が、ピストン２０が最も引き上げられた際に挿通口１３に達することがなく、挿通口１３からの液漏れをさらに確実に防止することができる。

また、シリンダ１０は、注入口１３より上方の側面１０ａに空気流通口１４を有しており、空気流通口１４が、空気流通管４を介して液体貯蔵容器２と連通している。例えば、本実施形態の液体吐出ポンプ１によって樹脂（液体）を吐出しようとする場合、液体貯蔵容器２内に樹脂を貯蔵している段階で真空脱泡する。この場合、空気流通管４が設けられていないと、シリンダ１０の上部の空気がなくなり、シリンダ１０内に注入された樹脂が、挿通口１３まで上昇する。しかしながら、本実施形態では、上記構成を備えるため、液体貯蔵容器２全体を真空脱泡した場合であっても、空気流通口１４を介してシリンダ１０と液体貯蔵容器２との間で空気が流通することでシリンダ１０の上部に空気を確保することができる。その結果、シリンダ１０内に注入された液体が、液体貯蔵容器２内の液体の最高水位を超えて上昇することなく、真空脱泡を必要とする樹脂に対して液体吐出ポンプ１を使用する場合でも確実に液体が漏れることを防止することができる。

さらに、図１に示すように、貯蔵容量の異なる液体貯蔵容器２，５を、高さが一定で、幅を異ならせて設計することで、貯蔵容量の異なる液体貯蔵容器２，５に対しても同一の規格の液体吐出ポンプ１を使用することができ、液体吐出ポンプ１の規格数を最小限に抑えることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃはシリンダ１０内の注入口１１より下側部分に取り付けられているが、口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃの取付位置は、必ずしも注入口１１より下側部分に限られない。例えば、ピストン２０が炭化ケイ素により形成される場合、ピストン２０が最も引き上げられた状態で、ピストンヘッド２１ｄが口径調節管４０ｄ内に保持されることが好ましい。このような場合には、図４に示すように、口径調節管４０ｄは、注入口１１の上方までシリンダ１０内に挿入されて取り付けることができる。この場合、口径調節管４０ｄには、注入口１１からの液体を吐出路４０１ｄへと流通させるために、シリンダ１０内に挿入された場合に注入口１１と対向する位置に開口４０２ｄが形成される。なお、口径調節管４０ｄは、口径調節管４０ａ，４０ｂ，４０ｃと同様に複数のサイズの内径とすることができる。また、ピストンヘッド２１ｄが常時口径調節管４０ｄ内に維持されため、口径調節管４０ｄ内にスムーズにピストンヘッド２１ｄを挿し込むためのガイド軸受１７が不要となり、ガイド軸受１７を設ける必要がなくなる。

また、上記実施形態では、シリンダ１０を円筒状に形成し、シリンダ１０内に挿入される軸受３０の本体３１および口径調節管４０もそれぞれ円筒状としているが、シリンダ１０、本体３１および口径調節管４０は、中空筒状であれば、軸方向に直交する断面形状は円形に限られず任意の形状とすることもできる。この場合、本体３１および口径調節管４０が、シリンダ１０内に隙間なく挿入できるように、シリンダ１０、本体３１および口径調節間４０が形成されていれば良い。

１ 液体吐出ポンプ
２ 液体貯蔵容器
１０ シリンダ
１０ａ 側面
１０ｃ 上端
１１ 注入口
１３ 挿通口
１４ 空気流通口
２０ ピストン

Claims (3)

1. 液体貯蔵容器から注入された液体を吐出する液体吐出ポンプであって、
   軸が鉛直方向を向くように配置されるシリンダと、
   前記シリンダ内に上下動可能に挿入されるピストンとを備え、
   前記シリンダは、側面に前記液体貯蔵容器からの液体が導入される注入口を有すると共に、上端に前記ピストンを挿通する挿通口を有し、
   前記挿通口は、前記液体貯蔵容器内の液体の最高水位よりも上方に位置される液体吐出ポンプ。
2. 前記挿通口は、前記ピストンの移動距離だけ前記液体貯蔵容器内の液体の最高水位より上方に位置される請求項１に記載の液体吐出ポンプ。
3. 前記シリンダは、前記注入口より上方の側面に空気流通口を有しており、
   前記空気流通口が、前記液体貯蔵容器と連通する請求項１または２に記載の液体吐出ポンプ。

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