JP2535980Y2 - ピストンポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、流体がポンプ室内へピストン棒の軸方向
へピストン棒の基端部側から導入される、いわゆるユニ
フロー式ピストンポンプに係り、詳しくはこのようなピ
ストンポンプの吸入弁部の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第９図は従来のユニフロー式ピストンポンプの構造図
である。この第９図において、クランクケース10、吸入
側マニホールド12、シリンダパイプ14及び吐出側マニホ
ールド16は、所定の水平線に沿ってその順番に配設さ
れ、隣接同志で互いに接合、固定されている。吸入パイ
プ18は、吸入側マニホールド12の下部に螺合により結合
される。ピストン棒20は、クランクケース10からシリン
ダパイプ14までの範囲において延び、クランクケース10
内の図示していないクランク軸から動力を伝達されて往
復動する。オイルシール22は、その内周面をピストン棒
20が摺動可能となるように、クランクケース10に固定さ
れ、クランクケース10からのオイルの漏れを阻止する。
シールパッキン24は、その内周面をピストン棒20が摺動
可能となるように、吸入側マニホールド12のクランクケ
ース10側の端部に固定され、吸入側マニホールド12内の
液密を保持する。

吸入弁26は、ピストン棒20に固定される円形平板状の
弁体28と、この弁体28よりピストン棒20の先端側に配置
されピストン棒20に遊嵌されている弁座30とを有してい
る。ピストン棒20には、その先端側に向かってカラー3
1、弁座30、カラー32、ストッパ34及びばね座金36が順
番に嵌装され、六角ナット38は、ピストン棒20の先端部
に螺合して、それらを軸方向へ締め付け、固定してい
る。ストッパ34には、その軸方向へ貫通する通孔40が複
数個、形成され、ピストンパッキン42は、弁座30の外周
に嵌着され、シリンダパイプ14の内周を摺動可能になっ
ている。Ｏリング44,46は、シリンダパイプ14の軸方向
の両端部の外周の環状溝に嵌着され、シリンダパイプ14
と吸入側マニホールド12及び吐出側マニホールド16との
接合部の液密を保持している。

吐出弁48は、吐出側マニホールド16内に配設され、周
縁においてシリンダパイプ14と吐出側マニホールド16と
の間に挟着されている弁座50と、この弁座50にピストン
棒20とは反対側から就座可能である弁体52と、この弁体
52を収容し周縁において弁座50と共にシリンダパイプ14
と吐出側マニホールド16との間に挟着されている弁サッ
ク54と、この弁サック54に固定されて弁体52の移動範囲
を制限するストッパ56と、弁体52を弁座50へ押圧する圧
縮コイルばね58とを有している。

吸入口60は吸入側マニホールド12及び吸入パイプ18内
に形成され、ポンプ室62はシリンダパイプ14内において
吸入弁26と吐出弁48との間に形成され、吐出口64は吐出
弁48より下流側の吐出側マニホールド16内に形成され
る。

ピストン棒20が吐出弁48から遠ざかる吸入行程では、
吸入弁26の弁座30に吸入口60側から大きな圧力及び吸入
弁26とシリンダパイプ14内面との間の摺動抵抗が作用す
るので、弁座30はストッパ34の周縁部に押し付けられ、
弁体28と弁座30との間に間隙が生じる。また、ポンプ室
62の容積が増大するので、ポンプ室62内の流体（ここで
は液体）圧は小さく、吐出弁48において、弁体52は圧縮
コイルばね58により弁座50に押し付けられている。した
がって、吸入口60内の流体は、吸入弁26の弁座30の外側
を通って、弁体28と弁座30との間隙へ進み、さらに、そ
こからピストン棒20と弁座30との間の半径方向間隙、及
びストッパ34の通孔40を通って、ポンプ室62内へ流入す
る。

ピストン棒20が吐出弁48の方へ向かう吐出行程では、
吸入弁26の弁座30にポンプ室62側から大きな圧力が作用
するので、弁座30は弁体28に押し付けられ、吸入口60と
ポンプ室62との連通は断たれる。また、ポンプ室62の容
積が減少するので、ポンプ室62内の流体圧は増大し、吐
出弁48において、弁体52は圧縮コイルばね58に抗して弁
座50から離される。したがって、吸入口60内の流体は、
吐出弁48を介してポンプ室62から吐出口64へ出る。

このような従来のユニフロー式ピストンポンプでは、
ピストンパッキン42の往復動により吸入弁26の開閉が自
動的に行われるため、ポンプの回転、特に高回転時の吸
入弁26の追従性が良くなり、また、吸入弁26から吐出弁
48までの範囲において、流体の流れがほぼ同一方向とな
るため、ポンプ室62への流体の詰め込みに流体の慣性力
が利用され、ピストンポンプの体積効率が高くなる。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来のユニフロー式ピストンポンプの問題点を列挙す
ると、次の通りである。

（ａ）吸入弁26の弁座30はピストン棒20の往復動に伴っ
て弁体28とストッパ34との間を往き来するので、吸入行
程から吐出行程へ切り替わるとき、弁座30が弁体28に当
接するまでの間は、ピストン棒20はすでにポンプ室62の
方へ動き始めているにもかかわらず、ポンプ室62からの
流体の吐出を行なうことができず、ピストン棒20の行程
量の割に吐出量が低くなってしまう。

（ｂ）吸入弁26の弁体28と弁座30との間隙を流れる流体
の速度には限界があるので、吐出量を増大させる場合
は、それに伴って、吸入弁26の開弁時の弁体28と弁座30
との距離を増大する必要があり、ピストン棒20の行程量
が吐出量の割に著しく増大し、ピストンポンプの効率が
低下するとともに、大型化する。

（ｃ）弁座30が弁体28とストッパ34とに衝突するので、
その時の衝突音が騒音の原因になる。特に、弁体28とス
トッパ34との距離が大きいピストンポンプでは、慣性力
により弁座30の衝突速度が高くなり、騒音が増大する。

（ｄ）同一の吐出量を得るのに必要なピストン棒20の行
程量がピストン棒20に対する吸入弁26の弁座30の相対移
動量だけ大きくなり、これに伴って、クランク行程量を
増大させなければならず、ピストンポンプが大型化す
る。

この考案の目的は、ユニフロー式ピストンポンプにお
けるこれらの問題点を克服することであり、ピストン棒
に対する吸入弁の相対移動を無くして、ピストン棒の軸
方向へのポンプ室への流体の導入を確保することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、実施例に対応する図面の符号を使用して
説明する。

請求項１のピストンポンプでは、ピストン棒（20）の
先端部にピストン（66）が固定され、このピストン（6
6）は、シリンダ（14）より径の小さい剛性フランジ部
（82）と、この剛性フランジ部（82）のポンプ室（62）
側に隣接し内周側をピストン棒（20）に固定され外周側
が内周側に対してピストン棒（20）の軸方向へたわみ自
在である可とう性ピストンパッキン（70）と、この可と
う性ピストンパッキン（70）のポンプ室（62）側と吸入
口（60）側とを連通するように可とう性ピストンパッキ
ン（70）に形成され吸入口（60）側では剛性フランジ部
（82）に対峙して開口している通孔（84）とを有してな
る。

請求項２のピストンポンプでは、ピストン棒（20）の
先端部にピストン（66）が固定され、このピストン（6
6）は、外周部においてシリンダ（14）に摺接する弾性
ピストンパッキン（70）と、この弾性ピストンパッキン
（70）の吸入口（60）側とポンプ室（62）側とを連通す
るように弾性ピストンパッキン（70）に形成されている
通孔（86）と、この通孔（86）より半径方向内側の位置
において弾性ピストンパッキン（70）のポンプ室（62）
側の端面に形成されポンプ室（62）の流体圧から半径方
向外向きの力を受ける凹部（80）とを有してなる。

〔作用〕

請求項１のピストンポンプでは、ピストン棒（20）が
ポンプ室（62）側へ移動する行程において、ポンプ室
（62）は、その容積が減少するので、高圧となり、ま
た、可とう性ピストンパッキン（70）は、その外周縁部
におけるシリンダ（14）に対する摺動により吸入口（6
0）の方へ摩擦力を受けるので、外周縁部を内周縁部に
対して吸入口（60）側へ相対変位させる。これにより、
可とう性ピストンパッキン（70）の吸入口（60）側の端
面は剛性フランジ部（82）に密着し、通孔（84）の吸入
口（60）側開口は剛性フランジ部（82）により閉塞され
る。こうして、ポンプ室（62）の流体が吸入口（60）へ
流入するのが阻止される。

ピストン棒（20）が吸入口（60）側へ移動する行程に
おいて、ポンプ室（62）は、その容積を増大するので、
低圧となり、また、可とう性ピストンパッキン（70）
は、その外周縁部におけるシリンダ（14）に対する摺動
によりポンプ室（62）の方へ摩擦力を受けるので、外周
縁部を内周縁部に対してポンプ室（62）側へ相対変位さ
せる。これにより、可とう性ピストンパッキン（70）の
吸入口（60）側の端面は剛性フランジ部（82）から離
れ、通孔（84）の吸入口（60）側開口は、剛性フランジ
部（82）から離れて、開放状態になる。こうして、吸入
口（60）の流体は、剛性フランジ部（82）と可とう性ピ
ストンパッキン（70）の吸入口（60）側の端面との間の
間隙及び可とう性ピストンパッキン（70）の通孔（84）
を経てポンプ室（62）へ流入する。

請求項２の考案では、ピストン棒（20）がポンプ室
（62）側へ移動する行程において、ポンプ室（62）は、
その容積が減少するので、高圧となり、凹部（80）内の
流体圧が弾性ピストンパッキン（70）を半径方向外側へ
押圧する力は大きい。これにより、通孔（86）は、押し
つぶされて、閉状態となり、ポンプ室（62）の流体が通
孔（86）を経て吸入口（60）へ流入するのが阻止され
る。

ピストン棒（20）が吸入口（60）側へ移動する行程に
おいて、ポンプ室（62）は、その容積が増大するので、
低圧となり、凹部（80）内の流体圧が弾性ピストンパッ
キン（70）を半径方向外側へ押圧する力は小さい。これ
により、弾性ピストンパッキン（70）は弾力により復元
して、通孔（86）は開状態となり、吸入口（60）の流体
は通孔（86）を経てポンプ室（62）へ流入する。

〔実施例〕

以下、この考案を図面の実施例について説明する。な
お、第９図の構成と重複する部分については、同符号に
より指示して、説明は省略する。これら実施例のピスト
ンポンプは液体圧送用であるが、この考案は気体圧送用
のピストンポンプにも適用可能である。

第１図ないし第４図は第１の実施例に関し、第１図は
ピストン棒20の先端範囲における縦断面図、第２図は第
１図のII方向から見た図、第３図及び第４図はそれぞれ
吐出行程及び吸入行程における状態図である。

第１図及び第２図において、剛性のフランジ82は、剛
性ボス部68の吸入口60側端縁に一体的に形成され、半径
方向外方へ張出している。フランジ82の径はシリンダパ
イプ14の内径より小さく、フランジ82の周縁とシリンダ
パイプ14との間には半径方向間隙が環状に形成されてい
る。ピストンパッキン70は、フランジ82のポンプ室62側
に隣接し、自由状態ではフランジ82側の端面はフランジ
82に当接している。ピストンパッキン70は、ピストン棒
20の軸方向へたわみ可能であり、ピストンパッキン70の
内周側部分と外周側部分とはピストン棒20の軸方向へ相
対変位自在である。合計４個の通孔84は、ピストン棒20
を、その軸方向へピストンパッキン70を貫通している。

第３図及び第４図を参照して、第１の実施例の作用を
説明する。

ピストン棒20が、第３図Ａ方向へ、すなわちポンプ室
62側へ移動する行程において、ポンプ室62は、その容積
が減少するので、高圧となり、また、ピストンパッキン
70は、その外周縁部におけるシリンダパイプ14に対する
摺動により吸入口60の方へ摩擦力を受けるので、外周縁
部を内周縁部に対して吸入口60側へ相対変位させる。こ
れにより、ピストンパッキン70の吸入口60側の端面はフ
ランジ82に密着し、通孔84の吸入口60側開口はフランジ
82により閉塞される。こうして、ポンプ室62の液体が吸
入口60へ流入するのが阻止される。

ピストン棒20が、第４図Ｂ方向へ、すなわち吸入口60
側へ移動する行程において、ポンプ室62は、その容積が
増大するので、低圧となり、また、ピストンパッキン70
は、その外周縁部におけるシリンダパイプ14に対する摺
動によりポンプ室62の方へ摩擦力を受けるので、外周縁
部を内周縁部に対してポンプ室62側へ相対変位させる。
これにより、ピストンパッキン70の吸入口60側の端面は
フランジ82から離れ、通孔84の吸入口60側開口は、フラ
ンジ82から離れて、開放状態になる。こうして、吸入口
60の液体は、フランジ82とピストンパッキン70の吸入口
60側の端面との間の間隙及びピストンパッキン70の通孔
84を経てポンプ室62へ流入する。

第５図ないし第８図は第２の実施例に関し、第５図は
ピストン棒20の先端範囲における縦断面図、第６図は第
５図のVI方向から見た図、第７図及び第８図はそれぞれ
吐出行程及び吸入行程における状態図である。

第５図及び第６図において、合計４個のスリット状通
孔86が、スリット状の横断面に形成され、半径方向に関
して環状溝80より外側の位置にピストン66の周方向へ等
角度間隔に配列され、ピストン棒20の軸方向へピストン
パッキン70を貫通している。ピストンパッキン70は半径
方向へ弾力的に変形可能である。

第７図及び第８図を参照して。第２の実施例の作用を
説明する。

ピストン棒20が、第７図のＡ方向へ、すなわちポンプ
室62側へ移動する行程において、ポンプ室62は、その容
積が減少するので、高圧となり、環状溝80内の液圧がピ
ストンパッキン70を半径方向外側へ押圧する力は大き
い。これにより、スリット状通孔86は、押しつぶされ
て、閉状態となり、吸入口60の液体がスリット状通孔86
を経て吸入口60へ流入するのが阻止される。

ピストン棒20が、第８図Ｂ方向へ、すなわち吸入口60
側へ移動する行程において、ポンプ室62は、その容積が
増大するので、低圧となり、環状溝80内の液圧がピスト
ンパッキン70を半径方向外側へ押圧する力は小さい。こ
れにより、ピストンパッキン70は弾力により復元して、
スリット状通孔86は開状態となり、吸入口60の液体はス
リット状通孔86を経てポンプ室62へ流入する。

〔考案の効果〕

このように、この考案によれば、吸入弁がピストン棒
の先端部に装備されて、流体をピストン棒の軸方向へピ
ストン棒の基端部側からポンプ室へ導入させるピストン
ポンプにおいて、吸入弁の弁座を弁体とストッパとの間
に往き来させることなく、吸入口とポンプ室との接続通
路を開閉することができる。そして、ピストン棒がポン
プ室の方へ移動開始するや直ちに吸入口とポンプ室との
連通が断たれて、吐出行程となるので、ポンプ室側への
ピストン棒の移動行程の全範囲が実質的な吐出行程とな
り、この結果、ピストンポンプの効率を高め、かつピス
トンポンプを小型化することができる。また、吸入弁の
弁座の当接に因る騒音を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は第１の実施例に関し、第１図はピ
ストン棒の先端範囲における縦断面図、第２図は第１図
のII方向から見た図、第３図及び第４図はそれぞれ吐出
行程及び吸入行程における状態図、第５図ないし第８図
は第２の実施例に関し、第５図はピストン棒の先端範囲
における縦断面図、第６図は第５図のVI方向から見た
図、第７図及び第８図はそれぞれ吐出行程及び吸入行程
における状態図、第９図は従来のユニフロー式ピストン
ポンプの構造図である。 14……シリンダパイプ（シリンダ）、20……ピストン
棒、60……吸入口、62……ポンプ室、66……ピストン、
70……ピストンパッキン（可とう性ピストンパッキン、
弾性ピストンパッキン）、80……環状溝（凹部）、82…
…フランジ（剛性フランジ部）、84……通孔、86……ス
リット状通孔（通孔）。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストン棒（20）の先端部にピストン（6
   6）が固定され、このピストン（66）は、シリンダ（1
   4）より径の小さい剛性フランジ部（82）と、この剛性
   フランジ部（82）のポンプ室（62）側に隣接し内周側を
   前記ピストン棒（20）に固定され外周側が内周側に対し
   て前記ピストン棒（20）の軸方向へたわみ自在である可
   とう性ピストンパッキン（70）と、この可とう性ピスト
   ンパッキン（70）のポンプ室（62）側と吸入口（60）側
   とを連通するように前記可とう性ピストンパッキン（7
   0）に形成され吸入口（60）側では前記剛性フランジ部
   （82）に対峙して開口している通孔（84）とを有してな
   ることを特徴とするピストンポンプ。
2. 【請求項２】ピストン棒（20）の先端部にピストン（6
   6）が固定され、このピストン（66）は、外周部におい
   てシリンダ（14）に摺接する弾性ピストンパッキン（7
   0）と、この弾性ピストンパッキン（70）の吸入口（6
   0）側とポンプ室（62）側とを連通するように前記弾性
   ピストンパッキン（70）に形成されている通孔（86）
   と、この通孔（86）より半径方向内側の位置において前
   記弾性ピストンパッキン（70）のポンプ室（62）側の端
   面に形成されポンプ室（62）の流体圧から半径方向外向
   きの力を受ける凹部（80）とを有してなることを特徴と
   するピストンポンプ。