JP2543426B2 - プランジャポンプの切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 産業上の利用分野 本発明は、高粘度材料内をプランジャが移動するプラ
ンジャポンプにおいて、エアーモーターにおけるエアー
の流路を確実に切り換える様にしたプランジャポンプの
切換装置に関するものである。

従来の技術 従来、プランジャを上下動させる駆動装置はエアーモ
ーターのシリンダー内のプランジャと連結したピストン
の上下にエアーを供給し、エアーの流路をスライド弁と
いわれる四方切替弁で切り替えており、かかる四方切替
弁ではスライド弁体を外筒内に嵌入させてスライドさせ
ており、スライド弁体とバルブ本体のクリアランスはエ
アーの抜けを防止するために非常に少ないので、スライ
ド弁体とバルブ本体の平行度等の狂いによりスライド弁
体のスライドには相当量の動力を必要とし、又スライド
弁体とピストンをシャトルを介して連結し、シャトルの
姿勢及び上下動をスプリングにより規制しており、プラ
ンジャ（ピストン）の動力の一部をスライド弁体のスラ
イドに使用し、プランジャが高粘度材料内を上下動する
ために大きな動力を使用しており、スライド弁体のスラ
イドに充分な動力を伝達出来ず、スライド不可能となり
駆動装置が停止したり、高粘度材料が入った容器の負圧
及び吐出量により僅かなプランジャの動きではシャトル
の姿勢が変化せず、この場合にもスライド弁体がスライ
ド不可能となり駆動装置が停止する欠点を有し、又シャ
トルの姿勢及び上下動をスプリングにより規制している
ために、シャトルの上下動がスムーズに行えなかった
り、微妙なバランス調整が必要になる欠点を有し、又ス
ライド弁体とピストンを連結しているために全体構造や
ピストンとシリンダー内部の構造が複雑になる欠点を有
していた。

発明が解決しようとする課題 本発明は、切換装置のスプール（スライド弁体）とエ
アーモーターのピストンを連結しないことにより、微妙
なピストンの動きでもエアーモーターのシリンダーへの
エアーの流路を確実に切り換え、又ピストンとスプール
を連結せずに動力の減衰を防止し、更に微妙なバランス
調整を必要とせずに構造を簡易にする様にしたプランジ
ャポンプの切換装置を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

課題を解決するための手段 本発明は、上記従来技術に基づく、ピストンの動力の
一部をスライド弁体のスライドに使用することにより、
スライド弁体のスライドが不可能となったり、ピストン
とスライド弁体をシャトルを介して連結していることに
より、ピストンの僅かな動きではスライドが不可能とな
ったり、微妙なバランス調整が必要となったり、構造が
複雑になる課題に鑑み、切換装置のスプール（スライド
弁体）とエアーモーターのピストンを連結せず、ピスト
ンが上下死点に到達した時に上下部切換弁の弁棒を押圧
して切換装置のエアーの流路を切り換え、それに伴って
スプールの上下部空間の圧力差によりスプールをスライ
ドさせることにより、エアーモーターのシリンダーへの
エアーの流路を確実に切り換え、又ピストンとスプール
を連結せずに動力の減衰を防止し、更に微妙なバランス
調整を必要とせずに構造を簡易にする様にして、前記課
題を解決せんとするものである。

作用 本発明は、エアーモーターのピストンの上下の上部圧
力室及び下部圧力室にエアーを供給してプランジャを上
下動させて容器内の高粘度材料を吐出口より吐出させる
プランジャポンプにおいて、例えばピストンの下降時に
は上部圧力室にエアーを供給すると共に下部圧力室のエ
アーを排気し、ピストンが下死点に到達した時には下部
切換弁の弁棒をピストンにより押圧して下部切換弁を開
弁し、スプール（スライド弁体）下端の下部空間のエア
ーを排気してスプール上下のエアーの圧力差によりスプ
ールは下降しピストンの上昇開始状態となり、次に下部
圧力室にエアーを供給すると共に上部圧力室のエアーを
排気してピストンを上昇させ、又ピストンが上死点に到
達した時には上部切換弁が開弁してスプールが上昇し、
ピストンの下降開始状態となり、上記動作を連続するこ
とによりピストンが上下動しプランジャポンプが稼働す
るのである。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明すると、 １は高粘度材料（接着剤、シーリング材、コーキング
材、パテ又はグリース等）に使用されるプランジャポン
プであり、外筒２の内部に上下動自在にプランジャ（図
示せず）を内装し、プランジャの上部に連結してエアー
駆動されるピストン３を配設し、該ピストン３の上下に
エアーを供給する切換装置４を配置している。

５はエアーモーター６のシリンダーであり、該シリン
ダー５内にはピストン３を上下動自在に内装し、ピスト
ン３の上下に上部圧力室７及び下部圧力室８を区割形成
し、又ピストン３には下方にピストン軸９を垂設してい
る。

又、シリンダー５の下部には下部ケーシング10及び連
結筒11を介してポンプ部12の外筒２を固定し、外筒２と
連結筒11の接続部にはベアリングシール13を設けると共
に、連結筒11とピストン軸９間にはＯリング14を介装
し、又外筒２の上方部には吐出口15を開口形成すると共
に、上記ピストン軸９を吐出口15近傍まで垂下してい
る。

上記シリンダー５の側壁16上下部には上部圧力室７に
連通する上部給気路17及び下部圧力室８に連通する下部
給気路18を夫々穿設し、又シリンダー５の側壁16上端部
には上部ケーシング19に設けられた上部切換弁20を介し
て上部圧力室７に連通する上部連通路21を穿設すると共
に、シリンダー５の側壁16下端部には下部ケーシング10
に設けられた下部切換弁22を介して下部圧力室８に連通
する下部連通路23を穿設している。

上記上部切換弁20と下部切換弁22は天地逆にして同一
構造で、ピストン３が上死点又は下死点に到達した時に
上部切換弁20又は下部切換弁22の弁棒24、24aを押圧し
た時に上部切換弁20又は下部切換弁22が開弁するもので
あり、代表して上部切換弁20について説明すると、上部
ケーシング19の底面部から上方に貫通せずに垂直に支持
穴25を穿設し、該支持穴25の上方部位には上部連通路21
を連通し、支持穴25には圧縮バネ26にて下方に付勢する
弁体27を支持する略円筒状の弁押さえ28を螺着してい
る。

上記弁体27は弁棒24の中間部位にＯリング29を装着す
ると共に上部にはバネ受け30を形成し、該バネ受け30と
支持穴25の上面との間に圧縮バネ26を介装し、Ｏリング
29を弁押さえ28の弁座31に着座させると共に、弁棒24を
上部圧力室７に延出しピストン３が上下動して弁棒24を
押圧することにより上部切換弁20を開弁作動する様に成
し、上下部圧力室７、８の圧力では上下部切換弁20、22
は開弁作動しない。

又、エアーモーター６へのエアーの流路の切換装置４
はシリンダー５の側壁16にゴム板32及び連結板33を介し
て固定され、バルブ本体34はシリンダー５との連結部35
を有する略円筒状であり、一側に給気口36、他側にサイ
レンサー付きの排気口37を夫々形成している。

上記バルブ本体34の円筒内部には薄肉円筒状のスリー
ブ38を配置し、該スリーブ38の上下には円筒部39、39a
を一体形成すると共に、カバー40、40aの突出円筒部4
1、41aの先端により挟着固定され、又スリーブ38内には
スプール42（スライド弁）を上下スライド自在に嵌装
し、スプール42の上下端にはスプール42の断面積の２倍
の面積を有するスプールエンド43、43aを固定して、ス
プール42の上下動時に効率良く動く様にしている。

又、スリーブ38には上下方向等間隔に５個の一部リン
グ溝である連絡孔44、44a…を穿設し、スプール42の周
面には２個の連絡孔44、44a…を連結する３本の連結溝4
5、45a…を穿設し、スプール42の中央上下方向に貫通孔
46を穿設すると共に、中央の連結溝45aと貫通孔46を連
通孔47、47aにより連通し、スプールエンド43、43aには
貫通孔46と連通する小孔のオリフィス48、48aを穿設し
ている。

又、カバー40、40aの突出円筒部41、41aの底部には上
部空間49及び下部空間50を形成すると共に、溝を穿設し
た着座51、51aを形成し、突出円筒部41、41aの一側には
小孔52、52aを穿設している。

又、バルブ本体34の連結部35の上端部には上部連通路
21と小孔52（上部空間49）を連通する連通孔53を穿設す
ると共に、下端部には下部連通路23と小孔52a（下部空
間50）を連通する連通孔54を穿設し、中央部上方には上
部給気路17と上から２番目の連絡孔44aを連通する連通
孔55を穿設すると共に、中央部下方には下部給気路18と
上から４番目の連絡孔44cを連通する連通孔56を穿設
し、又中間部には排気口37と連通するエアー室57、57a
を穿設し、且つ最上部の連絡孔44とエアー室57を連通す
る連通孔58を穿設すると共に、最下部の連絡孔44dとエ
アー室57aを連通する連通孔59を穿設している。

又、連結板33にはシリンダー５の上部給気路17、下部
給気路18、上部連通路21及び下部連通路23とバルブ本体
34の連通孔53、54、55、56の高低差を解消するために、
連通孔60、60a…が設けられ、該連通孔60、60a…は連結
板33に貫通孔を穿設すると共に、裏面上下方向に連絡溝
を穿設して形成している。

次に本発明に係るプランジャポンプの切換装置の作用
について説明すると、 第１図の一点鎖線で図示する様にピストン３の下降途
中においては、給気口36より供給されたエアーは連絡孔
44b、連結溝45a、連通孔55、連通孔60a及び上部給気路1
7を経由してシリンダー５の上部圧力室７に供給され、
又シリンダー５の下部圧力室８内の空気は下部給気路1
8、連通孔60b、連通孔56、連絡孔44c、連結溝45b、連絡
孔44d、連通孔59、エアー室57aを経由して排気口37より
排気され、ピストン３の上下の空気の供給及び排気によ
りピストン３を下降させ、一方連結溝45aより連通孔4
7、47a、貫通孔46、オリフィス48、48aを経由してスプ
ール42の上下端にも供給され、上部切換弁20を閉弁して
いることにより上部連通路21、連通孔60、連通孔53、小
孔52が閉鎖されて上部空間49にエアーが滞留すると共
に、下部切換弁22が閉弁していることにより下部連通路
23、連通孔60c、連通孔54、小孔52aが閉鎖されて下部空
間50にエアーが滞留し、スプール42の上下の上部空間49
及び下部空間50にエアーが存在することによりスプール
42はその位置を維持し、又第１図に図示する様にピスト
ン３が下死点に到達した時にはピストン３は下部切換弁
22の弁棒24aを押圧して圧縮バネ26に抗して下部切換弁2
2は開弁し、下部空間50の空気は小孔52a、連通孔54、連
通孔60c、下部連通路23、下部切換弁22を経由して上記
した下部圧力室８の排気流路より排気され、下部空間50
に給気口36よりエアーを供給する流路の下流端にはオリ
フィス48aが設けられていることにより下部空間50は大
気圧となり、そこでスプール42の上部空間49は下部空間
50より高圧となり圧力差が発生し、スプール42は瞬時に
下降し、ピストン３は上昇開始状態（第２図）となり、
給気口36より供給されたエアーは連絡孔44b、連結溝45
a、連通孔56、連通孔60b、下部給気路18を経由してシリ
ンダー５の下部圧力室８に供給され、又シリンダー５の
上部圧力室７内の空気は上部給気路17、連通孔60a、連
通孔55、連絡孔44a、連結溝45、連絡孔44、連通孔58及
びエアー室57を経由して排気口37より排気され、ピスト
ン３の上下の空気の排気及び供給によりピストン３が上
昇し、又ピストン３が上死点に到達した時には上部切換
弁20が開弁してスプール42が上昇し、ピストン３の下降
開始状態となり、上記動作を連続することによりピスト
ン３が上下動しプランジャポンプ１が稼働するのであ
る。

〔発明の効果〕

要するに本発明は、シリンダー５内にはピストン３を
上下動自在に内装し、ピストン３の上下に上部圧力室７
及び下部圧力室８を区割形成し、ピストン３には下方に
ピストン軸９を垂設し、又シリンダー５には上部圧力室
７に連通する上部給気路17及び下部圧力室８に連通する
下部給気路18を夫々穿設し、シリンダー５には弁棒24が
上部圧力室７に突出しピストン３の押圧により作動する
上部切換弁20を介して上部圧力室７に連通する上部連通
路21を穿設すると共に、弁棒24aが下部圧力室８に突出
しピストン３の押圧により作動する下部切換弁22を介し
て下部圧力室８に連通する下部連通路23を穿設し、一方
バルブ本体34には給気口36及び排気口37を形成すると共
に、バルブ本体34内部にはスリーブ38を配置し、該スリ
ーブ38内にはスプール42を上下スライド自在に嵌装し、
スリーブ38には上下方向等間隔に５個の連絡孔44、44a
…を穿設すると共に、スプール42の周面には２個の連絡
孔44、44a…を連結する３本の連結溝45、45a…を穿設
し、又スプール42の中央上下方向に貫通孔46を穿設する
と共に、中央の連結溝45aと貫通孔46を連通孔47、47aに
より連通し、スプールエンド43、43aの上下端に上部空
間49と下部空間50を形成すると共に、スプールエンド4
3、43aにはオリフィス48、48aを穿設し、又給気口36と
３番目の連絡孔44bを連通し、上部連通路21と上部空間4
9を連通し、下部連通路23と下部空間50を連通し、上部
給気路17と２番目の連絡孔44aを連通し、下部給気路18
と４番目の連絡孔44cを連通し、１番目と５番目の連絡
孔44、44dと排気口37を連通したので、切換装置４のス
プール42（スライド弁）はエアーモーター６及びポンプ
部12と分離しエアーにより上下動されるため、スプール
42を確実に上下動出来、又スプール42をスライドさせる
信号はピストン３が圧縮バネ26に抗して上部切換弁20及
び下部切換弁22の弁棒24、24aを押圧するだけであるた
めに、プランジャポンプ１のポンプ部12を駆動させる動
力を減衰させることがなく、且つかかる切換に際した排
気エアーは上下部空間49、50に滞溜していたエアーだけ
であって、スプール42の移動に必要とするエアー量は少
量で良く、更にポンプ部12の上下死点近傍における僅か
な動きにもピストン３、上部切換弁20及び下部切換弁22
が対応して確実に切り換えることが出来ると共に、上下
部切換弁20、22の開放により即座に、且つかかる開放だ
けでスプール42を上下動させてピストン３とスプール42
の対応、切換スピードを格段に向上させたり、スムーズ
にすることが出来、且つ従来の様にするシャトルの姿勢
及び上下動を規制するスプリングの微妙なバランス調整
が不必要になったり、又従来の様にスライド弁とピスト
ンがシャトルにより連結しているのに比して、ピストン
３と信号を発生させる上部切換弁20及び下部切換弁22が
連結していないために全体構造やピストンとシリンダー
内部の構造を簡易にすることが出来るのである。

又、スプールエンド43、43aにはオリフィス48、48aを
穿設したので、スプール42の瞬時の切り換えスライド時
に、例えば下降する時には下部空間50は排気されると共
に、オリフィス48aにより流入制限されるために略大気
圧となり上部空間49との圧力差が発生し、確実にスプー
ル42のスライドが出来る等その実用的効果甚だ大なるも
のである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すものにして、 第１図は下降終了時のプランジャポンプの断面図、第２
図は上昇開始時のプランジャポンプの断面図、第３図は
上昇終了時のプランジャポンプの断面図、第４図は第１
図の切換装置の拡大断面図、第５図は第２図の切換装置
の拡大断面図、第６図はスプール及びスリーブの拡大断
面図、第７図は上部切換弁の断面図、第８図は連結板の
斜視図である。 ３ピストン、５シリンダー、７上部圧力室 ８下部圧力室、９ピストン軸、17上部給気路 18下部給気路、20上部切換弁、21上部連通路 22下部切換弁、23下部連通路、24、24a弁棒 34バルブ本体、36給気口、37排気口 38スリーブ、42スプール 43、43aスプールエンド、44、44a…連絡孔 45、45a…連結溝、46貫通孔、47、47a連通孔 48、48aオリフィス、49上部空間、50下部空間

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダー内にはピストンを上下動自在に
   内装し、ピストンの上下に上部圧力室及び下部圧力室を
   区割形成し、ピストンには下方にピストン軸を垂設し、
   又シリンダーには上部圧力室に連通する上部給気路及び
   下部圧力室に連通する下部給気路を夫々穿設し、シリン
   ダーには弁棒が上部圧力室に突出しピストンの押圧によ
   り作動する上部切換弁を介して上部圧力室に連通する上
   部連通路を穿設すると共に、弁棒が下部圧力室に突出し
   ピストンの押圧により作動する下部切換弁を介して下部
   圧力室に連通する下部連通路を穿設し、一方バルブ本体
   には給気口及び排気口を形成すると共に、バルブ本体内
   部にはスリーブを配置し、該スリーブ内にはスプールを
   上下スライド自在に嵌装し、スリーブには上下方向等間
   隔に５個の連絡孔を穿設すると共に、スプールの周面に
   は２個の連絡孔を連結する３本の連結溝を穿設し、又ス
   プールの中央上下方向に貫通孔を穿設すると共に、中央
   の連結溝と貫通孔を連通孔により連通し、スプールエン
   ドの上下端に上部空間と下部空間を形成すると共に、ス
   プールエンドにはオリフィスを穿設し、又給気口と３番
   目の連絡孔を連通し、上部連通路と上部空間を連通し、
   下部連通路と下部空間を連通し、上部給気路と２番目の
   連絡孔を連通し、下部給気路と４番目の連絡孔を連通
   し、１番目と５番目の連絡孔と排気口を連通したことを
   特徴とするプランジャポンプの切換装置。