JP2848807B2 - 自動ガス抜き機構付き往復動ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイアフラムやピ
ストン等の往復動によって吸入弁を介してポンプ室内に
液を導入し、吐出弁を介してポンプ室から液を吐出する
往復動ポンプに関し、特に液中に混入した空気、揮発性
ガス等を自動的に除去する自動ガス抜き機構付き往復動
ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイアフラムの往復動を利用した電磁定
量ポンプでは、ポンプ室内に混入された空気や揮発性ガ
ス等がポンプの圧縮効率を低下させる。このため、従来
より、種々の自動ガス抜き機構が提案されている。例え
ば、特開昭６０−２５６５７２号には、ポンプ室の直上
付近に吐出弁とは別機構よりなる自動ガス抜き弁を併設
して、ポンプ室に混入したガス体をポンプ作用により自
動的に外部に放出するようにしたものが開示されてい
る。

【０００３】しかしながら、この自動ガス抜き機構付き
往復動ポンプは、ガス抜き弁がポンプ室に直接臨んでい
るため、接液部本体が不必要に大きくなり、不経済であ
るうえ、吐出ラインの空間容量が大きくなり、ポンプ室
の無駄容量が増加してポンプ効率が低下するという問題
がある。また、ガス抜き弁がポンプ室に直接接続される
構成であるため、ポンプヘッドそのものの設計変更が必
要となり、従前タイプのポンプとの互換性がないという
問題もある。

【０００４】そこで、特開昭６１−１１４７３号に示す
ように、ポンプヘッドに接続される吐出弁の直後にて配
管を吐出液通路とガス抜き通路とに分岐して、直上に向
かう通路にガス抜き弁を配置すると共に、吐出液通路に
連通する配管に吐出時背圧を生じさせるための絞り弁機
構を設けた自動ガス抜き装置も提案されている。この装
置では、ガス抜き弁が２段ボール弁から構成されてお
り、液よりも比重が小さいバルブボールを下段に配置す
ると共に、液よりも比重が大きいバルブボールを上段に
配置し、上段のバルブボールとバルブシートとは、通常
のボールチェック機構と同様に吸入ストローク時に外部
からの空気の漏れ込みを防止し、下段のバルブボールと
バルブシートとは、吐出ストロークにおける液の漏出を
抑えるように動作する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の自動ガス抜き装置では、ガス抜き弁が２段のボール弁
から構成されているため、ガス抜き弁の構造が複雑であ
り、しかも、装置も大型になるという欠点がある。ま
た、この装置は下段のバルブボールが軽いため、液粘性
によって直上のバルブシートに付着してしまい、スムー
ズなガス抜きが困難であるという問題もある。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、構造が簡単で、小型化及び低価格
化を図ることができる自動ガス抜き機構付き往復動ポン
プを提供することを目的とする。本発明は、またガス抜
きユニットの交換だけで従前のポンプ機構にも適用でき
る互換性に優れたガス抜き機構付き往復動ポンプを提供
することを他の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るガス抜き機
構付き往復動ポンプは、ポンプ室に臨む往復動部材の往
復動によって吸入弁を介してポンプ室内に液を導入し吐
出弁を介して前記ポンプ室から液を吐出すると共に、前
記吐出弁の直後の通路を液吐出口まで水平に延びる吐出
液通路と直上に延びるガス抜き通路とに分岐して、前記
ガス抜き通路にガス抜き弁を配置した自動ガス抜き機構
付き往復動ポンプにおいて、前記吐出液通路に吐出時背
圧を生じさせるためのチャッキ弁機構を介装し、前記ガ
ス抜き弁は、１つのバルブボールとその上下に配置され
たバルブシートとにより構成され、前記バルブボールと
下側のバルブシートとは吸入ストローク時に液及び気体
の外部からの漏れ込みを防止し、前記バルブボールと上
側のバルブシートとは不完全シールを構成して吐出スト
ローク時に液及び気体を僅かに外部に排出可能にしたも
のであることを特徴とする。

【０００８】本発明に係る他のガス抜き機構付き往復動
ポンプは、ポンプ室を有するポンプヘッドと、このポン
プヘッドの下端に接続されて吸入ストローク時に液を前
記ポンプ室まで導入する吸入弁と、前記ポンプヘッドの
上端に接続されて吐出ストローク時に前記ポンプ室から
液を吐出する吐出弁と、この吐出弁の直上に着脱自在に
装着されるガス抜きユニットとを備え、前記ガス抜きユ
ニットが、前記吐出弁の直上の通路から液吐出口まで水
平に延びる吐出液通路と、前記吐出弁の直上に延びるガ
ス抜き通路とが形成され、前記吐出液通路に吐出時背圧
を生じさせるためのチャッキ弁機構が介装されると共
に、前記ガス抜き通路にガス抜き弁が設けられ、前記ガ
ス抜き弁は、１つのバルブボールと、その上下のバルブ
シートとから構成され、前記バルブボールと上側のバル
ブシートとは不完全シールを形成するものであることを
特徴とする。

【０００９】なお、ガス抜きユニットは、例えば前記ガ
ス抜き弁を上方から固定すると共に前記ガス抜き弁との
間に前記ガス抜き弁を介して排出される液及び気体を導
入するガス抜き通路を形成する固定部材と、この固定部
材によって形成されるガス抜き通路と連通しガス吐出口
まで水平方向に延びるガス抜き通路とを更に備えたもの
である。

【００１０】また、ガス抜きユニットは、前記ガス抜き
ユニットは、前記ガス抜き弁の直上にガス吐出口を設け
たものであってもよい。

【００１１】本発明の第１の自動ガス抜き機構付き往復
動ポンプによれば、ガス抜き弁を１つのバルブボールと
その上下に配置されるバルブシートにより構成し、バル
ブボールと上側のバルブシートとの間を不完全シールと
したので、吸入ストローク時には、バルブボールと下側
のバルブシートとにより通常のボールチェック弁と同様
に、外部から液やガスの漏れ込みが防止され、吐出スト
ローク時には、僅かに液中に混入した気体がバルブボー
ルと上側のバルブシートとの間の不完全シールを介して
外部に効率よく排出される。しかも、吐出液通路にはチ
ャッキ弁機構が介装されて液吐出口側に背圧を加えてい
るので、ガス抜きはスムーズに短時間に行われる。

【００１２】この発明によれば、バルブボールを１つし
か必要とせず、ガス抜き弁の構造が従来のものよりも極
めて簡単になる。しかも、この発明によれば、バルブ
ボールとして液よりも比重の大きいものを用いることが
できること、不完全シールを形成するために上側のバ
ルブシートとバルブボールとの間の密着性を意図的に悪
くしていること、吸入ストローク時にバルブボールが
下側のバルブシート側に吸引されること−から、バルブ
ボールが上側のバルブシートに付着することがなく、ガ
ス抜き動作は支障なく行われることになる。

【００１３】また、本発明の第２のガス抜き機構付き往
復動ポンプによれば、上述したガス抜き弁及びチャッキ
弁機構を内蔵したガス抜きユニットが、吐出弁を介して
ポンプヘッドの上端に着脱可能に装着される構成となっ
ているので、ガス抜き機構を持たない従前の往復動ポン
プの吐出側にガス抜きユニットを取り付けるだけで、上
述した自動ガス抜き機能を持つ往復動ポンプを安価に構
成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本
発明の一実施例に係る自動ガス抜き機構付き電磁定量ポ
ンプの要部を示す断面図である。図示しないポンプ本体
の電磁力によって往復駆動される駆動軸１の先端には、
インサートボルト２を介して可撓性のダイアフラム３が
装着されている。ダイアフラム３は、その前面中央部で
ポンプヘッド４との間にポンプ室５を形成し、その周縁
部がブラケット６とポンプヘッド４とにより保持されて
いる。ポンプヘッド４には、ポンプ室５から斜め下方に
延びる吸入液通路７と、ポンプ室５から斜め上方に延び
る吐出液通路８とが形成されている。

【００１５】ポンプヘッド４の下端には、吸入液通路７
と連通する２段の吸入弁９，１０がＯリング１１を介し
て吸入弁固定ねじ１２によって接続されている。吸入弁
固定ねじ１２の下端は吸入液の接続口１３となってお
り、この接続口１３に接続ナット１４によって図示しな
い吸入ホースが接続され、図示しないタンクからの取扱
液をポンプ室５の内部に導入するようになっている。一
方、ポンプヘッド４の上端には、吐出液通路８に連通す
る２段の吐出弁１５，１６がＯリング１７を介して吐出
弁固定ねじ１８によって接続されている。吐出弁固定ね
じ１８の上端にはロックナット１９が装着され、このロ
ックナット１９によって吐出弁１６の直上にガス抜きユ
ニット２０が着脱自在に装着されている。

【００１６】ガス抜きユニット２０は、次のように構成
されている。即ち、吐出弁固定ねじ１８の上端は、ほぼ
十字型に形成されたガス抜き本体２１の下端面にＯリン
グ２２を介して液密に接続され、ロックナット１９によ
り結合される。ガス抜き本体２１の内部には、吐出弁１
６の直上から延びる通路２３が形成されている。この通
路２３は、ガス抜き本体２１のほぼ中央部から図中右手
方向に水平に延びる吐出液通路２４と、直上に延びるガ
ス抜き通路２５とに分岐される。

【００１７】ガス抜き本体２１の吐出液通路２４側に延
びる接続口２６には、筒状の継手２７を介してチャッキ
弁機構２８を内蔵した接続部材２９が接続されている。
チャッキ弁機構２８は、この例では、バルブボール２８
ａと、このバルブボール２８ａが着座するバルブシート
２８ｂと、バルブボール２８ａをガイドするバルブガイ
ド２８ｃと、バルブボール２８ａをバルブシート２８ｂ
側に押し付けて所定の背圧を確保するためのバネ２８ｄ
とにより構成されている。接続部材２９の先端の接続口
３０には、接続ナット３１が螺合され、この接続ナット
３１を介して図示しない吐出ホースを接続できるように
なっている。

【００１８】一方、ガス抜き本体２１のガス抜き通路２
５の上方には、ガス抜き弁３２がガス抜き弁固定ねじ３
３によって固定されている。ガス抜き弁３２とガス抜き
固定ねじ３３の間にはガス抜き通路３４が形成されてお
り、この通路３４が、ガス抜き本体２１の吐出液通路２
４と反対側に水平に延びるガス抜き通路３５に連通して
いる。ガス抜き通路３５は、ガス抜き本体２１とガス抜
き固定ねじ３３との間のＯリング３８（図２参照）によ
って外部から密閉される。ガス抜き通路３５の吐出側の
接続口２６には、接続ナット３７が螺合されており、こ
こにガス抜き及び漏れ液をタンクに回収するための図示
しない回収用ホースが接続されるようになっている。

【００１９】図２は、図１におけるガス抜き弁３２の部
分を拡大して示す図である。ガス抜き弁３２は、１つの
バルブボール４１と、このバルブボール４１の上下に配
置されたバルブシート４２，４３とから構成される。図
３に一部切り欠いて斜視図で示すように、２つのバルブ
シート４２，４３は、バルブボール４１が上下に僅かに
移動できるようにバルブボール４１を収容する筒状空間
を形成し、この筒状空間の下端部がガス抜き通路２５に
連絡し、上端部がガス抜き通路３４に連絡するようにな
っている。バルブボール４１は、取扱液よりも比重の大
きい、例えばセラミックスや金属製のものを使用するこ
とができる。バルブシート４２には、チタン又はＰＶＣ
等が使用できる。また、バルブシート４３にはゴムが使
用できる。バルブシート４２，４３の下面とガス抜き本
体２１との間には、ガス抜き本体２１のバルブシート４
３への食い込みを防止する環状のスペーサ４５が配置さ
れている。

【００２０】図３（ｂ）は、ガス抜き弁３２を取り去っ
た状態における図２のＡＡ矢視図である。即ち、ガス抜
き弁固定ねじ３３の内部空間の上端には、十字型の溝４
４ａが形成され、これらの溝４４ａに続くように４本の
円弧状の縦溝４４ｂが内壁側面に形成されている。これ
ら縦溝４４ｂが更にガス抜き弁固定ねじ３３の先端の４
つの溝４４ｃに続き、更にバルブシート４２の外周部を
通ってガス抜き通路３５に連通している。このため、図
２及び図３（ｂ）に点線で示すような経路でガス及び漏
液が接続口３６から排出される。

【００２１】バルブボール４１と下側のバルブシート４
３との間は、通常のチェック弁と同様の完全シールを形
成する。一方、上側のバルブシート４２のバルブボール
４１に接する部分は、後述する偏心プレス等の方法によ
り加工され、バルブボール４１と上側のバルブシート４
２との間が不完全シールとなるように構成されている。
図４は、このような不完全シールを形成するための偏心
プレスを説明するための図である。即ち、通常のチェッ
ク弁では、同図（ａ）に示すように、シール性能を高め
るため、バルブシート４２にバルブボール４１を着座さ
せた状態で台座５１に真っ直ぐに載置してプレス５２に
よって倣いプレス加工するが、本発明のガス抜き弁３２
では、同図（ｂ）に示すように、台座５１をθだけ傾け
てプレス加工する。これにより、同図（ｃ）に示すよう
に、バルブシート４２の孔５３に対してプレス痕５４が
楕円形で偏心する。

【００２２】次に、このように構成された自動ガス抜き
機構付き電磁定量ポンプの動作について説明する。駆動
軸１と共にダイアフラム３が後退する吸入ストロークで
は、吸入弁９，１０が開き、吐出弁１５，１６が閉じる
ので、図示しないタンクから接続口１３、吸入弁９，１
０及び吸入液通路７を介してポンプ室５内に液が吸入さ
れる。このとき、ガス吐出弁３２は、バルブボール４１
が下側のバルブシート４３に密着しているので、通路２
３，２４，２５内には外部から余分なガスや液は流入し
ない。

【００２３】次に、駆動軸１と共にダイアフラム３が前
進する吐出ストロークでは、吸入弁９，１０が閉じ、吐
出弁１５，１６が開くので、ポンプ室５内の液が吐出弁
１５，１６を介して通路２３側に吐出される。このと
き、通路２３，２４，２５内の液圧がチャッキ弁機構２
８によって付与されている背圧に打ち勝つと、チャッキ
弁機構２８が開いて吐出液が吐出側の接続口３０から図
示しない吐出側ホースに吐出される。ポールバルブ４１
と上側のバルブシート４２との間の不完全シールからは
僅かの液がガス抜き通路３４側に漏れるが、この漏液は
図示しない回収用ホースを介してタンク側に回収され
る。もし吐出液にガスが混入している場合には、通路２
３，２４，２５の液圧が十分に高まらないため、チャッ
キ弁機構２８が閉じたままとなり、液中を上昇したガス
は、ガス抜き弁３２のバルブボール４１と上側のバルブ
シート４２との間の不完全シールを介してガス抜き通路
３５側に僅かな液と共に速やかに排出される。ガス抜き
後は通路２３，２４，２５の液圧が高まってチャッキ弁
機構２８が開き、液が吐出される。

【００２４】一方、図示しない吐出側の配管圧力が高ま
った場合には、チャッキ弁機構２８が閉じられるので、
通路２３，２４，２５内の液圧が必要以上に高まってガ
ス抜き弁３２から不要な液漏れが発生するのを防止す
る。また、チャッキ弁機構２８は、通路２３，２４，２
５内の液圧が高まってバルブボール４１がバルブシート
４２に押し付けられたままの状態となり、バルブのチェ
ック作用が機能しなくなってエアー抜き機能が低下する
のを防止する。

【００２５】このように、上記実施例のポンプによれ
ば、ガス抜き弁３２の構成が簡単になり、部品点数の削
減を図ることができる。ガス抜きユニット２０は、従来
構成のポンプに装着するだけであるから、従来ポンプと
の互換性が高いという利点もある。また、この実施例の
ポンプでは、ガス抜き弁３２を固定するガス抜き弁固定
ねじ３３と、ガスの吐出口となる接続口３６とが別体と
なっているので、接続口３６にホース等を接続する際
に、ガス抜き本体２１のバルブシート４３への不用意な
食い込みが防止できるという利点もある。なお、この実
施例では、吐出液通路２４とガス抜き通路３５とを水平
方向に１８０°異なる方向に形成したが、両者を水平方
向に、例えば９０°やその他の角度をなすように形成し
てもよい。

【００２６】図５は、この発明の他の実施例に係るポン
プの要部を示す断面図である。先の実施例では、ガス抜
きユニット２０のガス抜き方向が水平方向であったが、
この実施例では、ガス抜きユニット６０のガス抜き方向
が垂直方向となっている。即ち、ガス抜き弁固定ねじ６
１は、その下端部でＯリング６２を介してガス抜き弁３
２をガス抜き本体６３液密に接続する。ガス抜き弁固定
ねじ６１の上端部はガス抜きホースの接続口６４となっ
ており、ここに接続ナット６５が螺合されている。この
実施例では、ガス抜き通路６６が上方に向けて形成され
ているので、先の実施例よりもガスが抜け易いという利
点がある。

【００２７】図６及び図７は、チャッキ弁機構の他の構
成例を示す図である。図６に示すものは、ゴムチューブ
式のチャッキ弁機構７０の例である。ガス抜き本体２１
の吐出液通路２４を通過した液は、接続口２６に接続さ
れる継手７１の先端側の中央突起７２の内部の孔７３に
導入され、中央突起７２の外周溝７４と孔７３とを連絡
する孔７５を介して外周溝７２側に吐出される。中央突
起７２には、ゴムチューブ７６が装着されているので、
液圧がゴムチューブ７６と中央突起７２との密着の圧力
に打ち勝つと、液はゴムチューブ７６の内面と中央突起
７２との間から接続部材７７を介して接続口３０側に吐
出される。

【００２８】図７に示すものは、いわゆる傘弁を使用し
たチャッキ弁機構８０の例である。ガス抜き本体２１の
液吐出側の接続口２６に接続された継手８１には、例え
ばプラスチック等で構成された傘型のシート部材８２が
ガスケット８３を介して装着されている。シート部材８
２は、先端側が大径、後端側が小径となっており、先端
と後端とをつなぐ筒状部分の周方向の例えば３カ所に縦
方向に延びるスリット８４が形成されている。シート部
材８２の先端と後端との間にはゴム製のバルブ８５が僅
かの張力を付与された状態で装着されている。吐出液通
路２４の接続口２６から吐出された吐出液は、シート部
材８２のスリット８４を通ってバルブ８５を先端側に押
し上げることにより、接続部材８６側に吐出される。

【００２９】取扱液の種類によっては耐食性の面から金
属部材を用いることができないことがあるが、これらの
チャッキ弁機構７０，８０は、先の実施例のように金属
のバネ２８ｄを使用しないため、これらの用途に応用で
きる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、バ
ルブボールを１つしか必要とせず、ガス抜き弁の構造が
従来のものよりも極めて簡単になると共に、ガス抜き動
作も確実に行われるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る自動ガス抜き機構付
き電磁定量ポンプの要部の断面図である。

【図２】 同ポンプにおけるガス抜き弁の部分を拡大し
て示す図である。

【図３】 同ガス抜き弁の一部切り欠いた斜視図及び同
ガス抜き弁を外した状態での図２のＡＡ矢視図である。

【図４】 同ガス抜き弁の製造方法を説明するための図
である。

【図５】 本発明の他の実施例に係る自動ガス抜き機構
付き電磁定量ポンプの要部の断面図である。

【図６】 本発明の更に他の実施例のチャッキ弁機構の
周辺を示す断面図である。

【図７】 本発明の更に他の実施例のチャッキ弁機構の
周辺を示す断面図である。

【符号の説明】

１…駆動軸、３…ダイアフラム、４…ポンプヘッド、５
…ポンプ室、７…吸入液通路、８，２４…吐出液通路、
９，１０…吸入弁、１５，１６…吐出弁、２０，６０…
ガス抜きユニット、２１，６３…ガス抜き本体、２５，
３４，３５，６６…ガス抜き通路、２８，７０，８０…
チャッキ弁機構、３２…ガス抜き弁、４１…バルブボー
ル、４２，４３…バルブシート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04B 53/00 F04B 43/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ室に臨む往復動部材の往復動によ
   って吸入弁を介してポンプ室内に液を導入し吐出弁を介
   して前記ポンプ室から液を吐出すると共に、前記吐出弁
   の直後の通路を液吐出口まで水平に延びる吐出液通路と
   直上に延びるガス抜き通路とに分岐して、前記ガス抜き
   通路にガス抜き弁を配置した自動ガス抜き機構付き往復
   動ポンプにおいて、 前記吐出液通路に吐出時背圧を生じさせるためのチャッ
   キ弁機構を介装し、 前記ガス抜き弁は、１つのバルブボールとその上下に配
   置されたバルブシートとにより構成され、前記バルブボ
   ールと下側のバルブシートとは吸入ストローク時に液及
   び気体の外部からの漏れ込みを防止し、前記バルブボー
   ルと上側のバルブシートとは不完全シールを構成して吐
   出ストローク時に液及び気体を僅かに外部に排出可能に
   したものであることを特徴とする自動ガス抜き機構付き
   往復動ポンプ。
2. 【請求項２】 ポンプ室を有するポンプヘッドと、 このポンプヘッドの下端に接続されて吸入ストローク時
   に液を前記ポンプ室まで導入する吸入弁と、 前記ポンプヘッドの上端に接続されて吐出ストローク時
   に前記ポンプ室から液を吐出する吐出弁と、 この吐出弁の直上に着脱自在に装着されるガス抜きユニ
   ットとを備え、 前記ガス抜きユニットは、 前記吐出弁の直上の通路から液吐出口まで水平に延びる
   吐出液通路と、前記吐出弁の直上に延びるガス抜き通路
   とが形成され、 前記吐出液通路に吐出時背圧を生じさせるためのチャッ
   キ弁機構が介装されると共に、前記ガス抜き通路にガス
   抜き弁が設けられ、 前記ガス抜き弁は、１つのバルブボールと、その上下の
   バルブシートとから構成され、前記バルブボールと上側
   のバルブシートとは不完全シールを形成するものである
   ことを特徴とする自動ガス抜き機構付き往復動ポンプ。
3. 【請求項３】 前記ガス抜きユニットは、前記ガス抜き
   弁を上方から固定すると共に前記ガス抜き弁との間に前
   記ガス抜き弁を介して排出される液及び気体を導入する
   ガス抜き通路を形成する固定部材と、 この固定部材によって形成されるガス抜き通路と連通し
   ガス吐出口まで水平方向に延びるガス抜き通路とを更に
   備えたものであることを特徴とする請求項２記載の自動
   ガス抜き機構付き往復動ポンプ。
4. 【請求項４】 前記ガス抜きユニットは、前記ガス抜き
   弁の直上にガス吐出口を設けたものであることを特徴と
   する請求項２記載の自動ガス抜き機構付き往復動ポン
   プ。