JP4164513B2

JP4164513B2 - 往復ポンプ装置

Info

Publication number: JP4164513B2
Application number: JP2006106492A
Authority: JP
Inventors: 信男東條
Original assignee: Maruyama Manufacturing Co Inc
Current assignee: Maruyama Manufacturing Co Inc
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2026-04-07
Also published as: US20070237651A1; JP2007278197A

Description

本発明は、プランジャポンプやピストンポンプ等の往復ポンプ装置に関する。

プランジャポンプやピストンポンプ等の往復ポンプ装置には、駆動源たるエンジンやモータの出力軸にクランク軸が直結される型式のものがある。しかし、このような駆動源直結型往復ポンプ装置であっても、定置型として使用すること、すなわちクランク軸を駆動源の出力軸に直結せず、装置フレーム等の基体に固定し、駆動力は適当な伝動機構を介して受けるようにすることが望まれている。

かかる要請に対して、例えば下記特許文献１に記載されているような往復ポンプ装置では、アダプタ（「レール」とも称される）をクランクケースに取り付け、そのアダプタを基体に固定することとしている。
実開昭６２−１２２１６７号公報

上記特許文献１に記載の往復ポンプ装置では、アダプタをクランクケースに取り付けるためのボスをクランクケースの外表面に設け、そのボスにボルトでアダプタを固定することとしている。

しかしながら、ボスをクランクケースに設けることとすると、クランクケースの形状が複雑となり、材料も余分にかかり、また製造の手間、コストも増加する。

また、上記特許文献１に記載の往復ポンプ装置では、ボスはクランクケースの下部にのみ設けられているため、アダプタを上部に取り付けることができない。このため、往復ポンプ装置の配置レイアウトの自由度が制限される。勿論、ボスをクランクケースの上部にも設けることが考えられるが、その場合には、クランクケースの形状がより複雑となる等の問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、アダプタの取付位置の変更が可能であり、シンプルな形状である往復ポンプ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、クランク軸（１４）を支持する、少なくとも一方の端部が開放端部となっているクランクケース（１６）と、クランクケース（１６）の開放端部を閉鎖すべくクランクケース（１６）に取外し可能にボルト（２２ａ〜２２ｄ）により固定される閉鎖部材（２０）と、クランクケース（１６）の側面に取外し可能にボルト（２８）により固定される往復ポンプ（１２）のポンプケース（２６）とを備える往復ポンプ装置（１０）において、当該往復ポンプ装置（１０）を基体（５８）に固定するためのアダプタ（４０）が閉鎖部材（２０）と共にクランクケース（１６）に位置変更可能に共締めされるように、閉鎖部材（２０）をクランクケース（１６）に固定するボルト（２２ａ〜２２ｄ）の位置が定められていることを特徴としている。

上記構成においては、本来は駆動源直径型の往復ポンプ装置を定置型とする場合に用いられるアダプタの位置が変更可能であるため、装置の配置レイアウトの自由度が向上する。

また、アダプタの取付けは、往復ポンプ装置に必須な部材である閉鎖部材をクランクケースに固定するためのボルトを利用するため、クランクケースにボスを設けたり、その他の特殊な形状とする必要がなく、シンプルな形状とすることができる。従って、往復ポンプ装置の製造の手間、コストを低減することができる

以下、図面を参照して本発明による往復ポンプ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲における「上」、「下」は、往復ポンプ装置を基体（図３，図４参照）に固定した状態を基準としている。

図１は、本発明による往復ポンプ装置の一実施形態を示す斜視図であり、図２は図１とは反対の方向から見た場合の斜視図である。図示実施形態に係る往復ポンプ装置１０は、３基のプランジャポンプ（往復ポンプ）１２が平行に設けられている三連型のものである。各プランジャポンプ１２を駆動させるための駆動力は、クランク軸１４を介して伝えられる。図示の往復ポンプ装置１０は、クランク軸１４がエンジンやモータ等の駆動源の出力軸に直結される駆動源直結型である。

クランク軸１４はクランクケース１６内にて回転可能に保持されている。クランクケース１６は、その一端が閉じられ、他端が開放されている有底円筒形（ベル形）である。クランクケース１６の閉鎖端部１８側の内部には軸受が配置され、クランク軸１４の一端を支持している。また、クランクケース１６の開放端部には、軸受を備えるベアリングケース（閉鎖部材）２０がボルト２２ａ〜２２ｄにより取外し可能に固定され、開放端部を閉じるようになっている。クランク軸１４はベアリングケース２０内の軸受により支持され、更にベアリングケース２０を貫通して外部に突出している。本実施形態では、クランク軸１４の突出端部は駆動源の出力軸に直結し易いよう、キー溝２４が形成されている。

各プランジャポンプ１２は、その中心軸線（すなわち、シリンダの中心軸線）がクランク軸１４の回転軸線に対して直交する関係となるように配置されている。また、３基のプランジャポンプ１２は、その中心軸線が互いに平行となるように、且つ、クランク軸１４の回転軸線に沿って一定の間隔となるように並設されている。これらのプランジャポンプ１２のポンプケースとしても機能するマニホールド２６が、クランクケース１６の側面にボルト２８により取外し可能に固定されている。

マニホールド２６をクランクケース１６に固定するためのボルト２８は、マニホールド２６に形成された貫通孔３０に通され、クランクケース１６の側面に設けられたねじ穴３２に螺合される。図３の（ａ）からも理解される通り、ねじ穴３２は複数（本実施形態では８つ）あり、プランジャポンプ１２の中心軸線及びクランク軸１４の回転軸線を含む第１の平面Ｐ１を中心とした面対称に、上下に４つずつ配置されている。また、第１の平面Ｐ１に直交し中央のプランジャポンプ１２の中心軸線を含む第２の平面Ｐ２を中心とした面対称に、ねじ穴３２は左右に４つずつ形成されている。すなわち、ねじ穴３２は次数２の回転対称に配置されている。このようにねじ穴３２を配置することで、マニホールド２６を上下反転させてクランクケース１６に取り付けることが可能となる。

更に、ベアリングケース２０をクランクケース１６の開放端部に取り付けるためのボルト２２ａ〜２２ｄは、ベアリングケース２０に形成された貫通孔３４ａ〜３４ｄに通され、クランクケース１６の開放端部に設けられたねじ穴３６ａ〜３６ｄに螺合される。ねじ穴３６ａ〜３６ｄは複数（本実施形態では６つ）あり、この場合も、前記の第１の平面Ｐ１を中心とした面対称に配置されている。また、ねじ穴３６ａ〜３６ｄは、第１の平面Ｐ１に直交しクランク軸１４の回転軸線を含む第３の平面Ｐ３を中心とした面対称に配置されている。図示実施形態の場合、ねじ穴３６ａ〜３６ｄはクランク軸１４の回転軸線から等距離にあり、且つ、その回転軸線を中心にして９０度間隔で設けられている。

また、図２に示すように、クランクケース１６の閉鎖端部１８には、２個のねじ穴３８が設けられている。これらのねじ穴３８は、第３の平面Ｐ３を中心とした面対称であり、且つ、クランク軸１４の回転軸線を中心とした点対称となっている。これらのねじ穴３８は、以下で述べるアダプタ４０を取り付ける際に使用される。

上述したような駆動源直結型の往復ポンプ装置１０を定置型として使用する場合、クランクケース１６がベル形であり、装置フレーム等の基体に直接設置することは困難であるため、アダプタ４０が使用される。このアダプタ４０は、金属等の剛性の高い材料からなる板材であり、下部部分４２と、下部部分４２の各端部から立ち上がる第１及び第２の側部部分４４，４６とから構成されている。第１の側部部分４４と第２の側部部分４６との間の間隔は、クランクケース１６の閉鎖端部１８の外面からベアリングケース２０の外面までの距離と実質的に等しく、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１及び第２の側部部分４４，４６間に、クランクケース１６及びベアリングケース２０を配置することが可能となっている。第１の側部部分４４の上部には２つの貫通孔４８ａ，４８ｂが形成されている。これらの貫通孔４８ａ，４８ｂは、ベアリングケース２０における下側又は上側の２つの貫通孔３４ａ，３４ｂ；３４ｃ，３４ｄ及びクランクケース１６における下側又は上側の２つのねじ穴３６ａ，３６ｂ；３６ｃ，３６ｄと同じピッチで形成されている。また、第２の側部部分４６の上部には、クランクケース１６の閉鎖端部１８に形成された２つのねじ穴３８と同ピッチで、２つの貫通孔５０が形成されている。

このようなアダプタ４０を図３の（ａ）〜（ｃ）に示すような態様で往復ポンプ装置１０に取り付ける場合、まず、ベアリングケース２０を固定している下側の２つのボルト２２ａ，２２ｂを取り外す。そして、アダプタ４０の第１及び第２の側部部分４４，４６間でクランクケース１６及びベアリングケース２０を挟み、貫通孔４８ａ，４８ｂと貫通孔３４ａ，３４ｂ及びねじ穴３６ａ，３６ｂ、貫通孔５０とねじ穴３８を整列させる。最後に、ボルト２２ａ，２２ｂ，５２を第１及び第２の側部部分４４，４６の貫通孔４８ａ，４８ｂ，５０に通し、クランクケース１６のねじ穴３６ａ，３６ｂ，３８に螺合する。ボルト２２ａ，２２ｂ，５２を螺合させることで、アダプタ４０とベアリングケース２０とを同時にクランクケース１６に固定することができる。また、ベアリングケース２０を固定するためのねじ穴３６ａ，３６ｂをアダプタ４０の取付けに利用しており、上記特許文献１に記載の往復ポンプ装置のようなボスを設けたり、クランクケース１６やベアリングケース２０をその他の特殊形状にしたりする必要はない。従って、クランクケース１６やベアリングケース２０を製造するための成形型もシンプルなもので足り、製造の手間、コストを低減することができる。しかも、余分なボス等がないので、往復ポンプ装置１０の軽量化にも寄与する。

図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、アダプタ４０を装着した状態においては、アダプタ４０の下部部分４２と、クランク軸１４の回転軸線及びプランジャポンプ１２の中心軸線とは実質的に平行な状態となる。そして、下部部分４２に形成された貫通孔５４を利用してボルト・ナット５６により装置フレーム等の基体５８にアダプタ４０を固定することで、往復ポンプ装置１０を基体５８に固定することができる。この状態では、ベルト伝動機構等の適当な伝動機構を介して、基体５８等に固定された駆動源からの駆動力がクランク軸に伝えられることとなる。

なお、アダプタ４０の第２の側部部分４６の上縁中央部には凹部６０が形成されており、この凹部６０にクランクケース１６の閉鎖端部１８中央の突出部６２が嵌合するようになっている。このため、アダプタ４０の第１の側部部分４４がボルト留めされた状態では、第２の側部部分４６は突出部６２により支持される。従って、第２の側部部分４６のボルト留めは必須ではないが、アダプタ４０のより確実な固定のためにボルト５２を使用することが好ましい。

図４の（ａ）〜（ｃ）はアダプタ４０の別の取付態様を示した図である。これは、図３の（ａ）〜（ｃ）において上側となっているボルト２２ｃ，２２ｄを外し、そこにアダプタ４０の第１の側部部分４４を取り付けたものである。この場合、往復ポンプ装置１０は、基体５８に固定した際、図３の取付状態とは上下反対となる。本実施形態では、クランク軸１４は一端のみが突出しているため、往復ポンプ装置１０を上下反転させて基体５８に固定できることとすれば、様々な駆動源の位置に対応し易くなり、往復ポンプ装置１０の配置レイアウトの自由度も増すことになる。

なお、図４の（ａ）〜（ｃ）に示す状態では、マニホールド２６の吐出口６４が下側となる。この状態では、吐出口６４側のバルブを取り出すための蓋６６が下向きとなり基体５８との間が狭くなっているが、本実施形態では、前述したようにマニホールド２６も上下反転させることが可能となっているため、蓋６６を上向きとすることもと可能である。同様に、図３の（ａ）〜（ｃ）に示す状態において、蓋６６が下向きとなるよう、マニホールド２６を上下反転させることも可能である。すなわち、本実施形態に係る往復ポンプ装置１０は、４通りの態様で基体５８に固定することができ、よってレイアウトの自由度は更に向上することとなる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

例えば、往復ポンプはピストンポンプであってもよく、また、多連型でなくともよい。また、ねじ穴の数も上記実施形態のものに限られない。更に、図３の（ａ）〜（ｂ）において上下となるボルト２２ａ，２２ｄを利用してアダプタ４０を固定し、マニホールド２６を上向きとした縦置きとすることも考えられる。更にまた、アダプタの形状も種々変更可能である。

本発明による往復ポンプ装置の一実施形態を示す斜視図である。図１とは反対の方向から見た、本発明による往復ポンプ装置を示す斜視図である。図１に示す往復ポンプ装置をアダプタを介して基体上に固定した状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。図１に示す往復ポンプ装置をアダプタを介して基体上に固定した、図３とは別の状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。

符号の説明

１０…往復ポンプ装置、１２…プランジャポンプ（往復ポンプ）、１４…クランク軸、１６…クランクケース、２０…ベアリングケース（閉鎖部材）、２２ａ〜２２ｄ，２８，５２…ボルト、２６…マニホールド（ポンプケース）、４０…アダプタ、５８…基体。

Claims

クランク軸（１４）を支持する、少なくとも一方の端部が開放端部となっているクランクケース（１６）と、
前記クランクケース（１６）の前記開放端部を閉鎖すべく前記クランクケース（１６）に取外し可能にボルト（２２ａ〜２２ｄ）により固定される閉鎖部材（２０）と、
前記クランクケース（１６）の側面に取外し可能にボルト（２８）により固定される往復ポンプ（１２）のポンプケース（２６）と
を備える往復ポンプ装置（１０）において、
当該往復ポンプ装置（１０）を基体（５８）に固定するためのアダプタ（４０）が前記閉鎖部材（２０）と共に前記クランクケース（１６）に位置変更可能に共締めされるように、前記閉鎖部材（２０）を前記クランクケース（１６）に固定する前記ボルト（２２ａ〜２２ｄ）の位置が定められていることを特徴とする往復ポンプ装置。