JP4597228B2 - 往復ポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スペース効率を向上して小型化可能な往復ポンプ装置に関する。

従来、往復ポンプ装置としては、様々なものが知られおり、たとえば、図８に示すような往復ポンプ装置も知られている（たとえば、特許文献１参照）。
この往復ポンプ装置１０では、一対の往復ポンプ１２，１２が互いに反対向きの状態でかつ同軸に配置されている。左右にそれぞれ同軸上に配置された一対のシリンダ１４，１４を備え、当該シリンダ１４，１４内をそれぞれピストンロッド１６，１６が往復動するようになっている。

また、一対のピストンロッド１６、１６のシリンダ１４，１４の反対側となる基端側は、互いに一体に連結された状態となっており、ピストンロッド１６，１６は実質的に一本の棒として動作するようになっている。したがって、一対の往復ポンプ１２，１２のうちの一方の往復ポンプ１２，１２が吸入工程となっている場合に、他方の往復ポンプ１２が吐出工程となり、一方の往復ポンプ１２が吐出工程となっている場合に、他方の往復ポンプ１２が吸入工程となっている。

そして、この往復ポンプ装置１０における一対の往復ポンプ１２，１２は、強制弁式ピストンポンプとなっており、一対のピストンロッド１６，１６のそれぞれの先端部に強制弁式の吸水弁２０、２０が設けられている。また、それぞれのシリンダ１４，１４の互いに反対方向を向く先端側、すなわち、それぞれのピストンロッド１６の先端部の吸水弁２０，２０よりさらに先側に、吐出弁１８，１８が設けられている。
また、往復ポンプ装置１０全体の吸入口２８および吐出口２２は、それぞれ一つずつにまとめられている。

そして、吸入口２８から吸入された液体は、ピストンロッド１６，１６と平行に配置された吸入流路２６に流入し、当該吸入流路２６から一対のシリンダ１４，１４にそれぞれ連通するように枝分かれした２つの連通路２７，２７を通って吸水弁２０，２０に至るようになっている。
また、一対のシリンダ１４，１４の先端部に設けられたそれぞれの吐出弁１８，１８から吐出された液体は、前記吐出弁１８，１８からそれぞれ吐出流路２４に連通する連通路２３，２３を通って、ピストンロッド１６，１６と平行に並んで設けられた当該吐出流路２４に至るようになっている。

そして、ピストンロッド１６，１６に平行な吐出流路２４の一方の端部に調圧弁１９が設けられ、他方の端部に吐出口２２が設けられている。そして、吐出口２２には、先端に開閉可能なノズルを有するホースが接続されようになっている。
また、ピストンロッド１６，１６は、減速器を介したエンジンもしくはモータにより行われるようになっている。すなわち、減速器もしくはモータの回転する駆動軸２１に取り付けられた偏芯カム３４により、駆動軸２１の回転運動が往復運動に変換させられ、同軸上に配置されて互いに連結された状態のピストンロッド１６，１６が往復動させられる。

なお、駆動部３０において、駆動軸２１に接続された偏芯カム３４は、ベアリング３８に支持され、ベアリング３８はコネクションロッド３６，３６を介してピストンロッド１６，１６に連結された状態となっており、前記駆動軸２１の回転運動が、偏芯カム３４、ベアリング３８、コネクションロッド３６，３６を介してピストンロッド１６，１６の往復運動となる。
ここで、たとえば，前記偏芯カム３４にダイレクトにモータのモータ軸を接合する場合に、偏芯カム３４の有底の孔にモータ軸がセレーションで嵌合するとともに、モータ軸の先端面側が有底の孔の底部分にビスで固定される。

なお、前記駆動部３０およびシリンダ１４，１４の先端部を除く部分がクランクケース４０側に設けられ、それより左右の外側は、クランクケース４０の左右端部に取り付けられたマニホールド３９，３９に設けられている。

特開２００７−３０９２１６号公報

しかしながら、上述のような往復ポンプ装置１０では、モータを往復ポンプ装置１０に直結する構造とした場合に、モータ部分のスペースは、モータ軸に直交する方向の外径だけなのに対して、往復ポンプ装置１０の部分がモータ軸に直交する方向に長く延在し、概略Ｔ字状の形状となり、モータを含む往復ポンプ装置１０の搭載スペースが大きくなってしまう。

すなわち、上述のような往復ポンプ装置１０では、同軸上に配置される二つの往復ポンプ１２，１２の左右端部側に吐出弁１８，１８が配置され、さらに吐出弁１８，１８から吐出される液体の通路となり、かつ、ピストンロッド１６，１６と平行に設けられる吐出流路２４の一方の端部に調圧弁１９が配置され、他方の端部に吐出口２２が配置されるため、どうしても、往復ポンプ装置１０がモータ軸に直交する方向に沿って長くなってしまう。

また、上述のように調圧弁１９と吐出口２２とが左右両端部に配置されるとともに、吸入口２８も吐出口２２と同様に端部に配置されている。そして、吐出口２２に吐出ホースが接続され、吸入口２８に吸水ホースが接続され、調圧弁１９の余水口１９ａに余水ホースが接続されるために、これらホースの配管のためのスペースが必要となり、さらにモータ軸に直交する左右方向に大きなスペースが必要となる。
したがって、モータでダイレクトドライブする構造としても往復ポンプ装置１０の搭載スペースを大きく減少することができない。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、スペース効率の向上を図ることができる往復ポンプ装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の往復ポンプ装置は、ポンプ室に対して往復動する往復動部材が設けられ、前記ポンプ室に連通し、かつ前記往復動部材の往復動により前記ポンプ室から流出される液体を外部に吐出する吐出口側に導く吐出通路が前記往復動部材と並んで設けられた往復ポンプ装置であって、
一対の前記往復動部材が直線状に一体に設けられ、当該往復動部材の両端側にそれぞれ前記ポンプ室が配置され、
これらの往復動部材およびポンプ室と、一対の前記ポンプ室にそれぞれ液体を供給する１本の分岐吸入通路と、一対の前記ポンプ室からそれぞれ流出される液体を前記吐出口に流す１本の前記吐出通路とが配置されるケースを備え、
前記ポンプ室から前記吐出通路内への液体の流出を可能とするとともに液体の前記吐出通路から前記ポンプ室への流入を阻止する吐出弁が前記吐出通路内に設けられ、
前記吐出通路と前記ポンプ室が前記ケースの端部にそれぞれ開口した状態に設けられ、
前記ケースの端部に前記吐出通路の開口と前記ポンプ室の開口とを連通した状態で閉塞するマニホールドが着脱自在に取り付けられ、
当該マニホールドにより吐出通路内の吐出弁およびポンプ室を構成する部材が押さえられた状態で配置され、
前記吐出口から吐出される液体の圧力を調整する調圧弁が、前記ケースを挟んで、前記往復動部材を往復駆動するモータの反対側に設けられるとともに前記吐出通路の中央部に接続されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、従来、往復動部材（ピストンロッド）および内部が少なくともポンプ室の一部を構成するシリンダの先端側に配置された吐出弁を、ポンプ室から流出する液体を吐出口側に導くとともに、往復動部材に並んで設けられる吐出通路内に設けたので、往復ポンプ装置の往復動部材の軸方向に沿った長さを短くすることができる。
すなわち、吐出通路は、ポンプ室に連通した構造となっていれば、その長さを自由に設計できることになるが、一般的には、往復ポンプ装置が、例えば、ポンプ室および往復動部材が配置されるケース（クランクケース）と、当該ケースのポンプ室の先端側に取り付けられるマニホールドとを備えるものとすると、吐出通路とポンプ室は、クランクケースのマニホールドが取り付けられる取付面に開口した状態で配置される。

この状態で、ポンプ室（シリンダ）の先端側に吐出弁を配置すると、往復ポンプ装置がポンプ室に吐出弁を加えた長さを必要とするが、この吐出弁を吐出通路内に配置することにより、ポンプ室部分では往復ポンプ装置の長さを短くすることが可能となり、かつ、吐出弁が吐出通路内となることで、吐出通路部分においては、その内部に吐出弁を設けても長さが長くならない。これにより、往復ポンプ装置全体としては、往復動部材の軸方向に沿った長さを短くすることができる。

また、ケースからマニホールドを外すことにより、ポンプ室側にポンプ室を構成する部材が露出し、吐出通路側に吐出弁が露出することになり、洗浄（異物除去等）や部材交換等のメンテナンスが容易となる。
なお、従来では、ケースからマニホールドを外した場合に、ポンプ室側、すなわち、従来例のシリンダ側にシリンダと吐出弁とが両方とも露出することになり、例えば、ケース側にシリンダが有り、マニホールド側に吐出弁があるような状態となるが、たとえば、シリンダがマニホールドに固着してしまったような場合に、マニホールドのシリンダの奥に吐出弁がある状態となり、吐出弁のメンテナンスを行うことが困難になってしまう。

また、請求項１に記載したように、吐出通路内に吐出弁が配置されることになるが、ポンプ室が２つあることから、吐出弁が２つあることになり、２つの吐出弁が吐出通路内に配置されることになる。
そして、２つのポンプ室（往復ポンプ）が逆向きに一直線上に設けられることで長くなってしまう可能性が高い往復ポンプ装置において、従来は、同軸上に反対向きに配置されるポンプ室それぞれの先端側に吐出弁が配置されていたのに対して、吐出弁がそれぞれ吐出通路内に配置されるため、２つの吐出弁分の長さの短縮を図ることが可能となり、往復ポンプ装置の往復動部材の往復方向（軸方向）に沿った長さをより短くすることができる。

また、従来、吐出通路の一方の端部に吐出口が設けられ、他方の端部に調圧弁が設けられていたために、さらに、往復ポンプ装置の往復動部材の往復方向に沿った長さが長くなっていたが、調圧弁をケース（クランクケース）を間に挟んでモータの反対側に設けるとともに、往復動部材に並んで設けられる吐出通路の中央部に接続したので、調圧弁が往復動部材の往復方向（軸方向）に沿って吐出通路の一方の端部に設けられる構成とならず、従来に比較して調圧弁の長さ分だけ、往復ポンプ装置の往復動部材の往復方向に沿った長さを短くすることが可能となる。

ここで、吐出弁は、なるべく、ポンプ室に近い位置に配置することが好ましく、吐出通路の両端部にそれそれ吐出弁を配置するのが好ましいが、この場合に、吐出通路の一方の端部に吐出口を設け、他方の端部に調圧弁を設けることができない構成となるので、吐出通路に吐出口に至る分岐路と、調圧弁に至る分岐路を形成する必要がある。
ここで、調圧弁を吐出通路の中央部に接続する構成としたことで、吐出通路の端部に吐出弁を配置可能な構成とすることが可能となる。
また、吐出口を上述のように吐出通路の両端部を除く部分（中央部分）から分岐する構成とすれば、上述の調圧弁の配置と合わせて吐出通路の両端部にそれぞれ吐出弁を配置可能となる。

請求項２に記載の往復ポンプ装置は、請求項１に記載の発明において、
前記分岐吸入通路が前記ケースの端部に開口した状態に設けられ、当該開口を塞ぐように前記ケースの端部に前記マニホールドが設けられ、当該マニホールドに前記分岐吸入通路の開口に連通するとともに前記モータの長手方向に沿って延出し、先端が吸入口となった吸入通路が設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明においては、先端が吸入口となった吸入通路がモータの長手方向に延出するので、この吸入通路にホースを接続した際に、ホースがモータに沿った状態となり、吸入口に接続されたホースにより余分にスペースが必要となるのを防止することができ、往復ポンプ装置のスペース効率を向上することができる。

請求項３に記載の往復ポンプ装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、
内部の空気を抜くためのエア抜弁を備え、当該エア抜弁が前記吐出通路の中央部を挟んで前記吐出口の反対側に配置されて前記吐出通路に連通し、
前記エア抜弁には、エア抜弁座と、当該エア抜弁座より前記吐出口側に配置されたエア抜弁体が備えられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明においては、エア抜弁が吐出通路の中央部を挟んで吐出口の反対側に設けられ、かつ、エア抜弁のエア抜弁体がエア抜弁座の吐出口側に設けられているので、吐出口が下となるように配置した場合に、エア抜弁体は重力によりエア抜弁座から離れるように力がかかることになる。したがって、未使用時に吐出口を下に配置すれば、エア抜弁座にエア抜弁体が固着するような状態を防止することができる。
また、吐出通路の中央部に調圧弁とエア抜弁体と吐出口とを連通させる構造とすることが可能となり、これにより、全体としてコンパクトな構成として、往復ポンプ装置のスペース効率を向上することができる。

請求項４に記載の往復ポンプ装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記吐出弁には、前記吐出通路の端部に設けられる吐出弁座と、当該吐出弁座より前記吐出通路の中央側に設けられる吐出弁体と、当該吐出弁体より前記吐出通路の中央側に設けられるとともに、当該吐出弁体を吐出弁座側に向けて付勢するばねとが備えられ、
前記吐出通路の前記ばねが配置される部分の内周面に、当該内周面の周方向に沿って互いに間隔をあけるとともに当該吐出通路の軸方向に沿って延在する複数の突条が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明においては、吐出口から吐出すべき液体が、吐出弁体を押して、吐出弁体と吐出弁座との隙間から、吐出弁座の開口を介して吐出通路に流入することになる。この際に吐出弁体と吐出弁座の隙間を通ることで、液体の流れが乱れるが、吐出通路に液体を流入させることになる吐出弁のばねの部分に吐出通路の軸方向に沿った突条があることで整流され、吐出通路内を液体が円滑に流動することができる。

本発明の往復ポンプ装置によれば、その往復動部材の往復方向に沿った長さを短縮し、搭載スペースを減少させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図１はこの実施の形態に係る往復ポンプ装置の斜視図、図２は往復ポンプ装置の側面図、図３は往復ポンプ装置のピストンロッドの軸方向に沿った断面図、図４は図２のＸ−Ｘ矢視断面図、図５は往復ポンプ装置のピストンロッドに直交する方向に沿った断面図、図６および図７は往復ポンプ装置のクランクケースの斜視図である。

この例の往復ポンプ装置４１は、図３および図４に示すように、同軸上にそれそれ反対方向を向いた２つの往復ポンプ５９，５９を備えたものとなっている。
そして、往復ポンプ装置４１は、その駆動源がモータ９０となっており、この例においてモータ９０は、その外形が概略円筒状となっているとともに、モータ軸９１に沿う方向が長手方向となっている。また、モータ軸９１が突出する側の端面に概略正方形状のフランジ部９２が設けられている。

また、往復ポンプ装置４１は、クランクケース４３と、クランクケース４３の左右端部にそれぞれ取り付けられるマニホールド４４，４５とを備える。
前記クランクケース４３は、その下端部に外形が概略正方形の板状とされ、かつ、内部に円形の開口を有するフランジ部４６を備える。当該フランジ部４６は、モータ９０のモータ軸９１が設けられる先端側に形成されたモータ９０のフランジ部９２と略同形状となっており、このモータ９０のフランジ部９２に重ねられるように配置されて、ビスにより締結され、これによりモータ９０と往復ポンプ装置４１のクランクケース４３とが接合される。

クランクケース４３のフランジ部４６の上側にフランジ部４６の開口に連通する内部空間を有する円筒部４７が一体に取り付けられている。円筒部４７は、クランクケース４３に取り付けられたモータ９０のモータ軸９１と同軸上に配置されるようになっており、その内部の空間４８にモータ軸９１と、当該モータ軸９１に取り付けられる偏芯カム５１の取付筒部５２が中央部に収納された状態となる。

クランクケース４３の円筒部４７の上側には、前記偏芯カム５１の後述の取付筒部５２を回転自在に支持するベアリング４９が固定される円板状の空間を有するベアリング支持部５０が形成されている。
そして、当該ベアリング支持部５０の上側に偏芯カム５１のカム部５３と、１対のピストンロッド（往復動部材）５４，５４に対応して形成された連結部５５とがベアリング５６を介して連結される空間５７をクランクケース４３に形成する筒部５８が形成されている。なお、筒部５８の軸方向はモータ軸９１方向と一致している。

クランクケース４３の筒部５８の左右には、それぞれ往復ポンプ５９，５９のシリンダパイプ９４，９４が挿入されるシリンダ用円筒部６０，６０が前記筒部５８に基端部を連通させた状態で形成されている。なお、クランクケース４３において、シリンダ用円筒部６０，６０の互いに反対に外側を向く先端部は、クランクケース４３において開放した状態となっており、マニホールド４４，４５により後述の合流吐出通路６３に連通した状態で閉塞される。

クランクケース４３には、左右の往復ポンプ５９，５９から液体を吐出するための左右の吐出弁６１，６１が備えられるとともに、これら吐出弁６１，６１から吐出される液体を、後述の最終吐出通路６２に導く合流吐出通路６３が設けられている。
この合流吐出通路６３は、前記１対のシリンダ用円筒部６０，６０およびピストンロッド５４，５４と平行に直線上に設けられるとともに、モータ軸９１方向に互いに重なった位置に設けられている。すなわち、合流吐出通路６３は、ピストンロッド５４，５４と並んで設けられている。また、クランクケース４３において、シリンダ用円筒部６０，６０と合流吐出通路６３を構成する部分と、後述の分岐吸入通路８３を構成する部分とは一体に形成されている。

左のシリンダ用円筒部６０の先端位置と、合流吐出通路６３の左端の位置とが左側の一平面内に配置され、右のシリンダ用円筒部６０の先端位置と、合流吐出通路６３の右端の位置とが右側の一平面内に配置され、これら左右の平面が互いに平行となっている。また、合流吐出通路６３は、前記１対のシリンダ用円筒部６０，６０のモータ９０の反対側に形成されている。
そして、合流吐出通路６３の左右の端部内に上述の吐出弁６１，６１が収納されるが、合流吐出通路６３の左右の端部内で吐出弁６１の吐出弁体６４より中央側で、吐出弁体６４をそれより端側の吐出弁座６５に押し付けるための付勢力を付与する圧縮コイルばね６６が配置される部分には、複数の突条６７が形成されている。

また、合流吐出通路６３の圧縮コイルばね６６を有する吐出弁６１，６１が配置される左右端部は、それより中央側の部分より径が広くなっている。そして、吐出弁体６４，６４および当該吐出弁体６４，６４より中央側の圧縮コイルばね６６が配置される部分に複数の突条６７，…が複数形成されている。
突条６７，…は、合流吐出通路６３の内周面に当該合流吐出通路の軸方向に沿って配置されるとともに、周方向に等間隔に並んで配置されている。また、突条６７，…は、全て同形状で、合流吐出通路６３の軸方向に沿った位置が同じとなっている。

また、突条６７は、合流吐出通路６３の端側となる先端側より中央側（後側）の方が高くなっている。すなわち、突条６７，６７は、先側に対して後側の方が合流吐出通路６３の内周からの厚みが厚くなっていることで、段差面６８を有する構造となっている。また、突条６７の上面は、合流吐出通路６３の中心軸を中心とする円弧面となっている。そして、突条６７の先端面より前側に吐出弁座６５が、配置され、吐出弁座６５の中央側への移動が規制される。また、突条６７の先端面と段差面６８との間に吐出弁体６４が配置され、吐出弁体６４の中央側への移動が突条６７の段差面６８で規制される。
また、吐出弁座６５は、クランクケース４３の左右端面に取り付けられるマニホールド４４，４５に押えられてクランクケース４３外側への移動が規制されている。

また、突条６７同士の間は、吐出弁６１から吐出された液体が通過するようになっており、この合流吐出通路６３に流入する際に吐出弁座６５の孔から吐出弁体６４の外周側を通って流れが乱れた状態となる液体を整流することができ、液体を円滑に合流吐出通路６３に流すことを可能とする。
そして、合流吐出通路６３の中央部、すなわち、モータ軸９１の延長線と交差する部分には、後述の調圧弁７０に連通する調圧通路６９が連通した状態に接続されている。

また、調圧通路６９は、モータ軸９１の軸方向に沿っており、合流吐出通路６３に対して直交している。なお、この例では、調圧通路６９は、左右に延在する合流吐出通路６３に対して前側に延出した状態となっている。
また、調圧通路６９は、往復ポンプ装置４１の前端側で開放された状態となり、この往復ポンプ装置４１の前後左右の略中心の前端部に、前記調圧弁７０を有する調圧ユニット１００が接続されるようになっている。なお、調圧ユニット１００は、ビス１０１によりクランクケース４３に固定されている。

また、合流吐出通路６３と調圧通路６９との接続部の中心に対して、中心が僅かに前にずれた状態で最終吐出通路６２が合流吐出通路６３と調圧通路６９とに接続されている。そして、最終吐出通路６２は、合流吐出通路６３およびモータ軸９１に沿った調圧通路６９に対して直角に延出しており、この例では、最終吐出通路６２の延出方向を下側とする。
そして、最終吐出通路６２の下側には、最終吐出通路６２より径の大きな接続円筒部７１が設けられている。当該接続円筒部７１には、その内側にホース等を接続するためのコネクタ７２が嵌合固定されており、このコネクタ７２の下端の開口が吐出口７３となる。なお、コネクタ７２には、例えば、先端部にノズルが設けられたホースが接続される。

また、合流吐出通路６３と調圧通路６９と最終吐出通路６２が互いに連通して接合された部分に、中心を合流吐出通路６３の中心より前で最終吐出通路６２の中心より後にした状態のエア抜通路７４が形成されている。また、エア抜通路７４は、合流吐出通路６３および調圧通路６９と直交し、最終吐出通路６２と平行となるが、最終吐出通路６２が合流吐出通路６３より下側に延出しているのに対して、エア抜通路７４は上側に延出している。
そして、エア抜通路７４は、エア抜通路７４より大径のエア抜円筒部７５に接続され、当該エア抜円筒部７５にエア抜弁７６が設けられている。

また。エア抜円筒部７５の上部には、エア抜弁７６により抜かれるエアと、当該エアと一緒に吐出する液体を調圧ユニット１００に送るエア吐出通路８０がエア抜通路７４に対して直交する方向に沿って前側に向かって形成されている。このエア吐出通路８０は、クランクケース４３の調圧ユニット１００が取付けられる取付面側で開放した状態となっており、後述の調圧ユニット１００の連絡通路１０２にエア吐出通路８０が連通するようになっている。なお、後述のように連絡通路１０２は、後述の余水口１０３に連通しており、エア抜時に吐出した液を余水口１０３に流せるようになっている。

前記１対のシリンダ用円筒部６０，６０と、合流吐出通路６３との間の高さ位置で前側に左右の往復ポンプ５９，５９の吸水弁８１，８１に吸入口８２からの水を流入させる分岐吸入通路８３が設けられている。そして、分岐吸入通路８３は、互いに平行なシリンダ用円筒部６０，６０および合流吐出通路６３と、平行に形成されている。すなわち、分岐吸入通路８３は、ピストンロッド５４，５４と並んで設けられている。
また、上述のように合流吐出通路６３の端部とシリンダ用円筒部６０，６０の先端部が配置される互いに平行な左右の平面上に分岐吸入通路８３の端部も配置される。

すなわち、左側の一つの平面内に合流吐出通路６３の左端部開口と、左側のシリンダ用円筒部６０の先端部開口と、分岐吸入通路８３の左側端部開口が配置され、右側の一つの平面内に合流吐出通路６３の右端部開口と、右側のシリンダ用円筒部６０の先端部開口と、分岐吸入通路８３の右側端部開口が配置される。
そして、クランクケース４３の左右の上述の左右の平面に対応する部分が左端面および右端面となっており、前記各開口が配置される左端面に左のマニホールド４５がビス４５ａ，…で固定され、右端面に右のマニホールド４４がビス４４ａ，…で固定される。

また、分岐吸入通路８３の左右端部には、当該分岐吸入通路８３と左右のシリンダ用円筒部６０，６０の吸水弁８１に対応する位置とを連通させる吸入連通路９３，９３を備えている。また、分岐吸入通路８３の左側端部は、後述の左側のマニホールド４５において、当該マニホールド４５に設けられた吸入口８２に連通させられるようになっている。

そして、左右のマニホールド４４，４５には、共通して、前記左右のシリンダ用円筒部６０，６０と同様の内径を有し、マニホールド４４，４５をクランクケース４３に固定した際に、当該シリンダ用円筒部６０と同軸上に配置されて連通した状態となる凹部８４，８４と、当該凹部８４の底部（先端部）と、マニホールド４４，４５が取付けられるクランクケース４３の取付面に開口した合流吐出通路６３の開口に連通する吐出弁連通路８５，８５とを備える。

また、右側のマニホールド４４には、クランクケース４３の当該マニホールド４４の取付面に前記分岐吸入通路８３の右側端部開口を塞ぐ閉塞部８６が設けられている。また、左側のマニホールド４５には、分岐吸入通路８３の左側端部開口に連通する吸入通路８７が形成され、当該吸入通路８７は、分岐吸入通路８３と同方向を向いた状態からモータ軸９１の軸方向に沿って後側を向くように屈曲した状態とされ、この後側を向く部分が管状に構成されるとともに先端部が吸入口８２とされ、ホースを接続可能となっている。当該ホースは、例えば、吐出すべき液体が入ったタンクに接続される。なお、モータ９０は、モータ軸９１の軸方向に沿って長く形成されており、円筒部分の直径よりも、モータ軸９１に沿った方向の長さの方が長くなっている。したがって、吸入通路８７のモータ軸９１の軸方向に沿った部分は、モータ９０の長手方向に沿っていることになる。

そして、以上のようなクランクケース４３およびマニホールド４４，４５により、１対の往復ポンプ５９，５９が支持された状態となっている。
そして、各往復ポンプ５９，５９は、向きが逆なことを除けば、同様の構成に形成されている。そして、各往復ポンプ５９，５９は、上述のシリンダ用円筒部６０，６０内に内周面に沿って中央側から順番にシールパッキン８８、シールパッキン押え８９，シリンダパイプ９４が配置されている。そして、これらシールパッキン８８、シールパッキン押え８９、シリンダパイプ９４の内側を左右に移動可能にピストンロッド５４が配置されている。

前記シールパッキン８８は、ピストンロッド５４の外周面に接触する内周面を有し、シールパッキン８８に対してピストンロッド５４が摺動するようになっている。これによりポンプ室４２，４２側からの吐出すべき液体のシールパッキン８８より中央側への漏出を防止している。そして、このシールパッキン８８は、シリンダ用円筒部６０，６０の内周面に周方向に沿って形成された段差とシールパッキン押え８９とにより固定されている。

また、シールパッキン押え８９より端側にシールパッキン押え８９に連続するようにシリンダパイプ９４が配置されている。シールパッキン押え８９とシリンダパイプ９４が同軸上に配置されるとともに、互いに同じ径となっている。そして、これらシールパッキン押え８９およびシリンダパイプ９４と後述のマニホールド４４，４５側の凹部８４，８４とからポンプ室４２，４２が構成されている。
また、シリンダパイプ９４は、クランクケース４３のシリンダ用円筒部６０から突出するようにシリンダ用円筒部６０に取付けられ、先側がマニホールド４４，４５の凹部８４，８４内に挿入された状態となっている。そして、上述のように往復ポンプ５９のポンプ室４２は、クランクケース４３からマニホールド４４，４５にわたって形成されることになる。また、シリンダパイプ９４、シールパッキン押え８９、シールパッキン８８とは、マニホールド４４，４５により、外側への移動が規制されるように押えられた状態となっている。

そして、ポンプ室４２内には、ピストンロッド５４，５４の先端部に設けられた吸水弁８１が８１が配置される。吸水弁８１は、ピストンロッド５４の先端面に螺合されるビス９９で固定される吸水弁座９５、カラー９６、ストッパ９７を備えるとともに、吸水弁座９５と、ストッパ９７の間に、カラー９６が挿入された状態の吸水弁体９８が配置されている。
そして、ピストンロッド５４の先端からその先側（外側）に向かって、吸水弁座９５、カラー９６、ストッパ９７の順番に配置されるとともに、上述のようにカラー９６の外側で吸水弁座９５とストッパ９７との間に吸水弁体９８が配置される。

また、前記ビス９９は、ストッパ９７を貫通するとともに円筒状のカラー９６を貫通し、さらに吸水弁座９５を貫通してピストンロッド５４に締結されている。
そして、吸水弁座９５およびストッパ９７の間にカラー９６が配置され、吸水弁座９５とストッパ９７の間にカラー９６の軸方向に沿った長さ分だけ間隔があけられている。
そして、カラー９６が挿入された状態となる吸水弁体９８は、概略円筒状の構造を有し、その内径が吸水弁体９８内に挿入されるカラー９６の外径よりも大きく、吸水弁体９８の内周面と、カラー９６の外周面との間に吐出すべき液体が流動可能な間隔があけられている。

また、吸水弁体９８は、その外周部にシリンダパイプ９４内周面の全周に渡って接触して摺動するピストンパッキンを有し、吸水弁体９８は、シリンダパイプ９４の内周面に沿ってシリンダパイプ９４の軸方向に移動するように規制されている。そして、吸水弁体９８と、カラー９６とが同軸上に配置されるため、吸水弁体９８の内周面とカラー９６の外周面との間には全周に渡る円環状の隙間が常時形成されている。

そして、吸水弁座９５と、ストッパ９７との間の間隔、すなわち、カラー９６の長さは、吸水弁体９８の軸方向に沿った長さより長く、吸水弁体９８は、相対的に吸水弁座９５に後端側（中央側）の端面が当接し、先端側（外側）の端面がストッパ９７から離れた状態と、逆に、吸水弁座９５に対して後端側（中央側）の端面が離れ、先端側（外側）の端面がストッパ９７に当接した状態との間を移動可能となっている。

また、吸水弁体９８が吸水弁座９５に当接した状態では、吸水弁体９８と吸水弁座９５からなる部分に液体が流入しない状態となり、吸水弁体９８とストッパ９７とが当接した状態では、ストッパ９７に設けられた貫通孔が吸水弁体９８の内周側と連通し、かつ、吸水弁体９８と吸水弁座９５が離れていることにより、吸水弁体９８と吸水弁座９５の間から液体が流入可能で、かつ、ストッパ９７の貫通孔から流出可能となっている。

そして、ピストンロッド５４，５４は、モータ９０により駆動されるが、モータ９０のモータ軸９１には、上述の偏芯カム５１が取り付けられる。
偏芯カム５１は、モータ軸９１が挿入されて固定される取付筒部５２と、当該取付筒部５２の先側に設けられて実際のカムとして機能するカム部５３とを備える。
取付筒部５２は、モータ軸９１の外径とほぼ同じ内径を有し、かつ、外周面から内周面に至るねじ孔１０５を備えている。また、モータ軸９１は、当該モータ軸９１に取付筒部５２をセットした際に前記ねじ孔１０５に対応する部分に、軸方向に沿った平面を備えている。そして、ねじ孔１０５に外周面が雄ねじとなったネジ軸を螺合して締め付けることで、偏芯カム５１の取付筒部５２をモータ軸９１に対して当該モータ軸９１と一体に回転可能に固定することができる。

そして、取付筒部５２は、上述のベアリング４９により、取付筒部５２が回転自在に支持されている。
そして、カム部５３は、前記取付筒部５２の先側に取付筒部５２と一体に設けられ、取付筒部５２と一体にモータ軸９１の回転に伴なって回転する。
また、カム部５３は円柱状に形成されるが、その円柱の中心と、回転の中心とがずれている。すなわち、カム部５３は、モータ軸９１に対して同軸上に配置されておらず、モータ軸９１の中心に対してカム部５３の中心が偏芯している。

したがって、モータ軸９１を回転させると、カム部５３の外周部は、前後左右に移動しながら回転する状態となる。
カム部５３はベアリング５６に軸受された状態となるが、ベアリング５６は、上述の回転するカム部の前後左右への移動に対応して回転せずに前後左右に移動することになる。

また、２本のピストンロッド５４，５４は、往復ポンプ装置４１の中央側となる後端側が一体に連続した状態となっており、２本のピストンロッド５４，５４が一本の部材となっている。そして、１対のピストンロッド５４，５４を連結する連結部５５は、ピストンロッド５４，５４より厚みが薄く形成されることで連結部５５の後側に凹部が形成された状態となっている。
そして、この連結部５５の凹部にベアリング５６が上下に移動可能に保持され、偏芯カム５１の移動に伴なって、ピストンロッド５４，５４をその軸方向に沿って左右に往復移動させるようになっている。

また、クランクケース４３の先端部には、上述の調圧ユニット１００が設けられている。調圧ユニット１００は、調圧弁７０が内蔵されている調圧ケース１０６と、当該調圧ケース内に固定された調圧弁座１０７、調圧弁座１０７に接触した閉状態と、調圧弁座１０７から離れた開状態との間で移動自在な調圧弁体１０８と、調圧弁体１０８を調圧弁座１０７に付勢する付勢手段としてのコイルばね１１０と、当該コイルバネ１１０の先端側（調圧弁体１０８の逆側）の位置を調整することで、コイルばね１１０の付勢力を調整して調圧するためのコマ１１１と、当該コマ１１１の先端側で六角孔を有するねじ１１２とを備える。

調圧ケース１０６は、主要部が前記調圧弁座１０７、調圧弁体１０８、コイルばね１１０が配置された部分を孔とする有蓋円筒状とされている。
そして、調圧ケース１０６の先端の蓋部分に後述のねじ孔が形成されている。また、調圧弁体１０８より先端側となるコイルばね１１０が設けられている部分には、調圧弁体１０８がコイルばね１１０の付勢力より強い圧力がかかったことにより調圧弁座１０７から離れ、調圧弁７０が開状態となったことに基いて流入した液体を排出する余水口１０３に水を流出させるための円筒状の調圧排出通路１１４が形成されている。

また、調圧排出通路１１４の反対側には、一方の端部がクランクケース４３の先端面に露出するエア吐出通路８０の開口と連通する連絡通路１０２を備え、エア吐出通路８０からと出されたエアおよび液体を余水口１０３側に吐出するようになっている。
ねじ１１２は、調圧ケース１０６の軸方向に形成されたねじ孔に螺合しており、ねじ１１２を回転することで前記コマ１１１の位置を調整して、調圧弁７０の圧を調整するようになっている。なお、ねじ１１２が螺合された先端部は、着脱自在なキャップ１１３で蓋をされている。
そして、エア抜弁７６は、エア抜通路７４に連通する孔を有するエア抜円筒部７５の底部と、エア吐出通路８０に連通する孔を有するエア抜弁座７７との間に、球状のエア抜弁体７８が配置されている。また、エア抜円筒部７５の内周が雌ねじとなっており、当該雌ねじに外周が雄ねじとなったボルト状のプラグ７９が螺合されており、当該プラグ７９により、エア抜弁座７７が固定された状態となっている。

この状態で、エア抜円筒部７５と底部と、エア抜弁座７７との間には、エア抜弁体７８の直径より僅かに長い間隔があけられており、エア抜弁体７８は、エア抜弁座７７から離れてエア抜弁座７７のエア吐出通路８０に連通する孔を開放した状態となる。また、通常の往復ポンプ装置４１の未作動状態では、エア抜弁座７７およびプラグ７９がエア抜弁体７８の上側となり、エア抜弁体７８は、重力によりエア抜弁座７７から離れてエア抜円筒部７５の底部に接触した状態となっている。なお、前記底部のエア抜通路７４に連通する孔の周囲部には、溝もしくは突条が形成され、孔状にエア抜弁体７８が配置されても、エア抜通路７４から液体および気体を流出可能な状態となっている。

そして、往復ポンプ装置４１を起動した際に、例えば、ポンプ室４２，４２内にエアがあるような場合には、左右の往復ポンプ５９，５９からの液体の吐出圧が高くならず、エア抜弁７６は、エア抜弁体７８が前記底部上にあり、開状態となる。この状態では、往復ポンプ５９，５９からエアをエア抜弁７６を介して抜くことが可能な状態となっている。また、エア抜弁７６が開放状態となっているので、調圧弁７０があっても合流吐出通路６３を含む往復ポンプ５９，５９内の内圧が高くならず、エアを抜き易い状態となる。

ここで、往復ポンプ５９，５９内のエアが高くなると、往復ポンプ５９，５９から合流吐出通路６３への液体の吐出圧が高くなるとともに、エアをほとんど含まない液体が合流吐出通路６３を介してエア抜通路７４からエア抜円筒部７５内部に流入する。この液体によりエア抜弁体７８がエア抜弁座７７に押し付けられエア抜弁座７７の孔を塞ぐことになる。これにより、エア抜弁７６が閉となり、往復ポンプ５９，５９の内圧が調圧弁７０に調圧された範囲で上昇し、この圧によりエア抜弁座７７にエア抜弁体７８が押し付けられ、往復ポンプ装置４１の作動中は、常時エア抜弁７６が閉となる。

そして、往復ポンプ装置４１を停止すると、エア抜弁体７８に作用する内圧がなくなり（ノズルが開放状態の場合）、エア抜弁体７８はエア抜弁座７７から離れて再びエア抜弁７６は開状態となる。この際にエア抜弁体７８よりエア抜弁座７７が上なので、重力によりエア抜弁座７７からエア抜弁体７８が完全に離れた状態となる。これにより、未使用中にエア抜弁座７７にエア抜弁体７８が固着するのを防止することができる。
なお、プラグ７９の六角形状の頭部をスパナ等で緩め、プラグ７９をエア抜円筒部７５から取り外すことにより、エア抜弁７６のメンテナンスが可能であるが、上述のようにエア抜弁体７８とエア抜弁座７７の固着を防止することで、メンテナンスを低減することができる。

このような往復ポンプ装置４１において吸入工程では、ピストンロッド５４が中央側に後退することにより、吸水弁体９８が吸水弁座９５から離れるとともにストッパ９７に当接し、吸水弁体９８と吸水弁座９５の間から水を吸入し、吸水弁体９８とカラー９６の間からストッパ９７側に水が流入する状態となる。ここで、吸入口８２から吸入した液体が、吸入口８２から吸入通路８７を通って、分岐吸入通路８３に至り、当該分岐吸入通路８３の左右端部から吸入連通路９３，９３を介してポンプ室４２，４２に至るようになっている。そして、ポンプ室４２，４２の内周面側には、前記吸入連通路９３，９３の末端側開口が形成され、当該開口から吸水弁８１に水が吸入され、吸入された水は吸水弁体９８より先側に流出可能となっている。

そして、吸入工程が終了する際に、中央側となったピストンロッド５４を端側に前進させると、吸水弁座９５に吸水弁体９８が当接し、吸水弁座９５と吸水弁体９８との間が閉ざされて吸水弁が閉状態となる。この状態でピストンロッド５４が前進すると、吸水弁体９８より前側の水は、マニホールド４４，４５の凹部８４、８４側へ押され、凹部８４，８４から吐出弁連通路８５，８５に至り、吐出弁連通路８５，８５から合流吐出通路６３に至る。

そして、合流吐出通路６３の左右端部に形成されている吐出弁６１，６１に至る。吐出弁６１，６１では、圧縮コイルばね６６に吐出弁座６５，６５側に付勢されている吐出弁体６４，６４が上述のようにポンプ室４２，４２から吐出弁連通路８５，８５に押し出された液体により押されて、吐出弁座６５，６５から吐出弁体６４，６４が離れ、液体が合流吐出通路６３に流入する。

この際に、前記圧縮コイルばね６６が形成される上述の合流吐出通路６３の左右端部には、上述のように内周面に軸方向に沿った突条６７が形成されている。この突条６７により、上述のように吐出弁座６５，６５と吐出弁体６４，６４との間を通って合流吐出通路６３に流入して乱流状態の液体が整流され、スムーズに合流吐出通路６３から合流吐出通路６３の中央部に設けられた最終吐出通路６２に流入する。また、最終吐出通路６２は、上述のように調圧弁７０に連通する調圧通路６９が連通しており、吐出口７３に接続されたノズルを有するホースにより、液体の吐出負荷がかかっている場合のそれにより液体にかかる圧が調整されることになる。

また、最終吐出通路６２は、エア抜弁７６にも連通しており、例えば、往復ポンプ装置４１の起動時などにおいて、エアをかんだ状態では、最終吐出通路６２の部分で圧が上がらず、上述のようにエア抜弁７６が開放状態となる。
これにより、エア抜弁７６からエア抜が可能な状態となり、エア抜弁７６から空気を含む液体がエア吐出通路８０から調圧ユニット１００に送られ、これを余水口１０３から流せるようになっている。

以上のような往復ポンプ装置によれば、吐出弁６１，６１がポンプ室４２，４２（シリンダパイプ９４）の先端側（クランクケース４３の外側）ではなく、合流吐出通路６３内の左右端部に収納された状態であるとともに、調圧弁７０が合流吐出通路６３の端部ではなく、中央部でモータ９０の反対側に設けられ、また、吐出口７３も合流吐出通路６３の端ではなく、中央部に設けられ、さらにエア抜弁７６も合流吐出通路６３の中央部に設けられているので、往復ポンプ装置４１の合流吐出通路６３に並んで設けられるピストンロッド５４，５４に沿った方向の長さを短くでき、モータ９０の径に近いものにすることも可能となる。

ここで、吐出口７３は、モータ軸９１およびピストンロッド５４，５４の両方に直交する方向を向いて設けられるので、吐出口７３にホースを接続するものとしても、ピストンロッド５４，５４に沿った長さ方向のスペースを必要としない。
また、吸入口８２もモータ９０の長手方向、すなわち、モータ軸９１方向に沿ってホースを接続するようになっているので、ピストンロッド５４．５４の長手方向に沿ってホースを接続するためのスペースを大きく取る必要がない。

また、調圧弁７０の余水口１０３も合流吐出通路６３の中央部でピストンロッド５４，５４に直交する方向にホースを接続可能となっており、ピストンロッド５４，５４の方向に沿って配管スペースを確保する必要がない。また、余水口１０３は、エア抜弁７６の排出口も兼ねており、配管スペースを効率化することができる。
また、吐出口７３および余水口１０３が合流吐出通路６３の中央部、すなわち、往復ポンプ装置４１の中央部に配置されるので、これら吐出口７３および余水口１０３に接続されるホースの取り回しの自由度が大きい。すなわち、往復ポンプ装置４１の左もしくは右端部に設けられると、反対側の端部へのホースの取り回しが制限されてしまう可能性がある。

また、合流吐出通路６３内に左右の吐出弁６１を設けることにより、左右の往復ポンプ５９，５９間の距離が短くなり、これに基いて合流吐出通路６３および分岐吸入通路８３の長さも短くできる。また、合流吐出通路６３内に左右の吐出弁６１を設けることにより、吐出弁６１から先の実質的な合流吐出通路６３の長さが短くなる。これにより全体的に液体が流れる通路を短くすることで、動力損失の軽減を図ることができる。

また、合流吐出通路においては、調圧弁７０が中央に接続されるとともに、吐出口７３も中央に接続されることで、２つの左右の往復ポンプ５９，５９から、調圧弁７０および吐出口７３に至る流路（合流する流路）が左右対称となり、圧力振動の低減を図ることができる。

なお、上記例では、往復ポンプ装置４１が一本の棒状に一体になった１対のピストンロッド５４，５４を備え、その両端部にポンプ室４２，４２を備える構成としたが、例えば、往復ポンプ装置が一本のピストンロッド５４と一つのポンプ室４２を備える構成で、かつ、合流吐出通路６３に代えて一つのポンプ室４２から流出する液体を吐出口７３側に流す通路としての吐出通路がポンプ室４２に連通する状態でピストンロッド５４と並んで設けられている構成としてもよい。

この場合でも、当該吐出通路内に吐出弁６１が設けられていれば、往復ポンプ装置４１のピストンロッド５４に沿った長さを短くすることができる。また、エア抜弁７６、調圧弁７０等も突出通路の端部ではなく、中央部側から分岐する構成とすることで、往復ポンプ装置４１のピストンロッド５４に沿った長さを短くすることができる。
また、クランクケース４３からマニホールド４４（４５）を取り外した際に、ポンプ室４２を構成する部材の一つであるシリンダパイプ９４がポンプ室４２側に露出し、吐出弁６１が吐出通路側に露出し、これらシリンダパイプ９４と吐出弁６１とが露出する場所が異なる位置となるので、シリンダパイプ９４がマニホールド４４に固着するようなことがあっても、それとは関係なしに吐出弁６１のメンテナンスが可能となる。すなわち、ピストンロッド５４とポンプ室４２とがそれぞれ一つでも二つでも、吐出弁６１を吐出通路（合流吐出通路６３）側に配置することで、シリンダパイプ９４と吐出弁６１が別の位置に配置され、シリンダパイプ９４がマニホールド４４，４５等に固着しても、その影響を受けることがなく吐出弁６１のメンテナンス性が向上する。

本発明の実施の形態に係る往復ポンプ装置を示す斜視図である。 前記往復ポンプ装置を示す側面図である。 前記往復ポンプ装置を示すピストンロッドの軸方向に沿った断面図である。 図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。 前記往復ポンプ装置を示すピストンロッドに直交する方向に沿った断面図である。 前記往復ポンプ装置のクランクケースを示す斜視図である。 前記往復ポンプ装置のクランクケースを示す斜視図である。 従来の往復ポンプ装置を示す断面図である。

符号の説明

４２ ポンプ室
４３ クランクケース（ケース）
４４ マニホールド
４５ マニホールド
５４ ピストンロッド（往復動部材）
６１ 吐出弁
６３ 合流吐出通路（吐出通路）
６４ 吐出弁体
６５ 吐出弁座
６６ 圧縮コイルばね（ばね）
６７ 突条
７０ 調圧弁
７３ 吐出口
７６ エア抜弁
７７ エア抜弁座
７８ エア抜弁体
８３ 分岐吸入通路
８５ 吐出弁連通路（連通路）
８７ 吸入通路
９０ モータ

Claims (4)

1. ポンプ室に対して往復動する往復動部材が設けられ、
   前記ポンプ室に連通し、かつ前記往復動部材の往復動により前記ポンプ室から流出される液体を外部に吐出する吐出口側に導く吐出通路が前記往復動部材と並んで設けられた往復ポンプ装置であって、
   一対の前記往復動部材が直線状に一体に設けられ、当該往復動部材の両端側にそれぞれ前記ポンプ室が配置され、
   これらの往復動部材およびポンプ室と、一対の前記ポンプ室にそれぞれ液体を供給する１本の分岐吸入通路と、一対の前記ポンプ室からそれぞれ流出される液体を前記吐出口に流す１本の前記吐出通路とが配置されるケースを備え、
   前記ポンプ室から前記吐出通路内への液体の流出を可能とするとともに液体の前記吐出通路から前記ポンプ室への流入を阻止する吐出弁が前記吐出通路内に設けられ、
   前記吐出通路と前記ポンプ室が前記ケースの端部にそれぞれ開口した状態に設けられ、
   前記ケースの端部に前記吐出通路の開口と前記ポンプ室の開口とを連通した状態で閉塞するマニホールドが着脱自在に取り付けられ、
   当該マニホールドにより吐出通路内の吐出弁およびポンプ室を構成する部材が押さえられた状態で配置され、
   前記吐出口から吐出される液体の圧力を調整する調圧弁が、前記ケースを挟んで、前記往復動部材を往復駆動するモータの反対側に設けられるとともに前記吐出通路の中央部に接続されていることを特徴とする往復ポンプ装置。
2. 前記分岐吸入通路が前記ケースの端部に開口した状態に設けられ、当該開口を塞ぐように前記ケースの端部に前記マニホールドが設けられ、当該マニホールドに前記分岐吸入通路の開口に連通するとともに前記モータの長手方向に沿って延出し、先端が吸入口となった吸入通路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の往復ポンプ装置。
3. 内部の空気を抜くためのエア抜弁を備え、当該エア抜弁が前記吐出通路の中央部を挟んで前記吐出口の反対側に配置されて前記吐出通路に連通し、
   前記エア抜弁には、エア抜弁座と、当該エア抜弁座より前記吐出口側に配置されたエア抜弁体が備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の往復ポンプ装置。
4. 前記吐出弁には、前記吐出通路の端部に設けられる吐出弁座と、当該吐出弁座より前記吐出通路の中央側に設けられる吐出弁体と、当該吐出弁体より前記吐出通路の中央側に設けられるとともに、当該吐出弁体を吐出弁座側に向けて付勢するばねとが備えられ、
   前記吐出通路の前記ばねが配置される部分の内周面に、当該内周面の周方向に沿って互いに間隔をあけるとともに当該吐出通路の軸方向に沿って延在する複数の突条が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の往復ポンプ装置。

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