JP4597228B2 - 往復ポンプ装置 - Google Patents
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Description
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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、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。
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。
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、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。
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。
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。
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、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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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、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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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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