JP4733867B2

JP4733867B2 - 往復動ポンプのストローク量調整装置

Info

Publication number: JP4733867B2
Application number: JP2001219554A
Authority: JP
Inventors: 衣川盛久
Original assignee: Tacmina Corp
Current assignee: Tacmina Corp
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-07-19
Also published as: JP2003035268A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤフラム、プランジャ、ベローズ等を往復動せしめてポンプ動作を行う往復動ポンプのストローク量調整装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポンプ部を作動させるべく駆動ボックス内に往復移動自在に収容されたポンプシャフトと、該ポンプシャフトを往復移動させる偏心カム機構を備えた駆動伝達手段と、前記ポンプシャフトのストローク量を調整するためのストローク量調整手段とを備えた往復動ポンプが周知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の往復動ポンプは、設置場所が限定されその設置スペースが小さい場合が多い。また、前記ストローク量調整手段を操作するスペースを確保する必要があると共に、往復動ポンプをメンテナンス等する場合には、ポンプ部と駆動ボックスとを分離して行っているのが現状であり、メンテナンスを容易且つ迅速に行えるようにする必要もある。
本発明は、ストローク量調整手段の操作及びメンテナンスのそれぞれの作業スペースを兼用して有効に利用できるようにして、それぞれの作業を容易且つ迅速に行え、往復動ポンプの設置スペースを小さくできることを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた技術的手段は、ポンプ部を作動させるべく駆動ボックス内に往復移動自在に収容されたポンプシャフトと、該ポンプシャフトを往復移動させる偏心カム機構を備えた駆動伝達手段と、前記ポンプシャフトのストローク量を調整するためのストローク量調整手段とを備えた往復動ポンプのストローク量調整装置において、
前記ストローク量調整手段は、前記駆動ボックスのポンプ部側に設けられ、しかも、ポンプ部吐出工程において偏心カム機構に当接する流量調整軸を備え、該流量調整軸の位置をポンプシャフトの移動方向に位置変更させることにより、前記ポンプシャフトのストローク量を調整し得るように構成されてなることにある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１において、１はポンプ部２、駆動伝達手段４及びストローク量調整手段５とを備える往復動ポンプを示す。
【０００６】
前記ポンプ部２は、例えば、ポンプ室（図示省略）を往復動するダイヤフラム６により、ポンプ室に連通する吸入孔から流体が吸入され、且つ吐出孔から外部に吐出し得るように構成されている。
【０００７】
前記駆動伝達手段４は駆動ボックス８に収容され、該駆動伝達手段４は、往復移動自在なポンプシャフト１０を備えている。ポンプシャフト１０の後端部（前記ポンプ部２と反対側）１０ａは、駆動ボックス８の後壁８ｂ内面に形成された軸受部１２により、摺動自在に支持されている。ポンプシャフト１０の略中央には環状部１３が設けられている。
【０００８】
前記駆動ボックス８の後壁８ｂの内面には、環状収容溝１５が形成され、該環状収容溝１５に収容された弾性体（コイルバネ）１６の一端は、前記環状部１３に形成された係止部２２に係合するようになっている。従って、駆動ボックス８と環状部１３間に介装されたコイルバネ１６の弾性力により、ポンプシャフト１０は先端側（ポンプ部２側）へ押圧付勢されている。
【０００９】
前記環状部１３内には、ポンプシャフト１０を往動移動させるための偏心カム機構２０が設けられている。偏心カム機構２０は、ポンプシャフト１０の下方に配置された減速機の回転軸２１に固着される偏心カム２３と、該偏心カム２３に外嵌着されて環状部１３の後端側内周面に設けられた当接部２４に係合する軸受（玉軸受）２５とからなる。尚、偏心カム機構２０は、前記ポンプシャフト１０と共に駆動伝達手段４を構成し、図１に示す如く、偏心カム２３の中心Ｏは減速機の回転軸２１の回転中心Ｏ１からｅ（偏心量）だけ偏心している。
【００１０】
前記環状部１３の先端には内周面に雌ねじ部２８を有する筒状の取付部２７が突設され、該雌ねじ部２８には、流量調整軸３０の後部に設けられたねじ部２９が、出退自在に螺合されている。即ち、流量調整軸３０を回転させることにより、該流量調整軸３０はポンプシャフト１０に対してポンプシャフト１０の移動方向と同じ方向に移動させることができる。
【００１１】
前記駆動ボックス８の前壁８ａには、外周に雄ねじ部３１ａを有する筒状の保持部３１が、ポンプシャフト１０の移動方向に突設され、該保持部３１内に前記取付部２７が摺動自在に嵌合されている。前記保持部３１の雄ねじ部３１ａには、調整ダイヤル３３の内周面に形成された雌ねじ部３４が螺合されている。調整ダイヤル３３の中央には、例えばスプライン溝からなる開口３５が形成され、該開口３５には、前記流量調整軸３０の中途部に設けられたスプライン部３７が相対回転不可能で且つ軸方向に移動自在に挿通されている。尚、流量調整軸３０及び調整ダイヤル３３により、前記ストローク量調整手段５が構成されている。
【００１２】
前記流量調整軸３０の先端部（前記調整ダイヤル３３よりも突出する部分）３８には、金属板材を筒状に形成してなる係止部材４０が外嵌固定されている。該係止部材４０の先端側は、図２（イ）及び（ロ）に示す如く弾性力で径外方向に拡径するようになっている。係止部材４０の先端側は、例えば、スリットを複数条間隔をおいて形成することにより、径外方向の拡径状態を維持できる。
【００１３】
また、係止部材４０の先端には、前記ポンプ部２のダイヤフラム軸４１の先端部の周方向に形成された周溝からなる被係合部４３に、着脱自在に係合する係合部４４が形成されている。係止部材４０には筒状のジョイント４６がスライド自在に外嵌されている。従って、ジョイント４６を流量調整軸３０の先端側に移動させた際に、係止部材４０の先端側を縮径させて係合部４４をダイヤフラム軸４１の被係合部４３に係合させることができ、ダイヤフラム軸４１を流量調整軸３０に同一軸心上に連結し、ポンプシャフト１０と共に移動させることができる。
【００１４】
また、係止部材４０の係合部４４をダイヤフラム軸４１の被係合部４３に係合させていても、係合部４４を被係合部４３に沿って軸周方向に摺動させることができ、ダイヤフラム軸４１に対して流量調整軸３０を相対回転させることができる。尚、係止部材４０及びジョイント４６により、ダイヤフラム軸４１と流量調整軸３０とを解除自在に連結する連結手段が構成されている。
【００１５】
本実施形態は以上のような特定事項からなり、基本的なポンプ動作は以下のようにして行われる。
【００１６】
先ず、ポンプの流量を最大にする場合について図３を参照しながら説明する。尚、同図の上部分はポンプ吸入最終行程を、下部はポンプ吐出最終行程をそれぞれ示す。
調整ダイヤル３３を、その目盛を参照しつつ後退する方向（保持部３１にねじ込む方向）に回転させると、流量調整軸３０は、調整ダイヤル３３とスプライン嵌合していることから、調整ダイヤル３３と一体回転する。この結果、流量調整軸３０は、そのねじ部２９がポンプシャフト１０の取付部２７の雌ねじ部２８に螺合しているため、ポンプシャフト１０に対して偏心カム機構２０側に回転しながら移動し、ねじ部２９の端面が前記偏心カム機構２０の玉軸受２５の外輪に当接する。即ち、偏心カム機構２０、ポンプシャフト１０及び流量調整軸３０との係合状態が常時維持されるので、偏心カム２３の回転により、ポンプシャフト１０のストローク量Ｓは前記偏心量ｅの２倍となる。
【００１７】
尚、調整ダイヤル３３の回転と共に流量調整軸３０も回転するが、流量調整軸３０は、前記連結手段により、ダイヤフラム軸４１に相対回転自在に連結されているため、ダイヤフラム軸４１が回転しなくても、何ら支障となることはない。
【００１８】
かかる状態でのポンプ吐出行程は、モータにより駆動する減速機の回転軸２１を介して回転駆動された偏心カム機構２０が、流量調整軸３０を突出させる側へと押圧して往動させ、ポンプ部２の流体がダイヤフラム６により吐出孔から吐出され、ポンプの吐出量が最大となる。尚、コイルバネ１６の弾性力もポンプ吐出時のポンプシャフト１０の推力に寄与しているため、ポンプの小型化を効果的に図ることができる。
【００１９】
一方、ポンプ吸入行程は、回転駆動される偏心カム機構２０の玉軸受２５がポンプシャフト１０の環状部１３の当接部２４に係合してるため、玉軸受２５によりポンプシャフト１０がコイルバネ１６の弾性力に抗して後壁８ｂ側へと押圧されて復動し、ダイヤフラム６により流体が吸入孔からポンプ室内に吸入される。かかるポンプ吸入行程においては、流体をポンプ室に取り込むに要するだけの駆動力で十分であり、前記ポンプ吐出行程に比し、小さな駆動力でコイルバネ１６を収縮させることができる。
【００２０】
次に、ポンプシャフト１０のストローク量Ｓを変更する場合には、調整ダイヤル３３を前記と反対の方向に回転させると、ポンプシャフト１０のストローク量Ｓを無段階に少なくすることができる。
【００２１】
具体的に説明すると、例えばストローク量Ｓを50％に変更したい場合は、図４に示す如く、ポンプシャフト１０が最も突出した位置（ポンプ吐出最終行程）を基準として、調整ダイヤル３３を回転させると、該調整ダイヤル３３は、保持部３１に対してポンプ２側に移動するため、流量調整軸３０を回転させながら所定量だけ突出させることができる。ポンプ吸入最終行程には偏心カム機構２０の玉軸受２５と流量調整軸３０間に偏心量ｅだけの間隙が形成されることになる。この結果、同図の下部に示す如く、ポンプシャフト１０のストローク量Ｓは50％に調整されて、ポンプの吐出量も半分に減少する。
【００２２】
更に、図５に示す如く、調整ダイヤル３３を回転させると、流量調整軸３０を回転させながら所定量だけ突出させることができ、前記間隙が偏心量ｅの２倍となって図の二点鎖線に示す如く偏心カム２３は空転するため、ポンプシャフト１０のストローク量Ｓは０となり、ポンプ動作も行われないのである。このようにストローク調整は、ポンプシャフト１０が最も突出した位置を基準として行えることから、ポンプ効率が良くなる利点がある。
【００２３】
尚、かかる一連の流量調整操作はポンプ停止時のみならず、運転時においても行うことができる。調整ダイヤル３３を適宜任意の方向（流体の吐出量を増加又は減少させる方向）に所定量（所定角度）回転させることにより、流量調整軸３０をポンプシャフト１０の移動方向の任意の位置に変更して、流量を無段階に調整することができる。
【００２４】
また、ストローク量調整手段５は、駆動ボックス８の前壁８ａ側、即ち、駆動ボックス８とポンプ部２との間の空間に設けられているため、調整ダイヤル３３を操作するのに支障となることはない。しかも、駆動ボックス８の両側壁８ｃ及び上壁にストローク量調整手段５を設けていないため、駆動ボックス８の両側壁及び上壁と、他の装置との間隙を必要以上に設ける必要はない。
【００２５】
更に、ポンプのメンテナンスを行う際には、前記ジョイント４６を後退移動させると、係止部材４０の係合部４４は、ダイヤフラム軸４１の被係合部４３から離間するため、ダイヤフラム軸４１とポンプシャフト１０側との係合を解除できる。また、ジョイント４６を前記と反対方向に移動させると、ダイヤフラム軸４１とポンプシャフト１０側とを係合でき、着脱作業をワンタッチで容易且つ迅速に行える。
【００２６】
また、ダイヤフラム軸４１と流量調整軸３０の連結又は離脱作業は、駆動ボックス８とポンプ部２との間に設けられた空間で行えるため、該空間を有効に利用してストローク調整作業とメンテナンス作業とを容易且つ迅速に行うことができる。
【００２７】
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ポンプ部は、ダイヤフラム式以外に、プランジャー式等のものであっても良く、その種類は特に限定されるものではない。
【００２８】
また、ストローク調整手段５は、前記のものに限定されるものではなく、図６に示すものであっても良い。具体的には、前記流量調整軸３０は、内軸３０ａと該内軸３０ａに相対回転自在で且つ軸方向に相対移動不可能に外嵌された外筒３０ｂとからなる。そして、内軸３０ａの端面が前記偏心カム機構２０の玉軸受２５の外輪に当接している。しかも、前記ダイヤフラム軸４１は内軸３０ａの先端部に直接連結されている。前記外筒３０ｂには、前記調整ダイヤル３３の開口３５がスプライン嵌合するスプライン部３７が設けられている。また、前記外筒３０ｂには、前記ポンプシャフト１０の取付部２７の雌ねじ部２８に螺合するねじ部２９が形成されている。
【００２９】
この構成からなるストローク調整手段５は、調整ダイヤル３３を所定の方向に回転させると、外筒３０ｂも一体的に回転する。外筒３０ｂは、ポンプシャフト１０の取付部２７に螺合されているため、回転しながら内軸３０ａを移動させることができる。外筒３０ｂは、内軸３０ａと相対回転するため、内軸３０ａが回転することはない。かかる構成のストローク調整手段５は、内軸３０ａが回転しないため、内軸３０ａに連結されるポンプ側のダイヤフラム軸４１等の軸が回転をしない場合に最適である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のストローク量調整手段は、前記駆動ボックスのポンプ部側に設けられ、しかも、ポンプ部吐出工程において偏心カム機構に当接する流量調整軸を備え、該流量調整軸の位置をポンプシャフトの移動方向に位置変更させることにより、前記ポンプシャフトのストローク量を調整し得るように構成されているので、ポンプ部と駆動ボックス間に形成される空間を兼用してストローク調整作業とメンテナンス等の作業とを容易且つ迅速に行えることとなり、往復動ポンプの設置スペースを小さくできる利点がある。
【００３１】
しかも、前記流量調整軸は、駆動ボックスに出退自在に螺合され、しかも、駆動ボックスには、調整ダイヤルが回転自在に螺合され、該調整ダイヤルに前記流量調整軸が相対回転不可能で且つ軸方向に移動自在に挿通されている場合には、調整ダイヤルを任意の方向に所定量回転させて流体の吐出量を無段階で調整できる。
【００３２】
更に、前記流量調整軸の先端部には、該先端部をポンプ部側の駆動軸に相対回転自在に連結する連結手段が設けられている場合には、例えばダイヤフラム式のように駆動軸が回転不可能のようなポンプであっても、ストローク調整時に、流量調整軸が回転しても、駆動軸に対して流量調整軸の相対回転を許容するため、何ら支障となることはなく、ポンプの種類に関係なく実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す全体断面図である。
【図２】連結手段を示し、（イ）は駆動軸と流量調整軸とを連結した状態の断面図、（ロ）は同連結を解除した状態の断面図である。
【図３】ポンプシャフトのストローク量が最大の場合を示す断面図である。
【図４】ポンプシャフトのストローク量が５０％の場合を示す断面図である。
【図５】ポンプシャフトのストローク量が０％の場合を示す断面図である。
【図６】ストローク調整手段の他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２…ポンプ部、４…駆動伝達手段、５…ストローク量調整手段８…駆動ボックス、１０…ポンプシャフト、２０…偏心カム機構、３０…流量調整軸、３３…調整ダイヤル、４１…ダイヤフラム軸（駆動軸）、Ｓ…ストローク量、ｅ…偏心量

Claims

ポンプ部を作動させるべく駆動ボックス内に往復移動自在に収容されたポンプシャフトと、該ポンプシャフトを往復移動させる偏心カム機構を備えた駆動伝達手段と、前記ポンプシャフトのストローク量を調整するためのストローク量調整手段とを備えた往復動ポンプのストローク量調整装置において、前記ストローク量調整手段は、前記駆動ボックスのポンプ部側に設けられ、しかも、ポンプ部吐出工程において偏心カム機構に当接する流量調整軸を備え、該流量調整軸の位置をポンプシャフトの移動方向に位置変更させることにより、前記ポンプシャフトのストローク量を調整し得るように構成されてなることを特徴とする往復動ポンプのストローク量調整装置。
前記流量調整軸は、前記ポンプシャフトに出退自在に螺合され、しかも、駆動ボックスには、調整ダイヤルが回転自在に螺合され、該調整ダイヤルに前記流量調整軸が相対回転不可能で且つ軸方向に移動自在に挿通されている請求項１に記載の往復動ポンプのストローク量調整装置。
前記流量調整軸の先端部には、該先端部をポンプ部側の駆動軸に相対回転自在に連結する連結手段が設けられている請求項１又は２に記載の往復動ポンプのストローク量調整装置。