JP4913287B2

JP4913287B2 - ポンプの駆動装置

Info

Publication number: JP4913287B2
Application number: JP2001120246A
Authority: JP
Inventors: 廣昭大石; 茂義前田
Original assignee: Agritecno Yazaki Co Ltd
Current assignee: Agritecno Yazaki Co Ltd
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: JP2002317768A; KR20020081059A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動型のポンプの吐出量を任意に無段階に変更できるようにするための技術に関し、特に、土壌消毒装置に利用されるダイヤフラム式薬液送出ポンプの改良構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トラクタや管理機にて牽引される土壌消毒装置に、ダイヤフラム式薬液送出ポンプを取り付けた構造は、公知となっており、例えば、特開平４−３２５０４７号公報にて開示されている。その構成は、ダイヤフラム等の押し上げにはカム機構で押し上げ、下げ方向はばねを使ってもとの位置まで引き下げるように構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術においては、スプリングの力以上の引き下げ力は働かず、ポンプ機能の能力によっては引き下げきらない状況や、押し上げ時にはポンプ機能の消費エネルギーの上に引き下げスプリングの分まで押し上げエネルギーを消費し電気モーター等の限られたトルクの原動機では回転むらが生じていた。また、高速回転されるとばねの押し下げが追いつかない場合も生じていた。その結果、吐出量の不安定化や誤差を生ずるなど、ポンプの性能の低下という不具合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、ポンプ駆動ケース（７０）の一側面に往復駆動型のダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）を配置し、前記ポンプ駆動ケース（７０）の他側面に駆動源である駆動モーター（２８）を設け、該駆動モーター（２８）の駆動軸（２８ａ）を、ポンプ駆動ケース（７０）内に挿入し、該駆動軸（２８ａ）に偏心カム（４５）を連結し、該偏心カム（４５）を揺動クランク（３９）の他端に連結して揺動させ、該ダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）の往復移動体である連結ロッド（３８）に該揺動クランク（３９）の一端を連結し、該揺動クランク（３９）の長手方向に長孔（３９ａ）を設け、該長孔（３９ａ）内に回動支点となる支点カム（４６）を嵌入し、該支点カム（４６）を調節螺子杆（４７）と連結し、該調節螺子杆（４７）の回転により支点カム（４６）を摺動させて吐出量を調節可能とし、該調節螺子杆（４７）は揺動クランク（３９）と平行に配設され、該調節螺子杆（４７）の一端をポンプ駆動ケース（７０）の、ダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）及び駆動モーター（２８）を配置した側面と異なる側面において枢支するとともに、調節螺子杆（４７）の端部を側面より突出させて、端部に調節ノブ（４８）を固設し、前記支点カム（４６）は円盤状に構成され、中央に連結軸（５３）を貫通して回転自在に枢支し、該連結軸（５３）には摺動体（５３ａ）を一体的に形成し、該摺動体（５３ａ）に前記調節螺子杆（４７）を螺装し、該摺動体（５３ａ）の端部にはガイド軸（５３ｂ）を形成し、該ガイド軸（５３ｂ）を前記ポンプ駆動ケース（７０）の側面に穿設した長孔状のガイド孔（７０ａ）に挿入し、該ガイド孔（７０ａ）に沿って目盛盤（７０ｃ）を配設したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は土壌消毒機を装着したトラクタの平面図、図２は土壌消毒機の斜視図、図３は薬液タンク、薬液送出ポンプ等を搭載したトラクタ前部の斜視図、図４は本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの内部平面図、図5 は本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの内部正面図、図6 は本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの左側面図、図７は本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの矢視断面図、図８は本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの正面図である。
【０００７】
まず、土壌消毒機２０を牽引する牽引車輌をトラクタとしてその構成を概略説明する。図１に示すように、トラクタは走行車輌１と走行車輌１の後部に連結した牽引部１０とで構成されており、該走行車輌１の前部及び後部にはそれぞれ前輪２・２及び後輪３・３が懸架されている。該走行車輌１前部のボンネット４内には、エンジン、バッテリー１９等が搭載され、該ボンネット４後方には操向ハンドル６が配置され、その後方にはオペレータが着座する運転席５が配設されている。また、該運転席５の両側方のサイドコラム７Ｌ・７Ｒには、主変速レバー、ＰＴＯ変速レバー等の各種操作器具が配設され、また、該運転席５前方の足元には、フットアクセルペダル、左右ブレーキペダル、主クラッチペダル等が配設されている。
【０００８】
また、前記牽引部１０は、図１及び図２に示すように、トップリンク１１、ロアリンク１２・１２等より構成され、該トップリンク１１、ロアリンク１２・１２に各種作業機を連結して牽引できるように構成されている。尚、前記土壌消毒機２０の牽引車輌はトラクタに限定することなく、耕耘機等を使用しても良い。
【０００９】
次に、トラクタを走行車輌１としてその牽引部１０に土壌消毒機２０を装着した場合の全体構成を説明する。図１及び図２に示すように、土壌消毒機２０の装着部の前端にはトップリンクマスト２１・２１を設け、該トップリンクマスト２１・２１の上端をトラクタの牽引部１０のトップリンク１１の後部と連結し、該トップリンクマスト２１・２１の下端には支持杆２２・２２の前端を連結固定し、該支持杆２２・２２の前端から外方に突設させた左右のピン４１・４１にはロアリンク１２・１２の後端が枢結されている。こうしてトップリンク１１、ロアリンク１２・１２により土壌消毒機２０を確実に支持して牽引できる構成としている。
【００１０】
前記支持杆２２・２２の後面には、平面視、「コ」字状の取付フレーム２３が固設され、また、取付フレーム２３の後端において、その両アーム部２３ａ・２３ａ間には鎮圧ローラ２５が回転自在に軸支され、圃場を押圧するように構成されている。
【００１１】
また、その前端で前記アーム部２３ａ・２３ａを連架する取付フレーム２３の連架部２３ｂには、一定間隔をおいて複数の薬液注入爪２６・２６・・・が配設され、該薬液注入爪２６・２６・・・の背面には、薬液注入ノズル２９・２９・・・が所定深さに設定可能に配設されている。
【００１２】
また、図１及び図３に示すように、前記走行車輌１の前部において、その両側方より前方に向けて、平面視、「コ」字状の支持フレーム３１を固設し、該支持フレーム３１前部上面には、薬液タンク載置台３２・３２が固設され、該薬液タンク載置台３２・３２には薬液タンク２４・２４が載置されている。前記支持フレーム３１を構成する両アーム部３１ａ・３１ａにおいて、その長手方向中間位置に支持板３３を横架し、該支持板３３上には前記薬液注入ノズル２９・２９・・・と同数の薬液送出ポンプ２７・２７・・・が固設されている。こうして該薬液送出ポンプ２７・２７・・・は、位置関係で言えば、前記薬液タンク２４・２４の直後方に並設される構成となる。また、各薬液送出ポンプ２７・２７・・・には、動力源となるモーター２８・２８・・・が装着され、該モータ２８・２８・・・の作動は運転席５近傍（本実施例では右側方のサイドコラム７Ｒ）に配設したモータスイッチ盤６０により行なうのである。
【００１３】
そして、前記薬液送出ポンプ２７・２７・・・と薬液タンク２４・２４とは吸入パイプ５１・５１・・・により連通され、また、該薬液送出ポンプ２７・２７・・・と薬液注入ノズル２９・２９・・・とは吐出パイプ５２・５２・・・により連結されている。
【００１４】
次に、本発明のポンプ駆動装置の構成について、図３乃至図８より説明する。ポンプ駆動装置はポンプ駆動ケース７０の一側の上部に往復動型のポンプとしてダイヤフラム式のポンプ２７が配置されている。該ポンプ２７は、上端に吸入パイプ５１と吐出パイプ５２とを上方に突設する弁取付部材４３と、ダイヤフラム取付部材７１にて、ダイヤフラム３７を上下より挟持して取り付けており、該ダイヤフラム３７の中央下部から連結ピン７２を垂下させて、該連結ピン７２に往復移動体となる連結ロッド３８を連結して下部をポンプ駆動ケース７０内に挿入している。該連結ロッド３８の下端は、枢支軸４４を介して揺動クランク３９の一端上部に枢支している。該揺動クランク３９はポンプ側に長孔３９ａを設け、駆動源側に楕円状孔３９ｂが開口され、該長孔３９ａ内には支点となる支点カム４６が挿入され、楕円状孔３９ｂには偏心カム４５が挿入されている。
【００１５】
前記支点カム４６は円盤状に構成され、中央に連結軸５３を貫通して、該連結軸５３に回転自在に枢支されている。該連結軸５３には摺動体５３ａが一体的に形成されて、該摺動体５３ａに調節螺子杆４７を螺装し、該摺動体５３ａの端部にはガイド軸５３ｂを形成して、ポンプ駆動ケース７０に穿設したガイド孔７０ａに挿入している。また、前記連結軸５３の他端もポンプ駆動ケース７０に穿設したガイド孔７０ｂに挿入して側方へ突出している。該ガイド孔７０ａ・７０ｂは長孔状に構成して対向して配置し、前記調節螺子杆４７と平行に配設されている。該調節螺子杆４７は揺動クランク３９と平行に配設され、連結軸５３に対して直角方向に配置されており、その一端をポンプ駆動ケース７０に枢支するとともに、端部を側面より突出させて、その端部に調節ノブ４８を固設している。また、ポンプ駆動ケース７０には、該ガイド孔７０ａに沿って、目盛盤７０ｃを配設している。このような構成において、調節ノブ４８を持って調節螺子杆４７を回動操作すると、該調節螺子杆４７に螺装された摺動体５３ａがガイド孔７０ａ・７０ｂにガイドされて軸方向に摺動し、連結軸５３に支持された支点カム４６も同時に摺動し、その位置は目盛盤７０ｃによって容易に認識することができる。
【００１６】
また、前記偏心カム４５の軸心部には駆動軸４９が挿入されて、キー５６で相対回転不能に連結され、該偏心カム４５上にカラー５４を介して揺動クランク３９の楕円状孔３９ｂ内に摺動自在に支持され、該カラー５４の両側には留め具５５・５５を嵌合して、揺動クランク３９からカラー５４及び偏心カム４５が抜けないように固定されている。
【００１７】
前記偏心カム４５を貫通した駆動軸４９の両側はポンプ駆動ケース７０より両側方に突出されて、ポンプ駆動ケース７０に回転自在に支持され、該駆動軸４９の一端に駆動モーター２８の駆動軸２８ａがボスを介して連結され、他端に他のポンプを駆動できるようにしている。該駆動モーター２８は、図３に示すように、ダイヤフラム式薬液送出ポンプ２７のポンプケース７０の外側面に固設される。
【００１８】
以上のような構成において、駆動軸４９が駆動モーター２８の駆動により回転駆動すると、偏心カム４５が回転し、この偏心カム４５の外周に摺接する揺動クランク３９の一端が上下動する。該揺動クランク３９の他端は支点カム４６を支点として上下往復動し、該揺動クランク３９に連結ロッド３８を介して連結したダイヤフラム３７も上下往復動する。これにより、吸入パイプ５１及び吐出パイプ５２内に設けた弁が開閉されて、薬液の吸入と吐出作動がされるのである。
【００１９】
次に、吐出量の調節について説明する。前記の如く、調節ノブ４８を回動操作すると、支点カム４６が長孔３９ａ内を摺動し、揺動クランク３９の支点位置が変更される。つまり、偏心カム４５側は移動調整できない構成のため、その側の揺動クランク３９の上下動の距離は一定となり、支点となる支点カム４６を偏心カム４５側へ近づくように移動するほど、揺動クランク３９の他側（枢支軸４４側）の上下移動距離が長くなり、ダイヤフラム内に吸入される量が増加し、吐出量も増加させることができる。逆に、支点となる支点カム４６を偏心カム４５から遠ざかるように移動するほど揺動クランク３９の他側の上下移動距離が短くなり、吐出量は減少されるのである。
【００２０】
以上のような構成において、従来のダイヤフラム式薬液送出ポンプの場合には、スプリングでダイヤフラムを引き下げているため、スプリングの力以上の引き下げ力は働かず、ポンプ機能の能力によっては引き下げきらない等ポンプ性能の低下の原因となっていたが、本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプにおいては、ポンプ上下往復動は、カムとクランクで行うため、引き下げ時にスプリングを使わない。従って, 精度よく吐出量の変更を行うことができるのである。また、ポンプ上下往復動の支点を円盤状の支点カム４６とすることで、揺動クランク３９の長孔３９ａ内を移動するときの摩擦は小さく、揺動クランク３９が揺動するときの摩擦も小さくなり耐久性を向上させることもできるのである。
【００２１】
また、バネを用いたり、カムフォロワーの位置を変更するような従来のダイヤフラム式薬液送出ポンプでは、ポンプ駆動ケースが大きくなっていたが、本発明のように、揺動クランク３９内に支点を移動する構成を配置したので、ポンプ駆動ケース７０をコンパクトに構成することができたのである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２３】
請求項１に示す如く、ポンプ駆動ケース（７０）の一側面に往復駆動型のダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）を配置し、前記ポンプ駆動ケース（７０）の他側面に駆動源である駆動モーター（２８）を設け、該駆動モーター（２８）の駆動軸（２８ａ）を、ポンプ駆動ケース（７０）内に挿入し、該駆動軸（２８ａ）に偏心カム（４５）を連結し、該偏心カム（４５）を揺動クランク（３９）の他端に連結して揺動させ、該ダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）の往復移動体である連結ロッド（３８）に該揺動クランク（３９）の一端を連結し、前記揺動クランク（３９）の長手方向に長孔（３９ａ）を設け、該長孔（３９ａ）内に回動支点となる支点カム（４６）を嵌入し、該支点カム（４６）を調節螺子杆（４７）と連結し、該調節螺子杆（４７）の回転により支点カム（４６）を摺動させて吐出量を調節可能とし、該調節螺子杆（４７）は揺動クランク（３９）と平行に配設され、該調節螺子杆（４７）の一端をポンプ駆動ケース（７０）の、ダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）及び駆動モーター（２８）を配置した側面と異なる側面において枢支するとともに、調節螺子杆（４７）の端部を側面より突出させて、端部に調節ノブ（４８）を固設したので、往復移動体を戻すためのばねが不要となり、構造を簡単にするとともに、引き上げ、引き下げが確実に行われて回転ムラをなくすことができたのである。また、駆動源からの駆動力が確実に往復動に利用でき、ポンプ性能を向上でき、エネルギー効率を向上できたのである。
また、前記螺子杆と揺動クランクを平行に配置したので、ポンプ駆動ケース内にコンパクトに収納できるようになり、ポンプを小型化することができたのである。
【００２３】
また、前記支点カム（４６）は円盤状に構成され、中央に連結軸（５３）を貫通して回転自在に枢支し、該連結軸（５３）には摺動体（５３ａ）を一体的に形成し、該摺動体（５３ａ）に前記調節螺子杆（４７）を螺装し、該摺動体（５３ａ）の端部にはガイド軸（５３ｂ）を形成し、該ガイド軸（５３ｂ）を前記ポンプ駆動ケース（７０）の側面に穿設した長孔状のガイド孔（７０ａ）に挿入し、該ガイド孔（７０ａ）に沿って目盛盤（７０ｃ）を配設したので、調節ノブ４８を持って調節螺子杆４７を回動操作すると、該調節螺子杆４７に螺装された摺動体５３ａがガイド孔７０ａにガイドされて軸方向に摺動し、連結軸５３に支持された支点カム４６も同時に摺動し、その位置は目盛盤７０ｃによって容易に認識することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】土壌消毒機を装着したトラクタの平面図。
【図２】土壌消毒機の斜視図。
【図３】薬液タンク、薬液送出ポンプ等を搭載したトラクタ前部の斜視図。
【図４】本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの内部平面図。
【図５】本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの内部正面図。
【図６】本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの左側面図。
【図７】本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの矢視断面図。
【図８】本発明のダイヤフラム式薬液送出ポンプの正面図。
【符号の説明】
１走行車輌
１９バッテリー
２０土壌消毒機
２４薬液タンク
２７薬液送出ポンプ
３５連結軸
３７ダイヤフラム
３８連結ロッド
３９揺動クランク
５１送入パイプ
５２吐出パイプ

Claims

ポンプ駆動ケース（７０）の一側面に往復駆動型のダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）を配置し、前記ポンプ駆動ケース（７０）の他側面に駆動源である駆動モーター（２８）を設け、該駆動モーター（２８）の駆動軸（２８ａ）を、ポンプ駆動ケース（７０）内に挿入し、該駆動軸（２８ａ）に偏心カム（４５）を連結し、該偏心カム（４５）を揺動クランク（３９）の他端に連結して揺動させ、該ダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）の往復移動体である連結ロッド（３８）に該揺動クランク（３９）の一端を連結し、該揺動クランク（３９）の長手方向に長孔（３９ａ）を設け、該長孔（３９ａ）内に回動支点となる支点カム（４６）を嵌入し、該支点カム（４６）を調節螺子杆（４７）と連結し、該調節螺子杆（４７）の回転により支点カム（４６）を摺動させて吐出量を調節可能とし、該調節螺子杆（４７）は揺動クランク（３９）と平行に配設され、該調節螺子杆（４７）の一端をポンプ駆動ケース（７０）の、ダイヤフラム式薬液送出ポンプ（２７）及び駆動モーター（２８）を配置した側面と異なる側面において枢支するとともに、調節螺子杆（４７）の端部を側面より突出させて、端部に調節ノブ（４８）を固設し、前記支点カム（４６）は円盤状に構成され、中央に連結軸（５３）を貫通して回転自在に枢支し、該連結軸（５３）には摺動体（５３ａ）を一体的に形成し、該摺動体（５３ａ）に前記調節螺子杆（４７）を螺装し、該摺動体（５３ａ）の端部にはガイド軸（５３ｂ）を形成し、該ガイド軸（５３ｂ）を前記ポンプ駆動ケース（７０）の側面に穿設した長孔状のガイド孔（７０ａ）に挿入し、該ガイド孔（７０ａ）に沿って目盛盤（７０ｃ）を配設したことを特徴とするポンプの駆動装置。