JP5716077B1 - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダの摩耗を防止し、シール部材に不具合が生じた場合でも、シリンダを交換する必要の無いポンプを提供することを目的とする。【解決手段】シリンダ２０と、該シリンダ２０内を軸方向に移動するプランジャ６と、該プランジャ６及びシリンダ２０の間に配され、前記シリンダ２０の内面を保護する保護部材３０と、該保護部材３０及びプランジャ６の間の隙間を封止する第１シール部材４１とを備えるポンプにおいて、前記シリンダ２０の両端部それぞれに配してある第１部品１０及び第２部品４０と、前記保護部材３０及びシリンダ２０の間の隙間を封止する取り外し可能な第２シール部材４２とを備え、前記保護部材３０は前記シリンダ２０に取り外し可能に設けてあり、前記シリンダ２０、第１部品１０及び第２部品４０を取り外し可能な連結部材５０、５１によって連結していることを特徴とするポンプ。【選択図】図２

Description

本発明は液体を送出するポンプに関する。

高圧を発生させる必要があるポンプ、例えば油圧ポンプには往復動ポンプが使用されることが多い。往復動ポンプは、吸入口及び吐出口に接続されたシリンダと、該シリンダ内を往復動するプランジャとを備える。プランジャとシリンダとの間には弾性を有するシール部材が設けてある。

プランジャの往復動が繰り返し行われることによって、シール部材には正又は負の高圧力が作用する。その結果、シール部材の弾性が徐々に失われ、シール部材とシリンダとの間に隙間が生じ、液体の漏れが発生することがある。

隙間の発生によって、シール部材が軸方向に移動する。シリンダには黄銅部材が使用されることが多く、シール部材の移動によってシリンダは容易に摩耗する。また液体に砂等の異物が混入している場合、異物が隙間に侵入し、高圧によってシリンダの内周面上を移動し、シリンダを削り取る。そのためシール部材及びシリンダの間の隙間が更に大きくなり、シリンダ内の圧力が十分に上昇しなくなる。

特許文献１には、シリンダの内周面に環状のカラー（保護部材）を接着剤によって固定し、該カラーの内側をプランジャが移動する往復動ポンプが開示してある。カラー及びプランジャの間にシール部材が設けてある。

シール部材はカラーによって固定されているので、シール部材はシリンダ内を移動せず、シリンダは摩耗しない。またカラー及びシリンダの間は接着剤によって埋められ、封止されている。

特許第４３６５８５３号公報

カラー内に位置するシール部材の弾性が失われ、シール部材が動き、カラーが摩耗又は損傷した場合、シール部材及びカラーの間に隙間が生じ、シリンダ内の圧力が十分に上昇しないおそれがある。しかし接着剤によってカラーはシリンダに固定されているので、カラーのみ交換することができない。そのためカラーを交換するためには、シリンダを交換しなければならない。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、シリンダの摩耗を防止し、シール部材に不具合が生じた場合でも、シリンダを交換する必要の無いポンプを提供することを目的とする。

本発明に係るポンプは、シリンダと、該シリンダ内を軸方向に移動するプランジャと、該プランジャ及びシリンダの間に配され、前記シリンダの内面を保護する保護部材と、該保護部材及びプランジャの間の隙間を封止する第１シール部材とを備えるポンプにおいて、前記シリンダの両端部それぞれに配してある第１部品及び第２部品と、前記保護部材及びシリンダの間の隙間を封止する取り外し可能な第２シール部材とを備え、前記保護部材は筒状をなし、単一の前記保護部材を前記シリンダに取り外し可能に設けてあり、前記シリンダ、第１部品及び第２部品を取り外し可能な連結部材によって連結しており、前記シリンダに前記第２シール部材を配置する溝が設けてあることを特徴とする。

本発明においては、保護部材によってシリンダの摩耗を防止している。保護部材、第１シール部材又は第２シール部材に不具合が生じた場合、作業者は連結部材を取り外して、第１部品、第２部品及びシリンダの連結を解除する。作業者は、シリンダから保護部材、第１シール部材又は第２シール部材を取り出し、新たな保護部材、第１シール部材又は第２シール部材に交換する。
またシリンダに溝を設け、該溝に第２シール部材を配置することによって、保護部材及びシリンダの間の隙間をより小さくする。

本発明に係るポンプは、前記保護部材はステンレス鋼材によって構成されていることを特徴とする。

本発明においては、ステンレス鋼材によって保護部材を構成してあるので、保護部材の耐摩耗性及び剛性を向上させることができる。

本発明にあっては、保護部材によってシリンダの摩耗を防止することができる。また保護部材、第１シール部材又は第２シール部材に不具合が生じた場合、作業者は連結部材を取り外して、第１部品、第２部品及びシリンダの連結を解除する。作業者は、シリンダから保護部材、第１シール部材又は第２シール部材を取り出し、新たな保護部材、第１シール部材又は第２シール部材に交換する。作業者は、シリンダを交換すること無く、不具合の生じた部品だけを交換することができる。

実施の形態に係るポンプの構成を略示する縦断面図である。 シリンダ付近の構成を略示する部分拡大縦断面図である。

以下本発明を実施の形態に係るポンプを示す図面に基づいて説明する。図１はポンプの構成を略示する縦断面図である。

ポンプは、有底円筒状をなすクランクケース１０と、該クランクケース１０に収容されたクランク機構１と、クランクケース１０の開口１０ａ側に同軸的に配してあるシリンダ２０と、クランク機構１の駆動によってシリンダ２０内を往復動するプランジャ６とを備える。シリンダ２０は黄銅部材によって構成されている。

クランク機構１は原動軸（図示略）に連結したクランクシャフト２と、該クランクシャフト２にコンロッド３を介して連結したガイド４と、該ガイド４に案内されるピストン５とを備える。ガイド４は中実の筒形をなす。

クランクシャフト２はクランクケース１０の底部側に位置している。クランクケース１０内において、クランクシャフト２の反対側（クランクケース１０の開口１０ａ側）に、ガイド通路４ａが設けてある。ガイド４及びピストン５はガイド通路４ａ内にて、クランクケース１０の軸方向に並設してある。コンロッド３の一端部はクランクシャフト２に連結してあり、他端部はガイド４に連結している。ガイド４にはピストン５の一端部が連結しており、ピストン５の他端部はプランジャ６に連結している。原動軸の回転は、クランクシャフト２、コンロッド３、ガイド４及びピストン５によって、クランクケース１０の軸方向における往復動作に変換され、プランジャ６は、ガイド通路４ａ及びシリンダ２０内を軸方向に沿って往復動する。

シリンダ２０には液体を吸入する吸入口２１が設けてある。シリンダ２０には、液体を吐出する吐出口４０ａを有するケーシング４０が設けてある。ケーシング４０は、クランクケース１０の反対側に位置する。

図２はシリンダ２０付近の構成を略示する部分拡大縦断面図である。シリンダ２０は有底筒状のシリンダ室２２を備える。シリンダ室２２の開口２２ａはクランクケース１０側に位置する。シリンダ室２２の底面には、貫通孔２０ｂが設けてある。

ケーシング４０の内部には、液体が貯留する筒状の液体室４５が設けてある。液体室４５とシリンダ室２２とは貫通孔２０ｂを介して連通している。

液体室４５の一端部はシリンダ室２２に隣接し、他端部は、吐出口４０ａに連なる吐出路４４に接続している。液体室４５の他端部には、逆止弁を有する吐出バルブ４０ｂが設けてある。吐出バルブ４０ｂは、液体室４５が正圧の場合に開き、負圧の場合に閉じる。またケーシング４０には、吸入口２１と液体室４５とを連通する吸入路４０ｃが設けてある。吸入路４０ｃは液体室４５の中途部に接続している。

吸入口２１と吸入路４０ｃとは、逆止弁を有する吸入バルブ２５を介して連通している。吸入バルブ２５は、液体室４５が正圧の場合に閉じ、負圧の場合に開く。シリンダ２０には、シリンダ室２２及び吸入口２１を接続する通路２３が設けてある。シリンダ室２２内の液体は、通路２３に入り、吸入口２１に至る。吸入口２１には、液体を供給するパイプ又はホースが接続される。吐出口４０ａには、液体を排出するパイプ又はホースが接続される。

前記シリンダ室２２には、シリンダ室２２の内面を保護する有底筒状の保護部材３０が設けてある。保護部材３０はステンレス鋼材によって構成されている。保護部材３０の開口３０ａはクランクケース１０側に位置する。保護部材３０の底部には、プランジャ６を挿入する挿入孔３０ｂが設けてあり、挿入孔３０ｂは貫通孔２０ｂと同軸的に配されている。

保護部材３０の内側には、四つの環状のパッキン４３、４３、４３、４３及び三つの環状の第１シール部材４１、４１、４１それぞれが交互に配置されており、軸方向に並んでいる。第１シール部材４１はパッキン４３の間に挟まれている。第１シール部材４１は合成樹脂材からなり、プランジャ６と保護部材３０との間を封止する。またパッキン４３は合成樹脂材からなり、第１シール部材４１よりも硬い。パッキン４３は第１シール部材４１を狭持して、保持している。なおパッキン４３及び第１シール部材４１の数は四つ及び三つに限定されるものではなく、シリンダ室２２の軸方向の寸法に応じて、適宜変更すればよい。

シリンダ室２２の開口２２ａ付近の直径は、他の部分よりも大きい。開口２２ａに、保護部材３０を支持する支持リング３１が同軸的に設けてあり、シリンダ室２２にその一側面部が嵌入している。支持リング３１の他側面部は支持リングの一側面部よりも大径であり、開口２２ａ内に位置している。支持リング３１は、保護部材３０の開口３０ａの隣に位置する。支持リング３１は金属部材によって構成されている。

シリンダ室２２の中途部における内周面に、環状の溝２４が設けてある。該溝２４には、環状の第２シール部材４２が設けてある。第２シール部材４２は、保護部材３０とシリンダ室２２との間の隙間を封止する。なお保護部材３０の外周面に溝を設け、該溝に第２シール部材４２を設けてもよい。

開口２２ａには、環状の支持部３４が嵌合している。支持部３４の内側に、支持リング３１の他側面部と、環状の封止部材３３とが支持されている。支持部３４の内周面には大径凹部３４ａと、該大径凹部３４ａよりも小さい小径凹部３４ｂとが形成してある。大径凹部３４ａは、小径凹部３４ｂよりもシリンダ２０側に位置する。大径凹部３４ａ及び小径凹部３４ｂそれぞれに支持リング３１の他側面部及び封止部材３３が内嵌している。封止部材３３は支持リング３１の他側面部に隣接している。封止部材３３は合成樹脂材からなり、プランジャ６と支持部３４との間の隙間を封止する。封止部材３３は、シリンダ室２２からクランクケース１０に液体が移動することを阻止する。

クランクケース１０、シリンダ２０及びケーシング４０は、複数のスタッドボルト５０及びナット５１によって取り外し可能に連結してある。スタッドボルト５０及びナット５１の連結を解除することによって、作業者はポンプを分解し、シリンダ２０及び該シリンダ２０内の部品を取り出すことができる。

プランジャ６がクランクケース１０側に移動した場合、液体室４５は負圧になり、吐出バルブ４０ｂは閉じ、吸入バルブ２５は開き、吸入口２１から液体が吸入され、吸入路４０ｃを通って、液体室４５に至る。そしてプランジャ６がケ−シング側に移動した場合、液体室４５は正圧になり、吐出バルブ４０ｂは開き、吸入バルブ２５は閉じる。液体室４５内の液体は、吐出路４４を通って、吐出口４０ａから排出される。

なお液体室４５の液体がシリンダ室２２に浸入した場合、侵入した液体は通路２３を通り、吸入口２１に至る。

実施の形態に係るポンプにあっては、保護部材３０によってプランジャ６がシリンダ室２２に接触することを防止し、シリンダ２０の摩耗を防止することができる。また第１シール部材４１が移動し、保護部材３０に摩耗が生じた場合や、第１シール部材４１又は第２シール部材４２の弾性が減少し、不具合が生じた場合には、作業者はスタッドボルト５０及びナット５１を取り外して、クランクケース１０、シリンダ２０及びケーシング４０の連結を解除し、シリンダ２０から保護部材３０、第１シール部材４１又は第２シール部材４２を取り出し、新たな保護部材３０、第１シール部材４１又は第２シール部材４２に交換することができる。すなわち作業者は、シリンダ２０を交換すること無く、不具合の生じた部品だけを交換することができる。なおクランクケース１０及びケーシング４０は第１部品及び第２部品に相当する。

また供給される液体に砂等の異物が混入し、異物がシリンダ２０及び保護部材３０の間の隙間に侵入し、高圧によってシリンダ２０の内周面上を移動し、シリンダ２０を削り取った場合又は供給される液体に化学薬品が使用され、シリンダ２０の内周面が腐食した場合でも、第１シール部材４１によって、保護部材３０及びプランジャ６の間の隙間が封止されるので、シリンダ室２２及び液体室４５内の圧力は十分に上昇する。そのため、シリンダ室２２の内周面が摩耗・腐食しても、保護部材３０に摩耗・腐食等が発生していなければ、継続してポンプを使用することができる。換言すれば、保護部材３０、第１シール部材４１及び第２シール部材４２等を交換しさえすれば、損傷を受けたシリンダ２０であっても、継続して使用することができる。

また保護部材３０又はシリンダ２０に溝２４を設け、該溝２４に第２シール部材４２を配置することによって、保護部材３０及びシリンダ２０の間の隙間をより小さくし、且つ小さくした隙間を第２シール部材４２が封止するので、シリンダ室２２からクランクケース１０側に液体が移動することを防止することができる。なお溝２４をシリンダ２０に設けた場合、保護部材３０に溝が無いので、保護部材３０の強度を向上させることができ、また保護部材３０に溝を形成する作業が不要となるので、保護部材３０の製造費用を削減することができる。シリンダ２０に比べて交換する可能性の高い保護部材３０については、できるだけ製造費用を削減することが好ましい。

また保護部材３０を有底筒状に形成することによって、複数の第１シール部材４１を保護部材３０内に設けることができる。プランジャ６と保護部材３０との間に、第１シール部材４１を軸方向に複数並設しているので、プランジャ６と保護部材３０との間を確実に封止することができる。

またステンレス鋼材によって保護部材３０を構成してあるので、黄銅によって構成する場合に比べて、保護部材３０の耐摩耗性及び剛性を向上させることができる。また第１シール部材４１はステンレス鋼材に接触しているので、黄銅に接触している場合に比べて移動し難く、第１シール部材４１の寿命を向上させることができる。

なお保護部材３０は、鋼鉄部材、黄銅等その他の金属部材によって構成することもできる。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

６ プランジャ
１０ クランクケース（第１部品）
２０ シリンダ
２４ 溝
３０ 保護部材
３０ｂ 挿入孔
４０ ケーシング（第２部品）
４１ 第１シール部材
４２ 第２シール部材
５０ スタッドボルト（連結部材）
５１ ナット（連結部材）

Claims (2)

1. シリンダと、該シリンダ内を軸方向に移動するプランジャと、該プランジャ及びシリンダの間に配され、前記シリンダの内面を保護する保護部材と、該保護部材及びプランジャの間の隙間を封止する第１シール部材とを備えるポンプにおいて、
   前記シリンダの両端部それぞれに配してある第１部品及び第２部品と、
   前記保護部材及びシリンダの間の隙間を封止する取り外し可能な第２シール部材と
   を備え、
   前記保護部材は筒状をなし、
   単一の前記保護部材を前記シリンダに取り外し可能に設けてあり、
   前記シリンダ、第１部品及び第２部品を取り外し可能な連結部材によって連結しており、
   前記シリンダに前記第２シール部材を配置する溝が設けてあること
   を特徴とするポンプ。
2. 前記保護部材はステンレス鋼材によって構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のポンプ。

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