JP7137957B2 - プランジャポンプ - Google Patents

Description

本発明は、プランジャポンプに関する。

従来より、食品や薬品などの液体を加圧するプランジャポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。プランジャポンプは、液室を有するシリンダと、シリンダの液室内を負圧及び加圧するプランジャとを備える。シリンダは、液室に連通する流入路及び流出路とが設けられる。流入路及び流出路には、流路を閉塞及び開放するバルブがそれぞれ設けられる。

プランジャが動作して、シリンダの液室内が負圧にされると、液体が流入路から液室内吸引される。プランジャが動作してシリンダの液室内が加圧されると、加圧された液体が流出路を通じて液室から排出される。

特開２００９－１３８９８号公報

プランジャが動作してシリンダの液室内が負圧にされることにより、液体が流入路から液室内に吸引される際、圧力損失により、液室内への液体の吸引力が低下するという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液室内への液体の吸引力を増加させ得る手段を提供することにある。

(1) 本発明に係るプランジャポンプは、プランジャと、外面から凹む凹部によって区画された液室、当該液室と上記プランジャが配置される空間とを連通する通路、及び液体が流入する流入路を有するシリンダブロックと、上記液室内に配置されて上記流入路を開閉する吸入バルブと、上記液室内に配置されて上記吸入バルブを保持しており、かつ液体が排出される排出路が設けられた保持部材と、を備える。上記排出路の断面は、上記流入路の断面よりも小さい。

プランジャポンプが動作することによって液室内が負圧にされると、吸入バルブが閉塞位置から開放位置に移動し、流入路から液体が液室に吸引される。プランジャポンプが動作することによって液室内が加圧されると、吸入バルブが開放位置から閉塞位置に移動し、排出バルブが閉塞位置から開放位置に移動し、排出路から液体が排出される。排出路の断面は、流入路の断面より小さいので、排出路の断面と流入路の断面とが同一の大きさである場合よりも、液室内が負圧にされたときの圧力損失が低減する。その結果、流入路から液室に吸引される液体の吸引力を増やすことができる。

(2) 上記保持部材は、一端部において上記シリンダブロックに固定されており、上記流入路側となる他端部において、上記凹部の内壁面との間に上記液室の一部となる隙間を形成していてもよい。

(3) 本発明に係るプランジャポンプは、上記保持部材の上記一端部側に配置されて当該保持部材に保持されており、上記排出路を開閉する排出バルブをさらに備えていてもよい。

(4) 上記通路は、上記隙間と連通していてもよい。

(5) 上記吸入バルブ及び上記排出バルブは、ボールバルブであってもよい。

ボールバルブが用いられることにより、円柱状のバルブが用いられる場合に比べ、液体のシール性を高めることができる。その結果、液室内に吸引される液体の吸引力を増やすことができ、また、排出路から排出される液体の圧力を高めることができる。

(6) 上記シリンダブロックは、上記凹部の底面から凹んで当該底面に開口を有しており、上記流入路を形成する円筒状の第２凹部を有していてもよい。上記吸入バルブは、上記第２凹部の円形の開口の縁に接離する。

吸入バルブは、第２凹部の円形の開口の縁に接離する。すなわち、吸入バルブと接離するシール面は、シリンダに設けられている。したがって、シール面を形成する部材が不要であり、部品点数を減らすことができる。

(7) 上記第２凹部の円形の上記開口の縁は、曲面とＣ面との一方であってもよい。

上記構成によれば、吸入バルブと第２凹部の開口の縁との間のシール性を高めることができ、かつ、当該縁の耐久性を高めることができる。

(8) 本発明に係るプランジャポンプは、プランジャと、外面から凹む凹部によって区画された液室、当該液室と上記プランジャが配置される空間とを連通する通路を形成する貫通孔、及び液体が流入する流入路を有するシリンダブロックと、上記流入路の開口を閉塞する閉塞位置と、上記流入路の開口を開放する開放位置との間で移動可能な吸入バルブと、上記排出路の開口を閉塞する閉塞位置と、上記排出路の開口を開放する開放位置との間で移動可能な排出バルブと、上記液室内に配置され、かつ液体が排出される排出路が設けられた保持部材と、を備える。上記排出バルブは、上記凹部の開口側に配置されている。上記吸入バルブは、上記凹部の底側に配置されている。上記貫通孔の開口は、上記凹部の周壁面の上記開口側と上記底側との間に位置している。上記保持部材は、上記開口側から上記底側へ、少なくとも上記通路の開口に重複する位置まで延出しており、かつ、上記排出路を内部に有しており、さらにかつ、上記開放位置と上記閉塞位置との間で上記吸入バルブ及び上記排出バルブを移動可能に保持する。

吐出バルブを保持する保持部材は、凹部の開口側から底側に向かって、少なくとも通路の開口と重複する位置まで延出される。保持部材の内部には、液体が排出される排出路が形成されている。したがって、吐出バルブを保持する保持部材を用いて、シリンダ内における液体が占有する体積を小さく調整することができる。その結果、プランジャポンプが動作することによって液室内が負圧にされた場合における液体の吸引力を高めることができる。また、液体の吸引力が高められることにより、吸入バルブを閉塞位置に向かって付勢するバネ材を用いることなく、吸入バルブで流入路の開口を閉塞することができる。

本発明によれば、シリンダの液室内への液体の吸引力を増加させることができる。

図１は、ホモジナイザ１０の斜視図である。 図２は、液体が液室３１内に吸入される場合のシリンダユニット２５の一部破断した側面図である。 図３は、液体が液室３１内から排出される場合のシリンダユニット２５の一部破断した側面図である。 図４は、変形例１のシリンダユニット２５の一部破断した側面図であって、液体が液室３１内に吸入される場合の図である。 図５は、変形例１のシリンダユニット２５の一部破断した側面図であって、液体が液室３１内から排出される場合の図である。 図６は、変形例２のシリンダユニット２５の一部破断した側面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、後述する各処理の実行順序は、本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更することができる。

本実施形態では、図１に示されるホモジナイザ１０に用いられるプランジャポンプ１１を説明する。ホモジナイザ１０は、食品や薬品などの均質化や微粒化などに用いられる装置である。

ホモジナイザ１０は、液体を高圧で送出するプランジャポンプ１１と、プランジャポンプ１１によって送出された液体を均質化する均質化装置１２とを備える。均質化装置１２は、数十μｍから数百μｍの極めて幅の狭い流路を有する。流路は、例えば、２つのディスクを対向して配置し、対向する２つのディスク間に形成される。当該流路に高圧で進入した液体は、ディスクへの衝突や、作用する剪断力や、キャビテーション等によって、均質化される。

プランジャポンプ１１は、電気モータ２１と、電気モータ２１によって駆動されるクランクシャフト２２と、クランクシャフト２２によって往復移動されるピストン２３と、ピストン２３と連結されたプランジャ２４とを備える。図示例では、プランジャポンプ１１は、３つのピストン２３と、３つのプランジャ２４とを備えている。ただし、ピストン２３及びプランジャ２４の個数は、３つに限られない。

また、プランジャポンプ１１は、液体が流入及び排出される液室３１（図２）を有するシリンダユニット２５を備える。液室３１は、往復移動するプランジャ２４により、負圧にされ、また、加圧される。液室３１が負圧にされることにより、液体が液室３１内に吸引される。液室３１が加圧されることにより、液体が液室３１から高圧で排出される。液室３１は、プランジャ２４の個数に合わせて設けられる。図示例では、３つのプランジャ２４に合わせて、３つの液室３１が設けられている。３つの液室３１の構成は同一であるので、以下では、一の液室３１について説明する。

シリンダユニット２５は、図２に示されるように、液室３１を有するシリンダブロック３０と、ボルト４１によってシリンダブロック３０と固着された排出ブロック４２と、液室３１内に配置された吸入バルブ４３、排出バルブ４４、及び保持部材４５とを備える。

シリンダブロック３０は、内部に液室３１となる空間を有する角柱状である。シリンダブロック３０は、例えば、鋼材を切削加工や放電加工等によって加工して形成される。以下では、図２における上下方向をシリンダブロック３０の上下方向として説明する。

シリンダブロック３０は、上面から下方に凹む円柱状の第１凹部３１を有する。第１凹部３１が液室３１である。また、シリンダブロック３０は、第１凹部３１の周壁面３１Ａからシリンダブロック３０の側面に達する貫通孔３２を有する。貫通孔３２は周壁面３１の下端よりも上であって、周壁面３１Ａの上端よりも下となる位置に設けられている。

図２には示されていないが、貫通孔３２の先には、プランジャ２４（図１）が配置されている。プランジャ２４が第１凹部３１から離れる向きに移動することにより、第１凹部３１内が負圧にされる。また、プランジャ２４が第１凹部３１に近づく向きに移動することにより、第１凹部３１内が加圧される。貫通孔３２は、本発明の「通路」の一例である。

シリンダブロック３０は、第１凹部３１の底面３１Ｂから下方に凹む円柱状の第２凹部３３と、第２凹部３３と連通する孔３４とを有する。孔３４は、第２凹部３３から、シリンダブロック３０の側面まで達している。すなわち、第２凹部３３は、孔３４を介して外部と通じている。シリンダブロック３０の側面に形成された孔３４の開口には、不図示の接続部材の一端が接続されている。接続部材の他端は、液体を貯留するタンクと接続されている。すなわち、接続部材を介して、液体がシリンダブロック３０内に吸引される。第２凹部３３は、本発明の「流入路」の一例である。

吸入バルブ４３は、いわゆるボールバルブであって、球状である。吸入バルブ４３は、第１凹部３１の底面に載置されている。吸入バルブ４３は、後述の保持部材４５によって、第２凹部３３の開口の縁３３Ａに当接して当該開口を閉塞する閉塞位置（図３）と、当該開口の縁３３Ａから離間して当該開口を開放する開放位置（図２）との間で、上下方向に移動可能に保持されている。吸入バルブ４３は、液室３１（第１凹部３１）内が負圧となると開放位置に移動し、液室３１内が加圧されると閉塞位置に移動する。

閉塞位置にある吸入バルブ４３は、第２凹部３３の開口の縁３３Ａと当接し、第２凹部３３から液室３１への液体の流入を遮断する。一方、開放位置にある吸入バルブ４３は、第２凹部３３の開口の縁３３Ａから離間し、第２凹部３３から液室３１への液体の流入を許容する。すなわち、吸入バルブ４３が接離する第２凹部３３の開口の縁３３Ａは、いわゆるシール面である。シール面である第２凹部３３の開口の縁３３Ａは、曲面やＣ面に加工されている。Ｃ面とは、縁３３Ａに設けられた平面を意味する。図２の図示例では、縁３３Ａは、Ｃ面に加工されている。縁３３Ａが曲面やＣ面に加工されることにより、吸入バルブ４３と縁３３Ａとの間のシール性を向上させ、かつ、縁３３Ａの耐久性を向上させることができる。

保持部材４５は、吸入バルブ４３及び排出バルブ４４を保持し、液室３１内の体積を減少させる調整をし、また、液体が排出される排出路を形成する部材である。以下、詳しく説明する。

保持部材４５は、円柱状の本体５１と、本体５１の外周面の上端部から外向きに突出する円環状の鍔５２とを備える。本体５１の外径は、第１凹部３１（液室３１）の直径未満である。保持部材４５は、本体５１を第１凹部３１に挿入して配置されている。

鍔５２の外径は、第１凹部３１の直径よりも大きい。鍔５２の下面は、シリンダブロック３０の上面と当接している。鍔５２の上面は、排出ブロック４２の下面と当接している。すなわち、保持部材４５は、シリンダブロック３０と排出ブロック４２とに鍔５２が挟持されることにより、シリンダブロック３０に固定されている。

鍔５２の上面と排出ブロック４２の下面との間には、円環状のＯリング４６が配置されている。Ｏリング４６は、鍔５２と排出ブロック４２との間から液体がシリンダブロック３０の外部に漏出することを防止する。

保持部材４５の本体５１は、上部の大径部５３と、下部の小径部５４とを有する。大径部５３の外径は、第１凹部３１の直径よりも僅かに小さい。大径部５３の外周面と第１凹部３１の周壁面３１Ａとの間には、Ｏリング５５が配置されている。Ｏリング５５は、大径部５３と第１凹部３１の周壁面３１Ａとの間から液体がシリンダブロック３０の外部に漏出することを防止する。

小径部５４の外径は、大径部５３の外径よりも小さい。すなわち、小径部５４の外周面は、第１凹部３１の周壁面３１Ａから離間しており、小径部５４の外周面と第１凹部３１の周壁面３１Ａとの間に隙間５６が形成されている。隙間５６は、液体が流れる流路となる。詳しくは後述する。

保持部材４５は、吸入バルブ４３を保持する保持機構５７を下端部に有する。保持機構５７は、小径部５４の下端の周部から下方に突出する複数のリブ５８によって構成されている。複数のリブ５８に囲まれた空間に、吸入バルブ４３が配置される。複数のリブ５８は、吸入バルブ４３が当接することにより、吸入バルブ４３の水平方向への移動を制限する。すなわち、複数のリブ５８は、吸入バルブ４３を上下方向に移動可能に保持する。吸入バルブ４３は、第２凹部３３の開口の縁３３Ａに当接することにより、縁３３Ａを超えた下方への移動を制限される。一方、吸入バルブ４３は、小径部５４の下面に当接することにより、小径部５４の下面を超えた上方への移動を制限される。吸入バルブ４３が小径部５４の下面に当接する位置が、開放位置である。すなわち、保持機構５７は、開放位置と閉塞位置との間で移動可能に吸入バルブ４３を保持する。

複数のリブ５８は、互いに離間して配置されている。複数のリブ５８の間の隙間５９は、液体が流れる流路となる。また、複数のリブ５８の下端は、第１凹部３１の底面３１Ｂから離間している。複数のリブ５８の下端と第１凹部３１の底面３１Ｂとの間の隙間６０は、液体が流れる流路となる。第２凹部３３の開口から第１凹部３１（液室３１）内に進入した液体は、隙間５９、６０、５６を通って、第１凹部３１内を流れる。

保持部材４５の本体５１は、隙間５６を流れた液体を内部に引き込む第１貫通孔６１と、第１貫通孔６１と連通し、液体を排出する排出路となる第２貫通孔６２と、排出バルブ４４が配置される空間を形成する凹部６３とを内部に有する。

第１貫通孔６１は、本体５１の軸線方向に直交する方向において本体５１を貫通する孔である。図示例では、２つの第１貫通孔６１が設けられている。一の第１貫通孔６１は、図における左右方向において本体５１を貫通している。他の第１貫通孔６１は、紙面に直交する方向において、本体５１を貫通している。つまり、図２注の上下方向からみると、第１貫通孔６１は、前後左右に延びる十字型の形状をなしている。なお、第１貫通孔６１の個数は、２つに限られない。第１貫通孔６１は、１個でもよいし、３個以上であってもよい。液体は、第１貫通孔６１を通じて本体５１内に引き込まれる。なお、小径部５４の下面と第１貫通孔６１とを連通する貫通孔が小径部５４に設けられていてもよい。

凹部６３は、大径部５３の上面から下方に凹んで設けられている。凹部６３は、排出バルブ４４の直径よりも大きな円柱状である。排出バルブ４４は、凹部６３の周壁面と、底面と、排出ブロック４２の下面とに囲まれた空間に配置されている。排出バルブ４４と排出ブロック４２の下面との間には、コイルスプリング６４が配置されている。コイルスプリング６４は、排出ブロック４２の下面を支点に、排出バルブ４４を下方に向かって付勢する。

第２貫通孔６２は、凹部６３の底面の中心部から２つの第１貫通孔６１の重複部分まで延びる円柱状である。第２貫通孔６２は、液体を排出する排出路となる。すなわち、排出路の出口に排出バルブ４４が配置されている。

排出バルブ４４は、第１凹部３１（液室３１）内が負圧になると、負圧と、自重と、コイルスプリング６４の付勢力により、図２に示すように、第２貫通孔６２の開口の縁６２Ａに当接する閉塞位置に位置する。排出バルブ４４は、第１凹部３１内が加圧されると、自重及びコイルスプリング６４の付勢力に抗して、図３に示すように、第２貫通孔６２の開口の縁６２Ａから離間する開放位置に位置する。すなわち、保持部材４５は、閉塞位置と開放位置との間で移動可能に排出バルブ４４を保持する。

閉塞位置にある排出バルブ４４は、第２貫通孔６２の開口の縁６２Ａと当接し、第２貫通孔６２からの液体の排出を遮断する。一方、開放位置にある排出バルブ４４は、第２貫通孔６２の開口の縁６２Ａから離間し、第２貫通孔６２からの液体の排出を許容する。すなわち、排出バルブ４４が接離する第２貫通孔６２の開口の縁６２Ａは、いわゆるシール面である。シール面である第２貫通孔６２の開口の縁６２Ａは、曲面やＣ面に加工されている。Ｃ面とは、縁６２Ａに設けられた平面を意味する。図３の図示例では、縁６２Ａは、曲面に加工されている。縁６２Ａが曲面やＣ面に加工されることにより、排出バルブ４４と縁６２Ａとの間のシール性を向上させ、かつ、縁６２Ａの耐久性を向上させることができる。

排出ブロック４２は、下面から側面に亘って形成されたＬ字形状の貫通孔６５を有する。排出路を形成する第２貫通孔６２から排出された高圧の液体は、凹部６３及び貫通孔６５を通じて、シリンダユニット２５から排出される。貫通孔６５の開口には、不図示の接続部材の一端が接続されている。接続部材の他端は、上述の均質化装置１２（図１）と接続されている。すなわち、シリンダユニット２５から排出された高圧の液体は、均質化装置１２に供給される。

ところで、第２貫通孔６２の直径は、第２凹部３３の直径よりも小さくされている。すなわち、液体が排出される排出路の直径は、液体が第１凹部３１（液室３１）内に流入する流入路の直径よりも小さい。なお、第２貫通孔６２及び第２凹部３３は、それぞれほぼ一定の直径で形成されている。したがって、液室３１内に設けられた排出路である第２貫通孔６２の断面（の面積）は、流入路である第２凹部３３の断面（の面積）よりも小さく、排出路の表面積（第２貫通孔６２の周壁の面積）は、流入路の表面積（第凹部３３の周壁の面積）よりも小さい。その結果、第１凹部３１（液室３１）内が負圧にされ、液体が流入路となる第２凹部３３から吸引される際に第１凹部３１内で生じる圧力損失が、第２貫通孔６２の直径が第２凹部３３の直径と同じである場合よりも低減する。圧力損失が低減することにより、第２凹部３３から吸引される際、吸引力が増加する。すなわち、第２貫通孔６２の断面が第２凹部３３の断面よりも小さくされることにより、第２凹部３３からの吸引力が増加する。

なお、第２貫通孔６２の直径及び第２凹部３３の直径に合わせ、排出バルブ４４の直径は、吸入バルブ４３の直径よりも小さくされている。

また、保持部材４５によって、第１凹部３１内における液体が占有可能な体積（以下、液室３１の体積と記載する）を減少させることにより、第２凹部３３からの吸引力が増加される。詳しく説明すると、プランジャ２４が液室３１から遠ざかることにより、液室３１内が負圧にされる。すなわち、プランジャ２４が液室３１から遠ざかることにより、液体が占有可能な空間が急激に増加し、液室３１内が負圧になる。したがって、液室３１の体積が小さい方が、液体が占有可能な体積の増加率が大きくなり、その結果、プランジャ２４による液室３１内の圧力低下が増大する。すなわち、液室３１の体積が小さいほど、第２凹部３３から吸引される際、吸引力が増加する。保持部材４５の本体５１の下端は、シリンダブロック３０の貫通孔３２の開口と重なる位置にある。すなわち、保持部材４５は、上述の隙間５６、５９、６０を除いて、液室３１内のほぼ全ての空間を占有している。したがって、保持部材４５に設けられた第１貫通孔６１や第２貫通孔６２の直径を調整することにより、液室３１の体積が低減するように液室３１の体積を調整することができる。すなわち、排出バルブ４４を保持する保持部材４５を用いて、第２凹部３３から吸引される液体の吸引力を増加させることができる。

次に、プランジャポンプ１１の動作について説明する。電気モータ２１が駆動されると、電気モータ２１の回転駆動力がクランクシャフト２２によって直線駆動力に変換され、ピストン２３が往復移動される。その結果、ピストン２３と連動するプランジャ２４が往復移動される。プランジャ２４は、往復移動することにより、液室３１に近づき、或いは、液室３１から遠ざかる。往復移動するプランジャ２４は、液室３１から遠ざかることにより、液室３１内を負圧にし、また、液室３１に近づくことにより、液室３１内を加圧する。

液室３１内が負圧になると、吸入バルブ４３が閉塞位置から開放位置に移動し、また、排出バルブ４４が開放位置から閉塞位置に移動する。その結果、流入路である第２凹部３３を通じて液体が液室３１内に吸引される。液室３１内に吸引された液体は、流路となる隙間５６、５９、６０を流れ、第１貫通孔６１の開口から保持部材４５の本体５１内に進入する。

プランジャ２４が液室３１に近づくと、液室３１内が加圧される。液室３１内が加圧されると、吸入バルブ４３が開放位置から閉塞位置に移動し、また、排出バルブ４４が閉塞位置から開放位置に移動する。その結果、加圧された液体が、排出路である第２貫通孔６２及び凹部６３を通じて、シリンダブロック３０から排出される。シリンダブロック３０から排出された高圧の液体は、排出ブロック４２の貫通孔６５を通じて均質化装置１２に供給され、均質化装置１２において、均質化される。

[実施形態の作用効果]

本実施形態では、液体が排出される排出路を形成する第２貫通孔６２の直径が、液体が流入する流入路を形成する第２凹部３３の直径よりも小さくされている。したがって、第２貫通孔６２の直径が第２凹部３３の直径と同じ場合に比べ、第２凹部３３から吸引する際、吸引力を増加させることができる。

また、本実施形態では、吸入バルブ４３及び排出バルブ４４にボールバルブが用いられている。したがって、円柱状のバルブに比べ、液体のシール性を高めることができる。その結果、流入路を形成する第２凹部３３から吸引される際、吸引力を増やすことができ、また、排出路を形成する第２貫通孔６２から排出される液体の圧力を高めることができる。

また、本実施形態では、保持部材４５の本体５１の下端が貫通孔３２の開口に重なる位置まで下方に延出されており、かつ、流路を形成する第１貫通孔６１及び排出路を形成する第２貫通孔６２が本体５１内に形成されている。したがって、液室３１内の体積を減少させるように調整することができる。その結果、液室３１に吸引される液体の吸引力を増やすことができる。すなわち、排出バルブ４４を保持する保持部材４５を用いて、液室に吸引される際、吸引力を増やすことができる。

また、本実施形態では、保持部材４５によって、液体の吸引力を高めることができるので、吸入バルブ４３を閉塞位置に付勢するバネ部材が不要となる。その結果、部品点数が低減する。

また、本実施形態では、保持部材４５の本体５１の下端部に、吸入バルブ４３を保持する保持機構５７が設けられている。したがって、排出バルブ４４を保持する保持部材４５を用いて、吸入バルブ４３の保持も行うことができる。その結果、吸入バルブ４３を保持する部材や、当該部材を付勢するバネ材等が不要となり、部品点数が低減する。

また、本実施形態では、吸入バルブ４３が接離するシール面となる縁３３Ａが、シリンダブロック３０に直接形成されている。したがって、シール面を形成する部材が不要となり、部品点数が低減する。

また、本実施形態では、シール面となる縁３３Ａ及び縁６２Ａが曲面またはＣ面に加工されている。したがって、シール性を向上させ、かつ、縁３３Ａ及び縁６２Ａの耐久性を向上させることができる。シール性が向上することにより、液室３１内に吸引する際、吸引力を増やすことができ、また、液室３１から排出される液体の圧力を高めることができる。

[変形例１]
上述の実施形態では、保持部材４５により、吸入バルブ４３及び排出バルブ４４を保持する例を説明した。本変形例では、図４に示されるように、シリンダユニット２５が、保持部材４５に代えて、吸入バルブ４３を保持する第１保持部材７１と、排出バルブ４４を保持する第２保持部材７２とを備える例を説明する。なお、実施形態と同一の構成については、実施形態と同一の符号を付して、説明を省略する。

本変形例のシリンダユニット２５は、液室３１を有するシリンダブロック３０と、排出ブロック４２と、液室３１内に配置された吸入バルブ１４３、排出バルブ１４４、第１保持部材７１、第２保持部材７２、及び抑え部材７３と、吸入ブロック７４とを備える。

シリンダブロック３０は、実施形態と同様に、第１凹部３１（液室３１）、第２凹部３３、及び貫通孔３２を有する。但し、第２凹部３３は、第１凹部３１の底面３１Ｂとシリンダブロック３０の下面とに亘って設けられており、第１凹部３１（液室３１）とシリンダブロック３０の外部とを連通している。

吸入ブロック７４は、シリンダブロック３０の下面に上面が当接する取付板７５と、取付板７５の下面から延びる流入管７６とを有する。取付板７５は、ボルト８０を用いてシリンダブロック３０に固定されている。また、取付板７５は、流入管７６の内部と連通する不図示の貫通孔を有している。当該貫通孔の上側の開口は、シリンダブロック３０の下面に位置する第２凹部３３の下側の開口と重なる。当該貫通孔の下側の開口は、流入管７６の内部空間と重なる。すなわち、当該貫通孔は、第２凹部３３と流入管７６の内部空間とを連通する。流入管７６は、液体を貯留する不図示のタンクと接続されている。すなわち、吸入ブロック７４を通じて、液体が第２凹部３３に流入可能である。

第１保持部材７１は、第１凹部３１の底面３１Ｂに載置されている。第１保持部材７１は、円筒状である。第１保持部材７１の外径は、第１凹部３１の直径よりも僅かに小さくされている。第１保持部材７１の外周面と第１凹部３１の周壁面３１Ａとの間には、Ｏリング７７が配置されている。Ｏリング７７は、第１保持部材７１の外周面と第１凹部３１の周壁面３１Ａとの間から液体がシリンダブロック３０の外部へ漏出することを防止する。

第１保持部材７１は、吸入バルブ１４３を上下方向に移動可能に保持する。詳しく説明すると、吸入バルブ１４３は、円柱状の小径部１４３Ａと、小径部１４３Ａの上に位置する大径部１４３Ｂとを有する。小径部１４３Ａの直径は、第１保持部材７１の内径よりも僅かに小さい。吸入バルブ１４３は、小径部１４３Ａの外周面が第１保持部材７１の内周面に摺接することにより、上下方向に移動する。すなわち、第１保持部材７１は、吸入バルブ１４３を上下方向に移動可能に保持する。

大径部１４３Ｂは、円柱状である。大径部１４３Ｂの直径は、第１保持部材７１の内径よりも大きい。大径部１４３Ｂの周部には、第１保持部材７１の上側の開口の縁に設けられたシール面７１Ａと接離するシール面１４３Ｃが設けられている。

また、吸入バルブ１４３は、液体が流れる流路を形成する第１貫通孔１４３Ｄ及び第２貫通孔１４３Ｅを有する。第１貫通孔１４３Ｄは、小径部１４３Ａの下面の中央部から、大径部１４３Ｂの下まで、上下方向に沿って延びている。第２貫通孔１４３Ｅは、大径部１４３Ｂの下側であって、シール面１４３Ｃの下側に位置しており、水平方向に沿って延びている。

吸入バルブ１４３は、シール面１４３Ｃが第１保持部材７１のシール面７１Ａに当接する閉塞位置（図５）と、シール面１４３Ｃが第１保持部材７１のシール面７１Ａから離間する開放位置（図４）との間で移動可能に、第１保持部材７１及び抑え部材７３によって保持されている。

詳しく説明すると、抑え部材７３は、円筒部７３Ａと、円筒部７３Ａの内側に位置する柱状部７３Ｂと、円筒部７３Ａと柱状部７３Ｂとを連結する連結部７３Ｃとを有する。円筒部７３Ａの外径は、第１凹部３１の直径と略同一である。円筒部７３Ａは、第１凹部３１に嵌め込まれている。円筒部７３Ａの下端は、第１保持部材７１の上面と当接している。すなわち、抑え部材７３は、第１保持部材７１の上に位置している。

柱状部７３Ｂは、吸入バルブ１４３の大径部１４３Ｂの上に位置している。大径部１４３Ｂが柱状部７３Ｂに当接することにより、吸入バルブ１４３は、柱状部７３Ｂを超えた上方への移動を制限される。すなわち、大径部１４３Ｂが柱状部７３Ｂに当接する吸入バルブ１４３の位置が、開放位置である。

連結部７３Ｃは、コイルスプリング７８の上端を支持する。コイルスプリング７８の下端は、吸入バルブ１４３の大径部１４３Ｂの上面に当接する。コイルスプリング７８は、連結部７３Ｃを支点に、吸入バルブ１４３を下向きに付勢する。

プランジャ２４によって液室３１内が加圧されると、圧力、コイルスプリング７８の付勢力、及び吸入バルブ１４３の自重により、吸入バルブ１４３が下方に移動する（図５）。そうすると、吸入バルブ１４３の大径部１４３Ｂに設けられたシール面１４３Ｃと、第１保持部材７１に設けられたシール面７１Ａとが当接する。シール面１４３Ｃとシール面７１Ａとが当接する位置が、吸入バルブ１４３の閉塞位置である。吸入バルブ１４３が閉塞位置にある場合、吸入バルブ１４３の第２貫通孔１４３Ｅの開口が、第１保持部材７１の内周面によって閉塞される。すなわち、閉塞位置は、流入路を形成する第２貫通孔１４３Ｅの開口を閉塞する位置である。

一方、プランジャ２４によって液室３１内が負圧にされると、コイルスプリング７８の付勢力及び吸入バルブ１４３の自重に抗して、吸入バルブ１４３が上方に移動する。そうすると、吸入バルブ１４３の大径部１４３Ｂが押え部材７３の柱状部７３Ｂに当接する。大径部１４３Ｂが柱状部７３Ｂに当接する位置が、吸入バルブ１４３の開放位置である。吸入バルブ１４３が開放位置にある場合、吸入バルブ１４３の第２貫通孔１４３Ｅの開口が、第１保持部材７１の内周面より上に位置する。したがって、第２貫通孔１４３Ｅの開口が開放される。すなわち、閉塞位置は、流入路を形成する第２貫通孔１４３Ｅの開口を開放する位置である。

流入路を形成する第２貫通孔１４３Ｅの開口が開放されることにより、液体は、吸入バルブ１４３の第１貫通孔１４３Ｄ及び第２貫通孔１４３Ｅを通じて、液室３１内に吸引される。

第２保持部材７２は、実施形態の保持部材４５と同様の大径部５３及び鍔５２を有する。但し、第２保持部材７２は、実施形態の保持部材４５とは異なり、小径部５４を有さない。

大径部５３は、実施形態の保持部材４５と同様に、第２貫通孔６２及び凹部６３を有する。第２貫通孔６２及び凹部６３に、排出バルブ１４４が配置されている。排出バルブ１４４は、吸入バルブ１４３と同様の構成の小径部１４４Ａ、大径部１４４Ｂ、シール面１４４Ｃ、第１貫通孔１４４Ｄ、及び第２貫通孔１４４Ｅを有している。ただし、排出バルブ１４４は、吸入バルブ１４３よりも小さい。すなわち、排出バルブ１４４は、吸入バルブ１４３を縮小した形状を有する。第２保持部材７２の第２貫通孔６２の直径は、吸入バルブ１４３の大きさに合わせ、第１保持部材７１の内径よりも小くされている。

第２保持部材７２と抑え部材７３との間には、コイルスプリング７９が配置されている。コイルスプリング７９の上端は、シリンダブロック３０に固定された第２保持部材７２の大径部５３の下面に当接して支持されている。コイルスプリング７９の下端は、抑え部材７３の円筒部７３Ａの上端と当接している。コイルスプリング７９は、第２保持部材７２を支点に、抑え部材７３を下向きに付勢する。

プランジャ２４によって液室３１内が負圧にされると、負圧、コイルスプリング７９の付勢力、及び排出バルブ１４４の自重により、吸入バルブ１４３が下方に移動する（図４）。そうすると、排出バルブ１４４の大径部１４４Ｂに設けられたシール面１４４Ｃと、第２保持部材７２の第２貫通孔６２の開口の縁６２Ｃとが当接する。シール面１４４Ｃと縁６２Ｃとが当接する位置が、排出バルブ１４４の閉塞位置である。排出バルブ１４４が閉塞位置にある場合、排出バルブ１４４の第２貫通孔１４４Ｅの開口が、第２保持部材７２の内周面によって閉塞される。すなわち、閉塞位置は、排出路を形成する第２貫通孔１４４Ｅの開口を閉塞する位置である。

一方、プランジャ２４によって液室３１内が加圧されると、コイルスプリング７９の付勢力及び排出バルブ１４４の自重に抗して、排出バルブ１４４が上方に移動する。そうすると、排出バルブ１４４が閉塞位置から離れて開放位置に移動する。排出バルブ１４４が開放位置にある場合、排出バルブ１４４の第２貫通孔１４４Ｅの開口が、第２保持部材７２の第２貫通孔６２の内壁面より上に位置する。したがって、第２貫通孔１４４Ｅの開口が開放される。すなわち、閉塞位置は、排出路を形成する第２貫通孔１４４Ｅの開口を開放する位置である。

[変形例１の作用効果]

本変形例では、排出バルブ１４４は、吸入バルブ１４３よりも小さくされている。すなわち、排出路の一部を形成する第２貫通孔６２は、流入路の一部を形成する第１保持部材７１の内部空間の直径（第１保持部材７１の内径）よりも小さく、排出路の一部を形成する第１貫通孔１４４Ｄの直径は、流入路の一部を形成する第１貫通孔１４３Ｄの直径よりも小さく、かつ、排出路の一部を形成する第２貫通孔１４４Ｅの直径は、流入路の一部を形成する第２貫通孔１４３Ｅの直径よりも小さい。したがって、上述の実施形態で説明したように、排出バルブ１４４を吸入バルブ１４３と同じ大きさに形成した場合よりも、液室３１内を負圧にしたときに生じる圧力損失が低減する。その結果、排出バルブ１４４を吸入バルブ１４３と同じ大きさに形成した場合よりも、液室３１内に吸引される液体の量を増やすことができる。

上述の変形例１では、排出バルブ１４４自体を吸入バルブ１４３よりも小さくして、流出路の直径を流入路の直径よりも小さくした例を説明した。しかしながら、排出バルブ１４４の大きさは吸入バルブ１４３と同一或いは大きくして、排出バルブ１４４の第１貫通孔１４４Ｄ及び第２貫通孔１４４Ｅの直径を、吸入バルブ１４３の第１貫通孔１４３Ｄ及び第２貫通孔１４３Ｅの直径よりも小さくしてもよい。また、排出バルブ１４４の第１貫通孔１４４Ｄの直径と第２貫通孔１４４Ｅの直径とのいずれか一方のみを、吸入バルブ１４３の第１貫通孔１４３Ｄ或いは第２貫通孔１４３Ｅの直径よりも小さくしてもよい。また、第１保持部材７１の第２貫通孔６２の直径のみが、第１保持部材７１の内径よりも小さくされてもよい。すなわち、流出路の一部において、流出路の直径が流入路の直径よりも小さくされてもよい。

また、上述の変形例１では、柱状の吸入バルブ１４３及び排出バルブ１４４を説明した。しかしながら、吸入バルブ１４３及び排出バルブ１４４は、実施形態と同様に、ボールバルブであってもよい。

なお、上述の実施形態の方が、液室３１内の体積を減少させるように調整することができるので好ましい。すなわち、上述の実施形態の方が、液室３１に吸引される液体の吸引力を増やすことができる。

[変形例２]
上述の実施形態及び変形例１では、プランジャ２４が液室３１内に進入しない例を説明した。本変形例２では、プランジャ２４が液室３１内に進退する例を簡単に説明する。なお、上述の実施形態や変形例１と同様の構成には、実施形態や変形例１と同一の符号を付して説明を省略する。

本変形例のシリンダンブロック１３１は、図６に示されるように、液室３１と、液体が流入する流入路９１と、液体が排出される流出路９２とを備える。流入路９１には、吸入バルブ１４３が配置されている。流出路９２には、排出バルブ１４４が配置されている。流出路９２の直径は、流入路９１の直径よりも小さい。また、変形例１と同様に、排出バルブ１４４は、吸入バルブ１４３よりも小さい。

[変形例２の作用効果]

本変形例では、変形例１と同様に、流入路９１から吸引される液体の量を増やすことができる。

なお、吸入バルブ１４３及び排出バルブ１４４は、実施形態と同様に、ボールバルブであってもよい。

[その他の変形例]
上述の実施形態では、吸入バルブ４３及び排出バルブ４４がボールバルブである例を説明した。しかしながら、吸入バルブ４３及び排出バルブ４４は、変形例１と同様に、円柱状のバルブであってもよい。

また、上述の実施形態では、排出路を形成する第２貫通孔６２の直径が、流入路を形成する第２凹部３３の直径よりも小さくされた例を説明した。しかしながら、第２貫通孔６２の直径は、第２凹部３３の直径と同じであってもよいし、第２凹部３３の直径より大きくてもよい。

また、上述の実施形態では、シール面を形成する縁３３Ａがシリンダブロック３０に直接形成された例を説明した。しかしながら、変形例１と同様に、シール面を形成する第１保持部材７１がシリンダブロック３０に設けられてもよい。

１１・・・プランジャポンプ
３０、１３０、１３１・・・シリンダブロック（シリンダ）
３１・・・第１凹部（液室）
３２・・・貫通孔
３３・・・第２凹部（流入路）
３３Ａ・・・縁
４３、１４３・・・吸入バルブ
４４、１４４・・・排出バルブ
４５・・・保持部材
５７・・・保持機構
６２・・・第２貫通孔（排出路）
１４３Ｄ・・・第１貫通孔（流入路）
１４３Ｅ・・・第２貫通孔（流入路）
１４４Ｄ・・・第１貫通孔（流出路）
１４４Ｅ・・・第２貫通孔（流出路）

Claims (8)

1. プランジャと、
   外面から凹む凹部によって区画された液室、当該液室と上記プランジャが配置される空間とを連通する通路、及び液体が流入する流入路を有するシリンダブロックと、
   上記液室内に配置されて上記流入路を開閉する吸入バルブと、
   上記液室内に配置されて上記吸入バルブを保持しており、かつ液体が排出される排出路が設けられた保持部材と、を備え、
   上記排出路の断面は、上記流入路の断面よりも小さく、
   上記保持部材は、
   上記凹部の開口側に位置して上記シリンダブロックに固定される一端部と、
   上記一端部よりも上記凹部の底面側に位置しており、当該凹部の内周面から離間するとともに当該内周面と対向して当該内周面との間に全周に亘って隙間を形成する他端部と、を有し、
   上記隙間は、上記凹部の底面側において上記流入路と連通し、上記凹部の開口側において上記排出路に連通し、当該流入路と当該排出路とを繋ぐ流路の少なくとも一部である、プランジャポンプ。
2. 上記一端部は、上記排出路を形成する第１孔であって、上記凹部の底面から開口に向かう方向に沿って延びる当該第１孔を有しており、
   上記他端部は、外周面から上記排出路を形成する上記第１孔まで延びて流路の一部を形成する第２孔をさらに有する、請求項１に記載のプランジャポンプ。
3. 上記保持部材の上記一端部側に配置されて当該保持部材に保持されており、上記排出路を開閉する排出バルブをさらに備える、請求項１または２に記載のプランジャポンプ。
4. 上記通路は、上記隙間と連通している、請求項１から３のいずれかに記載のプランジャポンプ。
5. 上記吸入バルブ及び排出バルブは、ボールバルブである請求項３に記載のプランジャポンプ。
6. 上記シリンダブロックは、
   上記凹部の底面から凹んで当該底面に開口を有しており、上記流入路を形成する円筒状の第２凹部を有しており、
   上記吸入バルブは、上記第２凹部の円形の開口の縁に接離する請求項１から５のいずれかに記載のプランジャポンプ。
7. 上記第２凹部の円形の上記開口の縁は、曲面とＣ面との一方である請求項６に記載のプランジャポンプ。
8. プランジャと、
   外面から凹む凹部によって区画された液室、当該液室と上記プランジャが配置される空間とを連通する通路を形成する貫通孔、及び液体が流入する流入路を有するシリンダブロックと、
   上記流入路の開口を閉塞する閉塞位置と、上記流入路の開口を開放する開放位置との間で移動可能な吸入バルブと、
   上記液室内に配置され、かつ液体が排出される排出路が設けられた保持部材と、
   上記排出路の開口を閉塞する閉塞位置と、上記排出路の開口を開放する開放位置との間で移動可能な排出バルブと、を備えており、
   上記排出バルブは、上記凹部の開口側に配置されており、
   上記吸入バルブは、上記凹部の底側に配置されており、
   上記貫通孔の開口は、上記凹部の内周面の上記開口側と上記底側との間に位置しており、
   上記保持部材は、上記開口側から上記底側へ、少なくとも上記通路の開口に重複する位置まで延出しており、かつ、上記排出路を内部に有しており、さらにかつ、上記開放位置と上記閉塞位置との間で上記吸入バルブ及び上記排出バルブを移動可能に保持しており、
   上記保持部材は、
   上記凹部の開口側に位置して上記シリンダブロックに固定される一端部と、
   上記一端部よりも上記凹部の底面側に位置しており、当該凹部の内周面から離間するとともに当該内周面と対向して当該内周面との間に全周に亘って隙間を形成する他端部と、を有し、
   上記隙間は、上記凹部の底面側において上記流入路と連通し、上記凹部の開口側において上記排出路に連通し、当該流入路と当該排出路とを繋ぐ流路の少なくとも一部である、
   プランジャポンプ。
   
   

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