JPH01216078A

JPH01216078A - 往復動装置

Info

Publication number: JPH01216078A
Application number: JP63330758A
Authority: JP
Inventors: E Dale Hartley; イー　デイル　ハートリー; F Scott Hartley; エフ　スコット　ハートリー
Original assignee: Prod Res & Dev
Current assignee: Prod Res & Dev
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1989-08-30
Also published as: EP0323216A2; US4827831A; EP0323216A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の背景）往復動装置は動力の発生および利用の両方に用途を持つ
０例えば、あるモータ、容積式ポンプおよびコンプレッ
サは、例えばピストンまたはダイヤフラムである往復動
部材を利用する。

加圧流体、すなわち液体または気体が往復動部材を往復
動するのに用いられる。往復動部材を往復するのに加圧
流体を用いることに伴う１つの問題は、往復動部材が各
ストロークの終わりに適切にその方向を反転することで
あり、停止しないことである。関連する問題は始動時の
往復動部材の位置にかかわらず往復動部材を１つのスト
ロークに沿って移動を始めさせることである。この点に
関して、往復動装置は、往復動部材がその移動経路の任
意の位置にあるとき停止するかもしれず、したがって、
往復動装置の再始動は往復動部材の位置にかかわらず可
能でなければならない。

往復動部材を往復動させるために、加圧流体がピストン
の両側に交互に供給され、加圧流体を受けないピストン
の側は通気または排気される。これらの機能は、加圧流
体の流れを制御する圧力バルブおよび排気プロセスを制
御する排気バルブを有するスイッチング（切換え）機構
によって通常は行われる。

往復動装置は例えばハートレー等の米国特許４゜６１０
．１９２号に示されている。特許された構造は、ピスト
ンからのエネルギによって中央を越えて駆動され、次に
貯蔵されたばねエネルギによって駆動されるバイステー
ブル（双安定）トグル機構を用いる。トグル作用が圧力
および排気バルブを反転させて往復動部材の移動の反転
をもたらす。

これらの特許の構造は多くの用途に対してほぼ満足のい
くものであるが、高圧力を用いる場合には、強力なばね
がバルブのスイッチングを確実に行うために用いられね
ばならないことが見出された。この比較的強力なばね力
は、装置が用いられないとき、往復動部材を２つの位置
のいずれかに保持し、その結果、バルブの弁座表面が望
ましくない付着を生じる傾向がある。

（発明の要約）本発明は、ストロークの終わりに”停止”を受けること
なく、始動時にストロークに沿った往復動部材の位置に
かかわらず始動できる往復動装置を提供して、前述の問
題を解決するものである。

さらに、本発明は先行技術の双安定トグル装置をなくし
、往復動部材を反転させる簡単で低価で組立てが容易な
スイッチング機構を提供するものである。

本発明のスイッチング機構は双安定であるが、それはば
ねによって定位置に保持されるものでなく、非使用の期
間中、関連する弁座表面には荷重を受けない、使用中、
加圧流体だけがスイッチング機構を２つの位置に保持す
るのに用いられる。

本発明は、例えば、その内部に室を持つハウジングおよ
び室内で往復動する往復動部材を含む往復動装置で実施
される。第１および第２図バルブが往復動部材を駆動す
るように加圧流体源に連結され、第１および第２流路が
第１および第２圧力バルブから往復動部材の両側で、そ
れぞれ、室内に導かれている。第１および第２排気パル
プは関連する加圧バルブおよび室の中間の位置において
第１および第２排気流路にそれぞれ結合されており、こ
れらの排気バルブは第１および第２ベン−トにそれぞれ
連通している。往復動部材によって駆動される手段が第
１および第２位置の間でバルブを切換え、したがってバ
ルブは双安定である。流体圧力応答手段がバルブを第１
および第２位置に保持する。

この構造において、供給源からの加圧流体は２つのベン
トに導かれる２つの別個の流路を有する。

実際には、２つの流路が流れる気体に対して同一の圧力
降下を与えることはできない、この事実が往復動装置が
加圧されておらず、両方の排気バルブが開放していると
きの適切な始動を行うのに用いられる０本発明では、大
きな圧力降下を持つ流路が始動を行うようにバルブの切
換えを行うのに必要な力を与える。

バルブは、好ましくは、第１および第２圧力バルプシー
ト、第１および第２排気バルブシート、および往復動シ
ャトルを含み、往復動シャトルはそれぞれ第１および第
２バルブシートに係合する第１および第２圧力バルブ部
材およびそれぞれ第１および第２排気バルブシートに係
合する第１および第２排気バルブ部材を含む、シャトル
は、バルブを第１および第２位置に置くように第１およ
び第２位置の間で往復動する。

往復動部材によって駆動される手段は、ピストンおよび
シャトルの間の例えばアクチュエータのような実質的に
堅い駆動連結部を含む、このことによりピストンまたは
他の往復動部材をスイッチング機構に係合するために以
前用いられたトグル機構がなくされている。

シャトルは好ましくはコアを含み、第１排気バルブ部材
はコアに結合されコアの外方に延びている。第１排気バ
ルブ部材は弾性ウェブおよびウェブの半径方向外方の弁
座表面を有し、ウェブは第２位置において第１排気バル
ブシートに係合自在である０弾性ウェブは第２圧力バル
ブの開放前に第１排気バルブを開放できる。

弾性ウェブは排気バルブおよび第２圧力バルブの着座中
公差を吸収する。好ましくは、第１排気バルブおよび第
２圧力バルブは、一方の位置から他方の位置に切換える
際、第２圧力バルブが閉じる前に第１排気バルブが閉じ
るように構成されている０弾性ウェブはそのような構成
を可能にする。

必ずしも必要でないが、弾性ウェブの少なくとも一部の
半径方向外方で第１排気バルブ部材によって支持された
比較的堅い部材を用いて、排気バルブシートに係合する
弁座表面に隣接する第１排気バルブ部材の部材を強固に
することが望ましい。

比較的堅い部材は、弁座に隣接する排気バルブの区域を
不連続にしないことによって排気バルブの迅速な開閉を
容易にする。堅い部材は、また、排気バルブが高い差圧
荷重の下で圧縮されないようにする。

シャトルは、また、好ましくは、排気バルブ部材の弁座
表面と同一側に第１排気バルブ部材に接近してコアによ
って支持された比較的堅いリテーナ部材を含む、このこ
とは排気バルブ部材を排気バルブシートから迅速に分離
するための堅さを与え、排気バルブの着座中弾性ウェブ
の可撓性を邪魔しない。

第２圧力バルブが開口する前に第１排気バルブが着座し
ないので、もし往復動装置の遮断に起因して往復動装置
がその瞬問に停止しなければならないならば、加圧流体
の多量の漏出を阻止するために第１排気バルブが開放さ
れる前に第１ベントを閉じることが望ましい、もし加圧
流体が飲料用ポンプの場合に特にそうであるように二酸
化炭素であるならば、ＣＯ２の連続的な漏出は有害であ
り、それを吸込む人々に対して潜在的に危険である。

この問題を解決するために、本発明は第１排気バルブの
開放前に第１ベントおよび第１排気バルブの間の連通を
遮断するための補助排気バルブを設けている。さらに、
排気室が第１排気バルブおよび第１ベントの問に設けら
れ、補助排気バルブが第１排気バルブおよび第１排気室
の間の連通を可能にしている。その結果、第１排気バル
ブの開放が膨張室として働く排気室を与え、シャトルの
部分の両側に圧力平衡を与えるが、加圧流体源および第
１ベントの間の流路を与えることはできない、他の方法
によると圧力平衡の達成は高価となり、やっかいなもの
になる恐れがある。圧力平衡は、たとえ往復動部材が停
止しているときでさえ、シャトルに作用する流体力がバ
ルブのスイッチングを行うことを可能にさせている。

好ましい構造において、アクチュエータは第１ベントに
連通ずる流路を有し、この流路は、アクチュエータが第
１排気バルブ部材に係合して排気バルブシートから第１
排気バルブ部材を離すように移動させるとき、第１排気
バルブ部材によって遮断される。また、アクチュエータ
およびシャトルは少なくとも部分的に排気室を形成する
のに用いられてもよい。

（好ましい実施例の説明）第１図は、内部に室１５を持つハウジング１３、複動ピ
ストン１７の形状の往復動部材およびハウジングによっ
て支持されたスイッチング装置１９を含むポンプ１１の
形状の往復動装置を示す、ポンプ１１は種々の異なった
液体を吐出するが、この実施例では、ポンプは飲料用ポ
ンプであり、特にソフトドリンクシロップまたは飲料濃
縮物の吐出に適するものである。

ハウジング１３は種々の異なった構造をとりうるが、こ
の実施例では、ハウジング１３は、ねじ２７（第１図で
は１つだけを示す）によって適当に相互に連結したスリ
ーブ形状の主本体２１、およびエンドキャップ２３およ
び２５を含む、ハウジング１３は、吐出すべき飲料成分
のような液体源３０に連結可能な液体入口２９（第５図
）および液体が増加した圧力で運搬される液体出口３１
を有する。ハウジング１３は、また、ピストン１７を駆
動ように加圧下の駆動流体源３２に連結可能な圧力入口
３３を有する。駆動流体は好ましくは空気または二酸化
炭素のような気体である。

ハウジング１３は、また、大気圧における排気またはベ
ント出口３４および３６を有する。

図示実施例のピストン１７は複動ピストンであり連接棒
３９に結合されたピストンセクション３５および３７を
含む、環状ローリング（丸め）ダイヤフラム４１および
４２は主本体２１およびエンドキャップ２３および２５
の間の境界をそれぞれ密封し、ハウジング１３および関
連するピストンセクション３５および３７の問にシール
を形成する。このことによりピストン１７の両端に密封
した駆動室４３および４５が与えられ、ピストンセクシ
ョン３５および３７の問に密封したボンピング（吐出作
用）室４７および４９が与えられる。ボンピング室４７
および４９は、ハウジング１３の隔壁５１、出口チエツ
クバルブ５３および５５、入口チエツクバルブ５４およ
び５９（第５図）を含む適当な構造体によて互いに密封
されている。チエツクバルブ５３．５５、および５９は
種々の異なった構造でありうるが、この実施例では、チ
エツクバルブの各々は、端壁５１に最適に取付けられシ
ール６２によって密封されたバルブシート′（弁座）６
１と、バルブシートに取付けられた可撓性、弾力性のバ
ルブ要素６３と、を含む。

第１図に示すように、連接棒３９は隔壁５１のボアを貫
通しており、環状シール６５によって隔壁に対して密封
されている０種々の異なった構造が用いられうるが、こ
の実施例では、連結棒３９は２つのセクションで構成さ
れており、内部ねじ山付ステム６７によって一緒に保持
されている。

この構造において、加圧ガスは圧力入口３３に入り、例
えばスイッチング装置１９によって駆動室４５に向けら
れ、一方駆動室４３は排気またはベント出口を通して大
気に開口し、それによってピストン１７を第１図で見て
左方に駆動する。このことにより、ポンプ１１は入口２
９および入口チエツクバルブ５７（第５図）を介して吐
出すべき液体を吸引し、一方ピストンセクション３７は
吐出すべき液体を出口チエツクバルブ５５および出口３
１を通してボンピング室４９から吐出する。

ピストン１７がストロークの終わりに達すると、スイッ
チング装置１９は加圧駆動流体を圧力人口３３から駆動
室４３に供給し駆動室４５を大気に開口しそれによって
ピストン１７にその移動を反転させる。その結果ボンピ
ング室４７内の液体は出口３１を通って放出され、一方
ボンビング室４９はピストンセクション３７の吸気スト
ローク中拡大されて吐出すべき液体を入口２９を通して
ボンピング室４９中に吸引する。

複動ピストンポンプの基本的動作は知られており、例え
ばハートレーの米国特許第４，６１０゜１９２号に記載
されている。しがしながら、本発明は、ポンプ１１が例
示しているような種々の往復動装置の動作を著しく改良
する新規なスイッチング装Ｗ１９を用いる。

第２図を参照すると、スイッチング装置１９は、シャト
ル室７１を持つスイッチング装置のハウジング６９、シ
ャトル室７１内で往復動するシャトル７３（第２Ａ図）
およびシャトル室の両端にありばね７９および８１によ
ってそれぞれ外方に押圧されたアクチュエータ７５およ
び７７を含む。

スイッチング装置ハウジング６９は異なった構造で構成
でき、ポンプハウジング１３から全く分離されでもよい
が、この実施例では、スイッチング装置のハウジング６
９は、ポンプハウジング１３によって与えられた周囲壁
８３（第１図および第２図）、および環状シール８９に
よって周囲壁８３に密封されかつ周囲壁８３に適当に取
付けられた両側の端壁８５および８７を有する。スイッ
チング装置のハウジング６９は、圧力入口３３に連通す
る圧力出口９１および９３、および排気出口３４および
３６を有する。圧力出口９１および９３は、排気出口３
４および３６と同様に、ハウジング１３内に形成されて
いる。第１図に概略的に示すように、圧力出口９１およ
び９３は適当な導管または流路９５および９７によって
ピストン１７の両側に、具体的には駆動室４３および４
５にそれぞれ結合されている。

スイッチング装置のハウジング６９はシャトル室７１を
２つの別個なセクションに分離する隔壁９９を有し、圧
力入口３３は隔壁を通って延びる開口１０１まで隔壁９
９を通って延びている。隔壁９９は開口１０１の両端に
環状圧力バルブシート（弁座）１０３および１０５を設
けており、端壁８５および８７はシャトル室７１内で内
方に環状排気バルブシート１０７および１０９で終わっ
ている。

シャトル７３（第２Ａ図）は、軸線方向に延び両端にお
いて開口したねじ山付ソケットを有するコア１１１、バ
ルブ要素１１３および１１５、比較的堅い保持部材１１
７および１１９、およびバルブシートおよび保持シート
部材をコアに取付けるねじ１２１を含む。バルブ要素１
１３と１１５、および保持部材１１７と１１９は同一で
あり、したがってバルブ要素１１３および保持部材１１
７についてだけ以下に詳細に説明する。バルブ要素１１
３および保持部材１１７の部分に対応するバルブ要素１
１５および保持部材１１９の部分は対応する参照番号に
文字”ａ”を付して示す。

バルブ要素１１３は圧力バルブ部材１２３および排気ま
たはベントバルブ部材１２５を含む、圧力バルブ部材１
２３は第２図に示すように圧力バルブシート１０３に係
合自在の丸い表面を有して圧力バルブ１２６を形成し、
排気バルブ部材１２５はコアの半径方向外方にあり、排
気バルブ１２８を形成するように排気バルブ１０７に係
合自在な複数の周囲方向に延びるリブから成る弁座表面
１２７を有する。排気バルブ部材１２５は、また、半径
方向に延びる弾性ウェブ１２９およびウェブに結合され
かつ弁座表面１２７をその上に持つ拡大ヘッド１３１を
有する。弁座表面１２７はウェブ１２９の半径方向外方
にある。

バルブ要素１１３は、また、ヘッド１３１に埋込まれて
支持された金属または他の適当な材料の環状の比較的堅
い部材１３３を含む０部材１３３はワッシャ状部材であ
り、弾性ウェブ１２９の半径方向外方にあって排気バル
ブ部材の領域を強固にしている。特に、図示の実施例で
は、この領域はヘッドの狭い半径方向内方の領域を除い
たヘッド１３１である０部材１３３の一部は弁座表面１
２７に軸線方向に整列しており、このため、それは弁座
表面１２７を希望する形状に保持し弁座表面の望ましく
ない変形に対して抵抗する。

部材１３３を除いて、バルブ要素１１３は適当なプラス
チック材料から構成される。圧力バルブ部材１２３およ
び排気バルブ部材１２５は構造的に別個の部材であって
もよいが、それらを単一のバルブ要素１１３で与え、そ
れらをバルブ要素１１３の環状部分１３５で相互連結す
ることが好ましい。

保持部材１１７は中央管状セクション１３７および中央
セクションに結合した周囲方向に延びるフランジ１３９
を有する。第４図に最も良く示すように、フランジ１３
９は周囲方向に等しく離れかつフランジ１３９の外方周
囲において開口している３つのフロッＩ−１４１を有す
る。保持部材１１７は比較的堅くかつ好ましくは比較的
硬質のプラスチック材料から構成される。このため、保
持部材１１７はウェブ１２９より堅い。

第２図に示すように、ねじ１２１はバルブ要素１１３お
よび１１５、および保持部材１１７および１１９の開口
を通って延びこれらの部品をコア１１１に取付けている
。さらに、保持部材１１７の内端は環状部材１３５内に
ぴったりと嵌入している。

端壁８５および８７は同一であり、またアクチュエータ
７５および７７も同一である。したがって端壁８５およ
びアクチュエータ７５だけを詳細に説明し、端壁８５お
よびアクチュエータ７５の部分に対応する端壁８７およ
びアクチュエータ７７の部分は対応する参照番号に文字
”ａ”を付けて表示する。

端壁８５は中央開口１４５を持つ横壁１４３、外部環状
溝１４９を持つ周囲１４７および周囲壁を貫通して溝に
入る複数の開口１５１を含む。横壁１４３はシャトル室
７１の端を覆い、周囲壁１４７は、消１４９が排気出口
３４に向き合った状態で、シャトル室７１内に収容され
ている。排気出口３４の両側は第２図に示すようにシー
ル８９によって密封されている。

アクチュエータ７５はそれを貫通する３つの流路１５５
（第２図および第４図）を持つプランジャ１５３、およ
びプランジャ１５３に一体に結合されかつ開口１４５か
ら突出する軸線方向に延びるステム１５７を有する。プ
ランジャ１５３は、第２図および第４図に示すように、
それぞれスロット１４１に突出する３つの突起または脚
１５９を有する。流路１５５はプランジャ１５３および
脚１５９をそれぞれ貫通している。プランジャ１５３は
周囲壁１４７内に摺動自在に収容されており、環状シー
ル１６１によって周囲壁に密封されている。

ばね７９はステム１５７の外端および前端８５によって
それぞれ支持されたりテーナ１６３および１６５に対し
て作用してアクチュエータ７５を外方に、すなわち第２
図で見て左方に押圧する。

プランジャ１５３は開口１４５に隣接する横壁１４３に
当接し、アクチュエータ７５の外方の移動を制限してい
る。アクチュエータ７５は縦方向に堅く、ピストン１７
に係合でき、ピストンによって駆動される。

この構造に関連して、第２図に示すシャトル７３の位置
で排気バルブシート１０７に連通ずる排気室１６７があ
る。この実施例では、排気室１６７はシャトル７３、周
囲壁１４７、アクチュエータ７５（詳細にはプランジャ
１５３によって表されるアクチュエータの部分）、によ
って形成されている。

シャトル７３が第２図の位置にあるとき、圧力バルブ部
材１２３および排気バルブ部材１２５ａは圧力バルブシ
ート１０３および排気バルブシート１０９とそれぞれ係
合し、圧力バルブ部材１２３ａおよび排気バルブ部材１
２５は圧力バルブシート１０５および排気バルブシート
１０７とそれぞれ分離している。その結果、供給源３２
からの加圧駆動流体は圧力人口３３を通り、圧力パルプ
部材１２３ａを通過し、圧力出口９３および導管９７を
通り駆動室４５に至る。また、駆動室４３は、導管９５
、圧力出口９１、離れた排気バルブ部材１２５および排
気バルブシート１０７、排気室１６７、流路１５５、開
口１５１および溝１４９を通して排気出口３４に開口し
ている。その結果、ピストン１７は、ボンピング室４９
からの加圧液体が出口３１を通って放出され、一方液体
源３０（第５図）から吐出すべき流体がボンピング室４
７に吸引されるように、第１図で見て左方に駆動される
。

シャトル７３はシャトルに作用する流体圧力に　。

よって第２図の位置に保持される。さらに具体的に言え
ば、圧力人口３３からの加圧駆動流体がバルブ要素１１
５の左方の面会体に作用し、シャトル７３を第２図の位
置に保持する主要な力を発生する。

ピストン１７の左方への移動はピストンセクション３７
をアクチュエータ７７に係合させ、このことは、ばね８
１の押圧力に抗して第１図、第２図、第３図で見てアク
チュエータ７７を左方に移動させる。ｆ！めてわずかな
距離移動の後、脚１５９ａは排気バルブ部材１２５ａに
接触し、第２Ｂ図に示すように流路１５５ａを密封し、
すなわち遮断する。このことにより排気出口３６は圧力
人口３３から密封され、すなわち閉鎖される。

その理由は流路１５５ａが入口３３および出口３６の間
の流体流路内にあるからである０脚１５９ａに接触する
部分の排気バルブ部材１２５ａの材料は流路１５５ａを
閉鎖するバルブシートとして働くのに充分なだけ軟質で
ある。

アクチュエータ７７が次にさらに左方へ移動すると、排
気バルブ部材１２５ａは押されて排気バルブシート１０
９から離れ、シャトル７３を第３図の位置に左方に押す
、このことにより圧力バルブ部材１２３を横切って圧力
出口９１を通る圧力入口３３から駆動室４３への流路が
開かれ、圧力出口９３および開いた排気バルブ１２８ａ
を通って駆動室４５が排気室１６７ａに開口される。排
気室１６７ａは密封した室であるが、排気室は駆動室４
５内の圧力を解放するのに充分な容積を有し、圧力入口
３３からの加圧駆動流体がピストン１７を右方に移動さ
せることを可能にしている。

ピストン１７の右方へのわずかな移動によりばね８１は
アクチュエータ７７を第３図の位置から右方に移動させ
脚１５９ａを排気バルブ部材１２５ａから分離し流路１
５５ａを開放する。このことによって、駆動室１４５が
ベントに結合されるように、排気出口３６との連通が行
われる。

前述のことから、脚１５９ａ、流路１５５ａおよび排気
バルブ部材１２５ａは、排気バルブ要素１２５ａが移動
されて排気バルブシート１０９から離れて圧力出口９３
および排気室１６７ａの間の連通を可能にする前に排気
出口３６および圧力人口３３の間の連通を遮断する補助
バルブとして働く、こうすることによって、供給源３２
から駆動流体は排気バルブ１２８ａを開放する結果排気
出口３６を通って逃げることはない。

弾性ウェブ１２９ａは、開放および閉鎖位置の間で、バ
ルブ１２６．１２６ａ、１２８および１２８ａのスイッ
チング（切換え）に関する２、３の重要な機能をはなす
０例えば、排気バルブ１２５ａが脚１５９ａと堅く係合
しているときには、弾性ウェブ１２９ａは撓んで排気バ
ルブ１２６が開口することを可能にし、すなわちシャト
ル７３が移動されて圧力バルブ１２６を開口する前に排
気バルブシート１０９から離れ、すなわち圧力バルブ部
材１２３を圧力バルブシート１０３から離す０弾性、可
撓性ウェブ１２９ａは、圧力バルブ部分１２３および排
気バルブ部材１２５ａがそれぞれのシートに完全に着座
する際の公差吸収において有効である。リテーナ部材１
１９は排気バルブ部材１２５ａを排気バルブシート１０
９から離すのを補助する。しかしながら、リテーナ部材
１１９の堅さは排気バルブ部材１２５ａが着座するのを
邪魔しない、その理由は、着座方向に移動するとき、リ
テーナ部材１１９は弾性ウェブ１２９ａの可撓性に起因
して排気バルブ１２８ａの完全な閉鎖に要するような余
分な移動を行うことができるからである。

部材１３３ａは、排気バルブ部材１２５ａが迅速に完全
に座から離れるのを補助する。部材１３３ａはオプショ
ナル（任意のもの）である。

もし万一シャトル７３が第２Ｂ図の位置にあるときピス
トン１７が停止するならば、シャトルの移動も停止する
。しかしながら、もし万一、排気バルブ１２８ａを通し
て幾分かの漏洩があるようにシャトルが第２Ｂ図の位置
をわずかに越えた状態でピストン１７が停止するならば
、シャトルは最終的には駆動流体によって第３図の位置
に移動させられバルブのスイッチングを行う、この理由
は、圧力入口３３から排気室１６７ａへの圧力の漏洩が
シャトル７３の右端およびバルブ要素１１５の両側の圧
力を平衡する傾向にあり、圧力バルブ部材１２３の右側
面に作用する駆動流体がシャトル７３を左方に第３図に
示す位置に移動させるのに充分だからである。したがっ
て、ポンプ１１が始動された次には、ピストン１７の移
動方向は逆転される。

ポンプ１１の通常の始動に対して、シャトル７３は第２
図または第３図の位置にあり、駆動室４３および４５の
一方または他方が加圧される。

圧力入口３３からポンプ１３に加えられる加圧駆動流体
がある限り、シャトル７３はハウジング１３内のピスト
ン１７の位置とは無関係に第２図または第３図の位置の
いずれかにある。したがって、ポンプ１１の始動は、ポ
ンプ１１が供給源３２からの加圧駆動流体を受ける限り
は、ピストン１７の位置とは無関係に行われる。

しかしながら、もしポンプが、例えばポンプが最初に設
置されたときのように、全く加圧されていないならば、
シャトル７３は第２図および第３図の位置の中間位置に
あるかもしれない、しかしながら、ポンプ１１の始動は
やはり行われうるちのである。その理由は、圧力入口３
３から排気出口３４および排気出口３６への２つの別個
な流路があり、実際にはこれらの流路問にいくらから圧
力不平衡があり、流体圧力が２つの位置の一方にシャト
ル７３を着座させるからである。

本発明の他の特、徴は、シャトル７３が例えば０．０２
５インチ（０，０６３ＣＩｌ）の程度の極めて短い長さ
の軸線方向の移動によってスイッチングを行うことがで
きることである。シャトル７３は極めて軽量で移動させ
るのに最小の力しか必要としない、これらのファクター
は、圧力入口３３から排気出口３４および排気出口３６
への２つの別個の流路に沿って存在する小さい圧力差が
シャトル７３を２つの位置の一方へ移動させることを可
能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の往復動装置の軸線方向断面図である
。第２図は、バルブスイッチング機構の好ましい実施例の
縦方向断面図である。第２Ａ図は、シャトルを示す第２図と同様な図である。第２Ｂ図は、ベントに導く流路の１つの遮断を示す部分
的断面図である。第３図は、バルブスイッチング機構が２つの位置の他の
位置にある状態の第２図と同、様な断面図である。第４図は、第２図の線４−４に沿った断面図である。第５図は、往復動装置の入口バルブの形状を示す、第１
図の軸線方向の面とは異なった軸線方向の面の部分的断
面図である。１１・・・ポンプ、１３・・・ハウジング、１５・・・室、１７・・・複動ピストン、１９・・・スイッチング装置、　　　２１・・・主本体、２３．２５・・・エンドキャップ、２９・・・流体入口、３０・・・流体源、３１・・・液体出口、３３・・・圧力入口、３５．３７・・・ピストンセクション、３９・・・連接
棒、４３．４５・・、・駆動室、４７．４９・・・ボンピング室、５１・・・隔壁、６９・・・ハウジング、７１・・・シャトル室、７３・・・シャトル、７５．７７・・・アクチュエータ、９１．９３・・・圧力出口、１０３・・・バルブシート、１１３．１１５・・・バルブ要素、１１７．１１９・・・リテーナ部材、１２３・・・圧力バルブ部材、１２５・・・排気バルブ部材１２９・・・ウェブ。Ｆ滲、！

Claims

【特許請求の範囲】

（１）往復動装置において、その内部に室を有するハウジングと、室内で往復動する往復動部材と、往復動部材を駆動するように加圧流体に連結自在の第１
および第２圧力バルブと、第１および第２圧力バルブからそれぞれ往復動部材の両
側の室内に導く第１および第２流路を形成する手段と、圧力バルブおよび室の中間の位置でそれぞれ第１および
第２流路に連結されかつそれぞれ第１および第２ベント
と連通する第１および第２排気バルブと、第１圧力バルブおよび第２排気バルブが閉じられ、かつ
第２圧力バルブおよび第１排気バルブが開放される第１
位置と、第１圧力バルブおよび第２排気バルブが開かれ
、かつ第２圧力バルブおよび第１排気バルブが閉じられ
る第２位置と、の間でバルブを切換えるように往復動部
材によって駆動される手段と、第１および第２位置にバルブを保持する流体圧力応答手
段と、第１排気バルブおよび第１ベントの問に第１排気室を形
成する手段と、第１排気バルブを開放する前に第１ベントおよび第１排
気バルブの間の連通を遮断し一方第１排気バルブおよび
第２排気室の間の連通を行う補助排気バルブと、を有することを特徴とする往復動装置。
（２）請求項１記載の往復動装置において、第１および
第２圧力バルブはそれぞれ第１および第２圧力バルブシ
ートを含み、第１および第２排気バルブはそれぞれ第１
および第２排気バルブシートを含み、前記往復動装置は
往復動シャトルを含み、前記第１および第２圧力バルブ
はそれぞれシャトル内に含まれかつそれぞれ第１および
第２圧力バルブシートに係合自在な第１および第２圧力
バルブ部材を含み、前記第１および第２排気バルブはそ
れぞれシャトル内に含まれかつそれぞれ第１および第２
排気バルブシートに係合自在である第１および第２排気
バルブ部材を含み、前記シャトルは第１および第２位置
の間で往復動して、それぞれ前記バルブをシャトルの第
１および第２位置に置く、ことを特徴とする往復動装置
。
（３）請求項２記載の往復動装置において、流体圧力応
答手段がシャトルの表面を含む、ことを特徴とする往復
動装置。
（４）請求項２または３のいずれか１つに記載の往復動
装置において、ピストンによって駆動される手段は往復
動部材およびシャトルの間の堅い駆動連結部を含むこと
を特徴とする往復動装置。
（５）請求項１ないし４のいずれか１つに記載の往復動
装置において、補助排気バルブ手段が前記駆動手段の一
部を含む、ことを特徴とする往復動装置。
（６）請求項１ないし５のいずれか１つに記載の往復動
装置において、第１圧力バルブおよび第２排気バルブは
、第２位置から第１位置に切換える際、第１圧力バルブ
が閉じる前に第２排気バルブが閉じるように構成されて
いる、ことを特徴とする往復動装置。
（７）請求項１ないし６のいずれか１つに記載の往復動
装置において、第１位置から第２位置に切換える際、駆
動手段は第１圧力バルブが開かれる前に第２排気バルブ
に係合して第２排気バルブを開くことを特徴とする往復
動装置。
（８）請求項２ないし７のいずれか１つに記載の往復動
装置において、前記シャトルはコアを含み、前記第１排
気バルブ部材はコアに係合されてコアの外方に延び、前
記第１排気バルブ部材が、弾性ウェブと、第２位置にお
いて第１排気バルブに係合する、ウェブの半径方向外方
に延びる弁座表面と、を有することを特徴とする往復動
装置。
（９）請求項８記載の往復動装置において、排気バルブ
部材の弁座表面と同一側で第１排気バルブ部材に接近し
てコアによって支持された比較的堅いリテーナ部材をさ
らに含むことを特徴とする往復動装置。
（１０）往復動装置において、その内部に室を有するハウジングと、室内で往復動する往復動部材と、加圧流体源と連結する入口と、第１および第２圧力出口
と、第１および第２排気出口と、を有するシャトル室を
形成する手段と、シャトル室内に第１および第２圧力バルブシート、およ
び第１および第２排気バルブシートを形成する手段と、第１および第２圧力出口を往復動部材の両側でハウジン
グの室内に結合する手段と、前記シャトル室内で往復動するシャトルと、を有し、シ
ャトルは、第１および第２圧力バルブシートとそれぞれ
係合自在の第１および第２圧力バルブ部材と、第１およ
び第２排気バルブシートとそれぞれ係合自在の第１およ
び第２排気バルブ部材と、を含み、前記シャトルは、第
１圧力バルブ部材および第２排気バルブ部材がそれぞれ
第１圧力バルブシートおよび第２排気バルブシートと係
合し、第２圧力バルブ部材および第１排気バルブ部材が
それぞれ第２圧力バルブシートおよび第１排気バルブシ
ートから離れて、入口から第１圧力出口、第２圧力出口
から第２排気出口への流体の流れを遮断しかつ入口およ
び第２圧力出口の間の連通および第１圧力出口および第
１排気出口の連通を与える第１位置と、第１圧力バルブ
部材および第２排気バルブ部材がそれぞれ第１圧力バル
ブシートおよび第２排気バルブシートから分離され、第
２圧力バルブ部材および第１排気バルブ部材がそれぞれ
第２圧力バルブシートおよび第１排気バルブシートに係
合し、入口から第２圧力出口、および第１圧力出口から
第１排気出口への流体の流れを遮断しかつ入口および第
１圧力出口の間の連通および第１圧力出口および第２排
気出口の問の連通を与える第２位置と、の間で往復でき
、前記第１位置および第２位置の間でシャトルを切換える
ようにピストンによって駆動される手段を有し、シャトルは、シャトルが第１位置および第２位置のいず
れに置かれてもシャトルを保持する加圧流体に協働する
表面を有し、前記駆動手段はシャトルの切換えを行うようにシャトル
に係合自在のアクチュエータを含み、前記アクチュエー
タは、第１排気出口と、アクチュエータがシャトルに係
合するときシャトルによって遮断されるアクチュエータ
内の流路と、に連通するようにその内部に延びる前記流
路を有する、ことを特徴とする往復動装置。