JPH03210081A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

ダイヤフラムポンプ

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JPH03210081A
JPH03210081A JP2005059A JP505990A JPH03210081A JP H03210081 A JPH03210081 A JP H03210081A JP 2005059 A JP2005059 A JP 2005059A JP 505990 A JP505990 A JP 505990A JP H03210081 A JPH03210081 A JP H03210081A
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oil chamber
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、液体を圧送するダイヤフラムポンプに係り
、詳しくは往復ポンプの駆動機構を適当に利用できるダ
イヤフラムポンプに関するものである。
〔従来の技術〕
ダイヤフラムのたわみ運動により液体を圧送する従来の
ダイヤフラムポンプでは、相互に平行な複数個のオイル
充填のピストンを斜板の回転により往復動させ、ダイヤ
フラムの背面側にオイル圧をかけるもの(米国WA、N
NERENGINEERING社ポンプ)、カムの回転
方向に複数個のダイヤフラムを配設するとともに、1個
のカムの回転によりそれらダイヤフラムをたわみ運動さ
せるもの(イタリアBERTOLINI社ポンプ、ダイ
ヤフラムをその中央部においてピストンに結合し、ピス
トンの往復動によりダイヤフラムをたわみ運動させるも
の(実公昭62−42142号公報)等がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
斜板を利用するダイヤフラムポンプでは、複数個のポン
プ室は円形の配置となり、ダイヤフラムポンプは放射方
向の寸法が一律に増加する。また、軸方向に重複するの
で、容量の増加に伴うダイヤフラムの径の増加によりダ
イヤフラムポンプの放射方向の寸法は膨大となる。
複数個のダイヤフラムを共通のカムにより駆動するダイ
ヤフラムポンプでは、複数個のポンプ室は、放射方向へ
向いているので、ダイヤフラムポンプの放射方向寸法が
膨大化するとともに、各ポンプ室が離れているため、吸
入側及び吐出側を相互に連結する配管が大型となる。
ピストンにダイヤフラムを直結しているダイヤフラムポ
ンプでは、ダイヤフラムの変位量がピストンの行程量に
制約され、大容量化が困難である。
また、ダイヤフラムの背面側周辺部は空気圧となってい
るので、ポンプ室側の液圧が高くなると、ポンプ室側を
十分に加圧できず、高圧化が困難になっている。
請求項1の発明の目的は、送出液体の高圧化を図ること
ができるとともに、複数個のポンプ室を偏平な配置とす
ることができ、かつ駆動部を公知の往復ポンプの駆動部
とほぼ共通化することができるダイヤフラムポンプを提
供することである。
請求項2の発明の目的は、ダイヤプラムの径の増大化に
もかかわらず、ダイヤフラムポンプ全体の大型化を抑制
することを可能にすることである。
請求項3及び4の発明の目的は、ダイヤフラムの背面に
かけるオイル圧を筒部に設定可能にするとともに、ピス
トン等の往復部材の行程量に対してダイヤフラムの変位
量を自由に設定可能とし、これにより、ダイヤフラムポ
ンプの容量を簡単に変更可能とすることである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明を、実施例に対応する図面の符号を使用して説
明する。
請求項1のダイヤフラムポンプ(10)は次の(a)な
いしくd)の構成要素を有してなる。
(a)ダイヤフラム(58)により区画されダイヤフラ
ム(58)の往復変位に伴う容積の増減により液体を吸
排するポンプ室(60) (b)ダイヤフラム(58)の背面側に形成されてオイ
ル圧をダイヤフラム(58)の背面にかけるオイル室(
54) (c)中心線がダイヤフラム(58)の中心線に一致す
るように配設され駆動軸(28)の回転に伴って往復動
してオイル室(54)の容積を増減する容積増減部材(
52,120) (d)オイル室(54)とクランク室(56)との圧力
関係に関係して開閉しクランク室(56)からオイル室
(54)への一方向的なオイルの流れを許容する逆止弁
(40) 請求項2のダイヤフラムポンプ(10)は駆動軸(28
)の軸方向へ複数個のポンプ室(60)を備える。また
、ポンプ室(60)を区画する各ダイヤフラム(58)
は、駆動軸(28)の軸方向へ隣接するもの同士、ポン
プ室(60)の軸方向へずらされている。
請求項3のダイヤフラムポンプ(10)では、逆止弁(
40)のオイル室(54)側とクランク室(56)側と
を連通ずるオリフィス通路(98,100)が逆止弁(
40)に形成されている。
請求項4のダイヤフラムポンプ(10)では、逆止弁(
40)は、オイル室(54)の軸方向の変位体(46)
の変位により開閉する変位体(46)である。オイル室
(54)の圧力は、変位体(46)の変位量を規制する
ストツハ(48)の位置調整により設定自在となってい
る。
〔作用〕
請求項1の発明では、駆動軸(28)の回転に伴って、
容積増減部材(52,120)が往復動して、オイル室
(54)の容積を増減する。
駆動軸(28)の方への容積増減部材(52,120)
の移動では、オイル室(54)の容積は増加し、オイル
室(54)内の圧力は低下し、ダイヤフラム(58)は
、背面側のオイル圧を解除されて、オイル室(54)の
方へ変位し、ポンプ室(60)は、容積を増加し、吸入
行程となる。一方、オイル室(54)内の圧力の低下に
より逆止弁(40)は開となり、オイルがクランク室(
56)から逆止弁(40)を介してオイル室(54)へ
導入される。
ダイヤフラム(58)の方への容積増減部材(52,1
20)の移動では、オイル室(54)の容積は減少し、
オイル室(54)内の圧力は上昇し、逆止弁(40)は
閉となる。これにより、ダイヤフラム(58)は、オイ
ル室(54)側、すなわち背面側から大きなオイル圧を
かけられて、ポンプ室(60)の方へ変位し、ポンプ室
(60)は、容積を減少し、吐出行程となる。
請求項2の発明では、複数個のポンプ室(6o)が設け
られ、各ポンプ室(60)を区画しているダイヤフラム
(58)は、駆動軸(28)の軸方向へ隣接しているも
の同士、ポンプ室(60)の軸方向へ位置をずらされて
おり、そのずらされた位置で変形運動する。
請求項3の発明では、逆止弁(40)が閉となっている
ときも、オリフィス通路(98,100)を介して逆止
弁(40)のオイル室(54)側とクランク室(56)
側との所定の連通が確保される。そして、オイル室(5
4)内のオイルがオリフィス通路(98,100)を介
してクランク室(56)へ逃される。この結果、オイル
室(54)のオイルがダイヤフラム(58)を押圧して
いるときのオイル室(54)のオイル圧が変化する。
請求項4の発明では、ストッパ(48)の位置が調整さ
れて、変化することにより、ストッパ(48)により規
制される変位体(46)の変位量が変化し、この結果、
オイル室(54)のオイルがダイヤフラム(58)を押
圧しているときのオイル室(54)のオイル圧が変化す
る。
〔実施例〕 以下、この発明を図面の実施例について説明する。
第1図及び第2図はそれぞれ二連ダイヤフラムポンプ1
0の垂直断面図及び一部非断面とする水平断面図である
。二連ダイヤフラムポンプlOは、水平方向へ順番に配
設、かつ接合されているクランクケース12及びマニホ
ールド14.16.18.20を有している。クランク
ケースエ2の上部にはオイルキャップ22が、また、ク
ランクケース12の端面側にオイルゲージ24及びドレ
ンプラグ26が設けられている。クランク軸28は、ク
ランクケース12及びマニホールド14.16.18.
20の接合方向に対して直角な水平方向へ延び、両端部
をボールベアリング30を介して回転自在にクランクケ
ース12に軸支されている。クロスヘツド32は、クラ
ンクケース12の案内部34内に摺動自在に配設され、
コンロッド36を介してクランク軸28から伝達された
動力によりクランク軸28の軸方向とは直角の水平方向
へ往復動する。ピストンロッド38は、基端部をコンロ
ッド36に結合し、コンロッド36と一体的に往復動す
る。逆止弁40は、ピストンロッド38の先端部にピス
トンロッド38の軸方向へ固定されている弁体42と、
ピストンロッド38に嵌装されているカラー44の外側
に遊嵌される弁座46とを備える。通孔付きストッパ4
8はカラー44の先端側においてピストンロッド38に
嵌装され、ナツト49は、通孔付きストッパ48よりさ
らに先端側においてピストンロッド38に螺合して、通
孔付きストッパ48、カラー44及び弁体42をピスト
ンロッド38の段部に締め付けている。3個のシリンダ
パイプ50は、各ピストンロッド38に対して同軸的に
配設され、クランクケース12とマニホールド14とに
両端を固定されている。ピストンパツキン52は、弁座
46の外周側に嵌着され、外周側においてシリンダパイ
プ50に摺接する。オイル室54は、ピストンパツキン
52の先端側に区画され、逆止弁40によりクランクケ
ース12内のクランク室56との連通を制御される。各
ダイヤフラム58は各オイル室54の先端側を区画し、
りランク軸28の軸方向に対して中央のダイヤフラム5
8は周縁部をマニホールド16.18に挟持され、両端
側のダイヤフラム58は周縁部をマニホールド14゜1
6に挟持される。すなわち、中央のダイヤフラム58は
両端側のダイヤフラム58より先端側に位置し、各ダイ
ヤフラム58は、クランク軸28の軸方向へ隣接するも
の同士、ピストンロッド38の軸方向へずれた位置とさ
れる。各ポンプ室60は、各ダイヤフラム58の前面側
に形成され、3個のダイヤフラム58の場合と同様に、
クランク軸28の軸方向中央のポンプ室60は両端側の
ポンプ室60よりピストンロッド38の軸方向先端側に
位置する。座金62.64は各ダイヤフラム58の背面
側及び前面側の中心部へ当てられ、ボルト66は、各ダ
イヤフラム58の前面から背面側へ座金64、ダイヤフ
ラム58及び座金62を貫通し、スリーブ68に螺合し
ている。スリーブ68はダイヤフラム58からオイル室
54の方へ延び、圧縮コイルばね70は、スリーブ68
に嵌装されて、オイル室54の縮小部とスリーブ68の
端のフランジ部との間に縮設され、ダイヤフラム58を
オイル室54の方へ付勢している。マニホールド20の
端面の下側及び上側にはそれぞれ吸入ロア2及び吐出ロ
ア4が設けられ、吸入ロア2及び吐出ロア4はそれぞれ
マニホールド20内の吸入通路76及び吐出通路78へ
連通している。各3個の分岐通路80.82は、マニホ
ールド16.18.20内においてそれぞれ下側及び上
側の位置関係で形成され、吸入通路76又は吐出通路7
8を各ポンプ室60へ連通している。吸入弁84及び吐
出弁86はそれぞれ分岐通路80.82のポンプ室60
側の端部に設けられ、吸入通路76は分岐通路80から
ポンプ室60への一方的な液体の流れを許容し、吐出通
路78はポンプ室60から分岐通路82への一方的な液
体の流れを許容する。吸入弁84及び吐出弁86は、向
きが反対となっているだけで、構造は同一となっている
。すなわち、吸入弁84及び吐出弁86は、共に、相互
に接合される弁座88及びサック90と、弁座88に就
座自在にサック90内に配設される弁体92と、サック
90内に配設されて弁体92を弁座88の方へ付勢する
圧縮コイルばね94とを有している。
第3図は弁体42を弁座46側から見た図、第4図は第
3図のIV−IV線に沿う断面図である。中心孔96は
、弁体42の中心に穿設されて、ピストンロッド38を
嵌挿される。4個のV形溝98は、放射方向へ延び1周
方向へ等角度間隔で弁体42の弁座46側の面に形成さ
れている。
実施例の作用について説明する。
クランク軸28の回転に伴って、クロスヘツド32がク
ランクケース12の案内部34の案内に従って往復動し
、ピストンロッド38がクランク軸28の軸方向に対し
て直角の水平方向へ往復動する。
ピストンロッド38がクランク軸28の方へ移動すると
きは、ポンプ室60の容積は増加し、ポンプ室60のオ
イル圧は減少する。逆止弁40の弁座46は両側の圧力
差及びピストンパツキン52とシリンダパイプ50との
間の摩擦力により、弁体42から離れて、通孔付きスト
ッパ48に当接し、逆止弁40は開状態になる、これに
より、オイル室54は、通孔付きストッパ48の通孔、
弁体42と弁座46との間、弁体42の外周側、及びピ
ストンロッド38の外周側を経てクランクケース12内
のクランク室56と連通状態になる。こうして、オイル
室54の容積の増加に伴ってオイル室54内へクランク
室56のオイルが導入されるとともに、オイル室54内
のオイル圧が下降し、ダイヤフラム58は圧縮コイルば
ね70の付勢力に従ってオイル室54の方へ変位し、ポ
ンプ室60の容積が減少し、そのポンプ室60に対応す
る吸入弁84及び吐出弁86はそれぞれ開及び閉となり
、吸入通路76の液体が吸入弁84を介してポンプ室6
0内へ導入される。
他方、ピストンロッド38が先端方向へ移動するときは
、ポンプ室60の容積は減少し、ポンプ室60のオイル
圧は上昇する。逆止弁40の弁座46は両側の圧力差及
びピストンパツキン52とシリンダパイプ50との間の
摩擦力により弁体42に当接し、逆止弁40は閉状態に
なる。これにより、オイル室54はほぼ密封状態になり
、オイル室54の容積の減少に伴ってオイル室54内の
オイル圧が上昇し、ダイヤフラム58は、ポンプ室60
側、すなわち背面側から大きなオイル圧をかけられ、圧
縮コイルばね70の付勢力に抗してポンプ室60の方へ
変位する。この結果、ポンプ室60の容積が減少し、そ
のポンプ室60に対応する吸入弁84及び吐出弁86は
それぞれ閉及び開となり、ポンプ室60内の液体は吐出
弁86を介して吐出通路78へ吐出される。
逆止弁40が閉にあるときも、少量のオイルは、逆止弁
40の弁体42の■形溝98を介してオイル室54から
クランク室56へ逃される。この逃し量を適切に選択す
ることにより逆止弁40の閉時のオイル室54のオイル
圧の設定値、したがってポンプ室6oの方へのダイヤフ
ラム58の変位量を変更することができる。
第5図は逆止弁40の弁体42が通孔100を備えてい
る構造図である。通孔100は、第3図及び第4図の■
形溝98と同様に、逆止弁40の閉時にオイル室54か
らクランク室56側へオイルを逃す。通孔1゜Oの径を
適切に選択することにより逆止弁40の閉時のオイル室
54のオイル圧の設定値、したがってポンプ室60の方
へのダイヤフラム58の変位量を変更することができる
オイル室54のオイル圧の設定値はカラー44の長さを
変更することによっても調整することができる。すなわ
ち、カラー44の長さを変更することにより、通孔付き
ストッパ48の位置が変化して、弁座46の変位量が変
化し、逆止弁40が開から閉になる時、及び閉から開に
なる時のシリンダパイプ50におけるピストンパツキン
52の相対位置が変化する。これにより、カラー44が
長くなる程、オイル室54の容積の増減量が減少するの
で、オイル室54の最大オイル圧は低下し、ポンプ室6
0からの吐出量が減少する。
第6図はピストンポンプ102の垂直断面図である。二
連ダイヤフラムポンプ10と共通の部分は同符号により
指示しである。このピストンポンプ102の構造自体は
公知であり、クランクケース103の先端側に吸入マニ
ホールド104、シリンダパイプ106、及び吐出マニ
ホールド108がその順番に組付けられており、逆止弁
40は吸入弁として機能し、逆止弁40の弁体42には
第3図ないし第5図に図示されているようなV形溝98
及び通孔100は形成されていない。ピストンロッド3
8が基端側へ移動する吸入行程では、逆止弁40の弁座
46が弁体42から離れ、吸入口110の液体が、シリ
ンダパイプ106の内側に区画されているポンプ室11
2へ逆止弁40を介して導入される。また、ピストンロ
ッド38が先端側へ移動する吐出行程では、逆止弁40
の弁座46が弁体42に密着するとともに、吐出弁86
が開となり、ポンプ室112内の液体が吐出弁86を介
して吐出口114へ吐出される。第1図及び第2図の二
連ダイヤフラムポンプ10の製作においては、ピストン
ポンプ102のクランク軸28からピストンロッド38
の先端までの構造をほぼ共通化することができる。
第7図はプランジャポンプ116の垂直断面図である。
二連ダイヤフラムポンプ10と共通の部分は同符号によ
り指示しである。このプランジャポンプ116の構造自
体は公知であり、プランジャポンプ116の駆動部は第
6図のピストンポンプ102と同様である。ロッド11
8は、ピストンロッド38と同様に、基端側においてク
ロスヘツド32に結合しており、ロッド118の先端部
には基端側から順番にスリーブ120及びカラー122
が嵌装され、ナツト124により締め付けられている。
スリーブ120は軸方向に貫通する通孔126を複数個
有し、吸入弁としての吸入弁体128は、カラー122
に摺動自在に嵌挿され、圧縮コイルばね130によりス
リーブ120に押圧されるとともに、通孔126を開閉
する。ロッド118が基端側へ移動する吸入行程では、
吸入弁体128は、圧力差により圧縮コイルばね130
に抗してスリーブ120から離れ、吸入口110内へ液
体が導入される。また、ロッド118が先端側へ移動す
る吐出行程では、吸入弁体128は、圧力差及び圧縮コ
イルばね130の付勢力によりスリーブ120の端面に
密着して、スリーブ120の通孔126を閉塞するとと
もに、吐出弁86が開となり、ポンプ室112内の液体
が吐出弁86を介して吐出口114へ吐出される。第1
図及び第2図の二連ダイヤフラムポンプ10において、
ピストンロッド38及びそれに組付けられる部品を第7
図のロッド118及びそれに組付けられているスリーブ
120ないし圧縮コイルばね130の部品と置換するこ
とが可能であるとともに、第1図及び第2図の三速ダイ
ヤフラムポンプ10の製作においては、プランジャポン
プ116のクランク軸28からロッド118の先端まで
の構造をほぼ共通化することができる。
さらに、図示の実施例では、クランク軸28及びコンロ
ッド36により回転運動が往復運動へ変換されているが
、例えば実公昭62−42142号公報等に記載されて
いるように、偏心カムを採用することも可能である。
〔発明の効果〕
請求項1の発明では、ダイヤフラムが前面側及び背面側
においてポンプ室及びオイル室を区画するように設けら
れ、また、中心線を揃えてダイヤフラム及び容積増減部
材が配設され、駆動軸の回転に伴う容積増減部材の往復
動によりオイル室の容積の増減及び逆止弁の開閉が行わ
れて、ダイヤフラムの背面圧が変化し、ダイヤフラムが
往復変位し、この結果、ポンプ室における液体の吸排が
行われる。したがって、駆動軸から容積増減部材までの
ダイヤフラムポンプの駆動部は公知のピストンポンプ及
びプランジャポンプ等の駆動部と類似の構造とすること
ができ、部品の共通化等が促進されて、製造、信頼性及
び保守に関して有利となる。
また、ダイヤフラム及び容積増減部材の軸線は、駆動軸
の軸方向に対して直角方向にすることが可能であるので
、複数個のポンプ室が並設される場合に、これらポンプ
室を偏平方向に配設し、ダイヤフラムポンプの全体を薄
くすることができる。
さらに、ダイヤフラムは、背面側からオイル圧を受けて
、前面側のポンプ室内の液体を加圧するので、ポンプ室
の液体をダイヤフラムにより確実に押圧することができ
、ダイヤフラムポンプの送出液体の高圧化を支障なく達
成することができる。
請求項2の発明では、複数個のポンプ室のそれぞれを区
画するダイヤフラムは、駆動軸の軸方向へ隣接するもの
同士、ポンプ室の軸方向へずらされた配置となる。した
がって、ダイヤフラムの径を増大したときも、相互の干
渉が抑制され、ダイヤフラムの径の増大によるダイヤフ
ラムポンプの容量の増大を図るとき、それに伴うダイヤ
フラムポンプの大型化を抑制することができる。
請求項3の発明では、オリフィス通路により逆止弁のオ
イル室側及びクランク室側が適当に連通されるので、容
積増減部材がオイル室の方へ移動して、逆止弁が閉とな
っているときも、オイル室のオイルが適当にクランク室
側へ逃され、オリフィス通路の径を適切に設定すること
によりオイル室のオイル圧、及びオイル圧による加圧時
のダイヤフラムの変形量を変化させ、この結果、ダイヤ
フラムポンプの送出量を簡単に変更することができる。
請求項4の発明では、ストッパの位置が調整されて、変
化することにより、ストッパにより規制される変位体の
変位量、したがってオイル室の容積の増減量が変化し、
この結果、オイル室、すなわちダイヤフラムの背面側に
かけるオイル圧を変化させることができる。したがって
、ストッパの位置を適当に選択することによりオイル室
のオイル圧、及びオイル圧による加圧時のダイヤフラム
の変形量を変化させて、ダイヤフラムポンプの送出量を
簡単に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ三速ダイヤフラムポンプの
垂直断面図及び一部非断面とする水平断面図、第3図は
弁体を弁座側から見た図、第4図は第3図のIV−IV
線に沿う断面図、第5図は逆止弁の弁体が通孔を備えて
いる構造図、第6図はピストンポンプの垂直断面図、第
7図はプランジャポンプの垂直断面図である。 10・・・三速ダイヤフラムポンプ(ダイヤフラムポン
プ)、28・・・クランク軸(駆動軸)、40・・・逆
止弁、46・・・弁座(変位体)、48・・・通孔付き
ストッパ(ストッパ)、52・・・ピストンパツキン(
容積増減部材)、54・・・オイル室、56・・・クラ
ンク室、58・・・ダイヤフラム、60・・・ポンプ室
、98・・・V形溝98(オリフィス通路)、100・
・・通孔(オリフィス通路)、120・・・スリーブ(
容積増減部材) 42 「■ L■ 第 図 第 6 図 第 図 16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ダイヤフラム(58)により区画され前記ダイヤ
    フラム(58)の往復変位に伴う容積の増減により液体
    を吸排するポンプ室(60)と、前記ダイヤフラム(5
    8)の背面側に形成されてオイル圧を前記ダイヤフラム
    (58)の背面にかけるオイル室(54)と、中心線が
    前記ダイヤフラム(58)の中心線に一致するように配
    設され駆動軸(28)の回転に伴って往復動して前記オ
    イル室(54)の容積を増減する容積増減部材(52、
    120)と、前記オイル室(54)とクランク室(56
    )との圧力関係に関係して開閉しクランク室(56)か
    ら前記オイル室(54)への一方向的なオイルの流れを
    許容する逆止弁(40)とを有してなることを特徴とす
    るダイヤフラムポンプ。
  2. (2)駆動軸(28)の軸方向へ複数個のポンプ室(6
    0)を備え、前記ポンプ室(60)を区画する各ダイヤ
    フラム(58)は、駆動軸(28)の軸方向へ隣接する
    もの同士、ポンプ室(60)の軸方向へずらされている
    ことを特徴とする請求項1記載のダイヤフラムポンプ。
  3. (3)前記逆止弁(40)のオイル室(54)側とクラ
    ンク室(56)側とを連通するオリフィス通路(98、
    100)が前記逆止弁(40)に形成されていることを
    特徴とする請求項1又は2記載のダイヤフラムポンプ。
  4. (4)前記逆止弁(40)は、前記オイル室(54)の
    軸方向の変位体(46)の変位により開閉する変位体(
    46)であり、前記オイル室(54)の圧力が、前記変
    位体(46)の変位量を規制するストッパ(48)の位
    置調整により設定自在であることを特徴とする請求項1
    ないし3のいずれかに記載のダイヤフラムポンプ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4884302A (ja) * 1972-02-09 1973-11-09
JPS5963383A (ja) * 1982-11-29 1984-04-11 Asahi Okuma Ind Co Ltd ダイヤフラムポンプによる流体圧送装置
JPH0214483U (ja) * 1988-07-13 1990-01-30

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