JPH03267585A

JPH03267585A - 増圧装置

Info

Publication number: JPH03267585A
Application number: JP2158532A
Authority: JP
Inventors: Arie Boers; アリー・ベアズ; Eric J Chalmers; エリック・ジェイ・チャルマーズ
Original assignee: Possis Corp
Current assignee: Possis Corp
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: EP0448906A2; EP0448906A3; EP0448906B1; JP3000065B2; DE69019337D1; US5092744A; DE69019337T2

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］本発明は超高圧水の流れを供給する往復動ピストンポン
プに係る。本発明のポンプは加工片を切断する高速のウ
ォータジェットを放射する切削ヘッドのための超高圧水
を形成するウォータジェット式切削装置用の増圧装置で
ある。

［従来の技術］ウォータジェット式の切削装置は加工片を切削したり穿
孔したりするための水の高圧且高速のジェットを導くノ
ズルが装着された切削ヘッドを有している。増圧装置は
水の圧力を６００００〜１０００００　ｐｓｉ（４２０
０〜７０００ｋｇ／ａ１２）又はそれ以上の超高圧の範
囲に増圧するために使用される。高速の流体ジェットを
形成するための増圧装置の一例が米国特許第３．８１１
．７９５号に記載されている。超高圧水は切削ヘッドへ
供給され、加工片を切削するウォータジェットとしてノ
ズルより吐出される。ウォータジェット式の切削装置に
よっては、ウォータジェットの切削作用を増大させるた
めに切削ヘッド内を流れる水に研摩材が導入されるよう
になっている。ウォータジェット式切削装置の幾つかの
例が米国特許第３゜９９７．１１１号及び同第４，３８
０．１３８号に記載されている。

［発明の概要コ本発明は水の圧力を６０００　　ｐｓｉ（４２００ｋｇ
／ａ１２）又はそれ以上の超高圧の範囲に効果的に且効
率的に増圧するウォータジェット式切削装置用の改良さ
れた増圧装置に関するものである。本発明の増圧装置は
ポンプ室内にてピストン部材、即ちプランジャを往復動
させて超高圧水を形成するパワーピストン−シリンダ組
立体を有している。

ポンプ室内に配置された入口ポペット弁組立体が導入通
路よりポンプ室へ流入する水の流れを制御するようにな
っている。また出ロポベット弁組立体がポンプ室より切
削ヘッド及び加工片へ向けて高圧のウォータジェットを
導くノズルに連通ずる排出通路へ超高圧水を流すように
なっている。ピストン−シリンダ組立体はピストンを受
入れる室を備えたシリンダを有している。ソレノイド弁
がピストンの両側にて室に対し加圧された作動流体を選
択的に給排し、これによりピストン及びこれに連結され
たプランジャを往復動させるようになっている。プラン
ジャがポンプ室内にて長平方向に運動し超高圧水を形成
するよう、傾斜部を有するスリーブがピストンをプラン
ジャに連結している。ソレノイドに接続されたスイッチ
がソレノイドを付勢してソレノイド弁を駆動し、これに
よりピストン−シリンダ組立体に対する作動流体の給排
を制御するようになっている。スイッチは運動変換組立
体によりスリーブの傾斜部と作動上の関係が付けられて
おり、スイッチは傾斜部が運動変換組立体と係合するこ
とに応答して順次駆動され、これによりシリンダの両端
へ給排される作動流体の流れ方向が逆転されてピストン
及びプランジャが往復動されるようになっている。ピス
トン及びプランジャは比較的高い速度にて往復動するこ
とにより水をポンプ送りする。ピストンがエンドヘッド
に衝当する前にピストンの運動方向を逆転させるための
時点を知る必要がある。運動変換組立体はピストンがエ
ンドヘッドに衝当することを防止すべくスリーブの傾斜
部の位置を検出し、しかもピストンのストロークをでき
るだけ大きくする。

増圧装置の一つの好ましい実施例は水の圧力を６０００
　　ｐｓｉ　（４２００ｋｇ／ｃｍ２）の超高圧の範囲
に増圧する。ピストン−シリンダ組立体は第一の端部と
第二の端部と内部の室を囲繞する円筒形の内壁とを有す
る実質的に円筒形のケーシング、即ちシリンダを含んで
いる。ピストンはケーシングの第一の端部と第二の端部
との間にて往復動し得るよう室内に摺動可能に配置され
ている。加圧された流体が室の両端に対し選択的に給排
され、これによりピストンが迅速に往復動される。ソレ
ノイド弁が室への流体の流れを制御するようになってい
る。シリンダの両端はピストンの両側に連結されたプラ
ンジャを受入れる互いにに整合された通路を有するヘッ
ドにより閉ざされている。ピストンの両側部はプランジ
ャに連結されたスリーブのフランジを受入れるリセスを
有している。ピストンに固定されたリングがフランジに
係合して増圧装置を組立てる際の平行な非整合を受入れ
る或る限られた半径方向のクリアランスが与えられた状
態でフランジをリセス内に保持している。プランジャの
両端はヘッドに固定されたハウジング内に設けられたポ
ンプ室内へ延在している。

ヘッドは流体導入通路と、水が導入通路を経てポンプ室
内へ流入することを許し且水が導入通路内へ逆流するこ
とを阻止する入口ポペット弁とを有している。また出ロ
ポベット弁が水がポンプ室より流出することを許し且超
高圧水がポンプ室内へ逆流することを阻止するようにな
っている。プランジャの往復動に応答する制御装置によ
りポペット弁が駆動され、これによりピストンの両側に
て室に対し給排される加圧された作動流体の流れ方向が
逆転され、これによりピストン及びプランジャが往復動
されて水がポンプ室に対し給排され、水の超高圧の流れ
がウォータジェット式切削装置のアキュームレータ及び
切削ヘッドへ供給されるようになっている。プランジャ
をピストンの両側部に連結するスリーブは、ピストンの
長手方向軸線へ向けてピストンより離れる方向へ傾斜し
た傾斜部を有している。制御装置はソレノイド弁のソレ
ノイドに接続された電気スイッチとヘッドに取付けられ
た直線運動変換組立体とを含んでいる。

各運動変換組立体はピストンが第一及び第二のヘッドに
隣接する位置へ駆動されると傾斜部に係合してスイッチ
を選択的に駆動するフィンガを有しており、スイッチが
駆動されるとソレノイド弁が駆動され、これにより室に
対する作動流体の流れ方向が逆転されてピストン及びプ
ランジャが往復動されるようになっている。フィンガは
ピストンの運動方向を逆転することによりピストンの使
用可能なストローク長さを犠牲にすることなくピストン
がヘッドに衝当することを防止する時点を検出するよう
になっている。

入口ポペット弁は加圧サイクルに付される導管を排除し
、これによりポペット弁構造体の疲労破壊を低減すべく
、ポンプ室内に配置されている。

各入口ポペット弁はリセスと、該リセス、ポンプ室、及
び導入通路に開口する少なくとも一つの通路とを有する
本体を有している。リセス内に配置された弁部材が開位
置と閉位置との間にてポンプ室の長手方向軸線に対し実
質的に平行に運動し、これにより水がポンプ室内へ流入
することを許し且水が導入通路内へ逆流することを阻止
するようになっている。弁部材はそれが回転運動し、ま
たその開位置と閉位置との間に直線運動し得るよう、本
体に設けられた孔を貫通して延在するステムを有してい
る。弁部材をその閉位置に維持するばねや他の付勢構造
体は使用されていない。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

［実施例］第１図にテーブル１２上に配置された加工片１１を切削
するウォータジェット式切削装置１０が図示されている
。切削装置１０は加工片１１を切断するための粉粒状の
研摩材を含む超高圧のウォータジェット１４を吐出する
可動の切削ヘッド１３を有している。加工片１１を切削
するために研摩材を含まない超高圧のウォータジェット
が使用されてもよい。ヘッド１３は図にて下方へ延在す
る管状部材、即ちノズル１７を支持する実質的に直立の
本体１６を有している。本体１６にはコンピュータ及び
そのプログラム（図示せず）に従ってヘッド１３の運動
を制御するＸ−Ｙ制御装置１８が接続されている。

研摩材はそれを本体１６へ供給する装置（図示せず）に
接続されたチューブ１９を経て本体１６へ供給される粉
粒体である。

使用可能な研摩材の一例はアメリカ合衆国メイン用、ウ
ェスト・パリス所在のＩｎｄｕｓｔｒｌａｌ　Ｇａｒｎ
ｅｔ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｓ、　Ｉｎｃ、より販売さ
れている粉砕された純粋アルマデインガーネットである
。他の種類の粉粒体が研摩材として使用されてもよい。

水及び研摩材のジェット１４及び加工片１１より切削さ
れた物質はテーブル１２の下方へ配置され符号２１にて
全体的に示されたキャッチャ２１内に収集される。キャ
ッチャ２１は実質的に直立の円筒形のハウジング２２を
有し、該ハウジングは矢印２３にて示されている如くモ
ータ２４により回転駆動されるようになっている。キャ
ッチャ２１の一例が本願出願人と同一の出願人の出願に
かかる米国特許出願第４１２，１１６号に記載されてい
る。キャッチャ２１にはＸ−Ｙ制御装置２５が接続され
ており、該制御装置はキャッチャ２１の入口が加工片１
１より切削された物質と共に水及び研摩材のジェット１
４を受ける位置に位置するよう、切削ヘッド１３の運動
に従ってキヤ・ソチャ２１を駆動するようになっている
。

キャッチャ２１の下端には細長いチューブ、即ちホース
２６が接続されており、該ホースは水、研摩材、加工片
１１よりの粉粒物質を符号２７にて全体的に示された空
気−ホー固体物質分離装置へ搬送するようになっている
。ベンチュリ式のエアポンプ２８が水等をホース２６を
経て吸引し、それを分離装置２７内へ吐出するようにな
っている。ポンプ２８には電気モータ３１に連結された
送風機２９より空気が供給されるようになっている。分
離装置２７は大型のタンク３２を有し、該タンクは固体
物質３３をタンクの上端へ搬送し、固体物質をドラムの
如きコンテナ３４内へ排出するために使用されるコンベ
ア（図示せず）を内部に有している。水３６はタンク３
２の下端より排出される。タンク３２の上端にはエアフ
ィルタ３５が装着されており、該フィルタは大気中へ放
出される空気３７を浄化するようになっている。

符号３８にて全体的に示された増圧装置により切削ヘッ
ド１３には６００００〜１０００００　　ｐｓｉ（４２
００〜７０００　　ｋｇ／ｃｊ）又はそれ以上の範囲の
超高圧にて水が供給されるようになっている。増圧装置
３８はアキュームレータ３９へ超高圧水を連続的に供給
し、アキュームレータ３９は切削ヘッド１３の本体１６
の上端に連結された導管４１に接続されている。

第２図に於て、増圧装置３８は両端に於てヘッド４３及
び４４により閉ざされたピストン−シリンダ組立体を含
む中央パワーシリンダ４２を含んでいる。複数個のロッ
ド４６がヘッド４３及び４４に設けられた孔を貫通して
延在している。ロッド４６の両端に螺合するナツト４７
及び４８がヘッド４３及び４４をシリンダ４２の両端に
固定している。第一の高圧ポンプシリンダ４９がヘッド
４３の外端に隣接して配置されている。同様の第二の高
圧ポンプシリンダ５１がヘッド４４の外端に隣接して配
置されている。シリンダ４９及び５１の外端部はそれぞ
れブロック５２及び５３により閉ざされてる。ブロック
５２及び５３はそれぞれナツト５６及び５７に螺合する
複数個のロッド５４により高圧ポンプシリンダ４９及び
５１の外端部に固定されている。

増圧装置３８は比較的低い圧力にて水を受け、第２図に
於て矢印５９及び６１により示されている如く、導管５
８を経てアキュームレータ３９へ超高圧水を吐出する高
速の往復動ポンプである。

第３図に於て、パワーシリンダ４２内にはピストン６２
が配置さており、ピストン６２はシリンダ４２の内面に
当接して摺動する環状の周縁シール６３を支持している
。ピストン６２の両側部は段差状のリセス６４及び６６
を有しており、これらのリセスはそれぞれ高圧のピスト
ン部材、即ちプランジャ６８及び７９を受は入れている
。プランジャ６８はスリーブ６７内に配置された端部を
有している。スリーブ６７は締嵌めにてプランジャ６８
の端部を受入れる長手方向の孔を有している。プランジ
ャの端部は平滑であり、該プランジャに応力の高い領域
を発生させるスプライン、溝、孔等を有してはいない。

スリーブ６７は円形の肩部６９及び円錐形のノーズ部、
即ち傾斜部７０を有している。外方へ面する環状のフラ
ンジ７１が肩部６９に接続されている。ピストン６２に
ねし込まれたリング７２がフランジ７１に係合し、これ
によりスリーブ６７をピストン６２より隔置された状態
にて保持している。リング７２がピストン６２に対し相
対的に回転することがないよう、複数個のキャップねじ
７３によりリング７２がピストン６２に固定されている
。

第４図に示されている如く、フランジ７１はリセス６４
の内径よりも小さい外径の外周面を有しており、これに
よりピストン６２とフランジ７１の外周面との間に環状
のクリアランス７４が設けられている。また第５図に示
されている如く、スリーブ６７の肩部６９はリング７２
の内面より径方向内方へ隔置された外周面を有し、これ
によりクリアランス７６が郭定されている。クリアラン
ス７４及び７６はスリーブ６７に対しピストン７２が限
られた範囲内にて横方向に相対運動することを許し、こ
れにより平行な非整合や製造公差を許容し、これにより
ヘッド４３内に配置された管状の軸受７７内にてプラン
ジャ６８が直線的に往復動することが確保され、また各
部材にかじり、捩れ、曲げ等が生じることがないように
なっている。

ピストン６２の他方の側部はプランジャ７９に取付けら
れたスリーブ７８を受入れている。スリーブ７８は環状
の肩部８１及び円錐形のノーズ部、即ち傾斜部８２を有
している。肩部８１に隣接した位置には外方へ面する環
状のフランジ８３が設けられている。ピストン６２にね
じ込まれたリング８４がフランジ８３に係合し、これに
よりスリーブ７８をピストン６２と組立てられた状態に
保持している。複数個のキャップねじ８６がリング８４
がピストン６２に対し相対的に回転することを防止して
いる。フランジ８３はピストン６２との間にクリアラン
ス８７を郭定している。肩部８１はリング８４との間に
クリアランス８８を郭定している。これらのクリアラン
ス８７及び８８はスリーブ７８及びピストン６２が互い
に他に対し横方向に相対運動することを許し、これによ
り平行な非整合及び各部材の横方向のかじり、捩れ、曲
げを防止している。プランジャ７９はスリーブ７８より
ヘッド４４内に配置された管状の軸受８９内へ延在して
いる。

第１図に於て、符号９１にて全体的に示された作動流体
加圧装置が加圧されたオイルの如き作動流体をシリンダ
４２の両側へ順次供給し、これによりピストン６２を往
復動させるようになっている。作動流体加圧装置９１は
電気モータの如きモータ９３により駆動されるポンプ９
２を有している。作動流体はタンク９４より吸引され、
加圧された状態にて流れ方向を逆転可能なソレノイド弁
９６へ供給される。ソレノイド弁９６は両端にてソレノ
イド９７及び９８に接続された往復動可能なスプール（
図示せず）を有している。ソレノイド弁９６は第一の導
管９９によりヘッド４３に接続されており、これにより
加圧された作動流体がシリンダ室１２７に連通ずる通路
１００へ供給されるようになっている。ソレノイド９７
はヘッド４３の上端に取付けられたリミットスイッチ１
０２により制御されるようになっている。ソレノイド９
７は導線１０４によりリミットスイッチ１０２に接続さ
れている。またヘッド４４に固定された第二のリミット
スイッチ１０３が導線１０６によりソレノイド９８に接
続されている。リミットスイッチ１０２及び１０３はそ
れぞれソレノイド９７及び９８を選択的に付勢し、これ
により加圧された作動流体をピストン６２の両側へ交互
に導いてピストン６２をパワーシリンダ４２内にて往復
動させるようになっている。

第３図に示されている如く、ヘッド４３の上端には直立
のブラケット１０７が固定されており、該ブラケットに
よりリミットスイッチ１０２が実質的に直立状態にて支
持されている。複数個のねじ１０８がスイッチ１０２を
ブラケット１０７の側面に固定している。ブラケット１
０７上に於けるリミットスイッチ１０２の位置を垂直方
向に調節し得るよう、リミットスイッチ１０２は上下方
向に延在する細長い孔１０９を有している。リミットス
イッチ１０２は図にて下方へ延在するアクチュエータ１
１１を有し、該アクチュエータは第６図及び第７図に於
て符号１１２にて全体的に示された直線運動変換組立体
と共働する位置に配置されている。組立体１１２はヘッ
ド４３に設けられた半径方向の孔１１．４内に往復動可
能に配置された円柱状の本体１１３を有している。本体
１１３に連結され下方へ延在するフィンガ１１６がスリ
ーブ６７の運動経路に設けられた通路１００内へ延在し
ている。本体１１３の上端は垂直ロッド１１７に連結さ
れており、ロッド１１７はキャップ１１８を貫通して延
在し、アクチュエータ１１１に係合している。キャップ
１１８は孔１１４にねじ込まれ、直線運動変換組立体１
１２をヘッド４３に固定している。ロッド１１７を囲繞
するコイルばね１１９が本体１１３及びフィンガ１１６
を第７図に示されている如く、径方向内方へ付勢してい
る。第６図に於て、傾斜部７０がフィンガ１１６に係合
すると、本体１１３は孔１１４内にて図にて上方へ移動
し、これによりロッド１１７がリミットスイッチ１０２
を駆動し、これによりソレノイド弁９６が逆転され、第
３図で見てピストン６２より右側の室１２７への作動流
体の供給が遮断されると共に作動流体が通路１００へ供
給されるようになる。このことによりシリンダ４２内に
於けるピストン６２の運動方向が逆転する。

直線運動変換組立体１１２と同一の構造を有する直線運
動変換組立体１２１がヘッド４４に固定されたリミット
スイッチ１０３に対応して設けられている。第３図に示
されている如く、直線運動変換組立体１２１はヘッド４
４に設けられた半径方向の孔１２３内に摺動可能に配置
された円柱形の本体１２２を有している。本体１２２に
連結され下方へ延在するフィンガ１２４がシリンダ室１
２７に開口する通路１２６内へ延在している。本体１２
２に連結された垂直ロッド１２８がリミットスイッチ１
０３のアクチュエータ１２９に係合している。ヘッド４
４にねじ込まれたキャップ１３１が直線運動変換組立体
１２１をヘッド４４に保持している。キャップ１３１及
び本体１２２に係合するコイルばね１３０がフィンガを
通路１２６内へ径方向内方へ付勢している。ヘッド４４
に固定された直立のブラケット１３２がリミットスイッ
チ１０３を垂直位置に支持している。ブラヶ。

ット１３２に設けられた溝を貫通して延在する複数個の
ねじ１３３がリミットスイッチ１０３をブラケット１３
２の側面に固定している。ブラケット１３２に設けられ
た溝はリミットスイッチ１０３の位置を上下方向に調節
することを可能にし、これによりリミットスイッチ１０
３がスリーブ７８の傾斜部８２に係合するフィンガ１２
４の運動に応答して駆動される時点を変化させることが
できるようになっている。

第３図に示されている如く、加圧された作動流体がシリ
ンダ室１２７へ導入されることに応答してピストン６２
が室１２７内にて図にて左方へ駆動されると、スリーブ
６７は通路１００内へ移動する。スリーブ６７の傾斜部
７０はフィンガ１１６の下端に係合し、これにより本体
１１３及びロッド１１７を図にて上方へ駆動し、これに
よりリミットスイッチ１０２を駆動する。このことによ
りソレノイド弁９６がそのソレノイド９７の付勢に応答
して逆転される。その結果シリンダ室１２７への加圧さ
れた作動流体の供給が遮断され、ピストン６２及びリン
グ７２がヘッド４３の端部に係合する前に加圧された作
動流体が通路１００へ供給されるようになる。このこと
によりピストン６２がヘッド４３に衝当することが回避
される。

ブラケット１０７上に於けるリミットスイッチ１０２の
位置を上下方向に調節することによりソレノイド弁９６
の逆転のタイミングを調節することができる。またかか
る調節によりピストン６２のストロークを調節すること
ができる。加圧された作動流体が通路１００へ供給され
ると、ピストン６２は第３図で見て右方へ移動する。シ
リンダ室１２７内の流体は通路１２６、第二の導管１０
１、ソレノイド弁９６を経てタンク９４へ流れる。ピス
トン６２がヘッド４４に近づくと、スリーブ７８の傾斜
部８２がフィンガ１２４に係合し、これによりリミット
スイッチ１０３が駆動される。このことによりソレノイ
ド９８が付勢されてソレノイド弁９６が逆転され、これ
によりピストン６２の両側に設けられたシリンダ室に対
する加圧された作動流体の供給が逆転される。ポンプ９
２が加圧された作動流体をソレノイド弁９６へ供給して
いる限りピストン６２は連続的に往復動する。

第３図に於て、高圧ポンプシリンダ４９は軸線方向に延
在する中央ボア１３４を有し、該ボアはプランジャ６８
の外面と摺動接触する円筒形の内面を有するスリーブ１
３６を受は入れている。シリンダ４９とヘッド４３との
間に介装されたプレート１３７がスリーブ１３６をシリ
ンダ４９と組付けられた状態に保持しており、スリーブ
１３６の両端に配置されたシール（図示せず）が所定の
位置に保持されている。高圧ハウジング１３８がシリン
ダ４９の外端に係合した状態にて配置されている。第８
図及び第９図に示されている如く、ハウジング１３８は
ボア１３４内へ延在する円筒形のボス１３９を有してい
る。環状シール１４０がボス１３９を囲繞している。ハ
ウジング１３８はブロック５２に設けられたテーパ孔に
嵌合する円錐形の外面１４１を有し、これによりブロッ
ク５２はハウジング１３８をシリンダ４９と密にシール
係合した状態に保持している。

ハウジング１３８は水供給源１４３に接続された水導入
通路１４２を有している。通路１４２はボス１３９を経
て符号１４７にて全体的に示された低圧入口ポペット弁
組立体に連通している。入口ポペット弁組立体１４７は
そのハウジング１３８の疲労破壊を低減すべくポンプ室
１５５内に配置されている。増圧装置の他端はブロック
５３によりシリンダ５１の端部に固定された第二の高圧
ハウジング１４４を有している。ハウジング１４４は水
供給源１４６に接続されている。ハウジング１４４の内
部構成要素はそれぞれ第８図及び第９図に示されている
如き低圧入口ポペット弁組立体１４７及び高圧出口ポペ
ット弁組立体１４９を含むハウジング１３８の内部構成
要素と同一である。ハウジング１３８はポンプ室１５５
より高圧出口ポペット弁組立体１４９まて入口通路１４
２に対し実質的に平行に延在する直線状の排出通路１４
８を有している。

第８図乃至第１２図に示されている如く、低圧入ロポベ
ソト弁組立体１４７はポンプ室１５５の一端に於てボス
１３９の端部と係合する状態に配置された円筒形の本体
１５１を有している。弁組立体１４７は小形であり、第
１２図に示されている如くポンプ室の端部を閉ざしてい
る。複数個のキャップねじ１５２が本体１５１をボス１
３９に固定している。高圧のポンプ室１５５より高圧の
出ロボベット弁組立体１４９に連通する排出通路１４８
へ水が自由に流れることができるよう、本体１５１はハ
ウジング１３８の排出通路１４８と連通する図にて下方
へ延在する溝１５３を有している。本体１５１の面１５
４は平坦であり、ボス１３９の平坦な外面と面接触して
いる。本体１５１は面１５４に開口する円形のリセス１
５６を有している。中央孔１５８を囲繞する位置には、
リセス１５６及びポンプ室１５５に開口する複数個の孔
１５７が設けられている。リセス１５６内には符号１５
９にて全体的に示された浮動型の弁部材が配置されてお
り、該弁部材は第８図に示された開位置と第９図に示さ
れた閉位置との間にて付勢ばねを要することなくポンプ
室１５５の長手方向軸線に実質的に平行に運動するよう
になっている。弁部材１５９は実質的に正方形をなし、
円弧状の外縁部１６１及び中央孔１５８を貫通して軸線
方向に延在するステム１６２を有している。外縁部１６
１及びステム１６２は弁部材１５９の開弁方向及び閉弁
方向の直線運動を案内し制御し、またた弁部材１５９が
その軸線の周りに回転することを許すようになっている
。

第１１図に示されている如く、本体１５１のリセス１５
６を郭定する内壁１６３は弁部材１５９よりも大きく、
これにより弁部材１５９の周りに空間１６４が郭定され
ている。空間１６４の断面積は本体１５１に設けられた
孔１５７の合計の断面積よりも小さい。また孔１５７の
合計の断面積は水導入通路１４２の断面積よりも小さく
、これにより水がポンプ室１５５よりポンプ送りされる
際に弁部材１５９に圧力降下が与えられるようになって
いる。プランジャ６８が低圧入口ポペット弁組立体１４
７より離れる方向へ運動すると、弁部材１５９は開位置
へ移動し、ステム１６２を囲繞する肩部１６６が本体１
５１に係合し、これにより第８図に示されている如く弁
部材１５９の周りに通路が形成される。この通路により
水がポンプ室１５５内へ流入することができる。またプ
ランジャ６８が低圧入口ポペット弁組立体１４７へ向け
て逆方向に運動すると、弁部材１５９は迅速に閉弁位置
へ移動する。何故ならば、空間１６４により通路１４２
へ至る水の逆流が制限されるからである。かくして水の
逆流が制限されるのは、孔１５７の合計の断面積に比し
て空間１６４の断面積が小さく且通路１４２の断面積に
比して孔１５７の合計の断面積が小さいことによる。第
９図に示されている如く、弁部材１５９がその閉位置に
あるときには、弁部材１５９の平坦面１５４は通路１４
２を囲繞するボス１３９の環状のシート面に面接触する
。弁部材１５９はその開位置と閉位置との間に比較的短
い移動距離を有し、従って弁の開閉時間は非常に短い。

高圧のａロボベット弁組立体１４９は排出通路１４８の
外端に隣接して配置された環状部材であるシート体１６
７を含んでいる。シート体１６７は高圧ハウジング１３
８の外端部に設けられたねじ孔１６８内に配置されてい
る。ねじ孔１６８にねじ込まれたコネクタ１６９がシー
ト体１６７をハウジング１３８に対し一定の位置に保持
している。コネクタ１６９は可動の逆止弁１７２を受入
れる通路１７１を有している。第８図に示されている如
く、ばね１７３が逆止弁１７２をシート体１６７に対し
押付けて閉弁位置へ付勢している。

ポンプ室１５５内の圧力かばね１７３のばね力及び導管
５８内の水の圧力に打勝つに十分な圧力になると、逆止
弁１７２はその開位置へ移動し、これにより高圧の水が
通路１４８、逆止弁の通路１７４を経て導管５８内へ流
入する。増圧装置の他端に設けられた高圧ハウジング１
４４（第１図参照）はアキュームレータ３９に連通する
導管５８内へ至る水の流れを制御する逆止弁７２と同様
の逆止弁を有している。

図示の装置が使用される場合には、ポンプ９２がシリン
ダ４２の室１２７の両端へ加圧された作動流体を選択的
に供給し、これによりピストン６２が往復動される。プ
ランジャ６８及び６９に接続されたピストン６２により
プランジャが高圧シリンダ４９及び５１内に於て往復動
される。リミットスイッチ１０２及び１０Ｂがソレノイ
ド弁９６を選択的に逆転し、これによりピストン６２が
シリンダ４２内にて往復動される際にヘッド４３及び４
４に衝当することが防止される。ヘッド４３及び４４に
取付けられた直線運動変換組立体１１２及び１２１はプ
ランジャ６８及び７９の運動方向に対し垂直に配置され
ている。リミットスイッチ１０２及び１０３はそれぞれ
スリーブ６７及び７８の傾斜部７０及び８２がフィンガ
１１６及び１２４に係合することにより順次駆動される
。

リミットスイッチ１０２及び１０３が駆動される時点を
変更してピストン６２のシリンダ４２内に於けるストロ
ークを変更し得るよう、それぞれブラケット１０７及び
１３２上に於けるリミットスイッチ１０２及び１０３の
位置を垂直方向に調節し得るようになっている。リミッ
トスイッチ１゜２及び１０３は、ピストン６２の往復動
中にピストン及びこれに固定されたリング７２及び８４
がヘッド４３及び４４に衝当することがないよう調節さ
れる。運動変換組立体１１２及び１２１がそれぞれプラ
ンジャ６８及び７９の運動方向に対し垂直に配置されて
いることにより、プランジャ６８．７９とシリンダ４９
．５１との間の構造的位置関係を互いに近付けてコンパ
クトにすることができる。リミットスイッチ１０２及び
１０３が横断方向に延在するよう配置されているので、
ポンプ室に対するプランジャ６８及び７９のストローク
が犠牲にされることはない。

プランジャ６８の吸入ストローク中には、入口ポペット
弁組立体の弁部材１５９がその開位置へ移動し、これに
より比較的低い圧力の水が導入通路１４２、弁部材１５
９の周り、孔１５７を経てポンプ室１５５へ流入する。

弁部材１５９の開位置が第８図に示されている。プラン
ジャ６８の運動方向が逆転されると、プランジャは弁部
材１５９へ向けて移動し、これによりポンプ室１５５内
の水の圧力が実質的に超高圧の範囲に増大し、これによ
り弁部材１５９が迅速に閉弁される。ポンプ室１５５と
導入通路１４２との間の差圧により弁部材１５９は閉弁
位置に維持される。高圧の水が排出通路１４８及び逆止
弁１７２を経てアキュームレータ３９に連通する導管５
８へ流れる。超高圧水は導管４１を経てヘッド１３へ流
れる。水は加工片を切削するジェット１４として高速且
高圧にて吐出される。ジェットに混入される研摩材によ
り切削が促進される。ジェットの水、研摩材、加工片よ
りの物質はキャッチャ２１により収集され、空気、固体
、水を互いに分離する分離装置２７へ供給される。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はががる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は増圧装置を備えた研摩材を含むウォータジェッ
ト式切削装置を示す概略構成図である。第２図は第１図に示された増圧装置の平面図である。第３図は第２図の線３−３に沿う拡大断面図である。第４図は第３図の線４〜４に沿う断面図である。第５図は第３図の線５−５に沿う断面図である。第６図は第３図に示された増大装置の一方の運動変換組
立体及び開位置にあるスイッチを示す拡大断面図である
。第７図は運動変換組立体及び閉位置にあるスイッチを示
す第６図と同様の拡大断面図である。第８図は第３図の線８−８に沿う拡大断面図であり、入
口ポペット弁組立体をその開位置にて示している。第９図は入口ポペット弁組立体をその閉位置にて示す第
８図と同様の拡大断面図である。第１０図は第９図の線１Ｏ−ＩＱに沿う断面図ある。第１１図は第９図の線１１−１１に沿う断面図である。第１２図は第１０図の線１２−１２に沿う拡大断面図で
ある。１０・・・切削装置、１３・・・切削ヘッド、１４・・
・ジェット、２１・・・キャッチャ、４２・・・パワー
シリンダ、４３．４４・・・ヘッド、４９．５１・・・
高圧ポンプシリンダ、６２・・・ピストン、６８・・・
プランジャ。７０・・・傾斜部、７９・・・プランジャ、８２・・・
傾斜部。９１・・・作動流体加圧装置、９２・・・ポンプ、９６
・・・ソレノイド弁、９７．９８−・・ソレノイド、１
ｏ２．１０３・・・リミットスイッチ、１１１・・・ア
クチュエ−夕、１１２・・・直線運動変換組立体、１１
３・・・本体、１２１・・・直線運動変換組立体、１２
２・・・本体。１２４・・・フィンガ、１２７・・・シリンダ室、１２
９・・・アクチュエータ、１４７・・・低圧入口ポペッ
ト弁組立体、１４９・・・高圧出口ポペット弁組立体、
１５１・・・本体、１５５・・・ポンプ室、１５９・・
・弁部材。１７２・・・逆止弁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）作動流体の圧力を増圧して作動流体の超高圧の流
れを供給する増圧装置にして、第一の端部と第二の端部
と内部の室を囲繞する内壁とを有するケーシング装置と
、前記内壁と摺動可能に前記室内に配置されたピストン
装置と、前記ピストン装置の両側にて前記室に対し加圧
された作動流体を選択的に給排し、これにより前記第一
の端部と前記第二の端部との間にて前記室内に於て前記
ピストンを往復動させる作動流体給排装置と、前記作動
流体給排装置はソレノイド装置により制御され前記ピス
トン装置の両側にて前記室に対し給排される作動流体の
流れ方向を逆転させる弁装置を有していることと、前記
室に開口する第一の通路を有し前記ケーシング装置の前
記第一の端部を閉ざす第一のヘッドと、前記室に開口す
る第二の通路を有し前記ケーシング装置の前記第二の端
部を閉ざす第二のヘッドと、前記ピストン装置に連結さ
れ前記第一の通路を貫通して延在する第一のプランジャ
と、前記ピストン装置に連結され前記第二の通路を貫通
して延在する第二のプランジャと、第一のポンプ室を有
し前記第一のヘッドに取付けられ前記第一のプランジャ
の長手方向軸線に平行な長手方向軸線を有する第一のハ
ウジングと、前記第一のプランジャは前記第一のポンプ
室内へ延在していることと、流体導入通路より前記第一
のポンプ室内へ作動流体が流れることを許し且前記第一
のポンプ室より前記導入通路へ作動流体が逆流すること
を阻止する第一の入口弁装置と、前記第一のポンプ室よ
り作動流体が流出することを許し且前記第一のポンプ室
へ高圧の作動流体が逆流することを阻止する第一の出口
弁装置と、第二のポンプ室を有し前記第二のヘッドに取
付けられ前記第二のプランジャの長手方向軸線に平行な
長手方向軸線を有する第二のハウジングと、前記第二の
プランジャは前記第二のポンプ室内へ延在していること
と、作動流体が前記第二のポンプ室内へ流入することを
許す第二の入口弁装置と、前記第一及び第二のプランジ
ャの往復動に応答し前記弁装置を駆動して前記ピストン
装置の両側にて前記室に対し給排される加圧された作動
流体の流れ方向を逆転させる制御装置とを含み、前記ピ
ストン装置は前記プランジャを往復動させて前記第一及
び第二のポンプ室に対し作動流体を給排し、これにより
作動流体の超高圧の流れを供給するよう構成された増圧
装置。
（２）作動流体の圧力を増圧して作動流体の超高圧の流
れを供給する増圧装置にして、内部に室を有するシリン
ダと前記室内にて往復動可能に前記室内に配置されたピ
ストンとを有するピストン−シリンダ組立体と、前記ピ
ストンの両側にて前記室に対し加圧された流体を選択的
に給排し前記ピストンを前記室内にて往復動させる装置
と、前記室に開口する通路を有し前記ピストン−シリン
ダ組立体に取付けられたヘッドと、前記ピストンに連結
され前記通路を貫通して延在するプランジャと、ポンプ
室を有し前記ヘッドに取付けられ前記ンプ室は前記通路
と整合されたハウジングと、前記プランジャは前記ポン
プ室内に配置された前端を有していることと、作動流体
が前記ポンプ室へ流入することを許し且作動流体が前記
ポンプ室より流体導入通路へ逆流することを阻止する作
動流体入口弁装置と、作動流体が前記ポンプ室より流出
することを許し且高圧の作動流体が前記ポンプ室へ逆流
することを阻止する作動流体出口弁装置と、前記プラン
ジャの往復動に応答し前記ピストンの両側にて前記室に
対し給排される加圧された流体の流れ方向を逆転させる
制御装置とを含み、前記ピストンは前記プランジャを往
復動させて前記ポンプ室に対し作動流体を給排するよう
構成された増圧装置。
（３）内部に室を有するシリンダと、前記シリンダ内に
運動可能に配置されたピストンと、前記シリンダに取付
けられたヘッドと、加圧された流体を前記ピストンの両
側にて前記室に対し選択的に給排し前記ピストンを前記
室内にて往復動させる流体給排装置とを含むピストン−
シリンダ組立体のための制御装置にして、前記ピストン
の運動軸線へ向けて傾斜した傾斜部を有する部材と、前
記部材を前記ピストンに固定する固定装置と、前記流体
給排装置を制御して前記ピストンの両側にて前記室に対
し加圧された流体を選択的に給排する変更装置と、前記
ヘッドに取付けられ前記傾斜部に係合して前記変更装置
を選択的に駆動するフィンガ装置を有する運動変換装置
とを含み、加圧された流体が前記ピストンの両側にて前
記室に対し給排され、これにより前記ピストンが前記室
内にて往復動されるよう構成された制御装置。
（４）内部に室を有するシリンダと前記シリンダ内に配
置されたピストンとを有するピストン−シリンダ組立体
にして、前記ピストンは少なくともその一方の側にリセ
スを有していることと、半径方向外方へ延在するフラン
ジを有する部材と、前記フランジは前記リセス内に配置
されていることと、前記ピストンに固定され前記フラン
ジを前記リセス内に保持する装置と、前記フランジは前
記リセスよりも小さく、これにより前記部材は前記ピス
トンに対し或る限られた範囲内にて横方向に相対運動し
得るよう構成されたピストン−シリンダ組立体。
（５）ポンプ室を有するハウジングと、前記ポンプ室内
に運動可能に配置され導入通路を経て前記ポンプ室内へ
作動流体を吸入し加圧された作動流体を前記ポンプ室よ
り排出通路へ排出させる入口ポペット弁組立体にして、
リセスと該リセス、前記ポンプ室、及び前記導入通路に
開口する少なくとも一つの通路とを有する本体と、前記
導入通路は前記リセスに開口し環状シートにより囲繞さ
れていることと、開位置と閉位置との間にて前記ポンプ
室の前記長手方向軸線に対し実質的に平行に運動可能に
前記リセス内に配置され、作動流体が前記ポンプ室内へ
流入することを許し且作動流体が前記導入通路へ逆流す
ることを阻止する弁部材と、前記弁部材は前記環状シー
トと係合して前記導入通路を閉ざす面を有していること
とを含む入口ポペット弁組立体。
（６）作動流体の圧力を増圧し作動流体の超高圧の流れ
を供給する増圧装置にして、内部に室を有する第一の装
置と、前記室内にて往復動可能に前記室内に配置された
第二の装置と、前記第二の装置を前記室内にて選択的に
往復動させる第三の装置と、前記第三の装置はソレノイ
ド装置により制御され前記第二の装置の運動方向を逆転
させる第四の装置を含んでいることと、前記室に開口す
る第一の通路を有し前記第一の装置に取付けられた第一
のヘッドと、前記室に開口する第二の通路を有し前記第
二の装置に取付けられた第二のヘッドと、前記第二の装
置に連結され前記第一の通路を貫通して延在する第一の
プランジャと、前記第二の装置に連結され前記第二の通
路を貫通して延在する第二のプランジャと、第一のポン
プ室を有し前記第一のヘッドに取付けられ前記第一のプ
ランジャの長手方向軸線に平行な長手方向軸線を有する
第一のハウジングと、前記第一のプランジャは前記第一
のポンプ室内へ延在していることと、作動流体が流体導
入通路より前記第一のポンプ室へ流入することを許し且
作動流体が前記第一のポンプ室より前記流体導入通路へ
逆流することを阻止する第一の入口弁装置と、作動流体
が前記第一のポンプ室より流出することを許し且作動流
体が前記第一のポンプ室内へ逆流することを阻止する第
一の出口弁装置と、第二のポンプ室を有し前記第二のヘ
ッドに取付けられ前記第二のプランジャの長手方向軸線
に平行な長手方向軸線を有する第二のハウジングと、前
記第二のプランジャは前記第二のポンプ室内へ延在して
いることと、作動流体が前記第二のポンプ室内へ流入す
ることを許す第二の入口弁装置と、前記第一及び第二の
プランジャの往復動に応答し前記第四の装置を駆動して
前記第二の装置の運動方向を逆転させる制御装置とを含
み、前記第二の装置は前記プランジャを往復動させて前
記第一及び第二のポンプ室に対し作動流体を給排し、こ
れにより作動流体の超高圧の流れを供給するよう構成さ
れた増圧装置。