JPH0648153Y2 - 偏心カム駆動の往復動ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案はポンプ本体内に設けられた外側ピストンと、
この外側ピストン内に設けられた内側ピストンとを、ポ
ンプ軸の回転により互いに90度異なる方向に移動させて
ポンプ作用を行う偏心カム駆動の往復動ポンプに関する
ものである。

（従来の技術） 従来一般に使用されているポンプ、例えば渦巻ポンプで
はポンプ軸の回転により羽根車を回転させる構造になっ
ており、またピストンポンプではポンプ軸の回転をクラ
ンクを介してピストンに伝達して、ピストンを往復運動
させる構造になっている。

上記従来のポンプは、ポンプ軸の回転により流体をポン
プから送り出す構造になっているが、その構造は非常に
複雑であり、また逆にポンプに対して流体が送り込まれ
た際、その流体によりポンプ軸が回転させられるように
はなっていない。

（考案が解決しようとする課題） この考案は上記に鑑み、ポンプ軸が１回転する間にポン
プ内に設けられた一対のピストンを互いに90度異なる方
向に往復動させて、従来のポンプと同様に流体の吸入と
吐出を行うとともに、一対のポンプを組み合わせて使用
することにより、他方のポンプのポンプ軸を所望の方向
に回転させることのできる、極めて簡単な構造の偏心カ
ム駆動の往復動ポンプの提供を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この考案の構成を第１〜
３図を用いて説明すると、この考案の偏心カム駆動の往
復動ポンプは、前，後面で開口する長方形の外ポンプ孔
３を中央部に備えた所定幅のポンプ本体２と、長方形の
内ポンプ孔８を中央部に備えポンプ本体２の外ポンプ孔
３内に水密を維持してその長手方向に摺動自在に挿入さ
れた、ポンプ本体２と同一幅の外側ピストン７と、この
外側ピストン７と同一幅を有してその摺動方向と直角方
向に水密を維持して摺動自在に外側ピストン７の内ポン
プ孔８内に配置された内側ピストン９と、ポンプ本体２
の前面開口2a及び後面開口2bを水密に蓋する一対の蓋体
14と、ポンプ本体２の外ポンプ孔３の中心線O1を軸線と
して配置され、かつ両蓋体14の貫通部において水密を維
持して回動自在に支承されたポンプ軸12と、このポンプ
軸12に固定されてポンプ軸12の回転により内側ピストン
９を内ポンプ孔８で、また外側ピストン７を外ポンプ孔
３内で所定長さ往復動させる偏心カム13と、内側及び外
側ピストンがその移動端において内ポンプ孔８及び外ポ
ンプ孔３との間にそれぞれ形成されるポンプ室P,P1に連
通してこのポンプ室P,P1への流体の流入、吐出を可能に
する適数の逆止弁21,22とにより構成したものである。

（作用） この往復動ポンプを所定の箇所に固定して、この往復動
ポンプへの流体の流入を可能にする逆止弁にそれぞれホ
ースを接続してその先端を流体中に沈め、往復動ポンプ
のポンプ軸を適宜手段により回転させるとポンプ軸に固
定された偏心カムが内側ピストンを内ポンプ孔内で所定
長さ往復動させるとともに、外側ピストンを外ポンプ孔
内で内側ピストンと直角方向に所定長さ往復動させる。
内側ピストンが内ポンプ孔内で往復すると、内側ピスト
ンの移動端面と内ポンプ孔の内面とにより形成されるポ
ンプ室の容積が増減する。また、外側ピストンが外ポン
プ孔内で移動することにより外側ピストンの移動端面と
外ポンプ孔の内面とにより形成されるポンプ室の容積が
増減する。したがって、外ポンプ孔および内ポンプ孔の
ポンプ室の容積が増加する際、逆止弁を介して流体がポ
ンプ室内に吸入され、ポンプ室の容積が減少する際、内
部の流体が他の逆止弁を介してポンプ室から突出させら
れる。そして、ポンプ軸が連続して回転すると往復動ポ
ンプから流体が連続して吐出する。

（実施例） つぎに、図面についてこの実施例を説明すると、第１図
〜第３図において、往復動ポンプ１には縦の断面が長方
形で、かつ所定の幅ｂを有するブロック状のポンプ本体
２がある。このポンプ本体２はその中央部に断面長方形
の外ポンプ孔３が開けられており、その外側面から外ポ
ンプ孔３までの肉厚は上，下及び左，右の面において略
同一になっている。そして、このポンプ本体２の前面開
口2aと後面開口2bとには後述する蓋体14を取り付けるた
めの取付孔４が適数開けられている。そして、ポンプ本
体２の両側下部には、このポンプ本体２をベース部（図
示せず）等に固定するための固定部５が、側方に突出し
て形成されており、各固定部５にはボルト（図示せず）
挿入用の孔６がそれぞれ一対開けられている。

このポンプ本体２の外ポンプ孔３内には、ポンプ本体２
と同じ幅を有し、かつその横方向の長さが外ポンプ孔３
の横方向の長さよりd cmだけ短い外側ピストン７が挿入
されている。この外側ピストン７はその上面7aと下面7b
とが、外ポンプ孔３の上面3a及び下面3bに対して水密を
維持しつつ左右方向に摺動可能になっている。

外側ピストン７にもその中央部分に縦の断面が長方形の
内ポンプ孔８が開けられており、この内ポンプ孔８の内
部には、その幅が外側ピストン７と同一幅で、かつその
高さが内ポンプ孔８の高さよりd cmだけ短い内側ピスト
ン９が挿入されている。この内側ピストン９はその両側
面9c,9cが、外側ピストン７の内ポンプ孔８の両側面8c,
8cに対して水密を維持して摺動可能になっている。

内側ピストン９はその正面の中心Ｏを軸心とする軸孔10
が開けられており、この軸孔10には軸受11が嵌着されて
いる。

12はポンプ軸であり、その一部には断面円形の偏心カム
13がポンプ軸12と一体的に形成されている。この偏心カ
ム13はその幅が内側ピストン９の幅と同一で、かつその
外径が軸受11の内周面に嵌着可能な寸法になっており、
またそのポンプ軸12の軸心O1に対する偏心度はd cmにな
っている。

蓋体14はポンプ本体２の前面開口2a及び後面開口2bの開
口部を蓋するもので、その外形はポンプ本体２の前，後
面の外形と同一になっている。この蓋体14は、第４図に
示すように、その中心部に水漏れ防止用のシール15が嵌
着されており、また、このシール15の外側で蓋体14に設
けられた突部16には、ポンプ軸12を回動自在に支持する
軸受11が嵌着されている。

さらに、蓋体14には図１に示すように、その内側面の両
側よりに、両側面と平行な縦溝18がその両端を残して形
成されており、またその上下方向には、その上，下面と
平行な横溝19が両縦溝18の間に一対設けられている。そ
して、この蓋体14は両縦溝18及び両横溝19より外側に、
ポンプ本体２に取り付けるための取付孔20が開けられて
いる。

つぎに、この往復動ポンプ１の組付けについて説明する
と、まずポンプ軸12の偏心カム13を内側ピストン９の軸
受11に嵌着して、ポンプ軸12を内側ピストン９に組付け
る。

ついで、この内側ピストン９を外側ピストン７の内ポン
プ孔８に嵌入した後、外側ピストン７をポンプ本体２の
外ポンプ孔３に嵌入する。

上記のようにして、内側ピストン９と外側ピストン７を
介してポンプ本体２にポンプ軸12が取り付けられると、
このポンプ軸12の両端がポンプ本体２の前面開口2a及び
後面開口2bから突出する。そして、このポンプ本体２の
前面2aに蓋体14を取りつけるには、蓋体14の突部16を外
側にしてそのシール15をポンプ軸12の端部に嵌装して、
その内側面がポンプ本体２の前面開口2aに当接する迄ポ
ンプ軸12に押し込む。

ここで、ポンプ軸12は、第４図に示すように、その偏心
カム13から所定長さだけが、シール15の内周面と密接す
るとともに、軸受17の内輪11aが嵌合する大径部12aにな
っており、それより先端側では大径部12aより僅かに直
径の細い小径部12bになっている。

ついで、蓋体14の各取付孔20にボルト25をそれぞれ挿入
して、このボルト25により蓋体14をポンプ本体２の前面
開口2aにシール等（図示せず）を介して水密状に固定す
る。同様にして別の蓋体14をポンプ本体２の後面2bに固
定する。このようにして内側ピストン９と外側ピストン
７とがポンプ本体２に取り付けられると、そのポンプ軸
12の軸線O1はポンプ本体２の外ポンプ孔３の中心線に重
なる。

このため、第２図に示すように、偏心カム13の軸線Ｏが
ポンプ軸12の軸線O1より下方に位置すると、内側ピスト
ン９の下面9bが外側ピストン７の内ポンプ孔８の下面8b
に当接して、内側ピストン９の上面9aと外側ピストン７
の内ポンプ孔８の上面8aとの間にはd cmの最大隙間を有
するポンプ室Ｐが形成されている。この時、外ポンプ孔
３の両側面3cと外側ピストン７の両側面7cとの間には、
それぞれ1/2d cmの隙間を有するポンプ室P1が形成され
ている。

この状態で、ポンプ本体２を、その固定部5,5を介して
ベース等に固定し、ポンプ軸12を時計方向に90度回転さ
せると、第３図に示すように、内側ピストン９が左方に
移動させられて、外側ピストン７を左方へ移動させる。
このため、第２図において、外側ピストン７の左方に形
成されていた1/2d cmの隙間のポンプ室がなくなるとと
もに、外側ピストン７の右側面7cと外ポンプ孔３の右側
面3cとの間にd cmの隙間を有するポンプ室P1が形成され
る。そして、外側ピストン７の内ポンプ孔８の上面8aと
内側ピストン９の上面9aとの間及び内ポンプ孔８の下面
8bと内側ピストン９の下面9bとの間には1/2d cmの隙間
を有するポンプ室Ｐが形成される。

第３図の状態からポンプ軸12がさらに90度時計方向に回
転すると、第５図に示すように、偏心カム13の軸線Ｏは
ポンプ軸12の軸線O1の上方に移動するので、内側ピスト
ン９は偏心カム13により上方に移動させられて、外側ピ
ストン７の内ポンプ孔８の上面8aと内側ピストン９の上
面9aとの隙間がなくなるとともに、内ポンプ孔８の下面
8bと内側ピストン９の下面9bとの間にd cmの隙間を有す
るポンプ室Ｐが形成され、また外側ピストン７は外ポン
プ孔３の中央に位置するので、外側ピストン７の両側に
は1/2d cmの隙間を有するポンプ室P1がそれぞれ形成さ
れる。

この状態から、ポンプ軸12が90度されに時計方向に回転
すると、第６図に示すように、偏心カム13の軸線Ｏはポ
ンプ軸12の軸線O1の右方に移動するので、内側ピストン
９は第３図に示す位置まで下降するとともに、偏心カム
13により外側ピストン７が右方へ移動させられるので、
外側ピストン７の右側面7cと外ポンプ孔３の右側面3cと
の間隙はなくなるとともに、外側ピストン７の左側面7c
と外ポンプ孔３の左側面3cとの間にはd cmの隙間を有す
るポンプ室P1が形成される。

この状態から、ポンプ軸12が90度さらに時計方向に回転
すると、第２図の状態に戻る。

すなわち、ポンプ軸12が一回転することによりポンプ本
体２の外ポンプ孔３の両側面3c,3cと外側ピストン７の
両側面7c,7cとにより形成される左右のポンプ室の容積
がそれぞれ最大から最小まで一度変化し、また外側ピス
トン７の内ポンプ孔８の上面8aと内側ピストン９の上面
9aとにより形成されるポンプ室並びに内ポンプ孔８の下
面8bと内側ピストン９の下面9bとにより形成されるポン
プ室の容積がそれぞれ最大から最小まで一度変化する。

したがって、第７図に示すように、ポンプ本体２の前面
側の蓋体14に、その内面に形成された一対の縦溝18及び
横溝19にそれぞれ連通するとともに、その内部に流体の
流入を可能とする逆止弁21をそれぞれ４個取り付け、ま
た裏面側の蓋体14にも、その内面に形成された一対の縦
溝18及び横溝19にそれぞれ連通するとともにその内部へ
の流体の逆流を防止する逆止弁22をそれぞれ４個取り付
けると、往復動ポンプ１が形成される。

そして、往復動ポンプ１の吸入側の各逆止弁21に吸入ホ
ース23を取り付け、またその吐出側の各逆止弁22に吐出
ホース24を取り付け、吸入ホース23の他端側を流体（例
えば水）のタンク（図示せず）に沈めて、ポンプ軸12を
モータ（図示せず）等により回転させると、内側ピスト
ン９が偏心カム13により上下方向に往復させられ、また
外側ピストン７が横方向に往復させられて、前述のよう
に、内側ピストン９を収容する内ポンプ孔８内に形成さ
れる上，下のポンプ室Ｐと外側ピストン７を収容する外
ポンプ孔３の両側に形成される左，右のポンプ室P1の容
積が変化する。そして、ポンプ室Ｐ及びP1の容積が増加
する際には、下流側の各逆止弁22が閉じているので、タ
ンク内の流体は上流側の各逆止弁21及びこの逆止弁21に
それぞれ連通する蓋体14の縦溝18または横溝19を経て各
吸入ホース23からポンプ室Ｐ及びP1の内部に吸入され
る。そして、ポンプ室Ｐ及びP1の容積が減少する際には
上流側の各逆止弁21が閉じるので、その内部の流体はポ
ンプ室Ｐ及びP1から順次押し出され、蓋体14の縦溝18ま
たは横溝19及びこれらの溝にそれぞれ連通する逆止弁22
を経て各吐出ホース24へ押し出される。

すなわち、往復動ポンプ１はポンプ軸12の回転により順
次連続して作動する４個のポンプから形成される。

つぎに、第８図に示すように、２個の同一の往復動ポン
プ1,1Aを離れた箇所に配置して、第１の往復動ポンプ１
の吐出側の各逆止弁22を、吐出ホース24を介して第２の
往復動ポンプ1Aの吸入側の各逆止弁21にそれぞれ接続す
る。そして、第１の往復動ポンプ１のポンプ軸12を回転
させた時、第２の往復動ポンプ1Aのポンプ室Ｐ及びP1に
は、第２図，第３図，第５図及び第６図に示す順序で流
体が流入するようにすると、第２の往復動ポンプ1Aのポ
ンプ軸12は偏心カム13を介して時計方向に回転させられ
ることになる。すなわち、２個の往復動ポンプをホース
により連結することにより、第１の往復動ポンプ１のポ
ンプ軸12の駆動力を、離れた箇所にある第２の往復動ポ
ンプ1Aの駆動力として取り出すことができる。

（考案の効果） この考案は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

ポンプ本体内に設けられたポンプ軸を回転させることに
より、ポンプ軸の偏心カムが内側ピストンを外側ピスト
ンの内ポンプ孔内で往復運動させるとともに、外側ピス
トンをポンプ本体の外ポンプ孔内で往復運動させて、内
ポンプ孔内で内側ピストンの移動端に形成される２つの
ポンプ室の容積と、外ポンプ孔内で外側ピストンの移動
端に形成される２つのポンプ室の容積とを順次変化させ
るので、非常に簡単な構成で４個の往復動ポンプを形成
することができる。そして、この考案のポンプを２個ホ
ースによりそれぞれ連結することにより、一方のポンプ
のポンプ軸の回転を他方の軸の回転に変えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの考案の一実施例を示し、第１図は
往復動ポンプの分解斜視図、第２図は第１図のポンプ本
体の正面図、第３図は第２図のポンプ軸が時計方向に90
度回転した状態を示す図、第４図は第１図の蓋体の縦の
中心における断面図、第５図は第３図のポンプ軸が時計
方向に90度回転した状態を示す図、第６図は第５図のポ
ンプ軸が時計方向に90度回転した状態を示す図、第７図
は往復動ポンプの側面図、第８図はこの考案の２個の往
復動ポンプをホースにより連結した状態を示す図であ
る。 １……往復動ポンプ、２……ポンプ本体 2a……前面開口、2b……後面開口 ３……外ポンプ孔、７……外側ピストン ８……内ポンプ孔、９……内側ピストン 12……ポンプ軸、13……偏心カム 14……蓋体、21,22……逆止弁 P,P1……ポンプ室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】前，後面で開口する長方形断面の外ポンプ
   孔を中央部に備えた所定幅のブロック状のポンプ本体
   と、長方形断面の内ポンプ孔を中央部に備え前記ポンプ
   本体の外ポンプ孔内に水密を維持してその長手方向に所
   定長さ摺動自在に挿入された前記ポンプ本体と同一幅の
   外側ピストンと、この外側ピストンの摺動方向と直角方
   向に水密を維持して所定長さ摺動自在に外側ピストンの
   内ポンプ孔内に配置された、前記外側ピストンと同一幅
   の内側ピストンと、前記ポンプ本体の前，後面の開口を
   水密に蓋する一対の蓋体と、前記ポンプ本体の外ポンプ
   孔の中心線を軸線として配置されかつ前記両蓋体の貫通
   部において水密を維持して回動自在に支承されたポンプ
   軸と、このポンプ軸に固定されその回転により内側ピス
   トンを外側ピストンの内ポンプ孔内で、また外側ピスト
   ンをポンプ本体の外ポンプ孔内で所定長さ往復動させる
   偏心カムと、内側及び外側ピストンの移動端部で内ポン
   プ孔及び外ポンプ孔との間に形成されるポンプ室にそれ
   ぞれ連通してポンプ室への流体の流入，吐出を可能にす
   る適数の逆止弁とから構成したことを特徴とする偏心カ
   ム駆動の往復動ポンプ。