JPH0781550B2 - ポンプ用の往復動切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、流体圧の自動切換によって往復動されるポン
プに用いられる往復動切換装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば、ダイアフラムポンプの往復動切換装置として、
特公昭42−23303号公報に示されるように、切換装置本
体の内部に設けられた切換弁室と、この切換弁室に挿通
され二つの作動流体室に交互に給排される作動流体によ
って往復動される作動ロッドと、この作動ロッドに軸方
向に遊嵌され切換弁室の一側または他側に移動される切
換作動体と、この切換作動体によって切換作動され切換
弁室に供給された作動流体の二つの作動流体室に対する
給排を切換える凹形の切換子と、前記切換作動体に対し
中立位置で直交方向となる弾力的な押圧力を与えること
により切換作動体を切換弁室の一側または他側に保持す
るスプリングとを有するものがある。

そうして、作動ロッドの往復動によって切換作動体を動
かし、この切換作動体によって切換子を摺動させ、この
切換子によって二つの作動流体室（空気室）に対する作
動流体（空気）の給排を切換制御し、作動ロッドを連続
的に往復動させるようにしている。

この従来の往復動切換装置において、スプリングから切
換作動体に押圧力を与える構造は、圧縮コイルスプリン
グの一端部に筒状のスライダが嵌着され、このスライダ
の端面凹部に作動子の一端球状部が回動自在に嵌合さ
れ、この作動子の他端球状部が前記切換作動体の凹部に
回動自在に嵌合されている。

このように、特公昭42−23303号公報に示された往復動
切換装置は、圧縮コイルスプリングを用いているので、
このスプリングと切換作動体との間に前記筒状スライダ
および作動子を介設する必要があるが、このような部品
を組付ける作業は容易でない。

一方、特開昭60−256571号公報には、ピストンの往復動
を切換えるためのスプール弁ボディに対し一対のスプー
ル弁ばねが設けられた往復動切換装置が示されている。
このスプール弁ばねは、蛇行形に成形されたワイヤスプ
リングであり（公報第６図）、この蛇行形ばねの外側の
端部がねじによってポンプハウジングの内側にそれぞれ
固定され（公報第７頁右上欄第８行乃至第11行）、また
内側のループがスプール弁ボディの溝内にそれぞれ係合
されている（公報第７頁右上欄第13行乃至第16行）。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の特開昭60−256571号公報に記載された蛇行形ばね
は、その端部がねじによって固定され、端部の自由な回
転が規制されているので、ばね線材に捩れが作用し、捩
れでは十分な反転ストロークが得られないから、蛇行形
に成形して端部・ループ間に反転動作に必要となる十分
な距離を確保せざるを得ず、十分なばね装着スペースを
必要とするとともに、捩れによりばね線材の金属疲労も
無視できない。

また、前記蛇行形ばねは、内側のループがスプール弁ボ
ディの溝内にそれぞれ係合し、ループの先端がその軸方
向に自在に動き得るように開放されているから、圧縮時
にループ作用する力がその軸方向に逃げるおそれがあ
る。さらに、前記蛇行形ばねは、端部をねじによってポ
ンプハウジングに固定する必要があり、固定後も、ねじ
が緩むと蛇行形ばねが脱落して機能が損なわれるおそれ
があるので、この蛇行形ばねの組付けには注意を要す
る。

本発明は、部品点数の削減、組付け容易性およびコスト
ダウンを図れるとともに、小形でも大きな反転ストロー
クが得られ、線材の金属疲労が少なく優れた耐久性を有
し、かつ圧縮力を効果的に畜圧できるスプリング形状お
よびその装着構造を有するポンプ用往復動切換装置を提
供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、切換装置本体11の内部に設けられた切換弁室
22と、この切換弁室22に挿通され二つの作動流体室18,1
9に交互に給排される作動流体によって往復動される作
動ロッド13と、この作動ロッド13に軸方向に遊嵌され切
換弁室22の一側または他側に移動される切換作動体23
と、この切換作動体23によって切換作動され切換弁室22
に供給された作動流体の二つの作動流体室18,19に対す
る給排を切換える凹形の切換子27と、前記切換作動体23
に対し中立位置で直交方向となる弾力的な押圧力を与え
ることにより切換作動体23を切換弁室22の一側または他
側に保持するスプリングとを有するポンプ用の往復動切
換装置において、前記スプリグとして、線材の中央に位
置する直線状部71に対し両端部72を相互に対向する方向
に彎曲させることによってほぼＣ形のワイヤスプリング
64を成形し、このＣ形スプリング64の両端部72が、前記
切換作動体23の横方向に穿設された孔74に回動自在に嵌
着され、このＣ形スプリング64の直線状部71が前記切換
弁室22に対して設けられたスプリング受け体63に回動自
在に嵌着されているものである。

（作用） 本発明は、作動ロッド13が移動するにしたがって切換作
動体23も移動され、この切換作動体23が中立位置に近付
くにしたがって、この切換作動体23とスプリング受け体
63との間にあるＣ形スプリング64が直線状部71を交点に
回動しながら圧縮され、そして、切換作動体23が中立位
置を僅かでも過ぎると、Ｃ形スプリング64に蓄えられた
復元力が作動ロッド移動側に解放され、作動ロッド13の
軸方向に遊嵌された切換作動体23は、その遊嵌範囲内で
瞬時に作動ロッド移動方向の係止位置まで移動される。
この動作時に、切換作動体23が切換子27に係合され、こ
の切換子27も瞬時に移動され、作動流体室18,19に対す
る作動流体の供給および排出が一瞬にして切換わる。

また、部品組付け時は、Ｃ形スプリング64の両端部72を
やや開いて切換作動体23の横方向孔74に自身の復元力に
より嵌着し、このＣ形スプリング64の直線状部71に対し
スプリング受け体62を嵌着する。そして、このスプリン
グ受け体63からＣ形スプリング64に予圧を印加する。

（実施例） 以下、本発明を図面に示される実施例を参照して詳細に
説明する。

第１図に示されるように、切換装置本体11の左側部にシ
リンダ12が気密に螺合され、また切換装置本体11の中心
に作動ロッド13が移動自在に嵌合され、この作動ロッド
13の左端部に座金14および袋ナット15が螺合され、これ
らによって一対のディスク16およびパッキンからなるピ
ストン17が挟着され、このピストン17を介してシリンダ
12の内部に左側の作動流体室18と右側の作動流体室19と
が設けられている。

切換装置本体11の側面には圧搾空気の供給を受ける給気
口21が設けられ、この給気口21が切換装置本体11の中央
部に形成された切換弁室22に連通されている。この切換
弁室22の内部では、作動ロッド13に切換作動体23が所定
の範囲内で軸方向に遊嵌され、ロッド13に対し摺動され
る。切換作動体23の上面には凹部が形成され、その凹部
の軸方向の両端部には係合凸部24が形成されている。こ
の切換作動体23の上面と対向するように装置本体11に案
内板25が嵌着され、その案内板26に切換子27が軸方向に
移動自在に嵌合されている。この切換子27の上面には凹
部28が形成されている。

前記切換子27の摺動面となる部分には、切換子27と同様
に耐摩耗性に富む金属板31が嵌着され、この金属板31に
送気孔32、排気孔33および送気孔34が穿設されている。
この各孔32,33,34は、切換装置本体11に穿設された送気
孔35、排気孔36および送気孔37に連通され、さらに送気
孔37は、本体11に設けられた接続口38に連通されてい
る。この接続孔38に、エルボ41および管継手42を介して
管43が連通され、さらに管継手44およびエルボ45を介し
てシリンダ12の接続口46が連通されている。

前記作動ロッド13には、切換作動体23の左側にブッシュ
51が嵌着されるとともに、右側に径大部52が形成されて
いる。そして、ブッシュ51にはＯリング53を介してグラ
ンドハウジング54が嵌合され、径大部52にはパッキン55
が嵌合されている。

前記切換弁室22の下側には大径のねじ穴61が設けられ、
このねじ穴61にプラグ62が螺合されている。このプラグ
62の上面には円板形のスプリング受け体63が回動自在に
嵌合されている。そして、このスプリング受け体63と切
換作動体23との間に丸形断面の線材（ピアノ線）によっ
てほぼＣ形に成形されたワイヤスプリング（以下、Ｃ形
スプリング64という）が介設されている。プラグ62の外
面にはこのプラグ62を回動するための工具係合穴65が設
けられ、プラグ62の外周面には切換弁室22の気密を保持
するためのＯリング66が嵌着されている。

第２図に示されるように、Ｃ形スプリング64は、線材の
中央に位置する直線状部71に対し、両端部72を相互に対
向する方向に彎曲させることによって、ほぼＣ形に成形
する。そして、このＣ形スプリング64の直線状部71が、
スプリング受け体63の凹溝73に丸形断面に基づき回動自
在に嵌着され、またＣ形スプリング64の両端部72が、前
記切換作動体23の中央部に横方向に穿設された孔74に回
動自在に嵌着されている。スプリング受け体63の下側に
はプラグ62に対する位置決めを行うための凸部75が一体
に設けられている。

前記Ｃ形スプリング64を組付ける場合は、先ず、プラグ
62が取外されたねじ穴61から切換弁室22の内部にＣ形ス
プリング64を挿入し、このスプリング64の切欠部を拡大
するようにして、その端部72を切換作動体23の両側の横
方向孔74に嵌入し、次に、スプリング受け体63が回動自
在に嵌合されたプラグ62を前記ねじ穴61に螺合する。こ
の螺合において、最初はプラグ62とともにスプリング受
け体63も回動するが、プラグ62の螺入によってスプリン
グ受け体63の凹溝73とＣ形スプリング64の直線状部71と
が嵌合すると、スプリング受け体63は静止され、プラグ
62のみが回動される。

切換装置本体11の右側にはポンプケーシング81が一体的
に設けられ、また、作動ロッド13にはその右側ねじ部82
に螺合された接続部83を介してピストンロッド84が一体
的に設けられ、このロッド84の先端に接続部85を介して
ピストン86が一体的に設けられ、さらに、前記ケーシン
グ81の先端に開口された吸込口91の内側に逆止用のボー
ル92が設けられ、前記ピストン86の中央部に開口された
通孔93内側に逆止用のボール94が設けられ、前記接続部
85に通孔95が設けられ、この通孔95はポンプケーシング
81内部を通して切換装置本体11のポンプケーシグ螺合穴
96に連通され、この穴96は、通孔97を経て吐出口98に連
通されている。

第１図では、図面上の関係で往復動形ポンプが横長に設
けられているが、使用時は垂直に立てた状態で用いられ
る。

次に、この実施例の作用を説明すると、給気口21から切
換弁室22に供給された加圧空気は、送気34,37、接続口3
8、管43を経て作動流体室18に送られ、この室18の内圧
によってピストン17が右方に移動され、作動流体室19の
内部空気は送気孔35、切換子27の凹部28および排気孔3
3,36を経て外部に押出される。

このピストン17の右方への動きは作動ロッド13を介しポ
ンプピストン86の右方への移動となって現われ、そのピ
ストン86の右側にある液が通孔93,95を経てポンプケー
シング81の左側に移動される。

この作動ロッド13の右方への移動が終わりに近付くと、
ブッシュ51によって切換作動体23が右方へ移動され、Ｃ
形スプリング64が直線状部71を支点として右側に回動さ
れ、第１図に示される中立位置までは、Ｃ形スプリング
64の両端部72が直線状部71に接近する方向の圧縮力を受
け、このスプリング64の内部に弾性力が蓄えられ、そし
て、第１図に示される中立状態を僅かでも過ぎると、こ
のＣ形スプリング64に蓄えられた反発力が瞬間的に右方
に向かって解放され、Ｃ形スプリング64が前記中立状態
から瞬時に右側に回動するとともに切換作動体23を瞬時
に切換弁室22の右側に押動する。

この切換作動体23の瞬発的な動きによって、この作動体
23と係合する切換子27も一瞬にして右方に移動され、排
気孔33と送気孔34とが凹部28によって連通されるととも
に、加圧空気の供給を受ける切換弁室22が送気孔32に連
通される。

この結果、切換弁室22から送気孔35を経て作動流体室19
に圧搾空気が供給され、ピストン17が左方に移動され、
作動流体室18から押出された空気は管43、送気孔37,3
4、移動された凹部28、排気孔33,36を経て外部に排出さ
れる。

このピストン17の左方への動きは作動ロッド13を介して
ポンプピストン86に伝えられ、このポンプピストン86の
左方への移動によって、そのピストン86より左側にある
液が穴96、通孔97を経て吐出口98から外部に吐出される
とともに、吸込口91からポンプケーシング81の内部に液
が吸込まれる。

この作動ロッド13の左方への移動が限界に近付くと、今
度は径大部52が切換作動体23に係合し、作動ロッド13と
ともにこの切換作動体23も左方に移動し、この移動にと
もなってＣ形スプリング64が直線状部71を支点として第
１図左方に回動し、その段階で、前述したように、中立
状態まではＣ形スプリング64に圧縮力が蓄えられ、中立
状態を過ぎるとＣ形スプリング64に蓄えられた復元力が
瞬時に解放されて、切換作動体23が瞬間的に左方に切換
えられ、切換子27も左方に切換られる。

このような動作が繰返し行われ、ポンプを駆動するため
の往復動が継続される。

なお、図面に示された実施例では、プラグ62を螺入して
スプリング受け体63をＣ形スプリング64に対してセット
するようにしているが、前記プラグ62は必ずしも必要な
ものではなく、例えばスプリング受け体を切換装置本体
11の穴に気密に嵌合して、このスプリング受け体に設け
られたフランジを本体11にボルト締めするようにしても
よい。

さらに、本発明は、ダイアフラムポンプの往復動切換に
も使用できる。例えば、特公昭42−23303号公報に示さ
れたダイアフラムポンプの圧縮コイルスプリング等に代
えて用いると良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、線材の中央に位置する直線状部に対し
両端部を相互に対向する方向に彎曲させることによって
ほぼＣ形のワイヤスプリングを成形し、このＣ形スプリ
ングの両端部が、切換作動体の横方向に穿設された孔に
回動自在に嵌着され、このＣ形スプリングの直線状部
が、切換弁室に対して設けられたスプリング受け体に回
動自在に嵌着されているから、Ｃ形スプリングの両端部
をやや開いて切換作動体の横方向孔に自身の復元力によ
り嵌着するのみで、特に固定することもなくＣ形スプリ
ングを切換作動体に簡単に装着できるとともに、装着後
は外れない利点があり、極めて容易な操作で、Ｃ形スプ
リングを切換弁室内に組付けることができ、部品点数が
少ないこともあって、従来品に比べ大幅なコストダウン
を図ることができる。

さらに、本発明によれば、Ｃ形スプリングの直線状部と
両端部とが回転中心軸となって自在に回転し、Ｃ形スプ
リングが円滑に反転動作するとともに、直線状部と両端
部との間にある彎曲部分には曲げのみが作用して捩れが
作用しないので、小形のＣ形スプリングでも大きな反転
ストロークが得られるとともに、線材の金属疲労が少な
く優れた耐久性を有する効果もある。またＣ形スプリン
グの両端部が切換作動体の横方向孔に嵌着され、この切
換作動体とＣ形スプリングとにより無端状スプリングが
構成されているから、このＣ形スプリングが切換作動体
とスプリング受け体との間で圧縮されたとき圧縮力の逃
げ場がなく、圧縮力がＣ形スプリング内に効果的に蓄積
される効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポンプ用往復動切換装置の一実施例を
示す断面図、第２図はその要部の横断断面図である。 11……切換装置本体、13……作動ロッド、18,19……作
動流体室、22……切換弁室、23……切換作動体、27……
切換子、63……スプリング受け体、64……ワイヤスプリ
ング、71……直線状部、72……端部、74……孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切換装置本体の内部に設けられた切換弁室
   と、この切換弁室に挿通され二つの作動流体室に交互に
   給排される作動流体によって往復動される作動ロッド
   と、この作動ロッドに軸方向に遊嵌され切換弁室の一側
   または他側に移動される切換作動体と、この切換作動体
   によって切換作動され切換弁室に供給された作動流体の
   二つの作動流体室に対する給排を切換える凹形の切換子
   と、前記切換作動体に対し中立位置で直交方向となる弾
   力的な押圧力を与えることにより切換作動体を切換弁室
   の一側または他側に保持するスプリングとを有するポン
   プ用の往復動切換装置において、 前記スプリングとして、線材の中央に位置する直線状部
   に対し両端部を相互に対向する方向に彎曲させることに
   よってほぼＣ形のワイヤスプリングを成形し、このワイ
   ヤスプリングの両端部が、前記切換作動体の横方向に穿
   設された孔に回動自在に嵌着され、このワイヤスプリン
   グの直線状部が前記切換弁室に対して設けられたスプリ
   ング受け体に回動自在に嵌着されていることを特徴とす
   るポンプ用の往復動切換装置。