JPH10325044A - ウォータージェットルーム用プランジャーポンプおよびその導水路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プランジャーポンプにおけるピストンのシリ
ンダーとの間の滑らかな動きを確保するためのより確
実、簡単な且つ安価な構造の提供。 【解決手段】 ポンプカムおよびレバーに連動した駆動
子とピストンとの連結機構部をピストンが径方向に動け
る自由度を有する構造とした。高速織機におけるこのプ
ランジャーポンプのスプリング圧が高く、ピストン７の
外面とシリンダー６の内面との好適な隙間の存在が不可
欠なものである以上、ポンプカムレバー５の作働に伴っ
てピストン７が往復運動する直前にピストンがその径方
向に移動できるような構造にすることが、ピストンのシ
リンダーとの間の滑らかな動き、シリンダー内における
最も無抵抗な動きを確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウォータージェッ
トノズルにより緯糸を緯入れする自動織機用のプランジ
ャーポンプおよびその導水路に関する。

【０００２】

【従来の技術】このプランジャーポンプは、１０００ｒ
ｐｍにも及ぶ高速織機ノズルの作動源となっているもの
で、図５に示すように、その一端に水源に通じる吸い込
みボール弁１と、他端にウォータージェットノズルに通
じる高圧水流吐き出しボール弁又は円錐弁２を設けた導
水路３と、ポンプカム４に連動したポンプカムレバー５
によって作働するシリンダー６内のピストン７と、この
ピストン７と連動して固定ケーシング８内を圧縮・反発
するスプリング機構９付きの移動ケーシング１０からな
る。そして、揺動支点１１を介してポンプカムレバー５
の作働によって導水路３からシリンダー６内に水を導入
し、ピストン７を往運動させ、ポンプカム４がアイドリ
ング位置になったとき、スプリング機構９の反発力によ
ってピストン７を復運動せしめてこの導入水を高圧の水
として吐出して導水路３からボール弁又は円錐弁２を経
由してウォータージェットノズルに送り込む運動を反復
する構造となっている。

【０００３】このような機能を有するプランジャーポン
プからの吐出水は、ウォータージェットノズル部におい
て、図６の点線に示すような高圧水の波形を描くことが
理想で、現実的には最高圧力に達する迄の時間Δｔが短
くてしかも圧力変動Δｐが小さいことが要求される。そ
のためには、ピストン７とシリンダー６との間の滑らか
な動き、および、吐出水経路の流体抵抗の減少が不可欠
である。

【０００４】ところが、高速織機におけるこのプランジ
ャーポンプのスプリング圧は２００ｋｇｆを超え、ま
た、ピストン７外面とシリンダー６内面との隙間は直径
で１０／１０００ｍｍから３０／１０００ｍｍになるよ
うに形成されているため往復運動以外のピストンの圧力
振動が大きく、ピストン７とシリンダー６との間が干渉
して、異常磨耗が生じたり、滑らかな動きができなくな
り、発生するジエット水流に悪影響を及ぼし、更には導
水路内での吐出水の乱流により、その圧力水の波形は導
水路流体抵抗の影響も受けて図６の実線に示すような波
形の乱れを生じる。

【０００５】そのため、本願の出願人は、先に特願平９
ー７２２０３号において、ピストンの直進性を維持する
ためのローラガイドを、ピストンの往復作動通路や複数
本の連動フレームロッドに配置したもの、および、シリ
ンダーからの吐出水が曲がり管を介して方向転換するよ
うに形成したものを提案した。これによって、ピストン
とシリンダーとの間の滑らかな動きが確保されることに
なる。ところが、このローラガイドの配置は、ピストン
とシリンダーとの同軸性を確保するための微調整や、シ
リンダー内外径の同芯度を高精度に加工する必要がある
ため、コスト高になる欠点がある。また、曲がり管の形
成は非常に有効ではあるが、吐出水がボール弁へ乱流状
態で流入することが改善すべき問題であることが判明し
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が、解決しよう
とする課題は、かかるプランジャーポンプにおけるピス
トンのシリンダーとの間の滑らかな動きを更に改善する
ことおよび吐出水のスムーズな流れを確保するためのよ
り確実、簡単な且つ安価な構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、高速織機にお
けるこのプランジャーポンプのスプリング圧が高く、ピ
ストンの外面とシリンダーの内面との好適な隙間の存在
が不可欠なものである以上、ポンプカムレバーの作働に
伴ってピストンが往復運動する直前の瞬間にピストンが
最も抵抗の少ない径方向の位置に移動できるような構造
にすること、および、往復運動中においてもピストンが
シリンダーをガイドとして動けるようなセンターフリー
の構造とすることが、ピストンとシリンダーとの間の滑
らかな動き、言い換えれば、シリンダー内におけるピス
トンの最も無抵抗な動きを確保するために有効であると
いう認識の下に完成した。

【０００８】具体的には、ポンプカムに連動したポンプ
カムレバーによって作働するシリンダー内のピストンの
往運動により導水路からシリンダー内に水を導入し、こ
の導入した水をスプリング機構の反発力によってピスト
ンを復運動せしめて高圧の水を吐出してウォータージェ
ットノズルに送り込むウォータージェットルーム用プラ
ンジャーポンプにおいて、ポンプカムおよびレバーに連
動した駆動子とピストンとの連結機構部をピストンが径
方向に動ける自由度を有する構造としたことを特徴とす
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】ピストンが径方向に動ける自由度
をもたせる構造としては、ポンプカムレバーに連結され
る駆動子とピストンとが一体構造的に固着されないいわ
ゆるセンターフリー構造であればよい。

【００１０】本発明の実施の形態は、以下の実施例によ
って明らかにするが、本発明は何らこの実施例に限られ
るものではない。

【００１１】

【実施例】図１は、先に開示した特願平９ー７２２０３
号明細書に示す形態のローラガイド付きのプランジャー
ポンプに適用した例を示す。同図において、図５に示す
従前の構造と同一部分は同一符号によって示す。この例
の場合、図５に示す従前の構造とは異なり、ポンプカム
４によってその揺動支点１１を介して揺動するレバー５
と連動するスプリング機構９付きの連動フレームロッド
１２を有し、レバー５の往復運動によって駆動子１３が
シリンダー６内のピストン７を往復運動させるとともに
連動フレームロッド１２を取り付けた基板１４も連動す
る。その際、連動フレームロッド１２に配置されている
ローラーガイド１５によって、連動フレームロッド１２
の直進性が維持され、この連動フレームロッド１２と平
行運動するピストン７の直進性を維持する構造となって
いる。また、１６は本発明に係るポンプカムに連動した
駆動子１３とピストン７との連結機構部である。

【００１２】図２は、この連結機構部１６の詳細を示す
図である。同図に示すように、シリンダー６内を往復運
動するピストン７の基端１７と揺動レバー５に連結され
た駆動子１３の先端固定部とは、図１に示す連動フレー
ムロッド１２の取付け基板１４に形成された挿入空間内
に収められ、当板２０で取り付けられている。１９は連
結機構部１６の取付け具を示し、当板２０と、これを連
動フレームロッド１２の基板１４に取り付けるボルト２
１からなる。

【００１３】駆動子１３の先端嵌合部１８とピストン７
のフランジ状基端１７とは僅かな隙間を有し、また、ピ
ストン７の基端１７の外径と駆動子１３の先端嵌合部の
内径との間には空隙が設けられており、ピストン７のそ
の径方向の自由な動きが可能になっている。

【００１４】ピストン７の基端１７の径方向の空隙は、
ピストン７がシリンダー６内で往復運動する直前の瞬
間、および、往復運動中に最も抵抗が少ない径方向の位
置に動く自由度に対応できる程度の間隔が少なくとも必
要で、ピストン７の径にもよるが、ピストン７の外径と
シリンダー６の内径との差に相当する通常１０／１００
０ｍｍ以上あればよい。この間隙が１０／１０００ｍｍ
より小さいと、ピストン７の僅かな振れでもシリンダー
６内でのピストン７の動きに支障を生じると共に、ピス
トン７とシリンダー６との同軸度を確保するための微調
整に工数を要することになる。

【００１５】駆動子１３の先端嵌合部１８とピストン７
の基端１７との間隔は、ピストン７が復運動から往運動
に移行する瞬間にセンターフリーの状態で最も摩擦の少
ない位置に自由に動ける時間的な余裕に相当する寸法で
あればよく、その隙間が大き過ぎるとガタツキに伴う騒
音や異常磨耗の要因となる。なお、この間隔は、ピスト
ン７が往運動から復運動に以降する瞬間にも同様の作用
効果を発揮する。

【００１６】このプランジャーポンプは、この連結機構
部１６における揺動レバー５の駆動子１３の動きに伴っ
て、連動フレームロッド１２の取付け基板１４とピスト
ン７のフランジ状基端１７がスプリング機構９の付勢力
に抗して移動する。そして、シリンダー６の外周面に設
けられた連動フレームロッド１２はポンプカム４のアイ
ドリング位置において、スプリング機構９の反発力によ
って、逆方向に急激に移動する。これとともに、ピスト
ン７によりシリンダー６に吸引された水は高圧力の状態
で急速に曲がり管から導水路３に、さらに、吐き出しボ
ール弁または円錐弁２から図示しないノズルに吐出され
る。

【００１７】その際、ローラーガイド１５は、それぞれ
の連動フレームロッド１２の外周面に取り付けられて、
連動フレームロッド１２がシリンダー６の外周面におけ
る平行直進性が維持され、ひいては、連動フレームロッ
ド１２に連動するピストン７の往復動に際しての平行直
進性が確保されると共に、ピストン７のシリンダー６内
の動きも抵抗なく行われる。

【００１８】また、従来のスプリングの直径は、１０．
５ｍｍが採用されているが、本発明においては、８ｍｍ
まで小さくすることができ、スプリング圧力は１６０〜
１７０ｋｇｆまで低減できるので、動力が少なくで済む
効果を有する。

【００１９】る。

【００２０】図３は、プランジャーポンプの導水路３に
組み込まれた吐き出し用ボール弁又は円錐弁２の手前
に、複数枚の整流羽根で構成されたスタビライザー２２
を配置した例を示す。このスタビライザーは、図
（ａ），（ｂ）にその平面図及び側面図を示すように、
円筒部材２２ａの内周面から軸芯方向に向かって複数枚
の整流羽根２２ｂを設けた構成となっている。このスタ
ビライザー２２は、ウォータージェットノズルに組み込
まれているような公知の各種材料および各種形状のもの
を採用でき、図４に示した形状に限定されるものではな
い。

【００２１】図５に示す従来のプランジャーポンプにお
けるシリンダー６から吐出された高圧の水は、直角方向
の導水路に方向転換する付近で乱流状態となり、そのま
ま吐き出し用ボール弁又は円錐弁２に流入するため弁の
振動を引起し、図６に示したウォータージェットノズル
部の圧力線がギザギザに乱れる要因となる。

【００２２】また、先に開示した特願平９−７２２０３
号明細書に示したシリンダーから導水路への方向転換部
分を曲がり管で形成したプランジャーポンプにおいて
も、吐出された水は若干の乱流状態でボール弁又は円錐
弁に流入するため上記の現象がある程度生じる要因とな
っている。

【００２３】そこで、図３に示すように、ボール弁又は
円錐弁２の手前にスタビライザー２２を配置することに
より、シリンダー６から吐出された高圧の水は、乱流状
態から整流化された状態でボール弁又は円錐弁２に流入
するため、弁体の振動がなくなり、ウォータージェット
ノズルに供給される吐出水の圧力損失が少なくなるとと
もに、ウォータージェットノズルからの良好なジェット
水流が得られる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。

【００２５】（１） シリンダー内でのピストンの動き
に際しての抵抗が最小限になるので吐水効率が格段に向
上するとともに、高圧、高速のジェット水流を円滑に吐
出できる。

【００２６】（２） 従来の基本構造を何ら変えること
なく簡単な構造によってその吐水効率を挙げることがで
きる。

【００２７】（３） ピストンの往復運動以外の振動が
非常に小さくなるので、圧力ばらつきの無い水の吐出が
可能となり安定したウォータージェット水流が得られ
る。

【００２８】（４） ピストンやシリンダーの破損や異
常磨耗減少が非常に少なくなり耐久性が向上する。

【００２９】（５） ピストンやシリンダーとの同軸度
を微調整する工数が削減できる。

【００３０】（６） ピストンとシリンダーとの隙間が
小さくできるので、水漏れ減少が無く圧力減衰の少ない
吐出水が得られる。

【００３１】（７） スプリング圧が約２０％低減でき
るので、消費エネルギーが少なくなる。

【００３２】（８） プランジャーポンプ異常に伴う織
機の停止や緯入れ不良に伴う織機の停止が非常に少なく
なり織機の稼働率が向上する。

【００３３】（９） 安定した吐出水圧が得られるので
ウォータージェット水流による緯糸の張力変動が無く風
合のよい織物が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す。

【図２】 図１における駆動子とピストンとの連結機構
部の詳細を示す。

【図３】 スタビライザーを備えたプランジャーポンプ
の実施例を示す。

【図４】 図３におけるスタビライザーを示す。

【図５】 従来の連結機構部を有するプランジャーポン
プを示す。

【図６】 プランジャーポンプによる吐出水のウォータ
ージェットノズル部における圧力波形を示す。

【符号の説明】

１、２ ボール弁または円錐弁 ３ 導水路
４ ポンプカム ５ レバー ６ シリンダー ７ ピストン ８ 固定ケーシング ９ スプリング機構 １０ 移動ケーシング １１ 揺動支点 １２ 連動フレームロッド １３ 駆動子 １４ 連動フレームロッドを取り付けた基板 １５
ローラーガイド １６ 駆動子とピストンとの連結機構部 １７ ピストンの基端 １８ 駆動子の先端部 １９ 連結機構部の取付け具 ２０ 取付け具当板
２１ ボルト ２２ スタビライザー

【手続補正書】

【提出日】平成９年６月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】ところが、高速織機におけるこのプランジ
ャーポンプのスプリング圧は２００ｋｇｆを超え、ま
た、ピストン７外面とシリンダー６内面との隙間は直径
で１０／１０００ｍｍから３０／１０００ｍｍになるよ
うに形成されているため、ピストンは往復運動以外の隙
間に相当する横ブレを発生しやすい構造となっている。
特に、従来のプランジャーにおいては、連結機構部の端
子がネジ込まれたピストン７には揺動支点１１の方向に
引き上げる力や揺動機構およびスプリング等の圧力振幅
が作用し、ピストン７とシリンダー６との間が干渉し
て、異常磨耗が生じたり、滑らかな動きができなくな
り、発生するジエット水流に悪影響を及ぼし、更には導
水路内での吐出水の乱流により、その圧力水の波形は導
水路流体抵抗の影響も受けて図６の実線に示すような波
形の乱れを生じる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】また、従来のスプリングの線径は、１０．
５ｍｍが採用されているが、本発明においては、８ｍｍ
まで小さくすることができ、スプリング圧力は１６０〜
１７０ｋｇｆまで低減できるので、動力が少なくで済む
効果を有する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】（６） ピストンとシリンダーとの隙間が
小さくできるので、水漏れ現象が無く圧力減衰の少ない
吐出水が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプカムに連動したポンプカムレバー
   によって作働するシリンダー内のピストンの往運動によ
   り導水路からシリンダー内に水を導入し、この導入した
   水をスプリング機構の反発力によってピストンを復運動
   せしめて高圧の水を吐出してウォータージェットノズル
   に送り込むウォータージェットルーム用プランジャーポ
   ンプにおいて、 ポンプカムおよびレバーに連動した駆動子とピストンと
   の連結機構部をピストンが径方向に動ける自由度を有す
   る構造としたことを特徴とするウォータージェットルー
   ム用プランジャーポンプ。
2. 【請求項２】 ポンプカムに連動したポンプカムレバー
   によって作働するシリンダー内のピストンの往運動によ
   り導水路からシリンダー内に水を導入し、この導入した
   水をスプリング機構の反発力によってピストンを復運動
   せしめて高圧の水を吐出してウォータージェットノズル
   に送り込むウォータージェットルーム用プランジャーポ
   ンプにおいて、 吐き出しボール弁または円錐弁の手前にシリンダーから
   吐出された高圧の水を整流するためのスタビライザーを
   配置したことを特徴とするウォータージェットルーム用
   プランジャーポンプの導水路。