JPH11201056A - 進退動作軸の連結構造 - Google Patents
進退動作軸の連結構造Info
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- JPH11201056A JPH11201056A JP10000861A JP86198A JPH11201056A JP H11201056 A JPH11201056 A JP H11201056A JP 10000861 A JP10000861 A JP 10000861A JP 86198 A JP86198 A JP 86198A JP H11201056 A JPH11201056 A JP H11201056A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- shaft
- locking
- connecting portion
- cylinder
- Prior art date
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- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 長さ方向に往復動作する実質的にセラミック
製の作動軸と、金属製の駆動軸とを連結する進退動作軸
の連結構造を、容易に製造できて、しかも簡単に連結で
きながら、連結部の破損のおそれを軽減するようにす
る。 【解決手段】 作動軸の一端側の外周部26aに第一係
止凹部を形成して第一連結部26を構成し、駆動軸の他
端側を第一連結部26に外嵌自在に形成するとともにそ
の内周部27aに第二係止凹部を形成した第二連結部2
7を構成し、第二連結部27の第二係止凹部と第一連結
部26の第一係止凹部との間に第一連結部26と第二連
結部27との両者に係止する係止部材28を介在させた
状態で、第一連結部26に第二連結部27を外嵌して、
第一連結部26に第二連結部27を外嵌して、作動軸と
駆動軸とを連結してある。
製の作動軸と、金属製の駆動軸とを連結する進退動作軸
の連結構造を、容易に製造できて、しかも簡単に連結で
きながら、連結部の破損のおそれを軽減するようにす
る。 【解決手段】 作動軸の一端側の外周部26aに第一係
止凹部を形成して第一連結部26を構成し、駆動軸の他
端側を第一連結部26に外嵌自在に形成するとともにそ
の内周部27aに第二係止凹部を形成した第二連結部2
7を構成し、第二連結部27の第二係止凹部と第一連結
部26の第一係止凹部との間に第一連結部26と第二連
結部27との両者に係止する係止部材28を介在させた
状態で、第一連結部26に第二連結部27を外嵌して、
第一連結部26に第二連結部27を外嵌して、作動軸と
駆動軸とを連結してある。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、進退動作軸の連結
構造に関し、詳しくは、例えばセラミック製の高温流体
用ポンプのピストン軸とその駆動軸との連結部のよう
に、長さ方向に往復動作する実質的にセラミック製の作
動軸と、金属製の駆動軸とを連結する進退動作軸の連結
構造に関する。
構造に関し、詳しくは、例えばセラミック製の高温流体
用ポンプのピストン軸とその駆動軸との連結部のよう
に、長さ方向に往復動作する実質的にセラミック製の作
動軸と、金属製の駆動軸とを連結する進退動作軸の連結
構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、進退動作軸の連結構造において
は、金属溶湯用ポンプにおけるセラミック製のピストン
軸と金属製の駆動軸を例に挙げれば、図11に示すよう
に、下部が溶湯表面下に浸漬する状態で設けられた窒化
珪素製のシリンダ1と、これに上下摺動自在に内嵌する
同じく窒化珪素製のピストン14と、前記シリンダ1内
の作動室5に連通する吸入口12及び排出口1bとを備
えているポンプ本体Pを、上下姿勢に保持金具20によ
って保持炉40の炉蓋41に取付けあり、前記保持金具
20の上部に支持構造21を設けてピストン駆動機構2
2を支持するようにしてある。図示のピストン駆動機構
22は、上下方向に取付けられた複動型のシリンダ装置
からなり、内部に同じく復動型のシリンダ装置で構成さ
れた弁操作機構24を備えている。尚、この項の説明並
びに図11においては、後述の実施例のための各図面中
の要素と同じ要素及び同等の機能を機能を有する要素に
関しては、同一の符号を付して、説明の重複を避けるた
めにその説明を一部省略し、後記実施例の説明に譲る。
は、金属溶湯用ポンプにおけるセラミック製のピストン
軸と金属製の駆動軸を例に挙げれば、図11に示すよう
に、下部が溶湯表面下に浸漬する状態で設けられた窒化
珪素製のシリンダ1と、これに上下摺動自在に内嵌する
同じく窒化珪素製のピストン14と、前記シリンダ1内
の作動室5に連通する吸入口12及び排出口1bとを備
えているポンプ本体Pを、上下姿勢に保持金具20によ
って保持炉40の炉蓋41に取付けあり、前記保持金具
20の上部に支持構造21を設けてピストン駆動機構2
2を支持するようにしてある。図示のピストン駆動機構
22は、上下方向に取付けられた複動型のシリンダ装置
からなり、内部に同じく復動型のシリンダ装置で構成さ
れた弁操作機構24を備えている。尚、この項の説明並
びに図11においては、後述の実施例のための各図面中
の要素と同じ要素及び同等の機能を機能を有する要素に
関しては、同一の符号を付して、説明の重複を避けるた
めにその説明を一部省略し、後記実施例の説明に譲る。
【0003】前記作動室5は、前記シリンダ1内に、前
記シリンダ1の内壁との間を夫々ほぼシール状態で取付
けられた窒化珪素製の円環状の上部シール51と、同じ
く窒化珪素製の円環状の下部シール53との間に区画し
て形成されており、前記上部シール51と前記下部シー
ル53とに前記ピストン14のピストン軸部14bが上
下摺動可能に内嵌されており、この摺動面間からの僅か
の金属溶湯の漏れを許容するようにしている。さらに、
前記上部シール51の上部には、前記シリンダ1に内挿
された、これもセラミック製のスペーサ筒8が設けられ
ており、前記スペーサ筒8は、前記保持金具20の円形
の貫通孔の内周部に取付けられていて、前記上部シール
51はこのスペーサ筒8によって位置決めされ、さら
に、前記下部シール53は、前記上部シール51との間
に介装された前記排出部スペーサ52によって位置決め
されるようになっている。前記下部シール53の下面に
あたる位置には、前記シリンダ1の内面に段差を設けて
あり、この段差部を前記下部シール53に対する接当面
に形成してあるので、粉体焼結成形されるセラミック材
料で各部品を構成してある高温流体用ポンプは、前記シ
リンダ1内に、上から前記ピストン14及び下部シール
53、排出部スペーサ52、上部シール51、スペーサ
筒8を順に挿入し、前記段差部によって前記下部シール
53を位置決めして、組み合わせることにより無理無く
簡単に組み立てられる構造にしてあった。
記シリンダ1の内壁との間を夫々ほぼシール状態で取付
けられた窒化珪素製の円環状の上部シール51と、同じ
く窒化珪素製の円環状の下部シール53との間に区画し
て形成されており、前記上部シール51と前記下部シー
ル53とに前記ピストン14のピストン軸部14bが上
下摺動可能に内嵌されており、この摺動面間からの僅か
の金属溶湯の漏れを許容するようにしている。さらに、
前記上部シール51の上部には、前記シリンダ1に内挿
された、これもセラミック製のスペーサ筒8が設けられ
ており、前記スペーサ筒8は、前記保持金具20の円形
の貫通孔の内周部に取付けられていて、前記上部シール
51はこのスペーサ筒8によって位置決めされ、さら
に、前記下部シール53は、前記上部シール51との間
に介装された前記排出部スペーサ52によって位置決め
されるようになっている。前記下部シール53の下面に
あたる位置には、前記シリンダ1の内面に段差を設けて
あり、この段差部を前記下部シール53に対する接当面
に形成してあるので、粉体焼結成形されるセラミック材
料で各部品を構成してある高温流体用ポンプは、前記シ
リンダ1内に、上から前記ピストン14及び下部シール
53、排出部スペーサ52、上部シール51、スペーサ
筒8を順に挿入し、前記段差部によって前記下部シール
53を位置決めして、組み合わせることにより無理無く
簡単に組み立てられる構造にしてあった。
【0004】前記シリンダ1は、上端部端縁が鍔状に周
囲に延出されており、この延出部に前記保持金具20が
気密に取付けてあり、前記シリンダ1の下端部には、中
央部に円形の摺動孔を開口した底板を備え、その上方空
間を前記排出口1bと隔離する前記下部シール53との
間に前記作動室5を形成している。前記作動室5内には
前記ピストン14のピストン部14aが上下摺動自在に
内嵌されており、前記作動室5は、前記ピストン部14
aによって上下に区画され、前記ピストン部14aの下
方の第一作動室5Aと、前記ピストン部14aの上方の
第二作動室5Bとに分割構成されている。
囲に延出されており、この延出部に前記保持金具20が
気密に取付けてあり、前記シリンダ1の下端部には、中
央部に円形の摺動孔を開口した底板を備え、その上方空
間を前記排出口1bと隔離する前記下部シール53との
間に前記作動室5を形成している。前記作動室5内には
前記ピストン14のピストン部14aが上下摺動自在に
内嵌されており、前記作動室5は、前記ピストン部14
aによって上下に区画され、前記ピストン部14aの下
方の第一作動室5Aと、前記ピストン部14aの上方の
第二作動室5Bとに分割構成されている。
【0005】前記ピストン14を上下摺動操作するピス
トン駆動機構22の駆動軸23に連結される作動軸33
であるピストン軸部14bは中空の管状体で構成され、
ピストン部14aの下方にも前記ピストン軸部14bが
延出してあり、前記シリンダ1の下端部の前記摺動孔
に、前記延出したピストン軸部14bが上下摺動自在に
内嵌されている。前記ピストン軸部14bと前記駆動軸
23とは、前記ピストン軸部14bの上端に張出形成さ
れた鍔部を前記駆動軸23の下端部に備える連結機構で
弾性的に挟み付けて連結されている。
トン駆動機構22の駆動軸23に連結される作動軸33
であるピストン軸部14bは中空の管状体で構成され、
ピストン部14aの下方にも前記ピストン軸部14bが
延出してあり、前記シリンダ1の下端部の前記摺動孔
に、前記延出したピストン軸部14bが上下摺動自在に
内嵌されている。前記ピストン軸部14bと前記駆動軸
23とは、前記ピストン軸部14bの上端に張出形成さ
れた鍔部を前記駆動軸23の下端部に備える連結機構で
弾性的に挟み付けて連結されている。
【0006】前記ピストン軸部14b内には摺動弁体1
9が上下摺動自在に内嵌して設けてあり、前記両作動室
5A,5Bの何れかと前記吸入口12とを連通する第一
状態と、前記両作動室5A,5Bの何れかと前記排出口
1bとを連通する第二状態とに切換え可能に、前記摺動
弁体19に弁内流路13aを設けてある。前記第一状態
と第二状態との切り替えは、前記ピストン駆動機構22
内に備えるエアシリンダから成る弁操作機構24の操作
装置に備える操作軸25の上下動作によって行われる。
9が上下摺動自在に内嵌して設けてあり、前記両作動室
5A,5Bの何れかと前記吸入口12とを連通する第一
状態と、前記両作動室5A,5Bの何れかと前記排出口
1bとを連通する第二状態とに切換え可能に、前記摺動
弁体19に弁内流路13aを設けてある。前記第一状態
と第二状態との切り替えは、前記ピストン駆動機構22
内に備えるエアシリンダから成る弁操作機構24の操作
装置に備える操作軸25の上下動作によって行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
進退動作軸の連結構造においては、前記鍔部の外径を、
作動軸であるピストン軸部14bの外径と同じかやや小
径に形成してあった。これは、ポンプを組み立てるの
に、上記シール51,53の案内部内に挿通可能でなけ
ればならなず、このために、前記駆動軸23側の一端部
の外径を縮径した上でその一端部に鍔部を形成する必要
があり、形状が複雑になってセラミック成形体の形成に
困難を伴う上に、三次元応力を生じ、応力集中を招きや
すく、連結力が連結面内力であることから、前記鍔部の
付け根に曲げ外力が作用しやすく、連結部の破損の原因
となりやすいという問題がある。そこで、本発明の進退
動作軸の連結構造は、上記の問題点を解決し、容易に製
造できて、しかも簡単に連結できながら、連結部の破損
のおそれを軽減する連結手段を提供することを目的とす
る。
進退動作軸の連結構造においては、前記鍔部の外径を、
作動軸であるピストン軸部14bの外径と同じかやや小
径に形成してあった。これは、ポンプを組み立てるの
に、上記シール51,53の案内部内に挿通可能でなけ
ればならなず、このために、前記駆動軸23側の一端部
の外径を縮径した上でその一端部に鍔部を形成する必要
があり、形状が複雑になってセラミック成形体の形成に
困難を伴う上に、三次元応力を生じ、応力集中を招きや
すく、連結力が連結面内力であることから、前記鍔部の
付け根に曲げ外力が作用しやすく、連結部の破損の原因
となりやすいという問題がある。そこで、本発明の進退
動作軸の連結構造は、上記の問題点を解決し、容易に製
造できて、しかも簡単に連結できながら、連結部の破損
のおそれを軽減する連結手段を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】〔特徴構成〕上記の目的
のための本発明の進退動作軸の連結構造の第1特徴構成
は、請求項1に記載の如く、作動軸を前記駆動軸に連結
する第一連結部を、前記作動軸の一端側の外周部に第一
係止凹部を形成して構成し、前記駆動軸の他端側に、前
記作動軸に連結する第二連結部を、前記第一連結部に外
嵌自在に形成するとともに、その内周部に第二係止凹部
を形成して構成し、前記第一係止凹部と前記第二係止凹
部との間に介在して前記第一連結部と前記第二連結部と
の両者に係止する係止部材を、前記第二連結部と前記第
一連結部との間に介在させた状態で、前記第一連結部に
前記第二連結部を外嵌して、前記作動軸と前記駆動軸と
を連結してある点にある。
のための本発明の進退動作軸の連結構造の第1特徴構成
は、請求項1に記載の如く、作動軸を前記駆動軸に連結
する第一連結部を、前記作動軸の一端側の外周部に第一
係止凹部を形成して構成し、前記駆動軸の他端側に、前
記作動軸に連結する第二連結部を、前記第一連結部に外
嵌自在に形成するとともに、その内周部に第二係止凹部
を形成して構成し、前記第一係止凹部と前記第二係止凹
部との間に介在して前記第一連結部と前記第二連結部と
の両者に係止する係止部材を、前記第二連結部と前記第
一連結部との間に介在させた状態で、前記第一連結部に
前記第二連結部を外嵌して、前記作動軸と前記駆動軸と
を連結してある点にある。
【0009】尚、請求項2に記載の如く、前記第1特徴
構成における第一係止凹部と、第二係止凹部とを、第一
連結部の外周部と、第二連結部の内周部とに、夫々周方
向に連続する環状溝で形成し、円環をその周方向に複数
に分割して係止部材を形成し、前記第二連結部を、周方
向に複数に分割して(第2特徴構成)あればなおよく、
また、請求項3に記載の如く、前記第1又は第2特徴構
成における第一係止凹部と、第二係止凹部とを、作動軸
と駆動軸夫々の長手方向に複数形成して、複数の第一係
止凹部と第二係止凹部との間に夫々前記係止部材を介在
させて(第3特徴構成)あればさらによい。
構成における第一係止凹部と、第二係止凹部とを、第一
連結部の外周部と、第二連結部の内周部とに、夫々周方
向に連続する環状溝で形成し、円環をその周方向に複数
に分割して係止部材を形成し、前記第二連結部を、周方
向に複数に分割して(第2特徴構成)あればなおよく、
また、請求項3に記載の如く、前記第1又は第2特徴構
成における第一係止凹部と、第二係止凹部とを、作動軸
と駆動軸夫々の長手方向に複数形成して、複数の第一係
止凹部と第二係止凹部との間に夫々前記係止部材を介在
させて(第3特徴構成)あればさらによい。
【0010】〔各特徴構成の作用効果〕上記第1特徴構
成によれば、作動軸を駆動軸に確実に連結できながら、
前記作動軸の損傷を防止できるようになる。つまり、係
止部材を両軸端に形成した両係止凹部に係止させた状態
で両連結部間に介在させることで連結してあるから、従
来のように作動軸、即ち前記第一連結部に曲げ応力が作
用することがなく、屈曲形成される部分もないから応力
集中もなく、しかも、両係止凹部間に介在させる係止部
材を、前記両連結部と別体に形成してあるから、前記両
連結部の間に熱膨張差が生じたとしても、三者の離間近
接によってこれが吸収される。従って、前記第一連結部
がセラミック材で形成されていてもその損傷から保護で
きるのである。
成によれば、作動軸を駆動軸に確実に連結できながら、
前記作動軸の損傷を防止できるようになる。つまり、係
止部材を両軸端に形成した両係止凹部に係止させた状態
で両連結部間に介在させることで連結してあるから、従
来のように作動軸、即ち前記第一連結部に曲げ応力が作
用することがなく、屈曲形成される部分もないから応力
集中もなく、しかも、両係止凹部間に介在させる係止部
材を、前記両連結部と別体に形成してあるから、前記両
連結部の間に熱膨張差が生じたとしても、三者の離間近
接によってこれが吸収される。従って、前記第一連結部
がセラミック材で形成されていてもその損傷から保護で
きるのである。
【0011】また、上記第2特徴構成によれば、前記第
1特徴構成の作用効果に加えて、両連結部間に係止部材
を介在させて連結し、また、連結解除するのが容易にな
る。つまり、大きい駆動力を伝達するために剛体の第一
連結部と、剛構造の第二連結部との間に係止部材を介在
して連結構造を構成しながら、分割形成した前記第二連
結部同士を締結するだけで、作動軸を駆動軸に連結で
き、前記第二連結部同士の締結を解くだけで前記両軸の
連結を解除できる。
1特徴構成の作用効果に加えて、両連結部間に係止部材
を介在させて連結し、また、連結解除するのが容易にな
る。つまり、大きい駆動力を伝達するために剛体の第一
連結部と、剛構造の第二連結部との間に係止部材を介在
して連結構造を構成しながら、分割形成した前記第二連
結部同士を締結するだけで、作動軸を駆動軸に連結で
き、前記第二連結部同士の締結を解くだけで前記両軸の
連結を解除できる。
【0012】さらに、上記第3特徴構成によれば、前記
第1特徴構成或いは前記第2特徴構成の作用効果に加え
て、駆動軸と作動軸との間の軸力伝達容量を増大でき、
しかも、第一連結部の損傷を確実に防止できるようにな
る。つまり、両係止凹部を前記両軸に、長手方向に複数
形成して、複数の第一係止凹部と複数の第二係止凹部と
の間に複数の係止部材を介在させるから、各係止部材の
係止力の合計が伝達軸力を決定することから、単一の係
止部材を介在させるのに比して大きな係止力をもたらす
結果、その軸力伝達容量を増大できるのである。また、
同一の軸力を伝達するのに、複数の係止部材の係止力で
伝達するから、各係止凹部と係止部材とに係る係止力は
小さくてよいのである。
第1特徴構成或いは前記第2特徴構成の作用効果に加え
て、駆動軸と作動軸との間の軸力伝達容量を増大でき、
しかも、第一連結部の損傷を確実に防止できるようにな
る。つまり、両係止凹部を前記両軸に、長手方向に複数
形成して、複数の第一係止凹部と複数の第二係止凹部と
の間に複数の係止部材を介在させるから、各係止部材の
係止力の合計が伝達軸力を決定することから、単一の係
止部材を介在させるのに比して大きな係止力をもたらす
結果、その軸力伝達容量を増大できるのである。また、
同一の軸力を伝達するのに、複数の係止部材の係止力で
伝達するから、各係止凹部と係止部材とに係る係止力は
小さくてよいのである。
【0013】その結果、セラミック製の操作軸と金属製
の駆動軸との連結でありながら、簡単に連結できて、且
つ、簡単に連結解除できながら、その連結部の損傷を防
止できる。
の駆動軸との連結でありながら、簡単に連結できて、且
つ、簡単に連結解除できながら、その連結部の損傷を防
止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】上記本発明の進退動作軸の連結構
造の実施の形態の一例について、後記実施例に説明する
アルミニウムダイキャスト用溶湯ポンプの例を基に、図
1〜3及び図6〜8を参照しながら以下に説明する。
尚、前記従来の技術における要素と同じ要素並びに同等
の機能を有する要素に関しては、先の図11に付したと
同一の符号を付してある。
造の実施の形態の一例について、後記実施例に説明する
アルミニウムダイキャスト用溶湯ポンプの例を基に、図
1〜3及び図6〜8を参照しながら以下に説明する。
尚、前記従来の技術における要素と同じ要素並びに同等
の機能を有する要素に関しては、先の図11に付したと
同一の符号を付してある。
【0015】図1に示すように、高温流体用ポンプとし
ての溶湯ポンプは、シリンダ1と、ピストン14とを備
える単動ピストンポンプで構成されたポンプ本体Pを、
前記シリンダ1が縦方向に、且つ、その下部を高温流体
であるアルミニウム溶湯の容器、即ち保持炉40内の前
記高温流体中に浸漬するように、前記アルミニウム溶湯
の温度を維持する保持炉40の炉蓋41に取り付けて用
いるもので、主要部をセラミック材料で形成されたもの
を例示してある。前記ポンプ本体Pは、耐熱性、耐久性
を維持するために、前記シリンダ1及び前記ピストン1
4等、前記高温流体と接触するポンプの主要部をセラミ
ック材料で形成する。セラミック材料としては、窒化珪
素系セラミック材が熱的安定性、耐食性、耐久性、強度
の各面から好適に用いられる。勿論、他の炭化珪素系、
硼化珪素系、硼窒化珪素系等の珪素系セラミック材料、
高純度アルミナ等のアルミニウム系セラミック材料等の
窯業系材料も使用可能で、また、金属材料も加工性の面
からはその性能限界の範囲内では好適に用いられる。殊
に耐熱耐磨耗鋳鋼は加工性もよく、しかも耐磨耗性にも
優れているので上記構成のポンプ材料としては好適であ
る。
ての溶湯ポンプは、シリンダ1と、ピストン14とを備
える単動ピストンポンプで構成されたポンプ本体Pを、
前記シリンダ1が縦方向に、且つ、その下部を高温流体
であるアルミニウム溶湯の容器、即ち保持炉40内の前
記高温流体中に浸漬するように、前記アルミニウム溶湯
の温度を維持する保持炉40の炉蓋41に取り付けて用
いるもので、主要部をセラミック材料で形成されたもの
を例示してある。前記ポンプ本体Pは、耐熱性、耐久性
を維持するために、前記シリンダ1及び前記ピストン1
4等、前記高温流体と接触するポンプの主要部をセラミ
ック材料で形成する。セラミック材料としては、窒化珪
素系セラミック材が熱的安定性、耐食性、耐久性、強度
の各面から好適に用いられる。勿論、他の炭化珪素系、
硼化珪素系、硼窒化珪素系等の珪素系セラミック材料、
高純度アルミナ等のアルミニウム系セラミック材料等の
窯業系材料も使用可能で、また、金属材料も加工性の面
からはその性能限界の範囲内では好適に用いられる。殊
に耐熱耐磨耗鋳鋼は加工性もよく、しかも耐磨耗性にも
優れているので上記構成のポンプ材料としては好適であ
る。
【0016】前記シリンダ1は、作用説明図である図8
に示すように、その内装するピストン14の前進行程を
吸入行程とし、その吸入死点側の端部、つまり、前記シ
リンダ内壁3の下端部は直筒のままで、前記ピストン1
4が出退自在な開口部2を形成する。このように形成し
て、吸入行程で前記ピストン14の前記開放側端部15
に形成してある吸入口12から前記ピストン14のピス
トン部14aの排出部6側の作動室5内に高温流体を吸
入し、加圧行程で前記吸入した高温流体を前記排出部1
2から吐出開口9を経て排出管10から送出するように
構成する。尚、前記排出部の側壁部には、例えば図2に
示すように、前記ピストン14のピストン軸部14bに
外嵌自在な円開口を形成し、前記円開口を前記ピストン
14の案内部6cを兼ねるようにする。また、前記排出
部6は、円筒状に形成された前記シリンダ1と同材の燒
結材からなり、外周面を前記テーパ面6bに形成し、内
径を前記ピストン軸部14bが摺動嵌合するように定め
た案内部6cを形成して、その内周面を上下端部を除い
て拡径する。この拡径部6aがこの溶湯排出部6におけ
るポンプ内流路13となり、前記拡径部6aの上下の前
記案内部6cの内周面が前記ピストン軸部14bの案内
面となる。前記下側の案内部6cが前記作動室5の上部
隔壁を形成している。そして、前記シリンダ1に開口部
2を設けた構成と、この溶湯排出部6の構成により、前
記ピストン14は、前記開口部2から前記ピストン軸部
14bを前記案内面内に挿入し、上方に配置したピスト
ン駆動機構22と連結して、ポンプを構成する。従っ
て、この溶湯ポンプのピストン14は、ポンプ本体Pを
解体することなく、前記ピストン駆動機構22との連結
を解けば、前記開口部2から前記シリンダ1の下方に抜
き出すことができるようになる。
に示すように、その内装するピストン14の前進行程を
吸入行程とし、その吸入死点側の端部、つまり、前記シ
リンダ内壁3の下端部は直筒のままで、前記ピストン1
4が出退自在な開口部2を形成する。このように形成し
て、吸入行程で前記ピストン14の前記開放側端部15
に形成してある吸入口12から前記ピストン14のピス
トン部14aの排出部6側の作動室5内に高温流体を吸
入し、加圧行程で前記吸入した高温流体を前記排出部1
2から吐出開口9を経て排出管10から送出するように
構成する。尚、前記排出部の側壁部には、例えば図2に
示すように、前記ピストン14のピストン軸部14bに
外嵌自在な円開口を形成し、前記円開口を前記ピストン
14の案内部6cを兼ねるようにする。また、前記排出
部6は、円筒状に形成された前記シリンダ1と同材の燒
結材からなり、外周面を前記テーパ面6bに形成し、内
径を前記ピストン軸部14bが摺動嵌合するように定め
た案内部6cを形成して、その内周面を上下端部を除い
て拡径する。この拡径部6aがこの溶湯排出部6におけ
るポンプ内流路13となり、前記拡径部6aの上下の前
記案内部6cの内周面が前記ピストン軸部14bの案内
面となる。前記下側の案内部6cが前記作動室5の上部
隔壁を形成している。そして、前記シリンダ1に開口部
2を設けた構成と、この溶湯排出部6の構成により、前
記ピストン14は、前記開口部2から前記ピストン軸部
14bを前記案内面内に挿入し、上方に配置したピスト
ン駆動機構22と連結して、ポンプを構成する。従っ
て、この溶湯ポンプのピストン14は、ポンプ本体Pを
解体することなく、前記ピストン駆動機構22との連結
を解けば、前記開口部2から前記シリンダ1の下方に抜
き出すことができるようになる。
【0017】前記ピストン14内には、吸入行程では前
記容器から高温流体を前記作動室5内に吸入し、加圧行
程では前記作動室5内に吸入した高温流体を前記排出部
6から排出管10に加圧送出するように、流路を切り替
える摺動弁体19を備える切替弁17を組み込んである
ことが構造を簡単にするためには好ましい。このために
は、前記ピストン14内にポンプ内流路13の一部をな
す前記切替弁17の弁内流路13aと前記作動室5とを
連通可能なピストン内流路13bを形成する。上記のよ
うにセラミック系材料で前記ピストン14を形成する場
合、このピストン内流路13bは、加圧成形の際に前記
ピストン内流路13bを埋める形状に型取った消失中子
をセラミック粉末予備成形体のピストン内に埋め込んで
おいて、その後に燒結することによって精度よく形成可
能である。また、前記ピストン14に被搬送流体の吸入
口12を設けて、前記ピストン14を軸方向に貫通する
円筒内面に形成される弁座16に沿って摺動する前記摺
動弁体19を設け、前記摺動弁体19を中間部の周面を
縮径した円柱体で構成して、前記中間部の周囲に弁内流
路13aを形成するようにし、前記吸入行程において摺
動弁体19を前記弁座16から前記ピストン14先端部
に突出させて、前記弁内流路13aを前記容器内の高温
流体内に連通させるように構成することが推奨される。
このように構成してあれば、さらに構造が簡単になると
いう利点がある。勿論、前記弁内流路は、任意の形態に
形成することが可能である。
記容器から高温流体を前記作動室5内に吸入し、加圧行
程では前記作動室5内に吸入した高温流体を前記排出部
6から排出管10に加圧送出するように、流路を切り替
える摺動弁体19を備える切替弁17を組み込んである
ことが構造を簡単にするためには好ましい。このために
は、前記ピストン14内にポンプ内流路13の一部をな
す前記切替弁17の弁内流路13aと前記作動室5とを
連通可能なピストン内流路13bを形成する。上記のよ
うにセラミック系材料で前記ピストン14を形成する場
合、このピストン内流路13bは、加圧成形の際に前記
ピストン内流路13bを埋める形状に型取った消失中子
をセラミック粉末予備成形体のピストン内に埋め込んで
おいて、その後に燒結することによって精度よく形成可
能である。また、前記ピストン14に被搬送流体の吸入
口12を設けて、前記ピストン14を軸方向に貫通する
円筒内面に形成される弁座16に沿って摺動する前記摺
動弁体19を設け、前記摺動弁体19を中間部の周面を
縮径した円柱体で構成して、前記中間部の周囲に弁内流
路13aを形成するようにし、前記吸入行程において摺
動弁体19を前記弁座16から前記ピストン14先端部
に突出させて、前記弁内流路13aを前記容器内の高温
流体内に連通させるように構成することが推奨される。
このように構成してあれば、さらに構造が簡単になると
いう利点がある。勿論、前記弁内流路は、任意の形態に
形成することが可能である。
【0018】前記セラミック製の作動軸33と前記金属
製の駆動軸23との連結機構として、前記作動軸33で
ある前記ピストン軸部14bの一端側に、前記駆動軸2
3に連結する第一連結部26を構成し、前記駆動軸23
の他端側に、前記ピストン軸部14bに連結する第二連
結部27を構成し、前記両連結部26、27の間に係止
部材28を係止させた状態で連結する。前記第一連結部
26は、前記ピストン軸部14bの一端側の外周部26
aに第一係止凹部26bを形成して構成し、前記第二連
結部27は金属製で、前記駆動軸23の他端側を前記第
一連結部26に外嵌自在に形成するとともに、その内周
部27aに第二係止凹部27bを形成して構成し、前記
係止部材28が、前記第一係止凹部26bと前記第二係
止凹部27bとの間に介在して前記第一連結部26と前
記第二連結部27との両者に係止するように構成して、
前記係止部材28を前記第二連結部27と前記第一連結
部26との間に介在させた状態で、前記第一連結部26
に前記第二連結部27を外嵌して、前記作動軸33と前
記駆動軸23とを連結する。
製の駆動軸23との連結機構として、前記作動軸33で
ある前記ピストン軸部14bの一端側に、前記駆動軸2
3に連結する第一連結部26を構成し、前記駆動軸23
の他端側に、前記ピストン軸部14bに連結する第二連
結部27を構成し、前記両連結部26、27の間に係止
部材28を係止させた状態で連結する。前記第一連結部
26は、前記ピストン軸部14bの一端側の外周部26
aに第一係止凹部26bを形成して構成し、前記第二連
結部27は金属製で、前記駆動軸23の他端側を前記第
一連結部26に外嵌自在に形成するとともに、その内周
部27aに第二係止凹部27bを形成して構成し、前記
係止部材28が、前記第一係止凹部26bと前記第二係
止凹部27bとの間に介在して前記第一連結部26と前
記第二連結部27との両者に係止するように構成して、
前記係止部材28を前記第二連結部27と前記第一連結
部26との間に介在させた状態で、前記第一連結部26
に前記第二連結部27を外嵌して、前記作動軸33と前
記駆動軸23とを連結する。
【0019】例えば、図6に示すように、前記両係止凹
部26b,27bを、前記外周部26aと、前記内周部
27aとに、夫々周方向に連続する断面部分円形状の環
状溝で形成し、前記係止部材28は、例えばコバールの
ような前記セラミック製の作動軸33と熱膨張係数の大
差ない低膨張合金製の断面円形の円環を分割して形成
し、金属製の前記第二連結部27も、周方向に分割す
る。前記第二連結部27は例えば小ネジを用いて一体に
締結する。前記両軸23,33に長手方向に前記両係止
凹部26b,27bを夫々複数形成し、前記両係止凹部
26b,27b夫々の間に、複数の前記係止部材28を
夫々介在させて係止するように構成すればよい。このよ
うに構成して連結すれば、前記作動軸33の第一連結部
26に形成された複数の環状溝夫々に分割形成された円
環からなる各係止部材28を係止させた状態で、前記分
割された第二連結部27を外嵌し、前記第二係止凹部2
7bを夫々の係止部材28に係合させて、分割してある
前記第二連結部27を例えばビスで一体に結合させると
よい。このように構成すれば前記第二連結部27は、前
記駆動軸23とは機械的に結合できる。尚、前記機械的
結合は、どのような連結方法も採用可能である。この駆
動軸23は、前記炉蓋41の上に設けられた支持構造2
1に支持されるサーボモータを原動機とするピストン駆
動機構22によって駆動される。駆動方向変換機構とし
て、ボールネジを備えるネジ結合を用い、前記駆動軸2
3の本体部に取り付け、前記サーボモータの出力軸の回
転運動を前記駆動軸23の往復運動に変換できる。前記
駆動軸23と前記作動軸33とは、係止部材28を介し
ての相互の係止状態が軸力を伝達できる構造であるか
ら、前記駆動軸23からの軸力が十分に作動軸33と一
体のピストン14に伝達され、しかも、セラミック製の
ピストン軸部14bには曲げ応力が発生しないから、応
力集中も避けられるので、前記駆動軸23と前記作動軸
33との連結部に損傷を生ずるおそれがなくなる。
部26b,27bを、前記外周部26aと、前記内周部
27aとに、夫々周方向に連続する断面部分円形状の環
状溝で形成し、前記係止部材28は、例えばコバールの
ような前記セラミック製の作動軸33と熱膨張係数の大
差ない低膨張合金製の断面円形の円環を分割して形成
し、金属製の前記第二連結部27も、周方向に分割す
る。前記第二連結部27は例えば小ネジを用いて一体に
締結する。前記両軸23,33に長手方向に前記両係止
凹部26b,27bを夫々複数形成し、前記両係止凹部
26b,27b夫々の間に、複数の前記係止部材28を
夫々介在させて係止するように構成すればよい。このよ
うに構成して連結すれば、前記作動軸33の第一連結部
26に形成された複数の環状溝夫々に分割形成された円
環からなる各係止部材28を係止させた状態で、前記分
割された第二連結部27を外嵌し、前記第二係止凹部2
7bを夫々の係止部材28に係合させて、分割してある
前記第二連結部27を例えばビスで一体に結合させると
よい。このように構成すれば前記第二連結部27は、前
記駆動軸23とは機械的に結合できる。尚、前記機械的
結合は、どのような連結方法も採用可能である。この駆
動軸23は、前記炉蓋41の上に設けられた支持構造2
1に支持されるサーボモータを原動機とするピストン駆
動機構22によって駆動される。駆動方向変換機構とし
て、ボールネジを備えるネジ結合を用い、前記駆動軸2
3の本体部に取り付け、前記サーボモータの出力軸の回
転運動を前記駆動軸23の往復運動に変換できる。前記
駆動軸23と前記作動軸33とは、係止部材28を介し
ての相互の係止状態が軸力を伝達できる構造であるか
ら、前記駆動軸23からの軸力が十分に作動軸33と一
体のピストン14に伝達され、しかも、セラミック製の
ピストン軸部14bには曲げ応力が発生しないから、応
力集中も避けられるので、前記駆動軸23と前記作動軸
33との連結部に損傷を生ずるおそれがなくなる。
【0020】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈1〉セラミック製の作動軸33が溶湯ポンプのピスト
ン14のピストン軸部14bであり、駆動軸23がピス
トン駆動機構22の駆動軸23である例について説明し
たが、前記駆動軸23及び前記作動軸33が他の往復駆
動機構の駆動軸と作動軸であってもよく、一方の軸が金
属製であり、他方の軸の外表部が実質的にセラミック製
である場合には何れの場合にも本発明は適用可能で、例
えば往復駆動される従動軸の外表部がセラミックで形成
されており、他方の軸が金属軸であって、前記従動軸の
連結側端部の外表部がセラミックである場合には何れの
場合にも上記と同様に有効である。
明する。 〈1〉セラミック製の作動軸33が溶湯ポンプのピスト
ン14のピストン軸部14bであり、駆動軸23がピス
トン駆動機構22の駆動軸23である例について説明し
たが、前記駆動軸23及び前記作動軸33が他の往復駆
動機構の駆動軸と作動軸であってもよく、一方の軸が金
属製であり、他方の軸の外表部が実質的にセラミック製
である場合には何れの場合にも本発明は適用可能で、例
えば往復駆動される従動軸の外表部がセラミックで形成
されており、他方の軸が金属軸であって、前記従動軸の
連結側端部の外表部がセラミックである場合には何れの
場合にも上記と同様に有効である。
【0021】〈2〉上記実施の形態に於いては、縦置き
の単動ピストンポンプの排出管を固定する例について説
明したが、ポンプに本発明を適用する場合に、ポンプの
姿勢は縦置きに限るものではなく、任意の姿勢で使用さ
れるポンプポンプであってよい。また、ポンプの形式も
単動ピストンポンプに限らず、復動ピストンポンプにも
適用可能である。
の単動ピストンポンプの排出管を固定する例について説
明したが、ポンプに本発明を適用する場合に、ポンプの
姿勢は縦置きに限るものではなく、任意の姿勢で使用さ
れるポンプポンプであってよい。また、ポンプの形式も
単動ピストンポンプに限らず、復動ピストンポンプにも
適用可能である。
【0022】〈3〉上記実施の形態に於いては、ピスト
ン14内に、吸入行程では前記容器から高温流体を前記
作動室5内に吸入し、加圧行程では前記作動室5内に吸
入した高温流体を前記排出部6から排出管10に加圧送
出するように、流路を切り替える摺動弁体19を備える
切替弁17を組み込んであることが構造を簡単にするた
めには好ましいとして説明したが、本発明をポンプに適
用するにあたっては、弁をシリンダ側に設けてあっても
よく、従ってピストン内流路を設けることについても、
ポンプ内流路13の形成は任意であり、上記弁内流路を
必須とするものではない。
ン14内に、吸入行程では前記容器から高温流体を前記
作動室5内に吸入し、加圧行程では前記作動室5内に吸
入した高温流体を前記排出部6から排出管10に加圧送
出するように、流路を切り替える摺動弁体19を備える
切替弁17を組み込んであることが構造を簡単にするた
めには好ましいとして説明したが、本発明をポンプに適
用するにあたっては、弁をシリンダ側に設けてあっても
よく、従ってピストン内流路を設けることについても、
ポンプ内流路13の形成は任意であり、上記弁内流路を
必須とするものではない。
【0023】〈4〉上記実施の形態に於いては、前記両
係止凹部26b,27bを、前記外周部26aと、前記
内周部27aとに、夫々周方向に連続する断面部分円形
状の環状溝で形成し、前記係止部材28は、例えばコバ
ールのような前記セラミック製の作動軸33と熱膨張係
数の大差ない低膨張合金製の断面円形の円環を分割して
形成する例について説明したが、例えば図9に示すよう
に、前記両係止凹部26b,27bを、前記外周部26
aと、前記内周部27aとに、夫々周方向に連続する角
溝形状の環状溝で形成し、前記係止部材28を断面方形
の円環で形成してあってもよい。
係止凹部26b,27bを、前記外周部26aと、前記
内周部27aとに、夫々周方向に連続する断面部分円形
状の環状溝で形成し、前記係止部材28は、例えばコバ
ールのような前記セラミック製の作動軸33と熱膨張係
数の大差ない低膨張合金製の断面円形の円環を分割して
形成する例について説明したが、例えば図9に示すよう
に、前記両係止凹部26b,27bを、前記外周部26
aと、前記内周部27aとに、夫々周方向に連続する角
溝形状の環状溝で形成し、前記係止部材28を断面方形
の円環で形成してあってもよい。
【0024】〈5〉上記実施の形態に於いては、係止部
材28及び第二係止部材27を夫々周方向に分割すると
して説明したが、前記係止部材28及び前記第二連結部
27の分割数は任意であり、後記実施例のように2分割
してあれば扱いやすいが、3分割でも4分割でもよい。
因みに、前記両係止凹部26b,27bを、前記作動軸
33、前記駆動軸23共に、その長手方向に夫々複数の
環状溝を、同一間隔で形成してあれば、連結に際して作
業が容易である。例えば、前記環状溝の間隔だけ位置を
ずらせて連結することも可能になる。
材28及び第二係止部材27を夫々周方向に分割すると
して説明したが、前記係止部材28及び前記第二連結部
27の分割数は任意であり、後記実施例のように2分割
してあれば扱いやすいが、3分割でも4分割でもよい。
因みに、前記両係止凹部26b,27bを、前記作動軸
33、前記駆動軸23共に、その長手方向に夫々複数の
環状溝を、同一間隔で形成してあれば、連結に際して作
業が容易である。例えば、前記環状溝の間隔だけ位置を
ずらせて連結することも可能になる。
【0025】〈6〉上記実施の形態に於いては、前記両
軸23,33に長手方向に前記両係止凹部26b,27
bを夫々複数形成し、前記両係止凹部26b,27b夫
々の間に、複数の前記係止部材28を夫々介在させて係
止するように構成すればよいとして説明したが、前記両
係止凹部26b,27bは夫々単一であってもよい。
軸23,33に長手方向に前記両係止凹部26b,27
bを夫々複数形成し、前記両係止凹部26b,27b夫
々の間に、複数の前記係止部材28を夫々介在させて係
止するように構成すればよいとして説明したが、前記両
係止凹部26b,27bは夫々単一であってもよい。
【0026】〈7〉上記実施の形態に於いては、両係止
凹部26b,27bを、前記外周部26aと、前記内周
部27aとに、夫々周方向に連続する断面部分円形状の
環状溝で形成し、前記係止部材28は、断面円形の円環
を分割して形成する例について説明したが、例えば図1
0に示すように、第一係止凹部26bは周方向に連続す
る断面部分円形状の環状溝で形成し、第二係止凹部27
bは、第二連結部27を第一連結部26に外嵌した状態
で、前記第一係止凹部26bに外接する直円孔を前記第
二連結部27に穿孔して前記直円孔に円柱状の係止部材
28を挿嵌するように構成してもよい。前記第二連結部
27を2分割した例を図示したが、この場合、前記第二
連結部27は分割してなくてもよい。つまり、前記第二
連結部27を前記第一連結部26に外嵌した状態で前記
円柱状の係止部材28を前記直円孔に内挿してもよいか
らである。
凹部26b,27bを、前記外周部26aと、前記内周
部27aとに、夫々周方向に連続する断面部分円形状の
環状溝で形成し、前記係止部材28は、断面円形の円環
を分割して形成する例について説明したが、例えば図1
0に示すように、第一係止凹部26bは周方向に連続す
る断面部分円形状の環状溝で形成し、第二係止凹部27
bは、第二連結部27を第一連結部26に外嵌した状態
で、前記第一係止凹部26bに外接する直円孔を前記第
二連結部27に穿孔して前記直円孔に円柱状の係止部材
28を挿嵌するように構成してもよい。前記第二連結部
27を2分割した例を図示したが、この場合、前記第二
連結部27は分割してなくてもよい。つまり、前記第二
連結部27を前記第一連結部26に外嵌した状態で前記
円柱状の係止部材28を前記直円孔に内挿してもよいか
らである。
【0027】
【実施例】上記本発明の進退動作軸の連結構造の実施例
として、アルミニウムダイキャスト用溶湯ポンプの例に
ついて、以下に、図面を参照しながら説明する。尚、前
記従来の技術における要素と同じ要素並びに同等の機能
を有する要素に関しては、先の図11に付したと同一の
符号を付してある。
として、アルミニウムダイキャスト用溶湯ポンプの例に
ついて、以下に、図面を参照しながら説明する。尚、前
記従来の技術における要素と同じ要素並びに同等の機能
を有する要素に関しては、先の図11に付したと同一の
符号を付してある。
【0028】機能説明図として図8に示したように、高
温流体用ポンプとしての溶湯ポンプは、シリンダ1と、
ピストン14とを備える単動ピストンポンプで構成され
たポンプ本体Pを、前記シリンダ1が縦方向に、且つ、
その下部を高温流体であるアルミニウム溶湯中に浸漬す
るように、前記アルミニウム溶湯の温度を維持する保持
炉40の炉蓋41に取り付けてある。前記ポンプ本体P
の排出部である溶湯排出部6には、排出管10を取り付
けて、アルミニウム溶湯を前記炉蓋41の上方に案内し
て、ダイキャスト装置に供給するように構成してある。
前記シリンダ1内には、前記ピストン14を収容し、そ
のピストン14が往復駆動されることにより、吸入行程
でアルミニウム溶湯を吸入する作動室5を設けてあり、
加圧行程で前記作動室5内に吸引したアルミニウム溶湯
を加圧して、前記溶湯排出部6から、前記排出管10を
経て前記ダイキャスト装置にアルミニウム溶湯を加圧供
給できるように構成してある。前記シリンダ1及び前記
ピストン14等のアルミニウム溶湯と接触する溶湯ポン
プの主要部はセラミック材料で形成してある。その吸入
行程は同図(イ)の状態から開始して、同図(ロ)の状
態で完了し、それに引き続く加圧行程つまり排出行程
は、同図(ハ)の状態から開始して、同図(ニ)の状態
で完了する。そして、図1に示すように、前記ピストン
14はピストン部14aと作動軸33であるピストン軸
部14bとを一体形成してあり、前記ピストン軸部14
bは、前記ピストン14を駆動する金属製の駆動軸23
と連結して、ピストン駆動機構22からの駆動力を前記
ピストン14に伝達するように構成してある。さらに、
前記ピストン14内には、吸入行程では前記保持炉40
からアルミニウム溶湯を前記作動室5内に吸入し、加圧
行程では前記作動室5内に吸入したアルミニウム溶湯を
前記溶湯排出部6から排出管10に加圧送出するよう
に、ポンプ内流路13を切り替える摺動弁体19を備え
て、往復操作される切替弁17を組み込んで切替弁機構
を構成してある(図2参照)。その摺動弁体19は、こ
れに連続する軸部18と共にセラミック材料で形成した
セラミック本体部29を形成しており、前記軸部18を
金属製の弁操作機構24の操作軸25に連結してある。
温流体用ポンプとしての溶湯ポンプは、シリンダ1と、
ピストン14とを備える単動ピストンポンプで構成され
たポンプ本体Pを、前記シリンダ1が縦方向に、且つ、
その下部を高温流体であるアルミニウム溶湯中に浸漬す
るように、前記アルミニウム溶湯の温度を維持する保持
炉40の炉蓋41に取り付けてある。前記ポンプ本体P
の排出部である溶湯排出部6には、排出管10を取り付
けて、アルミニウム溶湯を前記炉蓋41の上方に案内し
て、ダイキャスト装置に供給するように構成してある。
前記シリンダ1内には、前記ピストン14を収容し、そ
のピストン14が往復駆動されることにより、吸入行程
でアルミニウム溶湯を吸入する作動室5を設けてあり、
加圧行程で前記作動室5内に吸引したアルミニウム溶湯
を加圧して、前記溶湯排出部6から、前記排出管10を
経て前記ダイキャスト装置にアルミニウム溶湯を加圧供
給できるように構成してある。前記シリンダ1及び前記
ピストン14等のアルミニウム溶湯と接触する溶湯ポン
プの主要部はセラミック材料で形成してある。その吸入
行程は同図(イ)の状態から開始して、同図(ロ)の状
態で完了し、それに引き続く加圧行程つまり排出行程
は、同図(ハ)の状態から開始して、同図(ニ)の状態
で完了する。そして、図1に示すように、前記ピストン
14はピストン部14aと作動軸33であるピストン軸
部14bとを一体形成してあり、前記ピストン軸部14
bは、前記ピストン14を駆動する金属製の駆動軸23
と連結して、ピストン駆動機構22からの駆動力を前記
ピストン14に伝達するように構成してある。さらに、
前記ピストン14内には、吸入行程では前記保持炉40
からアルミニウム溶湯を前記作動室5内に吸入し、加圧
行程では前記作動室5内に吸入したアルミニウム溶湯を
前記溶湯排出部6から排出管10に加圧送出するよう
に、ポンプ内流路13を切り替える摺動弁体19を備え
て、往復操作される切替弁17を組み込んで切替弁機構
を構成してある(図2参照)。その摺動弁体19は、こ
れに連続する軸部18と共にセラミック材料で形成した
セラミック本体部29を形成しており、前記軸部18を
金属製の弁操作機構24の操作軸25に連結してある。
【0029】前記ポンプ本体Pは、前記シリンダ1をそ
の上端部で保持する保持金具20で前記保持炉40の炉
蓋41に固定してあり、その上に支持構造21を設け
て、前記ピストン駆動機構22及び前記摺動弁体19の
弁操作機構24を前記炉蓋41上に固定してある。前記
保持金具20は、前記排出管10の保持金具をも兼ねて
おり、前記ポンプ本体Pと前記排出管10とを一体に保
持している(図5参照)。尚、前記排出管10は、前記
シリンダ1に接触させて一体に保持して、前記ポンプ本
体Pに固定される。
の上端部で保持する保持金具20で前記保持炉40の炉
蓋41に固定してあり、その上に支持構造21を設け
て、前記ピストン駆動機構22及び前記摺動弁体19の
弁操作機構24を前記炉蓋41上に固定してある。前記
保持金具20は、前記排出管10の保持金具をも兼ねて
おり、前記ポンプ本体Pと前記排出管10とを一体に保
持している(図5参照)。尚、前記排出管10は、前記
シリンダ1に接触させて一体に保持して、前記ポンプ本
体Pに固定される。
【0030】図2に示すように、前記シリンダ1は、窒
化珪素系セラミック材を成形燒結した直円筒からなり、
作動室5の上方にテーパ部1aを設けて、上方の内径を
シリンダ径よりも大きく仕上げてある。このような形状
により、前記シリンダ1の下端部に、前記ピストン14
が出退自在な開口部2が形成される。そして、図2及び
図3に示すように、前記シリンダ1の下部に前記ピスト
ン部14aを配置して、前記ピストン部14aに対し
て、前記開口部2の反対側に高温流体を吸排する作動室
5を形成して、単動ピストンポンプに構成してある。そ
して、前記ピストン部14aは、その吸入行程の吸入死
点において、前記ピストン部14aの前記開口部2側の
開放側端部15が、前記開口部2外に位置するように構
成してある。このような構成により、前記ピストン部1
4aが引退している間は、前記シリンダ内壁3の前記ピ
ストン部14aの前記開口部側の端部までは前記保持炉
40内に貯留されているアルミニウム溶湯に接して、前
記貯留されているアルミニウム溶湯によって洗われ、且
つ、前記ピストン14の吸入行程の際に、前記ピストン
部14aと前記シリンダ1との間に介在する異物は、前
記シリンダ内壁3と前記ピストン部14aの外周面との
間から前記アルミニウム溶湯中に排出される。さらに、
吸入死点においては前記ピストン部14aの前記開放側
端部15の外周部も前記アルミニウム溶湯に接して洗わ
れるから、前記ピストン部14aの前記開口部2側から
は確実に前記ピストン14と前記シリンダ1との間に介
在する異物は排出除去される。さらに、前記前記作動室
5の、前記ピストン14の加圧行程における加圧死点側
の加圧側端部5aに、シリンダ内壁3の内径を拡径した
内径拡大部3aを形成してある。この内径拡大部3a
は、前記ピストン部14aと前記シリンダ内壁3との間
に介在する異物を前記ピストン14の吸入行程の際に排
出させる異物排出空間として作用し、排出された異物を
一時貯留する働きを有するもので、前記異物は、前記ピ
ストン14の吸入行程の際に、吸入される高温流体の流
動に伴い除去され、吸入された被搬送物と共に排出され
る。
化珪素系セラミック材を成形燒結した直円筒からなり、
作動室5の上方にテーパ部1aを設けて、上方の内径を
シリンダ径よりも大きく仕上げてある。このような形状
により、前記シリンダ1の下端部に、前記ピストン14
が出退自在な開口部2が形成される。そして、図2及び
図3に示すように、前記シリンダ1の下部に前記ピスト
ン部14aを配置して、前記ピストン部14aに対し
て、前記開口部2の反対側に高温流体を吸排する作動室
5を形成して、単動ピストンポンプに構成してある。そ
して、前記ピストン部14aは、その吸入行程の吸入死
点において、前記ピストン部14aの前記開口部2側の
開放側端部15が、前記開口部2外に位置するように構
成してある。このような構成により、前記ピストン部1
4aが引退している間は、前記シリンダ内壁3の前記ピ
ストン部14aの前記開口部側の端部までは前記保持炉
40内に貯留されているアルミニウム溶湯に接して、前
記貯留されているアルミニウム溶湯によって洗われ、且
つ、前記ピストン14の吸入行程の際に、前記ピストン
部14aと前記シリンダ1との間に介在する異物は、前
記シリンダ内壁3と前記ピストン部14aの外周面との
間から前記アルミニウム溶湯中に排出される。さらに、
吸入死点においては前記ピストン部14aの前記開放側
端部15の外周部も前記アルミニウム溶湯に接して洗わ
れるから、前記ピストン部14aの前記開口部2側から
は確実に前記ピストン14と前記シリンダ1との間に介
在する異物は排出除去される。さらに、前記前記作動室
5の、前記ピストン14の加圧行程における加圧死点側
の加圧側端部5aに、シリンダ内壁3の内径を拡径した
内径拡大部3aを形成してある。この内径拡大部3a
は、前記ピストン部14aと前記シリンダ内壁3との間
に介在する異物を前記ピストン14の吸入行程の際に排
出させる異物排出空間として作用し、排出された異物を
一時貯留する働きを有するもので、前記異物は、前記ピ
ストン14の吸入行程の際に、吸入される高温流体の流
動に伴い除去され、吸入された被搬送物と共に排出され
る。
【0031】前記作動室5は、前記テーパ部1aに内嵌
自在なテーパ面6bを外周に形成した、前記シリンダ1
とは別体に形成された溶湯排出部6を、上方から前記シ
リンダ1に挿入内嵌して、前記溶湯排出部6の下部の壁
で上部隔壁を形成し、前記上部隔壁と前記ピストン部1
4aの上面との間に形成してある。この溶湯排出部6
は、円筒状に形成された前記シリンダ1と同材の燒結材
からなり、外周面を前記テーパ面6bに形成し、内径を
前記ピストン軸部14bが摺動嵌合するように定めた案
内部6cを形成して、その内周面を上下端部を除いて拡
径してある。この拡径部6aがこの溶湯排出部6におけ
るポンプ内流路13となり、前記拡径部6aの上下の前
記案内部6cの内周面が前記ピストン軸部14bの案内
面となる。前記下側の案内部6cが前記作動室5の上部
隔壁を形成している。そして、前記シリンダ1に開口部
2を設けた構成と、この溶湯排出部6の構成により、前
記ピストン14は、前記開口部2から前記ピストン軸部
14bを前記案内面内に挿入し、上方に配置したピスト
ン駆動機構22と連結すれば、ポンプを構成できるので
ある。従って、この溶湯ポンプのピストン14は、ポン
プ本体Pを解体することなく、前記ピストン駆動機構2
2との連結を解けば、前記開口部2から前記シリンダ1
の下方に抜き出すことができるのである。尚、前記溶湯
排出部6は、その上方の、同質のセラミック材料で形成
された上部蓋体7との間に、同様に同質材で形成された
スペーサ筒8を介装して前記シリンダ1に取り付けるよ
うにしてあり、前記上部蓋体7の下面と前記溶湯排出部
6の上面とには、前記スペーサ筒8の上下に形成された
係合突起を係入させる係止切欠を形成してあり、相互の
回転を防止するように構成してある。前記ポンプ本体P
を構成する前記上部蓋体7と前記シリンダ1とは一体に
前記保持金具20によって前記保持炉40の炉蓋41に
固定される。前記溶湯排出部6と前記シリンダ内壁3と
の間及び前記案内部6cの内周面と前記ピストン軸部1
4bとの間のシール及び潤滑には、高温流体である溶融
金属を利用するように構成してある。つまり、溶融金属
の表面張力の高いことと粘性の低いことを利用して、シ
ールすべき隙間に溶融金属を一部侵入させて封止体と
し、その一部侵入した溶融金属によって前記案内部6c
における潤滑を図るものである。このために、前記溶湯
排出部6の上方の、溶融金属液面の下方に、前記シリン
ダ1と前記スペーサ筒8との前記保持炉40内のアルミ
ニウム溶湯の湯面Sより低い位置に溶湯流入口Hを形成
し、積極的に前記溶湯排出部6の上方に溶融金属の流入
を促し、流入した溶融金属によって前記作動室5の上方
を封止するようにしてある。
自在なテーパ面6bを外周に形成した、前記シリンダ1
とは別体に形成された溶湯排出部6を、上方から前記シ
リンダ1に挿入内嵌して、前記溶湯排出部6の下部の壁
で上部隔壁を形成し、前記上部隔壁と前記ピストン部1
4aの上面との間に形成してある。この溶湯排出部6
は、円筒状に形成された前記シリンダ1と同材の燒結材
からなり、外周面を前記テーパ面6bに形成し、内径を
前記ピストン軸部14bが摺動嵌合するように定めた案
内部6cを形成して、その内周面を上下端部を除いて拡
径してある。この拡径部6aがこの溶湯排出部6におけ
るポンプ内流路13となり、前記拡径部6aの上下の前
記案内部6cの内周面が前記ピストン軸部14bの案内
面となる。前記下側の案内部6cが前記作動室5の上部
隔壁を形成している。そして、前記シリンダ1に開口部
2を設けた構成と、この溶湯排出部6の構成により、前
記ピストン14は、前記開口部2から前記ピストン軸部
14bを前記案内面内に挿入し、上方に配置したピスト
ン駆動機構22と連結すれば、ポンプを構成できるので
ある。従って、この溶湯ポンプのピストン14は、ポン
プ本体Pを解体することなく、前記ピストン駆動機構2
2との連結を解けば、前記開口部2から前記シリンダ1
の下方に抜き出すことができるのである。尚、前記溶湯
排出部6は、その上方の、同質のセラミック材料で形成
された上部蓋体7との間に、同様に同質材で形成された
スペーサ筒8を介装して前記シリンダ1に取り付けるよ
うにしてあり、前記上部蓋体7の下面と前記溶湯排出部
6の上面とには、前記スペーサ筒8の上下に形成された
係合突起を係入させる係止切欠を形成してあり、相互の
回転を防止するように構成してある。前記ポンプ本体P
を構成する前記上部蓋体7と前記シリンダ1とは一体に
前記保持金具20によって前記保持炉40の炉蓋41に
固定される。前記溶湯排出部6と前記シリンダ内壁3と
の間及び前記案内部6cの内周面と前記ピストン軸部1
4bとの間のシール及び潤滑には、高温流体である溶融
金属を利用するように構成してある。つまり、溶融金属
の表面張力の高いことと粘性の低いことを利用して、シ
ールすべき隙間に溶融金属を一部侵入させて封止体と
し、その一部侵入した溶融金属によって前記案内部6c
における潤滑を図るものである。このために、前記溶湯
排出部6の上方の、溶融金属液面の下方に、前記シリン
ダ1と前記スペーサ筒8との前記保持炉40内のアルミ
ニウム溶湯の湯面Sより低い位置に溶湯流入口Hを形成
し、積極的に前記溶湯排出部6の上方に溶融金属の流入
を促し、流入した溶融金属によって前記作動室5の上方
を封止するようにしてある。
【0032】前記ピストン14は、軸断面をT字状に形
成して、前記ピストン部14aに連続する前記ピストン
軸部14bを一体形成したもので、前記ピストン14に
は、後述のように、切替弁機構を内部に形成可能に、前
記往復操作される切替弁17の摺動弁体19に対する円
筒状の弁座16と、これに連続する前記切替弁17の軸
部18を内挿して案内する円筒状空間と、前記弁座16
の内方に形成される弁内流路13aを前記作動室5に連
通させるピストン内流路13bと、前記弁内流路13a
を前記溶湯排出部6に連通させる吐出開口9とを備えて
いる。このピストン部14aの外径は、前記シリンダ内
壁3の内径より僅かに小径にしてあり、前記シリンダ内
壁3に対して容易に低抵抗で摺動できるようにしてあ
る。これは、高温流体が溶融アルミニウムであり、その
表面張力が高いことを利用して、通常のピストンポンプ
におけるピストンリングを設けないようにしたものであ
る。この構成により、ピストン14の燒結による形成が
極めて容易になり、リング溝の研削加工等の加工工程を
大幅に削減してある。尚、前記ピストン部14aと前記
シリンダ1内周面との間の隙間が適当な間隙寸法であれ
ば、前記ピストン部14aと前記シリンダ1との間に僅
かにアルミニウム溶湯が侵入し、これが潤滑剤として機
能すると共に、ピストンリングと同様のシール効果も発
揮するのである。尚、前記ピストン部14aからピスト
ン軸部14bにわたって形成される円筒状の空間と、前
記ピストン内流路とは、前記ピストン14の燒結に際し
て、適宜中子を使用することにより形成可能である。
成して、前記ピストン部14aに連続する前記ピストン
軸部14bを一体形成したもので、前記ピストン14に
は、後述のように、切替弁機構を内部に形成可能に、前
記往復操作される切替弁17の摺動弁体19に対する円
筒状の弁座16と、これに連続する前記切替弁17の軸
部18を内挿して案内する円筒状空間と、前記弁座16
の内方に形成される弁内流路13aを前記作動室5に連
通させるピストン内流路13bと、前記弁内流路13a
を前記溶湯排出部6に連通させる吐出開口9とを備えて
いる。このピストン部14aの外径は、前記シリンダ内
壁3の内径より僅かに小径にしてあり、前記シリンダ内
壁3に対して容易に低抵抗で摺動できるようにしてあ
る。これは、高温流体が溶融アルミニウムであり、その
表面張力が高いことを利用して、通常のピストンポンプ
におけるピストンリングを設けないようにしたものであ
る。この構成により、ピストン14の燒結による形成が
極めて容易になり、リング溝の研削加工等の加工工程を
大幅に削減してある。尚、前記ピストン部14aと前記
シリンダ1内周面との間の隙間が適当な間隙寸法であれ
ば、前記ピストン部14aと前記シリンダ1との間に僅
かにアルミニウム溶湯が侵入し、これが潤滑剤として機
能すると共に、ピストンリングと同様のシール効果も発
揮するのである。尚、前記ピストン部14aからピスト
ン軸部14bにわたって形成される円筒状の空間と、前
記ピストン内流路とは、前記ピストン14の燒結に際し
て、適宜中子を使用することにより形成可能である。
【0033】前記切替弁17は、図2〜4に示すよう
に、ピストン14内部に形成される円筒状の弁座16に
対して往復摺動操作される、棒状のセラミック本体部2
9の内部に金属製の内嵌棒状体30を内嵌挿通して形成
されたセラミック製の軸部18の端部に摺動弁体19を
形成して構成したものであり、前記摺動弁体19は、中
間部の周面を縮径した円柱体で形成され、前記ピストン
14内に円筒形内面で形成された前記弁座16に内嵌し
上下に摺動するように構成して、前記中間部の縮径した
周面と前記弁座との間に前記弁内流路13aを形成して
ある。そして、吸入行程では、前記摺動弁体19は最低
位、即ち前記ピストン軸部14bの所定の位置に前記溶
湯排出部6に向けて開口する吐出開口9を前記摺動弁体
19の上端部で形成される第一弁部19aにより閉塞す
る吸入位置に位置し、同時に、前記摺動弁体19の下端
部で形成される第二弁部19bは、その吸入位置で、前
記弁座16即ち前記ピストン部14aから外方に離間し
て、前記弁内流路13aを前記アルミニウム溶湯内に連
通させるように構成してある。また、吐出行程では、前
記摺動弁体19は最高位、即ち前記第二弁部19bが前
記ピストン14内部に収まって前記弁内流路13aと前
記保持炉40内のアルミニウム溶湯との流通を断ち、同
時に前記吐出開口9を前記弁内流路13aに開口させる
ように、前記第一弁部19aは前記吐出開口9よりも上
方に位置する吐出位置に位置を切り替えられるように構
成してある。上記のように前記第二弁部19bが前記ピ
ストン14から突出するので、前記第一弁部19aと前
記第二弁部19bとの間に、前記弁座16面に沿って摺
接して摺動弁体19を案内する案内突起部19cを、前
記縮径した中間部の周方向に複数形成してある(図4参
照)。この案内部19cが弁座16面 に周接している
ことによって、切替弁17が吸入位置から加圧位置に切
り替わり、前記第二弁部19cがピストン14内部に引
退して、弁座15に接当するに際して、支障なく移動で
きる。
に、ピストン14内部に形成される円筒状の弁座16に
対して往復摺動操作される、棒状のセラミック本体部2
9の内部に金属製の内嵌棒状体30を内嵌挿通して形成
されたセラミック製の軸部18の端部に摺動弁体19を
形成して構成したものであり、前記摺動弁体19は、中
間部の周面を縮径した円柱体で形成され、前記ピストン
14内に円筒形内面で形成された前記弁座16に内嵌し
上下に摺動するように構成して、前記中間部の縮径した
周面と前記弁座との間に前記弁内流路13aを形成して
ある。そして、吸入行程では、前記摺動弁体19は最低
位、即ち前記ピストン軸部14bの所定の位置に前記溶
湯排出部6に向けて開口する吐出開口9を前記摺動弁体
19の上端部で形成される第一弁部19aにより閉塞す
る吸入位置に位置し、同時に、前記摺動弁体19の下端
部で形成される第二弁部19bは、その吸入位置で、前
記弁座16即ち前記ピストン部14aから外方に離間し
て、前記弁内流路13aを前記アルミニウム溶湯内に連
通させるように構成してある。また、吐出行程では、前
記摺動弁体19は最高位、即ち前記第二弁部19bが前
記ピストン14内部に収まって前記弁内流路13aと前
記保持炉40内のアルミニウム溶湯との流通を断ち、同
時に前記吐出開口9を前記弁内流路13aに開口させる
ように、前記第一弁部19aは前記吐出開口9よりも上
方に位置する吐出位置に位置を切り替えられるように構
成してある。上記のように前記第二弁部19bが前記ピ
ストン14から突出するので、前記第一弁部19aと前
記第二弁部19bとの間に、前記弁座16面に沿って摺
接して摺動弁体19を案内する案内突起部19cを、前
記縮径した中間部の周方向に複数形成してある(図4参
照)。この案内部19cが弁座16面 に周接している
ことによって、切替弁17が吸入位置から加圧位置に切
り替わり、前記第二弁部19cがピストン14内部に引
退して、弁座15に接当するに際して、支障なく移動で
きる。
【0034】前記切替弁17の動作は、前記ピストン1
4の動作と連動させてある。つまり、前記吸入行程で
は、前記摺動弁体19は吸入位置、即ち前記第二弁部1
9bが前記ピストン部14aから突出する位置にあり、
前記弁内流路13aに前記第二弁部19bの上方の中間
部の周囲の弁内流路13aから前記ピストン14内に形
成されたポンプ内流路13を通じて前記作動室5内に吸
入される(図3参照)。そして、前記加圧行程では、前
記摺動弁体19は吐出位置、即ち前記第二弁部19bが
前記ピストン部14a内に位置して、前記弁内流路13
aを前記アルミニウム溶湯から隔絶すると共に、前記第
一弁部19aが前記吐出開口9の上方に位置して、前記
弁内流路13aを前記溶湯排出部6内のポンプ内流路1
3に連通させ、前記作動室5内に吸入したアルミニウム
溶湯を前記溶湯排出部6を経て前記排出管10に送り出
すように構成されている(図2参照)。従って、吸入行
程では、前記ピストン14内に形成してある前記弁座1
6に開口し、且つ、前記ピストン部14aの前記作動室
5側の面に開口するピストン内流路13bが前記弁内流
路13aと連通するから、前記保持炉40内のアルミニ
ウム溶湯は、前記作動室5内に吸入される。また、吐出
行程では、前記ピストン内流路13bは、前記吐出開口
9に連通しており、前記作動室5に吸入されたアルミニ
ウム溶湯は、前記吐出開口9から前記溶湯排出部6を経
て前記排出管10に加圧送出される。
4の動作と連動させてある。つまり、前記吸入行程で
は、前記摺動弁体19は吸入位置、即ち前記第二弁部1
9bが前記ピストン部14aから突出する位置にあり、
前記弁内流路13aに前記第二弁部19bの上方の中間
部の周囲の弁内流路13aから前記ピストン14内に形
成されたポンプ内流路13を通じて前記作動室5内に吸
入される(図3参照)。そして、前記加圧行程では、前
記摺動弁体19は吐出位置、即ち前記第二弁部19bが
前記ピストン部14a内に位置して、前記弁内流路13
aを前記アルミニウム溶湯から隔絶すると共に、前記第
一弁部19aが前記吐出開口9の上方に位置して、前記
弁内流路13aを前記溶湯排出部6内のポンプ内流路1
3に連通させ、前記作動室5内に吸入したアルミニウム
溶湯を前記溶湯排出部6を経て前記排出管10に送り出
すように構成されている(図2参照)。従って、吸入行
程では、前記ピストン14内に形成してある前記弁座1
6に開口し、且つ、前記ピストン部14aの前記作動室
5側の面に開口するピストン内流路13bが前記弁内流
路13aと連通するから、前記保持炉40内のアルミニ
ウム溶湯は、前記作動室5内に吸入される。また、吐出
行程では、前記ピストン内流路13bは、前記吐出開口
9に連通しており、前記作動室5に吸入されたアルミニ
ウム溶湯は、前記吐出開口9から前記溶湯排出部6を経
て前記排出管10に加圧送出される。
【0035】前記排出管10には、図4に示すように、
前記シリンダ1の外周面4に沿う本体接当面10aを形
成してあり、前記本体接当面10aを前記シリンダ1の
外周面4に沿わせてセラミック系接着剤で接着されてい
る。そして、図5に示すように、前記溶湯排出部6に接
続する下端部には、係合部を成す丸孔からなる係止凹部
10bを設けてあり、前記シリンダ1に外嵌固定する嵌
合連結部材11に係合させる。この嵌合連結部材11と
の係合は、前記排出管10と前記シリンダ1の外周面4
との接着を補強するものである。
前記シリンダ1の外周面4に沿う本体接当面10aを形
成してあり、前記本体接当面10aを前記シリンダ1の
外周面4に沿わせてセラミック系接着剤で接着されてい
る。そして、図5に示すように、前記溶湯排出部6に接
続する下端部には、係合部を成す丸孔からなる係止凹部
10bを設けてあり、前記シリンダ1に外嵌固定する嵌
合連結部材11に係合させる。この嵌合連結部材11と
の係合は、前記排出管10と前記シリンダ1の外周面4
との接着を補強するものである。
【0036】前記嵌合連結部材11は、前記シリンダ1
と実質的に同質材料からなるとともに、円環状に形成し
て、前記シリンダ1に外嵌自在にしてあり、図4及び図
5に示すように、前記排出管10の係止凹部10bと係
合する円柱状突起で形成された係止突起11aを備えて
いる。前記嵌合連結部材11は、前記シリンダ1の下端
部から外嵌され、前記係止突起11aを前記排出管10
の係止凹部10bに係入させて、前記排出管10を係合
保持した状態でセラミック系接着剤で前記シリンダ1の
外周面4に接着固定されている。尚、その保持状態を確
実に維持するために、前記外嵌連結部材11にはピン挿
入用のピン穴11bを穿孔し、対応する前記シリンダ1
の外周面4にも係合切欠4aを設けて、係合ピンを挿入
して位置を固定するようにしてある。
と実質的に同質材料からなるとともに、円環状に形成し
て、前記シリンダ1に外嵌自在にしてあり、図4及び図
5に示すように、前記排出管10の係止凹部10bと係
合する円柱状突起で形成された係止突起11aを備えて
いる。前記嵌合連結部材11は、前記シリンダ1の下端
部から外嵌され、前記係止突起11aを前記排出管10
の係止凹部10bに係入させて、前記排出管10を係合
保持した状態でセラミック系接着剤で前記シリンダ1の
外周面4に接着固定されている。尚、その保持状態を確
実に維持するために、前記外嵌連結部材11にはピン挿
入用のピン穴11bを穿孔し、対応する前記シリンダ1
の外周面4にも係合切欠4aを設けて、係合ピンを挿入
して位置を固定するようにしてある。
【0037】作動軸33の一例である前記ピストン軸部
14bと前記金属製の駆動軸23とは、前記ピストン軸
部14bがセラミック製であるために脆く、通常の機械
的連結、例えばネジ嵌合連結や、フランジ連結が耐久性
の面で問題を有していることから、本発明の特徴とする
連結構造を採用してある。つまり、図6及び図7に示す
ように、前記作動軸33としての前記ピストン軸部14
bの一端側には、前記駆動軸23に連結する第一連結部
26を構成し、前記駆動軸23の他端側には、前記ピス
トン軸部14bに連結する第二連結部27を構成し、前
記両連結部26、27の間に係止部材28を係止させた
状態で連結してある。前記第一連結部26は、前記ピス
トン軸部14bの一端側の外周部26aに第一係止凹部
26bを形成して構成してあり、前記第二連結部27は
金属製で、前記駆動軸23の他端側を前記第一連結部2
6に外嵌自在に形成するとともに、その内周部27aに
第二係止凹部27bを形成して構成してあり、前記係止
部材28は、前記第一係止凹部26bと前記第二係止凹
部27bとの間に介在して前記第一連結部26と前記第
二連結部27との両者に係止するように構成して、前記
係止部材28を前記第二連結部27と前記第一連結部2
6との間に介在させた状態で、前記第一連結部26に前
記第二連結部27を外嵌して、前記ピストン軸部14b
と前記駆動軸23とを連結してある。具体的には、前記
両係止凹部26b,27bを、前記外周部26aと、前
記内周部27aとに、夫々周方向に連続する断面部分円
形状の環状溝で形成し、前記係止部材28は、例えばコ
バールのようなセラミック製のピストン軸部14bと熱
膨張係数の大差ない低膨張合金製の断面円形の円環を2
分割して形成し、前記第二連結部27も、周方向に2分
割してある。前記第二連結部27は小ネジを用いて一体
に結合される。上記のように、前記係止部材28を前記
ピストン軸部14bとの熱膨張差を少なくすることによ
って、前記係止部材28が前記第一係止凹部26bから
離間することを防止して、前記外周部26aのエッジ、
即ち前記第一係止凹部26bの溝端に前記係止部材28
による外力が作用することを防止してある。尚、前記係
止部材28及び前記第二連結部27の分割数は任意であ
り、3分割でも4分割でもよい。前記両係止凹部26
b,27bとして、前記ピストン軸部14b、前記駆動
軸23共に、その長手方向に各3条の環状溝を、両軸1
4b,23共に同一間隔で形成してある。尚、この係止
凹部26b,27bは、夫々長手方向に複数形成してあ
ればよく、両者の係止凹部26b,27b間に前記係止
部材28を夫々介在させて係止できればよく、2条であ
っても4条であってもよく、さらに多くの溝を形成して
あってもよい。そして、前記各環状溝夫々の間に、3対
の前記係止部材28を夫々介在させて係止するように構
成してある。この連結は、前記ピストン軸部14bの第
一連結部26に形成された3条の環状溝夫々に2分割形
成された円環からなる各係止部材28を係止させた状態
で、前記2分割された駆動軸23の第二連結部27を外
嵌し、前記第二係止凹部27bを夫々の係止部材28に
係合させてビスで一体に結合させる。前記第二連結部2
7は、前記駆動軸23の本体部のフランジに連結される
(図2参照)。尚、前記駆動軸23との連結は、どのよ
うな連結方法も採用可能である。この駆動軸23は、図
1に示すように、前記炉蓋41の上に設けられた支持構
造21に支持されるサーボモータを原動機とするピスト
ン駆動機構22によって駆動され、駆動方向変換機構と
して、ボールネジを備えるネジ結合を用い、前記駆動軸
23の本体部に取り付け、前記サーボモータの出力軸に
雄ねじを螺設して、前記両ネジの谷の間に軸力伝達用の
複数のボールを介装し、前記外側ネジを前後駆動してポ
ンプ動作をさせるように構成してある。このために、上
下限リミットスイッチを設けて、上下限点夫々で前記サ
ーボモータを反転させるように構成してある。以上のよ
うに構成してあるから、前記駆動軸23と前記ピストン
14とは、係止部材28を介しての相互の係止状態が軸
力を伝達できる構造であるから、前記駆動軸23からの
軸力が十分にピストン14に伝達され、しかも、セラミ
ック製のピストン軸部14bには曲げ応力が発生しない
から、応力集中も避けられるので、前記駆動軸23と前
記ピストン14との連結部に損傷を生ずるおそれがなく
なった。
14bと前記金属製の駆動軸23とは、前記ピストン軸
部14bがセラミック製であるために脆く、通常の機械
的連結、例えばネジ嵌合連結や、フランジ連結が耐久性
の面で問題を有していることから、本発明の特徴とする
連結構造を採用してある。つまり、図6及び図7に示す
ように、前記作動軸33としての前記ピストン軸部14
bの一端側には、前記駆動軸23に連結する第一連結部
26を構成し、前記駆動軸23の他端側には、前記ピス
トン軸部14bに連結する第二連結部27を構成し、前
記両連結部26、27の間に係止部材28を係止させた
状態で連結してある。前記第一連結部26は、前記ピス
トン軸部14bの一端側の外周部26aに第一係止凹部
26bを形成して構成してあり、前記第二連結部27は
金属製で、前記駆動軸23の他端側を前記第一連結部2
6に外嵌自在に形成するとともに、その内周部27aに
第二係止凹部27bを形成して構成してあり、前記係止
部材28は、前記第一係止凹部26bと前記第二係止凹
部27bとの間に介在して前記第一連結部26と前記第
二連結部27との両者に係止するように構成して、前記
係止部材28を前記第二連結部27と前記第一連結部2
6との間に介在させた状態で、前記第一連結部26に前
記第二連結部27を外嵌して、前記ピストン軸部14b
と前記駆動軸23とを連結してある。具体的には、前記
両係止凹部26b,27bを、前記外周部26aと、前
記内周部27aとに、夫々周方向に連続する断面部分円
形状の環状溝で形成し、前記係止部材28は、例えばコ
バールのようなセラミック製のピストン軸部14bと熱
膨張係数の大差ない低膨張合金製の断面円形の円環を2
分割して形成し、前記第二連結部27も、周方向に2分
割してある。前記第二連結部27は小ネジを用いて一体
に結合される。上記のように、前記係止部材28を前記
ピストン軸部14bとの熱膨張差を少なくすることによ
って、前記係止部材28が前記第一係止凹部26bから
離間することを防止して、前記外周部26aのエッジ、
即ち前記第一係止凹部26bの溝端に前記係止部材28
による外力が作用することを防止してある。尚、前記係
止部材28及び前記第二連結部27の分割数は任意であ
り、3分割でも4分割でもよい。前記両係止凹部26
b,27bとして、前記ピストン軸部14b、前記駆動
軸23共に、その長手方向に各3条の環状溝を、両軸1
4b,23共に同一間隔で形成してある。尚、この係止
凹部26b,27bは、夫々長手方向に複数形成してあ
ればよく、両者の係止凹部26b,27b間に前記係止
部材28を夫々介在させて係止できればよく、2条であ
っても4条であってもよく、さらに多くの溝を形成して
あってもよい。そして、前記各環状溝夫々の間に、3対
の前記係止部材28を夫々介在させて係止するように構
成してある。この連結は、前記ピストン軸部14bの第
一連結部26に形成された3条の環状溝夫々に2分割形
成された円環からなる各係止部材28を係止させた状態
で、前記2分割された駆動軸23の第二連結部27を外
嵌し、前記第二係止凹部27bを夫々の係止部材28に
係合させてビスで一体に結合させる。前記第二連結部2
7は、前記駆動軸23の本体部のフランジに連結される
(図2参照)。尚、前記駆動軸23との連結は、どのよ
うな連結方法も採用可能である。この駆動軸23は、図
1に示すように、前記炉蓋41の上に設けられた支持構
造21に支持されるサーボモータを原動機とするピスト
ン駆動機構22によって駆動され、駆動方向変換機構と
して、ボールネジを備えるネジ結合を用い、前記駆動軸
23の本体部に取り付け、前記サーボモータの出力軸に
雄ねじを螺設して、前記両ネジの谷の間に軸力伝達用の
複数のボールを介装し、前記外側ネジを前後駆動してポ
ンプ動作をさせるように構成してある。このために、上
下限リミットスイッチを設けて、上下限点夫々で前記サ
ーボモータを反転させるように構成してある。以上のよ
うに構成してあるから、前記駆動軸23と前記ピストン
14とは、係止部材28を介しての相互の係止状態が軸
力を伝達できる構造であるから、前記駆動軸23からの
軸力が十分にピストン14に伝達され、しかも、セラミ
ック製のピストン軸部14bには曲げ応力が発生しない
から、応力集中も避けられるので、前記駆動軸23と前
記ピストン14との連結部に損傷を生ずるおそれがなく
なった。
【0038】前記切替弁17を操作する金属製の操作軸
25は、弁操作機構24のエアシリンダで押し引き駆動
される(図1参照)が、前記切替弁17の軸部18は実
質的にセラミック材料で構成されており、前記金属製の
操作軸25との連結が、前記ピストン軸部14bと前記
駆動軸23との連結と同様に困難を伴うのに鑑み、ここ
にも特異な連結構造を採用してある。つまり、図2に示
すように、前記連結構造は、セラミック軸として前記切
替弁17の軸部18と摺動弁体19とを一体に形成して
構成するセラミック本体部29と、前記セラミック本体
部29にその一端側から内嵌挿通する金属製の内嵌棒状
体30とで構成し、前記内嵌棒状体30を前記セラミッ
ク本体部29に内嵌挿通した状態で、その他端側に、前
記セラミック本体部29に係止する係止部30aを形成
し、前記接続部30bに、前記セラミック本体部29を
前記係止部30aとの間で前記内嵌棒状体30に保持す
る、前記内嵌棒状体30に螺設された雄ねじに螺合する
雌ねじ部材と、前記内嵌棒状体30に外嵌し、前記雌ね
じ部材と前記セラミック本体部29との間に介装される
管状部材とからなる保持機構31を設けて、前記セラミ
ック本体部29を前記係止部30aに向けて押圧保持
し、前記内嵌棒状体30を、前記操作軸25に接続して
ある。具体的には、前記軸部18と前記摺動弁体19と
を連続して備える前記セラミック本体部29に、軸方向
に貫通する前記内嵌棒状体30を挿通する挿通孔を設け
るとともに、前記挿通孔の他端側、つまり第二弁部19
bの前記開口部2側の前記挿通孔の軸断面形状を僅かに
張り出したT字形に形成して被係止部29aを形成し、
前記内嵌棒状体30の他端側も軸断面形状も同様に僅か
に張り出したT字形に形成して前記係止部30aを形成
して、前記内嵌棒状体30を前記セラミック本体部29
の他端側から前記挿通孔に挿通し、前記係止部30aを
前記被係止部29aに係止させる。この状態で、前記内
嵌棒状体30の一端側に前記保持機構31を止め付け
て、前記セラミック本体部29を前記係止部30aに向
けて押圧保持して、前記切替弁17を一体に形成する。
そして、前記一体に形成した切替弁17の接続部30b
を、前記操作軸25にフランジ接続するのである。この
ように構成したから、前記接続部30bと操作軸25と
の接続には、従来から用いられている金属軸同士の接続
構造が使用できるようになった。つまり、上記フランジ
接続の代わりにネジ接続することも可能であり、また、
他の嵌合接続手段を用いることも可能である。前記保持
機構31は、前記内嵌棒状体30の一端側からスペーサ
管31aを外嵌し、さらに、バネ体を介装して前記内嵌
棒状体30の一端側に螺設された雄ねじにナット31b
を螺合し、前記バネ体の弾力により前記セラミック本体
部29を前記係止部30aに向けて押圧保持するのであ
る。前記バネ体としては、複数枚重ねた皿バネが好適に
用いられる。
25は、弁操作機構24のエアシリンダで押し引き駆動
される(図1参照)が、前記切替弁17の軸部18は実
質的にセラミック材料で構成されており、前記金属製の
操作軸25との連結が、前記ピストン軸部14bと前記
駆動軸23との連結と同様に困難を伴うのに鑑み、ここ
にも特異な連結構造を採用してある。つまり、図2に示
すように、前記連結構造は、セラミック軸として前記切
替弁17の軸部18と摺動弁体19とを一体に形成して
構成するセラミック本体部29と、前記セラミック本体
部29にその一端側から内嵌挿通する金属製の内嵌棒状
体30とで構成し、前記内嵌棒状体30を前記セラミッ
ク本体部29に内嵌挿通した状態で、その他端側に、前
記セラミック本体部29に係止する係止部30aを形成
し、前記接続部30bに、前記セラミック本体部29を
前記係止部30aとの間で前記内嵌棒状体30に保持す
る、前記内嵌棒状体30に螺設された雄ねじに螺合する
雌ねじ部材と、前記内嵌棒状体30に外嵌し、前記雌ね
じ部材と前記セラミック本体部29との間に介装される
管状部材とからなる保持機構31を設けて、前記セラミ
ック本体部29を前記係止部30aに向けて押圧保持
し、前記内嵌棒状体30を、前記操作軸25に接続して
ある。具体的には、前記軸部18と前記摺動弁体19と
を連続して備える前記セラミック本体部29に、軸方向
に貫通する前記内嵌棒状体30を挿通する挿通孔を設け
るとともに、前記挿通孔の他端側、つまり第二弁部19
bの前記開口部2側の前記挿通孔の軸断面形状を僅かに
張り出したT字形に形成して被係止部29aを形成し、
前記内嵌棒状体30の他端側も軸断面形状も同様に僅か
に張り出したT字形に形成して前記係止部30aを形成
して、前記内嵌棒状体30を前記セラミック本体部29
の他端側から前記挿通孔に挿通し、前記係止部30aを
前記被係止部29aに係止させる。この状態で、前記内
嵌棒状体30の一端側に前記保持機構31を止め付け
て、前記セラミック本体部29を前記係止部30aに向
けて押圧保持して、前記切替弁17を一体に形成する。
そして、前記一体に形成した切替弁17の接続部30b
を、前記操作軸25にフランジ接続するのである。この
ように構成したから、前記接続部30bと操作軸25と
の接続には、従来から用いられている金属軸同士の接続
構造が使用できるようになった。つまり、上記フランジ
接続の代わりにネジ接続することも可能であり、また、
他の嵌合接続手段を用いることも可能である。前記保持
機構31は、前記内嵌棒状体30の一端側からスペーサ
管31aを外嵌し、さらに、バネ体を介装して前記内嵌
棒状体30の一端側に螺設された雄ねじにナット31b
を螺合し、前記バネ体の弾力により前記セラミック本体
部29を前記係止部30aに向けて押圧保持するのであ
る。前記バネ体としては、複数枚重ねた皿バネが好適に
用いられる。
【0039】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図1】本発明に係る溶湯ポンプの実施例の一部切欠側
面図
面図
【図2】本発明に係る溶湯ポンプの実施例の構成説明用
縦断面図
縦断面図
【図3】本発明に係る溶湯ポンプの実施例の要部縦断面
図
図
【図4】図3に示す溶湯ポンプの平断面図
【図5】本発明に係る溶湯ポンプのシリンダと排出管の
組み付け説明用斜視図
組み付け説明用斜視図
【図6】本発明の連結構造の一例を示す要部縦断面図
【図7】図6に示した連結構造の平断面図
【図8】本発明に係る溶湯ポンプの動作説明図
【図9】本発明の連結構造の他の例を示す要部縦断面図
【図10】本発明の連結構造の他の例を示す要部平断面
図
図
【図11】従来の溶湯ポンプを説明する縦断面図
23 駆動軸 26 第一連結部 26a 第一連結部の外周部 26b 第一係止凹部 27 第二連結部 27a 第二連結部の内周部 27b 第二係止凹部 28 係止部材 33 作動軸
Claims (3)
- 【請求項1】 長さ方向に往復動作する実質的にセラミ
ック製の作動軸(33)と、金属製の駆動軸(23)と
を連結する進退動作軸の連結構造であって、 前記作動軸(33)の前記駆動軸(23)に連結する第
一連結部(26)を、前記作動軸(33)の一端側の外
周部(26a)に第一係止凹部(26b)を形成して構
成し、 前記駆動軸(23)の他端側に、前記作動軸(33)に
連結する第二連結部(27)を、前記第一連結部(2
6)に外嵌自在に形成するとともに、その内周部(27
a)に第二係止凹部(27b)を形成して構成し、 前記第一係止凹部(26b)と前記第二係止凹部(27
b)との間に介在して前記第一連結部(26)と前記第
二連結部(27)との両者に係止する係止部材(28)
を、前記第二連結部(27)と前記第一連結部(26)
との間に介在させた状態で、前記第一連結部(26)に
前記第二連結部(27)を外嵌して、 前記作動軸(33)と前記駆動軸(23)とを連結して
ある進退動作軸の連結構造。 - 【請求項2】 前記両係止凹部(26a),(27a)
を、前記外周部(26a)と、前記内周部(27a)と
に、夫々周方向に連続する環状溝で形成し、 円環をその周方向に複数に分割して前記係止部材(2
8)を形成し、 前記第二連結部(27)を、周方向に複数に分割してあ
る請求項1記載の進退動作軸の連結構造。 - 【請求項3】 前記両係止凹部(26a),(27a)
を、前記両軸(23),(33)夫々の長手方向に複数
形成して、 前記複数の第一係止凹部(26b)と第二係止凹部(2
7b)との間に夫々前記係止部材(28)を介在させて
ある請求項1又は2に記載の進退動作軸の連結構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10000861A JPH11201056A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 進退動作軸の連結構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10000861A JPH11201056A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 進退動作軸の連結構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11201056A true JPH11201056A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11485458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10000861A Pending JPH11201056A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 進退動作軸の連結構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11201056A (ja) |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP10000861A patent/JPH11201056A/ja active Pending
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