JPS61255280A

JPS61255280A - ポンプ装置

Info

Publication number: JPS61255280A
Application number: JP61103964A
Authority: JP
Inventors: アドリアアン・ファン・ツウィーデン
Original assignee: Multinorm BV
Current assignee: Multinorm BV
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1986-05-08
Publication date: 1986-11-12
Also published as: DE3665091D1; DK213086D0; ES554720A0; CA1278953C; DK213086A; ES8705082A1; NL8501315A; EP0201147B1; US4800801A; EP0201147A1; ATE45612T1

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】本発明は、流体のポンピングを行うポンプ装置に関し、
更に詳しくはこのポンプ装置は、原則的に２個又はそれ
以上の平行に設けた円筒状のポンプ室を有するハウジン
グから成り、それらポンプ室のそれぞれの中に往復運動
自在にピストンを設け、このピストンをピストン棒を介
して、シリンダに平行にかつハウジング内の駆動軸に回
動自在に軸受支承されたロッカー部材に接続して成る装
置である。

定置又は固定式のピストンと同様なロッカー部材を備え
、軸流往復ポンプとも称される上記種類の公知装置は通
常ピストン棒に２個の玉継手を設けて、即ちピストン棒
の１端を玉継手によりピストンに接続し、その他端も玉
継手によりロッカー部材に接続して構成されている。こ
の構成に関ししばしば問題となるのは、稼動する内に玉
継手に遊びが生じ耐用寿命が短縮されがちであるという
ことである。更に、特に小型のポンプ装置の場合には、
上記のような構成を行うのに費用がかかるばかりでなく
それを行うのが困難である。

本発明は、上記の問題点を解消することをその目的とし
、またこの目的を達成するため、ピストン棒をその１端
部でピストンに固定取付けると共にその他端部でロッカ
ー部材に運動可能に接続し、ピストン棒がそのピストン
側の端部で横断方向の軸線の周囲に、ハウジングに関し
傾動可能なように構成したことを特徴とするピストン装
置を提供するものである。

本発明の１実施例において、横断方向の傾動軸線は、長
手方向に見て横断面の減少された部分を有するようにピ
ストン棒を構成し、これによりそのような縮径部分にお
いてピストン棒が撓み可能となるため、ピストン棒自体
が撓み部材として機能するように構成される。

本発明の他の実施例によれば、ポンプ室内に円筒状のシ
ェル又はジャケットが、横断方向の軸線周囲に傾動可能
な構成で設けられ、このシェル又はジャケット内に往復
運動自在に設けられる。このため、この例においてピス
トン棒自体は剛性のもの１．即ち可撓性を有さないもの
であり、所要の運動の自由は、ピストン周囲に設けられ
たシェル又はジャケットの傾動構成により得るようにな
っている。

前述した種類の公知のポンプ装置についての他の問題点
は、ポンプ室の圧縮部側と駆動部側の間の密封構成に関
し発生するものである。密封は極めて重要であり、特に
汚濁物質のポンピングを行う場合には、長期にわたる装
置の稼動の後にも汚濁物質が潤滑の行われる駆動部内に
入ることのないようにするため重要である。

従って、本発明は、１個又はそれ以上の密封手段に組合
わせてセラミック材等の硬質材からなるブシュ蕃ピスト
ンの周囲に設けたことを特徴とするポンプ装置を提案す
る。

この点に関する本発明の１実施例において、相互に間隔
をおいてハウジング内に設けられた密封環に案内される
形で、ブシュをピストンに取付けることが出来るように
なっている。ブシュが硬質材製であることにより、特に
それが従来用いられている軟質材製のものである場合に
比較して、摩耗のおそれが最低に抑制される。

その周囲に硬質材のブシュが取付けられたピストンの案
内を容易化するために、ピストンにこの硬質材のブシュ
を超えてピストン棒側に突出する案内ブシュ又はジャケ
ットを更に設ける。

この案内ブシュ又はジャケットはハウジングの潤滑部側
に、摩耗に起因する問題発生のおそれは全くなしに容易
に軸受支承することが可能である。

他の実施例においては、硬質材製のブシュを、ハウジン
グ内に傾動可能に設けられたシェル又はジャケットのラ
イニングとして構成している。

この実施例の場合、ブシュとピストンの間に慣用の方法
により密封環を設けることが出来る。

傾動可能なシェルとハウジングの間に満足すべき密封を
実現するために、それらの間に相互に間隔をおいて２個
の密封手段を配設するのが好ましい。

直上に記載したふたつの実施例において、好ましくは２
個の密封手段の間に排出口又は孔を形成し、駆動部側か
らであれ或いは圧縮部側からであれ洩れが生じた場合に
は、洩れた流体がこの排出孔を通じて排出され圧縮部側
から駆動部側へと或いはその逆に流入することのないよ
うに構成する。

調節可能なポンプ装置、即ち吐出量の調節可能なポンプ
装置を得るために、本発明によれば、駆動軸に傾動可能
に取付けられた支持部材にロッカー部材を軸受支承し、
調節手段によりこの支持部材を駆動軸に関し所定角度の
傾斜姿勢に設定可能なように構成する。

調節手段は、１実施例においては、調節モータにより滑
動運動が可能で、駆動軸周囲に、それと同心に取付けら
れたすべりスリーブから成る。

各ポンプ室に、入口又は吸込み口及び出口又は吐出口に
それぞれ接続された入口弁及び出口弁を備えたポンプ装
置の場合、本発明によれば、構成部品又は部材数の減少
をはかるために、出口部を同一形状の管部材で構成し、
それらの管部材を直接的に或いは接続管を介して相互に
接続可能に構成することが提案される。これによれば、
ポンプ室の数が多様な場合にも有利に応用し得る環状導
管を形成することが出来る。更にこの構成によれば、ポ
ンプ装置の構造が簡易化されまた製造原価の抑制がはか
り得る。

本発明の上記及び更に他の構成上の特徴及び作用効果に
つき、添付図面に図示した実施例を参照して、以下に更
に説明する。

第１図に示されるポンプ装置は、中央部１内に円周方向
に多数のポンプ室２の配設されたハウジングを有する。

ポンプ室の数には特に制限はなく、例えば３室（第４図
）又は５室（第５図）であって良い。

第１図の左側部分に示されるように、ポンプ室２毎に弁
室３がハウジング中央部１に取付けられているが、これ
らの弁室３はピストン装置１０と協働的に作動を行うも
のでありまたその中には、それぞれの弁室３の入口弁４
及び出口弁５の対が設けられている。媒体の供給のため
に全ての大口弁４が中央の吸込口フランジ部６に接続さ
れており、出目弁５は全て環状導管７により１体化され
ている。環状導管７は後に詳述するが、その構成分割部
材に共通の吐出口フランジ部８　（第４図）を有する。

第１図において右側部分には、ポンプ室２内でピストン
１０を往復動させるための駆動及び伝動部材を包容する
ハウジング部９が取付けられている。

第１図に示されるピストン装置１０は、横断方向の仕切
り１２を備えた円筒金属ジャケット又はシリンダ１１と
、ボルト１４によりこのジャケラ１−１１に固定された
ピストン棒１３とから成る。ジャケット１１の周囲に、
セラミック材製の固定ブシュ１５が設けられている。こ
のブシュ１５は、ポンプ室２が伝動部材の方向に密閉さ
れるように２個の密封部材１６及び１７を通って案内さ
れる。密封部材１６及び１７の間に形成される環状空所
で排出口１日が形成され、ポンプ室或いは伝動部材配置
部から洩れた流体は全てこの排出口から排出し得るよう
になっている。

第１図から、ピストン装置１０のジャケット１１は伝動
部側にブシュ１５を充分に超えて突出しており、これに
よりジャケラＩ・１１を中央部１の横断仕切りに形成し
た貫通孔１９内にすべり案内し得るようになっているこ
とが理解されよう。

ピストン棒１３は、ピストン装置１０とは反対側の端部
でロッカー又は揺れ部材２１のピポソ１−２０に軸受支
承されている。このピボット２０は、ロッカー部材２１
に関しピストン棒１３を直交２軸の周囲、即ち第２図を
参照して、ロッカー部材２１の面内でピストン棒１３の
長手方向軸線Ｂ−Ｂに直交する軸線Ａ−Ａと、同じくロ
ッカー部材２１の面内で、後に詳述する中央の駆動軸２
２の中心線を通る軸線Ｃ−Ｃの周囲に回動可能に支承す
るものである。この揺動接合構成は、ピストン棒の長手
方向軸ｖＡＢ−Ｂを中心とする回動を可能とするもので
はない。

ロッカー部材２１は、ボールベアリング２３を介し支持
部材２４に支持されており、この支持部材２４は、直径
方向に対設され、駆動軸２２に直交して固定された枢支
ピン２５に駆動可能に取付けられている。

支持部材２４は、その上端部に１対のピン穴２６を有し
、それに枢支ピン２７が通されており、またこのピンの
端部に枢動腕２８が取付けられている。枢動腕２８の他
端部は駆動軸２２の軸線方向に滑動自在な（矢印Ｐ１参
照）すべり部材３０の枢支ピン２９に回動自在に軸受け
されている。すべり部材３０はその外周に２個のニード
ルころ軸受３１を有しており、これらの軸受の間にねじ
切りスリーブ３３の内方フランジ３２が配されている。

ねじ切りスリーブ３３はその外側部分にねじ切り部を有
しており、それが第１図において右側のハウジング部９
の端壁３４に形成されたねじ切穴に係合するようになっ
ている。端壁３４の右側で、ねじ切りスリーブ３３は歯
車３５を有しており、この歯車は端壁３４及び端部キャ
ップ３４ａに回転可能に軸受けされた軸３７に固定され
たピニオン３６と噛み合う。軸３７には更にウオーム歯
車３８が取付けられており、そのウオームは調節モータ
３９により回転し得るようになっている。

中心の駆動軸２２は、右側の接続スタブを介しモータ及
び伝動部材（図示せず）により回転されるようになって
いる。また、駆動軸２２は、端部キャップ３４ａ及びハ
ウジングの中央部１に、ボールベアリング等の手段によ
り適宜な方法で回転可能に軸受けし得ることは理解され
るであろう。

本発明のひとつの主要な特徴によれば、ピストン棒１３
は、長手方向の断面図（第１図）に見た場合、符号４０
にて示されるように横断面の縮少された部分を有してい
るが、これによりピストン装置１０に剛構成で接続され
たピストン棒１３に所要の運動の自由を得る撓み点が形
成される。

この点については、後に更に詳しく説明する。

本発明によるポンプ装置は以下のように作動する。

駆動軸２２が回転に付されると、これにより支持部材２
４が駆動軸を中心として回動され、するとこの部材２４
が第１図に示されるように傾斜姿勢にあるためロッカー
部材２１が矢印Ｐ２の方向に前後に揺動する。ピボット
２０の中心点である点へと、従ってピストン棒１３の右
側部分とが円弧形状の軌道を運動する。この運動がピス
トン装置１０に伝えられ、それがジャケット１１の右側
端部或いは密封部材１６及び１７における案内のために
直線状の往復動を行う。ピストン棒１３の右側部分の円
弧を描く運動は、このピストン棒１３に横断面縮少部分
或いは撓み部４０が形成されているために可能となる。

ポンプ室２内のピストン１０の往復運動により、流体が
一般のポンプ装置の場合と同様に吸込口フランジ部６か
ら大口弁４を経て出目弁５、環状導管７そして吐出口フ
ランジ部８へとポンプ送りされる。第１図に示されるピ
ストンとハウジングの中央部１内に多数設けられており
、それらのピストンはロッカー部材２１により上記のよ
うな往復運動に付されるので、この構成によれば多数の
ピストンを全て単一の駆動軸２１のみにより往復ポンプ
作用に駆動し得ることが理解されよう。

ポンプ行程、従ってポンプの吐出量の調節は調節モータ
３９の作動により行い得るのであるが、このモータの作
動によりねじ切りスリーブ３３がウオーム歯車３８、ピ
ニオン３６及び歯車３５を介し回転に付される。この回
転により、ポンプ装置のハウジング部９又は駆動軸２２
に関し軸方向の変位が生じ、これによりすべり部材３０
もまたニードルころ軸受３１を介し変位される。すべり
部材３０の軸方向変位により、枢動腕又は連結腕２８に
よる枢動連結構成のため（第２図参照）、支持部材２４
の姿勢にも変化が生じる。駆動軸２２の長手方向軸線に
関する支持部材２４の傾斜角の変化により、点Ａが往復
動する弧形状の運動経路が大小に変化し、その結果ピス
トン装置１０のピストン行程が多様に決定されるのであ
る。

上記のポンプ作用の間、比較的に柔性の密封部材又は密
封環１６及び１７と組合わされたセラミック材製のブシ
ュ１５の周囲には良好な密封状態が維持される。ポンプ
室２から密封部材１６を通って、吸い上げられた流体に
洩れがあった場合或いは駆動部材側から密封部材１７を
通って潤滑油の洩れがあった場合、それらの流体又は潤
滑油は全て排出口１８より排出可能である。硬質のセラ
ミック材製のブシュ１５及び柔性の密封部材１６及び１
７の併用により摩耗発生のおそれは有効に抑制され、こ
のためポンプ装置の耐用寿命を長期のものとすることが
出来る。これらのブシュ及び密封部材の採用にもかかわ
らず、ジャケット１１が右方に突出する長いものである
ために、ピストン装置１０の案内は確実に行い得る。ピ
ストン棒１３を可撓性を有するものとしたために、ピス
トン棒とピストンの接合部に通常必要とされる軸受が無
用となり、構造の簡易化も実現される。

第３図は、本発明の他の実施例を示すが、前述した実施
例における構成要素と同一のものは同一の符号にて示し
である。今度の実施例における相違点は、傾動可能なピ
ストン棒１３に関する構成にある。即ち本例においては
ピストン棒に慣用のようにＯリング４０ａが密封部材又
は密封環として設けられている。ピストンは、内壁に硬
質のセラミック材からなるライニング４２の施されたシ
リンダ４１内を往復運動するようになっている。シリン
ダ４１には、その左側部分に球面状のささえ面４３が設
けられており、これにハウジング中央部１に固定された
座部４４が組合わせ設けられている。ピストン棒１３は
、慣用のようにシリンダの閉鎖壁を通してブシュ構成と
なっており、それに沿い密封環４５が機能するようにな
っている。

ピストン棒の右端部は玉継手４６を介してロッカー部材
２１に連結されており、このロッカー部材はベアリング
２３を介し支持部材２４に支承されている。支持部材２
４は、本例においても駆動軸２２の中心に関して枢支ピ
ン２５の周囲に傾動可能になっており、この傾動の程度
は第３図の左側部分にあるすべり部材又は調節スリーブ
３０により調節し得るようになっている。この調節スリ
ーブ３０もまた中央ハウジング部１内に軸方向に滑動自
在に設けられたプランジャ４７により滑動可能で、なお
このプランジャ４７は制御棒４８を介して変位可能にな
っている。

次に、この実施例の作動につき説明する。駆動軸２２が
回転すると、ロッカー部材２１が既述のように円弧形状
の軌道Ｐ２を描いて運動し、これにより玉継手４６も同
じ軌道Ｐ２に運動する。

ピストン棒１３のピストン１０への接続が牌１性のもの
であるから、ピストンもまた傾動運動に付されるのであ
るが、この運動は、座部又はベアリングカップ４４に球
面状のささえ面４３を設けた構成のため、シリンダ４１
が上記したような揺動運動を行い得るから可能となるも
のである。

この実施例においても、ポンプ装置の圧縮側と駆動側と
の間に二重の密封構成が行われている。密封環４０ａを
通じて流体の洩れがあれば、それは排出みぞ４９から外
方に排出される。全ての排出みぞ４９がシリンダ４１の
外壁とハウジング１の内壁の間の空間を介して相互に連
通している。従って、この空間は、第３図において右側
で密封部材５１により完全に閉鎖されている。密封環４
５を通じて潤滑油の洩れがあった場合には、これも排出
みぞ４９より排出される。

セラミック材製の硬質なライニング４２と比較的に硬質
のささえ面４３を形成する密封環との組合わせ構成によ
り、シリンダの摩耗は有効に抑制される。

第４図及び第５図は、ポンプ装置のヘッド端部を示すが
、第４図においては３室のポンプ室また第５図において
は５室のポンプ室が設けられている。

前述したように、吸込口フランジ部６が中央にあり、そ
の周囲に吐出側の環状導管７が円形状に設けられている
。環状導管７は、同一形状の多数の分割部材５０から成
るが、これらの部材５０には、それぞれの１端部に拡径
フランジ５５が形成されており、それに、ポンプ室が３
室のポンプ装置の場合には接続管５２が嵌合し得るよう
になっている。分割部材５０の１個のもの５０′　に吐
出口フランジ部８が設けられている。

上記のように、第５図は５室のポンプ室を設けたポンプ
装置の実施例を示しており、この実施例にも上記と同様
な分割部材５０及び５０′　が利用し得る。この実施例
においては、接続管５２は無用である。

分割部材５０と中央の吸込口フランジ部６は、締付は板
５３及びポルト５４により弁室３に固定される。この構
成によれば、ポンプ装置組立ての簡易化が実現される。

なお、本発明は以上詳述した実施例のみに限定されるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるポンプ装置の１実施例を軸方向
に見た１部所面正面図である。第２図は、第１図ポンプ装置のロッカー部材を拡大して
示す斜視図である。第３図は、本発明によるポンプ装置の他の実施例を示す
、第１図に対応する１部所面正面図である。第４図及び第５図は、ポンプ室を３室及び５室備えた第
１図ポンプ装置をそれぞれ示す左側面図である。１．９・・・ハウジング（１・・・中央部）、２・・・
ポンプ室、３・・・弁室、４・・・入口弁、５・・・出
口弁、７・・・環状導管、１０・・・ピストン又はピス
トン装置、１１、４１・・・シリンダ（１１・・・ジャ
ケット）、１３・・・ピストン棒、１５・・・ブシュ、
１６．１７．４５．５１・・・密封部材（又は環）　、
１８．４９・・・排出口（４９・・・排出みぞ）、２０
・・・ピボット（又は連結部材）、２１・・・ロッカー
又は揺れ部材、２２・・・駆動軸、２４・・・支持部材
、２８・・・枢動腕（継手棒機構）、３０・・・すべり
部材（又はすべりスリーブ）、４０・・・（ピストン棒
の）縮径部分、４０ａ・・・密封部材又は環（０リング
）、４２・・・ライニング、５０．５０’　・・・分割
部材。

Claims

【特許請求の範囲】

１．原則的に２個又はそれ以上の平行に設けた円筒状の
ポンプ室を有するハウジングから成り、それらポンプ室
のそれぞれの中に往復運動自在にピストンを設け、この
ピストンをピストン棒を介して、シリンダに平行にかつ
ハウジング内の駆動軸に回動自在に軸受支承されたロッ
カー部材に接続して構成されており、上記ピストン棒が
その１端でピストンに固定されると共にその他端で運動
可能に上記ロッカー部材に接続されており、このピスト
ン棒がピストン側の端部で横断方向の軸線周囲に、ハウ
ジングに関し傾動可能に構成されていることを特徴とす
るポンプ装置。
２．前記ピストン棒が、共に揺動面内にあると共に、１
方が前記駆動軸を通り、他方がそれに直交する２個の枢
動軸線を有する連結部材を介して前記ロッカー部材に接
続されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のポンプ装置。
３．長手方向面に見て、前記ピストン棒が直径の減少さ
れた部分を有し、これにより傾動軸線が形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記
載のポンプ装置。
４．前記ポンプ室が横断方向の軸線周囲に傾動自在に取
付けられた円筒から成り、その中にピストンが往復運動
自在にブシュ構成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項又は第２項に記載のポンプ装置。
５．前記ピストンの周囲に、１個又はそれ以上の密封部
材と組合わせて硬質材から成るブシュが設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３
項又は第４項に記載のポンプ装置。
６．前記ブシュがピストンに固定されており、相互に間
隔をおいてハウジング内に設けられた２個の密封部材に
案内されることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記
載のポンプ装置。
７．ピストン棒の側において、前記ピストンが硬質材の
前記ブシュを超えて突出する案内ジャケットを形成して
いることを特徴とする特許請求の範囲第５項又は第６項
に記載のポンプ装置。
８．前記ブシュがハウジング内に傾動可能に設けられた
シリンダのライニングとして構成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第４項に記載のポンプ装置。
９．前記シリンダ及びハウジングの間に相互に間隔をお
いて２個の密封部材が設けられていることを特徴とする
特許請求の範囲第８項に記載のポンプ装置。
１０．前記２個の密封部材の間に排出口が形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第６項又は第９項に
記載のポンプ装置。
１１．前記ロッカー部材が、駆動軸に枢動可能に取付け
られた支持部材に回動自在に軸受支承されており、この
支持部材が調節手段を利用して、駆動軸に関してその姿
勢が所定傾斜角に調節可能なように構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、
第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９項又は
第１０項に記載のポンプ装置。
１２．前記調節手段が、駆動軸に沿い軸方向に滑動可能
なすべりスリーブから成り、このスリーブが継手棒機構
により前記支持部材に枢動可能に接続されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載のポンプ装置
。
１３．前記すべりスリーブが調節モータにより変位可能
に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
２項に記載のポンプ装置。
１４．前記シリンダのそれぞれに、入口及び出口にそれ
ぞれ接続された入口弁及び出口弁が設けられており、そ
れぞれのシリンダの出口が同一形状の管の分割部材の形
で形成されており、全ての分割部材が直接的に或いは接
続管を介して相互に接続可能で、これにより一個の環状
導管を形成するように構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５
項、第６項、第８項、第９項、第１０項、第１１項、第
１２項又は第１３項に記載のポンプ装置。