JPS6140467A - カム機構および該カム機構を用いた定量ポンプ - Google Patents
カム機構および該カム機構を用いた定量ポンプInfo
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- JPS6140467A JPS6140467A JP16259084A JP16259084A JPS6140467A JP S6140467 A JPS6140467 A JP S6140467A JP 16259084 A JP16259084 A JP 16259084A JP 16259084 A JP16259084 A JP 16259084A JP S6140467 A JPS6140467 A JP S6140467A
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
- F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
- F04B9/04—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
庄１ユＪ■ｕＬ走旺
この発明は３枚の板カムを組合せて用いる３連の往復機
械用カム機構およびそのカム機構を利用した定量無脈動
の往復ポンプに関するものである。
械用カム機構およびそのカム機構を利用した定量無脈動
の往復ポンプに関するものである。
従」こＵ１屯
往復ポンプはシリンダの内部におけるプランジャ、ピス
トン等（以下プランジャと総称する）の往復運動によっ
て流体の吸込および吐出といったポンプ作用を行なうも
のである。とりわけプランジャポンプは他のポンプと比
較して、非常に高圧に耐え、吐出量の容積効率がよいの
で、種々の分野において広（利用されている。
トン等（以下プランジャと総称する）の往復運動によっ
て流体の吸込および吐出といったポンプ作用を行なうも
のである。とりわけプランジャポンプは他のポンプと比
較して、非常に高圧に耐え、吐出量の容積効率がよいの
で、種々の分野において広（利用されている。
往復ポンプがクランク機構で運動していると。
き、吐出量はクランク軸の角速度に比例しないから、脈
動が生ずる。単動往復ポンプの場合、いま横軸にクラン
ク角θをとり、縦軸に吐出量Ｑをとれば、第５図のよう
になる。すなわち、θ−〇゛から次第に吐出量を増し、
θ−９０”で最大となり、これより吐出量を減じて、θ
−１８０′ □からθ−３６０°までの間プ
ランジャの復行程では吐出は行なわず、θ−３６０’か
ら再び吐出が始まる。往復行程の間における平均吐出量
は一点鎖線のようになる。３個のプランジ中をクランク
角１２０°ずつに配列したいわゆる単動二連式の場合は
第６図のようになる。
動が生ずる。単動往復ポンプの場合、いま横軸にクラン
ク角θをとり、縦軸に吐出量Ｑをとれば、第５図のよう
になる。すなわち、θ−〇゛から次第に吐出量を増し、
θ−９０”で最大となり、これより吐出量を減じて、θ
−１８０′ □からθ−３６０°までの間プ
ランジャの復行程では吐出は行なわず、θ−３６０’か
ら再び吐出が始まる。往復行程の間における平均吐出量
は一点鎖線のようになる。３個のプランジ中をクランク
角１２０°ずつに配列したいわゆる単動二連式の場合は
第６図のようになる。
＜ ； Ｌ ＊ ａ 占
第５図および第６図からもわかるように、往復ポンプの
吐出作用は断続的で、吐出量の変動がはなはだしくいわ
ゆる脈動を呈する。このように吐出量が時間的に一定で
ないと種々の不都合が起こる。とりわけ常時定量の液体
を送給すべきプロセスプラント等における利用には供し
得ないこととなる。
吐出作用は断続的で、吐出量の変動がはなはだしくいわ
ゆる脈動を呈する。このように吐出量が時間的に一定で
ないと種々の不都合が起こる。とりわけ常時定量の液体
を送給すべきプロセスプラント等における利用には供し
得ないこととなる。
この発明は、吐出量に脈動がなく、常に定量の液体を送
給することめできる定量ポンプを提供せんとするもので
ある。
給することめできる定量ポンプを提供せんとするもので
ある。
この発明はまた、かかる定量ポンプのような往復ｔｉｌ
ｔ１４に利用し得るカム機構をも提供せんとするもので
ある。
ｔ１４に利用し得るカム機構をも提供せんとするもので
ある。
別言すれば、カム機構が第１の発明であって、第２の発
明たる定量ポンプは第１の発明の特定の性質を専ら利用
する物である。
明たる定量ポンプは第１の発明の特定の性質を専ら利用
する物である。
澗 占 ° るた の
第１の発明たるカム機構は順次１２０°宛取付は角度を
異ならせて同一軸上に固定した３枚の板カムからなる。
異ならせて同一軸上に固定した３枚の板カムからなる。
各板カムは次のような輪郭を有する。すなわちその変位
線図が、回転角が増大するに伴って変位が増大する上昇
域と、回転角が増大するに伴って変位が減少する下降域
とを有する。上昇域もしくは下降域の少なくともいずれ
か一方は、変位が加速的に変化する加速部と、変位が直
線的に変化する等速部と、変位が減速的に変化する減速
部とを含む。加速部における単位回転角当たりの変位と
減速部における対応する単位回転角当たりの変位との和
が、等速部における単位回転角当たりの変位に等しい。
線図が、回転角が増大するに伴って変位が増大する上昇
域と、回転角が増大するに伴って変位が減少する下降域
とを有する。上昇域もしくは下降域の少なくともいずれ
か一方は、変位が加速的に変化する加速部と、変位が直
線的に変化する等速部と、変位が減速的に変化する減速
部とを含む。加速部における単位回転角当たりの変位と
減速部における対応する単位回転角当たりの変位との和
が、等速部における単位回転角当たりの変位に等しい。
第２の発明の定量ポンプは、吐出口を共通の吐出管に接
続してなる３連のプランジャポンプと、駆動装置とプラ
ンジャポンプとの間に介在するカム機構とからなる。
続してなる３連のプランジャポンプと、駆動装置とプラ
ンジャポンプとの間に介在するカム機構とからなる。
各プランジャポンプは液体の吸込口、吐出口およがこれ
ら両口と連絡する加圧室を有するシリンダと、一端が加
圧室内に進退し得るごとくシリンダ内で軸方向摺動自在
に延在するプランジャと、プランジャの他端に回転自在
に軸支したカムフォロアとからなる。
ら両口と連絡する加圧室を有するシリンダと、一端が加
圧室内に進退し得るごとくシリンダ内で軸方向摺動自在
に延在するプランジャと、プランジャの他端に回転自在
に軸支したカムフォロアとからなる。
３個ノ功ムフォロアはそれぞれカム機構の３枚の板カム
と当接する。カム機構の構成は前述のとおりであるが、
板カムの変位線図の上昇域もしくは下降域のうち少なく
ともプランジャの吐出行程に対応する方が、変位の加速
的に変化する加速部と、変位の直線的に変化する等速部
と、変位の減速的に変化する減速部とを含み、加速部に
おける単位回転角当たりの変位と減速部における対応す
る単位回転角当たりの変位との和が、等速部における単
位回転角当たりの変位に等しい。
と当接する。カム機構の構成は前述のとおりであるが、
板カムの変位線図の上昇域もしくは下降域のうち少なく
ともプランジャの吐出行程に対応する方が、変位の加速
的に変化する加速部と、変位の直線的に変化する等速部
と、変位の減速的に変化する減速部とを含み、加速部に
おける単位回転角当たりの変位と減速部における対応す
る単位回転角当たりの変位との和が、等速部における単
位回転角当たりの変位に等しい。
丘里
第１の発明のカム機構においては、３枚の板カムの変位
線図を総合すれば、単位回転角当たりの変位は、少なく
とも上昇域もしくは下降域のいずれか該当する一方に関
する限り、回転角に、したがってまた時間に関係なく、
常に一定である。
線図を総合すれば、単位回転角当たりの変位は、少なく
とも上昇域もしくは下降域のいずれか該当する一方に関
する限り、回転角に、したがってまた時間に関係なく、
常に一定である。
かかるカム機構を利用する第２の発明の定量ポンプにお
いては、３本のプランジ中による総合吐出量が時間に関
係なく常に一定となる。
いては、３本のプランジ中による総合吐出量が時間に関
係なく常に一定となる。
２路皿
まず第１の発明のカム機構について述べる。
第１図は縦軸に従節（カムフォロア）の変位Ｈをとり、
横軸にカム軸の回転角θ （θ−れ）をとった変位線図
である。各連毎の動きが分か。
横軸にカム軸の回転角θ （θ−れ）をとった変位線図
である。各連毎の動きが分か。
るようにそれぞれ実線１．一点鎖線、および二点鎖線で
示しである。カムフォロアがかかる変位線図を描くよう
に板カムの輪郭を決定する。
示しである。カムフォロアがかかる変位線図を描くよう
に板カムの輪郭を決定する。
各板カムの変位線図（ａ）（ｂ）（ｃ）は回転角が増大
するに伴って変位の増大する上昇域（変位線図（ａ）に
ついて言えばθ−０°〜１８０°の区域）と、逆に回転
角が増大するに伴って変位の減少する下降域（同じくθ
−１８０゜〜３６０°の区域）とを有する。上昇域は変
位が加速的に変化する加速部（変位線図（ａ）について
言えばθ＝０°〜６０°の区域）と、変位が直線的に変
化する等速部（同じくθ＝６０°〜１２０°の区域）°
−と、変位が減速的に変化する減速部（同じくθ−１２
０°〜１８ｏ°の区域）とを含んでいる。図示例では上
昇域と下降域とは線対称である。図面から分かるように
変位線図（ａ〜Ｃ）は相互に１２０°宛位相が異なるの
みで総て同一形状であって、相互の交錯の態様は８０’
毎に交替する２種類（図中Ｉ、■で示す）のみである。
するに伴って変位の増大する上昇域（変位線図（ａ）に
ついて言えばθ−０°〜１８０°の区域）と、逆に回転
角が増大するに伴って変位の減少する下降域（同じくθ
−１８０゜〜３６０°の区域）とを有する。上昇域は変
位が加速的に変化する加速部（変位線図（ａ）について
言えばθ＝０°〜６０°の区域）と、変位が直線的に変
化する等速部（同じくθ＝６０°〜１２０°の区域）°
−と、変位が減速的に変化する減速部（同じくθ−１２
０°〜１８ｏ°の区域）とを含んでいる。図示例では上
昇域と下降域とは線対称である。図面から分かるように
変位線図（ａ〜Ｃ）は相互に１２０°宛位相が異なるの
みで総て同一形状であって、相互の交錯の態様は８０’
毎に交替する２種類（図中Ｉ、■で示す）のみである。
加速部における単位回転角Δθ当たりの変位ΔｌＩＬと
、減速部における対応する単位回転角Δθ当たりの変位
Δｈ２との和が、等速部における単位回転角Δθ当たり
の変位ΔＨに等しくなるように設計する。すなわち、区
域（１）のあらゆる角度位置においてΔｈ１＋Δｈ２−
ΔＨなる関係が成立するように、加速部もしくは減速部
のいずれか一方または両方を修正する。かくすることに
より、この場合上昇域に関する限り、カム機構全体とし
ては単位回転角当たりの変位が常に一定となる。
、減速部における対応する単位回転角Δθ当たりの変位
Δｈ２との和が、等速部における単位回転角Δθ当たり
の変位ΔＨに等しくなるように設計する。すなわち、区
域（１）のあらゆる角度位置においてΔｈ１＋Δｈ２−
ΔＨなる関係が成立するように、加速部もしくは減速部
のいずれか一方または両方を修正する。かくすることに
より、この場合上昇域に関する限り、カム機構全体とし
ては単位回転角当たりの変位が常に一定となる。
なお、変位線図の上昇域もしくは下降域のいずれか一方
についてのみかかる設計を施すこともできるが、図示例
のごと（線対称形のカムの場合にはカムが逆転する場合
にも同様の機能を達成するカム機構が得られる。例えば
後述する往復ポンプに利用するときは、上昇域もしくは
下降域のいずれか一方がポンプの吐出行程に対応し、他
方がポンプの吸込行程に対応する。したがって、その場
合、少なくとも上昇域もしくは下降域のうちポンプの吐
出行程に対応する方・について上述のごとき設計を施す
ことにより、吐出量の一定、無脈動化を実現することが
できる。
についてのみかかる設計を施すこともできるが、図示例
のごと（線対称形のカムの場合にはカムが逆転する場合
にも同様の機能を達成するカム機構が得られる。例えば
後述する往復ポンプに利用するときは、上昇域もしくは
下降域のいずれか一方がポンプの吐出行程に対応し、他
方がポンプの吸込行程に対応する。したがって、その場
合、少なくとも上昇域もしくは下降域のうちポンプの吐
出行程に対応する方・について上述のごとき設計を施す
ことにより、吐出量の一定、無脈動化を実現することが
できる。
次にその第２の発明の定置ポンプの実施例について述べ
る。
る。
第２図および第３図において、定量ポンプはカム機構（
１０）を介して駆動される二連のプランジャポンプから
なる。
１０）を介して駆動される二連のプランジャポンプから
なる。
カム機構（１０）はカムポック９、ス（１１）内に軸受
（１２）で回転自在に軸承されたカム軸（１３）と、こ
のカム軸に順次１２０°宛取付は角度を異ならせて固定
した、軸方向に離隔する３枚の板カム（１４）とを含む
。
（１２）で回転自在に軸承されたカム軸（１３）と、こ
のカム軸に順次１２０°宛取付は角度を異ならせて固定
した、軸方向に離隔する３枚の板カム（１４）とを含む
。
各プランジャポンプは液体の加圧室（２１）と、シリン
ダ（２２）と、シリンダ（２２）内で一端が加圧室（２
１）に進退し得るごとく軸方向摺動自在に延在するプラ
ンジャ（２３）とを主要構成要素としている。加圧室（
２１）は一方では加圧室（２１）へ流入する液体の流通
のみを許容する逆止弁（２４）を介して液体の吸込口（
２５）と連絡し、他方では加圧室（２１）から流出する
液体の流通のみを許容する逆止弁（２６）を介して液体
の吐出口（２７）と連絡している。吐出口（２７）は総
て共通の吐出管（図示せず）に接続する。
ダ（２２）と、シリンダ（２２）内で一端が加圧室（２
１）に進退し得るごとく軸方向摺動自在に延在するプラ
ンジャ（２３）とを主要構成要素としている。加圧室（
２１）は一方では加圧室（２１）へ流入する液体の流通
のみを許容する逆止弁（２４）を介して液体の吸込口（
２５）と連絡し、他方では加圧室（２１）から流出する
液体の流通のみを許容する逆止弁（２６）を介して液体
の吐出口（２７）と連絡している。吐出口（２７）は総
て共通の吐出管（図示せず）に接続する。
シリンダ（２２）はカムボックス（１１）に固設したシ
リンダケース（２８）に取付けである。プランジャ（２
３）の他端はシリンダケース（２８）内に軸方向摺動自
在に延在するガイドピストン（２９）と同軸伏に一体的
に結合している。ガイドピストン（２９）の端部にはカ
ムフォロア（ｊＯ）を回転自在に軸支しである。プラン
ジャ（２３）およびガイドピストン（２９）の軸線は、
カムフォロア（３０）の回転軸線およびカム軸（１３）
の回転軸線と直交する。カムフォロア（３０）は板カム
（１４）と当接して転勤する。
リンダケース（２８）に取付けである。プランジャ（２
３）の他端はシリンダケース（２８）内に軸方向摺動自
在に延在するガイドピストン（２９）と同軸伏に一体的
に結合している。ガイドピストン（２９）の端部にはカ
ムフォロア（ｊＯ）を回転自在に軸支しである。プラン
ジャ（２３）およびガイドピストン（２９）の軸線は、
カムフォロア（３０）の回転軸線およびカム軸（１３）
の回転軸線と直交する。カムフォロア（３０）は板カム
（１４）と当接して転勤する。
シリンダケース（２８）内にはシリンダ（２２）の端面
（３１） とガイドピストン（２９）の端面（３２）と
でプランジ中（２３）の周りに環状のチャンバ（３３）
が画成される。このチャンバ（３３）はシリンダケース
（２８）に穿設した孔−（３４）と連通している。３本
のプランジャ（２３）にそれぞれ対応する３つのチャン
バ（３３）は孔（３４）に接続した管路（３５）を通じ
て相互に連通している。管路（３５）の一端は油ポンプ
もしくはアキエムレータのような圧力源（３６）に接続
し、管路（３４）の他端はレリーフパルプ（３７）
（圧力源がアキエムレータである場合は不要）に通じて
いる。しかしてチャンバ（３３）内には常に加圧流体が
充満する。この加圧流体はガイドピストン（２９）の端
面（３２）に作用して、ガイドピストン（２９）および
プランジャ（２３）を図中右方へ移動させる戻し力を生
せしめる。端面（３２）の面積と加圧流体の圧力は、プ
ランジャ（２３）に必要最小限の復行程の戻し力を与え
ることができるように設定すればよい、かくしてカムフ
ォロア（３０）は富に板カム（１４）に押圧せしめられ
る。
（３１） とガイドピストン（２９）の端面（３２）と
でプランジ中（２３）の周りに環状のチャンバ（３３）
が画成される。このチャンバ（３３）はシリンダケース
（２８）に穿設した孔−（３４）と連通している。３本
のプランジャ（２３）にそれぞれ対応する３つのチャン
バ（３３）は孔（３４）に接続した管路（３５）を通じ
て相互に連通している。管路（３５）の一端は油ポンプ
もしくはアキエムレータのような圧力源（３６）に接続
し、管路（３４）の他端はレリーフパルプ（３７）
（圧力源がアキエムレータである場合は不要）に通じて
いる。しかしてチャンバ（３３）内には常に加圧流体が
充満する。この加圧流体はガイドピストン（２９）の端
面（３２）に作用して、ガイドピストン（２９）および
プランジャ（２３）を図中右方へ移動させる戻し力を生
せしめる。端面（３２）の面積と加圧流体の圧力は、プ
ランジャ（２３）に必要最小限の復行程の戻し力を与え
ることができるように設定すればよい、かくしてカムフ
ォロア（３０）は富に板カム（１４）に押圧せしめられ
る。
上記構成の定量ポンプは次のように作動する。
駆動装置１ｉ！（図示せず）が始動してカム軸（１３）
が回転すると、３個のカムフォロア（３０）が順次１２
０°宛位相の異なる変位ｌＫ図（第１図）を描くように
運動する。これは３本のプランジャ（２３）が同様の変
位線図に対応して往復運動を行なうことにほかならない
、プランジャ（２３）が図中左方への往行程つまり吐出
行程にあるときは、逆止弁（２４）により吸込口（２５
）への液体の逆流は阻止されるから、加圧室（２１）内
の液体は加圧されて、逆止弁（２６）を通って吐出口（
２７）から共通の吐出管へ吐出される。プランジャ（２
３）が図中右方への復行程にあるときは、吸込口（２５
）から逆上弁（２４）を通って加圧室（２１）内に液体
が吸入される。このとき逆止弁（２６）は吐出口（２７
）から加圧室（２１）へ向かっての液体の逆流を阻止す
る。
が回転すると、３個のカムフォロア（３０）が順次１２
０°宛位相の異なる変位ｌＫ図（第１図）を描くように
運動する。これは３本のプランジャ（２３）が同様の変
位線図に対応して往復運動を行なうことにほかならない
、プランジャ（２３）が図中左方への往行程つまり吐出
行程にあるときは、逆止弁（２４）により吸込口（２５
）への液体の逆流は阻止されるから、加圧室（２１）内
の液体は加圧されて、逆止弁（２６）を通って吐出口（
２７）から共通の吐出管へ吐出される。プランジャ（２
３）が図中右方への復行程にあるときは、吸込口（２５
）から逆上弁（２４）を通って加圧室（２１）内に液体
が吸入される。このとき逆止弁（２６）は吐出口（２７
）から加圧室（２１）へ向かっての液体の逆流を阻止す
る。
カム機構（１０）とプランジャポンプの運動との関係に
ついていま少し詳しく述べる。第３図は第１図の変位線
図における回転角θ−〇の状態に対応する。この状態か
らカム軸（１３）が矢印方向に回転すると、変位線図（
ａ）で表わされる（とく、最初の６０°の間に第１のプ
ランジャが加速的に第３図中左方へ移動し、次の６０’
の間に等速度で同方向へ移動し、さらに次の６０゜の間
に減速的に同方向へ移動して行程端へ至る、第２、第３
のプランジャも順次１２０°宛遅れて上述のごとき運動
を行なう。
ついていま少し詳しく述べる。第３図は第１図の変位線
図における回転角θ−〇の状態に対応する。この状態か
らカム軸（１３）が矢印方向に回転すると、変位線図（
ａ）で表わされる（とく、最初の６０°の間に第１のプ
ランジャが加速的に第３図中左方へ移動し、次の６０’
の間に等速度で同方向へ移動し、さらに次の６０゜の間
に減速的に同方向へ移動して行程端へ至る、第２、第３
のプランジャも順次１２０°宛遅れて上述のごとき運動
を行なう。
上記最初の６０°の間（Ｉ）についてみると、第１のプ
ランジャが加速的往行程にあるとき、第２のプランジャ
は変位線図（ｂ）で表わされるごとく等速復行程にあり
、第、３のプランジャは二点鎖線で表わされるごとく減
速的往行程にある。次の６０°の間（ＩＩ）では第１の
プランジャが等速性行程に入り、第２のプランジャが減
速復行程、第３のプランジャが加速的復行程にある。し
たがって、往（吐出）行程だけについてみれば、回転角
６０°毎に、いずれか１つのプランジャの等速性行程と
、残る２のプランジャの複合往行程とが交替する。
ランジャが加速的往行程にあるとき、第２のプランジャ
は変位線図（ｂ）で表わされるごとく等速復行程にあり
、第、３のプランジャは二点鎖線で表わされるごとく減
速的往行程にある。次の６０°の間（ＩＩ）では第１の
プランジャが等速性行程に入り、第２のプランジャが減
速復行程、第３のプランジャが加速的復行程にある。し
たがって、往（吐出）行程だけについてみれば、回転角
６０°毎に、いずれか１つのプランジャの等速性行程と
、残る２のプランジャの複合往行程とが交替する。
第１図に■で示した６０°の区間では変位線図（ａ）に
対応するプランジャのみが吐出行程にあり、吐出量はΔ
Ｑ：Δθで表わされる。■で示したいまひとつの６０”
の区間では、別の２のプランジャによる複合吐出が行な
われ、吐出量は（Δｑ１＋Δｑ２）：Δθで表わされる
。カム機構について既に述べたように、各板カムの輪郭
は、変位線図の加速部における単位回転角当たりの変位
Δｈｌと減速部における対向する単位回転角当たりの変
位Δｈ２との和が、等速部における単位回転角当たりの
変位ΔＨに等しくなるようにしである。したがって、Δ
Ｑ −Δｑ１＋Δｑ２なる関係が成立し、当該定量逮ン
プの吐出量は常に一定となる。
対応するプランジャのみが吐出行程にあり、吐出量はΔ
Ｑ：Δθで表わされる。■で示したいまひとつの６０”
の区間では、別の２のプランジャによる複合吐出が行な
われ、吐出量は（Δｑ１＋Δｑ２）：Δθで表わされる
。カム機構について既に述べたように、各板カムの輪郭
は、変位線図の加速部における単位回転角当たりの変位
Δｈｌと減速部における対向する単位回転角当たりの変
位Δｈ２との和が、等速部における単位回転角当たりの
変位ΔＨに等しくなるようにしである。したがって、Δ
Ｑ −Δｑ１＋Δｑ２なる関係が成立し、当該定量逮ン
プの吐出量は常に一定となる。
また、各板カム（１４）を変位線図の上昇域と下降域と
が線対称となるような輪郭にしたときは、等速性行程に
あるいずれか１のプランジャの移動量が、複合復行程に
ある残る２のプランジャの移動量の和に等しく、かつ、
複合往行程にあるいずれか２のプランジャの移動量の和
が、等速復行程にある残る１のプランジャの移動量に等
しくなる。したがって、この場合、プランジャ復帰用の
流体は３つのチャンバ（３３） 間を互いに行き来する
だけで全体としては同量のままであり、理論上増減はな
いから、管路（３５）の両端は閉じていてもよい、もっ
とも実際上は、リーク等を考慮してその分を補給する極
小容量のポンプを設けてもよい、圧力流体源としてはポ
ンプのほかにアキエムレータや、スプリングピストンを
利用した補充容器を用いることもできる。
が線対称となるような輪郭にしたときは、等速性行程に
あるいずれか１のプランジャの移動量が、複合復行程に
ある残る２のプランジャの移動量の和に等しく、かつ、
複合往行程にあるいずれか２のプランジャの移動量の和
が、等速復行程にある残る１のプランジャの移動量に等
しくなる。したがって、この場合、プランジャ復帰用の
流体は３つのチャンバ（３３） 間を互いに行き来する
だけで全体としては同量のままであり、理論上増減はな
いから、管路（３５）の両端は閉じていてもよい、もっ
とも実際上は、リーク等を考慮してその分を補給する極
小容量のポンプを設けてもよい、圧力流体源としてはポ
ンプのほかにアキエムレータや、スプリングピストンを
利用した補充容器を用いることもできる。
なお、プランジャの復帰用にスプリングを用いることが
一般に行なわれているが、スプリングの特性として伸縮
時の圧力に差があるため、すべての運転状況にマツチさ
せるためには相当強力なスプリングを使用せざるを得ず
、無駄なエネルギーを消費することになり、しかも耐久
性も考慮しなければならない、また、溝カムを使用する
こともできるが、この発明が提供せんとしている定量ポ
ンプのようにその動作に高度の精密性を要するものでは
、カム溝とカムフォロアとの間のギャップが問題となり
、製作および組立に困難が伴う。
一般に行なわれているが、スプリングの特性として伸縮
時の圧力に差があるため、すべての運転状況にマツチさ
せるためには相当強力なスプリングを使用せざるを得ず
、無駄なエネルギーを消費することになり、しかも耐久
性も考慮しなければならない、また、溝カムを使用する
こともできるが、この発明が提供せんとしている定量ポ
ンプのようにその動作に高度の精密性を要するものでは
、カム溝とカムフォロアとの間のギャップが問題となり
、製作および組立に困難が伴う。
流体を利用した復動式となすことによりこれら従来の方
式に伴う不利を解消するのみならず次のような利点もあ
る： あるプランジャの往時にそれに対応するチャンバから押
し出される流体は他の２のチャンバに分配流入してそれ
ぞれ対応するプランジャを復動させる作用をなす。この
ように３つのチャンバおよびそれらを連通せしめる管路
中の流体の総量は常に一定であり、プランジャの復動作
を円滑に行なわしめる； 流体の圧力はプランジャの復動に必要な最低圧力で充分
であり、しかも常に一定であるからスプリングのように
エネルギーロスがない。またプランジャの復動の間にカ
ムフォロアにがかる面圧が常に同じであるためカムの遍
摩等を防止でき合理的なメカニズムである； 定量ポンプの諸運転状況（例えば高速運転、低速運転、
粘度の高い液体を扱う場合等々）に応じて、レリーフバ
ルブを操作することにより迅速容易に最適の往動作に必
要な流体圧力を与えることができる； 流体圧力を操作することによりプランジャによる液体の
吐出圧に応じた流体圧を与えることができるから、シリ
ンダからの液体の漏れを減少させることができる０例え
ば液体の吐出圧力の％の圧力をチャンバ内の流体に与え
ると、液体が大気に漏れる場合に比べて漏れをＡ以下に
抑えることができる。さらにまたこの場合、プランジャ
復動用の流体に適当り潤滑油を使用してプランジャの潤
滑をも行なうようにすれば、当該定量ポンプの耐久性向
上に大いに寄与する；高温の液体を扱う場合、プランジ
ャ復動用の流体を循環させることによって冷却効果も期
待できる。プランジャの冷却のみならず、プランジやお
よびシリンダから他の構成要素（シリンダケース、ガイ
ドピストン、カム機構等）への熱の伝達を遮断してそれ
ら構成要素を保護することができる。
式に伴う不利を解消するのみならず次のような利点もあ
る： あるプランジャの往時にそれに対応するチャンバから押
し出される流体は他の２のチャンバに分配流入してそれ
ぞれ対応するプランジャを復動させる作用をなす。この
ように３つのチャンバおよびそれらを連通せしめる管路
中の流体の総量は常に一定であり、プランジャの復動作
を円滑に行なわしめる； 流体の圧力はプランジャの復動に必要な最低圧力で充分
であり、しかも常に一定であるからスプリングのように
エネルギーロスがない。またプランジャの復動の間にカ
ムフォロアにがかる面圧が常に同じであるためカムの遍
摩等を防止でき合理的なメカニズムである； 定量ポンプの諸運転状況（例えば高速運転、低速運転、
粘度の高い液体を扱う場合等々）に応じて、レリーフバ
ルブを操作することにより迅速容易に最適の往動作に必
要な流体圧力を与えることができる； 流体圧力を操作することによりプランジャによる液体の
吐出圧に応じた流体圧を与えることができるから、シリ
ンダからの液体の漏れを減少させることができる０例え
ば液体の吐出圧力の％の圧力をチャンバ内の流体に与え
ると、液体が大気に漏れる場合に比べて漏れをＡ以下に
抑えることができる。さらにまたこの場合、プランジャ
復動用の流体に適当り潤滑油を使用してプランジャの潤
滑をも行なうようにすれば、当該定量ポンプの耐久性向
上に大いに寄与する；高温の液体を扱う場合、プランジ
ャ復動用の流体を循環させることによって冷却効果も期
待できる。プランジャの冷却のみならず、プランジやお
よびシリンダから他の構成要素（シリンダケース、ガイ
ドピストン、カム機構等）への熱の伝達を遮断してそれ
ら構成要素を保護することができる。
立米
第１の発明によるカム機構は、二連で運転する往復機械
の駆動系に利用すれば、当該機械の往もしくは復の少な
くともいずれか一方について、カム軸の単位回転角当た
りのしたがってまた単位時間当たりの総合ストロークを
常に一定に保つことができる。
の駆動系に利用すれば、当該機械の往もしくは復の少な
くともいずれか一方について、カム軸の単位回転角当た
りのしたがってまた単位時間当たりの総合ストロークを
常に一定に保つことができる。
第２の発明による定量ポンプは、かかる第１の発明のカ
ム機構を利用する結果、二連のプランジャポンプの総合
吐出量を常に一定に保つことができる。
ム機構を利用する結果、二連のプランジャポンプの総合
吐出量を常に一定に保つことができる。
第１図は第１の発明のカム機構におけるカムの変位線図
であって、縦軸は従節の変位を表わし、横軸はカム軸の
回転角を表わす； 第２図は第２の発明の実施例たる定量ポンプの平面図； 第３図はあるプランジャポンプの軸線に沿う第２の定量
ポンプの断面図： 第４図は第２の発明の定量ポンプの吐出線図であって、
縦軸は吐出量を表わし、横軸はカム。 軸の回転角を表わす； 第５図は従来の単動往復ポンプについての第４図と同様
の吐出線図；および 第６図は従来の単動３連式往復ポンプについての第４図
と同様の吐出線図である。 （１０）・−・カム機構、（１４）・−・板カム、 （
２１）−加圧室、 （２２）・−・シリンダ、 （２３
） −プランジャ、（２５） −・吸込口、（２７）・
−・吐出口、 （３ｏ）、−・カムフォロア。
であって、縦軸は従節の変位を表わし、横軸はカム軸の
回転角を表わす； 第２図は第２の発明の実施例たる定量ポンプの平面図； 第３図はあるプランジャポンプの軸線に沿う第２の定量
ポンプの断面図： 第４図は第２の発明の定量ポンプの吐出線図であって、
縦軸は吐出量を表わし、横軸はカム。 軸の回転角を表わす； 第５図は従来の単動往復ポンプについての第４図と同様
の吐出線図；および 第６図は従来の単動３連式往復ポンプについての第４図
と同様の吐出線図である。 （１０）・−・カム機構、（１４）・−・板カム、 （
２１）−加圧室、 （２２）・−・シリンダ、 （２３
） −プランジャ、（２５） −・吸込口、（２７）・
−・吐出口、 （３ｏ）、−・カムフォロア。
Claims (6)
- （１）順次１２０°宛取付け角度を異ならせて同一軸上
に固定した３枚の板カムからなり、各板カムの変位線図
が、板カムの回転角が増大するに伴って変位が増大する
上昇域と、板カムの回転角が増大するに伴って変位が減
少する下降域とを有し、前記上昇域もしくは下降域のい
ずれか一方が、変位の加速的に変化する加速部と、変位
の直線的に変化する等速部と、変位の減速的に変化する
減速部とを含み、加速部における単位回転角当たりの変
位と減速部における対応する単位回転角当たりの変位と
の和が、等速部における単位回転角当たりの変位に等し
いことを特徴とするカム機構。 - （２）前記上昇域と前記下降域とが線対称であることを
特徴とする特許請求の範囲の記載１のカム機構。 - （３）前記上昇域と前記下降域とが非対称であることを
特徴とする特許請求の範囲の記載１のカム機構。 - （４）吐出口を共通の吐出管に接続してなる３連のプラ
ンジャポンプと、駆動装置とプランジャポンプとの間に
介在するカム機構とからなり、各プランジャポンプが液
体の吸込口、吐出口および前記両口と連絡する加圧室を
有するシリンダと、加圧室内に一端が進入しうるごとく
シリンダ内で軸方向摺動自在に延在するプランジャと、
プランジャの他端に回転自在に軸支したカムフォロアと
、カムフォロアを常にカムに当接せしめるごとくプラン
ジャを付勢する手段とからなり、前記カム機構が、順次
１２０°宛取付け角度を異ならせ、かつ、それぞれ前記
カムフォロアと当接するごとく同一軸上に固定した３枚
の板カムからなり、各板カムの変位線図が、板カムの回
転角が増大するに伴って変位が増大する上昇域と、板カ
ムの回転角が増大するに伴って変位が減少する下降域と
を有し、前記上昇域もしくは下降域のうちプランジャの
吐出行程に対応する方が、変位の加速的に変化する加速
部と、変位の直線的に変化する等速部と、変位の減速的
に変化する減速部とを含み、加速部における単位回転角
当たりの変位と減速部における対応する単位回転角当た
りの変位との和が、等速部における単位回転角当たりの
変位に等しいことを特徴とする定量ポンプ。 - （５）プランジャを付勢するための前記手段が各プラン
ジャポンプに設けたプランジャ復動用の流体チャンバで
あって、総ての流体チャンバが相互に連通していること
を特徴とする特許請求の範囲の記載４の定量ポンプ。 - （６）前記流体チャンバが管路で相互に接続され、該管
路の一端は圧力流体源に接続し、他端はレリーフバルブ
に通じていることを特徴とする特許請求の範囲の記載５
の定量ポンプ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16259084A JPS6140467A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | カム機構および該カム機構を用いた定量ポンプ |
| US06/746,828 US4687426A (en) | 1984-07-31 | 1985-06-19 | Constant volume pulsation-free reciprocating pump |
| CA000485941A CA1254443A (en) | 1984-07-31 | 1985-06-28 | Reciprocating pump |
| EP85109094A EP0172421A3 (en) | 1984-07-31 | 1985-07-19 | Reciprocating pump |
| KR1019850005273A KR860001293A (ko) | 1984-07-31 | 1985-07-24 | 왕 복 펌 프 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16259084A JPS6140467A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | カム機構および該カム機構を用いた定量ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140467A true JPS6140467A (ja) | 1986-02-26 |
Family
ID=15757477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16259084A Pending JPS6140467A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | カム機構および該カム機構を用いた定量ポンプ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140467A (ja) |
| KR (1) | KR860001293A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018505992A (ja) * | 2015-02-18 | 2018-03-01 | カーライル フルイド テクノロジーズ，インコーポレイティド | 高粘度物質をポンプ輸送するための高圧ポンプ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5543248A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-27 | Shimadzu Corp | Pulsation free liquid plunger pump |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP16259084A patent/JPS6140467A/ja active Pending
-
1985
- 1985-07-24 KR KR1019850005273A patent/KR860001293A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5543248A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-27 | Shimadzu Corp | Pulsation free liquid plunger pump |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018505992A (ja) * | 2015-02-18 | 2018-03-01 | カーライル フルイド テクノロジーズ，インコーポレイティド | 高粘度物質をポンプ輸送するための高圧ポンプ |
| JP2021008886A (ja) * | 2015-02-18 | 2021-01-28 | カーライル フルイド テクノロジーズ，インコーポレイティド | 高粘度物質をポンプ輸送するための高圧ポンプ |
| US10968900B2 (en) | 2015-02-18 | 2021-04-06 | Carlisle Fluid Technologies, Inc. | High pressure pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR860001293A (ko) | 1986-02-24 |
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