JP3992594B2

JP3992594B2 - 往復ポンプ

Info

Publication number: JP3992594B2
Application number: JP2002331082A
Authority: JP
Inventors: 信男東條
Original assignee: Maruyama Manufacturing Co Inc
Current assignee: Maruyama Manufacturing Co Inc
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2022-11-14
Also published as: JP2004162646A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンないしはプランジャ（以下「ピストン」と総称する）の往復動により液体を輸送するための往復ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ピストンの往復動により液体を輸送するための従来の往復ポンプとしては、例えば図４に示すようなものが知られている。図４に示す往復ポンプ１は、シリンダ２と、シリンダ２内を往復動するピストン３と、ピストン３を駆動する駆動部４とを備えている。シリンダ２の駆動部４と反対側の端部には、いわゆるポンプ室５が形成されている。
【０００３】
このような構成において、駆動部４によりピストン３を図４の矢印方向に移動させた場合、ポンプ室５内が減圧されてポンプ室５内に液体が吸入される。一方、ピストン３が矢印とは逆方向に移動された場合、ポンプ室５内が加圧されて、ポンプ室５から液体が外部に吐出する。
【０００４】
ところで、ポンプ室５内の液体の一部が、ピストン３とシリンダ２との間を通じて駆動部４側に漏洩するのを防止するために、シールパッキン６ａ及びシールパッキン６ｂがシリンダ２の内周面に取り付けられている。シールパッキン６ａ及びシールパッキン６ｂは、シリンダ２の駆動部４側の端部に配置されている。このうちシールパッキン６ｂは、シールパッキン６ａよりも駆動部４側の位置に設けられ、円筒状のシールパッキン押え７によって押圧され、固定されている。このシールパッキン６ｂの内周面はピストン３の外周面に液密に且つ摺動可能に接しているため、液体の漏洩を防止することができる。
【０００５】
しかし、往復ポンプ１を永年使用すると、シールパッキン６ａ及びシールパッキン６ｂが摩耗し、液体はシールパッキン６ｂを通過して駆動部４側に至る場合がある。このため、従来においては、振切り８と称される円板をピストン２の端部に配置している。振切り８は、その外径がピストン３の外径よりも大きいため、シールパッキン６ｂから漏洩した液体を堰き止め、ピストン３と共に往復動して外方に振り切ることができる。振り切られた液体は、シールパッキン押え７に形成された開口部９を通して外部に排出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−３２９３０号公報（第２−３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の往復ポンプ１においては、シールパッキン６ｂの摩耗が進行し或いはその寿命を越え、液体の漏れ量が多くなると、当該液体を振切り８では十分に外部に排出することができないという課題がある。漏洩液体を外部に排出できない場合には、例えば駆動部のクランクケース（図示しない）内に浸入し、種々の問題を起こすおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シールパッキンからの液体の漏れ量が多くなっても、漏洩液体を外部に十分に排出することのできる往復ポンプを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る往復ポンプ（１０）は、シリンダ（１２）と、シリンダ（１２）内に往復動可能に配置されたピストン（１４）と、ピストン（１４）を駆動するための駆動部（１６）と、シリンダ（１２）の駆動部（１６）側の端部の内周面に配置され、ピストン（１４）の外周面に液密に且つ摺動可能に接するシールパッキン（４０）と、シールパッキン（４０）を押圧、固定する円筒状のシールパッキン押え（４４）と、シールパッキン押え（４４）内に設けられ、ピストン（１４）を所定の間隙をもって同軸に囲む環状の仕切り板（４６）とを備え、シールパッキン押え（４４）には、シールパッキン（４０）と仕切り板（４６）との間に、シールパッキン押え（４４）の内側と外側を連通する連通手段（４８，５０）が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、シールパッキン（４０）から漏れた液体は仕切り板（４６）で削ぎ落とされ、連通手段（４８，５０）を通してシールパッキン押え（４４）の外側に排出することができる。シールパッキン押え（４４）の外側の空間が往復ポンプ（１０）の外部に通じている場合には、その液体は往復ポンプ（１０）の外部に排出される。
【００１１】
また、仕切り板（４６）がシールパッキン押え（４４）に一体形成されていることが好ましい。このような構成にすることで、メンテナンス等での分解、組み立てなどの負担を軽減することができるからである。
【００１２】
また、ピストン（１４）と仕切り板（４６）との間の間隙が１．０ｍｍ以下であることが好ましい。間隙が１．０ｍｍより大きいと、シールパッキン（４０）から漏れた液体の削ぎ取りの効果が小さくなるからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明するが、図中、同一又は相当部分には同一符号を付することとする。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係るピストンの往復動により液体を輸送するための往復ポンプ１０を示す縦断面図であり、図２は図１の一部拡大図である。図示の往復ポンプ１０は、シリンダ１２と、シリンダ１２内を往復動するピストン１４と、ピストン１４を駆動する駆動部１６とから構成されている。
【００１５】
シリンダ１２は、ポンプケーシング１８の一部として構成されている。また、このポンプケーシング１８はポンプ室２０を画成しており、このポンプ室２０は、シリンダ１２の駆動部１６とは反対側の端部に隣接配置されている。ポンプ室２０の一方には吸入口２２が、他方には吐出口２４が形成されている。吸入口２２とポンプ室２０との間には吸入弁２６が配設されており、吸入口２２からポンプ室２０への一方向の流れのみを許容するようになっている。ポンプ室２０と吐出口２４との間には吐出弁２８が配設されている。この吐出弁２８は、ポンプ室２０から吐出口２４への流れのみを許容する。
【００１６】
駆動部１６は、ポンプケーシング１８の一部を構成するクランクケース３０と、クランクケース３０の外部に配置される例えば電動モータ等の駆動源（図示しない）とを備えている。
【００１７】
クランクケース３０内には、駆動源の駆動力を受けて回転するクランク軸３２と、ピストン１４にピストンロッド３４を介して連結されるピストン元３６と、ピストン元３６とクランク軸３２とを連結するコネクションロッド３８とが設けられている。駆動源（図示しない）を駆動させ、クランクケース３０内のクランク軸３２を所定の方向に回転させると、その回転力がコネクションロッド３８、ピストン元３６及びピストンロッド３４を経て伝えられ、ピストン１４がシリンダ１２内を往復動するよう構成されている。
【００１８】
また、シリンダ１２には、シリンダ１２とピストン１４との間を伝って漏洩する液体を遮断するためのシールパッキン３９及びシールパッキン４０が取り付けられている。シールパッキン３９及びシールパッキン４０は、例えば合成ゴムから作られた環状体であり、シールパッキン３９はシリンダ１２内の中央部に形成された拡径部４１に、駆動部１６と反対側から挿入して嵌合され、シールパッキン４０はシリンダ１２内の駆動部１６側の端部に形成された拡径部４２に、駆動部１６側から挿入して嵌合されている。この位置において、ピストン１４は、その上死点から下死点にいたるまで、外周面が常にシールパッキン３９及びシールパッキン４０の内周面と摺動可能に且つ液密に接する。
【００１９】
シリンダ１２の拡径部４２からシールパッキン４０が脱落するのを防止するために、シールパッキン押え４４が設けられている。シールパッキン押え４４は、ピストン１４とピストンロッド３４を囲むように、これらと同軸にポンプケーシング１８内に配置されており、往復ポンプ１０を組み立てた状態においては、その一方の端面がシールパッキン４０の端面に接し、当該シールパッキン４０を拡径部４２の段差面に押圧し、固定するようになっている。
【００２０】
シールパッキン押え４４の内側には、図３に明示するように、環状の仕切り板４６が同軸に配置されている。仕切り板４６は、往復ポンプ１０の組立時やメンテナンス時、シールパッキン押え４４と共に扱うことができるよう、シールパッキン押え４４に一体形成されることが好ましい。
【００２１】
この仕切り板４６の中心の穴は、ピストン１４の外径Ａよりも大きな内径Ｂを有しており、その内側をピストン１４が所定の間隙をもって往復動可能となっている。この間隙（Ｂ−Ａ）は、後述する理由から、１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。また、仕切り板４６は、シールパッキン押え４４のシールパッキン４０側端面よりも駆動部１６寄りに配置されている。この位置は、仕切り板４６を往復ポンプ１０に組み付けた状態において、ピストン１４が上死点の位置にある時（図１及び図２に示す位置）、ピストン１４の駆動部１６側の端部の外周となる位置である。従って、ピストン１４が下死点に移動する際も、仕切り板４６は常にピストン１４を囲む位置にある。
【００２２】
更に、仕切り板４６の、シールパッキン４０に接する側の端部には、端面から仕切り板４６までの間の部分に、少なくとも１つ、好ましくは複数の切欠き４８が形成されている。ポンプケーシング１８には、切欠き４８とポンプ外部とを連通する流路５０が形成されている。これらの切欠き４８及び流路５０が、シールパッキン押え４４の内側と外側とを連通する連通手段を構成するものである。
【００２３】
また、ピストン１４の駆動部１６側の端部には振切り５２が同軸に取り付けられている。この振切り５２は環状の円板であり、ピストン１４とピストンロッド３４の拡径部分との間で挟持される。振切り５２は、ピストン１４とシールパッキン押え４４の内側に位置し、従来と同様に、ピストン１４の外周面を伝う漏洩液体を遮断し、外方に振り切るためのものである。従って、振切り５２の外径Ｃは、ピストン１４の外径Ａよりも十分に大きいことが望ましい。
【００２４】
振切り５２により振り切られた液体を往復ポンプ１０の外部に排出するために、シールパッキン押え４４には、少なくとも１つ、好ましくは複数の開口部５４が形成されている。この開口部５４は、ポンプケーシング１８に形成された流路５０と連通している。
【００２５】
次に、以上のような構成の往復ポンプの作用について説明する。
【００２６】
まず、駆動源（図示しない）を起動し、クランク軸３２を回転させると、その回転力がコネクションロッド３８、ピストン元３６及びピストンロッド３４を経て伝えられ、ピストン１４がシリンダ１２内を往復動する。そして、図１の矢印で示す方向にピストン１４が移動する場合、ポンプ室２０内が減圧され、吸入弁２６及び吐出弁２８はそれぞれ開及び閉となり、吸入口２２の液体が吸入弁２６を経てポンプ室２０内へ吸入される。一方、ピストン１４が矢印とは逆方向に移動すると、ポンプ室２０内が加圧され、吸入弁２６及び吐出弁２８はそれぞれ閉及び開となり、ポンプ室２０の液体は吐出弁２８を通って吐出口２４へ吐出される。この吸入工程と吐出工程とを繰り返すことで、液体は吸入口２２から吐出口２４へと一方向に輸送される。
【００２７】
この輸送時、ポンプ室２０内の液体の一部がピストン１４とシリンダ１２との間を、駆動部１６側に流れる。この液体はシールパッキン３９によりシールされるが、シールパッキン３９の内周面に摩耗が生じていると、液体の一部がシールパッキン３９を通過して、シールパッキン３９とシールパッキン４０との間の空間に漏洩する。この空間には、吸入口２２から流入する液体も存在しており、シールパッキン４０が摩耗していると、更にその一部がシールパッキン４０を通過して、漏洩する。この液体は、ピストン１４の外周面に沿って振切り５２へと流れるが、振切り５２により堰き止められる。そして、振切り５２はピストン１４と共に往復動されているため、液体は振切り５２の外方へ払われ、シールパッキン押え４４の開口部５４からポンプケーシング１８の流路５０を通って外部に排出される。
【００２８】
また、シールパッキン４０の摩耗が進行した場合等、シールパッキン４０からの漏れ量が多くなった場合、仕切り板４６で削ぎ取られることになる。すなわち、仕切り板４６とピストン１４との間の間隙は１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍと非常に小さいものであるので、液体の漏れ量が多くなった場合には、ピストン１４の外周面に厚く付着している漏洩液体は、ピストン１４の往復動によって仕切り板４６にて削ぎ取られるのである。なお、液体の種類とも関係するが、仕切り板４６とピストン１４との間の間隙が１．０ｍｍを越えた場合には、仕切り板４６による削ぎ取り効果が減じられるため望ましくなく、また、ピストン１４と仕切り板４６とを接触させることも、摩擦抵抗を増すため好ましくない。
【００２９】
仕切り板４６により削ぎ取られた液体は、仕切り板４６から切欠き４８を通り、更に流路５０を通じてポンプケーシング１８の外部へ排出される。この結果、振切り５２に到達する液体の量は少なくなり、その液体は振切り５２によって確実に外部に排出されることになる。
【００３０】
このようにして、本実施形態ではシールパッキン４０から漏れた液体の駆動部１６内への浸入、特にクランクケース３０内への浸入を、仕切り板４６と振切り５２との２段階で防ぐことができ、往復ポンプの故障等、種々の弊害を防止することができる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態について具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３２】
例えば、上記実施形態においては、シールパッキン押え４４に切欠き４８を設けて、漏洩液体の排出用流路５０としているが、貫通孔を流路５０としてシールパッキン押え４４に形成してもよい。
【００３３】
上記実施形態では、仕切り板４６をシールパッキン押え４４と一体的に形成しているが、両者を別個独立のものとしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の往復ポンプにおいては、多量の液体がシールパッキン押えを通過し駆動部側に漏洩しようとしても、その大部分を仕切り板により遮り、外部に排出することができる。従って、液体が駆動部内に侵入した場合の弊害を防止ないしは抑制することが可能となる。
【００３５】
また、シールパッキンからの液体の漏れ量が増加する原因は、主としてシールパッキンの摩耗によるものであるが、本発明によれば、摩耗が進行しても駆動部への液体の浸入が防止、抑制されるため、従来よりも長期間の使用が可能な往復ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る往復ポンプの縦断面図である。
【図２】図１の往復ポンプにおける縦断面の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るシールパッキン押えの斜視図である。
【図４】従来の往復ポンプにおける縦断面の拡大図である。
【符号の説明】
１０…往復ポンプ、１２…シリンダ、１４…ピストン、１６…駆動部、４０…シールパッキン、４４…シールパッキン押え、４６…仕切り板、４８…切欠き（連通手段）、５０…流路（連通手段）。

Claims

シリンダ（１２）と、
前記シリンダ（１２）内に往復動可能に配置されたピストン（１４）と、
前記ピストン（１４）を駆動するための駆動部（１６）と、
前記シリンダ（１２）の前記駆動部（１６）側の端部の内周面に配置され、前記ピストン（１４）の外周面に液密に且つ摺動可能に接するシールパッキン（４０）と、
前記シールパッキン（４０）を押圧、固定する円筒状のシールパッキン押え（４４）と、
前記シールパッキン押え（４４）内に設けられ、前記ピストン（１４）を所定の間隙をもって同軸に囲む環状の仕切り板（４６）と
を備え、
前記シールパッキン押え（４４）には、前記シールパッキン（４０）と前記仕切り板（４６）との間に、前記シールパッキン押え（４４）の内側と外側とを連通する連通手段（４８，５０）が形成されていることを特徴とする往復ポンプ。
前記仕切り板（４６）が前記シールパッキン押え（４４）に一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復ポンプ。
前記ピストン（１４）と前記仕切り板（４６）との間の前記間隙が１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の往復ポンプ。