JP4913770B2 - Forced valve type piston pump - Google Patents
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Description
本発明は、強制弁式ピストンポンプ(ユニフロー式ピストンポンプ)に関するものである。 The present invention relates to a forced valve piston pump (uniflow piston pump).
この種の強制弁式ピストンポンプは、たとえば、図4に示すように構成されている(たとえば、特許文献1参照)。
この強制弁式ピストンポンプは、クランクケース31を有しており、クランクケース31内にはオイル(潤滑油)が収容されている。また、クランクケース31には、ピストンロッド(往復動部材)32がオイルシール33を介して往復動自在に挿入されている。このピストンロッド32の後端部は、クランクケース31内の駆動部(図示せず)に連結されており、この駆動部よって往復動するようになっている。また、クランクケース31の前側には、シリンダ元金具34が連設されており、シリンダ元金具34には吸水口35が形成されている。
This type of forced valve piston pump is configured, for example, as shown in FIG. 4 (see, for example, Patent Document 1).
This forced valve type piston pump has a
シリンダ元金具34の前側には、シリンダ37の後端部が液密に嵌入されており、シリンダ37内には、ポンプ室38が吸水口35に連通して形成されている。ポンプ室38内には、たとえば、水、農業用薬剤などの液体が出し入れされる。また、ポンプ室38には、ピストンロッド32の先端部が延びている。このピストンロッド32の小径部32aの外側には、スリーブ41が液密に嵌合されており、このスリーブ41の部分がシールパッキン42を介してシリンダ元金具34に支持されている。このスリーブ41と前記ピストンロッド32からポンプ室38内で往復する往復動部材が構成されている。シールパッキン42とオイルシール33との間には、概略筒状のシール押え44が介在されており、このシール押え44内にフェルトパッキン45が配設され、このフェルトパッキン45はスリーブ41の外側に取り付けられている。フェルトパッキン45の上端部は、クランクケース31の注油口31aに対向しており、その下端部は、クランクケース31に取り付けられたオイルパン46内に挿入されている。
A rear end portion of the
また、ピストンロッド32の先端部には、スリーブ41の前側に、吸水弁座61、カラー(往復動部材)62、ストッパ63が順に組み込まれている。そして、ピストンロッド32の小径部32aの外側に、後側から順に、振り切り座金51、スリーブ41、吸水弁座61、カラー62、ストッパ63が嵌合され、ナット65がピストンロッド32の先端部に締め込まれることにより、これらの部材がピストンロッド32の段差部32bとナット65との間に挟持されている。
Further, a water
吸水弁座61とストッパ63との間のカラー62の外側には、環状の弁体66が遊嵌されており、弁体66とカラー62との間には隙間67が形成されるようになっている。この弁体66の外周にはピストンパッキン68が装着されており、このピストンパッキン68はシリンダ37の内周面(ポンプ室38の内周面)を摺動するようになっている。弁体66は、吸水弁座61とストッパ63との間の距離より短い長さに設定されており、弁体66がストッパ63に当接したときに、弁体66と吸水弁座61との間に隙間69が形成されるようになっている。ストッパ63には通孔(流路)63aが形成されており、弁体66がストッパ63に当接したときに、この通孔63aが弁体66とカラー62との間の隙間67と連通するようになっている。
An
また、シリンダ37の先端部には、シリンダ先金具71が液密に嵌合されており、シリンダ先金具71には、吐出口72がポンプ室38に連通して形成されている。また、シリンダ37とシリンダ先金具71との間には、吐出弁組立体73が設けられており、この吐出弁組立体73は、ポンプ室38から吐出口72への流れのみを許容する逆止弁として機能する。シールパッキン42から前側(シリンダ先金具71側)が液体を吸い込み、吐き出すポンプ作用を行うポンプ部となっている。
A
次に、この強制弁式ピストンポンプの作用について説明する。
駆動部により、ピストンロッド32を往復動(前進・後退)させると、ピストンロッド32の先端部がポンプ室38内を進退移動し、これにより液体が吸水口35からポンプ室38を経て吐出口72へ移動し、ポンプとして機能する。
Next, the operation of the forced valve piston pump will be described.
When the
すなわち、ピストンロッド32が吸水工程において後退(シリンダ元金具34側へ移動)すると、ピストンロッド32の先端部がポンプ室38内を後退して行き、これにより図4の上側の弁体66のように、弁体66がストッパ63に当接し、弁体66が吸水弁座61から離れる。この際に、弁体66とカラー62との間の隙間67とストッパ63の通孔63aが連通した状態となるとともに、前記隙間67と弁体66と吸水弁座61との間の隙間69が連通する。そうすると、吸水口35から吸込まれて後退するピストンパッキン68の後側にある液体が、弁体66と吸水弁座61との間に隙間69、弁体66とカラー62との間には隙間67およびストッパ63の通孔63aを順に通って、ポンプ室38内(ピストンパッキン68の前側)に流入する。
That is, when the
一方、ピストンロッド32が吐出工程にいて前進(シリンダ先金具71側へ移動)すると、ピストンロッド32の先端部がポンプ室38内を前進して行き、これにより図4の下側の弁体66のように、弁体66が吸水弁座61に当接する。これにより、弁体66と吸水弁座61との間の隙間69がなくなることで、弁体66とカラー62との間の隙間67が吸水弁座61により閉塞された状態となる。そうすると、ポンプ室38の液体が弁体66と当該弁体66に取り付けられたピストンパッキン68と吸水弁座61とによりポンプ室38から押し出され、吐出弁組立体73を経て吐出口72から吐き出される。なお、この際に、前進するピストンパッキン68の後側に吸水口35から液体が吸い込まれることになる。
On the other hand, when the
ところで、従来、このようなピストンポンプにあっては、金属製の弁体66にピストンパッキン68がかしめ加工などにより取り付けられている。また、ピストンパッキン68の材質は、通常、耐油性に優れ、かつ、加工性が良く、機械的強度に優れたNBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)系の合成ゴムが用いられている。また、弁体66としては、使用される液体(使用液体)に耐える金属が用いられる。
Conventionally, in such a piston pump, a
しかしながら、このような従来の強制弁式ピストンポンプにおいては、ピストンパッキンおよび吸水弁として機能し、シリンダ内周面を摺動するとともに、ピストンロッド32(カラー62)に対しても移動する部材が、合成ゴム製のピストンパッキン68と金属製の弁体66とからなる構造であるので、軽量化が難しいという問題がある。
また、強制弁式ピストンポンプの製造に際し、弁体66にピストンパッキン68をかしめ加工により取り付けるので、部品の加工および組立作業に手間がかかる。
However, in such a conventional forced valve type piston pump, a member that functions as a piston packing and a water absorption valve, slides on the inner peripheral surface of the cylinder, and also moves with respect to the piston rod 32 (collar 62), Since the structure is composed of a
Further, when the forced valve piston pump is manufactured, the
また、NBR系ゴムからなるピストンパッキン68は、耐薬品性に乏しく、使用液体が限定されてしまう。
また、ピストンパッキン68を合成ゴムではない合成樹脂とすることで、たとえば、耐薬品性に優れた材料を容易に選択することが可能となるが、このような合成樹脂を用いた場合に、弁体66をかしめて、ピストンパッキン68を当該弁体66に取り付けるものとした際に、寸法公差などの問題を解消することが難しく、必ずしも最適な材料を選択できない。
また、使用液体によっては、弁体66として使用液体に対して耐性のある金属を選択した場合に弁体66が高価なものとなって、高コストとなってしまうなどといった問題がある。
Further, the
Further, by making the piston packing 68 a synthetic resin that is not a synthetic rubber, for example, it becomes possible to easily select a material having excellent chemical resistance, but when such a synthetic resin is used, the valve When the
In addition, depending on the liquid used, there is a problem in that, when a metal that is resistant to the liquid used is selected as the
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、弁体とピストンパッキンとからなる部分を軽量化することができ、部品の長寿命化および低騒音化を図ることができるとともに、製造コストの低減および使用用途の拡大を図ることができる強制弁式ピストンポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce the weight of the valve body and the piston packing, can increase the service life of the parts and reduce the noise, and can reduce the manufacturing cost. An object of the present invention is to provide a forced-valve piston pump that can reduce the amount of use and expand the usage.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の強制弁式ピストンポンプは、ポンプ室(38)と、当該ポンプ室(38)内を往復動するとともに後端側が駆動部に連結された往復動部材(32,62)と、当該往復動部材(32,62)の前端側に設けられるとともに前後に液体を流すことが可能な流路(63a)を有するストッパ(63)と、当該ストッパ(63)との間に間隔をあけて前記往復動部材(32,62)の当該ストッパ(63)より後側に設けられる弁座(61)と、前記往復動部材(32,62)が挿入された状態で、当該往復動部材(32,62)の外周面との間に液体を流すことが可能な隙間(67)を有し、かつ、前記ストッパ(63)と前記弁座(61)との間に前記往復動部材(32,62)の軸方向に沿って移動自在に設けられた環状の弁体と、当該弁体の外周側に設けられ前記ポンプ室(38)内周面を摺動するピストンパッキンとを備えた強制弁式ピストンポンプにおいて、
前記弁体と前記ピストンパッキンが一体に合成樹脂または合成ゴムにより形成されてピストン弁体(1,1A)とされ、
前記ピストン弁体(1,1A)の外周面の前部に当該ピストン弁体(1,1A)の周方向に沿って径方向外側に突出するリップ部(4)が設けられ、当該リップ部(4)の断面形状は、最も外径が大きくなる最外径部(5)がピストン弁体(1,1A)の外周面の前端部に形成され、この最外径部(5)の後側では当該最外径部(5)から後に向かうにつれて次第に外径が小さくなるように緩やかに傾斜した形状になっており、
前記ピストン弁体(1,1A)の前面に環状の溝(8,8A)が形成され、
前記ピストン弁体(1,1A)の前端部は、前記溝(8)により外周部(10)と内周部(11)とに分割され、外周面に前記リップ部(4)が形成された前記外周部(10)の前面より、前記内周部(11)の前面の方が前方に突出している、
ことを特徴とする。
In order to achieve the object, the forced valve piston pump according to claim 1 reciprocates in the pump chamber (38) and the pump chamber (38), and the reciprocating end is connected to the drive unit. A stopper (63) having a moving member (32, 62), a flow path (63a) provided on the front end side of the reciprocating member (32, 62) and allowing a liquid to flow back and forth; The valve seat (61) provided on the rear side of the stopper (63) of the reciprocating member (32, 62) and the reciprocating member (32, 62) are inserted with a space therebetween. A gap (67) through which liquid can flow between the reciprocating member (32, 62) and the stopper (63) and the valve seat (61). Along the axial direction of the reciprocating member (32, 62) A valve body of the annular mounted for movement, in a forced valve piston pump having a piston packing sliding provided on an outer peripheral side of the valve body the pump chamber (38) inner peripheral surface,
The valve body and the piston packing are integrally formed of synthetic resin or synthetic rubber to form a piston valve body (1, 1A) ,
A lip portion (4) projecting radially outward along the circumferential direction of the piston valve body (1, 1A) is provided at the front portion of the outer peripheral surface of the piston valve body (1, 1A). 4) The cross-sectional shape of the outermost diameter portion (5) with the largest outer diameter is formed at the front end portion of the outer peripheral surface of the piston valve body (1, 1A), and the rear side of the outermost diameter portion (5). Then, it has a shape that is gently inclined so that the outer diameter gradually decreases from the outermost diameter part (5) toward the rear,
An annular groove (8, 8A) is formed on the front surface of the piston valve body (1, 1A),
A front end portion of the piston valve body (1, 1A) is divided into an outer peripheral portion (10) and an inner peripheral portion (11) by the groove (8), and the lip portion (4) is formed on the outer peripheral surface. The front surface of the inner peripheral portion (11) protrudes forward from the front surface of the outer peripheral portion (10).
It is characterized by that.
請求項1に記載の発明においては、弁体とピストンパッキンとが一体に合成樹脂または合成ゴムにより形成されてピストン弁体となっているので、弁体およびピストンパッキンとして機能するこのピストン弁体の軽量化を図ることができる。
ここで、ピストン弁体は、ポンプ作動時にストッパと吸水弁座とに交互に衝突するが、ピストン弁体を軽量化することができるので、上記衝突した際の衝撃エネルギを低減することができる。このため、上記衝突により発生する動作音の音量を低減することができ、低騒音化を図ることができるとともに、ピストン弁体、吸水弁座、ストッパ等の各部材に作用する衝撃力を低減でき、これらの部品の長寿命化を図ることができる。なお、弁体部分への衝撃力が低減されることから、ピストン弁体を合成樹脂製または合成ゴム製としても十分に使用に耐えうるものとなる。
In the invention described in
Here, the piston valve body collides alternately with the stopper and the water-absorbing valve seat when the pump is operated. However, since the piston valve body can be reduced in weight, the impact energy at the time of the collision can be reduced. For this reason, the volume of the operation sound generated by the collision can be reduced, the noise can be reduced, and the impact force acting on each member such as the piston valve body, the water absorbing valve seat, and the stopper can be reduced. The life of these parts can be extended. In addition, since the impact force to the valve body portion is reduced, the piston valve body can be sufficiently used even if it is made of synthetic resin or synthetic rubber.
また、強制弁式ピストンポンプの製造において、弁体にピストンパッキンを取り付ける工程がなくなり、組立作業を容易にすることができる。
また、弁体でピストンパッキンをかしめる必要がないので、ピストンパッキンの材質によって、問題が生じることがなく、ピストン弁体を目的に応じて多くの合成樹脂から選択可能となる。すなわち、従来のピストンパッキンよりも耐薬品性に優れたものや、その他の特性を有する合成樹脂を比較的自由に選択することができる。
また、従来、使用液体によっては、弁体として高価な金属を用いる必要がありコスト増の原因となったが、このピストン弁体1によれば、高価な金属より低価格な合成樹脂で対応可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
Further, in the manufacture of the forced valve piston pump, the process of attaching the piston packing to the valve body is eliminated, and the assembly work can be facilitated.
Further, since it is not necessary to caulk the piston packing with the valve body, there is no problem depending on the material of the piston packing, and the piston valve body can be selected from many synthetic resins according to the purpose. That is, it is possible to relatively freely select a synthetic resin having better chemical resistance than the conventional piston packing and other characteristics.
Conventionally, depending on the liquid used, it was necessary to use an expensive metal as the valve body, which caused an increase in cost, but according to this
また、ピストン弁体が合成樹脂により一体に形成されるので、弁体にピストンパッキンを取り付ける工程をなくすることができるため、製造を簡略化でき、製造コストを低減することができる。
また、弁体にピストンパッキンをかしめ加工する必要がないので、ピストン弁体の材質の選択肢が多くなり、たとえば、耐薬品性に優れた合成樹脂または合成ゴムを用いることも容易になり、強制弁式ピストンポンプに使用される液体の自由度が高くなる。
また、従来、使用液体によって高価な金属を用いる必要があった弁体を合成樹脂製または合成ゴム製としたので、この点においても製造コストの低減を図ることができる。
また、ピストン弁体の前面に環状の溝を設けることで、外周側のリップ部が変位しやすい状態となり、液体吐出時に、ピストン弁体の前面側が高圧力状態となった際に、ピストン弁体の前端部の前記溝より外周側が拡がり、リップ部がポンプ室内周面にさらに押し付けられてシール性を向上することができる。
また、ピストン弁体の前面に、リップ部より前方に突出する当接部が設けられているので、動作時にストッパに当接部が衝突するため、リップ部が傷つくのを防止することができる。
Moreover, since the piston valve body is integrally formed of synthetic resin, the process of attaching the piston packing to the valve body can be eliminated, so that the manufacturing can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
Since there is no need to caulk the piston packing to the valve body, there are many choices for the material of the piston valve body. For example, it is easy to use synthetic resin or synthetic rubber with excellent chemical resistance. The degree of freedom of the liquid used for the piston pump is increased.
In addition, since the valve body that has conventionally been required to use an expensive metal depending on the liquid used is made of synthetic resin or synthetic rubber, the manufacturing cost can be reduced also in this respect.
Further, by providing an annular groove on the front surface of the piston valve body, the lip portion on the outer peripheral side is easily displaced, and when the front surface side of the piston valve body is in a high pressure state during liquid discharge, the piston valve body The outer peripheral side of the front end portion of the groove expands, and the lip portion is further pressed against the peripheral surface of the pump chamber to improve the sealing performance.
In addition, since the abutting portion that protrudes forward from the lip portion is provided on the front surface of the piston valve body, the abutting portion collides with the stopper during operation, so that the lip portion can be prevented from being damaged.
請求項2に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項1に記載の発明において、前記溝(8,8A)に弾性環状部材(9)が挿入されて嵌合され、当該弾性環状部材(9)の弾性力により前記ピストン弁体(1,1A)の前記リップ部(4)が前記ポンプ室(38)の内周面に押し付けられていることを特徴とする。 A forced valve type piston pump according to a second aspect is the invention according to the first aspect, wherein an elastic annular member (9) is inserted and fitted into the groove (8, 8A), and the elastic annular member (9 ), The lip (4) of the piston valve body (1, 1A) is pressed against the inner peripheral surface of the pump chamber (38) .
請求項2に記載の発明においては、溝に挿入されて嵌合している弾性環状部材の弾性力によりピストン弁体のリップ部をポンプ室内周面に押し付けることができるので、ピストン弁体のシール性を向上することができる。すなわち、ピストン弁体を弾性変形しにくい合成樹脂等により形成した場合でも、弾性環状部材の弾性力によりシール性を確保することができる。また、ピストン弁体の外周に磨耗が生じ、ピストン弁体の外径が小さくなるようなことがあっても、弾性環状部材の弾性力によりシール性を維持することができ、これによりピストン弁体の長寿命化を図ることができる。
In the invention according to
請求項3に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項2に記載の発明において、前記リップ部(4)の最も外径が大きくなる前記最外径部(5)と前記弾性環状部材(9)とが重なる位置に配置されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the forced valve piston pump according to the second aspect, wherein the outermost diameter portion (5) having the largest outer diameter of the lip portion (4) and the elastic annular member (9). ) Is arranged at a position overlapping with.
請求項3に記載の発明においては、リップ部の最も外径が大きくなる最外径部と弾性環状部材とが重なる位置に配置されているので、リップ部の最外径部をポンプ室内周面に強く押し付けることができるため、高圧での使用に適しており、低粘度の使用液体で高速運転する場合に有利となる。
In the invention according to
請求項4に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項2に記載の発明において、前記リップ部(4)の前記最外径部(5)より後側の部分と前記弾性環状部材(9)とが重なる位置に配置されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the forced valve piston pump according to the second aspect, wherein a portion of the lip portion (4) on the rear side of the outermost diameter portion (5) and the elastic annular member (9) are provided. Is arranged at a position where they overlap each other.
請求項4に記載の発明においては、最外径部より後側のリップ部と弾性環状部材が重なる位置に配置されているので、リップ部が幅広くポンプ室の内周面に接触するようになるため、高粘度の使用液体を低速、低圧で吐出することに優れたポンプとなる。
In the invention described in
請求項5に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記ピストン弁体(1,1A)の後面の外周縁側の角部が面取りされていることを特徴とする。 A forced valve type piston pump according to a fifth aspect is the invention according to any one of the first to fourth aspects, wherein a corner on the outer peripheral edge side of the rear surface of the piston valve body (1, 1A) is chamfered. It is characterized by being.
請求項5に記載の発明においては、ピストン弁体(1,1A)の後面の外周縁側の角が面取りされているので、ピストン弁体の後面が弁座に衝突した際に、ピストン弁体の後端部が衝撃で外周側に広がるように変形しても、前記面取りによりピストン弁体の後端部の径が小さくなっているため、変形部分がポンプ室の内周面に達することがなく、このため変形部分がポンプ室の内周面に当たって擦られて損傷することを防止することができる。
In the invention according to
請求項6に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記ピストン弁体(1,1A)の前面の外周縁側の角部が面取りされていることを特徴とする。
The forced valve piston pump according to
請求項6に記載の発明においては、ピストン弁体(1,1A)の前面の外周縁側の角部が面取りされているので、強制弁式ピストンポンプの組み立て時に、ポンプ室にピストン弁体を容易に挿入することができる。
In the invention described in
なお、上記における括弧内の符号は、図面において対応する要素を便宜的に表記したものであり、したがって本発明は図面上の記載に限定されるものではない。これは、「特許請求の範囲」の記載についても同様である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis in the above expresses the corresponding element in drawing for convenience, Therefore, this invention is not limited to description on drawing. The same applies to the description of “Claims”.
本発明の強制弁式ピストンポンプによれば、弁体とピストンパッキンを一体に合成樹脂または合成ゴムにより形成しピストン弁体としたので、弁体およびピストンパッキンの機能を有するこのピストン弁体を軽量化することができ、部品の長寿命化および低騒音化を図ることができるとともに、製造コストの低減および使用用途の拡大を図ることができる。 According to the forced valve type piston pump of the present invention, since the valve body and the piston packing are integrally formed of synthetic resin or synthetic rubber to form a piston valve body, the piston valve body having the functions of the valve body and the piston packing is lightweight. This makes it possible to extend the service life of the parts and reduce the noise, as well as to reduce the manufacturing cost and expand the usage.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る強制弁式ピストンポンプの要部を示す断面図であり、図2はピストン弁体を示す断面図である。
なお、第1の実施形態の特徴は、強制弁式ピストンポンプにおける弁体およびピストンパッキンの構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、第1の実施の形態の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図4と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a forced valve type piston pump according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a piston valve body.
The feature of the first embodiment lies in the structure of the valve body and piston packing in the forced valve piston pump, and other configurations and operations are the same as the conventional configuration and operation described above. Only the characteristic part of the first embodiment will be referred to, and other parts will be simply described with the same reference numerals as those in FIG.
図1に示すように、この強制弁式ピストンポンプにおいては、従来と同様に、ピストンロッド(往復動部材)32の先端部には、スリーブ41の前側に、吸水弁座61、カラー(往復動部材)62、ストッパ63が順に組み込まれている。そして、ピストンロッド32の小径部32aの外側に、後側から順に、振り切り座金51、スリーブ41、吸水弁座61、カラー62、ストッパ63が嵌合され、ナット65がピストンロッド32の先端部に締め込まれることにより、これらの部材がピストンロッド32の段差部32bとナット65との間に挟持されている。吸水弁座61とストッパ63との間の間隔は、カラー62に長さにより決定されるようになっている。
As shown in FIG. 1, in this forced valve type piston pump, a water
吸水弁座61とストッパ63との間のカラー62の外側には、肉厚な筒状(環状)のピストン弁体1が遊嵌されている。このピストン弁体1は、図4に示す従来の弁体66とピストンパッキン68とが合成樹脂により一体に形成されているものであり、弁体(吸水弁)としての機能とピストンパッキン(ピストン)としての機能の両方を有している。
A thick cylindrical (annular)
このピストン弁体1の内径は、ピストンロッド32の小径部32aの周囲でストッパ63と吸水弁座61との間に設けられた筒状のカラー62の外径よりも大きく設定されている。これにより、カラー62の外周面とピストン弁体1の内周面との間には、使用液体を前後に流動可能な隙間67が形成されるようになっている。また、ピストン弁体1がストッパ63に当接したときに、ストッパ63の通孔(流路)63aがピストン弁体1とカラー62との間の隙間67と連通するようになっている。
The inner diameter of the
また、ピストン弁体1の前後方向の長さ(厚さ)は、吸水弁座61とストッパ63との間の間隔(カラー62の長さ)よりも短く設定されており、これによりピストン弁体1がストッパ63に当接したときに、ピストン弁体1と吸水弁座61との間に隙間69が形成されるようになっている。
The length (thickness) of the
なお、ピストン弁体1は、その外周面部(後述のリップ部4)が円筒状のシリンダ37の内部に形成されるポンプ室38の内周面(シリンダ37の内面)を摺動するようになっており、その中心軸の位置がずれないようになっているので、ピストン弁体1の内周面にカラー62の外周面が接触することなく、ピストン弁体1はストッパ63と吸水弁座61との間を移動するようになっている。
The
図2に示すように、筒状のピストン弁体1の貫通穴2は、円柱状に(すなわち前後方向に同じ径で)形成されている。この貫通穴2のストッパ63が当接する前端部は拡径されている。すなわち、この貫通穴2の前端の角部が面取りされ、内面取り部3が形成されている。この内面取り部3は、直線だけでなく曲線により形成してもよい。
As shown in FIG. 2, the through
また、ピストン弁体1の外周面の前端部分(前側1/3程度の部分)は、それ以外の部分より拡径された部分、すなわち、径方向外側に突出する部分であるリップ部4となっている。このリップ部4の断面形状(図2における断面形状)は、リップ部4の最も外径が大きくなる最外径部5がピストン弁体1の外周面の前端部に形成され、この最外径部5の後側では最外径部5から後に向かうにつれて次第に外径が小さくなるように緩やかに傾斜した形状になっている。ピストン弁体1の外周面のリップ部4以外の部分は、同じ外径に形成されており、この部分の外径は、シリンダ37の内径より少し小さく設定されている。また、リップ部4の最外径部5は、シリンダ37の内径より少し大きく設定されている。
なお、上記最外径部5は、ピストン弁体1の外周面の前端部分に設けられたリップ部4において最も外径が大きくなった一つの円部分であり、断面形状とした場合に点(頂点)としてみることができる。
Moreover, the front end part (part of about 1/3 of the front side) of the outer peripheral surface of the
The
ピストン弁体1の前面の外周縁側の角部は面取りされ、前面取り部6となっている。この前面取り部6の後端が最外径部5となっている。
なお、前面取り部6は、ピストン弁体1の軸方向と直交する平面(たとえば、ピストン弁体1の前面)に対して20〜30度傾いた角度となるように形成されることが好ましい。この前面取り部6は、直線だけでなく曲線により形成してもよい。
A corner portion on the outer peripheral edge side of the front surface of the
In addition, it is preferable that the front
また、ピストン弁体1の後面の外周縁側の角部は面取り、後面取り部7となっている。この後面取り部7は、ピストン弁体1の軸方向と直交する平面(たとえば、ピストン弁体1の後面)に対して10〜20度傾いた角度となるように形成されることが好ましい。この後面取り部7は、直線だけでなく曲線により形成してもよい。
Further, a corner portion on the outer peripheral edge side of the rear surface of the
また、ピストン弁体1の前面には、ピストン弁体1と同軸に円環状の溝8が形成され、この溝8内に円環状の弾性環状部材9が挿入されて嵌合されている。弾性環状部材9は、たとえば、Oリングからなるものである。なお、弾性環状部材9の横断面形状(図2における断面形状)は、円形となっている。
Further, an
前記溝8は、この例においては、その深さが、弾性環状部材9の横断面の径(太さ)とほぼ同じとされるか僅かに深いものとなっている。
また、溝8の断面形状(図2における断面形状)において、開口部分を除く部分の形状が円形状(円の一部)となっており、当該円の径が弾性環状部材9の横断面の径と略等しいものとなっている。そして、リップ部4の最外径部5は、シリンダ37の内径より少し大きく設定されているので、溝8のこの円の径が弾性環状部材9の横断面の径と同じかあるいは少し大きい場合でも、ピストン弁体1をシリンダ37内に挿入した際にリップ部4がピストン弁体1の径方向内側に押圧され、これにより弾性環状部材9が圧縮されるため、弾性環状部材9の弾性力によりリップ部4を径方向外側に押される。また、溝8のこの円の径が弾性環状部材9の横断面の径より少し小さい場合には、弾性環状部材9が溝8内に挿入された時点で既に圧縮された状態になっているので、リップ部4を径方向外側に押す弾性環状部材9の弾性力はこの分大きくなる。
In this example, the depth of the
Further, in the cross-sectional shape of the groove 8 (cross-sectional shape in FIG. 2), the shape of the portion excluding the opening portion is a circular shape (a part of the circle), and the diameter of the circle is the cross-sectional shape of the elastic
また、溝8の断面形状において、開口部側は、前記円の一部となる部分が半円以上となっていることにより、溝8の浅い部分で溝8の幅が弾性環状部材9の断面の径より狭くなっており、さらに開口部側の内周部分(図2において下側部分)が傾斜しておりこれにより前記狭い部分から開口端に向かうにつれて次第に溝8の幅が広くなり、溝8の開口端における幅は、弾性環状部材9の断面の径より僅かに広くなっている。
これにより、溝8の広い開口部側から弾性環状部材9を押し込むと、狭い部分で弾性環状部材9とピストン弁体1と(主に弾性環状部材9)が弾性変形しそして溝8の最深部まで入り込むことになる。この状態では、弾性環状部材9の横断面で最も幅が広くなった部分(横断面の中央部)が、溝8の幅が最も狭い部分よりも溝8の奥側に入り込み、弾性環状部材9が溝8から抜け出し難くなっている。
In addition, in the cross-sectional shape of the
Thereby, when the elastic
溝8に弾性環状部材9が挿入され嵌合された状態では、リップ部4の最も外径が大きくなった最外径部5の軸方向に沿った位置と、弾性環状部材9の軸方向に沿った中央部(環全体の外径が最も大きくなった部分)の位置とがほぼ重なるようになっている。
In a state in which the elastic
また、ピストン弁体1の前端部は、溝8により外周部10と内周部11とに分割された状態となっている。そして、外周面にリップ部4が形成された外周部10の前面より、内周部11の前面の方が前方に突出した状態となっており、ピストン弁体1において最も前側となる内周部11の前面が吸水工程においてストッパ63に当接し、外周面にリップ部4が構成された外周部10は、ストッパ63に当接することがないようになっている。すなわち、内周部11の前面が、リップ部4より前方に突出してストッパ63に当接可能な当接部12となる。
Further, the front end portion of the
そして、以上のようなピストン弁体1は、この例では、従来のNBR系ゴムよりも耐薬品性が高く、かつ、耐摩耗性も高い合成樹脂または合成ゴムで一体成形される。また、このようなピストン弁体1を構成する合成樹脂としては、たとえば、UHMW-PE(ultra-high-molecular
weight-polyethylene:超高分子量ポリエチレン)を用いることができる。
In this example, the
weight-polyethylene) can be used.
また、この他にピストン弁体1として好適に用いられる合成樹脂としては、たとえば、PEEK(polyetheretherketone:ポリエーテルエーテルケトン樹脂)、POM(polyacetal,
polyoxymethylene:ポリアセタール樹脂)などが挙げられる。
また、合成ゴムとして、たとえば、EPDM(ethylene
propylene diene monomer:エチレン−プロピレン−ジエンゴム)を用いることができる。
また、Oリングとしては、NBR系、EPDM系の各種合成ゴムからなるものを用いることができる。
In addition to this, examples of the synthetic resin suitably used as the
polyoxymethylene: polyacetal resin).
Further, as synthetic rubber, for example, EPDM (ethylene
propylene diene monomer: ethylene-propylene-diene rubber) can be used.
Further, as the O-ring, those made of various synthetic rubbers of NBR type and EPDM type can be used.
この強制弁式ピストンポンプにおいては、ピストンロッド32が上死点から下死点へと移動する吸水工程(図1において上側部分)では、ストッパ63にピストン弁体1の前面の当接部12が当接してピストン弁体1が下死点側に連行される。そして、ポンプ室38のピストン弁体1より前側の空間が容積を増大されて負圧となる。この負圧によりピストン弁体1より後側に流入していた使用液体は、ピストン弁体1と吸水弁座61との間の隙間69からピストン弁体1の内周面とカラー62の外周面との間の隙間67を通るとともに、最終的にストッパ63の通孔63aを通ってピストン弁体1の前側の空間に流れる。
In this forced valve type piston pump, in the water absorption process (upper part in FIG. 1) in which the
一方、ピストンロッド32が下死点から上死点へと移動する吐出工程(図1において下側部分)では、吸水弁座61にピストン弁体1の後面が当接し、吸水弁座61とピストン弁体1との間の隙間69が無くなって吸水弁が閉じた状態で、ピストン弁体1は上死点側に連行される。
これによりポンプ室38のピストン弁体1より前側の空間は加圧され、ここに流入した使用液体は吐出弁組立体73の吐出弁を開いて吐出口72から外部に送出される。また、ポンプ室38のピストン弁体1より後側の空間は容積を増大されて負圧となり、ここへ吸水口35から使用液体が流入する。
On the other hand, in the discharge process (lower part in FIG. 1) in which the
As a result, the space in front of the
このように構成された強制弁式ピストンポンプにあっては、従来の金属の弁体を使用せずに、弁体とピストンパッキンが一体に形成された合成樹脂または合成ゴムからなるピストン弁体1を用いているので、弁体およびピストンパッキンの機能を有するピストン弁体1の軽量化を図ることできる。
そして、ピストン弁体1を軽量化することで、ピストン弁体1が吸水弁座61やストッパ63に衝突した際の衝撃エネルギを低減することができる。これにより、ピストン弁体1、吸水弁座61、ストッパ63等の各部材に作用する衝撃力を低減でき、これらの部品の長寿命化を図ることができる。また、上記衝突により発生する動作音の音量を低減することが可能となり、低騒音化を図ることができる。
なお、弁体部分を金属製から合成樹脂製または合成ゴム製としても、軽量化に伴う衝撃力の低減により長期に渡って使用可能となる。
In the forced valve type piston pump configured as described above, the
Further, by reducing the weight of the
In addition, even if the valve body portion is made of metal, made of synthetic resin, or made of synthetic rubber, it can be used for a long period of time due to a reduction in impact force accompanying weight reduction.
また、強制弁式ピストンポンプの製造において、弁体にピストンパッキンを取り付ける工程がなくなるので、製造が簡略化され、製造コストを低減することができる。
また、弁体でピストンパッキンをかしめる必要がないので、ピストンパッキンの材質によって、問題が生じることがなく、ピストン弁体を目的に応じて多くの合成樹脂から選択可能となる。すなわち、従来のピストンパッキンよりも耐薬品性に優れたものや、その他の特性を有する合成樹脂を比較的自由に選択することができ、ポンプの使用用途を広げることができる。
また、従来、使用液体によっては、弁体として高価な金属を用いる必要がありコスト増の原因となったが、このピストン弁体1によれば、高価な金属より低価格な合成樹脂で対応可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
Moreover, in the manufacture of the forced valve piston pump, the process of attaching the piston packing to the valve body is eliminated, so that the manufacturing is simplified and the manufacturing cost can be reduced.
Further, since it is not necessary to caulk the piston packing with the valve body, there is no problem depending on the material of the piston packing, and the piston valve body can be selected from many synthetic resins according to the purpose. That is, it is possible to relatively freely select a resin having better chemical resistance than the conventional piston packing and a synthetic resin having other characteristics, and the usage of the pump can be expanded.
Conventionally, depending on the liquid used, it was necessary to use an expensive metal as the valve body, which caused an increase in cost, but according to this
また、ピストン弁体1の後面の外周縁側角部に後面取り部7を設けたことにより、ピストン弁体1の後面が吸水弁座61に衝突した際に、ピストン弁体1の後端部が径方向外側に広がるように変形したとしても、前記後面取り部7によりピストン弁体1の後端部が縮径された状態となっているので、変形部分がシリンダ37の内面に達することがなく、変形部分がシリンダ37の内面に当たって擦られて損傷するようなことを防止することができる。
Further, by providing the rear chamfered
また、ピストン弁体1の前端部分の外周に径方向外側に突出するリップ部4を形成したことにより、組立時にピストン弁体1をシリンダ37内に挿入し難くなる可能性があるが、このピストン弁体1においては、ピストン弁体1の前面の外周縁側の角部に前面取り部6を形成したので、ピストン弁体1の前端部がシリンダ37の内径より小さくなるように縮径していることと、前側から後側に向かって次第に拡径する斜面が形成されることにより、ピストン弁体1をシリンダ37に挿入し易くすることができる。
Further, since the
また、上述のようにピストン弁体1の前面がストッパ63に衝突する際に、ピストン弁体1のリップ部4から径方向内側に離れた内周部11の当接部12がストッパ63に当接するので、リップ部4が傷つくのを防止することができる。
Further, as described above, when the front surface of the
また、溝8に挿入されて嵌合している弾性環状部材9の弾性力によりリップ部4を外側のシリンダ37の内面(ポンプ室38の内周面)に押し付けた状態とすることが可能となり、ピストン弁体1のピストンパッキンとしてのシール性を向上することができる。すなわち、ピストン弁体1として、弾性変形しにくい合成樹脂等を用いる場合でも、シール性を確保することができ、高圧でも使用可能とすることができる。また、ピストン弁体1の外周に磨耗が生じ、ピストン弁体1のリップ部4の外径が小さくなるようなことがあっても、弾性環状部材9がリップ部4を径方向外側に押した状態となっているので、リップ部4に復元力を持たせることができ、シール性を維持することができる。これによって、ピストン弁体1の長寿命化を図ることができる。
Further, the
また、ピストン弁体1の前面に溝8を設けることにより、ピストン弁体1のリップ部4を有する前端部側の肉厚が薄くなり、外周部10および内周部11を径方向に変位し易くすることができるので、外周部10のリップ部4も径方向に変位しやすい状態となり、液体吐出時に、ピストン弁体1の前面側が高圧力状態となった際に、ピストン弁体1の外周部10が径方向に拡がり、リップ部4がシリンダ37の内面にさらに押し付けられてシール性を向上することができる。
また、上述のように径方向に変位しやすくなった外周部10にその内側の弾性環状部材9の弾性力によりばねとして作用させて、径方向外側に押してさらにシール性を向上する構造とすることができる。
Further, by providing the
Further, as described above, the outer
また、この例では、リップ部4の最も外径が大きくなった最外径部5の軸方向に沿った位置と、溝8に挿入された弾性環状部材9の軸方向に沿った中央部(環全体の外径が最も大きくなった部分)の位置とがほぼ重なるようになっており、リップ部4の最外径部5を弾性環状部材9の弾性力によりシリンダ37の内面に強く押しつけることが可能となる。
このように、リップ部4の最外径部5を局部的に強くシリンダ37の内面に押しつけることができるので、高圧に耐えうるシール性を実現することができるとともに、低粘度の液体を吐出する際に高速運転するのに適したポンプとすることできる。
In this example, the position along the axial direction of the
In this way, the
次に、図3は、本発明の第2の実施の形態に係るピストン弁体を示す断面図である。
このピストン弁体1Aは、図2の第1の実施形態に係るピストン弁体における溝8の深さと、弾性環状部材9の取り付け位置を変更したものであり、その他の構成および作用は第1の実施の形態と同様であるため、以下においては、第2の実施の形態の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図2と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
Next, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a piston valve body according to a second embodiment of the present invention.
This
このピストン弁体1Aと、第1の実施の形態のピストン弁体1との相違点は、ピストン弁体1Aの円環状の溝8Aがピストン弁体1の溝8より深く形成されていることであり、たとえば、溝8Aは、溝8A内にその一番深い位置まで挿入された弾性環状部材9と、リップ部4の最外径部5とが重ならない位置となっている。すなわち、弾性環状部材9は、リップ部4の最外径部5より後側でリップ部4に重なる位置に設けられることになる。
この溝8Aは、その断面形状(図3における断面形状)が、第1の実施の形態の開口部を除いて円状となっているのと異なり、ピストン弁体1Aの長さ方向に長く径方向に短い概略方形状となっており、その奥の角部が所定の曲率半径となる円弧状に形成され、角部にR(丸み)が付けられた状態となっている。また、溝8Aの開口部側の内周部分には、ピストン弁体1Aの径方向外側に少し突出する突起部15が形成されており、これにより溝8の幅がこの部分で少し狭くなって、弾性環状部材9が溝8Aから抜け出し難くなっている。
The difference between the
The
このピストン弁体1Aでは、リップ部4の最外径部5から後側の傾斜部の傾斜角度が充分緩やかに形成されており、この傾斜部までシリンダ37の内径より少し大きく設定されている。したがって、溝8Aの幅(内外方向の長さ)が弾性環状部材9の横断面の径と同じかあるいは少し大きい場合でも、ピストン弁体1をシリンダ37内に挿入した際にリップ部4がピストン弁体1の径方向内側に押圧され、これにより弾性環状部材9が圧縮されるので、弾性環状部材9の弾性力によりリップ部4を径方向外側に押される。また、溝8の幅が弾性環状部材9の横断面の径より少し小さい場合には、弾性環状部材9が溝8内に挿入された時点で既に圧縮された状態になっているので、リップ部4を径方向外側に押す弾性環状部材9の弾性力はこの分大きくなる。
In this
なお、弾性環状部材9のピストン弁体1Aの軸方向に沿った位置と、リップ部4の最外径部5のピストン弁体1Aの軸方向に沿った位置とが完全に重ならない状態となる必要はなく、たとえば、第1の実施の形態の場合よりも、弾性環状部材9が後側に位置し、リップ部4の最外径部5の外径と、弾性環状部材9の最も太くなる位置(横断面の中央)が重なることなく、リップ部4の最外径部5より後側の傾斜の度合いが弾性環状部材9を入れる前より小さくなってリップ部4の最外径部5からその後側の傾斜部分までが第1の実施の形態より広い範囲に渡ってシリンダ37の内面(ポンプ室38の内周面)に押し付けられるようになっていればよい。
Note that the position of the elastic
このような強制弁式ピストンポンプにあっては、前述の第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
さらに、リップ部4の最外径部5から後側の部分が比較的広い範囲に渡ってシリンダ37の内面(ポンプ室38の内周面)に押し付けられて接触する状態となるので、第1の実施の形態の場合よりも低圧な状態で使用されることになるが、高粘度の使用液体を低速、低圧で吐出することに優れたポンプとなる。なお、第1の実施の形態では、リップ部4の主に最外径部15とその近傍の狭い範囲だけが強くシリンダ37の内面に押し付けられることで、高圧な吐出に耐えられる状態となる。
In such a forced valve type piston pump, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.
Further, since the rear portion of the
なお、前述の各実施の形態では、ピストン弁体の前面に周方向に沿った環状の溝を設け、当該溝に弾性環状部材を挿入して嵌合させる構造としたが、ピストン弁体に溝だけ設ける構成にしてもよいし、あるいは、溝および弾性環状部材を設けない構成としてもよい。
また、ピストン弁体にリップ部を設けない構成としてもよい。リップ部を設けない場合には、ピストン弁体の外周面の外径をシリンダ(ポンプ室)の内径より若干大きく設定し、ピストン弁体の外周面がシリンダの内面に押し付けられて接触するようにする。
In each of the above-described embodiments, an annular groove along the circumferential direction is provided on the front surface of the piston valve body, and an elastic annular member is inserted and fitted into the groove. It is good also as a structure only provided, or it is good also as a structure which does not provide a groove | channel and an elastic annular member.
Moreover, it is good also as a structure which does not provide a lip | rip part in a piston valve body. When the lip portion is not provided, the outer diameter of the outer peripheral surface of the piston valve body is set slightly larger than the inner diameter of the cylinder (pump chamber) so that the outer peripheral surface of the piston valve body is pressed against and contacts the inner surface of the cylinder. To do.
1,1A ピストン弁体
4 リップ部
5 最外径部
6 前面取り部
7 後面取り部
8,8A 溝
9 弾性環状部材
12 当接部
32 ピストンロッド(往復動部材)
38 ポンプ室
61 吸水弁座(弁座)
62 カラー(往復動部材)
63 ストッパ
63a 通孔(流路)
DESCRIPTION OF
38
62 collar (reciprocating member)
63
Claims (6)
前記弁体と前記ピストンパッキンが一体に合成樹脂または合成ゴムにより形成されてピストン弁体(1,1A)とされ、
前記ピストン弁体(1,1A)の外周面の前部に当該ピストン弁体(1,1A)の周方向に沿って径方向外側に突出するリップ部(4)が設けられ、当該リップ部(4)の断面形状は、最も外径が大きくなる最外径部(5)がピストン弁体(1,1A)の外周面の前端部に形成され、この最外径部(5)の後側では当該最外径部(5)から後に向かうにつれて次第に外径が小さくなるように緩やかに傾斜した形状になっており、
前記ピストン弁体(1,1A)の前面に環状の溝(8,8A)が形成され、
前記ピストン弁体(1,1A)の前端部は、前記溝(8)により外周部(10)と内周部(11)とに分割され、外周面に前記リップ部(4)が形成された前記外周部(10)の前面より、前記内周部(11)の前面の方が前方に突出している、
ことを特徴とする強制弁式ピストンポンプ。 A pump chamber (38), a reciprocating member (32, 62) reciprocating in the pump chamber (38) and having a rear end connected to the drive unit, and a front end side of the reciprocating member (32, 62) Of the reciprocating member (32, 62) with a gap between the stopper (63) and a stopper (63) having a flow path (63a) capable of flowing a liquid back and forth. Liquid is interposed between the valve seat (61) provided on the rear side of the stopper (63) and the outer peripheral surface of the reciprocating member (32, 62) in a state where the reciprocating member (32, 62) is inserted. A gap (67) through which the air can flow, and is movable between the stopper (63) and the valve seat (61) along the axial direction of the reciprocating member (32, 62). An annular valve body provided on the outer peripheral side of the valve body and the pump In a forced valve piston pump having a piston packing sliding chamber (38) inner peripheral surface,
The valve body and the piston packing are integrally formed of synthetic resin or synthetic rubber to form a piston valve body (1, 1A) ,
A lip portion (4) projecting radially outward along the circumferential direction of the piston valve body (1, 1A) is provided at the front portion of the outer peripheral surface of the piston valve body (1, 1A). 4) The cross-sectional shape of the outermost diameter portion (5) with the largest outer diameter is formed at the front end portion of the outer peripheral surface of the piston valve body (1, 1A), and the rear side of the outermost diameter portion (5). Then, it has a shape that is gently inclined so that the outer diameter gradually decreases from the outermost diameter part (5) toward the rear,
An annular groove (8, 8A) is formed on the front surface of the piston valve body (1, 1A),
A front end portion of the piston valve body (1, 1A) is divided into an outer peripheral portion (10) and an inner peripheral portion (11) by the groove (8), and the lip portion (4) is formed on the outer peripheral surface. The front surface of the inner peripheral portion (11) protrudes forward from the front surface of the outer peripheral portion (10).
Forced valve type piston pump.
An elastic annular member (9) is inserted and fitted into the groove (8, 8A), and the lip portion (4) of the piston valve body (1, 1A) is caused by the elastic force of the elastic annular member (9). The forced valve piston pump according to claim 1, wherein the forced valve piston pump is pressed against an inner peripheral surface of the pump chamber (38) .
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