JP7495374B2

JP7495374B2 - Reciprocating Pump

Info

Publication number: JP7495374B2
Application number: JP2021065325A
Authority: JP
Inventors: 広太宮崎
Original assignee: Maruyama Manufacturing Co Inc
Current assignee: Maruyama Manufacturing Co Inc
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2041-04-07
Also published as: JP2022160856A

Description

本発明は、往復動ポンプに関する。 The present invention relates to a reciprocating pump.

特許文献１には、往復動ポンプが開示されている。この往復動ポンプは、液体が供給されるクランクケースと、クランクケース内に収容されるクランク軸及びコンロッドと、コンロッドに接続されるピストンとを備えている。ピストンは、クロスヘッド（ピストン元）と、クロスヘッドに設けられたプランジャ（ピストンロッド）を含む。クロスヘッドには、クランクケース内の液体をプランジャ側に流通させる流路が形成されている。 Patent Document 1 discloses a reciprocating pump. This reciprocating pump includes a crankcase to which liquid is supplied, a crankshaft and a connecting rod housed in the crankcase, and a piston connected to the connecting rod. The piston includes a crosshead (piston base) and a plunger (piston rod) attached to the crosshead. The crosshead has a flow path formed therein that allows liquid in the crankcase to flow to the plunger side.

特開２０１６－２１７１４９号公報JP 2016-217149 A

特許文献１に記載の往復動ポンプでは、ピストン元に形成された流路を介して液体がプランジャ側に供給される。この構成では、プランジャ側に供給される液体の流量は、流路の大きさと、流路を流れる液体の流速に依存する。この場合、流量を大きくするために流速を大きくすると、例えばキャビテーションが発生することが考えられる。 In the reciprocating pump described in Patent Document 1, liquid is supplied to the plunger side through a flow path formed at the base of the piston. In this configuration, the flow rate of the liquid supplied to the plunger side depends on the size of the flow path and the flow speed of the liquid flowing through the flow path. In this case, if the flow speed is increased to increase the flow rate, cavitation, for example, may occur.

本発明は、ピストン元に形成された流路における流速を抑制できる往復動ポンプを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a reciprocating pump that can suppress the flow rate in the flow path formed at the piston base.

一例の往復動ポンプは、流体の流入口（１１）が設けられたクランクケース（１０）と、クランクケース（１０）内に配置され、クランクケース（１０）によって回転自在に支持されたクランク軸（２０）と、クランク軸（２０）に接続された複数のポンプ（３０）と、を備え、複数のポンプ（３０）のそれぞれは、クランク軸（２０）に接続されたコンロッド（３１）と、クランク軸（２０）の回転に伴って往復動するピストン（３３）であって、コンロッド（３１）に接続され、往復動方向に沿って延びる流体の流路（３４ｅ）を含むピストン元（３４）、及び、ピストン元（３４）に設けられ、ピストン元（３４）から往復動方向に沿ってコンロッド（３１）と逆側に突出するピストンロッド（３５）、を含むピストン（３３）と、往復動方向に沿ってピストン元（３４）をガイドし、流路（３４ｅ）を通過した流体を収容するガイド孔（３６）と、ガイド孔（３６）に連通して、ピストンロッド（３５）を収容するポンプ室（３７）であって、流体を吐出する吐出弁（５５）を含むポンプ室（３７）と、ピストンロッド（３５）に設けられ、ガイド孔（３６）に収容された流体をポンプ室（３７）に流通させる弁体（３９）と、を含み、複数のポンプ（３０）のうちの少なくとも一対のポンプ（３０）において、一方のポンプ（３０）のガイド孔（３６）と他方のポンプ（３０）のガイド孔（３６）とは、連通路（６０）によって互いに連通されている。 One example of a reciprocating pump includes a crankcase (10) having a fluid inlet (11), a crankshaft (20) arranged in the crankcase (10) and rotatably supported by the crankcase (10), and a plurality of pumps (30) connected to the crankshaft (20). Each of the plurality of pumps (30) includes a connecting rod (31) connected to the crankshaft (20) and a piston (33) that reciprocates with the rotation of the crankshaft (20). The piston base (34) is connected to the connecting rod (31) and includes a fluid flow path (34e) extending along the reciprocating direction, and a piston base (34) that is provided at the piston base (34) and protrudes from the piston base (34) along the reciprocating direction to the opposite side to the connecting rod (31). The pump includes a piston (33) including a piston rod (35), a guide hole (36) that guides the piston base (34) along the reciprocating direction and accommodates the fluid that has passed through the flow path (34e), a pump chamber (37) that communicates with the guide hole (36) and accommodates the piston rod (35), the pump chamber (37) including a discharge valve (55) that discharges the fluid, and a valve body (39) that is provided in the piston rod (35) and allows the fluid accommodated in the guide hole (36) to flow to the pump chamber (37). In at least one pair of pumps (30) among the multiple pumps (30), the guide hole (36) of one pump (30) and the guide hole (36) of the other pump (30) are mutually communicated by a communication passage (60).

上記の往復動ポンプでは、クランク軸（２０）の回転動に伴うピストン（３３）の往復動によって、流入口（１１）から吸入されたクランクケース（１０）内の流体が吐出弁（５５）から吐出される。すなわち、ピストン（３３）が上死点から下死点に向かうときに、クランクケース（１０）内の流体がピストン元（３４）の流路（３４ｅ）及びピストンロッド（３５）の弁体（３９）を通ってポンプ室（３７）に流入する。そして、ピストン（３３）が下死点から上死点に向かうときに、ポンプ室（３７）の流体が吐出弁（５５）から吐出される。上記の往復動ポンプは、２つのガイド孔（６）同士を連通する連通路（６０）を有している。そのため、一のガイド孔（３６）においてピストン（３３）が上死点から下死点に向かうときには、クランクケース（１０）から流路（３４ｅ）を介して一のガイド孔（３６）に流体が流入するとともに、他のガイド孔（３６）からも連通路（６０）を介して一のガイド孔（３６）に流体が流入し得る。また、ピストン（３３）が下死点から上死点に向かうときには、ガイド孔（３６）内の流体が流路（３４ｅ）を介してクランクケース（１０）に戻るとともに、連通路（６０）を介して他のガイド孔（３６）へと流体が流出し得る。このように、ガイド孔（３６）内の流体が流路（３４ｅ）及び連通路（６０）を流通しているため、ピストン元（３４）に形成された流路（３４ｅ）における流速が抑制される。 In the above reciprocating pump, the fluid in the crankcase (10) sucked in from the inlet (11) is discharged from the discharge valve (55) by the reciprocating motion of the piston (33) accompanying the rotational motion of the crankshaft (20). That is, when the piston (33) moves from the top dead center to the bottom dead center, the fluid in the crankcase (10) flows into the pump chamber (37) through the flow path (34e) of the piston base (34) and the valve body (39) of the piston rod (35). Then, when the piston (33) moves from the bottom dead center to the top dead center, the fluid in the pump chamber (37) is discharged from the discharge valve (55). The above reciprocating pump has a communication passage (60) that communicates between the two guide holes (6). Therefore, when the piston (33) moves from the top dead center to the bottom dead center in the first guide hole (36), the fluid flows from the crankcase (10) through the flow path (34e) into the first guide hole (36), and the fluid can also flow from the other guide hole (36) through the communication path (60) into the first guide hole (36). Also, when the piston (33) moves from the bottom dead center to the top dead center, the fluid in the guide hole (36) returns to the crankcase (10) through the flow path (34e), and the fluid can flow out to the other guide hole (36) through the communication path (60). In this way, the fluid in the guide hole (36) flows through the flow path (34e) and the communication path (60), so the flow rate in the flow path (34e) formed at the piston base (34) is suppressed.

一例の連通路（６０）は、ピストン（３３）が上死点（Ｐ１）にあるときに、往復動方向において、ピストン元（３４）よりもピストンロッド（３５）側に位置していてもよい。この構成では、ガイド孔（３６）に形成された連通路（６０）の出入り口（６０ａ）がピストン元（３４）に覆われることがなく、一のガイド孔（３６）と他のガイド孔（３６）とが常時連通することになる。 The communication passage (60) in one example may be located closer to the piston rod (35) than the piston base (34) in the reciprocating direction when the piston (33) is at top dead center (P1). In this configuration, the entrance (60a) of the communication passage (60) formed in the guide hole (36) is not covered by the piston base (34), and one guide hole (36) is always in communication with the other guide hole (36).

一例において、複数のポンプ（３０）は、３つ以上のポンプ（３０）であり、複数のポンプ（３０）のそれぞれのガイド孔（３６）は、複数のポンプ（３０）の他の全てのガイド孔（３６）のそれぞれと連通路（６０）によって互いに連通されていてもよい。この構成では、一つのガイド孔（３６）が少なくとも他の２つ以上のガイド孔（３６）と、それぞれ連通路（６０）によって連通されることになる。 In one example, the multiple pumps (30) are three or more pumps (30), and each guide hole (36) of the multiple pumps (30) may be connected to each of the other guide holes (36) of the multiple pumps (30) by a communication passage (60). In this configuration, one guide hole (36) is connected to at least two or more other guide holes (36) by their respective communication passages (60).

一例において、複数のポンプ（３０）は、３つのポンプ（３０）であり、往復動方向から見たときに、３つのポンプ（３０）のそれぞれのガイド孔（３６）の中心同士を結んだ形は、三角形状をなしていてもよい。この構成では、例えば、三角形状の辺に沿って連通路（６０）を設けることにより、３つのポンプ（３０）のそれぞれのガイド孔（３６）同士を互いに連通させることができる。 In one example, the multiple pumps (30) are three pumps (30), and when viewed from the reciprocating direction, the shape of the centers of the guide holes (36) of the three pumps (30) connected to each other may form a triangle. In this configuration, for example, by providing communication passages (60) along the sides of the triangle, the guide holes (36) of the three pumps (30) can be connected to each other.

本発明によれば、ピストン元に形成された流路における流速を抑制できる往復動ポンプを提供することができる。 The present invention provides a reciprocating pump that can suppress the flow rate in the flow path formed at the piston base.

一例の往復動ポンプの外観を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the appearance of an example of a reciprocating pump. 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1. 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 図１のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 連通路と上死点との関係を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the relationship between a communication passage and a top dead center.

以下、本発明の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Below, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the description of the drawings, the same elements are given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.

図１は、一例の往復動ポンプの外観を示す図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図２と直交する面を示す往復動ポンプの断面図である。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図であり、ピストン軸に直交する面を示す往復動ポンプの断面図である。図示のとおり、往復動ポンプ１は、クランクケース１０と、クランク軸２０と、複数のポンプ３０と、を備える。 Figure 1 is a diagram showing the appearance of an example reciprocating pump. Figure 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in Figure 1. Figure 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in Figure 2, showing a cross-sectional view of the reciprocating pump taken along a plane perpendicular to Figure 2. Figure 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Figure 1, showing a cross-sectional view of the reciprocating pump taken along a plane perpendicular to the piston axis. As shown, the reciprocating pump 1 includes a crankcase 10, a crankshaft 20, and a plurality of pumps 30.

クランクケース１０は中空に構成されている。この中空部分は、使用される液体が流れる流路となっており、当該液体を収容している。クランクケース１０の側面には、液体の流入口１１が設けられている。クランクケース１０には、開口部１２が形成されており、この開口部１２は、ボルト締結された蓋１３により閉じられている。クランクケース１０には、電動モータ等の駆動源と接続するための接続部材１５が設けられている。接続部材１５は、クランクケース１０の内側に連通する筒状体１７と、筒状体１７から径方向外側に延在するフランジ１８とを含む。例えば、駆動源は、フランジ１８によって支持され得る。 The crankcase 10 is hollow. This hollow portion serves as a flow path for the liquid to be used and contains the liquid. A liquid inlet 11 is provided on the side of the crankcase 10. An opening 12 is formed in the crankcase 10, and this opening 12 is closed by a lid 13 that is bolted. A connection member 15 is provided on the crankcase 10 for connecting to a drive source such as an electric motor. The connection member 15 includes a cylindrical body 17 that communicates with the inside of the crankcase 10, and a flange 18 that extends radially outward from the cylindrical body 17. For example, the drive source can be supported by the flange 18.

クランク軸２０は、クランクケース１０内に配置されている。クランク軸２０は、クランクケース１０に設けられた一対の軸受１９ａ，１９ｂによって、回転自在に支持されている。一対の軸受１９ａ，１９ｂは、クランクケース１０を構成する互いに対向する一対の壁部１０ａ，１０ｂに設けられている。一方の軸受１９ｂは、駆動源と接続される接続部材１５に並設されている。軸受１９ａ，１９ｂに支持されたクランク軸２０は、駆動源の動力によって回転可能となっている。 The crankshaft 20 is disposed within the crankcase 10. The crankshaft 20 is rotatably supported by a pair of bearings 19a, 19b provided in the crankcase 10. The pair of bearings 19a, 19b are provided in a pair of opposing wall portions 10a, 10b that constitute the crankcase 10. One of the bearings, 19b, is provided in parallel with a connection member 15 that is connected to a drive source. The crankshaft 20 supported by the bearings 19a, 19b is rotatable by the power of the drive source.

複数のポンプ３０は、クランク軸２０に接続されている。例えば、複数のポンプ３０は、３つ以上のポンプであってよい。図示例では、複数のポンプ３０は、同様の構成を有する３つのポンプである。ポンプ３０は、コンロッド３１と、ピストン３３と、ガイド孔３６と、ポンプ室３７と、弁体３９とを含んで構成されている。 The multiple pumps 30 are connected to the crankshaft 20. For example, the multiple pumps 30 may be three or more pumps. In the illustrated example, the multiple pumps 30 are three pumps having a similar configuration. The pump 30 includes a connecting rod 31, a piston 33, a guide hole 36, a pump chamber 37, and a valve body 39.

コンロッド３１は、クランク軸２０に接続されている。一例のコンロッド３１は、図１及び図２に示すように、後側（クランク軸２０側）の大径部３１ａが、円筒状の軸受３１ｂを介して、クランク軸２０のクランクピンに回転自在に連結されている。コンロッド３１において、大径部３１ａと逆側には小径部３１ｃが設けられている。小径部３１ｃは、クランク軸２０と平行な軸線を有する円筒状をなしている。なお、一例の往復動ポンプ１では、３つのポンプ３０の動作タイミングが互いにずれるように（例えば位相が互いに１２０°ずれるように）、それぞれのコンロッド３１がクランク軸２０に接続されている。 The connecting rod 31 is connected to the crankshaft 20. As shown in Figs. 1 and 2, the connecting rod 31 in one example has a large diameter portion 31a on the rear side (crankshaft 20 side) rotatably connected to the crank pin of the crankshaft 20 via a cylindrical bearing 31b. The connecting rod 31 has a small diameter portion 31c on the opposite side to the large diameter portion 31a. The small diameter portion 31c is cylindrical with an axis parallel to the crankshaft 20. In the reciprocating pump 1 in one example, the connecting rods 31 are connected to the crankshaft 20 so that the operation timings of the three pumps 30 are shifted from one another (for example, so that the phases are shifted from one another by 120°).

一例のピストン３３は、ピストン元３４と、ピストンロッド３５とを含む。ピストン元３４は、略円柱状をなしている。ピストン元３４において往復動方向のコンロッド３１側には、コンロッド３１と逆側に凹む凹部３４ａが形成されている。凹部３４ａには、往復動方向に直交する方向に延在するピストンピン３４ｂが形成されている。このピストンピン３４ｂは、円筒状の軸受３４ｃを介してコンロッド３１の小径部３１ｃに回転自在に接続されている。凹部３４ａの底面には、往復動方向に沿ってピストン元３４を貫通する貫通孔３４ｄが形成されている。これにより、ピストン元３４における径方向の内側には、凹部と貫通孔とによって、往復動方向に沿って延びる流体の流路３４ｅが形成される。 The piston 33 in one example includes a piston base 34 and a piston rod 35. The piston base 34 is generally cylindrical. A recess 34a is formed on the piston base 34 on the connecting rod 31 side in the reciprocating direction, recessed on the opposite side to the connecting rod 31. A piston pin 34b extending in a direction perpendicular to the reciprocating direction is formed in the recess 34a. The piston pin 34b is rotatably connected to the small diameter portion 31c of the connecting rod 31 via a cylindrical bearing 34c. A through hole 34d is formed in the bottom surface of the recess 34a, penetrating the piston base 34 along the reciprocating direction. As a result, a fluid flow path 34e extending along the reciprocating direction is formed by the recess and the through hole on the radially inner side of the piston base 34.

ガイド孔３６は、往復動方向に沿ってピストン元３４をガイドし、ピストン元３４の流路３４ｅを通過した流体を収容し得る。一例において、ガイド孔３６は、クランクケース１０の中空分部分の一部を構成する円柱状空間によって構成されている。円柱状空間の軸方向は、ピストン３３の往復動方向に一致している。円柱状空間の内周面には、円筒状をなすガイド部材３６ａが配置されている。なお、一例の往復動ポンプ１は、３つのポンプ３０を含む多連式であるため、クランクケース１０の中空部分は、クランク軸２０が配置される空間と、当該空間に接続される３つの円柱状空間（ガイド孔３６）とを含んでいる。 The guide hole 36 guides the piston base 34 along the reciprocating direction and can accommodate the fluid that has passed through the flow path 34e of the piston base 34. In one example, the guide hole 36 is formed by a cylindrical space that constitutes a part of the hollow portion of the crankcase 10. The axial direction of the cylindrical space coincides with the reciprocating direction of the piston 33. A cylindrical guide member 36a is arranged on the inner peripheral surface of the cylindrical space. Note that since the reciprocating pump 1 in one example is a multiple type including three pumps 30, the hollow portion of the crankcase 10 includes a space in which the crankshaft 20 is arranged and three cylindrical spaces (guide holes 36) connected to that space.

ピストンロッド３５は、ピストン元３４に設けられ、ピストン元３４から往復動方向に沿ってコンロッド３１と逆側に突出する。一例において、ピストンロッド３５の直径は、ピストン元３４の直径よりも小さい。また、ピストン元３４の中心軸とピストンロッド３５の中心軸とは一致している。 The piston rod 35 is provided in the piston base 34 and protrudes from the piston base 34 in the direction of reciprocation in the opposite direction to the connecting rod 31. In one example, the diameter of the piston rod 35 is smaller than the diameter of the piston base 34. In addition, the central axis of the piston base 34 and the central axis of the piston rod 35 are aligned.

弁体３９は、ピストンロッド３５に設けられている。弁体３９は、ガイド孔３６に収容された流体をポンプ室３７に流通させる。図示例では、ピストンロッド３５に設けられた吸水弁機構４０に弁体３９が含まれている。一例の吸水弁機構４０は、弁体３９、弁体３９が離座／着座する弁座（スリーブ）４１、カラー４３、留め具（ナット）４５等を備え、これらが円筒状に構成され、圧縮バネ４６と共にピストンロッド３５に外挿される。 The valve body 39 is provided on the piston rod 35. The valve body 39 allows the fluid contained in the guide hole 36 to flow through the pump chamber 37. In the illustrated example, the valve body 39 is included in a water intake valve mechanism 40 provided on the piston rod 35. One example of the water intake valve mechanism 40 includes the valve body 39, a valve seat (sleeve) 41 on which the valve body 39 sits/unseats, a collar 43, a fastener (nut) 45, etc., which are configured in a cylindrical shape and are inserted onto the piston rod 35 together with a compression spring 46.

弁座４１は、円筒状をなしている。弁座４１には、軸方向に沿った複数の貫通孔４１ａが設けられている。複数の貫通孔４１ａは、周方向に沿って互いに離間している。貫通孔４１ａは、クランクケース１０内からの使用液をポンプ室３７へ流すため流路として機能する。弁座４１よりも下流側には、カラー４３が配置されている。このカラー４３の上流端には、弁体３９が外挿されている。 The valve seat 41 is cylindrical. The valve seat 41 has a plurality of through holes 41a along the axial direction. The through holes 41a are spaced apart from one another along the circumferential direction. The through holes 41a function as a flow path for the used liquid from inside the crankcase 10 to flow into the pump chamber 37. A collar 43 is disposed downstream of the valve seat 41. The valve body 39 is fitted onto the upstream end of the collar 43.

カラー４３よりも下流側には、留め具４５が配置され、この留め具４５と弁体３９との間に、カラー４３を囲繞するように圧縮バネ４６が配置される。吸水弁機構４０では、圧縮バネ４６の作用により弁体３９が弁座４１に着座することにで、貫通孔４１ａが閉じられて吸水弁が閉となる。また、ガイド孔から貫通孔４１ａに流れ込む流体の圧力により弁体３９が弁座４１から離座することにより、貫通孔４１ａが開けられて吸水弁が開となる。 A fastener 45 is disposed downstream of the collar 43, and a compression spring 46 is disposed between the fastener 45 and the valve body 39 so as to surround the collar 43. In the water intake valve mechanism 40, the valve body 39 is seated on the valve seat 41 by the action of the compression spring 46, which closes the through hole 41a and closes the water intake valve. In addition, the pressure of the fluid flowing from the guide hole into the through hole 41a causes the valve body 39 to lift off the valve seat 41, opening the through hole 41a and opening the water intake valve.

ポンプ室３７は、ガイド孔３６に連通した空間であり、ピストンロッド３５及び吸水弁機構４０を収容し得る。一例のポンプ室３７は、クランクケース１０に接続された円筒状の接続管５１の内側空間によって構成されている。接続管５１の中心軸とガイド部材３６ａの中心軸とは一致している。すなわち、ピストンロッド３５は、ポンプ室３７内を軸方向に沿って往復動する。 The pump chamber 37 is a space that communicates with the guide hole 36, and can accommodate the piston rod 35 and the water intake valve mechanism 40. One example of the pump chamber 37 is formed by the inner space of a cylindrical connecting pipe 51 that is connected to the crankcase 10. The central axis of the connecting pipe 51 and the central axis of the guide member 36a are aligned. That is, the piston rod 35 reciprocates in the axial direction within the pump chamber 37.

ポンプ室３７は、流体を吐出する吐出弁５５を含む。一例においては、ポンプ室３７を構成する接続管５１がマニホルド５３に接続されており、ポンプ室３７とマニホルド５３の接続部分に吐出弁５５が配置されている。吐出弁５５は、吸水弁機構４０のポンプ作用によるポンプ室３７の加圧／減圧により流路を開閉し、開によりポンプ室３７内の加圧された使用液をポンプ室３７外に吐出させる。 The pump chamber 37 includes a discharge valve 55 that discharges the fluid. In one example, the connecting pipe 51 that constitutes the pump chamber 37 is connected to a manifold 53, and the discharge valve 55 is disposed at the connection between the pump chamber 37 and the manifold 53. The discharge valve 55 opens and closes the flow path by pressurizing/depressurizing the pump chamber 37 due to the pumping action of the water intake valve mechanism 40, and when opened, discharges the pressurized working liquid in the pump chamber 37 out of the pump chamber 37.

以上の構成を備える往復動ポンプ１では、クランク軸２０の回転動に伴うピストン３３の往復動によって、流入口１１からクランクケース１０内に吸入された流体が吐出弁５５から吐出される。すなわち、ピストン３３が上死点から下死点に向かうときに、クランクケース１０内の流体がピストン元３４の流路３４ｅを通りガイド孔３６内に至る。そして、ガイド孔３６内に至った流体はピストンロッド３５の吸水弁機構４０を通ってポンプ室３７に流入する。そして、ピストン３３が下死点から上死点に向かうときに、ポンプ室３７の流体が吐出弁５５から吐出される。 In the reciprocating pump 1 having the above configuration, the fluid sucked into the crankcase 10 from the inlet 11 is discharged from the discharge valve 55 by the reciprocating motion of the piston 33 accompanying the rotational motion of the crankshaft 20. That is, when the piston 33 moves from the top dead center to the bottom dead center, the fluid in the crankcase 10 passes through the flow path 34e of the piston base 34 and reaches the guide hole 36. The fluid that has reached the guide hole 36 then flows into the pump chamber 37 through the intake valve mechanism 40 of the piston rod 35. When the piston 33 moves from the bottom dead center to the top dead center, the fluid in the pump chamber 37 is discharged from the discharge valve 55.

このような往復動ポンプ１では、ガイド孔３６内に供給される液体の流量は、流路３４ｅの大きさと、流路３４ｅを流れる液体の流速に依存し得る。この場合、流量を大きくするために、流速を大きくすると、例えばキャビテーションが発生し得る。また、流量を大きくするために、例えば、流路３４ｅの断面積を大きくすることが考えられるが、流路３４ｅの断面積を大きくした場合には、ピストン元３４が大型化してしまう。 In such a reciprocating pump 1, the flow rate of the liquid supplied into the guide hole 36 may depend on the size of the flow path 34e and the flow velocity of the liquid flowing through the flow path 34e. In this case, if the flow velocity is increased to increase the flow rate, for example, cavitation may occur. In addition, it is possible to increase the flow rate by, for example, increasing the cross-sectional area of the flow path 34e, but if the cross-sectional area of the flow path 34e is increased, the piston base 34 will become larger.

そこで、一例の往復動ポンプ１は、図２に示すように、連通路６０を有している。連通路６０は、複数のポンプ３０のそれぞれのガイド孔３６同士を連通する流路であり、クランクケース１０に形成されている。連通路６０は、例えば断面円形状を有する直線状の流路であってもよい。それぞれのポンプ３０のガイド孔３６は、他の全てのポンプ３０のガイド孔３６と連通路６０によって互いに連通されている。本例の往復動ポンプ１は、３つのポンプ３０を有しているため、３つのポンプ３０におけるそれぞれのガイド孔３６同士が３の連通路６０によって互いに接続されている。図４に示すように、往復動方向から見たときに、３つのポンプ３０のそれぞれのガイド孔３６の中心同士を結んだ形は、三角形状をなしている。３つの連通路６０は、当該三角形の辺に沿って配置されている。 Therefore, as shown in FIG. 2, the reciprocating pump 1 of the example has a communication passage 60. The communication passage 60 is a flow passage that connects the guide holes 36 of the multiple pumps 30 to each other, and is formed in the crankcase 10. The communication passage 60 may be, for example, a linear flow passage having a circular cross section. The guide holes 36 of each pump 30 are connected to the guide holes 36 of all the other pumps 30 by the communication passage 60. Since the reciprocating pump 1 of this example has three pumps 30, the guide holes 36 of the three pumps 30 are connected to each other by three communication passages 60. As shown in FIG. 4, when viewed from the reciprocating direction, the shape of the center of the guide holes 36 of the three pumps 30 is connected to each other to form a triangle. The three communication passages 60 are arranged along the sides of the triangle.

図５は、連通路と上死点との関係を説明するための模式図である。図５では、ガイド孔３６と、ガイド孔３６に形成された連通路６０と、往復動するピストン元３４とが模式的に描かれている。図５に示すように、一例の往復動ポンプ１では、連通路６０は、ピストン元３４が上死点Ｐ１にあるときに、往復動方向において、ピストン元３４よりもピストンロッド３５側（下死点側）に位置している。すなわち、連通路６０の出入り口（開口）６０ａは、ピストン３３が上死点Ｐ１にあるときに、ピストン元３４によって完全に覆われることがなく、少なくとも一部が常時露出している。図示例の位置関係においては、ピストン３３が上死点Ｐ１にある状態で、連通路６０の出入り口６０ａが半分程度露出している。なお、連通路６０の出入り口６０ａは、ピストン３３が上死点Ｐ１にある状態で、完全に露出していてもよい。 Figure 5 is a schematic diagram for explaining the relationship between the communication passage and the top dead center. In Figure 5, the guide hole 36, the communication passage 60 formed in the guide hole 36, and the reciprocating piston base 34 are illustrated. As shown in Figure 5, in an example of a reciprocating pump 1, when the piston base 34 is at the top dead center P1, the communication passage 60 is located closer to the piston rod 35 side (bottom dead center side) than the piston base 34 in the reciprocating direction. That is, when the piston 33 is at the top dead center P1, the inlet/outlet (opening) 60a of the communication passage 60 is not completely covered by the piston base 34, and at least a part of it is always exposed. In the positional relationship of the illustrated example, when the piston 33 is at the top dead center P1, about half of the inlet/outlet 60a of the communication passage 60 is exposed. Note that the inlet/outlet 60a of the communication passage 60 may be completely exposed when the piston 33 is at the top dead center P1.

このような往復動ポンプ１によれば、一のガイド孔３６においてピストン３３が上死点から下死点に向かうときには、クランクケース１０から流路３４ｅを介して一のガイド孔３６に流体が流入するとともに、他のガイド孔３６からも連通路６０を介して一のガイド孔３６に流体が流入し得る。また、ピストン３３が下死点から上死点に向かうときには、ガイド孔３６内の流体が流路３４ｅを介してクランクケース１０に戻るとともに、連通路６０を介して他のガイド孔３６へと流体が流出し得る。このように、ガイド孔３６内の流体が流路３４ｅのみならず連通路６０も流通しているため、ピストン元３４に形成された流路３４ｅにおける流速が抑制される。また、ピストン３３を大型化することなく、流量を増大させることができる。 According to such a reciprocating pump 1, when the piston 33 moves from the top dead center to the bottom dead center in one guide hole 36, the fluid flows from the crankcase 10 through the flow path 34e into the one guide hole 36, and the fluid can also flow from the other guide hole 36 through the communication path 60 into the one guide hole 36. Also, when the piston 33 moves from the bottom dead center to the top dead center, the fluid in the guide hole 36 returns to the crankcase 10 through the flow path 34e, and the fluid can flow out to the other guide hole 36 through the communication path 60. In this way, since the fluid in the guide hole 36 flows not only through the flow path 34e but also through the communication path 60, the flow rate in the flow path 34e formed in the piston base 34 is suppressed. Also, the flow rate can be increased without making the piston 33 larger.

一例の連通路６０は、ピストン３３が上死点にあるときに、往復動方向において、ピストン元３４よりもピストンロッド３５側に位置している。この構成では、ガイド孔３６に形成された連通路６０の出入り口６０ａがピストン元３４に覆われることがなく、一のガイド孔３６と他のガイド孔３６とが常時連通することになる。そのため、ピストン３３が上死点から下死点に向かうときには、動作の初期から、連通路６０を介してのガイド孔３６への流体の流入が許容される。また、ピストン３３が下死点から上死点に向かうときには、動作の最後まで、連通路６０を介しての流体の流出が許容される。 When the piston 33 is at the top dead center, the communication passage 60 in one example is located closer to the piston rod 35 than the piston base 34 in the reciprocating direction. In this configuration, the entrance 60a of the communication passage 60 formed in the guide hole 36 is not covered by the piston base 34, and one guide hole 36 is always in communication with the other guide hole 36. Therefore, when the piston 33 moves from the top dead center to the bottom dead center, fluid is allowed to flow into the guide hole 36 through the communication passage 60 from the beginning of the operation. Also, when the piston 33 moves from the bottom dead center to the top dead center, fluid is allowed to flow out through the communication passage 60 until the end of the operation.

一例において、複数のポンプ３０は、３つ以上のポンプ３０であり、複数のポンプ３０のそれぞれのガイド孔３６は、複数のポンプ３０の他の全てのガイド孔３６のそれぞれと連通路６０によって互いに連通されている。この構成では、一つのガイド孔３６が少なくとも他の２つ以上のガイド孔３６と、それぞれ連通路６０によって連通されることになる。 In one example, the multiple pumps 30 are three or more pumps 30, and the guide holes 36 of each of the multiple pumps 30 are connected to each of the other guide holes 36 of the multiple pumps 30 by the communication passages 60. In this configuration, one guide hole 36 is connected to at least two or more other guide holes 36 by the communication passages 60.

一例において、複数のポンプ３０は、３つのポンプ３０であり、往復動方向から見たときに、３つのポンプ３０のそれぞれのガイド孔３６の中心同士を結んだ形は、三角形状をなしている。この構成では、例えば、三角形状の辺に沿って連通路６０を設けることにより、３つのポンプ３０のそれぞれのガイド孔３６同士を互いに連通させることができる。この場合、３つの連通路６０の長さを互いに同じすることが容易である。 In one example, the multiple pumps 30 are three pumps 30, and when viewed from the reciprocating direction, the shape of a triangle is formed by connecting the centers of the guide holes 36 of the three pumps 30. In this configuration, for example, by providing communication passages 60 along the sides of the triangle, the guide holes 36 of the three pumps 30 can be connected to each other. In this case, it is easy to make the lengths of the three communication passages 60 the same.

以上、本開示の例示的な実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。例えば、３つのポンプ同士が互いに連通路６０で接続される例を示したが、複数のポンプのうちの少なくとも一対のポンプにおいて、一方のポンプのガイド孔と他方のポンプのガイド孔とが、連通路によって互いに連通されていればよい。 Although exemplary embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments. For example, an example in which three pumps are connected to each other via a communication passage 60 has been shown, but it is sufficient that in at least one pair of pumps among the multiple pumps, the guide hole of one pump and the guide hole of the other pump are connected to each other via a communication passage.

また、断面円形状の連通路６０によって、ガイド孔３６同士が接続される例を示したが、連通路６０の態様はこれに限定されない。連通路６０は、ガイド孔３６同士を互いに連通していれば、その形状は特に限定されない。例えば、３つのポンプのそれぞれのガイド孔の中心同士を結んだ形が三角形状をなしている場合、当該三角形状をなす平面状の連通空間によってガイド孔同士が連通されてもよい。 In addition, while an example has been shown in which the guide holes 36 are connected to each other by a communication passage 60 with a circular cross section, the form of the communication passage 60 is not limited to this. The shape of the communication passage 60 is not particularly limited as long as it connects the guide holes 36 to each other. For example, if the shape connecting the centers of the guide holes of the three pumps forms a triangle, the guide holes may be connected to each other by a planar communication space that forms the triangle.

１…往復動ポンプ、１０…クランクケース、２０…クランク軸、３０…ポンプ、３１…コンロッド、３３…ピストン、３４…ピストン元、３５…ピストンロッド、３４ｅ…流路、３６…ガイド孔、３７…ポンプ室、３９…弁体、５５…吐出弁、６０…連通路。 1... reciprocating pump, 10... crankcase, 20... crankshaft, 30... pump, 31... connecting rod, 33... piston, 34... piston base, 35... piston rod, 34e... flow passage, 36... guide hole, 37... pump chamber, 39... valve body, 55... discharge valve, 60... communication passage.

Claims

流体の流入口（１１）が設けられたクランクケース（１０）と、
前記クランクケース（１０）内に配置され、前記クランクケース（１０）によって回転自在に支持されたクランク軸（２０）と、
前記クランク軸（２０）に接続された複数のポンプ（３０）と、を備え、
前記複数のポンプ（３０）のそれぞれは、
前記クランク軸（２０）に接続されたコンロッド（３１）と、
前記クランク軸（２０）の回転に伴って往復動するピストン（３３）であって、前記コンロッド（３１）に接続され、往復動方向に沿って延びる前記流体の流路（３４ｅ）を含むピストン元（３４）、及び、前記ピストン元（３４）に設けられ、前記ピストン元（３４）から前記往復動方向に沿って前記コンロッド（３１）と逆側に突出するピストンロッド（３５）、を含む前記ピストン（３３）と、
前記往復動方向に沿って前記ピストン元（３４）をガイドし、前記流路（３４ｅ）を通過した前記流体を収容するガイド孔（３６）と、
前記ガイド孔（３６）に連通して、前記ピストンロッド（３５）を収容するポンプ室（３７）であって、前記流体を吐出する吐出弁（５５）を含む前記ポンプ室（３７）と、
前記ピストンロッド（３５）に設けられ、前記ガイド孔（３６）に収容された前記流体を前記ポンプ室（３７）に流通させる弁体（３９）と、を含み、
前記複数のポンプ（３０）のうちの少なくとも一対のポンプ（３０）において、一方のポンプ（３０）の前記ガイド孔（３６）と他方のポンプ（３０）の前記ガイド孔（３６）とは、連通路（６０）によって互いに連通されている、往復動ポンプ。 A crankcase (10) having a fluid inlet (11);
a crankshaft (20) disposed within the crankcase (10) and rotatably supported by the crankcase (10);
a plurality of pumps (30) connected to the crankshaft (20);
Each of the plurality of pumps (30)
A connecting rod (31) connected to the crankshaft (20);
a piston (33) that reciprocates in association with rotation of the crankshaft (20), the piston (33) including: a piston base (34) that is connected to the connecting rod (31) and includes a flow path (34e) for the fluid extending along a reciprocating direction; and a piston rod (35) that is provided in the piston base (34) and protrudes from the piston base (34) to a side opposite to the connecting rod (31) along the reciprocating direction;
a guide hole (36) that guides the piston base (34) along the reciprocating direction and accommodates the fluid that has passed through the flow path (34e);
a pump chamber (37) communicating with the guide hole (36) and accommodating the piston rod (35), the pump chamber (37) including a discharge valve (55) for discharging the fluid;
a valve body (39) provided on the piston rod (35) and configured to allow the fluid accommodated in the guide hole (36) to flow into the pump chamber (37),
A reciprocating pump, in which, in at least a pair of pumps (30) among the plurality of pumps (30), the guide hole (36) of one pump (30) and the guide hole (36) of the other pump (30) are connected to each other by a communication passage (60).

前記連通路（６０）は、前記ピストン（３３）が上死点（Ｐ１）にあるときに、前記往復動方向において、前記ピストン元（３４）よりも前記ピストンロッド（３５）側に位置している、請求項１に記載の往復動ポンプ。 The reciprocating pump according to claim 1, wherein the communication passage (60) is located closer to the piston rod (35) than the piston base (34) in the reciprocating direction when the piston (33) is at top dead center (P1).

前記複数のポンプ（３０）は、３つ以上のポンプ（３０）であり、
前記複数のポンプ（３０）のそれぞれの前記ガイド孔（３６）は、前記複数のポンプ（３０）の他の全ての前記ガイド孔（３６）のそれぞれと前記連通路（６０）によって互いに連通されている、請求項１又は２に記載の往復動ポンプ。 The plurality of pumps (30) is three or more pumps (30),
3. The reciprocating pump according to claim 1, wherein the guide hole (36) of each of the plurality of pumps (30) is connected to each of the other guide holes (36) of the plurality of pumps (30) by the communication passage (60).

前記複数のポンプ（３０）は、３つのポンプ（３０）であり、
前記往復動方向から見たときに、前記３つのポンプ（３０）のそれぞれの前記ガイド孔（３６）の中心同士を結んだ形は、三角形状をなしている、請求項３に記載の往復動ポンプ。 The plurality of pumps (30) is three pumps (30),
4. The reciprocating pump according to claim 3, wherein a shape obtained by connecting centers of the guide holes (36) of the three pumps (30) with each other forms a triangle when viewed from the reciprocating direction.