JPH02556B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は後混合（post−mix）飲料シロツプ分
配システムに使用される空気圧作動の複動形往復
動ポンプに関する。更に詳しくは、その各ストロ
ークの終りに往復動ポンプの方向を逆転するため
のスナツプ逆転手段を含む複動形往復動ポンプに
関する。

ダイアフラムポンプは液体溶液及び高粘性物を
ポンプ移送するために特に広く使用され、且つポ
ンプ移送される流体の粘度、ポンプの吸入側の水
頭（head）及びポンプの排出の際の背圧が、ポ
ンプの運転状態が変化すると、すべて変化するよ
うな状況下で屡々使用される。このようなポンプ
の速度はポンプへ導かれている空気ライン内に調
整弁を挿入することによつて一般に制御されてい
た。しかし乍ら、このアプローチはポンプの運転
が連続した監視下に置かれ且つ弁が変化する状態
に適合するように調整されることを必要とする。
さもないとポンプの速度は実質的に運転の状態に
依存して変化する。例えば、仮にポンプの背圧が
何か特別の理由によつて増加又は減少したとする
と、あるいは、仮にポンプ移送される流体の粘度
が変化したとすると、運転速度及び単位時間当り
ポンプ移送される流体の量は、しかるべく影響を
受けることになる。従つて、変化する状況の下で
実質的に一定の速度でポンプが作動するようにポ
ンプが制御されることが非常に望まれている。

更にまた、一定の組成即ち濃度でポンプ移送さ
れる媒体の連続排出を保証するように全ポンプ移
送サイクル（pumping cycle）が終了することが
肝要である。後者を保証するため、米国特許第
4008984号に開示されたような手段が提案されて
いる。これではそのポンプ移送サイクルの終了の
ときそれぞれの弁部材を補助するため対向した複
数のコイルスプリングが設けられている。加圧さ
れたガスシステムの下で同一の力のコイル圧縮ス
プリングは、先ず一方向にポンプ移送サイクルを
完了する際に、そして次にスプリングのいづれか
が完全に圧縮されたときに確実な逆転効果を保証
することによつて補助している。開示された複動
ポンプのための逆転機構が提供されているが、こ
のようなシステムには固有の欠点がある。例え
ば、仮に何らかの理由で、ポンプ移送サイクルが
完了する前に、ポンプ移送サイクルを妨げたりあ
るいは逆転したりするように背圧が与えられたり
あるいは確立されたりするように加圧されたシス
テムが形成されれば、好ましくない効果に打勝つ
ための手段はなく、そしてスプリングの完全に圧
縮された状態は達せられない。従つて、ポンプ移
送サイクルは、サイクルが完了する前に圧縮スプ
リングの存在に関係なく逆転されることがあり、
従つて、たとえそれが全部の目的でなくても、往
復動ポンプの性能に影響する。

それ故、本発明の目的は上記の欠点を克服し
て、後混合（post−mix）飲料分配システムへ一
定の圧力下で、シロツプを送出するための複動形
往復動ダイアフラムポンプを提供することにあ
る。

本発明の更に他の目的は、後混合飲料分配シス
テムにおけるシロツプのためのそれぞれのストロ
ークの終りにポンプの方向を逆転するためのスナ
ツプ逆転手段が設けられた複動形往復動ポンプを
提供することにある。

本発明の更に他の目的は、それぞれのダイアフ
ラムへ加圧されたガスの供給を交互に行う、共通
軸に取付けられたスプリングを含むスナツプ逆転
手段およびヨーク部材により作動される、制御弁
を含んだ空気圧作動ダイアフラムポンプを提供す
ることにある。

本発明の更に他の目的は、分配出口へシロツプ
を分配するためのポンプサイクル逆転システムが
ポンプ移送サイクルの完了を保証し且つ中間位置
で空気逆転機構が留まる（sticking）のを避ける
スナツプ（snap）逆転手段を含む複動形往復動
空気ポンプを供給することにある。

本発明のさらに他の目的は、弁と、弁作動部材
と、２つのダイアフラムのいづれか一方の表面に
加圧されたガスの供給を周期的に確実に導くスナ
ツプ逆転手段とを含む逆転システムを有する空気
式複動形往復動ポンプを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ポンプのそれぞれの
端部において２つのダイアフラムチヤンバのいづ
れか一方からの流体の分配を規則正しく、制御さ
れた手法で可能にするスナツプ逆転手段を含んで
いる往復動空気ダイアフラムポンプを提供するこ
とにある。

本発明のさらに他の目的は、上記制御弁すなわ
ち逆転弁、ヨーク部材およびスナツプ逆転手段が
一つのモジユール内に設けられてユニツト化さ
れ、従つてポンプへの取付けや修理の際の取替え
が極めて容易である、複動形往復動ポンプを提供
するものである。

本発明のさらに他の目的及び適用の可能性のあ
るその他の範囲は以下に記された詳細な説明から
明らかとなろう。しかしながら、発明の詳細な説
明及び添付図面は、本発明の好ましい実施態様を
示しており、本発明の精神及び範囲内での種々の
変化及び変更は当業者に明確であるので、説明の
ためにのみ与えられていることが理解されなけれ
ばならない。いかなるこのような変化及び変更も
本発明の範囲内に含まれると見倣されなければな
らない。

前記目的及び他の目的は、本発明によれば、大
ざつぱに言うと、共通軸のそれぞれの端に取付け
られた一対の可撓性のダイアフラムを具備してい
るポンプ装置を提供することによつて達成され
る。ダイアフラムの外表面は、システムにより分
配されるべき流体、より詳細には後混合飲料分配
システムのためのシロツプと接触している。ポン
プハウジング内のチヤンバは、往復動ポンプ内へ
導入された圧縮空気をダイアフラムの表面へ、導
くための通路が設けられている内部壁を含んでい
る。空気の流れは、ポンプの各々のストロークの
完了の際、それぞれのダイアフラムへ圧縮空気の
流れを周期的に再び導くようになつている制御弁
により制御される。ヨーク（yoke）部材が設け
られており、これはモジユールのハウジング内で
ポンプ軸に係合しており、且つこのポンプ軸のポ
ンピング作用、すなわち往復動にともなつて走行
する。このヨーク部材はポンピングストロークの
最終段階中に制御弁に係合するように設計されて
おり、従つて、制御弁を作動させ、そしてポンプ
のピストン運動を逆転させる。ポンプ逆転システ
ムを完了させるために、ポンプ軸のヨーク部材に
連結されたスナツプ逆転手段が、モジユール内の
中央に置かれており、ダイアフラムを連結してい
るポンプ軸の下方に旋回可能に取付けられてい
る。制御弁は、往復動サイクルの最初の半サイク
ル中に、加圧されたガスがそれぞれの通路を通つ
て導入されそしてダイアフラムの一方の空気チヤ
ンバへ導かれるように、制御弁の空気通路と関連
して制御弁本体内に位置するＯ−リングを備えて
いる。同時に、他のダイアフラムの空気チヤンバ
から解放されるべき排気ガスのための通路が設け
られている。スプリングを取付けたスナツプ逆転
手段とヨーク部材との相互作用により、それぞれ
のダイアフラムの表面に作用する加圧ガスに対す
る制御弁開口の相互関係は、ポンピングストロー
クの終りに変化し、ポンプの作動を逆転する。設
けられたスナツプ逆転手段が中間位置において空
気逆転システムが停滞するのを防止している。

作動を説明すると、加圧されたガスは通路を通
り制御弁内に導入され、そしてポンプハウジング
の内壁内の通路を経てポンプ内のダイアフラムの
一方の空気チヤンバへ導かれる。ダイアフラムの
ピストン作用（piston action）がダイアフラム
チヤンバーから適当な通路を出てシロツプを分配
出口へ押し出すと、ポンプ軸の運動は他のダイア
フラムも非加圧（non−pressurizing）方向に動
かすことになる。この同じポンプ軸運動はまたヨ
ーク（yoke）部材に係合する。ヨーク部材が移
動すると、これが一対のスナツプ逆転手段の圧縮
スプリングの旋回作用を開始する。この一対のス
ナツプ作用圧縮スプリングは、中心を外れて回転
するまでは、互に押し合つている。スプリングが
中心を外れて回転すると、これ等のスプリングは
巻きが解けそしてポンプ軸及びヨーク部材を確定
された運動の方向に押す。スプリングのこの作用
は、空気圧力によつて開始されたダイアフラムの
運動が圧縮スプリングのスナツプ作用によつて完
全に行なわれ、他方、同時に制御弁内の加圧空気
の流れを逆転させることを保証する。従つてこの
手順は分配出口が開きそしてシロツプが加圧され
た流れとして分配されている間繰返えされる。分
配出口が閉じると、ポンプ軸運動を妨げるに充分
な背圧がダイアフラムに加えられる。

流体が制御された圧力条件の下で確実に排出さ
れ得るように、後混合飲料分配システムにおける
シロツプのための往復動ダイアフラムポンプが提
供され得ることが本発明の最中に決定された。ポ
ンプ軸上に軸受表面の圧力を加えないように一方
を他方で支持している一対の圧縮スプリングを含
むスナツプ逆転手段が提供される。

本発明では、制御弁即ち逆転弁と、ヨーク部材
と、対向した複数のコイルスプリングすなわちス
ナツプ逆転手段が共通のハウジング即ちモジユー
ル（module）内に設けられている。このモジユ
ールはポンプ軸に隣接するポンプ本体に取外し可
能に固定されており、且つ修理を容易にするため
ユニツトとして取外すことができるようになつて
いる。モジユールハウジングは、適切な舌片
（tongue）及び溝によつて滑動する２つの部片と
してプラスチツクで成型するのが好ましい。前記
部片の頂部片は制御弁即ち逆転弁を収容してお
り、且つ逆転のためのヨーク部材を収容するため
その下方にスロツトを有している。このスロツト
の両側部はポンプ軸の長手方向の軸線に並行な軸
受表面を形成している。ヨーク部材はポンプ軸よ
りは寧ろスロツトにより規定されるこれ等の軸受
表面上を滑動、即ち往復動する。前記の２つの部
片の底部片は前記の頂部片と底部片との間にサン
ドイツチ状にはさまれている本発明の対向するス
ナツプ逆転手段のための支持体を具備している。
ヨーク部材は、制御弁が往復動するとき、制御弁
の対向する両端部に係合可能な一対の上方へ延び
ている間隔をへだてたアームと、ポンプ軸が往復
動するときポンプ軸内の横方向のワツシヤに係合
可能である一対の下方へ延びている間隔をあけた
アームとを有している。ヨーク部材内の中央のピ
ンが、ヨーク部材をスナツプ逆転手段へ結合して
いる。本発明はまた対向する両圧縮スプリングの
ための改良されたスプリング取付手段及びそのた
めのユニークな支持構造体を提供している。

本発明は更にポンプの入口逆止弁及び出口逆止
弁の正しい組立を保証するためのキーイング
（key−ing）即ち符号化（coding）技術を提供し
ている。これ等の弁はそれぞれの入口ポート及び
出口ポート内の相補的なコード化したスロツトに
より収容されるべき円筒状カートリツジの表面上
にコード化した突起を有する円筒状カートリツジ
内に配置される。これ等の突起及びスロツトは、
作動の正しい方向に関連して後向きにポート内に
カートリツジが挿入されるのを不可能にするよう
配置されている。従つて、弁カートリツジの取替
えは未熟練な操作員によつても適切に行なわれ、
且つ１つの弁カートリツジを入口弁又は出口弁の
いづれとしても使用することができる。

本発明は以下に記述される詳細な説明及び説明
のためのみ与えられ従つて本発明を何ら限定する
ことのない添付図面から更に完全に理解されるで
あろう。

本発明の複動形往復動ポンプの各部材の理解を
容易にするため、まず第１図及び第１Ａ図を参照
して説明する。入口SIから、下記に述べるそれぞ
れのチヤンバを通つてポンプ出口SOへポンプ移
送されるべきシロツプ（syrup）を送るための、
頂部壁内に入口マニホールド１２Ａ及び出口マニ
ホールド１２Ｂを有しているハウジング１１を具
備している全体的に１０で示されている往復動ポ
ンプのそれぞれ側部断面図及び平面図が示されて
いる。ポンプの内部チヤンバ１３内にダイアフラ
ム１６ａ及び１６ｂを相互に連結しているポンプ
軸１４が位置づけされている。一対のアーム１７
ａを備えたヨーク（yoke）部材１７は、そこを
通過している第６図の長手方向の穿孔１７ｂによ
りポンプ軸１４に滑動可能に支持されている。制
御弁すなわち逆転弁（reversing valve）４０は
ポンプの内部チヤンバ１３内でハウジング１１の
内部壁２１に取付けられている。ポンプ軸１４は
ピン２５を圧力ばめされており、このピン２５
は、ポンプの運転の際、ヨーク部材１７内に設け
られたスロツトの端に係合する以前に、ポンプ軸
の運動に伴つて所定の距離を走行する。ポンプ軸
１４はポンプ軸のそれぞれの端でＯリングシール
OR内を滑り運動可能に取付けられている。ハウ
ジングの内部チヤンバ１３内のスナツプ逆転手段
としてのスプリング作動部材２７（第２Ａ図、第
２ｂ図、第３Ａ図、第３Ｂ図）がヨーク部材の下
方に旋回可能に取付けられ且つヨーク部材に連結
されている。制御弁４０の逆転効果はヨーク部材
１７とスプリング作動部材との間の相互関係によ
り容易にされ、且つそれぞれのダイアフラム１６
ａ及び１６ｂに圧力を加えるため、通路２３及び
２４を通り、それぞれの空気チヤンバ１５ａ及び
１５ｂへ通路２２を通つて、加圧されたガスを交
互に導く。制御弁すなわち逆転弁４０は弁本体４
１と、Ｏ−リング４３を有するスプール（spool）
要素４２とを具備している。第２Ａ図、第２Ｂ
図、第３Ａ図、第３Ｂ図、第４Ａ図及び第５図を
参照して逆転弁の動作をより完全に説明する。ポ
ンプの各々のダイアフラムはゴムの如き可撓性の
材料で構成されており、２０の位置でポンプハウ
ジングの内壁に固定されている。

本発明の好ましい態様において、ダイアフラム
は、以下に説明する第７図に図示されているとお
り、それぞれのダイアフラムの外面に金属又はプ
ラスチツクのピストンとそれぞれのダイアフラム
の内表面に金属製保持キヤツプを含んでいる。

本発明のポンプのポンプ移送（pumping）サイ
クル及びポンプを通る流体の流れは第１Ａ図を参
照することによつて最もよく図解説明される。ポ
ンプ移送されるべき流体は入口SIを通つて入口マ
ニホールド１２Ａに導入される。この入口マニホ
ールド１２Ａはポンプの頂部を横切つて延びてお
り且つ常時閉の逆止弁３１Ｌ，３１Ｒを経て流体
チヤンバ２８及び２９に連通している。入口マニ
ホールド１２Ａ内の流体圧力がチヤンバ２８ある
いはチヤンバ２９内のいづれかの圧力を超えると
き、逆止弁３１Ｌ，３１Ｒは開く。本発明のポン
プは往復動ポンプであるから、チヤンバ２８，２
９内の流体圧力は常に逆の状態にある。即ち、第
１Ａ図のポンプ軸が右へ動くと、チヤンバ２８は
マニホールド１２Ａよりも高い流体圧力を有し、
そしてチヤンバ２９はマニホールド１２Ａよりも
低い流体圧力を有する。これ等の状態の下で、逆
止弁３１Ｌが開き、流体をチヤンバ２９内に導入
し、逆止弁３１Ｒは閉じられる。

従つてポンプがサイクルを繰返すと、逆止弁３
１Ｌ，３１Ｒは交互に開閉する。

出口マニホールド１２Ｂ内に配置された出口逆
止弁３２Ｌ，３２Ｒは実質的に同じように作動す
る。即ち、出口マニホールド１２Ｂの圧力がチヤ
ンバ２８，２９の一方内における圧力よりも少い
とき、そのチヤンバ内の逆止弁は開き、流体をそ
こからポンプ出口SOへ排出する。上記の例では、
ポンプ軸１４が右へ移動し、チヤンバ２８内の圧
力は高く、従つて弁３２Ｒを開き、且つその中の
流体をマニホールド１２Ｂ及びポンプ出口SOを
経て吐出可能にする。

逆止弁３１Ｌ，３１Ｒ，３２Ｌ，３２Ｒはその
それぞれの向きを除けば実質的に同じである。
各々はゴムで形成されており、そしてポンプ壁に
固定して取付けられた中央ステム（stem）と、
流体ポートＣ上に常時あるディスク状のシートＢ
とを含んでいる。流体圧力によつて開くように力
が加えられるとき、ディスク状シートＢはポート
Ｃから離れて曲がり流体をそこを通過することを
可能にする。

上記の出口逆止弁は、ポンプ出口SOを通り吸
い出され、そして流体の不均一な流れを生ずるエ
アポケツトの形成を排除するため、チヤンバ２
８，２９の最も高い位置に配置されている。

第６図は、ポンプ軸１４に運動可能に取付られ
ているヨーク部材１７の詳細を図示している。ヨ
ーク部材１７は、制御弁４０に係合するためのそ
して１つの状態から他の状態に制御弁４０を切換
えるための前述の１対の直立しているアーム１７
ａを含んでいる。長手方向の穿孔１７ｂはポンプ
軸１４を収容するためヨーク部材１７内に設けら
れている。ポンプ軸１４が穿孔１７ｂ内に挿入さ
れた後、前記のピン２５がポンプ軸１４内の開孔
１４Ａ内に圧力ばめされる。底部プレート１７Ｃ
はヨーク部材１７の底部に適切に取付けられてお
り、かくしてその中で一対のピン３９を支持して
いる。以下に説明する如く、ピン３９は第２Ｂ及
び第３Ｂ図に図示されたスナツプ（snap）逆転
手段のスプリング部材の一対の端を支持してい
る。

第２Ａ図、第２Ｂ図を参照すると、ヨーク部材
１７内のスロツト２６の端とポンプ軸１４のピン
２５との係合点で示された方向にポンプの圧力ス
トロークを表わしている第１図に述べたポンプ機
構が断面で示されている。このときヨーク部材は
ピン２５によりピツクアツプ（picked up）さ
れ、そしてポンプ軸と共に動き始め、そしてヨー
ク部材に連結されたスナツプ逆転手段２７は中心
を通過し始める。ダイアフラム１６がチヤンバ２
８内に存在する流体に圧力を加えると、この流体
は逆止弁３２Ｒを経て径路１２内へ解放され、そ
してポンプ出口SOを通つてそれぞれの排出ステ
ーシヨンへ向う。第２Ｂ図、第３Ｂ図はストロー
クを終つたときのダイアフラム、ポンプ軸及びヨ
ーク部材の位置を示している。全体的に２７で示
されたスナツプ逆転手段が中心を通過すると、ヨ
ーク部材の一方のアーム１７ａをスプール４２の
突起端に対して押すスナツプ作動効果が生じ、従
つて制御弁のＯ−リングの位置を直ちに変化し、
ストロークの終りに制御弁４０を通る加圧された
空気の流れを突然逆転し、そしてポンプのピスト
ン作用を逆転する。

第２Ｂ図及び第３Ｂ図はスナツプ逆転手段２７
の詳細を図示している。１態様におけるスナツプ
逆転手段は、ピン３７の周りに包まれそしてハウ
ジングへピン３８により、旋回可能に取付けられ
たコイルスプリング３６およびヨーク部材１７へ
のピン３９を具備している。ポンプ軸により係合
を受けると、ヨーク部材１７はポンプのストロー
クの方向へ移動し、そしてこれが更にピン３８の
まわりで中心を越えるまでピン３７を回転する。
従つてスプリング３６は軸運動よりも早い速さで
決まつた運動の方向へヨーク部材を送り且つ押し
てヨーク部材が制御弁のスプール４２を打つて、
システム内の加圧空気の流れの方向を逆にして、
ポンプのピストンの逆方向への作動を確立する。
ストロークの終りにおける圧縮スプリング及びヨ
ーク部材の位置が第３Ｂ図に表わされている。コ
イルスプリング３６内のピン３７の存在は、ポン
プ運転中ピストンの運動によりスプリング部材が
座曲するのを防いでいる。他の例として、本発明
のスナツプ逆転手段を与えるため図示された本発
明のコイルスプリングの代りに仮想線で示したね
じりスプリングを代用することができる。ヨーク
部材１７はポンプ軸及びスナツプ逆転手段２７に
より最初に一方の方向へ、それから制御弁４０の
逆転作用に従つて逆の方向にそつて滑動するか又
は押される。

第４図及び第５図には、制御弁本体４１を具備
しているスプール弁として表わされている制御弁
４０の簡単な拡大横断面図が図示されている。ス
プール４２は弁空洞４４内で、スプール４２に間
をあけて取り付けられた３つのＯ−リング４３を
有している。弁本体の上部領域内には、弁空洞４
４内へ加圧されたガスを導入するため第１図の通
路２２に結合された空気通路４５が位置づけされ
おり、そして４６及び４７はポンプのそれぞれの
ダイアフラムの表面へ制御弁を通つて空気を導く
ため、第１図の通路２３，２４へ結合されてい
る。この図に示された制御弁４０は、往復運動サ
イクルの最初の半サイクル中に、空気が通路４６
及び通路２４（第１図参照）を通りそれぞれの空
気チヤンバ１５Ｂへ導かれ、一方同時に他の即ち
反対のダイアフラム空気チヤンバ１５ａの空気チ
ヤンバから図示の如く開放されるべき排気ガスの
ため他の通路４７が提供されるように、通路４５
を通り弁空洞４４へ導入される圧力下にある空気
を示している。上述の如く、スプール４２の左側
突出端がヨーク部材１７と接触すると、スプール
４２は、ポンプ移送作用（pumping action）の
終りに、複数のＯ−リング４３が第４図に図示さ
れた如くそれらの位置を移動しそして加圧された
ガスがダイアフラム１６ａの空気チヤンバ１５ａ
内に導入されるように反対の方向へ導かれ、かく
してポンプを反対の方向へ駆動するように、右側
へ押出される。この位置では、スプールの左端は
弁空洞４４から突出し、そしてピストンの逆転作
用の際にヨーク部材のアーム１７ａにより係合さ
れるのを持つている。

運転中に、制御弁４０は、ダイアフラム１６
ａ，１６ｂの空気チヤンバ１５ａ，１５ｂへ、そ
れぞれの通路２３，２４を通つて空気流を交互に
送る。ヨーク部材に連結された圧縮スプリング３
６又は３６Ｔはポンプ軸に沿うヨーク部材１７の
位置に応答して、最初一方の方向へ次に他の方向
へ、ダイアフラムポンプの軸を動かす。加圧され
た空気はそれぞれのダイアフラム１６ａ，１６ｂ
の背面の空気チヤンバ１５ａ，１５ｂ内へ導入さ
れ、そしてダイアフラムチヤンバから流体を排出
するようにダイアフラムを駆動する。上記の如
く、ポンプ軸１４上のヨーク部材１７は、最初に
ポンプ軸１４内のピン２５とスロツト２６の端と
係合して、軸の運動と関連して移動する。係合の
時点で互に押し合つていていて、ポンプ軸に対し
横方向に有効な力を実質的に有していない圧縮ス
プリング３６又は３６Ｔは中心を越えて旋回し、
そしてヨーク部材に更に駆動力を加える。従つて
ヨーク部材はスプリング３６のスナツプ作用によ
つて速かに移動せしめられ、ヨーク部材１７の突
出部分即ちアーム１７Ａを制御弁４１の突出して
いるスプール４２に当てる。これは制御弁本体内
のＯ−リングの位置を変化させ、そしてその中の
加圧された空気の流れを逆転し、かくてダイアフ
ラムポンプの最初の半サイクルは終る。制御弁４
０内への加圧された空気の連続導入が、ピストン
に取付けられたポンプ軸の反対方向へのポンプ移
送作用を開始し、最初にスプリング３６又は３６
Ｔを圧縮し、次いで反対方向に上記の作用を繰返
し、圧縮されたスプリングが反対の方向に押出
す。スプリングによるスナツプ逆転手段は、空気
圧力によつて生じたいづれかのダイアフラムの運
動が完全に終了し、かくしてポンピングストロー
クの最期逆転を防ぎまた中央位置で制御弁４０が
停滞するのを防ぐことを保証する。

第７図を参照すると、ダイアフラム１６ａ，１
６ｂの構造に関連するものを除き、第１図及び第
１Ａ図に関連する上述のものと類似のポンプ構造
が断面で示されている。ダイアフラム１６ａ及び
１６ｂは、それぞれのダイアフラム表面の外面上
にカツプ形状のプラスチツク又は金属板５２及び
それぞれのダイアフラムの内表面上にカツプ形状
の保持キヤツプ５４をさらに含んでいる。この配
置は可撓性ダイアフラム内に割れの形成をなく
す。

ポンプハウジングは、第１図に表わされている
とおり、制御弁がポンプを介して取付けられそし
てすべてのライン即ち通路がプラスチツクハウジ
ングの内側を走つているように、成型されたプラ
スチツクで作られているのが好ましい。この構造
体は不必要な継手及び外部ラインを省き、このこ
とがより信頼性のあるシステムに貢献している。
第１図により明らかな如く、ハウジングの内壁は
ポンプ逆転システム構成要素を囲んでいる１つの
連続部材を具備している。ハウジング１１の外壁
もまた本発明のダイアフラムポンプの全体的によ
り好ましい構造を与えるため成型プラスチツクで
製造されている。

第８図及び第９図を詳細に参照すると、本発明
によるポンプ構造体の態様が図示されている。第
８図はどのようにしてポンプが組立てられている
かを図解するための分解図であり、そして第９図
は完全に組立てられた状態のときのポンプを図解
している断面図である。主ポンプ本体は、端部部
分１０２内に形成された流体排出チヤンバ１０５
と、それぞれ入口ポート１４２及び出口ポート１
４４とを有している両端部部分１０２を含んでい
る。更に、各々の端部部分１０２は、その周囲の
周りにその中に可撓性のダイアフラム１１８を収
容するための環状溝又は凹部を有している。ダイ
アフラム１１８は、この中にぴつたり入つている
金属又はプラスチツクのピストン部材１１９を含
むことができる。また主ポンプ本体の両端部部分
１０２は、それぞれの排出チヤンバ１０５の間で
それ等の中へ延びているポンプ軸１０４を滑動可
能に収容するための中央開孔１０７を含んでい
る。ポンプ軸１０４は適切なＯ−リング１１０及
びブツシング１１２によつて開孔１０７内に取付
けられている。ポンプ軸１０４の端部はダイアフ
ラム組立体に、そして更に詳細には、保持器１１
４及び適切なワツシヤー１１６によつてピストン
１１９に結合されている。

主ポンプ本体の２つの端部部分１０２はそれぞ
れ入口及び出口マニホールドチユーブ１４３と１
４１と共に１個として成型される。これ等は２つ
の端部部分１０２及びそれぞれその中の入口及び
出口ポート１４２，１４４に接続している。流体
入口１３９はマニホールドチユーブ１４３内に設
けられ、そして流体出口１４０はマニホールドチ
ユーブ１４１内に設けられている。１３２のよう
な可撓性ゴムホースのための適切な継ぎ手は、適
切なＯ−リング１３４、ねじ１３６及び保持器フ
ツク１３８によつて、それぞれの入口及び出口１
３９及び１４０へ固定されることができる。

第１１図より第１３図を参照して以下に説明す
る複数の逆止弁は、端部部分１０２内の入口及び
出口ポート１４２，１４４内へ挿入するため設け
られる。これ等の逆止弁カートリツジはその端部
にＯ−リング１２４を有する主円筒状体１２２
と、中央ステム上に可撓性デイスクを含む可撓性
フラツパー型の逆止弁１２５を含んでいる。円筒
状カートリツジの外表面には、第１１図より第１
３図を参照して以下に説明されるコード化した
（coded）突起又は隆起が設けられている。以下
の説明からより更に完全に明らかとなる如く、こ
れ等のコード化した突起１２３はそれぞれの入口
及び出口チヤンバ１４２，１４４内のコード化し
たスロツト１４６内に適合し、突起及びスロツト
のそれぞれの配置は誤つた方向に入口及び出口ポ
ート内へ逆止弁カートリツジの挿入を防ぐように
なつている。

一旦、ダイアフラム１１８、逆止弁カートリツ
ジ１２２、ポンプ１０４等々の如きすべてのそれ
ぞれの構成要素が主ポンプ本体の端部部分１０２
内に挿入されると、端部キヤツプ１００は、キヤ
ツプ１００の周囲のフランジ内の開孔を通り、端
部部分１０２の周りに延びているフランジの周囲
のねじ付の開孔内へ延びている適切なねじ１２６
によつて端部部分１０２へ固定されることができ
る。かくて、主ポンプ本体の端部部分１０２及び
それにねじ止めされた端部キヤツプ１００は本発
明のこの態様のポンプのそれぞれの排出チヤンバ
を形成する。

この接続の際に注意すべきことは、逆止弁カー
トリツジ１２２がポンプ本体の端部部分１０２と
端部キヤツプ１００との間でサンドイツチ状には
さまれ、そして端部セクシヨン１０２と端部キヤ
ツプ１００との双方が逆止弁カートリツジの表面
上のコード化された突起を収容するためのコード
化したスロツト配置（coded slot
configuration）１４６を設けていることである。
端部キヤツプ１００は更に対象なパターンで配置
された、その端部から延びている成型されたピン
をさらに備えている。これ等のピンは取付ブラケ
ツト（図示せず）にポンプを支持するために利用
される。

第１０図と関連して更に説明される制御弁及び
逆転機構モジユール（module）２００は駆動ガ
スマニホールドと一体となつたブラケツト２０１
上に、ポンプ軸１０４に隣接し且つポンプ軸１０
４の丁度上方にねじ１３０によりポンプのマニホ
ールド部分の適切な箇所へ固定されている。ガス
マニホールドは排出チヤンバ及びモジユール２０
０内の制御弁の出力の双方に連通している。第９
図に図示されている如く、制御弁及び逆転機構モ
ジユール２００は保持器リング１０８によりポン
プ軸１０４へ固定して止められた突起、例えばワ
ツシヤー１０６と作動的に係合して配置されてい
る。第１０図に関連して以下の説明から更に十分
に明らかとなるように、ワツシヤー１０６は第１
図の態様のポンプ軸に配置されたピン２５と同じ
ような機能を行なう。

第１０図を詳細に参照すると、第８図及び第９
図のポンプに使用するための本発明の制御弁及び
逆転機構モジユール（module）の組合せの分解
図が図示されている。モジユールハウジングは全
体的に２００で示されており、そして頂部ハウジ
ング部分２０２及び底部ハウジング部分２０４を
含んでいる。この底部ハウジング部分２０４は底
部ハウジング部分２０４から上方に延びている舌
片部分２１５を収容しているスロツト２１４によ
り組立てられた状態で頂部ハウジング部分２０２
内に滑動可能に収容されている。ハウジング部分
２０２の裏側には全頂部部分２０２を横方向に横
切つて延びているスロツト２１０が設けられてお
り、そしてその側壁２１２が軸受表面を形成して
いて、その上を以下に説明するヨーク部材の縁が
ポンプ軸１０４に平行に滑動できる。ハウジング
部分２０２の頂部は、今までに説明した第４図及
び第５図に図示された制御弁４０と作動及び構造
の似ている本発明の制御弁を収容するためその中
にチヤンバを備えて成型されている。即ち、円筒
状チヤンバ２０６は、制御弁本体孔の異なる部分
を規定している複数の連結されたブツシング要素
及び分割（dividing）Ｏ−リング２３０を収容す
るためハウジング部分２０２内に成型されてい
る。このブツシングは第４図及び第５図の制御弁
の４５の如き入口ポート内に並置される中央入口
ブツシング２２８と、第４図及び第５図の弁の出
口通路４６及び４７と並置される出口ブツシング
２２６とを含んでいる。これ等のブツシングは流
体の流れを通過可能とするためそれぞれのチヤネ
ル４５，４６及び４７と整合する円周方向のすき
まを含んでいる。第４図及び第５図の制御弁内に
図示されたスプール４２と類似の構造の、その上
に間隔をへだてたＯ−リング２２２を有するスプ
ール部材２２０はブツシング２２６及び２２８内
に往復滑動運動のために配置されている。このス
プール２２０は、ハウジング部分２０２内のチヤ
ンバ２０６の一端内にねじ込まれているねじ型保
持器２２４によりこれまでに説明した円筒状チヤ
ンバ２０６及びそれぞれのブツシング内に保持さ
れている。保持器２２４及び円筒状チヤンバ２０
６の反対端の双方は、弁の往復動作中、排気ガス
の逃げを可能にする広げられた翼部分（wing
portion）を有するかぎ穴型（keyhole type）の
ポート２１８を備えている。翼部分２１９は弁か
らのガスの排気をよりよくするため設けられてお
り、且つスプール２２０の自己掃除作用に役立つ
ている。頂部ハウジング部分２０２は直立フラン
ジをさらに備えており、この直立フランジは、今
までに詳細に説明された如く、往復運動作用でポ
ンプをそれにより駆動するためダイアフラムの内
側のポンプ排出チヤンバのいづれか一方へ駆動ガ
スを供給する適切なマニホールド構造体２０１と
連通しているポンプ組立体へ全モジユール２００
を取付けるねじ１３０を収容するため、その中に
開孔２１６を含んでいる。第１０図のモジユール
２００への駆動ガスの供給は頂部ハウジング部分
２０２内の入口ポート２０８を介して行なわれ
る。この入口ポート２０８は今までに第８図に関
連して説明されたアダプタと同じような構造のね
じ１３６により入口ポート２０８に取付けられた
アダプタ１３２と、保持器フツク１３８とＯ−リ
ング１３４とを備えることができる。これ等のア
ダプタを設けることにより、第１０図のポンプ及
び制御弁ユニツトを可撓性ホース又はチユーブに
連結させることが可能となる。

モジユール２００は頂部部分２０２と底部部分
２０４との間に、往復動ヨーク部材を有してい
る。ヨーク部材２４０はその壁２１２により与え
られる軸受表面上を頂部部分２０２内のスロツト
内で滑動する。ヨーク部材２４０は金属板から打
抜かれ、且つスプール弁要素２２０がポンプ軸の
作動で往復動するとき、スプール２２０の両端に
係合するため打抜かれたアンビル（anvil）部分
２４１を備えた、直立アーム２４２をその両端に
形成されている。これに関しては、第９図に図示
されている如く、ポンプ軸１０４上の突起例えば
ワツシヤー１０６に係合するため、一対の間隔を
へだてたアーム２４６がヨーク部材２４０から下
方へ延びている。ヨーク部材２４０はまた下方へ
延びているピン２４４を備えており、これは以下
に説明するスナツプ作動（snapacting）スプリン
グ機構を備えたスナツプ逆転手段のピンの端部の
開孔２５８内に適合する。底部ハウジング部分２
０４はアーム２４６の往復運動を可能にするため
スロツト２６４を備えている。

第１０図のモジユール２００内に使用されてい
る対向した圧縮スプリングスナツプ作動逆転機構
は、コイル圧縮スプリング２５２及びそのための
支持ピン２５４の双方を収容するため穿孔２５０
を有する一対の管状スプリング支持ソケツト２４
８を含んでいる。このスナツプ作動機構の速かな
且つ容易な組立方法を提供するため、スプリング
２５２が穿孔２５０内に挿入され、それからピン
２５４がスプリング内に挿入される。ピボツトピ
ン２４９は部材２４８の頂部及び底部から延びて
おり、底部部分２０４及び頂部部分２０６内の整
合された開孔２６２内に収容される。従つて、ソ
ケツト部材２４８はモジユール２００の頂部ハウ
ジング部分と底部ハウジング部分との間にサンド
イツチ状にはさまれ、且つハウジングのそれぞれ
の頂部部分及び底部部分内の開孔２６２内に旋回
可能に取付けられている。頂部ハウジング部分２
０２内の開孔２６２は図示されていないが、これ
等は底部ハウジング部分２０４に図示された開孔
２６２の上方のスロツト２１０内に直接整合され
ている。本発明のこの態様の支持ピン２５４はま
た円形状端部部材２５６と孤状の係合軸受フラン
ジ２６０（arcuate engaging bearing flange）
を含んでいるユニークな端部軸受構造体を有して
いる。一緒に組立てられたとき、円形部材２５６
及び孤状の軸受フランジ２６０を含んでいるこれ
等の２つの端部軸受構造体は一方を他方内に組み
合せ、そしてそれぞれの円形端部部材は反対の支
持スプリング機構の反対の孤状軸受フランジ部材
２６０で支えている。この構造体はこのスプリン
グ作動機構の寿命を増加するのに特にユニークで
あり、且つ重要であり、且つ又大きさがよりコン
パクトである。即ちこの増加された軸受面積及び
組み合せ配置により、軸受は長い寿命を有してい
る。更に、この軸受配置は、第２図及び第３図に
関連して今までに説明されたスナツプ作動方式で
コイルスプリングが中心を過ぎて移動するとき、
特に効果的であり、そして結合又は停滞すること
がない。

第１０図のモジユール２００のすべての部分は
ヨーク部材２４０、スプリング２５２、スプール
２２０及びブツシング２２６，２２８を除いてプ
ラスチツクから製造される。勿論、２つのハウジ
ング部分を一緒に保持する２６６のようなねじは
金属から製造されるのが好ましい。勿論、すべて
の部分は所望によりプラスチツクであつてもよ
い。第１０図の逆転機構モジユール２００内の制
御弁の作動は、第１図より第７図に関連して説明
された他の態様の説明から極めて明らかであろ
う。即ち、制御弁穿孔２０６内のスプール２２０
の往復運動は、スプールの位置によつて、ダイア
フラムの内側のポンプの排出チヤンバへ駆動ガス
を交互に与える。ダイアフラムの一方又は他方の
この運動がポンピング作用を生じ、そして同時に
ポンプ軸を往復させ、軸及びその上のリング即ち
ブツシング１５０をヨーク部材２４０の下方へ延
びているアーム２４６の一方に係合せしめる。こ
れが更にヨーク部材２４０を往復動せしめ、そし
てスプリング支持ピン２５４の端部内の開孔２５
８へヨーク部材２４０から下方に延びているピン
２４４は、保持器ソケツト２４８のピン２４９を
中心にピン２５４を回転せしめる。ピン２５４及
びその上のスプリング２５２が中心（ヨーク部材
２４０の長手方向の軸線に垂直なラインを通る）
を超えて移動するとき、コイルスプリング２５２
はスプリングをスナツプ（snap）せしめ、且つ
ヨーク部材を加速せしめる。次いで、走行路端
（trailing end）上のアーム２４２がスプール２
２０の関連した端に当り、制御弁をその反対の共
に安定（bistable）な位置へ切換える。第２図及
び第３図のスプリングの配置における如く、共通
平面内の対象な対向スプリングが軸受表面２１２
上の横方向の力の発生を排除する。従つて、ヨー
ク部材２４０はストロークの最終位置に至るまで
の中間位置で停滞しない。ピン２５４の端部上の
軸受構造体２５６，２６０は逆転機構の停滞や接
着などのいかなる可能性をも一層減ずる。

第１１図及び第１２図を詳細に参照すると、新
規なコード化した（coded）弁カートリツジが入
れられている入口ポート及び出口ポートに関連す
る新規なコード化した弁カートリツジが図示され
ている。第１１Ａ図は、第１１Ａ図に図示されて
いる如く、その前端部即ち右端部に一対の直径方
向に対向した突起１２３Ｆと、第１１Ａ図に図示
されている如く、後部即ち左端に３つの間隔をへ
だてた突起１２３Ｒとを含んでいる弁カートリツ
ジの側部立面図を示している。第１１Ａ図の第３
突起１２３Ｒは側面図に図示されていないことを
理解されなければならない。

しかし乍ら、第３突起は以下に説明する第１１
Ｃ図に図解されている。これに関して、第１１Ｂ
図及び第１１Ｃ図は、第１１Ａ図に図示されたカ
ートリツジのそれぞれ右側及び左側の突起の配置
のみを概略的に図解したものである。即ち、第１
１Ｂ図は２つの直径方向に対向した突起１２３Ｆ
を図示しており、そして第１１Ｃ図は３つの間隔
をへだてた突起１２３Ｒを図示している。

第１２図は本発明の第８図及び第９図のポンプ
の両端部部分１０２並びにそれぞれの入口ポート
１４２及び出口ポート１４４を図示している。入
口ポート１４２は第１１Ｃ図の配置
（configuration）の３つの間隔をへだてた突起１
２３Ｒのみを収容するための３つの間隔をへだて
た溝１４６Ｒを含んでいる。従つて、第１１Ａ図
の弁カートリツジの後端部即ち左端部のみが入口
ポート１４２内に挿入されることができる。これ
は、第１１Ａ図の弁カートリツジ内の逆止弁は入
口ポート１４２内に後ろ向きに挿入され得ないこ
とを保証する。同様に、出口ポート１４４内の直
径方向に対向した対の溝１４６Ｆは、２つの直径
方向に対向した突起１２３Ｆを有する第１１Ｂ図
の突起の配置のみを収容する。従つて、第１１Ａ
図の弁カートリツジの前方端即ち右端は本発明の
ポンプの端部部分１０２内の出口ポート１４４内
に挿入されることができる。

従つて、第１１Ａ図の相対的配置をコード化
（coding）した配置の突起を有する単一の弁カー
トリツジを本発明のポンプの４つの入口及び出口
ポート１４２，１４４の任意の１つ内に挿入する
ため使用されることができることは明らかに理解
できる；即ちカートリツジを誤つて挿入すること
は不可能である。

本発明の好ましい態様では、第８図及び第９図
のポンプの端部キヤツプ１００は第１１Ａ図の弁
カートリツジの端部を収容するためのコード化し
た配置の溝を有しており、そして第１１Ａ図の弁
カートリツジは第１２図の入口ポート１４２及び
出口ポート１４４内に入れられない。即ちもし第
１１図のカートリツジが第１２図の入口ポート１
４２に挿入されると３つの間隔をへだてた突起１
２３はそのポート内に挿入され、一方カートリツ
ジの反対の端の直径方向で対向した突起１２３Ｆ
はポート１４２から張り出す。従つて、ポンプの
端部キヤツプ１００内のチヤンバ１４７は直径方
向で対向した突起１２３Ｆの対を収容するため直
径方向で対向した一対のスロツトを有している。
同様に、直径方向に対向した突起１２３Ｆを出口
ポート１４４及びスロツト１４６Ｆ内に挿入する
と、カートリツジの３つの間隔をへだてた突起１
２３Ｒは出口ポート１４４から外方へ張り出す。
従つて、第８図のポンプの端部キヤツプ１００内
のチヤンバ１４９はその中に突起１２３Ｒを収容
するため３つの間隔をあけたスロツトの存在を必
要とする。このようにして部品の２重コーデイン
グ（doublecoding）が達成されるので、弁カー
トリツジを後向きに入口ポート１４２及び出口ポ
ート１４４内に挿入することは不可能であり、そ
してまた逆止弁カートリツジを入口ポート１４２
及び出口ポート１４４内へ正しく挿入しなければ
端部キヤツプ１００を端部部分１０２に組立てる
ことは不可能である。

これで本発明は説明されたが、本発明は多くの
方法で変化され得ることは明らかであろう。この
ような変化は本発明の精神及び範囲から逸脱する
ものとは見倣されず、且つ当業者において明かな
如くすべてのこのような変更は本発明の特許請求
の範囲内に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポンプを説明するための第１
態様の断面図であり、図示された方向の圧力スト
ロークの最初の位置を示しており、第１Ａ図は流
体入口マニホールド及び出口マニホールド並びに
入口弁及び出口弁の詳細を図示している第１図の
ポンプの平面図である。第２Ａ図及び第２Ｂ図は
第１図のポンプのそれぞれ部分的な側面図及び底
面図であり、これ等は右の方へ中心を越えてスナ
ツプしているときのスナツプ逆転手段の第１態様
を図示している。第３Ａ図及び第３Ｂ図は第１図
のポンプのそれぞれ部分的な側面図及び底面図で
あり、ポンプ軸を逆方向へ、そして左に移動せし
めている第２Ａ図、第２Ｂ図の位置をすぎてスナ
ツプした直後のスナツプ逆転手段を図示してい
る。第４図は第１図のポンプ軸が右へ駆動された
とき、制御弁すなわち逆転弁が占めている位置に
おける逆転弁の断面図である。第５図は第１図の
ポンプ軸が左へ駆動されたとき、逆転弁が占めて
いる位置における逆転弁の断面図である。第６図
はどのようにヨーク部材がポンプ軸に取付けられ
るかを詳細に図示している分解図である。第７図
は本発明のポンプのダイアフラムの例を図示して
いる部分図である。第８図は本発明のポンプの態
様及びそのためのスナツプ逆転手段の分解図であ
る。第９図は第８図の実施例の完全に組立てられ
たポンプの断面図である。第１０図は第８図のポ
ンプに取付けられた本発明の制御弁及びスナツプ
逆転機構モジユールの分解図である。第１１Ａ図
は逆転弁カートリツジ上のコード化された突起を
図示している逆転弁カートリツジの側面図であ
る。第１１Ｂ図は第１１Ａ図のカートリツジの右
端部に隣接している突起形状体のみの概略図であ
る。第１１Ｃ図は第１１Ａ図のカートリツジの左
端部に隣する突起形状体のみの概略図である。第
１２図は第１１Ａ図の弁カートリツジの前部端部
又は背面端部のいづれかを選択的に収容するため
入口及び出口ポート内にコード化した配置を備え
た入口及び出口ポートを含んでいる、第８図及び
第９図のポンプの端部部分の端面図である。 １３……ポンプの内部チヤンバ、１４……ポン
プ軸、１５ａ，１５ｂ……空気チヤンバ、１６
ａ，１６ｂ……ダイアフラム、１７……ヨーク部
材、１７ａ……アーム、２７……スナツプ逆転手
段、２８，２９……流体チヤンバ、３１Ｌ，３１
Ｒ……逆止弁、３２Ｌ，３２Ｒ……逆止弁、３６
……スプリング、３７……ピン、３８……ピン、
４０……制御弁又は逆転弁、４４……弁空洞、１
１８……ダイアフラム、１１９……ピストン、１
２２……逆止弁カートリツジ、１４２，１４４…
…入口及び出口ポート、２００……モジユールハ
ウジング、２０６……円筒状チヤンバ、２１０…
…マニホールド構造体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制御弁とそのスナツプ逆転手段を備えたモジ
   ユールを有する空気圧作動の複動形往復動ポンプ
   であつて、 上記モジユールは、 (1) ハウジング２００； (2) 上記ハウジング内に設けられた案内スロツト
   ２１０； (3) 一方の面から突出した一対のアーム２４２と
   他方の面から突出したピン２４４および空気に
   より往復動をなすポンプ軸１０４上の突起１０
   ６と交互に係合する一対の他のアーム２４６を
   有しており、上記案内スロツト２１０内で２つ
   の位置間を往復運動するためのヨーク部材２４
   ０： (4) 該ヨーク部材２４０の該ピン２４４に運動可
   能に連結されそして該ヨーク部材の上記往復運
   動を速かに完結するためのスナツプ逆転手段２
   ４８〜２６０；および (5) 複動形往復動ポンプの駆動部分へ空気を交互
   に送るため２つの位置の間を運動可能であり且
   つ該ヨーク部材２４０の上記一対のアーム２４
   ２によつて交互に運動可能に係合を受ける両突
   出端を有しているスプール２２０を包含する制
   御弁、 を備えていることを特徴とする複動形往復動ポン
   プ。 ２ 上記一対のアーム２４２と上記一対の他のア
   ーム２４６が該ハウジング２００の外へ伸びてい
   る特許請求の範囲第１項に記載のポンプ。 ３ 上記制御弁が該ハウジング２００の該頂部部
   分内に且つ該ヨーク部材２４０の上方に位置する
   特許請求の範囲第１項に記載のポンプ。 ４ 上記スナツプ逆転手段２４８〜２６０が該ヨ
   ーク部材２４０の下方に位置する特許請求の範囲
   第１項に記載のポンプ。