JPS63297774A - 往復動ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転動作を直線往復運動に変換するためのクラ
ンク機構やカム等の複雑な機構を必要とすることなく、
流体の定量吐出が好適に行える全く新規な構成の往復動
ポンプに関する。

（従来の技術） 従来、この種ポンプとしては様々な型式のものが存在す
るが、このうち渦巻ポンプやロータリーポンプに比して
往復動ポンプの方が定量吐出性に優れることは周知の通
りである。

而して、従来の往復動ポンプは何れもその基本的構造と
しては、例えば第８図の如く、シリンダー２ａ内にプラ
ンジ中或いはダイアフラム等の動作体２０を往復動可能
に設けて、これら動作体２０の後部側に往復駆動力を作
用させるものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記従来のものでは、プランジャ等の動
作体２０を汎用の電動機等で往復動させるには、例えば
同図の如きクランク機構２５或いは偏芯回転カムとスプ
リングとの組合手段を用いる等、回転軸２６の回転運動
を直線往復動に変換して動作体２０に伝達させるための
複雑な機構が必要となり、その結果ポンプの駆動機構部
分の製作が煩雑でポンプの製作コストが高価となる他、
ポンプの駆動機構部が大型化してこれが往復動ポンプの
小型化を図る上で障害となる問題点を有していた。

また、周知の如く前記従来の往復動ポンプはその吸入吐
出の原理上、ポンプ室２２内へのポンプ揚液の吸入及び
吐出を可能ならしめるためには、吸入及び吐出の両極路
２３．２３ａにチャツキバルブ２４゜２４を設けること
が絶対条件となる。従って、該チャフキバルブ２４．２
４の存在によりポンプ全体の構造が一層複雑となって製
作作業性に難点を有するばかりか、この種チャツキバル
ブ２４．２４を設けた場合にはポンプ揚液が次亜塩素酸
ソーダの如き発ガス性の場合にはポンプ室２２内に於い
て所謂ガスロック現象を起こし、これを解決するには例
えば実公昭６２−４７０６号公報に所載の如きガス抜き
用のバルブをポンプ本体に別途膜けねばならない様な難
点を生じさせていたのである。

本発明は上記の如き従来の問題点に鑑みて発明されたも
ので、その目的とするところは、ポンプ駆動機構として
回転運動を直線往復動に変換させる様な煩雑な機構を用
いる必要を無くして回転駆動力の伝達手段によってのみ
定量性に優れた往復動ポンプと同様な作動原理のポンプ
動作を行わせると共に、チャツキバルブの存在をも必須
の条件とさせることなく、構成の簡略化を図り、又所謂
ガスロツタ現象の防止等をも可能ならしめる点にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は従来の往復動ポンプの如くプランジャ等の動作
体を単に往復動可能に設けるだけではなく、動作体に回
転力が作用された際に該動作体又はこれに代わる部材に
強制的に往復動作を生じさせるための工夫を施して、こ
の往復動によってポンプ室容積を増減せしめ、もって上
記従来の問題点を解決せんとして構成されたものである
。

すなわち、本発明の構成の要旨は、少なくとも一端面側
にテーパ面５を形成してなる回転体１をシリンダー２内
に回転自在に設けると共に、該回転体ｌの一側方又は両
側方には該回転体ｌのテーパ面５と対面する端面にテー
パ面９を有するガイド体６をシリンダー２内に回転止め
して設け、しかも前記回転体１又はガイド体６の何れか
一方側は、該回転体ｌとガイド体６との両テーパ面５゜
９の相対回転ガイドにより往復動して該両テーパ面５，
９間に形成されたポンプ室１０の容積を増減変化させる
べく摺動可能として、前記ポンプ室１０の側壁部にはポ
ンプ揚液の吸入用口１１及び吐出用口１１ａを設けた点
にある。

（作用） 従って、上記構成を特徴とする往復動ポンプに於いては
、回転体１を回転させれば、該回転体１とガイド体６と
の両テーパ面面５，９の相対回転ガイド作用により、シ
リンダー２内に摺動可能に設けられた側の回転体１又は
ガイド体６が往復動を行って、該両者間のポンプ室１０
の容積が増減されるために、前記回転体１にはポンプ外
部から直線往復駆動力を何ら与えず単に一方向への回転
力を付与するだけで適切なポンプ吸入、吐出が行われる
こととなるのである。

また、前記往復動を行う回転体１又はガイド体６はテー
バ面５，９を具備するために、ポンプ室ｌＯの側壁部に
設けたポンプ揚液の吸入用口１１及び吐出用口１１ａは
前記回転体ｌ又はガイド体６の回転並びに往復動変位に
よって開閉させることができることとなる。すなわち、
一方の吸入用口１１はポンプ室１０の容積が増大される
際に開口し且つ該容積減少時には回転体１又はガイド体
６によって閉塞され、他方のポンプ揚液吐出用口１１ａ
はポンプ室１０の容積増大時に回転体１又はガイド体６
によって閉塞され且つ容積減少時には開口する様に位置
設定できることとなり、この様な位置に再吸入用口１１
並びに吐出用口１１ａを設定すれば、チャツキバルブ等
を設けることなく、ポンプ室１０での吸入吐出動作を的
確に行わせることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図に於いて、１は略円筒状のシリンダー２内に摺動
自在に設けられた回転体で、該回転体１はシリンダー２
内に一端部が挿通されたロッド３により回転可能となる
べく該ロッド３に対してキー４等を介して止着されてい
る。５，５ａは前記回転体１の両端面を該回転体ｌの軸
長方向と交差する方向に傾斜させたテーパ面で、これら
テーパ面５．５ａは相互に平行状態となるべくその傾斜
角度αは同一である。

６は前記ロッド３を挿通させた状態でシリンダー２の後
部側に一部嵌入された略円筒状のガイド体で、該ガイド
体６は位置決めピン７・・・によりシリンダー２に対し
て回転止めされてなると共に、ナツト部材８との螺合に
よって前記シリンダー２の軸長方向への移動も阻止され
た固定状態にある。

９は回転体１のテーパ面５ａに対面する前記ガイド体６
の内側一端面を傾斜状としたテーパ面で、その傾斜角度
は前記回転体１のテーパ面５，５ａと同一である。

６ａは前記ガイド体６のテーパ面９と同様なテーパ面９
ａを内側端面部に形成してなる他方側のガイド体で、該
ガイド体６ａはシリンダー２の先端部側に一部嵌入され
て前記一方のガイド体６と同様に位置決めビン７・・・
及びナツト部材８によってシリンダー２に対して回転止
めされてその軸長方向に移動阻止された状態にある。但
し、該ガイド体６ａのテーパ面９ａは一方のガイド体６
のテーパ面９とその傾斜方向が相反する様に設定されて
いる。

１０は前記シリンダー２内の回転体１のテーパ面５ａと
一方のガイド体６ａのテーパ面９ａとの両者間に形成さ
れるポンプ室（同図では閉じた状態である）。１１．　
ｌｌａは該ポンプ室ｌＯに連通すべく前記シリンダー２
の周壁上面部に二個の孔を穿設して夫々設けられた吸入
用口及び吐出用口であるが、これらの詳細な穿設位置に
ついては後述する。

本実施例は以上の構成からなり、次にその使用法並びに
作用について説明する。

先ず、第１図に示す如く回転体１がシリンダー２内の先
端側に位置した初期状態に於いて、ロッド３を例えば矢
印ａ方向の時計方向に回転させれば、該回転体１はその
一方のテーパ面５ａがガイド体６ａのテーパ面９ａに当
接して後方側に強制ガイドされ、例えば９０度回転した
状態では第２図の如く寸法ｌだけ後退し、その後１８０
度回転した状態では第３図の状態となる。

すなわち、同図の状態では回転体ｌは第１図に示す初期
状態からｓｉｎαの寸法だけ後退して、ポンプ室１０内
の容積が増大され、その結果績ポンプ室１０内では吸入
用口１１から外部のポンプ揚液をその内部に吸入させる
作用を発揮させることができることとなる。よって、該
吸入用口１１は前記回転体１が後退される際にポンプ室
１０に連通される位置に設定しておけばよい。また、前
記吸入工程期間中は他方の吐出用口１１ａが回転体１の
周面によって閉塞された状態である。尚、前記回転体１
は１８０度回転して後退されることによりその後部側の
テーパ面５が他方のガイド体６のテーパ面９と合致した
状態となる。

従って、この状態の後になおも回転体１を同方向に継続
して回転させれば、該回転体１はその後端部側のテーパ
面５とガイド体６のテーパ面９との相対回転接触作用に
より強制的に前進され、最終的に前記第１図に示す元の
状態に復帰する。すなわち、この回転体ｌの前進工程で
はポンプ室１０の容積が減少され、該ポンプ室１０内の
ポンプ揚液は吐出用口ｉｔａを介して外部に吐出される
のである。但し、この場合吸入用口１１は回転体１の周
壁面によって閉塞された状態を維持していることは言う
迄もない。

この様にして、前記回転体１が回転継続されると、該回
転体１は二個のガイド体６，６ａの両者間で往復動作を
繰り返し、これによってポンプ室１０内での吸入吐出作
業が交互になされるのである。

また、その際ポンプ揚液が次亜塩素酸ソーダの如（ポン
プ室１０内でガスを発生させる様な液体であっても、該
ポンプ室１０に連通した吸入用口１１及び吐出用口１１
ａにはチャフキパルプを必ずしも設ける必要がないため
に、ポンプ室１０内で発生したガスは吐出用口１１ａか
らスムースに排出され、ガスロック現象を生じさせるこ
とがない。

更に、上記ポンプ動作中には、ロッド３が回転体１の往
復動作に伴って若干の寸法だけ往復動を行うが、このロ
ッド３の往復動は例えば該ロッド３を回転させるための
駆動連結部分で適宜その往復寸法分だけ融通を持たせて
吸収させればよく、スベリキーや伸縮自在接手等を用い
ることによって簡易に対処できるものである。

尚、上記実施例に於いては、二個のガイド体６゜６ａを
用いて回転体ｌをその両者間で往復動させてなるために
、例えば第４図の如く一方のガイド体６とロッド３との
軸シールを完全化ならしめて、ガイド体６と回転体１と
の両者間の空隙をポンプ室１０ａとして形成し、別途こ
のポンプ室１０ａに連通ずる吸入用口１１．　ｉｔａを
設ければ、このポンプを他のポンプ室１０と同時に利用
して二連式の往復動ポンプとして容易に構成することが
でき、効率の良い液送作業が行える利点が得られる。

しかるに、本発明は必ずしも上記実施例の如くガイド体
を二個設けたり或いは回転体１を往復動させるものに限
定されるものではない。

すなわち、第５図（イ）、（ロ）はテーパ面５を一端面
側のみに有する回転体１を定位置に設けて、その−側方
にテーパ面９が形成されたガイド体６を回転止め状態で
バネ１２により回転体１側に弾力付勢させたものである
。該両実施例では、回転体１は定位置で回転動作のみを
行うだけであるが、ガイド体６はテーパ面５．９の相対
回転作用によって往復動を行い、上記実施例と同様にポ
ンプ室１０の容積を増減させて適正なポンプ動作を行わ
せることができるのである。また、この場合には回転駆
動される回転体１が往復動を行わないために、該回転体
１に連結したロッド３への回転駆動力の伝達が一層容易
となる利点がある。

更に、第６図（イ）、（ロ）は固定状態に設けたガイド
体６に対して、回転体１をバネ１２により付勢させてス
ライド可能に設けたものであり、この場合は回転体１の
テーパ面５がバネ１２によりガイド体６のテーパ面９に
当接して回転されることにより、回転体１が回転しなが
ら往復動を行い、前記と同様なポンプ動作が得られるの
である。

この様に、本発明はガイド体は二個或いは一個の何れで
もよく、また該ガイド体と回転体との何れを往復動させ
てもよい、尚、上記第５図及び第６図の如くガイド体を
一個とした場合には回転体１に形成されるテーパ面５は
ガイド体と対面する端面側にのみ形成しておけばよく、
その反対側端面に形成する必要がないことは明らかであ
ろう。

また、本発明は上記実施例の如く回転体１とガイド体６
とに形成されるテーパ面５．９は必ずしもその端面全面
が平面状に形成される必要はなく、例えば第７図（イ）
の如く曲面状に形成したり、或いは同図（ロ）の如く一
部非テーパ面部分１３が存在しても何ら構わない。更に
、テーパ面５．９はその具体的な傾斜角度αの数値は問
うものではなくその具体的な角度は適宜変更自在であり
、また回転体１とガイド体６との各テーパ面５．９の傾
斜角度を決して同一角度にする必要もない。

更に、本発明は回転体１を回転動作させるための手段も
決して上記実施例の如くロッド３を連結させる手段に限
定されるものではな（、その具体的な構成は任意に設計
変更自在である。

更に、本発明は既述の如く適切なポンプ吸入吐出動作を
行わせるためにはチャツキバルブは必ずしも必要ではな
いが、その使用に際してチャツキバルブを用いる様なこ
とは自在であり、その具体的な使用態様は問わない。ま
た、本発明は回転体１とガイド体６との相互に当接する
テーバ面部分に耐摩耗性を持たせるために、その材質と
しては例えば弗素樹脂やセラミックス等が好ましいが、
これらの具体的な材質も一切問うものではない。

その他、本発明はシリンダー２等のポンプ各部の具体的
な構成は全て本発明の意図する範囲内で設計変更自在で
ある。

（発明の効果） 畝上の様に、本発明はシリンダー内に回転自在に設けた
テーパ面を具備する回転体の側方に、別途テーパ面を有
するガイド体を対面させて回転止め状態で設けて、該ガ
イド体と回転体との何れか一方側をその両テーパ面の相
対回転ガイド作用により往復動させてその両者間に形成
されたポンプ室の容積を増減変化させる様に構成してな
るために、前記回転体の駆動手段には、従来の型式の往
復動ポンプの如く回転動作を直線往復動作に変換させる
ための特別な機構を何ら用いる必要がなく、単に回転体
に回転力を付与するだけで、定量性に優れた容積可変型
のポンプ動作を行わせることができ、その結果ポンプ駆
動機構の簡略化が図れてポンプの小型化が容易に達成で
き、またその製作コストを従来に比して大幅に低減化さ
せることができるという格別な効果を有するに至った。

しかも、本発明はポンプ室の側壁にポンプ揚液の吸入用
口と吐出用口とを設けて、これらをテーパ面を具備して
往復動又は回転動作を行う回転体又はガイド体によって
開閉制御させて、ポンプ室の吸入及び吐出を適正に行え
る様に設定できるために、従来の往復動ポンプでは絶対
必要条件とされていたチャフキバルブを不要ならしめる
ことができることとなって、このチャッ苓バルブの削減
による構成の簡略化が一層図れるばかりか、ガス発生を
行う流体の液送を行う場合に不当なガスロック現象を生
じさせることなく、適正な使用が行え、その使用用途範
囲の拡大が図れるという顕著な効果をも有するに至った
。

この様に、本発明はテーパ面の回転ガイド作用を利用し
て回転体又はガイド体の何れかを往復動させるという従
来には見られない全く新規な技術思想の下に構成されて
、上記の如き優れた効果を得るに至った他、当然ながら
回転体には常時一定方向への回転力を付与すればよくそ
の回転方向を適宜変更させる様な必要性は一切なく、よ
って汎用の電動機等をその駆動源として極めて簡易に利
用できる利点があり、その実用的な価値は多大なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るポンプの一実施例を示し、同図（
イ）は要部正面断面図、同図（ロ）はその要部平面図。 第２図及び第３図は動作状態を示し、第２図は要部破断
断面図、第３図は要部正面断面図。 第４図、第５図（イ）、（ロ）、第６図（イ）、（ロ）
は回転体とガイド体との取付組合せ状態の他の実施例を
示す概略要部断面図。 第７図（イ）、（ロ）はテーパ面の他の形態の例を示す
要部断面図。 第８図は従来例を示す説明図。 １・・・回転体　　　　　　　２・・・シリンダー５．
５ａ・・・テーパ面　　　　　６，６ａ・・・ガイド体
９．９ａ・・・テーパ面　　　　　　１０・・・ポンプ
室１１・・・吸入用口　　　　　　１２・・・吐出用口
出願人　日本フィーダー工業株式会社 代理人　　　弁理士　　藤　本　昇 第１図 （イ） （ロ） 第２１！１ 第３図 ゛第４　図 第７図 ＜−ｒ”＞　　　　　　　　　＜口） 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダー２内に回転自在に設けられ且つその少なくと
   も一端面側にテーパ面５を形成してなる回転体１と、該
   回転体１のテーパ面５と対面する端面にテーパ面９を有
   し且つ前記回転体１の一側方又は両側方に配置されて前
   記シリンダー２内に回転止めされて設けられた一又は二
   個のガイド体６とからなり、しかも前記回転体１又はガ
   イド体６の何れか一方側は、該回転体１とガイド体６と
   の両テーパ面５、９の相対回転ガイドにより往復動して
   該両テーパ面５、９間に形成されたポンプ室１０の容積
   を増減変化させるべく摺動可能に設けられてなると共に
   、前記ポンプ室１０の側壁部にはポンプ揚液の吸入用口
   １１及び吐出用口１１ａが設けられてなることを特徴と
   する往復動ポンプ。