JP2001234849A - 往復動型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ外部への流体の漏れを完全に防止でき
るとともに構造が簡単で耐久性があり、高い吐出圧を容
易に得られる往復動型ポンプを提供する。 【解決手段】 ポンプピストン５が保持されたロッド６
が貫通する端部壁２Ａ、２Ｂによって、ポンプシリンダ
２のシリンダ室Ｓと、流体導入路１１Ａ、１１Ｂに連通
する導入室とが区画され、端部壁２Ａ、２Ｂには逆止弁
７Ａ、７Ｂによって導入室側からシリンダ室Ｓ側へのみ
流体の流入が可能な流体入口Ｐ１、Ｐ２が形成されてい
る。導入室内部は一方の周縁部がロッド６側に固定さ
れ、他方の周縁部が導入室側に固定された変形可能な密
封部材（ベローシール１８Ａ、１８Ｂ）によって外部か
ら密封されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプシリンダ内
を往復動するポンプピストンで流体を圧送するポンプに
関し、特に、高粘性液体の圧送に好適な往復動型のポン
プに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、塗料等の高い粘性を有する流体を
圧送するためのポンプとしては、例えば特開平１１−０
３７０４５号公報に記載されているようなプランジャを
往復動させる構造のものや、特開平６−２２１２７０号
公報に記載されているような、ダイアフラムを往復動さ
せる構造のものが用いられている。

【０００３】図７は、従来から塗料の圧送に用いられて
いる往復動型ポンプの一例としてのプランジャポンプの
側面図であって、同図に示すプランジャポンプＡ１は、
エアシリンダ機構からなる駆動部Ａ２と、前記駆動部Ａ
２の駆動ロッドＡ３によって駆動されるポンプ部Ａ４か
ら構成されている。

【０００４】前記ポンプ部Ａ４は、駆動ロッドＡ３が下
降する過程では、図８に示すように、前述した駆動ロッ
ドＡ３に接続ロッド（図示省略）を介して連結されてい
るプランジャＡ５がシリンダＡ６内に押し込まれていく
ことにより、ピストン弁Ａ７が開放されるとともに、吸
入口Ａ８の上方にあるフート弁Ａ９は閉鎖された状態と
なり、シリンダＡ６内に満たされている塗料は、プラン
ジャＡ５がシリンダＡ６内に侵入した容積分だけ吐出口
Ａ１０から押し出される。

【０００５】一方、駆動ロッドＡ３が上昇する過程にお
いては、図９に示すように、ピストン弁Ａ７は閉鎖され
るため、シリンダＡ６内のピストン弁Ａ７の下方部分は
負圧になってフート弁Ａ９は開放され、下方の吸入口Ａ
８から新たな塗料がシリンダＡ６内に吸入される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
往復動型ポンプは、駆動部を構成するエアシリンダ機構
の駆動ロッドと、ポンプ部のプランジャとが一体に動く
ように連結されているため、エアシリンダ機構に用いら
れているエアシリンダのエアの排除容積と、ポンプシリ
ンダ内の流体を吸引吐出する部分の排除容積との比（ポ
ンプレシオ）を大きくすることにより、容易に高い吐出
圧力を得ることができるので、液状の低粘度の流体から
パテのような半固体状の流体まで様々な種類の流体を圧
送、小分け、噴霧する場合等多くの用途に活用されてい
る。

【０００７】しかしながら、この種の往復動型ポンプに
おいては、プランジャが往復動して高圧の流体を吐出す
る動作を繰り返す構造のため、プランジャが摺動するグ
ランドパッキンには流体の高い圧力が作用し、取り扱う
流体の粘度が高い場合、摩耗性が強い場合、潤滑性が悪
い場合、あるいは、薬品性が強い場合等においては、グ
ランドパッキンのシール性能が低下して、ポンプ外部へ
流体の漏れを生じる問題があった。

【０００８】一方、前述した特開平６−２２１２７０号
公報に記載されているものでは、プランジャを用いず
に、空気の圧力で駆動されるダイアフラムの変形によっ
てポンプ作用が行われるので、流体をシールするための
グランドパッキンは必要としていない。

【０００９】しかしながら、長期間に亘ってダイアフラ
ムの変形が反復されるとダイアフラムが疲労して破断す
る恐れがあるとともに、ダイアフラムの空気室の隣にさ
らにダイアフラムを駆動するピストンを配置した空気室
を形成するか、あるいは、ダイアフラムを２段に配置し
て吐出圧を高めているため、構造が複雑になる問題があ
り、また、ダイアフラムの強度上、高い吐出圧を得るこ
とが困難であった。

【００１０】そこで、本発明は、前述したような従来技
術の問題を解決し、ポンプ外部への流体の漏れを完全に
防止できるとともに構造が簡単で耐久性があり、高い吐
出圧を容易に得られる往復動型ポンプを提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の往復動型ポンプは、ロッドに保持されたポ
ンプピストンと、前記ポンプピストンがシリンダ室内に
摺動自在に嵌挿され、前記シリンダ室の端部壁に開けら
れて前記ロッドが貫通する孔の内周とロッドの外周間の
環状の隙間で形成される流体入口並びにシリンダ室内に
開口し流体吐出路へ連通する流体出口とを有するポンプ
シリンダと、前記流体入口からシリンダ室側への流体の
流入を許容し逆流を阻止する逆止弁と、前記シリンダ室
側から流体吐出路側への流体の流出を許容し逆流を阻止
する逆止弁と、前記流体入口を通してシリンダ室内に連
通するとともに流体導入路に連通し、内部を前記ロッド
が貫通する導入室と、ロッドの軸方向移動に追従して変
形可能で、一方の周縁部がロッド側に固定され、他方の
周縁部が導入室側に固定された、導入室内を外部から密
封する密封部材と、前記密封部材で密封された導入室の
外部に配置されて、ロッドを軸方向に往復動させる駆動
機構とを備えたものである。

【００１２】前記密封部材は、両端の周縁部をそれぞれ
ロッド側と導入室側に固定されてロッドの周囲を包囲す
るベローシールで構成されていることが望ましい。ま
た、密閉部材は、内周縁部をロッド側に、外周縁部を導
入室側にそれぞれ固定されたダイアフラムシールで構成
されていることも望ましい。

【００１３】また、本発明の往復動型ポンプは、ポンプ
ピストンがロッドの略中間に保持され、一対の導入室が
ポンプシリンダの両端部外側に隣接して配置されててい
るとともに、前記ロッドの両端部がこれらの導入室の外
側にそれぞれ配置された一対の駆動機構で往復動される
ように構成することも望ましい。さらに、本発明の往復
動型ポンプにおいては、駆動機構をエアシリンダ機構と
することも望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の往復動型ポンプは、駆動
機構によりロッドを介してポンプシリンダ内のポンプピ
ストンを往復動させて流体の圧送を行うものであり、特
に、塗料や蜂蜜等の高い粘度を有する液体に好適に用い
ることができる。

【００１５】駆動機構としてはエアシリンダ機構が最も
好ましく、エア源から供給される加圧エアを切換弁で制
御することでロッドの往復運動を容易に実現することが
でき、特に、流体吐出路途中に開閉弁を設けていれば、
その開閉に伴ってロッドに作用する負荷が変化すること
により、往復動型ポンプの駆動と停止が自動的に行われ
る。

【００１６】また、駆動機構としてエアシリンダ機構を
用いた場合には、ポンプシリンダ内のポンプピストンの
有効断面積に対してエアシリンダ機構のエアピストンの
有効断面積を大きくすることによって、容易に高い吐出
圧を得ることができる。

【００１７】なお、駆動機構としては、エアシリンダ機
構の他にも、例えば油圧等を用いた液圧シリンダ機構
や、モータの回転をクランクや偏心カム、あるいは、ネ
ジ軸を介して直線運動に変換してロッドに伝達する機構
等を採用してもよい。

【００１８】本発明の往復動型ポンプにおいては、駆動
機構によってロッドを介してポンプシリンダ内のポンプ
ピストンが駆動され、前記ポンプピストンの移動によっ
てシリンダ室内の容積が増加する方向に変化すると、前
記シリンダ室内は負圧になり、シリンダ室内に開口する
流体出口と流体吐出路との間の逆止弁は閉じ、流体導入
路側から導入室、さらに、シリンダ室端部壁に形成され
た流体入口を通過して流体がシリンダ室に流入する。

【００１９】本発明の往復動型ポンプでは、導入室とロ
ッドあるいはロッドと一体となった部材との間にロッド
の軸方向の動きに追従して変形可能な密封部材が設けら
れて導入室内の空間は外部から密封されており、導入室
内の流体が外部に漏れ出すことはない。

【００２０】ここで、密封部材としては、例えば、フッ
素樹脂を被覆した布やポリエチレン等の変形容易な樹脂
材料で形成した蛇腹状のベローシールやダイアフラムシ
ールを用いることができる。

【００２１】ポンプシリンダのシリンダ室内に所定量の
流体を吸入した後、駆動機構によってロッドが反対方向
に駆動されて前記シリンダ室の容積が減少する方向に変
化すると、このシリンダ室内に満たされている流体圧は
上昇して流体出口と流体吐出路との間の逆止弁は開放さ
れ、シリンダ室内の流体は流体吐出路へ押し出される。

【００２２】この際、前記流体圧の上昇によって流体入
口は逆止弁により閉じられ、シリンダ室側から導入室側
への高圧の流体の漏出が阻止されるとともに、ロッドは
シリンダ室から抜け出す方向へ移動し、密封部材はこれ
に追従して変形するので導入室の容積は増加する。

【００２３】前記容積の増加により導入室内の圧力は流
体導入路側より低下するので、新たな流体が流体導入路
から導入室内へ流入する。そして、ポンプシリンダ内の
ポンプピストンが流体入口が形成されているシリンダ室
の端部壁近傍まで移動すると、駆動機構は再びロッドの
移動方向を反対方向に変える。

【００２４】ロッドの動きに伴って導入室の容積は減少
するが、前記導入室と隣接しているシリンダ室内は容積
が増加して負圧になり、流体入口を塞いでいた逆止弁が
開放されるので、前記導入室内の流体はシリンダ室内に
吸い込まれて導入室内の圧力が上昇することは無く、密
封部材の密封性が損なわれることはない。前述した動作
を繰り返すことによって、流体導入路側から流体吐出路
へ向けて流体が順次圧送される。

【００２５】なお、ポンプシリンダの両端に対称的に導
入室を配置し、ポンプピストンはロッドの略中央に保持
して前記ロッドを両方の導入室を貫通し、これらの導入
室のさらに外側に駆動機構を配置した場合には、両方の
駆動機構を協働させることで、それぞれの駆動機構の出
力が小さい場合でも高い吐出圧を得ることが可能とな
る。

【００２６】また、このようにロッドが両方の導入室か
ら両外側に突出している構造とした場合には、ポンプシ
リンダ両側の導入室の外側に駆動機構として複動式エア
シリンダ機構（ロッドを両方向に駆動可能なエアシリン
ダ機構）または、構造が簡単な単動式のエアシリンダ機
構（ロッドを一方向に駆動可能なエアシリンダ機構）を
配置することができる。

【００２７】駆動機構に単動式のエアシリンダ機構を用
いる場合には、ポンプシリンダ内のポンプピストンを両
方向に駆動するために、それぞれのエアシリンダ機構の
駆動方向を逆向きにしてロッドの両端に連結する。

【００２８】

【実施例】次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１及び図２は本発明の第１実施例を示す往復動
型ポンプの縦断面図、図３はその一部の拡大縦断面図で
あって、本実施例における往復動型ポンプは、高粘度を
有する塗料を圧送するために特に好適に用いることがで
きるものである。

【００２９】これらの図において、往復動型ポンプ１
は、その長手方向中央に配置されたポンプシリンダ２の
両側に左右対称に連結部３Ａ、３Ｂが連設され、これら
のさらに外側に駆動機構として、エアシリンダ機構４
Ａ、４Ｂがそれぞれ連設されている。

【００３０】ポンプシリンダ２には、そのシリンダ室Ｓ
内にポンプピストン５が軸方向に摺動自在に嵌挿されて
いて、前記ポンプピストン５は、ポンプシリンダ２内を
貫通するロッド６の中間位置に保持されている。

【００３１】なお、この実施例においては、分解・組立
を容易にするためにロッド６をポンプピストン５の前後
に２分割して構成し、ポンプピストン５の中心部両面に
それぞれ形成されている凹部に前後から嵌合してポンプ
ピストン５を挟み込んで保持するようにしている。

【００３２】ポンプシリンダ２の両側の端部壁２Ａ、２
Ｂは、ポンプシリンダ２に隣接して固定されている連結
部３Ａ、３Ｂの端面で構成されており、これらの連結部
３Ａ、３Ｂの内部には、ロッド６が同軸状に貫通する孔
Ｈが設けられている。前記孔Ｈの内周面とロッド６の外
周面との間には流体の通路として利用される環状の隙間
が形成されている。

【００３３】これらの端部壁２Ａ、２Ｂに隣接して、ロ
ッド６に滑動自在に嵌挿されている逆止弁７Ａ、７Ｂを
収納する弁室８Ａ、８Ｂが形成されている。逆止弁７
Ａ、７Ｂは、孔Ｈの端部壁２Ａ、２Ｂ側への開口部で形
成される流体入口Ｐ１、Ｐ２をシリンダ室Ｓ側から開閉
するように設けられており、流体入口Ｐ１、Ｐ２からシ
リンダ室Ｓ内へ流体（本実施例では塗料）が流入する場
合には開き、反対にシリンダ室Ｓ側から流体入口Ｐ１、
Ｐ２を通して流体が流出しようとするときには、端部壁
２Ａ、２Ｂ側へ密着して流出を阻止するようになってい
る。

【００３４】また、ポンプシリンダ２のそれぞれの弁室
８Ａ、８Ｂの周壁には流体出口Ｐ３、Ｐ４が形成されて
いる。これらの流体出口Ｐ３、Ｐ４はそれぞれ逆止弁と
しての一対のボールチェック弁９Ａ、９Ｂを介して流体
吐出路１０に連通している。これらのボールチェック弁
９Ａ、９Ｂは、流体吐出路１０側から流体出口Ｐ３、Ｐ
４を通してシリンダ室Ｓ内に流体が逆流することを阻止
している。

【００３５】前述した２つの連結部３Ａ、３Ｂ内にそれ
ぞれ形成されている孔Ｈには、半径方向から流体導入路
１１Ａ、１１Ｂが連通していて、これらの流体導入路１
１Ａ、１１Ｂを通じて外部から流体が取り込まれるよう
になっている。

【００３６】また、両方の連結部３Ａ、３Ｂのポンプシ
リンダ２側と反対側の端部にはそれぞれ取付筒１２Ａ、
１２Ｂを介してエアシリンダ機構４Ａ、４Ｂのエアシリ
ンダ１３Ａ、１３Ｂが連結され、ポンプシリンダ２を中
央にして連結部３Ａ、３Ｂ、取付筒１２Ａ、１２Ｂ、エ
アシリンダ１３Ａ、１３Ｂが複数の連結ボルト１４によ
って一体に連結されている。

【００３７】本実施例においては、これらのエアシリン
ダ機構４Ａ、４Ｂは単動式のものが用いられており、そ
れぞれエアシリンダ１３Ａ、１３Ｂの両外側の端部壁に
はエアを給排出するための給排気口１５Ａ、１５Ｂが設
けられている。

【００３８】エアシリンダ１３Ａ、１３Ｂ内にはエアピ
ストン１６Ａ、１６Ｂが摺動自在に嵌挿されていて、こ
れらのエアピストン１６Ａ、１６Ｂに固定された駆動ロ
ッド１７Ａ、１７Ｂが取付筒１２Ａ、１２Ｂ内部を貫通
してロッド６の両端部とそれぞれ連結されており、エア
ピストン１６Ａ、１６Ｂとポンプピストン５とが軸方向
に一体に動くようになっている。

【００３９】連結部３Ａ、３Ｂには取付筒１２Ａ、１２
Ｂの内側にロッド６と同心状の円筒状のシール固定部ｄ
を有しており、これらのシール固定部ｄの外周面と駆動
ロッド１７Ａ、１７Ｂが嵌合固定されているエアピスト
ン１６Ａ、１６Ｂのシール固定部Ｄの外周面 との間に
軸方向に伸縮変形自在な管状のベローシール１８Ａ、１
８Ｂの両端部がそれぞれ液密状態で嵌合固定されてい
る。

【００４０】これらのベローシール１８Ａ、１８Ｂの内
部空間と、これに連通する連結部３Ａ、３Ｂの孔Ｈ内部
の空間によって、流体導入路１１Ａ、１１Ｂからシリン
ダ室Ｓ内に供給される流体が一時的に導入される導入室
が形成されている。

【００４１】２つのエアシリンダ機構４Ａ、４Ｂのエア
シリンダ１３Ａ、１３Ｂへの加圧エアの供給と排出とを
交互に切り換えてエアピストン１６Ａ、１６Ｂの往復運
動を自動的に繰り返させるために、給排気口１５Ａ、１
５Ｂが形成されている端部壁の中心部にはエアバルブ１
９Ａ、１９Ｂが組み込まれている。これらのエアバルブ
１９Ａ、１９Ｂにはそれぞれスプール２０Ａ、２０Ｂ
が、シリンダ室の端部壁面から常時一部が突出する方向
にバネ付勢されて出没自在に設けられている。

【００４２】また、エアバルブ１９Ａ、１９Ｂは、給排
気口１５Ａ、１５Ｂへ接続されている図示しないエア管
路に組み込まれているパイロット切換弁に、パイロット
圧を供給するパイロット管路の途中に設けられていて、
例えば、右側のエアシリンダ１３Ａ内で、エアピストン
１６Ａが図１に示すように右方へストロークの限界位置
まで移動してくると、前記エアピストン１６Ａの端面は
エアバルブ１９Ａのスプール２０Ａの突出部に当接して
これを右方に押し、エアバルブ１９Ａが開かれるように
なっている。

【００４３】そして、エアバルブ１９Ａが開かれると、
前記パイロット管路にパイロット圧が発生し、パイロッ
ト切換弁が切り換えられて、右側のエアシリンダ１３Ａ
の給排気口１５Ａへエア源から加圧エアが供給され、同
時に、左側のエアシリンダ１３Ｂの給排気口１５Ｂは大
気中に開放される。

【００４４】一方、左側のエアシリンダ１３Ｂに設けら
れているエアバルブ１９Ｂは、エアピストン１６Ｂが左
方限界位置まで移動したときに、スプール２０Ｂがエア
ピストン１６Ｂで押されて開かれるので、前述したパイ
ロット切換弁は反対側に切り換えられ、その結果、左側
のエアシリンダ１３Ｂの給排気口１５Ｂから加圧空気が
供給されるとともに、右側のエアシリンダ１３Ａの給排
気口１５Ａは大気中に開放される。

【００４５】なお、これらのエアバルブ１９Ａ、１９Ｂ
は、エアピストン１６Ａ、１６Ｂの移動方向が逆転して
スプール２０Ａ、２０Ｂの突出部から離れると直ちに閉
じて、て、パイロット切換弁へのパイロット圧の供給を
遮断するが、前記パイロット切換弁は反対方向のパイロ
ット圧が供給されるまでは、切換位置を保持する構造に
なっている。

【００４６】次に、前述したように構成されている本実
施例の往復動型ポンプ１の動作を説明する。図１におい
て、左側のエアシリンダ１３Ｂ内に給排気口１５Ｂから
加圧エアが導入されて、その圧力でエアピストン１６Ｂ
が右側に駆動されるときは、その動きに伴って駆動ロッ
ド１７Ｂ、ロッド６、駆動ロッド１７Ａ、及びエアピス
トン１６Ａが一斉に右側に移動する。

【００４７】この際、右側のエアシリンダ１３Ａの給排
気口１５Ａは、大気中に開放されているので、エアピス
トン１６Ａは抵抗を受けることなくエアシリンダ１３Ａ
内を摺動することができる。

【００４８】なお、図１に示す状態においては、ポンプ
ピストン５はシリンダ室Ｓの右側限界位置直前まで移動
してきており、シリンダ室Ｓ内部のポンプピストン５の
右側（移動方向前側）にある流体は、ボールチェック弁
９Ａを通過して流体吐出路１０側へほとんど排出されて
いる。

【００４９】また、シリンダ室Ｓのポンプピストン５の
左側（移動方向後側）部分には流体導入路１１Ｂ側から
開放されている逆止弁７Ｂを通過して流体が流入してお
り、また、右側のベローシール１８Ａは伸長してその内
部には流体導入路１１Ａから流入した流体で満たされて
いる。

【００５０】ここで、右側のエアピストン１６Ａがエア
シリンダ１３Ａのエアバルブ１９Ａのスプール２０Ａの
突出部に当たって、これをバネ付勢力に抗して右側に押
すと、図示していないパイロット切換弁が切り換わり、
給排気口１５Ａに加圧エアが供給され、一方、左側のエ
アシリンダ１３Ｂの給排気口１５Ｂは大気中に開放され
る。

【００５１】その結果、エアピストン１６Ａは、ポンプ
シリンダ２内のポンプピストン５と他方のエアピストン
１６Ｂと一体に図２に示すように左方に移動し、この
時、ポンプシリンダ２の右側の逆止弁７Ａが開いて、シ
リンダ室Ｓのポンプピストン５の右側（移動方向後側）
部分に流体導入路１１Ａ側から流体が流入する。また、
このとき、エアピストン１６Ａの移動に伴って、右側の
ベローシール１８Ａが収縮するので、その内部に満たさ
れていた流体が同時にシリンダ室Ｓ側に流入する。

【００５２】一方、シリンダ室Ｓのポンプピストン５の
左側（移動方向前側）部分に満たされている流体は圧力
が上昇するため、逆止弁７Ｂが閉じられボールチェック
弁９Ｂが開かれて、前記部分の流体が流体吐出路１０へ
送り出される。

【００５３】また、エアピストン１６Ｂの移動に伴って
ベローシール１８Ｂが伸長してその内部の容積が増加す
るため、流体導入路１１Ｂから新たな流体がベローシー
ル１８Ｂ側の導入室内に吸入される。

【００５４】こうして、エアピストン１６Ｂがストロー
クの左方限界位置まで移動して、エアバルブ１９Ｂのス
プール２０Ｂを押すと給排気口１５Ｂがエア源に連通し
てエアシリンダ１３Ｂのシリンダ室内に加圧エアが導入
されるので、エアピストン１６Ｂ、ポンプピストン５、
及び他方のエアピストン１６Ａは右方向に移動方向が切
り換わり、前述した動作が繰り返される。

【００５５】なお、流体吐出路１０の途中に遮断弁を設
けておけば、これを閉じるだけで、ポンプピストン５の
移動が拘束されて往復動型ポンプ１の動作が停止し、ま
た、前記遮断弁を開くことで往復道型ポンプ１の動作が
再開される。

【００５６】次に、図４及び図５は本発明の第２実施例
を示す往復動型ポンプの縦断面図、図６はその一部の拡
大縦断面図であって、本実施例の往復動型ポンプは前述
した第１実施例のものと同様に塗料を圧送するために好
適に用いられるものである。

【００５７】これらの図において、本実施例の往復動型
ポンプ２１は、ポンプシリンダ２２を軸方向中央に内蔵
した筒状の連結部２３を有しており、前記ポンプシリン
ダ２２は、連結部２３の中に形成されている空洞部Ｃ内
の軸方向中央部で内側に向けて突出している環状壁２３
Ａに外周が０リングＲを介して液密状態で嵌合保持され
ている。

【００５８】また、前記空洞部Ｃの両端は、端板２４
Ａ、２４Ｂによって閉塞されていて、これらの端板２４
Ａ、２４Ｂの中心近傍部分は、ポンプシリンダ２２のシ
リンダ室Ｓの両側の端部壁を兼ねている。

【００５９】シリンダ室Ｓの各端板２４Ａ、２４Ｂにそ
れぞれ隣接する部分は、筒状の弁室２５Ａ、２５Ｂとな
っており、また、これらの弁室２５Ａ、２５Ｂの間のシ
リンダ室Ｓ内には、ロッド２６が軸方向両側に突出する
ように貫通固定されているポンプピストン２７が摺動自
在に嵌挿されている。

【００６０】前記ロッド２６のポンプピストン２７の図
中右側に突出している部分は、弁室２５Ａを貫通し、さ
らに端板２４Ａに形成されている孔ｈを貫通しており、
弁室２５Ａ内において、前記孔ｈの内周とロッド２６外
周との間の環状の隙間で形成される流体入口Ｐ１を開閉
する逆止弁２８Ａが摺動自在に嵌挿されている。

【００６１】同様に、ロッド２６のポンプピストン２７
の図中左側に突出している部分は、弁室２５Ｂを貫通
し、さらに端板２４Ｂに形成されている孔ｈを貫通して
おり、弁室２５Ｂ内において、前記孔ｈの内周とロッド
２６外周との間の環状の隙間で形成される流体入口Ｐ２
を開閉する逆止弁２８Ｂが摺動自在に嵌挿されている。

【００６２】これらの逆止弁２８Ａ、２８Ｂは、それぞ
れ対応する流体入口Ｐ１、Ｐ２から弁室２５Ａ、２５Ｂ
を経由してシリンダ室Ｓ側への流体の流入を許容すると
ともに、シリンダ室Ｓ内の流体が流体入口Ｐ１、Ｐ２を
通して外部に流出することを阻止する役目を果たしてい
る。

【００６３】また、それぞれの弁室２５Ａ、２５Ｂの周
壁には、中央を環状壁２３Ａで区画されている空洞部Ｃ
の各部分に連通する流体出口Ｐ３、Ｐ４が形成されてお
り、また、これらの環状壁２３Ａで分けられている空洞
部Ｃの各部分はボールチェック弁２９Ａ、２９Ｂを介し
て流体吐出路３０へ連通している。

【００６４】これらのボールチェック弁２９Ａ、２９Ｂ
は、それぞれ空洞部Ｃ側から流体吐出路３０側への流体
の流れを許容し、逆流を阻止する逆止弁として用いられ
ている。

【００６５】一方、連結部２３の軸方向両端部には、単
動式のエアシリンダ機構３１Ａ、３１Ｂが連結されてお
り、これらのエアシリンダ機構３１Ａ、３１Ｂは、それ
ぞれ内部にエアピストン３２Ａ、３２Ｂが摺動自在に嵌
挿されたエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂで構成されてい
る。

【００６６】２つのエアピストン３２Ａ、３２Ｂは、対
向する側にシール固定部３４Ａ、３４Ｂをそれぞれ有し
ていて、これらのシール固定部３４Ａ、３４Ｂには、前
述したロッド２６の両端部が嵌合固定され、ロッド２６
を介して２つのエアピストン３２Ａ、３２Ｂとポンプピ
ストン２７が一体に連結されている。

【００６７】また、エアシリンダ３３Ａ、３３Ｂがそれ
ぞれ嵌合して固定されている連結部２３両端の端面と、
これらの端面にそれぞれボルトで締結される押さえリン
グ３５Ａ、３５Ｂとの間には、ダイアフラムシール３６
Ａ、３６Ｂの外周縁部が挟み込まれて液密状態で固定さ
れている。

【００６８】ダイアフラムシール３６Ａ、３６Ｂは、フ
ッ素樹脂を被覆した布やポリエチレンよって柔軟に変形
できるように形成されており、これらの中心部に形成さ
れている透孔の内周縁部がエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂ
のシール固定部３４Ａ、３４Ｂとロッド２６に設けられ
た鍔部２６Ａ、２６Ｂとの間にそれぞれ挟み込まれて液
密状態で固定されている。

【００６９】これらのダイアフラムシール３６Ａ、３６
Ｂによって、連結部２３内にはそれぞれが対向する端板
２４Ａ、２４Ｂとの間に導入室３７Ａ、３７Ｂが区画形
成されている。

【００７０】前記２つの導入室３７Ａ、３７Ｂは、それ
ぞれ連結部２３の下方に設けられた流体導入路３８Ａ、
３８Ｂに連通しているとともに、各端板２４Ａ、２４Ｂ
の孔ｈとロッド２６との間で形成された流体入口Ｐ１、
Ｐ２を通してポンプシリンダ２２のシリンダ室Ｓ内に連
通している。

【００７１】一方、エアシリンダ３３Ａ、３３Ｂのシリ
ンダ室の端部壁を構成している端板３９Ａ、３９Ｂには
加圧エアを前記シリンダ室内に導入するための給排気口
４０Ａ、４０Ｂが形成されている。

【００７２】これらの給排気口４０Ａ、４０Ｂは、パイ
ロット切換弁４１により、図示していないエア供給源に
連通する状態と、大気中に開放される状態とに交互に切
り換えられるようになっている。

【００７３】一方、エアピストン３２Ｂには、エアシリ
ンダ３３Ｂの端板３９Ｂを摺動自在に貫通するストライ
カロッド４２が固定されており、前記ストライカロッド
４２の端板３９Ｂから外側に突出している端部にはスト
ライカ４３が固定されている。

【００７４】また、端板３９Ｂの外側にはストライカロ
ッド４２と平行に取付ロッド４４が固定されていて、前
記取付ロッド４４には、エアバルブ４５が固定されてい
る。前記エアバルブ４５は、実際は取付ロッド４４に２
つ取り付けられているがその一方は図示を省略してお
り、ストライカ４３が右方にストローク限界位置まで移
動したときは、図示されているエアバルブ４５のアクチ
ュエータ４６が前記ストライカ４３に押されて揺動され
る。

【００７５】そうすると、図示されているエアバルブ４
５を経由するパイロット管路からパイロット切換弁４１
にパイロット圧が供給され、その結果、パイロット切換
弁４１は、給排気口４０Ａを加圧エア源へ連通させ、給
排気口４０Ｂを大気中に開放するように切り換わる。

【００７６】一方、ストライカ４３が左方にストローク
限界位置まで移動したときには、図示を省略しているも
う一方のエアバルブのアクチュエータが前記ストライカ
４３によって揺動され、このエアバルブを経由するパイ
ロット管路からパイロット切換弁４１にパイロット圧が
供給される。

【００７７】その結果、パイロット切換弁４１は、給排
気口４０Ｂを加圧エア源へ連通させ、給排気口４０Ａを
大気中に開放するように切り換わる。なお、前記パイロ
ット切換弁４１に代えて電磁切換弁を用い、また、エア
バルブ４５の代わりにリミットスイッチを用いて各エア
シリンダ３１Ａ、３１Ｂへのエアの供給を切り換えるよ
うにしてもよい。

【００７８】次に、前述したように構成されている本実
施例の往復動型ポンプ２１の動作を説明する。図４は、
両側のエアピストン３２Ａ、３２Ｂとポンプピストン２
７が移動ストロークの右方限界位置へ到達する寸前の状
態を示しており、パイロット切換弁４１は一方のエアシ
リンダ３３Ａの給排気口４０Ａを大気中に開放した状態
で、他方のエアシリンダ３３Ｂの給排気口４０Ｂを加圧
エア源に連通させてシリンダ室内に供給している。

【００７９】この状態では、エアピストン３２Ｂはエア
シリンダ３３Ｂのシリンダ室内に導入された加圧エアの
圧力によって同図右側に押され、ロッド２６を介してポ
ンプピストン２７とエアピストン３２Ａも右側に押され
ている。そして、エアピストン３２Ａが右方限界位置に
到達するまで、エアシリンダ３３Ａ内のエアは前記エア
ピストン３２Ａに押されて給排気口４０Ａから大気中に
排気される。

【００８０】一方、ポンプシリンダ２２内のポンプピス
トン２７の右方への移動により、シリンダ室Ｓ内部では
ポンプピストン２７の右側部分の流体圧力が高く、弁室
２５Ａ内の逆止弁２８Ａは、端板２４Ａ側の流体入口Ｐ
１を閉鎖するので、前記流体は弁室２５Ａ周壁に形成さ
れている流体出口Ｐ３から空洞部Ｃの右側部分に流入
し、さらにボールチェック弁２９Ａを押し開いて流体吐
出路３０から吐出される。

【００８１】また、シリンダ室Ｓのポンプピストン２７
左側部分では流体圧力が低下するため、弁室２５Ａ内の
逆止弁２８Ｂは、端板２４Ｂ側の流体入口Ｐ２を開放す
るので、導入室３７Ｂ内の流体は前記流体入口Ｐ２を通
ってシリンダ室Ｓ側に流入する。

【００８２】この際、導入室３７Ｂ内の容積はロッド２
６の右方への移動に伴ってダイアフラムシール３６Ｂが
変形するため減少し、シリンダ室Ｓ側への流体の移動を
促進する。また、導入室３７Ｂからシリンダ室Ｓ側へ流
出した流体の不足分は、流体導入路３８Ｂ側から吸入さ
れて補充される。

【００８３】一方、導入室３７Ａ内の容積はダイアフラ
ムシール３６Ａの変形によって増加し、その結果、導入
室３７Ａ内の流体の圧力が減少して流体導入路３８Ａか
ら新たな流体が導入室３７Ａ側に吸入される。

【００８４】両側のエアピストン３２Ａ、３２Ｂとポン
プピストン２７が移動ストロークの右端に達すると、ス
トライカ４３がエアバルブ４５のアクチュエータ４６を
押すことによりパイロット切換弁４１が切り換わり、今
度は、図５に示すように右側のエアシリンダ３３Ａのシ
リンダ室内へ給排気口４０Ａから加圧エアが供給され、
その圧力によりエアピストン３２Ａは左側に押されてロ
ッド２６とともにポンプピストン２７とエアピストン３
２Ｂの移動方向も左向きに切り換わる。

【００８５】図５に示す過程においては、ポンプピスト
ン２７の左方向への移動によって逆止弁２８Ａが開放さ
れて、ポンプシリンダ２２のシリンダ室Ｓのポンプピス
トン２７の右側部分に導入室３７Ａ内の流体が流入し、
シリンダ室Ｓ内のポンプピストン２７の左側部分に満た
されていた流体は、流体出口Ｐ４から空洞部Ｃ内の環状
壁２３Ａ左側部分に流入し、さらにボールチェック弁９
Ｂを押し開いてここを通過して流体吐出路３０側へ送り
出される。

【００８６】こうして、両側のエアピストン３２Ａ、３
２Ｂとポンプピストン２７がストロークの左方限界位置
へ到達すると、再びパイロット切換弁４１が切り換わっ
てこれらの移動方向が反転し、以下、同様な動作が繰り
返される。

【００８７】なお、流体吐出路３０の下流側途中に開閉
弁を設けておけば、前記開閉弁の開閉操作だけで、前述
した第１実施例の往復動型ポンプ１と同様に往復動型ポ
ンプ２１の動作を制御することができる。

【００８８】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載の
発明によれば、ロッドの軸方向の動きに追従して変形可
能な密封部材を用い、前記密封部材をロッド側と導入室
側の両方に固定して導入室を外部から密封する構造とし
ているため、往復動するロッドと摺動接触するために、
流体の漏れが生じ易いグランドパッキンが不要となり、
しかも、シリンダ室内の流体を吐出する際に、シリンダ
室側から導入室側への流体の移動は逆止弁によって阻止
されているので、密封部材に高い圧力が作用することが
なく、ポンプシリンダ内に導入される流体の外部への漏
れを完全に防止することができる。

【００８９】また、請求項２記載の発明によれば、密封
部材にベローシールを用いているため、ロッドの伸縮ス
トロークを長くとることができ、ポンプシリンダ径が小
さい場合でも、ロッドのストローク当たりの吐出量を十
分に確保することができる。

【００９０】また、請求項３記載の発明によれば、密封
部材に形状が偏平なダイアフラムシールを用いているた
め、往復動型ポンプの全長を短縮して小型化することが
できる。

【００９１】また、請求項４記載の発明によれば、ロッ
ドを両側の駆動機構で交互に駆動したり同時に駆動する
ことができ、特に、両側の駆動機構を協働させてロッド
を駆動させる場合には、小型の駆動機構で高い吐出圧が
得られるので、小型且つ高出力の往復動型ポンプが得ら
れる。

【００９２】さらに、請求項５記載の発明によれば、駆
動機構にエアシリンダ機構を採用しているため、ポンプ
の吐出路途中に開閉弁を設けてこれを開閉するだけでそ
の動作の開始と停止を行うことができ、構造が簡単で製
造コストを安くできる。また、駆動源にエアシリンダ機
構を採用することによって、塗料等引火性の高い流体を
取り扱う場合の安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例における往復動型ポンプ
の、ポンプピストンが右方限界位置直前まで移動した状
態を示す縦断面図である。

【図２】 本発明の第１実施例における往復動型ポンプ
の、ポンプピストンが左方向へ移動する途中の状態を示
す縦断面図である。

【図３】 本発明の第１実施例における往復動型ポンプ
の一部を示す拡大縦断面図である。

【図４】 本発明の第２実施例における往復動型ポンプ
の、ポンプピストンが右方限界位置直前まで移動した状
態を示す縦断面図である。

【図５】 本発明の第２実施例における往復動型ポンプ
の、ポンプピストンが左方向へ移動する途中の状態を示
す縦断面図である。

【図６】 本発明の第２実施例における往復動型ポンプ
の一部を示す拡大縦断面図である。

【図７】 従来の往復動型ポンプの一例を示す側面図で
ある。

【図８】 図７における往復動型ポンプのプランジャ下
降時の状態を示す要部縦断面図である。

【図９】 図７における往復動型ポンプのプランジャ上
昇時の状態を示す要部縦断面図である。

【符号の説明】

１、２１ 往復動型ポンプ ２、２２ ポンプシリンダ ４Ａ、４Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ エアシリンダ機構
（駆動機構） ５、２７ ポンプピストン ６、２６ ロッド ７Ａ、７Ｂ、２８Ａ、２８Ｂ 逆止弁 ９Ａ、９Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ ボールチェック弁
（逆止弁） １０、３０ 流体吐出路 １１Ａ、１１Ｂ、３８Ａ、３８Ｂ 流体導入路 １８Ａ、１８Ｂ ベローシール（密
封部材） ３６Ａ、３６Ｂ ダイアフラムシー
ル（密封部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H071 AA11 BB01 BB12 BB13 CC26 CC28 CC34 DD02 DD14 DD51 3H075 AA08 AA17 BB03 BB12 BB16 CC10 CC16 CC18 CC35 DA03 DA04 DA05 DA09 DB10 EE08 EE18 3H077 AA05 CC03 CC07 CC17 DD09 EE02 EE04 EE23 EE26 EE37 FF02 FF07 FF12 FF22 FF34

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッドに保持されたポンプピストンと、 前記ポンプピストンがシリンダ室内に摺動自在に嵌挿さ
   れ、前記シリンダ室の端部壁に開けられて前記ロッドが
   貫通する孔の内周とロッドの外周間の環状の隙間で形成
   される流体入口並びにシリンダ室内に開口し流体吐出路
   へ連通する流体出口とを有するポンプシリンダと、 前記流体入口からシリンダ室側への流体の流入を許容し
   逆流を阻止する逆止弁と、 前記シリンダ室側から流体吐出路側への流体の流出を許
   容し逆流を阻止する逆止弁と、 前記流体入口を通してシリンダ室内に連通するとともに
   流体導入路に連通し、内部を前記ロッドが貫通する導入
   室と、 ロッドの軸方向移動に追従して変形可能で、一方の周縁
   部がロッド側に固定され、他方の周縁部が導入室側に固
   定された、導入室内を外部から密封する密封部材と、 前記密封部材で密封された導入室の外部に配置されて、
   ロッドを軸方向に往復動させる駆動機構とを備えたこと
   を特徴とする往復動型ポンプ。
2. 【請求項２】 前記密封部材が両端の周縁部をそれぞれ
   ロッド側と導入室側に固定されてロッドの周囲を包囲す
   るベローシールで構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の往復動型ポンプ。
3. 【請求項３】 前記密閉部材が内周縁部をロッド側に、
   外周縁部を導入室側にそれぞれ固定されたダイアフラム
   シールで構成されていることを特徴とする請求項１記載
   の往復動型ポンプ。
4. 【請求項４】 ポンプピストンがロッドの略中間に保持
   され、一対の導入室がポンプシリンダの両端部外側に隣
   接して配置されてているとともに、前記ロッドの両端部
   がこれらの導入室の外側にそれぞれ配置された一対の駆
   動機構で往復動されるように構成されていることを特徴
   とする請求項１乃至３記載の往復動型ポンプ。
5. 【請求項５】 駆動機構がエアシリンダ機構であること
   を特徴とする請求項１乃至４記載の往復動型ポンプ。