JPH04209974A - ポンプ装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ドラム缶等に挿入して使用する場合に適した
ポンプ装置に関するものである。

（従来の技術） 米国特許第３０９４９３８号の明細書および図面に示さ
れるように、加圧された作動流体にょり駆動される往復
動形アクチュエータの下側に往復動形ポンプが設けられ
たポンプ装置がある。

このポンプ装置は、往復動形アクチュエータの作動ピス
トンと、往復動形ポンプのポンプピストンとが同径に形
成されている。

この種のポンプ装置において、ポンプ吐出圧を高めよう
とする場合は、往復動形アクチュエータの作動ピストン
径に対し、往復動形ポンプのポンプピストン径を小径に
形成するとよい。

その場合、前記往復動形アクチュエータの作動ウッドの
下側に、この作動ロッドよりも小径のポンプロッドを介
してポンプシリンダ内で上下動する小径のポンプピスト
ンを設ければ、往復動形アクチュエータの構造を変更し
なくてもよい利点がある。

（発明が解決しようとする課題） この場合、問題となるのは、前記往復動形アクチュエー
タの作動ロッドが上下動する密閉空間内を、どのように
して外部に開放するかということである。

特に、前記往復動形ポンプをドラム缶内に挿入して、ド
ラム缶上突出長さを小さくする場合は、前記作動ウッド
の上下動空間もドラム缶内に入るため、単にシリンダに
孔を穿設してこの作動ロッド上下動空間をシリンダ外に
連通させることはできない。

従来は、このような問題が解決されていないから、前記
米国特許第３０９４９３８号の明細書および図面に示さ
れるよう１こ、往復動形アクチュエータおよび往復動形
ポンプの全体をドラム缶上に突出させており、また、ポ
ンプ吐出圧を高める２段ロッド方式を採用することがで
きない。

本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、往
復動形アクチュエータの作動ロッドが上下動する密閉空
間をいかにして外部に開放するかという問題を解決する
ことにより、往復動形ポンプの全部をドラム缶内に挿入
できるとともに、高ポンプ吐出圧が得られる２段ロッド
方式を採用できるポンプ装置を提供することを目的とす
るものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明体、加圧された作動流体により駆動される往復動
形アクチュエータ１１の下側に往復動形ポンプ８１が設
けられたポンプ装置において、前記往復動形アクチュエ
ータ１１と往復動形ポンプ８１とが、同心に設けられた
小径および大径のポンプ接続チューブ７６、７７により
接続され、前記往復動形アクチュエータ１１は、作動シ
リンダ１３の上端部から作動シリンダ１３のほぼ全長に
わたり作動流体排出管５２が挿入され、この作動流体排
出管５２に作動ピストン２１および作動ロッド１７の内
孔６２が嵌合され、この作動流体排出管５２に作動ピス
トン２１に付設された切換弁機構３１の作動流体排出孔
３２が連通され、また、前記往復動形ポンプ８１は、前
記往復動形アクチュエータ１１の作動ロッド１７の下側
にこの作動ロッド１７よりも小径のポンプロッド８３が
接続され、このポンプロッド８３の下端部に前記作動シ
リンダ１３より小径のポンプシリンダ８８内で上下動す
る小径のポンプピストン８９が設けられ、そして、前記
往復動形アクチュエータ１１の下部に設けられた材料吐
出ロア５と前記往復動形ポンプ８１のポンプシリンダ８
Ｂとが、前記小径および大径のポンプ接続チューブ７６
、７７の間に設けられた材料上昇通路８０により連通さ
れ、小径のポンプ接続チューブ７６の内側に設けられた
作動ロッド上下動空間６５が前記作動ロッド１７に設け
られた通孔６４．６３、前記内孔６２および前記作動流
体排出管５２を経て外部に連通されたポンプ装置である
。

（作用） 本発明は、往復動形アクチュエータ１１の作動ロッド１
７が下降するときは、ポンプ接続チューブ７６の内側に
設けられた作動ロッド上下動空間６５の容積が縮小する
ので、その空間６５内の流体は、作動ロッド１７の通孔
６４．６３、内孔６２および作動流体排出管５２を経て
、往復動形アクチュエータＩＩの上端部から外部に排出
され、また、往復動形アクチュエータＩＩの作動ロッド
１７が上昇するときは、逆の経路で前記作動ロッド上下
動空間６５に流体が吸込まれ、往復動形アクチュエータ
ＩＩの円滑な作動が確保される。そして、往復動形ポン
プ８１は、作動ロッド１７およびポンプロッド８３の２
段ロッド方式により、作動ピストン２１より小径のポン
プピストン８９により高いポンプ吐出圧が得られる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示される実施例を参照して詳細に
説明する。なお、作動流体として空気を使用する。

加圧された作動流体により駆動される往復動形アクチュ
エータ１１の下側に往復動形ポンプ８１が設けられてい
る。

先ず、往復動形アクチュエータ１１は、ボディ１２の上
部に作動シリンダ１３が気密に螺合され、この作動シリ
ンダ１３の上端にパツキン１４を介しヘッドカバー１５
が気密に螺合されている。前記ボディ１２にはパツキン
１６を介し作動ロッド１７が上下動自在に嵌合され、こ
の作動ロッド１７の上部に作動ピストン２１の上筒部２
１ａが一体・に螺合されている。

この片ロツド形の作動ピストン２１は、前記作動シリン
ダ１３内で摺動自在のパツキン２２を周面に嵌着してな
り、この作動ピストン２１により作動シリンダ１３内に
上側の作動流体室２６と下側の作動流体室２７とが区画
形成されている。

作動ピストン２１には、両側の作動流体室２６゜２７に
対する作動流体の給排を往復動端部で切換える切換弁機
構３１が装着されている。この切換弁機構３１は、前記
作動ピストン２１に作動流体排出孔としての排気孔３２
と、通気孔３３とが設けられ、この通気孔３３に遊嵌さ
れた連結子３４によって上側のバルブプレート３５と下
側のバルブプレート３６とが一体化されている。上側の
バルブプレート３５は排気孔３２を閉じるシート３７を
有し、下側のバルブプレート３６は通気孔３３を閉じる
シート３８を有する。

さらに、作動シリンダ１３の上端にて前記パツキン１４
にスプリング４１が係着され、このスプリング４１によ
り上側のバルブプレート３５が上昇時に押圧作動され、
また、前記作動ロッド１７の上端部にスプリング４２お
よび座金４３が嵌着され、このスプリング４２により下
側のバルブプレート３６が下降時に押圧作動される。

前記作動シリンダ１３の上端部にある前記ヘッドカバー
１５の上側からＯリング５１を通して作動流体排出管と
しての排気管５２が、作動シリンダ１３のほぼ全長にわ
たり嵌入され、この排気管５２の上端フランジ部５３が
一対の座金５４によって挟まれ、ヘッドカバー１５にね
じ止めされたキャップ５５との間に設けられたスプリン
グ５６により押圧固定されている。このキャップ５５の
下側開口が排気口５７となっている。

前記排気管５２は、前記作動ピストン２１にパツキン６
１を介し嵌合され、さらに、作動ピストン２１の上昇と
ともに前記作動ロッド１７の中心軸部に設けられた内孔
６２にも挿入される。この内孔６２は、軸方向の通孔６
３および半径方向の通孔６４を経て後述する作動ロッド
上下動空間６５に連通されている。

前記切換弁機構３１の排気孔３２も、間隙６６を経て排
気管５２に連通されている。

前記ボディ１２には給気ロア１が設けられ、この給気ロ
ア１が作動ロッド１７との間隙７２および前記座金４３
に穿設された孔７３を経て作動流体室２７に連通されて
おり、前記給気ロア１からこの作動流体室２７に対し給
気がなされる。さらに、ボディ１２には下部のねじ穴７
４および材料吐出ロア５がそれぞれ設けられている。

このボディ１２から上側がドラム缶り上に突出されるこ
とになる。

前記ボディ１２のねじ穴７４から挿入された小径のポン
プ接続チューブ（以下、小径チューブと言う）７６の上
端開口が前記パ、′ツキン１６に液密に嵌合され、さら
に、前記ボディ１２のねじ穴７４に前記小径チューブ７
６と同心に設けられた大径のポンプ接続チューブ（以下
、大径チューブと言う）７７の上端開口が液密に螺合さ
れている。また、前記小径チューブ７６の下端開口にア
ダプタ７８の上部が液密に嵌合され、前記大径チューブ
７７の下端開口にアダプタ７８の径大部が液密に螺合さ
れている。前記小径チューブ７６と大径チューブ７７と
の上端間は前記材料吐出ロア５に連通ずるように開口さ
れ、下端間は前記アダプタ７８内に穿設された材料通孔
７９に連通するように開口されている。小径チューブ７
６と大径チューブ７７との間には円筒状の材料上昇通路
８０が形成されている。

次に、前記往復動形ポンプ８１は、前記往復動形アクチ
ュエータ１１の作動ロッド１７の下端部にピン８２によ
り作動ロッド１７よりも小径のポンプロッド８３が接続
されている。このポンプロッド８３は、前記アダプタ７
８内に組込まれたパツキン８４およびブツシュ８５に摺
動自在に嵌合されている。このブツシュ８５の内側には
材料が移動し得る間隙８６が確保され、さらに、この間
隙８６は、ブツシュ８５に穿孔された材料通孔８フおよ
び前記アダプタ７８の材料通孔７９を経て前記材料上昇
通路８０に連通されている。

前記アダプタ７８の下部には前記作動シリンダ１３より
小径のポンプシリンダ８８が液密に螺合されている。そ
して、このポンプシリンダ８８内で上下動する小径のポ
ンプピストン８９が前記ポンプロッド８３の下端部に設
けられている）。このポンプピストン８９より上側の空
間は、常に、前記ブツシュ８５の内側間隙８６、材料通
孔８７．７９および円筒状の材料上昇通路８０を経て前
記往復動形アクチュエータ１１の下部に設けられた材料
吐出ロア５に連通されている。

前記ポンプピストン８９は、外周面にパツキン９０が嵌
着され、プレートバルブ９１とともにポンプロッド８３
に対し軸方向に動き得るように、ナツト９２によりポン
プロッド８３の下端小径部９３に組付けられている。前
記プレートバルブ９１の外周部およびポンプピストン８
９の内周部には材料が移動し得る間隙が確保されている
。ポンプピストン８９の内周間隙９４にはポンプロッド
８３の段部９５と係合する溝部９６が軸方向に設けられ
ているから、ポンプロッド８３の下降時に、このポンプ
ロッド８３の段部９５がポンプピストン８９を押下げる
ときも、前記間隙９４は溝部９６を通じて上方に開放さ
れている。

前記ポンプシリンダ８８の下端部には材料吸込口９７を
有するアダプタ９８が螺合されている。このアダプタ９
８には材料吸込孔９９が設けられ、その上側に突出した
ねじ軸部１００にプレートバルブ＋０１が軸方向に動き
得るように嵌合され、前記ねじ軸部１００に螺合したナ
ツト１０２により組付けられている。前記プレートバル
ブ１０１の外周部には材料が移動し得る間隙が確保され
ている。

また、前記材料上昇通路８０を形成するチューブ７６の
内側には、前記作動ロッド上下動空間６５が密閉状に設
けられているが、この作動ロッド上下動空間６５は、前
記作動ロッド１７に設けられた半径方向の通孔６４、軸
方向の通孔６３、内孔６２および前記排気管５２を経て
常に外部に連通されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

先ず、往復動形アクチュエータ１１の作用を説明すると
、切換弁機構３１の上側のバルブプレート３５のシート
３７により排気孔３２の上端が閉じられているときは、
通気孔３３の上端および下端が開口されているので、給
気ロア１から間隙７２等を経て下側の作動流体室２７に
供給された空気圧が、通気孔３３を通って上側の作動流
体室２６にも供給され、作動ピストン２１の上面および
下面にほぼ等しい空気圧が作用されるが、その圧を受け
る作動ピストン２１の受圧面積が上側（反ロッド側）と
下側（ロッド側）とでは異なり、作動ピストン２１の下
側受圧面積が上側受圧面積に比べ作動ロッド１７の断面
積だけ少ないので、作動ピストン２１は下方に押動され
る。

そして、作動ピストン２１の下降ストロークの最後にバ
ルブプレート３６と係合する下側のスプリング４２が圧
縮され、その蓄圧力が一定値に達すると、下降する作動
ピストン２１に対し相対的にバルブプレート３５．３６
が上昇し；排気孔３２の上端からシート３７が開放され
るとともに、通気孔３３の下端がシート３８により閉じ
られる。これにより、給気ロア１から下側の作動流体室
２７に供給された空気圧が作動ピストン２１の下面のみ
に作用し、作動ピストン２１は上昇動作に反転する。こ
の上昇動作中、上側の作動流体室２６にある空気は、前
記開放された排気孔３２、間隙６も、排気管５２および
キャップ５５の排気口５７を経て外部に排気される。

作動ピストン２１の上昇ストロークの最後に、バルブプ
レート３５が上側のスプリング４１に当接し、このスプ
リング４１がある程度圧縮されると、上昇中の作動ピス
トン２１に対し、一対のバルブプレート３５．３６が相
対的に押下げられ、排気孔３２がシート３７により閉じ
られるとともに、通気孔３３からシート３８が開放され
るため、作動ピストン２１は前記のように下降動作に反
転される。

このようにして、前記往復動形アクチュエータ１１の自
動切換往復動作用により往復動形ポンプ８１のポンプロ
ッド８３が上下動を繰返す。

ポンプロッド８３が上昇するときは、ポンプピストン８
９の内周間隙９４および溝部９６がナツト９２上のプレ
ートバルブ９１により密閉されるので、ポンプピストン
８９上のシリンダ内材料がブツシュ８５の材料通孔８７
、アダプタ７８の材料通孔７９、円筒状の材料上昇通路
８０を経て材料吐出ロア５まで圧送されるとともに、ド
ラム缶り内にある材料が、材料吸込孔９９から浮上した
プレートバルブ＋０１の外周間隙を経てポンプピストン
８９の下側空間に吸込まれる。

一方、ポンプロッド８３が下降するときは、ポンプピス
トン８９が押下げられるので、材料吸込孔９９かプレー
トバルブ１０１により閉しられ、このプレートバルブ＋
０１上の材料が、プレートバルブ９１の外周間隙、ピス
トン８９の内周間隙９４および溝部９６を経てポンプピ
ストン８９の上側に移動するとともに、ポンプシリンダ
８８内にポンプロッド８３が進出した容積分の材料が、
ポンプシリンダ８８内から前記材料上昇通路８０等を経
て材料吐出ロア５に圧送される。

そして、この往復動形ポンプ８１は、作動ロッド１７に
対し小径のポンプロッド８３を連結する２段ロッド方式
としたことにより、作動ロッド１７の径を変更しなくて
も、すなわち往復動形アクチュエータ１１の構造を変更
しなくても、小径のポンプピストン８９を設けることが
でき、作動ピストン２１とポンプピストンＢ９との受圧
面積比に反比例する高いポンプ吐出圧が得られる。

次に、往復動形アクチュエータ１１の作動ロッド１７が
上下動する際の作動ロッド上下動空間６５における空気
の動きを見ると、作動ロッド１７か下降するときは、前
記空間６５の容積が縮小するので、その空間６５内の空
気は、作動ロッド１７の通孔６４゜６３、内孔６２およ
び排気管５２を経て、往復動形アクチュエータ１１の上
端部から外部に排気され、また、前記作動ロッド１７が
上昇するときは、逆の経路で前記作動ロッド上下動空間
６５に空気が吸込まれ、往復動形アクチュエータ１１の
円滑な作動が確保される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、往復動形アクチュエータの作動ロッド
が上下動する密閉空間を、作動ロッドに設けられた通孔
や作動流体排出管を利用して、往復動形アクチュエータ
の上端より外部に開放したことにより、往復動形アクチ
ュエータの下側に設けられた往復動形ポンプの全部をド
ラム缶内に挿入して、往復動形アクチュエータのドラム
缶上突出長さを小さくできるとともに、２段ロッド方式
を採用して作動ピストンとポンプピストンとの受圧面積
比を大きくできるため、高ポンプ吐出圧が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のポンプ装置の一実施例を示す断面図である
。 １１・・往復動形アクチュエータ、１３・・作動シリン
ダ、１７・・作動ロッド、２１・・作動ピストン、３１
・・切換弁機構、３２・・作動流体排出孔、５２・・作
動流体排出管、６２・・内孔、６３．６４・・通孔、６
５・・作動ロッド上下動空間、７５・・材料吐出口、７
６、７７・・ポンプ接続チューブ、８０・・材料上昇通
路、８１・・往復動形ポンプ、８３・・ポンプロッド、
８８・・ポンプシリンダ、８９・・ポンプピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加圧された作動流体により駆動される往復動形ア
   クチュエータの下側に往復動形ポンプが設けられたポン
   プ装置において、 前記往復動形アクチュエータと往復動形ポンプとが、同
   心に設けられた小径および大径のポンプ接続チューブに
   より接続され、 前記往復動形アクチュエータは、作動シリンダの上端部
   から作動シリンダのほぼ全長にわたり作動流体排出管が
   挿入され、この作動流体排出管に作動ピストンおよび作
   動ロッドの内孔が嵌合されるとともに、この作動流体排
   出管に作動ピストンに付設された切換弁機構の作動流体
   排出孔が連通され、 前記往復動形ポンプは、前記往復動形アクチュエータの
   作動ロッドの下側にこの作動ロッドよりも小径のポンプ
   ロッドが接続され、このポンプロッドの下端部に前記作
   動シリンダより小径のポンプシリンダ内で上下動する小
   径のポンプピストンが設けられ、 前記往復動形アクチュエータの下部に設けられた材料吐
   出口と前記往復動形ポンプのポンプシリンダとが、前記
   小径および大径のポンプ接続チューブの間に設けられた
   材料上昇通路により連通され、小径のポンプ接続チュー
   ブの内側に設けられた作動ロッド上下動空間が前記作動
   ロッドに設けられた通孔、前記内孔および前記作動流体
   排出管を経て外部に連通されたことを特徴とするポンプ
   装置。