JPS5840662B2 - 流体ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体ポンプの改良に関するものである。

本出願の発明者は既に従来の容積型ポンプに比べて部品
点数が少なく構造がきわめて簡単でコンパクトに形成で
き、特に空気と接触して凝固する流体、強酸性液等漏洩
すると危険な流体、高粘性の流体等、取扱の厄介な流体
の移送に適する流体ポンプを発明（特願昭５２−１１５
９６号）したが、本発明はさらにか５る流体ポンプにお
いて、高速運転時の性能を向上させ、部品点数を少なく
して長期に運転しても故障したり、機能が低下すること
がないようにした、流体ポンプを提供することを目的と
するものである。

以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、Ｃは本発明流体ポンプのポンプケーシングで、シリン
ダ状の中空部を有する円筒状のケーシング本体１の左右
両面に同じく円筒状の左右カバー２，３を０１Ｊング４
，５を介して重合して構成されており、前記ポンプケー
シングＣの両端面には、ベース部材６のフランジ部７と
スタンド８のフランジ部９がそれぞれ当接され、前記両
フランジ部１，９間に複数本の連結ボルト１３を串通締
着して前記ケーシング本体１および左右カバー２，３の
三者が一体に結合される。

前記ケーシング本体１内には短円筒状のシリンダ集合体
１０が遊動可能に収容されており、このシリンダ集合体
１０の中央部には、その軸方向に截頭円錐形状のテーパ
ー軸孔１１が穿設されるとともに放射方向に９００の位
相差をもって四個のシリンダ孔１２が穿設されており、
これらのシリンダ孔１２の両端は何れもシリンダ集合体
１０の外周面と前記テーパー軸孔１１とに開口している
。

またシリンダ集合体１０の、前記シリンダ孔１２間には
それぞれ軸方向に四個の切欠円孔１４が穿設され、これ
らの切欠円孔１４には、ガイドピン１５が貫通されてお
り、シリンダ集合体１０は、その揺動が許容されるがそ
の回転が抑止されるようになっている。

ポンプケーシングＣの中央部には、左右カバー２．３に
設けた軸受１９，２０を介して回転軸１６が回転自在に
支承されており、この回転軸１６の一端部にテーパころ
状の偏心クランク部１７が一体に形成され、この偏心ク
ランク部１７が前記シリンダ集合体１０のテーパー軸孔
１１に回転自在に嵌合されている。

回転軸１６は、ポンプケーシングＣの左カバー２を貫通
して外方に突出しており、その外端はカップリング１８
を介して前記スタンド８に支持されるギヤドモータＭに
接続されており、回転軸１６はそのギヤドモークＭによ
って回転駆動される。

また前記回転輪１６と左カバー２との間隙部は、グラン
ド５々ツキン２１、パツキン抑え２２とによって封緘さ
れている。

回転軸１６の回転中心は、シリンダ集合体１０の中心に
対して偏心量ｅ（第３図）たけ偏心しており、回転軸１
６が回転するとその偏心クランク部１７を介してシリン
ダ集合体１０は偏心遊動運動をするようになっている。

第２，３図に明瞭に示すように偏心クランク部１７は、
その両側面に断面コ字状の凹溝２３，２４が相対向して
横方向に切欠かれており、これらの凹溝２３，２４は回
転軸１６の回転により前記四個のシリンダ孔１２に順次
に連通ずるようになっている。

また回転軸１６には、その縦軸線上に相対向して吸込通
路２５と吐出通路２６とが穿設されており、吸込通路２
５は、その一端がポンプケーシングＣの右カバー３に穿
設した流入路２７に連通され、その他端が偏心クランク
部１７に穿設した吸込通孔２８を通して一方の凹溝２３
に連通され、また前記吐出通路２６は、その一端がポン
プケーシングＣの左カバー２に穿設した流出路２９に連
通され、その他端が偏心クランク部１１に穿設した吐出
通孔３０を通して他方の凹溝２４に連通されている。

前記ポンプケーシングＣのケーシング本体１には、四個
のピストンピン３１が９０°の位相差を以てその縦軸線
と平行に支承されており、それらのピストンピン３１に
は、それぞれケーシング本体１内に収容されるピストン
ホルダ３２の基端が回転自在に支承されている。

四個のピストンホルダ３２の先端には、それぞれそこに
螺着されるピストン押え３３を以て外周側面が球面状に
形成されるゴム等の弾性体よりなるピストン３４が回動
自在に支承されている。

前記四個のピストン３４はそれぞれシリンダ集合体１０
に形成したシリンダ孔１２内に収容されており、それら
の球面状外周側面はシリンダ孔１２の内周壁に摺合され
ている。

前記口つのシリンダ孔１２内には、ピストン３４と偏心
クランク部１７とによって第一ないし第四吸排室ａｌ
、 ａ２ ｙ ａ３およびａ４が形成される。

次に上記のように構成される本発明流体ポンプの作用に
ついて説明すると、いまギヤドモータＭの駆動により回
転軸１６を駆動すると、その偏心クランク部１７も回転
し、これに嵌合されるシリンダ集合体１０は偏心回転す
るがガイドピン１５によってその回転は抑止される。

ところで前記偏心クランク部１７はその回転によって前
記第一ないし第四吸排室ａｌ 、 ａ２ 、 ａ３およ
びａ４に吸排作用を与えると＼もに開閉弁の作用をなす
ものであって、以下その作用を主に第４〜７図を参照し
て説明すると、偏心クランク部１７が第５図に示す位置
にあるときは、吸込通孔２８は、第二吸排室ａ２に、ま
た吐出通孔３０は第四吸排室ａ４にそれぞれ開口されて
おり、第−吸排室ａ１は最も膨張して吸入行程の終了時
（吐出行程の開始直前）、第二吸排室ａ２は吸入行程途
中、第三吸排室ａ３は最も収縮されて吐出行程終了時（
吸入行程開始直前）、第四吸排室ａ４は吐出行程途中の
それぞれの状態にある。

ところでいま第５図において回転軸１６が時計方向に回
転すると、偏心クランク部１７も同方向に回転するので
第−吸排室ａ、内は吐出行程に入りその体積が次第に収
縮されると＼もに吐出通孔３０が連通され、その中の流
体は加圧されつ＼流出路２９を通って吐出通路２６に圧
送される。

そして吐出通孔３０が第５図より第６図の状態（９００
回転）をへて第１図（１８００回転）の状態まで回転す
ると、第−吸排室ａ１は偏心クランク部１７によって体
積が最収縮されると＼もに吐出通孔３０との連通が断た
れて圧縮行程が終了する。

偏心クランク部１７が第７図の状態からさらに回転する
と、第−吸排室ａ１は今度は次第に膨張して吸入行程に
入ると同時にそこに吸込通孔２８が連通しはじめ、流入
路２７内の流体を吸込通路２５を通して第−吸排室ａ１
内に吸入する。

そして偏心クランク部１７は、吸込通孔２８が第−吸排
室ａ１に全開する第４図（２７０°回転）を経て第５図
（３６０゜回転）まで回転すると、第−吸排室ａ１は偏
心クランク部１７によって最も膨張されると５もに吸込
通孔２８との連通が断たれ吸入行程が終了する。

以上のように第−吸排室ａ１は偏心クランク部１γが一
回転する間吐出行程と吸入行程とが行われる。

次に第二吸排室ａ２には、前記第−吸排室ａ１と９０°
の位相差をもって偏心クランク部１７により前記第−吸
排室ａ］と全く同じ吸排作用が与えられる。

すなわち偏心クランク部１７が第６図から第４図に示す
ように１８００回転する間は第二吸排室ａ２は偏心クラ
ンク部１７によって圧縮されると５もにその間そこに吐
出通孔３０が開口し、第二吸排室ａ２内の流体は流出路
２９より吐出通路２６に圧送される。

さらに偏心クランク部１７が第４図から第６図に示すよ
うに１８００回転する間は、その偏心クランク部１７に
よって第二吸排室ａ２が膨張されると５もにそこに吸込
通孔２８が開口し第二吸排室ａ２内に流体が吸入される
。

さらに第三吸排室ａ３には、前記第−吸排室ａ１と１８
００の位相差をもってその第−吸排室ａ１と全く同じ吸
、排作用が偏心クランク部１７によって与えられる。

すなわち偏心クランク部１７が第７図から第５図に示す
ように１８００回転する間、その偏心クランク部１７に
よって第三吸排室ａ３は圧縮されると＼もにその間そこ
に吐出通孔２８が開口し、第三吸排室ａ３内の流体は吐
出通路２６へ圧送される。

さらに偏心クランク部１７が第５図から第７図に示すよ
うに１８０°回転する間は偏心クランク部１７によって
第三吸排室ａ３が膨張されると＼もにそこに吸込通孔２
８が開口し第三吸排室ａ３に流体が吸入される。

さらにまた第四吸排室ａ４には前記第−吸排室ａ。

と２７０°の位相差をもって前記第１吸排室ａ１と全く
同じ吸、排作用が偏心クランク部１７によって与えられ
る。

すなわち偏心クランク部１７が第４図から第６図に示す
ように１８０°回転する間、その偏心クランク部１７に
よって第四吸排室ａ４は圧縮されると５もにその間そこ
に吐出通孔３０が開口し、第四吸排室ａ４内の流体は吐
出通路２６に圧送される。

さらに偏心クランク部１７が第６図から第４図に示すよ
うに１８０°回転する間は偏心クランク部１７によって
第四吸排室ａ４が膨張されるとＸもにそこに吸込通孔２
８が開口し第四吸排室ａ４内に流体が吸入される。

以上のように回転軸１６が一回転される間に、第一ない
し第四吸排室ａｌ 、 ａ２ 、 ａ３およびａ４は順
次吸入および吐出行程が行われ回転軸１６の連続回転に
より吸込通路２５内の流体を吐出通路２６に連続的に圧
送することができる。

尚、本発明流体ポンプは流体モータとして使用すること
ができ、か＼る場合には流入路２７より吸入通路２５に
圧力流体を圧送し回転軸１６に初期回転力を与えれば、
前記第一ないし第四吸排室ａｌ 、 ａ２ 、 ａ３お
よびａ４の前記吸、排作用によって回転軸１６に回転力
を与えることができ、これを出力軸として他の適宜の被
動部材を回転駆動することができる。

以上のように本発明によれば、円筒状中空部を有するポ
ンプケーシングＣ内に、円筒状のシリンダ集合体１０を
回転不能で遊動のみできるように収容し、そのシリンダ
集合体１０の中央に、前記ポンプケーシングＣに回転自
在に支承される回転軸１６の端部に形成した偏心クラン
ク部１７を回動自在に嵌合し、また前記シリンダ集合体
には円周方向に等間隔を存して放射状に複数個のシリン
ダ孔１２・・を穿孔し、これらのシリンダ孔１２・・内
には、ゴム等の弾性体よりなるピストン３４・・の、球
面状に形成した外周側面を摺動自在に嵌合し、それらピ
ストン３４・・を、前記回転軸１６に平行なピストンピ
ン３１等の支軸を介して前記ポンプケーシングＣに揺動
自在に支持し、それらピストン３４・・は前記偏心クラ
ンク部１７と協働して前記シリンダ孔１２・・内にそれ
ぞれ吸排室ａｌ、、、ａ２゜ａ３ 、 ａ４を画威し、
かつ前記偏心クランク部１７には、一端を前記ポンプケ
ーシングＣに形成した流入路２７に連通し、他端を前記
偏心クランク部１γの外周面に開口した吸込通孔２８、
および一端を前記ポンプケーシングＣに形成した流出路
２９に連通し、他端を前記偏心クランク部１７の外周面
に開口した吐出通孔３０をそれぞれ形成し、前記偏心ク
ランク部１７の回転により前記吸込および吐出通孔２８
．３０の他端が複数個の吸排室ａｌ。

ａ２１２３１ ａ４に順次に連通ずるようにしたので、
前記ピストン３４・・の揺動とシリンダ集合体１０の偏
心運動とによってシリンダ孔１２・・に形成される吸排
室ａＨ、ａ２ ＋ ａ３ 、ａ４を順次に膨縮すること
ができ、ポンプ作用を営む可動部材にはばね等の高速追
従性のよくない部材を一切用いないので高速回転時にお
けるシリンダ集合体１０の偏心運動に伴うピストン３４
・・の追従揺動が的確に行われ高速運転性能を著しく向
上させることができる。

また前記ピストン３４・・はゴム等の弾性体により構成
されるのでそのピストン３４・・自体がシリンダ孔１２
・・との間のパツキン部材に兼用することができ部品点
数を少なくして構造を簡素化させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断側面図、第２図は第１図の■
−■線横線面断面図３図は第１図のｍ −■線縦断面図
、第４〜７図は本発明装置の作用を示す第３図と同じ横
断面図である。 １０・・・・・・シリンダ結合体、１２・・・・・・シ
リンダ孔、１６・・・・・・回転軸、１７・・・・・・
偏心クランク部、２７・・・・・・流入路、２８・・・
・・・吸込通孔、２９・・・・・・流出路、３０・・・
・・・吐出通孔、３１・・・・・・ピストンピン、３４
・・・・・・ピストン、Ｃ・・・・・・ポンプケーシン
グ、ａｌ・・・・・・第−吸排室、ａ２・・・・・・第
二吸排室、ａ３・・・・・・第三吸排室、ａ４・・・・
・・第四吸排室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒状中空部を有するポンプケーシングＣ内に、円
   筒状のシリンダ集合体１０を回転不能で遊動のみできる
   ように収容し、そのシリンダ集合体１０の中央に、前記
   ポンプケーシングＣに回転自在に支承される回転軸１６
   の端部に形成した偏心クランク部１７を回転自在に嵌合
   し、また前記シリンダ集合体には円周方向に等間隔を存
   して放射状に複数個のシリンダ孔１２・・を穿設し、こ
   れらのシリンダ孔１２・・内には、ゴム等の弾性体より
   なるピストン３４・・の、球面状に形成した外周側面を
   摺動自在に嵌合し、それらピストン３４・・を、前記回
   転軸１６に平行なピストンピン３１等の支軸を介して前
   記ポンプケーシングＣに揺動自在に支持し、それらピス
   トン３４・・は前記偏心クランク部１１と協働して前記
   シリンダ孔１２・・内にそれぞれ吸排室ａｌ 、 ａ２
   、 ａ３ 、 ａ４を画威し、かつ前記偏心クランク
   部１１には、一端を前記ポンプケーシングＣに形成した
   流入路２γに連通し、他端を前記偏心クランク部１７の
   外周面に関口した吸込通孔２８、および一端を前記ポン
   プケーシングＣに形成した流出路２９に連通し、他端を
   前記偏心クランク部１７の外周面に開口した吐出通孔３
   ０をそれぞれ形成し、前記偏心クランク部１７の回転に
   より前記吸込および吐出通孔２８．３０の他端が複数個
   の吸排室ａ１＋ ａ２ 、 ａ３ 、 ａ４に順次に連
   通ずるようにした、流体ポンプ。