JPH0781549B2

JPH0781549B2 - ポンプ用の往復動切換装置

Info

Publication number: JPH0781549B2
Application number: JP62132986A
Authority: JP
Inventors: 実村田; 和正山田
Original assignee: 山田油機製造株式会社
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPS63297803A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、往復動形のポンプに使用される往復動切換装
置に関するものである。

（従来の技術）従来、実公昭49−40805号公報に示されるように、シリ
ンダボディの内部にピストンが摺動自在に嵌合され、こ
のピストンに、ピストンの一側面にかかる作動流体圧と
他側面にかかる作動流体圧とを制御する２種のバルブが
可動的に設けられ、前記ピストンの中央部にピストンの
往復動に関連してスプリングによるスナップアクション
で２種のバルブを作動するバルブ作動体が設けられたポ
ンプ用の往復動切換装置がある。

この従来のものは、前記スプリングとして圧縮コイルス
プリングが使用されているので、そのスプリングを嵌着
するためのスプリング装着軸、この軸を中央部のバルブ
作動体に回動自在に軸着する構造、前記スプリング装着
軸に摺動自在に嵌合されるとともにピストンと一体の部
材に対して回動自在に嵌着されたスプリング受け部材等
が必要である。このため、これらの部品の組立が容易で
なく、手間がかかるとともに、部品点数が多いことから
コストダウンに限界があった。

一方、特開昭60−256571号公報には、ピストンの往復動
を切換えるためのスプール弁ボディに対し一対のスプー
ル弁ばねが設けられた往復動切換装置が示されている。
このスプール弁ばねは、蛇行形に成形されたワイヤスプ
リングであり（公報第６図）、この蛇行形ばねの外側の
端部がねじによってポンプハウジングの内側にそれぞれ
固定され（公報第７頁右上欄第８行乃至第11行）、また
蛇行形ばねの内側のループがスプール弁ボディの溝内に
それぞれ係合されている（公報第７頁右上欄第13行乃至
第16行）。

（発明が解決しようとする問題点）上記特開昭60−256571号公報に記載された蛇行形ばね
は、その端部がねじによって固定され、端部の自由な回
転が規制されているので、ばね線材に捩れが作用し、捩
れでは十分な反転ストロークが得られないから、蛇行形
に成形して端部・ループ間に反転動作に必要となる十分
な距離を確保せざるを得ず、十分なばね装着スペースを
必要とするとともに、捩れによるばね線材の金属疲労も
無視できない。

また、前記蛇行形ばねは、内側のループがスプール弁ボ
ディの溝内にそれぞれ係合し、ループの先端がその軸方
向に自在に動き得るように開放されているから、圧縮時
にループに作用する力がその軸方向に逃げるおそれがあ
る。

さらに、前記蛇行形ばねは、端部をねじによってポンプ
ハウジングに固定する必要があり、固定後も、ねじが緩
むと蛇行形ばねが脱落して機能が損なわれるおそれがあ
るので、この蛇行形ばねの組付けには注意を要する。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、小形で
も大きな反転ストロークが得られ、線材の金属疲労が少
なく優れた耐久性を有し、かつ圧縮力を効果的に蓄圧で
きるスプリング形状およびその装着構造を有するポンプ
用往復動切換装置を提供することを目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段）本発明は、シリンダボディ11の内部にピストン21が摺動
自在に嵌合され、このピストン21に、ピストン21の一側
面にかかる作動流体圧と他側面にかかる作動流体圧とを
制御する２種のバルブ27,31が可動的に設けられ、前記
ピストン21の中央部にピストンの往復動に関連してスプ
リングによるスナップアクションで２種のバルブ27,31
を作動するバルブ作動体46が設けられたポンプ用の往復
動切換装置において、前記スプリングとして、線材の中
央に位置する中央直線部44に対し両端部45を相互に対向
する方向に彎曲させることによって、ほぼＣ形のワイヤ
スプリング43が成形され、このワイヤスプリング43の中
央直線部44が、ピストン21に一体的に設けられたスプリ
ング嵌着部41に回動自在に嵌着され、このワイヤスプリ
ング43の両端部45が、前記中央部のバルブ作動体46の横
方向に穿設された横溝に回動自在に嵌着された構成のポ
ンプ用往復動切換装置である。

（作用）本発明は、ピストン21の動きに関連してバルブ作動体46
が相対的に移動されるが、このバルブ作動体46が移動を
開始してからワイヤスプリング43がピストン軸方向に対
し直角になる中立点までは、Ｃ形のワイヤスプリング43
にこのスプリングの切欠部分を反対側に押圧する方向の
圧縮力が働いて撓み、そして、中立点を過ぎると、その
ワイヤスプリング43の復元力によって、バルブ作動体46
は、瞬時に反対側の安定状態に切換作動され、その状態
を保持する。Ｃ形ワイヤスプリング43は、その中央直線
部44がスプリング嵌着部41に対する回動支軸として機能
するとともに、その両端部45がバルブ作動体46に対する
回動支軸として機能し、円滑に反転動作する。

（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。

第１図は90゜断面であり、この第１図に示されるよう
に、シリンダボディ11の左端部にシリンダヘッド12が螺
合され、このシリンダヘッド12の中央部にヘッドボルト
13が螺合され、このボルト13の内端がシリンダボディ11
の内部に突出されている。このヘッドボルト13の頭部14
には取手ボルト15が螺合され、このボルト15の内部にロ
ックナイトが嵌着されている。前記取手ボルト15には取
手17が一体に形成されている。

前記シリンダボディ11の内部にはピストン21がＯリング
22を介して摺動自在に嵌合されている。このピストン21
の右側面23には凹部24が設けられ、この凹部24に対して
ピストン21にゴム等によって成形されたバルブシート25
が嵌着され、このバルブシート25の給気孔26にバルブ27
の軸部28が遊嵌されている。前記バルブシート25を成形
してなるゴム部材は、押え板29によってピストン面に固
定されている。前記凹部24、バルブシート25およびバル
ブ27等は、90゜断面の第１図では１組しか図示されない
が、実際は、これらが対称位置に２組設けられている。

前記ピストン21の左側面の凹部には円板形に成形された
バルブ31が配置され、このバルブ31に前記バルブ27の軸
部28に設けられたねじ部32が螺合されている。この円板
形バルブ31において、前記バルブ27の取付位置から90゜
ずれた面33に対して前記ピストン21に嵌着されたバルブ
シート34が対向されている。このバルブシート34は、前
記バルブシート25と一体にゴム材で成形されたものであ
り、このバルブシート34の通気孔は、ピストン21に穿設
された排気孔35を通してピストンスカート36内の排気通
路37に連通されている。前記バルブシート34および排気
孔35は、90゜断面の第１図では１組しか図示されない
が、実際は、これらが対称位置に２組設けられている。

第２図に示されるように、前記バルブ27のねじ部32に
は、半円状に成形された止め金38の両端の直線部39が内
側から挿入され、バルブ27の螺合部の回動が防止されて
いる。分解時に、この止め金38を外す場合は、その形状
保持特性に抗して両端の挿入部39を中央に移動して前記
ねじ部32から外すようにする。

第１図および第２図に示されるように、前記ピストン21
の左側部にはスプリング嵌着部41が一体に形成され、こ
の各スプリング嵌着部41の内側面に凹溝42が設けられて
いる。

この両側の凹溝42には、線材によりほぼＣ形に成形され
たワイヤスプリング43の線材中央に位置する中央直線部
44がそれぞれ回動自在に嵌合されている。このワイヤス
プリング43にて切欠部分を介して相互に対向する方向に
彎曲された両端部45は、ピストン21の中央部に嵌合され
たバルブ作動体46の側面に穿設された横溝に回動自在に
嵌入されている。

バルブ作動体46は、前記円板形バルブ31の中央部に摺動
自在に嵌合された筒部47を一体に有し、この筒部47の端
部には係合凸部48が設けられている。

ピストン21のロッド部51にはプランジャ52が螺合されて
一体化され、このプランジャ52の内空部53には、前記ヘ
ッドボルト13およびバルブ作動体46の中央孔54,55と摺
動自在に嵌合された切換ロッド56が挿入されている。こ
の切換ロッド56の一端には前記係合凸部48と係合する係
止部57が一体に設けられ、切換ロッド56の他端には前記
ロックナイト16が螺合され、そして、前記ボルト13,15
によってこのロックナイト16を固定することにより、切
換ロッド56がシリンダボディ11と一体化されている。

前記シリンダボディ11の内部は、ピストン21によって、
ピストン21の一側部に位置する作動空気室58と、ピスト
ン21の他側部であってピストンスカート36の外周部に位
置する作動空気室59とが区画形成されている。

前記シリンダボディ11にはポンプボディ61が螺合され、
このポンプボディ61に前記作動空気室59と連通される給
気通路62が形成され、この給気通路62に対し、給気口63
および接続金具64,65を介して図示しない給気ホース等
が接続連通されるとともに、オイルカップ66が設けられ
ている。このポンプボディ61の左側部67の内周面にはＯ
リング68が嵌着され、このＯリング68によって作動空気
室59の気圧が保たれる。

前記ピストンスカート36の内部に形成された排気通路37
は一端で開口され、その開口71はポンプボディ61の内部
の排気室72に開放され、この排気室72は排気口73を介し
て外部大気に連通されている。

ポンプボディ61の中央部に一体成形された筒部81の内周
面には、バッキン受け82、Ｖ形パッキン83、パッキン押
え84、スプリング85およびリテーナ86が装着され、前記
パッキン83によって、プランジャ52の外周面での液密が
保持されている。

ポンプボディ61の端面にはポンプ材料吸込口91が設けら
れ、側面にはポンプ材料吐出口92が設けられている。前
記吸込口91は、図示しない吸込用逆止弁を介してポンプ
材料の容器等に連通され、前記吐出口92は、図示しない
吐出用逆止弁を介してポンプ材料圧送先の容器等に連通
されている。

そうして、このポンプは、前記吸込口91を下側にして垂
直に立てた状態で使用する。

次に、この実施例の作用を、第１図に基づき説明する。
この第１図に図示された状態から説明を始める。

給気口63から給気通路62を経て空気室59に加圧供給され
た作動流体としての空気は、開かれたバルブシート25の
給気孔26を経て左側の空気室58に入る。このとき、排気
側のバルブシート34は円板形のバルブ31によって閉じら
れている。この場合、ピストン21の左側面と右側面とに
作用する空気圧はほぼ等しいが、その左右の受圧面積は
ピストンスカート36の有無によって異なり、空気室58に
面するピストン受圧面積の方が、空気室59に面するピス
トン受圧面積よりも、ピストンスカート36の外径断面積
の分だけ大であるから、空気室58の空気圧がピストン21
を押圧する力の方が大であり、ピストン21は、第１図に
て右方に移動する。この行程で、プランジャ52は、吐出
作用を行う。

この吐出行程の限界に近付くと、バルブ作動体46の係合
凸部48が切換ロッド56の係止部57に当り、バルブ作動体
46の移動は停止されるが、ピストン21は依然として右方
へ移動され、ワイヤスプリング43の中央直線部44も右側
に移動される。この段階で、ワイヤスプリング43の直線
部44と両端部45との間に圧縮力が作用し、そして直線部
44が両端部45の真上よりも右側に移動すると、ワイヤス
プリング43の復元力によって、バルブ作動体46は、ピス
トン21に対し瞬時に左側に切換られる。これによって、
係合凸部48が円板形のバルブ31に当り、このバルブ31が
排気用のバルブシート34を開くとともに、バルブ27が給
気用のバルブシート25を閉じる。

このため、左側の空気室58への空気供給が断たれ、ピス
トン21は、右側の空気室59のみの空気圧を受けて左方へ
移動する。このとき、左側の空気室58の空気は、開口さ
れたバルブシート34,排気孔35,排気通路37、排気室72お
よび排気口73を順次経て外部に排出される。この左方へ
の移動行程では、プランジャ52は吸込作用を行う。

そして、このピストン21の右方への移動行程の限界に近
付くと、バルブ作動体46がヘッドボルト13によって係止
され、バルブ作動体46の移動は停止されるが、ピストン
21は依然として左方へ移動するので、ワイヤスプリング
43の中央直線部44も左側に移動される。この段階で、ワ
イヤスプリング43の直線部44と両端部45との間に圧縮力
が作用し、そして直線部44が両端部45の真上よりも左側
に移動すると、ワイヤスプリング43の復元力によって、
バルブ作動体46は瞬時に右側に切換わる。これによっ
て、バルブ作動体46が円板形のバルブ31に当り、このバ
ルブ31によって排気用のバルブシート34が閉じるととも
に、給気用のバルブシート25が開き、図示の状態に戻
る。

以上のように、ほぼＣ形のワイヤスプリング43は、その
中央直線部44と両端部45とが回転中心軸となって自在に
回転し、円滑に反転動作するので、中央直線部44と両端
部45との間にある彎曲部分には曲げのみが作用して捩れ
が作用しない。したがって、このＣ形ワイヤスプリング
43は小形でも大きな反転ストロークが得られるとともに
線材の金属疲労が少なく優れた耐久性を有する。

さらに、このＣ形ワイヤスプリング43は、その両端部45
がバルブ作動体46の横溝に嵌着され、このバルブ作動体
46とＣ形ワイヤスプリング43とにより無端状スプリング
が構成されているから、Ｃ形ワイヤスプリング43がバル
ブ作動体46とスプリング嵌着部41との間で圧縮されたと
き圧縮力の逃げ場がなく、圧縮力がＣ形ワイヤスプリン
グ43内に効果的に蓄圧される。

（発明の効果）本発明によれば、線材の中央に位置する中央直線部に対
し両端部を相互に対向する方向に彎曲させることによっ
てほぼＣ形のワイヤスプリングを成形し、このワイヤス
プリングの中央直線部をピストンのスプリング嵌着部に
回動自在に嵌着し、さらにワイヤスプリングの両端部を
バルブ作動体の横溝に回動自在に嵌着するようにしたか
ら、このＣ形ワイヤスプリングの中央直線部をスプリン
グ嵌着部に嵌着するとともに、Ｃ形ワイヤスプリングの
両端部をやや開いて前記バルブ作動体の横溝に自身の復
元力により嵌着するのみで、特に固定することもなくワ
イヤスプリングを極めて簡単に装着できるとともに装着
後は外れない利点があり、部品点数が少ないこともあっ
て、従来品に比べ大幅なコストダウンを図ることができ
る。

さらに本発明によれば、Ｃ形ワイヤスプリングの中央直
線部と両端部とが回転中心軸となって自在に回転し、こ
のワイヤスプリングが円滑に反転動作するとともに、中
央直線部と両端部との間にある彎曲部分には曲げのみが
作用して捩れが作用しないので、装着スペースをさほど
必要としない小形のワイヤスプリングでも大きな反転ス
トロークが得られるとともに、線材の金属疲労が少なく
優れた耐久性を有する効果もある。また、Ｃ形ワイヤス
プリングの相互に対向する両端部が前記バルブ作動体の
横溝に嵌着されることにより無端状スプリングが構成さ
れているから、このＣ形ワイヤスプリングがバルブ作動
体とスプリング嵌着部との間で圧縮されたとき圧縮力の
逃げ場がなく、圧縮力がＣ形ワイヤスプリング内に効果
的に蓄圧される効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポンプ用往復動切換装置の一実施例を
示す90゜切欠の断面図、第２図はそのピストンの平面図
である。 11……シリンダボディ、21……ピストン、27,31……バ
ルブ、41……スプリング嵌着部、43……ワイヤスプリン
グ、44……中央直線部、45……両端部、46……バルブ作
動体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダボディの内部にピストンが摺動自
在に嵌合され、このピストンに、ピストンの一側面にか
かる作動流体圧と他側面にかかる作動流体圧とを制御す
る２種のバルブが可動的に設けられ、前記ピストンの中
央部にピストンの往復動に関連してスプリングによるス
ナップアクションで２種のバルブを作動するバルブ作動
体が設けられたポンプ用の往復動切換装置において、前記スプリングとして、線材の中央に位置する中央直線
部に対し両端部を相互に対向する方向に彎曲させること
によって、ほぼＣ形のワイヤスプリングが成形され、このワイヤスプリングの中央直線部が、ピストンに一体
的に設けられたスプリング嵌着部に回動自在に嵌着さ
れ、このワイヤスプリングの両端部が、前記中央部のバルブ
作動体の横方向に穿設された横溝に回動自在に嵌着され
たことを特徴とするポンプ用の往復動切換装置。
【請求項２】一方のバルブは、円板形に成形され、ピス
トンの一側面に配置され、他方のバルブは、前記一方の
バルブに取付けられ、ピストンの他側面に配置されたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のポンプ用の
往復動切換装置。