(57)【要約】【課題】携帯性に優れると共に安全に操作することのできる流体圧送装置を提供すること。【解決手段】携帯可能な駆動源によって減速駆動される偏心カムと、該偏心カムによって駆動され、油室内の作動油を油圧チャンバー内へ圧送する油圧プランジャーと、前記油圧チャンバー内に一部が臨んで摺動可能に配設されたパワープランジャーと、該パワープランジャーと連結された加圧プランジャーと、該パワープランジャーへ流体を供給する貯留ホッパとから構成され、前記油圧プランジャーの往復動に伴って、脈動するパワープランジャー及び加圧プランジャーによって、前記貯留ホッパ内の流体を圧送するので、携帯性に優れると共に機器の破損等が無く安全に操作することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯可能な駆動源によって減速駆動される偏心カムと、
該偏心カムによって駆動され、油室内の作動油を油圧チャンバー内へ圧送する油圧プランジャーと、
前記油圧チャンバー内に一部が臨んで摺動可能に配設されたパワープランジャーと、
該パワープランジャーと連結された加圧プランジャーと、
該パワープランジャーへ流体を供給する貯留ホッパとから構成され、
前記油圧プランジャーの往復動に伴って、脈動するパワープランジャー及び加圧プランジャーによって、前記貯留ホッパ内の流体を圧送することを特徴とする流体圧送装置。
【請求項２】
前記油圧チャンバーと油室とが圧力調整弁を介して連通されていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧送装置。
【請求項３】
前記パワープランジャーと加圧プランジャーとは、ユニバーサルジョイントを介して連結されたことを特徴とする請求項１または２に記載の流体圧送装置。
【請求項４】
前記流体の吐出側にチェックバルブを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流体圧送装置。
【請求項５】
前記油室は、一部が大気に開放されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流体圧送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体、例えばセメントミルク、グラウト剤、地盤改良剤等を加圧して圧送することのできる流体圧送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流体圧送装置は、工事現場或いは地上の所定位置に設置され、加圧したグラウト剤等を耐圧ホース等で注入箇所まで導いて注入作業をおこなっていた。また、帯行性を向上するために電動ドリル等を動力源とした装置も存在している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の流体圧送装置では、装置自体が大きく地下道やビルの溢水を防止するために使用するには、不便であった。また、持ち運び可能な装置も存在したが、グラウト剤等の注入口が詰まった場合に圧力調整がうまく行かずに、装置を破損する虞が存在し作業者は常にポンプの圧力が上がり過ぎないように注意を払う必要があった。
そこで、容易に携帯することができると共に、所望の圧力調整を簡易に行うことのできる流体圧送装置が望まれていた。
【０００４】
本発明は、前記実情に鑑み提案されたもので、携帯に便利でしかも安全性に優れた流体圧送装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、携帯可能な駆動源によって減速駆動される偏心カムと、該偏心カムによって駆動され、油室内の作動油を油圧チャンバー内へ圧送する油圧プランジャーと、前記油圧チャンバー内に一部が臨んで摺動可能に配設されたパワープランジャーと、該パワープランジャーと連結された加圧プランジャーと、該パワープランジャーへ流体を供給する貯留ホッパとから構成され、前記油圧プランジャーの往復動に伴って、脈動するパワープランジャー及び加圧プランジャーによって、前記貯留ホッパ内の流体を圧送することを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、前記油圧チャンバーと油室とが圧力調整弁を介して連通されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、前記パワープランジャーと加圧プランジャーとは、ユニバーサルジョイントを介して連結されたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明において、前記流体の吐出側にチェックバルブを備えたことを特徴するものである。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明において、前記油室は、一部が大気に開放されていることを特徴するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る流体圧送装置の一例を示す要部横断面図、図２は、本発明の流体圧送装置に使用される油圧プランジャーを示す要部断面図、図４は、同流体圧送装置に使用される加圧プランジャーを示す要部断面図である。
【００１１】
ここで、流体圧送装置１０は、携帯可能な駆動源１１によって減速機構１２で減速駆動される偏心カム１３と、該偏心カム１３によって駆動され、油室１４内の作動油１５を油圧チャンバー１６内へ圧送する油圧プランジャー１７と、前記油圧チャンバー１６内に一部が臨んで摺動可能に配設されたパワープランジャー１８と、該パワープランジャー１８と連結された加圧プランジャー１９と、該パワープランジャー１８へ流体Ｌを供給する貯留ホッパ２０とから構成されている。
【００１２】
駆動源１１は、電動ドリル等を適宜使用することができる。電動ドリル等をカップリング２１を介して減速機構１２の一部を構成する小歯車２２の駆動軸２３と連結する。小歯車２２と噛み合った大歯車２４は、カム軸２５に固着されており、このカム軸２５に偏心カム１３が取付けられている。減速機構１２及び偏心カム１３は、共に油室１４内に設置されている。また、偏心カム１３の直下にコイルバネ２６で上方向に付勢された油圧プランジャー１７が配設されている。
【００１３】
油圧プランジャー１７は、図２に拡大して示すように、油室１４の底壁１４ａに形成したプランジャー孔２７に摺動可能に挿通されている。また、油圧プランジャー１７は、鍔部１７ａを有しており、この鍔部１７ａと底壁１４ａとの間に配設されたコイルバネ２６によって上方向にバネ付勢されている。油圧プランジャー１７の下端には、連通口２８が形成されている。連通口２８は、油圧プランジャー１７の軸線にほぼ平行に形成された鉛直部２８ａとこの鉛直部にほぼ直角に形成された油吸入口２８ｂとから構成されている。鉛直部２８ａは、油圧プランジャー１７の最下端面に開口しており、油吸入口２８ｂは油圧プランジャー１７の周側面に開口している。また、油圧プランジャー１７の上端は、前記偏心カム１３に当接している。
【００１４】
更に、油圧チャンバー１６と油室１４とが圧力調整弁２９を介して連通している。圧力調整弁２９は、図１に示すように例えば、球２９ａと、この球２９ａを押圧するバネ体２９ｂと調整ネジ２９ｃとから構成されている。球２９ａは、バネ体２９ｂによって常に油圧チャンバー１６方向に押圧されている。また、調整ネジ２９ｃを調整することにより、油圧チャンバー１６から油室１４へ作動油が還流する圧力値を設定することができる。
【００１５】
パワープランジャー１８は、油圧チャンバー１６内に一部が臨んでおり、略水平に配設されたプランジャー孔３０内に摺動可能に配設されている。また、パワープランジャー１８は、コイルバネ３１によって、油圧チャンバー１６内に突出するように付勢されている。また、パワープランジャー１８と加圧プランジャー１９とは、ユニバーサルジョイント３２を介して連結されている。ユニバーサルジョイント３２で連結した場合、パワープランジャー１８と加圧シリンダー３３の軸線位置が相違していても、支障なく両者を連結することができる。したがって、装置の加工精度を向上することによる加工コストの上昇を抑えることができる。尚、パワープランジャー１８と加圧プランジャー１９とは、直結して一体的に構成してもよい。
【００１６】
加圧プランジャー１９は、図４に拡大して示すように、流体を収容する貯留ホッパ２０の直下に配設された加圧シリンダー３３内に摺動可能に挿入されている。加圧プランジャー１９の先端には、吐出口３５が形成されている。この吐出口３５は、加圧プランジャー１９の軸線にほぼ平行に形成された水平部３５ａとこの水平部にほぼ直角に連通された鉛直部３５ｂとから構成されている。水平部３５ａは、加圧プランジャー１９の先端面に開口しており、鉛直部３５ｂは加圧プランジャー１９の周側面に開口している。更に、加圧シリンダー３３は、貯留ホッパ２０と連通しており、先端にチェックバルブ３４が取付けられている。
【００１７】
チェックバルブ３４は、球３４ａと付勢バネ３４ｂとから構成されており、加圧シリンダー３３内の圧力が所定値以上になると球３４ａが開成して流体を受け入れる。また、チェックバルブ３４には、圧力計３６が取付けられており、内部の圧力を表示することができる。また、加圧された流体は、吐出弁３７を介して耐圧ホース等で注入部に導かれる。
【００１８】
次に、以上のように構成された本発明に係る流体圧送装置１０の動作態様について説明する。先ず、貯留ホッパ２０内に圧送するセメントミルク、グラウト剤、地盤改良剤等を入れ駆動源１１を駆動する。すると、減速機構１２によって駆動源１１の回転数が減速されてトルクが増す。減速機構１２によってカム軸２５が回転し、偏心カム１３が油圧プランジャー１７を往復動させる。
【００１９】
図２は、油圧プランジャー１７が上昇した場合を示し、油室１４内の作動油１５が油吸入口２８ｂから導入される。次に、図３に示すように図外の偏心カム１３によって油圧プランジャー１７が下降すると、油吸入口２８ｂが閉じて、加圧された作動油が油圧チャンバー１６内へ圧送される。この動作を繰り返すことにより、油圧チャンバー１６内の油圧が上昇する。一方、油圧チャンバー１６内に一部が臨んだパワープランジャー１８は、油圧プランジャー１７が下降すると、図１中で右方向で移動する。また、油圧プランジャー１７が上昇すると、パワープランジャー１８が左方向へ移動する。このパワープランジャー１８の左右方向への移動に伴って、これと連結された加圧プランジャー１９も左右方向へ脈動する。
【００２０】
加圧プランジャー１９が左方向に移動した場合、図４に示すように貯留ホッパ２０から流体Ｌが吐出口３５の垂直部３５ｂ及び垂直部３５ａを介して加圧シリンダー３３内へ導かれる。次に、図５に示すように加圧プランジャー１９が右方向へ移動すると、垂直部３５ｂと貯留ホッパ２０とが隔離され加圧シリンダー３３内の流体Ｌが加圧される。流体Ｌの圧力が所定値以上になるとチェックバルブ３４が開いて、先端部へ送り出される。また、加圧プランジャー１９が後退する際には、チェックバルブ３４が閉じるので加圧シリンダー３３内に負圧が発生する。この負圧が貯留ホッパ２０からの流体の吸入を容易にする。
【００２１】
また、グラウト作業を中止したり、吐出弁３７が閉じられた場合に駆動源１１が回転していても、油圧チャンバー１６内の油圧が上昇し過ぎた際には、圧力調整弁２９が作動し、油圧チャンバー１６内の作動油が油室１４内へ還流する。これによって、油圧チャンバー１６が破損したり、油圧プランジャー１７が破損する虞がない。つまり、作業中に駆動源１１の電源を切り忘れても、装置を破損することなく、安心して作業することができる。また、装置全体が一体化されて軽いので、狭い作業現場であっても手軽に帯行することができる。
【００２２】
尚、吐出最高圧力、吐出容量を変更するためには加圧プランジャー１９の断面積を変更することで達成できる。つまり、パワープランジャー１８の断面積をＡ、加圧プランジャー１９の断面積をＢ、ストロークをＬ、油圧チャンバー１６の圧力をＧとすると、
吐出圧力  Ｐ＝Ｇ×Ａ／Ｂ
吐出容量  Ｑ＝Ｌ×Ｂ／Ａ
となり、吐出圧力は、Ｂに反比例して高くなり、吐出容量は、Ｂに比例して増加する。
したがって、吐出圧力を高くするためには、Ｂを小さくし、吐出容量を増加するためには、Ｂを大きくすればよい。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は前記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００２４】
請求項１に記載の発明では、携帯可能な駆動源によって減速駆動される偏心カムと、該偏心カムによって駆動され、油室内の作動油を油圧チャンバー内へ圧送する油圧プランジャーと、前記油圧チャンバー内に一部が臨んで摺動可能に配設されたパワープランジャーと、該パワープランジャーと連結された加圧プランジャーと、該パワープランジャーへ流体を供給する貯留ホッパとから構成され、前記油圧プランジャーの往復動に伴って、脈動するパワープランジャー及び加圧プランジャーによって、前記貯留ホッパ内の流体を圧送することを特徴とするものである。
【００２５】
このように構成とした本発明の流体圧送装置によれば、装置全体がコンパクトとなり、携帯して狭い作業現場に持ち込んで操作することができる。また、装置の破損の虞もない。
【００２６】
また、請求項２に記載の発明において、前記油圧チャンバーと油室とが圧力調整弁を介して連通されているので、流体圧送装置の先端が目詰まりした場合や、吐出圧力が所定値以上になった場合に作動油が圧力調整弁を通って油室に還流するので、油圧が高くなり過ぎることによる機器の破損を未然に阻止することができる。
【００２７】
また、請求項３に記載の発明において、前記パワープランジャーと加圧プランジャーとは、ユニバーサルジョイントを介して連結されたので、パワープランジャーと加圧プランジャーとの軸芯ずれを自動調整することができる。したがって、部品を交換する際の作業性を向上することができる。
【００２８】
また、請求項４に記載の発明において、前記流体の吐出側にチェックバルブを備えたので、装置先端からの流体の吐出圧を所定値以上に設定することができる。したがって、セメントミルク、グラウト剤、地盤改良剤等を所定値に加圧して注入できる。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明において、前記油室は、一部が大気に開放されているので、油室内に圧力がかかることがなく、部材の破損を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る流体圧送装置の一例を示す要部横断面図である。
【図２】図２は、同流体圧送装置に使用される油圧プランジャーを示す要部断面図である。
【図３】図３は、図２における油圧プランジャーの加圧状態を示す要部断面図である。
【図４】図４は、同流体圧送装置に使用される加圧プランジャーを示す要部断面図である。
【図５】図５は、図５における加圧プランジャーの加圧状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
Ｌ      流体
１０      流体圧送装置
１１      駆動源
１２      減速機構
１３      偏心カム
１４      油室
１５      作動油
１６      油圧チャンバー
１７      油圧プランジャー
１８      パワープランジャー
１９      加圧プランジャー
２０      貯留ホッパ
２１      カップリング
２２      小歯車
２３      駆動軸
２４      大歯車
２５      カム軸
２６      コイルバネ
２７      プランジャー孔
２８ｂ    油吸入口
２９      圧力調整弁
３０      プランジャー孔
３１      コイルバネ
３２      ユニバーサルジョイント
３３      加圧シリンダー
３４      チェックバルブ
３５      吐出口
３６      圧力計
３７      吐出弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004263595.tif 000006
【図５】
2004263595.tif 000007