(57)【要約】【課題】電気的制御回路に替えて、雷や風雨等の厳しい自然環境に曝されても故障する恐れが極めて少ない、純粋に機械的な機構によつて、その吐出量を調節出来る、ストローク可変のプランジャポンプを提供する。【解決手段】円筒カムの螺旋溝に係合させたカムフォロアの往復動を、プランジャに伝える様に構成したものに於いて、往復動するカムフォロア１４に交互に当接される様に、カムフォロア１４を挟んで対置し、当接後はカムフォロア１４に押されて一体に連動する１組の当接・連動部材５１Ａ，５１Ｂと、１組の当接・連動部材の対置間隔を調節する為の間隔調節手段とを備える、ストローク調節機構Ａが付設されており、対置間隔を、最狭にすると、プランジャがカムフォロアと一体に連動し、最広にすると、プランジャとカムフォロアとの連動が断たれる様に構成したことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被移送液中に浸漬したポンプ本体２のシリンダ壁に設けた吸入口２３と吐出口２４とを、その軸周りに回転駆動されるプランジャ４に設けた切欠部２５を介して、シリンダ室内に交互に連通させ、且つ、その軸周りに回転駆動される円筒カム１０の螺旋溝１０ａに係合させたカムフォロア１４の往復動を、プランジャ４に伝える様に構成されたものに於いて、
往復動するカムフォロア１４に交互に当接される様に、カムフォロア１４を挟んで対置し、当接後はカムフォロア１４に押されて一体に連動する１組の当接・連動部材５１Ａ，５１Ｂと、
１組の当接・連動部材の対置間隔を調節する為の間隔調節手段とを備えた、ストローク調節機構Ａが付設されており、
前記対置間隔を、１組の当接・連動部材が、カムフォロア１４を隙間無く挟み付けた最狭間隔Ｖにセットすると、プランジャ４がカムフォロア１４と一体に往復動し、
前記対置間隔を、前記最狭間隔Ｖに、カムフォロアの往復動ストロークＳを加えた最広間隔Ｗにセットすると、プランジャ４は、カムフォロア１４との連動関係を断たれ、
前記対置間隔を、前記最挟間隔と最広間隔との間の適宜の位置にセットした時には、カムフォロア１４が１組の当接・連動部材のいずれか一方に当接している間だけ、プランジャ４がカムフォロア１４と一体に連動する様に構成したことを特徴とするストローク可変のプランジャポンプ。
【請求項２】
前記間隔調節手段は、一方の当接・連動部材に回転自在に組付けた円筒形カム５４と、
この円筒形カム５４の螺旋溝５４ａに遊嵌状態で係合されて、他方の当接・連動部材を伴って往復動する従動部材５５と、
円筒形カム５４にスプライン軸を介して連結した回転軸５７に取付けた、間隔調節摘み５６とを備えることを特徴とする請求項１記載のストローク可変のプランジャポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを遊離させ易い性質のある液体、例えば、簡易水道の滅菌・消毒用の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、水道水に定量注入する際に、シリンダ内に残存する溶液から発生した気体酸素のガス圧によって、溶液を吸い込めずに空転する“ガスロック”現象を防ぐ為の対策が講じられた、ストローク可変のプランジャポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、かなり以前から、上記のガスロック現象の防止対策を講じたプランジャポンプの開発に取り組み、〔００１０〕項に記した如き一連の特許出願を行なって来た。
そのうち、特開平１０−４７２３３に開示されたプランジャポンプは、図６に示した如き縦断面構造を備えており、図７に示した様に、ポンプ本体２を滅菌・消毒液Ｂ中に浸漬させた状態で使用する。
【０００３】
この先願のプランジャポンプ２００の概略の構造を説明すると、１はポンプ基板で、その下側に垂設した延長管３の下端にポンプ本体２を取付けている。
ポンプのプランジャ４を納めたシリンダ２２の下端部周壁には、吸入口２３と吐出口２４とを対向状に開口させている。
そして、以下に説明する様に、上下に往復動しつつ、その軸周りに回転動されるプランジャ４の下端部外周面には、シリンダ室内を、吸入口２３と吐出口２４とに交互に連通させる為の、切欠部２５を設けている。
【０００４】
プランジャ４の上端には、上下動桿１２を、可撓継手１３，１３Ｂを介して連結させている。
ポンプ基板１の上には、減速機９付きのモータ８を設置し、その回転動が、駆動ギア１１，被動ギア１５、及びその回転軸１５ａを介して、上下動桿１２に伝えられる様にしている。
【０００５】
モータ８の回転動は、その直下位置に縦向きに配設した、円筒カム１０の回転軸１０ｂにも伝動される。
そして、円筒カム１０に設けた螺旋溝１０ａに、その係合ノブ遊嵌させたカムフォロア１４を、可撓継手１３に対して廻り止め状態で、係合させている。
【０００６】
プランジャポンプ２００の作動は、モータ８を起動させると、円筒カム１０が回転し、その螺旋溝１０ａに遊嵌状態で係合されているカムフォロア１４の上下動が、可撓継手１３を介して上下動桿１２に伝えられる。
従って、上下動桿１２の下端に連結したプランジャ４も、カムフォロア１４の往復動ストロークに対応したストロークで上下動される。
【０００７】
然も、プランジャ４は、この上下動に対して所定の連動関係を保ちながら、同時に、その軸周りに回転する。
即ち、プランジャ４の上昇時には、その下端の切欠部２５が、シリンダ２２の室内を吸入口２３に連通させると共に、吐出口２４を閉ざす位置に回動される。
そして、下降時には、切欠部２５が、シリンダ室内を吐出口２４に連通させると共に、吸入口２３を閉ざす位置に回動される。
【０００８】
従って、在来のプランジャポンプの様に、吸入口と吐出口の夫々に逆止弁を設ける必要が無くなる。
又、ポンプの作動停止時には、プランジャ４が下死点にもたらされて、シリンダ２２内の液体をほぼ排除し尽くすと共に、吸入口２３が開放される様にしている。
その為、僅かに残存した液体からガスが発生しても、吸入口２３を通してシリンダ２２の外に逸出するので、ガスロック現象を未然に防ぐことが出来る。
【０００９】
そして、ポンプの吐出量を必要に応じて調節するには、付設の制御回路（図示略）によって、モータ８の回転速度を変えたり、モータ８を間欠的に作動させる等の、電気的な制御方法を採っていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２００８６６  「プランジャポンプ」
【特許文献２】
特開平６−２５７５６１  「二連式プランジャポンプ」
【特許文献３】
特開平１０−４７２３３  「プランジャポンプ」
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のプランジャポンプは、その多くが、山間僻地に設置されている簡易水道水への、滅菌・消毒液の定量注入用として使われている。
その場合に、特に夏期には、制御回路が、雷の発生による影響を受けて損傷を被る事故が多発し勝ちであった。
【００１２】
その際に、簡易水道の送水機能に迄は被害が及んでいなければ、全く滅菌・消毒されていない、或いは、確実に滅菌・消毒されていない水道水が供給され続けることになる。
この様な事故の発生は、山間僻地であれば、直ちには把握出来ず、水源の水質の如何によっては、重大な事態を招き兼ねない。
然も、デリケートな制御回路は、厳しい自然環境に曝され続けることによっても損傷を被る。
【００１３】
そして、上記の構造を備えたプランジャポンプは、勿論、簡易水道用に限られず、最近では、温泉地や、温水プールや大型浴槽を備えたレジャー施設等でも多用される様になって来ている。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、電気的な制御回路に替えて、雷に遭遇したり、厳しい自然環境に曝され続けても故障する恐れが極めて少ない、純粋に機械的な作動制御手段によつて、その吐出量を容易・確実に調節することの出来るストローク可変のプランジャポンプを提供するにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する為の、本発明によるストローク可変のプランジャポンプは、
被移送液中に浸漬したポンプ本体２のシリンダ壁に設けた吸入口２３と吐出口２４とを、その軸周りに回転駆動されるプランジャ４に設けた切欠部２５を介して、シリンダ室内に交互に連通させ、且つ、その軸周りに回転駆動される円筒カム１０の螺旋溝１０ａに係合させたカムフォロア１４の往復動を、プランジャ４に伝える様に構成されたものに於いて、
往復動するカムフォロア１４に交互に当接される様に、カムフォロア１４を挟んで対置し、当接後はカムフォロア１４に押されて一体に連動する１組の当接・連動部材５１Ａ，５１Ｂと、
１組の当接・連動部材の対置間隔を調節する為の間隔調節手段とを備えた、ストローク調節機構Ａが付設されており、
前記対置間隔を、１組の当接・連動部材が、カムフォロア１４を隙間無く挟み付けた最狭間隔Ｖにセットすると、プランジャ４がカムフォロア１４と一体に往復動し、
前記対置間隔を、前記最狭間隔Ｖに、カムフォロアの往復動ストロークＳを加えた最広間隔Ｗにセットすると、プランジャ４は、カムフォロア１４との連動関係を断たれ、
前記対置間隔を、前記最挟間隔と最広間隔との間の適宜の位置にセットした時には、カムフォロア１４が１組の当接・連動部材のいずれか一方に当接している間だけ、プランジャ４がカムフォロア１４と一体に連動する様に構成したことを特徴とする。
そして、前記間隔調節手段は、一方の当接・連動部材に回転自在に組付けた円筒形カム５４と、
この円筒形カム５４の螺旋溝５４ａに遊嵌状態で係合されて、他方の当接・連動部材を伴って往復動する従動部材５５と、
円筒形カム５４にスプライン軸を介して連結した回転軸５７に取付けた、間隔調節摘み５６とを備える構成にするとよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施例に就いて、図１〜図５を参照しながら説明する。
図１に、この実施例のプランジャポンプ１００の縦断面構造を示し、図２に、ポンプ本体２を滅菌・消毒液Ｂ中に浸漬させた使用状態を示した。
本発明のプランジャポンプ１００が、図６，図７に示した、本願の先願に係わるプランジャポンプ２００と異なる点は、図１〜図５中で、５０番台の数字符号を付して示した、プランジャ４の往復動ストロークを可変ならしめる為の、“ストローク調節機構Ａ”の部分だけである。
【００１７】
先願のプランジャポンプ２００の構造及び作動に就いては、〔従来の技術〕の項で、概略説明済みである。
そこで、重複説明は避けて、主として、本発明の特徴部分であるストローク調節機構Ａの部分に限って、以下に順次説明して行くことにする。
【００１８】
尚、図６，図７中では触れなかった、数字符号を付した構成部材の名称は、Ｃが殺菌液の貯留タンクであり、５はポンプの駆動手段、６は取付フレーム、９ａ出力軸，１０ｂは回転軸、２０はケーシング、２１は袋ナット、２６は入口継手、２７は出口継手、２９はストレーナ、３０は導出パイプ、３１は配管継手、３２はポンプの作動確認ゲージである。
【００１９】
図１に示した様に、上下動桿１２の回転駆動軸となる、被動ギア１５の回転軸１５ａの下端部は、可撓継手１３の上端部にスプライン嵌合させている。
可撓継手１３の下端側は、上下動桿１２及び下側の可撓継手１３Ｂを介して、プランジャ４に連結されている。
【００２０】
円筒カム１０の螺旋軸１０ａに、その係合ノブ１４ａを遊嵌させたカムフォロア１４には、可撓継手１３を遊嵌状態で挿通させる軸孔を穿っている。
その為、カムフォロア１４は、円筒カム１０の回転に伴って、可撓継手１３にガイドされた状態で、図３の（ａ）に示した様に、螺旋溝１０ａのピッチに相当する往復動ストロークＳを以て、上下動されることになる。
この往復動ストロークＳは、図３の（ｃ）に示した、プランジャ４の往復動ストロークＳに等しい。
【００２１】
更に、カムフォロア１４の往復動方向、即ち、上下方向の両外側には、カムフォロア１４を挟み込む様にして、プレート状の、１組の当接・連動部材５１Ａ及び５１Ｂを対置させている。
そして、上側の当接・連動部材５１Ａには、可撓継手１３を遊嵌状態で挿通させる為の軸孔を設けている。
【００２２】
下側の当接・連動部材５１Ｂは、上側の当接・連動部材５１Ａから所定距離隔てた上方箇所に対置したベースプレート５２に、連結用部材５３を介して一体に連結させている。
【００２３】
図１に示した様に、ベースプレート５２と、下側の当接・連動部材５１Ｂとの間には、円筒形カム５４を、その軸周りに回転自在に、可撓継手１３と隣り合わせて、縦向きに組付けている。
ベースプレート５２と、下側の当接・連動部材５１Ｂには、可撓継手１３の軸受を夫々組付けている。
【００２４】
外周面に螺旋溝５４ａを設けた円筒形カム５４には、円筒状の従動部材５５が摺動自在に外嵌されており、その内周面に突設した係合ノブ５５ａを、螺旋溝５４ａに遊嵌状態で係合させている。
【００２５】
円筒形カム５４の上端側には、上下１組の当接・連動部材５１Ａと５１Ｂとの対置間隔を可変ならしめる為の、間隔調節摘み５６の回転軸５７の下端部を、スプライン嵌合させている。
間隔調節摘み５６は、ポンプ基板１の上方に突出させた回転軸５７の上端部に軸嵌させている。
【００２６】
そして、下側の当接・連動部材５１Ｂとは完全に分離状態にある、上側の当接・連動部材５１Ａは、従動部材５５の上面に固着させている。
その為、間隔調節摘み５６を手動で回動させると、上側の当接・連動部材５１Ａを、円筒形カム５４の働きにより、従動部材５５の往復動ストローク分だけ、上下動させることが出来る。
【００２７】
次に、ストローク調節機構Ａの作動に就いて、図３〜図５も参照しながら説明する。
先ず、プランジャポンプ１００を、稼働率１００％の最大吐出量が得られる状態にセットする場合に就いて、図３を参照しながら説明する。
【００２８】
今、プランジャポンプ１００は、間隔調節摘み５６の指標が、前回の運転時に稼働率を調節した時のままの、稼働率５０％に相当する表示目盛（図示略）の位置に合わせてあったとする。
そこで、稼働率１００％の状態に切り替える為に、間隔調節摘み５６を、その指標が稼働率１００％に相当する表示目盛に合致する迄、手動で回動させて行く。
【００２９】
すると、この回動に連れて、回転軸５７も回動し、円筒形カム５４の働きにより、従動部材５５が、上側の当接・連動部材５１Ａを伴って下降動し、図３に示した様に、カムフォロア１４は、上下の当接・連動部材５１Ａと５１Ｂと間で隙間無く挟み付けられた状態になる。
これによって、稼働率１００％の状態がセットされる。
この時、上下の当接・連動部材５１Ａと５１Ｂとの対置間隔は、図３の（ｄ）に示した様に、最狭間隔Ｖとなる。
【００３０】
そこで、モータ８を起動させると、円筒カム１０が所定方向に回転し始める。
それに伴って、係合ノブ１４ａを螺旋溝１０ａに遊嵌させているカムフォロア１４は、図３の（ｂ）に示した様に、上昇動し始める。
【００３１】
カムフォロア１４は、上下１組の当接・連動部材５１Ａと５１Ｂとの間で挟付状態にあり、下側の当接・連動部材５１Ｂは、連結用部材５３を介して、ベースプレート５２と合体されており、可撓継手１３は、下側の当接・連動部材５１Ｂとベースプレート５２との間で挟持されており、可撓継手１３には、上下動桿１２を介して、プランジャ４が連結されている。
従って、プランジャ４は、カムフォロア１４の動きに追従して上昇動することになる（吸入工程）。
【００３２】
カムフォロア１４と連動するプランジャ４が、図３の（ｃ）に示した様に、上死点ラインＨに達すると、カムフォロア１４及びプランジャ４は、下降動に転じる（吐出工程）。
そして、カムフォロア１４及びプランジャ４が、図３の（ｄ）の状態を経て、（ａ）の状態に戻れば、ポンプの吸入・吐出作動の１サイクルが完了する。
【００３３】
次に、 プランジャポンプ１００の稼働率を零％に迄絞った状態にセットする場合の作動に就いて、図４を参照しながら説明する。
【００３４】
この時、間隔調節摘み５６が、例えば、稼働率１００％に相当する位置にセットしてあったとする。
そこで、間隔調節摘み５６を、稼働率零％に相当する目盛位置に向けて回動さて行くと、円筒形カム５４の回動に連れて、上側の当接・連動部材５１Ａは、従動部材５５に伴われて、図４に示した様に、その上昇動の上限位置に迄引き上げられる。
【００３５】
この時、上下の当接・連動部材５１Ａと５１Ｂとの対置間隔は、前記最狭間隔Ｖに、カムフォロア１４の往復動ストロークＳを加えた、図４の（ｄ）に示した最広間隔Ｗと、同等又はそれ以上に拡げられている。
【００３６】
その為、モータ８の起動に伴って円筒カム１０が回転し、カムフォロア１４がその往復動ストロークＳの範囲を上下動しても、図４の（ａ）〜（ｄ）に示した様に、カムフォロア１４の上面が、上側の当接・連動部材５１Ａに当接されることは全く無い。
そして、下側の当接・連動部材５１Ｂは、上記往復動ストロークＳの下限箇所に位置させている。
【００３７】
従って、カムフォロア１４が往復動しても、カムフォロア１４に設けた軸孔に遊嵌状態にある可撓継手１３は全く動かない。
その為、可撓継手１３の下側に連結されたプランジャ４も停止したままであり、 プランジャポンプ１００は空転状態になる。
【００３８】
次に、 プランジャポンプ１００の稼働率を５０％にセットした時の作動に就いて、図５を参照しながら説明する。
【００３９】
この場合は、間隔調節摘み５６を、稼働率５０％に相当する目盛位置に合わせると、円筒形カム５４の働きにより、上側の当接・連動部材５１Ａは、従動部材５５に伴われて、図５に示した様に、その上下動範囲の上限位置と下限位置との中間位置にもたらされる。
【００４０】
この状態で、モータ８を起動させると、円筒カム１０の回転に連れて、カムフォロア１４は、図５の（ｂ）に示した様に、下側の当接・連動部材５１Ｂから離れて、上側の当接・連動部材５１Ａに接近して行く。
この段階では、カムフォロア１４は、上下いずれの当接・連動部材５１Ａ，５１Ｂにも当接していない。
従って、可撓継手１３、上下動桿１２、及びプランジャ４は不動状態に保たれる。つまり、図５の（ａ）から（ｃ）の状態に達する迄の間は、ポンプは空転している。
【００４１】
カムフォロア１４が更に上昇して、図５の（ｃ）に示した様に、上側の当接・連動部材５１Ａに当接すると、以後は、カムフォロア１４は、可動継手１３、上下動桿１２、及びプランジャ４を連行しながら、図５の（ｄ）に示した様に、上昇を続ける。
【００４２】
カムフォロア１４が、図５の（ｅ）に示した様に、往復動の上限位置に達した時には、プランジャ４は、その下死点ラインＬと上死点ラインＨとの間の中間位置に迄しか達していない。
これは、ストローク調節機構Ａが、図５の（ａ）から（ｃ）の状態に達する迄の間は、既述の様に、プランジャ４が不動状態に保たれていたからである。
従って、プランジャポンプ１００の稼働率、別言すれば吐出能力を、５０％に迄絞り込むことが出来る。
【００４３】
プランジャポンプ１００の稼働率を、１００％〜０％の範囲で任意に絞り込むには、間隔調節摘み５６を、所望稼働率に相当する目盛位置に合わせるだけで、プランジャ４の動きを止めて空転状態にする期間を任意に変えることが出来て、所期の目的が達成される。
【００４４】
尚、１組の当接・連動部材５１Ａ，５１Ｂの形態、及びその対置間隔を調節する為の間隔調節手段の構成は、図示に限られず、周知の技術を活用して適宜に設計変更しても、本発明の目的は達成される。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかな様に、本発明によるストローク可変のプランジャポンプは、その吐出量を調節するのに、駆動モータの回転数や、間欠運転間隔を、付設の制御回路により電気的に調節していた従来のものに比べて、以下に列挙した如き実用上のより優れた機能を発揮してくれる。
（ａ）  ストロークを調節するのに、従来の電気的な制御回路に替えて、構造が簡素で、純粋に機械的に作動するストローク調節機構を組付けている。
（ｂ）  その為、山間部の簡易水道への殺菌剤の定量注入に用いる場合には、雷の発生時に制御回路が損傷を被る恐れが無くなる。
（ｃ）  制御回路とは異なって、部品の経年劣化等による故障の恐れが殆ど皆無になる。
（ｄ）  従って、知らないうちに、簡易水道が殺菌処理されずに給水されてしまうという不測の事態を招かなくて済む。
（ｅ）  簡易水道水の消毒用以外にも、温泉や、温水プールや大型浴槽を備えたレジャー施設等で用いても、その優れた特性を充分に発揮する。
（ｆ）  制御回路を付設したものに比べて、製作費を目立って節減出来る。
（ｇ）  総じて言えば、既存品に比べて、故障や経年劣化の恐れが格段に少なくて、保守・点検の手間が省ける等、より信頼性の優れたプランジャポンプを、より安価に提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、プランジャポンプの縦断面図である。
【図２】同上、プランジャポンプの使用状態を示す側面図である。
【図３】同上、プランジャポンプの吐出能力（稼働率）を１００％にセットした時の、ストローク調節機構の作動説明図である。
【図４】同上、プランジャポンプの吐出能力を０％にセットした時の、ストローク調節機構の作動説明図である。
【図５】同上、プランジャポンプの吐出能力を５０％に調節した時の、ストローク調節機構の作動説明図である。
【図６】本願の先願発明に成るプランジャポンプの、縦断面図である。
【図７】同上、図２相当図である。
【符号の説明】
１００  本発明の一実施例としてのプランジャポンプ
Ａ  ストローク調節機構
Ｂ  滅菌・消毒液
Ｃ  液貯留タンク
Ｈ  プランジャの上死点ライン
Ｌ  プランジャの下死点ライン
Ｓ  プランジャ（カムフォロア）の往復動ストローク
Ｖ  最狭間隔
Ｗ  最広間隔
１  ポンプ基板
２  ポンプ本体
３  延長管
４  プランジャ
５  駆動手段
６  取付フレーム
７  天板
８  モータ
９  減速機
９ａ  出力軸
１０  円筒カム
１０ａ  螺旋溝
１０ｂ  回転軸
１１  駆動ギア
１２  上下動桿
１３，１３Ｂ  可撓継手
１４  カムフォロア
１４ａ  係合ノブ
１５  被動ギア
１５ａ  回転軸
２０  ケーシング
２１  袋ナット
２２  シリンダ
２３  吸入口
２４  吐出口
２５  切欠部
２６  入口継手
２７  出口継手
２８  栓体
２９  ストレーナ
３０  導出パイプ
３１  配管継手
３２  作動確認ゲージ
５１Ａ  上側の当接・連動部材
５１Ｂ  下側の当接・連動部材
５２  ベースプレート
５３  連結用部材
５４  円筒形カム
５４ａ  螺旋溝
５５  従動部材
５５ａ  係合ノブ
５６  間隔調節摘み
５７  回転軸
２００  従来例としてのプランジャポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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