(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同軸に且つ反対向きに配置された１対の往復ポンプ（１２）と、これらの往復ポンプ（１２）のそれぞれに設けられているピストンロッド（１６）の互いに対向する端部同士を一定の間隔を置いて連結するコネクションロッド（３０）であって、前記ピストンロッド（１６）の前記互いに対向する端部にそれぞれ固定された固定部分（３０ａ）と、これらの固定部分（３０ａ）をつなぐ薄肉部分（３０ｂ）とからなる、コネクションロッド（３０）と、
前記１対の往復ポンプ（１２）における前記ピストンロッド（１６）のそれぞれに固定された前記コネクションロッド（３０）の前記固定部分の互いに対向する端面（３０ｃ）間に配置される円柱形の偏芯カム（３４）が一端に一体的に設けられており、他端が前記コネクションロッド（３０）の前記薄肉部分（３０ｂ）から離れる方向に延びているクランク軸（３２）と、
前記偏芯カム（３４）の外周面を囲むように該偏芯カム（３４）に取り付けられた軸受（３６）と、
前記軸受（３６）の外周面を囲むよう該軸受（３６）に取り付けられ、前記コネクションロッド（３０）の前記固定部分の前記端面（３０ｃ）に外周面が接するカラー（３８）と
を備え、
前記カラー（３８）と前記コネクションロッド（３０）の前記固定部分の前記端面（３０ｃ）との間の接触部分が互いに摺動可能な平面（３０ｃ，４０）となっており、一方の前記接触部分の平面（３０ｃ，４０）が他方の前記接触部分の平面（３０ｃ，４０）と平行であり、
前記コネクションロッド（３０）の前記薄肉部分（３０ｂ）に近い側となる前記カラー（３８）の端部には、内方に突出する環状の突出部分が形成されており、この突出部分が前記薄肉部分（３０ｂ）と前記軸受（３６）の外レースとの間に配置され、それによって、前記薄肉部分（３０ｂ）と前記軸受（３６）及び前記偏芯カム（３４）との間に間隙が形成されるよう構成されており、
前記偏心カム（３４）は、前記クランク軸（３２）の前記一端の端面の一部のみに前記偏心カム（３４）の一部が重なる態様で、前記クランク軸（３２）の回転軸線に対して偏心しており、前記クランク軸（３２）の前記一端の端面における前記偏心カム（３４）と重なっていない部分により、前記薄肉部分（３０ｂ）とは離れている側の前記軸受の内レースの端部が支持されており、
前記カラー（３８）が多孔質の焼結体からなる、往復ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復ポンプに関し、特に、往復ポンプ装置のクランク軸とピストンロッドとの間の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
往復ポンプ装置は従来から種々の型式が知られているが、背負式動力噴霧機等に用いられる往復ポンプ装置としては、下記の特許文献１に記載されているようなものがある。この往復ポンプ装置は、互いに反対向きであって直列に配置された１対の往復ポンプを備えており、それぞれのピストンロッドがコネクションロッドによって一定の間隔を置いて連結されている。ピストンロッドの対向端面間には、クランク軸の一端の偏芯カムが軸受を介して配置されている。
【０００３】
このような構成において、クランク軸を回転駆動すると、クランク軸の偏芯カムと共に回転する軸受の外周面がピストンロッドの端面を押し、ピストンロッドを往復動させる。
【特許文献１】実公平８−４１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されているような従来の往復ポンプ装置では、駆動時、軸受が偏芯カムと共に左右（ピストンロッドの長手方向軸線に直交する方向）に移動する。しかしながら、軸受の外周面はピストンロッドの端面に線接触しているため、軸受とピストンロッドの接触部分相互の面圧が高く、円滑な動作が得られず、また摩耗しやすいという問題点がある。これは、往復ポンプ装置を高圧化した場合に顕著となる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、クランク軸からピストンロッドへの動力伝達を円滑に行い、摩耗の少ない往復ポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による往復ポンプ装置（１０）は、互いに同軸に且つ反対向きに配置された１対の往復ポンプ（１２）と、これらの往復ポンプ（１２）のそれぞれに設けられているピストンロッド（１６）の互いに対向する端部同士を一定の間隔を置いて連結するコネクションロッド（３０）であって、前記ピストンロッド（１６）の前記互いに対向する端部にそれぞれ固定された固定部分（３０ａ）と、これらの固定部分（３０ａ）をつなぐ薄肉部分（３０ｂ）とからなる、コネクションロッド（３０）と、前記１対の往復ポンプ（１２）におけるピストンロッド（１６）のそれぞれに固定されたコネクションロッド（３０）の固定部分の互いに対向する端面（３０ｃ）間に配置される円柱形の偏芯カム（３４）が一端に一体的に設けられており、他端がコネクションロッド（３０）の前記薄肉部分（３０ｂ）から離れる方向に延びているクランク軸（３２）と、偏芯カム（３４）の外周面を囲むように該偏芯カム（３４）に取り付けられた軸受（３６）と、軸受（３６）の外周面を囲むよう該軸受（３６）に取り付けられ、コネクションロッド（３０）の固定部分の前記端面（３０ｃ）に外周面が接するカラー（３８）とを備えるものであり、カラー（３８）とコネクションロッド（３０）の固定部分の端面（３０ｃ）との間の接触部分が互いに摺動可能な平面（３０ｃ，４０）となっており、一方の接触部分の平面（３０ｃ，４０）が他方の接触部分の平面（３０ｃ，４０）と平行になっており、コネクションロッド（３０）の薄肉部分（３０ｂ）に近い側となるカラー（３８）の端部に内方に突出する環状の突出部分が形成されており、この突出部分が薄肉部分（３０ｂ）と軸受（３６）の外レースとの間に配置され、それによって、薄肉部分（３０ｂ）と軸受（３６）及び偏芯カム（３４）との間に間隙が形成されるよう構成されており、偏心カム（３４）は、クランク軸（３２）の前記一端の端面の一部のみに偏心カム（３４）の一部が重なる態様で、クランク軸（３２）の回転軸線に対して偏心しており、クランク軸（３２）の前記一端の端面における偏心カム（３４）と重なっていない部分により、薄肉部分（３０ｂ）とは離れている側の軸受の内レースの端部が支持されていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成においては、ポンプ駆動時、軸受（３６）とピストンロッド（１６）の端面（３０ｃ）との間にカラー（３８）が介在され、そのカラー（３８）とピストンロッド（１６）との間の接触部分、すなわち摺動面が平面（３０ｃ，４０）となっているので、線接触であった従来構成に比して、摺動面の面圧が低くなり、当該部分の摩耗も低減される。
【０００８】
なお、カラー（３８）は多孔質の焼結体からなるものであることが有効である。摩耗防止用のグリスをカラー（３８）に塗布しておくと、ポンプ駆動時の熱によりグリスは液状化してカラー（３８）の内部に潤浸し、カラー（３８）とピストンロッド（１６）との間の摺動部分にグリスを供給することが可能となるからである。
【発明の効果】
【０００９】
上述したように、本発明によれば、クランク軸（３２）の偏芯カム（３４）に軸受（３６）を介して取り付けられたカラー（３８）とピストンロッド（１６）の端面（３０ｃ）との接触が面接触となるため、接触部分（３０ｃ，４０）の面圧が低くなり、摺動動作が円滑となり、その部分の摩耗が抑制される。その結果、往復ポンプ装置（１０）の高圧化、高性能化に寄与することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明による往復ポンプ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明による往復ポンプ装置の部分断面図であり、図２は、図１のII−II線に沿っての部分断面図である。図示の往復ポンプ装置１０は、１対の往復ポンプ１２が互いに反対向きの状態で且つ同軸に配置されている。各往復ポンプ１２は、シリンダ１４と、シリンダ１４内を往復動するピストンロッド１６と、吐出弁１８と、吸水弁２０とを備え、ピストンロッド１６の往復動によって吸水口２８から液体が流路２６を通り、更に流路２４を通って吐出口２２から吐出されるようになっている。各往復ポンプ１２は交互に動作するため、流路２４には間断なく液体が供給され、液体は吐出口２２から高効率で安定して吐出される。
【００１２】
各往復ポンプ１２のピストンロッド１６は、他方のピストンロッド１６と、対向端部間で一定の間隔を置いてコネクションロッド３０によって連結されている。コネクションロッド３０は、各ピストンロッド１６にボルト３１により固定される固定部分３０ａと、これらの固定部分３０ａ間をつなぐ薄肉部分３０ｂとから構成されている。固定部分３０ａの互いに対向する面３０ｃは、ピストンロッド１６の長手方向軸線に直交する平面となっている。固定部分３０ａはピストンロッド１６の延長部分として機能し、平面３０ｃはピストンロッド１６の端面に相当するものとなっている。
【００１３】
コネクションロッド３０の固定部分３０ａ間には、クランク軸３２の一端に一体的に設けられた偏芯カム３４が配置されている。偏芯カム３４はクランク軸３２の回転軸線に対して偏芯して配置されている。また、偏芯カム３４には、その外周面を囲むように軸受３６が取り付けられている。図示実施形態では、軸受３６は２個設けられており、偏芯カム３４に嵌着される内レースと、その外側に同軸に配置される外レースと、内レースと外レースとの間に配置される複数の鋼球とからなる玉軸受である。
【００１４】
軸受３６にはカラー３８が囲むようにして取り付けられている。カラー３８は略円筒体であり、その内周面に軸受３６の外レースが嵌着されている。カラー３８は、図３からも理解される通り、その外周面に１対の平面４０が形成されている。これらの平面４０は互いに平行であり、その間隔は前記コネクションロッド３０における固定部分３０ａの平面３０ｃ間の間隔と同等又は僅かに小さい。従って、カラー３８は、その平面４０とコネクションロッド３０の平面３０ｃとを摺動可能に接触させた状態で、コネクションロッド３０の固定部分３０ａ間に配置される。
【００１５】
なお、理由は以下で述べるが、カラー３８は耐摩耗性のある硬質材料から作られ、特に焼結合金や焼結金属、セラミック等の多孔質の焼結体で成形されることが有効である。
【００１６】
クランク軸３２は、外部駆動源、例えばエンジン（図示しない）に伝動装置４２を介して接続されている。エンジンを駆動すると、クランク軸３２が回転し、例えば図２の矢印Ａ方向に、偏芯カム３４、軸受３６及びカラー３８がクランク軸３２の回転軸線を中心として旋回する。その結果、図２において、カラー３８は、コネクションロッド３０の上側の固定部分３０ａを押し上側のピストンロッド１６を上方に押動すると共に、コネクションロッド３０により連結されている下側のピストンロッド１６を上方に移動させる。上側のピストンロッド１６が上死点（下側のピストンロッド１６は下死点）に達した後は、カラー３８は、コネクションロッド３０の下側の固定部分３０ａを押し、ピストンロッド１６を下方に移動させる。このようにして、ピストンロッド１６が往復動し、前述したように、流体が吸水口２８から液体が流路２６を通り、更に流路２４を通って吐出口２２から吐出される。
【００１７】
ポンプ駆動時、カラー３８はコネクションロッド３０の固定部分３０ａに対して左右に移動するが、カラー３８と固定部分３０ａの接触部分は平面３０ｃ，４０となっているため、平面３０ｃ，４０の相互にかかる面圧は低い。その結果、クランク軸３２からピストンロッド１６への動力伝達を効率的に行うことができると共に、円滑な摺動動作が得られ、よって当該部分の摩耗も少なくてすみ、往復ポンプ装置１０全体の耐久性も向上する。その結果、往復ポンプ装置１０の高圧化、或いは高性能化を図ることが可能となる。
【００１８】
なお、摩耗防止のため、グリスが偏芯カム３４、軸受３６、カラー３８及びコネクションロッド３０に塗布される。このグリスは、ポンプ駆動時の熱により液状化し、多孔質の焼結体からなるカラー３８の内部に潤浸する。これにより、液状化したグリスがカラー３８の平面４０とコネクションロッド３０の固定部分３０ａの平面３０ｃとの間に供給され、摺動部分を潤滑することができる。これによっても、カラー３８及びコネクションロッド３０の摩耗を防止することが可能となる。
【００１９】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、上記実施形態ではコネクションロッド３０に形成された平面３０ｃ間にカラー３８を配置する構成を採っているが、上記特許文献１に記載の往復ポンプ装置のようにピストンロッドの対向端面が露出している場合、そこにカラーを配置することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による往復ポンプ装置の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての部分断面図である。
【図３】本発明による往復ポンプ装置で使用されるカラーを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０…往復ポンプ装置、１２…往復ポンプ、１４…シリンダ、１６…ピストンロッド、３０…コネクションロッド、３０ｃ…平面（ピストンロッドの端面）、３２…クランク軸、３４…偏芯カム、３６…軸受、３８…カラー、４０…平面。
【図１】
0004699943.tif 000002
【図２】
0004699943.tif 000003
【図３】
0004699943.tif 000004