(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室（３８）と、当該ポンプ室（３８）内を往復動するとともに後端側が駆動部に連結された往復動部材（３２，６２）と、当該往復動部材（３２，６２）の前端側に設けられるとともに前後に液体を流すことが可能な流路（６３ａ）を有するストッパ（６３）と、当該ストッパ（６３）との間に間隔をあけて前記往復動部材（３２，６２）の当該ストッパ（６３）より後側に設けられる弁座（６１）と、前記往復動部材（３２，６２）が挿入された状態で、当該往復動部材（３２，６２）の外周面との間に液体を流すことが可能な隙間（６７）を有し、かつ、前記ストッパ（６３）と前記弁座（６１）との間に前記往復動部材（３２，６２）の軸方向に沿って移動自在に設けられた環状の弁体と、当該弁体の外周側に設けられ前記ポンプ室（３８）内周面を摺動するピストンパッキンとを備えた強制弁式ピストンポンプにおいて、
前記弁体と前記ピストンパッキンが一体に合成樹脂または合成ゴムにより形成されてピストン弁体（１，１Ａ）とされ、
前記ピストン弁体（１，１Ａ）の外周面の前部に当該ピストン弁体（１，１Ａ）の周方向に沿って径方向外側に突出するリップ部（４）が設けられ、当該リップ部（４）の断面形状は、最も外径が大きくなる最外径部（５）がピストン弁体（１，１Ａ）の外周面の前端部に形成され、この最外径部（５）の後側では当該最外径部（５）から後に向かうにつれて次第に外径が小さくなるように緩やかに傾斜した形状になっており、
前記ピストン弁体（１，１Ａ）の前面に環状の溝（８，８Ａ）が形成され、
前記ピストン弁体（１，１Ａ）の前端部は、前記溝（８）により外周部（１０）と内周部（１１）とに分割され、外周面に前記リップ部（４）が形成された前記外周部（１０）の前面より、前記内周部（１１）の前面の方が前方に突出している、
ことを特徴とする強制弁式ピストンポンプ。
【請求項２】
前記溝（８，８Ａ）に弾性環状部材（９）が挿入されて嵌合され、当該弾性環状部材（９）の弾性力により前記ピストン弁体（１，１Ａ）の前記リップ部（４）が前記ポンプ室（３８）の内周面に押し付けられていることを特徴とする請求項１に記載の強制弁式ピストンポンプ。
【請求項３】
前記リップ部（４）の最も外径が大きくなる前記最外径部（５）と前記弾性環状部材（９）とが重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の強制弁式ピストンポンプ。
【請求項４】
前記リップ部（４）の前記最外径部（５）より後側の部分と前記弾性環状部材（９）とが重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の強制弁式ピストンポンプ。
【請求項５】
前記ピストン弁体（１，１Ａ）の後面の外周縁側の角部が面取りされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の強制弁式ピストンポンプ。
【請求項６】
前記ピストン弁体（１，１Ａ）の前面の外周縁側の角部が面取りされていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の強制弁式ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強制弁式ピストンポンプ（ユニフロー式ピストンポンプ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の強制弁式ピストンポンプは、たとえば、図４に示すように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
この強制弁式ピストンポンプは、クランクケース３１を有しており、クランクケース３１内にはオイル（潤滑油）が収容されている。また、クランクケース３１には、ピストンロッド（往復動部材）３２がオイルシール３３を介して往復動自在に挿入されている。このピストンロッド３２の後端部は、クランクケース３１内の駆動部（図示せず）に連結されており、この駆動部よって往復動するようになっている。また、クランクケース３１の前側には、シリンダ元金具３４が連設されており、シリンダ元金具３４には吸水口３５が形成されている。
【０００３】
シリンダ元金具３４の前側には、シリンダ３７の後端部が液密に嵌入されており、シリンダ３７内には、ポンプ室３８が吸水口３５に連通して形成されている。ポンプ室３８内には、たとえば、水、農業用薬剤などの液体が出し入れされる。また、ポンプ室３８には、ピストンロッド３２の先端部が延びている。このピストンロッド３２の小径部３２ａの外側には、スリーブ４１が液密に嵌合されており、このスリーブ４１の部分がシールパッキン４２を介してシリンダ元金具３４に支持されている。このスリーブ４１と前記ピストンロッド３２からポンプ室３８内で往復する往復動部材が構成されている。シールパッキン４２とオイルシール３３との間には、概略筒状のシール押え４４が介在されており、このシール押え４４内にフェルトパッキン４５が配設され、このフェルトパッキン４５はスリーブ４１の外側に取り付けられている。フェルトパッキン４５の上端部は、クランクケース３１の注油口３１ａに対向しており、その下端部は、クランクケース３１に取り付けられたオイルパン４６内に挿入されている。
【０００４】
また、ピストンロッド３２の先端部には、スリーブ４１の前側に、吸水弁座６１、カラー（往復動部材）６２、ストッパ６３が順に組み込まれている。そして、ピストンロッド３２の小径部３２ａの外側に、後側から順に、振り切り座金５１、スリーブ４１、吸水弁座６１、カラー６２、ストッパ６３が嵌合され、ナット６５がピストンロッド３２の先端部に締め込まれることにより、これらの部材がピストンロッド３２の段差部３２ｂとナット６５との間に挟持されている。
【０００５】
吸水弁座６１とストッパ６３との間のカラー６２の外側には、環状の弁体６６が遊嵌されており、弁体６６とカラー６２との間には隙間６７が形成されるようになっている。この弁体６６の外周にはピストンパッキン６８が装着されており、このピストンパッキン６８はシリンダ３７の内周面（ポンプ室３８の内周面）を摺動するようになっている。弁体６６は、吸水弁座６１とストッパ６３との間の距離より短い長さに設定されており、弁体６６がストッパ６３に当接したときに、弁体６６と吸水弁座６１との間に隙間６９が形成されるようになっている。ストッパ６３には通孔（流路）６３ａが形成されており、弁体６６がストッパ６３に当接したときに、この通孔６３ａが弁体６６とカラー６２との間の隙間６７と連通するようになっている。
【０００６】
また、シリンダ３７の先端部には、シリンダ先金具７１が液密に嵌合されており、シリンダ先金具７１には、吐出口７２がポンプ室３８に連通して形成されている。また、シリンダ３７とシリンダ先金具７１との間には、吐出弁組立体７３が設けられており、この吐出弁組立体７３は、ポンプ室３８から吐出口７２への流れのみを許容する逆止弁として機能する。シールパッキン４２から前側（シリンダ先金具７１側）が液体を吸い込み、吐き出すポンプ作用を行うポンプ部となっている。
【０００７】
次に、この強制弁式ピストンポンプの作用について説明する。
駆動部により、ピストンロッド３２を往復動（前進・後退）させると、ピストンロッド３２の先端部がポンプ室３８内を進退移動し、これにより液体が吸水口３５からポンプ室３８を経て吐出口７２へ移動し、ポンプとして機能する。
【０００８】
すなわち、ピストンロッド３２が吸水工程において後退（シリンダ元金具３４側へ移動）すると、ピストンロッド３２の先端部がポンプ室３８内を後退して行き、これにより図４の上側の弁体６６のように、弁体６６がストッパ６３に当接し、弁体６６が吸水弁座６１から離れる。この際に、弁体６６とカラー６２との間の隙間６７とストッパ６３の通孔６３ａが連通した状態となるとともに、前記隙間６７と弁体６６と吸水弁座６１との間の隙間６９が連通する。そうすると、吸水口３５から吸込まれて後退するピストンパッキン６８の後側にある液体が、弁体６６と吸水弁座６１との間に隙間６９、弁体６６とカラー６２との間には隙間６７およびストッパ６３の通孔６３ａを順に通って、ポンプ室３８内（ピストンパッキン６８の前側）に流入する。
【０００９】
一方、ピストンロッド３２が吐出工程にいて前進（シリンダ先金具７１側へ移動）すると、ピストンロッド３２の先端部がポンプ室３８内を前進して行き、これにより図４の下側の弁体６６のように、弁体６６が吸水弁座６１に当接する。これにより、弁体６６と吸水弁座６１との間の隙間６９がなくなることで、弁体６６とカラー６２との間の隙間６７が吸水弁座６１により閉塞された状態となる。そうすると、ポンプ室３８の液体が弁体６６と当該弁体６６に取り付けられたピストンパッキン６８と吸水弁座６１とによりポンプ室３８から押し出され、吐出弁組立体７３を経て吐出口７２から吐き出される。なお、この際に、前進するピストンパッキン６８の後側に吸水口３５から液体が吸い込まれることになる。
【００１０】
ところで、従来、このようなピストンポンプにあっては、金属製の弁体６６にピストンパッキン６８がかしめ加工などにより取り付けられている。また、ピストンパッキン６８の材質は、通常、耐油性に優れ、かつ、加工性が良く、機械的強度に優れたＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）系の合成ゴムが用いられている。また、弁体６６としては、使用される液体（使用液体）に耐える金属が用いられる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−２４２１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来の強制弁式ピストンポンプにおいては、ピストンパッキンおよび吸水弁として機能し、シリンダ内周面を摺動するとともに、ピストンロッド３２（カラー６２）に対しても移動する部材が、合成ゴム製のピストンパッキン６８と金属製の弁体６６とからなる構造であるので、軽量化が難しいという問題がある。
また、強制弁式ピストンポンプの製造に際し、弁体６６にピストンパッキン６８をかしめ加工により取り付けるので、部品の加工および組立作業に手間がかかる。
【００１３】
また、ＮＢＲ系ゴムからなるピストンパッキン６８は、耐薬品性に乏しく、使用液体が限定されてしまう。
また、ピストンパッキン６８を合成ゴムではない合成樹脂とすることで、たとえば、耐薬品性に優れた材料を容易に選択することが可能となるが、このような合成樹脂を用いた場合に、弁体６６をかしめて、ピストンパッキン６８を当該弁体６６に取り付けるものとした際に、寸法公差などの問題を解消することが難しく、必ずしも最適な材料を選択できない。
また、使用液体によっては、弁体６６として使用液体に対して耐性のある金属を選択した場合に弁体６６が高価なものとなって、高コストとなってしまうなどといった問題がある。
【００１４】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、弁体とピストンパッキンとからなる部分を軽量化することができ、部品の長寿命化および低騒音化を図ることができるとともに、製造コストの低減および使用用途の拡大を図ることができる強制弁式ピストンポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の強制弁式ピストンポンプは、ポンプ室（３８）と、当該ポンプ室（３８）内を往復動するとともに後端側が駆動部に連結された往復動部材（３２，６２）と、当該往復動部材（３２，６２）の前端側に設けられるとともに前後に液体を流すことが可能な流路（６３ａ）を有するストッパ（６３）と、当該ストッパ（６３）との間に間隔をあけて前記往復動部材（３２，６２）の当該ストッパ（６３）より後側に設けられる弁座（６１）と、前記往復動部材（３２，６２）が挿入された状態で、当該往復動部材（３２，６２）の外周面との間に液体を流すことが可能な隙間（６７）を有し、かつ、前記ストッパ（６３）と前記弁座（６１）との間に前記往復動部材（３２，６２）の軸方向に沿って移動自在に設けられた環状の弁体と、当該弁体の外周側に設けられ前記ポンプ室（３８）内周面を摺動するピストンパッキンとを備えた強制弁式ピストンポンプにおいて、
前記弁体と前記ピストンパッキンが一体に合成樹脂または合成ゴムにより形成されてピストン弁体（１，１Ａ）とされ、
前記ピストン弁体（１，１Ａ）の外周面の前部に当該ピストン弁体（１，１Ａ）の周方向に沿って径方向外側に突出するリップ部（４）が設けられ、当該リップ部（４）の断面形状は、最も外径が大きくなる最外径部（５）がピストン弁体（１，１Ａ）の外周面の前端部に形成され、この最外径部（５）の後側では当該最外径部（５）から後に向かうにつれて次第に外径が小さくなるように緩やかに傾斜した形状になっており、
前記ピストン弁体（１，１Ａ）の前面に環状の溝（８，８Ａ）が形成され、
前記ピストン弁体（１，１Ａ）の前端部は、前記溝（８）により外周部（１０）と内周部（１１）とに分割され、外周面に前記リップ部（４）が形成された前記外周部（１０）の前面より、前記内周部（１１）の前面の方が前方に突出している、
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の発明においては、弁体とピストンパッキンとが一体に合成樹脂または合成ゴムにより形成されてピストン弁体となっているので、弁体およびピストンパッキンとして機能するこのピストン弁体の軽量化を図ることができる。
ここで、ピストン弁体は、ポンプ作動時にストッパと吸水弁座とに交互に衝突するが、ピストン弁体を軽量化することができるので、上記衝突した際の衝撃エネルギを低減することができる。このため、上記衝突により発生する動作音の音量を低減することができ、低騒音化を図ることができるとともに、ピストン弁体、吸水弁座、ストッパ等の各部材に作用する衝撃力を低減でき、これらの部品の長寿命化を図ることができる。なお、弁体部分への衝撃力が低減されることから、ピストン弁体を合成樹脂製または合成ゴム製としても十分に使用に耐えうるものとなる。
【００１７】
また、強制弁式ピストンポンプの製造において、弁体にピストンパッキンを取り付ける工程がなくなり、組立作業を容易にすることができる。
また、弁体でピストンパッキンをかしめる必要がないので、ピストンパッキンの材質によって、問題が生じることがなく、ピストン弁体を目的に応じて多くの合成樹脂から選択可能となる。すなわち、従来のピストンパッキンよりも耐薬品性に優れたものや、その他の特性を有する合成樹脂を比較的自由に選択することができる。
また、従来、使用液体によっては、弁体として高価な金属を用いる必要がありコスト増の原因となったが、このピストン弁体１によれば、高価な金属より低価格な合成樹脂で対応可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００１８】
また、ピストン弁体が合成樹脂により一体に形成されるので、弁体にピストンパッキンを取り付ける工程をなくすることができるため、製造を簡略化でき、製造コストを低減することができる。
また、弁体にピストンパッキンをかしめ加工する必要がないので、ピストン弁体の材質の選択肢が多くなり、たとえば、耐薬品性に優れた合成樹脂または合成ゴムを用いることも容易になり、強制弁式ピストンポンプに使用される液体の自由度が高くなる。
また、従来、使用液体によって高価な金属を用いる必要があった弁体を合成樹脂製または合成ゴム製としたので、この点においても製造コストの低減を図ることができる。
また、ピストン弁体の前面に環状の溝を設けることで、外周側のリップ部が変位しやすい状態となり、液体吐出時に、ピストン弁体の前面側が高圧力状態となった際に、ピストン弁体の前端部の前記溝より外周側が拡がり、リップ部がポンプ室内周面にさらに押し付けられてシール性を向上することができる。
また、ピストン弁体の前面に、リップ部より前方に突出する当接部が設けられているので、動作時にストッパに当接部が衝突するため、リップ部が傷つくのを防止することができる。
【００１９】
請求項２に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項１に記載の発明において、前記溝（８，８Ａ）に弾性環状部材（９）が挿入されて嵌合され、当該弾性環状部材（９）の弾性力により前記ピストン弁体（１，１Ａ）の前記リップ部（４）が前記ポンプ室（３８）の内周面に押し付けられていることを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明においては、溝に挿入されて嵌合している弾性環状部材の弾性力によりピストン弁体のリップ部をポンプ室内周面に押し付けることができるので、ピストン弁体のシール性を向上することができる。すなわち、ピストン弁体を弾性変形しにくい合成樹脂等により形成した場合でも、弾性環状部材の弾性力によりシール性を確保することができる。また、ピストン弁体の外周に磨耗が生じ、ピストン弁体の外径が小さくなるようなことがあっても、弾性環状部材の弾性力によりシール性を維持することができ、これによりピストン弁体の長寿命化を図ることができる。
【００２２】
請求項３に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項２に記載の発明において、前記リップ部（４）の最も外径が大きくなる前記最外径部（５）と前記弾性環状部材（９）とが重なる位置に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の発明においては、リップ部の最も外径が大きくなる最外径部と弾性環状部材とが重なる位置に配置されているので、リップ部の最外径部をポンプ室内周面に強く押し付けることができるため、高圧での使用に適しており、低粘度の使用液体で高速運転する場合に有利となる。
【００２４】
請求項４に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項２に記載の発明において、前記リップ部（４）の前記最外径部（５）より後側の部分と前記弾性環状部材（９）とが重なる位置に配置されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項４に記載の発明においては、最外径部より後側のリップ部と弾性環状部材が重なる位置に配置されているので、リップ部が幅広くポンプ室の内周面に接触するようになるため、高粘度の使用液体を低速、低圧で吐出することに優れたポンプとなる。
【００２６】
請求項５に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記ピストン弁体（１，１Ａ）の後面の外周縁側の角部が面取りされていることを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載の発明においては、ピストン弁体（１，１Ａ）の後面の外周縁側の角が面取りされているので、ピストン弁体の後面が弁座に衝突した際に、ピストン弁体の後端部が衝撃で外周側に広がるように変形しても、前記面取りによりピストン弁体の後端部の径が小さくなっているため、変形部分がポンプ室の内周面に達することがなく、このため変形部分がポンプ室の内周面に当たって擦られて損傷することを防止することができる。
【００２８】
請求項６に記載の強制弁式ピストンポンプは、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記ピストン弁体（１，１Ａ）の前面の外周縁側の角部が面取りされていることを特徴とする。
【００２９】
請求項６に記載の発明においては、ピストン弁体（１，１Ａ）の前面の外周縁側の角部が面取りされているので、強制弁式ピストンポンプの組み立て時に、ポンプ室にピストン弁体を容易に挿入することができる。
【００３２】
なお、上記における括弧内の符号は、図面において対応する要素を便宜的に表記したものであり、したがって本発明は図面上の記載に限定されるものではない。これは、「特許請求の範囲」の記載についても同様である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の強制弁式ピストンポンプによれば、弁体とピストンパッキンを一体に合成樹脂または合成ゴムにより形成しピストン弁体としたので、弁体およびピストンパッキンの機能を有するこのピストン弁体を軽量化することができ、部品の長寿命化および低騒音化を図ることができるとともに、製造コストの低減および使用用途の拡大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る強制弁式ピストンポンプの要部を示す断面図であり、図２はピストン弁体を示す断面図である。
なお、第１の実施形態の特徴は、強制弁式ピストンポンプにおける弁体およびピストンパッキンの構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、第１の実施の形態の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図４と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００３５】
図１に示すように、この強制弁式ピストンポンプにおいては、従来と同様に、ピストンロッド（往復動部材）３２の先端部には、スリーブ４１の前側に、吸水弁座６１、カラー（往復動部材）６２、ストッパ６３が順に組み込まれている。そして、ピストンロッド３２の小径部３２ａの外側に、後側から順に、振り切り座金５１、スリーブ４１、吸水弁座６１、カラー６２、ストッパ６３が嵌合され、ナット６５がピストンロッド３２の先端部に締め込まれることにより、これらの部材がピストンロッド３２の段差部３２ｂとナット６５との間に挟持されている。吸水弁座６１とストッパ６３との間の間隔は、カラー６２に長さにより決定されるようになっている。
【００３６】
吸水弁座６１とストッパ６３との間のカラー６２の外側には、肉厚な筒状（環状）のピストン弁体１が遊嵌されている。このピストン弁体１は、図４に示す従来の弁体６６とピストンパッキン６８とが合成樹脂により一体に形成されているものであり、弁体（吸水弁）としての機能とピストンパッキン（ピストン）としての機能の両方を有している。
【００３７】
このピストン弁体１の内径は、ピストンロッド３２の小径部３２ａの周囲でストッパ６３と吸水弁座６１との間に設けられた筒状のカラー６２の外径よりも大きく設定されている。これにより、カラー６２の外周面とピストン弁体１の内周面との間には、使用液体を前後に流動可能な隙間６７が形成されるようになっている。また、ピストン弁体１がストッパ６３に当接したときに、ストッパ６３の通孔（流路）６３ａがピストン弁体１とカラー６２との間の隙間６７と連通するようになっている。
【００３８】
また、ピストン弁体１の前後方向の長さ（厚さ）は、吸水弁座６１とストッパ６３との間の間隔（カラー６２の長さ）よりも短く設定されており、これによりピストン弁体１がストッパ６３に当接したときに、ピストン弁体１と吸水弁座６１との間に隙間６９が形成されるようになっている。
【００３９】
なお、ピストン弁体１は、その外周面部（後述のリップ部４）が円筒状のシリンダ３７の内部に形成されるポンプ室３８の内周面（シリンダ３７の内面）を摺動するようになっており、その中心軸の位置がずれないようになっているので、ピストン弁体１の内周面にカラー６２の外周面が接触することなく、ピストン弁体１はストッパ６３と吸水弁座６１との間を移動するようになっている。
【００４０】
図２に示すように、筒状のピストン弁体１の貫通穴２は、円柱状に（すなわち前後方向に同じ径で）形成されている。この貫通穴２のストッパ６３が当接する前端部は拡径されている。すなわち、この貫通穴２の前端の角部が面取りされ、内面取り部３が形成されている。この内面取り部３は、直線だけでなく曲線により形成してもよい。
【００４１】
また、ピストン弁体１の外周面の前端部分（前側１／３程度の部分）は、それ以外の部分より拡径された部分、すなわち、径方向外側に突出する部分であるリップ部４となっている。このリップ部４の断面形状（図２における断面形状）は、リップ部４の最も外径が大きくなる最外径部５がピストン弁体１の外周面の前端部に形成され、この最外径部５の後側では最外径部５から後に向かうにつれて次第に外径が小さくなるように緩やかに傾斜した形状になっている。ピストン弁体１の外周面のリップ部４以外の部分は、同じ外径に形成されており、この部分の外径は、シリンダ３７の内径より少し小さく設定されている。また、リップ部４の最外径部５は、シリンダ３７の内径より少し大きく設定されている。
なお、上記最外径部５は、ピストン弁体１の外周面の前端部分に設けられたリップ部４において最も外径が大きくなった一つの円部分であり、断面形状とした場合に点（頂点）としてみることができる。
【００４２】
ピストン弁体１の前面の外周縁側の角部は面取りされ、前面取り部６となっている。この前面取り部６の後端が最外径部５となっている。
なお、前面取り部６は、ピストン弁体１の軸方向と直交する平面（たとえば、ピストン弁体１の前面）に対して２０〜３０度傾いた角度となるように形成されることが好ましい。この前面取り部６は、直線だけでなく曲線により形成してもよい。
【００４３】
また、ピストン弁体１の後面の外周縁側の角部は面取り、後面取り部７となっている。この後面取り部７は、ピストン弁体１の軸方向と直交する平面（たとえば、ピストン弁体１の後面）に対して１０〜２０度傾いた角度となるように形成されることが好ましい。この後面取り部７は、直線だけでなく曲線により形成してもよい。
【００４４】
また、ピストン弁体１の前面には、ピストン弁体１と同軸に円環状の溝８が形成され、この溝８内に円環状の弾性環状部材９が挿入されて嵌合されている。弾性環状部材９は、たとえば、Ｏリングからなるものである。なお、弾性環状部材９の横断面形状（図２における断面形状）は、円形となっている。
【００４５】
前記溝８は、この例においては、その深さが、弾性環状部材９の横断面の径（太さ）とほぼ同じとされるか僅かに深いものとなっている。
また、溝８の断面形状（図２における断面形状）において、開口部分を除く部分の形状が円形状（円の一部）となっており、当該円の径が弾性環状部材９の横断面の径と略等しいものとなっている。そして、リップ部４の最外径部５は、シリンダ３７の内径より少し大きく設定されているので、溝８のこの円の径が弾性環状部材９の横断面の径と同じかあるいは少し大きい場合でも、ピストン弁体１をシリンダ３７内に挿入した際にリップ部４がピストン弁体１の径方向内側に押圧され、これにより弾性環状部材９が圧縮されるため、弾性環状部材９の弾性力によりリップ部４を径方向外側に押される。また、溝８のこの円の径が弾性環状部材９の横断面の径より少し小さい場合には、弾性環状部材９が溝８内に挿入された時点で既に圧縮された状態になっているので、リップ部４を径方向外側に押す弾性環状部材９の弾性力はこの分大きくなる。
【００４６】
また、溝８の断面形状において、開口部側は、前記円の一部となる部分が半円以上となっていることにより、溝８の浅い部分で溝８の幅が弾性環状部材９の断面の径より狭くなっており、さらに開口部側の内周部分（図２において下側部分）が傾斜しておりこれにより前記狭い部分から開口端に向かうにつれて次第に溝８の幅が広くなり、溝８の開口端における幅は、弾性環状部材９の断面の径より僅かに広くなっている。
これにより、溝８の広い開口部側から弾性環状部材９を押し込むと、狭い部分で弾性環状部材９とピストン弁体１と（主に弾性環状部材９）が弾性変形しそして溝８の最深部まで入り込むことになる。この状態では、弾性環状部材９の横断面で最も幅が広くなった部分（横断面の中央部）が、溝８の幅が最も狭い部分よりも溝８の奥側に入り込み、弾性環状部材９が溝８から抜け出し難くなっている。
【００４７】
溝８に弾性環状部材９が挿入され嵌合された状態では、リップ部４の最も外径が大きくなった最外径部５の軸方向に沿った位置と、弾性環状部材９の軸方向に沿った中央部（環全体の外径が最も大きくなった部分）の位置とがほぼ重なるようになっている。
【００４８】
また、ピストン弁体１の前端部は、溝８により外周部１０と内周部１１とに分割された状態となっている。そして、外周面にリップ部４が形成された外周部１０の前面より、内周部１１の前面の方が前方に突出した状態となっており、ピストン弁体１において最も前側となる内周部１１の前面が吸水工程においてストッパ６３に当接し、外周面にリップ部４が構成された外周部１０は、ストッパ６３に当接することがないようになっている。すなわち、内周部１１の前面が、リップ部４より前方に突出してストッパ６３に当接可能な当接部１２となる。
【００４９】
そして、以上のようなピストン弁体１は、この例では、従来のＮＢＲ系ゴムよりも耐薬品性が高く、かつ、耐摩耗性も高い合成樹脂または合成ゴムで一体成形される。また、このようなピストン弁体１を構成する合成樹脂としては、たとえば、UHMW-PE（ultra-high-molecular
weight-polyethylene：超高分子量ポリエチレン）を用いることができる。
【００５０】
また、この他にピストン弁体１として好適に用いられる合成樹脂としては、たとえば、PEEK（polyetheretherketone：ポリエーテルエーテルケトン樹脂）、ＰＯＭ（polyacetal,
polyoxymethylene：ポリアセタール樹脂）などが挙げられる。
また、合成ゴムとして、たとえば、ＥＰＤＭ（ethylene
propylene diene monomer：エチレン−プロピレン−ジエンゴム）を用いることができる。
また、Ｏリングとしては、ＮＢＲ系、ＥＰＤＭ系の各種合成ゴムからなるものを用いることができる。
【００５１】
この強制弁式ピストンポンプにおいては、ピストンロッド３２が上死点から下死点へと移動する吸水工程（図１において上側部分）では、ストッパ６３にピストン弁体１の前面の当接部１２が当接してピストン弁体１が下死点側に連行される。そして、ポンプ室３８のピストン弁体１より前側の空間が容積を増大されて負圧となる。この負圧によりピストン弁体１より後側に流入していた使用液体は、ピストン弁体１と吸水弁座６１との間の隙間６９からピストン弁体１の内周面とカラー６２の外周面との間の隙間６７を通るとともに、最終的にストッパ６３の通孔６３ａを通ってピストン弁体１の前側の空間に流れる。
【００５２】
一方、ピストンロッド３２が下死点から上死点へと移動する吐出工程（図１において下側部分）では、吸水弁座６１にピストン弁体１の後面が当接し、吸水弁座６１とピストン弁体１との間の隙間６９が無くなって吸水弁が閉じた状態で、ピストン弁体１は上死点側に連行される。
これによりポンプ室３８のピストン弁体１より前側の空間は加圧され、ここに流入した使用液体は吐出弁組立体７３の吐出弁を開いて吐出口７２から外部に送出される。また、ポンプ室３８のピストン弁体１より後側の空間は容積を増大されて負圧となり、ここへ吸水口３５から使用液体が流入する。
【００５３】
このように構成された強制弁式ピストンポンプにあっては、従来の金属の弁体を使用せずに、弁体とピストンパッキンが一体に形成された合成樹脂または合成ゴムからなるピストン弁体１を用いているので、弁体およびピストンパッキンの機能を有するピストン弁体１の軽量化を図ることできる。
そして、ピストン弁体１を軽量化することで、ピストン弁体１が吸水弁座６１やストッパ６３に衝突した際の衝撃エネルギを低減することができる。これにより、ピストン弁体１、吸水弁座６１、ストッパ６３等の各部材に作用する衝撃力を低減でき、これらの部品の長寿命化を図ることができる。また、上記衝突により発生する動作音の音量を低減することが可能となり、低騒音化を図ることができる。
なお、弁体部分を金属製から合成樹脂製または合成ゴム製としても、軽量化に伴う衝撃力の低減により長期に渡って使用可能となる。
【００５４】
また、強制弁式ピストンポンプの製造において、弁体にピストンパッキンを取り付ける工程がなくなるので、製造が簡略化され、製造コストを低減することができる。
また、弁体でピストンパッキンをかしめる必要がないので、ピストンパッキンの材質によって、問題が生じることがなく、ピストン弁体を目的に応じて多くの合成樹脂から選択可能となる。すなわち、従来のピストンパッキンよりも耐薬品性に優れたものや、その他の特性を有する合成樹脂を比較的自由に選択することができ、ポンプの使用用途を広げることができる。
また、従来、使用液体によっては、弁体として高価な金属を用いる必要がありコスト増の原因となったが、このピストン弁体１によれば、高価な金属より低価格な合成樹脂で対応可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００５５】
また、ピストン弁体１の後面の外周縁側角部に後面取り部７を設けたことにより、ピストン弁体１の後面が吸水弁座６１に衝突した際に、ピストン弁体１の後端部が径方向外側に広がるように変形したとしても、前記後面取り部７によりピストン弁体１の後端部が縮径された状態となっているので、変形部分がシリンダ３７の内面に達することがなく、変形部分がシリンダ３７の内面に当たって擦られて損傷するようなことを防止することができる。
【００５６】
また、ピストン弁体１の前端部分の外周に径方向外側に突出するリップ部４を形成したことにより、組立時にピストン弁体１をシリンダ３７内に挿入し難くなる可能性があるが、このピストン弁体１においては、ピストン弁体１の前面の外周縁側の角部に前面取り部６を形成したので、ピストン弁体１の前端部がシリンダ３７の内径より小さくなるように縮径していることと、前側から後側に向かって次第に拡径する斜面が形成されることにより、ピストン弁体１をシリンダ３７に挿入し易くすることができる。
【００５７】
また、上述のようにピストン弁体１の前面がストッパ６３に衝突する際に、ピストン弁体１のリップ部４から径方向内側に離れた内周部１１の当接部１２がストッパ６３に当接するので、リップ部４が傷つくのを防止することができる。
【００５８】
また、溝８に挿入されて嵌合している弾性環状部材９の弾性力によりリップ部４を外側のシリンダ３７の内面（ポンプ室３８の内周面）に押し付けた状態とすることが可能となり、ピストン弁体１のピストンパッキンとしてのシール性を向上することができる。すなわち、ピストン弁体１として、弾性変形しにくい合成樹脂等を用いる場合でも、シール性を確保することができ、高圧でも使用可能とすることができる。また、ピストン弁体１の外周に磨耗が生じ、ピストン弁体１のリップ部４の外径が小さくなるようなことがあっても、弾性環状部材９がリップ部４を径方向外側に押した状態となっているので、リップ部４に復元力を持たせることができ、シール性を維持することができる。これによって、ピストン弁体１の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
また、ピストン弁体１の前面に溝８を設けることにより、ピストン弁体１のリップ部４を有する前端部側の肉厚が薄くなり、外周部１０および内周部１１を径方向に変位し易くすることができるので、外周部１０のリップ部４も径方向に変位しやすい状態となり、液体吐出時に、ピストン弁体１の前面側が高圧力状態となった際に、ピストン弁体１の外周部１０が径方向に拡がり、リップ部４がシリンダ３７の内面にさらに押し付けられてシール性を向上することができる。
また、上述のように径方向に変位しやすくなった外周部１０にその内側の弾性環状部材９の弾性力によりばねとして作用させて、径方向外側に押してさらにシール性を向上する構造とすることができる。
【００６０】
また、この例では、リップ部４の最も外径が大きくなった最外径部５の軸方向に沿った位置と、溝８に挿入された弾性環状部材９の軸方向に沿った中央部（環全体の外径が最も大きくなった部分）の位置とがほぼ重なるようになっており、リップ部４の最外径部５を弾性環状部材９の弾性力によりシリンダ３７の内面に強く押しつけることが可能となる。
このように、リップ部４の最外径部５を局部的に強くシリンダ３７の内面に押しつけることができるので、高圧に耐えうるシール性を実現することができるとともに、低粘度の液体を吐出する際に高速運転するのに適したポンプとすることできる。
【００６１】
次に、図３は、本発明の第２の実施の形態に係るピストン弁体を示す断面図である。
このピストン弁体１Ａは、図２の第１の実施形態に係るピストン弁体における溝８の深さと、弾性環状部材９の取り付け位置を変更したものであり、その他の構成および作用は第１の実施の形態と同様であるため、以下においては、第２の実施の形態の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図２と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００６２】
このピストン弁体１Ａと、第１の実施の形態のピストン弁体１との相違点は、ピストン弁体１Ａの円環状の溝８Ａがピストン弁体１の溝８より深く形成されていることであり、たとえば、溝８Ａは、溝８Ａ内にその一番深い位置まで挿入された弾性環状部材９と、リップ部４の最外径部５とが重ならない位置となっている。すなわち、弾性環状部材９は、リップ部４の最外径部５より後側でリップ部４に重なる位置に設けられることになる。
この溝８Ａは、その断面形状（図３における断面形状）が、第１の実施の形態の開口部を除いて円状となっているのと異なり、ピストン弁体１Ａの長さ方向に長く径方向に短い概略方形状となっており、その奥の角部が所定の曲率半径となる円弧状に形成され、角部にＲ（丸み）が付けられた状態となっている。また、溝８Ａの開口部側の内周部分には、ピストン弁体１Ａの径方向外側に少し突出する突起部１５が形成されており、これにより溝８の幅がこの部分で少し狭くなって、弾性環状部材９が溝８Ａから抜け出し難くなっている。
【００６３】
このピストン弁体１Ａでは、リップ部４の最外径部５から後側の傾斜部の傾斜角度が充分緩やかに形成されており、この傾斜部までシリンダ３７の内径より少し大きく設定されている。したがって、溝８Ａの幅（内外方向の長さ）が弾性環状部材９の横断面の径と同じかあるいは少し大きい場合でも、ピストン弁体１をシリンダ３７内に挿入した際にリップ部４がピストン弁体１の径方向内側に押圧され、これにより弾性環状部材９が圧縮されるので、弾性環状部材９の弾性力によりリップ部４を径方向外側に押される。また、溝８の幅が弾性環状部材９の横断面の径より少し小さい場合には、弾性環状部材９が溝８内に挿入された時点で既に圧縮された状態になっているので、リップ部４を径方向外側に押す弾性環状部材９の弾性力はこの分大きくなる。
【００６４】
なお、弾性環状部材９のピストン弁体１Ａの軸方向に沿った位置と、リップ部４の最外径部５のピストン弁体１Ａの軸方向に沿った位置とが完全に重ならない状態となる必要はなく、たとえば、第１の実施の形態の場合よりも、弾性環状部材９が後側に位置し、リップ部４の最外径部５の外径と、弾性環状部材９の最も太くなる位置（横断面の中央）が重なることなく、リップ部４の最外径部５より後側の傾斜の度合いが弾性環状部材９を入れる前より小さくなってリップ部４の最外径部５からその後側の傾斜部分までが第１の実施の形態より広い範囲に渡ってシリンダ３７の内面（ポンプ室３８の内周面）に押し付けられるようになっていればよい。
【００６５】
このような強制弁式ピストンポンプにあっては、前述の第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
さらに、リップ部４の最外径部５から後側の部分が比較的広い範囲に渡ってシリンダ３７の内面（ポンプ室３８の内周面）に押し付けられて接触する状態となるので、第１の実施の形態の場合よりも低圧な状態で使用されることになるが、高粘度の使用液体を低速、低圧で吐出することに優れたポンプとなる。なお、第１の実施の形態では、リップ部４の主に最外径部１５とその近傍の狭い範囲だけが強くシリンダ３７の内面に押し付けられることで、高圧な吐出に耐えられる状態となる。
【００６６】
なお、前述の各実施の形態では、ピストン弁体の前面に周方向に沿った環状の溝を設け、当該溝に弾性環状部材を挿入して嵌合させる構造としたが、ピストン弁体に溝だけ設ける構成にしてもよいし、あるいは、溝および弾性環状部材を設けない構成としてもよい。
また、ピストン弁体にリップ部を設けない構成としてもよい。リップ部を設けない場合には、ピストン弁体の外周面の外径をシリンダ（ポンプ室）の内径より若干大きく設定し、ピストン弁体の外周面がシリンダの内面に押し付けられて接触するようにする。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る強制弁式ピストンポンプを示す要部断面図である。
【図２】前記強制弁式ピストンポンプのピストン弁体の上半分を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る強制弁式ピストンポンプのピストン弁体を示す要部断面図である。
【図４】従来の強制弁式ピストンポンプを示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ  ピストン弁体
４        リップ部
５        最外径部
６        前面取り部
７        後面取り部
８，８Ａ  溝
９        弾性環状部材
１２      当接部
３２      ピストンロッド（往復動部材）
３８      ポンプ室
６１      吸水弁座（弁座）
６２      カラー（往復動部材）
６３      ストッパ
６３ａ    通孔（流路）
【図１】
0004913770.tif 000002
【図２】
0004913770.tif 000003
【図３】
0004913770.tif 000004
【図４】
0004913770.tif 000005