(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスヘッド（５８）が往復摺動自在に嵌入されるピストンガイド（４２）を備えた往復機械のクランクケース（４０）であって、
クランクケース本体（３１）に、このクランクケース本体（３１）と別体の前記ピストンガイド（４２）が取り付けられて成り、
前記ピストンガイド（４２）は、互いに平行な複数個のガイド部（４２ａ）を備え、かつこれらのガイド部（４２ａ）がクランク軸ジャーナルの中心からずれて配置されていることを特徴とする往復機械のクランクケース。
【請求項２】
前記クランクケース本体（３１）は、前面が開口され、かつ前面から後面に向かって漸次窄まっている箱状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復機械のクランクケース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロスヘッドが往復摺動自在に嵌入されるピストンガイドを備えたクランクケースに係り、特に往復ポンプや往復圧縮機等の往復機械のクランクケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のクランクケースが組み込まれたプランジャポンプの一例を示す縦断面図である。
このプランジャポンプは、クランクケース１１の前端および後端にそれぞれマニホールド１２およびクランクケース蓋１３が接合されて構成されている。クランクケース１１内には、その約下半分に潤滑油が充填されている。クランクケース１１の両側壁部にはクランク軸１４がベアリングを介して回転自在に支持され、クランク軸１４のクランクピン１５には連接棒１６の大端部１７が回転自在に嵌合され、一方連接棒１６の小端部１８にはクロスヘッド１９の後端部がクロスピン２０により連結されている。
【０００３】
クロスヘッド１９は、クランクケース１１のピストンガイド１１ａにクランクケース１１の前後方向に摺動自在に嵌入されるとともに、プランジャ２１の基端部に連結されている。ピストンガイド１１ａのクロスヘッド１９が嵌入されているガイド部１１ａ１の前方には、オイルシール２０Ａ、これを押えるシール押え２０Ｂが挿入されている。プランジャ２１の先端部にはスリーブ２２が取り外し自在に固定されている。プランジャ２１の先端部が進退するポンプ室２３はマニホールド１２内に形成され、ポンプ室２３には吸込弁２４および吐出弁２５が配設されている。
【０００４】
クランクケース１１は、前面および後面が開口され、かつ前面から後面に向かって漸次拡大する筒状に形成されている。クランクケース１１の上面の前方中央部には、オイルキャップ２６がねじ込まれて取り付けられている。また、クランクケース蓋１３の中央部には、オイルゲージ２７が圧入されて取り付けられているとともに、下端部中央には、ドレンプラグ２８がねじ込まれている。
【０００５】
このプランジャポンプにおいては、クランク軸１４をモータ等により回転させると、このクランク軸１４の回転運動がクランクピン１５および連接棒１６によりクロスヘッド１９の往復運動に変換され、これによりプランジャ２１がポンプ室２３を進退運動し、ポンプ室２３の容積変化によって液体が吸込弁２４からポンプ室２３内に流入し、また吐出弁２５から吐出される。このとき、クロスヘッド１９は、ピストンガイド１１ａのガイド部１１ａ１によって案内されて、前後方向に往復運動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クランクケースは、ポンプの大きさや性能に大きく影響する部品である。すなわち、吐出量や圧力が大きくなるほど、クランク軸１４等の駆動部やピストンガイド１１ａのガイド部１１ａ１などに作用する力が大きくなるので、ガイド部１１ａ１の径などを大きくする必要があるとともに、クランクケース１１を大きくする必要がある。
一方、クランクケースは、通常、ダイカスト鋳造法により製造されているので、型費が高い。
【０００７】
しかしながら、従来のクランクケース１１には、ピストンガイド１１ａが一体に形成されているので、吐出量や圧力あるいはプランジャ２１の本数が異なるのに合わせてピストンガイド１１ａの寸法や数が変わると、クランクケース１１そのものをこれに合わせて作製する必要がある。すなわち、プランジャポンプの機種毎に異なるクランクケース１１をダイカスト鋳造法により作製する必要がある。このため、機種毎にクランクケースの型費がかかり、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
また、クランクケース１１に、ピストンガイド１１ａが一体に形成されているので、形状が複雑になるため、型の製作費が高くなり、また駄肉が多くなるため、アルミニウム等の鋳造材料の量が多くなり、これらの面でも製造コストが高くなるという問題がある。
また、このように形状が複雑になるとともに、駄肉が多いことから、ダイカスト鋳造時に鋳巣が発生し易いという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、部品の共通化を図りつつ、複数種類の往復ポンプや往復圧縮機等の往復機械を製造することができて、これらの往復機械の製造コストを低減することができる往復機械のクランクケースを提供することを目的とする。
また、本発明は、形状を簡素化することができて、型費を低減することができる往復機械のクランクケースを提供することを目的とする。
また、本発明は、鋳造時に鋳造歩留まりが良い往復機械のクランクケースを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の往復機械のクランクケースは、クロスヘッド（５８）が往復摺動自在に嵌入されるピストンガイド（４２）を備えた往復機械のクランクケース（４０）であって、クランクケース本体（３１）に、このクランクケース本体（３１）と別体の前記ピストンガイド（４２）が取り付けられて成り、前記ピストンガイド（４２）は、互いに平行な複数個のガイド部（４２ａ）を備え、かつこれらのガイド部（４２ａ）がクランク軸ジャーナルの中心からずれて配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明においては、クランクケース本体とピストンガイドとが別の部品となっているので、１つのクランクケース本体に対して取り付けるピストンガイドの種類を変えることにより、複数種類の往復ポンプまたは複数種類の往復圧縮機等の往復機械を製造することができる。すなわち、クランクケース本体を共通にしつつ、ピストンガイドを代えることで、複数種類の往復ポンプ等を製造することができる。したがって、型費が高いクランクケース本体の種類を少なくすることができるので、これらの往復機械の製造コストを低減することができる。
また、クランクケース本体とピストンガイドとを別の部品として製作することができるので、これらの各部品の形状を簡素化することができるため、型の加工費を安くすることができ、型費を低減することができる。
また、これらのクランクケース本体およびピストンガイドの各部品の形状を簡素化することができることから、駄肉を少なくすることができるので、鋳造時に鋳造歩留まりを良くすることができ、これらの各部品の製造コストを低減することができる。
【００１３】
また、ガイド部がずれて配置されているピストンガイドをクランクケース本体に取り付けることにより、ガイド部間のピッチを広げることができるので、これに対応して、例えば往復ポンプ等のシリンダやプランジャのピッチを広げることができるため、シリンダ径やプランジャ径を大きくすることができる。したがって、クランクケース本体を共通にしつつ、吐出量を増大させることができる。
また、ガイド部がずれて配置されているピストンガイドを用いると、クランクケース本体を共通にしつつ、例えば、３連の往復ポンプに代えて５連の往復ポンプを製造することができる。
【００１４】
請求項２に記載の往復機械のクランクケースは、請求項１に記載の発明において、前記クランクケース本体（３１）は、前面が開口され、かつ前面から後面に向かって漸次窄まっている箱状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明においては、クランクケース本体が前面から後面に向かって漸次窄まっている箱状に形成されているので、ピストンポンプのピストン等の音が後方に拡散するのを抑制することができるため、往復機械の音をより静かにすることができる。
また、クランクケース本体が箱状に形成されているので、クランクケース蓋を作成し、これを組み付ける必要がないため、製造コストを低減することができる。
【００１６】
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」の欄の記載についても同様である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプランジャポンプのクランクケースを示す縦断面図である。
本実施の形態に係るクランクケース３０は、クランクケース本体３１とピストンガイド３２とを備えている。
【００１８】
クランクケース本体３１は、ダイカスト鋳造法により製作されるものであって、前面が開口され、かつ前面から後面に向かって漸次窄まっている箱状に形成されている。クランクケース本体３１の上面の前側中央部には、オイルキャップがねじ込まれるオイルキャップ装着部３１ａが形成されている。また、クランクケース本体３１の後面の中央部には、オイルゲージがねじ込まれるオイルゲージ装着部３１ｂが形成されている。また、クランクケース本体３１の両側面の後側中央部には、クランク軸を挿入して回転自在に支持するための円形の貫通孔３１ｃが形成されている。
【００１９】
一方、ピストンガイド３２は、クランクケース本体３１と別体の部品であって、ダイカスト鋳造法により製造されるものである。このピストンガイド３２の中央部には、複数個のガイド部３２ａが左右方向に等間隔に一列に設けられており、このガイド部３２ａに、クロスヘッドが前後方向に摺動自在に嵌入される。ピストンガイド３２のガイド部３２ａの前方には、オイルシールやシール押え等が配設される。また、ピストンガイド３２には、フランジ３２ｂが形成されている。このフランジ３２ｂに形成された環状の溝３２ｃに「Ｏ」リング等のシール部材３３が挿入され、このシール部材３３を挟み込んで、フランジ３２ｂとクランクケース本体３２の前端面とが突き合わされ、この状態で、ボルト３４がクランクケース本体３１の前端面にねじ込まれて、ピストンガイド３２がクランクケース本体３１の前端部に取り付けられている。
【００２０】
また、ピストンガイド３２には、ガイド部３２ａおよびフランジ３２ｂから後方にクランクケース本体３１内に延びるリブ３２ｄが形成されており、このリブ３２ｄの外周縁部３２ｄ１は、クランクケース本体３１の内面に嵌入されている。このリブ３２ｄにより、ピストンガイド３２およびクランクケース３１双方の強度の補強が図られている。また、フランジ３２ｂの下端部中央には、クランクケース本体３１内の油を抜くための油抜き穴３２ｅが設けられている。この油抜き穴３２ｅには、ドレンプラグがねじ込まれる。
【００２１】
このように構成されたクランクケース３０にあっては、クランクケース本体３１とピストンガイド３２とが別の部品となっているので、１つのクランクケース本体３１に対して取り付けるピストンガイド３２の種類を変えることにより、複数種類のプランジャポンプを製造することができる。すなわち、クランクケース本体３１を共通にしつつ、ピストンガイド３２を代えることで、複数種類のプランジャポンプを製造することができる。したがって、型費が高いクランクケース本体３１の種類を少なくすることができるので、プランジャポンプの製造コストを低減することができる。
【００２２】
また、クランクケース本体３１とピストンガイド３２とを別の部品として製作することができるので、これらの各部品の形状を簡素化することができる。したがって、型の加工費を安くすることができて、型費を低減することができる。
また、これらのクランクケース本体３１およびピストンガイド３２の各部品の形状を簡素化することができることから、これらの部品の駄肉を少なくすることができるので、鋳造時にこれらの部品の鋳造歩留まりを良くすることができるため、これらの部品の製造コストを低減することができる。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るクランクケースが組み込まれたピストンポンプを示す縦断面図である。なお、図２において、図１と同一構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化する。
本実施の形態に係るクランクケース４０は、クランクケース本体３１とピストンガイド４２とを備えている。ピストンガイド４２は、互いに平行な複数個のガイド部４２ａが上下方向にずれて設けられている点で、図１のガイド部３２ａと異なっており、これ以外の構成は、図１のピストンガイド３２と同一に構成されている。
【００２４】
クランクケース４０が組み込まれたピストンポンプは、次のように構成されている。
すなわち、クランクケース本体３１の上面の前側中央部に形成されたオイルキャップ装着部３１ａには、オイルキャップ５１がねじ込まれている。また、クランクケース本体３１の後面の中央部に形成されたオイルゲージ装着部３１ｂには、オイルゲージ５２がねじ込まれている。また、クランクケース本体３１の両側面の後側中央部に形成された貫通孔３１ｃには、クランク軸５３が挿入されて、図示しないベアリングケースに装着されたベアリングを介して、クランク軸５３の両端部が回転自在に支持されている。クランク軸５３のクランクピン５４には、連接棒５５の大端部５６が回転自在に嵌合され、一方連接棒５５の小端部５７には、クロスヘッド５８の後端部がクロスピン５９により連結されている。
【００２５】
クロスヘッド５８は、ピストンガイド４２のガイド部４２ａにクランクケース４０の前後方向に摺動自在に嵌入されている。ガイド部４２ａの前方には、オイルシール６１と、このオイルシール６１を押えるシール押え６２が挿入されている。ピストンガイド４２は、シール部材３３を挟み込んで、フランジ３２ｂとクランクケース本体３２の前端面とが突き合わされ、この状態で、ボルト３４がクランクケース本体３１の前端面にねじ込まれて、クランクケース本体３１の前端部に取り付けられている。また、フランジ３２ｂの下端部中央に形成された油抜き穴３２ｅには、ドレンプラグ６３がねじ込まれている。
【００２６】
クロスヘッド５８の前端には、ピストン棒７１の基端部が連結されている。ピストン棒の基端部には、フェルトパッキン６４が挿入されている。また、ピストン棒７１の先端部には、吸込弁７２と、この吸込弁７２との間にカラー７３が介在されて該カラー７３の長さ分の間隔をおいて前方に配置され、かつ外周部に貫通孔７４ａを有するストッパ７４と、これら吸込弁７２とストッパ７４との間において、カラー７３に遊嵌された吸込弁弁座７５とが設けられている。吸込弁弁座７５の外周側には、ゴム等からなるピストンパッキン７５Ａが装着されている。
【００２７】
ピストンガイド４２の前端には、シリンダ元金具７７が接合されており、このシリンダ元金具７７内にピストン棒７１が挿入されている。シリンダ元金具７７のピストンガイド４２側に設置されたシール７８と吸込弁７２との間には、吸込口７９が設けられている。シール７８は、シール押え６２の前端によって押えられている。
【００２８】
シリンダ元金具７７の前端部には、シリンダ８１の後端部が嵌入されており、このシリンダ８１の前端部は、シリンダ先金具８２の後端部に嵌入されている。これらのシリンダ元金具７７、シリンダ８１およびシリンダ先金具８２は、ピストンガイド４２にねじ込まれるボルトによって、シリンダ先金具８２がピストンガイド４２側に向かって締め付けられることにより、ピストンガイド４２の前側に固定されている。シリンダ８１の内面には、吸込弁弁座７５のピストンパッキン７５Ａが摺動される。シリンダ先金具８２には、吐出弁８３が配設されるとともに、吐出口８４が設けられている。
【００２９】
このように構成されたいわゆる強制弁式のピストンポンプにおいては、クランク軸５３をモータ等により回転させると、このクランク軸５３の回転運動がクランクピン５４および連接棒５５によりクロスヘッド５８の往復運動に変換され、これによりピストン棒７１が前後方向に往復運動する。このとき、クロスヘッド５８は、クランクケース４０のピストンガイド４２ａによって案内されて、前後方向に往復運動する。
【００３０】
ピストン棒７１が後方（図２において右）へ移動すると、吸込弁弁座７５が吸込弁７２から離れ、シリンダ８１内の圧力が低くなり、吐出弁８３が閉じるので、吸込弁７２の後方の液体は吸込弁７２と吸込弁弁座７５との間、さらに吸込弁弁座７５とカラー７３との間、さらにストッパ７４の貫通孔７４ａを通って前方に移動する。また、ピストン棒７１がシール７８よりクランクケース４０側へ動いた体積分だけ吸込口７９側が負圧となり、吸込口７９から液体が吸い込まれる。
【００３１】
他方、ピストン棒７１が前方（図２において左側）へ移動すると、吸込弁弁座７５が吸込弁７２に密着し、吸込弁７２の前方の液体は吐出弁８３を押し開いて吐出口８４へ排出されるとともに、吸込弁７２の後方は吸込弁７２が前方へ動いた体積分だけ吸込口７９側が負圧となって、吸込口７９から液体が吸い込まれる。
【００３２】
このピストンポンプにおいては、吸込弁弁座７５が吸込弁７２に当るときに衝突音が発生し、この衝突音がピストン棒５８等を伝わって、クランクケース本体３１内を伝播し、後方に拡散する。しかし、クランクケース本体３１が前面から後面に向かって漸次窄まっている箱状に形成されているので、この衝突音が後方に拡散するのを抑制することができるため、ピストンポンプの音をより静かにすることができる。
また、クランクケース本体３１が箱状に形成されているので、従来のようにクランクケース蓋を作成し、これを組み付ける必要がないため、製造コストを低減することができる。
【００３３】
次に、ピストンガイド４２のガイド部４２ａについて説明する。
複数個のガイド部４２ａは、例えば３連のピストンポンプの場合には、図２および図３に示すように、真中のガイド部４２ａと左右のガイド部４２ａ，４２ａがそれぞれ、クランク軸ジャーナルの中心Ｏから上および下にずれて形成されている。
このようにすると、図１のように３つのガイド部３２ａが同じ高さに一列に並んでいる場合に比べて、各ガイド部４２ａ間のピッチＬ１が各ガイド部３２ａ間のピッチＬ０よりも広くなるので、これに合わせてシリンダ８１の径を大きくすることができる。したがって、クランクケース本体３１を共通にしつつ、ピストンガイドを代えることで、吐出量を増大させることができる。
【００３４】
また、複数個のガイド部４２ａは、例えば５連のピストンポンプの場合には、図４に示すように、互いに平行な５つのガイド部４２ａが、千鳥状、すなわちクランク軸ジャーナルの中心Ｏから交互に上下にずれて形成されている。
このようにすると、図１の３つのガイド部３２ａが同じ高さに一列に並んでいる場合の３つのガイド部３２ａのピッチの合計寸法Ｌと同じ寸法で、５つのガイド部４２ａを形成することができる。したがって、クランクケース本体３１を共通にしつつ、ピストンガイドを代えることで、シリンダ数を増加させることができる。
【００３５】
また、ガイド部４２ａのガイド方向の寸法を変えることにより、クランクストロークの変化に対応することができる。例えば、クランクストロークを長くして、吐出量を増やしたい場合には、ガイド部４２ａのガイド方向の長さが長いピストンガイド４２をクランクケース本体３１に取り付けるようにすれば良い。
【００３６】
なお、上記各実施の形態では、本発明に係るクランクケースを、プランジャポンプまたはピストンポンプのクランクケースに適用した場合について説明したが、これらの往復ポンプに限らず、本発明は、往復圧縮機等のクランクケースにも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品の共通化を図りつつ、複数種類の往復ポンプや往復圧縮機等の往復機械を製造することができ、これらの往復機械の製造コストを低減することができる。
また、本発明によれば、クランクケース本体およびピストンガイドの形状を簡素化することができるので、これらの部品の型費を低減することができる。
また、本発明によれば、クランクケース本体およびピストンガイドの鋳造時に、これらの部品の鋳造歩留まりが良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプランジャポンプのクランクケースを示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るクランクケースが組み込まれたピストンポンプを示す縦断面図である。
【図３】図３のピストンガイドのガイド部の配置を説明するための図である。
【図４】５連のピストンポンプの場合のピストンガイドのガイド部の配置を説明するための図である。
【図５】従来のクランクケースが組み込まれたプランジャポンプの一例を示す縦断面図である
【符号の説明】
クランクケース    ３０，４０
クランクケース本体    ３０
ピストンガイド    ３２，４２
ガイド部    ３２ａ，４２ａ
クロスヘッド    ５８
【図１】
0003851510.tif 000002
【図２】
0003851510.tif 000003
【図３】
0003851510.tif 000004
【図４】
0003851510.tif 000005
【図５】
0003851510.tif 000006