往復ポンプ装置
【課題】装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる往復ポンプ装置を提供すること。
【解決手段】圧力スイッチ１０をクランクケース８に一体に構成し、軸１３、小ギア１４、大ギア１５、クランク１６、クランクベアリング１７及びコンロッド１８により構成される駆動要素を挿入するための第一の開口８１と、圧力スイッチ１０の一部であるダイヤフラム１０２等を挿入するための第二の開口８２とを、クランクケース８において反対側の面に設けることで、駆動要素が第一の開口８１に挿入された状態で当該第一の開口８１を閉塞するギアケース９と、圧力スイッチ１０の一部であるダイヤフラム１０２等が第二の開口８２に挿入された状態で当該第二の開口８２を閉塞するダイヤフラムケース１０１とを、クランクケース８に対して共締め可能とする。
【解決手段】圧力スイッチ１０をクランクケース８に一体に構成し、軸１３、小ギア１４、大ギア１５、クランク１６、クランクベアリング１７及びコンロッド１８により構成される駆動要素を挿入するための第一の開口８１と、圧力スイッチ１０の一部であるダイヤフラム１０２等を挿入するための第二の開口８２とを、クランクケース８において反対側の面に設けることで、駆動要素が第一の開口８１に挿入された状態で当該第一の開口８１を閉塞するギアケース９と、圧力スイッチ１０の一部であるダイヤフラム１０２等が第二の開口８２に挿入された状態で当該第二の開口８２を閉塞するダイヤフラムケース１０１とを、クランクケース８に対して共締め可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体を圧送等するものとして、往復ポンプ装置が知られている（例えば以下の特許文献１参照）。特許文献１には、液体噴霧装置に取り付けられた往復ポンプ装置が記載されている。この往復ポンプ装置では、当該往復ポンプ装置の吐出口と、液体を噴霧するノズルを有する噴霧ホースとの間に、圧力スイッチが介されている。噴霧ホースには、当該噴霧ホースを開閉するためのバルブが設けられている。そして、この往復ポンプ装置では、往復ポンプ装置を作動させた状態において、バルブを開にすることで噴霧ホースを介して液体を吐出し、バルブを閉にすることで液体の吐出を停止する。この際、往復ポンプ装置を作動させた状態でバルブを閉にすると、吐出を停止しているにも拘らず、往復ポンプ装置を駆動するモータ（原動機）が回転を続けてしまう。そこで、この往復ポンプ装置では、上述の圧力スイッチにより液圧の変化を検知し、当該液圧の変化に基づく圧力スイッチのオン、オフにより、モータのオン、オフを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１００６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記往復ポンプ装置においては、バルブの開閉により液体の吐出及び吐出停止を制御すべく圧力スイッチを別途設けているが、この場合、装置の大型化や部品点数の増加を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる往復ポンプ装置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】
【０００６】
本発明の往復ポンプ装置（１）は、原動機（１１）からの駆動力により往復動する往復動部材（１９，１９）を備え、当該往復動部材（１９，１９）の往復動により流体を圧縮してポンプ作用を行う往復ポンプ装置（１）であって、往復動部材（１９，１９）を収容するポンプケース本体（８）と、原動機（１１）からの駆動力を往復動部材（１９，１９）に伝達し、往復動部材（１９，１９）を駆動する駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）と、流体の圧力変化を検知することでオン及びオフを行い、当該オン及びオフに基づいて原動機（１１）を制御するための圧力スイッチ（１０）と、を備え、圧力スイッチ（１０）は、ポンプケース本体（８）に一体に構成されており、駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）を挿入するための第一の開口（８１）と、圧力スイッチ（１０）の一部を挿入するための第二の開口（８２）とが、ポンプケース本体（８）において反対側の面に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、圧力スイッチ（１０）がポンプケース本体（８）に一体に構成されており、駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）を挿入するための第一の開口（８１）と、圧力スイッチ（１０）の一部を挿入するための第二の開口（８２）とが、ポンプケース本体（８）において反対側の面に設けられているため、駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）が第一の開口（８１）に挿入された状態で当該第一の開口（８１）を閉塞する閉塞部材（９）と、圧力スイッチ（１０）の一部が第二の開口（８２）に挿入された状態で当該第二の開口（８２）を閉塞する閉塞部材（１０１）とを、ポンプケース本体（８）に対して共締めすることが可能となる。従って、装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる往復ポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る往復ポンプ装置が設けられた薬剤噴霧装置を示す側面図である。
【図２】図１中の往復ポンプ装置を右側面から示す斜視図である。
【図３】図１中の往復ポンプ装置を左側面から示す斜視図である。
【図４】図１のIV-IV矢視図である。
【図５】図１のV-V矢視図である。
【図６】図４のVI-VI矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の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。なお、図面の説明において、理解を容易にするために、図１における紙面「上」「下」「左」「右」「手前」「奥」を、それぞれ「上」「下」「後」「前」「右」「左」と便宜的に定める。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る往復ポンプ装置が設けられた薬剤噴霧装置を示す側面図である。図１に示すように、本実施形態に係る往復ポンプ装置１は、液体状の薬剤を噴霧する薬剤噴霧装置２に設けられている。薬剤噴霧装置２は、往復ポンプ装置１の他、薬剤タンク３、吐出ホース４、吸水ホース５、余水ホース６、及びバッテリ７を備えている。
【００１２】
薬剤タンク３は、薬剤を貯留するタンクであり、側面視において略Ｌ字を逆さにした形状を呈している。この略Ｌ字を逆さにした形状の内側に隣接して、往復ポンプ装置１が配置されている。薬剤タンク３には、往復ポンプ装置１を外側から覆うように囲むカバー３１が取り付けられている。
【００１３】
吐出ホース４は、往復ポンプ装置１から吐出された薬剤を噴霧するホースであり、後述する往復ポンプ装置１の吐出口１ａに接続されている。この吐出ホース４は、ノズルグリップ４ａ、バルブ４ｂ、及びノズル４ｃを有している。
【００１４】
ノズルグリップ４ａは、作業者が散布作業等を行う際に手で持つ部分であり、吐出ホース４の途中に設けられている。バルブ４ｂは、吐出ホース４の開閉を行うものであり、ノズルグリップ４ａに対して下流側に隣接して設けられている。ノズル４ｃは、薬剤が噴霧される部分であり、吐出ホース４の下流側の先端部に設けられている。
【００１５】
吸水ホース５は、薬剤タンク３内の薬剤を往復ポンプ装置１に送るホースであり、薬剤タンク３と、後述する往復ポンプ装置１の吸水口１ｂとを接続している。余水ホース６は、薬剤の圧力が所定以上に達した場合に、往復ポンプ装置１内の薬剤の一部を薬剤タンク３に逃がすためのホースであり（詳しくは後述）、薬剤タンク３と、後述する往復ポンプ装置１の余水口１ｃとを接続している。バッテリ７は、往復ポンプ装置１の駆動源として往復ポンプ装置１に電力を供給するものであり、カバー３１内に収容されている。
【００１６】
次に、往復ポンプ装置１について詳細に説明する。図２は図１中の往復ポンプ装置を右側面から示す斜視図、図３は図１中の往復ポンプ装置を左側面から示す斜視図、図４は図１のIV-IV矢視図、図５は図１のV-V矢視図、図６は図４のVI-VI矢視図である。図２、図３に示すように、往復ポンプ装置１は、クランクケース（ポンプケース本体）８、ギアケース（閉塞部材）９、圧力スイッチ１０、モータ（原動機）１１、及びマニホルド１２ａ，１２ｂ等を備えている。
【００１７】
クランクケース８は、往復ポンプ装置１において種々の機構や部品を収容するものである。図６に示すように、このクランクケース８における上側面には、第一の開口８１が凹設されており、この凹部内の領域は空間Ａとされている。空間Ａには、図４，５に示すように、クランクケース８を左右方向に貫通する貫通孔が連なっており、この貫通孔には、後述のようにプランジャ１９，１９が挿通されている。
【００１８】
図６に戻り、クランクケース８における下側面には、第二の開口８２が凹設されており、この凹部内の領域は空間Ｂとされている。第二の開口８２は、上下方向において上述の第一の開口８１と逆向きに設けられている。すなわち、第一の開口８１と第二の開口８２とが、クランクケース８において反対側の面に設けられている。また、クランクケース８には、後述するダイヤフラム１０２の過度の変位を規制するストッパ部８３が、空間Ｂ内に突出しダイヤフラム１０２に対面するように設けられている。
【００１９】
クランクケース８における空間Ａ及び空間Ｂの後側には、上下方向に延在した空間Ｃが形成されている。この空間Ｃは、クランクケース８を上下方向に貫通している。空間Ｃにおける上側の貫通孔は、上述の余水口１ｃとされている（図１参照）。また、空間Ｃにおける下側の貫通孔には雌螺子が形成されており、円筒状の吐出継手８４がねじ込まれている。この吐出継手８４の下端部は、上述の吐出口１ａとされている（図１参照）。
【００２０】
吐出継手８４の内周面における上端部には、後述する逆止弁球２０の下側への移動を規制する規制部８５が径方向内側に突出している。吐出継手８４の外周面における軸線方向略中間部には、クランクケース８と吐出継手８４との間を封止するＯリングＯ１が設けられている。
【００２１】
空間Ｃの延在方向中程からは、空間Ｂに向けて通路Ｄが延在しており、当該通路Ｄにより空間Ｂと空間Ｃとが連通されている。また、空間Ｃの通路Ｄより上方付近からは、左右方向に通路Ｅが延在している（図５参照）。この通路Ｅは、クランクケース８を左右方向に貫通している。
【００２２】
クランクケース８における空間Ａ及び空間Ｂの前側には、上下方向に延びる通路Ｆが形成されている。この通路Ｆの下端部は、クランクケース８を貫通し、上述の吸水口１ｂとされている（図１参照）。このように、吐出口１ａ、吸水口１ｂ及び余水口１ｃは、いずれも上下方向に開口されている。また、通路Ｆの上端部からは、左右方向に沿って通路Ｇが延在している（図５参照）。この通路Ｇは、クランクケース８を左右方向に貫通している。
【００２３】
ギアケース９は、上述のクランクケース８の第一の開口８１を閉塞するように、クランクケース８に取り付けられている（詳しくは後述）。圧力スイッチ１０は、往復ポンプ装置１内を流れる薬剤の圧力変化を検知することでオン及びオフを行い、当該オン及びオフに基づいてモータ１１を制御するものであり、第二の開口８２を閉塞するようにクランクケース８に取り付けられている（詳しくは後述）。モータ１１は、往復動部材１９（詳しくは後述）を駆動するものであり、後述するギアケース９の円筒部９２に挿入されて固定されている。
【００２４】
図５に示すように、マニホルド１２ａ，１２ｂは、左右方向において互いに対向するようにクランクケース８に取り付けられている。マニホルド１２ａ，１２ｂは、往復動部材１９（詳しくは後述）により薬剤を加圧するための空間Ｈをそれぞれ有している。この空間Ｈは、プランジャ１９及びシールＳが組み込まれていない状態においては、クランクケース８の空間Ａと連通している。空間Ｈからは、後側に向けて通路Ｉが延在しており、通路Ｉの先は空間Ｊとされている。この空間Ｊは、上述のクランクケース８の通路Ｅと連通するように設けられている。また、空間Ｈからは、前側に向けて通路Ｋが延在しており、通路Ｋの先は空間Ｌとされている。この空間Ｌは、上述のクランクケース８の通路Ｇと連通するように設けられている。
【００２５】
次に、上述のクランクケース８及びマニホルド１２ａ，１２ｂの各空間及び通路に設けられている機構について詳細に説明する。
【００２６】
図６に示すように、クランクケース８の空間Ｃには、逆流防止機構を構成する逆止弁球２０及び逆止弁座２１が挿入されている。逆止弁球２０は、球体であり、空間Ｃ内において、上述の規制部８５に対して上側に配置されている。逆止弁座２１は、略円環状を呈しており、吐出継手８４に対して上側に隣接して空間Ｃ内に固定されている。すなわち、逆止弁球２０は、逆止弁座２１と規制部８５との間に配置されている。逆止弁座２１の外周面には、クランクケース８と逆止弁座２１との間を封止するＯリングＯ３が設けられている。
【００２７】
また、クランクケース８の空間Ｃには、圧力調整機構を構成する余水弁座２２、余水弁２３、及びバネ２４が挿入されている。余水弁座２２は、上述の逆止弁座２１に対して上側に当接するように空間Ｃ内に固定されている。余水弁座２２の軸線方向略中央部には、空間Ｃと通路Ｅとを連通するための貫通孔２２ａが前後方向に貫くように設けられている。余水弁座２２の外周面には、クランクケース８と余水弁座２２との間を封止するＯリングＯ４が設けられている。余水弁２３は、余水弁座２２に対して上側に配置されている。バネ２４は、余水弁２３の外周面に外挿されており、余水弁２３の外周面に設けられた鍔部と、空間Ｃを形成する内壁に設けられた上側段部との間に圧縮された状態で挟まれ、このバネ２４により、余水弁２３が余水弁座２２に押し付けられている。これにより、空間Ｃから余水口１ｃに接続された余水ホース６（図１参照）に向けて薬剤は流れるが、余水ホース６から空間Ｃに薬剤が逆流しないようにされている。
【００２８】
図５に示すように、マニホルド１２ａ，１２ｂの空間Ｌ，Ｌには、吸水弁座２５、吸水弁２６、及びバネ２７がそれぞれ挿入されている。吸水弁座２５は、マニホルド１２ａ，１２ｂの空間Ｌとクランクケース８の通路Ｇとの間にまたがって固定されている。吸水弁座２５の外周面には、クランクケース８と吸水弁座２５との間を封止するＯリングＯ５が設けられている。吸水弁２６は、吸水弁座２５に対して空間Ｌ側に配置されている。バネ２７は、吸水弁２６の外周面に外挿されており、吸水弁２６の外周面に設けられた段部と、空間Ｌを形成する内壁との間に圧縮された状態で挟まれ、このバネ２７により、吸水弁２６が吸水弁座２５に押し付けられている。これにより、通路Ｇから空間Ｌに向けて薬剤は流れるが、空間Ｌから通路Ｇに薬剤が逆流しないようにされている。
【００２９】
クランクケース８の通路Ｅにおける両端部には、吐出弁座２８、吐出弁２９、及びバネ３０がそれぞれ挿入されている。吐出弁座２８は、クランクケース８の通路Ｅとマニホルド１２ａ，１２ｂの空間Ｊとの間にまたがって固定されている。吐出弁座２８の外周面には、クランクケース８と吐出弁座２８との間を封止するＯリングＯ６が設けられている。吐出弁２９は、吐出弁座２８に対して通路Ｅ側に配置されている。バネ３０は、吐出弁２９の外周面に外挿されており、吐出弁２９の外周面に設けられた段部と、通路Ｅを形成する内壁に設けられた段部との間に圧縮された状態で挟まれ、このバネ３０により、吐出弁２９が吐出弁座２８に押し付けられている。これにより、空間Ｊから通路Ｅに向けて薬剤は流れるが、通路Ｅから空間Ｊに薬剤が逆流しないようにされている。
【００３０】
クランクケース８の空間Ａには、駆動機構及び往復動機構が収容されている。具体的には、図６に示すように、モータ１１の回転軸であるモータ軸１１ａが上下方向に延在して第一の開口８１内に進入し、さらに、第一の開口８１内に対して、駆動要素である軸１３、小ギア１４、大ギア１５、カム１６、カムベアリング１７、コンロッド１８が挿入されると共に、往復動部材であるプランジャ１９，１９（図５参照）が挿入されている。
【００３１】
軸１３は、モータ軸１１ａと平行に設けられており、その両端部はベアリング１３ａ，１３ｂにより回転可能に支持されている。ベアリング１３ａはギアケース９に配置されており、ベアリング１３ｂはクランクケース８に配置されている。小ギア１４はモータ軸１１ａに取り付けられ、大ギア１５は軸１３に取り付けられ、小ギア１４及び大ギア１５が噛合することでモータ１１の回転が減速され、軸１３に駆動力が伝達されるようになっている。
【００３２】
カム１６は、軸１３に取り付けられており、大ギア１５に対して下側に配置されている。このカム１６は円板状を呈しており、当該円板状の軸心から偏心した位置に、軸１３が挿入される貫通孔１６ａが設けられている。カムベアリング１７は、カム１６に外挿されている。
【００３３】
図５に示すように、コンロッド１８は、厚肉の略円板状を呈した部材であり、その中央部には軸線方向に貫く貫通孔１８ａが設けられている。この貫通孔１８ａには、カムベアリング１７が周面に沿って摺設しながら回転可能に挿入されている。貫通孔１８ａの前側及び後側は円弧状に形成され、貫通孔１８ａの中央部には内壁が前後方向に沿って平行に延在した平行部１８ｂが設けられている。この平行部１８ｂの幅（左右方向の幅）は、カムベアリング１７の外径と同程度とされている。また、平行部１８ｂの長さ（前後方向の長さ）は、偏心した回転軸のカム１６の回転に伴って、カムベアリング１７が前後方向に沿って移動できる程度とされている。コンロッド１８の外面には、左右方向に沿って径方向外側に突出した突出部１８ｃ，１８ｃが設けられている。当該突出部１８ｃの外周部には、雄螺子が形成されている。
【００３４】
プランジャ１９，１９は、略有底円筒状を呈しており、コンロッド１８の外周部から左右方向に沿って径方向外側に突出している。これらプランジャ１９，１９は、クランクケース８を左右方向に貫通して、上述のマニホルド１２ａ，１２ｂの空間Ｈまで達している。プランジャ１９の内周面には雌螺子１９ａが凹設されており、上述のコンロッド１８の突出部１８ｃの雄螺子に螺合されて固定されている。マニホルド１２ａ，１２ｂの内周面には、プランジャ１９とマニホルド１２ａ，１２ｂとの間を封止する円環状のシールＳがそれぞれ設けられている。
【００３５】
図６に示すように、クランクケース８の空間Ｂには、薬剤の圧力変化を検知すべく、圧力スイッチ１０が設けられている。この圧力スイッチ１０は、ダイヤフラムケース（閉塞部材）１０１、ダイヤフラム１０２、ロッド１０３、バネ１０４、及びマイクロスイッチ１０５を有している。
【００３６】
ダイヤフラムケース１０１は、ダイヤフラム１０２、ロッド１０３、バネ１０４、及びマイクロスイッチ１０５等の部品を支持すると共に、クランクケース８の第二の開口８２を閉塞すべく、クランクケース８に取り付けられるものである（詳しくは後述）。図３に示すように、ダイヤフラムケース１０１は、クランクケース８と当接する略正方形板状の基部１０１ａと、当該基部１０１ａの略中央部から下側に突出した略円筒状の円筒部１０１ｂと、基部１０１ａの左右方向略中央部から円筒部１０１ｂと一部重なるように下側に突出した略矩形板状の板部１０１ｃ，１０１ｃとを含んで構成されている。
【００３７】
図６に示すように、ダイヤフラムケース１０１の基部１０１ａは、その上端部がクランクケース８の第二の開口８２に挿入されており、当該第二の開口８２に設けられた段部と当接している。円筒部１０１ｂの内部は空間Ｍとされ、この空間Ｍはクランクケース８側に開口されている。また、円筒部１０１ｂの下部には、空間Ｍと外部とを連通する貫通孔が設けられている。板部１０１ｃ，１０１ｃは、左右方向において互いに離間するように平行に設けられている。
【００３８】
ダイヤフラム１０２は、クランクケース８の空間Ｂ内における薬剤の圧力変化により湾曲して変位する板状（膜状）の部材であり、クランクケース８の第二の開口８２を塞ぐように当該第二の開口８２に挿入されている。ダイヤフラム１０２は、第二の開口８２に設けられた上述の段部とダイヤフラムケース１０１の基部１０１ａとの間に挟まれてその周縁が固定されている。第二の開口８２の段部には溝が設けられており、当該溝にはダイヤフラム１０２とクランクケース８との間を封止するためのＯリングＯ２が挿入されている。
【００３９】
ロッド１０３は、ダイヤフラム１０２の変形をマイクロスイッチ１０５に伝達するものであり、空間Ｍ内に円筒部１０１ｂの軸線方向に沿って移動可能に挿入されている。このロッド１０３は、空間Ｍの内径と略同一の外径を有する略円板状の円板部１０３ａと、円板部１０３ａの外径よりも小さい外径を有する略円柱状のピン部１０３ｂとを含んで構成されている。円板部１０３ａはダイヤフラム１０２と当接し、ピン部１０３ｂは円板部１０３ａの略中央部からダイヤフラム１０２の反対側に向けて突出し、上述の円柱部１０１ｂの貫通孔を通して空間Ｍの外側まで延在している。
【００４０】
バネ１０４は、ロッド１０３がダイヤフラム１０２に当接するように当該ロッド１０３を付勢するものであり、ロッド１０３のピン部１０３ｂに外挿されている。このバネ１０４は、ロッド１０３をダイヤフラム１０２側へ付勢すべく、圧縮された状態でロッド１０３の円板部１０３ａと、円筒部１０１ｂの内壁とに挟まれている。
【００４１】
マイクロスイッチ１０５は、ロッド１０３を介して伝達されたダイヤフラム１０２の変位に応じてオン及びオフを行うものであり、ロッド１０３のピン部１０３ｂと対向するように、ダイヤフラムケース１０１の板部１０１ｃ，１０１ｃに挟まれて固定されている。このマイクロスイッチ１０５には、ピン部１０３ｂと当接し、当該ピン部１０３ｂの移動に伴って変形する変形部１０５ａが設けられている。マイクロスイッチ１０５は、当該変形部１０５ａが変形していない状態でオンになり、当該変形部１０５ａが変形した状態でオフになるようにされている。
【００４２】
次に、ギアケース９及びダイヤフラムケース１０１の取付方法について詳細に説明する。
【００４３】
図２に示すように、ギアケース９は、その周縁がクランクケース８の第一の開口８１の周縁と当接しており、略正方形板状の基部９１と、基部９１に対して前側（モータ１１側）に位置しモータ１１を支持する略円筒状の円筒部９２とを含んで構成されている。図２，３に示すように、基部９１には、略正方形状の四隅付近に、螺子Ｓ１〜Ｓ４を通すための貫通孔が設けられている。基部９１の外面には、これらの貫通孔と対応する位置に、ナットＮ１〜Ｎ４を挿入するための座ぐりが設けられている（図３参照）。
【００４４】
クランクケース８には、上述のギアケース９の基部９１に設けられた貫通孔と対応する位置に、螺子Ｓ１〜Ｓ４を通すための不図示の貫通孔が設けられている。また、ダイヤフラムケース１０１の基部１０１ａには、ギアケース９の基部９１に設けられた貫通孔と対応する位置に、螺子Ｓ１〜Ｓ４を通すための貫通孔が設けられている。
【００４５】
そして、螺子Ｓ１〜Ｓ４をダイヤフラムケース１０１の基部１０１ａの貫通孔にそれぞれ挿入し、上述のクランクケース８の貫通孔及びギアケース９の基部９１の貫通孔に通して、対応するナットＮ１〜Ｎ４と螺子Ｓ１〜Ｓ４とをそれぞれ螺合することで、ダイヤフラムケース１０１とギアケース９とが上下方向において互いに対向するようにクランクケース８に共締めされている。
【００４６】
次に、上記のように構成された往復ポンプ装置１を有する薬剤噴霧装置２の動作について説明する。
【００４７】
図６に示すように、薬剤噴霧装置２においては、モータ１１の駆動スイッチがオンにされると、モータ１１のモータ軸１１ａが回転し、当該回転が小ギア１４及び大ギア１５により減速され、軸１３に駆動力が伝達される。軸１３が回転すると、カム１６が回転し、カム１６に外挿されたカムベアリング１７がコンロッド１８の貫通孔１８ａの内部をカム１６の偏心に従って前後方向に移動しつつコンロッド１８が左右方向に沿って往復動する。その結果、モータ１１からの回転が往復動に変換され、プランジャ１９，１９が往復動を行う。
【００４８】
プランジャ１９，１９が往復動を行うと、吸引側（容積が大きくなる側）の空間Ｈ（図５において右側の空間Ｈ）に発生する負圧により、薬剤タンク３内の薬剤が、吸水ホース５を介して吸水口１ｂに進入する。吸水口１ｂに進入した薬剤は、通路Ｆ、通路Ｇを通過し、図５に示すように、吸水弁２６を押し開けて空間Ｌに達する。空間Ｌに達した薬剤は、通路Ｋを通過し、吸引側の空間Ｈに至る。
【００４９】
その後、吸引側の空間Ｈは、プランジャ１９，１９の往復動により圧縮側（容積が小さくなる側）に変わる。圧縮側の空間Ｈの薬剤は、プランジャ１９により加圧され、通路Ｉを通過して、空間Ｊに達する。空間Ｊに達した薬剤は、吐出弁２９を押し開けて通路Ｅを通過し、空間Ｃに至る。図６に示すように、空間Ｃに至った薬剤は逆止弁座２１を通過し、その一部は通路Ｄを通過して空間Ｂに滞留し、他部は吐出口１ａを介して吐出ホース４（図１参照）に吐出され、これにより、ポンプ作用が行われる。
【００５０】
このようにモータ１１が回転した状態で吐出ホース４のバルブ４ｂ（図１参照）が開にされると、ノズル４ｃから薬剤が噴霧される。このとき、プランジャ１９により加圧された薬剤の圧力は噴霧圧力Ｐ１となっており、空間Ｂに滞留した薬剤の圧力も噴霧圧力Ｐ１となっている。噴霧圧力Ｐ１と、圧力スイッチ１０のバネ１０４によるバネ力Ｆ１との間には、以下の式（１）が成立している。
（Ｐ１×Ａ）＜Ｆ１・・・（１）
但し、
Ａ：ダイヤフラム１０２における薬剤との接触面積。
【００５１】
一方、モータ１１が回転した状態でバルブ４ｂが閉にされると、薬剤の圧力が上昇し、当該圧力の上昇に伴って逆止弁球２０が逆止弁座２１に押圧される。これにより、逆止弁座２１における薬剤の逆流が防止される。そして、逆止弁座２１よりも下流側の部分に、封入圧力Ｐ２が封入される。空間Ｂにおいて、封入圧力Ｐ２と、圧力スイッチ１０のバネ１０４によるバネ力Ｆ１との間には、以下の式（２）が成立し、ダイヤフラム１０２が変形してロッド１０３がマイクロスイッチ１０５側に移動する。
Ｆ１＜（Ｐ２×Ａ）・・・（２）
【００５２】
ロッド１０３がマイクロスイッチ１０５側に移動すると、ロッド１０３のピン部１０３ｂがマイクロスイッチ１０５の変形部１０５ａを押圧し、変形部１０５ａが変形してマイクロスイッチ１０５がオフとなる。これにより、モータ１１の回転が停止される。
【００５３】
さらに、モータ１１が停止した状態で閉にされたバルブ４ｂが開にされると、封入圧力Ｐ２が低下し、バネ１０４のバネ力Ｆ１によりロッド１０３及びダイヤフラム１０２が押し戻され、マイクロスイッチ１０５がオンとなる。これにより、モータ１１が回転を始める。なお、ロッド１０３及びダイヤフラム１０２は、ストッパ部８３（図６参照）により、過度の変位が防止される。
【００５４】
このように、往復ポンプ装置１では、通路Ｆ、通路Ｇ、空間Ｌ、通路Ｋ、空間Ｈ，通路Ｉ、空間Ｊ、通路Ｅ及び空間Ｃの順番で、噴射される薬剤の流路が形成されている。そして、圧力スイッチ１０をクランクケース８と一体に構成してクランクケース８内で圧力変化を検知すべく、上述の経路から分岐した通路Ｄ及び空間Ｂを別途クランクケース８内に設け、当該空間Ｂに圧力スイッチ１０を進入させて圧力変化を検知している。
【００５５】
なお、往復ポンプ装置１では、モータ１１の回転中に薬剤の圧力が過度に上昇した場合、余水弁２３が押し開けられ、空間Ｃの薬剤の一部が余水口１ｃを介して余水ホース６に流出し、薬剤タンク３に逃がされるようになっている。これにより、薬剤の圧力が所定以下に調整される。
【００５６】
このように本実施形態に係る往復ポンプ装置１では、圧力スイッチ１０がクランクケース８に一体に構成されており、軸１３、小ギア１４、大ギア１５、カム１６、カムベアリング１７及びコンロッド１８により構成される駆動要素を挿入するための第一の開口８１と、圧力スイッチ１０の一部であるダイヤフラム１０２等を挿入するための第二の開口８２とが、クランクケース８において反対側の面に設けられており、駆動要素が第一の開口８１に挿入された状態で当該第一の開口８１を閉塞する閉塞部材であるギアケース９と、圧力スイッチ１０の一部であるダイヤフラム１０２等が第二の開口８２に挿入された状態で当該第二の開口８２を閉塞する閉塞部材であるダイヤフラムケース１０１とが、クランクケース８に対して共締めされているため、クランクケース８と圧力スイッチ１０とを接続する配管等が不要になると共に、ギアケース９及びダイヤフラムケース１０１をクランクケース８に固定するための螺子の本数が少なくなる。従って、装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる。
【００５７】
また、本実施形態に係る往復ポンプ装置１では、ギアケース９及び圧力スイッチ１０が上下方向において互いに対向するようにクランクケース８に取り付けられ、マニホルド１２ａ，１２ｂが上下方向と直交する左右方向において互いに対向するようにクランクケース８に取り付けられているため、効率よくクランクケース８のスペースを利用することができ、装置のコンパクト化を実現できる。
【００５８】
また、本実施形態に係る往復ポンプ装置１では、吐出口１ａ、吸水口１ｂ及び余水口１ｃはいずれも上下方向に開口されているため、配管がシンプルになっている。
【００５９】
また、本実施形態に係る往復ポンプ装置１では、逆流防止機構を構成する逆止弁球２０、逆止弁座２１、及び、圧力調整機構を構成する余水弁座２２、余水弁２３、バネ２４が、空間Ａに設けられた駆動機構と並列になるように、クランクケース８内の空間Ｃに内蔵されている。従って、逆流防止機構や圧力調整機構を、駆動機構の延長上に設ける場合や、クランクケース８の外部に別途設ける場合に比して、装置のコンパクト化や部品点数の削減を実現できる。
【００６０】
以上、本発明に係る往復ポンプ装置１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、往復ポンプ装置１は、薬剤噴霧装置２に適用されているが、バルブの開閉により流体の吐出及び吐出停止を制御する他の装置に適用することも可能である。
【００６１】
また、上記実施形態においては、原動機としてモータ１１が用いられているが、内燃機関等が用いられてもよい。また、上記実施形態においては、流体として薬剤が用いられているが、薬剤以外の液体や気体が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…往復ポンプ装置、８…クランクケース（ポンプケース本体）、１０…圧力スイッチ、１１…モータ（原動機）、１３…軸（駆動要素）、１４…小ギア（駆動要素）、１５…大ギア（駆動要素）、１６…カム（駆動要素）、１７…カムベアリング（駆動要素）、１８…コンロッド（駆動要素）、１９…プランジャ（往復動部材）、８１…第一の開口、８２…第二の開口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体を圧送等するものとして、往復ポンプ装置が知られている（例えば以下の特許文献１参照）。特許文献１には、液体噴霧装置に取り付けられた往復ポンプ装置が記載されている。この往復ポンプ装置では、当該往復ポンプ装置の吐出口と、液体を噴霧するノズルを有する噴霧ホースとの間に、圧力スイッチが介されている。噴霧ホースには、当該噴霧ホースを開閉するためのバルブが設けられている。そして、この往復ポンプ装置では、往復ポンプ装置を作動させた状態において、バルブを開にすることで噴霧ホースを介して液体を吐出し、バルブを閉にすることで液体の吐出を停止する。この際、往復ポンプ装置を作動させた状態でバルブを閉にすると、吐出を停止しているにも拘らず、往復ポンプ装置を駆動するモータ（原動機）が回転を続けてしまう。そこで、この往復ポンプ装置では、上述の圧力スイッチにより液圧の変化を検知し、当該液圧の変化に基づく圧力スイッチのオン、オフにより、モータのオン、オフを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１００６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記往復ポンプ装置においては、バルブの開閉により液体の吐出及び吐出停止を制御すべく圧力スイッチを別途設けているが、この場合、装置の大型化や部品点数の増加を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる往復ポンプ装置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】
【０００６】
本発明の往復ポンプ装置（１）は、原動機（１１）からの駆動力により往復動する往復動部材（１９，１９）を備え、当該往復動部材（１９，１９）の往復動により流体を圧縮してポンプ作用を行う往復ポンプ装置（１）であって、往復動部材（１９，１９）を収容するポンプケース本体（８）と、原動機（１１）からの駆動力を往復動部材（１９，１９）に伝達し、往復動部材（１９，１９）を駆動する駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）と、流体の圧力変化を検知することでオン及びオフを行い、当該オン及びオフに基づいて原動機（１１）を制御するための圧力スイッチ（１０）と、を備え、圧力スイッチ（１０）は、ポンプケース本体（８）に一体に構成されており、駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）を挿入するための第一の開口（８１）と、圧力スイッチ（１０）の一部を挿入するための第二の開口（８２）とが、ポンプケース本体（８）において反対側の面に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、圧力スイッチ（１０）がポンプケース本体（８）に一体に構成されており、駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）を挿入するための第一の開口（８１）と、圧力スイッチ（１０）の一部を挿入するための第二の開口（８２）とが、ポンプケース本体（８）において反対側の面に設けられているため、駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）が第一の開口（８１）に挿入された状態で当該第一の開口（８１）を閉塞する閉塞部材（９）と、圧力スイッチ（１０）の一部が第二の開口（８２）に挿入された状態で当該第二の開口（８２）を閉塞する閉塞部材（１０１）とを、ポンプケース本体（８）に対して共締めすることが可能となる。従って、装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる往復ポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る往復ポンプ装置が設けられた薬剤噴霧装置を示す側面図である。
【図２】図１中の往復ポンプ装置を右側面から示す斜視図である。
【図３】図１中の往復ポンプ装置を左側面から示す斜視図である。
【図４】図１のIV-IV矢視図である。
【図５】図１のV-V矢視図である。
【図６】図４のVI-VI矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の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。なお、図面の説明において、理解を容易にするために、図１における紙面「上」「下」「左」「右」「手前」「奥」を、それぞれ「上」「下」「後」「前」「右」「左」と便宜的に定める。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る往復ポンプ装置が設けられた薬剤噴霧装置を示す側面図である。図１に示すように、本実施形態に係る往復ポンプ装置１は、液体状の薬剤を噴霧する薬剤噴霧装置２に設けられている。薬剤噴霧装置２は、往復ポンプ装置１の他、薬剤タンク３、吐出ホース４、吸水ホース５、余水ホース６、及びバッテリ７を備えている。
【００１２】
薬剤タンク３は、薬剤を貯留するタンクであり、側面視において略Ｌ字を逆さにした形状を呈している。この略Ｌ字を逆さにした形状の内側に隣接して、往復ポンプ装置１が配置されている。薬剤タンク３には、往復ポンプ装置１を外側から覆うように囲むカバー３１が取り付けられている。
【００１３】
吐出ホース４は、往復ポンプ装置１から吐出された薬剤を噴霧するホースであり、後述する往復ポンプ装置１の吐出口１ａに接続されている。この吐出ホース４は、ノズルグリップ４ａ、バルブ４ｂ、及びノズル４ｃを有している。
【００１４】
ノズルグリップ４ａは、作業者が散布作業等を行う際に手で持つ部分であり、吐出ホース４の途中に設けられている。バルブ４ｂは、吐出ホース４の開閉を行うものであり、ノズルグリップ４ａに対して下流側に隣接して設けられている。ノズル４ｃは、薬剤が噴霧される部分であり、吐出ホース４の下流側の先端部に設けられている。
【００１５】
吸水ホース５は、薬剤タンク３内の薬剤を往復ポンプ装置１に送るホースであり、薬剤タンク３と、後述する往復ポンプ装置１の吸水口１ｂとを接続している。余水ホース６は、薬剤の圧力が所定以上に達した場合に、往復ポンプ装置１内の薬剤の一部を薬剤タンク３に逃がすためのホースであり（詳しくは後述）、薬剤タンク３と、後述する往復ポンプ装置１の余水口１ｃとを接続している。バッテリ７は、往復ポンプ装置１の駆動源として往復ポンプ装置１に電力を供給するものであり、カバー３１内に収容されている。
【００１６】
次に、往復ポンプ装置１について詳細に説明する。図２は図１中の往復ポンプ装置を右側面から示す斜視図、図３は図１中の往復ポンプ装置を左側面から示す斜視図、図４は図１のIV-IV矢視図、図５は図１のV-V矢視図、図６は図４のVI-VI矢視図である。図２、図３に示すように、往復ポンプ装置１は、クランクケース（ポンプケース本体）８、ギアケース（閉塞部材）９、圧力スイッチ１０、モータ（原動機）１１、及びマニホルド１２ａ，１２ｂ等を備えている。
【００１７】
クランクケース８は、往復ポンプ装置１において種々の機構や部品を収容するものである。図６に示すように、このクランクケース８における上側面には、第一の開口８１が凹設されており、この凹部内の領域は空間Ａとされている。空間Ａには、図４，５に示すように、クランクケース８を左右方向に貫通する貫通孔が連なっており、この貫通孔には、後述のようにプランジャ１９，１９が挿通されている。
【００１８】
図６に戻り、クランクケース８における下側面には、第二の開口８２が凹設されており、この凹部内の領域は空間Ｂとされている。第二の開口８２は、上下方向において上述の第一の開口８１と逆向きに設けられている。すなわち、第一の開口８１と第二の開口８２とが、クランクケース８において反対側の面に設けられている。また、クランクケース８には、後述するダイヤフラム１０２の過度の変位を規制するストッパ部８３が、空間Ｂ内に突出しダイヤフラム１０２に対面するように設けられている。
【００１９】
クランクケース８における空間Ａ及び空間Ｂの後側には、上下方向に延在した空間Ｃが形成されている。この空間Ｃは、クランクケース８を上下方向に貫通している。空間Ｃにおける上側の貫通孔は、上述の余水口１ｃとされている（図１参照）。また、空間Ｃにおける下側の貫通孔には雌螺子が形成されており、円筒状の吐出継手８４がねじ込まれている。この吐出継手８４の下端部は、上述の吐出口１ａとされている（図１参照）。
【００２０】
吐出継手８４の内周面における上端部には、後述する逆止弁球２０の下側への移動を規制する規制部８５が径方向内側に突出している。吐出継手８４の外周面における軸線方向略中間部には、クランクケース８と吐出継手８４との間を封止するＯリングＯ１が設けられている。
【００２１】
空間Ｃの延在方向中程からは、空間Ｂに向けて通路Ｄが延在しており、当該通路Ｄにより空間Ｂと空間Ｃとが連通されている。また、空間Ｃの通路Ｄより上方付近からは、左右方向に通路Ｅが延在している（図５参照）。この通路Ｅは、クランクケース８を左右方向に貫通している。
【００２２】
クランクケース８における空間Ａ及び空間Ｂの前側には、上下方向に延びる通路Ｆが形成されている。この通路Ｆの下端部は、クランクケース８を貫通し、上述の吸水口１ｂとされている（図１参照）。このように、吐出口１ａ、吸水口１ｂ及び余水口１ｃは、いずれも上下方向に開口されている。また、通路Ｆの上端部からは、左右方向に沿って通路Ｇが延在している（図５参照）。この通路Ｇは、クランクケース８を左右方向に貫通している。
【００２３】
ギアケース９は、上述のクランクケース８の第一の開口８１を閉塞するように、クランクケース８に取り付けられている（詳しくは後述）。圧力スイッチ１０は、往復ポンプ装置１内を流れる薬剤の圧力変化を検知することでオン及びオフを行い、当該オン及びオフに基づいてモータ１１を制御するものであり、第二の開口８２を閉塞するようにクランクケース８に取り付けられている（詳しくは後述）。モータ１１は、往復動部材１９（詳しくは後述）を駆動するものであり、後述するギアケース９の円筒部９２に挿入されて固定されている。
【００２４】
図５に示すように、マニホルド１２ａ，１２ｂは、左右方向において互いに対向するようにクランクケース８に取り付けられている。マニホルド１２ａ，１２ｂは、往復動部材１９（詳しくは後述）により薬剤を加圧するための空間Ｈをそれぞれ有している。この空間Ｈは、プランジャ１９及びシールＳが組み込まれていない状態においては、クランクケース８の空間Ａと連通している。空間Ｈからは、後側に向けて通路Ｉが延在しており、通路Ｉの先は空間Ｊとされている。この空間Ｊは、上述のクランクケース８の通路Ｅと連通するように設けられている。また、空間Ｈからは、前側に向けて通路Ｋが延在しており、通路Ｋの先は空間Ｌとされている。この空間Ｌは、上述のクランクケース８の通路Ｇと連通するように設けられている。
【００２５】
次に、上述のクランクケース８及びマニホルド１２ａ，１２ｂの各空間及び通路に設けられている機構について詳細に説明する。
【００２６】
図６に示すように、クランクケース８の空間Ｃには、逆流防止機構を構成する逆止弁球２０及び逆止弁座２１が挿入されている。逆止弁球２０は、球体であり、空間Ｃ内において、上述の規制部８５に対して上側に配置されている。逆止弁座２１は、略円環状を呈しており、吐出継手８４に対して上側に隣接して空間Ｃ内に固定されている。すなわち、逆止弁球２０は、逆止弁座２１と規制部８５との間に配置されている。逆止弁座２１の外周面には、クランクケース８と逆止弁座２１との間を封止するＯリングＯ３が設けられている。
【００２７】
また、クランクケース８の空間Ｃには、圧力調整機構を構成する余水弁座２２、余水弁２３、及びバネ２４が挿入されている。余水弁座２２は、上述の逆止弁座２１に対して上側に当接するように空間Ｃ内に固定されている。余水弁座２２の軸線方向略中央部には、空間Ｃと通路Ｅとを連通するための貫通孔２２ａが前後方向に貫くように設けられている。余水弁座２２の外周面には、クランクケース８と余水弁座２２との間を封止するＯリングＯ４が設けられている。余水弁２３は、余水弁座２２に対して上側に配置されている。バネ２４は、余水弁２３の外周面に外挿されており、余水弁２３の外周面に設けられた鍔部と、空間Ｃを形成する内壁に設けられた上側段部との間に圧縮された状態で挟まれ、このバネ２４により、余水弁２３が余水弁座２２に押し付けられている。これにより、空間Ｃから余水口１ｃに接続された余水ホース６（図１参照）に向けて薬剤は流れるが、余水ホース６から空間Ｃに薬剤が逆流しないようにされている。
【００２８】
図５に示すように、マニホルド１２ａ，１２ｂの空間Ｌ，Ｌには、吸水弁座２５、吸水弁２６、及びバネ２７がそれぞれ挿入されている。吸水弁座２５は、マニホルド１２ａ，１２ｂの空間Ｌとクランクケース８の通路Ｇとの間にまたがって固定されている。吸水弁座２５の外周面には、クランクケース８と吸水弁座２５との間を封止するＯリングＯ５が設けられている。吸水弁２６は、吸水弁座２５に対して空間Ｌ側に配置されている。バネ２７は、吸水弁２６の外周面に外挿されており、吸水弁２６の外周面に設けられた段部と、空間Ｌを形成する内壁との間に圧縮された状態で挟まれ、このバネ２７により、吸水弁２６が吸水弁座２５に押し付けられている。これにより、通路Ｇから空間Ｌに向けて薬剤は流れるが、空間Ｌから通路Ｇに薬剤が逆流しないようにされている。
【００２９】
クランクケース８の通路Ｅにおける両端部には、吐出弁座２８、吐出弁２９、及びバネ３０がそれぞれ挿入されている。吐出弁座２８は、クランクケース８の通路Ｅとマニホルド１２ａ，１２ｂの空間Ｊとの間にまたがって固定されている。吐出弁座２８の外周面には、クランクケース８と吐出弁座２８との間を封止するＯリングＯ６が設けられている。吐出弁２９は、吐出弁座２８に対して通路Ｅ側に配置されている。バネ３０は、吐出弁２９の外周面に外挿されており、吐出弁２９の外周面に設けられた段部と、通路Ｅを形成する内壁に設けられた段部との間に圧縮された状態で挟まれ、このバネ３０により、吐出弁２９が吐出弁座２８に押し付けられている。これにより、空間Ｊから通路Ｅに向けて薬剤は流れるが、通路Ｅから空間Ｊに薬剤が逆流しないようにされている。
【００３０】
クランクケース８の空間Ａには、駆動機構及び往復動機構が収容されている。具体的には、図６に示すように、モータ１１の回転軸であるモータ軸１１ａが上下方向に延在して第一の開口８１内に進入し、さらに、第一の開口８１内に対して、駆動要素である軸１３、小ギア１４、大ギア１５、カム１６、カムベアリング１７、コンロッド１８が挿入されると共に、往復動部材であるプランジャ１９，１９（図５参照）が挿入されている。
【００３１】
軸１３は、モータ軸１１ａと平行に設けられており、その両端部はベアリング１３ａ，１３ｂにより回転可能に支持されている。ベアリング１３ａはギアケース９に配置されており、ベアリング１３ｂはクランクケース８に配置されている。小ギア１４はモータ軸１１ａに取り付けられ、大ギア１５は軸１３に取り付けられ、小ギア１４及び大ギア１５が噛合することでモータ１１の回転が減速され、軸１３に駆動力が伝達されるようになっている。
【００３２】
カム１６は、軸１３に取り付けられており、大ギア１５に対して下側に配置されている。このカム１６は円板状を呈しており、当該円板状の軸心から偏心した位置に、軸１３が挿入される貫通孔１６ａが設けられている。カムベアリング１７は、カム１６に外挿されている。
【００３３】
図５に示すように、コンロッド１８は、厚肉の略円板状を呈した部材であり、その中央部には軸線方向に貫く貫通孔１８ａが設けられている。この貫通孔１８ａには、カムベアリング１７が周面に沿って摺設しながら回転可能に挿入されている。貫通孔１８ａの前側及び後側は円弧状に形成され、貫通孔１８ａの中央部には内壁が前後方向に沿って平行に延在した平行部１８ｂが設けられている。この平行部１８ｂの幅（左右方向の幅）は、カムベアリング１７の外径と同程度とされている。また、平行部１８ｂの長さ（前後方向の長さ）は、偏心した回転軸のカム１６の回転に伴って、カムベアリング１７が前後方向に沿って移動できる程度とされている。コンロッド１８の外面には、左右方向に沿って径方向外側に突出した突出部１８ｃ，１８ｃが設けられている。当該突出部１８ｃの外周部には、雄螺子が形成されている。
【００３４】
プランジャ１９，１９は、略有底円筒状を呈しており、コンロッド１８の外周部から左右方向に沿って径方向外側に突出している。これらプランジャ１９，１９は、クランクケース８を左右方向に貫通して、上述のマニホルド１２ａ，１２ｂの空間Ｈまで達している。プランジャ１９の内周面には雌螺子１９ａが凹設されており、上述のコンロッド１８の突出部１８ｃの雄螺子に螺合されて固定されている。マニホルド１２ａ，１２ｂの内周面には、プランジャ１９とマニホルド１２ａ，１２ｂとの間を封止する円環状のシールＳがそれぞれ設けられている。
【００３５】
図６に示すように、クランクケース８の空間Ｂには、薬剤の圧力変化を検知すべく、圧力スイッチ１０が設けられている。この圧力スイッチ１０は、ダイヤフラムケース（閉塞部材）１０１、ダイヤフラム１０２、ロッド１０３、バネ１０４、及びマイクロスイッチ１０５を有している。
【００３６】
ダイヤフラムケース１０１は、ダイヤフラム１０２、ロッド１０３、バネ１０４、及びマイクロスイッチ１０５等の部品を支持すると共に、クランクケース８の第二の開口８２を閉塞すべく、クランクケース８に取り付けられるものである（詳しくは後述）。図３に示すように、ダイヤフラムケース１０１は、クランクケース８と当接する略正方形板状の基部１０１ａと、当該基部１０１ａの略中央部から下側に突出した略円筒状の円筒部１０１ｂと、基部１０１ａの左右方向略中央部から円筒部１０１ｂと一部重なるように下側に突出した略矩形板状の板部１０１ｃ，１０１ｃとを含んで構成されている。
【００３７】
図６に示すように、ダイヤフラムケース１０１の基部１０１ａは、その上端部がクランクケース８の第二の開口８２に挿入されており、当該第二の開口８２に設けられた段部と当接している。円筒部１０１ｂの内部は空間Ｍとされ、この空間Ｍはクランクケース８側に開口されている。また、円筒部１０１ｂの下部には、空間Ｍと外部とを連通する貫通孔が設けられている。板部１０１ｃ，１０１ｃは、左右方向において互いに離間するように平行に設けられている。
【００３８】
ダイヤフラム１０２は、クランクケース８の空間Ｂ内における薬剤の圧力変化により湾曲して変位する板状（膜状）の部材であり、クランクケース８の第二の開口８２を塞ぐように当該第二の開口８２に挿入されている。ダイヤフラム１０２は、第二の開口８２に設けられた上述の段部とダイヤフラムケース１０１の基部１０１ａとの間に挟まれてその周縁が固定されている。第二の開口８２の段部には溝が設けられており、当該溝にはダイヤフラム１０２とクランクケース８との間を封止するためのＯリングＯ２が挿入されている。
【００３９】
ロッド１０３は、ダイヤフラム１０２の変形をマイクロスイッチ１０５に伝達するものであり、空間Ｍ内に円筒部１０１ｂの軸線方向に沿って移動可能に挿入されている。このロッド１０３は、空間Ｍの内径と略同一の外径を有する略円板状の円板部１０３ａと、円板部１０３ａの外径よりも小さい外径を有する略円柱状のピン部１０３ｂとを含んで構成されている。円板部１０３ａはダイヤフラム１０２と当接し、ピン部１０３ｂは円板部１０３ａの略中央部からダイヤフラム１０２の反対側に向けて突出し、上述の円柱部１０１ｂの貫通孔を通して空間Ｍの外側まで延在している。
【００４０】
バネ１０４は、ロッド１０３がダイヤフラム１０２に当接するように当該ロッド１０３を付勢するものであり、ロッド１０３のピン部１０３ｂに外挿されている。このバネ１０４は、ロッド１０３をダイヤフラム１０２側へ付勢すべく、圧縮された状態でロッド１０３の円板部１０３ａと、円筒部１０１ｂの内壁とに挟まれている。
【００４１】
マイクロスイッチ１０５は、ロッド１０３を介して伝達されたダイヤフラム１０２の変位に応じてオン及びオフを行うものであり、ロッド１０３のピン部１０３ｂと対向するように、ダイヤフラムケース１０１の板部１０１ｃ，１０１ｃに挟まれて固定されている。このマイクロスイッチ１０５には、ピン部１０３ｂと当接し、当該ピン部１０３ｂの移動に伴って変形する変形部１０５ａが設けられている。マイクロスイッチ１０５は、当該変形部１０５ａが変形していない状態でオンになり、当該変形部１０５ａが変形した状態でオフになるようにされている。
【００４２】
次に、ギアケース９及びダイヤフラムケース１０１の取付方法について詳細に説明する。
【００４３】
図２に示すように、ギアケース９は、その周縁がクランクケース８の第一の開口８１の周縁と当接しており、略正方形板状の基部９１と、基部９１に対して前側（モータ１１側）に位置しモータ１１を支持する略円筒状の円筒部９２とを含んで構成されている。図２，３に示すように、基部９１には、略正方形状の四隅付近に、螺子Ｓ１〜Ｓ４を通すための貫通孔が設けられている。基部９１の外面には、これらの貫通孔と対応する位置に、ナットＮ１〜Ｎ４を挿入するための座ぐりが設けられている（図３参照）。
【００４４】
クランクケース８には、上述のギアケース９の基部９１に設けられた貫通孔と対応する位置に、螺子Ｓ１〜Ｓ４を通すための不図示の貫通孔が設けられている。また、ダイヤフラムケース１０１の基部１０１ａには、ギアケース９の基部９１に設けられた貫通孔と対応する位置に、螺子Ｓ１〜Ｓ４を通すための貫通孔が設けられている。
【００４５】
そして、螺子Ｓ１〜Ｓ４をダイヤフラムケース１０１の基部１０１ａの貫通孔にそれぞれ挿入し、上述のクランクケース８の貫通孔及びギアケース９の基部９１の貫通孔に通して、対応するナットＮ１〜Ｎ４と螺子Ｓ１〜Ｓ４とをそれぞれ螺合することで、ダイヤフラムケース１０１とギアケース９とが上下方向において互いに対向するようにクランクケース８に共締めされている。
【００４６】
次に、上記のように構成された往復ポンプ装置１を有する薬剤噴霧装置２の動作について説明する。
【００４７】
図６に示すように、薬剤噴霧装置２においては、モータ１１の駆動スイッチがオンにされると、モータ１１のモータ軸１１ａが回転し、当該回転が小ギア１４及び大ギア１５により減速され、軸１３に駆動力が伝達される。軸１３が回転すると、カム１６が回転し、カム１６に外挿されたカムベアリング１７がコンロッド１８の貫通孔１８ａの内部をカム１６の偏心に従って前後方向に移動しつつコンロッド１８が左右方向に沿って往復動する。その結果、モータ１１からの回転が往復動に変換され、プランジャ１９，１９が往復動を行う。
【００４８】
プランジャ１９，１９が往復動を行うと、吸引側（容積が大きくなる側）の空間Ｈ（図５において右側の空間Ｈ）に発生する負圧により、薬剤タンク３内の薬剤が、吸水ホース５を介して吸水口１ｂに進入する。吸水口１ｂに進入した薬剤は、通路Ｆ、通路Ｇを通過し、図５に示すように、吸水弁２６を押し開けて空間Ｌに達する。空間Ｌに達した薬剤は、通路Ｋを通過し、吸引側の空間Ｈに至る。
【００４９】
その後、吸引側の空間Ｈは、プランジャ１９，１９の往復動により圧縮側（容積が小さくなる側）に変わる。圧縮側の空間Ｈの薬剤は、プランジャ１９により加圧され、通路Ｉを通過して、空間Ｊに達する。空間Ｊに達した薬剤は、吐出弁２９を押し開けて通路Ｅを通過し、空間Ｃに至る。図６に示すように、空間Ｃに至った薬剤は逆止弁座２１を通過し、その一部は通路Ｄを通過して空間Ｂに滞留し、他部は吐出口１ａを介して吐出ホース４（図１参照）に吐出され、これにより、ポンプ作用が行われる。
【００５０】
このようにモータ１１が回転した状態で吐出ホース４のバルブ４ｂ（図１参照）が開にされると、ノズル４ｃから薬剤が噴霧される。このとき、プランジャ１９により加圧された薬剤の圧力は噴霧圧力Ｐ１となっており、空間Ｂに滞留した薬剤の圧力も噴霧圧力Ｐ１となっている。噴霧圧力Ｐ１と、圧力スイッチ１０のバネ１０４によるバネ力Ｆ１との間には、以下の式（１）が成立している。
（Ｐ１×Ａ）＜Ｆ１・・・（１）
但し、
Ａ：ダイヤフラム１０２における薬剤との接触面積。
【００５１】
一方、モータ１１が回転した状態でバルブ４ｂが閉にされると、薬剤の圧力が上昇し、当該圧力の上昇に伴って逆止弁球２０が逆止弁座２１に押圧される。これにより、逆止弁座２１における薬剤の逆流が防止される。そして、逆止弁座２１よりも下流側の部分に、封入圧力Ｐ２が封入される。空間Ｂにおいて、封入圧力Ｐ２と、圧力スイッチ１０のバネ１０４によるバネ力Ｆ１との間には、以下の式（２）が成立し、ダイヤフラム１０２が変形してロッド１０３がマイクロスイッチ１０５側に移動する。
Ｆ１＜（Ｐ２×Ａ）・・・（２）
【００５２】
ロッド１０３がマイクロスイッチ１０５側に移動すると、ロッド１０３のピン部１０３ｂがマイクロスイッチ１０５の変形部１０５ａを押圧し、変形部１０５ａが変形してマイクロスイッチ１０５がオフとなる。これにより、モータ１１の回転が停止される。
【００５３】
さらに、モータ１１が停止した状態で閉にされたバルブ４ｂが開にされると、封入圧力Ｐ２が低下し、バネ１０４のバネ力Ｆ１によりロッド１０３及びダイヤフラム１０２が押し戻され、マイクロスイッチ１０５がオンとなる。これにより、モータ１１が回転を始める。なお、ロッド１０３及びダイヤフラム１０２は、ストッパ部８３（図６参照）により、過度の変位が防止される。
【００５４】
このように、往復ポンプ装置１では、通路Ｆ、通路Ｇ、空間Ｌ、通路Ｋ、空間Ｈ，通路Ｉ、空間Ｊ、通路Ｅ及び空間Ｃの順番で、噴射される薬剤の流路が形成されている。そして、圧力スイッチ１０をクランクケース８と一体に構成してクランクケース８内で圧力変化を検知すべく、上述の経路から分岐した通路Ｄ及び空間Ｂを別途クランクケース８内に設け、当該空間Ｂに圧力スイッチ１０を進入させて圧力変化を検知している。
【００５５】
なお、往復ポンプ装置１では、モータ１１の回転中に薬剤の圧力が過度に上昇した場合、余水弁２３が押し開けられ、空間Ｃの薬剤の一部が余水口１ｃを介して余水ホース６に流出し、薬剤タンク３に逃がされるようになっている。これにより、薬剤の圧力が所定以下に調整される。
【００５６】
このように本実施形態に係る往復ポンプ装置１では、圧力スイッチ１０がクランクケース８に一体に構成されており、軸１３、小ギア１４、大ギア１５、カム１６、カムベアリング１７及びコンロッド１８により構成される駆動要素を挿入するための第一の開口８１と、圧力スイッチ１０の一部であるダイヤフラム１０２等を挿入するための第二の開口８２とが、クランクケース８において反対側の面に設けられており、駆動要素が第一の開口８１に挿入された状態で当該第一の開口８１を閉塞する閉塞部材であるギアケース９と、圧力スイッチ１０の一部であるダイヤフラム１０２等が第二の開口８２に挿入された状態で当該第二の開口８２を閉塞する閉塞部材であるダイヤフラムケース１０１とが、クランクケース８に対して共締めされているため、クランクケース８と圧力スイッチ１０とを接続する配管等が不要になると共に、ギアケース９及びダイヤフラムケース１０１をクランクケース８に固定するための螺子の本数が少なくなる。従って、装置のコンパクト化及び部品点数の削減を実現できる。
【００５７】
また、本実施形態に係る往復ポンプ装置１では、ギアケース９及び圧力スイッチ１０が上下方向において互いに対向するようにクランクケース８に取り付けられ、マニホルド１２ａ，１２ｂが上下方向と直交する左右方向において互いに対向するようにクランクケース８に取り付けられているため、効率よくクランクケース８のスペースを利用することができ、装置のコンパクト化を実現できる。
【００５８】
また、本実施形態に係る往復ポンプ装置１では、吐出口１ａ、吸水口１ｂ及び余水口１ｃはいずれも上下方向に開口されているため、配管がシンプルになっている。
【００５９】
また、本実施形態に係る往復ポンプ装置１では、逆流防止機構を構成する逆止弁球２０、逆止弁座２１、及び、圧力調整機構を構成する余水弁座２２、余水弁２３、バネ２４が、空間Ａに設けられた駆動機構と並列になるように、クランクケース８内の空間Ｃに内蔵されている。従って、逆流防止機構や圧力調整機構を、駆動機構の延長上に設ける場合や、クランクケース８の外部に別途設ける場合に比して、装置のコンパクト化や部品点数の削減を実現できる。
【００６０】
以上、本発明に係る往復ポンプ装置１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、往復ポンプ装置１は、薬剤噴霧装置２に適用されているが、バルブの開閉により流体の吐出及び吐出停止を制御する他の装置に適用することも可能である。
【００６１】
また、上記実施形態においては、原動機としてモータ１１が用いられているが、内燃機関等が用いられてもよい。また、上記実施形態においては、流体として薬剤が用いられているが、薬剤以外の液体や気体が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…往復ポンプ装置、８…クランクケース（ポンプケース本体）、１０…圧力スイッチ、１１…モータ（原動機）、１３…軸（駆動要素）、１４…小ギア（駆動要素）、１５…大ギア（駆動要素）、１６…カム（駆動要素）、１７…カムベアリング（駆動要素）、１８…コンロッド（駆動要素）、１９…プランジャ（往復動部材）、８１…第一の開口、８２…第二の開口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機（１１）からの駆動力により往復動する往復動部材（１９，１９）を備え、当該往復動部材（１９，１９）の往復動により流体を圧縮してポンプ作用を行う往復ポンプ装置（１）であって、
前記往復動部材（１９，１９）を収容するポンプケース本体（８）と、
前記原動機（１１）からの駆動力を前記往復動部材（１９，１９）に伝達し、前記往復動部材（１９，１９）を駆動する駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）と、
前記流体の圧力変化を検知することでオン及びオフを行い、当該オン及びオフに基づいて前記原動機（１１）を制御するための圧力スイッチ（１０）と、を備え、
前記圧力スイッチ（１０）は、前記ポンプケース本体（８）に一体に構成されており、
前記駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）を挿入するための第一の開口（８１）と、前記圧力スイッチ（１０）の一部を挿入するための第二の開口（８２）とが、前記ポンプケース本体（８）において反対側の面に設けられていること、
を特徴とする往復ポンプ装置（１）。
【請求項１】
原動機（１１）からの駆動力により往復動する往復動部材（１９，１９）を備え、当該往復動部材（１９，１９）の往復動により流体を圧縮してポンプ作用を行う往復ポンプ装置（１）であって、
前記往復動部材（１９，１９）を収容するポンプケース本体（８）と、
前記原動機（１１）からの駆動力を前記往復動部材（１９，１９）に伝達し、前記往復動部材（１９，１９）を駆動する駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）と、
前記流体の圧力変化を検知することでオン及びオフを行い、当該オン及びオフに基づいて前記原動機（１１）を制御するための圧力スイッチ（１０）と、を備え、
前記圧力スイッチ（１０）は、前記ポンプケース本体（８）に一体に構成されており、
前記駆動要素（１３，１４，１５，１６，１７，１８）を挿入するための第一の開口（８１）と、前記圧力スイッチ（１０）の一部を挿入するための第二の開口（８２）とが、前記ポンプケース本体（８）において反対側の面に設けられていること、
を特徴とする往復ポンプ装置（１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８３１９１（Ｐ２０１３−８３１９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３１５２（Ｐ２０１１−２２３１５２）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００１４１１７４）株式会社丸山製作所 (134)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００１４１１７４）株式会社丸山製作所 (134)
【Ｆターム（参考）】
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