特開 2024-163242 ポンプの空気抜き弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163242

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】ポンプの空気抜き弁

(51)【国際特許分類】

   F04B 53/06 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

F04B53/06

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024151973

(22)【出願日】2024-09-04

(62)【分割の表示】P 2020126556の分割

【原出願日】2020-07-27

(71)【出願人】

【識別番号】000141174

【氏名又は名称】株式会社丸山製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140682

【弁理士】

【氏名又は名称】妙摩 貞茂

(72)【発明者】

【氏名】柳 栄二

(57)【要約】

【課題】構造の簡素化及び小型化を図りつつ空気抜き後の弁の閉への切替を時間遅れなく速やかで円滑に行う。
【解決手段】弁押さえ２の筒孔２ａの出口側端部を、弾発手段４により弾発された弁３により塞ぎ、弁押さえ２の筒孔２ａに流入する空気及び液体を、弁押さえ２の出口側端部に設けられ筒内外を連通する切欠２ｅから、弁本体１の内面に設けられ切欠２ｅに連通する空間１ｄを通して、弁本体１の出口側の筒孔１ｅ，１ｆへ流し外部へ排出する。大部分の空気が排出されるのと同時に、弁押さえ２の筒孔２ａに対面する弁３の窪み３ｃに対して、直進し真正面から受け止められ溜められた液体の圧力により、弁３を弾発手段４に抗して直ちに押し下げ、弁本体１内の出口側の縮径する段差面１ａのパッキン５に当接させ、弁３を閉とする。即ち、液体の流路を１つとし構造の簡素化及び小型化を図りつつ空気抜き後の弁３の閉への切替を時間遅れなく速やかで円滑に行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプの吐出側に接続されるポンプの空気抜き弁（１００）において、
筒状の弁本体（１）と、
前記弁本体（１）の入口側の内部に装着され液体が流入する筒孔（２ａ）を有し、出口側端部に筒内外を連通する切欠（２ｅ）が設けられた筒状の弁押さえ（２）と、
前記弁本体（１）内の前記弁押さえ（２）より出口側に軸線方向移動可能に内挿され、入口側の端面に、前記入口側に突出する円環部（３ｄ）が形成されることで軸線方向出口側にへこむ窪み（３ｃ）が設けられた弁（３）と、
前記弁（３）の前記円環部（３ｄ）の入口側の端面が前記弁押さえ（２）の出口側の端面に当接し前記筒孔（２ａ）が塞がれると共に前記弁（３）の前記窪み（３ｃ）と前記弁押さえ（２）の前記筒孔（２ａ）が対面するように前記弁（３）を弾発する弾発手段（４）と、
前記弁本体（１）内の出口側の縮径する段差面（１ａ）に設けられ、前記弾発手段（４）が内挿されると共に、前記弁押さえ（２）側からの液体が出口側へ通過可能な孔（５ａ）を有し、前記弁（３）が当接可能な環状のパッキン（５）と、
前記弁本体（１）の内面に設けられ、前記弁（３）が前記弾発手段（４）より弾発され前記弁押さえ（２）に当接し前記筒孔（２ａ）を塞いだ状態で、前記弁押さえ（２）の前記切欠（２ｅ）と前記弁本体（１）の出口側の筒孔（１ｅ，１ｆ）とを連通する空間（１ｄ）と、を備え、
前記円環部は、前記弁（３）の入口側の前記端面の周縁に形成されている、ポンプの空気抜き弁（１００）。

【請求項2】

前記弁押さえ（２）は前記弁本体（１）に螺合により装着されており、
前記弁本体（１）の前記空間（１ｄ）は、螺子逃がし部である、請求項１に記載のポンプの空気抜き弁（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプの空気抜き弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ポンプの吐出側に接続されて、ポンプ起動時に空気抜きを自動的に行うポンプの空気抜き弁が知られている。以下の特許文献１に記載のポンプの空気抜き弁では、弁（弁体）は、ポンプ起動時には、付勢部材により開に保持されて空気を抜き、空気抜き後は、弁にかかる液圧による力により自動的に閉へ切り替わり、圧送液体の漏れを防止できるようになっている。

【0003】

しかしながら、上記空気抜き弁では、空気抜き後、液体が、弁周囲の間隙を通過しつつ、弁自体に閉方向へ作用する（弁側面に主要な圧力がかかる）ようになっているため、弁が閉方向へ十分な力を受けて閉となるまで、時間遅れが生じるという問題があった。

【0004】

そこで、以下の特許文献２の空気抜き弁では、ポンプ吐出口部と排出口との接続を制御する弁（ニードル弁）と、弁と一体的に軸方向へ変位しポンプ吐出口部の圧力から弁の閉方向の力を受ける圧力受け部と、弁を開方向へ付勢する付勢部材と、一端がポンプ吐出口部に連通すると共に他端が圧力受け部の上面に連通する上側通路と、一端がポンプ吐出口部に連通すると共に他端が排出口に連通する下側通路と、を備えており、ポンプ起動時では、空気がポンプ吐出口部に残存し、ポンプ吐出口部の圧力は、上側通路から圧力受け部を介して弁の閉方向へ作用するものの小さく、従って、弁は付勢部材の付勢力により開に保持され、ポンプ吐出口部の残存空気は、下側通路を通り弁を経て排出口へ達し、排出口から外部へ排出される。その後、ポンプ吐出口部内の残存空気がほぼ消失すると、ポンプ吐出口部は、ポンプからの液体によりほぼ満たされると共に、ポンプ吐出口部側から上側通路を介して圧力受け部にかかる力が増大し、これにより、弁は、付勢部材の付勢力に抗し移動して閉じ、その結果、ポンプ吐出口部と排出口との連通が断たれ、ポンプ吐出口部内の液体の排出口からの漏れが防止されている。

【0005】

すなわち。引用文献２の空気抜き弁では、ポンプ吐出口部における空気抜きを終了するのに伴い、圧力受け部に十分な力がかかって弁を閉止するようになっているため、空気抜き弁の閉への切替を、時間遅れなく速やかで円滑に行うことができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実開平２－９２０７５号公報

【特許文献2】実開平６－４７６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献２に記載のポンプの空気抜き弁にあっては、ポンプ吐出口部からの液体が流れる流路（通路）が２つ必要であり、構造が複雑で且つ大型化してしまうため、構造の簡素化及び小型化が求められている。

【0008】

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、構造の簡素化及び小型化を図りつつ、空気抜き後の弁の閉への切替を時間遅れなく速やかで円滑に行うことができるポンプの空気抜き弁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】

【0009】

本発明によるポンプの空気抜き弁（１００）は、ポンプの吐出側に接続されるポンプの空気抜き弁（１００）において、筒状の弁本体（１）と、弁本体（１）の入口側の内部に装着され液体が流入する筒孔（２ａ）を有し、出口側端部に筒内外を連通する切欠（２ｅ）が設けられた筒状の弁押さえ（２）と、弁本体（１）内の弁押さえ（２）より出口側に軸線方向移動可能に内挿され、入口側の端面に、軸線方向出口側にへこむ窪み（３ｃ）が設けられた弁（３）と、弁（３）が弁押さえ（２）に当接し筒孔（２ａ）を塞ぐと共に弁（３）の窪み（３ｃ）と弁押さえ（２）の筒孔（２ａ）が対面するように弁（３）を弾発する弾発手段（４）と、弁本体（１）内の出口側の縮径する段差面（１ａ）に設けられ、弾発手段（４）が内挿されると共に、弁押さえ（２）側からの液体が出口側へ通過可能な孔（５ａ）を有し、弁（３）が当接可能な環状のパッキン（５）と、弁本体（１）の内面に設けられ、弁（３）が弾発手段（４）より弾発され弁押さえ（２）に当接し筒孔（２ａ）を塞いだ状態で、弁押さえ（２）の前記切欠（２ｅ）と弁本体（１）の出口側の筒孔（１ｅ，１ｆ）とを連通する空間（１ｄ）と、を備えたことを特徴としている。

【0010】

このようなポンプの空気抜き弁（１００）によれば、ポンプが起動されると、ポンプ及び配管内の空気及び液体は、筒状の弁本体（１）の入口側の内部に装着された弁押さえ（２）の筒孔（２ａ）に流入する。ここで、弁本体（１）内の弁押さえ（２）より出口側に軸線方向移動可能に内挿されると共に入口側の端面に軸線方向出口側にへこむ窪み（３ｃ）が設けられた弁（３）が、弾発手段（４）より弾発されて、弁押さえ（２）の筒孔（２ａ）を塞いでいるため、空気及び液体は、弁押さえ（２）の出口側端部に設けられ筒内外を連通する切欠（２ｅ）から、弁本体（１）の内面に設けられ切欠（２ｅ）に連通する空間（１ｄ）を通して、弁本体（１）の出口側の筒孔（１ｅ，１ｆ）へ流れ、外部へ排出される。そして、大部分の空気が排出されるのとほぼ同時に、弁押さえ（２）の筒孔（２ａ）に対面する弁（３）の窪み（３ｃ）に対して直進し真正面から受け止められて溜められた液体の圧力により、弁（３）が弾発手段（４）の弾発力に抗して直ちに押し下げられる。押し下げられた弁（３）は、弁本体（１）内の出口側の縮径する段差面（１ａ）に設けられ、弁押さえ（２）側からの液体が出口側へ通過可能な孔（５ａ）を有する環状のパッキン（５）に当接し、弁（３）が閉とされる。すなわち、空気抜き後の弁（３）の閉への切替が、弁押さえ（２）の筒孔（２ａ）を直線的に流れ対面する弁（３）の窪み（３ｃ）に溜められた液体の圧力により、時間遅れなく速やかで円滑に行われる。そして、ポンプが停止すると、ポンプ及び配管の圧力が運転時より下がるため、弾発手段（４）の弾発力により、弁（３）が押し上げられ、弁押さえ（２）の筒孔（２ａ）を塞ぐが、弁押さえ（２）の切欠（２ｅ）、弁本体（１）の内面の空間（１ｄ）、弁本体（１）の出口側の筒孔（１ｅ，１ｆ）は連通しているため、液体は外部へ排出され、残圧及び残液はなくされる。このように、液体が流れる流路を１つとし構造の簡素化及び小型化を図りつつ、空気抜き後の弁（３）の閉への切替を時間遅れなく速やかで円滑に行うことができる。

【0011】

ここで、上記作用を好適に奏する構成としては、具体的には、弁押さえ（２）は弁本体（１）に螺合により装着されており、弁本体（１）の空間（１ｄ）は、螺子逃がし部である構成が挙げられる。このような空気抜き弁によれば、別途空間を設ける必要がなく、空気抜き弁（１００）を簡易に構成できる。

【発明の効果】

【0012】

このように本発明によれば、構造の簡素化及び小型化を図りつつ、空気抜き後の弁の閉への切替を時間遅れなく速やかで円滑に行うことができるポンプの空気抜き弁を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る空気抜き弁を示す縦断面図であり、弁が開の状態を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る空気抜き弁を示す縦断面図であり、弁が閉の状態を示す図である。

【図3】図１及び図２中の弁本体を示す縦断面図である。

【図4】図１及び図２中の弁押さえを示す斜視図である。

【図5】図４に示す弁押さえの縦断面図である。

【図6】図１及び図２中の弁を示す斜視図である。

【図7】図６に示す弁の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係るポンプの空気抜き弁の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る空気抜き弁を示す縦断面図であり、弁が開の状態を示す図、図２は、空気抜き弁の弁が閉の状態を示す縦断面図、図３は、弁本体を示す縦断面図、図４及び図５は、弁押さえを示す各図、図６及び図７は、弁を示す各図である。本実施形態のポンプの空気抜き弁は、例えば背負式動力噴霧機等に用いられるものである。

【0015】

図１に示すように、空気抜き弁１００は、ポンプの吐出側に接続されるものであって、段付き円筒状に構成される弁本体１と、弁本体１の入口側の内部に装着された円筒状の弁押さえ２と、弁本体１内の弁押さえ２より出口側に軸線方向移動可能に内挿された弁３と、弁本体１内に配置され、弁３が弁押さえ２に当接するように当該弁３を弾発する弾発手段としての圧縮コイルバネ４と、弁本体１内の段差面１ａに設けられ、弁３が圧縮コイルバネ４の弾発力に抗して押し下げられたとき（図示左側へ移動したとき）に、弁３に当接可能なパッキン５と、を備えている。

【0016】

弁本体１は、図１及び図３に示すように、入口側（図示右側）の円筒部１ｘに対して出口側（図示左側）の円筒部１ｙが内外径とも縮径するように構成され、縮径する内面側の段差面が上記パッキン５を固定する段差面１ａとされる。

【0017】

弁本体１の円筒部１ｘの入口側の筒孔（内周面）には、雌螺子１ｃの螺子逃がし部（溝）として設けられると共に、Ｏリング６を装着するためのＯリング溝１ｂが円環状に凹設され、Ｏリング溝１ｂから弁本体１の軸線方向中程に亘る筒孔には、Ｏリング溝１ｂより縮径された上記雌螺子１ｃが、弁押さえ２を装着するためのものとして設けられている。弁本体１の雌螺子１ｃの出口側には、空間としての円環状の雌螺子１ｃの螺子逃がし部（溝）１ｄが、軸線方向に所定長連設されている。弁本体１の螺子逃がし部１ｄから出口側の筒孔１ｅは縮径され、段差面１ａに至っている。弁本体１の段差面１ａから出口側へ亘る筒孔１ｆは、主に圧縮コイルバネ４を収容するための筒孔とされ、弁本体１の筒孔１ｆの出口部は縮径された排出口１ｇとされている。弁本体１の出口側の小径の円筒部１ｙの外周面は、周方向に連続する鉤形状に構成され、円筒部１ｙに外挿されたホース８が鉤形状に係合することにより、弁本体１の出口側にホース８が接続されている。

【0018】

弁押さえ２は、図１、図４及び図５に示すように、頭部２ｘ及び軸部２ｙを有する六角ボルトの中央に、軸線方向に貫通する筒孔２ａを設けた形状に構成されている。弁押さえ２の軸部２ｙの外周面には、弁本体１の雌螺子１ｃに螺合する雄螺子２ｃが設けられており、雄螺子２ｃに連設される軸部２ｙの根元には、雄螺子２ｃの螺子逃がし部（溝）２ｂが、Ｏリング６を収容するものとして設けられている。また、弁押さえ２の筒孔２ａの入口側の頭部２ｘの内周面には、ポンプからの配管に繋がるニップル７に螺合する雌螺子２ｄが形成されている。

【0019】

また、弁押さえ２の出口側端部には、出口側外方から軸線方向に短尺に切り込まれると共に筒内外を連通する切欠２ｅが、周方向に１８０°離間して一対設けられている。この切欠２ｅは、ポンプ起動時にポンプ側の空気を抜くと共に、ポンプ停止時にポンプ側の残圧及び残液を抜くためのものである。

【0020】

そして、図１に示すように、弁本体１の雌螺子１ｃに弁押さえ２の雄螺子２ｃを螺合し締め付けることにより、弁押さえ２が弁本体１に装着され、弁本体１のＯリング溝１ｂと弁押さえ２の螺子逃がし部２ｂとの間にＯリング６が圧縮されて保持されると共に、弁本体１の入口側の端面と弁押さえ２の頭部２ｘの出口側の端面が密着し、弁本体１と弁押さえ２のシールが行われる。

【0021】

弁３は、図１、図６及び図７に示すように、入口側の円板状の頭部３ａの後端面の中央に、円柱又は円筒状の軸部３ｂを連設したものである。頭部３ａは、弁本体１内において弁押さえ２の出口側の端面とパッキン５との間を移動可能とされ、入口側の端面には、弁押さえ２の筒孔２ａに対向し軸線方向出口側に断面円形にへこむ窪み３ｃが設けられている。このように頭部３ａに窪み３ｃを形成することにより、窪み３ｃを形成する周縁部が、入口側へ突出する円環部３ｄとされている。また、軸部３ｂは、外挿される圧縮コイルバネ４を案内するためのものであり、上記筒孔１ｅ及び筒孔１ｆに亘って移動可能とされている。

【0022】

図１に示すように、パッキン５は、可撓性樹脂より形成され、薄い円板の中央に孔５ａを有する円環状に構成されている。このパッキン５は、孔５ａが、弁本体１の筒孔１ｆと連通するようにして、弁本体１の上記段差面１ａに例えば貼着等により固定されている。

【0023】

圧縮コイルバネ４は、弁３の軸部３ｂに外挿されると共に、弁本体１の筒孔１ｆ及びパッキン５の孔５ａに内挿され、弁３の頭部３ａの出口側端面と弁本体１の排出口１ｇを形成する周縁の内側部分との間に介装されており、弁３の頭部３ａを弁押さえ２側へ弾発している。

【0024】

このような構成を有する本実施形態のポンプの空気抜き弁１００においては、ポンプを運転していない状態では、図１に示すように、圧縮コイルバネ４により弁３が弾発されて押し上げられ（図示右側へ移動し）、弁３の頭部３ａの入口側端部、具体的には、頭部３ａの円環部３ｄの端面が、弁押さえ２の出口側の端面に当接し弁押さえ２の筒孔２ａを塞いだ状態となっている。この状態にあっては、弁押さえ２の切欠２ｅは、弁本体１の螺子逃がし部１ｄを介して、弁本体１の出口側の筒孔１ｅ，１ｆに連通した状態となっている。

【0025】

ポンプが起動されると、ポンプ及び配管内の空気及び液体（例えば水）は、弁押さえ２の筒孔２ａに流入する。ここで、弁３は、圧縮コイルバネ４より弾発されて、弁押さえ２の筒孔２ａを塞いでいるため、空気及び液体は、弁押さえ２の切欠２ｅから、弁本体１の内面に設けられた螺子逃がし部１ｄを通して、弁本体１の出口側の筒孔１ｅ，１ｆへ流れ、排出口１ｇを通して外部へ排出される。すなわち、ポンプ起動時にポンプ側の空気を抜くことができる。

【0026】

そして、大部分の空気が排出される（抜ける）のとほぼ同時に、弁押さえ２の筒孔２ａに対面する弁３の窪み３ｃに対して、弁押さえ２の筒孔２ａを直進する液体が真正面から受け止められて溜められることになり、当該液体の圧力により、図２に示すように、弁３が圧縮コイルバネ４の弾発力に抗して直ちに押し下げられる（図示左側へ移動する）。押し下げられた弁３はパッキン５に当接し、弁３が閉とされ、液体の排出は遮断される。

【0027】

すなわち、空気抜き後の弁３の閉への切替が、弁押さえ２の筒孔２ａを直線的に流れ対面する弁３の窪み３ｃに溜められた液体の圧力により、時間遅れなく速やかで円滑に行われる。

【0028】

そして、ポンプが停止すると、ポンプ及び配管の圧力が運転時より下がる。このため、図１に示すように、圧縮コイルバネ４の弾発力により、弁３が押し上げられ、弁押さえ２の筒孔２ａが塞がれる。この状態で、弁押さえ２の切欠２ｅ、弁本体１の内面の螺子逃がし部１ｄ、弁本体１の出口側の筒孔１ｅ，１ｆは連通しているため、液体は外部へ排出され、残圧及び残液はなくされる。

【0029】

このように、本実施形態のポンプの空気抜き弁１００によれば、液体が流れる流路を１つとし構造の簡素化及び小型化を図りつつ、空気抜き後の弁３の閉への切替を時間遅れなく速やかで円滑に行うことができる。

【0030】

また、弁押さえ２は弁本体１に螺合により装着されており、弁本体１の抜き空間を螺子逃がし部１ｄにより構成しているため、別途空間を設ける必要がなく、空気抜き弁１００を簡易に構成できるようになっている。

【0031】

また、本実施形態によれば、以下の作用・効果も奏する。すなわち、残圧が残らないため、ポンプ起動時のモータに無駄な負荷がかからず、起動しやすい。また、霧を噴霧するためのノズルを接続する場合、ポンプ停止時のノズルからの水滴のボタ落ちを防止するため、チャッキ弁を付設することになり、複数個のノズルを接続する場合には、各ノズルのチャッキ弁のバネのばらつきにより閉止圧力がばらつき、閉止圧力の高いノズルがポンプの近いところにあると残圧が高い時間が増え、ポンプ停止時間が短いとモータが再起動しなくなるという問題を生じるが、チャッキ弁のバネのばらつきに関係なく残圧が抜けるため、モータの起動トラブルを防止できる。また、ポンプ停止時の内圧が高い場合、吸水側へ逆流し、低圧パッキンを傷める虞があるが、残圧が残らないため、低圧パッキンを傷めることはない。

【0032】

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、特に好適であるとして、弁押さえ２を弁本体１に螺合により装着し、弁本体１の内面の空間を螺子逃がし部１ｄとしているが、弁押さえ２と弁本体１との結合は螺合以外であっても良く、従って、弁本体１の内面の空間は螺子逃がし部でなくても良い。

【0033】

また、上記実施形態においては、弾発手段を圧縮コイルバネ４としているが、圧縮コイルバネ４と同様な弾発性能を発揮するものであれば、他のものであっても良い。

【0034】

また、上記実施形態においては、切欠２ｅを一対対向して設けているが、２個に限定されるものではなく、３個以上であっても良い。この場合には、周方向に沿って等配位置に設けるのが好ましい。また、切欠２ｅは複数個に限られない。

【0035】

また、上記実施形態においては、例えば背負式動力噴霧機のポンプに対する適用を述べているが、例えばブームスプレーヤのポンプ等に対しても適用でき、要は、ポンプ全般に適用できる。

【符号の説明】

【0036】

１…弁本体、１ａ…段差面、１ｄ…螺子逃がし部（空間）、１ｅ，１ｆ…出口側の筒孔、２…弁押さえ、２ａ…筒孔、２ｅ…切欠、３…弁、３ｃ…窪み、４…圧縮コイルバネ（弾発手段）、５…パッキン、５ａ…孔、１００…空気抜き弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】