(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動シャフトを有する駆動源と、この駆動源の駆動シャフトによって駆動される往復動体をそれぞれ有する２つの往復動ポンプとを備え、これら往復動ポンプのうちの一方の往復動ポンプは、この一方の往復動ポンプが有する前記往復動体が上死点から下死点に向かう時にはバキュームポンプとして機能することで前記駆動源へ作用する負荷が大きく、下死点から上死点に向かう時には負荷がほとんど作用せず、他方の往復動ポンプは、この他方の往復動ポンプが有する前記往復動体が下死点から上死点に向かう時にはコンプレッサとして機能することで前記駆動源へ作用する負荷が大きく、上死点から下死点に向かう時には負荷がほとんど作用しないように構成された往復動ポンプユニットにおいて、
上記両往復動ポンプがそれぞれ有する前記往復動体の往復動作が同位相で行なわれることを特徴とする往復動ポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ピストンポンプやダイヤフラムポンプ等から構成される往復動ポンプユニットに係り、駆動源の駆動シャフトによって複数の往復動ポンプが駆動されてなる往復動ポンプユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示す様に、ピストンポンプユニット１は、電動モータ２の両端にピストンポンプ３Ａ及び３Ｂが配置して構成され、ピストンポンプ３Ａがコンプレッサとして機能し、ピストンポンプ３Ｂがバキュームポンプとして機能する。ピストンポンプ３Ａ及び３Ｂのピストン４はコンロッド５と一体型であり、電動モータ２の両端から突出した駆動シャフト６に連結されて、シリンダ７を往復移動可能に設けられる。
【０００３】
上述の様なピストンポンプユニット１では、ピストンポンプ３Ａ及び３Ｂの動的バランスを良好に維持する為に、ピストンポンプ３Ａのピストン４とピストンポンプ３Ｂのピストン４とに、１８０度の位相差が設定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ピストンポンプ３Ａ及び３Ｂのピストン４に１８０度の位相差を設定すると、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、ピストンポンプ３Ｂが上死点から下死点へ向かってバキュームポンプとして機能する時に、ピストンポンプ３Ａが下死点から上死点へ向かってコンプレッサとして機能することになる。従って、この時、両ピストンポンプ３Ａ及び３Ｂのピストン４には、運動を妨げる力が作用して、両ピストンポンプ３Ａ及び３Ｂから電動モータ２へ作用する負荷が著しく大きくなる。
【０００５】
一方、ピストンポンプ３Ｂが下死点から上死点へ向かう時には負圧を解消する方向に運動し、この時、ピストンポンプ３Ａは上死点から下死点へ向かって、圧力が作用しない状態となる。この為、両ピストンポンプ３Ａ及び３Ｂから電動モータ２へ作用する負荷は、ほとんど無負荷状態となる。
【０００６】
上述の様に、従来のピストンポンプユニット１では、電動モータ２の１サイクル中に、ピストンポンプ３Ａ及び３Ｂから電動モータ２へ作用する負荷の変動が大きく、電動モータ２の負担が甚大となって、電動モータ２の温度が上昇してしまう虞れがある。
【０００７】
尚、ピストンポンプユニットに限らず、ダイヤフラムポンプを用いたシステムに関しても同様なことがいえる。
【０００８】
この発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、駆動源へ高負荷を作用させない様にして、安定運転を実現できる往復動ポンプユニットを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、駆動シャフトを有する駆動源と、この駆動源の駆動シャフトによって駆動される往復動体をそれぞれ有する２つの往復動ポンプとを備え、これら往復動ポンプのうちの一方の往復動ポンプは、この一方の往復動ポンプが有する前記往復動体が上死点から下死点に向かう時にはバキュームポンプとして機能することで前記駆動源へ作用する負荷が大きく、下死点から上死点に向かう時には負荷がほとんど作用せず、他方の往復動ポンプは、この他方の往復動ポンプが有する前記往復動体が下死点から上死点に向かう時にはコンプレッサとして機能することで前記駆動源へ作用する負荷が大きく、上死点から下死点に向かう時には負荷がほとんど作用しないように構成された往復動ポンプユニットにおいて、上記両往復動ポンプがそれぞれ有する前記往復動体の往復動作が同位相で行なわれることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
従って、この発明に係る往復動ポンプユニットによれば、両往復動ポンプの往復動作が同位相で行なわれることから、両往復動ポンプの往復動体（ピストン、ダイヤフラム等）が上死点から下死点へ移動する時には、バキュームポンプとして機能する往復動ポンプから駆動源へ作用する負荷が大きく、コンプレッサとして機能する往復動ポンプからは負荷がほとんど作用しない。また、往復動体が下死点から上死点へ移動する時には、コンプレッサとして機能する往復動ポンプから駆動源へ作用する負荷が大きく、バキュームポンプとして機能する往復動ポンプからはほとんど負荷が作用しない。
【００１２】
このように、駆動源の１サイクルにおいて、両往復動ポンプから駆動源への負荷がほぼ均等に作用し負荷変動が小さくなるので、駆動源に高負荷が作用せず、駆動源の温度上昇を防止でき、往復動ポンプユニットの安定した運転を実現できる。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明の実施例を、図面に基づいて説明する。
図１は、この発明に係るピストンポンプユニットの一実施例を示す断面図である。図２は、図１のピストンポンプユニットの作用を示す構成図である。
【００１４】
図１に示す様に、ピストンポンプユニット１０は、駆動源としての電動モータ１１の両端側に、コンプレッサとして機能するピストンポンプ１２Ａと、バキュームポンプとして機能するピストンポンプ１２Ｂとが配置して構成される。
【００１５】
電動モータ１１は、モータケース１３内にステータ１４が収容され、このステータ１４内でロータ１５が回転する交流モータである。ロータ１５の両端から駆動シャフト１６が突設されている。
【００１６】
ピストンポンプ１２Ａ及び１２Ｂは、シリンダ１７内にピストン１８が往復移動可能に配設されたものであり、ピストン１８にコンロッド１９が一体成形される。このピストン１８とリング押え３０との間にピストンリング３１が介装されて、このピストンリング３１がシリンダ１７の内壁面を摺動する。前記電動モータ１１の駆動シャフト１６にはフライホイール２０が嵌合され、このフライホイール２０にバランスウェイト２１がボルト２２にて固定される。これらのフライホイール２０及びバランスウェイト２１により、ピストン１８の往復移動に起因する振動が低減される。
【００１７】
このフライホイール２０に偏心ピン２３が突設され、上記コンロッド１９は軸受けを介し、この偏心ピン２３に回転自在に支持される。駆動シャフト１６の回転時に、偏心ピン２３が電動モータ１１の駆動シャフト１６周りに回転することによって、コンロッド１９を介し、ピストン１８がシリンダ１７内を往復移動する。
【００１８】
シリンダ１７は、電動モータ１１のモータケース１３に嵌装され、シリンダヘッド２４にて被冠される。これらのシリンダ１７及びシリンダヘッド２４間にバルブ機構２５が設置される。このバルブ機構２５を境に、シリンダヘッド２４内が空気導入室２６とされ、シリンダ１７内がシリンダ室２７とされる。
【００１９】
ピストンポンプ１２Ａでは、ピストン１８が上死点から下死点へ向かう過程で、空気が導入口２８から空気導入室２６内を経、バルブ機構２５を介してシリンダ室２７内へ吸入される。また、ピストン１８が下死点から上死点へ向かう過程で、シリンダ室２７内の空気が圧縮され、この圧縮空気が、バルブ機構２５及び空気導入室２６を介して突出口２９から突出され、この突出口２９に接続された機器へ圧縮空気が供給される。こうして、ピストンポンプ１２Ａがコンプレッサとして機能する。
【００２０】
また、ピストンポンプ１２Ｂでは、ピストン１８が上死点から下死点へ向かう過程で、空気が、導入口２８から空気導入室２６及びバルブ機構２５を経てシリンダ室２７内へ吸入され、導入口２８に接続された機器内が負圧に設定される。こうして、ピストンポンプ１２Ｂがバキュームポンプとして機能する。ピストン１８が下死点から上死点へ向かう過程では、シリンダ室２７内の空気が、バルブ機構２５及び空気導入室２６を介し突出口２９から排出される。
【００２１】
ところで、上記ピストンポンプ１２Ａ及び１２Ｂのピストン１８は同一位相に設定される。従って、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、両ピストンポンプ１２Ａ及び１２Ｂのピストン１８が上死点から下死点へ向かう時には、バキュームポンプとして機能するピストンポンプ１２Ｂから電動モータ１１へ作用する負荷が大きく、コンプレッサとして機能するピストンポンプ１２Ａからは負荷がほとんど作用しない。また、ピストン１８が下死点から上死点へ向かう時ときには、コンプレッサとして機能するピストンポンプ１２Ａから電動モータ１１へ作用する負荷が大きく、バキュームポンプとして機能するピストンポンプ１２Ｂからは殆ど負荷が作用しない。
【００２２】
このように、電動モータ１１の１サイクルにおいて、両ピストンポンプ１２Ａ及び１２Ｂから電動モータ１１への負荷がほぼ均等に作用し、負荷変動が小さくなるので、電動モータ１１に高負荷が作用せず、電動モータ１１の温度上昇を防止でき、ピストンポンプユニット１０を安定して運転することができる。
【００２３】
また、ピストンポンプ１２Ａ及び１２Ｂのピストン１８を同一位相に設定しても、バランスウェイト２１の作用、並びにピストン１８のストロークが、図１の実線位置から２点鎖線位置までと短いので、ピストン１８による動的アンバランスの不都合は殆ど生じない。
【００２４】
尚、上記実施例においては、駆動源たる電動モータ１１の両端に駆動シャフト１６を突設し、電動モータ１１の両端側にピストンポンプ１２Ａ、１２Ｂを配設した例を説明したが、駆動源の一側から駆動シャフトを延設し、この延設方向に添って両ピストンポンプを配設するようにしてもよい。
【００２５】
また、上記実施例では、往復動ポンプとしてピストンポンプを例にとって説明したが、ダイヤフラムポンプとしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上の様に、この発明に係る往復動ポンプユニットによれば、駆動源へ高負荷を作用させないようにして、往復動ポンプユニットの安定した運転を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明に係る往復動ポンプユニットの一実施例が適用されたピストンポンプユニットを示す断面図である。
【図２】図２は、図１のピストンポンプユニットの作用を示す構成図である。
【図３】図３は、従来のピストンポンプユニットの作用を示す構成図である。
【符号の説明】
１０  ピストンポンプユニット
１１  電動モータ
１２Ａ、１２Ｂ  ピストンポンプ
１６  駆動シャフト
１７  シリンダ
１８  ピストン
２３  偏心ピン
２５  バルブ機構
【図１】
0003640412.tif 000002
【図２】
0003640412.tif 000003
【図３】
0003640412.tif 000004