(57)【要約】【課題】給排口切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制する。【解決手段】この電動ダブルシリンダピストンポンプは、輸送管３および２つの給排口１１、２１が設けられたホッパ１と、ホッパ１内に収容されて輸送管３を給排口１１、２１に交互に連通させる揺動管２と、揺動管２を給排口１１、２１に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータ５と、２つの給排口１１、２１にそれぞれ接続されて揺動管２との非連通時にはホッパ１内の被圧送流動体を吸引し、揺動管２との連通時には吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダ１０、２０と、各ピストンシリンダ１０、２０を駆動可能にその軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して同軸に設置された複数のボールねじ装置１５、２５と、軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して同軸に設置されて各ボールねじ装置１５、２５を駆動するスロットレスモータ１９、２９とを備える。【選択図】図１
2018071386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送管が接続されるとともに２つの給排口が設けられたホッパと、該ホッパ内に揺動可能に収容されて前記輸送管を前記２つの給排口に交互に連通させる揺動管と、該揺動管を前記２つの給排口に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータと、前記２つの給排口にそれぞれ接続されて前記揺動管との非連通時には前記ホッパ内の被圧送流動体を吸引し、前記揺動管との連通時には前記吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダと、各ピストンシリンダを駆動可能にその軸線に対してそれぞれ同軸に設置された２つのボールねじ装置と、前記軸線に対してそれぞれ同軸に設置されて各ボールねじ装置を駆動する２つのスロットレスモータと、を備えることを特徴とする電動ダブルシリンダピストンポンプ。
【請求項２】
輸送管が接続されるとともに２つの給排口が設けられたホッパと、該ホッパ内に揺動可能に収容されて前記輸送管を前記２つの給排口に交互に連通させる揺動管と、該揺動管を前記２つの給排口に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータと、前記２つの給排口にそれぞれ接続されて前記揺動管との非連通時に前記ホッパ内の被圧送流動体を吸引し、前記揺動管との連通時には吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダと、各ピストンシリンダを駆動可能にその軸線に対して上下対称に設置された複数のボールねじ装置と、各ボールねじ装置をそれぞれ駆動する複数のスロットレスモータと、を備えることを特徴とする電動ダブルシリンダピストンポンプ。
【請求項３】
輸送管が接続されるとともに２つの給排口が設けられたホッパと、該ホッパ内に揺動可能に収容されて前記輸送管を前記２つの給排口に交互に連通させる揺動管と、該揺動管を前記２つの給排口に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータと、前記２つの給排口にそれぞれ接続されて前記揺動管との非連通時に前記ホッパ内の被圧送流動体を吸引し、前記揺動管との連通時には吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダと、各ピストンシリンダを駆動可能にその軸線に対して上下対称に設置された複数のボールねじ装置と、各ボールねじ装置をそれぞれ駆動する複数の電動モータと、を備え、
一方のピストンシリンダは、当該一方のピストンシリンダを駆動する前記電動モータが、前記ボールねじ装置の前記ピストンシリンダ側に設けられ、他方のピストンシリンダは、当該他方のピストンシリンダを駆動する前記電動モータが、前記ボールねじ装置の前記ピストンシリンダとは反対側に設けられていることを特徴とする電動ダブルシリンダピストンポンプ。
【請求項４】
前記電動アクチュエータは、揺動用スロットレスモータであり、当該揺動用スロットレスモータは、モータ本体の定格トルクの５倍以上のトルクで前記揺動管を揺動させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動ダブルシリンダピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築や土木工事等における流動性に乏しい低スランプのコンクリートや土砂の圧送、あるいは、し尿処理場や下水処理場等の処理場で発生する低含水率の脱水汚泥の圧送に好適に用い得る揺動管式のダブルシリンダピストンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に、油圧駆動による揺動管式のダブルシリンダピストンポンプの一例を示す。
同図に示すように、油圧駆動のダブルシリンダピストンポンプは、ホッパ１０１と、ホッパ１０１内に揺動可能に収容された揺動管１０２と、揺動管１０２を揺動させる油圧シリンダ装置１０５と、揺動管１０２に交互に接続される左右２本のピストンシリンダ１１０、１２０とを有し、油を媒体として油圧シリンダ装置１０５およびピストンシリンダ１１０、１２０を作動させる。
【０００３】
しかし、油圧駆動による揺動管式のダブルシリンダピストンポンプは、油を媒体として油圧シリンダ装置およびピストンシリンダを作動させるので、気温が低い冬間には、油温が上昇するまで暖気運転が必要である。また、油圧シリンダ装置およびピストンシリンダを動かすために、油圧ポンプや油圧バルブ、アキュムレータなどの油圧機器で構成される油圧ユニットおよび油圧配管も必要なので、大きな設備スペースを必要とする。
【０００４】
また、油圧駆動のピストンシリンダが不作動の間も、油圧ポンプを待機運転させる必要がある。そのため、運転効率が悪いという問題がある。また、油圧配管の接続部や油圧機器からの油漏れが発生するという問題がある。さらに、油圧ポンプや油圧駆動の揺動管切替時の運転音が大きいという問題がある。
【０００５】
これに対し、例えば特許文献１には、油圧駆動のピストンシリンダに替えて、電動モータとボールねじ装置とを用いてピストンシリンダを駆動するダブルシリンダピストンポンプの電動化技術が開示されている。同文献記載の技術によれば、ピストンシリンダの電動化により、油漏れの問題が無く、油圧ユニットおよび油圧配管が不要となり、また、暖気運転を不要とし、低騒音で且つ運転効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９３９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、下水処理場で使用される脱水ケーキ圧送用の揺動管式のダブルシリンダピストンポンプでは、流動性の悪い脱水ケーキの長距離圧送にともない、８ＭＰａを超える高い吐出圧力まで必要とされ、ピストンシリンダの推力も３０ｔを超える大推力が要求される。
【０００８】
ここで、揺動管式のダブルシリンダピストンポンプの場合、吐出と吸込みの切り替えに揺動管を用いる構造上、吐出と吸込みの切り替え時に吐出側と吸込み側とが連通する瞬間が発生する。
吐出側と吸込み側とが連通する瞬間は、吐出側の高圧液が吸込み側に逆流する。そのため、吐出側と吸込み側とが連通する時間を、できるだけ短くして逆流を抑える必要がある。そのためには、吐出と吸込みの切り替えをできるだけ短時間でスムーズに行うために、二つのピストンシリンダは、相互の軸線ＣＬ１，ＣＬ２を極力近接して設置する必要がある。
【０００９】
しかしながら、ピストンシリンダおよび電動モータを同軸上に直列に繋ぐ構造であると、一般に使用されるブラシレスモータを用いた場合、ブラシレスモータの固定子構造は、コア内部に、ローターと対向して、周方向に一定間隔で複数のスロットを備えるとともに、各スロットに絶縁コイルを巻いているので、径方向に絶縁コイルを巻くスロット分の幅が必要となる。
【００１０】
また、ブラシレスモータを用いた場合、電動モータを軸方向に長くすると、軸方向に長いスロットに絶縁コイルを巻くことも容易ではない。そのため、一般に使用されるブラシレスモータでは、限られたモータ外径で大きなトルクを発生させることが困難であり、大推力を必要とする、高圧の揺動管式のダブルシリンダピストンポンプを製作する上で解決すべき課題が残されている。
【００１１】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制し得る揺動管式の電動ダブルシリンダピストンポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のうち、第一の態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプは、輸送管が接続されるとともに２つの給排口が設けられたホッパと、該ホッパ内に揺動可能に収容されて前記輸送管を前記２つの給排口に交互に連通させる揺動管と、該揺動管を前記２つの給排口に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータと、前記２つの給排口にそれぞれ接続されて前記揺動管との非連通時には前記ホッパ内の被圧送流動体を吸引し、前記揺動管との連通時には前記吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダと、各ピストンシリンダを駆動可能にその軸線に対してそれぞれ同軸に設置された２つのボールねじ装置と、前記軸線に対してそれぞれ同軸に設置されて各ボールねじ装置を駆動する２つのスロットレスモータと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
第一の態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、左右２つのピストンシリンダの軸線に対してそれぞれ同軸に２つのボールねじ装置を設置し、更に、各ボールねじ装置にそれぞれ同軸に設置された２つのスロットレスモータで駆動するので、各ピストンシリンダと同軸上にボールねじ装置を同軸上のスロットレスモータで駆動することで、一般的に使用されるブラシレスモータと比較して、スロットがないため、コギングトルクが無く、また、鉄損もないため高効率である。そして、スロットレスモータは、コアの内側に固定子コイルを備えるだけの単純な構造なので、径方向のスペースを最大限に活用できる。そのため、ピストンシリンダ相互の軸線を可及的に近接配置してコンパクトに構成できる。よって、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制できる。
【００１４】
また、スロットレスモータは、軸線方向にも固定子を長く製作可能なので、揺動管式のダブルシリンダピストンポンプのように、径方向に制約のある場合に、同軸上にレイアウトしたときでも、大トルクでボールねじ装置を駆動できる。したがって、本発明の第一の態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、油圧を用いず電動化が可能となり、運転効率が良く、設置スペースが小さく、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制する上で優れている。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明のうち、第二の態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプは、輸送管が接続されるとともに２つの給排口が設けられたホッパと、該ホッパ内に揺動可能に収容されて前記輸送管を前記２つの給排口に交互に連通させる揺動管と、該揺動管を前記２つの給排口に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータと、前記２つの給排口にそれぞれ接続されて前記揺動管との非連通時に前記ホッパ内の被圧送流動体を吸引し、前記揺動管との連通時には吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダと、各ピストンシリンダを駆動可能にその軸線に対して上下対称に設置された複数のボールねじ装置と、各ボールねじ装置をそれぞれ駆動する複数のスロットレスモータと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
第二の態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、左右２つのピストンシリンダの軸線に対して上下対称に複数のボールねじ装置を設置し、各ボールねじ装置それぞれを複数のスロットレスモータで駆動するので、ボールねじ装置をスロットレスモータで駆動することで、第一の態様と同様に、一般的に使用されるブラシレスモータと比較して、コギングトルクが無く、また、鉄損もないため高効率である。さらに、径方向のスペースを最大限に活用できる。
そのため、ピストンシリンダ相互の軸線を可及的に近接配置してコンパクトに構成できる。よって、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制できる。さらに、左右２つのピストンシリンダの軸線に対して上下対称に複数のボールねじ装置を設置し、各ボールねじ装置をスロットレスモータで駆動することで、ボールねじ装置の個数に比例した大きなトルクでピストンを駆動できる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明のうち、第三の態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプは、輸送管が接続されるとともに２つの給排口が設けられたホッパと、該ホッパ内に揺動可能に収容されて前記輸送管を前記２つの給排口に交互に連通させる揺動管と、該揺動管を前記２つの給排口に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータと、前記２つの給排口にそれぞれ接続されて前記揺動管との非連通時に前記ホッパ内の被圧送流動体を吸引し、前記揺動管との連通時には吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダと、各ピストンシリンダを駆動可能にその軸線に対して上下対称に設置された複数のボールねじ装置と、各ボールねじ装置をそれぞれ駆動する複数の電動モータと、を備え、一方のピストンシリンダは、当該一方のピストンシリンダを駆動する前記電動モータが、前記ボールねじ装置の前記ピストンシリンダ側に設けられ、他方のピストンシリンダは、当該他方のピストンシリンダを駆動する前記電動モータが、前記ボールねじ装置の前記ピストンシリンダとは反対側に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
第三の態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、左右２つのピストンシリンダの軸線に対して上下対称に複数のボールねじ装置を設置し、各ボールねじ装置をそれぞれ駆動する複数の電動モータを、一方のピストンシリンダは、当該一方のピストンシリンダを駆動する電動モータが、ボールねじ装置のピストンシリンダ側に設けられ、他方のピストンシリンダは、当該他方のピストンシリンダを駆動する電動モータが、ボールねじ装置のピストンシリンダとは反対側に設けられているので、電動モータとして一般的に使用されるブラシレスモータを採用した場合であっても、径方向のスペースを最大限に活用できる。そのため、ピストンシリンダ相互の軸線を可及的に近接配置してコンパクトに構成できる。よって、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制できる。
【００１９】
ここで、本発明のいずれか一態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプにおいて、前記電動アクチュエータは、揺動用スロットレスモータであり、当該揺動用スロットレスモータは、モータ本体の定格トルクの５倍以上のトルクで前記揺動管を揺動させることは好ましい。このような構成であれば、吐出と吸入の切り替えの駆動に、スロットが無く磁気飽和現象が発生しないスロットレスモータを使用し、定格トルクの５倍以上のトルクで揺動管を揺動させることにより、電動アクチュエータの小型化を図る上で好適である。
【００２０】
特に、本発明のいずれか一態様に係る電動ダブルシリンダピストンポンプであれば、下水処理場で使用される脱水ケーキ圧送ポンプのように、吐出圧力が８ＭＰａを超える大きな推力を必要とする高圧の揺動管式ダブルシリンダピストンポンプとして用いる場合であっても、油圧を用いずに電動化が可能となり、運転効率が良く、設置スペースが小さく、騒音や油漏れの問題も解決できる。
【発明の効果】
【００２１】
上述のように、本発明によれば、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一態様に係る揺動管式の電動ダブルピストンポンプの第一実施形態の説明図であって、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図であり、同図（ａ）および（ｂ）では、軸線に沿った断面を示す。
【図２】本発明の一態様に係る揺動管式の電動ダブルピストンポンプの第二実施形態の説明図であって、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図であり、同図（ａ）および（ｂ）では、軸線に沿った断面を示す。
【図３】本発明の一態様に係る揺動管式の電動ダブルピストンポンプの第三実施形態の説明図であって、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図であり、同図（ａ）および（ｂ）では、軸線に沿った断面を示す。
【図４】本発明の一態様に係る揺動管式の電動ダブルピストンポンプの第四実施形態であり、スロット付ブラシレスモータ駆動による揺動管式の電動ダブルピストンポンプの説明図であって、同図（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は（ｃ）の右側面図であり、同図（ａ）では、軸線に沿った断面を示す。
【図５】従来の、油圧駆動による揺動管式のダブルピストンポンプの説明図であって、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＺ−Ｚ断面図であり、同図（ａ）および（ｂ）では、軸線に沿った断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一態様に係る揺動管式の電動ダブルピストンポンプの各実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
【００２４】
［第一実施形態］
第一実施形態の揺動管式の電動ダブルシリンダピストンポンプは、図１に示すように、ベース８と、ベース８の前面部に装着されたホッパ１とを有する。ホッパ１の前面には輸送管３が接続されている。ホッパ１の後面の下部には、２つの給排口１１、２１が左右に併設されている。ホッパ１内には、略Ｓ字状に屈曲形成された揺動管２が揺動可能に収容されている。揺動管２の一端は、ホッパ１前面の輸送管３に連通している。揺動管２の途中部分の上部には、軸線が水平な揺動軸４が固定されている。
【００２５】
揺動軸４の基端側は、ホッパ１の後壁面１ｋを貫通して外部に突出した位置で揺動用の電動アクチュエータ５に取り付けられている。電動アクチュエータ５は、減速機６と、スロットレスモータ本体７とを有する。スロットレスモータ本体７は、固定子コイルをコアの内側に備えるだけの単純な構造であり、スロットが無く磁気飽和現象が発生しない構造である。また、スロットを有しないため、コギングトルクが無く、また、鉄損もないため、高効率なものである。
【００２６】
また、減速機６は、スロットレスモータ本体７の定格トルクの５倍以上のトルクで揺動軸４を左右方向へ揺動可能なものを用いており、この電動アクチュエータ５の駆動により、例えば吐出圧力が８ＭＰａを超える大きな推力を必要とする高圧の揺動管式ダブルシリンダピストンポンプとして用いる場合であっても、揺動軸４を中心に揺動管２を左右方向へ揺動して左右の各揺動位置を保持可能になっている。そして、揺動管２の他端は、左右の各揺動位置に応じて２つの給排口に交互に接続され、シールリング９を介して２つの給排口１１、２１に交互に連通可能になっている。
【００２７】
ホッパ１の後側の外面には、２つの給排口１１、２１に各々連通する２本のピストンシリンダ１０、２０が互いの軸線ＣＬ１，ＣＬ２を平行にしてベース８上に設置されている。各ピストンシリンダ１０、２０は、揺動管２との非連通時にはホッパ１内の被圧送流動体を吸引し、揺動管２との連通時にはその吸引した被圧送流動体を吐出するように駆動される。
【００２８】
詳しくは、第一ピストンシリンダ１０は、第一シリンダ本体１２と、第一シリンダ本体１２の後端に軸線ＣＬ１と同軸に接続された第一ボールねじ装置１５と、第一ボールねじ装置１５の後端に軸線ＣＬ１と同軸に接続された第一スロットレスモータ１９とを備える。第一スロットレスモータ１９は、固定子コイルをコアの内側に備えるだけの単純な構造であり、スロットが無く磁気飽和現象が発生しない。また、スロットを有しないため、コギングトルクが無く、また、鉄損もないため、高効率である。
【００２９】
第一シリンダ本体１２は、中空円筒状の第一シリンダ１３と、第一シリンダ１３に摺嵌された第一ピストン１４とを有する。第一ピストン１４は、第一シリンダ１３内を軸方向に沿って摺動するピストンヘッド１４ａと、ピストンヘッド１４ａの後端部に、カップリング１４ｂを介して連結された中空円筒状のピストンロッド１４ｃとを有する。
【００３０】
第一ボールねじ装置１５は、中空円筒状のハウジング１６と、ハウジング１６の軸方向にスライド移動可能にハウジング１６の内周面に摺接配置された円筒状のナット１７と、ナット１７の内周面に多数の転動ボールを介して螺合されたねじ軸１８とを有する。ねじ軸１８の後端が第一スロットレスモータ１９の駆動軸に同軸に連結されている。ハウジング１６の先端とピストンロッド１４ｃとの間には、ピストンロッド１４ｃのスライド移動を多数の転動体によって円滑に支持する軸受１６ｊが介装されている。
【００３１】
そして、ピストンロッド１４ｃの後端に、第一ボールねじ装置１５のナット１７が軸線ＣＬ１と同軸に接続されており、第一スロットレスモータ１９の駆動により、第一ボールねじ装置１５のねじ軸１８が回転し、これにより、ナット１７がスライド移動して第一ピストン１４が軸方向にスライド移動可能になっている。ここで、中空円筒状のピストンロッド１４ｃは、中空円筒部内に、ねじ軸１８を収容可能に連結され、ナット１７が後退時には、ピストンロッド１４ｃ内にねじ軸１８を収容可能になっている。
【００３２】
第二ピストンシリンダ２０は、第一ピストンシリンダ１０と同様の構成である。つまり、第二ピストンシリンダ２０は、第二シリンダ本体２２と、第二シリンダ本体２２の後端に軸線ＣＬ２と同軸に接続された第二ボールねじ装置２５と、第二ボールねじ装置２５の後端に軸線ＣＬ２と同軸に接続された第二スロットレスモータ２９とを備える。第二スロットレスモータ２９は、固定子コイルをコアの内側に備えるだけの単純な構造であり、スロットが無く磁気飽和現象が発生しない。また、スロットを有しないため、コギングトルクが無く、また、鉄損もないため、高効率である。
【００３３】
第二シリンダ本体２２は、中空円筒状の第二シリンダ２３と、第二シリンダ２３に摺嵌された第二ピストン２４とを有する。第二ピストン２４は、第二シリンダ２３内を軸方向に沿って摺動するピストンヘッド２４ａと、ピストンヘッド２４ａの後端部に、カップリング２４ｂを介して連結された中空円筒状のピストンロッド２４ｃとを有する。
【００３４】
第二ボールねじ装置２５は、中空円筒状のハウジング２６と、ハウジング２６の軸方向にスライド移動可能にハウジング２６の内周面に摺接配置された円筒状のナット２７と、ナット２７の内周面に多数の転動ボールを介して螺合されたねじ軸２８とを有する。ねじ軸２８の後端が第二スロットレスモータ２９の駆動軸に軸線ＣＬ２と同軸に連結されている。ハウジング２６の先端とピストンロッド２４ｃとの間には、ピストンロッド２４ｃのスライド移動を多数の転動体によって円滑に支持する軸受２６ｊが介装されている。
【００３５】
そして、ピストンロッド２４ｃの後端に、第二ボールねじ装置２５のナット２７が軸線ＣＬ２と同軸に接続されており、第二スロットレスモータ２９の駆動により、第二ボールねじ装置２５のねじ軸２８が回転し、これにより、ナット２７がスライド移動して第二ピストン２４が軸方向にスライド移動可能になっている。ここで、中空円筒状のピストンロッド２４ｃは、中空円筒部内に、ねじ軸２８を収容可能に連結され、ナット２７が後退時には、ピストンロッド２４ｃ内にねじ軸２８を収容可能になっている。
【００３６】
次に、第一実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプの作用・効果について説明する。
第一実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプは、ホッパ１内の被圧送流動体を圧送する際は、揺動用の電動アクチュエータ５により揺動管２を左右方向に揺動させ、２本のピストンシリンダ１０、２０内の第一ピストン１４および第二ピストン２４を各スロットレスモータ１９、２９の駆動により交互に前進後退させる。
【００３７】
これにより、ホッパ１内の被圧送流動体が、一方の給排口１１または２１から対応するピストンシリンダ１０又は２０内に吸入される。このとき、他方の給排口２１または１１は、対応するピストンシリンダ２０又は１０が揺動管２と連通し、内部に吸入されていた被圧送流動体が、ピストン１４又は２４の前進により圧送されて揺動管２から輸送管３へと吐出される。
【００３８】
よって、この電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、２本のピストンシリンダ１０、２０内のピストン１４、２４の前後進の動作に合わせた電動アクチュエータ５の駆動により、揺動管２を左右へ揺動させ、ホッパ１内の被圧送流動体を揺動管２から輸送管３を通して連続的に被圧送流動体を吐出できる。
【００３９】
ここで、この種のダブルシリンダピストンポンプは、揺動管がホッパ内の被圧送流動体中に没入している。そのため、揺動管を左右に揺動させて給排口の切り換え動作を行うときの抵抗が大きい。特に、建築や土木工事等における流動性に乏しい低スランプのコンクリートや土砂の圧送、あるいは、し尿処理場や下水処理場等の処理場で発生する低含水率の脱水汚泥の圧送など、ホッパ内の被圧送流動体の性状や揺動管の長さ等により切換え時の抵抗は大きく変化する。
【００４０】
これに対し、第一実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、左右２つのピストンシリンダ１０、２０の軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して同軸に２つのボールねじ装置１５，２５を設置し、各ボールねじ装置１５，２５を２つのスロットレスモータ１９、２９でそれぞれ駆動する構造としたので、各スロットレスモータ１９、２９は、一般的に使用されるブラシレスモータと比較して、スロットがないため、コギングトルクが無く、また、鉄損もないため、高効率である。さらに、各スロットレスモータ１９、２９は、固定子コイルをコアの内側に備えるだけの単純な構造のため、径方向のスペースを最大限に活用できる。
【００４１】
また、各スロットレスモータ１９、２９は、軸線方向にも固定子を長く製作可能で、揺動管式のダブルシリンダピストンポンプのように、径方向に制約のある場合であっても、大トルクで各ボールねじ装置１５，２５を駆動できる。
【００４２】
さらに、左右２つのピストンシリンダ１０、２０の軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して、同軸に２つのボールねじ装置１５，２５を設置するとともに、各ボールねじ装置１５，２５を、各軸線ＣＬ１，ＣＬ２と同軸に配した２つのスロットレスモータ１９、２９でそれぞれ駆動することで、２つのピストンシリンダ１０、２０相互の軸線ＣＬ１，ＣＬ２を可及的に近接配置してコンパクトに構成できる。よって、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制できる。
【００４３】
また、吐出と吸入の切り替えの駆動用の電動アクチュエータ５に、スロットが無く磁気飽和現象が発生しないスロットレスモータ（スロットレスモータ本体７）を使用しており、電動アクチュエータ５は、減速機６と、スロットレスモータ本体７とを有する構成として、スロットレスモータ本体７の定格トルクの５倍以上のトルクで切り替えバルブを作動させているので、電動アクチュエータ５の小型化を図りつつ、下水処理場で使用される脱水ケーキ圧送ポンプのように、吐出圧力が８ＭＰａを超える、大きな推力を必要とする高圧の揺動管式ダブルシリンダピストンポンプであっても、油圧を用いずに電動化が可能となり、運転効率が良く、設置スペースが小さく、騒音や油漏れの問題も解決できる。
【００４４】
以上説明したように、第一実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制できる。なお、本発明に係る電動ダブルシリンダピストンポンプは、上記第一実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
【００４５】
例えば、上記第一実施形態では、２つのピストンシリンダ１０、２０を駆動可能に、その軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して同軸に設置された２つのボールねじ装置１５，２５と、その軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して同軸に設置されて各ボールねじ装置１５，２５を駆動する２つのスロットレスモータ１９、２９とを備える例を説明したが、各ボールねじ装置およびこれを駆動するスロットレスモータの配置および個数は、これに限定されない。以下、他の実施形態について説明する。なお、他の実施形態において、上記第一実施形態と同様または対応する構成については、同一の符号または対応する符号（同一の数字と、異なるアルファベットと、を組み合わせた符号）を付すとともに、その説明を適宜省略する。
【００４６】
［第二実施形態］
第二実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプは、上記第一実施形態同様に、図２に示すように、輸送管３が接続されるとともに２つの給排口１１，２１が設けられたホッパ１と、ホッパ１内に収容されて輸送管３を２つの給排口１１，２１に交互に連通させる揺動管２と、揺動管２を２つの給排口１１，２１に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータ５と、２つの給排口１１，２１にそれぞれ接続されて揺動管２との非連通時にホッパ１内の被圧送流動体を吸引し、揺動管２との連通時には吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダ１０、２０と、各ピストンシリンダ１０、２０を駆動可能にその軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して上下対称に設置された複数のボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂ、２５Ａ，２５Ｂと、各ボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂ、２５Ａ，２５Ｂを駆動するスロットレスモータ１９Ａ，１９Ｂ、２９Ａ，２９Ｂとを備える。
【００４７】
つまり、第二実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプは、第一ピストンシリンダ１０には、その軸線ＣＬ１に対して上下対称に２つのボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂが設置されており、各ボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂを駆動するスロットレスモータ１９Ａ，１９Ｂは、各ボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂのねじ軸１８Ａ，１８Ｂと同軸に、第一ピストンシリンダ１０の後方に配置されている。
【００４８】
また、第二ピストンシリンダ２０には、その軸線ＣＬ２に対して上下対称に２つのボールねじ装置２５Ａ，２５Ｂが設置されており、各ボールねじ装置２５Ａ，２５Ｂを駆動するスロットレスモータ２９Ａ，２９Ｂは、各ボールねじ装置２５Ａ，２５Ｂのねじ軸２８Ａ，２８Ｂと同軸に、第二ピストンシリンダ２０の後方に配置されている。
【００４９】
なお、第二実施形態では、同図（ｂ）に第一ピストンシリンダ１０側の構造を示すように、各ピストン１４、２４のピストンロッド１４ｃ、２４ｃは、中実の丸棒から形成されている。そして、各ピストンロッド１４ｃ、２４ｃの後端が、連結桿３３の中央に固定され、連結桿３３の上下に、各ボールねじ装置２５Ａ，２５Ｂのナット１７Ａ、１７Ｂが固定されることにより、各ナット１７Ａ、１７Ｂと一体に、各ピストン１４、２４がスライド駆動されるようになっている（なお、第二ピストンシリンダ２０側の構造も第一ピストンシリンダ１０側と同様なので図示を省略する。）。
【００５０】
第二実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、左右２つのピストンシリンダ１０、２０の軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して上下対称に２つのボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂ、２５Ａ，２５Ｂを設置し、各ボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂ、２５Ａ，２５Ｂをスロットレスモータ１９Ａ，１９Ｂ、２９Ａ，２９Ｂでそれぞれ駆動するので、第一の態様と同様に、一般的に使用されるブラシレスモータと比較して、コギングトルクが無く、また、鉄損もないため高効率である。さらに、径方向のスペースを最大限に活用できる。そのため、上記第一実施形態同様、ピストンシリンダ１０、２０相互の軸線ＣＬ１，ＣＬ２を可及的に近接配置してコンパクトに構成できる。よって、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制できる。
【００５１】
さらに、第二実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、上記第一実施形態同様の作用効果に加え、左右２つのピストンシリンダ１０、２０の軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して上下対称に２つ（計４つ）のボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂ、２５Ａ，２５Ｂを設置し、各ボールねじ装置１５Ａ，１５Ｂ、２５Ａ，２５Ｂをスロットレスモータ１９Ａ，１９Ｂ、２９Ａ，２９Ｂでそれぞれ駆動することで、ボールねじ装置の個数に比例した大きなトルクでピストンシリンダ１０、２０を駆動できる。
【００５２】
［第三実施形態］
第三実施形態は、上記第二実施形態に対し、更に、ボールねじ装置およびそれを駆動するスロットレスモータを増設した例である。
つまり、第三実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプでは、左右２つのピストンシリンダ１０、２０に対し、第一ピストンシリンダ１０は、その軸線ＣＬ１に対して上下対称に６つ（上に３つ、下に３つ）のボールねじ装置１５Ａ〜Ｆを設置し、各ボールねじ装置１５Ａ〜Ｆをスロットレスモータ１９Ａ〜Ｆでそれぞれ駆動するとともに、第二ピストンシリンダ２０は、その軸線ＣＬ２に対して上下対称に６つ（上に３つ、下に３つ）のボールねじ装置２５Ａ〜Ｆを設置し、各ボールねじ装置２５Ａ〜Ｆをスロットレスモータ２９Ａ〜Ｆでそれぞれ駆動する構成である。
【００５３】
第三実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、上下対称に６つ（計１２つ）のボールねじ装置１５Ａ〜Ｆ、２５Ａ〜Ｆを設置し、各ボールねじ装置１５Ａ〜Ｆ、２５Ａ〜Ｆをスロットレスモータ１９Ａ〜Ｆ、２９Ａ〜Ｆで駆動することで、上記第二実施形態同様に、ボールねじ装置の個数に比例したより大きなトルクでピストンシリンダ１０、２０を駆動できる。
【００５４】
なお、上記実施形態において、第二実施形態では、上下対称に２つ（左右で計４）のボールねじ装置を配置した例を示し、第三実施形態では、上下対称に６つ（左右で計１２）のボールねじ装置を配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、ボールねじ装置の個数に比例した大きなトルクでピストンシリンダを駆動する上では、例えば、上下対称に４つ（左右で計８）のボールねじ装置を配置できるし、また、例えば、上下対称に８つ（左右で計１６）のボールねじ装置を配置できる。また、各スロットレスモータの配置および個数についても同様である。
【００５５】
［第四実施形態］
また、上述した各実施形態では、各ボールねじ装置を駆動する電動モータとして、スロットレスモータを用いた例を説明したが、これに限定されず、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制可能なレイアウトであれば、電動モータとして、一般的なスロット付ブラシレスモータを用いてもよい。
【００５６】
つまり、第四実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプは、図４に示すように、輸送管３が接続されるとともに２つの給排口１１，２１が設けられたホッパ１と、ホッパ１内に収容されて輸送管３を２つの給排口１１，２１に交互に連通させる揺動管２と、揺動管２を２つの給排口１１，２１に交互に連通する位置に揺動させる電動アクチュエータ５と、２つの給排口１１，２１にそれぞれ接続されて揺動管２との非連通時にホッパ１内の被圧送流動体を吸引し、揺動管２との連通時には吸引した被圧送流動体を吐出する左右２つのピストンシリンダ２１０、２２０と、各ピストンシリンダ２１０、２２０を駆動可能にその軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して上下対称に設置された複数（この例では２つ（左右計４））のボールねじ装置２１５Ａ，Ｂ、２２５Ａ，Ｂと、各ボールねじ装置２１５Ａ，Ｂ、２２５Ａ，Ｂを駆動する電動モータである、スロット付ブラシレスモータ２１９Ａ，Ｂ、２２９Ａ，Ｂを備える。
【００５７】
ここで、この第四実施形態では、一方の第二ピストンシリンダ２２０は、当該第二ピストンシリンダ２２０を駆動するスロット付ブラシレスモータ２２９Ａ，Ｂが、第二ピストンシリンダ２２０側に設けられ、他方の第一ピストンシリンダ１２０は、当該第一ピストンシリンダ１２０を駆動するスロット付ブラシレスモータ２１９Ａ，Ｂが、第一ピストンシリンダ１２０とは反対側に設けられている。
【００５８】
第四実施形態の電動ダブルシリンダピストンポンプによれば、左右２つのピストンシリンダ２１０、２２０の軸線ＣＬ１，ＣＬ２に対して上下対称に複数のボールねじ装置２１５Ａ，Ｂ、２２５Ａ，Ｂを設置するとともに、第二ピストンシリンダ２２０は、当該第二ピストンシリンダ２２０を駆動するスロット付ブラシレスモータ２２９Ａ，Ｂが、第二ピストンシリンダ２２０側に設けられ、第一ピストンシリンダ１２０は、当該第一ピストンシリンダ１２０を駆動するスロット付ブラシレスモータ２１９Ａ，Ｂが、第一ピストンシリンダ１２０とは反対側に設けられているので、電動モータとして一般的に使用されるブラシレスモータを採用した場合であっても、径方向のスペースを最大限に活用できる。そのため、同図（ａ）に示すように、左右２つのピストンシリンダ２１０、２２０相互の軸線ＣＬ１，ＣＬ２を可及的に近接配置してコンパクトに構成できる。よって、吐出と吸込みの切り替え時の逆流を可及的に防止または抑制できる。
【符号の説明】
【００５９】
１    ホッパ
２    揺動管
３    輸送管
４    揺動軸
５    電動アクチュエータ
６    減速機
７    スロットレスモータ本体
８    ベース
９    シールリング
１０    第一ピストンシリンダ
１１、２１    給排口
１２    第一シリンダ本体
１３    第一シリンダ
１４    第一ピストン
１４ａ    ピストンヘッド
１４ｂ    カップリング
１４ｃ    ピストンロッド
１５    ボールねじ装置
１６    ハウジング
１７    ナット
１８    ねじ軸
１９    第一スロットレスモータ
２０    第二ピストンシリンダ
２２    第二シリンダ本体
２３    第二シリンダ
２４    第二ピストン
２４ａ    ピストンヘッド
２４ｂ    カップリング
２４ｃ    ピストンロッド
２５    ボールねじ装置
２６    ハウジング
２７    ナット
２８    ねじ軸
２９    第二スロットレスモータ
３３    連結桿
ＣＬ１、ＣＬ２    軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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