(57)【要約】【課題】従来よりも精度良く脈動の抑制が可能な、無脈動ポンプを提供する。【解決手段】複数の往復動ポンプ２０，４０のうち、一台の往復動ポンプのみが共通吐出配管３６に流体を吐出する単独吐出工程における共通吐出配管３６の配管圧力Ｐ＿Ｌと、所定の往復動ポンプ２０，４０に対してカム機構１６のカム角度θに対応して定められた吐出工程開始点角度θ２，θ５における、当該所定の往復動ポンプ２０，４０のポンプ室２２０，２４０の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２とが異なるときに、その圧力差ΔＰに基づいて、ストローク調整機構８０は、ポンプ室２２０，２４０の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２が配管圧力Ｐ＿Ｌに到達する時点が吐出工程開始点角度θ２，θ５となるように、上記所定の往復動ポンプ２０，４０のプランジャ２６，４６に接続されたクロスヘッド２８，４８の有効ストローク長を調整する。【選択図】図１
2019173634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータの回転運動を往復運動に変換するカム機構と、
前記カム機構によって所定の位相差で往復動する複数のクロスヘッドと、
を備える駆動機構と、
前記クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動するプランジャと、
前記プランジャの往復動に伴って内圧が変化するポンプ室と、
共通吸込配管と前記ポンプ室とを接続し、前記ポンプ室側を背圧側とする吸込弁と、
前記ポンプ室と共通吐出配管とを接続し、前記共通吐出配管側を背圧側とする吐出弁と、
を備える複数の前記往復動ポンプと、
前記クロスヘッドが前記プランジャを往復動させる有効ストローク長を調整するストローク調整機構と、
を備える無脈動ポンプであって、
複数の前記往復動ポンプのうち、一台の前記往復動ポンプのみが前記共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における前記共通吐出配管の配管圧力と、所定の前記往復動ポンプに対して前記カム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプの前記ポンプ室の内圧とが異なるときに、その圧力差に基づいて、前記ストローク調整機構は、前記ポンプ室の内圧が前記配管圧力に到達する時点が前記吐出工程開始点角度となるように、前記所定の往復動ポンプの前記プランジャに接続された前記クロスヘッドの前記有効ストローク長を調整する、
無脈動ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の無脈動ポンプであって、
前記ストローク調整機構は、前記クロスヘッドの往復動方向に沿った自由往復動が可能となるように前記プランジャを前記クロスヘッドに接続し、
前記自由往復動の幅を調整することで、前記クロスヘッドの前記有効ストローク長が調整される、
無脈動ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の無脈動ポンプであって、
前記ストローク調整機構は、前記プランジャの自由往復動の幅を定めるストッパと、前記ストッパを前記クロスヘッドの往復動方向に沿って進退させる調整モータを備え、
前記所定の往復動ポンプの前記吐出工程開始点角度における前記ポンプ室の内圧と、前記単独吐出工程における前記配管圧力との差に基づいて、前記調整モータによる前記ストッパの進退幅が定められる、
無脈動ポンプ。
【請求項４】
駆動モータの回転運動を往復運動に変換するカム機構と、
前記カム機構によって所定の位相差で往復動する複数のクロスヘッドと、
を備える駆動機構と、
前記クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動するプランジャと、
前記プランジャの往復動に伴って内圧が変化するポンプ室と、
共通吸込配管と前記ポンプ室とを接続し、前記ポンプ室側を背圧側とする吸込弁と、
前記ポンプ室と共通吐出配管とを接続し、前記共通吐出配管側を背圧側とする吐出弁と、
前記ポンプ室の内圧を調整可能な内圧調整機構と、
を備える複数の前記往復動ポンプと、
を備える無脈動ポンプであって、
複数の前記往復動ポンプのうち、一台の前記往復動ポンプのみが前記共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における前記共通吐出配管の配管圧力と、所定の前記往復動ポンプに対して前記カム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプの前記ポンプ室の内圧とが異なるときに、その圧力差に基づいて、前記内圧調整機構は、前記ポンプ室の内圧が前記配管圧力に到達する時点が前記吐出工程開始点角度となるように、前記所定の往復動ポンプの前記ポンプ室の内圧を調整する、
無脈動ポンプ。
【請求項５】
駆動モータの回転運動を往復運動に変換するカム機構と、
前記カム機構によって所定の位相差で往復動する複数のクロスヘッドと、
を備える駆動機構と、
前記クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動するプランジャと、
前記プランジャの往復動に伴って内圧が変化するポンプ室と、
共通吸込配管と前記ポンプ室とを接続し、前記ポンプ室側を背圧側とする吸込弁と、
前記ポンプ室と共通吐出配管とを接続し、前記共通吐出配管側を背圧側とする吐出弁と、
を備える複数の前記往復動ポンプと、
前記クロスヘッドが前記プランジャを往復動させる有効ストローク長を調整するストローク調整機構と、
を備える無脈動ポンプの制御方法であって、
複数の前記往復動ポンプのうち、一台の前記往復動ポンプのみが前記共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における前記共通吐出配管の配管圧力と、所定の前記往復動ポンプに対して前記カム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプの前記ポンプ室の内圧とが異なるときに、その圧力差に基づいて、前記ポンプ室の内圧が前記配管圧力に到達する時点が前記吐出工程開始点角度となるように、前記所定の往復動ポンプの前記プランジャに接続された前記クロスヘッドの前記有効ストローク長を調整する、
無脈動ポンプの制御方法。
【請求項６】
駆動モータの回転運動を往復運動に変換するカム機構と、
前記カム機構によって所定の位相差で往復動する複数のクロスヘッドと、
を備える駆動機構と、
前記クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動するプランジャと、
前記プランジャの往復動に伴って内圧が変化するポンプ室と、
共通吸込配管と前記ポンプ室とを接続し、前記ポンプ室側を背圧側とする吸込弁と、
前記ポンプ室と共通吐出配管とを接続し、前記共通吐出配管側を背圧側とする吐出弁と、
前記ポンプ室の内圧を調整可能な内圧調整機構と、
を備える複数の前記往復動ポンプと、
を備える無脈動ポンプの制御方法であって、
複数の前記往復動ポンプのうち、一台の前記往復動ポンプのみが前記共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における前記共通吐出配管の配管圧力と、所定の前記往復動ポンプに対して前記カム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプの前記ポンプ室の内圧とが異なるときに、その圧力差に基づいて、前記ポンプ室の内圧が前記配管圧力に到達する時点が前記吐出工程開始点角度となるように、前記所定の往復動ポンプの前記ポンプ室の内圧を調整する、
無脈動ポンプの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動ポンプに関し、特に吐出流量が一定となるように制御される無脈動ポンプの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、２台（２連形）もしくは３台（３連形）の往復動ポンプからなる無脈動ポンプが知られている。このような無脈動ポンプは、例えば、それぞれの往復動ポンプに接続される共通の吸込配管、共通の吐出配管を備える。
【０００３】
往復動ポンプは、往復動するプランジャ、そのプランジャの進退（往復動）に伴って容積が増減するポンプ室、及びポンプ室に接続される吸込弁及び吐出弁を備える。プランジャが後退（復動）する際にポンプ室が減圧され、これに応じて吸込弁が開いてポンプ室内に液体が導入される。プランジャが下死点を通過して前進（往動）するとポンプ室が加圧され吐出弁が開く。開いた吐出弁から液体が共通吐出配管に送り出される。
【０００４】
それぞれの往復動ポンプの駆動装置として、モータ、カムシャフト、及び偏心駆動カムが設けられる。往復動ポンプのプランジャは偏心駆動カムと連結され当該カムの回転に応じて進退させられる。
【０００５】
２連形の往復動ポンプの場合に、各往復動ポンプに対する偏心駆動カムの位相差を１８０°とすると、一方の往復動ポンプの吐出工程と他方の往復動ポンプの吐出工程とが相補的に行われる。
【０００６】
具体的には図２０に例示するように、一方の往復動ポンプから吐出される流量Ｑ１と他方の往復動ポンプから吐出される流量Ｑ２との和が配管流量Ｑ＿Ｌとなる。互いの往復動ポンプが相補的に作動することで、一定の配管流量Ｑ＿Ｌ１が得られる。
【０００７】
ところで、図２１に例示されるように、往復動ポンプの吸込工程が完了し、吐出工程が開始されるまでの間に、往復動ポンプの内圧が圧縮される圧縮工程が設けられる。圧縮工程では、往復動ポンプのポンプ室の内圧Ｐ＿ＯＲ１が吐出先の配管圧Ｐ＿Ｌと等しくなるまでポンプ室内が圧縮される。ポンプ室の内圧Ｐ＿ＯＲ１と配管圧Ｐ＿Ｌとが等しくなると両者を隔てる吐出弁が開放状態となる。
【０００８】
往復動ポンプの吐出先の配管圧が変動すると、本来圧縮工程として設定されていた区間内で吐出が開始されてしまう場合がある。例えば図２２上段に例示するように、配管圧が所定の圧力Ｐ＿Ｌ１よりも低い圧力Ｐ＿Ｌ２である場合には、下段の細い破線で示すように、圧縮工程の終点に設定されたカム角度θ１，θ４より前のカム角度θ０，θ３にてポンプ室の内圧Ｐ＿ＯＲ１が配管圧Ｐ＿Ｌ２と等しくなり、その時点で吐出が開始されてしまう。その結果、下段の実線で示すように、配管流量Ｑ＿Ｌが一定流量Ｑ＿Ｌ１から急増する脈動が生じる。
【０００９】
そこで例えば特許文献１では、共通配管に圧力センサや流量センサを設けるとともに、ポンプ室に連通するエア抜き弁を設けている。そして、センサにて脈動を検出したときに、エア抜き弁によりポンプ室の圧力を調整し、脈動を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３８６１０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、脈動の検出に当たり、実際には、脈動波形は図２２に示すような形状とはならない。図２２では、吸込工程から吐出工程に切り替わるカム角度θ０，θ３を起点とした鋭いスパイク形状となっているが、実際には、センサの配置、液体の粘性、配管の膨張等により、むしろ図２３に例示されるように、脈動波形は、カム角度θ０，θ３から立ち上がりカム角度θ１，θ４をピークとする緩い曲線形状となる。このように、実際に検出される脈動波形は、スパイク形状と比較して差分値（微分値）が低い値となり、その分、脈動検出精度が低下し、その結果、脈動抑制が困難となるおそれがある。
【００１２】
そこで本発明は、従来よりも精度良く脈動の抑制が可能な、無脈動ポンプ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】
【００１３】
本発明は無脈動ポンプに関する。当該無脈動ポンプは、駆動機構、複数の往復動ポンプ、及びストローク調整機構を備える。駆動機構はカム機構及び複数のクロスヘッドを備える。カム機構は駆動モータの回転運動を往復運動に変換する。複数のクロスヘッドはカム機構によって所定の位相差で往復動する。複数の往復動ポンプは、それぞれ、プランジャ、ポンプ室、吸込弁、及び吐出弁を備える。プランジャは、クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動する。ポンプ室は、プランジャの往復動に伴って内圧が変化する。吸込弁は、共通吸込配管とポンプ室とを接続し、ポンプ室側を背圧側とする。吐出弁は、ポンプ室と共通吐出配管とを接続し、共通吐出配管側を背圧側とする。ストローク調整機構は、クロスヘッドがプランジャを往復動させる有効ストローク長を調整する。複数の往復動ポンプのうち、一台の往復動ポンプのみが共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における共通吐出配管の配管圧力と、所定の往復動ポンプに対してカム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプのポンプ室の内圧とが異なるときに、その圧力差に基づいて、ストローク調整機構は、ポンプ室の内圧が配管圧力に到達する時点が吐出工程開始点角度となるように、上記所定の往復動ポンプのプランジャに接続されたクロスヘッドの有効ストローク長を調整する。
【００１４】
また上記発明において、ストローク調整機構は、クロスヘッドの往復動方向に沿った自由往復動が可能となるようにプランジャをクロスヘッドに接続してもよい。この場合、自由往復動の幅を調整することで、クロスヘッドの有効ストローク長が調整される。
【００１５】
また上記発明において、ストローク調整機構は、プランジャの自由往復動の幅を定めるストッパと、ストッパをクロスヘッドの往復動方向に沿って進退させる調整モータを備えてもよい。この場合、上記所定の往復動ポンプの吐出工程開始点角度におけるポンプ室の内圧と、単独吐出工程における配管圧力との差に基づいて、調整モータによるストッパの進退幅が定められる。
【００１６】
また本発明の別例に係る無脈動ポンプは、駆動機構及び複数の往復動ポンプを備える。駆動機構は、カム機構及び複数のクロスヘッドを備える。カム機構は駆動モータの回転運動を往復運動に変換する。複数のクロスヘッドはカム機構によって所定の位相差で往復動する。複数の往復動ポンプは、それぞれ、プランジャ、ポンプ室、吸込弁、吐出弁、及び内圧調整機構を備える。プランジャはクロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動する。ポンプ室はプランジャの往復動に伴って内圧が変化する。吸込弁は、共通吸込配管とポンプ室とを接続し、ポンプ室側を背圧側とする。吐出弁は、ポンプ室と共通吐出配管とを接続し、共通吐出配管側を背圧側とする。内圧調整機構は、ポンプ室の内圧を調整可能である。複数の往復動ポンプのうち、一台の往復動ポンプのみが共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における共通吐出配管の配管圧力と、所定の往復動ポンプに対してカム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプのポンプ室の内圧とが異なるときに、その圧力差に基づいて、内圧調整機構は、ポンプ室の内圧が配管圧力に到達する時点が吐出工程開始点角度となるように、上記所定の往復動ポンプのポンプ室の内圧を調整する。
【００１７】
また本発明は、無脈動ポンプの制御方法に関する。無脈動ポンプは、駆動機構、複数の往復動ポンプ、及びストローク調整機構を備える。駆動機構はカム機構及びクロスヘッドを備える。カム機構は駆動モータの回転運動を往復運動に変換する。複数のクロスヘッドはカム機構によって所定の位相差で往復動する。複数の往復動ポンプは、それぞれ、プランジャ、ポンプ室、吸込弁、及び吐出弁を備える。プランジャはクロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動する。ポンプ室はプランジャの往復動に伴って内圧が変化する。吸込弁は共通吸込配管とポンプ室とを接続し、ポンプ室側を背圧側とする。吐出弁はポンプ室と共通吐出配管とを接続し、共通吐出配管側を背圧側とする。ストローク調整機構は、クロスヘッドがプランジャを往復動させる有効ストローク長を調整する。上記制御方法では、複数の往復動ポンプのうち、一台の往復動ポンプのみが共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における共通吐出配管の配管圧力と、所定の往復動ポンプに対してカム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプのポンプ室の内圧とが異なるときに、その圧力差に基づいて、ポンプ室の内圧が配管圧力に到達する時点が吐出工程開始点角度となるように、上記所定の往復動ポンプのプランジャに接続されたクロスヘッドの有効ストローク長を調整する。
【００１８】
また本発明の別例に係る、無脈動ポンプの制御方法では、無脈動ポンプが、駆動機構及び複数の往復動ポンプを備える。駆動機構は、カム機構及び複数のクロスヘッドを備える。カム機構は駆動モータの回転運動を往復運動に変換する。複数のクロスヘッドはカム機構によって所定の位相差で往復動する。複数の往復動ポンプは、それぞれ、プランジャ、ポンプ室、吸込弁、吐出弁、及び内圧調整機構を備える。プランジャはクロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動する。ポンプ室はプランジャの往復動に伴って内圧が変化する。吸込弁は、共通吸込配管とポンプ室とを接続し、ポンプ室側を背圧側とする。吐出弁は、ポンプ室と共通吐出配管とを接続し、共通吐出配管側を背圧側とする。内圧調整機構は、ポンプ室の内圧を調整可能である。上記制御方法では、複数の往復動ポンプのうち、一台の往復動ポンプのみが共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における共通吐出配管の配管圧力と、所定の往復動ポンプに対してカム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプのポンプ室の内圧とが異なるときに、その圧力差に基づいて、ポンプ室の内圧が配管圧力に到達する時点が吐出工程開始点角度となるように、所定の往復動ポンプのポンプ室の内圧を調整する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来よりも精度良く脈動の抑制が可能な、無脈動ポンプを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態における無脈動ポンプの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の無脈動ポンプのカム機構の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の無脈動ポンプのストローク調整機構の構成を示す断面図であって、圧縮行程開始時のクロスヘッドとプランジャとの位置関係を示す図である。
【図４】図３に示すストローク調整機構の構成を示す断面図であって、圧縮行程中にクロスヘッドとプランジャとの隙間がゼロとなった状態を示す図である。
【図５】図３に示すストローク調整機構の構成を示す断面斜視図である。
【図６】制御部のブロック構成を説明する図である。
【図７】本発明の無脈動ポンプの、カム角度に対するクロスヘッドの位置変化を説明するグラフである。
【図８】本発明の無脈動ポンプの、カム角度に対するクロスヘッドの速度変化を説明するグラフである。
【図９】本発明の無脈動ポンプの、カム角度に対するポンプ室の内圧変化を説明するグラフである。
【図１０】本発明の無脈動ポンプの、圧縮工程におけるカム角度に対するクロスヘッドの位置変化及びポンプ室の内圧変化を説明するグラフである。
【図１１】本発明の無脈動ポンプにおける配管流量（無脈動時）を説明するグラフである。
【図１２】本発明の無脈動ポンプにおける配管流量を説明するグラフであって、脈動が生じた例を説明するグラフである。
【図１３】本発明の無脈動ポンプにおける配管流量を説明するグラフであって、脈動が生じた別例を説明するグラフである。
【図１４】本発明の無脈動ポンプにおけるストローク調整制御を説明するグラフである。
【図１５】本発明の無脈動ポンプにおけるストローク調整制御を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の実施形態の別例における無脈動ポンプの構成を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施形態の別例における無脈動ポンプの、油圧室内圧調整機構の構成を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施形態の別例における無脈動ポンプの、制御部のブロック構成を説明する図である。
【図１９】本発明の実施形態の別例における無脈動ポンプの、内圧調整制御を説明するグラフである。
【図２０】無脈動ポンプの動作について説明するグラフである。
【図２１】圧縮工程について説明するグラフである。
【図２２】従来技術の無脈動ポンプにおける配管流量を説明するグラフであって、脈動が生じた例を説明するグラフである。
【図２３】従来技術の無脈動ポンプにおける配管流量を説明するグラフであって、脈動が生じたときの実際の脈動波形を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜無脈動ポンプの構造＞
以下、図面を参照しながら本実施形態の無脈動ポンプ１００について説明する。なお、図１〜５、図１６、図１７において、クロスヘッド２８，４８の往復動方向をＸ軸に取る。なお、ポンプ室２２０，２４０の加圧方向を正方向とする。さらにＸ軸に垂直なＹ軸及びＺ軸を取る。Ｘ−Ｙ平面が水平面となる。またＺ軸が鉛直軸となる。
【００２２】
本実施形態に係る無脈動ポンプ１００は、流体を連続的に一定流量にて供給することが要求されるプロセスに用いられる。また例えば本発明に係る無脈動ポンプ１００は高圧での流体供給が可能となっており、例えば４０ＭＰａ程度の圧力で流体を供給することが可能となっている。例えば本実施形態に係る無脈動ポンプは、薬品や塗料の混合プロセスに使用される。
【００２３】
本実施形態に係る無脈動ポンプ１００は、駆動機構２５０、複数の往復動ポンプ２０，４０、ストローク調整機構８０、及び制御部１６０を備える。
【００２４】
駆動機構２５０は、複数の往復動ポンプ２０，４０を駆動させる。駆動機構２５０は、フレーム１０、駆動モータ１１、シャフト１２、ロータリーエンコーダ１３０、カム機構１６、及びクロスヘッド２８，４８を備える。
【００２５】
フレーム１０は駆動機構２５０内の駆動体を支持する。例えばフレーム１０は金属材料から構成され、中空構造となっている。例えばフレーム１０内には、カム機構１６及びストローク調整機構８０，８０が収容される。またフレーム１０はベース等の固定体に支持される。
【００２６】
駆動モータ１１は、シャフト１２を回転駆動させる。駆動モータ１１は等速回転可能なモータであればよく、例えばインバータモータから構成される。駆動モータ１１の回転駆動力は小径のシャフト１２及びその先に設けられた大径のシャフト１３に伝達される。
【００２７】
ロータリーエンコーダ１３０は駆動モータ１１の回転位相を検出する。ロータリーエンコーダ１３０はスリット円板１３１、発光素子１３２及び受光素子１３３を備える。
【００２８】
スリット円板１３１はシャフト１２に係合され、シャフト１２とともに回転させられる。スリット円板１３１はシャフト１２の回転中心から放射線状に、複数のスリットが軸方向に貫通するように切られている。回転カム１５の絶対位置（絶対角度）が取得できるように、複数のスリットのうち、例えば一つのみ形状の異なるスリットが切られていてよい。例えば他のスリットと比較して周方向に幅広のスリットが一つのみスリット円板１３１に切られていてよい。
【００２９】
スリット円板１３１のスリットを軸方向に挟んで、発光素子１３２及び受光素子１３３が設けられる。受光素子１３３は、スリット円板１３１による、発光素子１３２から照射された光の遮断／通過を検出してその検出信号を制御部１６０に送信する。後述するように制御部１６０では、受光素子１３３からの検出信号を受けて、回転カム１５の回転位相、つまりカム角度θを求める。
【００３０】
なお、スリット円板１３１、発光素子１３２、及び受光素子１３３に代えて、円板面上に周回りに突起を設けて、これを近接センサにて検出してもよい。
【００３１】
カム機構１６は駆動モータ１１の回転運動を往復運動に変換する。カム機構１６はシャフト１３、回転カム１５、及びローラ２９，４９を備える。回転カム１５はシャフト１３に係合され、シャフト１３とともに回転させられる。図２に例示するように、回転カム１５は略円板形状に形成される。回転カム１５はシャフト１３の軸方向に対してその円板面が非垂直、つまり傾斜するように、シャフト１３に係合される。シャフト１３に回転カム１５を係合させる代わりに、シャフト１３及び回転カム１５を一体に削り出してもよい。
【００３２】
回転カム１５の円板面がシャフト１３の軸方向に対して傾斜することにより、回転カム１５に接続されるクロスヘッド２８，４８が、回転カム１５の回転位相に応じて進退させられる。このクロスヘッド２８，４８の進退変位、すなわちストロークＸ＿ＸＨ１，Ｘ＿ＸＨ２が図７に示すような波形（プロファイル）となるように、回転カム１５の形状が定められる。
【００３３】
ローラ２９，４９はクロスヘッド２８，４８の進退方向に直交するようにして、その回転シャフト（破線で示す）がクロスヘッド２８，４８内に挿入される。ローラ２９，４９はそれぞれクロスヘッド２８，４８の進退方向に沿って一対設けられ、その間に回転カム１５の周縁部が挟み込まれる。
【００３４】
クロスヘッド２８，４８はカム機構１６によって往復動させられる。クロスヘッド２８，４８は例えば進退方向に延在される円柱形状であって、その前端（進行方向端部）には有底穴２８ａ（図３参照）が形成される。
【００３５】
クロスヘッド２８，４８はカム機構１６によって所定の位相差で往復動作させられる。例えば図１では一対のクロスヘッド２８，４８が設けられており、これらは１８０°の位相差を持つように、回転カム１５に接続される。例えばクロスヘッド２８，４８は、シャフト１３を挟んで当該シャフト１３と同一平面上に配置される。
【００３６】
往復動ポンプ２０，４０は、駆動機構２５０によって駆動させられる。往復動ポンプ２０，４０はポンプ室２２０，２４０、プランジャ２６，４６、吸込弁３１，５１、及び吐出弁３３，５３を備える。
【００３７】
プランジャ２６，４６は、ストローク調整機構８０，８０を介して、クロスヘッド２８，４８に接続される。プランジャ２６，４６はクロスヘッド２８，４８の往復動に伴って往復動作させられる。後述するように、プランジャ２６，４６とクロスヘッド２８，４８の間に設けられたストローク調整機構８０，８０により、クロスヘッド２８，４８の往復動に対して「遊び」を持った状態でプランジャ２６，４６に駆動力が伝達される。
【００３８】
ポンプ室２２０，２４０は油圧室２２，４２及び流体室２５，４５を備える。油圧室２２，４２と流体室２５，４５とは可撓性のダイアフラム２３，４３により隔てられる。油圧室２２，４２はポンプ室２２０，２４０のケーシング、ダイアフラム２３，４３、及びパッキン２７，４７に囲まれ、所定粘度のオイルが封入される。パッキン２７，４７に挟まれるように、油圧室２２，４２にはプランジャ２６，４６の前方部分が挿入される。したがってプランジャ２６，４６の進退に応じて油圧室２２，４２及び流体室２５，４５の内圧が変化する。
【００３９】
流体室２５，４５には、共通吸込配管３５及び共通吐出配管３６に供給される流体が流入出される。例えば本実施形態に係る無脈動ポンプ１００が薬品や塗料の混合プロセスに使用される場合には、薬品や塗料の原料となる液体が流体室２５，４５に流入出する。流体室２５，４５は例えば耐食性の部材から構成される。
【００４０】
流体室２５，４５には、吸込弁３１，５１を介して、共通吸込配管３５から分岐される吸込管３０，５０が接続（連通）される。また同様にして、流体室２５，４５には、吐出弁３３，５３を介して、共通吐出配管３６に合流される吐出管３２、５２が接続（連通）される。
【００４１】
上述したように、プランジャ２６，４６の進退に応じて油圧室２２，４２の内圧が変化する。可撓性のダイアフラム２３，４３によって油圧室２２，４２に隔てられた流体室２５，４５は、油圧室２２，４２の内圧変化に追従するようにしてその内圧が変化する。具体的には油圧室２２，４２の内圧は流体室２５，４５の内圧に等しい。
【００４２】
吸込弁３１，５１は共通吸込配管３５とポンプ室２２０，２４０の流体室２５，４５とを接続するバルブである。吸込弁３１，５１は、ポンプ室２２０，２４０の流体室２５，４５側を背圧側とする。すなわち流体室２５，４５の内圧が共通吸込配管３５の圧力を超過すると吸込弁３１，５１が閉止される。また流体室２５，４５の内圧が共通吸込配管３５の圧力以下になると吸込弁３１，５１が開放され、流体室２５，４５内に共通吸込配管３５の流体（液体）が流入する。吸込弁３１，５１の閉止／開放を司る圧力のバランスを厳密に取るために、吸込弁３１，５１の弁体にはスプリング等の付勢部材が設けられていなくてもよい。
【００４３】
吐出弁３３，５３は共通吐出配管３６とポンプ室２２０，２４０の流体室２５，４５とを接続するバルブである。吐出弁３３，５３は、共通吐出配管３６側を背圧側とする。すなわち共通吐出配管３６の圧力が流体室２５，４５の内圧を超過すると吐出弁３３，５３が閉止される。また流体室２５，４５の内圧が共通吐出配管３６の圧力以上になると吐出弁３３，５３が開放され、流体室２５，４５内の流体が共通吐出配管３６に送り出される。吐出弁３３，５３の閉止／開放を司る圧力のバランスを厳密に取るために、吐出弁３３，５３の弁体にはスプリング等の付勢部材が設けられていなくてもよい。
【００４４】
ポンプ室２２０，２４０には、その内圧を検出する内圧センサ６４，６５が設けられる。内圧センサ６４，６５は例えば油圧室２２，４２に接続される。上述したように、油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２の内圧は流体室２５，４５の内圧に等しいため、内圧センサ６４，６５により検出された圧力値は流体室２５，４５の内圧と捉えることができる。内圧センサ６４，６５により検出された油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２は制御部１６０に送信される。
【００４５】
なお、流体室２５，４５に内圧センサ６４，６５を設けてもよいが、その場合、取り扱い流体によっては耐食性の内圧センサ６４，６５を用いる必要がある。これに対して油圧室２２，４２に内圧センサ６４，６５を設ける場合、耐食性であると否とを問わずに内圧センサ６４，６５を使用できるとのメリットが得られる。
【００４６】
また、共通吐出配管３６にはライン圧センサ６３が設けられる。ライン圧センサ６３は共通吐出配管の圧力（配管圧力、ライン圧）Ｐ＿Ｌを検出する。例えばライン圧センサ６３は耐食性の圧力センサが使用される。
【００４７】
なお、ライン圧センサ６３を用いる代わりに、内圧センサ６４，６５を用いてライン圧Ｐ＿Ｌを検出してもよい。後述するように、流体室２５，４５が共通吐出配管３６に対して開放されているときに、流体室２５，４５と共通吐出配管３６とは等圧になる。加えて流体室２５，４５と油圧室２２，４２の内圧は理論上常に等圧となる。したがって、流体室２５，４５の開放時の内圧または油圧室２２，４２の内圧を、ライン圧Ｐ＿Ｌとして検出してもよい。このようにすることで、取り扱い流体の流路上に圧力センサを設けなくても済むとのメリットが得られる。
【００４８】
ストローク調整機構８０は、プランジャ２６，４６の後端（ポンプ室２２０，２４０から離間する側の端部）とクロスヘッド２８，４８の前端の間に設けられる。ストローク調整機構８０は、クロスヘッド２８，４８がプランジャ２６，４６を往復動させる有効ストローク長を調整する。図１、図３に例示するように、ストローク調整機構８０は、本体８１、ストッパ８２、補強部材８３、コイルスプリング８４、支持リング８５、ボルト８６，８７、ウォームギア１２１，１４１、ウォームホイール１２２，１４２、及び調整モータ１２０，１４０を備える。
【００４９】
図３、図５には、往復動ポンプ２０側のストローク調整機構８０の側面断面図が例示される。なお、往復動ポンプ４０側のストローク調整機構８０もこれと同様の構造を備える。具体的には下記説明において、各構成の符号の十の位の「２」を「４」に置き換えることで、往復動ポンプ４０側のストローク調整機構８０の構造を説明するものとなる。
【００５０】
クロスヘッド２８の前端には軸方向に穿孔された有底穴２８ａが形成される。この有底穴２８ａにプランジャ２６の後端部２６ｆが挿入される。また、有底穴２８ａの底面２８ｂには補強部材８３が設けられる。補強部材８３の前端面８３ａとプランジャ２６の後端面２６ｄがプランジャ２６の進退方向に沿って対向する。
【００５１】
補強部材８３の直径は有底穴２８ａの内径よりも小さくなるように形成され、補強部材８３の外周には付勢部材であるコイルスプリング８４が設けられる。コイルスプリング８４の後端は有底穴２８ａの底面２８ｂに当接し、前端はプランジャ２６の拡径部２６ａの後面２６ｃに当接する。
【００５２】
プランジャ２６の後端部２６ｆよりも前方には、後端部２６ｆの直径よりも大きい拡径部２６ａが設けられる。後端部２６ｆにコイルスプリング８４の前端が嵌まり込み、拡径部２６ａの後面２６ｃに当接する。拡径部２６ａの前面２６ｂはストッパ８２の後面８２ｅと当接する。
【００５３】
ストッパ８２は略円筒形状の部材であって、円環部８２ａ及びその前方にアーム８２ｂを備える。ストッパ８２はプランジャ２６の自由往復動の幅を定める。ストッパ８２の内周面はプランジャ２６の外周面と摺動可能となっている。具体的には、ストッパ８２はプランジャ２６に対して、進退方向（Ｘ軸方向）及び周方向に摺動可能となっている。
【００５４】
ストッパ８２の円環部８２ａの外周面には外ねじ８２ｄが切られており、クロスヘッド２８の有底穴２８ａの内周面に切られた内ねじ２８ｃと噛み合っている。この噛み合いにより、ストッパ８２はクロスヘッド２８と共に往復動する。
【００５５】
内ねじ２８ｃに対して外ねじ８２ｄが回されると、それに応じてストッパ８２がクロスヘッド２８と相対移動する。この相対移動に応じて、プランジャ２６の後端面２６ｄと補強部材８３の前端面８３ａとの離間距離ｄが変化する。離間距離ｄは、クロスヘッド２８からプランジャ２６に往復動の駆動力を伝達する際の損失分となる。言い換えると、離間距離ｄは、クロスヘッド２８の、往復動方向に沿った自由往復動が可能な幅であり、無効ストローク長に等しい。
【００５６】
クロスヘッド２８の前端にはストッパ留め８８がボルト８７により締結される。ストッパ留め８８は、側面断面が鉤状に形成され、その前端がプランジャ２６の中心軸側に突出する。この突出部によって、ストッパ８２の回り過ぎを防止する。言い換えると外ねじ８２ｄを回し過ぎて内ねじ２８ｃから離脱することが、ストッパ留め８８によって防止される。
【００５７】
ストッパ８２のアーム８２ｂは、円環部８２ａよりも径方向外側に張り出す。またその周端部には、本体８１のキー溝８１ａに嵌合するキー８２ｃが形成される。キー溝８１ａは本体８１の内周面に、その中心軸方向に沿って形成されており、キー８２ｃはキー溝８１ａに沿って中心軸方向、すなわちクロスヘッド２８の進退方向に沿って進退可能となっている。
【００５８】
また、本体８１が中心軸方向を回転中心として回動した際には、ストッパ８２は、キー溝８１ａとキー８２ｃの嵌め合いにより、本体８１と共に回動させられる。ストッパ８２が回動することで外ねじ８２ｄが内ねじ２８ｃに対して回り、無効ストローク長ｄが変化する。
【００５９】
本体８１はフレーム１０の前端に設けられ、フレーム１０に対して回動可能となっている。例えば本体８１の外周面には支持リング８５（図３参照）がボルト８６を介してフレーム１０に締結される。支持リング８５の内周面８５ａと本体８１の外周面８１ｂとはその周方向に沿って摺動可能となっている。
【００６０】
ウォームホイール１２２は本体８１の外周面８１ｂに固定され、本体８１を回動させる。ウォームホイール１２２はウォームギア１２１と噛み合っており、ウォームギア１２１は調整モータ１２０（図１参照）に接続される。調整モータ１２０は正逆回転可能なモータであって、例えばリバーシブルモータから構成される。調整モータ１２０の回転駆動に応じてウォームギア１２１が回転し、これに応じてウォームホイール１２２も回転する。この回転駆動が本体８１及びストッパ８２に伝達され、ストッパ８２がその往復動方向に沿って進退される。その結果無効ストローク長ｄが変化する。
【００６１】
図３から図４に掛けて、クロスヘッド２８からプランジャ２６に駆動力が伝達されるプロセスが例示される。クロスヘッド２８の前進に伴い、ストッパ留め８８及びストッパ８２が前進する。一方、プランジャ２６はストッパ８２に対して進退方向に摺動可能であり、またプランジャ２６の後端面２６ｄと補強部材８３の前端面８３ａとの間には無効ストローク長ｄが設けられているため、プランジャ２６はコイルスプリング８４を縮めるようにしてその前進が滞る。
【００６２】
具体的には、クロスヘッド２８が下死点を過ぎて前進するとき、コイルスプリング８４を介してプランジャ２６に駆動力が伝達される。プランジャ２６前端は油圧室２２に挿入されており、プランジャ２６の前進に従って、プランジャ２６の前面が受ける圧力（内圧）が増加する。この内圧がコイルスプリング８４の弾性圧力を超過するとコイルスプリング８４が縮められる。この過程で離間距離ｄが縮められる。
【００６３】
さらに図4を参照し、無効ストローク長ｄが０になりプランジャ２６の後端面２６ｄが補強部材８３の前端面８３ａに当接すると、クロスヘッド２８がプランジャ２６を前方に押し出す。これ以降、クロスヘッド２８が上死点、つまりクロスヘッド２８の位置が最もポンプ室２２０寄りとなる地点に至るまでの、クロスヘッド２８のストローク長は、プランジャ２６に駆動力を伝達させる、有効ストローク長となる。
【００６４】
上死点到達後、クロスヘッド２８が後退する。この過程でコイルスプリング８４がプランジャ２６を前方に付勢する。この付勢によりプランジャ２６の拡径部２６ａの前面２６ｂがストッパ８２の後面８２ｅに当接される。これにより無効ストローク長ｄが確保される。クロスヘッド２８が下死点、つまりポンプ室２２０に最も離間した地点に到達した後、クロスヘッド２８は再び前進する。
【００６５】
具体的には、クロスヘッド２８が上死点を過ぎると、プランジャ２６は油圧室２２の内圧に押されて後退させられる。プランジャ２６の後退に従って油圧室２２の内圧は低下し、最終的には共通吸込配管３５と同圧となる。ここで、コイルスプリング８４の弾性圧力は共通吸込配管３５の配管圧より高くなるように、そのばね係数等が定められている。したがって油圧室２２の内圧低下の過程で、縮められたコイルスプリング８４がプランジャ２６を前方に押し戻し、伸長状態となる。この状態でクロスヘッド２８が下死点に至る。
【００６６】
図1を参照して、制御部１６０は、駆動モータ１１、調整モータ１２０，１４０の駆動を制御する。制御部１６０には内圧センサ６４、６５、ライン圧センサ６３から各種圧力検出値が送信される。またロータリーエンコーダ１３０の受光素子１３３から検出信号を受け取り、回転カム１５のカム角度θを求める。
【００６７】
図1に例示するように、制御部１６０は、入力部１６１、出力部１６２、ＣＰＵ１６３及びメモリ１６４を備える。制御部１６０は例えばコンピュータから構成される。これらのハードウェア構成が、図６に例示するような機能ブロックを（仮想的に）構成する。
【００６８】
図６には、調整モータ１２０，１４０によるストローク調整制御に関する機能ブロックが図示されている。制御部１６０は、ストローク調整制御部１５０ａ，１５０ｂを備える。ストローク調整制御部１５０ａ，１５０ｂは、配管圧力計測部１５１ａ，１５１ｂ、ポンプ室圧力計測部１５２ａ，１５２ｂ、圧力比較部１５３ａ，１５３ｂ、プランジャ調整部１５４ａ，１５４ｂを備える。ストローク調整制御部１５０ａ，１５０ｂは、互いに独立に稼動可能となっている。これら制御部の各機能ブロックの演算内容等については後述する。
【００６９】
＜無脈動ポンプの運転＞
図７〜図１１を参照して、本実施形態に係る無脈動ポンプ１００の動作について説明する。なお説明を容易にするために、図７〜図１１では、無効ストローク長ｄを０としている。つまりクロスヘッド２８，４８の往復動駆動力が、損失の無い形でプランジャ２６，４６に伝達されるものとする。また、駆動モータ１１の駆動は等速回転とする。さらに、図７〜図１１では、脈動が生じない理想運転状態における各種波形が例示される。
【００７０】
図７には、クロスヘッド２８，４８の、回転カム１５のカム角度θに対するＸ軸方向の位置Ｘ＿ＸＨ１，Ｘ＿ＸＨ２のグラフが例示される。当該グラフは、横軸にカム角度θを取り、縦軸にクロスヘッド２８，４８の位置Ｘ＿ＸＨ１，Ｘ＿ＸＨ２を取る。また縦軸に下死点ＢＤＣ及び上死点ＴＤＣを取る。図７の一点鎖線に示されているように、上段と下段のグラフは同期されている。なお上述したように、無効ストローク長ｄ＝０であるため、クロスヘッド２８，４８の位置（ストローク）Ｘ＿ＸＨ１，Ｘ＿ＸＨ２はプランジャ２６，４６の位置（ストローク）Ｘ＿ＰＧ１，Ｘ＿ＰＧ２に等しい（Ｘ＿ＸＨ１＝Ｘ＿ＰＧ１，Ｘ＿ＸＨ２＝Ｘ＿ＰＧ２）。
【００７１】
図８にはクロスヘッド２８，４８の、カム角度θに対する速度変化が例示されている。図８のグラフは横軸にカム角度θを取り、縦軸にクロスヘッド２８，４８の往復動速度Ｖ＿ＸＨ１，Ｖ＿ＸＨ２を取る。縦軸の正方向は前進方向の速度とする。また図８の上段と下段のグラフは同期されている。
【００７２】
図９にはポンプ室２２０，２４０の内圧、より正確には内圧センサ６４，６５の検出対象である油圧室２２，４２の、カム角度θに対する圧力変化が例示されている。図９のグラフは横軸にカム角度θを取り、縦軸に油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２を取る。また図９の上段と下段のグラフは同期されている。
【００７３】
図１０には、クロスヘッド２８の下死点ＢＤＣからカム角度θ３までの、クロスヘッド２８の位置Ｘ＿ＸＨ１の変化（上段）及び油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１の変化（下段）が例示される。図１０の上段と下段のグラフは同期されている。
【００７４】
図１１には、共通吐出配管３６における流量Ｑ＿Ｌが例示される。図１１のグラフは、横軸にカム角度θを取り、縦軸に流量Ｑ＿Ｌを取る。細い破線は流体室２５からの流量を示し、太い破線は流体室４５からの流量を示す。
【００７５】
図７を参照して、回転カム１５は、そのカム角度θに応じてクロスヘッド２８，４８が図７のグラフに示すような変位となるような形状に形成されている。具体的には図１０上段に例示するように、クロスヘッド２８は、下死点ＢＤＣにおけるカム角度θ１からθ１Ａまでは、下に凸の二次関数状に変位する。さらにクロスヘッド２８は、カム角度θ１Ａからθ１Ｂまで一次関数上に（直線状に）変位し、カム角度θ１Ｂからθ２まで、上に凸の二次関数状に変位する。さらにクロスヘッド２８は、カム角度θ２からθ３まで、下に凸の二次関数状に変位し、カム角度θ３からθ５まで、一次関数状に変位する。
【００７６】
カム角度θ５からθ６まで、クロスヘッド２８は上に凸の二次関数状に変位し、カム角度θ６にて上死点ＴＤＣとなる。これ以降は後退過程となり、カム角度θ６から下死点に至るθ１まで、図７に示すような波形を示しながらクロスヘッド２８が後退する。
【００７７】
なお、このカム角度θに対するクロスヘッド２８，４８の変位（ストローク）の関係は、往復動ポンプ２０，４０の吐出流量Ｑ１，Ｑ２の合計流量を一定にするとの条件（Ｑ１＋Ｑ２＝Ｃｏｎｓｔ．）下で、任意に設定することができる。例えば変位について、図７に示すような、一次関数及び二次関数の組合せとする他にも、種々の変位態様が設定可能である。また、クロスヘッド２８，４８の変位に応じて、その速度（図８）も種々の波形とすることができる。
【００７８】
クロスヘッド４８はクロスヘッド２８とは１８０°の位相差を持って変位する。図７〜図１１では、カム角度θ１，θ２，θ３とθ４，θ５，θ６とが１８０°の位相差を持つものとして記載されている。（θ１＋１８０°＝θ４、θ２＋１８０°＝θ５、θ３＋１８０°＝θ６）。また例えばθ１＝０°、θ２＝３０°、θ３＝６０°である。
【００７９】
上記のクロスヘッド２８，４８の変位に応じて、図８に示すようにクロスヘッド２８，４８の速度が変化する。なお図８では駆動モータ１１の等速回転下におけるクロスヘッド２８，４８の速度変化が記載されている。
【００８０】
図８上段に例示するように、図１０のθ１〜θ２までの変位プロファイルに応じて、カム角度θ１からθ２に至るまで、クロスヘッド２８は台形状の速度変化を示す。すなわち、カム角度θ１からθ１Ａまで、下に凸の二次関数状の変位に応じて、速度Ｖ＿ＸＨ１は傾きが正の一次関数状に増加する。さらにカム角度θ１Ａからθ１Ｂまで、一次関数状の変位に応じて、速度Ｖ＿ＸＨ１は傾きが一定となる。さらにカム角度θ１Ｂからθ２まで、上に凸の二次関数状の変位に応じて、速度Ｖ＿ＸＨ１は傾きが負の一次関数状に低減する。
【００８１】
Ｖ＿ＸＨ１＝０となるカム角度θ２から、θ３まで、下に凸の二次関数状の変位に応じて、速度Ｖ＿ＸＨ１は傾きが正の一次関数状に増加する。さらにカム角度θ３からθ５まで、一次関数状の変位に応じて、速度Ｖ＿ＸＨ１は傾きが一定となる。さらにカム角度θ５から上死点に至るθ６まで、上に凸の二次関数状の変位に応じて、速度Ｖ＿ＸＨ１は傾きが負の一次関数状に低減する。
【００８２】
図９、図１０を参照し、カム角度θ１からθ２に掛けて、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が上昇する。カム角度θ２にて油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１がライン圧Ｐ＿Ｌと等しくなり、吐出弁３３が閉止状態から開放状態となる。これに伴い、流体室２５の流体（液体）が共通吐出配管３６に吐出される。
【００８３】
さらにこれ以降は、吐出弁３３の開放に伴い、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１がライン圧Ｐ＿Ｌと等しい状態で、クロスヘッド２８の上死点ＴＤＣに至るカム角度θ６まで移行する。カム角度θ６を超過すると、クロスヘッド２８の後退に伴って吐出弁３３が開放状態から閉止状態に切り替わり、流体室２５から共通吐出配管３６への流体の吐出が停止される。
【００８４】
一方、吐出弁３３の開放状態から閉止状態に切り替わると、クロスヘッド２８の後退に伴って油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が低下する。さらに内圧Ｐ＿ＯＲ１が共通吸込配管３５と等圧になると、吸込弁３１が閉止状態から開放状態となる。クロスヘッド２８の更なる後退に伴って共通吸込配管３５から流体室２５内に流体が引き込まれる。クロスヘッド２８が下死点に至るカム角度θ１に到達すると、再び前進工程に移る。
【００８５】
吐出弁３３が開放状態となるカム角度θ２からθ６までの区間について、カム角度θ２からθ３まで、図７に示すようにクロスヘッド２８の変位（ストローク）が下に凸の二次関数状に変位するのに伴って、図１１の細い破線で示すように、流体室２５から共通吐出配管３６に吐出される流体の流量は一次関数状に増加する。
【００８６】
さらにカム角度θ２からθ５まで、クロスヘッド２８の変位が一次関数状となるのに伴って、流体室２５から共通吐出配管３６に吐出される流体の流量は一定となる。なおカム角度θ３からθ５までの区間は、往復動ポンプ２０のみにて共通吐出配管３６に流体が吐出され単独吐出工程となる。さらにカム角度θ５からθ６まで、クロスヘッド２８の変位（ストローク）が上に凸の二次関数状に変位するのに伴って、流体室２５から共通吐出配管３６に吐出される流体の流量は一次関数状に減少する。
【００８７】
クロスヘッド２８に対して１８０°位相差のあるクロスヘッド４８では、カム角度θ５からθ１を経てθ３までの区間において、吐出弁５３が開放状態となる。カム角度θ５からθ６まで、図７に示すようにクロスヘッド４８の変位（ストローク）が下に凸の二次関数状に変位するのに伴って、図１１の太い破線で示すように、流体室４５から共通吐出配管３６に吐出される流体の流量は一次関数状に増加する。
【００８８】
さらにカム角度θ６からθ１を経てθ２まで、クロスヘッド４８の変位が一次関数状となるのに伴って、流体室４５から共通吐出配管３６に吐出される流体の流量は一定となる。なおカム角度θ６からθ２までの区間は、往復動ポンプ４０のみにて共通吐出配管３６に流体が吐出される単独吐出工程となる。さらにカム角度θ２からθ３まで、クロスヘッド４８の変位（ストローク）が上に凸の二次関数状に変位するのに伴って、流体室４５から共通吐出配管３６に吐出される流体の流量は一次関数状に減少する。
【００８９】
ここで、図１１に示すように、流体室４５からの流量が一定状態から低減する区間と、流体室２５からの流量が増加して一定状態に至るまでの区間が、カム角度θ２からθ３までの区間にて重複される。同様にして、流体室２５からの流量が一定状態から低減する区間と、流体室４５からの流量が増加して一定状態に至るまでの区間が、カム角度θ５からθ６までの区間にて重複される。これらの区間では流体室２５，４５の両者から共通吐出配管３６に流体が供給される。その流量Ｑ＿Ｌは、往復動ポンプ２０のみが共通吐出配管３６に流体を吐出する単独吐出区間（θ３〜θ５）及び往復動ポンプ４０の単独吐出区間（θ６〜θ２）における流量Ｑ１と等しくなる。その結果、全カム角度において共通吐出配管３６の流量はＱ１に維持され、無脈動の流体供給が可能となる。
【００９０】
これらの図７〜図１１のような波形は、例えば共通吐出配管３６のライン圧Ｐ＿Ｌに応じて定められる。つまり予め設計段階にて所定のライン圧Ｐ＿Ｌが設定される。さらにカム角度θ２にて油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１がライン圧Ｐ＿Ｌに到達し、またカム角度θ５にて油圧室４２の内圧Ｐ＿ＯＲ２がライン圧Ｐ＿Ｌに到達するように、回転カム１５の形状が予め定められる。
【００９１】
このような特性に鑑みて、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１がライン圧Ｐ＿Ｌに到達したときの角度として設定されたカム角度θ２、及び、油圧室４２の内圧Ｐ＿ＯＲ２がライン圧Ｐ＿Ｌに到達したときの角度として設定されたカム角度θ５は、それぞれ、吐出工程開始点角度と呼ぶことができる。
【００９２】
なお、上記を言い換えると、クロスヘッド２８，４８の下死点ＢＤＣから油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２の内圧がライン圧Ｐ＿Ｌに到達するまでの区間は、油圧室２２，４２を圧縮する圧縮工程と捉えることができる。例えば共通吸込配管３５から流体室２５，４５に流体を引き込む工程では、流体室２５，４５及び油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２は大気圧程度まで下がる。これを圧縮工程にて、流体室２５，４５及び油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２を、ライン圧Ｐ＿Ｌ，例えば４０ＭＰａ程度まで引き上げる。
【００９３】
上述したように、共通吐出配管３６のライン圧Ｐ＿Ｌに応じて図７〜図１１のような波形（及び回転カム１５の形状）が定められることから、ライン圧Ｐ＿Ｌが、図７〜図１１のような理想運転状態を実現するための前提となる圧力（設計基準値）から逸脱すると、無脈動が崩れ、脈動が発生する。
【００９４】
例えば図１２には、実際のライン圧Ｐ＿Ｌが、設計基準値Ｐ＿Ｌ１よりも低いＰ＿Ｌ２となった場合の波形が示されている。この例では、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が、吐出工程開始点角度であるカム角度θ２よりも前に、ライン圧Ｐ＿Ｌ２に到達してしまう。その結果、流体室４５からの吐出量が一定である期間に流体室２５から流体が吐出されてしまい、一定流量Ｑ１を超過する脈動が発生してしまう。また、位相１８０°後のカム角度θ５，θ６でも同様の脈動が発生する。
【００９５】
また図１３には、実際のライン圧Ｐ＿Ｌが、設計基準値Ｐ＿Ｌ１よりも高いＰ＿Ｌ３となった場合の波形が示されている。この例では、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が、吐出工程開始点角度であるカム角度θ２よりも後に、ライン圧Ｐ＿Ｌ３に到達してしまう。その結果、流体室４５からの吐出量が一定である期間を超過して徐々に流量が低減する期間に、流体室２５からの吐出が開始されてしまい、共通吐出配管３６の流量Ｑ＿Ｌが一定流量Ｑ１から割り込む脈動が発生してしまう。また、位相１８０°後のカム角度θ５，θ６でも同様の脈動が発生する。
【００９６】
このように、脈動の発生を防ぐためには、ライン圧Ｐ＿Ｌを設計基準値Ｐ＿Ｌ１に維持することが必要となるが、そうなると、ライン圧Ｐ＿Ｌの異なる様々なプロセスに無脈動ポンプを適用することが困難となる。そこで、本実施形態に係る無脈動ポンプ１００では、下記にて説明するストローク調整制御を実行することで、ライン圧Ｐ＿Ｌが変更されても脈動の発生を防止可能としている。
【００９７】
＜ストローク調整制御＞
図１４には、本実施形態に係る無脈動ポンプ１００における、ストローク調整制御の概要が例示されている。上段にはクロスヘッド２８の位置（ストローク）Ｘ＿ＸＨ１の、カム角度に応じた変化が示されている。中段にはプランジャ２６の位置（ストローク）Ｘ＿ＰＧ１の、カム角度に応じた変化が示されている。さらに下段には、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１の、カム角度に応じた変化が示されている。なお、クロスヘッド４８，プランジャ４６、及び油圧室４２は図１４の各グラフに対して１８０°の位相差を持つグラフとなる（図示は省略する）。
【００９８】
図１４中段に示されるように、プランジャ２６のストロークは、ストローク調整機構８０によって、クロスヘッド２８に対して調整可能となっている。中段のグラフには、無効ストローク長ｄ＝０のときのプランジャ２６の波形と、無効ストローク長ｄが最大値ｄ＿ｍａｘを取るときのプランジャ２６の波形が例示されている。中段に記載されたΔθは、無効ストローク長ｄに対応する回転カム１５の回転角（遊び角）である。
【００９９】
さらに図１４の下段には、無効ストローク長ｄ＝０のときの油圧室２２の圧力Ｐ＿ＯＲ１（ｄ＝０）の波形と、無効ストローク長ｄが最大値ｄ＿ｍａｘを取るときの油圧室２２の圧力Ｐ＿ＯＲ１（ｄ＝ｄ＿ｍａｘ）の波形が例示されている。
【０１００】
例えば、最大無効ストローク長ｄ＿ｍａｘは、無脈動ポンプ１００が設置される共通吐出配管３６への要求圧力の幅（圧力レンジ）に応じて定められる。例えば以下の二条件を満たすようにして、最大無効ストローク長ｄ＿ｍａｘ及び回転カム１５の形状が定められる。
条件１：無効ストローク長ｄ＝０のときの油圧室２２，４２の圧力Ｐ＿ＯＲ１（ｄ＝０），Ｐ＿ＯＲ２（ｄ＝０）が、共通吐出配管３６に対する最大要求圧力Ｐ＿Ｌｍａｘに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５に一致させる。
条件２：最大無効ストローク長ｄ＝ｄ＿ｍａｘのときの油圧室２２，４２の圧力Ｐ＿ＯＲ１（ｄ＝ｄ＿ｍａｘ），Ｐ＿ＯＲ２（ｄ＝ｄ＿ｍａｘ）が、共通吐出配管３６に対する最小要求圧力Ｐ＿Ｌｍｉｎに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５に一致させる。したがって例えば、共通吐出配管３６に対する最小要求圧力Ｐ＿Ｌｍｉｎが０［ＭＰａ］に近づくほど、Ｐ＿ＯＲ２（ｄ＝ｄ＿ｍａｘ）の起点は吐出工程開始点角度θ２，θ５に近づく。
【０１０１】
本実施形態に係るストローク調整制御では、例えばライン圧Ｐ＿Ｌの低下に合わせて、プランジャ２６，４６の遊び、つまり無効ストローク長ｄを増加させて、圧縮工程量を低減させる。その結果、油圧室２２，４２の圧力上昇タイミングが遅延される。これにより、油圧室２２、４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２がライン圧Ｐ＿Ｌ２に到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５に一致させることが可能となる。
【０１０２】
図１５には、ストローク調整制御部１５０ａ（図６）による、ストローク調整制御のフローチャートが例示されている。無脈動ポンプ１００の起動指令を受けて、制御部１６０は駆動モータ１１を等速回転駆動させる。ポンプ室圧力計測部１５２ａ及び配管圧力計測部１５１ａには、ロータリーエンコーダ１３０から回転カム１５のカム角度θが送信される。
【０１０３】
ポンプ室圧力計測部１５２ａは、カム角度θが、吐出工程開始点角度θ２か否かを判定する（Ｓ１０）。カム角度θ≠θ２である場合、ポンプ室圧力計測部１５２ａは、カム角度θの監視を継続する（Ｓ１２）。カム角度θ＝θ２である場合、ポンプ室圧力計測部１５２ａは、カム角度θ＝θ２であるときの油圧室２２の圧力Ｐ＿ＯＲ１を内圧センサ６４から取得する（Ｓ１４）。
【０１０４】
次に配管圧力計測部１５１ａは、ライン圧センサ６３からライン圧Ｐ＿Ｌ（配管圧）を受信しつつ、カム角度θが単独吐出工程（θ３〜θ５，θ６〜θ２）内の所定のカム角度θ７（θ３≦θ７≦θ５）であるか否かを判定する（Ｓ１６）。例えばθ７＝３５０°としてもよい。
【０１０５】
カム角度θ≠θ７である場合、配管圧力計測部１５１ａはカム角度θの監視を継続する（Ｓ１８）。カム角度θ＝θ７である場合、配管圧力計測部１５１ａは、カム角度θ＝θ７であるときのライン圧Ｐ＿Ｌをライン圧センサ６３から取得する（Ｓ２０）。なお上述したように、吐出弁３３の開放時には、流体室２５、油圧室２２、共通吐出配管３６がいずれも等圧となる。したがってこのときの内圧センサ６４の検出値Ｐ＿ＯＲ１をライン圧Ｐ＿Ｌとしてもよい。同様にして、吐出弁５３の開放時の内圧センサ６５の検出値Ｐ＿ＯＲ２をライン圧Ｐ＿Ｌとしてもよい。
【０１０６】
圧力比較部１５３ａは、ポンプ室圧力計測部１５２ａから吐出工程開始点角度θ２のときの油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１を取得し、配管圧力計測部１５１ａから単独吐出工程におけるライン圧Ｐ＿Ｌを取得して、両者を比較する（Ｓ２２）。具体的には両者の差分の絶対値を求めるとともに、その絶対値が所定の閾値Ｄを超過するか否かを判定する。閾値Ｄは無脈動ポンプ１００が使用されるプロセスにおける脈動の許容限界を示すものであって、例えば客先要求等に応じて任意に設定される。
【０１０７】
｜Ｐ＿ＯＲ１  −  Ｐ＿Ｌ｜が閾値Ｄ以下であれば、圧力比較部１５３ａは差分値として０をプランジャ調整部１５４ａに送信する。一方、｜Ｐ＿ＯＲ１  −  Ｐ＿Ｌ｜＞Ｄであれば、圧力比較部１５３ａは、その差分値ΔＰ＝Ｐ＿ＯＲ１  −  Ｐ＿Ｌをプランジャ調整部１５４ａに送信する。
【０１０８】
プランジャ調整部１５４ａでは、差分値に応じて有効ストローク長を調整する。まず差分値ΔＰの正負を判定する（Ｓ２４）。差分値が負である場合、つまり、Ｐ＿ＯＲ１  ＜  Ｐ＿Ｌである場合には、吐出工程開始点角度θ２における油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が単独吐出工程におけるライン圧Ｐ＿Ｌより低い（図１３のパターン）ことになる。この場合、有効ストローク長を増加させて（延長させて）、言い換えると無効ストローク長ｄを低減させて（自由往復動の幅を縮めて）、圧縮工程の開始時点を前倒しにする。
【０１０９】
また上記前倒しに伴う有効ストローク長の増加幅は、差分値の絶対値に応じて定められる。例えばプランジャ調整部１５４ａには、任意のストローク有効長に対する油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１の波形が記憶されており、上記差分値ΔＰに基づいてストローク有効長の増加幅Δｄ、言い換えるとストッパ８２の進退幅が定められる。さらにプランジャ調整部１５４ａは、内ねじ２８ｃ及び外ねじ８２ｄのピッチやウォームギア１２１及びウォームホイール１２２のギア比等に基づいて、調整モータ１２０（及びストッパ８２）に対する後退指令（遊び低減指令）を生成してこれを調整モータ１２０に送信する（Ｓ２８）。後退指令は例えばパルス信号であってよい。調整モータ１２０の後退駆動によってストッパ８２が後退して無効ストローク長ｄが低減される。
【０１１０】
同様にして、差分値ΔＰが正である場合、つまり、Ｐ＿ＯＲ１  ＞  Ｐ＿Ｌである場合には、吐出工程開始点角度θ２における油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が単独吐出工程におけるライン圧Ｐ＿Ｌを超過する（図１２のパターン）ことになる。この場合、有効ストローク長を低減させて（短縮させて）、言い換えると無効ストローク長ｄを増加させて（自由往復動の幅を伸ばして）、圧縮工程の開始時点を遅延させる。また上記遅延に伴う有効ストローク長の低減幅は、差分値の絶対値｜ΔＰ｜に応じて定められる。プランジャ調整部１５４ａは、調整モータ１２０（及びストッパ８２）に対する前進指令（遊び増加指令）を生成してこれを調整モータ１２０に送信する（Ｓ２６）。前進指令は例えばパルス信号であってよい。調整モータ１２０の前進駆動によってストッパ８２が前進して無効ストローク長ｄが増加される。
【０１１１】
前進指令（遊び増加指令）／後退指令（遊び低減指令）の出力後、制御部１６０は無脈動ポンプ１００に対する停止指令が出力されたか否かを判定する（Ｓ３０）停止指令が出力されていれば本フローが終了し、停止指令が出力されていなければステップＳ１０に戻る。
【０１１２】
なお、無効ストローク長ｄ（遊び幅）の変化に伴って、プランジャ２６の上死点位置及び下死点位置が変動する。例えば無効ストローク長ｄ＝０であるときのプランジャ２６の下死点位置は、最大無効ストローク長ｄ＿ｍａｘであるときのプランジャ２６の下死点位置よりも駆動機構２５０寄りとなる。これに伴い、下死点において、油圧室２２内部に入り込むプランジャ２６の体積も、無効ストローク長ｄ＝０であるときでは最大無効ストローク長ｄ＿ｍａｘであるときと比較して少なくなる。これを補償するようにしてダイアフラム２３が油圧室２２側に凹み、油圧室２２と流体室２５とが等圧となる。
【０１１３】
上述の例ではストローク調整制御部１５０ａの制御フローについて説明したが、ストローク調整制御部１５０ｂも同様の制御フローが実行される。具体的には、ステップＳ１０において吐出工程開始点角度がθ２からθ５に置き換えられ、ステップＳ１４，Ｓ２２，Ｓ２４において油圧室の内圧Ｐ＿ＯＲ１がＰ＿ＯＲ２に置き換えられる。同様にして、ステップＳ１６において単独吐出工程の角度θ７に位相差１８０°が加えられる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態に係る無脈動ポンプ１００は、油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２が、単独吐出工程における所定の角度θ７におけるライン圧Ｐ＿Ｌに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５とするように、有効ストローク長が調整される。このようにすることで、例えば脈動波形に基づいた有効ストローク長の調整を行う場合と比較して、高精度に脈動を抑制可能となる。
【０１１５】
＜本実施形態の別例に係る無脈動ポンプ＞
図１６には、本実施形態の別例に係る無脈動ポンプ１００が例示されている。図１と同一の符号が付された構成については基本的に同一の構造であることから、以下では適宜説明を省略する。
【０１１６】
図１６の例では、ストローク調整機構８０が取り除かれ、クロスヘッド２８，４８とプランジャ２６，４６とがダイレクトに結合されている。したがって理論上、無効ストローク長は生じずに、クロスヘッド２８のストローク＝プランジャ２６のストロークとなる。
【０１１７】
また、油圧室２２，４２に、油圧調整機構３２０，３４０（内圧調整機構）が設けられる。後述するように、油圧調整機構３２０，３４０は、ポンプ室２２０，２４０の内圧を調整可能となっている。すなわち油圧調整機構３２０，３４０は、油圧室２２，４２の内圧上昇のタイミングを調整可能となっている。具体的には後述するように、油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２が、単独吐出工程における所定の角度θ７におけるライン圧Ｐ＿Ｌに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５となるように、油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２が調整される。内圧上昇のタイミングを調整することから、油圧調整機構３２０，３４０は、圧縮量調整機構と呼ぶこともできる。
【０１１８】
なお、図示の関係で、図１６では、油圧調整機構３２０，３４０が往復動ポンプ２０，４０の側方に取り付けられているが、この形態に限らない。例えば油圧調整機構３２０，３４０を、往復動ポンプ２０，４０の上方に取り付けてもよい。このようにすることで、油圧調整機構３２０，３４０に往復動ポンプ２０，４０内のエアが入り易くなり、図示しないエア抜き機構を油圧調整機構３２０，３４０と並行して設けることができる。これを踏まえて、図１７では油圧調整機構３２０，３４０を、往復動ポンプ２０，４０の上方に取り付けた例を示す。
【０１１９】
図１７には油圧調整機構３２０の側面断面図が例示される。油圧調整機構３２０は、アダプタ３２１４、ピストン３２１６、コイルスプリング３２１８、スクリュー３２２２、カップリング３２２４、駆動シャフト３２３２、減速機３２１２、及び調整モータ３２２０を備える。
【０１２０】
なお、往復動ポンプ４０側の油圧調整機構３４０も油圧調整機構３２０と同様の構造を備える。具体的には下記説明において、各構成の符号の百の位の「２」を「４」に置き換えることで、往復動ポンプ４０側の油圧調整機構３４０の構造を説明するものとなる。
【０１２１】
油圧調整機構３２０は、油圧室２２を区画する部材である油圧室ケース３２３６の上方に取り付けられる。具体的には、油圧室ケース３２３６の上方は、断面Ｕ字形状となっており、アダプタ３２１４、ピストン３２１６、スクリュー３２２２等を受け入れるために上下方向（Ｚ軸方向）に穿孔された取付穴３２３６ａが形成されている。さらにその取付穴３２３６ａの底には、油圧室２２と連通する開口３２３６ｂが形成される。
【０１２２】
アダプタ３２１４は、断面Ｕ字形状のキャップ部材であって、油圧室ケース３２３６の取付穴３２３６ａ内に固定される。例えばアダプタ３２１４の外周面に外ねじが切られ、取付穴３２３６ａの内周面に内ねじが切られる。両ねじが螺合されることでアダプタ３２１４が取付穴３２３６ａ内に固定される。
【０１２３】
アダプタ３２１４の下端部（底部）には、油圧室ケース３２３６の開口３２３６ｂと連通する開口３２１４ａが上下方向に貫通されている。つまり油圧室２２内のオイルがアダプタ３２１４内に流入可能となっている。
【０１２４】
アダプタ３２１４の内側底部にはピストン３２１６が収容される。ピストン３２１６は例えば断面Ｕ字形状であって、その内部にコイルスプリング３２１８が挿入される。ピストン３２１６は、油圧室２２から流入するオイルによって上方に押し上げられる。ピストン３２１６とアダプタ３２１４とのシール性を確保するために、ピストンの外周面とアダプタ３２１４の内周面との間に、Ｏリング等のシール部材を挟んでもよい。
【０１２５】
コイルスプリング３２１８の下端はピストン３２１６の内側底面に当接し、上端はスクリュー３２２２の下端面３２２２ａに当接する。油圧室２２からアダプタ３２１４内にオイルが流入するとき、コイルスプリング３２１８の弾性力によりピストン３２１６は下方に付勢され、アダプタ３２１４の開口３２１４ａより上方へのオイルの進入を防ぐ。一方、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が増加して、コイルスプリング３２１８の弾性圧力以上になるとコイルスプリング３２１８が縮みながらピストン３２１６が後退（上昇）する。後述するように、このピストン３２１６の移動幅、つまりストローク長ｄが変化することで、油圧室２２の内圧（内圧上昇タイミング）が調整される。
【０１２６】
スクリュー３２２２は略円柱形状であって、アダプタ３２１４内に収容される。アダプタ３２１４の外周面には外ねじ３２２２ｂが切られており、アダプタ３２１４の内周面に形成された内ねじ３２１４ｂと螺合される。外ねじ３２２２ｂ及び内ねじ３２１４ｂの螺合により、スクリュー３２２２が回転すると、当該スクリュー３２２２はアダプタ３２１４に対して上下方向に進退する。この上下方向の進退に伴って、ピストン３２１６のストローク長ｄが調整される。
【０１２７】
スクリュー３２２２は、調整モータ３２２０から回転駆動力が伝達される。具体的には、調整モータ３２２０から、減速機３２１２、駆動シャフト３２３２、キー３２３０、カップリング３２２４、及びキー３２２６を介して、スクリュー３２２２に回転駆動力が伝達される。なお、調整モータ３２２０は例えばリバーシブルモータから構成される。
【０１２８】
駆動シャフト３２３２は減速機３２１２の下端に設けられ、スクリュー３２２２と同軸となるように配置される。駆動シャフト３２３２の下端とスクリュー３２２２の間は例えばストッパ３２２８が設けられている。ストッパ３２２８はスクリュー３２２２の最大上昇点を定めるものであって、上昇するスクリュー３２２２の上端に当接する。
【０１２９】
駆動シャフト３２３２はキー３２３０を介してカップリング３２２４に連結される。カップリング３２２４は駆動シャフト３２３２及びスクリュー３２２２の外周に設けられた円筒形状の部材であって、駆動シャフト３２３２とともに回転する。
【０１３０】
カップリング３２２４の内周面には、上下方向に切られたキー溝３２２４ａが形成される。このキー溝３２２４ａ内をキー３２２２６が摺動可能となっている。キー３２２６はスクリュー３２２２に固定されており、径方向外側に突出し、その突出部分がキー溝３２２４ａに摺動可能に嵌まり込んでいる。
【０１３１】
したがって、スクリュー３２２２はカップリング３２２４に対して上下方向に相対移動が可能であるが、回転方向に関しては、キー溝３２２４ａ及びキー３２２６の嵌合関係に伴ってカップリング３２２４とともに回転させられる。
【０１３２】
図１６、図１７を参照して、クロスヘッド２８及びプランジャ２６の前進に伴い、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が上昇する。内圧Ｐ＿ＯＲ１の上昇に伴って、油圧調整機構３２０のピストン３２１６の下面（前面）が受ける圧力（内圧）が増加する。この内圧がコイルスプリング３２１８の弾性圧力を超過するとコイルスプリング３２１８が縮められ、ピストン３２１６が上昇させられる。この過程でストローク長ｄが縮められる。
【０１３３】
さらにストローク長ｄが０になりピストン３２１６の上端面３２１６ａがスクリュー３２２２の下端面３２２２ａに当接すると、ピストン３２１６の上昇が止まり、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が引き続き上昇する。
【０１３４】
クロスヘッド２８が上死点に到達した後、クロスヘッド２８が後退し、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が低下する。この過程でコイルスプリング３２１８がピストン３２１６を下方に付勢する。この付勢によりピストン３２１６の下端面３２１６ｂがアダプタ３２１４内側の底面３２１４ｃに当接される。これによりストローク長ｄが確保される。クロスヘッド２８が下死点、つまりポンプ室２２０に最も離間した地点に到達した後、クロスヘッド２８は再び前進する。
【０１３５】
図１８には、本実施形態に係るポンプ室内圧調整制御を実行するための、制御部１６０の機能ブロックが例示されている。図６との相違点として、ストローク調整制御部１５０ａ，１５０ｂに代えて、ポンプ室内圧調整制御部３５０ａ，３５０ｂが設けられる。加えて、プランジャ調整部１５４ａ，１５４ｂに代えてピストン調整部１５５ａ，１５５ｂが設けられる。
【０１３６】
＜ポンプ室内圧調整制御＞
図１９には、本実施形態に係る無脈動ポンプ１００における、ポンプ室内圧調整制御の概要が例示されている。以下では、ポンプ室内圧調整制御部３５０ａの制御内容について説明する。図１９上段にはクロスヘッド２８の位置（ストローク）Ｘ＿ＸＨ１の、カム角度に応じた変化が示されている。下段には、油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１の、カム角度に応じた変化が示されている。なお、クロスヘッド４８，プランジャ４６、及び油圧室４２は図１９の各グラフに対して１８０°の位相差を持つグラフとなる（図示は省略する）。
【０１３７】
図１９下段を参照すると、ピストン３２１６のストローク長ｄ＝０のときの油圧室２２の圧力Ｐ＿ＯＲ１（ｄ＝０）の波形と、ピストン３２１６のストローク長ｄが最大値ｄ＿ｍａｘを取るときの油圧室２２の圧力Ｐ＿ＯＲ１（ｄ＝ｄ＿ｍａｘ）の波形が例示されている。
【０１３８】
例えば、最大ストローク長ｄ＿ｍａｘは、無脈動ポンプ１００が設置される共通吐出配管３６への要求圧力の幅（圧力レンジ）に応じて定められる。例えば以下の二条件を満たすようにして、最大ストローク長ｄ＿ｍａｘ及び回転カム１５の形状が定められる。
条件１：ストローク長ｄ＝０のときの油圧室２２，４２の圧力Ｐ＿ＯＲ１（ｄ＝０），Ｐ＿ＯＲ２（ｄ＝０）が、共通吐出配管３６に対する最大要求圧力Ｐ＿Ｌｍａｘに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５に一致させる。
条件２：最大ストローク長ｄ＝ｄ＿ｍａｘのときの油圧室２２，４２の圧力Ｐ＿ＯＲ１（ｄ＝ｄ＿ｍａｘ），Ｐ＿ＯＲ２（ｄ＝ｄ＿ｍａｘ）が、共通吐出配管３６に対する最小要求圧力Ｐ＿Ｌｍｉｎに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５に一致させる。
【０１３９】
本実施形態に係るポンプ室内圧調整制御では、例えばライン圧Ｐ＿Ｌの低下に合わせて、ピストン３２１６のストローク長ｄを増加させて、圧縮工程量を低減させる。その結果、油圧室２２，４２の圧力上昇タイミングが遅延される。これにより、油圧室２２、４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２がライン圧Ｐ＿Ｌ２に到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５に一致させることが可能となる。
【０１４０】
制御部１６０による、ポンプ室内圧調整制御のフローチャートは、ストローク調整制御において示した図１５と同一もののとなる。但し、ステップＳ２６，Ｓ２８においてピストン調整部１５５ａ，１５５ｂは、それぞれ調整モータ３２２０，３４２０に対して前進指令（遊び増加指令）及び後退指令（遊び低減指令）を出力する。
【０１４１】
具体的に、ピストン調整部１５５ａでは、差分値に応じてピストン３２１６のストローク長ｄを調整する。まずステップＳ２４にて差分値ΔＰの正負を判定し、差分値が負である場合、つまり、Ｐ＿ＯＲ１  ＜  Ｐ＿Ｌである場合には、吐出工程開始点角度θ２における油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が単独吐出工程におけるライン圧Ｐ＿Ｌより低いことになる。この場合、ストローク長ｄを低減させて（自由往復動の幅を縮めて）、圧縮工程の開始時点を前倒しにする。
【０１４２】
また上記前倒しに伴うストローク長の増加幅は、差分値の絶対値に応じて定められる。例えばピストン調整部１５５ａには、任意のストローク長に対する油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１の波形が記憶されており、上記差分値ΔＰに基づいてストローク長の増加幅Δｄ、言い換えるとスクリュー３２２２の進退幅が定められる。さらにピストン調整部１５５ａは、内ねじ３２１４ｂ及び外ねじ３２２２ｂのピッチや減速機３２１２の減速比等に基づいて、調整モータ３２２０（及びスクリュー３２２２）に対する後退指令（遊び低減指令）を生成してこれを調整モータ３２２０に送信する（Ｓ２８）。調整モータ３２２０の後退駆動によってスクリュー３２２２が後退してストローク長ｄが低減される。
【０１４３】
同様にして、差分値ΔＰが正である場合、つまり、Ｐ＿ＯＲ１  ＞  Ｐ＿Ｌである場合には、吐出工程開始点角度θ２における油圧室２２の内圧Ｐ＿ＯＲ１が単独吐出工程におけるライン圧Ｐ＿Ｌを超過することになる。この場合、ストローク長ｄを増加させて（自由往復動の幅を伸ばして）、圧縮工程の開始時点を遅延させる。また上記遅延に伴うストローク長の低減幅は、差分値の絶対値｜ΔＰ｜に応じて定められる。ピストン調整部１５５ａは、調整モータ３２２０（及びスクリュー３２２２）に対する前進指令（遊び増加指令）を生成してこれを調整モータ３２２０に送信する（Ｓ２６）。前進指令は例えばパルス信号であってよい。調整モータ３２２０の前進駆動によってスクリュー３２２２が前進してストローク長ｄが増加される。
【０１４４】
なお、上記ではポンプ室内圧調整制御部３５０ａの制御フローについて説明したが、ポンプ室内圧調整制御部３５０ｂも同様の制御フローが実行される。具体的には、ステップＳ１０において吐出工程開始点角度がθ２からθ５に置き換えられ、ステップＳ１４，Ｓ２２，Ｓ２４において油圧室の内圧Ｐ＿ＯＲ１がＰ＿ＯＲ２に置き換えられる。同様にして、ステップＳ１６において単独吐出工程の角度θ７に位相差１８０°が加えられる。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態に係る無脈動ポンプ１００は、油圧室２２，４２の内圧Ｐ＿ＯＲ１，Ｐ＿ＯＲ２が、単独吐出工程における所定の角度θ７におけるライン圧Ｐ＿Ｌに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ２，θ５とするように、ピストン３２１６のストローク長ｄが調整される。このようにすることで、例えば脈動波形に基づいたストローク長の調整を行う場合と比較して、高精度に脈動を抑制可能となる。
【符号の説明】
【０１４６】
１１  駆動モータ、１５  回転カム、１６  カム機構、２０，４０  往復動ポンプ、２２，４２  油圧室、２３，４３  ダイアフラム、２５，４５  流体室、２６，４６  プランジャ、２８，４８  クロスヘッド、３１，５１  吸込弁、３３，５３  吐出弁、３５  共通吸込配管、３６  共通吐出配管、６３  ライン圧センサ、６４，６５  内圧センサ、８０  ストローク調整機構、８２  ストッパ、８３  補強部材、８４  コイルスプリング、１００  無脈動ポンプ、１２０，１４０，３２２０，３４２０  調整モータ、１２１，１４１  ウォームギア、１２２，１４２  ウォームホイール、１３０  ロータリーエンコーダ、１５０ａ，１５０ｂ  ストローク調整制御部、１５１ａ，１５１ｂ  配管圧力計測部、１５２ａ，１５２ｂ  ポンプ室圧力計測部、１５３ａ，１５３ｂ  圧力比較部、１５４ａ，１５４ｂ  プランジャ調整部、１５５ａ，１５５ｂ  ピストン調整部、１６０  制御部、２２０，２４０  ポンプ室、２５０  駆動機構、３２０，３４０  油圧調整機構、３２１６，３４１６  ピストン、３５０ａ，３５０ｂ  ポンプ室内圧調整制御部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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