(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部圧力室を形成するハウジングであって、前記内部圧力室内に作業流体が充填されるハウジングと、
前記内部圧力室内に設けられ、第１引込室及び第２引込室を有する往復動部材であって、直線の軸線に沿って第１の方向及び当該第１の方向とは反対の第２の方向に往復動するように構成された往復動部材と、
少なくとも一部が前記第１引込室内に配置される第１引込部材と、
少なくとも一部が前記第２引込室内に配置される第２引込部材と、
複数の流体吸排部材とを備え、
前記第１引込部材は、前記複数の流体吸排部材のうちの第１流体吸排部材と連結され、前記第１引込室及び前記往復動部材に対して相対移動可能であり、
前記第２引込部材は、前記複数の流体吸排部材のうちの第２流体吸排部材と連結され、前記第２引込室及び前記往復動部材に対して相対移動可能であり、
前記内部圧力室は、前記第１流体吸排部材と前記第２流体吸排部材との間に延在すると共に、前記第１流体吸排部材及び前記第２流体吸排部材によって境界が定められ、
前記第１引込部材は、前記第１流体吸排部材が吸入行程のときに前記第１流体吸排部材を引くように構成され、前記第２引込部材は、前記第２流体吸排部材が吸入行程のときに前記第２流体吸排部材を引くように構成され、前記内部圧力室内の前記作業流体は、前記第１流体吸排部材が圧送行程のときに前記第１流体吸排部材を押すように構成され、前記第２流体吸排部材が圧送行程のときに前記第２流体吸排部材を押すように構成される
ことを特徴とするポンプ装置用作動機構。
【請求項２】
前記複数の流体吸排部材は、それぞれダイヤフラムを備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項３】
前記複数の流体吸排部材は、それぞれ圧送用ピストンを備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項４】
前記往復動部材は、ピストンからなることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項５】
前記第１引込部材は、
前記第１流体吸排部材に結合された第１取付端部と、
前記第１引込室内に摺動可能に保持される第１自由端部とを備え、
前記第２引込部材は、
前記第２流体吸排部材に結合された第２取付端部と、
前記第２引込室内に摺動可能に保持される第２自由端部とを備える
ことを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項６】
前記ピストンの第１端部に固定された第１表面板と、
前記第１表面板に形成され、前記第１引込部材が貫通する第１引込部材用開口と、
前記ピストンの第２端部に固定された第２表面板と、
前記第２表面板に形成され、前記第２引込部材が貫通する第２引込部材用開口とを更に備え、
前記第１自由端部は、前記第１表面板に係止する第１フランジを備え、
前記第２自由端部は、前記第２表面板に係止する第２フランジを備える
ことを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項７】
前記第１引込室は、処理対象流体の圧力が前記作業流体の圧力を上回ると、前記第１引込部材を収納するように構成され、
前記第２引込室は、前記処理対象流体の圧力が前記作業流体の圧力を上回ると、前記第２引込部材を収納するように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項８】
前記作業流体は、圧縮気体からなることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項９】
前記作業流体は、非圧縮性液体からなることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１０】
前記内部圧力室との流体連通路に設けられ、処理対象流体の圧力が前記作業流体の圧力を上回るときに、前記非圧縮性液体の一部を一時的に蓄えるアキュムレータを更に備えることを特徴とする請求項９に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１１】
前記往復動部材と前記内部圧力室との間に組み付けられた第１ブッシュと、
前記往復動部材と前記内部圧力室との間に組み付けられた第２ブッシュと
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１２】
内部圧力室を形成する第１ハウジングであって、前記内部圧力室内に作業流体が充填される第１ハウジングと、
前記第１ハウジング内に設けられた第２ハウジングであって、第１ポンプ室、第２ポンプ室、当該第２ハウジングの第１端部を貫通する第１開口、及び当該第２ハウジングの第２端部を貫通する第２開口を有する第２ハウジングと、
前記第１ポンプ室と前記第２ポンプ室との間に摺動可能に介装された往復動部材と、
前記往復動部材に組み付けられて第１引込室を形成し、前記第１開口から突出する第１引込部材用ハウジングと、
前記往復動部材に組み付けられて第２引込室を形成し、前記第２開口から突出する第２引込部材用ハウジングと、
前記往復動部材の周面に設けられた第１シール部材と、
前記第１開口の周縁に設けられた第２シール部材と、
前記第２開口の周縁に設けられた第３シール部材と、
少なくとも一部が前記第１引込室内に配置される第１引込部材と、
少なくとも一部が前記第２引込室内に配置される第２引込部材と、
複数の流体吸排部材とを備え、
前記第１引込部材は、前記複数の流体吸排部材のうちの第１流体吸排部材に連結され、前記第１引込室及び前記往復動部材に対して相対移動可能であり、
前記第２引込部材は、前記複数の流体吸排部材のうちの第２流体吸排部材に連結され、
前記第２引込室及び前記往復動部材に対して相対移動可能であり、
前記内部圧力室は、前記第１流体吸排部材と前記第２流体吸排部材との間に延在すると共に、前記第１流体吸排部材及び前記第２流体吸排部材によって境界が定められ、
前記第１引込部材は、前記第１流体吸排部材が吸入行程のときに前記第１流体吸排部材を引くように構成され、前記第２引込部材は、前記第２流体吸排部材が吸入行程のときに前記第２流体吸排部材を引くように構成され、前記内部圧力室内の前記作業流体は、前記第１流体吸排部材が圧送行程のときに前記第１流体吸排部材を押すように構成され、前記第２流体吸排部材が圧送行程のときに前記第２流体吸排部材を押すように構成される
ことを特徴とするポンプ装置用作動機構。
【請求項１３】
前記複数の流体吸排部材は、それぞれダイヤフラムを備えることを特徴とする請求項１２に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１４】
前記複数の流体吸排部材は、それぞれ圧送用ピストンを備えることを特徴とする請求項１２に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１５】
前記第１引込部材は、
前記第１流体吸排部材に結合された第１取付端部と、
前記第１引込室内に摺動可能に保持される第１自由端部とを備え、
前記第２引込部材は、
前記第２流体吸排部材に結合された第２取付端部と、
前記第２引込室内に摺動可能に保持される第２自由端部とを備える
ことを特徴とする請求項１２に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１６】
前記第１引込室は、処理対象流体の圧力が前記作業流体の圧力を上回ると、前記第１引込部材を収納するように構成され、
前記第２引込室は、前記処理対象流体の圧力が前記作業流体の圧力を上回ると、前記第２引込部材を収納するように構成される
ことを特徴とする請求項１２に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１７】
前記作業流体は、圧縮気体からなることを特徴とする請求項１２に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１８】
前記作業流体は、非圧縮性液体からなることを特徴とする請求項１２に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項１９】
前記内部圧力室との流体連通路に設けられ、処理対象流体の圧力が前記作業流体の圧力を上回るときに、前記非圧縮性液体の一部を一時的に蓄えるアキュムレータを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項２０】
前記第１シール部材、前記第２シール部材及び前記第３シール部材は、Ｏリングからなることを特徴とする請求項１２に記載のポンプ装置用作動機構。
【請求項２１】
前記往復動部材を往復駆動するソレノイドを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置用作動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容積式ポンプに関するものであり、具体的には、容積式ポンプの内部作動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
容積式ポンプは、選定された流量で処理対象流体を吐出する。一般的な容積式ポンプの場合、通常はピストンまたはダイヤフラムで構成される流体吸排部材が、処理対象流体をポンプ内に流動させる。流体吸排部材が引き込まれると、流体流動経路に吸入状態が形成され、流入マニホールドから流体室内に処理対象流体が引き込まれる。その後、流体吸排部材が移動方向を反転し、流体室から流出マニホールドを介して処理対象流体を吐出させる。
【０００３】
空気作動型の二連容積式ポンプは、流体吸排部材としてダイヤフラムを使用する。空気作動型の二連容積式ポンプの場合、２つのダイヤフラムがシャフトによって連結されており、圧縮空気がポンプにおける作業流体となる。それぞれのダイヤフラムと組み合わされた２つのダイヤフラム室のうちの一方に圧縮空気が与えられる。第１のダイヤフラム室に圧縮空気が与えられると、第１のダイヤフラムが第１の流体室内に向けて変形し、この変形によって第１の流体室から処理対象流体が排出される。このとき同時に、第２のダイヤフラムに接続されたシャフトが第１のダイヤフラムによって引っ張られることにより、第２のダイヤフラムが引っ張られ、第２の流体室内に処理対象流体が引き込まれる。圧縮空気の供給は、エアバルブによって制御され、このエアバルブは、これらダイヤフラムによって機械的に操作されるのが一般的である。従って、一方のダイヤフラムは、エアバルブを切り換えるまで引っ張られる。エアバルブの切り換えにより、圧縮空気が第１のダイヤフラムから外部に放出され、新たな圧縮空気が第２のダイヤフラム室に導入されるので、それぞれのダイヤフラムに往復動が生じることになる。第１の流体吸排部材及び第２の流体吸排部材を、それぞれダイヤフラムに代えてピストンとし、ポンプを同様に作動させることも可能である。
【０００４】
液圧作動型の二連容積式ポンプは、作業流体として液体を用いることにより、空気作動型のポンプよりもかなり高い圧力でポンプを作動させることが可能となっている。液圧作動型の二連容積式ポンプの場合、一方の流体吸排部材が液体により駆動されて圧送行程となり、この流体吸排部材が他方の流体吸排部材に機械的に連結されていることにより、当該他方の流体吸排部材が引っ張られて吸入行程となる。液体及びピストンを採用することで、空気作動型のダイヤフラムポンプに比べ、より高圧での作動が可能となる。
【０００５】
これらに代えて、空気や液体を用いずに二連容積式ポンプを機械的に作動させることも可能である。この場合、ポンプの作動は、圧縮空気を駆動に用いない点を除き、空気作動型の二連容積式ポンプと基本的に同じである。往復駆動機構は、第１の流体吸排部材及び第２の流体吸排部材の双方に機械的に接続されており、この往復駆動機構が、これら２つの流体吸排部材を駆動して吸入行程及び圧送行程とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、無脈動の容積式ポンプの作動機構の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ポンプ装置用作動機構は、ハウジング、ハウジングによって形成されて作業流体が充填される内部圧力室、及び内部圧力室の一端を封止する流体吸排部材を備える。内部圧力室内には往復動部材が設けられ、往復動部材は引込室を有する。引込室内に引込部材が保持され、引込部材に流体吸排部材が連結される。
【０００８】
本発明のもう１つの態様によれば、ポンプ装置用作動機構は、ハウジング、ハウジングによって形成されて作業流体が充填される内部圧力室、内部圧力室内に設けられた往復動部材、及び複数の流体吸排部材を備える。往復動部材は、第１引込室及び第２引込室を有する。第１引込室内で第１引込部材が保持され、第１引込部材は、複数の流体吸排部材のうちの第１流体吸排部材に連結される。第２引込室内に第２引込部材が保持され、第２引込部材は、複数の流体吸排部材のうちの第２流体吸排部材に連結される。
【０００９】
本発明の更にもう１つの態様によれば、ポンプ装置用作動機構は、ハウジング、ハウジングによって形成されて作業流体が充填される内部圧力室、及び内部圧力室の一端を封止する流体吸排部材を備える。内部圧力室内まで駆動機構が延設され、結合部を有したハブ部材が駆動機構に設けられる。流体吸排部材及び結合部には、可撓ベルトが接続される。
【００１０】
本発明の更にもう１つの態様は、ハウジング、ハウジングによって形成されて作業流体が充填される内部圧力室、及び複数の流体吸排部材を備えたポンプ装置用作動機構を有する。内部圧力室内まで駆動機構が延設され、駆動機構にハブ部材が設けられる。ハブ部材は、第１結合部及び第２結合部を有し、第１可撓ベルトが、複数の流体吸排部材のうちの第１流体吸排部材に接続され、第２可撓ベルトが、複数の流体吸排部材のうちの第２流体吸排部材に接続される。
【００１１】
本発明のもう１つの態様によれば、ポンプ装置用作動機構は、第１ハウジング、第１ハウジングによって形成されて作業流体が充填される内部圧力室、及び第１ハウジング内に設けられた第２ハウジングを備える。第２ハウジングは、第１ポンプ室、第２ポンプ室、及びポンプ室の一端に設けられた開口を備える。往復動部材が、第２ハウジング内に摺動可能に設けられ、第１ポンプ室と第２ポンプ室とを隔離する。引込部材用ハウジングが往復動部材に組み付けられ、開口を貫通して突出する。引込部材用ハウジングは引込室を形成し、引込室内に引込部材が設けられる。引込部材は、流体吸排部材に連結される。
【００１２】
本発明のもう１つの態様によれば、ポンプ装置用作動機構は、第１ハウジング、第１ハウジングによって形成されて作業流体が充填される内部圧力室、第１ハウジング内に設けられた第２ハウジング、及び複数の流体吸排部材を備える。第２ハウジングは、第１ポンプ室、第２ポンプ室、第１ポンプ室の端部に設けられた第１開口、及び第２ポンプ室の端部に設けられた第２開口を備える。往復動部材が、第２ハウジング内に摺動可能に設けられ、第１ポンプ室と第２ポンプ室とを隔離する。第１引込部材用ハウジングが往復動部材に組み付けられ、第１開口を貫通して突出する一方、第２引込部材用ハウジングが往復動部材に組み付けられ、第２開口を貫通して突出する。第１引込部材用ハウジングは第１引込室を形成し、第２引込部材用ハウジングは第２引込室を形成する。第１引込室内には第１引込部材が設けられ、第２引込室内には第２引込部材が設けられる。第１引込部材は、複数の流体吸排部材のうちの第１流体吸排部材に連結され、第２引込部材は、複数の流体吸排部材のうちの第２流体吸排部材に連結される。
【００１３】
本発明の更にもう１つの態様によれば、ポンプ装置用作動機構は、第１ハウジング、第１ハウジングによって形成されて作業流体が充填される内部圧力室、及び第１ハウジング内に設けられた第２ハウジングを備える。第２ハウジング内にソレノイドが設けられ、ソレノイドの内側には、往復動部材が摺動可能に設けられる。往復動部材は、端部に組み付けられた引込部材用ハウジングを有し、引込部材用ハウジングは引込室を形成して、引込部材が引込室内に摺動可能に設けられる。引込部材は、流体吸排部材に連結される。
【００１４】
本発明のもう１つの態様は、第１ハウジング、第１ハウジングによって形成されて作業流体が充填される内部圧力室、第１ハウジング内に設けられた第２ハウジング、及び複数の流体吸排部材を備えたポンプ装置用作動機構を有する。第２ハウジング内にソレノイドが設けられ、ソレノイドの内側には、往復動部材が摺動可能に設けられる。往復動部材には、第１引込部材用ハウジング及び第２引込部材用ハウジングが取り付けられる。第１引込部材用ハウジングは第１引込室を形成し、第２引込部材用ハウジングは第２引込室を形成する。第１引込部材が、第１引込室内に摺動可能に設けられると共に複数の流体吸排部材のうちの第１流体吸排部材に連結され、第２引込部材が、第２引込室内に摺動可能に設けられると共に複数の流体吸排部材のうちの第２流体吸排部材に連結される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ポンプ、作動機構、及びモータを示す斜視図である。
【図２】ポンプ、作動機構、及び駆動機構を示す分解斜視図である。
【図３Ａ】図１中の３−３方向に見た、ポンプ、作動機構、及び駆動機構の関係を示す断面図である。
【図３Ｂ】図１中の３−３方向に見た、過剰圧力状態が生じたときの図３Ａの関係を示す断面図である。
【図４】図１中の４−４方向に見た、ポンプ、作動機構、及び駆動機構の関係を示す断面図である。
【図５】図１中の５−５方向に見た、ポンプ、作動機構、及び駆動機構の関係を示す断面図である。
【図６】図１中の６−６方向に見た、ポンプ、作動機構、及び駆動機構の関係を示す断面図である。
【図７】図１中の７−７方向に見た、ポンプ、作動機構、及び駆動機構の関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、ポンプ１０、電動装置１２、及び作動機構１４を示す斜視図である。ポンプ１０は、流入マニホールド１６、流出マニホールド１８、流体カバー２０ａ、流体カバー２０ｂ、流入チェック弁２２ａ、流入チェック弁２２ｂ、流出チェック弁２４ａ、及び流出チェック弁２４ｂを備える。作動機構１４は、ハウジング２６及びピストンガイド２８を備える。ハウジング２６は、作業流体流入口３０及び駆動室３２（図２が分かり易い）を備える。電動装置１２は、モータ３４、減速ギヤ機構３６、及び駆動機構３８を備える。
【００１７】
流体カバー２０ａ及び流体カバー２０ｂは、締結部材４０によって流入マニホールド１６に取り付けられている。流入チェック弁２２ａ（図２に示す）は、流入マニホールド１６と流体カバー２０ａとの間に、また流入チェック弁２２ｂ（図２に示す）は、流入マニホールド１６と流体カバー２０ｂとの間に、それぞれ介装されている。流体カバー２０ａ及び流体カバー２０ｂは、同様に、締結部材４０によって流出マニホールド１８に取り付けられている。流出チェック弁２４ａ（図２に示す）は、流出マニホールド１８と流体カバー２０ａとの間に、また流出チェック弁２４ｂ（図２に示す）は、流出マニホールド１８と流体カバー２０ｂとの間に、それぞれ介装されている。ハウジング２６は、締結部材４２により、流体カバー２０ａと流体カバー２０ｂとの間に固定されている。ハウジング２６と流体カバー２０ａとの間には、流体室４４ａ（図３が分かり易い）が形成され、ハウジング２６と流体カバー２０ｂとの間には、流体室４４ｂ（図３が分かり易い）が形成される。
【００１８】
モータ３４は、減速ギヤ機構３６に取り付けられ、当該減速ギヤ機構３６を駆動する。減速ギヤ機構３６は、駆動機構３８を駆動して、ポンプ１０を作動させる。駆動機構３８は、締結部材４６によって駆動室３２内に保持される。
【００１９】
ハウジング２６には、作業流体流入口３０を介し、圧縮空気などの気体、または非圧縮性液体のいずれかからなる作業流体が充填される。作業流体が非圧縮性液体である場合、ハウジング２６は、過剰圧力状態が生じたときに非圧縮性液体の一部を蓄えるためのアキュムレータを更に備える。後に詳述するように、駆動機構３８は、作動機構１４を作動させて、流入マニホールド１６から流体室４４ａ及び流体室４４ｂのいずれかに処理対象流体を引き込む。次に、作業流体が、流体室４４ａ及び流体室４４ｂのいずれかから流出マニホールド１８に、この処理対象流体を排出させる。流入チェック弁２２ａ及び流入チェック弁２２ｂは、処理対象流体が流出マニホールド１８に排出される際に、流入マニホールド１６に逆流するのを防止する。同様に、流出チェック弁２４ａ及び流出チェック弁２４ｂは、処理対象流体が流出マニホールド１８から流体室４４ａ及び流体室４４ｂのいずれかに逆流するのを防止する。
【００２０】
図２は、ポンプ１０、作動機構１４、及び駆動機構３８を示す分解斜視図である。ポンプ１０は、流入マニホールド１６、流出マニホールド１８、流体カバー２０ａ、流体カバー２０ｂ、流入チェック弁２２ａ、流入チェック弁２２ｂ、流出チェック弁２４ａ、及び流出チェック弁２４ｂを備える。流入チェック弁２２ａは、弁座４８ａ及びチェックボール５０ａを備え、流入チェック弁２２ｂは、弁座４８ｂ及びチェックボール５０ｂを備える。同様に、流出チェック弁２４ａは、弁座４９ａ及びチェックボール５１ａを備え、流出チェック弁２４ｂは、弁座４９ｂ及びチェックボール５１ｂを備える。流入チェック弁２２ａ、流入チェック弁２２ｂ、流出チェック弁２４ａ、及び流出チェック弁２４ｂは、ボールチェック弁として示されているが、これら流入チェック弁２２ａ、流入チェック弁２２ｂ、流出チェック弁２４ａ、及び流出チェック弁２４ｂは、処理対象流体の逆流防止に適した任意の形式の弁とすることができる。
【００２１】
更に、ポンプ１０は、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂを備える。本実施形態において、これら流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂは、ダイヤフラム装置として示されているが、ダイヤフラム装置やピストン装置のほか、処理対象流体の吸排に適した別の形式の任意の部材とすることができる。また、ポンプ１０は、２つのダイヤフラム装置を用いた二連容積式ポンプとして説明しているが、作動機構１４は、構成の要素を変更することなく、単一の容積式ポンプを同様に作動させるようにしてもよい。更に、作動機構１４は、３以上の流体吸排部材を有したポンプを作動させるものであってもよい。
【００２２】
作動機構１４は、ハウジング２６、ピストンガイド２８、ピストン５４、引込部材５６ａ、引込部材５６ｂ、表面板５８ａ、及び表面板５８ｂを備える。ハウジング２６は、作業流体流入口３０、ガイド用開口６０、環状体６２、ブッシュ６４ａ、及びブッシュ６４ｂを備える。ハウジング２６は、内部圧力室６６を形成し、この内部圧力室６６内には、作動の際に作業流体が収容される。本実施形態において、作動機構１４により往復動する部材は、ピストンとして示されているが、スコッチヨークや、それ以外のハウジング２６内での往復動に適合する機構など、往復運動を生成するのに適した任意の機構とすることが可能である。
【００２３】
ピストンガイド２８は、円筒状ナット６８及びガイドピン７０を備える。ピストン５４は、ピストン５４の第１端部内に設けられた引込室７２ａ（図３Ａに示す）、及びピストン５４の第２端部内に設けられた引込室７２ｂ（図３Ａに示す）を備える。更に、ピストン５４は、中央溝７４、軸方向溝７６、並びに表面板固定部材８０を受容する締結穴７８ａ及び締結穴７８ｂ（いずれも図示せず）を備える。引込部材５６ａは、引込部材５６ｂと同様に構成されており、同様の構成部分が同じ数字を用いて示される。引込部材５６ａは、取付端部８２ａ、自由端部８４ａ、及びこれら取付端部８２ａと自由端部８４ａとの間に延びる引込軸部８６ａを備える。引込部材５６ａの自由端部８４ａはフランジ８５ａを備える。表面板５８ａは、表面板５８ｂと同様に構成されており、同様の構成部分が同じ数字を用いて示される。表面板５８ａは、締結部材用開口８８ａ及び引込部材用開口９０ａを備える。本実施形態において、流体吸排部材５２ａは、取付ネジ９２ａ及びダイヤフラム９４ａを備える。駆動機構３８は、ハウジング９６、クランク軸９８、カムフォロワ１００、ベアリング１０２、及びベアリング１０４を備える。環状体６２は、当該環状体６２を貫通する通路１０６を備える。
【００２４】
流入マニホールド１６は、締結部材４０により、流体カバー２０ａに取り付けられる。流入チェック弁２２ａは、流入マニホールド１６と流体カバー２０ａとの間に介装されている。流入チェック弁２２ａの弁座４８ａは、流入マニホールド１６に取り付けられ、流入チェック弁２２ａのチェックボール５０ａが、弁座４８ａと流体カバー２０ａとの間に介装される。同様に、流入マニホールド１６は、締結部材４０により、流体カバー２０ｂに取り付けられ、流入チェック弁２２ｂが、流入マニホールド１６と流体カバー２０ｂとの間に介装されている。流出マニホールド１８は、締結部材４０により、流体カバー２０ａに取り付けられる。流出チェック弁２４ａは、流出マニホールド１８と流体カバー２０ａとの間に介装されている。流出チェック弁２４ａの弁座４９ａは、流体カバー２０ａに取り付けられ、流出チェック弁２４ａのチェックボール５１ａが、弁座４９ａと流出マニホールド１８との間に介装されている。同様に、流出マニホールド１８は、締結部材４０により、流体カバー２０ｂに取り付けられ、流出チェック弁２４ｂが、流出マニホールド１８と流体カバー２０ｂとの間に介装されている。
【００２５】
流体カバー２０ａは、締結部材４２によってハウジング２６に固定される。流体吸排部材５２ａは、ハウジング２６と流体カバー２０ａとの間に保持され、流体室４４ａを形成すると共に、内部圧力室６６の一端を封止している。流体カバー２０ｂは、締結部材４２によってハウジング２６に固定され、流体吸排部材５２ｂは、ハウジング２６と流体カバー２０ｂとの間に保持される。流体室４４ａと同様に、流体カバー２０ｂと流体吸排部材５２ｂとによって流体室４４ｂが形成され、流体吸排部材５２ｂは、内部圧力室６６の他端を封止している。
【００２６】
ブッシュ６４ａ及びブッシュ６４ｂは、環状体６２に取り付けられており、ピストン５４は、ハウジング２６内に設けられると共に、これらブッシュ６４ａ及びブッシュ６４ｂに摺動可能に支持されている。円筒状ナット６８は、ガイド用開口６０を貫通し、当該ガイド用開口６０に固定される。ガイドピン７０は、円筒状ナット６８に固定されると共に軸方向溝７６内で摺動可能となっており、軸線Ａ−Ａ周りのピストン５４の回転を防止する。引込部材５６ａの自由端部８４ａは、ピストン５４の引込室７２ａ内に摺動可能に配置される。引込軸部８６ａは、表面板５８ａの引込部材用開口９０ａを貫通している。表面板５８ａは、締結部材用開口８８ａを貫通してピストン５４の締結穴７８ａ内に達する表面板固定部材８０によってピストン５４に固定される。引込部材用開口９０ａは、引込軸部８６ａが当該引込部材用開口９０ａに摺動可能である一方、表面板５８ａに係止するフランジ８５ａによって自由端部８４ａが引込室７２ａ内に保持されるように、寸法が定められている。取付端部８２ａは、取付ネジ９２ａに固定されて、流体吸排部材５２ａを引込部材５６ａに連結する。
【００２７】
クランク軸９８は、ベアリング１０２及びベアリング１０４により、回転可能にハウジング９６内に取り付けられている。カムフォロワ１００は、駆動機構３８をハウジング２６に取り付けたときに、当該カムフォロワ１００がハウジング２６内に延びてピストン５４の中央溝７４に係合するように、クランク軸９８に固定される。駆動機構３８は、ハウジング９６を貫通して締結穴１０８内に達する締結部材４６により、ハウジング２６の駆動室３２内に取り付けられる。
【００２８】
内部圧力室６６には、作業流体流入口３０を介し、圧縮気体または非圧縮性液体のいずれかからなる作業流体が充填される。通路１０６により、この作業流体は、内部圧力室６６の全域にわたって流動し、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂの双方に力を加えることが可能となる。
【００２９】
カムフォロワ１００は、軸線Ａ−Ａに沿ってピストン５４を往復駆動する。ピストン５４が流体吸排部材５２ａに向けて移動するとき、引込部材５６ｂの自由端部８４ｂにあるフランジ８５ｂが表面板５８ｂに係止することにより、引込部材５６ｂも同じ方向に引っ張られる。これにより、流体吸排部材５２ｂは、引込部材５６ｂに引っ張られて吸入行程となる。流体吸排部材５２ｂを引くことにより流体室４４ｂの容積が増大し、流入マニホールド１６から流体室４４ｂへと処理対象流体を引き込む。流出チェック弁２４ｂは、この吸入行程において、流出マニホールド１８から流体室４４ｂに処理対象流体が引き込まれるのを防止する。処理対象流体が流体室４４ｂに引き込まれていく際に、内部圧力室６６内にある作業流体の圧力が、流体吸排部材５２ａを流体室４４ａ内に押し込み、流体吸排部材５２ａが圧送行程となる。流体吸排部材５２ａを流体室４４ａ内に押し込むことにより、流体室４４ａの容積が減少し、処理対象流体が流体室４４ａから流出マニホールド１８に排出される。流入チェック弁２２ａは、この圧送行程において、処理対象流体が流入マニホールド１６に排出されるのを防止する。カムフォロワ１００がピストン５４の移動方向を反転させると、流体吸排部材５２ａが、引込部材５６ａに引っ張られて吸入行程に移行すると共に、流体吸排部材５２ｂが内部圧力室６６内にある作業流体の圧力に押されて圧送行程に移行することにより、１サイクルのポンプ作動が完了する。
【００３０】
引込室７２ａ及び引込室７２ｂは、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかに対し、ピストン５４が押す力を加えないようにする。処理対象流体の圧力が作業流体の圧力を上回ると、作業流体は、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかを押して圧送行程とすることができなくなる。流出マニホールド１８が詰まったときなどで、このような過剰圧力状態となった場合、駆動機構３８は引き続きピストン５４を駆動するが、作業流体の圧力が、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかを圧送行程に移行させる上で不十分であることから、引込部材５６ａ及び引込部材５６ｂは吸入行程に対応した状態のままとなる。ピストン５４が流体吸排部材５２ａに向けて移動すると、引込室７２ａは、引込部材５６ａを内部に収納することにより、流体吸排部材５２ａに対して押す力が加わらないようにする。流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかが押されて圧送行程となることなく、ピストン５４が往復動を継続できるようにすることで、流出マニホールド１８が詰まったような場合でも、ポンプ１０は、モータやポンプに何らかの損傷を生じることなく、運転を継続することができる。
【００３１】
図３Ａは、通常の作動状態における、ポンプ１０、作動機構１４、及びカムフォロワ１００を示す断面図である。図３Ｂは、流出マニホールド１８が詰まった後、即ちポンプ１０が圧送を行わない空運転状態となった後の、ポンプ１０、作動機構１４、及びカムフォロワ１００を示す断面図である。以下では、図３Ａ及び図３Ｂの両方に基づき説明する。ポンプ１０は、流入マニホールド１６、流出マニホールド１８、流体カバー２０ａ、流体カバー２０ｂ、流入チェック弁２２ａ、流入チェック弁２２ｂ、流出チェック弁２４ａ、流出チェック弁２４ｂ、流体吸排部材５２ａ、及び流体吸排部材５２ｂを備える。流入チェック弁２２ａは、弁座４８ａ及びチェックボール５０ａを備え、同様に、流入チェック弁２２ｂは、弁座４８ｂ及びチェックボール５０ｂを備える。流出チェック弁２４ａは、弁座４９ａ及びチェックボール５１ａを備え、流出チェック弁２４ｂは、弁座４９ｂ及びチェックボール５１ｂを備える。本実施形態において、流体吸排部材５２ａは、ダイヤフラム９４ａ、第１ダイヤフラム板１１０ａ、第２ダイヤフラム板１１２ａ、及び取付ネジ９２ａを備える。同様に、流体吸排部材５２ｂは、ダイヤフラム９４ｂ、第１ダイヤフラム板１１０ｂ、第２ダイヤフラム板１１２ｂ、及び取付ネジ９２ｂを備える。
【００３２】
作動機構１４は、ハウジング２６、ピストンガイド２８、ピストン５４、引込部材５６ａ、引込部材５６ｂ、表面板５８ａ、表面板５８ｂ、環状体６２、ベアリング６４ａ、及びベアリング６４ｂを備える。ハウジング２６は、ピストンガイド２８を受容して当該ピストンガイド２８が貫通するガイド用開口６０を備えると共に、内部圧力室６６を形成する。ピストンガイド２８は、円筒状ナット６８及びガイドピン７０を備える。ピストン５４は、引込室７２ａ、引込室７２ｂ、中央溝７４、及び軸方向溝７６を備える。引込部材５６ａは、取付端部８２ａ、自由端部８４ａ、及びこれら自由端部８４ａと取付端部８２ａとの間に延びる引込軸部８６ａを備える。自由端部８４ａはフランジ８５ａを備える。同様に、引込部材５６ｂは、取付端部８２ｂ、自由端部８４ｂ、及び引込軸部８６ｂを備え、自由端部８４ｂはフランジ８５ｂを備える。表面板５８ａは引込部材用開口９０ａを備え、表面板５８ｂは引込部材用開口９０ｂを備える。
【００３３】
流体カバー２０ａはハウジング２６に固定され、流体吸排部材５２ａは、流体カバー２０ａとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ａ及び流体吸排部材５２ａにより、流体室４４ａが形成される。また、流体吸排部材５２ａは、内部圧力室６６から流体室４４ａを封止状態で隔離する。流体カバー２０ｂは、流体カバー２０ａとは反対側の位置で、ハウジング２６に固定される。流体吸排部材５２ｂは、流体カバー２０ｂとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ｂ及び流体吸排部材５２ｂにより、流体室４４ｂが形成され、流体吸排部材５２ｂは、内部圧力室６６から流体室４４ｂを封止状態で隔離する。
【００３４】
ピストン５４は、ブッシュ６４ａ及びブッシュ６４ｂに摺動可能に支持されている。引込部材５６ａの自由端部８４ａは、フランジ８５ａ及び表面板５８ａにより、ピストン５４の引込室７２ａ内に摺動可能に保持される。フランジ８５ａは、表面板５８ａに係止して、引込室７２ａから自由端部８４ａが脱落するのを防止する。引込軸部８６ａは、引込部材用開口９０ａを貫通し、取付端部８２ａが取付ネジ９２ａに結合されている。このようにして、流体吸排部材５２ａがピストン５４に連結されている。同様に、引込部材５６ｂの自由端部８４ｂは、フランジ８５ｂ及び表面板５８ｂにより、ピストン５４の引込室７２ｂ内に摺動可能に保持される。引込軸部８６ｂは、引込部材用開口９０ｂを貫通し、取付端部８２ｂが取付ネジ９２ｂに結合されている。
【００３５】
カムフォロワ１００は、ピストン５４の中央溝７４に係合している。円筒状ナット６８が、ガイド用開口６０を貫通して、内部圧力室６６内に達している。内部圧力室６６内に突出した円筒状ナット６８の端部にガイドピン７０が取り付けられ、このガイドピン７０が、軸方向溝７６に摺動可能に係合している。
【００３６】
流入マニホールド１６は、流体カバー２０ａ及び流体カバー２０ｂの双方に取り付けられる。流入マニホールド１６と流体カバー２０ａとの間に、流入チェック弁２２ａが介装され、流入マニホールド１６と流体カバー２０ｂとの間に、流入チェック弁２２ｂが介装されている。弁座４８ａは、流入マニホールド１６に取り付けられ、弁座４８ａと流体カバー２０ａとの間に、チェックボール５０ａが介装されている。同様に、弁座４８ｂは、流入マニホールド１６に取り付けられ、弁座４８ｂと流体カバー２０ａとの間に、チェックボール５０ｂが介装されている。このように、流入チェック弁２２ａ及び流入チェック弁２２ｂは、流入マニホールド１６から流体室４４ａ及び流体室４４ｂのいずれかへの処理対象流体の流動を許容する一方、流体室４４ａ及び流体室４４ｂのいずれかから流入マニホールド１６への処理対象流体の逆流を阻止するように構成される。
【００３７】
流出マニホールド１８も、流体カバー２０ａ及び流体カバー２０ｂの双方に取り付けられる。流出マニホールド１８と流体カバー２０ａとの間に、流出チェック弁２４ａが介装され、流出マニホールド１８と流体カバー２０ｂとの間に、流出チェック弁２４ｂが介装されている。弁座４９ａは、流体カバー２０ａに取り付けられ、弁座４９ａと流出マニホールド１８との間に、チェックボール５１ａが介装されている。同様に、弁座４９ｂは、流体カバー２０ｂに取り付けられ、弁座４９ｂと流出マニホールド１８との間に、チェックボール５１ｂが介装されている。流出チェック弁２４ａ及び流出チェック弁２４ｂは、流体室４４ａ及び流体室４４ｂのいずれかから流出マニホールド１８への処理対象流体の流動を許容する一方、流出マニホールド１８から流体室４４ａ及び流体室４４ｂのいずれかへの処理対象流体の逆流を阻止するように構成される。
【００３８】
カムフォロワ１００は、軸線Ａ−Ａに沿ってピストン５４を往復駆動する。ピストンガイド２８は、軸方向溝７６に摺動可能に係合するガイドピン７０を有することにより、軸線Ａ−Ａ周りのピストン５４の回転を防止する。ピストン５４が流体室４４ｂに向けて引かれるとき、フランジ８５ａが表面板５８ａに係止することにより、引込部材５６ａも流体室４４ｂに向けて引っ張られる。取付端部８２ａが取付ネジ９２ａに取り付けられていることから、これにより、引込部材５６ａは流体吸排部材５２ａを吸入行程とする。流体吸排部材５２ａを引っ張ることによって流体室４４ａの容積が増大し、流入マニホールド１６から流入チェック弁２２ａを介して流体室４４ｂへと処理対象流体を引き込む。流出チェック弁２４ａは、この吸入行程において、流出マニホールド１８から流体室４４ａに処理対象流体が引き込まれるのを防止する。
【００３９】
処理対象流体が流体室４４ａに引き込まれていく際に、流体吸排部材５２ｂは、作業流体によって圧送行程となる。作業流体は、処理対象流体よりも高圧に加圧されており、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのうち、ピストン５４によって吸入行程で引き込まれていない方を、作業流体によって移動させることが可能となる。流体吸排部材５２ｂを流体室４４ｂ内に押し込むことにより、流体室４４ｂの容積が減少し、流体室４４ｂから流出チェック弁２４ｂを介し、処理対象流体が流出マニホールド１８に排出される。流入チェック弁２２ｂは、この圧送行程において、処理対象流体が流入マニホールド１６に排出されるのを防止する。
【００４０】
カムフォロワ１００がピストン５４の移動方向を反転させ、流体室４４ａに向けてピストン５４を移動させるときには、表面板５８ｂが引込部材５６ｂの自由端部８４ｂにあるフランジ８５ｂを保持する。このとき、引込部材５６ｂは、流体吸排部材５２ｂを引っ張って吸入行程とし、流入マニホールド１６から流入チェック弁２２ｂを介し、流体室４４ｂに処理対象流体を流入させる。そして、今度は作業流体によって流体吸排部材５２ａが圧送行程となることにより、流体室４４ａから流出チェック弁２４ａを介し、処理対象流体が流出マニホールド１８に排出される。
【００４１】
作業流体により圧送行程に伴うピストン５４の速度を制御することにより、一定の下流圧力を生成して脈動をなくす。脈動をなくすため、ピストン５４が流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂの一方を引き始めて吸入行程に移行させたときに、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂの他方が、既に切り換えを完了して圧送行程を開始しているようにピストン５４の作動が制御される。このようにして吸入行程及び圧送行程の切り換えを制御することにより、作動機構１４が休止状態となるのを防止する。
【００４２】
図３Ｂを参照すると、ピストン５４の引込室７２ａ及び引込室７２ｂにより、ポンプ１０は、ポンプ１０や電動装置１２に何ら損傷を生じることなく、圧送を行わない空運転状態となることが可能となる。ポンプ１０が圧送を行わない空運転状態にあるとき、処理対象流体の圧力は作業流体の圧力を上回っており、作業流体は、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかを押して圧送行程とすることができない。
【００４３】
過剰圧力状態の間、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂは、ピストン５４によって引き込まれた吸入行程にあるが、作業流体の圧力が、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂを押して圧送行程とするには不十分であるため、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂは、吸入行程の状態のままとなる。処理対象流体の圧力が作業流体の圧力を上回っていて、ピストン５４が流体吸排部材５２ａに向けて駆動されるときには、引込室７２ａが引込部材５６ａを収納し、また処理対象流体の圧力が作業流体の圧力を上回っていて、ピストン５４が流体吸排部材５２ｂに向けて駆動されるときには、引込室７２ｂが引込部材５６ｂを収納するようになっており、これら引込室７２ａ及び引込室７２ｂにより、ピストン５４が流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかを機械的に押して圧送行程とするのを防止する。引込室７２ａ内への引込部材５６ａの収納、及び引込室７２ｂ内への引込部材５６ｂの収納により、ピストン５４で流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂに押す力を加えることが防止され、ポンプ１０に損傷を生じることなく、流出マニホールド１８が詰まった状態を許容することができるようになる。
【００４４】
図４は、図１中の４−４方向に見た、作動機構１４及び駆動機構３８の関係を示す断面図である。図４には、流体カバー２０ａ、流体カバー２０ｂ、流体吸排部材５２ａ、及び流体吸排部材５２ｂも示されている。作動機構１４は、ハウジング２６、ピストン５４、引込部材５６ａ、引込部材５６ｂ、表面板５８ａ、表面板５８ｂ、ブッシュ６４ａ、及びブッシュ６４ｂを備える。ハウジング２６と流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂとにより、内部圧力室６６が形成される。ハウジング２６は、駆動室３２及び環状体６２を備える。ピストン５４は、引込室７２ａ、引込室７２ｂ、及び中央溝７４を備える。引込部材５６ａは、取付端部８２ａ、自由端部８４ａ、フランジ８５ａ、及び引込軸部８６ａを備え、引込部材５６ｂは、同様に、取付端部８２ｂ、自由端部８４ｂ、フランジ８５ｂ、及び引込軸部８６ｂを備える。表面板５８ａは、引込部材用開口９０ａ及び締結部材用開口８８ａを備える。同様に、表面板５８ｂは、引込部材用開口９０ｂ及び締結部材用開口８８ｂを備える。本実施形態の場合、駆動機構３８は、ハウジング９６、クランク軸９８、カムフォロワ１００、ベアリング１０２、及びベアリング１０４を備える。クランク軸９８は、駆動軸室１１４及びカムフォロワ室１１６を備える。
【００４５】
流体カバー２０ａは、締結部材４２によってハウジング２６に取り付けられる。流体吸排部材５２ａは、流体カバー２０ａとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ａ及び流体吸排部材５２ａにより、流体室４４ａが形成される。同様に、流体カバー２０ｂは、締結部材４２によってハウジング２６に取り付けられ、流体吸排部材５２ｂが、流体カバー２０ｂとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ｂ及び流体吸排部材５２ｂにより、流体室４４ｂが形成される。ハウジング２６と流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂとは、内部圧力室６６を形成する。
【００４６】
本実施形態において、流体吸排部材５２ａは、ダイヤフラム装置として示され、ダイヤフラム９４ａ、第１ダイヤフラム板１１０ａ、第２ダイヤフラム板１１２ａ、及び取付ネジ９２ａを備える。同様に、流体吸排部材５２ｂは、ダイヤフラム装置として示され、ダイヤフラム９４ｂ、第１ダイヤフラム板１１０ｂ、第２ダイヤフラム板１１２ｂ、及び取付ネジ９２ｂを備える。これら流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂは、ダイヤフラム装置として示されているが、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂをピストン装置とすることも可能である。
【００４７】
ピストン５４は、内部圧力室６６内で、ブッシュ６４ａ及びブッシュ６４ｂに摺動可能に支持される。引込部材５６ａの自由端部８４ａは、表面板５８ａ及びフランジ８５ａにより、引込室７２ａ内に摺動可能に保持される。引込軸部８６ａは、引込部材用開口９０ａを貫通し、取付端部８２ａが取付ネジ９２ａに結合されている。表面板５８ａは、締結部材用開口８８ａを貫通してピストン５４内に達する表面板固定部材８０ａにより、ピストン５４に固定される。同様に、引込部材５６ｂの自由端部８４ｂは、表面板５８ｂ及びフランジ８５ｂにより、引込室７２ｂ内に摺動可能に保持される。引込軸部８６ｂは、引込部材用開口９０ｂを貫通し、取付端部８２ｂが取付ネジ９２ｂに結合されている。表面板５８ｂは、締結部材用開口８８ｂを貫通してピストン５４内に達する表面板固定部材８０ｂにより、ピストン５４に固定される。
【００４８】
駆動機構３８は、ハウジング２６の駆動室３２の中に取り付けられる。クランク軸９８は、ハウジング９６内で、ベアリング１０２及びベアリング１０４により回転可能に支持されている。クランク軸９８は、駆動軸室１１４内でクランク軸９８に結合された駆動軸（図示せず）によって駆動される。クランク軸９８の駆動軸の側とは反対側には、カムフォロワ１００が取り付けられており、このカムフォロワ１００は、カムフォロワ室１１６において、クランク軸９８に取り付けられる。カムフォロワ１００は、内部圧力室６６内まで延設され、ピストン５４の中央溝７４に係合している。
【００４９】
駆動機構３８は、電動装置１２（図１に示す）によって駆動され、ベアリング１０２及びベアリング１０４に支持されたクランク軸９８を回転させる。これにより、クランク軸９８がカムフォロワ１００を軸線Ｂ−Ｂ周りに回転させ、カムフォロワ１００が、ピストン５４をＡ−Ａ軸線に沿って往復動させる。ピストン５４は、カムフォロワ１００の回転によって定まる所定の横方向移動量を有しており、ピストン５４の速度を作業流体の圧力を用いて制御することで、吐出側における脈動をなくすことができる。
【００５０】
カムフォロワ１００が、ピストン５４を流体吸排部材５２ｂに向けて移動すると、引込部材５６ａを介し、流体吸排部材５２ａがピストン５４により引っ張られて吸入行程となる。引込部材５６ａのフランジ８５ａが表面板５８ａに係止し、ピストン５４によって引込部材５６ａも流体吸排部材５２ｂに向けて移動することにより、流体吸排部材５２ａが引込部材５６ａに引っ張られて吸入行程となる。引込部材５６ａは、取付ネジ９２ａと結合された取付端部８２ａを介し、流体吸排部材５２ａを引っ張って吸入行程とする。このとき、内部圧力室６６内の加圧された作業流体により、流体吸排部材５２ｂが押されて圧送行程となる。
【００５１】
図５は、図１中の５−５方向に見た、ポンプ１０、作動機構２１４、及びカムフォロワ１００の関係を示す断面図である。ポンプ１０は、流入マニホールド１６、流出マニホールド１８、流体カバー２０ａ、流体カバー２０ｂ、流入チェック弁２２ａ、流入チェック弁２２ｂ、流出チェック弁２４ａ、流出チェック弁２４ｂ、流体吸排部材５２ａ、及び流体吸排部材５２ｂを備える。流入チェック弁２２ａは、弁座４８ａ及びチェックボール５０ａを備え、流入チェック弁２２ｂは、弁座４８ｂ及びチェックボール５０ｂを備える。流出チェック弁２４ａは、弁座４９ａ及びチェックボール５１ａを備え、流出チェック弁２４ｂは、弁座４９ｂ及びチェックボール５１ｂを備える。本実施形態の場合、流体吸排部材５２ａは、ダイヤフラム９４ａ、第１ダイヤフラム板１１０ａ、第２ダイヤフラム板１１２ａ、及び取付部材２１６ａを備える。同様に、流体吸排部材５２ｂは、ダイヤフラム９４ｂ、第１ダイヤフラム板１１０ｂ、第２ダイヤフラム板１１２ｂ、及び取付部材２１６ｂを備える。作動機構２１４は、ハウジング２６、ハブ部材２１８、可撓ベルト２２０ａ、可撓ベルト２２０ｂ、ピン２２２ａ、及びピン２２２ｂを備える。ハウジング２６は、内部圧力室６６を形成する。
【００５２】
流体カバー２０ａはハウジング２６に固定されており、流体吸排部材５２ａは、流体カバー２０ａとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ａと流体吸排部材５２ａとによって流体室４４ａが形成され、流体吸排部材５２ａは、流体室４４ａと内部圧力室６６とを封止状態で隔離する。流体カバー２０ｂはハウジング２６に固定されており、流体吸排部材５２ｂは、流体カバー２０ｂとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ｂと流体吸排部材５２ｂとによって流体室４４ｂが形成され、流体吸排部材５２ｂは、流体室４４ｂと内部圧力室６６とを封止状態で隔離する。ハウジング２６は、作業流体が内部圧力室６６内を流動できるようにする通路１０６を備える。
【００５３】
ハブ部材２１８には、カムフォロワ１００が嵌合されている。ハブ部材２１８の周縁部には、Ｂ−Ｂ軸線の方向にピン２２２ａが突設されている。同様に、ハブ部材２１８の周縁部には、Ｂ−Ｂ軸線の方向にピン２２２ｂが突設され、このピン２２２ｂは、ハブ部材２１８の中心軸線を挟んでピン２２２ａと対向する位置にある。可撓ベルト２２０ａは、ピン２２２ａに取り付けられると共に、取付部材２１６ａに取り付けられている。可撓ベルト２２０ｂは、ピン２２２ｂに取り付けられると共に、取付部材２１６ｂに取り付けられている。
【００５４】
カムフォロワ１００は、Ａ−Ａ軸線の方向にハブ部材２１８を駆動する。ハブ部材２１８が流体室４４ｂに向けて引かれると、可撓ベルト２２０ａも流体室４４ｂの方に引っ張られ、可撓ベルト２２０ａが取付部材２１６ａ及びピン２２２ａに取り付けられていることから、流体吸排部材５２ａが吸入行程となる。流体吸排部材５２ａが引っ張られることにより、流体室４４ａの容積が増大し、流入マニホールド１６から流入チェック弁２２ａを介し、処理対象流体が流体室４４ａに引き込まれる。流出チェック弁２４ａは、この吸入行程において、流出マニホールド１８から流体室４４ａに処理対象流体が引き込まれるのを防止する。
【００５５】
処理対象流体が流体室４４ａに引き込まれていく際に、流体吸排部材５２ｂは、作業流体によって圧送行程となる。作業流体は、処理対象流体より高圧に加圧されており、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのうち、ハブ部材２１８によって吸入行程で引き込まれていない方を、作業流体によって移動させることが可能となる。流体吸排部材５２ｂを流体室４４ｂ内に押し込むことにより、流体室４４ｂの容積が減少し、流体室４４ｂから流出チェック弁２４ｂを介し、処理対象流体が流出マニホールド１８に排出される。流入チェック弁２２ｂは、この圧送行程において、処理対象流体が流入マニホールド１６に排出されるのを防止する。
【００５６】
カムフォロワ１００がハブ部材２１８の移動方向を反転させ、流体室４４ａに向けてピストン５４を移動させるときには、ピン２２２ｂが可撓ベルト２２０ｂに係合し、流体吸排部材５２ｂが可撓ベルト２２０ｂに引っ張られて吸入行程となり、流入マニホールド１６から流体室４４ｂに処理対象流体を流入させる。このとき、今度は作業流体によって流体吸排部材５２ａが圧送行程となることにより、流体室４４ａから流出チェック弁２４ａを介し、処理対象流体が流出マニホールド１８に排出される。
【００５７】
可撓ベルト２２０ａ及び可撓ベルト２２０ｂにより、ポンプ１０の作動の間に、ポンプ１０、作動機構２１４、または電動装置１２（図１に示す）に障害が生じることなく、ポンプ１０の流出マニホールド１８の詰まりが許容される。流出マニホールド１８に詰まりが生じると、流体室４４ａ及び流体室４４ｂの内部の圧力が、内部圧力室６６内の作業流体の圧力と等しくなる。このような過剰圧力状態が生じると、ハブ部材２１８は、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂの両方を引き寄せた吸入行程の状態となる。但し、可撓ベルト２２０ａ及び可撓ベルト２２０ｂは、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかに押す力を加えられるほど硬質ではないので、作動機構２１４は、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかを押して圧送行程に移行させることはできない。
【００５８】
図６は、図１中の６−６方向に見た、ポンプ１０及び作動機構３１４の関係を示す断面図である。ポンプ１０は、流入マニホールド１６、流出マニホールド１８、流体カバー２０ａ、流体カバー２０ｂ、流入チェック弁２２ａ、流入チェック弁２２ｂ、流出チェック弁２４ａ、流出チェック弁２４ｂ、流体吸排部材５２ａ、及び流体吸排部材５２ｂを備える。流入チェック弁２２ａは、弁座４８ａ及びチェックボール５０ａを備え、流入チェック弁２２ｂは、弁座４８ｂ及びチェックボール５０ｂを備える。また、流出チェック弁２４ａは、弁座４９ａ及びチェックボール５１ａを備え、流出チェック弁２４ｂは、弁座４９ｂ及びチェックボール５１ｂを備える。本実施形態の場合、流体吸排部材５２ａは、ダイヤフラム９４ａ、第１ダイヤフラム板１１０ａ、第２ダイヤフラム板１１２ａ、及び取付ネジ９２ａを備える。同様に、流体吸排部材５２ｂは、ダイヤフラム９４ｂ、第１ダイヤフラム板１１０ｂ、第２ダイヤフラム板１１２ｂ、及び取付ネジ９２ｂを備える。
【００５９】
作動機構３１４は、ハウジング２６、副ハウジング３１６、ピストン３１８、引込部材３２０ａ、及び引込部材３２０ｂを備える。ピストン３１８は、往復動部材３２２、引込部材用ハウジング３２４ａ、及び引込部材用ハウジング３２４ｂを備える。引込部材用ハウジング３２４ａは、引込室３２６ａを形成すると共に、引込部材用開口３２８ａを有する。引込部材用ハウジング３２４ｂは、引込室３２６ｂを形成すると共に、引込部材用開口３２８ｂを有する。引込部材３２０ａは、取付端部３３０ａ、自由端部３３２ａ、及びこれら自由端部３３２ａと取付端部３３０ａとの間に延びる引込軸部３３４ａを備える。自由端部３３２ａはフランジ３３６ａを備える。同様に、引込部材３２０ｂは、取付端部３３０ｂ、自由端部３３２ｂ、及びこれら自由端部３３２ｂと取付端部３３０ｂとの間に延びる引込軸部３３４ｂを備え、自由端部３３２ｂはフランジ３３６ｂを備える。副ハウジング３１６は、圧力室３３８ａ、圧力室３３８ｂ、開口３４０ａ、開口３４０ｂ、第１Ｏリング３４２、第２Ｏリング３４４、及び第３Ｏリング３４６を備える。
【００６０】
流体カバー２０ａはハウジング２６に固定され、流体吸排部材５２ａは、流体カバー２０ａとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ａと流体吸排部材５２ａとによって流体室４４ａが形成され、流体吸排部材５２ａは、流体室４４ａと内部圧力室６６とを封止状態で隔離する。流体カバー２０ｂはハウジング２６に固定され、流体吸排部材５２ｂは、流体カバー２０ｂとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ｂと流体吸排部材５２ｂとによって流体室４４ｂが形成され、流体吸排部材５２ｂは、流体室４４ｂと内部圧力室６６とを封止状態で隔離する。
【００６１】
副ハウジング３１６はハウジング２６内に配置される。ピストン３１８は、副ハウジング３１６の中に設けられる。第１Ｏリング３４２は、往復動部材３２２の外周面に設けられており、第１Ｏリング３４２及び往復動部材３２２によって、圧力室３３８ａと圧力室３３８ｂとが封止状態で隔離される。引込部材用ハウジング３２４ａは、往復動部材３２２から、開口３４０ａを貫通して内部圧力室６６内に達する。引込部材用ハウジング３２４ｂは、往復動部材３２２から、開口３４０ｂを貫通して内部圧力室６６内に達する。第２Ｏリング３４４は、開口３４０ａにおいて、引込部材用ハウジング３２４ａの外周面に設けられる。第２Ｏリング３４４は、内部圧力室６６から圧力室３３８ａを封止状態で隔離する。第３Ｏリング３４６は、開口３４０ｂにおいて、引込部材用ハウジング３２４ｂの外周面に設けられる。第３Ｏリング３４６は、内部圧力室６６から圧力室３３８ｂを封止状態で隔離する。
【００６２】
引込部材３２０ａの自由端部３３２ａは、フランジ３３６ａにより、引込室３２６ａ内に摺動可能に保持される。引込軸部３３４ａは、引込部材用開口３２８ａを貫通し、取付端部３３０ａが取付ネジ９２ａに結合されている。同様に、引込部材３２０ｂの自由端部３３２ｂは、フランジ３３６ｂにより、引込室３２６ｂ内に摺動可能に保持される。引込軸部３３４ｂは、引込部材用開口３２８ｂを貫通し、取付端部３３０ｂが取付ネジ９２ｂに結合されている。
【００６３】
ピストン３１８は、圧力室３３８ａと圧力室３３８ｂとに交互に加圧流体を供給することにより、副ハウジング３１６内で往復駆動される。この加圧流体は、圧縮空気、非圧縮性液体、またはそれ以外で、ピストン３１８の駆動に適合する流体とすることができる。第１Ｏリング３４２が、圧力室３３８ａと圧力室３３８ｂとを封止状態で隔離しているので、加圧流体によってピストン３１８を往復駆動することが可能となる。加圧流体が圧力室３３８ａに供給されるときには、第２Ｏリング３４４が、この加圧流体を、内部圧力室６６内の作業流体から封止状態で隔離する。同様に、加圧流体が圧力室３３８ｂに供給されるときには、第３Ｏリング３４６が、この加圧流体を、内部圧力室６６内の作業流体から封止状態で隔離する。
【００６４】
圧力室３３８ａが加圧されると、ピストン３１８が流体吸排部材５２ｂに向けて駆動される。フランジ３３６ａが引込部材用ハウジング３２４ａに係止することから、引込部材３２０ａも流体吸排部材５２ｂに向けて引っ張られる。取付端部３３０ａと取付ネジ９２ａとが結合されているので、引込部材３２０ａによって流体吸排部材５２ａが吸入行程となる。このとき、流体吸排部材５２ｂは、内部圧力室６６内の作業流体により押されて圧送行程となる。この行程の間、引込室３２６ｂは、流体吸排部材５２ｂがピストン３１８により押されて圧送行程に移行するのを防止する。
【００６５】
圧力室３３８ｂが加圧されると行程が反転し、ピストン３１８が流体吸排部材５２ａに向けて駆動される。この行程では、フランジ３３６ｂが引込部材用ハウジング３２４ｂに係止することから、引込部材３２０ｂが流体吸排部材５２ａに向けて引っ張られる。取付端部３３０ｂと取付ネジ９２ｂとが結合されているので、引込部材３２０ｂによって流体吸排部材５２ｂが吸入行程を開始する。流体吸排部材５２ｂが引っ張られて吸入行程となっている間、流体吸排部材５２ａは、内部圧力室６６内の作業流体により押されて圧送行程となる。引込室３２６ｂと同様に、引込室３２６ａは、流体吸排部材５２ａがピストン３１８により押されて圧送行程に移行するのを防止する。
【００６６】
図７は、図１中の７−７方向に見た、ポンプ１０及び作動機構４１４の関係を示す断面図である。ポンプ１０は、流入マニホールド１６、流出マニホールド１８、流体カバー２０ａ、流体カバー２０ｂ、流入チェック弁２２ａ、流入チェック弁２２ｂ、流出チェック弁２４ａ、流出チェック弁２４ｂ、流体吸排部材５２ａ、及び流体吸排部材５２ｂを備える。流入チェック弁２２ａは、弁座４８ａ及びチェックボール５０ａを備え、流入チェック弁２２ｂは、弁座４８ｂ及びチェックボール５０ｂを備える。また、流出チェック弁２４ａは、弁座４９ａ及びチェックボール５１ａを備え、流出チェック弁２４ｂは、弁座４９ｂ及びチェックボール５１ｂを備える。本実施形態の場合、流体吸排部材５２ａは、ダイヤフラム９４ａ、第１ダイヤフラム板１１０ａ、第２ダイヤフラム板１１２ａ、及び取付ネジ９２ａを備える。同様に、流体吸排部材５２ｂは、ダイヤフラム９４ｂ、第１ダイヤフラム板１１０ｂ、第２ダイヤフラム板１１２ｂ、及び取付ネジ９２ｂを備える。
【００６７】
作動機構４１４は、ハウジング２６、副ハウジング４１６、往復動部材４１８、ソレノイド４２０、引込部材４２２ａ、及び引込部材４２２ｂを備える。往復動部材４１８は、電動部材４２４、引込部材用ハウジング４２６ａ、及び引込部材用ハウジング４２６ｂを備える。引込部材用ハウジング４２６ａは、引込室４２８ａを形成すると共に、引込部材用開口４３０ａを有する。引込部材用ハウジング４２６ｂは、引込室４２８ｂを形成すると共に、引込部材用開口４３０ｂを有する。引込部材４２２ａは、取付端部４３４ａ、自由端部４３６ａ、及びこれら取付端部４３４ａと自由端部４３６ａとの間に延びる引込軸部４３８ａを備える。自由端部４３６ａはフランジ４４０ａを備える。同様に、引込部材４２２ｂは、取付端部４３４ｂ、自由端部４３６ｂ、及びこれら取付端部４３４ｂと自由端部４３６ｂとの間に延びる引込軸部４３８ｂを備える。自由端部４３６ｂはフランジ４４０ｂを備える。
【００６８】
流体カバー２０ａはハウジング２６に固定され、流体吸排部材５２ａは、流体カバー２０ａとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ａと流体吸排部材５２ａとによって流体室４４ａが形成され、流体吸排部材５２ａは、流体室４４ａと内部圧力室６６とを封止状態で隔離する。流体カバー２０ｂはハウジング２６に固定され、流体吸排部材５２ｂは、流体カバー２０ｂとハウジング２６との間に保持される。流体カバー２０ｂと流体吸排部材５２ｂとによって流体室４４ｂが形成され、流体吸排部材５２ｂは、流体室４４ｂと内部圧力室６６とを封止状態で隔離する。
【００６９】
往復動部材４１８はソレノイド４２０内に配置される。引込部材用ハウジング４２６ａは、電動部材４２４の一端側に一体的に取り付けられており、引込部材用ハウジング４２６ｂは、引込部材用ハウジング４２６ａとは反対側となる電動部材４２４の他端側に一体的に取り付けられている。引込部材４２２ａの自由端部４３６ａは、フランジ４４０ａにより、引込室４２８ａ内に摺動可能に保持される。引込軸部４３８ａは、引込部材用開口４３０ａを貫通し、取付端部４３４ａが取付ネジ９２ａに結合されている。同様に、引込部材４２２ｂの自由端部４３６ｂは、フランジ４４０ｂにより、引込室４２８ｂ内に摺動可能に保持される。引込軸部４３８ｂは、引込部材用開口４３０ｂを貫通し、取付端部４３４ｂが取付ネジ９２ｂに結合されている。
【００７０】
ソレノイド４２０は、電動部材４２４を往復駆動することにより、引込部材用ハウジング４２６ａ及び引込部材用ハウジング４２６ｂを往復駆動する。
【００７１】
最初の行程とは逆方向に、ソレノイド４２０で電動部材４２４を駆動することにより、行程が逆転する。この行程では、引込部材用ハウジング４２６ｂに引込部材４２２ｂのフランジ４４０ｂが係止することにより、流体吸排部材５２ｂが引込部材４２２ｂに引っ張られて吸入行程となる。このとき、流体吸排部材５２ａは、内部圧力室６６内の作業流体により押されて圧送行程となる。流体吸排部材５２ａが圧送行程となっている間、引込室４２８ａは、引込部材４２２ａによって流体吸排部材５２ａに押す力が加わるのを防止する。
【００７２】
ここで説明したポンプ１０及び作動機構１４は様々な利点を提供する。作動機構１４により、ピストン５４を作動させる際に、処理対象流体の脈動のない流動が得られるので、吐出側に緩衝装置やサージ抑制装置を設ける必要がない。流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂの一方で、行程の切り換えが行われるとき、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂの他方は、既に処理対象流体の排出を行っている。これにより、ポンプ１０における休止状態が排除され、一定の流量で処理対象流体が継続的に排出されるので、脈動がなくなる。作業流体が、処理対象流体よりもわずかに高圧の状態にある限り、作動機構１４は、自動的に調整を行い、一定の吐出流量を提供する。
【００７３】
作業流体の圧力により、吐出側で詰まりが生じた場合、即ち空運転となった場合の、処理対象流体の最大圧力が定まる。流出マニホールド１８に詰まりが生じても、電動装置１２は、電動装置１２、作動機構１４、またはポンプ１０に損傷を生じることなく、運転を継続することが可能である。引込室７２ａ及び引込室７２ｂは、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのいずれかに、ピストン５４が押す力を加えないようにすることで、作動機構１４による過剰な加圧を確実に防止する。また、これにより、ポンプ１０が自動的に調整を行い、過剰な加圧状態を引き起こすことがないので、吐出側に圧力リリーフ弁を設ける必要がなくなる。このような圧力調整の特徴は、安全性能となるものであり、処理対象流体の過剰加圧状態、ポンプ損傷、及びモータ過負荷状態の可能性を排除するものである。
【００７４】
作動機構１４にダイヤフラム装置を用いる場合、作動機構１４は、これらダイヤフラム装置に対し、作業流体及び処理対象流体の双方から、均等化されて釣り合いのとれた力を加えることで、機械駆動式のダイヤフラム装置に比べ、ダイヤフラムの寿命を長期化できると共に、より高圧での使用が可能となる。また、ポンプ１０は、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂに対する圧力、並びに流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂの形状が一定であることから、より良好な流量の調整、計量性能を得ることができる。
【００７５】
圧縮空気を作業流体として用いる場合、作動機構１４内の圧縮空気が各行程の後で排出されないので、作動機構１４は、一般的な空気作動式ポンプで見受けられるような、排気における着氷の可能性を排除することができる。また、処理対象流体で汚染された排気によって生じる安全上の問題など、排気に関するそれ以外の問題も排除される。更に、内部圧力室６６は、一般的な流体駆動式ポンプで見受けられるような、行程ごとの新たな圧縮空気の供給の必要性を排除するので、作動機構１４によってより高いエネルギ効率を達成することができる。非圧縮性液体を作業流体として用いる場合、作動機構１４は、一般的な流体駆動式ポンプで見受けられるような、多くの液室を有した複雑な液圧回路の必要性を排除する。更に、作動機構１４は、流体吸排部材５２ａ及び流体吸排部材５２ｂのそれぞれの面に対して釣り合いのとれた力を加えることから、処理対象流体と作業流体との間での混入の危険性を排除する。
【００７６】
好ましい実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の本質及び範囲を逸脱することなく、形態を詳細にわたって変更可能であることは、当業者が認識しうるものである。
【００７７】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１４年７月９日付で出願されて発明の名称を「ダイヤフラム式圧力室を有した機械駆動型ダイヤフラムポンプ」とする米国特許仮出願第６２／０２２２６３号、及び２０１４年２月７日付で出願されて発明の名称を「ダイヤフラム式圧力室を有した機械駆動型ダイヤフラムポンプ」とする米国特許仮出願第６１／９３７２６６号に基づき優先権を主張するものであって、これら出願において開示するものは、参照によりここに編入されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006574189.tif 000005
【図４】
0006574189.tif 000006
【図５】
0006574189.tif 000007
【図６】
0006574189.tif 000008
【図７】
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