JP2021042672A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプユニットを駆動装置に着脱する際の作業性の向上を図る。【解決手段】ポンプ装置Ｐは、駆動装置１０と、駆動装置１０の駆動力により流体を加圧して吐出する複数のポンプユニット３０とを備え、ポンプユニット３０は、流体の流路４４，４５を有するポンプ本体３１と、駆動装置１０の駆動力を受けて変位することで、流路４４，４５内の流体を加圧する可動部材４０とを有し、駆動装置１０は、複数のポンプ本体３１を個別に着脱することが可能な複数の取付部１５と、複数の可動部材４０を個別に着脱することが可能であり、複数の可動部材４０を一体的に変位するように連結する連結部材２０とを有している。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプ装置に関するものである。

特許文献１には、複数のポンプユニットを１つの駆動装置で駆動するポンプ装置が開示されている。１つのポンプユニットは、シリンダとロッドとを備えて構成されている。複数のシリンダ同士はブラケット等を介して結合されており、複数のロッド同士は連結部材を介して結合されている。つまり、複数のポンプユニットは、容易に分離できない形態で１つのポンプモジュールを構成している。

特開２００３−１９０８５１号公報

特許文献１のポンプ装置では、ポンプユニットのメンテナンスを行う際には、ポンプユニットを駆動装置から取り外す必要がある。つまり、１つのポンプユニットのメンテナンスを行う場合にも、全てのポンプユニットを駆動装置から取り外さなければならず、作業者への負担が大きい。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ポンプユニットを駆動装置に着脱する際の作業性の向上を図ることを目的とする。

本発明は、
駆動装置と、
前記駆動装置の駆動力により流体を加圧して吐出する複数のポンプユニットとを備え、
前記ポンプユニットは、
流体の流路を有するポンプ本体と、
前記駆動装置の駆動力を受けて変位することで、前記流路内の流体を加圧する可動部材とを有し、
前記駆動装置は、
前記複数のポンプ本体を個別に着脱することが可能な複数の取付部と、
前記複数の可動部材を個別に着脱することが可能であり、前記複数の可動部材を一体的に変位するように連結する連結部材とを有している。

本発明によれば、複数のポンプユニットを駆動装置に対して個別に着脱できるので、複数のポンプユニットを一括して着脱する場合に比べて作業性が良い。

実施例１のポンプ装置の斜視図 ピストンロッド（可動部材）が伸長した状態をあらわすポンプ装置の一部切欠正面図 ピストンロッド（可動部材）が収縮した状態をあらわすポンプ装置の一部切欠正面図 ポンプユニットの断面図

本発明は、前記複数の取付部が、前記駆動装置から前記複数のポンプ本体へ向けて互いに平行に突出した軸状部材を有しており、前記複数の可動部材が、前記ポンプ本体から前記連結部材に向けて前記軸状部材と平行に棒状に突出した形態であってもよい。この構成によれば、駆動装置とポンプ本体との間で、複数の軸状部材と複数の可動部材が互いに平行をなして並ぶように配置されるので、省スペース化を図ることができる。

本発明は、前記複数の軸状部材が前記連結部材を貫通しており、前記連結部材は、前記複数の軸状部材に摺接することにより傾きを規制された状態でガイドされていてもよい。この構成によれば、可動部材に作用する流動抵抗が複数のポンプユニット間で異なっていても、連結部材の傾きを規制し、可動部材を円滑に作動させることができる。

本発明は、前記連結部材は、前記軸状部材の突出方向と交差する方向に細長い形状であり、前記軸状部材が前記連結部材の長さ方向両端部を貫通していてもよい。この構成によれば、軸状部材が連結部材の長さ方向中央部のみを貫通する形態に比べると、連結部材の傾きを規制する効果が高い。

本発明は、前記可動部材は、基端部が前記ポンプ本体内に収容され、先端部が前記ポンプ本体の外部へ突出したロッドと、前記ロッドに対して着脱可能であり、かつ前記連結部材に対して着脱可能な継手部材とを有していてもよい。この構成によれば、ポンプユニットの吐出流量に応じてロッドの外径寸法が異なる場合でも、ロッドにおける継手部材との取付部分の形状と大きさを共通にしておけば、継手部材を共用化することができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図４を参照して説明する。尚、以下の説明において、上下の方向については、図１〜４にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。左右の方向については、図２，３にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。

本実施例１のポンプ装置Ｐは、図１〜３に示すように、１つの駆動装置１０と２つ（複数）のポンプユニット３０とを備えて構成されている。２つのポンプユニット３０は同一構造のものであり、したがって、２のポンプユニット３０の吐出流量は同じである。

駆動装置１０としてエアモータが用いられている。駆動装置１０は、上端が閉塞された略円筒状のケース１１と、ケース１１の下端部に取り付けたベース部材１２とを有する。ケース１１内には駆動機構（図示省略）が収容され、駆動機構は、軸線を上下方向に向けた駆動軸１３を有する。駆動軸１３は、所定ストロークだけ上下方向に往復移動する。ベース部材１２の平面視における前後方向及び左右方向の中央部には、ベース部材１２を貫通する開口部１４が形成されている。駆動軸１３の下端部は、開口部１４を貫通してベース部材１２の下方へ突出している。

駆動装置１０は、左右対称な一対の取付部１５を有する。各取付部１５は、３本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓによって構成されている。各軸状部材１６Ｇ，１６Ｓは、軸線を駆動軸１３と平行に向けた円形断面の棒状をなす。各軸状部材１６Ｇ，１６Ｓの上端部は、ベース部材１２に対して下からねじ込みにより取り付けられている。各軸状部材１６Ｇ，１６Ｓは、ベース部材１２の下面から下方へ互いに平行をなして突出している。各軸状部材１６Ｇ，１６Ｓの下端面からは、軸状部材１６Ｇ，１６Ｓと同軸状であり、軸状部材１６Ｇ，１６Ｓよりも小径の雄ネジ部１７が突出している。

１つの取付部１５を構成する３本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓは、平面視において正三角形をなすように配置されている。詳細には、左側の取付部１５を構成する３本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓのうち最も左端に位置する軸状部材１６Ｇは、前後方向においてベース部材１２の中央位置に配置されている。同様に、右側の取付部１５を構成する３本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓのうち最も右端に位置する軸状部材１６Ｇも、前後方向においてベース部材１２の中央位置に配置されている。

各取付部１５を構成する３本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓのうち他の２本の軸状部材１６Ｓは、左右方向においては同じ位置に配され、かつ前後方向においては開口部１４及び軸状部材１６Ｇを挟んで前後方向に離隔した２位置に配されている。したがって、２つの取付部１５を構成する合計６本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓのうち左右両端に位置する２本の軸状部材１６Ｇ同士は、他の２本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓ同士の位置関係に比べて最も遠く離隔した位置関係にある。

駆動装置１０は、１つの連結部材２０を有する。連結部材２０は、全体として左右方向（軸状部材１６Ｇ，１６Ｓの軸線方向と直交する方向）に細長い形状をなす。連結部材２０は、連結部材２０の長さ方向（左右方向）における中央部において、駆動軸１３の下端部に取り付けられている。連結部材２０は、駆動軸１３と一体をなして上下方向へ移動し得るようになっている。図４に示すように、連結部材２０は、軸線を上下方向に向けた一対の雄ネジ状基部２１を有する。一対の雄ネジ状基部２１は、左右方向（連結部材２０の長さ方向）において連結部材２０の両端部よりも中央寄りの位置に配されている。雄ネジ状基部２１には、後述するポンプユニット３０の継手部材５０が着脱可能となっている。

連結部材２０の左右両端部には、連結部材２０を上下に貫通する左右対称な一対のガイド孔２２が形成されている。連結部材２０は、６本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓのうちベース部材１２の左右両端部に取り付けられた２本の軸状部材１６Ｇに対し、ガイド孔２２を摺動可能に嵌合させた状態で取り付けられている。連結部材２０は、ガイド孔２２と軸状部材１６Ｇとの摺接により、前後方向及び左右方向（軸状部材１６Ｇ，１６Ｓの軸線と交差する方向）へ傾いたり、ガタ付きを生じたりすることなく、軸状部材１６Ｇ，１６Ｓと平行に上下方向へ移動し得るようにガイドされている。

各ポンプユニット３０は、１つのポンプ本体３１と、１つの可動部材４０とを有する。ポンプ本体３１は、軸線を上下方向に向けたシリンダ３２と、シリンダ３２の上端部に固着したブラケット３３とを有する。ブラケット３３は、平面視形状が略平三角形をなすフランジ部３４と、フランジ部３４の中央部から下方へ突出した筒状部３５とを有する。フランジ部３４の３箇所の頂部近傍には、夫々、フランジ部３４を上下方向に貫通する取付孔３６が形成されている。

筒状部３５には、シリンダ３２の上端部が同軸状に固着されている。ポンプ本体３１は、シリンダ３２の下端面に開口する吸込口３７と、筒状部３５の外周面に開口する吐出口３８とを有する。吸込口３７と吐出口３８はシリンダ３２内に連通している。シリンダ３２内の下端部には、吸込側逆止弁３９が吸込口３７に臨むように固定して設けられている。

可動部材４０は、軸線を上下方向に向けたロッド４１と、ロッド４１の上端部に同軸状に取り付けた継手部材５０とを有する。図４に示すように、ロッド４１の外径はシリンダ３２の内径より小径であり、ロッド４１の下端部はブラケット３３を貫通してシリンダ３２内に収容されている。ロッド４１の下端部（基端部）は、ピストン部４２として機能する。ピストン部４２の外周下端部には、シリンダ３２の内周面との間を液密状又は気密状にシールするシール部材４３が取り付けられている。ピストン部４２は、シリンダ３２内を一次室４４（請求項に記載の流路）と二次室４５（請求項に記載の流路）とに区画する。吸込側逆止弁３９は一次室４４に臨み、吐出口３８は二次室４５に臨んでいる。ピストン部４２には、一次室４４と二次室４５を連通させることが可能な吐出側逆止弁４６が設けられている。

継手部材５０は、継手本体５１と袋ナット５５と割りピン５８とを備えて構成されている。継手本体５１は、軸線を上下方向（ロッド４１と同軸状）に向けた円柱形の軸部５２と、軸部５２の上端部に形成された拡径部５３とを有する単一部品である。軸部５２の下端部外周には、雄ネジ状連結部５４が形成されている。袋ナット５５は、拡径部５３に対し下から係止し得る状態で、軸部５２に外嵌されている。

ロッド４１の上端部（先端部）には、継手部材５０を着脱するための孔部５６が形成されている。孔部５６は、ロッド４１の上端面において、ロッド４１と同軸状に開口している。孔部５６の内周には、雌ネジ状連結部５７が形成されている。継手本体５１とロッド４１には、連結孔が形成されている。連結孔は、継手本体５１及びロッド４１の軸線と直交し、雄ネジ状連結部５４と雌ネジ状連結部５７を貫通している。

ロッド４１の雌ネジ状連結部５７には継手部材５０の雄ネジ状連結部５４がねじ込まれ、双方の連結孔には割りピン５８が貫通されている。これにより、継手部材５０（継手本体５１）とロッド４１の上端部が、同軸状に且つ一体的に上下動し得るように連結されている。以上により、可動部材４０が組み付けられている。

２つのポンプユニット３０を駆動装置１０に取り付ける手順を説明する。まず、ポンプユニット３０を構成するポンプ本体３１と可動部材４０のうちポンプ本体３１を、駆動装置１０に取り付ける。ポンプ本体３１を取り付ける際には、ブラケット３３の３つの取付孔３６に取付部１５の３本の雄ネジ部１７を貫通させ、雄ネジ部１７の下端部にねじ込んだロックナット５９を締め付けてフランジ部３４の下面に密着させる。

次に、可動部材４０を駆動装置１０に取り付ける。可動部材４０を取り付ける際には、連結部材２０の下面と可動部材４０（ロッド４１）の上端部とを接近させる。そして、継手部材５０の拡径部５３の上端面を雄ネジ状基部２１の下端面に当接させ、その状態で袋ナット５５を雄ネジ状基部２１にねじ込んで締め付ける。以上により、可動部材４０が連結部材２０に取り付けられる。

上記したポンプ本体３１を取付部１５に取り付ける作業と、可動部材４０を連結部材２０に取り付ける作業を、双方のポンプユニット３０に関して実行すれば、駆動装置１０に２つのポンプユニット３０が取り付けられる。尚、取付けの手順としては、まず、２つのポンプ本体３１を取付部１５（駆動装置１０）に取り付け、その後に、２本の可動部材４０を連結部材２０に取り付けるようにしてもよい。また、先に可動部材４０を連結部材２０に取り付け、その後で、ポンプ本体３１を取付部１５に取り付けるようにしてもよい。

本実施例１のポンプ装置Ｐは、吐出流量に応じて外形寸法が異なる複数種類のポンプユニット３０を適用することができる。吐出流量が多くなるほど、一次室４４及び二次室４５の内径寸法とロッド４１の外径寸法が大きくなる。しかし、孔部５６及び雌ネジ状連結部５７の内径は、ロッド４１の外径が異なっていても、共通（一定）の寸法に規定されている。したがって、継手部材５０は、吐出流量が異なる複数種類のポンプユニット３０に対して共通の部材であり、用意する継手部材５０は一種類のみである。

次に、本実施例１のポンプ装置Ｐの作用を説明する。図２に示す状態からピストン部４２（可動部材４０のロッド４１）が下降すると、二次室４５内の容積が増大するとともに一次室４４の容積が減少する。この容積の変動に伴い、吸込側逆止弁３９が閉弁し、一次室４４内の流体が開弁状態の吐出側逆止弁４６を通過して二次室４５内に流入する。また、ピストン部４２が下死点から上昇すると、二次室４５内の容積が減少するとともに一次室４４の容積が増大する。この容積の変動に伴い、吐出側逆止弁４６が閉弁して二次室４５内の流体が吐出口３８から吐出されると同時に、吸込側逆止弁３９が開弁して流体が吸込口３７から一次室４４内に流入する。ピストン部４２の昇降動作が繰り返される度に、流体が間欠的に加圧された状態でポンプユニット３０から圧送される。

メンテナンス等の際には、２つのポンプユニット３０のうちメンテナンス対象である一方のポンプユニット３０だけを駆動装置１０から取り外すことができる。取り外す際には、まず、可動部材４０の袋ナット５５を緩めて、可動部材４０（継手部材５０）を連結部材２０の雄ネジ状基部２１から取り外す。この後、ロックナット５９を緩めてポンプ本体３１のブラケット３３を取付部１５（軸状部材１６Ｇ，１６Ｓ）から取り外す。以上により、１つのポンプユニット３０が駆動装置１０から取り外される。２つのポンプユニット３０（ポンプ本体３１）は、互いに連結も結合もされておらず、互いに独立した部材として構成されている。したがって、一方のポンプユニット３０のポンプ本体３１を取付部１５から外す際には、他方のポンプユニット３０を連結部材２０に取り付けたままの状態にしておくことができる。

本実施例１のポンプ装置Ｐは、駆動装置１０と、複数（２つ）のポンプユニット３０とを備えている。ポンプユニット３０は、駆動装置１０から駆動軸１３と連結部材２０を介して伝達される駆動力により、流体を加圧して吐出する。ポンプユニット３０は、ポンプ本体３１と可動部材４０を有する。ポンプ本体３１は、流体の流路（一次室４４と二次室４５）を有している。可動部材４０は、駆動装置１０の駆動力を受けて上下方向へ往復変位することで、ポンプ本体３１の流路（一次室４４と二次室４５）内の流体を加圧する。

駆動装置１０は、複数の取付部１５と連結部材２０とを有している。複数の取付部１５は、複数のポンプ本体３１を個別に着脱することが可能である。連結部材２０は、複数の可動部材４０を個別に着脱することが可能であり、複数の可動部材４０を一体的に変位するように連結する。かかる構成によれば、複数のポンプユニット３０を駆動装置１０に対して個別に着脱できるので、複数のポンプユニット３０を一括して着脱する場合に比べて作業性が良い。

一対の取付部１５は、駆動装置１０から２つのポンプ本体３１へ向けて互いに平行に突出した複数本（３本）ずつの軸状部材１６Ｇ，１６Ｓを有している。複数本の可動部材４０は、ポンプ本体３１から連結部材２０に向けて複数本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓと平行に棒状に突出している。この構成によれば、駆動装置１０とポンプ本体３１との間で、複数の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓと複数の可動部材４０が互いに平行をなして並ぶように配置されるので、省スペース化を図ることができる。

複数本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓは連結部材２０を貫通している。連結部材２０は、流体を吐出する昇降過程において、複数本の軸状部材１６Ｇ，１６Ｓに摺接することにより傾きを規制された状態でガイドされている。この構成によれば、可動部材４０に作用する流動抵抗が複数のポンプユニット３０間で異なっていても、連結部材２０の傾きを規制し、可動部材４０を円滑に作動させることができる。

連結部材２０は、軸状部材１６Ｇ，１６Ｓの突出方向と交差する左右方向に細長い形状をなしている。軸状部材１６Ｇ，１６Ｓは、連結部材２０の長さ方向両端部を貫通している。この構成によれば、軸状部材１６Ｇ，１６Ｓが連結部材２０の長さ方向中央部のみを貫通する形態に比べると、連結部材２０の傾きを規制する効果が高い。

可動部材４０は、ロッド４１と継手部材５０とを有している。ロッド４１の基端部（下端部）はポンプ本体３１内（ブラケット３３内及びシリンダ３２内）に収容され、ロッド４１の先端部はポンプ本体３１の外部（上方）へ突出している。継手部材５０は、ロッド４１に対して着脱可能であり、かつ連結部材２０に対しても着脱可能である。ポンプユニット３０の吐出流量に応じてロッド４１の外径寸法が異なる場合でも、ロッド４１における継手部材５０との取付部分の形状と大きさは、共通となっている。したがって、継手部材５０を共用化することができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
上記実施例では、取付部が、駆動装置からポンプ本体へ向けて棒状に延出した形態であるが、取付部は、壁状に延出した形態やブロック状の形態であってもよい。
上記実施例では、取付部が連結部材の長さ方向両端部を貫通しているが、取付部は、連結部材の両端部よりも中央寄りの部位を貫通してもよい。
上記実施例では、取付部が、連結部材を貫通することで、連結部材の傾きを規制するようになっているが、取付部は、連結部材を貫通しても、連結部材の傾きを規制しない形態であってもよい。
上記実施例では、取付部が連結部材を貫通しているが、取付部は連結部材を貫通しない形態であってもよい。 上記実施例では、連結部材が取付部の延出方向（長さ方向）と交差する方向に細長い部材であるが、連結部材は、取付部の延出方向（長さ方向）と交差する板状の部材であってもよい。
上記実施例では、２つのポンプユニットの吐出流量が同じであるが、２つのポンプユニットの吐出流量が異なっていてもよい。
上記実施例では、１つの駆動装置で２つのポンプユニットを駆動する場合について説明したが、１つの駆動装置で３つ以上のポンプユニットを駆動するようにしてもよい。この場合、３つ以上のポンプユニットの吐出流量は、全て同じでもよく、少なくとも１つのポンプユニットの吐出流量と他のポンプユニットの吐出流量が異なっていてもよく、全てのポンプユニットの吐出流量が異なっていてもよい。
上記実施例では、ポンプユニットが単動式のポンプであるが、本発明は、ポンプユニットが復動式のポンプである場合にも適用できる。

Ｐ…ポンプ装置
１０…駆動装置
１５…取付部
１６Ｇ，１６Ｓ…軸状部材
２０…連結部材
３０…ポンプユニット
３１…ポンプ本体
４０…可動部材
４１…ロッド
４４…一次室（流路）
４５…二次室（流路）
５０…継手部材

Claims (5)

1. 駆動装置と、
   前記駆動装置の駆動力により流体を加圧して吐出する複数のポンプユニットとを備え、
   前記ポンプユニットは、
   流体の流路を有するポンプ本体と、
   前記駆動装置の駆動力を受けて変位することで、前記流路内の流体を加圧する可動部材とを有し、
   前記駆動装置は、
   前記複数のポンプ本体を個別に着脱することが可能な複数の取付部と、
   前記複数の可動部材を個別に着脱することが可能であり、前記複数の可動部材を一体的に変位するように連結する連結部材とを有していることを特徴とするポンプ装置。
2. 前記複数の取付部が、前記駆動装置から前記複数のポンプ本体へ向けて互いに平行に突出した軸状部材を有しており、
   前記複数の可動部材が、前記ポンプ本体から前記連結部材に向けて前記軸状部材と平行に棒状に突出した形態であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記複数の軸状部材が前記連結部材を貫通しており、
   前記連結部材は、前記複数の取付部に摺接することにより傾きを規制された状態でガイドされていることを特徴とする請求項２に記載のポンプ装置。
4. 前記連結部材は、前記軸状部材の突出方向と交差する方向に細長い形状であり、
   前記軸状部材が前記連結部材の長さ方向両端部を貫通していることを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置。
5. 前記可動部材は、
   基端部が前記ポンプ本体内に収容され、先端部が前記ポンプ本体の外部へ突出したロッドと、
   前記ロッドに対して着脱可能であり、かつ前記連結部材に対して着脱可能な継手部材とを有していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のポンプ装置。

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