JP3640412B2 - 往復動ポンプユニット - Google Patents
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Description
【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
Claims (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。
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