JP2007321663A - 流体ポンプ、及びそれを用いた流体供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】流体の連続吐出を好適に実現し、しかも流体配管の取り回しを簡易化するなどの技術改善を図る。
【解決手段】液体ポンプ１０は、シリンダケース１１，１２と、該シリンダケース１１，１２の内部空間を軸方向に２つに仕切るロッドカバー１３と、ロッド１５及びその両端部に取り付けられた２つのピストン３１，４１を有するピストン部材ＰＴと、を備える。また、シリンダ内においてロッドカバー１３とピストン３１，４１とにより２つの液ポンプ室５１，５２を区画形成するとともに、ピストン３１，４１を挟んで各ポンプ室５１，５２とは逆側に空圧室５５，５６を有し、さらに２つのポンプ室５１，５２に各々連通する２つの液通路１６，１７を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体ポンプ、及びそれを用いた流体供給システムに関するものであり、具体的には、半導体製造装置等で使用する薬液の供給、成分分析装置等で使用する試液の供給、ガス圧縮機等で使用する加圧液体の供給などを行うための技術に関するものである。

この種の流体ポンプとして、ピストン部材の変位に伴いポンプ室内の容積を可変とし、そのポンプ室内の容積変化に伴い流体の吸入及び吐出を行うものが知られている。この流体ポンプでは、ポンプ室容積の増加時に当該ポンプ室内に流体を吸入し、その後のポンプ室容積の減少時にポンプ室内の流体を吐出する。かかる場合、流体の吸入と吐出が交互に行われるため、原理的に連続吐出ができない。したがって、流体の吐出流量を増やせない、流体吐出に時間を要するなどの不都合が生じる（例えば、特許文献１参照）。

一方で、２つのポンプ室を有するとともに、その２つのポンプ室の間に空圧ピストンを設けた構成の流体ポンプも知られている（例えば、特許文献２参照）。かかる流体ポンプは、概ね以下の構成を有する。すなわち、ポンプ中央に空気圧力室が設けられるとともに、その圧力室内に往復動可能にピストンが配設されている。ピストンの両端部にはそれぞれピストンロッドが連結されている。各ピストンロッドの先端側にはポンプ室が設けられており、ピストンと共にピストンロッドが往復動することにより、各ポンプ室の容積がそれぞれ可変とされる。この場合、ピストンが一方向に移動することにより、一方のポンプ室が吸入状態、他方のポンプ室が吐出状態となり、さらにピストン移動方向が反転することにより、ポンプ室の吸入／吐出状態が逆転する。これにより、流体の連続吐出が可能となっていた。

しかしながら、上記特許文献２等の流体ポンプでは、２つのポンプ室が空気圧力室を挟んで離間して設けられるため、各ポンプ室に接続される流体配管が長くなったり、その取り回しが煩雑になったりする。一般に、液体や作動油等を圧送するための配管類は硬質材料にて構成されており、高強度でかつ重いため、配管取り付け作業やメンテナンスに支障が及ぶことも懸念される。その他、流体配管が長くなるため、その配管内に充填される余分な流体を多量に要するなどの不都合が生じる。
特開２００３−２５１５０７号公報 特開平６−２６４５１号公報

本発明は、流体の連続吐出を好適に実現し、しかも流体配管の取り回しを簡易化するなどの技術改善を図ることができる流体ポンプ、及びそれを用いた流体供給システムを提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下では、理解を容易にするため、発明の実施の形態において対応する構成例を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

手段１．シリンダ部材（シリンダケース１１，１２）と、
前記シリンダ部材の内部空間を軸方向に２つに仕切る仕切部材（ロッドカバー１３）と、
前記仕切部材を貫通して設けられるロッド部（ロッド１５）、及びその両端部に取り付けられ前記シリンダ部材内を摺動する２つのピストン摺動部（ピストン３１，４１）を有するピストン部材（ピストン部材ＰＴ）と、
を備え、
前記シリンダ部材内において前記仕切部材と前記２つのピストン摺動部とにより２つのポンプ室（液ポンプ室５１，５２）を区画形成するとともに、前記ピストン摺動部を挟んで各ポンプ室とは逆側に、ピストン摺動部に対して操作圧力を付加する２つの圧力作用室（空圧室５５，５６）を有し、さらに前記２つのポンプ室に各々連通する２つの流体入出通路（液通路１６，１７等）を有することを特徴とする流体ポンプ。

手段１の流体ポンプでは、シリンダ部材の軸方向に、仕切部材を隔てて２つのポンプ室が設けられ、さらに各ポンプ室の両外側にピストン摺動部を挟んで各々圧力作用室が設けられる構成となっている。そして、圧力作用室内における操作圧力を操作することにより、ロッド部及び２つのピストン摺動部からなるピストン部材が変位し、その変位に伴い一方のポンプ室から流体が吐出されるとともにそれと同時に他方のポンプ室に流体が吸入される。本流体ポンプでは、２つの圧力作用室の加圧を交互に行うことでピストン部材が都度反転動作し（すなわち往復運動し）、それにより２つのポンプ室を交互に用いて流体吐出を行わせることができる。かかる場合、ピストン摺動部における圧力作用室側の面積とポンプ室側の面積との比により圧力作用室内の操作圧力が増幅され、ポンプ室から流体が吐出される。ここで、ピストン摺動部における圧力作用室側の面積（＝ピストン摺動部の断面積）をＳ１、同ポンプ室側の面積（＝ピストン摺動部の断面積−ロッド部の断面積）をＳ２とすると、面積比Ｓ１／Ｓ２の圧力増幅率にて圧力作用室内の操作圧力が増幅されることとなる。

上記構成によれば、ピストン部材の一方向動作によって流体の吐出と吸入とを同時に行うことができるため、ピストン部材の反転動作時には、それまで流体吸入を行っていたポンプ室を用いて直ちに流体吐出を行うことができる。このとき、流体吐出を行うポンプ室の切替に要する時間は微小なものとなる。したがって、いかなるタイミング（ピストンストローク位置）でピストン部材を反転動作させても流体吐出が継続でき、流体の連続吐出が実現できる。

また、空圧部を挟んで二手に分かれてポンプ室が設けられた従来構成（上記特許文献２等）では流体配管（本ポンプに接続される配管）の集約化が困難であり、それが原因で配管取り付け作業やメンテナンスが煩雑になる、配管容積が増加して余分な流体を要するなどの不都合が生じる。この点、２つのポンプ室は仕切部材を挟んで隣り合わせで設けられるため、流体配管の集約化などが可能となる。したがって、流体配管の取り付け作業やメンテナンスが容易となる。また、配管容積を減らすことができるため、配管内に充填される余分な流体を減らすことができる。以上により、流体の連続吐出を好適に実現し、しかも流体配管の取り回しを簡易化するなどの技術改善を図ることができる。

手段２．前記シリンダ部材は２つのシリンダケースからなり、該２つのシリンダケースの間に前記仕切部材を介在させてこれら各部材を連結するとともに、前記仕切部材に前記流体入出通路を設けたことを特徴とする手段１に記載の流体ポンプ。

手段２によれば、仕切部材に流体入出通路（２つのポンプ室に各々連通する流体入出通路）を設けることで、その流体入出通路を流体ポンプの中央部に設けることができる。これは、当該流体ポンプに接続される流体配管等を集約配置しようとする上で有効な技術である。

手段３．前記２つの圧力作用室に択一的に圧縮空気が導入され、いずれの圧力作用室が加圧されたかに応じて、前記ポンプ室を通じて流体を吸入又は吐出させることを特徴とする手段１又は２に記載の流体ポンプ。

手段３の流体ポンプでは、２つの圧力作用室のうち圧縮空気により加圧された方のシリンダのポンプ室から流体が吐出される。この場合、流体ポンプは、空気圧力を流体圧力に変換する、いわゆる油空圧変換器としても機能し、好適なる油空圧変換器の実現も可能となる。

手段４．手段１乃至３のいずれかに記載の流体ポンプを用いた流体供給システムであって、
流体吸入経路及び流体吐出経路の一部をそれぞれ分岐させて前記２つのポンプ室の各流体入出通路に接続するとともに、流体吸入経路の分岐部分にはそれぞれ吸入側開閉弁（チェック弁６３，６５）を、流体吐出経路の分岐部分にはそれぞれ吐出側開閉弁（チェック弁６４，６６）を設け、
他方、前記２つの圧力作用室に、同圧力作用室に対して圧縮空気を供給するための圧力調整手段（空圧源７１、エア流路切替弁７３）を接続したことを特徴とする流体供給システム。

手段４の流体供給システムでは、圧力調整手段によって流体ポンプの圧力作用室に圧縮空気が供給されることによりピストン部材が変位動作し、そのピストン部材の変位動作に伴い、一方のポンプ室の容積が減少し、他方のポンプ室の容積が増加する。このとき、容積が減少するポンプ室側において、流体吐出経路に設けられた吐出側開閉弁が開放されることで流体の吐出が行われる。また、容積が増加するポンプ室側において、流体吸入経路に設けられた吸入側開閉弁が開放されることで流体の吸入が行われる。圧力調整手段により２つの圧力作用室のいずれに圧縮空気が供給されるかに応じてピストン部材の変位方向が反転する。ピストン部材が反転を繰り返すことにより、２つのポンプ室での流体吐出が交互に行われ、流体の連続吐出が可能となる。

なお、前記圧力調整手段の構成として、圧縮空気（加圧エア）の供給源たる空圧源と、その空圧源から前記２つの圧力作用室のいずれに圧縮空気を供給するかを切り替える切替手段（エア流路切替弁７３）とを備えた構成が考えられる。

手段５．前記ピストン部材のストローク位置を検出する位置検出手段（リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２等）と、
前記位置検出手段により検出したピストン部材のストローク位置に応じて前記圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御する制御手段（制御回路８０）と、
を備えたことを特徴とする手段４に記載の流体供給システム。

手段５によれば、位置検出手段によりピストン部材のストローク位置が検出され、該検出したストローク位置に応じて圧力調整手段による圧縮空気の供給状態が制御される。圧力調整手段の構成として、圧力供給先を切り替える切替手段（エア流路切替弁７３）を有するシステムでは、ピストン部材のストローク位置に応じて圧力作用室のいずれに圧縮空気を供給するかが切り替えられる。この場合、ピストン部材の反転動作（往復運動）を好適に実施できる。

手段６．前記位置検出手段による検出位置として前記ピストン部材のストロークエンド又はその近傍位置を含み、
前記制御手段は、前記ピストン部材がストロークエンド又はその近傍位置に達したことが前記位置検出手段により検出されたタイミングで、前記ピストン部材が反転動作するよう前記圧力調整手段を制御することを特徴とする手段５に記載の流体供給システム。

手段６によれば、ピストン部材がストロークエンド又はその近傍位置に達したタイミングで、ピストン部材が反転動作するよう圧力調整手段が制御される。この場合、シリンダ部材内で可能となる最大ストローク長を有効活用してピストン部材を反転動作（往復運動）させることができる。シリンダ部材内の最大ストローク長を有効に使うことで、ピストン部材の反転回数が減り、吐出圧力の脈動の低減が可能となる。

手段７．２組の流体ポンプ（液体ポンプＰ１，Ｐ２）を用い、各流体ポンプからの吐出流体を共通の流体吐出経路（吐出配管部Ｈａ）を介して流体供給先に供給するようにした流体供給システムであって、
前記制御手段は、前記２組の流体ポンプの流体吐出が重複しかつ各ピストン部材の反転タイミングが重ならないようにして、流体ポンプごとに設けた圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御することを特徴とする手段５に記載の流体供給システム。

前述したとおり本発明の流体ポンプでは、ピストン部材の反転に伴う吐出側ポンプ室の切替時間が微小となるものの、非吐出時間は存在する。したがって、流体ポンプを１組だけ用いるシステムでは僅かであるが吐出圧力の脈動が生じ、用途によってはその脈動対策が必要となる。

この点手段７の流体供給システムでは、２組の流体ポンプを用い、その各流体ポンプからの吐出流体を共通の流体吐出経路を介して流体供給先に供給する構成とした。また特に、２組の流体ポンプの流体吐出が重複しかつ各ピストン部材の反転タイミングが重ならないようにして、流体ポンプごとに設けた圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御するようにした。これにより、一方の流体ポンプでピストン部材が反転し、それに伴い流体吐出が一時的に休止されても他方の流体ポンプでの流体吐出によって流体の連続吐出が補償される。したがって、流体吐出経路内における吐出圧力の脈動が抑制できる。

なお、２組の流体ポンプにおいては、流体吐出が常に重複していなくても良く、少なくとも一方の流体ポンプの反転タイミングにさしかかった際に両ポンプの流体吐出が重複していれば足りる。

手段８．前記２組の流体ポンプに設けた各位置検出手段はその検出位置として前記ピストン部材のストロークエンド及びストロークエンド直前位置を含み、
前記制御手段は、一方の流体ポンプにおいて前記ピストン部材がピストンストローク直前位置に達したことが前記位置検出手段により検出されたタイミングで、他方の流体ポンプにおいて流体吐出が開始されるよう、前記圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御することを特徴とする手段７に記載の流体供給システム。

手段８によれば、一方の流体ポンプにおいてピストン部材がピストンストローク直前位置に達したタイミングで、他方の流体ポンプにおいて流体吐出が開始される。これにより、２組の流体ポンプでは、吐出行程が一部重複しつつ、各々の吐出行程の位相を前後にずらした状態で流体吐出が行われる。このとき、各流体ポンプのピストン部材が同時にストロークエンドに達することが抑制できる。したがって、上記のとおり流体吐出経路内における吐出圧力の脈動が抑制できる。

手段９．前記制御手段は、前記２組の流体ポンプにおいてそれぞれいずれか一方の前記圧力作用室が同時に加圧状態となる期間を設定することで、前記２組の流体ポンプの流体吐出を重複させることを特徴とする手段７又は８に記載の流体供給システム。

手段９によれば、制御手段による圧力調整手段の制御に際し、２組の流体ポンプにおいてそれぞれいずれか一方の圧力作用室が同時に加圧状態となる期間が設定され、それによって２組の流体ポンプの流体吐出が重複する。この場合、一方の流体ポンプの流体吐出が不意に終了しても、それに影響なく所望の流体吐出が継続できる。

手段１０．主ポンプ（主ポンプＰ１１）と、この主ポンプよりも発生圧力が低い補助ポンプ（補助ポンプＰ１２）とからなる２組の流体ポンプを用い、各流体ポンプからの吐出流体を共通の流体吐出経路（吐出配管部Ｈａ）を介して流体供給先に供給するようにした流体供給システムであって、
前記制御手段は、前記２組の流体ポンプにおいてそれぞれいずれか一方の前記圧力作用室が同時に加圧状態となるようにして、流体ポンプごとに設けた圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御することを特徴とする手段５に記載の流体供給システム。

手段１０によれば、２組の流体ポンプ（主ポンプ、補助ポンプ）においてそれぞれいずれか一方の圧力作用室が同時に加圧状態となるため、各ポンプによる流体の同時吐出が可能となっている。ただし本構成では、発生圧力が相違する２組の流体ポンプを用いるため、通常は、発生圧力が低い方の補助ポンプからは流体吐出は行われず、発生圧力が高い方の主ポンプのみで流体吐出が行われる。そして、主ポンプにおいてピストン部材の反転動作に伴う一時的な吐出停止時にのみ、補助ポンプによる流体吐出が行われる。これにより、流体吐出経路内における吐出圧力の脈動が抑制できる。

なお、発生圧力が低い方の補助ポンプは、流体の連続吐出を補償するための流体ポンプであり、この意味からして「連続吐出補償用ポンプ」であるとも言える。ちなみに、補助ポンプの発生圧力は主ポンプの発生圧力よりも低いため、補助ポンプ単独での流体吐出時にはその吐出圧力が若干低下するが、補助ポンプの発生圧力を許容範囲内で規定しておくことで、予期せしない過大な圧力低下を防止できる。

手段１１．前記補助ポンプにそのピストン部材がストロークエンド付近にあることを検出する位置検出手段を設け、
前記制御手段は、前記補助ポンプにおいてピストン部材がストロークエンド付近に達した場合に当該ピストン部材を反転動作させることを特徴とする手段１０に記載の流体供給システム。

手段１１によれば、補助ポンプのピストン部材がストロークエンド付近に達した場合に当該ピストン部材の動作が反転する。これにより、補助ポンプのピストン部材がストロークエンドまで達したままとなり、それに起因して吐出圧力補償が行えなくなるといった不都合が抑制できる。

手段１２．前記補助ポンプにおいてその２つのポンプ室間を連通又は遮断する開閉弁（バイパス弁１６０）を設け、
前記制御手段は、前記主ポンプにおけるピストン部材反転に伴う流体吐出の再開がなされたことを判定し、その流体吐出再開の直後に、前記開閉弁を一時的に開放して前記補助ポンプの２つのポンプ室間を連通させることを特徴とする手段１０又は１１に記載の流体供給システム。

手段１２によれば、主ポンプにおけるピストン部材反転に伴う流体吐出の再開直後には、毎回、開閉弁が一時的に開放され、補助ポンプの２つのポンプ室間が連通される。補助ポンプの２つのポンプ室間が連通されることにより、それら両ポンプ室の圧力が均一となり、その状態でいずれかの圧力作用室が加圧状態にあればその状態に依存してピストン部材がいずれかのストロークエンドに移動する。したがって、主ポンプのピストン部材反転が生じる都度、補助ポンプのピストン部材はストロークエンドを始点として移動する。かかる場合、補助ポンプは、主ポンプのピストン反転における吐出休止時間分をカバーするのに足りるだけの流体吐出能力（吐出容量）を有するものであれば良く、その小型化が可能となる。また、補助ポンプにおけるピストン部材の位置制御が簡易化できる。

手段１３．前記２組の流体ポンプ（液体ポンプＰ１，Ｐ２）とその各ポンプに付随して設けられる圧力調整部（エア流路切替弁１０９，１１９）とからなる第１ポンプブロック（補償ポンプブロックＸ１）と、
前記２組の流体ポンプとは別体の流体ポンプ（追加ポンプＰ３）と同ポンプに付随して設けられる圧力調整部（エア流路切替弁１７１）とからなる第２ポンプブロック（追加ポンプブロックＸ２）と、を備え、
前記各ポンプブロックからの吐出流体を共通の流体吐出経路（吐出配管部Ｈａ）を介して流体供給先に供給するようにした流体供給システムであって、
前記第１ポンプブロックに、前記２組の流体ポンプによる圧力補償機能を有する第１制御手段（補償動作制御回路１２０）を設けるとともに、前記第２ポンプブロックに、前記第１制御手段とは独立したポンプ制御機能を有する第２制御手段（追加ポンプ制御回路１８０）を設けたことを特徴とする手段７乃至１２に記載の流体供給システム。

手段１３によれば、第１ポンプブロックでは、前述のとおり２組の流体ポンプによって流体の連続吐出が行われる。また、第２ポンプブロックでは、第１ポンプブロックとは独立して（自励的に）流体の吐出が行われる。この場合、両ポンプブロックから吐出される流体は、同一の流体吐出経路を介して吐出先に供給される構成となっており、第１ポンプブロックにおける圧力補償機能によって吐出圧力の調整がなされる。本構成によれば、流体の吐出圧力を一定に保持しつつ流量増大を図ることができる。またこの場合、流体ポンプの追加に起因して過度な制御機能の複雑化が生じることはなく、簡易に流体ポンプの追加を行うことができる。

手段１４．前記第２制御手段は、前記第２ポンプブロック側のポンプ制御として、流体ポンプのピストン部材がストロークエンドに達する都度、その往復動作を反転させる制御を実施することを特徴とする手段１３に記載の流体供給システム。

手段１４によれば、第２ポンプブロックでは、ピストン部材がストロークエンドに達する都度、その往復動作を反転させるといった、自励的でかつ比較的単純なポンプ制御が実施される。要するに、第１ポンプブロック側で圧力補償が行われているため、第２ポンプブロック側では簡易なポンプ制御が採用できる。故に、流体ポンプの追加が簡易に実現できる。

手段１５．流体流量が比較的多い場合には、前記第１，第２ポンプブロックの双方を用いて流体吐出を行わせるのに対し、同流量が比較的少ない場合には、前記第１ポンプブロックのみを用いて流体吐出を行わせることを特徴とする手段１３又は１４に記載の流体供給システム。

手段１５によれば、流体流量が比較的多い場合には、第１，第２ポンプブロックの双方を用いて流体吐出が行われるのに対し、同流量が比較的少ない場合には、第１ポンプブロックのみを用いて流体吐出が行われる。これにより、要否に応じてシステムの一部を休止させることができ、本システムにおけるエネルギ消費を適正に調整できる。

［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。本実施形態は、半導体製造装置等にて使用される液体吐出システムを具体化するものであり、当該システムでは、液体ポンプを用いて薬液等の液体の吸入及び吐出が繰り返し行われる。その概要を図１に基づいて説明する。

図１は、本実施形態で使用する液体ポンプ１０の構成を示す断面図である。図１において、液体ポンプ１０は、筒状をなす左右一対のシリンダケース１１，１２を有し、シリンダケース１１，１２間にはロッドカバー１３が配設されている。ロッドカバー１３には、シリンダケース１１，１２と同軸の貫通孔１４が形成されており、その貫通孔１４内には図の左右方向に往復動可能にロッド１５が配設されている。貫通孔１４は、中央部に形成された小径部１４ａとそれを挟んで形成された２つの拡径部１４ｂ，１４ｃとからなる。小径部１４ａの内径はロッド１５の外径に略同一となっており、小径部１４ａ内をロッド１５が摺動する。また、ロッドカバー１３には、左右２つの液通路１６，１７が形成されており、それら液通路１６，１７は拡径部１４ｂ，１４ｃにそれぞれ連通している。その他、ロッドカバー１３のロッド摺動部分には、小径部１４ａを挟んで左右両側にロッドパッキン１８が取り付けられるとともに、そのロッドパッキン１８を保持するためのパッキン押さえ１９が取り付けられている。

また、ロッドカバー１３には液流路ブロック２１が取り付けられており、この液流路ブロック２１には、ロッドカバー１３の液通路１６，１７に連通する液体ポート２２，２３が形成されている。

ロッド１５の両端部にはそれぞれピストン３１，４１が取り付けられている。図の左側のピストン３１は、円板状をなす２枚のピストン片３２，３３が重ね合わされてなり、ロッド端部の突状部１５ａに挿通させた状態でピストンナット３４により固定されている。ピストン片３２，３３の外径はシリンダケース１１の内径に対して略同一であり、シリンダケース１１内をピストン片３２，３３が摺動する。ピストン片３２，３３の摺動部分（外周部分）には環状溝が設けられ、その環状溝にはそれぞれピストンパッキン３５が取り付けられている。また、外側のピストン片３２に設けられた別の環状溝にはウエアリング３６が取り付けられ、内側のピストン片３３に設けられた別の環状溝には磁石３７が取り付けられている。磁石３７は、シリンダケース１１の外周面に設けられたリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２の被検出体を構成するものであり、ピストン３１の往復移動に際し、そのピストン位置がリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２により検出されるようになっている。

図の右側のピストン４１も同様の構成を有しており、該ピストン４１は、円板状をなす２枚のピストン片４２，４３が重ね合わされてなり、ロッド端部の突状部１５ｂに挿通させた状態でピストンナット４４により固定されている。ピストン片４２，４３の外径はシリンダケース１２の内径に対して略同一であり、シリンダケース１２内をピストン片４２，４３が摺動する。ピストン片４２，４３の摺動部分（外周部分）には環状溝が設けられ、その環状溝にはそれぞれピストンパッキン４５が取り付けられている。また、外側のピストン片４２に設けられた別の環状溝にはウエアリング４６が取り付けられている。

シリンダケース１１，１２内においてロッド１５及び２つのピストン３１，４１は一体的に動作する。本実施形態では、ロッド１５及び２つのピストン３１，４１により「ピストン部材ＰＴ」が構成されている。

ここで、シリンダケース１１，１２内において、ロッドカバー１３及びピストン３１間の空間部と、ロッドカバー１３及びピストン４１間の空間部はそれぞれ液ポンプ室５１，５２となっている。液ポンプ室５１には、液流路ブロック２１の液体ポート２２と、ロッドカバー１３の液通路１６及び拡径部１４ｂとを介して液体が導入される。また、液ポンプ室５２には、液流路ブロック２１の液体ポート２３と、ロッドカバー１３の液通路１７及び拡径部１４ｃとを介して液体が導入される。

シリンダケース１１，１２の外側端部（ロッドカバー１３とは逆側の端部）にはそれぞれヘッドカバー５３，５４が取り付けられている。この場合、シリンダケース１１，１２内において、ヘッドカバー５３及びピストン３１間の空間部と、ヘッドカバー５４及びピストン４１間の空間部はそれぞれ空圧室５５，５６となっている。空圧室５５に対しては、ヘッドカバー５３に形成された空圧ポート５７を通じて空圧源（図示略）から操作エア圧力が導入される。また、空圧室５６に対しては、ヘッドカバー５４に形成された空圧ポート５８を通じて空圧源（図示略）から操作エア圧力が導入される。

なお以下の説明では便宜上、ピストン部材ＰＴの図の左側のピストン３１により区画形成された液ポンプ室５１、空圧室５５をそれぞれ「第１ポンプ室５１」、「第１空圧室５５」と称し、同右側のピストン４１により区画形成された液ポンプ室５２、空圧室５６をそれぞれ「第２ポンプ室５２」、「第２空圧室５６」と称する。

上記構成の液体ポンプ１０では、第１，第２空圧室５５，５６内のエア圧力の増減に伴いピストン部材ＰＴが図の左右方向に移動し、それに応じて第１，第２ポンプ室５１，５２において液体の吸入及び吐出が行われる。すなわち、図の左側の空圧ポート５７から所定圧力の操作エア（加圧エア）が導入されると、第１空圧室５５内の圧力が上昇し、それに伴いピストン部材ＰＴが図の右方へ移動する。これにより、第１ポンプ室５１の容積が減少し、同ポンプ室５１内の液体が液体ポート２２等を通じて排出される。このとき同時に、第２ポンプ室５２の容積が増加し、同ポンプ室５２内に液体が導入される。ピストン部材ＰＴが図の右側のストロークエンド（第１ポンプ室５１の容積減少側のストロークエンド）付近に達すると、それがリミットスイッチＬＳ１により検出される。換言すれば、第１ポンプ室５１での液体吐出が完了したこと（＝第２ポンプ室５２で液体吸入が完了したこと）がリミットスイッチＬＳ１により検出されるようになっている。

また逆に、図の右側の空圧ポート５８から所定圧力の操作エアが導入されると、第２空圧室５６内の圧力が上昇し、それに伴いピストン部材ＰＴが図の左方へ移動する。これにより、第２ポンプ室５２の容積が減少し、同ポンプ室５２内の液体が液体ポート２３等を通じて排出される。このとき同時に、第１ポンプ室５１の容積が増加し、同ポンプ室５１内に液体が導入される。ピストン部材ＰＴが図の左側のストロークエンド（第１ポンプ室５１の容積増加側のストロークエンド）付近に達すると、それがリミットスイッチＬＳ２により検出される。換言すれば、第１ポンプ室５１での液体吸入が完了したこと（＝第２ポンプ室５２で液体吐出が完了したこと）がリミットスイッチＬＳ２により検出されるようになっている。

ここで、各ピストン３１，４１の空圧室５５，５６側の面積（＝ピストン断面積）をＳ１、同ポンプ室５１，５２側の面積（＝ピストン断面積−ロッド断面積）をＳ２とすると、ピストン部材ＰＴにおける圧力増幅率は面積比Ｓ１／Ｓ２となる。したがって、上記液体ポンプ１０では、面積比Ｓ１／Ｓ２の圧力増幅率にて空圧室５５，５６内の操作圧力が増幅されて液体吐出が行われるようになっている。

図２は、上記構成の液体ポンプ１０を用いた液体吐出システムの概要を示す油圧回路図である。なお図２では、液体ポンプ１０の構成を簡略に示している。

図２において、液タンク６１には液配管６２が接続されている。液配管６２はその一部が二股に分岐されており、一方にはチェック弁６３，６４が直列に接続され、他方にはチェック弁６５，６６が直列に接続されている。本実施形態では、チェック弁６３，６５が「吸入側開閉弁」に相当し、チェック弁６４，６６が「吐出側開閉弁」に相当する。

チェック弁６３，６４の中間部には、液体ポンプ１０の第１ポンプ室５１が接続され、チェック弁６３を介して第１ポンプ室５１に液体が吸入されるとともに、チェック弁６４を介して第１ポンプ室５１からの液体吐出が行われる。また、チェック弁６５，６６の中間部には、液体ポンプ１０の第２ポンプ室５２が接続され、チェック弁６５を介して第２ポンプ室５２に液体が吸入されるとともに、チェック弁６６を介して第２ポンプ室５２からの液体吐出が行われる。なお、液配管６２の下流部（液体吐出配管部）には、吐出圧力を計測するための圧力計６７と、蓄圧器としてのアキュムレータ６８とが設けられている。

一方、空圧源７１には、パイロット型レギュレータ７２が接続されるとともに、その下流側に５ポート３位置切替タイプのエア流路切替弁７３が接続されている。エア流路切替弁７３は、２つの電磁コイル７４，７５を有し、これら各電磁コイル７４，７５が選択的に励磁されることにより、液体ポンプ１０に対する加圧エア流路が切り替えられるようになっている。この場合、一方の電磁コイル７４が励磁されることにより第１空圧室５５に対して空圧源７１から加圧エアが供給されるとともに、第２空圧室５６が大気開放される。また、他方の電磁コイル７５が励磁されることにより第２空圧室５６に対して空圧源７１から加圧エアが供給されるとともに、第１空圧室５５が大気開放される。

制御回路８０は、ＣＰＵや各種メモリ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されており、該制御回路８０にはリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２から検出信号が入力される。制御回路８０は、リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２のＯＮ／ＯＦＦ状態に応じてエア流路切替弁７３の電磁コイル７４，７５に対して制御信号を出力し、それに伴いピストン部材ＰＴの進退動作（図の左右方向の往復動作）を制御する。このとき、ピストン部材ＰＴの動作方向に応じて各ポンプ室５１，５２のいずれかから液体が吐出され、その連続する往復動作によって液体の連続吐出が可能となっている。

次に、本液体吐出システムにおける液体吐出の様子を図３のタイムチャートを用いて説明する。図３において、（ａ）は第１空圧室５５内の圧力の推移を、（ｂ）は第２空圧室５６内の圧力の推移を、（ｃ）はピストン部材ＰＴのストロークを、（ｄ）は液体ポンプ１０から吐出される液体圧力（吐出圧力）の推移を、（ｅ）はアキュムレータ後の吐出圧力の推移を、それぞれ示す。（ｃ）では、ピストンストロークを示す縦軸に、リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２のＯＮ作動点を併せて図示している。

図３では、初期状態として第１ポンプ室５１に液体が吸入された状態を想定しており、液体の吐出開始時（タイミングａ）では、第１空圧室５５内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。第２空圧室５６内の圧力は０のままである。これにより、第１ポンプ室５１内の容積が減少（第２ポンプ室５２内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴが一定速度で移動し、それに伴い第１ポンプ室５１から所定圧力（本例では、１．４ＭＰａ）の液体が吐出される。

その後、タイミングｂでは、ピストン部材ＰＴが上死点側（ピストン３１を基準とする上死点側）のストロークエンド付近に達することでリミットスイッチＬＳ１がＯＮし、それに伴いエア流路切替弁７３が切替操作される。すると、タイミングｂ以後、第１空圧室５５内の圧力が０とされるとともに、第２空圧室５６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴが反転動作し、上記ａ〜ｂの期間と逆に、第１ポンプ室５１内の容積が増加（第２ポンプ室５２内の容積は減少）する方向にピストン部材ＰＴが一定速度で移動し、それに伴い第２ポンプ室５２から所定圧力（本例では、１．４ＭＰａ）の液体が吐出される。

その後、タイミングｃでは、ピストン部材ＰＴが下死点側（ピストン３１を基準とする下死点側）のストロークエンド付近に達することでリミットスイッチＬＳ２がＯＮし、それに伴いエア流路切替弁７３が切替操作されて再びピストン部材ＰＴが反転動作する。これにより、第１ポンプ室５１からの液体吐出が再開される。

以後、ピストン部材ＰＴがリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２により位置検出される都度、同ピストン部材ＰＴが反転動作し、両ポンプ室５１，５２によって液体が連続吐出される。

ただし、上記の液体吐出動作において、ピストン部材ＰＴが反転動作する際にはその反転動作に伴う物理的な遅れが生じ、液体ポンプ１０の吐出圧力が極一時的に略０に低下する。この吐出圧力の低下が吐出圧力の脈動原因となる。この点、本実施形態では、液体吐出配管部にアキュムレータ６８を設けたため、吐出圧力の脈動が低減されている。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果を奏する。

液体ポンプ１０において、ピストン部材ＰＴの一方向動作によって液体の吐出と吸入とを同時に行うことができるため、ピストン部材ＰＴの反転動作時には、それまで液体吸入を行っていたポンプ室を用いて直ちに液体吐出を行うことができる。このとき、液体吐出を行うポンプ室の切替に要する時間は微小なものとなる。したがって、ピストン部材ＰＴの反転動作のタイミング（ピストンストローク位置）にかかわらず液体吐出が継続でき、液体の連続吐出が実現できる。ポンプ体格の縮小化も可能となる。

また、２つの液ポンプ室５１，５２をロッドカバー１３を挟んで隣接して設けたため、空圧部を挟んで二手に分かれてポンプ室が設けられた従来構成（上記特許文献２等）に比して液体配管の集約化などが可能となる。したがって、液体配管の取り付け作業やメンテナンスが容易となる。また、液体配管長が短くなるために配管容積が減り、配管内に充填される余分な液体を減らすことができる。加えて、液体配管の漏れ対策なども容易化できる。以上により、液体の連続吐出を好適に実現し、しかも液体配管の取り回しを簡易化するなどの技術改善を図ることができる。

ロッドカバー１３に２つの液通路１６，１７（２つの液ポンプ室５１，５２に各々連通する液体入出通路）を形成したため、それら液通路１６，１７をポンプ中央部に設けることができる。これにより、当該液体ポンプ１０に接続される液体配管の集約配置を容易に実現することができる。

ちなみに、モータを駆動源とするポンプ構造では、液体の吐出を行わない場合にもバイパス通路等に液体を常に流し続けて液体圧力を保持する必要があり、液体の温度上昇や無駄なエネルギ消費を招くおそれがある。これに対し、本実施形態の液体ポンプ１０では、液体温度の温度上昇抑制やエネルギ効率の改善を図ることができる。

一方、液体供給システムにおいて、ピストン部材ＰＴのストローク位置をリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２により検出し、その検出位置に応じてエア流路切替弁７３の切替を制御するようにしたため、ピストン部材ＰＴの反転動作（往復運動）を好適に実施できる。またこの場合、ピストン部材ＰＴのストロークエンドを検出する構成としたため、シリンダケース１１，１２内で可能となる最大ストローク長を有効活用してピストン部材ＰＴを反転動作（往復運動）させることができる。シリンダケース１１，１２内の最大ストローク長を有効に使うことで、ピストン部材ＰＴの反転回数が減り、吐出圧力の脈動の低減が可能となる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態のシステムでは、１組の液体ポンプを用いて液体吐出システムを構築しており、かかる構成ではピストン反転時において吐出圧力の脈動が生じることが考えられる。つまり、上記構成の液体ポンプでは、前述したとおりピストン部材ＰＴの反転に伴う吐出側ポンプ室の切替時間が微小となるものの、非吐出時間は存在する。したがって、液体ポンプを１組だけ用いるシステムでは僅かであるが吐出圧力の脈動が生じ、アキュムレータなど、脈動吸収装置の設置を要する。そこで本実施形態では、吐出圧力の脈動対策として、２組の液体ポンプを用い、それら各ポンプの液体吐出時期を一部重複させる構成とする。この場合、各ポンプの液体吐出時期を一部重複させることで、液体吐出を途切れさせることなく継続でき、吐出圧力が一定に保持できる。図４は、本実施形態における液体吐出システムの概要を示す油圧回路図である。

図４では、２つの液体ポンプＰ１，Ｐ２が設けられている（便宜上、これらを第１ポンプＰ１、第２ポンプＰ２という）。これら各ポンプＰ１，Ｐ２はいずれも前述の液体ポンプ１０と同様の構成を有しており、その構成を略述する。

第１ポンプＰ１において、同軸に結合された２つのシリンダ内には、ロッド１０１と一対のピストン１０２，１０３とからなるピストン部材ＰＴ１が摺動可能に収容されている。一方のシリンダにおいては、ピストン１０２によって液ポンプ室１０５と空圧室１０６とが区画形成され、他方のシリンダにおいては、ピストン１０３によって液ポンプ室１０７と空圧室１０８とが区画形成されている。液ポンプ室１０５，１０７には液配管Ｈが接続されており、この液配管Ｈを通じて液タンクＴからの液体の吸入及び液体供給先への液体吐出が行われる。なお、液配管Ｈにおいて液ポンプ室１０５，１０７に通じる分岐部分には、前記図２の構成と同様に複数のチェック弁（吸入側開閉弁、吐出側開閉弁）が設けられるが、ここでは説明を省略する。また、液配管Ｈにおいて吐出側集合部分には圧力計Ｓが設けられている。

空圧室１０６，１０８には５ポート３位置切替タイプのエア流路切替弁１０９が接続されており、空圧源Ｋの加圧エアは、エア流路切替弁１０９による流路切替状態に応じて、空圧室１０６，１０８のいずれかに供給されるようになっている。このとき、空圧室１０６，１０８のいずれが加圧されるかに応じてピストン部材ＰＴ１が移動し、それに伴い液ポンプ室１０５，１０７の容積がそれぞれ増加又は減少する。

一方のシリンダには、ピストン１０２（ピストン部材ＰＴ１）の位置を検知するためのリミットスイッチが複数設けられている。本実施形態では、４つのリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４が設けられており、ピストン１０２が上死点付近（図の上端側）に在る場合にはその位置がリミットスイッチＬＳ１又はＬＳ２により検知され、ピストン１０２が下死点付近（図の下端側）に在る場合にはその位置がリミットスイッチＬＳ３又はＬＳ４により検知される。リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ４はピストン１０２のストロークエンドにほぼ対応した位置に設けられ、その内側にリミットスイッチＬＳ２，ＬＳ３が設けられている。リミットスイッチＬＳ２，ＬＳ３により「ピストンストローク直前位置」が検出される。ピストン１０２が下死点から上死点に変位する場合を想定すると、ＬＳ４→ＬＳ３→ＬＳ２→ＬＳ１の順に各リミットスイッチがＯＮする。

第２ポンプＰ２についても同様の構成を有する。すなわち、第２ポンプＰ２において、同軸に結合された２つのシリンダ内には、ロッド１１１と一対のピストン１１２，１１３とからなるピストン部材ＰＴ２が摺動可能に収容されている。一方のシリンダにおいては、ピストン１１２によって液ポンプ室１１５と空圧室１１６とが区画形成され、他方のシリンダにおいては、ピストン１１３によって液ポンプ室１１７と空圧室１１８とが区画形成されている。液ポンプ室１１５，１１７には、上記第１ポンプＰ１と同じ液配管Ｈが接続されており、この液配管Ｈを通じて液タンクＴからの液体の吸入、及び液体吐出先への液体吐出が行われる。このとき、各ポンプＰ１，Ｐ２の吐出液体は、共通の吐出配管部Ｈａを介して液体吐出先に供給されることとなる。なお、液配管Ｈにおいて液ポンプ室１１５，１１７に通じる分岐部分には、前記図２の構成と同様に複数のチェック弁（吸入側開閉弁、吐出側開閉弁）が設けられるが、ここでは説明を省略する。

空圧室１１６，１１８には５ポート３位置切替タイプのエア流路切替弁１１９が接続されており、空圧源Ｋの加圧エアは、エア流路切替弁１１９による流路切替状態に応じて、空圧室１１６，１１８のいずれかに供給されるようになっている。このとき、空圧室１１６，１１８のいずれが加圧されるかに応じてピストン１１２，１１３が移動し、それに伴い液ポンプ室１１５，１１７の容積がそれぞれ増加又は減少する。

一方のシリンダには、ピストン１１２（ピストン部材ＰＴ２）の位置を検知するためのリミットスイッチが複数設けられている。本実施形態では、４つのリミットスイッチＬＳ５，ＬＳ６，ＬＳ７，ＬＳ８が設けられており、ピストン１１２が上死点付近（図の上端側）に在る場合にはその位置がリミットスイッチＬＳ５又はＬＳ６により検知され、ピストン１１２が下死点付近（図の下端側）に在る場合にはその位置がリミットスイッチＬＳ７又はＬＳ８により検知される。リミットスイッチＬＳ５，ＬＳ８はピストン１１２のストロークエンドにほぼ対応した位置に設けられ、その内側にリミットスイッチＬＳ６，ＬＳ７が設けられている。リミットスイッチＬＳ６，ＬＳ７により「ピストンストローク直前位置」が検出される。ピストン１１２が下死点から上死点に変位する場合を想定すると、ＬＳ８→ＬＳ７→ＬＳ６→ＬＳ５の順に各リミットスイッチがＯＮする。

制御回路１２０は、ＣＰＵや各種メモリ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されており、該制御回路１２０には各ポンプＰ１，Ｐ２のリミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ８から検出信号が入力される。制御回路１２０は、リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ８のＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて各ポンプＰ１，Ｐ２のエア流路切替弁１０９，１１９に対して制御信号を出力し、それに伴い各ポンプＰ１，Ｐ２のピストン部材ＰＴ１，ＰＴ２の進退動作（図の上下方向の往復動作）を制御する。このとき、各ピストン部材ＰＴ１，ＰＴ２の動作方向に応じて各液ポンプ室のいずれかから液体が吐出され、その連続する往復動作によって液体の連続吐出が可能となっている。

次に、本液体吐出システムにおける液体吐出の様子を図５のタイムチャートを用いて説明する。図５において、（ａ）は、液体の吐出圧力（圧力計Ｓによる計測圧力）の推移を示す。（ｂ）〜（ｄ）は、第１ポンプＰ１について、空圧室１０６，１０８の圧力の推移と、ピストンスロトークとをそれぞれ示す。また、（ｅ）〜（ｇ）は、第２ポンプＰ２について、空圧室１１６，１１８の圧力の推移と、ピストンスロトークとをそれぞれ示す。（ｄ），（ｇ）では、ピストンストロークを示す縦軸に、各リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ８のＯＮ作動点を併せて図示している。

図５では、各ポンプＰ１，Ｐ２の初期状態として各ポンプＰ１，Ｐ２のピストンが下死点にある場合を想定しており、各ポンプＰ１，Ｐ２では、液ポンプ室１０５，１１５の容積が最大となり同液ポンプ室１０５，１１５内に液体が吸入された状態となっている。本例は、液体吐出の開始に伴い先に第１ポンプＰ１により液体吐出が開始されるともに、その後は両ポンプＰ１，Ｐ２にて交互に液体吐出が行われるようになっている。ただし、制御開始の初期状態は任意である。以下、図中に示した各タイミングａ，ｂ，ｃ，ｄ…ごとに動作説明する。

タイミングａ…液体の吐出開始に際し、第１ポンプＰ１側において空圧室１０６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。他方の空圧室１０８内の圧力は０のままである。これにより、ポンプ室１０５内の容積が減少（ポンプ室１０７内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴ１が一定速度で移動し、それに伴いポンプ室１０５から所定圧力（本例では、１．４ＭＰａ）の液体が吐出される。

タイミングｂ…第１ポンプＰ１のリミットスイッチＬＳ２がＯＮし、それに伴い第２ポンプＰ２側において空圧室１１６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。他方の空圧室１１８内の圧力は０のままである。これにより、ポンプ室１１５内の容積が減少（ポンプ室１１７内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴ２が移動し始め、第１ポンプＰ１での液体吐出に重複して第２ポンプＰ２でも液体吐出が行われる。このとき、各ポンプＰ１，Ｐ２では、第１ポンプＰ１単独で液体吐出を行っていた「ａ〜ｂ」の期間に比して約１／２程度の移動速度で各ピストン部材ＰＴ１，ＰＴ２が移動して液体が吐出され、それによって液体の吐出圧力が一定のまま保持される。

タイミングｃ…第１ポンプＰ１のリミットスイッチＬＳ１がＯＮし、空圧室１０６内の圧力が０とされる。これにより、第１ポンプＰ１側のピストン部材ＰＴ１が停止し、第２ポンプＰ２単独での液体吐出が開始される。

タイミングｄ…第２ポンプＰ２のリミットスイッチＬＳ６がＯＮし、それに伴い第１ポンプＰ１側において空圧室１０８内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。他方の空圧室１０６内の圧力は０のままである。これにより、ポンプ室１０７内の容積が減少（ポンプ室１０５内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴ１が移動し始め、第２ポンプＰ２での液体吐出に重複して第１ポンプＰ１でも液体吐出が行われる。

タイミングｅ…第２ポンプＰ２のリミットスイッチＬＳ５がＯＮし、空圧室１１６内の圧力が０とされる。これにより、第２ポンプＰ２側のピストン部材ＰＴ２が停止し、第１ポンプＰ１単独での液体吐出が開始される。

タイミングｆ…第１ポンプＰ１のリミットスイッチＬＳ３がＯＮし、それに伴い第２ポンプＰ２側において空圧室１１８内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。他方の空圧室１１６内の圧力は０のままである。これにより、ポンプ室１１７内の容積が減少（ポンプ室１１５内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴ２が移動し始め、第１ポンプＰ１での液体吐出に重複して第２ポンプＰ２でも液体吐出が行われる。

タイミングｇ…第１ポンプＰ１のリミットスイッチＬＳ４がＯＮし、空圧室１０８内の圧力が０とされる。これにより、第１ポンプＰ１側のピストン部材ＰＴ１が停止し、第２ポンプＰ２単独での液体吐出が開始される。

以後同様に、リミットスイッチのＯＮ信号に基づいて各ポンプＰ１，Ｐ２による液体吐出が繰り返し行われる。なお、液体の吐出期間中は全期間を通じて液体の吐出圧力が一定のまま保持される。

以上詳述した第２の実施形態によれば、２組のポンプＰ１，Ｐ２による液体吐出が重複しかつ各ピストン部材ＰＴ１，ＰＴ２の反転タイミングが重ならないようにして、各ポンプＰ１，Ｐ２の制御（エア流路切替弁１０９，１１９の切替制御）を行うようにしたため、一方のポンプでピストン部材が反転し、それに伴い液体吐出が一時的に休止されても他方の液体ポンプでの液体吐出によって液体の連続吐出が補償される。したがって、液体吐出経路内における吐出圧力の脈動が抑制できる。吐出圧力の脈動が抑制できることから、その脈動発生に伴い生じる騒音の低減を図ることができる。また、圧力衝撃を減少させ、それに伴いシステム保護を図ることができる。

一方の液体ポンプにおいてピストン部材がピストンストローク直前位置に達したことが検出されたタイミングで、他方の液体ポンプにおいて液体吐出が開始されるよう、各ポンプＰ１，Ｐ２の制御（エア流路切替弁１０９，１１９の切替制御）を行うようにしたため、２組の液体ポンプでは、吐出行程が一部重複しつつ、各々の吐出行程の位相を前後にずらした状態で液体吐出が行われる。これにより、各液体ポンプのピストン部材が同時にストロークエンドに達することが抑制でき、液体吐出経路内における吐出圧力の脈動が確実に抑制できる。

上述した図５の液体吐出動作では、２つポンプＰ１，Ｐ２で重複して液体吐出が行われる際、各ポンプＰ１，Ｐ２のピストン部材ＰＴ１，ＰＴ２がそれぞれ同等の速度（単独動作時の約１／２程度の速度）で移動するとしたが、現実には、ポンプ間の個体差などに起因して各ポンプＰ１，Ｐ２のピストン速度は相違することが考えられる。つまり、２つポンプＰ１，Ｐ２で重複して液体吐出が行われる際、いずれかのポンプで吐出勢力が大きくなり、それによりピストン速度に相違が生じる。かかる場合における液体吐出動作を図６のタイムチャートに基づいて説明する。なお、図６において（ａ）〜（ｇ）の各項目や初期状態は前記図５に準ずる。ちなみに、図６では、２つポンプＰ１，Ｐ２で重複して液体吐出が行われる際に、第２ポンプＰ２の方が吐出勢力が強いものとしている。以下、図中に示した各タイミングａ，ｂ，ｃ，ｄ…ごとに動作説明する。

タイミングａ…液体の吐出開始に際し、第１ポンプＰ１側において空圧室１０６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。他方の空圧室１０８内の圧力は０のままである。これにより、ポンプ室１０５内の容積が減少（ポンプ室１０７内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴ１が一定速度で移動し、それに伴いポンプ室１０５から所定圧力（本例では、１．４ＭＰａ）の液体が吐出される。

タイミングｂ…第１ポンプＰ１のリミットスイッチＬＳ２がＯＮし、それに伴い第２ポンプＰ２側において空圧室１１６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。他方の空圧室１１８内の圧力は０のままである。これにより、ポンプ室１１５内の容積が減少（ポンプ室１１７内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴ２が移動し始め、第１ポンプＰ１での液体吐出に重複して第２ポンプＰ２でも液体吐出が行われる。このとき、「第１ポンプＰ１のピストン速度＜第２ポンプＰ２のピストン速度」となり、第２ポンプＰ２側で優先的に液体吐出が行われる。

タイミングｃ…第２ポンプＰ２のリミットスイッチＬＳ６がＯＮし、それに伴い第１ポンプＰ１側において空圧室１０６内の圧力が０とされるとともに、空圧室１０８内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ１が反転動作する。

タイミングｄ…第２ポンプＰ２のリミットスイッチＬＳ５がＯＮし、それに伴い空圧室１１６内の圧力が０とされるとともに、空圧室１１８内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ２が反転動作する。

タイミングｅ…第２ポンプＰ２のリミットスイッチＬＳ８がＯＮし、それに伴い空圧室１１８内の圧力が０とされるとともに、空圧室１１６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ２が反転動作する。

タイミングｆ…第２ポンプＰ２のリミットスイッチＬＳ５が再びＯＮし、それに伴い空圧室１１６内の圧力が０とされるとともに、空圧室１１８内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ２が反転動作する。

タイミングｇ…第１ポンプＰ１のピストン部材ＰＴ１がストロークエンド付近に達しており（リミットスイッチＬＳ３がＯＮした後であり）、その状態で第２ポンプＰ２のリミットスイッチＬＳ７がＯＮする。それに伴い、第１ポンプＰ１側において空圧室１０８内の圧力が０とされるとともに、空圧室１０６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ１が反転動作する。

以降同様に、リミットスイッチのＯＮ信号に基づいて各ポンプＰ１，Ｐ２による液体吐出が繰り返し行われる。なお、液体の吐出期間中は全期間を通じて液体の吐出圧力が一定のまま保持される。

［第３の実施形態］
上記第２の実施形態では、基本的に同等の液体吐出性能（発生圧力）を有する２つのポンプＰ１，Ｐ２を用いて液体吐出システムを構築したが、本第３の実施形態では、液体吐出性能（発生圧力）の異なる２つのポンプＰ１１，Ｐ１２を用いて液体吐出システムを構築する。この場合、液体吐出能力が高い方のポンプＰ１１は主たる液体吐出動作を行うポンプ装置であり、以下これを「主ポンプＰ１１」とも言う。また、液体吐出能力が低い方のポンプＰ１２は、液体の連続吐出を補償するためのポンプ装置であり、以下これを「補助ポンプＰ１２」とも言う。ただし、いずれのポンプもその発生圧力はあらかじめ設定した許容範囲内となっている。図７は、本実施形態における液体吐出システムの概要を示す油圧回路図である。

図７のシステムでは前述の図４のシステムとの相違点として、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２を主ポンプＰ１１及び補助ポンプＰ１２に変更しており、ここでは相違点を中心に説明する。ただし、主ポンプＰ１１及び補助ポンプＰ１２の構成は概ね既述の各ポンプＰ１，Ｐ２等に準ずるものである。

主ポンプＰ１１において、同軸に結合された２つのシリンダ内には、ロッド１３１と一対のピストン１３２，１３３とからなるピストン部材ＰＴ１１が摺動可能に収容されている。一方のシリンダにおいては、ピストン１３２によって液ポンプ室１３５と空圧室１３６とが区画形成され、他方のシリンダにおいては、ピストン１３３によって液ポンプ室１３７と空圧室１３８とが区画形成されている。液ポンプ室１３５，１３７には液配管Ｈが接続されており、この液配管Ｈを通じて液タンクＴからの液体の吸入及び液体供給先への液体吐出が行われる。なお、液配管Ｈにおいて液ポンプ室１３５，１３７に通じる分岐部分には、前記図２等の構成と同様に複数のチェック弁（吸入側開閉弁、吐出側開閉弁）が設けられるが、ここでは説明を省略する。また、液配管Ｈにおいて吐出側集合部分には圧力計Ｓが設けられている。

空圧室１３６，１３８には５ポート３位置切替タイプのエア流路切替弁１３９が接続されており、空圧源Ｋの加圧エアは、エア流路切替弁１３９による流路切替状態に応じて、空圧室１３６，１３８のいずれかに供給されるようになっている。このとき、空圧室１３６，１３８のいずれが加圧されるかに応じてピストン部材ＰＴ１１が移動し、それに伴い液ポンプ室１３５，１３７の容積がそれぞれ増加又は減少する。

一方のシリンダには、ピストン１３２（ピストン部材ＰＴ１１）の位置を検知するためのリミットスイッチが複数設けられている。本実施形態では、２つのリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２が設けられており、ピストン１３２が上死点付近（図の上側のストロークエンド）に在る場合にはその位置がリミットスイッチＬＳ１により検知され、ピストン１３２が下死点付近（図の下側のストロークエンド）に在る場合にはその位置がリミットスイッチＬＳ２により検知される。

補助ポンプＰ１２についても同様の構成を有する。ここで、補助ポンプＰ１２では、主ポンプＰ１１に比してシリンダ径（ピストン系も同様）が小さいものとなっている。すなわち、補助ポンプＰ１２において、同軸に結合された２つのシリンダ内には、ロッド１４１と一対のピストン１４２，１４３とからなるピストン部材ＰＴ１２が摺動可能に収容されている。一方のシリンダにおいては、ピストン１４２によって液ポンプ室１４５と空圧室１４６とが区画形成され、他方のシリンダにおいては、ピストン１４３によって液ポンプ室１４７と空圧室１４８とが区画形成されている。液ポンプ室１４５，１４７には、上記主ポンプＰ１１と同じ液配管Ｈが接続されており、この液配管Ｈを通じて液タンクＴからの液体の吸入、及び液体吐出先への液体吐出が行われる。このとき、各ポンプＰ１１，Ｐ１２の吐出液体は、共通の吐出配管部Ｈａ介して液体吐出先に供給されることとなる。なお、液配管Ｈにおいて液ポンプ室１４５，１４７に通じる分岐部分には、前記図２等の構成と同様に複数のチェック弁（吸入側開閉弁、吐出側開閉弁）が設けられるが、ここでは説明を省略する。

空圧室１４６，１４８には５ポート３位置切替タイプのエア流路切替弁１４９が接続されており、空圧源Ｋの加圧エアは、エア流路切替弁１４９による流路切替状態に応じて、空圧室１４６，１４８のいずれかに供給されるようになっている。このとき、空圧室１４６，１４８のいずれが加圧されるかに応じてピストン部材ＰＴ１２が移動し、それに伴い液ポンプ室１４５，１４７の容積がそれぞれ増加又は減少する。

一方のシリンダには、ピストン１４２（ピストン部材ＰＴ１２）の位置を検知するためのリミットスイッチが複数設けられている。本実施形態では、４つのリミットスイッチＬＳ３，ＬＳ４，ＬＳ５，ＬＳ６が設けられており、ピストン１４２が上死点付近（図の上端側）に在る場合にはその位置がリミットスイッチＬＳ３又はＬＳ４により検知され、ピストン１４２が下死点付近（図の下端側）に在る場合にはその位置がリミットスイッチＬＳ５又はＬＳ６により検知される。リミットスイッチＬＳ３，ＬＳ４はピストン１４２のストロークエンドにほぼ対応した位置に設けられ、その内側にリミットスイッチＬＳ４，ＬＳ５が設けられている。ピストン１４２が下死点から上死点に変位する場合を想定すると、ＬＳ６→ＬＳ５→ＬＳ４→ＬＳ３の順に各リミットスイッチがＯＮする。

制御回路１５０は、ＣＰＵや各種メモリ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されており、該制御回路１５０には各ポンプＰ１１，Ｐ１２のリミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ６から検出信号が入力される。制御回路１５０は、リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ６のＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて各ポンプＰ１１，Ｐ１２のエア流路切替弁１３９，１４９に対して制御信号を出力し、それに伴い各ポンプＰ１１，Ｐ１２のピストン部材ＰＴ１１，ＰＴ１２の進退動作（図の上下方向の往復動作）を制御する。このとき、各ピストン部材ＰＴ１１，ＰＴ１２の動作方向に応じて各液ポンプ室のいずれかから液体が吐出され、その連続する往復動作によって液体の連続吐出が可能となっている。

次に、本液体吐出システムにおける液体吐出の様子を図８のタイムチャートを用いて説明する。図８において、（ａ）は、液体の吐出圧力（圧力計Ｓによる計測圧力）の推移を示す。（ｂ）〜（ｄ）は、主ポンプＰ１１について、空圧室１３６，１３８の圧力の推移と、ピストンスロトークとをそれぞれ示す。また、（ｅ）〜（ｇ）は、補助ポンプＰ１２について、空圧室１４６，１４８の圧力の推移と、ピストンスロトークとをそれぞれ示す。（ｄ），（ｇ）では、ピストンストロークを示す縦軸に、各リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ６のＯＮ作動点を併せて図示している。

図８では、各ポンプＰ１１，Ｐ１２の初期状態として各ポンプＰ１１，Ｐ１２のピストンが下死点にある場合を想定しており、各ポンプＰ１１，Ｐ１２では、液ポンプ室１３５，１４５の容積が最大となり同液ポンプ室１３５，１４５内に液体が吸入された状態となっている。本例は、液体吐出の開始に伴い先に主ポンプＰ１１により液体吐出が開始されるようになっている。以下、図中に示した各タイミングａ，ｂ，ｃ，ｄ…ごとに動作説明する。

タイミングａ…液体の吐出開始に際し、主ポンプＰ１１側において空圧室１３６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。他方の空圧室１３８内の圧力は０のままである。これにより、ポンプ室１３５内の容積が減少（ポンプ室１３７内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴ１１が一定速度で移動し、それに伴いポンプ室１３５から所定圧力（本例では、１．４ＭＰａ）の液体が吐出される。主ポンプＰ１１側の上記の動作に併せ、補助ポンプＰ１２側では、一方の空圧室１４６内の圧力が所定圧力（本例では、６７０ｋＰａ）に加圧される。

タイミングｂ…主ポンプＰ１１のリミットスイッチＬＳ１がＯＮし、それに伴い主ポンプＰ１１側において空圧室１３６内の圧力が０とされるとともに、空圧室１３８内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ１１が反転動作する。このとき、ピストン部材ＰＴ１１の反転時には物理的な動作の遅れが生じ、主ポンプＰ１１側の吐出圧力が一時的に低下するが、補助ポンプＰ１２側において一方の空圧室１４６が加圧状態となっているために、ピストン部材ＰＴ１２が変位し、当該補助ポンプＰ１２から液体吐出が行われる。かかる場合、（ａ）に示す吐出圧力は僅かに低下するが、補助ポンプＰ１２による圧力補償動作によってほぼ同圧に保持される。ちなみに、補助ポンプＰ１２側の吐出圧力は許容圧力（例えば、１．３ＭＰａ）となっており、圧力低下に伴う支障が生じることはない。

タイミングｃ…主ポンプＰ１１のリミットスイッチＬＳ２がＯＮし、それに伴い主ポンプＰ１１側において空圧室１３８内の圧力が０とされるとともに、空圧室１３６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ１１が反転動作する。このとき、既述のタイミングｂと同様、ピストン部材ＰＴ１１の反転時には物理的な動作の遅れが生じ、主ポンプＰ１１側の吐出圧力が一時的に低下するが、補助ポンプＰ１２側において一方の空圧室１４６が加圧状態となっているために、ピストン部材ＰＴ１２が変位し、当該補助ポンプＰ１２から液体吐出が行われる。かかる場合、（ａ）に示す吐出圧力は僅かに低下するが、補助ポンプＰ１２による圧力補償動作によってほぼ同圧に保持される。

以後同様の液体吐出動作が繰り返し行われる。ただし、補助ポンプＰ１２側において、ピストン部材ＰＴ１２がストロークエンド付近に達すると、すなわちピストンストロークがリミットスイッチＬＳ４のＯＮ位置よりも上死点側になると（タイミングｄ）、空圧室１４６内の圧力が０とされるとともに、空圧室１４８内の圧力が所定圧力（本例では、６７０ｋＰａ）に加圧される。これにより、以降の圧力補償動作時には、空圧室１４８が加圧状態となっていることで補助ポンプＰ１２圧力補償が行われ、これにより吐出圧力がほぼ同圧に保持される。なお、タイミングｅでは、再び補助ポンプＰ１２側のピストン部材ＰＴ１２が反転動作する。

以上第３の実施形態によれば、液体吐出能力（発生圧力）の異なる２組の液体ポンプ（主ポンプＰ１１、補助ポンプＰ１２）においてそれぞれいずれか一方の空圧室を同時に加圧状態とし、各ポンプによる液体の同時吐出を可能としたため、通常は、発生圧力が低い方の補助ポンプＰ１２からは液体吐出は行われず、発生圧力が高い方の主ポンプＰ１２のみで液体吐出が行われる。このとき、主ポンプＰ１１は自励的に往復運動する。そして、主ポンプＰ１１においてピストン部材ＰＴ１２の反転動作に伴う一時的な吐出停止時にのみ、補助ポンプＰ１２による液体吐出が行われる。これにより、液体吐出経路内における吐出圧力の脈動が抑制できる。

補助ポンプＰ１２においてピストン部材ＰＴ１２がストロークエンド付近に達する都度、当該ピストン部材Ｐ１２を反転動作させる構成としたため、ピストン部材ＰＴ１２がストロークエンドまで達したままとなり、それに起因して吐出圧力補償が行えなくなるといった不都合が抑制できる。

［第４の実施形態］
本実施形態では、上記第３の実施形態におけるシステム構成の一部を変更したものであり、図９には本システムの構成の一部を示す。なお、図９において図示を略した構成については図７を参照されたい。

図９のシステムでは、補助ポンプＰ１２側において２つの液ポンプ室１４５，１４７を連通／遮断するための電磁駆動式のバイパス弁１６０を新たに設けている。バイパス弁１６０は制御回路１５０からの制御信号により駆動され、同バイパス弁１６０がＯＦＦ状態にあれば、２つの液ポンプ室１４５，１４７間が遮断され、同バイパス弁１６０がＯＮ状態にあれば、２つの液ポンプ室１４５，１４７間が連通されるようになっている。また、上記図７との相違点として、補助ポンプＰ１２の一方のシリンダにはピストン部材ＰＴ１２のストロークエンドを検出する一対のリミットスイッチＬＳ３，ＬＳ４が設けられている。

次に、本液体吐出システムにおける液体吐出の様子を図１０のタイムチャートを用いて説明する。図１０において、（ａ）は、液体の吐出圧力（圧力計Ｓによる計測圧力）の推移を示す。（ｂ）〜（ｄ）は、主ポンプＰ１１について、空圧室１３６，１３８の圧力の推移と、ピストンスロトークとをそれぞれ示す。また、（ｅ）〜（ｇ）は、補助ポンプＰ１２について、空圧室１４６，１４８の圧力の推移と、ピストンスロトークとをそれぞれ示す。さらに、（ｈ）は、バイパス弁１６０のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す。なお本例では、主ポンプＰ１１側の動作は基本的に上記図９に準ずるものとなっている。

タイミングａ…液体の吐出開始に際し、主ポンプＰ１１側において空圧室１３６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。他方の空圧室１３８内の圧力は０のままである。これにより、ポンプ室１３５内の容積が減少（ポンプ室１３７内の容積は増加）する方向にピストン部材ＰＴ１１が一定速度で移動し、それに伴いポンプ室１３５から所定圧力（本例では、１．４ＭＰａ）の液体が吐出される。主ポンプＰ１１側の上記の動作に併せ、補助ポンプＰ１２側では、一方の空圧室１４６内の圧力が所定圧力（本例では、６７０ｋＰａ）に加圧される。

タイミングｂ…主ポンプＰ１１のリミットスイッチＬＳ１がＯＮし、それに伴い主ポンプＰ１１側において空圧室１３６内の圧力が０とされるとともに、空圧室１３８内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ１１が反転動作する。このとき、ピストン部材ＰＴ１１の反転時には物理的な動作の遅れが生じ、主ポンプＰ１１の吐出圧力が一時的に低下するが、補助ポンプＰ１２側において一方の空圧室１４６が加圧状態となっているために、ピストン部材ＰＴ１２が変位し、当該補助ポンプＰ１２から液体吐出が行われる。かかる場合、（ａ）に示す吐出圧力は僅かに低下するが、補助ポンプＰ１２による圧力補償動作によってほぼ同圧に保持される。

タイミングｃ…主ポンプＰ１１においてピストン部材ＰＴ１１の変位が再開され、リミットスイッチＬＳ１がＯＮ→ＯＦＦに切り替わるタイミングである。このとき、補助ポンプＰ１２側において空圧室１４６内の圧力が０とされるとともに、空圧室１４８内の圧力が所定圧力（本例では、６７０ｋＰａ）に加圧される。また、バイパス弁１６０がＯＮ状態とされる。これにより、補助ポンプＰ１２側において２つの液ポンプ室１４５，１４７が同圧力となり、かかる状態において空圧室１４８内の圧力によってピストン部材ＰＴ１２が反転動作する。

タイミングｄ…補助ポンプＰ１２のリミットスイッチＬＳ４がＯＮし、それに伴い補助ポンプＰ１２側において空圧室１４６内の圧力が所定圧力（本例では、６７０ｋＰａ）に加圧されるとともに、空圧室１４８内の圧力が０とされる。これにより、ピストン部材ＰＴ１２が下死点側のストロークエンド位置に復帰する。そして、バイパス弁１６０がＯＦＦ状態とされる。

タイミングｅ…主ポンプＰ１１のリミットスイッチＬＳ２がＯＮし、それに伴い主ポンプＰ１１側において空圧室１３８内の圧力が０とされるとともに、空圧室１３６内の圧力が所定圧力（本例では、７００ｋＰａ）に加圧される。これにより、ピストン部材ＰＴ１１が反転動作する。このとき、上述したタイミングｂと同様、ピストン部材ＰＴ１１の反転時には物理的な動作の遅れが生じ、主ポンプＰ１１の吐出圧力が一時的に低下するが、補助ポンプＰ１２側において一方の空圧室１４６が加圧状態となっているために、ピストン部材ＰＴ１２が変位し、当該補助ポンプＰ１２から液体吐出が行われる。かかる場合、（ａ）に示す吐出圧力は僅かに低下するが、補助ポンプＰ１２による圧力補償動作によってほぼ同圧に保持される。

タイミングｆ…主ポンプＰ１１においてピストン部材ＰＴ１１の変位が再開され、リミットスイッチＬＳ２がＯＮ→ＯＦＦに切り替わるタイミングである。このとき、バイパス弁１６０がＯＮ状態とされる。これにより、補助ポンプＰ１２側において、２つの液ポンプ室１４５，１４７が同圧力となり、空圧室１４６内の圧力によってピストン部材ＰＴ１２が上死点側に変位する。

タイミングｇ…補助ポンプＰ１２のリミットスイッチＬＳ３がＯＮし、それに伴い補助ポンプＰ１２側において空圧室１４８内の圧力が所定圧力（本例では、６７０ｋＰａ）に加圧されるとともに、空圧室１４６内の圧力が０とされる。これにより、ピストン部材ＰＴ１２が上死点側のストロークエンド位置で停止する。そして、バイパス弁１６０がＯＦＦ状態とされる。

それ以降、図示のとおり上記と同様の動作が繰り返される。このとき、主ポンプＰ１１のピストン部材ＰＴ１１の動作が一旦停止し、その後反転側に再始動する都度、バイパス弁１６０が一時的にＯＮ状態とされ、補助ポンプＰ１２のピストン部材ＰＴ１２がいずれかのストロークエンド位置に変位する。したがって、主ポンプＰ１１側でのピストン反転の都度、補助ポンプＰ１２のピストン部材ＰＴ１２がストロークエンド位置を始点として移動することとなる。

以上第４の実施形態によれば、上述した第３の実施形態と同様に、液体吐出能力（発生圧力）の異なる２組の液体ポンプ（主ポンプＰ１１、補助ポンプＰ１２）を用いた構成において液体吐出経路内における吐出圧力の脈動が抑制できる。また、第４の実施形態では特に、補助ポンプＰ１２は、主ポンプＰ１１のピストン反転における吐出休止時間（例えば、図１０のｂ〜ｃ間、ｅ〜ｆ間の時間）分をカバーするのに足りるだけの液体吐出能力（吐出容量）を有するものであれば良く、その小型化が可能となる。また、補助ポンプＰ１２側の制御は、ピストン部材ＰＴ１２のストロークエンド検出に基づく比較的簡易なもので良く、制御系の構成の簡素化が可能となる。

［第５の実施形態］
本実施形態では、液体ポンプを３つ有する液体吐出システムについて説明する。図１１は、本実施形態の液体吐出システムを示す油圧回路図である。図１１において、補償ポンプブロックＸ１は前述の図４の構成（２組の液体ポンプとして第１ポンプＰ１，第２ポンプＰ２を有する構成）をそのまま流用しており、この構成に対して並列に追加ポンプブロックＸ２を追加した構成となっている。図４と重複する構成については同一の符号を付し、その説明を簡略する。

本システム構成では、補償ポンプブロックＸ１において２組の液体ポンプＰ１，Ｐ２の協働により圧力補償がなされつつ液体の連続吐出が行われ、この構成に対して追加ポンプブロックＸ２が追加されることで、吐出圧力を一定に保持しつつ流量増大が図られている。

補償ポンプブロックＸ１には２つの液体ポンプ（第１ポンプＰ１，第２ポンプＰ２）が設けられており、このうち第１ポンプＰ１では、エア流路切替弁１０９の制御状態に基づく空圧室１０６，１０８の圧力変化に伴いピストン部材ＰＴ１が往復動する。これにより、２つのポンプ室１０５，１０７のいずれかから液体が吐出される。また、第２ポンプＰ２では、エア流路切替弁１１９の制御状態に基づく空圧室１１６，１１８の圧力変化に伴いピストン部材ＰＴ２が往復動する。これにより、２つのポンプ室１１５，１１７のいずれかから液体が吐出される。エア流路切替弁１０９，１１９の切替動作は補償動作制御回路１２０により制御される。

また、追加ポンプブロックＸ２には追加ポンプＰ３が設けられている。追加ポンプＰ３では、エア流路切替弁１７１の制御状態に基づく空圧室１７３，１７４の圧力変化に伴いピストン部材ＰＴ３が往復動する。これにより、２つのポンプ室１７５，１７６のいずれかから液体が吐出される。追加ポンプＰ３には、２つのリミットスイッチＬＳ９，ＬＳ１０が設けられており、それらのリミットスイッチＬＳ９，ＬＳ１０によってピストン部材ＰＴ３がストロークエンド付近に達したことが検出される。エア流路切替弁１７１の切替動作は追加ポンプ制御回路１８０により制御される。

ここで、補償動作制御回路１２０では、２組の液体ポンプＰ１，Ｐ２を用いた圧力補償制御が実施されるのに対し、追加ポンプ制御回路１８０では、補償動作制御回路１２０とは独立して追加ポンプＰ３の制御が実施される。具体的には、追加ポンプ制御回路１８０では、追加ポンプＰ３のピストン部材ＰＴ３がストロークエンドに達する都度、その往復動作を反転させる制御が実施される。これにより、追加ポンプブロックＸ２では、補償ポンプブロックＸ１とは独立して（自励的に）液体吐出が行われる。

補償ポンプブロックＸ１及び追加ポンプブロックＸ２から各々吐出される液体は、各ブロックの下流部において同一の吐出配管部Ｈａを介して液体吐出先に供給されるようになっている。

図１２は、本液体吐出システムにおける液体吐出の様子を示すタイムチャートである。図１２において、（ａ）は、液体の吐出圧力（圧力計Ｓによる計測圧力）の推移を示す。（ｂ）〜（ｇ）は補償ポンプブロックＸ１における動作を、（ｈ）〜（ｊ）は追加ポンプブロックＸ２の動作を示す。

補償ポンプブロックＸ１の動作は、前述の図５の動作（第２の実施形態で説明したポンプ動作）と概ね等しいものであり、ここではその詳細な説明を省略する。この場合、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２では、液体吐出が重複しかつ各ピストン部材ＰＴ１，ＰＴ２の反転タイミングが重ならないようにして、各ポンプＰ１，Ｐ２の制御（エア流路切替弁１０９，１１９の切替制御）が行われる。これにより、一方のポンプでピストン部材が反転し、それに伴い液体吐出が一時的に休止されても他方の液体ポンプでの液体吐出によって液体の連続吐出が補償される。したがって、液体の吐出期間中は全期間を通じて液体の吐出圧力が一定のまま保持される。

一方、追加ポンプブロックＸ２の動作は、前述の図３の動作（第１の実施形態で説明したポンプ動作）と概ね等しいものであり、ここではその詳細な説明を省略する。この場合、追加ポンプＰ３では、ピストン部材ＰＴ３がストロークエンドに達する都度、すなわちリミットスイッチＬＳ９，ＬＳ１０のいずれかがＯＮになる都度、当該ピストン部材ＰＴ３の反転動作が行われる。

以上詳述した第５の実施形態によれば、補償ポンプブロックＸ１における圧力補償機能によって吐出圧力の調整がなされる。また、追加ポンプブロックＸ２によって液体吐出流量の増加が図られる。したがって、液体の吐出圧力を一定に保持しつつ流量増大を図ることができる。またこの場合、追加ポンプブロックＸ２では、自励的でかつ比較的単純なポンプ制御が実施されるため、液体ポンプの追加に起因して過度な制御機能の複雑化が生じることはなく、簡易に液体ポンプの追加を行うことができる。

［他の実施形態］
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記各実施形態では、各液体ポンプにおいてピストン部材の位置検出のために磁気式のリミットスイッチを適宜設置したが、この構成を変更し、位置検出手段として近接スイッチ、リニアエンコーダ、リニアポテンションメータ等を設置する構成としても良い。ピストン部材の移動速度と流量とは相関を有するため、リニアセンサの検出結果により常時流量の把握が可能になる。

上記各実施形態では、吸入側開閉弁及び吐出側開閉弁としてチェック弁６３〜６６等を用いたがこれを変更する。例えば、図１３の（ａ）に示すように、チェック弁６３〜６６に代えて、電磁駆動式の制御弁１９１，１９２，１９３，１９４を設ける。この場合、液体吸入経路の分岐部分にはそれぞれ吸入制御弁１９１，１９２を設け、液体吐出経路の分岐部分にはそれぞれ吐出制御弁１９３，１９４を設ける。又は、図１３の（ｂ）に示すように、更に液体ポンプの２つのポンプ室間を連通又は遮断するバイパス弁１９５を設ける構成としても良い。

上記第５の実施形態では、同等の液体吐出能力（発生圧力）を有する２組の液体ポンプを用いて補償ポンプブロックＸ１を具体化した事例を説明したが、これを変更する。例えば、液体吐出能力（発生圧力）の異なる２組の液体ポンプを用いて補償ポンプブロックＸ１を具体化しても良い。この場合、第３の実施形態又は第４の実施形態で説明したように、主ポンプＰ１１と補助ポンプＰ１２との組み合わせから２組の液体ポンプを用いると良い。

また、上記第５の実施形態の如く補償ポンプブロックＸ１と追加ポンプブロックＸ２とを有する構成において、液体流量に応じて各ポンプブロックＸ１，Ｘ２における液体吐出態様を変更しても良い。具体的には、液体流量が比較的多い場合には、補償ポンプブロックＸ１及び追加ポンプブロックＸ２の双方を用いて液体吐出を行わせるのに対し、同流量が比較的少ない場合には、補償ポンプブロックＸ１のみを用いて液体吐出を行わせる。これにより、要否に応じてシステムの一部を休止させることができ、エネルギ消費を適正に調整できる。またこの場合、液体流量の変更を容易に行うことができる。ピストン部材の移動速度を調整し、常に安定速度でピストン部材を往復動させることも可能となる。ピストン部材の動作が安定することで、安定した液体吐出が実現できる。なお、液体流量の大きさは、リニアセンサ等により測定したり、リミットスイッチの動作時間間隔から推定したりすれば良い。また、都度の要求流量に応じて液体吐出態様を変更することも可能である。

液体吐出配管内の吐出圧力を検出する圧力センサを設け、該圧力センサの検出結果に基づいて液体ポンプの空圧室に対するエア圧力の制御を行う構成としても良い。例えば、吐出圧力の低下を検知した場合に、ピストン部材を反転動作させたりする。

本発明の流体供給システムを、油圧クランプ装置や油圧プレス装置といった油圧アクチュエータにおける油圧供給システムとして実用化することも可能である。かかる場合、油悪アクチュエータにおいて適正な油圧出力が得られることとなる。

液体ポンプの構成を示す断面図である。 液体吐出システムの概要を示す油圧回路図である。 液体吐出システムにおける液体吐出動作を示すタイムチャートである。 第２実施形態における液体吐出システムの概要を示す油圧回路図である。 第２実施形態における液体吐出動作を示すタイムチャートである。 第２実施形態における液体吐出動作を示すタイムチャートである。 第３実施形態における液体吐出システムの概要を示す油圧回路図である。 第３実施形態における液体吐出動作を示すタイムチャートである。 第４実施形態における液体吐出システムの概要を示す油圧回路図である。 第４実施形態における液体吐出動作を示すタイムチャートである。 第５実施形態における液体吐出システムの概要を示す油圧回路図である。 第５実施形態における液体吐出動作を示すタイムチャートである。 吸入側開閉弁及び吐出側開閉弁に関する別例を示す図である。

符号の説明

１０…液体ポンプ、１１，１２…シリンダケース、１３…ロッドカバー、１５…ロッド、１６，１７…液通路、３１，４１…ピストン、５１，５２…液ポンプ室、５５，５６…空圧室、６３〜６６…チェック弁、７１…空圧源、７３…エア流路切替弁、８０…制御回路、１０１…ロッド、１０２，１０３…ピストン、１０５，１０７…液ポンプ室、１０６，１０８…空圧室、１０９…エア流路切替弁、１１１…ロッド、１１２，１１３…ピストン、１１５，１１７…液ポンプ室、１１６，１１８…空圧室、１１９…エア流路切替弁、１２０…制御回路（補償動作制御回路）、１３１…ロッド、１３２，１３３…ピストン、１３５，１３７…液ポンプ室、１３６，１３８…空圧室、１３９…エア流路切替弁、１４１…ロッド、１４２，１４３…ピストン、１４５，１４７…液ポンプ室、１４６，１４８…空圧室、１４９…エア流路切替弁、１５０…制御回路、１６０…バイパス弁、１７１…エア流路切替弁、１７３，１７４…空圧室、１７５，１７６…ポンプ室１７５，１７６、１８０…追加ポンプ制御回路、１９１〜１９４…制御弁、Ｈａ…吐出配管部、Ｐ１〜Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２…液体ポンプ、ＰＴ，ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ１１，ＰＴ１２…ピストン部材、Ｘ１…補償ポンプブロック、Ｘ２…追加ポンプブロック。

Claims (15)

1. シリンダ部材と、
   前記シリンダ部材の内部空間を軸方向に２つに仕切る仕切部材と、
   前記仕切部材を貫通して設けられるロッド部、及びその両端部に取り付けられ前記シリンダ部材内を摺動する２つのピストン摺動部を有するピストン部材と、
   を備え、
   前記シリンダ部材内において前記仕切部材と前記２つのピストン摺動部とにより２つのポンプ室を区画形成するとともに、前記ピストン摺動部を挟んで各ポンプ室とは逆側に、ピストン摺動部に対して操作圧力を付加する２つの圧力作用室を有し、さらに前記２つのポンプ室に各々連通する２つの流体入出通路を有することを特徴とする流体ポンプ。
2. 前記シリンダ部材は２つのシリンダケースからなり、該２つのシリンダケースの間に前記仕切部材を介在させてこれら各部材を連結するとともに、前記仕切部材に前記流体入出通路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流体ポンプ。
3. 前記２つの圧力作用室に択一的に圧縮空気が導入され、いずれの圧力作用室が加圧されたかに応じて、前記ポンプ室を通じて流体を吸入又は吐出させることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体ポンプ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の流体ポンプを用いた流体供給システムであって、
   流体吸入経路及び流体吐出経路の一部をそれぞれ分岐させて前記２つのポンプ室の各流体入出通路に接続するとともに、流体吸入経路の分岐部分にはそれぞれ吸入側開閉弁を、流体吐出経路の分岐部分にはそれぞれ吐出側開閉弁を設け、
   他方、前記２つの圧力作用室に、同圧力作用室に対して圧縮空気を供給するための圧力調整手段を接続したことを特徴とする流体供給システム。
5. 前記ピストン部材のストローク位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出したピストン部材のストローク位置に応じて前記圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項４に記載の流体供給システム。
6. 前記位置検出手段による検出位置として前記ピストン部材のストロークエンド又はその近傍位置を含み、
   前記制御手段は、前記ピストン部材がストロークエンド又はその近傍位置に達したことが前記位置検出手段により検出されたタイミングで、前記ピストン部材が反転動作するよう前記圧力調整手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の流体供給システム。
7. ２組の流体ポンプを用い、各流体ポンプからの吐出流体を共通の流体吐出経路を介して流体供給先に供給するようにした流体供給システムであって、
   前記制御手段は、前記２組の流体ポンプの流体吐出が重複しかつ各ピストン部材の反転タイミングが重ならないようにして、流体ポンプごとに設けた圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御することを特徴とする請求項５に記載の流体供給システム。
8. 前記２組の流体ポンプに設けた各位置検出手段はその検出位置として前記ピストン部材のストロークエンド及びストロークエンド直前位置を含み、
   前記制御手段は、一方の流体ポンプにおいて前記ピストン部材がピストンストローク直前位置に達したことが前記位置検出手段により検出されたタイミングで、他方の流体ポンプにおいて流体吐出が開始されるよう、前記圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御することを特徴とする請求項７に記載の流体供給システム。
9. 前記制御手段は、前記２組の流体ポンプにおいてそれぞれいずれか一方の前記圧力作用室が同時に加圧状態となる期間を設定することで、前記２組の流体ポンプの流体吐出を重複させることを特徴とする請求項７又は８に記載の流体供給システム。
10. 主ポンプと、この主ポンプよりも発生圧力が低い補助ポンプとからなる２組の流体ポンプを用い、各流体ポンプからの吐出流体を共通の流体吐出経路を介して流体供給先に供給するようにした流体供給システムであって、
    前記制御手段は、前記２組の流体ポンプにおいてそれぞれいずれか一方の前記圧力作用室が同時に加圧状態となるようにして、流体ポンプごとに設けた圧力調整手段による圧縮空気の供給状態を制御することを特徴とする請求項５に記載の流体供給システム。
11. 前記補助ポンプにそのピストン部材がストロークエンド付近にあることを検出する位置検出手段を設け、
    前記制御手段は、前記補助ポンプにおいてピストン部材がストロークエンド付近に達した場合に当該ピストン部材を反転動作させることを特徴とする請求項１０に記載の流体供給システム。
12. 前記補助ポンプにおいてその２つのポンプ室間を連通又は遮断する開閉弁を設け、
    前記制御手段は、前記主ポンプにおけるピストン部材反転に伴う流体吐出の再開がなされたことを判定し、その流体吐出再開の直後に、前記開閉弁を一時的に開放して前記補助ポンプの２つのポンプ室間を連通させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の流体供給システム。
13. 前記２組の流体ポンプとその各ポンプに付随して設けられる圧力調整部とからなる第１ポンプブロックと、
    前記２組の流体ポンプとは別体の流体ポンプと同ポンプに付随して設けられる圧力調整部とからなる第２ポンプブロックと、を備え、
    前記各ポンプブロックからの吐出流体を共通の流体吐出経路を介して流体供給先に供給するようにした流体供給システムであって、
    前記第１ポンプブロックに、前記２組の流体ポンプによる圧力補償機能を有する第１制御手段を設けるとともに、前記第２ポンプブロックに、前記第１制御手段とは独立したポンプ制御機能を有する第２制御手段を設けたことを特徴とする請求項７乃至１２に記載の流体供給システム。
14. 前記第２制御手段は、前記第２ポンプブロック側のポンプ制御として、流体ポンプのピストン部材がストロークエンドに達する都度、その往復動作を反転させる制御を実施することを特徴とする請求項１３に記載の流体供給システム。
15. 流体流量が比較的多い場合には、前記第１，第２ポンプブロックの双方を用いて流体吐出を行わせるのに対し、同流量が比較的少ない場合には、前記第１ポンプブロックのみを用いて流体吐出を行わせることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の流体供給システム。

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