JP5775575B2 - モータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置 - Google Patents

Description

本発明は、概して複合成分の噴霧システムに関し、具体的には少なくとも２つのポンプを有した往復動式流体混合装置に関する。

流体混合装置は、分離した複数の不活性流体成分を受け取り、所定の比率でそれら成分を混合した後、活性化した材料としてそれら成分を供給する供給機構を有している。例えば、個別にはそれぞれ不活性であって、樹脂成分及び活性化剤と混合した後に固化するようなエポキシとポリウレタンとを供給するために流体混合装置が用いられる。但し、混合すると、混合物のクロスリンキング、硬化、そして固化へと至るような化学反応が直ちに始まる。従って、２つの成分は、隔離された状態をできる限り長く維持できるよう、混合装置内において分離して移動する。それぞれ別個に圧送された各成分をマニホールドが受け取り、このマニホールドに連通するスプレーヤから混合物が供給されるように各成分の混合が行われる。

典型的な流体混合装置は、別々の流体収納容器からそれぞれ別個に流体を取り出し、加圧流体を混合室に圧送する１対の容積式ポンプを備えている。これら容積式ポンプは、往復動する駆動軸を有した空気圧式モータまたは液圧式モータからなるのが一般的な共通のモータにより同時に駆動される。流体成分が１：１の比率で供給され、２つの容積式ポンプが等しい行程容積を有する場合、このような構成は単純であり、且つ設計も容易である。このような構成における力のバランスは、両容積式ポンプの中央位置にモータを配設することによって十分適切なものとすることが可能である。即ち、両容積式ポンプとモータとの間に生じるそれぞれの力は等しくなる。

しかしながら多くの場合、エポキシ及びポリウレタンの２つの成分の比率は１：１ではない。一般的に、第１の主成分の濃度の方が、第２の副成分の濃度より高くなければならない。このような場合、一方のポンプの行程容積は、他方のそれよりも大きくなければならない。但し、このようなシステムは、単に両ポンプの中央位置にモータを配設するだけでは設計することができない。それぞれのポンプを駆動するのに必要な力は相違しており、モータを中央位置に配設することにより、好ましくない固着、摩耗、漏洩を引き起こすような横荷重が発生することになる。

従来の流体混合装置では、２つの成分を供給するために３つのポンプが用いられてきた。例えば、行程容積の等しい２つのポンプが用いられる。これらのポンプは、それぞれが主成分の必要量の半分ずつを供給し、これらポンプの中央位置に空気圧式モータが配設される。必要量の副成分を供給するのに第３のポンプが用いられ、この第３のポンプは、空気圧式モータに直列に配設される。従って、これら３つのポンプから与えられる力は、空気圧式モータの全ての方向でバランスのとれたものとなる。

言うまでもなく、従来の２成分流体混合装置は付加的な構成要素を用いる必要があるため、装置の重量、大きさ、及びコストが増大する。２成分混合装置に第３のポンプを一体化するには、補助ポンプ、圧力計、マニホールド、及びホースが必要となる。例えば、流体供給源から、同じ流体を供給する２つのポンプの流入口へと流体を分離して供給する供給管が必要となる。更に、同じ流体を供給する２つのポンプの吐出口から吐出される流体を統合する合流室が必要となる。これらの付加要素により装置の複雑性が増し、操作の容易性が低下する。また、生成される成分の粘度の増大のため、流体成分を圧送するために用いられるモータのサイズを大きくする必要がある。これにより、付加的なポンプの駆動が不十分となることもある。このため、複合成分混合装置の改善が望まれている。

本発明はモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置に関するものである。本発明の、モータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置は、取付プレートと、第１容積式ポンプ及び第２容積式ポンプと、第１タイロッド及び第２タイロッドと、ポンプ用結合部材と、モータとを備える。第１タイロッドは第１容積式ポンプを、また第２タイロッドは第２容積式ポンプを、それぞれ取付プレートに固定的に連結する。第１容積式ポンプ及び第２容積式ポンプは、それぞれがポンプ軸を有する。ポンプ用結合部材は、第１タイロッド及び第２タイロッドに摺動可能に接続されると共に、第１容積式ポンプ及び第２容積式ポンプのポンプ軸がそれぞれ接続されている。モータは、調整可能に取付プレートに結合され、駆動軸を有する。駆動軸は、モータから延設され、取付プレートを貫通してポンプ用結合部材に調整可能に接続されている。

モータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置の斜視図である。 空気圧式モータを１対のポンプに連結するタイロッドを示す、図１のデュアルポンプ式流体混合装置の背面側の詳細な斜視図である。 空気圧式モータ及びポンプの取付プレートへの結合を示す、図１及び図２のデュアルポンプ式流体混合装置の分解斜視図である。 図２の４−４線に沿うデュアルポンプ式流体混合装置の断面を示す図である。 ポンプに対する空気圧式モータの位置の計測に用いる表示部分を示す、図１のデュアルポンプ式流体混合装置の正面側の詳細な斜視図である。

図１は、本発明に係るデュアルポンプ式流体混合装置１０の斜視図である。デュアルポンプ式流体混合装置１０は、手押し車１２に搭載されており、空気圧式モータ１４、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂ、流体マニホールド１８、混合室２０、並びに流体収納容器２２Ａ及び流体収納容器２２Ｂを備える。空気圧式モータ１４が流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂを駆動することにより、流体収納容器２２Ａ及び流体収納容器２２Ｂから供給される流体が、固定的な混合用流出管２４に連通するスプレーガン（図示せず）によって吐出される前に、混合室２０内で混合される。エア供給口２６から高圧の加圧エアがデュアルポンプ式流体混合装置１０に供給されるようになっている。ホース（図示せず）によって、エア供給口２６がメインエア調整器２８に連通しており、メインエア調整器２８は、加圧エアを空気圧式モータ１４に供給するための切換器、またはバルブを備えている。空気圧式モータ１４は、取付プレート３２を介し、手押し車１２の台座３０に装着されている。

空気圧式モータ１４は、従来から公知の任意の空気圧式モータからなる。別の実施形態では、液圧式モータが用いられる。なお、往復動する駆動軸を有したモータであれば、どのような形式のものが用いられてもよい。図２及び図３を参照して詳細を説明すると、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂは、空気圧式モータ１４が流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂを駆動できるように、空気圧式モータ１４の下方に支持されている。空気圧式モータ１４の作動により、流体収納容器２２Ａ内の流体が流体ポンプ１６Ａに、また流体収納容器２２Ｂ内の流体が流体ポンプ１６Ｂに、それぞれ引き込まれ、流体マニホールド１８に吐出される。流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂは、往復動するポンプ軸を有した従来型の公知の容積式ポンプからなる。流体マニホールド１８は、流体を２系統に分離したまま、混合室２０への流動を調整する。混合室２０は、固定な混合用流出管２４に向かうその流路内で２種の流体を合流させる。従って、２種の流体は、固定的な混合用流出管２４に流入するまで混ざり合わないようになっている。流体マニホールド１８は、流体ポンプ１６Ａによって生成される流体圧を表示する圧力計３３Ａ、及び流体ポンプ１６Ｂによって生成される流体圧を表示する圧力計３３Ｂを備えている。図３及び図４を参照して詳細に説明すると、取付プレート３２上の空気圧式モータ１４の位置は、空気圧式モータ１４に対する流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂの力が釣り合うように、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂに対して調整可能となっている。

図２は、空気圧式モータ１４を流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂに連結する支持用タイロッド３４Ａ〜３４Ｄ並びにポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂを示す、図１のデュアルポンプ式流体混合装置１０の背面側の詳細な斜視図である。図１がデュアルポンプ式流体混合装置１０の正面側を示すのに対し、図２は、空気圧式モータ１４、並びに流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂの背面側を示している。

空気圧式モータ１４は、図４に示すように、取付プレート３２と結合されている。支持用タイロッド３４Ａ〜３４Ｄは、その上端が取付プレート３２に接続されると共に、下端がポンプハウジング３８Ａ及びポンプハウジング３８Ｂに接続されている。即ち、支持用タイロッド３４Ａ、支持用タイロッド３４Ｃ、及びポンプ用タイロッド３６Ａが、流体ポンプ１６Ａのポンプハウジング３８Ａを取付プレート３２に連結しており、支持用タイロッド３４Ｂ、支持用タイロッド３４Ｄ、及びポンプ用タイロッド３６Ｂが、流体ポンプ１６Ｂのポンプハウジング３８Ｂを取付プレート３２に連結している。ポンプハウジング３８Ａ及びポンプハウジング３８Ｂは、支持用タイロッド３４Ａ及び支持用タイロッド３４Ｂに接続されたリンク４０Ａ（図３）を用いて互いに連結されている。もう１つのリンク４０Ｂ（図２及び図３）が、支持用タイロッド３４Ｃ及び支持用タイロッド３４Ｄに接続されている。リンク４０Ａ及びリンク４０Ｂは、異なるポンプハウジングに接続されて隣接する支持用タイロッドに接続されている。

ポンプ用タイロッド３６Ａは、その上端が取付プレート３２に、また下端がポンプハウジング３８Ａにそれぞれ接続され、ポンプ用タイロッド３６Ｂは、その上端が取付プレート３２に、また下端がポンプハウジング３８Ｂにそれぞれ接続されている。ポンプ用タイロッド３６Ａおよびポンプ用タイロッド３６Ｂは、ポンプ用結合部材４２を貫通して延設されている。ポンプ結合部材４２内において、ブッシング４４Ａがポンプ用タイロッド３６Ａの外周に、またブッシング４４Ｂがポンプ用タイロッド３６Ｂの外周にそれぞれ設けられている。駆動軸４６が、空気圧式モータ１４から取付プレート３２を貫通して延設され、ポンプ結合部材４２に接続されている。また、ポンプ用結合部材４２は、流体ポンプ１６Ａのポンプ軸４８Ａ、及び流体ポンプ１６Ｂのポンプ軸４８Ｂにもそれぞれ接続されている。

駆動軸４６がポンプ用結合部材４２を往復動させ、ポンプ用結合部材４２は、ブッシング４４Ａを介してポンプ用タイロッド３６Ａに沿って摺動すると共に、ブッシング４４Ｂを介してポンプ用タイロッド３６Ｂに沿って摺動する。ポンプ用結合部材４２はポンプ軸４８Ａ及びポンプ軸４８Ｂを往復動させ、ポンプ軸４８Ａ及びポンプ軸４８Ｂの往復動により、図１に基づき説明したように、流体ポンプ１６Ａが流体収納容器２２Ａから吸引した流体を流体マニホールド１８内に吐出すると共に、流体ポンプ１６Ｂが流体収納容器２２Ｂから吸引した流体を流体マニホールド１８内に吐出する。支持用タイロッド３４Ａ〜３４Ｄ、並びにポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂは、空気圧式モータ１４及び取付プレート３２に対し、ポンプハウジング３８Ａ及びポンプハウジング３８Ｂを静止状態に保持する。ポンプ用結合部材４２、並びにポンプ軸４８Ａ及びポンプ軸４８Ｂは、駆動軸４６から伝達される動力により、取付プレート３２と、ポンプハウジング３８Ａ及びポンプハウジング３８Ｂとの間で往復動する。

取付プレート３２が、支持用タイロッド３４Ａ〜３４Ｄ、並びにポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂに対する空気圧式モータ１４の横方向への移動を許容することにより、ポンプ軸４８Ａ及びポンプ軸４８Ｂに対する駆動軸４６の位置をずらすことができる。図３に示すように、取付プレート３２は、空気圧式モータ１４の移動を許容する複数の溝孔を備え、ポンプ用結合部材４２が、駆動軸４６の移動を許容する溝孔と、ポンプ軸４８Ａ及びポンプ軸４８Ｂに沿ったポンプ用結合部材４２の摺動を許容する孔とを備えている。

図３は、図１及び図２のデュアルポンプ式流体混合装置１０の分解斜視図である。デュアルポンプ式流体混合装置１０は、空気圧式モータ１４、並びに流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂを備える。空気圧式モータ１４は、モータ用タイロッド５０Ａ〜５０Ｃを用いて取付プレート３２に結合され、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂが支持用タイロッド３４Ａ〜３４Ｄ、並びにポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂを用いて取付プレート３２に結合されている。取付プレート３２は、モータ用溝孔５２Ａ〜５２Ｃ、軸用縦長孔５４、取付用貫通孔５６Ａ〜５６Ｄ、並びに取付用貫通孔５８Ａ及び取付用貫通孔５８Ｂを備えている。空気圧式モータ１４と取付プレート３２との間には、摺動部材５７が配設されている。組み立てられた状態にあるとき、モータ用タイロッド５０Ａ〜５０Ｃはモータ用溝孔５２Ａ〜５２Ｃ内に延びている。図に示すように、摺動部材５７は、モータ用タイロッド５０Ｃがモータ用溝孔５２Ｃ内に挿入される手前側でモータ用タイロッド５０Ｃを受容する孔を備えている。取付用貫通孔５６Ａ〜５６Ｄにはそれぞれ支持用タイロッド３４Ａ〜３４Ｄが固定される。組み立てられた状態にあるとき、ポンプ用タイロッド３６Ａは、その上端が取付用貫通孔５８Ａに固定されると共に、下端がポンプ用結合部材４２に接続され、ポンプ用タイロッド３６Ｂは、その上端が取付用貫通孔５８Ｂに固定されると共に、下端がポンプ用結合部材４２に接続される。

駆動軸４６は、軸用縦長孔５４内に延びており、延長部材６０及び連結部材６１を備える。延長部材６０は、ポンプ用結合部材４２に接続されるヘッド部６２を備える。延長部材６０は駆動軸ナット６４を有し、ゲージ６５が延長部材６０の外周に嵌合して取付プレート３２に沿って摺動するようになっている。組み立てられた状態にあるとき、駆動軸ナット６４はゲージ６５に向けて締め付けられ、ポンプ用結合部材４２に延長部材６０（及び駆動軸４６）を固定する。

組み立てられた状態において、ポンプ用タイロッド３６Ａは取付用貫通孔５８Ａから、ポンプ用タイロッド３６Ｂは取付用貫通孔５８Ｂから、それぞれポンプ用結合部材４２に向けて下方に延設される。ポンプ用結合部材４２は、軸用溝６６、並びにタイロッド用貫通孔６８Ａ及びタイロッド用貫通孔６８Ｂを備える。ポンプ用タイロッド３６Ａはブッシング４４Ａ及びタイロッド用貫通孔６８Ａを貫通し、ポンプ用タイロッド３６Ｂはブッシング４４Ｂ及びタイロッド用貫通孔６８Ｂを貫通する。ポンプ用タイロッド３６Ａはポンプハウジング３８Ａに接続され、ポンプ用タイロッド３６Ｂはポンプハウジング３８Ｂに接続される。例えば、ポンプ用タイロッド３６Ａはナット７２Ａを用いてフランジ７０Ａに固定される。ポンプ用タイロッド３６Ｂも同様にナット７２Ｂを用いてフランジ（図示せず）に固定される。同じように、支持用タイロッド３４Ａ〜３４Ｄが取付プレート３２から下方に向け、ポンプハウジング３８Ａ及びポンプハウジング３８Ｂに配設されたフランジまで延設され、ナット７４Ａ〜７４Ｄを用いて固定される。例えば、支持用タイロッド３４Ａはナット７４Ａを用いてフランジ７６Ａに固定され、支持用タイロッド３４Ｂはナット７４Ｂを用いてフランジ７６Ｂに固定される。図４に示すように、ポンプ軸４８Ａのアダプタ７８Ａ及びポンプ軸４８Ｂのアダプタ７８Ｂが、ポンプ用結合部材４２の下面にある連結部に接続される。

図４は、図２の４−４線に沿うデュアルポンプ式流体混合装置１０の断面を示す図である。デュアルポンプ式流体混合装置１０は、空気圧式モータ１４、取付プレート３２及びポンプ用結合部材４２を備えている。空気圧式モータ１４は、ハウジング８０、モータ基部８２、ピストン８４、駆動軸４６、連結部材６１、及び延長部材６０を備える。取付プレート３２は、モータ用溝孔５２Ａ〜５２Ｃ（モータ用溝孔５２Ａは図３に示す）、軸用縦長孔５４、取付用貫通孔５６Ａ〜５６Ｄ（図４には取付用貫通孔５６Ｂのみを示す）、並びに取付用貫通孔５８Ａ及び取付用貫通孔５８Ｂを備える。モータ用タイロッド５０Ａ〜５０Ｃ（モータ用タイロッド５０Ａは図３に示す）は、モータ用ナット８６Ａ〜８６Ｃを用い、モータ基部８２を取付プレート３２に連結する。支持用タイロッド３４Ａ及び支持用タイロッド３４Ｂ、並びにポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂは、取付プレート３２を流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂ（図３）に連結する。

ポンプ用結合部材４２は、ポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂを、連結部材６１を介して駆動軸４６に連結された延長部材６０のヘッド部６２と接続している。ポンプ用結合部材４２は、ポンプ軸４８Ａのアダプタ７８Ａと結合する連結用受口８８Ａ、及びポンプ軸４８Ｂのアダプタ７８Ｂと結合する連結用受口８８Ｂを備える。これら連結用受口８８Ａ及び連結用受口８８Ｂは、アダプタ７８Ａ及びアダプタ７８Ｂと螺合するネジ山が形成されてポンプ用結合部材４２の下面に開口する穴からなる。軸用溝６６は、縦長溝９２、底部９４、フランジ部９６、及び挿入用開口９８を備える。軸用溝６６並びに連結用受口８８Ａ及び連結用受口８８Ｂは、任意の公知の機械加工技術を用いた切削加工によりポンプ用結合部材４２に形成される。駆動軸４６の往復動は、ハウジング８０内のピストン８４の一方の側と他方の側とに交互に加圧エアを導入することによって得られ、この往復動により、ポンプ用結合部材４２をポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂに沿って摺動させると共に、ポンプ軸４８Ａ及びポンプ軸４８Ｂを駆動する。

図４に示すように、軸用縦長孔５４は、ポンプ用結合部材４２に縦長に形成された軸用溝６６の直上に位置して取付プレート３２に形成された縦長の孔からなる。軸用縦長孔５４は、全体として、ポンプ用タイロッド３６Ａを受容する取付用貫通孔５８Ａとポンプ用タイロッド３６Ｂを受容する取付用貫通孔５８Ｂとの間に延びるように指向されている。ポンプ用タイロッド３６Ａとポンプ用タイロッド３６Ｂとは、ポンプ軸４８Ａ及びポンプ軸４８Ｂを含む平面と同一平面状において互いに平行に延設されている。即ち、軸用縦長孔５４は、流体ポンプ１６Ａの中心と流体ポンプ１６Ｂの中心とを通過して延びる横方向軸に沿って延設されている。同様に、軸用溝６６は、全体として、ポンプ用結合部材４２のタイロッド用貫通孔６８Ａとタイロッド用貫通孔６８Ｂとの間に延びるように指向されている。即ち、軸用溝６６は、流体ポンプ１６Ａの中心と流体ポンプ１６Ｂの中心とを通過して延びる横方向軸に沿って延設されている。従って、軸用縦長孔５４は軸用溝６６と平行である。モータ用タイロッド５０Ａ〜５０Ｃのためのモータ用溝孔５２Ａ〜５２Ｃも、軸用縦長孔５４及び軸用溝６６の指向方向と平行に取付プレート３２に沿って指向され、取付プレート３２に形成された縦長孔からなる。

モータ用タイロッド５０Ａ〜５０Ｃは、それぞれ対応するモータ用溝孔５２Ａ〜５２Ｃ内で摺動するネック付き下端部（図３）を有している。モータ用ナット８６Ａ〜８６Ｃがこれらのネック付き下端部に螺合し、取付プレート３２に組み付けられている。延長部材６０のヘッド部６２は、軸用溝６６内に挿入されている。具体的には、縦長溝９２の一端側に位置する挿入用開口９８からヘッド部６２を縦長溝９２内に挿入した後、縦長溝９２の中間部分に向けて摺動させる。ヘッド部６２は、縦長溝９２内で底部９４上を摺動する。ヘッド部６２の上部に重なるようにフランジ部９６が延設されることにより、延長部材６０が軸用溝６６から引き出されないようになっている。延長部材６０には駆動軸ナット６４が螺合し、ポンプ用結合部材４２に組み付けられている。従って、空気圧式モータ１４によって駆動軸４６が往復動するときに、その往復動によってヘッド部６２はポンプ用結合部材４２を押したり引いたりすることができる。

ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂは、ポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂに沿ってポンプ用結合部材４２を摺動しやすくする。ブッシング４４Ａはポンプ用結合部材４２のタイロッド用貫通孔６８Ａに、またブッシング４４Ｂはポンプ用結合部材４２のタイロッド用貫通孔６８Ｂに、それぞれ圧入され、ブッシング４４Ａ内をポンプ用タイロッド３６Ａが、またブッシング４４Ｂ内をポンプ用タイロッド３６Ｂが、それぞれ摺動するようになっている。このため、ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂは、低摩擦での摺動を可能とする任意の適切な素材で形成され、或いは内面が覆われている。一実施形態として、ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂは、複合材料で形成された乾式のリニア軸受からなる。

ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂは、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂによる空気圧式モータ１４の負荷が不均等にならないように構成されている。即ち、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂの一方の流体がなくなるか、或いは流体収納容器２２Ａ若しくは流体収納容器２２Ｂからの供給が制限された場合、当該一方の流体ポンプによって生じる負荷が著しく減少し、空気圧式モータ１４及びポンプ用結合部材４２に対する抵抗が減少する。ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂは、ポンプ用結合部材４２がポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂにおいて傾ぐのを防止する。即ち、ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂは、ポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂにおいて、タイロッド用貫通孔６８Ａ及びタイロッド用貫通孔６８Ｂの一方が他方よりも高い位置になるのを防止する。ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂは、ポンプ用結合部材４２の厚みよりも長くなっていて、ポンプ用結合部材４２の回転や傾斜を防止している。本実施形態では、ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂがポンプ用結合部材４２の厚みの２倍以上の長さを有する。従って、ポンプ用結合部材４２がポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂに対して回転する可能性が大幅に低減される。このようにして流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂにおける損傷及び摩耗が防止される。デュアルポンプ式流体混合装置１０の通常の偏りのない作動の際には、ブッシング４４Ａ及びブッシング４４Ｂがポンプ用結合部材４２に及ぼす影響は僅かであるか或いは全くない。

流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂの行程容積が等しく、デュアルポンプ式流体混合装置１０が１：１の比率で供給を行う場合、空気圧式モータ１４は流体ポンプ１６Ａと流体ポンプ１６Ｂとの間の中央位置に配置される。流体ポンプ１６Ａと空気圧式モータ１４との間に生じる力と、及び流体ポンプ１６Ｂと空気圧式モータ１４との間に生じる力とは等しくなるため、ポンプ用結合部材４２はポンプ用タイロッド３６Ａ及びポンプ用タイロッド３６Ｂに沿って滑らかに摺動する。即ち、ポンプ軸４８Ａについてのモーメントアーム（ヘッド部６２と連結用受口８８Ａとの間の距離）が、ポンプ軸４８Ｂについてのモーメントアーム（ヘッド部６２と連結用受口８８Ｂとの間の距離）と等しくなるため、ポンプ軸４８Ａ及びポンプ軸４８Ｂによってそれぞれヘッド部６２周りに生じるモーメントは等しくなる。但し、不均等に供給される複数の成分材料からなる最終生成物をデュアルポンプ式流体混合装置１０から供給するのが望ましいことがよくある。多くの場合、そのような成分材料は、ほぼ４：１の割合で混合される。

流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂの一方が他方よりも大きい行程容積を有する場合、本発明では取付プレート３２に沿った空気圧式モータ１４の移動を可能とすることにより、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂの配置に影響を及ぼすことなく、行程容積が大きい方の流体ポンプによって生じる力の増大を相殺することができる。取付プレート３２に対する空気圧式モータ１４の位置は、モータ用ナット８６Ａ〜８６Ｃを緩めることによって調整可能となる。これにより、モータ用タイロッド５０Ａ〜５０Ｃが、それぞれ対応するモータ用溝孔５２Ａ〜５２Ｃ内を自由に摺動可能となる。更に、延長部材６０の駆動軸ナット６４を緩めることにより、ヘッド部６２が縦長溝９２内で自由に摺動可能となる。軸用縦長孔５４は軸用溝６６の頂上に位置するので、取付プレート３２が駆動軸４６の移動を干渉することはない。行程容積が大きいことで発生する力が大きい方の流体ポンプの側に向けて空気圧式モータ１４を移動させることにより、この力の作用点とヘッド部６２とのモーメントアームが減少する。空気圧式モータ１４の位置を移動して流体ポンプの行程容積の違いに適合させると、ポンプ軸４８Ｂによって生じる力にヘッド部６２と連結用受口８８Ｂとの間の距離を乗じた値は、ポンプ軸４８Ａによって生じる力にヘッド部６２と連結用受口８８Ａとの間の距離を乗じた値と等しくなる。

図５は、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂに対する空気圧式モータ１４の位置の計測に用いる表示部分を示す、図１のデュアルポンプ式流体混合装置１０の正面側の詳細な斜視図である。ポンプ用結合部材４２は、軸用溝６６が延設される上面１００と、中央位置マーク１０２が刻印された側面１０３とを備える。上面１００にはゲージ６５が載置され、このゲージ６５には目盛り１０４が設けられている。取付プレート３２の上面には、摺動部材５７が載置されると共に、目盛り１０６が設けられている。

目盛り１０４及び目盛り１０６は、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂの行程容積に関して予め定められた値、及びデュアルポンプ式流体混合装置１０に組み付けられたときの流体ポンプ１６Ａと流体ポンプ１６Ｂとの間の距離を用い、下記式（１）によって得られる。

ｄ＝Ｄ／（Ｖ＋１）−（１／２）×Ｄ ・・・・・ （１）

距離ｄは通常は負の数値となる。距離ｄは、空気圧式モータ１４が中央位置マーク１０２から離間する方向に移動した距離に等しい。また、距離ｄの絶対値は、流体ポンプ１６Ａと流体ポンプ１６Ｂとの間の中央位置から、行程容積の大きい方の流体ポンプに向けて空気圧式モータ１４が移動した距離に等しい。距離Ｄは、流体ポンプ１６Ａのポンプ軸４８Ａの中心軸線と、流体ポンプ１６Ｂのポンプ軸４８Ｂの中心軸線との間の距離である。容積比Ｖは、行程容積の小さい方の流体ポンプの行程容積に対する、行程容積の大きい方の流体ポンプの行程容積の比である。

例えば、流体ポンプ１６Ｂが流体ポンプ１６Ａの４倍の行程容積を有し、デュアルポンプ式流体混合装置１０における行程容積の比が４：１となる場合、容積比Ｖは４である。距離Ｄが３０ｃｍの場合、空気圧式モータ１４は最初に流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂのそれぞれから１５ｃｍの位置に配置される。Ｖ＝４及びＤ＝３０ｃｍとして上記式（１）を計算することにより、距離ｄは−９ｃｍとなる。空気圧式モータ１４は、行程容積が大きい方の流体ポンプ１６Ｂに向けて９ｃｍ移動される。従って、流体ポンプ１６Ｂは空気圧式モータ１４から約６ｃｍ（１５ｃｍ−９ｃｍ）のところに位置し、流体ポンプ１６Ａは空気圧式モータ１４から約２４ｃｍ（１５ｃｍ＋９ｃｍ）のところに位置する。これにより、流体ポンプ１６Ａ及び流体ポンプ１６Ｂのそれぞれは、ヘッド部６２に対して同じ大きさのモーメントを生成する。流体ポンプによって生じる力の比率が、流体ポンプの行程容積の比率に比例するとすれば、流体ポンプ１６Ａのトルク単位（１×２４ｃｍ）と同じく、流体ポンプ１６Ｂは２４トルク単位（４×６ｃｍ）を発生することになる。

目盛り１０４及び目盛り１０６は、上記式（１）による計算を必要とすることなく、空気圧式モータ１４をどれだけ移動させたかを個別に表示するために用いられる。例えば、モータ用ナット８６Ａ〜８６Ｃ及び駆動軸ナット６４を緩め、摺動部材５７の端部が目盛り１０６のポンプ比４に相当する線に達するまで空気圧式モータ１４を移動させる。同様に、ゲージ６５のポンプ比４に相当する目盛りの線が、ポンプ用結合部材４２の中央位置マーク１０２に一致するまで空気圧式モータ１４を移動させる。目盛り１０４及び目盛り１０６には、様々なポンプ比に相当する表示が設けられている。２：１の比でデュアルポンプ式流体混合装置１０を使用したい場合、流体ポンプ１６Ｂは流体ポンプ１６Ａの２倍の行程容積を有するものと交換される。空気圧式モータ１４は、中央位置マーク１０２がゲージ６５のポンプ比２に相当する目盛りの線に一致し、摺動部材５７の端部が取付プレート３２のポンプ比２に相当する目盛りの線に一致するまで、流体ポンプ１６Ａの方に戻される。即ち、空気圧式モータ１４が流体ポンプ１６Ａと流体ポンプ１６Ｂとの間の中央位置にあったとすれば、空気圧式モータ１４は、中央位置マーク１０２がゲージ６５のポンプ比２に相当する目盛りの線に一致するような距離ｄだけ流体ポンプ１６Ｂの方に移動される。

本発明は、不均等なポンプ比での使用に対し、デュアルポンプ式流体混合装置の設計、構造及び操作を単純化することにより、コストを低減することができる。本発明のデュアルポンプ式流体混合装置は、不均等な比率の２種の流体に対して３つの流体ポンプと３つの圧力計とを必要とする従来技術の装置と異なり、２つの流体ポンプ及び２つの圧力計のみを用いるものである。混合しようとする流体の種類と同じ数まで流体ポンプの数を減らすことにより、デュアルポンプ式流体混合装置の操作は単純化され、作業者は容易に操作を理解することが可能となる。余分な圧力計、流体ポンプ、マニホールド、及びホースの使用が不要となる。

好ましい実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、詳細にわたり様々な変更が可能であることは、当業者が容易に理解しうるものである。

Claims (24)

1. 取付プレートと、
   それぞれがポンプ軸を有する第１容積式ポンプ及び第２容積式ポンプと、
   前記第１容積式ポンプを前記取付プレートに固定的に連結する第１タイロッド、及び前記第２容積式ポンプを前記取付プレートに固定的に連結する第２タイロッドと、
   前記第１タイロッド及び第２タイロッドに摺動可能に接続され、第１位置で前記第１容積式ポンプに固定的に接続されると共に、第２位置で前記第２容積式ポンプのポンプ軸に接続されたポンプ用結合部材と、
   第３位置で前記ポンプ用結合部材に接続された駆動軸を有し、前記取付プレートに結合されたモータと
   を備え、
   前記取付プレートにおける前記モータの位置を調整し、前記ポンプ用結合部材における前記第３位置を、前記第１位置及び第２位置に対して変更可能であって、
   前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間に位置し、前記第３位置を調整することにより、前記第１容積式ポンプ及び前記第２容積式ポンプによって前記第３位置に発生するモーメントを変更可能である
   ことを特徴とする、モータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
2. 前記第１容積式ポンプの行程容積は、前記第２容積式ポンプの行程容積より大きく、前記第３位置は、前記第１容積式ポンプ及び前記第２容積式ポンプによって前記第３位置に発生するモーメントが等しくなる位置に移動可能であることを特徴とする、請求項１記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
3. 前記取付プレートは、前記駆動軸が貫通する軸用縦長孔を備え、
   前記ポンプ用結合部材は、前記駆動軸が接続される縦長溝を備える
   ことを特徴とする、請求項１記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
4. 前記取付プレートを貫通して設けられ、それぞれが横方向軸に平行に延設された１式のモータ用溝孔と、
   前記１式のモータ用溝孔に前記モータを結合する１式のモータ用タイロッドと、
   前記モータ用タイロッドに螺合して前記取付プレートに組み付けられ、前記取付プレートに対して前記モータを固定する１式のモータ用ナットと、
   前記駆動軸に螺合して前記ポンプ用結合部材に組み付けられ、前記ポンプ用結合部材に対して前記駆動軸を固定する駆動軸ナットと
   を更に備えることを特徴とする、請求項１記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
5. 前記ポンプ用結合部材及び取付プレートのいずれかに設けられ、前記第１容積式ポンプ及び前記第２容積式ポンプに対する前記駆動軸または前記モータの位置を示す表示を更に備えることを特徴とする、請求項１記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
6. 軸用縦長孔、取付用貫通孔、及びモータ用溝孔を有する取付プレートと、
   駆動軸を有するモータと、
   前記駆動軸が前記軸用縦長孔を貫通するようにして、前記取付プレートの第１面において前記モータ用溝孔に前記モータを結合するモータ用タイロッドと、
   前記取付プレートの第２面において第１端部が前記取付用貫通孔に接続される複数のポンプ用タイロッドと、
   前記ポンプ用タイロッドが貫通する摺動孔、及び前記駆動軸の端部を受容する軸用溝を有するポンプ用結合部材と
   を備え、
   前記軸用溝、前記軸用縦長孔、及びモータ用溝孔は、前記ポンプ用結合部材に対する前記モータの位置を前記取付プレートにおいて調整可能である
   ことを特徴とする、モータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
7. 前記軸用溝は、
   底部を有する縦長溝と、
   前記縦長溝の周縁部に設けられ、前記底部の上方に張り出したフランジ部と、
   前記縦長溝の一端に前記フランジ部を切り欠いて設けられた挿入用開口と
   を備えることを特徴とする、請求項６記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
8. 前記軸用縦長孔は、前記取付プレートを貫通する縦長孔からなり、
   前記軸用縦長孔は、上方から見て前記縦長溝と重なる位置にある
   ことを特徴とする、請求項７記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
9. 前記モータ用軸孔は、前記取付プレートを貫通する縦長開口を備え、
   前記縦長開口は、前記軸用縦長孔と平行に延設される
   ことを特徴とする、請求項８記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
10. 前記摺動孔内において前記ポンプ用タイロッドを取り囲むブッシングを更に備え、
    前記ブッシングの高さは、前記結合部材の厚みより高い
    ことを特徴とする、請求項６記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
11. 前記駆動軸を前記ポンプ用結合部材の前記軸用溝にて前記ポンプ用結合部材に固定する駆動軸ナットと、
    前記モータ用タイロッドを前記取付プレートの前記モータ用溝孔にて前記取付プレートに固定する複数のモータ用ナットと
    を更に備えることを特徴とする、請求項６記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
12. 前記ポンプ用タイロッドのうちの１つと接続されるポンプハウジング、及び前記ポンプ用結合部材に接続されるポンプ軸を備える第１ポンプと、
    前記ポンプ用タイロッドのうちの１つと接続されるポンプハウジング、及び前記ポンプ用結合部材に接続されるポンプ軸を備える第２ポンプと
    を更に備えることを特徴とする、請求項６記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
13. 前記ポンプ用結合部材は、前記ポンプ軸のそれぞれの端部に結合されるアダプタを受容するように構成された連結用受口を備えることを特徴とする、請求項１２記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
14. 前記ポンプ用結合部材を貫通することなく、前記取付プレートに形成された取付用貫通孔から前記ポンプハウジングのそれぞれまで延設された複数の支持用タイロッドを更に備えることを特徴とする、請求項１２記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
15. 互いに異なるポンプハウジングに接続されて隣接する支持用タイロッドを連結するクリップを更に備えることを特徴とする、請求項１４記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
16. 前記軸用溝、前記軸用縦長孔、及びモータ用溝孔は、前記ポンプ用結合部材に形成された前記摺動孔に対する前記第１ポンプ及び第２ポンプの位置を固定しつつ、前記摺動孔に対する前記モータの位置を横方向に移動可能とすることを特徴とする、請求項１２記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
17. 前記取付プレートは、前記取付プレートの中央に対する前記モータの位置を示す目印を更に備えることを特徴とする、請求項１６記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
18. 前記第１ポンプの行程容積は、前記第２ポンプの行程容積より大きく、前記軸用溝、前記軸用縦長孔、及びモータ用溝孔は、前記第１ポンプに近付く方向に前記モータを移動可能であることを特徴とする、請求項１２記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
19. 前記ポンプ用結合部材に近接し、前記駆動軸の周囲に設けられたゲージと、
    前記ゲージの端部に沿って設けられた目盛りと、
    前記ポンプ用結合部材の側面に設けられ、前記ポンプ用結合部材の中央位置に線で示された目印と
    を更に備えることを特徴とする、請求項６記載のモータ位置を調整可能なデュアルポンプ式流体混合装置。
20. 第１行程容積を有する第１ポンプと、前記第１行程容積より大きい第２行程容積を有する第２ポンプとを備えたデュアルポンプ式流体混合装置におけるモータ位置の調整方法であって、
    デュアルポンプ式流体混合装置の取付プレートの溝孔にてモータを前記取付プレートに固定しているナットを緩める工程と、
    前記デュアルポンプ式流体混合装置のポンプ用結合部材の溝に前記モータの駆動軸を固定しているナットを緩める工程と、
    前記駆動軸が前記取付プレートに形成された貫通孔に沿って移動すると共に、前記ポンプ用結合部材に形成された前記溝に沿って移動するように、前記モータを前記取付プレートの前記溝孔に沿って移動させる行程と、
    前記第１ポンプと前記駆動軸とによって生成されるモーメントが、前記第２ポンプと前記駆動軸とによって生成されるモーメントと実質的に等しくなる位置に前記モータを摺動させる工程と
    を備えることを特徴とする、デュアルポンプ式流体混合装置におけるモータ位置の調整方法。
21. 前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間には距離Ｄが設けられ、
    前記第１行程容積に対する前記第２行程容積の比がＶであり、
    ｄ＝Ｄ／（Ｖ＋１）−（１／２）×Ｄで表される式によって得られる距離ｄに従って前記モータの位置を前記第２ポンプの方に移動させる工程
    を更に備えることを特徴とする、請求項２０記載のデュアルポンプ式流体混合装置におけるモータ位置の調整方法。
22. 前記モータが前記第２ポンプから距離（Ｄ／２）＋ｄの位置となるようにして、前記取付プレートに前記モータを固定する前記ナット、及び前記ポンプ用結合部材に前記駆動軸を固定する前記ナットをそれぞれ締め付ける行程
    を更に備えることを特徴とする、請求項２１記載のデュアルポンプ式流体混合装置におけるモータ位置の調整方法。
23. 前記駆動軸は、予め定められた距離Ｄ及び可変の比Ｖに関する数値が示された目盛りを備えるゲージを有し、
    前記モータが前記第２ポンプから距離（Ｄ／２）＋ｄに位置するように、目盛りを前記ポンプ用結合部材の中央位置を示す線に一致させる工程
    を更に備えることを特徴とする、請求項２１記載のデュアルポンプ式流体混合装置におけるモータ位置の調整方法。
24. 前記モータは摺動部材を備え、
    前記取付プレートは、予め定められた距離Ｄ及び可変の比Ｖに関する数値が示された目盛りを備えるゲージを有し、
    前記モータが前記第２ポンプから距離（Ｄ／２）＋ｄに位置するように、前記摺動部材の端部を前記目盛りに合わせる工程
    を更に備えることを特徴とする、請求項２１記載のデュアルポンプ式流体混合装置におけるモータ位置の調整方法。

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