JPH07310651A - 往復動ポンプユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動モータへ高負荷を作用させないようにし
て、ピストンポンプユニットの安定した運転を実現でき
る様にすること。 【構成】 両端に駆動シャフト１６が突設された電動モ
ータ１１と、この電動モータの両端側に配設され、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
ピストンポンプ１２Ａ、１２Ｂとを備え、駆動シャフト
及びピストンがコンロッド１９を介して連結され、上記
ピストンポンプの内一方がバキュームポンプとして、他
方がコンプレッサとしてそれぞれ機能するピストンポン
プユニット１０において、上記両ピストンポンプのピス
トンが同位相に設定されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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３
Ｂ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に記載の本発明
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がバキュームポン
プとして、他方がコンプレッサとしてそれぞれ機能する
往復動ポンプユニットにおいて、上記両往復動ポンプの
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。

【００１０】また、請求項２に記載の本発明は、両端に
駆動シャフトが突設された駆動源と、この駆動源の両端
側に配設され、シリンダ内にピストンが往復移動可能に
配設されたピストンポンプとを備え、上記駆動シャフト
及び上記ピストンがコンロッドを介して連結され、上記
ピストンポンプのうちの一方がバキュームポンプとし
て、他方がコンプレッサとしてそれぞれ機能するピスト
ンポンプユニットにおいて、上記両ピストンポンプの上
記ピストンが同位相に設定された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３
１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１
８が下死点から上死点へ向かう過程では、シリンダ室２
７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１
２Ａ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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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がバキ
   ュームポンプとして、他方がコンプレッサとしてそれぞ
   れ機能する往復動ポンプユニットにおいて、上記両往復
   動ポンプ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。
2. 【請求項２】 両端に駆動シャフトが突設された駆動源
   と、この駆動源の両端側に配設され、シリンダ内にピス
   トンが往復移動可能に配設されたピストンポンプとを備
   え、上記駆動シャフト及び上記ピストンがコンロッドを
   介して連結され、上記ピストンポンプのうちの一方がバ
   キュームポンプとして、他方がコンプレッサとしてそれ
   ぞれ機能するピストンポンプユニットにおいて、上記両
   ピストンポンプの上記ピストンが同位相に設定されたこ
   とを特徴とするピストンポンプユニット。