KR20170070016A - 왕복동 펌프 - Google Patents

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Abstract

구동부 전체가 대형화되는 것을 억제하여, 전체로서 소형화할 수 있는 왕복동 펌프를 제공한다. 복수의 피스톤부가 같은 방향으로 이동하여 복수의 펌프실에 유체를 흡입하여 토출하도록 구성되고 복수의 펌프실이 서로 근접하여 병설되고, 모터의 구동축이, 펌프실의 병설 방향 양단에 위치하는 피스톤부의 중심부 사이에 위치하는 동시에 펌프실의 병설 방향과 대략 직교하고 또한 피스톤부의 이동 방향과 대략 직교하는 방향을 향한 자세로 배치되고, 복수의 캠은, 모터의 구동축에, 축 방향으로 나란히 근접하여 배치되고, 복수의 캠에 의해 복수의 피스톤부를 각각 왕복동시키도록 복수의 캠과 복수의 피스톤부가 연계(連係)되었다.

Description

왕복동 펌프{RECIPROCATING PUMP}
본원은, 일본 특허출원 제2014-209756의 우선권을 주장하고, 인용에 의해 본원 명세서의 기재에 포함된다.
본 발명은, 단일의 구동원으로 복수의 피스톤부를 왕복동시켜 유체(流體)를 소정 개소(箇所)로 반송하기 위한 왕복동 펌프에 관한 것이다.
상기 왕복동 펌프는, 비용면에 있어서 유리하게 되도록 단일의 구동원으로 복수의 피스톤부를 왕복동시키는 구성으로 되어 있다. 그리고, 피스톤부의 복동(復動)에 의해, 흡입구로부터 펌프실 내로 유체를 흡입하고, 피스톤부의 왕동(往動)에 의해 흡입한 유체를 토출구(吐出口)에 토출(吐出)한다.
구체적으로는, 좌우 방향으로 설치된 2개의 펌프실과, 이들 2개의 펌프실에 각각 설치된 피스톤부를 왕복동시키기 위한 좌우의 캠과, 좌우의 캠을 구동 회전시키기 위한 구동부를 구비하고 있다. 상기 캠은, 좌우 양단이 베어링을 통하여 회전 가능하게 지지된 좌우 방향으로 연장되는 회전축에 일체로 회전하도록 장착되어 있다. 또한, 상기 구동부는, 모터와, 모터의 구동축에 일체로 회전하도록 외측으로부터 끼워진 구동측의 평기어와, 평기어와 맞물려 캠의 회전축에 회전력을 전달하도록 좌우의 캠 사이의 회전축에 일체로 회전 가능하게 장착된 종동측의 평기어를 구비하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
일본 특허 제2552654호 공보(도 1 참조)
상기 특허 문헌 1에서는, 좌우 방향으로 2개의 캠을 병설하기 위한 스페이스를 필요로 할뿐아니라, 2개의 캠이 장착되는 회전축의 좌우 양단을 지지하기 위한 베어링을 설치하는 스페이스를 확보하지 않으면 안된다. 또한, 회전축에 동력을 전달하기 위한 종동측의 평기어를 설치할 수 있도록 회전축을 좌우 방향으로 길게 해야만 한다. 그러므로, 구동부 전체가 좌우 방향으로 대형화되는 문제를 초래하는 것으로, 개선의 여지가 있었다.
본 발명이 전술한 상황을 감안하여, 해결하려고 하는 것은, 구동부 전체가 대형화되는 것을 억제하여, 전체로서 소형화할 수 있는 왕복동 펌프를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 왕복동 펌프는, 전술한 과제 해결을 위해, 복수의 펌프실과, 상기 복수의 펌프실의 각각에 설치되고, 또한 왕복동에 의해 유체를 펌프실 내로 흡입하여 펌프실 밖으로 토출하기 위한 피스톤부와, 상기 피스톤부를 왕복동시키기 위해 피스톤부의 수에 대응하여 설치되는 복수의 구동 회전 가능한 캠과, 상기 복수의 캠을 구동 회전하기 위한 단일의 모터를 구비하고, 복수의 상기 피스톤부가 같은 방향으로 이동하여 상기 복수의 펌프실에 유체를 흡입하여 토출하도록 구성되고 상기 복수의 펌프실이 서로 근접하여 병설되고, 상기 모터의 구동축이, 상기 펌프실의 병설 방향 양단에 위치하는 피스톤부의 중심부 사이에 위치하는 동시에 상기 펌프실의 병설 방향과 대략 직교하고 또한 상기 피스톤부의 이동 방향과 대략 직교하는 방향을 향한 자세로 배치되거나, 또는 상기 펌프실의 병설 방향과 동일 방향으로 연장되도록 배치되고, 상기 복수의 캠은, 상기 모터의 구동축에, 축 방향으로 나란히 근접하여 배치되고, 상기 복수의 캠에 의해 상기 복수의 피스톤부를 각각 왕복동시키도록 상기 복수의 캠과 상기 복수의 피스톤부가 연계된 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 왕복동 펌프는, 상기 2개 이상의 펌프실이, 좌우 방향으로 병설되고, 상기 펌프실과 같은 수의 피스톤부가, 좌우 방향과 직교하는 전후 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 상기 모터가, 상기 2개 이상의 피스톤부 중 좌우 방향 일단측에 배치된 피스톤부의 중심부로부터 좌우 방향 타단측에 배치된 피스톤부의 중심부까지의 사이에 상기 모터의 구동축이 아래쪽을 향하도록 세로 자세로 배치되는 구성이라도 된다.
또한, 본 발명의 왕복동 펌프는, 상기 각 피스톤부의 캠측 단부(端部)에, 상기 모터의 구동축 측으로 연장되는 연장부를 구비하고, 상기 각 연장부는, 각 피스톤부에 대응하는 캠과 맞닿도록, 서로 상하 방향으로 위치가 어긋나 있는 구성이라도 된다.
또한, 본 발명의 왕복동 펌프는, 상기 2개 이상의 펌프실이, 대략 동일 높이 위치에 배치되는 구성이라도 된다.
또한, 본 발명의 왕복동 펌프는, 상기 각 피스톤부의 왕복동을 이동 안내하기 위한 안내 부재가 설치되어 있는 구성이라도 된다.
또한, 본 발명의 왕복동 펌프는, 상기 2개 이상의 펌프실을 일체로 형성하기 위한 펌프 헤드와, 상기 모터의 구동축 및 상기 2개 이상의 캠이 수납되는 본체부와, 상기 펌프 헤드와 상기 본체부를 연결하기 위한 그라운드 플랜지를 구비하고, 상기 본체부의 펌프 헤드 측의 측벽에, 유지보수용의 개구를 형성하고, 그 개구를 폐쇄하는 개방 가능한 폐색부를 상기 그라운드 플랜지에 구비하고 있는 구성이라도 된다.
도 1은 왕복동 펌프의 측면도이다.
도 2는 왕복동 펌프의 종단 측면도이다.
도 3은 왕복동 펌프의 펌프 헤드의 정면도이다.
도 4는 왕복동 펌프의 횡단 평면도이다.
도 5는 왕복동 펌프의 펌프 헤드를 분리해 낸 구동부의 주요부의 정면도이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는, 캠과 연장부와의 관계를 나타낸 3개의 다른 형태를 나타낸 개략 정면도이다.
도 7은 왕복동 펌프의 별개의 형태의 횡단 평면도이다.
이하, 왕복동 펌프를, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에, 왕복동 펌프의 일례인 다이어프램 펌프를 나타내고 있다. 이 다이어프램 펌프는, 전원부, 제어부, 구동부(1) 등을 구비하는 본체부(2)와, 본체부(2)의 정면에 설치되는 펌프 헤드(3)를 구비하고 있다. 도 1의 펌프에 있어서, 지면(紙面)의 좌우 방향이 전후 방향, 지면을 관통하는 방향을 좌우 방향, 지면의 상하 방향을 상하 방향으로 하여, 다음에, 설명한다.
도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 펌프 헤드(3)의 하부의 좌우 중앙에는, 유체의 흡입구(4)가 형성되고, 펌프 헤드(3)의 상부의 좌우 중앙에는, 유체의 토출구(5)가 형성되어 있다. 흡입구(4) 및 토출구(5)에는, 각각 호스(도시하지 않음)가 접속된다.
또한, 펌프 헤드(3)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 흡입구(4)로부터의 유체를 안내하는 흡입 유로(流路)(6)와, 흡입 유로(6) 내의 유체를 흡입하기 위한 좌우 한 쌍의 흡입측 체크 밸브(7, 8)와, 흡입측 체크 밸브(7, 8)로부터의 유체를 흡입하여 토출하도록 좌우 방향으로 서로 근접하여 병설되는 좌측의 펌프실(9) 및 우측의 펌프실(10)과, 2개의 펌프실(9, 10)의 유체를 각각 배출하기 위한 좌우 한 쌍의 배출 측 체크 밸브(11, 12)와, 배출 측 체크 밸브(11, 12)로부터 배출된 유체를 토출구(5)까지 안내하는 토출 유로(13)를 구비하고 있다.
또한, 펌프 헤드(3)는, 좌우의 2개의 펌프실(9, 10)의 전방 부분이 일체로 형성되는 본체부(3A)와, 본체부(3A)의 상하로 고정되는 토출부(吐出部)(3B) 및 흡입부(3C)의 3개의 부재로 구성되어 있다. 본체부(3A)에, 2개의 펌프실(9, 10)을 일체로 형성함으로써, 2개의 펌프실(9, 10)을 좌우 방향에 있어서 보다 근접하여 설치할 수 있고, 좌우 방향에서의 펌프의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 2개의 펌프실(9, 10)을 동일 높이 위치에 배치함으로써, 2개의 펌프실을 상하 방향으로 어긋나게 하여 배치하는 경우와 비교하여, 상하 방향에서의 본체부(3A)의 치수도 작게 할 수 있다.
또한, 좌우의 2개의 펌프실(9, 10)의 후방 부분이 일체로 형성되는 그라운드 플랜지(15)를 구비하고 있다. 이 그라운드 플랜지(15)는, 펌프 헤드(3)와 구동부(1)[후술하는 전동 모터(19)의 구동축(19A)이나 2개의 캠(18A, 18B) 등]를 수납하는 본체부(3A)를 연결하는 연결 부재이다. 그리고, 펌프 헤드(3)의 본체부(3A)의 후단(後端)에 볼트(B1)에 의해 연결되는 전방측에 위치하는 플랜지부(15A)와, 구동부(1)를 수납하는 본체부(2)를 구성하는 케이싱(14)의 펌프 헤드 측의 측벽에 형성되어 있는 전방의 유지보수용의 개구(14A)를 폐쇄하도록 케이싱(14)에 볼트(B2)에 의해 연결되는 후방측에 위치하는 플랜지부(폐색부)(15B)와, 이들 전후의 플랜지부(15A, 15B)를 연결하는 연결부(15C)를 구비하고 있다. 따라서, 그라운드 플랜지(15)를 케이싱(14)으로부터 분리해 내는(detach) 것에 의해, 케이싱(14)의 전방의 개구(14A)가 개방되고, 그 개구(14A)를 통해 케이싱(14) 내의 구동부(1)의 유지보수를 신속히 행할 수 있다. 그라운드 플랜지(15)의 연결부(15C)는, 펌프 헤드(3)와 케이싱(14)을 연결하는 통형(筒形)으로 구성되는 동시에, 후술하는 샤프트(21)를 슬라이딩 안내하는 지지 부재를 겸용 구성하고 있다. 케이싱(14)은, 측면에서 볼 때 대략 사다리꼴의 베이스 부재(V)의 상단(上端)에 고정되어 있다.
구동부(1)는, 2개의 펌프실(9, 10)의 각각에 설치되고, 또한 왕복동에 의해 유체를 각각의 펌프실(9) 또는 (10) 내로 흡입하여 각각의 펌프실(9) 또는 (10)로 토출하기 위한 피스톤부(16, 17)와, 이들 2개의 피스톤부(16, 17)를 왕복동시키기 위해 피스톤부(16, 17)의 수에 대응하여 설치되는 구동 회전 가능한 캠[여기서는 2개의 편심(偏心) 캠](18A, 18B)과, 이들 2개의 캠(18A, 18B)을 구동 회전하기 위한 단일의 전동 모터(19)를 구비하고 있다.
각 피스톤부(16) 또는 (17)는, 상기 펌프실(9) 또는 (10) 내에 설치되는 피스톤으로서의 다이어프램(20) 또는 (20)과, 다이어프램(20) 또는 (20)으로부터 후방으로 돌출되어 다이어프램(20) 또는 (20)을 펌프 동작시키기 위한 샤프트(22) 또는 (22)와, 샤프트(22) 또는 (22)의 캠측 단부(후방측 단부)에 캠(18A) 또는 (18B)과 맞닿도록 설치된 연장부(23) 또는 (23)를 구비하고 있다. 각각의 다이어프램(20)은, 고무 등의 탄성 변형 가능한 재료로 구성되고, 다이어프램(20)을 탄성 변형시키는 것에 의해, 유체를 흡입하여 토출할 수 있다.
각각의 다이어프램(20) 내에는, 인서트 성형에 의해 금속제의 원판부(24)가 매설되어 있다. 이 원판부(24)의 후단으로부터 샤프트(22) 또는 (22) 측으로 돌출하는 축부(軸部)(25)가 일체로 설치되어 있다. 이 축부(25)는, 샤프트(22) 또는 (22)보다도 소경(小徑)으로 구성되며, 샤프트(22) 또는 (22)에 형성되어 있는 나사공에 나사결합됨으로써 다이어프램(20) 또는 (20)과 샤프트(22) 또는 (22)를 축부(25)에 의해 연결하고 있다. 또한, 축부(25)에는 원판 부재(26)가 관통되어 있고, 샤프트(22) 또는 (22)에 형성되어 있는 나사공에 축부(25)를 나사결합함으로써, 샤프트(22) 또는 (22)의 전단부(前端部)가 원판 부재(26)와 맞닿는다. 이로써, 원판 부재(26)가 다이어프램(20) 측으로 가압되어 고정된다.
캠(18A, 18B)은, 전동 모터(19)의 구동축(19A)에 일체로 회전하도록 외측으로부터 끼워져 장착되는 캠축(27)에 상하 방향에서 근접하도록 일체로 형성되어 있다. 캠(18A, 18B)은, 한쪽의 캠(18A)이 한쪽의 샤프트(21)를 전방측으로 가압하고 있을 때는, 다른 쪽의 캠(18B)이 다른 쪽의 샤프트(22)로부터 후방측으로 퇴피하도록 캠면을 형성하고 있다. 이와 같이, 캠면을 형성하는 것에 의해, 맥동(脈動)이 적은 펌프를 구성할 수 있다. 캠축(27)의 상하 양단이, 케이싱(14)의 상하단에 구비한 베어링(29, 29)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 전동 모터(19)의 구동축(19A)이, 2개의 피스톤부(16, 17)의 좌우 방향 일단측(좌측단)의 피스톤부(16)의 중심부(C1)로부터 좌우 방향 타단측(우측단)의 피스톤부(17)의 중심부(C2)까지의 사이에 상하 방향으로 향한 자세로 배치되어 있다. 여기서는, 구동축(19A)을, 한쪽의 피스톤부(16)의 중심부(C1)와 다른 쪽의 피스톤부(17)의 중심부(C2)와의 사이의 좌우 방향 중앙부(C3)에 위치하게 하고 있다. 따라서, 평면에서 볼 때 전동 모터(19)의 외형이 케이싱(14)의 외형으로부터 비어져 나오는 경우가 없다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 연장부(23)는, 한쪽의 피스톤부(16)의 샤프트(21)의 캠측 단부의 대경(大徑) 원판부(21A)에 연결되는 대략 정사각형상의 제1 본체부(231A)와 제1 본체부(231A)의 상단으로부터 다른 쪽의 피스톤부 측으로 연장되는 대략 직사각형상의 제1 수평부(231B)로 이루어지는 대략 L자형의 제1 연장부(231)와, 다른 쪽의 피스톤부(17)의 샤프트(21)의 캠측 단부의 대경 원판부(22A)에 연결되는 대략 정사각형상의 제2 본체부(232A)와 제2 본체부(232A)의 하단(下端)으로부터 한쪽의 피스톤부 측으로 연장되는 대략 직사각형상의 제2 수평부(232B)로 이루어지는 대략 L자형의 제2 연장부(232)로 구성되어 있다. 그리고, 제1 연장부(231)의 제1 수평부(231B)와 제2 연장부(232)의 제2 수평부(232B)가 상하 방향에서 근접하도록 배치되어 있다. 이와 같이, 제1 연장부(231)의 제1 수평부(231B)와 제2 연장부(232)의 제2 수평부(232B)를 상하 방향에서 근접하도록 배치함으로써, 2개의 연장부(231, 232)를 상하 방향으로 배치하기 위한 스페이스를 작게 억제할 수 있어, 그만큼, 상하 방향에서의 구동부의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 제1 연장부(231)와 제2 연장부(232)가 코일 스프링(S)에 의해, 캠(18A, 18B) 측으로 이동 가압되고 있다. 따라서, 캠(18A, 18B)의 주위면에 제1 연장부(231)와 제2 연장부(232)가 항상 맞닿은 상태로 되도록 구성되어 있다.
또한, 제1 수평부(231B) 및 제2 수평부(232B)의 상하 방향의 치수와, 상하의 캠(18A, 18B)의 상하 방향의 치수를 대략 동일 치수로 하고 있다. 이와 같은 치수로 설정함으로써, 제1 수평부(231B) 및 제2 수평부(232B)와 상하의 캠(18A, 18B)이 상하 방향에 있어서 접촉하는 부분을 증대시킬 수 있다. 이로써, 샤프트(21, 22)를 원활하게 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 본체부(231A) 및 제2 본체부(232A)의 상하 방향의 치수를 상하 샤프트(21, 22)의 캠측 단부의 대경 원판부(21A, 22A)의 직경 치수보다 조금 큰 치수로 구성하는 동시에, 제1 수평부(231B) 및 제2 수평부(232B)의 상하 방향의 치수를, 제1 본체부(231A) 및 제2 본체부(232A)의 상하 방향의 치수의 대략 절반(절반 이하가 바람직한)으로 설정하고, 이들 제1 수평부(231B) 및 제2 수평부(232B)가, 측면에서 볼 때 제1 본체부(231A) 및 제2 본체부(232A)의 상하단으로부터 상하 방향으로 비어져 나오는 것이 없도록 하는(또는 적게 하는) 것이 가능하다.
각 피스톤부(16) 또는 (17)의 왕복동을 이동 안내하기 위한 안내 부재(28)가 설치되어 있다. 안내 부재(28)는, 단면(斷面) 형상이 원형의 봉형(棒形) 부재로 이루어지고, 수평부(231B) 또는 (232B)를 관통하고, 그 관통한 선단이, 그라운드 플랜지(15)에 고정되어 있다. 특히, 수평부(231B) 또는 (232B)의 여유단부[샤프트(22) 또는 (22)로부터 이격되는 부분]를 캠(18A) 또는 (18B)이 가압하여 피스톤부(16) 또는 (17)를 왕동했을 때, 샤프트(22) 또는 (22)가 휘어져 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 안내 부재(28)를 설치함으로써, 다이어프램(20)을 샤프트(22) 또는 (22)에 세팅하기 위해 축부(25)를 샤프트(22) 또는 (22)에 나사결합할 때, 축부(25)의 회전에 연동하여 샤프트(22) 또는 (22)가 회전하는 것을 저지할 수 있다. 안내 부재(28)의 단부에는, 축부분(軸部分)(28b)보다도 큰 직경을 가지는 헤드부(28A)를 구비하고 있지만, 없어도 된다.
전술한 바와 같이, 전동 모터(19)의 구동축(19A)이, 2개의 펌프실(9, 10)이 서로 근접하여 병설되고, 펌프실(9, 10)의 병설 방향 양단에 위치하는 피스톤부(16, 17)의 중심부 사이에 위치하는 동시에 펌프실(9, 10)의 병설 방향과 대략 직교하고 또한 피스톤부(16, 17)의 이동 방향에 직교하는 방향을 향한 자세로 배치되고, 그 전동 모터(19)의 구동축(19A)에 2개의 캠(18A, 18B)을 근접하여 배치함으로써, 2개의 캠(18A, 18B)을 좌우 방향으로 베어링을 통하여 지지되는 회전축에 설치하는 구성에 비하여, 2개의 캠(18A, 18B)을 좌우 방향으로 설치하는 스페이스 및 베어링을 설치하는 스페이스를 필요하지 않도록 할 수 있는 동시에, 전동 모터(19)의 구동축(19A)과 회전축을 연동(連動)시키기 위한 종동측의 기어를 회전축에 설치하는 것이 불필요해져, 그만큼, 구동부(1)의 좌우 방향의 치수가 대형화되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 구동축(19A)에 2개의 캠(18A, 18B)을 근접하여 배치하고 있으므로, 2개의 피스톤부(16, 17)를 각각 왕복동시키도록 2개의 캠(18A, 18B)과 2개의 피스톤부(16, 17)를 연계하는 구성도 상하 방향에 있어서 대형화되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 구동부의 상하 방향의 치수가 대형화되는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 전술한 바와 같이 구성된 다이어프램 펌프를 사용하여, 유체를 정량(定量)씩 흡인하여 반송(搬送; transport)하는 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 전동 모터(19)를 구동하고, 그 구동력이 구동축(19A)에 전달된다. 이 전달된 구동력에 의해, 캠축(27)이 상하 축심(軸芯) 주위에서 회전하고, 2개의 캠(18A, 18B)이 회전한다. 이 캠(18A, 18B)의 회전에 의해, 제1 및 제2 피스톤부(16, 17)를 왕복동시킨다.
피스톤부(16, 17)의 왕복동에 의해, 다이어프램(20, 20)이 탄성 변형되어 유체를 흡입하여 토출한다. 도 4에서는, 우측(한쪽)의 피스톤부(17)가 복동측(후방)으로 이동하여 유체를 우측의 펌프실(10) 내에 흡입한다. 이에 대하여, 좌측(다른 쪽)의 피스톤부(16)가 왕동측(전방)으로 이동하여 좌측의 펌프실(9) 내의 유체를 토출한다. 이와 같이, 한쪽의 펌프실(9) 또는 (10) 내에 유체를 흡입하고, 다른 쪽의 펌프실(10) 또는 (9) 내에 흡입한 유체를 토출하는 동작을 반복하여 행함으로써, 유체를 정량씩 흡입하여 반송한다.
그리고, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 변경이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 피스톤으로서 다이어프램을 사용하였지만, 플런저(plunger)를 사용해도 된다. 이 경우, 2개의 피스톤 중 한쪽을 플런저로 다른 쪽을 다이어프램으로 구성하는 것도 가능하고, 2개 다 플런저로 구성해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 2개의 피스톤부를 사용한 경우를 나타냈으나, 3개 이상의 피스톤부를 사용하여 펌프를 구성해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 좌우 방향으로 펌프실(9, 10)을 배치하였으나, 상하 방향으로 복수의 펌프실을 설치해도 된다. 이 상하 방향으로 복수의 펌프실을 설치하는 경우에는, 전동 모터의 구동축이 수평 방향을 향하도록 전동 모터를 배치하게 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 전동 모터(19)의 구동축(19A)을 하방향으로 되도록 전동 모터(19)를 배치하였으나, 구동축(19A)이 상방향으로 되도록 전동 모터(19)를 배치해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 2개의 샤프트(21, 22)를 동일 높이 위치에 배치하였으나, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 좌측의 샤프트(21)를 우측의 샤프트(22)보다 높게 배치하여 실시해도 된다. 이 경우, 상하의 캠(18A, 18B)와 맞닿는 연장부(23)를, 한쪽의 샤프트(21)의 캠측 단부의 대경 원판부(21A)에 연결되는 대략 정사각형상의 제1 본체부(231a)와 제1 본체부(231a)의 다른 쪽의 샤프트(22) 측단(도면에서는 우측단)의 상하 중앙부로부터 다른 쪽의 샤프트(22) 측으로 연장되는 대략 직사각형상의 제1 수평부(231b)로 이루어지는 제1 연장부(231)와, 다른 쪽의 샤프트(21)의 캠측 단부의 대경 원판부(22A)에 연결되는 대략 정사각형상의 제2 본체부(232a)와 제2 본체부(232a)의 한쪽의 샤프트(21) 측단(도면에서는 좌측단)의 상하 중앙부로부터 한쪽의 샤프트(21) 측으로 연장되는 대략 직사각형상의 제2 수평부(232B)로 이루어지는 제2 연장부(232)로 구성한다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제1 수평부(231B) 및 제2 수평부(232B)가, 측면에서 볼 때 제1 본체부(231A) 및 제2 본체부(232A)의 상하단으로부터 상하 방향으로 비어져 나오는 것이 없도록 구성하였지만, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 한쪽(도면에서는 좌측이지만, 우측이라도 됨)의 제1 수평부(231b)가, 측면에서 볼 때 제1 본체부(231a)의 상단으로부터 위쪽으로 비어져 나온 상태에서 다른 쪽의 제2 본체부(232a) 측으로 연장되도록 구성해도 된다. 도 6b에서는, 제1 수평부(231b)가 제1 본체부(231a)의 상단으로부터 위쪽으로 비어져 나온 경우를 나타내고 있지만, 제1 수평부(231b)가 제1 본체부(231a)의 하단으로부터 아래쪽으로 비어져 나오는 구성이라도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 전동 모터(19)의 구동축(19A)을, 펌프실(9, 10)의 병설 방향 양단에 위치하는 피스톤부(16, 17)의 중심부 사이에 위치하는 동시에 펌프실(9, 10)의 병설 방향과 대략 직교하고 또한 피스톤부(16, 17)의 이동 방향과 대략 직교하는 방향을 향한 자세로 배치하였으나, 도 6c에 나타낸 바와 같이, 펌프실의 병설 방향(도면에서는 상하 방향)과 동일 방향으로 연장되도록 배치해도 된다. 이와 같이, 구성함으로써, 도 5 및 도 6a, 도 6b에 나타낸 연장부(23)가, 샤프트(21, 22)의 캠측 단부의 대경 원판부(21A, 22A)보다 약간 큰 대략 정사각형상의 판형 부재(231, 232)로 구성되어 있다. 그리고, 이들 판형 부재(231, 232)의 좌우 방향 중앙 부분에 캠(18A, 18B)이 맞닿음으로써, 휘지 않도록 샤프트(21, 22)를 안정적으로 가압할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 좌우 방향으로 2개의 펌프실(이하에 있어서, 제1 펌프실이라고 함)(9, 10)을 설치한 구성을 나타냈으나, 좌우의 펌프실(9, 10)에 대하여 복수(여기서는 2개)의 캠(18A, 18B)을 협지(sandwich)하여 전후 방향에서 대향하도록 같은 수(여기서는 2개)의 제2(다른) 펌프실(30, 31)을 설치함으로써, 합계 4개의 펌프실(9, 10, 30, 31)을 설치해도 실시할 수도 있다. 그리고, 도 7에 있어서 설명을 하기 쉽게 하기 위해, 전후좌우의 문자를 도면 중에 나타내고 있다.
상기 각 제2 펌프실(30) 또는 (31)에는, 상기 복수(2개)의 캠(18A) 또는 (18B)에 의해 왕복동되는 제2 피스톤부(32) 또는 (33)를 구비하고 있다. 제2 피스톤부(32) 또는 (33)가 왕복동함으로써, 유체를 제2 펌프실(30) 또는 (31) 내로 흡입하여 제2 펌프실(30) 또는 (31) 밖으로 토출한다. 각 제2 피스톤부(32) 또는 (33)는, 제2 펌프실(30) 또는 (31) 내에 설치되는 피스톤으로서의 다이어프램(34) 또는 (34)과, 다이어프램(34) 또는 (34)으로부터 전방으로 돌출되어 다이어프램(34) 또는 (34)을 펌프 동작시키기 위한 샤프트(35) 또는 (36)와, 샤프트(35) 또는 (36)의 캠측 단부(전방측 단부)에 캠(18A) 또는 (18B)과 맞닿도록 설치된 연장부(37) 또는 (37)를 구비하고 있다.
각각의 상기 다이어프램(34)은, 고무 등의 탄성 변형 가능한 재료로 구성되고, 다이어프램(34)을 탄성 변형시키는 것에 의해, 유체를 흡입하여 토출할 수 있다. 연장부(37)는, 한쪽의 제2 피스톤부(32)의 샤프트(35)의 캠측 단부의 대경 원판부(35A)에 연결되는 대략 정사각형상의 제1 본체부(371A)와 제1 본체부(371A)의 하단으로부터 다른 쪽의 제2 피스톤부 측으로 연장되는 대략 직사각형상의 제1 수평부(371B)로 이루어지는 대략 L자형의 제1 연장부(371)와, 다른 쪽의 제2 피스톤부(33)의 샤프트(36)의 캠측 단부의 대경 원판부(36A)에 연결되는 대략 정사각형상의 제2 본체부(372A)와 제2 본체부(372A)의 상단으로부터 한쪽의 제2 피스톤부 측으로 연장되는 대략 직사각형상의 제2 수평부(372B)로 이루어지는 대략 L자형의 제2 연장부(372)로 구성되어 있다. 그리고, 전술한 바와 마찬가지로, 제1 연장부(371)의 제1 수평부(371B)와 제2 연장부(372)의 제2 수평부(372B)가 상하 방향에서 근접하도록 배치되어 있다. 또한, 제1 연장부(371)와 제2 연장부(372)가 코일 스프링(S)에 의해, 캠(18A, 18B) 측으로 이동 가압되고 있다. 따라서, 캠(18A, 18B)의 주위면에 제1 연장부(371)와 제2 연장부(372)가 항상 맞닿은 상태로 되도록 구성되어 있다. 그리고, 도 7에서는, 왕복동 펌프의 전후단에 2개의 본체부(3A1, 3A2)를 구비하고, 본체부(3A1)의 후단 및 본체부(3A2)의 전단(前端)에 전술한 그라운드 플랜지(15)(도 4 참조)를 구비하고, 2개의 그라운드 플랜지(15, 15)의 개구단이 케이싱(38)에 의해 폐쇄되어 있다.
전술한 바와 같이 4개의 펌프실(9, 10, 30, 31) 중 2개의 펌프실(9, 30) 내의 유체를 토출하고, 남은 2개의 펌프실(10, 31) 내로 유체를 흡입한다. 이 동작 후에는, 2개의 펌프실(9, 30) 내로 유체를 흡입하고, 남은 2개의 펌프실(10, 31) 내의 유체를 토출한다. 이 동작을 반복하여 행하고, 항상 2개의 펌프실 내의 유체를 동시에 토출시키는 동작을 행할 수 있도록 구성되어 있지만, 토출시키는 타이밍은 변경해도 된다. 도 7에서는, 전후 방향에서 대향하는 좌측에 위치하는 2개의 펌프실(9, 30) 내의 유체를 토출하고, 전후 방향에서 대향하는 나머지의 우측에 위치하는 2개의 펌프실(10, 31) 내로 유체를 흡입하는 구성으로 하고 있지만, 왕복동 펌프의 4코너에 위치하는 4개의 펌프실(9, 10, 30, 31) 중 대각선 상에 위치하는 2개의 펌프실(9, 31) 내의 유체를 토출하고, 남은 대각선 상에 위치하는 2개의 펌프실(10, 30) 내로 유체를 흡입하는 구성으로 해도 된다. 또한, 도 7에서는, 4개의 펌프실(9, 10, 30, 31)을 나타냈으나, 6개 및 8개의 펌프실을 설치하여 실시할 수도 있다. 펌프실이 6개인 경우에는, 도 7에 나타낸 4개의 펌프실(9, 10, 30, 31)의 위쪽 또는 아래쪽에 2개의 펌프실을 더 설치하는 동시에, 2개의 펌프실에 대한 1개의 구동용의 캠을 위쪽 또는 아래쪽으로 캠축(27)을 연장시킨 연장 부분에 설치하여 실시할 수 있게 된다. 또한, 펌프실이 8개인 경우에는, 4개의 펌프실(9, 10, 30, 31)의 위쪽 또는 아래쪽에 동일 구성의 4개의 펌프실을 더 설치하는 동시에, 4개의 펌프실에 대한 2개의 구동용의 캠을 위쪽 또는 아래쪽으로 캠축(27)을 연장시킨 연장 부분에 설치하여 실시할 수 있게 된다.
1: 구동부, 2: 본체부, 3: 펌프 헤드, 3A, 3A1, 3A2: 본체부, 3B: 토출부, 3C: 흡입부, 4: 흡입구, 5: 토출구, 6: 흡입 유로, 7, 8: 흡입측 체크 밸브, 9, 10, 30, 31: 펌프실, 11, 12: 배출 측 체크 밸브, 13: 토출 유로, 14: 케이싱, 14A: 개구, 15: 그라운드 플랜지, 15A, 15B: 플랜지부, 15C: 연결부, 16, 17: 피스톤부, 18A, 18B: 캠, 19: 전동 모터, 19A: 구동축, 20, 34: 다이어프램, 21, 22, 35, 36: 샤프트, 23, 37: 연장부, 38: 케이싱, 24: 원판부, 25: 축부, 26: 원판 부재, 27: 캠축, 28: 안내 부재, 28A: 헤드부, 28B: 축부분, 29: 베어링, 231, 232, 371, 372: 연장부(판형 부재), 231A, 232A, 371A, 372A: 본체부, 231B, 232B, 371B, 372B: 수평부, B1, B2: 볼트, C1, C2: 중심부, C3: 중앙부, S: 코일 스프링, V: 베이스 부재

Claims (6)

  1. 복수의 펌프실;
    상기 복수의 펌프실의 각각에 설치되고, 또한 왕복동에 의해 유체(流體)를 펌프실 내로 흡입하여 펌프실 밖으로 토출하기 위한 피스톤부;
    상기 피스톤부를 왕복동시키기 위해 피스톤부의 수에 대응하여 설치되는 복수의 구동 회전 가능한 캠; 및
    상기 복수의 캠을 구동 회전시키기 위한 단일의 모터;
    를 포함하고,
    복수의 상기 피스톤부가 같은 방향으로 이동하여 상기 복수의 펌프실에 유체를 흡입하여 토출하도록 구성되고 상기 복수의 펌프실이 서로 근접하여 병설되고,
    상기 모터의 구동축이, 상기 펌프실의 병설 방향 양단에 위치하는 피스톤부의 중심부 사이에 위치하는 동시에 상기 펌프실의 병설 방향과 대략 직교하고 또한 상기 피스톤부의 이동 방향과 대략 직교하는 방향을 향한 자세로 배치되거나, 또는 상기 펌프실의 병설 방향과 동일 방향으로 연장되도록 배치되고,
    상기 복수의 캠은, 상기 모터의 구동축에, 축 방향으로 나란히 근접하여 배치되고,
    상기 복수의 캠에 의해 상기 복수의 피스톤부를 각각 왕복동시키도록 상기 복수의 캠과 상기 복수의 피스톤부가 연계된,
    왕복동 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    2개 이상의 상기 펌프실이, 좌우 방향으로 병설되고,
    상기 펌프실과 같은 수의 피스톤부가, 좌우 방향과 직교하는 전후 방향으로 이동 가능하게 구성되며,
    상기 모터가, 2개 이상의 상기 피스톤부 중 좌우 방향 일단측에 배치된 피스톤부의 중심부로부터 좌우 방향 타단측에 배치된 피스톤부의 중심부까지의 사이에 상기 모터의 구동축이 아래쪽을 향하도록 세로 자세로 배치되어 있는, 왕복동 펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 피스톤부의 캠측 단부(端部)에, 상기 모터의 구동축 측으로 연장되는 연장부를 구비하고,
    각각의 상기 연장부는, 각각의 상기 피스톤부에 대응하는 캠과 맞닿도록, 서로 상하 방향으로 위치가 어긋나 있는, 왕복동 펌프.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    2개 이상의 상기 펌프실이, 대략 동일 높이 위치에 배치되어 있는, 왕복동 펌프.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 상기 피스톤부의 왕복동을 이동 안내하기 위한 안내 부재가 설치되어 있는, 왕복동 펌프.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개 이상의 상기 펌프실을 일체로 형성하기 위한 펌프 헤드와, 상기 모터의 구동축 및 2개 이상의 상기 캠이 수납되는 본체부와, 상기 펌프 헤드와 상기 본체부를 연결하기 위한 그라운드 플랜지를 더 포함하고,
    상기 본체부의 펌프 헤드 측의 측벽에, 유지보수용의 개구를 형성하고, 상기 개구를 폐쇄하는 개방 가능한 폐색부를 상기 그라운드 플랜지에 구비하고 있는, 왕복동 펌프.
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