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公開番号2025078373
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2023190888
出願日2023-11-08
発明の名称ポンプ装置および往復動ポンプ
出願人日機装エイコー株式会社
代理人個人
主分類F04B 11/00 20060101AFI20250513BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】一連式の往復動ポンプを用いて脈動が抑制可能な多連式のポンプ装置、および同ポンプ装置を容易に実現可能な往復動ポンプを提供する。
【解決手段】本発明に係るポンプ装置1,1X～1Zは、複数の往復動ポンプ2A～2Cを有してなる。往復動ポンプそれぞれは、物理的に離れて配置されて相互に独立して動作可能である。往復動ポンプのうち、1つの往復動ポンプ2Aは他の往復動ポンプの動作を制御する親機として動作して、他の往復動ポンプ2B,2Cは親機に連動する子機として動作する。親機の制御装置4Aは、子機制御信号を生成して、子機に送信する。子機の制御装置4B,4Cは、子機制御信号を受信したとき、プランジャ6の一往復の動作を一周期としたとき、親機のプランジャ6Aの周期に対する子機のプランジャ6B,6Cの周期の位相が所定角度ずれるように、子機の電磁アクチュエータ51B,51Cの動作を制御する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
複数の往復動ポンプと、
前記往復動ポンプそれぞれに接続されて、前記往復動ポンプから吐出された取扱液が吐出される吐出配管と、
前記吐出配管それぞれに接続されて、前記吐出配管を流れた前記取扱液が合流して流れる共通吐出配管と、
を有してなり、
前記往復動ポンプそれぞれは、
物理的に離れて配置されて、相互に独立して動作可能であり、
前記往復動ポンプのうち、１つの前記往復動ポンプは他の前記往復動ポンプの動作を制御する親機として動作して、他の前記往復動ポンプは前記親機に連動する子機として動作して、
前記往復動ポンプそれぞれは、
ダイアフラムと、
前記ダイアフラムを往復動させるプランジャと、
前記プランジャを往復動させる電磁アクチュエータと、
前記電磁アクチュエータの動作をクローズドループ制御する制御装置と、
前記子機となる他の前記往復動ポンプへ信号を送信可能な送信部と、
前記親機となる他の前記往復動ポンプからの前記信号を受信可能な受信部と、
を備えて、
前記親機の前記制御装置は、前記親機の前記電磁アクチュエータの動作を開始させるとき、前記子機の動作を制御する子機制御信号を生成して、生成された前記子機制御信号を前記親機の前記送信部を介して前記子機に送信して、
前記子機の前記制御装置は、
前記子機制御信号を前記子機の前記受信部を介して受信したとき、前記電磁アクチュエータの動作の制御を開始して、
前記プランジャの一往復の動作を一周期としたとき、前記親機の前記プランジャの周期に対する前記子機の前記プランジャの周期の位相が所定角度ずれるように、前記子機の前記電磁アクチュエータの動作を制御する、
ポンプ装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記子機の数がｍ（ｍは１～５の整数）個のとき、前記子機それぞれに対応する前記所定角度は、３６０°を等角度にｍ＋１個に分割した角度にｎ（ｎは１～ｍの整数）を乗じた角度のうち、いずれかの角度である、
請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記子機の前記制御装置は、前記子機制御信号を受信したとき、
前記位相が前記所定角度ずれるように、前記子機の前記電磁アクチュエータの動作の開始のタイミングを遅延させて、または、
前記子機の送液が開始される前に、前記位相が前記所定角度ずれた位置に前記子機の前記プランジャを移動させる、
請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記往復動ポンプそれぞれは、
前記プランジャが原点位置に位置しているか否かを検知する位置センサ、
を備えて、
前記制御装置は、前記電磁アクチュエータが動作しているとき、前記位置センサの検知結果に基づいて、前記プランジャが前記原点位置に位置しているタイミングを示す位置信号を生成して、
前記親機の前記制御装置は、生成された前記位置信号を前記親機の前記送信部を介して前記子機に送信して、
前記子機の前記制御装置は、前記位置信号を前記子機の前記受信部を介して受信したとき、受信された前記位置信号と、前記子機の前記制御装置により生成された前記位置信号と、に基づいて、前記位相のずれ量が前記所定角度となるように、前記子機の前記電磁アクチュエータの動作を補正する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記往復動ポンプの動作モードは、
前記制御装置が前記子機制御信号を送信および受信しないシングル動作モードと、
前記制御装置が前記子機制御信号を送信または受信するマルチ動作モードと、
を含み、
前記マルチ動作モードは、
前記親機の前記制御装置が、前記子機制御信号を生成して、前記子機の前記制御装置の動作を制御する親機モードと、
前記子機の前記制御装置が、前記子機制御信号に基づいて、前記子機の前記電磁アクチュエータの動作を制御する子機モードと、
を含み、
前記制御装置は、前記動作モードを決定するモード決定信号に基づいて、前記動作モードを決定する、
請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項６】
前記往復動ポンプそれぞれは、
前記往復動ポンプの使用者の操作を受け付ける操作部、
を備えて、
前記制御装置は、前記操作部に対する操作に基づいて、前記モード決定信号を生成する、
請求項５に記載のポンプ装置。
【請求項７】
前記電磁アクチュエータは、
回転軸を備えるステッピングモータと、
前記回転軸の位置角度を検知するエンコーダと、
を備える、
請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項８】
前記プランジャは、前記ダイアフラムの一方の面側に配置されて、
前記取扱液は、
前記プランジャが、前記ダイアフラムが配置されている往路方向に向けて移動するとき、吐出されて、
前記プランジャが前記往路方向と反対の復路方向に向けて移動するとき、吸込まれて、
前記プランジャの前記往路方向への移動速度は、前記プランジャの前記復路方向への移動速度よりも遅い、
請求項７に記載のポンプ装置。
【請求項９】
ダイアフラムを往復動させることにより取扱液を吸込み、吐出する往復動ポンプであって、
前記ダイアフラムと、
前記ダイアフラムを往復動させるプランジャと、
前記プランジャを往復動させる電磁アクチュエータと、
前記電磁アクチュエータの動作をクローズドループ制御する制御装置と、
前記往復動ポンプと同じ構成を備える他の往復動ポンプである第２ポンプへ、信号を送信可能な送信部と、
前記第２ポンプから、前記制御装置の動作を制御する外部制御信号を受信可能な受信部と、
を備えて、
前記往復動ポンプの動作モードは、
前記制御装置が第２ポンプへ前記信号を送信せず、かつ、前記外部制御信号を受信しないシングル動作モードと、
前記制御装置が前記第２ポンプへ前記信号を送信して、または、前記外部受信信号を受信するマルチ動作モードと、
を含み、
前記マルチ動作モードは、
前記制御装置が、前記信号として前記第２ポンプの動作を制御する子機制御信号を生成する親機モードと、
前記制御装置が、前記外部制御信号に基づいて、前記電磁アクチュエータの動作を制御する子機モードと、
を含み、
前記往復動ポンプが前記子機モードで動作するとき、前記制御装置は、前記プランジャの一往復の動作を一周期としたとき、前記シングル動作モードで動作するときの前記プランジャの周期に対して、前記プランジャの位相が所定角度ずれるように、前記電磁アクチュエータの動作を制御する、
往復動ポンプ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ装置および往復動ポンプに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
往復動ポンプは、ダイアフラム、ダイアフラムを往復動させるプランジャ、およびダイアフラムを収容するポンプ室を備える。往復動ポンプは、プランジャの往復動によりダイアフラムを往復動させて、ポンプ室内において取扱液の吸込みおよび吐出を交互に繰り返すことにより、取扱液を定量的に搬送する。往復動ポンプは、その構成上、取扱液の吐出時に脈動を生じさせる。この脈動を抑制した往復動ポンプとして、無脈動ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたポンプは、ダイアフラム、プランジャ、およびポンプ室を２組備えて、プランジャの往復動の位相差を１８０°とすることにより、一方のダイアフラムの吐出工程と他方のダイアフラムの吐出工程とを相補的に実行している、いわゆる二連式（多連式）のポンプである。その結果、２つのポンプ室に接続されている共通吐出配管内の取扱液の流量は略一定に保たれて、共通吐出配管内の脈動は抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
実開平４－１３７２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２つのプランジャの往復動は、１つのシャフト（クランクシャフト）に取り付けられている２つのカムの回転により制御されている。通常、カムそれぞれの形状は、吸込工程と吐出工程それぞれの時間（速度）の割合が変わるように形成されている。２つのプランジャを精度よく連動させるためには、特殊な形状のカムの高精度な形成が必要となる。また、２つのダイアフラムを往復動させる駆動部の構造が複雑となるため、その組立およびメンテナンス性に技術的課題が存在する。さらに、１つのダイアフラムを備える一連式のポンプと、複数のダイアフラムを備える多連式のポンプと、の間では、駆動部およびそのケースの共通化は難しい。
【０００６】
本発明は、一連式の往復動ポンプを用いて脈動が抑制可能な多連式のポンプ装置、および同ポンプ装置を容易に実現可能な往復動ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施態様におけるポンプ装置は、複数の往復動ポンプと、前記往復動ポンプそれぞれに接続されて、前記往復動ポンプから吐出された取扱液が吐出される吐出配管と、前記吐出配管それぞれに接続されて、前記吐出配管を流れた前記取扱液が合流して流れる共通吐出配管と、を有してなり、前記往復動ポンプそれぞれは、物理的に離れて配置されて、相互に独立して動作可能であり、前記往復動ポンプのうち、１つの前記往復動ポンプは他の前記往復動ポンプの動作を制御する親機として動作して、他の前記往復動ポンプは前記親機に連動する子機として動作して、前記往復動ポンプそれぞれは、ダイアフラムと、前記ダイアフラムを往復動させるプランジャと、前記プランジャを往復動させる電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータの動作をクローズドループ制御する制御装置と、前記子機となる他の前記往復動ポンプへ信号を送信可能な送信部と、前記親機となる他の前記往復動ポンプからの前記信号を受信可能な受信部と、を備えて、前記親機の前記制御装置は、前記親機の前記電磁アクチュエータの動作を開始させるとき、前記子機の動作を制御する子機制御信号を生成して、生成された前記子機制御信号を前記親機の前記送信部を介して前記子機に送信して、前記子機の前記制御装置は、前記子機制御信号を前記子機の前記受信部を介して受信したとき、前記電磁アクチュエータの動作の制御を開始して、前記プランジャの一往復の動作を一周期としたとき、前記親機の前記プランジャの周期に対する前記子機の前記プランジャの周期の位相が所定角度ずれるように、前記子機の前記電磁アクチュエータの動作を制御する。
【０００８】
本発明の一実施態様における往復動ポンプは、ダイアフラムを往復動させることにより取扱液を吸込み、吐出する往復動ポンプであって、前記ダイアフラムと、前記ダイアフラムを往復動させるプランジャと、前記プランジャを往復動させる電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータの動作をクローズドループ制御する制御装置と、前記往復動ポンプと同じ構成を備える他の往復動ポンプである第２ポンプへ、信号を送信可能な送信部と、前記第２ポンプから、前記制御装置の動作を制御する外部制御信号を受信可能な受信部と、を備えて、前記往復動ポンプの動作モードは、前記制御装置が第２ポンプへ前記信号を送信せず、かつ、前記外部制御信号を受信しないシングル動作モードと、前記制御装置が前記第２ポンプへ前記信号を送信して、または、前記外部受信信号を受信するマルチ動作モードと、を含み、前記マルチ動作モードは、前記制御装置が、前記信号として前記第２ポンプの動作を制御する子機制御信号を生成する親機モードと、前記制御装置が、前記外部制御信号に基づいて、前記電磁アクチュエータの動作を制御する子機モードと、を含み、前記往復動ポンプが前記子機モードで動作するとき、前記制御装置は、前記プランジャの一往復の動作を一周期としたとき、前記シングル動作モードで動作するときの前記プランジャの周期に対して、前記プランジャの位相が所定角度ずれるように、前記電磁アクチュエータの動作を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一連式の往復動ポンプを用いて脈動が抑制可能な多連式のポンプ装置、および同ポンプ装置を容易に実現可能な往復動ポンプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明に係るポンプ装置の実施の形態を示す模式図である。
本発明に係る往復動ポンプの実施の形態を示す模式断面図である。
図２の往復動ポンプの機能ブロック図である。
図２の往復動ポンプが備えるプランジャの一往復における吸込工程と吐出工程それぞれの経過時間を示す模式図である。
図１のポンプ装置の動作の一例を示すシーケンス図である。
図１のポンプ装置が備える各配管を流れる取扱液の状態を示す模式図である。
図１のポンプ装置の第１変形例を示す模式図である。
図１のポンプ装置の第２変形例を示す模式図である。
図１のポンプ装置の第３変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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