特許 6644059 二連往復動ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6644059

(24)【登録日】2020年1月9日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】二連往復動ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/113 20060101AFI20200130BHJP

【ＦＩ】

   F04B43/113

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2017-510957(P2017-510957)

(86)(22)【出願日】2016年3月31日

(86)【国際出願番号】JP2016060724

(87)【国際公開番号】WO2016163306

(87)【国際公開日】20161013

【審査請求日】2018年12月12日

(31)【優先権主張番号】特願2015-78218(P2015-78218)

(32)【優先日】2015年4月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000127352

【氏名又は名称】株式会社イワキ

(74)【代理人】

【識別番号】110001612

【氏名又は名称】きさらぎ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】鬼塚 敏樹

【審査官】 田中 尋

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５１４７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１４３４６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５５５８５０６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ４３／１１３， Ｆ０４Ｂ４３／１０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に軸方向に沿って第１の空間及び第２の空間を形成するケース部材と、
前記第１の空間及び第２の空間内において変形可能に配置されて、前記第１の空間を第１のポンプ室及び第１の作動室に仕切ると共に、前記第２の空間を第２のポンプ室及び第２の作動室に仕切る可動仕切部材と、
前記第１の作動室への作動流体の供給を切り換える第１の弁機構を備える第１の切換弁機構と、
前記第２の作動室への作動流体の供給を切り換える第２の弁機構を備える第２の切換弁機構と、
前記第１の弁機構を動作させるための制御流体の前記第１の切換弁機構への供給を切り換える第１の切換機構と、
前記第２の弁機構を動作させるための制御流体の前記第２の切換弁機構への供給を切り換える第２の切換機構とを備え、
前記第１及び第２の切換機構は、
前記第１のポンプ室の圧縮工程と前記第２のポンプ室の圧縮工程とが部分的に重複する重複期間を有するように、前記制御流体の前記第１及び第２の切換弁機構への供給を切り換える
ことを特徴とする二連往復動ポンプ。

【請求項2】

前記第１及び第２の切換弁機構は、それぞれ、
内部に前記作動流体の分配室が形成され、この分配室内に前記第１又は第２の弁機構が往復動自在に配置された弁機構本体を備えた、請求項１記載の二連往復動ポンプ。

【請求項3】

前記弁機構本体は、
前記作動流体源から供給される作動流体を前記分配室に導入する作動流体導入口と、
前記分配室に導入された作動流体を前記第１又は第２の作動室に排出する作動流体入出口とを備えた、請求項２記載の二連往復動ポンプ。

【請求項4】

前記弁機構本体は、更に、
前記制御流体を前記弁機構本体に導入するための第１の制御流体入出口及び第２の制御流体入出口とを備える
ことを特徴とする請求項３記載の二連往復動ポンプ。

【請求項5】

前記第１及び第２の弁機構は、それぞれ、
軸方向に所定間隔を空けて形成された複数の大径部及びこれら大径部間に形成された小径部を備え、
前記作動流体は、前記第１又は第２の弁機構が移動して前記小径部を介して前記作動流体導入口と前記作動流体入出口とが連通することにより前記第１又は第２の作動室に向けて排出される、請求項１記載の二連往復動ポンプ。

【請求項6】

前記第１及び第２の切換機構は、それぞれ、
弁体収容ケースと、
前記弁体収容ケース内を往復動し、その先端が前記弁体収容ケースから突出して前記可動仕切部材と連動する連動部材に当接可能に配置される弁体と、
前記弁体を前記連動部材の方へ付勢する弾性部材とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の二連往復動ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一対のベローズ等の可動仕切部材によって形成された一対のポンプ室により移送流体を移送する二連往復動ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、二連往復動ポンプやベローズポンプが知られている（下記特許文献１及び２参照）。この種のポンプは、一対のベローズ等の可動仕切部材を有する。そして、この一対の可動仕切部材により一対の閉空間をポンプ室と作動室とに区画している。

【0003】

この種のポンプは、このように区画された一対の作動室に切換弁機構によって交互に作動流体を導入することで、ポンプ室を交互に圧縮及び伸長させることで移送流体を移送する。なお、この種のポンプでは、一般的には移送流体の吐出流量にストローク数に対応した脈動が発生する。

【0004】

この脈動は、例えばベローズの伸縮動作ストロークの端部で一対の吸込弁及び一対の吐出弁がそれぞれ一方のポンプ室側から他方のポンプ室側へと切り替わる結果として発生する。このような脈動は、種々の障害をもたらすため、特許文献１及び２に開示された二連往復動ポンプによって解決が試みられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５３１５５５０号公報

【特許文献2】特許第３５７４６４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述した特許文献１及び２に開示されたポンプでは、高い脈動低減効果を低コストで実現させるには、更なる改良の余地がある。

【0007】

本発明は、作動流体の切換弁機構の動作を制御流体により切り換えることで全体の低コスト化を図りつつ、移送流体の脈動の低減を図ることができる二連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】

【0008】

本発明に係る二連往復動ポンプは、内部に軸方向に沿って第１の空間及び第２の空間を形成するケース部材と、前記第１の空間及び第２の空間内において変形可能に配置されて、前記第１の空間を第１のポンプ室及び第１の作動室に仕切ると共に、前記第２の空間を第２のポンプ室及び第２の作動室に仕切る可動仕切部材と、前記第１の作動室への作動流体の供給を切り換える第１の弁機構を備える第１の切換弁機構と、前記第２の作動室への作動流体の供給を切り換える第２の弁機構を備える第２の切換弁機構と、前記第１の弁機構を動作させるための制御流体の前記第１の切換弁機構への供給を切り換える第１の切換機構と、前記第２の弁機構を動作させるための制御流体の前記第２の切換弁機構への供給を切り換える第２の切換機構とを備え、前記第１及び第２の切換機構は、前記第１のポンプ室の圧縮工程と前記第２のポンプ室の圧縮工程とが部分的に重複する重複期間を有するように、前記制御流体の前記第１及び第２の切換弁機構への供給を切り換えることを特徴とする。

【0009】

本発明の好適な１つの実施形態において、前記第１及び第２の切換弁機構は、それぞれ、内部に前記作動流体の分配室が形成され、この分配室内に前記第１又は第２の弁機構が往復動自在に配置された弁機構本体を備える。

【0010】

本発明の１つの実施形態において、前記弁機構本体は、前記作動流体源から供給される作動流体を前記分配室に導入する作動流体導入口と、前記分配室に導入された作動流体を前記第１又は第２の作動室に排出する作動流体入出口とを備える。

【0011】

本発明の１つの実施形態において、前記弁機構本体は、更に、前記制御流体を前記弁機構本体に導入するための第１の制御流体入出口及び第２の制御流体入出口とを備える。

【0012】

本発明の１つの実施形態において、前記第１及び第２の弁機構は、それぞれ、軸方向に所定間隔を空けて形成された複数の大径部及びこれら大径部間に形成された小径部を備え、前記作動流体は、前記第１又は第２の弁機構が移動して前記小径部を介して前記作動流体導入口と前記作動流体入出口とが連通することにより、前記第１又は第２の作動室に向けて排出される。

【0013】

本発明の１つの実施形態において、前記第１及び第２の切換機構は、それぞれ、弁体収容ケースと、前記弁体収容ケース内を往復動し、その先端が前記弁体収容ケースから突出して前記可動仕切部材と連動する連動部材に当接可能に配置される弁体と、前記弁体を前記連動部材の方へ付勢する弾性部材とを備える。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、作動流体の動作を制御流体により切り換えることで全体の低コスト化を図りつつ、移送流体の脈動の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る二連往復動ポンプの構成を示す図である。

【図2】同二連往復動ポンプの各部の動作を示すタイミングチャートである。

【図3】同二連往復動ポンプの動作を説明するための図である。

【図4】同二連往復動ポンプの動作を説明するための図である。

【図5】同二連往復動ポンプの動作を説明するための図である。

【図6】同二連往復動ポンプの動作を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る二連往復動ポンプを詳細に説明する。

【0017】

図１は、本発明の一実施形態に係る二連往復動ポンプ１の構成を示す図であり、断面及びその周辺機構を示している。図１に示すように、二連往復動ポンプ１において、中央部に配置されたポンプヘッド１ａの両側には、ケース部材である有底円筒状の第１のシリンダ２ａ及び第２のシリンダ２ｂが、開口部が互いに向かい合うように装着されて配置されている。

【0018】

これらシリンダ２ａ，２ｂの内部には、軸方向に沿って一対の空間が形成されている。これら一対の空間内には、軸方向に伸縮可能な、例えばフッ素樹脂からなる有底円筒状の第１のベローズ３ａ及び第２のベローズ３ｂが、互いの開口側が向き合うようにポンプヘッド１ａに添設された状態で同軸配置されている。

【0019】

これらベローズ３ａ，３ｂは、その開口端がポンプヘッド１ａに対して、例えば液密に螺合固定されている。従って、ベローズ３ａ，３ｂは、内側を第１のポンプ室５ａ及び第２のポンプ室５ｂとし、外側を第１の作動室６ａ及び第２の作動室６ｂとして、シリンダ２ａ，２ｂの内部空間を仕切る一対の可動仕切部材を構成している。

【0020】

ベローズ３ａ，３ｂの底部には、シャフト固定板４ａ及びシャフト固定板４ｂがボルト１５ａにより固定されている。シャフト固定板４ａ，４ｂには、同軸に延びるシャフト７ａ及びシャフト７ｂの一端が固定されている。シャフト７ａ，７ｂの他端は、シリンダ２ａ，２ｂの底部中心を、シール部材８を介して気密に貫通してシリンダ２ａ，２ｂの外側まで延びている。これらシャフト７ａ，７ｂの他端には、連結板９ａ及び連結板９ｂがナット１０によって固定されている。

【0021】

連結板９ａ，９ｂは、シリンダ２ａ，２ｂの外部の所定位置、例えば図１中の上下に示す位置において、連結シャフト１１ａ及び連結シャフト１１ｂによって軸方向に連結されている。各連結シャフト１１ａ，１１ｂは、一対のシャフト部１２及びシャフト部１３と、これらシャフト部１２，１３の間に装着された伸縮部材であるコイルばね１４とを備えている。

【0022】

各連結シャフト１１ａ，１１ｂにおいては、シャフト部１２，１３のコイルばね１４側とは反対側の端部がボルト１５によって連結板９ａ，９ｂに固定されている。これにより、各連結シャフト１１ａ，１１ｂは、各連結板９ａ，９ｂにシャフト７ａ，７ｂ及びシャフト固定板４ａ，４ｂを介して接続されたベローズ３ａ，３ｂを、コイルばね１４を介して軸方向に伸縮自在に連結している。

【0023】

また、ポンプヘッド１ａには、ポンプの側面に臨む位置に移送流体、例えば液体の吸込口１６と吐出口１７とが設けられている。この吸込口１６からポンプ室５ａ，５ｂに至る経路には、吸込弁１８ａ及び吸込弁１８ｂが設けられ、ポンプ室５ａ，５ｂから吐出口１７に至る経路には、吐出弁１９ａ及び吐出弁１９ｂが設けられている。これら吸込弁１８ａ，１８ｂ及び吐出弁１９ａ，１９ｂは、バルブユニットを構成している。

【0024】

シリンダ２ａ，２ｂの底部には、シリンダ側入出口２ｃ及びシリンダ側入出口２ｄが設けられている。これらシリンダ側入出口２ｃ，２ｄは、例えば図示しないエアコンプレッサ等の作動流体源から供給される作動流体、例えば作動エアを、第１の切換弁機構８０ａの作動エア入出口８１ａに接続された第１の主配管９０ａ、及び第２の切換弁機構８０ｂの作動エア入出口８１ｂに接続された第２の主配管９０ｂを介して、作動室６ａ，６ｂに対して導入又は排出するためのものである。

【0025】

第１の切換弁機構８０ａは、作動室６ａへの作動エアの供給を切り換える切換弁８６ａを備える。第２の切換弁機構８０ｂは、作動室６ｂへの作動エアの供給を切り換える切換弁８６ｂを備える。これら第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂの切換弁８６ａ，８６ｂは、後述する第１の切換機構を構成する第１及び第２切換機構２０ａ，３０ａ並びに第２の切換機構を構成する第３及び第４切換機構２０ｂ，３０ｂにより供給が切り換えられた制御流体、例えば制御エアによって動作される。制御エアは、作動流体源からの作動エアの一部を分流したものである。

【0026】

第１の切換弁機構８０ａは、内部に作動エアの分配室８４ａが形成され切換弁８６ａが往復動自在に収容された第１の弁機構本体８５ａを備える。第２の切換弁機構８０ｂは、内部に作動エアの分配室８４ｂが形成され切換弁８６ｂが往復動自在に収容された第２の弁機構本体８５ｂを備える。

【0027】

第１及び第２の弁機構本体８５ａには、作動流体源から供給される作動エアを二股に分岐されたエア配管９９ａ及びエア配管９９ｂを介して分配室８４ａ、８４ｂに導入する作動エア導入口８７ａ及び作動エア導入口８７ｂと、上述した作動エア入出口８１ａ，８１ｂとが形成されている。

【0028】

作動エア入出口８１ａ，８１ｂは、分配室８４ａ，８４ｂに導入された作動エアを、第１及び第２の主配管９０ａ，９０ｂを介して作動室６ａ，６ｂに排出すると共に、作動室６ａ，６ｂから排出された作動エアを第１及び第２の主配管９０ａ，９０ｂを介して分配室８４ａ，８４ｂに導入するためのものである。

【0029】

また、第１及び第２の弁機構本体８５ａ，８５ｂには、作動室６ａ，６ｂから排出されて分配室８４ａ，８４ｂに導入された作動エアを外部に排出するための作動エア排出口８８ａ及び作動エア排出口８８ｂが形成されている。なお、第１の弁機構本体８５ａには後述する第１の制御エア入出口８２ａ及び第２の制御エア入出口８３ａが形成され、第２の弁機構本体８５ｂには後述する第３の制御エア入出口８２ｂ及び第４の制御エア入出口８３ｂが形成されている。

【0030】

第１及び第２の制御エア入出口８２ａ，８３ａは、制御エアを第１及び第２の制御エア配管９２ａ，９２ｃを介して第１の弁機構本体８５ａ内に導入及び排出するためのものである。第３及び第４の制御エア入出口８２ｂ，８３ｂは、制御エアを第３及び第４の制御エア配管９２ｂ，９２ｄを介して第２の弁機構本体８５ｂ内に導入及び排出するためのものである。

【0031】

第１の切換弁機構８０ａの切換弁８６ａは、第１及び第２の制御エア入出口８２ａ，８３ａから第１の弁機構本体８５ａ内に導入された制御エアによって往復駆動される。第２の切換弁機構８０ｂの切換弁８６ｂは、第３及び第４の制御エア入出口８２ｂ，８３ｂから第２の弁機構本体８５ｂ内に導入された制御エアによって往復駆動される。

【0032】

切換弁８６ａ，８６ｂは、軸方向に所定間隔を空けて形成された３つの大径部８９ａ，８９ｂと、これら大径部８９ａ，８９ｂ間に形成された２つの小径部９８ａ，９８ｂとを有する。大径部８９ａ，８９ｂは、第１及び第２の弁機構本体８５ａ，８５ｂに形成された作動エア導入口８７ａ，８７ｂ、作動エア入出口８１ａ，８１ｂ及び作動エア排出口８８ａ，８８ｂを選択的に塞ぐものである。また、小径部９８ａ，９８ｂは、第１及び第２の弁機構本体８５ａ，８５ｂの内壁面と共に分配室８４ａ，８４ｂを形成する。

【0033】

シリンダ２ａの底部外壁面の一部には、第１の切換機構を構成する第１切換機構２０ａが、例えばシリンダ２ａに対し着脱可能に固定されている。また、シリンダ２ａの底部側方外壁面の下方側には、第１の切換機構を構成する第２切換機構３０ａが、例えばシリンダ２ａに対して一体成形等により一体的に固定されて配置されている。このような一対の第１の切換機構を構成する第１及び第２切換機構２０ａ，３０ａは、第１の切換弁機構８０ａへの制御エアの供給を切り換えるために設けられている。

【0034】

また、シリンダ２ｂの底部外壁面の一部には、第２の切換機構を構成する第３切換機構２０ｂが、例えばシリンダ２ｂに対し着脱可能に固定されている。また、シリンダ２ｂの底部側方外壁面の下方側には、第２の切換機構を構成する第４切換機構３０ｂが、例えばシリンダ２ｂに対して一体成形等により一体的に固定されて配置されている。このような一対の第２の切換機構を構成する第３及び第４切換機構２０ｂ，３０ｂは、第２の切換弁機構８０ｂへの制御エアの供給を切り換えるために設けられている。

【0035】

なお、第１切換機構２０ａ及び第３切換機構２０ｂは、例えばシリンダ２ａ，２ｂに対して一体成形等により一体的に固定されて配置されていてもよい。また、第２切換機構３０ａ及び第４切換機構３０ｂは、例えばシリンダ２ａ，２ｂに対して着脱可能に固定されて配置されていてもよい。

【0036】

なお、詳細は後述するが、第１及び第２切換機構２０ａ，３０ａと第３及び第４切換機構２０ｂ，３０ｂは、ポンプ室５ａの圧縮工程とポンプ室５ｂの圧縮工程とが部分的に重複する重複期間ＯＰ（図２参照）を有するように、第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂへの制御エアの供給を切り換えるように動作する。

【0037】

第１の切換機構の一部を構成する第１切換機構２０ａは、図示しないフランジ部をシリンダ２ａに対して着脱可能に、例えばねじ止め固定することにより固定される第１の収容ケース２１ａを備える。第２の切換機構の一部を構成する第３切換機構２０ｂは、図示しないフランジ部をシリンダ２ｂに対して着脱可能に、例えばねじ止め固定することにより固定される第３の収容ケース２１ｂを備える。これら第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂの側面には、制御エアの導入口２２ａ及び導入口２２ｂが形成されると共に、制御エアの排出口２３ａ及び排出口２３ｂが形成されている。

【0038】

第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂの導入口２２ａ，２２ｂには制御エア導入路９１ａ及び制御エア導入路９１ｂが接続され、排出口２３ａ，２３ｂには第１の制御エア配管９２ａ及び第３の制御エア配管９２ｂが接続されている。なお、第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂの所定位置、例えば第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂの底部近傍側面には、第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂの内部と外部とを連通する逃げ穴２４ａ及び逃げ穴２４ｂが形成されている。

【0039】

また、第１切換機構２０ａは、第１の収容ケース２１ａ内を往復動する第１の弁体を構成する第１弁体２５ａを備える。第３切換機構２０ｂは、第３の収容ケース２１ｂ内を往復動する第２の弁体を構成する第３弁体２５ｂを備える。第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂ内には、これら第１弁体２５ａ及び第３弁体２５ｂを連結板９ａ，９ｂの方へ付勢するバネ２６ａ及びバネ２６ｂが備えられている。

【0040】

第１弁体２５ａは、その先端部が第１の収容ケース２１ａから連結板９ａに向かって突出し、連結板９ａの内側面に当接可能に配置されている。第３弁体２５ｂは、その先端部が第３の収容ケース２１ｂから連結板９ｂに向かって突出し、連結板９ｂの内側面に当接可能に配置されている。

【0041】

第１及び第３弁体２５ａ，２５ｂは、例えばベローズ３ａ，３ｂが収縮限界位置近傍に達したときから収縮限界位置までの間で変位する際に、その先端部が連結板９ａ，９ｂと継続的に当接する。そして、そのままバネ２６ａ，２６ｂの弾性力に抗して第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂ内に押されるように構成されている。

【0042】

従って、第１の収容ケース２１ａと第１弁体２５ａとの間に形成される分流路２７ａ、及び第３の収容ケース２１ｂと第３弁体２５ｂとの間に形成される分流路２７ｂは、ベローズ３ａ，３ｂが収縮限界位置近傍に達したときに開路し導入口２２ａ，２２ｂと排出口２３ａ，２３ｂとを連通させる。分流路２７ａ，２７ｂが開路したときは、制御エア導入路９１ａ，９１ｂから第１及び第３切換機構２０ａ，２０ｂに供給される制御エアが、第１の制御エア配管９２ａ及び第３の制御エア配管９２ｂを通って第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂの第１の制御エア入出口８２ａ及び第３の制御エア入出口８２ｂに導かれる。

【0043】

また、第１及び第３弁体２５ａ，２５ｂは、その先端部が連結板９ａ，９ｂから離間する直前の位置に達したときから離間した状態にあるときは、バネ２６ａ，２６ｂの弾性力により第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂから突出して分流路２７ａ，２７ｂを閉路する。これにより、第１及び第３弁体２５ａ，２５ｂは、排出口２３ａ，２３ｂと逃げ穴２４ａ，２４ｂとを第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂ内で連通させる。

【0044】

このように分流路２７ａ，２７ｂが閉路したときは、第１及び第３の制御エア入出口８２ａ，８２ｂから第１及び第３の制御エア配管９２ａ，９２ｂを介して排出された制御エアが、排出口２３ａ，２３ｂを介して第１及び第３の収容ケース２１ａ，２１ｂ内に導入され、逃げ穴２４ａ，２４ｂから外部に排気される。

【0045】

また、第１の切換機構の一部を構成する第２切換機構３０ａは、シリンダ２ａと一体的に形成された第２の収容ケース３１ａを備える。第２切換機構の一部を構成する第４切換機構３０ｂは、シリンダ２ｂと一体的に形成された第４の収容ケース３１ｂを備える。これら第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂの側面には、制御エアの導入口３２ａ及び導入口３２ｂが形成されると共に、制御エアの排出口３３ａ及び３３ｂが形成されている。

【0046】

第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂの導入口３２ａ，３２ｂには制御エア導入路９１ｃ及び制御エア導入路９１ｄが接続され、排出口３３ａ，３３ｂには第２の制御エア配管９２ｃ及び第４の制御エア配管９２ｄが接続されている。なお、第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂの所定位置、例えば第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂの底部には、第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂの内部と外部とを連通する逃げ穴３４ａ及び逃げ穴３４ｂが形成されている。

【0047】

また、第２切換機構３０ａは、第２の収容ケース３１ａ内を往復動する第１の弁体を構成する第２弁体３５ａを備える。第４切換機構３０ｂは、第４の収容ケース３１ｂ内を往復動する第２の弁体を構成する第４弁体３５ｂを備える。第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂ内には、これら第２弁体３５ａ及び第４弁体３５ｂを軸方向に沿って互いに対向する方向、具体的には連結シャフト１１ｂのシャフト部１２，１３に設けられた当接板３５ｃ及び当接板３５ｄの方へ付勢するバネ３６ａ及びバネ３６ｂが備えられている。

【0048】

第２弁体３５ａは、その先端部が第２の収容ケース３１ａから当接板３５ｃに向かって突出し、当接板３５ｃに当接可能に配置されている。第４弁体３５ｂは、その先端部が第４の収容ケース３１ｂから当接板３５ｄに向かって突出し、当接板３５ｄに当接可能に配置されている。

【0049】

第２及び第４弁体３５ａ，３５ｂは、例えばベローズ３ａ，３ｂが伸長限界位置近傍に達したときから伸長限界位置までの間で変位する際に、その先端部が当接板３５ｃ，３５ｄと継続的に当接する。そして、そのままバネ３６ａ，３６ｂの弾性力に抗して第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂ内に押されるように構成されている。

【0050】

従って、第２の収容ケース３１ａと第２弁体３５ａとの間に形成される分流路３７ａ、及び第４の収容ケース３１ｂと第４弁体３５ｂとの間に形成される分流路３７ｂは、ベローズ３ａ，３ｂが伸長限界位置近傍に達したときにおいて開路し導入口３２ａ，３２ｂと排出口３３ａ，３３ｂとを連通させる。分流路３７ａ，３７ｂが開路したときは、制御エア導入路９１ｃ，９１ｄから第２及び第４切換機構３０ａ，３０ｂに供給される制御エアが、第２の制御エア配管９２ｃ及び第４の制御エア配管９２ｄを通って第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂの第２の制御エア入出口８３ａ及び第４の制御エア入出口８３ｂに導かれる。

【0051】

また、第２及び第４弁体３５ａ，３５ｂは、その先端部が当接板３５ｃ，３５ｄから離間する直前の位置に達したときから離間した状態にあるときは、バネ３６ａ，３６ｂの弾性力により第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂから突出して分流路３７ａ，３７ｂを閉路する。これにより、第２及び第４弁体３５ａ，３５ｂは、排出口３３ａ，３３ｂと逃げ穴３４ａ，３４ｂとを第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂ内で連通させる。

【0052】

このように分流路３７ａ，３７ｂが閉路したときは、第２及び第４の制御エア入出口８３ａ，８３ｂから第２及び第４の制御エア配管９２ｃ，９２ｄを介して排出された制御エアが、排出口３３ａ，３３ｂを介して第２及び第４の収容ケース３１ａ，３１ｂ内に導入され、逃げ穴３４ａ，３４ｂから外部に排気される。

【0053】

本実施形態に係る二連往復動ポンプ１は、第１の切換弁機構８０ａの切換弁８６ａを、第１及び第２切換機構２０ａ，３０ａからの制御エアにより切換動作させて、作動室６ａへの作動エアの供給を切り換える。また、第２の切換弁機構８０ｂの切換弁８６ｂを、第３及び第４切換機構２０ｂ，３０ｂからの制御エアにより切換動作させて、作動室６ｂへの作動エアの供給を切り換える。

【0054】

すなわち、切換弁８６ａ，８６ｂは、作動エアを、上述した重複期間ＯＰを有するように、例えば第１の弁機構本体８５ａの作動エア導入口８７ａと作動エア入出口８１ａとを連通させると共に、第２の弁機構本体８５ｂの作動エア入出口８１ｂと作動エア排出口８８ｂとを連通させて、作動室６ａへ供給し作動室６ｂから排出させる。

【0055】

また、切換弁８６ａ，８６ｂは、作動エアを、上述した重複期間ＯＰを有するように、例えば第２の弁機構本体８５ｂの作動エア導入口８７ｂと作動エア入出口８１ｂとを連通させると共に、第１の弁機構本体８５ａの作動エア入出口８１ａと作動エア排出口８８ａとを連通させて、作動室６ｂへ供給し作動室６ａから排出させる。そして、重複期間ＯＰを設けることにより、ポンプ室５ａ，５ｂのうち、一方のポンプ室の吐出圧力が低下する圧縮工程（吐出工程）の最終段階の直前で、他方のポンプ室からも液体が吐出されるようにすることができるので、吐出側の移送流体の脈動を抑制することができる。

【0056】

次に、このように構成された二連往復動ポンプ１の動作について説明する。ポンプの動作中においては、一対の第１の切換機構を構成する第１及び第２切換機構２０ａ，３０ａ及び一対の第２の切換機構を構成する第３及び第４切換機構２０ｂ，３０ｂが、一方のポンプ室５ａの圧縮工程と他方のポンプ室５ｂの圧縮工程とが部分的に重複する重複期間ＯＰを有するように、例えば次のように第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂの動作を切り替えてベローズ３ａ，３ｂを駆動する。

【0057】

図２は、本実施形態に係る二連往復動ポンプ１の各部の動作を説明するためのタイミングチャートである。また、図３〜図６は、二連往復動ポンプ１の動作を説明するための図である。なお、図２においては、各部の動作における機械的なタイムラグについては図示を省略している。本実施形態においては、作動流体源の作動エアは、例えば図示しないレギュレータで所定圧力に調整された上で、エア配管９９ａ，９９ｂを介して第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂに常時供給されている。また、作動エアは、エア配管９９ａ，９９ｂから分岐した制御エア導入路９１ａ〜９１ｄを介して第１〜第４切換機構２０ａ，３０ａ，２０ｂ，３０ｂに常時供給されている。

【0058】

なお、以降の説明においては、第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂについては、切換弁８６ａ，８６ｂが、作動エア導入口８７ａ，８７ｂと作動エア入出口８１ａ，８１ｂとを連通させているときを「ＯＮ状態」とする。また、作動エア入出口８１ａ，８１ｂと作動エア排出口８８ａ，８８ｂとを連通させているときを「ＯＦＦ状態」とする。

【0059】

また、第１〜第４切換機構２０ａ，３０ａ，２０ｂ，３０ｂについては、第１〜第４弁体２５ａ，３５ａ，２５ｂ，３５ｂが、分流路２７ａ，３７ａ，２７ｂ，３７ｂを介して導入口２２ａ，３２ａ，２２ｂ，３２ｂと排出口２３ａ，３３ａ，２３ｂ，３３ｂとを連通させているときを「ＯＮ状態」とし、これらを連通させていないときを「ＯＦＦ状態」とする。なお、既に説明した部分と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付しているので、以降においては重複する説明は省略することとする。

【0060】

まず、例えば第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂの切換弁８６ａ，８６ｂが第１及び第２の弁機構本体８５ａ，８５ｂ内の右側にあり、ベローズ３ａが収縮しベローズ３ｂが伸長しているときの重複期間ＯＰについて説明する。切換弁８６ａが第１の弁機構本体８５ａ内の右側にあるので、作動エア導入口８７ａと作動エア入出口８１ａとが連通し、作動流体源から供給されてエア配管９９ａを通った作動エアは、第１の切換弁機構８０ａの分配室８４ａを通って第１の主配管９０ａを介して作動室６ａに導入される。

【0061】

これにより、ベローズ３ａはその底部がポンプヘッド１ａに近付く方向（以下、「ポンプヘッド近接方向」と呼ぶ。）へ移動して収縮し、連結シャフト１１ａ，１１ｂのシャフト部１２，１２は軸方向に沿って同様にポンプヘッド近接方向へ移動する。また、コイルばね１４を介してシャフト部１３，１３がこれらに少し遅れて連動し、このシャフト部１３，１３と連動する連結板９ｂがポンプヘッド１ａから離れる方向（以下、「ポンプヘッド離間方向」と呼ぶ。）へ移動する。

【0062】

図２に示す時点ｔ１の前の状態においては、ベローズ３ａは収縮限界位置に達するまで収縮を続け、ベローズ３ｂは伸長限界位置に達するまで伸長を続けている。なお、切換弁８６ｂが第２の弁機構本体８５ｂ内の右側にあるので、作動エア入出口８１ｂと作動エア排出口８８ｂとが連通し、ベローズ３ｂが伸長を続けているときには、作動室６ｂ内の作動エアは、第２の主配管９０ｂを介して第２の切換弁機構８０ｂの分配室８４ｂを通り、作動エア排出口８８ｂから外部に排気される。

【0063】

この場合、図１に示すように吸込弁１８ａ及び吐出弁１９ｂが閉状態となっており、吸込弁１８ｂ及び吐出弁１９ａが開状態となっているので、移送流体である液体は、吸込口１６からポンプ室５ｂ内に導入されると共に、ポンプ室５ａから吐出口１７を介して吐出される。このように、時点ｔ１の前の状態においては、ポンプ室５ａが圧縮工程途中にあり、ポンプ室５ｂが伸長（膨張）工程途中にあるので、図１及び図２に示すように、第１の切換弁機構８０ａがＯＮ状態を維持し、第２の切換弁機構８０ｂがＯＦＦ状態を維持している。

【0064】

そして、図２に示す時点ｔ１の直前において、ベローズ３ｂが伸長限界位置近傍に達したときに、連結シャフト１１ｂのシャフト部１３に設けられた当接板３５ｄが、シリンダ２ｂに配置された第４切換機構３０ｂの第４弁体３５ｂの先端部に当接する。当接板３５ｄは、そのまま第４弁体３５ｂを押して第４の収容ケース３１ｂ内に後退させる。

【0065】

これにより、シリンダ２ｂ側の第４切換機構３０ｂは、第１の切換弁機構８０ａがＯＮ状態の間に、導入口３２ｂ及び排出口３３ｂが分流路３７ｂを介して連通することで、図２に示すようなＯＮ状態となる。この第４切換機構３０ｂのＯＮ状態は、第４弁体３５ｂが当接板３５ｄと継続的に当接して分流路３７ｂが開路することにより維持される。

【0066】

こうしてシリンダ２ｂ側の第４切換機構３０ｂがＯＮ状態になると、制御エア導入路９１ｄからの制御エアが分流路３７ｂを介して第４の制御エア配管９２ｄを通り、第２の切換弁機構８０ｂの第４の制御エア入出口８３ｂに導入される。この制御エアの圧力により、切換弁８６ｂは、第２の弁機構本体８５ｂ内の左側へ移動する。そして、作動エア導入口８７ｂと作動エア入出口８１ｂとが小径部９８ｂ及び分配室８４ｂを介して連通し、第２の切換弁機構８０ｂがＯＮ状態となる。

【0067】

なお、第２の弁機構本体８５ｂ内にある第３の制御エア入出口８２ｂ側の制御エアは、左側へ移動した切換弁８６ｂに押し出されて第３の制御エア入出口８２ｂから排出される。そして、排出された制御エアは、第３の制御エア配管９２ｂを通ってシリンダ２ｂ側に配置された第３切換機構２０ｂの排出口２３ｂから第３の収容ケース２１ｂ内に導入され、逃げ穴２４ｂを通って外部に排気される。

【0068】

このような構造により、切換弁８６ｂはスムーズに第２の弁機構本体８５ｂ内を左側に移動する。こうして、図２中矢印曲線Ｌ１で示すように、シリンダ２ｂ側の第４切換機構３０ｂがＯＮ状態となった直後の時点ｔ１において第２の切換弁機構８０ｂがＯＮ状態となる。第２の切換弁機構８０ｂがＯＮ状態になると、作動エア導入口８７ｂと作動エア入出口８１ｂとが連通するので、作動流体源から供給されてエア配管９９ｂを通った作動エアが、第２の切換弁機構８０ｂの分配室８４ｂを通って第２の主配管９０ｂを介して作動室６ｂに導入される。

【0069】

これにより、ポンプ室５ｂは伸長工程から圧縮工程へと切り替わる。しかし、この時点ｔ１においては、もう一方の作動室６ａにも第１の切換弁機構８０ａを介して作動エアが供給され続けているので、ポンプ室５ａも圧縮工程を維持しており、両方のポンプ室５ｂ，５ａの圧縮工程が重複する重複期間ＯＰが開始される。ここでの重複期間ＯＰにおいては、吸込弁１８ａ，１８ｂが閉状態となり、吐出弁１９ａ，１９ｂが開状態となるので、両方のポンプ室５ａ，５ｂから移送流体である液体が吐出口１７を介して吐出され、脈動が防止される。なお、連結シャフト１１ａ，１１ｂのコイルばね１４は、この際のベローズ３ａ，３ｂの両端間の寸法変化を吸収するために圧縮される。

【0070】

第２の切換弁機構８０ｂがＯＮ状態となってポンプ室５ｂが圧縮工程に切り替わると、伸長限界位置に達していたベローズ３ｂはその底部が反対側の収縮限界位置に達するまで、ポンプヘッド近接方向へ移動するように収縮する。そして、連結シャフト１１ａ，１１ｂのシャフト部１３，１３は軸方向に沿って同様にポンプヘッド近接方向へ移動する。

【0071】

一方、時点ｔ１のときに、まだ圧縮工程途中にあるポンプ室５ａ側においては、ベローズ３ａがその圧縮工程の終盤になって時点ｔ１の後で時点ｔ２の前の状態において収縮限界位置近傍に達したときに、連結板９ａがシリンダ２ａ側に配置された第１切換機構２０ａの第１弁体２５ａの先端部に当接する。連結板９ａは、そのまま第１弁体２５ａを押して第１の収容ケース２１ａ内に後退させる。

【0072】

これにより、シリンダ２ａ側の第１切換機構２０ａは、第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂがＯＮ状態の間に、導入口２２ａ及び排出口２３ａが分流路２７ａを介して連通することで、時点ｔ１以降の時点ｔ２の直前において、図２に示すようなＯＮ状態となる。この第１切換機構２０ａのＯＮ状態は、第１弁体２５ａが連結板９ａと継続的に当接して分流路２７ａが開路することにより維持される。

【0073】

こうしてシリンダ２ａ側の第１切換機構２０ａがＯＮ状態になると、制御エア導入路９１ａからの制御エアが分流路２７ａを介して第１の制御エア配管９２ａを通り、第１の切換弁機構８０ａの第１の制御エア入出口８２ａに導入される。この制御エアの圧力により、切換弁８６ａは、第１の弁機構本体８５ａ内の左側へ移動し、第１の切換弁機構８０ａがＯＦＦ状態となる。

【0074】

なお、第１の弁機構本体８５ａ内にある第２の制御エア入出口８３ａ側の制御エアは、左側へ移動した切換弁８６ａに押し出されて第２の制御エア入出口８３ａから排出される。そして、排出された制御エアは、第２の制御エア配管９２ｃを通ってシリンダ２ａ側に配置された第２切換機構３０ａの排出口３３ａから第２の収容ケース３１ａ内に導入され、逃げ穴３４ａを通って外部に排気される。

【0075】

このような構造により、切換弁８６ａはスムーズに第１の弁機構本体８５ａ内を左側に移動する。こうして、図２中矢印曲線Ｌ２で示すように、シリンダ２ａ側の第１切換機構２０ａがＯＮ状態となった直後の時点ｔ２において、第１の切換弁機構８０ａがＯＦＦ状態となる。このように、重複期間ＯＰは時点ｔ１から時点ｔ２の間に設けられる。

【0076】

第１の切換弁機構８０ａがＯＦＦ状態になると、作動エア入出口８１ａと作動エア排出口８８ａとが連通するので、作動室６ａ内にある作動エアは、第１の主配管９０ａを介して第１の切換弁機構８０ａの分配室８４ａを通り、作動エア排出口８８ａから外部に排気される。

【0077】

時点ｔ１の後の状態で既に圧縮工程となっているベローズ３ｂ側にて、軸方向に沿ってポンプヘッド近接方向へ移動している連結シャフト１１ａ，１１ｂのシャフト部１３，１３に少し遅れて、コイルばね１４を介してシャフト部１２，１２が軸方向に沿ってポンプヘッド離間方向へ移動し、シャフト部１２，１２と連動する連結板９ａがポンプヘッド離間方向へ移動する。

【0078】

これにより、時点ｔ２において、ポンプ室５ａは圧縮工程から伸長工程へと切り替わる。ポンプ室５ａが伸長工程に切り替わると、圧縮限界位置に達していたベローズ３ａはその底部が反対側の伸長限界位置に達するまでポンプヘッド離間方向へ移動するように伸長する。そして、連結シャフト１１ａ，１１ｂのシャフト部１２，１２は軸方向に沿って同様にポンプヘッド離間方向へ移動する。

【0079】

こうして、時点ｔ２の直後の状態においては、二連往復動ポンプ１は、例えば図３に示すようになる。すなわち、第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂの切換弁８６ａ，８６ｂは、第１及び第２の弁機構本体８５ａ，８５ｂ内の左側に移動している。第２の切換弁機構８０ｂからの作動エアは、第２の主配管９０ｂを介して図３中矢印Ａで示すように作動室６ｂ内に供給される。

【0080】

制御エア導入路９１ｄからの制御エアは、第４の制御エア配管９２ｄ及び第４の制御エア入出口８３ｂを介して、図３中矢印Ｂで示すように第２の弁機構本体８５ｂ内に導入される。第２の弁機構本体８５ｂ内の制御エアは、第３の制御エア入出口８２ｂ及び第３の制御エア配管９２ｂを介して、図３中矢印Ｃで示すように第３切換機構２０ｂ内に導入され逃げ穴２４ｂから排気される。

【0081】

また、作動室６ａ内の作動エアは、第１の主配管９０ａ及び作動エア入出口８１ａを介して、図３中矢印Ｄで示すように第１の弁機構本体８５ａ内に導入され、分配室８４ａ、小径部９８ａ及び作動エア排出口８８ａを介して排気される。制御エア導入路９１ａからの制御エアは、第１の制御エア配管９２ａ及び第１の制御エア入出口８２ａを介して、図３中矢印Ｅで示すように第１の弁機構本体８５ａ内に導入される。第１の弁機構本体８５ａ内の制御エアは、第２の制御エア入出口８３ａ及び第２の制御エア配管９２ｃを介して、図３中矢印Ｆで示すように第２切換機構３０ａ内に導入され逃げ穴３４ａから排気される。

【0082】

図２に示す時点ｔ２以降の時点ｔ３の前の状態においては、ベローズ３ａは伸長限界位置に達するまで伸長を続け、ベローズ３ｂは収縮限界位置に達するまで収縮を続けている。この場合、吸込弁１８ｂ及び吐出弁１９ａが閉状態となっており、吸込弁１８ａ及び吐出弁１９ｂが開状態となっているので、移送流体である液体は、吸込口１６からポンプ室５ａ内に導入されると共に、ポンプ室５ｂから吐出口１７を介して吐出される。このように、時点ｔ２以降の時点ｔ３の前の状態においてはポンプ室５ａが伸長工程途中にあり、ポンプ室５ｂが圧縮工程途中にあるので、図２及び図３に示すように、第１の切換弁機構８０ａがＯＦＦ状態を維持し、第２の切換弁機構８０ｂがＯＮ状態を維持している。

【0083】

なお、時点ｔ２の後において、連結板９ａが第１切換機構２０ａの第１弁体２５ａから離間すると、第１切換機構２０ａは図２に示すようなＯＦＦ状態となる。この第１切換機構２０ａがＯＦＦ状態になると、分流路２７ａが閉路されて排出口２３ａと逃げ穴２４ａとが連通される。

【0084】

また、時点ｔ２の後において、第１切換機構２０ａがＯＦＦ状態となった後に、当接板３５ｄが第４切換機構３０ｂの第４弁体３５ｂから離間すると、第４切換機構３０ｂは図２に示すようなＯＦＦ状態となる。この第４切換機構３０ｂがＯＦＦ状態になると、分流路３７ｂが閉路されて排出口３３ｂと逃げ穴３４ｂとが連通される。

【0085】

そして、図２に示す時点ｔ３の直前において、ベローズ３ａが伸長限界位置近傍に達したときに、連結シャフト１１ｂのシャフト部１２に設けられた当接板３５ｃが、シリンダ２ａ側に配置された第２切換機構３０ａの第２弁体３５ａの先端部に当接する。当接板３５ｃは、そのまま第２弁体３５ａを押して第２の収容ケース３１ａ内に後退させる。

【0086】

これにより、シリンダ２ａ側の第２切換機構３０ａは、第２の切換弁機構８０ｂがＯＮ状態の間に、導入口３２ａ及び排出口３３ａが分流路３７ａを介して連通することで、時点ｔ２以降の時点ｔ３の直前において、図２に示すようなＯＮ状態となる。この第２切換機構３０ａのＯＮ状態は、第２弁体３５ａが当接板３５ｃと継続的に当接して分流路３７ａが開路することにより維持される。

【0087】

こうしてシリンダ２ａ側の第２切換機構３０ａがＯＮ状態になると、図４中矢印Ｇで示すように、制御エア導入路９１ｃからの制御エアが分流路３７ａを介して第２の制御エア配管９２ｃを通り、第１の切換弁機構８０ａの第２の制御エア入出口８３ａに導入される。この制御エアの圧力により、切換弁８６ａは、図４中矢印Ｈで示すように第１の弁機構本体８５ａ内の右側へ移動する。そして、作動エア導入口８７ａと作動エア入出口８１ａとが小径部９８ａ及び分配室８４ａを介して連通し、第１の切換弁機構８０ａがＯＮ状態となる。

【0088】

なお、第１の弁機構本体８５ａ内にある第１の制御エア入出口８２ａ側の制御エアは、右側へ移動した切換弁８６ａに押し出されて第１の制御エア入出口８２ａから排出される。そして、排出された制御エアは、図４中矢印Ｉで示すように、第１の制御エア配管９２ａを通ってシリンダ２ａ側の第１切換機構２０ａの排出口２３ａから第１の収容ケース２１ａ内に導入され、逃げ穴２４ａを通って外部に排気される。

【0089】

このような構造により、切換弁８６ａはスムーズに第１の弁機構本体８５ａ内を右側へ移動する。こうして、図２中矢印曲線Ｌ３で示すように、シリンダ２ａ側の第２切換機構３０ａがＯＮ状態となった直後の時点ｔ３において第１の切換弁機構８０ａがＯＮ状態となる。第１の切換弁機構８０ａがＯＮ状態になると、作動エア導入口８７ａと作動エア入出口８１ａとが連通するので、作動流体源から供給されてエア配管９９ａを通った作動エアが、再び第１の切換弁機構８０ａの分配室８４ａを通って第１の主配管９０ａを介して作動室６ａに導入される。

【0090】

これにより、ポンプ室５ａは伸長工程から圧縮工程へと切り替わる。しかし、この時点ｔ３においては、もう一方の作動室６ｂにも第２の切換弁機構８０ｂを介して作動エアが供給され続けているので、ポンプ室５ｂも圧縮工程を維持しており、両方のポンプ室５ａ，５ｂの圧縮工程が重複する重複期間ＯＰが再び開始される。ここでの重複期間ＯＰにおいても、上述したように両方のポンプ室５ａ，５ｂから移送流体である液体が吐出され、脈動が防止される。コイルばね１４は、このときもベローズ３ａ，３ｂの両端間の寸法変化を吸収するために圧縮される。

【0091】

第１の切換弁機構８０ａがＯＮ状態となってポンプ室５ａが圧縮工程に切り替わると、伸長限界位置に達していたベローズ３ａはその底部が反対側の収縮限界位置に達するまで、ポンプヘッド近接方向へ移動するように収縮する。そして、連結シャフト１１ａ，１１ｂのシャフト部１２，１２は再び軸方向に沿ってポンプヘッド近接方向へ移動する。

【0092】

一方、時点ｔ３のときに、まだ圧縮工程途中にあるポンプ室５ｂ側においては、ベローズ３ｂがその圧縮工程の終盤になって時点ｔ３の後で時点ｔ４の前の状態において収縮限界位置近傍に達したときに、連結板９ｂがシリンダ２ｂに配置された第３切換機構２０ｂの第３弁体２５ｂの先端部に当接する。連結板９ｂは、そのまま第３弁体２５ｂを押して第３の収容ケース２１ｂ内に後退させる。

【0093】

これにより、シリンダ２ｂ側の第３切換機構２０ｂは、第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂがＯＮ状態の間に、導入口２２ｂ及び排出口２３ｂが分流路２７ｂを介して連通することで、時点ｔ３以降の時点ｔ４の直前において、図２に示すようなＯＮ状態となる。この第３切換機構２０ｂのＯＮ状態は、第３弁体２５ｂが連結板９ｂと継続的に当接して分流路２７ｂが開路することにより維持される。

【0094】

こうしてシリンダ２ｂ側の第３切換機構２０ｂがＯＮ状態になると、図５中矢印Ｊで示すように、制御エア導入路９１ｂからの制御エアが分流路２７ｂを介して第３の制御エア配管９２ｂを通り、第２の切換弁機構８０ｂの第３の制御エア入出口８２ｂに導入される。この制御エアの圧力により、切換弁８６ｂは、図５中矢印Ｋで示すように第２の弁機構本体８５ｂ内の右側へ移動する。そして、作動エア入出口８１ｂと作動エア排出口８８ｂとが小径部９８ｂ及び分配室８４ｂを介して連通し、第２の切換弁機構８０ｂがＯＦＦ状態となる。

【0095】

なお、第２の弁機構本体８５ｂ内にある第４の制御エア入出口８３ｂ側の制御エアは、右側へ移動した切換弁８６ｂに押し出されて第４の制御エア入出口８３ｂから排出される。この排出された制御エアは、図５中矢印Ｍで示すように、第４の制御エア配管９２ｄを通ってシリンダ２ｂ側の第４切換機構３０ｂの排出口３３ｂから第４の収容ケース３１ｂ内に導入され、逃げ穴３４ｂを通って外部に排気される。

【0096】

このような構造により、切換弁８６ｂはスムーズに第２の弁機構本体８５ｂ内を右側に移動する。こうして、図２中矢印曲線Ｌ４で示すように、シリンダ２ｂ側の第３切換機構２０ｂがＯＮ状態となった直後の時点ｔ４において、第２の切換弁機構８０ｂがＯＦＦ状態となる。このように、重複期間ＯＰは時点ｔ３から時点ｔ４の間に再び設けられる。

【0097】

第２の切換弁機構８０ｂがＯＦＦ状態になると、作動エア入出口８１ｂと作動エア排出口８８ｂとが連通するので、作動室６ｂ内にある作動エアは、再び第２の主配管９０ｂを介して第２の切換弁機構８０ｂの分配室８４ｂを通り、作動エア排出口８８ｂから再度外部に排気される。

【0098】

時点ｔ４の後の状態で既に圧縮工程となっているベローズ３ａ側にて、軸方向に沿ってポンプヘッド近接方向へ移動している連結シャフト１１ａ，１１ｂのシャフト部１２，１２に少し遅れて、コイルばね１４を介してシャフト部１３，１３が軸方向に沿ってポンプヘッド離間方向へ移動し、シャフト部１３，１３と連動する連結板９ｂがポンプヘッド離間方向へ移動する。

【0099】

これにより、時点ｔ４において、ポンプ室５ｂは圧縮工程から再び伸長工程へと切り替わる。ポンプ室５ｂが伸長工程に切り替わると、圧縮限界位置に達したベローズ３ｂはその底部が反対側の伸長限界位置に達するまでポンプヘッド離間方向へ移動するように伸長する。そして、連結シャフト１１ａ，１１ｂのシャフト部１３，１３は軸方向に沿ってポンプヘッド離間方向へ再度移動する。

【0100】

こうして、時点ｔ４の直後の状態においては、二連往復動ポンプ１は、例えば図６に示すようになる。すなわち、第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂの切換弁８６ａ，８６ｂは、第１及び第２の弁機構本体８５ａ，８５ｂ内の右側に移動している。第１の切換弁機構８０ａからの作動エアは、第１の主配管９０ａを介して図６中矢印Ｎで示すように作動室６ａ内に供給される。

【0101】

制御エア導入路９１ｃからの制御エアは、第２の制御エア配管９２ｃ及び第２の制御エア入出口８３ａを介して図６中矢印Ｏで示すように第１の弁機構本体８５ａ内に導入される。第１の弁機構本体８５ａ内の制御エアは、第１の制御エア入出口８２ａ及び第１の制御エア配管９２ａを介して図６中矢印Ｐで示すように第１切換機構２０ａ内に導入され逃げ穴２４ａから排気される。

【0102】

また、作動室６ｂ内の作動エアは、第２の主配管９０ｂ及び作動エア入出口８１ｂを介して、図６中矢印Ｑで示すように第２の弁機構本体８５ｂ内に導入され、分配室８４ｂ、小径部９８ｂ及び作動エア排出口８８ｂを介して排気される。制御エア導入路９１ｂからの制御エアは、第３の制御エア配管９２ｂ及び第３の制御エア入出口８２ｂを介して、図６中矢印Ｊで示すように第２の弁機構本体８５ｂ内に導入される。第２の弁機構本体８５ｂ内の制御エアは、第４の制御エア入出口８３ｂ及び第４の制御エア配管９２ｄを介して、図６中矢印Ｓで示すように第４切換機構３０ｂ内に導入され逃げ穴３４ｂから排気される。

【0103】

本実施形態に係る二連往復動ポンプ１は、時点ｔ４以降においては、以上のような動作を繰り返す。すなわち、第１〜第４切換機構２０ａ，３０ａ，２０ｂ，３０ｂからの制御エアの供給を切り換えて、第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂを、重複期間ＯＰを有するように動作させて、一対のポンプ室５ａ，５ｂを駆動する。

【0104】

このように、本実施形態に係る二連往復動ポンプ１によれば、従来のコントローラや電磁弁等の電気的な構成を一切採用せずに、機械的な構成である第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂや、第１〜第４切換機構２０ａ，３０ａ，２０ｂ，３０ｂのみを組み合わせて、ポンプ室５ａ，５ｂを重複期間ＯＰを有するように駆動することができる。

【0105】

このため、移送流体の脈動低減を図りつつ二連往復動ポンプ１全体の低コスト化を図ることができる。なお、上述した実施形態においては、例えば第１〜第４切換機構２０ａ，３０ａ，２０ｂ，３０ｂは、いわゆるメカニカル弁により構成され、第１及び第２の切換弁機構８０ａ，８０ｂは、いわゆるスプール弁により構成されていたが、本実施形態に係るこれらの機械的構成は、その他の種々の形態をとり得る。

【0106】

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0107】

１ 二連往復動ポンプ
１ａ ポンプヘッド
２ａ，２ｂ シリンダ
３ａ，３ｂ ベローズ
４ａ，４ｂ シャフト固定板
５ａ，５ｂ ポンプ室
６ａ，６ｂ 作動室
７ａ，７ｂ シャフト
９ａ，９ｂ 連結板
１１ａ，１１ｂ 連結シャフト
１２，１３ シャフト部
１４ コイルばね
２０ａ 第１切換機構
２０ｂ 第３切換機構
３０ａ 第２切換機構
３０ｂ 第４切換機構
８０ａ 第１の切換弁機構
８０ｂ 第２の切換弁機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】