多機能装置
【課題】１台の装置でその被駆動部を交換することにより、様々な機能を発揮させることができる多機能装置を提供する。
【解決手段】動力源２と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心とした公転運動をする偏心軸３Ａと、当該偏心軸に滑面を介して装着されて当該偏心軸とともに公転運動をするクランクリンクロータ４と、このクランクリンクロータに一端を配置して滑面を介して連結し他端を回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッド６とを備えた駆動部Ｍと、いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の放射方向の往復運動により駆動される被駆動部Ｆと、いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部Ｈとを備えている。
【解決手段】動力源２と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心とした公転運動をする偏心軸３Ａと、当該偏心軸に滑面を介して装着されて当該偏心軸とともに公転運動をするクランクリンクロータ４と、このクランクリンクロータに一端を配置して滑面を介して連結し他端を回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッド６とを備えた駆動部Ｍと、いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の放射方向の往復運動により駆動される被駆動部Ｆと、いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部Ｈとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射方向に向けた複数のコンロッドの往復運動により、様々な被駆動部を駆動して、複合的な機能を呈する多機能装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な素材や薬剤等の研究開発には、材料を供給し混合し攪拌するといった処理が必要になる。また、容器の中を減圧したり加圧したりする処理も必要になる。このために多種多様な装置が使用される。従って、研究室には多数の機材が保存され、選択されて使用される。その中には、特定の関連する試験を同じ装置で実施できるように、その試験条件を変更できる多機能な試験装置等も含まれる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１５００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。研究設備に使用される機器はそれぞれ高価である。用途や目的が明確でないから、予め準備しておくことが難しい。また、たとえ、適切な機材が購入済みでも、長い間使用されずに保管された機材は、そのつど、操作方法や調整方法を確認しなければならない。また、機材のメンテナンスが十分でないと、使用する際に故障等が発生する。研究の内容によっては、適切な機材が見当たらず、機材の購入などのために研究開発の進捗が阻まれることもある。
【０００４】
本発明は以上の点に着目してなされたもので、１台の装置でその被駆動部を交換することにより、様々な機能を発揮させることができる多機能装置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】
【０００５】
本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
動力源と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心とした公転運動をする偏心軸と、当該偏心軸に滑面を介して装着されて当該偏心軸とともに上記公転運動をするクランクリンクロータと、このクランクリンクロータに一端を配置して滑面を介して連結し他端を上記回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッドとを備えた駆動部と、上記いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の上記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、上記いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、上記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【０００６】
動力源は、出力軸とともに駆動軸を駆動して、クランクリンクロータを公転運動させる。クランクリンクロータは、放射方向に向けた複数のコンロッドを往復運動させる。各コンロッドの他端には、その放射方向の往復運動により駆動される任意の被駆動部を接続することができる。各被駆動部はコンロッドや本体部に脱着機構を介して連結支持されているので、被駆動部を自由に交換して、容易に希望する機能の装置を組み立てることができる。従って、例えば、装置を供給するメーカーは、ユーザの多様な要求にきめ細かく対応して特殊な多機能装置を生産できる。また、ユーザは装置を使用する際に、被駆動部を脱着機構により取り外して交換し、任意の多機能装置に変更できる。
【０００７】
〈構成２〉
動力源と、この動力源の出力軸に固定された大陽歯車と、当該大陽歯車に噛合された複数の遊星歯車と、当該遊星歯車の回転軸線を中心として公転運動をする部分に一端を配置して滑面を介して連結し他端を上記大陽歯車の回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッドとを備えた駆動部と、上記いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の上記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、上記いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、上記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【０００８】
クランクリンクロータの代わりに遊星歯車機構を利用して、コンロッドを放射方向に往復運動させることができる。
【０００９】
〈構成３〉
構成１に記載の多機能装置において、上記複数の被駆動部のうちの少なくとも一の被駆動部は他の被駆動部と異なる機能を有することを特徴とする多機能装置。
【００１０】
例えば、１つの被駆動部を吸引ポンプとし、他の被駆動部は圧縮ポンプとして機能させ、装置全体として複合的な動作をさせることができる。
【００１１】
〈構成４〉
構成１に記載の多機能装置において、上記いずれかの被駆動部は、上記コンロッドの他端に脱着機構を介して接続されたピストンと、上記ピストンと嵌り合い、上記ピストンの上記放射方向の往復運動領域に室を有するシリンダ室と、当該シリンダ室の開口に配置され、当該シリンダ室への流体の吸入方向と排出方向とを制御する弁ヘッドとを備えた、シリンダユニットからなることを特徴とする多機能装置。
【００１２】
被駆動部をシリンダユニットとして、気体や液体の吸入と排出処理を個別にあるいは協力して実行できる。
【００１３】
〈構成５〉
構成１に記載の多機能装置において、上記複数のシリンダユニットのうち、２以上のシリンダユニットの吸入弁が、それぞれ被混合試料吸入パイプに接続され、上記２以上のシリンダユニットの排出弁が、いずれかの別のシリンダユニットの吸入弁に対して一括接続され、当該別のシリンダユニットの排出弁が、被混合試料排出パイプに接続されていることを特徴とする試料混合装置。
【００１４】
複数のシリンダユニットのうちの２以上のシリンダユニットを用いて被混合試料を吸入し、別のシリンダユニットに送り込んで混合する。すなわち、自動的に複数の試料を吸入して、混合しながら順次送り出すことができる。
【００１５】
〈構成６〉
構成１に記載の多機能装置において、上記２以上のシリンダユニットの被混合試料の排出量が、それぞれ、被混合試料の混合比と等しくなるように、各シリンダユニットの容積が選定されていることを特徴とする多機能装置。
【００１６】
例えば、一方のシリンダユニットの被混合試料の排出量が１００で、他方のシリンダユニットの被混合試料の排出量が５０ならば、混合比を２対１にすることができる。すなわち、自動的に正確な混合比で試料を混合しながら順次送り出すことができる。
【００１７】
〈構成７〉
構成１に記載の多機能装置において、上記被駆動部には、当該被駆動部の温度を設定温度に制御する温度制御機構が取り付けられていることを特徴とする多機能装置。
【００１８】
被駆動部に温度制御機構を設けると、被駆動部により吸入しあるいは排出する試料の温度を制御することができる。
【００１９】
〈構成８〉
動力源と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心として回転する円盤状のカムと、当該カムの溝に案内されて上記回転軸線から見て放射方向に往復運動をする複数のスライドシャフトとを有する駆動部と、上記いずれかのスライドシャフトの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の上記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、上記いずれかのスライドシャフトの他端近傍に配置されて、上記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【００２０】
クランクや歯車の代わりにカムを使用することもできる。
【００２１】
〈構成９〉
構成８に記載の多機能装置において、上記いずれかの被駆動部は、上記スライドシャフトの他端に脱着機構を介して接続され、内部に所定容量のキャビティを有し、上記脱着機構の反対側に上記キャビティの開口部を有するベローズと、上記キャビティの開口部に配置され、上記キャビティへの流体の吸入方向と排出方向とを制御する弁ヘッドとを備えた、シリンダユニットとを有することを特徴とする多機能装置。
【００２２】
カムに案内されるスライドシャフトでベローズを駆動してポンプを実現できる。
【００２３】
〈構成１０〉
構成９に記載の多機能装置において、上記複数のシリンダユニットのうち、２以上のシリンダユニットの吸入弁が、それぞれ被混合試料吸入パイプに接続され、上記２以上のシリンダユニットの排出弁が、いずれかの別のシリンダユニットの吸入弁に対して一括接続され、当該別のシリンダユニットの排出弁が、被混合試料排出パイプに接続されていることを特徴とする多機能装置。
【００２４】
〈構成１１〉
構成９に記載の多機能装置において、上記２以上のシリンダユニットの被混合試料の排出量が、それぞれ、被混合試料の混合比と等しくなるように、各シリンダユニットの容積が選定されていることを特徴とする多機能装置。
【００２５】
〈構成１２〉
構成８に記載の多機能装置において、上記被駆動部には、当該被駆動部の温度を設定温度に制御する温度制御機構が取り付けられていることを特徴とする多機能装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、実施例１の多機能装置を示す分解斜視図である。
この多機能装置は、動力源２と、この動力源の出力軸２Ａに固定されて当該出力軸の回転軸線を中心とした公転運動をする偏心軸３Ａと、当該偏心軸に滑面を介して装着されて当該偏心軸３Ａとともに公転運動をするクランクリンクロータ４と、このクランクリンクロータ４に一端を配置して滑面を介して連結し他端を回転軸線Ｚから見て放射方向に向けた複数のコンロッド６とを備えた駆動部Ｍと、いずれかのコンロッド６の他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の放射方向の往復運動により駆動される被駆動部Ｆと、いずれかのコンロッド６の他端近傍に配置されて、被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部Ｆの脱着機構を有する本体部Ｈとを備える。
【００２８】
駆動部Ｍは、被駆動部Ｆに対して動力を与える部分である。動力源２として、サーボモータやブラシレスモータ、あるいは直流モータなどを使用する。定速制御や定トルク制御などが自由に制御できるモータが好ましい。この動力源２の出力軸２Ａには、クランク軸３が固定される。このクランク軸３の上端には、偏心軸３Ａが設けられている。偏心軸３Ａは、出力軸２Ａの回転軸線Ｚを中心とした公転運動をするように構成されている。偏心軸３Ａは、円盤状のクランクリンクロータ４の下面中心に設けられた受孔を有する支軸４Ａに回動自在に差し込まれる。
【００２９】
クランクリンクロータ４は、偏心軸３Ａに滑り面を介して装着される。滑り面というのは、自由に相対移動ができるように接した面のことで、平面も曲面も含む。例えば、ベアリングやオイルレスメタルなどを介して偏心軸３Ａ上でクランクリンクロータ４が自由回転できるようにして連結一体化されるとよい。偏心軸３Ａの公転運動に応じてクランクリンクロータ４も回転軸線Ｚを中心とした公転運動をする。クランクリンクロータ４の上面には、この例では、６本のクランクピン５が、ねじ込み固定されている。このクランクピン５によってコンロッド６がその先端を自由に揺動するように連結される。
【００３０】
この例では、６本のコンロッド６がそれぞれ回転軸線Ｚから見て放射方向にその他端を向けている。コンロッド６の一端は、クランクピン５に対し、滑り面を介して連結される。連結の仕方は、軸孔を利用してもよいし、その他自由に回転できるようなリンク機構を用いてもよい。また、この例では、コンロッド６の他端に、例えば、図１に示すようなピストン８を接続する。このピストン８は、Ｅ形止め輪１８とピストンピン７によって脱着可能に接続されている。
【００３１】
ピストンピン７は、ねじ込みなどにより容易にＥ形止め輪１８に固定したり外したりできるようにする。このようにしてコンロッド６により駆動されるピストン８は、駆動部Ｍに対して脱着可能にされている。ピストン８やその付属品であるピストンピン７、Ｅ形止め輪１８、あるいはピストン８と組み合わせて一定の機能を持つシリンダ本体１３などが被駆動部Ｆに相当する。
【００３２】
この実施例では、被駆動部Ｆを別の機能を持つものに取り替えることによって装置全体を多機能装置として動作させることができる。すなわち、各コンロッド６により各被駆動部にそれぞれ別々の動作をさせることができる。本体部Ｈは、任意の被駆動部を適切な位置に固定する機能を持つ。この例では、シリンダ本体１３などを支持し、必要に応じて交換可能な状態で固定するために、板状の本体１５を備える。本体１５は、シリンダ本体１３を支える板状のフレームであってもよいし、ブロック状のものでもよい。また、２以上の被駆動部の一部が部品を共有していても構わない。例えば、後で説明する例では、隣接するシリンダユニットがシリンダ本体１３を共有している。
【００３３】
この実施例では、シリンダ本体１３を本体１５に脱着可能にするためにビス１６を使用する。ビス１６はシリンダ本体１３をネジ止め固定する。この構成により、クランクリンクロータ４を偏心軸３Ａで公転させると、６本のコンロッド６がそれぞれ放射方向に往復運動する。すなわち、動力源２の矢印Ｐ１方向の回転運動をクランク軸３と偏心軸３Ａにより矢印Ｐ２方向の公転運動に変換し、クランクリンクロータ４により各コンロッド６の矢印Ｐ３方向の往復運動に変えている。
【００３４】
クランクリンクロータ４には、任意の数のコンロッドの一端を配置できる。従って、コンロッドの数だけ被駆動部Ｆを接続し、様々な機能を付与することができる。図示したピストン８は、シリンダ本体１３のシリンダ室９に収容され、往復運動をすることによりポンプとして機能する。また、そのシリンダ室９の外側の開口部分には、シリンダ室９への流体の吸入方向と排出方向とを制御するチェック弁ヘッド１０を設けている。このようなユニット全体を、以下、シリンダユニットと呼ぶことにする。
【実施例２】
【００３５】
図２は、図１に示した多機能装置の各種態様の動作の説明図である。
図２（ａ）は、クランクリンクロータ４とコンロッド６の動作を説明する説明図である。
図２（ａ）において、クランクリンクロータ４には、この例では、６本のクランクピン５が偏心軸３Ａを中心に軸対称に配置されている。偏心軸３Ａは、既に説明したように、動力源の出力軸の回転軸線を中心に矢印Ｐ２の通り公転運動をする。なお、この図では、１本のコンロッドのみを図示した。
【００３６】
コンロッド６の一端はクランクピン５に接続されており、他端はピストンピン７に接続される。クランクピン５の部分では、コンロッド６の一端は、矢印Ｐ４に示すような公転運動をする。その結果、ピストンピン７の部分は、矢印Ｐ３に示すような往復運動をする。なお、ここでは、ピストンピン７の部分の往復運動を利用するため、図１に示したシリンダ等により、他方向の動きを制限している。他のクランクピン５に接続されるコンロッド（図示せず）も同様である。従って、クランクリンクロータ４は、矢印Ｐ５方向に少しだけ自転し反転運動をするが、それ以上は回転しない。こうして、全てのコンロッド６に放射方向の往復運動をさせる。
【００３７】
図２（ａ）の例では、クランクピン５の位置を、クランクリンクロータ４の径方向に調整することによって、各コンロッドの往復運動のストロークを調整できる。また、クランクリンクロータ４の代わりに、遊星歯車を用いてコンロッド６を往復運動させることもできる。その具体例は図１１で説明するが、図２（ｂ）と（ｃ）には、遊星歯車によるコンロッドの制御方法を示す。
【００３８】
図２（ｂ）に示した遊星歯車３２は、矢印Ｐ６方向に自転する。ここにクランクピン５を固定しておく。コンロッド６の一端は、クランクピン５に接続される。他端はピストンピン７に接続される。この場合、遊星歯車３２の回転によって、ピストンピン７の部分は、矢印Ｐ７方向に往復運動する。また、図２（ｃ）に示すように、クランクピン５の位置を遊星歯車３２の回転中心に近づけると、遊星歯車３２は矢印Ｐ８方向に自転し、ピストンピン７の部分は矢印Ｐ９方向に振幅の小さい往復運動をする。
【００３９】
従って、個々のコンロッド６の取り付け位置を調整すると、各被駆動部に及ぼす作用を自由に調整できる。被駆動部全体を交換するだけでなく、被駆動部の一部の機能を変更するようにネジの位置やその他を変更すれば、容易に機能の変更が可能になる。例えば、シリンダの容量を変更して、それぞれ異なる機能を持ったポンプに変更できる。
【００４０】
図２（ｄ）は、図１に示したピストン８をシリンダ室９に収容したときの往復運動領域９１を示す。ピストン８がシリンダ室９に嵌り合うと、その中で往復運動をして、気体や液体を圧縮したり吸入したり排出したりする。ピストン８の往復運動領域の容積が、ポンプの吸入量であり排出量である。縮小すると、ポンプの能力が下がる。図２（ｅ）に示す往復運動領域９２は、ピストン８のストロークの長さをそのままにしてピストン８及びシリンダ室９の半径を半分にしたときのものである。このようにすれば、容量を４分の１に変更することができる。また、図２（ｆ）に示すように、ストロークの長さを２分の１に変更することにより、往復運動領域９３の容量を２分の１に変更することができる。
【実施例３】
【００４１】
図３は、図１に示した多機能装置の被駆動部Ｆの組み合わせ動作説明図である。
図３（ａ）は、全てのコンロッドにほぼ同一の構成の図１に示したようなシリンダユニットを接続したときの例を示す。この図に示すように、６台のシリンダユニット５１〜５６に、吸入配管６１と排出配管６２とが並列に接続されている。
【００４２】
ここで全てのシリンダユニット５１〜５６を一斉に動作させると、それぞれのシリンダユニットによって、吸入配管６１から吸入された空気が加圧されて、排出配管６２に送り出される。排出配管６２の先方に、図示しないボンベなどを接続し排出配管６２側を逆止弁等で逆流防止にしておくと、シリンダユニット５１〜５６によって空気あるいはガスを圧縮してボンベに詰め込むことができる。この場合に、１台のポンプを使って圧縮する他の装置と比較すると、コンロッドのストロークが小さく、個々のシリンダ室を小容量にできるから、全体として小さいパワーで低騒音での運転ができるという効果がある。
【００４３】
また、図３（ｂ）に示すように、それぞれ２個一組のシリンダユニット５１と５２、５３と５４、あるいは５５と５６を直列接続して一斉に動作させると、空気を高圧縮に加圧することが可能になる。すなわち、吸入配管６３をシリンダユニット５１、５３、５５に接続し、これらの出力配管６５、６６、６７をシリンダユニット５２、５４、５６に接続する。その後、排出配管６４を接続する。従って、例えば、シリンダユニット５１により圧縮した空気をシリンダユニット５２に送り込み、シリンダユニット５２でさらにその空気を圧縮するといった処理が可能になる。このような方法によって、数段階でより高い圧縮処理を行うことが可能になる。
【００４４】
上記の例は、気体の圧縮に本発明の多機能装置を使用した。一方、以下の例では、液体の送り込みに本発明の多機能装置を使用する場合を示す。
図３（ｃ）の例では、３台のシリンダユニット５１、５２、５３によって別々の配管からそれぞれ別々の液状の試料を吸入する。そして、配管７１上でこれらの試料を混合し、４台目のシリンダユニット５４に送り込む。シリンダユニット５４は、配管７１から供給された試料を図示しない別の送り先に向けて排出する。すなわち、配管７１から流入した液状の試料に乱流を起こさせた上でシリンダユニット５４に供給できる。従って、シリンダユニットを組み合わせることによって、複数の混合試料を１つのシリンダユニットで混合し、順次送り出すことができる。
【００４５】
この場合、各シリンダユニット５１、５２、５３の排出する液状の試料をシリンダユニット５４の吸入弁に一括接続すれば足りるから、その組み立ても容易である。非圧縮性の液体をポンプで順次送る場合には、シリンダユニット５１、５２、５３の３倍の容量をシリンダユニット５４に与える必要がある。気体を圧縮しながら混合するときはその圧縮比に応じてシリンダの容量を決定すればよい。
【００４６】
図３（ｄ）は、それぞれ２種類ずつの液状の試料を２台のシリンダユニット５１、５２やシリンダユニット５４、５５で吸引し、それら混合する。シリンダユニット５１と５２で吸引した試料は、配管７２で混合されてシリンダユニット５３により送り出される。シリンダユニット５４と５５で吸引した他の試料は、配管７３で混合され、シリンダユニット５６で送り出される。図１に示した装置は６台のシリンダユニットを搭載することができるため、このように各シリンダユニットにそれぞれ分担して別々の仕事をさせることが可能になる。
【実施例４】
【００４７】
図４（ａ）は、研究室等の試験設備に多機能装置を使用した実施例の説明図である。
この例では、例えば、ビーカ８１に収容された試料を、配管６１を経由してシリンダユニット５１で吸引する。この試料を配管６２上でヒータ８４を用いて加熱する。加熱後の試料をビーカ８２に送り出す。ビーカ８２に収容された試料は、シリンダユニット５２により吸引され、ビーカ８３に送り出される。また、これとは別の試料がシリンダユニット５３により吸引されビーカ８３に送り出される。ビーカ８３では、別の攪拌装置を用いて試料を攪拌して調合処理をする。
【００４８】
このような薬剤の調整や混合に、本発明の多機能装置の各ユニットを使用することができる。このとき薬剤を送る量は、シリンダユニットの容量を選択することによって正確に特定できる。駆動速度の設定により、薬剤の送り速度も調整できる。全ての装置を機械的に同期させて動作させられるので、正確な処理が可能になる。
【００４９】
図４（ｂ）、（ｃ）は、液体を送る場合の配管の説明図である。
図３（ｃ）や（ｄ）に示した例では、試料を送り込むシリンダユニットと試料を混合するシリンダユニットの容量を整合させておかないと、被圧縮性の液体の処理ではピストンに無用な負荷がかかる。そこで、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように配管８５を、例えば、シリコーンチューブなどの膨縮可能な材料により構成する。これによって装置各部で液体に加わる圧力が変動しバランスを崩したときには、図４（ｂ）に示すように配管が膨らんだり、あるいは図４（ｃ）に示すように収縮してその圧力を逃がし、機械的な負荷変動を吸収できる。
【００５０】
図４（ｄ）は、図１に示したシリンダユニットの説明図である。
図４（ｄ）に示すように、板状の本体１５をパネル状に構成し、例えばシリンダ本体１３やチェック弁ヘッド１０を複数本のビス１６により固定できるようにする。これによって、必要に応じてこれらを脱着し、別の装置、別のユニットに変更することができる。なお、例えば、この図の例では、シリンダ１３の温度を調整するために、ペルチェ素子１７がシリンダ本体１３の両側面にそれぞれ密着するように固定されている。ペルチェ素子１７は、電流の制御によってシリンダ本体１３の温度を制御することができるものである。すなわち、加熱したり冷却したり自由にその温度を設定することができる。このようにして被駆動部に機械的化学的な機能を持たせ、様々な試験研究に利用することが可能になる。
【実施例５】
【００５１】
図５は、実施例５の多機能装置のシリンダユニットの具体的な構成を示す縦断面図である。
図５に示すように、ピストン１０２の先端には、ピストンヘッド１０４が取り付けられている。自動車のエンジンなどでは広く知られた一般的な構造のピストンである。シリンダ本体１０１とピストン１０２との間には、スラストベアリング１０３が介在されており、自由にピストン１０２が往復運動できるように支持されている。シリンダ本体１０１の左部分には、シリンダ室１０５が形成されている。
【００５２】
なお、この実施例では、シリンダ本体１０１にシリンダ室１０５を形成するための筒体１０５ａを嵌め込むようにしたが、シリンダ本体１０１の一部に孔を開けてシリンダ室にしてもよい。すなわち、シリンダ本体１０１に被駆動部の一部が一体に組み込まれていても構わない。ここでピストン１０２が往復動すると、ヘッド１０４がそれに伴ってシリンダ室１０５内部を往復動する。これによってシリンダ室１０５の内部の気体や液体に圧力が加えられる。なお、このピストンヘッド１０４は、ピストン１０２にネジ機構を利用して脱着可能に取り付けられている。従って、このピストンヘッド１０４をピストン１０２から取り外して交換することによって別の機能を付与することができる。
【実施例６】
【００５３】
図６は、実施例６の多機能装置のシリンダユニットの具体的な構成を示す縦断面図である。
図６に示すように、この実施例では、衝撃試験や疲労試験に使用するピストンヘッド１１０は先端が尖っている。この先端を試料等に衝突させると、衝撃試験や耐久試験ができる。
【実施例７】
【００５４】
図７は、実施例６の多機能装置のシリンダユニットの具体的な構成を示す縦断面図である。
図７に示すように、この実施例では、衝撃試験や疲労試験に使用するピストンヘッド１１２の先端が尖っており、されに、その先端部にスリット１１３を設けた。例えば、このスリットに何かを把持させて振動を与えることができる。
【実施例８】
【００５５】
図８は、疲労試験機能を持つシリンダユニットの実施例を示す断面図である。
図８（ａ）に示すように、この例では、ピストン１１４の先端が尖っている。このヘッドの先端が到達する部分に、クランプ１１７を用いて板状の試料１１８を支持しておく。ピストン１１４は往復運動をし、試料１１８に繰り返し衝突する。これにより試料１１８の衝撃試験や屈曲疲労試験ができる。図８（ｂ）に示すように、ピストン１１４を試料１１８に接したままの状態で往復運動させると、繰り返し曲げ疲労試験ができる。また、ピストン１１４を戻して試料１１８から離れた位置から試料１１８に衝突するよう動作させると、衝撃試験が可能になる。
【実施例９】
【００５６】
図９は、本発明の多機能装置のクランクリンクロータとその周囲にあるコンロッド等を含む駆動部Ｍの具体例を示す平面図、図１０はその駆動部Ｍの要部を示す縦断面図である。
この実施例では、６本のコンロッドに同一の構成のシリンダユニットを接続している。また、シリンダ本体１３はその主要部の断面図のみを示した。なお、シリンダ本体１３は、一体化されたアルミニウムボディの周囲６箇所にシリンダ室９を孔開け加工したものである。従って、このシリンダ本体１３は、被駆動部Ｆの各部品を取り付ける本体部Ｈの役割をしている。以下この各部の構成について具体的に説明をする。
【００５７】
すなわち、図９、図１０において、本発明の駆動部Ｍは、例えばブラッシレスモータ等の単数の動力源２と、下側の中心軸孔に動力源の出力軸２Ａが取り付けられ、上側に偏心軸３Ａを有するクランク軸３と、クランク軸３の偏心軸３Ａに取り付けられる円板状のクランクリンクロータ４と、クランクリンクロータ４外周の複数箇所、例えば円周上の等間隔の６箇所に形成された取付孔に、クランクピン５を介してそれぞれが揺動可能となるように枢着された６個のコンロッド６と、各コンロッド６の先端にピストンピン７を介してフリー回転可能となるように取り付けられた６個のピストン８と、各ピストン８をスライド可能に収容するよう円周方向に沿って等間隔毎に配置された６個のシリンダ室９を備え、各シリンダ室９の開口端側を個別のチェック弁ヘッド１０の吸排気孔１１に連通させ、上側に配した排気側チェック弁１２Ａ、下側に配した吸気側チェック弁１２Ｂのそれぞれによって吸排気を行うものとした略ドーナツ状のシリンダ本体１３とから概ね構成されている。
【００５８】
クランクリンクロータ４は、その中心孔部周囲を薄板円盤状に形成されており、この部分の円周上に沿って６０°間隔毎に等間隔に形成された６個の取付孔それぞれにクランクピン５を介してそれぞれが揺動可能となるようにコンロッド６の一端側が枢着されている。このとき、クランクピン５の先端側をＤカット形状にしてコンロッド６の挿通後にクランクリンクロータ４の取付孔に先端側を嵌合させ、外周側面側からネジをねじ込んでＤカット平面側を係止させることでクランクピン５とクランクリンクロータ４とが一体となるようにしてある。
【００５９】
さらに、コンロッド６の他端側は、図１０に示されるように、円柱形状のピストン８の後部平面側に形成された横長矩形状の凹部１８（図１）に嵌挿され、コンロッド６の他端側に形成されている孔部と、ピストン８の後部平面側の上下を貫通するように形成されている孔部とを合致させてから両孔部に長目のピストンピン７を貫挿することによって固定してある。
【００６０】
ピストン８の周面の前後二つの箇所にはＯリング１９を嵌装するための環状溝部１９Ａが形成されている。これらの環状溝部１９Ａに嵌装されたＯリング１９を介してシリンダ本体１３が嵌合されている。シリンダ本体１３は、６個のシリンダ室９内で６個のピストン８がそれぞれ摺動可能となっている。これによって、当該各ピストン８は、コンロッド６による支持を加えた三点支持構造となっている。
【００６１】
シリンダ本体１３は、全体形状が略ドーナツ状に構成され、６個のピストン８に対向して６個のシリンダ室９が円周上に沿って６０°間隔毎に等間隔に形成されている。そして、ドーナツ形状のシリンダ本体１３の内周面側にシリンダ室９の一端開口側が配置され、外周面側にシリンダ室９の他端開口側が配置されている。ピストン８は内周面側のシリンダ室９一端開口側から挿入されている。
【００６２】
チェック弁ヘッド１０は、各シリンダ室９の外側開口端側において、当該チェック弁ヘッド１０に穿設されたＴ字型を呈する吸排気孔１１の一方の孔側を臨ませるようにそれぞれ個別に配置されている。そして、チェック弁ヘッド１０の吸排気孔１１に連通した上側の排気側チェック弁１２Ａ、下側の吸気側チェック弁１２Ｂそれぞれに接続した、例えば塩化ビニルパイプ製、シリコーンチューブ製もしくはステンレスパイプ製等の配管４１等によって吸排気を行うものとしてある。これら両チェック弁１２Ａ、１２Ｂは、弁座２０と弁押え２１の間に円筒状のスペーサーカラー２２を介装させ、これら各部材の内部に球体状の弁体２３が挿入された構成となっている。
【００６３】
図９に示したように、左右に同一構成の被駆動部Ｆを配置し、運転をすると、左右の負荷がバランスよく加わるので、全体として滑らかな動作をさせることができる。これにより、低速で低騒音の効率よい運転が可能になる。なお、クランク軸３を延長することによって２組以上の多機能装置を積み上げることができる。
【実施例１０】
【００６４】
図１１は、上記クランクリンクロータの代わりに太陽歯車と遊星歯車を使用した例を示す平面図である。
この実施例では、前記した構造のシリンダ本体１３において遊星ギア機構を採用している。なお、ピストン８、シリンダ室９、チェック弁ヘッド１０、配管４１によるチェック弁ヘッド１０の接続方法それぞれの構成は、上記した実施の形態とほぼ同じであるため、その説明を省略する。すなわち、本実施の形態では、動力源の出力軸には太陽歯車３１が取り付けられ、該太陽歯車３１にピストン８の数（６気筒）に対応した複数（６個）の遊星歯車３２が噛合配置されている。そして、各遊星歯車３２の外周箇所（遊星歯車の回転中心から偏心した位置）に揺動可能となるようにコンロッド６がそれぞれ枢着され、各コンロッド６の先端にはフリー回転可能となるように前記したピストン８が連繋されている。こうすることで単一の動力源によって回転する太陽歯車３１を介して、周囲の遊星歯車３２を従動回転させることで動力源の回転運動を複数のピストン８の直線運動に変換させ、複数の圧縮ステージを形成させるものとなる。
【００６５】
図１２は、排気側チェック弁１２Ａと下側の吸気側チェック弁１２Ｂの具体例を示す分解斜視図である。
排気側チェック弁１２Ａは、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、一端にナット形状のパイプ連結孔を有するパイプ体によって形成され、この他端開口部側に、先ず、合成樹脂製の薄板ドーナツ状の弁座２０を嵌め込み、次に、金属製の円筒状のスペーサーカラー２２を挿入し、さらに、弁体２３を挿入してから、底面側にクロス状のスリット部２１Ａを穿設してある円形キャップ状の合成樹脂製の弁押え２１をそれぞれ底面側から嵌め込んである。
【００６６】
一方、吸気側チェック弁１２Ｂは、図１２（ｃ）、（ｄ）に示すように、一端にナット形状のパイプ連結孔を有するパイプ体によって形成され、この他端開口部側に、先ず、底面側にクロス状のスリット部２１Ａを穿設してある円形キャップ状の合成樹脂製の弁押え２１を底面側を外に向けて嵌め込み、次に、金属製の円筒状のスペーサーカラー２２を挿入し、さらに、弁体２３を挿入してから、合成樹脂製の薄板ドーナツ状の弁座２０を嵌め込んである。
【００６７】
次に、上記構成による多機能装置のスペック変更方法について説明すると、本発明においては、ピストン８の数だけ圧縮ステージを作ることができるので、これらの接続方法によって一台の多機能装置で排気量の変更が簡単に行えるようにしてある。具体的には、少なくとも或る１つのチェック弁ヘッド１０の排気孔を他のチェック弁ヘッド１０の吸気孔に例えば塩化ビニルパイプ製、シリコーンチューブ製もしくはステンレスパイプ製等の配管４１等で接続することによって構成される。
【００６８】
例えば、最大で６倍の排気量が望める６気筒の多機能装置の場合、吸気するピストン８、すなわち図示しないが、直接吸気孔を配管４１を介して接続してあるチェック弁ヘッド１０のピストン８を１段階目のものとすると、この１段階目のピストン８（チェック弁ヘッド１０）の数が、排気量を決定する。また、２段階目とは、１段階目のチェック弁ヘッド１０の排気孔を他のチェック弁ヘッド１０の吸気孔に配管４１で接続した際の当該他のチェック弁ヘッド１０のピストン８である。さらに、３段階目とは、２段階目のチェック弁ヘッド１０の排気孔を他のチェック弁ヘッド１０の吸気孔に配管４１で接続した際の当該他のチェック弁ヘッド１０のピストン８である。
【実施例１１】
【００６９】
図１３は、実施例１１の多機能装置を示す縦断面図、図１４は、図１３の多機能装置の外観図である。
この実施例は複数組のシリンダ本体を積み上げたものである。すなわち、これらの図において、２組のシリンダ本体１３を２段に重ね合わせて、下段シリンダ本体１３におけるチェック弁ヘッド１０の吸気孔に直列に接続してある。このとき、クランク軸３の回転中心からずらした突起状の偏心軸３Ａは、当該クランク軸３の回転中心軸に対して互いに左右対称なずれ位置となるように当該偏心軸３Ａの中央部分が段差状に屈曲しており、この中央部分を介して上下側にそれぞれクランクリンクロータ４を取り付けることで、上段シリンダ本体１３と下段シリンダ本体１３とのそれぞれのピストン８の動きが互いに正反対となるようにしてある。上下シリンダ本体１３の各部の構成は、記述の一般シリンダ本体１３と同一であるため説明を省略する。
【００７０】
このように、２組の多機能装置を積み上げた場合には、この図に示すようにクランク軸３を左右のバランスを考慮して設計する。すなわち、上段と下段とにそれぞれクランクリンクロータ４が配置されており、これらが偏心軸３Ａによって公転するとき、一方が左側にあると他方が右側にあるように変心軸３Ａを図示のように折り曲げて構成する。これによって上下の多機能装置の間で相互の打ち消し合う力が働き、全体として力のバランスがとれる。従って、回転が滑らかになりより低騒音、高効率の運転が可能になる。
【実施例１２】
【００７１】
図１５は、実施例１２の多機能装置を示す斜視図である。
この実施例は２台のシリンダユニットで試料を吸入し、１台のシリンダユニットで混合する配管を備えたものである。すなわち、図１５に示すように、シリンダ本体１３には、６台のシリンダユニットが取り付けられている。正面の左右に配置されたチェック弁ヘッド１０は、図３（ｄ）のシリンダユニット５１と５２に取り付けられたものである。正面のチェック弁ヘッド１０は、図３（ｄ）のシリンダユニット５３に取り付けられたものである。左右のチェック弁ヘッド１０の吸気側チェック弁１２Ｂから図示しない試料が吸入される。そして、排気側チェック弁１２Ａから配管４１に試料が送り込まれる。この試料は、中央のチェック弁ヘッド１０の吸気側チェック弁１２Ｂで混ぜ合わせられ、その後、排気側チェック弁１２Ａを通じて図示しない配管に排出される。このように配管４１を適宜付け替えることによって装置を多機能に動作させることができる。
【００７２】
以上説明したような本発明の多機能装置では、コンロッド６の数を増やすことによって多数の被駆動部Ｆを駆動することができる。従って、例えば、多数の試験管の中の試料を汲み上げたり移したり混合したりするための実験装置に広く利用することができる。しかも、いずれもシリンダ室の設計により正確に自由にその吸入量などを設定できる。従って、非常に柔軟性のある多機能装置になる。また、自由に機能を変更できるため、様々な機能の装置を買い揃える必要がなく、経済的な万能試験補助装置にすることができる。また、この機構は、極めて低振動、低騒音に制御できるため、実験室などの環境を保持するために有効である。また、実験室だけでなく、顧客の様々な要求に応じて特別仕様の試験装置を生産する場合に、効率よく低コストで多機能装置の生産が可能になる。
【００７３】
クランクリンクロータ４を用いて、軸対称に放射方向に向けた複数のコンロッド６を、ほぼ同一面上で往復運動させると、複数のコンロッドによりクランクリンクロータに加わる力がバランスして、クランクリンクロータの回転運動を滑らかにすることができる。従って、全体として効率よく運転ができる。特に、同一の機能を持つ被駆動部Ｆを動力源２の出力軸２Ａの回転軸線Ｚに軸対称に配置すると、理想的な力のバランスが期待できる。その結果、低出力のモータを駆動源に利用できる。また、被駆動部Ｆを本体部Ｈに対して自由に着脱できると、各種の被駆動部Ｆの組み合わせによって、装置に任意の複雑な機能を付与することができる。従って、共通部品である駆動部Ｍと、個別部品である被駆動部Ｆとを別個に量産して、組み合わせることにより、顧客のニーズに応じた仕様の多機能装置を手軽に生産することができる。
【実施例１３】
【００７４】
図１６は、実施例１３の多機能装置を示す平面図である。
実施例１では駆動部に多数のクランク機構を採用した。この実施例では、円盤状のカム１２４を使用する。動力源は実施例１と同様にモータである。その出力軸１２２に円盤状のカム１２４が固定されている。このカム１２４は、下段シリンダ本体１２０のほぼ中心部に配置されて、出力軸１２２の回転軸線を中心に回転する。下段シリンダ本体１２０の外周には、既に説明したようなチェック弁ヘッド１０が５台固定されている。スライドシャフト１６０にはベローズ１４０の一端が挿入されて固定されている。また、ベローズ１４０の他端の開口部１４２は、チェック弁ヘッド１０の吸排気孔１１（図１０）に挿入されて固定されている。スライドシャフト１６０には、カム１２４のリブ１３０を挟むガイドローラ１７７とガイドピン１７８が設けられている。スライドシャフト１６０は下段シリンダ本体１２０に対してスラストベアリング１８２により支持されている。これにより、出力軸１２２が回転すると、スライドシャフト１６０は矢印２００の方向に往復運動をする。
【００７５】
この実施例では、カム１２４とスライドシャフト１６０により、実施例１等で説明した駆動部を構成している。また、この実施例ではベローズ１４０が被駆動部である。スライドシャフト１６０の往復運動によってベローズ１４０が圧縮されたり伸張されたりする。これが丁度ポンプの機能を果たす。もちろん、この実施例において、ベローズ１４０の代わりにピストンを配置してもよい。また、スライドシャフト１６０の往復運動によって仕事をする各種の装置を接続してもよい。以下では、被駆動部としてベローズ１４０を接続した実施例を説明する。
【００７６】
図１７は、カム１２４の例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）はその中心を通るＡ−Ａ断面図である。
カム１２４のやや偏心した位置に、モータの出力軸１２２（図１）を貫通させる軸孔１２６が設けられている。また、カム１２４の外周には、リブ１３０が設けられそのすぐ内側にカム溝１２８が設けられている。図の（ｂ）に示すように、カム溝１２８は、ちょうどカム１２４の上面に、一定の深さの環状溝を形成している。
【００７７】
図１８は、スライドシャフトの説明図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその上側面図、（ｃ）は左端面図、（ｄ）は右端面図、（ｄ）はその軸を通るＢ−Ｂ断面図、である。
スライドシャフト１６０は、上記カム１２４（図２）のカム溝１２８に案内されて往復運動をする。図１６に示したように、スライドシャフト１６０は出力軸１２２の回転軸線から見て放射方向（矢印２００の方向）に往復運動するように配置されている。図１８（ａ）に示すように、スライドシャフト１６０の右側にはローラ孔１６８とピン孔１７０が設けられている。ここに、図１８の（ｅ）に示したローラ軸１７６とガイドピン１７８を取り付ける。ビス孔１７２は、ピン孔１７０に取り付けたガイドピン１７８を固定するためのものである。
【００７８】
スライドシャフト１６０のガイドピン１７８は、カム１２４（図２）のカム溝１２８にはまりこむ。ローラ軸１７６に取り付けられたガイドローラ１７７とガイドピン１７８で、カム１２４のリブ１３０を挟む。こうしてガイドピン１７８がカム溝１２８に案内されてスライドシャフト１６０を往復運動させる。スライドシャフト１６０の左端面には（ａ）に示すようにスリーブ１６４が設けられている。スリーブ１６４の内部には、窓１６２と止め穴１６６が設けられている。これによって後で説明するベローズ１４０の一端を固定する。
【００７９】
図１９は、ベローズの説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）はその軸を通るＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は左端面図、（ｄ）は右端面図である。
ベローズ１４０は、右端にストッパ１４８を備え、左端に開口部１４２を備えている。ストッパ１４８は、図の（ｄ）に示すようにほぼ長円形の板である。このストッパ１４８を図１８に示したスライドシャフト１６０の窓１６２にはめこむ。窓１６２の形状とストッパ１４８の形状はほぼ一致している。ストッパ１４８が窓１６２を通過して止め穴１６６に達した時、ストッパ１４８をその軸を中心に９０度回転させる。こうすると、ストッパ１４８が止め穴１６６の内部で回転し、ストッパ１４８の両端がスリーブ１６４と止め穴１６６の間に設けられた壁に突き当たる。従って、この状態でベローズ１４０の一端がスライドシャフト１６０に固定される。
【００８０】
ベローズ１４０の右端部近傍はスリーブ１６４に収容される。一方、図の（ｂ）に示すように、ベローズ１４０の左端には開口部１４２が設けられている。開口部１４２の内部にはキャビティ１４６が設けられている。ベローズ１４０が長手方向に圧縮されたり伸長されたりすると、キャビティ１４６の容積が縮小したり拡大したりする。こうして、キャビティ１４６の内部に開口部１４２を通じて流体が出入りする。これがポンプの役割を果たす。
【００８１】
開口部１４２はチェック弁ヘッド１０に密着するように固定される。チェック弁ヘッド１０は、既に説明した通りのシリンダユニットである。これまでの実施例に説明したポンプとこの実施例のベローズ１４０とは全く同様の機能を有する。従って、開口部１４２をチェック弁ヘッド１０の開口に密着させてベローズ１４０を伸縮させると、既に説明した通りの多機能ポンプが実現する。
【００８２】
図２０は、実施例１３の多機能装置の一部縦断面図である。
図に示したように、スライドシャフト１６０は、下段シリンダ本体１２０に設けられたスラストベアリング１８２によってその長手方向に自由に往復運動できるよう支持されている。モータ１８４の出力軸１２２が回転すると、これに固定されたカム１２４が回転する。カム１２４のカム溝１２８は、出力軸１２２に対して偏心するように形成されている。従って、カム１２４が回転すると、カム溝１２８にはまり合うガイドピン１７８は出力軸１２２に近づいたり離れたりする往復運動を強制される。
【００８３】
ガイドローラ１７７とガイドピン１７８でカム１２４のリブ１３０を挟み付けているので、スライドシャフト１６０はカム１２４から外れることなく往復運動をする。スライドシャフト１６０に一端を固定されたベローズ１４０は、スライドシャフト１６０の往復運動によって伸縮される。ベローズ１４０の開口部１４２は、チェック弁ヘッド１０に密着している。従ってチェック弁ヘッド１０の内部とベローズ１４０のキャビティ１４６とが連通する。ベローズ１４０が伸縮し、キャビティ１４６の内部の流体が加減圧されると、チェック弁ヘッド１０の内部の流体の吸入排出動作が可能になる。
【００８４】
以上説明した実施例１３の装置は、カム１２４を使用し、カム溝１２８あるいはリブ１３０を用いてスライドシャフト１６０を案内するので、クランク機構が不要になる。部品点数も実施例１等と比較して減少している。従ってコストが安くなり、小型軽量化が図れるという効果がある。また、駆動時の騒音も大幅に減少する。また、カムの部分を除いて全体を軸対称に構成して、バランスよく運転ができる。バランスがよいので、高速運転ができ、ポンプの場合には高圧での運転ができるという効果がある。実施例１３の装置は実施例１の装置と同様に、実施例３や実施例４のような用い方をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１の多機能装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した多機能装置の機能と様々な変形例を示す説明図である。
【図３】被駆動部の様々な組み合わせ動作説明図である。
【図４】試験設備で様々な薬剤を送ったり、混合したりするための応用例を示す説明図である。
【図５】シリンダユニットの具体的な例を示す断面図である。
【図６】衝撃試験や疲労試験に使用するヘッドを取り付けた状態を示す断面図である。
【図７】ヘッドの先端にスリットを設けたものを取り付けた例を示す断面図である。
【図８】疲労試験機能を持つ被駆動部の実施例を示す断面図である。
【図９】クランクリンクロータとその周囲にあるコンロッドや被駆動部の具体例を示す平面図である。
【図１０】同一構造のシリンダユニットを軸対称に配置した場合の多機能装置主要部を示す断面図である。
【図１１】実施例１０の多機能装置を示す平面図である。
【図１２】排気側チェック弁と下側の吸気側チェック弁の具体例を示す分解斜視図である。
【図１３】２組の多機能装置を積み上げた例の多機能装置を示す縦断面図である。
【図１４】図１３の多機能装置を示す外観図である。
【図１５】２台のシリンダユニットで試料を吸入し、１台のシリンダユニットで混合する配管を説明する多機能装置を示す斜視図である。
【図１６】実施例１３の多機能装置を示す平面図である。
【図１７】カム１２４の例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）はその中心を通るＡ−Ａ断面図である。
【図１８】スライドシャフトの説明図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその上側面図、（ｃ）は左端面図、（ｄ）は右端面図、（ｄ）はその軸を通るＢ−Ｂ断面図、である。
【図１９】ベローズの説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）はその軸を通るＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は左端面図、（ｄ）は右端面図である。
【図２０】実施例１３の多機能装置の一部縦断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
Ｍ 駆動部
Ｆ 被駆動部
Ｈ 本体部
２ 動力源
２Ａ 出力軸
３ クランク軸
３Ａ 偏心軸
４ クランクリンクロータ
５ クランクピン
６ コンロッド
７ ピストンピン
８ ピストン
９ シリンダ室
１０ チェック弁ヘッド
１３ シリンダ本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射方向に向けた複数のコンロッドの往復運動により、様々な被駆動部を駆動して、複合的な機能を呈する多機能装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な素材や薬剤等の研究開発には、材料を供給し混合し攪拌するといった処理が必要になる。また、容器の中を減圧したり加圧したりする処理も必要になる。このために多種多様な装置が使用される。従って、研究室には多数の機材が保存され、選択されて使用される。その中には、特定の関連する試験を同じ装置で実施できるように、その試験条件を変更できる多機能な試験装置等も含まれる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１５００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。研究設備に使用される機器はそれぞれ高価である。用途や目的が明確でないから、予め準備しておくことが難しい。また、たとえ、適切な機材が購入済みでも、長い間使用されずに保管された機材は、そのつど、操作方法や調整方法を確認しなければならない。また、機材のメンテナンスが十分でないと、使用する際に故障等が発生する。研究の内容によっては、適切な機材が見当たらず、機材の購入などのために研究開発の進捗が阻まれることもある。
【０００４】
本発明は以上の点に着目してなされたもので、１台の装置でその被駆動部を交換することにより、様々な機能を発揮させることができる多機能装置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】
【０００５】
本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
動力源と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心とした公転運動をする偏心軸と、当該偏心軸に滑面を介して装着されて当該偏心軸とともに上記公転運動をするクランクリンクロータと、このクランクリンクロータに一端を配置して滑面を介して連結し他端を上記回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッドとを備えた駆動部と、上記いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の上記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、上記いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、上記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【０００６】
動力源は、出力軸とともに駆動軸を駆動して、クランクリンクロータを公転運動させる。クランクリンクロータは、放射方向に向けた複数のコンロッドを往復運動させる。各コンロッドの他端には、その放射方向の往復運動により駆動される任意の被駆動部を接続することができる。各被駆動部はコンロッドや本体部に脱着機構を介して連結支持されているので、被駆動部を自由に交換して、容易に希望する機能の装置を組み立てることができる。従って、例えば、装置を供給するメーカーは、ユーザの多様な要求にきめ細かく対応して特殊な多機能装置を生産できる。また、ユーザは装置を使用する際に、被駆動部を脱着機構により取り外して交換し、任意の多機能装置に変更できる。
【０００７】
〈構成２〉
動力源と、この動力源の出力軸に固定された大陽歯車と、当該大陽歯車に噛合された複数の遊星歯車と、当該遊星歯車の回転軸線を中心として公転運動をする部分に一端を配置して滑面を介して連結し他端を上記大陽歯車の回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッドとを備えた駆動部と、上記いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の上記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、上記いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、上記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【０００８】
クランクリンクロータの代わりに遊星歯車機構を利用して、コンロッドを放射方向に往復運動させることができる。
【０００９】
〈構成３〉
構成１に記載の多機能装置において、上記複数の被駆動部のうちの少なくとも一の被駆動部は他の被駆動部と異なる機能を有することを特徴とする多機能装置。
【００１０】
例えば、１つの被駆動部を吸引ポンプとし、他の被駆動部は圧縮ポンプとして機能させ、装置全体として複合的な動作をさせることができる。
【００１１】
〈構成４〉
構成１に記載の多機能装置において、上記いずれかの被駆動部は、上記コンロッドの他端に脱着機構を介して接続されたピストンと、上記ピストンと嵌り合い、上記ピストンの上記放射方向の往復運動領域に室を有するシリンダ室と、当該シリンダ室の開口に配置され、当該シリンダ室への流体の吸入方向と排出方向とを制御する弁ヘッドとを備えた、シリンダユニットからなることを特徴とする多機能装置。
【００１２】
被駆動部をシリンダユニットとして、気体や液体の吸入と排出処理を個別にあるいは協力して実行できる。
【００１３】
〈構成５〉
構成１に記載の多機能装置において、上記複数のシリンダユニットのうち、２以上のシリンダユニットの吸入弁が、それぞれ被混合試料吸入パイプに接続され、上記２以上のシリンダユニットの排出弁が、いずれかの別のシリンダユニットの吸入弁に対して一括接続され、当該別のシリンダユニットの排出弁が、被混合試料排出パイプに接続されていることを特徴とする試料混合装置。
【００１４】
複数のシリンダユニットのうちの２以上のシリンダユニットを用いて被混合試料を吸入し、別のシリンダユニットに送り込んで混合する。すなわち、自動的に複数の試料を吸入して、混合しながら順次送り出すことができる。
【００１５】
〈構成６〉
構成１に記載の多機能装置において、上記２以上のシリンダユニットの被混合試料の排出量が、それぞれ、被混合試料の混合比と等しくなるように、各シリンダユニットの容積が選定されていることを特徴とする多機能装置。
【００１６】
例えば、一方のシリンダユニットの被混合試料の排出量が１００で、他方のシリンダユニットの被混合試料の排出量が５０ならば、混合比を２対１にすることができる。すなわち、自動的に正確な混合比で試料を混合しながら順次送り出すことができる。
【００１７】
〈構成７〉
構成１に記載の多機能装置において、上記被駆動部には、当該被駆動部の温度を設定温度に制御する温度制御機構が取り付けられていることを特徴とする多機能装置。
【００１８】
被駆動部に温度制御機構を設けると、被駆動部により吸入しあるいは排出する試料の温度を制御することができる。
【００１９】
〈構成８〉
動力源と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心として回転する円盤状のカムと、当該カムの溝に案内されて上記回転軸線から見て放射方向に往復運動をする複数のスライドシャフトとを有する駆動部と、上記いずれかのスライドシャフトの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の上記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、上記いずれかのスライドシャフトの他端近傍に配置されて、上記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【００２０】
クランクや歯車の代わりにカムを使用することもできる。
【００２１】
〈構成９〉
構成８に記載の多機能装置において、上記いずれかの被駆動部は、上記スライドシャフトの他端に脱着機構を介して接続され、内部に所定容量のキャビティを有し、上記脱着機構の反対側に上記キャビティの開口部を有するベローズと、上記キャビティの開口部に配置され、上記キャビティへの流体の吸入方向と排出方向とを制御する弁ヘッドとを備えた、シリンダユニットとを有することを特徴とする多機能装置。
【００２２】
カムに案内されるスライドシャフトでベローズを駆動してポンプを実現できる。
【００２３】
〈構成１０〉
構成９に記載の多機能装置において、上記複数のシリンダユニットのうち、２以上のシリンダユニットの吸入弁が、それぞれ被混合試料吸入パイプに接続され、上記２以上のシリンダユニットの排出弁が、いずれかの別のシリンダユニットの吸入弁に対して一括接続され、当該別のシリンダユニットの排出弁が、被混合試料排出パイプに接続されていることを特徴とする多機能装置。
【００２４】
〈構成１１〉
構成９に記載の多機能装置において、上記２以上のシリンダユニットの被混合試料の排出量が、それぞれ、被混合試料の混合比と等しくなるように、各シリンダユニットの容積が選定されていることを特徴とする多機能装置。
【００２５】
〈構成１２〉
構成８に記載の多機能装置において、上記被駆動部には、当該被駆動部の温度を設定温度に制御する温度制御機構が取り付けられていることを特徴とする多機能装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、実施例１の多機能装置を示す分解斜視図である。
この多機能装置は、動力源２と、この動力源の出力軸２Ａに固定されて当該出力軸の回転軸線を中心とした公転運動をする偏心軸３Ａと、当該偏心軸に滑面を介して装着されて当該偏心軸３Ａとともに公転運動をするクランクリンクロータ４と、このクランクリンクロータ４に一端を配置して滑面を介して連結し他端を回転軸線Ｚから見て放射方向に向けた複数のコンロッド６とを備えた駆動部Ｍと、いずれかのコンロッド６の他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の放射方向の往復運動により駆動される被駆動部Ｆと、いずれかのコンロッド６の他端近傍に配置されて、被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部Ｆの脱着機構を有する本体部Ｈとを備える。
【００２８】
駆動部Ｍは、被駆動部Ｆに対して動力を与える部分である。動力源２として、サーボモータやブラシレスモータ、あるいは直流モータなどを使用する。定速制御や定トルク制御などが自由に制御できるモータが好ましい。この動力源２の出力軸２Ａには、クランク軸３が固定される。このクランク軸３の上端には、偏心軸３Ａが設けられている。偏心軸３Ａは、出力軸２Ａの回転軸線Ｚを中心とした公転運動をするように構成されている。偏心軸３Ａは、円盤状のクランクリンクロータ４の下面中心に設けられた受孔を有する支軸４Ａに回動自在に差し込まれる。
【００２９】
クランクリンクロータ４は、偏心軸３Ａに滑り面を介して装着される。滑り面というのは、自由に相対移動ができるように接した面のことで、平面も曲面も含む。例えば、ベアリングやオイルレスメタルなどを介して偏心軸３Ａ上でクランクリンクロータ４が自由回転できるようにして連結一体化されるとよい。偏心軸３Ａの公転運動に応じてクランクリンクロータ４も回転軸線Ｚを中心とした公転運動をする。クランクリンクロータ４の上面には、この例では、６本のクランクピン５が、ねじ込み固定されている。このクランクピン５によってコンロッド６がその先端を自由に揺動するように連結される。
【００３０】
この例では、６本のコンロッド６がそれぞれ回転軸線Ｚから見て放射方向にその他端を向けている。コンロッド６の一端は、クランクピン５に対し、滑り面を介して連結される。連結の仕方は、軸孔を利用してもよいし、その他自由に回転できるようなリンク機構を用いてもよい。また、この例では、コンロッド６の他端に、例えば、図１に示すようなピストン８を接続する。このピストン８は、Ｅ形止め輪１８とピストンピン７によって脱着可能に接続されている。
【００３１】
ピストンピン７は、ねじ込みなどにより容易にＥ形止め輪１８に固定したり外したりできるようにする。このようにしてコンロッド６により駆動されるピストン８は、駆動部Ｍに対して脱着可能にされている。ピストン８やその付属品であるピストンピン７、Ｅ形止め輪１８、あるいはピストン８と組み合わせて一定の機能を持つシリンダ本体１３などが被駆動部Ｆに相当する。
【００３２】
この実施例では、被駆動部Ｆを別の機能を持つものに取り替えることによって装置全体を多機能装置として動作させることができる。すなわち、各コンロッド６により各被駆動部にそれぞれ別々の動作をさせることができる。本体部Ｈは、任意の被駆動部を適切な位置に固定する機能を持つ。この例では、シリンダ本体１３などを支持し、必要に応じて交換可能な状態で固定するために、板状の本体１５を備える。本体１５は、シリンダ本体１３を支える板状のフレームであってもよいし、ブロック状のものでもよい。また、２以上の被駆動部の一部が部品を共有していても構わない。例えば、後で説明する例では、隣接するシリンダユニットがシリンダ本体１３を共有している。
【００３３】
この実施例では、シリンダ本体１３を本体１５に脱着可能にするためにビス１６を使用する。ビス１６はシリンダ本体１３をネジ止め固定する。この構成により、クランクリンクロータ４を偏心軸３Ａで公転させると、６本のコンロッド６がそれぞれ放射方向に往復運動する。すなわち、動力源２の矢印Ｐ１方向の回転運動をクランク軸３と偏心軸３Ａにより矢印Ｐ２方向の公転運動に変換し、クランクリンクロータ４により各コンロッド６の矢印Ｐ３方向の往復運動に変えている。
【００３４】
クランクリンクロータ４には、任意の数のコンロッドの一端を配置できる。従って、コンロッドの数だけ被駆動部Ｆを接続し、様々な機能を付与することができる。図示したピストン８は、シリンダ本体１３のシリンダ室９に収容され、往復運動をすることによりポンプとして機能する。また、そのシリンダ室９の外側の開口部分には、シリンダ室９への流体の吸入方向と排出方向とを制御するチェック弁ヘッド１０を設けている。このようなユニット全体を、以下、シリンダユニットと呼ぶことにする。
【実施例２】
【００３５】
図２は、図１に示した多機能装置の各種態様の動作の説明図である。
図２（ａ）は、クランクリンクロータ４とコンロッド６の動作を説明する説明図である。
図２（ａ）において、クランクリンクロータ４には、この例では、６本のクランクピン５が偏心軸３Ａを中心に軸対称に配置されている。偏心軸３Ａは、既に説明したように、動力源の出力軸の回転軸線を中心に矢印Ｐ２の通り公転運動をする。なお、この図では、１本のコンロッドのみを図示した。
【００３６】
コンロッド６の一端はクランクピン５に接続されており、他端はピストンピン７に接続される。クランクピン５の部分では、コンロッド６の一端は、矢印Ｐ４に示すような公転運動をする。その結果、ピストンピン７の部分は、矢印Ｐ３に示すような往復運動をする。なお、ここでは、ピストンピン７の部分の往復運動を利用するため、図１に示したシリンダ等により、他方向の動きを制限している。他のクランクピン５に接続されるコンロッド（図示せず）も同様である。従って、クランクリンクロータ４は、矢印Ｐ５方向に少しだけ自転し反転運動をするが、それ以上は回転しない。こうして、全てのコンロッド６に放射方向の往復運動をさせる。
【００３７】
図２（ａ）の例では、クランクピン５の位置を、クランクリンクロータ４の径方向に調整することによって、各コンロッドの往復運動のストロークを調整できる。また、クランクリンクロータ４の代わりに、遊星歯車を用いてコンロッド６を往復運動させることもできる。その具体例は図１１で説明するが、図２（ｂ）と（ｃ）には、遊星歯車によるコンロッドの制御方法を示す。
【００３８】
図２（ｂ）に示した遊星歯車３２は、矢印Ｐ６方向に自転する。ここにクランクピン５を固定しておく。コンロッド６の一端は、クランクピン５に接続される。他端はピストンピン７に接続される。この場合、遊星歯車３２の回転によって、ピストンピン７の部分は、矢印Ｐ７方向に往復運動する。また、図２（ｃ）に示すように、クランクピン５の位置を遊星歯車３２の回転中心に近づけると、遊星歯車３２は矢印Ｐ８方向に自転し、ピストンピン７の部分は矢印Ｐ９方向に振幅の小さい往復運動をする。
【００３９】
従って、個々のコンロッド６の取り付け位置を調整すると、各被駆動部に及ぼす作用を自由に調整できる。被駆動部全体を交換するだけでなく、被駆動部の一部の機能を変更するようにネジの位置やその他を変更すれば、容易に機能の変更が可能になる。例えば、シリンダの容量を変更して、それぞれ異なる機能を持ったポンプに変更できる。
【００４０】
図２（ｄ）は、図１に示したピストン８をシリンダ室９に収容したときの往復運動領域９１を示す。ピストン８がシリンダ室９に嵌り合うと、その中で往復運動をして、気体や液体を圧縮したり吸入したり排出したりする。ピストン８の往復運動領域の容積が、ポンプの吸入量であり排出量である。縮小すると、ポンプの能力が下がる。図２（ｅ）に示す往復運動領域９２は、ピストン８のストロークの長さをそのままにしてピストン８及びシリンダ室９の半径を半分にしたときのものである。このようにすれば、容量を４分の１に変更することができる。また、図２（ｆ）に示すように、ストロークの長さを２分の１に変更することにより、往復運動領域９３の容量を２分の１に変更することができる。
【実施例３】
【００４１】
図３は、図１に示した多機能装置の被駆動部Ｆの組み合わせ動作説明図である。
図３（ａ）は、全てのコンロッドにほぼ同一の構成の図１に示したようなシリンダユニットを接続したときの例を示す。この図に示すように、６台のシリンダユニット５１〜５６に、吸入配管６１と排出配管６２とが並列に接続されている。
【００４２】
ここで全てのシリンダユニット５１〜５６を一斉に動作させると、それぞれのシリンダユニットによって、吸入配管６１から吸入された空気が加圧されて、排出配管６２に送り出される。排出配管６２の先方に、図示しないボンベなどを接続し排出配管６２側を逆止弁等で逆流防止にしておくと、シリンダユニット５１〜５６によって空気あるいはガスを圧縮してボンベに詰め込むことができる。この場合に、１台のポンプを使って圧縮する他の装置と比較すると、コンロッドのストロークが小さく、個々のシリンダ室を小容量にできるから、全体として小さいパワーで低騒音での運転ができるという効果がある。
【００４３】
また、図３（ｂ）に示すように、それぞれ２個一組のシリンダユニット５１と５２、５３と５４、あるいは５５と５６を直列接続して一斉に動作させると、空気を高圧縮に加圧することが可能になる。すなわち、吸入配管６３をシリンダユニット５１、５３、５５に接続し、これらの出力配管６５、６６、６７をシリンダユニット５２、５４、５６に接続する。その後、排出配管６４を接続する。従って、例えば、シリンダユニット５１により圧縮した空気をシリンダユニット５２に送り込み、シリンダユニット５２でさらにその空気を圧縮するといった処理が可能になる。このような方法によって、数段階でより高い圧縮処理を行うことが可能になる。
【００４４】
上記の例は、気体の圧縮に本発明の多機能装置を使用した。一方、以下の例では、液体の送り込みに本発明の多機能装置を使用する場合を示す。
図３（ｃ）の例では、３台のシリンダユニット５１、５２、５３によって別々の配管からそれぞれ別々の液状の試料を吸入する。そして、配管７１上でこれらの試料を混合し、４台目のシリンダユニット５４に送り込む。シリンダユニット５４は、配管７１から供給された試料を図示しない別の送り先に向けて排出する。すなわち、配管７１から流入した液状の試料に乱流を起こさせた上でシリンダユニット５４に供給できる。従って、シリンダユニットを組み合わせることによって、複数の混合試料を１つのシリンダユニットで混合し、順次送り出すことができる。
【００４５】
この場合、各シリンダユニット５１、５２、５３の排出する液状の試料をシリンダユニット５４の吸入弁に一括接続すれば足りるから、その組み立ても容易である。非圧縮性の液体をポンプで順次送る場合には、シリンダユニット５１、５２、５３の３倍の容量をシリンダユニット５４に与える必要がある。気体を圧縮しながら混合するときはその圧縮比に応じてシリンダの容量を決定すればよい。
【００４６】
図３（ｄ）は、それぞれ２種類ずつの液状の試料を２台のシリンダユニット５１、５２やシリンダユニット５４、５５で吸引し、それら混合する。シリンダユニット５１と５２で吸引した試料は、配管７２で混合されてシリンダユニット５３により送り出される。シリンダユニット５４と５５で吸引した他の試料は、配管７３で混合され、シリンダユニット５６で送り出される。図１に示した装置は６台のシリンダユニットを搭載することができるため、このように各シリンダユニットにそれぞれ分担して別々の仕事をさせることが可能になる。
【実施例４】
【００４７】
図４（ａ）は、研究室等の試験設備に多機能装置を使用した実施例の説明図である。
この例では、例えば、ビーカ８１に収容された試料を、配管６１を経由してシリンダユニット５１で吸引する。この試料を配管６２上でヒータ８４を用いて加熱する。加熱後の試料をビーカ８２に送り出す。ビーカ８２に収容された試料は、シリンダユニット５２により吸引され、ビーカ８３に送り出される。また、これとは別の試料がシリンダユニット５３により吸引されビーカ８３に送り出される。ビーカ８３では、別の攪拌装置を用いて試料を攪拌して調合処理をする。
【００４８】
このような薬剤の調整や混合に、本発明の多機能装置の各ユニットを使用することができる。このとき薬剤を送る量は、シリンダユニットの容量を選択することによって正確に特定できる。駆動速度の設定により、薬剤の送り速度も調整できる。全ての装置を機械的に同期させて動作させられるので、正確な処理が可能になる。
【００４９】
図４（ｂ）、（ｃ）は、液体を送る場合の配管の説明図である。
図３（ｃ）や（ｄ）に示した例では、試料を送り込むシリンダユニットと試料を混合するシリンダユニットの容量を整合させておかないと、被圧縮性の液体の処理ではピストンに無用な負荷がかかる。そこで、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように配管８５を、例えば、シリコーンチューブなどの膨縮可能な材料により構成する。これによって装置各部で液体に加わる圧力が変動しバランスを崩したときには、図４（ｂ）に示すように配管が膨らんだり、あるいは図４（ｃ）に示すように収縮してその圧力を逃がし、機械的な負荷変動を吸収できる。
【００５０】
図４（ｄ）は、図１に示したシリンダユニットの説明図である。
図４（ｄ）に示すように、板状の本体１５をパネル状に構成し、例えばシリンダ本体１３やチェック弁ヘッド１０を複数本のビス１６により固定できるようにする。これによって、必要に応じてこれらを脱着し、別の装置、別のユニットに変更することができる。なお、例えば、この図の例では、シリンダ１３の温度を調整するために、ペルチェ素子１７がシリンダ本体１３の両側面にそれぞれ密着するように固定されている。ペルチェ素子１７は、電流の制御によってシリンダ本体１３の温度を制御することができるものである。すなわち、加熱したり冷却したり自由にその温度を設定することができる。このようにして被駆動部に機械的化学的な機能を持たせ、様々な試験研究に利用することが可能になる。
【実施例５】
【００５１】
図５は、実施例５の多機能装置のシリンダユニットの具体的な構成を示す縦断面図である。
図５に示すように、ピストン１０２の先端には、ピストンヘッド１０４が取り付けられている。自動車のエンジンなどでは広く知られた一般的な構造のピストンである。シリンダ本体１０１とピストン１０２との間には、スラストベアリング１０３が介在されており、自由にピストン１０２が往復運動できるように支持されている。シリンダ本体１０１の左部分には、シリンダ室１０５が形成されている。
【００５２】
なお、この実施例では、シリンダ本体１０１にシリンダ室１０５を形成するための筒体１０５ａを嵌め込むようにしたが、シリンダ本体１０１の一部に孔を開けてシリンダ室にしてもよい。すなわち、シリンダ本体１０１に被駆動部の一部が一体に組み込まれていても構わない。ここでピストン１０２が往復動すると、ヘッド１０４がそれに伴ってシリンダ室１０５内部を往復動する。これによってシリンダ室１０５の内部の気体や液体に圧力が加えられる。なお、このピストンヘッド１０４は、ピストン１０２にネジ機構を利用して脱着可能に取り付けられている。従って、このピストンヘッド１０４をピストン１０２から取り外して交換することによって別の機能を付与することができる。
【実施例６】
【００５３】
図６は、実施例６の多機能装置のシリンダユニットの具体的な構成を示す縦断面図である。
図６に示すように、この実施例では、衝撃試験や疲労試験に使用するピストンヘッド１１０は先端が尖っている。この先端を試料等に衝突させると、衝撃試験や耐久試験ができる。
【実施例７】
【００５４】
図７は、実施例６の多機能装置のシリンダユニットの具体的な構成を示す縦断面図である。
図７に示すように、この実施例では、衝撃試験や疲労試験に使用するピストンヘッド１１２の先端が尖っており、されに、その先端部にスリット１１３を設けた。例えば、このスリットに何かを把持させて振動を与えることができる。
【実施例８】
【００５５】
図８は、疲労試験機能を持つシリンダユニットの実施例を示す断面図である。
図８（ａ）に示すように、この例では、ピストン１１４の先端が尖っている。このヘッドの先端が到達する部分に、クランプ１１７を用いて板状の試料１１８を支持しておく。ピストン１１４は往復運動をし、試料１１８に繰り返し衝突する。これにより試料１１８の衝撃試験や屈曲疲労試験ができる。図８（ｂ）に示すように、ピストン１１４を試料１１８に接したままの状態で往復運動させると、繰り返し曲げ疲労試験ができる。また、ピストン１１４を戻して試料１１８から離れた位置から試料１１８に衝突するよう動作させると、衝撃試験が可能になる。
【実施例９】
【００５６】
図９は、本発明の多機能装置のクランクリンクロータとその周囲にあるコンロッド等を含む駆動部Ｍの具体例を示す平面図、図１０はその駆動部Ｍの要部を示す縦断面図である。
この実施例では、６本のコンロッドに同一の構成のシリンダユニットを接続している。また、シリンダ本体１３はその主要部の断面図のみを示した。なお、シリンダ本体１３は、一体化されたアルミニウムボディの周囲６箇所にシリンダ室９を孔開け加工したものである。従って、このシリンダ本体１３は、被駆動部Ｆの各部品を取り付ける本体部Ｈの役割をしている。以下この各部の構成について具体的に説明をする。
【００５７】
すなわち、図９、図１０において、本発明の駆動部Ｍは、例えばブラッシレスモータ等の単数の動力源２と、下側の中心軸孔に動力源の出力軸２Ａが取り付けられ、上側に偏心軸３Ａを有するクランク軸３と、クランク軸３の偏心軸３Ａに取り付けられる円板状のクランクリンクロータ４と、クランクリンクロータ４外周の複数箇所、例えば円周上の等間隔の６箇所に形成された取付孔に、クランクピン５を介してそれぞれが揺動可能となるように枢着された６個のコンロッド６と、各コンロッド６の先端にピストンピン７を介してフリー回転可能となるように取り付けられた６個のピストン８と、各ピストン８をスライド可能に収容するよう円周方向に沿って等間隔毎に配置された６個のシリンダ室９を備え、各シリンダ室９の開口端側を個別のチェック弁ヘッド１０の吸排気孔１１に連通させ、上側に配した排気側チェック弁１２Ａ、下側に配した吸気側チェック弁１２Ｂのそれぞれによって吸排気を行うものとした略ドーナツ状のシリンダ本体１３とから概ね構成されている。
【００５８】
クランクリンクロータ４は、その中心孔部周囲を薄板円盤状に形成されており、この部分の円周上に沿って６０°間隔毎に等間隔に形成された６個の取付孔それぞれにクランクピン５を介してそれぞれが揺動可能となるようにコンロッド６の一端側が枢着されている。このとき、クランクピン５の先端側をＤカット形状にしてコンロッド６の挿通後にクランクリンクロータ４の取付孔に先端側を嵌合させ、外周側面側からネジをねじ込んでＤカット平面側を係止させることでクランクピン５とクランクリンクロータ４とが一体となるようにしてある。
【００５９】
さらに、コンロッド６の他端側は、図１０に示されるように、円柱形状のピストン８の後部平面側に形成された横長矩形状の凹部１８（図１）に嵌挿され、コンロッド６の他端側に形成されている孔部と、ピストン８の後部平面側の上下を貫通するように形成されている孔部とを合致させてから両孔部に長目のピストンピン７を貫挿することによって固定してある。
【００６０】
ピストン８の周面の前後二つの箇所にはＯリング１９を嵌装するための環状溝部１９Ａが形成されている。これらの環状溝部１９Ａに嵌装されたＯリング１９を介してシリンダ本体１３が嵌合されている。シリンダ本体１３は、６個のシリンダ室９内で６個のピストン８がそれぞれ摺動可能となっている。これによって、当該各ピストン８は、コンロッド６による支持を加えた三点支持構造となっている。
【００６１】
シリンダ本体１３は、全体形状が略ドーナツ状に構成され、６個のピストン８に対向して６個のシリンダ室９が円周上に沿って６０°間隔毎に等間隔に形成されている。そして、ドーナツ形状のシリンダ本体１３の内周面側にシリンダ室９の一端開口側が配置され、外周面側にシリンダ室９の他端開口側が配置されている。ピストン８は内周面側のシリンダ室９一端開口側から挿入されている。
【００６２】
チェック弁ヘッド１０は、各シリンダ室９の外側開口端側において、当該チェック弁ヘッド１０に穿設されたＴ字型を呈する吸排気孔１１の一方の孔側を臨ませるようにそれぞれ個別に配置されている。そして、チェック弁ヘッド１０の吸排気孔１１に連通した上側の排気側チェック弁１２Ａ、下側の吸気側チェック弁１２Ｂそれぞれに接続した、例えば塩化ビニルパイプ製、シリコーンチューブ製もしくはステンレスパイプ製等の配管４１等によって吸排気を行うものとしてある。これら両チェック弁１２Ａ、１２Ｂは、弁座２０と弁押え２１の間に円筒状のスペーサーカラー２２を介装させ、これら各部材の内部に球体状の弁体２３が挿入された構成となっている。
【００６３】
図９に示したように、左右に同一構成の被駆動部Ｆを配置し、運転をすると、左右の負荷がバランスよく加わるので、全体として滑らかな動作をさせることができる。これにより、低速で低騒音の効率よい運転が可能になる。なお、クランク軸３を延長することによって２組以上の多機能装置を積み上げることができる。
【実施例１０】
【００６４】
図１１は、上記クランクリンクロータの代わりに太陽歯車と遊星歯車を使用した例を示す平面図である。
この実施例では、前記した構造のシリンダ本体１３において遊星ギア機構を採用している。なお、ピストン８、シリンダ室９、チェック弁ヘッド１０、配管４１によるチェック弁ヘッド１０の接続方法それぞれの構成は、上記した実施の形態とほぼ同じであるため、その説明を省略する。すなわち、本実施の形態では、動力源の出力軸には太陽歯車３１が取り付けられ、該太陽歯車３１にピストン８の数（６気筒）に対応した複数（６個）の遊星歯車３２が噛合配置されている。そして、各遊星歯車３２の外周箇所（遊星歯車の回転中心から偏心した位置）に揺動可能となるようにコンロッド６がそれぞれ枢着され、各コンロッド６の先端にはフリー回転可能となるように前記したピストン８が連繋されている。こうすることで単一の動力源によって回転する太陽歯車３１を介して、周囲の遊星歯車３２を従動回転させることで動力源の回転運動を複数のピストン８の直線運動に変換させ、複数の圧縮ステージを形成させるものとなる。
【００６５】
図１２は、排気側チェック弁１２Ａと下側の吸気側チェック弁１２Ｂの具体例を示す分解斜視図である。
排気側チェック弁１２Ａは、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、一端にナット形状のパイプ連結孔を有するパイプ体によって形成され、この他端開口部側に、先ず、合成樹脂製の薄板ドーナツ状の弁座２０を嵌め込み、次に、金属製の円筒状のスペーサーカラー２２を挿入し、さらに、弁体２３を挿入してから、底面側にクロス状のスリット部２１Ａを穿設してある円形キャップ状の合成樹脂製の弁押え２１をそれぞれ底面側から嵌め込んである。
【００６６】
一方、吸気側チェック弁１２Ｂは、図１２（ｃ）、（ｄ）に示すように、一端にナット形状のパイプ連結孔を有するパイプ体によって形成され、この他端開口部側に、先ず、底面側にクロス状のスリット部２１Ａを穿設してある円形キャップ状の合成樹脂製の弁押え２１を底面側を外に向けて嵌め込み、次に、金属製の円筒状のスペーサーカラー２２を挿入し、さらに、弁体２３を挿入してから、合成樹脂製の薄板ドーナツ状の弁座２０を嵌め込んである。
【００６７】
次に、上記構成による多機能装置のスペック変更方法について説明すると、本発明においては、ピストン８の数だけ圧縮ステージを作ることができるので、これらの接続方法によって一台の多機能装置で排気量の変更が簡単に行えるようにしてある。具体的には、少なくとも或る１つのチェック弁ヘッド１０の排気孔を他のチェック弁ヘッド１０の吸気孔に例えば塩化ビニルパイプ製、シリコーンチューブ製もしくはステンレスパイプ製等の配管４１等で接続することによって構成される。
【００６８】
例えば、最大で６倍の排気量が望める６気筒の多機能装置の場合、吸気するピストン８、すなわち図示しないが、直接吸気孔を配管４１を介して接続してあるチェック弁ヘッド１０のピストン８を１段階目のものとすると、この１段階目のピストン８（チェック弁ヘッド１０）の数が、排気量を決定する。また、２段階目とは、１段階目のチェック弁ヘッド１０の排気孔を他のチェック弁ヘッド１０の吸気孔に配管４１で接続した際の当該他のチェック弁ヘッド１０のピストン８である。さらに、３段階目とは、２段階目のチェック弁ヘッド１０の排気孔を他のチェック弁ヘッド１０の吸気孔に配管４１で接続した際の当該他のチェック弁ヘッド１０のピストン８である。
【実施例１１】
【００６９】
図１３は、実施例１１の多機能装置を示す縦断面図、図１４は、図１３の多機能装置の外観図である。
この実施例は複数組のシリンダ本体を積み上げたものである。すなわち、これらの図において、２組のシリンダ本体１３を２段に重ね合わせて、下段シリンダ本体１３におけるチェック弁ヘッド１０の吸気孔に直列に接続してある。このとき、クランク軸３の回転中心からずらした突起状の偏心軸３Ａは、当該クランク軸３の回転中心軸に対して互いに左右対称なずれ位置となるように当該偏心軸３Ａの中央部分が段差状に屈曲しており、この中央部分を介して上下側にそれぞれクランクリンクロータ４を取り付けることで、上段シリンダ本体１３と下段シリンダ本体１３とのそれぞれのピストン８の動きが互いに正反対となるようにしてある。上下シリンダ本体１３の各部の構成は、記述の一般シリンダ本体１３と同一であるため説明を省略する。
【００７０】
このように、２組の多機能装置を積み上げた場合には、この図に示すようにクランク軸３を左右のバランスを考慮して設計する。すなわち、上段と下段とにそれぞれクランクリンクロータ４が配置されており、これらが偏心軸３Ａによって公転するとき、一方が左側にあると他方が右側にあるように変心軸３Ａを図示のように折り曲げて構成する。これによって上下の多機能装置の間で相互の打ち消し合う力が働き、全体として力のバランスがとれる。従って、回転が滑らかになりより低騒音、高効率の運転が可能になる。
【実施例１２】
【００７１】
図１５は、実施例１２の多機能装置を示す斜視図である。
この実施例は２台のシリンダユニットで試料を吸入し、１台のシリンダユニットで混合する配管を備えたものである。すなわち、図１５に示すように、シリンダ本体１３には、６台のシリンダユニットが取り付けられている。正面の左右に配置されたチェック弁ヘッド１０は、図３（ｄ）のシリンダユニット５１と５２に取り付けられたものである。正面のチェック弁ヘッド１０は、図３（ｄ）のシリンダユニット５３に取り付けられたものである。左右のチェック弁ヘッド１０の吸気側チェック弁１２Ｂから図示しない試料が吸入される。そして、排気側チェック弁１２Ａから配管４１に試料が送り込まれる。この試料は、中央のチェック弁ヘッド１０の吸気側チェック弁１２Ｂで混ぜ合わせられ、その後、排気側チェック弁１２Ａを通じて図示しない配管に排出される。このように配管４１を適宜付け替えることによって装置を多機能に動作させることができる。
【００７２】
以上説明したような本発明の多機能装置では、コンロッド６の数を増やすことによって多数の被駆動部Ｆを駆動することができる。従って、例えば、多数の試験管の中の試料を汲み上げたり移したり混合したりするための実験装置に広く利用することができる。しかも、いずれもシリンダ室の設計により正確に自由にその吸入量などを設定できる。従って、非常に柔軟性のある多機能装置になる。また、自由に機能を変更できるため、様々な機能の装置を買い揃える必要がなく、経済的な万能試験補助装置にすることができる。また、この機構は、極めて低振動、低騒音に制御できるため、実験室などの環境を保持するために有効である。また、実験室だけでなく、顧客の様々な要求に応じて特別仕様の試験装置を生産する場合に、効率よく低コストで多機能装置の生産が可能になる。
【００７３】
クランクリンクロータ４を用いて、軸対称に放射方向に向けた複数のコンロッド６を、ほぼ同一面上で往復運動させると、複数のコンロッドによりクランクリンクロータに加わる力がバランスして、クランクリンクロータの回転運動を滑らかにすることができる。従って、全体として効率よく運転ができる。特に、同一の機能を持つ被駆動部Ｆを動力源２の出力軸２Ａの回転軸線Ｚに軸対称に配置すると、理想的な力のバランスが期待できる。その結果、低出力のモータを駆動源に利用できる。また、被駆動部Ｆを本体部Ｈに対して自由に着脱できると、各種の被駆動部Ｆの組み合わせによって、装置に任意の複雑な機能を付与することができる。従って、共通部品である駆動部Ｍと、個別部品である被駆動部Ｆとを別個に量産して、組み合わせることにより、顧客のニーズに応じた仕様の多機能装置を手軽に生産することができる。
【実施例１３】
【００７４】
図１６は、実施例１３の多機能装置を示す平面図である。
実施例１では駆動部に多数のクランク機構を採用した。この実施例では、円盤状のカム１２４を使用する。動力源は実施例１と同様にモータである。その出力軸１２２に円盤状のカム１２４が固定されている。このカム１２４は、下段シリンダ本体１２０のほぼ中心部に配置されて、出力軸１２２の回転軸線を中心に回転する。下段シリンダ本体１２０の外周には、既に説明したようなチェック弁ヘッド１０が５台固定されている。スライドシャフト１６０にはベローズ１４０の一端が挿入されて固定されている。また、ベローズ１４０の他端の開口部１４２は、チェック弁ヘッド１０の吸排気孔１１（図１０）に挿入されて固定されている。スライドシャフト１６０には、カム１２４のリブ１３０を挟むガイドローラ１７７とガイドピン１７８が設けられている。スライドシャフト１６０は下段シリンダ本体１２０に対してスラストベアリング１８２により支持されている。これにより、出力軸１２２が回転すると、スライドシャフト１６０は矢印２００の方向に往復運動をする。
【００７５】
この実施例では、カム１２４とスライドシャフト１６０により、実施例１等で説明した駆動部を構成している。また、この実施例ではベローズ１４０が被駆動部である。スライドシャフト１６０の往復運動によってベローズ１４０が圧縮されたり伸張されたりする。これが丁度ポンプの機能を果たす。もちろん、この実施例において、ベローズ１４０の代わりにピストンを配置してもよい。また、スライドシャフト１６０の往復運動によって仕事をする各種の装置を接続してもよい。以下では、被駆動部としてベローズ１４０を接続した実施例を説明する。
【００７６】
図１７は、カム１２４の例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）はその中心を通るＡ−Ａ断面図である。
カム１２４のやや偏心した位置に、モータの出力軸１２２（図１）を貫通させる軸孔１２６が設けられている。また、カム１２４の外周には、リブ１３０が設けられそのすぐ内側にカム溝１２８が設けられている。図の（ｂ）に示すように、カム溝１２８は、ちょうどカム１２４の上面に、一定の深さの環状溝を形成している。
【００７７】
図１８は、スライドシャフトの説明図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその上側面図、（ｃ）は左端面図、（ｄ）は右端面図、（ｄ）はその軸を通るＢ−Ｂ断面図、である。
スライドシャフト１６０は、上記カム１２４（図２）のカム溝１２８に案内されて往復運動をする。図１６に示したように、スライドシャフト１６０は出力軸１２２の回転軸線から見て放射方向（矢印２００の方向）に往復運動するように配置されている。図１８（ａ）に示すように、スライドシャフト１６０の右側にはローラ孔１６８とピン孔１７０が設けられている。ここに、図１８の（ｅ）に示したローラ軸１７６とガイドピン１７８を取り付ける。ビス孔１７２は、ピン孔１７０に取り付けたガイドピン１７８を固定するためのものである。
【００７８】
スライドシャフト１６０のガイドピン１７８は、カム１２４（図２）のカム溝１２８にはまりこむ。ローラ軸１７６に取り付けられたガイドローラ１７７とガイドピン１７８で、カム１２４のリブ１３０を挟む。こうしてガイドピン１７８がカム溝１２８に案内されてスライドシャフト１６０を往復運動させる。スライドシャフト１６０の左端面には（ａ）に示すようにスリーブ１６４が設けられている。スリーブ１６４の内部には、窓１６２と止め穴１６６が設けられている。これによって後で説明するベローズ１４０の一端を固定する。
【００７９】
図１９は、ベローズの説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）はその軸を通るＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は左端面図、（ｄ）は右端面図である。
ベローズ１４０は、右端にストッパ１４８を備え、左端に開口部１４２を備えている。ストッパ１４８は、図の（ｄ）に示すようにほぼ長円形の板である。このストッパ１４８を図１８に示したスライドシャフト１６０の窓１６２にはめこむ。窓１６２の形状とストッパ１４８の形状はほぼ一致している。ストッパ１４８が窓１６２を通過して止め穴１６６に達した時、ストッパ１４８をその軸を中心に９０度回転させる。こうすると、ストッパ１４８が止め穴１６６の内部で回転し、ストッパ１４８の両端がスリーブ１６４と止め穴１６６の間に設けられた壁に突き当たる。従って、この状態でベローズ１４０の一端がスライドシャフト１６０に固定される。
【００８０】
ベローズ１４０の右端部近傍はスリーブ１６４に収容される。一方、図の（ｂ）に示すように、ベローズ１４０の左端には開口部１４２が設けられている。開口部１４２の内部にはキャビティ１４６が設けられている。ベローズ１４０が長手方向に圧縮されたり伸長されたりすると、キャビティ１４６の容積が縮小したり拡大したりする。こうして、キャビティ１４６の内部に開口部１４２を通じて流体が出入りする。これがポンプの役割を果たす。
【００８１】
開口部１４２はチェック弁ヘッド１０に密着するように固定される。チェック弁ヘッド１０は、既に説明した通りのシリンダユニットである。これまでの実施例に説明したポンプとこの実施例のベローズ１４０とは全く同様の機能を有する。従って、開口部１４２をチェック弁ヘッド１０の開口に密着させてベローズ１４０を伸縮させると、既に説明した通りの多機能ポンプが実現する。
【００８２】
図２０は、実施例１３の多機能装置の一部縦断面図である。
図に示したように、スライドシャフト１６０は、下段シリンダ本体１２０に設けられたスラストベアリング１８２によってその長手方向に自由に往復運動できるよう支持されている。モータ１８４の出力軸１２２が回転すると、これに固定されたカム１２４が回転する。カム１２４のカム溝１２８は、出力軸１２２に対して偏心するように形成されている。従って、カム１２４が回転すると、カム溝１２８にはまり合うガイドピン１７８は出力軸１２２に近づいたり離れたりする往復運動を強制される。
【００８３】
ガイドローラ１７７とガイドピン１７８でカム１２４のリブ１３０を挟み付けているので、スライドシャフト１６０はカム１２４から外れることなく往復運動をする。スライドシャフト１６０に一端を固定されたベローズ１４０は、スライドシャフト１６０の往復運動によって伸縮される。ベローズ１４０の開口部１４２は、チェック弁ヘッド１０に密着している。従ってチェック弁ヘッド１０の内部とベローズ１４０のキャビティ１４６とが連通する。ベローズ１４０が伸縮し、キャビティ１４６の内部の流体が加減圧されると、チェック弁ヘッド１０の内部の流体の吸入排出動作が可能になる。
【００８４】
以上説明した実施例１３の装置は、カム１２４を使用し、カム溝１２８あるいはリブ１３０を用いてスライドシャフト１６０を案内するので、クランク機構が不要になる。部品点数も実施例１等と比較して減少している。従ってコストが安くなり、小型軽量化が図れるという効果がある。また、駆動時の騒音も大幅に減少する。また、カムの部分を除いて全体を軸対称に構成して、バランスよく運転ができる。バランスがよいので、高速運転ができ、ポンプの場合には高圧での運転ができるという効果がある。実施例１３の装置は実施例１の装置と同様に、実施例３や実施例４のような用い方をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１の多機能装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した多機能装置の機能と様々な変形例を示す説明図である。
【図３】被駆動部の様々な組み合わせ動作説明図である。
【図４】試験設備で様々な薬剤を送ったり、混合したりするための応用例を示す説明図である。
【図５】シリンダユニットの具体的な例を示す断面図である。
【図６】衝撃試験や疲労試験に使用するヘッドを取り付けた状態を示す断面図である。
【図７】ヘッドの先端にスリットを設けたものを取り付けた例を示す断面図である。
【図８】疲労試験機能を持つ被駆動部の実施例を示す断面図である。
【図９】クランクリンクロータとその周囲にあるコンロッドや被駆動部の具体例を示す平面図である。
【図１０】同一構造のシリンダユニットを軸対称に配置した場合の多機能装置主要部を示す断面図である。
【図１１】実施例１０の多機能装置を示す平面図である。
【図１２】排気側チェック弁と下側の吸気側チェック弁の具体例を示す分解斜視図である。
【図１３】２組の多機能装置を積み上げた例の多機能装置を示す縦断面図である。
【図１４】図１３の多機能装置を示す外観図である。
【図１５】２台のシリンダユニットで試料を吸入し、１台のシリンダユニットで混合する配管を説明する多機能装置を示す斜視図である。
【図１６】実施例１３の多機能装置を示す平面図である。
【図１７】カム１２４の例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）はその中心を通るＡ−Ａ断面図である。
【図１８】スライドシャフトの説明図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその上側面図、（ｃ）は左端面図、（ｄ）は右端面図、（ｄ）はその軸を通るＢ−Ｂ断面図、である。
【図１９】ベローズの説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）はその軸を通るＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は左端面図、（ｄ）は右端面図である。
【図２０】実施例１３の多機能装置の一部縦断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
Ｍ 駆動部
Ｆ 被駆動部
Ｈ 本体部
２ 動力源
２Ａ 出力軸
３ クランク軸
３Ａ 偏心軸
４ クランクリンクロータ
５ クランクピン
６ コンロッド
７ ピストンピン
８ ピストン
９ シリンダ室
１０ チェック弁ヘッド
１３ シリンダ本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心とした公転運動をする偏心軸と、当該偏心軸に滑面を介して装着されて当該偏心軸とともに前記公転運動をするクランクリンクロータと、このクランクリンクロータに一端を配置して滑面を介して連結し他端を前記回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッドとを備えた駆動部と、
前記いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の前記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、
前記いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、前記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【請求項２】
動力源と、この動力源の出力軸に固定された大陽歯車と、当該大陽歯車に噛合された複数の遊星歯車と、当該遊星歯車の回転軸線を中心として公転運動をする部分に一端を配置して滑面を介して連結し他端を前記大陽歯車の回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッドとを備えた駆動部と、
前記いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の前記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、
前記いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、前記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【請求項３】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記複数の被駆動部のうちの少なくとも一の被駆動部は他の被駆動部と異なる機能を有することを特徴とする多機能装置。
【請求項４】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記いずれかの被駆動部は、
前記コンロッドの他端に脱着機構を介して接続されたピストンと、前記ピストンと嵌り合い、前記ピストンの前記放射方向の往復運動領域に室を有するシリンダ室と、当該シリンダ室の開口に配置され、当該シリンダ室への流体の吸入方向と排出方向とを制御する弁ヘッドとを備えた、シリンダユニットからなることを特徴とする多機能装置。
【請求項５】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記複数のシリンダユニットのうち、２以上のシリンダユニットの吸入弁が、それぞれ被混合試料吸入パイプに接続され、前記２以上のシリンダユニットの排出弁が、いずれかの別のシリンダユニットの吸入弁に対して一括接続され、
当該別のシリンダユニットの排出弁が、被混合試料排出パイプに接続されていることを特徴とする試料混合装置。
【請求項６】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記２以上のシリンダユニットの被混合試料の排出量が、それぞれ、被混合試料の混合比と等しくなるように、各シリンダユニットの容積が選定されていることを特徴とする多機能装置。
【請求項７】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記被駆動部には、当該被駆動部の温度を設定温度に制御する温度制御機構が取り付けられていることを特徴とする多機能装置。
【請求項８】
動力源と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心として回転する円盤状のカムと、当該カムの溝に案内されて前記回転軸線から見て放射方向に往復運動をする複数のスライドシャフトとを有する駆動部と、
前記いずれかのスライドシャフトの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の前記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、
前記いずれかのスライドシャフトの他端近傍に配置されて、前記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【請求項９】
請求項８に記載の多機能装置において、
前記いずれかの被駆動部は、
前記スライドシャフトの他端に脱着機構を介して接続され、内部に所定容量のキャビティを有し、前記脱着機構の反対側に前記キャビティの開口部を有するベローズと、前記キャビティの開口部に配置され、前記キャビティへの流体の吸入方向と排出方向とを制御する弁ヘッドとを備えた、シリンダユニットとを有することを特徴とする多機能装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の多機能装置において、
前記複数のシリンダユニットのうち、２以上のシリンダユニットの吸入弁が、それぞれ被混合試料吸入パイプに接続され、前記２以上のシリンダユニットの排出弁が、いずれかの別のシリンダユニットの吸入弁に対して一括接続され、
当該別のシリンダユニットの排出弁が、被混合試料排出パイプに接続されていることを特徴とする多機能装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の多機能装置において、
前記２以上のシリンダユニットの被混合試料の排出量が、それぞれ、被混合試料の混合比と等しくなるように、各シリンダユニットの容積が選定されていることを特徴とする多機能装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の多機能装置において、
前記被駆動部には、当該被駆動部の温度を設定温度に制御する温度制御機構が取り付けられていることを特徴とする多機能装置。
【請求項１】
動力源と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心とした公転運動をする偏心軸と、当該偏心軸に滑面を介して装着されて当該偏心軸とともに前記公転運動をするクランクリンクロータと、このクランクリンクロータに一端を配置して滑面を介して連結し他端を前記回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッドとを備えた駆動部と、
前記いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の前記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、
前記いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、前記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【請求項２】
動力源と、この動力源の出力軸に固定された大陽歯車と、当該大陽歯車に噛合された複数の遊星歯車と、当該遊星歯車の回転軸線を中心として公転運動をする部分に一端を配置して滑面を介して連結し他端を前記大陽歯車の回転軸線から見て放射方向に向けた複数のコンロッドとを備えた駆動部と、
前記いずれかのコンロッドの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の前記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、
前記いずれかのコンロッドの他端近傍に配置されて、前記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【請求項３】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記複数の被駆動部のうちの少なくとも一の被駆動部は他の被駆動部と異なる機能を有することを特徴とする多機能装置。
【請求項４】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記いずれかの被駆動部は、
前記コンロッドの他端に脱着機構を介して接続されたピストンと、前記ピストンと嵌り合い、前記ピストンの前記放射方向の往復運動領域に室を有するシリンダ室と、当該シリンダ室の開口に配置され、当該シリンダ室への流体の吸入方向と排出方向とを制御する弁ヘッドとを備えた、シリンダユニットからなることを特徴とする多機能装置。
【請求項５】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記複数のシリンダユニットのうち、２以上のシリンダユニットの吸入弁が、それぞれ被混合試料吸入パイプに接続され、前記２以上のシリンダユニットの排出弁が、いずれかの別のシリンダユニットの吸入弁に対して一括接続され、
当該別のシリンダユニットの排出弁が、被混合試料排出パイプに接続されていることを特徴とする試料混合装置。
【請求項６】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記２以上のシリンダユニットの被混合試料の排出量が、それぞれ、被混合試料の混合比と等しくなるように、各シリンダユニットの容積が選定されていることを特徴とする多機能装置。
【請求項７】
請求項１に記載の多機能装置において、
前記被駆動部には、当該被駆動部の温度を設定温度に制御する温度制御機構が取り付けられていることを特徴とする多機能装置。
【請求項８】
動力源と、この動力源の出力軸に固定されて当該出力軸の回転軸線を中心として回転する円盤状のカムと、当該カムの溝に案内されて前記回転軸線から見て放射方向に往復運動をする複数のスライドシャフトとを有する駆動部と、
前記いずれかのスライドシャフトの他端に脱着機構を介して接続されて、当該他端の前記放射方向の往復運動により駆動される被駆動部と、
前記いずれかのスライドシャフトの他端近傍に配置されて、前記被駆動部を支持し、かつ、当該被駆動部の脱着機構を有する本体部とを備えたことを特徴とする多機能装置。
【請求項９】
請求項８に記載の多機能装置において、
前記いずれかの被駆動部は、
前記スライドシャフトの他端に脱着機構を介して接続され、内部に所定容量のキャビティを有し、前記脱着機構の反対側に前記キャビティの開口部を有するベローズと、前記キャビティの開口部に配置され、前記キャビティへの流体の吸入方向と排出方向とを制御する弁ヘッドとを備えた、シリンダユニットとを有することを特徴とする多機能装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の多機能装置において、
前記複数のシリンダユニットのうち、２以上のシリンダユニットの吸入弁が、それぞれ被混合試料吸入パイプに接続され、前記２以上のシリンダユニットの排出弁が、いずれかの別のシリンダユニットの吸入弁に対して一括接続され、
当該別のシリンダユニットの排出弁が、被混合試料排出パイプに接続されていることを特徴とする多機能装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の多機能装置において、
前記２以上のシリンダユニットの被混合試料の排出量が、それぞれ、被混合試料の混合比と等しくなるように、各シリンダユニットの容積が選定されていることを特徴とする多機能装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の多機能装置において、
前記被駆動部には、当該被駆動部の温度を設定温度に制御する温度制御機構が取り付けられていることを特徴とする多機能装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００７−６４４７６（Ｐ２００７−６４４７６Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７６３７３（Ｐ２００６−１７６３７３）
【出願日】平成１８年６月２７日（２００６．６．２７）
【出願人】（５９５０７７１７５）株式会社▲吉▼本製作所 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２７日（２００６．６．２７）
【出願人】（５９５０７７１７５）株式会社▲吉▼本製作所 (2)
【Ｆターム（参考）】
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