JP2000087860A

JP2000087860A - ダイヤフラムポンプ

Info

Publication number: JP2000087860A
Application number: JP10257913A
Authority: JP
Inventors: Teruya Sawada; 輝也澤田
Original assignee: Nippon Control Ind Co Ltd
Current assignee: Nippon Control Ind Co Ltd
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】腐蝕性の強い液体の移送に供するために、吸
入弁、吐出弁を付勢するばねを除いても充分に機能する
ダイヤフラムポンプを提供するものである。【解決手段】ソレノイド２で動かされるプランジヤ２
０の一端にダイヤフラム２８が取付けられる。このダイ
ヤフラム２８が一面を成すポンプ室５４に連通の吸入通
路の吸入弁収納空間３８内に吸入弁５１が配され、該吸
入弁１のガイド棒５１ｂが吸入通路内に挿入される。そ
して、吸入弁収納室３８内で反ポンプ室側に弁座３３
が、ポンプ室側で溝４５を有している。また、前記ポン
プ室５４に連通の吐出通路の吐出弁収納空間４３内に吐
出弁５２が配され、該吐出弁５２のガイド棒５２ｂが吐
出通路内に挿入される。そして吐出弁収納室４３内でポ
ンプ室側に弁座４９が、反ポンプ室側で溝４１を有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、流体（特に酸、
アルカリ液等の腐蝕性の強い液体）を移送するために適
するダイヤフラムポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ダイヤフラムポンプとして、ソレノ
イドコイルにて駆動されるプランジヤは、両側からばね
で支持されると共に、プランジヤの端にダイヤフラムが
一面をなすポンプ室の容積を変化させ、吸入弁と吐出弁
と協同してポンプの作用を行っていた。

【０００３】即ち、ポンプ室が負圧となれば、ばねで付
勢されている吸入弁が開けられて流体を吸い込み、また
ポンプ室が正圧となれば、ばねで付勢されている吐出弁
が開けられて流体を吐き出していた。これら吸入弁と吐
出弁は共に、ばねにて付勢され弁座に着座し吸入通路な
いし吐出通路を閉じていた。そしてばねはスランレス製
の鋼材が用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】送油する流体は、油や
水ばかりでなく酸やアルカリ性の腐蝕性の強い液体もあ
り、これに対応する必要があり、ボディなどの材質の対
策のみならず、吸入弁及び吐出弁を付勢するばねにも対
策を施さなければならなかった。しかし、酸やアルカリ
などの腐蝕性の強い液体用のばねを得ること材質面から
も不可能であり、ポンプが製造できない状態であった。

【０００５】そこで、この発明は、吸入弁と吐出弁に腐
蝕に弱いばねによるばね付勢を用いないダイヤフラムポ
ンプを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るダイヤフ
ラムポンプは、ソレノイドコイルの中心にプランジヤが
配され、このプランジヤの一端にダイヤフラムが取付け
られ、このダイヤフラムが一面をなすポンプ室内の容積
を変化させて吸入弁と吐出弁によりポンプ作用を行うダ
イヤフラムポンプにおいて、前記吸入弁は弁体とこれに
接続のガイド棒とより成り、吸入通路の途中に設けられ
た吸入弁収納室内に配され、該ガイド棒が該吸入通路に
よりガイドされ、前記吸入弁収納空間の反ポンプ室側に
弁座を、ポンプ室側に連通状態保持機構を設けると共
に、前記吐出弁は弁体とこれに接続のガイド棒とより成
り、吐出通路の途中に設けられた吐出弁収納空間内に配
され、前記ガイド棒が吐出通路によりガイドされ、前記
吐出弁収納空間のポンプ室側に弁座を、反ポンプ室側に
連通状態保持機構を設けたことにある（請求項１）。

【０００７】これにより、吸入弁と吐出弁とには、付勢
するばねを用いなくとも液体の粘性にて力が加わり、双
方の弁のガイド棒が吸入通路及び吐出通路により案内さ
れ、弁座への離反と着座を繰り返してポンプ作用が行わ
れる。その際に付勢するばねが無いことから吸入弁と吐
出弁が弁座から離れた際に反弁座側に当接しても吸入通
路と吐出通路は連通状態保持機構で開かれた状態に保た
れる。

【０００８】前記吸入通路は、吸入口と吸入弁ガイドに
形成のガイド孔及びポンプ室連絡孔とにより構成されて
いる（請求項２）。また、前記吐出通路も、吐出口と吐
出弁ガイドに形成のガイド孔及びポンプ室連絡孔とによ
り構成されている（請求項３）。

【０００９】連通状態保持機構は、溝である（請求項
４）。溝にて吸入弁又は吐出弁が反弁座側に接しても、
吸入通路又は吐出通路が閉じられず、連通状態が保たれ
るが、溝の形成が構成的にも最も簡単である。

【００１０】吸入弁のガイド棒は、挿入される吸入通路
との間に隙間を有することにある（請求項５）。また、
吐出弁のガイド棒は、挿入される吐出通路との間に隙間
を有することにある（請求項６）。これにより、吸入通
路及び吐出通路内を流体が流れることができる。

【００１１】また、吸入弁ガイド棒の外周で軸方向に縦
溝を有することにある（請求項７）。吐出弁ガイド棒の
外周で軸方向に縦溝を有することにある（請求項８）。
これにより、吸入通路及び吐出通路内を流体が流れるこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面にもとづいて説明する。

【００１３】図１及至図４において、ダイヤフラムポン
プ１は、鉄などの磁性材で形成されたケース４内に断続
電流（パルス電流）が供給されるソレノイドコイル２を
有する。このソレノイドコイル２は、樹脂のボビン３に
電線が巻装されて形成されるもので、このボビン３の上
端及び下端には磁性材より成る上板５及び下板６が配さ
れ、前記ケース４と共に磁気回路を構成している。な
お、前記ケース４はボビン３の下方、即ち下磁気筒１０
ｂの下端に当接したブラケット９にねじ１４にてねじ止
めされている。

【００１４】そして、ボビン３の中央を貫通する貫通孔
には、磁性材より成る上下の磁極筒１０ａ，１０ｂが前
記ボビン３の上下端に係止しながら取付けられ、両者は
離れて中程にて空間を有している。そして、その上下の
磁極筒１０ａ，１０ｂの中心に金属性で非磁性材より成
るガイドパイプ７が嵌挿されている。

【００１５】前記ガイドパイプ７の上下で内側には、非
磁性材より成るばね受兼ストッパ８が該ガイドパイプ７
内を摺動自在に配されている。このばね受兼ストッパ８
は、下記するプランジヤ２０と適宜な隙間Ａが持たされ
ると共に、プランジヤ側が小径部８ａとなっており、そ
の間に下記するばね２１が配され、大径部８ｂに当接し
支えられている。また、前記ガイドパイプ７の上端の外
側が調節ねじガイド部材１１にＯリング１２を介在して
嵌挿している。

【００１６】調節ねじガイド部材１１は、そのつば１３
が前記したケース４に係合して前記した上方の磁極筒１
０ａに押し付けられている。そして、この調節ねじガイ
ド部材１１の中心のねじ孔１５に調節ねじ１６が螺合し
ており、調節ねじ１６と調節ねじガイド部材１１との間
にはオーリング１７が介在され機密が保たれている。

【００１７】調節ねじ１６は、その先端が前記したばね
受兼ストッパ８の後端に当接しており、ばね受兼ストッ
パ８の位置を規制している。また、その調節ねじ１６の
後端には、マイナス溝１８が形成され、このマイナス溝
１８にドライバー等を挿入して該調節ねじ１６を回動さ
せることができ、この回動方向にてばね受兼ストッパ８
の位置が上方又は下方へ移動させることができる。

【００１８】プランジヤ２０は、鉄などの磁性材によっ
て略円筒状に形成されたもので、上端が前記ばね２１の
下端に当接している。また下端は、下記するダイヤフラ
ム２８が取付けられている。このプランジヤ２０の上端
と前記ばね受兼ストッパ８の下端とに隙間Ａがあり、ば
ね受兼ストッパ８はプランジヤ２０のストロークの上死
点を規制している。隙間Ａは、前述の調節ねじ１６を回
動し、もってばね受兼ストッパ８を移動させることで変
化させることができる。

【００１９】リテーナ２２は、ボディ２３の上方開口部
２４に挿入され、その上端が前記した下磁極筒１０ｂの
下端と当接すると共に、前記のガイドパイプ７の下端が
該リテーナ２２のパイプ支え孔２６に挿入され、該ガイ
ドパイプ７を支えているものである。

【００２０】ダイヤフラム２８は、図５、図６にも示す
ように、フッソゴムから作られ、円板部２８ａと、この
円板部２８ａに設けられた連結円筒部２８ｂを有してお
り、該連結円筒部２８ｂ内にプランジヤ２０の下端が挿
入され、該プランジヤに形成の環状溝２７に連結円筒部
２８ｂが嵌り込んで取付けられている。このダイヤフラ
ム２８の周囲は、前記したリテーナ２２の下端とボディ
２３とにて押し付けられている。また、ダイヤフラム２
８の反連結円筒部側（下面）に下記する上方開口部２４
の係止突部３７に対応する係止溝２９と下記する補助ピ
ストン５５のつば部５５ｂが入り込む円形状の凹部３０
が形成されている。

【００２１】ボディ２３は、中央上面に上方開口部２４
があり、また、その右側に吸入口３１が、左側に吐出口
３２が形成されている。前記上方開口部２４は、図３、
図４にも示すように、底部２４ａの中心に下記するポン
プ室５４を形成する凹部５４ａが穿たれると共に、それ
と同心円状に環状の係止突部３７が形成されている。そ
して、更に係止突部３７の内側に４つの低部２４ｂが放
射方向に形成され、この低部２４ｂと凹部５４ａとなす
角は面取りがなされている。

【００２２】前記吸入口３１には、略円筒状の吸入弁ガ
イド３４がオーリング３５を介して嵌り込んでいる。こ
の吸入弁ガイド３４は、図７にも示すように、中心軸方
向にガイド孔３６を有し、ボディ内側端面に前記ガイド
孔３６を中心に囲むように弁座３３を有しており、吸入
弁ガイド３４の装着により、下記する吸入弁が収納され
る吸入弁収納空間３８が形成される。この吸入弁収納空
間３８は円筒状の空間で、前記したように一方に弁座３
３を周囲に持つガイド孔３６が開口すると共に、反弁座
３３側面に径方向の溝４５を有するポンプ室連絡孔４６
が開口している。なお、吸入口３１とガイド孔３６と吸
入弁収納空間３８及びポンプ室連絡孔４６とて吸入側の
吸入通路が構成される。

【００２３】前記吐出口３２には、略円筒状の吐出弁ガ
イド３９がオーリング４４を介在して嵌り込んでいる。
この吐出弁ガイド３９は、図８にも示すように、中心軸
方向にガイド孔４０を有し、ボディ内側端面に前記ガイ
ド孔４０を中心に径方向の溝４１を有する突部４２を有
しており、吐出弁ガイド３９の装着により、下記する吐
出弁が収納される吐出弁収納空間４３が形成されてい
る。この吐出弁収納空間４３の円筒状の空間で、前記し
たように一方に径方向の溝４１を有し中心にガイド孔４
０が開口すると共に、反径方向の溝４１側面にポンプ室
連結孔４８が中心に開口する弁座４９がボディに形成さ
れている。なお、ポンプ室連絡孔４８と吐出弁収納空間
４３、ガイド孔４０及び吐出口３２とで吐出側の吐出通
路が構成されている。

【００２４】吸入弁５１は、図９にも示すように、本体
５１ａとこれに軸方向に連なるガイド棒５１ｂを有して
いる。この吸入弁５１は、前記ガイド孔３６にガイド棒
５１ｂを挿入するようにして吸入弁収納空間３８内に収
納されている。ガイド棒５１ｂの径はガイド孔３６の径
よりも小さく、該ガイド棒５１ｂの周囲に隙間を有して
いる。したがって、この隙間から流体は流れることがで
きる。

【００２５】吸入弁５１は、吸入弁収納室間３８内を圧
力変動にて変位し、ガイド棒側面が弁座３３に着座する
ことでガイド孔３６、即ち吸入口５１を閉じることにな
るが、径方向の溝４５側に頭部側面が当接しても該溝４
５にてポンプ室連結孔４６は開口された状態となってい
る。

【００２６】吐出弁５２は、図１０にも示すように、本
体５２ａとこれに軸方向に連なるガイド棒５２ｂを有し
ている。この吐出弁５２は、前記ガイド孔４０にガイド
棒５２ｂを挿入するようにして吐出弁収納空間４３内に
収納される。ガイド棒５２ｂの径はガイド孔４０の径よ
りも小さく、該ガイド棒５２ｂの周囲に隙間を有してい
る。したがって、この隙間から流体は流れることができ
る。

【００２７】吐出弁５２は、吐出弁収納空間４３内を圧
力変動にて変位し、頭部側面が前記弁座４９に着座する
ことでポンプ室連結孔４８を閉じることになるが、ガイ
ド棒側面が径方向溝４１側に当接しても、該溝４１にて
ガイド孔４０、即ち吐出口３２は開口された状態が維持
されたままである。

【００２８】ポンプ室５４は、ボディ２３に形成の空間
に、前記ダイヤフラム２８を一面に配してなるもので、
両側からポンプ室連結孔４６，４８が連通されている。
このポンプ室５４内には、補助ピストン５５が変位可能
に配され、該ポンプ室５４内の容積の減少を図っている
ものである。

【００２９】補助ピストン５５は、テフロン等の樹脂製
で、前記ポンプ室５４の径よりも小径の本体５５ａとそ
の本体より大径のつば５５ｂとより成り、つば５ｂが前
記ボディ２３と前記ダイヤフラム２８の下面との間に介
在されている。

【００３０】上述のような構成のダイヤフラムポンプ１
は、例えばこの矩形波パルス電流がソレノイドコイル２
に印加され、ソレノイドコイル２が励磁されると、ケー
ス４、上板５、上磁極筒１０ａ、プランジヤ２０、下磁
極筒１０ｂ、下板６による磁気回路が構成され、プラン
ジヤ２０はばね２１に抗して変位され、ばね受兼ストッ
パ８に当接する。即ち、上死点で規制され、隙間Ａ分移
動される。

【００３１】これにより、プランジヤ２０の上方の変位
にばね２１が圧縮されて、該ばね２１に反発エネルギー
が溜められる。この際に、同時にダイヤフラム２８も上
方に引き上げられると共に、補助ピストン５５も上方へ
変位し、もってポンプ室５４の容積が拡大して負圧とな
り、流体の粘性により吸入弁５１が移動し、ポンプ室側
に変位されてボディ２３に当接し、ガイド孔３６を開
く。しかし、吸入弁５１がボディ２３に接するが、溝４
５により吸入弁収納室３８とポンプ室連絡孔４６は連通
状態を保ち、吸入弁収納室３８、溝４５、ポンプ室連絡
孔４６を通りポンプ室５４へ流体を吸い込む。なお、当
然ながら吐出弁５２は弁座４９に流体にて着座されたま
まである。

【００３２】そして、ソレノイドコイル２の磁力が消磁
すると、ばね２１の反発力にてプランジヤ２０が下方へ
変位してダイヤフラム２８が下方へ戻され、もって補助
ピストン５５も下方へ変位し、該補助ピストン５５のつ
ば５５ｂと共に、ボディ２３即ち、上方開口部２４の底
部２４ａに着座する。即ち、この位置が下死点で、この
位置に至る過程でポンプ室５４の容積が減少して該ポン
プ内の流体を加圧し、吐出弁５２が反ポンプ室側に変位
されて吐出弁ガイド３９に当接する。しかし、吐出弁５
２が吐出弁ガイド３９に当接するが、溝４１により吐出
弁収納室４３とガイド孔４０は連通状態を保ち、ポンプ
室連絡孔４８、吐出弁収納空間４３、溝４１、ガイド孔
４０を通り流体を吐出させる。なお、当然ながら、吸入
弁５１は流体にて弁座３３に着座されたままである。こ
のような動作の繰り返しで、例えば毎秒２．５回の往復
動（２．５ＨＺの場合）し、５ｍｌ／秒を吐出し量とな
っている。

【００３３】プランジヤ２０の移動上死点は、ばね受兼
ストッパ８に当たって規制され、下死点はボディ２３で
ある上方開口部２４の底部２４ａに当たって規制され
る。上死点では、駆動パルス電流の電圧変動のみなら
ず、ソレノイドコイル２の過熱があっても機械的に制限
されるし、また下死点では、固い材質の補助ピストン５
５が介在するので、ダイヤフラム２８の欠点である軟性
による位置の不正確化を防止することが出来るものであ
る。即ち、下死点位置を正確に出すことができ、ばね受
兼ストッパ８と相俟って正確な吐出量を得ることができ
る。

【００３４】なお、この実施例では、吸入弁５１と吐出
弁５２のガイド棒５１ｂ，５２ｂが挿入されるガイド孔
３６，４０の径により小径であることが必要であるが、
これに限らず、棒５１ｂ，５２ｂが同径であってもガイ
ド棒５１ｂ，５２ｂの軸方向に縦方向溝を形成して、ガ
イド作用を外すことなくガイド孔３６，４０に流体を流
すことができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、酸、
アルカリ性の腐蝕性の強い液体を移送するポンプにあっ
て、吸入弁と吐出弁にばねの付勢力を持たせることなく
ポンプ作用を行わせることが出来るものである。そし
て、吸入弁と吐出弁は、流体の粘性や圧力差を利用して
移動され、またガイド棒とガイド孔とで片寄ることなく
保たれるし、両弁が弁座から離れた際にも反弁座側で吸
入通路と吐出通路は開かれたまま継持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るダイヤフラムポンプの断面図で
ある。

【図２】同上の吸入弁、吐出弁、ダイヤフラムの周辺を
含む拡大断面図である。

【図３】ボディ部分の平面図であって、リテーナ、ダイ
ヤフラム、補助ピストンを上部開口部から外した状態を
表している。

【図４】同上のボディ部分の吸入口側から見た側面図
で、吸入弁ガイドを外した状態である。

【図５】ダイヤフラムの斜視図である。

【図６】ダイヤフラムの裏面側から見た斜視図である。

【図７】吸入弁ガイドの斜視図である。

【図８】吐出弁ガイドの斜視図である。

【図９】吸入弁の斜視図である。

【図１０】吐出弁の斜視図である。

【符号の説明】

１ダイヤフラムポンプ２ソレノイド７ガイドパイプ８ばね受兼ストッパ１１ねじガイド部材１６調節ねじ２０プランジヤ２２リテーナ２３ボディ２４上方開口部２８ダイヤフラム３１吸入口３２吐出口３３弁座３４吸入弁ガイド３６ガイド孔３８吸入弁収納空間３９吐出弁ガイド４０ガイド孔４１径方向の溝４３吐出弁収納空間４５径方向の溝４９弁座５１吸入弁５１ａ本体５１ｂガイド棒５２吐出弁５２ａ本体５２ｂガイド棒５５補助ピストン５５ａ本体５５ｂつば

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソレノイドコイルの中心にプランジヤが
配され、このプランジヤの一端にダイヤフラムが取付け
られ、このダイヤフラムが一面をなすポンプ室内の容積
を変化させて吸入弁と吐出弁によりポンプ作用を行うダ
イヤフラムポンプにおいて、前記吸入弁は弁体とこれに接続のガイド棒とより成り、
吸入通路の途中に設けられた吸入弁収納室内に配され、
該ガイド棒が該吸入通路によりガイドされ、前記吸入弁
収納空間の反ポンプ室側に弁座を、ポンプ室側に連通状
態保持機構を設けると共に、前記吐出弁は弁体とこれに接続のガイド棒とより成り、
吐出通路の途中に設けられた吐出弁収納空間内に配さ
れ、前記ガイド棒が吐出通路によりガイドされ、前記吐
出弁収納空間のポンプ室側に弁座を、反ポンプ室側に連
通状態保持機構を設けたことを特徴とするダイヤフラム
ポンプ。
【請求項２】吸入通路は、吸入口と吸入弁ガイドに形
成のガイド孔及びポンプ室連絡孔とにより構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムポン
プ。
【請求項３】吐出通路は、吐出口と吐出弁ガイドに形
成のガイド孔及びポンプ室連絡孔とにより構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムポン
プ。
【請求項４】連通状態保持機構は、溝であることを特
徴とする請求項１記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項５】吸入弁のガイド棒は、挿入される吸入通
路との間に隙間を有することを特徴とする請求項１記載
のダイヤフラムポンプ。
【請求項６】吐出弁のガイド棒は、挿入される吐出通
路との間に隙間を有することを特徴とする請求項１記載
のダイヤフラムポンプ。
【請求項７】吸入弁のガイド棒の外周で軸方向に縦溝
を有することを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム
ポンプ。
【請求項８】吐出弁のガイド棒の外周で軸方向に縦溝
を有することを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム
ポンプ。