JP2001153065A - Micro pump - Google Patents
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- dust
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、プランジャの移動
量に対応した量の試料を吸入して吐出するマイクロポン
プに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micropump for sucking and discharging a sample in an amount corresponding to the amount of movement of a plunger.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、例えば、一般の計量ポンプ装
置等に採用されているマイクロポンプには、シリンダ
と、このシリンダ内を往復動するプランジャと、を備
え、シリンダ内のプランジャを後退させることで、その
後退量(ストローク)に対応した量の液体を吸入し、プ
ランジャを前進させることでその前進ストロークに対応
した量の液体を吐出するものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a micropump employed in a general metering pump device or the like includes a cylinder and a plunger reciprocating in the cylinder, and the plunger in the cylinder is retracted. Then, there is a type in which an amount of liquid corresponding to the retreat amount (stroke) is sucked in and the plunger is advanced to discharge an amount of liquid corresponding to the advance stroke.
【0003】このようなマイクロポンプは、プランジャ
の移動により加圧されたシリンダ内の液体が、プランジ
ャの外周面を通って外部に漏洩することを防止するため
に、前記シリンダのプランジャ導入口とプランジャとの
間に、シリンダ内を密封し、かつ前記プランジャの外周
部が摺動可能なシール部を設けている。このマイクロポ
ンプでは、吸入量と吐出量はプランジャの後退ストロー
クと前進ストロークによって精密に決定される。In order to prevent the liquid in the cylinder pressurized by the movement of the plunger from leaking to the outside through the outer peripheral surface of the plunger, such a micropump is provided with the plunger inlet of the cylinder and the plunger. And a seal portion that seals the inside of the cylinder and allows the outer peripheral portion of the plunger to slide. In this micropump, the suction amount and the discharge amount are precisely determined by the retreat stroke and the forward stroke of the plunger.
【0004】この従来のマイクロポンプは、シール部に
対してプランジャが摺動する構成を備えているため、こ
の摺動時に起こる摩擦あるいは摩耗により、摩耗塵(摩
耗カス)が発生し、この摩耗塵がシリンダ内の液体中に
混入することや、シール面を損傷することによってシー
ル性を低下させるという問題があった。Since the conventional micropump has a structure in which the plunger slides with respect to the seal portion, friction or wear generated during the sliding generates wear dust (wear debris). However, there is a problem that the sealing performance is deteriorated by mixing into the liquid in the cylinder or damaging the sealing surface.
【0005】そこで、近年では、前記摩耗塵の発生を防
止するため、例えば、シール部をポリエチレンやフッ素
樹脂等のような摩擦係数の小さな材料で構成したり、フ
ッ素樹脂にカーボンを混ぜた材料で構成し、耐摩耗性を
向上させる等の方法を採用している。しかしながら、前
述した摩耗塵の発生を防止するための方法を行っても、
摩耗塵を完全に無くすことができないのが実状である。Therefore, in recent years, in order to prevent the generation of the abrasion dust, for example, the seal portion is made of a material having a small friction coefficient such as polyethylene or fluororesin, or a material obtained by mixing fluorocarbon with carbon. And a method of improving wear resistance. However, even if the method for preventing the generation of wear dust described above is performed,
The reality is that wear dust cannot be completely eliminated.
【0006】また、必要に応じて、発生した摩耗塵を液
体や気体で洗浄除去する機構を備えたマイクロポンプも
紹介されている。[0006] A micropump provided with a mechanism for washing and removing generated abrasion dust with a liquid or gas as necessary is also introduced.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】発生した摩耗塵を洗浄
除去する機構を備えた従来のマイクロポンプでは、機械
を停止させた状態で、液体あるいは気体で摩耗塵を押し
流して洗浄するか、あるいは、必要箇所を分解して摩耗
塵を除去する必要がある。このため、手間がかかると共
に、マイクロポンプによる液体の吸入及び吐出作業を一
端停止させる等、作業効率が低下するという虞れがあっ
た。In a conventional micropump provided with a mechanism for cleaning and removing generated abrasion dust, the abrasion dust is flushed with a liquid or a gas while the machine is stopped, or the cleaning is performed. It is necessary to disassemble necessary parts to remove wear dust. For this reason, there is a concern that the operation efficiency is reduced, such as a troublesome operation and a suspension of the liquid suction and discharge operations by the micropump.
【0008】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題とするものであり、発生した摩耗塵を捕
集して貯蔵することができ、摩耗塵がシリンダ内に混入
することを防止することが可能なマイクロポンプを提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem. It is possible to collect and store generated abrasion dust, and the abrasion dust is mixed into a cylinder. It is an object of the present invention to provide a micropump capable of preventing the above.
【0009】また、発生する摩耗塵を最低限に抑え、シ
ール部の寿命を向上させることが可能なマイクロポンプ
を提供することを目的とする。It is another object of the present invention to provide a micropump capable of minimizing generated wear dust and improving the life of the seal portion.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、シリンダと、当該シリンダ内を往復動す
るプランジャと、前記シリンダ内を密封すると共に、前
記プランジャの外周部が摺動可能なシール部と、を備え
たマイクロポンプであって、前記シール部は、前記プラ
ンジャの摺動によって生じる摩耗塵を捕集して貯蔵する
集塵機構を備えてなるマイクロポンプを提供するもので
ある。In order to achieve this object, the present invention provides a cylinder, a plunger which reciprocates in the cylinder, a seal in the cylinder, and an outer peripheral portion of the plunger is slidable. And a seal portion, wherein the seal portion is provided with a dust collecting mechanism for collecting and storing wear dust generated by sliding of the plunger.
【0011】この構成を備えたマイクロポンプは、発生
した摩耗塵が、集塵機構によって捕集され貯蔵されるた
め、摩耗塵がシリンダ内に混入することを防止すること
ができる。In the micropump having this configuration, the generated dust is collected and stored by the dust collecting mechanism, so that it is possible to prevent the dust from entering the cylinder.
【0012】この集塵機構は、前記シール部の、前記プ
ランジャとの摺動面に形成された溝部を備えた構造とす
ることができる。The dust collecting mechanism may have a structure including a groove formed on a sliding surface of the seal portion with the plunger.
【0013】また、この溝部は、前記シール部の摺動面
に沿って環状に形成することができる。この環状の溝部
の形成数は、1本であってもよく、あるいは複数であっ
てもよい。The groove may be formed in an annular shape along the sliding surface of the seal. The number of the annular groove portions may be one or plural.
【0014】前記シール部は、熱可塑性樹脂と、摩擦係
数を低減させる改質剤と、を含む材料から構成すること
ができる。The seal portion may be made of a material containing a thermoplastic resin and a modifier for reducing a coefficient of friction.
【0015】シール部をこのような材料から構成するこ
とで、シール部の摩擦係数が低くなるため、摩擦や摩耗
による摩耗塵の発生を抑制することができる。このた
め、シール性が向上するとともに、耐久性のバラツキを
低減させ、シール部の寿命を向上することができる。By forming the seal portion from such a material, the coefficient of friction of the seal portion is reduced, so that the generation of wear dust due to friction and wear can be suppressed. For this reason, the sealability is improved, the variation in durability is reduced, and the life of the seal portion can be improved.
【0016】このような改質剤としては、例えば、カー
ボン、シリコン、エコノール等の液晶ポリマ、セラミッ
ク、ポリイミド、ガラスファイバ、その他低重合物ポリ
マ等が挙げられる。Examples of such modifiers include liquid crystal polymers such as carbon, silicon, and econol, ceramics, polyimides, glass fibers, and other low polymer polymers.
【0017】前記シール部は、吸水率が5%以上、30
%以下の熱可塑性樹脂を含んだ材料から構成することが
できる。The seal portion has a water absorption of 5% or more and 30% or more.
% Of a thermoplastic resin.
【0018】シール部をこのような材料から構成するこ
とで、シール部の摺動面に保湿水分が常に最適な量で存
在していることになるため、摩耗が低減されると共に、
摩擦係数を低くすることができる。このため、さらに摩
擦や摩耗による摩耗塵の発生を抑制することができる。When the seal portion is made of such a material, the moisturizing water is always present in an optimal amount on the sliding surface of the seal portion, so that wear is reduced and
The coefficient of friction can be reduced. Therefore, generation of wear dust due to friction and wear can be further suppressed.
【0019】また、前記シール部は、少なくとも前記プ
ランジャとの摺動面の表面平均粗さ(Ra)を、0.1
μm以上、5μm以下に設定することができる。The seal portion has a surface average roughness (Ra) of at least 0.1 on a sliding surface with the plunger.
It can be set to be not less than μm and not more than 5 μm.
【0020】このような構成にすることで、シール部の
摩擦係数を低くすることができ、摩擦や摩耗による摩耗
塵の発生を一層抑制することができる。With this configuration, the coefficient of friction of the seal portion can be reduced, and the generation of wear dust due to friction and wear can be further suppressed.
【0021】そしてまた、前記プランジャの外周面の平
均表面粗さ(Ra)は、0.01μm以上、0.1μm
以下に設定することができる。The average surface roughness (Ra) of the outer peripheral surface of the plunger is not less than 0.01 μm and not more than 0.1 μm.
You can set:
【0022】このような構成にすることで、プランジャ
の外周面、すなわちシール部と接触する(摺動する)部
分の摩擦係数を低くすることができ、摩擦や摩耗による
摩耗塵の発生を一層抑制することができる。With this configuration, the friction coefficient of the outer peripheral surface of the plunger, that is, the portion in contact (sliding) with the seal portion can be reduced, and the generation of wear dust due to friction and wear can be further suppressed. can do.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態に係る
マイクロポンプについて図面を参照して説明する。Next, a micropump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0024】図1は、本発明の実施の形態に係るマイク
ロポンプ装置の概略図、図2は、図1に示すマイクロポ
ンプ装置のシール部付近の拡大図である。FIG. 1 is a schematic view of a micropump device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of a seal portion of the micropump device shown in FIG.
【0025】図1及び図2に示すように、本実施の形態
に係るマイクロポンプ装置1は、ポンプ部2と、位置決
め駆動部3と、モータ部4と、を備えて構成されてい
る。As shown in FIGS. 1 and 2, the micropump device 1 according to the present embodiment is provided with a pump unit 2, a positioning drive unit 3, and a motor unit 4.
【0026】ポンプ部2は、シリンダ11と、シリンダ
11内を往復動するプランジャ12と、シリンダ11内
を密封すると共に、プランジャ12の外周部13が摺動
可能なシール部14と、シリンダ11の先端部に連通し
た吸入口15及び吐出口16と、を備えて構成されてい
る。この吸入口15には、図示しない吸入ポートが接続
され、吐出口16には、図示しない吐出ポートが接続さ
れている。The pump section 2 includes a cylinder 11, a plunger 12 reciprocating in the cylinder 11, a seal section 14 in which the outer periphery 13 of the plunger 12 is slidable while sealing the inside of the cylinder 11, and a A suction port 15 and a discharge port 16 communicating with the distal end are provided. A suction port (not shown) is connected to the suction port 15, and a discharge port (not shown) is connected to the discharge port 16.
【0027】なお、本実施の形態では、プランジャ12
の外周面13の平均表面粗さ(Ra)が、0.01μm
以上、0.1μm以下になるように設定した。表面粗さ
をこのように設定することで、プランジャ12の外周部
13の摩擦係数を低くすることができ、摩擦や摩耗によ
る摩耗塵の発生を抑制することができる。In the present embodiment, the plunger 12
Has an average surface roughness (Ra) of 0.01 μm
As described above, the thickness is set to 0.1 μm or less. By setting the surface roughness in this manner, the coefficient of friction of the outer peripheral portion 13 of the plunger 12 can be reduced, and generation of wear dust due to friction and wear can be suppressed.
【0028】シール部14は、シリンダ11を画定する
ハウジング17のプランジャ挿入口端面18(ハウジン
グ17の図1でいう右端面)と、プランジャ12の外周
部(外周面)13との間に配置されている。このシール
部14は、プランジャ12の外周部13に対し摺動する
摺動面19を備えると共に、プランジャ12の摺動によ
って生じる摩耗塵を捕集して貯蔵する集塵機構20と、
集塵機構20のプランジャ12先端側(図1及び図2に
示す左側)に配設され、プランジャ12の外周部13に
対し摺動可能なOリング23と、を備えて構成されてい
る。The seal portion 14 is disposed between the end face 18 of the plunger insertion opening (the right end face in FIG. 1 of the housing 17) of the housing 17 defining the cylinder 11 and the outer peripheral portion (outer peripheral surface) 13 of the plunger 12. ing. The seal portion 14 includes a sliding surface 19 that slides on the outer peripheral portion 13 of the plunger 12, and a dust collecting mechanism 20 that collects and stores wear dust generated by sliding of the plunger 12.
An O-ring 23 is disposed on the tip side of the plunger 12 of the dust collecting mechanism 20 (left side in FIGS. 1 and 2), and is slidable with respect to the outer peripheral portion 13 of the plunger 12.
【0029】集塵機構20は、特に図2に示すように、
摺動面19に沿って環状に形成された2本の溝部21及
び22を備えて構成されている。この集塵機構20は、
例えば、熱可塑性樹脂と、摩擦係数を低減させることが
できる改質剤と、を含む材料から構成されている。な
お、本実施の形態では、この改質剤として、カーボンを
用いたが、例えば、シリコン、エコノール等の液晶ポリ
マ、セラミック、ポリイミド、ガラスファイバ、その他
低重合物ポリマ等を用いることもできる。この改質剤
は、熱可塑性樹脂に対し、0.1重量%〜30重量%程
度の割合で添加することが好ましい。集塵機構20をこ
のような材料から構成することで、シール部14の摩擦
係数が低くなるため、摩擦や摩耗による摩耗塵の発生を
抑制することができる。このため、シール性が向上する
とともに、耐久性のバラツキを低減させ、シール部の寿
命を向上することができる。The dust collecting mechanism 20 is, as shown in FIG.
It is provided with two grooves 21 and 22 formed annularly along the sliding surface 19. This dust collecting mechanism 20
For example, it is composed of a material containing a thermoplastic resin and a modifier capable of reducing the coefficient of friction. In the present embodiment, carbon is used as the modifier, but liquid crystal polymers such as silicon and econol, ceramics, polyimides, glass fibers, and other low-polymer polymers can also be used. This modifier is preferably added at a ratio of about 0.1% to 30% by weight based on the thermoplastic resin. When the dust collecting mechanism 20 is made of such a material, the coefficient of friction of the seal portion 14 is reduced, so that generation of wear dust due to friction and wear can be suppressed. For this reason, the sealability is improved, the variation in durability is reduced, and the life of the seal portion can be improved.
【0030】さらにまた、本実施の形態では、前記熱可
塑性樹脂として、吸水率が5%以上、30%以下の樹
脂、例えば、ポリアミドを使用した。このような吸水率
を備えた熱可塑性樹脂を選択することで、シール部14
の摺動面19に保湿水分が常に最適な量で存在している
ことになるため、摩耗が低減されると共に、摩擦係数を
低くすることができる。このため、さらに摩擦や摩耗に
よる摩耗塵の発生を抑制することができる。Further, in the present embodiment, a resin having a water absorption of 5% or more and 30% or less, for example, polyamide is used as the thermoplastic resin. By selecting a thermoplastic resin having such a water absorption, the sealing portion 14
Since the moisturizing water is always present in an optimal amount on the sliding surface 19, the wear can be reduced and the friction coefficient can be reduced. Therefore, generation of wear dust due to friction and wear can be further suppressed.
【0031】また、本実施の形態では、集塵機構20の
摺動面19の表面平均粗さ(Ra)を、0.1μm以
上、5μm以下に設定した。このように表面粗さを設定
することで、シール部14の摩擦係数を低くすることが
でき、摩擦や摩耗による摩耗塵の発生を一層抑制するこ
とができる。In the present embodiment, the average surface roughness (Ra) of the sliding surface 19 of the dust collecting mechanism 20 is set to 0.1 μm or more and 5 μm or less. By setting the surface roughness in this manner, the coefficient of friction of the seal portion 14 can be reduced, and the generation of wear dust due to friction and wear can be further suppressed.
【0032】このポンプ部2は、プランジャ12が、図
1における右方向に移動すると、シリンダ11内の空間
容積が拡大されて、吸入口15からシリンダ11内に試
料(例えば、液体)が吸入される。また、プランジャ1
2が図1に示す左方向に移動すると、シリンダ11内の
空間容積が縮小されて、シリンダ11内の試料が吐出口
16から吐出される。この試料の吸入量及び吐出量は、
プランジャ12の移動量(移動ストローク)によって決
まる。When the plunger 12 moves rightward in FIG. 1, the volume of the space in the cylinder 11 is enlarged, and a sample (for example, a liquid) is sucked into the cylinder 11 from the suction port 15. You. Also, plunger 1
When 2 moves to the left as shown in FIG. 1, the space volume in the cylinder 11 is reduced, and the sample in the cylinder 11 is discharged from the discharge port 16. The inhalation amount and discharge amount of this sample are
It is determined by the moving amount (moving stroke) of the plunger 12.
【0033】位置決め駆動部3は、プランジャ12の基
端側(図1に示す右側)に設けられたシャッタ31と、
シャッタ31の位置を検出するセンサ32と、を備えて
構成されている。このセンサ32は、後に詳述するが、
プランジャ12が、予め設定された原点位置まで移動す
ると、シャッタ31を検出し、電気信号(検出信号)を
出力するようになっている。なお、符号33は軸受であ
る。The positioning drive unit 3 includes a shutter 31 provided on the base end side of the plunger 12 (the right side shown in FIG. 1),
And a sensor 32 for detecting the position of the shutter 31. This sensor 32 will be described later in detail,
When the plunger 12 moves to a preset origin position, the shutter 31 is detected and an electric signal (detection signal) is output. Reference numeral 33 denotes a bearing.
【0034】モータ部4は、内部がねじ切りされたロー
タ41と、ロータ41のねじ切りと螺号するねじ部が形
成された送りねじ42と、ロータ41を回転させるモー
タコイル43と、ロータ41の両端を支持するベアリン
グ44と、を備えて構成されている。なお、送りねじ4
2は、プランジャ12に連結されている。The motor unit 4 includes a rotor 41 having an internally threaded portion, a feed screw 42 having a threaded portion for screwing the rotor 41, a motor coil 43 for rotating the rotor 41, and both ends of the rotor 41. And a bearing 44 for supporting. The feed screw 4
2 is connected to the plunger 12.
【0035】次に、本実施の形態に係るマイクロポンプ
装置1の具体的動作について説明する。Next, a specific operation of the micropump device 1 according to the present embodiment will be described.
【0036】先ず、シリンダ11内に所望の試料(例え
ば液体)を吸入させる際は、モータ部4のモータコイル
43を逆転方向に励磁すると、モータ部4のロータ41
が回転して送りねじ42を図1に示す右方向に移動させ
る。この動作によって、送りねじ42に連結されている
プランジャ12が右方向に移動し、シリンダ11内の空
間容積が拡大されて、吸入口15からシリンダ11内に
試料が吸入される。この時、プランジャ12は、シール
部14に対して摺動するため、プランジャ12の外周部
13とシール部14の摺動面19との間に摩擦が生じ
る。First, when a desired sample (for example, a liquid) is sucked into the cylinder 11, the motor coil 43 of the motor section 4 is excited in the reverse direction, and the rotor 41 of the motor section 4 is excited.
Rotates to move the feed screw 42 rightward as shown in FIG. By this operation, the plunger 12 connected to the feed screw 42 moves rightward, the space volume in the cylinder 11 is expanded, and the sample is sucked into the cylinder 11 from the suction port 15. At this time, since the plunger 12 slides with respect to the seal portion 14, friction occurs between the outer peripheral portion 13 of the plunger 12 and the sliding surface 19 of the seal portion 14.
【0037】一方、シリンダ11内に吸入された試料を
吐出させる場合は、モータ部4のモータコイル43を正
転方向に励磁し、モータ部4のロータ41を前記とは逆
方向に回転させ、送りねじ42を図1に示す左方向に移
動させる。この動作によって、送りねじ42に連結され
ているプランジャ12が左方向に移動し、シリンダ11
内の空間容積が縮小されて、シリンダ11内の試料が吐
出口16から吐出される。プランジャ12が吐出終了位
置にくると、センサ32がシャッタ31を検出し、電気
信号を出力する。この電気信号によって、プランジャ1
2を原点位置に正確に位置決めされ、正確な量の試料が
吐出される。この動作の際も、プランジャ12は、シー
ル部14に対して摺動するため、プランジャ12の外周
部13とシール部14の摺動面19との間に摩擦が生じ
る。On the other hand, when the sample sucked into the cylinder 11 is to be discharged, the motor coil 43 of the motor unit 4 is excited in the forward direction, and the rotor 41 of the motor unit 4 is rotated in the opposite direction. The feed screw 42 is moved to the left as shown in FIG. By this operation, the plunger 12 connected to the feed screw 42 moves leftward, and the cylinder 11
The volume of the space inside is reduced, and the sample in the cylinder 11 is discharged from the discharge port 16. When the plunger 12 reaches the discharge end position, the sensor 32 detects the shutter 31 and outputs an electric signal. With this electric signal, the plunger 1
2 is accurately positioned at the origin position, and a precise amount of sample is discharged. Also in this operation, since the plunger 12 slides with respect to the seal portion 14, friction occurs between the outer peripheral portion 13 of the plunger 12 and the sliding surface 19 of the seal portion 14.
【0038】この試料の吸入及び吐出の際に生じる摩擦
によって、シール部14が徐々に摩耗するが、この時、
シール部14(集塵機構20)は、前述した摩擦係数が
低く、最適な吸水率を備えた材料で構成されているた
め、前記摩耗によって生じる摩耗塵の量を低減させるこ
とができる。さらにまた、シール性が向上するととも
に、耐久性のバラツキを低減させ、シール部の寿命を向
上することができる。また、それでも生じてしまった摩
耗塵は、プランジャ12の移動に伴って、集塵機構20
の溝部21及び22に集塵され、ここに貯蔵される。し
たがって、摩耗塵がシリンダ11内に混入することを防
止することができる。The seal portion 14 is gradually worn due to the friction generated when the sample is sucked and discharged.
Since the seal portion 14 (the dust collecting mechanism 20) is made of a material having the above-described low coefficient of friction and an optimum water absorption, the amount of abrasion dust generated by the abrasion can be reduced. Furthermore, the sealability is improved, the variation in durability is reduced, and the life of the seal portion can be improved. Further, the abrasion dust that has been generated still remains as the dust collection mechanism 20 moves with the movement of the plunger 12.
The dust is collected in the grooves 21 and 22, and is stored here. Therefore, it is possible to prevent wear dust from being mixed into the cylinder 11.
【0039】なお、本実施の形態に係るマイクロポンプ
装置1を使用して試薬の吸引及び吐出に関する耐久性試
験を行ったところ、メンテナンスを行うことなく500
万回以上の耐久性を示した。When a durability test on suction and discharge of a reagent was performed using the micropump device 1 according to the present embodiment, 500
It showed durability of more than 10,000 times.
【0040】なお、本発明に係るマイクロポンプのシー
ル部は、前述した実施の形態で説明した形状に限定され
るものではなく、例えば図3及び図4に示すような形状
等、プランジャの摺動によって生じる摩耗塵を捕集して
貯蔵する集塵機構を備えていれば他の形状であってもよ
い。Note that the seal portion of the micropump according to the present invention is not limited to the shape described in the above-described embodiment, but may be, for example, a plunger sliding member having a shape as shown in FIGS. Other shapes may be used as long as a dust collecting mechanism for collecting and storing wear dust generated by the dust collecting mechanism is provided.
【0041】図3(1)に示すシール部14Aは、プラ
ンジャ12との摺動面19に沿って環状に形成された3
本の溝部51を備えた集塵機構20Aと、集塵機構20
Aの左側(プランジャ12の先端側)に配置されたOリ
ング23と、を備えて構成されている。The seal portion 14A shown in FIG. 3A has an annular shape formed along the sliding surface 19 with the plunger 12.
A dust collecting mechanism 20A having a plurality of grooves 51;
And an O-ring 23 disposed on the left side of A (the distal end side of the plunger 12).
【0042】図3(2)に示すシール部14Bは、図3
(1)に示す集塵機構20Aと、この集塵機構20Aの
右側に配置されたOリング23と、を備えて構成されて
いる。The seal portion 14B shown in FIG.
The dust collecting mechanism 20A shown in (1) and an O-ring 23 arranged on the right side of the dust collecting mechanism 20A are provided.
【0043】図3(3)に示すシール部14Cは、図3
(1)に示す集塵機構20Aと、この集塵機構20Aの
両側に配置されたOリング23と、を備えて構成されて
いる。The seal portion 14C shown in FIG.
The dust collecting mechanism 20A shown in (1) and O-rings 23 arranged on both sides of the dust collecting mechanism 20A are provided.
【0044】図3(4)に示すシール部14Dは、内径
がプランジャ12の直径にほぼ等しく、プランジャ12
の外周部13に摺動可能な環状部材61と、環状部材6
1より内径が大きい環状部材62とを、両端が環状部材
61となるように、交互に環状部材61を4つ、環状部
材62を3つ組み合わせた構造を備えた集塵機構20B
と、この集塵機構20Bの左側に配置されたOリング2
3と、を備えて構成されている。この集塵機構20B
は、環状部材61と62の内径の差によって、プランジ
ャ12と対向する面に凹凸を形成し、その結果として図
3(1)と実質的に同様の溝部51を形成している。The seal portion 14D shown in FIG. 3D has an inner diameter substantially equal to the diameter of the plunger 12,
An annular member 61 slidable on the outer peripheral portion 13 of the
And a dust collecting mechanism 20B having a structure in which four annular members 61 and three annular members 62 are alternately combined such that an annular member 62 having an inner diameter larger than 1 is formed into the annular members 61 at both ends.
And an O-ring 2 disposed on the left side of the dust collecting mechanism 20B.
3 is provided. This dust collecting mechanism 20B
Has irregularities formed on the surface facing the plunger 12 due to the difference between the inner diameters of the annular members 61 and 62. As a result, a groove 51 substantially similar to that shown in FIG. 3A is formed.
【0045】図3(5)に示すシール部14Eは、図3
(4)に示す集塵機構20Bと、この集塵機構20Bの
右側に配置されたOリング23と、を備えて構成されて
いる。The seal portion 14E shown in FIG.
The dust collecting mechanism 20B shown in (4) and an O-ring 23 arranged on the right side of the dust collecting mechanism 20B are provided.
【0046】図3(6)に示すシール部14Fは、図3
(4)に示す集塵機構20Bと、この集塵機構20Bの
両側に配置されたOリング23と、を備えて構成されて
いる。The seal portion 14F shown in FIG.
The dust collecting mechanism 20B shown in (4) and O-rings 23 arranged on both sides of the dust collecting mechanism 20B are provided.
【0047】図4に示すシール部14Gは、集塵機構2
0CとOリング23とを一体に形成したものである。具
体的には、集塵機構20Cは、プランジャ12との摺動
面19に沿って環状に形成された3本の溝部51を備
え、かつOリング23を収容するOリング収容部70を
備えている。The seal portion 14G shown in FIG.
The OC and the O-ring 23 are integrally formed. Specifically, the dust collecting mechanism 20 </ b> C includes three grooves 51 formed in an annular shape along the sliding surface 19 with the plunger 12, and includes an O-ring housing 70 that houses the O-ring 23. .
【0048】図3及び図4に記載されたこれらのシール
部14A〜14Gも、前述した実施の形態で説明したシ
ール部14と同様の作用効果を有している。The seal portions 14A to 14G shown in FIGS. 3 and 4 have the same operation and effects as the seal portion 14 described in the above embodiment.
【0049】なお、図3(1)〜(3)及び図4では、
溝部を3本形成した場合について説明したが、これに限
らず、摩耗塵を捕集し貯蔵することができれば、溝部の
形成数及び形成位置は任意に決定することができる。3 (1) to 3 (3) and FIG.
The case where three grooves are formed has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number and positions of the grooves can be arbitrarily determined as long as abrasion dust can be collected and stored.
【0050】また、集塵機構の摺動面と溝部の形状は、
例えば図5(1)〜(5)に示すように様々な形状をと
ることができる。The sliding surfaces and grooves of the dust collecting mechanism have the following shapes.
For example, various shapes can be taken as shown in FIGS.
【0051】具体的には、図5(1)に示す集塵機構2
0Dは、プランジャ12との摺動面19に沿って環状に
形成され、かつ断面形状が三角形からなる複数の溝部7
1を連続して形成したものである。More specifically, the dust collection mechanism 2 shown in FIG.
OD is formed in a ring shape along the sliding surface 19 with the plunger 12 and has a plurality of grooves 7 having a triangular cross section.
1 is formed continuously.
【0052】図5(2)に示す集塵機構20Eは、摺動
面19に沿って環状に形成された溝部71と、これに隣
接しかつ摺動面19に沿って環状に形成された断面略台
形状の溝部72と、を備えたものである。The dust collecting mechanism 20E shown in FIG. 5 (2) has a groove 71 formed annularly along the sliding surface 19, and a substantially circular cross-section formed adjacently and annularly along the sliding surface 19. And a trapezoidal groove 72.
【0053】図5(3)に示す集塵機構20Fは、その
略中央部に溝部71を形成し、この溝部71の両側に、
断面略台形状の溝部73を摺動面19に沿って環状に形
成したものである。The dust collecting mechanism 20F shown in FIG. 5 (3) has a groove 71 formed at a substantially central portion thereof.
The groove 73 having a substantially trapezoidal cross section is formed in an annular shape along the sliding surface 19.
【0054】図5(4)に示す集塵機構20Gは、摺動
面19に沿って環状に、断面略半径状の溝部74を形成
したものである。The dust collecting mechanism 20G shown in FIG. 5 (4) has a groove 74 having a substantially radial cross section formed annularly along the sliding surface 19.
【0055】図5(5)に示す集塵機構20Hは、集塵
機構20Aの摺動面19を断面略半円状に湾曲させたも
のである。In the dust collecting mechanism 20H shown in FIG. 5 (5), the sliding surface 19 of the dust collecting mechanism 20A is curved into a substantially semicircular cross section.
【0056】また、溝部の形状は、前述したような環状
形状に限らず、摩耗塵を捕集し貯蔵することができれ
ば、螺旋状、楕円、長円、矩形等、その形状は特に限定
するものではない。The shape of the groove is not limited to the above-described annular shape, and any shape such as a spiral, an ellipse, an ellipse, and a rectangle is particularly limited as long as it can collect and store wear dust. is not.
【0057】また、図3(4)〜(6)では、内径の異
なる環状部材61及び62の組み合わせにより溝部を形
成したが、この環状部材61及び62の配設数は、任意
に決定することができる。In FIGS. 3 (4) to 3 (6), the grooves are formed by combining annular members 61 and 62 having different inner diameters. However, the number of annular members 61 and 62 may be determined arbitrarily. Can be.
【0058】そしてまた、集塵機構を形成する環状部材
の形状は、例えば、図6(1)〜(5)に示すように様
々な形状をとることができる。Further, the shape of the annular member forming the dust collecting mechanism can take various shapes, for example, as shown in FIGS. 6 (1) to 6 (5).
【0059】具体的には、図6(1)に示す集塵機構2
0Iは、プランジャ12の外周部13に接触する先端の
断面形状が略三角形の環状部材75を複数組み合わせ、
その両端に、環状部材75を半分の厚さに加工した環状
部材76及び77を配設することによって、図5(1)
に示す集塵機構20Dと実質的に同様の溝部71を形成
した構成を備えている。Specifically, the dust collecting mechanism 2 shown in FIG.
0I is a combination of a plurality of annular members 75 each having a substantially triangular cross section at the tip contacting the outer peripheral portion 13 of the plunger 12,
By disposing annular members 76 and 77 obtained by processing the annular member 75 to a half thickness at both ends, FIG.
The dust collecting mechanism 20D shown in FIG.
【0060】図6(2)に示す集塵機構20Jは、プラ
ンジャ12の外周部13に接触する先端の断面形状が略
台形の環状部材78を、前述した環状部材62及び76
で挟み、さらに環状部材62の環状部材78とは反対側
に、環状部材79を配設することによって、図5(2)
に示す集塵機構20Eと実質的に同様の溝部71及び7
2を形成した構成を備えている。The dust collecting mechanism 20J shown in FIG. 6 (2) includes an annular member 78 having a substantially trapezoidal cross section at the end contacting the outer peripheral portion 13 of the plunger 12, and the above-described annular members 62 and 76.
5 (2) by further arranging an annular member 79 on the opposite side of the annular member 78 of the annular member 62.
The grooves 71 and 7 are substantially the same as the dust collecting mechanism 20E shown in FIG.
2 is formed.
【0061】図6(3)に示す集塵機構20Kは、2本
の環状部材75を隣り合わせに配設し、その両側に環状
部材62を各々配設し、さらにその両側に環状部材61
を各々配設することによって、図5(3)に示す集塵機
構20Fと実質的に同様の溝部71及び73を形成した
構成を備えている。The dust collecting mechanism 20K shown in FIG. 6 (3) has two annular members 75 arranged next to each other, annular members 62 arranged on both sides thereof, and annular members 61 arranged on both sides thereof.
Are provided, thereby forming grooves 71 and 73 substantially similar to those of the dust collecting mechanism 20F shown in FIG. 5 (3).
【0062】図6(4)に示す集塵機構20Lは、環状
部材61の両側を、プランジャ12の外周部13に接触
する先端の断面形状が略半円形に凹んだ環状部材80で
挟み、さらにその両側に環状部材61を各々配設するこ
とによって、図5(4)に示す集塵機構20Gと実質的
に同様の溝部71及び74を形成した構成を備えてい
る。In the dust collecting mechanism 20L shown in FIG. 6 (4), both sides of the annular member 61 are sandwiched between annular members 80 each having a substantially semicircular cross-sectional shape at the tip contacting the outer peripheral portion 13 of the plunger 12. By providing the annular members 61 on both sides, grooves 71 and 74 substantially similar to the dust collecting mechanism 20G shown in FIG. 5D are formed.
【0063】図6(5)に示す集塵機構20Mは、プラ
ンジャ12の外周部13に接触する先端の断面形状が半
円形状に突出した環状部材81と、環状部材62とを交
互に配設することによって、図5(5)に示す集塵機構
20Hと実質的に同様の溝部51を形成した構成を備え
ている。The dust collecting mechanism 20M shown in FIG. 6 (5) alternately arranges annular members 81 and annular members 62 whose tip portions in contact with the outer peripheral portion 13 of the plunger 12 project in a semicircular shape. Thus, a configuration is provided in which a groove 51 substantially similar to the dust collecting mechanism 20H shown in FIG. 5 (5) is formed.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るマイ
クロポンプは、シール部が、プランジャの摺動によって
生じる摩耗塵を捕集して貯蔵する集塵機構を備えている
ため、前記摺動によって発生する摩耗塵が、集塵機構に
よって捕集され貯蔵される。このため、摩耗塵がシリン
ダ内に混入することを防止することができ、マイクロポ
ンプの信頼性を向上することができる。As described above, the micropump according to the present invention has a dust collecting mechanism that collects and stores wear dust generated by sliding of the plunger. The generated wear dust is collected and stored by the dust collection mechanism. For this reason, it is possible to prevent wear dust from entering the cylinder, and it is possible to improve the reliability of the micropump.
【0065】また、シール部を、熱可塑性樹脂と摩擦係
数を低減させる改質剤と、を含む材料から構成する、ま
たは吸水率が5%以上、30%以下の熱可塑性樹脂を含
む材料から構成する、あるいは少なくとも前記プランジ
ャとの摺動面の表面平均粗さ(Ra)が、0.1μm以
上、5μm以下とする、またはこれらの組み合わせを行
うことで、シール部の摩擦係数を低減することができ
る。このため、前記摩耗塵の発生を抑制することがで
き、シール部の耐久性を向上することもできる。Further, the seal portion is made of a material containing a thermoplastic resin and a modifier for reducing a friction coefficient, or made of a material containing a thermoplastic resin having a water absorption of 5% or more and 30% or less. By reducing the surface average roughness (Ra) of at least the sliding surface with the plunger to 0.1 μm or more and 5 μm or less, or a combination thereof, the friction coefficient of the seal portion can be reduced. it can. For this reason, generation | occurrence | production of the said abrasion dust can be suppressed and the durability of a seal part can also be improved.
【0066】そしてまた、プランジャの外周面の平均表
面粗さ(Ra)を、0.01μm以上、0.1μm以下
にすることで、前記シール部とプランジャとの摩擦係数
を低減することができる。このため、前記摩耗塵の発生
を抑制することができ、シール部の耐久性をさらに向上
することもできる。Further, by setting the average surface roughness (Ra) of the outer peripheral surface of the plunger to 0.01 μm or more and 0.1 μm or less, the friction coefficient between the seal portion and the plunger can be reduced. Therefore, the generation of the wear dust can be suppressed, and the durability of the seal portion can be further improved.
【図1】本発明の実施の形態に係るマイクロポンプ装置
の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a micropump device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示すマイクロポンプ装置のシール部付近
の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of a seal portion of the micropump device shown in FIG.
【図3】本発明に係るマイクロポンプのシール部の一例
を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of a seal portion of the micropump according to the present invention.
【図4】本発明に係るマイクロポンプのシール部の一例
を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a seal portion of the micropump according to the present invention.
【図5】本発明に係るマイクロポンプのシール部の集塵
機構の一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a dust collecting mechanism of a seal portion of the micropump according to the present invention.
【図6】本発明に係るマイクロポンプのシール部の集塵
機構の一例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing an example of a dust collecting mechanism of a seal portion of the micro pump according to the present invention.
1 マイクロポンプ装置 2 シール部 3 位置決め駆動部 4 モータ部 11 シリンダ 12 プランジャ 13 外周部 14、14A〜14F シール部 19 摺動面 20、20A〜20M 集塵機構 21、22、51、71、72、73、74 溝部 61、62、75、76、77、78、79、80、8
1 環状部材 23 OリングDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Micropump device 2 Seal part 3 Positioning drive part 4 Motor part 11 Cylinder 12 Plunger 13 Outer peripheral part 14, 14A-14F Seal part 19 Sliding surface 20, 20A-20M Dust collection mechanism 21, 22, 51, 71, 72, 73 , 74 Grooves 61, 62, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 8
1 annular member 23 O-ring
Claims (7)
るプランジャと、前記シリンダ内を密封すると共に、前
記プランジャの外周部が摺動可能なシール部と、を備え
たマイクロポンプであって、 前記シール部は、前記プランジャの摺動によって生じる
摩耗塵を捕集して貯蔵する集塵機構を備えてなるマイク
ロポンプ。1. A micropump comprising: a cylinder; a plunger that reciprocates in the cylinder; and a seal portion that seals the inside of the cylinder and slidably moves an outer peripheral portion of the plunger. A micropump including a dust collecting mechanism for collecting and storing wear dust generated by sliding of the plunger.
プランジャとの摺動面に形成された溝部を備えてなる請
求項1記載のマイクロポンプ。2. The micropump according to claim 1, wherein the dust collecting mechanism includes a groove formed on a sliding surface of the seal with the plunger.
って環状に形成されてなる請求項2記載のマイクロポン
プ。3. The micropump according to claim 2, wherein the groove is formed in an annular shape along a sliding surface of the seal.
係数を低減させる改質剤と、を含む材料から構成されて
なる請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のマ
イクロポンプ。4. The micropump according to claim 1, wherein the seal portion is made of a material containing a thermoplastic resin and a modifier that reduces a coefficient of friction. .
0%以下の熱可塑性樹脂を含む材料から構成されてなる
請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のマイク
ロポンプ。5. The seal portion has a water absorption of 5% or more,
The micropump according to any one of claims 1 to 4, wherein the micropump is made of a material containing 0% or less of a thermoplastic resin.
ジャとの摺動面の表面平均粗さ(Ra)が、0.1μm
以上、5μm以下である請求項1ないし請求項5のいず
れか一項に記載のマイクロポンプ。6. The seal portion has a surface average roughness (Ra) of at least 0.1 μm on a sliding surface with the plunger.
The micropump according to any one of claims 1 to 5, wherein the micropump is not less than 5 µm.
さ(Ra)が、0.01μm以上、0.1μm以下であ
る請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のマイ
クロポンプ。7. The micropump according to claim 1, wherein the plunger has an average surface roughness (Ra) of an outer peripheral surface of 0.01 μm or more and 0.1 μm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33893399A JP2001153065A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Micro pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33893399A JP2001153065A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Micro pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001153065A true JP2001153065A (en) | 2001-06-05 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33893399A Pending JP2001153065A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Micro pump |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2001153065A (en) |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP33893399A patent/JP2001153065A/en active Pending
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