JP2008008214A

JP2008008214A - 真空ピストンポンプ

Info

Publication number: JP2008008214A
Application number: JP2006179994A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Owada; 哲夫大和田
Original assignee: Namiki Precision Jewel Co Ltd
Current assignee: Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】シール部材の摺動摩耗をほとんど発生させない真空ピストンポンプを提供する。
【解決手段】ピストン４の往復直線運動によって、流体を送り出す真空ピストンポンプ１において、コネクティングスライダ３とピストン４の間に弾性材料からなるダイアフラム６を配置し、ピストン４の往復運動によりダイアフラム６がカップ形状を形成し、そのダイアフラム６の一端をシリンダ７の内壁に固定し、ピストン４にはコネクティングスライダ３側にテーパ状のピストンスカート１０が形成され、そのダイアフラム６の固定端はピストン４が下死点に到達した時のピストンスカート１０の先端より、ピストンの往復運動方向において、下方に配置することにより、ポンプ室５内の気密性を維持し、且つ、そのポンプ室５内のクリーン度を高めた真空ピストンポンプを提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ピストンの往復直線運動によって、ポンプ機能を有する真空ピストンポンプに関する。

従来より、ポンプ室の容積を変動させることにより、ポンプ室の圧力を変動させ、流体を送り出す容積移送型往復動ポンプがあった。この容積移送型往復動ポンプとしては、一般的にピストンやダイアフラム等を用いたものが知られており、数多くの機構原理が存在している。例えば弁機構においてはリードバルブ型やバルブレス型などがあり、又、駆動系では小型モータを用いたダイヤフラム型やピストン型などの機構を有するポンプが知られている。その中でも、ピストンを用いたピストンポンプは、真空ポンプに用いられることがあり、ポンプ室の気密性を高める為に、ピストンリングやＯリングなどのシール部材をピストンに組み込んでいた。例えば、図５に示す真空ピストンポンプ１４の要部では、ピストン１５に弾性部材で形成されるＯリング１６を組み込み、ポンプ室１７の気密性を高めていた。

また、以下に示すような揺動ピストンポンプ１８がある。これには、図６に示すように、上下しながら揺動するピストン１９に上下２つのシールスリーブ２０、２１を設け、且つそのシールスリーブのスリーブ部分の壁厚をリップ部分の壁厚に比して大きくすることで、シリンダ２２と揺動するピストン１９の隙間を埋めて気密性を高めたものが知られている（特許文献１）
特開昭５９−１３６５８６

しかしながら、従来のピストンポンプでは、ピストンの往復運動により、ピストンに組み込まれたシール部材とシリンダの内壁との間に摺動抵抗による駆動ロスが発生し、さらにはそのシール部材の摩耗が発生していた。このようなシール部材の摩耗によるポンプ室の気密性の低下といった問題点があった。さらには、シール部材の摩耗粉によるポンプ内のクリーン度の低下といった問題点もあった。

また、揺動ピストンポンプにおけるシールスリーブにおいても、ピストンの揺動と共に、シールスリーブがシリンダの内壁に接しながら摺動するため、気密性の低下やシールスリーブの摩耗等、上述と同様の問題点があった。

したがって、本発明は、上記の問題点を解決し、シール部材の摺動摩耗を低減させるとともに、クリーン度の高い真空ピストンポンプを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、駆動源と、その出力により往復直線運動するコネクティングスライダと、前記コネクティングスライダに固定されたピストンと、前記コネクティングスライダと前記ピストンを内包するシリンダと、から構成され、前記ピストンの往復直線運動によって流体を送り出す真空ピストンポンプにおいて、前記コネクティングスライダと前記ピストンの間に弾性材料からなるダイアフラムを配置し、前記ダイアフラムが前記ピストンの往復運動によりカップ形状を形成し、前記ダイアフラムの一端は前記シリンダの内壁に固定されることを特徴とする真空ピストンポンプとしている。

このとき、ピストン上端とシリンダにより囲まれた領域をポンプ室とする。

また、請求項２記載の発明では、前記ピストンは、前記コネクティングスライダ側の外周部にテーパ状のピストンスカートを形成したことを特徴とする請求項１記載の真空ピストンポンプとしている。

また、請求項３記載の発明では、前記ピストンが往復運動を行う方向を上下方向とすると、前記真空ピストンポンプのシリンダ内で、前記ピストンが下死点へ到達した時の前記ピストンスカートの先端よりも、前記シリンダの内壁に固定された前記ダイアフラムの一端が、下方にあることを特徴とする請求項１または２記載の真空ピストンポンプとしている。

本発明では、ピストンとコネクティングスライダの間に弾性材料からなるダイアフラムを配置し、そのダイアフラムの一端をシリンダの内壁に固定したことにより、ピストンを往復直線運動させてもシール部材であるダイアフラムの摺動摩耗がほとんど発生することなく、ポンプ室の気密性を維持することができる。そのため、シール部材の摩耗粉の発生を低減させ、クリーンなポンプ内部を維持できる。

また、ピストンのコネクティングスライダ側の外周部にテーパ状のピストンスカートを形成するとともに、シリンダの内壁に固定された前記ダイアフラムの一端を前記ピストンが下死点へ到達した時の前記ピストンスカートの先端より下方に配置することにより、前記ピストンが下死点へ到達した時には、前記ピストンスカートによって前記シリンダの内壁に密着した前記ダイアフラムを剥離させて、ピストンをスムーズに下降させることが可能となる。さらに、前記ピストンが上死点へ到達した時は、前記ダイアフラムがカップ形状を形成するため、前記凹部及び前記シリンダの内壁へ前記ダイアフラムを密着させることが可能となり、ポンプ室の真空度を高めることが可能となる。

以下、本発明の最良の形態に係る真空ピストンポンプ１について、添付図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の最良の形態に係る真空ピストンポンプ１は、駆動源出力軸２の回転力によりコネクティングスライダ３が上下運動する。このときコネクティングスライダ３に固定されたピストン４が上下往復運動するため、ポンプ室５に発生する圧力の変動により、バルブの開閉が行われ、ポンプ動作を行うことができる。また、図２には、本発明の真空ピストンポンプ１における弾性材料からなるダイアフラム６の斜視図を示す。

本実施形態では、例えば、コネクティングスライダ３とピストン４の間にダイアフラム６を配置し、その一端をシリンダ７の内壁に固定することができる。この場合、ダイアフラム６には中央に孔部８が形成され、その孔部８をコネクティングスライダ３とピストン４で挟み込むように固定する。よって、ダイアフラム６は撓んだ状態で保持される。

次に、図３は本発明の真空ピストンポンプ１のピストン４が上死点にあるときの図である。この時、ピストン４が数回往復直線運動を行い、ポンプ室５の圧力が低下すると、ダイアフラム６はカップ形状を形成し、その外周面がピストン４のコネクティングスライダ側に形成された凹部９とシリンダ７内壁に吸着され、密着することとなる。

更に、図４は本発明の真空ピストンポンプ１のピストン４が下死点にあるときの図である。このとき、ピストン４のコネクティングスライダ側の外周部に形成されたテーパ状のピストンスカート１０により、ピストン４が上死点にあったときは凹部９とシリンダ７の内壁に密着していたダイアフラム６がシリンダ７の内壁から剥離され、その剥離されたダイアフラム６がコネクティングスライダ３とピストン４の間に形成された空間に配置される。

このとき、ダイアフラム６の一端は、ピストンスカート１０の先端より下方（図４において下方向）のシリンダ７の内壁に固定される。これによりピストン４が下死点に到達しても、ピストンスカート１０の先端がダイアフラム６の固定された一端に到達しないため、ダイアフラム６がシリンダ７の内壁から欠落することがない。

このように、ダイアフラムは一端を固定され、撓んだ状態で保持されるため、そのダイアグラム側面は密着と剥離を繰り返す。そのため、シリンダの内壁との間で摺動が少ない。

以上より、本発明の真空ピストンポンプでは、シール部材の摺動摩耗をほとんど発生させずにポンプ室の真空度を維持することができる。そして、クリーン度の高い真空ピストンポンプを容易に製作することができる。

本発明の真空ピストンポンプ１の断面図である。本発明の真空ピストンポンプ１におけるダイアフラム６の斜視図である。本発明の真空ピストンポンプ１のピストン４が上死点にあるときの断面図である。本発明の真空ピストンポンプ１のピストン４が下死点にあるときの断面図である。従来の真空ピストンポンプの断面図である。特許文献１に示す揺動ピストンポンプの断面図である。

符号の説明

１，１４真空ピストンポンプ
２駆動源出力軸
３コネクティングスライダ
４，１５，１９ピストン
５，１７ポンプ室
６ダイアフラム
７，２２シリンダ
８孔部
９凹部
１０ピストンスカート
１１バルブ
１２吸引口
１３吐出口
１６Ｏリング
１８揺動ピストンポンプ
２０，２１シールスリーブ

Claims

駆動源と、その出力により往復直線運動するコネクティングスライダと、前記コネクティングスライダに固定されたピストンと、前記コネクティングスライダと前記ピストンを内包するシリンダと、から構成され、前記ピストンの往復直線運動によって流体を送り出す真空ピストンポンプにおいて、
前記コネクティングスライダと前記ピストンの間に弾性材料からなるダイアフラムを配置し、前記ダイアフラムが前記ピストンの往復運動によりカップ形状を形成し、前記ダイアフラムの一端は前記シリンダの内壁に固定されることを特徴とする真空ピストンポンプ。
前記ピストンは、前記コネクティングスライダ側の外周部にテーパ状のピストンスカートを形成したことを特徴とする請求項１記載の真空ピストンポンプ。
前記真空ピストンポンプのシリンダ内で、前記ピストンが往復運動を行う方向を上下方向とすると、前記ピストンが下死点へ到達した時の前記ピストンスカートの先端よりも、前記シリンダの内壁に固定された前記ダイアフラムの一端が下方にあることを特徴とする請求項１または記載の真空ピストンポンプ。