JP2011163167A - 潤滑剤回収部材、潤滑剤供給機構及び潤滑剤供給機構を備えた送液ポンプ - Google Patents

潤滑剤回収部材、潤滑剤供給機構及び潤滑剤供給機構を備えた送液ポンプ Download PDF

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Abstract

【課題】カムとカムフォロアとの当接部分に供給する潤滑剤の利用効率を向上させる。
【解決手段】カム１９ａ，１９ｂのそれぞれの上方に潤滑剤供給機構２２ａ，２２ｂが設けられている。潤滑剤供給機構２２ａの固定部材２３ａは、下端部２６ａがカム１９ａの側面周縁部に接する潤滑剤回収部材としての回収羽２５ａを備えている。回収羽２５ａの下端部２６ａはカム１９ａの側面周縁部に接している。回収羽２５ａの下端部２６ａとカム１９ａの回転方向とのなす角度θは９０°未満である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プランジャポンプのプランジャを動作させるためのカム機構においてカムとカムフォロアとの当接部分に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給機構及びその潤滑剤供給機構を備えた送液ポンプに関するものである。
液体クロマトグラフなどにおいて移動相などの送液に用いられる送液ポンプとして、モータの回転運動をカム機構によって一定方向への往復運動に変換してプランジャを駆動するように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。プランジャの基端部はカムフォロアによって保持されており、カムフォロアがカムの周面に追従して変位することによりプランジャが一定方向へ往復運動を行なう。プランジャの先端がポンプヘッド内のポンプ室内に挿入されて摺動することにより、ポンプ室内への液の吸入とポンプ室からの液の吐出が行なわれる。
このような送液ポンプでは、モータへの負荷をなるべく小さくしてモータの回転制御が高精度に行なわれるようにするために、カムとカムフォロアとの当接部分に潤滑剤を供給する機構が設けられている。そのような潤滑剤供給機構として一般的なものは、潤滑剤を浸み込ませたスポンジをカムの周面に接する位置で保持することによってカムの周面に潤滑剤を塗布するように構成されたものである。
特開平７−３１８５４８号公報
しかし、カムの周面に塗布した潤滑剤の一部はカムとカムフォロアとの当節部分で押し出されてカムの側面側へ流れ、潤滑剤として利用されることなく消費されていた。従来では、カムの側面に流れた潤滑剤を活用することができず、潤滑剤供給機構のスポンジに浸み込ませた潤滑剤の一部は無駄になっていた。
そこで本発明は、カムとカムフォロアとの当接部分に供給する潤滑剤の利用効率を向上させることを目的とするものである。
本発明のカム機構は、潤滑剤が供給される周面と該周面を挟む一対の互いに平行な側面をもち、回転駆動されるカムと、周面と当接し、カムの回転に伴なう周面の変位に追従するカムフォロアと、カムの両側面に接し、少なくとも側面と周面との境界であるカム側面周縁部まで延びる長さをもち、カムの回転方向に対して９０°未満の傾斜角をもって配置された潤滑剤回収部材と、を備えたものである。
ここで、「カムの回転方向」とは、カム側面の潤滑剤回収部材との接点の移動方向を意味する。図３に潤滑剤回収部材のカムの回転方向に対する傾斜角とそれによって回収される潤滑剤の移動方向との関係を示す。この図の（Ａ）に示されているように、潤滑剤回収部材とカムの回転方向がなす角度θが９０°未満の場合は、カムの回転によって潤滑剤回収部材で堰き止められた潤滑剤に潤滑剤回収部材に沿って周面方向へ向かう方向への力が作用する。これにより、潤滑剤回収部材で堰き止められた潤滑剤は周面側へ導かれる。これに対し、潤滑剤回収部材とカムの回転方向がなす角度θが９０°よりも大きい場合は、カムの回転によって潤滑剤回収部材で堰き止められた潤滑剤に潤滑剤回収部材に沿って周面側とは反対側へ向かう方向への力が作用し、潤滑剤を周面側へ導くことができない。本発明では、潤滑剤回収部材がカムの回転方向に対して９０°未満の角度で傾斜しているので、カム側面の潤滑剤を回収して周面側へ導くことができる。
カムの周面に接し、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材をさらに備えていることが好ましい。そうすれば、潤滑剤保持部材に潤滑剤を保持させておくことによって常時カムの周面に潤滑剤を塗布することができる。
本発明の送液ポンプは、カムの周面に追従して変位するカムフォロアによってプランジャが保持されており、カムを回転させることによってプランジャを一直線上で往復移動させ、そのプランジャの先端が挿入されたポンプ室内において液の吸引と吐出を行なうように構成されたものであって、カムとカムフォロアを含むカム機構が本発明のカム機構であることを特徴とする。
本発明のカム機構は、カムの回転方向に対して９０°未満の傾斜角をもって配置された潤滑剤回収部材を備えているので、カムの側面の潤滑剤が回収されて再び周面に導かれるようになり、従来では利用することができなかったカム側面へ流れた潤滑剤を利用することができる。これにより、潤滑剤の利用効率を向上させることができる。
送液ポンプの内部構造の一実施例を示す概略上面図である。 同実施例のカム機構を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は一方のカムについて回転軸の断面方向から見た側面図である。 潤滑剤回収部とカムの回転方向とのなす角度と潤滑剤回収部に堰き止められた潤滑剤の移動方向との関係を説明するための概念図であり、（Ａ）は０°＜θ＜９０°の場合、（Ｂ）は９０°＜θの場合である。
図１及び図２を参照しながら一実施例を説明する。
送液ポンプにはポンプヘッド２が設けられている。図示は省略されているが、ポンプヘッド２には２つのポンプ室とそれらのポンプ室への液入口及び液出口となる流路が設けられている。ポンプヘッド２のポンプ室にはプランジャ６ａ，６ｂが先端側から挿入されている。プランジャ６ａ，６ｂは基端部がそれぞれカムフォロア７ａ，７ｂに保持されている。カムフォロア７ａ，７ｂが保持部材１０によって一直線上で往復移動可能な状態で保持されている。また、カムフォロア７ａ，７ｂは、図示されていない弾性部材によってポンプヘッド２とは反対側へ付勢されており、カムフォロア７ａ，７ｂの端部はそれぞれカム１９ａ，１９ｂの周面に押し付けられている。
カム１９ａ，１９ｂを駆動するためのモータ８はボルト２０によって保持部材１０に固定されている。モータ８の回転軸８ａは保持部材１０に設けられた貫通穴を貫通し、その先端にプーリ１２が取り付けられている。プーリ１２は駆動軸１８の一端に取り付けられたプーリ１６とベルト１４を介して繋がっている。カム１９ａ，１９ｂはともに駆動軸１８に取り付けられており、駆動軸１８の回転に伴なって回転する。
すなわち、モータ８の駆動により回転軸８ａが回転し、その回転がベルト１４によって駆動軸１８に伝達されてカム１９ａ，１９ｂが回転する。カム１９ａ，１９ｂが回転すると、カム１９ａ，１９ｂの周面に押し付けられているカムフォロア７ａ，７ｂがカム１９ａ，１９ｂの周面に追従して一直線上で往復動作し、それに伴なってカムフォロア７ａ，７ｂに保持されているプランジャ６ａ，６ｂがポンプヘッド２のポンプ室内で摺動して液の吸引と吐出が行なわれる。
図２（Ａ）に示されているように、カム１９ａ，１９ｂのそれぞれの上方に、カムフォロア７ａ，７ｂをカム１９ａ，１９ｂの周面に沿って滑らかに摺動させるための潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構２２ａ，２２ｂが設けられている。潤滑剤供給機構２２ａの構造を同図（Ｂ）に示す。
潤滑剤供給機構２２ａは固定部材２３ａを備え、固定部材２３ａが例えばカムフォロア７ａやカム１９ａが設けられているカム機構を覆うカバー（図示は省略）に固定されている。固定部材２３ａには潤滑剤を浸み込ませたスポンジからなる潤滑剤保持部材２４ａが保持されている。潤滑剤は、例えば金属石けん基グリースである。潤滑剤保持部材２４ａはカム１９ａの周面に接している。
固定部材２３ａは下端部２６ａがカム１９ａの側面周縁部に接する潤滑剤回収部材としての回収羽２５ａを備えている。回収羽２５ａはカム１９ａの上方からカム１９ａの上部を覆うように設けられており、カム１９ａ周面の幅よりも広い幅から徐々に狭まり、その下端部２６ａがカム１９ａの両側面に接している。回収羽２５ａがカム１９ａの側面に対して傾斜し下端部２６ａがカム１９ａの側面に接していることにより、カム１９ａの周面から側面へ流れた潤滑剤が下端部２６ａで堰き止められて回収される。ここで、回収羽２５ａのカム１９ａの側面に対する傾斜角は５°〜８５°程度が好ましい。
回収羽２５ａの下端部２６ａとカム１９ａの回転方向とのなす角度は９０°未満である。これにより、図３を用いて説明したように、カム１９ａの側面の回転が下端部２６ａで堰き止められた潤滑剤に与える力は、下端部２６ａに沿ってカム１９ａの周面側へ向かう方向へ作用するため、カム１９ａ側面の潤滑剤が周面へ導かれる。
なお、潤滑剤供給機構２２ｂも潤滑剤供給機構２２ａと同一の構成であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
このように、カム１９ａ，１９ｂの側面の潤滑剤を周面側へ導く回収羽２５ａ，２５ｂが設けられているので、カム１９ａ，１９ｂの側面に流れた潤滑剤を有効に利用することができ、潤滑剤の利用効率が向上する。潤滑剤供給機構２２ａ，２２ｂの潤滑剤保持部材２４ａ，２４ｂは回収羽２５ａ，２５ｂによって周面に導かれた潤滑剤を再び保持してカム１９ａ，１９ｂの周面に塗布することができるため、潤滑剤保持部材２４ａ，２４ｂの潤滑剤の減少速度を抑制し、潤滑剤の消費量を低減することができる。
２ ポンプヘッド
６ａ，６ｂ プランジャ
７ａ，７ｂ カムフォロア
８ モータ
１０ 保持部材
１２，１６ プーリ
１４ ベルト
１８ 駆動軸
１９ａ，１９ｂ カム
２２ａ，２２ｂ 潤滑剤供給機構
２３ａ，２３ｂ 固定部材
２４ａ，２４ｂ 潤滑剤保持部材
２５ａ，２５ｂ 回収羽
２６ａ，２６ｂ 下端部

Claims (3)

  1. 潤滑剤が供給される周面と該周面を挟む一対の互いに平行な側面をもち、回転駆動されるカムと、
    前記周面と当接し、前記カムの回転に伴なう前記周面の変位に追従するカムフォロアと、
    前記カムの両側面に接し、少なくとも前記側面と前記周面との境界であるカム側面周縁部まで延びる長さをもち、前記カムの回転方向に対して９０°未満の傾斜角をもって配置された潤滑剤回収部材と、を備えたカム機構。
  2. 前記カムの周面に接し、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材をさらに備えている請求項１に記載のカム機構。
  3. カムの周面に追従して変位するカムフォロアによってプランジャが保持されており、カムを回転させることによってプランジャを一直線上で往復移動させ、そのプランジャの先端が挿入されたポンプ室内において液の吸引と吐出を行なうように構成された送液ポンプにおいて、
    前記カムとカムフォロアを含むカム機構が請求項１又は２に記載のカム機構である送液ポンプ。
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