JP2014025354A - エア駆動式ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、少ないエア量で駆動可能なエア駆動式ダイヤフラムポンプを提供する。
【解決手段】エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、ダイヤフラム１と、これに連結されたロッド２と、ロッド２を付勢する付勢部（バネ部材４）と、ポンプ室１１ａを有し、駆動エア流路５１に連通したエア室１５への駆動エアの給排によりダイヤフラム１を駆動し、ポンプ室１１ａの容積を増減し、吸入口８１からポンプ１１ａ室に流体を吸入し、吐出口８２から流体を吐出する。ダイヤフラムポンプ１００は、吸気口７１と制御エア供給流路５２とを常に連通し、スプール６５の位置に応じて、駆動エア流路５１を吸気口７１又は排気口７２に連通するエア制御弁６０と、ロッド２の位置に応じて制御エア供給流路５３をエア制御弁６０の第１パイロット室６１または第２パイロット室６２へ連通させ、スプール６８の位置を制御するスプール位置制御部７を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、エア駆動式ダイヤフラムポンプに関する。

電磁式エア切換弁を備えたエア駆動式ダイヤフラムポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、連結軸で連結された２つのダイヤフラムやエア切換弁などを備えたエア駆動式複動型ダイヤフラムポンプが知られている（例えば、特許文献２参照）。

実開平６−２５５７９号公報 特開２００５−５４７３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電磁式エア切換弁を備えたダイヤフラムポンプは、電磁切換弁を駆動用電源に接続することを要する。このダイヤフラムポンプは、停電時、電磁切換弁の停止に伴ってダイヤフラムの動作も停止する。
また、特許文献２に記載のダイヤフラムポンプは、２つのダイヤフラムを備えた比較的大型のポンプであり、大量のエアをポンプ本体内のエア室に供給し、エア室から外部に吐出することを要する。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、比較的少ないエア量で駆動可能なエア駆動式ダイヤフラムポンプを提供すること、駆動用電気を必要としない小型のエア駆動式ダイヤフラムポンプを提供すること、などを目的とする。

本発明のエア駆動式ダイヤフラムポンプは、可撓性のダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに連結され、ポンプ本体内に設けられた嵌合孔に摺動自在に配置されたロッドと、前記ロッドを、前記ダイヤフラムが連結された端部に対して軸方向に沿って反対方向に付勢する付勢部と、壁面の一部分が前記ダイヤフラムにより形成されたポンプ室と、を有し、駆動エア流路に連通したエア室への駆動エアの給排により、前記ダイヤフラムを直接駆動する、または、前記エア室を備えたシリンダ内に摺動自在に配置され且つ前記ロッドに連結されたピストンにより前記ダイヤフラムを駆動して、該ダイヤフラムを弾性変形させることにより前記ポンプ室の容積を増減させ、吸入口から前記ポンプ室に流体を吸入し、吐出口から前記流体を吐出するエア駆動式ダイヤフラムポンプであって、スプール室内に摺動自在に設けられたスプールと、前記スプールの両端それぞれに臨む第１パイロット室および第２パイロット室とを備え、吸気口と制御エア供給流路とを常に連通するとともに、前記スプールの位置に応じて前記駆動エア流路を前記吸気口に連通する、または、前記駆動エア流路をエア排気口に連通するエア制御弁と、前記ロッドの位置に応じて、前記制御エア供給流路を、前記エア制御弁の前記第１パイロット室または第２パイロット室へ連通させて、前記エア制御弁の前記スプールの位置を制御するスプール位置制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で、少ないエア量で駆動可能なエア駆動式ダイヤフラムポンプを提供することができる。また、本発明によれば、駆動用電気を必要としないエア駆動式ダイヤフラムポンプを提供することができる。また、本発明によれば、小型のエア駆動式ダイヤフラムポンプを提供することができる。

本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの一例を示す斜視図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの一例を示す図、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの分解断面図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの空気圧回路の一例を示す図。 図４に示したエア駆動式ダイヤフラムポンプのロッドに設けられたスプール位置制御部の一例を示す図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプのエア制御弁（方向切換弁）の一例を示す図、（ａ）はスプールが図中左側に位置した状態を示す図、（ｂ）はスプールが図中右側に位置した状態を示す図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの動作の一例を示す図であり、エア供給時、ロッドが初期位置に位置した状態を示す図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの動作の一例を示す図であり、ロッドが前進して中間位置に位置した状態を示す図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの動作の一例を示す図であり、ロッドが初期位置から所定距離だけダイヤフラム側に向かって移動した状態を示す図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの一例を示す図であり、ロッドが後退して中間位置に位置した状態を示す図。 本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプと、外部オペレートダイヤフラムポンプの一例を示す図。

本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプを、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプの一例を示す斜視図である。図２はエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の一例を示す図であり、詳細には、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図３はエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の分解断面図であり、図４はエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の空気圧回路の一例を示す図であり、図５は図４に示したエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００のロッド２に設けられたスプール位置制御部７の一例を示す図である。
図６は、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００のエア制御弁６０（方向切換弁）の一例を示す図であり、詳細には、図６（ａ）はスプール６８が図中左側に位置した状態を示す図、図６（ｂ）はスプール６８が図中右側に位置した状態を示す図である。

本発明の実施形態では、シリンダ１６内に可動自在に配置されたピストン６と、シリンダ１６内のエア室１５、１５ａへのエア給排の切換えを行うエア制御弁６０とを備え、ピストン６に連結されたロッド２やダイヤフラム１の位置に応じてエア制御弁６０のスプール６８の位置を制御する機構を、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００に適用した例を説明する。

本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、可撓性のダイヤフラム１（１ａ）と、ダイヤフラム１（１ａ）に連結され、ポンプ本体部１０内に設けられた嵌合孔４１に摺動自在に配置されたロッド２と、そのロッド２をダイヤフラム１（１ａ）が連結された端部に対して軸方向に沿って反対方向に付勢する付勢部でありスプリングとしての押しバネ部材４（４ｔ、４ａ）と、壁面の一部分がダイヤフラム１（１ａ）により形成されたポンプ室１１（１１ａ）と、を有する。このエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、駆動エア流路５１に連通したエア室１５（１５ａ）への駆動エアの給排により、ダイヤフラム１（１ａ）を直接駆動する、または、エア室１５（１５ａ）を備えたシリンダ１６内に摺動自在に配置され且つロッド２に連結されたピストン６によりダイヤフラム１（１ａ）を駆動して、そのダイヤフラム１（１ａ）を弾性変形させることによりポンプ室１１（１１ａ）の容積を増減させ、吸入口８１（８１ａ）からチェック弁８３（８３ａ）を介してポンプ室１１（１１ａ）に流体を吸入し、吐出口８２（８２ａ）からチェック弁８４（８４ａ）を介してポンプ室１１（１１ａ）内の流体を吐出する。
詳細には、ダイヤフラムポンプ１００は、スプール室６５内に摺動自在に設けられたスプール６８と、スプール６８の両端それぞれに臨む第１パイロット室６１および第２パイロット室６２とを備え、エア供給源２０１に接続される吸気口７１と制御エア供給流路５２とを常に連通するとともに、スプール６８の位置に応じて駆動エア流路５１を吸気口７１に連通する、または、駆動エア流路５１を排気口７２に連通するエア制御弁６０と、ロッド２の位置に応じて、制御エア供給流路５２を、エア制御弁６０の第１パイロット室６１または第２パイロット室６２へ連通させて、エア制御弁６０のスプール６８の位置を制御するスプール位置制御部７と、を有する。

このスプール位置制御部７は、ロッド２がバネ部材４（４ａ、４ｔ）により付勢された状態で初期位置に位置する場合、制御エア供給流路５２をエア制御弁６０の第１パイロット室６１へ連通させて、エア制御弁６０により駆動エア流路５１を吸気口７１に連通するように、エア制御弁６０のスプール６８の位置を制御する。
また、このスプール位置制御部７は、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ａ、４ｔ）により付勢された方向に対して反対方向に向かって初期位置から所定距離だけ移動した位置に位置する場合、制御エア供給流路５２を、エア制御弁６０の第２パイロット室６２へ連通させて、エア制御弁６０により駆動エア流路５１を排気口７２に連通するように、エア制御弁６０のスプール６８の位置を制御する。

詳細には、スプール位置制御部７は、嵌合孔４１の内面に形成された、制御エア供給流路５２に連通する制御エア供給用開口部５２ａと、嵌合孔４１の内面に形成された、第１パイロット室６１に第１の制御エア連通路５３を介して連通する第１の制御エア用開口部５３ａと、嵌合孔４１の内面に形成された、第２パイロット室６２に第２の制御エア連通路５４を介して連通する第２の制御エア用開口部５４ａと、ロッド２に設けられた短外径部２ｄと、を有する。
このスプール位置制御部７は、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ａ、４ｔ）により付勢された状態で初期位置に位置する場合、ロッド２の短外径部２ｄを介して制御エア供給用開口部５２ａと第１の制御エア用開口部５３ａとを連通するように構成されている。
また、スプール位置制御部７は、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ａ、４ｔ）により付勢された方向に対して反対方向に向かって初期位置から所定距離だけ移動した位置に位置する場合、ロッド２の短外径部２ｄを介して制御エア供給用開口部５２ａと第２の制御エア用開口部５４ａとを連通するように構成されている。

また、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、複数のダイヤフラム１と、複数のポンプ室１１と、複数のエア室１５と備え、本実施形態では、３つの複数のダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃと、複数のポンプ室１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、複数のエア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃとを備え、各エア室１５への圧縮エアの給排により各ダイヤフラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ）を駆動して、各ポンプ室１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の容積を増減させて、各吸入口８１からチェック弁８３を介して流体を各ポンプ室１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に流体を吸入し、各ポンプ室１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）からチェック弁８４を介して、吐出口８２から流体を吐出する。

以下、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の各構成要素について、詳細に説明する。

＜ダイヤフラムポンプ１００の構成＞
図１、図２、図３に示したように、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、ポンプ本体部１０の上部に、エア供給源２０１に接続される吸気口７１と、排気口７２とが備えられている。本実施形態では、排気口７２に、消音器９１と、排気流量を調整する絞弁９２とが設けられている。
また、ダイヤフラムポンプ１００は、下部に流体を吸い込む吸入口８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）が形成され、上部に流体を吐出する吐出口８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ）が形成されている。
本実施形態では、ダイヤフラムポンプ１００は、主ポンプ本体部１０ｕに、複数の中間用積層ポンプ部材１０ｔと、最後尾用積層ポンプ部材１０ｓとを組み合わせた構造を有し、内部に複数のダイヤフラム１、本実施形態では、３つのダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃを有する。
また、図１に示したように、ポンプ本体部１０の側面部に、内部に設けられたエア制御弁６０に相当する位置に弁蓋部６０１がネジ部材（不図示）などにより取り付けられている。
また、図１に示したように、ポンプ本体部１０の側面部には、駆動エア流路（駆動エア連結管）５１に連通する外部ポンプ駆動用パイロット口５６が形成されている。この外部ポンプ駆動用パイロット口５６は、ダイヤフラムポンプ１００と、外部オペレートダイヤフラムポンプ（不図示）とを連動して動作させる場合に用いられ、ダイヤフラムポンプ１００を単体で使用する場合、蓋部材（不図示）などにより塞がれる。

また、上述した本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、ダイヤフラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ）と、ロッド２と、付勢部としてのバネ部材４（４ａ、４ｂ、４ｃ）と、ポンプ室１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、エア室１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と、ピストン６と、シリンダ１６と、吸気口７１と、排気口７２と、吸入口８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）と、吐出口８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ）と、チェック弁８３（８３ａ、８３ｂ、８３ｃ）と、チェック弁８４（８４ａ、８４ｂ、８４ｃ）と、エア制御弁６０と、スプール位置制御部７と、密封部材としてのパッキン６ｐやＯリング４３と、駆動エア流路５１（駆動エア連結管）と、制御エア供給流路５２（供給用制御エア連結管）と、第１の制御エア連通路５３（前進用制御エア連結管）と、第２の制御エア連通路５４（後進用制御エア連結管）と、駆動エア分岐路５５（駆動エア分岐管）と、などを主構成要素として有する。

＜ダイヤフラム１＞
ダイヤフラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、可撓性を有し、エラストマー材料、例えば、フッ化炭素樹脂等の樹脂などの規定材料により形成されている。また、ダイヤフラム１は、ゴム、布など耐摩耗性、耐油性、耐水性を備えた材料により形成されていてもよい。本実施形態に係るダイヤフラムポンプ１００は、ポンプ筐体部の中空部に略円形状のダイヤフラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ）が配置され、中空部をエア室１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）とポンプ室１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を区画した構造を有する。つまり、ポンプ室１１は、壁面の一部分がダイヤフラム１により形成されている。

＜ロッド２＞
ロッド２は、図２、図３、図４、図５に示したように、略円柱形状に形成され、一方の端部付近にピストン６が設けられており、このピストン６よりも先端側にダイヤフラム１が連結され、ポンプ本体部１０内に設けられた嵌合孔４１に、軸方向である長手方向（Ｘ軸方向）に沿って摺動自在に配置されている。嵌合孔４１の内面には、複数のＯリング４３が規定位置に設けられており、ロッド２と嵌合孔４１との間が気密となるように構成されている。ロッド２の詳細な構造に関しては後述する。

＜付勢部（バネ部材）＞
付勢部としてのバネ部材４（４ｔ、４ａ）は、ロッド２をダイヤフラム１ａが連結された端部に対して軸方向（Ｘ軸方向）に沿って反対方向（図４の右側）に付勢する。
詳細には、図３、図４に示したように、ポンプ本体部１０のＸ軸方向の端面に凹部１０ｐが形成され、その内部にバネ部材４ｔが設けられている。凹部１０ｐには、蓋部１０ｃがネジ部材（不図示）などにより着脱自在に設けられている。この蓋部１０ｃには、通気孔１０ｅが設けられており、制御エアが排気されるように構成されている。
詳細には、バネ部材４ｔは、凹部１０ｐの内面と、ロッド２の端部に設けられた大きい外径のバネ受部２ｓとの間に配置され、ロッド２の端部を軸方向（Ｘ軸方向）に沿って図４の右側方向に付勢する。
また、付勢部としてのバネ部材４ａは、ロッド２のダイヤフラム１ａ連結側の端部と、ポンプ室１１、１１ａの中央凹部との間に設けられ、ロッド２の端部をダイヤフラム１ａを介して、ロッド２の軸方向（Ｘ軸方向）に沿って図４の右側方向に付勢する。
非エア供給時、付勢部としてのバネ部材４（４ｔ、４ａ）により、ロッド２が軸方向（Ｘ軸方向）に沿って図４の右側方向に付勢された状態で初期位置に静止している。
尚、上記実施形態において、ロッド２を付勢する付勢部は、バネ部材４ｔとバネ部材４ａとを有するが、例えば、バネ部材４ｔとバネ部材４ａのどちらか一方のみであってもよい。
２つのバネ部材４ｔ、４ａを設けた場合と、バネ部材４ｔとバネ部材４ａのどちらか一方のみを設けた場合とで、ロッド２への付勢力は同じとなるように各バネ部材のバネ定数を設定する。

また、本実施形態のエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、ダイヤフラム１ｂと、ダイヤフラム１ｃを備えており、各ダイヤフラム１ｂ、１ｃはバネ部材４ｂ、４ｃにより図４の右側方向に付勢されている。各ダイヤフラムには、ナットやパッキンなどの中央部材１ｋが取り付けられている。
非エア供給時、バネ部材４ｂ、４ｃにより、各ダイヤフラム１ｂ、１ｃが図４の右側方向に付勢された状態で、初期位置に静止している。
尚、バネ部材４ａとバネ部材４ｔのうち両方、または、いずれか一方でダイヤフラム１ａを付勢する力、ダイヤフラム１ｂをバネ部材４ｂにより付勢する力、ダイヤフラム１ｃをバネ部材４ｃにより付勢する力は、それぞれ同じであることが好ましい。こうすることで、ダイヤフラムポンプ１００の動作時、各ダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃを同期して駆動することができる。

＜ピストン６＞
ピストン６は、図４に示したように、ポンプ本体部１０内に形成された略円柱形のシリンダ１６内に、ロッド２の軸方向に沿って摺動自在に配置されている。ピストン６の外径部は、シリンダ１６の内径よりも僅かに小さく形成されている。また、ピストン６は、図４に示したように、ダイヤフラム１ａ側の形状が断面円錐台形状に形成され、反対側に凹部が形成されている。

ピストン６の外周部に、密封部材としてのパッキン６ｐが設けられている。シリンダ１６内のエア室１５（１５ａ）に、駆動エア流路５１の開口部５１ａが設けられ、駆動エア流路５１が連通されている。この駆動エア流路５１を介して駆動エアがエア室１５（１５ａ）に給排することで、ピストン６およびロッド２が軸方向（Ｘ軸方向）に沿って往復運動する。

また、ピストン６が初期位置に位置する場合、ピストン６の凹部がポンプ本体部１０内の凸部に当接した状態で、エア室１５ａと、エア室１５ａからエア室１５ｂおよびエア室１５ｃへ連通する駆動エア分岐路５５と、駆動エア流路（駆動エア連結管）５１とが連通するように、ダイヤフラムポンプ１００が構成されている。

＜ポンプ室１１＞
ポンプ室１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、壁面の一部分がダイヤフラム１により形成されている。吸入口８１ａは、チェック弁８３ａ、流体流路８６ａを介してポンプ室１１ａに連通し、吐出口８２ａは、チェック弁８４ａ、流体流路８６ａを介してポンプ室１１ａに連通している。
また、吸入口８１ｂは、チェック弁８３ｂ、流体流路８６ｂを介してポンプ室１１ｂに連通し、吐出口８２ｂは、チェック弁８４ｂ、流体流路８６ｂを介してポンプ室１１ｂに連通している。
また、吸入口８１ｃは、チェック弁８３ｃ、流体流路８６ｃを介してポンプ室１１ｃに連通し、吐出口８２ｃは、チェック弁８４ｃ、流体流路８６ｃを介してポンプ室１１ｃに連通している。
各チェック弁８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８４ａ、８４ｂ、８４ｃは、チェック弁体、弁座体などで構成され、一方向（順方向）のみ流体を流し、逆方向への逆流を阻止する。

＜エア室１５ｂ、１５ｃ＞
各ダイヤフラム１ｂ、１ｃの一方の面側にポンプ室１１ｂ、１１ｃが形成され、他方の面側に、エア室１５ｂ、１５ｃが形成されている。上述したように、エア室１５ｂ、１５ｃは、駆動エア分岐路５５（駆動エア分岐管）により連通されている。

上記エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、駆動エア流路５１に連通したエア室１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）へのエア制御弁６０を介した駆動エアの給排により、ダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃを直接駆動する、または、エア室１５ａを備えたシリンダ１６内に摺動自在に配置され且つロッド２に連結されたピストン６によりダイヤフラム１ａを駆動して、ダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃを弾性変形させることにより各ポンプ室１１ａ、１１ｂ、１１ｃの容積を増減させ、吸入口８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）からチェック弁８３ａ、８３ｂ、８３ｃを介して各ポンプ室１１ａ、１１ｂ、１１ｃに流体を吸入し、チェック弁８４ａ、８４ｂ、８４ｃを介して吐出口８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ）から流体を吐出する。

本実施形態のエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、ダイヤフラム１ｂ、１ｃがロッド２に非連結となる構造である。ダイヤフラムを増設する場合、中間用積層ポンプ部材１０ｔ、ダイヤフラム１、付勢手段としてのバネ部材（スプリング）、取付部材としてのボルト（不図示）、などの部材を増設する。中間用積層ポンプ部材１０ｔには、エア室１５ａと連通する駆動エア分岐路５５や、流体流路８６ｂが設けられている。

＜エア制御弁６０＞
エア制御弁６０は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示したように、スプール室６５を有する。スプール室６５内には、軸方向（Ｙ軸方向）に沿って摺動自在に細長形状のスプール６８が設けられている。また、エア制御弁６０は、スプール６８の両端それぞれに臨む第１パイロット室６１および第２パイロット室６２を備える。

また、エア制御弁６０は、図４、図５、図６に示したように、エア供給源２０１に接続される吸気口７１（Ｐ）と制御エア供給流路５２（Ｂ）とを常に連通する。また、エア制御弁６０は、図４、図５、図６に示したように、スプール６８の位置に応じて、駆動エア流路５１（Ｂ）を吸気口７１（Ｐ）に連通する、または、駆動エア流路５１（Ｂ）を排気口７２（Ｒ）に連通する。
詳細には、エア制御弁６０は、図６（ａ）に示したように、スプール６８が、第２パイロット室６２側（図６（ａ）中左側）に位置する場合、駆動エア流路５１（Ｂ）を吸気口７１（Ｐ）に連通し、図６（ｂ）に示したように、第１パイロット室側（図６（ｂ）中右側）に位置する場合、駆動エア流路５１（Ｂ）を排気口７２（Ｒ）に連通する。

エア制御弁６０は、フリップ・フロップとして機能する。詳細には、第１パイロット室６１をエア供給源２０１のエア圧に設定し、第２パイロット室６２を基準圧（大気圧）に設定すると、図６（ａ）に示したように、スプール６８が第２パイロット室６２側に移動し、その位置で静止する（図６（ａ）参照）。この状態は、第２パイロット室６２をエア供給源２０１のエア圧に設定し、第１パイロット室６１を基準圧（大気圧）に設定するまで維持される（記憶される）。
また、第２パイロット室６２をエア供給源２０１のエア圧に設定し、第１パイロット室６１を基準圧（大気圧）に設定すると、図６（ｂ）に示したように、スプール６８が第１パイロット室６１側に移動し、その位置で静止する（図６（ｂ）参照）。この状態は、第１パイロット室６１をエア供給源２０１のエア圧に設定し、第２パイロット室６２を基準圧（大気圧）に設定するまで維持される（記憶される）。
こうすることで、第１パイロット室６１および第２パイロット室６２に制御エアを入力した場合、スプール６８の位置が制御エアに応じて移動し、制御エアが入力されていない場合、スプール６８の位置が維持される（記憶される）。

＜スプール位置制御部７＞
スプール位置制御部７は、上述したように、ロッド２の位置に応じて、制御エア供給流路５２を、エア制御弁６０の第１パイロット室６１または第２パイロット室６２へ連通させて、エア制御弁６０のスプール６８の位置を制御する。
本実施形態では、ロッド２の略中央部付近に短外径部２ｄが設けられている。
また、ロッド２は、制御エア排気路２ｈを有する。制御エア排気路２ｈは、ロッド２のダイヤフラム１が連結された端部側に対して反対側の端部２ａに制御エア排気口２ｅが形成され、その制御エア排気口２ｅからロッド２の中心軸に沿ってロッド２の略中央部付近まで延びる主孔２ｐと、そのロッド２の略中央部に、軸方向に沿って所定間隔で第１の孔２ｆと第２の孔２ｇとが設けられている。この第１の孔２ｆ、第２の孔２ｇは、主孔２ｐに連通するように形成されている。また、第１の孔２ｆ、第２の孔２ｇは、軸方向に沿って形成された主孔２ｐに直交するように形成されている。

嵌合孔４１の内面には、制御エア供給流路５２に連通する制御エア供給用開口部５２ａと、第１パイロット室６１に第１の制御エア連通路５３を介して連通する第１の制御エア用開口部５３ａと、第２パイロット室６２に第２の制御エア連通路５４を介して連通する第２の制御エア用開口部５４ａとが形成されている。
本実施形態では、第２の制御エア用開口部５４ａ、制御エア供給用開口部５２ａ、および、第１の制御エア用開口部５３ａが、ダイヤフラム１ａ側から制御エア排気口２ｅ側へ、ロッド２の軸方向（Ｘ軸）に沿って順に形成されている。

図４に示したように、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４ａ、４ｔにより付勢された状態で初期位置に位置する場合（Ａ状態）、ロッド２の短外径部２ｄを介して制御エア供給用開口部５２ａと第１の制御エア用開口部５３ａとを連通し、第２の制御エア連通路５４の第２の制御エア用開口部５４ａとロッド２の制御エア排気路２ｈとを連通するように、ダイヤフラムポンプ１００が構成されている。

また、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４ａ、４ｔにより付勢された方向に対して反対方向に向かって、初期位置から所定距離だけ移動した位置に位置する場合（Ｂ状態）、ロッド２の短外径部２ｄを介して制御エア供給用開口部５２ａと第２の制御エア用開口部５４ａとを連通し、第１の制御エア連通路５３の第１の制御エア用開口部５３ａと、ロッド２の制御エア排気路２ｈとを連通するように、ダイヤフラムポンプ１００が構成されている。

また、本実施形態では、上記ロッド２がＡ状態とＢ状態の中間位置に位置する場合、図５に示したように、制御エア供給用開口部５２ａ、第２の制御エア用開口部５４ａ、第１の制御エア連通路５３の第１の制御エア用開口部５３ａ、ロッド２の制御エア排気路２ｈがそれぞれ非連通状態となるように構成されている。

＜ダイヤフラムポンプ１００の動作＞
次に、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の動作の一例を図面を参照しながら説明する。

＜エア非供給時（初期状態）＞
エア供給源２０１が接続されていない状態では、図４、図５に示したように、ロッド２が付勢部であるバネ部材４（４ａ、４ｔ）により図４中右側に付勢された状態で、ピストン６の凹部がポンプ本体部１０内の凸部に当接して、初期位置に静止している。
初期状態では、エア制御弁６０は、スプール６８がスプール室６５内の第１パイロット室６１側（図６（ｂ）中右側）に位置している。エア制御弁６０は、吸気口７１と制御エア供給流路５２とを常に連通し、且つ、エア室１５ａに接続された駆動エア流路５１（Ｂ）を排気口７２（Ｒ）に連通している。各エア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、駆動エア分岐路５５により連通されており、ダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃは、バネ部材４ａ、４ｂ、４ｃにより各エア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃ側に付勢されている。

＜エア供給時＞
図７は、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の動作の一例を示す図であり、エア供給時、ロッド２が初期位置に位置した状態を示す図である。
エア供給源２０１（例えば、０．２〜０．７ＭＰａ程度の規定エア圧の圧縮エアを供給可能）を吸気口７１に接続した場合、圧縮エアが吸気口７１からエア制御弁６０、制御エア供給流路５２、ロッド２の短外径部２ｄ、第１の制御エア連通路５３を介して、第１パイロット室６１に供給される。第２パイロット室６２は、第２の制御エア連通路５４、ロッド２の制御エア排気路２ｈの第１の孔２ｆおよび主孔２ｐ、制御エア排気口２ｅを介して、ポンプ外部と連通して、大気圧（基準圧）に設定される。スプール６８が、図６（ａ）に示したように、第２パイロット室６２側に移動して静止して、エア制御弁６０は、吸気口７１と制御エア供給流路５２とを連通し、且つ、吸気口７１と駆動エア流路５１とを連通する。
エア供給源２０１からの圧縮エアが、吸気口７１、エア制御弁６０、駆動エア流路５１を介して、エア室１５（１５ａ）に流入し、ピストン６をバネ部材４ａ、４ｔによる付勢方向に対して反対方向に押圧する。ピストン６に作用した力によりロッド２がダイヤフラム１ａをバネ部材４ａ、４ｔによる付勢方向に対して反対方向に押圧する。
また、圧縮エアが、駆動エア分岐路５５を介してエア室１５ｂ、１５ｃに流入し、ダイヤフラム１ｂ、１ｃをバネ部材４ｂ、４ｃによる付勢方向に対して逆方向に付勢する。

図８は、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の動作の一例を示す図であり、ロッド２が前進して中間位置に位置した状態を示す図である。
エア室１５（１５ａ）に流入した圧縮エアにより、ピストン６をバネ部材４ａ、４ｔによる付勢方向に対して反対方向に押圧する力が、バネ部材４ａ、４ｔによる付勢力より大きくなると、ピストン６、ロッド２、ダイヤフラム１ａが、バネ部材４ａ、４ｔによる付勢方向に対して反対方向に移動（前進）する。
同様に、エア室１５ｂ、１５ｃに流入した圧縮エアにより、ダイヤフラム１ｂ、１ｃをバネ部材４ｂ、４ｃによる付勢方向に対して逆方向に押圧する力が、バネ部材４ｂ、４ｃによる付勢力より大きくなると、ダイヤフラム１ｂ、１ｃが、バネ部材４ｂ、４ｃによる付勢方向に対して逆方向に移動（前進）する。
そして、図８に示したように、ロッド２、ダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃが中間位置まで移動する。
この際、ポンプ室１１ａ、１１ｂ、１１ｃに流体が存在していた場合、流体流路８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、チェック弁８４ａ、８４ｂ、８４ｃを介して吐出口８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ）から流体が吐出される。
また、図８に示したように、ロッド２が前進して中間位置に位置した状態では、制御エア供給流路５２と第１の制御エア連通路５３とが非連通状態となり、且つ、第２の制御エア連通路５４とロッド２の制御エア排気路２ｈとが非連通状態となる。エア制御弁６０のスプール６８の位置はそのまま維持される（スプール６８が第２パイロット室６２側（図６（ａ）中左側）に位置する）。そして、エア供給源２０１からの圧縮エアは、吸気口７１、エア制御弁６０、駆動エア流路５１を介してエア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃに流入する。

図９は、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の動作の一例を示す図であり、ロッド２が初期位置から所定距離だけダイヤフラム１ａ側に向かって移動した状態を示す図である。
エア供給源２０１からの圧縮エアが、吸気口７１、エア制御弁６０、駆動エア流路５１を介してエア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃにさらに流入すると、ダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃ、ロッド２が前進して、初期位置から所定距離（ストローク最大距離）だけダイヤフラム１ａ側に移動した位置となる。
図９に示した状態では、ロッド２の短外径部２ｄを介して、制御エア供給用開口部５２ａと第２の制御エア用開口部５４ａとが連通することで、制御エア供給流路５２と第２の制御エア連通路５４とが連通し、且つ、第１の制御エア連通路５３とロッド２の制御エア排気路２ｈが連通する。
そして、圧縮エアが吸気口７１からエア制御弁６０、制御エア供給流路５２、ロッド２の短外径部２ｄ、第２の制御エア連通路５４を介して、第２パイロット室６２に供給される。第１パイロット室６１は、第１の制御エア連通路５３、ロッド２の制御エア排気路２ｈの第２の孔２ｇおよび主孔２ｐ、制御エア排気口２ｅを介して、ポンプ外部と連通して、大気圧（基準圧）に設定されている。スプール６８が、図６（ｂ）に示したように、第１パイロット室６１側に移動して静止して、図９に示したように、エア制御弁６０は、吸気口７１と制御エア供給流路５２とを連通し、且つ、駆動エア流路５１と排気口７２とを連通する。
エア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃのエアは、駆動エア流路５１、エア制御弁６０、排気口７２を介して外部に排気される。

図１０は、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００の一例を示す図であり、ロッド２が後退して中間位置に位置した状態を示す図である。
エア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃのエアが、駆動エア流路５１、エア制御弁６０、排気口７２を介して外部にさらに排気されると、エア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃ内のエア圧に応じた各ダイヤフラム１への押圧力が低下し、バネ部材４ａ、４ｂ、４ｃによる付勢力よりも小さくなると、ロッド２がバネ部材４ａによる付勢方向に移動（後退）し、図１０に示したように、ダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃ、ロッド２が後退して中間位置に位置する。
この際、吸入口８１ａ、８１ｂ、８１ｃからチェック弁８３ａ、８３ｂ、８３ｃを介してポンプ室１１ａ、１１ｂ、１１ｃに流体が流入する。
また、図１０に示したように、ロッド２が後退して中間位置に位置した状態では、制御エア供給流路５２と第２の制御エア連通路５４とが非連通状態となり、且つ、第１の制御エア連通路５３とロッド２の制御エア排気路２ｈとが非連通状態となる。エア制御弁６０のスプール６８の位置はそのまま維持される（スプール６８が第１パイロット室６１側（図６（ｂ）中右側）に位置する）。

そして、エア供給源２０１からの圧縮エアは、吸気口７１、エア制御弁６０、駆動エア流路５１を介してエア室１５ａ、１５ｂ、１５ｃにさらに流入すると、図７に示したように、ダイヤフラム１ａ、１ｂ、１ｃ、ロッド２が初期位置まで移動する。この場合、ロッド２の短外径部２ｄを介して、制御エア供給用開口部５２ａと第１の制御エア用開口部５３ａとが連通することで、制御エア供給流路５２と第１の制御エア連通路５３とが連通し、且つ、第２の制御エア連通路５４とロッド２の制御エア排気路２ｈが連通する。
そして、圧縮エアが吸気口７１からエア制御弁６０、制御エア供給流路５２、ロッド２の短外径部２ｄ、第１の制御エア連通路５３を介して、第１パイロット室６１に供給される。第２パイロット室６２は、第２の制御エア連通路５４、ロッド２の制御エア排気路２ｈの第１の孔２ｆおよび主孔２ｐ、制御エア排気口２ｅを介して、ポンプ外部と連通して、大気圧（基準圧）に設定されている。スプール６８が、図６（ａ）に示したように、第２パイロット室６２側に移動して静止して、図７に示したように、エア制御弁６０は、吸気口７１と制御エア供給流路５２とを連通し、且つ、駆動エア流路５１と吸気口７１とを連通する。
そして、エア供給源２０１からの圧縮エアが、吸気口７１、エア制御弁６０、駆動エア流路５１を介して、エア室１５（１５ａ）に流入し、ピストン６をバネ部材４ａ、４ｔによる付勢方向に対して反対方向に押圧する。ピストン６に作用した力によりロッド２がダイヤフラム１ａを、バネ部材４ａ、４ｔによる付勢方向に対して反対方向に押圧する。
そして、上述した動作を繰り返すことにより、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、流体を吸入口８１から吸い込み、吐出口８２から流体を吐出する。

ダイヤフラムポンプ１００の各ダイヤフラム１の動作周波数は、絞弁９２による排気エアの流量を調整することで、制御することができる。本実施形態に係るダイヤフラムポンプ１００では、各ダイヤフラム１の動作周波数が１〜９Ｈｚ程度である。

ダイヤフラムポンプ１００を停止させる場合、絞弁９２による排気エアの流量を０とする、または、エア供給源２０１から吸気口７１への圧縮エアの供給を停止する。

図１１は、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００と、外部オペレートダイヤフラムポンプ１００ａの一例を示す図である。
図１１に示したように、ポンプ本体部１０の側面部には、駆動エア流路（駆動エア連結管）５１に連通する外部ポンプ駆動用パイロット口５６が形成されている。この外部ポンプ駆動用パイロット口５６は、ダイヤフラムポンプ１００と、外部オペレートダイヤフラムポンプ１００ａとを連動して動作させる。外部オペレートダイヤフラムポンプ１００ａは、エア制御弁６０、ピストン６、ロッド２などを備えず、外部ポンプ駆動用パイロット口５６からの駆動用圧縮エアにより駆動する一つまたは複数のダイヤフラムを有する。
また、ダイヤフラムポンプ１００や外部オペレートダイヤフラムポンプ１００ａは、各吸入口８１にストレーナ３００を介して流体を吸入してもよい。こうすることで、動作不良を低減することができる。

以上、説明したように、本発明の実施形態では、シリンダ１６内に可動自在に配置されたピストン６と、シリンダ１６内のエア室１５、１５ａへのエア給排の切換えを行うエア制御弁６０と、ピストン６に連結されたロッド２やダイヤフラム１の位置に基づいてエア制御弁６０のスプール６８の位置を制御する上記構成のスプール位置制御部７と、を有する機構を、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００に適用した。
すなわち、簡単な構成で、シリンダ１６内に設けられたピストン６やロッド２を、少ないエア量で、高精度に往復運動させることができる。また、ピストン６やロッド２に連結されたダイヤフラム１（１ａ）を、ピストン６やロッド２の往復運動に応じて、容易に且つ高精度に駆動することができる。

詳細には、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、可撓性のダイヤフラム１（１ａ）と、ダイヤフラム１（１ａ）に連結され、ポンプ本体部１０内に設けられた嵌合孔４１に摺動自在に配置されたロッド２と、そのロッド２をダイヤフラム１（１ａ）が連結された端部に対して軸方向に沿って反対方向に付勢する付勢部でありスプリングとしてのバネ部材４（４ｔ、４ａ）と、壁面の一部分がダイヤフラム１により形成されたポンプ室１１、１１ａと、を有する。このエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、駆動エア流路５１に連通したエア室１５（１５ａ）への駆動エアの給排により、ダイヤフラム１（１ａ）を直接駆動する、または、エア室１５（１５ａ）を備えたシリンダ１６内に摺動自在に配置され且つロッド２に連結されたピストン６によりダイヤフラム１（１ａ）を駆動して、そのダイヤフラム１（１ａ）を弾性変形させることによりポンプ室１１（１１ａ）の容積を増減させ、吸入口８１（８１ａ）からチェック弁８３（８３ａ）を介してポンプ室１１（１１ａ）に流体を吸入し、吐出口８２（８２ａ）からチェック弁８４（８４ａ）を介してポンプ室１１（１１ａ）内の流体を吐出する。
また、詳細には、エア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、スプール室６５内に摺動自在に設けられたスプール６８と、スプール６８の両端それぞれに臨む第１パイロット室６１および第２パイロット室６２とを備え、エア供給源２０１に接続される吸気口７１と制御エア供給流路５２とを常に連通するとともに、スプール６８の位置に応じて駆動エア流路５１を吸気口７１に連通する、または、駆動エア流路５１を排気口７２に連通するエア制御弁６０と、ロッド２の位置に応じて、制御エア供給流路５２を、エア制御弁６０の第１パイロット室６１または第２パイロット室６２へ連通させて、エア制御弁６０のスプール６８の位置を制御するスプール位置制御部７と、を有する。

このスプール位置制御部７は、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ａ、４ｔ）により付勢された状態で初期位置に位置する場合、制御エア供給流路５２をエア制御弁６０の第１パイロット室６１へ連通させて、エア制御弁６０により駆動エア流路５１を吸気口７１に連通するように、エア制御弁６０のスプール６８の位置を制御する。
また、このスプール位置制御部７は、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ａ、４ｔ）により付勢された方向に対して反対方向に向かって初期位置から所定距離だけ移動した位置に位置する場合、制御エア供給流路５２を、エア制御弁６０の第２パイロット室６２へ連通させて、エア制御弁６０により駆動エア流路５１を排気口７２に連通するように、エア制御弁６０のスプール６８の位置を制御する。
このため、簡単な構成で、少ないエア量で駆動可能なエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００を提供することができる。
また、駆動用電気を必要としない小型のエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００を提供することができる。

また、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、スプール位置制御部７は、嵌合孔４１の内面に形成された、制御エア供給流路５２に連通する制御エア供給用開口部５２ａと、嵌合孔４１の内面に形成された、第１パイロット室６１に第１の制御エア連通路５３を介して連通する第１の制御エア用開口部５３ａと、嵌合孔４１の内面に形成された、第２パイロット室６２に第２の制御エア連通路５４を介して連通する第２の制御エア用開口部５４ａと、ロッド２に設けられた短外径部２ｄと、を有する。
このスプール位置制御部７は、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ａ、４ｔ）により付勢された状態で初期位置に位置する場合、ロッド２の短外径部２ｄを介して制御エア供給用開口部５２ａと第１の制御エア用開口部５３ａとを連通するように構成されている。
また、スプール位置制御部７は、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ａ、４ｔ）により付勢された方向に対して反対方向に向かって初期位置から所定距離だけ移動した位置に位置する場合、ロッド２の短外径部２ｄを介して制御エア供給用開口部５２ａと第２の制御エア用開口部５４ａとを連通するように構成されている。

すなわち、スプール位置制御部７は、ロッド２の略中央部に設けた短外径部２ｄと、ロッド２を摺動自在に支持する嵌合孔４１の内面に設けた、制御エア供給用開口部５２ａと、嵌合孔４１の内面に設けた第１の制御エア用開口部５３ａと、嵌合孔４１の内面に設けた第２の制御エア用開口部５４ａと、を有するので、簡単な構成で、少ないエア量で駆動可能なエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００を提供することができる。

また、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、嵌合孔４１がロッド２の軸方向に沿って形成され、嵌合孔４１の内面に、ダイヤフラム１ａ側から軸方向に沿ってロッド端部側（ダイヤフラム１ａが連結された端部に対して反対側の端部）にかけて、第２の制御エア用開口部５４ａと、制御エア供給用開口部５２ａと、第１の制御エア用開口部５３ａと、を規定間隔に形成した構成である。
このため、ロッド２の短外径部２ｄの軸方向に沿った往復運動に応じて、制御エア供給用開口部５２ａと第１の制御エア用開口部５３ａとを短外径部２ｄを介して連通した状態と、制御エア供給用開口部５２ａと第２の制御エア用開口部５４ａとを短外径部２ｄを介して連通した状態と、を簡単な構造で容易に切り替えることができる。このため、簡単な構造で、エア制御弁６０のスプール６８の位置を、往復運動するロッド２の位置に応じて、容易に且つ高精度に制御することができる。

また、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、ロッド２が制御エア排気路２ｈを有する。この制御エア排気路２ｈから排気された制御エアは、通気孔１０ｅを介してポンプ外部に排気される。つまり、ロッド２に形成された制御エア排気路２ｈは、通気孔１０ｅを介してポンプ外部に連通しており、大気圧（基準圧）に設定されている。
詳細には、制御エア排気路２ｈは、ダイヤフラム１が連結された端部に対して反対側の端部２ａからロッド２の中心軸に沿って、ロッド２の略中央部付近まで延びる主孔２ｐと、ロッド２の略中央部に、軸方向に沿って所定間隔に第１の孔２ｆと第２の孔２ｇとが設けられている。第１の孔２ｆと第２の孔２ｇとは主孔２ｐに連通した構造を有する。ロッド２は、第１の孔２ｆと第２の孔２ｇの間に短外径部２ｄが位置するように構成されている。

ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ｔ、４ａ）により付勢された状態で初期位置に位置する場合、ロッド２の短外径部２ｄを介して、制御エア供給流路５２の制御エア供給用開口部５２ａと第１の制御エア連通路５３の第１の制御エア用開口部５３ａとを連通し、且つ、第２の制御エア連通路５４の第２の制御エア用開口部５４ａと制御エア排気路２ｈの第１の孔２ｆとを連通するように、ダイヤフラムポンプ１００が構成されている。この場合、エア制御弁６０の第１パイロット室６１がエア供給源２０１の圧縮エアと略同じ気圧（基準圧よりも高い気圧）に設定され、第２パイロット室６２が大気圧（基準圧）に設定される。スプール６８の軸方向に沿った両端部の受圧面積は同じである。
スプール６８の軸方向に沿った一方の端部（第１パイロット室６１側端部）に作用する力（受圧面積×略圧縮エア圧）は、スプール６８の軸方向に沿った他端部（第２パイロット室６２側端部）に作用する力（受圧面積×基準圧）よりも大きい。このため、図６（ａ）に示したように、スプール６８が第１パイロット室６１側から第２パイロット室６２側に容易に移動した後、その位置で静止することで、エア制御弁６０は、吸気口７１（Ｐ）と制御エア供給流路５２（Ａ）とを常に連通するとともに、駆動エア流路５１を吸気口７１（Ｐ）に連通することができる。

ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ｔ、４ａ）により付勢された状態で初期位置に位置する場合、ロッド２の短外径部２ｄを介して、制御エア供給流路５２の制御エア供給用開口部５２ａと第１の制御エア連通路５３の第１の制御エア用開口部５３ａとを連通し、且つ、第２の制御エア連通路５４の第２の制御エア用開口部５４ａと制御エア排気路２ｈの第１の孔２ｆとを連通するように、ダイヤフラムポンプ１００が構成されている。
この場合、エア制御弁６０の第２パイロット室６２がエア供給源２０１の圧縮エアと略同じ気圧（基準圧よりも高い気圧）に設定され、第１パイロット室６１が大気圧（基準圧）に設定される。スプール６８の軸方向に沿った端部（第２パイロット室６２側端部）に作用する力（受圧面積×略圧縮エア圧）は、スプール６８の軸方向に沿った端部（第１パイロット室６１側端部）に作用する力（受圧面積×基準圧）よりも大きい。このため、図６（ｂ）に示したように、スプール６８が第２パイロット室６２側から第２パイロット室側に容易に移動して、その位置で静止することで、エア制御弁６０は、吸気口７１（Ｐ）と制御エア供給流路５２（Ａ）とを常に連通するとともに、駆動エア流路５１を排気口７２（Ｒ）に連通することができる。

また、ロッド２が付勢部としてのバネ部材４（４ｔ、４ａ）により付勢された方向に対して反対方向に向かって初期位置から所定距離だけ移動した位置に位置する場合、ロッド２の短外径部２ｄを介して制御エア供給流路５２の制御エア供給用開口部５２ａと第２の制御エア連通路５４の第２の制御エア用開口部５４ａとを連通し、且つ、第１の制御エア連通路５３の第１の制御エア用開口部５３ａと制御エア排気路２ｈの第２の孔２ｇとを連通するように、ダイヤフラムポンプ１００が構成されている。

また、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、エア制御弁６０の長手方向とロッド２の長手方向とが、ねじれの位置関係となるように構成されている。詳細には、エア制御弁６０は、ロッド２に対して規定距離だけ離れた位置に配置され、且つ、エア制御弁６０の長手方向がロッド２の長手方向に対して９０°だけ水平面内で回転した位置関係となるように規定されている。このため、ロッド２の往復運動による振動とエア制御弁６０のスプール６８の移動による振動とが共振しないので、低振動のエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００を提供することができる。

また、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、簡単な構造であり、分解、洗浄、組立てが容易である。

また、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、駆動用電気を用いずに、圧縮エアのみにより駆動するエア駆動式であるので、可燃性液体を安全に移送させることができる。

また、本発明の実施形態に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００は、圧縮エアによりピストン６を駆動し、ダイヤフラム１ａを駆動したので、比較的大きいトルクのエア駆動式ダイヤフラムポンプ１００を提供することができる。

なお、本発明の実施形態では、３つのダイヤフラムを備えたエア駆動式ダイヤフラムポンプを例示したが、この形態に限られるものでない。本発明に係るエア駆動式ダイヤフラムポンプは、例えば、１つのダイヤフラムや２つのダイヤフラムを備えていてもよい。
また、ポンプケース、ダイヤフラムユニット、スプリング、ボルトなどの取付部材、などを追加することで、４つ以上の複数のダイヤフラムを備えていてもよい。

また、本実施形態に係るダイヤフラムポンプ１００は、ロッド２の先端部にピストン６およびダイヤフラム１ａを連結したが、この形態に限られるものではない。例えば、ダイヤフラムポンプ１００は、ロッド２の先端部にピストン６を設けず、ダイヤフラム１ａのみを設け、ポンプ室の容積変化により、流体が吸入および吐出する構成であってもよい。

また、上記実施形態では、エア制御弁６０は、吸気口７１と制御エア供給流路５２とを常に連通したが、この形態に限られるものではない。別々に設けてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１ ダイヤフラム（仕切膜）
１ａ ダイヤフラム（第１のダイヤフラム、仕切膜）
１ｂ ダイヤフラム（第２のダイヤフラム、仕切膜）
１ｃ ダイヤフラム（第３のダイヤフラム、仕切膜）
１ｋ 中央部材
２ ロッド（ピストンロッド）
２ａ 端部（ダイヤフラムに連結した端部に対して反対側の端部）
２ｄ 短外径部
２ｅ 制御エア排気口
２ｆ 第１の孔
２ｇ 第２の孔
２ｈ 制御エア排気路
２ｐ 主孔
２ｓ バネ受部
４ バネ部材（付勢部、スプリング）
４ａ バネ部材
４ｂ バネ部材（付勢部、積層ポンプ後退用スプリング）
４ｃ バネ部材（付勢部、積層ポンプ後退用スプリング）
４ｔ バネ部材（付勢部、シリンダ後退用スプリング）
６ ピストン
６ｐ パッキン（密封部材）
７ スプール位置制御部（ダイヤフラム位置検出部）
１０ ポンプ本体部（シリンダケース）
１０ｃ 蓋部
１０ｅ 通気孔（本体部側制御エア排気口）
１０ｐ 凹部
１０ｓ 最後尾用積層ポンプ部材
１０ｔ 中間用積層ポンプ部材
１０ｕ 主ポンプ本体部
１１ ポンプ室
１１ａ 第１ポンプ室
１１ｂ 第２ポンプ室（積層ポンプ室）
１１ｃ 第３ポンプ室（積層ポンプ室）
１５ エア室
１５ａ 第１エア室（ピストン駆動エア室）
１５ｂ 第２エア室（積層ポンプ駆動エア室）
１５ｃ 第３エア室（積層ポンプ駆動エア室）
１６ シリンダ
４１ 嵌合孔
４３ Ｏリング（密封部材）
５１ 駆動エア流路（駆動エア連結管）
５１ａ 開口部
５２ 制御エア供給流路（供給用制御エア連結管）
５２ａ 制御エア供給用開口部
５３ 第１の制御エア連通路（前進用制御エア連結管）
５３ａ 第１の制御エア用開口部
５４ 第２の制御エア連通路（後進用制御エア連結管）
５４ａ 第２の制御エア用開口部
５５ 駆動エア分岐路（駆動エア分岐管）
５６ 外部ポンプ駆動用パイロット口
６０ エア制御弁（エア切換弁、方向切替弁）
６１ 第１パイロット室
６２ 第２パイロット室
６５ スプール室
６８ スプール
７１ 吸気口（エア供給口）
７２ 排気口
８１、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ 吸入口（流体吸込み口）
８２、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ 吐出口（流体排出口）
８３、８３ａ、８３ｂ、８３ｃ チェック弁（吸入用チェックバルブ）
８４、８４ａ、８４ｂ、８４ｃ チェック弁（吐出用チェックバルブ）
８６ａ、８６ｂ、８６ｃ 流体流路
９１ 消音器
９２ 絞弁
１００ エア駆動式ダイヤフラムポンプ
１００ａ 外部オペレートダイヤフラムポンプ
２０１ エア供給源
３００ ストレーナ
６０１ 弁蓋部

Claims (3)

1. 可撓性のダイヤフラムと、
   前記ダイヤフラムに連結され、ポンプ本体内に設けられた嵌合孔に摺動自在に配置されたロッドと、
   前記ロッドを、前記ダイヤフラムが連結された端部に対して軸方向に沿って反対方向に付勢する付勢部と、
   壁面の一部分が前記ダイヤフラムにより形成されたポンプ室と、を有し、
   駆動エア流路に連通したエア室への駆動エアの給排により、前記ダイヤフラムを直接駆動する、または、前記エア室を備えたシリンダ内に摺動自在に配置され且つ前記ロッドに連結されたピストンにより前記ダイヤフラムを駆動して、該ダイヤフラムを弾性変形させることにより前記ポンプ室の容積を増減させ、吸入口から前記ポンプ室に流体を吸入し、吐出口から前記流体を吐出するエア駆動式ダイヤフラムポンプであって、
   スプール室内に摺動自在に設けられたスプールと、前記スプールの両端それぞれに臨む第１パイロット室および第２パイロット室とを備え、吸気口と制御エア供給流路とを常に連通するとともに、前記スプールの位置に応じて前記駆動エア流路を前記吸気口に連通する、または、前記駆動エア流路をエア排気口に連通するエア制御弁と、
   前記ロッドの位置に応じて、前記制御エア供給流路を、前記エア制御弁の前記第１パイロット室または第２パイロット室へ連通させて、前記エア制御弁の前記スプールの位置を制御するスプール位置制御部と、
   を有することを特徴とするエア駆動式ダイヤフラムポンプ。
2. 前記スプール位置制御部は、前記ロッドが前記付勢部により付勢された状態で初期位置に位置する場合、前記制御エア供給流路を前記エア制御弁の前記第１パイロット室へ連通させて、前記エア制御弁により前記駆動エア流路を吸気口に連通し、
   前記ロッドが前記付勢部により付勢された方向に対して反対方向に向かって前記初期位置から所定距離だけ移動した位置に位置する場合、前記制御エア供給流路を、前記エア制御弁の前記第２パイロット室へ連通させて、前記エア制御弁により前記駆動エア流路をエア排気口に連通するように、前記エア制御弁の前記スプールの位置を制御することを特徴とする請求項１に記載のエア駆動式ダイヤフラムポンプ。
3. 前記スプール位置制御部は、前記嵌合孔の内面に形成された、前記制御エア供給流路に連通する制御エア供給用開口部と、前記第１パイロット室に第１の制御エア連通路を介して連通する第１の制御エア用開口部と、前記第２パイロット室に第２の制御エア連通路を介して連通する第２の制御エア用開口部と、
   前記ロッドに設けられた短外径部と、を有し、
   前記ロッドが前記付勢部により付勢された状態で初期位置に位置する場合、前記ロッドの前記短外径部を介して前記制御エア供給用開口部と第１の制御エア用開口部とを連通し、前記ロッドが前記付勢部により付勢された方向に対して反対方向に向かって前記初期位置から所定距離だけ移動した位置に位置する場合、前記ロッドの前記短外径部を介して前記制御エア供給用開口部と第２の制御エア用開口部とを連通するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のエア駆動式ダイヤフラムポンプ。

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