JP2017137780A - プランジャポンプ - Google Patents

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Abstract

【課題】あらゆる使用条件下においても析出や固着によるポンプ停止を防ぐ。【解決手段】プランジャポンプは、内部にシリンダ室を有するシリンダと、外周面が前記シリンダの内周面に摺接するように前記シリンダ室に対して進退自在に配置されると共に、先端部外周にカット面が形成されたプランジャと、前記シリンダに、前記シリンダ室に繋がるように設けられた吸込口及び吐出口とを備えたプランジャポンプであって、前記シリンダは、前記シリンダ室を有するシリンダ部と、前記プランジャの前記シリンダ室に進退する部分よりも基端側の部分と摺動するスペーサ部とを備え、前記シリンダ部は、第1の硬度の材料からなり、前記スペーサ部は、前記第1の硬度より柔らかい第2の硬度の材料からなり、前記スペーサ部の前記プランジャとの摺動部分の基端から前記スペーサ部の先端までの前記軸方向の長さは、前記プランジャの往復運動の最大ストローク長よりも長い。【選択図】図3

Description

本発明は、プランジャをシリンダ室内で回転運動させながら往復運動させて吸込口及び吐出口を交互にシリンダ室に連通させ、流体の移送を行うプランジャポンプに関する。
従来より、先端部外周にカット面が形成されたプランジャをシリンダ室内にて回転運動させながら往復運動させて、シリンダ室に繋がる吸込口及び吐出口を交互に連通させることで流体を移送するプランジャポンプが知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
このようなプランジャポンプにおいては、移送する流体の特性が析出性や固着性を有する場合、析出や固着によってプランジャとシリンダとが摺動できなくなり、ポンプが停止してしまうことがある。そこで、図7に示すような特許文献1及び2に開示されたプランジャポンプ100のように、例えばシリンダ101の先端部近傍の外周側に設けられた吸込口102及び吐出口103よりもシリンダ101の基端側に、固着防止ポート104a,104bを備えた構造が採られている。
この固着防止ポート104a,104bには、外部から洗浄液が供給される。この洗浄液により、シリンダ内周面105及びプランジャ外周面106間の析出性や固着性の流体を洗い流し、析出や固着によるポンプ停止を防止するようにしている。
特開2001−248543号公報 特開2008−51392号公報
しかしながら、ポンプの設置場所や使用環境等の使用条件によっては、洗浄液を用いたり、上述したような固着防止ポート104a,104bを含めた洗浄液を流す流路を別途設けることができない場合がある。このため、ポンプの使用条件に左右されずに析出や固着によるポンプ停止を防ぐことができる構造のプランジャポンプが望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、あらゆる使用条件下においても析出や固着によるポンプ停止を防ぐことができるプランジャポンプを提供することを目的とする。
本発明に係るプランジャポンプは、内部にシリンダ室を有するシリンダと、外周面が前記シリンダの内周面に摺接するように前記シリンダ室に対して進退自在に配置されると共に、先端部外周にカット面が形成されたプランジャと、前記シリンダに、前記シリンダ室に繋がるように設けられた吸込口及び吐出口とを備え、前記プランジャを前記シリンダ室に対して回転運動させながら軸方向に往復運動させることで、前記吸込口及び吐出口を交互に前記シリンダ室に連通させて流体の移送を行うプランジャポンプであって、前記シリンダは、前記シリンダ室を有するシリンダ部と、前記プランジャの前記シリンダ室に進退する部分よりも基端側の部分と摺動するスペーサ部とを備え、前記シリンダ部は、第1の硬度の材料からなり、前記スペーサ部は、前記第1の硬度より柔らかい第2の硬度の材料からなり、前記スペーサ部の前記プランジャとの摺動部分の基端から前記スペーサ部の先端までの前記軸方向の長さは、前記プランジャポンプの往復運動の最大ストローク長よりも長いことを特徴とする。
本発明の一実施形態においては、前記スペーサ部の前記摺動部分の基端から前記スペーサ部の先端までの前記軸方向の長さは、前記シリンダ部の前記軸方向における長さよりも長い。
本発明の他の実施形態においては、前記スペーサ部の前記摺動部分の基端から前記スペーサ部の先端までの前記軸方向の長さは、最大で前記軸方向における前記スペーサ部の前記摺動部分の基端から前記プランジャが最も後退したときの該プランジャの外周面と前記カット面との境界段部までの長さよりも短い。
本発明の更に他の実施形態においては、前記シリンダの基端部側に設けられ、前記シリンダと前記プランジャとをシールする軸シールを備える。
本発明の更に他の実施形態においては、前記スペーサ部は、撥水性を有する材料からなる。
本発明の更に他の実施形態においては、前記スペーサ部の内周面、前記シリンダ部の内周面及び前記プランジャの外周面の少なくとも1つに液溜り部を設ける。
本発明の更に他の実施形態においては、前記プランジャのカット面は、前記プランジャが前記シリンダの先端部に対して軸方向に最も離れたときに、前記スペーサ部の内周面に対向する位置に到達するよう形成されている。
本発明の更に他の実施形態においては、前記プランジャは、前記第1の硬度の材料からなる。
本発明の更に他の実施形態においては、前記第1の硬度は、モース硬度で8〜13であり、前記第2の硬度は、Rスケールのロックウェル硬度で119〜130である。
本発明の更に他の実施形態においては、前記シリンダは、炭化ケイ素又はアルミナセラミックス材料からなり、前記プランジャは、炭化ケイ素、アルミナセラミックス材料、ジルコニアセラミックス材料、及びステンレス材料のいずれか一つからなり、前記スペーサ部は、圧縮強さが89MPa以上の樹脂材料からなる。
本発明の更に他の実施形態においては、前記樹脂材料は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂、PSU(ポリスルホン)樹脂、POM(ポリアセタール)樹脂、及びPA6(ポリアミド6、6ナイロン)樹脂のいずれか1つである。
本発明によれば、あらゆる使用条件下においても析出や固着によるポンプ停止を防ぐことができる。
本発明の第1の実施形態に係るプランジャポンプを示す一部切欠正面図である。 同プランジャポンプを示す側面図である。 同プランジャポンプのポンプヘッドを示す断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るプランジャポンプのポンプヘッドを示す断面図である。 本発明の第3の実施形態に係るプランジャポンプのポンプヘッドを示す断面図である。 本発明の第4の実施形態に係るプランジャポンプのポンプヘッドを示す断面図である。 従来のプランジャポンプのポンプヘッドを示す断面図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係るプランジャポンプを詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るプランジャポンプ1を示す一部切欠正面図である。また、図2はプランジャポンプ1を示す側面図、図3はプランジャポンプ1のポンプヘッド10を示す断面図である。
図1及び図2に示すように、第1の実施形態に係るプランジャポンプ1は、主に析出性や固着性を有する流体の移送に用いられ得る。移送される流体としては、例えば医療用分析装置等で使用される生理食塩水に近いバッファ液(緩衝液)や、人工透析装置で使用される透析液などの析出や固着が発生し易い液体が挙げられる。
プランジャポンプ1は、ポンプの主要部であるポンプヘッド10と、このポンプヘッド10のプランジャ13を駆動するモータ20と、これらプランジャ13とモータ20とを接続するドライブ継手ユニット30とを備えて構成されている。
ポンプヘッド10は、図3に示すように、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂や三フッ化塩化エチレン−エチレンコポリマー(ECTFE)からなるポンプブラケット11に収容されたシリンダ12Aと、このシリンダ12Aに挿入されたプランジャ13とを有する。
第1の実施形態のプランジャポンプ1においては、シリンダ12Aは、ポンプヘッド10の先端側に配置されたシリンダ部12と、その基端側に配置されたスペーサ部14とにより構成されている。シリンダ部12のシリンダ内周面12aとスペーサ部14のスペーサ内周面14aは、同軸円筒面で、且つ同一レベル面を構成している。これら内周面12a,14aは、プランジャ13のプランジャ外周面13aと摺接する。シリンダ12Aのシリンダ部12及びプランジャ13は、例えばセラミックス材料、より具体的には、例えばモース硬度が8〜9のアルミナ(Al)セラミックス材料からなる。
シリンダ12Aは、先端部に、ポンプブラケット11により閉じられたシリンダ室15を形成している。シリンダ12Aは、シリンダ室15に繋がる位置に、シリンダ12Aの軸方向と直交する方向に相対向するように、バルブレスの吸込口16及び吐出口17を備えている。また、プランジャ13は、先端部外周に形成されたカット面18を備え、基端部にプランジャ13の軸と直交するピン27が取り付けられている。このピン27は、ドライブ継手ユニット30を介してモータ20の回転軸に接続されている。プランジャ13の回転軸とモータ20の回転軸とは一直線ではなく、所定の角度をなすように調整されている。
従って、プランジャ13は、モータ20により回転駆動され、シリンダ室15に対して回転運動しながら軸方向に往復運動する。これにより、カット面18を介して吸込口16及び吐出口17が交互にシリンダ室15と連通すると共に、移送流体の吸込口16を介した吸入と、吐出口17を介した吐出が行われる。これによって、流体の移送が行われる。ポンプブラケット11の基端側近傍には、ポンプヘッド10をフロントフレーム24の先端面に取り付けるためのフランジ19が設けられている。このフランジ19には、補強のために、例えばアルミニウムからなるインサートフランジ19Aがインサートされている。また、スペーサ部14の基端側には、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂からなる複数のリップシール(軸シール)21及びバックシート22が取り付けられている。
これらリップシール21及びバックシート22は、少なくともリップシール21がシリンダ12Aの基端側及びプランジャ外周面13aと密着した状態で、例えばポリプロピレン(PP)樹脂からなるナット23によって、ポンプブラケット11の基端部のねじ部にねじ止め固定されている。モータ20は、例えばステッピングモータからなり、ドライブ継手ユニット30は、例えばステンレス鋼(SUS304)からなるフロントフレーム24及びリアフレーム25の内部に収められている。なお、ポンプヘッド10は、首振り軸26によって、リアフレーム25等に対して任意の角度に調整され得る。
このように構成された第1の実施形態のプランジャポンプ1は、プランジャ13の回転に伴って、その先端のカット面18の先行側の側辺が吸込口16に接し吸込口16がシリンダ室15に連通すると、ポンプスタート状態となる。この状態から、所定の方向に回転しながらプランジャ13がシリンダ12Aのシリンダ室15から引き出されると、吸込口16からシリンダ室15の内部に流体が吸い込まれる吸込状態となる。
その後、プランジャ13の先端のカット面18の後行側の側辺が吸込口16から離れると、吸込口16はプランジャ13によって塞がれて吸込工程が終了する。そして、プランジャ13の先端のカット面18の先行側の側辺が吐出口17に接すると、吐出口17がシリンダ室15と連通する。
これと同時に、プランジャ13がシリンダ12Aのシリンダ室15内に回転しながら押し込まれるため、シリンダ室15内の流体が吐出口17から吐出される吐出工程に切り替わる。更に、プランジャ13の先端のカット面18の後行側の側辺が吐出口17から離れると、吐出口17はプランジャ13によって塞がれ、吐出工程が終了する。プランジャ13が更に回転すると、再度上述したスタート状態に戻り、以下同様の動作を繰り返すことによって、流体を吸込口16から吐出口17へ移送する。
ここで、プランジャポンプ1が運転中に停止する原因として、次のようなことが想定される。すなわち、上述したリップシール21、バックシート22及びナット23によって、プランジャ13とシリンダ12Aとの間の僅かなクリアランスをプランジャ13の軸方向に流れてきた流体が、ポンプブラケット11の外部に漏れ出さないように対策が採られている。また、このリップシール21によって、スペーサ部14の内部に外部から大気が入り込むことによる析出や固着を防ぐように対策が採られている。リップシール21は、図示のようにスペーサ部14と併用されることにより、これらの効果を最も発揮するよう配置されている。
しかしながら、プランジャポンプ1の構造上、プランジャ13がシリンダ12Aに対して往復運動するため、僅かずつではあるが、流体はプランジャ13の表面に漏れ出してしまうこととなる。また、リップシール21等が摩耗や劣化した場合にも、外部に漏れ出してしまうこととなる。
このとき、流体中から析出物が発生したり流体が固着したりすると、析出物や固着物がプランジャ13の往復運動によってプランジャ13とシリンダ12Aとの間に入り込んでいくこととなる。上述したように、プランジャ13とシリンダ12Aのシリンダ部12は非常に硬く変形しないアルミナセラミックス材料からなるため、僅かな隙間への異物の混入があると、変形できずに最終的に異物をかじり込んでロック状態となり、ポンプは停止してしまう。
本実施形態では、上記のような異物が入り込み易いプランジャ13とシリンダ12Aとの摺動部、すなわちスペーサ部14をプランジャ13やシリンダ部12よりも柔らかい材質のものにより構成するようにした。この構成により、異物がプランジャ13とシリンダ12Aとのクリアランスに入り込んだ際に、シリンダ12Aにおけるスペーサ部14が変形又は摩耗することとなり、プランジャ13とシリンダ12Aとの間で異物のかじり込みを回避し、ポンプ停止を防止することができる構成とした。
すなわち、上述したようにシリンダ12Aのシリンダ部12及びプランジャ13は、非常に硬いアルミナセラミックス材料からなる。流体としてのバッファ液から析出、固着する塩化ナトリウム(NaCl)の硬度は、例えばモース硬度で表すと約2〜2.5(ビッカース硬度では約60〜100)である。また、透析液から析出、固着する炭酸カルシウム(CaCO)の硬度は、例えばモース硬度で表すと約3である。
一方、スペーサ部14は、例えばRスケールのロックウェル硬度が約119〜130の材料からなり、好ましくは更に圧縮強さが約89MPa以上の樹脂材料からなる。樹脂材料としては、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂、PSU(ポリスルホン)樹脂、POM(ポリアセタール)樹脂、及びPA6(ポリアミド6、6ナイロン)樹脂のいずれか1つであることが好ましい。
ここで、PPS樹脂は、Rスケールのロックウェル硬度が約123、圧縮強さが約110MPaである。また、PEEK樹脂、PSU樹脂及びPOM樹脂は、いずれもRスケールのロックウェル硬度が約120、圧縮強さがそれぞれ約125MPa、約276MPa、約110MPaである。更に、PA6樹脂は、Rスケールのロックウェル硬度が約119、圧縮強さが約89〜110MPaである。
このように、スペーサ部14に用いられる材料は、塩化ナトリウムや炭酸カルシウムの析出、固着物よりも軟質であるか、又はプランジャ13と析出、固着物の運動によって変形等可能な程度の強度を持つものであることが求められる。一方で、スペーサ部14は、PVDFやECTFEからなるポンプヘッド10のポンプブラケット11内に圧入される構造となっているため、周囲からの締付力に対して変形等しない程度の強度を持つものであることも要求される。
一般的なプラスチック等の樹脂材料をスペーサ部14として使用する場合は、プラスチック材料はモース硬度では表されない軟質なものがほとんどであるため、析出、固着物による変形や摩耗が発生する程度の強度を有する点においては問題はない。もう一方の要求であるポンプブラケット11による周囲からの締付に対しては、硬度や圧縮強さを有する樹脂材料が求められる。
これらの要求を満たす樹脂材料として、上述したPPS樹脂、PEEK樹脂、PSU樹脂、POM樹脂、及びPA6樹脂が好適であり、結果的に、Rスケールのロックウェル硬度が約119〜130、圧縮強さが約89MPa以上の条件を満たす樹脂材料であれば、あらゆる使用条件下においても析出や固着によるポンプ停止を防止することができるスペーサ部14を形成することができる。
なお、汎用性の高いPP(ポリプロピレン)樹脂、PE(ポリエチレン)樹脂及びPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)樹脂は、それぞれRスケールのロックウェル硬度が約65〜96、約40、約20で、圧縮強さが約25〜55MPa、約19〜25MPa、約10〜15MPaであるため、スペーサ部14に用いる材料としては、やや硬度や圧縮強さの点で上述のものよりも劣る。その他、スペーサ部14は、撥水性を有する材料により構成されてもよい。例えば、撥水性を上げるために、上述した樹脂材料に添加物を加えたり、表面性状を工夫したり、スペーサ内周面14aをフッ素樹脂系の材料で表面加工(コーティング)したりすることが挙げられる。このようにすれば、スペーサ部14の基端側への流体の流れる量を減少させることができるため、析出や固着による影響を更に少なくすることが可能である。
また、本実施形態では、プランジャポンプ1を、図3に示すように、例えばスペーサ部14のプランジャ13との軸方向における摺動部分の基端からスペーサ部14の先端までの軸方向の長さをL1とした場合、この長さL1がプランジャ13の往復運動の最大ストローク長であるLstの長さよりも長くなるように構成している。その上で、スペーサ部14の摺動部分の基端からスペーサ部14の先端まで長さL1は、例えばシリンダ部12の軸方向における長さをLsとした場合、このシリンダ部12の長さLsよりも更に長くなるように構成されている。すなわち、図示のように、シリンダ12Aの軸方向の全長において、スペーサ部14は例えばその半分以上の長さを占めるように構成されている。
このように構成すれば、プランジャ13の基端側において外気(空気)と触れる箇所で発生した析出物や固着物が、プランジャ13のストロークによってスペーサ部14を通ってシリンダ部12まで運ばれ難くすることができる。従って、上述した構成と併せて更に析出や固着によるポンプ停止を防止することが可能となる。
なお、スペーサ部14の摺動部分の基端からスペーサ部14の先端までの軸方向の長さL1は、例えばスペーサ部14の摺動部分の基端から、プランジャ13が最も後退したときのプランジャ13の外周面13aとカット面18との境界段部までの長さをLminとした場合、最大でもこの長さLminよりも短くなるように設定されている。このように設定すれば、カット面18が常にシリンダ部12の内部に止まり、プランジャ13の基端部側への液漏れを防止することができる。また、二次側圧力が高い場合の吐出量への影響も抑えられる。
[第2の実施形態]
図4は、本発明の第2の実施形態に係るプランジャポンプ1のポンプヘッド10Aを示す断面図である。なお、図4を含む以降の説明において、第1の実施形態と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付しているので、以下では重複する説明は省略する。
図4に示すように、第2の実施形態に係るプランジャポンプ1のポンプヘッド10Aは、シリンダ12Aを構成するシリンダ部12及びスペーサ部14のうち、スペーサ部14のシリンダ部12側にスペーサ内周面14aよりも大径で開口するような液溜り部29が形成されている。
この点において、スペーサ部14のスペーサ内周面14aが全面的にプランジャ13のプランジャ外周面13aと摺接していた第1の実施形態に係るプランジャポンプ1のポンプヘッド10と相違している。なお、この液溜り部29は、溝形状であってもよく、シリンダ内周面12aやプランジャ外周面13aに設けられていてもよい。液溜り部29により、スペーサ部14の内部をよりウェットな状態に保つことができ、析出や固着を起こり難くすることが可能となる。この第2の実施形態においても、スペーサ部14の摺動部分の基端からスペーサ部14の先端までの軸方向の長さL2が、プランジャ13の最大ストローク長Lstよりも長くなっている。
[第3の実施形態]
図5は、本発明の第3の実施形態に係るプランジャポンプ1のポンプヘッド10Bを示す断面図である。図5に示すように、第3の実施形態に係るプランジャポンプ1のポンプヘッド10Bは、ポンプブラケット11Aのスペーサ部14側に洗浄液配管41a,41bが形成されている。また、スペーサ部14に洗浄液配管41a,41bと連通する固着防止ポート42a,42b及び洗浄室43が形成されている。
この洗浄室43には、洗浄液配管41a,41b及び固着防止ポート42a,42bを通して外部から洗浄液が供給される。この洗浄液により、シリンダ室15側からスペーサ内周面14a及びプランジャ外周面13aの間に入り込んだ析出性や固着性の流体を洗い流すことができる。また、万が一洗浄室43において流体を洗いきれなかった場合であっても、上述したようなスペーサ部14が設けられた構造であるため、析出や固着によるポンプ停止を効果的に防止することができる。これらの点において、スペーサ内周面14a及びプランジャ外周面13aが全面的に摺接していた第1の実施形態、及び液溜り部29が設けられた第2の実施形態に係るプランジャポンプ1のポンプヘッド10,10Aと相違している。なお、この第3の実施形態においても、スペーサ部14の摺動部分の基端からスペーサ部14の先端までの軸方向の長さL3が、プランジャ13の最大ストローク長Lstよりも長くなっている。
[第4の実施形態]
図6は、本発明の第4の実施形態に係るプランジャポンプ1のポンプヘッド10Cを示す断面図である。図6に示すように、第4の実施形態に係るプランジャポンプ1のポンプヘッド10Bは、ポンプブラケット11Aの外観上の構成は第3の実施形態に係るものと同様である。但し、シリンダ部12の吸込口16及び吐出口17よりも基端側に洗浄液配管41a,41b、固着防止ポート42a,42b及び洗浄室43が形成されている点が相違している。スペーサ部14は、第3の実施形態のものよりもプランジャ13の軸方向の長さが小さくなっているが、スペーサ部14の摺動部分の基端からスペーサ部14の先端までの軸方向の長さL4はプランジャ13の最大ストローク長Lstよりも長くなっており、上記と同様の作用効果を奏することができる。
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上記の実施の形態では、スペーサ部14の基端側をリップシール21等でシールするように構成したが、このリップシール21等を省略した構成であっても、ポンプ停止を防止することが可能である。また、上述した構成に加え、プランジャ外周面13aとスペーサ内周面14aとの間のクリアランス寸法や軸方向の長さ寸法等、各種寸法を移送する流体に応じて析出、固着が起こり難くなるサイズに調整することで、より一層ポンプ停止を防止することが可能となる。
また、上述した実施の形態においては言及していないが、スペーサ部14のウェット状態をより一層良好にするためには、プランジャ13のカット面18がポンプ吸込工程完了時(プランジャ13を一番引き切った状態)に、スペーサ部14の位置まで到達するように、シリンダ12Aの長さを設計することが有効である。シリンダ12Aの寸法によってはプランジャポンプ1の流量精度にはほとんど影響を与えることはないからである。なお、スペーサ部14の材質は樹脂に限らず、異物の結晶よりも柔らかい様々な材料が使用可能である。また、スペーサ部14を変形するに至らせるには、モータ20のトルクが強いことも要求され、モータトルクとスペーサ材質のマッチングが必須である。
その他、上記の実施の形態では、シリンダ12Aのシリンダ部12及びプランジャ13が、それぞれモース硬度が8〜9のアルミナセラミックス材料からなるものを例示したが、シリンダ部12及びプランジャ13の材料は、それぞれ次のような組み合わせであってもよい。すなわち、シリンダ部12がモース硬度が13の炭化ケイ素(SiC)からなる場合は、プランジャ13も同様に炭化ケイ素材料からなる。また、シリンダ部12がアルミナセラミックス材料からなる場合は、プランジャ13がモース硬度が8〜8.5のジルコニアセラミックス材料からなる。その他、プランジャ13はステンレス材料(SUS316)により形成されてもよい。この場合、それぞれの材料の硬度は、樹脂<ステンレス材料(SUS316)<ジルコニアセラミックス材料<アルミナセラミックス材料<炭化ケイ素と、記載された順に硬くなるので、本願発明の内容と何ら矛盾は生じない。また、上記の第3及び第4の実施形態において設けられた固着防止ポート42a,42bは、シリンダ12Aのシリンダ部12又はスペーサ部14のいずれかに設けられていれば、本発明の効果を発揮するのに良好な構成とすることができる。
1 プランジャポンプ
10,10A ポンプヘッド
11 ポンプブラケット
12 シリンダ部
12A シリンダ
12a シリンダ内周面
13 プランジャ
13a プランジャ外周面
14 スペーサ部
14a スペーサ内周面
15 シリンダ室
16 吸込口
17 吐出口
18 カット面
19 フランジ
19A インサートフランジ
20 モータ
21 リップシール
22 バックシート
23 ナット
24 フロントフレーム
25 リアフレーム
26 首振り軸
27 ピン
29 液溜り部
30 ドライブ継手ユニット

Claims (11)

  1. 内部にシリンダ室を有するシリンダと、
    外周面が前記シリンダの内周面に摺接するように前記シリンダ室に対して進退自在に配置されると共に、先端部外周にカット面が形成されたプランジャと、
    前記シリンダに、前記シリンダ室に繋がるように設けられた吸込口及び吐出口とを備え、
    前記プランジャを前記シリンダ室に対して回転運動させながら軸方向に往復運動させることで、前記吸込口及び吐出口を交互に前記シリンダ室に連通させて流体の移送を行うプランジャポンプであって、
    前記シリンダは、前記シリンダ室を有するシリンダ部と、前記プランジャの前記シリンダ室に進退する部分よりも基端側の部分と摺動するスペーサ部とを備え、
    前記シリンダ部は、第1の硬度の材料からなり、
    前記スペーサ部は、前記第1の硬度より柔らかい第2の硬度の材料からなり、
    前記スペーサ部の前記プランジャとの摺動部分の基端から前記スペーサ部の先端までの前記軸方向の長さは、前記プランジャの往復運動の最大ストローク長よりも長い
    ことを特徴とするプランジャポンプ。
  2. 前記スペーサ部の前記摺動部分の基端から前記スペーサ部の先端までの前記軸方向の長さは、前記シリンダ部の前記軸方向における長さよりも長いことを特徴とする請求項1記載のプランジャポンプ。
  3. 前記スペーサ部の前記摺動部分の基端から前記スペーサ部の先端までの前記軸方向の長さは、最大で前記軸方向における前記スペーサ部の前記摺動部分の基端から前記プランジャが最も後退したときの該プランジャの外周面と前記カット面との境界段部までの長さよりも短いことを特徴とする請求項1又は2記載のプランジャポンプ。
  4. 前記シリンダの基端部側に設けられ、前記シリンダと前記プランジャとをシールする軸シールを備えた
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のプランジャポンプ。
  5. 前記スペーサ部は、撥水性を有する材料からなる
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のプランジャポンプ。
  6. 前記スペーサ部の内周面、前記シリンダ部の内周面及び前記プランジャの外周面の少なくとも1つに液溜り部を設けた
    ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のプランジャポンプ。
  7. 前記プランジャのカット面は、前記プランジャが前記シリンダの先端部に対して軸方向に最も離れたときに、前記スペーサ部の内周面に対向する位置に到達するよう形成されている
    ことを特徴とする請求項1又は2記載のプランジャポンプ。
  8. 前記プランジャは、前記第1の硬度の材料からなる
    ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載のプランジャポンプ。
  9. 前記第1の硬度は、モース硬度で8〜13であり、前記第2の硬度は、Rスケールのロックウェル硬度で119〜130である
    ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載のプランジャポンプ。
  10. 前記シリンダ部は、炭化ケイ素又はアルミナセラミックス材料からなり、
    前記プランジャは、炭化ケイ素、アルミナセラミックス材料、ジルコニアセラミックス材料、及びステンレス材料のいずれか一つからなり、
    前記スペーサ部は、圧縮強さが89MPa以上の樹脂材料からなる
    ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載のプランジャポンプ。
  11. 前記樹脂材料は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂、PSU(ポリスルホン)樹脂、POM(ポリアセタール)樹脂、及びPA6(ポリアミド6、6ナイロン)樹脂のいずれか1つである
    ことを特徴とする請求項10記載のプランジャポンプ。
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