JP3757173B2 - ダイアフラムポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイアフラムの変位により、ポンプ室への液体の吸入，吐出を行うダイアフラムポンプに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば塗装装置（スプレーガン）に塗料を移送（圧送）するためのポンプとして、図４に例示するようなダイアフラムポンプ１が供されている。このダイアフラムポンプ１は、第１，第２のポンプ部２，２′を左右対称的に有している（以下、第２のポンプ部２′における第１のポンプ部２と同等の部材には、共通の符号に「′」を付すこととする）。そのうち、図で左側の第１のポンプ部２においては、ボディ３とフランジ部４との間に、ダイアフラム５がその外周部が挟まれるようにして設けられている。
【０００３】
前記フランジ部４は、内側の面に円形（球面状）の凹部４ａが形成されており、その凹部４ａと前記ダイアフラム５との間がポンプ室６とされている。また、このフランジ部４の外側部には、上下方向に延びる塗料通路７が形成されており、この塗料通路７の中央部と前記凹部４ａ（ポンプ室６）の中心部とが出入口穴４ｂにより連通されている。そして、前記塗料通路７の下端部は、左右に延びる吸込パイプ８の左端部に接続され、この部分にバルブシート、バルブボール等からなる吸入弁９が設けられている。塗料通路７の上端部は、左右に延びる吐出パイプ１０の左端部に接続され、この部分にバルブシート、バルブボール等からなる吐出弁１１が設けられている。
【０００４】
一方、第２のポンプ部２′においても、フランジ部４′、ダイアフラム５′、ポンプ室６′、塗料通路７′を備え、塗料通路７′の下端部が、前記吸込パイプ８の右端部に接続され、この部分に吸入弁９′が設けられ、塗料通路７′の上端部が前記吐出パイプ１０の右端部に接続され、この部分に吐出弁１１′が設けられている。前記吸込パイプ８の中央部には、塗料の供給源に接続される吸込口８ａが設けられ、前記吐出パイプ１０の中央部には、図示しないスプレーガンに接続される吐出口１０ａが設けられている。そして、前記ダイアフラム５，５′は、ボディ３を左右に貫通するようなシャフト１２により連結され、図示しないエア駆動機構より、図で左右方向に所定のストロークで往復動するようになっている。
【０００５】
これにて、図４（ａ）に示すように、ダイアフラム５，５′がシャフト１２と一体に右方に変位したときには、第１のポンプ部２でポンプ室６に塗料が吸込まれると共に、第２のポンプ部２′でポンプ室６′から塗料が吐出される。一方、図４（ｂ）に示すように、ダイアフラム５，５′がシャフト１２と一体に左方に変位したときには、第１のポンプ部２でポンプ室６から塗料が吐出され、第２のポンプ部２′でポンプ室６′に塗料が吸入される。このように、第１，第２のポンプ部２，２′において、塗料の吸入工程、吐出工程が逆の関係で交互に行われ、塗料が連続的に移送されるのである。
【０００６】
ところで、塗装に使用する塗料の種類（色）を切替える際などには、例えばシンナー等の洗浄液により、ダイアフラムポンプ１の内部（ポンプ室６，６′や塗料通路７，７′、吸込パイプ８、吐出パイプ１０等）を洗浄した上で、新たな塗料に切替える必要がある。この場合、吸込口８ａ側に洗浄液を供給しながらポンプを駆動させることにより洗浄が行われるようになっている。
【０００７】
しかしながら、上記した従来のダイアフラムポンプ１では、特にポンプ室６，６′内での液体の流れが良好であるとは言えないため、その流れの悪い部分での塗料の滞留、ひいてはゲル化や固化が起りやすく、また、洗浄液も良好に流れない事情があって、ポンプ室６，６′内を完全に洗浄するには、時間がかかると共に多量の洗浄液を必要とする不具合があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、フランジ部の凹部とダイアフラムとの間に形成されるポンプ室の洗浄性の向上を図ることができるダイアフラムポンプを提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイアフラムポンプは、フランジ部に設けられた円形又は円形に類似した形状の凹部とダイアフラムとの間にポンプ室を形成するものにあって、フランジ部に、入口穴と出口穴とを兼用する複数個の穴を、該フランジ部の外面側の中心部から、凹部の軸方向に対して傾斜して延び、且つ該凹部の径方向に対して傾いて、前記凹部内でポンプ室の中心部から外周側にずれた位置に開口するように設けたところに特徴を有する（請求項１の発明）。
【００１０】
これによれば、ポンプ室内への液体の吸入時には、入口穴から吸込まれる液体は、ポンプ室内で回転流を生ずるように吸込まれ、また、液体の吐出時には、やはりポンプ室内で回転流を生ずるようにして出口穴から吐出されるようになる。従って、ポンプ室内での液体の流れが良好となって、塗料等の液体が滞留しにくくなると共に、洗浄液の流れも良好となる。この結果、ポンプ室の洗浄性の向上を図ることができ、少量の洗浄液で、短時間に洗浄を行うことが可能となる。
【００１１】
尚、本発明にいう円形又は円形に類似した形状とは、円形や楕円形等を総称したものであるが、必ずしも厳密な円形，楕円形のみを意味するものではなく、多少歪んだ円形や楕円形であったり、周縁部の一部に直線部を有していたり、八角形等の円形に近い多角形等であっても良く、要は、ポンプ室内で液体が回転流を生成するような形状であれば良いのである。
【００１５】
さらには、上記したフランジ部の凹部の表面を、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂コーティングするようにすれば（請求項２の発明）、凹部の表面に塗料等の液体が付着しにくくなるので、ポンプ室の洗浄性の一層の向上に寄与することができる。尚、本発明においては、ダイアフラムの材質等を何ら限定するものではないが、このダイアフラムをフッ素樹脂から構成しても良いことは勿論である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、塗装システムにおいて液体としての塗料を移送（圧送）するためのポンプに適用した一実施例について、図１ないし図３を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本実施例に係るダイアフラムポンプ２１の全体構成を概略的に示している。このダイアフラムポンプ２１の中央部には、ボディ２２が配置され、このボディ２２には、その中心部を図で左右方向に貫通する貫通孔２２ａが設けられていると共に、左右の側面部に円形の凹部２２ｂ，２２ｂ′が形成されている。そして、ダイアフラムポンプ２１は、このボディ２２の左右部に、第１及び第２のポンプ部２３，２３′を左右対称的に有して構成される。なお、第２のポンプ部２３′における第１のポンプ部２３と同等の部材（部位）には、共通の符号に「′」を付すこととする。
【００１８】
そのうち、図で左側の第１のポンプ部２３においては、前記ボディ２２の図で左側面部に、フランジ部２４がねじ止めにより取付けられるようになっており、それらの間には、合成樹脂（例えばナイロン）製のほぼ円形状をなすダイアフラム２５が、その外周縁部を挟むようにして設けられている。さらに、このダイアフラム２５の中心部は、前記ボディ２２の貫通孔２２ａ内を気密且つ摺動自在に貫通して設けられたシャフト２６の左端部に連結されている。
【００１９】
このとき、前記フランジ部２４は、内側の面（図で右側面）に円形の凹部２４ａが形成されており、その凹部２４ａと前記ダイアフラム２５との間がポンプ室２７とされている。この場合、前記凹部２４ａは、その底面の円形の平坦面部と、その外周のテーパー面部とを有して構成され、本実施例においては、この凹部２４ａの底面（円形の平坦面部）の中央部には、円形の開口部２４ｂが形成されている。また、ダイアフラム２５の図で右側には、前記ボディ２２の凹部２２ｂによって変形可能な空間が確保され、もって、ダイアフラム２５の図で左右方向への往復変位によってポンプ室２７内への液体（塗料）を吸込む吸入工程と、ポンプ室２７内の液体（塗料）を吐出する吐出工程とが実行されるようになっている。
【００２０】
そして、前記フランジ部２４の外面（図で左側面）側には、図２にも示すようなマニホールド２８がねじ止め等により取付けられている。このマニホールド２８には、上下方向に延びる液体通路２９が形成されており、この液体通路２９の下端部には、バルブシート、バルブボール、ボールガイド等を備える逆止弁からなる吸入弁３０が組込まれ、液体通路２９の上端部には、同様の逆止弁からなる吐出弁３１が組込まれている。
【００２１】
さらに、前記マニホールド２８（液体通路２９）の下端には、前記ボディ２２の下部を左右方向に延びる吸込パイプ３２の左端部が接続されており、マニホールド２８（液体通路２９）の上端には、ボディ２２の上部を左右方向に延びる吐出パイプ３３の左端部が接続されている。前記吸込パイプ３２には吸込口３２ａが設けられ、図示しない塗料の供給源に接続されるようになっており、また、前記吐出パイプ３３には吐出口３３ａが設けられ、図示しない塗装装置（スプレーガン）に接続されるようになっている。
【００２２】
さて、前記マニホールド２８には、前記液体通路２９の途中部と、前記フランジ部２４の凹部２４ａ内（ポンプ室２７）とを連通させるための、この場合入口穴と出口穴とを兼用する複数個例えば４個の出入口穴３４が設けられる。即ち、図２及び図３にも示すように、マニホールド２８の図で右側壁部には、右方に若干量だけ凸となる円形の凸部２８ａが一体に設けられており、前記フランジ部２４への取付状態では、その凸部２８ａが前記フランジ部２４の開口部２４ｂに外側から液密に嵌合するようになっている。
【００２３】
そして、マニホールド２８には、液体通路２９から延びて凸部２８ａの先端面にて開口するように、４個の出入口穴３４が周方向に９０°間隔で設けられるのであるが、これら出入口穴３４は、夫々、前記フランジ部２４の外面側の中心部から軸方向に対して外周側に例えば３０°程度傾斜し（図２（ａ）参照）、且つ、径方向に対して若干量だけ（例えば図２（ｂ）及び図３で左回り方向に５°程度）傾くように延びて、フランジ部２４の凹部２４ａ（ポンプ室２７）の中心部から外周側にややずれた位置で開口するように形成されているのである。
【００２４】
一方、前記第２のポンプ部２３′においても、凹部２４ａ′及び開口部２４ｂ′を有するフランジ部２４′、ダイアフラム２５′、ポンプ室２７′、液体通路２９′並びに吸入弁３０′及び吐出弁３０′を有するマニホールド２８′を備え、液体通路２９′の下端部が、前記吸込パイプ３２の右端部に接続され、液体通路２９′の上端部が前記吐出パイプ３３の右端部に接続されている。また、前記マニホールド２８′には、上記マニホールド２８と同様に、円形の凸部２８ａ′、４個の出入口穴３４′が設けられている。
【００２５】
そして、前記ダイアフラム２５′の中心部が、前記シャフト２６の右端部に連結されている。このとき、ダイアフラム２５，ダイアフラム２５′及びシャフト２６は、ボディ２２に設けられた図示しない高圧エア駆動機構により、図で左右方向に所定のストロークで一体的に往復動するようになっており、その際、図１に示すように、一方のダイアフラム２５が吸入工程にあるときに、他方のダイアフラム２５′が吐出工程となることを、逆の関係で交互に繰返すようになるのである。
【００２６】
次に、上記構成の作用について述べる。上記したダイアフラムポンプ２１において、今、第１のポンプ部２３について見てみると、まず、図１に示すように、ダイアフラム２５が右方に変位した吸入工程にあっては、ポンプ室２７内が負圧となってそれに連通する液体通路２９も負圧となり、吐出弁３１が閉塞すると共に吸入弁３０が開放する。これにて、吸込パイプ３２（吸込口３２ａ）から塗料が液体通路２９内に吸込まれ、出入口穴３４を通ってポンプ室２７内に吸込まれるようになる。
【００２７】
これに対し、ダイアフラム２５がその状態から左方に変位する吐出工程にあっては、ポンプ室２７内の塗料が出入口穴３４を通って液体通路２９に押出されて該液体通路２９が正圧となり、吸入弁３０が閉塞すると共に吐出弁３１が開放する。これにて、塗料が吐出パイプ３３を通して吐出口３２ａから吐出されるようになる。この場合、第２のポンプ部２３′においては、上記と逆の動作（工程）が行われるので、第１，第２のポンプ部２３，２３′において、塗料の吸入工程、吐出工程が逆の関係で交互に行われ、塗料が連続的に移送されるのである。
【００２８】
しかして、上記吸入工程にあっては、塗料が出入口穴３４，３４′を通ってポンプ室２７，２７′（フランジ部２４，２４′の凹部２４ａ，２４ａ′）内に吸込まれるのであるが、このとき、４個の出入口穴３４，３４′が外周方向に指向すると共に円周方向に傾いて指向しているので、塗料は、例えば図３に矢印で示すように、第１のポンプ部２３のポンプ室２７内でこの場合左回りの渦を巻くような回転流を生じながら吸込まれるようになる。
【００２９】
また、上記吐出工程にあっては、ポンプ室２７内の塗料は、図３の矢印とは反対方向の回転流を生ずるようにして出入口穴３４から吐出されるようになる。従って、ポンプ室２７内での塗料の流れが良好となって、塗料が滞留しにくくなるのである。第２のポンプ部２３′のポンプ室２７′内でも同様に回転流が生ずるようになり、塗料が滞留しにくくなる。
【００３０】
そして、塗装に使用する塗料の種類（色）を切替える際などには、例えばシンナー等の洗浄液により、ダイアフラムポンプ２１の内部（ポンプ室２７，２７′や液体通路２９，２９′、吸込パイプ３２、吐出パイプ３３等）を洗浄した上で、新たな塗料に切替える必要がある。この場合、吸込口３２ａ側に洗浄液を供給しながらダイアフラムポンプ２１を駆動させることにより洗浄が行われるようになっている。
【００３１】
この洗浄時においても、吸入工程にあっては、出入口穴３４，３４′から吸込まれる洗浄液は、ポンプ室２７，２７′内で回転流を生ずるように吸込まれるようになり、また、吐出工程にあっては、やはりポンプ室２７，２７′内の洗浄液は回転流を生ずるようにして出入口穴３４，３４′から吐出されるようになる。従って、ポンプ室２７，２７′内での洗浄液の流れも良好となり、上記したポンプ室２７，２７′内で塗料が滞留しにくくなることと相俟って、ポンプ室２７，２７′の洗浄を効率的に行うことができるのである。
【００３２】
このように本実施例によれば、液体の吸入，吐出時に、ポンプ室２７，２７′内で回転流が生ずるように出入口穴３４，３４′を設けたので、従来のようなポンプ室６，６′内での液体の流れが悪いため洗浄性に劣っていたものと異なり、ポンプ室２７，２７′内での塗料の滞留、ひいてはゲル化や固化を抑制することができると共に、洗浄液の流れも良好とすることができ、この結果、ポンプ室２７，２７′の洗浄性の向上を図ることができ、少量の洗浄液で、短時間に洗浄を行うことが可能となるという優れた効果を得ることができる。
【００４５】
ちなみに、本発明者は、上記した実施例、及び従来例のものに対して、洗浄性に関する試験を実施した。試験の詳細についての説明は省略するが、その試験の結果、実施例の構成においては、従来例のものに比べて著しく良好な洗浄性が得られた。
【００４６】
尚、上記した実施例におけるフランジ部の凹部の表面に、テフロン等のフッ素樹脂コーティングを施すようにしても良い（請求項２に対応）。これによれば、凹部の表面に塗料等の液体が付着しにくくなるので、ポンプ室の洗浄性の一層の向上に寄与することができる。この場合、本発明においては、ダイアフラムの材質等を何ら限定するものではないが、このダイアフラムをフッ素樹脂から構成しても良いことは勿論である。
【００４７】
また、上記した実施例では、フランジ部に設けられる凹部を円形に構成したが、楕円形状に形成しても良く、同様にポンプ室内に回転流を生成することができて洗浄性の向上を図ることができる。但しこの場合、円形又は楕円形というのは、必ずしも厳密な円形，楕円形のみを意味するものではなく、多少歪んだ円形や楕円形であったり、周縁部の一部に直線部を有していたり、八角形等の円形に近い多角形等であっても良く、要は、ポンプ室内で液体が回転流を生成するような形状であれば良いのである。
【００４８】
その他、上記実施例における出入口穴は、４個に限らず、２個又は３個あるいは５個以上であっても良い。また、ダイアフラムポンプの構造としても、２個のポンプ室（ポンプ部）を有するものに限らず、ポンプ室が１個のものであっても良く、油圧等によりダイアフラムを駆動する方式のものであっても良い。さらには、本発明は、塗料を移送するものに限らず、各種の液体を移送（圧送）するダイアフラムポンプ全般に適用できることは勿論である等、要旨を逸脱しない範囲内で、適宜変更して実施し得るものである。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明にて明らかなように、本発明のダイアフラムポンプによれば、フランジ部に設けられた円形又は楕円形の凹部とダイアフラムとの間にポンプ室を形成するものにあって、フランジの凹部内で開口する液体の入口穴及び出口穴を、ポンプ室の中心部から外周側にずれた位置に、径方向に対して傾きを有した形態で開口させたので、ポンプ室内での液体の流れが良好となって、ポンプ室の洗浄性の向上を図ることができるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示すもので、ダイアフラムポンプの全体構成を示す縦断正面図
【図２】 マニホールドの縦断正面図（ａ）及び凸部の右側面図（ｂ）
【図３】 フランジ部の右側面図
【図４】 従来例を示すもので、（ａ），（ｂ）で工程を異ならせて示すダイアフラムポンプの縦断正面図
【符号の説明】
図面中、２１はダイアフラムポンプ、２２はボディ、２３，２３′はポンプ部、２４，２４′はフランジ部、２４ａ，２４ａ′は凹部、２５，２５′はダイアフラム、２７，２７′はポンプ室、２８，２８′はマニホールド、２９，２９′は液体通路、３４，３４′は出入口穴を示す。

Claims (2)

1. 内面側に円形又は円形に類似した形状の凹部を有すると共にその凹部内で開口する液体の入口穴及び出口穴を有するフランジ部と、このフランジ部の内面側に取付けられ前記凹部との間にポンプ室を形成するダイアフラムとを備え、前記ダイアフラムの変位により、前記ポンプ室への液体の吸入，吐出を行うものであって、
   前記フランジ部には、前記入口穴と出口穴とを兼用する複数個の穴が、該フランジ部の外面側の中心部から、前記凹部の軸方向に対して傾斜して延び、且つ該凹部の径方向に対して傾いて、前記凹部内で前記ポンプ室の中心部から外周側にずれた位置に開口するように設けられていることを特徴とするダイアフラムポンプ。
2. 前記フランジ部の凹部の表面は、フッ素樹脂コーティングされていることを特徴とする請求項１記載のダイアフラムポンプ。

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