JP4673619B2 - ポンプ装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明を適用したポンプ装置を縦に分割した状態の分解斜視図である。図2(a)、(b)は、図1に示すポンプ装置においてポンプ室の内容積を膨張させた状態を示す説明図、およびポンプ室の内容積を収縮させた状態を示す説明図である。
図3(a)、(b)、(c)はそれぞれ、図1に示すポンプ装置の回転体に用いたロータの斜視図、平面図、および断面図である。図4(a)、(b)、(c)はそれぞれ、図1に示すポンプ装置の回転体に用いた移動体の斜視図、平面図および断面図である。
再び図1および図2(a)において、本形態では、移動体60には、ダイヤフラム弁70が直接、連結されている。ダイヤフラム弁70は、底壁71と、底壁71の外周縁から軸線方向に立ち上がる円筒状の胴部73と、この胴部73の上端から外周側に広がるフランジ部75とを備えたカップ形状を有しており、底壁71の中央部分が、移動体60の円筒部63に被さった状態で、それらの上下方向から、止めネジ78とキャップ79とに固定されている。また、ダイヤフラム弁70のフランジ部75の外周縁は、Oリングとして機能する肉厚部になっており、この肉厚部は、プレート15の貫通穴155の周囲において、ケース13とプレート15との間に固定されている。このようにして、ダイヤフラム70は、ポンプ室2の下面を規定し、かつ、ポンプ室2の周りにおいてプレート15とケース13との間の液密を確保している。
このように構成したポンプ装置1において、ステータ20のコイル21に給電すると、カップ状部材30が回転し、その回転が変換機構40を介して移動体60に伝達される。従って、移動体60は軸線方向で往復直線運動を行う。その結果、ダイヤフフラム弁70が移動体60の移動に合わせて変形し、ポンプ室2の内容積を膨張、収縮させるので、ポンプ室2では、吸入口6からの液体の流入と、吐出口7に向けての液体の流出が行われる。その間、ダイヤフラム弁70の折り返し部分72は、環状空間内に保持された状態のまま、第1の壁面68および第2の壁面138に沿って展開あるいは巻き上げるように変形し、無理な摺動が発生しない。しかも、ダイヤフラム弁70は、ポンプ室2の流体から圧力を受けても、変形しない。さらに、移動体60の下方位置は、カップ状部材30の溝36および移動体60の突起66によって構成されたストッパにより規定されることになる。
以上説明したように、本形態のポンプ装置1では、ステッピングモータ機構による回転体3の回転を、雄ネジ67および雌ネジ37からなる動力伝達機構41を利用した変換機構40を介して移動体60に伝達して、ダイヤフラム弁70が固定された移動体60を往復直線運動させる。このため、駆動機構5からダイヤフラム弁70まで、必要最小限の部材で動力を伝達するので、ポンプ装置1の小型化および低コスト化を図ることができる。また、動力伝達機構41における雄ネジ67および雌ネジ37のリード角を小さくするだけで、移動体60の微小送りを行うことができる。従って、ポンプ室2の容積を厳密に制御できるので、高い精度で定量吐出を行うことができる。
本発明は、上記形態に限らず、例えば、流体として気体の供給などを行うポンプ装置1にも適用することができる。また、上記形態では、変換機構40の動力伝達機構41としてネジを利用したが、カム溝を利用してもよい。さらに、上記形態では弁体として、カップ状のダイヤフラム弁を用いたが、その他の形状のダイヤフラム弁、あるいはOリングを備えたピストンを用いてもよい。
2 ポンプ室
3 回転体
5 駆動機構
6 流体吸入口
7 吐出口
10 固定体
11 ベース
13 ケース
15 プレート
17 カバー
20 ステータ
21 コイル
36 ストッパ用の溝
37 雌ネジ
40 変換機構
41 動力伝達機構
49 供回り防止機構
30 ロータ
50 ロータマグネット
60 移動体
66 ストッパ用の突起
67 雄ネジ
68 第1の壁面
70 ダイヤフラム弁
72 ダイヤフラム弁の折り返し部分
80 軸受
82 ベアリングボール
138 第2の壁面
Claims (5)
- 流体の吸入口および吐出口に連通するポンプ室が構成された固定体と、前記ポンプ室の内容積を膨張収縮させて流体の吸入および吐出を行うための弁体と、該弁体を駆動する駆動機構とを有するポンプ装置において、
前記駆動機構は、コイルを備えた環状のステータと、該ステータと周面同士が対向する環状のロータマグネットを備えた回転体と、前記弁体が固定された移動体と、前記回転体の回転を変換して前記移動体を軸線方向に移動させる変換機構とを有し、
前記変換機構は、前記回転体と前記移動体との間でネジ溝あるいはカム溝を備えた動力伝達機構と、前記移動体が前記回転体とともに供回りすることを防止する供回り防止機構とを備えており、
前記回転体は、前記ステータの内側に同軸状に配置された筒状体であって、当該回転体の内側に前記移動体が同軸状に配置されており、当該回転体の外周面に前記ロータマグネットが固着されており、
前記弁体は、前記ポンプ室を区画形成するダイヤフラム弁であり、当該ダイヤフラム弁の外周縁が前記固定体に固定されている一方、当該ダイヤフラム弁の中央が前記移動体に固定されており、
前記ポンプ室の内容積を膨張させた状態では、前記ポンプ室の軸線方向の一部分が前記ロータマグネットの内側に位置することを特徴とするポンプ装置。 - 請求項1において、前記固定体は、前記移動体において軸線方向に延びた第1の壁面と対向して当該第1の壁面との間に環状空間を構成する第2の壁面を備え、
前記ダイヤフラム弁における中央部と外周縁との間の環状部分は、前記環状空間内に断面U字状に折り返された状態で保持されていることを特徴とするポンプ装置。 - 請求項2において、前記移動体は、外周側に広がったフランジ部を備えるとともに、該フランジ部には、周方向に複数の穴が形成され、
前記第2の壁面は、前記固定体において周方向の複数箇所から軸線方向に延びる複数本の突起から構成され、
前記複数本の突起は、前記複数の穴に各々嵌って前記供回り防止機構を構成していることを特徴とするポンプ装置。 - 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記回転体は、前記固定体に対してベアリングボールを介して軸線周りに回転可能に支持されていることを特徴とするポンプ装置。
- 請求項1ないし4のいずれかにおいて、前記回転体の停止位置を規定するためのストッパが構成されていることを特徴とするポンプ装置。
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JP2001153050A (ja) * | 1999-11-24 | 2001-06-05 | Meteku:Kk | 吸排ポンプ |
JP2004143960A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Smc Corp | ポンプ装置 |
JP2004278363A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Torii System Kk | 定電流形同期電動機式ピストンポンプ |
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