JP4770424B2 - ダイヤフラム型ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ダイヤフラムが変形してポンプ作用を奏するダイヤフラム型ポンプに関する。

ダイヤフラム型ポンプとしては、例えば特許文献１に開示されるものが挙げられる。図５に示すように、特許文献１に開示されるダイヤフラム型ポンプは、装置ケース９１を有し、該装置ケース９１は、ブロック９４と該ブロック９４に固定された押え板９８とを備えている。ブロック９４と押え板９８との間では、ダイヤフラム９２の外周部９２ａが狭持されている。また、ダイヤフラム９２とブロック９４との間にはポンプ室９５が区画されている。

また、ダイヤフラム型ポンプは、電動モータ等の駆動源（図示せず）を備え、該駆動源の駆動によって往復動されるロッド９６と、該ロッド９６を前記ダイヤフラム９２の中央部に連結する支持部９７とを備えている。前記支持部９７は、ダイヤフラム９２の一方の表面（図５では上面）側に配置されて該上面の一部に面する第１支持部材９７ａと、ダイヤフラム９２の他方の表面（図５では下面）側に配置されて該下面の一部に面する第２支持部材９７ｂとを備えている。ダイヤフラム９２の中央部は、第１支持部材９７ａと第２支持部材９７ｂとの間で支持部９７に狭持されている。

そして、このように構成されたダイヤフラム型ポンプは、ロッド９６が往復動することでダイヤフラム９２が変形（変位）して、ポンプ室９５の容積が増減変更される。ポンプ室９５の容積が増大する吸入行程においては、ポンプ室９５への流体の吸入が行われる。ポンプ室９５の容積が減少する吐出行程においては、ポンプ室９５からの流体の吐出が行われる。
実開平７−１４１７９号公報（第５頁、第１−３図）

ところが、上記従来技術のダイヤフラム型ポンプにおいては、ダイヤフラム９２の外周部９２ａが装置ケース９１に狭持されているとともに、ダイヤフラム９２の中央部が駆動体９３の支持部９７に狭持されている。したがって、ダイヤフラム９２において、装置ケース９１や支持部９７によって狭持された部位（狭持部位）には、前記狭持に伴う応力が常に作用されている。すなわち、ダイヤフラム９２には過大な負荷が作用するため、ダイヤフラム９２の耐久性が低下する問題があった。

本発明は、ダイヤフラムの耐久性を向上させることができるダイヤフラム型ポンプを提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ダイヤフラムを備え、該ダイヤフラムに第１支持部を介して連結された駆動体を備えるとともに、前記ダイヤフラムの外周部を支持する第２支持部を装置ケースに備え、さらに、前記装置ケースにダイヤフラムの変形によって容積が増減変更するポンプ室を形成し、前記駆動体が往復動することで前記ダイヤフラムが変形してポンプ作用を奏するダイヤフラム型ポンプであって、前記第１支持部及び第２支持部には、前記ダイヤフラムの一方の表面たる第１面を支持する第１支持面と前記ダイヤフラムの他方の表面たる第２面を支持する第２支持面とが設けられ、前記ダイヤフラムを複数のダイヤフラムを積層して構成した。そして、前記第１支持部及び前記第２支持部の少なくとも一方において、前記第１支持面と前記第２支持面との間隔の最小値は、前記第１支持面と前記第２支持面との間における前記複数のダイヤフラムを積層してなる厚み以上に設定されており、前記第１支持部及び前記第２支持部のうち、前記間隔の最小値が前記厚み以上に設定されている支持部において、前記第１支持面と前記ダイヤフラムの前記第１面との間、及び前記第２支持面と前記ダイヤフラムの前記第２面との間のうちの少なくとも一方には、前記第１支持面と前記第２支持面との間を経由した、前記ダイヤフラムの前記第１面側と前記第２面側との間での流体の流通を抑制するためのシール手段が設けられている。
上記目的を達成するために請求項２に記載の発明は、ダイヤフラムを備え、該ダイヤフラムに第１支持部を介して連結された駆動体を備えるとともに、前記ダイヤフラムの外周部を支持する第２支持部を装置ケースに備え、さらに、前記装置ケースにダイヤフラムの変形によって容積が増減変更するポンプ室を形成し、前記駆動体が往復動することで前記ダイヤフラムが変形してポンプ作用を奏するダイヤフラム型ポンプであって、前記第１支持部及び第２支持部には、前記ダイヤフラムの一方の表面たる第１面を支持する第１支持面と前記ダイヤフラムの他方の表面たる第２面を支持する第２支持面とが設けられ、前記第１支持部及び第２支持部のうちの少なくとも一つの支持部を、前記ダイヤフラムが変形する際に前記第１支持面と前記第２支持面との間で前記ダイヤフラムがずれ動くことができるように構成するとともに、前記ダイヤフラムを複数のダイヤフラムを積層して構成し、前記複数のダイヤフラムのうち、前記ポンプ室に面するように配設されたダイヤフラムは、その他のダイヤフラムより薄い。

これらの請求項に記載の発明の構成によれば、第１支持部及び第２支持部のうちの少なくとも一つの支持部において、第１支持面と第２支持面との間ではダイヤフラムが強固に狭持されておらず、この狭持に伴う応力がダイヤフラムに作用されることを抑制できる。また、例えばダイヤフラムがその変形の度合いを大きくしてゆく際に、該ダイヤフラムに引張り力が作用されると、第１支持面と第２支持面との間でダイヤフラムがずれ動く。したがって、該ダイヤフラムに過大な引張り力が作用することを抑制できる。

また、複数のダイヤフラムを積層してダイヤフラムを構成した場合、その積層状態のダイヤフラムによって、ポンプを動作させるのに必要な機械的強度や信頼性を発揮できればよい。このため、各ダイヤフラムの厚みは、ポンプを動作させるのに必要な機械的強度や信頼性を持たせた１枚のダイヤフラムの厚みに比して薄くなる。そして、各ダイヤフラムの厚みが薄くなることで、ダイヤフラムに引っ張り力が作用したときの伸び量を前記１枚のダイヤフラムに比して大きくすることができる。したがって、ダイヤフラムが変形の度合いを大きくしてゆくと同時に、各ダイヤフラムそれぞれが大きく伸び、第１支持面と第２支持面との間でダイヤフラムを大きくずれ動かすことなくダイヤフラムを所定の位置まで変位させることができる。その結果として、ダイヤフラムがずれ動くことによって発生する、第１支持面又は第２支持面に対するダイヤフラムの摺動距離を抑えることができる。

とくに、請求項２に記載の発明の構成によれば、機械的強度と耐食性とを両立した材料を選定することが困難であることから、１枚のダイヤフラムのみを用いていた場合のダイヤフラムの材料選定は機械的強度を重視しており、耐食性のある材料を選定していなかった。しかし、ダイヤフラムを複数のダイヤフラムを積層する構成とすることで、ポンプ室に面するダイヤフラム以外のダイヤフラムでポンプを動作させるのに必要な機械的強度や信頼性を持たせることとなり、ポンプ室に面するダイヤフラムの材料として、ポンプ室内の流体に対し耐食性のある材料を選定することが可能となる。

また、ポンプ室に面するダイヤフラムの伸び量をその他のダイヤフラムの伸び量より大きくすることができる。このため、ポンプにてポンプ室内に面する箇所に対するダイヤフラムの摺動距離を極僅かに抑え、前記その他のダイヤフラムをポンプ室に面するように配設した場合に比して前記摺動距離を短くすることができ、前記摺動によって発生する摩耗粉の量を極僅かに抑えることができる。

また、請求項２に記載の発明において、前記複数のダイヤフラムは３枚以上であり、前記ポンプ室に面するように配設されたダイヤフラム以外のダイヤフラムは、全て厚みが同じであってもよい。
この構成によれば、同じ厚みを有する複数のダイヤフラムを用いることでダイヤフラムの機械的強度を比例的に高めることができ、ダイヤフラムの機械的強度の設定を容易に行うことができる。

本発明によれば、ダイヤフラムの耐久性を向上させることができる。

以下、本発明を具体化したダイヤフラム型ポンプの一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。なお、以下の説明において、ダイヤフラム型ポンプを単に「ポンプ」と記載する。

図１（ａ）に示すように、ポンプは、装置ケース１０を備え、該装置ケース１０は、蓋１３ａを有する筒状をなし、一面（図１では下面）に開口を有する本体ケース１３と、該本体ケース１３の内側に収容された円環状のブロック１１と、該ブロック１１に接合された円環状の押え板１２とを有している。前記ブロック１１及び押え板１２は、前記ブロック１１が本体ケース１３の蓋１３ａ側に位置するようにして、本体ケース１３内に配置されている。なお、ブロック１１及び押え板１２は、図示しないボルト等の固定手段によって、互いに固定されているとともに本体ケース１３にも固定されている。

装置ケース１０内には、金属製でかつ均一な厚さの円板状をなすとともに、可撓性を有するダイヤフラム１４が配置されている。このダイヤフラム１４の中央部には、第１支持部４６を介して駆動体２４が連結され、ダイヤフラム１４の外周部１４ａは装置ケース１０に設けられた第２支持部６０によって支持されている。

前記ブロック１１の中央部には、前記押え板１２側の端面から本体ケース１３の蓋１３ａ側へ透孔１１ｂが貫通されている。この透孔１１ｂは、押え板１２側の開口が前記ダイヤフラム１４によって閉塞されているとともに、蓋１３ａ側の開口が本体ケース１３の蓋１３ａによって閉塞されている。このように、ダイヤフラム１４及び蓋１３ａによって閉塞された透孔１１ｂの内空間は、ポンプ室１５をなしている。

装置ケース１０の本体ケース１３には、図示しない外部の低圧側配管が接続される吸入通路１７、及び図示しない外部の高圧側配管が接続される吐出通路１８が、それぞれ設けられている。ブロック１１には、ポンプ室１５と吸入通路１７とを接続する吸入ポート２５、及びポンプ室１５と吐出通路１８とを接続する吐出ポート２６が、それぞれ形成されている。ブロック１１と本体ケース１３の間において、吸入ポート２５と吸入通路１７との境界には、リード弁よりなる吸入弁２１が配設されている。ブロック１１と本体ケース１３の間において、吐出ポート２６と吐出通路１８との境界には、リード弁よりなる吐出弁２２が配設されている。

前記駆動体２４は、図示しない駆動源（例えば電動モータ）に同じく図示しない動力伝達機構（例えば電動モータの回転力を往復移動力に変換して伝達する機構）を介して連結されたロッド４５を備えている。ロッド４５は、駆動源の駆動によって自身の軸線Ｌに沿う方向の前後（図面では上下方向）へと往復動される。前記ロッド４５には前記第１支持部４６が連結され、ロッド４５の往復動によってダイヤフラム１４が変形（変位）することで、ポンプ室１５の容積が変更される。

例えば、ロッド４５がポンプ室１５から離間する方向（図１（ａ）では下方）へと移動すると、ダイヤフラム１４がポンプ室１５と反対側へ向かって変形してポンプ室１５の容積が増大する。ポンプ室１５の容積が増大してゆく吸入行程にあっては、吸入弁２１を押し退けて吸入通路１７からポンプ室１５へと流体としてのガスが吸入される。逆に、ロッド４５がポンプ室１５側（図１（ａ）では上方）へと移動すると、ダイヤフラム１４がポンプ室１５側に向かって変形してポンプ室１５の容積が減少する。ポンプ室１５の容積が減少してゆく吐出行程にあっては、ポンプ室１５のガスが吐出弁２２を押し退けて吐出通路１８へと吐出される。その結果、ポンプのポンプ作用によってガスが搬送される。

次に、ダイヤフラム１４の支持構造について説明する。
まず、前記ダイヤフラム１４は、径方向へのサイズが同サイズとなる３枚のダイヤフラムを積層して構成されている。以下、３枚のダイヤフラムを第１ダイヤフラム１４１、第２ダイヤフラム１４２、第３ダイヤフラム１４３と記載する。前記第１ダイヤフラム１４１及び第２ダイヤフラム１４２は、例えば、弾性限度、強度、硬さ、粘りが高い値を示すばね鋼によって形成され、第３ダイヤフラム１４３は、耐食性を有するステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ）によって形成されている。なお、ばね鋼とステンレス鋼とでは、引っ張り力が作用した際の伸び量はステンレス鋼の方が大きい。

そして、ダイヤフラム１４は、ばね鋼よりなる第１ダイヤフラム１４１及び第２ダイヤフラム１４２を備えることによって、ポンプを動作させるのに必要な機械的強度（例えば、前記弾性限度、強度、硬さ、粘り）を有し、第３ダイヤフラム１４３を備えることによってガスに対する耐食性を有している。なお、ダイヤフラム１４は、前記第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３が、駆動体２４側からポンプ室１５側へ向けて第１ダイヤフラム１４１、第２ダイヤフラム１４２、及び第３ダイヤフラム１４３の順で積層されて構成されている。

前記ポンプ室１５に面するように配設された第３ダイヤフラム１４３は、その他の第１ダイヤフラム１４１及び第２ダイヤフラム１４２よりも厚みが薄く、第１ダイヤフラム１４１と第２ダイヤフラム１４２は同じ厚みとなっている。このため、第１及び第２ダイヤフラム１４１，１４２は同じ機械的強度を有している。また、ダイヤフラム１４に引っ張り力が作用したとき、第３ダイヤフラム１４３の伸び量は、第１及び第２ダイヤフラム１４１，１４２の伸び量に比して大きくなる。そして、ダイヤフラム１４において、ポンプ室１５に面することとなる一方の表面（上面）たる第１面１４ｂは、前記第３ダイヤフラム１４３によって構成され、ダイヤフラム１４の他方の表面（下面）たる第２面１４ｃは、前記第１ダイヤフラム１４１によって構成されている。

図１（ｃ）に示すように、上記ダイヤフラム１４の中央部を支持する前記第１支持部４６は、ダイヤフラム１４の前記第１面１４ｂ側（上側）に配設される第１支持部材４７と、ダイヤフラム１４の第２面１４ｃ側（下側）に配設される第２支持部材４８とから構成されている。第１支持部材４７と第２支持部材４８の間には、スペーサ５０が介在され、このスペーサ５０は円柱状をなし、第１支持部材４７においてダイヤフラム１４側の端面の中央部に、第２支持部材４８側に向かって一体に突設されている。スペーサ５０の第２支持部材４８側の端面５０ａは、ロッド４５の軸線Ｌと直交する平面よりなっている。スペーサ５０は、ダイヤフラム１４の連結孔１４ｄに挿通されているとともに端面５０ａが第２支持部材４８の端面の中央部に当接されている。すなわち、第１支持部材４７と第２支持部材４８とは、ダイヤフラム１４の連結孔１４ｄ内を経由して直接接合されている。そして、図１（ａ）に示すように、第１支持部材４７は、第１支持部材４７の中央部及び第２支持部材４８の中央部に挿通されたボルト４９の締付けによって、第２支持部材４８に固定されている。

第１支持部材４７において、スペーサ５０を除く領域は、第１支持面５５をなしている。第１支持面５５は、ダイヤフラム１４の第１面１４ｂに対して連結孔１４ｄの開口周囲で対向されている。第１支持面５５は、ロッド４５の往復動時（特に吸入行程）においてダイヤフラム１４の第１面１４ｂを支持するためのものである。第１支持面５５は、スペーサ５０に隣接する円環状の平面領域５５ａと、平面領域５５ａに外周側で隣接する円環状の傾斜面領域５５ｂとを備えている。平面領域５５ａは、ロッド４５の軸線Ｌと直交する仮想平面上に存在する。傾斜面領域５５ｂは、その外周側ほど、平面領域５５ａが存在する仮想平面から離間するように、ロッド４５の軸線Ｌに対して傾斜されている。

第２支持部材４８において、スペーサ５０が当接された領域を除く領域は、第２支持面５６をなしている。第２支持面５６は、ダイヤフラム１４の第２面１４ｃに対して連結孔１４ｄの開口周囲で対向されている。第２支持面５６は、ロッド４５の往復動時（特に吐出行程）においてダイヤフラム１４の第２面１４ｃを支持するためのものである。第２支持面５６は、スペーサ５０が当接された領域に隣接する円環状の平面領域５６ａと、平面領域５６ａに外周側で隣接する円環状の傾斜面領域５６ｂとを備えている。平面領域５６ａは、ロッド４５の軸線Ｌと直交する仮想平面上に存在する。傾斜面領域５６ｂは、その外周側ほど、平面領域５６ａが存在する仮想平面から離間するように、ロッド４５の軸線Ｌに対して傾斜されている。そして、ダイヤフラム１４の中央部（内周部）は、前記第１支持部材４７の第１支持面５５（平面領域５５ａ及び傾斜面領域５５ｂ）と、第２支持部材４８の第２支持面５６（平面領域５６ａ及び傾斜面領域５６ｂ）といった対向する一対の支持面５５，５６の間に配設されている。

第１支持面５５において、平面領域５５ａと傾斜面領域５５ｂとの境界には、ロッド４５の軸線Ｌを中心とした円環状に収容溝４７ｃが形成されている。収容溝４７ｃには、シール手段としてのシール部材たるゴム製のＯリング５８が収容されており、Ｏリング５８はダイヤフラム１４の第１面１４ｂに対して摺動可能に当接されている。したがって、支持部４６の第１支持面５５とダイヤフラム１４の第１面１４ｂとの間を経由した、ポンプ室１５からのガスの漏れ、つまり第１支持面５５と第２支持面５６との間を経由した、ダイヤフラム１４の第１面１４ｂ側から第２面１４ｃ側へのガスの流通は、Ｏリング５８によって抑制される。

次に、第１支持部材４７におけるスペーサ５０の高さの設定、すなわち、第１支持面５５と第２支持面５６との間隔の最小値Ｓの設定について説明する。なお、スペーサ５０の高さとは、第１支持面５５の平面領域５５ａが存在する仮想平面と、スペーサ５０の端面５０ａが存在する仮想平面との間の距離のことを指す。

第１支持部４６にスペーサ５０を備えることで、ボルト４９を締付けて第１支持部材４７（スペーサ５０）と第２支持部材４８とを圧接させれば、第１支持面５５と第２支持面５６との間隔の最小値Ｓを、スペーサ５０の高さに応じた距離に設定することができる。本実施形態においてスペーサ５０の高さ、すなわち、第１支持面５５と第２支持面５６との間隔の最小値Ｓ、言い換えれば第１支持面５５の平面領域５５ａと第２支持面５６の平面領域５６ａとの間隔は、第１支持面５５と第２支持面５６との間におけるダイヤフラム１４の厚さ（板厚）Ｔ以上に設定されている。なお、前記ダイヤフラム１４の厚さＴは、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３を積層してなる厚みである。例えばボルト４９の強い締付けによっても、第１支持面５５の平面領域５５ａと第２支持面５６の平面領域５６ａとの間でダイヤフラム１４が強固に狭持されないようにしている。

特に、本実施形態において第１支持面５５と第２支持面５６との間隔の最小値Ｓは、ダイヤフラム１４の厚さＴよりも大きく設定されている。すなわち、第１支持面５５と第２支持面５６との間隔の最小値Ｓは、第１支持面５５の平面領域５５ａとダイヤフラム１４の第１面１４ｂとの間及び第２支持面５６の平面領域５６ａとダイヤフラム１４の第２面１４ｃとの間のうちの少なくとも一方に隙間ができるように設定されている。

次に、ダイヤフラム１４の外周部１４ａを支持する第２支持部６０について説明する。図１（ｂ）に示すように、第２支持部６０は、ブロック１１において、ダイヤフラム１４の第１面１４ｂに対向する第１支持面１１ａと、押え板１２において、ダイヤフラム１４の第２面１４ｃに対向する第２支持面１２ａとから構成されている。第１支持面１１ａ及び第２支持面１２ａは、それぞれロッド４５の軸線Ｌと直交する仮想平面上に存在する。ブロック１１において第１支持面１１ａよりも外周側には、円環状（周壁状）のスペーサ６１が一体に突設されている。スペーサ６１の押え板１２側の端面６１ａは、ロッド４５の軸線Ｌと直交する仮想平面上に存在する。ブロック１１は、スペーサ６１の端面６１ａが、押え板１２において第２支持面１２ａよりも外周側（第２支持面１２ａと同一仮想平面上に存在する平面）に当接されて押え板１２に接合されている。

第１支持面１１ａには、ロッド４５の軸線Ｌを中心とした円環状に収容溝１１ｃが形成されている。収容溝１１ｃには、シール手段としてのシール部材たるゴム製のＯリング６２が収容されており、Ｏリング６２はダイヤフラム１４の第１面１４ｂに当接されている。したがって、第２支持部６０の第１支持面１１ａとダイヤフラム１４の第１面１４ｂとの間を経由した、ポンプ室１５からのガスの漏れ、すなわち、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間を経由した、ダイヤフラム１４の第１面１４ｂ側から第２面１４ｃ側へのガスの流通は、Ｏリング６２によって抑制される。

そして、スペーサ６１の高さ、つまり第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間隔の最小値（第１支持面１１ａと第２支持面１２ａは全ての対向領域で平行であるため全ての箇所の間隔を最小値と把握できる）Ｒは、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間に位置するダイヤフラム１４の厚さＴ以上に設定されている。このため、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間でダイヤフラム１４が強固に狭持されないようにしている。特に、本実施形態において第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間隔の最小値Ｒは、ダイヤフラム１４の厚さＴよりも大きく設定されている。すなわち、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間隔の最小値Ｒは、第１支持面１１ａとダイヤフラム１４の第１面１４ｂとの間及び第２支持面１２ａとダイヤフラム１４の第２面１４ｃとの間のうちの少なくとも一方に隙間ができるように設定されている。

さて、上記構成のポンプにおいて、例えば図１（ａ）の状態から図２の状態に移行する際、すなわち、ダイヤフラム１４が変形の度合いを大きくしてゆく際に、ダイヤフラム１４に引張り力が作用されると、第１支持面５５と第２支持面５６との間でこれら第１支持面５５及び第２支持面５６に沿ってダイヤフラム１４がずれ動くこととなる。すなわち、図２の拡大図に示すように、ダイヤフラム１４の内周部がロッド４５の軸線Ｌから離間する方向にずれ動く。同時に、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間でこれら第１支持面１１ａ及び第２支持面１２ａに沿ってダイヤフラム１４がずれ動くこととなる。すなわち、ダイヤフラム１４の外周部１４ａがロッド４５の軸線Ｌに近接する方向にずれ動く。

また、例えば図２の状態から図１（ａ）の状態に移行する際、すなわち、ダイヤフラム１４が変形の度合いを小さくしてゆく際には、第１支持面５５と第２支持面５６との間でこれら第１支持面５５及び第２支持面５６に沿って（詳しくはロッド４５の軸線Ｌに近接する方向に）ダイヤフラム１４がずれ動く（押し戻される）こととなる。同時に、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間でこれら第１支持面１１ａ及び第２支持面１２ａに沿って（詳しくはロッド４５の軸線Ｌから離間する方向に）ダイヤフラム１４がずれ動く（押し戻される）こととなる。

このとき、ダイヤフラム１４は、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３を積層して構成されている。そして、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３の厚みは、ポンプを動作させるのに必要な機械的強度や信頼性を持たせた１枚のダイヤフラムの厚みより薄く、前記変形に伴う第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３の伸び量が大きくなる。このため、ダイヤフラム１４が変形の度合いを大きくしてゆくと同時に、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３が大きく伸び、ダイヤフラム１４を僅かにずれ動かせるだけでダイヤフラム１４を所定の位置まで変位させることができる。

上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）ダイヤフラム１４は、その中央部が第１支持面５５と第２支持面５６との間で強固に挟持されておらず、また、外周部１４ａが第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間で強固に狭持されておらず、狭持に伴う応力がダイヤフラム１４に作用されることを抑制できる。また、ダイヤフラム１４がその変形の度合いを大きくしてゆく際に、ダイヤフラム１４に引張り力が作用されると、第１支持面５５と第２支持面５６との間、及び第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間でダイヤフラム１４がずれ動く。したがって、ダイヤフラム１４に過大な引張り力が作用することを抑制できる。以上のように、ダイヤフラム１４に過大な負荷が作用することを抑制でき、ダイヤフラム１４の耐久性を向上することができる。

（２）さらに、ダイヤフラム１４は複数（３枚）の第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３を積層して構成されている。このため、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３の３枚で、ポンプを動作させるのに必要な機械的強度や信頼性を持たせればよく、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３の厚みは、ポンプを動作させるのに必要な機械的強度や信頼性を持たせた１枚のダイヤフラムの厚みに比して薄くなる。そして、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３の厚みが薄くなることで、ダイヤフラム１４に引っ張り力が作用したときの伸び量を前記１枚のダイヤフラムに比して大きくすることができる。したがって、ダイヤフラム１４が変形の度合いを大きくしてゆくと同時に、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３が大きく伸び、ダイヤフラム１４を大きくずれ動かせることなくダイヤフラム１４を所定の位置まで変位させることができる。その結果として、ダイヤフラム１４がずれ動くことによって発生する、平面領域５５ａ及び傾斜面領域５５ｂに対する第１面１４ｂの摺動距離、透孔１１ｂ周面に対する第１面１４ｂの摺動距離、平面領域５６ａ及び傾斜面領域５６ｂに対する第２面１４ｃの摺動距離、及び第２支持面１２ａに対する第２面１４ｃの摺動距離を抑えることができる。その結果として、該摺動によって発生する摩耗粉の発生量を抑えることができ、ポンプ室１５内に混入する摩耗粉量を僅かとしてガスの純度の低下を抑制することができる。

（３）ダイヤフラム１４は、第１ダイヤフラム１４１と第２ダイヤフラム１４２の厚みが第３ダイヤフラム１４３の厚みよりも厚くなっている。そして、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラム１４２によって、ポンプを動作させるのに必要な機械的強度や信頼性を持たせることとなる。このため、ポンプ室１５に面する第３ダイヤフラム１４３の材料に前記機械的強度を必要以上に持たせる必要がなく、その材料選定に幅を持たせることが可能となり、その結果として、本実施形態ではポンプ室１５内のガスに対し耐食性のある材料を選定することが可能となる。

（４）ポンプ室１５に面する第３ダイヤフラム１４３をその他の第１ダイヤフラム１４１及び第２ダイヤフラム１４２より薄くしたため、その伸び量をその他の第１ダイヤフラム１４１及び第２ダイヤフラム１４２の伸び量より大きくすることができる。その結果として、ポンプ室１５に面する箇所としての透孔１１ｂの周面や第１支持面５５に対する第３ダイヤフラム１４３の摺動距離を極僅かとし、該摺動に伴う摩耗粉の発生量を極僅かに抑えることができる。したがって、ポンプ室１５に面する第３ダイヤフラム１４３を薄くする構成は、例えば、半導体製造工場のようにガスの純度を高く保つ場所で使用されるポンプに採用するのに適している。

（５）第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３を積層することで、ダイヤフラム１４には、ポンプを動作させるのに必要な機械的強度が付与されている。すなわち、ダイヤフラム１４は、ポンプ室１５内のガス圧に対しては変形しにくく、ロッド４５の往復動に伴って変形しやすくなくてはならない。ここで、例えば、１枚のダイヤフラムのみでガス圧に対する強度を持たせるために、ダイヤフラムの厚みを厚くした場合は、ロッド４５の往復動に伴う変形が困難となる。逆に、１枚のダイヤフラムのみでロッド４５の往復動に伴う変形を容易とするために、ダイヤフラムの厚みを薄くした場合は、ガス圧に対する所要の強度を持たせることができなくなる。

したがって、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３を積層してダイヤフラム１４を構成した場合は、１枚のダイヤフラムに比して第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３それぞれの厚みが薄くなるため、ロッド４５の往復動に伴う変形が容易となるとともに、積層構造であることからガス圧に対して変形しにくくすることができる。すなわち、ダイヤフラム１４を、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３を積層して構成することで、上記のような変形しやすさと変形しにくさを兼ね備えたダイヤフラム１４とすることができる。

（６）第１支持面５５と第２支持面５６との間隔の最小値Ｓは、第１支持面５５と第２支持面５６との間におけるダイヤフラム１４の厚さＴ以上に設定されている。また、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間隔の最小値Ｒは、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間におけるダイヤフラム１４の厚さＴ以上に設定されている。このため、第１支持部４６及び第２支持部６０がダイヤフラム１４を強固に狭持せずかつダイヤフラム１４のずれ動きを許容することをより好適に具体化すること、すなわち、ダイヤフラム１４がさらに円滑にずれ動くようにすることができる。よって、ダイヤフラム１４に過大な負荷が作用することをさらに効果的に抑制でき、ダイヤフラム１４の耐久性をさらに向上することができる。

（７）第１支持部４６は、第１支持部材４７と第２支持部材４８との接合部分に、第１支持面５５と第２支持面５６との間隔を規定するスペーサ５０を備え、ブロック１１は第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間隔を規定するスペーサ６１を備えている。したがって、第１支持面５５と第２支持面５６との間隔（特に最小値Ｓ）、及び第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間隔（特に最小値Ｒ）が、所望の値よりも小さく設定されてしまうことを確実に防止することができる。すなわち、スペーサ５０，６１を備えることで、例えばスペーサ５０，６１を備えていない場合と比較して、ポンプの製造時における第１支持面５５と第２支持面５６との間隔、及び第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間隔の管理が容易となる。よって、ダイヤフラム１４が変形する際に、第１支持部４６及び第２支持部６０におけるダイヤフラム１４のずれ動きが円滑に行われ、ダイヤフラム１４に過大な引張り力が作用することをさらに効果的に抑制できる。

（８）ダイヤフラム１４の第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３のうち、ポンプ室１５に面するように配置されている第３ダイヤフラム１４３以外の第１ダイヤフラム１４１と第２ダイヤフラム１４２は、厚みが同じとなっている。このため、同じ厚みを有し、同じ強度を有する２枚のダイヤフラム１４１，１４２を用いることでダイヤフラム１４の強度を比例的に高めることができ、ダイヤフラム１４の強度の設定を容易に行うことができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図３に示すように、実施形態に係るポンプにおいて、第２支持部６０からスペーサ６１を削除し、第１支持面１１ａから収容溝１１ｃを削除するとともに、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間からＯリング６２を削除してもよい。すなわち、ダイヤフラム１４の外周部１４ａは、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間で、比較的強く狭持されていてもよい。そして、ダイヤフラム１４のずれ動きを許容する構成は、第１支持部４６のみに採用されている。

○ 図４に示すように、実施形態に係るポンプにおいて、第１支持部材４７からスペーサ５０を削除し、第１支持面５５から収容溝４７ｃを削除するとともに、第１支持部材４７と第２支持部材４８との間からＯリング５８を削除してもよい。すなわち、ダイヤフラム１４の中央部は、第１支持面５５の平面領域５５ａと第２支持面５６の平面領域５６ａとの間で、比較的強く狭持されていてもよい。そして、ダイヤフラム１４のずれ動きを許容する構成は、装置ケース１０が備えるダイヤフラム１４の第２支持部６０のみに採用されている。

○ ダイヤフラム１４は、少なくとも２枚のダイヤフラムを積層して構成されていればよく、例えば、ダイヤフラム１４を２枚のダイヤフラムを積層して構成してもよく、この場合は、ポンプ室１５側のダイヤフラムの厚みをもう一方のダイヤフラムの厚みより薄くするのが好ましいが、２枚とも同じ厚みであってもよい。又は、ダイヤフラム１４は、２枚又は３枚のダイヤフラムを積層した構成に限らず、積層枚数は任意に変更してもよい。

○ ダイヤフラム１４において、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３は全て同じ厚みでもよい。
○ ダイヤフラム１４において、第１〜第３ダイヤフラム１４１〜１４３をそれぞれ異なる厚みとし、その積層順序は任意に変更してもよい。

○ スペーサ５０を、第２支持部材４８に一体形成するとともに第１支持部材４７に当接させてもよい。また、スペーサ６１を、押え板１２に一体形成するとともにブロック１１に当接させてもよい。

○ スペーサ５０を、第１支持部材４７及び第２支持部材４８と別体のリングとしてもよい。また、スペーサ６１を、ブロック１１及び押え板１２と別体のリングとしてもよい。

○ 第１支持面５５と第２支持面５６との間隔の最小値Ｓを、第１支持面５５と第２支持面５６との間に位置するダイヤフラム１４の厚みＴよりも若干（最大でも１０％）小さく設定してもよい。また、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間隔の最小値Ｒを、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間に位置するダイヤフラム１４の厚さＴよりも若干（最大でも１０％）小さく設定してもよい。すなわち、ダイヤフラム１４の変形によるダイヤフラム１４のずれ動きが可能であれば、第１支持面５５の平面領域５５ａと第２支持面５６の平面領域５６ａとの間や、第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間でダイヤフラム１４が直接狭持されるような構成を採用してもよい。

○ ブロック１１と押え板１２との接合力を緩くすること（例えばブロック１１と押え板１２とを固定する図示しないボルトの締付けを緩くすること）で、ダイヤフラム１４が変形する際に第１支持面１１ａと第２支持面１２ａとの間でこれら支持面１１ａ及び支持面１２ａに沿ってダイヤフラム１４がずれ動くことができるように構成してもよい。

○ ボルト４９の締付け力を緩くすることで、ダイヤフラム１４が変形する際に第１支持面５５と第２支持面５６との間でこれら第１支持面５５及び第２支持面５６に沿ってダイヤフラム１４がずれ動くことができるように構成してもよい。

○ 第２支持面５６とダイヤフラム１４の第２面１４ｃとの間にシール手段（例えばＯリング）を設けてもよい。
○ シール手段としてリップシールを用いてもよい。

○ ダイヤフラム型ポンプとしては、駆動体２４を備えておらず、ダイヤフラムを境界としてポンプ室と反対側に背圧室を区画し、該背圧室の内圧を増減変更することでダイヤフラムを変形させるタイプも存在する。このようなタイプのダイヤフラム型ポンプに具体化してもよい。

○ 液体を扱うダイヤフラム型ポンプに本発明を具体化してもよい。
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（１）前記第１支持面と前記第２支持面との間隔の最小値は、前記第１支持面と前記第２支持面との間における前記ダイヤフラムの厚さ以上に設定されているダイヤフラム型ポンプ。

（２）前記第１支持部及び第２支持部のうちの少なくとも一つの支持部は、前記第１支持面と第２支持面との間隔を規定するスペーサを備えているダイヤフラム型ポンプ。

（３）前記第１支持部及び第２支持部のうちの少なくとも１つの支持部において、前記第１支持面と前記ダイヤフラムの前記第１面との間、及び前記第２支持面と前記ダイヤフラムの前記第２面との間のうちの少なくとも一方には、前記第１支持面と前記第２支持面との間を経由した、前記ダイヤフラムの前記第１面側と前記第２面側との間での流体の流通を抑制するためのシール手段が設けられているダイヤフラム型ポンプ。

（ａ）は実施形態のダイヤフラム型ポンプの断面図、（ｂ）は（ａ）において装置ケースの第２支持部付近の拡大図、（ｃ）は（ａ）において駆動体の第１支持部付近の拡大図。 ダイヤフラム型ポンプの動作を説明するための図。 別例のダイヤフラム型ポンプの断面図。 別例のダイヤフラム型ポンプの断面図。 背景技術のダイヤフラム型ポンプの断面図。

符号の説明

１０…装置ケース、１１ａ…第１支持面、１２ａ…第２支持面、１４…ダイヤフラム、１４ａ…外周部、１４ｂ…第１面、１４ｃ…第２面、１４１…第１ダイヤフラム、１４２…第２ダイヤフラム、１４３…第３ダイヤフラム、１５…ポンプ室、２４…駆動体、４６…第１支持部、５５…第１支持面、５６…第２支持面、６０…第２支持部。

Claims (3)

1. ダイヤフラムを備え、該ダイヤフラムに第１支持部を介して連結された駆動体を備えるとともに、前記ダイヤフラムの外周部を支持する第２支持部を装置ケースに備え、さらに、前記装置ケースにダイヤフラムの変形によって容積が増減変更するポンプ室を形成し、前記駆動体が往復動することで前記ダイヤフラムが変形してポンプ作用を奏するダイヤフラム型ポンプであって、
   前記第１支持部及び第２支持部には、前記ダイヤフラムの一方の表面たる第１面を支持する第１支持面と前記ダイヤフラムの他方の表面たる第２面を支持する第２支持面とが設けられ、前記ダイヤフラムを複数のダイヤフラムを積層して構成し、
   前記第１支持部及び前記第２支持部の少なくとも一方において、前記第１支持面と前記第２支持面との間隔の最小値は、前記第１支持面と前記第２支持面との間における前記複数のダイヤフラムを積層してなる厚み以上に設定されており、
   前記第１支持部及び前記第２支持部のうち、前記間隔の最小値が前記厚み以上に設定されている支持部において、前記第１支持面と前記ダイヤフラムの前記第１面との間、及び前記第２支持面と前記ダイヤフラムの前記第２面との間のうちの少なくとも一方には、前記第１支持面と前記第２支持面との間を経由した、前記ダイヤフラムの前記第１面側と前記第２面側との間での流体の流通を抑制するためのシール手段が設けられていることを特徴とするダイヤフラム型ポンプ。
2. ダイヤフラムを備え、該ダイヤフラムに第１支持部を介して連結された駆動体を備えるとともに、前記ダイヤフラムの外周部を支持する第２支持部を装置ケースに備え、さらに、前記装置ケースにダイヤフラムの変形によって容積が増減変更するポンプ室を形成し、前記駆動体が往復動することで前記ダイヤフラムが変形してポンプ作用を奏するダイヤフラム型ポンプであって、
   前記第１支持部及び第２支持部には、前記ダイヤフラムの一方の表面たる第１面を支持する第１支持面と前記ダイヤフラムの他方の表面たる第２面を支持する第２支持面とが設けられ、前記第１支持部及び第２支持部のうちの少なくとも一つの支持部を、前記ダイヤフラムが変形する際に前記第１支持面と前記第２支持面との間で前記ダイヤフラムがずれ動くことができるように構成するとともに、前記ダイヤフラムを複数のダイヤフラムを積層して構成し、
   前記複数のダイヤフラムのうち、前記ポンプ室に面するように配設されたダイヤフラムは、その他のダイヤフラムより薄いことを特徴とするダイヤフラム型ポンプ。
3. 前記複数のダイヤフラムは３枚以上であり、前記ポンプ室に面するように配設されたダイヤフラム以外のダイヤフラムは、全て厚みが同じであることを特徴とする請求項２に記載のダイヤフラム型ポンプ。

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