JP6625346B2 - ダイアフラムポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ダイアフラムポンプに関するものである。

従来より、流体を移送するために流体に圧力を加えるポンプとしてダイアフラムポンプが知られている。このダイアフラムポンプは、特許文献１に示すように、第１のヘッドホルダと、該第１のヘッドホルダに設けられる第２のヘッドホルダと、第１のヘッドホルダと第２のヘッドホルダに周縁部が挟持されるダイアフラムとを備え、ダイアフラムの中央部が厚み方向に往復運動することにより、ポンプの内部空間の圧力を変化させて、流体を流入口から流出口に移送する。

ところが、このダイアフラムポンプは、ダイアフラムの往復運動の際に、ダイアフラムの周縁部がダイアフラムの中央部に引っ張られて次第に径方向内側に移動し、ダイアフラムが正規の位置からずれてしまう場合があった。

これに対して、特許文献２には、ダイアフラムの周縁部を挟持する第１のヘッドホルダの挟持面に突起部を設け、該突起部でダイアフラムの周縁部を押さえ付ける構造のダイアフラムポンプが開示されている。これによれば、突起部でダイアフラムの周縁部を押さえ付けることによりダイアフラムの径方向の移動を規制できるため、ダイアフラムが正規の位置からずれることを防止することができる。

特願２０１４−２３５２１９号 特開２０１３−１１９７９９号

しかしながら、特許文献２のダイアフラムポンプは、往復運動の際にダイアフラムが突起部を支点としてスイングするため、ダイアフラムにおける突起部の近傍に僅かな隙間が生じ、作動流体がポンプ内部からリークしてしまう問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ダイアフラムが正規の位置からずれることを防止することができるともに、作動流体がポンプ内部からリークすることを防止することができるダイアフラムポンプを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、第１のヘッドホルダと、該第１のヘッドホルダに設けられる第２のヘッドホルダと、第１のヘッドホルダと第２のヘッドホルダに周縁部が挟持されるダイアフラムとを備え、ダイアフラムの中央部が厚み方向に往復運動することにより、ポンプの内部空間の圧力を変化させて、流体を流入口から流出口に移送するダイアフラムポンプであって、前記第１のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第１の突起部が設けられるとともに、前記第２のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第２の突起部が設けられ、前記第１の突起部と前記第２の突起部は、互いにダイアフラムの径方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする。

これによれば、前記第１のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第１の突起部が設けられるとともに、前記第２のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第２の突起部が設けられるため、各突起部でダイアフラムの周縁部を押さえ付けることによりダイアフラムの径方向の移動を規制でき、ダイアフラムが正規の位置からずれることを防止することが可能となる。

また、前記第１の突起部と前記第２の突起部は、互いにダイアフラムの径方向にずれた位置に配置されているため、ダイアフラムの周縁部をダイアフラムの径方向にずれた２箇所の突起部により径方向に幅を持たせて押さえ付けることができ、ダイアフラムにおける各突起部の近傍に隙間が生じにくくなり、作動流体がポンプ内部からリークすることを防止することが可能となる。

また、前記第１の突起部と前記第２の突起部は、前記第１の突起部と前記第２の突起部の離間距離と、第１の突起部および／または第２の突起部と対向するヘッドホルダの挟持面との離間距離とが同一になるように配置されているのが好ましい。これによれば、前記第１の突起部と前記第２の突起部の間におけるダイアフラムの圧縮率と、第１の突起部および／または第２の突起部と対向するヘッドホルダの挟持面との間におけるダイアフラムの圧縮率が同一になるため、ダイアフラムを径方向に均一な圧縮率により挟持することができ、ダイアフラムのずれや作動流体のリークを一層効果的に防止することが可能となる。

また、前記第１の突起部と前記第２の突起部は、少なくとも一方の突起部がダイアフラムの周縁部に沿って全周に亘って環状に形成されているのが好ましい。これによれば、ダイアフラムを周方向に均一な圧縮率により挟持することができ、ダイアフラムのずれや作動流体のリークをより一層効果的の防止することが可能となる。

また、前記第１の突起部と前記第２の突起部は、少なくとも一方の突起部がダイアフラムの径方向に断面半円状に形成されているのが好ましい。これによれば、断面半円状の突起部とダイアフラムが緩やかな曲面で面接触するため、ダイアフラムに対する摩耗や損傷を軽減することができる。

また、前記第１の突起部と前記第２の突起部は、一方の突起部がダイアフラムの径方向に断面半円状に形成されるとともに、他方の突起部が一方の突起部の半円の中心点を中心とする径大な仮想円に接する傾斜面を有するのが好ましい。これによれば、一方の突起部とダイアフラムが緩やかな曲面で面接触するとともに、他方の突起部の傾斜面とダイアフラムが平面で面接触するため、ダイアフラムに対する摩耗や損傷を軽減することができる。

また、前記第１の突起部と前記第２の突起部は、他方の突起部が前記傾斜面の頂上部に連設し、且つ一方の突起部側のヘッドホルダの挟持面に平行な挟持面を有するのが好ましい。これによれば、一方の突起部側のヘッドホルダの挟持面と他方の突起部側のヘッドホルダの挟持面により互いに平行に挟持するため、ダイアフラムを安定的に挟持することができる。

また、前記第１の突起部は、前記第２の突起部よりもダイアフラムの径方向内側に配置され、ダイアフラムが周縁部から中心部にかけて第２のヘッドホルダ側に傾斜しているのが好ましい。これによれば、ダイアフラムは、径方向内側に配置された第１の突起部により第２のヘッドホルダ側に押さえ付けられることにより、周縁部から中心部にかけて第２のヘッドホルダ側に傾斜するため、厚み方向に不要な外力を受けにくくなり、スムーズに往復運動することができる。

本発明によれば、各突起部でダイアフラムの周縁部を押さえ付けることによりダイアフラムの径方向の移動を規制でき、ダイアフラムが正規の位置からずれることを防止することが可能となる。

また、ダイアフラムの周縁部をダイアフラムの径方向にずれた２箇所の突起部により径方向に幅を持たせて押さえ付けることができ、各突起部の近傍に作動流体が浸み出す隙間が生じず、作動流体がポンプ内部からリークすることを防止することが可能となる。

このため、ダイアフラムが正規の位置からずれることを防止することができるともに、作動流体がポンプ内部からリークすることを防止することができ、ダイアフラムポンプを長期に亘って安定的に使用することが可能となる。

本発明に係るダイアフラムポンプの斜視図である。 図１のダイアフラムポンプのＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。 図２のダイアフラムポンプのＩＩＩ部の要部断面図である。 他のの実施形態に係るダイアフラムポンプの要部断面図である。

次に、本発明に係るダイアフラムポンプ（以下、本ポンプ１という）の実施形態について図１〜図３を参照しつつ説明する。

本ポンプ１１は、図１に示すように、コ字状のポンプ取付台Ｂに載置され、同じくポンプ取付台Ｂに取り付けられた駆動モータＭにコネクティングロッドＲを介して接続されている。

また、本ポンプ１は、図２に示すように、第１のヘッドホルダ１１と、第１のヘッドホルダ１１に設けられる第２のヘッドホルダ１２と、第１のヘッドホルダ１１と第２のヘッドホルダ１２に周縁部１３ａが挟持されるダイアフラム１３と、流体を流入させる流入バルブ１４と、流体を流出させる流出バルブ１５を備える。

前記第１のヘッドホルダ１１は、本ポンプ１の上部に設けられる厚みを備えた円盤状の部材であって、下面の中央部に横断面円形の凹部１１３が設けられている。

また、前記第１のヘッドホルダ１１は、下面の周縁部にダイアフラム１３の周縁部１３ａを挟持する挟持面１１１を有している。該挟持面１１１は、図３に示すように、ダイアフラム１３の径方向内側に第１の突起部１１２が設けられている。

この第１の突起部１１２は、ダイアフラム１３の径方向に断面半円状に形成されている。このため、第１の突起部１１２とダイアフラム１３が緩やかな曲面で面接触するため、ダイアフラム１３に対する摩耗や損傷を軽減することができる。

また、前記第１の突起部１１２は、ダイアフラム１３の周縁部１３ａに沿って全周に亘って環状に形成されている。このため、ダイアフラム１３を周方向に均一な圧縮率により挟持することができる。

一方、前記第２のヘッドホルダ１２は、本ポンプ１の下部に設けられる厚みを備えた円環状の部材であって、第１のヘッドホルダ１１とダイヤフラム１３の周縁部１３ａを固定するものである。第２のヘッドホルダ１２は、上面の周縁部にネジ溝が設けられ、ネジ１６が第１のヘッドホルダ１１とダイヤフラム１３の周縁部１３を貫通する態様で該ネジ溝に螺入されることにより、第１のヘッドホルダ１１とのダイヤフラム１３の周縁部１３ａを固定している。なお、図３において、１３１は、ダイアフラムの一部として、本ポンプ１内部の気密性や液密性を保つためにダイアフラム１３の周縁部１３と第２のヘッドホルダ１２の間に設けられているガスケットである。

また、前記第２のヘッドホルダ１２は、上面にダイアフラム１３の周縁部１３ａを挟持する挟持面１２１を有している。該挟持面１２１は、図３に示すように、第１の突起部１１２よりダイアフラム１３の径方向外側に第２の突起部１２２が設けられており、第２の突起部１２２は第１の突起部１１２の半円の中心点Ｏを中心とする径大な仮想円Ｃに接する傾斜面１２２ａを有する。このため、第２の突起部１２２の傾斜面１２２ａとダイアフラム１３が平面で面接触するため、ダイアフラム１３に対する摩耗や損傷を軽減することができる。

また、前記第２の突起部１２２は、傾斜面１２２ａの頂上部に連設し、且つ第１の突起部１１２の第１のヘッドホルダ１１の挟持面１１１に平行な挟持面１２２ｂを有する。このため、第１のヘッドホルダ１１の挟持面１１１と第２のヘッドホルダ１２の挟持面１２２によりダイアフラム１３を安定的に挟持することができる。

また、前記前記第２の突起部１２２は、ダイアフラム１３の周縁部１３ａに沿って全周に亘って環状に形成されている。このため、ダイアフラム１３を周方向に均一な圧縮率により挟持することができる。

前記ダイアフラム１３は、本ポンプ１の中間部に設けられる薄膜状の部材であって、上述したように周縁部１３ａが第１のヘッドホルダ１１と第２のヘッドホルダ１２に挟持されている。このダイアフラム１３は、図２に示すように、上側に第１のヘッドホルダ１１が設けられ、第１のヘッドホルダ１１の凹部１１３を天壁および側壁とし、かつダイヤフラム１３を底壁とする内部空間Ｓが形成される。

また、前記ダイアフラム１３は、中央部１３ｂがコネクティングロッドＲに接続されており、コネクティングロッドＲが駆動モータＭの回転運動を上下方向の往復運動に変換してダイアフラム１３の中央部１３ｂに伝達している。このため、ダイアフラム１３は、中央部１３ｂが厚み方向に往復運動を行い、内部空間Ｓの圧力を変化させて、流体を流入バルブ１４の流入口１４ａから流出バルブ１５の流出口１５ａに移送する。具体的には、ダイアフラム１３の中央部１３ｂが下方に移動すると、内部空間Ｓの容積が増大して負圧が発生し、流体が流入バルブ１４の流入口１４ａから内部空間Ｓに流入する。一方、ダイアフラム１３の中央部１３ｂが上方に移動すると、内部空間Ｓの容積が減少して正圧が発生し、流体が内部空間Ｓから流出バルブ１５の流出口１５ａに流出する。

前記流入バルブ１４は、流入口１４ａから内部空間Ｓに流体を流入させるパイプ状のバルブであって、内部に内部空間Ｓから流入口１４ａへの逆流を阻止する弁を備えている。このため、内部空間Ｓの容積が増大して負圧が発生したとき、流体が流入バルブ１４の流入口１４ａから内部空間Ｓに確実に流入することができる。 前記流出バルブ１５は、内部空間Ｓから流出口１５ａに流体を流出させるパイプ状のバルブであって、内部に逆流を阻止する弁を備えている。このため、内部空間Ｓの容積が減少して正圧が発生したとき、流体が内部空間Ｓから流出バルブ１５の流出口１５ａに確実に流出することができる。

而して、前記第１のヘッドホルダ１１におけるダイアフラム１３の周縁部１３ａを挟持する挟持面１１１に第１の突起部１１２が設けられるとともに、前記第２のヘッドホルダ１２におけるダイアフラム１３の周縁部１３ａを挟持する挟持面１２１に第２の突起部１２２が設けられるため、各突起部１１２、１２２でダイアフラム１３の周縁部１３ａを押さえ付けることによりダイアフラム１３の径方向の移動を規制でき、ダイアフラム１３が正規の位置からずれることを防止することが可能となる。

また、前記第１の突起部１１２と前記第２の突起部１２２は、互いにダイアフラム１３の径方向にずれた位置に配置されているため、ダイアフラム１３の周縁部１３ａをダイアフラム１３の径方向にずれた２箇所の突起部１１２、１２２により径方向に幅を持たせて押さえ付けることができ、ダイアフラム１３における突起部１１２、１２２の近傍に隙間が生じにくくなり、作動流体がポンプ内部からリークすることを防止することが可能となる。

また、本実施形態では、第１のヘッドホルダ１１と第２のヘッドホルダ１２によりダイアフラム１３を挟持した際、第１の突起部１１２と第２の突起部１２２の離間距離Ｌと、第１の突起部１１２と第２のヘッドホルダ１２の挟持面１２１の離間距離Ｌ１と、第２の突起部１２２と第１のヘッドホルダ１１の挟持面１１１との離間距離Ｌ２とがそれぞれ同一になるように第１の突起部１１２と第２の突起部１２２が配置されている。このため、第１の突起部１１２と第２の突起部１２２の間におけるダイアフラムの圧縮率と、第１の突起部１１２と第２のヘッドホルダ１２の挟持面１２１との間におけるダイアフラム１３の圧縮率と、第２の突起部１２２と第１のヘッドホルダ１１の挟持面１１１との間におけるダイアフラムの圧縮率がそれぞれ同一になるため、ダイアフラム１３を径方向に均一な圧縮率により挟持することができ、ダイアフラム１３のずれや作動流体のリークを一層効果的の防止することが可能となる。

また、前記第１の突起部１１２は、第２の突起部１２２よりもダイアフラム１３の径方向内側に配置され、ダイアフラム１３が周縁部１３ａから中心部１３ｂにかけて第２のヘッドホルダ１２側に傾斜している。このため、ダイアフラム１３は、径方向内側に配置された第１の突起部１１２により第２のヘッドホルダ１２側に押さえ付けられ、周縁部１３ａから中心部１３ｂにかけて第２のヘッドホルダ１２側に傾斜するため、ダイアフラム１３が不要な外力を受けにくくなり、スムーズに往復運動することができる。

なお、本実施形態では、第１の突起部１１２のみが断面半円状に形成されるものとしたが、図４に示すように、第２の突起部１２２も断面半円状に形成されてもよいし、あるいは第２の突起部１２２のみが断面半円状に形成されてもよい。

また、また、前記第１の突起部１１２と前記第２の突起部１２２は、断面半円状のものや仮想円Ｃに接する傾斜面１２２ａを有するものとしたが、その他の形状に形成されてもよい。

また、前記第１の突起部１１２と前記第２の突起部１２２は、ダイアフラム１３の周縁部１３ａに沿って全周に亘って環状に形成されているとしたが、周方向の一部が途切れていてもよい。

また、前記第１の突起部１１２は、前記第２の突起部１２２よりもダイアフラム１３の径方向内側に配置されるものとしたが、第２の突起部１２２よりもダイアフラム１３の径方向外側に配置されてもよい。

また、前記第１の突起部１１２と前記第２の突起部１２２は、第１の突起部１１２と前記第２の突起部１２２の離間距離Ｌと、第１の突起部１１２および第２の突起部１２２と対向するヘッドホルダ１２、１１の挟持面１２１、１１１との離間距離Ｌ１、Ｌ２と同一になるように配置されるものとしたが、離間距離Ｌが離間距離Ｌ１または離間距離Ｌ２のいずれか一方の離間距離と同一になるように配置されてもよいし、その他の離間距離となるように配置されてよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１…本ポンプ
１１…第１のヘッドホルダ
１１１…挟持面
１１２…第１の突起部
１１３…凹部
１２…第２のヘッドホルダ
１２１…挟持面
１２２…第２の突起部
１２２ａ…傾斜面
１２２ｂ…挟持面
１３…ダイアフラム
１３ａ…周縁部
１３ｂ…中心部
１４…流入バルブ
１４ａ…流入口
１５…流出バルブ
１５ａ…流出口
１６…ネジ
Ｂ…ポンプ取付台
Ｍ…駆動モータ
Ｒ…コネクティングロッド
Ｓ…内部空間
Ｃ…仮想円

Claims (7)

1. 第１のヘッドホルダと、該第１のヘッドホルダに設けられる第２のヘッドホルダと、第１のヘッドホルダと第２のヘッドホルダに周縁部が挟持されるダイアフラムとを備え、ダイアフラムの中央部が厚み方向に往復運動することにより、ポンプの内部空間の圧力を変化させて、流体を流入口から流出口に移送するダイアフラムポンプであって、
   前記第１のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第１の突起部が設けられるとともに、前記第２のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第２の突起部が設けられ、
   前記第１の突起部と前記第２の突起部は、互いにダイアフラムの径方向にずれた位置に配置され、
   前記第１の突起部と前記第２のヘッドホルダの挟持面、前記第２の突起部と前記第１のヘッドホルダの挟持面、並びに前記第１の突起部と前記第２の突起部によりダイアフラムの周縁部を挟持することを特徴とするダイアフラムポンプ。
2. 第１のヘッドホルダと、該第１のヘッドホルダに設けられる第２のヘッドホルダと、第１のヘッドホルダと第２のヘッドホルダに周縁部が挟持されるダイアフラムとを備え、ダイアフラムの中央部が厚み方向に往復運動することにより、ポンプの内部空間の圧力を変化させて、流体を流入口から流出口に移送するダイアフラムポンプであって、
   前記第１のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第１の突起部が設けられるとともに、前記第２のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第２の突起部が設けられ、
   前記第１の突起部と前記第２の突起部は、互いにダイアフラムの径方向にずれた位置に配置され、
   前記第１の突起部と前記第２の突起部は、前記第１の突起部と前記第２の突起部の離間距離と、第１の突起部および／または第２の突起部と対向するヘッドホルダの挟持面との離間距離とが同一になるように配置されていることを特徴とするダイアフラムポンプ。
3. 前記第１の突起部と前記第２の突起部は、少なくとも一方の突起部がダイアフラムの周縁部に沿って全周に亘って環状に形成されている請求項１または請求項２に記載のダイアフラムポンプ。
4. 前記第１の突起部と前記第２の突起部は、少なくとも一方の突起部がダイアフラムの径方向に断面半円状に形成されている請求項１から請求項３のいずれかに記載のダイアフラムポンプ。
5. 第１のヘッドホルダと、該第１のヘッドホルダに設けられる第２のヘッドホルダと、第１のヘッドホルダと第２のヘッドホルダに周縁部が挟持されるダイアフラムとを備え、ダイアフラムの中央部が厚み方向に往復運動することにより、ポンプの内部空間の圧力を変化させて、流体を流入口から流出口に移送するダイアフラムポンプであって、
   前記第１のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第１の突起部が設けられるとともに、前記第２のヘッドホルダにおけるダイアフラムの周縁部を挟持する挟持面に第２の突起部が設けられ、
   前記第１の突起部と前記第２の突起部は、互いにダイアフラムの径方向にずれた位置に配置され、
   前記第１の突起部と前記第２の突起部は、一方の突起部がダイアフラムの径方向に断面半円状に形成されるとともに、他方の突起部が一方の突起部の半円の中心点を中心とする径大な仮想円に接する傾斜面を有することを特徴とするダイアフラムポンプ。
6. 前記第１の突起部と前記第２の突起部は、他方の突起部が前記傾斜面の頂上部に連設し、且つ一方の突起部側のヘッドホルダの挟持面に平行な挟持面を有する請求項５に記載のダイアフラムポンプ。
7. 前記第１の突起部は、前記第２の突起部よりもダイアフラムの径方向内側に配置され、ダイアフラムが周縁部から中心部にかけて第２のヘッドホルダ側に傾斜している請求項１から請求項６のいずれかに記載のダイアフラムポンプ。