JP7053373B2

JP7053373B2 - Rolling diaphragm pump

Info

Publication number: JP7053373B2
Application number: JP2018100728A
Authority: JP
Inventors: 一清手嶋; 大輔浦田
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2038-05-25
Also published as: JP2019203486A

Description

本発明は、ローリングダイアフラムポンプに関する。 The present invention relates to a rolling diaphragm pump.

例えば、半導体、液晶、有機ＥＬ、太陽電池等の製造プロセスにおいて、薬液を塗布又は調合するときに当該薬液を送給させるポンプとして、ローリングダイアフラムポンプが使用される場合がある。
この種のローリングダイアフラムポンプは、例えば、特許文献１に記載されているように、シリンダ内に収容されたピストンの往復移動により、シリンダ内のローリングダイアフラムで密閉されたポンプ室（圧力室）の容積が変化することで、ポンプ室内に薬液を吸い込んで吐出するようになっている。 For example, in a manufacturing process of a semiconductor, a liquid crystal display, an organic EL, a solar cell, or the like, a rolling diaphragm pump may be used as a pump for supplying the chemical solution when applying or blending the chemical solution.
In this type of rolling diaphragm pump, for example, as described in Patent Document 1, the volume of the pump chamber (pressure chamber) sealed by the rolling diaphragm in the cylinder due to the reciprocating movement of the piston housed in the cylinder. By changing, the chemical solution is sucked into the pump chamber and discharged.

ピストンは、その軸線と同軸上に配置されたシャフト及びボールねじを介して駆動源である電動モータに接続されている。電動モータの回転運動は、ボールねじ等により直線運動に変換され、シャフトと共にピストンを往復移動させるようになっている。 The piston is connected to an electric motor which is a drive source via a shaft and a ball screw which are arranged coaxially with the axis. The rotary motion of the electric motor is converted into a linear motion by a ball screw or the like, and the piston is reciprocated together with the shaft.

特開２０１５－９８８５５号公報JP-A-2015-98855

特許文献１に記載されたローリングダイアフラムポンプでは、ローリングダイアフラム及びピストンの互いに対向する軸方向端面同士は、これらの軸方向端面にそれぞれ形成された段差部が接触した状態でピストンが往復移動する。このため、ピストンの往復移動によって、ローリングダイアフラムの前記段差部の角部分に、ピストンから受ける軸方向の荷重が集中し、ローリングダイアフラムポンプを長期間使用すると、ローリングダイアフラムが前記荷重によって変形又は破損するおそれがある。 In the rolling diaphragm pump described in Patent Document 1, the piston reciprocates between the rolling diaphragm and the axial end faces of the piston facing each other in a state where the stepped portions formed on the axial end faces are in contact with each other. Therefore, due to the reciprocating movement of the piston, the axial load received from the piston is concentrated on the corner portion of the step portion of the rolling diaphragm, and when the rolling diaphragm pump is used for a long period of time, the rolling diaphragm is deformed or damaged by the load. There is a risk.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ローリングダイアフラムの特定箇所にピストンから受ける荷重が集中するのを低減することができるローリングダイアフラムポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a rolling diaphragm pump capable of reducing concentration of a load received from a piston on a specific portion of a rolling diaphragm.

（１）本発明のローリングダイアフラムポンプは、ハウジングと、前記ハウジング内において軸方向に往復移動可能に設けられたピストンと、前記ピストンの軸方向一端面に対向して接触する対向端面が形成され前記ピストンと一体に往復移動可能な可動部、前記ハウジングに固定された固定部、及び前記可動部と前記固定部とを繋ぐ可撓性の繋ぎ部を有するローリングダイアフラムと、前記ハウジングの軸方向一方側の内部において前記ローリングダイアフラムにより区画形成され、前記ピストンの往復移動に伴う前記繋ぎ部の変形により室内の容積を変化させることで移送流体を吸込及び吐出するポンプ室と、前記ハウジングの軸方向他方側に配置されたモータ、及び前記モータの回転運動を直線運動に変換して出力することで前記ピストンを往復移動させる直動機構部を有する駆動装置と、を備え、前記可動部の前記対向端面には、その軸心側から外周側へ向かうにつれて、前記ハウジングの前記軸方向一方側または前記軸方向他方側へ向かうように傾斜する第１テーパ面が形成され、前記ピストンの前記軸方向一端面には、前記第１テーパ面と略平行に傾斜する第２テーパ面が形成されている。 (1) In the rolling diaphragm pump of the present invention, a housing, a piston provided so as to be reciprocally movable in the axial direction in the housing, and a facing end surface facing and contacting one end surface of the piston in the axial direction are formed. A rolling diaphragm having a movable part that can be reciprocated integrally with the piston, a fixed part fixed to the housing, and a flexible connecting part that connects the movable part and the fixed part, and one side in the axial direction of the housing. A pump chamber that is partitioned by the rolling diaphragm and sucks and discharges the transferred fluid by changing the volume of the chamber due to the deformation of the connecting portion due to the reciprocating movement of the piston, and the other side in the axial direction of the housing. A drive device having a linear motion mechanism unit for reciprocating the piston by converting the rotational motion of the motor into a linear motion and outputting the piston, and the facing end surface of the movable portion. Is formed with a first tapered surface that is inclined toward the axial one side or the axial other side of the housing toward the outer peripheral side from the axial center side thereof, and is formed on the axial one end surface of the piston. Is formed with a second tapered surface that is inclined substantially parallel to the first tapered surface.

本発明によれば、ピストンの往復移動により、ローリングダイアフラムの可動部の対向端面に形成された第１テーパ面が、ピストンの軸方向一端面に形成された第２テーパ面に接触することで、ローリングダイアフラムの特定箇所にピストンから受ける荷重が集中するのを低減することができる。 According to the present invention, due to the reciprocating movement of the piston, the first tapered surface formed on the facing end surface of the movable portion of the rolling diaphragm comes into contact with the second tapered surface formed on one end surface in the axial direction of the piston. It is possible to reduce the concentration of the load received from the piston at a specific location on the rolling diaphragm.

（２）前記第１テーパ面は、前記対向端面の軸心側から外周側へ向かうにつれて、前記ハウジングの前記軸方向一方側へ向かうように傾斜しているのが好ましい。
ローリングダイアフラムの可動部における軸方向の厚みについて、軸心側よりも外周側のほうが厚く形成されていると、可動部と固定部とを繋ぐ繋ぎ部の長さが短くなるため、ポンプ室の可変容積が小さくなってしまい、ポンプ性能が低下する。このため、ポンプ室の可変容積を確保するためには繋ぎ部の長さを長くする必要があるが、この場合にはハウジングの軸方向の全長が長くなってしまい、ポンプが大型化するという問題が生じる。 (2) It is preferable that the first tapered surface is inclined toward one side of the housing in the axial direction from the axial center side to the outer peripheral side of the facing end surface.
If the thickness of the movable part of the rolling diaphragm in the axial direction is thicker on the outer peripheral side than on the axial center side, the length of the connecting part connecting the movable part and the fixed part becomes shorter, so that the pump chamber can be changed. The volume becomes small and the pump performance deteriorates. Therefore, in order to secure the variable volume of the pump chamber, it is necessary to lengthen the length of the connecting portion, but in this case, the total length in the axial direction of the housing becomes long, and the pump becomes large. Occurs.

これに対して、上記（２）のローリングダイアフラムポンプの場合、ローリングダイアフラムの可動部の対向端面に形成された第１テーパ面は、前記対向端面の軸心側から外周側へ向かうにつれて、ハウジングの前記軸方向一方側へ向かうように傾斜しているため、可動部における軸方向の厚みは、外周側よりも軸心側のほうが厚く形成される。これにより、可動部と固定部とを繋ぐ繋ぎ部の長さが短くなることはないので、ハウジングの軸方向の全長を長くしなくても、ポンプ室の可変容積を確保することができる。従って、ポンプを大型化することなくポンプ性能を確保しながら、ローリングダイアフラムの特定箇所にピストンから受ける荷重が集中するのを低減することができる。 On the other hand, in the case of the rolling diaphragm pump of the above (2), the first tapered surface formed on the facing end surface of the movable portion of the rolling diaphragm of the housing increases from the axial center side to the outer peripheral side of the facing end face. Since it is inclined toward one side in the axial direction, the thickness of the movable portion in the axial direction is formed to be thicker on the axial center side than on the outer peripheral side. As a result, the length of the connecting portion connecting the movable portion and the fixed portion is not shortened, so that the variable volume of the pump chamber can be secured without increasing the total length in the axial direction of the housing. Therefore, it is possible to reduce the concentration of the load received from the piston on a specific portion of the rolling diaphragm while ensuring the pump performance without increasing the size of the pump.

（３）前記可動部の前記対向端面の軸心部には、ねじ穴が形成されており、前記ローリングダイアフラムポンプは、前記ピストンを軸方向に貫通して前記ねじ穴に螺合される通しボルトをさらに備えるのが好ましい。
この場合、可動部の軸心部に形成されたねじ穴に、ピストンを軸方向に貫通した通しボルトが螺合されることで、可動部は、その軸心部を中心として全体的にピストン側に引っ張られる。このため、可動部の対向端面には、ピストンからの引張り荷重が作用する。しかし、可動部の対向端面に形成された第１テーパ面は、上記のように、前記対向端面の軸心側から外周側へ向かうにつれて、ハウジングの前記軸方向一方側へ向かうように傾斜している。このため、前記引張り荷重の一部は、前記第１テーパ面の傾斜方向の分力に変換されるので、ローリングダイアフラムがピストンから受ける引張り荷重を低減することができる。 (3) A screw hole is formed in the axial center portion of the facing end surface of the movable portion, and the rolling diaphragm pump is a through bolt that penetrates the piston in the axial direction and is screwed into the screw hole. It is preferable to further prepare.
In this case, a through bolt that penetrates the piston in the axial direction is screwed into a screw hole formed in the axial center of the movable portion, so that the movable portion is entirely on the piston side with the axial center as the center. Is pulled by. Therefore, a tensile load from the piston acts on the facing end faces of the movable portion. However, as described above, the first tapered surface formed on the facing end faces of the movable portion is inclined toward one side in the axial direction of the housing as it goes from the axial center side to the outer peripheral side of the facing end faces. There is. Therefore, since a part of the tensile load is converted into a component force in the inclination direction of the first tapered surface, the tensile load received by the rolling diaphragm from the piston can be reduced.

本発明によれば、ローリングダイアフラムの特定箇所にピストンから受ける荷重が集中するのを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the concentration of the load received from the piston on a specific portion of the rolling diaphragm.

本発明の第１実施形態に係るローリングダイアフラムポンプの断面図である。It is sectional drawing of the rolling diaphragm pump which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１のローリングダイアフラムポンプの一部拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view of the rolling diaphragm pump of FIG. ピストンが最前進位置にある状態を示すローリングダイアフラムポンプの断面図である。It is sectional drawing of the rolling diaphragm pump which shows the state which a piston is in the most advanced position. 図１のローリングダイアフラムの可動部及びピストンの拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the movable part of the rolling diaphragm of FIG. 1 and a piston. 可動部の第１テーパ面及びピストンの第２テーパ面の説明図である。It is explanatory drawing of the 1st taper surface of a movable part and the 2nd taper surface of a piston. ピストンの上端面及び可動部の下端面の他の形状を示す参考断面図である。It is a reference sectional view which shows the other shape of the upper end surface of a piston and the lower end surface of a movable part. ピストンの上端面及び可動部の下端面の他の形状を示す参考断面図である。It is a reference sectional view which shows the other shape of the upper end surface of a piston and the lower end surface of a movable part. 本発明の第２実施形態に係るローリングダイアフラムポンプの一部拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view of the rolling diaphragm pump which concerns on 2nd Embodiment of this invention. ピストンの上端面及び可動部の下端面の他の形状を示す参考断面図である。It is a reference sectional view which shows the other shape of the upper end surface of a piston and the lower end surface of a movable part. ピストンの上端面及び可動部の下端面の他の形状を示す参考断面図である。It is a reference sectional view which shows the other shape of the upper end surface of a piston and the lower end surface of a movable part. ピストンの上端面及び可動部の下端面の他の形状を示す参考断面図である。It is a reference sectional view which shows the other shape of the upper end surface of a piston and the lower end surface of a movable part.

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るローリングダイアフラムポンプの断面図である。図１において、ローリングダイアフラムポンプ１は、ハウジング２、ピストン３、シャフト４、ローリングダイアフラム５、駆動装置６、案内部材７、及び規制機構８を備えている。本実施形態では、ローリングダイアフラムポンプ１（以下、単にポンプ１ともいう）の長手方向（軸方向）を、上下方向に配置しているが、水平方向に配置してもよい。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rolling diaphragm pump according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the rolling diaphragm pump 1 includes a housing 2, a piston 3, a shaft 4, a rolling diaphragm 5, a drive device 6, a guide member 7, and a regulation mechanism 8. In the present embodiment, the longitudinal direction (axial direction) of the rolling diaphragm pump 1 (hereinafter, also simply referred to as pump 1) is arranged in the vertical direction, but it may be arranged in the horizontal direction.

＜ハウジング＞
ハウジング２は、シリンダ１１と、ポンプヘッド１２とを有している。シリンダ１１は、円筒形状に形成され、軸方向を上下方向として配置されている。シリンダ１１は、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなる。シリンダ１１には、その径方向に貫通する通気口１４が形成されている。この通気口１４は、真空ポンプまたはアスピレータ等の減圧装置（図示省略）に接続されている。 <Housing>
The housing 2 has a cylinder 11 and a pump head 12. The cylinder 11 is formed in a cylindrical shape and is arranged with the axial direction as the vertical direction. The cylinder 11 is made of stainless steel such as SUS304. The cylinder 11 is formed with a vent 14 that penetrates in the radial direction thereof. The vent 14 is connected to a decompression device (not shown) such as a vacuum pump or an aspirator.

ポンプヘッド１２は、有蓋円筒形状に形成され、シリンダ１１の軸方向上側にその開口を閉塞するように取り付けられている。ポンプヘッド１２は、シリンダ１１と略同一の内径を有し、シリンダ１１と共にピストン３を収容する収容空間を構成している。ポンプヘッド１２は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロオロエチレン）等のフッ素樹脂からなる。 The pump head 12 is formed in a covered cylindrical shape and is attached to the upper side of the cylinder 11 in the axial direction so as to close the opening. The pump head 12 has substantially the same inner diameter as the cylinder 11, and together with the cylinder 11 constitutes an accommodation space for accommodating the piston 3. The pump head 12 is made of a fluororesin such as PTFE (polytetrafluoroethylene).

ポンプヘッド１２の周壁部には、径方向に貫通する吸入口１５が形成されている。この吸入口１５は、薬液等の液体（移送流体）を貯溜する液体タンク（図示省略）に接続されている。ポンプヘッド１２の蓋部には、軸方向に貫通する吐出口１６が当該蓋部の軸心部（中央部）に位置するように形成されている。この吐出口１６は、例えば液体を塗布する噴射ノズル等の液体供給部（図示省略）に接続されている。 A suction port 15 penetrating in the radial direction is formed on the peripheral wall portion of the pump head 12. The suction port 15 is connected to a liquid tank (not shown) for storing a liquid (transfer fluid) such as a chemical solution. The lid portion of the pump head 12 is formed so that the discharge port 16 penetrating in the axial direction is located at the axial center portion (center portion) of the lid portion. The discharge port 16 is connected to a liquid supply unit (not shown) such as an injection nozzle for applying a liquid.

＜ピストン＞
ピストン３は、ハウジング２内において当該ハウジング２に対して同軸上に配置されるとともに、ハウジング２の軸方向（図１の上下方向）に往復移動可能に設けられている。本実施形態において、ピストン３は、円柱形状に形成されており、ハウジング２（シリンダ１１およびポンプヘッド１２）の内径よりも小さい直径を有している。ピストン３の外周面は、当該外周面と対向するシリンダ１１またはポンプヘッド１２の内周面に対して所定間隔をあけて配置されている。ピストン３は、例えば、アルミニウム合金からなる。 <Piston>
The piston 3 is arranged coaxially with the housing 2 in the housing 2 and is provided so as to be reciprocally movable in the axial direction of the housing 2 (vertical direction in FIG. 1). In the present embodiment, the piston 3 is formed in a cylindrical shape and has a diameter smaller than the inner diameter of the housing 2 (cylinder 11 and pump head 12). The outer peripheral surface of the piston 3 is arranged at a predetermined distance from the inner peripheral surface of the cylinder 11 or the pump head 12 facing the outer peripheral surface. The piston 3 is made of, for example, an aluminum alloy.

図２は、図１のポンプ１の一部拡大断面図である。図２に示すように、ピストン３は、軸方向下側に開口する窪み部２２を有している。この窪み部２２は、ピストン３の軸心部に形成され、ピストン３と同軸上に配置されている。また、ピストン３は、シャフト４の軸方向上端部を嵌合可能な嵌合凹部２３を有している。この嵌合凹部２３は、窪み部２２の底部においてピストン３の軸心部に形成され、窪み部２２と同軸上に配置されている。嵌合凹部２３は、窪み部２２よりも小径とされ、窪み部２２内に臨むようにピストン３の軸方向下側に開口している。 FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the pump 1 of FIG. As shown in FIG. 2, the piston 3 has a recess 22 that opens downward in the axial direction. The recessed portion 22 is formed in the axial center portion of the piston 3 and is arranged coaxially with the piston 3. Further, the piston 3 has a fitting recess 23 into which the upper end portion in the axial direction of the shaft 4 can be fitted. The fitting recess 23 is formed in the axial center portion of the piston 3 at the bottom portion of the recess portion 22, and is arranged coaxially with the recess portion 22. The fitting recess 23 has a smaller diameter than the recess 22 and opens downward in the axial direction of the piston 3 so as to face the inside of the recess 22.

ピストン３は、当該ピストン３を軸方向に貫通する貫通孔からなる空気通路２５を有している。空気通路２５は、窪み部２２よりも径方向外側において、円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。 The piston 3 has an air passage 25 formed of a through hole that penetrates the piston 3 in the axial direction. A plurality of air passages 25 are formed radially outside the recess 22 at predetermined intervals in the circumferential direction.

＜シャフト＞
シャフト４は、ピストン３の軸方向下側に当接した状態で連動するように構成されている。本実施形態のシャフト４は、ピストン３と別体に構成されており、例えば、焼き入れされた高炭素クロム軸受鋼等の鋼材や、マルテンサイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼により丸棒形状に形成されている。 <Shaft>
The shaft 4 is configured to interlock in a state of being in contact with the lower side in the axial direction of the piston 3. The shaft 4 of the present embodiment is configured separately from the piston 3, and is formed into a round bar shape by, for example, a steel material such as hardened high carbon chromium bearing steel or stainless steel such as martensitic stainless steel. Has been done.

シャフト４は、ハウジング２およびピストン３と同軸上に配置されており、シャフト４の軸方向上端部は、ピストン３の嵌合凹部２３と略同一又は若干小さい直径を有する嵌合部２７とされている。これにより、シャフト４の嵌合部２７は、嵌合凹部２３に嵌め込まれることによってピストン３の軸方向下側に当接している。 The shaft 4 is arranged coaxially with the housing 2 and the piston 3, and the axial upper end portion of the shaft 4 is a fitting portion 27 having a diameter substantially the same as or slightly smaller than the fitting recess 23 of the piston 3. There is. As a result, the fitting portion 27 of the shaft 4 is fitted into the fitting recess 23 so as to be in contact with the lower side in the axial direction of the piston 3.

＜駆動装置＞
図１において、駆動装置６は、ハウジング２内でピストン３を最後進位置（図１）と最前進位置（図３）との間で軸方向に往復移動させるように構成されている。
本実施形態の駆動装置６は、リニアアクチュエータからなり、ハウジング２の軸方向下側（軸方向他方側）に配置されたモータ３０と、シャフト４と同軸上に配置され且つシャフト４の軸方向下端側に連結された出力軸３１と、モータ３０の回転運動を直線運動に変換して出力することでピストン３を往復移動させる直動機構部３３とを有している。 <Drive device>
In FIG. 1, the drive device 6 is configured to reciprocate the piston 3 axially between the rearmost position (FIG. 1) and the most forward position (FIG. 3) in the housing 2.
The drive device 6 of the present embodiment comprises a linear actuator, and has a motor 30 arranged on the lower side in the axial direction (the other side in the axial direction) of the housing 2, and a lower end in the axial direction of the shaft 4 arranged coaxially with the shaft 4. It has an output shaft 31 connected to the side, and a linear motion mechanism unit 33 that reciprocates the piston 3 by converting the rotational motion of the motor 30 into a linear motion and outputting it.

駆動装置６の出力軸３１は、丸棒部３１ａと、この丸棒部３１ａに一体に連結されたねじ軸部３１ｂとを有する。出力軸３１は、そのねじ軸部３１ｂと螺合するナット３２と共に直動機構部３３に含まれている。出力軸３１は、駆動装置６の本体におけるシリンダ１１内に臨む対向面からシリンダ１１内に向かって上方へ突出して設けられている。そして、出力軸３１は、シャフト４と同軸上に配置されており、その突出端部（上端部）となる丸棒部３１ａは、シャフト４の軸方向下端部である被連結部２８と連結されている。 The output shaft 31 of the drive device 6 has a round bar portion 31a and a screw shaft portion 31b integrally connected to the round bar portion 31a. The output shaft 31 is included in the linear motion mechanism portion 33 together with the nut 32 that is screwed with the screw shaft portion 31b. The output shaft 31 is provided so as to project upward toward the inside of the cylinder 11 from the facing surface facing the inside of the cylinder 11 in the main body of the drive device 6. The output shaft 31 is arranged coaxially with the shaft 4, and the round bar portion 31a, which is the protruding end portion (upper end portion) thereof, is connected to the connected portion 28, which is the lower end portion in the axial direction of the shaft 4. ing.

なお、リニアアクチュエータは、従来のリニアアクチュエータと実質的に同様の構成を有することから、当該リニアアクチュエータの他の構成についての詳細な説明は省略する。以上の構成により、駆動装置６は、モータ３０の回転運動を直線運動に変換して出力軸３１から出力し、シャフト４と共にピストン３を軸方向に往復移動させることができる。 Since the linear actuator has substantially the same configuration as the conventional linear actuator, detailed description of other configurations of the linear actuator will be omitted. With the above configuration, the drive device 6 can convert the rotational motion of the motor 30 into a linear motion, output it from the output shaft 31, and reciprocate the piston 3 together with the shaft 4 in the axial direction.

＜案内部材＞
図２において、案内部材７は、ハウジング２内においてピストン３よりも軸方向下側に配置され、シャフト４を軸方向に移動可能に案内するとともに、ハウジング２内を仕切る隔壁として構成されている。本実施形態の案内部材７は、円板形状に形成された隔壁部４５と、この隔壁部４５の軸心部から軸方向上側へ向かって突出するボス部４６とを有している。 <Guide member>
In FIG. 2, the guide member 7 is arranged axially lower than the piston 3 in the housing 2, guides the shaft 4 so as to be movable in the axial direction, and is configured as a partition wall partitioning the inside of the housing 2. The guide member 7 of the present embodiment has a partition wall portion 45 formed in a disk shape, and a boss portion 46 projecting upward in the axial direction from the axial center portion of the partition wall portion 45.

隔壁部４５の外周端は、シリンダ１１の内周面に一体に連結されている。隔壁部４５の軸心部には、シャフト４を軸方向に貫通する貫通孔４５ａが形成されている。貫通孔４５ａとシャフト４との間にはＯリングなどのパッキン４２が設けられている。ボス部４６には、ブッシュ４１を介してシャフト４が挿通されている。これにより、隔壁部４５の貫通孔４５ａおよびボス部４６は、シャフト４を軸方向に移動案内している。 The outer peripheral end of the partition wall portion 45 is integrally connected to the inner peripheral surface of the cylinder 11. A through hole 45a that penetrates the shaft 4 in the axial direction is formed in the axial center portion of the partition wall portion 45. A packing 42 such as an O-ring is provided between the through hole 45a and the shaft 4. A shaft 4 is inserted through the boss portion 46 via a bush 41. As a result, the through hole 45a and the boss portion 46 of the partition wall portion 45 guide the shaft 4 in the axial direction.

ボス部４６の外径は、ピストン３の窪み部２２の内径よりも若干小さく設定されている。これにより、ピストン３が最後進位置又はその近傍位置に移動する際に、ボス部４６は、ピストン３の窪み部２２に入り込むことによってピストン３の軸方向への移動も案内するようになっている。 The outer diameter of the boss portion 46 is set to be slightly smaller than the inner diameter of the recessed portion 22 of the piston 3. As a result, when the piston 3 moves to the rearmost position or a position in the vicinity thereof, the boss portion 46 enters the recessed portion 22 of the piston 3 to guide the movement of the piston 3 in the axial direction. ..

隔壁部４５の軸方向下側には、パッキン４２を下方から押さえる円環形状のパッキン押え部材４３が固定されている。そして、パッキン押え部材４３の軸方向下側には、円筒形状の規制部材４７が一体に取り付けられている。この規制部材４７は、後述するスライド部材６２の上方へのスライド移動を規制するものである。規制部材４７は、シャフト４を支持するように、ブッシュ４１と同軸上に配置されている。 An annular packing holding member 43 that presses the packing 42 from below is fixed to the lower side of the partition wall portion 45 in the axial direction. A cylindrical regulating member 47 is integrally attached to the lower side of the packing holding member 43 in the axial direction. The regulating member 47 regulates the upward slide movement of the slide member 62, which will be described later. The regulating member 47 is arranged coaxially with the bush 41 so as to support the shaft 4.

＜ローリングダイアフラム＞
ローリングダイアフラム５は、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなり、ハウジング２の軸方向上側（軸方向一方側）の内部に収容されている。ローリングダイアフラム５は、ピストン３の軸方向上側に配置された円板形状の可動部３５と、ハウジング２に固定された円環形状の固定部３６と、可動部３５と固定部３６とを繋いでいる繋ぎ部３７とを有している。そして、ローリングダイアフラム５は、ハウジング２により位置固定された固定部３６に対して可動部３５がピストン３と一体に軸方向に往復移動するように構成されている。 <Rolling diaphragm>
The rolling diaphragm 5 is made of a fluororesin such as PTFE and is housed inside the housing 2 on the upper side in the axial direction (one side in the axial direction). The rolling diaphragm 5 connects a disk-shaped movable portion 35 arranged on the upper side in the axial direction of the piston 3, an annular-shaped fixed portion 36 fixed to the housing 2, and the movable portion 35 and the fixed portion 36. It has a connecting portion 37. The rolling diaphragm 5 is configured such that the movable portion 35 reciprocates in the axial direction integrally with the piston 3 with respect to the fixed portion 36 whose position is fixed by the housing 2.

固定部３６は、シリンダ１１の軸方向上端面に形成された円環形状の凹部１１ａに嵌め込まれ、シリンダ本体１１とポンプヘッド１２との間に位置している。この状態で、ポンプヘッド１２の上側から軸方向に貫通したボルト（図示省略）を、シリンダ１１の軸方向上端面に形成されたねじ穴（図示省略）に螺合することにより、固定部３６は、シリンダ１１とポンプヘッド１２との接合面間に強く挟持され、ハウジング２に固定されている。 The fixing portion 36 is fitted into a ring-shaped recess 11a formed on the upper end surface of the cylinder 11 in the axial direction, and is located between the cylinder body 11 and the pump head 12. In this state, the fixing portion 36 is formed by screwing a bolt (not shown) penetrating in the axial direction from the upper side of the pump head 12 into a screw hole (not shown) formed on the upper end surface of the cylinder 11 in the axial direction. , Is strongly sandwiched between the joint surfaces of the cylinder 11 and the pump head 12, and is fixed to the housing 2.

可動部３５は、ピストン３と略同一の外径を有し、ピストン３と同軸上に配置されている。繋ぎ部３７は、固定部３６の径方向内端と、可動部３５の径方向外端とを繋いでいる。また、繋ぎ部３７は、可撓性を有するように、薄肉（薄膜状）に形成されている。一方、可動部３５及び固定部３６は、剛性を有するように、繋ぎ部３７よりも十分に厚い厚肉に形成されている。 The movable portion 35 has an outer diameter substantially the same as that of the piston 3, and is arranged coaxially with the piston 3. The connecting portion 37 connects the radial inner end of the fixed portion 36 and the radial outer end of the movable portion 35. Further, the connecting portion 37 is formed to have a thin wall (thin film shape) so as to have flexibility. On the other hand, the movable portion 35 and the fixed portion 36 are formed to have a thickness sufficiently thicker than that of the connecting portion 37 so as to have rigidity.

繋ぎ部３７は、図２に示す状態（ピストン３が最後進位置にある状態）において、シリンダ１１の内周面とピストン３の外周面との間で断面Ｕ字状に屈曲している。具体的には、繋ぎ部３７は、固定部３６の径方向内端からシリンダ１１の内周面に沿って軸方向下側に延びた後、径方向内側に折り返して、ピストン３の外周面に沿って可動部３５まで軸方向上側に延びている。この状態において、繋ぎ部３７は、シリンダ１１の内周面およびピストン３の外周面に密着している。そして、ピストン３が図３に示す最前進位置まで移動すると、繋ぎ部３７は、ピストン３の外周面に沿った円筒形状に変形し、当該外周面に繋ぎ部３７の内周面全体が密着する。 The connecting portion 37 is bent in a U-shaped cross section between the inner peripheral surface of the cylinder 11 and the outer peripheral surface of the piston 3 in the state shown in FIG. 2 (the state in which the piston 3 is in the rearmost position). Specifically, the connecting portion 37 extends axially downward along the inner peripheral surface of the cylinder 11 from the radial inner end of the fixing portion 36, and then folds inward in the radial direction to form an outer peripheral surface of the piston 3. Along the movable portion 35, it extends upward in the axial direction. In this state, the connecting portion 37 is in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 11 and the outer peripheral surface of the piston 3. Then, when the piston 3 moves to the most advanced position shown in FIG. 3, the connecting portion 37 is deformed into a cylindrical shape along the outer peripheral surface of the piston 3, and the entire inner peripheral surface of the connecting portion 37 is in close contact with the outer peripheral surface. ..

＜ハウジング内の区画室＞
図１において、ハウジング２の内部は、ローリングダイアフラム５及び案内部材７等によって、液体を充填するためのポンプ室５１、駆動室５２、及び減圧室５３が区画形成されている。 <Division room in the housing>
In FIG. 1, a pump chamber 51, a drive chamber 52, and a decompression chamber 53 for filling a liquid are partitioned inside the housing 2 by a rolling diaphragm 5, a guide member 7, and the like.

ポンプ室５１は、ハウジング２の軸方向上側（軸方向一方側）の内部において、ローリングダイアフラム５により区画形成されている。本実施形態のポンプ室５１は、ローリングダイアフラム５と、ポンプヘッド１２とにより囲まれて形成されており、吸入口１５及び吐出口１６のそれぞれと連通している。ポンプ室５１は、ピストン３の往復移動によって、室内の容積が変化するようになっている。 The pump chamber 51 is partitioned by a rolling diaphragm 5 inside the housing 2 on the upper side in the axial direction (one side in the axial direction). The pump chamber 51 of the present embodiment is formed by being surrounded by the rolling diaphragm 5 and the pump head 12, and communicates with each of the suction port 15 and the discharge port 16. The volume of the pump chamber 51 changes due to the reciprocating movement of the piston 3.

駆動室５２は、案内部材７により、ハウジング２内の案内部材７よりも軸方向下側に区画形成されている。本実施形態の駆動室５２は、案内部材７とハウジング２のシリンダ１１と駆動装置６とにより区画形成されている。駆動室５２には、駆動装置６の出力軸３１及びシャフト４のそれぞれの一部が収容されている。 The drive chamber 52 is partitioned by the guide member 7 on the lower side in the axial direction than the guide member 7 in the housing 2. The drive chamber 52 of the present embodiment is partitioned by a guide member 7, a cylinder 11 of the housing 2, and a drive device 6. A part of each of the output shaft 31 and the shaft 4 of the drive device 6 is housed in the drive chamber 52.

減圧室５３は、ピストン３、ローリングダイアフラム５及び案内部材７により、ハウジング２内のポンプ室５１と駆動室５２との間に区画形成されている。減圧室５３は、通気口１４と連通している。そして、減圧室５３は、ポンプ１の駆動時に、通気口１４を介して接続される減圧装置により所定の圧力（負圧）になるように減圧される。 The decompression chamber 53 is partitioned between the pump chamber 51 and the drive chamber 52 in the housing 2 by the piston 3, the rolling diaphragm 5, and the guide member 7. The decompression chamber 53 communicates with the vent 14. Then, when the pump 1 is driven, the decompression chamber 53 is depressurized to a predetermined pressure (negative pressure) by a decompression device connected via the vent 14.

これによりローリングダイアフラム５の繋ぎ部３７を、シリンダ１１の内周面およびピストン３の外周面にそれぞれ確実に密着させることができる。また、図２に示すように、ローリングダイアフラム５の可動部３５の下端面３８とピストン３の上端面２１との間は、減圧室５３に連通する複数の空気通路２５を介して減圧されるため、可動部３５の下端面３８をピストン３の上端面２１に対して確実に密着させることができる。 As a result, the connecting portion 37 of the rolling diaphragm 5 can be reliably brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 11 and the outer peripheral surface of the piston 3. Further, as shown in FIG. 2, the pressure is reduced between the lower end surface 38 of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 and the upper end surface 21 of the piston 3 via a plurality of air passages 25 communicating with the pressure reducing chamber 53. The lower end surface 38 of the movable portion 35 can be reliably brought into close contact with the upper end surface 21 of the piston 3.

＜規制機構＞
図１において、規制機構８は、駆動室５２内においてハウジング２とシャフト４との間に設けられ、シャフト４の軸方向への往復移動を許容しつつシャフト４の軸心回りの回転を規制するように構成されている。本実施形態の規制機構８は、駆動室５２内においてハウジング２に固定された軸方向に延びるレール状のガイド部材６１と、ガイド部材６１に対して軸方向に移動可能に取り付けられたスライド部材６２とを有している。 <Regulatory mechanism>
In FIG. 1, the regulating mechanism 8 is provided between the housing 2 and the shaft 4 in the drive chamber 52, and regulates the rotation of the shaft 4 around the axis while allowing the shaft 4 to reciprocate in the axial direction. It is configured as follows. The regulation mechanism 8 of the present embodiment includes a rail-shaped guide member 61 fixed to the housing 2 in the drive chamber 52 and extending in the axial direction, and a slide member 62 movably attached to the guide member 61 in the axial direction. And have.

スライド部材６２は、スライド本体６３と、このスライド本体６３とシャフト４とを連結する連結体６４とを有している。
スライド本体６３は、その内部に配置された複数の転動体であるボール（図示省略）を介して、ガイド部材６１に対して軸方向に移動可能に嵌め合わされている、これにより、スライド本体６３は、ガイド部材６１に対して、がたつくことなく軸方向にスライド移動するようになっている。 The slide member 62 has a slide main body 63 and a connecting body 64 that connects the slide main body 63 and the shaft 4.
The slide main body 63 is fitted so as to be movable in the axial direction with respect to the guide member 61 via balls (not shown) which are a plurality of rolling elements arranged inside the slide main body 63. The guide member 61 slides in the axial direction without rattling.

連結体６４は、駆動室５２内においてスライド本体６３よりもハウジング２の径方向内側に配置された状態で、スライド本体６３に固定されている。また、連結体６４の軸方向上側には、シャフト４の被連結部２８が挿通されて固定されている。これにより、シャフト４は、連結体６４に対して軸心回りの回転が規制されるとともに、連結体６４及びスライド本体６３と共に、ガイド部材６１に対して軸方向に往復移動するようになっている。なお、連結体６４が規制部材４７に突き当たることで、スライド部材６２全体及びシャフト４の軸方向上側への移動が規制される（図３参照）。 The connecting body 64 is fixed to the slide main body 63 in a state of being arranged radially inside the housing 2 with respect to the slide main body 63 in the drive chamber 52. Further, a connected portion 28 of the shaft 4 is inserted and fixed on the upper side of the connecting body 64 in the axial direction. As a result, the shaft 4 is restricted from rotating around the axis with respect to the connecting body 64, and reciprocates in the axial direction with respect to the guide member 61 together with the connecting body 64 and the slide main body 63. .. When the connecting body 64 abuts on the regulating member 47, the movement of the entire slide member 62 and the shaft 4 in the axial direction is restricted (see FIG. 3).

連結体６４の軸方向下側には、出力軸３１の丸棒部３１ａがシャフト４の被連結部２８と同軸上に挿通されて固定されている。これにより、連結体６４は、出力軸３１の丸棒部３１ａとシャフト４の被連結部２８とを連結している。 A round bar portion 31a of the output shaft 31 is inserted and fixed coaxially with the connected portion 28 of the shaft 4 on the lower side in the axial direction of the connecting body 64. As a result, the connecting body 64 connects the round bar portion 31a of the output shaft 31 and the connected portion 28 of the shaft 4.

＜ポンプの動作＞
以上の構成において、駆動装置６を駆動させると、出力軸３１がナット３２の回転に伴って軸方向に直線運動することで、スライド部材６２と共にシャフト４及びピストン３が軸方向に往復移動する。これにより、ピストン３が軸方向下側へ復移動する吸込工程と、ピストン３が軸方向上側へ往移動する吐出工程とが交互に繰り返し行われるため、液体タンクに貯溜された液体を、ポンプ１から液体供給部に定量かつ定流量で供給することができる。 <Pump operation>
In the above configuration, when the drive device 6 is driven, the output shaft 31 linearly moves in the axial direction with the rotation of the nut 32, so that the shaft 4 and the piston 3 reciprocate in the axial direction together with the slide member 62. As a result, the suction step in which the piston 3 moves back downward in the axial direction and the discharge step in which the piston 3 moves forward in the axial direction are alternately repeated, so that the liquid stored in the liquid tank is pumped by the pump 1. Can be supplied to the liquid supply unit in a fixed amount and at a constant flow rate.

具体的には、吸込工程において、ピストン３の復移動に追従してローリングダイアフラム５の可動部３５が軸方向下側へ移動する（図３に示す状態から図１に示す状態に変化する）。この過程で、ローリングダイアフラム５の繋ぎ部３７は、その大部分がピストン３の外周面に密着している状態から、シリンダ１１の内周面とピストン３の外周面との隙間で屈曲している状態となるまで、屈曲位置が下方へ変位するようにローリングする。これに伴って、ポンプ室５１の容積が拡大するので、液体タンク内の液体が吸入口１５を通じてポンプ室５１に吸い込まれる。 Specifically, in the suction step, the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 moves downward in the axial direction following the return movement of the piston 3 (changes from the state shown in FIG. 3 to the state shown in FIG. 1). In this process, the connecting portion 37 of the rolling diaphragm 5 is bent at the gap between the inner peripheral surface of the cylinder 11 and the outer peripheral surface of the piston 3 from the state where most of the connecting portion 37 is in close contact with the outer peripheral surface of the piston 3. Roll so that the bending position is displaced downward until the state is reached. Along with this, the volume of the pump chamber 51 expands, so that the liquid in the liquid tank is sucked into the pump chamber 51 through the suction port 15.

また、吐出工程においては、ピストン３の往移動に追従してローリングダイアフラム５の可動部３５が軸方向上側へ移動する（図１に示す状態から図３に示す状態に変化する）。この過程で、ローリングダイアフラム５の繋ぎ部３７は、シリンダ１１の内周面とピストン３の外周面との隙間で屈曲している状態から、繋ぎ部３７の大部分がピストン３の外周面に密着している状態となるまで、屈曲位置が上方へ変位するようにローリングする。これに伴って、ポンプ室５１の容積が縮小するので、ポンプ室５１内の液体が吐出口１６から吐出される。 Further, in the discharge step, the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 moves upward in the axial direction following the forward movement of the piston 3 (changes from the state shown in FIG. 1 to the state shown in FIG. 3). In this process, the connecting portion 37 of the rolling diaphragm 5 is bent at the gap between the inner peripheral surface of the cylinder 11 and the outer peripheral surface of the piston 3, and most of the connecting portion 37 is in close contact with the outer peripheral surface of the piston 3. Roll so that the bending position is displaced upward until the bending position is reached. Along with this, the volume of the pump chamber 51 is reduced, so that the liquid in the pump chamber 51 is discharged from the discharge port 16.

前記吸込工程及び吐出工程では、減圧室５３は、通気口１４を介して接続される減圧装置により所定の圧力（負圧）になるように減圧される。したがって、ローリングダイアフラム５の繋ぎ部３７を、シリンダ１１の内周面およびピストン３の外周面にそれぞれ確実に密着させることができ、且つローリングダイアフラム５の可動部３５の下端面３８とピストン３の上端面２１とを確実に密着させることができる（図２参照）。 In the suction step and the discharge step, the decompression chamber 53 is depressurized to a predetermined pressure (negative pressure) by a decompression device connected via the vent 14. Therefore, the connecting portion 37 of the rolling diaphragm 5 can be reliably brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 11 and the outer peripheral surface of the piston 3, respectively, and the lower end surface 38 of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 and the piston 3 are above. It can be reliably brought into close contact with the end face 21 (see FIG. 2).

＜ローリングダイアフラムの可動部とピストンとの接触部分の形状＞
図４は、図１のローリングダイアフラム５の可動部３５及びピストン３の拡大断面図である。図４において、ローリングダイアフラム５の可動部３５の下端面３８は、ピストン３の上端面（軸方向一端面）２１に対向して接触する対向端面とされている。 <Shape of the contact part between the moving part of the rolling diaphragm and the piston>
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the movable portion 35 and the piston 3 of the rolling diaphragm 5 of FIG. In FIG. 4, the lower end surface 38 of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 is a facing end surface that faces and contacts the upper end surface (one end surface in the axial direction) 21 of the piston 3.

本実施形態では、可動部３５の下端面３８は、その軸心部に形成された円形状の内側平坦面３８ａと、この内側平坦面３８ａの外周端から外周側に延びて形成された円環形状の第１テーパ面３８ｂと、第１テーパ面３８ｂの外周端から外周側に延びて形成された円環形状の外側平坦面３８ｃとを有している。 In the present embodiment, the lower end surface 38 of the movable portion 35 is a circular inner flat surface 38a formed at the axial center thereof and an annular ring formed by extending from the outer peripheral end of the inner flat surface 38a to the outer peripheral side. It has a first tapered surface 38b having a shape and an annular outer flat surface 38c formed extending from the outer peripheral end of the first tapered surface 38b toward the outer peripheral side.

第１テーパ面３８ｂは、下端面３８の軸心側から外周側へ向かうにつれて、ハウジング２の軸方向上側（軸方向一方側）へ向かうように傾斜して形成されている。これにより、可動部３５の軸方向（図４の上下方向）の厚みは、軸心側から外周側に向かうにつれて、徐々に薄くなるように形成されている。 The first tapered surface 38b is formed so as to be inclined toward the upper side in the axial direction (one side in the axial direction) of the housing 2 from the axial center side to the outer peripheral side of the lower end surface 38. As a result, the thickness of the movable portion 35 in the axial direction (vertical direction in FIG. 4) is formed so as to gradually decrease from the axial center side to the outer peripheral side.

ピストン３の上端面２１は、可動部３５の下端面３８の形状に合わせて形成されている。すなわち、ピストン３の上端面２１は、その軸心部に形成された円形状の内側平坦面２１ａと、この内側平坦面２１ａの外周端から外周側に延びて形成された円環形状の第２テーパ面２１ｂと、第２テーパ面２１ｂの外周端から外周側に延びて形成された円環形状の外側平坦面２１ｃとを有している。上端面２１には、前記空気通路２５の軸方向上側が開口している。ここで、当該開口の全部又は一部が第２テーパ面２１ｂに形成されていることが望ましい。つまり、当該開口は、少なくとも第２テーパ面２１ｂを含む位置に形成されていることが望ましい。本実施形態では、第２テーパ面２１ｂから外側平坦面２１ｃにかけて双方の境界を跨ぐ位置に、前記空気通路２５の軸方向上側の開口が形成されている。 The upper end surface 21 of the piston 3 is formed to match the shape of the lower end surface 38 of the movable portion 35. That is, the upper end surface 21 of the piston 3 is a second circular ring-shaped inner flat surface 21a formed at the axial center thereof and an annular shape extending from the outer peripheral end of the inner flat surface 21a to the outer peripheral side. It has a tapered surface 21b and a ring-shaped outer flat surface 21c formed so as to extend from the outer peripheral end of the second tapered surface 21b to the outer peripheral side. The upper end surface 21 is open on the upper side in the axial direction of the air passage 25. Here, it is desirable that all or part of the opening is formed on the second tapered surface 21b. That is, it is desirable that the opening is formed at a position including at least the second tapered surface 21b. In the present embodiment, an opening on the upper side in the axial direction of the air passage 25 is formed at a position straddling the boundary between the second tapered surface 21b and the outer flat surface 21c.

内側平坦面２１ａは、可動部３５の内側平坦面３８ａに対向して配置されており、両内側平坦面２１ａ，３８ａ同士は面接触している（後述する通り、第１テーパ面３８ｂの傾斜角度と第２テーパ面２１ｂの傾斜角度に差がある場合は、両内側平坦面２１ａ，３８ａ間に若干の隙間が生じることがある）。外側平坦面２１ｃは、可動部３５の外側平坦面３８ｃに対向して配置されており、両外側平坦面２１ｃ，３８ｃ同士は面接触している。 The inner flat surface 21a is arranged so as to face the inner flat surface 38a of the movable portion 35, and both inner flat surfaces 21a and 38a are in surface contact with each other (as described later, the inclination angle of the first tapered surface 38b). If there is a difference in the inclination angle between the second tapered surface 21b and the second tapered surface 21b, a slight gap may occur between the two inner flat surfaces 21a and 38a). The outer flat surface 21c is arranged so as to face the outer flat surface 38c of the movable portion 35, and both outer flat surfaces 21c and 38c are in surface contact with each other.

第２テーパ面２１ｂは、可動部３５の第１テーパ面３８ｂに対向して配置されており、当該第１テーパ面３８ｂと略平行に傾斜している。すなわち、第２テーパ面２１ｂは、上端面２１の軸心側から外周側へ向かうにつれて、ハウジング２の軸方向上側（軸方向一方側）へ向かうように傾斜して形成されている。 The second tapered surface 21b is arranged so as to face the first tapered surface 38b of the movable portion 35, and is inclined substantially parallel to the first tapered surface 38b. That is, the second tapered surface 21b is formed so as to be inclined toward the upper side in the axial direction (one side in the axial direction) of the housing 2 from the axial center side to the outer peripheral side of the upper end surface 21.

ここで、本発明における「略平行に傾斜」とは、第２テーパ面２１ｂが第１テーパ面３８ｂと完全な平行に傾斜している場合だけでなく、両テーパ面３８ｂ，２１ｂの傾斜角度の差が５度以内となる場合も含む。
但し、両テーパ面３８ｂ，２１ｂの傾斜角度の差が５度以内となる場合には、図５に示すように、第１テーパ面３８ｂの傾斜角度θ１を第２テーパ面２１ｂの傾斜角度θ２よりも小さくし、且つ第１テーパ面３８ｂの軸方向の長さＬ１を第２テーパ面２１ｂの軸方向の長さＬ２よりも短くするのが好ましい。このようにすれば、ピストン３の外側平坦面２１ｃと可動部３５の外側平坦面３８ｃとを確実に面接触させることができ、可動部３５は外周側部分においてピストン３より支持されるため、可動部３５の軸心がピストン３の軸心に対して傾くのを抑制できるからである。 Here, the term "tilt substantially parallel" in the present invention means not only the case where the second tapered surface 21b is inclined completely parallel to the first tapered surface 38b, but also the inclination angle of both tapered surfaces 38b and 21b. Including the case where the difference is within 5 degrees.
However, when the difference between the inclination angles of the two tapered surfaces 38b and 21b is within 5 degrees, the inclination angle θ1 of the first tapered surface 38b is set from the inclination angle θ2 of the second tapered surface 21b as shown in FIG. It is preferable that the length L1 of the first tapered surface 38b in the axial direction is shorter than the length L2 of the second tapered surface 21b in the axial direction. By doing so, the outer flat surface 21c of the piston 3 and the outer flat surface 38c of the movable portion 35 can be reliably brought into surface contact with each other, and the movable portion 35 is supported by the piston 3 on the outer peripheral side portion, so that the movable portion 35 is movable. This is because it is possible to prevent the axial center of the portion 35 from being tilted with respect to the axial center of the piston 3.

両テーパ面３８ｂ，２１ｂの傾斜角度に差がある場合は、両テーパ面３８ｂ，２１ｂ間および両内側平坦面３８ａ間に僅かな隙間が生じることになるが、この場合、本実施形態のように、前記空気通路２５の軸方向上側の開口の全部または一部が第２テーパ面２１ｂに形成されていると、空気通路２５を介して両テーパ面３８ｂ，２１ｂ間および両内側平坦面３８ａ間に減圧効果が確実に及ぶため、吸込工程時に可動部３５をピストン３に対して確実に追従させることができる。 If there is a difference in the inclination angles of both tapered surfaces 38b and 21b, a slight gap will be generated between both tapered surfaces 38b and 21b and between both inner flat surfaces 38a. In this case, as in the present embodiment. When all or part of the opening on the upper side in the axial direction of the air passage 25 is formed on the second tapered surface 21b, between the tapered surfaces 38b and 21b and between the inner flat surfaces 38a via the air passage 25. Since the depressurizing effect is surely exerted, the movable portion 35 can be surely made to follow the piston 3 during the suction process.

第１実施形態において、ピストン３の上端面２１の形状、及び可動部３５の下端面３８の形状は、図６又は図７に示す形状にすることも考えられるが、本実施形態（図４参照）のように、ピストン３及びローリングダイアフラム５の双方の対向面（上端面２１と下端面３８）にテーパ面２１ｂ，３８ｂを形成した理由は、次の通りである。 In the first embodiment, the shape of the upper end surface 21 of the piston 3 and the shape of the lower end surface 38 of the movable portion 35 may be the shape shown in FIG. 6 or FIG. 7, but this embodiment (see FIG. 4). ), The reason why the tapered surfaces 21b and 38b are formed on the facing surfaces (upper end surface 21 and lower end surface 38) of both the piston 3 and the rolling diaphragm 5 is as follows.

通常、ピストン３及び可動部３５の双方の対向面では、上記のように可動部３５の軸心がピストン３の軸心に対して傾くのを抑制するために、内側平坦面２１ａ，３８ａ間に僅かな隙間を形成し、外側平坦面２１ｃ、３８ｃ同士を面接触させている（図５参照）。このため、可動部３５の外周部分を除く大部分における軸方向の厚み（以下、単に厚みともいう）を厚く又は薄くして段差部を形成することによって、内側平坦面２１ａ，３８ａ間に僅かな隙間を形成するようになっている。 Normally, on the facing surfaces of both the piston 3 and the movable portion 35, in order to prevent the axial center of the movable portion 35 from tilting with respect to the axial center of the piston 3 as described above, between the inner flat surfaces 21a and 38a. A slight gap is formed so that the outer flat surfaces 21c and 38c are in surface contact with each other (see FIG. 5). For this reason, the thickness in the axial direction (hereinafter, also simply referred to as the thickness) in most of the movable portion 35 excluding the outer peripheral portion is made thicker or thinner to form a stepped portion, whereby a slight amount is formed between the inner flat surfaces 21a and 38a. It is designed to form a gap.

図６に示すように、可動部３５の外周部分を除く大部分の厚みを急激に厚くした場合、段差部の角部３５ａ（面取りされている場合を含む）には、ピストン３から受ける軸方向の荷重が集中する（ピストン３の角部３ａから集中して荷重を受ける）ため、可動部３５は、その角部３５ａを起点として破断するおそれがある。なぜなら、ピストン３及び可動部３５の双方の対向面では、外側平坦面２１ｃ、３８ｃ同士を面接触させ、内側平坦面２１ａ，３８ａ間には僅かな隙間が設けられており、可動部３５は、減圧室５３を減圧したり、ポンプ室５１内の液圧が増加したりすることよって、角部３５ａを基点としてピストン３側に引っ張られるからである。 As shown in FIG. 6, when the thickness of most of the movable portion 35 excluding the outer peripheral portion is rapidly increased, the corner portion 35a (including the case of chamfering) of the stepped portion is subjected to the axial direction received from the piston 3. Since the load is concentrated (the load is concentrated from the corner portion 3a of the piston 3), the movable portion 35 may break from the corner portion 35a as a starting point. This is because, on the facing surfaces of both the piston 3 and the movable portion 35, the outer flat surfaces 21c and 38c are brought into surface contact with each other, and a slight gap is provided between the inner flat surfaces 21a and 38a. This is because the pressure reducing chamber 53 is depressurized and the hydraulic pressure in the pump chamber 51 is increased, so that the pressure reducing chamber 53 is pulled toward the piston 3 with the corner portion 35a as a base point.

図７に示すように、可動部３５の外周部分を除く大部分の厚みを急激に薄くした場合も、図６に示す場合と同様に、可動部３５の角部３５ａには、ピストン３の角部３ａから受ける軸方向の荷重が集中するため、可動部３５は、その角部３５ａを起点として破断するおそれがある。 As shown in FIG. 7, even when the thickness of most of the movable portion 35 excluding the outer peripheral portion is sharply reduced, the corner portion 35a of the movable portion 35 has the corner of the piston 3 as in the case of FIG. Since the axial load received from the portion 3a is concentrated, the movable portion 35 may break from the corner portion 35a as a starting point.

したがって、本実施形態では（図４参照）、ピストン３及び可動部３５に、軸方向の荷重が集中する角部（面取りされている場合を含む）が形成されないように、ピストン３及び可動部３５にテーパ面２１ｂ，３８ｂを形成している。そして、ピストン３の往復移動により、ピストン３及び可動部３５は、双方のテーパ面２１ｂ，３８ｂを介して接触するようにしている。
なお、第１及び第２テーパ面３８ｂ，２１ｂは、その軸心側から外周側へ向かうにつれて、ハウジング２の軸方向下側（軸方向他方側）へ向かうように傾斜して形成されていてもよい。 Therefore, in the present embodiment (see FIG. 4), the piston 3 and the movable portion 35 are prevented from forming a corner portion (including a chamfered case) in which the axial load is concentrated on the piston 3 and the movable portion 35. The tapered surfaces 21b and 38b are formed on the surface. The reciprocating movement of the piston 3 causes the piston 3 and the movable portion 35 to come into contact with each other via the tapered surfaces 21b and 38b.
Even if the first and second tapered surfaces 38b and 21b are formed so as to be inclined toward the lower side in the axial direction (the other side in the axial direction) of the housing 2 from the axial center side to the outer peripheral side. good.

以上、本実施形態のローリングダイアフラムポンプ１によれば、ピストン３の往復移動により、ローリングダイアフラム５の可動部３５の下端面３８に形成された第１テーパ面３８ｂが、ピストン３の上端面２１に形成された第２テーパ面２１ｂに接触することで、ローリングダイアフラム５の可動部３５の特定箇所（段差部の角部３５ａ）にピストン３から受ける軸方向の荷重が集中するのを低減することができる。これにより、ローリングダイアフラム５が変形又は破損するのを抑制することができる。 As described above, according to the rolling diaphragm pump 1 of the present embodiment, the first tapered surface 38b formed on the lower end surface 38 of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 becomes the upper end surface 21 of the piston 3 due to the reciprocating movement of the piston 3. By contacting the formed second tapered surface 21b, it is possible to reduce the concentration of the axial load received from the piston 3 on the specific portion (corner portion 35a of the step portion) of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5. can. As a result, it is possible to prevent the rolling diaphragm 5 from being deformed or damaged.

また、可動部３５の下端面３８に形成された第１テーパ面３８ｂは、下端面３８の軸心側から外周側へ向かうにつれて、ハウジング２の軸方向上側へ向かうように傾斜することで、可動部３５における軸方向の厚みは、外周側よりも軸心側のほうが厚く形成されている。これにより、可動部３５と固定部３６とを繋ぐ繋ぎ部３７の長さが短くなることはないので、ハウジング２の軸方向の全長を長くしなくても、ポンプ室５１の可変容積を確保することができる。従って、ポンプ１を大型化することなくポンプ性能を確保しながら、ローリングダイアフラム５の可動部３５の特定箇所（段差部の角部３５ａ）にピストン３から受ける荷重が集中するのを低減することができる。 Further, the first tapered surface 38b formed on the lower end surface 38 of the movable portion 35 is movable by inclining toward the upper side in the axial direction of the housing 2 from the axial center side to the outer peripheral side of the lower end surface 38. The axial thickness of the portion 35 is formed to be thicker on the axial center side than on the outer peripheral side. As a result, the length of the connecting portion 37 connecting the movable portion 35 and the fixed portion 36 is not shortened, so that the variable volume of the pump chamber 51 is secured without increasing the total length in the axial direction of the housing 2. be able to. Therefore, it is possible to reduce the concentration of the load received from the piston 3 on the specific portion (corner portion 35a of the step portion) of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 while ensuring the pump performance without enlarging the pump 1. can.

［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態に係るローリングダイアフラムポンプの一部拡大断面図である。図８において、本実施形態のローリングダイアフラムポンプ１は、ピストン３、シャフト４、及びローリングダイアフラム５の可動部３５の各形状が、第１実施形態と異なる。 [Second Embodiment]
FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of the rolling diaphragm pump according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, in the rolling diaphragm pump 1 of the present embodiment, the shapes of the piston 3, the shaft 4, and the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 are different from those of the first embodiment.

具体的には、ピストン３の軸心部には軸方向に貫通する貫通孔２４が形成されており、この貫通孔２４にシャフト４の軸方向上端部が挿通されている。可動部３５の下端面３８における内側平坦面３８ａの軸心部には、ねじ穴３８ｄが形成されている。このねじ穴３８ｄには、シャフト４の軸方向上端部に形成されたねじ部２９ａが螺合されている。 Specifically, a through hole 24 penetrating in the axial direction is formed in the axial center portion of the piston 3, and the upper end portion in the axial direction of the shaft 4 is inserted through the through hole 24. A screw hole 38d is formed in the axial center portion of the inner flat surface 38a on the lower end surface 38 of the movable portion 35. A screw portion 29a formed at the upper end portion in the axial direction of the shaft 4 is screwed into the screw hole 38d.

従って、本実施形態では、シャフト４の軸方向上側の部分は、ピストン３を軸方向に貫通して可動部３５のねじ穴３８ｄに螺合される通しボルト２９とされている。この通しボルト２９により、ローリングダイアフラム５の可動部３５はピストン３に固定されている。なお、通しボルト２９は、シャフト４とは別体に設けられていてもよい。
第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。 Therefore, in the present embodiment, the axially upper portion of the shaft 4 is a through bolt 29 that penetrates the piston 3 in the axial direction and is screwed into the screw hole 38d of the movable portion 35. The movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 is fixed to the piston 3 by the through bolt 29. The through bolt 29 may be provided separately from the shaft 4.
The point that the description is omitted in the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

以上、本実施形態のローリングダイアフラムポンプ１においても、ピストン３の往復移動により、ローリングダイアフラム５の可動部３５の下端面３８に形成された第１テーパ面３８ｂは、ピストン３の上端面２１に形成された第２テーパ面２１ｂに接触することで、ローリングダイアフラム５の可動部３５の特定箇所にピストン３から受ける軸方向の荷重が集中するのを低減することができる。 As described above, also in the rolling diaphragm pump 1 of the present embodiment, the first tapered surface 38b formed on the lower end surface 38 of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 is formed on the upper end surface 21 of the piston 3 due to the reciprocating movement of the piston 3. By contacting the second tapered surface 21b, it is possible to reduce the concentration of the axial load received from the piston 3 on the specific portion of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5.

また、可動部３５の軸心部に形成されたねじ穴３８ｄに、ピストン３を軸方向に貫通した通しボルト２９が螺合されることで、可動部３５は、その軸心部を中心として全体的にピストン３側に引っ張られる。このため、可動部３５の下端面３８には、ピストン３からの引張り荷重が作用する。しかし、可動部３５の下端面３８に形成された第１テーパ面３８ｂは、下端面３８の軸心側から外周側へ向かうにつれて、ハウジング２の軸方向上側へ向かうように傾斜している。このため、前記引張り荷重の一部は、第１テーパ面３８ｂの傾斜方向の分力に変換されるので、ローリングダイアフラム５の可動部３５がピストン３から受ける引張り荷重も低減することができる。 Further, by screwing a through bolt 29 that penetrates the piston 3 in the axial direction into the screw hole 38d formed in the axial center portion of the movable portion 35, the movable portion 35 is entirely centered on the axial center portion. Is pulled toward the piston 3 side. Therefore, a tensile load from the piston 3 acts on the lower end surface 38 of the movable portion 35. However, the first tapered surface 38b formed on the lower end surface 38 of the movable portion 35 is inclined toward the upper side in the axial direction of the housing 2 from the axial center side to the outer peripheral side of the lower end surface 38. Therefore, since a part of the tensile load is converted into a component force in the inclination direction of the first tapered surface 38b, the tensile load received from the piston 3 by the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 can also be reduced.

第２実施形態において、ピストン３の上端面２１の形状、及び可動部３５の下端面３８の形状は、図９～図１１に示す形状にすることも考えられるが、本実施形態（図８参照）のように、ピストン３及びローリングダイアフラム５の双方の対向面（上端面２１と下端面３８）にテーパ面２１ｂ，３８ｂを形成した理由は、次の通りである。 In the second embodiment, the shape of the upper end surface 21 of the piston 3 and the shape of the lower end surface 38 of the movable portion 35 may be the shapes shown in FIGS. 9 to 11, but this embodiment (see FIG. 8). ), The reason why the tapered surfaces 21b and 38b are formed on the facing surfaces (upper end surface 21 and lower end surface 38) of both the piston 3 and the rolling diaphragm 5 is as follows.

ローリングダイアフラム５の可動部３５の軸心部は、通しボルト２９の先端部（ねじ部２９ａ）を螺合するねじ穴３８ｄを形成できる程度に、軸方向の厚みを厚くしておく必要がある。
図９に示すように、可動部３５全体の厚みを厚くした場合、繋ぎ部３７の長さが短くなってしまい、ポンプ室５１の可変容積が小さくなってしまう。逆に、繋ぎ部３７の長さを本実施形態と同一にして、ポンプ室５１の可変容積を本実施形態と同じだけ確保しようとすると、シリンダ１１の軸方向の長さが本実施形態よりも長くなってしまい、ハウジング２の軸方向の全長が長くなってしまう。 The axial center portion of the movable portion 35 of the rolling diaphragm 5 needs to be thick enough in the axial direction to form a screw hole 38d for screwing the tip portion (screw portion 29a) of the through bolt 29.
As shown in FIG. 9, when the thickness of the entire movable portion 35 is increased, the length of the connecting portion 37 becomes short, and the variable volume of the pump chamber 51 becomes small. On the contrary, if the length of the connecting portion 37 is made the same as that of the present embodiment and the variable volume of the pump chamber 51 is secured as much as that of the present embodiment, the axial length of the cylinder 11 is larger than that of the present embodiment. It becomes long, and the total length of the housing 2 in the axial direction becomes long.

図１０に示すように、可動部３５の軸心部の厚みのみを急激に厚くした場合、その境界部分である角部３５ａ（面取りされている場合を含む）には、ピストン３から受ける軸方向の荷重が集中する（ピストン３の角部３ａから集中して荷重を受ける）ため、可動部３５は、その角部３５ａを起点として破断するおそれがある。なぜなら、通常、ピストン３及び可動部３５の双方の対向面では、外側平坦面２１ｃ、３８ｃ同士を面接触させ、内側平坦面２１ａ，３８ａ間には僅かな隙間が設けられており（図５参照）、可動部３５は、通しボルト２９の先端部がねじ穴３８ｄに螺合されることで、当該ねじ穴３８ｄの周囲を中心として全体的にピストン３側に引っ張られるからである。 As shown in FIG. 10, when only the thickness of the axial center portion of the movable portion 35 is rapidly increased, the corner portion 35a (including the case where it is chamfered), which is the boundary portion thereof, is subjected to the axial direction received from the piston 3. Since the load is concentrated (the load is concentrated from the corner portion 3a of the piston 3), the movable portion 35 may break from the corner portion 35a as a starting point. This is because, normally, on the facing surfaces of both the piston 3 and the movable portion 35, the outer flat surfaces 21c and 38c are brought into surface contact with each other, and a slight gap is provided between the inner flat surfaces 21a and 38a (see FIG. 5). ), The movable portion 35 is pulled toward the piston 3 as a whole around the circumference of the screw hole 38d by screwing the tip end portion of the through bolt 29 into the screw hole 38d.

図１１に示すように、可動部３５の外周部分を除く大部分の厚みを急激に厚くした場合も、図１０に示す場合と同様に、可動部３５の角部３５ａには、ピストン３の角部３ａから受ける軸方向の荷重が集中するため、可動部３５は、その角部３５ａを起点として破断するおそれがある。 As shown in FIG. 11, even when the thickness of most of the movable portion 35 excluding the outer peripheral portion is rapidly increased, the corner portion 35a of the movable portion 35 has the corner of the piston 3 as in the case of FIG. Since the axial load received from the portion 3a is concentrated, the movable portion 35 may break from the corner portion 35a as a starting point.

したがって、本実施形態では（図８参照）、ピストン３及び可動部３５に、軸方向の荷重が集中する角部（面取りされている場合を含む）が形成されないように、ピストン３及び可動部３５にテーパ面２１ｂ，３８ｂを形成している。そして、ピストン３の往復移動により、ピストン３及び可動部３５は、双方のテーパ面２１ｂ，３８ｂを介して接触するようにしている。 Therefore, in the present embodiment (see FIG. 8), the piston 3 and the movable portion 35 are prevented from forming a corner portion (including a chamfered case) in which the axial load is concentrated on the piston 3 and the movable portion 35. The tapered surfaces 21b and 38b are formed on the surface. The reciprocating movement of the piston 3 causes the piston 3 and the movable portion 35 to come into contact with each other via the tapered surfaces 21b and 38b.

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, not the above-mentioned meaning, and is intended to include the meaning equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope.

１ローリングダイアフラムポンプ
２ハウジング
３ピストン
５ローリングダイアフラム
２１上端面（軸方向一端面）
２１ｂ第２テーパ面
２９通しボルト
３０モータ
３３直動機構部
３５可動部
３６固定部
３７繋ぎ部
３８下端面（対向端面）
３８ｂ第１テーパ面
３８ｄねじ穴
５１ポンプ室 1 Rolling diaphragm pump 2 Housing 3 Piston 5 Rolling diaphragm 21 Upper end surface (one end surface in the axial direction)
21b 2nd tapered surface 29 through bolt 30 motor 33 linear motion mechanism part 35 movable part 36 fixed part 37 connecting part 38 lower end surface (opposing end surface)
38b 1st tapered surface 38d Screw hole 51 Pump chamber

Claims

With the housing
A piston provided so as to be able to reciprocate in the axial direction in the housing,
A movable portion that is formed to face and contacts one end surface in the axial direction of the piston and can reciprocate integrally with the piston, a fixed portion fixed to the housing, and the movable portion and the fixed portion are connected to each other. With a rolling diaphragm with flexible joints,
A pump chamber that is partitioned by the rolling diaphragm inside one side in the axial direction of the housing and sucks and discharges the transferred fluid by changing the volume of the chamber due to the deformation of the connecting portion due to the reciprocating movement of the piston.
A motor arranged on the other side in the axial direction of the housing, and a drive device having a linear motion mechanism portion for reciprocating the piston by converting the rotational motion of the motor into a linear motion and outputting it are provided.
The facing end faces of the movable portion are formed on a first tapered surface that inclines toward one side in the axial direction of the housing as it goes from the axial center side to the outer peripheral side, and on the outside of the first tapered surface. With a first outer flat surface ,
The axial one-sided surface of the piston has a second tapered surface that is inclined substantially parallel to the first tapered surface and a second tapered surface that is formed outside the second tapered surface and comes into surface contact with the first outer flat surface. With 2 outer flat surfaces,
The inclination angle with respect to the direction orthogonal to the axial direction on the first tapered surface is smaller than the inclination angle with respect to the direction orthogonal to the axial direction on the second tapered surface.
A rolling diaphragm pump in which the axial length of the first tapered surface is shorter than the axial length of the second tapered surface .

A screw hole is formed in the axial center portion of the facing end surface of the movable portion.
The rolling diaphragm pump according to claim 1 , further comprising a through bolt that penetrates the piston in the axial direction and is screwed into the screw hole.