JPH08270549A

JPH08270549A - 微量吐出ポンプ

Info

Publication number: JPH08270549A
Application number: JP7095937A
Authority: JP
Inventors: Yukitaka Fujimoto; 幸孝藤本; Toshiyuki Tsuchida; 利幸土田; Michihiro Mori; 道弘森
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、微量吐出ポンプにおいて、ロッド
のストロークを変えなくても吐出流量を少なくすること
ができるようにして、ロッドの磨耗が大きくならないよ
うになし、併せてロッドのストロークを変えて吐出流量
を調整できるようにすることを課題とする。【構成】本発明は、微量吐出ポンプにおいて、ボデー
１内に挿通孔50及びガイド孔51が同一軸線上に隣接して
形成される。ガイド孔51の先端部にストッパ52が配設さ
れ、挿通孔50の基端からガイド付ロッド54が回転運動及
び直線運動し得る状態で挿入され、ガイド付ロッド54の
小径のガイド部56がガイド孔51に回転運動及び直線運動
し得る状態で挿入される。挿通孔50とガイド付ロッド54
のガイド部56との間に流体室59が形成され、ガイド付ロ
ッド54のロッド部55の先端部に切欠部６が形成されて切
欠部６と流体室59とが常に連通される。切欠部６を介し
て流体室59と連通可能な位置に吸入通路３及び吐出通路
４がそれぞれ形成され、ガイド付ロッド54のガイド部56
の先端とストッパ52との間の空間が大気に連通される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用、家庭用等の各
種の用途に用いられる流体を、移送するための微量吐出
ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３〜図６に基づいて従来の微量吐出ポ
ンプ（例えば、特開平６−２００８６７号公報を参照）
について説明する。取付本体10は、長方形のカバー部11
と、カバー部11の下端において前方（図４では左方）へ
折れ曲がった底板12と、カバー部11の上端に固定された
上板13からなる。底板12上にはボデー１が載置され、ボ
ルト14によってボデー１が底板12に固定される。上板13
上にはモータ本体15が載置され、モータ本体15のフラン
ジ16と上板13とが複数のボルト17・ナット18によって固
定される。ボデー１のほぼ中央には縦方向に貫通する挿
通孔２が形成され、挿通孔２の上端（基端）中央部には
凹部20が形成され、挿通孔２の下端（先端）部は栓体19
が固定されて密封される。挿通孔２には上方の基端開口
からロッド５が往復運動及び回転運動し得る状態で挿入
され、ロッド５の上端には有底円筒状の連結部21が固定
され、連結部21の下端部は凹部20内に位置する。ロッド
５の先端と栓体19との間に流体室８が形成され、ロッド
５の先端部に切欠部６が形成されて切欠部６と流体室８
とが常に連通される。ボデー１内の挿通孔２に吸入通路
３及び吐出通路４の端部が開口され、吸入通路３及び吐
出通路４はロッド５の回転により切欠部６を介して流体
室８と周期的に連通状態となる。吸入通路３及び吐出通
路４はボデー１内を半径方向に延び、吸入管39及び吐出
管40にそれぞれ連結される。

【０００３】連結部21の上端部に段付薄肉部30が形成さ
れ、段付薄肉部30が押圧環22の内孔に圧入され固定され
る。押圧環22の下方部のフランジ23とモータ本体15との
間にスプリング24が介装され、スプリング24の弾発力に
よって押圧環22が下方向に押圧される。連結部21の内孔
にはその上方からモータ軸25が摺動自在に挿入され、モ
ータ軸25の下方部に縦長の長穴26が形成される。連結部
21の縦方向の略中央部において、一直径線上に位置する
２個の連結孔31が形成され、連結部21の連結孔31及びモ
ータ軸25の長穴26に連結軸27が共に挿通される。連結軸
27の一端近傍には大径部32が形成され、他端部にはねじ
部33が形成され、ねじ部33にワッシャが挿入されナット
34が螺合される。連結軸27の大径部32の先に軸受部35が
形成され、軸受部35にローラー28が嵌合され、軸受部35
の先端の小孔36に割りピンが挿通されてローラー28の抜
け出しが防止される。大径部32の直径は連結孔31及びロ
ーラー28の内径よりも大きく、大径部32の長さだけロー
ラー28が連結部21より隔てられる。ボデー１の上端に環
状のカム面７が形成され、スプリング24による下向きの
弾発力が押圧環22、連結部21、連結軸27を介してローラ
ー28に伝えられ、ローラー28がカム面７に接触し押圧さ
れる。図４及び図５(b) に示されるとおり、カム面７に
は階段状の２個の段差部37，38が形成され、その余の部
分は水平面（上死点及び下死点に相当する高さの平面）
であるが、階段状の段差部を急傾斜面とすることができ
る。カム面７の形状に応じてローラー28、連結軸27、連
結部21・ロッド５が上下動しようとするが、この上下動
は長穴26が存在し、モータ軸25と段付薄肉部30の内孔と
の間に隙間が存在することにより拘束されることはな
い。なお、モータにはコード41を通して電流が流され、
モータ軸25の回転力が連結軸27を介して連結部21・ロッ
ド５に伝動される。

【０００４】次に、従来の微量吐出ポンプの作用につい
て説明する。コード41を通してモータ本体15内のモータ
に電流が流れるとモータが回転し、モータの回転力がモ
ータ軸25、連結軸27及び連結部21を介してロッド５に伝
動され、ロッド５が回転する。このとき、スプリング24
の弾発力が押圧環22、連結部21、連結軸27を介してロー
ラー28に伝えられ、ローラー28の外面がカム面７に常に
接触し、ローラー28はカム面７の形状に応じて上下に移
動する。ローラー28の上下動は、連結軸27及び連結部21
を介してロッド５に伝えられる。ロッド５が平面視で反
時計方向に回転すると、ロッド５が図６(a) の位置にあ
るとき、即ちロッド５の切欠部６がＩＮ側に来て、流体
室８が切欠部６を介して吸入通路３とのみ連通している
とき、ローラー28がカム面７の階段状の段差部38に到達
して上方へほぼ瞬間的に段差の距離だけ移動し、上死点
に相当する平面に達する。すると、ロッド５が段差の距
離だけ上方へほぼ瞬間的に移動し、〔段差の距離〕×
〔ロッド５の断面積〕に相当する体積だけ流体室８が膨
張する。この膨張により流体室８の圧力が低下し、流体
が吸入通路３を通って流体室８に吸入される。流体室８
が膨張するとき、切欠部６の側端部から吐出通路４の側
端部の間のシール部42の距離が長いので、吐出通路４か
ら吸入通路３への流体の漏洩は少量である。流体室８の
膨張はほぼ瞬間的に行われ、流体室８の膨張が終了した
とき、未だ流体室８は切欠部６を介して吸入通路３との
み連通している。

【０００５】ロッド５が回転を続け、図６(a) に示す位
置から図６(b) を経て図６(c) に示す位置に至るまで、
ローラー28がカム面７の上死点に相当する平面との接触
を続ける。図６(b) に示すとおり、切欠部６が吸入通路
３と吐出通路４との間の位置にあるときは、吸入通路３
の側端部から切欠部６の側端部の間のシール部43の距離
が短く、また切欠部６の側端部から吐出通路４の側端部
の間のシール部44の距離も短い。しかし、図６(b) に示
す状態のとき、ロッド５は軸方向に移動せず、流体室８
の体積は一定であるので、吸入通路３と吐出通路４との
間の圧力差が比較的小さく、吐出通路４から吸入通路３
への流体の漏洩は少量である。このように、ローラー28
がカム面７の上死点に相当する平面との接触を続ける
間、吐出通路４から吸入通路３への流体の漏洩は少量で
ある。

【０００６】ロッド５が図６(c) の位置にあるとき、即
ちロッド５の切欠部６がＯＵＴ側に来て、流体室８が切
欠部６を介して吐出通路４とのみ連通しているとき、ロ
ーラー28がカム面７の階段状の段差部37に到達して下方
へほぼ瞬間的に段差の距離だけ移動し、下死点に相当す
る平面に達する。図４に示されるように、このときロー
ラー28は吐出通路４・吐出管40の上方に位置している。
すると、ロッド５が段差の距離だけ下方へほぼ瞬間的に
移動し、〔段差の距離〕×〔ロッド５の断面積〕に相当
する体積だけ流体室８が収縮する。この収縮により流体
室８の圧力が上昇し、流体が流体室８から吐出通路３に
吐出される。流体室８が収縮するとき、切欠部６の側端
部から吸入通路３の側端部の間のシール部45の距離が長
いので、吐出通路４から吸入通路３への流体の漏洩は少
量である。流体室８の収縮はほぼ瞬間的に行われ、流体
室８の収縮が終了したとき、未だ流体室８は切欠部６を
介して吐出通路４とのみ連通している。

【０００７】ロッド５が回転を続け、図６(c) に示す位
置から図６(d) を経て図６(a) に示す位置に至るまで、
ローラー28がカム面７の下死点に相当する平面との接触
を続ける。図６(d) に示すとおり、切欠部６が吐出通路
４と吸入通路３との間の位置にあるときは、吐出通路４
の側端部から切欠部６の側端部の間のシール部46の距離
が短く、また切欠部６の側端部から吸入通路３の側端部
の間のシール部47の距離も短い。しかし、図６(d) に示
す状態のとき、ロッド５は軸方向に移動せず、流体室８
の体積は一定であるので、吸入通路３と吐出通路４との
間の圧力差が比較的小さく、吐出通路４から吸入通路３
への流体の漏洩は少量である。このように、ローラー28
がカム面７の下死点に相当する平面との接触を続ける
間、吐出通路４から吸入通路３への流体の漏洩は少量で
ある。

【０００８】以上のとおり、従来例の微量吐出ポンプは
流体の漏洩量が極めて少量であるので、ロッド５とボデ
ー１の挿通孔２との間のクリアランスを１５μ程度の比
較的大きな値としても、微量吐出ポンプとしての機能を
十分に発揮することができ、エアからの自吸性のある微
量吐出ポンプを実現することができる。そして、ロッド
５とボデー１の挿通孔２との間のクリアランスを比較的
大きくできるので、ロッド５とボデー１の挿通孔２の切
削加工の精度を従来よりも低くすることができ、製造コ
ストを下げることができる。また、従来例の微量吐出ポ
ンプにおいては、ボデー１の挿通孔２内で移動するのは
ロッド５のみであるので、ボデー１を小径とすることが
可能であり、微量吐出ポンプを小型化することができ
る。

【０００９】従来例の微量吐出ポンプにおいて、ロッド
５のストロークを変えずに吐出流量を少なくするには、
ロッド５の直径を小さくすればよい。しかし、ロッド５
の直径を小さくすると挿通孔２の直径も小さくしなけれ
ばならないが、加工精度の問題により直径の小さい挿通
孔２を長くすることができない。そして、挿通孔２が短
いと、ロッド５と挿通孔２との接触部が少なくなり、接
触部の接触力が大きくなって磨耗が大きくなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、微量吐出ポ
ンプにおいて、ロッドのストロークを変えなくても吐出
流量を少なくすることができるようにして、ロッドの磨
耗が大きくならないようになし、併せてロッドのストロ
ークを変えて吐出流量を調整できるようにすることを課
題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、微量吐出ポン
プにおいて、ボデー(1) 内に挿通孔(50)及びガイド孔(5
1)が同一軸線上に隣接して形成され、ガイド孔(51)の先
端部にストッパ(52)が配設され、挿通孔(50)の基端から
ガイド付ロッド(54)が回転運動及び直線運動し得る状態
で挿入され、ガイド付ロッド(54)の小径のガイド部(56)
がガイド孔(51)に回転運動及び直線運動し得る状態で挿
入され、挿通孔(50)とガイド付ロッド(54)のガイド部(5
6)との間に流体室(59)が形成され、ガイド付ロッド(54)
のロッド部(55)の先端部に切欠部(6) が形成されて切欠
部(6) と流体室(59)とが常に連通され、切欠部(6) を介
して流体室(59)と連通可能な位置に吸入通路(3) 及び吐
出通路(4) がそれぞれ形成され、ガイド付ロッド(54)の
ガイド部(56)の先端とストッパ(52)との間の空間が大気
に連通されたことを構成とする。なお、ここにガイド付
ロッド(54)の小径のガイド部(56)とは、ガイド部(56)の
直径がガイド付ロッド(54)のロッド部(55)の直径よりも
小さいことを意味する。本発明は、ストッパ(52)が軸方
向移動可能とされ、ストッパ(52)の軸方向移動によりガ
イド付ロッド(54)のストロークが調整可能とされるよう
になすことができる。また、本発明は、流体室(59)が吐
出通路(4) とのみ連通する期間内にガイド付ロッド(54)
によって収縮され、かつ吸入通路(3) とのみ連通する期
間内に膨張され、ボデー(1) の段差部(37,38) 又は急傾
斜面とガイド付ロッド(54)側のローラー(28)との係合に
より流体室(59)が収縮又は膨張されるようにになすこと
ができる。

【００１２】

【作用】ガイド付ロッド(54)に回転運動及び直線運動を
させる。ガイド付ロッド(54)のロッド部(55)の先端部に
切欠部(6) が形成されて切欠部(6) と流体室(59)とが常
に連通されており、流体室(59)が吐出通路(4) と連通す
る期間内にガイド付ロッド(54)を直線方向に移動して流
体室(59)収縮すると、流体室(59)内の流体が加圧されて
吐出通路(4) に吐出される。流体室(59)の内部にはガイ
ド付ロッド(54)のガイド部(56)が存在するので、吐出さ
れる流量はπ（Ｄ²−ｄ²）ｌ・ｎ／４となる。ここに
Ｄはロッド部(55)の直径、ｄはガイド部(56)の直径、ｌ
はガイド付ロッド(54)のストローク、ｎは時間当たり回
転数である。そして、流体室(59)が吸入通路(3) と連通
する期間内にガイド付ロッド(54)を直線方向に移動して
流体室(59)を膨張させると、流体室(59)内が減圧されて
吸入通路(3) から流体室(59)内の流体が吸入される。

【００１３】

【実施例】図１〜図２に基づいて本発明の実施例の微量
吐出ポンプについて説明をする。実施例の説明に当たっ
ては、図３〜図６の従来例と同一の部材には図３〜図６
と同一の符号を用い、その部分の説明は省略する。ボデ
ー１のほぼ中央には縦方向に貫通する挿通孔50及びガイ
ド孔51とが同一軸線上に隣接して形成され、挿通孔50と
ガイド孔51との間に段部が形成される。ガイド孔51の先
端部（図１では下端部）に雌ねじが形成され、この雌ね
じにボルト状のストッパ52の雄ねじが螺合される。図２
(d) に示されるように、ストッパ52には軸線方向に貫通
する空気抜き用の貫通孔58が形成され、この貫通孔58及
びガイド孔(51)の雌ねじとストッパの雄ねじとの間を通
して、ガイド孔51の内部が大気に連通されている。スト
ッパ52の頭部に工具を係合させ、ストッパ52を回転させ
ると、ストッパ52の先端の位置を軸方向に調整でき、ス
トッパ52に螺合されたナット53を回転させて、ストッパ
52を所定位置に固定する。

【００１４】挿通孔２には上方の基端開口からガイド付
ロッド54が往復運動及び回転運動し得る状態で挿入さ
れ、ガイド付ロッド54の上端には、従来例と同様に有底
円筒状の連結部21が固定される。ガイド付ロッド54の小
径のガイド部56が、往復運動及び回転運動し得る状態で
ガイド孔51に挿入され、この挿入状態が微量吐出ポンプ
の組立後は作動中も継続される。ガイド付ロッド54のガ
イド部56（ガイド孔51と係合する部分を除く）の外周面
と挿通孔50との間に流体室59が形成され、ガイド付ロッ
ド54のロッド部55の先端部に切欠部６が形成されて切欠
部６と流体室59とが常に連通される。ガイド部56とガイ
ド孔51との間には流体の漏洩が殆どないように係合さ
れ、ガイド孔51は流体室59の形成に関与しない。従来例
と同様に、ボデー１内の挿通孔50に吸入通路３及び吐出
通路４の端部が開口され、吸入通路３及び吐出通路４は
ガイド付ロッド54の回転により切欠部６を介して流体室
８と周期的に連通状態となる。吸入通路３及び吐出通路
４はボデー１内を半径方向に延び、吸入管39及び吐出管
40にそれぞれ連結される。

【００１５】模式的に示した図２から分かるように、ガ
イド付ロッド54のロッド部55の直径Ｄ、ガイド部56の直
径ｄ、ガイド付ロッド54のストロークｌ（小文字のエ
ル）、時間当たりの回転数ｎから、流量Ｑ＝π（Ｄ²−
ｄ²）ｌ・ｎ／４となる。そして、直径Ｄと直径ｄとの
大きさの差を少なくして、Ｄ²＞＞（Ｄ²−ｄ²）とな
るようにするので、微量吐出ポンプのストローク当たり
の吐出流量はきわめて少ない。また、ストッパ52の締め
込み量を変えることによって、例えばガイド付ロッド54
のストロークを、ｌ₁（図２(b) ）、ｌ₂（図２(c) ）
のように調整することができ、このようにガイド付ロ
ッド54のストロークを調整して１サイクル当たりの吐出
流量を変えることができる。図２(b),(c) に示す状態の
とき、ガイド付ロッド54のガイド部56の先端にストッパ
52の先端が当接し、ローラ28はカム面７の下死点に当接
するに至らない。このときの流量は、Ｑ₁＝π（Ｄ²−
ｄ²）ｌ₁・ｎ／４、Ｑ₂＝π（Ｄ²−ｄ²）ｌ₂・ｎ
／４となり、Ｑ₁＜Ｑ₂である。なお、この発明の変形
例のその他の構成及び作用は従来例と同様である。

【００１６】

【発明の効果】本発明の微量吐出ポンプにおいては、ガ
イド付ロッドの小径のガイド部がガイド孔に回転運動及
び直線運動し得る状態で挿入され、挿通孔とガイド付ロ
ッドのガイド部との間に流体室が形成され、切欠部を介
して流体室と連通可能な位置に吸入通路及び吐出通路が
それぞれ形成されている。ここに、Ｄをロッド部の直
径、ｄをガイド部の直径、ｎを時間当たり回転数とする
と、吐出される流量は、π（Ｄ²−ｄ²）ｌ・ｎ／４と
なる。このようにガイド部の存在により、ガイド付ロッ
ドのストローク当たりの吐出量が少なくなり、ロッド部
の直径Ｄとガイド部の直径ｄとの大きさの差が小さい
程、吐出量が少なくなる。従って、本発明では、ロッド
を小径にすることなく、かつロッドのストロークを変え
なくてもストローク当たりの吐出流量を少なくすること
ができる。そのため、同一流量の微量吐出ポンプにする
場合、従来のポンプよりもロッドの直径を大きくし、か
つガイド長さを長くすることができ、ロッドと挿通孔と
の接触面積及びガイド部とガイド孔との接触面積が大き
くなり、これらの接触部の磨耗が減少し、微量吐出ポン
プの耐久性が向上して長期間使用しても性能の劣化が少
ない。

【００１７】本発明では、ガイド孔の先端部にストッパ
が配設され、ストッパが軸方向移動可能とされ、ストッ
パの軸方向移動によりガイド付ロッドのストロークが調
整可能とされている。従って、ストッパの軸方向移動に
よりガイド付ロッドのストロークを調整して、ポンプの
１サイクル当たりの吐出流量を簡単に変えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の微量吐出ポンプの一部横断正
面図である。

【図２】図２(a) 〜(c) は本発明の実施例の吐出流量な
どを説明するための模式図であり、図２(d) はストッパ
の断面図である。

【図３】従来例の微量吐出ポンプの一部横断正面図であ
り、図４のＡ−Ａ線方向からみた図である。

【図４】従来例の微量吐出ポンプの右側面図である。

【図５】従来例の微量吐出ポンプの部品を示し、図５
(a) はロッド・連結部の斜視図であり、図５(b) はボデ
ーの斜視図であり、図５(c) は連結軸の拡大図である。

【図６】従来例の微量吐出ポンプの作用を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ボデー３吸入通路４吐出通路６切欠部 50 挿通孔 51 ガイド孔 52 ストッパ 54 ガイド付ロッド 55 ロッド部 56 ガイド部 59 流体室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボデー内に挿通孔及びガイド孔が同一軸
線上に隣接して形成され、ガイド孔の先端部にストッパ
が配設され、挿通孔の基端からガイド付ロッドが回転運
動及び直線運動し得る状態で挿入され、ガイド付ロッド
の小径のガイド部がガイド孔に回転運動及び直線運動し
得る状態で挿入され、挿通孔とガイド付ロッドのガイド
部との間に流体室が形成され、ガイド付ロッドのロッド
部の先端部に切欠部が形成されて切欠部と流体室とが常
に連通され、切欠部を介して流体室と連通可能な位置に
吸入通路及び吐出通路がそれぞれ形成され、ガイド付ロ
ッドのガイド部の先端とストッパとの間の空間が大気に
連通された微量吐出ポンプ。
【請求項２】ストッパが軸方向移動可能とされ、スト
ッパの軸方向移動によりガイド付ロッドのストロークが
調整可能とされた請求項１記載の微量吐出ポンプ。
【請求項３】流体室が吐出通路とのみ連通する期間内
にガイド付ロッドによって収縮され、かつ吸入通路との
み連通する期間内に膨張され、ボデーの段差部又は急傾
斜面とガイド付ロッド側のローラーとの係合により流体
室が収縮又は膨張される請求項１又は２記載の微量吐出
ポンプ。