KR100682787B1 - 펌프 - Google Patents

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다카오 미시나
마모루 구와하라
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

(과제) 용적 변경체가 파손된 경우라도, 윤활제가 펌프실 내로 유입되는 것을 억제할 수 있는 펌프를 제공하는 것.
(해결수단) 펌프의 장치 케이스 (10) 내에는 펌프실 (15) 을 구획하는 다이어프램 (14) 이 수용되어 있다. 다이어프램 (14) 에는 구동체 (24) 가 연결되어 있다. 구동체 (24) 는 장치 케이스 (10) 에 형성된 실린더 (12a) 에 의해 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 펌프는 구동체 (24) 가 왕복 운동하여 다이어프램 (14) 이 변형됨으로써, 펌프실 (15) 의 용적이 변경되어 펌프 작용을 나타낸다. 장치 케이스 (10) 와 구동체 (24) 사이에는 구동체 (24) 와 실린더 (12a) 의 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 으로의 윤활제의 유동을 차단하는 시일 부재 (50) 가 형성되어 있다.

Description

펌프 {PUMP}
도 1 은 제 1 실시형태의 다이어프램형 펌프를 나타내는 종단면도.
도 2 는 제 2 실시형태의 다이어프램형 펌프를 나타내는 종단면도.
도 3 은 제 3 실시형태의 다이어프램형 펌프를 나타내는 종단면도.
도 4 는 종래의 다이어프램형 펌프를 나타내는 종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 장치 케이스
12a: 지지부로서의 실린더
14: 용적 변경체로서의 다이어프램
15: 펌프실
24: 구동체
40: 피스톤
48: 연결 부재로서의 제 2 지지 부재
50: 시일 부재 (b: 가동단으로서의 내주 둘레부, c: 고정단으로서의 외주 둘레부)
60: 시일 부재 (a: 고정단으로서의 제 1 단부, b: 가동단으로서의 제 2 단부)
70: 지지부로서의 캠부
71: 구동체
S, S1, S2: 슬라이딩 영역
본 발명은 다이어프램 등의 용적 변경체의 변형에 의해서 펌프 작용을 나타내는 펌프에 관한 것이다.
예를 들어, 반도체 제조 장치 등이 설치된 청정실에는 펌프가 구비되어 있다. 그리고, 펌프는 그 펌프 작용에 의해서, 청정실 내로부터 공기를 빨아내어 필터를 통과시키고, 이 여과된 공기를 청정실 내로 되돌린다. 이러한 종류의 펌프로서는, 예를 들어, 특허문헌 1 에 개시되어 있는 다이어프램형 펌프를 들 수 있다. 다이어프램형 펌프로서는, 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같은 종래 기술이 존재한다.
이 종래 기술의 다이어프램형 펌프는 펌프실 (101) 을 구획하는 다이어프램 (102) 이 장치 케이스 (103) 내에 수용되고, 다이어프램 (102) 에는 피스톤 (104) 이 연결되고, 피스톤 (104) 은 장치 케이스 (103) 에 형성된 실린더 (103a) 에 의해서 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 이와 같이 구성된 다이어프램형 펌프는 피스톤 (104) 이 왕복 운동하여 다이어프램 (102) 이 변형 (변위) 됨으로써, 펌프실 (101) 의 용적이 변경되어 펌프 작용 (펌프실 (101) 내에의 공기의 흡입 및 펌프실 (101) 내로부터의 공기의 토출) 을 나타낸다.
[특허문헌 1] 일본 실용신안공개공보 평7-14179호
그런데, 종래 기술의 다이어프램형 펌프에 있어서는 다이어프램 (102) 을 경계로 한 펌프실 (101) 과 반대측의 공간이, 피스톤 (104) 과 실린더 (103a) 의 슬라이딩 영역 (S) 에 대하여 상시 연통되어 있다. 따라서, 피스톤 (104) 과 실린더 (103a) 의 슬라이딩 영역 (S) 에서 배출된 윤활제 (예를 들어, 그리스나 윤활유) 는 다이어프램 (102) 에까지 쉽게 도달할 수 있게 된다. 따라서, 다이어프램 (102) 이 열화 등에 의해서 파손되면, 이 파손 부분을 통해 윤활제가 펌프실 (101) 내로 흘러 들어가는 경우가 있고, 펌프실 (101) 내로 흘러 들어온 윤활제는 결국 청정실 내로 보내지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 용적 변경체가 파손된 경우라도, 윤활제가 펌프실 내로 유입되는 것을 억제할 수 있는 펌프를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 청구항 1 에 기재된 발명의 펌프는 장치 케이스와 구동체 사이에, 상기 구동체와 상기 장치 케이스의 지지부와의 슬라이딩 영역에서 용적 변경체로의 윤활제의 유동을 차단하는 시일 부재를 형성하였다. 요컨대, 그 시일 부재는 상기 용적 변경체를 경계로 한 펌프실과 반대측의 공간을 상기 슬라이딩 영역에 연통시키지 않도록 배치되어 있다. 따라서, 상기 슬라이딩 영역 밖으로 배출된 상기 윤활제가 상기 용적 변경체에까지 도달하는 것을 억제할 수 있다. 그리하여, 상기 용적 변경체가 파손된 경우라도 (변형에 의해서 상기 펌프실의 용적을 변경하는 상기 용적 변경체에는 과대한 부하가 걸려, 그 용적 변경체는 파손되기 쉽다), 상기 윤활제가 상기 펌프실 내로 유입되는 것을 억제할 수 있다.
청구항 2 의 발명은 청구항 1 에 있어서, 상기 시일 부재는 고정단과 가동단을 구비하고, 그 시일 부재는 상기 가동단이 상기 고정단에 대하여 변위하는 변형이 가능하다. 그리고, 상기 시일 부재는 상기 고정단이 상기 장치 케이스에 고정되어 있음과 동시에, 상기 가동단이 상기 구동체에 고정되어 있다. 따라서, 예를 들어, 상기 시일 부재로서, 상기 장치 케이스 및 상기 구동체 중의 일방에 유지되고 타방에 대하여 슬라이딩하는 것 (예를 들어, O 링) 을 채용한 경우와 비교하여, 그 슬라이딩 부분에서의 윤활제의 누출을 걱정할 필요가 없기 때문에 (일반적으로 슬라이딩 시일은 새기 쉽다), 상기 슬라이딩 영역에서 상기 용적 변경체로의 윤활제의 유동을 확실하게 차단할 수 있다.
청구항 3 의 발명은 청구항 2 에 있어서, 상기 구동체는 상기 지지부에 의해서 슬라이딩 가능하게 지지된 피스톤과, 그 피스톤에 접합 고정되어 그 피스톤을 상기 용적 변경체에 연결하는 연결 부재를 구비하고 있다. 상기 시일 부재의 상기 가동단은 상기 피스톤과 상기 연결 부재의 접합 부분에 의해 끼워 고정되어 있다. 따라서, 상기 피스톤과 상기 연결 부재의 접합 고정과 동시에, 상기 시일 부재의 상기 가동단을 상기 구동체에 고정할 수 있고, 예를 들어 상기 시일 부재의 상기 가동단을 전용의 고정 수단으로 상기 구동체에 고정하는 경우와 비교하 여, 상기 펌프의 조립이 용이해진다.
청구항 4 의 발명은 청구항 2 또는 3 에 있어서, 상기 용적 변경체 및 상기 시일 부재는 상기 구동체의 왕복 운동에 의해서 탄성 변형된다. 그리고, 상기 시일 부재의 탄성 계수는 상기 용적 변경체의 탄성 계수보다 낮게 설정되어 있다. 따라서, 상기 구동체가 왕복 운동할 때에 있어서, 상기 시일 부재에 과대한 부하가 작용하는 것을 억제할 수 있고, 예를 들어 상기 용적 변경체보다 먼저 상기 시일 부재가 파손되는 것을 확실하게 억제할 수 있다.
청구항 5 및 6 의 발명은 청구항 2∼4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시일 부재의 바람직한 일 태양에 관해서 언급하는 것이다. 즉, 상기 시일 부재는 다이어프램 (평판 형상의 가요체) 또는 벨로우즈 (뱀 복부 형상의 신축체) 로 되어 있다.
청구항 7 의 발명은 청구항 1 또는 2 에 있어서, 상기 지지부는 상기 장치 케이스에 형성되어 있다.
청구항 8 의 발명은 청구항 1 또는 2 에 있어서, 상기 지지부는 상기 구동체가 끼워지는 회전축의 돌출부에 형성되어 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
제 1 실시형태
이하, 본 발명을, 반도체 제조 장치 등이 설치된 청정실에 구비되는 다이어프램형 펌프로 구체화한 제 1 실시형태에 관해서 설명한다.
우선, 다이어프램형 펌프의 개요에 관해서 설명한다.
도 1 은 다이어프램형 펌프 (이하, 간단히 「펌프」 라고 표기한다) 의 종단면을 나타낸다. 도 1 에 나타내는 바와 같이 펌프는 장치 케이스 (10) 와, 장치 케이스 (10) 에 지지된 다이어프램 (14; 용적 변경체) 과, 예를 들어, 전동 모터로 이루어지는 구동원 (30) 과, 다이어프램 (14) 을 구동원 (30) 에 연결하는 동력 전달 기구 (31; 예를 들어, 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하여 전달하는 기구) 를 구비하고 있다. 동력 전달 기구 (31) 는 구동체 (24) 를 구비하고, 이 구동체 (24) 는 장치 케이스 (10) 에 지지되어 있음과 동시에 다이어프램 (14) 에 연결되어 있다.
구동원 (30) 의 구동에 의해서, 동력 전달 기구 (31) 의 구동체 (24) 가 왕복 운동하여 다이어프램 (14) 이 변형 (변위) 됨으로써, 펌프는 펌프 작용을 나타내게 된다. 이 펌프 작용에 의해서, 도시하지 않은 청정실 내로부터 공기 (유체) 를 빨아내고, 이 빨아내어진 공기는 도시하지 않은 필터를 통과하고, 이 여과된 공기는 청정실 내로 되돌려진다.
다음에, 펌프를 구성하는 각 요소의 상세에 관해서 설명한다.
장치 케이스 (10) 는 제 1 블록 (11) 과, 제 1 블록 (11) 에 접합 고정된 제 2 블록 (12) 과, 제 1 블록 (11) 및 제 2 블록 (12) 이 수용된 본체 케이스 (13) 를 구비하고 있다. 본체 케이스 (13) 는 일단부 (도면에서는 상방측의 단부) 에 덮개 (13a) 를 갖는 통 형상을 이루고 있고, 제 1 블록 (11) 및 제 2 블록 (12) 은 제 1 블록 (11) 이 덮개 (13a) 측에 위치하도록 하여, 본체 케이스 (13) 내에 배치되어 있다.
다이어프램 (14) 은 원판 형상의 금속제로 되어 있고, 널리 알려진 바와 같이 가요성 및 탄성을 갖고 있다. 다이어프램 (14) 의 외주부는 제 1 블록 (11) 의 외주부와 제 2 블록 (12) 의 외주부의 접합 부분에 있어서 원환 형상 영역으로 끼워짐으로써 장치 케이스 (10) 에 고정되어 있다. 제 1 블록 (11) 에 있어서 제 2 블록 (12) 측의 단면의 중앙부에는 개략 절구 형상의 오목부 (11a) 가 형성되어 있다. 오목부 (11a) 의 개구는 다이어프램 (14) 에 의해서 폐색되어 있고, 이 폐색된 오목부 (11a) 의 내부 공간은 펌프실 (15) 을 이루고 있다.
장치 케이스 (10) 의 본체 케이스 (13; 덮개 (13a)) 에는 도시하지 않은 외부의 저압측 배관이 접속되는 흡입 통로 (17), 및 도시하지 않은 외부의 고압측 배관이 접속되는 토출 통로 (18) 가 각각 형성되어 있다. 제 1 블록 (11) 에는 펌프실 (15) 과 흡입 통로 (17) 를 접속하는 흡입 포트 (25), 및 펌프실 (15) 과 토출 통로 (18) 를 접속하는 토출 포트 (26) 가 각각 형성되어 있다. 제 1 블록 (11) 과 본체 케이스 (13; 덮개 (13a)) 사이에서, 흡입 포트 (25) 와 흡입 통로 (17) 의 경계에는 리드 밸브로 이루어지는 흡입 밸브 (21) 가 배치되어 있다. 제 1 블록 (11) 과 본체 케이스 (13; 덮개 (13a)) 사이에서, 토출 포트 (26) 와 토출 통로 (18) 의 경계에는 리드 밸브로 이루어지는 토출 밸브 (22) 가 배치되어 있다.
제 2 블록 (12) 의 중앙부에는 지지부로서의 실린더 (12a; 원통 내면) 가 형성되어 있다. 제 2 블록 (12) 에 있어서 제 1 블록 (11) 측의 단면의 중앙부에는 횡단면 원형을 이루는 오목부 (12b) 가, 실린더 (12a) 의 단부에 연접하여 형성 되어 있다.
구동체 (24) 는 구동원 (30) 에 연결된 로드 (41) 와, 로드 (41) 의 일단부 (도면에서는 상방측의 단부) 에 연결된 피스톤 (40) 과, 피스톤 (40) 을 다이어프램 (14) 의 중앙부에 연결하는 연결부 (46) 를 구비하고 있다. 피스톤 (40) 은 제 2 블록 (12) 의 실린더 (12a) 내에 삽입되고, 실린더 (12a) 에 의해서 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 연결부 (46) 는 펌프실 (15) 내에 배치된 원판 형상의 제 1 지지 부재 (47) 와, 펌프실 (15) 밖에 배치되어 피스톤 (40) 의 단면 (40a) 에 접합 고정된 원판 형상의 제 2 지지 부재 (48; 연결 부재) 를 구비하고 있다. 다이어프램 (14) 의 중앙부는 제 1 지지 부재 (47) 와 제 2 지지 부재 (48) 의 접합 부분에 의해 끼워 고정되어 있다.
피스톤 (40) 은 구동원 (30) 의 구동에 의해서 자신의 축선을 따른 방향 (도면에서는 상하 방향) 으로, 외주면 (40b) 을 실린더 (12a) 에 접촉시키면서 왕복 운동한다. 피스톤 (40) 의 왕복 운동에 의해서 다이어프램 (14) 이 변형 (변위) 됨으로써 펌프실 (15) 의 용적이 변경된다. 펌프실 (15) 의 용적은 구체적으로는 다음과 같이 변경된다.
예를 들어, 피스톤 (40) 이 펌프실 (15) 로부터 이간되는 방향 (도면에서는 하방) 으로 이동하면, 다이어프램 (14) 이 펌프실 (15) 과 반대측으로 향해서 변형되어 펌프실 (15) 의 용적이 증대된다. 펌프실 (15) 의 용적이 증대되어 가는 흡입 행정에서는 흡입 밸브 (21) 를 밀어 젖혀 흡입 통로 (17) 로부터 펌프실 (15) 내로 공기가 흡입된다. 반대로, 피스톤 (40) 이 펌프실 (15) 측 (도면에서는 상방) 으로 이동하면, 다이어프램 (14) 이 펌프실 (15) 측을 향해서 변형되어 펌프실 (15) 의 용적이 감소된다. 펌프실 (15) 의 용적이 감소되어 가는 토출 행정에서는 펌프실 (15) 내의 공기가 토출 밸브 (22) 를 밀어 젖혀 토출 통로 (18) 로 토출된다.
그런데, 피스톤 (40) 과 실린더 (12a) 의 슬라이딩 영역 (S) 에는 양자 간의 접촉 슬라이딩성을 양호하게 하기 위해서 요컨대 펌프의 기계적 손실을 경감하기 위해서, 그리스나 윤활유 등, 펌프의 운전 상태에서는 유동성을 갖는 윤활제가 개재 (공급) 되어 있다. 이 윤활제는 피스톤 (40) 의 왕복 운동에 의해서, 예를 들어 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 측으로 배출되는 경우가 있다. 본 실시형태에서는 이 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 측으로 배출된 윤활제가 다이어프램 (14) 에까지 도달하지 않도록, 장치 케이스 (10) 와 구동체 (24) 사이에 시일 부재 (50) 가 형성되어 있다. 이하, 이 시일 부재 (50) 에 관해서 설명한다.
시일 부재 (50) 는 제 2 블록 (12) 의 오목부 (12b) 내에 수용되어 있다. 시일 부재 (50) 는 고무제이며 원판 형상을 이루는 다이어프램으로 되어 있다. 요컨대, 시일 부재 (50) 는 평판 형상의 가요체 (탄성체) 로 되어 있다. 시일 부재 (50) 의 중앙부에는 투과구멍 (50a) 이 관통 형성되어 있다. 시일 부재 (50) 의 투과구멍 (50a) 에는 구동체 (24) 가 삽입 통과되어 있다.
제 2 블록 (12) 의 오목부 (12b) 내에는 원환 형상을 이루는 지지판 (51) 이 수용되어 있다. 지지판 (51) 은 도시하지 않은 볼트 등의 고정 수단에 의해서, 제 2 블록 (12; 상세하게는 오목부 (12b) 의 내저면의 외주부) 에 접합 고정되어 있다. 시일 부재 (50) 에 있어서 그 고정단인 외주 둘레부 (50c) 는 제 2 블록 (12) 과 지지판 (51) 의 접합 부분에 있어서 원환 형상 영역으로 끼워짐으로써, 제 2 블록 (12) 에 요컨대 장치 케이스 (10) 에 고정되어 있다. 따라서, 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 측으로 배출된 윤활제가, 시일 부재 (50) 의 일방의 표면 (도면에서는 하면. 다이어프램 (14) 과 반대의 표면) 측에서 타방의 표면 (도면에서는 상면. 다이어프램 (14) 측의 표면) 측으로, 외주 둘레부 (50c) 를 경유하여 유동하는 것이 억제된다.
시일 부재 (50) 에 있어서 그 가동단인 내주 둘레부 (50b) 는 피스톤 (40) 의 단면 (40a) 과 제 2 지지 부재 (48) 의 접합 부분에 있어서 원환 형상 영역으로 끼워짐으로써, 구동체 (24) 에 고정되어 있다. 따라서, 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 측으로 배출된 윤활제가, 시일 부재 (50) 의 일방의 표면 (도면에서는 하면. 다이어프램 (14) 과 반대의 표면) 측에서 타방의 표면 (도면에서는 상면. 다이어프램 (14) 측의 표면) 측으로, 내주 둘레부 (50b) 를 경유하여 유동하는 것이 억제된다.
상기한 바와 같이, 외주 둘레부 (50c) 가 장치 케이스 (10) 에 고정되고 또한 내주 둘레부 (50b) 가 구동체 (24) 에 고정된 시일 부재 (50) 는 피스톤 (40) 의 왕복 운동에 따라, 내주 둘레부 (50b) 가 외주 둘레부 (50c) 에 대하여 피스톤 (40) 의 축선을 따른 방향 (도면에서는 상하 방향) 으로 변위하는 탄성 변형을 한다. 요컨대, 시일 부재 (50) 는 그 변형이 가능한 것, 바꿔 말하면 다이어프램 으로 이루어짐으로써, 외주 둘레부 (50c) 가 장치 케이스 (10) 에 고정되고 또한 내주 둘레부 (50b) 가 구동체 (24) 에 고정되어 있더라도, 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 으로의 윤활제의 유동을 차단하는 작용을 나타낸다. 또, 시일 부재 (50) 의 탄성 계수는 다이어프램 (14) 의 탄성 계수보다 낮게 설정되어 있다.
상기 구성의 본 실시형태에서는 다음과 같은 효과를 나타낸다.
(1) 장치 케이스 (10) 와 구동체 (24) 사이에, 피스톤 (40) 과 실린더 (12a) 의 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14; 용적 변경체) 으로의 윤활제의 유동을 차단하는 시일 부재 (50) 를 형성하였다. 요컨대, 시일 부재 (50) 는 다이어프램 (14; 용적 변경체) 을 경계로 한 펌프실 (15) 과 반대측의 공간을, 슬라이딩 영역 (S) 에 연통시키지 않도록 배치되어 있다. 따라서, 다이어프램 (14; 용적 변경체) 이 파손된 경우라도, 윤활제가 펌프실 (15) 내로 유입되는 것을 억제할 수 있고, 예를 들어 공기 (유체) 의 공급선, 요컨대 청정실 내로 윤활제가 보내지는 것을 방지할 수 있다.
(2) 시일 부재 (50) 는 내주 둘레부 (50b; 가동단) 가 외주 둘레부 (50c; 고정단) 에 대하여 변위하는 변형이 가능하다. 또한, 시일 부재 (50) 는 외주 둘레부 (50c; 고정단) 가 장치 케이스 (10) 에 고정되어 있음과 동시에, 내주 둘레부 (50b; 가동단) 가 구동체 (24) 에 고정되어 있다. 따라서, 예를 들어 시일 부재로서, 장치 케이스 (10) 및 구동체 (24) 중 일방에 유지되고 타방에 대하여 슬라이딩하는 것 (예를 들어, O 링) 을 채용한 경우와 비교하여, 그 슬라이딩 부분에 있어서의 윤활제의 누출을 걱정할 필요가 없기 때문에, 슬라이딩 영역 (S) 에서 다 이어프램 (14; 용적 변경체) 으로의 윤활제의 유동을 확실하게 차단할 수 있다.
(3) 시일 부재 (50) 의 내주 둘레부 (50b; 가동단) 는 피스톤 (40) 과 제 2 지지 부재 (48; 연결 부재) 의 접합 부분에 의해 끼워 고정되어 있다. 따라서, 피스톤 (40) 과 제 2 지지 부재 (48; 연결 부재) 의 접합 고정과 동시에, 시일 부재 (50) 의 내주 둘레부 (50b; 가동단) 를 구동체 (24) 에 고정할 수 있어, 예를 들어 시일 부재 (50) 의 내주 둘레부 (50b; 가동단) 를 전용 고정 수단으로 구동체 (24) 에 고정하는 경우와 비교하여 펌프의 조립이 용이해진다.
(4) 시일 부재 (50) 의 탄성 계수는 다이어프램 (14; 용적 변경체) 의 탄성 계수보다 낮게 설정되어 있다. 따라서, 펌프가 펌프 작용을 나타낼 때, 요컨대 구동체 (24) 가 왕복 운동할 때에 있어서, 시일 부재 (50) 에 과대한 부하가 작용하는 것을 억제할 수 있고, 예를 들어 다이어프램 (14; 용적 변경체) 보다 먼저 시일 부재 (50) 가 파손되는 것을 확실하게 억제할 수 있어, 시일 부재 (50) 의 내구성을 높일 수 있다. 또, 시일 부재 (50) 의 내구성이 높은 것은 시일 부재 (50) 가 펌프실 (15) 밖에 배치되어 시일 부재 (50) 에 펌프실 (15) 의 내압 (고압) 이 작용되지 않은 것도, 하나의 요인으로 되어 있다.
(5) 다이어프램으로 이루어지는 시일 부재 (50) 는 다이어프램 (14; 용적 변경체) 이 파손된 경우에 백업하기 위한 용적 변경체 (제 2 용적 변경체) 로서 파악할 수 있다. 요컨대, 펌프는 시일 부재 (50) 를 구비함으로써, 다이어프램 (14; 용적 변경체) 이 파손된 후에도, 유효한 펌프 작용을 계속할 수 있다 (5-1).
이 유효한 펌프 작용을 계속하는 상태에서, 상기한 바와 같이 시일 부재 (50) 의 내주 둘레부 (50b) 를 피스톤 (40) 과 제 2 지지 부재 (48) 의 접합 부분에 고정하는 것, 요컨대 시일 부재 (50) 를 다이어프램 (14) 근처에 배치하는 것은 다이어프램 (14) 의 파손 후에도 펌프실 (15) 의 최소 용적을 작게 하는 것으로 이어져, 특히 유효하다고 할 수 있다 (5-2).
제 2 실시형태
도 2 에는 상기 제 1 실시형태의 변경예인 제 2 실시형태에 관한 펌프를 나타낸다. 또, 이하에 있어서는 제 1 실시형태에 관한 펌프와의 상이점에 관해서만 설명하고, 제 1 실시형태에 관한 펌프의 부재와 동일, 동등 또는 유사한 부재에는 동일한 번호를 붙여 설명을 생략한다.
제 2 실시형태에 관한 펌프는 제 1 실시형태에 관한 펌프에 있어서, 시일 부재 (50) 및 지지판 (51) 이 삭제되어 있음과 동시에, 고무제의 벨로우즈로 이루어지는 시일 부재 (60) 가 구비되어 있다. 요컨대, 시일 부재 (60) 는 개략 원통 형상을 이루는 뱀 복부 형상의 신축체로 되어 있다. 시일 부재 (60) 는 제 2 블록 (12) 의 오목부 (12b) 내에서, 실린더 (12a) 의 개구를 둘러싸는 위치에 배치되어 있다.
시일 부재 (60) 는 그 고정단인 제 1 단부 (60a; 도면 하방측의 단부. 다이어프램 (14) 과 반대측의 단부) 가, 제 2 블록 (12; 상세하게는 오목부 (12b) 의 내저면) 에 대하여, 요컨대 장치 케이스 (10) 에 대하여, 도시하지 않은 고정 수단 (예를 들어, 접착제) 에 의해서 원환 형상 영역에서 접합 고정되어 있다. 따라서, 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 측 (시일 부재 (60) 의 내부 공간) 으로 배출된 윤활제가, 시일 부재 (60) 의 내주면측에서 외주면측으로, 제 1 단부 (60a) 를 경유하여 유동하는 것이 억제된다.
시일 부재 (60) 는 그 가동단인 제 2 단부 (60b; 도면 상방측의 단부. 다이어프램 (14) 측의 단부) 가, 제 1 지지 부재 (47) 의 제 2 블록 (12) 측의 단면에 대하여, 요컨대 구동체 (24) 에 대하여, 도시하지 않은 고정 수단 (예를 들어, 접착제) 에 의해서 원환 형상 영역에서 접합 고정되어 있다. 따라서, 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 측 (시일 부재 (60) 의 내부 공간) 으로 배출된 윤활제가, 시일 부재 (60) 의 내주면측에서 외주면측으로, 제 2 단부 (60b) 를 경유하여 유동하는 것이 억제된다.
상기한 바와 같이, 제 1 단부 (60a) 가 장치 케이스 (10) 에 고정되고, 또한 제 2 단부 (60b) 가 구동체 (24) 에 고정된 시일 부재 (60) 는 피스톤 (40) 의 왕복 운동에 따라, 제 2 단부 (60b) 가 제 1 단부 (60a) 에 대하여 피스톤 (40) 의 축선을 따른 방향 (도면에서는 상하 방향) 으로 변위하는 탄성 변형을 한다. 요컨대, 시일 부재 (60) 는 그 변형이 가능한 것, 바꿔 말하면 벨로우즈로 이루어짐으로써, 제 1 단부 (60a) 를 장치 케이스 (10) 에 고정하고, 또한 제 2 단부 (60b) 를 구동체 (24) 에 고정하더라도, 슬라이딩 영역 (S) 에서 다이어프램 (14) 으로의 윤활제의 유동을 차단하는 작용을 나타낸다. 또, 시일 부재 (60) 의 탄성 계수는 다이어프램 (14) 의 탄성 계수보다 낮게 설정되어 있다.
상기 구성을 구비한 본 실시형태에 관한 펌프는 제 1 실시형태에 관한 펌프에 있어서의 상기 (1) 및 (2) 그리고 (4) 에 기재된 효과와 동일한 효과를 나타낸 다. 그밖에도, 하기 (6) 에 기재된 효과도 나타낸다.
(6) 벨로우즈로 이루어지는 시일 부재 (60) 는 다이어프램 (14; 용적 변경체) 이 파손된 경우에 백업하는 용적 변경체 (제 2 용적 변경체) 로서 파악할 수 있다. 요컨대, 펌프는 시일 부재 (60) 를 구비함으로써, 다이어프램 (14; 용적 변경체) 이 파손된 후에도, 유효한 펌프 작용을 계속할 수 있다.
제 3 실시형태
도 3 에는 상기 제 1 실시형태의 변경예인 제 3 실시형태에 관한 펌프를 나타낸다. 또, 이하에 있어서는 제 1 실시형태에 관한 펌프와의 상이점에 관해서만 설명하고, 제 1 실시형태에 관한 펌프의 부재와 동일, 동등 또는 유사한 부재에는 동일한 번호를 붙여 설명을 생략한다.
제 3 실시형태에 관한 펌프는 제 1 실시형태에 관한 펌프에 있어서, 구동체 (24) 가 삭제되어 있다. 장치 케이스 (10) 내에는 다이어프램 (14) 을 경계로 하여 펌프실 (15) 과 반대측에 수용실 (65) 이 구획되어 있다. 수용실 (65) 내에는 구동원 (30) 에 의해 회전 구동되는 회전축 (69) 의 일부인 캠부 (70) 가 돌출 배치되어 있다. 이 캠부 (70) 에는 캠홈 (70a) 이 외주면을 일주하도록 형성되어 있다. 캠홈 (70a) 은 회전축 (69) 의 중심축선에 대하여 경사져 있다. 지지부로서의 캠부 (70) 에는 구동체 (71) 가 상대 회전가능하고, 또한 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰져 있다. 또, 구동체 (71) 및 회전축 (69) 은 동력 전달 기구 (31) 의 일부를 구성한다.
구동체 (71) 는 캠부 (70) 의 외주면에 상대 회전가능하고, 또한 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰진 원통 형상의 베어링 (72) 과, 베어링 (72) 에 끼워맞춰져 고정 장착된 통 형상의 가이드체 (73) 를 갖는다. 가이드체 (73) 는 다이어프램 (14) 의 중앙부에 고정 장착 (연결) 되어 있다. 가이드체 (73) 내에는 캠실 (73a) 이 구획되어 있다. 캠실 (73a) 내에 있어서 가이드체 (73) 에는 롤러 (74) 가 래이디얼 베어링 (75) 을 통해 회전가능하게 지지되어 있다. 롤러 (74) 의 일부는 베어링 (72) 에 형성된 삽입구 (72a) 를 통해 캠홈 (70a) 내로 들어가 있다.
따라서, 회전축 (69) 이 회전하면, 롤러 (74) 의 외주면과 캠홈 (70a) 의 걸어맞춤에 의해서, 롤러 (74) 가, 요컨대 롤러 (74) 를 지지하는 구동체 (71) 가, 회전축 (69) 의 중심축선을 따른 방향 (도면에서는 상하 방향) 으로 왕복 운동한다. 따라서, 다이어프램 (14) 이 변형하여 펌프실 (15) 의 용적이 변경되어, 펌프가 펌프 작용을 나타내게 된다.
그런데, 시일 부재 (50) 는 수용실 (65) 내에서 구동체 (71) 의 외측에 배치되어 있다.
시일 부재 (50) 의 외주 둘레부 (50c) 는 장치 케이스 (10) 에 대하여, 도시하지 않은 고정 수단 (예를 들어, 접착제나, 볼트와 지지판의 조합) 에 의해 원환 형상 영역에서 접합고정되어 있다. 시일 부재 (50) 의 내주 둘레부 (50b) 는 구동체 (71) 의 외면에 대하여, 도시하지 않은 고정 수단 (예를 들어, 접착제나, 볼트와 지지판의 조합) 에 의해 원환 형상 영역에서 접합고정되어 있다.
따라서, 구동체 (71) 와 캠부 (70) 의 슬라이딩 영역, 상세하게는 롤러 (74) 와 캠홈 (70a) 의 슬라이딩 영역 (S1) 이나 베어링 (72) 과 캠부 (70) 의 외주면과의 슬라이딩 영역 (S2) 등으로부터, 다이어프램 (14) 측으로, 요컨대 구동체 (71) 밖으로 배출된 윤활제가, 시일 부재 (50) 의 일방의 표면 (도면에서는 하면. 다이어프램 (14) 과 반대의 표면) 측에서 타방의 표면 (도면에서는 상면. 다이어프램 (14) 측의 표면) 측으로, 외주 둘레부 (50c) 및 내주 둘레부 (50b) 를 경유하여 유동하는 것이 억제된다.
상기 구성을 구비한 본 실시형태에 관한 펌프는 제 1 실시형태에 관한 펌프에 있어서의 상기 (1), (2), (4) 및 (5-1) 기재의 효과와 동일한 효과를 나타낸다.
또, 상기 제 1 실시형태 ∼ 제 3 실시형태에 관한 펌프는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 데 지나지 않고, 각각 본 발명의 취지에서 벗어나지 않는 범위에서 변형할 수 있다. 예를 들어, 이하에 기재하는 바와 같이 변형시킬 수도 있고, 또한 각 변형예를 서로 모순되지 않는 범위 내에서 적절히 조합하여 실시할 수도 있다.
ㆍ시일 부재를 합성 수지제 또는 금속제로 하는 것.
ㆍ시일 부재로서, O 링 또는 립 시일 등의 슬라이딩 타입의 시일 부재를 사용하는 것. 이 슬라이딩 타입의 시일 부재는 장치 케이스 및 구동체 중의 일방에 유지되고 타방에 슬라이딩함으로써, 슬라이딩 영역의 윤활제가 용적 변경체측으로 유동하는 것을 차단한다.
ㆍ시일 부재의 탄성 계수를, 용적 변경체의 탄성 계수와 동일하거나 그 이상으로 설정하는 것.
ㆍ다이어프램형 이외의 펌프에, 요컨대, 예를 들어 벨로우즈를 용적 변경체로서 사용한 펌프로 본 발명을 구체화하는 것.
ㆍ공기 이외의 기체를 압송하기 위한 펌프로 본 발명을 구체화하는 것. 또는 오일이나 물 등의 액체를 압송하기 위한 펌프로 본 발명을 구체화하는 것.
상기 각 실시형태 및 변형예로부터 파악할 수 있는 기술적 사상에 관해서 기재한다.
(1) 다이어프램 또는 벨로우즈로 이루어지는 제 1 용적 변경체를 구비하고, 그 제 1 용적 변경체의 변형에 의해서 펌프 작용을 나타내는 펌프에 있어서, 상기 제 1 용적 변경체가 파손된 경우의 백업으로서, 다이어프램 또는 벨로우즈로 이루어지는 제 2 용적 변경체를 구비한 것을 특징으로 하는 펌프. 이와 같이 하면, 제 1 용적 변경체가 파손된 후에도 펌프 작용을 계속할 수 있다.
상기 구성의 본 발명에 의하면, 용적 변경체가 파손된 경우라도, 윤활제가 펌프실 내로 유입되는 것을 억제할 수 있고, 예를 들어 윤활제가 유체의 공급선에 보내지는 것을 방지할 수 있다.

Claims (8)

  1. 장치 케이스 내에는 펌프실을 구획하는 용적 변경체가 수용되고, 그 용적 변경체에는 구동체가 연결되고, 그 구동체는 상기 장치 케이스 내에 형성된 지지부에 의해서 슬라이딩 가능하게 지지되어 있고, 그 구동체가 왕복 운동하여 상기 용적 변경체가 변형됨으로써, 상기 펌프실의 용적이 변경되어 펌프 작용을 나타내는 펌프에 있어서,
    상기 장치 케이스와 상기 구동체 사이에, 상기 구동체와 상기 지지부의 슬라이딩 영역에서 상기 용적 변경체로의 윤활제의 유동을 차단하는 시일 부재를 형성한 것을 특징으로 하는 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시일 부재는 고정단과 가동단을 구비하고, 그 시일 부재는 상기 가동단이 상기 고정단에 대하여 변위하는 변형이 가능하며, 그 시일 부재는 상기 고정단이 상기 장치 케이스에 고정되어 있음과 동시에, 상기 가동단이 상기 구동체에 고정되어 있는 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 구동체는 상기 지지부에 의해 슬라이딩 가능하게 지지된 피스톤과, 그 피스톤에 접합 고정되어 그 피스톤을 상기 용적 변경체에 연결하는 연결 부재를 구비하고, 상기 시일 부재의 상기 가동단은 상기 피스톤과 상기 연결 부재의 접합 부분에 의해 끼워 고정되어 있는 펌프.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 용적 변경체 및 상기 시일 부재는 상기 구동체의 왕복 운동에 의해서 탄성 변형되고, 상기 시일 부재의 탄성 계수는 상기 용적 변경체의 탄성 계수보다 낮게 설정되어 있는 펌프.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 시일 부재는 다이어프램 또는 벨로우즈로 되어 있는 펌프.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 시일 부재는 다이어프램 또는 벨로우즈로 되어 있는 펌프.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 장치 케이스의 제 2 블록의 중앙부에 형성되어 있는 펌프.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 구동체가 끼워지는 회전축의 돌출부에 형성되어 있는 펌프.
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