KR20190022449A

KR20190022449A - 다이어프램 펌프

Info

Publication number: KR20190022449A
Application number: KR1020187027517A
Authority: KR
Inventors: 가즈키요 데시마; 나오토 야마다; 모토아키 나루오
Original assignee: 니폰 필라고교 가부시키가이샤
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2019-03-06
Also published as: CN109196225B; TWI714787B; JP6779053B2; US20200318632A1; TW201809468A; CN109196225A; US10907629B2; KR102253341B1; JP2018003712A; WO2018008353A1

Abstract

유체의 이송에 관해 토출 정밀도를 높이고, 또한, 제조 코스트를 억제할 수 있는 다이어프램 펌프를 제공한다. 다이어프램 펌프는 모터를 갖는 구동 장치와, 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는 상기 모터의 제 1 탈조 상태를 검지할 수 있는 것이다. 상기 제어 장치는 상기 모터를 제 1 탈조 상태로 시키도록, 다이어프램 또는 가동 부재를 하우징 또는 정지 부재에 부딪힐 때까지 왕동 또는 복동시키도록 상기 구동 장치를 작동시킨다. 상기 제어 장치는 상기 모터의 제 1 탈조 상태를 검지한 경우에, 상기 다이어프램의 왕복동 방향에 관해 상기 다이어프램 또는 상기 가동 부재와 대응하는 상기 하우징 또는 상기 정지 부재와의 부딪힘 위치에서 소정 거리 떨어진 위치를 상기 원점 위치로서 새로이 설정한다. 상기 제어 장치는 상기 원점 위치를 새로이 설정한 후, 상기 다이어프램을 상기 원점 위치까지 복동 또는 왕복시키도록 상기 구동 장치를 작동시킨다.

Description

다이어프램 펌프

본 발명은 다이어프램 펌프에 관한 것이다.

약액 등의 유체의 이송을 실행하기 위한 용적식 왕복동 펌프로서, 다이어프램 펌프가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 상기 다이어프램 펌프는 유체의 이송에 관해 높은 토출 정밀도가 요구될 때, 예를 들면, 반도체, 액정, 유기 EL, 태양전지, LED의 제조시에 흔히 사용된다.

이러한 종류의 다이어프램 펌프는 하우징과, 다이어프램과, 구동 장치와, 검출 장치를 구비하고 있다. 상기 다이어프램은 상기 하우징내에 펌프실을 형성하도록 배치되는 동시에, 상기 펌프실의 용적을 변화시키도록 원점 위치를 기준으로 해서 왕복동 가능하게 마련되어 있다.

상기 구동 장치는 상기 다이어프램을 왕복동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 상기 검출 장치는 상기 다이어프램의 원점 위치(피스톤의 기준 위치)를 검지하도록 구성되어 있다. 그리고, 토출 정밀도의 확보를 위해 상기 검출 장치의 검출 결과에 의거하여 상기 다이어프램에 관한 원점 복귀가 실행되도록 되어 있다.

그러나, 상기 다이어프램 펌프에 의하면, 상기 검출 장치가 검지한 원점 위치를 피스톤의 기준 위치로 하기 때문에, 각 제품간에서, 상기 검출 장치의 부착 정밀도나 상기 하우징의 가공 정밀도에 의존하여 토출 정밀도가 미묘하게 다를 우려가 있었다. 또, 상기 검출 장치를 준비하여, 상기 하우징 등에 설치할 필요가 있기 때문에, 상기 다이어프램 펌프의 제조 코스트의 증대를 초래하는 것으로 되고 있었다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 제2007-23935호

본 발명은 이러한 사정을 감안해서 이루어진 것으로서, 유체의 이송에 관해 토출 정밀도를 높이고, 또한, 제조 코스트를 억제할 수 있는 다이어프램 펌프의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 유체를 이송하기 위한 다이어프램 펌프에 있어서, 정지 부재를 수용하는 하우징과, 상기 하우징내에 펌프실을 형성하도록 배치되는 동시에, 상기 펌프실의 용적을 변화시키도록 원점 위치를 기준으로 해서 왕복동 가능하게 마련된 다이어프램과, 구동원으로서의 모터 및, 상기 다이어프램과 연동하는 가동 부재를 갖고, 상기 다이어프램을 왕복동시킬 수 있도록 구성된 구동 장치와, 상기 다이어프램을 왕동 또는 복동시키도록, 상기 구동 장치를 제어하기 위한 제어 장치로서, 상기 모터의 제 1 탈조 상태를 검지할 수 있도록 구성된 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 모터를 제 1 탈조 상태로 시키도록, 상기 다이어프램 또는 상기 가동 부재를 이것이 상기 하우징 또는 상기 정지 부재에 부딪힐 때까지 왕동 또는 복동시키도록 상기 구동 장치를 작동시키고, 상기 모터의 제 1 탈조 상태를 검지한 경우에, 상기 다이어프램의 왕복동 방향에 관해 상기 다이어프램 또는 상기 가동 부재와 이것에 대응하는 상기 하우징 또는 상기 정지 부재와의 부딪힘 위치에서 소정 거리 떨어진 위치를 상기 원점 위치로서 새로이 설정하고, 상기 원점 위치를 새로이 설정한 후, 상기 다이어프램을 상기 원점 위치까지 복동 또는 왕복시키도록 상기 구동 장치를 작동시킬 수 있도록 구성되어 있는 것이다.

이 구성에 의하면, 상기 다이어프램 펌프를 이용해서 유체의 이송을 개시하기 전에, 상기 다이어프램에 관해 해당 다이어프램 펌프 고유의 정확한 원점 복귀가 실현 가능하게 된다. 따라서, 유체의 이송에 관해 토출 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 상기 원점 복귀를 위한 검출 장치가 불필요하게 된다. 따라서, 상기 다이어프램 펌프의 제조 코스트를 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 상기 모터는 스테핑 모터이다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 상기 제어 장치가, 상기 다이어프램의 왕복동 방향에 관한 위치를 파악할 수 있도록 구성되는 동시에, 상기 다이어프램의 위치에 의거하여, 상기 다이어프램이 제 1 소정량을 넘어 왕동했다고 판정했을 때, 또는 상기 다이어프램이 제 2 소정량을 넘어 복동했다고 판정했을 때, 상기 구동 장치를 정지시키도록 구성되어 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 상기 구동 장치가 정지시켜진 경우에 경보를 발하는 경보 장치를 구비하고 있다.

본 발명에 따르면, 유체의 이송에 관해 토출 정밀도를 높이고, 또한, 제조 코스트를 억제할 수 있는 다이어프램 펌프를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 1실시형태에 관한 다이어프램 펌프의 측면 단면도로서, 이 다이어프램 펌프의 토출 공정 종료시의 상태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 2는 도 1의 다이어프램 펌프의 흡입 공정 종료시의 상태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 3은 도 1의 다이어프램 펌프의 블럭도이다.
도 4는 도 1의 다이어프램 펌프에 있어서의 부딪힘 발생시의 상태의 일예를 나타내는 측면 단면도이다.
도 5는 도 1의 다이어프램 펌프에 있어서의 제어 처리의 일예의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 1의 다이어프램 펌프에 있어서의 구동 장치의 일부 단면도이다.
도 7은 도 1의 다이어프램 펌프에 있어서의 부딪힘 발생시의 상태의 다른 예를 나타내는 측면 단면도이다.
도 8은 도 1의 다이어프램 펌프에 있어서의 부딪힘 발생시의 상태의 또 다른 예를 나타내는 측면 단면도이다.

본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 1 실시형태에 관한 다이어프램 펌프(1)는 약액 등의 유체의 이송을 실행하기 위한 용적식 왕복동 펌프이다. 상기 다이어프램 펌프(1)는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 하우징(2)과, 다이어프램(3)과, 구동 장치(4)를 구비하는 동시에, 제어 장치(5)를 구비하고 있다.

이하의 설명에 있어서, 전후 방향은 도면상의 상하 방향을 가리키고, 전진은 전방으로의 이동을 말하고, 후퇴는 후방으로의 이동을 말하는 것으로 한다.

상기 하우징(2)은 정지 부재 및 가동 부재를 수용하는 것이다. 본 실시형태에 있어서, 상기 하우징(2)은 내부 공간을 갖고 있다. 그리고, 상기 정지 부재가 상기 내부 공간에 배치되어, 상기 하우징(2)에 대해 정지 상태를 유지하도록 마련되어 있다. 상기 정지 부재로서는 예를 들면, 후술하는 O링 누름부재(27)가 있다.

상세하게는 상기 하우징(2)은 실린더(11)와, 펌프 헤드(12)를 갖고 있다. 상기 실린더(11)는 예를 들면, SUS304 등의 스테인리스강으로 구성된다. 상기 실린더(11)는 원통 형상을 가지며, 축 방향이 전후 방향으로 되도록 배치되어 있다.

상기 실린더(11)는 통기구(13)를 갖고 있다. 상기 통기구(13)는 상기 실린더(11)의 축 방향과 교차하는 방향으로 관통하도록, 해당 실린더(11)의 측부에 마련되어 있다. 상기 통기구(13)는 진공 펌프 또는 에스퍼레이터 등의 감압 장치(도시하지 않음)와 접속 가능하게 되어 있다.

상기 펌프 헤드(12)는 예를 들면, PTFE(폴리테트라 플루오르 에틸렌) 등의 불소 수지로 구성된다. 상기 펌프 헤드(12)는 상기 실린더(11)와 대략 동일한 내경을 갖는 바닥을 갖는 원통형상을 가지며, 상기 실린더(11)와 동축적으로 배치되어 있다.

상기 펌프 헤드(12)는 상기 실린더(11)의 축 방향 한쪽측(앞측)의 개구부를 폐색하도록, 상기 실린더(11)의 축 방향 일단부(전단부)에 부착되어 있다. 이것에 의해, 상기 하우징(2)내에, 상기 실린더(11)와 상기 펌프 헤드(12)에 둘러싸인 제 1 내부 공간(14)이 형성되어 있다.

상기 펌프 헤드(12)는 흡입구(15) 및 토출구(16)를 갖고 있다. 상기 흡입구(15)는 상기 펌프 헤드(12)의 축 방향과 교차하는 방향으로 관통하도록, 해당 펌프 헤드(12)의 측부에 마련되어 있다. 상기 흡입구(15)는 유체의 공급원으로 되는 소정의 기기(도시하지 않음)와 흡입측의 개폐 밸브 및 배관 등을 통해 접속되어 있다.

상기 토출구(16)는 상기 펌프 헤드(12)의 축 방향으로 관통하도록, 해당 펌프 헤드(12)의 축 방향 일단부(전단부), 즉 덮개부(18)에 마련되어 있다. 상기 토출구(16)는 상기 덮개부(18)의 직경 방향 중앙 부분에 배치되고, 유체의 공급처로 되는 소정의 기기(도시하지 않음)와 토출측의 개폐 밸브 및 배관 등을 통해 접속되어 있다.

상기 구동 장치(4)는 상기 다이어프램(3)을 왕복동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 상기 구동 장치(4)는 가동 부재인 피스톤(21) 및 샤프트(22)를 갖고 있다. 상기 피스톤(21) 및 상기 샤프트(22)는 각각, 상기 하우징(2)내에 왕복동 가능하게 마련되어 있다.

상기 피스톤(21)은 예를 들면, 알루미늄 합금으로 구성된다. 상기 피스톤(21)은 오목형상 부분을 포함하는 원주형상을 갖고, 상기 하우징(2)(상기 실린더(11))과 동축적으로 배치되어 있다. 상기 피스톤(21)은 상기 하우징(2)에 있어서 상기 제 1 내부 공간(14)에 수용되어 있다.

그리고, 상기 피스톤(21)은 상기 하우징(2)(상기 실린더(11) 및 상기 펌프 헤드(12))의 내벽과의 사이에 간극을 발생시키도록 마련되는 동시에, 상기 하우징(2)의 축 방향(전후 방향)에 상기 하우징(2)의 내벽을 따라 왕복동 가능하게 마련되어 있다.

상기 샤프트(22)는 예를 들면, 담금질된 고탄소 크롬 축받이 강 등의 강재로 구성된다. 상기 샤프트(22)는 상기 피스톤(21)과 동축적으로 배치되고, 상기 하우징(2)내를 상기 제 1 내부 공간(14)과 제 2 내부 공간(24)으로 구획하는 격벽(25)에 O링(26)을 통해 축 방향으로 왕복동 가능하게 관통 설치되어 있다.

여기서, 상기 O링(26)은 상기 O링 누름부재(27)에 의해 상기 격벽(25)에 유지되어 있다. 상기 O링 누름부재(27)는 상기 하우징(2)에 수용되는 정지 부재이며, 예를 들면, 스테인리스로 구성된다. 상기 O링 누름부재(27)는 상기 샤프트(22)를 접촉시키지 않도록 관통시킨 상태에서, 상기 하우징(2)의 상기 제 2 내부 공간(24)에 배치되어 있다.

상기 샤프트(22)는 상기 제 1 내부 공간(14)에 위치하는 축 방향 일단부(전단부)와, 상기 제 2 내부 공간(24)에 위치하는 축 방향 타단부(후단부)를 갖고 있다. 상기 샤프트(22)는 상기 피스톤(21)과 일체적으로 왕복동하도록, 상기 축 방향 일단부에서 상기 피스톤(21)과 접속되어 있다.

상기 구동 장치(4)는 또, 상기 가동 부재로서, 상기 샤프트(22)를 상기 하우징(2)에 유지하기 위한 샤프트 홀더(29)를 갖고 있다. 상기 샤프트 홀더(29)는 예를 들면, 스테인리스로 구성된다. 상기 샤프트 홀더(29)는 상기 하우징(2)의 상기 제 2 내부 공간(24)에 배치되고, 상기 샤프트(22)와 후술하는 출력축(42)을 결합하도록 마련되어 있다.

상기 다이어프램(3)은 상기 하우징(2)내에 펌프실(28)을 형성하도록 배치되는 동시에, 상기 펌프실(28)의 용적을 변화시키도록 원점 위치 P1을 기준으로 해서 왕복동 가능하게 마련되어 있다. 상기 다이어프램(3)은 롤링 다이어프램이다.

본 실시형태에 있어서, 상기 다이어프램(3)은 예를 들면, PTFE(폴리 테트라 플루오르 에틸렌) 등의 불소 수지로 구성된다. 상기 다이어프램(3)은 바닥을 갖는 통형상을 띠는 중앙 부분을 갖는 것이며, 이 중앙 부분에서 상기 피스톤(21)을 축 방향 한쪽측(앞측)부터 덮도록 마련되어 있다.

상세하게는 상기 다이어프램(3)은 맞닿음부(31)와, 유지부(32)와, 되꺾음부(33)를 갖고 있다. 상기 맞닿음부(31)는 상기 다이어프램(3)의 덮개 부분을 이루는 것이며, 상기 펌프실(28)에 임하고 또한 상기 하우징(2)의 축 방향 일단부(천정부), 즉 상기 덮개부(18)와 대향하도록 상기 피스톤(21)에 부착되어 있다.

상기 유지부(32)는 상기 맞닿음부(31)의 직경 방향 외측에 위치하는 상기 다이어프램(3)의 외주 단부에 배치되고, 상기 실린더(11)와 상기 펌프 헤드(12)에 협지되어 있다. 상기 되꺾음부(33)는 가요성을 갖는 것이며, 상기 맞닿음부(31)와 상기 유지부(32)의 사이에 변형 가능하게 마련되어 있다.

그리고, 상기 다이어프램(3)은 상기 유지부(32)에 의해 상기 하우징(2)에 대해 위치 고정된 상태에서, 상기 되꺾음부(33)를 상기 하우징(2)의 내벽과 상기 피스톤(21)의 사이에서 변형시키고 또한 상기 맞닿음부(31)의 위치를 축 방향으로 변화시키면서, 상기 피스톤(21)과 일체적으로 왕복동할 수 있도록 되어 있다.

상기 다이어프램(3)은 또, 상기 하우징(2)의 제 1 내부 공간(14)을 상기 펌프실(28)과 감압실(38)로 구획하도록 마련되어 있다. 상기 펌프실(28)은 상기 다이어프램(3)(상기 맞닿음부(31) 및 상기 되꺾음부(33))과 상기 펌프 헤드(12)에 의해 둘러싸여 형성되어 있다.

그 때문에, 상기 펌프실(28)은 상기 피스톤(21)과의 일체적인 왕복동에 수반하는 상기 다이어프램(3)의 위치의 변화, 즉 상기 되꺾음부(33)의 변형을 수반하는 상기 맞닿음부(31)의 위치의 변화에 의해서, 해당 펌프실(28)의 용적을 변화(증대 또는 감소)시켜지도록 되어 있다.

여기서, 상기 펌프실(28)은 상기 흡입구(15) 및 상기 토출구(16)의 각각과 접속되어, 상기 흡입구(15)로부터 흡입된 유체를 일시적으로 저장할 수 있도록 되어 있다. 상기 감압실(38)은 상기 통기구(13)와 접속되고, 상기 감압 장치에 의해 감압될 수 있도록 되어 있다.

상기 다이어프램 펌프(1)에 있어서는 또, 상기 구동 장치(4)가 구동원으로서의 모터(40)를 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서, 상기 구동 장치(4)는 상기 피스톤(21), 상기 샤프트(22) 및 상기 모터(40)에 부가하여, 상기 가동 부재인 상기 출력축(42)을 더 갖고 있다.

상기 모터(40)는 펄스 모터(스테핑 모터)이다. 상기 모터(40)는 상기 하우징(2)의 축 방향 다른쪽측(뒷측)에 마련되어 있다. 상기 출력축(42)은 나사축(이송 나사)이다. 상기 출력축(42)은 상기 모터(40)의 회전축에 대해 연동하도록 접속되어 있다.

상기 출력축(42)은 상기 모터(40)측으로부터 상기 하우징(2)내로 돌출된 상태에서 축 방향으로 왕복동 가능하게 마련되어 있다. 상기 출력축(42)은 상기 샤프트(22)와 동축적으로 배치되고, 축 방향 일단부(전단부)에서 상기 샤프트(22)의 축 방향 타단부(후단부)와 상기 샤프트 홀더(29)를 통해 접속되어 있다.

그리고, 상기 구동 장치(4)는 상기 출력축(42) 및 상기 피스톤(21) 등을 통해 상기 다이어프램(3)을 축 방향(전후 방향)으로 왕복동시킬 수 있도록, 상기 모터(40)의 회전운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 출력축(42)으로부터 상기 샤프트(22)로 전달할 수 있도록 되어 있다.

또, 상기 구동 장치(4)에 있어서는 엔코더(45)가 사용된다(도 3 참조). 상기 엔코더(45)는 상기 모터(40)의 회전축에 부착되어 있다. 상기 엔코더(45)는 상기 모터(40)의 구동 제어를 위한 것이며, 상기 모터(40)의 회전과 동기한 펄스 신호를 출력하도록 구성되어 있다.

상기 제어 장치(5)는 상기 다이어프램(3)을 상기 원점 위치 P1에 대해 왕동 또는 복동시키도록, 상기 구동 장치(4)를 제어하기 위한 것이다. 또한, 여기서는 상기 다이어프램(3)의 왕복동 중의 왕동은 전방(상기 펌프실(28)의 용적이 감소하는 방향)으로의 이동(전진)이며, 복동은 반대의 후방(상기 펌프실(28)의 용적이 증대하는 방향)으로의 이동(후퇴)이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 제어 장치(5)는 컨트롤러(제어 기판)(47)를 통해 상기 모터(40)와 접속되는 동시에, 상기 엔코더(45)와 접속되어 있다. 상기 제어 장치(5)는 상기 모터(40)를 구동 제어하기 위해, 구동 펄스 신호를 출력할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 제어 장치(5)는 상기 다이어프램 펌프(1)의 운전시에 유체의 이송을 위해 흡입 공정과 토출 공정을 교대로 실행하도록, 상기 다이어프램(3)을 상기 하우징(2)의 축 방향으로 왕복동시키도록 상기 모터(40)의 구동 제어를 실행할 수 있도록 되어 있다.

상기 흡입 공정에 있어서는 상기 모터(40)가 부회전하고, 상기 다이어프램(3)을 상기 펌프실(28)의 용적이 증대하는 방향으로(도 1에 나타내는 상태에서 도 2에 나타내는 상태로) 변위시키도록 상기 피스톤(21)을 통해 복동시킨다. 이 때, 상기 제어 장치(5)는 상기 흡입측의 개폐 밸브를 열고, 또한, 상기 토출측의 개폐 밸브를 닫는 제어도 실행한다. 이것에 의해, 유체가 상기 펌프실(28)에 상기 흡입구(15)를 통해 흡입되게 된다.

한편, 상기 토출 공정에 있어서는 상기 모터(40)가 정회전하고, 상기 다이어프램(3)을 상기 펌프실(28)의 용적이 감소하는 방향으로(도 2에 나타내는 상태에서 도 1에 나타내는 상태로) 변위시키도록 상기 피스톤(21)을 통해 왕동시킨다. 이 때, 상기 제어 장치(5)는 상기 흡입측의 개폐 밸브를 닫고, 상기 토출측의 개폐 밸브를 여는 제어도 실행한다. 이것에 의해, 유체가 상기 펌프실(28)로부터 상기 토출구(16)를 통해 토출되게 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 토출 완료시의 다이어프램(3)의 위치는 상기 원점 위치 P1로 되어 있다.

<원점 복귀 공정 1>

상기 다이어프램 펌프(1)에 있어서는 상기 제어 장치(5)가, 상기 모터(40)를 제 1 탈조 상태로 시키도록, 상기 다이어프램(3)을 상기 하우징(2)(상기 펌프 헤드(12))에 부딪힐 때까지 왕동시키도록 상기 모터(40)(상기 구동 장치(4))를 작동(정회전)시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

본 실시형태에 있어서는 상기 다이어프램 펌프(1)에의 전원 투입시에, 상기 모터(40)를 이용하여, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 다이어프램(3)의 맞닿음부(31)를 상기 하우징(2)의 천정부(상기 펌프 헤드(12)의 덮개부(18))에 부딪히게 하여, 상기 모터(40)의 제 1 탈조(회전의 어긋남·공회전) 상태를 출현시키도록 되어 있다.

상기 제어 장치(5)는 또, 상기 구동 장치(4)의 모터(40)의 제 1 탈조 상태를 검지할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 상기 제어 장치(5)는 상기 펌프 헤드(12)의 덮개부(18)에 대한 상기 다이어프램(3)의 맞닿음부(31)와의 부딪힘의 발생에 의해 제 1 탈조 상태를 검지할 수 있도록 되어 있다.

상세하게는 상기 제어 장치(5)는 상기 모터(40)의 구동 제어를 위해, 상기 엔코더(45)에 의해 출력된 펄스 신호를 취득하고, 그 취득한 펄스 신호(펄스 수)에 의거하여, 상기 다이어프램(3)을 왕복동시키는 상기 모터(40)의 회전량(회전 각도) 등을 검지 가능하게 구성되어 있다.

상기 제어 장치(5)는 또, 상기 모터(40)를 이용하여 상기 다이어프램(3)을 왕동시킨 경우에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 맞닿음부(31)가 상기 펌프 헤드(12)의 덮개부(18)에 맞닿았을 때, 상기 모터(40)의 회전량의 어긋남이 발생하는 것을 파악 가능하게 되어 있다.

구체적으로는 상기 제어 장치(5)는 상기 엔코더(45)로부터 얻은 펄스 신호와 구동 펄스 신호를 비교하고, 상기 모터(40)의 회전량의 어긋남(구동 펄스 신호에 의거하는 상정 회전량에 대한 차)의 발생을 파악 가능하게 되어 있다. 그리고, 상기 제어 장치(5)는 이 어긋남이 제 1 소정값 이상이라고 판정한 경우에, 상기 모터(40)의 제 1 탈조 상태를 검지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 제어 장치(5)는 상기 모터(40)의 제 1 탈조 상태를 검지한 경우에, 상기 모터(40)의 작동을 정지시키고, 상기 다이어프램(3)의 왕복동 방향(전후 방향)에 관해 상기 하우징(2)에 대한 상기 다이어프램(3)의 부딪힘 위치(상기 덮개부(18)의 내면)로부터 소정의 제 1 거리 떨어진(후방의) 위치를 상기 원점 위치 P1로서 새로이 설정하도록 구성되어 있다.

본 실시형태에 있어서는 상기 제어 장치(5)는 상기 다이어프램 펌프(1)에의 전원 투입이 실행될 때마다, 상기 원점 위치 P1을 새로이 설정하도록 되어 있다. 또한, 이와 같이 상기 원점 위치 P1을 재설정하는 시기는 전원 투입시에 한정되는 것은 아니며, 다른 시기로 해도 좋다.

그리고, 상기 제어 장치(5)는 상기 원점 위치 P1을 새로이 설정한 후, 상기 다이어프램(3)을 이 원점 위치 P1까지 복동시키도록 상기 구동 장치(4)를 작동(부 회전)시킬 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 제어 장치(5)는 상기 원점 위치 P1까지 복동시킨 후, 상기 다이어프램(3)의 왕복동을 개시시키도록 되어 있다.

즉, 상기 다이어프램 펌프(1)에 있어서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 제어 장치(5)는 예를 들면 상기 다이어프램 펌프(1)에의 전원 투입 후(S1), 상기 모터(40)의 제 1 탈조 상태를 발생시키도록 해당 모터(40)를 작동시킨다(S2). 그리고, 상기 제어 장치(5)는 상기 모터(40)의 제 1 탈조 상태의 발생의 유무를 판정한다(S3).

상기 제어 장치(5)는 상기 모터(40)의 제 1 탈조 상태의 발생을 검지할 때까지 상기 모터(40)를 작동시키고, 이것을 검지한 경우에, 상기 부딪힘 위치에 따라 상기 원점 위치 P1을 새로이 설정한다(S4). 그 후, 상기 제어 장치(5)는 상기 다이어프램(3)에 관해 원점 복귀가 실행되도록 상기 모터(40)(상기 구동 장치(4))를 작동시킨다(S5).

또한, 상기 제어 장치(5)는 상기 다이어프램(3)을 상기 원점 위치 P1까지 복동시킬 때, 상기 흡입측의 개폐 밸브가 열리고, 상기 토출측의 개폐 밸브가 닫히도록 제어를 실행한다. 이것에 의해, 유체가 상기 펌프실(28)에 상기 흡입구(15)를 통해 흡입되게 된다.

이러한 구성에 의해, 상기 다이어프램 펌프(1)를 이용해서 유체의 이송을 개시하기 전에, 상기 다이어프램(3)에 관해 해당 다이어프램 펌프(1) 고유의 정확한 원점 복귀가 실현 가능하게 된다. 따라서, 토출 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 상기 원점 복귀를 위한 검출 장치가 불필요하게 된다. 따라서, 상기 다이어프램 펌프(1)의 제조 코스트를 억제할 수 있다.

<원점 복귀 공정 2>

또, 본 실시형태에 있어서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 가동 부재로서, 상기 구동 장치(4)의 출력축(42)의 축 방향 다른쪽측(후측)이, 함몰 방향이 축 방향인 상기 모터(40)의 오목부(49)에 왕복동 가능하게 삽입되어 있다. 그 때문에, 상기 다이어프램(3) 대신에, 상기 출력축(42)을 이용해서 상기 원점 위치 P1을 새로이 설정하는 것도 가능하다.

즉, 이 경우에는 상기 제어 장치(5)에 의해서, 상기 모터(40)를 제 1 탈조 상태로 시키도록, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 출력축(42)을 이것이 상기 오목부(49)(상세하게는 그 바닥부)에 부딪힐 때까지 복동시키도록 상기 구동 장치(4)를 작동(부회전)시키고, 상기 모터(40)의 제 1 탈조 상태를 검지시킨다.

그리고, 그 검지 후, 상기 제어 장치(5)에 의해서, 상기 출력축(42)의 왕복동 방향에 관해 상기 출력축(42)과 상기 오목부(49)의 부딪힘 위치에서 소정의 제 2 거리 떨어진(전방의) 위치를 상기 원점 위치 P1로서 새로이 설정시키고, 상기 출력축(42) 더 나아가서는 상기 다이어프램(3)을 상기 원점 위치 P1까지 왕동시키도록 상기 모터(40)를 작동시킨다.

<원점 복귀 공정 3>

또, 본 실시형태에 있어서는 상기 구동 장치(4)의 샤프트 홀더(29)가 상기 가동 부재로서 구비되고, 상기 하우징(2)측의 상기 O링 누름부재(27)에 근접 또는 이간하도록, 상기 다이어프램(3)과 일체적으로 왕복동 가능하게 마련되어 있다. 그 때문에, 상기 샤프트 홀더(29)를 이용해서 상기 원점 위치 P1을 새로이 설정하는 것도 가능하다.

즉, 이 경우에는 상기 제어 장치(5)에 의해서, 상기 모터(40)를 제 1 탈조 상태로 시키도록, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 샤프트 홀더(29)를 이것이 상기 O링 누름부재(27)(상세하게는 후단부)에 부딪힐 때까지 왕동시키도록 상기 구동 장치(4)를 작동(정회전)시키고, 상기 모터(40)의 제 1 탈조 상태를 검지시킨다.

그리고, 그 검지 후, 상기 제어 장치(5)에 의해서, 상기 출력축(42)의 왕복동 방향에 관해 상기 샤프트 홀더(29)와 상기 O링 누름부재(27)의 부딪힘 위치에서 소정의 제 3 거리 떨어진(후방의) 위치를 상기 원점 위치 P1로서 새로이 설정시키고, 상기 샤프트(22) 더 나아가서는 상기 다이어프램(3)을 상기 원점 위치 P1까지 왕동시키도록 상기 모터(40)를 작동시킨다.

또한, 이 구성을 채용하는 경우, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 다이어프램(3)이 상기 하우징(2)의 천정부(상기 펌프 헤드(12)의 덮개부(18))에 부딪히기 전에, 상기 샤프트 홀더(29)가 상기 O링 누름부재(27)에 부딪히도록, 상기 다이어프램(3) 및 상기 구동 장치(4)를 상기 하우징(2)에 마련할 필요가 있다.

<이상 검지>

또, 본 실시형태에 있어서는 상기 제어 장치(5)가 상기 다이어프램(3)의 왕복동 방향에 관한 위치를 파악할 수 있도록 구성되어 있다. 상세하게는 상기 제어 장치(5)는 상기 엔코더(45)에 의해 상기 모터(40)의 회전량을 검지하고, 그 검지 결과에 의거하여 상기 다이어프램(3)의 위치를 파악할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 제어 장치(5)는 전술한 원점 복귀 공정, 흡입 공정, 토출 공정 등의 실행 중에, 상기 다이어프램(3)의 위치에 의거하여 해당 다이어프램(3)이 제 1 소정량을 넘어 왕동했다고(전진했다고) 판정했을 때, 상기 모터(40)(상기 구동 장치(4))를 정지시키도록 구성되어 있다.

상기 제어 장치(5)는 또, 마찬가지의 공정 등의 실행 중에, 상기 다이어프램(3)의 위치에 의거하여 해당 다이어프램(3)이 제 2 소정량을 넘어 복동했다고(후퇴했다고) 판정했을 때, 상기 모터(40)(상기 구동 장치(4))를 정지시키도록 구성되어 있다. 여기서, 상기 제 1 소정량과 상기 제 2 소정량은 적절히 설정될 수 있는 값이며, 동일한 값이어도 좋고, 다른 값이어도 좋다.

이에 관해, 구체적으로는 전술한 원점 복귀 공정 1의 실행 중에, 상기 제어 장치(5)에 의해서, 상기 다이어프램(3)을 상기 펌프 헤드(12)의 덮개부(18)에 부딪힐 때까지 왕동시키도록 상기 모터(40)가 작동시켜진 경우에, 상기 부딪힘이 발생하기 전의 단계에서 상기 다이어프램(3)이 상기 제 1 소정량을 넘어 전방으로 이동했다고 판정되었을 때, 그 시점에서 상기 모터(40)가 정지되고, 상기 다이어프램(3)은 왕동을 정지한다.

또한, 상기 제어 장치(5)는 상기 구동 장치(4)의 모터(40)의 제 2 탈조 상태를 검지할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 상기 제어 장치(5)는 상기 펌프실(28)에 흡입된 유체의 점도가 높은 것에 기인해서 상기 다이어프램(3)의 왕복 이동이 저해된 경우, 또는 상기 샤프트(22)와 상기 격벽(25)의 사이에 먼지 등이 물려 들어간 것에 기인해서 상기 다이어프램(3)의 왕복 이동이 저해된 경우에, 제 2 탈조 상태를 검지할 수 있도록 되어 있다.

구체적으로는 상기 제어 장치(5)는 전술한 원점 복귀 공정, 흡입 공정, 토출 공정 등의 실행 중에, 상기 엔코더(45)로부터 얻은 펄스 신호와 구동 펄스 신호를 비교하고, 상기 모터(40)의 회전량의 어긋남(구동 펄스 신호에 의거하는 상정 회전량에 대한 차)의 발생을 파악 가능하게 되어 있다. 그리고, 상기 제어 장치(5)는 이 어긋남이 제 2 소정값 이상이라고 판정한 경우에, 상기 모터(40)의 제 2 탈조 상태를 검지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 제 2 소정값은 상기 모터(40)의 제 1 탈조 상태를 검지하기 위한 상기 제 1 소정값보다 큰 값으로 설정된다.

또한, 상기 제어 장치(5)는 상기 모터(40)의 제 2 탈조 상태를 검지한 경우에, 상기 모터(40)(상기 구동 장치(4))를 정지시키도록 구성되어 있다.

즉, 상기 제어 장치(5)에 의해서, 상기 다이어프램(3)을 새로이 설정된 상기 원점 위치 P1까지 복동시키도록 상기 모터(40)가 작동시켜진 경우에, 어떠한 원인(예를 들면, 상기 흡입구(15)로부터 상기 펌프실(28)에 흡입된 유체의 점도가 높음)에 의해 상기 다이어프램(3)의 후퇴가 저해된 것에 의거하여 제 2 탈조 상태가 검지되었을 때, 그 시점에서 상기 다이어프램(3)의 복동이 정지하도록 상기 모터(40)가 정지시켜지도록 되어 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는 상기 다이어프램 펌프(1)가 상기 구동 장치(4)(상기 모터(40))가 정지한 경우에 경보를 발하는 경보 장치(60)를 구비하고 있다. 상기 제어 장치(5)는 전술한 바와 같이, 상기 다이어프램(3)이 제 1 소정량을 넘어 왕동했다고 판정한 경우, 상기 다이어프램(3)이 제 2 소정량을 넘어 복동했다고 판정한 경우, 또는 제 2 탈조 상태를 검지한 경우에, 상기 모터(40)(상기 구동 장치(4))를 정지시키는 동시에, 상기 경보 장치(60)를 작동시키도록 구성되어 있다.

상기 경보 장치(60)는 상기 다이어프램 펌프(1)의 오퍼레이터에 상기 구동 장치(4)의 정지에 관한 주의 환기를 실행할 수 있는 것이면 좋고, 예를 들면, 알람 표시를 표시 가능한 기기, 알람음을 출력 가능한 기기, 또는 알람 표시를 표시 가능하고 또한 알람 소리를 출력 가능한 기기로 될 수 있다.

이러한 구성에 의해, 본 실시형태에 있어서는 상기 다이어프램(3)에 대한 이상의 발생을 발견하고, 그 이상의 발생에 의거하여 상기 다이어프램 펌프(1)에 있어서의 구동부가 파손되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 특히, 상기 경보 장치(60)를 이용하므로, 상기 다이어프램(3)에 대한 이상의 발생을 즉석에서 고지할 수 있다.

전술한 실시형태에 있어서, 상기 구동 장치(4)나 상기 제어 장치(5)의 구조적인 구성이나 기능적인 구성은 본 발명의 주지를 따라 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 원점 복귀 공정에 있어서의 제 1 탈조 상태의 검지 방법에 대해서는 원점 복귀 공정 1∼3으로서 나타낸 방법에 한정되지 않으며, 요컨대 상기 제어 장치(5)가 상기 다이어프램(3) 또는 상기 가동 부재를 이것이 상기 하우징(2) 또는 상기 정지 부재에 부딪힐 때까지 왕동 또는 복동시킴으로써 제 1 탈조 상태를 검지할 수 있는 것이면 좋다. 또, 상기 모터(40)는 펄스 모터(스테핑 모터) 이외의 모터라도 좋다.

1; 다이어프램 펌프 2; 하우징
3; 다이어프램 4; 구동 장치
5; 제어 장치 27; O링 누름부재(정지 부재)
28; 펌프실 29; 샤프트 홀더(가동 부재)
40; 모터 42; 출력축(가동 부재)
60; 경보 장치

Claims

유체를 이송하기 위한 다이어프램 펌프에 있어서,
정지 부재를 수용하는 하우징과,
상기 하우징내에 펌프실을 형성하도록 배치되는 동시에, 상기 펌프실의 용적을 변화시키도록 원점 위치를 기준으로 해서 왕복동 가능하게 마련된 다이어프램과,
구동원으로서의 모터 및, 상기 다이어프램과 연동하는 가동 부재를 갖고, 상기 다이어프램을 왕복동시킬 수 있도록 구성된 구동 장치와,
상기 다이어프램을 왕동 또는 복동시키도록, 상기 구동 장치를 제어하기 위한 제어 장치로서, 상기 모터의 제 1 탈조 상태를 검지할 수 있도록 구성된 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는.
상기 모터를 제 1 탈조 상태로 시키도록, 상기 다이어프램 또는 상기 가동 부재를 이것이 상기 하우징 또는 상기 정지 부재에 부딪힐 때까지 왕동 또는 복동시키도록 상기 구동 장치를 작동시키고,
상기 모터의 제 1 탈조 상태를 검지한 경우에, 상기 다이어프램의 왕복동 방향에 관해 상기 다이어프램 또는 상기 가동 부재와 이것에 대응하는 상기 하우징 또는 정지 부재와의 부딪힘 위치에서 소정 거리 떨어진 위치를 상기 원점 위치로서 새로이 설정하고,
상기 원점 위치를 새로이 설정한 후, 상기 다이어프램을 상기 원점 위치까지 복동 또는 왕복시키도록 상기 구동 장치를 작동시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 모터는 스테핑 모터인 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어 장치가,
상기 다이어프램의 왕복동 방향에 관한 위치를 파악할 수 있도록 구성되는 동시에,
상기 다이어프램의 위치에 의거하여, 상기 다이어프램이 제 1 소정량을 넘어 왕동했다고 판정했을 때, 또는 상기 다이어프램이 제 2 소정량을 넘어 복동했다고 판정했을 때, 상기 구동 장치를 정지시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
제 3 항에 있어서,
상기 구동 장치가 정지시켜진 경우에 경보를 발하는 경보 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.