WO2007123165A1

WO2007123165A1 - 定量ポンプ装置

Info

Publication number: WO2007123165A1
Application number: PCT/JP2007/058484
Authority: WO
Inventors: Mitsuo Yokozawa; Kenji Muramatsu
Original assignee: Nidec Sankyo Corporation
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2007-11-01
Also published as: KR20080108131A; JP2007291857A; CN101427024A; US20110206541A1

Abstract

　流出側バルブの両側で圧力差が発生している場合でも、高い精度で定量吐出を行うことができる定量ポンプ装置を提供すること。定量ポンプ装置１では、２台の往復ポンプ装置１０Ａ、１０Ｂを用い、一方の往復ポンプ装置の吐出期間の始期および終期に対して他方の往復ポンプ装置の吐出期間の終期および始期を重畳させる。また、吸入動作の後、吐出期間の前に、流入側バルブ１１Ａi、１１Ｂiおよび流出側バルブ１１Ａo、１１Ｂoの双方を閉にしてポンプ室内の容積を膨張あるいは収縮させて圧力差を解消する補正動作を行う。

Description

明細書

定量ポンプ装置

技術分野

[0001] 本発明は、複数の往復ポンプ装置を備えた定量ポンプ装置に関するものである。

背景技術

[0002] 定量ポンプ装置としては、往復ポンプ装置を利用したものがある力かかる往復ポンプでは、上死点あるいは下死点において、吐出量が必ず 0になる点が存在するため、定量吐出の精度が低いという問題がある。そこで、 2台の往復ポンプ装置を並列に接続し、一台の往復ポンプ装置が吐出を終了する際に他の往復ポンプ装置に吐出を開始させ、全体としての吐出流量が常に一定となるように構成したものが提案されている（特許文献 1参照)。

特許文献 1 :特開 2001— 207951号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、特許文献 1に開示の往復ポンプ装置のように 2台の往復ポンプ装置を位相させた場合でも、ポンプ室内と共通吐出口側との間に圧力差があると、流出側バルブを開状態に切り換えた直後、ポンプ室から共通吐出口側への流体の流出、あるいは共通吐出口側からポンプ室への流体の流入が起こり、吐出量が変動するという問題点がある。なお、特許文献 1に開示の定量ポンプ装置では、ポンプ室に流体を吸入した後、ポンプ室から気泡を放出するために流入側バルブを開状態にしてボンプ室内を収縮させている力このような動作では、ポンプ室内と共通吐出口側との間に圧力差がある場合の単位時間当たりの吐出量のばらつきを防止することはできなレ、。

[0004] 以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、流出側バルブの両側で圧力差が発生している場合でも、高い精度で定量吐出を行うことができる定量ポンプ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 [0005] 上記課題を解決するために、本発明では、流入側および流出側に流入側バルブおよび流出側バルブが各々接続された往復ポンプ装置を複数、備えるとともに、当該複数の往復ポンプ装置に対して前記流出側バルブを介して接続する共通吐出口を備えた定量ポンプ装置において、前記流入側バルブ、前記流出側バルブおよび前記往復ポンプ装置を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記複数の往復ポンプ装置毎にタイミングをずらして吐出期間と待機期間とを設定するとともに、当該吐出期間の始期および終期に対して他の往復ポンプ装置の前記吐出期間の終期および始期を重畳させ、前記待機期間においてポンプ室内への吸入動作を行った後、前記吐出期間の前に、前記流入側バルブおよび前記流出側バルブの双方を閉にしてポンプ室内の容積を膨張あるいは収縮させてポンプ室内の圧力と共通吐出口側との間の圧力差を解消する補正動作を行わせることを特徴とする。

[0006] 本発明では、複数台の往復ポンプ装置を用い、吐出期間の始期および終期に対して他の往復ポンプ装置の吐出期間の終期および始期を重畳させるため、往復ポンプ装置において上死点あるいは下死点で吐出量が 0になる点が存在する場合でも、全体としての吐出流量が常に一定となる。また、吸入動作の後、吐出期間の前に、流入側バルブおよび流出側バルブの双方を閉にしてポンプ室内の容積を膨張あるいは収縮させて圧力差を解消する補正動作を行うため、流出側バルブを挟む両側に圧力差がある場合でも、高い精度で定量吐出を行うことができる。

[0007] 本発明においては、複数の往復ポンプ装置が各々、個別の流入側バルブを介して個別の吸入口に接続している構成であってもよいが、前記複数の往復ポンプ装置に対して前記流入側バルブを介して接続する共通吸入口を備えている構成を採用してあよい。

[0008] 本発明において、前記往復ポンプ装置は、駆動源がステッピングモータあるレ、は A C同期モータであることが好ましレ、。このようなモータでは、通電を停止したときでも、保持力によってロータの位置保持を行うことができる。従って、弁体の位置保持を行う場合でも、ソレノイドなどと違って常時通電が不要であるので、低消費電力化を図ることができる。また、前記往復ポンプ装置の駆動源がステッピングモータである場合、当該ステッピングモータの 1ステップ分に対応するポンプ室の内容積の変化量がポンプ室全体の内容積に対して 1/100以下であることが好ましい。このように構成すると、分解能の高レ、定量ポンプ装置を実現できる。

[0009] 本発明において、前記往復ポンプ装置のポンプ室内の圧力と前記共通吐出口側との間の圧力差を直接あるいは間接的に監視する監視装置を備え、前記制御部は、前記監視装置での監視結果に基づいて、ポンプ室内の圧力と前記共通吐出口側との間に圧力差があるときに前記補正動作を行わせる構成を採用することができる。

[0010] 本発明において、前記監視装置は、前記複数の往復ポンプ装置の各ポンプ室内の圧力を監視する複数の第 1の圧力センサと、前記共通吐出口側の圧力を監視する第 2の圧力センサとを備え、前記第 1の圧力センサと前記第 2の圧力センサでの検出結果とを比較して前記圧力差を監視する構成を採用することができる。

[0011] 本発明において、前記監視装置は、前記複数の往復ポンプ装置の各ポンプ室内の圧力を監視する複数の圧力センサを備え、当該複数の往復ポンプ装置のうち、前記吸入動作を行った往復ポンプ装置のポンプ室に配置された圧力センサでの検出結果と、前記出力側バルブが開状態になっている往復ポンプ装置のポンプ室に配置された圧力センサでの検出結果とを比較して前記圧力差を監視する構成を採用すること力 Sできる。

[0012] 力かる制御を実現可能な定量ポンプ装置は、流入側および流出側に流入側バルブおよび流出側バルブが各々接続された往復ポンプ装置を複数、備えるとともに、当該複数の往復ポンプ装置に対して前記流出側バルブを介して接続する共通吐出口を備え、さらに、前記複数の往復ポンプ装置の各ポンプ室内の圧力を監視する圧力センサを備えていることを特徴とする。

[0013] 本発明において、前記往復ポンプ装置の台数が 2台である場合、前記制御装置は、前記吸入動作を行う際のポンプ室の膨張速度を前記吐出期間におけるポンプ室の収縮速度よりも高く設定すればょレ、。

発明の効果

[0014] 本発明に係る定量ポンプ装置では、複数台の往復ポンプ装置を用い、吐出期間の始期および終期に対して他の往復ポンプ装置の吐出期間の終期および始期を重畳させるため、往復ポンプ装置において上死点あるいは下死点で吐出量が 0になる点が存在する場合でも、全体としての吐出流量が常に一定となる。また、吸入動作の後、吐出期間の前に、流入側バルブおよび流出側バルブの双方を閉にしてポンプ室内の容積を膨張あるいは収縮させて圧力差を解消する補正動作を行うため、流入側バルブの流入側と、吐出側バルブの吐出側に圧力差がある場合、結果として流出側バルブを挟む両側に圧力差がある場合でも、高い精度で定量吐出を行うことができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る定量ポンプ装置の基本構成を示す概念図である

[図 2]図 1に示す定量ポンプ装置の構成例を示す斜視図である。

[図 3]図 2に示す定量ポンプ装置の本体部分の縦断面図である。

[図 4]本発明を適用した定量ポンプ装置の動作を示すタイミングチャート図である。

[図 5]本発明を適用した定量ポンプ装置の動作を示す別のタイミングチャート図である。

[図 6]本発明の実施の形態 2に係る定量ポンプ装置の基本構成を示す概念図である

[図 7]本発明の実施の形態 3に係る定量ポンプ装置の基本構成を示す概念図である

[図 8]本発明を適用した定量ポンプ装置に用いた往復ポンプ装置を縦に分割した状態の分解斜視図である。

[図 9]本発明を適用した定量ポンプ装置において、流入側バルブおよび流出側バルブとして用いたアクティブバルブの縦断面を示す説明図である。

[図 10]本発明を適用した定量ポンプ装置において、流入側バルブおよび流出側バルブとして用いた別のアクティブバルブの縦断面を斜め上方からみたときの説明図である。

符号の説明

[0016] 1 · ·定量ポンプ装置

10Α、 10Β· ·往復ポンプ装置 l lAi、 Ι ΙΒί· ·流入側バルブ

11Αο、 Ι ΙΒο· ·流出側バルブ

12Ai、 12Bi、 12ί· ·流人路

12Αο、 12Βο、 12ο · ·流出路

13ο· ·共通吐出口 13ί· ·共通吸入口

14Α、 14Β、 14ο · ·圧力センサ（監視装置）

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

[0018] [実施の形態 1] (装置構成）図 1は、本発明を適用した定量ポンプ装置の基本構成を示す概念図である。図 2は、本発明を適用した定量ポンプ装置の構成例を示す斜視図である。図 3は、図 2に示す定量ポンプ装置の本体部分の縦断面図である

[0019] 図 1に示すように、本形態の定量ポンプ装置 1は、液体あるいは気体の定量吐出を行うポンプ装置であり、流入路 12Ai、 12Biおよび流出路 12Ao、 12Boに流入側バノレブ l lAi、 l lBiおよび流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοが各々接続された 2台の往復ポンプ装置 10A、 10Bを備えている。 2台の往復ポンプ装置 10A、 10Bに対しては、流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοを介して接続する共通の流出路 12οに共通吐出口 13οが構成されている。また、本形態の定量ポンプ装置 1では、 2台の往復ポンプ装置 10A 、 10Bに対して流入側バルブ l lAi、 l lBiを介して接続する共通の流入路 12iに共通吸入口 13iが構成されている。ここで、往復ポンプ装置 10A、 10Bは互いに同一の構成を有しているとともに、流入側バルブ l lAi、 l lBiおよび流出側バルブ 11Αο、 1 ΙΒοはいずれも同一の構成を有している。また、流入路 12Ai、 12Biは互いに同一の構成を有し、流出路 12Ao、 12Boは互いに同一の構成を有している。

[0020] 本形態の定量ポンプ装置 1は、例えば、図 2に示すように、複数枚のプレートを積層した直方体形状の本体部分 2と、この本体部分 2に対してコネクタやケーブルを介して接続された制御装置 3 (制御部）とを備えている。本体部分 2は、底板 75、ベース板 76、流路構成板 77、この流路構成板 77の上面を覆うことにより流路の上面を塞ぐ上板 78がこの順に積層され、上板 78には、共通吐出口 13οを構成するパイプ 781、および共通吸入口 13iを構成するパイプ 782が連結されている。

[0021] 詳しくは後述する力図 3に示すように、往復ポンプ装置 10A、 10Bはいずれも、ポンプ室 20に配置されたダイヤフラム弁 170からなる弁体と、この弁体を駆動してポンプ室 20の内容積を収縮、膨張させるステッピングモータ（駆動源)を備えた駆動装置 105とを備えており、ステッピングモータが一方方向に回転したときにポンプ室 20の内容積が拡大する方向にダイヤフラム弁 170を駆動し、ステッピングモータが他方方向に回転したときにポンプ室 20の内容積が収縮する方向にダイヤフラム弁 170を駆動する。ここで、ステッピングモータの 1ステップ分に対応するポンプ室 20の内容積の変化量は、ポンプ室 20全体の内容積に対して 1/100以下である。

[0022] また、流入側バルブ l lAi、 l lBiおよび流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοは、各々が弁体 (ダイヤフラム弁 260)およびリニアァクチユエータ 201を備えたアクティブバルブであり、各々が独立して開閉動作を行う。

[0023] (動作）図 4は、本形態の定量ポンプ装置の動作を示すタイミングチャート図であり、かかる制御は、図 2に示す制御装置 3により行われる。

[0024] 図 4 (a)には、 2台の往復ポンプ装置 10A、 10Bのうち、第 1の往復ポンプ装置 10A においてステッピングモータによって弁体が駆動される様子を示してあり、波形が上向きの期間はポンプ室 20が収縮して流体が吐出され、波形が下向きの期間はボンプ室 20が膨張して液体が吸引される様子を示す。図 4 (b)、（c)には、第 1の往復ポンプ装置 10Aに対する流入側バルブ 1 lAiおよび流出側バルブ 1 ΙΑοが駆動される様子を示してあり、波形が上向きの信号が入力されると、それ以降、波形が下向きの信号が入力されるまでバルブが開状態となり、波形が下向きの信号が入力されると、それ以降、波形が上向きの信号が入力されるまでバルブが閉状態となる。図 4 (d)には、第 2の往復ポンプ装置 10Bにおいてステッピングモータによって弁体が駆動される様子を示してあり、波形が上向きの期間はポンプ室 20が収縮して液体が吐出され、波形が下向きの期間はポンプ室 20が膨張して液体が吸引される様子を示す。図 4 (e)、（f)には、第 2の往復ポンプ装置 10Bに対する流入側バルブ l lBiおよび流出側バルブ Ι ΙΒοが駆動される様子を示してあり、波形が上向きの信号が入力されると、それ以降、波形が下向きの信号が入力されるまでバルブが開状態となり、波形が下向きの信号が入力されると、それ以降、波形が上向きの信号が入力されるまでバルブが閉状態となる。図 4 (g)には、第 1の往復ポンプ装置 10Aおよび第 2の往復ボンプ装置 10Bから吐出される液体の吐出量（共通吐出口 13οからの吐出量）を合成した結果を示し、図 4 (h)には、第 1の往復ポンプ装置 10Aおよび第 2の往復ポンプ装置 10Bに吸入される液体の吸入量を合成した結果（共通吸入口 13iからの吸入量）を示してある。

[0025] 本形態においては、各時間毎の動作は後述するが、制御装置 3は、まず、図 4の上段に示すように、 2台の往復ポンプ装置 10A、 10B毎にタイミングをずらして吐出期間 T1A、 TIBと待機期間 T2A、 T2Bとを設定するとともに、一方の往復ポンプ装置（例えば、第 1の往復ポンプ装置 10A)の吐出期間（例えば、吐出期間 T1A)の始期および終期に対して他方の往復ポンプ装置 (例えば、第 2の往復ポンプ装置 10B)の吐出期間（例えば、吐出期間 T1B)の終期および始期を重畳させる。

[0026] また、制御装置 3は、待機期間 T2A、 T2Bにおいてポンプ室 20内への吸入動作を行った後、吐出期間 T1A、 TIBの前に、流入側バルブ l lAi、 l lBiおよび流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοの双方を閉にしてポンプ室 20内の容積を収縮させて圧力差を解消する補正動作を行わせる。

[0027] 図 4において、まず、時間 t0までは、往復ポンプ装置 10A、 10Bは停止状態にあつて、各ポンプ室 20には液体（流体）を吸入し終えた状態にある。また、全てのバルブが閉状態にある。この状態で、図 4 (a)、（b)、（c)に示すように、時間 t0において、第 1の往復ポンプ装置 1 OAに対する流出側バルブ 11 Aoが開状態になつた後、時間 11 において、第 1の往復ポンプ装置 10Aで弁体がポンプ室 20を収縮する方向に駆動される結果、液体の吐出が開始される。かかる吐出は、時間 t8までの吐出期間 T1A において継続され、その間、第 1の往復ポンプ装置 10Aは液体を定量吐出する。

[0028] そして、時間 t8において、第 1の往復ポンプ装置 10Aに対する流出側バルブ 11A 0が閉状態になって液体の吐出が停止された後、かかる停止は、時間 tl3までの待機期間 T2Aにおいて継続される。力、かる待機期間 T2Aにおいては、時間 t9において第 1の往復ポンプ装置 10Aに対する流入側バルブ 11 Aiが開状態になつた後、時間 t 10〜tl lまで第 1の往復ポンプ装置 10Aで弁体がポンプ室 20を膨張する方向に駆動されて液体の吸入動作が行われる。

[0029] 次に、時間 tl 3において、再び、第 1の往復ポンプ装置 10Aに対する流出側バルブ Ι ΙΑοが開状態になった後、時間 tl4において、再び、第 1の往復ポンプ装置 10A で弁体がポンプ室 20を収縮する方向に駆動されて液体の吐出が開始される。かかる吐出は、時間 t22までの吐出期間 Tl Aにおいて継続され、その間、第 1の往復ボンプ装置 10Aは液体を定量吐出する。

[0030] そして、時間 t22において、第 1の往復ポンプ装置 10Aに対する流出側バルブ 11 Aoが閉状態になって液体の吐出が停止された後、かかる停止は、時間 t27までの待機期間 T2Aにおいて継続される。力、かる待機期間 T2Aにおいては、時間 t23におレ、て第 1の往復ポンプ装置 1 OAに対する流入側バルブ 11 Aiが開状態になった後、時間 t24〜t25まで第 1の往復ポンプ装置 10Aで弁体がポンプ室 20を膨張する方向に駆動されて液体の吸入動作が行われる。このような一連の動作は、その後、繰り返される。

[0031] 一方、図 4 (d)、（e)、（f)に示すように、第 2の往復ポンプ装置 10Bでも同様な動作が行われるが、そのタイミングがずれている。従って、時間 t6において、第 2の往復ポンプ装置 10Bに対する流出側バルブ Ι ΙΒοが開状態になった後、時間 t7において、第 2の往復ポンプ装置 10Bで弁体がポンプ室 20を収縮する方向に駆動されて液体の吐出が開始される。かかる吐出は、時間 tl 5までの吐出期間 T1Bにおいて継続され、その間、第 2の往復ポンプ装置 10Bは液体を定量吐出する。次に、時間 tl5において、第 2の往復ポンプ装置 10Bに対する流出側バルブ 11 Boが閉状態になつて液体の吐出が停止され、かかる停止は、時間 t20までの待機期間 T2Bにおいて継続される。力、かる待機期間 T2Bにおいては、時間 tl6において第 2の往復ポンプ装置 10 Bに対する流入側バルブ l lBiが開状態になった後、時間 tl 7〜tl8まで第 2の往復ポンプ装置 10Bで弁体がポンプ室 20を膨張する方向に駆動されて液体の吸入動作が行われる。このような一連の動作は、その後、繰り返される。

[0032] ここで、時間 t7〜t8や時間 t21〜t22のように、第 1の往復ポンプ装置 10Aの吐出期間 T1Aの終期と、第 2の往復ポンプ装置 10Bの吐出期間 T1Bの始期とは重畳し、時間 tl4〜tl 5のように、第 2の往復ポンプ装置 10Bの吐出期間 T1Bの終期と、第 1 の往復ポンプ装置 10Aの吐出期間 T1Aの始期とは重畳している。このため、図 4 (h )に示すように、液体の吸入は断続的に行われる力図 4 (g)に示すように、第 1の往復ポンプ装置 10Aおよび第 2の往復ポンプ装置 10Bから吐出される液体の吐出量（共通吐出口からの吐出量）を合成した吐出速度（単位時間当たりの吐出量）は、常に一定である。

[0033] (圧力差に対する補正動作）本形態の定量ポンプ装置 1では、ポンプ室 20内と共通吐出口 13ο側との間に圧力差があると、流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοを開状態に切り換えた直後、ポンプ室 20から共通吐出口 13ο側への液体の流出、あるいは共通吐出口 13ο側からポンプ室 20への液体の流入が起こり、吐出量が変動する。

[0034] そこで、本形態では、定量ポンプ装置 1の使用状況に基づいて、ポンプ室 20内の圧力よりも共通吐出口 13ο側の圧力が高いとして、制御装置 3は条件設定されている。すなわち、制御装置 3は、予め設定された条件に従って、待機期間 Τ2Α、 Τ2Βにおいて、ポンプ室 20内への吸入動作を行った後、吐出期間 Τ1Α、Τ1Βの前に、期間 t5〜t6、 tl2〜tl3、 tl 9〜t20では、流入側バルブ l lAiおよび流出側バルブ 11 Aoの双方（または流入側バルブ 1 IBiおよび流出側バルブ 1 ΙΒοの双方）を閉にして第 1の往復ポンプ装置 10Aほたは第 2の往復ポンプ装置 10B)のポンプ室 20内の容積を収縮する方向に弁体を駆動する補正動作を行わせる。例えば、待機期間 T2 Aにおいて、ポンプ室 20内への吸入動作を行った後、吐出期間 T1Aの前に、期間 t 5〜t6、 tl9〜t20では、第 1の往復ポンプ装置 10Aに対する流入側バルブ l lAiおよび流出側バルブ l lAoの双方を閉にして第 1の往復ポンプ装置 10Aのポンプ室 20 内の容積を収縮する方向に弁体を駆動し、ポンプ室 20内の圧力を高め、共通吐出口 13ο側との圧力差を解消する。また、待機期間 Τ2Βにおいて、ポンプ室 20内への吸入動作を行った後、吐出期間 T1Bの前に、期間 tl2〜tl 3では、第 2の往復ボンプ装置 10Bに対する流入側バルブ 1 IBiおよび流出側バルブ 1 ΙΒοの双方を閉にして第 2の往復ポンプ装置 10Bのポンプ室 20内の容積を収縮する方向に弁体を駆動し、ポンプ室 20内の圧力を高め、共通吐出口 13ο側との圧力差を解消する。

[0035] なお、本形態では、ポンプ室 20内の圧力よりも共通吐出口 13ο側の圧力が高いとして、吐出前のポンプ室 20内の圧力を高めたが、ポンプ室 20内の圧力よりも共通吐出口 13o側の圧力が低い場合には、図 5に示すように、待機期間 Τ2Α、 Τ2Βにおいて、ポンプ室 20内への吸入動作を行った後、吐出期間 T1A、 TIBの前に、期間 t5 〜t6、 tl 2〜tl3、 tl 9〜t20では、流入側バルブおよび流出側バルブの双方を閉にしてポンプ室 20内の容積を膨張する方向に弁体を駆動する補正動作を行えばよい

[0036] (本形態の主な効果）以上説明したように、本形態の定量ポンプ装置 1では、 2台の往復ポンプ装置 10A、 10Bを用レ、、一方の往復ポンプ装置の吐出期間の始期および終期に対して他方の往復ポンプ装置の吐出期間の終期および始期を重畳させるため、往復ポンプ装置 10A、 10Bにおいて上死点あるいは下死点で吐出量が 0になる点が存在する場合でも、全体としての吐出流量が常に一定となる。

[0037] また、吸入動作の後、吐出期間 T1A、 TIBの前に、流入側バルブおよび流出側バルブの双方を閉にしてポンプ室 20内の容積を膨張あるいは収縮させて圧力差を解消する補正動作 T3A、 T3Bを行うため、流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοを挟む両側に圧力差がある場合でも、高い精度で定量吐出を行うことができる。それ故、弁体としてダイヤフラム弁を用いた場合には、ポンプ室 20の内圧と大気圧との圧力差によってダイヤフラム弁に不要な変形が発生することがあるが、本形態では、力かる変形を補正して吸引および吐出を行うことができ、吸引量および吐出量の精度が高い。

[0038] また、往復ポンプ装置 10A、 10Bでは、駆動装置 105に用いたステッピングモータに供給する信号パターンにより動作を制御するため、カム機構によって往復ポンプ装置の動作を制御する構成と違って、ステッピングモータに供給する信号パターンを変えるだけで弁体 (ダイヤフラム弁 170)の移動速度を容易に変更できるので、単位時間当たりの吐出量が少ない条件から多い条件にまで安定して対応することができる。また、単位時間当たりの吐出量が多い条件の場合でも、ダイヤフラム弁 170の往復回数が少なくて済むため、定量ポンプ装置 1の寿命が長い。

[0039] また、流入側バルブ l lAi、 l lBiおよび流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοは、各々が独立して開閉動作を行うアクティブバルブであるため、流入側および流出側の双方が開状態になることを回避できる。従って、バルブ吸入口 13i側が吐出口 13ο側よりも高圧であっても、順流が発生せず、定量ポンプ装置 1は、常に定量吐出を行うことができる。また、流入側バルブ l lAi、 l lBiおよび流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοの全てを開状態にして往復ポンプ装置 10A、 10Bを動作させれば、往復ポンプ装置 10A、 10B 内から液体を抜くことができる。それ故、凍結防止などを容易に行うことができる。

[0040] さらに、本形態の定量ポンプ装置 1では、吸入側および吐出側が同一の構成であるので、吸入側と吐出側とを入れ換えて動作させることができる。従って、吐出側から吸入側に液体の回収を行うこともできる。

[0041] さらにまた、往復ポンプ装置 10A、 10Bの駆動装置 105には、駆動源としてステツビングモータが用いられ、このステッピングモータの 1ステップ分に対応するポンプ室 20の内容積の変化量がポンプ室 20全体の内容積に対して 1Z100以下である。このため、本形態の定量ポンプ装置 1は分解能が高い。また、ステッピングモータは、通電を停止したときでも、保持力によってロータの位置保持を行うことができる。従つて、ダイヤフラム弁 170の位置保持を行う場合でも、ソレノイドなどと違って常時通電が不要であるので、低消費電力化を図ることができる。このような観点からすれば、ステツビングモータに代えて、 AC同期モータを用いてもよい。

[0042] [実施の形態 2] 実施の形態 1では、予め、図 4あるいは図 5に示す補正動作を行うように設定したが、本形態では、往復ポンプ装置 10A、 10Bのポンプ室 20内の圧力と共通吐出口 13ο側との間の圧力差を直接あるいは間接的に監視する監視装置を設け、制御装置 3は、監視装置での監視結果に基づいて、ポンプ室 20内の圧力と共通吐出口側との間に圧力差があるときに、図 4あるいは図 5を参照して説明した補正動作を行わせる。

[0043] このような監視装置として、本形態では、図 6に示すように、往復ポンプ装置 10Α、 1 0Βの各ポンプ室 20内の圧力を監視する第 1の圧力センサ 14A、 14Bと、共通吐出口 13ο側の圧力を監視する第 2の圧力センサ 14οとを用いる。このように構成した監視装置では、例えば、ポンプ室 20内への吸入動作を終えた後、第 1の圧力センサ 14 A、 14Bと第 2の圧力センサ 14οでの検出結果とを比較して圧力差を監視する。そして、制御装置 3は、その監視結果に基づいて、補正動作を図 4に示す条件、および図 5に示す条件のいずれの条件で行うかを決定する。また、ポンプ室 20内と共通吐出口側との間に圧力差がない場合には、補正動作を行わない。 [0044] [実施の形態 3] 実施の形態 1では、予め、図 4あるいは図 5に示す補正動作を行うように設定したが、本形態では、実施の形態 2と同様、往復ポンプ装置 10A、 10Bのポンプ室 20内の圧力と共通吐出口 13ο側との間の圧力差を直接あるいは間接的に監視する監視装置を設け、制御装置 3は、監視装置での監視結果に基づいて、ボンプ室 20内の圧力と共通吐出口側との間に圧力差があるときに、図 4あるいは図 5を参照して説明した補正動作を行わせる。

[0045] このような監視装置として、本形態では、図 7に示すように、往復ポンプ装置 10Α、 1 OBの各ポンプ室 20内の圧力を監視する圧力センサ 14A、 14Bを用いる。このように構成した監視装置では、例えば、時間 tl 9において、ポンプ室 20内への吸入動作を終えた往復ポンプ装置 10Bのポンプ室 20に配置された圧力センサ 14Bでの検出結果と、往復ポンプ装置 10Aのポンプ室 20に配置された圧力センサ 14Aでの検出結果とを比較してポンプ室 20内と共通吐出口側との圧力差を監視する。時間 tl4において往復ポンプ装置 10Aの圧力センサ 14Aでの検出結果は、共通吐出口側の圧力と等しいからである。そして、制御装置 3は、その監視結果に基づいて、時間 tl9〜t 20で行う補正動作を図 4に示す条件、および図 5に示す条件のいずれの条件で行うかを決定する。また、ポンプ室 20内と共通吐出口側との間に圧力差がない場合には、補正動作を行わない。

[0046] (往復ポンプ装置の具体的構成例）図 3および図 8を参照して、本形態の定量ポンプ装置に用レ、た往復ポンプ装置 10 A、 10Bの具体的構成例を説明する。

[0047] 図 8は、本発明を適用した定量ポンプ装置に用いた往復ポンプ装置を縦に分割した状態の分解斜視図である。図 3および図 8に示すように、本形態の定量ポンプ装置 1の本体部分 2は、底板 75、ベース板 76、流路構成板 77、および上板 78がこの順に積層された構造を有しており、ベース板 76に形成された穴内に往復ポンプ装置 1 0A、 10Bが構成されている。本形態において、往復ポンプ装置 10A、 10Bは、ポンプ室 20と、ポンプ室 20の内容積を膨張収縮させて液体の吸入および吐出を行うダイャフラム弁 170 (弁体）と、ダイヤフラム弁 170を駆動する駆動装置 105とを備えている。

[0048] 駆動装置 105は、環状のステータ 120と、このステータ 120の内側に同軸状に配置された回転体 103と、この回転体 103の内側に同軸状に配置された移動体 160と、回転体 103の回転を移動体 160を軸線方向に移動させる力に変換して移動体 160 に伝達する変換機構 140とを備えている。ここで、駆動装置 105は、ベース板 76に形成された空間内において、地板 79とベース板 76との間に搭載された状態にある。

[0049] 駆動装置 105において、ステータ 120は、ボビン 123に卷回されたコィノレ 121、およびコイル 121を覆うように配置された 2枚のヨーク 125からなるユニットが軸線方向に 2 段に積層された構造になっている。この状態で、上下 2段のいずれのユニットにおいても、 2枚のヨーク 125の内周縁から軸線方向に突き出た極歯が周方向に交互に並んだ状態となり、ステッピングモータのステータとして機能する。

[0050] 回転体 103は、上方に開口するカップ状部材 130と、このカップ状部材 130の円筒状の胴部 131の外周面に固着された環状のロータマグネット 150とを備えている。力ップ状部材 130の底壁 133の中央には、軸線方向上側に凹む凹部 135が形成され、地板 79には、凹部 135内に配置されたボール 118を受ける軸受部 751が形成されている。また、ベース板 76の上端側の内面には環状段部 766が形成されている一方、カップ状部材 130の上端部分には、胴部 131の上端部分と環状のフランジ部 134 とによって、ベース板 76側の環状段部 766に対向する環状段部が形成されており、これらの環状段部で区画形成された環状空間内には、環状のリテーナ 181およびこのリテーナ 181によって周方向に離間した位置に保持されたベアリングボール 182 力なる軸受 180が配置されている。このようにして、回転体 103は、軸線周りに回転可能な状態で本体部分 2に支持された状態にある。

[0051] 回転体 103において、ロータマグネット 150の外周面は、ステータ 120の内周面に沿って周方向に並ぶ極歯に対向している。ここで、ロータマグネット 150の外周面では、 S極と N極が周方向に交互に並んでおり、ステータ 120とカップ状部材 130とはステツビングモータを構成してレ、る。

[0052] 移動体 160は、底壁 161と、底壁 161の中央から軸線方向に突き出た円筒部 163 と、この円筒部 163の周りを囲むように円筒状に形成された胴部 165とを備えており、胴部 165の外周には雄ネジ 167が形成されている。

[0053] 本形態では、回転体 103の回転によって移動体 160を軸線方向で往復移動させるための変換機構 140を構成するにあたって、カップ状部材 130の胴部 131の内周面には、周方向に離間する 4箇所に雌ネジ 137を形成する一方、移動体 160の胴部 16 5の外周面には、カップ状部材 130の雌ネジ 137に係合して動力伝達機構 141を構成する雄ネジ 167が形成されている。従って、雄ネジ 167と雌ネジ 137とが嚙み合うようにカップ状部材 130の内側に移動体 160を配置すれば、移動体 160はカップ状部材 130の内側に支持された状態となる。また、移動体 160の底壁 161には、周方向に 6個の長穴 169が貫通穴として形成されている一方、ベース板 76からは 6本の突起 769が延びて、突起 769の下端部が長穴 169に嵌ることにより、供回り防止機構 149が構成されている。すなわち、カップ状部材 130が回転した際、移動体 160は、突起 769と長穴 169からなる供回り防止機構 149によって回転が阻止されているので、カップ状部材 130の回転は、その雌ネジ 137および移動体 160の雄ネジ 167力、らなる動力伝達機構 141を介して移動体 160に伝達される結果、移動体 160は、回転体 103の回転方向に応じて軸線方向の一方側および他方側に直線移動することになる。

[0054] 移動体 160には、ダイヤフラム弁 170が直接、連結されている。ダイヤフラム弁 170 は、底壁 171と、底壁 171の外周縁から軸線方向に立ち上がる円筒状の胴部 173と、この胴部 173の上端から外周側に広がるフランジ部 175とを備えたカップ形状を有しており、底壁 171の中央部分が、移動体 160の円筒部 163に被さった状態で、それらの上下方向から、止めネジ 178とキャップ 179とに固定されてレヽる。また、ダイヤフラム弁 170のフランジ部 175の外周縁は、液密性と位置決めとして機能する肉厚部になっており、この肉厚部は、流路構成板 77の貫通穴 21の周囲において、ベース板 76と流路構成板 77との間に固定されている。このようにして、ダイヤフラム 170は、ポンプ室 20の下面を規定し、かつ、ポンプ室 20の周りにおいてベース板 76と流路構成板 77との間の液密を確保している。

[0055] この状態で、ダイヤフラム弁 170の胴部 173は、断面 U字状に折り返された状態にあり、折り返し部分 172は、移動体 160の位置によって形状が変化することになる。し力、るに本形態では、移動体 160の円筒部 163の外周面からなる第 1の壁面 168と、ベース板 76から延びた突起 769の内周面からなる第 2の壁面 768との間に構成された環状空間内に、ダイヤフラム弁 170の断面 U字状の折り返し部分 172を配置してある。従って、ダイヤフラム弁 170はいずれの状態にあっても、折り返し部分 172は、環状空間内に保持された状態のまま、第 1の壁面 168および第 2の壁面 768に沿って展開あるいは巻き上げるように変形する。

[0056] また、カップ状部材 130の底壁 133には、周方向における 270° の角度範囲にわたって 1本の溝 136が形成されている一方、移動体 160の底面からは下方に向けて突起（図示せず）が形成されている。ここで、移動体 160は、軸線回りに回転しないが、軸線方向に移動するのに対して、回転体 103は、軸線回りに回転するが、軸線方向に移動しない。従って、突起と溝 136は、回転体 103および移動体 160の停止位置を規定するストッパとして機能する。すなわち、溝 136は、周方向において深さが変化しており、移動体 160が軸線方向の下方に移動すると、突起が溝 136内に嵌るとともに、回転体 103の回転により溝 136の端部が突起に当接する。その結果、回転体 103の回転が阻止され、回転体 103および移動体 160の停止位置、すなわちダイャフラム弁 170の内容積の最大膨張位置が規定されることになる。

[0057] このように構成した往復ポンプ装置 10A、 10Bにおいて、駆動装置 105では、ステッビングモータが一方方向に回転したときにポンプ室 20の内容積が拡大する方向にダイヤフラム弁 170を駆動し、ステッピングモータが他方方向に回転したときにポンプ室 20の内容積が縮小する方向にダイヤフラム弁 170を駆動する。すなわち、ステータ 120のコイル 121に給電すると、カップ状部材 130が回転し、その回転が変換機構 140を介して移動体 160に伝達される。従って、移動体 160は軸線方向で往復直線運動を行う。その結果、ダイヤフラム弁 170が移動体 160の移動に合わせて変形し、ポンプ室 20の内容積を膨張、収縮させるので、ポンプ室 20では、流入路 12Ai、 12 Biからの液体の流入と、流出路 12Ao、 12Boに向けての液体の流出が行われる。

[0058] このように本形態の往復ポンプ装置 10A、 10Bでは、ステッピングモータ機構による回転体 103の回転を、雄ネジ 167および雌ネジ 137からなる動力伝達機構 141を利用した変換機構 140を介して移動体 160に伝達して、ダイヤフラム弁 170が固定された移動体 160を往復直線運動させる。このため、駆動装置 105からダイヤフラム弁 17 0まで、必要最小限の部材で動力を伝達するので、往復ポンプ装置 10A、 10Bの小型化、薄型化および低コストィ匕を図ることができる。また、動力伝達機構 141における雄ネジ 167および雌ネジ 137のリード角を小さぐあるいは駆動側のステータの極歯を増加することで、移動体 160の微小送りを行うことができる。従って、ポンプ室 20の容積を厳密に制御できるので、高い精度で定量吐出を行うことができる。

[0059] また、本形態ではダイヤフラム弁 170を用いている力このダイヤフラム弁 170の折り返し部分 172は、環状空間内に保持された状態のまま、第 1の壁面 168および第 2 の壁面 768に沿って展開あるいは巻き上げるように変形し、無理な摺動が発生しない。従って、無駄な負荷が発生せず、かつ、ダイヤフラム弁 170の寿命が長い。また、ダイヤフラム弁 170は、ポンプ室 20の液体から圧力を受けても、変形しない。それ故、本形態の往復ポンプ装置 10A、 10Bによれば、高い精度で定量吐出を行うことができ、かつ、信頼性も高い。

[0060] さらに、回転体 103は、本体部分 2に対してベアリングボール 182を介して軸線周りに回転可能に支持されているため、摺動ロスが小さぐかつ、回転体 103は軸線方向に安定して保持されるので、軸線方向における推力が安定している。それ故、駆動装置 105の小型化、耐久性の向上、吐出性能の向上を図ることができる。

[0061] なお、上記形態では、変換機構 140の動力伝達機構 141としてネジを利用したが、カム溝を利用してもよい。さらに、上記形態では弁体として、カップ状のダイヤフラム弁を用いたが、その他の形状のダイヤフラム弁、あるいは〇リングを備えたピストンを用いてもよい。

[0062] [アクティブバルブの具体的構成例] 図 3および図 9を参照して、本形態の定量ポンプ装置にぉレ、て流入側バルブ 1 lAi、 1 IBiおよび流出側バルブ 11Αο、 1 ΙΒοとして用いたアクティブバルブの具体的構成例を説明する。図 9は、本発明を適用した定量ポンプ装置 1において、流入側バルブ l lAi、 l lBiおよび流出側バルブ 11Αο、 1 ΙΒοとして用いたアクティブバルブの縦断面を示す説明図である。

[0063] 図 3および図 9において、アクティブバルブは、駆動源となるステッピングモータ 301 と、流入口 308aおよび流出口 308bを備えている。ステッピングモータ 301の回転軸 301aには、例えば右ネジからなるリードスクリュー 302が圧入固定されており、このリードスクリュー 302は、ステッピングモータ 301の回転方向と同方向に回転する。リードスクリュー 302には、バルブ保持部材 303の雌ネジ 303aがネジ勘合されている。従つて、ステッピングモータ 301がリードスクリュー 302側からみて CCWの方向（反時計回り）に回転すると、バルブ保持部材 303はステッピングモータ 301に近寄る一方で、ステッピングモータ 301がリードスクリュー 302側からみて CWの方向（時計回り）に回転すると、バルブ保持部材 303はステッピングモータ 301から遠ざかることになる。すなわち、リードスクリュー 302の回転は、リードスクリュー 302とノノレブ保持咅 B材 303とが螺子結合によって係合し、かつ、バルブ保持部材 303が回止めされているため、直動に変換される。

[0064] バルブ保持部材 303の外周側にはスプリング受部 303bが同心状に設けられており、このスプリング受部 303bとステッピングモータ 301によって、スプリング 304が保持されている。スプリング 304は圧縮コイルバネ力、らなり、バルブ保持部材 303をステツビングモータ 301から離反する方向に付勢している。なお、本実施形態では、圧縮コィルバネを採用したが、例えば「引っ張りコイルパネ」を採用することもできる。この場合、バルブ保持部材 303のスプリング受け部 303bの反対面に、引っ張りコイルバネを保持すること力 Sできる。

[0065] バルブ保持部材 303の中央部には、凸形状のダイヤフラム保持部 303cが設けられており、このダイヤフラム保持部 303cは、ダイヤフラム弁 260のアンダーカット部 2 60aと勘合している。ここで、ダイヤフラム弁 260は、外周部 260bがベース板 76と流路構成板 77とに挟み込まれて固定され、かつ、外周側のビード 260eも挟み込み固定されている。ビード 260eは、流体がベース板 76と流路構成板 77との隙間から漏れ出るのを防ぎ、シール性の向上に貢献している。また、ダイヤフラム弁 260の膜部 26 Ocは変形し易いため、応力が集中しないように円弧状に形成されている。なお、ダイャフラム弁 260は、アンダーカット部 260aと反対側で流路構成板 77と当接する部分にも同心状にビード部 260dが形成されている。

[0066] このように構成したパッシブバルブでは、スプリング 304によって、バルブ保持部材 303がステッピングモータ 301から離反する方向に付勢されている。従って、バルブ保持部材 303が直動動作しているときには、リードスクリュー 302のネジ部におけるステツビングモータ 301側の斜面とバルブ保持部材 303の雌ネジ 303aにおけるステツビングモータ 301側と反対側の斜面とが接触した状態、すなわちリードスクリュー 302 とバルブ保持部材 303とが係合した状態で保たれる。これに対して、穴 277がダイヤフラム弁 260によって閉鎖されているときには、スプリング 304の付勢力と、ダイヤフラム弁 260が流路構成板 77から受ける反作用の力とが釣り合ってリードスクリュー 202 のネジ部におけるステッピングモータ 301側と反対側の斜面と、バルブ保持部材 303 の雌ネジ 303aにおけるステッピングモータ 301側の斜面とが接触していない状態、すなわちリードスクリュー 302とバルブ保持部材 303とが遊びとの間で非係合となつた状態で保たれ、ダイヤフラム弁 260は、スプリング 304によって穴 277を閉鎖する方向に付勢される。従って、穴 277を確実に閉鎖することができる。

[0067] [アクティブバルブの別の具体的構成例] 図 3および図 10を参照して、本形態の定量ポンプ装置にぉレ、て流入側バルブ 1 lAi、 1 IBiおよび流出側バルブ 11Αο、 11 Boとして用いたアクティブバルブの別の具体的構成例を説明する。

[0068] 図 9は、本発明を適用した定量ポンプ装置 1において、流入側バルブ l lAi、 l lBi および流出側バルブ 11 Αο、 Ι ΙΒοとして用いたアクティブバルブの縦断面を斜め上方からみたときの説明図である。図 3および図 9に示すように、流入側バルブ l lAi、 1 IBiおよび流出側バルブ 11Αο、 Ι ΙΒοとして用いたアクティブバルブは、ベース板 76 の穴 765内にリニアァクチユエータ 201を備えており、このリニアァクチユエータ 201 は、円筒状の固定体 203と、この固定体 203の内側に配置された略円柱状の可動体 205とを有してレヽる。固定体 203は、ボビン 231に環状に卷回されたコィノレ 233と、コィル 233の外周面からコイル 233の軸線方向の両側を回りこんで一方の先端部 236 aと他方の先端部 236bがコイル 233の内周側でスリット 237を介して軸線方向で対向する固定体側ヨーク 235を備えている。可動体 205は、円板状の第 1の可動体側ョーク 251と、この第 1の可動体側ヨーク 251に対して軸線方向の両側に積層された一対の磁石 253a、 253bとを有してレヽる。一対の磁石 253a、 253bとしては、 Nd-Fe _B系や Sm_Co系の希土類磁石、あるいは樹脂磁石を用いることがきる。また、可動体 205において、一対の磁石 253a、 253bの各々には、第 1の可動体側ヨーク 25 1とは反対側の端面に第 2の可動体側ヨーク 255a、 255bが積層されている。

[0069] 一対の磁石 253a、 253bは、いずれも軸線方向に着磁されており、第 1の可動体側ヨーク 251の方に同極を向けている。以下、本形態では、一対の磁石 253a、 253bは各々、第 1の可動体側ヨーク 251の方に N極を向け、軸線方向における外側に S極を向けているものとして説明する力着磁方向についてはその逆であってもよい。

[0070] ここで、第 1の可動体側ヨーク 251の外周面は、一対の磁石 253a、 253bの外周面力外周側に張り出している。また、第 2の可動体側ヨーク 255a、 255bの外周面も、一対の磁石 253a、 253bの外周面から外周側に張り出している。

[0071] なお、第 1の可動体側ヨーク 251の軸線方向における両端面には凹部が形成され、これらの凹部に対して一対の磁石 253a、 253bが各々嵌め込まれ、接着剤などで固定されている。なお、第 1の可動体側ヨーク 251、一対の磁石 253a、 253b,および第 2の可動体側ヨーク 255a、 255bの固定については、接着、圧入、あるいはそれらを併用して一体化した構成を採用すればよい。

[0072] また、固定体 203の軸線方向における両側の開口部には軸受板 271a、 271b (軸受部材）が固定されており、第 2の可動体側ヨーク 255a、 255bから軸線方向の両側に突き出た支軸 257a、 257bは、いずれも軸受板 271a、 271bの穴に摺動自在に揷入されている。このようにして、可動体 205は、軸線方向に往復移動可能な状態で固定体 203に支持されている。この状態で、可動体 205は、外周面が固定体 203の内周面に所定の隙間を介して対向し、かつ、固定体側ヨーク 235の先端部 236a、 236 b同士は、第 1の可動体側ヨーク 251の外周面とコイル 233の内周面との隙間内で軸線方向に対向する状態にある。また、可動体 205と固定体側ヨーク 235との間には間隙、力 S確保されてレヽる。なお、第 2の可動体彻 Jヨーク 255a、 255bと支車由 257a、 257b との固定には、接着、圧入、あるいはそれらを併用して一体化した構成を採用すればよい。

[0073] このように構成したリニアァクチユエータ 201において、本形態では、一方の支軸 2 57bの先端部には軸体 259が連結され、この軸体 259に対して、弁室 270に配置されたダイヤフラム弁 260の中央部分が接続されてレ、る。ダイヤフラム弁 260の外周側には、液密性と位置決めとして機能する環状肉厚部 261が形成されており、ダイヤフラム弁 260において、この環状肉厚部 261を含む外周側がベース板 76と流路構成板 77との間に挟まれて液密が確保されてレ、る。 [0074] このように構成したリニアァクチユエータ 201において、図面に向かって右側では向こう側から手前側に向かってコイル 233に電流が流れ、図面に向かって左側では手前側から向こう側にコイル 33に電流を流れる期間では、可動体 205が、矢印 Aで示すように、ローレンツ力により軸線方向において推力を受けて移動する。その結果、流路の途中部分を構成する穴 277を塞ぎ、流路を遮断する。これに対して、コィノレ 2 33への通電方向を反転させると、可動体 205は、矢印 Bで示すように、軸線方向に沿って下降し、流路の途中部分を構成する穴 277を開放する。

[0075] なお、本形態のリニアァクチユエータ 201では、可動体 205を磁力で推進するとともに、軸線方向の一方側において、軸受板 271aと第 2の可動体側ヨーク 255aとの間に、付勢部材としての円錐台形状のコイルパネ 291を配置してある。従って、可動体 205が下降する際には、圧縮パネを変形させながら移動し、可動体 205が上昇する際には、圧縮パネの形状復帰力が補助して、高速で移動する。

[0076] なお、弁体については、ダイヤフラム弁 260に限らず、ベローズ弁、その他の弁体を用いてもよい。また、支軸 257a、 257bと弁体については別体のものを結合させた構成であっても、支軸 257a、 257bと弁体が一体に形成されている構成であってもよレ、。

[0077] 以上説明したように、本形態では、可動体 205において一対の磁石 253a、 253b は各々、同極を向けており、磁気的反発力が作用しているが、磁石 253a、 253bの間に第 1の可動体側ヨーク 251が配置されているため、一対の磁石 253a、 253bを同極を向けた状態で固定することができる。

[0078] また、可動体 205において一対の磁石 253a、 253bは各々、同極を第 1の可動体側ヨーク 251に向けているため、第 1の可動体側ヨーク 251からは、半径方向に強い磁束が発生する。従って、第 1の可動体側ヨーク 251とコイル 233の周面同士を対向させておけば、可動体 205に大きな推力を付与することができる。

[0079] さらに、磁石 253a、 253bを軸線方向で着磁すればよいので、磁石 253a、 253bを半径方向に着磁する場合と違って、小型化した場合でも着磁が容易であり、量産に適している。

[0080] し力、も、本形態では、第 1の可動体側ヨーク 251の外周面が、一対の磁石 253a、 2 53bの外周面から外周側に張り出しているため、固定体側ヨーク 235を設けた場合でも、可動体 205に対して軸線方向と垂直方向に作用する磁気吸引力を小さくできる。同様に、第 2の可動体側ヨーク 255a、 255bの外周面力一対の磁石 253a、 253b の外周面から外周側に張り出してレ、るため、固定体側ヨーク 235を設けた場合でも、可動体 205に対して軸線方向と垂直方向に作用する磁気吸引力を小さくできる。従つて、組み立て作業を行いやすぐかつ、可動体 205が傾きにくいという利点がある。

[0081] また、本形態において、磁石 253a、 253bをコイル 33の外周側に配置したため、コィノレ 233よりち磁石 253a、 253bを外ィ則に酉己置した場合と比較して、磁石 253a、 253 bが小さくてよいので、アクティブバルブを安価に構成できる。また、コイル 233を外側に配置したので、固定側ヨークのみで磁路を閉じることができる。

[0082] さらに、固定体 203において、軸線方向に開口する開口部には支軸 257a、 257b を軸線方向に移動可能に支持する軸受板 271a、 271bが保持されているため、軸受部材を別途、配置する必要がない。また、固定体 203を基準に軸受板 271a、 271b を固定できるので、支軸 257a、 257bが傾かないという利点がある。

[0083] [定量ポンプ装置の用途] 本発明を適用した定量ポンプ装置 1は、例えば、各種の燃料電池の改質器に水を定量供給するのに用いられる。また、本発明を適用した定量ポンプ装置 1は、ディーゼル機関の排気ガスから窒素酸化物を分解、除去するための改質器への尿素水溶液の定量供給、点滴液の送液用などに用いることもできる。特に吸入側と吐出側との間に圧力差が大きい技術分野において定量吐出を行うのに適している。

[0084] [その他の実施の形態] 上記形態では、 2台の往復ポンプ装置 10A、 10Bを用いた力 3台以上の往復ポンプ装置を用いた定量ポンプ装置に本発明を適用してもよレ、。

Claims

請求の範囲

[1] 流入側および流出側に流入側バルブおよび流出側バルブが各々接続された往復ポンプ装置を複数、備えるとともに、当該複数の往復ポンプ装置に対して前記流出側バルブを介して接続する共通吐出口を備えた定量ポンプ装置において、前記流入側バルブ、前記流出側バルブおよび前記往復ポンプ装置を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記複数の往復ポンプ装置毎にタイミングをずらして吐出期間と待機期間とを設定するとともに、当該吐出期間の始期および終期に対して他の往復ポンプ装置の前記吐出期間の終期および始期を重畳させ、前記待機期間においてポンプ室内への吸入動作を行った後、前記吐出期間の前に、前記流入側バルブおよび前記流出側バルブの双方を閉にしてポンプ室内の容積を膨張あるいは収縮させてポンプ室内の圧力と共通吐出口側との間の圧力差を解消する補正動作を行わせることを特徴とする定量ポンプ装置。

[2] 請求項 1において、前記複数の往復ポンプ装置に対して前記流入側バルブを介して接続する共通吸入口を備えてレ、ることを特徴とする定量ポンプ装置。

[3] 請求項 1において、前記往復ポンプ装置は、駆動源がステッピングモータあるいは AC同期モータであることを特徴とする定量ポンプ装置。

[4] 請求項 1におレ、て、前記往復ポンプ装置は、駆動源力 Sステッピングモータであり、当該ステッピングモータの 1ステップ分に対応するポンプ室の内容積の変化量がボンプ室全体の内容積に対して 1/100以下であることを特徴とする定量ポンプ装置。

[5] 請求項 1において、前記往復ポンプ装置のポンプ室内の圧力と前記共通吐出口側との間の圧力差を直接あるいは間接的に監視する監視装置を備え、前記制御部は、前記監視装置での監視結果に基づいて、ポンプ室内の圧力と前記共通吐出口側との間に圧力差があるときに前記補正動作を行わせることを特徴とする定量ポンプ装置。

[6] 請求項 5において、前記監視装置は、前記複数の往復ポンプ装置の各ポンプ室内の圧力を監視する複数の第 1の圧力センサと、前記共通吐出口側の圧力を監視する第 2の圧力センサとを備え、前記第 1の圧力センサと前記第 2の圧力センサでの検出結果とを比較して前記圧力差を監視することを特徴とする定量ポンプ装置。

[7] 請求項 5において、前記監視装置は、前記複数の往復ポンプ装置の各ポンプ室内の圧力を監視する複数の圧力センサを備え、当該複数の往復ポンプ装置のうち、前記吸入動作を行った往復ポンプ装置のポンプ室に配置された圧力センサでの検出結果と、前記出力側バルブが開状態になっている往復ポンプ装置のポンプ室に配置された圧力センサでの検出結果とを比較して前記圧力差を監視することを特徴とする定量ポンプ装置。

[8] 請求項 1において、前記往復ポンプ装置の台数は 2台であり、前記制御装置は、前記吸入動作を行う際のポンプ室の膨張速度を前記吐出期間におけるポンプ室の収縮速度よりも高く設定することを特徴とする定量ポンプ装置。

[9] 流入側および流出側に流入側バルブおよび流出側バルブが各々接続された往復ポンプ装置を複数、備えるとともに、当該複数の往復ポンプ装置に対して前記流出側バルブを介して接続する共通吐出口を備えた定量ポンプ装置において、さらに、前記複数の往復ポンプ装置の各ポンプ室内の圧力を監視する圧力センサを備えていることを特徴とする定量ポンプ装置。