(57)【要約】【課題】単体の往復動ヘッドを備える往復動式ポンプであっても、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる往復動式ポンプを提供すること。【解決手段】ダイヤフラムポンプ１００では、位相が０°及び１８０°の時で、ポンプ室１及び対向室２から排気管２２へ気体がそれぞれ吐出されている。このようにダイヤフラム５の１往復の移動の間に２回気体が吐出されるので、２つの往復動ヘッドを備えるポンプと同様の効果が得られ、脈動を抑制することができる。したがって、本実施形態のように単体のダイヤフラム５のみ備えるダイヤフラムポンプ１００であっても、バッファタンクやレギュレータ等が不要となり、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる。【選択図】図２
2014037799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動ヘッドと、
前記往復動ヘッドの動作により流体を吸入する吸入室と、前記往復動ヘッドの動作により前記流体を排出する排出室と、前記往復動ヘッドを挟んで前記吸入室及び前記排出室に対向して設けられた対向室とを有するケーシングと、
前記吸入室に連通するように前記ケーシングに接続された吸入管と、
前記排出室に連通するように前記ケーシングに接続された排出管と、
前記対向室に連通するように、前記ケーシングと、前記吸入管及び前記排出管のうちいずれか一方との間に接続された前記流体の流通管と
を具備する往復動式ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の往復動式ポンプであって、
前記第１の排出管及び前記第２の排出管の合流部または前記合流部より下流側に設けられた逆止弁をさらに具備する往復動式ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の往復動式ポンプであって、
前記ケーシングは、前記吸入室及び前記排出室を含む、前記対向室に対向するポンプ室を有し、
前記ポンプ室の容積と、前記対向室の容積とが異なる
往復動式ポンプ。
【請求項４】
異なる位相でそれぞれ駆動される複数の往復動ヘッドと、
前記複数の往復動ヘッドの動作により流体をそれぞれ吸入する複数の吸入室と、
前記複数の往復動ヘッドの動作により前記流体をそれぞれ排出する複数の排出室と、
複数の対向室であって、前記複数の対向室のそれぞれが前記往復動ヘッドを挟んで前記吸入室及び前記排出室に対向して設けられた、複数の対向室と、
前記複数の吸入室のうち最上流に設けられた最上流吸入室に連通するように設けられた吸入管と、
前記複数の排出室のうち最下流に設けられた最下流排出室に連通するように設けられた排出管と、
前記複数の吸入室のうち前記最上流吸入室以外の前記吸入室と、前記複数の排出室のうち前記最下流排出室以外の前記排出室とを、直列に接続するための少なくとも１つの接続管と、
前記複数の対向室のうち前記最上流吸入室に対向する最上流対向室及び前記吸入管の間に接続され、これらに連通する第１の流通管と、
前記複数の対向室のうち前記最下流排出室に対向する最下流対向室及び前記排出管の間に接続され、これらに連通する第２の流通管と
を具備する往復動式ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイアフラムやピストン等により形成される隔壁の往復動によりポンプ室の体積を変化させることで流体を移送する往復動式ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
往復動式ポンプでは、ダイアフラム等の隔壁を有する往復動ヘッドの往復動によって脈動が発生する。脈動とは、ポンプの作動による流体の吐出圧力の変動、あるいは、流体の流量の変動である。
【０００３】
このような脈動を抑えるために、例えば２つの往復動式ポンプを用い、それらが交互に流体の吐出を行う方式を採用した無脈動ポンプが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。無脈動ポンプでは、交互に流体が吐出されることにより、各往復動式ポンプの吐出管が結合された後のメインの吐出管では、常時流体が吐出されるようになる。その結果、圧力変動の振幅が抑えられ、結果的に脈動が抑制される。往復動式ポンプの数が多いほど、脈動の波が均一化され、定常流に近づいていく。
【０００４】
脈動を抑制するための他の手段としては、吐出管等にバッファタンクが接続された吐出システムがある。例えば、１つの往復動式ポンプから吐出された流体がバッファタンクに一旦溜められ、バッファタンクから外部へ定常流での吐出が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２１５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数の往復動式ポンプ（つまり、複数の往復動ヘッド）を用いる装置では、脈動抑制の根本的な解決にならない。すなわち、この装置は、単体の往復動ヘッドのみを備えるポンプでは脈動を抑制することができない。
【０００７】
そこで、単体の往復動ヘッドを備えるポンプの脈動を抑制するためには、上述のようにバッファタンクを設ける必要があるが、この場合、装置全体が大型化し、コストも増大する。
【０００８】
また、単体の往復動ヘッドを備えるポンプの脈動を抑制する手法として、例えば流量計及びレギュレータを用い、流量計からのフィードバック制御により定常流を発生する、という手法がある。しかし、この場合も装置全体の大型化及びコストの増大の問題は解決されない。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、単体の往復動ヘッドを備える往復動式ポンプであっても、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる往復動式ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る往復動式ポンプは、往復動ヘッドと、ケーシングと、吸入管と、排出管と、流通管とを具備する。  
前記ケーシングは、吸入室と、排出室と、対向室とを有する。前記吸入室は、前記往復動ヘッドの動作により流体を吸入する。前記排出室は、前記往復動ヘッドの動作により前記流体を排出する。前記対向室は、前記往復動ヘッドを挟んで前記吸入室及び前記排出室に対向して設けられている。  
前記吸入管は、前記吸入室に連通するように前記ケーシングに接続されている。  
前記排出管は、前記排出室に連通するように前記ケーシングに接続されている。  
前記流通管は、前記対向室に連通するように、前記ケーシングと、前記吸入管及び前記排出管のうちいずれか一方との間に接続されている。
【００１１】
本発明の別の観点に係る往復動式ポンプは、複数の往復動ヘッドと、複数の吸入室と、複数の排出室と、複数の対向室と、吸入管と、排出管と、少なくとも１つの接続管と、第１の流通管と、第２の流通管とを具備する。  
前記複数の往復動ヘッドは、異なる位相でそれぞれ駆動される。  
前記複数の吸入室は、前記複数の往復動ヘッドの動作により流体をそれぞれ吸入する。  
前記複数の排出室は、前記複数の往復動ヘッドの動作により前記流体をそれぞれ排出する。  
前記複数の対向室は、複数の対向室であって、前記複数の対向室のそれぞれが前記往復動ヘッドを挟んで前記吸入室及び前記排出室に対向して設けられている。  
前記吸入管は、前記複数の吸入室のうち最上流に設けられた最上流吸入室に連通するように設けられている。  
前記排出管は、前記複数の排出室のうち最下流に設けられた最下流排出室に連通するように設けられている。  
前記少なくとも１つの接続管は、前記複数の吸入室のうち前記最上流吸入室以外の前記吸入室と、前記複数の排出室のうち前記最下流排出室以外の前記排出室とを、直列に接続するために設けられる。  
前記第１の流通管は、前記複数の対向室のうち前記最上流吸入室に対向する最上流対向室及び前記吸入管の間に接続され、これらに連通する。  
前記第２の流通管は、前記複数の対向室のうち前記最下流排出室に対向する最下流対向室及び前記排出管の間に接続され、これらに連通する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る往復動式ポンプとしてのダイアフラムポンプを示す模式的な断面図である。
【図２】図２は、図１に示すダイアフラムポンプの動作を順に示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係るダイアフラムポンプを示す模式的な断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るダイアフラムポンプの脈動抑制の効果を示す実験データである。
【図５】図５は、第２の実施形態に係るダイアフラムポンプの脈動抑制の効果を示す実験データである。
【図６】図６は、従来のダイアフラムポンプの脈動を示すデータである。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態に係るダイアフラムポンプを示す模式的な断面図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施形態に係るダイアフラムポンプを示す模式的な断面図で
【図９】図９は、図８に示すダイアフラムポンプの動作を順に示す図である。
【図１０】図１０は、図９からの続きで図８に示すダイアフラムポンプの動作を順に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
一形態に係る往復動式ポンプは、往復動ヘッドと、ケーシングと、吸入管と、排出管と、流通管とを具備する。  
前記ケーシングは、吸入室と、排出室と、対向室とを有する。前記吸入室は、前記往復動ヘッドの動作により流体を吸入する。前記排出室は、前記往復動ヘッドの動作により前記流体を排出する。前記対向室は、前記往復動ヘッドを挟んで前記吸入室及び前記排出室に対向して設けられている。  
前記吸入管は、前記吸入室に連通するように前記ケーシングに接続されている。  
前記排出管は、前記排出室に連通するように前記ケーシングに接続されている。  
前記流通管は、前記対向室に連通するように、前記ケーシングと、前記吸入管及び前記排出管のうちいずれか一方（例えば、脈動を抑制させたい方）との間に接続されている。
【００１４】
例えば、流通管がケーシング及び排出管の間に接続されているとする。吸入室及び排出室と、対向室とを仕切る往復動ヘッドが排出室の圧力を高くする方向に移動すると、排出管から流体が排出される。また、往復動ヘッドが排出室の圧力を低くする方向に移動すると、つまり対向室の圧力を高くする方向に移動すると、流体が流通管から排出され排出管に合流する。このように往復動ヘッドの１往復の移動の間に２回流体が排出されるので、２つの往復動ヘッドを備えるポンプと同様の効果が得られ、脈動を抑制することができる。したがって、単体の往復動ヘッドを備える往復動式ポンプであっても、バッファタンクやレギュレータ等が不要となり、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる。
【００１５】
流通管がケーシング及び吸入管の間に接続されている形態では、往復移動ヘッドが吸入室の圧力を低くする方向に移動すると、吸入管から流体が吸入される。また、往復動ヘッドが吸入室の圧力を高くする方向に移動すると、つまり対向室の圧力を低くする方向に移動すると、流体が流通管から対向室内に吸入される。したがって、この場合も上記同様に往復動ヘッドの１往復の移動の間に２回流体が吸入されるので、バッファタンクやレギュレータ等が不要となり、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる。
【００１６】
前記復動式ポンプは、前記第１の排出管及び前記第２の排出管の合流部または前記合流部より下流側に設けられた逆止弁をさらに具備してもよい。逆止弁が設けられることにより、下流側から第１及び第２の排出管への逆流が防止されるので、逆流分の脈動振幅がなくなり、脈動をさらに小さくすることができる。
【００１７】
前記ケーシングは、前記吸入室及び前記排出室を含む、前記対向室に対向するポンプ室を有し、前記ポンプ室の容積と、前記対向室の容積とが異なっていてもよい。往復動ヘッドの静止位置（中立位置）からの振幅は、ポンプ室と対向室側とで実質的に同じである。したがって、例えば両者の容積が異なっていても例えば排出管から排出される流体の流量と、流通管から排出される流体の流量とでは大差はない。したがって、両者が同じ容積の場合に比べても、良好な脈動抑制効果を維持することができる。
【００１８】
別の形態に係る往復動式ポンプは、複数の往復動ヘッドと、複数の吸入室と、複数の排出室と、複数の対向室と、吸入管と、排出管と、少なくとも１つの接続管と、第１の流通管と、第２の流通管とを具備する。  
前記複数の往復動ヘッドは、異なる位相でそれぞれ駆動される。  
前記複数の吸入室は、前記複数の往復動ヘッドの動作により流体をそれぞれ吸入する。  
前記複数の排出室は、前記複数の往復動ヘッドの動作により前記流体をそれぞれ排出する。  
前記複数の対向室は、複数の対向室であって、前記複数の対向室のそれぞれが前記往復動ヘッドを挟んで前記吸入室及び前記排出室に対向して設けられている。  
前記吸入管は、前記複数の吸入室のうち最上流に設けられた最上流吸入室に連通するように設けられている。  
前記排出管は、前記複数の排出室のうち最下流に設けられた最下流排出室に連通するように設けられている。  
前記少なくとも１つの接続管は、前記複数の吸入室のうち前記最上流吸入室以外の前記吸入室と、前記複数の排出室のうち前記最下流排出室以外の前記排出室とを、直列に接続するために設けられる。  
前記第１の流通管は、前記複数の対向室のうち前記最上流吸入室に対向する最上流対向室及び前記吸入管の間に接続され、これらに連通する。  
前記第２の流通管は、前記複数の対向室のうち前記最下流排出室に対向する最下流対向室及び前記排出管の間に接続され、これらに連通する。
【００１９】
往復動ヘッドが最下流排出室の圧力を高くする方向に移動すると、排出管から流体が排出される。また、往復動ヘッドが最下流排出室の圧力を低くする方向に移動すると、つまり最下流対向室の圧力を高くする方向に移動すると、流体が第２の流通管から排出され排出管に合流する。このように往復動ヘッドの１往復の移動の間に２回流体が排出されるので、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる。
【００２０】
また、同様に往復動ヘッドが最上流吸入室の圧力を低くする方向に移動すると、吸入管から流体が吸入される。また、往復動ヘッドが最上流吸入室の圧力を高くする方向に移動すると、つまり最上流対向室の圧力を低くする方向に移動すると、流体が第１の流通管から最上流対向室に流入する。したがって、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる。
【００２１】
このように、往復動ヘッドが複数設けられる形態では、吸入時及び排出時の両方の脈動を抑えることができる。
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１の実施形態に係る往復動式ポンプとしてのダイアフラム５ポンプを示す模式的な断面図である。
【００２４】
このダイアフラムポンプ１００の輸送の対象となる流体（連続体）は、典型的には気体である。しかし、気体に限られず流体、あるいは半固体（例えばペースト状の材料）であってもよい。以下の説明では、流体が気体であるとして説明する。
【００２５】
ダイアフラムポンプ１００は、ケーシング１０と、ケーシング１０内で往復動可能に設けられた往復動ヘッドとしてのダイアフラム５を備えている。ダイアフラム５の主な材料はゴムであるが、これに限られず樹脂または金属であってもよい。ダイアフラム５は、そのダイアフラム５の周縁部がケーシング１０の内壁に取り付けられることに支持されている。ケーシング１０の材料は、典型的にはアルミニウム等の金属である。
【００２６】
ダイアフラム５には、コネクティングロッド６が接続されている。コネクティングロッド６の一端部がダイアフラム５に接続され、また、その他端部は図示しない軸受を介して図示しない偏心モータ等に接続されている。偏心モータの偏心運動がコネクティングロッド６の揺動または直動の運動に変換され、これにより、ダイアフラム５が往復動可能となっている。なお、偏心モータの一例として、特開２００９−４７０８４に開示されたダイアフラムポンプ１００に搭載されたモータが挙げられるが、これに限られない。
【００２７】
ケーシング１０内には、ポンプ室１と、ダイアフラム５を挟んでポンプ室１に対向して設けられ対向室２とが設けられている。コネクティングロッド６は、対向室２内に配置される。ケーシング１０内は密閉空間になっており、つまりポンプ室１及び対向室２の両方がそれぞれ密閉空間となっている。ポンプ室１の容積と対向室２の容積とは異なるように形成されており、例えばポンプ室１の方が小さく形成されている。
【００２８】
ポンプ室１は、主室１１、この主室１１に連通孔１６及び１７を介してそれぞれ連通した吸気室（吸入室）１２及び排気室（排出室）１３を有する。吸気室１２及び排気室１３は、吸気口１４及び排気口１５をそれぞれ有している。吸気口１４及び排気口１５には、吸気管２１及び排気管２２がそれぞれ接続されている。これにより吸気室１２及び排気室１３が吸気口１４及び排気口１５を介して吸気管２１及び排気管２２と連通している。
【００２９】
吸気室１２及び排気室１３の連通孔１６及び１７にはそれぞれ吸気弁３及び排気弁４が設けられている。ダイアフラム５が駆動される時のポンプ室１の圧力変動によって、吸気弁３は吸気時に開き、排気弁４は排気時に開くようになっている。
【００３０】
対向室２と排気管２２との間には第２の排気管として機能する流通管２３が接続されている。流通管２３は、ケーシング１０に設けられた排気孔７に接続されており、これにより流通管２３と対向室２とが連通している。排気管２２と流通管２３とは、例えば合流部２４で図示しない３方向継手によって連結されていてもよいし、直接接続されていてもよい。
【００３１】
以上のように構成されたダイアフラムポンプ１００の動作を説明する。図２Ａ〜Ｄは、その動作を説明するための図であり、ダイアフラム５の一周期の動きを９０°ごとの位相で分けた図である。
【００３２】
図２Ａに示すように、ダイアフラム５が図１に示した状態から上死点に達する。この瞬間のダイアフラム５の位相を０°とする。この時、ポンプ室１（主室）の圧力が、最も高くなり排気室１３より高圧となるため、吸気弁３が閉じ、吸気室１２より高圧となるため、排気弁４が開く。これにより、排気室１３を介して排気管２２に気体が吐出される。また、このとき、対向室２の圧力が低くなるので流通管２３から対向室２へ若干の気体が流入する。
【００３３】
図２Ｂに示すように、ダイアフラム５が上死点から中立点（９０°）に移動すると、ポンプ室１（主室）の圧力が低くなる。これにより、対向室２の圧力が元に戻り、排気弁４が閉じる方向に動き、吸気弁３が開く方向に動く。その結果、排気管２２から吐出される気体の流量は少なくなる。一方、対向室２から流通管２３への気体の吐出が開始される。
【００３４】
図２Ｃに示すように、ダイアフラム５が中立点から下死点（１８０°）に移動すると、ポンプ室１の圧力が最も低くなり、排気弁４が閉じ、吸気弁３が開き、吸気管２１から吸気室１２内へ気体が吸入される。また、対向室２内の圧力は最大となり、対向室２から流通管２３へ気体が吐出される。
【００３５】
図２Ｄに示すように、ダイアフラム５が下死点から中立点（２７０°）に移動すると、ポンプ室１の圧力が高まり、対向室２の圧力が低くなる。これにより、排気弁４が開く方向に動き、吸気弁３が閉じる方向に動く。その結果、吸気管２１から吸入される気体の流量は少なくなり、一方、流通管２３から対向室２へ若干の気体の流入が開始される。
【００３６】
以上のように、本実施形態では、位相が０°及び１８０°の時で、ポンプ室１及び対向室２から排気管２２及び流通管２３へ気体がそれぞれ吐出されている。このようにダイアフラム５の１往復の移動の間に２回気体が吐出されるので、２つの往復動ヘッドを備えるポンプと同様の効果が得られる。すなわち、脈動が均一化され、その結果、圧力変動の振幅が抑えられることにより、脈動を抑制することができる。したがって、本実施形態のように単体のダイアフラム５のみ備えるダイアフラムポンプ１００であっても、バッファタンクやレギュレータ等が不要となり、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、ポンプ室１の容積と対向室２の容積とが異なるように形成されている。このようにポンプ室１の容積と対向室２の容積とが異なる場合、通常であれば、この技術分野の当業者は、気体の圧縮による影響を考慮して、それら両室から排気させるような設計を行わない。当業者は、両室の容積が異なる場合、その非対称性から脈動は抑えられないと考えるからである。しかし、ダイアフラム５の中立点からの振幅は、両室１及び２で実質的に同じであるため、排気管２２及び流通管２３における排気流量も実質的に同じである。したがって、両室１及び２が同じ容積の場合に比べても、本実施形態では良好な脈動抑制効果を維持することができる。
【００３８】
[第２の実施形態]
図３は、本発明の第２の実施形態に係るダイアフラムポンプ２００を示す模式的な断面図である。これ以降の説明では、図１等に示した実施形態に係るダイアフラムポンプ１００が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。また、図３において、図１に示したダイアフラムポンプ１００と実質的に同一の構成は、同一の符号を付している。
【００３９】
第２の実施形態に係るダイアフラムポンプ２００は、排気管２２と流通管２３との合流部２４より下流側に逆止弁８が設置されている。以下、この合流部２４より下流側を主管２５という。逆止弁８は、排気管２２及び流通管２３へ気体が流入することを防止する機能を有する。これにより、逆流分の脈動振幅がなくなり、脈動をさらに小さくすることができる。逆止弁８は、合流部２４に設置されていてもよい。
【００４０】
図４及び５は、上記第１及び２の実施形態に係るダイアフラムポンプ１００及び２００の脈動抑制の効果をそれぞれ示す実験データである。図６は、従来のダイアフラムポンプの脈動を示すデータである。従来のダイアフラムポンプは、第１の実施形態に係るダイアフラムポンプ１００において、流通管２３が設けられていない形態のダイアフラムポンプである。
【００４１】
以下、実験の条件を記載する。  
図４Ａ、Ｂ及びＣの順に、駆動源となるモータの回転数を高くしている。図５Ａ、Ｂ、Ｃ、図６Ａ、Ｂ及びＣも同様である。図４Ａ、５Ａ及び６Ａにおける回転数は３００rpm付近領域である。また、図４Ｂ、５Ｂ及び６Ｂにおける回転数は１２００〜１３００rpm付近の領域であり、図４Ｃ、５Ｃ及び６Ｃにおける回転数は１６００〜１７００付近の領域である。  
本実験で用いられた各ダイアフラムポンプの揚程は、各図４〜６のＡ、Ｂ及びＣの順に、５、１５、２０kPaとされた。この揚程はポンプ出力に相当し、モータ回転数とともに増減するものである。  
本実験で用いられた各ダイアフラムポンプの主室１１の容積は、ダイアフラム５の中立位置で、５０００mm3であり、上死点時で３０００mm3、下死点時で７０００mm3である。また、対向室２の容積は、ダイアフラム５の中立位置で、８８０００mm3であり、上死点時で９００００mm3、下死点時で８６０００mm3である。  
「振幅」とは、圧力の最大値と最小値との差である。  
「圧力」とは、主管２５における管内の気体の吐出圧力を示している。「流量」は、その主管２５における管内の気体の流量を示している。圧力及び流量のどちらの変動も脈動の変動の概念に含まれる。両者どちらが実験の評価対象であってもよい。本発明者は、圧力の方を評価対象とした。  
第２の実施形態に係るダイアフラムポンプ２００の逆止弁として、クラッキング圧力が５kPaのものが使用された。
【００４２】
従来に比べ、第１の実施形態に係るダイアフラムポンプ２００では、どのモータ回転数の領域においても、振幅が減っており、つまり脈動を抑制できていることが分かる。また、第１の実施形態に係るダイアフラムポンプ１００に比べて、逆止弁８を備える第２の実施形態に係るダイアフラムポンプ２００では、さらに脈動が抑制されていることが分かる。
【００４３】
[第３の実施形態]
図７は、本発明の第３の実施形態に係るダイアフラムポンプを示す模式的な断面図である。
【００４４】
このダイアフラムポンプ３００では、流通管２６が、ケーシング１０内の対向室２と、吸気管２１との間に接続されている。すなわち、この流通管２６は、第２の吸気管として機能する。このように構成されたダイアフラムポンプ３００では、ポンプ室１の圧力が低下する方向にダイアフラム５が動くと、吸気管２１からポンプ室１内へ気体が吸入される。また、ポンプ室１の圧力が高くなる方向にダイアフラム５が動くと、流通管２３から対向室２へ気体が吸入される。
【００４５】
このような構成によっても、上記実施形態と同様に、ダイアフラム５の１往復の移動の間に２回気体が吸入される。したがって、単体のダイアフラム５のみ備えるダイアフラムポンプ３００であっても、バッファタンクやレギュレータ等が不要となり、装置の小型化及びコストの削減を達成しながら脈動を抑制することができる。
【００４６】
図７に示したダイアフラムポンプ３００において、吸気管２１と流通管２３との合流部２７、またはその合流部２７より上流側である主管２８に逆止弁が設けられていてもよい。これにより、ダイアフラムポンプ３００に比べ、吸入側の脈動抑制の効果を期待できる。
【００４７】
[第４の実施形態]
図８は、本発明の第４の実施形態に係るダイアフラムポンプを示す模式的な断面図である。
【００４８】
このダイアフラムポンプ４００では、１つのケーシング２０内に、２つのポンプ機構である上流側ポンプ機構３０及び下流側ポンプ機構４０が設けられている。すなわち、１つのケーシング２０内に、ポンプ室１、対向室２、吸気弁３及び排気弁４が、それぞれ２つずつ設けられている。
【００４９】
上流側ポンプ機構３０の吸気室（最上流吸入室）１２には排気管２２が接続され、下流側ポンプ機構４０の排気室（最下流排出室）１３に排気管２２が接続されている。
【００５０】
上流側ポンプ機構３０の排気室１３と、下流側ポンプ機構４０の吸気室１２との間には接続管２９が接続されており、それら排気室１３及び吸気室１２は接続管２９を介して連通している。上流側ポンプ機構３０の対向室（最上流対向室）２及び吸気管２１の間には第１の流通管２６が接続されている。また、下流側ポンプ機構４０の対向室（最下流対向室）２及び排気管２２の間には第２の流通管２３が接続されている。
【００５１】
吸気管２１及び第１の流通管２６の合流部より上流側である上流主管（または合流部でもよい）には、上記第２の実施形態（図３参照）で説明したものと同様の機能を有する逆止弁８が設けられている。また、同様に、排気管２２及び第２の流通管２３の合流部より下流側である下流主管（または合流部でもよい）にも逆止弁８が設けられている。
【００５２】
２つのダイアフラム５は、位相が実質的に１８０°異なるようにして駆動される。この場合、図示しない２つのモータによりダイアフラム５がそれぞれ駆動される。あるいはモータは１つで、２つのポンプ機構３０及び４０のダイアフラム５が駆動される構造であってもよい。
【００５３】
図９及び１０は、このダイアフラムポンプ４００の動作を説明するための図である。図２の場合と同様に、図９Ａ、Ｂ、図１０Ａ及びＢの順に、ダイアフラムの一周期を４分割して示している。
【００５４】
図９Ａに示すように、上流側ポンプ機構３０のダイアフラム５がポンプ室１（主室）の圧力を低くする方向に動き、下流側ポンプ機構４０のダイアフラム５がポンプ室１（主室）の圧力を高める方向に動く。上流側ポンプ機構３０は気体を吸入し、下流側ポンプ機構４０は気体を吐出する。
【００５５】
そして図１０Ａに示すように、ダイアフラム５の位相が、図９Ａに示す位相とは逆になると、上流側ポンプ機構３０は気体の吐出を行い、吐出された気体は、接続管２９を介して下流側ポンプ機構４０へ吸入される。また、この時、上流側ポンプ機構３０では第１の流通管２６を介して対向室２に若干の気体が吸入され、下流側ポンプ機構４０では対向室２から第２の流通管２３へ気体が吐出される。
【００５６】
以上のように、上流側ポンプ機構３０において第１の流通管２６によって一周期に２回の吸気が行われ、下流側ポンプ機構４０において第２の流通管２３によって一周期に２回の排気が行われる。このように、２つのポンプ機構３０及び４０が設けられるダイアフラムポンプ４００であれば、吸気側及び排気側の両方の脈動を抑えることができる。
【００５７】
[その他の実施形態]
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が実現される。
【００５８】
上記各実施形態に係る往復動式ポンプをダイアフラムポンプとして説明したが、上記各実施形態のすべてにおいて、ピストンヘッドが往復動するピストンポンプが適用されてもよい。以下に説明する変形例も同様にピストンポンプに適用可能である。
【００５９】
上記各実施形態では、ポンプ室１の容積が対向室２の容積より小さい形態を示したが、両者が実質的に同じであってもよい。
【００６０】
図８に示したダイアフラムポンプ４００では、ケーシング２０が１つあり、そのケーシング２０内にダイアフラム５やポンプ室１等の必要な要素が２つずつ備えられていた。しかし、分離した２つのケーシングが設けられ、それらのケーシング２０内に、ダイアフラム５やポンプ室１等の必要な要素が１つずつ設けられる構成であってもよい。
【００６１】
図８において、２つの逆止弁８のうち少なくとも一方はなくてもよい。
【００６２】
図８にしたダイアフラムポンプ４００は、２つのポンプ機構３０及び４０が設けられる構成であったが、３つ以上のポンプ機構が設けられる構成であってもよい。その場合、最上流に設けられた吸気室１２及び最下流に設けられた排気室１３にそれぞれ吸気管２１及び排気管２２が接続され、それら以外の吸気室１２及び排気室１３は交互に直列に接続管２９によって接続される。すなわち直列型のポンプである。真空ポンプ用途の場合、ポンプ機構数が多いほど、高い真空を実現することができる。
【００６３】
そのように３つ以上のポンプ機構が設けられる場合、一周期である３６０°がそれらのダイアフラム５の数分で分割された位相ごとにそれらのダイアフラム５が順に駆動されるようにしてもよい。
【００６４】
例えば図３において、逆止弁８が主管２５に設けられる構成とした。しかし、逆止弁８は、流通管２３（図７に示した実施形態では流通管２６）に設けられていてもよい。
【００６５】
上記各実施形態では、流体として気体（例えば空気）を例に挙げて説明したが、流体は液体であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…ポンプ室
２…対向室
３…吸気弁
４…排気弁
５…ダイアフラム
６…コネクティングロッド
７…排気孔
８…逆止弁
１０、２０…ケーシング
１１…主室
１２…吸気室
１３…排気室
２１…吸気管
２２…排気管
２３…流通管（または第２の流通管）
２４、２８…合流部
２６…流通管（または第１の流通管）
２９…接続管
３０…上流側ポンプ機構
４０…下流側ポンプ機構
１００、２００、３００、４００…ダイアフラムポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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