(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動ポンプ等による移送液を流入路から取り込んで一時的に貯溜して流出路から流出させる液室と、脈動抑制用の圧縮空気が封入される気室とを有する密封状の装置本体ケーシングと、
この装置本体ケーシング内に設けられ上記液室と気室とを隔離するとともに上記液室内に流入した移送液の流量・圧力の変動と気室内の気体封入圧とのバランスに応じて自在に伸縮する脈動抑制用隔膜と、
上記脈動抑制用隔膜の気室に面する閉鎖端面の中心部と対向するように上記気室内に配備され、上記気室内の気体封入圧を上昇させる際に圧縮空気を気室内に導入する給気口と上記気室内の気体封入圧を低下させる際に該気室から圧縮空気を外部へ排出する排気口とを有する弁ケーシングと、
この弁ケーシングに設けられて上記給気口を開閉する給気弁、及びこの給気弁を常に閉じ付勢するスプリングと、
上記弁ケーシングに上記給気弁と並べて設けられて上記排気口を開閉する排気弁、及びこの排気弁を常に閉じ付勢するスプリングと、
上記脈動抑制用隔膜の閉鎖端面の中心部に当接するよう配置された給排気弁制御盤体と、
この給排気弁制御盤体に設けられ、上記液室内の流体圧力が上昇して上記気室内の空気圧力に打ち勝って上記脈動抑制用隔膜が伸びるに伴い上記給気弁の弁棒の後端部を押して該給気弁を開く給気弁棒押圧部と、
上記給排気弁制御盤体に上記給気弁押圧操作部と並べて上記排気弁の弁棒の後端部にスライド自在に連結され、上記液室内の流体圧力が低下して気室内の空気圧が液室内の流体圧力に打ち勝って上記脈動抑制用隔膜が縮むに伴い上記排気弁棒を牽引して該排気弁を開く排気弁棒牽引部と、
上記弁ケーシングと給排気弁制御盤体との間に、上記給気弁棒及び排気弁棒のそれぞれの外周を囲むように介在され、上記給排気弁制御盤体を上記脈動抑制用隔膜の閉鎖端面に向けて押し付け付勢するスプリングと、
を備えている脈動減衰装置。
【請求項２】
上記弁ケーシングと給排気弁制御盤体とを脈動抑制用隔膜の伸縮方向と平行なガイドシャフトで連結し、該ガイドシャフトに沿って上記給排気弁制御盤体を平行移動させるようにしてある請求項１記載の脈動減衰装置。
【請求項３】
上記ガイドシャフトが複数本である請求項２記載の脈動減衰装置。
【請求項４】
上記弁ケーシングが上記装置本体ケーシングに着脱可能に装着されている請求の範囲の請求項１ないし３のいずれかに記載の脈動減衰装置。
【請求項５】
上記装置本体ケーシングにエア駆動型往復動ポンプ部を一体的に装備してあり、このエア駆動型往復動ポンプ部は、ポンプケーシングを装置本体ケーシングの一側部に一体に配設し、このポンプケーシング内に上記脈動抑制用隔膜に対向して配設されて該脈動抑制用隔膜の伸縮方向と同一方向に伸縮変形可能なポンプ用隔膜と、このポンプ用隔膜を駆動伸縮変形運動させるエアシリンダ部と、上記ポンプ用隔膜の内側に該ポンプ用隔膜の伸縮変形運動に伴い交互に開閉作動して移送液の吸入作用及び吐出作用を行う逆止弁が設けられたポンプ作用室とを備えており、上記ポンプ作用室から吐出用逆止弁を経て吐出される移送液を上記液室へ送り込むようにしてある請求項１ないし４のいずれかに記載の脈動減衰装置。
【請求項６】
上記排気弁棒牽引部は、前端部に案内孔部を有するスリーブを上記給排気弁制御盤体に上記給気弁棒押圧部と並べて設け、該スリーブの案内孔部に上記排気弁棒の鍔付き後端部を摺動自在にかつ抜止め状に挿通してある請求項１ないし４のいずれかに記載の脈動減衰装置。
【請求項７】
上記排気弁棒は排気弁との付け根部分を弁ケーシングに設けた排気弁棒ホルダーの弁棒挿通孔部に摺動自在に挿通してある請求項６記載の脈動減衰装置。
【請求項８】
上記給気弁棒は、弁ケーシングに設けられ後端部に弁棒挿通孔を有する給気弁ホルダーの前記弁棒挿通孔に摺動自在に挿通し、この給気弁棒の後端部を前記給気弁ホルダーの後方へ突出させている請求項１ないし４のいずれかに記載の脈動減衰装置。
【請求項９】
上記ガイドシャフトはこれの前端部を弁ケーシングに一体的に結合するとともに、鍔付きの後端部を給排気弁制御盤体に固定されたガイドスリーブに摺動自在にかつ抜止め状に挿通してある請求項２又は３記載の脈動減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体処理用薬液などの移送液を往復動ポンプによって各部に送給する移送液配管系などに介在されて、往復動ポンプの往復動に起因する流量・圧力の変動によって発生する脈動を減衰する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の脈動減衰装置は、例えば、特開平６−１７７５２号公報や特開平８−１５９０１６号公報に開示されている。
【０００３】
このうち、特開平６−１７７５２号公報に記載されているポンプの脈動減衰装置は図１１に示している。そこでは、密閉状の装置本体ケーシング６０と、この装置本体ケーシング６０内に設けられて往復動ポンプによる移送液を一時的に取り込んで液溜り作用を果たして流出させる液室６１ａと、装置本体ケーシング６０内に配設されて液室６１ａに対して伸縮変形自在なベローズよりなる脈動抑制用隔膜６２を介して隔離されて圧縮空気が封入される気室６１ｂとを備え、ポンプの吐出圧による脈動で脈動抑制用隔膜６２を伸縮変形させ、液室６１ａの容量変化により上記脈動を減衰させるように構成したものである。
【０００４】
ところで、往復動ポンプの吐出圧が変動する場合には、液室６１ａ内の液体圧力と気室６１ｂ内の空気圧力とをバランスさせるために脈動抑制用隔膜６２の伸縮変形量を所定範囲内に制約する必要がある。そのため、図１１に示す装置では、次のような構成を採用している。装置本体ケーシング６０に自動給気弁機構６３と、自動排気弁機構６４とを設けており、液室６１ａ内の液圧変動により脈動抑制用隔膜６２が基準値Ｓより液室容量を増大する方向に伸長変形した場合で、所定範囲Ａを越えると、脈動抑制用隔膜６２により自動給気弁機構６３の弁押し棒６５を介して給気口６６を開成して気室６１ｂの空気封入圧が高くなるように調整し、また、脈動抑制用隔膜６２が基準値Ｓより液室容量を減少する方向に縮小変形した場合で、所定範囲Ｂを越えると、脈動抑制用隔膜６２の閉鎖端面６２ａに当接しているスライダー６７により自動排気弁機構６４が排気口６８を開成して気室６１ｂ内の空気を排出して空気封入圧を下げるように調整するという構成が採用されている。
【０００５】
他方、特開平８−１５９０１６号公報に記載されているポンプの脈動減衰装置は図１２の（Ａ）に示し、同ポンプの給排気用切替弁機構は図１２の（Ｂ）に示している。そこでは、上記特開平６−１７７５２号公報に記載されている液室６１ａと同じように設けられた液室６１ａの容量変化を、その容量変位の所定範囲内に規制するために行う気室内圧調整弁機構を採用する。この機構では、脈動抑制用隔膜６２の閉鎖端面６２ａの変位に応じて作動する操作杆６９と、この操作杆６９に操作されて気室６１ｂに通じる給排気兼用通路７０を給気口６６と排気口６８とに選択的に連通させるスライド弁体７１とを備えた給排気用切替弁機構が装置本体ケーシング６０の外側に突出状態に装着される。この弁機構は、液室６１ａの容量が所定範囲を越えて増大したときは給気口６６を給排気兼用通路７０に連通させ、液室６１ａの容量が所定範囲を越えて減少したときは排気口６８を給排気兼用通路７０に連通させるように構成してあり、給気口６６、排気口６８及び気室６１ｂに通じる給排気通路７０を形成した筒状ケーシング７２と、操作杆６９に同軸状に連結されて筒状ケーシング７２内に収容されたシリンダ７３内に摺動変位可能に嵌合されたスライド弁体７１とを備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した２つの従来例において、前者の特開平６−１７７５２号公報に記載された脈動減衰装置は、自動給気弁機構６３と自動排気弁機構６４とが装置本体ケーシング６０の一部を構成する下側端部材６０ａに一体的に設けられている。このため、いずれかの弁機構６３，６４が破損、故障した場合は、装置本体を分解して補修を行うか、または装置本体それ全体を交換する必要があり、いずれにしてもその作業に多大な手間を要し、メンテナンス面及びコスト面において不利である。また、自動排気弁機構６４の排気口６８は排気弁体７５の自重落下によって閉じられる構造になっているため、その閉じ動作が不安定であるばかりか、この装置は常に垂直姿勢の排気弁体７５と排気口６８とが上下配置関係を保つように設置する必要があり、例えば、排気弁体７５が水平姿勢になるように本装置を設置することには適用できず、機種の制約があった。さらに、互いに独立して並列配置される自動給気弁機構６３の弁押し棒６５と自動排気弁機構６４のスライダー６７とが、ベローズよりなる脈動抑制用隔膜６２の閉鎖端面６２ａに対し、直接、二点接触するようになっていて、その一方の弁押し棒６５は閉鎖端面６２ａの中心部より偏した位置に直接接触する構成になっているので、脈動抑制用隔膜６２の伸縮において偏荷重がかかり、脈動抑制用隔膜６２の伸縮部が装置本体ケーシング６０の軸線Ｘ−Ｘ方向に真っ直ぐに伸縮変形するのに支障が起こり、自動給排気弁機構６３，６４の応答性が悪くなり、脈動低減性能を低下させる原因になっていた。
【０００７】
後者の特開平８−１５９０１６号公報に記載された給排気用切替弁機構は、空気の吸入排出を一つの弁機構に集約した形を採用してあるので、その弁機構が破損、故障した場合は、装置本体を分解する必要がなく、この一つの給排気用切替弁機構のみを取り外して補修や交換をすればよく、また給排気口６６，６８を閉じるにあたって上記した前者のもののように排気弁体７５の自重に依存する機構ではないため、上記した前者のような問題は解消できる。しかしながら、その反面、この給排気用切替弁機構それ自体の構造が複雑であり、またスライド弁体７１のシールが難しく、さらに装置本体ケーシング６０の外側に突出していて装置全体が嵩張って大型になるという難点がある。
【０００８】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、本装置を縦向き型あるいは横向き型のいずれにも設置使用することができて機種の多様化を図れる脈動減衰装置を提供することを目的とする。
また本発明は、給排気弁のメンテナンスが容易であり、しかも給気弁と排気弁を分離独立して並列配置させる給排気弁構造を採用することにより前述の給排気用切替弁機構に比べて弁構造の簡素化、故障頻度の減少を図れ、安価に製作できる脈動減衰装置を提供することを目的とする。
さらに本発明は、給気弁と排気弁を分離独立して並列配置させながらベローズよりなる脈動抑制用隔膜の偏荷重を無くし、脈動抑制用隔膜の伸縮部が常に装置本体ケーシングの軸線方向に真っ直ぐに伸縮変形するようにすることにより給排気弁の開閉作動の応答性の向上、脈動低減性能の確保を図れる脈動減衰装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の脈動減衰装置は、往復動ポンプ等による移送液を流入路から取り込んで一時的に貯溜して流出路から流出させる液室と、脈動抑制用の圧縮空気が封入される気室とを有する密封状の装置本体ケーシングと、この装置本体ケーシング内に設けられ上記液室と気室とを隔離するとともに上記液室内に流入した移送液の流量・圧力の変動と気室内の気体封入圧とのバランスに応じて自在に伸縮する脈動抑制用隔膜と、上記脈動抑制用隔膜の気室に面する閉鎖端面の中心部と対向するように上記気室内に配備され、上記気室内の気体封入圧を上昇させる際に圧縮空気を気室内に導入する給気口と上記気室内の気体封入圧を低下させる際に該気室から圧縮空気を外部へ排出する排気口とを有する弁ケーシングと、この弁ケーシングに設けられて上記給気口を開閉する給気弁、及びこの給気弁を常に閉じ付勢するスプリングと、上記弁ケーシングに上記給気弁と並べて設けられて上記排気口を開閉する排気弁、及びこの排気弁を常に閉じ付勢するスプリングと、上記脈動抑制用隔膜の閉鎖端面の中心部に当接するよう配置された給排気弁制御盤体と、この給排気弁制御盤体に設けられ、上記液室内の流体圧力が上昇して上記気室内の空気圧力に打ち勝って上記脈動抑制用隔膜が伸びるに伴い上記給気弁の弁棒の後端部を押して該給気弁を開く給気弁棒押圧部と、上記給排気弁制御盤体に上記給気弁押圧操作部と並べて上記排気弁の弁棒の後端部にスライド自在に連結され、上記液室内の流体圧力が低下して気室内の空気圧が液室内の流体圧力に打ち勝って上記脈動抑制用隔膜が縮むに伴い上記排気弁棒を牽引して該排気弁を開く排気弁棒牽引部と、上記弁ケーシングと給排気弁制御盤体との間に、上記給気弁棒及び排気弁棒のそれぞれの外周を囲むように介在され、上記給排気弁制御盤体を上記脈動抑制用隔膜の閉鎖端面に向けて押し付け付勢するスプリングと、を備えていることに特徴を有するものである。
【００１０】
この場合において、上記弁ケーシングと給排気弁制御盤体とを脈動抑制用隔膜の伸縮方向と平行な１本、より好ましくは複数本のガイドシャフトで連結し、該ガイドシャフトに沿って給排気弁制御盤体を平行移動させることができる。
【００１１】
上記構成の脈動減衰装置によれば、液室内の流体圧力が上昇して気室内の空気圧力に打ち勝って脈動抑制用隔膜が伸びるに伴い給排気弁制御盤体上の給気弁棒押圧部が給気弁棒の後端部を押して該給気弁を開いて気室内への給気が行われる。これにより液室内の流体圧力と気室内の空気圧力がバランスしたとき脈動抑制用隔膜が縮み、スプリング、空気圧の力で給気弁が閉じる。
液室内の流体圧力が低下して気室内の空気圧が液室内の流体圧力に打ち勝って脈動抑制用隔膜が縮むに伴い給排気弁制御盤体上の排気弁棒牽引部が排気弁棒を牽引して該排気弁を開いて気室内を排気する。これにより液室内の流体圧力と気室内の空気圧力がバランスしたとき脈動抑制用隔膜が伸び、空気圧、スプリングの力で排気弁が閉じる。
したがって、液室に移送液を送入する往復動ポンプの吐出圧の変動にかかわらず脈動抑制用隔膜の伸縮変形量が一定範囲内に規制されて脈動幅を小さく抑えることができる。
【００１２】
給排気弁は常にそれぞれのスプリングの作用で閉じ付勢するようにしてあるので、給気口及び排気口を安定確実に閉じることができ、また給気弁及び排気弁が垂直姿勢あるいは水平姿勢になるように本装置を縦向き型あるいは横向き型のいずれに設置使用しても給気口及び排気口の開閉動作に何等支障を来すことはない。
【００１３】
給気弁と排気弁が弁ケーシング内に互いに独立して並列配置されながら、給気弁を開く給気弁棒押圧部と排気弁を開く排気弁棒牽引部とは給排気弁制御盤体を介して脈動抑制用隔膜の閉鎖端面の中心部に当接させているので、脈動抑制用隔膜の伸縮において偏荷重が無くなり、脈動抑制用隔膜の伸縮部が常に装置本体ケーシングの軸線方向に真っ直ぐに伸縮変形することになる。したがって給排気用弁の開閉作動の応答性は向上し、脈動低減性能を確保することができる。
この場合、弁ケーシングと給排気弁制御盤体とが脈動抑制用隔膜の伸縮方向と平行な１本、より好ましくは複数本のガイドシャフトで連結されていると、給排気弁制御盤体を常に確実に平行移動させることができ、脈動抑制用隔膜の伸縮部が常に装置本体ケーシングの軸線方向に真っ直ぐに伸縮変形する作動をより確実なものにすることができる。
【００１４】
他の発明に係る脈動減衰装置は、上記弁ケーシングが装置本体ケーシングに着脱可能に嵌合装着されている。これによれば、給気弁または排気弁のいずれかが損傷、故障した場合も弁ケーシングのみを装置本体ケーシングから取り外すことによりその修理や交換を容易に行えてメンテナンス上有利であり、しかも一つの弁ケーシングに給気弁と排気弁とが分離独立して設けられているので、弁構造が簡単で故障が少なく安価に製作でき、弁ケーシングは装置本体ケーシング外方へほとんど突出させることなくコンパクトに納めることができる。
【００１５】
さらに他の発明に係る脈動減衰装置は、装置本体ケーシングにエア駆動型往復動ポンプ部を一体的に装備してあり、このエア駆動型往復動ポンプ部は、ポンプケーシングを装置本体ケーシングの一側部に一体に配設し、このポンプケーシング内に上記脈動抑制用隔膜に対向して配設されて該脈動抑制用隔膜の伸縮方向に伸縮変形可能なポンプ用隔膜と、このポンプ用隔膜を駆動伸縮変形運動させるエアシリンダ部と、上記ポンプ用隔膜の内側に該ポンプ用隔膜の伸縮変形運動に伴い交互に開閉作動して液体の吸入作用及び吐出作用を行う逆止弁が設けられたポンプ作用室とを備えており、上記ポンプ作用室から吐出用逆止弁を経て吐出される移送液を上記液室へ一時的に送り込むようにしてある。
【００１６】
この構成の脈動減衰装置によれば、エアシリンダ部を介してポンプ用隔膜を伸縮変形運動させると、ポンプ作用室内の吸入用逆止弁と吐出用逆止弁とが交互に開閉作動して移送液の流入路からポンプ作用室への移送液の吸入とポンプ作用室内から流出路への移送液の吐出とが反復されて所定のポンプ作用が行われる。このとき、ポンプ作用室から上記吐出用逆止弁を経て吐出される移送液は脈動低減装置の液室を通って流出路へ流出され、この際、その吐出液体の吐出圧の脈動の山部においては脈動抑制用隔膜が液室容量を増大する方向に運動して圧力を吸収し、かつ、脈動の谷部においては脈動抑制用隔膜が液室容量を減少する方向に運動して吐出液体の圧力が上がって脈動を吸収することによって、移送液を脈動なく連続してスムーズに流出させることが可能となる。往復動ポンプ部と脈動減衰装置とを一体化して両者間を接続するための外部配管を不要としているために、全体の低コスト化及び小型化を図れて設置スペースの大幅な削減を達成できるし、外部配管の省略に伴い長期使用によっても配管が破れるなどして液漏れを発生するなどの危険性がなく、また圧力ロスも非常に少ないので、ポンプ容量も小さくて済み、ポンプ自体の小型化及びポンプの設置占有面積の縮小化を図れる。
【００１７】
さらに又、他の発明に係る脈動減衰装置は、上記排気弁棒牽引部が、前端部に案内孔部を有するスリーブを上記給排気弁制御盤体に上記給気弁棒押圧部と並べて設け、該スリーブの案内孔部に上記排気弁棒の鍔付き後端部を摺動自在にかつ抜止め状に挿通したものとする。これによれば、脈動抑制用隔膜の縮み動作に追随して移動する給排気弁制御盤体の移動に伴って排気弁を確実に牽引して開くことができる。
【００１８】
さらに又、他の発明に係る脈動減衰装置は、上記排気弁棒が排気弁との付け根部分を弁ケーシングに設けた排気弁棒ホルダーの弁棒挿通孔部に摺動自在に挿通したものとする。これによれば、排気弁棒の直線移動案内を確実にすることができる。
【００１９】
さらに又、他の発明に係る脈動減衰装置は、上記給気弁棒は、弁ケーシングに設けられ後端部に弁棒挿通孔を有する給気弁ホルダーの前記弁棒挿通孔に摺動自在に挿通し、この給気弁棒の後端部を前記給気弁ホルダーの後方へ突出させたものとする。これによれば、給気弁棒の直線移動案内を確実にすることができる。
【００２０】
さらに又、他の発明に係る脈動減衰装置は、上記ガイドシャフトはこれの前端部を弁ケーシングに一体的に結合するとともに、鍔付きの後端部を給排気弁制御盤体に固定されたガイドスリーブに摺動自在にかつ抜止め状に挿通してある。これによれば、給排気弁制御盤体を安定確実に平行移動させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の脈動減衰装置の一実施例を図１ないし図９に基づき説明する。
【００２２】
図１は半導体製造装置用の空気駆動型ベローズ式ポンプに適用した場合の脈動減衰装置の全体縦断正面図、図２は自動給排気弁機構の正面図、図３は図２におけるＥ−Ｅ線断面図、図４は図２におけるＦ−Ｆ線断面図、図５は自動給排気弁機構の給気弁の断面図、図６は自動給排気弁機構の排気弁の断面図、図７は図３におけるＧ−Ｇ線拡大断面図、図８は同装置の脈動抑制用隔膜内の流体圧が上昇した時の作動図、図９は同装置の脈動抑制用隔膜内の流体圧が低下した時の作動図である。
【００２３】
図１において、１はポンプによる移送液の流入路２及び流出路３が形成された装置ボディの仕切壁で、この仕切壁１の両側に往復動ポンプ部４と脈動減衰装置５とを対向して一体に配設している。
仕切壁１の一側部に有底筒状のポンプケーシング６が連設されている。このポンプケーシング６内にその軸線Ｘ−Ｘ方向に沿って伸縮変形可能なベローズまたはダイヤフラムからなる有底筒状のポンプ用隔膜（図示例ではベローズ）７が配設されている。このポンプ用隔膜７の開口周縁部７ａは環状固定板８により仕切壁１の一側面に気密状に押圧固定することにより、ポンプケーシング６の内部空間がポンプ用隔膜７内のポンプ作用室９ａとポンプ用隔膜７外のポンプ作動室９ｂとに密閉状に区画されている。
【００２４】
ポンプケーシング６の底壁部６ａの外側には、ポンプ用隔膜７の閉鎖端面材７ｂに連結部材１０を介して固定連結されたピストン体１１を摺動可能に内蔵するシリンダ体１２が固定されており、このシリンダ体１２及び上記ポンプケーシング６の底壁部６ａに形成した空気孔１３ａ，１３ｂを通して、コンプレッサーなどの加圧空気供給装置（図示省略）から送給される加圧空気をシリンダ体１２の内部又はポンプ作動室９ｂに供給することによって、ポンプ用隔膜７を駆動伸縮変形運動させるエアシリンダ部１４が構成されている。なお、エアシリンダ部１４には近接センサー２５ａ，２５ｂが取り付けられる一方、ピストン体１１にセンサー感知板２６が取り付けられ、ピストン体１１の往復動に伴いセンサー感知板２６が近接センサー２５ａ，２５ｂに交互に近接することにより上記加圧空気供給装置（図示省略）から送給される加圧空気のシリンダ体１２内への供給とポンプ作動室９ｂへの供給とを自動的に切り替える。
【００２５】
また、上記ポンプ作用室９ａにそれぞれ開口するように形成された吸入口１５ａ及び吐出口１５ｂは上記流入路２及び流出路３に連通されている。これら吸入口１５ａ及び吐出口１５ｂにはそれぞれ、上記ポンプ用隔膜７の駆動伸縮変形に伴って交互に開閉作動する吸入用逆止弁１６ａ及び吐出用逆止弁１６ｂが設けられている。以上の各構成要素により上記往復動ポンプ部４が構成される。
【００２６】
一方、仕切壁１の他側部に有底筒状の装置本体ケーシング１７が上記ポンプケーシング６と同軸状にされている。この装置本体ケーシング１７内にも上記ポンプ部４におけるポンプ用隔膜７に対向させて、その軸線Ｘ−Ｘ方向に沿って伸縮変形可能なベローズまたはダイヤフラムからなる有底筒状の脈動抑制用隔膜（図示例ではベローズ）１８が配設されている。この脈動抑制用隔膜１８の開口周縁部１８ａは環状固定板１９により仕切壁１の他側面に気密状に押圧固定することにより、装置本体ケーシング１７の内部空間が、脈動抑制用隔膜１８内でポンプ部４における吐出用逆止弁１６ｂ及び仕切壁１の肉厚内に貫通形成した連通路２１を経て吐出される液体を一時的に貯溜する液室２０ａと、脈動抑制用隔膜１８外で脈動低減用の圧縮空気が封入される気室２０ｂとに隔離形成されている。
【００２７】
以上の各構成要素によって、脈動抑制用隔膜１８の伸縮変形に伴う液室２０ａの容量変化によりポンプ部４のポンプ作用室９ａから吐出される液体の吐出圧による脈動を吸収減衰させる上記脈動減衰装置５が構成される。
【００２８】
さらに、この脈動減衰装置５の気室２０ｂには自動給気弁機構３３及び自動排気弁機構３４よりなる圧力自動調整機構が備えられる。
圧力自動調整機構は、装置本体ケーシング１７の気室閉塞壁１７ａの中央付近に開口２７を形成し、この開口２７内に給排気弁内蔵の弁ケーシング２３を嵌合するとともに、この弁ケーシング２３の後端外周に付けたフランジ２３ａを底壁部１７ａにボルト２４等で着脱可能に締結固定し、一方、脈動抑制用隔膜１８の気室２０ｂに面する閉鎖端面１８ｂの中心部には給排気弁制御盤体２８を前記弁ケーシング２３と対向するように当接配置する。
【００２９】
図２及び図３に示すように、弁ケーシング２３の前端面には給気口３１と排気口３２とを並べて形成している。給気口３１には、上記液室２０ａの容量が所定範囲を越えて増大したとき、上記気室２０ｂ内へ移送液の最大圧力値以上の圧力の空気を供給して該気室２０ｂ内の封入圧を上昇させる自動給気弁機構３３が設けられる。排気口３２には、液室２０ａの容量が所定範囲を越えて減少したとき、気室２０ｂ内から排気して該気室２０ｂ内の封入圧を下降させる自動排気弁機構３４が設けられる。
【００３０】
自動給気弁機構３３は、図３に示すように、弁ケーシング２３の後端面に雌ねじ孔部２９を給気口３１と連通するよう形成し、この雌ねじ孔部２９に、給気弁３６及びこれと一体の弁棒４１を保持する給気弁ホルダー４０をＯリング８０を介してねじ込み固定している。給気弁ホルダー４０は雌ねじ孔部２９にねじ込まれる前側端部に給気弁室３５を形成するとともに、給気弁室３５の内底に弁座３８を形成し、後ろ側端部には弁棒挿通孔３９を給気弁室３５と同軸心上で連通するよう形成している。さらに給気弁ホルダー４０の後ろ側端部の外周には給気弁室３５と気室２０ｂとを弁棒挿通孔３９を介して連通させる連通孔３０を複数個設けている。このように連通孔３０を設けることにより、気室２０ｂの圧力変化への応答性を向上できる。
【００３１】
給気弁ホルダー４０は給気弁室３５に給気弁３６をその軸線方向に沿って移動自在に内蔵するとともに、弁棒挿通孔３９に弁棒４１を挿通している。弁棒４１の後端部は給気弁ホルダー４０の後方へ突出させている。弁棒挿通孔３９は弁棒４１の外径よりも大きい内径で弁棒４１との間に連通間隙を形成する径大孔部３９ａと、弁棒４１の外径より僅かに大きくて弁棒４１と殆ど隙間なく摺り合う案内孔部３９ｂとを有する段付き状に形成されている。給気弁３６はこれの弁棒４１が案内孔部３９ｂで摺動案内されることにより給気弁室３５内をその軸線方向に真っ直ぐに移動することができる。
【００３２】
給気弁室３５内において給気弁３６がスプリング３７により常に弁座３８に密着する閉成位置になるよう付勢されている。給気弁３６は弁座３８に対しＯリング５０を介して気密状に接触する。そのＯリング５０は、図５に示すように、給気弁３６の後端面の角部に形成した円弧溝５１に嵌め込まれることで外れ止め状に装着されている。
【００３３】
液室２０ａ内の液圧が平均圧の状態で脈動抑制用隔膜１８が基準位置にある状態では、給気弁体３６が弁棒ホルダー４０の弁座３８に密接して給気口３１を閉成するとともに、弁棒４１の気室２０ｂ内に臨む端部４１ａが脈動抑制用隔膜１８の閉鎖端面１８ｂと所定ストロークだけ離間している。
【００３４】
自動排気弁機構３４は、図３に示すように、弁ケーシング２３の後端面に断面円形の排気弁室４２と排気弁室４２の内径より大きい内径の雌ねじ孔部５２とを排気口３２と同軸心上で連通するよう形成する。排気弁室４２には、図７に示すごとく円周上の対向部にフラット面４３ａを形成した形の排気弁４３をその軸線方向に沿って移動自在に内蔵する。排気弁４３には排気弁棒４５が一体的に結合され、この排気弁棒４５は前記雌ねじ孔部５２にねじ込み固定した排気弁棒ホルダー４７の中心の弁棒案内孔部４７ａにその軸線方向に摺動自在に挿通保持する。排気弁棒ホルダー４７には排気弁室４２と気室２０ｂとを連通させるための複数個の連通孔４６を弁棒案内孔部４７ａを中心とする同一円上に設けている。排気弁４３と排気弁棒ホルダー４７との間には排気弁棒４５に挿通されたスプリング４９を介在させ、このスプリング４９で常に排気弁４３が排気弁室４２の弁座４２ａに密着する閉成位置になるよう付勢されている。排気弁４３は弁座４２ａに対しＯリング５３を介して気密状に接触する。そのＯリング５３は、図６に示すごとく排気弁４３の前端面の角部に形成した円弧溝５４に嵌め込まれることで外れ止め状に装着されている。
【００３５】
上記脈動抑制用隔膜１８が基準位置にある状態において、排気弁４３は排気口３２を閉成するとともに排気弁棒４５の後端の鍔４４はスライダー４８の閉鎖端部４８ａの内面から所定ストロークだけ離間している。
【００３６】
一方、脈動抑制用隔膜１８の閉鎖端面１８ｂの中心部に当接配置される給排気弁制御盤体２８は円盤形状に形成し、その前面に給気弁棒押圧部５５を凹設するとともに、排気弁棒牽引部５６を構成するスリーブ４８を給気弁棒押圧部５５に並べて嵌合固定している。スリーブ４８の前端部には上記排気弁棒４５の外径より僅かに大きくて該弁棒４５と殆ど隙間なく摺り合う案内孔部４８ａを形成し、この案内孔部４８ａに上記排気弁棒４５の鍔４４付きの後端部を摺動自在にかつ抜止め状に挿通して連結する。排気弁棒４５は案内孔部４８ａで摺動案内されることによりその軸線方向に真っ直ぐに移動することができる。なお、スリーブ４８は給排気弁制御盤体２８に一体に形成することもできる。
【００３７】
この給排気弁制御盤体２８の給気弁棒押圧部５５と給気弁ホルダー４０の後端部との間、及びスリーブ４８と排気弁棒ホルダー４７の後端面との間にはそれぞれ圧縮コイルスプリングよりなるスプリング５７が給気弁棒４１及び排気弁棒４５のそれぞれの外周を囲むように介在され、このスプリング５７により給排気弁制御盤体２８が脈動抑制用隔膜１８の閉鎖端面１８ｂに向けて押し付け付勢されている。
【００３８】
また、図４に示すように、給排気弁制御盤体２８と弁ケーシング２３とは脈動抑制用隔膜１８の伸縮方向と平行な１本、より好ましくは複数本のガイドシャフト５８で連結する。ガイドシャフト５８はこれの前端部を弁ケーシング２３の後端面に座金５９ａを介してナット５９で締め付け固定し、鍔５８ａ付き後端部を給排気弁制御盤体２８の前端面に埋設固定したガイドスリーブ２２に抜止め状にかつその軸線方向に摺動自在に挿通して連結する。ガイドスリーブ２２の前端部にはガイドシャフト５８と殆ど隙間なく摺り合う案内孔部２２ａを形成し、この案内孔部２２ａにガイドシャフト５８の後端部を挿通することにより、給排気弁制御盤体２８はガイドシャフト５８の案内下で脈動抑制用隔膜１８の伸縮方向と平行に真っ直ぐに移動することができる。なお、ガイドスリーブ２２は給排気弁制御盤体２８に一体に形成することもできる。
【００３９】
次に、上記構成のポンプの脈動減衰装置の動作について説明する。
コンプレッサーなどの加圧空気供給装置（図示省略）から送給される加圧空気を往復動ポンプ部４におけるエアシリンダ部１４のシリンダ体１２の内部に空気孔１３ｂを介して供給して、ピストン体１１及び連結部材１０を図１のｘ方向へ変位させることによりポンプ用隔膜７を図１のｘ方向に伸長動作させると、流入路２内の移送液が吸入用逆止弁１６ａを経てポンプ作用室９ａ内に吸入される。上記加圧空気をエアシリンダ部１４のポンプ作動室９ｂ内に空気孔１３ｂを介して供給する共に、空気孔１３ｂから排気してポンプ用隔膜７を図１のｙ方向に収縮動作させると、ポンプ作用室９ａ内に吸入された移送液が吐出用逆止弁１６ｂを経て吐出される。このようにエアシリンダ部１４を介して往復動ポンプ部４におけるポンプ用隔膜７を駆動伸縮変形運動させることにより、吸入用逆止弁１６ａと吐出用逆止弁１６ｂとが交互に開閉作動して流入路２からポンプ作用室９ａへの移送液の吸入とポンプ作用室９ａ内から流出路３への移送液の吐出とが反復されて所定のポンプ作用が行われる。このような往復動ポンプ部４の作動により移送液が所定の部位に向けて送給されると、ポンプ吐出圧は山部と谷部との繰り返しによる脈動を発生する。
【００４０】
ここで、上記ポンプ部４におけるポンプ作用室９ａ内から吐出用逆止弁１６ｂを経て吐出される移送液は、連通路２１を通って脈動減衰装置５における液室２０ａ内に送られ、この液室２０ａに一時的に貯溜されたのち流出路３へと流出される。このとき、移送液の吐出圧が吐出圧曲線の山部にある場合、移送液は液室２０ａの容量を増大するように脈動抑制用隔膜１８を伸長変形させるので、その圧力が吸収される。この時、液室２０ａから流出される移送液の流量は往復動ポンプ部４から送給されてくる流量よりも少なくなる。
【００４１】
また、上記移送液の吐出圧が吐出圧曲線の谷部にさしかかると、上記脈動抑制用隔膜１８の伸長変形に伴い圧縮された気室２０ｂ内の封入圧よりも移送液の圧力が低くなるので、脈動抑制用隔膜１８は収縮変形する。この時、往復動ポンプ部４から液室２０ａ内に流入する移送液の流量よりも液室２０ａから流出する流量が多くなる。この繰り返し動作、つまり液室２０ａの容量変化によって上記脈動が吸収減衰される。
【００４２】
ところで、上記のような動作中において、往復動ポンプ部４からの吐出圧が上昇変動すると、移送液によって液室２０ａの容量が増大し、液室２０ａ内の流体圧力が気室２０ｂ内の圧力に打ち勝って脈動抑制用隔膜１８が伸長変形する。この脈動抑制用隔膜１８の伸長変形に伴い、図８に示すように、脈動抑制用隔膜１８の閉鎖端面１８ｂの中心部で給排気弁制御盤体２８を弁ケーシング２３の方向へ押す。これにより、それまでスプリング３７で閉状態にあった給気弁３６は給排気弁制御盤体２８の給気弁棒押圧部５５で給気弁棒４１の後端部が押されることにより開状態となり、圧縮空気が給気口３１を通じて気室２０ｂ内へ供給されて気室２０ｂ内の封入圧が上昇する。そして気室２０ｂ内の封入圧の上昇に伴い脈動抑制用隔膜１８が収縮する。すると、給排気弁制御盤体２８の給気弁棒押圧部５５が給気弁棒４１の後端部を押さなくなり、スプリング３７、気室２０ｂ内の圧縮空気圧によって給気弁３６が閉状態となり、液室２０ａ内の流体圧とバランスする。なお、脈動抑制用隔膜１８が所定のストローク以上に伸長すると、その閉鎖端面１８ｂが装置本体ケーシング１７の気室２０ｂ内に張出したストッパー壁１７ｃに当たり、これにより脈動抑制用隔膜１８の過剰に伸び変形が規制され、その破損を防止できる。
【００４３】
一方、往復動ポンプ部４からの吐出圧が下降変動すると、移送液によって液室２０ａの容量が減少し、気室２０ｂ内の圧力が液室２０ａ内の流体圧力に打ち勝って脈動抑制用隔膜１８が収縮変形する。この脈動抑制用隔膜１８の収縮変形に伴い、図９に示すように、脈動抑制用隔膜１８の閉鎖端面１８ｂの収縮方向への移動に伴い給排気弁制御盤体２８はスプリング５７による付勢力を受けながら同一方向に移動し、給排気弁制御盤体２８の排気弁棒牽引部５６と連結している排気弁棒４５が同一方向に牽引され、排気弁４３が開状態となるので、気室２０ｂ内の圧縮空気を排気口３２から大気中に排出して気室２０ｂ内の封入圧が低下する。そして、気室２０ｂ内の封入圧の減少に伴い脈動抑制用隔膜１８が伸長する。すると、給排気弁制御盤体２８が脈動抑制用隔膜１８の閉鎖端面１８ｂの中心部で押され、排気弁４３がスプリング４９の付勢作用で排気口３２を閉じる。これによって気室２０ｂ内の封入圧が調整状態に固定される。
このように脈動抑制用隔膜１８内に流体圧力が加わった時、その圧力とバランスするまで圧縮空気を吸入、排出することにより、往復動ポンプ部４のポンプ作用室９ａからの吐出圧の変動にかかわらず、脈動を効率的に吸収して脈動幅が小さく抑えられることになる。
【００４４】
上記のように弁ケーシング２３内に分離独立して備えられた給気弁３６と排気弁４３は、脈動抑制用隔膜１８の伸縮に応じ給排気弁制御盤体２８上の給気弁棒押圧部５５と排気弁棒牽引部５６を介して開弁制御される。その給排気弁制御盤体２８は脈動抑制用隔膜１８の閉鎖端面１８ｂの中心部に常に当接配置されているので、給気弁３６と排気弁４３が弁ケーシング２３内で分離独立して並列配置されていても脈動抑制用隔膜１８に偏荷重を加えることは無く、脈動抑制用隔膜１８は常に装置本体ケーシング１７の軸線Ｘ−Ｘ方向に真っ直ぐに伸縮変形し、給排気用弁３６，４３の開閉作動の応答性を向上し、脈動低減性能を確保できる。また、ガイドシャフト５８のガイド作用により給排気弁制御盤体２８を常に安定確実に平行移動させることができるため、給排気弁３６，４３が該給排気弁制御盤体２８を介して脈動抑制用隔膜１８の伸縮に対応する開閉作動を忠実に行うことになる。
【００４５】
図１０は本発明の他の実施例を示すポンプの脈動減衰装置の全体縦断正面図である。この実施例では、脈動減衰装置５がアキュームレータとしてポンプから分離独立して独自に構成されたものであり、密封状の装置本体ケーシング１７内の下部側に、別位置に設置されるポンプ（図示省略）などによる移送液を流入路２から取り込んで一時的に貯溜して流出路３から流出させる液室２０ａが形成され、装置本体ケーシング１７内の上部側には気室２０ｂが形成され、これら液室２０ａと気室２０ｂとは脈動抑制用隔膜１８によって隔離されており、装置本体ケーシング１７の上壁１７ｂの開口２７には、上記実施例の自動給気弁機構３３及び自動排気弁機構３４と同じものが設けられている弁ケーシング２３がボルト２４等で着脱可能に嵌合装着されているとともに、給排気弁制御盤体２８が脈動抑制用隔膜１８の閉鎖端面１８ｂの中心部に当接配置されている。これら脈動減衰装置５、自動給気弁機構３３及び自動排気弁機構３４のそれぞれの構成及び作用については上記実施例のものと同一であるため、その説明は省略する。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、往復動ポンプの吐出圧に変動が発生したときの液室容量の増減を液体圧と気体圧の圧力バランスにより所定範囲内に保持させて脈動を効率よく吸収し、脈動幅を小さく抑えることができる。また、本装置を縦向き、横向きのいずれの姿勢にも自由に設置することができる。
とくに、装置本体ケーシングの気室内に、給気弁と排気弁を並列状に備えた弁ケーシングが装着される一方、脈動抑制用隔膜の閉鎖端面の中心部に給気弁棒押圧部と排気弁棒牽引部を備えた給排気弁制御盤体が当接配置され、この給排気弁制御盤体と弁ケーシングとの間に、給排気弁制御盤体を脈動抑制用隔膜の閉鎖端面の中心部に押し付けるスプリングが介在される。したがって、給気弁と排気弁を分離独立して並列配置させながら脈動抑制用隔膜の伸縮において偏荷重が無く、脈動抑制用隔膜の伸縮部が常に装置本体ケーシングの軸線方向に真っ直ぐに伸縮変形するため、給排気弁の開閉作動の応答性が向上し、脈動低減性能を確保できる。
【００４７】
請求項２、請求項３に係る発明によれば、ガイドシャフトの案内下で給排気制御盤を常に安定よく確実に平行移動させることができる。請求項４に係る発明によれば、給排気弁のメンテナンスが容易であり、しかも構造が簡単で安価に製作できる。請求項５に係る発明によれば、往復動ポンプ部と脈動減衰装置とを一体化することにより全体のコンパクト化及び小型化を図れ、設置スペースの大幅な削減を達成できる。
【００４８】
請求項６に係る発明によれば、脈動抑制用隔膜の縮み動作に追随して移動する給排気弁制御盤体の移動に伴って排気弁を確実に牽引して開くことができる。請求項７に係る発明によれば、排気弁棒は排気弁棒ホルダーの弁棒挿通孔部の案内下で確実に直線移動することができる。請求項８に係る発明によれば、給気弁棒は、給気弁ホルダーの弁棒挿通孔の案内下で確実に直線移動することができる。請求項９に係る発明によれば、給排気制御盤をガイドシャフトに沿って安定確実に平行移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る脈動減衰装置の全体縦断正面図である。
【図２】同脈動減衰装置の自動給排気弁機構の正面図である。
【図３】図２におけるＥ−Ｅ線断面図である。
【図４】図２におけるＦ−Ｆ線断面図である。
【図５】同脈動減衰装置の自動給排気弁機構の給気弁の断面図である。
【図６】同脈動減衰装置の自動給排気弁機構の排気弁の断面図である。
【図７】図３におけるＧ−Ｇ線拡大断面図である。
【図８】同脈動減衰装置の脈動抑制用隔膜内の流体圧が上昇した時の作動図である。
【図９】同脈動減衰装置の脈動抑制用隔膜内の流体圧が低下した時の作動図である。
【図１０】他の実施例を示す脈動減衰装置の全体縦断正面図である。
【図１１】従来例の脈動減衰装置の全体縦断正面図である。
【図１２】（Ａ）は他の従来例の脈動減衰装置の全体縦断正面図、（Ｂ）は図１２（Ａ）に示す脈動減衰装置の給排気用切替弁機構の拡大縦断正面図である。
【符号の説明】
１  仕切壁                          ４３  排気弁
２  流入路                          ４４  排気弁棒の鍔
３  流出路                          ４５  排気弁棒
４  往復動ポンプ部                  ４７  排気弁棒ホルダー
５  脈動減衰装置                    ４７ａ  弁棒案内孔部
６  ポンプケーシング                ４８  スリーブ
７  ポンプ用隔膜                    ４８ａ  スリーブの案内孔部
９ａ  ポンプ作用室                  ４９  排気弁閉じ用のスプリング
９ｂ  ポンプ作動室                  ５５  給気弁棒押圧部
１４  エアーシリンダ部              ５６  排気弁棒牽引部
１６ａ  吸入用逆止弁                ５７  スプリング
１６ｂ  吐出用逆止弁                ５８  ガイドシャフト
１７  装置本体ケーシング            ５８ａ  ガイドシャフトの鍔
１８  脈動抑制用隔膜
１８ｂ  閉鎖端面
２０ａ  液室
２０ｂ  気室
２２  ガイドスリーブ
２２ａ  ガイドスリーブの案内孔部
２３  弁ケーシング
２８  給排気弁制御盤体
３１  給気口
３２  排気口
３６  給気弁
３７  給気弁閉じ用のスプリング
３９  給気弁ホルダーの弁棒挿通孔
４０  給気弁ホルダー
４１  給気弁棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003564362.tif 000008
【図８】
0003564362.tif 000009
【図９】
0003564362.tif 000010
【図１０】
0003564362.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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