(57)【要約】【課題】ポンプ使用時における吸込圧力の状態が如何なる場合でも、適切な混入流体の抜き動作を実現できる混入流体の抜き弁の提供。【解決手段】調節プラグ２０を軸周りに回して軸方向（上下方向）に動かすことにより、調節プラグ２０の下端と、バルブ５０の上端との間隔を調節できる。これにより、調節プラグ２０の下端とバルブ５０の上端との間に配置されているばね４０の長さを調節でき、バルブ５０に対するばね４０の付勢力を調整できる。【選択図】図１
2006077893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムポンプのダイアフラムの駆動力を伝達する作動流体中に混入した混入流体を、作動流体を収容する流体圧室からの排出路を経て、流体圧室内から大気側へ排出するための混入流体の抜き弁であって、
前記排出路からの混入流体を流す流路と、この流路の上流側に挿入され、流体圧室内の圧力状態に応じて前記流路に沿って移動することにより、前記流路と前記排出路とを連通あるいは閉塞させるバルブと、を有する抜き弁本体と、
前記流路と大気側とを連通させる連通路を有し、前記流路の下流側に、前記抜き弁本体のバルブに対して移動可能に配置される付勢力調節手段と、
前記付勢力調整手段と前記バルブとの間に配置され、前記流体圧室側に向けて前記バルブを付勢する付勢部材と、
を有し、
前記付勢力調節手段を移動させ、前記付勢力調整手段と前記バルブとの間隔を調整することにより、付勢部材より生じる付勢力を調整可能とした、混入流体の抜き弁。
【請求項２】
請求項１に記載の混入流体の抜き弁において、
前記付勢力調節手段には、該付勢力調節手段の移動量により生じる付勢部材の付勢力を示す目盛りが付けられている、混入流体の抜き弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイアフラムポンプのダイアフラムに駆動力を伝達する流体（以下、作動流体という）の中に混入した混入流体を流体圧室から抜くための抜き弁の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に、ダイアフラムポンプの概略構成を示す。ピストン２１０は、駆動機構（図示せず）によって、シリンダ２１２内を往復運動するようになっている。また、シリンダ２１２において、ピストン２１０が挿入される開口端と反対側の端部には、連通孔２１４を有するシリンダヘッド２１６が設けられている。さらに、シリンダヘッド２１６の図中右側にはダイアフラムヘッド２１８が配置され、シリンダヘッド２１６とダイアフラムヘッド２１８の対向する面に設けられた窪みによって、ダイアフラム室２２０が形成される。このダイアフラム室２２０は、ダイアフラム２２２により２室に分けられている。すなわち、連通孔２１４を介してシリンダ室と連通する流体圧室２２４と、取扱い液の吸込管２２６と吐出管２２８に連通するポンプ室２３０とに分けられている。
【０００３】
シリンダ２１２内、連通孔２１４および流体圧室２２４は、作動流体で満たされており、ピストン２１０を往復運動させると、これに応じてダイアフラム２２２も往復動し、ダイアフラム２２２が流体圧室２２４側に凹状の湾曲及び凸状の湾曲を繰り返すことによって、ポンプ室２３０の容積が変化するようになっている。また、吸込管２２６と吐出管２２８には、それぞれ逆止弁２３２，２３４が設けられており、これらの作用により、取扱い液は、吸込管２２６から吐出管２２８に向かう一方向（図中矢印方向）にのみ流れることができるようになっている。そして、上記のピストン２１０の往復運動によるポンプ室２３０の容積変化に応じて、取扱い液が吸込管２２６から吐出管２２８に向かって流れるようになっている。
【０００４】
ダイアフラム２２２が流体圧室２２４に向けて凹状に湾曲すると、ポンプ室２３０の体積が増大することにより、吐出管２２８の逆止弁２３４がポンプ室２３０への取扱い液の逆流を防止する一方、吸込管２２６から取扱い液がポンプ室２３０に流入する。次に、ダイアフラム２２２がポンプ室２３０に向けて凸状に湾曲すると、ポンプ室２３０の体積が減少することにより、吸込管２２６の逆止弁２３２がポンプ室２３０からの取扱い液の逆流を防止する一方、ポンプ室２３０内の取扱い液がポンプ室２３０から吐出管２２８へと流出していく。以上のように、ピストン２１０の往復運動に応じてダイアフラム２２２が凹状湾曲及び凸状湾曲を交互に繰り返すことにより、取扱い液の吸込・吐出が実現される。
【０００５】
また、以上のような構成のダイアフラムポンプにおいて、流体圧室２２４のハウジング（図中のシリンダヘッド２１６の上部に相当）には、作動流体内部に混入または内部に発生した混入流体（例えば、空気）を排除するための抜き弁１００が設けられている。図３に、ダイアフラムポンプに用いられている従来の混入流体の抜き弁の概略構成の一例を示す。尚、以下の説明においては、混入流体を空気、混入流体の抜き弁をエア抜き弁として説明する。
【０００６】
図３におけるエア抜き弁１００はボルト１０４を有しており、これによって流体圧室のハウジング（図２のシリンダヘッド２１６の上部に相当）１０２に固定されている。このボルト１０４の内部には、軸穴１０６が、流体圧室側（図中下方：混入流体の上流側）にのみ開放した状態で軸方向に設けられている。また、ボルト１０４の側面には、軸穴１０６まで到達する横穴１０８が設けられている。そして、ハウジング１０２の横穴１０８に対応する位置に、他端が大気に開放された開放穴１１０が設けられている。
【０００７】
軸穴１０６内には、スリーブ１１２の小径部が納められ、またスリーブ１１２の大径部は、ボルト１０４の下端によって、ハウジング１０２の肩部１１３に配置されたガスケット１１４に接触した状態となっている。また、スリーブ１１２には、これを軸方向に貫通する軸穴１１６が設けられている。この軸穴１１６には、作動流体の逆流を防止するチェックボール１１８、混入流体（空気）を大気側に逃がすためのバルブ１２０が配置されている。
【０００８】
バルブ１２０は、ばね１２２により図中下方に付勢されている。ここで、バルブ１２０はスナップリング１２１によって下方への移動を制限されているため、ばね１２２による図中下方への付勢により下方へ移動することはない。さらに、バルブ１２０の内部には、軸方向に軸穴１２３が設けられ、この中にはオリフィス１２４が設けられている。また、バルブ１２０の軸穴１２３は、弁ヘッド部分には達しておらず、これの手前に設けられた横穴１２６に連通している。そして、スリーブ１１２の図中下端に対応するハウジング１０２には、流体圧室につながる圧力穴１２８が設けられている。
【０００９】
次に、上記構成のエア抜き弁１００によるエア抜き動作について説明する。まず、このエア抜き弁１００が設けられたダイアフラムポンプによる取扱い液の吐出工程が開始し、流体圧室の内部の圧力が大気圧以上に上昇し始めると、作動流体と作動流体中に混入した空気とが圧力穴１２８を通ってエア抜き弁１００の方へ移動すると共に、バルブ１２０が上方に押し上げられる。このとき、バルブ１２０の下端がスナップリング１２１から離れるため、圧力穴１２８とバルブ１２０内の横穴１２６とが連通した状態となる。そして、圧力穴１２８を通って移動してきた作動流体と空気は、バルブ１２０内の横穴１２６、軸穴１２３、オリフィス１２４を通り、チェックボール１１８を押し上げる。こうして、作動流体と空気は流体圧室の外部へ排出される。特に空気は、スリーブ１１２の外側に達し、そこからボルトの横穴１０８、開放穴１１０を通って外気に開放されることとなる。
【００１０】
また、作動流体がオリフィス１２４を通過する際、オリフィス１２４の通路は極めて狭いため、大きな流路抵抗を受けることとなり、その結果、この抵抗がバルブ１２０をばね１２２の付勢力に抗して上方に移動させることとなる。こうしてバルブ１２０が上方に移動し続け、弁ヘッドによって横穴１２６が塞がれると、以後の作動流体の流出が阻止される。
【００１１】
続いて、取扱い液の吐出工程から吸込工程に移行すると、流体圧室の内部の圧力が下降する。これにより、チェックボール１１８により軸穴１１６が塞がれた状態となり、さらにバルブ１２０がばね１２２の付勢力により下方に押し下げられ、バルブ１２０の下端がスナップリング１２１に接触すると、バルブ１２０の下方への移動が停止する。そして、この吸込工程から吐出工程に移行すると、上述の如きエア抜き動作がエア抜き弁１００にて行われる。
【００１２】
以上のように、ダイアフラムポンプにおいて取扱い液の吐出・吸込工程が行われる毎に、吐出工程におけるバルブ１２０の上昇に伴うエア抜き動作と、吸込工程におけるバルブ１２０の下降動作とが繰り返し行われることとなる。尚、このような従来のエア抜き弁１００については、例えば下記先行技術文献に開示されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−９９３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
例えば、高圧ガスの取扱い機において取扱い液が液化ガスである場合等のように、ポンプの吸込圧力が大きくなる場合、特に、大気圧以上になる場合（例えば、１ＭＰａ以上）には、流体圧室内の圧力が低下しないため、ばね１２２の付勢力によっても吸込工程時にバルブ１２０が下降しないことがある。このようにバルブ１２０が下降しなくなると、弁ヘッドによってスリーブの軸穴１１６が塞がれた状態なので、以後の作動流体が流出できなくなり、その結果、上述のエア抜き動作が不十分になるといった問題があった。
【００１５】
このような問題に対し、付勢力の大きな他のばねを用いることで問題の解消を図ることも考えられるが、この場合には、付勢力の大きなばねへの変更に伴い、そのばねを設置可能なようにエア抜き弁の構造を変更しなければならない。すなわち、付勢力の大小に応じたエア抜き弁を製造しなければならない。また、ポンプの使用者が取扱い液を変更する場合には、これに伴ってポンプの吸込圧力が変更するため、ポンプの使用者は取扱い液の吸込圧力を考慮した上で、最適な付勢力の大きさのばねを有するエア抜き弁を選定し、最適なエア抜き弁に交換しなければならない。
【００１６】
本発明の目的は、ポンプ使用時における吸込圧力の状態が如何なる場合でも、適切な排出（混入流体の抜き動作）を実現できる混入流体の抜き弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の混入流体の抜き弁は、ダイアフラムポンプのダイアフラムの駆動力を伝達する作動流体中に混入した混入流体を、作動流体を収容する流体圧室からの排出路を経て、流体圧室内から大気側へ排出するための混入流体の抜き弁であって、前記排出路からの混入流体を流す流路と、この流路の上流側に挿入され、流体圧室内の圧力状態に応じて前記流路に沿って移動することにより、前記流路と前記排出路とを連通あるいは閉塞させるバルブと、を有する抜き弁本体と、前記流路と大気側とを連通させる連通路を有し、前記流路の下流側に、前記抜き弁本体のバルブに対して移動可能に配置される付勢力調節手段と、前記付勢力調整手段と前記バルブとの間に配置され、前記流体圧室側に向けて前記バルブを付勢する付勢部材と、を備え、前記付勢力調節手段を移動させ、前記付勢力調整手段と前記バルブとの間隔を調整することにより、付勢部材より生じる付勢力を調整可能としたものである。
【００１８】
また、上記構成の混入流体の抜き弁において、付勢力調節手段に、該付勢力調節手段の移動量により生じる付勢部材の付勢力を示す目盛りを付けても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の混入流体の抜き弁によれば、混入流体を大気側に逃がすためのバルブを吸込工程時に下降させるばねの付勢力を調節可能としたため、取扱い液の変更に伴いポンプの吸込圧力が変更した場合にも、ばねの付勢力を調節して適切にバルブを下降させることができる。従って、どのような吸込圧力の状態下でも、この混入流体の抜き弁で対応可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の混入流体の抜き弁の実施形態を、図面を用いて説明する。図１には、本実施形態に係る混入流体の抜き弁の概略構成が示されている。尚、以下の説明においては、混入流体を空気、混入流体の抜き弁をエア抜き弁１０として説明する。
【００２１】
図１におけるエア抜き弁１０は、流体圧室のハウジング（図２のシリンダヘッド２１６の上部に相当）７０に固定されるエア抜き弁本体３０と、後述の如くエア抜き弁内部のばね４０の付勢力を調節するための調節プラグ２０と、で構成されている。調節プラグ２０は、エア抜き弁本体３０の軸穴３１と略同一の径を有する大径部２１と、エア抜き弁本体３０の軸穴３２と略同一の径を有する小径部２２と、を有している。また小径部２２は、後述の如く軸穴３２と螺合可能な雄ねじ構造となっている。一方、エア抜き弁本体３０には、上方（混入流体の下流側）から順に、調節プラグ２０を挿入できる軸穴３１と、この軸穴３１よりも小径である軸穴３２とが互いに連通した状態で軸方向に設けられている。また軸穴３２の内面は、雄ねじ構造を有した調節プラグ２０の小径部２２と螺合する雌ねじ構造となっている。そして、調節プラグ２０の大径部２１がエア抜き弁本体３０の軸穴３１に収められ、小径部２２が軸穴３２と螺合することにより、エア抜き弁１０が構成されている。また、このような構成により、調節プラグ２０の大径部２１を保持し、調節プラグ２０を軸周りに回すことで、調節プラグ２０をエア抜き弁本体３０に対して上下方向に移動させることができる。以下、調節プラグ２０とエア抜き弁本体３０の螺合により構成されたエア抜き弁１０の構造について詳述する。
【００２２】
調節プラグ２０の内部には、軸方向に軸穴２３と、この軸穴２３より小径の軸穴２４とが設けられている。軸穴２３の内部には、作動流体の逆流を防止するチェックボール２５が収容されている。また、軸穴２３の側面には、エア抜き弁本体３０の軸穴３１の内部と連通する横穴２６が形成されている。尚、本実施形態では、軸穴２３の上端は閉じた状態となっている。
【００２３】
一方、エア抜き弁本体３０の側面には溝３３が周設されており、この溝３３とエア抜き弁本体３０の軸穴３１の内部とが軸穴３４で連通されている。尚、この軸穴３４は複数本形成されていても良い。そして、ハウジング７０において、溝３３に対応する位置に、他端が大気に開放された開放穴７１が設けられている。
【００２４】
また、エア抜き弁本体３０の軸穴３２の下方には、この軸穴３２よりも小径の軸穴が、軸穴３２と連通して軸方向に設けられ、この軸穴に、混入流体（空気）を大気側に逃がすためのバルブ５０が、下方より挿入されている。そして、調節プラグ２０とバルブ５０との間にばね４０が配置されている。換言すると、ばね４０は、調節プラグ２０とバルブ５０とによって狭持された状態となっている。
【００２５】
バルブ５０は、ばね４０により図中下方に付勢されている。また、バルブ５０はスナップリング６０によって下方への移動を制限されている。さらに、バルブ５０の内部には軸方向に軸穴５１が設けられ、この中にはオリフィス５２が設けられている。また、バルブ５０の軸穴５１は、弁ヘッド部分には達しておらず、これの手前の設けられた横穴５３に連通している。そして、エア抜き弁本体３０の図中下端に対応するハウジング７０には、流体圧室につながる圧力穴７２が設けられている。
【００２６】
以上のような構成によれば、取扱い液の変更等によりばね４０の付勢力を調節する必要がある場合、調節プラグ２０を軸周りに回すことで、調節プラグ２０をエア抜き弁本体３０に対して上下方向に移動させることができるため、調節プラグ２０の下端とバルブ５０の上端との間に配置されているばね４０の長さを調節することができ、これによりばね４０の付勢力を調節することができる。尚、ばね４０の下端に接触しているバルブ５０はスナップリング６０によって下方への移動を制限されているため、ばね４０の付勢力の調節中に、ばね４０が上下方向に動くことはない。
【００２７】
そして、このような構成のエア抜き弁１０によれば、取扱い液の変更等によりばね４０の付勢力を予め調節した後、従来と同様、以下のようなエア抜き動作が行われる。
【００２８】
まずダイアフラムポンプによる取扱い液の吐出工程が開始し、流体圧室の内部の圧力が大気圧以上に上昇し始めると、作動流体と作動流体中に混入した空気とが圧力穴７２を通ってエア抜き弁１０の方へ移動すると共に、バルブ５０が上方に押し上げられる。このとき、バルブ５０の下端がスナップリング６０から離れるため、圧力穴７２とバルブ５０内の横穴５３とが連通した状態となる。そして、圧力穴７２を通って移動してきた作動流体と空気は、バルブ内の横穴５３、軸穴５１、オリフィス５２、及び調節プラグ２０の軸穴２４を通り、チェックボール２５を押し上げる。こうして、作動流体と空気は流体圧室の外部へ排出される。特に空気は、そこから横穴２６を通ってエア抜き弁本体３０の軸穴３１の内部に移動し、さらに軸穴３４、溝３３、開放穴７１を通って外気に開放されることとなる。
【００２９】
また、作動流体がオリフィス５２を通過する際、オリフィス５２の通路は極めて狭いため、大きな流路抵抗を受けることとなり、その結果、この抵抗がバルブ５０をばね４０の付勢力に抗して上方に移動させることとなる。こうしてバルブ５０が上方に移動し続け、弁ヘッドにより上昇が制限されてバルブ内の横穴５３が塞がれた状態となると、以後の作動流体の流出が阻止される。
【００３０】
続いて、取扱い液の吐出工程から吸込工程に移行すると、流体圧室の内部の圧力が下降する。これにより、チェックボール２５により軸穴２４が塞がれた状態となり、さらにバルブ５０がばね４０の付勢力により下方に押し下げられ、バルブ５０の下端がスナップリング６０に接触すると、バルブ５０の下方への移動が停止する。そして、この吸込工程から吐出工程に移行すると、上述の如きエア抜き動作がエア抜き弁１０にて行われる。
【００３１】
尚、本実施形態では、バルブ５０に付勢力を与える付勢部材としてばね４０を用いているが、これに限定されるものではない。また、エア抜き弁本体３０に螺合した調節プラグ２０を軸周りに回すことで、上述の如くばね４０の長さの調節により付勢力を調節しているが、エア抜き弁内部のばね４０の付勢力の調節手段としては、このような構成の調節プラグ２０に限定されるものではなく、エア抜き弁本体３０に対し軸方向に移動可能であり、これによりばね４０の長さを調節可能な構成であれば良い。
【００３２】
また、このようなばねの付勢力調節手段における外側の側面（本実施形態では、調節プラグ２０の大径部２１の側面）に、例えば、どの位置まで付勢力調節手段を移動させるとどの程度のばねの付勢力が実現できるかを示す目盛りを付けておくと良い。これにより使用者は、この目盛りを見ながらばねの付勢力を精度良く調節することができるようになる。
【００３３】
また、上記実施形態では、空気を混入流体としているが、作動流体がオイルで、混入流体がオイルと分離する水などの場合に用いられる抜き弁にも、同様の構成を適用することができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る混合流体の抜き弁の概略構成を示す図である。
【図２】ダイアフラムポンプの概略構成を示す図である。
【図３】従来の混合流体の抜き弁の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  エア抜き弁、２０  調節プラグ、２１  大径部、２２  小径部、２３  軸穴、２４  軸穴、２５  チェックボール、２６  横穴、３０  エア抜き弁本体、３１  軸穴、３２  軸穴、３３  溝、３４  軸穴、４０  ばね、５０  バルブ、５１  軸穴、５２  オリフィス、５３  横穴、６０  スナップリング、７０  ハウジング、７１  開放穴、７２  圧力穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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