(57)【要約】【課題】流体を高圧で流出できると共に小型化を図れ、振動や騒音が抑えられたポンプを提供する。【解決手段】このポンプ１０は、流体の流入口２１及び流出口２３を有し、内部に流路２５が形成されたポンプケース２０と、流路２５の一部を横切って対向する方向に配設された一対のシリンダ２７，２７と、各シリンダ２７内にそれぞれ配置された一対のピストン１２０，１２０と、各ピストン１２０を、流路２５に向かう方向及び流路２５から遠ざかる方向に同期してスライドさせる駆動手段と、流路２５のシリンダ２７との交差部より流入口２１側に配置され、流路２５内が減圧されるときに開き、加圧されるときに閉じる第１弁体７０と、流路２５のシリンダ２７との交差部より流出口２３側に配置され、流路２５内が加圧されるときに開き、減圧されるときに閉じる第２弁体７２とを備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口及び流出口を有し、内部に該流入口及び流出口を連通させる流路が形成されたポンプケースと、
前記流路の一部を横切って対向する方向に配設され、それぞれの一端が前記流路に連通された一対のシリンダと、
該一対のシリンダ内にそれぞれ配置された一対のピストンと、
該一対のピストンを、前記流路に向かう方向及び前記流路から遠ざかる方向に同期してスライドさせる駆動手段と、
前記流路の前記シリンダとの交差部より前記流入口側に配置され、流路内が減圧されるときに開き、加圧されるときに閉じる第１弁体と、
前記流路の前記シリンダとの交差部より前記流出口側に配置され、流路内が加圧されるときに開き、減圧されるときに閉じる第２弁体とを備えていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記一対のシリンダ内には、有底円筒状の弾性材料からなるダイヤフラムが、その開口部周縁をシリンダ内壁に密接されてそれぞれ配置されており、前記一対のピストンは、前記ダイヤフラムを押して前記流路内を加圧するように構成されている請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
前記一対のシリンダ内に配置された一対のダイヤフラムは、その周壁が蛇腹状をなし、該周壁の外周溝部にはそれぞれリングが装着されており、前記開口部を前記流路側に向けて対向して配置され、各ダイヤフラムの底壁に両端を圧接させて該底壁どうしを互いに離れる方向に付勢するスプリングが配置されている請求項２記載のポンプ。
【請求項４】
前記流路の前記シリンダとの交差部と前記第２弁体との間に、前記流入口と前記第１弁体との間の流路に連通する分岐流路が形成され、この分岐流路にリリーフ弁が配置されており、前記第２弁体は前記流路内圧が所定値を超えるときに開くように構成され、前記リリーフ弁は、前記流路内圧が前記第２弁体の開放圧を所定値以上高まるときに、流体の一部を前記流入口と前記第１弁体との間の流路に返送するように構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載のポンプ。
【請求項５】
前記駆動手段は、モータと、該モータによって連動する、前記一対のピストンの後方にそれぞれ配置された一対の回転板と、この回転板上に回転中心に対して偏心して取付けられたクランクピンと、該クランクピンに一端を回動可能に装着され、他端を対応する前記ピストンに連結されたリンクロッドとを有している請求項１〜４のいずれか１つに記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、膜濾過装置、透析装置などに好適な小型で高圧のポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、浄水器による水道水の濾過や、電子部品や半導体等の洗浄用のいわゆる超純水の生成は、ポンプによって水を複数の濾過膜に通して水分中の不純物等を取り除くことによりなされている。また、人工透析においても血液を透析装置に送るためポンプが用いられている。このような用途においては、水や血液を濾過膜や透析膜に通過させるために、高圧で送液できる小型のポンプが望まれている。
【０００３】
従来のこの種のポンプとして、下記特許文献１には、吸入口及び吐出口を備えたシリンダと、吸入口に設けた吸入弁と、吐出口に設けた吐出弁と、シリンダ内を往復動して流体を吸入口からシリンダとプランジャー先端部との間に形成された吸込室内へ吸入して吐出口から排出するプランジャーとを具備するプランジャーポンプが開示されている。なお、上記ピストンはエアシリンダによりスライド可能となっている。
【０００４】
また、シリンダ内にてプランジャーやピストン等をスライドさせる構造としては種々のものが考案されているが、例えば、下記特許文献２には、駆動モータからの駆動力を動力伝達機構を介してシリンダ装置のピストンに伝達し、ピストンを往復動させるようにしたコンプレッサにおいて、前記動力伝達機構として、トグルレバーとトグルリンクを有するトグル機構を備える一方、モータ出力軸のクランク部にコンロッドが軸装され、コンロッドの他端はトグルレバーとトグルリングのジョイント部にリンク結合され、更に、トグルレバーはコンプレッサ本体に回動自在に支持され、かつトグルリンクはピストンに回転自在に連結され、トグルレバーはクランク部の回転により、コンプレッサ本体の支持部とピストンとを結ぶ中立線の両側に揺動し、その最大揺動角が各側でほぼ一致するように設定され、クランク部の１回転によりピストンを２往復させるように構成されたコンプレッサが開示されている。
【特許文献１】特開平８−２２６３７８号公報
【特許文献２】特開昭５９−１３３７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のプランジャーポンプの場合、プランジャーのシリンダに対するスライド動作のストローク量によって加圧量が変化するようになっている。すなわち、プランジャーのストローク量が長い程、流体の加圧量が大きくなるが、プランジャーのストローク量を大きく設定した場合には、大きな動力が必要となり、高速回転できなくなる。
【０００６】
また、エアシリンダによってプランジャーを摺動させるため、エアシリンダを動かせる設備を有する場所でなければ使用できず、家庭等で手軽に使用することができなかった。
【０００７】
更に、上記特許文献２のコンプレッサの場合、クランク部が回転することにより、コンロッドを介してトグルレバーを揺動させて、更に、それに伴ってトグルリンクを回転させてピストンをスライドするようになっている。このように、複数の部材を介在させてピストンをスライド動作させるため、各部材の可動時の振動やそれに伴う騒音が問題となることがあった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、流体を高圧で流出できると共に小型化を図れ、振動や騒音が抑えられた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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のポンプは、流体の流入口及び流出口を有し、内部に該流入口及び流出口を連通させる流路が形成されたポンプケースと、前記流路の一部を横切って対向する方向に配設され、それぞれの一端が前記流路に連通された一対のシリンダと、該一対のシリンダ内にそれぞれ配置された一対のピストンと、該一対のピストンを、前記流路に向かう方向及び前記流路から遠ざかる方向に同期してスライドさせる駆動手段と、前記流路の前記シリンダとの交差部より前記流入口側に配置され、流路内が減圧されるときに開き、加圧されるときに閉じる第１弁体と、前記流路の前記シリンダとの交差部より前記流出口側に配置され、流路内が加圧されるときに開き、減圧されるときに閉じる第２弁体とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
上記発明によれば、駆動手段により一対のピストンが流路から遠ざかる方向にスライドすると、流路内が減圧されて第１弁体が開くと共に第２弁体が閉じて、流入口及び流路を通してシリンダ内に流体が流入される。その状態で、一対のピストンが流路に向かう方向にスライドすると、シリンダ内の流体が加圧されて第１弁体が閉じると共に第２弁体が開き、流路及び流出口を通して加圧された流体が流出される。
【００１１】
そして、上記の流体の加圧時においては、シリンダ内の流体を一対のピストンによって両方向から加圧するようになっているので、一つのピストンにより流体を加圧する場合に比べて、流体をより高圧にして流出させることができる。また、一対のピストンにより流体を加圧することにより、各ピストンのストローク量は比較的短くて済むので、高速回転が可能となり、ポンプを小型化することができる。
【００１２】
更に、一対のピストンは、駆動手段によって、流路に向かう方向及び流路から遠ざかる方向に同期してスライドするようになっているので、一方のピストンが流路に向かうと他方のピストンも流路に向かってスライドし、一方のピストンが流路から遠ざかると他方のピストンも流路から遠ざかるようにスライドする。すなわち、一方のピストンがスライドすることにより生じる振動に対して、他方のピストンがその振動を打ち消すようにしてスライドするので、ピストンのスライドによる振動を抑制することができ、更に、それに伴う騒音を低減させることができる。
【００１３】
本発明のポンプにおいては、前記一対のシリンダ内には、有底円筒状の弾性材料からなるダイヤフラムが、その開口部周縁をシリンダ内壁に密接されてそれぞれ配置されており、前記一対のピストンは、前記ダイヤフラムを押して前記流路内を加圧するように構成されていることが好ましい。
【００１４】
これによれば、一対のピストンが各ダイヤフラムを押して流路内を加圧するので、上記と同様に、流体を加圧状態にして流出口から流出させることができる。また、ダイヤフラムは弾性材料からなり、その開口部周縁がシリンダ内壁に密接されて配置されているので、シリンダとダイヤフラムとのシール性を高めることができ、流体がシリンダから漏れることを確実に防止することが可能となる。
【００１５】
本発明のポンプにおいては、前記一対のシリンダ内に配置された一対のダイヤフラムは、その周壁が蛇腹状をなし、該周壁の外周溝部にはそれぞれリングが装着されており、前記開口部を前記流路側に向けて対向して配置され、各ダイヤフラムの底壁に両端を圧接させて該底壁どうしを互いに離れる方向に付勢するスプリングが配置されていることが好ましい。
【００１６】
これによれば、各ダイヤフラムは、その周壁が蛇腹状をなしているので、一対のピストンによりスムーズに押し潰されて、流体を加圧させやすくすることができる。また、ダイヤフラムの周壁の外周溝部には、リングが装着されているので、ピストンによりダイヤフラムが押し潰されても、蛇腹形状を保持することができる。更に、各ダイヤフラムの底壁には、底壁どうしを互いに離れる方向に付勢するスプリングが配置されているので、押し潰されたダイヤフラムを押し広げて、元の蛇腹形状に復元させることができる。
【００１７】
本発明のポンプにおいては、前記流路の前記シリンダとの交差部と前記第２弁体との間に、前記流入口と前記第１弁体との間の流路に連通する分岐流路が形成され、この分岐流路にリリーフ弁が配置されており、前記第２弁体は前記流路内圧が所定値を超えるときに開くように構成され、前記リリーフ弁は、前記流路内圧が前記第２弁体の開放圧を所定値以上高まるときに、流体の一部を前記流入口と前記第１弁体との間の流路に返送するように構成されていることが好ましい。
【００１８】
これによれば、第２弁体の開放圧よりも所定値以上流路内圧が高まると、リリーフ弁が開いて、流体の一部を分岐流路を通して流入口と第１弁体との間の流路に返送するようになっているので、流出口から流出する流体の圧力を一定範囲に保つことができる。
【００１９】
本発明のポンプにおいては、前記駆動手段は、モータと、該モータによって連動する、前記一対のピストンの後方にそれぞれ配置された一対の回転板と、この回転板上に回転中心に対して偏心して取付けられたクランクピンと、該クランクピンに一端を回動可能に装着され、他端を対応する前記ピストンに連結されたリンクロッドとを有していることが好ましい。
【００２０】
これによれば、モータが回動すると、それに連動して一対の回転版が回転すると共に、該回転板の回転中心に対して偏心して取付けられたクランクピンによって、リンクロッドが回動して、その端部に連結されたピストンを、シリンダ内にてスライドさせることができる。また、モータの回転を往復直線運動に変換させるための手段として、クランクピン及びリンクロッドを採用したので、比較的簡単な構造とすることができ、省スペース化も図れる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のポンプによれば、流路に対して対向して配設されたシリンダ内で一対のピストンが同期してスライドし、第１弁体及び第２弁体を開閉させつつ流体を押出すようにしたので、流体を高圧にして流出させることができ、ピストンを高速回転させることが可能となるので、ポンプを小型化することができる。また、一対のピストンのスライドにより生じる振動が互いに打ち消されるので、ピストンのスライド時の振動を抑制することができ、それに伴う騒音を低減することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜８を参照して本発明のポンプの一実施形態を説明する。
【００２３】
図１、２に示すように、本発明のポンプ１０は、長方形の板状のベース１１と、該ベース１１の上面に装着される箱状のハウジング１３とを有している。なお、図２には、本発明のポンプ１０の各部品を分解した状態が示され、各部品は正面から見た状態とされているが、ベース１１に関しては、平面から見た状態も併記されている。
【００２４】
そして、図３を併せて参照すると、ベース１１の長手方向中央から、長手方向の一側部に寄った位置には（図面上、ベース１１中央から左側）、ポンプケース２０が配設されている。なお、以下の説明中、便宜的に、「左右方向」とは、ベース１１の長手方向を意味し、「前後方向」とは、ベース１１の幅方向を意味することとする。
【００２５】
更に図４を併せて参照すると、ポンプケース２０は、ケース本体３０と、該ケース本体３０の前面に装着された支持ケース４０と、前記ケース本体３０の上面に装着された第１上蓋５０と、前記ケース３０の上面であって前記第１上蓋５０の隣に装着された第２上蓋６０とから構成されている。そして、第１上蓋５０に流体の流入口２１が形成され、支持ケース４０に流体の流出口３０が形成され、第１上蓋５０、ケース本体３０及び支持ケース４０の内部に、上記流入口２１から流出口３０に至る流路２５が形成されている。
【００２６】
ポンプケース２０を構成する上記各部材について説明すると、ケース本体３０の上面に装着される第１上蓋５０は、左右方向に伸びる長方形状をなした基部５１と、該基部５１から下方に延設されて、前記ケース本体３０の凹部３１に挿入される円柱状の凸部５２とを有している。前記凸部５２は、前記凹部３１の内径よりも小さい外径で形成されていると共に、前記凹部３１よりも短い長さで形成されている。また、前記凸部５２の先端部外周には、シールリングＰを装着するための縮径した段部５２ａが形成されている。
【００２７】
したがって、凸部５２をケース本体３０の凹部３１に挿入して、ボルト等の結合手段によって、第１上蓋５０をケース本体３０に接続する際には、段部５２ａに装着されたシールリングＰが、凹部３１の内壁に密接すると共に、ケース本体３０の段部３１ａに装着されたシールリングＰが、第１上蓋５０の基部５１に密接して、ケース本体３０に第１上蓋５０が気密的に接続される。このとき、凸部５２は、凹部３１の内径よりも小さい外径で形成されている上、凹部３１よりも短い長さで形成されているため、図４に示すように、凸部５２の外壁と凹部３１の内壁との間に、隙間Ｃ１が形成されると共に、凸部５２の底壁と凹部３１の底壁との間にも、隙間Ｃ２が形成されるようになっている。
【００２８】
また、第１上蓋５０の基部５１の中央から所定深さで流入口２１が形成され、該流入口２１の下方には、テーパ面５４を介して縮径された第４流通孔５５が連通して垂設されており、更に、該第４流通孔５５下端の開口部からは下方に向かって次第に拡径する弁座５５ａが形成され、該弁座５５ａを介して後述する第１弁体７０を収容する開口凹部５７が形成されている。また、第１上蓋５０の第４流通孔５５から、第３分岐孔５８が水平に伸びていて、この第３分岐孔５８は、前記間隙Ｃ１に連通している。
【００２９】
ケース本体３０は、略立方体形状をなし、前述したように、その上面に、第１上蓋５０の凸部５２が入り込む、円筒状の凹部３１が所定深さで形成されている。この凹部３１の開口部周縁には、拡径した段部３１ａが形成され、この段部３１ａに装着されたシールリングＰが、第１上蓋５０の凸部５２外周との隙間をシールしている。また、凹部３１の底部中央から下方に向かって第１流通孔３２が形成されている。第１流通孔３２の下方には、後述するシリンダ２７，２７を連結させる、断面が円形状の拡径孔３４が第１流通孔３２に連通して形成されている。この拡径孔３４が、流路２５とシリンダ２７、２７との交差部をなしている。
【００３０】
すなわち、図５，６に示すように、一対のシリンダ２７，２７は、ケース本体３０の対向する外側面から同軸的に穿設された円筒空間からなり、それらの間に上記拡径孔３４が配置されて、一対のシリンダ２７，２７が互いに連通すると共に、前記流路２５と交差するように連通している。なお、一対のシリンダ２７，２７は、前記拡径孔３４の内径よりも大きな内径を有しており、拡径孔３４とシリンダ２７，２７との間には段部２７ａが設けられている。また、シリンダ２７，２７の内周には、円筒状のライナー９０が挿入配置されており、このライナー９０内にピストン１２０、１２０がスライド可能に配置されている。なお、ライナー９０と上記段部２７ａとの間には環状の溝が形成されており、この溝に後述するダイヤフラム８０のフランジ部８５が挟み込まれるようになっている。
【００３１】
再び、図４を参照すると、前記拡径孔３４の周方向中央から前方に向かって第２流通孔３５が水平に伸びており、その先端部には、前方に向かって次第に拡径するテーパ形状をなす弁座３５ａが形成されている。そして、前記第２流通孔３５の弁座３５ａよりも手前側の周縁からは、第１分岐孔３６が上方に向かって垂直に伸び、更に、その上端は次第に拡径してテーパ壁部３６ａが形成されており、後述するリリーフ弁７４が配設される筒状孔３７に連通している。筒状孔３７下方の内壁の一側部からは、第２分岐孔３８が後方に向かって水平に伸びており、前記凹部３１の内壁と連通している。また、筒状孔３７の上端開口部には、シールリングＰが装着される拡径した段部３７ａが形成されている。なお、筒状孔３７下方の内壁の他側部からは、側方孔３９が前方に伸びて、ケース本体３０の前面を貫通しており、その先端部には拡径した段部３９ａが形成されていて、シールリングＰが装着されている。
【００３２】
上記ケース本体３０の前方に装着された支持ケース４０は、前記ベース１１にボルト等により固定される支持台部４１と、該支持台部４１から立設した立壁部４３とからなっている。前記立壁部４３の後面側の下方には、立壁部４３の肉厚方向に沿って筒状凹部４５が形成され、該筒状凹部４５の開口部周縁には拡径した段部４６が形成され、この段部４６にシールリングＰが装着されている。したがって、支持ケース４０の後面に装着されたシールリングＰと、前述したケース本体３０の前面に装着されたシールリングＰとによって、ボルト等の結合手段によりケース本体３０に対して支持ケース４０が気密的に接続されるようになっている。また、筒状凹部４５の底部は段状に縮径して、スプリング支持部４７が形成されており、これにコイルスプリングＳ１の一端部が支持されている。更に、スプリング支持部４７の底部からは、第３流通孔４８が伸びており、支持ケース４０の前面に形成された流出口２３に連通している。
【００３３】
また、ケース本体３０の上面には、前記第１上蓋５０よりも前方であって、第１上蓋５０に隣り合った位置に、第２上蓋６０が装着されている。この第２上蓋６０は、図４に示すように、下方中央部に後述するリリーフ弁７４の上端部が入り込む開口部６１が形成されている。そして、ケース本体３０の段部３７ａに装着されたシールリングＰに、第２上蓋６０の下端部が圧接された状態で、ボルト等の結合手段によりケース本体３０に対して第２上蓋６０が気密的に装着されるようになっている。
【００３４】
以上のような複数の部材によってポンプケース２０が形成されており、その内部に、流入口２１、第４流通孔５５、弁座５５ａ、開口凹部５７、第１流通孔３２、拡径孔３４、第２流通孔３５、弁座３５ａ、筒状凹部４５、第３流通孔４８、流出口２３を通る流路２５が形成されている。また、上記流路２５には、第２流通孔３５から、第１分岐孔３６、筒状孔３７、第２分岐孔３８、隙間Ｃ１、第３分岐孔５８からなる分岐流路２９が形成されている。すなわち、分岐流路２９は、その一端が拡径孔３４（流路２５のシリンダ２７との交差部）と第２弁体７２との間に連通していて、他端が流入口２１と第１弁体７０との間の流路である第４流通孔５５に連通している。
【００３５】
そして、上記の流路２５及び分岐流路２９の途中には、各種の弁体が配設されている。すなわち、ポンプケース２０の第１上蓋５０の開口凹部５７内には、球状の第１弁体７０が配設されている。この第１弁体７０は、各シリンダ２７内のピストン１２０，１２０が互いに離れる方向にスライドして流路２５内が減圧されると、第１弁体７０が下降して弁座５５ａから離れて第４流通孔５５の開口部を開き（図４参照）、一方、シリンダ２７内をピストン１２０，１２０が互いに近づく方向にスライドして流路２５内が加圧されたときには、流体が第１流通孔３２及び開口凹部５７を通って第１弁体７０が押し上げられて、該第１弁体７０が弁座５５ａに当接して第４流通孔５５の開口部を閉じるようになっている（図４、仮想線参照）。
【００３６】
また、ポンプケース２０の支持ケース４０の筒状凹部４５内にも、第１弁体７０と同様の、球状をなした第２弁体７２が配設されている。この第２弁体７２は、筒状凹部４５内に介装されたコイルスプリングＳ１によって常時弾性付勢されていて、各シリンダ２７内のピストン１２０，１２０が互いに離れる方向にスライドして流路２５内が減圧された状態では、図４に示すように第２弁座３５ａに当接して、第２流通孔３５を閉塞する。一方、各シリンダ２７内にてピストン１２０，１２０が互いに近づく方向にスライドして流路２５内が加圧されると、第２弁体７２が加圧された流体に押圧されて、コイルスプリングＳ１の付勢力に抗して弁座３５ａから離れて第２流通孔３５が開くようになっている（図４、想像線参照）。
【００３７】
更に、前記分岐流路２９の途中の筒状孔３７には、リリーフ弁７４が配設されている。このリリーフ弁７４は、外周に雄ねじが形成された円柱状の本体７４ａと、該本体７４ａの先端に設けられた略三角錐状をなした弁頭７４ｂとからなり、ケース本体３０の筒状孔３７内周に形成された図示しない雌ねじ部に、前記本体７４ａを螺合させて筒状孔３７内に配置されている。リリーフ弁７４は、その内部に配設された図示しないスプリングによって弁頭７４ｂを第１分岐孔３６の開口部に圧接させており、その圧接力は本体７４ａのねじ込み量によって調整できるようになっている。
【００３８】
上記ポンプケース２０に形成された一対のシリンダ２７，２７の内部には、一対のダイヤフラム８０，８０がそれぞれ介装されている。図７を参照して説明すると、このダイヤフラム８０は、シリコーン樹脂等の弾性材料から形成されており、円板状の底壁８１と、該底壁８１の周縁から、軸方向に沿った断面が波形をなすように延出して蛇腹状をなした周壁８３と、該周壁８３の開口部周縁から環状に広がって形成されたフランジ部８５とから構成されている。また、図５，６に示すように、底壁８１の内面中央にはスプリング支持突起８１ａが突設している。更に、前記のように周壁８３が蛇腹状をなしているため、その外周には溝部８３ａが形成されているが、この溝部８３ａには、金属製の円環状のリングＲがそれぞれ装着されている。
【００３９】
上記のダイヤフラム８０は、溝部８３ａにリングＲを装着された状態で、その周壁８３をライナー９０の内周に挿入され、フランジ部８５をライナー９０の端部周縁に当接される。この状態で、一対のダイヤフラム８０，８０の間にコイルスプリングＳ２を介装させて、ダイヤフラム８０をライナー９０と共にシリンダ２７，２７に挿入することにより、各ダイヤフラム８０の環状のフランジ部８５が、ライナー９０の端部とシリンダ２７の段部２７ａとの間に挟持されて、所定箇所に確実に配設されるようになっている。また、一対のダイヤフラム８０，８０の間に介装されたコイルスプリングＳ２は、ダイヤフラム８０，８０の底壁８１に形成された各スプリング支持突起８１ａ，８１ａにそれらの端部を支持されて配置され、ダイヤフラム８０，８０の底壁を両側外方に押し付けるように付勢する。
【００４０】
次に、ダイヤフラム８０を押圧するピストン１２０、及び、該ピストン１２０を駆動させる駆動手段について説明する。
【００４１】
すなわち、図１，２に示すように、駆動ギヤ１００ａが装着されたモータ１００が、ブラケット１０１を介して、ベース１１の上面であって、前記ポンプケース２０の右側に配設されている。このモータ１００の左隣には、小径ギヤ１０５ａと、その上方に固着された大径ギヤ１０５ｂとからなる二段ギヤ１０５が、支軸１０６及びその外周に配設されるスリーブ１０７を介して、ベース１１の上面に回転可能に配設されている。なお、図８に示すように、二段ギヤ１０５の内、大径ギヤ１０５ｂが、前記駆動ギヤ１００ａに歯合している。
【００４２】
そして、前記ポンプケース２０の左右両側であって、後述する一対のピストン１２０，１２０の後方には、外周に歯溝が形成された一対の回転板１１０，１１０が、それぞれ支軸１１１及びその外周に配設されるスリーブ１１２を介して、ベース１１の上面に回転可能に配設されている。また、一対の回転板１１０，１１０の間には、中間ギヤ１１５が、支軸１１６及びその外周に配設されるスリーブ１１７を介して、ベース１１の上面であって前記ポンプケース２０のケース本体３０の下方位置に、回転可能に配設されている。この中間ギヤ１１５は、一対の回転板１１０，１１０の両者に歯合しており、その結果、一対の回転板１１０，１１０は同一方向に回転するようになっている。また、前記一対の回転板１１０，１１０の内、ベース１１の右側の回転板１１０は、図８に示すように、前記二段ギヤ１０５の小径ギヤ１０５ａに歯合している。また、図３に示すように、二段ギヤ１０５、一対の回転板１１０，１１０、及び中間ギヤ１１５の各回転中心は、ベース１１の長手方向に沿った同一直線状に位置している。
【００４３】
以上のように、ベース１１上に各種ギヤが配設された結果、例えば、図３に示すように、駆動ギヤ１００ａが時計方向に回転すると、二段ギヤ１０５の大径ギヤ１０５ｂが反時計方向に回転すると共に、小径ギヤ１０５ａが反時計に回転し、更に、右側の回転板１１０が時計方向に回転し、中間ギヤ１１５が反時計方向に回転し、左側の回転板１１０が時計方向に回転するようになっている。
【００４４】
そして、図５，６に示すように、一対のシリンダ２７，２７内にライナー９０を介して配設されるピストン１２０は、ライナー９０の内径に適合する外径とされた円柱状をなしていて、その先端面は前記ダイヤフラム８０の底壁８１を効果的に押圧可能とするために、平滑な面となっている。一方、ピストン１２０の基端部には、後述するリンクロッド１３０の先端部が揺動可能に連結される凹部１２１が形成されていて（図１，２参照）、更に、リンクロッド１３０の先端部に連結するためのピストンピン１２２（図５参照）が装着されるピン孔（図示せず）が形成されている。
【００４５】
また、前記ピストン１２０に連結されるリンクロッド１３０は、円柱状の軸部１３１と、該軸部１３１の先端から薄板状に伸びて、ピストンピン１２２によってピストン１２０に連結される連結片１３３と、軸部１３１の基端側に連設され、後述するクランクピン１４０が挿入される環状の軸受部１３５とから構成されている。
【００４６】
上記のリンクロッド１３０は、クランクピン１４０に連結されている。このクランクピン１４０は、図２に示すように、筒状をなした本体部１４１と、該本体部１４１から突設したピン部材１４３とからなり、本体部１４１の軸中心に対して、ピン部材１４３は、その軸中心が偏心して突出している。そして、本体部１４１は、前記回転板１１０の中央開口部に圧入されて回転板１１０に固着されるため、図５に示すように、回転板１１０の回転中心Ｏ１に対して、ピン部材１４３の軸中心Ｏ２が偏心して、クランクピン１４０が回転板１１０に取付けられるようになっている。なお、各クランクピン１４０，１４０は、図５に示す状態では、その軸中心Ｏ２，Ｏ２どうしの距離が最も離れるように、かつ、図６に示す状態では、軸中心Ｏ２，Ｏ２どうしの距離が最も近付くように、一対の回転板１１０，１１０にそれぞれ取付けられている。
【００４７】
また、各クランクピン１４０のピン部材１４３は、その外周に筒状のスペーサ１４５が外装され、その状態で前記リンクロッド１３０の軸受部１３５内に挿入されて、軸受部１３５の上端面に介装されたワッシャ１４６を介しボルト１４７（図１参照）によって、リンクロッド１３０に回動可能に装着されている。したがって、一対の回転板１１０，１１０を介して一対のクランクピン１４０，１４０が回動すると、ピン部材１４３がスペーサ１４５を介して軸受部１３５内を摺動して、一対のリンクロッド１３０，１３０を左右方向にスライドさせて、各リンクロッド１３０の先端部に連結された一対のピストン１２０，１２０を流路２５に向かう方向及び流路２５から遠ざかる方向に同期してスライドさせるようになっている。
【００４８】
なお、上記のモータ１００、二段ギヤ１０５、一対の回転板１１０，１１０、中間ギヤ１１５、各回転板１１０に偏心して取付けられた一対のクランクピン１４０，１４０、一対のリンクロッド１３０，１３０が、本発明におけるピストンをスライドさせる駆動手段をなしている。
【００４９】
次に、上記構成からなる本発明のポンプ１０の作用について説明する。
【００５０】
本発明のポンプ１０は、例えば、浄水器による水道水の濾過や、電子部品や半導体等の洗浄用の超純水の生成、更には、人工透析において透析装置に血液を送るためのポンプとして用いることができる。
【００５１】
そして、ポンプ１０の使用にあたっては、まず、流入口２１及び流出口２３に、管継手やコネクタ等を介して流体が流動可能なチューブやパイプ等を接続しておく。
【００５２】
その状態で、モータ１００を駆動させて、二段ギヤ１０５を介して、一対の回転板１１０，１１０を所定方向に回動させる。すると、一対の回転板１１０，１１０に偏心して取付けられた各クランクピン１４０のピン部材１４３が、リンクロッド１３０の軸受部１３５を介して、一対のリンクロッド１３０，１３０をそれぞれ外方にスライドさせ、各リンクロッド１３０を介して、一対のピストン１２０、１２０が、シリンダ２７，２７内において、流路２５の一部である拡径孔３４から、互いに遠ざかる方向にスライドする（図５参照）。したがって、一対のピストン１２０，１２０により押圧されて押し潰された一対のダイヤフラム８０，８０が、コイルスプリングＳ２によって押し広げられて、元の蛇腹形状に復帰すると共に、一対のピストン１２０，１２０の間が広くなって流路面積が拡大するので、流路２５内が減圧される。それにより、ポンプケース２０内の第１弁体７０が下降して弁座５５ａから離れて、図４に示すように、第４流通孔５５の開口部を開くので、流入口２１から流体が吸引されるようにして、第４流通孔５５を通って、一対のダイヤフラム８０，８０間のシリンダ２７内に流入する。このとき、第２流通孔３５は第２弁体７２により閉塞されているので、流出口２３からの流出が防止されて、所定量の流体をシリンダ２７内に確実に流入させることができる。
【００５３】
上記状態で、一対の回転板１１０，１１０が更に回動すると、各ピン部材１４３が軸受部１３５を介して、一対のリンクロッド１３０，１３０を、それぞれ内方にスライドさせる。すると、各リンクロッド１３０を介して、一対のピストン１２０、１２０が、シリンダ２７，２７内において、拡径孔３４に対して向かう方向にスライドする（図６参照）。そして、一対のピストン１２０、１２０によって、各底壁８１が押圧されて一対のダイヤフラム８０，８０がそれぞれ押し潰されて、一対のダイヤフラム８０，８０の間が狭められ、その間の流体が加圧される。その結果、コイルスプリングＳ１の付勢力に抗して、加圧された流体によって第２弁体７２が押圧されて、図４の仮想線に示すように、弁座３５ａから離れて第２流通孔３５を開き、加圧された流体が流出口２３から流出するようになっている。また、この状態では、加圧された流体が第１流通孔３２及び開口凹部５７を通って第１弁体７０を押し上げて、第１弁体７０を弁座５５ａに当接させて第４流通孔５５の開口部を閉じ（図４、仮想線参照）、加圧した流体の流入口２１への逆流を防止する。
【００５４】
以上のようにして、上記の一対のピストン１２０，１２０のスライド動作が繰り返されて、流出口２３から加圧された流体を、順次流出させることができる。
【００５５】
そして、上記の流体の加圧時においては、シリンダ２７内の流体をダイヤフラム８０を介して一対のピストン１２０，１２０によって両方向から加圧するようになっているので、一つのピストンにより流体を加圧する場合に比べて、流体をより高圧にして流出させることができる。また、一対のピストン１２０，１２０によって流体を加圧するので、各ピストン１２０，１２０のストローク量は比較的短くて済むので、高速回転が可能となり、ポンプ１０全体を小型化することができる。
【００５６】
更に、一対のピストン１２０，１２０は、駆動手段によって、流路２５に向かう方向及び流路から遠ざかる方向に同期してスライドする。すなわち、一方のピストン１２０が流路２５に向かうと他方のピストン１２０も流路２５に向かってスライドし、一方のピストン１２０が流路２５から遠ざかると他方のピストン１２０も流路２５から遠ざかるようにスライドする。このため、一方のピストン１２０がスライドすることにより生じる振動に対して、他方のピストン１２０がスライドすることにより生じる振動が打ち消すように作用するので、ピストン１２０のスライドによる振動を抑制することができ、更に、それに伴う騒音を低減させることができる。
【００５７】
ところで、本発明のポンプ１０を人工透析装置や浄水器等に適用した場合、流体が所定値以上に加圧されると、セットされた浸透膜や濾過膜等が破損してしまう場合がある。しかしながら、この実施形態においては、ポンプケース２０内に分岐流路２９を設けて、この分岐流路２９の途中にリリーフ弁７４を配置し、第２弁体７２の開放圧よりも所定値以上、流路内圧が高まったときに、上記リリーフ弁７４が開くようにして、高圧となった流体の一部を流入口２１と第１弁体７０との間の流路（第４流通孔５５）に返送するようにしたので、流出口２３から流出する流体の圧力を一定範囲に保つことができ、上記のような浸透膜の破損等の虞れを確実に防止することが可能となる。
【００５８】
また、この実施形態においては、一対のシリンダ２７，２７内にライナー９０を介して、蛇腹状をなす周壁８３を有する一対のダイヤフラム８０，８０を配設するようにしたので、一対のピストン１２０，１２０によりスムーズに押し潰されて、流体を加圧させやすくすることができる。更に、ダイヤフラム８０の周壁８３の溝部８３ａには、リングＲが装着されているので、ピストン１２０によりダイヤフラム８０が押し潰されても、蛇腹形状を保持することができる。
【００５９】
また、流路内は、ダイヤフラム８０，８０によって気密的にシールされ、ピストン１２０，１２０は、ダイヤフラム８０、８０を介して流路内を加圧するので、流体がシリンダ２７から漏れることを確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のポンプの正面図である。
【図２】同ポンプの部品分解図である。
【図３】同ポンプの要部平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視線における断面図である。
【図５】本発明のポンプの、流路が減圧された状態を示す動作図である。
【図６】同ポンプの、流路が加圧された状態を示す動作図である。
【図７】同ポンプを構成するダイヤフラムの斜視図である。
【図８】同ポンプの駆動手段を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  ポンプ
２０  ポンプケース
２１  流入口
２３  流出口
２５  流路
２７  シリンダ
２９  分岐流路
７０  第１弁体
７２  第２弁体
７４  リリーフ弁
８０  ダイヤフラム
８１  底壁
８３  周壁
８３ａ  溝部
８５  フランジ部
１００  モータ
１２０  ピストン
１３０  リンクロッド
１４０  クランクピン
【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】
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【図８】
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