(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら、脈動をなくし、かつコストがかからないダイヤフラムポンプを提供する。【解決手段】液体を吸入または排出する送液部とダイヤフラムとを有し、同心円上に配設された複数のポンプユニットと、ポンプユニットの中央部で回転し、ダイヤフラムを往復移動する多角カムとを有し、多角カムがポンプユニットの数の倍数を除く角数を有するようにダイヤフラムポンプを構成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸入または排出する送液部とダイヤフラムとを有し、同心円上に配設された複数のポンプユニットと、該ポンプユニットの中央部で回転し、該ダイヤフラムを往復移動する多角カムとを有し、
該多角カムが、該ポンプユニットの数の倍数を除く角数を有する
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
請求項１記載の該ダイヤフラムポンプを複数併設し、該ダイヤフラムポンプのそれぞれが有する該多角カムが、同軸で回転するクランクシャフトに配設され、該多角カムのそれぞれが有する頂点が回転方向に相互にずれている
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を搬送するポンプに関し、さらに詳しくはダイヤフラム方式を利用した液体送液ポンプ（以下、ダイヤフラムポンプと称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体を搬送するためのポンプとしてはたとえば次のようなものがある。図５は、従来の２重ダイヤフラムポンプの例を示す要部断面図である。ここで、符号８０は２重ダイヤフラムポンプ、８２はハウジング、８２ａは流入側送液部、８２ｂは排出側送液部、８２ｃは吸入口、８２ｄは吐出口、８４はダイヤフラムユニット、８４ａは吸入弁、８４ｂは排出弁、８４ｃは第一の室、８４ｄは第二の室、８４ｅはダイヤフラムをそれぞれ示している。
【０００３】
この２重ダイヤフラムポンプ８０は、左右対称の構造を有しており、ハウジング８２の下部および上部にはそれぞれ流入側送液部８２ａおよび排出側送液部８２ｂが設けられている。ここで、搬送すべき流体はハウジング８２の吸入口８２ｃから流入側送液部８２ａに吸入され、左右のどちらかのダイヤフラムユニット８４に振り分けられる。そして、ダイヤフラムユニット８４から排出された流体は、排出側送液部８２ｂに集められ、さらに吐出口８２ｄから排出される。
【０００４】
しかしながら、２重ダイヤフラムポンプでは、一対のダイヤフラムがそれぞれストロークの上死点および下死点で停止した場合、２重ダイヤフラムポンプを再起動することができないという欠点を有しており、また、２つのダイヤフラムユニットから交互に流体を排出するため、脈動が生じることを避けることができなかった。
【０００５】
この欠点を解決する方策が種々提案されている。たとえば公開特許公報の特開平８−３３８３７０号には、確実に再起動することができると共に、流体を脈動なく均一に搬送する多連式ダイヤフラム装置並びに多連式ダイヤフラムポンプ及び多連式ダイヤフラムモータが開示されている。
図６は、前記公開特許公報に示された多連式ダイヤフラムポンプの一実施例の概略縦断面図である。ここで、符号１０はポンプ、１２はダイヤフラムユニット、１２ｃは第一の室、１２ｄは第二の室、１２ｅはダイヤフラム、１６はクランクシャフト部材、２０は連結ロッドをそれぞれ示している。
【０００６】
すなわち、吸入弁及び排出弁を有する第一の室１２ｃと、加圧流体が周期的に導入される第二の室１２ｄと、第一の室１２ｃと第二の室１２ｄとを液密に区切るダイヤフラム１２ｅとを有するダイヤフラムユニット１２が少なくとも３ユニット設けられた本体；各ダイヤフラム１２ｅにその一端が連結された連結ロッド２０；本体に回転可能に設けられたクランクシャフト部材であって、各連結ロッド２０の他端が回転可能に連結される偏心部が回転方向に相互にずれているクランクシャフト部材１６；を備えて構成されてなる多連式ダイヤフラム装置である。
【０００７】
この多連式ダイヤフラム装置では、クランクシャフト部材１６に、回転方向に相互にずれている偏心部が少なくとも３ヶ所設けられているので、それがどのような位置で停止しても、再起動時に、少なくとも１つのダイヤフラムの連結ロッド２０がクランクシャフト部材１６を回転させようとするので、確実に再起動することができると共に、１つのダイヤフラムユニット１２からの流体の排出が完全になくなる前に次のダイヤフラムユニット１２の流体の供給が始まるように構成されているため、流体を脈動が少なく比較的均一に搬送することができる。
【０００８】
しかし、ユニットが３つ以上必要であると共に連結ロッド、クランクシャフト部材を備えているため、構成が複雑となりコストがかかるという問題がある。
また公開特許公報の特開平８−１７０５８４号には、簡単な構造で吐出量の脈動をなくし、回転速度に比例して高圧で一定量の液体を吐出できる定量吐出装置が開示されている。
【０００９】
図７は、前記公開特許公報に示されたこの定量吐出装置の概略構成図である。ここで、符号５１、５２は複動式プランジャーポンプを、５３はカム機構を、５４、５５は複動プランジャーを、それぞれ示している。
すなわち、２つの複動式プランジャーポンプ５１、５２と、各複動式プランジャーポンプ５１、５２の複動プランジャー５４、５５を下死点から９０°までの間は等加速度で増速し、９０°から上死点までの間は等加速度で減速し、上死点から２７０°までの間は等加速度で増速し、２７０°から下死点までの間は等加速度で減速するカム機構５３とを有し、カム機構５３は９０°位相をずらして各プランジャー５４、５５を駆動し、２つの複動式プランジャーポンプ５１、５２の吐出量の和を一定とするものである。
【００１０】
しかし、複動式プランジャーポンプと２つのカム機構を要するため、構成が複雑となり、コストがかかるという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの課題を解決するために、構成が簡単でありコストがかからないダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上に述べた課題は、本発明の請求項１によれば、液体を吸入・排出する送液部とダイヤフラムとを有し、同心円上に配設された複数のポンプユニットと、該ポンプユニットの中央部で回転し、該ダイヤフラムを往復移動する多角カムとを有し、該多角カムが、該ポンプユニットの数の倍数を除く角数を有するダイヤフラムポンプとすることで達成される。
【００１３】
すなわち、複数のポンプユニットの中央部で回転する多角カムが、ポンプユニットの数の倍数を除く角数を有するようにダイヤフラムポンプを構成している。この構成とすることで、多角カムが回転して頂点部がポンプユニットの有するダイヤフラムを押圧して変形するタイミングが各ポンプユニット毎にずれるので、多角カムが一回転する間に（多角カムの角数）×（ポンプユニットの数）に相当する排出動作を順次繰り返すことになり、したがって液体が死点を有さずに連続して流れるようになる。
【００１４】
多角形カムの角数がポンプユニットの数の倍数であると死点が生じるので、脈動を防止するためには、たとえばポンプユニットを３個で構成するときには、角数が３の倍数ではない４、５、７、８、１０などの多角カムであることが必要である。
また、上に述べた課題は、本発明の請求項２によれば、請求項１記載の該ダイヤフラムポンプを複数併設し、該ダイヤフラムポンプのそれぞれが有する該多角カムが、同軸で回転するクランクシャフトに配設され、該多角カムのそれぞれが有する頂点が回転方向にずれているダイヤフラムポンプとすることで達成される。
【００１５】
この構成とすることで、複数のダイヤフラムポンプのそれぞれが有する多角カムが回転して頂点部がポンプユニットの有するダイヤフラムを押圧して変形するタイミングが各ポンプユニット毎および各ダイヤフラムポンプ毎にずれるので、クランクシャフトが一回転する間に、（多角カムの角数）×（ポンプユニットの数）×（ダイヤフラムポンプの数）に相当する排出動作を順次繰り返すことになり、したがって液体が死点を有さずに脈動も限りなく減少させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例〕
図１は、本発明によるダイヤフラムポンプの一実施例を示す上面図である。また、図２は本発明によるダイヤフラムポンプの一実施例を示すＡ−Ａ’側面図である。ここでは、４つのポンプユニットと三角形の多角カムの場合を例示している。
【００１７】
符号１０１は多角カム、１０２、１０３、１０４、１０５はダイヤフラム、１１０、１１１、１１２、１１３は送液部をそれぞれ示している。なお、多角カムの頂点部は曲面であってもよい。
多角カムが回転すると、多角カムの頂点との接触によってダイヤフラムが変形し、その動きによって送液が行われる。もちろん、送液部には逆止弁を取り付けてある。
【００１８】
たとえば図１に示すように、送液部１１０のダイヤフラム１０２が、回転する多角カム１０１の頂点部によって破線で示すカム駆動曲線のように変形すると、送液部１１０の内部の圧力が上昇し、液体が排出される。
一方、送液部１１２のダイヤフラム１０４は逆方向に変形するので、送液部１１２の内部の圧力は低下し、液体が吸入される。
【００１９】
このように、多角カム１０１が一回転する間に、ダイヤフラム１０２、１０３、１０４、１０５が位相をずらして順次吸入と排出とを３回づつ繰り返すことになる。
図３は、図１に示した各々が送液部を有する４つの単体のポンプユニットの構成と多角カムの回転角による排出量を示す図であり、ここでは符号１００のポンプユニットを示している。
【００２０】
なお、多角カムの頂点との接触によってダイヤフラムが変形し、往復する軌跡を太線の破線で示している。ここに見られるように、三角形の多角カムが一回転する間に単体のポンプユニットは３回の脈動を生じると共に、３つづつの上死点、下死点を有している。
図４は本発明による実施例における各ポンプユニットの排出量を示す図であり、多角カムが一回転する間に各ポンプユニット毎の排出量に変化があるため、ダイヤフラムポンプに死点が生じることはなく、かつ平均化した流量とすることができる。
【００２１】
すなわち、三角形の多角カムが一回転する間に４つのポンプユニットで合計１２回の排出が行われるため、図４にみられるように、死点がないばかりでなく、流量はこれら４つのポンプユニットの排出量の合計となるため、非常に流量の安定した送液が行われる。
この実施例では４つのポンプユニットと三角形の多角カムの場合を例示したが、ポンプユニットをｎ個で構成するときには、ｎの倍数ではない角数を有する多角カム、例えばｎ＋１、またはｎ−１の角数を有する多角カムであればよく、その組み合わせは多数ある。
【００２２】
さらに、ダイヤフラムポンプを複数併設し、ダイヤフラムポンプのそれぞれが有する多角カムが同軸で回転するクランクシャフトに配設され、多角カムのそれぞれが有する頂点が回転方向に相互にずれているように構成することで、実施例よりもさらに脈動の少ない、ほとんど均一な液体の搬送が可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多角カムが回転して多角カムの頂点部がポンプユニットの有するダイヤフラムを押圧して変形させるタイミングが各ポンプユニット毎にずれるので、多角カムが一回転する間に多数回の排出動作を順次繰り返すことになり、したがって簡単な構成でありながら死点を有さないので、確実に再起動することができると共に脈動のほとんどない均一な液体の搬送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダイヤフラムポンプの一実施例を示す上面図。
【図２】本発明によるダイヤフラムポンプの一実施例を示すＡ−Ａ’側面図。
【図３】単体のポンプユニットの構成と排出量を示す図。
【図４】本発明による実施例における各ポンプユニットの排出量を示す図。
【図５】従来の２重ダイヤフラムポンプの例を示す要部断面図。
【図６】多連式ダイヤフラムポンプの一実施例の概略縦断面図。
【図７】定量吐出装置の概略構成図。
【符号の説明】
１０　ポンプ
１２、８４　ダイヤフラムユニット
１２ｃ、８４ｃ　第一の室
１２ｄ、８４ｄ　第二の室
１２ｅ、８４ｅ、１０２、１０３、１０４、１０５　ダイヤフラム
１６　クランクシャフト部材
２０　連結ロッド
５１、５２　複動式プランジャーポンプ
５３　カム機構
５４、５５　複動プランジャー
８０　２重ダイヤフラムポンプ
８２　ハウジング
８２ａ　流入側送液部
８２ｂ　排出側送液部
８２ｃ　吸入口
８２ｄ　吐出口
８４ａ　吸入弁
８４ｂ　排出弁
１００　ポンプユニット
１０１　多角カム
１１０、１１１、１１２、１１３　送液部
【図１】
2004084504.tif 000003
【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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