(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムの往復動によって取扱い流体を送り出すダイアフラムポンプであって、
互いに密着されて前記ダイアフラムを構成する２枚のシートと、
前記ダイアフラム周縁に設けられ、前記２枚のシートの間に介在するリング形状の周縁リングと、
を有し、
前記周縁リングの内縁は内側に向けて徐々に薄くなっており、先端部分に薄い板状の部分が形成され、またこの徐々に薄くなっていく部分において凹面が形成され、
前記薄い板状の部分は、その厚さが、ダイアフラムを構成する前記シートの１枚の厚さ以下である、
ダイアフラムポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のダイアフラムポンプであって、
前記周縁リングの内縁の先端半径は、前記シートの１枚の厚さの半分以下である、ダイアフラムポンプ。
【請求項３】
ダイアフラムの往復動によって取扱い流体を送り出すダイアフラムポンプであって、
互いに密着されて前記ダイアフラムを構成する２枚のシートと、
前記ダイアフラム周縁に設けられ、前記２枚のシートの間に介在するリング形状の周縁リングと、
を有し、
前記周縁リングの内縁は内側に向けて徐々に薄くなっており、先端部分に、厚さがダイアフラムを構成する前記シートの１枚の厚さ以下の薄い板状の部分が形成され、
前記周縁リングの内縁の先端半径は、前記シートの１枚の厚さの半分以下である、ダイアフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイアフラムの往復動によって取扱い流体を送り出すダイアフラムポンプに関し、特に、ダイアフラムを構成する２枚のシートの間に介在する周縁リングの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイアフラムポンプは、膜状のダイアフラムを往復動させ、取扱い流体を送り出すポンプである。多くの場合、ダイアフラムは円形であり、その周縁を固定され中央付近が往復動する。よって、ダイアフラムの周縁は往復動により繰り返し曲げられるので、この部分の形状などには十分な配慮が必要である。
【０００３】
また、ダイアフラムは２枚のシートを密着させて形成する場合がある。そして、ダイアフラムの周縁には、２枚のシートの間に介在する周縁リングが設けられる。周縁リングには、半径方向に貫通孔が設けられている。この貫通孔は、通常時には、ダイアフラムの２枚のシートによりふさがれた状態となっている。しかし、シートのいずれか、または両方が破れた場合、圧力の高い流体が流れ込む。貫通孔に直接、または配管を介して圧力センサを結合しておけば、シートの破損を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、２枚のシートから構成されたダイアフラムの周縁部に、シートの間に介在するように周縁リングを設けた場合、この周縁リングの内縁付近が、ダイアフラムの往復動に伴う繰り返し曲げを受ける部分となる。
【０００５】
本発明は、この繰り返し曲げを受ける部分が破損しないようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明のダイアフラムポンプの周縁リングは、その内縁付近が内側に向けて徐々に薄くなっており、先端部分に薄い板状の部分が形成され、またこの薄くなっていく部分は、凹面形状となっている。先端部分の薄い板状の部分は、その厚さが、ダイアフラムを構成するシートの１枚の厚さ以下である。
【０００７】
また、本発明の他の周縁リングは、その内縁付近が内側に向けてテーパ状に徐々に薄くなっている。
【０００８】
また、本発明の周縁リングは、その内縁先端の半径がダイアフラムを構成するシートの１枚の厚さの半分以下である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。図１には、本実施形態のダイアフラムポンプの概略構成が示されている。ピストン１０は、駆動機構（不図示）によって、シリンダ１２内を往復運動する。シリンダ１２の、ピストン１０が挿入された端と反対側の端には、連通孔１４を有するシリンダヘッド１６が設けられている。さらに、シリンダヘッド１６の図中右側にはダイアフラムヘッド１８が配置され、シリンダヘッド１６とダイアフラムヘッド１８の対向する面に設けられた窪みによって、そろばん玉の形状に似た空洞２０が形成されている。空洞２０は、ダイアフラム２２により２室に分けられている。すなわち、連通孔１４を介してシリンダ室とつながる流体圧室２４と、取扱い液の吸入管２６と吐出管２８に連通するダイアフラム室３０とに分けられている。
【００１０】
シリンダ１２内、連通孔１４および流体圧室２４は、作動流体で満たされている。ピストン１０を往復運動させると、これに応じてダイアフラム２２も往復動し、ダイアフラム室３０の容積が変化する。吸入管２６と吐出管２８には、それぞれ逆止弁３２，３４が設けられており、逆止弁の作用により、取扱い液は、吸入管２６から吐出管２８に向かう１方向に流れることになる。
【００１１】
図２および図３には、ダイアフラム２２の端部付近の構造の詳細が示されている。ダイアフラム２２は、２枚のシート３６，３８から形成されている。また、ダイアフラム２２の周縁部には、環状の周縁リング４０が配置され、前記２枚のシート３６，３８に挟まれるようにして介在している。周縁リング４０は、図２，３および図４に示されるように、薄い円環板形状を有している。円環の半径方向２カ所には（図４において上部、下部）貫通孔４２，４４が設けられている。下部の貫通孔４４は通常はプラグ４６により封止されている。上部の貫通孔４２は配管４８および逆止弁５０を介して流体圧ゲージ（不図示）と連通している。稼動前、ダイアフラムの２枚のシート３６，３８は、図２に示すような、やや隙間のある状態となっている。ポンプの運転が開始されると、空洞２０内の圧力が高まり、この圧力によって２枚のシート３６，３８の間が詰まり、これらが密着され、図３に示すような状態となる。シート３６，３８の間には、稼動前に、液体が満たされているが、シート同士が密着することにより、貫通孔４２、配管４８および逆止弁５０を通ってプラグ５１より外部に排出される。逆止弁５０により一度排出した流体は逆流することがない。シート３６，３８が密着した後、プラグ５１を締める。
【００１２】
ポンプが正常に運転している場合は、ダイアフラムの２枚のシート３６，３８は密着しているため、空洞２０内の圧力は逆止弁５０および流体圧ゲージまで到達しない。ダイアフラムの２枚のシート３６，３８の一方または双方が破損すると、流体圧室２４またはダイアフラム室３０内の圧力が貫通孔４２、配管４８を通って逆止弁５０に到達し、この弁を押し開く。さらに、この圧力は流体圧ゲージに達し、これによりダイアフラム２２の破損が検出される。
【００１３】
ダイアフラムの２枚のシート３６，３８が密着するときに、例えば図５に示すように、周縁リング１４０厚みの中心とずれてしまった場合、周縁リング１４０の内縁先端付近で、図中Ａで示すようにシート３８が大きく屈曲を受けることになる。この部分は弱く、ダイアフラム２２の往復運動により繰り返し曲げを受けると、ここから破損しやすい。図５に示す周縁リング１４０のようにその内縁先端が比較的大きな弧を描き、丸くなっていると、前述のようにダイアフラム２２が中心から偏り、弱い部分を生じやすい。
【００１４】
本実施形態においては、図２および図３に示すように、周縁リング４０の内縁付近は、円環の中心に向かって徐々に薄くなっている。また、単一な曲面とせずに、凹面を形成し、先端をより薄く形成している。本実施形態の周縁リング４０の先端部分の厚さは、シート３６，３８の約半分、先端円弧の半径はシートの約１／４である。この形状の場合、図５に示す周縁リング１４０を使用していた装置に対して、シリンダヘッド１６、ダイアフラムヘッド１８の形状を変更しないで、採用することが可能である。以上の構成によって、稼動初期、ダイアフラムの２枚のシート３６，３８を密着するときに、周縁リング４０とダイアフラム２２の厚み中心がずれることを防止している。また、周縁リング内縁先端の強度が十分に欲しい場合には、先端部分の厚さをシート３６，３８と同程度にし、先端円弧の半径をシートの厚さの約半分まで大きくしてもダイアフラムの中心ずれを防ぐことができる。
【００１５】
図６には、周縁リングの先端形状の他の例が示されている。この周縁リング５４は、内縁先端付近がテーパ状になっており、図２および図３に示す周縁リング４０とは異なり、凹面が形成されていない。この場合、この周縁リング４０の形状に合わせて周囲の形状も変更する必要がある。したがって、この周縁リング５４を用いる場合は、そのテーパ部に対して、ほぼシート３６，３８の１枚の厚さに等しい間隙を形成するような形状のシリンダヘッド５６、ダイアフラムヘッド５８を採用する。
【００１６】
以上のように、周縁リングの内縁側の先端を薄くする、または尖らせる（テーパ形状とする）ことによって、２枚のシートが密着したときに、周縁リングの厚さ中心とダイアフラムの中心がずれることが防止され、ダイアフラムの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ダイアフラムポンプの概略構成を示す図である。
【図２】  本実施形態の周縁リングの詳細形状を示す断面図であり、特にダイアフラムを形成する２枚のシートが密着する前の状態を示している。
【図３】  本実施形態の周縁リングの詳細形状を示す断面図であり、特に２枚のシートが密着した後の状態を示している。
【図４】  周縁リングの概略形状を示す図である。
【図５】  周縁リング先端で、シートが大きく屈曲した状態を示す図である。
【図６】  周縁リングの形状の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０  ピストン、１６，５６  シリンダヘッド、１８，５８  ダイアフラムヘッド、２０  空洞、２２  ダイアフラム、３０  ダイアフラム室、３６，３８  シート、４０，５４  周縁リング、５２  凹面。
【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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