(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプシャフト(１６)の往復動によりポンプ動作が行われる往復動ポンプに於いて、ポンプシャフト(１６)の駆動手段を比例ソレノイド(１４)により構成してなることを特徴とする往復動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤフラム,  プランジャ,  ベローズ等が取着されたポンプシャフトを往復動せしめてポンプ動作が行なわれる往復動ポンプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の往復動ポンプに於けるポンプシャフトの駆動手段としては、ソレノイドとバネとを組み合わせた構成が用いられている。
【０００３】
斯かる構成において、ソレノイドは一般的な直流ソレノイドであり、通常、ソレノイドに電流を流すことにより吸引力が発生し、その吸引力によって、ソレノイド内部に設けられたプランジャにより、ポンプシャフトは一方向に駆動させられる。また、バネは、ソレノイドによる吸引力を消失させた際に、ポンプシャフトを他方向（前記一方向と異なる方向）に駆動させるように（いわゆるプランジャおよびポンプシャフトを元の位置に戻すように）構成されている。
【０００４】
従来技術に係る往復動ポンプにおいては、以上のように、ポンプシャフトを往復動させるための駆動手段が構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術に係る往復動ポンプは、一般的な直流ソレノイドを使用するものであるため、プランジャのストローク量が１ｍｍ程度しかとれないという難点がある。このため１ストローク当りの吐出量は当然に少なくなり、その結果、往復動ポンプの適用範囲が狭く限定されてしまうという不都合を有していた。
【０００６】
また、従来技術によれば、ソレノイドによる電気的吸引力と、電気的吸引力を消失させた際のバネによる機械的弾性力とを用いてストローク量の調節および駆動が行われているので、プランジャおよびポンプシャフトの動きを細かく、そして緩やかに制御することが困難であるので、オーバーフィードしたり、高粘度液の吸入時においてキャビテーションが発生するという問題を有していた。
【０００７】
それ故に、本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、十分な吐出量を確保でき、且つ一連のポンプ動作を容易に制御できる往復動ポンプの提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、上記課題を解決するために本発明が採った手段は、ポンプシャフト１６の往復動によりポンプ動作が行われる往復動ポンプに於いて、ポンプシャフト１６の駆動手段を比例ソレノイド１４により構成してなる点にある。
【０００９】
従って、上記発明特定事項からなる往復動ポンプにあっては、比例ソレノイド１４に電流を供給するとポンプシャフト１６が往復動してポンプ動作が行われる。
【００１０】
この場合に於いて、比例ソレノイド１４のプランジャのストローク量は大きいため、往復動ポンプの吐出量を十分に確保することができると共に、比例ソレノイド１４に出力するパルス数を変更することにより、ポンプシャフト１６のストローク量，ストローク速度及び単位時間当りのストローク数を容易に制御することができるため、例えば使用状況の変更にも幅広く柔軟に対応し得ることとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面に従って説明する。
【００１２】
図１に於いて、１はポンプ部２とケース本体３に収容した駆動部４とからなる往復動ポンプを示し、ポンプ部２はポンプヘッド５に形成したポンプ室６にダイヤフラム７が配され、ダイヤフラム７の往復動によりポンプ室６に連通する下方の吸入孔８から流体が吸入され、この流体が上方の吐出孔９から外部に吐出し得るように構成されている。１０は吸入孔８及び吐出孔９に夫々内装された逆止弁を示す。１１は吐出孔９から分岐したエア抜き孔で、該エア抜き孔１１には回転継手１２及びプラグ１３が装着されており、ポンプ室６内の気泡等のエアを外部に排出させるべく機能する。
【００１３】
１４は駆動部４を構成する比例ソレノイドであり、この比例ソレノイド１４で駆動可能に構成されたプランジャ１５の先端には、前記ダイヤフラム７の背面に一端部が固定されるポンプシャフト１６が連結されている。１７はポンプシャフト１６に外嵌されたスペーサで、ダイヤフラムが破損した場合に薬液の侵入を防止すべく取り付けられており、その外周面がケース本体３に固定されている。
【００１４】
１８は比例ソレノイド１４の下方位置に設けた駆動回路を示し、該駆動回路１８は２種類のパルス電流を発生させるパルス発生回路１９を有しており、一方のパルス発生回路１９ａは比例ソレノイド１４に断続的電流を流してプランジャ１５を往復動させるもので、そのパルス数はケース本体３の背面に設けられた調整ダイヤル２０により調整されて、プランジャ１５の動作、即ち往復動ポンプの吐出量を制御する。
また、他方のパルス発生回路１９ｂは、供給電流のパルス数を変更せしめて、プランジャ１５（ポンプシャフト１６）の位置を自由に制御するものであり、これによりプランジャ１５のストローク量，ストローク速度及び単位時間当りのストローク数が制御される。尚、このパルス発生回路１９ｂのパルス数の変更は、ケース本体３の外部に設けた調整手段（図示省略）により行われる。
【００１５】
本実施形態は以上のような特定事項からなり、基本的なポンプ動作は以下のようにして行われる。
【００１６】
先ず、往復動ポンプに電源を接続すると、駆動回路１８を介して比例ソレノイド１４の一方向に電流が流れて内部に電磁力が発生する。これが吸引力となって、ポンプシャフト１６はポンプ部２側に駆動させられる（以下、この方向に駆動させることを「往動させる」という。）。そして、ポンプシャフト１６をダイヤフラム７側に駆動させる（以下、この方向に駆動させることを「復動させる」という。）場合には、駆動回路１８を介して比例ソレノイド１４の他方向に電流を流して、ポンプシャフト１６を往動させた場合と反対方向の電磁力を比例ソレノイド１４に発生させる。そうすれば、プランジャ１５、ポンプシャフト１６およびダイヤフラム７が、往動前の元の位置に戻ることとなる。
【００１７】
本実施形態に係る往復動ポンプは、比例ソレノイド１４に供給する電流を制御することにより、プランジャ１５を往動および復動させて、ポンプシャフト１６の往復動を制御している。すなわち、ポンプシャフト１６が往動する際に、吸入側の逆止弁１０は開放され、吸入孔８からポンプ室６内に薬液等の液体が吸入される。そして、ポンプシャフト１６が復動する際に、ポンプ室６内の液体は開放された吐出側の逆止弁１０を介して吐出孔９から外部に吐出される。これが繰返されて一連のポンプ動作が行われることになる。
【００１８】
この場合に於いて、比例ソレノイド１４は、プランジャ１５を駆動させる際のストローク量が約５ｍｍ程度と大きいため、本実施形態によれば容積効率を向上させ、往復動ポンプの吐出量を十分に確保できるという利点がある。
【００１９】
また、他方のパルス発生回路１９ｂから比例ソレノイド１４に出力するパルス数を変更することにより、ポンプシャフト１６のストローク量、ストローク速度、単位時間当りのストローク数を容易に制御することもできる。したがって、液体の粘度に合わせてストローク速度を容易に調整することが可能であるので、高粘度液を吸入等する場合には低粘度液の場合よりもストローク速度を緩やかに行うことによって、高粘度液吸入時のキャビテーションを効果的に防止することができる。
【００２０】
さらに、比例ソレノイド１４に供給する電流を適当に制御することにより、プランジャ１５（ポンプシャフト１６）の往復動途中における停止・再開も可能であるので、様々な用途に対して往復動ポンプを適用することができる。したがって、オーバーフィードを効果的に防止し、吸入・吐出の定量性の確保を容易に行うことができる。
【００２１】
従って、かかる制御により、往復動ポンプの吸入波形および吐出波形が変更できるのは勿論のこと、液体の粘度が変わっても対応することが可能となり、更には脈動の発生を低減できる等、種々の要求に柔軟に対処し得ることとなって、その適用範囲が大幅に拡大するのである。
【００２２】
尚、上記実施形態に於いては、ポンプシャフト１６にダイヤフラム７を取り付けたダイヤフラム形式の往復動ポンプについて説明したが、本発明は決してこれに限定されるものではなく、例えばプランジャ形式やベローズ形式の往復動ポンプについても適用可能である。
【００２３】
また、本実施形態に係る往復動ポンプは、全体の特定事項が非常に簡易であるため、サーボやインバータ等を用いて構成された従来の往復動ポンプよりも、その製作を容易に且つ安価に行えるという実用的な効果も有する。
【００２４】
その他、ポンプ部２の具体的な特定事項も上記実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
【発明の効果】
叙上のように、本発明はポンプシャフトの駆動手段として従来の一般的な直流ソレノイドとは異なり、比例ソレノイドを使用してなるために、ポンプシャフトのストローク量が大幅に増加することになり、よって従来のものに比べて往復動ポンプの吐出量を十分に確保できるという格別の効果を得るに至った。
【００２６】
また、比例ソレノイドに供給する電流のパルス数等を変更することにより、ポンプシャフトのストローク量，ストローク速度,  単位時間当りのストローク数を容易に制御することができる利点もある。
【００２７】
従って、このような制御により、往復動ポンプの吐出波形が変更できるのは勿論のこと、液体の粘度が変わっても対応することが可能となり、更には脈動の発生を低減できる等、種々の要求に柔軟に対処し得ることとなって、その適用範囲が大幅に拡大するという特有の効果を奏する。
【００２８】
更に、上記の如く本発明に係る往復動ポンプは、全体の特定事項が非常に簡易であるため、その製作を容易に且つ安価に行えるという実用的な効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る往復動ポンプの一実施形態を示す一部断面正面図。
【符号の説明】
１４…比例ソレノイド
１５…プランジャ
１６…ポンプシャフト
【図１】
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