(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面の１つがダイアフラムによって形成された、前記ダイアフラムの往復動によって取扱液を吸引・吐出するポンプ室、
前記ダイアフラムに圧力の変化を伝達する作動流体を内部に収容し、前記ダイアフラムを介して前記ポンプ室に対向する作動流体室、
前記作動流体室における前記ダイアフラムに臨む壁面に形成されたところの、前記壁面に開口する開口部及び該開口部と反対側に位置し前記ダイアフラムに臨む底面を有する凹陥部、
前記作動流体室に収容された作動流体に周期的な圧力変動を付加して前記ダイアフラムを往復動させるダイアフラム駆動部、
前記底面に固定され、該底面から前記ダイアフラムに向かって突出する案内部材、
作動流体が貯留されている作動流体貯留槽、
前記作動流体貯留槽を前記作動流体室に前記凹陥部を介して接続する作動流体補給流路、及び
前記作動流体補給流路を開閉する作動流体制御弁を備えてなり、
前記作動流体制御弁は、
前記案内部材に嵌装され、前記案内部材に沿って前記ダイアフラムに対して往復動可能に設けられたところの、前記凹陥部における開口部を閉塞することができるように覆蓋する弁体と、
前記弁体が有する頭部が前記凹陥部における開口部から最も突出し得る距離を規制する規制手段と
前記凹陥部における開口部から突出する方向に前記弁体を付勢する付勢手段と、
前記弁体が前記凹陥部の開口部に近接したときにおいて前記作動流体補給流路を開とし、前記弁体が前記凹陥部の開口部から突出したときにおいて前記作動流体補給流路を閉とする作動流体補給流路開閉手段と、
を備えてなることを特徴とするダイアフラムポンプ。
【請求項２】
前記弁体は、前記凹陥部における開口部を覆蓋したときに、前記弁体におけるダイアフラムに臨む面が、前記作動流体室のダイアフラムに臨む壁面とともに、段差を有さずに連続面を形成するように、形成されてなる前記請求項１に記載のダイアフラムポンプ。
【請求項３】
前記規制手段は、前記案内部材における前記ダイアフラムに臨む側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイアフラムポンプ。
【請求項４】
前記案内部材は、柱状部材である請求項１〜３の何れか１項に記載のダイアフラムポンプ。
【請求項５】
前記付勢手段は、前記凹陥部の内壁面と前記弁体との間に介装されてなる請求項１〜４の何れか１項に記載のダイアフラムポンプ。
【請求項６】
前記付勢手段は、前記弁体と前記案内部材との間に介装されてなる請求項１〜５の何れか１項に記載のダイアフラムポンプ。
【請求項７】
前記付勢手段はコイルバネである請求項１〜６の何れか１項に記載のダイアフラムポンプ。
【請求項８】
壁面の１つがダイアフラムによって形成された、前記ダイアフラムの往復動によって取扱液を吸引・吐出するポンプ室、
前記ダイアフラムに圧力の変化を伝達する作動流体を内部に収容し、前記ダイアフラムを介して前記ポンプ室に対向する作動流体室、
前記作動流体室における前記ダイアフラムに臨む壁面に形成されたところの、前記壁面に開口する開口部及び該開口部と反対側に位置し前記ダイアフラムに臨む底面を有する凹陥部、
前記凹陥部に立設されたピン、
前記作動流体室に収容された作動流体に周期的な圧力変動を付加して前記ダイアフラムを往復動させるダイアフラム駆動部、
作動流体が貯留されている作動流体貯留槽、
前記作動流体貯留槽を前記作動流体室に前記凹陥部を介して接続する作動流体補給流路、及び前記作動流体補給流路を開閉する作動流体制御弁を備えてなり、
前記作動流体制御弁は、
前記ダイアフラムに対して往復動可能に設けられたところの、前記凹陥部における開口部を閉塞することができるように覆蓋する弁体と、
前記弁体の側面にその軸線に沿って形成され、前記ピンを収容する案内溝と、
前記凹陥部における開口部から突出する方向に前記弁体を付勢する付勢手段と、
前記弁体が前記凹陥部の開口部に近接したときにおいて前記作動流体補給流路を開とし、前記弁体が前記凹陥部の開口部から突出したときにおいて前記作動流体補給流路を閉とする作動流体補給流路開閉手段と、
を備え、
前記弁体は、前記案内溝に係合した前記ピンによって摺動範囲が規制されることを特徴とするダイアフラムポンプ。
【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に関し、特に、ダイアフラムポンプにおける吸い込み行程での負圧による作動流体の過補給、及び、過大な吐出圧が加わったときにおけるダイアフラムの破損を防止し得るダイアフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイアフラムポンプにおいては、ダイアフラムを駆動する作動流体から負圧によって分離した気体や、作動流体でのキャビテーションによって発生した気体を外部に排出するエア抜き弁を設けることが一般的である。
【０００３】
しかし、前記エア抜き弁から気体を排出する際に、作動流体も少量ではあるが外部に排出される。又、ダイアフラムポンプにおけるパッキンからも作動流体は若干ではあるが漏れる。
【０００４】
したがって、ダイアフラムポンプにおいては、作動流体が充填された作動流体室のダイアフラムに向かう壁面に凹陥部を設け、前記凹陥部の内側に、外部に漏れた分の作動流体を自動的に補給する作動流体制御弁を設けることが一般的であった。
【０００５】
作動流体制御弁としては、例えば、ダイアフラムに向かって付勢された、側面に連通孔を有する円筒形の弁体と、作動流体室に設けられた前記凹陥部の内部で、ダイアフラムに向かって延在するように、配置された案内部材とを備えた作動流体制御弁が用いられてきた。前記弁体は、前記案内部材上を摺動可能に形成される。そして、前記案内部材の内部に、作動流体を補給する作動流体補給流路が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ダイアフラムポンプが２台以上並列に接続された配管において、ダイアフラムポンプの吐出弁に、配管から流れてきた異物が付着したり、前記吐出弁の弁体に傷又は摩耗が存在していたりすることによって、吐出弁が完全に閉鎖しない場合には、閉鎖不完全なこの吐出弁を通して他のポンプからの吐出圧がダイアフラムに加わり、ダイアフラムが作動液室の壁面に過大な圧力で押し付けられることがある。特に、２連ダイアフラムポンプ又は３連ダイアフラムポンプにおいて、いずれか１基のダイアフラムポンプを停止し、残りのダイアフラムポンプの運転を継続した場合には、前記の現象が生じ易い。
【０００７】
従来のダイアフラムポンプにおける前記作動流体制御弁においては、弁体のダイアフラムに向かう面が前記凹陥部の開口部よりもさらに窪んだ状態において、弁体の先端外周部と前記凹陥部の内周面との間に隙間が存在していたので、前記の場合のようにダイアフラムが作動液室の壁面に過大な力で押し付けられた場合には、前記弁体の先端面と凹陥部における開口部とで形成される段差部分、あるいは凹陥部の内周面と前記弁体の外周面とで形成される隙間において、ダイアフラムが破損する場合があった。
【０００８】
本発明は、吸い込み行程における負圧で作動流体が過剰に補給されることが無く、且つ、従来の作動流体制御弁を備えるダイアフラムポンプとは異なり、過大な力がダイアフラムに加わった場合においてもダイアフラムが破損しないダイアフラムポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決することを目的とする本発明は、
１．壁面の１つがダイアフラムによって形成された、前記ダイアフラムの往復動によって取扱液を吸引・吐出するポンプ室、
前記ダイアフラムに圧力の変化を伝達する作動流体を内部に収容し、前記ダイアフラムを介して前記ポンプ室に対向する作動流体室、
前記作動流体室における前記ダイアフラムに臨む壁面に形成されたところの、前記壁面に開口する開口部及び該開口部と反対側に位置し前記ダイアフラムに臨む底面を有する凹陥部、
前記作動流体室に収容された作動流体に周期的な圧力変動を付加して前記ダイアフラムを往復動させるダイアフラム駆動部、
前記底面に固定され、該底面から前記ダイアフラムに向かって突出する案内部材、
作動流体が貯留されている作動流体貯留槽、
前記作動流体貯留槽を前記作動流体室に前記凹陥部を介して接続する作動流体補給流路、及び
前記作動流体補給流路を開閉する作動流体制御弁を備えてなり、
前記作動流体制御弁は、
前記案内部材に嵌装され、前記案内部材に沿って前記ダイアフラムに対して往復動可能に設けられたところの、前記凹陥部における開口部を閉塞することができるように覆蓋する弁体と、
前記弁体が有する頭部が前記凹陥部における開口部から最も突出し得る距離を規制する規制手段と
前記凹陥部における開口部から突出する方向に前記弁体を付勢する付勢手段と、
前記弁体が前記凹陥部の開口部に近接したときにおいて前記作動流体補給流路を開とし、前記弁体が前記凹陥部の開口部から突出したときにおいて前記作動流体補給流路を閉とする作動流体補給流路開閉手段と、
を備えてなることを特徴とするダイアフラムポンプである。
【００１０】
前記課題を解決することを目的とする別の本発明は、
２．壁面の１つがダイアフラムによって形成された、前記ダイアフラムの往復動によって取扱液を吸引・吐出するポンプ室、
前記ダイアフラムに圧力の変化を伝達する作動流体を内部に収容し、前記ダイアフラムを介して前記ポンプ室に対向する作動流体室、
前記作動流体室における前記ダイアフラムに臨む壁面に形成されたところの、前記壁面に開口する開口部及び該開口部と反対側に位置し前記ダイアフラムに臨む底面を有する凹陥部、
前記凹陥部に立設されたピン、
前記作動流体室に収容された作動流体に周期的な圧力変動を付加して前記ダイアフラムを往復動させるダイアフラム駆動部、
作動流体が貯留されている作動流体貯留槽、
前記作動流体貯留槽を前記作動流体室に前記凹陥部を介して接続する作動流体補給流路、及び前記作動流体補給流路を開閉する作動流体制御弁を備えてなり、
前記作動流体制御弁は、
前記ダイアフラムに対して往復動可能に設けられたところの、前記凹陥部における開口部を閉塞することができるように覆蓋する弁体と、
前記弁体の側面にその軸線に沿って形成され、前記ピンを収容する案内溝と、
前記凹陥部における開口部から突出する方向に前記弁体を付勢する付勢手段と、
前記弁体が前記凹陥部の開口部に近接したときにおいて前記作動流体補給流路を開とし、前記弁体が前記凹陥部の開口部から突出したときにおいて前記作動流体補給流路を閉とする作動流体補給流路開閉手段とを備え、
前記弁体は、前記案内溝に係合した前記ピンによって摺動範囲が規制されることを特徴とするダイアフラムポンプである。
【００１１】
本発明の好適な態様において、前記弁体は、前記凹陥部における開口部を覆蓋したときに、前記弁体におけるダイアフラムに臨む面が、前記作動流体室のダイアフラムに臨む壁面とともに、段差を有さずに連続面を形成するように、形成されてなる。
【００１２】
本発明の他の好適な態様において、前記規制手段は、前記案内部材における前記ダイアフラムに臨む側の端部に形成されている。
【００１３】
本発明のさらに他の好適な態様において、前記案内部材は、柱状部材である。
【００１４】
本発明の別の態様においては、前記付勢手段は、前記凹陥部の内壁面と前記弁体との間に介装されてなる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様においては、前記付勢手段は、前記弁体と前記案内部材との間に介装されてなる。
【００１６】
本発明の具体的な態様においては、前記付勢手段はコイルバネである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  図１は、本発明のダイアフラムポンプの一例を示す縦断面図である。
【図２】  図２は、図１に示されたダイアフラムポンプにおける作動油制御弁の詳細な構成を示す縦断面図である。
【図３】  図３は、図１及び図２に示された作動油制御弁の動作を示す概略図である。
【図４】  図４は、案内部材及び弁体として、円柱状の案内部材、及び前記案内部材が挿入される、一端のみが開口した空間を有する弁体を用いた作動流体制御弁の一例を示す縦断面図である。
【図５】  図５は、凹陥部の内側面に往復動可能に嵌装された弁体と、前記弁体をダイアフラムに向かう方向に付勢する付勢手段と、作動流体補給流路を開閉する作動流体開閉手段と、前記弁体が前記凹陥部における開口部から最も突出し得る距離を規制する規制手段とを備えた作動流体制御弁の一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
１．本発明のダイアフラムポンプの例
以下、図面を用いて、本発明のダイアフラムポンプの一例について説明する。
【００２１】
本発明のダイアフラムポンプの一例を図１に示す。
【００２２】
図１に示されたダイアフラムポンプは、略円盤状の形状を有し、且つ一方の面に第１の凹陥部Ａ１０が形成されたポンプヘッドＡと、前記ポンプヘッドＡにおける第１の凹陥部Ａ１０を覆蓋するダイアフラムＣと、前記ダイアフラムＣを介してボルトによって前記ポンプヘッドＡに固定され、そして、前記ポンプヘッドＡと同一の直径を有する円盤の形状をなすポンプベースＢとを備える。
【００２３】
前記ポンプヘッドＡにおいては、前記第１の凹陥部Ａ１０とダイアフラムＣとによってポンプ室Ａ１が形成されている。前記ポンプヘッドＡには、前記ポンプ室Ａ１に取扱液が吸引される流路である吸引流路Ａ１１、及び前記ポンプ室Ａ１から取扱液が吐出される流路である吐出流路Ａ１２が形成されている。前記吸引流路Ａ１１及び吐出流路Ａ１２には、それぞれ逆止弁である吸引弁Ａ２１及び吐出弁Ａ２２が設けられている。
【００２４】
前記ポンプベースＢは、前記ダイアフラムＣを介して前記第１の凹陥部Ａ１０に対向する、擂り鉢状の形状を有する第２の凹陥部Ｂ１０を備えている。前記第２の凹陥部Ｂ１０と前記ダイアフラムＣとによって、作動油室Ｂ１が形成されている。作動油室Ｂ１の底部には、前記ダイアフラムＣに臨む底面を有する、略円筒状の第３の凹陥部Ｂ２が形成されている。前記第３の凹陥部Ｂ２の開口部は、円錐面状に面取りされ、弁座Ｂ２１が形成されている。
【００２５】
なお、この例においては、前記作動油室が、本発明における作動流体室である。
【００２６】
ポンプベースＢには、更に、円筒状の形状を有する第４の凹陥部Ｂ３が、前記第３の凹陥部Ｂ２の反対側に設けられている。前記第３の凹陥部Ｂ２と前記第４の凹陥部Ｂ３との間には隔壁Ｂ３１が形成されている。前記第４の凹陥部Ｂ３には、シリンダＢ４が嵌装されている。前記シリンダＢ４もボルトによってポンプベースＢに固定されている。尚、前記隔壁Ｂ３１には、連通孔Ｂ２２、及び後述する作動油制御弁Ｄを固定する作動油制御弁取付孔Ｂ２３が設けられている。
【００２７】
前記シリンダＢ４にはピストンＢ５が往復動可能に嵌装されている。
【００２８】
なお、この例においては、このシリンダーＢ４とピストンＢ５とを含んで、本発明におけるダイアフラム駆動部が、形成される。
【００２９】
前記作動油室Ｂ１、第３の凹陥部Ｂ２、連通孔Ｂ２２、及び第４の凹陥部Ｂ３とシリンダＢ４の内面とピストンＢ５の端面とで形成される空間には、作動油が充填されている。
【００３０】
前記ポンプベースＢにおける、ダイアフラムＣ及びポンプヘッドＡが固定された面とは反対側の面には、作動油を貯留する作動油貯留槽Ｅが固定されている。なお、この作動油貯留槽は本発明における作動流体貯留槽の一例である。
【００３１】
前記第３の凹陥部Ｂ２の内部には、作動油制御弁Ｄが設けられている。この作動油制御弁Ｄは、本発明における作動流体制御弁の一例である。作動油制御弁Ｄの一端は、隔壁Ｂ３１に設けられた作動油制御弁取付孔Ｂ２３に嵌装され、固定されている。
【００３２】
前記ポンプベースＢには、前記作動油貯留槽Ｅと前記作動油制御弁取付孔Ｂ２３とを連通する作動油補給孔Ｂ２４が設けられている。作動油補給孔Ｂ２４の途中には逆止弁である作動油補給弁Ｂ２５が介装されている。なお、作動油貯留槽Ｅから前記作動油補給孔Ｂ２４を経由して前記作動油室Ｂ１に至る流路が、本発明における作動流体補給流路の一例である。また、前記作動油補給弁Ｂ２５が、本発明における作動流体制御弁の一例である。
【００３３】
前記作動油制御弁Ｄの詳細な構成を図２に示す。
【００３４】
作動油制御弁Ｄは、前記第３の凹陥部Ｂ２の内部においてダイアフラムＣに向かって突出する略円筒状の案内部材１と、前記案内部材１に摺動可能に嵌装された、前記第３の凹陥部Ｂ２の開口部を覆蓋する弁体２と、前記弁体２をダイアフラムＣに向かって付勢するコイルバネ３とを備えている。尚、このコイルバネ３は、この発明における付勢手段の一例である。
【００３５】
前記案内部材１は、略円柱形の形状を有する案内部材本体１０と、前記案内部材本体１０におけるダイアフラムＣに臨む側の端部に形成された、前記案内部材本体１０よりも大きな直径を有するストッパ１２と、前記案内部材本体１０におけるピストンＢ５に臨む側の端部に形成された、作動油制御弁取付孔Ｂ２３に挿入される取付部１３とを有する。
【００３６】
ストッパ１２におけるダイアフラムＣに臨むストッパ端面１２ｂは、案内部材１の中心軸に直交する平面であり、第３の凹陥部Ｂ２の開口部Ｂ２１における縁を形成する円周が属する平面と同一の平面上にある。なお、この開口部Ｂ２１は、弁座を構成する。ストッパ１２と案内部材本体１０との間には段差１２ａが形成されている。このストッパ１２は、この発明における規制手段の一例である。
【００３７】
取付部１３は、案内部材本体１０よりも小さな外径を有している。尚、前記取付部１３は、作動油制御弁取付孔Ｂ２３に嵌着可能な内径を有している。したがって、前記案内部材本体１０と取付部１３との間には段差１３ａが形成されている。前記段差１３ａは第３の凹陥部Ｂ２の底面に当接し、一方、前記取付部１３の末端は、隔壁Ｂ３１におけるピストンＢ５に臨む側の面から前記ピストンＢ５に向かって突出し、且つ固定ナット１４が螺合している。前記取付部１３における、固定ナット１４と、隔壁Ｂ３１におけるピストンＢ５に臨む側の面との間には、案内部材１が前記作動油制御弁取付孔Ｂ２３の内部において回転することを阻止する止め輪１５が嵌装されている。
【００３８】
前記案内部材本体１０の内部には、作動油補給孔Ｂ２４に連通する、略Ｔ字型の第１の連通孔１１が穿孔されている。
【００３９】
第１の連通孔１１は、案内部材１の中心軸に平行に延在し、且つピストンＢ５に臨む側の末端が開口し、ダイアフラムＣ寄りの末端が閉じた盲穴である第１枝孔１１ａと、前記第１枝孔１１ａにおけるダイアフラムＣ寄りの末端において前記第１枝孔１１ａと交差し、且つ案内部材１の中心軸と直角の方向に延在する連通孔である第２枝孔１１ｂとを備える。前記取付部１３には、前記第１枝孔１１ａと作動油補給孔Ｂ２４とを連通する第３枝孔１１ｃが設けられている。前記第１枝孔１１ａにおける、前記第３の枝孔よりもピストンＢ５寄りの部分には栓１１ｄが螺合している。
【００４０】
案内部材１の側面には、前記第２枝孔１１ｂの両端が開口し、更に、前記第２枝孔１１ｂの開口部から前記ストッパ１２に向かう方向に延びる第１連通溝１６が設けられている。
【００４１】
弁体２においては、前記案内部材１が挿入される、案内部材挿入孔２０が内部に形成されている。前記案内部材挿入孔２０は、案内部材本体１０を摺動させることのできる内径を有するが、ダイアフラムＣに臨む開口部及び前記開口部の近傍においては、前記ストッパ１２を摺動させることのできる内径を有する。前記案内部材挿入孔２０における、案内部材本体１０を摺動可能に挿入する部分の内壁と、ストッパ１２を摺動可能に挿入する部分の内壁との間には、段差２０ａが形成されている。
【００４２】
前記弁体２におけるダイアフラムＣに臨む側の端部には、前記弁体収容室Ｂ２の開口を閉塞する弁体頭部２２が形成されている。弁体頭部２２は、ダイアフラムＣに向かって拡大する外径を有し、ダイアフラムＣに対向する側に、案内部材１の中心軸に直交する平面であるダイアフラム当接面２２ｂを有する。前記ダイアフラム当接面２２ｂの中央部には、前記案内部材挿入孔２０の一端が開口している。前記ダイアフラム当接面２２ｂの反対側には、閉時、即ち前記弁体２が弁体収容室Ｂ２の開口を閉塞するときに、弁座Ｂ２１に当接する円錐面２２ａが形成されている。前記ダイアフラム当接面２２ｂは、閉時には、前記ストッパ端面１２ｂと同一平面を形成し、前記ストッパ端面１２ｂと共に、作動油室Ｂ１を形成する第２凹陥部Ｂ１０の擂り鉢型の壁面における底面を形成する。一方、開時即ち前記弁体２が弁体収容室Ｂ２の開口を閉塞していないときには、前記ダイアフラム当接面２２ｂは、前記ストッパ端面１２ｂよりもダイアフラムＣ寄りに突出した位置にあり、前記円錐面２２ａと前記弁座Ｂ２１との間には隙間が形成される。
【００４３】
前記弁体２の外側面における、弁体頭部２２に隣接する部分には、第２の連通孔２１の一端が開口している。第２の連通孔２１は、案内部材１の中心軸と直角方向に延在する、前記弁体２の外側面と、作動油補給弁Ｂ２５、作動油補給孔Ｂ２４、及び前記案内部材１における第１の連通孔１１とを連通し、作動油室Ｂ１に作動油を補給する連通孔であり、他端は案内部材挿入孔２０の壁面に開口している。案内部材挿入孔２０の壁面には、前記第２の連通孔２１の開口部から隔壁Ｂ３１に向かう方向に延びる第２連通溝２６が設けられている。なお、この例においては、作動流体補給流路開閉手段が、前記第１の連通孔１１と、前記第１連通溝１６、第２の連通孔２１及び第２連通溝２６を有して形成されている。
【００４４】
弁体２の外側面における、前記第２の連通孔２１が開口した位置よりもピストンＢ５寄りの部分には、コイルバネ３を受ける段差２ａが設けられている。弁体２における、前記段差２ａよりもピストンＢ５寄りの部分は、コイルバネ３の内径よりも小さな内径を有し、前記コイルバネ３の内側に挿入されている。
【００４５】
図１及び図２に示されたダイアフラムポンプにおける作動油制御弁Ｄの動作の概略を図３に示す。
【００４６】
通常状態での送液時においては、図３の（Ａ）に示されるように、作動油制御弁Ｄの弁体２は、最もポンプ室Ａ１に近接した状態にある。この状態においては、弁体２における段差２０ａが、案内部材１における段差１２ａと当接し、したがって、図３の（Ａ）に示された位置よりも弁体２がポンプ室Ａ１に近接することが阻止される。又、弁体頭部２２における円錐面２２ａと第３の凹陥部Ｂ２における弁座Ｂ２１との間には隙間が開いているから、第４の凹陥部Ｂ３において、ピストンＢ５（図示せず。）がシリンダＢ４（図示せず。）内を往復動することによって生じた周期的な圧力変動は、連通流路Ｂ２２及び第３の凹陥部Ｂ２を経由して作動油室Ｂ１に伝達され、ダイアフラムＣを往復動させる。一方、案内部材１の側面に設けられた第１連通溝１６と、弁体２における案内部材挿入孔２０の壁面に設けられた第２連通溝２６とは連通した状態にはないから、第１の連通孔１１及び第２の連通孔２１は連通した状態になく、したがって、作動油補給弁Ｂ２５及び作動油補給孔Ｂ２４と第３の凹陥部Ｂ２とは連通した状態にはない。よって、作動油貯留槽Ｅから作動油室Ｂ１に作動油が補給されることはない。
【００４７】
ここで、作動油室Ｂ１中の作動油が何らかの理由で作動油室Ｂ１外に漏れ、作動油室Ｂ１中の作動油の量が減少すると、ダイアフラムＣは、下死点付近において、作動油制御弁Ｄ側に移動する。そして、弁体頭部２２におけるダイアフラム当接面２２ｂに当接し、第３の凹陥部Ｂ２の底面に向かって弁体２を押圧するようになる。これに伴い、弁体２は、第３の凹陥部Ｂ２の底面に向かって移動し、前記第１連通溝１６と第２連通溝２６とが連通する。この状態を図３の（Ｂ）に示す。
【００４８】
図３の（Ｂ）に示された状態においては、上述のように、第１連通溝１６と第２連通溝２６とが連通しているから、第１の連通孔１１における第２枝孔１１ｂと、第２の連通孔２１とが連通し、よって、作動油補給孔Ｂ２４と第１の連通孔１１と第２の連通孔２１とが連通する。一方、弁体頭部２２の円錐面２２ａと第３の凹陥部Ｂ２における弁座Ｂ２１との間には未だ隙間が存在するから、前記第３の凹陥部Ｂ２と作動油室Ｂ１とは連通した状態にある。よって、作動油補給孔Ｂ２４は、第１の連通孔１１、第２の連通孔２１、及び第３の凹陥部Ｂ２を介して作動油室Ｂ１に連通している。そして、ピストンＢ５（図示せず。）は下死点にあるから、前記第３の凹陥部Ｂ２及び作動油室Ｂ１のいずれも減圧状態にある。よって、作動油貯留槽Ｅに貯留された作動油は、作動油補給孔Ｂ２４、第１の連通孔１１、第２の連通孔２１、及び第３の凹陥部Ｂ２を通って作動油室Ｂ１に吸引される。作動油室Ｂ１に作動油が吸引されるにつれ、ダイアフラムＣの下死点における位置は、次第にポンプ室Ａ１寄りに移動する。ここで、弁体２は上述のようにコイルバネ３によってダイアフラムＣに向かって付勢されているから、ダイアフラムＣの下死点の位置がポンプ室Ａ１寄りに移動するにつれて、弁体２の位置もポンプ室Ａ１寄りに移動し、第１の連通孔１１と第２の連通孔２１との間の接続が断たれる。これによって、作動油補給孔Ｂ２４、第１の連通孔１１、第２の連通孔２１、及び第３の凹陥部Ｂ２により形成される作動油室Ｂ１への作動油補給流路は閉じられ、作動油室Ｂ１内への作動油の補給は終了する。
【００４９】
異物が介在する等の理由によって吐出側チェッキ弁Ａ２２が完全には閉鎖しなくなった場合には、前記吐出側チェッキ弁Ａ２２を通して他のポンプからの吐出圧がポンプ室に加わることがある。このような場合等、ポンプ室Ａ１内部の圧力が高くなり過ぎたときには、図３において（Ｃ）に示されるように、ダイアフラムＣは、作動油室Ｂ１の壁面、及び弁体頭部２２におけるダイアフラム当接面２２ｂに押し付けられる。したがって、弁体２は、第３の凹陥部Ｂ２における底面に向かって押圧され、弁体頭部２２における円錐面２２ａが第３の凹陥部Ｂ２における弁座Ｂ２１に当接することによって、第３の凹陥部Ｂ２の開口部は弁体２によって覆蓋ないし閉塞される。したがって、前記作動油補給流路が閉塞されるので、作動油室Ｂ１内に作動油が供給されることがないので、作動油室Ｂ１の内部に過剰な圧力が加わることが防止される。
【００５０】
前記状態においては、弁体頭部２２におけるダイアフラム当接面２２ｂには前記吐出圧が作用するから、弁体２は、より確実に第３の凹陥部Ｂ２の開口部を覆蓋する。加えて、前記状態においては、前記弁体頭部２２におけるダイアフラム当接面２２ｂと、案内部材１におけるストッパ端面１２ｂとは、同一平面上に位置し、且つ作動油室Ｂ１の擂り鉢型の壁面における底面を形成する。したがって、弁体２と第３の凹陥部Ｂ２における開口部との間、ダイアフラム当接面２２ｂとストッパ端面１２ｂとの境界、及びダイアフラム当接面２２ｂと第３の凹陥部Ｂ３との境界部のいずれにおいても、ダイアフラムＣが吐出側圧力によって破損することがない。
【００５１】
２．例２
本発明に係るダイアフラムポンプの別の例である例２のダイアフラムポンプについて、作動油制御弁近傍の構造を図４に示す。図４において、図１〜図３と同一の符号は、特に断りがない限り図１〜図３における同一物を示す。尚、例２のダイアフラムポンプは、作動油制御弁Ｄ以外は例１のダイアフラムポンプと同一の構造を有している。尚、例１のダイアフラムポンプと同様、例２のダイアフラムポンプにおいても、前記作動油制御弁Ｄは、本発明のダイアフラムポンプにおける作動流体制御弁に相当する。
【００５２】
図４に示されるように、例２のダイアフラムポンプにおける作動油制御弁Ｄの備える案内部材１は、略円柱形の案内部材本体１０と、前記案内部材本体１０におけるダイアフラムＣに臨む側の端部に形成され、前記案内部材本体１０よりも大きな直径を有する円柱状の弁体係合部１７と、前記案内部材本体１０におけるピストンＢ５に臨む側の端部に形成され、作動油制御弁取付孔Ｂ２３に挿入される取付部１３とを有する。前記案内部材１も、例１のダイアフラムポンプにおける案内部材１と同様、弁体収容室Ｂ２の底面から開口に向かって突出する案内部材である。
【００５３】
前記案内部材１において、前記弁体係合部１７と案内部材本体１０との間には段差１７ａが形成されている。一方、前記弁体係合部１７におけるダイアフラムＣ側の端面には、円環状のバネ受け溝１７ｂが形成されている。
案内部材１の内部には、第１連通孔１１が設けられている。前記第１連通孔１１は、前記弁体係合部１７の端面から取付部１３に向かって案内部材１の中心軸に沿って穿孔された有底孔である第１枝孔１１ａと、前記弁体係合部１７において、直径方向に沿って穿孔され、前記第１枝穴１１ａに直交する第２枝孔１１ｂと、前記第１枝孔１１ａの底部において、前記第１枝孔１１ａに直交する第３枝孔１１ｃとを備え、前記第３枝孔１１ｃにおいて、作動油補給孔Ｂ２４に連通している。前記第１の枝孔１１ａの開口部、言い換えればダイアフラムＣに臨む側の末端には、栓１１ｄが螺合している。前記第２枝孔１１ｂの両端部には、拡大部である第１連通溝１６が形成されている。
【００５４】
前記案内部材１における前記弁体係合部材１７には、弁体２が摺動可能に被嵌し、言い換えれば覆い被さるように填っている。
【００５５】
弁体２は、略円筒状の弁体本体２３と、前記弁体本体２３におけるダイアフラム（図示せず。）に臨む側の端部に形成された弁体頭部２２とを備える。前記弁体頭部２２は、ダイアフラムＣに向かって外径の拡大する略円錐台状の形状を有し、前記ダイアフラムＣに臨む側に、案内部材１の中心軸と直角に形成された平面であるダイアフラム当接面２２ｂを有する。
【００５６】
弁体本体２３の内部には、前記弁体係合部１７が挿入される円筒形の案内部材挿入孔２０が設けられている。前記案内部材挿入穴２０は、弁体係合部１７の外径と実質的に等しい内径を有する。
【００５７】
前記弁体本体２３の側面には、外側面と案内部材挿入孔２０とを連通する第２連通孔２１が開口し、更に、前記第２連通孔２１と弁体頭部２２との間に、前記弁体係合部１７と弁体本体２３と弁体頭部２２とで形成される空間の内部に作動油が滞留しないようにする作動油流通口２１’が開口している。前記第２連通孔２１における案内部材挿通孔側の末端には、拡大部である第２連通溝２６が形成されている。前記第２連通孔２１及び第２連通溝２６、並びに前記案内部材１における第１連通孔１１及び第１連通溝１６は、本発明のダイアフラムポンプにおける作動流体制御弁における作動流体補給流路開閉手段に相当する。
【００５８】
弁体頭部２２における前記バネ受け溝１７ｂに対向する面は、前記案内部材挿入孔２０における底面を形成している。前記弁体頭部２２と案内部材１における弁体係合部１７との間には、本発明のダイアフラムポンプにおける作動流体制御弁の備える付勢手段に相当するコイルバネ３が嵌装されている。前記案内部材挿入孔２０における底面の中央部には、コイルバネ３の内径とほぼ同一の外径を有する略円筒状のバネ受け凸部２０ｂが形成され、前記コイルバネ３の一端は、前記バネ受け凸部２０ｂの外側に嵌装されている。尚、前記コイルバネ３の他端は、前記弁体係合部１７におけるバネ受け溝１７ｂの内部に嵌装されている。
【００５９】
前記案内部材挿入孔２０における弁体収容室Ｂ２の底面に臨む末端の近傍には、図４に示された状態において、案内部材１における段差１７ａに当接し、弁体２が、図４に示された位置から更にダイアフラムに向かう方向に移動するのを阻止する止め輪２４が付けられている。前記止め輪２４は、弁体２が所定の位置を越えてダイアフラムに近接しないように弁体２を規制する弁体規制手段としての機能を有する。
【００６０】
図１〜図３に示された作動油制御弁Ｄと同様、図４に示された作動油制御弁Ｄにおいても、ダイアフラムポンプが正常運転状態にあるときは、弁体２は弁体収容室Ｂ２から最も突出した状態にあり、第２連通孔２１は、第１連通孔１１に連通していないから、作動油貯留槽（図示せず。）に貯留されている作動油が、作動油室Ｂ１に補給されることはない。
【００６１】
一方、作動油室Ｂ１内部の作動油の量が減少すると、ダイアフラム（図示せず。）は、下死点の付近においては、正常の位置よりも作動油制御弁Ｄ側に移動する。よって、ダイアフラム（図示せず。）は、作動油制御弁Ｄに当接し、弁体２を弁体収容室Ｂ２の底面に向かう方向に押圧する。これに伴い、第１連通溝１６と第２連通溝２６とが連通して、作動油貯留槽（図示せず。）に貯留されている作動油が、作動油補給孔Ｂ２４、第１連通孔１１、及び第２連通孔２１を通して作動油室Ｂ１に補給される。作動油室Ｂ１に作動油が補給されるとダイアフラムＣの下死点はポンプ室（図示せず。）側に移動し、これに伴い、作動油制御弁Ｄも図４に示された状態に戻るから、作動油貯留室への作動油の補給は終了する。
【００６２】
ポンプ室（図示せず。）に過大な圧力が加わると、ダイアフラム（図示せず。）が作動油制御弁Ｄに強く押し付けられるから、弁体頭部２２は弁体収容室Ｂ２の開口に嵌合し、弁体収容室Ｂ２は弁体２により閉塞される。したがって、作動油は作動油室Ｂ１には供給されない。
【００６３】
図４に示された作動油制御弁Ｄにおいては、案内部材１における弁体係合部１７は、弁体２により被嵌されているから、前記案内部材１におけるダイアフラム側の端面が前記ダイアフラムＣに当接することはない。よって、前記案内部材１においては、ダイアフラム面Ｃを精密に仕上げる必要がないから、前記作動油制御弁Ｄは、図１〜図３に示された例１の作動油制御弁Ｄと比較して更に工作が簡易である。さらに、弁体２におけるダイアフラム当接面２２ｂには、弁体２の位置の如何によらず段差ができることがないから、他のポンプからの吐出圧がポンプ室に加わった場合等、過大な圧力がポンプ室に加わった場合におけるダイアフラムの破損が更に少ないという特長も有している。
【００６４】
３．例３
例３のダイアフラムポンプは、図１に示されるダイアフラムポンプにおいて、弁体収容室Ｂ２の側壁面により案内される弁体２を有する作動油制御弁Ｄを備えてなる例である。
【００６５】
前記例３のダイアフラムポンプにおける作動油制御弁Ｄの構造を図５に示す。図５において、図１〜図３と同一の符号は、特に断りが無い限り図１〜図３における同一物を示す。
【００６６】
図５に示されるように、弁体収容室Ｂ２の側面における中央部に作動油補給孔Ｂ２４が開口し、前記弁体収容室Ｂ２の開口近傍にピン４が立設されている。前記作動油補給孔Ｂ２４の開口近傍には、拡大部である第１連通溝１６が形成されている。
【００６７】
弁体２は、略円筒状の形状を有し、弁体収容室Ｂ２の内部を摺動する弁体本体２３と、前記弁体本体２３におけるダイアフラムＣ側の端部に形成された弁体頭部２２とを有する。前記弁体頭部２２においては、ダイアフラムＣに臨む側に、弁体本体２３の中心軸に直交する平面であるダイアフラム当接面２２ｂが形成され、前記ダイアフラム当接面２２ｂとは反対側に、前記弁体本体２３からダイアフラムＣに向かって拡大し、弁体収容室Ｂ２の閉塞時に弁座Ｂ２１に当接する円錐面２２ａが形成されている。
【００６８】
弁体本体２３の外側面には、弁体本体２３における前記円錐面２２ａに隣接する側の端部から弁体頭部２２が形成された側とは反対側の他端に向けて、前記弁体本体２３の中心軸に対して平行に形成された第２連通溝２６、及び前記弁体本体２３の中心軸を挟んで、第２連通溝２６の反対側に、前記第２連通溝２６に対して平行に形成された案内溝２５が設けられている。前記第２連通溝２６は、弁体頭部２２が弁座Ｂ２１に近接し、又は当接した状態において、作動油補給孔Ｂ２４と連通し、前記弁体２が前記弁体収容室Ｂ２から最大限に突出した状態、即ち図５に示される状態においては、作動油補給孔Ｂ２４に連通しない程度の長さに形成されている。前記第２連通溝２６及び弁体収容室Ｂ２における第１連通溝１６は、本発明のダイアフラムポンプが備える作動流体制御弁における作動流体補給流路開閉手段に相当する。案内溝２５には前記ピン４が係合し、これによって弁体２の摺動範囲が規制される。よって、前記案内溝２５及び前記ピン４は、前記弁体規制手段としての機能を有する。
【００６９】
前記弁体２が備える弁体頭部２２における弁体収容室Ｂ２の底面に臨む側の面と、弁体収容室Ｂ２における底面との間には、本発明のダイアフラムポンプが備える作動流体制御弁における付勢手段に相当するコイルバネ３が挿入されている。
【００７０】
図１〜図３に示された作動油制御弁と同様、図５に示された作動油制御弁においても、ダイアフラムＣの下死点が正常な位置にあるときは、弁体２は弁体収容室Ｂ２から最も突出した状態にあり、作動油補給孔Ｂ２４は、第２連通溝２６に連通していない。よって、作動油貯留槽Ｅに貯留されている作動油が、作動油室Ｂ１に補給されることはない。
【００７１】
作動油室Ｂ１内部の作動油の量が減少すると、ダイアフラムＣの下死点における位置は、正常の位置よりも作動油制御弁Ｄ側に移動する。よって、ダイアフラムＣは、作動油制御弁Ｄに当接し、弁体２を弁体収容室Ｂ２の底面に向かう方向に押圧する。これに伴い、前記第２連通溝２６と第１連通溝１６とが連通するから、前記第１連通溝１６及び第２連通溝２６を介して作動油補給孔Ｂ２４と作動油室Ｂ１とが連通し、作動油貯留槽（図示せず。）に貯留されている作動油が、作動油補給孔Ｂ２４、第１連通溝１６、及び第２連通溝２６を通して作動油室Ｂ１に補給される。作動油室Ｂ１に作動油が補給されるとダイアフラムＣの下死点はポンプ室（図示せず。）側に移動し、正常位置に戻る。これに伴い、作動油制御弁Ｄも図５に示された状態に戻り作動油貯留室への作動油の補給は終了する。
【００７２】
ポンプ室（図示せず。）に過大な圧力が加わると、ダイアフラム（図示せず。）が作動油制御弁Ｄに強く押し付けられるから、弁体頭部２２は弁体収容室Ｂ２の開口に嵌合し、よって弁体収容室Ｂ２は弁体頭部２２により閉塞される。したがって、作動油は作動油室Ｂ１には供給されない。
【００７３】
図５に示された作動油制御弁Ｄにおいては、例１及び例２のダイアフラムポンプにおける作動油制御弁Ｄとは異なり、弁体収容室Ｂ２の底面から突出した案内部材が不要になるから、図１〜図４に示された作動油制御弁と比較して更に構造が簡略になり、したがって製造が更に容易になるという特長がある。
【００７４】
４．補足説明
本発明のダイアフラムポンプにおいては、作動流体は、ダイアフラムに圧力変化を伝達する機能を有し、例１〜例３のダイアフラムポンプにおける作動油の他に、水、エチレングリコール及びプロピレングリコール等のグリコール類、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリグリコール類、並びにグリセリン等の圧力媒体として用いることのできる液体を挙げることができる。
【００７５】
本発明のダイアフラムポンプにおけるダイアフラム駆動手段は、作動流体室中の作動流体に圧力変動を与えてダイアフラムを往復動させる機能を有し、具体的には、前記例１〜例３のダイアフラムポンプにおけるシリンダＢ４とピストンＢ５との組合せのように、前記作動流体に周期的な圧色変動を与えるダイアフラム駆動装置を挙げることができる。
【００７６】
本発明のダイアフラムポンプの備える作動流体制御弁は、弁体収容室内において、前記ダイアフラムに対して往復動可能に形成された弁体を備えていれば、前記例１〜例３のダイアフラムポンプにおける弁体２のような弁体を備える作動流体制御弁には限定されない。前記作動流体制御弁としては、例えば、柄部を有する弁体と、前記弁体における柄部が挿入される貫通孔又は有底孔を有する案内部材とを備える作動流体制御弁等を挙げることができる。
【００７７】
前記作動流体制御弁が備える付勢手段としては、例１〜例３のダイアフラムポンプにおけるコイルバネ３のような円筒形コイルバネの他、円錐形コイルバネ等を挙げることができる。他には、長方形板バネ、三角板バネ、及び重ね板バネ等の板バネ、並びに圧縮ゴムバネ、剪断ゴムバネ、及び捻りゴムバネ等のゴムバネ等を挙げることができる。
【００７８】
前記作動流体制御弁における作動流体補給流路開閉手段は、弁体収容室の開口からの弁体の突出長さが所定値、言い換えれば所定の突出長さ以下になると作動流体補給流路を閉止する機能を有する限り、例１及び例２のダイアフラムポンプにおいて、作動油補給孔Ｂ２４に連通し、案内部材１内部に設けられた第１連通孔１１と、弁体２に設けられた第２連通孔２１とにより形成される作動油補給流路開閉手段、及び前記例３のダイアフラムポンプにおける第１連通溝１６と第２連通溝２６とにより形成される作動油補給流路開閉手段には限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のダイアフラムポンプにおいては、作動流体室内の作動流体が何らかの理由で減少した場合には、作動流体制御弁における弁体がダイアフラムによって弁体収容室内部に押されて作動流体補給流路が開くことにより、作動流体が前記作動流体室に補給される。よって、本発明のダイアフラムポンプにおいては、作動流体制御弁の開閉を作動流体内部の負圧に依っていないので、作動流体が確実に補給される。
【００８０】
又、ダイアフラムポンプを2台以上並列に接続した場合において、例えば第１のダイアフラムポンプにおける吐出弁が完全には閉止しなくなり、前記他のポンプからの吐出圧が、前記第１のダイアフラムポンプにおける吐出弁を通してポンプ室に加わった場合などには、前記第１のダイアフラムポンプのポンプ室には過大な圧力が加わる。しかし、この場合においても、本発明のダイアフラムポンプにおいては、作動流体制御弁における弁体と作動流体室における弁体収容室の開口との間に隙間ができることがないから、弁体の周囲において、ダイアフラムが破損することが無い。
【００８１】
更に、前記作動流体制御弁が開いているときには、弁体収容室の開口と前記作動流体制御弁の備える弁体との間に、作動流体の流路が形成される。よって、前記弁体収容室によってダイアフラム駆動手段と作動流体室とが連通している形態のダイアフラムポンプにおいても、ダイアフラム駆動手段と作動流体室との間を作動流体が円滑に流通するから、本発明のダイアフラムポンプは、応答性が高く、吐出流量を高精度で制御できる。
【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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