(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムを装着したダイヤフラムピストン部の往復動で圧力室に流体を吸引、吐出するダイヤフラム装置において、
前記ダイヤフラムを介して圧力室の反対側に、負圧ダイアフラムで実質的に仕切られるとともに、ダイヤフラムが反転しないように作用する圧力調整室が形成されており、
前記ダイヤフラムピストン部にはピストンロッドが接合されるとともに、前記ダイヤフラムピストン部の背後には前記圧力調整室を形成するように前記負圧ダイアフラムが配置されており、
当該負圧ダイアフラムの後部に位置するピストンロッドの個所に、圧力調整用ピストンが固着されており、
当該圧力調整用ピストンにより、圧力調整源室とフロント室が分離形成されるとともに、当該圧力調整源室と前記圧力調整室は互いに連通孔により連通されており、
当該連通孔の途中には、圧力調整室内を負圧に維持するための逆止弁が形成されてなることを特徴とする無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置。
【請求項２】
前記圧力調整室の圧力は、前記圧力室から外部に流体を吐出する間および前記圧力室内へ流体の吸引開始から吸引完了に至るまで、前記圧力室の圧力よりも小さくなるように設定されてなる請求項１に記載の無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置。
【請求項３】
前記圧力調整源室には逆止弁が形成されており、当該圧力調整源室が実質的に大気圧以上にならないようになっている請求項１または請求項２に記載の無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置。
【請求項４】
前記圧力室には流体を吸引、吐出するための逆止弁がそれぞれ形成されてなる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置。
【請求項５】
前記ピストンロッドには、圧力室に流体を吸引、吐出することができるように往復動装置が実質的に連結されてなる請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置。
【請求項６】
前記フロント室には大気開放のための通気孔が形成されている請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置に関し、このものは、例えば、ダイヤフラムポンプとして用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来のダイヤフラム機構を備えるダイヤフラムポンプの一例を示す断面図である。
【０００３】
図２において、ダイヤフラムロッド１１０の先端には一対のピストン部材１４１，１４５がダイヤフラム１４０の中央部を挟持するように固定されている。また、ダイヤフラム１４０の周縁は、圧力室１８０を形成するための圧力室形成部材１５０と、その後端に位置するハウジング部材１６０によって挟持固定されている。また、圧力室形成部材１５０の一方端（図面の下方）および他方端（図面の上方）には、吸引用の逆止弁１５１および吐出用の逆止弁１５５がそれぞれ形成されている。また、ダイヤフラムロッド１１０の後端部には、ロッド１１０を矢印（イ）方向および（ロ）方向への往復移動させるための図示していない振動手段が実質的に連接されている。
【０００４】
このような構成のもとに、ダイヤフラムロッド１１０が矢印（イ）方向に移動すると、ピストン部材１４１，１４５とともにダイヤフラム１４０も矢印（イ）方向に移動する。これにより、圧力室１８０の体積は膨張するとともに負圧（陰圧）になり、吐出用の逆止弁１５５が「閉」、吸引用の逆止弁１５１が「開」の状態になり、外部の流体を吸引する。
【０００５】
ついで、ダイヤフラムロッド１１０が矢印（ロ）方向に移動すると、ピストン部材１４１，１４５とともにダイヤフラム１４０が矢印（ロ）方向に移動する。これにより、圧力室１８０の体積は圧縮されるとともに正圧（陽圧）になり、吸引用の逆止弁１５１が「閉」、吐出用の逆止弁１５５が「開」の状態になり、圧力室１８０の流体が逆止弁１５５を通じて吐出される。
【０００６】
これら一連の動作が繰り返され、ポンプからの吐出が連続的に行なわれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかながら、図２に示されるような従来のダイヤフラム機構では、以下のような不都合が生じていた。すなわち、ダイヤフラム１４０が矢印（イ）方向に移動した際に、圧力室１８０は負圧となる（その背後の背後空間１９０は大気圧）ために、ダイヤフラム１４０は図中の点線で示されるように、圧力室１８０側に反転するような形態をとる。
【０００８】
この逆に、ダイヤフラム１４０が矢印（ロ）方向に移動した場合には、圧力室１８０は正圧となる（その背後の背後空間１９０は大気圧）ために、ダイヤフラム１４０は図中の実線で示されるように、背後空間１９０側に反転するような形態をとってしまう。このような現象はいわゆるダイヤフラム１４０の反転と呼ばれ、以下の問題が生じる。すなわち、
【０００９】
（１）反転音が発生して、騒音防止が図れない。
（２）容積ロス（図２の符号２００の容積分）が生じて、吐出量が減少してしまう。
（３）屈曲疲労により、ダイヤフラムが早期に破損してしまう。
等の問題がある。
【００１０】
なお、図２においては、ダイヤフラムの反転状態が理解し易いように、ダイヤフラムに対するピストン部材１４１，１４５の大きさは実際のプロポーションよりも小さめに描かれている。
【００１１】
本発明は、このような実状のもとに創案されたものであり、その目的は、動作中におけるダイヤフラムの反転を防止し、騒音防止が図れ、容積ロスによる吐出量の減少を防止し、耐久性に優れ長期の安定した使用が可能な無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明は、ダイヤフラムを装着したダイヤフラムピストン部の往復動で圧力室に流体を吸引、吐出するダイヤフラム装置において、前記ダイヤフラムを介して圧力室の反対側に、負圧ダイアフラムで実質的に仕切られるとともに、ダイヤフラムが反転しないように作用する圧力調整室が形成されており、前記ダイヤフラムピストン部にはピストンロッドが接合されるとともに、前記ダイヤフラムピストン部の背後には前記圧力調整室を形成するように前記負圧ダイアフラムが配置されており、当該負圧ダイアフラムの後部に位置するピストンロッドの個所に、圧力調整用ピストンが固着されており、当該圧力調整用ピストンにより、圧力調整源室とフロント室が分離形成されるとともに、当該圧力調整源室と前記圧力調整室は互いに連通孔により連通されており、当該連通孔の途中には、圧力調整室内を負圧に維持するための逆止弁が形成されてなるように構成される。
【００１３】
また、本発明において、前記圧力調整室の圧力は、前記圧力室から外部に流体を吐出する間および前記圧力室内へ流体の吸引開始から吸引完了に至るまで、前記圧力室の圧力よりも小さくなるように設定される。
【００１５】
また、本発明において、前記圧力調整源室には逆止弁が形成されており、当該圧力調整源室が実質的に大気圧以上にならないように構成される。
【００１６】
また、本発明において、前記圧力室には流体を吸引、吐出するための逆止弁がそれぞれ形成されてなるように構成される。
【００１７】
また、本発明において、前記ピストンロッドには、圧力室に流体を吸引、吐出することができるように往復動装置が実質的に連結されてなるように構成される。
【００１８】
また、本発明において、前記フロント室には大気開放のための通気孔が形成されて構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置の好適な一例であるダイヤフラムポンプの要部を示す概略断面図である。
【００２０】
図１に示されるように本発明のダイヤフラム装置１は、吐出、吸引用のためのダイヤフラム４４を装着したダイヤフラムピストン部４０の往復動で圧力室Ｐに流体を吸引、吐出できるようになっている。ダイヤフラムピストン部４０は、ダイヤフラム４４とこれを両側から固定するピストン部材４１（前面側）と中間ピストンブロック４３（後面側）を備えて構成されている。
【００２１】
このようなダイヤフラムピストン部４０には実質的にピストンロッド１０が接合・固着されている。
【００２２】
また、リング状のダイヤフラム４４の周縁は、本実施例の場合、前方のハウジング５０と後方の中間ハウジング６０に挟持・固定されており、ピストンロッド１０の往復動に伴いダイヤフラムピストン部４０が往復動できるようになっている。そして、この往復動によって圧力室Ｐ内に流体を吸引、吐出できるように、吸引用の逆止弁５１と吐出用の逆止弁５５がそれぞれ圧力室Ｐの上下に配置されている。
【００２３】
本発明において、最も重要かつ特徴部分である点は、ダイヤフラム４４を介して、圧力室Ｐの反対側に（ダイヤフラム４４の背後に）ダイヤフラム４４が反転しないように作用する圧力調整室Ｓを形成している点である。
【００２４】
圧力調整室Ｓが上記のダイヤフラム反転防止の作用を行えるようにするために、本発明では以下に示すような構成を採択している。
【００２５】
すなわち、図１に示されるように、ダイヤフラムピストン部４０にはピストンロッド１０が実質的に接合されるとともに、ダイヤフラムピストン部４０の背後には圧力調整室Ｓを形成するように負圧ダイアフラム７０が配置されている。
負圧ダイアフラム７０は、圧力調整室Ｓの空間を確保するために前述の中間ピストンブロックとピストン部材４５（後面側）によりその中央部が保持されている。また、リング状の負圧ダイアフラム７０の周縁は、本実施例の場合、中間ハウジング６０と後部のハウジング８０に挟持・固定されており、ピストンロッド１０の往復動に伴い負圧ダイアフラム７０は、ダイヤフラムピストン部４０と同様に往復動できるようになっている。
【００２６】
また、図１に示されるように、負圧ダイアフラム７０が接続されるピストンロッド１０の後部には、圧力調整用ピストン３０が固定ナット３５で固着されている。そしてこの圧力調整用ピストン３０によって、圧力調整源室Ｈとフロント室Ｆが分離形成されている。なお、符号Ｆ´で示される分室は、フロント室Ｆと孔部６５を介して通じており、実質的にフロント室Ｆと同室と考えてよい。フロント室Ｆ，Ｆ´には大気開放のための通気孔８１，８５がそれぞれ形成されている。
【００２７】
このような圧力調整源室Ｈと前記の圧力調整室Ｓとは、連通孔１１，１２，１３，１４を介して本発明の作用を実現すべく適宜、連通できるようになっている。すなわち、当該連通孔１１，１２，１３，１４の途中（本実施例の場合、連通孔１２と１３の間）には、圧力調整室Ｓ内を負圧にするための逆止弁２０が形成されている。この逆止弁２０の作用については、後の動作説明のところで説明する。
【００２８】
また、本発明における圧力調整源室Ｈには、逆止弁９９が形成されており、当該圧力調整源室Ｈが実質的に大気圧以上にならないようになっている。
【００２９】
以下、本発明の動作および作用の説明を行う。
ピストンロッド１０の矢印(ロ)方向への移動とともに、圧力調整用ピストン３０が矢印(ロ)方向へ移動する。
【００３０】
すると、密閉された圧力調整源室Ｈは徐々に膨張していき圧力が低下し負圧になる。このとき圧力調整源室Ｈの負圧は、連通孔１１，１２、逆止弁２０、および連通孔１３，１４を通り、圧力調整室Ｓを負圧にし、図１に示されるように圧力調整室Ｓを実質的に仕切っているダイヤフラム４４と負圧ダイアフラム７０をそれぞれ圧力調整室Ｓ側に負圧で引っ張る。
【００３１】
このようなピストンロッド１０の矢印(ロ)方向への移動の間、ダイヤフラムピストン部４０は、圧力室Ｐの流体圧力を高め、圧力室Ｐの逆止弁５１を閉じ、逆止弁５５を開けて流体を外部に吐出している。この間、逆止弁２０は、圧力調整源室Ｈの負圧が増大しているので（より低圧になること）開いたままになっている。
【００３２】
その後、吐出が終了してピストンロッド１０が停止または反対方向（矢印(イ)方向）に移動し始めると、圧力調整源室Ｈは圧縮され負圧が減少する（圧力が高くなる）ので、逆止弁２０は閉じる。逆止弁２０を閉じることにより、圧力調整室Ｓの負圧は減少する（圧力が高くなる）ことはなく維持されたままの状態にある。
【００３３】
従って、ピストンロッド１０が矢印(イ)方向に移動し圧力室Ｐの体積を膨張させるとともに圧力を低下させつつ、圧力室Ｐの逆止弁５５を閉じ、逆止弁５１を開けて流体を内部に吸引する動作中にも、ダイヤフラム４４が反転することはない。
【００３４】
逆止弁２０は、圧力調整源室Ｈから次ぎの、より大きな負圧が来た時、つまり、ピストンロッド１０の矢印(ロ)方向への移動とともに開き、圧力調整室Ｓを所定の負圧に保つ。仮に、漏洩その他で圧力調整室Ｓの負圧が減少したとしても、ピストンロッド１０の矢印(ロ)方向への移動とともに開き、圧力調整室Ｓを所定の負圧に保つように作用する。
【００３５】
なお、圧力調整源室Ｈには、逆止弁９９が形成されており、圧力調整源室Ｈの高まった圧力を大気に開放するようになっている。
【００３６】
このような動作説明から分かるように、本発明における圧力調整室Ｓの圧力は、圧力室Ｐから外部に流体を吐出する間および圧力室Ｐ内へ流体の吸引開始から吸引完了に至るまで、圧力室Ｐ内の圧力よりも小さくなるように設定されている。
【００３７】
なお、図示していないが、前記ピストンロッド１０には、圧力室Ｐに流体を吸引、吐出することができるように、例えば電磁石等を利用した往復動装置が実質的に連結されている
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、ダイヤフラムを装着したダイヤフラムピストン部の往復動で圧力室に流体を吸引、吐出するダイヤフラム装置において、前記ダイヤフラムを介して圧力室の反対側に、負圧ダイアフラムで実質的に仕切られるとともに、ダイヤフラムが反転しないように作用する圧力調整室が形成されてなるように構成されているので、動作中におけるダイヤフラムの反転を防止でき、その結果、騒音の発生の防止や、容積ロスによる吐出量の減少を防止でき、しかも耐久性が保証できることから長期の安定した使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置の概略断面図である。
【図２】従来のダイヤフラム装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…無反転ダイヤフラム機構を備えるダイヤフラム装置
１０…ピストンロッド
２０…逆止弁
３０…圧力調整用ピストン
４０…ダイヤフラムピストン部
４４…ダイヤフラム
５１，５５…逆止弁
７０…負圧ダイヤフラム
Ｐ…圧力室
Ｓ…圧力調整室
Ｈ…圧力調整源室
Ｆ…フロント室
【図１】
0004343359.tif 000002
【図２】
0004343359.tif 000003