WO2007037271A1

WO2007037271A1 - ポンプ

Info

Publication number: WO2007037271A1
Application number: PCT/JP2006/319172
Authority: WO
Inventors: Toshiro Noritsugu; Kazukiyo Takano
Original assignee: Okayama Ken; National University Corporation Okayama University
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2007-04-05
Also published as: EP1930592A1; CN101273199A; US20100221131A1; EP1930592A4

Abstract

　空気などのように粘性の低い流体を高圧力で送給する一方で、この送給手段をできるだけ小型化可能なダイアフラム型のポンプを提供する。　送給管と送出管とを接続して、送給管から送給された流体を送出管から送出するポンプにおいて、送給管及び送出管とそれぞれ一方向弁を介して連通して流体を一時的に貯留する貯留室を備えたハウジングと、貯留室に面して配置して進退駆動させることにより送給管から流体を貯留室に吸引した後に送出管に押出する振動板と、この振動板を進退駆動させる駆動部とを備え、振動板には外周縁に沿ってリング状のチューブを設け、このチューブを介して振動板をハウジングに装着し、チューブを弾性変形させながら振動板を進退させる。

Description

明細書

ポンプ

技術分野

[0001] 本発明は、ダイアフラムポンプのダイァフラムの換わりに板状の振動板を進退駆動させて流体の送給を行うダイアフラム型のポンプに関するものである。

背景技術

[0002] 従来、流体物の送給の駆動源としてダイアフラムポンプがよく用いられている。このようなダイアフラムポンプでは、ダイアフラムポンプの外枠を構成するハウジングに流体を一時的に貯留する貯留室を設けるとともに、この貯留室に面してダイアフラムを設けており、さらに、一方向弁を介して貯留室と送給管及び送出管をそれぞれ接続している。

[0003] そして、ダイァフラムが弾性変形して貯留室に対して後退状態となることにより、貯留室内の圧力を低下させて送給管から貯留室内に流体を吸引し、ダイァフラムが貯留室に対して進出状態となるように弾性変形することにより、ダイァフラムによって貯留室内の流体を送出管に吐出させており、この動作を繰り返すことにより流体を断続的に吐出可能としている。

[0004] ダイアフラムを進退駆動させる駆動手段としては、ダイァフラムの中央部にクランク軸を接続して、このクランク軸を進退駆動させたり（例えば、特許文献 1参照。）、あるいはダイァフラムの中央部に磁石を装着して、磁極を交互に切り替える電磁石で磁石をリニア駆動させたり（例えば、特許文献 2参照。）することによって駆動させる駆動手段が知られている。

[0005] このようなダイアフラム型のポンプでは、弾性体で構成したダイアフラムを弹性変形させることによりポンプとしての機能を果たすようにしている力ダイァフラムには剛性が比較的高い材料が用いられる場合が多ぐ弾性変形させにくぐダイアフラムを弹性変形させるために大きな駆動力を必要とすることとなっていた。

[0006] そこで、昨今では、ダイァフラムの外周縁を固定したフレーム体に沿って、ダイァフラムにはリング状に変形抵抗を低減させた容変形領域を設け、ダイアフラムを弾性変形させやすくすることにより比較的小さい駆動力で駆動可能とすることが行われている。

[0007] 容変形領域では、ダイァフラムの肉厚を小さくすることにより変形抵抗を低減させたり、あるいは、ダイァフラムの断面形状を円弧形状とすることにより変形代を設けて変形抵抗を低減させたりすることが行われてヽる。

特許文献 1：特開 2004— 257337号公報

特許文献 2：特開 2004— 060641号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、上記したようにダイァフラムに容変形領域を設けダイアフラムを弹性変形させやすくした場合には、流体の吐出圧を高めるために貯留室内の流体の圧力を高くした際に、貯留室力も流体を押し出すように貯留室側に進出していたダイァフラムの容変形領域に後退方向に向けて膨出する変形が生じるおそれがあった。

[0009] このような逆方向の変形がダイァフラムに生じた場合には、流体の吐出量が低下することとなり、本来の性能が発揮できなくなるだけでなぐダイァフラムが破損しやすくなるので、ダイァフラムに駆動方向とは逆方向への変形が生じない条件下でダイァフラムポンプを使用することとなり、高、吐出圧が得られにく、と、う問題があった。課題を解決するための手段

[0010] そこで、本発明のポンプでは、送給管と送出管とを接続して、送給管から送給された流体を送出管力送出するポンプにぉ、て、送給管及び送出管とそれぞれ一方向弁を介して連通して流体を一時的に貯留する貯留室を備えたハウジングと、貯留室に面して配置して進退駆動させることにより送給管力流体を貯留室に吸引した後に送出管に押出する振動板と、この振動板を進退駆動させる駆動部とを備え、振動板には外周縁に沿ってリング状のチューブを設け、このチューブを介して振動板をノヽウジングに装着し、振動板を進退させることとした。

[0011] さらに、本発明のポンプでは、以下の点にも特徴を有するものである。すなわち、

( 1)チューブ内の圧力を貯留室内の流体の圧力と同じ、または貯留室内の流体の圧力よりも高くしていること。 (2)チューブには外周縁に沿って外側方に突出させたフランジを設けるとともに、ノヽウジングにはフランジと嵌合する嵌合溝を設けて、この嵌合溝とフランジとを嵌合させて振動板をハウジングに装着したこと。

(3)ハウジングには、内周面に沿って内側に向けて突出させたリング状の第 1支持壁と第 2支持壁と所定間隔を隔てて互いに平行に設け、この第 1支持壁と第 2支持壁との間にチューブを嵌め入れることにより振動板を前記ハウジングに装着したこと。

(4)チューブには、内部に流体を注入して圧力を調整するための流体注入手段を設けたこと。

発明の効果

[0012] 請求項 1記載の発明によれば、送給管と送出管とを接続して、送給管から送給された流体を送出管力送出するポンプにぉ、て、送給管及び送出管とそれぞれ一方向弁を介して連通して流体を一時的に貯留する貯留室を備えたハウジングと、貯留室に面して配置して進退駆動させることにより送給管力流体を貯留室に吸引した後に送出管に押出する振動板と、この振動板を進退駆動させる駆動部とを備え、振動板には外周縁に沿ってリング状のチューブを設け、このチューブを介して振動板をノヽウジングに装着し、振動板を進退させることによって、振動板に進退駆動の駆動方向と逆方向の膨出変形が生じることを抑制でき、高吐出圧のポンプを提供することができる。し力も、チューブを介して振動板をノヽウジングに装着していることによって、進退駆動する振動板の移動量を大きくすることができ、大きな吐出量を得ることができる。

[0013] 請求項 2記載の発明によれば、請求項 1記載のポンプにお!、て、チューブ内の圧力を貯留室内の流体の圧力と同じ、または貯留室内の流体の圧力よりも高くしていることによって、貯留室内の流体の圧力によってチューブの弾性変形が阻害されることを防止でき、貯留室の気密状態を維持しながら振動板を安定的に進退駆動させることがでさる。

[0014] 請求項 3記載の発明によれば、請求項 1または請求項 2に記載のポンプにぉ、て、チューブには外周縁に沿って外側方に突出させたフランジを設けるとともに、ハウジングにはフランジと嵌合する嵌合溝を設けて、この嵌合溝とフランジとを嵌合させて振動板をハウジングに装着したことによって、振動板の進退動作にともなって振動板の両側面にそれぞれ生じた圧力の差によってチューブがハウジング内を滑り、振動板の位置ズレが生じることを防止できるとともに、振動板のハウジングへの装着作業を極めて容易に行うことができ、ポンプのメンテナンス性を向上させることができる。

[0015] 請求項 4記載の発明によれば、請求項 1または請求項 2に記載のポンプにぉ、て、ノ、ウジングには、内周面に沿って内側に向けて突出させたリング状の第 1支持壁と第 2支持壁と所定間隔を隔てて互いに平行に設け、この第 1支持壁と第 2支持壁との間にチューブを嵌め入れることにより振動板を前記ハウジングに装着したことによって、振動板の進退動作にともなって振動板の両側面にそれぞれ生じた圧力の差によってチューブがハウジング内を滑り、振動板の位置ズレが生じることを防止できるとともに

、振動板のハウジングへの装着作業を極めて容易に行うことができ、ポンプのメンテナンス性を向上させることができる。

[0016] 請求項 5記載の発明によれば、請求項 2記載のポンプにぉ、て、チューブには、内部に流体を注入して圧力を調整するための流体注入手段を設けたことによって、チユーブ内の圧力を容易に調整でき、振動板を安定的に進退駆動させることができる。図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は第 1実施形態のポンプの縦断面模式図である。

[図 2]図 2は第 1実施形態のポンプの縦断面模式図である。

[図 3]図 3は第 2実施形態のポンプの縦断面模式図である。

[図 4]図 4は第 2実施形態のポンプの縦断面模式図である。

[図 5]図 5は他の実施形態のチューブの説明図である。

[図 6]図 6は第 1実施形態のポンプの変容例の縦断面模式図である。

[図 7]図 7は第 1実施形態のポンプの変容例の縦断面模式図である。

[図 8]図 8は第 1実施形態のポンプの変容例の縦断面模式図である。

[図 9]図 9は第 1実施形態のポンプの変容例の縦断面模式図である。

[図 10]図 10は第 1実施形態のポンプの変容例の部分拡大縦断面模式図である。

[図 11]図 11は第 1実施形態のポンプの変容例の部分拡大縦断面模式図である。符号の説明

[0018] P1 ポンプ Ml 磁石

M2 電磁石

10 ハウジング

11 貯留室

12 空洞

13 振動板挿入口

14 送給流路

15 送出流路

16 送給側一方向弁

17 送出側一方向弁

18 嵌合溝

20 振動板

21 チューブ

22 フランジ

23 連結ソケット

30 駆動部

31 進; ^ロッド、

41 送給管

42 送出管

43 送給管連結ソケット

44 送出管連結ソケット

発明を実施するための最良の形態

[0019] 本発明のポンプは、空気などのように粘性が低い流体に所定の圧力を加えて送給するポンプであって、、わゆるダイアフラムポンプを高吐出圧化したポンプである。

[0020] すなわち、本発明のポンプでは、一般のダイアフラムポンプと同様に、送給管及び送出管とそれぞれ一方向弁を介して連通して流体を一時的に貯留する貯留室を備えたハウジングと、貯留室に面して配置して進退駆動させることにより送給管力流体を貯留室に吸引した後に送出管に押出する振動体と、この振動体を進退駆動させる駆動部とを備えて、るものである。

[0021] そして、一般のダイアフラムポンプでは振動体を薄膜状のダイァフラムで構成して

V、るのに対し、本発明では剛性のより高、板体で構成して振動板として、る。

[0022] さらに、振動板には外周縁に沿ってリング状のチューブを設け、このチューブを介して振動板をハウジングに装着するとともに、チューブを弾性変形させながら振動板を進退させてヽるものである。

[0023] このように従来のダイァフラムに換えて外周縁にチューブを設けた振動板を用いることにより、貯留室内の圧力によって振動板が変形することを防止でき、高吐出圧のポンプを提供することができる。

[0024] なお、貯留室内の圧力はチューブにも作用する力チューブ内に充填されている流体の圧力によってチューブの一側面に作用した圧力が全体に分散されることにより、チューブの弾性変形を阻害されに《することができ、振動板を安定的に進退させることがでさる。

[0025] 特に、チューブは中空として、内部圧力を貯留室内の流体の圧力と同じ、または貯留室内の流体の圧力よりも高くしておくことにより、貯留室内の流体の圧力によってチユーブの弾性変形が阻害されることを防止でき、振動板を安定的に進退駆動させることができる。なお、ここで、チューブの内部圧力が貯留室内の流体の圧力と同じとは、完全一致の場合のみに限定しているものではなぐほぼ同じ圧力ということであって、多少の誤差を許容するものである。

[0026] チューブは、その構成材料自体はゴムなどの高弾性の材料で形成することにより、従来のダイァフラムよりも耐久性を向上させることができ、ポンプの長寿命化を図ることがでさる。

[0027] なお、チューブは、内圧によって大きく膨張しない方が望ましぐ内圧によってチューブに大きな膨張が生じな、ようにチューブの肉厚寸法を選択することが望ま、。あるいは、チューブはゴムなどの弾性材料による単層構造とするだけでなぐ異種の弾性材料や、チューブの膨張を抑制する布などの補強シートを積層させた積層構造としてもよく、さらには、チューブの表面には流体との反応を抑制するために所要のコ一ティングを施して保護膜を形成してもよ、。 [0028] さらに、チューブには外周縁に沿って外側方に突出させたフランジを設けるとともに、ハウジングにはフランジと嵌合する嵌合溝を設けて、この嵌合溝とフランジとを嵌合させて振動板をハウジングに装着することにより、チューブがハウジング内を滑ることによる振動板の位置ズレが生じることを防止できるとともに、振動板のハウジングへの装着作業を極めて容易に行うことができ、ポンプのメンテナンス性を向上させることができる。

[0029] または、ハウジングには、内周面に沿って内側に向けて突出させたリング状の第 1 支持壁と第 2支持壁と所定間隔を隔てて互いに平行に設け、この第 1支持壁と第 2支持壁との間にチューブを嵌め入れることにより振動板を前記ハウジングに装着したことによって、チューブがハウジング内を滑ることによる振動板の位置ズレが生じることを防止できるとともに、振動板のハウジングへの装着作業を極めて容易に行うことができ、ポンプのメンテナンス性を向上させることができる。

[0030] 以下において、図面に基づいて本発明の実施形態を詳説する。図 1及び図 2は、第 1実施形態のポンプ P1の縦断面模式図である。

[0031] 本実施形態のポンプ P1は、貯留室 11を備えたノ、ウジング 10と、貯留室 11に面するようにハウジング 10内に設けた振動板 20と、この振動板 20を進退駆動させる駆動部 3 0とで構成している。

[0032] ノ、ウジング 10は、本実施形態ではテフロン (登録商標)製であって、略矩形体状としたハウジング 10に扁平球形状の空洞 12を形成するとともに、この空洞 12の一部を外部に連通させて振動板挿入口 13を形成している。

[0033] さらに、ハウジング 10には、流体が送給される送給管 41と連通した送給流路 14と、流体が送出される送出管 42と連通した送出流路 15とを振動板挿入口 13と対向させて設けており、送給流路 14には所定方向に流体を送通させる送給側一方向弁 16を中途部に配設して、送出流路 15にも所定方向に流体を送通させる送出側一方向弁 17 を中途部に配設している。

[0034] 図 1及び図 2中、 43は送給管をノヽウジング 10に連結するための送給管連結ソケットであり、 44は送出管をハウジング 10に連結するための送出管連結ソケットである。

[0035] 振動板 20は、ハウジング 10の空洞 12内に挿入可能とした板体であって、本実施形態ではテフロン (登録商標)製の板体で構成して!/、る。

[0036] 振動板 20には、外周縁に沿ってリング状にチューブ 21を装着している。チューブ 21 は、本実施形態ではゴム製の中空筒体で構成しており、内部に空気を注入して所定の空気圧状態としている。チューブ 21内には、空気を注入する場合だけでなぐたとえば窒素ガスを注入してもよヽし、所要の粘性を有する液体を注入してもよ、。

[0037] さらに、チューブ 21には、外周縁に沿って外側方に突出させたフランジ 22を設けている。このフランジ 22は、振動板 20をノヽウジング 10に装着するために用いるものであつて、ノヽウジング 10の空洞 12の内周面には、フランジ 22を嵌合させる嵌合溝 18を設けており、この嵌合溝 18とフランジ 22とを嵌合させて振動板 20をハウジング 10に装着している。

[0038] このように振動板 20をノヽウジング 10に装着することによって、振動板 20とハウジング 10とで囲まれた貯留室 11を構成でき、しカゝも、この貯留室 11には送給流路 14を介して送給管 41を連通連結するとともに、送出流路 15を介して送出管 42を連通連結することがでさる。

[0039] 本実施形態では、振動板 20には、中央部において連結ソケット 23を介して進退ロッド 31を装着している。

[0040] この進退ロッド 31には中途部に磁石 Mlを装着しており、この磁石 Mlの周囲に電磁石 M2を配置して、この電磁石 M2に図示しない交流電流源を接続して交流電流を通電することにより進退ロッド 31を進退駆動させている。これが本実施形態における駆動部 30である。

[0041] この駆動部 30によって振動板 20を振動板挿入口 13側に移動させることにより、貯留室 11内の圧力が低下して、図 1に示すように、送給流路 14の送給側一方向弁 16は開弁状態となるとともに、送出流路 15の送出側一方向弁 17は閉弁状態となって送給管 4 1から貯留室 11内に流体が吸引される。

[0042] 次、で、駆動部 30によって振動板 20を振動板挿入口 13と反対側に移動させることにより、貯留室 11内の圧力が上昇して、図 2に示すように、送給流路 14の送給側一方向弁 16は閉弁状態となるとともに、送出流路 15の送出側一方向弁 17は開弁状態となつて貯留室 11内の流体を送出管 42に吐出することができる。 [0043] このように駆動部 30によって振動板 20を進退駆動させることにより、流体を吐出することができる。

[0044] 特に、本実施形態のポンプ P1では、剛性を有する板体で振動板 20を構成して、ることにより、振動板 20自体が弾性変形することがなぐ振動板 20には進退駆動の駆動方向とは逆方向の膨出変形が生じることを抑制できるので、ポンプ P1の吐出圧が小さくなることを抑制できる。

[0045] し力も、本実施形態のポンプ P1では、振動板 20ではなぐ振動板 20の外周縁に設けたチューブ 21を弾性変形させて振動板 20を進退させることによって、進退駆動する振動板 20の移動量を大きくすることができ、大きな吐出量及び吐出圧力を得ることができる。具体的には、通常のダイアフラムポンプの数倍の吐出圧力とすることができる

[0046] 本実施形態では、チューブ 21は、内部の圧力を、貯留室 11内の流体の圧力よりも高くしていることによって、チューブ 21の外側面を貯留室 11側に膨れ出させた形状に変形させることができ、貯留室 11内の流体の圧力によって変形することを防止できるので、振動板 20を安定的に進退駆動させることができる。なお、チューブ 21の内部の圧力は、必ずしも貯留室 11内の流体の圧力よりも高くなつている必要はなぐ最低でも、貯留室 11内の流体の圧力とほぼ同じ圧力となって、ればよ!/、。

[0047] また、チューブ 21の内部の圧力を調整することによって、チューブ 21の断面形状の変形の程度を調整できるので、吐出量及び吐出圧力などのポンプ性能に合わせて調整可能とすることができる。

[0048] このチューブ 21には、上記したように、外周縁に沿って外側方に突出させたフランジ 22を設けていることにより、このフランジ 22をノヽウジング 10に設けた嵌合溝 18に嵌合させることにより、振動する振動板 20に生じる圧力差によってチューブ 21がハウジング 10内を滑り、振動板 20の位置ズレが生じることを防止できるとともに、振動板 20をハウジング 10に極めて容易に装着可能として、る。

[0049] 上記した実施形態のポンプ P1では、進退ロッド 31の一端に振動板 20を装着しているが、進退ロッド 31の両端にそれぞれ振動板 20を装着してもよい。

[0050] 以下において、図 3及び図 4に基づいて、第 2実施形態のポンプ P2を説明する。図 3及び図 4は、第 2実施形態のポンプ P2の縦断面模式図である。

[0051] 本実施形態のポンプ P2は、第 1ハウジング 50と第 2ハウジング 60とを振動板 70を挟んで螺合させることにより、第 1ハウジング 50と振動板 70とで囲まれた第 1貯留室 51を形成するとともに、第 2ハウジング 60と振動板 70とで囲まれた第 2貯留室 61を形成して、振動板 70を挟んで第 1貯留室 51と第 2貯留室 61を設けている。

[0052] 本実施形態では、振動板 70は後述するように磁石で構成し、第 1ハウジング 50及び第 2ハウジング 60には、振動板 70の磁極と相互作用する第 1電磁石 52及び第 2電磁石 62をそれぞれ装着し、この第 1電磁石 52及び第 2電磁石 62にそれぞれ図示しない交流電流源を接続して交流電流を通電することにより変動する磁場を生成し、この変動する磁場と振動板 70の磁石との相互作用によって振動板 70を進退駆動させる駆動部 80を構成している。

[0053] 第 1ハウジング 50は、本実施形態ではテフロン (登録商標)製であって、円柱状とした第 1ハウジング 50の上面には扁平半球形状とした第 1凹部 53を形成するとともに、第 1ハウジング 50の下面には第 1電磁石 52を装着するリング状とした第 1装着溝 54を形成している。

[0054] さらに、第 1ハウジング 50の下面中央部分には、流体が送給される第 1送給管 91と第 1貯留室 51とを連通連結する第 1送給流路 55と、流体が送出される第 1送出管 92と第 1貯留室 51とを連通連結する第 1送出流路 56とを設けており、第 1送給流路 55には所定方向に流体を送通させる第 1送給側一方向弁 57を中途部に配設して、第 1送出流路 56にも所定方向に流体を送通させる第 1送出側一方向弁 58を中途部に配設している。

[0055] し力も、第 1ハウジング 50の上面側の周面部分には、第 2ハウジング 60と螺合するための雄ネジ部 59を形成して!/、る。

[0056] 第 2ハウジング 60もテフロン (登録商標)製であって、円柱状とした第 2ハウジング 60 の上面には扁平半球形状とした第 2凹部 63を形成するとともに、第 2ハウジング 60の下面には第 2電磁石 62を装着するリング状とした第 2装着溝 64を形成している。

[0057] さらに、第 2ハウジング 60の下面中央部分には、流体が送給される第 2送給管 93と第 2貯留室 61とを連通連結する第 2送給流路 65と、流体が送出される第 2送出管 94と第 2貯留室 61とを連通連結する第 2送出流路 66とを設けており、第 2送給流路 65には所定方向に流体を送通させる第 2送給側一方向弁 67を中途部に配設して、第 2送出流路 66にも所定方向に流体を送通させる第 2送出側一方向弁 68を中途部に配設している。

[0058] し力も、第 2ハウジング 60の上面側の周面部分には、第 1ハウジング 50の雄ネジ部 5 9と螺合するための雌ネジ部 69を形成して、る。

[0059] 図 3及び図 4中、 95は第 1送給管 91を第 1ハウジング 50に連結するための第 1送給管連結ソケットであり、 96は第 1送出管 92を第 1ハウジング 50に連結するための第 1送出管連結ソケットである。また、 97は第 2送給管 93を第 2ハウジング 60に連結するための第 2送給管連結ソケットであり、 98は第 2送出管 94を第 2ハウジング 60に連結するための第 2送出管連結ソケットである。

[0060] 振動板 70は、本実施形態では薄板状とした磁石を積層した積層板で構成している。薄板状の磁石を積層することで、脆性が高い磁石の保護を図っている。なお、磁石を保護するために、所要の磁石板をテフロン (登録商標)製のシートで被覆して振動板としてもよいし、テフロン (登録商標)製の板体で振動板を構成して、この振動板の所要の位置に磁石を埋設してもよ!/、。

[0061] 振動板 70には、外周縁に沿ってリング状にチューブ 71を装着している。本実施形態では、チューブ 71は、リング状としたスぺーサ 71aと、内側縁を振動板 70の第 1貯留室 51側の外周縁に接合するとともに外側縁をスぺーサ 71a〖こ接合した第 1リング状シート 71bと、内側縁を振動板 70の第 2貯留室 61側の外周縁に接合するとともに外側縁をスぺーサ 71aに接合した第 2リング状シート 71cとで構成している。

[0062] 特に、第 1リング状シート 71bは、テフロン (登録商標)製の薄膜状のシートで、し力も、第 1貯留室 51側に向けて膨出させた膨出形状としている。また、第 2リング状シート 7 lcも、テフロン (登録商標)製の薄膜状のシートで、し力も、第 2貯留室 61側に向けて膨出させた膨出形状としている。

[0063] このように、第 1リング状シート 71bと第 2リング状シート 71cを膨出形状としたシートで構成してチューブ 71を形成することにより、後述する振動板 70の進退駆動においてチューブ 71の弾性変形が阻害されることを防止できるので、振動板 70を安定的に進退,駆動させることができる。

[0064] チューブ 71の内部は、単に空気を注入しておくだけでなぐ第 1貯留室 51及び第 2 貯留室 61における流体の圧力と同等以上の圧力とした加圧状態としておくことにより、チューブ 71の弾性変形をより安定的に行わせることができる。

[0065] 特に、チューブ 71の内部は単に空気を注入するだけでなぐ窒素ガスを注入してもよいし、所要の粘性を有する液体を注入してもよい。

[0066] 第 1リング状シート 71b及び第 2リング状シート 71cは、それぞれ外周縁をリング状のスぺーサ _71aに接合して、ることによって、このスぺーサ 71aによってチューブ 71の外周縁に沿って外側方に突出させたフランジ 72を形成している。

[0067] このフランジ 72は、振動板 70を第 1ハウジング 50と第 2ハウジング 60とで固定装着するために用いるものであり、第 1ハウジング 50には、第 1貯留室 51の端縁に沿って第 1 嵌合溝用凹部 76を設けるとともに、第 2ハウジング 60には、第 2貯留室 61の端縁に沿つて第 2嵌合溝用凹部 77を設けて、第 1ハウジング 50と第 2ハウジング 60とを螺合した際に第 1嵌合溝用凹部 76と第 2嵌合溝用凹部 77とで嵌合溝を形成し、この嵌合溝内にフランジ 72を収容して!/、る。

[0068] 特に、本実施形態では、スぺーサ 71aはゴム製として、第 1ハウジング 50と第 2ハウジング 60との気密性をたかめるためのパッキンとしても用いており、第 1貯留室 51及び第 2貯留室 61の気密性を高めることができる。

[0069] このように構成したポンプ P2において、駆動部 80では、第 1ハウジング 50に装着した第 1電磁石 52と、第 2ハウジング 60に装着した第 2電磁石 62とを交流電流源によって連動させて変動する磁場を生成し、この変動する磁場と振動板 70の磁石との相互作用によって振動板 70を進退駆動させて、る。

[0070] そして、図 3に示すように、振動板 70を第 2ハウジング 60側に移動させることにより、第 1貯留室 51内の圧力を低下させて第 1送給流路 55の第 1送給側一方向弁 57は開弁状態とするとともに、第 1送出流路 56の第 1送出側一方向弁 58を閉弁状態として第 1送給管 91から第 1貯留室 51内に流体を吸引している。

[0071] さらに、同時に、第 2貯留室 61内の圧力を上昇させて、第 2送給流路 65の第 2送給側一方向弁 67は閉弁状態とするとともに、第 2送出流路 66の第 2送出側一方向弁 68 は開弁状態として第 2貯留室 61内の流体を第 2送出管 94に吐出している。

[0072] 次いで、振動板 70を第 1ハウジング 50側に移動させることにより、第 1貯留室 51内の圧力を上昇させて第 1送給流路 55の第 1送給側一方向弁 57は閉弁状態とするとともに、第 1送出流路 56の第 1送出側一方向弁 58を開弁状態として第 1貯留室 51内の流体を第 1送出管 92に吐出している。

[0073] さらに、同時に、第 2貯留室 61内の圧力を低下させて、第 2送給流路 65の第 2送給側一方向弁 67は開弁状態とするとともに、第 2送出流路 66の第 2送出側一方向弁 68 は閉弁状態として第 2送給管 93力第 2貯留室 61内に流体を吸弓 Iして、る。

[0074] このように駆動部 80によって振動板 70を進退駆動させることにより、流体を吐出することができる。特に本実施形態のポンプ P2では、第 1貯留室 51と第 2貯留室 61とから交互に流体を吐出することができ、第 1貯留室 51と第 2貯留室 61に同一の流体を送給するようにしていた場合には、吐出間隔を半減させることができるので吐出された流体に脈動が生じることを抑制できる。

[0075] また、第 1貯留室 51と第 2貯留室 61は、振動板 70を挟んで並設していることによって、ポンプ P2の小型化を図ることができる。

[0076] 振動板 70の外周縁に形成するチューブ 71は、上記したスぺーサ 71aと、第 1リング状シート 71bと、第 2リング状シート 71cとで構成したものに限定するものではなぐ第 1貯留室 51内の流体の圧力、及び第 2貯留室 61内の流体の圧力に抗することができればどのように構成してもよぐたとえば図 5 (a)に示すように、リング状に形成したチューブカもなるリング状チューブ 71-1で構成してもよいし、図 5 (b)に示すように、断面が円形となるリング 71- 2で構成してもよい。特に、リング 71- 2は、シリコーンゴムなどの弹性材で形成することが望ましヽ。

[0077] 図 5 (a)中、 70-1は振動板、 72-1はリング状チューブ 71-1の外周縁に沿って外側方に突出させたフランジである。さらに、リング状チューブ 71-1には、内周縁に沿って振動板 70-1の外側縁を嵌合させる嵌合溝 74-1を設けている。図 5 (b)中、 70-2は振動板、 72-2はリング状チューブ 71-1の外周縁に沿って外側方に突出させたフランジである。このリング 71-2にも、内周縁に沿って振動板 70-2の外側縁を嵌合させる嵌合溝 74-2を設けている。 [0078] さらに、他の実施形態として、図 5 (c)に示すように、リング状に形成したチューブからなるリング状チューブ 71-3の内側には振動板支持膜 75-3を設け、この振動板支持膜 75-3の両面に、第 1振動板 70-3a及び第 2振動板 70-3bをそれぞれ貼着してもよい

[0079] このように、振動板支持膜 75-3に第 1振動板 70-3a及び第 2振動板 70-3bをそれぞれ貼着することにより、リング状チューブ 71-3と第 1振動板 70-3a、及びリング状チューブ 71-3と第 2振動板 70-3bを強固に貼着することができる。図 5 (c)中、 72-3はリング状チューブ 71-3の外周縁に沿って外側方に突出させたフランジである。

[0080] あるいは、他の実施形態として、図 5 (d)に示すように、リング状チューブ 71-4にはフランジを設けず、フランジ無しのチューブとしてもよい。図 5 (d)中、 70-4は振動板であつて、リング状チューブ 71-4には内周縁に沿って振動板 70-4の外側縁を嵌合させる嵌合溝 74- 4を設けている。

[0081] このようにフランジ無しのチューブとする場合には、このチューブを介して振動板をハウジングに装着した際に、チューブがハウジングに対して滑って振動板の位置ズレが生じることを防止するための滑止め手段を設けている。

[0082] 以下において、図 6及び図 7を用いて、フランジ無しのチューブを用いた場合のポンプ P3の実施形態について説明する。なお、この実施形態のポンプ P3は、前述した図 1及び図 2で示した第 1実施形態のポンプ P1の変容例であって、同一構成部分には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

[0083] 本実施形態のポンプ P3も、貯留室 11を備えたノ、ウジング 10と、貯留室 11に面するようにハウジング 10内に設けた振動板 20と、この振動板 20を進退駆動させる駆動部 30とで構成している。

[0084] テフロン (登録商標)製の略矩形体状のハウジング 10には、扁平球形状の空洞 12を形成するとともに、この空洞 12の一部を外部に連通させて振動板挿入口 13を形成している。

[0085] 特に、本実施形態では、振動板 20が装着されるハウジング 10の装着部に、ハウジング 10の内周面に沿って内側に向けて突出させたリング状の第 1支持壁 101と第 2支持壁 102と所定間隔を隔てて互いに平行に設けている。この第 1支持壁 101と第 2支持壁 102が滑止め手段である。

[0086] 第 1支持壁 101及び第 2支持壁 102は、それぞれ同様に凸状に湾曲した同じ高さの山形形状としており、第 1支持壁 101と第 2支持壁 102との間には、凹状に湾曲した谷形状の支持用凹部 103を設けて、る。

[0087] また、本実施形態では、ハウジング 10には、流体が送出される送出管 42と連通した送出流路 15を振動板挿入口 13に対向させて設けており、送出流路 15には所定方向に流体を送通させる送出側一方向弁 17を中途部に配設している。

[0088] テフロン (登録商標)製の板体で構成した振動板 20には、外周縁に沿ってリング状にチューブ 21'を装着している。チューブ 21'は、本実施形態ではゴム製の中空筒体で構成しており、内部に空気を注入して所定の空気圧状態としている。

[0089] 本実施形態では、チューブ 21'にはフランジが設けられておらず、ハウジング 10に設けた支持用凹部 103部分にチューブ 21'を弾性変形させて嵌め入れることにより、チューブ 21'に支持用凹部 103に沿って突出状とした突出部を形成して、この突出部によつて前述したフランジと同様にチューブ 21'をノヽウジング 10に安定的に装着可能として、振動板 20のハウジング 10への装着を可能として、る。

[0090] このように振動板 20をハウジング 10に装着することによって、振動板 20とハウジング

10とで囲まれた貯留室 11を構成でき、しカゝも、この貯留室 11には送出流路 15を介して送出管 42を連通連結することができる。

[0091] さらに、本実施形態では、振動板 20の一部に貫通孔 104を形成し、この貫通孔 104 の貯留室 11側に一方向弁 105を装着して、貫通孔 104から貯留室 11に流体を送給するようにしている。

[0092] したがって、本実施形態のポンプ P3では、駆動部 30によって進退ロッド 31を進退駆動させることにより振動板 20を進退駆動させて、貫通孔 104から貯留室 11に流体を送給して、貯留室 11に送給された流体を送出管 42力も吐出させることができる。

[0093] このように、チューブ 21'にはフランジを設けずに、ハウジング 10に設けた第 1支持壁 101と第 2支持壁 102と力もなる滑止め手段にチューブ 21'を嵌め入れるによってチューブ 21'にフランジ形状を擬似的に形成でき、ハウジング 10に対してチューブ 21'が滑ることを防止できるとともに、チューブ 21'を介した振動板 20のハウジング 10への装着作業を極めて容易に行うことができ、ポンプ P3のメンテナンス性を向上させることができる。

[0094] さらなる変容例として、図 8に示すように、ハウジング 10には第 1支持壁 101及び第 2 支持壁 102を設けずに、凹状に湾曲した谷形状の支持用凹部 103'のみを設けて滑止め手段とし、この支持用凹部 103'にチューブ 21'を弾性変形させて嵌め入れることにより、チューブ 21'に支持用凹部 103に沿って突出状とした突出部を形成して、この突出部によってハウジング 10に対してチューブ 21'が滑ることを防止するとともに、振動板 20のハウジング 10への装着を可能とすることもできる。

[0095] あるいは、ハウジングとチューブの相互の材質の摩擦係数が大きくなる組合わせを選択した場合には、図 9に示すように、ハウジング 10には第 1支持壁 101、第 2支持壁 102、支持用凹部 103,103'を設けずに、チューブ 21'の配置部分に円弧形状の凹状湾曲面 106を形成し、フランジが設けられていないチューブ 21'を弾性変形させて凹状湾曲面 106部分に嵌め入れることにより、チューブ 21'を介して振動板 20のハウジング 10への装着を可能とすることもできる。

[0096] この場合には、弾性変形していない状態のチューブ 21'の曲率半径が、凹状湾曲面 106の曲率半径の 2分の 1以上の大きさとなって!/、ることが望まし!/、。

[0097] 前述した実施形態では、振動板を取り囲むチューブには、あら力じめ所定の圧力で空気などの流体を封入したチューブや、あるいは中空部を有さな、弾性体で構成したチューブなどとしている力流体を封入したチューブとした場合、図 10に示すように、チューブ 120には管状とした空気圧入管 130を流体注入手段として装着して、この空気圧入管 130を介してチューブ 120内に空気などの流体を圧入することによりチューブ 120内の圧力を調整して、チューブ 120の弾性係数を調整することができる。なお、以下においては、チューブ 120に空気を圧入する場合について説明する力チューブ 120に圧入する流体は空気に限定するものではなぐ適宜の流体であればよぐたとえば粘性の高、液体を圧入してもよ、。

[0098] チューブ 120には、空気圧入管 130が揷入される筒状の挿入部 121を設けており、この挿入部 121に空気圧入管 130の挿入筒部 131を挿入することにより空気圧入管 130 をチューブ 120に装着して、る。 [0099] 空気圧入管 130が装着されたチューブ 120は、ハウジング 110に設けた空気圧入管挿入孔 111から空気圧入管 130を外方に向けて突出させてハウジング 110に装着している。

[0100] 特に、空気圧入管 130には、外周面にフランジ 132を設け、ハウジング 110の空気圧入管挿入孔 111に空気圧入管 130を挿入した際にフランジ 132をハウジング 110に係合させて、ハウジング 110から空気圧入管 130の突出筒部 133を突出させた状態とするとともに、突出筒部 133に固定用ナット 140を螺着して、空気圧入管 130をノヽウジング 1 10に固定装着している。図示していないが、空気圧入管 130の突出筒部 133の外周面には、固定用ナット 140と螺合する雄ネジを形成している。

[0101] 空気圧入管 130の挿入筒部 131における筒状周面の少なくとも 1力所には通気孔 13 4を穿設しており、空気圧入管 130に圧入した空気を、この通気孔 134からチューブ 12 0内に導入している。

[0102] 通気孔 134は、空気圧入管 130に空気が圧入されていない状態ではチューブ 120の挿入部 121によって閉塞されて、チューブ 120内の空気が漏出することを防止している

[0103] ハウジング 110には、空気圧入管 130の通気孔 134と対応する位置にスリット 112を設けて、このスリット 112部分においてチューブ 120の揷入部 121が弾性変形しやすいようにしている。

[0104] すなわち、空気圧入管 130に空気を圧入した際には、圧入の圧力によってスリット 11 2部分の挿入部 121を弾性変形させてチューブ 120の挿入部 121と空気圧入管 130との間に隙間を生じさせ、この隙間を介してチューブ 120内部と通気孔 134とを連通状態として、チューブ 120内に空気を導入している。なお、空気圧入管 130の挿入筒部 1 31側の端部は閉塞して、通気孔 134のみで通気可能としている。

[0105] 本実施形態のチューブ 120には、板状の振動板 150の端縁部分と嵌合する凹状の嵌合溝 122を設けており、この嵌合溝 122に振動板 150の端縁部分を嵌合させている。嵌合溝 122は、断面形状が凹状となるようにあらかじめ加工しており、嵌合溝 122に振動板 150を嵌合させて、チューブ 120内に空気を圧入することによって、膨脹したチユーブ 120による締め付け力を嵌合溝 122に嵌合させた振動板 150に作用させて、より強固な連結状態としている。

[0106] このように、振動板 150はチューブ 120と着脱自在とした場合には、チューブ 120が劣化した際にチューブ 120のみを交換することによって振動板 150を再利用することができ、管理コストの低減を図ることができる。

[0107] 他の実施形態として、前述した空気圧入管 130を用いるのではなぐ図 11に示すように、チューブ 120'に設けた嵌合溝 122'を深い溝状とし、この嵌合溝 122'の所定位置に通気孔 123'を設けるととともに、嵌合溝 122'に嵌合させた振動板 150'の端縁部分に、振動板 150'を貫通させて設けた導気路 151'の一方の開口である送気孔 152'を設けるとともに、導気路 151'の他方の開口である吸気孔 153'を嵌合溝 122'内とならない位置に設けてもよい。通気孔 123'は、嵌合溝 122'の底部に設けるのが望ましい。

[0108] この場合、チューブ 120'内を所定の圧力とするには、ハウジング 110'と振動板 150' 及びチューブ 120'で形成した貯留室であって、導気路 151'の吸気孔 153'が面した貯留室内にチューブ 120'内に充填する空気などの流体を送給して所定の圧力までカロ圧する。

[0109] 貯留室内の加圧にともなって、導気路 151'には流体が導入されて、この導気路 151' によって送気孔 152'から嵌合溝 122'内に流体が導入され、この流体の圧力によって嵌合溝 122'内を弾性変形させて通気孔 123'と連通させ、通気孔 123'を介してチューブ 120'内に流体を導入させて所定の圧力としている。この場合、当然ながら、チューブ 120'内は貯留室内の圧力と同等の圧力とすることができる。

[0110] このようなチューブ 120'及び振動板 150'を備えたポンプでは、定期的に所定の流体で貯留室を満たすとともに加圧することにより、チューブ 120'内に流体を補充して圧力低下が生じることを防止できる。

[0111] なお、チューブ 120'内の圧力は、ポンプとして使用している際の貯留室内の圧力よりも大きくしておくことにより、貯留室内の気体または液体がチューブ 120'内に流入することを防止できる。

[0112] 嵌合溝 122'は、振動板 150'との間に隙間が生じないように密に接せさせておくことが望ましぐ特に、チューブ 120'内を高圧力とすることによって、嵌合溝 122'による振動板 150'の締め付け力を大きくして、密に接する状態とすることができる。 [0113] 図 11中、 113'はチューブ 120'の固定用にハウジング 110'の内周面に内側に向けて突出させた支持壁である。

[0114] チューブ 120'内に充填する流体は、空気などのような圧縮性の大きい流体よりは、液体などのような圧縮性の小さい流体の方が望ましぐ吐出圧の向上を図ることができる。

産業上の利用可能性

[0115] 液体や気体などの流体を高吐出圧を送給する小型の送給装置として適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 送給管と送出管とを接続して、前記送給管から送給された流体を前記送出管から送出するポンプにおいて、

前記送給管及び前記送出管とそれぞれ一方向弁を介して連通して前記流体を一時的に貯留する貯留室を備えたハウジングと、

前記貯留室に面して配置して進退駆動させることにより前記送給管力前記流体を前記貯留室に吸引した後に前記送出管に押出する振動板と、

この振動板を進退駆動させる駆動部と

を備え、

前記振動板には外周縁に沿ってリング状のチューブを設け、このチューブを介して前記振動板を前記ハウジングに装着し、前記振動板を進退させて、ることを特徴とするポンプ。

[2] 前記チューブ内の圧力は、前記貯留室内の前記流体の圧力と同じ、または前記貯留室内の前記流体の圧力よりも高くしていることを特徴とする請求項 1記載のポンプ。

[3] 前記チューブには外周縁に沿って外側方に突出させたフランジを設けるとともに、前記ハウジングには前記フランジと嵌合する嵌合溝を設け、この嵌合溝と前記フランジとを嵌合させて前記振動板を前記ハウジングに装着したことを特徴とする請求項 1 または請求項 2に記載のポンプ。

[4] 前記ハウジングには、内周面に沿って内側に向けて突出させたリング状の第 1支持壁と第 2支持壁と所定間隔を隔てて互いに平行に設け、この第 1支持壁と第 2支持壁との間に前記チューブを嵌め入れることにより前記振動板を前記ハウジングに装着したことを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のポンプ。

[5] 前記チューブには、内部に流体を注入して圧力を調整するための流体注入手段を設けたことを特徴とする請求項 2記載のポンプ。