JP4330323B2

JP4330323B2 - 往復動ポンプ

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Publication number: JP4330323B2
Application number: JP2002296638A
Authority: JP
Inventors: 盛久衣川
Original assignee: Tacmina Corp
Current assignee: Tacmina Corp
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: US20060280621A1; JP2003201969A; US6846166B2; US7566205B2; US20030077190A1; US20050100453A1; US7114929B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動ポンプに関し、詳しくは、ポンプ内のガスを適切に排出可能に構成された往復動ポンプに関するものである。
また、本発明は、往復動ポンプに関し、往復動する駆動手段としてダイヤフラム等（他には、例えばピストンまたはプランジャ等）を用いて構成された往復動ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダイヤフラムを駆動させて流体を搬送させる往復動ポンプは、従来から知られており、一般的には、モータ等の駆動手段で得られる回転運動をカムを介して直線往復運動に変換し、この直線往復運動にてダイヤフラムを駆動させべく構成されている。なお、さらに具体的な構成としては、モータ等に基づく直線往復運動を、作動媒体たる作動油を介して、ダイヤフラムに伝達する構成が知られている。
【０００３】
このように構成された往復動ポンプにおいては、弾性的に変形可能なダイヤフラムが作動油を用いて往復運動させられ、このダイヤフラムの往復動によって搬送流体の吸入および吐出が行われている。したがって、かかるダイヤフラムは、この弾性変形および往復運動の必要性に基づいて、比較的薄く形成されている。
【０００４】
従来技術にかかる往復動ポンプは、上述したように、比較的薄く形成されたダイヤフラムを用いて構成されているため、ダイヤフラムに過負荷が発生した場合には、ダイヤフラムに変形あるいは亀裂等が生ずるおそれがあった。
【０００５】
このようなダイヤフラムの変形あるいは亀裂等を防止するための技術を備えた往復動ポンプとしては、例えば、特開昭６１−６１９９０号公報（特許文献１）に開示されたポンプが知られている。ここで開示された往復動ポンプにおいては、ダイヤフラムと共に作動する弁ユニットが設けられており、ダイヤフラムに対して過負荷が作用する前に、弁ユニットによってダイヤフラムの動きを制限すると共に、作動油の流入状態を制御すべく構成されている。
【０００６】
また、従来技術にかかる流体搬送経路においては、搬送流体の逆流を防止するためにボール等を用いて構成された逆止弁が用いられる。特に、高粘度の流体（粘着性液体）を搬送させる際には、流路の閉塞を確実に行うために、スプリング等の付勢手段を用いてボールの移動を行う構成のものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。すなわち、高粘度の流体を搬送させる場合には、弁体であるボール等に摩擦抵抗が作用し、ボールの着座が遅くなり、その間流体が逆流する。その結果、ポンプにおける吐出流量が減少し、ポンプの定量性等に影響を及ぼす。したがって、従来技術によれば、上述したように、弁体であるボールの着座を早めるために、ボールの上部にスプリング等の付勢手段を設けている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６１−６１９９０号公報
【特許文献２】
特開２０００−３５６２７４号公報
【０００８】
【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（特開昭６１−６１９９０号公報に開示された往復動ポンプ）においては、作動油の制御を行うためのリリーフ弁（「逃がし弁２７」）と、作動油中に混入あるいは発生した空気等のガスを抜くためのガス抜き部（「排気弁１８」）とが必須であって、特にこのガス抜き部を用いたガス抜き作業が煩雑であるという問題があった。
【０００９】
上記従来技術にかかる往復動ポンプにおいては、作動油にてダイヤフラムを往復動させる構成であるため、ポンプ組み立て時あるいはポンプ駆動時に、作動油中に空気等のガスが混入等する場合がある。作動油にてダイヤフラムを往復動させる構成の往復動ポンプにおいて、かかるガス混入等は避け難い。そこで、従来技術においては、ダイヤフラムと弁ユニットとの間にガス抜きのための機構（ガス抜き部）を設け、往復動ポンプ組み立て後の初期作動時、および継続駆動中のガス混入時に、適宜ガス抜きを行うべく構成されている。
【００１０】
上記機構を用いて行われるガス抜きは、ガス抜き部上に設けられた蓋部（ボルト等）を取り外し、このガス抜き部に吸引具等を連通させることによって行われる。なお、このガス抜きの際には、ガス抜き部からガスと共に作動油が溢流すると考えられるため、ガス抜き部の周囲には油受け等を用意しなければならない。
【００１１】
また、弁ユニット近傍に設けられたリリーフ弁においても、作動油と共に混入等したガスが取り除かれる場合もあるが、従来技術（特開昭６１−６１９９０号公報）においては、リリーフ弁の構造が不明であるため、作動油の調整とガス抜きとの関係は明確に認識することができない。
【００１２】
すなわち、従来技術においては、ガス抜きを行うためのガス抜き部、あるいは結果的にガス抜きを行うことが可能であるリリーフ弁が設けてあるが、前者は、ガス抜きのための煩雑な作業が必要であり、後者は、構造が不明で且つ積極的にガス抜きを行うものではないため、その効果等を明確に把握することができないという問題があった。
【００１３】
また、従来技術にかかる逆止弁（特許文献２参照）においては、流路の閉塞を確実に行うために、スプリング等の付勢手段を用いて弁体であるボールの移動がなされるが、このような構成の場合には、弁体と弁座との間の抵抗力が増加し、吸込工程時にキャビテーション等が発生して、ポンプ能力が低下するおそれがあった。さらに、強力なスプリング等を用いると、ポンプ始動時、流体を自給しないため、「呼び液」を行う必要がある。また、流路の閉塞時にスプリング等によってボールが弁座に押し付けられるため、ボールや弁座等が局部的に摩耗するという問題があった。
【００１４】
さらに、従来技術にかかる往復動ポンプを用いた場合には、高粘度の流体（粘着性液体）を搬送させる際には、上記逆止弁等を用いた場合であっても、流体を適切に定量的に搬送することができないという問題があった。具体的に、流体の粘度が高い場合には、流体が流れにくく、単にダイヤフラム等の往復動手段を駆動させるだけでは流体を適切に吸い込むことができないため、定量搬送を実現することが困難であるという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、上記従来技術にかかる問題を解決するためになされたものであって、煩雑な作業等を行うことなく、ガスを適切に且つ自動的に排出することが可能なガス排出機構を備えた往復動ポンプを提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、流体を搬送すべく往復動するダイヤフラムを設けたダイヤフラム駆動室と、前記ダイヤフラムを往復動させるための駆動力を供給する駆動力供給部とを備えた往復動ポンプであって、前記駆動力供給部の駆動力が作動油を介して前記ダイヤフラム駆動室内のダイヤフラムに伝達されるべく構成され、前記駆動力供給部と前記ダイヤフラム駆動室との間には前記作動油を制限する作動油制限室が設けられており、前記作動油制限室内の上方位置に設けられた第一ガス排出部と、前記ダイヤフラム駆動室内の上方位置に設けられた第二ガス排出部とを有し、前記第一ガス排出部と前記第二ガス排出部とが連通されて一のガス排出機構が構成されており、前記ガス排出機構には、前記第一ガス排出部から前記第二ガス排出部への流体の逆流を防止すべく逆流防止体が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
このような構成によれば、複数のガス排出部（第一および第二ガス排出部）が連通されて一のガス排出機構が構成されているため、複数のガス排出部から排出されるガスを、一のガス排出機構の調整を行うのみで、適切に排出可能である。
【００１８】
また、本発明においては、前記作動油制限室には、前記ダイヤフラムに連接されてダイヤフラムと共に駆動する弁体と、前記弁体と嵌合して前記ダイヤフラム駆動室に供給される前記作動油を制限し得る弁座とが設けられており、前記作動油制限室内における前記駆動力供給部と前記弁座との間に前記第一ガス排出部の一方端部が設けられ、前記ダイヤフラム室内における前記弁座と前記ダイヤフラムとの間に前記第二ガス排出部の一方端部が設けられている構成が好ましい。
【００１９】
この好ましい構成によれば、前記弁体等を用いることによって、前記ダイヤフラムに対する過負荷等を適切に制限し、この弁体および弁座の前後（ダイヤフラム駆動室および作動油制限室）にそれぞれ第一ガス排出部および第二ガス排出部が設けられているため、ダイヤフラム周辺のガスを適切に排出することが可能となる。
【００２０】
また、本発明においては、前記第一ガス排出部の他方端部と前記第二ガス排出部の他方端部とが近接して設けられており、前記第一ガス排出部から流体が排出される際には、その流体の圧力によって前記第二ガス排出部の他方端部を閉塞すべく、前記第二ガス排出部の他方端部に押圧され、前記第二ガス排出部から流体（ガス等）が排出される際には、その流体（ガス等）の圧力によって前記第二ガス排出部の他方端部を開放すべく、前記第二ガス排出部の他方端部から持ち上げられるように、前記第二ガス排出部の他方端部上に前記逆流防止体が設けられている構成が好ましい。
【００２１】
この好ましい構成によれば、二つのガス排出部を連通させた構成としても、前記逆流防止体が設けられているため、ダイヤフラム駆動室側へのガスおよび作動油の逆流を防止し、往復動ポンプを適切に駆動させることができる。
【００２２】
また、本発明においては、前記ガス排出機構が、前記第一ガス排出部、前記第二ガス排出部、前記逆流防止体、および流体排出調整部とを用いて構成されており、前記流体排出調整部は、前記逆流防止体の上部に設けられたボール体と、前記ボール体のリフト量を調整し得る調整バルブとを用いて構成されている構成が好ましい。
【００２３】
この好ましい構成によれば、前記調整バルブを用いて、適宜、必要なときにガス排出を行うことができる。
【００２４】
さらに、本発明においては、前記逆流防止体のリフト量と前記ボール体のリフト量とを、それぞれ所定間隔として、前記第一ガス排出部および前記第二ガス排出部から自動的にガス排出が行われる構成が好ましい。
そして、この場合には、前記逆流防止体のリフト量が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であって、前記ボール体のリフト量が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である構成が好ましい。また、前記逆流防止体のリフト量としては、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ程度がより好ましく、さらに、前記ボール体のリフト量としては、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度がより好ましい。
また、前記逆流防止体がボール体であって、作動油の比重に近い比重を有する材料を用いて構成されていることが好ましい。作動油の比重に近い比重を有する材料としては、例えば、ポリプロピレン等があげられる。
【００２５】
また、本発明においては、前記第一ガス排出部および前記第二ガス排出部の少なくとも一方から排出される作動油を補充すべく、作動油補充機構が設けられている構成が好ましい。
前記作動油補充機構としては、例えば、ガス排出時における作動油の流出を予め想定してその分の作動油を供給すべく構成された補助プランジャ機構や、ダイヤフラム駆動室内の圧力変動に応じて、適宜作動油を供給可能な作動油補給弁（補充圧力を可変可能な作動油補給弁）があげられる。
【００２６】
この好ましい構成によれば、上記作動油補充機構（補助プランジャ機構、作動油補給弁等）が設けられているため、ガス排出時における作動油の流出を予め勘案してそれに応じた作動油の補給、あるいはダイヤフラム駆動室が過剰な負圧状態になったときの作動油の補給を適切に行うことが可能となって、ポンプ効率を低下させずに、安定した状態で往復動ポンプの運転を維持することができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【００５８】
図１は、本発明の実施形態にかかる往復動ポンプの概略断面図を示したものである。図１に示すように、本実施形態にかかる往復動ポンプは、ダイヤフラム（第一のダイヤフラム１Ａおよび第二のダイヤフラム１Ｂ）を往復動させることによって流体の搬送を実現する流体搬送部１０Ａ，１０Ｂと、これらのダイヤフラム１Ａ，１Ｂを駆動させるべく適切なタイミングで作動油を供給する駆動力供給部４０と、この駆動力供給部４０の偏心カム４２を駆動させる駆動部７０等とを用いて構成されている。
また、この往復動ポンプを成す駆動部７０は、回転運動を生ずる電動モータ７１と、この電動モータ７１からの回転力を駆動力伝達軸４１に伝えるためのギヤ部７２等とを用いて構成されている。
さらに、本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、駆動力供給部４０の左右それぞれに、補助プランジャ機構１００Ａ，Ｂ（本発明の「作動油補充機構」に相当）と作動油補給弁１５０Ａ，Ｂ（本発明の「作動油補充機構」に相当）とが設けられている。これらについては、後に詳細に説明する。
【００５９】
なお、本実施形態にかかる往復動ポンプは、脈動防止のために、二つの流体搬送部１０Ａ，１０Ｂを用いて構成されているが、これらは駆動タイミングが異なるだけで、その構成は基本的に同様である。また、このように二つの流体搬送部１０Ａ，Ｂを有することから、本実施形態においては、その他の要素（例えば、上述した補助プランジャ機構１００Ａ，Ｂおよび作動油補給弁１５０Ａ，Ｂ等）についても、同様の構成のものがそれぞれの流体搬送部１０Ａ，１０Ｂに対応して二つずつ設けられている。
そこで、以下、同様の構成要素について説明を行う場合には、同様の符号を用いることとし、それぞれを区別する際には、必要に応じて「Ａ」「Ｂ」の符号を付記する。
【００６０】
図２は、図１のII−II断面図を示したものであり、具体的には、駆動力供給部４０の断面図を示したものである。なお、この図２においては、補助プランジャの記載は省略している。
【００６１】
図２に示すように、駆動力供給部４０は、先に述べた駆動部７０から駆動力を受ける駆動力伝達軸４１と、この駆動力伝達軸４１に取り付けられた偏心カム４２と、この偏心カム４２の動きに応じて往復動するピストン部（第一のピストン部４３および第二のピストン部４４）と、第一のピストン部４３内のベアリング４７の内輪で支持された第一の回動軸４５と、第二のピストン部４４内のベアリング４８の内輪で支持された第二の回動軸４６と、第二のピストン部４４内にて第一のピストン部４３と第二のピストン部４４とを適切に付勢して、各ピストン部４３，４４内に設けられている各回動軸４５，４６を偏心カム４２に接触させるべく機能する調整手段たる位置規制付勢手段４９と、これらの各要素を内包しているケーシング部５０等とを用いて構成されている。
そして、以上のような要素を有する駆動力供給部４０においては、ケーシング部５０内壁とピストン部４３，４４との間の密閉空間に、作動油が充填されている。
【００６２】
本実施形態にかかる駆動力供給部４０においては、第二のピストン部４４が中空状に形成されている。すなわち、第二のピストン部４４は、その内部に、駆動力伝達軸４１、偏心カム４２、第一のピストン部４３、ベアリング４８、および位置規制付勢手段４９等が包含可能であるべく形成されている。
そして、第二のピストン部４４の内壁部（内面部）４４ａと第一のピストン部４３の外壁部（外面部）４３ａとの間には、位置規制付勢手段４９が挟持されている。すなわち、この位置規制付勢手段４９によって、第一および第二のピストン部４３，４４が偏心カム４２の位置する方向に付勢されることとなる。換言すれば、この位置規制付勢手段４９によって、第一のピストン部４３内の第一の回動軸４５と、第二のピストン部４４内の第二の回動軸４５とが、常に偏心カム４２の外周面に接すべく、適切に付勢されることとなる。
【００６３】
また、ケーシング部５０には、各配管部（後述する）に連通すべく、作動油の供給口（第一の供給口５１および第二の供給口５２）が形成されている。そして、各ピストン部４３，４４の端面部から、供給口５１，５２、配管部２１，２２等を介して、各ダイヤフラム１，２までの間に形成される空間は、略密閉状態に構成されており、この空間内には、作動油が充填されている。
したがって、本実施形態においては、各ピストン部４３，４４の動きに応じて作動油に対して正圧・負圧が作用し、この圧力変動により各供給口５１，５２を介して作動油が流通することとなる。そして、この作動油によって、ダイヤフラム１，２が往復動することとなる。
【００６４】
図３は、図１に示された往復動ポンプの部分拡大図を示したものであり、具体的には、流体搬送部１０の拡大図を示したものである。なお、本実施形態にかかる往復動ポンプは、上述したように、二つの流体搬送部１０Ａ，１０Ｂを用いて構成されているが、その構成は基本的に同様である。したがって、この図３においては、左右の区別を行うための「Ａ」「Ｂ」の記載を省略する。そして、説明を行うに際して、左右の区別を必要とする場合には、図１に示したように、図面上の左側の構成要素については「Ａ」を付し、右側の構成要素については「Ｂ」を付して説明する。
【００６５】
図３に示すように、本実施形態においては、ポンプヘッド３２と左右の作動油供給部３１Ａ，３１Ｂとを用いて各ダイヤフラム１Ａ，１Ｂを挟持して、各流体搬送部１０Ａ，１０Ｂが構成されている。
具体的には、流体搬送部１０は、ダイヤフラム１と、ポンプヘッド３２と、このポンプヘッド３２と共にダイヤフラム１を挟持して支持する作動油供給部３１と、この作動油供給部３１の上部に設けられたガス排出機構２０等とを用いて構成されている。
【００６６】
そして、この作動油供給部３１とポンプヘッド３２とを用いて、ダイヤフラム１を備えたダイヤフラム駆動室２が構成され、作動油供給部３１内には、ダイヤフラム１に連接された弁体３およびこれに対応した弁座４を備えた作動油制限室５が構成されている。また、上述したガス排出機構２０は、ダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５内の作動油に混入したガス（空気等）を適切に排出するために設けられたものである。さらに、ポンプヘッド３２には、搬送流体を流入させるために機能する流入側逆止弁３３および搬送流体を流出させるために機能する流出側逆止弁３４が設けられており、これらはそれぞれ、流入経路３３ａおよび流出経路３４ａを介して、ダイヤフラム駆動室２の流体搬送室２ａに連通されている。
【００６７】
ダイヤフラム駆動室２においては、先に説明した駆動部７０からの駆動力を、駆動力供給部４０を介してダイヤフラム１が受け、この駆動力に基づいてダイヤフラム１が往復動すべく構成されている。具体的には、駆動力供給部４０と作動油供給部３１とが作動油配管部３５を介して連通され、作動油配管部３５および作動油供給部３１内は作動油で満たされており、駆動力供給部４０におけるピストン部４３，４４の往復動が、作動油配管部３５および作動油供給部３１内の作動油を介して、ダイヤフラム１に伝達されることとなる。
なお、ここで、ダイヤフラム１は、その断面形状が波形形状に形成されているが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、種々の形状とすることが可能である。
【００６８】
作動油制限室５内には、先に述べたように、弁体３およびこれに対応した弁座４が設けられており、この弁体３は、弁体支持部６にコイルスプリング等の付勢手段７を介して取り付けられ、さらにこの弁体３は、作動油制限室５とダイヤフラム駆動室２との間を連絡するシャフト８に固着されている。シャフト８の一方端部８ａは、付勢手段７および弁体３を介してダイヤフラム１側に付勢されるため、通常運転時においては、ダイヤフラム１の作動油供給部３１側に当接することとなる。
なお、作動油制限室５は、ダイヤフラム１に供給される作動油を制限して、ダイヤフラム１が所定範囲を超えて過剰に往復動することを防止するために設けられたものであって、詳細は後述する。
【００６９】
作動油制限室５とダイヤフラム駆動室２との間には、シャフト支持部９が設けられており、このシャフト支持部９には、作動油を流通させるための貫通孔９ａが形成されている。また、弁体支持部６についても、作動油を流通させるための貫通孔６ａが形成されている。
【００７０】
本実施形態においては、図３等に示すように、ダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５が形成されているため、作動油中に空気等のガスが混入した場合には、各室２，５の最上部にガスが貯留しやすい。そこで、本実施形態においては、ダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５内のガスを適切に排出させるために、ガス排出機構２０を設けている。以下、ガス排出機構２０の構成を図４を用いて説明する。
【００７１】
図４は、本実施形態にかかるガス排出機構の拡大図を示したものである。本実施形態にかかるガス排出機構２０は、図４に示すように、作動油制限室５に第一ガス排出経路２１（本発明の「第一ガス排出部」に相当）が設けられ、ダイヤフラム駆動室２に設けられた第二ガス排出経路２２（本発明の「第二ガス排出部」に相当）が設けられている。
【００７２】
より具体的には、作動油制限室５内における弁座４よりも作動油配管部３５側の上方位置に第一ガス排出経路２１の一方端部２１ａが設けられ（図３参照）、ダイヤフラム駆動室２内におけるダイヤフラム１と弁座４との間の上方位置に第二ガス排出経路２２の一方端部２２ａが設けられている（図３参照）。そして、それぞれの排出経路２１，２２の他方端部２１ｂ，２２ｂは、流体排出調整部２５と作動油供給部３１とで形成された連通部２４に連通すべく近接して設けられている。さらに、第二ガス排出経路２２の他方端部２２ｂ上には、第一ボール体２３（本発明の「逆流防止体」に相当）が設けられ、この第一ボール体２３の上部には、第一ボール体２３のリフト量（可動可能領域）を規制する規制部２６が設けられている。
【００７３】
流体排出調整部２５には、連通部２４からの排出ガスを封止あるいは所定量だけ排出するために機能する、第一調整部排出経路２５ａに設けられた第二ボール体２８（本発明の「ボール体」に相当）と、この第二ボール体２８のリフト量（可動可能領域）を制限すると共に第一調整部排出経路２５ａを介して排出される排出ガスを流通させるべく機能する、調整バルブ２７とが設けられている。
【００７４】
調整バルブ２７は、その内部にバルブ内排出経路２７ａを有している。そして、この調整バルブ２７の外周部には流体排出調整部２５に対して螺合すべく雄ねじ部が形成されており、第二ボール体２８のリフト量は、この調整バルブ２７のねじ込み量にて調整されている。また、調整バルブ２７のバルブ内排出経路２７ａは、流体排出調整部２５に形成された第二調整部排出経路２５ｂに連通可能に構成されている。さらに、この第二調整部排出経路２５ｂは、駆動力供給部４０の作動油貯留部（ケーシング５０内）に接続されたガス排出配管部３６に連通されている。また、流体排出調整部２５における調整バルブ２７の上部には、この調整バルブ２７を覆うと共に、調整バルブ２７の調整の際に着脱可能（あるいは開閉可能）な保護カバー２９が設けられている。
【００７５】
本実施形態にかかる往復動ポンプは、以上の図１から図４に示すように構成されており、通常運転時においては、次のように機能する。
【００７６】
本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、まずはじめに、電動モータ７１を回転させて、この回転力をギヤ部７２を介して駆動力伝達軸４１に伝える。
【００７７】
次に、この駆動力伝達軸４１によって偏心カム４２を回転させ、この偏心カム４２の回転によって、第一および第二のピストン部４３，４４を往復動させる。ここでは、上述した構成に基づいて、第一のピストン部４３と第二のピストン部４４とが一体的に、一つの偏心カム４２によって往復動する。
そして、このピストン部４３，４４の往復動によって作動油に対して所定の力および方向の圧力が作用し、その作動油が、供給口５１，５２を介して配管部３５Ａ，３５Ｂに送排出されることとなる。
【００７８】
次に、配管部３５Ａ，３５Ｂを介して流通する作動油に基づいて、ダイヤフラム１Ａ，１Ｂが適切なタイミングで往復動し、このダイヤフラム１Ａ，１Ｂの動きによって、流入側逆止弁３３および流出側逆止弁３４が作動して、所望の液体が搬送されることとなる。
【００７９】
さて、通常運転時において、本実施形態にかかる往復動ポンプは、各構成要素が以上のように機能して、ダイヤフラム１Ａ，１Ｂの往復動を繰り返し行わせることによって、所望流体を定量的に搬送させることが可能となる。
しかしながら、何らかの不具合が生じて、駆動力供給部４０から作動油を介して過剰な圧力がダイヤフラム１に作用すると（多量の作動油がダイヤフラム駆動室２に供給されると）、ダイヤフラム１に亀裂や破損等が発生する場合がある。そこで、本実施形態においては、作動油制限室５が設けられている。以下、具体的に説明する。
【００８０】
作動油配管部３５を介して作動油供給部３１に流入した作動油によって、本実施形態においては、ダイヤフラム１と共に弁体３も往復動する。したがって、通常運転時以上の作動油が作動油供給部３１に流入した場合においても、ダイヤフラム１のみが駆動するのではなく、過剰な作動油等によって弁体３もダイヤフラム１側に移動する。そして、本実施形態においては、過剰な作動油等によりダイヤフラム１に不具合（亀裂等）が生ずる前に、この弁体３が弁座４に接するように構成されており、このように弁体３が弁座４に接することによって、ダイヤフラム駆動室２への作動油の供給が適切に制限されるべく構成されている。
【００８１】
本実施形態によれば、以上のように、作動油の供給量（圧力）に応じて、ダイヤフラム１と共に弁体３も駆動し、必要におうじて、弁体３と弁座４とが接することによって、シャフト支持部９の貫通孔９ａを介してダイヤフラム駆動室２に流通される作動油を遮断可能であるため、ダイヤフラム１に対して作動油を介して与えられる圧力を適切に制限することができる。
【００８２】
このように、作動油制限室５（を成す弁体３および弁座４）にて作動油が適切に制限されると、作動油制限室５内の作動油は行き場を失うが、この行き場を失った作動油は、駆動力供給部４０と作動油制限室５との間に設けられたリリーフ機構（図示省略）にて適切に逃がされ、かかる作動油は駆動力供給部４０を成すケーシング５０内等に戻されることとなる。
【００８３】
また、このように、弁体３と弁座４とを用いて作動油が制限された場合には、作動油は、作動油制限室５に設けられた第一ガス排出経路２１からも溢流することとなる。
この際、第二ボール体２８が調整バルブ２７にて第一調整部排出経路に隙間なく押圧されている場合には、第一ガス排出経路２１に溢流した作動油は、連通部２４に貯留されることとなる。そして、本実施形態においては、第二ガス排出経路２２の上方端部（他方端部２２ｂ）には第一ボール体２３が設けられているため、このように第一ガス排出経路２１を介して作動油が溢流した場合であっても、作動油が第二ガス排出経路２２に逆流することはない。
また、第二ボール体２８と調整バルブ２７との間に所定の間隔が設けられている場合には、第一ガス排出経路２１に溢流した作動油は、連通部２４、第一調整部排出経路２５ａ、バルブ内排出経路２７ａ、第二調整部排出経路２５ｂ、およびガス排出配管部３６を介して、ケーシング５０内等に戻されることとなる。なお、この場合においても、上記と同様、第二ガス排出経路２２の上方端部（他方端部２２ｂ）に設けられた第一ボール体２３によって、作動油の第二ガス排出経路２２に対する逆流は防止される。
【００８４】
本実施形態においては、何らかの不具合によってダイヤフラム１に過負荷がかかるおそれが生ずる場合には、以上のように弁体３等を機能させてダイヤフラム１を保護している。
【００８５】
次いで、本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、上述したダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５内にガスが混入等した場合には、次のようにして、ガスの排出を行っている。
【００８６】
具体的に、本実施形態においては、流体排出調整部２５等を有するガス排出機構２０を用いて、手動あるいは自動にて、上記両室２，５のガス排出を行うことができるように構成されている。
【００８７】
まず、手動にてガス排出を行う場合について説明する。
手動にて行う場合には、図４等に示したように、基本的に、調整バルブ２７を用いて第二ボール体２８を第一調整部排出経路２５ａの上端部に対して押圧した状態とする。この状態においては、ダイヤフラム駆動室２内のガスは第二ガス排出経路２２を介して、作動油制限室５内のガスは第一ガス排出経路２１を介して、連通部２４内に排出され、ここに貯留された状態となる。この際、第二ガス排出経路２２の上部には第一ボール体２３が設けられているが、この第一ボール体２３と規制部２６との間には所定間隔（例えば、１ｍｍ）が設けられているため、第一ボール体２３は排出ガスの圧力によって持ち上げられて、排出ガスは連通部２４に排出、貯留されることとなる。
そして、本実施形態においては、必要に応じて（ガス排出を行う必要が生じたときに）、調整バルブ２７のねじ込み量を調整して（上方に移動させて）、第二ボール体２８と調整バルブ２７との間に所定間隔を設けることとする。このような間隔を設ければ、連通部２４内の排出ガス圧力によって第二ボール体２８が持ち上げられ、第一調整部排出経路２５ａ、バルブ内排出経路２７ａ、第二調整部排出経路２５ｂ、およびガス排出配管部３６を介して、ダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５内のガスが適切に排出されることとなる。ガス排出が終了した後、調整バルブ２７は再度ねじ込み、第二ボール体２８と調整バルブ２７と間の間隔（第二ボール体２８のリフト可能量）は零とする。
【００８８】
このように、第二ボール体２８のリフト量（調整バルブ２７と第二ボール体２８との間隔、換言すれば第二ボール体２８のリフト可能量）を、通常「零」とした構成においては、通常運転時、ダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５の密閉状態が保持されているため、ガスおよび作動油等が外部に漏れることがない。したがって、ポンプ性能を最大限発揮可能な状態で、往復動ポンプの運転を実施することができる。
また、上述したように、必要に応じて、一の調整バルブ２７を操作するだけで、二箇所のガスを適切に排出することが可能であるため、従来よりも容易にガスの排出（エア抜き等）を行うことができる。なお、ここで説明したガス排出処理（調整バルブ２７の調整処理）は、基本的には、往復動ポンプ製造時に行えば、それ程頻繁に行う必要はない。
【００８９】
次に、自動にてガス排出を行う場合について説明する。
自動にて行う場合には、第一ボール体２３と規制部２６との間隔（第一ボール体２３のリフト可能量）（以下、「第一リフト量」という。）Ｌ１、および第二ボール体２８と調整バルブ２７（二点鎖線（仮想線）にて示した方）との間隔（第二ボール体２８のリフト可能量）（以下、「第二リフト量」という。）Ｌ２を、それぞれ所定の間隔に設定する必要がある。
ここで「所定の間隔」とは、それぞれのガス排出経路２１，２２から排出されるガスが適切に排出されると共に、ポンプの吐出効率をあまり低下させず、また脈動も抑えた状態で運転を行うことが可能な間隔であって、これは、ポンプの吐出量等に応じても異なる。例えば、第一リフト量Ｌ１としては、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度（より好ましくは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ程度）、第二リフト量Ｌ２としては、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度（より好ましくは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度）が好ましい。なお、本実施形態においては、規制部２６は固定式であり、第一リフト量Ｌ１は、約１．０ｍｍに設定されている。そして、第二リフト量Ｌ２については、例えば、１．０ｍｍ程度に設定されている。ただし、この第二リフト量Ｌ２は、調整バルブ２７によって可変可能であるため、必要に応じて、より適切な間隔（適切にガス排出が行われ、ポンプの吐出効率をあまり低下させない間隔）に調整すればよい。
また、適切にガス排出を行いつつ、適度な密閉性を保持するためには、各ボール体２３，２８を構成する材料も適切に選択する必要があり、例えば、第一ボール体２３は、作動油の比重に近い比重を有する材料を用いて構成することが好ましく、例えば、ポリプロピレン等を用いて構成することが好ましい。
【００９０】
このように、第一リフト量Ｌ１と第二リフト量Ｌ２とを所定の間隔に定めた構成においては、通常運転時、ダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５内にガスが混入したとしても、各ボール体２３，２８が所定量だけリフト可能であるため、第一ガス排出経路２１、第二ガス排出経路２２、連通部２４、第一調整部排出経路２５ａ、およびバルブ内排出経路２７ａを介して、適切に且つ自動的にガスの排出（エア抜き等）を行うことができる。
【００９１】
なお、上述したように、本実施形態においては、手動であっても自動であっても、ガス排出を行う場合には、ガスのみではなく作動油も同時に排出される可能性がある。作動油が排出されると、ポンプの吐出効率が低下し、脈動も大きくなるおそれがある。そこで、本実施形態においては、ガスと共に排出される作動油を補給すべく（エア抜き時のポンプ効率低下を防止するために）、補助プランジャ機構１００（図１参照）が設けられている。
以下、図１、図５および図６を用いてプランジャ機構１００を具体的に説明する。
【００９２】
図１に示すように、本実施形態においては、第一および第二のピストン部４３，４４の近傍に補助プランジャ機構１００Ａ，１００Ｂが設けられている。偏心カム４２の左右に設けられた各補助プランジャ機構１００Ａ，１００Ｂは、基本的には、それぞれ同様の構成を有している。よって、以下、図５および図６においては、左側に位置する補助プランジャ機構１００Ａを用いて説明する。なお、図５および図６においては、左側の要素に付記する「Ａ」の表記は省略する。
【００９３】
先に述べたように、本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、ガス排出が行われる際に若干の作動油もガスに伴って排出される。したがって、本実施形態にかかるプランジャ機構１００は、基本的に、この排出される作動油を補い、適切にダイヤフラム１を駆動させるために、作動油の押圧量を調整している。
【００９４】
図５は、所定量の補充を行うために構成し、調整された補助プランジャ機構の拡大図を示したものである。図５（イ）は、補助プランジャの駆動開始時を示し、図５（ロ）は、補助プランジャの駆動終了時を示したものである。ここで、「所定量」とは、ガス排出に伴って作動油が排出されても、適切なポンプ効率および脈動状態を実現しつつ往復動ポンプの運転を行うことが可能となる量である。
【００９５】
図５において、本実施形態にかかる補助プランジャ機構は、作動油押圧手段１１０と、補充量調整手段１２０とを用いて構成されている。
作動油押圧手段１１０は、第一のピストン部４３に取り付けられた押圧部１１５で押圧される補助プランジャ１１１と、補助プランジャ１１１を摺動可能に保持するプランジャ保持部１１２と、補助プランジャ１１１に固着されたスプリング保持部１１３と、プランジャ保持部１１２とスプリング保持部１１３との間に設けられ、補助プランジャ１１１を偏心カム４２側に付勢しているスプリング部１１４とを用いて構成されている。
また、補充量調整手段１２０は、補助プランジャ１１１の作用時間を調整する調整用プランジャ１２１と、調整用プランジャ１２１を摺動可能に保持する調整用プランジャ保持部１２２と、調整用プランジャ保持部１２２に固着されたスプリング保持部１２３と、調整用プランジャ１２１とスプリング保持部１２３との間に設けられ、調整用プランジャ１２１を作動油押圧手段１１０側（偏心カム４２側）に付勢しているスプリング部１２４とを用いて構成されている。
【００９６】
調整用プランジャ保持部１２２の外周面には、雄ネジ部が形成されており、この雄ネジ部は、調整手段挿入部１２５の内周面に形成された雌ネジ部と螺合すべく形成されている。すなわち、本実施形態においては、調整手段挿入部１２５と調整用プランジャ保持部１２２との螺合位置（螺合状態）を調整することによって、補充量調整手段１２０を矢印Ｘ方向（図５（イ）参照）に移動させることが可能となる。よって、本実施形態においては、補助プランジャ１１１の端面と、調整用プランジャ１２１の端面との距離ｔを容易に調整できる。
【００９７】
本実施形態にかかる補助プランジャ機構においては、補助プランジャ１１１の端面が、調整用プランジャ１２１の端面に接するまでが、作動油を補充する工程となる。すなわち、補助プランジャ１１１の端面と、調整用プランジャ１２１の端面との距離ｔが、作動油の補充量を規定することとなる。そして、上述したように、本実施形態においては、距離ｔ（補助プランジャ１１１の作用時間）を容易に調整することが可能であるため、作動油の補充量をも容易に調整可能となる。
【００９８】
上述したように、図５（イ）は、補助プランジャ１１１の駆動開始時を示しており、補助プランジャ１１１は、第一のピストン部４３の動きに応じて、プランジャ押圧部１１５によって押圧され、矢印Ｐ方向（図５（イ）参照）に摺動する。そして、図５（ロ）の如く、補助プランジャ１１１が調整用プランジャ１２１に接すれば、補助プランジャ１１１は、作動油に対して何も作用しない（作動油に対して押圧力等を生じない）こととなるため、このように、互いのプランジャ１１１，１２１が接した状態が、補助プランジャ１１１の駆動終了時を示すこととなる。
【００９９】
すなわち、本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、ガス排出に伴って排出される作動油の量を補うべく、各プランジャ１１１，１２１間隔を定めて、ダイヤフラムを駆動させる作動油の吐出量を増加させている。
つまり、本実施形態にかかる往復動ポンプによれば、上記補助プランジャ機構１００を用いることによって、ガス排出機構２０からガスと共に排出される作動油を補充することが可能となるため、通常運転時において、ポンプ効率を低下させることなく、また特に脈動等も起こさせることなく、手動でまたは自動で適切にガス排出を行うことができる。
【０１００】
また、上述した構成において、ガス排出機構２０から排出される作動油量と、補助プランジャ機構１００にて補給される作動油量とが一致させれば、本実施形態にかかる往復動ポンプは、ポンプ効率１００％を確保可能となり、さらに、自動的にガス排出を行う構成（所定の第一リフト量Ｌ１および第二リフト量Ｌ２を有する構成）においては、ポンプ運転中に作動油制限室５内にエアが混入しても、運転効率を低下させること等なく、エアを速やかにポンプ外に排出することができる。
【０１０１】
なお、図５および図６においては、補助プランジャ機構１００が、ガス排出機構２０から排出される作動油量のみを補充する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、他の部分における作動油の増減にも対応すべく、補助プランジャ機構１００の設定量を調整してもよい。
例えば、往復動ポンプにおいては、吸込側弁座にチャッキボールが着座するまでの短時間に、わずかな量の液体が液体の流入側に逆流する場合がある。また、作動油の中にわずかに残るエアの圧縮や、超高圧下における作動油自体の体積変化（減少）によって作動油の効率低下を生じる場合がある。そこで、その逆流や作動油の効率低下による流体量に対応する量をも補充すべく、補助プランジャ機構の調整を行ってもよい。
【０１０２】
また、図６は、補助プランジャの流量を零に調整した状態の拡大図を示したものである。図６（イ）は、補助プランジャの駆動開始時を示し、図６（ロ）は、補助プランジャの駆動終了時を示したものである。
【０１０３】
図６に示すべく調整された補助プランジャ１１１および調整用プランジャ１２１は、基本的には、図５にて説明した場合と同様に、第一のピストン部４３に取り付けられた押圧部１１５によって駆動する。しかしながら、この図６においては、押圧部１１５が補助プランジャ１１１に接する前から、補助プランジャ１１１と調整用プランジャ１２１とが互いに接するべく調整されている（図６（イ）参照）。具体的には、調整用プランジャ保持部１２２と調整手段挿入部１２５との螺合状態を調整することによって、図５（イ）と比較して、補充量調整手段１２０を、矢印Ｙ方向（図６（イ）参照）に移動させている（補助プランジャ１１１と調整用プランジャ１２１とが接する位置まで、補充量調整手段１２０（調整用プランジャ保持部１２２）を移動させている）。
【０１０４】
したがって、この図６に示すべく調整すれば、補助プランジャ１１１の駆動開始時（図６（イ））から、駆動終了時（図６（ロ））に至るまで、補助プランジャ１１１と調整用プランジャ１２１とは接した状態となる。すなわち、この図６の調整状態であれば、補助プランジャ１１１の端面と調整用プランジャ１２１の端面との距離が零であるため、補助プランジャ１１１は、作動油に何の作用も及ぼさないこととなる。
【０１０５】
以上の図５および図６に示すように、本実施形態にかかる補助プランジャ機構は、必要に応じて、補助プランジャ１１１の作用時間を容易に調整することができる。したがって、本実施形態によれば、往復動ポンプ毎の吐出能力、脈動状態等に応じて、適宜、補充量調整手段１２０を調整し、効果的に脈動を防止し、高い吐出効率にて運転することが可能な往復動ポンプを得ることができる。
【０１０６】
さらに、本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、図１に示すように、第一および第二のピストン部４３，４４の近傍に作動油補給弁１５０Ａ，１５０Ｂが設けられている。
この作動油補給弁１５０Ａ，１５０Ｂは、ガス排出機構２０等が機能することによって、ダイヤフラム駆動室２内が負圧状態となったときに、適切に作動油を供給すべく機能するものであって、補充圧力を変更可能に構成されている。本実施形態によれば、この作動油補給弁１５０Ａ，１５０Ｂを有するため、何らかの不具合により、ダイヤフラム駆動室２等が過剰な負圧状態となっても、所定の圧力に応じて、作動油補給弁１５０から補給が開始される。したがって、本実施形態にかかる往復動ポンプは、ポンプ効率を低下させずに、安定した性能を維持することができる。
【０１０７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【０１０８】
例えば、上記実施形態においては、搬送流体との接液部にダイヤフラムを用いる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、接液部にピストンあるいはプランジャ等を設けて、往復動ポンプを構成してもよい。
【０１０９】
また、図７は、他の実施形態にかかる往復動ポンプを成すガス排出機構の拡大図を示したものである。ここで、図７に示した実施形態と、図４等を用いて説明した上記実施形態とは、基本的に同様の構成を有しているが、主に調整バルブ２７を設けるために流体排出調整部２５に形成された雌ネジ部２７１周辺の構成が異なる。以下、このような構成とした理由について、上記実施形態と対比して説明する。
【０１１０】
図４等に示したガス排出機構において、往復動ポンプ立ち上げ時におけるエア抜き作業を行う場合には、作動油補充機構の一つである作動油補給弁の設定圧力を極力低く設定し、調整バルブ２７のリフト量を最大にしてポンプを駆動させる。そうすると、ダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５中のガスは駆動力供給部４０の駆動力によって圧縮され、バルブ内排出経路２７ａから排出される。そして、ガスが排出されて、ダイヤフラム駆動室２および作動油制限室５の圧力が下がると、作動油補給弁を介して作動油が補給される。往復ポンプ立ち上げ時には、この操作を繰り返すことによって、ガスを排出させると共に作動油を充填させることができる。
しかしながら、往復動ポンプ１回転の容積移動が少ない場合（小径のピストン部等が用いられる場合）は、ガス全量を排出するまでに、かなりの時間（例えば数十分）を要することがある。また、図４等に示されたガス排出機構においては、可能な第二ボール体２８がガス圧によって調整バルブ２７の端部に接触するまでの間のみ、バルブ内排出経路２７ａからガスの排出が可能であるため、何らかの原因で、第二ボール体２８が調整バルブ２７に接すると、バルブ内排出経路２７ａが封止されて、ガスを適切に排出することができない場合がある。
このように、図４等に示した実施形態においては、ガス排出を短時間で適切に行えない場合がある。
【０１１１】
そこで、上記問題を解決するために、図７においては、調整バルブ２７を取り付ける雌ネジ部２７１が、図４等とは異なるべく構成されている。すなわち、図７によれば、雌ネジ部２７１の上部２７１ａと下部２７１ｂとが異なる寸法（内径）に形成されている。具体的には、雌ネジ部下部２７１ｂは、調整バルブ２７に設けられたＯリング２７ｃによって、調整バルブ２７と雌ネジ部２７１との間をガス等の流体が流通しないようにシールされる内径に形成されている。また、雌ネジ部上部２７１ａは、調整バルブ２７のリフト量を多くした際に、Ｏリング２７ｃのシール能力を解除可能な内径に形成されている。
つまり、この図７に示した実施形態によれば、必要に応じて、調整バルブ２７と雌ネジ部２７１との間をガス等の流体が流通すべく、調整バルブ２７の調整を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、図７（の実線）に示すように、第二ボール体２８が調整バルブ２７に接触し、バルブ内排出経路２７ａが封止された状態となっても、ガス等は、調整バルブ２７と雌ネジ部２７１との間、およびバイパス排出経路２５ｃを介してガス排出配管部３６から適切に排出されることとなる。
また、この図７に示すような構成であれば、小径のピストン部等が用いられて、吐出能力（ガス排出能力）が少ない往復動ポンプの場合には、ガス排出配管部３６に外部から負圧を作用させて、ガスを強制的に抜き出すこともできる。
【０１１２】
さらに、図８は、他の実施形態にかかる往復動ポンプを成すガス排出機構の拡大図を示したものである。ここで、図８に示した実施形態と、図７等を用いて説明した上記実施形態とは、基本的に同様の構成を有しているが、本実施形態においては、第一ガス排出経路２１および第二ガス排出経路２２の上方に、それぞれボール体２３１，２３２が設けられている点が異なる。
【０１１３】
この図８に示すような構成とすれば、各ボール体２３１，２３２の形成材料を作動油の比重に近い材料に限定することなく、セラミック等の作動油よりも比重が大きく真球度の高いボール体を使用することができる。すなわち、このように両方のガス排出経路２１，２２上方にボール体２３１，２３２を設けることによって、例えば、第一ガス排出経路２１を介して作動油が溢流した場合であっても、ボール体２３２によって、第二ガス排出経路２２に作動油が逆流することはない。
先の図４および図７等にて説明したポリプロピレン等のボール体を用いて構成されたガス排出機構は、比較的低圧力のポンプを構成する際に適用され、この図８にて説明したセラミック等のボール体を用いて構成されたガス排出機構は、高圧力ポンプを構成する際に適用される。つまり、この図８に示したガス排出機構によれば、セラミック等の比較的大きな比重を有するボール体２３１，２３２を各ガス排出経路２１，２２の上方に設けているため、高圧力の流体についても適切に逆止を行うことができる。
【０１１４】
図９は、本発明の実施形態にかかる逆止弁の第一態様を示す概略断面図であり、具体的には、図９（ａ）は、弁体が弁座に着座して流体経路を閉塞した状態を示し、図９（ｂ）は、弁体が弁座から離れて流体経路を開放した状態を示している。
この図９に示すように、本実施形態にかかる逆止弁は、弁本体部３１０を成す上部本体部３１１および下部本体部３１２と、各本体部３１１，３１２間に設けられたパッキン３１３と、弁体３１４と、この弁体３１４をガイドする上部ガイド部３１５および下部ガイド部３１６と、上部本体部３１１と上部ガイド部３１５との間に設けられたスプリング等の付勢手段３１７等とを用いて構成されている。また、この逆止弁を構成する各本体部３１１，３１２には、流体を流通させるための流通経路３１１Ａ，３１２Ａが形成されている。
【０１１５】
本実施形態において、下部ガイド部３１６は下部本体部３１２に固着されており、上部ガイド部３１５は付勢手段３１７を介して上部本体部３１１に取り付けられている。そして、この逆止弁は、閉塞状態（図９（ａ）参照）にある場合には、上部ガイド部３１５と下部ガイド部３１６とが接することによって（図９（ａ）のＳ部参照）、上部ガイド部３１５と弁体３１４との間に所定の間隔ｔ１（図９（ａ）参照）が設けられるように構成されている。
【０１１６】
以上のように構成された逆止弁は、流体が供給されない場合には、図９（ａ）に示すように、弁体３１４が下部本体部３１２の弁座３１２Ｂに着座し、流通経路３１１Ａ，３１２Ａが閉塞されるように機能する。この際、上述したように、上部ガイド部３１５は、弁体３１４との間に所定間隔ｔ１が設けられるように構成されているため、弁体３１４が弁座３１２Ｂに押さえ付けられることはない。
【０１１７】
一方、下部本体部３１２側から逆止弁内に流体が供給されると、図９（ｂ）に示すように、逆止弁を構成する弁体３１４は、その流体の圧力に応じて弁座３１２Ｂから離れると共に、付勢手段３１７の付勢力に抗して、上部ガイド部３１５を上方に持ち上げ、逆止弁内における流体の流通経路３１１Ａ，３１２Ａが開放状態となる。
【０１１８】
逆止弁の流通経路３１１Ａ，３１２Ａが開放状態となった後、流体の供給が停止されると、流体供給停止に伴い、弁体３１４は、自重および付勢手段３１７の付勢力により、弁座３１２Ｂに着座することとなって、再び逆止弁の流通経路３１１Ａ，３１２Ａが閉塞状態となる。
すなわち、本実施形態にかかる逆止弁（の流通経路３１１Ａ，３１２Ａ）は、流体の供給状態（圧力状態）に応じて、以上のような閉塞状態および開放状態が繰り返されることとなる。
【０１１９】
さて、この図９に示された逆止弁は、以上のように構成され機能するため、次のような効果を得ることができる。
【０１２０】
すなわち、本実施形態にかかる逆止弁は、流通経路３１１Ａ，３１２Ａ閉塞時においても、付勢手段３１７によって強制的に弁座３１２Ｂに押さえ付けているわけではなく、付勢手段３１７に取り付けられた上部ガイド部３１５と弁体３１４との間には、所定の間隔ｔ１が設けられている。したがって、本実施形態によれば、流通する流体によって弁体３１４（球状の弁体）自身が容易に自転することとなるため、弁体３１４を均等に摩耗させることができる。従来であれば、例えば、弁体は付勢手段によって弁座に押さえ付けられていたため、弁体が偏摩耗するおそれがあった。
【０１２１】
また、本実施形態においては、付勢手段の付勢力を従来よりも強力にすることができるため、閉め切り応答性の高い逆止弁を得ることができる。
これは、従来であれば、弁体の偏摩耗を極力抑えるために、付勢手段の付勢力に所定の制限を設ける必要があったが、本実施形態においては、上述したように、所定間隔ｔ１を設ける構成として、弁体３１４の自転を可能としたからである。
さらに、本実施形態にかかる逆止弁は、以上のように、閉め切り応答性が高まるため、高粘度の流体を搬送する場合であっても、効果的に定量搬送を実現することができる。
【０１２２】
図１０は、本発明の実施形態にかかる逆止弁の第二態様を示す概略断面図であり、具体的には、図１０（ａ）は、弁体が弁座に着座して流体経路を閉塞した状態を示し、図１０（ｂ）は、弁体が弁座から離れて流体経路を開放した状態を示している。
この図１０に示すように、本実施形態にかかる逆止弁は、弁本体部３２０と、弁体３２４と、この弁体３２４をガイドする上部ガイド部３２５と、上部ガイド部３２５に設けられたスプリング等の付勢手段３２７等とを用いて構成されている。また、この逆止弁を構成する弁本体部３２０には、流体を流通させるための流通経路３２０Ａが形成されている。
【０１２３】
本実施形態において、上部ガイド部３２５には付勢手段３２７が取り付けられており、この付勢手段３２７は、逆止弁が閉塞状態（図１０（ａ）参照）にある場合（弁体３２４が弁座３２０Ｂに着座している場合）には、付勢手段３２７と弁体３２４との間に、所定の間隔ｔ２（図１０（ａ）参照）が設けられているように構成されている。
【０１２４】
この図１０に示された逆止弁についても、先に図９にて説明した逆止弁と同様に、流体が供給されない場合には、弁体３２４が弁座３２０Ｂに着座し、流通経路３２０Ａが閉塞されるように機能し、付勢手段３２７は、弁体３２４との間に所定間隔ｔ２を有しているため、弁体３２４が弁座３２０Ｂに押さえ付けられることはない。
また、逆止弁内に流体が供給されると、図１０（ｂ）に示すように、逆止弁を構成する弁体３２４は、その流体の圧力に応じて弁座３２０Ｂから離れると共に、付勢手段３２７の付勢力に抗して、付勢手段３２７を上方に撓ませ、逆止弁内における流体の流通経路３２０Ａが開放状態となる。
【０１２５】
逆止弁の流通経路３２０Ａが開放状態となった後、流体の供給が停止されると、流体供給停止に伴い、弁体３２４は、自重および付勢手段３２７の付勢力により、弁座３２０Ｂに着座することとなって、再び逆止弁の流通経路３２０Ａが閉塞状態となる。
すなわち、本実施形態にかかる逆止弁も、図９の逆止弁と同様に、流体の供給状態（圧力状態）に応じて、以上のような閉塞状態および開放状態が繰り返されることとなる。
【０１２６】
この図１０に示した逆止弁は、付勢手段３２７と弁体３２４とが接するように構成されているが、弁体３２４が弁座３２０Ｂに着座しているときに、弁体３２４と弁座３２０Ｂとの間に所定の間隔ｔ２を有するのは、先の逆止弁（図９参照）と同様である。したがって、この図１０に示した逆止弁についても、図９の場合と同様の効果を得ることができる。
なお、この図１０においては、弁本体部３２０の弁座３２０Ｂ近傍に弁体３２４のガイド部が設けられていないが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、弁座３２０Ｂ近傍にガイド部を設けてもよい。
【０１２７】
図１１は、本発明の実施形態にかかる逆止弁の第三態様を示す概略断面図である。ここでは、破線で示した弁体３３４が、弁座３３０Ｂに着座して流通経路３３０Ａを閉塞している状態を示し、実線で示した弁体３３４が、弁座３３０Ｂから離れて流通経路３３０Ａを開放している状態を示している。
この図１１に示すように、本実施形態にかかる逆止弁は、弁本体部３３０と、弁体３３４と、この弁体３３４をガイドする上部ガイド部３３５と、弁本体部３３０の外部に設けられたコイル部３３９等とを用いて構成されている。また、この逆止弁を構成する弁本体部３３０には、流体を流通させるための流通経路３３０Ａが形成されている。
【０１２８】
図１１に示すように構成された逆止弁においては、コイル部３３９に供給される電力に応じて、弁体３３４に作用する電磁力が発生し、供給電力の極性を適切に切り替えることによって、強制的に弁体３３４を移動（本実施形態においては「上下動」、図１１の矢印Ｙ参照）させることができる。
【０１２９】
すなわち、本実施形態にかかる逆止弁は、弁体３３４が磁力を受ける材料を用いて構成され、弁本体部３３０の外部に設けられたコイル部３３９における電磁力が弁体３３４に作用する。
したがって、コイル部３３９に通電される電流の極性を適宜制御（反転等）させることによって、本実施形態によれば、応答性の高い逆止弁を得ることができる。なお、必要に、応じて、コイル部３３９（電磁石）に対する電力供給ラインにキャパシタを設ければ、電流が短時間で供給されることとなるため、より応答性の高い逆止弁を得ることが可能となる。
【０１３０】
つまり、本実施形態にかかる逆止弁によれば、スプリング等の付勢手段を用いることなく、強制的に弁体３３４を上下動させることが可能となって、着座時にいおいては、コイル部３３９に対する通電をなくすことによって、弁体３３４が弁座３３０Ｂに押さえ付けられることもない。
よって、先に説明した図９および図１０と同様に、この図１１に示した逆止弁についても、弁体３３４の偏摩耗をなくし、高粘度の流体の搬送時においても効果的に定量搬送を実現することができる。
【０１３１】
さらに、本発明にかかる往復動ポンプは、上記図１から図７にて示した構造に限定されず、必要に応じて、図１２から図１５等に示すように構成することも可能である。なお、以下に説明する往復動ポンプは、基本的な構成については先の図１から図７にて説明した往復動ポンプと同様であるため、同様の構成要素については同様の符号を用いることとし、ここでは、主に異なる構成要素についての説明を行う。
【０１３２】
図１２は、本発明の他の実施形態にかかる往復動ポンプの外観正面図であり、図１３は、図１２に示された往復動ポンプの外観側面図である。また、図１４は、図１２のＡ−Ａ断面概略図であり、図１５は、図１３のＢ−Ｂ断面概略図である。
【０１３３】
この図１２〜図１５にて示された往復動ポンプは、上述したように、基本的には先に説明した往復動ポンプと同様の構成を有しており、ダイヤフラム駆動室内の流体搬送室にに流体を搬送すべく、補助駆動部が設けられている点が異なっている。そこで、以下においては、主に補助駆動部の構成について説明する。
【０１３４】
図１４および図１５に示すように、本実施形態にかかる往復動ポンプは、ダイヤフラム１を往復動させることで流体を搬送させる流体搬送部１０と、ダイヤフラム１を駆動させるべく適切なタイミングで作動油を供給する駆動力供給部４０と、この駆動力供給部４０の偏心カム４２を駆動させる駆動部７０と、流体搬送部１０における流体搬送室２ａに流体を搬送する補助駆動部４００等とを用いて構成されている。
【０１３５】
本実施形態においては、駆動部７０が、回転運動を生ずる電動モータ７１と、この電動モータ７１からの回転力を駆動力伝達軸４１０に伝えるためのギヤ部７２等とを用いて構成される。
そして、この駆動力伝達軸４１０は、駆動力供給部４０を成す偏心カム４２、および補助駆動部４００を成す補助偏心カム４０２に対して、回転力を供給すべく構成されている。すなわち、本実施形態にかかる駆動力伝達軸４１０は、図１４に示すように、偏心カム４２を回転させる第一軸部４１１と、補助偏心カム４０２を回転させる第二軸部４１２とが一体となるべく構成されている。
【０１３６】
補助駆動部４００は、上記のようにして回転駆動する第二軸部４１２に取り付けられた補助偏心カム４０２と、この補助偏心カム４０２の動きに応じてそれぞれ駆動する補助ダイヤフラム４０１（本発明の「第一補助ダイヤフラム」および「第二補助ダイヤフラム」に相当）等とを用いて構成されている。より具体的には、補助偏心カム４０２に接し、この補助偏心カム４０２の回転に応じて左右に往復動する補助可動体４０３と、この補助可動体４０３の動きによってダイヤフラム１を往復動させるべく、補助可動体４０３に取り付けられた可動シャフト（第一可動シャフト４０５、第二可動シャフト４０６）等とを用いて構成されている。
また、各ダイヤフラム１の上流側には、それぞれ補助流入側逆止弁４３０が設けられており、各ダイヤフラム１の往復動状態に基づいて、この補助流入側逆止弁４３０の開閉状態が制御される。
さらに、本実施形態においては、所定量（圧力）以上の流体が流体搬送室に搬送されることを防止すべく、補助リーク部４４０が設けられている。この補助リーク部４４０は、各逆止弁４３０の下流側に設けられ、リーク支持部４４１と、このリーク支持部４４１に離接して流体流路を開閉する開閉部４４３と、この開閉部４４３をリーク支持部４４１に接すべく付勢するスプリング等の付勢手段４４２とを用いて構成されている。
【０１３７】
本実施形態にかかる往復動ポンプは、以上のように構成されて、次のように機能する。
すなわち、この図１２から図１５にて示される往復動ポンプにおいては、単にダイヤフラム１が往復動して流体を搬送させるのみではなく、補助駆動部４００を用いて、流体搬送室２ａ内に流体が搬送されている。より具体的には、例えば、同一流体搬送経路中のダイヤフラム１および補助ダイヤフラム４０１は（例えば、図１５の左側に位置するダイヤフラム１および補助ダイヤフラム４０１は）、それぞれ、一方が吐出工程のときには、他方が吸込工程であるべく機能する。
【０１３８】
ここで、図１６は、それぞれのダイヤフラム１，４０１の吐出・吸込工程の圧力波形を示したものである。図１６（ａ）は、ダイヤフラム１にて得られる圧力波形を示し、図１６（ｂ）は、補助ダイヤフラム４０１にて得られる圧力波形を示したものである。そして、図１６（ｃ）は、この図１６（ａ）および図１６（ｂ）の圧力波形を重ね合わせて示したものである。
この図１６においては、破線および実線が、それぞれ同一流体搬送経路中のダイヤフラム１および補助ダイヤフラム４０１を示しており、例えば、実線が図１５の右側に位置するダイヤフラム１Ｂ（右ポンプ）および補助ダイヤフラム４０１Ｂ（右加圧ポンプ）を示し、破線が図１５の左側に位置するダイヤフラム１Ａ（左ポンプ）および補助ダイヤフラム４０１Ａ（左加圧ポンプ）を示している（図１５参照）。
【０１３９】
以上のように、本実施形態においては、ダイヤフラム１と補助ダイヤフラム４０１とが、交互に吐出・吸込を繰り返すこととなり、ダイヤフラム１の吸込時は、補助ダイヤフラム４０１の吐出時であるため、流体搬送室２ａには、必要とされる流体が適切に搬送される。
【０１４０】
高粘度流体等を搬送させる場合には、ダイヤフラム１のみを駆動させるようなポンプでは、流体が高粘度であるが故に、流体搬送室２ａまで必要量の流体を吸い込むことができず、定量搬送を実現できない場合があった。
しかしながら、本実施形態によれば、仮にダイヤフラム１のみによる吸い込み不足があったとしても、補助駆動部４００を駆動させることによって、流体搬送室２ａに対する搬送量が補充されるため、適切に流体を定量搬送することができる。
【０１４１】
また、本実施形態においては、上記のように、流体を適切に補充すべく機能する補助駆動部４００が、駆動力供給部４０を駆動させる駆動源である駆動部７０にて駆動させられる。つまり、本実施形態によれば、新たな駆動源を用いることなく、補助駆動部４００を構成することができる。
【０１４２】
さらに、本実施形態においては、補助流入側逆止弁４３０の下流側の圧力が、所定圧力（例えば、０．４５ＭＰａ）以上になった際に、補助リーク部４４０が機能して、開閉部４４３がリーク支持部４４１から離れるように構成されている。つまり、付勢手段４４２の付勢力を調整して、流路内の圧力が所定圧力以上となった場合には、流体がリークするように構成されている。
したがって、本実施形態によれば、流体搬送室２ａ内の圧力を必要以上に高めることがなくなり、ダイヤフラム１および補助ダイヤフラム４０１等の破損防止等を図ることができる。また、この補助リーク部４４０における所定圧力は、ダイヤフラム１における定量搬送量に応じて定められるため、つまり、過剰供給等がないようにも配慮して定められるため、この補助リーク部４４０を設けることによって、高精度の定量搬送を実現することができる。
【０１４３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【０１４４】
例えば、図１〜図７、および図１２〜図１５にて示した往復動ポンプには、それぞれ複数の逆止弁３３，３４，４３０が設けられており、これらの逆止弁３３，３４，４３０としては、弁体（ボール体）が流体圧力にて弁座から離れて流体の流通経路が開放され、流体圧力の減少に伴って弁体が自重にて弁座に着座して流通経路が閉塞される構成のものが示されている。
しかしながら、本発明は、この構成に限定されず、必要に応じて、例えば、図９から図１１に示したような逆止弁を用いて、往復動ポンプを構成してもよい。これらの逆止弁は、いずれも、流通経路の閉塞開始時においては、弁体が強制的に弁座側に移動させられるため、高い閉め切り応答性を有している。
したがって、このような逆止弁を用いれば、先に説明した逆止弁の作用効果を有する往復動ポンプを構成可能である。具体的には、高精度に定量搬送を行うことが可能な往復動ポンプ、および弁体の偏摩耗がなくなることにより、長寿命化を図ることが可能な往復動ポンプを得ることができる。
【０１４５】
なお、図１１に示すように、コイル部３３９を用いて（すなわち、電磁力を用いて）往復動ポンプを構成する際には、図１７に示すように、エンコーダ５００を利用することが好ましい。つまり、このエンコーダ５００を用いることによって、逆止弁内の弁体３３４の着座タイミング等を検知し、この検知結果に基づいて、コイル部３３９に対する電力供給タイミングおよび極性反転タイミング等を制御することが可能となる。ここで、着座タイミングは、例えば、駆動力伝達軸４１，４１０の回転位置を検知することによって把握することができる。
【０１４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、煩雑な作業等を行うことなく、ガスを適切に且つ自動的に排出することが可能なガス排出機構を備えた往復動ポンプを得ることができる。
また、本発明によれば、流路の閉塞を確実に行うことが可能であって、呼び液等を行うことなく、ボールや弁座等の局部的な摩耗を減少させることが可能な弁座を得ることができる。
さらに、本発明によれば、高粘度の流体を搬送する場合であっても、定量搬送を実現可能な往復動ポンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる往復動ポンプの概略断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】本実施形態にかかる往復動ポンプを成す流体搬送部の拡大図である。
【図４】本実施形態にかかる往復動ポンプを成すガス排出機構の拡大図である。
【図５】本実施形態にかかる往復動ポンプを成す補助プランジャ機構の拡大図であって、図５（イ）は補助プランジャの駆動開始時を示し、図５（ロ）は補助プランジャの駆動終了時を示している。
【図６】本実施形態にかかる往復動ポンプを成す補助プランジャの流量を零に調整した場合の補助プランジャ機構の拡大図であって、図６（イ）は補助プランジャの駆動開始時を示し、図６（ロ）は補助プランジャの駆動終了時を示している。
【図７】他の実施形態にかかる往復動ポンプを成すガス排出機構の拡大図である。
【図８】他の実施形態にかかる往復動ポンプを成すガス排出機構の拡大図である。
【図９】本発明の実施形態にかかる逆止弁の第一態様を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかる逆止弁の第二態様を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の実施形態にかかる逆止弁の第三態様を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態にかかる往復動ポンプの外観正面図である。
【図１３】図１２に示された往復動ポンプの外観側面図である。
【図１４】図１２のＡ−Ａ断面概略図である。
【図１５】図１３のＢ−Ｂ断面概略図である。
【図１６】図１２等にて示された往復動ポンプの各ダイヤフラムにおける圧力波形を示したものであり、図１６（ａ）はダイヤフラムにおける圧力波形を示し、図１６（ｂ）は補助ダイヤフラムにおける圧力波形を示し、図１６（ｃ）は図１６（ａ）と図１６（ｂ）とを重ね合わせたものを示している。
【図１７】本発明の他の実施形態にかかる往復動ポンプの部分断面図である。
【符号の説明】
１…ダイヤフラム、２…ダイヤフラム駆動室、２ａ…流体搬送室、３…弁体、４…弁座、５…作動油制限室、６…弁体支持部、６ａ…貫通孔、７…付勢手段、８…シャフト、９…シャフト支持部、９ａ…貫通孔、１０…流体搬送部、２０…ガス排出機構、２１…第一ガス排出経路（第一ガス排出部）、２１ａ…一方端部、２１ｂ…他方端部、２２…第二ガス排出経路（第二ガス排出部）、２２ａ…一方端部、２２ｂ…他方端部、２３…第一ボール体（逆流防止体）、２４…連通部、２５…流体排出調整部、２５ａ…第一調整部排出経路、２５ｂ…第二調整部排出経路、２５ｃ…バイパス排出経路、２６…規制部、２７…調整バルブ、２７ａ…バルブ内排出経路、２７ｃ…Ｏリング、２８…第二ボール体（ボール体）、２９…保護カバー、３１…作動油供給部、３２…ポンプヘッド、３３…流入側逆止弁、３３ａ…流入経路、３４…流出側逆止弁、３４ａ…流出経路、３５…作動油配管部、３６…ガス排出配管部、４０…駆動力供給部、４１…駆動力伝達軸、４２…偏心カム、４３…第一のピストン部、４４…第二のピストン部、４５…第一の回動軸、４６…第二の回動軸、４７，４８…ベアリング、４９…位置規制付勢手段、５０…ケーシング、５１…第一の供給口、５２…第二の供給口、７０…駆動部、１００…補助プランジャ機構、１１０…作動油押圧手段、１１１…補助プランジャ、１１２…プランジャ保持部、１１３…スプリング保持部、１１４…スプリング部、１１５…プランジャ押圧部、１２０…補充量調整手段、１２１…調整用プランジャ、１２２…調整用プランジャ保持部、１２３…スプリング保持部、１２４…スプリング部、１２５…調整手段挿入部、１５０…作動油補給弁、２７１…雌ネジ部
２３１，２３２…ボール体
３１０…弁本体部、３１１…上部本体部、３１１Ａ，３１２Ａ…流通経路、３１２…下部本体部、３１２Ｂ…弁座、３１３…パッキン、３１４…弁体、３１５…上部ガイド部、３１６…下部ガイド部、３１７…付勢手段
３２０…弁本体部、３２０Ａ…流通経路、３２０Ｂ…弁座、３２４…弁体、３２５…上部ガイド部、３２７…付勢手段
３３０…弁本体部、３３０Ａ…流通経路、３３０Ｂ…弁座、３３４…弁体、３３５…上部ガイド部、３３９…コイル部
４００…補助駆動部
４０１…補助ダイヤフラム、４０２…補助偏心カム、４０３…補助可動体、４０５…第一可動シャフト、４０６…第二可動シャフト、４１０…駆動力伝達軸、４１１…第一軸部、４１２…第二軸部、４３０…補助流入側逆止弁、４４０…補助リーク部、４４１…リーク支持部、４４２…付勢手段、４４３…開閉部

Claims

流体を搬送すべく往復動するダイヤフラムを設けたダイヤフラム駆動室と、前記ダイヤフラムを往復動させるための駆動力を供給する駆動力供給部とを備えた往復動ポンプであって、
前記駆動力供給部の駆動力が作動油を介して前記ダイヤフラム駆動室内のダイヤフラムに伝達されるべく構成され、前記駆動力供給部と前記ダイヤフラム駆動室との間には前記作動油を制限する作動油制限室が設けられており、
前記作動油制限室内の上方位置に設けられた第一ガス排出部と、前記ダイヤフラム駆動室内の上方位置に設けられた第二ガス排出部とを有し、
前記第一ガス排出部と前記第二ガス排出部とが連通されて一のガス排出機構が構成されており、前記ガス排出機構には、前記第一ガス排出部から前記第二ガス排出部への流体の逆流を防止すべく逆流防止体が設けられていることを特徴とする往復動ポンプ。
前記作動油制限室には、前記ダイヤフラムに連接されてダイヤフラムと共に駆動する弁体と、前記弁体と嵌合して前記ダイヤフラム駆動室に供給される前記作動油を制限し得る弁座とが設けられており、前記作動油制限室内における前記駆動力供給部と前記弁座との間に前記第一ガス排出部の一方端部が設けられ、前記ダイヤフラム室内における前記弁座と前記ダイヤフラムとの間に前記第二ガス排出部の一方端部が設けられている請求項１に記載の往復動ポンプ。
前記第一ガス排出部の他方端部と前記第二ガス排出部の他方端部とが近接して設けられており、
前記第一ガス排出部から流体が排出される際には、その流体の圧力によって前記第二ガス排出部の他方端部を閉塞すべく、前記第二ガス排出部の他方端部に押圧され、前記第二ガス排出部から流体が排出される際には、その流体の圧力によって前記第二ガス排出部の他方端部を開放すべく、前記第二ガス排出部の他方端部から持ち上げられるように、前記第二ガス排出部の他方端部上に前記逆流防止体が設けられている請求項１または２に記載の往復動ポンプ。
前記ガス排出機構が、前記第一ガス排出部、前記第二ガス排出部、前記逆流防止体、および流体排出調整部とを用いて構成されており、
前記流体排出調整部は、前記逆流防止体の上部に設けられたボール体と、前記ボール体のリフト量を調整し得る調整バルブとを用いて構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の往復動ポンプ。
前記逆流防止体のリフト量と前記ボール体のリフト量とを、それぞれ所定間隔として、前記第一ガス排出部および前記第二ガス排出部から自動的にガス排出が行われる請求項４に記載の往復動ポンプ。
前記逆流防止体のリフト量が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であって、前記ボール体のリフト量が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である請求項５に記載の往復動ポンプ。
前記逆流防止体がボール体であって、作動油の比重に近い比重を有する材料を用いて構成されている請求項５または６に記載の往復動ポンプ。
前記第一ガス排出部および前記第二ガス排出部の少なくとも一方から排出される作動油を補充すべく、作動油補充機構が設けられている請求項１から７のいずれか１項に記載の往復動ポンプ。