JPH10252643A - 送液ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プランジャの軸心とプランジャホルダやこれ
を固定するピストンの軸心と一致していなくても、即
ち、機械加工の精度を要求せず、プランジャシ−ルの寿
命を長くすることが可能でシ−ル洩れの恐れも低減する
ことのできる送液ポンプを提供する。 【解決手段】 駆動機構により往復動させるクロスヘッ
ド５に一体に固定したプランジャホルダ１２に固定した
プランジャ１５の後部を、これらクロスヘッド５とプラ
ンジャ１５との軸心が一致していなくても無理な力がか
からないように、プランジャホルダ１２に設けた弾性Ｏ
リング１８に嵌合保持させると共に、該プランジャ１５
の先端部或いは該プランジャに固定したプランジャロッ
ド１５ａをポンプヘッド１７に設けたプランジャシ−ル
１９に嵌合保持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主として液体ク
ロマトグラフにおいて移動相をカラムへ送液する際に用
いる送液ポンプ、特にプランジャが半径方向に自由に動
くことによって、常にプランジャの軸心とプランジャシ
−ルの軸心が合致し、プランジャシ−ルを損傷すること
なくシ−ル寿命を長くすることが可能で、かつ、移動相
として塩を含んだ溶離液を使用した場合でもプランジャ
シ−ルやプランジャ後部を水洗できる送液ポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液体クロマトグラフでは、カラムに流す
移動相溶媒をポンプにより送液する。このようなポンプ
は、流量が精密で高圧力吐出の可能な往復運動型のポン
プ（ピストン型定流量ポンプ）が用いられることが多
い。ピストン型定流量ポンプ４０は、その原理図である
図５に示すように、例えば駆動モ−タ−４１の回転を偏
心カム４３に伝え、従動子４６を介してプランジャホル
ダ４２で保持したプランジャ４５を押出し、移動相溶媒
をカラム側に加圧吐出させる。更に、偏心カム４３が１
８０°回転すると、リタ−ンスプリング４４がプランジ
ャ４５を押し戻し移動相リザ−バからポンプ室４０ａ内
に移動相溶媒を吸入する。入口逆止弁４７と出口逆止弁
４８は、プランジャ４５の往復運動による移動相溶媒の
吐出と吸入の逆流を防止するように設けられる。このよ
うなプランジャ４５の往復運動において、ポンプ室４０
ａの内圧が大気圧より低くなると出口逆止弁４８が閉
じ、且つ入口逆止弁４７が開いてポンプ内に移動相溶媒
が流入し、ポンプ室４０ａの内圧が大気圧より高くなる
と出口逆止弁４８が開き、且つ入口逆止弁４７が閉じて
ポンプ室４０ａからカラム側へ移動相溶媒が吐出され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】液体クロマトグラフで
用いる従来の他の送液ポンプでは、図４に示すように、
プランジャロッド５２ａはプランジャホルダ５２に固定
（接着）され、該プランジャホルダ５２はクロスヘッド
５５にねじ止めされた構造になっている。また、前記プ
ランジャロッド５２ａは、ポンプヘッド５１側に取り付
けてあるプランジャシ−ル５３に通して保持され、移動
相溶媒が洩れないようにしてある。ところで、前記プラ
ンジャロッド５２ａとクロスヘッド５５との軸心が一致
するか否かは、これらプランジャロッド５２ａやプラン
ジャホルダ５２やクロスヘッド５５の機械加工の精度に
依存することとなる。そのため若し機械加工の精度があ
まり良くないと、プランジャロッド５２ａからプランジ
ャシ−ル５３側に無理な力がかかることになり、プラン
ジャシ−ル５３の寿命に悪影響を及ぼすという問題があ
った。即ち、プランジャシ−ル５３の寿命は、プランジ
ャロッド５２ａやプランジャホルダ５２やクロスヘッド
５５の機械加工の精度に依存し不安定な面があった。

【０００４】この発明は上記する課題に対処するためな
されたものであり、プランジャが半径方向に自由に動く
ことによって、プランジャの軸心とプランジャシ−ルの
軸心が常に合致することによりプランジャシ−ルに無理
な力がかからない、即ち、機械加工の精度を要求せず、
プランジャシ−ルの寿命を長くすることが可能でシ−ル
洩れの恐れも低減することのできる送液ポンプを提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、ハウジング（８）内部に形成
される空間内で駆動機構（１、２、３、６）により往復
動させるクロスヘッド（５）に固定したプランジャホル
ダ（１２）に保持されるプランジャ（１５）の先端部或
いは該プランジャ（１５）に固定したプランジャロッド
（１５ａ）を、移動相流入路と流出路を設けたポンプヘ
ッド（１７）の該ポンプ室（２０）内で往復動するよう
に配置した送液ポンプにおいて、前記プランジャ（１
５）の一端部を前記プランジャホルダ（１２）に設けた
弾性Ｏリング（１８）に嵌合保持させると共に、該プラ
ンジャ（１５）の他端部或いは該プランジャ（１５）に
固定したプランジャロッド（１５ａ）をポンプヘッド
（１７）に設けたプランジャシ−ル（１９）に嵌合保持
させたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的実施の形
態について図面を参照して説明する。図１は、この発明
の送液ポンプの往復駆動機構とポンプヘッドの内部機構
を示す図であり、図２は、図１のＡ部拡大図である。ま
た、図３は、図２の一部を更に拡大した図である。

【０００７】この送液ポンプでは、モ−タ２の駆動軸１
に偏心カム３がキ−４により固定されている。該偏心カ
ム３は、カム従動子６に接触させてあり、該従動子６
は、クロスヘッド（ピストン）５の端部に設けた凹部５
ａに配置され且つ架設したピン７に嵌合させてある。前
記クロスヘッド５は、ハウジング８内に配置されたスト
ロ−クベアリング９と該クロスヘッド５の段部５ｂに設
けたばね座金１０との間に配置されたリタ−ンスプリン
グ１１で偏心カム３方向に付勢されている。こうしてク
ロスヘッド（ピストン）５は、モ−タ２の回転に伴いハ
ウジング８内で往復運動を行う。

【０００８】前記クロスヘッド５の先端部には、プラン
ジャホルダ１２がねじ止めされて取り付けてある。前記
ハウジング８の端部には、ヘッドホルダ１３が取り付け
てあるが、該ハウジング８の端部とヘッドホルダ１３と
の間にはダイヤフラム１４の外周部が挟まれて固定さ
れ、また、該ダイヤフラム１４の内径部はクロスヘッド
５とプランジャホルダ１２との間に挟まれて密封固定さ
れている。図煮染め酢ように、前記クロスヘッド５とプ
ランジャホルダ１２とはねじにより固定されていると共
に、該プランジャホルダ１２とプランジャ１５もねじに
より固定されている。また、前記プランジャ１５の先端
部にはプランジャロッド１５ａが接着され一体としてあ
る。前記プランジャホルダ１２の一端部には、Ｏリング
１８が取り付けられ、該プランジャ１５をシ−ルしてい
る。

【０００９】次に、前記ヘッドホルダ１３の先にはポン
プヘッド１７が取り付けられる。該ポンプヘッド１７の
内部には、移動相流入路１７ａと流出路１７ｂとポンプ
室２０が形成され、該ポンプ室２０には、前記プランジ
ャロッド１５ａが配置されて往復運動するようになって
いる。該ポンプヘッド１７にはプランジャシ−ル１９が
取り付けられており、プランジャロッド１５ａはこのプ
ランジャシ−ル１９によってシ−ルされている。こうし
て、前記プランジャ１５の後部はＯリング１８でシ−ル
されると共に、該プランジャ１５の前部のプランジャロ
ッド１５ａはプランジャシ−ル１９で保持される。

【００１０】前記プランジャ１５の保持部の遊びをゼロ
とするため、該プランジャ１５にはＥリング２２が取り
付けられ、該Ｅリング２２とプランジャホルダ１２との
間にはスプリング２１が設置され、該プランジャ１５を
常にクロスヘッド５側に付勢している。上記するよう
に、前記プランジャ１５は、プランジャホルダ１２に螺
合されて一体物となっているが、プランジャ１５の後部
の当たり面には大きな力がかかるため該プランジャ１５
は鋼製でかつ焼入れされている。また、クロスヘッド５
側にも鋼製で焼入れされスラスト２３が設置され、当た
り面の摩耗を防止するようにしてある。これらプランジ
ャ１５とスラスト２３との接触部には潤滑剤（グリ−ス
や二硫化モリブデン等）が塗られている。

【００１１】上記構成としたこの送液ポンプにおいて、
偏心カム３によりクロスヘッド５を駆動すると、プラン
ジャ１５が往復駆動され、ポンプ室２０内が大気圧より
増減することにより移動相が送液される。即ち、プラン
ジャ１５の往復運動により、ポンプ室２０の内圧が大気
圧より低くなると出口逆止弁２４，２５が閉じ、且つ入
口逆止弁２６，２７が開いてポンプ室２０内に移動相溶
媒が流入し、ポンプ室２０の内圧が大気圧より高くなる
と出口逆止弁２４，２５が開き、且つ入口逆止弁２６，
２７が閉じてポンプ室２０からカラム側へ移動相溶媒が
吐出される。

【００１２】前記ハウジング８の端部とヘッドホルダ１
３及びプランジャホルダ１２との間に形成される空間２
８は、Ｏリング１８やプランジャシ−ル１９等により機
密状態であり且つプランジャ１５の前後動と共にダイヤ
フラム１４も前後動するため、容量が変化する。一方、
ヘッドホルダ１３の前記空間２８に通じる一方の通路１
３ａには、洗浄液タンク３０の洗浄液２９に浸したパイ
プ３２につないだ内通形のプラグ３１が接続され、ま
た、該ヘッドホルダ１３の空間２８に通じる他方の通路
１３ｂには、前記洗浄液タンク３０の内部空間に端部を
配置したパイプ３４につないだ内通形のプラグ３３が接
続されている。そして前記パイプ３２には洗浄液をポン
プヘッド１３の空間２８方向に流通させ逆方向へは流通
させないチェックバルブ３５が配置され、もう一方のパ
イプ３４には洗浄液を洗浄タンク３０方向へ流通させ逆
方向には流さないチェックバルブ３６が配置されてい
る。こうして、プランジャ１５を往復動させることによ
りポンプヘッド１３内の空間２８に洗浄液を流入させ、
洗浄することができる。

【００１３】上記する移動相や洗浄液の送液は、プラン
ジャ１５の往復動により行うが、往復運動の過程におい
て、プランジャロッド１５ａを圧入したプランジャ１５
は、Ｏリング１８とプランジャシ−ル１９とにより保持
されているため、クロスヘッド５とプランジャ１５との
軸心が一致しなくてもフレキシブルに対応させることが
可能となる。そしてプランジャ１５が往復動しても、プ
ランジャシ−ル１９には無理な力がかからないため、プ
ランジャシ−ル１９やＯリング１８を損傷することもな
く、また、液洩れが生じることもない。なお、前記Ｏリ
ング１８はシ−ル性のある弾性体であればよく、Ｏリン
グ以外の形状でもよい。また、該Ｏリング１８の材質は
ゴム或いはフッ素樹脂系ゴムのカルレッツでもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明の送液ポ
ンプにぱれば、プランジャとクロスヘッドとの軸心が一
致しなくてもプランジャやプランジャロッドはプランジ
ャシ−ルの軸心に合わせてフレキシブルに往復移動させ
ることができる。従って、プランジャシ−ルに無理な力
がかからず、このプランジャシ−ルの寿命を長くするこ
とができる。また、プランジャシ−ルやＯリングを設け
ているためプランジャとクロスヘッドとの当たり面に洗
浄水が侵入することもない。更に、この送液ポンプでは
プランジャやクロスヘッド等の機械加工の精度を要求し
ないためコストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の送液ポンプの往復駆動機構とポンプ
ヘッドの内部機構を示す図である。

【図２】図１のＡ部拡大図であって、この発明の送液ポ
ンプのポンプヘッドの内部機構を示す図である。

【図３】図２の一部を更に拡大した図である。

【図４】従来の送液ポンプのクロスヘッドとプランジャ
とプランジャロッド部分の構造を示す図である。

【図５】液体クロマトグラフで使用されるピストン型定
流量ポンプの原理図である。

【符号の説明】

２ モ−タ ３ 偏心カム ５ クロスヘッド ６ カム従動子 ８ ハウジング １２ プランジャホルダ １３ ヘッドホルダ １４ ダイヤフラム １５ プランジャ １５ａ プランジャロッド １７ ポンプヘッド １８ Ｏリング １９ プランジャシ−ル ２０ ポンプ室 ２１ スプリング ２２ Ｅリング２２ ２３ スラスト ２９ 洗浄液 ３０ 洗浄液タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内部に形成される空間内で駆
   動機構により往復動させるクロスヘッドに固定したプラ
   ンジャホルダに保持されるプランジャの先端部或いは該
   プランジャに固定したプランジャロッドを、移動相流入
   路と流出路を設けたポンプヘッドの該ポンプ室内で往復
   動するように配置した送液ポンプにおいて、 前記プランジャの一端部を前記プランジャホルダに設け
   た弾性Ｏリングに嵌合保持させると共に、該プランジャ
   の他端部或いは該プランジャに固定したプランジャロッ
   ドをポンプヘッドに設けたプランジャシ−ルに嵌合保持
   させたことを特徴とする送液ポンプ。