JPS58113586A - 多重プランジヤポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプランジャ【異径の円筒体を順次嵌合した多重
構造にすることによシ、吐出流量範囲倉広いものとする
と共に、送液に際しては吐出流量に最も適した径のプラ
ンシャに駆動させることによシ吐出精度を高めた、多重
プランツヤポン！に関する。

従来よシ、シリンダ内にプランツヤ【挿入し、このプラ
ンツヤをその軸方向に往復運動させるこ゛とによシ液体
を圧送するｌランシャ製のＩングの吐出流量を制御する
方法として■ポンプを駆動するモータの回転数を制御す
る方法、■シランシャのストローク長【制御する方法、
■前記■、■両者を併用する方法等がある。これらの制
御方法のうち■のモータの回転数を制御する方法を用い
てＩングの吐出流量を制御する場合には、本位時間当り
の脈動数が変動し、例えば自動分析装置等において試薬
の微小量倉ゆり〈シと送液する場合にはプランシャを緩
慢に駆動させることが必要で、このためボンデの吸入行
程に要する待ち時間も長時間とな〕、反応時間の短い反
応系には使用し得なｉことも考えられる。このような際
には、■の制御方法を採用することが望ましいが、この
場合にはポンプの吐出流量は周知のようにグランツヤ断
面積×グツンゾヤのストローク長で表わされ、グランシ
ャの断面積が一定であるので吐出流量を大きくするには
ストローク長を大きくする必要があみ、しかし、実際に
はストローク長を無限く大きくすることはできず、従っ
て所定のグランシャ断面積【有するポンプはそれに応じ
た吐出流量範ｌｉ！８が自然に定ま）、その吐出流量範
囲以上の流量【得たい場合には、シランシャ断面積の更
に大きいポンプと交換することになる。一方、グランシ
ャインｆｆ使用して一定量の液体を送液する場合、グラ
ンジャ４ングの吐出流量の精度は小径のプランシャを用
いてストローク長倉大きくすることにより向上させ得る
が、この場合には上述したように所定限度以上に吐出流
量を増大させることは着しく困難となる。

本発明は上記事情を改善する九めになされたｔので、そ
の目的とするところＬ広匹吐出流量範囲を有すると共に
、吐出流量精度も極めて良好な、プランゾヤポングを提
供することにある。

以下、本発明の一実施例につき第１図を参照して説明す
る。

図中ｌはポンプへ、ト０で、その内部には輸送液体の通
路２が垂直方向に形成されている。この通路２内の下部
側にはバルブシート３と？−ル４とからなる下部逆止弁
５が形成されていると共に、上部側にはバルブシート６
と？−ルアとからなる上部逆止弁８が形成されている。

また、メン！へ、ド１には両逆止弁５．８で挾まれた輸
送液体の通路２と連通してＩンピングシリンダ孔９が通
路方向に上向傾斜會なして穿設されている。このシリン
ダ孔９内には円筒状の第１シランツヤ１０の一端側が、
その軸方向に沿って進退自在に挿入されると共に、シリ
ンダ孔９開口部に形成された・ぐ、キン箱１１によシ、
液密性が保たれている。前記第１プランジヤｌＯの他端
側には、その周方向に沿りて全周に亘り複数個の歯溝が
形成され、このようにして構成され次第１丸ラック部１
２に第１　ノ！ルスモータ１３０回転軸ＶｃＩＩＩＬ付
けられた一ニオン１４が噛合せしめられている。そして
、このモータ１３が作動することによジシランシャ１０
が往復運動せしめられる。

前記円筒状の＠ｌｆランジャｌＯ内には、その軸方向を
一致させて第１プランツヤｌＯよシも小径円柱状０＠２
ｆランシヤ１５の一端側がその軸方向に沿りて進退自在
に挿入されていると共Ｋ。

１ａ１プランツヤの他端く形成されたノ９．キン箱１６
１Ｃよシ液密性が・保たれて込る。ｔた、第２プランシ
ヤの他端側には、その周方向に沿って全周に亘り複数筒
の歯壽が形成され、このようにして構成され次第２丸ラ
ツク部１７に、第２・譬ルスモーク１８の回転軸に職付
けられたピニオン１９が噛合せしめられ、とのモータ１
８が作動してその回転軸が正逆転を所定時間づつ繰返す
ことによシ、プランシャ１５が往復運動をせしめられる
ものであろが、この場合前記第１及びｔ４２１４ルスモ
ータ１３．１８は制御部２０の送出する／＃ルス信号に
よシそれぞれ別個に駆動させ得るものである。

次に上記インｆを用いて微小量を送液する場合につき説
明する。

まず、制御部２０に送液量會セ、トシ、始動スイッチ（
図示せず）を入れると、制御部２０から第２・臂ルスモ
ータ１８に・ｆルス信号が送られ、これによジノ４ルス
モータ１８が作動する。この場合、第１・中ルスモータ
ー１３には励磁の電流は送られているがパルス信号は送
られないため、第１ノダルスモータ１３は回転しないで
固定状態となる。そして、モータ１８の回転軸の回転運
動はビニオン１９及び丸ラック部１７＆Ｃよ）小径の第
２ｆランツヤ１６の直線運動に変換され、これにより第
２グランシヤ１６はその軸方向に沿−って前進してシリ
ンダ孔９内の液体を加圧し、これを上部逆止弁８【介し
て外部に圧送するものである０次いで、制御部２０の信
号によシモータ１８の回転が逆転し、これによシ第２グ
ランシャ１６が後退して下部逆止弁５から送液すべき液
体が吸入される。これによシ第２グランシャ１６は最初
の状ＩＩＶＣ復帰し、以後同様の動作が繰返されて送液
が続けられるが、この場合作動しているプランツヤ１６
は小径であるので、送液量は微小なものである。

次に上記Ｉンｆを用いて大蓋の液体を送液する場合には
、制御部２０から第１７ダルスモータ１３にノ９ルス信
号を送るものである。この信号によシ、第１　／譬ルス
モータ１３が作動し、モーター１３０回転軸が所定時間
毎に正転逆転會繰返し、この回転運動はピニオン１４、
第１丸ラツク部１２にょ夛直線往復運動（変換され、こ
れによシ第１７＃ランシャ１０がその軸方向に沿って往
復運動をして、送液を行なうものであるが、この場合第
１プランジヤ１０は第２プランシヤ１５と比較して大径
であるので、送液量は大きい。

なお、この場合第２）量ルスモータ１８には励磁用の電
流は送られるがノタルス信号は送られておらず、従りて
第２プランシヤ１５は固定状態にある。

更に大量の液体を送液する場合は、制御部２０から第１
及び第２ノ量ルスモータ１３．１８にそれぞれ同期して
パルス信号を送り、第１及び第２シランシャ１３．１８
を並行して往復させるものである。

また、第１及び第２ノ量ルスモータ１３．１８を同期し
て互に逆方向に作動させると送液量は中間的なものとな
る。

上記ポンプは、プランシャｖｒ２重構造に形成し、これ
ら各プランジャ１０．１５’ｉ個別、独立して駆動させ
るよう構成し、小量の送液には小径の軛２プランツヤ１
５倉、また大量の送液には大径の第１プランツヤ１０単
独もしくは第１プランシヤ１０及び第２プランシヤ１５
Ｙｒ併用することによル送液量會極めて広く変化させ得
名もので、しかもこの場合送液量に適し九プランシャを
選択すると共に、ストローク長を大きくすることにより
、送液精度を高めるものである。更に、各１ランツヤ１
０．１５の駆動は別個に独立しでなし得るため、制御部
に各プランツヤ１０．１５の駆動順序、駆動速度等を予
めセ、トシておく場合には、特殊な吐出曲線管有するＩ
ｌｌとじて使用することもでき、％穆の用途に利用でき
る。ｔた更に、各シランツヤの駆動は・９ルスで制御さ
れる・ぐルスモータ１３．１８によシ行なっているので
、その制御は簡単な上、正確に制御し得、送液精度は極
めて高いものである。マ九、上記ポンプのシリンダ孔９
は通路２に向りて上向傾斜倉なして形成されているため
、シリンダ孔９上壁面に気泡が滞留して送液精度の低下
を招くおそれもないものである。

第２図は本発明の他の実施儒を示すもので、図中２１は
シリンダである。このシリンダ２１の側＠には所定高さ
に互に１８０度の円周方向に間隔を隔てて吸入孔２２及
び吐出孔２３が形成されている・シリン／２１内くは、
円筒状の第１プランシヤｌＯの下部側が液密かつ摺動及
び回転自在に嵌合されている。前記プランシャＩＯＫは
、その側面の一部に所定高さから下端面に達する切欠溝
２４による流通路が形成されていると共に、プランジャ
１Ｇの下端面には切欠溝２４から円筒状のグランシャ１
Ｇの内周壁にかけて流路２４が形成されている。ｔた、
前記プランシャ１０の中央部には第１丸う、り部１２が
形成されてお夛、この丸う、りＩｌｌ　２にシランシャ
往復用の第１パルスモータ１３０回転軸に取付けられた
ピニオン１４が噛合せしめられている。そして、第１ノ
母ルスモータ１３は制御部２０の送出するパルス信号に
よシ作動し、その回転軸の回転運動がピニオン１４、丸
ラック部１２によシ直線運動に変換され、これによシ第
１ｆランツヤ１０が上下往復運動せしめられる。

前記第１プランジヤ１０の上部側には長軸の平歯車２５
が取付けられている。この平歯車２５には＠ｌｌブラン
シャ転用ノ９ルスモータ２６の回転軸に取付けられた駆
動歯車２７が噛合せしめられている。そして、回転用ノ
４ルスモータ２６ｔｊ：制御部２０の送出するパルス信
号により作動し、その回転軸の回転運動が駆動歯車２７
、平歯車２５′に介して第１プランジヤＩＯＫ伝達され
、第１ｆランツヤ１０を１８０度づつ間欠的に軸の周夛
に回転せしめるが、この場合平歯車２５は長軸に形成さ
れているため、グランジャｌＯが上下往復運動【行なっ
ても噛合状態は保持されている。

更に、前記円筒状の第１グランシヤ１０内＃Ｃ＃ｉ、小
径円柱状の第２プランツヤ１５の下部側が液密かつ摺動
自在に挿入されていると共に、その上部＠には、第２丸
う、り部１７が形成されている・この第２丸う、り部１
７には第２ノ母ルスモータ１８の回転軸に取付けられた
ピニオン１９が噛合せしめられておシ、前記モータ１８
が作動してその回転軸の回転が所定時間毎に正転、逆転
と切り肇ることによりプランツヤ１５が第１プランシヤ
同様に、制御部２０の送出するパルス信号によシ駆動せ
しめられるものである。

次に、上記ポンプを用いて大量の液体を送液する場合に
つき説明すると、まず、制御部２０に送液量等の送液条
件ｔセ、トシ、次いで駆動スイ。

チ【入れると、制御部２０の送出する・ザルス信号によ
シ回転用ノ４ルスモータ２６が作動し、吸入孔２２に切
欠溝２４が対向せしめられ、この状態で第１ノ譬ルスモ
ータ１３が作動する。モータ１３のＡ転軸の回転運動は
ピニオン１４、丸ラック部１２によシ直線運動に変換さ
れ、第１プランシヤｌＯが上昇せしめられ、これにより
圧送すべき液体（図示せず）が吸入孔２２を通りシリン
ダ２１内に吸入される。その後、制御部２０の・中ルス
信号により回転用・ぐルスモータ２６が作動して、その
回転運動が駆動歯車２７、平歯車２５を介して第１シラ
ンジヤ１０に伝達され、プランシャ１０がその軸の周〉
に１８０度回転せしめられる。これにより切欠溝２４は
吐出孔２３と対向せしめられる。その後、この対向状Ｍ
において制御部２０から・ｆルス信号が＊　ｉ　Ａルス
モーター１４に送られ、第１プランシヤ１０が下降せし
められ、シリンダ１内の液体が切欠溝２４、吐出孔２３
１に通シシリング２１外に吐出される。＠１プランジャ
１０の下端面がシリンダ底壁に達すると、制御部２０の
信号により第１・臂ルスモータ１３が停止され、次いで
回転用・ｆルスモータ２６が作動せしめられる。これに
よシ、第１デランソヤ１０がその軸の周り［１８０度回
転され、切欠＃Ｉ２４が吸入孔２２に対向し、鰻初の状
態に復帰する。以後、同様の動作が繰返されて連続的に
送液が行なわれる−のである。

また、微小量の送液を行なう場合には第１ｆランシヤ１
０【上下動させることなく間欠的に１８０度づつ軸の周
シに回転させると共に、制御部２０の／ダルス（１号ｔ
ｌＥ２〕ぐルスモータ１８に送、９、モータ１８の回転
軸Ｏ回転運動【ピニオン１９、丸ラック部１７により一
線往復運動に変換し、これにより小径の第２ｆランツヤ
１５【上下往復運動させて微小量の送液を行なうもので
ある。

更に、第１及び＠２ｆランシャ１０．１５倉同時に、同
方向に、上下往復運動させることもてき、この場合の送
液量はそれぞれのシランシャを単独で用いる送液量の和
の送液量となり、また更に第１及び第２ｆランシャ１０
．１５を同時に逆方向に上下往復運動させる場合には、
ポンプの送液量はそれぞれのグランシャ１０，１５を電
蝕で用ｉる送液量の差の送液量となる。

このポンプは径の異なる第１ｆランシヤｌＯ及び第２ｆ
ランシャ１５ｉ−有し、これらをそれぞれ独立又は同時
に作動させることによシ送液量範囲會大きくなし得るも
のである。また、バルブシートと、？−ル倉用いた逆止
弁を用いるプランツヤポンプは、一般に吐出側が負圧の
場合には液体が送液量以上に吐出側に吸引されて送液−
量が不安定なものとなるが、本ポンプにおかては第１ノ
ランゾヤ１０ｉ１８０度づつ間欠的にその軸の周シに回
転させてお９、吸入孔及び吐出孔のいずれか一方は必ず
閉状態にあるので、吐出側が負圧状態にあってもこれく
よシ液体が送液量以上に吐出側に吸引されることがなく
、送液貴社正確なものである。

なお、上記実施例においては２つの径の異なるシランツ
ヤよりなる２重構造のｌランジャを用いたが、これに限
定されず、３重以上の多重構造のプランシャとすること
もでき、またグランシャの駆動源もノ々ルスモータに限
定されるｔのではなめ。

更にモータの動力の伝達機構もラック、ピニオンに限定
されるものではな（、その低木発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して差支えない。

而して、本発明は吸入部及び吐出部ｔＶするシリング内
にプランジャの一端側を挿入してなり、前記プランツヤ
をその軸方向に往復駆動させることによシ吸入部からシ
リンダ内に吸入した液体ケ吐出部からシリンダ外に圧送
するプランジャポンｆにおいて、グランシャを円筒状に
形成すると共に、前記円筒状プランジャ内にこれよりも
小径のグランシャを液密に挿入してなり、前記円筒状グ
ランジャ及び小径のプランシャをその軸方向に沿うて千
れぞれ独立して往復駆動するよう構成したので、送液量
範囲が極めて・広いものであり、しかｔ送液量に最も適
した径のシランシャを選択して送液し得るため、送液精
度は著Ｌ（高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の実施例を示す部分
断面側面図である。 ５・・・下部逆止弁、８・・・上部逆止弁、９・・・ポ
ンピングシリンダ孔、１０・・・第１グランシヤ、１５
・・・第２プランシヤ、２Ｇ・・・制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　吸入部及び吐出部を有するシリンダ内にグランツヤ
   の一端側を挿入してなシ、前記シランジャ【その軸方向
   に往復駆動させることにより吸入部からシリンダ内に吸
   入した液体を吐出部からシリンダ外に圧送するプランシ
   ャポンプにおいて、プランシャを円筒状に形成すると共
   に前記円筒状グランシャ内にこれよシｔホ径のプランシ
   ャ金液密に挿入してなり、前記円筒状グランシャ及び小
   径のプランシャをその軸方向に沿ってそれぞれ独立して
   往復駆動するよう構成したことを特徴とする多重プラン
   シャポンプ・ ２　各グランジャの往復駆動の駆動源にノ臂ルスモータ
   を用いた特許請求の範囲第１項記載のＩンデ。