ポンプ
【課題】 ポンプ部の液体に気体が混入しても、吸入部から吐出部に液体を確実に送ることができるポンプを提供する。
【解決手段】 容積を拡大することで液体Ｌを吸入し且つ容積を縮小することで液体Ｌを吐出するポンプ部１と、ポンプ部１に液体Ｌを吸入するための吸入部３と、ポンプ部１から液体Ｌを吐出するための吐出部５と、液体Ｌがポンプ部１から吸入部３に逆流するのを抑制する吸入側逆止弁４と、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを抑制する吐出側逆止弁６とを備えるポンプにおいて、ポンプ部６が液体Ｌを吸入した状態で、ポンプ部１と吐出部５とを連続して連通する連通部６ｂを備え、連通部６ｂは、連続的に拡縮しているポンプ部１が縮小する際にはポンプ部１の液体に混入した気体の体積が縮小されているように、大きさが設定されてなることを特徴とする。
【解決手段】 容積を拡大することで液体Ｌを吸入し且つ容積を縮小することで液体Ｌを吐出するポンプ部１と、ポンプ部１に液体Ｌを吸入するための吸入部３と、ポンプ部１から液体Ｌを吐出するための吐出部５と、液体Ｌがポンプ部１から吸入部３に逆流するのを抑制する吸入側逆止弁４と、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを抑制する吐出側逆止弁６とを備えるポンプにおいて、ポンプ部６が液体Ｌを吸入した状態で、ポンプ部１と吐出部５とを連続して連通する連通部６ｂを備え、連通部６ｂは、連続的に拡縮しているポンプ部１が縮小する際にはポンプ部１の液体に混入した気体の体積が縮小されているように、大きさが設定されてなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容積を拡大することで液体を吸入し且つ容積を縮小することで液体を吐出するポンプ部を備えるポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポンプとして、容積を拡大することで液体を吸入し且つ容積を縮小することで液体を吐出するポンプ部と、ポンプ部に液体を吸入すべく、吸入側逆止弁を介してポンプ部に接続される吸入部と、ポンプ部から液体を吐出すべく、吐出側逆止弁を介してポンプ部に接続される吐出部とを備えるポンプが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
斯かるポンプによれば、ポンプ部が容積を拡大するのに伴って、吸入部からポンプ部に液体が吸入される一方、ポンプ部が容積を縮小するのに伴って、ポンプ部から吐出部に液体が吐出される。斯かる動作を繰り返すことにより、吸入部から吐出部に液体を連続して送ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に係るポンプにおいて、ポンプ部が容積を拡大して、液体が吸入部からポンプ部に吸入された際に、ポンプ部の液体に気体が混入していることがある。斯かる状態においては、ポンプ部が吸入部とのみ連通しているため、ポンプ部の液体及び気体の圧力は、吸入部の圧力と同じである。
【０００６】
その後、ポンプ部が容積を縮小するのに伴って、ポンプ部の液体及び気体の圧力が吸入部の圧力よりも高い圧力である吐出部の圧力まで上昇すると、ポンプ部が吐出部と連通する。そして、斯かる圧力の変化により、液体に混入している気体の体積が縮小するように変化するため、気体が吐出部へ送られずにポンプ部に滞留する状態になる場合がある。斯かる状態になると、吸入部から吐出部に液体を確実に送れない状態になる。
【０００７】
さらに、気体がポンプ部の液体に徐々に滞留し続けたり、或いは、一度に大量の気体がポンプ部の液体に混入したりすると、ポンプ部が容積を拡大や縮小するのに伴って、ポンプ部の液体に混入している気体の体積が単に拡大や縮小するだけの状態、所謂、ガスロックと呼ばれる状態に陥る場合もある。斯かるガスロックの状態になると、吸入部から吐出部に液体を全く送れない状態になる。
【０００８】
よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、ポンプ部の液体に気体が混入しても、吸入部から吐出部に液体を確実に送ることができるポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るポンプは、容積を拡大することで液体を吸入し且つ容積を縮小することで液体を吐出するポンプ部と、ポンプ部に液体を吸入するための吸入部と、ポンプ部から液体を吐出するための吐出部と、液体がポンプ部から吸入部に逆流するのを抑制する吸入側逆止弁と、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制する吐出側逆止弁とを備えるポンプにおいて、ポンプ部が液体を吸入した状態で、ポンプ部と吐出部とを連続して連通する連通部を備え、連通部は、連続的に拡縮しているポンプ部が縮小する際にはポンプ部の液体に混入した気体の体積が縮小されているように、大きさが設定されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るポンプによれば、ポンプ部が容積を拡大すると、吸入部からポンプ部に液体が吸入される。そして、ポンプ部が液体を吸入した状態で、連通部がポンプ部と吐出部とを連通するため、ポンプ部の液体の圧力が吐出部の液体の圧力と略同じになる。その後、ポンプ部が容積を縮小すると、ポンプ部から吐出部に液体が吐出される。
【００１１】
このとき、ポンプ部の液体に気体が混入している場合、ポンプ部が容積を縮小しても、ポンプ部の液体及び気体の圧力が吐出部の液体の圧力のまま変化せずに一定であるため、気体の体積も変化せずに一定のままである。これにより、ポンプ部の液体に混入していた気体を、その液体と共に吐出部に送ることができる。
【００１２】
また、連通部がポンプ部と吐出部とを連続して連通する。そして、連通部が所定の大きさに設定されているため、ポンプ部が容積を拡大するのに伴って、液体が連通部を介して吐出部からポンプ部に若干量流入されるものの、液体が吸入部からポンプ部に吸入される。これにより、例えば、連通部の構成を簡素化することができるため、装置の設計をフレキシブルに行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁は、吸入側逆止弁よりも上方側に配置され、ポンプ部は、上端部が吐出側逆止弁に連結され且つ下端部が吸入側逆止弁に連結される定容量の第１の流路部と、容積を拡縮するポンプ室と、一端部が第１の流路部に連結され且つ他端部がポンプ室に連結される定容量の第２の流路部とを備えてもよい。
【００１４】
また、本発明に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁は、液体が流れる流路部内を移動可能な弁体と、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制すべく、弁体に当接される弁座とを備え、弁座は、弁体との隙間で連通部が形成されるべく、凹部を備えてもよい。
【００１５】
斯かる構成のポンプによれば、吐出側逆止弁において、流路部内を移動可能な弁体が弁座に当接することにより、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制できる。そして、弁座には、凹部が設けられるため、弁座と弁体との隙間で連通部が形成される。これにより、連通部を安定して確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の如く、本発明に係るポンプによれば、ポンプ部の液体に気体が混入しても、ポンプ部の液体に混入していた気体を、その液体と共に吐出部に送ることができるため、吸入部から吐出部に液体を確実に送ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプの要部断面図を示す。
【図２】同実施形態に係る吐出側逆止弁の要部断面図を示す。
【図３】同実施形態に係る吐出側逆止弁における弁座の全体図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線における断面図を示す。
【図４】同実施形態に係るポンプに対する比較例のポンプの作用を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部断面図を示す。
【図５】同比較例のポンプの作用を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部断面図を示す。
【図６】同実施形態に係るポンプの作用を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部断面図を示す。
【図７】同実施形態に係るポンプの作用を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部断面図を示す。
【図８】本発明の他の実施形態に係る吐出側逆止弁における弁座の全体図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線における断面図を示す。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る吐出側逆止弁の要部断面図を示す。
【図１０】同実施形態に係る吐出側逆止弁における弁座の全体図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線における断面図を示す。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係るポンプの要部概要図を示す。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る吐出側逆止弁の作用を説明する図であって、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ全体断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るポンプにおける一実施形態について、図１〜図７を参酌して説明する。
【００１９】
本実施形態に係るポンプは、図１に示すように、液体Ｌを吸入し且つ吐出するポンプ部１と、ポンプ部１を駆動する駆動部２とを備える。そして、ポンプは、ポンプ部１に液体Ｌを吸入するための吸入部３と、液体Ｌがポンプ部１から吸入部３に逆流（流通）するのを抑制する吸入側逆止弁４とを備える。
【００２０】
また、ポンプは、ポンプ部１から液体Ｌを吐出するための吐出部５と、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流（流通）するのを抑制する吐出側逆止弁６とを備える。なお、ポンプにおいては、吐出部５の液体Ｌの圧力の方が吸入部３の圧力よりも大きくなるように設定されている。
【００２１】
ポンプ部１は、本体部１１に対して可動する可動部１２と、可動部１２の一部を本体部１１に固定する固定部１３とを備える。本実施形態において、可動部１２は、弾性を有する円形状のダイヤフラムとしている。そして、本体部１１と固定部１３とが可動部１２の外周部を挟持することで、可動部１２の中央部が本体部１１に対して接離するように可動する。
【００２２】
また、ポンプ部１は、液体Ｌが流れる流路として、吸入側逆止弁４と吐出側逆止弁６とを繋ぐ定容積の第１の流路部１ａと、可動部１２が可動することで容積を変化させるポンプ室１ｂと、第１の流路部１ａとポンプ室１ｂとを繋ぐ定容積の第２の流路部１ｃとを備える。そして、ポンプ部１は、ポンプ室１ｂの容積を拡大することで、第１の流路部１ａの下方側から液体Ｌを吸入すると共に、ポンプ室１ｂの容積を縮小することで、第１の流路部１ａの上方側から液体Ｌを吐出する。
【００２３】
駆動部２は、先端部が可動部１２の中央部に接続されるシャフト２１と、可動部１２の中央部を可動（往復動）させるべく、シャフト２１を往復動させる駆動源（図示していない）２２とを備える。なお、駆動源２２の方式は、特定の方式に限定されるものではなく、機械式、エア式、油圧式、電気式、マグネット式等の何れの方式でもよく、さらに、直接的でも間接的でもよい。
【００２４】
吸入側逆止弁４は、液体Ｌが流れる流路部４ａ内を移動可能な弁体４１，４１と、液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に逆流するのを抑制すべく、弁体４１に当接される弁座４２，４２とを備える。そして、吸入側逆止弁４は、弁体４１が所定量以上移動するのを規制する規制部４３，４３と、弁座４２と規制部４３とを内部で固定し、弁座４２及び規制部４３間で弁体４１を収容させる基部４４，４４とを備える。
【００２５】
即ち、吸入側逆止弁４は、弁体４１及び弁座４２からなる弁ユニットを二つ備える構成である。また、吸入側逆止弁４は、ポンプ部１と吸入部３との間に配置されている。そして、吸入側逆止弁４の流路部４ａは、上端部がポンプ部１の第１の流路部１ａの下端部と連結されると共に、下端部が吸入部３の流路部３ａの上端部と連結されてなる。
【００２６】
さらに、吸入側逆止弁４において、各弁体４１は、球状に形成されていると共に、各弁座４２は、弁体４１と当接することで流路部４ａを閉塞すべく、弁体４１に対応してテーパ面状に形成される当接部４２１を備えている。したがって、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２に当接した状態で、液体Ｌがポンプ部１から吸入部３に逆流するのを完全に遮断する構成である。
【００２７】
また、吸入側逆止弁４において、各規制部４３は、弁体４１を係止すべく、内方に向けて突出する係止部４３１，…を複数備えている。そして、複数の係止部４３１は、互いに離間して配置されることで、流路部４ａを形成している。したがって、吸入側逆止弁４は、弁体４１が規制部４３に係止された状態で、液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に流通するのを許容する構成である。
【００２８】
吐出側逆止弁６は、図２及び図３に示すように、液体Ｌが流れる流路部６ａ内を移動可能な弁体６１，６１と、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを抑制すべく、弁体６１に当接される弁座６２，６２とを備える。そして、吐出側逆止弁６は、弁体６１が所定量以上移動するのを規制する規制部６３，６３と、弁座６２と規制部６３とを内部で固定し、弁座６２及び規制部６３間で弁体６１を収容させる基部６４，６４とを備える。
【００２９】
即ち、吐出側逆止弁６は、弁体６１及び弁座６２からなる弁ユニットを二つ備える構成である。また、吐出側逆止弁６は、ポンプ部１と吐出部５との間に配置されている。そして、吐出側逆止弁６の流路部６ａは、下端部がポンプ部１の第１の流路部１ａの上端部と連結されると共に、上端部が吐出部５の流路部５ａの下端部と連結されてなる。
【００３０】
さらに、吐出側逆止弁６において、各弁体６１は、球状に形成されていると共に、各弁座６２は、弁体６１と当接すべく、弁体６１に対応してテーパ面状に形成される当接部６２１を備えている。加えて、吐出側逆止弁６の各弁座６２は、弁体６１が当接部６２１に当接した状態でも、弁体６１との間に隙間を形成すべく、径方向に沿って延びる凹部６２２を備えている。
【００３１】
これにより、吐出側逆止弁６には、ポンプ部１が液体Ｌを吸入した状態において、ポンプ部１と吐出部５とを連通する連通部６ｂが形成される。具体的には、連通部６ｂは、各弁体６１が各弁座６２の当接部６２１に当接しても、各弁体６１の外面と各弁座６２の凹部６２２との隙間により形成され、ポンプ部１と吐出部５とを連続して連通する。したがって、吐出側逆止弁６は、弁体６１が弁座６２に当接した状態で、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを完全に遮断しない構成である。
【００３２】
連通部６ｂは、ポンプ部１の容積を拡大するのに伴って液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に吸入されるように、大きさが設定されてなる。即ち、連通部６ｂの開口が所定の大きさより大きく設定されると、ポンプ部１の容積を拡大するのに伴って液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に吸入されない構成（液体Ｌが連通部６ｂからのみポンプ部１に吸入される構成）となるため、連通部６ｂは、斯かる構成となるのを防止すべく、所定の大きさに設定されている。
【００３３】
具体的には、連通部６ｂの有効断面積（液体Ｌの流量を液体Ｌの流速で除した値）は、吸入部３の流路部３ａの有効断面積や、吸入側逆止弁４の流路部４ａの有効断面積よりも小さい。より具体的には、ポンプ部１の容積の変化率（シャフト２１の移動速度）にもよるが、連通部６ｂの有効断面積は、吸入部３の流路部３ａの有効断面積及び吸入側逆止弁４の流路部４ａの有効断面積のうち、小さい方の有効断面積の５％以下となるのが好ましい。
【００３４】
また、吐出側逆止弁６において、各規制部６３は、弁体６１を係止すべく、内方に向けて突出する係止部６３１，…を複数備えている。そして、複数の係止部６３１は、互いに離間して配置されることで、流路部６ａを形成している。したがって、吐出側逆止弁６は、弁体６１が規制部６３に係止された状態で、液体Ｌがポンプ部１から吐出部５に流通するのを許容する構成である。
【００３５】
本実施形態に係るポンプの構成については以上の通りである。次に、本実施形態に係るポンプの作用について説明するのに先立って、連通部６ｂ（吐出側逆止弁６の弁座６２の凹部６２２）が無い構成である比較例のポンプの作用について、図４及び図５を参酌して説明する。
【００３６】
斯かる比較例のポンプは、吐出側逆止弁６’の各弁座６２’の構成のみが本実施形態に係るポンプの構成と相違し、具体的には、吐出側逆止弁６’の各弁座６２’の当接部６２１’に弁体６１が当接することで、流路部６ａが閉塞され、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを完全に遮断するように構成されている。なお、図４及び図５において、図１〜図３の符号と同一の符号を付した部分は、本実施形態に係るポンプと同一の構成又は要素を表す。
【００３７】
まず、図４（ａ）に示すように、吐出側逆止弁６’を介して、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出された後、図４（ｂ）に示すように、シャフト２１が本体部１１から離反するように一方側に移動すると、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積が拡大する。すると、ポンプ室１ｂが負圧となるため、吐出側逆止弁６’は、弁体６１が弁座６２’に当接して閉塞されると共に、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２から離間して開放される。
【００３８】
これにより、吸入側逆止弁４を介して、吸入部３からポンプ部１に液体Ｌが吸入され、ポンプ部１の液体Ｌの圧力は、吸入部３の液体Ｌの圧力と同じとなる。このとき、ポンプ部１の液体Ｌに、気体Ｇが混入していたとする。その後、図５（ａ）に示すように、シャフト２１が本体部１１に接近するように他方側に移動すると、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積が縮小する。
【００３９】
すると、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が上昇するため、ポンプ部１の液体Ｌに混入している気体Ｇの体積が縮小する。そして、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吸入部３の液体Ｌの圧力よりも高くなるため、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２に当接して閉塞される。しかしながら、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の圧力よりも低いため、吐出側逆止弁６’は、閉塞されたままである。
【００４０】
そして、図５（ｂ）に示すように、シャフト２１が本体部１１に接近するように他方側にさらに移動すると、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積がさらに縮小する。それに伴って、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が上昇するため、ポンプ部１の液体Ｌに混入している気体Ｇの体積も縮小する。しかしながら、依然として、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の圧力よりも低いため、吐出側逆止弁６’は、閉塞されたままである。
【００４１】
このような状態になると、シャフト２１が往復動を繰り返しても、ポンプ部１が容積を拡大や縮小するのに伴って、ポンプ部１の液体Ｌに混入している気体Ｇの体積が単に拡大や縮小するだけの状態、所謂、ガスロックと呼ばれる状態となる。そして、ガスロックの状態になると、吸入部３から吐出部５に液体Ｌを全く送れない状態になる。
【００４２】
次に、本実施形態に係るポンプの作用について、図６及び図７を参酌して説明する。まず、図６（ａ）に示すように、吐出側逆止弁６を介して、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出された後、図６（ｂ）に示すように、シャフト２１が本体部１１から離反するように一方側に移動すると、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積が拡大する。すると、ポンプ室１ｂが負圧となるため、吐出側逆止弁６において、弁体６１が弁座６２に当接すると共に、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２から離間して開放される。
【００４３】
これにより、吸入側逆止弁４を介して、吸入部３からポンプ部１に液体Ｌが吸入される。そして、このとき、ポンプ部１の液体Ｌに、気体Ｇが混入していたとする。なお、吐出側逆止弁６において、弁体６１が弁座６２に当接しているものの、各弁体６１の外面と各弁座６２の凹部６２２との隙間により形成される連通部６ｂが、ポンプ部１と吐出部５とを連通するため、連通部６ｂを介して、吐出部５からポンプ部１に液体Ｌが若干量流入される。
【００４４】
それに伴って、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が、吸入部３の液体Ｌの圧力から吐出部５の液体Ｌの圧力に近づくように上昇するため、図７（ａ）に示すように、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２に当接して閉塞されると共に、ポンプ部１の液体Ｌに混入している気体Ｇの体積が縮小する。そして、最終的には、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力と同じになるまで、連通部６ｂを介して、吐出部５からポンプ部１に液体Ｌが流入される。
【００４５】
その後、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力まで上昇しているため、図７（ｂ）に示すように、シャフト２１が本体部１１に接近するように他方側に移動するのに伴って、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積が縮小すると共に、吐出側逆止弁６は、弁体６１が弁座６２から離間して開放される。そして、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の圧力と同じまま変化せずに一定であるため、液体Ｌに混入している気体Ｇの体積も変化せずに一定である。
【００４６】
これにより、ポンプ部１の液体Ｌに混入していた気体Ｇを、吐出側逆止弁６を介して、液体Ｌと共に吐出部５に送ることができる。そして、シャフト２１が往復動を繰り返すことにより、ポンプ部１が容積を拡大や縮小するのを繰り返すため、吸入部３から吐出部５に液体Ｌを連続的に送ることができる。
【００４７】
以上より、本実施形態に係るポンプによれば、ポンプ部１が容積を拡大すると、吸入部３からポンプ部１に液体Ｌが吸入される。そして、ポンプ部１が液体Ｌを吸入した状態で、連通部６ｂがポンプ部１と吐出部５とを連通するため、ポンプ部１の液体Ｌの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力と同じになる。その後、ポンプ部１が容積を縮小すると、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出される。
【００４８】
このとき、ポンプ部１の液体Ｌに気体Ｇが混入した場合、ポンプ部１が容積を縮小しても、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力のまま変化せずに一定であるため、気体Ｇの体積も変化せずに一定となる。これにより、ポンプ部１の液体Ｌに混入していた気体Ｇを、その液体Ｌと共に吐出部５に送ることができるため、吸入部３から吐出部５に液体Ｌを確実に送ることができる。
【００４９】
本実施形態に係るポンプによれば、連通部６ｂがポンプ部１と吐出部５とを連続して連通する。そして、連通部６ｂが所定の大きさに設定されているため、ポンプ部１が容積を拡大するのに伴って、液体Ｌが連通部６ｂを介して吐出部５からポンプ部１に若干量流入されるものの、液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に吸入される。これにより、吸入部３から吐出部５に液体Ｌを確実に送ることができるだけでなく、例えば、連通部６ｂの構成を簡素化することができるため、装置の設計をフレキシブルに行うことができる。
【００５０】
本実施形態に係るポンプによれば、吐出側逆止弁６において、流路部６ｂ内を移動可能な弁体６１が弁座６２に当接することにより、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを抑制できる。そして、弁座６２には、凹部６２２が設けられるため、弁座６２と弁体６１との隙間で連通部６ｂが形成される。これにより、弁体６１がどの位置で弁座６２と当接しても、常に同じ大きさの連通部６ｂが形成できたり、例えば、固化しやすい液体Ｌに対しても、連通部６ｂが詰まるのを抑制できたりする。
【００５１】
なお、本発明に係るポンプは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００５２】
例えば、上記実施形態に係るポンプにおいては、可動部１２がダイヤフラムから構成される、即ち、ポンプがダイヤフラムポンプである構成を説明したが、斯かる構成に限られない。具体的には、ポンプは、プランジャーポンプやベローズポンプでもよい。要するに、ポンプは、容積を拡大することで液体Ｌを吸入し且つ容積を縮小することで液体Ｌを吐出するポンプ部を備える構成であればよい。
【００５３】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６が弁体６１及び弁座６２からなる弁ユニットを二つ備える構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、吐出側逆止弁６は、弁体６１及び弁座６２からなる弁ユニットを一つ備える構成でもよく、また、三つ以上備える構成でもよい。
【００５４】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁座６２に、径方向に沿って伸びる凹部６２２が設けられる構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、図８に示すように、吐出側逆止弁の弁座６２３に、テーパ状の当接部６２４の表面に沿って伸びる凹部６２５，…が設けられる構成でもよい。
【００５５】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁座６２に、一つの凹部６２２が設けられる構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、図８に示すように、吐出側逆止弁の弁座６２３に、複数（図８においては三つ）の凹部６２５，…が設けられる構成でもよい。
【００５６】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁座６２に、凹部６２２が設けられることで、弁体６１と弁座６２との隙間に連通部６ｂが形成される構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、吐出側逆止弁の弁座に、凸部又は凹凸部（凹部及び凸部）が設けられることで、弁体６１と弁座との隙間に連通部が形成される構成でもよい。
【００５７】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、凹部６２２が吐出側逆止弁６の弁座６２に設けられる構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、吐出側逆止弁の弁体に、凹部及び凸部の少なくとも何れか一方が設けられることで、弁体と弁座との隙間に連通部が形成される構成でもよく、また、吐出側逆止弁の弁体及び弁座のそれぞれに、凹部及び凸部の少なくとも何れか一方が設けられることで、弁体と弁座との隙間に連通部が形成される構成でもよい。
【００５８】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁体６１が球状に形成される構成、即ち、吐出側逆止弁６がボール逆止弁である構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、吐出側逆止弁がダックビル逆止弁であって、弁体と弁座との隙間に連通部が形成される構成でもよい。
【００５９】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁体６１と弁座６２との隙間に連通部６ｂが形成される構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、連通部は、吐出側逆止弁の弁座と基部との隙間と、吐出側逆止弁の弁座に設けられる貫通部との少なくとも何れか一方から形成される構成でもよい。斯かる構成の一例を、図９及び図１０に示す。
【００６０】
図９及び図１０に示す吐出側逆止弁６０の弁座６２６は、弁体６１に当接する当接部６２７と、基部６４との間に隙間を形成するための切欠部６２８と、切欠部６２８と液体Ｌの流路部６０ａとを連通される貫通部６２９とを備える。斯かる構成によれば、連通部６０ｂは、弁座６２６の切欠部６２８と基部６４の内面との間の隙間と、貫通部６２９とから構成される。なお、連通部は、吐出側逆止弁の弁座と基部との隙間だけで構成されてもよく、また、吐出側逆止弁の弁座に設けられる貫通部だけで構成されてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６に連通部６ｂが形成される構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、図１１に示すように、連通部７には、ポンプ部１０の流路部１０ａと吐出部５０の流路部５０ａとを連通するバイパス流路部７１が設けられる構成でもよい。
【００６２】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、連通部６ｂがポンプ部１と吐出部５とを連続して連通する構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、連通部は、ポンプ部と吐出部とを断続的に連通する構成でもよく、少なくともポンプ部が液体Ｌを吸入した状態（ポンプ部の容積が拡大した状態）で、ポンプ部と吐出部とを連通する構成であればよい。斯かる構成の一例を、図１１及び図１２に示す。
【００６３】
図１１に係る構成においては、連通部７に、バイパス流路部７１を開閉する開閉手段７２が設けられ、ポンプ部１０が液体Ｌを吸入した状態で、開閉手段７２がバイパス流路部７１を開放する構成でもよい。なお、開閉手段７２を制御弁（電動弁）とし、開閉手段７２の開閉制御を駆動部２の制御（シャフト２１の往復動制御）と連動させる構成としてもよい。
【００６４】
また、図１２に係る吐出側逆止弁６００は、流路部６００ａを開閉する開閉弁である。そして、吐出側逆止弁６００は、ポンプ部１が液体Ｌを吸入する際に流路部６００ａを閉塞し、ポンプ部１が液体Ｌを吸入した状態及びポンプ部１が液体Ｌを吐出する際に流路部６００ａを開放する構成である。
【００６５】
具体的には、吐出側逆止弁６００は、弁体６１が所定量以上移動するのを規制する第１の規制部６３を吐出部５側（図１２の上方側）に備えると共にと、弁体６１が所定量以上移動するのを規制する第２の規制部６５を本体部１側（図１２の下方側）にも備える。また、吐出側逆止弁６００は、弁体６１の直径よりも小さい内径で環状に形成される弾性の封止部６６を、一対の規制部６３，６５間に備える。斯かる吐出側逆止弁６００の作用について、説明する。
【００６６】
図１２（ａ）に示すように、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出される際には、弁体６１が第１の規制部６３に係止されている。そして、ポンプ部１の容積が拡大するに伴って、ポンプ部１が負圧となるため、弁体６１がポンプ部１側に向けて移動する。このとき、液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に吸入される一方、図１２（ｂ）に示すように、弁体６１が弾性変形する封止部６６と係合するため、吐出側逆止弁６００の流路部６００ａが閉塞される。
【００６７】
さらに、ポンプ部１の容積が拡大するに伴って、弁体６１が弾性変形する封止部６６と係合しつつポンプ部１側に移動し、その後、図１２（ｃ）に示すように、弁体６１が第２の規制部６５に係止される位置まで移動する。これにより、吐出側逆止弁６００の流路部６００ａが開放されるため、吐出側逆止弁６００の流路部６００ａは、ポンプ部１が液体Ｌを吸入した状態で、ポンプ部１と吐出部５とを連通する連通部として機能する。
【００６８】
その後、ポンプ部１の容積が縮小するのに伴って、弁体６１が吐出部５側に移動し、図１２（ｂ）の状態を経由して、図１２（ａ）に示すように、弁体６１が第１の規制部６３に係止される位置まで移動し、吐出側逆止弁６００の流路部６００ａが開放される。これにより、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出される。なお、斯かる構成において、弁体も弾性を有して形成される構成でもよく、また、弁体が弾性を有して形成され且つ封止部が剛性を有して形成される構成でもよい。
【００６９】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、ポンプ部１が液体Ｌを吸入して、ポンプ部１の液体Ｌの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力と同じになった後に、ポンプ部１が液体Ｌを吐出する構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、ポンプ部１が液体Ｌを吸入して、ポンプ部１の液体Ｌの圧力が所定圧力（吸入部３の液体Ｌの圧力より高く且つ吐出部５の液体Ｌの圧力より低い圧力）まで上昇するタイミングで、ポンプ部１が容積を縮小して液体Ｌを吐出する構成でもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…ポンプ部、２…駆動部、３…吸入部、４…吸入側逆止弁、５…吐出部、６…吐出側逆止弁、６ｂ…連通部、６１…弁体、６２…弁座、６２２…凹部、Ｌ…液体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容積を拡大することで液体を吸入し且つ容積を縮小することで液体を吐出するポンプ部を備えるポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポンプとして、容積を拡大することで液体を吸入し且つ容積を縮小することで液体を吐出するポンプ部と、ポンプ部に液体を吸入すべく、吸入側逆止弁を介してポンプ部に接続される吸入部と、ポンプ部から液体を吐出すべく、吐出側逆止弁を介してポンプ部に接続される吐出部とを備えるポンプが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
斯かるポンプによれば、ポンプ部が容積を拡大するのに伴って、吸入部からポンプ部に液体が吸入される一方、ポンプ部が容積を縮小するのに伴って、ポンプ部から吐出部に液体が吐出される。斯かる動作を繰り返すことにより、吸入部から吐出部に液体を連続して送ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に係るポンプにおいて、ポンプ部が容積を拡大して、液体が吸入部からポンプ部に吸入された際に、ポンプ部の液体に気体が混入していることがある。斯かる状態においては、ポンプ部が吸入部とのみ連通しているため、ポンプ部の液体及び気体の圧力は、吸入部の圧力と同じである。
【０００６】
その後、ポンプ部が容積を縮小するのに伴って、ポンプ部の液体及び気体の圧力が吸入部の圧力よりも高い圧力である吐出部の圧力まで上昇すると、ポンプ部が吐出部と連通する。そして、斯かる圧力の変化により、液体に混入している気体の体積が縮小するように変化するため、気体が吐出部へ送られずにポンプ部に滞留する状態になる場合がある。斯かる状態になると、吸入部から吐出部に液体を確実に送れない状態になる。
【０００７】
さらに、気体がポンプ部の液体に徐々に滞留し続けたり、或いは、一度に大量の気体がポンプ部の液体に混入したりすると、ポンプ部が容積を拡大や縮小するのに伴って、ポンプ部の液体に混入している気体の体積が単に拡大や縮小するだけの状態、所謂、ガスロックと呼ばれる状態に陥る場合もある。斯かるガスロックの状態になると、吸入部から吐出部に液体を全く送れない状態になる。
【０００８】
よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、ポンプ部の液体に気体が混入しても、吸入部から吐出部に液体を確実に送ることができるポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るポンプは、容積を拡大することで液体を吸入し且つ容積を縮小することで液体を吐出するポンプ部と、ポンプ部に液体を吸入するための吸入部と、ポンプ部から液体を吐出するための吐出部と、液体がポンプ部から吸入部に逆流するのを抑制する吸入側逆止弁と、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制する吐出側逆止弁とを備えるポンプにおいて、ポンプ部が液体を吸入した状態で、ポンプ部と吐出部とを連続して連通する連通部を備え、連通部は、連続的に拡縮しているポンプ部が縮小する際にはポンプ部の液体に混入した気体の体積が縮小されているように、大きさが設定されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るポンプによれば、ポンプ部が容積を拡大すると、吸入部からポンプ部に液体が吸入される。そして、ポンプ部が液体を吸入した状態で、連通部がポンプ部と吐出部とを連通するため、ポンプ部の液体の圧力が吐出部の液体の圧力と略同じになる。その後、ポンプ部が容積を縮小すると、ポンプ部から吐出部に液体が吐出される。
【００１１】
このとき、ポンプ部の液体に気体が混入している場合、ポンプ部が容積を縮小しても、ポンプ部の液体及び気体の圧力が吐出部の液体の圧力のまま変化せずに一定であるため、気体の体積も変化せずに一定のままである。これにより、ポンプ部の液体に混入していた気体を、その液体と共に吐出部に送ることができる。
【００１２】
また、連通部がポンプ部と吐出部とを連続して連通する。そして、連通部が所定の大きさに設定されているため、ポンプ部が容積を拡大するのに伴って、液体が連通部を介して吐出部からポンプ部に若干量流入されるものの、液体が吸入部からポンプ部に吸入される。これにより、例えば、連通部の構成を簡素化することができるため、装置の設計をフレキシブルに行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁は、吸入側逆止弁よりも上方側に配置され、ポンプ部は、上端部が吐出側逆止弁に連結され且つ下端部が吸入側逆止弁に連結される定容量の第１の流路部と、容積を拡縮するポンプ室と、一端部が第１の流路部に連結され且つ他端部がポンプ室に連結される定容量の第２の流路部とを備えてもよい。
【００１４】
また、本発明に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁は、液体が流れる流路部内を移動可能な弁体と、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制すべく、弁体に当接される弁座とを備え、弁座は、弁体との隙間で連通部が形成されるべく、凹部を備えてもよい。
【００１５】
斯かる構成のポンプによれば、吐出側逆止弁において、流路部内を移動可能な弁体が弁座に当接することにより、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制できる。そして、弁座には、凹部が設けられるため、弁座と弁体との隙間で連通部が形成される。これにより、連通部を安定して確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の如く、本発明に係るポンプによれば、ポンプ部の液体に気体が混入しても、ポンプ部の液体に混入していた気体を、その液体と共に吐出部に送ることができるため、吸入部から吐出部に液体を確実に送ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプの要部断面図を示す。
【図２】同実施形態に係る吐出側逆止弁の要部断面図を示す。
【図３】同実施形態に係る吐出側逆止弁における弁座の全体図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線における断面図を示す。
【図４】同実施形態に係るポンプに対する比較例のポンプの作用を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部断面図を示す。
【図５】同比較例のポンプの作用を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部断面図を示す。
【図６】同実施形態に係るポンプの作用を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部断面図を示す。
【図７】同実施形態に係るポンプの作用を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部断面図を示す。
【図８】本発明の他の実施形態に係る吐出側逆止弁における弁座の全体図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線における断面図を示す。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る吐出側逆止弁の要部断面図を示す。
【図１０】同実施形態に係る吐出側逆止弁における弁座の全体図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線における断面図を示す。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係るポンプの要部概要図を示す。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る吐出側逆止弁の作用を説明する図であって、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ全体断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るポンプにおける一実施形態について、図１〜図７を参酌して説明する。
【００１９】
本実施形態に係るポンプは、図１に示すように、液体Ｌを吸入し且つ吐出するポンプ部１と、ポンプ部１を駆動する駆動部２とを備える。そして、ポンプは、ポンプ部１に液体Ｌを吸入するための吸入部３と、液体Ｌがポンプ部１から吸入部３に逆流（流通）するのを抑制する吸入側逆止弁４とを備える。
【００２０】
また、ポンプは、ポンプ部１から液体Ｌを吐出するための吐出部５と、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流（流通）するのを抑制する吐出側逆止弁６とを備える。なお、ポンプにおいては、吐出部５の液体Ｌの圧力の方が吸入部３の圧力よりも大きくなるように設定されている。
【００２１】
ポンプ部１は、本体部１１に対して可動する可動部１２と、可動部１２の一部を本体部１１に固定する固定部１３とを備える。本実施形態において、可動部１２は、弾性を有する円形状のダイヤフラムとしている。そして、本体部１１と固定部１３とが可動部１２の外周部を挟持することで、可動部１２の中央部が本体部１１に対して接離するように可動する。
【００２２】
また、ポンプ部１は、液体Ｌが流れる流路として、吸入側逆止弁４と吐出側逆止弁６とを繋ぐ定容積の第１の流路部１ａと、可動部１２が可動することで容積を変化させるポンプ室１ｂと、第１の流路部１ａとポンプ室１ｂとを繋ぐ定容積の第２の流路部１ｃとを備える。そして、ポンプ部１は、ポンプ室１ｂの容積を拡大することで、第１の流路部１ａの下方側から液体Ｌを吸入すると共に、ポンプ室１ｂの容積を縮小することで、第１の流路部１ａの上方側から液体Ｌを吐出する。
【００２３】
駆動部２は、先端部が可動部１２の中央部に接続されるシャフト２１と、可動部１２の中央部を可動（往復動）させるべく、シャフト２１を往復動させる駆動源（図示していない）２２とを備える。なお、駆動源２２の方式は、特定の方式に限定されるものではなく、機械式、エア式、油圧式、電気式、マグネット式等の何れの方式でもよく、さらに、直接的でも間接的でもよい。
【００２４】
吸入側逆止弁４は、液体Ｌが流れる流路部４ａ内を移動可能な弁体４１，４１と、液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に逆流するのを抑制すべく、弁体４１に当接される弁座４２，４２とを備える。そして、吸入側逆止弁４は、弁体４１が所定量以上移動するのを規制する規制部４３，４３と、弁座４２と規制部４３とを内部で固定し、弁座４２及び規制部４３間で弁体４１を収容させる基部４４，４４とを備える。
【００２５】
即ち、吸入側逆止弁４は、弁体４１及び弁座４２からなる弁ユニットを二つ備える構成である。また、吸入側逆止弁４は、ポンプ部１と吸入部３との間に配置されている。そして、吸入側逆止弁４の流路部４ａは、上端部がポンプ部１の第１の流路部１ａの下端部と連結されると共に、下端部が吸入部３の流路部３ａの上端部と連結されてなる。
【００２６】
さらに、吸入側逆止弁４において、各弁体４１は、球状に形成されていると共に、各弁座４２は、弁体４１と当接することで流路部４ａを閉塞すべく、弁体４１に対応してテーパ面状に形成される当接部４２１を備えている。したがって、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２に当接した状態で、液体Ｌがポンプ部１から吸入部３に逆流するのを完全に遮断する構成である。
【００２７】
また、吸入側逆止弁４において、各規制部４３は、弁体４１を係止すべく、内方に向けて突出する係止部４３１，…を複数備えている。そして、複数の係止部４３１は、互いに離間して配置されることで、流路部４ａを形成している。したがって、吸入側逆止弁４は、弁体４１が規制部４３に係止された状態で、液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に流通するのを許容する構成である。
【００２８】
吐出側逆止弁６は、図２及び図３に示すように、液体Ｌが流れる流路部６ａ内を移動可能な弁体６１，６１と、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを抑制すべく、弁体６１に当接される弁座６２，６２とを備える。そして、吐出側逆止弁６は、弁体６１が所定量以上移動するのを規制する規制部６３，６３と、弁座６２と規制部６３とを内部で固定し、弁座６２及び規制部６３間で弁体６１を収容させる基部６４，６４とを備える。
【００２９】
即ち、吐出側逆止弁６は、弁体６１及び弁座６２からなる弁ユニットを二つ備える構成である。また、吐出側逆止弁６は、ポンプ部１と吐出部５との間に配置されている。そして、吐出側逆止弁６の流路部６ａは、下端部がポンプ部１の第１の流路部１ａの上端部と連結されると共に、上端部が吐出部５の流路部５ａの下端部と連結されてなる。
【００３０】
さらに、吐出側逆止弁６において、各弁体６１は、球状に形成されていると共に、各弁座６２は、弁体６１と当接すべく、弁体６１に対応してテーパ面状に形成される当接部６２１を備えている。加えて、吐出側逆止弁６の各弁座６２は、弁体６１が当接部６２１に当接した状態でも、弁体６１との間に隙間を形成すべく、径方向に沿って延びる凹部６２２を備えている。
【００３１】
これにより、吐出側逆止弁６には、ポンプ部１が液体Ｌを吸入した状態において、ポンプ部１と吐出部５とを連通する連通部６ｂが形成される。具体的には、連通部６ｂは、各弁体６１が各弁座６２の当接部６２１に当接しても、各弁体６１の外面と各弁座６２の凹部６２２との隙間により形成され、ポンプ部１と吐出部５とを連続して連通する。したがって、吐出側逆止弁６は、弁体６１が弁座６２に当接した状態で、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを完全に遮断しない構成である。
【００３２】
連通部６ｂは、ポンプ部１の容積を拡大するのに伴って液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に吸入されるように、大きさが設定されてなる。即ち、連通部６ｂの開口が所定の大きさより大きく設定されると、ポンプ部１の容積を拡大するのに伴って液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に吸入されない構成（液体Ｌが連通部６ｂからのみポンプ部１に吸入される構成）となるため、連通部６ｂは、斯かる構成となるのを防止すべく、所定の大きさに設定されている。
【００３３】
具体的には、連通部６ｂの有効断面積（液体Ｌの流量を液体Ｌの流速で除した値）は、吸入部３の流路部３ａの有効断面積や、吸入側逆止弁４の流路部４ａの有効断面積よりも小さい。より具体的には、ポンプ部１の容積の変化率（シャフト２１の移動速度）にもよるが、連通部６ｂの有効断面積は、吸入部３の流路部３ａの有効断面積及び吸入側逆止弁４の流路部４ａの有効断面積のうち、小さい方の有効断面積の５％以下となるのが好ましい。
【００３４】
また、吐出側逆止弁６において、各規制部６３は、弁体６１を係止すべく、内方に向けて突出する係止部６３１，…を複数備えている。そして、複数の係止部６３１は、互いに離間して配置されることで、流路部６ａを形成している。したがって、吐出側逆止弁６は、弁体６１が規制部６３に係止された状態で、液体Ｌがポンプ部１から吐出部５に流通するのを許容する構成である。
【００３５】
本実施形態に係るポンプの構成については以上の通りである。次に、本実施形態に係るポンプの作用について説明するのに先立って、連通部６ｂ（吐出側逆止弁６の弁座６２の凹部６２２）が無い構成である比較例のポンプの作用について、図４及び図５を参酌して説明する。
【００３６】
斯かる比較例のポンプは、吐出側逆止弁６’の各弁座６２’の構成のみが本実施形態に係るポンプの構成と相違し、具体的には、吐出側逆止弁６’の各弁座６２’の当接部６２１’に弁体６１が当接することで、流路部６ａが閉塞され、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを完全に遮断するように構成されている。なお、図４及び図５において、図１〜図３の符号と同一の符号を付した部分は、本実施形態に係るポンプと同一の構成又は要素を表す。
【００３７】
まず、図４（ａ）に示すように、吐出側逆止弁６’を介して、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出された後、図４（ｂ）に示すように、シャフト２１が本体部１１から離反するように一方側に移動すると、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積が拡大する。すると、ポンプ室１ｂが負圧となるため、吐出側逆止弁６’は、弁体６１が弁座６２’に当接して閉塞されると共に、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２から離間して開放される。
【００３８】
これにより、吸入側逆止弁４を介して、吸入部３からポンプ部１に液体Ｌが吸入され、ポンプ部１の液体Ｌの圧力は、吸入部３の液体Ｌの圧力と同じとなる。このとき、ポンプ部１の液体Ｌに、気体Ｇが混入していたとする。その後、図５（ａ）に示すように、シャフト２１が本体部１１に接近するように他方側に移動すると、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積が縮小する。
【００３９】
すると、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が上昇するため、ポンプ部１の液体Ｌに混入している気体Ｇの体積が縮小する。そして、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吸入部３の液体Ｌの圧力よりも高くなるため、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２に当接して閉塞される。しかしながら、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の圧力よりも低いため、吐出側逆止弁６’は、閉塞されたままである。
【００４０】
そして、図５（ｂ）に示すように、シャフト２１が本体部１１に接近するように他方側にさらに移動すると、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積がさらに縮小する。それに伴って、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が上昇するため、ポンプ部１の液体Ｌに混入している気体Ｇの体積も縮小する。しかしながら、依然として、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の圧力よりも低いため、吐出側逆止弁６’は、閉塞されたままである。
【００４１】
このような状態になると、シャフト２１が往復動を繰り返しても、ポンプ部１が容積を拡大や縮小するのに伴って、ポンプ部１の液体Ｌに混入している気体Ｇの体積が単に拡大や縮小するだけの状態、所謂、ガスロックと呼ばれる状態となる。そして、ガスロックの状態になると、吸入部３から吐出部５に液体Ｌを全く送れない状態になる。
【００４２】
次に、本実施形態に係るポンプの作用について、図６及び図７を参酌して説明する。まず、図６（ａ）に示すように、吐出側逆止弁６を介して、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出された後、図６（ｂ）に示すように、シャフト２１が本体部１１から離反するように一方側に移動すると、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積が拡大する。すると、ポンプ室１ｂが負圧となるため、吐出側逆止弁６において、弁体６１が弁座６２に当接すると共に、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２から離間して開放される。
【００４３】
これにより、吸入側逆止弁４を介して、吸入部３からポンプ部１に液体Ｌが吸入される。そして、このとき、ポンプ部１の液体Ｌに、気体Ｇが混入していたとする。なお、吐出側逆止弁６において、弁体６１が弁座６２に当接しているものの、各弁体６１の外面と各弁座６２の凹部６２２との隙間により形成される連通部６ｂが、ポンプ部１と吐出部５とを連通するため、連通部６ｂを介して、吐出部５からポンプ部１に液体Ｌが若干量流入される。
【００４４】
それに伴って、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が、吸入部３の液体Ｌの圧力から吐出部５の液体Ｌの圧力に近づくように上昇するため、図７（ａ）に示すように、吸入側逆止弁４は、弁体４１が弁座４２に当接して閉塞されると共に、ポンプ部１の液体Ｌに混入している気体Ｇの体積が縮小する。そして、最終的には、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力と同じになるまで、連通部６ｂを介して、吐出部５からポンプ部１に液体Ｌが流入される。
【００４５】
その後、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力まで上昇しているため、図７（ｂ）に示すように、シャフト２１が本体部１１に接近するように他方側に移動するのに伴って、ポンプ部１のポンプ室１ｂの容積が縮小すると共に、吐出側逆止弁６は、弁体６１が弁座６２から離間して開放される。そして、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の圧力と同じまま変化せずに一定であるため、液体Ｌに混入している気体Ｇの体積も変化せずに一定である。
【００４６】
これにより、ポンプ部１の液体Ｌに混入していた気体Ｇを、吐出側逆止弁６を介して、液体Ｌと共に吐出部５に送ることができる。そして、シャフト２１が往復動を繰り返すことにより、ポンプ部１が容積を拡大や縮小するのを繰り返すため、吸入部３から吐出部５に液体Ｌを連続的に送ることができる。
【００４７】
以上より、本実施形態に係るポンプによれば、ポンプ部１が容積を拡大すると、吸入部３からポンプ部１に液体Ｌが吸入される。そして、ポンプ部１が液体Ｌを吸入した状態で、連通部６ｂがポンプ部１と吐出部５とを連通するため、ポンプ部１の液体Ｌの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力と同じになる。その後、ポンプ部１が容積を縮小すると、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出される。
【００４８】
このとき、ポンプ部１の液体Ｌに気体Ｇが混入した場合、ポンプ部１が容積を縮小しても、ポンプ部１の液体Ｌ及び気体Ｇの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力のまま変化せずに一定であるため、気体Ｇの体積も変化せずに一定となる。これにより、ポンプ部１の液体Ｌに混入していた気体Ｇを、その液体Ｌと共に吐出部５に送ることができるため、吸入部３から吐出部５に液体Ｌを確実に送ることができる。
【００４９】
本実施形態に係るポンプによれば、連通部６ｂがポンプ部１と吐出部５とを連続して連通する。そして、連通部６ｂが所定の大きさに設定されているため、ポンプ部１が容積を拡大するのに伴って、液体Ｌが連通部６ｂを介して吐出部５からポンプ部１に若干量流入されるものの、液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に吸入される。これにより、吸入部３から吐出部５に液体Ｌを確実に送ることができるだけでなく、例えば、連通部６ｂの構成を簡素化することができるため、装置の設計をフレキシブルに行うことができる。
【００５０】
本実施形態に係るポンプによれば、吐出側逆止弁６において、流路部６ｂ内を移動可能な弁体６１が弁座６２に当接することにより、液体Ｌが吐出部５からポンプ部１に逆流するのを抑制できる。そして、弁座６２には、凹部６２２が設けられるため、弁座６２と弁体６１との隙間で連通部６ｂが形成される。これにより、弁体６１がどの位置で弁座６２と当接しても、常に同じ大きさの連通部６ｂが形成できたり、例えば、固化しやすい液体Ｌに対しても、連通部６ｂが詰まるのを抑制できたりする。
【００５１】
なお、本発明に係るポンプは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００５２】
例えば、上記実施形態に係るポンプにおいては、可動部１２がダイヤフラムから構成される、即ち、ポンプがダイヤフラムポンプである構成を説明したが、斯かる構成に限られない。具体的には、ポンプは、プランジャーポンプやベローズポンプでもよい。要するに、ポンプは、容積を拡大することで液体Ｌを吸入し且つ容積を縮小することで液体Ｌを吐出するポンプ部を備える構成であればよい。
【００５３】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６が弁体６１及び弁座６２からなる弁ユニットを二つ備える構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、吐出側逆止弁６は、弁体６１及び弁座６２からなる弁ユニットを一つ備える構成でもよく、また、三つ以上備える構成でもよい。
【００５４】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁座６２に、径方向に沿って伸びる凹部６２２が設けられる構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、図８に示すように、吐出側逆止弁の弁座６２３に、テーパ状の当接部６２４の表面に沿って伸びる凹部６２５，…が設けられる構成でもよい。
【００５５】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁座６２に、一つの凹部６２２が設けられる構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、図８に示すように、吐出側逆止弁の弁座６２３に、複数（図８においては三つ）の凹部６２５，…が設けられる構成でもよい。
【００５６】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁座６２に、凹部６２２が設けられることで、弁体６１と弁座６２との隙間に連通部６ｂが形成される構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、吐出側逆止弁の弁座に、凸部又は凹凸部（凹部及び凸部）が設けられることで、弁体６１と弁座との隙間に連通部が形成される構成でもよい。
【００５７】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、凹部６２２が吐出側逆止弁６の弁座６２に設けられる構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、吐出側逆止弁の弁体に、凹部及び凸部の少なくとも何れか一方が設けられることで、弁体と弁座との隙間に連通部が形成される構成でもよく、また、吐出側逆止弁の弁体及び弁座のそれぞれに、凹部及び凸部の少なくとも何れか一方が設けられることで、弁体と弁座との隙間に連通部が形成される構成でもよい。
【００５８】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁体６１が球状に形成される構成、即ち、吐出側逆止弁６がボール逆止弁である構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、吐出側逆止弁がダックビル逆止弁であって、弁体と弁座との隙間に連通部が形成される構成でもよい。
【００５９】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６の弁体６１と弁座６２との隙間に連通部６ｂが形成される構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、連通部は、吐出側逆止弁の弁座と基部との隙間と、吐出側逆止弁の弁座に設けられる貫通部との少なくとも何れか一方から形成される構成でもよい。斯かる構成の一例を、図９及び図１０に示す。
【００６０】
図９及び図１０に示す吐出側逆止弁６０の弁座６２６は、弁体６１に当接する当接部６２７と、基部６４との間に隙間を形成するための切欠部６２８と、切欠部６２８と液体Ｌの流路部６０ａとを連通される貫通部６２９とを備える。斯かる構成によれば、連通部６０ｂは、弁座６２６の切欠部６２８と基部６４の内面との間の隙間と、貫通部６２９とから構成される。なお、連通部は、吐出側逆止弁の弁座と基部との隙間だけで構成されてもよく、また、吐出側逆止弁の弁座に設けられる貫通部だけで構成されてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、吐出側逆止弁６に連通部６ｂが形成される構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、図１１に示すように、連通部７には、ポンプ部１０の流路部１０ａと吐出部５０の流路部５０ａとを連通するバイパス流路部７１が設けられる構成でもよい。
【００６２】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、連通部６ｂがポンプ部１と吐出部５とを連続して連通する構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、連通部は、ポンプ部と吐出部とを断続的に連通する構成でもよく、少なくともポンプ部が液体Ｌを吸入した状態（ポンプ部の容積が拡大した状態）で、ポンプ部と吐出部とを連通する構成であればよい。斯かる構成の一例を、図１１及び図１２に示す。
【００６３】
図１１に係る構成においては、連通部７に、バイパス流路部７１を開閉する開閉手段７２が設けられ、ポンプ部１０が液体Ｌを吸入した状態で、開閉手段７２がバイパス流路部７１を開放する構成でもよい。なお、開閉手段７２を制御弁（電動弁）とし、開閉手段７２の開閉制御を駆動部２の制御（シャフト２１の往復動制御）と連動させる構成としてもよい。
【００６４】
また、図１２に係る吐出側逆止弁６００は、流路部６００ａを開閉する開閉弁である。そして、吐出側逆止弁６００は、ポンプ部１が液体Ｌを吸入する際に流路部６００ａを閉塞し、ポンプ部１が液体Ｌを吸入した状態及びポンプ部１が液体Ｌを吐出する際に流路部６００ａを開放する構成である。
【００６５】
具体的には、吐出側逆止弁６００は、弁体６１が所定量以上移動するのを規制する第１の規制部６３を吐出部５側（図１２の上方側）に備えると共にと、弁体６１が所定量以上移動するのを規制する第２の規制部６５を本体部１側（図１２の下方側）にも備える。また、吐出側逆止弁６００は、弁体６１の直径よりも小さい内径で環状に形成される弾性の封止部６６を、一対の規制部６３，６５間に備える。斯かる吐出側逆止弁６００の作用について、説明する。
【００６６】
図１２（ａ）に示すように、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出される際には、弁体６１が第１の規制部６３に係止されている。そして、ポンプ部１の容積が拡大するに伴って、ポンプ部１が負圧となるため、弁体６１がポンプ部１側に向けて移動する。このとき、液体Ｌが吸入部３からポンプ部１に吸入される一方、図１２（ｂ）に示すように、弁体６１が弾性変形する封止部６６と係合するため、吐出側逆止弁６００の流路部６００ａが閉塞される。
【００６７】
さらに、ポンプ部１の容積が拡大するに伴って、弁体６１が弾性変形する封止部６６と係合しつつポンプ部１側に移動し、その後、図１２（ｃ）に示すように、弁体６１が第２の規制部６５に係止される位置まで移動する。これにより、吐出側逆止弁６００の流路部６００ａが開放されるため、吐出側逆止弁６００の流路部６００ａは、ポンプ部１が液体Ｌを吸入した状態で、ポンプ部１と吐出部５とを連通する連通部として機能する。
【００６８】
その後、ポンプ部１の容積が縮小するのに伴って、弁体６１が吐出部５側に移動し、図１２（ｂ）の状態を経由して、図１２（ａ）に示すように、弁体６１が第１の規制部６３に係止される位置まで移動し、吐出側逆止弁６００の流路部６００ａが開放される。これにより、ポンプ部１から吐出部５に液体Ｌが吐出される。なお、斯かる構成において、弁体も弾性を有して形成される構成でもよく、また、弁体が弾性を有して形成され且つ封止部が剛性を有して形成される構成でもよい。
【００６９】
また、上記実施形態に係るポンプにおいては、ポンプ部１が液体Ｌを吸入して、ポンプ部１の液体Ｌの圧力が吐出部５の液体Ｌの圧力と同じになった後に、ポンプ部１が液体Ｌを吐出する構成を説明したが、斯かる構成に限られない。例えば、ポンプ部１が液体Ｌを吸入して、ポンプ部１の液体Ｌの圧力が所定圧力（吸入部３の液体Ｌの圧力より高く且つ吐出部５の液体Ｌの圧力より低い圧力）まで上昇するタイミングで、ポンプ部１が容積を縮小して液体Ｌを吐出する構成でもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…ポンプ部、２…駆動部、３…吸入部、４…吸入側逆止弁、５…吐出部、６…吐出側逆止弁、６ｂ…連通部、６１…弁体、６２…弁座、６２２…凹部、Ｌ…液体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積を拡大することで液体を吸入し且つ容積を縮小することで液体を吐出するポンプ部と、ポンプ部に液体を吸入するための吸入部と、ポンプ部から液体を吐出するための吐出部と、液体がポンプ部から吸入部に逆流するのを抑制する吸入側逆止弁と、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制する吐出側逆止弁とを備えるポンプにおいて、
ポンプ部が液体を吸入した状態で、ポンプ部と吐出部とを連続して連通する連通部を備え、
連通部は、連続的に拡縮しているポンプ部が縮小する際にはポンプ部の液体に混入した気体の体積が縮小されているように、大きさが設定されてなることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
吐出側逆止弁は、吸入側逆止弁よりも上方側に配置され、
ポンプ部は、上端部が吐出側逆止弁に連結され且つ下端部が吸入側逆止弁に連結される定容量の第１の流路部と、容積を拡縮するポンプ室と、一端部が第１の流路部に連結され且つ他端部がポンプ室に連結される定容量の第２の流路部とを備える請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
吐出側逆止弁は、液体が流れる流路部内を移動可能な弁体と、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制すべく、弁体に当接される弁座とを備え、
弁座は、弁体との隙間で連通部が形成されるべく、凹部を備える請求項１に記載のポンプ。
【請求項１】
容積を拡大することで液体を吸入し且つ容積を縮小することで液体を吐出するポンプ部と、ポンプ部に液体を吸入するための吸入部と、ポンプ部から液体を吐出するための吐出部と、液体がポンプ部から吸入部に逆流するのを抑制する吸入側逆止弁と、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制する吐出側逆止弁とを備えるポンプにおいて、
ポンプ部が液体を吸入した状態で、ポンプ部と吐出部とを連続して連通する連通部を備え、
連通部は、連続的に拡縮しているポンプ部が縮小する際にはポンプ部の液体に混入した気体の体積が縮小されているように、大きさが設定されてなることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
吐出側逆止弁は、吸入側逆止弁よりも上方側に配置され、
ポンプ部は、上端部が吐出側逆止弁に連結され且つ下端部が吸入側逆止弁に連結される定容量の第１の流路部と、容積を拡縮するポンプ室と、一端部が第１の流路部に連結され且つ他端部がポンプ室に連結される定容量の第２の流路部とを備える請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
吐出側逆止弁は、液体が流れる流路部内を移動可能な弁体と、液体が吐出部からポンプ部に逆流するのを抑制すべく、弁体に当接される弁座とを備え、
弁座は、弁体との隙間で連通部が形成されるべく、凹部を備える請求項１に記載のポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１５１３３（Ｐ２０１３−１５１３３Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４９２８９（Ｐ２０１２−４９２８９）
【出願日】平成２４年３月６日（２０１２．３．６）
【分割の表示】特願２０１１−１４７０４３（Ｐ２０１１−１４７０４３）の分割
【原出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００２２９７６０）株式会社タクミナ (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月６日（２０１２．３．６）
【分割の表示】特願２０１１−１４７０４３（Ｐ２０１１−１４７０４３）の分割
【原出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００２２９７６０）株式会社タクミナ (25)
【Ｆターム（参考）】
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