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Patent Searching and Data


Title:
METAL DIAPHRAGM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/113666
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a diaphragm which can reliably and firmly be fixed to a predetermined fixing position without damaging the function of a film portion. The diaphragm is provided with the film portion (1a) elastically deformable by predetermined pressure and a thick portion (1b) provided at the circumferential portion of the film portion (1a) and having thickness larger than that of the film portion (1a). Provided between the film portion (1a) and the thick portion (1b) is a protective portion (1d) which protects the film portion (1a) while contacting with the film portion (1a) and elastically deforming with the elastic deformation of the film portion (1a).

Inventors:
SHIMIZU TOSHIHARU (JP)
KINUGAWA SHIGEHISA (JP)
SUGAHARA SHINICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/054890
Publication Date:
September 17, 2009
Filing Date:
March 13, 2009
Export Citation:
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Assignee:
TACMINA CORP (JP)
SHIMIZU TOSHIHARU (JP)
KINUGAWA SHIGEHISA (JP)
SUGAHARA SHINICHI (JP)
International Classes:
F04B43/02; F16J3/02
Foreign References:
JPH0454378A1992-02-21
JP2002022011A2002-01-23
JPH0680958U1994-11-15
JPS608492U1985-01-21
JPH01237370A1989-09-21
JPH01203672A1989-08-16
JPH05133471A1993-05-28
JP2000514160A2000-10-24
JP2007239769A2007-09-20
JP2006219996A2006-08-24
JP2005265784A2005-09-29
JPH1134870A1999-02-09
Other References:
See also references of EP 2267312A4
Attorney, Agent or Firm:
FUJIMOTO, NOBORU (JP)
Noboru Fujimoto (JP)
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Claims:
 所定の圧力によって弾性変形可能な膜部と、この膜部の周縁部に設けられるとともに、この膜部の膜厚よりも厚く構成された厚肉部とを備え、膜部と厚肉部との間に、膜部に接触するとともに、膜部の弾性変形に伴って弾性変形しながらこの膜部を保護する保護部が設けられることを特徴とする金属製ダイヤフラム。
 前記保護部は、膜部と厚肉部との間で所定の曲率半径で湾曲した曲面を有する請求項1に記載の金属製ダイヤフラム。
 前記厚肉部は、膜部とは別体の金属板が膜部の周縁部に溶接により固着されてなる請求項1または2に記載の金属製ダイヤフラム。
 前記膜部の中央部には、膜部に当接する当接部材の当接部位を補強すべく、膜部の厚さよりも厚い厚肉部が形成される請求項1または2に記載の金属製ダイヤフラム。
 前記膜部の中央部に形成された厚肉部と膜部との間には、膜部の弾性変形に伴って弾性変形しながらこの膜部を保護する保護部が設けられる請求項4に記載の金属製ダイヤフラム。
Description:
金属製ダイヤフラム

 本発明は、例えば、所定の圧力によって 性変形可能な金属製のダイヤフラムに関す 。

 例えば、薄膜状に構成された金属製のダイ フラムは、ダイヤフラムポンプのように、 体を搬送するための搬送手段、ダイヤフラ 弁のように、流体の流れを制御する制御手 、ダイヤフラムセンサのような検知手段、 レーキダイヤフラムのように制動力を伝達 るための制動手段といった広範な技術分野 使用されている(例えば特許文献1等参照)。

日本国特開2007-239769号公報

日本国特開2006-219996号公報

日本国特開2005-265784号公報

日本国特開平11-34870号公報

 金属製のダイヤフラムは、所定の圧力に って弾性変形可能な膜部の弾性変形を利用 ることによって、種々の用途に用いられる のであるが、この膜部が所望の弾性変形を 現するには、この膜部が弾性変形したとき 、膜部の機能を損なうことなく、しかも所 の固定位置に確実かつ強固に固定する必要 ある。さらに、膜部は、固定された状態で 損傷することなく長期間にわたってその機 を発揮することが必要とされる。

 本発明はこのような事情に鑑みてなされ ものであり、膜部の機能を損なうことなく 定の固定位置に確実かつ強固に固定できる ともに、膜部の長寿命化を実現できる金属 ダイヤフラムを提供することを課題とする

 本発明に係る金属製ダイヤフラムは、所 の圧力によって弾性変形可能な膜部と、こ 膜部の周縁部に設けられるとともに、この 部の膜厚よりも厚く構成された厚肉部とを え、膜部と厚肉部との間には、膜部に接触 るとともに、膜部の弾性変形に伴って弾性 形しながらこの膜部を保護する保護部が設 られることを特徴とする。

 かかる構成によれば、膜部の周縁部に厚 部を形成することによって、ダイヤフラム 所定の固定位置に固定するときに、この厚 部を介して固定するようにすれば、膜部は の機能を損なうことなく所望の弾性変形を うことができ、しかも厚肉部を押さえるよ に固定するようにすれば、この厚肉部の厚 方向の弾性変形によって摩擦力が生じ、こ によって、金属製ダイヤフラムは、所定の 定位置に確実かつ強固に固定できるように る。

 さらに、膜部が弾性変形したときに、膜 と厚肉部との間の保護部がこの膜部に追従 るように弾性変形することにより、膜部の 傷を防止して、ダイヤフラムの長寿命化を 現できる。

 また、本発明に係る金属製ダイヤフラム 、前記保護部が、膜部と厚肉部との間で所 の曲率半径で湾曲した曲面を有する構成を 用できる。

 かかる構成によれば、厚さの異なる膜部 厚肉部との間に設けられる保護部がこの曲 を有することで、膜部と厚肉部の境界部分 の応力集中による亀裂の発生を防止でき、 れによってダイヤフラムを長寿命化できる

 また、本発明に係る金属製ダイヤフラム 、前記厚肉部が、膜部とは別体の金属板が 部の周縁部に溶接により固着されてなる構 を採用してもよい。

 かかる構成によれば、金属製ダイヤフラ を容易に製造できるようになる。

 また、本発明に係る金属製ダイヤフラム 、前記膜部の中央部に、膜部に当接する当 部材の当接部位を補強すべく、膜部の厚さ りも厚い厚肉部が形成されるようにしても い。

 かかる構成によれば、当接部材が当接す 部位を膜部よりも厚い厚肉部とすることで 当接部材が当接する部位の強度を高め、長 の使用に耐え得るダイヤフラムを実現でき 。

 また、本発明に係る金属製ダイヤフラム 、前記膜部の中央部に形成された厚肉部と 部との間に、膜部の弾性変形に伴って弾性 形しながらこの膜部を保護する保護部が設 られるようにしてもよい。

 かかる構成によれば、膜部が弾性変形す ときに、この厚肉部と膜部との間の保護部 この膜部に追従するように弾性変形するこ により、膜部の損傷を防止して、ダイヤフ ムの長寿命化を実現できる。

 本発明によれば、膜部の機能を損なうこ なく所定の固定位置に確実かつ強固に固定 きるとともに、膜部の長寿命化を実現でき 。

図1は、本発明の第1実施形態に係るダ ヤフラムを示す側面図である。 図2は、ダイヤフラムの要部拡大断面図 である。 図3は、本発明の第2実施形態に係るダ ヤフラムを示す要部拡大断面図である。 図4は、本発明の第3実施形態に係るダ ヤフラムを示す要部拡大断面図であり、(a) 厚肉部が膜部と一体にされる前の状態を示 、(b)は厚肉部と膜部が一体とされた状態を す。 図5は、本発明の第4実施形態に係るダ ヤフラムを示す要部拡大断面図である。 図6は、本発明の第5実施形態に係るダ ヤフラムを示す要部拡大断面図である。 図7は、本発明に係るダイヤフラムを用 いた往復動ポンプの概略断面図である。 図8は、本発明の第6実施形態に係るダ ヤフラムを示す断面図である。 図9は、図8のA領域の拡大断面図である 図10は、図8のB領域の拡大断面図であ 。

符号の説明

 1 ダイヤフラム
 1a 膜部
 1b 厚肉部
 1c 第1厚肉部
 1d 第2厚肉部(保護部)
 1e 曲面
 1f 先端部
 1g 屈曲部
 1h 曲面
 1i 傾斜面
 2 ダイヤフラム駆動室
 3 弁体
 4 弁座
 5 作動油制限室
 6 弁体支持部
 7 付勢手段
 8 シャフト
 9 シャフト支持部
 10 流体搬送部
 11 厚肉部材
 12 第1厚肉部材
 13 第2厚肉部材
 14 第3厚肉部材
 15 厚肉部材
 16 直線部
 17 第3厚肉部
 17a 平坦面(当接部)
 17b 平坦面
 18 第4厚肉部(保護部)
 18a 曲面
 18b 曲面
 19a 凸部
 19b 凹部
 20 ガス排出機構
 21 第1ガス排出経路
 22 第2ガス排出経路
 23a ボール体
 23b ボール体
 24 連通部
 25 流量調整部
 26 規制部
 27 調整バルブ
 28 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
 34 流出側逆止弁
 35 作動油配管部
 37 リリーフ機構
 40 駆動力供給部
 41 駆動力伝達軸
 42 偏心カム
 43 第1ピストン部
 44 第2ピストン部
 45 第1回動軸
 46 第2回動軸
 47 ベアリング
 48 ベアリング
 49 位置規制付勢手段
 50 ケーシング
 60 補助プランジャ機構
 70 作動油供給弁
 X1 第3厚肉部の中心線
 X2 第4厚肉部の中心線

 以下、本発明を実施するための最良の形 を、図面を参照しながら説明する。図1、図 2は、本発明に係るダイヤフラムの第1実施形 を示している。

 図1、図2に示すように、本実施形態に係 金属製ダイヤフラム(以下、単に「ダイヤフ ム」という)1は、平面視円形状に構成され とともに、所定の圧力によって弾性変形可 な膜部1aと、この膜部1aの膜厚よりも厚い厚 部1bと、この厚肉部1bの厚さ方向の外面に重 ねられる厚肉部材11とを備える。

 本実施形態では、ダイヤフラム1は、膜部 1aの直径が約100mmとされ、膜部1aの厚さが約0.1 mmとされ、厚肉部1bを構成する円環状の板部 の厚さが約1.5mmとされている。

 膜部1aおよび厚肉部1bは、所定の金属材料 により構成されている。本実施形態では、膜 部1aは、例えば、低ヤング率で高弾性変形能 有する金属(例えばチタン合金)によって構 されている。また、厚肉部1bは、例えば、純 チタン(Ti)その他の金属により構成されてい 。

 厚肉部1bは、その半径方向外側に、厚さ 一定の第1厚肉部1cを備え、この第1厚肉部1c 内側に、その半径方向内方に向かうにつれ 、その厚さが徐々に薄くなるように構成さ た第2厚肉部1dを備える。

 本実施形態では、第1厚肉部1cの半径方向 方側の部分が膜部1aと溶接(例えばEB溶接)に って固着されている。第2厚肉部1dは、膜部1 aに固着されておらず、この膜部1aに接触した 状態となっている。

 また、第2厚肉部1dは、その厚さ方向にお て、膜部1aと対向する面が、平坦面状に構 されており、その反対側の面1eが所定の曲率 半径(例えば曲率半径4mm)の曲面(1e)となってい る。これにより、第2厚肉部1dは、膜部1aが所 の圧力によって弾性変形したときに、この 部1aの弾性変形に伴って弾性変形可能に構 されている。

 厚肉部材11は、例えば合成樹脂、好まし はPTFEその他のフッ素樹脂によって円環状の 板状に構成されており、その厚さが膜部1a 膜厚よりも厚くなっている。この厚肉部材11 の半径方向における幅は、前記第1厚肉部1cの 半径方向における幅とほぼ等しくなっている 。この厚肉部材11は、膜部1aおよび厚肉部1bと は別体に構成されており、その厚さ方向の一 方の面が、第1厚肉部1cの厚さ方向の外面に接 触した状態(重なった状態)で使用されるよう なっている。

 上記構成のダイヤフラム1によれば、膜部 1aの周縁部に厚肉部1bを形成することにより この厚肉部1bを介して所定の固定位置に確実 かつ強固に固定できるようになる。すなわち 、この厚肉部1bの第1厚肉部1cを挟み込むよう してダイヤフラム1を固定すれば、第1厚肉 1cの厚さ方向への変形(弾性変形)によって摩 力が生じ、これによって、ダイヤフラム1の 位置がずれにくくなり、確実かつ強固に所定 の固定位置に固定できるようになる。また、 この第1厚肉部1cに、別体の厚肉部材11を重ね 固定することにより、さらに確実かつ強固 ダイヤフラム1を固定できるようになる。

 また、厚肉部1bは、円環状に構成される ともに、膜部1aの周縁部に設けられているこ とから、この膜部1aは、厚肉部1bによってそ 機能が損われるということもなく、所定の 性変形によって所望の機能を発揮できるよ になっている。また、厚肉部材11も円環状に 構成されていることから、膜部1aが弾性変形 たときに、その動きを妨げることがなく、 イヤフラム1は所望の機能を発揮できるもの となっている。

 また、厚肉部1bは、その第2厚肉部1dが、 部1aの弾性変形に伴って弾性変形可能に構成 されていることから、第1厚肉部1cの半径方向 内側の端部は、膜部1aが弾性変形したときに この膜部1aを傷つけることもなく、しかも 膜部1aを常に覆って保護するようになってい る。

 すなわち、この第2厚肉部1dは、第1厚肉部 1cと膜部1aとの間に設けられ、膜部1aの弾性変 形に伴って弾性変形することにより、この膜 部1aを保護する保護部となっている。このよ に、第1厚肉部1cと膜部1aとの間に保護部(第2 厚肉部1d)を設けることにより、第1厚肉部1cと 膜部1aとの境界部分で、膜部1aに応力集中が じにくくなり、これによって膜部1aの損傷を 防止できるようになる。これにより、ダイヤ フラム1は、その寿命を長期化できる構成と っている。

 また、この第2厚肉部1dの一方の面を曲面1 eとすることにより、第2厚肉部1dが弾性変形 繰り返したとしても、その中途部から亀裂 生じにくくなっており、これによってもダ ヤフラム1の寿命を長期化できるようになっ いる。

 また、厚肉部1bを溶接によって膜部1aに固 着してダイヤフラム1を構成することにより このダイヤフラム1を製造し易くなり、これ よって製造コストを可及的に低減できるよ になる。

 また、この第2厚肉部1dは、膜部1aが弾性 形したとときに、この膜部1aに接触した状態 で、この膜部1aと相対的に摺動することとな 、膜部1aに付着した異物を除去することが き、この点においても特に有用である。

 図3は、ダイヤフラム1の第2実施形態を示 ている。この第2実施形態では、ダイヤフラ ム1は、所定の圧力によって弾性変形可能な 部材1aと、この膜部材1aの周縁に設けられる 数の厚肉部材12,13,14を有する。この膜部材1a は、第1実施形態と同様に、例えば、チタン 金によって平面視円形の薄膜状(または薄板 )に構成されている。

 本実施形態では、複数の厚肉部材12,13,14 、膜部材1aと接する複数(図例では2つ)の第1 部材(保護部材)12,12、この第1板部材12,12に接 る複数(図例では2つ)の第2板部材13,13、およ この第2板部材13,13に接する複数(図例では2 )の第3板部材14,14を有する。

 第1板部材12,12は、その厚さが膜部材1aよ も厚くなっており、第2板部材13,13は、その さが第1板部材12,12よりも厚くなっている。 3板部材14,14は、その厚さが第1板部材12,12と ぼ同じになっている。

 第1板部材12,12は、例えば、合成樹脂、好 しくはPTFEその他のフッ素樹脂により平面視 円環状の薄板形状とされている。第2板部材13 ,13は、例えば、チタン等の金属によって構成 されている。この第2板部材13,13は、その厚さ が第1板部材12,12の厚さよりも厚い円環状に構 成されている。第3板部材14,14は、例えば、合 成樹脂、好ましくは、PTFEその他のフッ素樹 により平面視円環状の薄板形状とされてい 。

 各板部材12,13,14は、それぞれ膜部材1aを挟 むようにして、この膜部材1aの一方の面側と 他方の面側に設けられている。より具体的 は、2つの第1板部材12,12は、膜部材1aの周縁 に接触するように重ねられ、第2板部材13,13 、この第1板部材12、12に重ねられている。 して、各第3板部材14,14は、第2板部材13,13に ねられている。

 これにより、ダイヤフラム1は、膜部材1a 一部(中央部)が、弾性変形によって、所定 流体を搬送可能な膜部となり、第2板部材13 13等によって厚肉部が構成されたものとなる 。

 この状態で、ダイヤフラム1は所定の固定 位置に固定される。このように、ダイヤフラ ム1の膜部材1aの周縁に、複数の板部材12,13,14 厚肉部として設け、この板部材12,13,14を挟 込むように固定することにより、第1実施形 と同様に、ダイヤフラム1を確実かつ強固に 固定できるようになる。

 また、厚肉部を構成する第2板部材14と膜 材1aとの間に設けられている第1板部材12は 膜部材(膜部)1aが弾性変形するときに、これ 伴って弾性変形し、これによって、膜部材1 aを保護する。すなわち、第1板部材12は、膜 材1aと第2板部材14との境界部分に、応力集中 が生じないように、膜部材1aの変形に伴って 性変形することで、この膜部材1aを保護す 保護部として機能する。これによってダイ フラム1は、その寿命を長期化できる構成と っている。

 図4は、ダイヤフラム1の第3実施形態を示 ている。この第3実施形態に係るダイヤフラ ム1は、膜部1aと厚肉部1bの第2厚肉部(保護部)1 dの構成が第1実施形態と異なる。

 図4(a)は、厚肉部1bが膜部1aに対して一体 される前の状態を示している。本実施形態 は、第2厚肉部1dは、その半径方向の内方に かうにつれて、その厚さが徐々に薄くなる うに形成されており、さらに、半径方向の 方側の端部1fが膜部1aに向かうように、その 途部が屈曲して形成されている(以下、この 屈曲した部分を「屈曲部」1gという)。

 このように、第2厚肉部1dの中途部に屈曲 1gを形成することにより、第2厚肉部1dの先 部1fは、第1厚肉部1cにおいて膜部1aと接する よりも、膜部1a側に突出して設けられるこ になる。このようにすることで、厚肉部1bを 膜部1aに固着したときに(図4(b)参照)、この第2 厚肉部1dの先端部1fが膜部1aに当接し、これに よって屈曲部1gとその近傍部分(第2厚肉部1dに おいて屈曲部1gよりも第1厚肉部1bよりの部分) が常に弾性変形した状態となる。

 屈曲部1gとその近傍部分が常に弾性変形 ていることから、その弾性力によって、第2 肉部1dの先端部は膜部1aの表面に押しつけら れた状態となる。これによって、第2厚肉部1d は、膜部1aに対し、より強く密着した状態で 膜部1aが弾性変形したときに、この弾性変 に応じて迅速に弾性変形するようになる。 れにより、膜部1aを保護する保護部である第 2厚肉部1dは、膜部1aが損傷しないように、よ 確実に保護することができる。また、この 端部1fによって、膜部1aに付着した異物を効 果的に除去できるようになる。

 図5は、ダイヤフラム1の第4実施形態を示 ている。上述した第1実施形態に係るダイヤ フラム1では、膜部1aと厚肉部1bとが別体とさ ていて、厚肉部1bを溶接によって膜部1aに固 着したものであったが、本実施形態では、膜 部1aと厚肉部1bが同じ金属材料によって一体 形成されている。

 厚肉部1bは、第1実施形態と同様に第1厚肉 部1c、第2厚肉部(保護部)1dを有する。第2厚肉 1dには、膜部1aと第1厚肉部1cを繋ぐ曲面1hが 成されている。本実施形態のダイヤフラム1 は、所定の厚さの円形の金属製板部材を切削 、研削等を行うことにより、膜部1aと厚肉部1 bとが形成される。

 このように、厚さの異なる膜部1aと厚肉 1bの間に曲面1hを形成することによって、膜 1aが弾性変形したときに、膜部1aの保護部で ある第2厚肉部1dの中途部に亀裂が生じにくく なり、より長期にわたって膜部1aを保護する とができる。これによって、ダイヤフラム1 の寿命を長期化できるようになる。なお、第 1厚肉部1cの厚さ方向の外面には、第1実施形 と同様な厚肉部材11が重ねられている。その 他、本実施形態においても、第1実施形態と 様の作用効果を奏する。

 図6は、ダイヤフラム1の第5実施形態を示 ている。この第5実施形態では、第2厚肉部1d の形状が第1実施形態と異なる。第1実施形態 は、第2厚肉部1dに所定の曲率半径の曲面1e 形成していたが、第2実施形態では、この曲 1eに代えて、所定の角度で傾斜する傾斜面1i が形成されている。この傾斜面1iは、第1厚肉 部1cから膜部1aの半径方向内方に向かうにつ て徐々に膜部1aに近づくように傾斜するよう に形成されている。

 このように、第2厚肉部1dに傾斜面1iを形 することにより、第2厚肉部1dは、ダイヤフ ム1の半径方向内方に向かうにつれてその厚 が徐々に薄くなっている。これによって、 実施形態においても、第2厚肉部1dは、第1実 施形態と同様に、膜部1aの弾性変形に伴って 性変形することで、膜部1aを保護する保護 として機能するようになっている。本実施 態のその他の構成は第1実施形態と同様であ 、本実施形態においても第1実施形態と同様 の作用効果を奏する。

 上記の構成のダイヤフラム1は、流体を搬 送するポンプの流体搬送手段、ダイヤフラム センサ等の検知手段、ダイヤフラム弁等の流 体制御手段、ブレーキダイヤフラム等の制動 手段その他の種々の用途に用いることができ る。

 以下、ダイヤフラム1の使用例として、ダ イヤフラム1を流体搬送手段として用いた往 動ポンプについて説明する。

 図7に示すように、往復動ポンプは、2つ ダイヤフラム1,1を周期的に弾性変形させる とにより、所定の往復動をさせて流体を搬 するように構成されている。この往復動ポ プは、各ダイヤフラム1,1を内部に有する左 2つの流体搬送部10,10と、前記ダイヤフラム1, 1を駆動させるべく適切なタイミングで作動 を流体搬送部10,10に供給する駆動力供給部40 、回転運動を生ずる電動モータとこの電動 ータの回転力を駆動力供給部40に伝達する めのギヤ等を有する駆動部(図示略)とを備え ている。

 各流体搬送部10,10は、駆動力供給部40から の作動油をダイヤフラム1,1に供給するための 左右の作動油供給部31,31と、これら作動油供 部31,31の間に設けられたポンプヘッド32と、 作動油供給部31,31内の作動油に混入したガス 外部に排出するガス排出機構20を備える。

 各流体搬送部10,10は、ポンプヘッド32と左 右の作動油供給部31,31とを用いて各ダイヤフ ム1,1を挟持することにより構成されている この場合、各ダイヤフラム1,1は、厚肉部1b たは、厚肉部材11~15の部分がポンプヘッド32 左右の作動油供給部31,31とによって挟持さ ることによって、その間に確実かつ強固に 定される。

 そして、この作動油供給部31とポンプヘ ド32とを用いて、ダイヤフラム1を内部に備 たダイヤフラム駆動室2が構成されている。 た、各作動油供給部31,31内には、ダイヤフ ム1,1に連接された弁体3,3およびこれに対応 た弁座4,4を備えた作動油制限室5が設けられ いる。

 さらに、ポンプヘッド32には、搬送流体 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、搬送流体は その流入経路33aおよび流入側逆止弁33を通 てダイヤフラム駆動室2の流体搬送室2aに流 し、流出側逆止弁34およびその流出経路34aを 通じて所定の搬送経路に流出するようになっ ている。

 ダイヤフラム駆動室2においては、駆動部 からの駆動力を、駆動力供給部40を介してダ ヤフラム1,1が受け、この駆動力に基づいて イヤフラム1,1が往復動すべく構成されてい 。具体的には、駆動力供給部40と作動油供 部31,31とが作動油配管部35,35を介して連通さ 、作動油配管部35,35および作動油供給部31,31 内は作動油で満たされており、後述する駆動 力供給部40のピストン部43,44の往復動が、作 油配管部35,35および作動油供給部31,31内の作 油を介して、ダイヤフラム1,1に伝達される ととなる。

 各作動油制限室5,5内の弁体3,3は、弁体支 部6,6にコイルスプリング等の付勢手段7,7を して取り付けられるとともに、作動油制限 5,5とダイヤフラム駆動室2,2との間を連絡す シャフト8,8に固着されている。

 各シャフト8,8の一方端部は、ダイヤフラ 1,1の作動油制限室5,5側の面に固定されると もに、付勢手段7,7および弁体3,3を介してダ ヤフラム1,1側に付勢されるようになってい 。

 作動油制限室5,5とダイヤフラム駆動室2,2 の間には、シャフト8,8を支持するシャフト 持部9,9が設けられており、各シャフト支持 9,9には、作動油制限室5,5からダイヤフラム 動室2,2に作動油を流通させるための貫通孔 形成されている。同様に、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が 形成されている。

 上記構成の作動油制限室5,5によって、作 油配管部35,35を介して作動油供給部31,31に流 入した作動油によってダイヤフラム1,1が弾性 変形して所定の往復動をしたときに、このダ イヤフラム1,1とともに弁体3も往復動するこ となる。作動油制限室5,5に必要以上の圧力 作用した場合には、この弁体3が移動して、 座4に当接するようになっている。

 これによって、作動油制限室5,5は、ダイ フラム1,1に過大な圧力が加わらないように て、ダイヤフラム1,1の破損を防止できるよ になっている。なお、作動油制限室5,5と駆 力供給部40との間には、リリーフ機構37,37が 設けられており、作動油制限室5,5に必要以上 の圧力が作用した場合には、このリリーフ機 構37,37によって所定量の作動油を排出して圧 を適正な状態で維持できるようになってい 。

 この往復動ポンプは、ダイヤフラム駆動 2,2および作動油制限室5,5が形成されている め、作動油中に空気等のガスが混入した場 には、各室2,5の最上部にガスが溜まりやす 。そこで、ダイヤフラム駆動室2,2および作 油制限室5,5内のガスを適切に排出させるた に、前記ガス排出機構20が往復動ポンプに けられている。ガス排出機構20は、作動油制 限室5に設けられた第1ガス排出経路21と、ダ ヤフラム駆動室2に設けられた第2ガス排出経 路22と、これらのガス排出経路21、22を通じて 排出されるガスおよび作動油の流量を調整す る流量調整部25を備える。

 第1ガス排出経路21は、その一方端部が作 油制限室5内における弁座4よりも作動油配 部35側の上方位置に設けられ、第1ガス排出 路22は、その一方端部が、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 上方位置に設けられている。

 そして、それぞれの排出経路21,22の他方 部は、流量調整部25と作動油供給部31との間 形成された連通部24に連通すべく近接して けられている。さらに、第1ガス排出経路21 、第2ガス排出経路22上には、それぞれ逆流 止のためのボール体23a,23b(逆流防止体)が設 られている。

 流量調整部25は、逆流防止のためのボー 体28と、このボール体28のリフト量(可動可能 領域)を調整する調節バルブ27を有する。調整 バルブ27は、その内部にバルブ内排出経路を している。そして、この調整バルブ27の外 部には流量調整部25に対して螺合すべく雄ね じ部が形成されており、ボール体28のリフト は、この調整バルブ27のねじ込み量にて調 されている。流量調整部25は、調整バルブ27 よってボール体28のリフト量を調整するこ により、この流量調整部25を流通するガスお よび作動油の流量を調整できるようになって いる。

 また、流量調整部25,25は、流体排出配管 36を介して駆動力供給部40の作動油貯留部(ケ ーシング50内)に接続されている。また、流量 調整部25における調整バルブ27の上部には、 の調整バルブ27を覆うと共に、調整バルブ27 調整の際に着脱可能(あるいは開閉可能)な 護カバー29が設けられている。

 上記構成のガス排出機構20では、調整バ ブ27を操作して、ボール体28を所定のリフト にて移動可能な状態にすることにより、ダ ヤフラム駆動室2および作動油制限室5に混 したガスが、第1ガス排出経路21、第2ガス排 経路22を通じて、各ボール体23a、23b、28を押 し上げ、調整バルブ27のバルブ内排出経路を じて外部に排出されるようになっている。 た、このガスの排出とともに溢流した作動 は、流体排出配管部36を通じて駆動力供給 40に回収されるようになっている。

 駆動力供給部40は、駆動部のギヤから駆 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 心カム42の動きに応じて往復動するピストン 部(第1ピストン部43および第2ピストン部44)と 第1ピストン部43内のベアリング47の内輪で 持された第1回動軸45と、第2ピストン部44内 ベアリング48の内輪で支持された第2回動軸46 と、第2ピストン部44内にて第1ピストン部43と 第2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 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 を内包しているケーシング部50等とを用い 構成されている。そして、以上のような要 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 間に、作動油が充填されている。

 駆動力供給部40は、第2ピストン部44が中 状に形成されている。すなわち、第2ピスト 部44は、その内部に、駆動力伝達軸41、偏心 カム42、第1ピストン部43、ベアリング48、お 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2ピストン部44の内壁部(内面部 )と第1ピストン部43の外壁部(外面部)との間に は、位置規制付勢手段49が挟持されている。 なわち、この位置規制付勢手段49によって 第1ピストン部43および第2ピストン部44が偏 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 って、第1ピストン部43内の第1回動軸45と、 2ピストン部44内の第2回動軸45とが、常に偏 カム42の外周面に接すべく、適切に付勢さ ることとなる。

 なお、この駆動力供給部40は、第1ピスト 部43、第2ピストン部44に対応して、ガス排 機構20から流体排出配管部36を通じて、この 動力供給部40に作動油が回収されることに る駆動力の低下を防止するための補助プラ ジャ機構60、作動油供給弁70,70を備えている

 本実施形態にかかる往復動ポンプは、通 運転時においては、次のように機能する。 の往復動ポンプは、まず、電動モータを回 させて、この回転力を、ギヤ部を介して駆 力伝達軸41に伝える。

 次に、この駆動力伝達軸41によって偏心 ム42を回転させ、この偏心カム42の回転によ て、第1および第2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1ピストン部43と第2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。 して、このピストン部43,44の往復動によっ 作動油に対して所定の力および方向の圧力 作用し、その作動油が、配管部35,35に送排出 されることとなる。

 次に、配管部35,35を介して流通する作動 に基づいて、ダイヤフラム1,1が適切なタイ ングで往復動し、このダイヤフラム1,1の動 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 となる。

 通常運転時において、本実施形態にかか 往復動ポンプは、各構成要素が以上のよう 機能して、ダイヤフラム1,1の往復動を繰り し行わせることによって、所望流体を定量 に搬送させることが可能となる。なお、こ 往復動ポンプは、2つのダイヤフラム1,1の往 復動を異ならせることにより、流体を無脈動 で搬送できるようになっている。

 図8~図10は、本発明に係るダイヤフラムの 第6実施形態を示している。ダイヤフラム1は 円形とされるとともに、厚肉部1b(第1厚肉部 1c、保護部としての第2厚肉部1d)、及び膜部1a 有する。このダイヤフラム1は、第4実施形 と同様に、厚肉部1bと膜部1aが同じ金属材料( 例えばチタン合金)によって一体に形成され いる。このダイヤフラム1は、板部材に切削 工、及び研削加工を施すことによって形成 れる。

 本実施形態に係るダイヤフラム1は、膜部 1aの構成が第4実施形態と異なる。すなわち、 膜部1aは、その中途部が断面視において、波 状に構成されている。ダイヤフラム1の半径 方向における膜部1aの最も外側の部分には、 状とならない、直線状の部分(以下「直線部 」という)16が形成されている。この直線部16 、その半径方向の外端部が、第2厚肉部1dに げられている。

 また、膜部1aの中央部には、一定厚さの 肉部(以下「第3厚肉部」という)17と、円周方 向に沿って第3厚肉部17の周囲を囲むように形 成された厚肉部(以下「第4厚肉部」という)18 有する。第3厚肉部17及び第4厚肉部18の厚さ 、膜部1aよりも厚くなっている。

 膜部1aは、図8、図9に示すように、凸部19a と凹部19bが所定のピッチで交互に形成された 波形状とされている。

 第3厚肉部17は、厚さが一定の円板状に構 されている。また、第3厚肉部17は、ダイヤ ラム1の半径方向に平行な2つの平坦面17a,17b 有する。この2つ平坦面17a,17bのうち、一方 面17aには、例えば、上述したポンプのシャ ト8のような当接部材が当接する。すなわち この第3厚肉部17の一方の平坦面17aは、当接 材が当接する当接部となっている。ダイヤ ラム1aが適用される往復動ポンプには、上 したような油圧によって膜部1aを弾性変形さ せるものの他、ピストン、プランジャ等のよ うな部材によって、機械的に膜部1aを変形さ るものも含まれる。このような往復動ポン の場合、前記当接部は、ピストン、プラン ャのような当接部材が当接して押圧される ととなる。

 第4厚肉部18は、図10に示すように、ダイ フラム1の半径方向外方に向かうにつれてそ 厚さが徐々に薄くなるように構成される。 り具体的には、第4厚肉部18は、ダイヤフラ 1の半径方向外方に向かうにつれて、その厚 さが徐々に薄くなるように、所定の曲率半径 で湾曲した曲面18a,18bを有する。第4厚肉部18 厚さ方向の一方側の面及び他方側の面の両 に形成されている。

 図10に示すように、第4厚肉部18は、第3厚 部17の厚さ方向の中心を通る中心線に対し 、第3厚肉部17の厚さ方向の一方側に片寄っ 形成される。具体的には、この第4厚肉部18 、ダイヤフラム1の半径方向の外方に向かう つれて、前記中心線よりも第3厚肉部17の当 部(17a)側に片寄るように形成される。より 体的には、第4厚肉部18の厚さ方向における 心線X2を引いたとき、この中心線は、第3厚 部17の中心線と所定の角度で交差する。第4 肉部18の中心線X2は、ダイヤフラム1の半径方 向外方(第3厚肉部17から第1厚肉部1cに向かう 向)に向かうにつれて、第3厚肉部17から離れ ように、第3厚肉部17の中心線X1に対して斜 に交差している。

 本実施形態では、例えば、ダイヤフラム1 の直径が約120mm、膜部1aの厚さが0.20mm、第1厚 部1cの厚さが2mm、第3厚肉部17の直径が約4.5mm 、第3厚肉部17の厚さが約1.7mm、第2厚肉部1dの 面1e、及び第4厚肉部18の曲面18a,18bの曲率半 が4mm、となっている。

 この第6実施形態によれば、保護部として の第2厚肉部1dが、第1厚肉部1cと膜部1aとの間 設けられ、膜部1aの弾性変形に伴って弾性 形することにより、第1厚肉部1cと膜部1aとの 境界部分で、膜部1aに応力集中が生じにくく り、これによって膜部1aの損傷を防止でき ようになる。これにより、ダイヤフラム1は その寿命を長期化できる構成となっている

 また、当接部材が当接する第3厚肉部17が 部1aよりも厚く形成されることで、この第3 肉部17の強度が高められ、長期の使用に耐 得るダイヤフラム1を実現できる。

 また、膜部1aが弾性変形するときに、膜 1aと第3厚肉部17との間の第4厚肉部18が、この 膜部1aに追従するように弾性変形して膜部1a 損傷を防止する保護部となる。これによっ 、ダイヤフラム1の長寿命化を実現できる。 かも、第4厚肉部18の表面18a,18bが曲面状に形 成されることにより、第4厚肉部18に亀裂等が 生じにくくなり、これによってダイヤフラム 1の更なる長寿命化を実現できる。

 また、第4厚肉部18は、第3厚肉部17の当接 側に片寄って形成されていることから、こ 当接部の近傍部位を補強することができる つまり、上述したポンプの作動油制限室5に 過大な負圧が生じた場合には、ダイヤフラム 1の作動制限室側の面(当接部17aが形成されて る側の面)にその圧力が作用する。これによ り、ダイヤフラム1の膜部1aは、この圧力によ って、大きく弾性変形する。このとき、第3 肉部17の当接部寄りの部分が第4厚肉部18によ って補強されているので、この第4厚肉部18の 弾性変形によって、過大な負圧を吸収できる 。これによって、膜部1aが損傷し難くなり、 イヤフラム1の更なる長寿命化を実現できる 。

 なお、本発明は上記の実施形態に限らず 種々の変形・変更が可能である。

 例えば、上記の実施形態では、平面視円 のダイヤフラム1を例示したが、ダイヤフラ ム1の形状はこれに限らず、平面視四角形そ 他の多角形、楕円形、異形形状に構成して よい。

 上記の第1実施形態では、2枚の円環状の 部材によって膜部1aを挟んで固着することに よって厚肉部1bを構成していたが、1枚の円環 状の板部材を膜部1aの一方の面に固着するこ により厚肉部1bを構成するようにしてもよ 。

 上記の第1実施形態では、直径100mm、膜部1 aの膜厚0.1mm、各厚肉部1bの厚さ1.5mmのダイヤ ラム1を例示したが、これに限らず、ダイヤ ラム1はその用途に応じて種々の大きさ、厚 さのものを使用できる。本発明に係るダイヤ フラムは、第6実施形態で例示した寸法に限 されない。

 上記の実施形態では、膜部1aが平面視円 の平板状とされたダイヤフラム1を例示した 、これに限らず、例えば、膜部1aを断面視 波状に形成したものを用いてもよい。これ よって、膜部1aは、より大きく弾性変形でき るようになる。

 上記の実施形態では、膜部1a、膜部材1aを チタン合金によって形成したダイヤフラム1 例示したが、これに限らず、他の種々の金 によってダイヤフラム1を構成してもよい。

 上記の第1実施形態では、厚肉部1bにさら 厚肉部材11を重ねるようにしてダイヤフラ 1を構成した例を示したが、厚肉部材11を介 ずに、厚肉部1bを直接所定の固定位置に固定 するようにしてもよい。

 上記の第1実施形態で示した厚肉部材11、 2実施形態で示した第1厚肉部材12、第2厚肉 材13、第3厚肉部材14は、および第3実施形態 示した厚肉部材15は、それぞれ2つずつ膜部1a または膜部材1aに設けられていたが、これに らず、各厚肉部材11~15を3つ以上の複数とし もよい。

 上記の実施形態では、1枚の膜部(膜部材)1 aの周縁部に厚肉部1bを形成した例を例示した が、これに限らず、例えば、2以上の複数の 部(膜部材)1a,1aを重ね合わせ、この周縁部を 接等によって一体に固着するとともに、こ 周縁部に厚肉部1bを形成するようにしても い。これによって、複数の膜部1aの一部が破 損した場合であっても、他の膜部1aが機能し 流体を搬送でき、ダイヤフラム1の寿命を長 期化できるようになる。

 膜部の機能を損なうことなく所定の固定 置に確実かつ強固に固定できるとともに、 部の長寿命化を実現できる用途にも適用で る。