送液泵的制作方法

本发明涉及一种柱塞式送液泵，该柱塞式送液泵使柱塞的顶端在被设置于泵头的泵室内滑动以重复进行自吸入口的液体的吸入和自排出口的液体的排出，由此来进行送液。

背景技术：

柱塞式送液泵在泵体的顶端部安装有内部具有泵室的泵头，通过在泵体内使保持有柱塞基端的十字头在柱塞的轴向上往复运动，使柱塞的顶端部在泵室内滑动。

在泵头设有使液体流入泵室的入口流路和使液体从泵室流出的出口流路，分别在入口流路和出口流路设有逆止阀。通过这样的结构，在柱塞朝着从泵室内拉拔的方向(以下，称为吸入方向)被驱动时，由于泵室内成为减压，入口流路侧的逆止阀打开且出口流路侧的逆止阀关闭，液体被吸入泵室内(吸入动作)。相反地，在柱塞朝着向泵室内推入方向(以下，称为排出方向)被驱动时，由于泵室内被加压，入口流路侧的逆止阀关闭且出口流路侧的逆止阀打开，泵室内的液体被从出口流路排出(排出动作)。通过连续进行这样的吸入动作和排出动作，进行送液。

在泵头安装有用于防止来自泵室的液体泄漏的柱塞密封件。柱塞密封件为环状的弹性构件，该环状弹性构件具有使柱塞贯通的贯通孔，在贯通孔内侧使柱塞滑动且密封泵室的插入柱塞的开口。

柱塞密封件以柱塞密封件被向泵室侧推压的方式，被泵体的顶端面支承。在泵体的顶端面，设有向泵头侧引导柱塞顶端部的孔，但泵室内的压力成为高压的话，由于该压力柱塞密封件产生变形，柱塞密封件的一部分进入泵体顶端面的孔的内周面和柱塞外周面之间，存在着妨碍柱塞的驱动，且加速柱塞密封件的劣化的问题。

为了应对上述问题，能够想到减小泵体顶端面的孔的内径从而减小与柱塞之间的间隙。在此，由于柱塞为被安装在泵头侧的柱塞密封件保持其外周面、一边与柱塞密封件的内周面滑动一边进行往复动作的构件，因此在柱塞动作时的轴的轨道通过与柱塞密封件的位置关系而决定。但是，由于泵头和泵体的装配公差等，泵体顶端面的孔和柱塞密封件的位置关系通常并不相同，因此，过于减小泵体顶端面的孔的内径的话，孔内周面与柱塞外周面接触，存在着柱塞的损伤等问题。

由于这样的问题，一般在泵头的柱塞密封件的背面侧安装垫圈(参照专利文献1)。由于垫圈被安装在泵头侧，设置在垫圈上的贯通孔与柱塞密封件的贯通孔的位置关系不受泵头与泵体的装配公差影响，能够使垫圈的贯通孔的内径小于泵体顶端面的孔，由此能够抑制柱塞密封件的变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5370310号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在柱塞方式的送液泵中，为了长期地维持送液流量的精度，抑制柱塞密封件的劣化是重要的课题。柱塞密封件为防止来自泵室的液体泄漏的构件，所以一定程度地紧贴柱塞的外周面，另一方面为了不妨碍柱塞的动作，在与柱塞之间必须具有一定程度的滑动性。若柱塞外周面与柱塞密封件的内周面之间的滑动性被损伤的话，除了由此引起柱塞密封件的摩耗、由于柱塞外周面密封不良导致的液体泄漏之外，还存在着由于摩擦热加速柱塞密封件的劣化的问题。

在此，本发明的目的在于，使柱塞的外周面与柱塞密封件的内周面之间的滑动性提高，抑制柱塞密封件的劣化。

解决问题的技术手段

本发明的送液泵的一个实施方式包括：柱塞；柱塞驱动机构，其使所述柱塞在其轴向进行往复运动；泵头，其具有一端侧开口且从该开口插入所述柱塞的顶端部的泵室、使液体流入所述泵室的入口流路、以及使液体从所述泵室流出的出口流路；泵体，其将所述柱塞驱动机构收纳在内部，在顶端面具有用于使所述柱塞向顶端侧突出的柱塞通过孔，并且在顶端侧内部的所述柱塞贯通的位置具有存在清洗液的清洗空间，所述泵头以从所述柱塞通过孔突出的所述柱塞的顶端被插入所述泵室的方式被安装于所述泵体的顶端部，所述柱塞通过孔具有使所述清洗空间的清洗液向所述泵头侧流出的大小的内径；柱塞密封件，其被安装于所述泵头，具有使所述柱塞贯通的贯通孔，保持所述柱塞的外周面并且密封所述泵室的所述开口；以及垫圈，其以介于所述柱塞密封件与所述泵体的顶端面之间的方式被安装于所述泵头，具有形成为使所述柱塞贯通且使所述柱塞密封件不进入与所述柱塞的外周面之间的间隙的贯通孔，并且具有使所述清洗空间的清洗液通过所述贯通孔到达柱塞密封件的液体通过结构。

发明的效果

本发明的送液泵的一个实施方式在泵体的顶端侧具有存在清洗液的清洗空间，泵体的顶端面的柱塞通过孔具有使清洗空间的清洗液向泵头侧流出的大小的内径，垫圈具有形成为使柱塞贯通且使柱塞密封件不进入与柱塞的外周面之间的间隙的贯通孔，并且具有使清洗空间的清洗液通过该贯通孔到达柱塞密封件的液体通过结构，因此，清洗空间的清洗液被供给到柱塞密封件，能够利用清洗空间的清洗液确保柱塞和柱塞密封件之间的滑动性。由此，能够抑制柱塞密封件的摩耗、劣化，抑制送液精度的下降。

另外，如果减小泵体顶端面的柱塞通过孔的内径而使柱塞密封件不进入该柱塞通过孔间隙的话，设置垫圈的必要消失，清洗空间与垫圈的厚度相应地靠近柱塞密封件从而清洗空间的清洗液被供给到柱塞密封件变得容易。但是，如已经提及的那样，减小泵体顶端面的柱塞通过孔的内径的话，由于泵体和泵头的装配公差的影响，柱塞外周面具有与其孔的内周面接触的危险，因此通过在泵头侧安装防止柱塞密封件的变形的垫圈解决了这样的问题。但是，在柱塞密封件的背面侧插入垫圈的话，由于垫圈的内径狭小妨碍清洗液的通过，清洗液难以向柱塞密封件供给。

本发明的上述方式使得尽管将垫圈插入柱塞密封件的背面侧，清洗液也容易地被供给到柱塞密封件，并谋求柱塞的摩耗、劣化的抑制。

附图说明

图1为概略表示送液泵的一个实施例的截面图。

图2为用于说明垫圈的液体通过结构的一个例子的、垫圈被装配在送液泵的状态的截面图。

图3为表示液体通过结构的其他例子的图，(A)为垫圈被装配在送液泵的状态的截面图，(B)为垫圈的俯视图。

图4为用于说明液体通过结构的又一其他例子的、垫圈被装配在送液泵的状态的截面图。

图5为用于说明液体通过结构的又一其他例子的、垫圈被装配在送液泵的状态的截面图。

图6为用于说明液体通过结构的又一其他例子的、垫圈被装配在送液泵的状态的截面图。

具体实施方式

作为本发明的送液泵的优选实施方式，能够列举出在垫圈的泵体侧的面的中央部，设置有与柱塞通过孔相同程度或大于柱塞通过孔的凹部作为液体通过结构，在该凹部的中央设置有贯通孔的结构。通过该结构，成为了从清洗空间流出的清洗液被存积在更靠近柱塞密封件的位置，清洗液被供给到柱塞密封件变得容易。

另外，也可以在垫圈的贯通孔的内周面设置使来自清洗空间的清洗液通过的槽作为液体通过结构。通过该结构，能够防止柱塞密封件进入垫圈的贯通孔且向柱塞密封件供给清洗液。

另外，作为液体通过结构，垫圈的贯通孔的泵体侧也可以具有与柱塞通过孔相同程度或大于该柱塞通过孔的内径，并且内周面以内径随着向柱塞密封件侧前进而变小的方式倾斜。即，如果垫圈的贯通孔被形成为圆锥状的话，从清洗空间流出的清洗液被引导至柱塞密封件变得容易。

进一步地，也可以在垫圈的贯通孔的内周面施以亲水性涂层作为液体通过结构。这样做的话，清洗液通过贯通孔的内周面和柱塞的外周面之间的间隙变得容易，清洗液被供给到柱塞密封件变得容易。

使用图1对送液泵的一实施例进行说明。

泵头8被安装于泵体2的顶端。清洗室12被设置于泵体2的顶端部。十字头4能够移动地被收纳于泵体2内。通过弹簧等的弹性体6向远离泵头8的方向(图中右方)对十字头4施力，十字头4追随设置于十字头4的基端部侧的凸轮(省略图示)的周面。由此，十字头4在泵体2内向一方向(图中左右方向)往复运动。作为使十字头4向一方向往复运动的机构(柱塞驱动机构)，除了凸轮机构以外，能够列举出利用进给丝杠等的直动机构。

柱塞3的基端部被保持于十字头4的顶端。柱塞3的顶端部贯通清洗室12且从泵体2的顶端面向泵头8侧突出，被插入设置于泵头8内部的泵室8a。柱塞3的顶端部由于十字头4的往复运动而沿着泵室8a的壁面滑动。

在泵头8设有使液体向泵室8a流入的入口流路8b和使液体从泵室8a流出的出口流路8c。入口流路8b以及出口流路8c通往逆止阀9a、9b。在图1中，示出了逆止阀9a以及9b被设置在泵头8的内部的方式，但也可以另外设置在泵头8的外部。

泵室8a在泵头8的泵体2侧的表面具有使柱塞3的顶端部插入的开口，该开口被柱塞密封件10密封。柱塞密封件10为环状弹性构件，其具有使柱塞3贯通的贯通孔，在该贯通孔的内周面能够滑动地保持柱塞3的外周面，且防止来自泵室8a的液体泄漏。柱塞密封件10被嵌入设置于泵头8的泵体2侧的表面的凹部而被安装于泵头8。

垫圈11被设置于柱塞密封件10的背面侧(泵体2侧)。垫圈11为介于泵体2的顶端面，即清洗室12的泵头8侧的表面与柱塞密封件10之间的环状构件。垫圈11被清洗室12的泵头8侧的表面(泵体2的顶端面)支承。垫圈11由例如PEEK(聚醚醚酮)树脂、不锈钢构成。

清洗室12在内部具有清洗空间13，柱塞3贯通该清洗空间13。使清洗液在清洗室12的清洗空间13流动，从而进行贯通清洗空间13的柱塞3的外周面的清洗。使柱塞贯通的柱塞通过孔14被设置于清洗室12的泵头侧的表面(泵头2的顶端面)。柱塞通过孔14具有在柱塞通过孔14与柱塞3的外周面之间形成流过清洗空间13的清洗液能够向垫圈11侧流出的程度，例如0.1mm左右的间隙的大小的内径。

在垫圈11设有向柱塞密封件10侧引导从清洗空间13流出来的清洗液的液体通过结构。关于液体通过结构将在后文叙述。

对该实施例的送液泵的动作进行说明的话，柱塞3向从泵室8a内拉出的方向(图中右方)被驱动的话，泵室8a内被减压，逆止阀9b关闭且逆止阀9a打开，液体被从入口流路8b吸入。相反地，柱塞3朝着向泵室8a内推压的方向(图中左方)被驱动的话，泵室8a内被加压，逆止阀9a关闭且逆止阀9b打开，液体从泵室8a通过出口流路8c而被排出。通过交替地连续地进行该吸入动作和排出动作，进行送液。

图2至图6示出了具有液体通过结构的垫圈11的例子。

图2所示的垫圈11a在清洗室12侧的表面的中央部设置有具有与清洗室12的柱塞通过孔14相同程度的内径的凹部20作为液体通过结构。在凹部20的底面中央部设有使柱塞3贯通的贯通孔18。另外，凹部20的内径也可以大于柱塞通过孔14。

贯通孔18具有在贯通孔18的内周面与柱塞3的外周面之间形成柱塞密封件10的一部分不能进入的程度，例如0.01mm左右的间隙那样大小的内径。贯通孔18的宽度(柱塞3轴向的长度)优选为能够耐受来自柱塞密封件10侧的压力的最小限度的大小。最小限度的大小的宽度是指，例如在垫圈11a由PEEK树脂构成的情况下为1mm左右，在垫圈11a由不锈钢构成的情况下为0.5mm左右的宽度。

通过这样的结构，在设置于贯通孔18的最近位置的凹部20内，存积从清洗空间13通过柱塞通过孔14的间隙流出来的清洗液，该清洗液通过以必要最小限度的宽度形成了的贯通孔18而被供给向柱塞密封件10侧变得容易。被供给向柱塞密封件10侧的清洗液进入柱塞3的外周面和柱塞密封件10的内周面之间成为润滑剂，降低柱塞3和柱塞密封件10之间的摩擦系数，抑制柱塞密封件10的摩耗、劣化。

图3所示的垫圈11b在中央部设有使柱塞3贯通的贯通孔21。贯通孔21具有在贯通孔21的内周面与柱塞3的外周面之间形成柱塞密封件10的一部分不能进入的程度，例如0.01mm左右的间隙那样大小的内径。在贯通孔21的内周面的多个地方，设置有从垫圈11b的清洗室12侧的表面连通至柱塞密封件10侧表面的槽22作为液体通过结构。

通过在贯通孔21的内周面设置有槽22，通过柱塞通过孔14的间隙流出来的清洗液通过槽22被供给至柱塞密封件10，降低柱塞3与柱塞密封件10之间的摩擦系数，抑制柱塞密封件10的摩耗、劣化。

作为液体通过结构，图4所示的垫圈11c以用于使柱塞3贯通的贯通孔24的内周面的内径随着从清洗室12侧向柱塞密封件10侧而变小的形态倾斜。贯通孔24的清洗室12侧的内径的大小与柱塞通过孔14的内径相同程度或在该柱塞通过孔14的内径的大小以上。贯通孔24的柱塞密封件10侧的内径具有柱塞密封件10的一部分不能进入的程度的大小的内径，例如具有形成0.01mm左右的间隙的大小。

由此，通过将贯通孔24设成清洗室12侧较大开口的圆锥状，通过柱塞通过孔14的间隙而流出来的清洗液变得容易到达柱塞密封件10，降低柱塞3与柱塞密封件10之间的摩擦系数，抑制柱塞密封件10的摩耗、劣化。

图5所示的垫圈11d在使柱塞3贯通的贯通孔的内周面施以亲水性涂层26作为液体通过结构。作为亲水性涂层26，能够列举出通过等离子体CVD法形成的氧化钛薄膜、涂布了的亲水性聚合物薄膜。

垫圈11d的贯通孔的内径为形成有柱塞密封件10的一部分不能进入的程度，例如0.01mm左右的间隙那样的大小，通过在内周面施以亲水性涂层26，向柱塞密封件10侧引导清洗液变得容易，降低柱塞3和柱塞密封件10之间的摩擦系数，抑制柱塞密封件10的摩耗、劣化。

另外，也可以在图2至图4所示的垫圈11a-11c的贯通孔的内周面施以亲水性涂层26。图6示出了在图2的垫圈11a的贯通孔18以及凹部20的内周面施以亲水性涂层26的例子。由此，通过在贯通孔18以及凹部20的内周面施以亲水性涂层26，进一步促进向柱塞密封件10的清洗液的供给，提高了柱塞密封件10的摩耗、劣化的抑制效果。

符号说明

2 泵体

3 柱塞

4 十字头

6 弹性体

8 泵头

8a 泵室

8b 入口流路

8c 出口流路

9a，9b 逆止阀

10 柱塞密封件

11、11a、11、11c、11d 垫圈

12 清洗室

13 清洗空间

14 柱塞通过孔

18、21、24 贯通孔

20 凹部

22 槽

26 亲水性涂层。