CN100432439C - 便携式真空泵 - Google Patents
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Abstract
使真空泵小型化以及便携化。在便携式真空泵(1)中,电动机(2)与形成泵室(4b)的真空泵本体(1a)通过联轴器(21)被连接。真空泵本体具有驱动轴(10)。支撑该驱动轴的一方的轴承(15b)被保持在缸(4)上。另一方的轴承(15a)被保持在凸缘(5)上,凸缘(5)气密地安装在该缸上。缸的电动机侧的端部收容联轴器的同时与电动机的端部嵌合、电动机支撑缸。
Description
技术领域
本发明涉及便携式真空泵,特别涉及适用于自动排尿处理装置的便携式真空泵。
背景技术
以靠自己的力量很难移动到排尿场所的人等为对象的排尿用的吸引装置的示例在专利文献1中有所记载。在该公报中所述的尿吸引装置是将尿储存容器设置在从尿接收器到作为吸引源的吸引泵之间。并且,向尿接收器排尿时,检测出该排尿并从吸引管道向尿储存容器进行吸引。此时,吸引泵根据检测出尿储存容器的压力变化的压力传感器的信号,进行吸引状态的控制。
吸引泵使用多个轻量的真空泵。这样的真空泵的示例在专利文献2和专利文献3中有所记载。在专利文献2中所述的压缩机为了提高滑动特性进而提高效率,在回转式压缩机上设置通过自润滑作用不断进行润滑的滑动部件。另一方面,在专利文献3中所述的旋转叶片形的压缩机以及真空泵将压缩室和密封液的泵室气密性地区分,将从泵室排出的密封液向密封部以及润滑部进行液体输送。
【专利文献1】特开2003-126242号公报
【专利文献2】特开2002-195180号公报
【专利文献3】特开平8-296575号公报
上述专利文献1中所述的现有的尿吸引装置,根据尿储存容器的压力、改变作为吸引源的吸引泵的运转状态。但是,该专利文献1没有充分考虑吸引泵的小型化以及低噪音化。为了提高尿吸引装置的可移动性,在进行装置整体的小型化时,也需要使吸引泵小型化。使泵成为小型化的最有效的方法是提高泵的旋转速度,但是,如果提高泵的旋转速度,在一般用于小型泵的容积式泵中,可动部与静止部之间的相对间隙加大,效率降低。另外,如果单纯地进行高速化则噪音增加。由于必须考虑到尿吸引装置在野外、特别是夜间在床边进行使用,因此必须降低噪音。
另一方面,在专利文献2和专利文献3中所述的压缩机中,为了防止由于小型化等导致的效率降低,而提高密封部和润滑部的可靠性。但是由于这些压缩机不特定用于排尿处理装置等携带用的医疗用装置,即使促进小型化,从重视性能的观点出发,结构也变得复杂。另外,由于不是用于在夜间也能使用的装置,因此,对间断运转等时产生的噪音以及寿命的降低没有进行充分的考虑。
本发明鉴于上述现有技术的问题,目的在于使真空泵小型化的同时提高便携性。本发明另外的目的是提高具有可移动性的真空泵的可靠性。本发明的其他目的是形成在夜间或室外也可以使用的具有真空泵的排尿处理装置。
发明内容
实现上述目的的本发明的特征是一种便携式真空泵,通过联轴器连接电动机和形成泵室的真空泵,将支撑上述真空泵本体所具有的驱动轴的一方的轴承保持在缸上,将另一方的轴承保持在气密地安装在该缸上的凸缘上,上述缸的电动机侧的端部收容上述联轴器的同时、与上述电动机的端部嵌合,上述电动机支撑上述缸。
并且,在该特征中,可以在联轴器的一侧形成圆孔,该圆孔与电动机的旋转轴嵌合;在另一侧形成模拟方孔,该模拟方孔与贯通缸内的驱动轴嵌合,在驱动轴上形成与电动机的旋转轴嵌合的孔,不需要该联轴器与电动机的旋转轴的固定螺丝。而且,联轴器的材料可以为树脂,可以在形成于该联轴器上的圆孔的内周侧形成多个在轴方向延伸的突起,或者形成多个在与该圆孔连通的半径方向上延伸的孔。
在上述特征中,最好设置一对滑动圆柱,该一对滑动圆柱从两侧夹住板状的延伸部的中间、具有圆弧部,将该滑动圆柱保持在缸上、在缸内摆动滑动圆柱,使缸和活塞形成双重圆筒,在该双重圆筒之间形成形状发生变化的泵室。
在上述特征中,通过偏心轴将活塞安装在驱动轴上,该活塞在外周的一部分上具有在外径侧延伸的板状的叶片部,具有圆弧部的滑动圆柱可以自由摆动地保持该叶片部,上述驱动轴最好使用不锈钢、联轴器使用PC树脂或POM树脂,活塞使用PS树脂或PC树脂,缸使用PBT树脂,滑动圆柱使用PPS树脂或PBT树脂。PC是聚碳酸酯、POM是聚缩醛、PS是聚苯乙烯、PPS是聚苯撑硫醚、PBT是聚丁烯对酞酸盐。
另外,在上述特征中,最好在驱动轴的端部安装有补偿活塞和偏心轴的偏心量的平衡锤,将遮住该平衡锤的外罩安装在凸缘上,可以用POM树脂形成该凸缘,使缸和活塞形成双重圆筒,通过摆动叶片部,使形成在该双重圆筒间的泵室的容积发生变化、压缩泵室内的气体。
另外,在上述特征中,可以在驱动轴上形成横轴剖面形状为D字形的切口部,在偏心轴上形成对应该D字形的孔,在形成于偏心轴上的D字形孔的内面形成多个在轴方向延伸的突起,可以在缸上形成保持滑动圆柱的保持部,在该保持部和双重圆筒的附近,将吸入气体的吸入流路和排出气体的排出流路与摆动的叶片部大致垂直地设置在缸上,在排出流路上安装开关该排出流路的片状的阀以及按压该阀的排出阀压板。而且,便携式真空泵的外形为直径小于等于30mm、长度小于等于70mm,重量小于等于250g,电动机是输出电压为4~9V的干电池或者用二次电池驱动的电动机,以4000~6000rpm驱动真空泵时的总排气速度最好在80mL/sec左右。
本发明的其他特征是一种自动排尿处理装置,其具有上述任何一种特征的便携式真空泵,该真空泵的排气速度为80mL/sec左右、重量小于等于250g。
根据本发明,由于可以使真空泵的构成简单化,因此真空泵形成小型化的同时便携性提高。另外,用简单的构成提高各部分位置精度的同时,确实使静止部与可动部之间润滑,因此,具有可移动性的真空泵的可靠性提高。另外,由于位置精度提高,噪音的产生源减少,无论在适合使用排尿处理装置的场合,还是在夜间或野外都可以使用。
附图说明
图1是表示本发明的便携式真空泵的一个实施例的侧剖视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1所示的真空泵的转子部的分解立体图。
图4是图1所示的真空泵的联轴器部的分解立体图。
图5是用于图1所示的真空泵的驱动轴部的分解立体图。
图6是用于图1所示的真空泵的联轴器部的侧视图。
图7是用于图1所示的真空泵的联轴器的其他实施例的分解立体图。
图8是用于图1所示的真空泵的驱动轴部的端部的侧视图。
图9是用于图1所示的真空泵的排出阀压板19的俯视图和侧视图。
具体实施方式
以下利用附图、就本发明的便携式真空泵的一个实施方式进行说明。本实施例所示的真空泵主要用于排尿处理装置。图1是表示真空泵的纵剖视图,图2是图1的A-A剖视图,图3是图1所示的真空泵的主要部分的分解立体图以及其B-B剖视图,图4是图1所示的真空泵的轴端部的分解立体图,图5是用于图1所示的真空泵的轴系的分解立体图。
在便携式真空泵1中,真空泵本体1a通过联轴器21被连接在驱动电动机2的一个侧面。电动机2以4000~7000rpm的旋转速度驱动真空泵本体1a。电动机2的直径为30mm左右、轴方向长度为35mm左右。电动机2被4~9V左右的干电池或二次电池驱动。
通过联轴器21与旋转轴2a连接的驱动轴10的轴方向中间部与孔嵌合,该孔在圆柱形的偏心轴11的内部偏心形成,使偏心轴11绕旋转轴2a的周围偏心运动。在偏心轴11的外周侧嵌合有滚针轴承12。偏心轴11的轴方向左右两侧被球轴承15a、15b旋转支撑。在与偏心轴11的马达相反侧的接触面10f、即图1的左端部上,以平衡锤接触面10e为基准、安装有平衡锤13。平衡锤13被固定用具14保持在偏心轴11上。
为了防止涂抹在球轴承15a上的没有图示的润滑剂飞散,该球轴承15a保持在圆筒状的球轴承保持部5a上,在球轴承保持部5a的周围安装圆锥状的润滑剂储存盘5b。同样,在球轴承15b的保持部也安装圆锥状的润滑剂储存盘4f。在活塞3和偏心轴11之间使用滚针轴承12的情况下,形成将滚针轴承12的内圈侧向轴方向按压、保持滚针轴承12的滚针轴承固定部11d。
驱动轴10的平衡锤13侧的部分被嵌合在凸缘5上的外罩6覆盖。在缸4的一个侧面4c上安装有将该真空泵1安装在排尿处理装置上的安装板4d。而且,缸4的电动机2侧的端部被形成为圆筒状,收容联轴器21、与形成在电动机2上的嵌合部嵌合。这样,电动机2可以直接支撑缸4。对应泵室部的缸的外周部被形成双重,在该双重部的电动机2侧的端部上安装有保持电动机2的外周的电动机底座20。因此,缸4也通过电动机底座20被保持在电动机2上。
球轴承15b被保持在外壳一体型的缸4上,该缸4是一个侧面、即图1的左侧的侧面开放的雪人形的容器。另一方面,左侧的球轴承15a被保持在形成在凸缘5上的球轴承保持部5a上。凸缘5是覆盖缸4开放侧的表面的板状部件,将专用片17设置在凸缘5与缸之间,与缸气密地嵌合。专用片17是由PTFE制成的片,吸收由树脂材料构成的缸4、偏心轴11、以下将详细说明的活塞3以及滑动圆柱7a、7b的成型误差以及组装误差。
由于缸4在专用片17上滑动,因此专用片17使用富于滑动性的材料。专用片17在缸4的滑动时可以变形。在滚针轴承12的外径侧上安装有活塞3,该活塞3具有滑环和从该滑环的周方向的一处向外方延伸形成的叶片3a。偏心轴11以及滚针轴承12被收容在缸4内。
形成圆柱的一部分的滑动圆柱7a、7b从左右夹住叶片3a的中间部。该滑动圆柱7a、7b被保持在缸4的突起部上,该突起部具有与滑动圆柱7a、7b的外形形状一致的内面形状。叶片3a的前端部向形成在缸4的突起部的内周面上的椭圆筒状的空间突出。活塞3的下部形成为圆筒形状,其外周面3b与形成为圆筒形的缸4下部的内周面4a相对。并且,在活塞3和缸4之间,即使是最狭窄的地方也形成可以保持密封性的微小间隙。活塞3在缸4内旋转运动。如果活塞3以一定的半径进行旋转运动,则在缸4的内周面4a与活塞3之间形成的作为月牙形空间的泵室4b也随之移动。并且,气体被从吸入流路8吸入,向排出流路9排出。
在缸4的滑动圆柱7a、7b的保持部附近,在与驱动轴10直交方向、沿水平方向形成吸入流路8和排出流路9。吸入流路8和排出流路9向泵室4b开口。在排出流路9上形成有阀座9b,排出阀9a抵接在该阀座9b上。排出阀9a是厚度为0.5mm的硅片。排出阀压板19将排出阀9a压在排出侧的相反侧。为了减少闭死容积(dead volume),安装在排出流路9上的排出阀9a尽量设置在缸4的内周面4a靠近叶片3a的位置。在本实施例中,在排出侧的缸侧面4c上形成直径大于排出流路9的孔作为阀座9b。
排出阀压板19的详细情况如图9所示。同图(a)是正视图,(b)是侧视图。排出阀压板19是加工成圆棒进行成形,即,在圆棒的中心部加工贯通孔19y,并且,将背面侧在轴方向形成只有排出阀跳角宽度19d的阶梯形状。在图9中,阶梯的一部分在高度方向被倾斜地切口。在圆棒的前侧形成螺旋开槽19j,该螺旋开槽19j是在直径方向切口的槽,直到轴方向的中间部形成有比贯通孔19y的直径大的圆孔19x。在该圆孔19x的背面侧形成有六方孔19i,该六方孔19i是为了用六角扳手安装该排出阀压板19。排出阀压板19的外径19a为5.0mm。
在排出阀压板19的背面侧形成有与排出阀压板19的直径大致相同的排出阀9a。排出阀9a是厚度为0.1m m的PTFE制的圆板片,与排出阀压板19的形状一致、只从上端到阶梯部被排出阀压板19压住。因此,从阶梯部到下部通过排出流路9的压力向左右弯曲。在此,作为从上端部到阶梯部的长度的阀压板长度19b为1.15mm。作为阶梯部的切口角度的阀开口角19c为45度。排出阀9a以切口部两端的阀开口支点部19e、19f为支点弯曲。由于排出阀9a的下端侧被阀开口支点部19f进一步弯曲,因此,可以确保排出阀9a在弯曲时排出阀压板19的前面侧与排出阀9a的背面侧连通的连通路。
即,由于在滑环的厚度19g部分的内侧确保了排气口高度19h,该滑环的厚度19g部分通过形成在排出阀压板19上的贯通孔19y而形成,因此,形成了从贯通孔19y与槽宽19k的螺旋开槽19j连通的流路。这样,无论真空泵的安装状态如何,都可以使排出阀确实进行运转。另外,由于使阶梯部形成倾斜地切口的形状,因此降低了由于排出阀9a的开关产生的噪音。
如图4所示的详细情况,驱动轴10与电动机2的旋转轴2a通过联轴器21被连接。联轴器21形成为圆柱形,在电动机2的旋转轴2a嵌合侧形成圆孔21a。另一方面,驱动轴10嵌合的一侧形成有将圆的两面切掉的模拟长方形的孔(方孔)21b。对应该方孔21b,在驱动轴10上形成具有相互平行的平面10b、10c的嵌条。在驱动轴10的中心部形成电动机的旋转轴可以嵌合的圆孔10a。
在这样构成的真空泵1上,凸缘5和专用片17被气密地安装在缸4上,形成泵室4b。在缸4与凸缘5相对的面上形成突起4e,将凸缘5安装在缸4上时,该突起4e变形、突起4e和专用片17紧贴着凸缘5。通过这样提高了泵室4b的密封性。
旋转轴2a一旦旋转,则偏心轴11也进行偏心运动,安装在该偏心轴的外径上的活塞3也进行偏心运动。此时,活塞3的叶片3a的运动被滑动圆柱7a、7b限制,活塞3的自转被阻止。另外,防止叶片3a自转的滑动圆柱7a、7b为了使叶片3a的运动圆滑,由滑动性好的材料以及形状(圆柱的一部分)形成。
在本实施例中,利用电动机的旋转轴2a和圆孔21a之间的静摩擦、将电动机2的旋转驱动力向驱动轴10传送。联轴器21一旦旋转,则旋转力被从形成在联轴器21上的方孔21b向驱动轴10的嵌条的平面10b、10c传送,驱动轴10旋转。现有的是用固定螺丝等将联轴器21固定在轴10上,但是,本实施例中不使用固定螺丝等。其原因是如果使用固定螺丝等,则固定螺丝的重量作为不平衡负荷起作用,有可能发生振动。由于不使用固定螺丝,因此使驱动轴10和联轴器21紧密嵌合。并且,由于也需要进行驱动轴10和联轴器21的分解,因此联轴器21使用PC(聚碳酸酯)等树脂,形成轻量化和高摩擦系数化。
在本实施例中,由于上述原因使用聚碳酸酯的联轴器21,但是树脂制的联轴器21很难达到与金属制的相同的成型精度。为了防止由于成型误差、电动机2的旋转轴2a与驱动轴10的同轴度紊乱,可以将电动机2的旋转轴2a插入驱动轴10的圆孔10a内。这样,可以降低高速旋转时的振动,该振动由于电动机2的旋转轴2a与驱动轴10的轴心微妙地错位而引起,并且,可以防止机械效率的降低。另外,可以降低真空泵1的轴方向轴长,可以使真空泵1小型化。
另一方面,将联轴器21安装在电动机2的旋转轴2a上时,也不使用固定螺丝,可以将联轴器21从电动机2上卸下。为此,在本实施例中,在联轴器21的圆孔21a的内周面上形成在轴方向延伸的、在图6中进行具体表示的突起21c。多个突起21c隔开间隔地形成在联轴器21的内周面的周方向上。图6(a)是联轴器21的单体侧视图、同图(b)是将联轴器21安装电动机2的旋转轴2a上状态的剖视图。由于将旋转轴2a插入联轴器21,因此,树脂制的联轴器21的突起21c发生弹性变形。
由于在联轴器21的内周面形成多个突起21c,因此电动机2的旋转轴2a的旋转转矩通过摩擦力被确实传送到联轴器21上。另外,由于突起21c的变形,保持了电动机2的旋转轴2a的定位,即同心度。另外,由于突起21c的变形,也确保了转矩传送所需要的与电动机2的旋转轴2a的接触面积。突起21c的高度被设定成电动机2的旋转轴2a被插入时、突起21c与旋转轴2a之间没有嵌合间隙的状态。因此,即使圆孔21a的大小有一点不同、精度有偏差,或者,旋转轴2a与联轴器21的材质不同、热量变形上产生差异,由于突起21c与旋转轴2a之间没有间隙,因此,旋转转矩确实被传送。
旋转转矩被从联轴器21的方孔21b的侧面以及驱动轴10的嵌条的平行平面10b、10c向驱动轴10传送。这些方孔21b和嵌条不仅进行转矩的传送,而且被利用于组装时的定位。如果将嵌条的平面10b、10c对准方孔21b的两个侧面,则可以将联轴器21相对于驱动轴10定位在水平方向和垂直方向上。另外,只要将嵌条插入联轴器21的方孔21b,就可以自动地进行电动机2的旋转轴2a与驱动轴10的圆孔10a的定位。
图7是表示联轴器的其他实施例。在上述实施例中,用在轴方向上延伸的突起21c和嵌条将联轴器21固定在旋转轴2a和驱动轴10上。在本实施例中,在联轴器22上,将多个在半径方向延伸的软化孔22c形成在几乎轴对称的位置上。由于联轴器22的材料是树脂,因此在软化孔22c的加工中、软化孔22c的内周面部在内侧塑性变形。通过该变形,一旦将旋转轴2a插入圆孔22a,则圆孔22a的内面被旋转轴2a按压扩展,在周方向形成旋转轴2a和联轴器22之间没有嵌合间隙的部分。驱动轴10侧形成槽22b代替模拟角槽,该槽22b延伸到对应驱动轴10的端部形状的外周。即使通过这样形成联轴器22,也可以与上述实施例同样地简单地进行旋转轴2a与驱动轴10的定位,并且也可以对应热变形。
以下,利用图3和图5就泵部的作用进行说明。在驱动轴10的外周的一处形成切口面10d,形成剖面切头圆形状。由于在偏心轴11上形成与该切口面10d部上的剖面轴形状相同的剖面形状的孔(驱动轴用孔)11a,因此,如果将驱动轴10插入驱动轴用的孔11a,则偏心轴11的周方向的位置被定位。一旦驱动轴10旋转,则旋转转矩被从该切口面10d传送到驱动轴用的孔11a的平面11b上,偏心轴11旋转。此时,由于偏心轴11的轴心与驱动轴10的轴心不同,因此,偏心轴11进行偏心的旋转运动。
此时,由于偏心轴11与驱动轴10之间的组装误差或间隙在偏心轴11上产生振动,由于偏心轴11进行偏心运动、因此振动增加。其结果,引起效率降低以及缸4或活塞3上的滑动面的摩擦或磨损。并且,由于磨损或热变形引起真空泵1的寿命降低。为了避免这样的问题,在本实施例中,使用PPS(聚苯撑硫醚)的偏心轴11。如果使用PPS制的偏心轴11,则由于重量轻、耐磨损性和耐热性良好,在树脂中热膨胀率小,因此,可以长寿命地运转真空泵1。
由于偏心轴11的重量轻,因此可以降低偏心产生的运转时的不平衡力(离心力)。可以降低平衡锤13的质量。这样,可以使真空泵小型化。另外,在本实施方式中,虽然形成将驱动轴10和偏心轴11嵌合的结构,也可以通过插入成型进行一体化。进行插入成型时,将驱动轴10定位在模具上、向该模具注入形成偏心轴的树脂。如果使偏心轴11进行插入成型,则可以保持与驱动轴10的同心度,压缩机的性能提高的同时,可以降低加工工时。
相反,驱动轴10使用机械强度高的金属材料。由于驱动轴10是金属制的,因此与树脂制的偏心轴11的热膨胀率不同。在运转中,由于该热膨胀差,偏心轴11容易在周方向上相对驱动轴10移位。因此,在偏心轴11的平面11b上形成轴方向延伸的突起11c。图8是表示形成在偏心轴11上的驱动轴用孔11a部的轮廓图。同图(a)只是驱动轴用孔11a部的轮廓、同图(b)是插入驱动轴10后状态的剖视图。
与以上说明的电动机2的旋转轴2a与联轴器21的情况相同,一旦将驱动轴10插入驱动轴用孔11a,则在轴方向延伸的突起11c进行弹性变形或塑性变形,驱动轴10与偏心轴11之间的间隙消失。并且,即使通过驱动轴10进行旋转驱动产生的热,驱动轴10以及偏心轴11发生热变形,由于突起11c的变形,驱动轴10与偏心轴11之间总是被保持在没有间隙的状态。这样,也可以防止偏心轴11相对驱动轴10的周方向的相对移位。
在本实施例中,在剖面D形的平面11b部上形成三个在轴方向延伸的突起11c。另外,由于驱动轴10的平面10d和偏心轴11的平面11b的轴方向长度长,因此,考虑到组装性或分解性,使这些平面10d、11b向轴方向倾斜,其角度约为一度。这样,由于可以阻止因驱动轴10与偏心轴11之间的间隙引起的振动,因此可以减轻平衡锤13的重量。
以下,就将上述小型的真空泵1用于自动排尿处理装置的情况进行说明。从卫生的角度要求自动排尿处理装置包括真空泵在内的所有零件都必须进行定期更换。为了使更换零件可以进行再循环利用,使真空泵形成可以按照材料类别容易进行分解的零件形状。表1是表示容易进行组装以及分解的形状和理想的材料的选择结果。
出于上述原因,驱动轴10以及偏心轴11分别使用不锈钢和PBT/PPS。活塞3是用PS/PC,该材料重量轻、耐热性以及耐摩擦性高、具有耐药性中的耐弱酸性以及耐弱碱性。这些材料成型性也强。
一旦使真空泵1运转,则真空泵1的各部进行热膨胀。因此,使缸4或偏心轴11、引导活塞3的叶片部3a的滑动圆柱7a、7b的材质大致相同,避免由于热膨胀引起的应力增加。在本实施例中,将这些零件的材料统一为PS(聚苯乙烯)。另外,在偏心轴11与驱动轴10之间使用滚针轴承12来提高滑动性的情况下,在偏心轴11上形成保持滚针轴承12的端面的滚针轴承保持部3c。
对应将球轴承15a、15b保持在缸4的位置,在偏心轴11上形成将球轴承15a、15b的内圈侧向轴方向按压的球轴承定位座垫11g、11h。该球轴承定位座垫11g、11h形成圆筒形状,轴方向长度约为0.5mm。偏心轴11的轴方向的尺寸与活塞3和泵室4b的宽度大致相同。
选择耐磨损性以及耐热性高、具有耐弱酸性以及耐弱碱性、成型性强的材料用于缸4。缸4与活塞3进行滑动,因此考虑到活塞3材料的滑动特性,使用具有与活塞3热膨胀率程度相同的PPS(聚苯撑硫醚)或PBT(聚丁烯对酞酸盐)。引导活塞3的叶片部3a的滑动圆柱7a、7b选择耐磨损性以及耐热性高、并且热膨胀率与活塞3的程度相同的材料。也考虑到成型性,在本实施例中选择PPS或PBT。
凸缘5选择成型性强、与活塞3或缸4的热膨胀率程度相同的材料。即使达不到其他滑动零件的程度,也需要一定程度的耐磨损性。因此,本实施例选择了POM(聚缩醛)的同聚物。考虑到成型性,电动机底座20以及外罩6选择了POM的共聚物。
真空泵的大小根据排出的尿量而确定。参照显示各年代的尿流量(单位时间的排尿量)的调查结果的泌尿纪要33卷4号(1987年4月)521~526页、得出成人的排出尿量。根据该文献,年轻的成人(19~39岁)的最大尿流量为每秒28.2±4.6mL,该量大于其他任何年龄的量。因此,打进富余将最大尿流量设定为40mL。考虑到空气卷入或其他损失,将真空泵的总排出速度设定为每秒70mL。因此,例如,如果缸的直径为17.2mm、长度为13.6mm、活塞的直径为14.0mm,则活塞1旋转的排出量约为1.066mL,如果以每分钟4300转驱动真空泵,则可以每秒排尿76.4mL。假定有大约10%的损失,每秒约可排尿70mL。
在本实施例中,如上所述,确定了真空泵的各部尺寸以及旋转速度,但是,如果满足总排出速度为每秒70mL,则不同的尺寸和旋转速度也可以。由于可以使真空泵小型化并且轻量化,因此,可以将与电动机组合的真空泵装置的外形形成直径小于等于30mm、长度小于等于70mm,重量小于等于250g。这样,可以使用包括太阳电池和燃料电池在内的、具有4~9V左右的电压的干电池或二次电池等的电源。
Claims (9)
1.一种便携式真空泵,通过联轴器连接电动机和形成有泵室的真空泵本体,其特征在于,将支撑上述真空泵本体所具有的驱动轴的一方的轴承保持在缸上,将另一方的轴承保持在气密地安装在该缸上的凸缘上,上述缸的电动机侧的端部收容上述联轴器的同时、与上述电动机的端部嵌合,上述电动机支撑上述缸。
2.如权利要求1所述的便携式真空泵,其特征在于,在联轴器的一侧形成圆孔,该圆孔与上述电动机的旋转轴嵌合;在另一侧形成模拟方孔,该模拟方孔与贯通上述缸内的驱动轴嵌合,在上述驱动轴上形成与上述电动机的旋转轴嵌合的孔。
3.如权利要求2所述的便携式真空泵,其特征在于,在上述驱动轴上偏心地设置具有外形圆筒部的树脂制的偏心轴,将在外周的一部分上具有板状的延伸部的活塞安装在该偏心轴的外周侧,在上述驱动轴与上述偏心轴的嵌合部、偏心轴的内周侧上形成多个在轴方向延伸的突起。
4.如权利要求2所述的便携式真空泵,其特征在于,用树脂作为上述联轴器的材料,在形成在该联轴器上的圆孔的内周侧形成多个在轴方向延伸的突起,或者形成多个与该圆孔连通的在半径方向上延伸的孔。
5.如权利要求1所述的便携式真空泵,其特征在于,通过偏心轴将活塞安装在上述驱动轴上,该活塞在外周的一部分上具有在外径侧延伸的板状的叶片部,具有圆弧部的滑动圆柱可以自由摆动地保持该叶片部,上述驱动轴为不锈钢、上述联轴器为PC树脂或POM树脂,上述活塞为PS树脂或PC树脂,上述缸为PBT树脂,上述滑动圆柱为PPS树脂或PBT树脂,其中,PC是聚碳酸酯、POM是聚缩醛、PS是聚苯乙烯、PPS是聚苯撑硫醚、PBT是聚丁烯对酞酸盐。
6.如权利要求5所述的便携式真空泵,其特征在于,在上述驱动轴的端部安装有补偿活塞和偏心轴的偏心量的平衡锤,将遮住该平衡锤的外罩安装在上述凸缘上,该凸缘为POM树脂。
7.如权利要求5所述的便携式真空泵,其特征在于,将上述缸和上述活塞形成双重圆筒,通过摆动上述叶片部,使形成在该双重圆筒间的泵室的容积发生变化、压缩泵室内的气体。
8.如权利要求5所述的便携式真空泵,其特征在于,在驱动轴上形成横轴剖面形状为D字形的切口部,在上述偏心轴上形成对应该D字形的孔,在形成于偏心轴上的D字形孔的内面形成多个在轴方向延伸的突起。
9.如权利要求7所述的便携式真空泵,其特征在于,在缸上形成保持上述滑动圆柱的保持部,在该保持部和双重圆筒部的附近,将吸入气体的吸入流路和排出气体的排出流路与摆动的叶片部大致垂直地设置在上述缸上,在排出流路上安装开关该排出流路的片状的阀以及按压该阀的排出阀压板。
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