CN100523503C - 隔膜泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隔膜泵，其能够通过比电动机的转矩大的转矩对驱动部件进行驱动，并且能够减小与电动机的旋转轴线正交的方向上的尺寸。该隔膜泵的结构为，具备减速齿轮机构(3)，其设置在电动机(1)与在外周形成凸轮槽(4a)的旋转凸轮部件(4)之间，并将电动机的旋转力传递给旋转凸轮部件，使隔膜(6)变形的驱动部件(5)与旋转凸轮部件的凸轮槽卡合，且伴随旋转凸轮部件的旋转在电动机的旋转轴线(1a)方向上往返移动，减速齿轮机构的输入轴(3a)和输出轴(3b)设置在电动机的旋转轴线上，并且旋转凸轮部件的旋转轴心(4b)、驱动部件的轴心(5a2)、隔膜的中心(6a)设置在电动机的旋转轴线上。

Description

隔膜泵

技术领域

本发明涉及一种具备在吸入/排出空气及液体等的流体中灵活使用的隔膜(diaphragm)的隔膜泵(pump)。

背景技术

现有的这种技术由专利文献1所示。在该专利文献1中公开了如下的结构，在电动机(motor)的输出轴的侧部安装驱动轴、即驱动部件，由该驱动部件驱动使隔膜发生变形的工作杆。在该现有的技术中，通过电动机的旋转产生的驱动部件的偏心旋转，使工作杆向与电动机的旋转轴线方向正交的方向移动，经由该工作杆使隔膜发生变形，通过该隔膜的变形使空气的收容部的容积变化，从而对空气进行吸入/排出。

专利文献1：日本特开平7—293450号公报

但是上述的现有技术因为由电动机直接使驱动部件旋转，所以存在转矩小，因此使隔膜发生变形的力弱，难以提高空气及液体的吸排能力的问???题。

此外，在电动机的输出轴的侧部安装的驱动部件伴随电动机的旋转进行偏心旋转，由此工作杆向与电动机的旋转轴线方向正交的方向移动，因此，存在与电动机的旋转轴线方向正交的方向的尺寸增大，难以实现整体形状的小型化的问题。

发明内容

本发明是从上述现有技术的现状出发而提出，其目的在于提供一种能够通过比电动机的转矩大的转矩使驱动部件驱动，并且能够减小与电动机的旋转轴线方向正交的方向的尺寸的隔膜泵。

为达到上述目的，本发明的特征在于，具备：电动机；驱动部件，其由该电动机的旋转力驱动；和隔膜，其在该驱动部件的驱动作用下发生变形，对流体进行吸入/排出，并且还具备：旋转凸轮(cam)部件，其在外周面形成了凸轮槽；和减速齿轮机构，其设置在所述电动机与所述旋转凸轮部件之间，并将所述电动机的旋转力传递给所述旋转凸轮部件，所述驱动部件与所述旋转凸轮部件的所述凸轮槽卡合，且伴随所述旋转凸轮部件的旋转在所述电动机的旋转轴线方向上往返移动，所述减速齿轮机构的输入轴和输出轴设置在所述电动机的所述旋转轴线上，并且，所述旋转凸轮部件的旋转轴心、所述驱动部件的轴心、所述隔膜的中心设置在所述电动机的所述旋转轴线上，所述减速齿轮机构包括：恒星齿轮；行星齿轮，其与该恒星齿轮啮合而自转、并且绕所述恒星齿轮公转；第一内齿轮，其与该行星齿轮啮合且被固定保持；以及第二内齿轮，其也与该行星齿轮啮合、设置有所述输出轴且能够旋转，所述第一内齿轮与所述第二内齿轮的齿数被设定得不同，所述输入轴与所述电动机直接连结并且设置于所述恒星齿轮，所述输出轴设置在与所述行星齿轮的公转中心对应的位置上，并且与所述旋转凸轮部件连结。

如此构成的本发明，由于经由减速齿轮机构将电动机的旋转力传递到旋转凸轮部件，所以能够以比电动机的转矩大的转矩使旋转凸轮部件旋转，从而通过与施加在该旋转凸轮部件上的大转矩相应的强力，使驱动部件在电动机的旋转轴线方向上往返移动。由此，经由驱动部件的往返移动，能够使隔膜可靠地变形成适于流体的吸排的规定形状。

另外，使隔膜产生变形的驱动部件同减速齿轮机构的输入轴和输出轴、旋转凸轮部件、及隔膜一起位于电动机的旋转轴线上，且仅在电动机的旋转轴线方向上移动，在与电动机的旋转轴线正交的方向上无变位，因此能够减小与该电动机的旋转轴线正交的方向的尺寸。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述减速齿轮机构包括恒星齿轮和与该恒星齿轮啮合而自转并且绕所述恒星齿轮公转的行星齿轮，所述输入轴直接连结在所述电动机上并且设置于所述恒星齿轮，所述输出轴设置在与所述行星齿轮的公转中心对应的位置上，并且与所述旋转凸轮部件连结。

如此构成的本发明，因为减速齿轮机构仅具有恒星齿轮、行星齿轮及输入轴和输出轴，所以能够将该减速齿轮机构小型化。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述减速齿轮机构包括：恒星齿轮；行星齿轮，其与该恒星齿轮啮合而自转并且绕所述恒星齿轮公转；第一内齿轮，其与该行星齿轮啮合，且被固定保持；以及第二内齿轮，其也与该行星齿轮啮合、设置有所述输出轴且能够旋转，所述第一内齿轮与所述第二内齿轮的齿数被设定得不同，所述输入轴与所述电动机直接连结并且设置于所述恒星齿轮，所述输出轴设置在与所述行星齿轮的公转中心对应的位置上，并且与所述旋转凸轮部件连结。

如此构成的本发明，因为减速齿轮机构除了恒星齿轮、行星齿轮、输入轴、输出轴之外，还包括齿数互不相同且与行星齿轮啮合的第一内齿轮和第二内齿轮，因此能够增大减速比，以更大的转矩使旋转凸轮部件旋转，从而能够使隔膜更可靠地变形成适于流体的吸排的规定形状。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述驱动部件的一侧的端部形成为所述隔膜可按压的弧面状。

如此构成的本发明，通过驱动部件的弧面状的端部使隔膜可靠地发生变形，从而能够将该隔膜变形成适于流体的吸排的规定形状。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，具备箱体(case)，该箱体收容所述减速齿轮机构、所述旋转凸轮部件、所述驱动部件、和所述隔膜，在该箱体的内壁面形成支撑所述隔膜的支撑部，并且，在所述箱体内收容控制所述被吸排的所述流体的流动的阀体和安装该阀体的圆筒状的阀体安装部件，通过将所述阀体安装部件压入所述箱体内，所述隔膜被压在所述支撑部上。

如此构成的本发明，能够将安装控制流体的流动的阀体的阀体安装部件有效地灵活用于隔膜的安装支撑。

[发明效果]

本发明具备将电动机的旋转力传递给旋转凸轮部件的减速齿轮机构，因此，能够通过比电动机的转矩更大的转矩对驱动部件进行驱动，由此，能够使隔膜可靠地变形成适于流体的吸排的规定形状。即，与现有技术相比，能够提高流体的吸排能力，可以实现可靠性高的隔膜泵。

此外，在与电动机的旋转相应旋转的旋转凸轮部件的凸轮槽中卡合的驱动部件，在电动机的旋转轴线方向上往返移动，并且减速齿轮机构的输入轴和输出轴设置在电动机的旋转轴线上，并且旋转凸轮部件的旋转轴心、驱动部件的轴心、隔膜的中心配置在电动机的旋转轴线上，因此，能够减小与电动机的旋转轴线正交的方向上的尺寸，从而可以实现整体形状的小型化。

附图说明

图1是表示本发明的隔膜泵的一个实施方式的立体图；

图2是图1的A—A剖面放大图；

图3是图2的B—B剖面图；

图4是图2的C—C剖面图；

图5是本实施方式具备的旋转凸轮部件上具备的凸轮槽的展开图；

图6表示本实施方式的动作，与表示排出工序开始时的状态的图2对应的剖面放大图。

图7表示本实施方式的动作，与表示吸入工序开始时的状态的图2对应的剖面放大图。

图中，

1—电动机；1a—旋转轴线；2—箱体；2c—长孔；2d—支撑部；3—减速齿轮机构；3a—输入轴；3b—输出轴；3c—恒星齿轮；3d—行星齿轮；3e—公转中心；3f—第一内齿轮；3g—第二内齿轮；4—旋转凸轮部件；4a—凸轮槽；4b—旋转轴心；5—驱动部件；5a—摆动体；5a1—端部；5a2—轴心；5b—销；5c—卡止体；6—隔膜；6a—中心；7—吸入阀体；8—排出阀体；9—阀体安装部件；10—泵室。

具体实施方式

以下，基于附图对用于实施本发明所述的隔膜泵的最佳方式进行说明。

图1表示本发明所述的隔膜泵的一实施方式的立体图，图2是图1的A—A剖面放大图，图3是图2的B—B剖面图，图4是图2的C—C剖面图，图5是本实施方式具备的旋转凸轮部件上具备的凸轮槽的展开图。

如图1所示，本实施方式具备电动机1和与该电动机连接设置的箱体2。箱体2具备吸入流体例如空气的吸入口2a和将吸入的空气排出的排出口2b。此外，在外周面上形成有长孔2c。

如图2～4所示，在箱体2内配置有：与电动机1连接设置的减速齿轮机构3；与该减速齿轮机构3连接设置且在外周面形成有凸轮槽4a的旋转凸轮部件4；以及与该旋转凸轮部件4的凸轮槽4a卡合，并伴随着旋转凸轮部件4的旋转而在电动机1的旋转轴线1a方向上往返移动的驱动部件5。

此外，在箱体2内还配置有：在驱动部件5的驱动作用下变形，从而对空气进行吸入/排出的隔膜6；以及安装有控制空气流动的吸入阀体7和排出阀体8的阀体安装部件9，在隔膜6与阀体安装部件9之间形成有引导空气的泵室10。

上述的减速齿轮机构3例如包括：与电动机1直接连结的输入轴3a；压入该输入轴3a的恒星齿轮3c；以及与该恒星齿轮3c啮合而自转、以及绕恒星齿轮3c公转的三个行星齿轮3d。此外还包括：分别与该等行星齿轮3d啮合且被固定保持在箱体2的内壁面的第一内齿轮3f；和可旋转地被设置、并且设有输出轴3b的第二内齿轮3g。

第一内齿轮3f与第二内齿轮3g的齿数不同。例如，第二内齿轮3g的齿数被设定为多于第一内齿轮3f的齿数。

上述的减速齿轮机构3的输入轴3a与输出轴3b设置在电动机1的旋转轴线1a上。输出轴3b设置在与行星齿轮3d的公转中心3e对应的位置上，并且与旋转凸轮部件4连结。此外，将旋转凸轮部件4的旋转轴心4b、驱动部件5的轴心5a2、和隔膜6的中心6a设置在电动机1的旋转轴线1a上。

如图5所示，上述的旋转凸轮部件4的凸轮槽4a形成为正弦曲线状，例如，0°的位置为远离隔膜6的位置，90°的位置为靠近隔膜6的位置，180°的位置为远离隔膜6的位置，270°的位置为靠近隔膜6的位置，360°的位置为远离隔膜6的位置。该凸轮槽4a的从0°到90°的区域4C为实施将吸入到泵室10中的空气排出的排出工序的区域，从90°到180°的区域4d为实施将空气吸入到泵室10中的吸入工序的区域，从180°到270°的区域4e为实施排出工序的区域，从270°到360°区域4f为实施吸入工序的区域。如此，在旋转凸轮部件4的旋转一圈中，实施排出工序→吸入工序→排出工序→吸入工序的四个工序。

上述的驱动部件5由以下部分构成：摆动体5a；插通于在该摆动体5a的径向贯通的孔且与上述的旋转凸轮部件4的凸轮槽4a卡合的销5b；以及被压入摆动体5a的中心部且使隔膜6卡止于摆动体5a的卡止体5c。摆动体5a的一侧的端部5a1形成为隔膜6可按压的弧面状。销5b的头部5b1设置在上述箱体2的长孔2c内，且在该长孔2c的长度方向上可移动。

如图2所示，在箱体2的内壁面上形成有支撑隔膜6的圆环状的支撑部2d。

上述的阀体安装部件9例如形成为圆筒状，并被压入箱体2内。通过该压入了的阀体安装部件9，隔膜6被压在支撑部2d上。在该阀体安装部件9的吸入侧设有通路9a、9b，该通路9a、9b与在箱体2的吸入口2a的内部形成的通路2a1连通，在排出侧设有通路9c、9d，该通路9c、9d与在排出口2b的内部形成的通路2b1连通。

上述的吸入阀体7被设置为能够开闭阀体安装部件9的通路9b，排出阀体8被设置为能够开闭阀体安装部件9的通路9d。吸入阀体7与排出阀体8在阀体安装部件9的径向上相互错开地配置。

[本实施方式的动作]

图6表示本实施方式的动作，是与表示排出工序开始时的状态的图2对应的剖面放大图，图7表示本实施方式的动作，是与表示吸入工序开始时的状态的图2对应的剖面放大图。

例如，驱动部件5的销5b，在旋转凸轮部件4的凸轮槽4a位于图5所示0°位置的图6所示的状态下，如果驱动电动机1，则输入轴3a旋转，从而恒星齿轮3c与该输入轴3a一体地旋转，排出工序开始。通过该恒星齿轮3c的旋转，各个行星齿轮3d在与第一内齿轮3f和第二内齿轮3g啮合了的状态下，进行自转且同时围绕恒星齿轮3c公转。

伴随该行星齿轮3d的旋转，第二内齿轮3g旋转。从而输出轴3b与该第二内齿轮3g的旋转一体地旋转，旋转凸轮部件4与该输出轴3b一体地旋转。

伴随该旋转凸轮部件4的旋转，与凸轮槽4a卡合的销5b开始从凸轮槽4a的图5所示0°位置向90°位置移动。通过销5b在该凸轮槽4a上的移动，该销5b的头部5b1在箱体2的长孔2c内向靠近隔膜6的方向移动。

摆动体5a及卡止体5c与该销5b的移动一体地向靠近吸入阀体7的方向移动。通过该等摆动体5a及卡止体5c的移动，隔膜6相对于该图6所示的吸入阀体7从呈凹状弯曲了的状态反转变形。从而，泵室10内的容积减小，泵室10内的空气通过阀体安装部件9的通路9c、9d将排出阀体8压开，如该图6的箭头11所示那样导入排出口2b的通路2b1，被排出到外部。此过程中，吸入阀体7保持关闭状态。

图7表示旋转凸轮部件4从0°旋转到了90°时的状态。吸入工序紧接该状态开始，在经由减速齿轮机构3的输出轴3b、旋转凸轮部件4从90°旋转到180°的期间，通过销5b在凸轮槽4a上的移动，该销5b的头部5b1在箱体2的长孔2c内向背离隔膜6的方向移动。

摆动体5a及卡止体5c与该销5b的移动一体地向从吸入阀体7离开的方向移动。通过这些摆动体5a及卡止体5c的移动，隔膜6相对于该图7所示的吸入阀体7从呈凸状弯曲了的状态反转变形。从而，泵室10内的容积增大。在此过程中，外部的空气如箭头12所示，由吸入口2a的通路2a1导入，经由阀体安装部件9的通路9a、9b压开吸入阀体7，导入泵室10内。

以下同样，在旋转凸轮部件4从180°旋转至270°的期间，实施排出工序，将泵室10内的空气由排出口2b排出到外部，在旋转凸轮部件4从270°旋转至360°的期间，实施吸入工序，外部的空气被导入泵室10内。即，在旋转凸轮部件4旋转一圈的期间，驱动部件5往返两次，实施了两次的空气的排出和吸入的组合。

[本实施方式的效果]

根据如此构成的本实施方式，由于经由减速齿轮机构5，将电动机1的旋转力传递到旋转凸轮部件4，所以能够以比电动机1的转矩大的转矩使旋转凸轮部件4旋转，通过与施加在该旋转凸轮部件4上的大转矩相应的强力，使驱动部件5在电动机1的旋转轴线1a方向上往返移动。由此，经由驱动部件5的往返移动，能够使隔膜6可靠地变形成适于空气的吸排的规定形状。即，能够使空气的吸排能力提高，可以实现可靠性高的隔膜泵。

此外，如图2所示，使隔膜6变形的驱动部件5同减速齿轮机构3的输入轴3a和输出轴3b、旋转凸轮部件4、隔膜6一起位于电动机1的旋转轴线1a上，且仅在电动机1的旋转轴线1a方向上移动，在与电动机1的旋转轴线1a正交的方向上无变位，因此，能够减小与该电动机1的旋转轴线1a正交的方向的尺寸。由此，能够实现整体形状的小型化。

此外，减速齿轮机构3除了恒星齿轮3c、行星齿轮3d、输入轴3a、输出轴3b，还包括与行星齿轮3d啮合的第一内齿轮3f和齿数比该第一内齿轮3f多的第二内齿轮3g，因此能够增大减速比，以大转矩使旋转凸轮部件4旋转，从而使隔膜6可靠地变形成适于空气的吸排的形状，有助于吸排能力的提高。

此外，通过构成驱动部件5的摆动体5的弧面状的端部5a1使隔膜6可靠地发生变形，从而能够将该隔膜6变形成适于空气的吸排的规定形状。这也有助于吸排能力的提高。

此外，在箱体2的内壁面设置支撑隔膜6的支撑部2d，并且将阀体安装部件9压入箱体2内，利用该阀体安装部件9将隔膜6压在支撑部2d上，因此，能够有效地使阀体安装部件9灵活地用于隔膜6的安装支撑，能够同时实现确保稳定的结构和削减部件数量。

[其他实施方式]

上述实施方式构成为减速齿轮机构3包括第一内齿轮3f和第二内齿轮3g，但本发明不局限于此结构。例如，减速齿轮机构3也可以构成为，包括恒星齿轮3c和行星齿轮3d，但不具备第一内齿轮3f的一般行星齿轮机构。

在该结构中，与上述实施方式相比，虽然减速比减小，但能够通过比电动机1的转矩大得多的转矩使驱动部件5驱动，从而能够在实现吸排能力的提高及整体形状的小型化的同时，特别能够将减速齿轮机构3小型化，可以降低制作费用。

Claims (3)

1.一种隔膜泵，其特征在于，

具备：电动机；驱动部件，其由该电动机的旋转力驱动；和隔膜，其在该驱动部件的驱动作用下发生变形，对流体进行吸入/排出，

并且还具备：

旋转凸轮部件，其在外周面形成了凸轮槽；和

减速齿轮机构，其设置在所述电动机与所述旋转凸轮部件之间，并将所述电动机的旋转力传递给所述旋转凸轮部件，

所述驱动部件与所述旋转凸轮部件的所述凸轮槽卡合，且伴随所述旋转凸轮部件的旋转在所述电动机的旋转轴线方向上往返移动，

所述减速齿轮机构的输入轴和输出轴设置在所述电动机的所述旋转轴线上，并且，所述旋转凸轮部件的旋转轴心、所述驱动部件的轴心、所述隔膜的中心设置在所述电动机的所述旋转轴线上，

所述减速齿轮机构包括：恒星齿轮；行星齿轮，其与该恒星齿轮啮合而自转、并且绕所述恒星齿轮公转；第一内齿轮，其与该行星齿轮啮合且被固定保持；以及第二内齿轮，其也与该行星齿轮啮合、设置有所述输出轴且能够旋转，

所述第一内齿轮与所述第二内齿轮的齿数被设定得不同，

所述输入轴与所述电动机直接连结并且设置于所述恒星齿轮，所述输出轴设置在与所述行星齿轮的公转中心对应的位置上，并且与所述旋转凸轮部件连结。

2.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述驱动部件的一侧的端部形成为所述隔膜能够按压的弧面状。

3.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，

具备箱体，该箱体收容所述减速齿轮机构、所述旋转凸轮部件、所述驱动部件、和所述隔膜，

在该箱体的内壁面形成支撑所述隔膜的支撑部，并且，

在所述箱体收容控制所述被吸排的所述流体的流动的阀体和安装该阀体的圆筒状的阀体安装部件，

通过将所述阀体安装部件压入所述箱体内，所述隔膜被压在所述支撑部上。

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