JP2003206867A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

ダイヤフラムポンプ

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JP2003206867A JP2002019900A JP2002019900A JP2003206867A JP 2003206867 A JP2003206867 A JP 2003206867A JP 2002019900 A JP2002019900 A JP 2002019900A JP 2002019900 A JP2002019900 A JP 2002019900A JP 2003206867 A JP2003206867 A JP 2003206867A
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耕司 大西
Goro Kakizawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出弁や吸入口を組み立てが簡単で、保
管、移送の際の変形の少ない構造にし、それにより組み
立て、製造を容易にする。 【解決手段】 ポンプ室を形成する複数のダイヤフラ
ム部を平板状の部分にて接続したダイヤフラム本体の、
各ダイヤフラム部を接続する平板状部分に吸入弁を形成
し、また複数のダイヤフラム部の間のポンプ中央部分に
平板状の吐出弁を設けた構成で、ダイヤフラム部と吸入
弁とを一体化したことと、吐出弁を平板状にしたことに
より組み立てを簡単化した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムポン
プに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のダイヤフラムポンプは、図12に
示すような構成である。この図において21はモータ、
22はモータ21の出力軸、23は出力軸22に固定さ
れたクランク台、24はクランク台23に傾斜させて固
定されている駆動軸、26は駆動軸24に対して回動可
能に取り付けられている駆動体、27はケーシング、2
8はシリンダー部、29はバルブハウジングである。3
1はダイヤフラム部、32は円筒状の吐出弁で、このダ
イヤフラム部31と吐出弁32とが一体に構成されてい
てダイヤフラム本体31を構成する。このダイヤフラム
本体31はシリンダー部28とバルブハウジング29と
により保持されている。また33、34はバルブハウジ
ング29と一体に形成された弁室部(共通室)および吐
出口、35は吸気口、36は吸気弁である。
【0003】このような構成のダイヤフラムポンプは、
モータ21の駆動による出力軸22の回転によりクラン
ク台23が回転する。このクランク台23の回転により
それに固定されている駆動軸24はその傾斜方向が変化
する。それにより駆動部26も変化し、それに取り付け
られたダイヤフラム部31の駆動部(ピストン部)31
aが往復動しポンプ作用を行なう。つまり図面右側のダ
イヤフラム部のように駆動部31aが上昇するとポンプ
室の容積が減少して圧力が増加し、円筒状の吐出弁32
を開いて吐出口34より流体が送り出される。一方、左
側のダイヤフラム部のように駆動部が下降するとそのポ
ンプ室の容積が増大し吸気弁35を開いて外部の流体が
流入する。
【0004】このように、ポンプ室の容積の変化によ
り、流体は外部より吸気弁を通ってポンプ室内に流入
し、次に流入した流体は吐出弁を開いて吐出口より供給
されるというポンプ作用を行なう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来のダイ
ヤフラムポンプは、吐出弁がダイヤフラム部と一体に形
成された筒状の弁であり、そのためにこの筒状の弁が配
置された弁室部(共通室)を構成する部分が同様に筒状
をなし、蓋体の表面部分より突出した形状であり、この
弁室部の上側端面より伸びた吐出口を有し、この吐出口
に供給すべき箇所に導くためのパイプ等を接続して用い
られる。
【0006】そのために、従来のダイヤフラムポンプ
は、少なくとも弁室部(共通室)を形成する前記筒状の
部分より外部に突出しているために比較的大型にならざ
るを得ず、しかもその形状が段をなしている。そのため
にポンプの配置場所が制限されることがまれにはある。
【0007】また吐出弁が円筒状であるため、弁を作成
した後ポンプを組み立てるまでの部品保管、移送等の間
に円筒形状の吐出弁が変形する欠点がある。更にこの筒
状の弁が薄肉であるため、ポンプを組み立てる際の弁室
部(共通室)への筒状の弁を挿入する作業が面倒である
等組み立て上の問題もある。
【0008】本発明は、組み立てが容易である等製造が
容易であり、より小型化し得るダイヤフラムポンプを提
供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のダイヤフラムポ
ンプは、ポンプ室を形成するダイヤフラム部を複数有
し、これらダイヤフラム部を平板状の部分にて接続して
一体化したダイヤフラム本体と、ダイヤフラム本体の平
板状の部分に各ダイヤフラム部を夫々対応させて形成し
た吸入弁と、各ダイヤフラム部の中心付近に設けられて
いる吐出弁とを備えた構成であって、各ダイヤフラム部
をそれらに一体に設けられた駆動部(ピストン)を往復
動させることによりポンプ作用を行なうものである。
【0010】つまり、一つのダイヤフラム部の駆動部を
移動させてポンプ室の容積が大になるようにして吸入弁
を開き吐出弁を閉じて外部より流体をポンプ室内に流入
し、また駆動部の逆方向の移動によりポンプ室の容積を
小にして吐出弁を開き吸入弁を閉じて流体をポンプ室よ
り吐出口を通じて供給するようにしたもので、吸入弁と
吐出弁とを共に平板状にしたこと等を特徴とするもので
ある。また、本発明のダイヤフラムポンプは、ダイヤフ
ラム本体の平板状部分に設けられた吸入弁が、弁の作用
する薄肉部が結合部分にて保持された構成で、弁の作用
をする薄肉部の周辺に開口を有するもので、この弁の作
用をする部分が吸入口を塞ぎ、その開閉により弁の開閉
を行なう。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明のダイヤフラムポンプ
の実施の形態を図にもとづいて説明する。
【0012】図1は、本発明の第1の実施の形態のポン
プの構成を示すもので、図において1はモータ、2はモ
ータ1の出力軸、3は出力軸2に固定されているクラン
ク台、4はクランク台3に出力軸2に対し傾斜させて固
定されている駆動軸、6は駆動体で、その軸受部6aに
駆動軸4が挿入されることにより駆動軸4に回動可能に
取り付けられている。7は通気孔7aを有するケース、
8はシリンダー部、9はバルブハウジング、10は集気
体、11はシリンダー部8とバルブハウジングとにて保
持されているダイヤフラム部11aを有するダイヤフラ
ム本体、12はポンプ室、13はバルブハウジング9に
取り付けられている吐出弁、14は吐出口である。そし
てケース7、シリンダー部8、バルブハウジング9、集
気体10をシリンダー部8とバルブハウジング9とによ
りダイヤフラム本体11を挟み、また吐出弁13をバル
ブハウジング9に取り付けて、図1に示すように組み立
てたものである。
【0013】この実施の形態のポンプにおいて、ダイヤ
フラム本体11は、図2に示す通りであり、そのうち
(A)は平面図、(B)は側面図(断面図)である。ま
た図3はシリンダー部8の形状を示す図で、(A)が平
面図、(B)は断面図である。更に図4はバルブハウジ
ング9の平面図、図5は、集気体で(A)は底面図、
(B)は断面図、図6は吐出バルブ13であって、その
うち(A)が図1に示す第1の実施の形態のポンプにて
用いられているものである。
【0014】本発明のダイヤフラムポンプは、前記の通
りのダイヤフラム部等が図1に示すように組み立てられ
たものである。
【0015】次にこの第1の実施の形態のダイヤフラム
ポンプを構成する各部とそれらが組み立てられた状態に
おける全体の構成を詳細に述べる。
【0016】まず、ダイヤフラム本体11は、図2に示
すような構成で、複数のダイヤフラム部11a(この図
のものは(A)の平面図のように3ケが円周上に等間隔
に配置されている)とこれら各ダイヤフラム部11aの
間には三つの薄い平面状のバルブ部分11cが形成さ
れ、各バルブ部分11cには孔11dが形成された形状
である。このダイヤフラム本体11は、図1に示すよう
にシリンダー部8とバルブハウジング9とにより保持さ
れている。
【0017】また、シリンダー部8は、図3に示すよう
に各ダイヤフラム部11aが配置されるシリンダー8a
とシリンダー8aの間に孔8bが形成されている。
【0018】またバルブハウジング9は図4に示す通り
の形状である。この図は図1の下方より見た図で9aは
通気孔、9bは溝、9cは弁取付孔である。
【0019】以上のようなシリンダー部8とダイヤフラ
ム本体11とバルブハウジング8を図1に示すようにダ
イヤフラム本体11をシリンダー部8とバルブハウジン
グ9とにより挟んで保持する。
【0020】このようにダイヤフラム部11を保持した
上で、吐出弁13をバルブハウジング9の弁取付孔9c
に凸部13bを圧入する等により取り付け、更に吐出口
14を有する集気体10をバルブハウジング9に取り付
けるようにしている。
【0021】このようにして、図1に示す本発明の第1
の実施の形態のポンプが組み立てられる。
【0022】次にこの本発明の第1の実施の形態のポン
プの作用について述べる。
【0023】このポンプは、モータ1を駆動することに
より、出力軸2を回転させこれに固定するクランク台3
を回転させる。これにより駆動軸4がその傾斜方向を変
化させ、駆動体6の傾斜方向を変化させて、図12の従
来のポンプと同様にダイヤフラム部11aの駆動部11
bを上下動する。
【0024】この駆動部11bの上下動によりポンプ室
12の容積が変化する。このダイヤフラム部11aの駆
動部11bが図1より上昇するとポンプ室12の容積が
減少して圧力が増大し、これにより弁13(図6のリブ
13cの間の弁の部分13a)を開きリブ13cの間を
通り図5の集気体10のバルブハウジングとの間の空隙
を通り吐出口14より外部に供給される。この時に、他
のダイヤフラム部に対応する吐出弁は閉じられている。
【0025】また、図1の右側のダイヤフラム部11a
の駆動部11bが下降してポンプ室12の容積が増大す
るとポンプ室内の圧力は減少し、吐出弁13は閉じる。
逆にダイヤフラム本体の平板状の肉薄部分(吸入弁)1
1cは空間15側に変形して開き、これにより生ずるシ
リンダー部8との間隙に孔8aよりシリンダー部8、ケ
ース7の空間内の流体が流入し、更に小孔11dを通り
バルブハウジング9の溝9aを通ってダイヤフラム部内
に流入する。その際ケース7に設けられた通気孔7aよ
り外部よりケース7内に流体が流入する。
【0026】このような操作を繰り返すことによりこの
ポンプ室は、流体の流入と流出を続けてポンプ作用を行
なう。
【0027】また、他のダイヤフラム部(ポンプ室)も
全く同じ操作によりポンプ作用が行なわれる。しかも、
図1に示すポンプは、駆動機構が前述の通りの構成であ
り、駆動体の連続した傾斜方向の変化により、一定の位
相差をおいての各ダイヤフラム部の操作によりほぼ連続
した流体の供給が行なわれる。
【0028】この第1の実施の形態のポンプは、前述の
ような構成であって、吸入弁、吐出弁が共に複数の弁を
一体に形成したもので、部品点数が少なく、また吐出弁
を平板状の弁にしたことにより、従来例の共通室を形成
する筒状部分の代わりに平板に近い集気体としたことに
よりケース7から集気体10までが流体供給のためにパ
イプ等を取り付ける吐出口14を除いてほぼ円筒状をな
し、ポンプの高さを低くでき、したがってポンプの小型
化が可能である。また吐出弁13の取り付けは、バルブ
ハウジングの孔9cに凸部13bを圧入または引き込む
ことにより簡単に行ない得ると共に、シリンダー部、ダ
イヤフラム本体、その他の部品も順次組み合わせて固定
することにより簡単に組み立て得る等、ポンプの組み立
てが容易である。
【0029】次に本発明のダイヤフラムポンプの第2の
実施の形態を述べる。
【0030】本発明の第2の実施の形態は、図8に示す
もので吐出弁として図6の(B)に示す構成のものを用
いた例である。この吐出弁は、弁の中央部分に凹部(弁
取り付け用凹部)13dを設けた形状である。一方、図
2に示すようにバルブハウジングの中央には吐出口(集
気体側)に前記の吐出弁の凹部13dに嵌合する弁取り
付け用凸部9dを設け、吐出弁の凹部13dをバルブハ
ウジングの凸部9dに嵌合させるように弁を配置し、そ
のリブ18cの部分を集気体10により抑えることによ
り吐出弁を固定するようにしたものである。その他の構
成は第1の実施の形態と実質上同じである。
【0031】また、吐出弁としては、図6に示す
(C)、(D)等が考えられる。
【0032】これら図において、(C)は吐出弁の下面
中央に取り付け用の凸部13eを設けた形状の弁であ
る。この弁を使用する場合、バルブハウジングの中央部
分に弁の凸部に嵌合する凹部を設け、この凹部に弁の凸
部を嵌合させ、集気体にてリブを押さえるようにして固
定すればよい。
【0033】また、図6の(D)に示す吐出弁は、
(C)と同様の構成であって、弁の部分13aを通気孔
を塞いで弁の作用を持たせるのに必要最小限の面積のも
のにし、弁の開閉を容易に行ない得るようにしている。
つまり、ポンプ室内の圧力の増減が僅かであっても弁の
開閉が可能であり、例えばより小型のダイヤフラムポン
プにも使用可能である。
【0034】尚、図6の(A)、(B)の構成の弁にお
いて、同様に弁の部分の形状を図6の(D)の13aの
ようにしてより小型なポンプに使用可能にし得る。
【0035】次に、本発明のダイヤフラムポンプにて用
いられる吸入弁は、前記第1、第2の実施の形態に用い
られるもののほか、各種の形状のものが考えられる。つ
まり図7に示すようなものが考えられる。このうち
(A)は図1に示す実施の形態のポンプにて用いられて
いるもので、(B)〜(D)は、異なった形状の吸入弁
を示している。尚、これら図において左側は平面図、右
側は断面図を示している。
【0036】これら弁のうち、(A)は前記の通り図1
のポンプに用いられているもので、各ダイヤフラム部の
間に円形状の薄肉部11cを形成し、更に通気孔と重な
らない位置に小孔11dを設けたもので、円形状の薄肉
部11cにしたことによりこの部分の変形が容易になり
弁の作用をするようにしている。
【0037】また(B)に示す流入弁は、円形状の薄肉
部11cの周辺にリング状の傾斜部11eを設け変形を
容易にしたものである。この弁も(A)と同じような位
置に小孔11dを設けてある。
【0038】また(C)は弁を構成する円形状の薄肉部
11fを複数の一定巾の保持部(図に示すものは三つの
保持部)11gにて保持した形状であって、この薄肉部
11fによりシリンダー部に形成された通気孔を塞ぐよ
うにした構成であり、この薄肉部の周辺には間隙がで
き、したがって小孔を設ける必要はない。
【0039】(D)はダイヤフラム本体11の平板状の
部分に円形状の開口11iとシリンダー部の通気孔を塞
ぐ舌状の薄肉部11hを形成したもので、この舌状の薄
肉部が弁としての作用をする。この例も開口と舌状の薄
肉部との間に空隙を有するため薄肉部に小孔を設ける必
要はない。
【0040】更に図7の(E)は、ダイヤフラム本体1
1の平板状の部分に円形状の開口11jと通気孔を塞ぐ
開口11jよりも小径の円形状部分11mとこれより図
面上下方向に伸びる保持部11nとよりなる薄肉部とに
て形成されている。また、11pは開口11jと弁を形
成する薄肉部11mとの間に形成される弧状の開口であ
る。
【0041】この吸入弁は、小径の円形状の薄肉部分1
1mが通気孔を開閉する弁を構成する。そして、この小
径の円形状の薄肉部分11mが、シリンダー部8の上側
の面から離れ通気孔を開くことにより通気孔より流れ込
む流体は、円形状の開口11jを凹部内に入り、バルブ
ハウジング9の溝9bを通って、ダイヤフラム部11a
に流れ込む。したがって、(A)、(B)の吸入弁に形
成されている孔11cを薄肉部に設ける必要はない。
【0042】尚、この(E)に示す弁を使用した例とし
て、後に述べる第3の実施例がある。
【0043】次に、本発明の第3の実施の形態について
述べる。この第3の実施の形態は、図8に示す通りの構
成で、ポンプの基本構成は、第1、第2の実施の形態の
ポンプと同じである。しかし、吸入弁11cの構成が異
なっている。この第3の実施の形態の吸入弁11cは、
ダイヤフラム本体11の平板状部分に設けられている点
では、前記第1、第2の実施の形態と同じであるが、吸
入弁自体の構成は、図7の(E)に示す通りで、第1、
第2の実施の形態とは相違する。
【0044】また、シリンダー部8に設けられている吸
入孔8aは、図9および図10に示すように、各吸入弁
につき二つ設けてある。つまり、図7の(E)に示すよ
うにこの実施の形態の吸入弁は、図7の(A)に示す吸
入弁等のように孔11dを設ける必要がない。そのた
め、この第3の実施の形態のポンプはシリンダー部8に
形成する吸入口8aの位置を、図7の(A)の弁等のよ
うに孔1dを有する弁を用いる場合のように、この孔に
重ならないように吸入口8aの位置をずらす必要がな
い。したがって、シリンダー部8の吸入口8aは吸入弁
11cの中央に位置するようにすることが好ましい。ま
た、この実施の形態のポンプのように、二つあるいはそ
れ以上の孔を設けてもよい。
【0045】この第3の実施の形態において用いられ
る、図7の(E)に示す吸入弁は、保持部11nにて保
持する形状であるために、弁の開閉作用が容易であり、
確実な弁開閉が可能になる。
【0046】図11は、本発明の第4の実施の形態を示
す図である。
【0047】この第4の実施の形態のダイヤフラムポン
プは、吐出弁13の構成が、第1、第2の実施の形態と
相違するが、他の構成は、第1、第2の実施の形態と同
じである。
【0048】つまり、この第4の実施の形態のダイヤフ
ラムポンプは、吐出弁13が、図6の(E)に示すよう
に中心部分に弁を押圧して固定する固定部13fを設
け、この固定部13fより放射状に三つのリブ13cを
形成したもので、このリブ13cのうちの隣接するリブ
間の薄肉部分が各ポンプ室12に対応する弁13aを構
成する。
【0049】この図6の(E)の吐出弁13は、固定部
13fを構成する凹部内にバルブ押え部を挿入して吐出
弁13を所定の位置に固定、保持するために、第4の実
施の形態では、図11の(A)に示すように集気体10
の中央にバルブ押え部10bを形成してある。このバル
ブ押え部10bは、図11の(B)にその部分を拡大し
て示すように、保持用のリブ10cにて支持するもの
で、リブ10cの間は通気孔10dとなっている。
【0050】このように、第4の実施の形態のポンプ
は、集気体10にバルブ押え部10bを形成することに
より、吐出弁13を所定位置に確実に保持固定すると共
に、リブ10cの間に通気孔10dを形成することによ
り、ポンプ作用時における各ポンプ室より吐出弁13を
開いて流れる流体は、吐出口14より外部へ支障なく供
給される。
【0051】また、第1、第2、第3、第4の実施の形
態においては駆動機構を、クランク台に傾斜させて固定
した駆動軸4に駆動体6の軸受部を回動可能に取り付け
た構造であるが、駆動軸に駆動体を固定し、クランク台
に斜めの孔を設けこれに駆動軸を回動可能に設けても、
第1、第2の実施の形態におけると同様に複数のダイヤ
フラム部の駆動部を一定の位相差をもって往復運動させ
ることができ、これによりポンプ作用を行なうことがで
きる。
【0052】更に駆動機構としては図1等に図示するも
の以外の機構であっても、これと同等の作用を奏する機
構であればどのようなものでもよい。
【0053】また、ケース7に設けた通気孔7aは、図
示する位置に限るものではない。つまり上記実施の形態
のダイヤフラムポンプは気体を供給する等に用いるタイ
プのもので、前記通気孔7aを通ってケース7内に流入
した空気を前記操作により吐出口より供給するものであ
る。しかし、気体に限ることなく、流体を流入させる口
を適切な位置に設定することにより液体等の気体以外の
流体の供給にも使用し得る。
【0054】
【発明の効果】本発明のダイヤフラムポンプは前述のよ
うな構成にすることにより、従来のこの種のポンプと比
べ部品点数が少なくまた組み立てが容易であり、小型特
に高さ(出力軸方向の長さ)を小になし得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のダイヤフラムポンプの第1の実施の
形態の構成を示す図
【図2】 本発明のダイヤフラムポンプのダイヤフラム
本体の構成を示す図
【図3】 本発明のダイヤフラムポンプのシリンダー部
の構成を示す図
【図4】 本発明のダイヤフラムポンプのバルブハウジ
ングの底面図
【図5】 本発明のダイヤフラムポンプの集気体の構成
を示す図
【図6】 本発明のダイヤフラムポンプで用いる吐出弁
の各種の例を示す図
【図7】 本発明のダイヤフラムポンプで用いる吸入弁
の各種の例を示す図
【図8】 本発明のダイヤフラムポンプの第2の実施の
形態の構成を示す図
【図9】 本発明のダイヤフラムポンプの第3の実施の
形態の構成を示す図
【図10】 本発明の第3の実施の形態のシリンダー部
の構成を示す図
【図11】 本発明のダイヤフラムポンプの第4の実施
の形態の構成を示す図
【図12】 従来のダイヤフラムポンプの構成を示す図
【符号の説明】
1 モータ 2 出力軸 3 クランク台 4 駆動軸 6 駆動体 7 ケース 8 シリンダー部 9 バルブハウジング 10 集気体 11 ダイヤフラム本体 11a ダイヤフラム部 12 ポンプ室 13 吐出弁 14 吐出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿澤 五郎 東京都稲城市矢野口424番地 応研精工株 式会社内 Fターム(参考) 3H077 AA12 CC02 DD02 DD12 EE36 EE37 FF01 FF06 FF12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプ室を形成するダイヤフラム部を
    複数平板状の部分にて一体に接続したダイヤフラム本体
    と、前記ダイヤフラム本体の平板状の部分に各ダイヤフ
    ラム部を夫々対応させて形成した吸入弁と、前記複数の
    ダイヤフラム部のほぼ中心位置に配置された一つの平板
    状の吐出弁とを備えていて、前記各ダイヤフラム部に設
    けられた駆動部を一定の位相差を設けて順次上下動させ
    ることによりポンプ作用を行なうダイヤフラムポンプ。
  2. 【請求項2】 前記各ダイヤフラム部の開口部分を覆
    いかつ各ダイヤフラム部に対応する位置に夫々小孔を有
    するバルブハウジングを備え、前記平板状の吐出弁が固
    定部を有し該固定部を前記バルブハウジングに形成され
    た取り付け孔に圧入することにより該吐出弁をバルブハ
    ウジングに固定するようにしたことを特徴とする請求項
    1のダイヤフラムポンプ。
  3. 【請求項3】 前記各ダイヤフラム部の開口部分を覆
    いかつ各ダイヤフラム部に対応する位置に夫々小孔を有
    するバルブハウジングを備え、前記平板状の吐出弁に凹
    部または凸部を形成し前記バルブハウジングに凸部また
    は凹部を形成し、前記吐出弁の凹部に前記バルブハウジ
    ングの凸部をあるいは前記吐出弁の凸部に前記バルブハ
    ウジングの凹部を嵌合させて集気体にて押えることによ
    り前記吐出弁を固定するようにしたことを特徴とする請
    求項1のダイヤフラムポンプ。
  4. 【請求項4】 前記ダイヤフラム本体のダイヤフラム
    部を収納するシリンダー部を有し、前記ダイヤフラム本
    体の平板状部分に小孔を設け、前記シリンダー部に吸入
    孔を設け、前記小孔と前記吸入孔との位置をずらしたこ
    とを特徴とする請求項1、2または3のダイヤフラムポ
    ンプ。
  5. 【請求項5】 前記ダイヤフラム本体のダイヤフラム
    部を収納するシリンダーを含むシリンダー部を有し、前
    記シリンダー部が前記シリンダーの外に設けられ前記各
    ダイヤフラム部に対応する吸入口を少なくとも一つ有
    し、前記吸入弁が前記ダイヤフラム本体の各ダイヤフラ
    ム部内の平板状部分に前記吸入口を開閉可能に塞ぐ薄肉
    部にて形成されることを特徴とする請求項1、2または
    3のダイヤフラムポンプ。
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