JP2003293958A

JP2003293958A - 液体用ダイヤフラムポンプ

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Publication number: JP2003293958A
Application number: JP2002100056A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Fukami; 正深美
Original assignee: Oken Seiko Co Ltd
Current assignee: Oken Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP4131459B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液体を吸い上げる力が十分得られ、脈流と
なるのを抑え、また液体用のポンプとして用いても振動
を生ずることのない、液体を吸い上げるのに適したダイ
ヤフラムポンプを構成することを目的とする。【解決手段】複数のダイヤフラム部を一体に形成し
たダイヤフラム本体と、この複数のダイヤフラム部のほ
ぼ中央に配置されていて平板状をなす一つの吐出弁を備
え、ダイヤフラム部に一体に形成された駆動部を往復動
させる駆動機構により各ダイヤフラム部の駆動部を一定
の位相差にて往復運動させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体用ダイヤフラ
ムポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体を送るために用いるポンプと
して、一般にはインペラーポンプが知られている。

【０００３】このインペラーポンプは、液体を吸い上げ
る力が弱い。そのために、インペラーポンプにて液体を
吸い上げる場合、ポンプは液面より下に設置しなければ
ならない。したがって、ポンプの設計に制約がある等の
欠点がある。

【０００４】そのために、液体を吸い上げるために用い
るポンプで、自吸型ポンプとして、容積型ポンプが使用
される。特に液漏れの少ないダイヤフラムポンプが一般
に用いられている。

【０００５】この液体用ダイヤフラムポンプの一例を示
すと、図７に示す通りの構成である。

【０００６】図において、２１はモータ、２２はモータ
の出力軸、２３は出力軸２２に圧入固定されたクランク
体、２４はクランク体２３に固定されたクランク軸、２
５は軸受穴２５ａを有し、クランク軸２４に回動自在に
取り付けられたコネクチングロッド、２７はコネクチン
グロッド２５の先端部２５ｂに固定されたダイヤフラ
ム、２８はポンプ室である。また、２９はバルブハウジ
ング、３０は吸入口３１および排出口３２を有するケー
シングである。更に、３３は吸入弁、３４は吸入口であ
る。

【０００７】この従来の液体用ダイヤフラムポンプは、
モータ２１の駆動により出力軸２２が回転するとクラン
ク体２３が回転する。これにより、クランク体２３に出
力軸２２に対し偏芯して固定されているクランク軸２４
が出力軸２２を中心に回転する。このクランク軸２４の
回転によりコネクチングロッド２５が上下動し、ダイヤ
フラム２７の駆動部２７ａも上下動する。

【０００８】この駆動部２７ａの上下動により、ダイヤ
フラム２７とバルブハウジング２９との間に形成される
ポンプ室２８の容積が変化する。つまり、コネクチング
ロッド２５が下方に移動し、ダイヤフラム２７の駆動部
２７ａが下方に移動すると、ポンプ室２８の容積は増加
し、ポンプ室２８内の圧力が低下する。このポンプ室２
８の圧力の低下によって、吸入弁３３が開き、吸入口３
１より液体がポンプ室２８内に流入する。

【０００９】次に、コネクチングロッド２５が、上方に
移動すると、その先端に取り付けられているダイヤフラ
ムの駆動部２７ａも上方に移動する。この駆動部２７ａ
の移動により、ポンプ室の容積は減少し、その圧力は増
大する。このポンプ室２８内の圧力の増大により、開か
れている吸入弁３３は閉じ、排出弁が開く。これによ
り、ポンプ室２８内の液体は、排出孔３６を通り、排出
口３２より外部に供給される。

【００１０】上記動作を繰り返すことにより、ポンプ作
用が行なわれる。

【００１１】この従来のダイヤフラムポンプは、モータ
が半回転するごとに、液体の吸入と排出が繰り返され
る。

【００１２】このように、モータの半回転ごとに液体の
吸入と排出が繰り返されるため、ポンプより供給される
液体は脈流となり、また振動が大になる欠点がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、配置位置が
液面下に限定されることなく、しかも吸い上げる力を十
分大にし得て、また脈流も少なく、耐久性がある液体用
ダイヤフラムポンプを提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の液体用ダイヤフ
ラムポンプは、夫々ポンプ室を形成する複数のダイヤフ
ラム部を有するダイヤフラム本体と、複数のダイヤフラ
ム部のほぼ中央に配置される一つの吐出弁と、各ダイヤ
フラム部の開口部に設けられている平板状の吸入弁とを
備えていて、各ダイヤフラム部にこれと一体に設けられ
た駆動部を一定の位相差を設けて順次往復動させること
によりポンプ作用を行なうものである。

【００１５】本発明の液体用ダイヤフラムポンプは、前
記のような構成で、吐出弁が具体的には後に述べるよう
な構成であり、一つの弁で各ダイヤフラムに対して吐出
弁としての作用を行なうものであり、各ダイヤフラム部
の駆動部の往復動により、夫々のダイヤフラム部に設け
られた吸入弁を開いてダイヤフラム部内に液体を流入
し、その液体を一つの吐出弁の一部の平板部分を開いて
液体を外部へ供給するものである。

【００１６】この本発明の液体用ダイヤフラムポンプ
は、その吐出弁が本発明の発明者が開発し特願２００２
−１９９００号として出願したダイヤフラムポンプで、
空気を供給することを主目的としたダイヤフラムポンプ
にて用いられているものである。前記出願後に、液体用
のポンプとして用いるための実験を行なった結果、この
吐出弁は、液体用のポンプに用いることにより、一層効
果を発揮し得ることを確認したことにもとづく。

【００１７】そして、本発明の液体用ダイヤフラムポン
プは、前記吐出弁を用いると共に他の構成を液体用に適
したものにした。これにより、ダイヤフラムポンプを液
体用としても十分な流量が得られるようにしたのが本発
明の液体用ダイヤフラムポンプである。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に本発明の液体用ダイヤフラム
ポンプの実施の形態を示す。

【００１９】図１は本発明の液体用ダイヤフラムポンプ
の第１の実施の形態を示す。この図１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
たクランク台、４はクランク台３に傾斜させて固定した
駆動軸、６は駆動軸４の先端部分に中心穴６ａを挿入し
て回動可能に取り付けられた駆動体、７はケース、８は
シリンダー部、９はバルブハウジング、１０は蓋体、１
１はダイヤフラム本体で、複数のダイヤフラム部１１ａ
を備え、各ダイヤフラム部にこれと一体に駆動部（ピス
トン）１１ｂを設けた構成で、ダイヤフラム部１１ａに
よりポンプ室１２を形成する。

【００２０】更に、１３は平板状の吐出弁、１４は蓋体
に形成されている吐出口、１５、１６は各ダイヤフラム
部１１ａに夫々設けられた吸入弁、１７、１８はバルブ
ハウジング９の各ダイヤフラム部１１ａの位置する箇所
に設けられた吸入孔、１９は蓋体１０に設けられた吸入
口である。

【００２１】この本発明の第１の実施の形態は、シリン
ダー部８の各シリンダー８ａ内に各ダイヤフラム部１１
ａを配置しまた各ダイヤフラム部１１ａの駆動部１１ｂ
を駆動体６に固定する。その上で、ケース７にシリンダ
ー８を固定、ダイヤフラム本体１１を配置し、更にバル
ブハウジングを配置する。これによりダイヤフラム本体
１１をシリンダー８とバルブハウジング９にて挟持す
る。更に、吐出弁１３をその凸部１３ａをバルブハウジ
ングの中心部分に形成された凹部９ｂに嵌合させて配置
し、バルブハウジング９に蓋体１０を固定することによ
り吐出弁１３を固定する。

【００２２】この第１の実施の形態は、吐出弁として次
に述べる図６（Ａ）に示す通りの構成のものを用いるこ
とにより、液体用としても十分な流量が得られると共
に、流量を大にしても弁の作用が確実に行なわれまた十
分な耐久性が得られる。この図６（Ａ）に示す吐出弁１
３は、平板状の部分１３ａにリブ１３ｃを設けたもの
で、リブの反対側に弁取り付けのためのおよび位置決め
のための長方形状の凸部（取り付け部）１３ｄを設けた
構成である。なお、図６において左側は平面図、右側は
側面図である。この吐出弁１３を図１に示すようにバル
ブハウジングの中央の凹部９ｂに取り付け用の凸部１３
ｄを嵌合させて配置し、蓋体１０のバルブ押え１０ａに
より固定する。

【００２３】更に吸入弁を平板状の弁にし、その材質の
選択等により、十分な流量が得られるように吸入口を大
にしても確実な弁作用をなし得るようにした。つまり、
この吸入弁はステンレス等の金属あるいは比較的強度が
大であるポリプロピレン等の合成樹脂を用い、ある程度
の流量の液体の流通またはその停止に耐え得るようにし
たものである。

【００２４】更にダイヤフラム部１１ａの駆動部１１ｂ
の駆動体６への取り付け部１１ｄを環状溝を設けた構成
にし、この取り付け部１１ｄを駆動体６に設けた取り付
け穴６ｂに嵌合させている。

【００２５】図２は、駆動体６を下方より見た図であ
る。この図に示すように、駆動体６は取り付け穴６ｂと
この穴６ｂに通ずる溝６ｃを有している。ダイヤフラム
部の駆動体６ｂは、駆動体６ｂに形成された取り付け部
１１ｃを駆動体６の溝６ｃを利用して取り付け穴６ｂに
嵌合させることにより、駆動体に取り付ける。

【００２６】この第１の実施の形態は、ダイヤフラム部
の駆動部６ｂの駆動体６への取り付けを上記のような手
段を用いているために、確実に固定される。したがっ
て、前記のような構成の吐出弁および吸入弁を用いて、
十分な流量の液体の流入および排出を行なうポンプの駆
動機構として好ましい。即ち、ダイヤフラム部と駆動体
との接続が確実であるため、ダイヤフラム部（ポンプ
室）の減圧による多量の液体の吸引のために強い力でダ
イヤフラム部の駆動部を引き下げても接続部より抜けた
り、破損する等の問題を生ずることがない。また駆動部
１１ｂの駆動体６への取り付け部１１ｃの耐久性も十分
である。

【００２７】この図２のうち、（Ａ）は、駆動体６の取
り付け穴６ｂにこれより図面左右方向に向けて溝６ｃを
形成した例であり、（Ｂ）は、図面左側は上方に向け、
一方図面右側は下方に向けて溝６ｄを形成した例であ
る。

【００２８】これら図２に示す駆動体において、（Ａ）
に示すものは、ダイヤフラム本体１１に一体化されたダ
イヤフラム部（図面の左右のダイヤフラム部）１１ａの
駆動部１１ｂを夫々左右両方向より駆動体６の溝６ｃよ
り挿入する必要がある。

【００２９】一方、図２の（Ｂ）に示す駆動体は、左右
のダイヤフラム部１１ａの駆動部１１ｂを回しながら溝
６ｃに挿入する。そのため駆動部１１ｂの挿入が容易で
ある。

【００３０】本発明のダイヤフラムポンプは、クランク
体３の回転により駆動軸４がすりこぎ状の運動をする。
そのため、駆動体６自体はその傾きを変化させるのみで
あるが、この駆動体６に対しても回転方向の力が加わ
る。その結果、（Ｂ）に示すものはクランク台３の回転
方向によっては駆動部１１ｂが駆動体６の溝６ｂに沿っ
て抜けることになる。そのため、図２（Ｂ）に示す駆動
体の場合、クランク台３を図において時計方向に回転さ
せる必要がある。逆にクランク台の回転が反時計方向の
場合は、溝１１ｃを（Ｂ）とは逆に設ければよい。

【００３１】以上述べたように、本発明の第１の実施の
形態は、液体用ポンプに用いても十分な機能を発揮し得
る平板状の吐出弁を用いると共に、吸入弁、ダイヤフラ
ム部の駆動部の駆動体への取り付け機構等も液体用とし
て好ましい構成とすることにより、液体用ダイヤフラム
ポンプを実現したものである。

【００３２】次に本発明の液体用ダイヤフラムポンプの
第２の実施の形態について述べる。

【００３３】図３は本発明の第２の実施の形態の構成を
示す図である。

【００３４】図３において、１はモータ、２はモータ１
の出力軸、３はクランク台、４は駆動軸、６は駆動体、
７はケース、８はシリンダー、９はバルブハウジング、
１０は蓋体、１１はダイヤフラム部１１ａを有するダイ
ヤフラム本体、１２はポンプ室、１３は平板状の吐出
弁、１４は吐出口、１５、１６は吸入弁、１７、１８は
吸入孔、１９は吸入口である。これらの構成は、第１の
実施の形態と実質上同じである。

【００３５】この第２の実施の形態は、第１の実施の形
態と同様、平板状の吐出弁１３を用いると共に、吸入
弁、ダイヤフラム部の駆動部の駆動体への取り付け部分
の構造を液体用ポンプに適した構成にした。

【００３６】この第２の実施例のダイヤフラムポンプに
て用いる吐出弁は、第１の実施例の吐出弁と実質上同じ
構成である。しかし、第１の実施例の吐出弁の取り付け
部１３ｄが凸部であるのに対し、第２の実施例の吐出弁
は、この取り付け部１３ｄを凹部とし、この凹部をバル
ブハウジングに設けた凸部９ａに嵌合させる構成である
点で相違する。

【００３７】また、吸入弁１５、１６はアンブレラー弁
を用いている。

【００３８】更に、駆動部１１ｂの駆動体６への取り付
け手段は次の通りである。図示するように、駆動体６の
ダイヤフラム部の駆動部を取り付ける位置に断面Ｔ字上
の凸部６ｄを形成してある。また、ダイヤフラム部１１
ａの駆動部１１ｂには、凸部６ｄと同一形状の凹部１１
ｄを形成する。これにより、駆動体６の凸部６ｄに駆動
部１１ｂの凹部１１ｄを嵌合させて、駆動体６と駆動部
１１ｂとを結合させている。

【００３９】本発明の第２の実施の形態は、前記の通り
の構成にすることにより液体用に適したダイヤフラムポ
ンプになし得た。

【００４０】本発明の前記第１、第２の実施の形態のダ
イヤフラムポンプは、液体を吸い上げ、供給するもので
ある。そのために、ポンプ運転開始時等、液体の外に空
気がポンプ室内に吸入されることがある。その結果、ポ
ンプ室が負圧になり、図面上方への力が働くことがあ
る。そのため駆動体６も上方へ移動されシリンダー部８
の中央部分に駆動体６の中央凸部６ｄが当り、騒音等の
原因となる。

【００４１】この欠点を除去したのが、図４に示す第３
の実施の形態である。

【００４２】この第３の実施の形態のポンプは、シリン
ダー部８の中央にゴム等の弾性体よりなる緩衝材２０を
配置した。これにより、前述の通りの運転中駆動体が上
昇しても、その中央部分はこの緩衝材２０に当り、騒音
の発生等を防止する効果がある。

【００４３】次の図５に示すダイヤフラムポンプは、本
発明の第４の実施の形態であって、同様に、駆動体８の
上昇による音の発生を防止するようにしたものである。

【００４４】つまり、この第３の実施の形態のダイヤフ
ラムポンプは、駆動体６の中央部とシリンダー部８の中
央部との間に緩衝材２０としてスプリングを配置したも
のである。

【００４５】これにより、ポンプ運転開始時又は運転中
に駆動体が上昇するのを防止し得る。したがって、駆動
体６がシリンダー部８に接触することはなく、騒音の発
生等を防止し得る。

【００４６】以上述べた、第１、第２、第３、第４の実
施の形態にて用いている吐出弁は、夫々図６の（Ａ）ま
たはその取り付け部を変形した構成である。

【００４７】また、吐出弁として、上記図６の（Ａ）に
示す弁のほか、図６（Ｂ）乃至（Ｅ）に示す構成の弁が
考えられる。

【００４８】図６の（Ｂ）乃至（Ｅ）に示す吐出弁は、
三つのダイヤフラム部（ポンプ室）を夫々約１２０°の
間隔で配置したポンプに用いる他の吐出弁である。これ
らのうち、（Ｂ）は、中心部より三方向に放射状に伸び
たリブ１３ｃを有するもので、各リブ１３ｃの間が弁部
１３ａである。また、側面図に示すように、取り付け部
１３ｄを有し、これをバルブハウジングの取り付け穴に
圧入することにより、吐出弁１３をバルブハウジング９
に取り付ける。また（Ｃ）は第２の実施例と実質上同じ
であるが、前述のように三つのポンプ室を有するポンプ
に用いるものである。同様（Ｄ）は、第１の実施例と実
質上同じ構成であって、三つのポンプ室を有するポンプ
用である。更に（Ｅ）は（Ｄ）の吐出弁で、弁の作用を
行なう弁部１３ａを分離した構成である。

【００４９】なお、図６に示す吐出弁は、いずれもリブ
１３ｃを有するが、このリブ１３ｃを設けない構成にし
てもよい。その場合、蓋体１０のバルブ押え１０ａを長
くし、またその形状を変えることにより、例えばリブ１
３ｃが形成されていた部分を直接押えることにより、吐
出弁としての作用を実現し得る。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、吐出弁、吸入弁、駆動部と駆
動体との固定手段等を液体用に適した構成とし、これに
より液体用として使用可能で、十分な耐久性の得られる
ダイヤフラムポンプにした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の液体用ダイヤフ
ラムポンプの断面図

【図２】第１の実施の形態で用いる駆動体を示す図

【図３】本発明の第２の実施の形態の断面図

【図４】本発明の第３の実施の形態の断面図

【図５】本発明の第４の実施の形態の断面図

【図６】本発明の液体用ダイヤフラムポンプで用いる
吐出弁の構成を示す図

【図７】従来の液体用ダイヤフラムポンプの断面図

【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蓋体１１ダイヤフラム本体１２ポンプ室１３吐出弁１４吐出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ室を形成する複数のダイヤフラ
ム部を有するダイヤフラム本体と、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、前記各ダイヤフラム部の開口部分に夫々設けられ
た平板状の吸入弁とを備えていて、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往復
動させることによりポンプ作用を行なう液体用ダイヤフ
ラムポンプ。
【請求項２】ポンプ室を形成する複数のダイヤフラ
ム本体と、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、前記各ダイヤフラ
ムに一体に設けられた駆動部と、前記各駆動部を夫々一
定の位相差をもたせて往復動させる駆動機構とを備え、
前記駆動部を前記駆動機構に固定するための固定部が、
中心部分を囲む溝を有し、前記駆動機構に前記固定部と
嵌合する嵌合部を有することを特徴とする液体用ダイヤ
フラムポンプ。
【請求項３】ポンプ室を形成する複数のダイヤフラ
ム本体と、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、前記各ダイヤフラ
ムに一体に設けられた駆動部と、前記各駆動部を夫々一
定の位相差をもたせて往復動させる駆動機構とを備え、
前記駆動機構に断面がＴ字状をなす凸部を有し、前記駆
動部には前記駆動機構と嵌合する嵌合部を有し、前記駆
動機構の凸部と前記駆動部の嵌合部とを嵌合させること
により前記駆動部と前記駆動機構とは一体に連結した液
体用ダイヤフラムポンプ。
【請求項４】前記各ダイヤフラム部の開口部分に夫
々設けられた平板状の吸入弁を備えた、請求項２または
３の液体用ダイヤフラムポンプ。
【請求項５】前記駆動機構が、駆動装置の回転によ
りその傾斜方向が変化する駆動軸に回動可能に取り付け
られた駆動体よりなり、前記駆動体が傾斜方向を変化さ
せて駆動部を往復動させるもので、前記ダイヤフラム部
を収納するシリンダーを有するシリンダー部を有し、前
記シリンダー部または前記駆動体の中央部分に緩衝材を
配置した請求項２、３又は４の液体用ダイヤフラムポン
プ。