JP2004211584A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】流体の吐出量を増加させる。
【解決手段】ポンプ室６３を形成する複数のダイヤフラム部６を有するダイヤフラム７は、駆動体５に取り付けられて一体化されている。駆動体５は、ケース１１との間の圧縮コイルばね６０によって、ダイヤフラムホルダー３０に凸部２３を中心として上下方向に揺動自在にされている。モータ２の回転軸２ａに固着された回転体３の回転端部には、駆動体５に圧接されたローラ４が回転自在に支持されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血圧計等において圧縮空気を供給するために使用されるダイヤフラムポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイヤフラムポンプは、モータによって回転する回転板と、この回転板に対向し回転板の回転に連動して揺動する駆動板と、この駆動板の揺動によって上下動する複数のダイヤフラム部を有するダイヤフラムと、前記駆動板の円環状の溝と前記回転板の円環状の溝との間に圧接されたボールとを備え、回転板の回転によってボールが追従して自転しながら移動し、揺動板を揺動させることによりダイヤフラム部によって形成されたポンプ室を拡縮させるものがある。（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願までに発見するには至らなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３００４６号公報（段落「００１６」、図１）
【特許文献２】
特開２００２−１３０１３６号公報（段落「００３０」、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のダイヤフラムポンプにおいては、回転板に圧接されたボールは、回転板の回転に追従して自転しながら回転板の回転方向と同じ方向にころがりながら移動する。このため、回転板の回転速度は、回転板がボールを自転させるための回転板自身の速度に、ボールの自転によって回転板を移動させる速度が加わるために、ボールの移動速度の２倍になる。換言すれば、回転板の回転速度に対してボールの移動速度が１／２になってしまい、その分駆動体の揺動量も減るために、モータの回転速度を上げても作動流体の吐出量を増加できないといった問題があった。しかも、モータの回転速度を速くすればする程、ボールと回転板との間でスリップが生じ易くなるため、さらにボールの移動速度が低下していた。
【０００６】
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、作動流体の吐出量を増加させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明はモータによって回転する回転体と、この回転体の回転軸と同軸線上に揺動中心を有し回転体の回転に連動して揺動する駆動体と、この駆動体の揺動によって上下動する複数のダイヤフラム部を有するダイヤフラムと、このダイヤフラムの各ダイヤフラム部によって形成されるポンプ室と、この各ポンプ室に連通した吸気通路および排気通路と、前記ポンプ室から前記吸気通路への流れを阻止する第１の弁体と、前記排気通路から前記ポンプ室への流れを阻止する第２の弁体とを備え、前記各ダイヤフラム部を上下動させることにより前記各ポンプ室を拡縮させるダイヤフラムポンプにおいて、前記回転体に回転自在に支持され前記駆動体とともに前記ダイヤフラム部を圧縮させるローラと、このローラに前記駆動体を圧接させる付勢手段とを備えたものである。したがって、ローラは回転体の回転と一体的に旋回し、ばねの付勢力に抗してダイヤフラム部を順次圧縮する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明に係るダイヤフラムポンプの断面図、図２は同じくケースを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＩＩ（ｂ）−ＩＩ（ｂ） 線断面図、図３は同じく回転体を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）におけるＩＩＩ（ｃ）−ＩＩＩ（ｃ） 線断面図である。図４は同じく駆動体を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＩＶ（ｂ）−ＩＶ（ｂ） 線断面図、図５は同じくダイヤフラムホルダーを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＶ（ｂ）−Ｖ（ｂ） 線断面図である。図６は同じくダイヤフラムを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における ＶＩ（ｂ）−ＶＩ（ｂ）線断面図、図７は同じくバルブホルダーを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＶＩＩ（ｂ）−ＶＩＩ（ｂ） 線断面図、同図（ｃ）は底面図、図８は同じく蓋体を示し、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は底面図である。
なお、明細書中において方向を説明するために使用した「上、下」は、あくまでも図中における方向を説明したものであって、本発明に係るダイヤフラムポンプが実際に使用される際の上、下の方向とは必ずしも一致するものではない。
【０００９】
図１に示すように、全体を符号１で示すダイヤフラムポンプは、駆動源であるモータ２と、このモータ２によって回転する回転体３と、この回転体３に回動自在に支持されたローラ４と、このローラ４によって上下に揺動する駆動体５と、この駆動体５の揺動によって上下動する４個のダイヤフラム部６を有するダイヤフラム７と、第１および第２の弁体８，９とによって概略構成されている。
【００１０】
図１に符号１０で示すものは有底角筒状に形成されたケースであって、このケース１０は図２（ａ）に示すように、底部の中央部には孔１２が穿孔されており、この孔１２の周りには３個の挿通孔１３が穿孔されている。１４はケース１０の底部に突設した４個の凸部であって、ケース１０の４個の頂部に対応して設けられており、４個の頂部には、通しねじが挿通される挿通孔１５が設けられている。モータ２はケース１０の底部の外面に、モータ軸２ａがケース２内に臨むように、挿通孔１３に挿通したねじ（図示せず）によって固定されている。
【００１１】
図３に示すように、回転体３は小円柱状に形成された基部１６と、この基部１６の周面の一部から法線方向に突設された腕１８とによって形成されており、基部１６には軸孔１７が上下方向に貫通するように形成されている。腕１８の回転端部には、一対の対向する支持部１９，１９が軸孔１７の軸線方向に立設されており、これら支持部１９，１９には互いに対向する軸孔２０，２０が設けられている。
【００１２】
図１に示すように、回転体３の軸孔１７にはモータ軸２ａが軸着されており、回転体３はモータ軸２ａの回転と一体的に回転する。回転体３の両支持部１９，１９の軸孔２０，２０間には軸２１が横架されており、この軸２１にはローラ４が回転体３の回転方向に回転自在に支持されている。このローラ４の周面は、断面が円弧状に形成されている。
【００１３】
図４に示すように、駆動体５は略円板状に形成され、上面の中央部に上端が円弧状に形成された凸部２３が突設されており、周端部には大径部と小径部とからなる４個の凸部２４が円周方向に等角度おいて突設され、これら凸部２４のそれぞれにはねじ穴２５が螺設されている。駆動体５の下面の周端部には、半球状に形成された４個の凸部２６が、円周方向に４個の凸部２４間に位置付けられるように突設されている。
【００１４】
図１に符号３０で示すものはダイヤフラムホルダーであって、このダイヤフラムホルダー３０は、図５に示すように、板状部材によって平面視略正方形に形成されており、周端には周端を囲むように袴部３１が下方に突設されている。このダイヤフラムホルダー３０の中央部には、断面が円弧状に形成された隆起部３２が突設されており、この隆起部３２の裏面には上記した駆動体５の凸部２３が係入され、この凸部２３を揺動中心として駆動体５を揺動自在に支持する湾曲面によって形成された受け部３３が形成されている。また、この隆起部３２の周りには、４個のダイヤフラム部挿入孔３４が平面視において円周方向に等角度おいて設けられており、ダイヤフラムホルダー３０の４隅には、通しねじが挿通される挿通孔３５が設けられている。
【００１５】
ダイヤフラム７はゴム等の柔軟性を有する材料によって、図６（ａ）に示すように、平面視略正方向に形成され、４個のダイヤフラム部６が円周方向に等角度おいて設けられており、これらダイヤフラム部６の底部には孔３６が穿孔されている。ダイヤフラム７の中央部には断面が円弧状に隆起した隆起部３７が突設されており、この隆起部３７は上記したダイヤフラムホルダー３０の隆起部３２に嵌合するように形成されている。３８はダイヤフラム７の４隅に設けられた切欠きである。
【００１６】
図１に符号４０で示すものはバルブホルダーであって、このバルブホルダー４０は、図７に示すように、扁平な略正方体に形成されており、上面の中央部に平面視円形に形成された凹部４１が設けられ、この凹部４１の周りに平面視円環状に形成された溝４２が設けられている。凹部４１の中央部には凹嵌部４３が設けられ、バルブホルダー４０の下面の中央部には凹嵌部４４が設けられており、この凹嵌部４４の周りには、すり鉢状に形成された４個の凹嵌部４５が円周方向に等角度おいて設けられている。
【００１７】
４６は４個の排気通路であって、凹部４１と凹嵌部４５との間を連通するように形成されている。４７は４個の取付孔であって、溝４２と凹嵌部４５との間を貫通するように形成されており、各取付孔４７の周りには、４個の吸気通路４８が溝４２と凹嵌部４５との間を連通するように形成されている。４９は通しねじが挿通される挿通孔であって、バルブホルダー４０の４隅に貫通するように形成されている。
【００１８】
図１に符号５０で示すものは蓋体であって、この蓋体５０は図８に示すように、扁平な略正方体に形成されており、下面中央部に平面視円形に形成された凹部５１が設けられ、この凹部５１には平面視円環状に形成された押え部５２が突設されており、凹部５１の周りには平面視円環状に形成された溝５３が設けられている。
【００１９】
蓋体５０の上面の中央部には筒部５４が立設されており、この筒部５４の上端開口は凹部５１と連通され、この上端の開口は吐出口５５を形成している。また、蓋体５０の上面の端部側には筒部５６が立設されており、この筒部５６の上端の開口は溝５３と連通され、この上端の開口は吸入口５７を形成している。５８は通しねじが挿通される挿通孔であって蓋体５０の４隅に貫通するように形成されている。
【００２０】
このような構成において、図１に示すように、駆動体５の４個の凸部２６とケース１０の４個の凸部１４との間に圧縮コイルばね６０が圧縮した状態で介装されており、駆動体５の凸部２３がケース１０に載置されたダイヤフラムホルダー３０の隆起部３２の受け部３３に係入されている。ダイヤフラム７はダイヤフラムホルダー３０の４個のダイヤフラム部挿入孔３４に各ダイヤフラム部６が挿入されており、ダイヤフラムホルダー３０の隆起部３２上にダイヤフラム７の隆起部３７が載置されている。
【００２１】
ダイヤフラム７の各ダイヤフラム部６は、駆動体５のねじ穴２５に螺合されたねじ６１とリテーナ６２を介して駆動体５の４個の凸部２４に固定されることにより、ダイヤフラム７は駆動体５に一体化されているとともに、バルブホルダー４０とダイヤフラムホルダー３０とによって挟持されている。この状態で、圧縮コイルばね６０の弾発力によって駆動体５がローラ４に圧接され、駆動体５とともにローラ４によってダイヤフラム７のダイヤフラム部６が圧縮されている。このとき、駆動体５が傾いているが、ローラ４の周面が断面円弧状に形成されていることにより、駆動体５の下面がローラ４の端縁に圧接されることなく、確実にローラ４の周面に圧接されるために、後述するように、ローラ４がモータ軸２ａの周りを旋回するときにローラ４が軸２１の周りを円滑に回転する。また、各ダイヤフラム部６と、バルブホルダー４０の各凹嵌部４５とによって４個のポンプ室６３が形成されている。
【００２２】
バルブホルダー４０の４個の取付孔４７には、傘形状に形成された第１の弁体８が取り付けられており、第１の弁体４１はバルブホルダー４０の吸入通路４８とポンプ室６３との間を閉塞するように凹嵌部４５の上面に密着している。したがって、この第１の弁体８と凹嵌部４５の上面とが、ポンプ室６３から吸入通路４８へ流体が流れるのを規制する逆止め弁を構成する。
【００２３】
バルブホルダー４０の凹部４１上には、略平板状に形成された第２の弁体９が載置されており、バルブホルダー４０上に載置された蓋体５０の押え部５２が第２の弁体９のリブ９ａを下方に押圧するので、第２の弁体９が排気通路４６を覆うようにしてバルブホルダー４０の凹部４１の表面に密着する。したがって、この第２の弁体９と凹部４１の上面とが、排気通路４６を通ってポンプ室６３へ流体が流れるのを規制する逆止め弁を構成する。バルブホルダー４０の溝４２と蓋体５０の溝５３とによって、吸入孔５７と連通する吸気空間６４が形成されている。また、バルブホルダー４０の凹部４１と蓋体５０の凹部５１とによって、吐出口５５に連通する排気空間６５が形成されている。
【００２４】
ケース１０、ダイヤフラムホルダー３０、バルブホルダー４０および蓋体５０は、それぞれの挿通孔１５，３５，４９，５８に挿通したねじ（図示せず）によって一体化されている。
【００２５】
次に、図１を用いて、このような構成のダイヤフラムポンプ１の動作について説明する。
モータ２が駆動しモータ軸２ａが回転すると、回転体３も一体的に回転するので、駆動体５の下面が圧接されたローラ４は軸２１の周りを自転しながら、モータ軸２ａの周りを公転、すなわち回転体３の回転方向へ旋回し、モータ軸２ａが１回転することにより、ローラ４もモータ軸２ａを回転中心として１回旋回する。駆動体５はローラ４が当接している部位は、圧縮コイルばね６０の弾発力に抗して上方に押し上げられ、揺動中心である凸部２３を挟んで反対側の部位は下方に押し下げられる。
【００２６】
したがって、駆動体５の下方に押し下げられた側のダイヤフラム部６も下方に押し下げられるので、そのポンプ室６３が拡張してポンプ室６３が負圧状態になる。このとき、第２の弁体９は、流体が排気通路４６からポンプ室６３への流れを規制する逆止め弁として機能するから、この第２の弁体９によって排気通路４６が閉じられる。一方、第１の弁体８は吸気通路４８とポンプ室６３との間を開放するので、吸気口５７から吸気空間６４内に流入した流体は、ダイヤフラムホルダー４０の吸引通路４８からポンプ室６３内に流入する。
【００２７】
一方、駆動体５のローラ４が当接して上方に持ち上げられた側のダイヤフラム部６は持ち上げられるので、そのポンプ室６３は収縮してポンプ室６３内の流体の圧力が上昇する。このとき、第１の弁体８は、流体がポンプ室６３から吸気通路４８への流れを阻止する逆止め弁として機能するから、この第１の弁体８によってポンプ室６３と吸気通路４８との間が閉塞される。一方、第２の弁体９は排気通路４６を開放するので、ポンプ室６３内の流体は排気通路４６および排気空間６５を通って吐出口５５から吐出される。このポンプ室６３の拡縮動作は、各ポンプ室６３において順次連続して行われるで、各排気通路４６から排気空間６５に排出された流体は、吐出口５５から連続して吐出される。
【００２８】
このように、駆動体５を上下に揺動させるローラ４が、モータ軸２ａを回転中心として回転体３の回転と一体的に旋回するため、モータ軸２ａが１回転することによりローラ４もモータ軸２ａの周りを１回旋回する。したがって、従来のダイヤフラムポンプと比較して、モータ軸２ａの回転に対する駆動体５の揺動回数が増加するため流体の吐出量を増加させることができる。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、第１の弁体８を傘形状に形成し、第２の弁体９を略平板状に形成したが、第１の弁体８を略平板状に形成してもよく、また第２の弁体９を傘形状に形成してもよく、さらに筒形状に形成してもよく、種々の形状変更が可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、流体の吐出量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイヤフラムポンプの断面図である。
【図２】本発明に係るダイヤフラムポンプにおけるケースを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＩＩ（ｂ）−ＩＩ（ｂ） 線断面図である。
【図３】本発明に係るダイヤフラムポンプにおける回転体を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）におけるＩＩＩ（ｃ）−ＩＩＩ（ｃ） 線断面図である。
【図４】本発明に係るダイヤフラムポンプにおける駆動体を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＩＶ（ｂ）−ＩＶ（ｂ） 線断面図である。
【図５】本発明に係るダイヤフラムポンプにおけるダイヤフラムホルダーを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＶ（ｂ）−Ｖ（ｂ） 線断面図である。
【図６】本発明に係るダイヤフラムポンプにおけるダイヤフラムを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における ＶＩ（ｂ）−ＶＩ（ｂ）線断面図である。
【図７】本発明に係るダイヤフラムポンプにおけるバルブホルダーを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＶＩＩ（ｂ）−ＶＩＩ（ｂ） 線断面図、同図（ｃ）は底面図である。
【図８】本発明に係るダイヤフラムポンプにおける蓋体を示し、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は底面図である。
【符号の説明】
１…ダイヤフラムポンプ、２…モータ、２ａ…モータ軸、３…回転体、４…ローラ、５…駆動体、６…ダイヤフラム部、７…ダイヤフラム、８…第１の弁体、９…第２の弁体、２３…凸部、３０…ダイヤフラムホルダー、３３…受け部、４０…バルブホルダー、４６…排気通路、４８…吸気通路、５５…吐出口、５７…吸気口、６０…圧縮コイルばね、６３…ポンプ室。

Claims (1)

1. モータによって回転する回転体と、この回転体の回転軸と同軸線上に揺動中心を有し回転体の回転に連動して揺動する駆動体と、この駆動体の揺動によって上下動する複数のダイヤフラム部を有するダイヤフラムと、このダイヤフラムの各ダイヤフラム部によって形成されるポンプ室と、この各ポンプ室に連通した吸気通路および排気通路と、前記ポンプ室から前記吸気通路への流れを阻止する第１の弁体と、前記排気通路から前記ポンプ室への流れを阻止する第２の弁体とを備え、前記各ダイヤフラム部を上下動させることにより前記各ポンプ室を拡縮させるダイヤフラムポンプにおいて、前記回転体に回転自在に支持され前記駆動体とともに前記ダイヤフラム部を圧縮させるローラと、このローラに前記駆動体を圧接させる付勢手段とを備えたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。

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