JP2004346886A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減を図るとともに、組立作業を容易にし、かつ部品点数を削減する。
【解決手段】ダイヤフラムホルダ１５と蓋体３５との間には、ダイヤフラム１８の他に第１および第２の弁部材２５，３０が介装されている。第１の弁部材２５は、ゴム状の柔軟性を有する弾性材によって形成され、吐出側弁孔２６と吸引側弁体２８が一体に設けられている。第２の弁部材３０は、ゴム状の弾性材によって形成され、吸引側弁孔３３と吐出側弁体３２が一体に設けられている。蓋体３５の第１の環状体３８と第２の環状体３９の下端面には密閉用の突起が一体に突設されている。
【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、ポンプ室を形成するダイヤフラムと、吸入側弁孔と吐出側弁孔が設けられたバルブホルダーと、このバルブホルダーと共に消音室を形成する蓋体と、前記吸入側弁孔と吐出側弁孔とをそれぞれ開閉する吸入側弁体と吐出側弁体とを備えている（例えば、特許文献１参照）。また、吸入側弁孔を傘形に形成した吸入側弁体によって開閉し、吐出側弁孔をリーフ形に形成した吐出側弁体によって開閉するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。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時までに見付け出すことはできなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−２６４０１５号明細書（段落「００５２」〜「００６０」、図２）
【特許文献２】
特開２００３−０５６４６５号公報（段落「００２６」、図２）
【０００４】
【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のうち前者の構造のものにおいては、消音室の気密性を維持するために、バルブホルダーと蓋体との互いに対接する面を溶着するか、対接する面の間にパッキンを介装していた。このため、溶着する作業やパッキンを組み付ける作業を必要とするから、作業工数が増加し製造コストが増大するという問題があった。また、上述した従来のダイヤフラムポンプのうち後者の構造のものにおいては、バルブホルダーを弾性変形しない硬質の樹脂等によって形成されているために、吸入側弁体はバルブホルダーとは別にゴム等の弾性材によって形成しなければならない。このため、部品点数が増加するばかりではなく、この吸入側弁体をバルブホルダーに組み付けなければならないという煩雑な作業も必要になるという問題もあった。
【０００５】
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、第１の目的は製造コストの低減を図ることにある。また、第２の目的は組立作業を容易にすることにある。また、第３の目的は部品点数を削減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、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と、このダイヤフラムの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収縮・膨張する駆動体と、前記ポンプ室内の流体を吐出するための吐出口およびポンプ室内に流体を吸入するための吸入口を有する蓋体と、この蓋体とともに前記ダイヤフラムを挟持するダイヤフラムホルダーとを備え、前記吸入口と前記各ポンプ室との間に吸入弁を設け、前記各ポンプ室と前記吐出口との間に吐出弁を設けたダイヤフラムポンプにおいて、それぞれ弁孔と弁体とを有する２つの弁部材をゴム状の柔軟性を有する弾性材によって形成し、これら弁部材を前記蓋体とダイヤフラムホルダーとの間に介装したものである。
したがって、２つの弁部材によって吸入弁と吐出弁とが形成される。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記蓋体の前記弁部材に対接する部位に密閉用の突起を設けたものである。
したがって、蓋体とダイヤフラムホルダーとの間に介装された弁部材に蓋体の突起が食い込み蓋体の内部と外部との間の気密が確保できる。
【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は同じく第１の弁部材を示し、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は同じく第２の弁部材を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ） 線断面図、図４は同じく蓋体を示し、同図（ａ）は同図（ｂ）におけるＩＶ（ａ）−ＩＶ（ａ） 線断面図、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を備えており、このモータ２は、上方が開口した有底円筒状に形成されたケース３の底部５に、モータ軸４がケース３の底部５に形成した穴６からケース３内に臨むように固定されている。同図に符号７で示すクランク台は、略小円柱状に形成され、中央にはモータ軸４が固着されており、このモータ軸４の軸線から偏心した位置には、駆動軸８が傾斜した状態で固着されている。
【００１０】
同図に符号９で示す駆動体は、軸孔１０が設けられたボス１１と、このボス１１の上端に一体に形成された本体１２とによって形成されており、軸孔１０には上記駆動軸８が回転自在に挿入されている。本体１２は、平面視において円周方向に等角度おいて中心から放射状に延設された３つの駆動子１３によって一体に形成され、これら３つの駆動子１３は中心から先端に向かっていずれも同じ角度だけ下方に傾斜しており、各駆動子１３の先端側には、後述するダイヤフラム１８の各ダイヤフラム部１９を取り付けるための取付孔１４が設けられている。
【００１１】
同図に符号１５で示すダイヤフラムホルダーは、略キャップ状に形成され、天井部１６には、３つのダイヤフラム部保持孔１７が円周方向に等角度おいて設けられており、このダイヤフラムホルダー１５は、上記したケース３上に載置されている。
【００１２】
同図に符号１８で示すダイヤフラムは、ゴム等の柔軟性を有する材料によって、平面視において円周方向に等角度おいて設けられ上方が開口した３つのダイヤフラム部１９と、これら３つのダイヤフラム部１９の上端部を連設する略円板状に形成されたフランジ２０とによって一体に形成されている。各ダイヤフラム部１９の下面には、断面が略円錐台状のピストン２１が一体に形成されており、このピストン２１の下部には、細径の首部２２を介して係止用の凸部２３が一体に形成されている。
【００１３】
このダイヤフラム１８は、各ダイヤフラム部１９の凸部２３を弾性変形させながら、駆動体９の各駆動子１３のダイヤフラム部取付孔１４に挿入することにより、首部２２がダイヤフラム部取付孔１４に取り付けられる。また、ダイヤフラムホルダー１５のダイヤフラム部保持孔１７に各ダイヤフラム部１９が挿入されて、ダイヤフラムホルダー１５の天井部１６上に載置されている。
【００１４】
同図において、２５は本発明の特徴である第１の弁部材であって、全体がゴム状の柔軟性を有する弾性材によって、図２に示すように、扁平な略円板状に形成されており、中央部に３つの吐出側弁孔２６が、この第１の弁部材２５の中心から同じ距離で円周方向に等角度おいて設けられている。これら吐出側弁孔２６を囲むようにして、第１の弁部材２５の上面側には平面視円形の突起２７が一体に立設されており、この突起２７の径は、後述する第２の弁部材３０の中心孔３１の径よりもやや大きく形成されている。
【００１５】
この突起２７の外側には、３つの吐出側弁孔２６に対応するように円周方向に等角度おいて、３つの吸入側弁体２８が第１の弁部材２５に一体に設けられており、これら吸入側弁体２８は平面視Ｃ字状に形成された切欠き２８ａに囲まれて舌片状に形成されている。また、この第１の弁部材２５の外周端部の上面側には、３つの吸入側弁体２８に対応して、平面視三日月状に形成された３つの凹部２９が設けられている。
【００１６】
図３において、３０は本発明の特徴である第２の弁部材であって、全体がゴム状の柔軟性を有する弾性材によって扁平な略ドーナツ状に形成されており、中央部には中心孔３１が設けられている。この中心孔３１の周面の下部には、中心に向かって舌片状に形成された３つの吐出側弁体３２が円周方向に等角度おいて一体に突設されている。第２の弁部材３０には、これら吐出側弁体３２の外側で吐出側弁体３２に対応するように、３つの吸入側弁孔３３が円周方向に等角度おいて設けられている。これら３つの吸入側弁孔３３に対応して、第２の弁部材３０の外周端の下部には、平面視三日月状に形成された３つの凸部３４が円周方向に等角度おいて下方に向かって一体に突設されている。
【００１７】
図４において３５は合成樹脂によって扁平な略円板状に形成された蓋体であって、中央部には上方に向かって円筒状に形成された筒部３６が一体に立設されており、この筒部３６の上端の開口が、後述するポンプ室４１内の空気を吐出するための吐出口３７を形成している。この蓋体３５の下側の中央部には、平面視円環状に形成された第１の環状体３８が下方に向かって一体に突設されており、この第１の環状体３８の内径は、上記した第２の弁部材３０の中心孔３１の径と同一に形成されている。
【００１８】
この第１の環状体３８の下端には、平面視円環状に連設された密閉用の突起３８ａが一体に突設されている。また、蓋体３５の下側の外周端部には、平面視円環状に形成された第２の環状体３９が下方に向かって一体に突設されており、この第２の環状体３９の高さは、第１の環状体３８と同じ高さに形成されている。この第２の環状体３９の下端には、平面視円環状に連設された密閉用の突起３９ａが一体に突設されている。さらに、蓋体３５の第１の環状体３８と第２の環状体３９との間には、吸入口４０が設けられている。
【００１９】
このように構成されていることにより、第１の弁部材２５を、図１に示すように、ダイヤフラムホルダー１５に外周端部を載置されたダイヤフラム１８上に、各ダイヤフラム部１９に吸引側弁体２８のそれぞれが対応するように載置する。したがって、各ダイヤフラム部１９と第１の弁部材２５との間に３つのポンプ室４１が形成される。
【００２０】
次いで、第２の弁部材３０の３つの凸部３４を第１の弁部材２５の３つの凹部２９に嵌合させるようにして、第２の弁部材３０を第１の弁部材２５上に載置する。このとき、第１の弁部材２５の３つの吸入側弁体２８が、第２の弁部材３０の３つの吸入側弁孔３３に対応してこれらを閉塞し、第２の弁部材３０の３つの吐出側弁体３２が、第１の弁部材２５の３つの吐出側弁孔２６に対応してこれらを閉塞する。したがって、吸入側弁体２８と第２の弁部材３０の下面とが、ポンプ室４１から吸引側弁孔３３へ流体が流れるのを規制する逆止め弁を構成し、吐出側弁体３３と第１の弁部材２５の上面とが、後述する吐出側空間４２からポンプ室４１へ流体が流れるのを規制する逆止め弁を構成する。
【００２１】
そして、蓋体３５を、第２の環状体３９を第２の弁部材３０の外周端部に対応させるようにして、第２の弁部材３０上に載置する。このとき、蓋体３５の第１の環状体３８の内径と、第２の弁部材３０の中心孔３１の径とが同一に形成されているため、この第１の環状体３８が中心孔３１の端縁に位置付けられる。したがって、中心孔３１と第１の環状体３８で囲まれた空間とによって、第１の弁部材２５の吐出側弁孔２６と、蓋体３５の吐出口３７とに連通する吐出側空間４２が形成される。同時に、蓋体３５の第１の環状体３８と第２の環状体３９とによって囲まれ平面視円環状に形成された部位には吸入側空間４３が形成され、この吸入側空間４３は、第２の弁部材３０の吸入側弁孔３３と、蓋体３５の吸入口４０と連通している。
【００２２】
吐出側空間４２は消音空間として機能する。すなわち、第２の弁部材３０の吐出側弁体３２が開き、ポンプ室４１から第１の弁部材２５の吐出側弁孔２６を通って圧送された流体が吐出側空間４２において膨張することにより、流体の流れによって生じる音を消音するとともに、吐出側弁体３２の開閉によって生じる振動音をも消音するように機能する。
【００２３】
吸入側空間４３は消音空間として機能する。すなわち、第１の弁部材２５の吸入側弁体２８が開き、蓋体３５の吸入口４０を通って吸入側空間４３内に流入した流体が吸入側空間４３において膨張することにより、流体の流れによって生じる音を消音するとともに、吸入側弁体２８の開閉によって生じる振動音をも消音するように機能する。
【００２４】
このように、ダイヤフラムホルダー１５上にダイヤフラム１８，第１および第２の弁部材２５，３０および蓋体３５を載置した後、図示を省略した通しボルトまたは板ばねあるいは線ばねによって、従来から広く知られている方法で蓋体３５をケース３に取り付けることにより、蓋体３５とバルブホルダー１５との間に、ダイヤフラム１８，第１および第２の弁部材２５，３０が挟持される。
【００２５】
このとき、蓋体３５の第２の環状体３９の突起３９ａが、第２の弁部材３０に食い込んだ状態で、第２の環状体３９の下端面が第２の弁部材３０の上面に対接するため吸入側空間４３と外部の間の気密性が向上する。同時に、蓋体３５の第１の環状体３８の突起３８ａが、第２の弁部材３０に食い込んだ状態で、第１の環状体３８の下端面が第２の弁部材３０の上面に対接するため、吸入側空間４３と吐出側空間４２との間の気密性が向上する。また、第１の弁部材２５の突起２７が第２の弁部材３０に押し潰された状態で、第１の弁部材２５の上面と第２の弁部材３０の下面とが対接するため、吐出側空間４２と各ポンプ室４１との間の気密性が向上する。
【００２６】
このように、蓋体３５とダイヤフラムホルダー１５との間にダイヤフラム１８とゴム状の柔軟性を有する弾性材によって形成した第１および第２の弁部材２５，３０を介装したことにより、従来のようにダイヤフラムポンプの筺体を密閉するのに、必要としていた溶着作業やパッキンの介装が不要になる。このため、組立工数を削減することができるから、製造コストの低減を図ることができる。また、煩雑な弁体の組付け作業を省略することができるから、組立作業を容易にすることができる。さらに、吸引側弁体２８を第１の弁部材２５に一体に形成し、吐出側弁体３２を第２の弁部材３０に一体に形成したことにより、部品点数を削減することができる。
【００２７】
次に、図１を用いて、このように構成されたダイヤフラムポンプの動作を説明する。
【００２８】
モータ２が駆動しモータ軸４が回転すると、クランク台７も一体的に回転し、このクランク台７にモータ軸４の軸線から偏心した位置に傾斜した状態で固着された駆動軸８が、モータ軸４の周りを傾斜方向を変えるようにして偏心回転する。したがって、この駆動軸８に回動自在に支持された駆動体９の各駆動子１３が順次上下に揺動し、ダイヤフラム１８の各ダイヤフラム部１９も順次昇降するので、各ポンプ室４１は順次収縮・膨張しポンプ作用を行う。
【００２９】
すなわち、図１に示すように、ダイヤフラム１８の３つのダイヤフラム部１９のうちの一つが下降すると、そのポンプ室４１は膨張するので、ポンプ室４１が負圧状態になる。このとき、吐出側弁体３２は、流体としての空気が吐出側空間４２から吐出側弁孔２６を通ってポンプ室４１へ流れるのを規制する逆止め弁として機能するから、この吐出側弁体３２によって吐出側弁孔２６が閉じられる。一方、吸入側弁体２８は吸入側弁孔３３とポンプ室４１との間を開放するので、吸入側弁孔３３からポンプ室４１内に流入する。
【００３０】
モータ２の出力軸４がさらに回転して、膨張したポンプ室４１のダイヤフラム部１９が上昇するとポンプ室４１は収縮するため、ポンプ室４１内の空気の圧力が上昇する。このとき、吸入側弁体２８は、空気がポンプ室４１から吸入側弁孔３３へ流れるのを阻止する逆止め弁として機能するから、この吸入側弁体２８によってポンプ室４１と吸入側弁孔３３との間が閉塞される。一方、吐出側弁体３２は吐出側弁孔２６と吐出側空間４２との間を開放するために、ポンプ室４１内の空気は吐出側弁孔２６を通って吐出側空間４２に流入し吐出口３７から吐出される。このポンプ室４１の収縮・膨張動作は、各ポンプ室４１において順次連続して行われるので、各吐出側弁孔２６から吐出側空間４２に排出された空気は、吐出側空間４２によって集められて１つの吐出口３７から連続して吐出される。
【００３１】
【実施例】
第１および第２の弁部材２５，３０をエラストマー、ゴム、その他合成樹脂によって形成し、厚みを薄く形成した吸引側弁体２８および吐出側弁体３２が、流体の圧力で容易に開閉可能な程度の硬さに形成し、第１および第２の弁部材２５，３０の吸引側弁体２８および吐出側弁体３２が設けられていない部位は、流体の圧力で変形しない程度の厚みに形成されている。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、ダイヤフラムポンプ１によって吐出される流体を空気としたが液体にも適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、製造コストの低減を図ることができるばかりではなく、組立作業を容易にすることができ、かつ、部品点数を削減することができる。
【００３４】
また、請求項２に係る発明によれば、ダイヤフラムポンプの筺体の密閉性が向上する。
【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の第１の弁部材を示し、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の第２の弁部材を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ） 線断面図である。
【図４】本発明に係るダイヤフラムポンプの蓋体を示し、同図（ａ）は同図（ｂ）におけるＩＶ（ａ）−ＩＶ（ａ） 線断面図、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、３…ケース、７…クランク台、８…駆動軸、９…駆動体、１５…ダイヤフラムホルダー、１７…ダイヤフラム部保持孔、１８…ダイヤフラム、１９…ダイヤフラム部、２５…第１の弁部材、２６…吐出側弁孔、２８…吸入側弁体、３０…第２の弁部材、３２…吐出側弁体、３３…吸入側弁孔、３５…蓋体、３７…吐出口、３９ａ…密閉用の突起、４０…吸入口、４１…ポンプ室、４２…吐出側空間、４３…吸入側空間。

Claims (2)

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と、このダイヤフラムの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収縮・膨張する駆動体と、前記ポンプ室内の流体を吐出するための吐出口およびポンプ室内に流体を吸入するための吸入口を有する蓋体と、この蓋体とともに前記ダイヤフラムを挟持するダイヤフラムホルダーとを備え、前記吸入口と前記各ポンプ室との間に吸入弁を設け、前記各ポンプ室と前記吐出口との間に吐出弁を設けたダイヤフラムポンプにおいて、それぞれ弁孔と弁体とを有する２つの弁部材をゴム状の柔軟性を有する弾性材によって形成し、これら弁部材を前記蓋体とダイヤフラムホルダーとの間に介装したことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
2. 請求項１記載のダイヤフラムポンプにおいて、前記蓋体の前記弁部材に対接する部位に密閉用の突起を設けたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。

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