JP2006112375A - Pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポンプ室が膨張することにより吸入通路から空気がポンプ室に供給され、ポンプ室が収縮することによりポンプ室内の空気が吐出通路に吐出されるポンプに関するものである。 The present invention relates to a pump in which air is supplied from a suction passage to the pump chamber when the pump chamber expands, and air in the pump chamber is discharged to a discharge passage when the pump chamber contracts.
従来のポンプは、ダイヤフラムによって形成され収縮・膨張するポンプ室と、このポンプ室と連通しポンプ室に空気を供給する吸入孔と、ポンプ室と連通しポンプ室内の空気が排出される排出孔と、ポンプ室と吸入孔との間に設けられポンプ室から吸入孔への空気の逆流を規制する吸入弁と、ポンプ室と排出孔との間に設けられ排出孔からポンプ室への空気の逆流を規制する吐出弁と、前記吸入孔を覆いこの吸入孔と連通する吸入通路を有する蓋とを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。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。
上述した従来のダイヤフラムポンプにおいては、吸入通路を通過する空気によって笛を吹いたような音いわゆる笛吹音が発生するという問題があった。この笛吹音が発生する原因は必ずしも明らかされていない。発明者が考えた原因と思われることを以下図4に用いて説明する。吸入通路40の断面積がきわめて小さく形成されているため、吸入通路40内を通過する空気Aの流速が高速になり、高速の空気Aが吸入通路40内に入り込む直前に障害物としての吸入通路40の開口縁部40aに衝突し、吸入通路40の内壁面40bに沿った方向と吸入通路40の開口端縁40cに沿った方向に二分され、開口縁部40aの後方で乱気流が生じる。この乱気流が空気の渦、すなわちカルマン渦41を発生させ、このカルマン渦41はポンプ室の収縮・膨張の繰り返しによって発生・消滅が繰り返される。このカルマン渦41の発生・消滅の繰り返しによって吸入通路40内で局部的な気圧変動が起き、これが空気の振動波Sとなって笛吹音が発生するものと考えられる。この場合、仮に吸入通路40の断面積を大きくすれば、吸入通路40内を通過する空気の流速が遅くなるためカルマン渦の発生が低減し笛吹音を抑制することが理論的に可能になる。しかしながら、吸入通路40の断面積を大きくすると、隣接する消音室42で消音されていた吸気弁の開閉音が吸入通路40を通って外部に漏出し他の騒音を発生させてしまうため、笛吹音の発生を抑制できる程度に吸入通路40の断面積を大きくすることはできなかった。
In the conventional diaphragm pump described above, there is a problem that a sound like a whistle is generated by the air passing through the suction passage. The cause of the whistling noise is not always clear. The reason considered by the inventor will be described below with reference to FIG. Since the cross-sectional area of the
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、笛吹音の発生を抑制することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to suppress the generation of whistling sounds.
この目的を達成するために、請求項1に係る発明は、収縮・膨張するポンプ室と、このポンプ室と連通しポンプ室に空気を供給する吸入通路と、前記ポンプ室と連通しポンプ室内の空気が排出される排出通路と、前記ポンプ室と前記吸入通路との間に設けられポンプ室から吸入通路への空気の逆流を規制する吸入弁と、前記ポンプ室と前記排出通路との間に設けられ排出通路からポンプ室への空気の逆流を規制する吐出弁とを備えたポンプにおいて、前記吸入通路の開口端縁の一部に凹部を設けたものである。
To achieve this object, the invention according to
本発明によれば、吸入通路の開口端から発生する空気の振動波の位相に対して、凹部の底部から発生する空気の振動波の位相がずれることにより互いの振動波が干渉しあって相殺されるため笛吹音の発生が抑制される。なお、この笛吹音が低減された理由は、上述したように発明者の推測に基づくものであり、実際には幾多の実験の結果確認されたことである。 According to the present invention, the phase of the vibration wave of the air generated from the bottom of the recess is offset from the phase of the vibration wave of the air generated from the opening end of the suction passage, so that the vibration waves interfere with each other and cancel each other. Therefore, the generation of whistling sounds is suppressed. The reason why the whistling sound is reduced is based on the inventor's guess as described above, and is actually confirmed as a result of many experiments.
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を示し、同図(A)は平面図、同図(B)は同図(A)における I(B)-I(B)線断面図、図2は同じく要部を拡大して示し、笛吹音が抑制される原因を説明するためのモデル図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a diaphragm pump according to the present invention, where FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line I (B) -I (B) in FIG. 1A, and FIG. It is a model figure for magnifying and showing the principal part and demonstrating the cause by which a whistle blowing sound is suppressed.
図1で全体を符号1で示すダイヤフラムポンプは略有円筒状に形成されたケース2を備えており、このケース2の底部には、底部に設けた孔から出力軸3aがケース2内に臨むように、モータ3がねじによって固定されている。4は小円柱状に形成されたクランク台であって、モータ3の出力軸3aに軸着されており、このクランク台4の出力軸3aに軸着された中心部から偏心した部位には、駆動軸5が出力軸3aに対して傾斜した状態で固定されている。6は駆動体であって、ボス7と、このボス7の一端に円周方向に等角度おいて放射状に一体に突設された複数の駆動子8とによって構成されており、ボス7の中央部の軸穴には駆動軸5が回転自在に挿入されている。複数の駆動子8は、中心から先端に向かって同じ角度だけ図中下方に傾斜しており、それぞれの先端部には、後述する各ダイヤフラム部のピストン部を取り付けるための取付孔8aが設けられている。
The diaphragm pump generally indicated by
9はキャップ状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、上板10には、各ダイヤフラム部を保持するための複数のダイヤフラム部保持孔11が設けられており、このダイヤフラムホルダー9と上記ケース2とは、互いの開口端を突き合わすことによりハウジングが形成される。13は3つのダイヤフラム部14を有するダイヤフラムであって、各ダイヤフラム部14にはピストン部15が一体に形成されており、これらピストン部15には係合凸部16が設けられている。このダイヤフラム13は、各ダイヤフラム部14をダイヤフラム部保持孔11に挿入し、係合凸部16を弾性変形させながら駆動子8の取付孔8aに取り付けることにより、駆動体6とダイヤフラムホルダー9とに保持される。
17はバルブホルダーであって、平面視円環状に形成された仕切壁18が一体に立設されており、この仕切壁18の内側には吐出孔19が設けられ、外側には吸入孔20がそれぞれ設けられている。このバルブホルダー17はダイヤフラムホルダー9とともにダイヤフラム13を挟持しており、このバルブホルダー17と各ダイヤフラム部14とによって3つのポンプ室21が形成されている。22は吐出孔19を開閉する吐出用の弁体、23は吸入孔20を開閉する吸入用の弁体である。
24はバルブホルダー17を覆う略キャップ状に形成された蓋体であって、この蓋体24とバルブホルダー17との間には、仕切壁18を挟んで内側に吐出孔19と連通する吐出空間25が形成され、外側に吸入孔20と連通する吸入空間26が形成されている。また、蓋体24の中央部には吐出用筒部27が一体に突設され、この吐出用筒部27の中空部は吐出空間25と連通する排出通路28が設けられており、蓋体24の中央部からずれた部位には、吸入空間26と連通する吸入通路30が設けられている。
この吸入通路30の開口端縁の一部には、吸入通路30における笛吹音の発生を抑制するために設けた本発明の特徴である高さHの溝状の凹部31が形成されている。この凹部31は平面視において、図1(A)に示すように、吸入通路30の法線方向に延在する略長方形に形成され、幅Bは吸入通路30の径よりもわずかに小さく形成されている。また、この凹部31の底部31bは、図2に示すように、吸入通路30の内壁面30cと直交するように形成されており、吸入通路30の開口端縁30bと平行に形成されている。蓋体24、バルブホルダー17、ダイヤフラムホルダー9およびケース2は図示を省略した通しねじまたは挟持用ばね部材によって一体化されている。
A groove-
次に、このように構成されたダイヤフラムポンプ1の動作について説明する。モータ3を駆動し出力軸3aが回転すると、クランク台4も一体的に回転するから、出力軸3aから偏心した位置に出力軸3aに対して傾斜した状態で固定された駆動軸5が、出力軸3a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、駆動軸5に回転自在に支持された駆動体6の3つの駆動子8が順次上下方向に揺動し、ダイヤフラム13の3つのダイヤフラム部14も順次上下方向に揺動する。下方に移動したダイヤフラム部14のポンプ室21は拡張するので、そのポンプ室21が負圧状態になり、吸入通路30から吸入孔20を通って空気がポンプ室21内に吸入される。
Next, operation | movement of the
モータ3の出力軸3aがさらに回転すると、拡張したポンプ室21のダイヤフラム部14が上方に移動するとポンプ室14が収縮するので、ポンプ室21内の空気の圧力が上昇し、ポンプ室21内の空気は吐出孔19から排出通路28を通って外部に吐出される。ポンプ室21の拡縮動作は各ポンプ室21において順次連続して行われるので、各吐出孔19から排出された空気は、吐出空間25によって集められて1つの排出通路28から連続して吐出される。
When the
ここで、図2を用いて吸入通路30の開口端の一部に溝状の凹部31を設けたことにより、吸入通路30において笛吹音の発生が抑制されると思われる理由について説明する。吸入通路30内を通過する空気Aは吸入通路30を通過する直前に障害物としての開口縁部30aに衝突すると、空気Aは吸入通路30の内壁面30cに沿った方向と吸入通路30の開口端縁30bに沿った方向に二分され、障害物の後方で乱気流が生じる。この乱気流が空気の渦、すなわちカルマン渦33を発生させ、ポンプ室21のポンプ作用による吸入弁23の開閉動作にともなって吸入通路30内においてカルマン渦33が発生・消滅を繰り返すため、吸入通路30内において局部的な気圧変動が起き、波長λの空気の振動波S1が発生する。
Here, the reason why it is considered that the generation of the whistling sound in the
一方に、凹部31内を通過する空気Aは凹部31を通過する直前に障害物としての開口縁部31aに当接すると、空気Aは吸入通路30の内壁面30c方向と凹部31の底部31b方向の2方向に分離され、障害物の後方で乱気流が生じ、カルマン渦33が発生する。したがって、吸入通路30内において波長λの空気の振動波S2が発生する。この振動波S2は振動波S1に対して、凹部31の深さHだけ位相がずれるため、互いの波が干渉しあって相殺されるので、振動波S1と振動波S2が減衰し笛吹音が抑制されると考えられる。この場合、振動波S1と振動波S2とが同じ波形、すなわち波長および振幅が同じであれば、理論的には、凹部30の深さHをこれら振動波S1,S2の波長λの1/2に形成することにより、振動波S1を消滅させ笛吹音の発生の原因を断つことができる。
On the other hand, when the air A passing through the
図3は本発明の第2の実施の形態を示し、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。この第2の実施の形態においては、蓋24の中央部からずれた位置に吸入用筒部35が立設されており、この吸入用筒部35の中空部36が吸入空間26に連通しこの中空部36が吸入通路を形成している。この吸入通路36の開口端縁の一部に溝状に形成された凹部37が設けられている。このように構成されていることにより、吸入通路36を空気が通過するときに、上述した第1の実施の形態と同様に、吸入通路36内に位相がずれた2つの振動波S1,S2が発生するため、笛吹音の発生が抑制される。
3A and 3B show a second embodiment of the present invention, where FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line III (B) -III (B) in FIG. . In the second embodiment, a
なお、本実施の形態においては、吸入通路30を蓋体24に設けた例を示したが、揺動する駆動体に吸入通路を貫通形成したダイヤフラムポンプにも適用できる。また、本実施の形態においては、駆動体を上下方向に揺動させることによりポンプ室を収縮・膨張させるポンプに適用した例を示したが、駆動体を左右方向に揺動させることによりポンプ室を収縮・膨張させるダイヤフラムポンプにも適用できる。また、本実施の形態においては、蓋24を備えたダイヤフラムポンプについて説明したが、蓋24を備えていなくてもよく、その場合にはバルブホルダー17の吸入孔20の開口端縁の一部に凹部を設けるようにすればよい。また、ダイヤフラムを3つのものについて説明したが、2つ以下または4つ以上のものにも適用できる。また、ポンプ室の収縮・膨張をダイヤフラムによって行うダイヤフラムポンプについて説明したが、ポンプの形式としてはピストンポンプでもよく、要はポンプ室の収縮・膨張によって空気が吸入される吸入通路と吸入通路を開閉する弁体を備えたポンプであれば適用できる。
In the present embodiment, the example in which the
1…ダイヤフラムポンプ、3…モータ、6…駆動体、13…ダイヤフラム、14…ダイヤフラム部、20…吸入孔、21…ポンプ室、22…吐出弁、23…吸入弁、26…吸入空間、28…吐出通路、30,36…吸入通路、31,37…凹部、35…吸入用筒部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
A pump chamber that contracts and expands, a suction passage that communicates with the pump chamber, supplies air to the pump chamber, a discharge passage that communicates with the pump chamber and discharges air from the pump chamber, and the pump chamber and the suction passage Between the pump chamber and the discharge passage, and a discharge valve that is provided between the pump chamber and the discharge passage to restrict the backflow of air from the discharge passage to the pump chamber. A pump comprising a valve, wherein a recess is provided in a part of the opening edge of the suction passage.
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Citations (2)
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JPS5117810U (en) * | 1974-07-29 | 1976-02-09 | ||
JPH08230452A (en) * | 1995-02-21 | 1996-09-10 | Nippon Plast Co Ltd | Blow-out device for air conditioner for car |
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2004
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