JP2007162472A

JP2007162472A - ダイヤフラムポンプ

Info

Publication number: JP2007162472A
Application number: JP2005355803A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 晃井上
Original assignee: Oken Seiko Co Ltd
Current assignee: Oken Seiko Co Ltd
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】ダイヤフラムポンプにおいて、流体に含まれている不純物等によって弁体が開閉できなくなるようなことがなく、ポンプを正常に動作させる。
【解決手段】バルブホルダー１８には、ポンプ室２２内の流体を吐出するための吐出通路２０と、この吐出通路２０からポンプ室２２への流体の逆流を規制する吐出用弁体２３とが備えらている。バルブホルダー１８はフッ素樹脂系の材料によって形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸入通路を開閉する吸入用弁体と、吐出通路を開閉する吐出用弁体とを備えたダイヤフラムポンプに関するものである。

従来のダイヤフラムポンプは、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する吸入通路および吐出通路と、これら吸入通路および吐出通路をそれぞれ開閉する吸入用弁体および吐出用弁体とを備えたものがある。このダイヤフラムポンプにおいては、ポンプ室が膨張するとき吐出通路からポンプ室への流体の逆流を規制するために、吐出通路の壁面に吐出用弁体が対接し吐出通路を閉じる。一方、ポンプ室が収縮するときポンプ室から吸入通路への流体の逆流を規制するために、吸入通路の開口端縁に吸入用弁体が対接し吸入通路を閉じるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−５６４６５号公報（段落「０００３」〜「０００６」、図５および図６）

上述した従来のダイヤフラムポンプにおいては、吐出または吸入する流体が液体である場合、液体にカルキ等の不純物が含まれていたり、液体自体が洗剤等であると、弁体と吸入通路または吐出通路との間に不純物が堆積することがある。不純物が堆積した状態でダイヤフラムポンプが比較的長期間にわたって使用されないと、堆積した不純物が乾燥し固化することがある。不純物の中には接着剤として機能する成分を含む場合があり、固化した不純物によって弁体と吸入通路または吐出通路が設けられた部材とを接着してしまうため、弁体が開閉できなくなりポンプが正常に動作しなくなるという問題があった。

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、流体に含まれている不純物等によって弁体が開閉できなくなるようなことがなく、ポンプを正常に動作させるようにしたダイヤフラムポンプを提供するところにある。

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ダイヤフラムによって形成され膨張・収縮するポンプ室と、このポンプ室に流体を吸入するための吸入通路と、前記ポンプ室内の流体を吐出するための吐出通路と、前記吸入通路に設けられ前記ポンプ室から吸入通路への流体の逆流を規制する吸入用弁体と、前記吐出通路に設けられ吐出通路から前記ポンプ室への流体の逆流を規制する吐出用弁体とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、前記吸入用弁体が対接する部材および前記吐出用弁体が対接する部材を摩擦係数の小さい材料によって形成したものである。

請求項２に係る発明は、ダイヤフラムによって形成され膨張・収縮するポンプ室と、このポンプ室に流体を吸入するための吸入通路と、前記ポンプ室内の流体を吐出するための吐出通路と、前記吸入通路に設けられ前記ポンプ室から吸入通路への流体の逆流を規制する吸入用弁体と、前記吐出通路に設けられ吐出通路から前記ポンプ室への流体の逆流を規制する吐出用弁体とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、前記吸入通路が設けられている部材の少なくとも前記吸入用弁体が対接する部位を、前記吸入通路が設けられている部材よりも摩擦係数の小さい材料からなる被膜をコーティングによって形成するとともに、前記吐出通路が設けられている部材の少なくとも前記吐出用弁体が対接する部位を、前記吐出通路が設けられている部材よりも摩擦係数の小さい材料からなる被膜をコーティングによって形成したものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記摩擦係数の小さい材料を、フッ素樹脂系またはポリエーテル系あるいはポリイミド系の材料によって形成したものである。

本発明によれば、弁体が対接する部位に摩擦係数の小さい材料が設けられているため、弁体が対接する部位に流体に含まれる不純物が堆積しずらくなるから、不純物による弁体の接着が防止されるから弁体が正常に動作する。仮に、弁体が対接する部位に不純物が一時的に堆積するようなことがあっても、不純物の付着力が弱いため不純物が乾燥する以前に流体の流れによって剥離するから弁体が正常に動作する。

請求項１に係る発明によれば、吸入用弁体が対接する部材および吐出用弁体が対接する部材自体を摩擦係数の小さい材料によって一体形成するだけであるから、特殊な加工等を一切必要としないため、一部の材料のみを考えることによって耐久性に優れたポンプを提供できる。

請求項２に係る発明によれば、コーティングにより被膜した表面を平滑面とすることができ、被膜面の表面積を最小限とすることができるから、不純物の付着をより低減させることができる。

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縦断面図である。同図で全体を符号１で示すダイヤフラムポンプは略有底角筒状に形成されたケース２を備え、このケース２の底部３にはモータ４が取り付けられており、このモータ４の出力軸５が底部３に設けた穴６からケース２内に臨んでいる。

７は小円柱状に形成されたクランク台であって、モータ４の出力軸５に軸着されており、出力軸５が軸着された中心部から偏心した位置には、駆動軸８が鉛直方向に対して傾斜した状態で固定されている。９は駆動体であって、ボス１０と、このボス１０の一端に互いに反対方向に一体に突設された一対の駆動子１１とによって構成されており、ボス１０の中央部の軸穴には駆動軸８が回転自在に挿入されている。一対の駆動子１１のそれぞれの先端部には、後述する各ダイヤフラム部１６のピストン部１７が取り付けられている。

１２は下方が開口し略箱状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、上面板１３には、各ダイヤフラム部１６を保持するための２つのダイヤフラム部保持孔１４が設けられており、ダイヤフラムホルダー１２とケース２とは、互いの開口端が突き合わされている。１５は２つのダイヤフラム部１６を有するダイヤフラムであって、各ダイヤフラム部１６にはピストン部１７が一体に形成されている。

１８は略平板状に形成されたバルブホルダーであって、仕切壁１９が一体に立設されており、この仕切壁１９を境界として内側には、吐出通路２０が設けられ、外側には吸入通路２１がそれぞれ設けられている。

このバルブホルダー１８はダイヤフラムホルダー１２とともにダイヤフラム１５を挟持しており、このバルブホルダー１８と各ダイヤフラム部１６とによって２つのポンプ室２２，２２が形成されている。２３は吐出通路２０を開閉し、閉じることにより吐出通路２０からポンプ室２２への流体の逆流を規制する吐出用弁体である。２４は吸入通路２１を開閉し、閉じることによりポンプ室２２から吸入通路２１への流体の逆流を規制する吸入用弁体である。

２５はバルブホルダー１８を覆う下方が開口し略箱状に形成された蓋体であって、この蓋体２５とバルブホルダー１８との間には、仕切壁１９を境界として内側に吐出通路２０と連通する吐出空間２６が形成されており、外側に吸入通路２１と連通する吸入空間２７が形成されている。また、蓋体２５の上面板の中央部には筒部２８が一体に突設され、この筒部２８の開口端には吐出空間２６と連通する吐出口２９が設けられており、蓋体２５の上面板の一端側には筒部３０が一体に突設され、この筒部３０の開口端には吸入空間２７と連通する吸入口３１が設けられている。蓋体２５はバルブホルダー１８に溶着されており、バルブホルダー１８およびダイヤフラムホルダー１２ならびにケース２は図示を省略した通しねじによって一体化されている。

このような構成において、モータ４を駆動し出力軸５を回転させクランク台７を一体的に回転させると、駆動軸８が出力軸５の周りを傾斜方向を変えるようにして偏心回転するので、駆動体９の２つの駆動子１１，１１が交互に上下に揺動し、ダイヤフラム１５の２つのダイヤフラム部１６，１６も交互に上下に揺動する。一方のダイヤフラム部１６が下方に移動すると、そのポンプ室２２は拡張するので、そのポンプ室２２が負圧状態になり、吸入口３１から吸入通路２１を通って流体がポンプ室２２内に吸入される。

モータ４の出力軸５がさらに回転すると、拡張したポンプ室２２のダイヤフラム部１６が上方に移動しポンプ室２２が収縮するので、ポンプ室２２内の流体の圧力が上昇し、ポンプ室２２内の流体は吐出通路２０を通って吐出口２９から吐出される。ポンプ室２２の膨張・収縮動作は各ポンプ室２２において交互に連続して行われるので、各吐出通路２０から吐出された流体は、吐出空間２６によって集められて１つの吐出口２９から連続して吐出される。以上説明したダイヤフラムポンプは、従来から知られているダイヤフラムポンプと格別変わるところはない。

本発明の特徴とするところは、吐出通路２０と吸入通路２１とが設けられたバルブホルダー１８をフッ素樹脂系の材料によって一体に形成した点にある。すなわち、吐出用弁体２３が対接する部位および吸入用弁体２４が対接する部位が、摩擦係数の極めて小さい材料であるフッ素樹脂系の材料によって形成されている。

このように構成されていることにより、バルブホルダー１８の弁体２３，２４が対接する部位に、流体に含まれる不純物が付着するようなことがない。したがって、バルブホルダー１８の弁体２３，２４が対接する部位と弁体２３，２４との間に不純物が堆積するようなことがないから、不純物が乾燥することによって弁体２３，２４がバルブホルダー１８に接着されるようなことがない。このため、弁体２３，２４が不動作状態になるようなことがないから、ポンプが正常に動作する。

仮に、不純物がバルブホルダー１８に一時的に付着したとしても、付着力が弱いためポンプ室２２のポンプ作用により発生する流体の流れによって、不純物は乾燥する以前にバルブホルダー１８から剥離されるから弁体２３，２４が正常に動作する。また、吐出通路２０と吸入通路２１とが設けられたバルブホルダー１８自体をフッ素樹脂系の材料によって一体に形成するだけであるから特殊な加工等を一切必要としないため、一部の材料のみを考えることによって耐久性に優れたポンプを提供できる。

図２および図３は本発明の第２の実施の形態を示す要部の拡大断面図である。この第２の実施の形態においては、バルブホルダー１８をこのダイヤフラムポンプ１を構成する他の部材と同じ材料、すなわちＡＢＳ（アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン）樹脂によって形成し、弁体２３，２４が対接する部位にフッ素樹脂系の材料からなる被膜をコーティングによって形成したものである。

すなわち、吐出用弁体２３は全体がゴム等の柔軟性を有する材料によって形成され、図２に示すように、中央部にドーム状に形成された凹部２３ａが設けられており、この凹部２３ａの周囲に環状の可動部２３ｂが一体に設けられている。バルブホルダー１８の表面には、吐出用弁体２３の凹部２３ａが嵌合する凸部１８ａが設けられており、吐出用弁体２３の可動部２３ｂが対接する部位には、フッ素樹脂系の材料からなる被膜１８ｂがコーティングによって形成されている。

吸入用弁体２４は全体がゴム等の柔軟性を有する材料によって形成され、図３に示すように、軸部２４ａと、この軸部２４ａの中央部に設けられた膨出部２４ｂと、軸部２４ａの一端に傘状に形成された可動部２４ｃとによって構成されている。この吸入用弁体２４は、バルブホルダー１８に設けた貫通孔１８ｃに膨出部２４ｂを弾性変形させながら強制的に挿入し、軸部２４ａを貫通孔１８ｃに嵌合させることにより、膨出部２４ｂが抜け止めとして機能しバルブホルダー１８に取り付けられる。バルブホルダー１８の裏面であって、吸入用弁体２４の可動部２４ｃが対接する部位には、フッ素樹脂系の材料からなる被膜１８ｄがコーティングによって形成されている。

このように、バルブホルダー１８の弁体２３，２４が対接する部位に、バルブホルダー１８を形成しているＡＢＳ樹脂よりも摩擦係数の小さいフッ素樹脂系の材料からなる被膜１８ｂ，１８ｄが形成されていることにより、上述した第１の実施の形態と同様に、これら被膜１８ｂ，１８ｄ上に流体に含まれる不純物が付着するようなことがない。したがって、被膜１８ｂ，１８ｄと弁体２３，２４の可動部２３ｂ，２４ｃとの間に不純物が堆積するようなことがないから、可動部２３ｂ，２４ｃが、乾燥した不純物によって被膜１８ｂ，１８ｄに接着されるようなことがない。このため、これら可動部２３ｂ，２４ｃが不動作状態になるようなことがないから、ポンプが正常に動作する。

仮に、不純物が被膜１８ｂ，１８ｄに一時的に付着したとしても、付着力が弱いためポンプ室２２のポンプ作用により発生する流体の流れによって、不純物は乾燥する以前に被膜１８ｂ，１８ｄから剥離されるから弁体２３，２４が正常に動作する。また、被膜１８ｂ，１８ｄをコーティングにより形成しているため、被膜した表面を平滑面とすることができ、被膜面の表面積を最小限とすることができるから、不純物の付着をより低減させることができる。

なお、本実施の形態においては、バルブホルダー１８に吐出通路２０と吸入通路２１とを設けた例を説明したが、従来技術で説明したように吐出通路２０を蓋体２５に設けた例にも適用できる。その場合、蓋体２５自体をフッ素樹脂系の材料によって形成したり、蓋体２５の吐出用弁体が対接する部位をフッ素樹脂系の材料によって被膜するようにすればよい。また、摩擦係数の小さい材料としてフッ素樹脂系の材料の例を説明したが、フッ素樹脂系に限らず不純物が付着しにくい摩擦係数の小さい材料であればよく、例えば、ポリエーテル系またはポリイミド系の材料としてもよい。また、第２の実施の形態においては、被膜１８ｂ，１８ｄをバルブホルダー１８の表裏の全体にコーティングによって形成してもよいし、吐出用弁体２３の可動部２３ｂが対接する部位のみ、および吸入用弁体２４の可動部２４ｃが対接する部位のみにコーティングによって形成するようにしてもよい。

本発明に係るダイヤフラムポンプの縦断面図である。本発明の第２の実施の形態を示す要部の拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態を示す要部の拡大断面図である。

符号の説明

１…ダイヤフラムポンプ、１５…ダイヤフラム、１６…ダイヤフラム部、１８…バルブホルダー、１８ｂ，１８ｄ…被膜、２０…吐出通路、２１…吸入通路、２２…ポンプ室、２３…吐出用弁体、２３ｂ…可動部、２４…吸入用弁体、２４ｃ…可動部。

Claims

ダイヤフラムによって形成され膨張・収縮するポンプ室と、このポンプ室に流体を吸入するための吸入通路と、前記ポンプ室内の流体を吐出するための吐出通路と、前記吸入通路に設けられ前記ポンプ室から吸入通路への流体の逆流を規制する吸入用弁体と、前記吐出通路に設けられ吐出通路から前記ポンプ室への流体の逆流を規制する吐出用弁体とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、
前記吸入用弁体が対接する部材および前記吐出用弁体が対接する部材を摩擦係数の小さい材料によって形成したことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
ダイヤフラムによって形成され膨張・収縮するポンプ室と、このポンプ室に流体を吸入するための吸入通路と、前記ポンプ室内の流体を吐出するための吐出通路と、前記吸入通路に設けられ前記ポンプ室から吸入通路への流体の逆流を規制する吸入用弁体と、前記吐出通路に設けられ吐出通路から前記ポンプ室への流体の逆流を規制する吐出用弁体とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、
前記吸入通路が設けられている部材の少なくとも前記吸入用弁体が対接する部位を、前記吸入通路が設けられている部材よりも摩擦係数の小さい材料からなる被膜をコーティングによって形成するとともに、前記吐出通路が設けられている部材の少なくとも前記吐出用弁体が対接する部位を、前記吐出通路が設けられている部材よりも摩擦係数の小さい材料からなる被膜をコーティングによって形成したことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
前記摩擦係数の小さい材料を、フッ素樹脂系またはポリエーテル系あるいはポリイミド系の材料によって形成したことを特徴とする請求項１または２記載のダイヤフラムポンプ。