JP2013163975A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 脈動を必要とする加圧対象物に流体を供給する場合に好適なダイヤフラムポンプを提供する。
【解決手段】 モータ２の駆動により出力軸２ａが回転すると、各ダイヤフラム部８ａが上下方向へ往復動し、複数のポンプ室２５Ａ〜２５Ｄが順次拡縮する。ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄが順次拡縮することにより、吸込口２２ａ〜２４ａから吸い込まれた空気が吐出室２６に集められ、吐出口２１ａから加圧対象物に供給される。そして、ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄに対応した吸込通路１４〜１７のうち、吸込用通路１６，１７には吸込用弁体が設けられていない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ポンプ室を複数備えた、いわゆる複数気筒のダイヤフラムポンプに関するものである。

この種のダイヤフラムポンプとしては、モータを駆動源として複数のダイヤフラム部が順次往復動することにより、複数のポンプ室が順次拡縮し、各ポンプ室から吐出された流体が吐出用通路を通って吐出室内で一つに混合されて一つの吐出口から吐出されるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１９７４４１号公報（段落〔００２５〕〜〔００３０〕、図１参照）

上述したようなダイヤフラムポンプは、機構が比較的単純であることや、一つのモータ（駆動源）に対し多気筒化が容易であり、ポンプ室を複数備えることで、ピストンポンプ等と比較して振動や騒音が少なく耐久性にも優れ、とりわけ脈動が少ないことが特徴ではあるが、脈動を必要とする加圧対象物に流体を供給する場合はその特徴が障害と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、その目的は、脈動を必要とする加圧対象物に流体を供給する場合に好適なダイヤフラムポンプを提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、順次拡縮する複数のポンプ室と、これら各ポンプ室に設けられポンプ室内に流体を吸い込むための吸込用通路と、この吸込用通路を開閉しポンプ室からの流体の逆流を規制するための吸込用弁体と、前記各ポンプ室に設けられポンプ室から流体を吐出させるための吐出用通路と、この吐出用通路を開閉しポンプ室内への流体の逆流を規制するための吐出用弁体と、外部から供給される流体を前記各吸込用通路へ送り込む吸込口と、前記各吐出用通路から吐出された流体を集める一つの吐出室と、この吐出室内で集められた流体を外部に吐出する一つの吐出口とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、前記吸込用弁体を複数の前記ポンプ室のうちの少なくとも一つに設けないことを特徴とするものである。

また、本発明は、前記吸込口を少なくとも二つ設け、これら吸込口から送り込まれる流体を混合しこの混合流体を前記吸込用通路を介して前記ポンプ室へ吸い込ませる一つの吸込室を備え、前記吸込口に外部から供給される流体は、各吸込口においては一種類であって、互いの吸込口間においては少なくとも二種類以上の異なる流体であることを特徴とするものである。

さらに、本発明は、前記吸込口から送り込まれる流体を前記吸込用通路を介して前記ポンプ室へ吸い込ませる吸込室を、少なくともポンプ室に前記吸込用弁体が設けられる各ポンプ室毎に設け、前記吸込室のうち少なくともポンプ室に前記吸込用弁体が設けられる各吸込室に対応する前記吸込口を少なくとも二つ設け、当該吸込口のそれぞれと当該吸込室とを連通する少なくとも二つの連通路を設け、これら連通路から当該各吸込室に互いに異なる流体を供給することを特徴とするものである。

本発明によれば、吸込用弁体を設けないポンプ室を設けたことにより、当該ポンプ室による流体の吐出機能を除去することで、意図的に吐出室内で流体の脈動を作り出すことが可能になるため、脈動を必要とする加圧対象物に流体を供給する場合に好適なダイヤフラムポンプを提供することができる。

また、前記発明のうちの一つの発明によれば、一つのポンプで異なる流体を混合し吐出口から吐出することができるため、混合する流体の数だけ複数のポンプを必要としていた従来と比較して、コストダウンと省スペース化を図ることができる。また、一つのポンプで対応できることにより、部品交換が容易になるためメンテナンス性も向上する。

さらに、前記発明のうちの一つの発明によれば、ポンプ室内で異なる流体を混合できるため、一つのポンプで混合流体を吐出口から吐出することができるから、混合する流体の数だけ複数のポンプを必要としていた従来と比較して、コストダウンと省スペース化を図ることができる。また、一つのポンプで対応できることにより、部品交換が容易になるためメンテナンス性も向上する。

本発明に係るダイヤフラムポンプの第１の実施の形態を示す図２におけるI-I 線断面図である。 本発明に係るダイヤフラムポンプの第１の実施の形態を示す図１におけるII-II 線断面図である。 本発明に係るダイヤフラムポンプの第２の実施の形態を示す図４におけるIII-III 線断面図である。 本発明に係るダイヤフラムポンプの第２の実施の形態を示す図３におけるIV-IV 線断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。なお、明細書中において方向を説明するために使用する「上、下」は、説明の便宜上図中における方向をいうのであって、本発明に係るダイヤフラムポンプを実際に使用する際の上・下とは必ずしも一致するものではない。
〔実施の形態１〕

先ず、図１および図２を用いて、本発明の第１の実施の形態について説明する。図２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、後述するポンプ室２５Ａ〜２５Ｄを順次拡縮するための駆動源であるモータ２を備える。このモータ２は、有底角筒状に形成されたケース３の底部３ａの外側に、出力軸２ａが底部３ａに設けた軸孔３ｂからケース３内に臨むように、ボルトによって取り付けられている。

４は略円柱状に形成されたクランク台であって、中央部にモータ２の出力軸２ａが固定され、出力軸２ａと一体的に回転する。５は駆動軸であって、下端部がクランク台４の出力軸２ａが取り付けられた部位から偏心した部位に傾斜した状態で取り付けられている。

６は中央部に非貫通孔６ａが設けられた駆動体であって、上端部に非貫通孔６ａと直交する方向に突設された四つの駆動子６ｂが、平面視において円周方向に互いに等角度（９０°）の間隔をおいて一体に設けられている。これら駆動子６ｂは揺動端部側に向かっていずれも同じ角度だけ下方にわずかに傾斜するように形成され、各揺動端部にはダイヤフラム部取付孔６ｃが設けられている。

この駆動体６は、非貫通孔６ａに駆動軸５の上部が嵌挿されることにより、この駆動軸５に回転自在に枢支され、モータ２を駆動させることによりクランク台４を回転させると、駆動軸５が傾斜方向を変えるようにして回転することにより、この駆動軸５を介して四つの駆動子６ｂの揺動端部が順次上下方向に揺動する。

７は逆有底角筒状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、天井部に四つの保持孔７ａが円周方向に互いに等角度（９０°）の間隔をおいて設けられている。

８はゴム等の柔軟性を有する材料によって略円板状に形成されたダイヤフラムであって、薄肉状に形成された四つのダイヤフラム部８ａが円周方向に互いに等角度（９０°）の間隔をおいて設けられている。このダイヤフラム部８ａの下部には、ピストン部８ｂが一体に設けられ、このピストン部８ｂの下端には細径部８ｃが一体に設けられている。

このダイヤフラム８は、各ダイヤフラム部８ａがダイヤフラムホルダー７の保持孔７ａのそれぞれに嵌挿されるようにしてダイヤフラムホルダー７の天井部に載置される。各ダイヤフラム部８の細径部８ｃは駆動体６のダイヤフラム部取付孔６ｃに取り付けられる。

９は平面視矩形の扁平な略平板状に形成された隔壁体であって、上面の中央部には係合凸部９ａが突設され、この係合凸部９ａの周囲には、図１に示すように四つの吐出用通路１０〜１３が円周方向に等角度（９０°）の間隔をおいて設けられている。

これら吐出用通路１０〜１３の周囲には、六つを一組とした四組の吸込用通路１４〜１７が、係合凸部９ａを中心として吐出用通路１０〜１３のそれぞれの放射方向に対応するように、円周方向に等角度（９０°）の間隔をおいて設けられている。

また、この隔壁体９の上面には、四つの吐出用通路１０〜１３を囲むように、平面視リング状の第１の仕切壁９ｂが一体に立設されており、この第１の仕切壁９ｂは後述する蓋体２０の第２の仕切壁２０ｂと協働して、吐出用通路１０〜１３と吸込用通路１４〜１７との間を空間的に隔絶する後述する一つの吐出室２６を形成する。

１８は四つの吐出用通路１０〜１３を選択的に開閉するための一つの吐出用弁体（図１中、説明の便宜上、ハッチングを施した部分）であって、隔壁体９の係合凸部９ａに取り付けられており、流体が吐出室２６から吐出用通路１０〜１３を通ってポンプ室２５Ａ〜２５Ｄへ逆流するのを規制する。

１９Ａは四組の吸込用通路１４〜１７のうちの一組の吸込用通路１４を開閉するための請求項１の吸込用弁体に相当する第１の吸込用弁体（図１中、説明の便宜上、破線でハッチングを施した部分）であって、隔壁体９の孔（図示せず）に取り付けられており、流体がポンプ室２５Ａから吸込用通路１４を通って後述する吸込室２７へ逆流するのを規制する。

１９Ｂは四組の吸込用通路１４〜１７のうちの一組の吸込用通路１５を開閉するための第１の吸込用弁体（図１中、説明の便宜上、破線のハッチングを施した部分）であって、隔壁体９の孔（図示せず）に取り付けられており、流体がポンプ室２５Ｂから吸込用通路１５を通って吸込室２７へ逆流するのを規制する。

ここで、四組の吸込用通路１４〜１７のうちの他の二組の吸込用通路１６，１７には、これらを開閉するための第１の吸込用弁体は設けられていない点が本発明の特徴である。

２０は逆有底角筒状に形成された蓋体であって、天井部の周縁に、図１に示すように断面略正方形の囲い壁２０ａが下方に向かって一体に突設されている。また、この蓋体２０の天井部の下面の中央部には、図１に示すようにリング状に形成された第２の仕切壁２０ｂが下方に向かって一体に突設されている。

蓋体２０の天井部の上面の中央部には、吐出口２１ａを有する吐出用筒体２１が上方に向かって一体に立設されている。また、蓋体２０の天井部の上面の一隅には、第１の吸込口２２ａを有する第１の吸込用筒体２２が上方に向かって一体に突設されている。

また、この第１の吸込用筒体２２から、図１中吐出口２１ａを中心として反時計方向に９０°回動した位置であって、蓋体２０の天井部の上面の一隅には、第２の吸込口２３ａを有する第２の吸込用筒体２３が上方に向かって一体に突設されている。

さらに、この第２の吸込用筒体２３から吐出口２１ａを中心として反時計方向に９０°回動した位置であって、蓋体２０の天井部の上面の一隅には、第３の吸込口２４ａを有する第３の吸込用筒体２４が上方に向かって一体に突設されている。

このように形成された蓋体２０を上方から隔壁体９に被せ、隔壁体９の第１の仕切壁９ｂの上端に蓋体２０の第２の仕切壁２０ｂの下端を対接させるとともに、蓋体２０の囲い壁２０ａの下端を隔壁体９の上面に対接させ、これら対接部を溶着し、蓋体２０と隔壁体９とを一体化する。

溶着することにより、第１の仕切壁９ｂと第２の仕切壁２０ｂとに囲まれ密閉された空間に、吐出口２１ａと四つの吐出用通路１０〜１３とを連通する一つの吐出室２６が形成される。同時に、第１および第２の仕切壁９ｂ，２０ｂと囲い壁２０ａとの間の密閉された空間に、吐出室２６を囲むように、第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａと四組の吸込用通路１４〜１７とを連通する平面視リング状の一つの吸込室２７が形成される。

ダイヤフラム８を挟持するように、蓋体２０が溶着された隔壁体９をダイヤフラムホルダー７上に載置することにより、この隔壁体９と各ダイヤフラム部８ａとによって四つのポンプ室２５Ａ〜２５Ｄが形成される。

これら四つのポンプ室２５Ａ〜２５Ｄのうち、ポンプ室２５Ａを介して吐出用通路１０と吸込用通路１４とが連通し、ポンプ室２５Ｂを介して吐出用通路１１と吸込用通路１５とが連通し、ポンプ室２５Ｃを介して吐出用通路１２と吸込用通路１６とが連通し、ポンプ室２５Ｄを介して吐出用通路１３と吸込用通路１７とが連通している。

また、図１に示すようにポンプ室２５Ａの上方に第１の吸込口２２ａが位置し、ポンプ室２５Ｂの上方に第２の吸込口２３ａが位置し、ポンプ室２５Ｃの上方に第３の吸込口２４ａが位置している。

これらケース３、ダイヤフラムホルダー７、隔壁体９および蓋体２０が、図示を省略した線ばねによって積載状態で固定されることにより、ダイヤフラムポンプ１が形成される。

次に、このように構成されたダイヤフラムポンプ１の第１の使用方法について説明する。先ず、ダイヤフラムポンプ１の外部から第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａに流体としての空気が供給されるように、第１〜第３の吸込用筒体２２〜２４のそれぞれにチューブ（図示せず）を接続する。また、吐出用筒体２１と、吐出口２１ａから吐出される空気が供給される加圧対象物との間をチューブ（いずれも図示せず）で接続する。

この状態で、モータ２を駆動し、出力軸２ａを介してクランク台４を回転させると、駆動体６の四つの駆動子６ｂのそれぞれの揺動端部が順次上下方向に揺動する。このうち、ポンプ室２５Ａに対応した駆動子６ｂの揺動端部が下方に移動すると、ポンプ室２５Ａが拡張するので、ポンプ室２５Ａ内が負圧状態になる。

したがって、ポンプ室２５Ａに対応した第１の吸込用弁体１９Ａが吸込用通路１４を開放するので、第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａから吸込室２７に吸い込まれた空気が、吸込用通路１４を通ってポンプ室２５Ａ内に送り込まれる。

モータ２の出力軸２ａがさらに回転し、拡張したポンプ室２５Ａの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室２５Ａは収縮するから、ポンプ室２５Ａ内の空気の圧力が高くなり、吐出用弁体１８による吐出用通路１０の閉塞が解除され、ポンプ室２５Ａ内の空気が吐出室２６に吐出される。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室２５Ｂが拡張すると、ポンプ室２５Ｂ内が負圧状態になる。したがって、ポンプ室２５Ｂに対応した第１の吸込用弁体１９Ｂが吸込用通路１５を開放するので、第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａから吸込室２７に吸い込まれた空気が、吸込用通路１５を通ってポンプ室２５Ｂ内に送り込まれる。

モータ２の出力軸２ａがさらに回転し、拡張したポンプ室２５Ｂの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室２５Ｂは収縮するから、ポンプ室２５Ｂ内の空気の圧力が高くなり、吐出用弁体１８による吐出用通路１１の閉塞が解除され、ポンプ室２５Ｂ内の空気が吐出室２６に吐出される。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室２５Ｃが拡張すると、ポンプ室２５Ｃ内が負圧状態になる。このとき、ポンプ室２５Ｃに対応した吸込用通路１６には第１の吸込用弁体が設けられていないため、吸込用通路１６は開放された状態となっているから、第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａから吸込室２７に吸い込まれた空気が、吸込用通路１６を通ってポンプ室２５Ｃ内に送り込まれる。

モータ２の出力軸２ａがさらに回転し、拡張したポンプ室２５Ｃの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室２５Ｃは収縮するから、ポンプ室２５Ｃ内の空気の圧力が高くなる。このとき、ポンプ室２５Ｃには、当該ポンプ室２５Ｃから吸込用通路１６への逆流を規制する第１の吸込用弁体が設けられていないことにより、ポンプ室２５Ｃ内の空気が吸込室２７内へ逆流し易くなっている。このため、ポンプ室２５Ｃ内では、吐出用通路１２を閉塞している吐出用弁体１８による吐出用通路１２を開放するだけの空気の圧力が発生しないため、ポンプ室２５Ｃ内の空気が吐出室２６内へは殆ど吐出されるようなことがない。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室２５Ｄが拡張すると、ポンプ室２５Ｄ内が負圧状態になる。このとき、ポンプ室２５Ｄに対応した吸込用通路１７には第１の吸込用弁体が設けられていないため、吸込用通路１７は開放された状態となっているから、第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａから吸込室２７に吸い込まれた空気が、吸込用通路１７を通ってポンプ室２５Ｄ内に送り込まれる。

モータ２の出力軸２ａがさらに回転し、拡張したポンプ室２５Ｄの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室２５Ｄは収縮するから、ポンプ室２５Ｄ内の空気の圧力が高くなる。このとき、ポンプ室２５Ｄには、当該ポンプ室２５Ｄから吸込用通路１７への逆流を規制する第１の吸込用弁体が設けられていないことにより、ポンプ室２５Ｄ内の空気が吸込室２７内へ逆流し易くなっている。このため、ポンプ室２５Ｄ内では、吐出用通路１３を閉塞している吐出用弁体１８による吐出用通路１３を開放するだけの空気の圧力が発生しないため、ポンプ室２５Ｄ内の空気が吐出室２６内へは殆ど吐出されるようなことがない。

このように、モータ２の出力軸２ａが回転し、ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄが順次拡縮すると、二つのポンプ室２５Ａ，２５Ｂからは吐出室２６へ順次空気が吐出されるが、次の二つのポンプ室２５Ｃ，２５Ｄからは吐出室２６へ空気が殆ど吐出されない。したがって、吐出室２６へ間欠的に空気を吐出しない状態が意図的に作られることにより、吐出口２１ａから吐出される空気には脈動が発生する。このため、脈動を必要とする加圧対象物に流体を供給する場合に好適なダイヤフラムポンプを提供することができる。

なお、上述した第１の実施の形態における第１の使用方法では、第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａというように、吸込口を三つ設けたが、吸込口は少なくとも一つ設ければよい。また、吸込口２２ａ〜２４ａの位置も平面視においてポンプ室２５Ａ〜２５Ｃに対応した位置に設けたが、吸込室２７に連通しているのであればいずれの位置に設けてもよい。

また、ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄを四つ設けたが、流体に脈動を発生させるためには、少なくとも二つ設ければよい。また、第１の吸込用弁体１９Ａ，１９Ｂを隣接するポンプ室２５Ａ，２５Ｂに設けたが、間隔をおいて交互に設けるようにしてもよい。

また、第１の吸込用弁体を設けないポンプ室を二つとしたが、一つとしたり三つとしたりして、脈動の大きさに応じて少なくとも一つ設ければよく、種々の設計変更が可能である。

次に、第１の実施の形態における第２の使用方法について説明する。この第２の使用方法においては、吐出口２１ａから吐出される流体に脈動を発生させる点においては上述した第１の使用方法と同様であるが、一つのポンプにおいて複数の流体を混合させ、吐出口２１ａから混合流体を吐出させる点に特徴を有する。

すなわち、上述した第１の使用方法では、三つの第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａにいずれにも同じ流体である空気を供給するようにしたが、この第２の使用方法では、第１の吸込口２２ａおよび第３の吸込口２４ａには水を供給し、第２の吸込口２３ａには空気を供給するようにしている。したがって、第１および第３の吸込口２２ａ，２４ａに供給された水と第２の吸込口２３ａから供給された空気は、一つの吸込室２７内で混合される。

この状態で、モータ２を駆動させ出力軸２ａを回転させると、各ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄが順次拡縮するので、一つの吸込室１７から水と空気との混合流体が各吐出用通路１４〜１７を通して各ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄへ吸い込まれる。このように供給された水と空気との混合流体は、二つのポンプ室２５Ａ，２５Ｂからは吐出室２６へ吐出されるが、他の二つのポンプ室２５Ｃ，２５Ｄからは吐出室２６へ殆ど吐出されない。したがって、吐出口２１ａからは脈動が発生した水と空気との混合流体が吐出される。

このように、第２の使用方法によれば、一つのダイヤフラムポンプ１内で異なる種類の流体を混合させることができることにより、混合する流体の数だけ複数のポンプを必要としていた従来と比較して、ダイヤフラムポンプの数が一つで済むため、ポンプの数を減らすことができるから、コストダウンと省スペース化を図ることができる。また、一つのポンプで対応できることにより、部品交換が容易になるためメンテナンス性も向上する。

なお、この第２の使用方法においては、第１〜第３の吸込口２２ａ〜２４ａというように、吸込口を三つ設けたが、吸込口は少なくとも二つ設ければよい。また、ポンプ室も少なくとも二つ備えていればよい。

また、この第２の使用方法においては、吸込室２７に水と空気というように二種類の流体による混合流体を吸い込ませるようにしたが、三種類以上の流体を供給するようにしてもよく、要は吸込口を少なくとも二つ以上設け、これら各吸込口に外部から供給される流体は、各吸込口においては一種類であって、互いの吸込口間においては少なくとも二種類以上の異なる流体とすればよい。

また、混合する流体を水と空気というように液体と気体としたが、アルコールと水というように異なる種類の液体を混合させてもよく、混合する流体は種々の態様が可能である。また、流体の混合比率も２：１としたが、吸込口の数量を変えることにより、混合比率も種々選択することができることは勿論である。

また、空気を吸い込む吸込口２３ａとして筒体２３を設けるようにしたが、吸い込む流体が空気の場合は、筒体２３を形成することなく蓋体２０やケース３に大気に接する開口を設けるようにしてもよい。
〔実施の形態２〕

次に、図３および図４を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態においては、上述した図１および図２に示す第１の実施の形態において説明した同一または同等の部材については、同一の符号を付し詳細な説明は適宜省略する。

この第２の実施の形態のダイヤフラムポンプ１０１では、四つのポンプ室２５Ａ〜２５Ｄ間をそれぞれ空間的に隔絶し、かつ複数の流体を混合させた上、この混合流体を各ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄに吸い込ませる吸込室２７Ａ〜２７Ｄを各ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄ毎に設けたことを特徴とするものである。

また、各吸込室２７Ａ〜２７Ｄには、二つの連通路１１１Ａ〜１１１Ｄ、１１２Ａ〜１１２Ｄのそれぞれが設けられ、吸込口１２２ａ〜１２５ａから吸い込まれた水と吸込口としての開口３ｃから吸い込まれた空気とがそれぞれ二つの連通路１１１Ａ〜１１１Ｄ、１１２Ａ〜１１２Ｄを介して各吸込室２７Ａ〜２７Ｄに吸い込まれて各吸込室２７Ａ〜２７Ｄ内で混合され、混合された流体が吸込用通路１４〜１７を通って各ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄに吸い込まれることを特徴とする。

すなわち、ケース３の下部側には、図４に示すようにケース３内に流体としての空気を取り入れるためにケース３内と大気との間を連通する吸込口としての通気口３ｃが設けられている。ダイヤフラムホルダー７の天井部には、後述する四つの吸込室２７Ａ〜２７Ｄに対応して、通気口３ｃからケース３内に取り入れられた空気を各吸込室２７Ａ〜２７Ｄに導く四つの第１の連通路１０７Ａ〜１０７Ｄ（三つの第１の連通路１０７Ｂ〜１０７Ｄは図示を省略）が設けられている。

ダイヤフラム８には、四つの第１の連通路１０７Ａ〜１０７Ｄのそれぞれを開閉する舌片状に形成された第２の吸込用弁体１０８Ａ〜１０８Ｄ（図３中、説明の便宜上、クロスハッチングを施した部分）が一体に設けられており、これら第２の吸込用弁体１０８Ａ〜１０８Ｄは、各吸込室２７Ａ〜２７Ｄ内で混合された空気と水との混合流体が各吸込室２７Ａ〜２７Ｄから四つの第１の連通路１０７Ａ〜１０７Ｄを通ってケース３内に逆流するのを規制する。

隔壁体９には、四つの第１の連通路１０７Ａ〜１０７Ｄに対応して、図３に示すようにこれら第１の連通路１０７Ａ〜１０７Ｄと連通し協働で、通気口３ｃからケース３内に取り入れられた空気を各吸込室２７Ａ〜２７Ｄに導く四つの第２の連通路１１１Ａ〜１１１Ｄが設けられている。

また、この隔壁体９には、四つの吸込室２７Ａ〜２７Ｄのそれぞれに対応して、図３に示すように後述する四つの第１〜第４の吸込口１２２ａ〜１２５ａから供給された流体としての水を各吸込室２７Ａ〜２７Ｄに導く四つの第３の連通路１１２Ａ〜１１２Ｄが設けられている。

蓋体２０の下面には、囲い壁２０ａと第２の仕切壁２０ｂとの間に連設された四つの第３の仕切壁１１３Ａ〜１１３Ｄが下方に向かって突設されている。蓋体２０と隔壁体９との間に挟まれ、かつ上記した吐出室２６の周りには、四つの第３の仕切壁１１３Ａ〜１１３Ｄと、囲い壁２０ａおよび第２の仕切壁２０ｂとに囲まれ、互いに空間的に隔絶された四つの密閉状態の吸込室２７Ａ〜２７Ｄが形成されている。

このうち、吸込室２７Ａはポンプ室２５Ａの上方に位置付けられ、吸込室２７Ｂはポンプ室２５Ｂの上方に位置付けられ、吸込室２７Ｃはポンプ室２５Ｃの上方に位置付けられ、吸込室２７Ｄはポンプ室２５Ｄの上方に位置付けられている。

これら四つの吸込室２７Ａ〜２７Ｄのうち、吸込室２７Ａを介して、吸込用通路１４と第２の連通路１１１Ａおよび第３の連通路１１２Ａとが連通している。また、吸込室２７Ｂを介して、吸込用通路１５と第２の連通路１１１Ｂおよび第３の連通路１１２Ｂとが連通している。

また、吸込室２７Ｃを介して、吸込用通路１５と第２の連通路１１１Ｃおよび第３の連通路１１２Ｃとが連通している。さらに、吸込室２７Ｄを介して、吸込用通路１７と第２の連通路１１１Ｄおよび第３の連通路１１２Ｄとが連通している。すなわち、四つの吸込室２７Ａ〜２７Ｄのそれぞれは、各ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄ毎に設けられている。

また、蓋体２０の上面には、四つの吸込室２７Ａ〜２７Ｄのそれぞれの上方に位置し、第１〜第４の吸込口１２２ａ〜１２５ａのそれぞれを有する四つの第１〜第４の吸込用筒体１２２〜１２５（三つの第２〜第４の吸込用筒体１２３〜１２５は図示を省略）が一体に立設している。

また、この第１〜第４の吸込用筒体１２２〜１２５、蓋体２０、隔壁体９およびダイヤフラムホルダー７には、図４に示すように四つの第１〜第４の吸込口１２２ａ〜１２５ａのそれぞれと四つの第３の連通路１１２Ａ〜１１２Ｄのそれぞれと連通する四つの第４の連通路１１４Ａ〜１１４Ｄ（三つの第４の連通路１１４Ｂ〜１１４Ｄは図示を省略）が設けられている。

次に、このように構成されたダイヤフラムポンプ１０１の使用方法について説明する。先ず、ダイヤフラムポンプ１０１の外部から四つの第１〜第４の吸込口１２２ａ〜１２５ａに流体としての水が供給されるように、四つの吸込用筒体１２２〜１２５のそれぞれにチューブ（図示せず）を接続する。

また、ケース３の通気口３ｃが大気と接するようにダイヤフラムポンプ１０１を大気中に置く。さらに、上述した第１の実施の形態と同様に、吐出用筒体２１と吐出口２１ａから吐出される空気と水との混合流体が供給される加圧対象物との間をチューブ（いずれも図示せず）で接続する。

この状態で、モータ２を駆動し、出力軸２ａを介してクランク台４を回転させると、駆動体６の四つの駆動子６ｂのそれぞれの揺動端部が順次上下方向に揺動する。このうち、ポンプ室２５Ａに対応した駆動子６ｂの揺動端部が下方に移動すると、ポンプ室２５Ａが拡張するので、ポンプ室２５Ａ内が負圧状態になる。

したがって、ポンプ室２５Ａに対応した第１の吸込用弁体１９Ａが吸込用通路１４を開放するので、吸込用通路１４と連通された吸込室２７Ａ内も負圧状態になる。このため、第１の吸込口１２２ａに供給された水が、第４の連通路１１４Ａを通って吸込室２７Ａ内に送り込まれる。

同時に、第２の吸込用弁体１０８Ａが第１の連通路１０７Ａを開放するので、通気口３ｃからケース３内に取り込まれていた空気が第１の連通路１０７Ａおよび第２の連通路１１１Ａを通って吸込室２７Ａ内に送り込まれる。したがって、吸込室２７Ａでは、水と空気とが混合され、この混合流体が吸込用通路１４を通ってポンプ室２５Ａ内に吸い込まれる。

モータ２の出力軸２ａがさらに回転し、拡張したポンプ室２５Ａの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室２５Ａは収縮するから、ポンプ室２５Ａ内の水と空気の混合流体の圧力が高くなり、吐出用弁体１８による吐出用通路１０の閉塞が解除され、ポンプ室２５Ａ内の水と空気との混合流体が吐出室２６に吐出される。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室２５Ｂが拡張すると、ポンプ室２５Ｂ内が負圧状態になる。したがって、ポンプ室２５Ｂに対応した第１の吸込用弁体１９Ｂが吸込用通路１５を開放するので、吸込用通路１５と連通された吸込室２７Ｂ内も負圧状態になる。

このため、第２の吸込口１２３ａに供給された水が、第４の連通路１１４Ｂを通って吸込室２７Ｂ内に送り込まれる。同時に、第２の吸込用弁体１０８Ｂが第１の連通路１０７Ｂを開放するので、通気口３ｃからケース３内に流入していた空気が第１の連通路１０７Ｂおよび第２の連通路１１１Ｂを通って吸込室２７Ｂ内に送り込まれる。したがって、吸込室２７Ｂでは、水と空気とが混合され、この混合流体が吸込用通路１５を通って、ポンプ室２５Ｂ内に吸い込まれる。

モータ２の出力軸２ａがさらに回転し、拡張したポンプ室２５Ｂの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室２５Ｂは収縮するから、ポンプ室２５Ｂ内の水と空気の混合流体の圧力が高くなり、吐出用弁体１８による吐出用通路１１の閉塞が解除され、ポンプ室２５Ｂ内の水と空気との混合流体が吐出室２６に吐出される。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室２５Ｃが拡張すると、ポンプ室２５Ｃ内が負圧状態になる。このとき、ポンプ室２５Ｃに対応した吸込用通路１６には第１の吸込用弁体が設けられていないため、吸込用通路１６は開放された状態となっているから、吸込室２７Ｃ内も負圧状態になる。

このため、第３の吸込口１２４ａに供給された水が、第４の連通路１１４Ｃを通って吸込室２７Ｃ内に送り込まれる。同時に、第２の吸込用弁体１０８Ｃが第１の連通路１０７Ｃを開放するので、通気口３ｃからケース３内に流入していた空気が第１の連通路１０７Ｃおよび第２の連通路１１１Ｃを通って吸込室２７Ｃ内に送り込まれる。したがって、吸込室２７Ｃでは、水と空気とが混合され、この混合流体が吸込用通路１６を通って、ポンプ室２５Ｃ内に吸い込まれる。

モータ２の出力軸２ａがさらに回転し、拡張したポンプ室２５Ｃの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室２５Ｃは収縮するから、ポンプ室２５Ｃ内の水と空気との混合流体の圧力が高くなる。このとき、ポンプ室２５Ｃには、当該ポンプ室２５Ｃから吸込用通路１６への逆流を規制する第１の吸込用弁体が設けられていないことにより、ポンプ室２５Ｃ内の水と空気との混合流体が吸込室２７Ｃ内へ逆流し易くなっているため、吐出室２６内へは殆ど吐出されるようなことがない。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室２５Ｄが拡張すると、ポンプ室２５Ｄ内が負圧状態になる。このとき、ポンプ室２５Ｄに対応した吸込用通路１７には第１の吸込用弁体が設けられていないため、吸込用通路１７は開放された状態となっているから、吸込室２７Ｄ内も負圧状態になる。

このため、第４の吸込口１２５ａに供給された水が、第４の連通路１１４Ｄを通って吸込室２７Ｄ内に送り込まれる。同時に、第２の吸込用弁体１０８Ｄが第１の連通路１０７Ｄを開放するので、通気口３ｃからケース３内に流入していた空気が第１の連通路１０７Ｄおよび第２の連通路１１１Ｄを通って吸込室２７Ｄ内に送り込まれる。したがって、吸込室２７Ｄでは、水と空気とが混合され、この混合流体が吸込用通路１７を通って、ポンプ室２５Ｄ内に吸い込まれる。

モータ２の出力軸２ａがさらに回転し、拡張したポンプ室２５Ｄの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室２５Ｄは収縮するから、ポンプ室２５Ｄ内の水と空気との混合流体の圧力が高くなる。このとき、ポンプ室２５Ｄには、当該ポンプ室２５Ｄから吸込用通路１７への逆流を規制する第１の吸込用弁体が設けられていないことにより、ポンプ室２５Ｄ内の水と空気との混合流体が吸込室２７Ｄ内へ逆流し易くなっているため、吐出室２６内へは殆ど吐出されるようなことがない。

このように、モータ２の出力軸２ａが回転し、ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄが順次拡縮すると、二つのポンプ室２５Ａ，２５Ｂからは吐出室２６へ順次水と空気との混合流体が吐出されるが、次の二つのポンプ室２５Ｃ，２５Ｄからは吐出室２６へ水と空気との混合流体が殆ど吐出されない。このように、吐出室２６へ間欠的に水と空気との混合流体を吐出しない状態が意図的に作られることにより、吐出口２１ａから吐出される水と空気との混合流体には脈動が形成される。したがって、脈動を必要とする加圧対象物に流体を供給する場合に好適となる。

上述したように、この第２の実施の形態によれば、ダイヤフラムポンプ１０１の各ポンプ室内で異なる種類の流体を混合させることができることにより、混合する流体の数だけ複数のポンプを必要としていた従来と比較して、ダイヤフラムポンプの数が一つで済むため、ポンプの数を減らすことができるから、コストダウンと省スペース化を図ることができる。また、一つのポンプで対応できることにより、部品交換が容易になるためメンテナンス性も向上する。

また、この第２の実施の形態においては、脈動を発生させるだけであれば、ポンプ室２５Ｃ，２５Ｄからの吐出室２６への混合流体の吐出を規制するために、第３および第４の吸込口１２４ａ，１２５ａからの水の供給を停止すればよいが、敢えて第３および第４の吸込口１２４ａ，１２５ａからの水の供給を行うようにしている。

これは、ポンプ室２５Ｃ，２５Ｄの拡縮によるポンプ作用でポンプ室２５Ａ，２５Ｂと同様に、ポンプ室２５Ｃ，２５Ｄ内に水を流入させることにより、ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄによる一連のポンプ作用におけるバランスが崩れるのを防止し、モータ２への余計な負荷や騒音を除去するためである。

したがって、第１〜第４の吸込口１２２ａ〜１２５ａからポンプ室２５Ａ〜２５Ｄに供給される流体が比較的質量が小さい気体の場合で、第３および第４の吸込口１２４ａ，１２５ａからの流体の供給を停止しても、上記したような悪影響が比較的小さくて済む場合は、第３および第４の吸込口１２４ａ，１２５ａからの流体の供給を停止してもよい。このため、ポンプ室２５Ｃ，２５Ｄに対応した第３および第４の吸込用筒体１２４，１２５や第３の連通路１１２Ｃ，１１２Ｄおよび第４の連通路１１４Ｃ，１１４Ｄを設けなくてもよい。

なお、上述した第２の実施の形態においては、各吸込室２７Ａ〜２７Ｄに対応させて四つの吸込用筒体１２２〜１２５を設けたが、各吸込室毎に複数の吸込用筒体を設けるようにして、各吸込室に三種類以上の流体を供給するようにしてもよく、また、開口３ｃの替わりにこれら吸込用筒体を使用してもよい。

また、上述した第２の実施の形態においては、第１の吸込用弁体１９Ａ，１９Ｂを二つのポンプ室２５Ａ，２５Ｂに設けるようにしたが、少なくともいずれか一つのポンプ室２５Ａ，２５Ｂに設ければよい。また、吸込口１２２ａ〜１２５ａを四個設けるようにしたが、第１の吸込用弁体が設けられた吸込室に対応させて設けるようにして、第１の吸込用弁体が設けられていない吸込室に対応させて設けるようなことをしなくてもよい。その場合、第１の吸込用弁体が設けられていない吸込室には、ケース３内への流体の逆流を規制するための第２の吸込用弁体や当該吸込室に対応させた連通路も設けなくてもよく、また、当該吸込室自体も設けなくてもよく、要は少なくともポンプ室に第１の吸込用弁体が設けられている各ポンプ室毎に吸込室を設ければよい。

また、第１の吸込用弁体を設けるポンプ室を二つとしたが、第１の吸込用弁体が設けられていないポンプ室を少なくとも一つ設けていれば、三つ以上としてもよい。また、吸込口１２２ａ，１２３ａに共に水を供給するようにしたが、各吸込口から異なる種類の流体を供給するようにしてもよい。また、第１の吸込用弁体は、必ずしも隣接した吸込室に設ける必要はなく、対角線上に位置する吸込室に対応させて設けたり、三つ続けて設けてもよく、種々の設計変更が可能である。

また、第１および第２の実施の形態においては、ポンプ室２５Ａ〜２５Ｄを四つ備えた、いわゆる四気筒の例を挙げたが、五気筒以上のダイヤフラムポンプに適用できることは勿論である。

１，１０１…ダイヤフラムポンプ、２…モータ、６…駆動体、８…ダイヤフラム、８ａ…ダイヤフラム部、９…隔壁体、１０〜１３…吐出用通路、１４〜１７…吸込用通路、１８…吐出用弁体、１９Ａ，１９Ｂ…第１の吸込用弁体（吸込用弁体）、２０…蓋体、２１ａ…吐出口、２２ａ〜２４ａ…第１〜第３の吸込口、２５Ａ〜２５Ｄ…ポンプ室、２６…吐出室、２７，２７Ａ〜２７Ｄ…吸込室、１０７Ａ〜１０７Ｄ…第１の連通路、１０８Ａ〜１０８Ｄ…第２の吸込用弁体、１１１Ａ〜１１１Ｄ…第２の連通路、１１２Ａ〜１１２Ｄ…第３の連通路、１１４Ａ〜１１４Ｄ…第４の連通路、１２２ａ〜１２５ａ…第１〜第４の吸込口。

Claims (3)

1. 順次拡縮する複数のポンプ室と、これら各ポンプ室に設けられポンプ室内に流体を吸い込むための吸込用通路と、この吸込用通路を開閉しポンプ室からの流体の逆流を規制するための吸込用弁体と、前記各ポンプ室に設けられポンプ室から流体を吐出させるための吐出用通路と、この吐出用通路を開閉しポンプ室内への流体の逆流を規制するための吐出用弁体と、外部から供給される流体を前記各吸込用通路へ送り込む吸込口と、前記各吐出用通路から吐出された流体を集める一つの吐出室と、この吐出室内で集められた流体を外部に吐出する一つの吐出口とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、
   前記吸込用弁体を複数の前記ポンプ室のうちの少なくとも一つに設けないことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
2. 前記吸込口を少なくとも二つ設け、
   これら吸込口から送り込まれる流体を混合しこの混合流体を前記吸込用通路を介して前記ポンプ室へ吸い込ませる一つの吸込室を備え、
   前記吸込口に外部から供給される流体は、各吸込口においては一種類であって、互いの吸込口間においては少なくとも二種類以上の異なる流体であることを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムポンプ。
3. 前記吸込口から送り込まれる流体を前記吸込用通路を介して前記ポンプ室へ吸い込ませる吸込室を、少なくともポンプ室に前記吸込用弁体が設けられる各ポンプ室毎に設け、
   前記吸込室のうち少なくともポンプ室に前記吸込用弁体が設けられる各吸込室に対応する前記吸込口を少なくとも二つ設け、
   当該吸込口のそれぞれと当該吸込室とを連通する少なくとも二つの連通路を設け、
   これら連通路から当該各吸込室に互いに異なる流体を供給することを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムポンプ。

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