JP2015031154A

JP2015031154A - ダイヤフラムポンプ

Info

Publication number: JP2015031154A
Application number: JP2013158639A
Authority: JP
Inventors: 亮古川; Akira Furukawa
Original assignee: Oken Seiko Co Ltd
Current assignee: Oken Seiko Co Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-16
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP6209384B2

Abstract

【課題】ポンプ室の吸入孔に対するシール性能を向上させるようにする。【解決手段】ダイヤフラム15のダイヤフラム部17によって形成され当該ダイヤフラム部17の往復動によって拡縮するポンプ室35と、当該ポンプ室35に流体を吸入するための吸入孔32およびポンプ室35内の流体を吐出する突出孔62を有する仕切板30と、ポンプ室35内から流体の吸入孔32への逆流を規制するダイヤフラム部17に設けられた吸入用弁体20と、吐出孔62からポンプ室35内への流体の逆流を規制する吐出用弁体60とを備えたダイヤフラムポンプ1において、吸入用弁体20がダイヤフラム部17の開口端部17bからポンプ室35を臨むようにダイヤフラム15に一体に突設され、吸入用弁体20の外周縁20aが仕切板30の下面30aに対して上方に湾曲されたお椀型形状に形成されているようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイヤフラムによって形成され拡縮するポンプ室を備えたダイヤフラムポンプに関する。

従来のダイヤフラムポンプとしては、ポンプ室を形成する複数のダイヤフラム部が取り付けられたダイヤフラムと、このダイヤフラムの各ダイヤフラム部を上下方向へ昇降させることによりポンプ室を拡縮させる駆動体と、各ポンプ室と吸入側および吐出側とを仕切り当該各ポンプ室に対応した吸入孔および吐出孔が設けられた仕切板とを備え、ダイヤフラムはポンプ室から吸入孔への流れを阻止する三日月形状でなる吸入用弁体と、吐出孔からポンプ室への流れを阻止する吐出用弁体とが一体に形成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２１４８１号公報

ところで、図５に示すように、上述した従来のダイヤフラムポンプのダイヤフラム１５０においては、各ダイヤフラム部１５７の上部が開口しており、この開口部１５７ａにおける開口端部１５７ｂの一部から開口部１５７ａの一部を臨む平面視三日月状の吸入用弁体１７０が当該ダイヤフラム１５０と一体化した状態で水平方向に突設されている。

図６に示すように、このようなダイヤフラム１５０の各ダイヤフラム部１５７が吸入孔１８１の設けられた仕切板１８０に密着された状態において、ポンプ室１３５が拡張して負圧状態になると、吸入用弁体１７０が開き当該吸入孔１８１を介してエアーがポンプ室１３５内に吸入されるが、ポンプ室１３５が収縮すると当該ポンプ室１３５内のエアーの圧力が上昇し、吸入用弁体１７０が仕切板１８０の下面１８０ａに密着されてポンプ室１３５のシール性が確保される。

しかしながら、この吸入用弁体１７０では吸入孔１８１のＡ点で示される円周箇所に対してシールしているため、例えば仕切板１８０の下面１８０ａにバリ等が存在すると、吸入用弁体１７０と仕切板１８０の下面１８０ａとがバリ等によって密着しなくなり、吸入孔１８１に対して十分なシール性能を確保できないという問題があった。

また、この吸入用弁体１７０は平坦に形成されているため、仕切板１８０の下面１８０ａに対して浮き等が生じ易く、そのような場合には下面１８０ａにバリ等が存在しない場合であっても吸入孔１８１に対する十分なシール性能を確保できない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、ポンプ室の吸入孔に対するシール性能を向上させた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、請求項１に係る発明は、ダイヤフラムのダイヤフラム部によって形成され当該ダイヤフラム部の往復動によって拡縮するポンプ室と、当該ポンプ室に流体を吸入するための吸入孔および前記ポンプ室内の流体を吐出する突出孔を有する仕切板と、前記ポンプ室内から流体の前記吸入孔への逆流を規制する前記ダイヤフラム部に設けられた吸入用弁体と、前記吐出孔から前記ポンプ室内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、前記吸入用弁体が前記ダイヤフラム部の開口端部から前記ポンプ室を臨むように前記ダイヤフラムに一体に突設され、当該吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に対して上方に湾曲されたお椀型形状に形成されているようにする。

請求項２に係る発明において、前記ポンプ室の収縮により前記吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に押し付けられたとき、前記外周縁と前記仕切板の下面との間に空間が形成されるようにする。

請求項３に係る発明において、前記ポンプ室の収縮により前記吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に押し付けられたとき、前記外周縁と前記下面との線接触によって前記空間が形成されるようにする。

請求項１の発明によれば、吸入用弁体の外周縁が仕切板の下面に対して上方に湾曲されたお椀型形状に形成されているため、前記ポンプ室の収縮により前記吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に押し付けられたとき、吸入用弁体の外周縁が仕切板の下面に確実に密着されるので、当該ポンプ室のシール性を確保することができる。

請求項２の発明によれば、ポンプ室の収縮により前記吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に押し付けられたとき、前記外周縁と前記仕切板の下面との間に空間が形成されることにより、仕切板の下面にバリがあっても、そのバリが空間に収納されることになるので、ポンプ室のシール性が損なわれずに済む。

請求項３の発明によれば、ポンプ室の収縮により前記吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に押し付けられたとき、前記外周縁と前記下面との線接触によって前記空間が形成されるので、吸入用弁体と仕切板の下面との間の開閉抵抗が少なく、当該吸入用弁体の滑らかな開閉動作を実現することができる。

本発明に係るダイヤフラムポンプの構成を示す断面図である。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の構成を示す平面図である。本発明に係るダイヤフラムの三日月状でなる吸入用弁体の構成を示す図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の三日月状でなる吸入用弁体の組付状態を示す断面図である。従来のダイヤフラムの吸入用弁体を示す断面図である。従来のダイヤフラムの吸入用弁体の組付状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

＜ダイヤフラムポンプの構成＞
図１に示すように、３気筒でなるダイヤフラムポンプ１は、略有底円筒状に形成されたケース２の底部の外側に固定されたモータ３を備えており、このモータ３の出力軸３ａがケース２の孔から当該ケース２内に突出し、その出力軸３ａの突出端部にクランク台４が軸着されている。

クランク台４においてモータ３の出力軸３ａから偏心した部位には、当該出力軸３ａの軸線方向に対して傾斜された駆動軸５の一端が軸着されており、当該駆動軸５の他端が駆動体６のボス６ａと一体に固定された軸受部７の非貫通孔７ａ内に嵌挿されている。すなわち駆動体６は、駆動軸５に対して回転自在に枢支されている。

駆動体６のボス６ａには軸受部７の非貫通孔７ａと略直交するように三個の駆動子８（２個の駆動子８だけを示す）が先端に向かって共に下方に同じ角度だけ僅かに傾斜した状態で形成されており、各駆動子８の先端部にはダイヤフラム部取付孔８ａが設けられている。

ケース２の上端部には、下方が開口されてカップ状に形成されたダイヤフラムホルダ１０が載置され、後述するダイヤフラム１５の各ダイヤフラム部１７を保持するため円周方向に互いに等角度（１２０度）間隔に形成された３つダイヤフラム部保持孔１１（２個のダイヤフラム部保持孔１１だけを示す）が設けられている。

ダイヤフラム１５は、ゴム等の柔軟性を有する材料により形成され、円周方向に等角度間隔に設けられ上方が開口した３つのダイヤフラム部１７（２つのダイヤフラム部１７だけを示す）と、これら３つのダイヤフラム部１７の上端部を連設する略円板状に形成されたフランジ２７とにより一体に形成されている。各ダイヤフラム部１７の下面には、断面略円錐状のピストン１９が一体に形成されており、このピストン１９の下部には細径の首部１９ａを介して係止用の凸部１９ｂが一体に形成されている。

ここで図２および図３に示すように、各ダイヤフラム部１７の上部は開口しており、この開口部１７ａの開口端部１７ｂの一部から開口部１７ａの一部を臨む三日月形状でなる吸入用弁体２０（破線によってハッチングを施した部分）がダイヤフラム１５と一体化された状態で水平方向に突設されている。

この吸入用弁体２０は、開口端部１７ｂから当該吸入用弁体２０の外周縁２０ａが後述する仕切板３０の下面３０ａに対して上方に湾曲されて付勢されたお椀型形状に形成され、当該吸入用弁体２０の上面に湾曲状に形成されたシール面２０ｂを有している。このシール面２０ｂは、ダイヤフラム部１７のフランジ２７の表面よりも低くなっており、吸入用弁体２０全体として、お椀型形状の内側部分に収納空間２０ｃが形成されている。

また図１に示されるように、ダイヤフラム１５のフランジ２７の上面には仕切板３０が固定されている。仕切板３０は、各ポンプ室３５に連通する三個の吸入孔３２（２個の吸入孔３２だけを示す）が円周方向に等角度（１２０度）間隔に貫通形成されているとともに、各ポンプ室３５に連通する３個の吐出孔６２（２個の吐出孔６２だけを示す）が円周方向に等角度（１２０度）間隔に貫通形成されている。なお、三個の吐出孔６２は、三個の吸入孔３２よりも内周側に配置されており、三個の吸引孔３２および三個の吐出孔６２は、各ポンプ室３５に対応するように位置付けられている。

ダイヤフラム１５は、各ダイヤフラム部１７の凸部１９ｂを弾性変形させながら、駆動体６の各駆動子８のダイヤフラム部取付孔８ａに挿入することにより、首部１９ａが駆動子８のダイヤフラム部取付孔８ａに取り付けられる。

ここで、仕切板３０とダイヤフラムホルダ１０とによりダイヤフラム１５が挟持されているため、この仕切板３０とダイヤフラム１５の各ダイヤフラム部１７との間に３つのポンプ室３５が形成されるとともに、吸入孔３２が三日月形状の吸入用弁体２０によって閉じられる。この場合、吸入用弁体２０と仕切板３０の下面３０ａとが、ポンプ室３５から吸引孔３２へ流体が流れることを規制する逆止め弁を構成している。

仕切板３０の中央部の上面側には、円柱状の係合凸部３０ｔが形成されており、当該係合凸部３０ｔに対して吐出用弁体６０が係合されているとともに、当該係合凸部３０ｔの周囲には環状に形成された隔壁３０ｂが一体に立設され、当該隔壁３０ｂの周囲に環状に形成された係合凸部３０ｃが一体に形成されている。

この隔壁３０ｂの内側には吐出用弁体６０によって閉塞される３つの吐出孔６２が設けられ、隔壁３０ｂの外側には環状の吸入空間５２（２つの吸入空間５２だけを示す）と連通された３つの吸入孔３２（２個の吸入孔３２だけを示す）が設けられている。

吐出用弁体６０は、ゴム等の柔軟性を有する材料によって略平板状に形成され、表面側の中央部には隆起部６０ａが一体に設けられ、この隆起部６０ａの裏側には係合凸部３０ｔに嵌合する係合凹部６０ｂが形成されている。この吐出用弁体６０は、仕切板３０の吐出孔６２と対応しており、当該吐出孔６２を閉塞する。

仕切板３０の上端部には、下方が開口した扁平な箱状に形成された蓋体４０が固定され、上面側の中央部には吐出空間４１を介して吐出孔６２と連通した吐出口４２が形成された円筒状の吐出筒部４３が立設されている。

この蓋体４０の裏面側には、吐出筒部４３を囲むように平面視円環状に形成された係合部４８が下方に向かって一体に突設されており、当該係合部４８と仕切板３０の隔壁３０ｂとが係合されて吐出空間４１が形成される。

また、蓋体４０の裏面側には、係合部４８を囲むように平面視環凹状に形成された係合凹部４９が形成されており、当該係合凹部４９と仕切板３０の係合凸部３０ｃとが係合されて吐出空間４１の周囲に吸入空間５２が形成される。

＜ダイヤフラムポンプのポンプ動作＞
このように構成されたダイヤフラムポンプ１では、モータ３を駆動し出力軸３ａを回転させると、クランク台４も出力軸３ａと一体的に回転し、駆動軸５が傾斜した状態のまま出力軸３ａの周囲を回転するため、駆動体６の３つの駆動子８の端部が図中上下方向へ往復動する。

従って、駆動子８の上下方向への往復動とともに３つのダイヤフラム部１７が順次上下方向へ往復動するため、３つのポンプ室３５も順次拡縮する。ポンプ室３５が拡張することにより、当該ポンプ室３５が負圧状態となり吸入用弁体２０の外周縁２０ａが上方に付勢されている状態から下方に向かって弾性変形され、吸入空間５２から吸入孔３２を介してポンプ室３５内にエアーが吸入される。

一方、図４に示すように、ポンプ室３５が収縮すると、ポンプ室３５内のエアーは圧力が上昇するのでダイヤフラム部１７における吸入用弁体２０の外周縁２０ａが仕切板３０の下面３０ａに密着され、ポンプ室３５から吸引孔３２へエアーが流れることを規制するとともに、吐出孔６２から吐出空間４１および吐出口４２を介して大気に放出される。

このときダイヤフラム部１７の吸入用弁体２０は、その外周縁２０ａが図中上方に湾曲され、当該吸入用弁体２０全体が上方へ付勢されたお椀型形状に成型されているため、ポンプ室３５の収縮によって外周縁２０ａが仕切板３０の下面３０ａに押し付けられる。

従って、従来のような吸入用弁体が平坦に形成されている場合に比べて、仕切板３０の下面３０ａに対して吸入用弁体２０の浮きが生じることがないので、ポンプ室３５から吸引孔３２を介してポンプ室３５のエアーが漏れることを防止し、当該ポンプ室３５に対する優れたシール性能を確保することができる。

また、このとき吸入用弁体２０の外周縁２０ａが仕切板３０の下面３０ａに押し付けられた結果、吸入用弁体２０と仕切板３０の下面３０ａとの間に密閉された収納空間２０ｃが形成されるため、仕切板３０の下面３０ａにおける吸入孔３２の周辺部分にバリ等が存在したとしても、当該バリを収納空間２０ｃに収納することができる。これにより、仕切板３０の下面３０ａにおける吸入孔３２の周辺部分にバリ等が存在しても、吸入孔３２に対する吸入用弁体２０によるポンプ室３５のシール性を確保することができる。

かくしてダイヤフラムポンプ１は、吸入用弁体２０が仕切板３０の下面３０ａに対して浮きが生じたり、当該下面３０ａに存在するバリの影響も受けることがなく、当該吸入用弁体２０によるポンプ室３５の密閉性を確保できるので、当該ポンプ室３５の吸入孔３２に対するシール性能を従来よりも一段と向上させることができる。

そのうえダイヤフラムポンプ１では、吸入用弁体２０の外周縁２０ａが仕切板３０の下面３０ａに押し付けられたとき、当該外周縁２０ａが仕切板３０の下面３０ａに対して線接触されることになるため、従来のような平坦形状の吸入用弁体が仕切板３０の下面３０ａに面接触される場合に比べて、当該吸入用弁体２０の開閉抵抗が小さく、滑らかに吸入用弁体２０を開閉動作させることができる。

＜他の実施の形態＞
なお、上述した実施の形態においては、三日月形状の吸入用弁体２０を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、開口部１７ａの開口端部１７ｂの一部から開口部１７ａの一部を臨む形状であれば半円形状等のその他の種々の形状の吸入用弁体を用いるようにしても良い。

また、上述した実施の形態においては、ポンプ室３５が３つ備えられた３気筒のダイヤフラムポンプ１に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１気筒でも２気筒でも、また４気筒以上のダイヤフラムポンプに適用するようにしても良い。

１…ダイヤフラムポンプ、２…ケース、３…モータ、４…クランク台、５…駆動軸、６…駆動体、７…軸受部、８…駆動子、１０…ダイヤフラムホルダ、１１…ダイヤフラム部保持孔、１５…ダイヤフラム、１７…ダイヤフラム部、１９…ピストン、２０…吸入用弁体、２０ａ…外周縁、２０ｂ…シール面、２０ｃ…収納空間、２７…フランジ、３０…仕切板、３２…吸入孔、３５…ポンプ室、４０…蓋体、４１…吐出空間、４２…吐出口、４３…吐出筒部、４８…係合部、４９…係合凹部、５２…吸入空間、６０…吐出用弁体、６２…吐出孔。

Claims

ダイヤフラムのダイヤフラム部によって形成され当該ダイヤフラム部の往復動によって拡縮するポンプ室と、当該ポンプ室に流体を吸入するための吸入孔および前記ポンプ室内の流体を吐出する突出孔を有する仕切板と、前記ポンプ室内から流体の前記吸入孔への逆流を規制する前記ダイヤフラム部に設けられた吸入用弁体と、前記吐出孔から前記ポンプ室内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、
前記吸入用弁体が前記ダイヤフラム部の開口端部から前記ポンプ室を臨むように前記ダイヤフラムに一体に突設され、当該吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に対して上方に湾曲されたお椀型形状に形成されている
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
前記ポンプ室の収縮により前記吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に押し付けられたとき、前記外周縁と前記仕切板の下面との間に空間が形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。
前記ポンプ室の収縮により前記吸入用弁体の外周縁が前記仕切板の下面に押し付けられたとき、前記外周縁と前記下面との線接触によって前記空間が形成される
ことを特徴とする請求項２に記載のダイヤフラムポンプ。