JP2017194037A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラムとダイヤフラムホルダーとの接触部分に塗布される潤滑油の塗布量を容易に管理できるダイヤフラムポンプを提供する。
【解決手段】円筒状のダイヤフラムホルダー２７と、蓋体３０とを備える。ダイヤフラムホルダー２７の内周面に接触しながら変形する変形部３１を有しかつ蓋体３０との間にポンプ室３２を構成するダイヤフラム２４を備える。蓋体３０に設けられた吸入弁３３、吸入通路３４、吐出弁４４、吐出通路３５と、モータ２２の回転を往復運動に変換してダイヤフラム２４に伝達する駆動機構４５とを備える。ダイヤフラムホルダー２７の内周面における少なくともダイヤフラム２４の変形部３１が接触する部位に、ダイヤフラムホルダー２７の軸線方向に延びる油溝５１が形成されている。油溝５１にはグリス５２（潤滑油）が充填されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、筒状のダイヤフラムホルダーの内壁面にダイヤフラムのポンプ室形成用の変形部が沿うダイヤフラムポンプに関する。

従来のこの種のダイヤフラムポンプとしては、例えば特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に開示されたダイヤフラムポンプ１は、図４に示すように、円柱状のハウジング２の中に後述する機能部品を組み付けることによって構成されている。ハウジング２は、一端部にモータ３が取付けられた有底円筒状の底部４と、円筒状のダイヤフラムホルダー５と、円板状のバルブホルダー６と、蓋部材７とがこの順に重ねられて形成されている。ダイヤフラムホルダー５とバルブホルダー６との間にはダイヤフラム８が挟まれて保持されている。

このダイヤフラムポンプ１は、このハウジング２およびダイヤフラム８と、ハウジング２の中に収容された駆動機構９と、バルブホルダー６に取付けられた吸入弁１０および吐出弁１１などによって構成されている。
駆動機構９は、モータ３の回転軸１２と一体に回転するクランク１３と、このクランク１３に回転自在に支持された駆動子１４とを備えている。駆動子１４の軸線は回転軸１２の軸線に対して傾斜している。駆動子１４は、複数の腕部１４ａを有している。

ダイヤフラム８には、複数のカップ状の変形部８ａが設けられている。これらの変形部８ａの開口部分は、それぞれバルブホルダー６によって閉塞されている。この変形部８ａとバルブホルダー６との間にポンプ室１５が形成されている。各変形部８ａの底は、それぞれ駆動子１４の腕部１４ａに接続されている。

バルブホルダー５に設けられた吸入弁１０は、ポンプ室１５とこのダイヤフラムポンプ１の外とを連通する吸入用通路１６の途中に設けられ、ポンプ室１５の容積が増大するときに開き、それ以外の場合は閉じた状態に保たれる。
吐用弁１１は、ポンプ室１５と蓋部材７の吐出口１７とを連通する吐出通路１８の途中に設けられ、ポンプ室１５の容積が減少するときに開き、それ以外の場合は閉じた状態に保たれる。

このように構成されたダイヤフラムポンプ１においては、モータ３の回転軸１２が回転することにより駆動子１４の腕部１４ａがモータ３の軸線方向に往復し、この往復運動がダイヤフラム７の変形部８ａの底に伝達される。変形部８ａの底が腕部１４ａによって押されることにより吐出弁１１が開き、ポンプ室１５内の流体が吐出通路１８に吐出される。変形部８ａの底が腕部１４ａによって上記とは逆方向に引かれると、吸入弁１０が開いてポンプ室１５内に吸入通路１６から流体（大気）が流入する。
ダイヤフラム８の変形部８ａが腕部１４ａによって押されるときは、変形部８ａの周壁部分が圧縮され、その一部がダイヤフラムホルダー５の内周面に押し付けられる。従来のダイヤフラムポンプ１においては、このように変形部８ａの一部がダイヤフラムホルダー５に接触して磨耗することを防ぐために、変形部８ａにグリス等の潤滑油が塗布されている。

特開２００７−１６２４７２号公報

しかし、上述したように構成された従来のダイヤフラムポンプでは、長時間にわたって動作することによりダイヤフラムとダイヤフラムホルダーとの接触部分の潤滑が絶たれるおそれがあった。この理由は、ダイヤフラムとダイヤフラムホルダーとの接触面に塗布される潤滑油の塗布量の管理が難しいからである。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、ダイヤフラムとダイヤフラムホルダーとの接触部分に塗布される潤滑油の塗布量を容易に管理できるダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るダイヤフラムポンプは、一端側がモータに取付けられる筒状のダイヤフラムホルダーと、前記ダイヤフラムホルダーの他端部に固定された蓋体と、前記ダイヤフラムホルダーと前記蓋体とに挟まれて保持され、前記ダイヤフラムホルダーの内壁面に接触しながら変形する変形部を有しかつ前記蓋体との間にポンプ室を構成するダイヤフラムと、前記蓋体に設けられ、前記ポンプ室に吸入弁を介して流体を導く吸入通路と、前記蓋体に設けられ、前記ポンプ室から吐出弁を介して流体が吐出される吐出通路と、前記モータの回転を往復運動に変換して前記ダイヤフラムに伝達し、前記ポンプ室の容積を増減させる駆動機構とを備え、前記ダイヤフラムホルダーの内壁面における少なくとも前記ダイヤフラムの変形部が接触する部位に、前記ダイヤフラムホルダーの軸線方向に延びる油溝が形成され、前記油溝に潤滑油が充填されているものである。

本発明は、前記ダイヤフラムポンプにおいて、前記ダイヤフラムホルダーの内壁面に沿う方向であって、ダイヤフラムホルダーの軸線方向とは直交する方向における前記油溝の溝幅は、ダイヤフラムが圧縮行程で膨らんで油溝の底に達することがない溝幅であってもよい。

本発明は、前記ダイヤフラムポンプにおいて、前記油溝は、前記ダイヤフラムホルダーの内壁面に沿う方向であって、ダイヤフラムホルダーの軸線方向とは直交する方向に所定の間隔をおいて互いに離間する状態で並べて設けられていてもよい。

本発明においては、油溝内に溜められた潤滑油がダイヤフラムとダイヤフラムホルダーとの摩擦部分に少しずつ供給される。このため、ダイヤフラムの摩耗寿命が長くなる効果が得られる。
したがって、本発明によれば、油溝の容積で潤滑油の塗布量を規定することができるから、ダイヤフラムとダイヤフラムホルダーとの接触部分に塗布される潤滑油の塗布量を容易に管理できるダイヤフラムポンプを提供することができる。

本発明に係るダイヤフラムポンプの断面図である。 要部を拡大して示す正面図である。 図２におけるIII-III線断面図である。なお、図３中にはダイヤフラムの一部も描いてある。 従来のダイヤフラムポンプの断面図である。

以下、本発明に係るダイヤフラムポンプの一実施の形態を図１〜図３によって詳細に説明する。
図１に示す形態のダイヤフラムポンプ２１は、図１において最も下に位置するモータ２２に取付けられ、このモータ２２によって駆動されて大気を吸引して吐出するポンプである。このダイヤフラムポンプ２１は、モータ２２に取付けられたハウジング２３にダイヤフラム２４が設けられている。

ハウジング２３は、後述する複数の部材をモータ２２の軸線方向に組み合わせて円柱状に形成されており、モータ２２の回転軸２５と同一軸線上に位置付けられている。ハウジング２３を構成する複数の部材は、モータ２２に取付けられた有底円筒状の底体２６と、この底体２６の開口部分に取付けられた円筒状のダイヤフラムホルダー２７と、このダイヤフラムホルダー２７の開口部分にダイヤフラム２４を介して取付けられた円板状のバルブホルダー２８と、このバルブホルダー２８に重なる状態で取付けられた蓋本体２９などである。ダイヤフラム２４は、ダイヤフラムホルダー２７とバルブホルダー２８とによって挟まれて保持されている。この実施の形態においては、バルブホルダー２８と蓋本体２９とによって蓋体３０が構成されている。

ダイヤフラム２４は、バルブホルダー２８に向けて開口する複数のカップ状の変形部３１を有している。これらの変形部３１は、ハウジング２３の周方向において、ダイヤフラム２４を複数に分割する位置にそれぞれ設けられている。このため、変形部３１は、ダイヤフラムホルダー２７の内周面に沿って配設されている。変形部３１の開口部分は、バルブホルダー２８によって閉塞されている。この変形部３１とバルブホルダー２８との間にポンプ室３２が形成されている。

バルブホルダー２８におけるポンプ室３２の壁を構成する部分には、吸入弁３３が設けられているとともに、吸入通路３４と吐出通路３５とが開口している。吸入弁３３は、ゴム材料によって形成され、バルブホルダー２８におけるポンプ室３２側の壁面に密着する弁体３３ａを有している。この弁体３３ａは、吸入通路３４の開口部分を閉塞している。
吸入通路３４は、バルブホルダー２８と蓋本体２９との間であってハウジング２３の外周側に形成された吸入用流体室３６と、この吸入用流体室３６とポンプ室３２とが連通されるようにバルブホルダー２８に穿設された第１の貫通孔３７と、吸入用流体室３６に一端が開口する状態で蓋本体２９を貫通する第２の貫通孔３８などによって構成されている。第１の貫通孔３７のポンプ室３２側の開口部分は、吸入弁３３の弁体３３ａによって閉塞されている。吸入用流体室３６は、ハウジング２３と同一軸線上に位置する環状に形成されており、各ポンプ室３２にポンプ室３２毎の第１の貫通孔３７を介して連通されている。

吐出通路３５は、バルブホルダー２８と蓋本体２９との間であってハウジング２３の軸心部に形成された吐出用流体室４１と、この吐出用流体室４１とポンプ室３２とが連通されるようにバルブホルダー２８に穿設された第３の貫通孔４２と、蓋本体２９の軸心部に突設された吐出パイプ４３とによって構成されている。この吐出パイプ４３の内部空間は吐出用流体室４１に接続されている。吐出用流体室４１内には吐出弁４４が設けられている。この吐出弁４４は、ゴム材料によって形成され、バルブホルダー２８における吐出用流体室４１側の壁面に密着する弁体４４ａを有している。この弁体４４ａは、第３の貫通孔４２の開口部分を閉塞している。

この吐出弁４４と上述した吸入弁３３は、ポンプ室３２の容積の増減に伴ってそれぞれ開閉する。吐出弁４４は、ポンプ室３２の容積が減少する圧縮行程で開き、それ以外の場合は閉じている。吸入弁３３は、ポンプ室３２の容積が増加する膨張行程で開き、それ以外の場合は閉じている。ポンプ室３２の容積は、ダイヤフラム２４の変形部３１が後述する駆動機構４５により押されたり引かれたりすることによって変化する。

駆動機構４５は、モータ２２の回転軸２５に取付けられたクランク４６と、このクランク４６に取付けられた駆動子４７とを備えている。駆動子４７は、クランク４６に支軸４８を介して回転自在に支持された円柱状の軸部４７ａと、この軸部４７ａから径方向の外側に突出する複数の腕部４７ｂとによって構成されている。支軸４８は、クランク４６における回転軸２５とは偏心した部位に接続され、回転軸２５に対して傾斜している。支軸４８の傾斜する方向は、支軸４８の先端部が回転軸２５と同一軸線上に位置する方向である。

腕部４７ｂは、ダイヤフラム２４の変形部３１に突設された連結片４９が貫通しており、この連結片４９を介して変形部３１に接続されている。このため、駆動子４７は、ダイヤフラム２４によって回転が規制されることになり、クランク４６が回転軸２５とともに回転することにより、この回転を往復運動に変換して変形部３１に伝達する。ダイヤフラム２４の変形部３１が腕部４７ｂによってモータ２２側に引かれることにより、図１において右側の半部に示すように、ポンプ室３２の容積が増大し、吸入弁３３が開いて大気が吸入通路３４を通ってポンプ室３２内に吸入される。

一方、ダイヤフラム２４の変形部３１が腕部４７ｂによってバルブホルダー２８側へ押されることにより、図１において左側の半部に示すように、変形部３１が圧縮されてポンプ室３２の容積が減少し、吐出弁４４が開いてポンプ室３２内の空気が吐出通路３５を通って吐出パイプ４３から吐出される。このとき、変形部３１の周壁部分３１ａが断面Ｕ字状に屈曲し、その一部がダイヤフラムホルダー２７の内周面２７ａに押し付けられる。

この実施の形態によるダイヤフラムホルダー２７の内周面には、このようにダイヤフラム２４の一部が押し付けられる部分に複数の油溝５１（図２参照）が形成されている。これらの油溝５１は、ダイヤフラムホルダー２７におけるダイヤフラム２４によって閉塞される開口端からモータ２側へ軸線方向（回転軸２５の軸線方向）に所定の長さで延びており、グリス５２が充填されている。油溝５１の長さは、ハウジング２３の軸線方向において、断面Ｕ字状に屈曲した周壁部分３１ａよりモータ２２側に延びる長さである。この実施の形態においては、グリス５２が本発明でいう「潤滑油」に相当する。このグリス５２によって、ダイヤフラムホルダー２７と変形部３１との接触部分が潤滑される。このため、油溝５１の容積に基づく供給量だけグリス５２が供給されることになる。

各油溝５１の溝幅、すなわちダイヤフラムホルダー２７の周方向における油溝５１の開口幅は、図３に示すように、上述した圧縮行程でダイヤフラム２４（変形部３１の周壁部分３１ａ）が膨らんだとしても、油溝５１内に僅かに入るだけで油溝５１の底５１ａに達することがない溝幅である。
この実施の形態による複数の油溝５１は、図２に示すように、ダイヤフラム２４の周方向（図２においては左右方向）に所定の間隔をおいて互いに離間する状態で並べて設けられている。この実施の形態においては、ダイヤフラムホルダー２７の内周面における変形部３１と隣接する位置に、３本の油溝５１が設けられている。図１に示すダイヤフラムポンプ２１は、変形部３１がハウジング２３の径方向の両側に設けられている。このため、３本の油溝５１は、ハウジング２３の径方向の両側となる２箇所にそれぞれ設けられている。油溝５１の数は、上述した摩擦部分の広さに応じて増減することができる。すなわち、潤滑油の供給量を油溝５１の数でも規定することが可能である。

このように構成されたダイヤフラムポンプ２１においては、油溝５１内に溜められたグリス５２がダイヤフラム２４の変形部３１とダイヤフラムホルダー２７との接触部分に少しずつ供給される。このため、ダイヤフラム２４の摩耗寿命が長くなる効果が得られる。
したがって、この実施の形態によれば、油溝５１の容積で潤滑油の塗布量を規定することができるから、ダイヤフラム２４とダイヤフラムホルダー２７との接触部分に塗布される潤滑油の塗布量を容易に管理できるダイヤフラムポンプを提供することができる。

この実施の形態によるダイヤフラムホルダー２７の周方向における油溝５１の溝幅は、ダイヤフラム２４が圧縮行程で膨らんで油溝５１の底５１ａに達することがない溝幅である。
このため、この実施の形態によれば、油溝５１内のグリス５２（潤滑油）がダイヤフラム２４によって押されて油溝５１から押し出されることがないから、潤滑油を長期間にわたって供給可能なダイヤフラムポンプを提供できる。

この実施の形態による油溝５１は、ダイヤフラムホルダー２７の周方向に所定の間隔をおいて互いに離間する状態で並べて設けられている。このため、潤滑油の供給量および潤滑油が供給される範囲を溝の数で規定することができるから、ダイヤフラム２４がより一層摩耗し難いダイヤフラムポンプを提供できる。

上述した実施の形態においては、円筒状のダイヤフラムホルダー２７を使用するダイヤフラムポンプ２１に本発明を適用する例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。ポンプ室が２つある２気筒型のダイヤフラムポンプや、ポンプ室が４つある４気筒型のダイヤフラムポンプにおいては、ダイヤフラムホルダーが角筒状に形成されることがある。本発明は、このように角筒状を呈するダイヤフラムホルダーを備えたダイヤフラムポンプにも適用することができる。

２１…ダイヤフラムポンプ、２２…モータ、２４…ダイヤフラム、２７…ダイヤフラムホルダー、３０…蓋体、３１…変形部、３２…ポンプ室、３３…吸入弁、３４…吸入通路、３５…吐出通路、４４…吐出弁、４５…駆動機構、５１…油溝、５１ａ…底、５２…グリス（潤滑油）。

Claims (3)

1. 一端側がモータに取付けられる筒状のダイヤフラムホルダーと、
   前記ダイヤフラムホルダーの他端部に固定された蓋体と、
   前記ダイヤフラムホルダーと前記蓋体とに挟まれて保持され、前記ダイヤフラムホルダーの内壁面に接触しながら変形する変形部を有しかつ前記蓋体との間にポンプ室を構成するダイヤフラムと、
   前記蓋体に設けられ、前記ポンプ室に吸入弁を介して流体を導く吸入通路と、
   前記蓋体に設けられ、前記ポンプ室から吐出弁を介して流体が吐出される吐出通路と、
   前記モータの回転を往復運動に変換して前記ダイヤフラムに伝達し、前記ポンプ室の容積を増減させる駆動機構とを備え、
   前記ダイヤフラムホルダーの内壁面における少なくとも前記ダイヤフラムの変形部が接触する部位に、前記ダイヤフラムホルダーの軸線方向に延びる油溝が形成され、
   前記油溝に潤滑油が充填されてい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、
   前記ダイヤフラムホルダーの内壁面に沿う方向であって、ダイヤフラムホルダーの軸線方向とは直交する方向における前記油溝の溝幅は、ダイヤフラムが圧縮行程で膨らんで油溝の底に達することがない溝幅であることを特徴とするダイヤフラムポンプ。
3. 請求項１または請求項２記載のダイヤフラムポンプにおいて、
   前記油溝は、前記ダイヤフラムホルダーの内壁面に沿う方向であって、ダイヤフラムホルダーの軸線方向とは直交する方向に所定の間隔をおいて互いに離間する状態で並べて設けられていることを特徴とするダイヤフラムポンプ。

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