JP2697841B2 - ポンプのダイヤフラムの構造 - Google Patents
ポンプのダイヤフラムの構造Info
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- JP2697841B2 JP2697841B2 JP63061522A JP6152288A JP2697841B2 JP 2697841 B2 JP2697841 B2 JP 2697841B2 JP 63061522 A JP63061522 A JP 63061522A JP 6152288 A JP6152288 A JP 6152288A JP 2697841 B2 JP2697841 B2 JP 2697841B2
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- Japan
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- diaphragm
- hardness
- rubber
- main body
- central portion
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はダイヤフラムポンプにおいて外周部の固定部
がケーシングに固定にされ中央部に可動体が連結されて
中央部に駆動力を加えて往復動されるダイヤフラムの構
造に関するものである。
がケーシングに固定にされ中央部に可動体が連結されて
中央部に駆動力を加えて往復動されるダイヤフラムの構
造に関するものである。
［従来の技術］ 従来のダイヤフラムＡ′は第12図に示すように外周部
の固定部２を除いて全面に亘って比較的薄い肉厚にて形
成されると共に全面に亙って同じ柔らかいゴム硬度で形
成されている。このダイヤフラムＡ′は固定部がケーシ
ングに固定され、ダイヤフラムＡ′の中央がセンタープ
レート３にて挟持され、往復駆動される可動体がセンタ
ープレート３を介してダイヤフラムＡ′の中央に連結さ
れていた。そして可動体でダイヤフラムＡ′を往復駆動
することによりダイヤフラムＡ′が振動して吸入した流
体を吐出するようになっていた。
の固定部２を除いて全面に亘って比較的薄い肉厚にて形
成されると共に全面に亙って同じ柔らかいゴム硬度で形
成されている。このダイヤフラムＡ′は固定部がケーシ
ングに固定され、ダイヤフラムＡ′の中央がセンタープ
レート３にて挟持され、往復駆動される可動体がセンタ
ープレート３を介してダイヤフラムＡ′の中央に連結さ
れていた。そして可動体でダイヤフラムＡ′を往復駆動
することによりダイヤフラムＡ′が振動して吸入した流
体を吐出するようになっていた。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来例にあってはダイヤフラムＡ′が振動するこ
とによりセンタープレート３とダイヤフラムＡ′が接触
することにより摩耗したり、またダイヤフラムが局部的
に曲げを受けることにより屈曲疲労を受けたりし、早期
にダイヤフラムＡ′の劣化が進み、破損するという問題
があった。
とによりセンタープレート３とダイヤフラムＡ′が接触
することにより摩耗したり、またダイヤフラムが局部的
に曲げを受けることにより屈曲疲労を受けたりし、早期
にダイヤフラムＡ′の劣化が進み、破損するという問題
があった。
本発明は叙述の点に鑑みてなされたものであって、本
発明の目的をするところはダイヤフラムの摩耗や局部的
屈曲をなくすことによりダイヤフラムの寿命を延ばすこ
とができるポンプのダイヤフラムの構造を提供するにあ
る。
発明の目的をするところはダイヤフラムの摩耗や局部的
屈曲をなくすことによりダイヤフラムの寿命を延ばすこ
とができるポンプのダイヤフラムの構造を提供するにあ
る。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明ポンプのダイヤフラム
の構造は、往復駆動される可動体４が連結されるダイヤ
フラムＡの中央部５の硬度をダイヤフラムＡの本体部６
の硬度よりゴム硬度で10゜以上高くして成ることを特徴
とする。
の構造は、往復駆動される可動体４が連結されるダイヤ
フラムＡの中央部５の硬度をダイヤフラムＡの本体部６
の硬度よりゴム硬度で10゜以上高くして成ることを特徴
とする。
また上記目的を達成するため往復駆動される可動体４
が連結されるダイヤフラムＡの中央部５の肉厚をダイヤ
フラムの外周の固定部２と中央部５との間の本体部６の
肉厚より1.5〜３倍厚くし、中央部５の硬度を本体部６
の硬度よりゴム硬度で10゜〜20゜高くすることも好まし
い。
が連結されるダイヤフラムＡの中央部５の肉厚をダイヤ
フラムの外周の固定部２と中央部５との間の本体部６の
肉厚より1.5〜３倍厚くし、中央部５の硬度を本体部６
の硬度よりゴム硬度で10゜〜20゜高くすることも好まし
い。
［作用］ 上記のように構成したことによりダイヤフラムＡの中
央部５を従来のようにセンタープレートなしで可動体４
に連結できると共に中央部５も弧状に屈曲できるように
なり、ダイヤフラムＡが摩耗する部分がなくなると共に
ダイヤフラムＡが局部的に屈曲するところもなくなっ
た。
央部５を従来のようにセンタープレートなしで可動体４
に連結できると共に中央部５も弧状に屈曲できるように
なり、ダイヤフラムＡが摩耗する部分がなくなると共に
ダイヤフラムＡが局部的に屈曲するところもなくなっ
た。
［実施例］ 先ず第１図、第２図に示す実施例から述べる。ダイヤ
フラムＡは全体が円盤状になるようにゴムのような材料
にて形成され、中央の中央部５と、外周の固定部２と、
中央部５と固定部２との間の本体部６を有している。本
実施例の場合、ゴムにて形成せるダイヤフラムＡの中央
部５の硬度を本体部６の硬度に比べてゴム硬度で10゜以
上高くしてある。このダイヤフラムＡを成形する場合第
２図に示すように上型８と下型９との間で加圧成形され
るのであるが、金型の中央には加硫促進剤などの硬度を
アップさせる材料を配合したゴムブロック10aを置き、
その外周部には通常の配合をしたゴムブロック10bを置
き、この状態で加圧成形する。そして加硫することで形
成される。このように形成したダイヤフラムＡは中央部
５が高硬度であり、本体部６が通常の硬度であり、中央
部５と本体部６との間の境界部11は少しづつ硬度が変化
するやや硬い部分となる。このダイヤフラムＡはダイヤ
フラムポンプに組み込んで使用されるものであり、ダイ
ヤフラムＡの外周の固定部２は圧縮室の外周でケーシン
グに固定され、ダイヤフラムＡの中央部５には可動体４
が連結される。この可動体４には永久磁石を設けてあ
り、この可動体４を電磁石の対向磁極間に配置し、電磁
石に通電することにより可動体４を往復駆動できるよう
になっている。ダイヤフラムＡの中央部５と可動体４の
端部とを連結する際、中央部５の硬度が高いので従来の
ようにセンタープレートを用いないで直接連結すること
ができる。しかして可動体４を往復駆動してダイヤフラ
ムＡを振動させるとポンプ作用をさせることができる
が、ダイヤフラムＡが振動して伸びた状態では第１図に
示すように本体部６が伸びると共に中央部５及び中央部
５と本体部６の境界部11はゴム硬度に応じて緩やかな断
面円弧状に曲成される。このためダイヤフラムＡに局部
的に屈曲するところがなくなる。
フラムＡは全体が円盤状になるようにゴムのような材料
にて形成され、中央の中央部５と、外周の固定部２と、
中央部５と固定部２との間の本体部６を有している。本
実施例の場合、ゴムにて形成せるダイヤフラムＡの中央
部５の硬度を本体部６の硬度に比べてゴム硬度で10゜以
上高くしてある。このダイヤフラムＡを成形する場合第
２図に示すように上型８と下型９との間で加圧成形され
るのであるが、金型の中央には加硫促進剤などの硬度を
アップさせる材料を配合したゴムブロック10aを置き、
その外周部には通常の配合をしたゴムブロック10bを置
き、この状態で加圧成形する。そして加硫することで形
成される。このように形成したダイヤフラムＡは中央部
５が高硬度であり、本体部６が通常の硬度であり、中央
部５と本体部６との間の境界部11は少しづつ硬度が変化
するやや硬い部分となる。このダイヤフラムＡはダイヤ
フラムポンプに組み込んで使用されるものであり、ダイ
ヤフラムＡの外周の固定部２は圧縮室の外周でケーシン
グに固定され、ダイヤフラムＡの中央部５には可動体４
が連結される。この可動体４には永久磁石を設けてあ
り、この可動体４を電磁石の対向磁極間に配置し、電磁
石に通電することにより可動体４を往復駆動できるよう
になっている。ダイヤフラムＡの中央部５と可動体４の
端部とを連結する際、中央部５の硬度が高いので従来の
ようにセンタープレートを用いないで直接連結すること
ができる。しかして可動体４を往復駆動してダイヤフラ
ムＡを振動させるとポンプ作用をさせることができる
が、ダイヤフラムＡが振動して伸びた状態では第１図に
示すように本体部６が伸びると共に中央部５及び中央部
５と本体部６の境界部11はゴム硬度に応じて緩やかな断
面円弧状に曲成される。このためダイヤフラムＡに局部
的に屈曲するところがなくなる。
次に第３図に示す実施例について述べる。本実施例の
場合、ダイヤフラムＡの中央部５の肉厚を本体部６の肉
厚に比べ1.5〜３倍程度厚くしてあり、また中央部５の
硬度を本体部６の硬度に比べてゴム硬度で10〜20゜程度
高くしてある。中央部６と本体部６との間は弧状部７と
してあり、本体部６から中央部５に向けて徐々に硬度が
高くなっている。このように構成されたダイヤフラムＡ
は振動したとき全体的に滑らかな断面円弧状の曲成さ
れ、局部的に屈曲を生じない。この実施例のダイヤフラ
ムＡのように中央部５の肉厚を厚くすると共に硬度を高
くする理由は次の理由からである。第１図に示す実施例
の場合、本体部６に対する中央部５の硬度アップは現状
では20゜程度が限度であり、滑らかな断面円弧状を作る
にはやや不足である。また第４図はダイヤフラムＡの中
央部５の肉厚を厚くした場合の他の利点を示すものであ
る。この場合、中央部５と本体部６とは弧状部７で連な
っている。ところで従来のダイヤフラムＡ′にあって
は、周縁の固定部２を除いて同じ肉厚にしてあったので
第９図に示すようにダイヤフラムＡ′の中央部５′をセ
ンタープレート３で挟持し、可動体４に連結していた。
そして電磁石に交流を通電することにより可動体４を往
復駆動し、ダイヤフラムＡ′を振動させるようになって
いる。このとき交流の電源周波数に応じ正弦波状に変化
する駆動力と、ダイヤフラムＡ′自体のゴム反力との合
成によりダイヤフラムＡ′は往復の振幅運動をするが、
「正弦波で変わる駆動力の周波数」とダイヤフラムＡ′
が振動しやすい周波数（これはゴム反力、可動体４重量
等から決まる値）が一致すると、共振状態となり、小さ
な力で大きな振幅をする状態となる。この状態ではポン
プ効率（空気量／消費電力の値）が高くなる。しかしゴ
ム反力と振幅の関係は（ゴム反力）∝（振幅）３の関係
にあり、従来の構造ではゴム伸縮部は第10図の区間ａの
みであり、振幅によりゴム反力F1が大きく変動する。そ
して上記のように電磁駆動されるポンプの場合、基本的
には振幅が電源周波数と反比例する関係を持っているこ
とから、従来構造では電源周波数によりゴム反力は大幅
に変わる。従って「ダイヤフラムＡ′が振動しやすい周
波数」から少し移動するとダイヤフラムＡ′は振動しに
くくなる。この結果「駆動力の周波数」と「ダイヤフラ
ムＡ′が振動しやすい周波数」が一致する共振周波数領
域が狭く、第11図に示すようにポンプ効率が高い周波数
領域は狭い。第11図で横軸は電源周波数で、縦軸は効率
であり、ｂ点は共振周波数であり、矢印方向に効率が低
下する。ところが第４図に示すような構造になっている
と、次のような動作をする。この構造でダイヤフラムＡ
の振幅が小さい場合、第５図に示すように本体部６のみ
が伸び、ゴム反力を生じる。一方ダイヤフラムＡの振幅
が大きい場合は第６図に示すように本体部６の伸びに加
えて厚肉の中央部５が断面円弧状に曲がるためゴム反力
のアップは従来のダイヤフラムに比べて小さい。このよ
うなダイヤフラムＡの動きの結果から振幅によるゴム反
力は第７図に示すように従来より小さくなる。この図で
横軸は振幅で、縦軸はゴム反力であり、グラフの実線が
本発明のダイヤフラムＡで破線が従来のダイヤフラム
Ａ′である。従って振幅によるゴム反力の変化が小さく
なる結果電源周波数が変わり振幅の変動があってもダイ
ヤフラムＡが振動しやすい状態から大きく外れることは
ない。このため「駆動力の加わる周波数」と「ダイヤフ
ラムＡが振動しやすい周波数」が一致する共振状態は広
い周波数範囲で生じ、ポンプ効率（空気量／消費電力）
が高い周波数は第８図に示すように広くなる。第８図で
横軸は電源周波数で縦軸は効率であり、グラフの実線は
本発明のダイヤフラムＡで破線は従来のダイヤフラム
Ａ′である。
場合、ダイヤフラムＡの中央部５の肉厚を本体部６の肉
厚に比べ1.5〜３倍程度厚くしてあり、また中央部５の
硬度を本体部６の硬度に比べてゴム硬度で10〜20゜程度
高くしてある。中央部６と本体部６との間は弧状部７と
してあり、本体部６から中央部５に向けて徐々に硬度が
高くなっている。このように構成されたダイヤフラムＡ
は振動したとき全体的に滑らかな断面円弧状の曲成さ
れ、局部的に屈曲を生じない。この実施例のダイヤフラ
ムＡのように中央部５の肉厚を厚くすると共に硬度を高
くする理由は次の理由からである。第１図に示す実施例
の場合、本体部６に対する中央部５の硬度アップは現状
では20゜程度が限度であり、滑らかな断面円弧状を作る
にはやや不足である。また第４図はダイヤフラムＡの中
央部５の肉厚を厚くした場合の他の利点を示すものであ
る。この場合、中央部５と本体部６とは弧状部７で連な
っている。ところで従来のダイヤフラムＡ′にあって
は、周縁の固定部２を除いて同じ肉厚にしてあったので
第９図に示すようにダイヤフラムＡ′の中央部５′をセ
ンタープレート３で挟持し、可動体４に連結していた。
そして電磁石に交流を通電することにより可動体４を往
復駆動し、ダイヤフラムＡ′を振動させるようになって
いる。このとき交流の電源周波数に応じ正弦波状に変化
する駆動力と、ダイヤフラムＡ′自体のゴム反力との合
成によりダイヤフラムＡ′は往復の振幅運動をするが、
「正弦波で変わる駆動力の周波数」とダイヤフラムＡ′
が振動しやすい周波数（これはゴム反力、可動体４重量
等から決まる値）が一致すると、共振状態となり、小さ
な力で大きな振幅をする状態となる。この状態ではポン
プ効率（空気量／消費電力の値）が高くなる。しかしゴ
ム反力と振幅の関係は（ゴム反力）∝（振幅）３の関係
にあり、従来の構造ではゴム伸縮部は第10図の区間ａの
みであり、振幅によりゴム反力F1が大きく変動する。そ
して上記のように電磁駆動されるポンプの場合、基本的
には振幅が電源周波数と反比例する関係を持っているこ
とから、従来構造では電源周波数によりゴム反力は大幅
に変わる。従って「ダイヤフラムＡ′が振動しやすい周
波数」から少し移動するとダイヤフラムＡ′は振動しに
くくなる。この結果「駆動力の周波数」と「ダイヤフラ
ムＡ′が振動しやすい周波数」が一致する共振周波数領
域が狭く、第11図に示すようにポンプ効率が高い周波数
領域は狭い。第11図で横軸は電源周波数で、縦軸は効率
であり、ｂ点は共振周波数であり、矢印方向に効率が低
下する。ところが第４図に示すような構造になっている
と、次のような動作をする。この構造でダイヤフラムＡ
の振幅が小さい場合、第５図に示すように本体部６のみ
が伸び、ゴム反力を生じる。一方ダイヤフラムＡの振幅
が大きい場合は第６図に示すように本体部６の伸びに加
えて厚肉の中央部５が断面円弧状に曲がるためゴム反力
のアップは従来のダイヤフラムに比べて小さい。このよ
うなダイヤフラムＡの動きの結果から振幅によるゴム反
力は第７図に示すように従来より小さくなる。この図で
横軸は振幅で、縦軸はゴム反力であり、グラフの実線が
本発明のダイヤフラムＡで破線が従来のダイヤフラム
Ａ′である。従って振幅によるゴム反力の変化が小さく
なる結果電源周波数が変わり振幅の変動があってもダイ
ヤフラムＡが振動しやすい状態から大きく外れることは
ない。このため「駆動力の加わる周波数」と「ダイヤフ
ラムＡが振動しやすい周波数」が一致する共振状態は広
い周波数範囲で生じ、ポンプ効率（空気量／消費電力）
が高い周波数は第８図に示すように広くなる。第８図で
横軸は電源周波数で縦軸は効率であり、グラフの実線は
本発明のダイヤフラムＡで破線は従来のダイヤフラム
Ａ′である。
［発明の効果］ 本発明の請求項１記載の発明は往復駆動される可動体
が連結されるダイヤフラムの中央部の硬度をダイヤフラ
ムの本体部の硬度よりゴム硬度で10゜以上高くしている
ので、センタープレートなしで可動体を直接連結できる
と共に振動したとき中央部が緩やかな断面円弧状に曲が
るものであって、摩耗したり局部的な屈曲を生じたりせ
ず、ダイヤフラムの寿命を向上できるものであり、また
センタープレートなしで低コストにできるものである。
が連結されるダイヤフラムの中央部の硬度をダイヤフラ
ムの本体部の硬度よりゴム硬度で10゜以上高くしている
ので、センタープレートなしで可動体を直接連結できる
と共に振動したとき中央部が緩やかな断面円弧状に曲が
るものであって、摩耗したり局部的な屈曲を生じたりせ
ず、ダイヤフラムの寿命を向上できるものであり、また
センタープレートなしで低コストにできるものである。
また本発明の請求項２記載の発明は往復駆動される可
動体が連結されるダイヤフラムの中央部の肉厚をダイヤ
フラムの外周の固定部と中央部との間の本体部の肉厚よ
り1.5〜３倍厚くし、中央部の硬度を本体部の硬度より
ゴム硬度で10゜〜20゜高くしているので、請求項１の発
明と同様にセンタープレートなしで可動体を直接連結で
きると共に振動したとき中央部が緩やかな断面円弧状に
曲がるものであって、摩耗したり局部的な屈曲を生じた
りせず、ダイヤフラムの寿命を向上できるものであり、
またセンタープレートなしで低コストにできるものであ
り、さらにダイヤフラムの中央部の硬度を高くするため
中央部の肉厚を厚くするものでも中央部の肉厚を余り厚
くする必要がないのでダイヤフラムの肉厚変化が少なく
ゴムにて成形するときの成形が容易なものである。
動体が連結されるダイヤフラムの中央部の肉厚をダイヤ
フラムの外周の固定部と中央部との間の本体部の肉厚よ
り1.5〜３倍厚くし、中央部の硬度を本体部の硬度より
ゴム硬度で10゜〜20゜高くしているので、請求項１の発
明と同様にセンタープレートなしで可動体を直接連結で
きると共に振動したとき中央部が緩やかな断面円弧状に
曲がるものであって、摩耗したり局部的な屈曲を生じた
りせず、ダイヤフラムの寿命を向上できるものであり、
またセンタープレートなしで低コストにできるものであ
り、さらにダイヤフラムの中央部の硬度を高くするため
中央部の肉厚を厚くするものでも中央部の肉厚を余り厚
くする必要がないのでダイヤフラムの肉厚変化が少なく
ゴムにて成形するときの成形が容易なものである。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は同上のダ
イヤフラムを成形する状態の断面図、第３図は同上の他
の実施例の断面図、第４図は同上の他の例の断面図、第
５図及び第６図は第４図の例の動作を説明する断面図、
第７図は同上のダイヤフラムの振幅とゴム反力の関係を
示すグラフ、第８図は同上の電源周波数と効率を示すグ
ラフ、第９図は第４図の例を説明するための従来例の断
面図、第10図は第９図の従来例の動作を説明する断面
図、第11図は同上の電源周波数と効率を示すグラフ、第
12図は従来例の断面図であって、Ａはダイヤフラム、２
は固定部、５は中央部、６は本体部、７は弧状部であ
る。
イヤフラムを成形する状態の断面図、第３図は同上の他
の実施例の断面図、第４図は同上の他の例の断面図、第
５図及び第６図は第４図の例の動作を説明する断面図、
第７図は同上のダイヤフラムの振幅とゴム反力の関係を
示すグラフ、第８図は同上の電源周波数と効率を示すグ
ラフ、第９図は第４図の例を説明するための従来例の断
面図、第10図は第９図の従来例の動作を説明する断面
図、第11図は同上の電源周波数と効率を示すグラフ、第
12図は従来例の断面図であって、Ａはダイヤフラム、２
は固定部、５は中央部、６は本体部、７は弧状部であ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】往復駆動される可動体が連結されるダイヤ
フラムの中央部の硬度をダイヤフラムの本体部の硬度よ
りゴム硬度で10゜以上高くして成ることを特徴とするポ
ンプのダイヤフラムの構造。 - 【請求項２】往復駆動される可動体が連結されるダイヤ
フラムの中央部の肉厚をダイヤフラムの外周の固定部と
中央部との間の本体部の肉厚より1.5〜３倍厚くし、中
央部の硬度を本体部の硬度よりゴム硬度で10゜〜20゜高
くして成ることを特徴とするポンプのダイヤフラムの構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061522A JP2697841B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | ポンプのダイヤフラムの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061522A JP2697841B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | ポンプのダイヤフラムの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01237370A JPH01237370A (ja) | 1989-09-21 |
| JP2697841B2 true JP2697841B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=13173510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061522A Expired - Lifetime JP2697841B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | ポンプのダイヤフラムの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697841B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5417317B2 (ja) | 2008-03-14 | 2014-02-12 | 株式会社タクミナ | 金属製ダイヤフラム |
| CN111102176A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 日本电产株式会社 | 隔膜泵用隔膜片和隔膜泵 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608492U (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-21 | 松下電工株式会社 | ダイアフラムポンプのダイアフラム |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP63061522A patent/JP2697841B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01237370A (ja) | 1989-09-21 |
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