JP3007224U - 気体移送ポンプのバルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイヤフラム等の往復動部材で区画されたポ
ンプ室に対して確実なチャッキ動作を遂行するとともに
ポンプ停止時にポンプ室内圧力をスムーズに大気開放す
る再起動特性に優れたポンプ製作に寄与するバルブ装置
を提供すること。 【構成】 バルブプレート（２１）の基端部（２１ａ）
が段差（Ｈ）をもって対応する弁座（２７）の弁座面
（２７ａ）から離間状態となるようにシート部材（２
３）の保持部（２３ａ）により保持される。バルブプレ
ート合成樹脂あるいはゴム等の可撓性材料で形成されて
おり、ポンプ動作時にポート（２８）側が負圧になった
際、このバルブプレートのバルブ部片（２１ｂ）が変形
して弁座面（２７ａ）に密着して確実なチャッキ状態を
呈する。ポート（２８）側が加圧状態になった際、バル
ブ部片（２１ｂ）が弁座面より離れるが、シート部材
（２２）の規制部（３４）により過度の移動を規制され
る。ポンプ停止時にバルブ部片（２１ｂ）は自己の復元
力により弁座面より離れ、ポンプ室を大気開放する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エアー等の気体を移送するポンプに係り、特にダイヤフラム等の往 復動部材の往復動に応じて容積変化するポンプ室に吸込口及び吐出口を連通する 間に設けられるバルブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の気体移送ポンプにおいて、安定した吐出量と圧力特性を得るためにバ ルブ装置のリードバルブはダイヤフラムやピストン等の往復動に連動してバルブ の開閉運動が行なわれ、かつ確実なチャッキ性能を維持しなければならない。

【０００３】 従来のバルブ装置においては、リードバルブとして弁座面に対して密着状態に 取付けられるとともに該弁座のポートに対してポンプ室の容積変化に応じて開閉 動作するバルブプレートが用いられる。

【０００４】 このように、弁座面に常時は密着したバルブプレートを用いることにより、確 実なチャッキ性能を維持するようにしているが、ポンプ停止時にはポンプ室内の 圧力を大気に開放する必要がある。これは、ポンプ室内圧力が高いと、往復動部 材をインダクションモータ等の始動トルクが小さい駆動手段を用いた場合に、こ の高いポンプ室内圧力によりポンプの再起動ができない事態も発生する。

【０００５】 ポンプの再起動特性を改善する方法としては、電磁弁を利用し、ポンプ停止時 に電磁弁を作動させてバルブを強制的に開成してポンプ室内の圧力を大気に開放 する方法や、バルブプレートとして予め弁座部に密着しないように変形させた金 属バルブを用いて、この変形によるバネ弾性を利用してポンプ室より圧力を放出 させる方法のものが見られる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 このように、ポンプの再起動特性を改善する方法は従来から知られているが、 前述の電磁弁を利用するものでは、再起動特性は優れているが電磁弁が高価であ り配置スペースも必要となるため、ポンプ全体のコストアップが避けられないと ともに小型化設計が困難である。又、耐食性の高いガスの移送の場合は、電磁弁 も耐食仕様とせねばならないので、一層のコストアップが避けられない問題があ る。

【０００７】 又、バルブプレートとして金属バルブを用いるものでは、構造が簡単で低コス トでできる利点があるが、ポンプ室内を高真空等の高い圧力状態とするポンプ仕 様にあっては、それに応じて金属バルブのバネ弾性を大とせねばならず、従って 、低真空等の低い圧力状態で使用した場合には、バルブのチャッキ性能が安定せ ずポンプ性能が安定しにくいといった欠点がある。一方、低い圧力状態でバルブ のチャッキ性能を安定するようにバルブのバネ弾性を小とした場合には、高圧力 領域において確実な再起動を期待し得ない。又、一方、確実な再起動を生じさせ るバネ弾性のものでは、低圧力領域においてポンプ性能が安定しにくいといった 欠点がある。

【０００８】 よって、本考案は、上記従来のバルブ装置の諸問題に鑑みなされてもので、そ の目的はポンプ運転時において確実なチャッキ動作を行なうとともにポンプ停止 時にはポンプ室内圧力の大気開放をスムーズに行ない優れた再起動特性を発揮す るとともにポンプを低コストで製作でき、小型化設計も容易な気体移送ポンプの バルブ装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、ダイヤフラム等の往復動部材によって 仕切られ該往復動部材の往復動に応じて容積変化するポンプ室を形成したポンプ 本体と、該ポンプ本体に組付けられエアー等のポンプ移送気体のための吸込口及 び吐出口を形成したポンプヘッドと、これら吸込口及び吐出口とポンプ室との間 に介在し、該往復動部材の往復動に応答して吸込側及び吐出側をポンプ室に対し て開閉制御するバルブ装置とよりなり、該バルブ装置が吸込口ないし吐出口にそ れぞれ連通するポートを形成した弁座と、該弁座に対応して配置したバルブプレ ートとを備え、該バルブプレートの基端部を対応する弁座のポート周縁部に固定 するとともに往復動部材の往復動に応答して対応する弁座のポートに対し開閉動 作させるようにした気体移送ポンプの構成を前提として、前記バルブプレートを 合成樹脂あるいはゴム等の可撓性材料で形成するとともに、該バルブプレートの 基端部を対応する弁座面に対して離間状態で保持する保持部材を該バルブプレー トと弁座との間に介在させた構成を特徴とする気体移送ポンプのバルブ装置を提 案するものである。

【００１０】 又、本考案において、前記バルブプレートが吸込側及び吐出側のポートにそれ ぞれ対応する左右一対の舌片状バルブ部片を備えるとともに両バルブ部片の中間 部を共通の基端部として形成してなり、前記保持部材は該バルブプレートに対し て上下よりそれぞれ重ね合わされる第１及び第２のシート部材よりなり、これら シート部材は該バルブプレートのバルブ部片と対応する部分に開口を有するとと もに該バルブプレートの基端部に対応する部分に該基端部を弁座面に対して離間 状態に保持する保持部を有してなる構成の気体移送ポンプのバルブ装置を提案す るものである。

【００１１】 更に、本考案において、前記第１及び第２のシート部材が前記バルブプレート のバルブ部片に対応する部分において、該バルブ部片が弁座と対応する気体流入 側と反対の気体流出側にある開口は複数形成され、これら開口間に残された部分 がバルブ部片の気体流出側への過度の変形を防止する規制部を構成してなる気体 移送ポンプのバルブ装置を提案するものである。

【００１２】

【作用】

上記構成の本考案のバルブ装置においては、バルブプレートの基端部が対応す る弁座面に対して直接的に密着しない離間状態に保持部材を介して弁座に取付け られており、又、該バルブプレートは合成樹脂あるいはゴム等の可撓性材料で形 成されている。ポンプ運転時においてポンプ室内の圧力変動に応じてバルブプレ ートが弁座面に押しつけられる場合は該バルブプレートが自己の可撓性によって 自在に変形して離間状態から該弁座面に密着して十分なチャッキ性能を発揮する 。他方、ポンプ停止時には、該バルブプレートの自己の復元力により、密着状態 から弁座面より離れ、ポンプ室内圧力を大気開放するので、往復動部材がインダ クションモータ等の低トルクの駆動手段による構成のものでも、常に確実なポン プの再起動を行なわせることができる。

【００１３】 本考案に係るバルブ装置において、保持部材を第１及び第２のシート部材で構 成し、該バルブプレートにポートに対応して舌片状のバルブ部片を形成し、該バ ルブ部片に対応して第１及び第２のシート部材に開口を形成した構成では、これ ら第１及び第２のシート部材がバルブシートを挟んで上下より重ね合わされてポ ンプ本体とポンプヘッド間に容易に装着される。これによって第１及び第２のシ ート部材の肉厚分だけバルブプレートが弁座面より離間した状態となる。

【００１４】 又、第１及び第２のシート部材の開口のうち、バルブ部片が弁座と対応する気 体流入側と反対の気体流出側にある開口が複数形成され、これらの開口間に規制 部が形成された構成では、ポンプ室の圧力変動に応じて弁座面より離れるバルブ 部片が該規制部により過度に変形するのが抑制される。これによって、安定した 吐出量と圧力特性が得られる。

【００１５】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。図１において、１はポンプ 本体、２はその上端部にボルト３で取付けられたポンプヘッドである。４はポン プ本体１に内蔵されたインダクションモータ、５は該モータ４のモータ軸に直結 された駆動軸、６は一端が偏心輪７及びベアリング８を介して駆動軸５に連結さ れるとともに他端が往復動部材を構成するダイヤフラム１０に取付ネジ１１で固 定された支持板６ａに一体に連結されたクランク軸である。

【００１６】 ダイヤフラム１０はポンプ本体１とポンプヘッド２との間に挟持され、ポンプ ヘッド２との間に形成されたポンプ室１２をポンプ室２と共働して区画している 。

【００１７】 モータ４の回転駆動に応じてクランク軸６がクランク運動し、回転軸５の回転 運動をダイヤフラム１０の往復動に変換し、ポンプ室１２のポンプ容積を変動さ せる。

【００１８】 ポンプヘッド２に本考案に係るバルブ装置１３が設けられ、該バルブ装置１３ を介してポンプ室１２と流通孔１４とが連通し、該流通孔１４は図２に示すよう にポンプヘッド２に形成された吸込口１５及び吐出口１６にそれぞれ連通してい る。バルブ装置１３はポンプヘッド２に取付ボルト１７により弁座部材１８とと もに取付固定される。

【００１９】 図２において、ポンプヘッド２に形成された取付穴２０にバルブ装置１３の弁 座部材１８とバルブプレート２１及び該プレート２１を挟んでその上下に重ね合 わされた第１のシート部材２２及び第２のシート部材２３が嵌合状態で組付けら れている。これらバルブプレート２１及び第１，第２のシート部材２２，２３は 中央軸線Ｘ−Ｘに対して対称形状で、一方がエアー等のポンプ移送気体を取入れ る吸込口１５に連通した吸込側に、又、他方がポンプ室１２から送り出されたエ アー等の気体を外部へ送り出す吐出口１６に連通した吐出側に対応している。吸 込側において、ポンプヘッド１２に弁座２４及び吸込口１５に連通した吸込側ポ ート２５が形成されるとともに該ポート２５に対向して弁座部材１８にポンプ室 １２に連通したポート２６が形成され、吸込側ポート２５の下端周縁部に弁座面 ２４ａが形成されている。他方、吐出側において、弁座部材１８と一体に弁座２ ７が形成され、ポンプ室１２に連通する吐出側ポート２８の上端周縁部に弁座面 ２７ａが形成され、該ポート２８に対向してポンプヘッド２に吐出口１６に連通 するポート３０が形成されている。

【００２０】 バルブプレート２１は合成樹脂あるいはゴム等の可撓性材料で形成されている 。実施例では板厚０．５ｍｍのテフロン（商品名）の板材により形成されている 。軸線Ｘ−Ｘに対応する該プレート２１の基端部２１ａが上下の第１及び第２の シート部材２２，２３の保持部２２ａ，２３ａにより固定状態に挟持され、該基 端部２１ａより左右に延出してリードバルブを構成するバルブ部片２１ｂが切欠 ３１によって可動自在に形成されている。この各バルブ部片２１ｂに対応して、 第１及び第２のシート部材２２，２３には、図３で示すように拡大形状の単一の 開口３２及び２つの小形状の開口３３がそれぞれ形成され、開口３２は弁座面２ ４ａ，２７ａに対応する気体の流入側のシート部材に形成されるとともに開口３ ３は弁座面２４ａ，２７ａと対応する気体流入側と反対側の気体流出側に形成さ れている。

【００２１】 第１及び第２のシート部材２２，２３は、剛性の高い合成樹脂あるいはゴム、 又は金属で形成されるのが望ましい。実施例では０．２５ｍｍのポリエチレンテ レフタレートの板材により形成されている。

【００２２】 このように、バルブプレート２１の上下に第１及び第２のシート部材２２，２ ３が重ね合わされるため、バルブプレート２１は、その基端部２１ａが対応する 弁座面２４ａ，２７ａに対して自然の状態において、直接密着せず、離間状態に 保持される。具体的には、基端部２１ａより延出したバルブ部片２１ａが対応す る弁座２４ａ，２７ａより離間状態に保持される。

【００２３】 図３（ａ），（ｂ），（ｃ）について、第１及び第２のシート部材２２，２３ 及びバルブプレート２１の形状につき更に説明する。これら部材２１〜２３は同 径の円板状に形成され、ポンプヘッド２の取付穴２０に重ねた状態で取付ボルト １７により取付け固定される。これら部材２１〜２３を取付穴２０内に取付ける 順序及び位置を確定するために、取付穴２０の周壁部には半円形及び矩形の凹所 ２０ａ，２０ｂが形成され、他方、第１及び第２のシート部材２２，２３には、 これら凹所２０ａ，２０ｂに対応する半円形及び矩形の突起２２ｂ，２３ｂ；２ ３ｃ，２３ｃが形成される。これら突起と凹所の相互の位置合わせにより各シー ト部材２２，２３位置ならびに表裏を間違いなく取付けができる。又、バルブプ レート２１には左右対称形状のため、半円形の凹所２０ａに対応する突起２１ｃ のみ一体に形成してあり、表裏いずれでも使用可能になっている。

【００２４】 又、バルブプレート２１には左右一対の確認孔２１ｄが、又、第２のシート部 材２３には片側にのみ１個の確認孔２３ｄがそれぞれ貫通形成され、他方、第１ のシート部材２２には確認孔が形成されていない。この組合せにより、第１及び 第２のシート部材２２，２３の重ね合わせの順序及び同部品の２重使用の間違い を確認できる。すなわち、重ね合わせた状態で、外側より見た場合に確認孔２３ ｄ，２１ｄが通って第１のシート部材２２の面が該孔より確認できれば正しく、 万一、該孔の通りが確認できない場合や、全部孔が通る場合は、重ね合わせの間 違いや同部品の２重使用の間違いであることが容易に確認できるので、第１及び 第２シート部材２２，２３が殆ど同形状であっても、取付作業を間違いなく容易 に行なうことができる。

【００２５】 第１及び第２のシート部材２２，２３にそれぞれ片側に形成された小形状の２ つの開口３３の間は規制部として構成され、図４において後述のごとく、バルブ 部片２１ｂの過度の移動を抑制する作用を果す。尚、これら開口３３は２つに限 らず、更に複数設けてもよいが、その間に規制部３４を形成すればよい。又、こ れら第１及び第２のシート部材２２，２３及びバルブプレート２１はプレスの折 抜き加工により、あるいはプラスチックの成形加工により容易かつ低コスト製作 される。

【００２６】 図４は図２に示すバルブ装置１３の吐出側の構成を拡大して示すものであるが 、吸込側のバルブ動作も同様になされる。

【００２７】 図４（ａ）に実線で示すごとく、ポンプ室１２側がダイヤフラム１０の作動に より負圧となり吸込状態になると、吐出側のバルブ部片２１ａが実線で示す矢印 方向に引かれて対応する弁座２７の面２７ａに密着する。このバルブ部片２１ｂ は常態において保持部２３ａにより高さＨだけ段差を設けて、離間状態となって いるが、この負圧の作用によりバルブ部片２１ｂが基端部２１ａを残して容易か つ迅速に変形し、確実なチャッキ状態を維持する。

【００２８】 他方、ダイヤフラム１０が反対方向に移動してポンプ室１２内が加圧状態とな り、鎖線で示す矢印方向にバルブ部片２１ｂに圧力が加わると、該バルブ部片２ １ｂが弁座面２７ａより離れバルブが開成されてポンプ室１２内の気体が吐出さ れる。この場合、バルブ部片２１ｂは開成方向に移動した際に、２点鎖線で示す ごとく、第１のシート部材２２の規制部３４に係合し、これ以上移動することが 阻止される。従って、バルブ部片２１ｂの過度の移動が規制されるために、安定 したバルブ動作が得られ、ポンプ特性が一層向上する。

【００２９】 次に、ポンプ動作停止時には、図４（ｂ）で示すように、バルブ部片２１ｂは 自己の弾性によって、対応する弁座面２７ａより離れるように変形して戻り、弁 座面２７ａとの間にクサビ状の間隙３５を形成するので、この間隙３５を介して 、矢印で示すように、バルブ部片２１ｂは自己の弾性によって、対応する弁座面 ２７ａとの間にクサビ状の間隙３５を形成するので、この間隙３５を介して、矢 印で示すようにポンプ室１２内の圧力が吐出口１６を介して大気開放される。

【００３０】 このように、バルブプレート２１を合成樹脂あるいはゴム等の可撓性材料で形 成し、対応する弁座面２７ａとの間に段差Ｈを設けたことにより、ポンプ動作停 止時において、該バルブプレート２１の弾性変形によりポンプ室１２の大気開放 が極めてスムーズに行なわれるとともにポンプ動作時におけるバルブ閉成のチャ ッキ状態も迅速かつ確実に行なわれる。

【００３１】 尚、図４は吐出側のバルブ動作のみを説明したが、吐出側は、バルブプレート ２１のバルブ部片２１ｂが、対応するポンプヘッド２側の弁座２４の弁座面２４ ａに対して同様の動作を行なう。この場合、段差Ｈは第１のシート部材２２の保 持部２２ａにより確保される。

【００３２】 なお、実施例構成に代えて、段差Ｈを確保する保持部２２ａ，２３ａの部分を 弁座部材１８及びポンプヘッド２より一体に突出させて構成することも可能であ り、従って、第１及び第２のシート部材２２，２３を設けない態様も本考案に含 まれる。又、バルブシート２１及び第１及び第２のシート部材２２，２３を吸込 側及び吐出側に同時に対応するシート形成としたが個別のシートで構成すること も可能である等、本考案は実施例構成に限定されるものではない。

【００３３】

【考案の効果】

以上のように、本考案のバルブ装置によれば、バルブプレートを合成樹脂ある いはゴム等の可撓性材料で形成するとともに基端部を弁座面に対して離間した状 態に保持する構成としたので、ポンプ動作時には、該バルブプレートが自己の可 撓性によって自在に変形して確実なチャッキ動作を遂行し、安定した吐出量を確 保して高いポンプ性能を発揮することができ、他方、ポンプ停止時には、該バル ブプレートの自己の復元力により弁座面に対する密着状態からスムーズに離れ、 ポンプ室内圧力を大気開放するので、ダイヤフラム等の往復動部材がインダクシ ョンモータ等の低トルクの駆動手段による構成のものでも、常に確実なポンプの 再起動が可能となり、安定したポンプ性能を発揮させるとともにポンプの小型化 、低コスト化にも寄与する等、種々の実用的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るバルブ装置を備えた気体移送ポン
プの実施例の要部破断縦断面図である。

【図２】バルブ装置の詳細を示す図１の２−２線に沿う
拡大断面図であり、該バルブ装置を構成する第１のシー
ト部材、バルブプレート及び第２のシート部材を図３
（ａ），（ｂ），（ｃ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＣ−
Ｃ線に沿う断面形で示す。

【図３】バルブ装置を構成する各部材を図２の３−３線
に沿って見た平面図で（ａ）は第１のシート部材、
（ｂ）はバルブプレート、（ｃ）は第２のシート部材を
示す。

【図４】バルブ装置におけるバルブプレートの動作態様
を示すために吐出側に配置されたバルブプレートを含む
バルブ装置の要部拡大断面図であり、（ａ）はバルブプ
レートのチャッキ状態を実線で、又、吐出状態を鎖線で
示し、（ｂ）はポンプ停止時の開放状態を示す。

【符号の説明】

１ ポンプ本体 ２ ポンプヘッド １０ ダイヤフラム １２ ポンプ室 １３ バルブ装置 ２１ バルブプレート ２２ 第１のシート部材 ２３ 第２のシート部材 ２４，２７ 弁座 ２４ａ，２７ａ 弁座面 ３２，３３ 開口 ３４ 規制部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイヤフラム等の往復動部材によって仕切
   られ該往復動部材の往復動に応じて容積変化するポンプ
   室を形成したポンプ本体と、該ポンプ本体に組付けられ
   エアー等のポンプ移送気体のための吸込口及び吐出口を
   形成したポンプヘッドと、これら吸込口及び吐出口とポ
   ンプ室との間に介在し、該往復動部材の往復動に応答し
   て吸込側及び吐出側をポンプ室に対して開閉制御するバ
   ルブ装置とよりなり、該バルブ装置が吸込口ないし吐出
   口にそれぞれ連通するポートを形成した弁座と、該弁座
   に対応して配置したバルブプレートとを備え、該バルブ
   プレートの基端部を対応する弁座のポート周縁部に固定
   するとともに往復動部材の往復動に応答して対応する弁
   座のポートに対し開閉動作させるようにした気体移送ポ
   ンプにおいて、 前記バルブプレートを合成樹脂あるいはゴム等の可撓性
   材料で形成するとともに、該バルブプレートの基端部を
   対応する弁座面に対して離間状態で保持する保持部材を
   該バルブプレートと弁座との間に介在させたことを特徴
   とする気体移送ポンプのバルブ装置。
2. 【請求項２】前記バルブプレートは吸込側及び吐出側の
   ポートにそれぞれ対応する左右一対の舌片状バルブ部片
   を備えるとともに両バルブ部片の中間部を共通の基端部
   として形成してなり、前記保持部材は該バルブプレート
   に対して上下よりそれぞれ重ね合わされる第１及び第２
   のシート部材よりなり、これらシート部材は該バルブプ
   レートのバルブ部片と対応する部分に開口を有するとと
   もに該バルブプレートの基端部に対応する部分に該基端
   部を弁座面に対して離間状態に保持する保持部を有して
   なる請求項１に記載の気体移送ポンプのバルブ装置。
3. 【請求項３】前記第１及び第２のシート部材が前記バル
   ブプレートのバルブ部片に対応する部分において、該バ
   ルブ部片が弁座と対応する気体流入側と反対の気体流出
   側にある開口は複数形成され、これら開口間に残された
   部分がバルブ部片の気体流出側への過度の変形を防止す
   る規制部を構成してなる請求項２に記載の気体移送ポン
   プのバルブ装置。