JP3521627B2 - ダイアフラムポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はダイアフラムポンプに関
し、より詳しくは、カムシャフトによりダイアフラムを
往復作動させて空気を吐出させるようにしたダイアフラ
ムポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイアフラムポンプとして、ダイ
アフラムケース内に圧力室を区画形成し、かつ往復作動
により圧力室内の容積を増減させて空気を吸入、吐出さ
せるダイアフラムと、このダイアフラムに連結した作動
部材と、この作動部材を作動させて上記ダイアフラムを
往復動させるカムシャフトとを備えたものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した構成を有する
従来のダイアフラムポンプにおいては、上記カムシャフ
トの回転数に伴って空気の吐出量が変化しており、カム
シャフトの回転数が増大するとそれに伴って空気の吐出
量が増大することになる。したがって、カムシャフトの
回転数の変動幅が大きい場合には、カムシャフトの低回
転域で好適な吐出量が得られるように設定すると、高回
転域では吐出量が多くなりすぎ、逆に高回転域で好適な
吐出量が得られるように設定すると、低回転域では不足
する結果となる。本発明はそのような事情に鑑み、カム
シャフトの回転数が一定でも空気の吐出量を調整するこ
とができるようにして、低回転域でも高回転域でも好適
な吐出量を得ることができるようにしたダイアフラムポ
ンプを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は上述し
た従来のダイアフラムポンプにおいて、上記カムシャフ
トにカム形状が異なる第１カムと第２カムとを設け、ま
た上記作動部材に、上記第１カムに係合する第１カムフ
ォロワと、この第１カムフォロワ内に摺動自在に設けら
れ、該第１カムフォロワからの突出時に上記カムシャフ
トに設けた第２カムに係合するとともに第１カムフォロ
ワを第１カムから離隔させる第２カムフォロワとを設け
たものである。また必要に応じて、上記カムシャフト
に、該カムシャフトの回転軸と同軸の同軸部を設け、さ
らに上記第２カムフォロワ内に、該第２カムフォロワに
摺動自在に設けられ、該第２カムフォロワからの突出時
に上記同軸部に係合するとともに該第２カムフォロワを
第２カムから離隔させるピストンを設けてもよい。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、第２カムフォロワを第１カ
ムフォロワ内に退没させている状態では、第１カムフォ
ロワが第１カムに係合するので、上記ダイアフラムの往
復作動量は第１カムのカム形状に従ったものとなる。他
方、第２カムフォロワを第１カムフォロワ内から突出さ
せている状態では、第２カムフォロワが第２カムに係合
するので、上記ダイアフラムの往復作動量は第２カムの
カム形状に従ったものとなる。そして上記第１カムと第
２カムとは両者のカム形状を異ならせているので、カム
シャフトの回転数が一定でも第１カムに基づく空気の吐
出量と第２カムに基づく空気の吐出量とを異ならせるこ
とができる。したがって、カムシャフトの低回転域で好
適な吐出量が得られるように一方のカムを設定するとと
もに、他方のカムを、カムシャフトの高回転域で好適な
吐出量が得られるように設定することができるので、低
回転域でも高回転域でも好適な吐出量を得ることができ
る。また、同軸部とピストンとを設けたものにあって
は、必要時にピストンを第２カムフォロワから突出させ
ることにより各カムフォロワを各カムから離隔させるこ
とができ、この状態ではピストンはカムシャフトの回転
軸と同軸の同軸部に係合しているのでダイアフラムが往
復作動されることはなく、したがってダイアフラムポン
プによる空気の吐出を停止させることができる。

【０００６】

【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１において、ダイアフラムポンプはロワーケース
１とアッパーケース２とを備えており、両ケース１、２
の間でダイアフラム３を挟持することにより、アッパー
ケース２内に圧力室４を、またロワーケース１内に大気
室５をそれぞれ区画形成している。上記圧力室４は、チ
ェック弁６を介して吸入口７に連通するとともに、チェ
ック弁８を介して吐出口９に連通しており、ダイアフラ
ム３の往復作動に伴う圧力室４内の容積の増減により、
上記吸入口７からチェック弁６を介して圧力室４内に空
気を吸入し、かつ圧力室４内の空気をチェック弁８を介
して吐出口９に吐出することができるようになってい
る。上記ダイアフラム３の上下面には円盤状のプレート
１５、１６をそれぞれ重合させてあり、両プレート１
５、１６の中央部に作動ロッド１７の上端部を気密を保
って連結している。この作動ロッド１７の軸方向中央部
とロワーケース１との間にダイアフラム１８を張設して
あり、このダイアフラム１８と上記ダイアフラム３とに
よりロワーケース１内に上述した大気室５を区画形成し
ている。そしてこの大気室５は、ロワーケース１に形成
した大気孔１９を介して大気に連通させている。

【０００７】上記ロワーケース１にはピン２１を介して
カムレバー２２を揺動自在に取り付けてあり、このカム
レバー２２の左端部を上記作動ロッド１７の下端部に連
動させるとともに、カムレバー２２の右端部をエンジン
のカムシャフト２３に連動させている。上記カムレバー
２２は、これの右側部とロワーケース１との間に弾装し
たバネ２４によって上記ピン２１を中心として時計方向
に付勢してあり、それによって該カムレバー２２の右端
部が常に上記カムシャフト２３に係合するようにしてい
る。他方、上記ロワーケース１とダイアフラム３の下面
に重合させたプレート１６との間にバネ２５を弾装して
ダイアフラム３を上方に付勢してあり、これによって作
動ロッド１７の下端部に設けた突部１７ａをカムレバー
２２の左端部に設けた凹部２２ａに当接させて、両者を
常に連動させている。

【０００８】図２に示すように、上記カムシャフト２３
には、それぞれカム形状が異なる第１カム３１と第２カ
ム３２とを設けるとともに、該カムシャフト２３の回転
軸と同軸の同軸部３３を設けている。図示実施例では、
同軸部３３の両側に一対の小径で偏心量の小さな偏心カ
ムからなる第２カム３２を配設し、また一対の第２カム
３２の外側に大径で偏心量の大きな偏心カムからなる第
１カム３１を配設している。他方、上記カムレバー２２
の右端部に第１カムフォロワ３４を一体に設けてあり、
この第１カムフォロワ３４は第１カム３１に係合するよ
うになっている。そしてこの第１カムフォロワ３４の内
部には段付円筒状の第２カムフォロワ３５を摺動自在に
嵌合してあり、図３に示すように、この第２カムフォロ
ワ３５を第１カムフォロワ３４から突出させた際には、
該第２カムフォロワ３５を上記カムシャフト２３に設け
た第２カム３２に係合させるとと同時に、第１カムフォ
ロワ３４を第１カム３１から離隔させることができるよ
うにしている。さらに上記第２カムフォロワ３５内にピ
ストン３６を摺動自在に嵌合してあり、図４に示すよう
に、第１カムフォロワ３４から突出した第２カムフォロ
ワ３５に対してさらにピストン３６を突出させた際に
は、該ピストン３６を上記同軸部３３に係合させると同
時に、第２カムフォロワ３５を第２カム３２から離隔さ
せることができるようにしている。

【０００９】上記第１カムフォロワ３４内に摺動自在に
設けた第２カムフォロワ３５は、第１カムフォロワ３４
と第２カムフォロワ３５との間に弾装したバネ３７によ
り第１カムフォロワ３４内に収納される方向に、すなわ
ち上記第２カム３２から離隔する方向に付勢されてお
り、通常は第１カムフォロワ３４に取付けたプラグ３８
に当接した位置に保持されている。また、上記第２カム
フォロワ３５内に摺動自在に設けたピストン３６は、第
２カムフォロワ３５とピストン３６との間に弾装したバ
ネ３９により第２カムフォロワ３５内に収納される方向
に、すなわち上記同軸部３３から離隔する方向に付勢さ
れており、通常は第２カムフォロワ３５に取付けたリテ
ーナ４０に当接した位置に保持されている。このとき、
ピストン３６を付勢するバネ３９の弾撥力は、第２カム
フォロワ３５を付勢するバネ３７の弾撥力よりも大きく
なるように設定してある。上記第２カムフォロワ３５は
シール部材４１により第１カムフォロワ３４に液密を保
って、またピストン３６はシール部材４２により第２カ
ムフォロワ３５に液蜜を保ってそれぞれ摺動自在に設け
てあり、カムシャフト２３とは反対側における各シール
部材４１、４２の一側に両者に共通に作動室４３を形成
している。この作動室４３に圧油を供給する通路は、図
１、図５に示すように、カムレバー２２に形成した通路
４４、４５、ピン２１に形成した通路４６、および上記
ピン２１を支持するフレーム４７に形成した通路４８か
ら構成してあり、作動室４３内へエンジン回転数の上昇
によって上昇する油圧を、又は図示しないオイルコント
ロールバルブによって制御した油圧を供給できるように
してある。そして上記作動室４３に上記第２カムフォロ
ワ３５を付勢するバネ３７の弾撥力よりも大きく、かつ
上記ピストン３６を付勢するバネ３９の弾撥力よりも小
さな油圧を供給した際には、バネ３７の弾撥力に抗して
第２カムフォロワ３５のみを第１カムフォロワ３４から
突出させ（図３）、また作動室４３に上記ピストン３６
を付勢するバネ３９の弾撥力よりも大きな油圧を供給し
た際には、バネ３９の弾撥力に抗して第２カムフォロワ
３５およびピストン３６を共に第１カムフォロワ３４か
ら突出させることができるようにしている（図４）。

【００１０】以上の構成において、カムシャフト２３の
回転数が小さい場合には作動室４３内の油圧は零若しく
は小さく保たれており、したがって図２に示すように、
第１カムフォロワ３４が第１カム３１に係合している。
この状態では、第１カム３１の偏心量は大きく設定して
あるので、カムレバー２２は大きく揺動され、したがっ
て作動ロッド１７およびダイアフラム３は大きく進退動
されるので、カムシャフト２３の回転数が小さくても相
対的に大きな吐出量の空気が吐出口９から吐出されるこ
とになる。他方、カムシャフト２３の回転数が増大して
その回転数が所定値以上となると、上記作動室４３内の
油圧は上記第２カムフォロワ３５を付勢するバネ３７の
弾撥力よりも大きく、かつ上記ピストン３６を付勢する
バネ３９の弾撥力よりも小さな値に制御される。これに
よりバネ３７の弾撥力に抗して第２カムフォロワ３５が
第１カムフォロワ３４から突出されるので、第２カムフ
ォロワ３５が第２カム３２に係合するとと同時に、第１
カムフォロワ３４を第１カム３１から離隔させるように
なる（図３）。すると、第２カム３２の偏心量は第１カ
ム３１の偏心量よりも小さく設定してあるので、カムレ
バー２２の揺動量が小さくなり、したがって作動ロッド
１７およびダイアフラム３の進退量も小さくなる。その
結果、カムシャフト２３の回転数が増大しても空気の吐
出量は相対的に小さく増大するようになり、したがって
不必要に大きな吐出量の空気が吐出口９から吐出される
ことはない。さらに、カムシャフト２３の回転数が異常
に大きくなり、或いは故障等が発生した場合には、上記
作動室４３内の油圧は上記ピストン３６を付勢するバネ
３９の弾撥力よりも大きな値に制御される。これにより
バネ３９の弾撥力に抗して第２カムフォロワ３５および
ピストン３６が突出されるので、ピストン３６が同軸部
３３に係合するとと同時に、各カムフォロワ３４、３５
を各カム３１、３２から離隔させるようになる（図
４）。その結果、カムレバー２２の揺動が停止されるの
で、作動ロッド１７およびダイアフラム３の進退動が停
止されて空気の吐出が停止される。

【００１１】なお、上記実施例では作動ロッド１７とカ
ムレバー２２とによってダイアフラム３に連動させた作
動部材を構成しているが、これに限定されるものではな
く、例えば作動ロッド１７とカムレバー２２とのいずれ
か一方を省略してもよい。また必要に応じて、ピストン
３６を省略することも可能である。

【００１２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、カムシ
ャフトの低回転域においても高回転域においても好適な
吐出量を得ることができるという効果が得られる。ま
た、第１カムフォロワと第２カムフォロワとをコンパク
トに組立てることができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図。

【図３】図２とは異なる作動状態を示す断面図。

【図４】図２、図３とは異なる作動状態を示す断面図。

【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う拡大断面図。

【符号の説明】

１ ロワーケース ２ アッパーケー
ス ３ ダイアフラム ４ 圧力室 １７ 作動ロッド（作動部材） ２２ カムレバー
（作動部材） ２３ カムシャフト ３１ 第１カム ３２ 第２カム ３３ 同軸部 ３４ 第１カムフォロワ ３５ 第２カムフ
ォロワ ３６ ピストン ４３ 作動室

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイアフラムケース内に圧力室を区画形
   成し、かつ往復作動により圧力室内の容積を増減させて
   空気を吸入、吐出させるダイアフラムと、このダイアフ
   ラムに連結した作動部材と、この作動部材を作動させて
   上記ダイアフラムを往復動させるカムシャフトとを備え
   たダイアフラムポンプにおいて、 上記カムシャフトにカム形状が異なる第１カムと第２カ
   ムとを設け、また上記作動部材に、上記第１カムに係合
   する第１カムフォロワと、この第１カムフォロワ内に摺
   動自在に設けられ、該第１カムフォロワからの突出時に
   上記カムシャフトに設けた第２カムに係合するとともに
   第１カムフォロワを第１カムから離隔させる第２カムフ
   ォロワとを設けたことを特徴とするダイアフラムポン
   プ。
2. 【請求項２】 上記カムシャフトに、該カムシャフトの
   回転軸と同軸の同軸部を設け、さらに上記第２カムフォ
   ロワ内に、該第２カムフォロワに摺動自在に設けられ、
   該第２カムフォロワからの突出時に上記同軸部に係合す
   るとともに該第２カムフォロワを第２カムから離隔させ
   るピストンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   ダイアフラムポンプ。
3. 【請求項３】 上記第２カムフォロワとピストンとは、
   通常はそれぞれバネによってカムシャフトから離隔する
   方向に付勢されて非作動位置に保持されており、また上
   記第１カムフォロワ内に、上記カムシャフトとは反対側
   で第２カムフォロワとピストンとが臨む作動室を形成
   し、さらにピストンを付勢するバネの弾撥力を第２カム
   フォロワを付勢するバネの弾撥力よりも大きく設定した
   ことを特徴とする請求項２に記載のダイアフラムポン
   プ。
4. 【請求項４】 上記作動部材は、一端がダイアフラムに
   連結された作動ロッドと、揺動自在に設けられて一端が
   上記作動ロッドの他端に連結されたカムレバーとを備え
   ており、このカムレバーの他端に上記第１カムフォロワ
   が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれかに記載のダイアフラムポンプ。