JP3843386B2 - 小型ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ室を形成するダイヤフラム部と弁室内に配置された弁体部とを一体に構成したダイヤフラム本体を備えた小型ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイヤフラム部を有する小型ポンプは、例えば二つのポンプ室を有するポンプの場合図７、８に示す通りの構成である。
【０００３】
この図８において、１は小型直流モータ、２はモータ１の出力軸、３はカップ形に形成され底面がねじ４によりモータ１の出力軸側の面に取付けられたケース、５は出力軸２に固定されたカラー、６は出力軸２に対して所定角度傾斜し、かつその先端が出力軸２の中心軸上に存在するようにカラー５に固定された駆動軸、７は穴８を有する板状の駆動体、９は駆動体７の中心に下方に伸びて一体に形成された筒形の支持部、１０は駆動軸６と駆動体７の間の摩擦を小さくするためのスチールボールである。支持部９は駆動部６にゆるくはめ込まれており、出力軸２が回転すると駆動軸６が傾斜した状態で回転するため、駆動体７は中心に対して穴８のある周辺部が交互に上下動する。１１は図９に示すように例えば板状部材に二つの孔１２を形成しこれに二つのシリンダーを固定させた構成のシリンダー部で、このシリンダー部１１には四つのねじ孔１３が形成されている。
【０００４】
１４は柔らかいゴムからなるダイヤフラム本体、１５は図８に示すようにダイヤフラム本体１４から下方に伸びて一体に形成されたつり鐘形の２個のダイヤフラム部、１６はその中心の駆動部、１７は駆動部１６の先端に細い頚部を介して形成された頭部、１８はダイヤフラム本体１４の中心部から上方に伸びて一体に形成された例えば円筒形をした弁体部である。頭部１７は駆動体７の穴８を貫通して駆動体７の下面側に突出ており、これによって駆動部１６は駆動体７に保持されている。また図１０に示すように、ダイヤフラム本体１４のシリンダー部１１のねじ孔１３に対応する位置には、同様にねじ孔１９が形成され、更にダイヤフラム部１５の周囲には凸部４５が形成されている。
【０００５】
上記のようなダイヤフラム本体１４は、二つのダイヤフラム部１５、弁体部１８等を一体に構成したものでゴム等の弾性材料にて形成されている。
【０００６】
２０は図１１に示すように円形の凹部２１を有するバルブハウジングを兼ねた蓋体、２２は蓋体（バルブハウジング）２０の凹部２１の中心に形成された孔、２３は孔２２の周囲に各６個形成された吸気孔、２４は蓋体２０の中心部に上方に向かって形成された弁室部、２５は弁室部２４の先端が細くなって形成された排気孔である。
【０００７】
この蓋体２０はダイヤフラム本体１４を挟んでシリンダー部１１にねじ孔２６を用いてねじ２７にて固定され、蓋体２０の凹部２１とダイヤフラム部１５とによって２個のポンプ室２８が形成される。蓋体２０は弁室部２４内に共通室２９が形成され、各凹部２１は内方（蓋体の中心の方向）に切欠き状の溝部３０が形成されてそれぞれ共通室２９につながっている。従って、各ポンプ室２８は共通室２９に中心部で共通に連通されていることになる。なお、弁体部１８は弁室部２４の内周面に接触しており、この連通路を塞ぐようになっている。
【０００８】
３１は柔らかいゴムからなる傘形の弁体、３２は弁体３１の中心に上方に伸びて一体に形成された支持柱、３３は支持柱３２の先端に形成されたこれより太い頭部である。弁体３１は吸気孔２３を十分に覆うような大きさに形成されており、支持柱３２が孔２２を貫通して頭部３３が外側に出て蓋体２０に抜けないように取り付けられている。
【０００９】
次に、このように構成された小型ポンプの動作について説明する。モータ１が通電されて出力軸２が回転すると駆動軸６も回転し、これにより駆動体７の両端が交互に上下動して各ダイヤフラム部１５の駆動部１６は上下方向に運動する。このダイヤフラム部のピストン運動で、ポンプ室２８は容積が周期的に変化する。駆動部１６が下方に移動して容積が増えるときは、ポンプ室２８は減圧されて弁体部１８は弁室部２４に密着して閉じ、反対に弁体３１は開いて吸気孔２３から空気が流入する。次に、駆動部１６が上方に移動して容積が減るときは、ポンプ室２８は増圧されて弁体３１は蓋体２０に密着して閉じ、反対に弁体部１８はこのポンプ室２８の溝部３０を塞いでいる部分が開いてポンプ室２８の空気は溝部３０、共通室２９を通って排気孔２５から排出される。
【００１０】
この小型ポンプは、二つのダイヤフラム部が交互に夫々上記の運動を繰り返すことにより夫々別々の吸気孔２３より空気を吸入し、共通の弁室２９を通り排気口２５より排出され、これによりポンプ作用をする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような構成のダイヤフラムポンプは、モータの出力軸２に取り付けられたカラー５、駆動軸６、駆動体７等よりなる駆動部を収納するケース３と、シリンダー部１１と、ダイヤフラム本体１４と蓋体（バルブハウジング）２０とを組み合わせ、ねじ２７にて全体を固定している。又、これらケース３、シリンダー部１１、蓋体２０等は、合成樹脂材料にて形成され、これら合成樹脂材料よりなる各部を金属のねじにて固定してある。そのため、ポンプの運転及び使用環境により温度が上昇すると、合成樹脂製の上記各部は、膨張し、特にシリンダー部や蓋体等は撓み等の変形が生ずる。またその膨張係数は、金属製ねじよりも大であるため、特にねじにて固定した部分とその周辺部において変形する。実際には、ねじにて固定された部分は、ねじによりあまり動き得ないためにその変形はねじより遠い部分が大になる。そのため特に蓋体の中央部分の変形が大になり、蓋の中央部が盛り上がるように変形する。又、運転の停止等により温度が低下すると膨張したケース等は、収縮して元の状態に戻る。このように温度上昇と温度の低下を繰り返すことによるねじによる固定にゆるみを生ずることもあり、時にはエアーが洩れることがある。
【００１２】
図１２は一つのポンプ室（ダイヤフラム部１５）を用いたポンプのダイヤフラム部１５等の配置を示す図である。このポンプもねじ２７にて固定されており、同様に前述のような欠点を有している。
【００１３】
本発明は、ダイヤフラム部の性能の低下なしに外径寸法を小にし得るような構成で、更に、ケース、シリンダー部、蓋体（バルブハウジング）等の組み合わせ固定が容易であって、しかも、前記各部分の変形特にバルブハウジングが変形してその中央部分が盛り上がり湾曲するのを防止して気密性等を一層向上させた小型ポンプを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の小型ポンプは、前述のような構成のダイヤフラムを用いたポンプで、駆動部を収納するケースと、シリンダー部と、ダイヤフラム本体と、蓋体（バルブハウジング）とを組み合わせ、それらをばねを用いて締め付け固定するようにし、しかもばねによる締め付けた際に蓋体（バルブハウジング）への押圧力が強くなるようにばねに押圧部を設けたことを特徴とする。
【００１５】
具体的には、締め付けのためのばねを、帯状でその両端がケース下端部にかかるようにし、ケース、シリンダー部、蓋体の外周面に沿って伸びる構成であって、ケース、シリンダー部、蓋体を一体に締め付け固定するもので、更にばねの蓋体表面に接する部分の少なくとも一部分を蓋体側に湾曲または突出するような形状にしたもので、このばねの湾曲部または突出部（押圧部）により蓋体をケース側に強く押して、シリンダー部や蓋体等の変形その他を防止するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の小型ポンプの実施の形態を図面にもとづき説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態の小型ポンプの外観の概要を示す斜視図、図２は縦断面図である。
【００１８】
図２に示す本発明の小型ポンプにおいて、１はモータ、２は回転軸、３は駆動部を収納するケース、５はカラー、６は駆動軸、７は駆動体、１１はシリンダー部、１４はダイヤフラム本体、１５はダイヤフラム部、１８は弁体部、２０は蓋体（バルブハウジング）、２５は吐出口、２９は共通室であり、これらは図８に示す従来の小型ポンプと実質上同じである。
【００１９】
これら図に示すように、本発明の小型ポンプは、ケース３、シリンダー部１１、ダイヤフラム本体１４、蓋体２０を組み合わせた上で、図１の外観図のように板ばね４０、４１により締め付けて固定したものである。また、ばね４０、４１のうち例えば長方形状のケース等の短辺側に掛けられたばね４１は、蓋体２０の表面２０ｂに沿って伸びる形状で、更に蓋体側に湾曲した押圧部４１ａを有する形状である。尚ケース３の下方に伸びる凸部３ａは、ばねの先端を掛けるためのものであり、又凸部２０ａは板ばね４０の先端が蓋体から外れるのを防ぐために設けられている。
【００２０】
このばね４１は、図３に示すような形状で帯状の板ばねよりなり、その上部には、図面下方に湾曲する突出部（押圧部）４１ａを有し、また両端にはケース３の凸部３ａに引掛けるかぎ状部分４１ｂを有している。また４１ｃは吐出口２５等の蓋体２０の表面より突出している部分を通す孔である。
【００２１】
また図４はばね４１の他の例を示す図で、ばね４１の上側、蓋体２０の表面２０ｂの側全体を下方（蓋体２０の表面２０ｂの方向）に向けて突出するように湾曲させたものである。
【００２２】
このように本発明のポンプは、ケース、シリンダー部、蓋体等の組み合わせ固定が板ばねによる締め付けによるため極めて簡単である。しかも、ポンプの運転および停止等による温度の上昇および低下（および高温、低温がくり返し起きる様な環境下）があっても、ねじ止めと異なり、常に確実に締め付け固定された状態を保持し得る。更に、ばね４１には押圧部４１ａを形成した形状であり、これによりばね４１は、ケース、シリンダー部、蓋体の固定と共に蓋体２０の表面２０ｂを強く押圧し、これによりシリンダー部１１や蓋体２０等の変形防止がより確実になる。特に蓋体２０の中央部分が盛り上がるように変形しようとしても前記押圧部４１ａによる押圧によりその変形を阻止し得る。
【００２３】
尚図１に示すばね４０は用いなくとも、ばね４１のみにてシリンダー部１１、蓋体２０等の固定は確実に行なわれる。
【００２４】
又、図７〜図１１に示す従来例と同様に、ダイヤフラム本体１４のダイヤフラム部１５の周囲に図１０に示すような凸部４５を形成することにより、図１に示すような板ばね４０、４１により締め付け固定すると前記凸部４５を圧縮してポンプ室のシールが完全なものになる。しかも締め付けねじを用いずに板ばねを利用したためにポンプを運転した時の温度上昇による膨張および運転停止後の温度低下による収縮によってポンプ全体の体積が変化しても（外径寸法が変化しても）板ばねによる締め付けが弱くなることがなく、がたつきの問題はない。したがって、ダイヤフラム周囲に形成した凸部によるシールは、常に確実に行なわれ気密性が高くしかもその状態が永続する極めて性能のよいポンプになし得る。特にばね４１のように押圧部を有する形状にすることにより、前述の蓋体の中央部の盛り上がりを防止することができ気密性を一層高くしたものである。
【００２５】
図５は、三つのポンプ室を有する本発明の小型ポンプの実施の形態の概要を示す外観図である。
【００２６】
この実施の形態のポンプは、ポンプ室２８が図５の（Ｂ）に示すような配置になるためポンプ全体が円筒状をなし、そのためばねの形状も、図３、図４に示すものとは異なっている。つまりこの実施の形態は、図６に示す通りのばねによりケース、シリンダー部、蓋体等を締め付け固定するもので、図５において４２はばね、４２ａ、４２ｂは夫々ばね４２の一部を蓋体側へ折り曲げた押圧部である。このばね４２は図６に示す通りの形状であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【００２７】
この実施の形態のポンプは、図５（Ａ）に示すようにばね４２の先端４２ｃをケース３の凸部３ａに掛けて、ケース３、シリンダー部１１、蓋体２０を締め付け固定すると共にばね４２の押圧部４２ａ、４２ｂにより蓋体２０の表面２０ｂを押圧して、締め付けを確実なものとし、シリンダー部１１や蓋体２０等の変形を防止し、気密性の良いポンプにしてある。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の小型ポンプは、ねじ止めではなく板ばねを用いて固定したので、固定が簡単であり、温度の上昇、下降による外径寸法の変化に影響を受けることがない。特に板ばねに押圧部を設けたことを特徴とするもので、これにより締め付けが確実になり、又温度変化等による変形のない気密性の極めて良いポンプになし得る。またこの押圧部による蓋体の中央部分の押圧によって蓋体の変形を防止し得るので、気密性は一層高く、エアーが洩れるおそれがなく、安定したポンプ作用を行なうことができる。又ねじ止め用のスペースを必要としないため、より小型化が可能であり、特に一つ又は二つのポンプ室を有するポンプの場合、ねじ止めによる場合に比べて大幅な小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の小型ポンプの斜視図
【図２】 本発明の小型ポンプの断面図
【図３】 本発明の小型ポンプで用いるばねの形状を示す図
【図４】 本発明の小型ポンプで用いるばねの形状の他の例を示す図
【図５】 本発明の二つのポンプ室を有する小型ポンプの構成を示す図
【図６】 図５に示すポンプで用いるばねの形状を示す図
【図７】 従来の小型ポンプの外観の概要を示す図
【図８】 従来の小型ポンプの断面図
【図９】 従来の小型ポンプで用いるシリンダーの平面図
【図１０】 従来の小型ポンプで用いるダイヤフラム本体の平面図
【図１１】 従来の小型ポンプで用いる蓋体の底面図
【図１２】 従来の一つのポンプ室を有する小型ポンプのポンプ室の配置等を示す図
【符号の説明】
３ ケース
１１ シリンダー部
１４ ダイヤフラム本体
４０、４１，４２ 板ばね

Claims (1)

1. ポンプ室を形成するダイヤフラム部を少なくとも一つ有し又ダイヤフラム部の一部にてほぼ接する弁体部を有しこれらダイヤフラム部および弁体部が一体に形成されたダイヤフラム本体と、前記ダイヤフラム本体のダイヤフラム部が挿入されるシリンダーを少なくとも一つ有するシリンダー部と、前記ダイヤフラム本体の弁体部が配置される弁室とこれに通ずる吐出口を有するバルブハウジングと、前記ダイヤフラム本体のダイヤフラム部を駆動する駆動部を収納するケースとを組み合わせ、ばねにより締め付け固定したポンプで、前記ばねがその両端を前記ケースに掛け前記ケース、シリンダー部、バルブハウジングの外周面、表面に沿って伸びる構成であり、前記ばねに先端がバルブハウジング側に突出しその先端にてバルブハウジング表面で吐出口近傍を押圧する押圧部を有することを特徴とする小型ポンプ。

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