JP3909451B2 - 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、従来のダイヤフラムポンプの簡単な改良によって温度変化等による変形を防止して特に蓋体（バルブハウジング）の変形を防止し、またねじがゆるむことのないようにして常に気密性を保持し得るようにし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、更に蓋体の表面を押圧するためのばねを配置し、前記ばねと共にねじにより締めて固定してポンプを形成したことを特徴とする。
【００１５】
この本発明のポンプによれば、ばねにより蓋体を常に押圧するため、高温のために蓋体やシリンダー部などに変形が生じようとしても変形を抑えることができ、したがってポンプの気密性を保つことができる。
【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の実施の形態で、図７、８に示すような二つのポンプ室を有するタイプ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は排気口、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。また４０は押圧ばねで、この押圧ばね４０により蓋体２０にこれを押圧する力が加わるようにしてある。
【００１９】
尚図１はこの実施の形態の概要を示すもので、例えば排気口２５の部分は、実際はこの排気口２５と弁体部２４がばね４０より外に突出する。
【００２０】
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、更に蓋体２０の表面２０ａに押圧ばね４０を重ねた上でねじ２７により押圧ばね４０と共にケース３とシリンダー部１１とダイヤフラム本体１４と蓋体２０とを一体に締め付け固定することにより小型ポンプを形成する。
【００２１】
ここで、押圧ばね４０は、例えば、図３、図４に示すような形状である。つまりばね４０は少なくともその中央が蓋体２０の側に突出する湾曲した部分を有しており、この押圧ばね４０を図１に示すようにねじ２７により締め付け固定して取り付けると、このばね４０は湾曲部分４０ａにより蓋体を強く押圧する。これら図３、図４において４０ｂは吐出口２５等の蓋体２０より上方に突出する部分を通す孔、４０ｃはねじ孔である。
【００２２】
このように上記実施の形態の小型ポンプによれば、押圧ばね２１により蓋体２０にはシリンダー部１１の方向に押す力が働き、シリンダー部１１と蓋体２０によりダイヤフラム本体１４は確実に保持されると共に気密性も保持される。しかもポンプを高い温度の場所や温度変化の激しい場所にて使用又は保管され、プラスチック製のシリンダー部や蓋体等が変形しようとしても、押圧ばね４０の押圧力により変形が阻止されポンプは常に気密で正常な状態で運転される。
【００２３】
又、図１０に示す従来のものと同様にダイヤフラム本体１４のダイヤフラム部１５の周囲に図示するような凸部４５を形成してあるため、図３または図４に示すような押圧ばね４０により押圧されることにより前記凸部４５を圧縮してポンプ室のシールが一層完全なものになる。また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（外径寸法が変化）しようとしても押圧ばねにより防止され、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により、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。
【００２４】
又、図１１に示す従来例のように一つのポンプ室を有するポンプに対しても本発明の考えを適用できる。
【００２５】
図５は三つのポンプ室よりなるダイヤフラムポンプに対して本発明を適用した他の実施の形態を示す。
【００２６】
図５の（Ａ）はその外観の概要を示す図で、（Ｂ）はポンプ室の配置を示す。
【００２７】
三つのポンプ室よりなるダイヤフラムポンプの場合、図５の（Ｂ）のようにポンプ室２８が１２０°間隔で配置され、したがってポンプの外観は円筒状になるのが一般的である。そのためこのダイヤフラムポンプに本発明を適用する場合、ケース３とシリンダー部１１と蓋体（バルブハウジング）２０とを組み合わせ、更に押圧ばね４１を配置した後、ねじ２７により固定する。
【００２８】
図６は、この実施の形態のポンプにて用いられる押圧ばねの形状を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。この図のように押圧ばね４１が全体として円板状であり、更に蓋体側に突出する突出部（押圧片）４１ａを有する点で図１、２の実施の形態が異なるが、その作用は実質上同じである。尚４１ｂはねじ孔である。
【００２９】
以上、ポンプ室が二つまたは一つ、更に三つのポンプについて述べたが、その他多数のポンプ室を有するダイヤフラムポンプにも本発明を適用し得ることは明らかである。
【００３０】
尚いずれの実施の形態のポンプも、蓋体の表面に押圧ばねを配置した際、ばねが吸気孔を塞ぐことがおこり得るが、この吸気孔が外気に通ずる僅かな空隙を設けることにより十分な吸気が可能になる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の小型ポンプは、押圧ばねと共にねじ止めしてポンプを形成するようにしたので、高温環境下や温度変化の激しい環境下においても、シリンダー部や蓋体（バルブハウジング）の変形を押圧ばねによる押圧力にて防止し得るため、ねじのゆるみがなく気密性を保ち得るので常に安定したポンプ作用を行なうことができる。
【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押圧ばねの例を示す図
【図４】 本発明の小型ポンプで用いる押圧ばねの他の例を示す図
【図５】 本発明の三つのポンプ室を有する小型ポンプの斜視図
【図６】 図５に示すポンプの押圧ばねを示す図
【図７】 従来の小型ポンプの概要を示す斜視図
【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等の配置等を示す図
【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 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更にバルブハウジングの方向に圧力を加えるためのばねを前記バルブハウジングの表面上に配置して前記ケース、シリンダー部、バルブハウジング、押圧ばねをねじ止めにより一体に固定したポンプで、前記押圧ばねが少なくとも中央部分においてバルブハウジング側に突出する複数の突出部分を有することを特徴とする小型ポンプ。

Images