JP3993103B2 - ダイアフラムポンプ - Google Patents

Description

本発明は、連結棒によるクランク機構を介してモータ駆動され，かつ，ベース板のポンプ室に取り付けられた、弾性的なポンプダイアフラムを備え、特に真空を発生させるための吸引ポンプとしてのダイアフラムポンプに関する。

このようなダイアフラムポンプは、非常に様々な改良が行なわれていることで知られている。今日のダイアフラムポンプは、ポンプ室内に比較的大きなデッドスペースを設けなければならないことから、高効率のダイアフラムポンプは、その容積を低減することはできない。

本発明の課題は、非常に小さい容積でも最大の効率を発揮できる、冒頭に定義したタイプのダイアフラムポンプを提供することにある。従来技術と比較して低減された容積を備えたこのタイプの高効率のダイアフラムポンプは、小型化の要望に応えるため、装置内に組み込まれる。

意外なことに、この課題は、本発明によれば、冒頭に定義されたタイプのダイアフラムポンプにおいて、請求項１の特徴部分によって解決されることが分かった。

ダイアフラムの特別な形状によって、上死点（ＴＤＣ）において、すなわち吐出の際、実際にゼロであるデッドスペースを達成することができる。これは、従来のダイアフラムポンプでは可能ではなかった。

本発明の特別の実施形態は、添付の請求項において定義される。これら請求項は、ベース板におけるポンプ弁の好適な配置によって、実際にデードスペースが残らないことを示している。

ダイアフラムが連結棒の上死点においてポンプ室の壁部に密着し、そこでデッドスペースが残らず、さらに実際の弁までのデッドスペースが非常に小さいので、ポンプは、作動動作の際すぐに、すなわちピストンがダイアフラムと共に上死点から移動するや否や作動する。

本発明は、以下に図面に示された実施形態にもとづいて、より詳細に説明される。

図面は、電動機１がクランク機構２，３を介して連結棒４を駆動し、連結棒４の一端に連結され、ベース板６に設けられたポンプ室７に取り付けられたポンプダイアフラム５が配置されている、吸引ポンプとしてのダイアフラムポンプを純粋に概略的に示している。皿状のポンプ室７は、中央の底部７’と、これから円錐状に拡大して側縁８まで延びる壁部７''とを有している。ダイアフラム自体は、弾性材料、たとえば、約８０ショア硬さの硬度を有するシリコンからできており、従来のダイアフラムより厚い。

ダイアフラム５は、その背面上に、環状に形成された凹部９と、付加的な同心円状の溝１０とを有しており、上述した溝９は、ポンプ室の平坦な底部７’とそれから円錐状に拡大する壁部７''の移行部上の領域にほぼ位置している。第二の背面上の溝１０は、ポンプ室７の側縁８上の領域に位置している。

下死点における図１に示されたダイアフラムの位置は、本質的に硬い弾性膜の静止位置における位置に対応している。上死点の方向へピストン４が移動すると、ダイアフラムは、凹部９，１０内にて、（上死点へ到達するとき）ポンプ室７の壁に対して密着するように変形する。この際、弾性材料が付勢され、凹部９，１０が一種の蝶番を構成する。

図２から明らかなように、この構造は、ダイアフラムのポンプ室７の壁部に対する密着を可能とするので、実際にポンプ室内では、上死点でデッドスペースが残らない。

吸引動作の際、すなわちダイアフラムが上死点からの離反する際、真空が発生する。このとき、弾性的に付勢されたダイアフラム５により移動が支援され、これによりエネルギー消費が低減される。

ポンプ室内には実際にデッドスペースが残らず、さらにベース板内の連絡通路は、弁までの距離が非常に短く、かつ、小さな容積としてあるので、ダイアフラムポンプは、吸引動作の開始直後に有効に作動する。

弁自体は、非常に薄い弁板１２に設けてある。

図面から明らかであるように、新規なダイアフラムポンプは、たとえば、駆動用モータと比較すると、非常に小さくなっている。したがって、それは、特に小型化される装置（例えばバッテリ駆動式の搾乳器）における使用に適している。

図面の図２は、連結棒４の上死点、すなわち吐出動作の終端におけるポンプダイアフラム５を示している。ここで、ダイアフラム５は、実際に全ポンプ室７を塞いでいる（デッドスペースがない）。

蝶番のような凹部９，１０は、この位置において「圧縮」されるので、ダイアフラムの外側の領域が弾性的に付勢される。この付勢によって、連結棒４の下死点に向かって戻る移動が支援される（エネルギーを節約できる）。

ダイアフラムが下死点すなわち吸引動作の終端にあるときの、本発明にかかるダイアフラムポンプの断面図である。 連結棒およびダイアフラムが上死点すなわち吐出動作の終端にあるときの、本発明にかかるダイアフラムポンプの断面図である。

符号の説明

１ モータ
２，３ クランク機構
４ 連結棒（ピストン）
５ ポンプダイアフラム
６ ベース板
７ ポンプ室
７’ 底部
７'' 壁部
８ 側縁
９，１０ 凹部（溝）

Claims (3)

1. 連結棒によるクランク機構を介してモータ駆動され，かつ，ベース板に設けられたポンプ室に取り付けられた、弾性的なポンプダイアフラムを備え、特に真空を発生させるための吸引ポンプとしてのダイアフラムポンプにおいて、
   前記ベース板に設けられた前記ポンプ室の壁部が、中央の平坦な底部から円錐状に拡大して側縁まで延びており、
   前記ポンプ室に取り付けられた前記ダイアフラムが、前記連結棒の上死点（ＴＤＣ）にて前記ポンプ室の壁部全体及びその側縁に実質的に密着し、前記連結棒のＴＤＣにて実際にデッドスペースが残らないように成形されそして配置されており、
   前記ダイアフラムが、所定の厚さおよび形状の実質的に硬い弾性材料からできており、
   ＴＤＣの方向へ前記連結棒が移動すると、前記ポンプ室の壁部及び側縁に同時に適合する前記ダイアフラムの変形が、前記ダイアフラムの後壁の少なくとも一つの環状に延びる凹部によって保証され、その凹部が弾性的に付勢可能な蝶番を構成し、
   前記ダイアフラムの後壁における環状の凹部が、前記ポンプ室の平坦な底部と円錐状に拡大する壁部との移行部上の領域にほぼ位置しており、
   さらに、前記ダイアフラムの後壁に環状に延びる第二の凹部が設けられ、この第二の凹部が、前記凹部に対して同心円状に前記ポンプ室の側縁上の領域に延びていることを特徴とするダイアフラムポンプ。
2. 前記ポンプ室の底部に、吸込み弁及び吐出し弁を設け、これらの弁と前記ポンプ室との間に最小のデッドスペースが残るように、前記底部の領域における前記薄壁のベース板の裏面上に、前記吸込み弁及び吐出し弁を配設し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. 前記ダイアフラムがシリコンからできており、たとえば、約８０ショア硬さの硬度を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイアフラムポンプ。

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