JP4047606B2 - Air pump - Google Patents

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宜之 岩田
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイアフラムを用いて気体を吸排気するエアーポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のエアーポンプとしては、図6に示すように、ポンプケース50に形成された貫通孔51を覆うダイアフラム52と、このダイアフラム52を変形させる駆動モータ53とが、偏心クランク54を介して接続されたものが知られている。
【0003】
偏心クランク54は、中間部がベアリング54aを介して直角に屈曲され、一端部54bが駆動モータ53の回転駆動軸53aに偏心にされて取り付けられ、他端部54cがダイアフラム52の中央部に同心にされて固定されている。
【0004】
このエアーポンプは、駆動モータ53で回転させられる偏心クランク54によりダイアフラム52が変形させられ、ポンプケース50内の容積を変化させている。そして、容積が拡大したときにポンプケース50に気体を吸入し、容積が縮小したときにポンプケース50から気体を排出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のエアーポンプでは、駆動モータ53の軸線方向とダイアフラム52の軸線方向とが直交しており、偏心クランク54の他端部54cの運動軌跡がダイアフラム52の軸線方向に沿っていなかった。そのため、駆動モータ54の回転駆動軸54aの軸線方向から見ると偏心クランク54の他端部54cが8の字状に揺動し、ダイアフラム52が軸線方向に変形されていなかった。
【0006】
そして、気体を吸排気する際に大きな振動や騒音等が発生しやすくなる上に、ダイアフラム52の劣化が早期に生じるおそれもあった。
【0007】
さらに、駆動モータ53の軸線方向とダイアフラム52の軸線方向とが直交することにより、小型化を図ることが困難であった。
【0008】
したがって、この発明は、気体の吸排気時に生じる振動や騒音等を抑制し、ダイアフラムが早期に劣化しにくく、小型化を図ることが可能なエアーポンプを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、カム室内に配設され且つダイアフラムの中央部にこのダイアフラムと同心に取り付けられた筒体と、筒体内に回転自在且つ軸線方向に相対的に移動自在に遊嵌されていると共にポンプケースに回転自在且つ軸線方向に移動不能に保持された回転軸と、回転軸を軸線回りに回転駆動する駆動モータとを設け、ダイアフラムの周縁部にはポンプ室又はカム室に突出する環状膨出突部を同心に形成し、筒体の内周面と回転軸の外周面とのどちらか一方に周方向に延びる波形状のカム溝を環状に設け、他方にはこのカム溝に嵌合する案内突起を一体に設け、カム溝は、ダイアフラムが環状膨出突部の突出方向に向かって変形する際の変形ストロークを、ダイアフラムが環状膨出突部の突出方向と反対方向に向かって変形する際の変形ストロークよりも大きくする形状であることを特徴とする。
【0010】
この発明によれば、ダイアフラムの変形方向が軸線方向に沿って、円滑に変形させることが可能になり、気体の吸排気時に生じる振動や騒音等を抑制することができると共に、ダイアフラムの劣化が生じにくくなる。
【0011】
さらに、ダイアフラム、筒体、回転軸、駆動モータを同心に配設することにより、小型化を図ることが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づいてこの発明を説明する。
【0013】
図1に示す1はエアーポンプであり、このエアーポンプ1のポンプケース2は、ダイアフラム20によって内部がポンプ室3とカム室4とに区画されている。
【0014】
また、ポンプケース2には、外気に連通した吸気開口5aを有する吸気室(吸気口)3aと、外気に連通した排気開口5bを有する排気室(排気口)3bとが形成されている。
【0015】
この吸気室3a及び排気室3bは、それぞれ隔壁1aによりポンプ室3と区画され、隔壁1aを貫通した複数の通気孔6…によりポンプ室3に連通されている。
【0016】
吸気室3aとポンプ室3とを連通する通気孔6…は、隔壁1aを貫通したゴム製の逆止弁7aによってポンプ室3側が覆われている。また、排気室3bとポンプ室3とを連通する通気孔6…は、隔壁1aを貫通したゴム製の逆止弁7bによって排気室3b側が覆われている。
【0017】
カム室4内にはダイアフラム20の中心部に、このダイアフラム20と同心に取り付けられた筒状ピストン(筒体)8が配設され、この筒状ピストン8にはポンプケース2に保持された円筒カム(回転軸)10が遊嵌され、円筒カム10は駆動モータ9の出力回転軸9aに連結されている。
【0018】
ダイアフラム20はゴム等の柔軟性を備えた材質からなる薄膜であり、中心部に貫通孔21が形成され、周縁部に軸線方向に沿って突出した環状膨出突部22が貫通孔21と同心に形成されている。
【0019】
筒状ピストン8は、図2に示すように、両端が開放した円筒形状を呈しており、内周面8aには2つの案内突起11a、11bが一体に設けられている。
【0020】
この案内突起11a、11bは、後述するカム溝12を形成する2つのカム溝部13a、13bの同位相に対応する位置にそれぞれ設けられている。
【0021】
円筒カム10は、図2に示すように、筒状ピストン8の内径にほぼ等しい外径を有する円柱形状であり、外周面10aに周方向に延びる波形状のカム溝12が環状に設けられている。
【0022】
図3は円筒カム10の外周面10aの周方向展開図であり、カム溝12は、同形の波形状を有する2つのカム溝部13a、13bが連接することにより形成されている。
【0023】
カム溝部13a、13bは、断面が案内突起11a、11bが嵌合するコ字状にされている(図1参照)と共に、展開図を正面視した場合、それぞれ1周期のサインカーブを呈した波形状にされている。
【0024】
したがって、例えば、円筒カム10の軸線方向中央部10aに位置する点T1を基準として回転させた場合、90°回転するまでに円筒カム10の軸線方向上側に最も膨出した点(以下、上始点aという)が一つ形成され、90°回転すると円筒カム10の軸線方向中央部10aに位置する点T2となる。
【0025】
そして、180°回転するまでに円筒カムの軸線方向下側に最も膨出した点(以下、下始点bという)が一つ形成され、180°回転すると円筒カム10の軸線方向中央部10aに位置する点T3となる。
【0026】
さらに、270°回転するまでに上始点aが一つ形成され、270°回転すると円筒カム10の軸線方向中央部10aに位置する点T4となる。
【0027】
そして、360°回転するまでに下始点bが一つ形成され、360°回転すると基準とした点T1に重複する点T5となる。
【0028】
なお、点T1〜点T3間がカム溝部13aであり、点T3〜点T5間がカム溝部13bである。
【0029】
また、このカム溝13a、13bは、上始点aと円筒カム10の軸線方向中央部10aとの距離Aと、下始点bと円筒カム10の軸線方向中央部10aとの距離Bとが等しい長さにされている。
【0030】
そして、ダイアフラム20は、環状膨出突部22をポンプ室3側に突出した状態で筒状ピストン8と同心に位置され、貫通孔21及び筒状ピストン8には、フランジ24aを有する取付部材24が挿入されている。そして、貫通孔21の周縁部が取付部材24のフランジ24aと筒状ピストン8の一方端との間に挟持されることにより、ダイアフラム20が筒状ピストン8に取り付けられている。
【0031】
また、環状膨出突部22の外周縁であるダイアフラム20の周縁部20aは、ポンプ室3とカム室4との間に挟持固定されている。
【0032】
筒状ピストン8は、円筒カム10が回転自在且つ同軸に遊嵌され、2つのカム溝部13a、13bの同位相に対応した位置、例えば点T1と点T3、に案内突起11a、11bがそれぞれ嵌合されている(図3参照)。
【0033】
さらに、円筒カム10はポンプケース2に回転自在且つ軸線方向に移動不能に保持され、円筒カム10の回転軸10bは同軸上に配設された駆動モータ9の出力回転軸9aに連結されている。
【0034】
次に、このエアーポンプ1の作用について説明する。
【0035】
このエアーポンプ1を駆動させるには、まず駆動モータ9を駆動させて出力回転軸9aを回転させる。出力回転軸9aが回転すると、この出力回転軸9aに連結された円筒カム10が軸線回りに回転駆動する。
【0036】
そして、円筒カム10の回転によってカム溝12の周方向の位置が変化する。このとき、カム溝12に嵌合している案内突起11a、11bは、周方向の位置が変化せず、カム溝12のサインカーブ形状に沿って軸線方向の位置が変化する。
【0037】
なお、2つの案内突起11a、11bは、カム溝12を形成する2つのカム溝部13a、13bの同位相に対応した位置に嵌合しているので、互いの動きを阻害することなく円滑に摺動することができる。
【0038】
案内突起11a、11bが点T1、点T3から上始点aに向かって相対的に移動すると、筒状ピストン8はポンプ室3側に向かって直線運動を行う。
【0039】
このとき、図4(a)に示すように、ダイアフラム20がポンプ室3側に変形させられてポンプ室3の容積が縮小し、ポンプ室3内の気圧が高くなる。そして、気体が通気孔6…を介して吸排気室3cの外壁側に設けられた逆止弁7bを押し開け、排気室3bに流入した後に排気開口5bから外気中に排出される。
【0040】
なお、ダイアフラム20の環状膨出突部22は、ポンプ室3側に向かう筒状ピストン8に伴ってポンプ室3に向かって伸長させられ、ダイアフラム20の貫通孔21とダイアフラム20の周縁部20aとの間に生じる引張力を緩和している。
【0041】
上始点aに案内突起11a、11bが位置したとき、ダイアフラム20はポンプ室3側に最も移動し、この移動距離は上始点aと円筒カム10の軸線方向中央部10aとの距離Aであり、これがポンプ室3側の変形ストロークAとなる。
【0042】
そして、この案内突起11a、11bが点T2、T4に向かってそれぞれ相対的に移動すると、筒状ピストン8はカム室4に向かって直線運動を行ない、点T2、T4に案内突起11a、11bが位置したとき、ダイアフラム20の変形は戻り通常形状になる。
【0043】
さらに、案内突起11a、11bが下始点bに向かって相対的に移動すると、筒状ピストン8はカム室4側に向かって直線運動を行う。
【0044】
このとき、図4(a)に示すように、ダイアフラム20がカム室4側に変形させられてポンプ室3の容積が拡大し、ポンプ室3内の気圧が低くなる。そして、気体が吸気口5aから吸い込まれ、吸気室3aに流入した後に通気孔6…を介して吸排気室3cの内壁側に設けられた逆止弁7aを押し開けて、吸排気室3c内に吸引される。
【0045】
なお、ダイアフラム20の環状膨出突部22は、カム室4側に向かう筒状ピストン8に伴ってカム室4に向かって伸長させられ、ダイアフラム20の貫通孔21とダイアフラム20の周縁部20aとの間に生じる引張力を緩和している。
【0046】
下始点bに案内突起11a、11bが位置したとき、ダイアフラム20はカム室4側にもっとも移動し、この移動距離は下始点bと円筒カム10の軸線方向中央部10aとの距離Bであり、これがカム室4側の変形ストロークBとなる。
【0047】
そして、この案内突起11a、11bが点T3、T5にそれぞれ相対的に移動すると、筒状ピストン8はポンプ室3に向かって直線運動を行ない、案内突起11a、11bがそれぞれ点T3、T5に位置したとき、ダイアフラム20の変形は戻り通常形状になる。
【0048】
このように、円筒カム10が回転することにより、カム溝12と案内突起11a、11bとが互いに摺動して、相対的に軸線方向に移動することができる。
【0049】
そして、カム溝12がサインカーブ形状の波形状であるので、筒状ピストン8は、ポンプ室3側に変形ストロークAで変形し、カム室4側に変形ストロークBで移動する往復直線運動を行うこととなり、ダイアフラム20を軸線方向に沿って変形することが可能となる。
【0050】
したがって、気体の吸排気に伴って生じる騒音や振動等を抑制することができると共に、このダイアフラム部材20の早期劣化を防止しながらポンプ室3から気体を吸排気することができる。
【0051】
そして、ダイアフラム20、筒状ピストン8、円筒カム10、駆動モータ9を同軸上に配設することが可能となり、小型化を図ることができる。
【0052】
また、2つの案内突起11a、11bによってダイアフラム20を支持することにより、このダイアフラム20が軸線方向に対して傾くことを防止できる。
【0053】
以上の通り、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【0054】
例えば、図5に示す円筒カム10の外周面10aの展開図のように、ダイアフラム8が変形しない中立点T…を基準として、ダイアフラム20がポンプ室3側に向かって変形する際の変形ストロークA´と、カム室4側に向かって変形する際の変形ストロークB´とを異ならせたカム溝12の形状にしてもよい。
【0055】
ここでは、環状膨出突部22の突出方向であるポンプ室3側に向かってダイアフラム20が変形する際の変形ストロークA´が、反対側に変形する際の変形ストロークB´よりも大きくされている。
【0056】
これにより、ダイアフラム20がポンプ室3側に向かう場合と、カム室4側に向かう場合とのポンプ室3内の容積変化を均一にすることができる。そして、吸気量と排気量とが等しくなってポンプ効率の向上を図ることができる。
【0057】
また、筒状ピストン8の内周面8aにカム溝12となる波形状の環状凹溝を設け、円筒カム10の外周面10aに案内突起11a、11bとなる前記環状凹溝に嵌合する案内突起を一体に設けてもよい。
【0058】
さらに、ここで図示しないが、カム溝は同波形状を有する3つ以上のカム溝部を連接して形成されてもよい。その際、案内突起はカム溝部と同数であることが好ましく、各カム溝部の同位相に対応する位置にそれぞれ嵌合されてダイアフラム20を支持し、ダイアフラムが傾くことを防止できる。
【0059】
【発明の効果】
この発明によれば、ダイアフラムが劣化しにくく、気体の吸排気時に生じる振動や騒音等を抑制すると共に、小型化を図ることが可能なエアーポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のエアーポンプの一部破断断面図である。
【図2】この発明の筒状ピストン部材及び円筒カムの説明図である。
【図3】この発明の円筒カムの外周面の展開図である。
【図4】(a)この発明のエアーポンプで吸気した際の説明図である。(b)この発明のエアーポンプで排気した際の説明図である。
【図5】この発明の円筒カムの外周面の他の例の展開図である。
【図6】従来のエアーポンプの説明図である。
【符号の説明】
1 エアーポンプ
2 ポンプケース
3 ポンプ室
3a 吸気口
3b 排気口
4 カム室
7a、7b 逆止弁
8 筒状ピストン(筒体)
8a 内周面
9 駆動モータ
10 円筒カム(回転軸)
10a 外周面
11a、11b 案内突起
12 環状カム
20 ダイアフラム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air pump that sucks and exhausts gas using a diaphragm.
[0002]
[Prior art]
As a conventional air pump, as shown in FIG. 6, a diaphragm 52 that covers a through hole 51 formed in a pump case 50 and a drive motor 53 that deforms the diaphragm 52 are connected via an eccentric crank 54. Is known.
[0003]
The eccentric crank 54 is bent at a right angle through a bearing 54 a, one end 54 b is eccentrically attached to the rotation drive shaft 53 a of the drive motor 53, and the other end 54 c is concentric with the central portion of the diaphragm 52. It has been fixed.
[0004]
In this air pump, the diaphragm 52 is deformed by an eccentric crank 54 that is rotated by a drive motor 53, and the volume in the pump case 50 is changed. Gas is sucked into the pump case 50 when the volume is increased, and gas is discharged from the pump case 50 when the volume is reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described air pump, the axial direction of the drive motor 53 and the axial direction of the diaphragm 52 are orthogonal to each other, and the movement locus of the other end 54 c of the eccentric crank 54 is not along the axial direction of the diaphragm 52. Therefore, when viewed from the axial direction of the rotational drive shaft 54a of the drive motor 54, the other end portion 54c of the eccentric crank 54 oscillates in an 8-shape, and the diaphragm 52 is not deformed in the axial direction.
[0006]
In addition, large vibrations and noises are easily generated when the gas is sucked and exhausted, and the diaphragm 52 may be deteriorated at an early stage.
[0007]
Furthermore, since the axial direction of the drive motor 53 and the axial direction of the diaphragm 52 are orthogonal, it is difficult to reduce the size.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an air pump that suppresses vibrations and noises that occur during the intake and exhaust of gases, is less prone to early deterioration of the diaphragm, and can be downsized.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylindrical body disposed in a cam chamber and attached concentrically to the diaphragm at the center of the diaphragm, and rotatable in the cylindrical body and relatively movable in the axial direction. a rotary shaft which is immovably held rotatably and axially with the pump case is loosely fitted in, and a drive motor for rotating the rotary shaft around an axis provided, at the peripheral portion of the diaphragm pump chamber or An annular bulging protrusion projecting into the cam chamber is formed concentrically, and a wavy cam groove extending in the circumferential direction is provided on either the inner peripheral surface of the cylindrical body or the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the other is is provided with a guide projection to be fitted in the cam groove together, the cam groove, the deformation stroke when the diaphragm is deformed toward the projecting direction of the annular swelling projection, the projecting direction of the diaphragm is annular swelling projection In the opposite direction It characterized in that it is shaped to be larger than deformation stroke when deformed I.
[0010]
According to the present invention, the deformation direction of the diaphragm can be smoothly deformed along the axial direction, and vibrations and noises generated during gas intake and exhaust can be suppressed, and the diaphragm is deteriorated. It becomes difficult.
[0011]
Furthermore, it is possible to reduce the size by arranging the diaphragm, the cylinder, the rotating shaft, and the drive motor concentrically.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings showing embodiments.
[0013]
1 is an air pump. A pump case 2 of the air pump 1 is partitioned into a pump chamber 3 and a cam chamber 4 by a diaphragm 20.
[0014]
Further, the pump case 2 is formed with an intake chamber (intake port) 3a having an intake opening 5a communicating with outside air and an exhaust chamber (exhaust port) 3b having an exhaust opening 5b communicating with outside air.
[0015]
The intake chamber 3a and the exhaust chamber 3b are each separated from the pump chamber 3 by a partition wall 1a and communicated with the pump chamber 3 by a plurality of vent holes 6 penetrating the partition wall 1a.
[0016]
The vent hole 6 that communicates the intake chamber 3a and the pump chamber 3 is covered on the pump chamber 3 side by a rubber check valve 7a that penetrates the partition wall 1a. Further, the vent holes 6 that communicate the exhaust chamber 3b and the pump chamber 3 are covered on the exhaust chamber 3b side by a rubber check valve 7b that penetrates the partition wall 1a.
[0017]
In the cam chamber 4, a cylindrical piston (tubular body) 8 attached concentrically with the diaphragm 20 is disposed at the center of the diaphragm 20, and the cylindrical piston 8 has a cylinder held by the pump case 2. A cam (rotating shaft) 10 is loosely fitted, and the cylindrical cam 10 is connected to an output rotating shaft 9 a of the drive motor 9.
[0018]
The diaphragm 20 is a thin film made of a material having flexibility such as rubber, and a through hole 21 is formed at the center, and an annular bulging protrusion 22 protruding along the axial direction at the peripheral part is concentric with the through hole 21. Is formed.
[0019]
As shown in FIG. 2, the cylindrical piston 8 has a cylindrical shape with both ends open, and two guide protrusions 11a and 11b are integrally provided on the inner peripheral surface 8a.
[0020]
The guide protrusions 11a and 11b are provided at positions corresponding to the same phase of two cam groove portions 13a and 13b that form a cam groove 12 described later.
[0021]
As shown in FIG. 2, the cylindrical cam 10 has a columnar shape having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical piston 8, and a wavy cam groove 12 extending in the circumferential direction is provided on the outer peripheral surface 10 a in an annular shape. Yes.
[0022]
FIG. 3 is a circumferential development of the outer peripheral surface 10a of the cylindrical cam 10, and the cam groove 12 is formed by connecting two cam groove portions 13a and 13b having the same wave shape.
[0023]
The cam grooves 13a and 13b have a U-shaped cross-section in which the guide protrusions 11a and 11b are fitted (see FIG. 1), and each wave having a sine curve of one cycle when the development is viewed from the front. It is in shape.
[0024]
Therefore, for example, when rotating with reference to the point T 1 located in the axial center 10 a of the cylindrical cam 10, the point bulging most upward in the axial direction of the cylindrical cam 10 (hereinafter referred to as “upper”) When a single starting point a) is formed and rotated by 90 °, a point T 2 located at the axial center 10a of the cylindrical cam 10 is obtained.
[0025]
One point bulging most downward in the axial direction of the cylindrical cam (hereinafter referred to as the lower starting point b) is formed before rotating 180 °, and when it is rotated 180 °, the cylindrical cam 10 is positioned at the central portion 10a in the axial direction. the point T 3 to.
[0026]
Further, one upper start point a is formed before the rotation by 270 °, and when the rotation is made 270 °, the point T 4 is located at the central portion 10a in the axial direction of the cylindrical cam 10.
[0027]
One lower start point b is formed before the rotation by 360 °, and when the rotation is performed by 360 °, the point T 5 overlaps the reference point T 1 .
[0028]
Incidentally, while the points T 1 ~ point T 3 is the cam groove 13a, between the points T 3 ~ point T 5 is cam groove 13b.
[0029]
The cam grooves 13a and 13b have the same length A between the upper start point a and the axial center portion 10a of the cylindrical cam 10 and the distance B between the lower start point b and the axial center portion 10a of the cylindrical cam 10. It has been.
[0030]
The diaphragm 20 is positioned concentrically with the cylindrical piston 8 with the annular bulging protrusion 22 protruding toward the pump chamber 3, and the through hole 21 and the cylindrical piston 8 have a mounting member 24 having a flange 24 a. Has been inserted. The diaphragm 20 is attached to the cylindrical piston 8 by sandwiching the peripheral edge of the through hole 21 between the flange 24 a of the attachment member 24 and one end of the cylindrical piston 8.
[0031]
A peripheral edge 20 a of the diaphragm 20, which is an outer peripheral edge of the annular bulging protrusion 22, is sandwiched and fixed between the pump chamber 3 and the cam chamber 4.
[0032]
The cylindrical piston 8 has a cylindrical cam 10 which is rotatable and coaxially fitted, and guide projections 11a and 11b are provided at positions corresponding to the same phase of the two cam groove portions 13a and 13b, for example, points T 1 and T 3 . Each is fitted (see FIG. 3).
[0033]
Further, the cylindrical cam 10 is held in the pump case 2 so as to be rotatable and immovable in the axial direction, and the rotating shaft 10b of the cylindrical cam 10 is connected to the output rotating shaft 9a of the drive motor 9 disposed coaxially. .
[0034]
Next, the operation of the air pump 1 will be described.
[0035]
In order to drive the air pump 1, first, the drive motor 9 is driven to rotate the output rotating shaft 9a. When the output rotation shaft 9a rotates, the cylindrical cam 10 connected to the output rotation shaft 9a is driven to rotate about the axis.
[0036]
Then, the circumferential position of the cam groove 12 is changed by the rotation of the cylindrical cam 10. At this time, the guide protrusions 11 a and 11 b fitted in the cam groove 12 do not change in the circumferential position, but change in the axial position along the sine curve shape of the cam groove 12.
[0037]
Since the two guide protrusions 11a and 11b are fitted in positions corresponding to the same phase of the two cam groove portions 13a and 13b forming the cam groove 12, they can be smoothly slid without hindering each other's movement. Can move.
[0038]
When the guide protrusions 11a and 11b move relatively from the points T 1 and T 3 toward the upper start point a, the cylindrical piston 8 performs a linear motion toward the pump chamber 3 side.
[0039]
At this time, as shown in FIG. 4A, the diaphragm 20 is deformed to the pump chamber 3 side, the volume of the pump chamber 3 is reduced, and the atmospheric pressure in the pump chamber 3 is increased. Then, the gas pushes open the check valve 7b provided on the outer wall side of the intake / exhaust chamber 3c through the vent holes 6 ..., flows into the exhaust chamber 3b, and is then discharged into the outside air from the exhaust opening 5b.
[0040]
The annular bulging protrusion 22 of the diaphragm 20 is extended toward the pump chamber 3 along with the cylindrical piston 8 toward the pump chamber 3, and the through-hole 21 of the diaphragm 20 and the peripheral portion 20 a of the diaphragm 20. The tensile force generated during the period is relaxed.
[0041]
When the guide protrusions 11a and 11b are positioned at the upper start point a, the diaphragm 20 moves most to the pump chamber 3 side, and this moving distance is the distance A between the upper start point a and the axial center portion 10a of the cylindrical cam 10. This is the deformation stroke A on the pump chamber 3 side.
[0042]
Then, the guide projection 11a, the 11b moves relatively respectively toward the point T 2, T 4, cylindrical piston 8 performs a linear motion toward the cam chamber 4, guide projections to the point T 2, T 4 When 11a and 11b are positioned, the deformation of the diaphragm 20 returns to a normal shape.
[0043]
Further, when the guide protrusions 11a and 11b move relatively toward the lower starting point b, the cylindrical piston 8 performs a linear motion toward the cam chamber 4 side.
[0044]
At this time, as shown in FIG. 4A, the diaphragm 20 is deformed to the cam chamber 4 side, the volume of the pump chamber 3 is expanded, and the atmospheric pressure in the pump chamber 3 is lowered. Then, after the gas is sucked from the intake port 5a and flows into the intake chamber 3a, the check valve 7a provided on the inner wall side of the intake / exhaust chamber 3c is pushed through the vent holes 6 ... to open the inside of the intake / exhaust chamber 3c. Sucked into.
[0045]
The annular bulging protrusion 22 of the diaphragm 20 is extended toward the cam chamber 4 along with the cylindrical piston 8 directed toward the cam chamber 4, and the through-hole 21 of the diaphragm 20 and the peripheral portion 20 a of the diaphragm 20. The tensile force generated during the period is relaxed.
[0046]
When the guide protrusions 11a and 11b are positioned at the lower starting point b, the diaphragm 20 moves most toward the cam chamber 4 side, and this moving distance is the distance B between the lower starting point b and the axial center portion 10a of the cylindrical cam 10. This is the deformation stroke B on the cam chamber 4 side.
[0047]
When the guide protrusions 11a and 11b move relative to the points T 3 and T 5 , respectively, the cylindrical piston 8 performs a linear motion toward the pump chamber 3, and the guide protrusions 11a and 11b are respectively connected to the points T 3 and T 5 . when located in T 5, the deformation of the diaphragm 20 will return normal shape.
[0048]
Thus, when the cylindrical cam 10 rotates, the cam groove 12 and the guide protrusions 11a and 11b can slide relative to each other and move relatively in the axial direction.
[0049]
Since the cam groove 12 has a sinusoidal wave shape, the cylindrical piston 8 performs a reciprocating linear motion that is deformed by the deformation stroke A on the pump chamber 3 side and moves by the deformation stroke B on the cam chamber 4 side. Thus, the diaphragm 20 can be deformed along the axial direction.
[0050]
Therefore, it is possible to suppress noise, vibration, and the like caused by the intake / exhaust of gas, and to intake / exhaust gas from the pump chamber 3 while preventing early deterioration of the diaphragm member 20.
[0051]
And it becomes possible to arrange | position the diaphragm 20, the cylindrical piston 8, the cylindrical cam 10, and the drive motor 9 on the same axis | shaft, and can attain size reduction.
[0052]
Further, by supporting the diaphragm 20 by the two guide protrusions 11a and 11b, it is possible to prevent the diaphragm 20 from being inclined with respect to the axial direction.
[0053]
As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in this invention.
[0054]
For example, as shown in the developed view of the outer peripheral surface 10a of the cylindrical cam 10 shown in FIG. 5, the deformation stroke A when the diaphragm 20 is deformed toward the pump chamber 3 with reference to the neutral point T ... where the diaphragm 8 is not deformed. The shape of the cam groove 12 may be different from 'and the deformation stroke B' when deforming toward the cam chamber 4 side.
[0055]
Here, the deformation stroke A ′ when the diaphragm 20 is deformed toward the pump chamber 3 side which is the projecting direction of the annular bulging protrusion 22 is made larger than the deformation stroke B ′ when the diaphragm 20 is deformed to the opposite side. Yes.
[0056]
Thereby, the volume change in the pump chamber 3 between the case where the diaphragm 20 is directed to the pump chamber 3 side and the case where the diaphragm 20 is directed to the cam chamber 4 side can be made uniform. In addition, the intake air amount and the exhaust air amount become equal, and the pump efficiency can be improved.
[0057]
In addition, a wavy annular groove serving as the cam groove 12 is provided on the inner peripheral surface 8a of the cylindrical piston 8, and the guide is fitted to the annular groove serving as the guide protrusions 11a and 11b on the outer peripheral surface 10a of the cylindrical cam 10. The protrusions may be provided integrally.
[0058]
Furthermore, although not shown here, the cam groove may be formed by connecting three or more cam groove portions having the same wave shape. In that case, it is preferable that the number of the guide protrusions is the same as the number of the cam groove portions, and the guide protrusions are respectively fitted at positions corresponding to the same phase of the cam groove portions to support the diaphragm 20 and prevent the diaphragm from being inclined.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an air pump that is unlikely to deteriorate and that can suppress vibrations, noises, and the like that occur during gas intake and exhaust, and can be downsized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken sectional view of an air pump according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of a cylindrical piston member and a cylindrical cam of the present invention.
FIG. 3 is a development view of the outer peripheral surface of the cylindrical cam of the present invention.
FIG. 4A is an explanatory diagram when air is taken in by the air pump of the present invention. (B) It is explanatory drawing at the time of exhausting with the air pump of this invention.
FIG. 5 is a development view of another example of the outer peripheral surface of the cylindrical cam of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional air pump.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air pump 2 Pump case 3 Pump chamber 3a Intake port 3b Exhaust port 4 Cam chambers 7a and 7b Check valve 8 Cylindrical piston (cylinder)
8a Inner peripheral surface 9 Drive motor 10 Cylindrical cam (rotary shaft)
10a Outer peripheral surface 11a, 11b Guide protrusion 12 Annular cam 20 Diaphragm

Claims (2)

ポンプケースと、該ポンプケース内をポンプ室及びカム室に区画するダイアフラムとを備え、前記ポンプケースには前記ポンプ室に開口する吸気口と排気口とが形成され、前記吸気口には前記ポンプ室へのエア流を許容する逆止弁が設けられ、前記排気口には前記ポンプ室外へのエア流を許容する逆止弁が設けられたエアーポンプであって、
前記カム室内に配設され且つ前記ダイアフラムの中央部に該ダイアフラムと同心に取り付けられた筒体と、前記筒体内に回転自在且つ軸線方向に相対的に移動自在に遊嵌されていると共に前記ポンプケースに回転自在且つ軸線方向に移動不能に保持された回転軸と、前記回転軸を軸線回りに回転駆動させる駆動モータとが設けられ、
前記ダイアフラムの周縁部にはポンプ室又はカム室に突出する環状膨出突部が同心に形成され、
前記筒体の内周面と前記回転軸の外周面とのどちらか一方には周方向に延びる波形状のカム溝が環状に設けられ、他方には該カム溝に嵌合する案内突起が一体に設けられ、
前記カム溝は、前記ダイアフラムが前記環状膨出突部の突出方向に向かって変形する際の変形ストロークを、前記ダイアフラムが前記環状膨出突部の突出方向と反対方向に向かって変形する際の変形ストロークよりも大きくする形状であることを特徴とするエアーポンプ。
A pump case and a diaphragm that divides the inside of the pump case into a pump chamber and a cam chamber, wherein the pump case is formed with an intake port and an exhaust port that are open to the pump chamber; A check valve for allowing air flow to the chamber, and an air pump having a check valve for allowing air flow to the outside of the pump chamber at the exhaust port,
A cylinder disposed in the cam chamber and attached to the center of the diaphragm concentrically with the diaphragm, and freely fitted in the cylinder so as to be rotatable and relatively movable in the axial direction, and the pump A rotating shaft held in the case so as to be rotatable and immovable in the axial direction; and a drive motor for rotating the rotating shaft around the axis.
An annular bulging protrusion that protrudes into the pump chamber or cam chamber is formed concentrically on the peripheral edge of the diaphragm,
Either one of the inner peripheral surface of the cylindrical body and the outer peripheral surface of the rotary shaft is provided with an annular cam groove extending in the circumferential direction, and the other is integrally provided with a guide projection that fits into the cam groove. Provided in
The cam groove has a deformation stroke when the diaphragm is deformed toward the projecting direction of the annular bulging protrusion, and the cam groove is deformed toward a direction opposite to the projecting direction of the annular bulging protrusion. An air pump characterized by having a shape larger than the deformation stroke .
請求項1に記載のエアーポンプにおいて、前記カム溝は、前記筒体と前記回転軸とを相対的に軸線方向に少なくとも一往復させる波形状のカム溝部を周方向に複数連接することにより環状に形成されると共に、前記案内突起は、複数設けられ且つ前記複数の波形状のカム溝部の同位相に対応する位置にそれぞれ嵌合されていることを特徴とするエアーポンプ。  2. The air pump according to claim 1, wherein the cam groove is annularly formed by connecting a plurality of wavy cam groove portions in the circumferential direction that reciprocate the cylindrical body and the rotating shaft at least once in the axial direction. An air pump characterized in that a plurality of the guide protrusions are provided and are respectively fitted at positions corresponding to the same phase of the plurality of wavy cam groove portions.
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