JP4092939B2 - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤフラム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ポンプは、例えば図４に示すような構成である。即ち、図４において２１はモータ、２２はモータ２１の出力軸、２３は出力軸２２に固定されたクランク台、２４はクランク台２３に傾斜させて固定されている駆動軸、２６は駆動軸２４に対して回動可能に取り付けられている駆動体、２７は通気孔２７ａを有するケーシング、２８はシリンダー部、２９はバルブハウジング、３０はダイヤフラム本体、３１はダイヤフラム本体３０と一体に形成されたダイヤフラム部、３２はダイヤフラム部３１に一体に形成された駆動部（ピストン）、３３はダイヤフラム本体３０のダイヤフラム部３１を一体に保持する平板状部分に形成されている吸入弁、３４はダイヤフラム部３１とバルブハウジング２９とにて形成されるポンプ室、３５はバルブハウジング２９に取り付けられた吐出弁、４０は吐出口４１を備えた集気体である。
【０００３】
また、図５はダイヤフラム本体を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【０００４】
この図５において、３０がダイヤフラム本体で、三つのダイヤフラム部３１が図５（Ａ）に示すように配置され、また平板状の部分には吸入弁３３が三つ設けられている。この吸入弁３３は、ダイヤフラム本体３０と一体に形成されている薄肉の弁部３３ａと弁部３３ａに形成されている穴３３ｂとより構成されている。
【０００５】
また、図６はシリンダー部を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図である。このシリンダー部は、図の（Ａ）に示すように、図５の（Ａ）のダイヤフラム本体３０における三つの吸入弁３３の位置に夫々吸入口２８ｂが形成され、またダイヤフラム部３１に対応する位置に三つのダイヤフラム部３１が挿入されるシリンダー２８ａが形成されている。
【０００６】
更に、図７はバルブハウジングの底面図であって、図示するように、バルブハウジングのダイヤフラム本体側の面には、吸入弁３３の部分とダイヤフラム部３１（ポンプ室３４）とを連通する溝２９ｂが形成されまたポンプ室３４から吐出弁２５を介して集気体４０へ通ずる連通孔２９ａが形成されている。
【０００７】
図８は集気体で、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は断面図で、４０は集気体、４０ａはバルブ押え、４１は吐出口である。また吐出弁は例えば図９に示すような構成で、３５ａは弁の作用を行なう弁部、３５ｂは取り付け用凹部であって、バルブハウジング２９の凸部２９ｂに凹部３５ｂを嵌合させて集気体のバルブ押えにより保持する。なお図９（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【０００８】
以上のような構成のシリンダー部、ダイヤフラム本体、バルブハウジング、集気体が図４に示すように組み合わされる。なお、吐出弁は、図４に示すように、バルブハウジングと集気体とにより保持される。
【０００９】
この従来のダイヤフラムポンプは、以上のような構成であって、次のような作用により空気等を吐出口より供給する。即ち、モータ２１の駆動によるその出力軸２２の回転によりクランク台２３を回転させる。このクランク台２３の回転により、これに固定した駆動軸２４は、その傾斜方向を変化させる。この駆動軸２４の傾斜方向の変化に伴い、駆動体２６の傾きも変化し、駆動体２６に固定されている駆動部（ピストン）３２は往復動する。駆動部の往復動のためダイヤフラム部３１とバルブハウジング２９とにて形成されるポンプ室３４の容積が変化する。つまり駆動部３２がバルブハウジング２９から離れる方向に移動することによりポンプ室の容積は増大していき、それによりケーシング２７、シリンダー部２８内の空気は、吸入口２８ｂを通り吸入弁３３の穴３３ｂの開口を通りバルブハウジング２９の溝２９ｂを通って、ポンプ室３４に流入する。
【００１０】
逆に、駆動体３２がバルブハウジング２９に近づく方向に移動すると、ポンプ室３４の容積は減少してその圧力は増大するため、ポンプ室３４内の空気は連通孔２９ａを通り吐出弁３５を開いて集気体４０の吐出口４１から外部へ供給される。
【００１１】
以上の操作が、各ダイヤフラム部において順次、一定の位相差をもって行なわれることによってポンプ作用が行なわれる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のダイヤフラムポンプは、ポンプ作用を行なうために駆動体がその傾斜方向を変化させる。この駆動体の傾斜方向の変化によるダイヤフラム部の駆動部（ピストン）の往復動の際、ダイヤフラム部の駆動部もその傾きが変化する。特に、駆動体の駆動部を取り付ける部分が平板状で、ダイヤフラム側の面がほぼ平面の場合、駆動部の傾きの変化が大きい。そして、ダイヤフラム部の駆動部が最も上方に位置する時、ダイヤフラム部の上面（バルブハウジングの下面）に対し、駆動部上面が傾くことになる。そのために、駆動部の上面のうち、最も外側の面がバルブハウジングの下面に最も近づいた時も、最も内側の部分はバルブハウジングと離れた位置にある。これにより、この離れた内側の部分の容積が外側の部分の容積に比べ大である。そのため、容積の縮小率（ポンプ作用における圧縮率）には一定の限度がある。
【００１３】
本発明は、十分な圧縮率が得られるようにしたダイヤフラム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】
本発明のダイヤフラムポンプは、ダイヤフラム部と、前記ダイヤフラム部側に配置されたバルブハウジングと、ダイヤフラム部に設けられた駆動部と、前記駆動部に取り付けられ、前記駆動部の往復動を行なう駆動体とを備え、前記駆動体が出力軸線上の点を中心としてその傾斜方向を連続的に変化させることにより前記駆動体の往復動を行なうもので、前記バルブハウジングの前記ダイヤフラム部側の面が前記駆動部が前記バルブハウジングに最も近づいた時前記ダイヤフラム部に固定された駆動部のポンプ室側端面とほぼ平行になるように傾斜させたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のダイヤフラムポンプは、前記のように、ダイヤフラム部の駆動部（ピストン）をバルブハウジング側に移動させてポンプ室を最も圧縮させたときに、ポンプ室側の端面とバルブハウジングのポンプ室側の面とがほぼ平行になるようにバルブハウジングを構成することにより圧縮率を大にしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のダイヤフラムポンプの実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態のポンプの断面図である。この図において１はモータ、２はモータ１の出力軸、３は出力軸２に固定されたクランク体、４はクランク体に傾斜させて固定した駆動軸である。また６は駆動軸４に回動可能に取り付けられた駆動体、７は通気孔７ａを有するケーシング、８はシリンダー、９はバルブハウジングである。更に１０はダイヤフラム部１１を一体に形成したダイヤフラム本体、１２はダイヤフラム部１１と一体に形成した駆動部（ピストン）、１３はダイヤフラム本体１０の各ダイヤフラム部１１を接続する平板状の部分１０ａに形成された吸入弁、１４はダイヤフラム部１１とバルブハウジング９とにより形成されるポンプ室、１５は吐出弁、１６は集気体、１７は集気体１６に設けられた吐出口である。尚、９ｂは連通孔、９ｃはバルブ取り付け用凸部、１５ａは吐出弁１５の弁部で連通孔９ｂを開閉する。又１５ｂは取り付け用凹部で、バルブハウジング９のバルブ取り付け用凸部９ｃに嵌合させて吐出弁１５をバルブハウジングに配置し、集気体１６のバルブ押え１６ａにより保持される。
【００１８】
以上の第１の実施の形態のポンプは、バルブハウジング９の形状を除いて、図４に示す従来のダイヤフラムポンプと実質上同じである。したがってこの第１の実施の形態のダイヤフラムポンプは、図４の従来のダイヤフラムポンプと同じ操作によりポンプ作用が行なわれる。
【００１９】
ここでこの実施の形態のポンプは、バルブハウジング９の形状が、そのダイヤフラム本体側の面のうち、ダイヤフラム部１１の開口部を覆う部分９ａを外周部が高く（深く）、中心に近い部分が低い（浅い）面とした点で図４に示す従来と相違する。これによって、この実施の形態のダイヤフラムポンプは、駆動部１２が図１に示すように最も上方に位置したときにそのポンプ室側の面１２ａとバルブハウジング９の面９ａとほぼ平行になり、ポンプ室の容積が十分小になる。
【００２０】
ここで、この本発明の実施の形態のダイヤフラムポンプの作用を述べる。
【００２１】
従来のポンプの操作と同様にモータ１の駆動により、その出力軸２に固定されたクランク体３が回転し、駆動軸４がその傾斜方向を変化するように運動し、それにより駆動体６が傾きを連続的に変化させる。この駆動体６の傾斜方向の変化によって、駆動体６に取り付けられているダイヤフラム部の駆動部１２は往復運動を行なう。
【００２２】
ここで、駆動部１２が図１に示す位置にあるときは、ポンプ室１４の容積は小になり圧力が増大し、吐出弁１５を開いてポンプ室内の流体は集気体１６を通り吐出口１７より外部に供給される。
【００２３】
一方、ダイヤフラム部１１の駆動部１２が、図１に示す状態より下方に移動することにより、ポンプ室１４の容積は増大して圧力は減少し、吐出弁１５は閉じる。またポンプ室１４とバルブハウジング９の下面に形成されている溝（図７に示す従来例のポンプのバルブハウジングに形成されている溝２９ｂと同様の溝）を介して連通する吸入弁１３は開き、ケーシング７、シリンダー８内の流体は開かれた吸入弁１３、バルブハウジングの前記溝を通りポンプ室１４内に流入する。
【００２４】
上記の操作を繰り返すことにより、図１に示すポンプはポンプ作用を行なう。
【００２５】
ここで、前述のように、ダイヤフラム部１１の駆動部１２が図１に示す最も上方に位置する時、この駆動部１２の面１２ａとバルブハウジングの面９ａとがほぼ平行になる。したがって駆動部１２はこの面１２ａがバルブハウジング９の面９ａに十分近づくようにすることが可能になる。したがってこの状態におけるポンプ室の容積は、十分小にすることが可能になる。つまり圧縮率を大にすることが可能になる。
【００２６】
図２は、第１の参考例のダイヤフラムポンプの断面図である。
【００２７】
この第１の参考例は、吐出弁としてＶ字状の弁を用いた点で、吐出弁として平板状の弁を用いた第１の実施の形態のダイヤフラムポンプと相違する。しかし、その他の構成は、第１の実施の形態と実質上同じである。
【００２８】
即ち、この第１の参考例のダイヤフラムポンプは、図２に示すように、モータ１とその出力軸２とクランク体３と、クランク体３に傾け固定した駆動軸４と、駆動体６と、ケーシング７と、シリンダー部８と、バルブハウジング９と、ダイヤフラム本体１０と、ダイヤフラム部１１と、駆動部１２と、ポンプ室１４と、吐出弁１５と、吐出口１７を有する蓋体１６とよりなる。そして、バルブハウジング９の各ダイヤフラム部１１の開口部の位置に図示するような傾斜面９ａを有することを特徴としている。そして、このバルブハウジング９が傾斜面９ａを有することにより、圧縮率を大にしたものである。
【００２９】
この第１の参考例は、吐出弁として断面図がＶ字状の弁を用いている。又バルブハウジング９がこの断面Ｖ字状の弁を配置するための断面Ｖ字状の凹部９ｄを設け、この凹部９ｄに断面Ｖ字状の弁を配置した構成である。又、この弁を固定するために断面Ｖ字状の吐出弁１５に固定部１５ｃを一方バルブハウジング９に取り付け穴９ｅを形成してある。そして、吐出弁の固定部１５ｃをバルブハウジングの取り付け穴９ｅに圧入する等の手段により、図示するようにバルブハウジングに吐出弁を固定してある。
【００３０】
また、この第１の参考例のダイヤフラムポンプは、二つのダイヤフラム部を有する例であり、ポンプ中心に対し左右に１８０°離した配置のものである。又吸入弁は、二つのダイヤフラム部の間に互いに１８０°離して配置されている。そのため、この図２には吸入弁は現れていないがその形状、作用等は、図１の第１の実施の形態と同じである。同様に、バルブハウジングの底面の形状も、傾斜面９ａの位置等が異なるのみで、実質上同じである。
【００３１】
図３は、第２の参考例を示す。この第２の参考例は、吐出弁が断面Ｕ字状である点で、第１の実施の形態および第１の参考例のダイヤフラムポンプと相違するが、他の構成は実質上同じである。つまり、図３に示すように、モータ１と、出力軸２と、クランク台３と、駆動体６と、ケース７と、シリンダー部８と、バルブハウジング９と、複数のダイヤフラム部１１、駆動部１２を一体化したダイヤフラム本体１０、集気体１６等にて構成されていて、バルブハウジング９のダイヤフラム本体１０側の面のダイヤフラム部１１の開口部分が図示するような斜面９ａを有することを特徴とする。このように、これらの構成は図１、図２等の第１の実施の形態、第１の参考例のダイヤフラムポンプと同じである。
【００３２】
しかし、吐出弁１５が断面Ｕ字状をなし、又この吐出弁１５を集気体１６のバルブ押え部１６ａにて押えて固定した点で第１の実施の形態、第１の参考例のポンプと相違する。
【００３３】
この第２の参考例のポンプは、バルブハウジング９の面９ａが傾斜させてあるため、図３の左側のダイヤフラム部１１のように駆動部１２が最も上昇した時に、その端面１２ａとバルブハウジング９の面９ａとほぼ平行になるように構成されている。そのため、図３の左側のダイヤフラム部１１のように、駆動部１２が最も上昇位置にある時に駆動部１２の面１２ａとダイヤフラム部９の面９ａとを十分に接近させることが可能である。これによって、ポンプ室の圧縮比を大にすることが可能である。
【００３４】
本発明のダイヤフラムポンプは、前記第１の実施の形態のように駆動体の傾斜方向を連続的に変化させるもので、この駆動体に取り付けられたダイヤフラム部の駆動部（ピストン）のポンプ室側の面が傾斜することによる圧縮率の減少を防止することを目的とするものである。したがって前記各実施の形態のポンプのみでなく、駆動体の構成やバルブハウジングの開口部分を覆う面を傾斜させた構成を除く吐出弁その他の構成が異なるその他のダイヤフラムポンプに対しても本発明を適用し得る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のダイヤフラムポンプは、バルブハウジングのダイヤフラム部の開口部分を覆う箇所が駆動体を最も上昇させた時のその端面とほぼ平行になるようにすることにより、圧縮率が大になり、効率的なポンプ作用を行ない得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態の断面図
【図２】 第１の参考例の断面図
【図３】 第２の参考例の断面図
【図４】 従来のダイヤフラムポンプの断面図
【図５】 図４に示すダイヤフラムポンプのダイヤフラム本体の構成を示す図
【図６】 図４に示すダイヤフラムポンプのシリンダー部の構成を示す図
【図７】 図４に示すダイヤフラムポンプのバルブハウジングの構成を示す図
【図８】 図４に示すダイヤフラムポンプの集気体の構成を示す図
【図９】 図４に示すダイヤフラムポンプの吐出弁の構成を示す図
【符号の説明】
１ モータ
２ 出力軸
３ クランク体
４ 駆動軸
６ 駆動体
７ ケース
８ シリンダー部
９ バルブハウジング
１０ ダイヤフラム本体
１１ ダイヤフラム部
１２ 駆動部
１３ 吸入弁
１４ ポンプ室
１５ 吐出弁
１６ 集気体
１７ 吐出口

Claims (1)

1. 少なくとも一つのダイヤフラム部を有するダイヤフラム本体と、前記ダイヤフラム部側に配置されたバルブハウジングと、前記ダイヤフラム本体に設けられた吸入弁と、前記バルブハウジングに取り付けられた吐出弁と、前記バルブハウジングに取り付けられた集気体と、前記ダイヤフラム部に設けられた駆動部と、前記駆動部に取り付けられ該駆動部の往復動を行なう駆動体とを備え、前記駆動体の往復動によりポンプ作用を行なうダイヤフラムポンプで、前記吐出弁が平板状をなし、そのバルブハウジング側の面に凹部を有し、前記バルブハウジングが凸部を有していて、前記吐出弁の凹部に前記バルブハウジングの凸部を嵌合し、前記吐出弁を集気体にて押えるようにした構成のダイヤフラムポンプで、前記バルブハウジングのダイヤフラム側の面が前記駆動部が前記バルブハウジングに最も近づいた時前記ダイヤフラムに固定された駆動部のポンプ室側の面とほぼ平行になるように傾斜させたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。

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