JP4092953B2

JP4092953B2 - 小型ポンプ用弁およびこの弁を用いたポンプ

Info

Publication number: JP4092953B2
Application number: JP2002152448A
Authority: JP
Inventors: 耕司大西
Original assignee: Oken Seiko Co Ltd
Current assignee: Oken Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: JP2003343444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型ポンプにて用いられる弁で、特に吐出弁等に用いる弁およびこの吐出弁を有する小型ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の弁は、例えば図５に示すような構成の小型ポンプに用いられる。したがって、まず図５にもとづいて小型ポンプについて説明する。
【０００３】
図５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台、４はクランク台３に傾斜させて取り付けた駆動軸、６は駆動軸４に回動可能に取り付けた駆動体、７は通気孔７ａを有するケース、８はシリンダー部、９はバルブハウジング、１０は複数のダイヤフラム部１１を一体に接続したダイヤフラム本体、１２はダイヤフラム部に設けられた駆動部（ピストン）、１３はポンプ室、１４は吐出弁、１５は吐出口１６およびバルブ押さえ１７を有する集気体である。
【０００４】
このダイヤフラムポンプにおいて、ダイヤフラム本体１０は、図６に示す通りであり、そのうち（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図（断面図）である。また図７はシリンダー部８の形状を示す図で、（Ａ）が平面図、（Ｂ）は断面図である。更に図８はバルブハウジング９の平面図、図９は、集気体で（Ａ）は底面図、（Ｂ）は断面図である。
【０００５】
このダイヤフラムポンプは、前記の通りのダイヤフラム部等が図５に示すように組み立てられたものである。
【０００６】
次に図５のダイヤフラムポンプのダイヤフラム本体、シリンダー部等について述べる。
【０００７】
まず、ダイヤフラム本体１０は、図６に示すような構成で、複数のダイヤフラム部１１（この図のものは（Ａ）の平面図のように３ケが円周上に等間隔に配置されている）とこれら各ダイヤフラム部１１の間には三つの薄い平面状のバルブ部分（吸入弁）１０ｃが形成され、各バルブ部分１０ｃには孔１０ｄが形成された形状である。このダイヤフラム本体１０は、図５に示すようにシリンダー部８とバルブハウジング９とにより保持されている。
【０００８】
また、シリンダー部８は、図７に示すように各ダイヤフラム部１１が配置されるシリンダー８ａとシリンダー８ａの間に孔８ｂが形成されている。
【０００９】
またバルブハウジング９は図８に示す通りの形状である。この図はバルブハウジング９を図５の下方より見た図で９ａは通気孔、９ｂは溝である。
【００１０】
更に集気体１５は図９に示す構成で、吐出口１６と中心より３方向に放射状に形成されたバルブ押え１７を有している。
【００１１】
以上のようなシリンダー部８とダイヤフラム本体１０とバルブハウジング８を図５に示すようにダイヤフラム本体１０をシリンダー部８とバルブハウジング９とにより挟んで保持する。
【００１２】
このようにダイヤフラム本体１０を保持した上で、例えば図１０に示すような吐出弁１４をその凹部１４ｃにバルブハウジング９の凸部９ｃを嵌合させて取り付け、更に吐出口１６を有する集気体１５をバルブハウジング９に取り付けるようにしている。このように、バルブハウジング９に集気体１５を取り付けることにより、放射状に配置されたバルブ押え１７にて吐出弁１４が押圧保持される。この時、吐出弁１４はバルブ押え１７によりバルブハウジング９の各通気孔９ａの間を押圧されるように構成されている。
【００１３】
このようにして、図５に示すダイヤフラムポンプが組み立てられる。
【００１４】
図５に示すダイヤフラムポンプは、モータ１の駆動による出力軸２の回転によってクランク台３を回転させる。このクランク台３の回転により駆動軸４がその傾斜方向を変化させ、駆動体６も傾斜方向が変化する。その結果ダイヤフラム部１１の駆動部１２が往復動してポンプ作用を行なう。つまり、駆動部１２の往復動により吸入弁１０ｃが開いてケース７の通気孔７ａより気体がケース７内に入り、更にシリンダー部８に設けられた孔８ｂを通り吸入弁１０ｃを開いて、バルブハウジング９に形成された溝９ｂを通ってダイヤフラム部１１（ポンプ室１３）に入り、一方吐出弁１４を開いてバルブハウジング９の通気孔９ａを通り集気体１５の吐出口１６から外部へ供給される。
【００１５】
本発明の弁は、図５に示す小型ポンプ（ダイヤフラムポンプ）の吐出弁等として用いられるものである。
【００１６】
従来、この吐出弁は、図１０に示すような構成であった。この図１０に示すように、従来の弁１４は、図５に示すダイヤフラム側の面１４ａが平面であり、この弁を図５のようにバルブハウジング９の凸部９ｃに凹部１４ｃを嵌合させることにより配置し、集気体１５のバルブ押え１７により押させて固定するものである。このバルブ押え１７は、前記のようにバルブハウジング９の各通気孔９ａ間の箇所を押圧するようにしてあり、そのため、通常は通気孔９ａよりの圧力が加わらない時は各通気孔は弁１４の面１４ａにより塞がれ、又圧力が加わった通気孔部分は、圧力により弁が開かれる。
【００１７】
この従来の弁を、前記のように吐出弁として用いた場合、弁の集気体側の圧力が低いと僅かに弁が開き、これにより流体が集気体側より通気孔を通ってポンプ室側へ流れるという逆流が起こる欠点があった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、簡単な形状で弁開閉動作が良くしかも低い圧力でも弁閉鎖が完全に行なわれる小型ポンプ用弁を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の小型ポンプ用弁は、複数のポンプ室に夫々通ずる通気孔を有するバルブハウジングにすべての通気孔を覆うように配置される弁で、前記弁がバルブハウジング側に凹面を有し、前記凹面とは反対側より押圧することにより各通気孔間を遮蔽するように、弁とバルブハウジングが常に密着するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
このように、本発明の小型ポンプ用弁は、そのバルブハウジング側の面が凹面となっており、これをバルブハウジングと反対側であって、バルブハウジングに形成された通気孔以外の箇所つまり通気孔と通気孔の間の部分より押圧することにより少なくとも通気孔と通気孔の間の部分および弁周辺部において弁の凹面とバルブハウジングの面とを密着させて通気孔を塞ぐようにしている。そして、ポンプ室に圧力が加わった時には通気孔と通気孔との間が気密に仕切られた状態を保ったまま、圧力が加わった通気孔の位置する弁周辺のみ開きそれ以外は弁を閉じる構成とし各ポンプ室に対する逆止弁としての働きをする。また、弁が閉じている時に、バルブハウジングと反対側よりの押圧力により、仮に圧力が減少しても弁が開くことはない。
【００２１】
本発明のダイヤフラムポンプは、前記の本発明の弁を吐出弁として用いたことを特徴とする。
【００２２】
この本発明のダイヤフラムポンプは、吐出弁が極めて簡単な形状であり、しかも、集気体側の圧力が低下しても吐出弁が開くことなく流体の逆流のおそれのないポンプである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について述べる。
【００２４】
図１は、本発明の吐出弁の形状を示す図で、（Ａ）は、断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す弁を左側より見た図である。
【００２５】
この図１の（Ａ）に示すように本発明の弁（吐出弁）２０は、図の右側の面であるポンプの通気孔を塞ぐ側の面（図５に示す小型ポンプのバルブハウジング側の面）２０ａが平面ではなく、球面状の凹面となっている。
【００２６】
このような形状の本発明の第１の実施の形態の弁は、例えば、図５に示す小型ポンプ（ダイヤフラムポンプ）における吐出弁として用いられる。つまり、図５に示すポンプのバルブハウジング９に凸部を設けこれに図１に示す弁の凹部２０ｃを嵌合させて弁２０をバルブハウジングに配置し、集気体１５のバルブ押え１７による通気孔を除いた部分で通気孔と通気孔の間の部分を夫々押圧することにより弁２０をバルブハウジングに固定する。この場合、図１０に示す従来の弁は、（Ａ）の右側の面であるがバルブハウジング側の面が平面である。一方、図１に示す本発明の弁は、バルブハウジング側の面２０ａが凹面であるが、これを集気体のバルブ押えにてバルブハウジングの通気孔と通気孔の間の部分を押圧することにより、凹面が広がり、バルブハウジングの面に密着する。つまり、図５に示すダイヤフラムポンプの吐出弁１４とほぼ同じ形状の平面状に変形する。これにより、弁２０の面２０ａは、バルブハウジング９の各通気孔９ａを塞ぐことになる。また、小型ポンプの操作により、ポンプ室（ダイヤフラム部）より流体が送り出される際は、直接押圧する部分以外の部分である通気孔部分の弁部が変形して弁の周辺部分２０ｂが開かれ、流体は、弁の外に送り出される。
【００２７】
この弁の操作自体は、図１０に示す従来の弁と実質上同じである。しかし、本発明の弁は、凹面を有し弁を押圧することにより弁をバルブハウジングに密着しているため、低圧時であっても弁の閉鎖は完全に行なわれる。特に、集気体のバルブ押えにて押圧される部分である通気孔と通気孔との間を仕切るように密着されると共に弁の周辺部２０ｂは完全に密着される。そのために、集気体側の圧力が低くとも密着する周辺部分２０ｂが開くことなく逆流のおそれは全くない。
【００２８】
図１に示す本発明の第１の実施の形態の弁は、凹部２０ａが球面である。しかしこの凹面は球面に限ることなく、例えば球面に近い曲面や円錐面等他の形状でもよい。つまり、断面形状が円弧以外のこれに近い曲線や３角形状等でもよい。いずれにしろ、バルブ押えにより弁を押圧した時に、バルブハウジングの通気孔と通気孔の間が少なくとも放射状に弁がバルブハウジングに密着して各通気孔が他の通気孔と遮断されるようにする。そして同様に弁を押圧した時に、弁の周辺２０ｂ全体がバルブハウジング９と密着するような弁の凹面形状とバルブ押えの形状であればよい。
【００２９】
図２は、本発明の弁（吐出弁）の他の第２の実施の形態を示す図である。
【００３０】
この実施の形態の弁は、弁２０の凹面２０ａの中心部分に凸部２０ｄを設けた点で、この部分に凹部２０ｃを有する第１の実施の形態の弁と相違する。しかしその他の点では、図１の第１の実施の形態の弁と同じである。
【００３１】
つまり、図２の弁は、凸部２０ｄをバルブハウジングのこれに対応する位置に設けられた凹部に嵌合するようにバルブハウジングに配置され、例えば図５に示す集気体に設けられたバルブ押えによりバルブハウジングの通気孔と通気孔との間を押圧することにより固定する。
【００３２】
ここで、弁２０をバルブ押えにてバルブハウジングに押圧することにより、弁２０の凹面２０ａをバルブハウジングの面に密着させるものである。
【００３３】
したがって、第１の実施の形態の弁と同様に低圧であっても十分弁を閉じることが可能である。
【００３４】
図３は、本発明の第３の実施の形態の弁を示す。
【００３５】
この第３の実施の形態は、弁の作用をする各弁部の間にリブ２０ｅを設けた構成であって、集気体のバルブ押え等のバルブ押えにてこのリブ２０ｅを押圧することにより、凹面が例えばバルブハウジングの面に密着するようにしたものである。
【００３６】
この第３の実施の形態の弁は、リブ２０ｅをバルブ押えにより押圧する構成であるため、このリブ２０ｅの反対側は、常にバルブハウジング等に密着されている。そして、通気孔よりの流体が流入して弁部を変形させてその周辺部分２０ｂを開いても、リブ２０ｅの部分は常に密着され気密になっている。したがって、通気孔と通気孔との間は常に密着されていて、各通気孔間は密封された状態にて仕切られる。
【００３７】
この第３の実施の形態の弁２０は、リブ２０ｅの反対側が常にバルブハウジング等に密着されているため、その部分あるいはその近傍に通気孔が位置すると好ましくない。
【００３８】
したがって、この実施の形態の弁は、位置決めが必要となる。
【００３９】
図３に示す弁は、三つのダイヤフラムポンプ（ポンプ室）を有するダイヤフラムポンプに用いるもので三つの弁部を有する吐出弁の例であって、凹部２０ｆを三角形（正三角形）にすることにより位置決めを行なっている。そして、バルブハウジングは三角形状の凸部を設けて、これに弁２０の三角形状の凹部２０ｆを嵌合させて位置決めを行なうものである。
【００４０】
図４は他の第４の実施の形態の弁を示す。この第４の実施の形態は、第３の実施の形態の弁と同様にリブ２０ｅを有する形状である。しかし、この実施の形態の弁は、その凹面上にもリブ２０ｇを設けたことを特徴とする。
【００４１】
この弁のリブ２０ｇは、リブ２０ｆと同じ位置であるがリブの高さが比較的小である。この内側凹面にリブ２０ｇを設けることにより、バルブ押えにより弁を押圧した時に内側が少なくともリブ２０ｇとバルブハウジングの面と密着する。また、リブ２０ｅを押圧することにより、弁２０は、凹面２０ａがバルブハウジングの面に接近すると共に、弁２０の周辺部２０ｂは密着することになり、逆止弁としての作用は確実に行なわれる。
【００４２】
このように、第４の実施の形態の弁は、弁を押圧した時にその周辺部２０ｂが密着するように構成する必要がある。そのため、リブ２０ｇはその高さ（厚さ）があまり大であると好ましくない。また、リブ２０ｇは、弁押圧時弁の周辺２０ｂがダイヤフラム部と密着するように構成するためには、図４に示すように周辺２０ｂよりも内側までの長さとすることが好ましい。これにより、弁を押圧した時に通気孔と通気孔の間はリブ２０ｇにて仕切られ、またリブ２０ｇより周辺の部分２０ｂは、全体としてバルブハウジングに密着する。したがって、ポンプ室よりの流体の圧力が加わらない時は弁は閉じられている。また、ポンプ室の圧力が大になると、そのポンプ室に対応する通気孔を介しての圧力によりその周辺部２０ｂが開いて流体は吐出口へと流れる。その際、リブ２０ｇはバルブハウジング９に密着しており、他の通気孔との間を気密に仕切るため、他のポンプ室に影響を与えることはない。
【００４３】
以上述べた、第２〜第４の実施の形態の弁も、第１の実施の形態と同様に、凹部２０ａが球面形状であるが、これに限ることなく、球面に近い球面や円錐形状の凹面でもよい。つまりバルブ押えにより弁を押圧したときにバルブハウジングの各通気孔間において弁がバルブハウジングに密着して通気孔間が気密に仕切られ更に少なくとも弁周辺２０ｂにおいてバルブハウジングに密着することを可能にする形状であればよい。
【００４４】
また、前記実施の形態のうち、図３、４に示す第３、第４の実施の形態は、いずれもリブ２０ｅを有する。したがって、この弁を図５に示すようなダイヤフラムポンプの吐出弁として用いる場合、集気体１５のバルブ押え１７は、図９に示すような構成でなくともよい。例えば、リング状のバルブ押えで、これによりリブ２０ｅを押圧することにより、本発明の目的を達成し得る。
【００４５】
本発明の弁の第１〜第４の実施の形態は、いずれも図５に示すダイヤフラムポンプに用いることが可能である。この本発明の弁を吐出弁として用いたダイヤフラムポンプも発明の目的を達し得る新規な発明である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の弁は、バルブハウジング側に凹部を設けたことにより低圧の場合も弁が開くことなく逆流することがないという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弁の第１の実施の形態を示す図
【図２】本発明の弁の第２の実施の形態を示す図
【図３】本発明の弁の第３の実施の形態を示す図
【図４】本発明の弁の第４の実施の形態を示す図
【図５】本発明の弁を用いるダイヤフラムポンプの例を示す図
【図６】図５に示すポンプのダイヤフラム本体の構成を示す図
【図７】図５に示すポンプのシリンダー部の構成を示す図
【図８】図５に示すポンプのバルブハウジングの底面図
【図９】図５に示すポンプの集気体の構成を示す図
【図１０】従来の吐出弁を示す図
【符号の説明】
２０弁
２０ａ曲面
２０ｂ弁周辺部
２０ｃ弁取り付け用凹部
２０ｄ弁取り付け用凸部
２０ｅリブ
２０ｆ位置決め部分
２０ｇリブ

Claims

複数のポンプ室に夫々通ずる通気孔を有するバルブハウジングにすべての通気孔を覆うように配置される弁で、前記弁がバルブハウジング側に凹面を有し、前記凹面とは反対側より押圧することにより少なくとも弁の外周部分および各通気孔間において弁とバルブハウジングが密着するようにし、前記通気孔よりの流体の圧力により該通気孔近傍の周辺部を開いて開閉操作を行なうようにした弁であって、前記弁がバルブハウジングと反対側で前記通気孔に対応する部分以外の部分にリブを有し、前記リブを押圧するようにした小型ポンプ用弁。
前記弁が前記凹面の前記各通気孔が位置する箇所の間に夫々リブを有する請求項１の小型ポンプ用弁。
前記弁が位置決め手段を有する請求項１又は２の小型ポンプ用弁。
ポンプ室を形成する複数のダイヤフラム部を有するダイヤフラム本体と、各ダイヤフラム部に通ずる通気孔を有するバルブハウジングのすべての通気孔を覆うように配置される吐出弁とを有し、前記ダイヤフラム部にて形成されるポンプ室の容積を一定の位相差をもって変化させることによりポンプ室内の流体を通気孔を通り吐出弁を開いて外部へ供給するポンプで、前記吐出弁として請求項１、２又は３の弁を用いた小型ポンプ。