JP4307867B2 - ダイヤフラムポンプにおける駆動軸の軸受構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血圧計等において圧縮空気を供給するために使用されるダイヤフラムポンプにおける駆動軸の軸受構造関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイヤフラムポンプにおける駆動軸の軸受構造は、ダイヤフラムの各ダイヤフラム部を順次上下動させる駆動体の軸孔に、出力軸の周りを傾斜方向を変えるようにして偏心回転する駆動軸が回転自在となるように挿入されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００４】
【特許文献１】
実公平３−３５９０５号公報（２欄５行〜４欄８行、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のダイヤフラムポンプにおける駆動軸の軸受構造においては、駆動体の軸孔と駆動軸との間に潤滑油を供給して使用するが、軸孔の内周面と駆動軸の外周面との間には、僅かなクリアランスが設けられているだけであるために、充分な量の潤滑油を供給することができない。また、軸孔の開口端がシール材等によって閉塞された構造を有していないため、長時間使用すると潤滑油が不足するといった、いわゆる油切れを起こし焼付を起こしてしまうおそれがあり耐久性において問題があった。
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ダイヤフラムポンプの耐久性を向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本願発明は、モータの出力軸が固着された回転体と、この回転体の前記出力軸から偏心した部位に傾斜した状態で突設した駆動軸と、この駆動軸に回転自在に支持され駆動体と、この駆動体にポンプ室を形成する各ダイヤフラム部が取り付けられたダイヤフラムとを備え、前記回転体の回転に追従して前記駆動軸および前記駆動体を介して前記ダイヤフラムの各ダイヤフラム部を昇降させ前記ポンプ室を拡縮することによりポンプ作用をするダイヤフラムポンプにおける駆動軸の軸受構造において、前記駆動体に前記駆動軸が挿入される軸孔を設け、この軸孔の内周部に軸線方向に軸孔の開口まで延在する油溜め用の溝を設け、前記軸孔の開口を密閉するシール部材を備え、前記駆動体のボスの外周部に円環状の係合溝を凹設し、前記シール部材を弾性材によって貫通孔を有する略円筒状に形成し、当該貫通孔の下端縁に逆すり鉢状に形成されたシール部を上方に向かって一体に突設し、かつ前記シール部材の上面側の外周端に平面視円環状で先端部の内側に前記駆動体の係合溝に係合する円環状に形成された係合凸部を有し内径が前記ボスの外径と略同一に形成された係合片を一体に立設したものである。
したがって、油溜め用の溝に供給された潤滑油はシール部材によって軸孔から漏洩するのが規制される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るダイヤフラムポンプの断面図、図２は同じく駆動体を拡大して示し、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるII（ｂ）-II（ｂ） 線断面図、図３は同じくシール部材を拡大して示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における III（ｂ）-III（ｂ）線断面図である。
【０００９】
図１に示すように、全体を符号１で示すダイヤフラムポンプは、駆動源であるモータ２を備えており、このモータ２は、上方が開口した有底円筒状に形成されたケース３の底部５に、出力軸４がケース３の底部５に形成した穴６からケース３内に臨むように、ねじ７によって固定されている。同図に符号８で示す回転体としてのクランク台は、略小円柱状に形成され、中央には出力軸４が固着されており、この出力軸４の軸線から偏心した位置には、駆動軸９が傾斜した状態で固着されている。
【００１０】
同図に符号１０で示す駆動体は、図２に拡大して示すように、軸孔１１が設けられたボス１３と、このボス１３の上端に一体に形成された本体１４とによって形成されており、軸孔１１の内周部には軸線方向に開口１１ａまで延在する油溜め用の溝１２が凹設されている。また、ボス１３の外周部の下端１３ａ側には、側面視において下端１３ａと平行な円環状の係合溝１３ｂが凹設されている。本体１４は、同図（ａ）に示すように、平面視において円周方向に等角度おいて中心から放射状に延設された３つの駆動子１５によって一体に形成され、これら３つの駆動子１５は、同図（ｂ）に示すように、中心から先端に向かっていずれも同じ角度だけ下方に傾斜している。各駆動子１５の先端側には、後述するダイヤフラム２５の各ダイヤフラム部２６を取り付けるための取付孔１６が設けられている。
【００１１】
図１に符号１７で示すシール部材は、図３に拡大して示すように、ゴム等の弾性材によって貫通孔１７ａが設けられ略円筒状に形成されており、貫通孔１７ａの下端縁には、逆すり鉢状に形成されたシール部１７ｂが貫通孔１７ａ内に位置付けられるように上方に一体に突設されている。このシール部１７ｂの上端の開口１７ｃの径は、上記した駆動軸９の直径よりも僅かに小さく形成されている。このシール部材１７の上面側の外周端には、平面視円環状に形成された係合片１８が一体に立設されており、この係合片１８の内径Ｄ２は、上記した駆動体１０のボス１３の外径と略同一に形成されている。この係合片１８の先端部の内側には、ボス１３の係合溝１３ｂに係合する円環状に形成された係合凸部１８ａが一体に突設されている。
【００１２】
図１に符号２０で示すダイヤフラムホルダーは、略キャップ状に形成され、天井部２１には、３つのダイヤフラム部保持孔２２が円周方向に等角度おいて設けられており、このダイヤフラムホルダー２０は、上記したケース３上に載置されている。
【００１３】
同図に符号２５で示すダイヤフラムは、ゴム等の柔軟性を有する材料によって、平面視において円周方向に等角度おいて設けられ上方が開口した３つのダイヤフラム部２６と、これら３つのダイヤフラム部２６の上端部を連設する略円板状に形成されたフランジ２７とによって一体に形成されている。各ダイヤフラム部２６の下面には、断面が略円錐台状のピストン２８が一体に形成されており、このピストン２８の下部には、細径の首部２９を介して係止用の凸部３０が一体に形成されている。また、フランジ２７の中央部には円筒状に形成された第２の弁体３１が一体に立設されている。
【００１４】
このダイヤフラム２５は、各ダイヤフラム部２６の凸部３０を弾性変形させながら、駆動体１０の各駆動子１５のダイヤフラム部取付孔１６に挿入することにより、首部２９がダイヤフラム部取付孔１６に取り付けられる。また、シール部材１７の係合片１８を弾性変形させながら、係合凸条１８ａを駆動体１０のボス１３の係合溝１３ｂに係合させることにより、駆動体１０の軸孔１１の開口１１ａとシール部材１７のシール部１７ｂの開口１７ｃとが対向するようにして、シール部材１７が駆動体１０に取り付けられる。
【００１５】
また、ダイヤフラム２５の各ダイヤフラム部２６が、図１に示すように、ダイヤフラムホルダー２０のダイヤフラム部保持孔２２に挿入され、駆動軸９がシール部材１７の貫通孔１７ａを貫通し駆動体１０の軸孔１１に挿入されて、ダイヤフラムホルダー２０がダイヤフラムホルダー２０の天井部２１上に載置されている。このとき、シール部材１７のシール部１７ｂの開口１７ｃが駆動軸９の直径よりも僅かに小さく形成されているために、シール部１７ｂの上端部が駆動軸９に密着し、シール部１７ｂによって駆動体１０の軸孔１１の開口１１ａが密閉された状態になる。また、係合片１８の内径Ｄ２が駆動体１０のボス１３の外径と略同一に形成されているため、係合片１８の内周面がボス１３の外周面に密着し、かつ係合凸部１８ａが係合溝１３ｂにボス１３の全周にわたって係合している。
【００１６】
同図に符号３５で示すバルブホルダーは、略円板状に形成されており、このバルブホルダー３５の中央部には大径の筒体３７が一体に立設され、この筒体３７に囲まれた部位に円筒状の弁室３８が形成されている。この筒体３７の内周面３９には、弁室３８に臨む上記した第２の弁体３１が密着し、この筒体３７の内周面３９には、後述する各ポンプ室４９と連通する溝状に形成された３つの排気通路４０が円周方向に等角度おいて凹設されている。
【００１７】
第２の弁体３１は、弁室３８と排気通路４０との間を閉塞するように筒体３７の内周面３９に密着する。したがって、これら第２の弁体３１と筒体３７の内周面３９とが、後述する吐出口４３から吸気通路４０を通ってポンプ室４９に流体が流れるのを規制する逆止め弁を構成する。
【００１８】
大径の筒体３７の上側には、弁室３８と連通する中空部４２を有する小径の筒体４１が一体に立設されており、この筒体４１の上端開口は吐出口４３を形成している。また、大径の筒体３７の周りには、３つの第１の弁体取付孔４４が円周方向に等角度おいて穿孔されており、これら第１の弁体取付孔４４の周りには多数の吸気通路４５が穿孔されている。
【００１９】
同図に符号４７で示す第１の弁体は、ゴム等の柔軟性を有する材料によって傘形に形成されており、第１の弁体取付孔４４に取り付けられることにより、吸気通路４５とポンプ室４９との間を閉塞するようにバルブホルダー３５の下面に密着する。したがって、この第１の弁体４７とバルブホルダー３５の下面とが、ポンプ室４９から吸気通路４５へ流体が流れるのを規制する逆止め弁を構成する。
【００２０】
このバルブホルダー３５は、上記したダイヤフラム２５をダイヤフラムホルダー２０とともに挟持するように、ダイヤフラムホルダー２０上に載置されており、ダイヤフラム２５の各ダイヤフラム部２６とともに３つのポンプ室４９を形成している。また、このバルブホルダー３５の３つの排気通路４０と３組の吸気通路４５のそれぞれは、各ポンプ室４９に対応するように位置付けられている。また、ダイヤフラム２５の第２の弁体３１が、バルブホルダー３５の弁室３８に臨み、大径の筒体３７の内周面３９に密着する。上記したケース３、ダイヤフラムホルダー２０およびバルブホルダー３５が、図示を省略した棒状（線状）ばねまたは板ばねあるいは通しねじによって一体化されることによりダイヤフラムポンプ１が形成される。
【００２１】
次に、このように構成されたダイヤフラムポンプ１の動作を説明する。
予め、シール部材１７が取り付けられた駆動体１０の油溜め用の溝１２に潤滑油を供給しておく。このような状態としてから、モータ２が駆動し出力軸４が回転すると、クランク台８も一体的に回転し、このクランク台８に出力軸４の軸線から偏心した位置に傾斜した状態で固着された駆動軸９が、出力軸４の周りを傾斜方向を変えるようにして偏心回転する。したがって、この駆動軸９に回動自在に支持された駆動体１０の各駆動子１５が順次上下に揺動し、ダイヤフラム２５の各ダイヤフラム部２６も順次昇降するので、各ポンプ室４９は順次拡縮しポンプ作用を行う。
【００２２】
すなわち、図１に示すように、ダイヤフラム２５の３つのダイヤフラム部２６のうちの一つが下降すると、そのポンプ室４９は拡張するので、ポンプ室４９が負圧状態になる。このとき、第２の弁体３１は、流体が弁室３８から排気通路４０を通ってポンプ室４９へ流れるのを規制する逆止弁として機能するから、この第２の弁体３１によって排気通路４０が閉じられる。一方、第１の弁体４７は吸気通路４５とポンプ室４９との間を開放するので、吸気通路４５からポンプ室４９内に流入する。
【００２３】
モータ２の出力軸４がさらに回転して、拡張したポンプ室４９のダイヤフラム部２６が上昇するとポンプ室４９は収縮するため、ポンプ室４９内の流体の圧力が上昇する。このとき、第１の弁体４７は、流体がポンプ室４９から吸気通路４５へ流れるのを阻止する逆止弁として機能するから、この第１の弁体４７によってポンプ室４９と吸気通路４５との間が閉塞される。一方、第２の弁体３１は排気通路４０と弁室３８との間を開放するために、ポンプ室４９内の流体は排気通路４０を通って弁室３８に流入し中空部４２を介して吐出口４３から吐出される。このポンプ室４９の拡縮動作は、各ポンプ室４９において順次連続して行われるので、各排気通路４０から弁室３８に排出された流体は、弁室３８によって集められて１つの吐出口４３から連続して吐出される。
【００２４】
このようなポンプ作用をしている間、シール部材１７のシール部１７ｂが駆動軸９に密着しているために、油溜め用の溝１２内に供給された潤滑油が軸孔１１の開口１１ａから漏洩するのが規制されるとともに、溝１２を設けたことにより駆動軸９の外周面と軸孔１１の内周面との間に、充分な量の潤滑油を供給することができる。また、係合片１８の内周面がボス１３の外周面に密着し、かつ係合凸部１８ａが係合溝１３ｂにボス１３の全周にわたって係合しているために、ボス１３の外周面と係合凸部１８ａとの間から潤滑油の漏洩が規制される。したがって、駆動軸９の外周面と駆動体１０の軸孔の内周面との間には、長期間の使用に対しても潤滑油が補給された状態が保持されるため、潤滑油が不足することに起因する油切れが起きず焼付を起こすことがないからダイヤフラムポンプ１の耐久性が向上する。
【００２５】
図４は本発明の第２の実施の形態を示すダイヤフラムポンプ１０１の断面図である。同図において、上述した図１に示す第１の実施の形態において説明した同一または同等の部材については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
【００２６】
この第２の実施の形態が、上述した第１の実施の形態と異なる点は、駆動体１０の軸孔１１に溝１２を設けることなく、かつシール部材１７も備えることなく、駆動軸９に油溜め用の細径部９ａを設けた点にある。この細径部９ａの下端９ｂは、駆動軸９が軸孔１１に挿入され、駆動体１０を回転自在に支持した図４の状態において、ボス１３の下端１３ａよりも上方に位置するように形成されている。すなわち、細径部９ａは、軸孔１１内に位置付けられるようにして形成されている。
【００２７】
このように形成されていることにより、細径部９ａに充分多い潤滑油を供給できるので、長期間にわたって駆動軸９の外周面と軸孔１１の内周面との間に潤滑油が補給された状態が保持される。したがって、潤滑油が不足することに起因する油切れが起きず焼付を起こすことがないからダイヤフラムポンプ１０１の耐久性が向上する。また、駆動軸９に細径部９ａを設けるだけでよいから、部品点数を削減することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、駆動軸９とクランク台８を別部材としたが、駆動軸９をクランク台８に一体に形成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ダイヤフラムポンプの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るダイヤフラムポンプの断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態に係るダイヤフラムポンプの駆動体を拡大して示し、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるII（ｂ）-II（ｂ） 線断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態に係るダイヤフラムポンプのシール部材を拡大して示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における III（ｂ）-III（ｂ）線断面図である。
【図４】 本発明の第２の実施の形態に係るダイヤフラムポンプの断面図である。
【符号の説明】
１…ダイヤフラムポンプ、２…モータ、９…駆動軸、９ａ…細径部、１０…駆動体、１２…溝、１３…ボス、１３ｂ…係合溝、１５…駆動子、１７…シール部材、１７ａ…貫通孔、１７ｂ…シール部、１８ａ…係合凸部、２０…ダイヤフラムホルダー、２５…ダイヤフラム、２６…ダイヤフラム部、３１…第２の弁体、３５…バルブホルダー、３８…弁室、４０…排気通路、４５…吸気通路、４７…第１の弁体。

Claims (1)

1. モータの出力軸が固着された回転体と、この回転体の前記出力軸から偏心した部位に傾斜した状態で突設した駆動軸と、この駆動軸にボスが回転自在に支持された駆動体と、この駆動体にポンプ室を形成する各ダイヤフラム部が取り付けられたダイヤフラムとを備え、前記回転体の回転に追従して前記駆動軸および前記駆動体を介して前記ダイヤフラムの各ダイヤフラム部を昇降させ前記ポンプ室を拡縮することによりポンプ作用をするダイヤフラムポンプにおける駆動軸の軸受構造において、前記駆動体のボスに前記駆動軸が挿入される軸孔を設け、この軸孔の内周部に軸線方向に軸孔の開口まで延在する油溜め用の溝を設け、前記軸孔の開口を密閉するシール部材を備え、
   前記駆動体のボスの外周部に円環状の係合溝を凹設し、
   前記シール部材を弾性材によって貫通孔を有する略円筒状に形成し、当該貫通孔の下端縁に逆すり鉢状に形成されたシール部を上方に向かって一体に突設し、かつ前記シール部材の上面側の外周端に平面視円環状で先端部の内側に前記駆動体の係合溝に係合する円環状に形成された係合凸部を有し内径が前記ボスの外径と略同一に形成された係合片を一体に立設したことを特徴とするダイヤフラムポンプにおける駆動軸の軸受構造。

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