JP4451644B2 - 液体用ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Description

本発明は、液体を供給または排出するために使用する液体用ダイヤフラムポンプに関するものである。

この種の液体用ダイヤフラムポンプにおいては、経年変化や疲労などの何らかの原因によってダイヤフラムに亀裂が発生すると、この亀裂から液体がハウジング内に入り、この液体がハウジングに設けたねじ孔やモータの出力軸の軸孔を通ってモータの内部に浸入することあり、モータに悪影響を及ぼすために何らかの対策を施している。従来の液体用ダイヤフラムポンプには、モータの出力軸の外周部に密接する軸シール部やモータを固定するねじを覆う膨出部を備えたシール材をハウジングの下端とハウジングの開口を覆う底板とで挟持したものがある（例えば、特許文献１参照）。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見付け出すことはできなかった。
特願２００３−２６８２８号明細書（段落「００３３」「００３４」、図１）

上述した従来の液体用ダイヤフラムポンプにおいては、軸シール部やねじを覆う膨出部を備えたシール材を必要とするため、部品点数が増加するというばかりでなく、シール材を組み付けるための工数が必要になるために製造コストが嵩むという問題があった。

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、部品点数の削減を図るとともに、製造コストを低減することにある。

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ポンプ室を形成するダイヤフラム部と、このダイヤフラム部を往復動させることにより前記ポンプ室を拡縮させる駆動体と、前記ダイヤフラム部を収容するハウジングと、このハウジングの側方に固定され前記駆動体を駆動するモータとを備えた液体用ダイヤフラムポンプにおいて、前記モータを前記ハウジングの中心から上方へ偏心した位置に取り付け、前記ハウジングの下端部分の下端面に液体排出口を設け、前記ハウジングの下端面を前記モータの下端面よりも低い位置に位置付けたものである。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記モータによって回転駆動され前記駆動体を揺動させるクランク台を備え、このクランク台を前記モータの出力軸から偏心した位置に設けるとともに、これらクランク台と出力軸との間に回転伝達手段を設けたものである。

本発明によれば、特別な防水用の部品を必要とせずに、ハウジング内に漏洩した液体を液体排出口からハウジング外に排出し、排出された液体をモータ内に浸入させることがない。このため、部品点数を削減することができるとともに、防水用の部品の組付工数が不要になるため製造コストを低減することができる。
また、請求項２に係る発明によれば、ダイヤフラムポンプの外形寸法を最小限の大きさに形成することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明に係る液体用ダイヤフラムポンプの第１の実施の形態を示す断面図である。

同図において、全体を符号１で示す液体用ダイヤフラムポンプは、図中矢印Ａ方向を上側とし矢印Ｂ方向を下側とし、すなわち駆動源であるモータ２の出力軸３が略水平方向となるようにして使用される。４は略有底角筒状に形成されたケースであって、底部５が上下（矢印Ａ−Ｂ）方向に延在し、この底部５にモータ２が、底部５に設けた孔６から出力軸３がケース４内に臨み、モータ２自体が水平方向に延在するように、ねじ７によって固定されている。したがって、この液体用ダイヤフラムポンプ１は実際に使用される状態において、モータ２がケース４の側方に取り付けられている。この状態で、ケース４の下端部分がモータ２の下端面２ａよりも僅かに低い位置に位置付けられており、このケース４の下端部分の下端面４ａには液体排出口８が設けられている。

１０は小円柱状に形成されたクランク台であって、モータ２の出力軸３に軸着されており、出力軸３に軸着された中心部から偏心した位置には、駆動軸１１が水平方向に対して傾斜した状態で固定されている。１２は駆動体であって、ボス１３と、このボス１３の一端に円周方向に等角度おいて放射状に一体に突設された複数の駆動子１４とによって構成されており、ボス１３の中央部の軸穴には駆動軸１１が回転自在に挿入されている。複数の駆動子１４は、中心から先端に向かって同じ角度だけ図中左方に傾斜しており、それぞれの先端部には、後述する各ダイヤフラム部２１のピストン部２２を取り付けるための取付孔１４ａが設けられている。

１５は有底角筒状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、底部１６には、各ダイヤフラム部２１を保持するための複数のダイヤフラム部保持孔１７が設けられており、このダイヤフラムホルダー１５とケース４とは、互いの開口端が突き合わされることにより、ハウジング１８が形成される。２０は２つのダイヤフラム部２１を有するダイヤフラムであって、各ダイヤフラム部２１にはピストン部２２が一体に形成されており、これらピストン部２２には係合凸部２３が設けられている。このダイヤフラム２０は、ダイヤフラム部２１をダイヤフラム部保持孔１７に挿入し、係合凸部２３を弾性変形させながら駆動子１４の取付孔１４に取り付けることにより、駆動体１２とダイヤフラムホルダー１５とに保持される。

２５はバルブホルダーであって、囲い壁２６が一体に突設されており、この囲い壁２６を挟んで内側には、排出通路２７が設けられ、外側には吸入通路２８がそれぞれ設けられている。このバルブホルダー２５はダイヤフラムホルダー１５とともにダイヤフラム２０を挟持しており、このバルブホルダー２５と各ダイヤフラム部２１とによって２つのポンプ室３０が形成されている。３１は排出通路２７を開閉する吐出用の弁体、３２は吸入通路２８を開閉する吸入用の弁体である。

３３はバルブホルダー２５を覆う略有底角筒状に形成された蓋体であって、この蓋体３３とバルブホルダー２５との間には、囲い壁２６を挟んで内側に排出通路２７と連通する吐出空間３４が形成され、外側に吸入通路２８と連通する吸入空間３５が形成されている。また、蓋体３３の中央部には筒部３６が一体に突設され、この筒部３６の開口端には吐出空間３４と連通する吐出口３７が設けられており、蓋体３３の一端側には、吸入空間３５と連通する吸入口３８が設けられている。蓋体３３、バルブホルダー２５、ダイヤフラムホルダー１５およびケース４は図示を省略した通しねじによって一体化されている。

次に、このように構成された液体用ダイヤフラムポンプ１の動作について説明する。

モータ２を駆動し出力軸３が回転すると、クランク台１０も一体的に回転するから、出力軸３に軸着された中心部から偏心した位置に水平方向に対して傾斜した状態で固定された駆動軸１１が、出力軸３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１１に回転自在に支持された駆動体１２の２つの駆動子１４が交互に左右に揺動し、ダイヤフラム２０の２つのダイヤフラム部２１も交互に左右に揺動する。一方のダイヤフラム部２１が左方に移動すると、そのポンプ室３０は拡張するので、そのポンプ室３０が負圧状態になり、吸入口３８から吸入通路２８を通って液体がポンプ室３０内に吸入させる。

モータ２の出力軸３がさらに回転すると、拡張したポンプ室３０のダイヤフラム部２１が右方に移動するとポンプ室３０が収縮するので、ポンプ室３０内の液体の圧力が上昇し、ポンプ室３０内の液体は排出通路２７を通って吐出口３７から吐出される。ポンプ室３０の拡縮動作は各ポンプ室３０において交互に連続して行われるので、各排出通路２７から排出された液体は、吐出空間３４によって集められて１つの吐出口３７から連続して吐出される。

ここで、何らかの原因によってダイヤフラム部２１に亀裂が発生すると、この亀裂から液体がハウジング１８内に入るが、ハウジング１８を構成しているケース４の下端面４ａに設けた液体排出口８から外部に排出される。モータ２がケース４の側方に水平方向を指向するように取り付けられており、かつ液体排出口８が設けられたケース４の下端面４ａがモータ２の下端面２ａよりも僅かに低く位置付けられているため、液体排出口８から下方に向かって排出される液体が、モータ２内に浸入するようなことがない。このように、モータ２内に液体が浸入しないようにするのに、シール材等の部品をいっさい必要としないため、部品点数を削減することができるとともに、これらの部品を組み付ける工数を削減することができるから製造コストを低減することができる。

図２は本発明に係る液体用ダイヤフラムポンプの第２の実施の形態を示す断面図である。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適宜省略する。

この第２の実施の形態においては、ハウジング１８の高さ方向の寸法Ｈに対して、モータ２の高さ方向の寸法ｈが小さく形成されている場合を示すものである。モータ２をケース４の底部５の中心から高さαだけ上方に偏心した位置にねじ（図示せず）によって固定している。このように底部５の中心から高さαだけ上方に偏心した位置にモータ２を固定することにより、モータ２の下端面２ａに対して、ケース４の下端部分が下方に位置付けられ、このケース４の下端部分の下端面４ａが、下端面２ａよりも高さβだけ下方に位置付けられる。

クランク台１０は、ケース４の底部５に植設されたシャフト１０２に回転自在に支持されており、フランジにはギア部１０ａが形成されている。モータ２の出力軸３には、駆動伝達手段としてのギア１０３が軸着されており、このギア１０３にはクランク台１０のギア部１０ａが噛合している。このギア１０３を介してモータ２の駆動をクランク台１０に伝達するようにしたことにより、クランク台１０の中心、すなわちシャフト１０２は底部５の中心から移動させることがないから、モータ２の取付位置を高さαだけ高くしても、ケース４を上方に大型化する必要がない。このため、ハウジング１８の高さ方向の寸法Ｈが大きくならないから、ダイヤフラムポンプ１の外形が大きくなるようなことがない。

ケース４の下端面４ａには、筒部１０４が水平方向に一体に突出形成されており、この筒部１０４の開口が液体排出口１０４ａを形成している。ダイヤフラム２０には１つのダイヤフラム部２１が設けられており、駆動体１２の駆動子１４には、この１つのダイヤフラム部２１が取り付けられている。１０５は蓋体３３に筒部３６と平行となるように一体に突設された筒部であって、この筒部１０５の開口１０５ａが、吸入空間３５と連通する吸入口１０５ａを形成している。

次に、このように構成された第２の実施の形態の液体用ダイヤフラムポンプ１０１の動作について説明する。

モータ２を駆動し出力軸３が回転すると、ギア１０３も一体的に回転し、ギア１０３と噛合するギア部１０ａを有するクランク台１０も回転するから、駆動体１２の駆動子１４が左右に揺動し、ダイヤフラム２０のダイヤフラム部２１も左右に揺動する。このダイヤフラム部２１の左右の揺動により、ポンプ室３０が拡縮するので、ポンプ室３０のポンプ作用により、吸入口１０５ａから吸入された液体が吐出口３７から吐出される。

ここで、何らかの原因によってダイヤフラム部２１に亀裂が発生すると、この亀裂から液体がハウジング１８内に入るが、ハウジング１８を構成するケース４の下端面４ａに設けた筒部１０４の液体排出口１０４ａから外部に排出される。液体排出口１０４ａがモータ２の下端面２ａよりも高さβだけ低い位置に位置付けられているため、液体排出口１０４ａから外部に排出された液体は、モータ２内に浸入するようなことがない。

なお、本実施の形態においては、モータ２の駆動をクランク台１０に伝達する回転伝達手段としてギア１０３を用いたが、ベルトでもよく種々の設計変更が可能である。

本発明に係る液体用ダイヤフラムポンプの第１の実施の形態を示す断面図である。 本発明に係る液体用ダイヤフラムポンプの第２の実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１，１０１…液体用ダイヤフラムポンプ、２…モータ、３…出力軸、４…ケース、５…底部、８，１０４ａ…液体排出口、１０…クランク台、１１…駆動軸、１２…駆動体、１４…駆動子、１５…ダイヤフラムホルダー、１８…ハウジング、２０…ダイヤフラム、２１…ダイヤフラム部、３０…ポンプ室、３７…吐出口、３８…吸入口。

Claims (2)

1. ポンプ室を形成するダイヤフラム部と、このダイヤフラム部を往復動させることにより前記ポンプ室を拡縮させる駆動体と、前記ダイヤフラム部を収容するハウジングと、このハウジングの側方に固定され前記駆動体を駆動するモータとを備えた液体用ダイヤフラムポンプにおいて、
   前記モータを前記ハウジングの中心から上方へ偏心した位置に取り付け、
   前記ハウジングの下端部分の下端面に液体排出口を設け、前記ハウジングの下端面を前記モータの下端面よりも低い位置に位置付けたことを特徴とする液体用ダイヤフラムポンプ。
2. 請求項１記載の液体用ダイヤフラムポンプにおいて、前記モータによって回転駆動され前記駆動体を揺動させるクランク台を備え、このクランク台を前記モータの出力軸から偏心した位置に設けるとともに、これらクランク台と出力軸との間に回転伝達手段を設けたことを特徴とする液体用ダイヤフラムポンプ。

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