JP4919937B2 - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Description

本発明は、血圧計等に広く使用されているダイヤフラムポンプに関するものである。

従来のこの種のダイヤフラムポンプのピストン部と駆動体との連結部分は、駆動体に延設された駆動子の上下動でピストン部を上下動させてダイヤフラムにポンプ動作を行わせるために、柔軟性が必要であり、ダイヤフラム部とピストン部の材質はゴムなどの軟質材料が使用されている。

図３は、長期間にわたるピストン部の過度の駆動により細径の首部に塑性変形が生じて伸びたままになった状態を示す。このような伸びＡは、駆動子２０が、長期間にわたってピストン部２６を上下に揺動させているとどうしても駆動子２０との連結部である細径の首部１３に伸びＡが生じてしまう。（例えば、ダイヤフラム部等が軟質材料で形成されているための問題点は、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。
特開２００４ー１９５２８号公報

上述したように、駆動体が回転し駆動子２０の上下動によりポンプ動作が行われた際に、連結部分に伸縮作用と曲げ荷重が長期間にわたり繰り返し加わり、特に、流体が液体等のように粘度が高い場合に顕著となり、連結部分が伸長したままの状態になる。この連結部分の伸びＡによって、駆動体の動作がピストン部に追従しなくなり、ポンプの膨張・圧縮不足によるポンプの吐出量不足が生じポンプの性能が低下する。また、細径の首部１３への繰り返しの引張・圧縮と曲げ荷重による機械的疲労により連結部分が切断するおそれがある。

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、駆動体の上下振動によるピストン部の下部と駆動体との連結部分である細径の首部の伸長、切断を防ぎ、ダイヤフラムポンプの耐久性を向上させるところにある。

この目的を達成するために、本願発明は、回転体と、この回転体の出力軸に対して傾斜した状態で突設した駆動軸と、この駆動軸に支持された駆動体と、この駆動体に追従して上下動するピストン部とを備え、このピストン部を介してダイヤフラム部を昇降させ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いて、前記ピストン部の下部に、前記駆動体に結合するための係止部を有する細径の首部を一体に設け、この細径の首部の内部に可撓性を有し実質的に伸縮性のないひもをインサート成形したものである。

本発明によれば、常時伸縮力と曲げ荷重がかかり、しかも細径である首部内にひもが埋設されているから、ピストン部の膨張時に塑性変形の原因となる弾性変形すら起きず、またゴムとの比較においてひもは繰り返し曲げ荷重に対して機械的疲労に強く、細径の首部の伸張や切断等を防止し、ダイヤフラムの性能低下を防ぐとともに、耐久性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係るダイヤフラムポンプ全体の縦断面図、図２は他の実施例を示す要部の断面図である。
図１で全体を符号１で示すダイヤフラムポンプは、略有底角筒状に形成されたケース２を備え、このケース２の底部３にはモータ４が取り付けられており、このモータ４の出力軸５が底部３に設けた穴６からケース２内に臨んでいる。

７は小円柱状に形成されたクランク台であって、モータ４の出力軸５に軸着されており、出力軸５が軸着された中心部から偏心した位置には、駆動軸８が鉛直方向に対して傾斜した状態で固定されている。

９で示す駆動体は、軸孔が設けられたボス１０と、このボス１０の上端に一体に形成された駆動傘体９ａとによって形成されており、駆動傘体９ａは、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複数の駆動子２０と一体に形成され、これらの駆動子２０は、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２０の先端部には、後述するピストン部２６の下部に設けられた細径の首部１３を取り付けるための取付孔１２が設けられている。

１４はインサート部品であって、金属の撚線からなるワイヤー、プラスチック製の糸、繊維糸などの可撓性を有し実質的に伸縮性のないひもである。このひも１４は、ピストン部２６の下部から細径の首部１３内を介して係止用の凸部１５にわたるように、駆動子２０の動作の負荷がかかる細径の首部１３の内部にインサート成形されている。

図１では、ひも１４の端部１７が係止用の凸部１５の端面１６に露出しているピストン部が示されているが、これは製造方法によるものである。この場合の製造方法は、ダイヤフラム部２５、ピストン部２６、首部１３、係止用の凸部１５に続く挿入用の円錐部１９（仮想線で示す）を一体成形する金型（図示せず）の円錐部１９部分を成形するキャビティ内に、ひも１４を首部１３の内部に完全に埋設されるように先端まで挿入した後インサート成形をする方法である。そして、ピストン部２６の駆動体９への組付けは、円錐部１９を取付孔１２に通して、係止用の凸部１５を弾性変形させながら、細径の首部１３が取付孔１２の裏側に係合されるまで円錐部１９の先端部を引っ張り、係合された後に円錐部１９を切断する。１８は切断されて破棄されるインサート材料部分を示している。

２１は下方が開口し略箱状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、上面板２２ には、各ダイヤフラム部２５を保持するための２つのダイヤフラム部保持孔２３が設けられており、ダイヤフラムホルダー２１とケース２とは、互いの開口端が突き合わされている。２４は２つのダイヤフラム部２５を有し成形により造られたダイヤフラムであって、各ダイヤフラム部２５には、前記首部１３と凸部１５を有するピストン部２６が一体に形成されている。

２７は略平板状に形成されたバルブホルダーであって、仕切壁２８が一体に立設されており、この仕切壁２８を境界として内側には、吐出通路２９が設けられ、外側には吸入通路３０がそれぞれ設けられている。

このバルブホルダー２７は、ダイヤフラムホルダー２１とともにダイヤフラム２４を挟持しており、このバルブホルダー２７と各ダイヤフラム部２５とによって２つのポンプ室３１，３１が形成されている。３２は吐出通路２９を開閉し、閉じることにより吐出通路２９からポンプ室３１への流体の逆流を規制する吐出用弁体である。３３は吸入通路３０を開閉し、閉じることによりポンプ室３１から吸入通路３０への流体の逆流を規制する吸入用弁体である。

３４はバルブホルダー２７を覆う下方が開口し略箱状に形成された蓋体であって、この
蓋体３４とバルブホルダー２７との間には、仕切壁２８を境界として内側に吐出通路２９と連通する吐出空間３５が形成されており、外側に吸入通路３０と連通する吸入空間３６が形成されている。また、蓋体３４の上面板の中央部には筒部３７が一体に突設され、こ
の筒部３７の開口端には吐出空間３５と連通する吐出口３８が設けられており、蓋体３４の上面板の一端側には筒部３９が一体に突設され、この筒部３９の開口端には吸入空間３６と連通する吸入口４０が設けられている。蓋体３４はバルブホルダー２７に溶着されて
おり、バルブホルダー２７およびダイヤフラムホルダー２１ならびにケース２ は図示を省
略した通しねじによって一体化されている。

このような構成において、モータ４を駆動し出力軸５を回転させクランク台７を一体的に回転させると、駆動軸８が出力軸５の周りを傾斜方向を変えるようにして偏心回転するので、駆動体の２つの駆動子２０，２０が交互に上下に揺動し、ダイヤフラム２４の２つのダイヤフラム部２５，２５も交互に上下動する。一方のダイヤフラム部２５が下方に移動すると、そのポンプ室３１は拡張するので、そのポンプ室３１が負圧状態になり、吸入口４０から吸入通路３０を通って流体がポンプ室３１内に吸入される

モータ４の出力軸５がさらに回転すると、拡張したポンプ室３１のダイヤフラム部２５が上方に移動しポンプ室３１が収縮するので、ポンプ室３１内の流体の圧力が上昇し、ポンプ室３１内の流体は吐出通路２９を通って吐出口３８から吐出される。ポンプ室３１の膨張・収縮動作は各ポンプ室３１において交互に連続して行われるので、各吐出通路２９から吐出された流体は、吐出空間３５によって集められて１つの吐出口３８から連続して吐出される。以上説明したようにポンプの拡縮の作用については従来から知られているダイヤフラムポンプと同様である。

本願の特徴とするところは、上述したように駆動体９の上部の駆動傘体９ａに延設された駆動子２０とピストン部２６との連結部分である細径の首部１３の内部に可撓性を有し実質的に伸縮性のない材料で構成したひもをインサート成形したことにある。

図２は他の実施例を示す要部の断面図である。この図において、図１によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施例では、首部１３が細い（約1ｍｍ程度）ことを利用してひも１４をキャビティ内に挿入しフロー状態で成形したものである。すなわち、糸の繊維を利用してキャビティ内に保持させるか、キャビティの先端まで挿入し成形によって浮上させる方法で実施できる。

このように構成したことにより、長期間にわたるポンプの駆動により駆動体の上下動が細径の首部に伸縮作用と曲げ荷重を与えても、細径の首部が伸長したり切断したりせず、いままで以上に使用期間を延長することができる。

本発明に係るダイヤフラムポンプの縦断面図である。 本発明の他の実施例を示す要部の断面図である。 従来のダイヤフラムポンプの要部を示す拡大断面図である。

符号の説明

１…ダイヤフラムポンプ、４…モータ、８…駆動軸、９…駆動体、１２…取付孔、１３…首部、１４…ひも、１５…凸部、１６…端面、１７…端部、１９…円錐部、２０…駆動子、２５…ダイヤフラム部、２６…ピストン部

Claims (4)

1. 回転体と、この回転体の出力軸から傾斜した状態で突設した駆動軸と、この駆動軸に支持された駆動体と、この駆動体に追従して上下動するピストン部とを備え、このピストン部を介してダイヤフラム部を昇降させ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いて、
   前記ピストン部の下部に、前記駆動体に結合するための係止部を有する細径の首部を一体に設け、この細径の首部の内部に可撓性を有し実質的に伸縮性のないひもをインサート成形したことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
2. ひもが繊維糸である請求項１記載のダイヤフラムポンプ。
3. ひもが金属撚線からなるワイヤーである請求項１記載のダイヤフラムポンプ。
4. ひもがプラスチック製の糸である請求項１記載のダイヤフラムポンプ。

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