JP4959936B2 - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Description

本発明は、モータを駆動源として傾斜した状態で回転する駆動軸を介して揺動する駆動体を備え、この駆動体の揺動動作によって駆動体に取り付けられたダイヤフラムのダイヤフラム部を往復動させ、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関するものである。

図４は１つのポンプ室によって構成された従来の１気筒のダイヤフラムポンプの断面図である。なお、明細書中において方向を説明するために使用した「上、下」は、説明の便宜上図中における方向をいうものであって、本発明に係るダイヤフラムポンプを実際に使用する際の上、下の方向とは必ずしも一致するものではない。

同図において、全体を符号１０１で示す従来の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角筒状に形成されたケース３の底部５に、モータ軸４がケース３の底部５に形成した穴６からケース３内に臨むように取り付けられている。同図に符号７で示すクランク台は小円柱状に形成され、中央部にはモータ軸４が固着されており、このモータ軸４の軸線から偏心した位置には、駆動軸８が傾斜した状態で固着されている。

９は駆動体であって、下方が開口する非貫通孔よりなる軸孔１０が設けられたボス１１と、このボス１１の上端に一体に形成された本体１２とによって形成されており、軸孔１０には上記駆動軸８が回転自在に挿入されている。本体１２には、平面視において中心から一方向に延設された１つの駆動子１３が一体に形成され、この駆動子１３は中心から先端に向かって下方に傾斜している。１５はダイヤフラムホルダーであって、下方が開口した箱状に形成され、天井部１６には、１つ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は、上記したケース３上に後述するダイヤフラム１８、バルブホルダー２５、蓋体３０とともに固定されている。

１８はダイヤフラムであって、ゴム等の弾性を有する材料によって、上方が開口した１つのダイヤフラム部１９と、このダイヤフラム部１９の上端部に連設され略長方形に形成されたフランジ２０と、ダイヤフラム部１９の下側に連設され断面が略円錐台状のピストン２１とによって一体に形成されている。このダイヤフラム１８は、ピストン２１の下端部が駆動子１３の先端部に取り付けられており、ダイヤフラムホルダー１５のダイヤフラム部保持孔１７にダイヤフラム部１９が挿入されることにより、ダイヤフラムホルダー１５の天井部１６上に載置される。

２２は吸入側弁体であって、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いる。２３は吐出側弁体であって、ゴム等の柔軟性を有する材料によって鍔付きの略帽子状に形成されている。２５は長方形の略平板状に形成されたバルブホルダーであって、互いに対向する一対の隔壁２６，２６が一体に立設されており、このバルブホルダー２５の中央部には、上記吐出側弁体２３が被冠される係合凸部２７が一体に突設されている。

バルブホルダー２５の一対の隔壁２６，２６の間には、吐出側弁体２３によって閉塞される吐出側弁孔２８が設けられており、隔壁２６の外側には、上記吸入側弁体２４によって閉塞される吸入側弁孔２９が設けられている。３０は下方が開口した略箱状に形成された蓋体であって、中央部に円筒状の筒体３１が一体に立設されており、この筒体３１の上端開口は吐出口３２を形成し、一端側には吸入口３３が設けられている。

このような構成において、吸入側弁体２２と吐出側弁体２３とを取り付けたバルブホルダー２５を、ダイヤフラムホルダー１５上に載置したダイヤフラム１８上に載置する。次いで、バルブホルダー２５を蓋体３０によって覆うことにより、隔壁２６，２６の外側と蓋体３０とに囲まれた空間に、吸入口３３および吸入側弁孔２９に連通した吸入空間３５が形成される。同時に、隔壁２６，２６の内側と蓋体３０とに囲まれた空間に、吐出口３２と吐出側弁孔２８とを連通する弁室３６が形成される。

図示を省略した通しボルトまたは板ばねあるいは線ばねによって、従来から広く知られている方法で蓋体３０をケース３に取り付けることにより、ダイヤフラム１８のダイヤフラム部１９とバルブホルダー２５との間にポンプ室３７が形成される。

このように構成されたダイヤフラムポンプ１０１においては、モータ２が駆動しモータ軸４が回転すると、クランク台７も一体的に回転し、このクランク台７にモータ軸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８が、モータ軸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８に回動自在に支持された駆動体９の駆動子１３が上下に揺動し、この揺動に伴ってダイヤフラム１８のダイヤフラム部１９も昇降するので、ポンプ室３７は収縮・膨張しポンプ作用を行う。

すなわち、ダイヤフラム１８のダイヤフラム部１９が下降すると、ポンプ室３７は膨張するので、ポンプ室３７が負圧状態になる。このとき、吐出側弁体２３は、弁室３６から吐出側弁孔２８を通ってポンプ室３７への空気の流れを規制する逆止め弁として機能するから、この吐出側弁体２３によって吐出側弁孔２８が閉じられる。一方、吸入側弁体２２は吸入側弁孔２９とポンプ室３７との間を開放するので、空気が吸入側弁孔２９からポンプ室３７内に吸入される。

モータ２の出力軸４がさらに回転して、ダイヤフラム部１９が上昇するとポンプ室３７は収縮するため、ポンプ室３７内の空気の圧力が上昇する。このとき、吸入側弁体２２は、ポンプ室３７から吸入側弁孔２９への空気の流れを規制する逆止め弁として機能するから、この吸入側弁体２２によってポンプ室３７と吸入側弁孔２９との間が閉塞される。一方、吐出側弁体２３は吐出側弁孔２８と弁室３６との間を開放するために、ポンプ室３７内の空気は吐出側弁孔２８を通って弁室３６に流入し吐出口３２から吐出される。なお、上述した従来技術は、本出願人が出願時点で知る限りにおいて文献公知ではない。また、本出願人は出願時までに本発明に関連する先行技術文献を発見することはできなかった。よって、本明細書において先行技術文献情報を開示していない。

上述した従来のダイヤフラムポンプにおいては、ダイヤフラム１８のダイヤフラム部１９が下降してポンプ室３７が膨張するとき、ポンプ室３７が負圧状態になるため、駆動体９が浮き上がる。このため、駆動体９がダイヤフラムホルダー１５のダイヤフラム部保持孔１７の下端１７ａに衝突する。一方、ダイヤフラム部１９が上昇してポンプ室３７が収縮するとき、ポンプ室３７内の空気の圧力が上昇するため、駆動体９が押し下げられる。このため、駆動体９の軸孔１０の天井部１０ａが駆動軸８の上端８ａに衝突する。この衝突が繰り返されることにより、衝突音が連続して発生するため騒音となって現れる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、ポンプ作用中における駆動体とダイヤフラムホルダーとの衝突および駆動体と駆動軸との衝突による騒音の発生を防止することにある。

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、モータを駆動源として回転するクランク台と、このクランク台の回転中心から偏心した部位に傾斜した状態で取り付けられた駆動軸と、この駆動軸が遊挿される軸孔を有する駆動体と、この駆動体に取り付けられ前記クランク台の回転に伴い膨張・収縮するダイヤフラム部を有しポンプ作用を行うダイヤフラムと、このダイヤフラムを保持するダイヤフラムホルダーとを備えたダイヤフラムポンプにおいて、前記ダイヤフラムホルダーに孔を設け、前記ダイヤフラムにこの孔から臨み駆動体の前記駆動軸の軸線方向への移動を規制する移動規制部を一体に設けたものである。

請求項１に係る発明によれば、移動規制部をダイヤフラムに一体に形成することにより、部品点数を削減できるというばかりではなく組付け工数を削減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明に係るダイヤフラムポンプの側断面図である。同図において、上述した図４に示す従来技術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。本発明の特徴とするところは、駆動体９の本体１２とダイヤフラムホルダー１５の天井部１６との間に介装される移動規制部材４１をゴム等の弾性材によって直方体状に形成し、接着剤によってダイヤフラムホルダー１５の天井部１６の下面中央部に取り付けた点にある。駆動体９は、この移動規制部材４１と駆動軸８とによって挟持され、駆動軸８の軸線方向への移動が規制されており、移動規制部材４１によって駆動体９の軸孔１０の天井部１０ａが駆動軸８の上端８ａに接触したままの状態が保持されている。

このように構成されていることにより、ダイヤフラム１８のダイヤフラム部１９が下降してポンプ室３７が膨張するとき、ポンプ室３７が負圧状態になるが、この移動規制部材４１によって駆動体９が浮き上がることが規制される。このため、駆動体９がダイヤフラムホルダー１５のダイヤフラム部保持孔１７の下端１７ａに衝突するようなことがない。一方、ダイヤフラム部１９が上昇してポンプ室３７が収縮するとき、ポンプ室３７内の空気の圧力が上昇するが、この移動規制部材４１によって駆動体９の軸孔１０の天井部１０ａが駆動軸８の上端８ａに接触したままの状態が保持されるため、駆動体９の軸孔１０の天井部１０ａが駆動軸８の上端８ａに衝突するようなことがない。

したがって、ダイヤフラムポンプ１のポンプ作用中において、駆動体９がダイヤフラムホルダー１５に衝突することや駆動体９が駆動軸８に衝突することによって発生する騒音を防止することができる。また、移動規制部材４１が弾性材によって形成されているため、駆動体９が揺動するときに駆動体９に接触している移動規制部材４１が弾性変形するから駆動体９の揺動動作が円滑に行われる。

図２は本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。この第２の実施の形態におけるダイヤフラムポンプ５１においては、ダイヤフラムホルダー１５の略中央部に孔１５ａを設け、ダイヤフラム１８にこの孔１５ａから臨み駆動体９の本体１２の上端に当接し、駆動体９の駆動軸８の軸線方向への移動を規制する移動規制部１８ａを一体に突設したものである。駆動体９は、この移動規制部１８ａと駆動軸８とによって駆動体９が挟持され、駆動体９は駆動軸８の軸線方向への移動が規制されており、移動規制部１８ａによって駆動体９の軸孔１０の天井部１０ａが駆動軸８の上端８ａに接触したままの状態が保持されている。

したがって、上述した第１の実施の形態と同様に、ダイヤフラムポンプ１のポンプ作用中において駆動体９がダイヤフラムホルダー１５に衝突することや駆動体９が駆動軸８に衝突することによって発生する騒音を防止することができる。この第２の実施の形態においては、移動規制部１８ａをダイヤフラム１８に一体に形成することにより、部品点数を削減できるというばかりではなく組付け工数を削減することができる。

図３（Ａ）は本発明の第３の実施の形態を示す要部の断面図である。この第３の実施の形態においては、駆動体９の本体１２の上端に半球状に形成した小突起１２ａを形成し、この小突起１２ａを移動規制部材４１に接触させ、この小突起１２ａを駆動体９の揺動支点としたものである。このように、駆動体９を移動規制部材４１に面によって接触させるのではなく点によって接触させることにより、駆動体９が移動規制部材４１に接触しているにもかかわらず、駆動体９の円滑な揺動動作が得られる。

図３（Ｂ）は本発明の第４の実施の形態を示す要部の断面図である。この第４の実施の形態においては、ダイヤフラムホルダー１５の天井部１６の略中央部に凸部１６ａを一体に設け、駆動体９の本体１２の上端に半球状の凹部１２ｂを設け、これら凸部１６ａと凹部１２ｂとの間に球体４２を介装したものである。このように、球体４２を駆動体９の揺動支点とすることにより、上述した第３の実施の形態と同様に、駆動体９の円滑な揺動動作が得られる。

なお、本実施の形態においては、１気筒のダイヤフラムポンプに適用した例を説明したが、２気筒以上のダイヤフラムポンプを負圧ポンプとして使用する場合にも適用できるし、２気筒以上のダイヤフラムポンプを正圧ポンプとして使用し、排気側の圧力が相対的に低い機種では駆動体９が浮き上がることがあり、そのような機種にも適用可能である。

本発明に係るダイヤフラムポンプの側断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。 同図（Ａ）は本発明の第３の実施の形態を示す要部の断面図、同図（Ｂ）は本発明の第４の実施の形態を示す要部の断面図である。 従来の１気筒のダイヤフラムポンプの断面図である。

符号の説明

１，５１…ダイヤフラムポンプ、２…モータ、７…クランク台、８…駆動軸、９…駆動体、１０…軸孔、１５…バルブホルダー、１５ａ…孔、１８…ダイヤフラム、１８ａ…移動規制部、１９…ダイヤフラム部、３７…ポンプ室、４１…移動規制部材。

Claims (1)

1. モータを駆動源として回転するクランク台と、このクランク台の回転中心から偏心した部位に傾斜した状態で取り付けられた駆動軸と、この駆動軸が遊挿される軸孔を有する駆動体と、この駆動体に取り付けられ前記クランク台の回転に伴い膨張・収縮するダイヤフラム部を有しポンプ作用を行うダイヤフラムと、このダイヤフラムを保持するダイヤフラムホルダーとを備えたダイヤフラムポンプにおいて、前記ダイヤフラムホルダーに孔を設け、前記ダイヤフラムにこの孔から臨み駆動体の前記駆動軸の軸線方向への移動を規制する移動規制部を一体に設けたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。

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