JP5053934B2

JP5053934B2 - ダイヤフラムポンプ

Info

Publication number: JP5053934B2
Application number: JP2008153092A
Authority: JP
Inventors: 和之千田
Original assignee: Oken Seiko Co Ltd
Current assignee: Oken Seiko Co Ltd
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: JP2009299530A

Description

本発明は、モータの回転に追従して傾斜した状態で回転する駆動軸によっ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この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、ポンプ室が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２は従来のダイヤフラムポンプの断面図である。同図に、全体を符号１０１で示す２気筒で負圧型の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の底部の外側に固定されたモータ３を備えており、このモータ３の出力軸３ａはケース２の孔からケース２内に突出し、突出端部にはクランク台４が軸着されている。

５は一端部（下部）がクランク台４の出力軸３ａから偏心した部位に、出力軸３ａの軸線方向に対して傾斜した状態で軸着された駆動軸であって、他端部（上部）が駆動体６の中央部に設けた非貫通穴７内に嵌挿されており、駆動体６はこの駆動軸５に回転自在に枢支されている。この駆動体６の頭部６ａは断面が円弧状に形成され、駆動体６には、非貫通孔７と略直交するように一対の駆動子８，８が先端に向かって共に下方に同じ角度だけわずかに傾斜するように形成されており、各駆動子８，８の先端部にはダイヤフラム部取付孔８ａ，８ａが設けられている。

１０は下方が開口され箱状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、上板の中央部に駆動体６の頭部６ａが当接して支持される当接部１１と、この当接部１１を挟むようにして２つの保持孔１２，１２とが設けられており、ケース２の上部開口端に載置されている。１３はダイヤフラムであって、ダイヤフラムホルダーの保持孔１２，１２に挿入される平面視において互いに１８０°位相をずらした２つのダイヤフラム部１４，１４が設けられている。

これらダイヤフラム部１４，１４の下部には、ピストン１５，１５が設けられており、各ピストン部１５の下部には、細径の首部１５ａを介して係止用の凸部１５ｂが一体に形成されている。ダイヤフラム１３は、ダイヤフラム部１４の凸部１５ｂを弾性変形させながら、駆動体６の駆動子８のダイヤフラム部取付孔８ａに圧入することにより、首部１５ａがダイヤフラム部取付孔８ａに取り付けられて、ダイヤフラムホルダー１０上に載置される。

１６はバルブホルダーであって、中央部に２つの吐出孔１７，１７が設けられているとともに、これら吐出孔１７，１７の外側に吸入孔１８，１８が設けられており、これら吸入孔１８，１８を開閉する吸入弁１９，１９が取り付けられている。このバルブホルダー１６によってダイヤフラム１３をダイヤフラムホルダー１０とともに挟持することにより、このバルブホルダー１６と各ダイヤフラム部１４，１４との間にポンプ室２０Ａ，２０Ｂが形成される。

２１は吐出孔１７，１７を開閉する吐出弁である。２２はバルブホルダー１６を覆う蓋体であって、バルブホルダー１６との間に、吐出孔１７を介してポンプ室２０Ａ，２０Ｂに連通する吐出空間２３と、この吐出空間２３の周りに吸入孔１８を介してポンプ室２０Ａ，２０Ｂに連通する吸入空間２４とが形成されている。２５は外部と吐出空間２３とを連通する吐出筒、２６は外部と吸入空間２４とを連通する吸入筒である。

このように構成されていることにより、吸入筒２６にエアーチューブ等を介して真空引きする装置を接続させ、吐出筒２５を大気に開放する。このような状態としてから、モータ３を駆動し出力軸３ａを回転させると、クランク台４も一体的に回転し、駆動軸５が傾斜した状態で回転するため、駆動体６はダイヤフラムホルダー１０の当接部１１に当接した頂部６ａを揺動中心として揺動し、一対の駆動子８，８の両端部が図中上下方向へ往復動する。

したがって、２つのダイヤフラム部１４，１４が交互に上下方向に往復動するため、２つのポンプ室２０Ａ，２０Ｂも交互に拡縮する。ポンプ室２０Ａ，２０Ｂが拡張することにより、ポンプ室２０Ａ，２０Ｂ内が負圧状態となって吸入筒２６を介して真空引きする装置内のエアーが吸入空間２４および吸入孔１８を通ってポンプ室２０Ａ，２０Ｂ内に吸入されるから、装置の内部が減圧される。一方、ポンプ室２０Ａ，２０Ｂが収縮すると、ポンプ室２０Ａ，２０Ｂ内のエアーは圧力が上昇するので吐出孔１７および吐出空間２３を通って吐出筒２５から大気に放出される。

上述した従来のダイヤフラムポンプにおいては、駆動体６が１回揺動動作するうちにダイヤフラム１３から駆動体６に加わる負荷に変動があるため、駆動軸５の軸線方向における分力にも変動が生じる。このため、ポンプ動作中に、駆動体６が駆動軸５の軸線方向に往復動することにより、駆動軸５の頭部５ａと駆動体６の非貫通孔７の底部７ａとが当接と離間とを繰り返すため、これらの間で機械音が発生するといった問題があった。この機械音は、駆動子８が一つである、いわゆる１気筒の場合や駆動子８が３つである３気筒以上の場合も同様の理由で発生する。

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、ポンプ動作中に発生する機械音を抑制することにある。

この目的を達成するために、本発明は、モータの出力軸と一体的に回転するクランク台と、このクランク台の前記出力軸から偏心した部位に当該出力軸に対して傾斜した状態で一端部が軸着された駆動軸と、この駆動軸の他端部に回動自在に枢支される非貫通孔を有しこの非貫通孔の軸線と略直交する方向に延在する駆動子を有する駆動体と、この駆動体の駆動子に取り付けられポンプ室を形成するダイヤフラム部を有するダイヤフラムと、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、前記駆動体を揺動させることにより前記ダイヤフラムのダイヤフラム部を往復動させ前記ポンプ室を拡縮させることでポンプ作用をするダイヤフラムポンプにおいて、前記駆動軸の他端と前記非貫通孔の底部との間に弾性部材を介装したものである。

本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記ダイヤフラムホルダーに、前記駆動体の揺動中心部を当接させる当接部を設けたものである。

本発明は、前記発明において、前記弾性部材を圧縮コイルばねとしたものである。

本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記駆動軸の他端と前記弾性部材との間にボールを介在させたものである。

本発明によれば、駆動軸の他端と非貫通孔の底部との間に弾性部材を介装したことにより、駆動体の揺動動作中に駆動軸の他端と非貫通孔の底部とが直接当接しないから、これらの間の衝突によって発生する機械音を抑制することができる。また、弾性部材の弾性力によって常に駆動体がダイヤフラムホルダーの当接部に当接するように予圧が加えられているため、駆動体の揺動動作中に駆動体とダイヤフラムラムホルダーとの間で当接および離間の繰り返しによって発生する機械音を抑制することができる。さらに、常に駆動体がダイヤフラムホルダーの当接部に当接するように予圧が加えられていることにより、駆動体の当接部への当接状態が保持されるため、駆動体の当接部を中心とした揺動動作が安定するからポンプ作用も安定する。

また、駆動軸の他端と非貫通孔の底部との間および駆動体とダイヤフラムラムホルダーとの間で衝突が発生しないことにより、これらの間での部品の摩耗を規制することができるから耐久性が向上する。また、駆動体の揺動動作中に、ダイヤフラムから駆動体にかかる負荷に変動が生じても、この変動を弾性部材によって吸収できるため、駆動体の揺動動作が円滑に行われるから安定したポンプ作用が得られる。

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断面図である。これらの図において、上述した図２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。

本発明に係るダイヤフラムポンプ１の特徴とするところは、駆動体６の非貫通孔７の底部７ａと、駆動軸５の上端５ａに対接させたボール３０との間に弾性部材として機能する圧縮コイルばね３１を介装させた点にある。したがって、クランク台４の回転中に、駆動体６が駆動軸５の軸線方向に移動しようとしても、圧縮コイルばね３１が介装されていることによって、駆動軸５の上端５ａと非貫通孔７の底部７ａとが当接しないから、これらの間での衝突によって発生する機械音を抑制することができる。

また、圧縮コイルばね３１の弾発力によって駆動体６の頭部６ａがダイヤフラムホルダー１０の当接部１１に常に当接するような予圧が加えられているため、駆動体６の揺動動作中に頭部６ａと当接部１１との間で当接および離間の繰り返しによって発生する機械音を抑制することができる。さらに、常に駆動体６がダイヤフラムホルダー１０の当接部１１に当接するように予圧が加えられていることにより、駆動体６の当接部１１への当接状態が保持されるため、駆動体６の当接部１１を中心とした揺動動作が安定するからポンプ作用も安定する。

また、駆動軸５の上端５ａと非貫通孔７の底部７ａとの間および駆動体６の頭部６ａと当接部１１との間で衝突が発生しないため、これらの間での部品の摩耗を規制することができるから耐久性が向上する。また、駆動体６の揺動動作中に、ダイヤフラム１３から駆動体６にかかる負荷に変動が生じたとしても、この変動を圧縮コイルばね３１によって吸収できるため、駆動体６の揺動動作が円滑に行われるから安定したポンプ作用が得られる。また、圧縮コイルばね３１と駆動軸５の上端５ａとの間にボール３０を介在させたことにより、モータ３の駆動によりクランク台４が回転するときに、回転する駆動軸５に対して停止状態にある圧縮コイルばね３１の下端が駆動軸５の上端５ａに喰いついたり摩耗したりするようなことがない。

なお、本実施の形態においては、駆動体６に駆動子８を二つ設けた、いわゆる２気筒のダイヤフラムポンプについて説明したが、駆動子８が一つである１気筒の場合および３気筒以上の場合にも同様な効果が得られる。また、本実施の形態においては、駆動体６の頭部６ａをダイヤフラムホルダー１０の当接部１１に当接させ、この当接部１１を揺動中心として駆動体６を揺動させるようにしたが、駆動体６の頭部６ａを当接部１１から離間させた状態で駆動体６を揺動させるようにしてもよく、その場合は、圧縮コイルばね３１の弾発力によってボール３０が駆動軸５の上端５ａに当接した状態が保持されるため、駆動体６の揺動動作中にボール３０と駆動軸５の上端５ａとの間で衝突による機械音の発生を抑制することができる。また、非貫通孔７の底部７ａとボール３０との間に圧縮コイルばね３１を介装するようにしたが、圧縮コイルばね３１の替わりにゴム、スポンジ等の弾性体を介装させるようにしてもよい。また、圧縮コイルばね３１の下端と駆動軸５の上端５ａとの間にボール３０を介在させるようにしたが、駆動軸５の上端５ａと圧縮コイルばね３１の下端との間に発生する摩耗や喰い付きが軽微な場合は、必ずしもボール３０を介装させることはなく、駆動軸５の上端５ａと圧縮コイルばね３１の下端とを直接接触させるようにしてもよい。

本発明に係るダイヤフラムポンプの断面図である。従来のダイヤフラムポンプ断面図である。

符号の説明

１…ダイヤフラムポンプ、３…モータ、３ａ…出力軸、４…クランク台、５…駆動軸、５ａ…上端、６…駆動体、６ａ…頭部、７…非貫通穴、７ａ…底部、８…駆動子、１０…ダイヤフラムホルダー、１１…当接部、１３…ダイヤフラム、１４…ダイヤフラム部、１９…吸入弁、２０Ａ，２０Ｂ…ポンプ室、２１…吐出弁、２５…吐出筒、２６…吸入筒、３０…ボール、３１…圧縮コイルばね（弾性部材）。

Claims

モータの出力軸と一体的に回転するクランク台と、このクランク台の前記出力軸から偏心した部位に当該出力軸に対して傾斜した状態で一端部が軸着された駆動軸と、この駆動軸の他端部に回動自在に枢支される非貫通孔を有しこの非貫通孔の軸線と略直交する方向に延在する駆動子を有する駆動体と、この駆動体の駆動子に取り付けられポンプ室を形成するダイヤフラム部を有するダイヤフラムと、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、前記駆動体を揺動させることにより前記ダイヤフラムのダイヤフラム部を往復動させ前記ポンプ室を拡縮させることでポンプ作用をするダイヤフラムポンプにおいて、
前記駆動軸の他端と前記非貫通孔の底部との間に弾性部材を介装したことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
前記ダイヤフラムホルダーに、前記駆動体の揺動中心部を当接させる当接部を設けたことを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムポンプ。
前記弾性部材を圧縮コイルばねとしたことを特徴とする請求項１または２記載のダイヤフラムポンプ。
前記駆動軸の他端と前記弾性部材との間にボールを介在させたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載のダイヤフラムポンプ。