JP5763486B2

JP5763486B2 - ダイヤフラムポンプ

Info

Publication number: JP5763486B2
Application number: JP2011204256A
Authority: JP
Inventors: 大輔栗田
Original assignee: Oken Seiko Co Ltd
Current assignee: Oken Seiko Co Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: JP2013064377A

Description

本発明は、血圧計や給湯器等に流体を供給するダイヤフラムポンプに関するものである。

従来のダイヤフラムポンプとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示されたものは、モータが取り付けられたケースから吸気し、吸気されたエアーはダイヤフラムホルダーの吸気口を通り、バルブホルダーに設けた連通溝からバルブホルダーに接触している吸気弁を通ってポンプ室に流入し、ポンプ室の収縮動作によってバルブホルダー２０に接触している吐出弁を通り、蓋体に設けた吐出口から流体が吐出される。

特開２００４−１９７５７０号公報（段落〔００３３〕〜〔００３４〕、図１および図２）

上述したような従来のダイヤフラムポンプにおいては、ポンプ室の収縮動作によってポンプ室から吐出された流体をバルブホルダーの外側で一つに集める構造としているので、バルブホルダーの外側に流体を一つに集めるための吐出空間を形成する必要があり、この吐出空間を形成するための蓋体が必要になる。このため、部品点数が増加するので製造コストが増大するだけではなく装置の高さ方向の寸法も大きくな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、その目的は、部品点数を削減し製造コストの低減を図るとともに装置の高さ方向の寸法を小さくすることにある。

この目的を達成するために、本発明は、ポンプ室を形成するダイヤフラムおよび隔壁体と、この隔壁体と共にダイヤフラムを挟持するダイヤフラムホルダーと、このダイヤフラムホルダーが載置され駆動源であるモータが固定される取付台とを備え、ポンプ室が拡縮することによりポンプ作用が行われるダイヤフラムポンプにおいて、前記取付台に外部から流体を吸入するための吸入口を設け、前記隔壁体の裏面に、ポンプ室に一端が連通する第１連通溝と、前記吸入口から吸入された流体をポンプ室に吸入する第３連通溝とを設け、前記隔壁体の表面に、ポンプ室から吐出された流体を外部に吐出する吐出口を設け、前記ダイヤフラムホルダーの表面に、前記第１連通溝の他端と前記吐出口とを連通させる第２連通溝を設け、前記ダイヤフラムに、ポンプ室が収縮するときにポンプ室から前記第３連通溝への流体の逆流を規制する吸入用弁体と、ポンプ室が拡張するときに前記吐出口からポンプ室への逆流を規制する吐出用弁体とを一体に設けたものである。

本発明は、ポンプ室を形成するダイヤフラムおよび隔壁体と、この隔壁体と共にダイヤフラムを挟持するダイヤフラムホルダーとを備え、ポンプ室が拡縮することによりポンプ作用が行われるダイヤフラムポンプにおいて、前記隔壁体に、外部からポンプ室へ流体を吸入する吸入口を設け、前記隔壁体の表面に、ポンプ室から吐出された流体を外部に吐出する吐出口を設け、前記隔壁体の裏面に、ポンプ室に一端が連通する第１連通溝を設け、前記ダイヤフラムホルダーの表面に、第１連通溝の他端と前記吐出口とを連通させる第２連通溝を設け、前記ダイヤフラムに、ポンプ室が収縮するときにポンプ室から前記吸入口への流体の逆流を規制する吸入用弁体と、ポンプ室が拡張するときに前記吐出口からポンプ室への流体の逆流を規制する吐出用弁体とを一体に設けたものである。

本発明によれば、ポンプ室の収縮動作によってポンプ室から吐出された流体はダイヤフラムホルダーに設けた第２連通溝によって予め一つに集められた状態で隔壁体の吐出口から外部に吐出される。したがって、ダイヤフラムホルダーの外側で流体を一つに集める吐出空間を形成するために従来必要とされていた蓋体が不要になるので、部品点数が削減され製造コストを低減することができるとともに、装置の高さ方向の寸法を小さくすることができる。また、吸入用弁体および吐出用弁体をダイヤフラムに一体に形成したので部品点数を削減することができる。

本発明に係るダイヤフラムポンプの断面図である。本発明に係るダイヤフラムポンプにおいて、流体の流れを説明するために、主要構成部品を分解して示す平面図である。本発明に係るダイヤフラムポンプの取付台の平面図である。本発明に係るダイヤフラムポンプのダイヤフラムホルダーの平面図である。本発明に係るダイヤフラムポンプのダイヤフラムの平面図である。本発明に係るダイヤフラムポンプの隔壁体の平面図である。本発明に係る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。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。なお、図１および図７において、ダイヤフラム部１７と吐出用弁体２１との間の関係を説明する便宜上、吐出用弁体２１を中央部に位置させ、本来、ダイヤフラムポンプ１の中央部に位置する吐出用筒部２６は中央部から変位した位置に図示している。
〔実施の形態１〕

先ず、図１〜図６を用いて、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１に全体を符号１で示す３気筒のダイヤフラムポンプは、略有底円筒状に形成された取付台２を備えており、この取付台２の底部には、図３に示すように平面視において円周方向に等角度（１２０°）をおいて三個の吸入口２ａが設けられている。図１に示すように、取付台２の底部の外側にはモータ３が固定されており、このモータ３の出力軸３ａは取付台２の孔から取付台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、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には、非貫通孔７と略直交するように三個の駆動子８（二個の駆動子８は図示を省略）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の先端部にはダイヤフラム部取付孔８ａが設けられている。

１０は下方が開口された有底円筒状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、上板には、図４に示すように後述するダイヤフラム１５のダイヤフラム部１７を保持する平面視において円周方向に互いに等角度（１２０°）をおいて三つの保持孔１１が設けられている。１３は三つの保持孔１１の間に位置するようにダイヤムラムホルダー１０の上板の表面に凹設された三本の第２連通溝であって、ダイヤフラムホルダー１０の中心から半径方向に放射状に延設され互いに円周方向に等角度（１２０°）をもって平面視Ｙ字状に形成されている。

これら第２連通溝１３の一端部は、ダイヤフラムホルダー１０の中心部において互いに合流し後述する吐出口２６ａと連通する合流部１３ａが形成されており、他端部１３ｂが後述する第１連通溝２７の他端部２７ｂと連通する。また、このダイヤフラムホルダー１０の上板には、平面視において円周方向に互いに等角度（１２０°）をおいて三つの連通路１４が設けられており、この連通路１４は後述するダイヤフラム１５の連通口２２を介して、後述する隔壁体２５の第３連通溝２８の一端部２８ａと連通する。このダイヤフラムホルダー１０は取付台２の上部開口端に載置される。

１５はゴム等の柔軟性を有する材料によって形成されたダイヤフラムであって、図５に示すように中央部に、上記した第２連通溝１３の合流部１３ａと連通する中心穴１６が設けられている。このダイヤフラム１５は、中心穴１６を中心とした円周方向に互いに等角度（１２０°）をおいた三つのダイヤフラム部１７と、これら三つのダイヤフラム部１７の上端部を連設する略円板状に形成されたフランジ１８とによって一体に形成されている。各ダイヤフラム部１７の下部には、図１に示すようにピストン１９が設けられており、各ピストン１９の下部には、細径の首部１９ａを介して係止用の凸部１９ｂが一体に形成されている。ダイヤフラム１５は、各ダイヤフラム部１７をダイヤフラムホルダー１０の保持孔１１のそれぞれに嵌挿させ、ダイヤフラム部１７の凸部１９ｂ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１９ａ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。

図１および図５に示すように、各ダイヤフラム部１７の上部は開口しており、この開口１７ａの周縁の一部から開口１７ａ（後述するポンプ室３０）の一部を臨む吸入用弁体２０がダイヤフラム１５に一体に水平方向に突設されている。この吸入用弁体２０は、図５に示すように平面視において三日月状（説明の便宜上、破線によってハッチングを施した部分）を呈している。この吸入用弁体２０は、第３連通溝２８の他端部２８ｂを開閉し、ポンプ室３０が収縮するとき、ポンプ室３０内のエアーが他端部２８ｂに逆流するのを規制する逆止弁として機能する。

ダイヤフラム１５のフランジ１８の隣接するダイヤフラム部１７間の部位には、図５に示すように、平面視において鱗状に形成された三つの吐出用弁体２１（説明の便宜上、破線によってハッチングを施した部分）が、互いに中心穴１６を中心とした円周方向に等角度（１２０°）をおいて、ダイヤフラム１５に一体に設けられている。これら吐出用弁体２１は、切欠き２２が隣接して設けられており、第１連通溝２７の他端部２７ｂと第２連通溝１３の他端部１３ｂとの間を開閉し、ポンプ室３０が拡張するとき、吐出口２６ａからポンプ室３０へのエアーの逆流を規制する逆止弁として機能する。２２は吸入用弁体２０と吐出用弁体２１との間に位置するように設けられた三つの連通口であって、中心穴１６を中心とした円周方向に等角度（１２０°）をおいて形成されており、ダイヤフラムホルダー１０の連通路１４と連通する。

図１において、２５は略円板状に形成された隔壁体であって、図６に示すように表面の中央部には吐出口２６ａを有する吐出用筒部２６が立設されており、吐出口２６ａは、上記したダイヤフラム１５の中心穴１６を介して第２連通溝１３の合流部１３ａに連通している。この隔壁体２５の裏面には、吐出口２６ａを中心とした円周方向に等角度（１２０°）をおいて三つの第１連通溝２７が凹設されている。この第１連通溝２７の一端部２７ａは、図１および図５に示すようにポンプ室３０に連通し、他端部２７ｂは、図１および図４に示すように第２連通溝１３の他端部１３ｂに連通している。

これら第１連通溝２７の他端部２７ｂと第２連通溝１３の他端部１３ｂとの間は、図１および図５に示すように吐出用弁体２１によって開閉される。また、隔壁体２５の裏面の周縁部には、三つの第３連通溝２８が吐出口２６ａを中心とした円周方向に等角度（１２０°）をおいて設けられている。この第３連通溝２８の一端部２８ａは、図６に示すように上記したダイヤフラム１５の連通口２２に連通し、他端部２８ｂは、図１および図５に示すように吸入用弁体２０に開閉され、吸入用弁体２０が開くことによりポンプ室３０と連通する。したがって、この他端部２８ｂは、ポンプ室３０に流体を吸入するための吸入通路として機能する。

上記したダイヤフラム１５は、図１に示すようにフランジ部１８がダイヤフラムホルダー１０と隔壁体２５とによって挟持され、挟持されることにより、ダイヤフラム部１７と隔壁体２５との間に三つのポンプ室３０が形成される。また、取付台２、ダイヤフラムホルダー１０、隔壁体２５は、積載状態でばね（図示せず）によって一体に結合されている。

次に、図１および図２を用いて、このように構成されたダイヤフラムポンプ１において、ポンプ動作中におけるエアーの流れを説明する。図１において、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の三つの駆動子８の両端部が図中上下方向へ往復動する。したがって、三つのダイヤフラム部１７が順次に上下方向に往復動するため、三つのポンプ室３０も順次拡縮する。

ポンプ室３０が拡張することにより、ポンプ室３０内が負圧状態となって、取付台２の吸入口２ａから吸入されたエアーは矢印Ａ方向に流れ、ダイヤフラムホルダー１０の連通路１４およびダイヤフラム１５の連通口２２を通って矢印Ｂ方向に流れ、隔壁体２５の第３連通溝２８の一端部２８ａから第３連通溝２８内に導入される。第３連通溝２８内に導入されたエアーは矢印Ｃ方向に流れ、吸入用弁体２０が開くことにより、他端部２８ｂから矢印Ｄ方向に流れポンプ室３０内に吸入される。

次いで、ポンプ室３０が収縮すると、ポンプ室３０内のエアーは圧力が上昇するので、吐出用弁体２１が開き、ポンプ室３０内のエアーは、第１連通溝２７内を矢印Ｅ方向に流れ、第１連通溝２７の他端部２７ｂから矢印Ｆ方向に流れ第２連通溝１３の他端部１３ｂに導入される。第２連通溝１３内に導入されたエアーは、第２連通溝１３内を矢印Ｇ方向に流れ、合流部１３ａから矢印Ｈ方向に流れ、ダイヤフラムホルダー１０の中心穴１６を通って矢印Ｉ方向に流れ、隔壁体２５の吐出口２６ａから矢印Ｊ方向に流れて外部に吐出される。

各ポンプ室３０は順次拡縮し、順次拡縮することにより、各ポンプ室３０から吐出されたエアーは、順次三本の第２連通溝１３のそれぞれを矢印Ｇ方向に流れ、合流部１３ａに集められ、一つの吐出口２６ａから大気中に吐出される。このように、ダイヤフラムホルダー１０の表面に吐出口２６ａに連通する第２連通溝１３を設け、三本の第２連通溝１３内を流れるエアーを予め合流部１３ａで一つに集めて、ダイヤフラムホルダー１０の中央部の一つの中心穴１６を通って、一つの吐出口２６ａからエアーを吐出するように構成したので、従来のように複数の吐出通路から吐出されたエアーを一つにまとめる吐出空間を必要としないから、吐出空間を形成するために隔壁体２５を覆う蓋体が不要になる。このため、部品点数が削減され、製造コストを低減できるとともに装置の高さ方向を小さくすることができる。また、吸入用弁体２０および吐出用弁体２１をダイヤフラム１５に一体に形成したので部品点数を削減することができる。
〔実施の形態２〕

次に、図７を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態においては、吸入口を取付台２に設けるのではなく、隔壁体２５に設けた点が上述した第１の実施の形態と異なるところである。すなわち、同図に示すように吸入用弁体２０に開閉され、吸入用弁体２０が開くことにより各ポンプ室３０に連通する三つの吸入口２５ａが隔壁体２５に設けられている。また、この第２の実施の形態に係るダイヤフラムポンプ１０１には、上述した第１の実施の形態に係るダイヤフラムポンプ１に必要とされていた第３連通溝２８、連通路１４、連通口２２が設けられていない。

このような構成において、モータ３を駆動すると、三つのポンプ室３０も順次拡縮し、ポンプ室３０が拡張することにより、ポンプ室３０内が負圧状態となり、吸入用弁体２０が開くことにより、外部からエアーが吸入口２５ａを通ってポンプ室３０内に吸入される。次いで、ポンプ室３０が収縮すると、ポンプ室３０内のエアーは圧力が上昇するので、吐出用弁体２１が開き、ポンプ室３０内のエアーは、第１連通溝２７、第２連通溝１３、ダイヤフラムホルダー１０の中心穴１６を通って、隔壁体２５の吐出口２６ａから外部に吐出される。

なお、本実施の形態においては、ポンプ室３５が三つ備えられた三気筒のダイヤフラムポンプについて説明したが、一気筒でも二気筒でも、また四気筒以上のダイヤフラムポンプにも適用できることは勿論である。

１，１０１…ダイヤフラムポンプ、２ａ，２５ａ…吸入口、１０…ダイヤフラムホルダー、１３…第２連通溝、１３ａ…合流部、１５…ダイヤフラム、１７…ダイヤフラム部、２０…吸入用弁体、２１…吐出用弁体、２５…隔壁体、２６ａ…吐出口、２７…第１連通溝、２８…第３連通溝、３０…ポンプ室。

Claims

ポンプ室を形成するダイヤフラムおよび隔壁体と、この隔壁体と共にダイヤフラムを挟持するダイヤフラムホルダーと、このダイヤフラムホルダーが載置され駆動源であるモータが固定される取付台とを備え、ポンプ室が拡縮することによりポンプ作用が行われるダイヤフラムポンプにおいて、
前記取付台に外部から流体を吸入するための吸入口を設け、
前記隔壁体の裏面に、ポンプ室に一端が連通する第１連通溝と、前記吸入口から吸入された流体をポンプ室に吸入する第３連通溝とを設け、
前記隔壁体の表面に、ポンプ室から吐出された流体を外部に吐出する吐出口を設け、
前記ダイヤフラムホルダーの表面に、前記第１連通溝の他端と前記吐出口とを連通させる第２連通溝を設け、
前記ダイヤフラムに、ポンプ室が収縮するときにポンプ室から前記第３連通溝への流体の逆流を規制する吸入用弁体と、ポンプ室が拡張するときに前記吐出口からポンプ室への逆流を規制する吐出用弁体とを一体に設けた
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
ポンプ室を形成するダイヤフラムおよび隔壁体と、この隔壁体と共にダイヤフラムを挟持するダイヤフラムホルダーとを備え、ポンプ室が拡縮することによりポンプ作用が行われるダイヤフラムポンプにおいて、
前記隔壁体に、外部からポンプ室へ流体を吸入する吸入口を設け、
前記隔壁体の表面に、ポンプ室から吐出された流体を外部に吐出する吐出口を設け、
前記隔壁体の裏面に、ポンプ室に一端が連通する第１連通溝を設け、
前記ダイヤフラムホルダーの表面に、第１連通溝の他端と前記吐出口とを連通させる第２連通溝を設け、
前記ダイヤフラムに、ポンプ室が収縮するときにポンプ室から前記吸入口への流体の逆流を規制する吸入用弁体と、ポンプ室が拡張するときに前記吐出口からポンプ室への流体の逆流を規制する吐出用弁体とを一体に設けた
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。