JP5846786B2 - Diaphragm pump - Google Patents
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Description
本発明は、血圧計や家電製品等に供給する流体を加圧または減圧するためのダイヤフラムポンプに関するものである。 The present invention relates to a diaphragm pump for pressurizing or depressurizing fluid to be supplied to a sphygmomanometer, a home appliance, or the like.
この種のダイヤフラムポンプとしては、駆動源としてのモータと、このモータの駆動によって回転するクランクと、このクランクの回転中心から偏位した部位に、一端部がクランクの回転軸に対して傾斜した状態で固定される駆動軸と、この駆動軸の他端部が嵌挿される非貫通穴が設けられ当該駆動軸に回転自在に枢支される駆動体と、この駆動体の各揺動端部にポンプ室を形成するためのダイヤフラム部が取り付けられたダイヤフラムとを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載されたダイヤフラムポンプでは、モータの駆動によってクランクが回転すると、駆動軸が傾斜方向を変えながらモータの出力軸の周りを回転することにより、駆動体の各揺動端部が順次往復移動する。したがって、各ポンプ室が順次拡縮するので、ポンプ室が拡張することにより大気からエアーがポンプ室内に吸入され、次いで、ポンプ室が収縮することによりポンプ室内のエアーが加圧対象物である血圧計等へ供給されるものである。 This type of diaphragm pump includes a motor as a drive source, a crank that is rotated by driving the motor, and a portion that is inclined with respect to the rotation axis of the crank at a position that is deviated from the rotation center of the crank. A drive shaft fixed by the drive shaft, a non-through hole into which the other end of the drive shaft is fitted, a drive body rotatably supported by the drive shaft, and a swing end portion of the drive body. Some include a diaphragm to which a diaphragm portion for forming a pump chamber is attached (see, for example, Patent Document 1). In the diaphragm pump described in Patent Document 1, when the crank rotates by driving the motor, the driving shaft rotates around the output shaft of the motor while changing the inclination direction, so that each oscillating end portion of the driving body is rotated. Move back and forth sequentially. Therefore, each pump chamber expands and contracts sequentially, so that the pump chamber expands so that air is sucked from the atmosphere into the pump chamber, and then the pump chamber contracts so that the air in the pump chamber is a pressurized object. Etc.
上述したようなダイヤフラムポンプにおいては、クランクの回転動作を揺動動作として駆動体に伝達する駆動軸を必要とし、この駆動軸が駆動体とは別部材で構成されているため、部品点数を削減することができないという問題があった。 The diaphragm pump as described above requires a drive shaft that transmits the rotational operation of the crank as a swinging operation to the drive body, and this drive shaft is made of a separate member from the drive body, reducing the number of parts. There was a problem that could not be done.
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、部品点数の削減を図ることにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to reduce the number of parts.
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部を有するダイヤフラムと、前記ダイヤフラム部を往復移動させ前記ポンプ室を拡縮するように揺動動作する駆動体と、モータを駆動源として回転するクランクとを備え、
前記駆動体を樹脂によって形成し、この駆動体に駆動突起を一体に形成し、
前記駆動突起は、前記クランクの回転軸から偏位した部位で、当該回転軸に対して傾斜した状態で回転自在に枢支されているものである。
In order to achieve this object, the present invention drives a diaphragm having a diaphragm part that forms a pump chamber, a driver that swings and reciprocates the diaphragm part to expand and contract the pump chamber, and a motor. A rotating crank as a source,
The drive body is formed of resin, and a drive protrusion is integrally formed on the drive body,
The drive protrusion is a part displaced from the rotation axis of the crank and is pivotally supported so as to be rotatable with respect to the rotation axis.
本発明は、前記発明において、前記クランクに前記駆動突起が係入される係入溝を設け、この係入溝は、クランクの回転軸を中心としたリング状に形成され、この係入溝に、前記クランクの回転によって前記駆動突起に係合し当該駆動突起をクランクの回転に追従させるための係合部を設けたものである。 According to the present invention, in the above invention, an engagement groove into which the drive protrusion is engaged is provided in the crank, and the engagement groove is formed in a ring shape centering on the rotation shaft of the crank. An engaging portion is provided for engaging the drive protrusion by rotation of the crank and causing the drive protrusion to follow the rotation of the crank.
本発明によれば、駆動突起が駆動体に一体形成されているため駆動突起を別部材とする必要がないから部品点数を削減することができるとともに、従来のように駆動軸をクランクに傾斜した状態で軸着する工程が不要になる。 According to the present invention, since the drive protrusion is integrally formed with the drive body, it is not necessary to make the drive protrusion as a separate member, so that the number of parts can be reduced and the drive shaft is inclined to the crank as in the prior art. The process of attaching the shaft in a state becomes unnecessary.
前記発明のうちの一つの発明によれば、駆動突起を穴ではなくリング状に形成した係入溝に係入するため、係入作業が容易となり組立の作業性が向上する。 According to one of the inventions, since the drive protrusion is engaged with the engagement groove formed in a ring shape instead of the hole, the engagement operation is facilitated and the assembling workability is improved.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図5に基づいて説明する。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・下とは必ずしも一致するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that “upper and lower” used to describe the direction in the specification refers to the direction in the figure for the sake of convenience of explanation, and is the upper and lower when actually using the diaphragm pump according to the present invention. The bottom does not necessarily match.
図1に全体を符号1で示すダイヤフラムポンプは、駆動源であるモータ2を備えている。このモータ2は、有底円筒状に形成されたケース3の底部3aの外側に、出力軸2aが底部3aに設けた軸孔からケース3内に臨むように、ボルトによって取り付けられている。
A diaphragm pump generally indicated by reference numeral 1 in FIG. 1 includes a
4は略円柱状に形成されたクランクであって、図3(C)に示すように底面の中央部に鉛直方向に延在しモータ2の出力軸2aが圧入されて軸着される非貫通穴4aが設けられている。このクランク4の上面には、非貫通穴4a(クランク4の回転軸)を中心とした円周方向に延在する平面視リング状の係入溝5が形成されている。この係入溝5の非貫通穴4a側の壁面5aは、同図(C)に示すように、鉛直方向に対して上方に向かって非貫通穴4a(クランク4の中心)側に角度αだけ傾斜している。この係入溝5内の一部には、クランク4を回転させることにより、係入溝5内に係入される後述する駆動突起9bの下端部9cが係合し、当該駆動突起9bをクランク4の回転に追従して回転させる係合部5bがクランク4と一体成形されている。
また、クランク4の上面で係入溝5に囲まれた部位、すなわちクランク4の上面の中央部には、円錐形に形成された案内部6が立設されており、この案内部6の側面6aは、断面が鉛直方向から上記角度αよりも大きい角度βによって傾斜している。この案内部6の側面6aの下端と、上記した係入溝5の内周面5aの上端とは連設されている。
Further, a
7は駆動体であって、厚み方向と直交する方向に突設された三つの駆動子7aが、図5(A)に示すように平面視において円周方向に互いに等角度(120°)をおいて一体に設けられている。これら駆動子7aは、図4(B)に示すように基端部から揺動端部側に向かっていずれも同じ角度だけ下方にわずかに傾斜するように形成され、各揺動端部にはダイヤフラム部取付孔7bが設けられている。
また、この駆動体7の上面の中央部には、図4(B)に示すように上端部が半球状に形成された揺動支点用の支持突起8が上方に突設されている。さらに、駆動体7の下面の中央部には、円柱状に形成された支持部9と、この支持部9の下端に設けられた円錐台状に形成された非摺接部9aと、この非摺接部9aの下端に設けられた駆動突起9bとが、樹脂によって駆動体7に一体形成されており、駆動突起9bの下端部9cは半球状に形成されている。支持部9の軸線9dは、駆動子7aの延在方向と略直交する方向を指向し、駆動突起9bと支持突起8とは、駆動体7を挟んで互いに反対方向を指向するように、軸線9d上に設けられている。また、駆動突起9bの全長L2が係入溝5の深さL1よりも長く形成されている。
Further, as shown in FIG. 4B, a
図1において、10は逆有底円筒状に形成され後述するダイヤフラム12を保持するダイヤフラムホルダーであって、天井部11の下面の中央部には、上記した支持突起8を傾動自在かつ回転自在に支持する凹部11aが形成されている。また、この天井部11には、円筒状に形成された三つの保持筒11b(一つの保持筒11bのみ図示)が平面視において円周方向に互いに等角度(120°)をおいて設けられている。
In FIG. 1,
12はゴム等の柔軟性を有する材料によって略円板状に形成されたダイヤフラムであって、薄肉状に形成された三つのダイヤフラム部12aが平面視において円周方向に互いに等角度(120°)をおいて設けられている。このダイヤフラム部12aの下部にはピストン部12bが一体に設けられ、ピストン部12bの下端には細径部12cが一体に設けられている。
13は円筒部13aを有する略有底円筒状に形成された隔壁体としてのバルブホルダーであって、底部の上面の中央部に係合凸部13bが突設され、この係合凸部13bの周りには円筒状の仕切壁13cが立設されている。また、このバルブホルダー13の底部には、係合凸部13bの周りに平面視において円周方向に等角度(120°)をおいた三つの吐出孔13d(一つの吐出孔13dのみ図示)が設けられているとともに、仕切壁13cの周りに平面視において円周方向に等角度(120°)をおいた三つの吸入孔13e(一つの吸入孔13eのみ図示)が設けられている。
図1および図2において、14は係合凸部13bに取り付けられ吐出孔13dを開閉するハット状に形成された吐出用弁体であって、後述する吐出用空間20からポンプ室18内への流体の逆流を規制する。15はバルブホルダー13の底部に取り付けられ吸入孔13eを開閉するアンブレラ状に形成された吸入用弁体であって、ポンプ室18内から吸入孔13eへの流体の逆流を規制する。
In FIG. 1 and FIG. 2,
図1および図2において、16は逆有底円筒状に形成された蓋体であって、外周縁に円筒部16aが下方に向かって一体に突設され、中央部に円筒部16aと同心円上で円筒状に形成された仕切壁16bが下方に向かって一体に突設されている。この蓋体16の天井部の中央部には、吐出口16cが形成された吐出用筒部16dが一体に立設されており、天井部の周縁の一部には、吸入口16eが形成された吸入用筒部16fが一体に立設されている。
In FIGS. 1 and 2,
次に、このように構成されたダイヤフラムポンプの組立方法について説明する。予め、バルブホルダー13に吸入用弁体15を取り付けるとともに、係合凸部13bに吐出用弁体14を取り付け、バルブホルダー13に蓋体16を重ねて溶着等により密閉し、バルブホルダー組立体17を形成する。この状態で、蓋体16とバルブホルダー13との間に、吸入孔13eと吸入口16eとを連通させる平面視リング状の吸入用空間19が形成されるとともに、吐出孔13dと吐出口16cとを連通させる吐出用空間20が形成される。また、モータ2をケース3にボルト(図示せず)によって取り付け、このモータ2の出力軸2aにクランク4の非貫通穴4aを圧入することにより、クランク4を出力軸2aに固定する。
Next, a method for assembling the diaphragm pump configured as described above will be described. A
次いで、ダイヤフラム12のダイヤフラム部12aのそれぞれをダイヤフラムホルダー10の各保持筒11b内に挿入して、ダイヤフラム12をダイヤフラムホルダー10上に載置する。次いで、各ピストン部12bの細径部12cを駆動体7の各駆動子7aの取付孔7bに取り付け、駆動体7の揺動支点軸8をダイヤフラムホルダー10の軸受部11aに当接させることにより、駆動体7とダイヤフラム12がダイヤフラムホルダー10に組み付けられ、ダイヤフラムホルダー組立体22が形成される。
Next, each of the
このダイヤフラムホルダー組立体22にバルブホルダー組立体17を重ね、ポンプ組立体23を形成する。この状態で、バルブホルダー13とダイヤフラム12の各ダイヤフラム部12aとによって、三つのポンプ室18(一つのポンプ室18のみ図示)が形成され、各ポンプ室18にバルブホルダー13の三組の吐出口13dおよび吸入口13eのそれぞれが対応する。次いで、このポンプ組立体23をケース3の上方から降下させ、ケース3上にポンプ組立体23を載置することにより、駆動体7の駆動軸9bの下端部9cをクランク4の係入溝5に係入させる。このとき、クランク4の係入溝5に囲まれた部位に円錐状の案内部6が設けられ、かつ案内部6の側面6aの下端と係入溝5の内周面5aの上端とが連設されている。したがって、駆動軸9bの下端部9cが案内部6の側面6aに当接し、この側面6aに案内されながら降下し、下端部9cが係入溝5内に係入される。
The
この状態で、図2に示すように駆動体7の下端は駆動軸9bを介して係入溝5に支持され、上端は揺動支点軸8がダイヤフラムホルダー10の軸受部11aに当接し、係入溝5に係入された駆動軸9bは非貫通穴4a側の壁面5aに倒れ込み、駆動軸9bの軸線9dは鉛直方向から角度αだけ傾斜している。また、駆動軸9bの全長L2が係入溝5の深さL1よりも長く形成され、非摺接部9aの周面が角度βによって傾斜していることにより、非摺接部9aの周面が案内部6から離間し案内部6と非接触状態になっている。
In this state, as shown in FIG. 2, the lower end of the
このように、駆動軸9bを穴ではなくリング状に形成した係入溝5に挿入するため、挿入作業が容易となり組立の作業性が向上する。したがって、駆動体7を降下させるだけでクランク4の係入溝5に駆動軸9bの下端部9cが係入されるため、従来のように鉛直方向に対して傾斜した駆動軸に、非貫通穴の開口部を下方に指向させた状態で、駆動軸の上方から当該駆動軸に非貫通穴を嵌め合わすといった面倒で熟練を要する作業が不要になる。しかも、係入溝5内に駆動軸9bの下端部9cを案内する案内部6を設けたことにより、より確実に下端部9cを係入溝5内に係入させることができるため、組付けの自動化を容易に導入することが可能になる。
Thus, since the
ポンプ組立体23とケース3とをばね(図示せず)によって一体化することにより、ダイヤフラムポンプ1が形成される。
The diaphragm pump 1 is formed by integrating the
次に、このように構成されたダイヤフラムポンプ1におけるポンプ作用について説明する。モータ2を駆動し、出力軸2aを介してクランク4を回転させると、係入溝5の係合部5bが駆動突起9bの下端部9cに係合するので、駆動突起9bは係合部5bに係合した状態でクランク4の回転に追従して軸線9dの傾斜方向を変えながら回転する。したがって、三つの駆動子7aのそれぞれの揺動端部が順次上下方向に揺動する。
Next, the pump action in the diaphragm pump 1 configured as described above will be described. When the
一つ目の駆動子7aの揺動端部が下方に移動すると、図1に示すようにピストン部12bを介して一つ目のポンプ室18が拡張するので、そのポンプ室18内のエアーが負圧状態になる。したがって、吸入用弁体15による吸入孔13eの閉塞が解除され吸入孔13eが開放される。この状態で、外部の大気から蓋体16の吸入口16eを通って吸入されたエアーは、吸入空間19を介して吸入孔13eを通って、一つ目のポンプ室18内に流入する。
When the swinging end of the
次に、拡張した一つ目のポンプ室18の駆動子7aの揺動端部が上方に移動すると、図2に示すように一つ目のポンプ室18は収縮するから、一つ目のポンプ室18内のエアーの圧力が高くなり、吐出用弁体14による吐出孔13dの閉塞が解除され吐出孔13dが開放されるから、一つ目のポンプ室18内のエアーは吐出孔13dから吐出空間20を介して吐出口16cを通って、エアーチューブ(図示せず)等に接続された加圧対象物に供給される。
Next, when the swinging end of the
さらに、出力軸2aを介してクランク4が回転し、二つ目の駆動子7aの揺動端部が下方に移動することにより二つ目のポンプ室18が拡張するので、そのポンプ室18内のエアーが負圧状態になる。したがって、吸入用弁体15による吸入孔13eの閉塞が解除され吸入孔13eが開放される。この状態で、外部の大気から蓋体16の吸入口16eを通って吸入されたエアーは、吸入空間19を介して吸入孔13eを通って、二つ目のポンプ室18内に流入する。
Further, the
次に、拡張した二つ目のポンプ室18の駆動子7aの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室18は収縮するから、ポンプ室18内のエアーの圧力が高くなり、吐出用弁体14による吐出孔13dの閉塞が解除され吐出孔13dが開放されるから、二つ目のポンプ室18内のエアーは吐出孔13dから吐出空間20を介して吐出口16cを通って、エアーチューブ(図示せず)等に接続された加圧対象物に供給される。
Next, when the swinging end portion of the
さらに、出力軸2aを介してクランク台5が回転し、三つ目の駆動子7aの揺動端部が下方に移動することにより三つ目のポンプ室18が拡張するので、そのポンプ室18内のエアーが負圧状態になる。したがって、吸入用弁体15による吸入孔13eの閉塞が解除され吸入孔13eが開放される。この状態で、外部の大気から蓋体16の吸入口16eを通って吸入されたエアーは、吸入空間19を介して吸入孔13eを通って、三つ目のポンプ室18内に流入する。
Furthermore, the
次に、拡張した三つ目のポンプ室18の駆動子7aの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室18は収縮するから、三つ目のポンプ室18内のエアーの圧力が高くなり、吐出用弁体14による吐出孔13dの閉塞が解除され吐出孔13dが開放されるから、三つ目のポンプ室18内のエアーは吐出孔13dから吐出空間20を介して吐出口16cを通って、エアーチューブ(図示せず)等に接続された加圧対象物に供給される。このように、三つのポンプ室18が順次拡縮動作をするので、吐出口16cから加圧対象物に脈動流の少ないエアーが連続的に供給される。
Next, when the swinging end of the
しかも、駆動子7aの揺動動作は、駆動体7の上端が支持突起8を介してダイヤフラムホルダー10の凹部11aに支持され、支持突起8を揺動中心として揺動動作するため、各駆動子7aの揺動幅が一定となり安定した揺動動作が得られる。このため、各ポンプ室18の拡縮動作にばらつきがなく安定することにより、各ポンプ室18から供給されるエアーの量が一定するから、供給されるエアーによる脈流を規制することができる。
In addition, the swinging movement of the
本発明によれば、駆動突起9bを駆動体7に一体形成しているため駆動突起9bを別部材とする必要がないから部品点数を削減することができるとともに、従来のように駆動軸をクランク4に傾斜した状態で軸着する工程が不要になる。
According to the present invention, since the
なお、本実施の形態においては、クランク4に円周方向に延在する係入溝5を形成したが、係入溝5の替わりに非貫通穴4aから偏位した位置で非貫通穴4aに対して傾斜し、駆動突起9bを挿入することにより駆動突起9bが回転自在に枢支される非貫通穴としてもよい。また、本実施の形態においては、ポンプ室18を三つ備えた、いわゆる三気筒のダイヤフラムポンプについて説明したが、二気筒以下、または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。また、係合部5bをクランク4と一体成形するようにしたが、係合部5bを摺動材等によってクランク4とは別部材で形成し、クランク4の係入溝5に嵌合等によって固定するようにしてもよい。
In the present embodiment, the engaging
1…ダイヤフラムポンプ、2…モータ、4…クランク、5…係入溝、5b…係合部、6…案内部、7…駆動体、7a…駆動子、8…支持突起、9b…駆動突起、10…ダイヤフラムホルダー、11a…凹部、12…ダイヤフラム、12a…ダイヤフラム部、13…バルブホルダー(隔壁体)、13d…吐出孔、13e…吸入孔、14…吐出用弁体、15…吸入用弁体、16…蓋体、16c…吐出口、16e…吸入口、17…ダイヤフラム組立体、18…ポンプ室。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diaphragm pump, 2 ... Motor, 4 ... Crank, 5 ... Engagement groove, 5b ... Engagement part, 6 ... Guide part, 7 ... Drive body, 7a ... Driver, 8 ... Support protrusion, 9b ... Drive protrusion, DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記駆動体に形成された駆動突起は、前記クランクの回転軸から偏位した部位で、当該回転軸に対して傾斜した状態で回転自在に枢支され、
前記クランクに前記駆動突起が係入される係入溝を前記部位として設け、
この係入溝は、前記クランクの回転軸を中心としたリング状に形成され、
この係入溝に、前記クランクの回転によって前記駆動突起に係合し当該駆動突起をクランクの回転に追従させるための係合部を設けたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。 A diaphragm having a diaphragm portion that forms a pump chamber; a drive body that swings to reciprocate the diaphragm portion to expand and contract the pump chamber; and a crank that rotates using a motor as a drive source,
The drive protrusion formed on the drive body is pivotally supported in a state of being inclined with respect to the rotation shaft at a position deviated from the rotation shaft of the crank ,
An engagement groove into which the drive protrusion is engaged with the crank is provided as the part,
The engaging groove is formed in a ring shape centered on the rotation axis of the crank,
A diaphragm pump characterized in that an engagement portion is provided in the engaging groove for engaging the drive protrusion by rotation of the crank and causing the drive protrusion to follow the rotation of the crank .
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