JPH0660633B2 - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は切換弁のみを用いて動作可能としたダイヤフラ
ムポンプに関する。

〔背景技術〕

ダイヤフラムを用いて流体を吐出するダイヤフラムポン
プが多用されている。又ダイヤフラムポンプでは、該ダ
イヤフラムを往復動するための作動流体は間欠的に出し
入れすることが必要となる。

しかし従来のダイヤフラムポンプでは、この作動流体の
強制的な出し入れのために、油圧モーター、エアーモー
ター等の回転機を用いて切換弁を強制的に切換えるよう
に構成されていた。その結果、構造が複雑となりかつコ
ストが増大するとともに装置が大型化するなどの問題が
あった。

〔発明の目的〕

本発明は、隔壁部のポンプ軸に弁金具を取付けその作動
により、隔壁部に設ける孔部を開閉可能としかつ作動孔
を形成することを基本として、切換弁を回転機等により
強制駆動することなく、ポンプの作動を可能とするダイ
ヤフラムポンプの提供を目的としている。

〔発明の開示〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

図において、ダイヤフラムポンプ１は隔壁部２の両横に
空所３、４を形成するとともに前記隔壁部２に導孔６、
７を設けたケース９と、前記空所３、４に夫々ポンプ室
１１、１２、作動室１３、１４に区切るダイヤフラム１
６と、該ダイヤフラム１６を両端で固定しかつ隔壁部２
で往復移動できしかも移動方向に向く一対の段差１７、
１９を設けるポンプ軸２０と、該ポンプ軸の前記段差１
７、１９の各外側に遊嵌されポンプ軸２０の移動ととも
に前記導孔６、７を開く弁金具２２、２３とを具えると
ともに、前記ポンプ室１１、１２には逆止弁２６、２７
を設け、又前記作動室１３、１４には作動流体を導く作
動孔２９、３０を前記隔壁部２に設けており、又本例で
は、切換弁Ｖ１、Ｖ２を用いて作動する。

前記ケース９は、本例では、中ケース４１とその両側に
配する外ケース４２、４２とからなり、又中ケース４１
は、両側面にフランジを具えるとともにその両側面に凹
部を設けることにより、その中央に広巾の前記隔壁部２
を形成している。又外ケース４２は、中ケース４１にボ
ルト止めされるフランジを具え、又中ケース４１に向く
面に凹部を設けることにより、中ケース４１、外ケース
４２の各凹部からなる前記空所３、４を形成している。
なお中ケース４１には、第２〜５図に示すように、その
一方の側面に、前記フランジと略同高の平坦面４３を有
する膨出部が設けられる。さらに中ケース４１、外ケー
ス４２は、その間に前記ダイヤフラム１６、１６を夫々
挟持して取付けられることにより、該ダイヤフラム１６
は、空所３、４を、外側の前記ポンプ室１１、１２と、
内側の作動室１３、１４とに区分している。又前記隔壁
部２にはその両側面に、円形の奥面４６、４６を有する
凹部を形成するとともに、該奥面４６、４６を貫通し横
方向にのびる孔部５がその中央に透設され、該孔部５に
より、軸受片４７、４７を介して前記ポンプ軸２０を支
持する。

軸受片４７は、前記奥面４６に当接するフランジ５０
に、隔壁部２の半分厚さより稍小なる長さのボス５１を
設けており、該ボス５１を孔部５に螺入し取付けられ
る。又軸受片４７には、前記フランジ５０を横方向に貫
通する導孔５３と、フランジ５０の根元部において半径
方向に貫通する透孔５４と、該透孔５４からボス５１を
通りその外端に貫通する透孔５５とを設けている。又透
孔５５は、前記ボス５１間に間隙を有することにより、
孔部５に周設する凹溝、排気孔５６とともに外気に連通
する流路を各導孔６、７から分岐して形成する。

又孔部５には、前記奥面４６との交わり部を欠切し、前
記透孔５３、５４にともに通じる円周溝５７を設ける。
又円周溝５７には、前記平坦面４３の接続ポートに通じ
る導溝６、７が夫々導通し、従って該導孔６、７は、円
周溝５７、５３をへて、隔壁部２の両横面で作動室１
３、１４に開口している。又前記奥面４６を囲む凹部の
前面には、前記作動室１３、１４に作動流体を導通でき
かつ前記平坦面４３で一端が開口する前記作動孔２９、
３０の他端が開口している。

前記ポンプ軸２０は、前記軸受片４７、４７を通る長軸
体であり、その両端に螺入するナットを用いて締付ける
カラー板５９、６０間に前記ダイヤフラム１６を挟圧す
ることにより、該ダイヤフラム１６を固定する。又ポン
プ軸２０は、その中央位置とその両側とに円周方向にの
びる突条を設け、該突条により軸受片４７内面を摺動で
き、又突条間にはシールを介在させる。又両側の突条の
外側面によって、該ポンプ軸２０の移動方向に向く前記
段差１７、１９が形成される。なお該段差１７、１９間
の距離と隔壁部２の奥面である軸受片４７のフランジ５
０、５０の外面間の距離との差は、ポンプ軸２０の行程
距離よりもやや小さく設定される。これによって、一方
の段差１７又は１９が、前記導孔６又は７側にある前記
軸受片４７のフランジ５０の外面に一致したとき、内方
にある他方の段差１９又は１７は、前記ボス５１間の間
隙を越えることによりこの間隙を開く。その結果、前記
一方の段差１７又は１９とは反対側の導孔７又は６から
分岐し排気孔５６に通じる前記流路を開く。又他方の流
路を閉じるとともに、ポンプ軸２０の他方への移動によ
り反転させて開閉する。

又ポンプ軸２０には、前記弁金具２２、２３が、前記段
差１７、１９の各外側で遊嵌する。該弁金具２２、２３
は、ボス６１に、前記フランジ５０の外面に当接する鍔
部６２を設けており、又ボス６１にはポンプ軸２０との
間を軸封するシールを設けている。又ボス６１と鍔部６
２とのコーナ部で、一端が前記ダイヤフラム１６を挟持
するカラー板５９で支持するコーン状のバネ３１を支持
しており、従って弁金具２２、２３は該バネ３１により
内向きに夫々付勢され、常時は前記導孔６、７を閉止す
る。なお弁金具２２、２３は、ポンプ軸２０の移動によ
り一方の段差１７又は１９が、フランジ５０の外面をこ
えて突出することにより、該一方の段差１７、１９と衝
合して移動することによってこの一方の前記導孔６、７
の開口を開きうる。又そのとき、前記のごとく、他方の
段差１９又は１７は、前記ボス５１間の間隙を開き流路
を導通させる。

なお前記外ケース４２には、ポンプ室１１、１２に夫々
導通し該ポンプ室１１、１２の内部への流体導入を自由
とする逆止弁２６、２６がその下方に、又上方には、内
部からの流体流出を自由とする逆止弁２７、２７が設け
られ、又逆止弁２６、２６、逆止弁２７、２７を夫々合
流させる下枠６３、上枠６４が夫々跨設される。

前記切換弁Ｖ１、Ｖ２は滑りスプール弁形式の２位置５
方弁を用いており、又切換弁Ｖ１はパイロット操作形式
のもの、又切換弁Ｖ２はいわゆるバネオフセット形式の
ものを用いるとともに、前記平坦面４３に並べて取付け
られる。

切換弁Ｖ１、Ｖ２は、高圧空気導入用のポートＡ１、Ａ
２（末尾の数字１、２は夫々切換弁Ｖ１、切換弁Ｖ２で
あることを示す）と、高圧空気の吐出口である各２つの
ポートＢ１１、Ｂ２１、Ｂ１２、Ｂ２２と、各２つの排
気用のポートＲ１１、Ｒ２１、Ｒ１２、Ｒ２２と，パイ
ロット空気流入用の各２つのポートＰ１１、Ｐ２１、Ｐ
１２、Ｐ２２とを具える。

又前記ケース９の平坦面４３にも、切換弁Ｖ１、Ｖ２の
ポートの位置合わせして各ポートＡ１、Ａ２、Ｂ１１〜
Ｂ２２、Ｒ１１〜Ｒ２２、Ｐ１１〜Ｐ２２が夫々設けら
れる（なお平坦面４３に設けるポートは、説明の簡略化
のため、切換弁Ｖ１、Ｖ２の各ポートと同一番号で示し
ている）。なお前記隔壁部２で開口する前記導孔６、７
は、平坦面４３では、夫々ポートＰ１１、Ｐ２１で開口
し、又作動孔２９、３０は、ポートＢ１２、Ｂ２２で開
口する。

又ケース９には、高圧空気源接続用の内ネジ６７が設け
られ、該内ネジ６７からぼびる孔６９が前記ポートＡ２
に通じる。又孔６９から分岐するＬ字の孔７０（第２図
に示す）はポートＡ１に導通する。又ケース９にはサイ
レンサー７２が取付き、該サイレンサー７２からのびる
孔７３には、前記排気用のポートＲ１１、Ｒ２１、Ｒ１
２、Ｒ２２が斜めの孔７５…を介して導通する。

又切換弁Ｖ１の吐出用のポートＢ１１は切換弁Ｖ２のパ
イロット用のポートＰ１２に、又ポートＢ２１はポート
Ｐ２２にＶ字状に折曲る孔７７により導通している。

この切換弁Ｖ１、Ｖ２の各ポートは、その取付けによ
り、平坦面４３上の同一番号のポートと夫々導通する。

〔作用〕

前記逆止弁２６には圧送すべき流体、例えば油等を貯留
するタンク等に、下枠６４の集合管を介して接続する。
又逆止弁２７は該流体を圧送すべき場所に、上枠６５の
集合管を介して連通させる。又前記内ネジ６７には、作
動流体例えば高圧空気を送給するコンプレッサーなどの
作動流体源に接続する。

第７図は、ポンプ軸２０が図において左方に移動し、ポ
ンプ室１１に最小容積まで押し縮める位置に移動した状
態を示し、この状態では前記段差１７がフランジ５０の
外面から楕行によりやや突出することによって、該段差
１７は弁金具２２を導孔６から離間している。又作動室
１３内の作動流体が流出し始め、その内圧が低下してい
る。かかる状態において、切換弁Ｖ１のポートＡ１から
流入する空気は、滑りスプール弁３５が左方に移動して
いることにより、ポートＢ２１から前記Ｖ字の孔７７を
経て切換弁Ｖ２のパイロット用のポートＰ２２に入り、
その滑りスプール弁３６を、バネとともに右方に移動し
ている。従って切換弁Ｖ２のポートＡ２からの作動流体
はポートＢ１２、作動孔３０をへて、右方の作動室１４
への流入を開始している。

又前記作動室１３から作動孔２９を通る作動流体は、切
換弁Ｖ２のポートＢ２２からその内部を通りかつ排気用
のポートＲ２２をへて前記孔７５、７３を通りサイレン
サー７２から排気される。又作動室１３からの空気は、
同時に、前記導孔６を通り、切換弁Ｖ１のパイロット用
のポートＰ１１に入り、滑りスプール弁３５を左方に保
持するとともに、前記小孔５６からも排出される。

第７図から進行した状態を第８図に示している。

切換弁のポートＡ１から流入する作動流体がポートＢ２
１からポートＰ２２に入り、切換弁Ｖ２を保持させる。
又ポートＡ２からの流体は、ポートＢ１２から作動孔３
０をへて作動室１４に流入することによって、ダイヤフ
ラム１６を介しポンプ軸２０を移動する。従って、ポン
プ室１２の容積が縮小し流体を吐出する。又ポンプ室１
１の容積が増すことにより、流体を吸入する。なお作動
室１３内の空気は、作動孔２９、ポートＢ２２、Ｒ２２
をへてサイレンサー７２から排出される。

さらに第９図は、ポンプ軸２０が、ポンプ室１２の最小
容積位置まで移動した状態を示している。そのとき、他
方の段差１９が弁金具２３を押し、フランジ５０の外面
から離間させる。従って、作動孔３０から流入する作動
流体が、導孔７をへて、ポートＰ２１に流入する。

従って、第１０図に示すごとく、切換弁Ｖ１の滑りスプ
ール弁３５を瞬時に右方に移動させる。

又この切換えにより、第１１図に示すように、ポートＢ
１１から作動流体が、ポートＰ１２にＶ字の孔７７をへ
て流入し、切換弁Ｖ２の滑りスプール弁３６を左方に移
動する。従って、ポートＡ２からの作動流体は、ポート
Ｂ２２から作動孔２９に流入する結果、再びポンプ軸２
０を左方に移動させる。なお切換弁Ｖ１の移動に伴うパ
イロット室の空気は、ポートＰ１１、Ｐ２１から導孔
６、７を通りかつ小孔５６をへて排出、流入される。

又作動室１４の流体は、ポートＢ１２、Ｒ１２から排出
される。

さらに第１２図の状態をへて、第１３図の状態となる。
このとき、ポンプ軸２０が左端まで移動し、段差１７が
弁金具２２をフランジ５０から離間する結果、導孔６を
通る作動流体が、切換弁Ｖ１のポートＰ１１に付加され
る。

その結果、切換弁Ｖ１の滑りスプール弁３５は左方に移
動するとともに、その移動によって、第１４図に示すよ
うに、ポートＢ２１からの作動流体はポートＰ２２に流
入することにより、切換弁Ｖ２の滑りスプール弁３６を
右方に移動させ、第７図の状態に戻る。かかる状態の繰
り返しにより、単に滑りスプール弁３５、３６を有する
切換弁Ｖ１、Ｖ２によってダイヤフラムポンプ１が作動
できる。

又切換弁Ｖ２はバネオフセット形式のものを用いている
ため、ポートＰ２２に作用する圧力が不十分であるとき
にも，移動途上で停止するのが防止できる。

〔他の実施例〕

なお本考案のダイヤフラムポンプ１は、第１５図に示す
ごとく、１つの切換弁Ｖを用いても作動できる。このと
き、吐出用のポートＢ１、Ｂ２を作動孔２９、３０に、
又パイロット用のポートＰ１、Ｐ２を導孔６、７に導通
させる。

かかる状態において、例えばポンプ軸２０が左方に移動
し、ポンプ室１２を最小容積に縮小している状態におい
て、段差１７が弁金具２２を開くことにより、作動流体
が導孔６からポートＰ１に流入する。従って、滑りスプ
ール弁３５を切換え、逆方向に移動可能とする。

なおこのとき、ポートＰ１に流入する作動流体には、滑
りスプール弁３５を作動させた後、弁金具２２の導孔６
の閉止とともに、小孔５６から流出し、作動圧が消滅す
る。従って、滑りスプール弁３５の作動が不確実となる
とき、ポンプ動作を停止させる可能性がある。従って、
このときには、所定位置を越えることによりバネ力によ
って強制的に反対方向に移動可能とするバネセット形式
のものを用いるか又は他の手段によって、滑りスプール
弁３５の作動を確実化するのがよい。

〔発明の効果〕

このように本発明のダイヤフラムポンプは、隔壁部の両
横に空所を形成しかつ導孔を開口したケースと、ダイヤ
フラムと、ダイヤフラムを両端で固定しかつ一対の段差
を具えるポンプ軸と、段差と衝合し前記導孔を開閉しう
る弁金具とを具えており、又作動流体を導通する作動孔
を設けているため、前記導孔、作動孔にポートを連通す
る切換弁を用いて、該ダイヤフラムポンプを作動でき、
従来の、回転機を用いて切換弁を動作させるものに比べ
て、小型化できかつ構造を簡易化するとともにコストダ
ウンをも達成できる。又第１〜１４図に示した実施例の
ように、２つの切換弁を用いたときには、滑りスプール
弁の作動は確実となり、ポンプ作動の信頼性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はその
側面図、第３〜４図はケースを例示する正面図、第５図
はその平坦面を示す平面図、第６図は切換弁の接続状態
を例示する線図、第７〜１４図はその作用を示す断面
図、第１５図は他の使用状態を示す断面図である。 ２……隔壁部、３、４……空所、５……孔部、６、７…
…導孔、９……ケース、１１、１２……ポンプ室、１
３、１４……作動室、１６……ダイヤフラム、１７、１
９……段差、２０……ポンプ軸、２２、２３……弁金
具、２６、２７……逆止弁、２９、３０……作動孔、３
１……バネ、Ｖ、Ｖ１、Ｖ２……切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横方向にのびる孔部を有する隔壁部（２）
   の両横に空所（３）、（４）を形成するとともに、隔壁
   部（２）の両横面で開口しかつ外周面の接続ポートに通
   じる導孔（６）、（７）と、この導孔（６）、（７）か
   ら分岐し排気孔（５６）に通じる流路とを形成したケー
   ス、 前記空所（３）、（４）を、外側のポンプ室（１１）、
   （１２）と、前記導孔（６）、（７）が開口する内側の
   作動室（１３）、（１４）とに区切るダイヤフラム（１
   ６）、（１６）、 該ダイヤフラム（１６）を両端で固定しかつ前記孔部
   （５）を往復移動するとともに各移動方向に向く一対の
   段差（１７）、（１９）を形成したポンプ軸（２０）、 および該ポンプ軸（２０）の前記段差（１７）、（１
   ９）の各外側かつ前記隔壁部（２）の両横面に位置する
   とともに該ポンプ軸（２０）にシールを介して遊嵌され
   しかも前記ダイヤフラム（１６）、（１６）との間にバ
   ネ（３１）を介在させる弁金具（２２）、（２３）から
   なり、 前記弁金具（２２）、（２３）は、常時は、隔壁部
   （２）の前記導孔（６）、（７）の開口を閉じるととも
   に、前記ポンプ軸（２０）の移動により一方の段差（１
   ７）又は（１９）が衝合することによって一方の導孔
   （６）又は（７）の開口を開き、 かつポンプ軸（１２０）は、開かれた前記導孔（６）又
   は（７）から分岐し前記排気孔（５６）に通じる前記流
   路を閉じ、しかも開かれない他方の導孔（７）又は
   （６）に通じる前記流路を開くとともに、 前記ポンプ室（１１）、（１２）に、内部への液体流入
   を自由とする逆止弁（２６）、（２６）と内部からの流
   出を自由とする逆止弁（２７）、（２７）とを設け、 かつ前記作動室（１３）、（１４）に、ダイヤフラム作
   動用の流体を導通する作動孔（２９）、（３０）を設け
   てなるダイヤフラムポンプ。