JPH1068387A - 小型エアポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板バネが座屈しないように該板バネのバネ定
数を小さくすることができて、モータへの負荷を軽減で
きる小型エアポンプ装置を提供する。 【解決手段】 モータ１の出力回転軸２に偏心して付設
された駆動軸３と、この駆動軸３の回転によって往復運
動される作動部材５と、出力回転軸２の軸方向に対して
交差する方向に配置されるダイヤフラム部材７とから成
り、モータ１の出力回転軸２の軸方向と平行な面内で且
つ作動部材５の往復運動方向のみにバネ性を有している
板バネ5cを具備しており、この板バネ5cは、その一端が
作動部材５に、その他端がケース体６に各々結合されて
いて、同一端、他端の少なくともいずれか一方が、作動
部材５の往復運動方向と直交する方向の動きを拘束され
た状態で回動自在に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血圧計等の各種エ
ア機器の加圧に用いられる小型エアポンプ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られている小型エアポンプ装
置は、図13〜16に示す如く、モータ１の出力回転軸２に
偏心して付設された駆動軸３と、該駆動軸３の回転によ
って往復運動される作動部材５と、出力回転軸２の軸方
向に対して交差する方向に配置されるダイヤフラム部材
７とから成っており、該ダイヤフラム部材７から出力回
転軸２の軸方向に沿ってモータ１側へ一体に延伸される
と共に傾斜面を有する立体面となるよう三次元的に同出
力回転軸２の周回りにダイヤフラム本体部7aが形成さ
れ、該ダイヤフラム本体部7aの中程に形成される駆動部
7cと前記作動部材５とを係合すると共に前記ダイヤフラ
ム部材７はその両側に配置されたケース体６と基台８と
によって、その周縁部分のみならず前記ダイヤフラム本
体部7aの立体面のうち出力回転軸２と相対しない面をも
挟持固定され、前記ダイヤフラム本体部7aは、その立体
面のうち出力回転軸２に相対する傾斜面のみを変位可能
として成るものであった。

【０００３】該小型エアポンプ装置においては、駆動軸
３が丸棒状で、出力回転軸２に対し溶接等により偏心し
て取り付けられている。モータ１は蓋状のモータ取付台
４上面に取り付けられており、該モータ取付台４の中心
部近傍には同モータ１を取り付ける固定ネジ20を通すた
めの貫通孔4bが、同外周角部分にはモータ取付台４を後
述する他の部材と結合ネジ13にてネジ止め固定するため
の取付孔4cが、各々穿設されている。又、モータ取付台
４の下面端部には外部の空気を導入するための吸入溝4a
が設けられており、該吸入溝4aは後述するケース体６と
嵌合されて吸込口を形成する。

【０００４】作動部材５の一端には駆動軸３と結合する
ための結合用穴5aが、同他端には後述するダイヤフラム
部材７を該作動部材５に取り付けるための取付用孔5b
が、各々設けられている。又、作動部材５は、一端が結
合用穴5a側の端部に固着され他端が後述するケース体６
に固定されて、該作動部材５の往復運動方向のみにバネ
性を有する板バネ5cを一体に有している。該板バネ5cは
帯板状なので、バネ性を有する方向以外には変位しない
ものである。結合用穴5aは作動部材５の往復運動方向と
直交する方向に長い長穴形状で、その長さ寸法はモータ
１の出力回転軸２に偏心して取り付けられた駆動軸３の
最大振幅と略同一で、その両端部の内径の曲率は同駆動
軸３の曲率より大となるように形成されている。

【０００５】ケース体６は直方体形状の箱型で、その外
角部分には三つの取付結合孔6cが穿設されており、その
開口面側がモータ取付台４と嵌合され、その箱底面側に
は後述するダイヤフラム部材７及び基台８を挿入保持す
るための挿入開口6aが形成されと共にケース体６内に導
入された空気を後述する吸入弁7eへと導くための通気口
6bが形成されている。又、ケース体６の上端側面には、
上述した作動部材５の板バネ5cの端部を嵌め込み固定す
るための嵌め込み溝6dが形成されており、該嵌め込み溝
6dにはポンプ動作状態においても、上述した作動部材５
の板バネ5cの端部が強固に嵌合固定されていて該板バネ
5cの端部は外れることがない。

【０００６】ダイヤフラム部材７はゴム等の弾性体で形
成され、その隣り合う二隅部分には結合ネジ13を通すた
めの透孔21が穿設されている。該ダイヤフラム部材７上
には傾斜面を有して略方形斜柱状に延伸形成されたダイ
ヤフラム本体部7aが、三次元的な立体面として同傾斜面
が出力回転軸２側に位置するように形成され、同ダイヤ
フラム本体部7aの傾斜面の外周部分には全周にわたって
蛇腹の役目を果たす半円部7bが形成されている。又、ダ
イヤフラム本体部7aの中央部分には該ダイヤフラム本体
部7a内の容積を可変してポンプ作用をなすための駆動部
7cが、剛性をも高めるため厚肉状に同ダイヤフラム本体
部7aの底部から頭部にわたって概ね立体面高さと等しく
形成されている。又、駆動部7cの先端には細くなった括
れ部を介して拡大頭部7dが形成され、該拡大頭部7dが作
動部材５の取付用孔5bに貫通されて同作動部材５表面上
に突出係止されることによって、同駆動部7cは作動部材
５に結合されている。ダイヤフラム部材７の一隅部分に
は舌状の吸入弁7eが一体に形成されており、該吸入弁7e
は上述のケース体６に形成された通気口6bを開閉するも
のである。

【０００７】基台８は直方体形状でその三隅部分には結
合ネジ13を通すための通孔22が穿設されており、該基台
８とダイヤフラム本体部7aの内部空間とで囲まれた容積
分の空気室９が形成される。該空気室９は駆動部7cを基
準としてモータ１径方向外側の第一空気室9aと同内側の
第二空気室9bとから成り、ダイヤフラム本体部7aが傾斜
面を有するように形成されているので、傾斜の高い側に
ある第一空気室9aの容積の方が傾斜の低い側にある第二
空気室9bの容積よりも大きくなっている。基台８がダイ
ヤフラム部材７を圧接する側には、ダイヤフラム本体部
7aの立体面と略相似形状で略方形状の立壁10が形成さ
れ、該立壁10の高さはダイヤフラム本体部7aの傾斜面に
対応するように、基台８の短手方向に平行で中心から近
い側の辺となる立壁部10ａの方が同遠い側の辺となる立
壁部10ｂよりも低く形成され、同基台８の長手方向に平
行となる他の二辺の立壁部10ｃは前記両立壁部10ａ、10
ｂを連続させる傾斜壁となっている。又、基台８の前記
立壁10内側には、後述する排気弁11を取り付けるための
弁取付孔8aが穿設され、該弁取付孔8aの周辺には複数の
排気孔8bが穿設されると共に、上述の吸入弁7eを通過し
た空気を前記空気室９へと導くための溝状の吸入路8cが
形成されている。

【０００８】ダイヤフラム本体部7aの内周立面は、その
四辺のうち三辺が前記基台８の立壁部10ｂ、10ｃと密着
するように形成されているので、駆動部7cが作動した際
に同ダイヤフラム本体部7aの内側への移動及び変形が阻
止される。又、ダイヤフラム本体部7aの外周立面のうち
上記に対応する三辺はケース体６の挿入開口6aの内周面
と密着するように形成されているので、駆動部7cが作動
した際に同ダイヤフラム本体部7aが外側へ変位して拡張
されることが規制される。それ故に、ダイヤフラム本体
部7aが作動部材５によって駆動された際、該ダイヤフラ
ム本体部7aの立体面のうち駆動部7cをその中央に有する
傾斜面のみが振動変位可能であって、その他の面はケー
ス体６と基台８とで挟持され振動せずに固定されてい
る。

【０００９】なお、排気弁11は傘型で弾性体にて形成さ
れ、基台８のダイヤフラム部材７と接する側とは反対側
に配置され、上記弁取付孔8aに挿入嵌合されて取着され
ている。同基台８のダイヤフラム部材７と接する側とは
反対側に蓋体12が取着固定されており、この場合、蓋体
12の中央部分には排気口12ａが、同三隅部分には固定孔
23が各々穿設されており、該三つの固定孔23に挿通され
る結合ネジ13にて上記モータ取付台４、ケース体６、ダ
イヤフラム部材７、基台８及び同蓋体12がネジ止め固定
されて結合一体化される。

【００１０】次に、該小型エアポンプ装置の動作につい
て説明する。モータ１に通電されて出力回転軸２が回転
すると駆動軸３も偏心しながら回転し、これにより、作
動部材５が出力回転軸２の軸方向と直交する面内で円運
動しようとするが、作動部材５の駆動軸３と結合するた
めの結合用穴5aが作動部材５の往復運動方向と直交する
方向に長い長穴形状であるので、作動部材５は同結合用
穴5aの長手方向と直交する方向に往復運動する。この場
合、板バネ5cが前記往復運動方向にのみバネ性を有し他
方向には変位しないため、作動部材５は該作動部材５の
往復運動方向と直交する方向で且つダイヤフラム本体部
7aの変位可能な傾斜面に沿う方向には揺れ動くことなく
往復運動する。又、ダイヤフラム本体部7aの駆動部7c
は、前記作動部材５と同様に往復運動する。

【００１１】該往復運動の際、モータ１の出力回転軸２
側から見て、作動部材５がダイヤフラム本体部7aの傾斜
面に近づく方向へ移動する行程（駆動軸３の回転の一方
の半周分）にあっては、図13（ａ）に示す如く、駆動部
7cも同様に移動変位され、空気室９の容積は、ダイヤフ
ラム本体部7aの傾斜面のみが変位するため、空気室9aは
圧縮されて容積が減少し、他方、空気室9bは膨張されて
容積は増大するが、空気室9aの容積の方が空気室9bの容
積よりも大きい故、空気室９全体としての容積は減少す
る。次に、モータ１の出力回転軸２側から見て、作動部
材５がダイヤフラム本体部7aの傾斜面に遠ざかる方向へ
移動する行程（駆動軸３の回転の他方の半周分）にあっ
ては、図13（ｂ）に示す如く、駆動部7cも同様に移動変
位され、空気室９全体としての容積は前記と逆に増大す
る。

【００１２】この場合、空気室９の容積が全体として減
少する行程にあっては、該空気室９が増圧されて吸入弁
7eはケース体６に圧接されて閉じ、反対に、排気弁11は
開いて排気口12ａから空気が排出される。又、空気室９
の容積が全体として増大する行程にあっては、空気室９
が減圧されて吸入弁7eは開き、吸入溝4aにて形成される
吸込口からケース体６内に入ってきた空気が通気口6b、
吸入路8cを通って空気室９内に流入して吸気動作が行わ
れ、反対に、排気弁11は閉じられる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、板バネ5cの両端が固定支持されて
いるため、該板バネ5cのバネ定数は高くなり、モータ１
の負荷が大きいという欠点を有していた。しかも、作動
部材５が中立の位置からダイヤフラム本体部7aを圧縮す
る行程では、図16に示す如く、板バネ5cの反力によっ
て、作動部材５の板バネ5cを固定している部分を中心に
して、該作動部材５にはその取付用孔5b側をモータ１側
へ向かって持ち上げる方向に回転させようとするモーメ
ントが発生するので、結合用穴5aが作動部材５と共に傾
き、駆動軸３と同結合用穴5aの上端と下端とだけで接触
している状態となり、それ故に、該接触している部分の
ＰＶ値が高くなって、結合用穴5aが磨耗し、空気量、全
閉圧の低下を引き起こして、寿命が極めて短くなる。

【００１４】又、同小型エアポンプ装置に対する負荷が
高圧になると、圧力によってダイヤフラム本体部7aが膨
らむので、駆動部7cと作動部材５にはモータ１側へ向か
って変位させようとする力が作用する。該力は板バネ5c
を座屈させる方向に作用するので、該板バネ5cのバネ定
数を小さくするために、その厚みを薄くしたり、巾を小
さくしたり、長さを長くしたりすると、高圧の負荷がか
かった場合に、同板バネ5cが座屈して全閉圧が下がり、
寿命も短くなるという欠点を有していた。

【００１５】本発明は、上記従来の技術における問題を
解決するために発明されたものであり、すなわち、その
課題は、板バネが座屈しないように該板バネのバネ定数
を小さくすることができて、モータへの負荷を軽減でき
る小型エアポンプ装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
小型エアポンプ装置は、モータの出力回転軸に偏心して
付設された駆動軸と、該駆動軸の回転によって往復運動
される作動部材と、出力回転軸の軸方向に対して交差す
る方向に配置されるダイヤフラム部材とから成り、該ダ
イヤフラム部材から出力回転軸の軸方向に沿ってモータ
側へ一体に延伸されると共に傾斜面を有する立体面とな
るよう三次元的に同出力回転軸の周回りにダイヤフラム
本体部が形成され、該ダイヤフラム本体部の中程に形成
される駆動部と前記作動部材とを係合すると共に前記ダ
イヤフラム部材はその両側に配置されたケース体と基台
とによって、その周縁部分のみならず前記ダイヤフラム
本体部の立体面のうち出力回転軸と相対しない面をも挟
持固定され、前記ダイヤフラム本体部は、その立体面の
うち出力回転軸に相対する傾斜面のみを変位可能として
成る小型エアポンプ装置において、モータの出力回転軸
の軸方向と平行な面内で且つ作動部材の往復運動方向の
みにバネ性を有している板バネを具備しており、該板バ
ネは、その一端が作動部材に、その他端がケース体に各
々結合されていて、同一端、他端の少なくともいずれか
一方が、作動部材の往復運動方向と直交する方向の動き
を拘束された状態で回動自在に支持されていることを特
徴とする。

【００１７】したがって、この場合は、モータの出力回
転軸の軸方向と平行な面内で且つ作動部材の往復運動方
向のみにバネ性を有している板バネは、その一端が作動
部材に、その他端がケース体に各々結合されていて、同
一端、他端の少なくともいずれか一方が、作動部材の往
復運動方向と直交する方向の動きを拘束された状態で回
動自在に支持されているので、板バネの両端が固定支持
された従来の場合に比して、板バネの端部が回動され得
る分だけ該板バネにかかる応力が低減されて同板バネの
バネ定数は小さくなり、モータへの負荷が軽減される。
すなわち、板バネの一端だけを回動自在に支持した場
合、板バネの両端を固定支持した場合に比較して、バネ
定数は１／４となり、座屈荷重（座屈を起こす荷重）が
１／２となるので、座屈荷重を維持してもバネ定数を１
／２に下げることによって、モータへの負荷を軽減する
ことができるのものである。

【００１８】本発明の請求項２記載の小型エアポンプ装
置は、上記請求項１記載の小型エアポンプ装置におい
て、板バネの作動部材に結合される側の一端が、同作動
部材の往復運動方向と直交する方向の動きを拘束された
状態で回動自在に支持されていることを特徴とする。

【００１９】したがって、この場合は特に、作動部材が
中立の位置からダイヤフラム本体部を圧縮する行程で、
作動部材の板バネを固定している部分を中心としてその
反対側を持ち上げ回転させようとする板バネの反力によ
るモーメントが発生しないので、結合用穴が作動部材と
共に傾くことはなく、駆動軸と同結合用穴とはその上端
から下端にかけて均一に接触する。それ故に、該接触し
ている部分のＰＶ値が低くなって結合用穴の磨耗が防止
され、空気量、全閉圧の低下を引き起こすことがなくて
寿命も長くなる。

【００２０】本発明の請求項３記載の小型エアポンプ装
置は、モータの出力回転軸に偏心して付設された駆動軸
と、該駆動軸の回転によって往復運動される作動部材
と、出力回転軸の軸方向に対して交差する方向に配置さ
れるダイヤフラム部材とから成り、該ダイヤフラム部材
から出力回転軸の軸方向に沿ってモータ側へ一体に延伸
されると共に傾斜面を有する立体面となるよう三次元的
に同出力回転軸の周回りにダイヤフラム本体部が形成さ
れ、該ダイヤフラム本体部の中程に形成される駆動部と
前記作動部材とを係合すると共に前記ダイヤフラム部材
はその両側に配置されたケース体と基台とによって、そ
の周縁部分のみならず前記ダイヤフラム本体部の立体面
のうち出力回転軸と相対しない面をも挟持固定され、前
記ダイヤフラム本体部は、その立体面のうち出力回転軸
に相対する傾斜面のみを変位可能として成る小型エアポ
ンプ装置において、モータの出力回転軸の軸方向と直交
する面内で且つ作動部材の往復運動方向のみにバネ性を
有している板バネを具備しており、該板バネは、その一
端が作動部材に、その他端がケース体に各々結合されて
いることを特徴とする。

【００２１】したがって、この場合は、モータの出力回
転軸の軸方向と直交する面内で且つ作動部材の往復運動
方向のみにバネ性を有している板バネを具備して、該板
バネは、その一端が作動部材に、その他端がケース体に
各々結合されているので、負荷が高圧になると、圧力に
よってダイヤフラム本体部が膨らむので、駆動部と作動
部材にはモータ側へ向かって変位させようとする力が作
用するが、該力は板バネの幅方向の力なので、該板バネ
は変位もしないし座屈もしない。又、負荷が高圧となっ
た場合でも、全閉圧は下がらず寿命が短くなることもな
い。

【００２２】本発明の請求項４記載の小型エアポンプ装
置は、上記請求項３記載の小型エアポンプ装置におい
て、板バネの作動部材に結合される側の一端、同板バネ
のケース体に結合される側の他端の少なくともいずれか
一方が、作動部材の往復運動方向と直交する方向の動き
を拘束された状態で回動自在に支持されていることを特
徴とする。

【００２３】したがって、この場合は特に、板バネの両
端が固定支持された従来の場合に比して、板バネの端部
が回動され得る分だけ該板バネにかかる応力が低減され
て同板バネのバネ定数は小さくなり、板バネに座屈が発
生しないこともあって、モータへの負荷が大幅に軽減さ
れる。すなわち、板バネの一端だけを回動自在に支持し
た場合、板バネの両端を固定支持した場合に比較して、
バネ定数が１／４となるので、板バネの座屈荷重を考慮
することなく該板バネのバネ定数を１／４にまで下げる
ことによって、モータへの負荷を大幅に軽減することが
できるのものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の請求項１に
対応する一実施形態を示している。該実施形態の小型エ
アポンプ装置は、モータ１の出力回転軸２に偏心して付
設された駆動軸３と、該駆動軸３の回転によって往復運
動される作動部材５と、出力回転軸２の軸方向に対して
交差する方向に配置されるダイヤフラム部材７とから成
り、該ダイヤフラム部材７から出力回転軸２の軸方向に
沿ってモータ１側へ一体に延伸されると共に傾斜面を有
する立体面となるよう三次元的に同出力回転軸２の周回
りにダイヤフラム本体部7aが形成され、該ダイヤフラム
本体部7aの中程に形成される駆動部7cと前記作動部材５
とを係合すると共に前記ダイヤフラム部材７はその両側
に配置されたケース体６と基台８とによって、その周縁
部分のみならず前記ダイヤフラム本体部7aの立体面のう
ち出力回転軸２と相対しない面をも挟持固定され、前記
ダイヤフラム本体部7aは、その立体面のうち出力回転軸
２に相対する傾斜面のみを変位可能として成るものであ
る。

【００２５】この場合に、モータ１の出力回転軸２の軸
方向と平行な面内で且つ作動部材５の往復運動方向のみ
にバネ性を有している板バネ5cを具備しており、該板バ
ネ5cは、その一端が作動部材５に、その他端がケース体
６に各々結合されていて、同一端、他端の少なくともい
ずれか一方が、作動部材５の往復運動方向と直交する方
向の動きを拘束された状態で回動自在に支持されてい
る。この場合は、板バネ5cのケース体６に結合される側
の前記他端（回動端部5d）が、作動部材５の往復運動方
向と直交する方向の動きを拘束された状態で回動自在に
支持されている。又、板バネ5cの作動部材５に結合され
る側の前記一端は、該作動部材５と一体に形成されて結
合されているが、同板バネ5cの一端を作動部材５に対し
て回動自在に結合させても良い。

【００２６】該小型エアポンプ装置においては、駆動軸
３が丸棒状で、出力回転軸２に対し溶接等により偏心し
て取り付けられている。モータ１は蓋状のモータ取付台
４上面に取り付けられており、該モータ取付台４の中心
部近傍には同モータ１を取り付ける固定ネジ20を通すた
めの貫通孔4bが、同外周角部分にはモータ取付台４を後
述する他の部材と結合ネジ13にてネジ止め固定するため
の取付孔4cが、各々穿設されている。又、モータ取付台
４の下面端部には外部の空気を導入するための吸入溝4a
が設けられており、該吸入溝4aは後述するケース体６と
嵌合されて吸込口を形成する。

【００２７】作動部材５の一端には駆動軸３と結合する
ための結合用穴5aが、同他端には後述するダイヤフラム
部材７を該作動部材５に取り付けるための取付用孔5b
が、各々設けられている。又、作動部材５は、一端が結
合用穴5a側の端部に固着され他端が後述するケース体６
に回動自在に支持されて、該作動部材５の往復運動方向
のみにバネ性を有する板バネ5cを一体に有している。該
板バネ5cの前記他端にはケース体６に回動自在に支持さ
せるための棒状の回動端部5dが形成されており、又、同
板バネ5cは帯板状なのでバネ性を有する方向以外には変
位しないものである。前記結合用穴5aは作動部材５の往
復運動方向と直交する方向に長い長穴形状で、その長さ
寸法はモータ１の出力回転軸２に偏心して取り付けられ
た駆動軸３の最大振幅と略同一で、その両端部の内径の
曲率は同駆動軸３の曲率より大となるように形成されて
いる。

【００２８】ケース体６は直方体形状の箱型で、その外
角部分には三つの取付結合孔6cが穿設されており、その
開口面側がモータ取付台４と嵌合され、その箱底面側に
は後述するダイヤフラム部材７及び基台８を挿入保持す
るための挿入開口6aが形成されと共にケース体６内に導
入された空気を後述する吸入弁7eへと導くための通気口
6bが形成されている。又、ケース体６の上端側面には、
上述した作動部材５の板バネ5cの回動端部5dを嵌合させ
て回動自在に支持するための嵌め込み溝6dが形成されて
おり、該嵌め込み溝6dにはポンプ動作状態においても、
上述した作動部材５の板バネ5cの回動端部5dが回動自在
に支持されると共に作動部材５の往復運動方向と直交す
る方向にはずれ動かないように嵌合されていて、該板バ
ネ5cの回動端部5dは外れることがない。

【００２９】ダイヤフラム部材７はゴム等の弾性体で形
成され、その隣り合う二隅部分には結合ネジ13を通すた
めの透孔21が穿設されている。該ダイヤフラム部材７上
には傾斜面を有して略方形斜柱状に延伸形成されたダイ
ヤフラム本体部7aが、三次元的な立体面として同傾斜面
が出力回転軸２側に位置するように形成され、同ダイヤ
フラム本体部7aの傾斜面の外周部分には全周にわたって
蛇腹の役目を果たす半円部7bが形成されている。又、ダ
イヤフラム本体部7aの中央部分には該ダイヤフラム本体
部7a内の容積を可変してポンプ作用をなすための駆動部
7cが、剛性をも高めるため厚肉状に同ダイヤフラム本体
部7aの底部から頭部にわたって概ね立体面高さと等しく
形成されている。又、駆動部7cの先端には細くなった括
れ部を介して拡大頭部7dが形成され、該拡大頭部7dが作
動部材５の取付用孔5bに貫通されて同作動部材５表面上
に突出係止されることによって、同駆動部7cは作動部材
５に結合されている。ダイヤフラム部材７の一隅部分に
は舌状の吸入弁7eが一体に形成されており、該吸入弁7e
は上述のケース体６に形成された通気口6bを開閉するも
のである。

【００３０】基台８は直方体形状でその三隅部分には結
合ネジ13を通すための通孔22が穿設されており、該基台
８とダイヤフラム本体部7aの内部空間とで囲まれた容積
分の空気室９が形成される。該空気室９は駆動部7cを基
準としてモータ１径方向外側の第一空気室9aと同内側の
第二空気室9bとから成り、ダイヤフラム本体部7aが傾斜
面を有するように形成されているので、傾斜の高い側に
ある第一空気室9aの容積の方が傾斜の低い側にある第二
空気室9bの容積よりも大きくなっている。基台８がダイ
ヤフラム部材７を圧接する側には、ダイヤフラム本体部
7aの立体面と略相似形状で略方形状の立壁10が形成さ
れ、該立壁10の高さはダイヤフラム本体部7aの傾斜面に
対応するように、基台８の短手方向に平行で中心から近
い側の辺となる立壁部10ａの方が同遠い側の辺となる立
壁部10ｂよりも低く形成され、同基台８の長手方向に平
行となる他の二辺の立壁部10ｃは前記両立壁部10ａ、10
ｂを連続させる傾斜壁となっている。又、基台８の前記
立壁10内側には、後述する排気弁11を取り付けるための
弁取付孔8aが穿設され、該弁取付孔8aの周辺には複数の
排気孔8bが穿設されると共に、上述の吸入弁7eを通過し
た空気を前記空気室９へと導くための溝状の吸入路8cが
形成されている。

【００３１】ダイヤフラム本体部7aの内周立面は、その
四辺のうち三辺が前記基台８の立壁部10ｂ、10ｃと密着
するように形成されているので、駆動部7cが作動した際
に同ダイヤフラム本体部7aの内側への移動及び変形が阻
止される。又、ダイヤフラム本体部7aの外周立面のうち
上記に対応する三辺はケース体６の挿入開口6aの内周面
と密着するように形成されているので、駆動部7cが作動
した際に同ダイヤフラム本体部7aが外側へ変位して拡張
されることが規制される。それ故に、ダイヤフラム本体
部7aが作動部材５によって駆動された際、該ダイヤフラ
ム本体部7aの立体面のうち駆動部7cをその中央に有する
傾斜面のみが振動変位可能であって、その他の面はケー
ス体６と基台８とで挟持され振動せずに固定されてい
る。

【００３２】なお、排気弁11は傘型で弾性体にて形成さ
れ、基台８のダイヤフラム部材７と接する側とは反対側
に配置され、上記弁取付孔8aに挿入嵌合されて取着され
ている。同基台８のダイヤフラム部材７と接する側とは
反対側に蓋体12が取着固定されており、この場合、蓋体
12の中央部分には排気口12ａが、同三隅部分には固定孔
23が各々穿設されており、該三つの固定孔23に挿通され
る結合ネジ13にて上記モータ取付台４、ケース体６、ダ
イヤフラム部材７、基台８及び同蓋体12がネジ止め固定
されて結合一体化される。

【００３３】次に、該小型エアポンプ装置の動作につい
て説明する。モータ１に通電されて出力回転軸２が回転
すると駆動軸３も偏心しながら回転し、これにより、作
動部材５が出力回転軸２の軸方向と直交する面内で円運
動しようとするが、作動部材５の駆動軸３と結合するた
めの結合用穴5aが作動部材５の往復運動方向と直交する
方向に長い長穴形状であるので、作動部材５は同結合用
穴5aの長手方向と直交する方向に往復運動する。この場
合、板バネ5cが前記往復運動方向にのみバネ性を有し他
方向には変位しないため、作動部材５は該作動部材５の
往復運動方向と直交する方向で且つダイヤフラム本体部
7aの変位可能な傾斜面に沿う方向には揺れ動くことなく
往復運動する。又、ダイヤフラム本体部7aの駆動部7c
は、前記作動部材５と同様に往復運動する。

【００３４】該往復運動の際、モータ１の出力回転軸２
側から見て、作動部材５がダイヤフラム本体部7aの傾斜
面に近づく方向へ移動する行程（駆動軸３の回転の一方
の半周分）にあっては、図１（ａ）に示す如く、駆動部
7cも同様に移動変位され、空気室９の容積は、ダイヤフ
ラム本体部7aの傾斜面のみが変位するため、空気室9aは
圧縮されて容積が減少し、他方、空気室9bは膨張されて
容積は増大するが、空気室9aの容積の方が空気室9bの容
積よりも大きい故、空気室９全体としての容積は減少す
る。次に、モータ１の出力回転軸２側から見て、作動部
材５がダイヤフラム本体部7aの傾斜面に遠ざかる方向へ
移動する行程（駆動軸３の回転の他方の半周分）にあっ
ては、図１（ｂ）に示す如く、駆動部7cも同様に移動変
位され、空気室９全体としての容積は前記と逆に増大す
る。

【００３５】この場合、空気室９の容積が全体として減
少する行程にあっては、該空気室９が増圧されて吸入弁
7eはケース体６に圧接されて閉じ、反対に、排気弁11は
開いて排気口12ａから空気が排出される。又、空気室９
の容積が全体として増大する行程にあっては、空気室９
が減圧されて吸入弁7eは開き、吸入溝4aにて形成される
吸込口からケース体６内に入ってきた空気が通気口6b、
吸入路8cを通って空気室９内に流入して吸気動作が行わ
れ、反対に、排気弁11は閉じられる。

【００３６】したがって、該実施形態の小型エアポンプ
装置においては、板バネ5cの両端が固定支持された従来
の場合に比して、板バネ5cの回動端部5dが回動され得る
分だけ該板バネ5cにかかる応力が低減されるので、同板
バネ5cのバネ定数は小さくなり、モータ１への負荷が軽
減される。すなわち、板バネ5cの一端だけを回動自在に
支持した場合、板バネ5cの両端を固定支持した場合に比
較して、バネ定数は１／４となり、座屈荷重（座屈を起
こす荷重）が１／２となるので、座屈荷重を維持しても
バネ定数を１／２に下げることによって、モータ１への
負荷を軽減することができるのものである。

【００３７】図４〜６は、本発明の請求項１、２に対応
する別の実施形態を示しており、該実施形態の小型エア
ポンプ装置においては、板バネ51ｃの作動部材５に結合
される側の一端が棒状の回動端部51ａとして形成され
て、該作動部材５の結合用穴5a側の端部に形成される回
動支持部5dに、同作動部材５の往復運動方向と直交する
方向の動きを拘束された状態に嵌合され、回動自在に支
持されている。又、この場合、ケース体６の上端側面に
は、前記板バネ51ｃの他端部51ｂを嵌め込み固定するた
めの嵌め込み溝6dが形成されており、該嵌め込み溝6dに
はポンプ動作状態においても、上述した板バネ51ｃの他
端部51ｂが強固に嵌合固定されていて該板バネ51ｃの他
端部51ｂは外れることがない。

【００３８】したがって、この場合は特に、板バネ51ｃ
と作動部材５との結合部分が回動し得るので、該作動部
材５が中立の位置からダイヤフラム本体部7aを圧縮する
行程で、同作動部材５の板バネ51ｃを固定している他端
部51ｂの部分を中心としてその反対側を持ち上げ回転さ
せようとする板バネ51ｃの反力によるモーメントが発生
しないので、結合用穴5aが作動部材５と共に傾くことは
なく、駆動軸３と同結合用穴5aとはその上端から下端に
かけて均一に接触する。それ故に、該接触している部分
のＰＶ値が低くなって結合用穴5aの磨耗が防止され、空
気量、全閉圧の低下を引き起こすことがなくて寿命も長
くなる。なお、それ以外は上記実施形態の小型エアポン
プ装置と同様に構成されており、上記実施形態における
と同様の作用効果が奏される。

【００３９】図７〜９は、本発明の請求項３に対応する
別の実施形態を示しており、該実施形態の小型エアポン
プ装置においては、モータ１の出力回転軸２の軸方向と
直交する面内で且つ作動部材５の往復運動方向のみにバ
ネ性を有している板バネ5cを具備しており、該板バネ5c
は、その一端が作動部材５に一体に結合され、その他端
が固定端部5dとして形成されてケース体６に結合固定さ
れている。又、この場合、ケース体６の内側面には、前
記板バネ5cの固定端部5dを嵌め込み固定するための嵌め
込み溝6dが形成されており、該嵌め込み溝6dにはポンプ
動作状態においても、上述した板バネ5cの固定端部5dが
強固に嵌合固定されていて該板バネ5cの固定端部5dは外
れることがない。

【００４０】したがって、この場合は、負荷が高圧にな
ると、圧力によってダイヤフラム本体部7aが膨らむの
で、駆動部7cと作動部材５にはモータ１側へ向かって変
位させようとする力が作用するが、該力は板バネ5cの幅
方向の力なので、該板バネ5cは変位もしないし座屈もし
ない。又、負荷が高圧となった場合でも、全閉圧は下が
らず寿命が短くなることもない。なお、それ以外は上記
実施形態の小型エアポンプ装置と同様に構成されてお
り、上記実施形態におけると同様の作用効果が奏され
る。

【００４１】図10〜12は、本発明の請求項３、４に対応
する別の実施形態を示しており、該実施形態の小型エア
ポンプ装置においては、板バネ5cの作動部材５に結合さ
れる側の一端、同板バネ5cのケース体６に結合される側
の他端の少なくともいずれか一方が、作動部材５の往復
運動方向と直交する方向の動きを拘束された状態で回動
自在に支持されている。この場合は、板バネ5cのケース
体６に結合される側の前記他端が棒状の回動端部5dとし
て形成されて、ケース体６の内側面に形成される嵌め込
み溝6dに、作動部材５の往復運動方向と直交する方向の
動きを拘束された状態に嵌合され、回動自在に支持され
ている。又、板バネ5cの作動部材５に結合される側の前
記一端は、該作動部材５と一体に形成されて結合されて
いるが、同板バネ5cの一端を作動部材５に対して回動自
在に結合させても良い。

【００４２】したがって、この場合は特に、板バネ5cの
両端が固定支持された従来の場合に比して、板バネ5cの
回動端部5dが回動され得る分だけ該板バネ5cにかかる応
力が低減されるので、同板バネ5cのバネ定数は小さくな
り、板バネ5cに座屈が発生しないこともあって、モータ
１への負荷が大幅に軽減される。すなわち、板バネ5cの
一端だけを回動自在に支持した場合、板バネ5cの両端を
固定支持した場合に比較して、バネ定数が１／４となる
ので、板バネ5cの座屈荷重を考慮することなく該板バネ
5cのバネ定数を１／４にまで下げることによって、モー
タ１への負荷を大幅に軽減することができるのものであ
る。なお、それ以外は上記実施形態の小型エアポンプ装
置と同様に構成されており、上記実施形態におけると同
様の作用効果が奏される。

【００４３】

【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１記載の小
型エアポンプ装置においては、板バネの端部が回動され
得る分だけ該板バネにかかる応力が低減されるので、同
板バネのバネ定数を小さくして、モータへの負荷を軽減
することができる。

【００４４】又、本発明の請求項２記載の小型エアポン
プ装置においては、特に、作動部材に板バネの反力によ
るモーメントが発生しないので、結合用穴が作動部材と
共に傾くことはなく、該結合用穴と駆動軸とが均一に接
触して同結合用穴の磨耗が防止され、空気量、全閉圧の
低下を引き起こすことがなくて寿命も長くなる。

【００４５】又、本発明の請求項３記載の小型エアポン
プ装置においては、板バネがモータの出力回転軸の軸方
向と直交する面内で且つ作動部材の往復運動方向のみに
バネ性を有しているので、負荷が高圧になると、圧力に
よってダイヤフラム本体部が膨らみ、駆動部と作動部材
にはモータ側へ向かって変位させようとする力が作用す
るが、該力は板バネの幅方向の力なので、該板バネは変
位も座屈もすることがなく、しかも、全閉圧は下がらず
寿命が短くなることもない。

【００４６】又、本発明の請求項４記載の小型エアポン
プ装置においては、特に、板バネの端部が回動され得る
分だけ該板バネにかかる応力が低減され、該板バネには
座屈が発生しないこともあって、同板バネのバネ定数を
座屈荷重を考慮することなく小さくして、モータへの負
荷を大幅に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である小型エアポンプ装置
を示し（ａ）（ｂ）各々異なる状態における縦断面図。

【図２】同小型エアポンプの分解斜視図。

【図３】同小型エアポンプにおける作動部材を示し
（ａ）はその平面図（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面
図。

【図４】別の実施形態である小型エアポンプ装置を示し
（ａ）（ｂ）各々異なる状態における縦断面図。

【図５】同小型エアポンプの分解斜視図。

【図６】同小型エアポンプにおける作動部材を示し
（ａ）はその平面図（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面
図。

【図７】更に別の実施形態である小型エアポンプ装置を
示す分解斜視図。

【図８】同小型エアポンプにおける作動部材を示し
（ａ）はその平面図（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面
図。

【図９】同小型エアポンプにおける作動部材の動作状態
を示す平面図。

【図10】更に別の実施形態である小型エアポンプ装置を
示す分解斜視図。

【図11】同小型エアポンプにおける作動部材を示し
（ａ）はその平面図（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面
図。

【図12】同小型エアポンプにおける作動部材の動作状態
を示す平面図。

【図13】従来例である小型エアポンプ装置を示し（ａ）
（ｂ）各々異なる状態における縦断面図。

【図14】同小型エアポンプの分解斜視図。

【図15】同小型エアポンプにおける作動部材を示し
（ａ）はその平面図（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面
図。

【図16】同小型エアポンプにおける作動部材及びこれに
関連する部材の動作状態を示す要部縦断面図。

【符号の説明】

１ モータ ２ 出力回転軸 ３ 駆動軸 ５ 作動部材 5c 板バネ ６ ケース体 ７ ダイヤフラム部材 7a ダイヤフラム本体部 7c 駆動部 ８ 基台

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの出力回転軸に偏心して付設され
   た駆動軸と、該駆動軸の回転によって往復運動される作
   動部材と、出力回転軸の軸方向に対して交差する方向に
   配置されるダイヤフラム部材とから成り、該ダイヤフラ
   ム部材から出力回転軸の軸方向に沿ってモータ側へ一体
   に延伸されると共に傾斜面を有する立体面となるよう三
   次元的に同出力回転軸の周回りにダイヤフラム本体部が
   形成され、該ダイヤフラム本体部の中程に形成される駆
   動部と前記作動部材とを係合すると共に前記ダイヤフラ
   ム部材はその両側に配置されたケース体と基台とによっ
   て、その周縁部分のみならず前記ダイヤフラム本体部の
   立体面のうち出力回転軸と相対しない面をも挟持固定さ
   れ、前記ダイヤフラム本体部は、その立体面のうち出力
   回転軸に相対する傾斜面のみを変位可能として成る小型
   エアポンプ装置において、モータの出力回転軸の軸方向
   と平行な面内で且つ作動部材の往復運動方向のみにバネ
   性を有している板バネを具備しており、該板バネは、そ
   の一端が作動部材に、その他端がケース体に各々結合さ
   れていて、同一端、他端の少なくともいずれか一方が、
   作動部材の往復運動方向と直交する方向の動きを拘束さ
   れた状態で回動自在に支持されていることを特徴とする
   小型エアポンプ装置。
2. 【請求項２】 板バネの作動部材に結合される側の一端
   が、同作動部材の往復運動方向と直交する方向の動きを
   拘束された状態で回動自在に支持されていることを特徴
   とする請求項１記載の小型エアポンプ装置。
3. 【請求項３】 モータの出力回転軸に偏心して付設され
   た駆動軸と、該駆動軸の回転によって往復運動される作
   動部材と、出力回転軸の軸方向に対して交差する方向に
   配置されるダイヤフラム部材とから成り、該ダイヤフラ
   ム部材から出力回転軸の軸方向に沿ってモータ側へ一体
   に延伸されると共に傾斜面を有する立体面となるよう三
   次元的に同出力回転軸の周回りにダイヤフラム本体部が
   形成され、該ダイヤフラム本体部の中程に形成される駆
   動部と前記作動部材とを係合すると共に前記ダイヤフラ
   ム部材はその両側に配置されたケース体と基台とによっ
   て、その周縁部分のみならず前記ダイヤフラム本体部の
   立体面のうち出力回転軸と相対しない面をも挟持固定さ
   れ、前記ダイヤフラム本体部は、その立体面のうち出力
   回転軸に相対する傾斜面のみを変位可能として成る小型
   エアポンプ装置において、モータの出力回転軸の軸方向
   と直交する面内で且つ作動部材の往復運動方向のみにバ
   ネ性を有している板バネを具備しており、該板バネは、
   その一端が作動部材に、その他端がケース体に各々結合
   されていることを特徴とする小型エアポンプ装置。
4. 【請求項４】 板バネの作動部材に結合される側の一
   端、同板バネのケース体に結合される側の他端の少なく
   ともいずれか一方が、作動部材の往復運動方向と直交す
   る方向の動きを拘束された状態で回動自在に支持されて
   いることを特徴とする請求項３記載の小型エアポンプ装
   置。