JPH1113630A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出口側よりの気体の流入によるポンプ室
内の減圧を除去する。 【解決手段】 ポンプ室より吐出弁を介して吐出口へ
連通する流路の吐出口と吐出弁との間に逆止弁を配置し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムポン
プに関するものである。又本発明は、ダイヤフラムポン
プやその他の流体の流路中に設置される逆止弁に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイヤフラムポンプは、ダイヤフ
ラムを備えていて駆動部によるダイヤフラムの形状の変
化により容積が変化するように構成されたポンプ室と、
吸入弁を介してポンプ室に接続する吸入口と、吐出弁を
介してポンプ室に接続する吐出口を有し、駆動部による
駆動によりダイヤフラムの形状を変化させてポンプ室の
容積を拡大させることにより吸入口より吸入弁を介して
気体を吸入し、続いて駆動部の駆動によりダイヤフラム
の形状を変化させてポンプ室の容積を縮小することによ
りポンプ室内の気体を圧縮して吐出弁を介して吐出口よ
り送り出すことを繰り返してポンプ作用を行なうもので
ある。

【０００３】このようなダイヤフラムポンプについて、
本出願人の開発した複数のポンプ室を備えていてこれら
ポンプ室を一定の位相差をおいて駆動して比較的脈動の
少ないダイヤフラムポンプを例に説明する。

【０００４】図８は前記複数のポンプ室を備えた従来の
ダイヤフラムポンプの一例の断面図で２１はモータ、２
２はモータ２１の出力軸、２３は出力軸２２に固定され
たカラー、２４は出力軸２２に対して所定角度傾斜させ
て固定された駆動軸、２５は円板形に形成され駆動軸２
４に取り付けられた駆動体であり、モータ２１の駆動に
より出力軸２２が回転する駆動軸２４が傾斜した状態で
回転し、駆動体２５は中心に対して周辺部が順次上下移
動し、いわゆる皿回し運動をする。２６はダイヤフラム
で、柔らかく薄いゴム等の弾性材料からなる円板上に形
成されたダイヤフラム本体と、例えば１２０度間隔でダ
イヤフラム本体の面から下方に伸びて一体に形成された
つり鐘形の３個のダイヤフラム部を有し、各ダイヤフラ
ム部は夫々先端部（図面下端部）が駆動体２５に固定さ
れている。２７はダイヤフラム本体の中央部からダイヤ
フラム部と反対側の図面上方に伸びて一体に形成されて
いる円筒形の吐出弁である。又２８は吸入弁、２９は吸
入口、３０は吐出口である。

【０００５】次に、このように構成されたダイヤフラム
ポンプの動作について説明する。モータ２１により出力
軸２２が回転すると駆動軸２４も回転し、これにより駆
動体２５が皿回し運動をしてダイヤフラム２６の各ダイ
ヤフラム部の駆動体２５へ取り付けた部分が１２０度の
位相差で上下方向に振動する。これによりダイヤフラム
部により形成されるポンプ室は容積が周期的に変化す
る。つまりダイヤフラム部の取り付け部分が下方に移動
してポンプ室の容積が増えるときは、ポンプ室は減圧さ
れて吐出口は閉じ、反対に吸入弁２８は開いて吸入口２
９から気体が流入する。次にダイヤフラム部の取り付け
部分が上方に移動してポンプ室の容積が減るときは、ポ
ンプ室は増圧されて吐出弁２７は閉じ、反対に吸気弁２
８は開いてポンプ室内の気体は吐出口３０から送り出さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなダイヤフラ
ムポンプは、例えば図９（Ａ）に示すようにタンク３１
に接続してタンク内に空気を送り込んで加圧するために
用いられる。尚３３は圧力計である。

【０００７】このような、従来のダイヤフラムポンプに
おいて、いずれも複数個ある吸入弁２７や吐出弁２８、
又ダイヤフラム部等のシール性が良くない場合、タンク
３１内に送り込まれた空気が逆にポンプ内に流入し、更
に外部にもれでるおそれがある。その結果、タンク内の
圧力が減少し好ましくない。特に吸入弁２７や吐出弁２
８は、ダイヤフラムの運動に追従して作動するために、
その追従性を重視することからシール性を若干犠牲にす
ることがある。その場合には、これら弁のシール性が十
分ではなくなり気体がもれタンク内の圧力が減少する等
の欠点が生ずることが多い。

【０００８】この欠点を解消するために、従来は図９
（Ｂ）に示すようにポンプ２０とタンク３１との接続部
に逆止弁３２を設ける方法をとっていた。この方法で
は、逆止弁３２を介してポンプとタンクを接続しなけれ
ばならず、逆止弁自体がケーシング等を含めた構造のも
のとなり、部品の数が増加すると共に接続部のスペース
が大になる。

【０００９】本発明は、前述のように吐出口側からの気
体の流入によるポンプ室の減圧が起こらないようにした
ダイヤフラムポンプを提供するものである。

【００１０】又、本発明は、ダイヤフラムポンプやその
他の気体の流路等に用いるのに適した逆止弁を提供する
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のダイヤフラムポ
ンプは、ダイヤフラムの変形により容積が変化するポン
プ室と、ポンプ室に吸入弁を介して連通する吸入口と、
ポンプ室に吐出弁を介して連通する吐出口とを有し、吐
出口と吐出弁との間に逆止弁を配置したことを特徴とす
る。

【００１２】本発明のダイヤフラムポンプは、例えば図
９（Ａ）に示すようにタンクに接続してタンク内に気体
を送り込むために使用する時、タンク内の圧力の増加に
より吐出口を通してポンプ内に気体が流入した時も、吐
出口と吐出弁との間に配置した逆止弁の働きによって気
体がポンプ室内へ流入することを阻止し、これによって
ポンプ室の外への気体の流出によるタンク内の減圧を防
止するようにしたものである。

【００１３】又、本発明は、ダイヤフラムポンプ内等の
流路中に配置し得る新規な逆止弁であり、この本発明の
逆止弁は、気体を通す気体の流路を構成する筒状をした
保持枠と、保持枠の筒状の内側で流路を構成する部分に
配置される弁体と、弁体を保持枠に結ぶことによって弁
体を支持する保持紐とを有し、これら保持枠、弁体、保
持紐がゴム等の弾性材料にて一体に形成されている弁体
部材と、弁体部材と組み合わせられる弁座部材とを備え
ていて、弁座部材の弁座と弁体部材の弁体の少なくとも
１部が互いに密接するように保持紐が弁体を弁座に密接
する方向に引っ張る作用を有するように弁体部材と弁座
部材とを組み合わせ配置したことを特徴とする。

【００１４】この本発明の逆止弁は、流路中に弁体部材
の保持枠をその筒状内が流路をなすように取り付けると
共に弁座部材の弁座を弁体と密接して流路を塞ぐように
取り付けることによって、気体が弁座に弁体を圧着する
方向に流れる時は保持紐によって弁体が弁座に密接する
方向に引っ張る作用が働いて気体の流れを阻止し、逆に
弁座から弁体が離れる方向に気体が流れる時には両者が
離れて気体が自由に流れ得るようにして逆止弁としての
作用をするようにしたものである。

【００１５】本発明の逆止弁は、弁体が弁座に密接した
状態において、弾性材料よりなる保持紐が弁体を弁材に
密接する方向への引っ張る力が働くような状態に弁体部
材と弁座部材とを組み合わせ配置したことにより、気体
の流れにより弁体が弁座より離れて弁を開いて気体が流
れ出ている状態からその流れが停止した状態に戻った時
に、保持紐の作用により弁体が弁座に密接する方向への
力が働き両者が互いに密接する状態へ戻り得る。つま
り、気体の流れにより弁体を弁座より離れるようにして
流れる際には、保持枠に張られた弾性材料の保持紐を更
に伸ばすことになり、気体の流れが停止した時には保持
紐の力により弁体を元の位置に戻し、したがって弁体は
弁座に密接してシールされ、逆止弁は完全に閉じられ
る。

【００１６】この本発明の逆止弁は、弁体部分がゴム等
の弾性材料により一体に形成されているため、その製造
が容易であり、又例えばダイヤフラムポンプ内やその他
の流路の狭い部分にも容易に取り付け得て、しかも取り
付けが容易である。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
述べる。

【００１８】図１は本発明のダイヤフラムポンプで、図
８に示すような複数のダイヤフラム部（ポンプ室）を有
するダイヤフラムポンプに本発明を適用した第１の実施
の形態のダイヤフラムポンプである。図１において、１
はポンプの駆動部分やポンプ室等をその内部に形成する
ケーシング、２はケーシング１に固定される中間の蓋
体、３は外側の蓋体で、その他のダイヤフラムポンプ自
体の基本構成は図９に示すポンプと実質上同じ構成であ
る。

【００１９】この図１に示すダイヤフラムポンプは、中
間の蓋体２の吐出弁２７を配置する部分の上方に、テー
パー面を有する開口つまり下端が狭く上方の吐出口３０
の方に向けて広くなる形状の開口を形成すると共に円筒
状の枠８に外壁面が前記開口のテーパー状内面に丁度接
する形状のテーパー状外面を有する弁体６を弾性を有す
る保持紐７により指示した形状の弁体部材を外側蓋体３
内に圧入保持した構造を有している。このようなテーパ
ー状内面を有する弁座部分とテーパー状外面を有する弁
体を備えた弁体部分とにて逆止弁４が構成されている。

【００２０】上述のような、弁座部分と弁体部分とから
なる逆止弁４を吐出弁１７と吐出口との間に設けたダイ
ヤフラムポンプは、図に示すダイヤフラムポンプと同様
に、モーター２１の駆動により駆動体２５が皿回し運動
をすることにより、各ダイヤフラム部２６が順次そのポ
ンプ室の容積を変化させる。これにより一定の位相差を
もって各ポンプ室が吸気と吐気を繰り返し、それによっ
て吐出弁１７より順次空気を送り出す。ここで空気が流
れ出る時には空気の圧力により逆止弁４は開き吐出口３
０より送り出され、例えば図９（Ａ）のようにタンク内
に供給される。ここでダイヤフラムポンプの働きを停止
した時に、タンク内の空気圧によってタンク内よりパイ
プ３２を通って吐出口３０からダイヤフラムポンプ２０
内に空気が流れ込もうとしても、逆止弁４が自動的に閉
じるため吐出弁２７を通ってポンプ室内等に流れ込むこ
となく、したがって空気がポンプから外部に流れ出てこ
れによりタンク３０内の圧力が減少することはない。又
この逆止弁４により外部より過大な圧力が加わってもこ
れがダイヤフラムに加わることはなく、ダイヤフラムに
影響を及ぼすことがない。

【００２１】図２は、本発明のダイヤフラムポンプの第
２の実施の形態を示すもので、図１に示す第１の実施の
形態のダイヤフラムポンプと、吐出弁と吐出口との間に
形成された逆止弁の構造の異なるポンプである。

【００２２】この第２の実施の形態は、吐出弁２７と吐
出口３０との間に設けた逆止弁１０が板状の弁体１１を
コイルばね１２により弁座１３に押圧する構造をなして
いるものである。

【００２３】この図に示すダイヤフラムポンプも、ポン
プ作用によりポンプ室より気体を送り出す場合、気体は
吐出弁２７を通り更に逆止弁１０の弁体１１を押しあげ
て吐出口より気体を送り出す。又、吐出口３０より気体
が流入した時には、逆止め弁１０により流入は阻止され
るので、例えばタンク内等の気体が外部に流れ出すこと
はない。

【００２４】図３は本発明のダイヤフラムポンプの第３
の実施の形態を示すものである。このダイヤフラムポン
プは、吐出弁２７と吐出口３０との間にアンブレラー弁
１５を配置したもので、他の図１、図２に示すダイヤフ
ラムポンプと同様に、例えばタンク内に気体を送り込む
ために用いた時に、タンクよりの気体の流入をアンブレ
ラー弁１５により阻止するものである。

【００２５】以上のように本発明のダイヤフラムポンプ
は、従来のものの簡単な改良、構造の変化により製造し
得、しかも従来のダイヤフラムポンプの欠点を除去し得
るものである。

【００２６】本発明のダイヤフラムポンプの各実施の形
態のうち、第１の実施の形態のダイヤフラムポンプは、
本発明の逆止弁を用いたものである。即ち図１のダイヤ
フラムポンプの吐出弁２７と吐出口３０の間に設けられ
ている逆止弁が本発明の逆止弁である。

【００２７】この本発明の逆止弁の詳細な内容を説明す
る。

【００２８】図４は、本発明の逆止弁の構成を示す図
で、円筒状でその中空部分（貫通孔部分）が気体の流通
路をなす保持枠８と、保持枠の貫通孔部分に配置される
円錐弁状をした弁体６と、弁体６を保持枠８に結合する
保持紐７とよりなり、保持枠８と弁体６と保持紐７とが
ゴム等の弾性材料により一体に形成された弁体部材１６
と、弁体の外周面に丁度接する形状をなし弁座５を構成
する弁座部材１７とよりなる。

【００２９】この逆止弁は、気体の通路である流路又は
流路になる部分に弁体の外壁面と弁座の内壁面とが密接
してシールするように弁体部材１６と弁座部材１７とを
取り付ける。つまり、図１に示すように保持紐７の弁体
６の側が保持筒８の側よりも弁座５より離れる方向（吐
出口３０に近い方向）に位置するように弁体部材１６と
弁座部材１７とを組み合わせて固定することにより、保
持紐７は引き伸ばされた状態に保持される。これにより
保持紐７には弁座５の方向に引っ張る作用が働く。この
ように弁体部材１６と弁材部材１７を配置すれば弁座の
側より気体を流入させれば弁体６は弁座５より離れて気
体は流れでる。次にこの流入が止まると前記の保持紐７
の弁座の方向への引っ張る力により弁体は元の位置に戻
り、弁体は弁座に密接し弁は自動的に閉まりシールされ
る。つまり、弁体が弁座より離れることにより保持紐７
は更に伸び保持紐７による弁体を引く力が強くなる。そ
のため、気体により弁体への圧力を減少すれば、強くな
った保持紐が弁体を引く力により戻される。

【００３０】以上のように、本発明の逆止弁は、弁座側
からの気体の圧力により弁が開かれ気体は弁を通って流
れ、この流れが停止して気体の圧力がなくなると保持紐
の働きにより弁体は元に戻されて弁座に密着して弁は閉
じる。

【００３１】本発明の逆止弁において保持紐による力の
強さは、紐の断面積や紐の断面形状、材質などにより決
まり、弁体による弁を閉じる作用が確保されるように太
さ（断面積）等を決める必要がある。それと共に弁を開
いて気体を流す際にあまり負荷が高くならないようにす
る必要があり、これと弁を閉じる作用とを考慮して決め
られる。

【００３２】又円錐台状の弁体の斜面の傾斜角αは、こ
れが小であればある程弁を閉じる作用が強くなるが弁を
開き気体を流す際の負荷が大になり、又傾斜角αが大で
あると弁を閉じる作用が弱くなる。

【００３３】図５は、本発明の逆止弁の第２の実施の形
態を示す図で、弁体が板状である点でのみ図４に示す第
１の実施の形態の逆止弁と異なり、その他の構成および
その作用は実質上同じである。つまり円板状の弁体１８
を円筒状保持枠８内に保持紐７にて支持する構成でこれ
ら保持枠、弁体、保持紐とをゴム等の弾性材料にて一体
に形成して保持部材を形成したものである。

【００３４】又図６は、本発明の逆止弁の第３の実施の
形態を示す図である。この第３の実施の形態は、第１、
第２の実施の形態と同様に円筒状の保持枠を有し、又弁
体を保持紐により保持枠内に支持する構成で、これら保
持枠、弁体、保持紐をゴム等の弾性材料にて一体に形成
した。

【００３５】しかし本発明の逆止弁の第３の実施の形態
は、弁体１９が半球状であり、この半球状の弁体の球面
の一部と円筒状の弁座の先端内側の円周状の角の部分Ａ
とが密接することにより弁を閉じるようにしてある。

【００３６】図７は本発明の第３の実施の形態の変形例
で、弁座の先端内側を弁体球面と同一形状（同一曲率）
の曲面状Ｂにし、弁体と弁座の接触面積を大にして弁を
閉じる作用を大にしたものである。

【００３７】尚、図５、図６、図７の実施の形態におけ
る説明では、弁体部材と弁座部材とを組み合わせ配置に
関して記載しなかったが、いずれの実施の形態も保持紐
の保持筒側より保持紐の弁体側が弁座より離れるように
配置することにより保持紐により弁体を弁座側へ引っ張
る力が働くようにする点は図４に示す実施の形態で述べ
たのと同様である。

【００３８】

【発明の効果】本発明のダイヤフラムポンプは、これを
タンク等に気体を送り込むために用いた場合も、ポンプ
の吸入弁や吐出弁からの気体のもれによりタンク等の圧
力の減少をきたすおそれはない。

【００３９】又、本発明の逆止弁は、特に弁体部材の構
造を簡単化し又一体構造とすることにより低コストであ
りしかも取り付けが簡単であるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のダイヤフラムポンプの第１の実施の
形態を示す図

【図２】 本発明のダイヤフラムポンプの第２の実施の
形態を示す図

【図３】 本発明のダイヤフラムポンプの第３の実施の
形態を示す図

【図４】 本発明の逆止弁の第１の実施の形態を示す図

【図５】 本発明の逆止弁の第２の実施の形態を示す図

【図６】 本発明の逆止弁の第３の実施の形態を示す図

【図７】 本発明の逆止弁の第３の実施の形態の変形例
を示す図

【図８】 従来のダイヤフラムポンプの一例を示す図

【図９】 ダイヤフラムポンプをタンクへの空気供給の
ために用いる例を示す図

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 中間蓋体 ３ 外側蓋体 ４ 逆止弁 ５ 弁座 ６ 弁体 ７ 保持紐 ８ 保持枠

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤフラムによりポンプ室の容積を
   変化させて吸気弁を通して気体をポンプ室内に流入し吐
   出弁を通して吐出口より気体を送り出すダイヤフラムポ
   ンプにおいて、前記吐出弁と吐出口との間に逆止弁を設
   けたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
2. 【請求項２】 筒状又は環状の保持枠と、前記保持枠
   の筒内に位置する少なくとも一部が弁座に密接してシー
   ルする形状をした弁体と、前記弁体を保持枠内に保持す
   るために該弁体と保持枠とを結ぶ保持紐とを有し、前記
   保持枠、弁体、保持紐がゴム等の弾性材料により一体に
   形成されている弁体部材と、弁座を形成する弁座部材と
   より構成され、前記保持紐が前記弁体と前記弁座に密接
   する方向に引っ張る作用を有するように前記弁体部材と
   前記弁座部材とを組み合わせたことを特徴とするダイヤ
   フラムポンプその他の流体通路に設置して用いられる逆
   止弁。