JPH11173272A - 小型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプの排気量を低下させずに外径寸法を
小さくする。 【解決手段】 ポンプを構成するケース、シリンダー
部、ダイヤフラム本体、蓋体を組み合わせて板ばね又は
棒状のばねで締め付け固定して一体化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、あるポンプ室を形
成するダイヤフラム部と弁室内に配置された弁体部とを
一体に構成したダイヤフラム本体を備えた小型ポンプに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイヤフラム部を有する小型ポン
プは、例えば三つのポンプ室を有するポンプの場合図１
０に示す通りの構成である。

【０００３】この図１０において、１は小型直流モー
タ、２はモータ１の出力軸、３はカップ形に形成され底
面がねじ４によりモータ１の出力軸側の面に取付けられ
たケース、５は出力軸２に固定されたカラー、６は出力
軸２に対して所定角度傾斜し、かつその先端が出力軸２
の中心軸上に存在するようにカラー５に固定された駆動
軸、７は穴８を有する板状の駆動体、９は駆動体７の中
心に下方に伸びて一体に形成された筒形の支持部、１０
は駆動軸６と駆動体７の間の摩擦を小さくするためのス
チールボールである。支持部９は駆動部６にゆるくはめ
込まれており、出力軸２が回転すると駆動軸６が傾斜し
た状態で回転するため、駆動体７は中心に対して穴８の
ある周辺部が交互に上下動する。１１は図１１に示すよ
うに例えば板状部材に三つの孔１２を形成しこれに三つ
のシリンダーを固定させた構成のシリンダー部で、板状
部材には三つのねじ孔１３が形成されている。

【０００４】１４は柔らかいゴムからなるダイヤフラム
本体、１５は図１２に示すように１２０度間隔で本体か
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、１６はその中心の駆動部、１７は駆動部１
６の先端に細い頚部を介して形成された頭部、１８はダ
イヤフラム本体の中心部から上方に伸びて一体に形成さ
れた例えば円筒形をした弁体部である。頭部１７は駆動
体７の穴８を貫通して駆動体７の下面側に突出ており、
これによって駆動部１６は駆動体７に保持されている。
尚ダイヤフラム本体１４のシリンダー部１１のねじ孔１
３に対応する位置には、同様にねじ孔１９が形成されて
いる。

【０００５】上記のようなダイヤフラム本体１４は、二
つのダイヤフラム部１５、弁体部１８等を一体に構成し
たものでゴム等の弾性材料にて形成されている。

【０００６】２０は図１３に示すように１２０度間隔で
底面に３個形成された円形の凹部２１を有するバルブハ
ウジングを兼ねた蓋体、２２はバルブハウジング２０の
凹部２１の中心に形成された孔、２３は孔２２の周囲に
各６個形成された吸気孔、２４は蓋体２０の中心部に上
方に向かって形成された弁室部、２５は弁室部２４の先
端が細くなって形成された排気孔である。

【０００７】この蓋体２０はダイヤフラム本体１４を挟
んでシリンダー部１１にねじ孔２６を用いたねじ２７に
て固定され、蓋体２０の凹部２１とダイヤフラム部１５
とによって３個のポンプ室２８が形成される。蓋体２０
は弁室部２４内に共通室２９が形成され、各凹部２１は
内方（蓋体の中心の方向）に切欠き状の溝部３０が形成
されてそれぞれ共通室２９につながっている。従って、
各ポンプ室２８は共通室２９に中心部で共通に連通され
ていることになる。なお、弁体部１８は弁室部２４の内
周面に接触しており、この連通路を塞ぐようになってい
る。

【０００８】３１は柔らかいゴムからなる傘形の弁体、
３２は弁体３１の中心に上方に伸びて一体に形成された
支持柱、３３は支持柱３２の先端に形成されたこれより
太い頭部である。弁体３１は吸気孔２３を十分に覆うよ
うな大きさに形成されており、支持柱３２が孔２２を貫
通して頭部３３が外側に出て蓋体２０に抜けないように
取り付けられている。

【０００９】次に、このように構成された小型ポンプの
動作について説明する。モータ１が通電されて出力軸２
が回転すると駆動軸６も回転し、これにより駆動体７の
両端が交互に上下動して各ダイヤフラム部１５の駆動部
１６は１２０度の位相差で上下方向に振動する。このダ
イヤフラム部のピストン運動で、ポンプ室２８は容積が
周期的に変化する。駆動部１６が下方に移動して容積が
増えるときは、ポンプ室２８は減圧されて弁体部１８は
弁室部２４に密着して閉じ、反対に弁体３１は開いて吸
気孔２３から空気が流入する。次に、駆動部１６が上方
に移動して容積が減るときは、ポンプ室２８は増圧され
て弁体３１は蓋体２０に密着して閉じ、反対に弁体部１
８はこのポンプ室２８の溝部３０を塞いでいる部分が開
いてポンプ室２８の空気は溝部３０、共通室２９を通っ
て排気孔２５から排出される。

【００１０】この小型ポンプは、三つのダイヤフラム部
が一定の位相差をもって夫々上記の運動を繰り返すこと
により夫々別々の吸気孔２３より空気を吸入し、共通の
弁室２９を通り排出口２５より排出され、これによりポ
ンプ作用をする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のような構成のダ
イヤフラムポンプは、モータの出力軸２に取り付けられ
たカラー５、駆動軸６、駆動体７等によりなる駆動部を
収納するケース３と、シリンダー部４と、ダイヤフラム
本体１４と蓋体（バルブハウジング）２０とを組み合わ
せ、ねじにて全体を固定している。又、これらケース
３、シリンダー部４、蓋体２０等は、合成樹脂材料にて
形成され、これら合成樹脂材料よりなる各部を金属のね
じにて固定してある。そのため、ポンプの運転及び使用
環境により温度が上昇すると、合成樹脂製の上記各部
は、膨張し、しかもその膨張係数は、金属製ねじよりも
大であるため、特にねじにて固定した部分とその周辺部
において変形する。逆に運転の停止等により温度が低下
すると膨張したケース等は、収縮して元の状態に戻る。

【００１２】このように温度上昇と温度の低下を繰り返
すことによるねじによる固定にゆるみを生じ、時にはエ
アーが洩れることがある。

【００１３】又、図１４はダイヤフラム部（ポンプ室）
を二つ有するポンプのダイヤフラム部１５の配置位置等
を示す概略図で、符号３７にて示す位置にねじ孔が形成
されて、これを利用してのねじ止めのためのスペースが
必要となり、無駄なスペースが必要になる。つまり図１
５に示すようにねじ２７にて固定するスペースが必要に
なる。同様に図１６はダイヤフラム部を一つ有するポン
プの概要を示す。このポンプもねじ止めのためのスペー
スを必要とする。

【００１４】そのため、ポンプの小型化には限度があ
り、特にポンプの容量（排気量）の性能を低下させるこ
となしにポンプの外径寸法を大幅に小さくすることは困
難であった。

【００１５】本発明は、ダイヤフラム部の性能の低下な
しに外径寸法を小にし得るような構成の小型ポンプを提
供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の小型ポンプは、
前述のような構成のダイヤフラムを用いたポンプで、駆
動部を収納するケースと、シリンダー部と、ダイヤフラ
ム本体と、蓋体とを組み合わせ、それらを板ばね又は棒
状のばねを用いて締め付け固定して一体化したことを特
徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明の小型ポンプの実施の
形態を図面にもとづき説明する。

【００１８】図１は、本発明の第１の実施の形態の小型
ポンプの外観の概要を示す斜視図、図２は縦断面図であ
る。

【００１９】図２に示す本発明の小型ポンプにおいて、
１はモータ、２は回転軸、３は駆動部を収納するケー
ス、５はカラー、６は駆動軸、７は駆動体、１１はシリ
ンダー部、１４はダイヤフラム本体、１５はダイヤフラ
ム部、１８は弁体部、２０は蓋体（バルブハウジン
グ）、２５は吐出口、２９は共通室であり、これらは図
に示す従来の小型ポンプと実質上同じである。

【００２０】これら図に示すように、本発明の小型ポン
プは、ケース３、シリンダー部１１、ダイヤフラム本体
１４、蓋体２０を組み合わせた上で、図１の外観図のよ
うに板ばね４０により締め付けて固定したものである。
尚２０ａは板ばね４０の先端が蓋体から外れるのを防ぐ
ために設けられており、ケース３の下端面周辺も同様の
形状にすることが望ましい。

【００２１】このように固定が板ばねによる締め付けに
よるため極めて簡単である。しかも、ポンプの運転およ
び停止等による温度の上昇および低下（および高温、低
温がくり返し起きる様な環境下）があっても、ねじ止め
と異なり、常に確実に締め付け固定された状態を保持し
得る。

【００２２】図３はダイヤフラム本体１４の平面図（蓋
体側より見た図）で、１５はダイヤフラム部、４１はダ
イヤフラム部の周辺に設けた凸部である。

【００２３】本発明の第１の実施の形態は、図１に示す
ようにケース３、シリンダー部１１、蓋体（バルブハウ
ジング）２０を組み合わせた上で板ばね４０により締め
付け固定するもので、組み立てが極めて容易である。

【００２４】又、図３に示すようにダイヤフラム本体１
４のダイヤフラム部１５の周囲に図示するような凸部４
３を形成してあるため、図１に示すような板ばね４０に
より締め付け固定すると前記凸部４３を圧縮してポンプ
室のシールが完全なものになる。しかも締め付けねじを
用いずに板ばねを利用したためにポンプを運転した時の
温度上昇による膨張および運転停止後の温度低下による
収縮によってポンプ全体の体積が変化しても（外径寸法
が変化しても）板ばねによる締め付けが弱くなることが
なく、がたつきの問題はない。したがって、ダイヤフラ
ム周囲に形成した凸部によるシールは、常に確実に行な
われ気密性が高くしかもその状態が永続する極めて性能
のよいポンプになし得る。

【００２５】図４は本発明の他の第２の実施の形態を示
すもので、第１の実施の形態にて用いたダイヤフラム本
体の凸部の代わりに蓋体（バルブハウジング）２０の底
面の凹部２１の周辺に同様の凸部４４を設けたものであ
る。これにより、ケース３、シリンダー１１、ダイヤフ
ラム本体１４、蓋体２０を組み立てた後にこれらを板ば
ね４０により締め付け固定した時に、蓋体２０に形成し
た凸部４４がダイヤフラム本体１４に圧着され、しかも
この凸部４４がゴム等の弾性材料よりなるダイヤフラム
本体１４を変形させ食い込むためにポンプ室のシール
は、完全になされる。又、前述のような温度の変化に対
しても、板ばねによる締め付けにより常に気密性を保ち
得る。

【００２６】図５は、図１５に示す従来例のように二つ
のポンプ室よりなる本発明のポンプの外観を示す斜視図
で、ポンプ室１５の配置は図６に示す通りである。

【００２７】この図５に示す本発明のポンプも、ケース
３、シリンダー部１１、ダイヤフラム本体１４、蓋体２
０も、夫々シリンダー、ダイヤフラム部等が二つである
点を除いて同様の構成である。

【００２８】この実施の形態も、ケース３、シリンダー
部１１、ダイヤフラム本体、蓋体２０を組み合わせた上
で板ばね４０を利用して容易に締め付け固定することが
できる。

【００２９】又、ねじを用いての固定でないため、図１
５に示す従来例でねじ止めを行なう部分のスペースは不
要となり極めて小型のポンプになり得る。

【００３０】更に、第１の実施の形態と同様にダイヤフ
ラム本体のダイヤフラム部周辺に凸部を設けることによ
りこれと板ばねによる締め付けとにより常にシールが完
全なものとなる。

【００３１】又、図１６に示す従来例のように一つのポ
ンプ室を有するポンプに対しても本発明の考えを適用で
きる。つまり図７に示すような配置になる。

【００３２】図８は本発明の小型ポンプの第３の実施の
形態を示す。この実施の形態は、ケース、シリンダー
部、ダイヤフラム本体、蓋体を組み合わせ固定する際
に、板ばねの代わりに図８（Ｂ）に示すような棒状ばね
（線状ばね）を用いて締め付け固定するものである。

【００３３】小型ポンプにおいて、駆動モーターの径が
ポンプの部分の径よりも小である場合がある。このよう
な場合、図８（Ａ）に示すように、ケース３とシリンダ
ー部１１とダイヤフラム本体１４と蓋体２０とを組み合
わせたポンプの部分のモーター１の外側に溝４１を形成
し、この溝４１に沿って図８（Ｂ）に示す棒状ばね（線
状ばね）４２を掛けて図８（Ａ）のように前記のケース
３、シリンダー部１１、ダイヤフラム本体１４、蓋体２
０を締め付け固定して小型ポンプを組み立て固定したも
のである。

【００３４】図９は、例えば三つのポンプ室を有する小
型ポンプに対し、図９（Ｂ）の棒状ばね４２による締め
付けを行なった例である。

【００３５】この例では、ケース３の底面部分（モータ
ー１が締め付けられる側）に円周状の溝４１を設け、又
図８（Ｂ）のように棒状ばね４２の４２ａの部分を円弧
状に曲げた形状にし、このばねを用いて、図８のように
締め付け固定している。

【００３６】これら図８や図９に示す第３の実施の形態
の小型ポンプは、棒状ばねにより締め付け固定するた
め、固定後ばねがはずれるおそれがある。そのためケー
ス３等に溝を設けてずれを防止してある。又、ケース３
のモーターと接する側に溝を設ける場合、溝の深さを棒
状ばねの径よりも深くすればケース３のモーター１に接
する面に溝を設けこれに棒状ばねを配置してもケース３
とモーター１とをその面で密着させることが可能であ
る。したがってモーターの径がケース３の径（ポンプ部
分の径）より小さくなくとも本発明の第３の実施の形態
の小型ポンプ、つまり棒状ばねにて固定した小型ポンプ
を実現し得る。

【００３７】

【発明の効果】本発明の小型ポンプは、ねじ止めではな
く板ばねを用いて固定したので、固定が簡単であり、温
度の上昇、下降による外径寸法の変化に影響を受けるこ
とがない。特に図示したような凸部をダイヤフラム本体
又は蓋体に設ければ、常いポンプ室等の気密性を保つこ
とが出来、エアーが洩れるおそれがなく、安定したポン
プ作用を行なうことができる。又ねじ止め用のスペース
を必要としないため、より小型化が可能であり、特に一
つ又は二つのポンプ室を有するポンプの場合、ねじ止め
による場合に比べて大幅な小型化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の小型ポンプの斜視図

【図２】 本発明の小型ポンプの断面図

【図３】 本発明の小型ポンプのダイヤフラム本体の平
面図

【図４】 本発明の小型ポンプの蓋体の底面図

【図５】 本発明の二つのポンプ室を有する小型ポンプ
の斜視図

【図６】 図５に示すポンプのポンプ室の配置図

【図７】 本発明の一つのポンプ室を有する小型ポンプ
のポンプ室の配置図

【図８】 本発明の第３の実施の形態の小型ポンプを示
す図

【図９】 本発明の第３の実施の形態の小型ポンプの他
の例を示す図

【図１０】 従来の小型ポンプの断面図

【図１１】 従来の小型ポンプで用いるシリンダーの平
面図

【図１２】 従来の小型ポンプで用いるダイヤフラム本
体の平面図

【図１３】 従来の小型ポンプで用いる蓋体の底面図

【図１４】 従来の二つのポンプ室を有する小型ポンプ
のポンプ室の配置等を示す図

【図１５】 図に示す従来のポンプの外観を示す図

【図１６】 従来の一つのポンプ室を有する小型ポンプ
のポンプ室等の配置等を示す図

【符号の説明】 ３ ケース １１ シリンダー部 １４ ダイヤフラム本体 ４０ 板ばね ４２ 棒状のばね ４３，４４ 凸部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ室を形成するダイヤフラム部を
   少なくとも一つ有し又ダイヤフラム部の一部にてほぼ接
   する弁体部を有しこれらダイヤフラム部および弁体部が
   一体に形成されたダイヤフラム本体と、前記ダイヤフラ
   ム本体のダイヤフラム部が挿入されるシリンダーを少な
   くとも一つ有するシリンダー部と、前記ダイヤフラム本
   体の弁体部が配置される弁室とこれに通ずる吐出口を有
   するバルブハウジングと、前記ダイヤフラム本体のダイ
   ヤフラム部を駆動する駆動部を収納するケースとを組み
   合わせたポンプで、これらケース、シリンダー部、バル
   ブハウジングを板ばね又は棒状のばねにより締め付け固
   定したことを特徴とする小型ポンプ。
2. 【請求項２】 前記ダイヤフラム本体のダイヤフラム
   部の周囲に凸部を形成することを特徴とする請求項１の
   小型ポンプ。
3. 【請求項３】 前記バルブハウジングの前記ダイヤフ
   ラム部に対応する位置に吸入口に通ずる凹部を有し、前
   記バルブハウジングの凹部の周囲に凸部を有することを
   特徴とする請求項１の小型ポンプ。