JPH11230046A - 往復動ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動部分の小型化によるポンプの小型化を
はかる。 【解決手段】 モーターの出力軸に固定された回転板
と、回転板の回転をポンプ作用を行なう駆動体の往復動
に変える駆動板の間にボールを配置し、回転板の回転に
よるボールの移動によって駆動板を介して駆動体を往復
動させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムを用
いた小型ポンプ（往復動ポンプ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の小型ポンプは、例えば、
特開昭６２−２９１４８４号公報に記載されたもので、
図２に示す通りの構成のものである。

【０００３】この従来の小型ポンプは、図２に示すよう
に、モーター２１の出力軸２２に固定されているクラン
ク台２３に所定の角度傾斜させて取り付けた駆動軸２４
に円板状の駆動板２５が取り付けられている。この円板
状の駆動板２５の外周部分に、上方に開口を有するカッ
プ状のダイヤフラム部２６が一つ又は複数個取り付けら
れている。尚ダイヤフラム部２６が複数設けられたポン
プの場合、それらダイヤフラム部は円周上に等間隔に並
び配置される。又２７は、例えばダイヤフラム部２６と
一体に構成された円筒状のバルブ、２８は他のバルブ、
２９は吸入口、３０は排出口である。

【０００４】このような小型ポンプは、モーター２１を
駆動してその出力軸２２を回転させることによりクラン
ク台２３を回転させ駆動軸２４の皿まわし動によりダイ
ヤフラム部２６の根元２６ａを上下動させる。これによ
り、例えば、図２において左側に位置するカップ状のダ
イヤフラム２６は、その根元部分が下降した状態より上
昇し、逆右側に位置するダイヤフラム２６は、その根元
部２６ａが上昇した状態から下降するように運動する。

【０００５】このダイヤフラム部２６の根元部分の上下
動により、各ダイヤフラムは、それぞれ一定時間隔をお
いて流体の流入や排出を行ないポンプ作用が行なわれ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の小型
ポンプは、ダイヤフラム２６に理想的な往復運動をさせ
るために、駆動板２５のダイヤフラム部２６の中心Ａが
出力軸の固定中心と一致するようにしなければならな
い。つまり、中心Ａが出力軸２２の延長線上に位置する
ようにしなければならない。そのためには、駆動軸２４
の軸受部が必要になり、駆動板２５が長くなりポンプ全
体が大型になる。

【０００７】また出力軸２２の一回転によって、ダイヤ
フラム２６の駆動部が一往復するために、モーターの回
転数を上げると、出力軸の回転を速くすると、ダイヤフ
ラム部２６が異常変形を起し、ダイヤフラムの寿命が極
度に低下する。そのために大型で強力なモーターが必要
になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の小型ポンプは、
逆止弁を介して吸入口に接続され、又逆止弁を介して排
出口に接続されているポンプ室を有しており、駆動体の
往復動運動によってポンプ室の容積が変化することによ
ってポンプ作用を行ない、つまりポンプ室の容積を増大
させて吸入口により気体を流入し、又ポンプ室の容積を
減少させることによりポンプ室内の気体を排出口により
排出するようにした往復動ポンプであって、ポンプ作用
を行なうために往復動する駆動体を固定する駆動板と、
モーターの出力軸に固定して出力軸の回転によって回転
する回転板とを出力軸およびその延長軸線とは離れた位
置にボール配置した構成であって、出力軸の回転による
回転板の回転によってボールをを自転させ、このボール
の自転によりボールを回転板の回転方向に移動するよう
にして駆動板の出力軸に平行な方向への運動（往復動）
を利用して駆動体を往復動させて前記のポンプ作用を行
なわせることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の往復動ポンプの実施
の形態を図にもとづき説明する。

【００１０】図１は、本発明の往復動ポンプで、ダイヤ
フラムを用いた小型ポンプの実施の形態を示すものであ
る。

【００１１】この図１において、１はモーター、２はモ
ーター１の出力軸、３は出力軸に固定されている円板状
の回転板で、この回転板３にはボール４が回転し得るよ
うにし、断面形状が円弧状の溝３ａが出力軸２を中心と
した円周上に沿って形成されている。５は例えばほぼ円
板状の駆動板であって、回転板３と同様にボール４が回
転できるように断面形状が円弧状であって、この駆動板
５の中心を中心とした円周上に形成されている溝５ａを
有している。７はその駆動体７ｂが駆動板５に固定され
ているダイヤフラム、８はバルブハウジングで、このバ
ルブハウジング８とシリンダー部６とによりダイヤフラ
ム７を挟みシリンダー部６にビス１３により締め付け固
定することにより、密閉してポンプ室１２を形成してい
る。図にはダイヤフラム７のダイヤフラム部に形成され
るポンプ室１２は一つのみ示してあるが、このダイヤフ
ラム７（ポンプ室１２）は、二つ又はそれ以上の複数形
成してもよく、これにより多気筒のポンプを構成し得
る。

【００１２】又、バルブハウジング８にはこれと一体に
弁室９およびこの弁室９に通ずる排出口１０とが形成さ
れ、弁室９内には、ダイヤフラム７と一体に形成されて
いる弁７ａが配置されている。又１４は逆止弁、１５は
吸気口である。

【００１３】以上述べたポンプにおいて、回転板３と駆
動板５を押し上げて上面中心がシリンダー６の中心に設
けたストッパーピン６ａに当たり、駆動板５を傾斜させ
るようにセットされる。この傾斜角の大きさ等により、
ダイヤフラム７に一体に形成されている駆動体７ｂを往
復動させるストロークが決まる。又、１６は、ポールに
対する負荷が少ない時にボールに負荷を与えて適宜な摩
擦を与えるためのバイヤススプリングである。したがっ
て、負荷との関係によりボール４に適宜な摩擦が与えら
れている場合には、このバイヤススプリング１６は用い
なくともよい。

【００１４】次に以上述べた構成の本発明の往復動ポン
プの作用について説明する。

【００１５】モーター１の駆動により出力軸２が回転す
ると、これに固定してある回転板３が回転する。この回
転板３の回転によりバイアススプリング１６等による駆
動板５により押し付けられているボール４は自転しなが
ら出力軸２のまわりを回転板２の回転方向と同じ方向に
ころがりながら移動する。ここで断面円弧状をした回転
板３の溝３ａと駆動板５の溝５ａの半径は、ほぼ等しく
（一般的には駆動板５の溝５ａの半径の方が若干小であ
る）してあるので、ボール４の進む速度は、回転板３の
速度の約半分であって、したがって回転板３が２回転す
ると、ボール４は出力軸２のまわりをほぼ一周すること
になる。

【００１６】したがって、図示する位置から回転板３が
１回転するとボール４は半周して出力軸２の右側にあっ
たボール４は、出力軸２の左側に移動し、これにより駆
動板は、上方位置にあるダイヤフラム７の駆動体７ｂの
部分が下方位置に移動する。このように、回転板３の回
転により駆動体７ｂは上下動し、したがってポンプ作用
が行なわれる。つまり駆動体７ｂが図示する位置より下
降することによってポンプ室１２の容積は増加し、弁１
４を開いて吸気口より気体が流入する。又、駆動体７ｂ
が再び上昇することによって、ポンプ室１２の容積は減
少し、ポンプ室内の気体は加圧されて弁７ａを開き弁室
９を通って排出口１０より排出される。

【００１７】以上の運動を繰り返すことにより、気体は
吸気口１５より吸引され、排出口１０より排出されてポ
ンプ作用が行なわれる。

【００１８】以上述べた本発明の往復動ポンプは、回転
板３、駆動板５はいずれも円板状であり、これら回転板
３と駆動板５の間にボール４を挟むだけであるので、従
来のポンプに比べて駆動部分の高さを低くでき、ポンプ
をより小型にすることが可能である。

【００１９】又、ボールの作用により、出力軸２にした
がって回転板３の回転の約１／２にて上下動するため、
従来の往復動ポンプにおいて減速歯車を介して回転を１
／２にしたのと同じ結果が得られ、歯車を配置するスペ
ースを確保することなしに小型にしたままモーター２の
回転数をあげて動作することが可能になる。

【００２０】以上述べた本発明の往復動ポンプは、ダイ
ヤフラムと駆動体を一体にしたものであるが駆動体を別
にした構造でもよい。つまりピストン（駆動体）の一方
を駆動板５に固定し他方をこれとリテーナーによりダイ
ヤフラムを挟むようにしてピストンをダイヤフラムに固
定すればよい。

【００２１】このようなピストンを開いた往復動ポンプ
の場合、図１に示すポンプと同様、モーターの駆動によ
る出力軸の回転により回転板を回転させ、その時のボー
ルの移動により、駆動板のピストンを固定した箇所（ピ
ストンの駆動部）の往復動によりポンプ作用が行なわれ
る。

【００２２】このピストンを用いた本発明の往復動ポン
プの場合も、図２に示すポンプと同様にシリンダー、ピ
ストンを円周上に複数配置することにより数気筒の往復
動ポンプになし得る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の往復動ポンプは、傾斜した駆動
軸を用いることがないため、特に駆動機構の設計や組立
等が容易になり又駆動機構の高さを大幅に減少させ得る
ためポンプ自体の小型化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の往復動ポンプの構成を示す図

【図２】 従来の往復動ポンプの構成を示す図

【符号の説明】

３ 回転板 ４ ボール ５ 駆動板 ７ ダイヤフラム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 逆止弁を介して吸入口に、又逆止弁介
   して排出口に夫々接続するポンプ室を有するダイヤフラ
   ムと往復動によりポンプ室内の容積の増減を行なう前記
   ダイヤフラムに設けられた駆動体とを有し前記駆動体の
   往復動によるポンプ室の容積の増加により吸入口より吸
   気を又ポンプ室の容積の減少によりポンプ室より排出口
   を通じ排気を行なってポンプ作用を行なう往復動ポンプ
   において、前記駆動体を固定した駆動板とモーターの出
   力軸に固定した回転板とを出力軸より離れた位置にてボ
   ールを挟んだ構成で、前記出力軸の回転によりボールの
   自転による移動により駆動板に固定した駆動体を往復運
   動させてポンプ作用を行なう往復動ポンプ。