TWI829860B - 4缸隔膜泵 - Google Patents

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Abstract

一種4缸隔膜泵，具備：具有4組泵室之泵本體、以及使該4組泵室以既定之相位差來擴張及收縮之驅動機構，泵本體具備：於同一平面上設置有兩個隔膜部之第1隔膜、以及於同一平面上設置有兩個隔膜部且配置為該平面相對於第1隔膜之平面而平行或者位於同一平面上之第2隔膜，第1隔膜及第2隔膜之各隔膜部分別構成不同之泵室之一部分，驅動機構構成為使第1隔膜及第2隔膜之各隔膜部以既定之相位差，分別相對於對應之泵室而進退。

Description

4缸隔膜泵
本發明係關於一種具有4個泵室之4缸隔膜泵。
以往，隔膜泵已廣為人知，其構成為藉由形成泵室之一部分之隔膜之往復移動、與分別設置於泵室之流入側及流出側之止回閥之相互作用，而使流體僅向一方向流動(專利文獻1)、 隔膜泵中，由於係藉由止回閥而僅將隔膜之往復移動之其中一個取出之構造，故而於流體之流動中包含脈動。因此，如專利文獻1之隔膜泵般的藉由單一之泵室而使流體流動之單缸隔膜泵中，存在因流體之脈動，流量精度下降，並且動作音大之問題。
近年來，作為可減輕此種脈動之影響之隔膜泵，已知具有複數個泵室之多缸隔膜泵。例如，專利文獻2中揭示有一種4缸隔膜泵，其具備：偏心軸，與驅動馬達之旋轉軸偏心而安裝；4個隔膜部，沿著偏心軸之圓周方向而隔開90°之間隔來安裝；以及基座(歧管或殼體等)，在與各隔膜部之間形成泵室，並且構成為使從各泵室中吐出之流體合流而排出。
根據如上所述之專利文獻2之4缸隔膜泵，使4個隔膜部以90°之相位差來驅動，可將從4個泵室中流出之流體之相位錯開，使如上所述之相位錯開之流體合流而使彼此之脈動相互抵消，藉此可抑制流體之脈動。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平08-270569號公報
[專利文獻2]歐洲專利第0743452號公報
然而，以往之4缸隔膜泵與單缸隔膜泵或2缸隔膜泵相比較，零件之件數多，存在大型之問題。又，以往之4缸隔膜泵由於朝向旋轉軸之周圍4面而配置有4個隔膜部，故而需要對基座，從旋轉軸之周圍4面及上下表面之合計6面進行加工，存在難以利用使用塑膠或壓鑄等模具之零件生產手段來量產之問題。進而，以往之4缸隔膜泵之各構成零件之組裝亦需要從6面進行，存在組裝工時多、作業負擔大之問題。
本發明係鑒於上述習知技術之問題點而形成，其目的在於提供一種可小型化、且可設成簡易之構造的4缸隔膜泵。
本發明之4缸隔膜泵，具備：具有4組泵室之泵本體、以及使該4組泵室以既定之相位差來擴張及收縮之驅動機構的4缸隔膜泵，上述泵本體具備：第1隔膜，於同一平面上設置有兩個隔膜部；及第2隔膜，於同一平面上設置有兩個隔膜部，且配置為該平面相對於上述第1隔膜之上述平面而平行或位於同一平面上；上述第1隔膜及上述第2隔膜之各隔膜部分別構成不同之泵室之一部分，上述驅動機構構成為：使上述第1隔膜及上述第2隔膜之各隔膜部以既定之相位差，而分別相對於對應之泵室來進退。
本發明之4缸隔膜泵中較佳為，上述驅動機構具備：驅動源，具有相對於上述第1隔膜及上述第2隔膜之各平面而平行地延伸之旋轉軸；第1擺動 體，與上述第1隔膜對應而設置；及第2擺動體，與上述第2隔膜對應而設置；上述第1隔膜及上述第2隔膜中之上述兩個隔膜部分別以上述旋轉軸為邊界，在與該旋轉軸正交之方向分離而配置；上述第1擺動體及上述第2擺動體分別具備：偏心部，相對於上述旋轉軸而偏心安裝；安裝部，經由軸承而安裝於該偏心部；第1臂部，從該安裝部橫跨其中一個隔膜部而延伸；及第2臂部，從該安裝部橫跨另一個隔膜部而延伸；且構成為隨著上述旋轉軸之旋轉而擺動，使其中一個隔膜部與另一個隔膜部以既定之相位差而進退；上述第1擺動體及上述第2擺動體以相互以既定之相位差而擺動之方式安裝於上述旋轉軸。
本發明之4缸隔膜泵中較佳為，與上述第1隔膜之上述平面正交之方向之該平面與上述軸承之中心之間之距離小於該第1隔膜之上述兩個隔膜部之圖心間距離，與上述第2隔膜之上述平面正交之方向之該平面與上述軸承之中心之間之距離小於該第2隔膜之上述兩個隔膜部之圖心間距離。
於該情形時尤佳為，與上述第1隔膜之上述平面正交之方向之該平面與上述軸承之中心之間之距離為該第1隔膜之上述兩個隔膜部之圖心間距離之1/2，與上述第2隔膜之上述平面正交之方向之該平面與上述軸承之中心之間之距離為該第2隔膜之上述兩個隔膜部之圖心間距離之1/2。
本發明之4缸隔膜泵中，可設為如下構成：上述第1隔膜及上述第2隔膜係以隔著上述旋轉軸而成為相互平行之方式對向配置，上述第1擺動體之上述偏心部以及上述第2擺動體之上述偏心部相互於同一方向偏心。
本發明之4缸隔膜泵中，可設為如下構成：上述第1隔膜及上述第2隔膜配置為各平面位於同一平面上，上述第1擺動體之上述偏心部以及上述第2擺動體之上述偏心部相互於相反之方向偏心。
根據本發明，可提供可小型化、且可設成簡易之構造之4缸隔膜 泵。
1:4缸隔膜泵
10:泵本體
12a~12d、12、12':泵室
20:基座構件
21:吸氣口
22:排氣口
25:貫通孔
24:安裝凹部
26:收納部
28a:吸氣側合流空間
28b:排氣側合流空間
29A、29B:襯墊構件
30A:第1閥座構件
30B:第2閥座構件
30':閥座構件
32a、32b、52a、52b:凹部
34:插通孔
36:吸氣閥
38:排氣閥
40A、40A':第1隔膜
40B、40B':第2隔膜
42a、42b:隔膜部
44:作動面
45:隔膜部之圖心
46:可撓邊緣
48:固定部
49:開口
50A:第1頭構件
50B:第2頭構件
54:連通槽
60:驅動機構
61、61':驅動馬達(驅動源)
62、62a'、62b':旋轉軸
64A:第1擺動體
64B:第2擺動體
65A、65A'、65B、65B':偏心部
66:安裝部
67:軸承
68:第1臂部
69:第2臂部
C:軸承之中心
P:圖心間距離
[圖1]係表示第1實施形態之4缸隔膜泵之立體圖。
[圖2]係第1實施形態之4缸隔膜泵之分解圖。
[圖3]係沿著圖1之A-A'線之概略剖面圖。
[圖4]係沿著圖1之B-B'線之概略剖面圖。
[圖5](a)、(b)係用以對擺動體之尺寸及動作進行說明之示意圖。
[圖6]係表示擺動體之尺寸與脈動流(漣波比)之大小之關係之圖。
[圖7]係將各泵室之動作沿著時間序列而排列之動作步驟圖，圖7(a)表示圖中右上之泵室收縮之狀態，圖7(b)表示從圖7(a)之狀態起，旋轉軸旋轉90°，圖中左上之泵室收縮之狀態，圖7(c)係表示從圖7(b)之狀態起，旋轉軸旋轉90°，圖中左下之泵室收縮之狀態；圖7(d)表示從圖7(c)之狀態起，旋轉軸旋轉90°，圖中右下之泵室收縮之狀態。
[圖8](a)~(c)係表示同一流量下之缸數與脈動流之關係之圖。
[圖9]係表示第2實施形態之4缸隔膜泵之概略構成之圖，圖9(a)係將沿著與驅動源之旋轉軸平行之方向的剖面省略一部分來表示之圖，圖9(b)係將沿著與驅動源之旋轉軸正交之方向之剖面省略一部分來表示之圖。
以下，使用圖式，對用以實施本發明之較佳實施形態進行說明。此外，以下之實施形態並不限定各請求項之發明，又，實施形態中所說明之特徵之組合並非全部對於發明之解決手段而言為必需。
[第1實施形態]
首先，對本發明之第1實施形態之4缸隔膜泵1進行說明。第1實施形態之4缸隔膜泵1概略性而言，係如下之4相4缸隔膜泵，其配置有於上下各為2組之泵室12a、12b、12c、12d，從該等共計4組之泵室12a~12d中將相位錯開而使流體流出，並且使該等流體合流，藉此構成為抑制從排氣口22排出之流體之脈動。
具體而言，第1實施形態之4缸隔膜泵1如圖1及圖2所示，具備：泵本體10，具備上下各為2組、共計4組之泵室12a~12d；以及驅動機構60，使該4組泵室12a~12d以既定之相位差來擴張及收縮。
泵本體10如圖1及圖2所示，具備：基座構件20，具有吸氣口21及排氣口22；上下一對襯墊構件29A、29B，分別積層於基座構件20之上表面側及下表面側；上下一對閥座構件(第1閥座構件30A、第2閥座構件30B)；上下一對隔膜(第1隔膜40A、第2隔膜40B)以及上下一對頭構件(第1頭構件50A、第2頭構件50B)。
又，驅動機構60如圖2~圖4所示，具備：驅動馬達(驅動源)61，具有旋轉軸62；以及第1擺動體64A及第2擺動體64B，構成為於該旋轉軸62偏心安裝，且隨著該旋轉軸62之旋轉而反覆進行擺動運動。
此外，本說明書中，所謂「上下方向」或「高度方向」，係指閥座構件30A、30B、隔膜40A、40B以及頭構件50A、50B相對於基座構件20之積層方向(圖1及圖2中之方向Z)，所謂「水平方向」係指與該上下方向正交之方向。又，本說明書中，所謂「寬度方向」，係指水平方向中與驅動馬達61之旋轉軸62正交之方向(圖1及圖2中之方向X)，所謂「縱深方向」係指水平方向中驅動馬達61之旋轉軸62所延伸之方向(圖1及圖2中之方向Y)。
泵本體10中，襯墊構件29A、29B、閥座構件30A、30B、隔膜40A、40B及頭構件50A、50B係藉由以基座構件20為中心，以襯墊構件29A、29B→閥 座構件30A、30B→隔膜40A、40B→頭構件50A、50B之順序來積層，使用螺釘等緊固手段來相互緊固，從而相互一體化。泵本體10於如上所述般各構件一體化之狀態下，如圖1所示，具有寬度方向之尺寸>縱深方向之尺寸>高度方向之尺寸之扁平矩形狀之外形形狀。又，泵本體10以基座構件20之高度方向之中心為邊界而具有上下對稱之內部構造。以下，對泵本體10之各構成構件進行詳細說明。
基座構件20係由合成樹脂等構成之扁平矩形狀之構件，如圖2~圖4所示，具備：設置於縱深方向前方側之面之吸氣口21及排氣口22、設置於該等吸氣口21及排氣口22之間且安裝驅動馬達61之安裝凹部24、以及收納第1及第2擺動體64A、64B之收納部26。安裝凹部24為形成於基座構件20之縱深方向前方側之面之凹部，收納部26係基座構件20之上表面橫跨至下表面而貫通之貫通孔。於安裝凹部24與收納部26之間，形成有用以使固定有後述偏心部65A、65B之驅動馬達61之旋轉軸62插通之貫通孔25。
又，於基座構件20，如圖2所示，於較收納部26更縱深方向後方側，使從吸氣口21流入之流體朝向各泵室12a~12d而流動之吸氣側合流空間28a、與使從各泵室12a~12d中吐出之流體合流而從排氣口22排出之排氣側合流空間28b形成為上下對稱且互字狀。吸氣側合流空間28a構成為使吸氣口21與各泵室12a~12d之吸氣口連通，排氣側合流空間28b構成為使各泵室12a~12d之排氣口與排氣口22連通。
第1閥座構件30A及第2閥座構件30B係由合成樹脂等構成之矩形板狀之構件，藉由於可利用共用之模具來成形之同一構件，以後述吸氣閥36及排氣閥38相互成為面對稱之方式來配置而形成。該等第1閥座構件30A及第2閥座構件30B係以隔著驅動馬達61之旋轉軸62(作為邊界)而成為相互平行之方式對向配置。各閥座構件30A、30B如圖2~圖4所示，在與基座構件20之收納部26匹配之位置，形成有用以提供隔膜40A、40B之後述隔膜部42a、42b之可動空間之一 對凹部32a、32b，以及橫跨該一對凹部32a、32b而形成之橫長之插通孔34。凹部32a、32b係具有較隔膜部42a、42b之外形更大之形狀之凹部，插通孔34係驅動機構60之第1及第2擺動體64A、64B之後述各臂部68、69可插通之貫通孔。
又，於第1閥座構件30A及第2閥座構件30B，如圖2~圖4所示，在與基座構件20之吸氣側合流空間28a及排氣側合流空間28b匹配之位置，交替設置有與各泵室12a~12d對應之吸氣閥36及排氣閥38。吸氣閥36係可容許從基座構件20之吸氣側合流空間28a朝向各泵室12a~12d之方向之流體之流動且可阻止其反方向之流動之止回閥，排氣閥38係可容許從各泵室12a~12d朝向基座構件20之排氣側合流空間28b之方向之流體之流動且可阻止其反方向之流動之止回閥。吸氣閥36及排氣閥38之周圍係由配置於基座構件20與各閥座構件30A、30B之間之襯墊構件29A、29B來密封。於襯墊構件29A、29B，在與兩個吸氣閥36及兩個排氣閥38匹配之位置，分別形成有用以使流體通過之開口。此外，圖示之例中，例示有傘狀之止回閥來作為吸氣閥36及排氣閥38，但並不限定於此，可採用各種止回閥。
第1隔膜40A及第2隔膜40B係由橡膠等具有柔軟性之材料構成的同一薄板狀密封構件，以相互成為面對稱之方式對向配置。各隔膜40A、40B如圖2~圖4所示，在與閥座構件30A、30B之一對凹部32a、32b匹配之位置，設置有一對隔膜部42a、42b。具體而言，第1隔膜40A於同一平面上設置有兩個隔膜部42a、42b，又，第2隔膜40B於同一平面上設置有兩個隔膜部42a、42b，配置為該平面相對於第1隔膜40A之平面而平行。該等第1隔膜40A及第2隔膜40B中之兩個隔膜部42a、42b分別以驅動馬達61之旋轉軸62為邊界，在與該旋轉軸62正交之方向(寬度方向X)上分離配置。
各隔膜部42a、42b如圖2~圖4所示，構成為可於頭構件50A、50B之與後述泵室形成凹部52a、52b之間形成泵室12a~12d。於該情形時，第1隔膜 40A之其中一個隔膜部42a及另一個隔膜部42b、與第2隔膜40B之其中一個隔膜部42a及另一個隔膜部42b分別構成不同之泵室12a~12d之一部分。
各隔膜部42a、42b具備：圓狀之作動面44，其係相對於泵室12a~12d而進退(上下移動)之部位；以及可撓邊緣46，其設置為包圍作動面44之周圍，且具有藉由彈性變形而容許作動面44之進退移動之可撓性。作動面44係與驅動機構60之擺動體64A、64B連結，且構成為隨著擺動體64A、64B之擺動，相對於泵室12a~12d而進退。
又，於各隔膜40A、40B，如圖2~圖4所示，在與設置於各閥座構件30A、30B上之兩個吸氣閥36及兩個排氣閥38匹配之位置，分別形成有用以使流體通過之開口49。於各隔膜40A、40B中，一對隔膜部42a、42b以及4個開口49以外之區域構成由閥座構件30A、30B及頭構件50A、50B所夾持之水平之固定部48。
第1隔膜40A之固定部48、與第2隔膜40B之固定部48如圖3及圖4所示，於該等隔膜40A、40B由閥座構件30A、30B及頭構件50A、50B分別夾持之狀態下相互平行，該平行狀態於各隔膜部42a、42b之作動中亦得以維持。又，各固定部48係以當與閥座構件30A、30B以及頭構件50A、50B密接時成為密封面之方式來構成。
具有以上構成之第1隔膜40A及第2隔膜40B係以隔著驅動馬達61之旋轉軸62(作為邊界)而成為相互平行之方式對向配置。第1隔膜40A之固定部48與第2隔膜40B之固定部48之間隔H係如圖5(a)及圖5(b)所示，較佳為設定為各隔膜40A、40B中之其中一個隔膜部42a之圖心45與另一個隔膜部42b之圖心45之間之距離(圖心間距離P)大致相等(成為H
Figure 109103613-A0305-02-0011-1
P之關係)。此外，第1實施形態中，由於各隔膜40A、40B為圓形，故而圖心間距離P成為兩個隔膜部42a、42b之中心間距離。
第1頭構件50A及第2頭構件50B如圖2~圖4所示，係由合成樹脂等構成之同一之矩形板狀構件，以隔著驅動馬達61之旋轉軸62(作為邊界)而成為相互平行之方式對向配置。各頭構件50A、50B在與隔膜40A、40B之一對隔膜部42a、42b匹配之位置，設置有一對泵室形成凹部52a、52b。各泵室形成凹部52a、52b係具有與各隔膜部42a、42b大致相同之大小以及外形形狀之凹部，構成為可在與各隔膜部42a、42b之間形成泵室12a~12d。此外，第1實施形態中，各泵室形成凹部52a、52b之凹部底面為平行面，但並不限定於此，亦可設為根據各隔膜部42a、42b之上死點時之傾斜度而成為傾斜面之構成。藉由設為此種構成，可減少無效容積。
又，於各頭構件50A、50B，如圖2~圖4所示，於泵室形成凹部52a、52b之每一個中形成有連通槽54，其用以使流體經由襯墊構件29A、29B之開口、閥座構件30A、30B之吸氣閥36及隔膜40A、40B之開口49，而從吸氣側合流空間28a中流入各泵室12a~12d內，且使流體經由隔膜40A、40B之開口49、閥座構件30A、30B之排氣閥38及襯墊構件29A、29B之開口，而從各泵室12a~12d中流入排氣側合流空間28b中。
驅動機構60之驅動馬達61係以其旋轉軸62經由基座構件20之貫通孔25，相對於第1隔膜40A及第2隔膜40B之各平面(固定部48)而平行地延伸之方式，安裝於基座構件20之安裝凹部24中。驅動馬達61可採用多種公知之驅動馬達，因此省略其詳細說明。
第1擺動體64A及第2擺動體64B為所謂軛，如圖2~圖4所示，第1擺動體64A係與第1隔膜40A對應而設置，第2擺動體64B係與第2隔膜40B對應而設置。各擺動體64A、64B如圖2~圖4所示，具備：偏心部65A、65B，相對於旋轉軸62而偏心安裝；安裝部66，經由軸承67而安裝於該偏心部65A、65B；第1臂部68，從該安裝部66橫跨其中一個隔膜部42a而延伸；以及第2臂部69，從該安裝 部66橫跨另一個隔膜部42b而延伸。
各偏心部65A、65B如圖2~圖4所示，係從旋轉軸62之中心軸起於徑向偏心既定量之形成為圓筒狀之偏心軸，藉由未圖示之螺釘等，以不可相對旋轉且不可於軸方向移動之方式固著於驅動馬達61之旋轉軸62上。第1實施形態中，第1擺動體64A之偏心部65A、與第2擺動體64B之偏心部65B係一體地形成，相互於同一方向偏心，並且其偏心量亦相同。此外，該等偏心部65A、65B亦可設為各自獨立之構件。偏心部65A、65B藉由具有此種偏心構造，而構成為：將藉由驅動馬達61之旋轉運動轉換為擺動體64A、64B之擺動運動，進而轉換為隔膜部42a、42b之作動面44之進退移動。
安裝部66如圖2~圖4所示，具有可嵌入軸承67之圓形狀之開口，經由軸承67，以不可相對旋轉且於軸方向不可移動之方式固著於偏心部65A、65B。各安裝部66形成為較第1臂部68及第2臂部69更薄，當將第1擺動體64A之安裝部66與第2擺動體64B之安裝部66加以組合時，構成為，第1擺動體64A及第2擺動體64B之各第1臂部68、68與第1擺動體64A及第2擺動體64B之各第2臂部69、69分別沿著鉛直方向而排列。
第1臂部68如圖2~圖4所示，利用螺釘等緊固手段(未圖示)來固定於隔膜40A、40B之其中一個隔膜部42a之圖心(中心)45，第2臂部69係利用螺釘等緊固手段(未圖示)來固定於隔膜40A、40B之另一個隔膜部42b之圖心(中心)45。此外，第1臂部68及第2臂部69之固定位置若為隔膜部42a、42b之作動面44之範圍內，則亦可不為圖心(中心)45。又，若為隔膜部42a、42b之作動面44與第1臂部68及第2臂部69於圖中之X方向及Z方向不相對移動之構造，則例如亦可設為可旋轉之固定法、或容許傾斜之固定法。
第1擺動體64A及第2擺動體64B構成為：與第1隔膜40A及第2隔膜40B之各平面(固定部48)正交之方向之第1隔膜40A之平面與軸承67之中心C 之間之距離成為與同方向之第2隔膜40B之平面與軸承67之中心C之間之距離相等。又，各擺動體64A、64B如圖5(a)所示，構成為：上述平面與軸承67之中心C之間之距離成為小於兩個隔膜部42a、42b之圖心間距離P，較佳為以成為該圖心間距離P之一半(P/2)之方式來構成。
根據第1實施形態之第1擺動體64A及第2擺動體64B，藉由如上所述將上述平面與軸承67之中心C之間之距離設定為上述圖心間距離P之一半(P/2)，可使4組泵室12a~12d精度良好地以90°之相位差來擴張及收縮，因此如圖6所示，可將漣波比(脈動流)抑制為最小限度。但，如圖6所明示，即便為上述平面與軸承67之中心C之間之距離不為上述圖心間距離P之一半(P/2)之情形(例如偏移±60%之情形)，亦可較2相泵而言大幅度減少脈動流。
此處，使用圖5(a)及圖5(b)，對第1擺動體64A及第2擺動體64B之動作進行說明。通常，隔膜40A、40B之可撓邊緣46為了使作動面44可上下移動，而製作成比較薄，因此利用彎曲力矩之圖中之Z方向(作動面44之上下移動方向)之剛性低。另一方面，圖中之X方向(寬度方向)之剛性取決於剪切力，因此即便薄，亦維持比較高之剛性。而且，該等Z方向及X方向之剛性之比亦容易利用尺寸來設為20倍至100倍。因此，藉由將可撓邊緣46之形狀設為適當之形狀，則至少於實用性之範圍內，即便使擺動體64A、64B之下端部(安裝部66)於XZ面內移動，亦僅容許作動面44之Z方向之移動及傾斜，作動面44不會於X方向移動。
又，當將擺動體64A、64B之下端部(安裝部66)以偏心量e之偏心部65A、65B來旋轉驅動時，其位移分成Z方向成分及X方向成分。Z方向成分直接成為Z方向位移。另一方面，X方向成分如上所述，由於隔膜40A、40B之X方向之剛性而無法平行移動，且於隔膜40A、40B之可撓邊緣46之面內，轉換為將其中一個作動面44之圖心(中心)45與另一個作動面44之圖心(中心)45之間 之中間點設為支點之傾斜，進而藉由該傾斜，於上述尺寸關係之情形時直接轉換為Z方向之位移。藉此，圖5(b)所示之隔膜中心之高度Z1與Z2成為Z方向成分與X方向成分之和，因此以下之式(1)及式(2)成立，於其中一個隔膜部42a與另一個隔膜部42b之進退動作中產生90°之相位差。
Figure 109103613-A0305-02-0015-2
Figure 109103613-A0305-02-0015-3
進而，第1實施形態中，除了於其中一個隔膜部42a與另一個隔膜部42b之進退動作中產生90°之相位差之第1擺動體64A以外，進而設置使其反轉180°之第2擺動體64B，藉此，4個隔膜部42a、42b之作動面44之高度相互以90°之相位差來上下移動。即，可使4組泵室12a~12d精度良好地以90°之相位差來擴張及收縮。
其次，使用圖7，對第1實施形態之4缸隔膜泵1之動作進行說明。此外，以下之說明中，將於第1頭構件50A之紙面右側之泵室形成凹部52a與第1隔膜40A之紙面右側之隔膜部42a之間形成之泵室成為「第1泵室12a」，將於第1頭構件50A之紙面左側之泵室形成凹部52b與第1隔膜40A之紙面左側之隔膜部42b之間形成之泵室稱為「第2泵室12b」，將於第2頭構件50B之紙面左側之泵室形成凹部52b與第2隔膜40B之紙面左側之隔膜部42b之間形成之泵室稱為「第3泵室12c」，且將於第2頭構件50B之紙面右側之泵室形成凹部52a與第2隔膜40B之紙面右側之隔膜部42a之間形成之泵室稱為「第4泵室12d」。
第1實施形態之4缸隔膜泵1藉由使驅動馬達61之旋轉軸62旋轉，而使偏心部65A、65B旋轉，藉此，一邊使各擺動體64A、64B中之第1臂部68與第2臂部69以既定之相位差(第1實施形態中為90°)來擺動，一邊使第1擺動體64A及第2擺動體64B相互以既定之相位差(第1實施形態中為180°)來擺動。藉此，第1隔膜40A之一對隔膜部42a、42b及第2隔膜40B之一對隔膜部42a、42b此4個隔 膜部以既定之相位差(第1實施形態中為90°)，而分別相對於對應之泵室12a~12d來進退，如圖7(a)~圖7(d)所示，4組泵室12a~12d以90°之相位差反覆進行擴張及收縮。而且，藉由如上所述之4組泵室12a~12d之擴張及收縮與吸氣閥36及排氣閥38之相互作用(整流作用)，而交替且連續地進行將流體擠出之動作及吸入之動作。
此處，圖7(a)示出將偏心部65A、65B中之偏心量最大之部位朝向紙面右側而成為水平之狀態作為基準(0°)，使偏心部65A、65B逆時針旋轉45°之狀態。於該狀態下，第1泵室12a最收縮，第3泵室12c最擴張。圖7(b)示出從圖7(a)之狀態，使旋轉軸62旋轉90°之狀態，於該狀態下，第2泵室12b最收縮，第4泵室12d最擴張。圖7(c)示出從圖7(b)之狀態，使旋轉軸62旋轉90°之狀態，於該狀態下，第3泵室12c最收縮，第1泵室12a最擴張。圖7(d)示出從圖7(c)之狀態，使旋轉軸62旋轉90°之狀態，於該狀態下，第4泵室12d最收縮，第2泵室12b最擴張。然後，若從圖7(d)之狀態，使旋轉軸62旋轉90°，則返回至圖7(a)之狀態，以下，將圖7(a)~圖7(d)之狀態反覆進行。
如以上所述，於第1實施形態之4缸隔膜泵1中，由於4組泵室12a~12d以90°之相位差來擴張及收縮，故而於在吸氣側合流空間28a中合流之吸氣、以及在排氣側合流空間28b中合流之排氣中之任一者中，均與單相(參照圖8(a))或者2相(參照圖8(b))之情形相比較，可獲得合成有4相之脈動少之流動(參照圖8(c))。藉此，根據第1實施形態之4缸隔膜泵1，與單相或2相之情形相比較，可減少脈動流而使流量穩定，又，具有動作音減少之優點。
尤其，第1實施形態之4缸隔膜泵1如上所述，第1隔膜40A於同一平面上設置有兩個隔膜部42a、42b，又，第2隔膜40B於同一平面上設置有兩個隔膜部42a、42b，且配置為該平面相對於第1隔膜40A之平面而成為平行。藉由設為此種構成，可以與2相2缸泵大致同樣之少的零件之件數來容易實現上下2面之構 成且分別具有90°之相位差之4相4缸。又，由於為上下2面之構成，故而基座構件20等構成零件基本上可設為可上下分割之形狀，藉此，可適合於塑膠或壓鑄等量產手段，因此具有生產性非常高，進而組裝性亦良好之優點。進而，除一對擺動體(軛)以外，鎖臂或直線運動機構等可動零件一概不需要，因此於零件之件數方面及可靠性之方面非常優異，進而可進行使兩隔膜部間之距離接近極限之配置，因此可小型化。
又，藉由增加缸數，可反比例地減小隔膜部42a、42b之各自之面積，因此根據第1實施形態之4缸隔膜泵1，可實現較單相或2相之泵更小型化。
進而，於慣性衝擊型之粉塵取樣等要求流速恆定，因此於單相或2相之泵中擔憂難以進行正確之取樣，但根據第1實施形態之4缸隔膜泵1，可獲得脈動少之流動，因此亦可用於如上所述之要求流速恆定之目的。
以上，雖已對本發明之較佳實施形態進行說明，但本發明之技術性範圍並不限定於上述實施形態所記載之範圍。對上述各實施形態亦可施加多種變更或改良。
[第2實施形態]
例如，於上述第1實施形態中，已對第1隔膜40A及第2隔膜40B以隔著旋轉軸62而成為相互平行之方式對向配置，且第1擺動體64A之偏心部65A及第2擺動體64B之偏心部65B相互於同一方向偏心者進行說明，但並不限定於此。例如，亦可如圖9所示之第2實施形態般，設為如下構成：配置為第1隔膜40A'及第2隔膜40B'位於同一平面上，且第1擺動體64A之偏心部65A'及第2擺動體64B之偏心部65B'相互於相反之方向偏心。此外，圖9中，僅圖示出說明所需之構成，例如基座構件等之構成省略圖示。
第2實施形態之4缸隔膜泵中，驅動馬達61'如圖9(a)所示，係於兩端具備旋轉軸62a'、62b'之兩軸型之馬達，於紙面左側之旋轉軸62a'上固定有第 1擺動體64A之偏心部65A'，且於紙面右側之旋轉軸62b'上固定有第2擺動體64B之偏心部65B'。該等第1擺動體64A之偏心部65A'與第2擺動體64B之偏心部65B'係如上所述，以相互具有180度之相位差之方式固定於相反之方向。
又，第1隔膜40A'及第2隔膜40B'如圖9(b)所示，於紙面縱深方向排列而配置，藉此，合計4個之隔膜部42a、42b於驅動馬達61'之上方配置於同一平面內。第1擺動體64A及第2擺動體64B如圖9(a)及圖9(b)所示，分別為第1臂部68及第2臂部69固定於一對隔膜部42a、42b，且安裝部66分別經由軸承67而卡合於偏心部65A'、65B'。
各隔膜部42a、42b構成為與閥座構件30一併形成泵室12'。於閥座構件30'，安裝有吸氣閥36及排氣閥38，構成4組泵元件。
如以上所述，第2實施形態之4缸隔膜泵與第1實施形態之4缸隔膜泵1同樣，一對隔膜部42a、42b相互具有90°之相位差，且第1隔膜40A'及第2隔膜40B'整體上具有180°之相位差，因此4組泵元件分別以90°之相位差來作動。而且，4組泵元件中之吸排氣係藉由設置於頭構件50'內之未圖示之吸氣側合流空間以及排氣側合流空間而分別合成，到達未圖示之吸排氣口而獲得脈動流少之泵輸出。
此外，於第2實施形態之4缸隔膜泵中，圖9中，圖示出使用兩軸型之馬達作為驅動馬達61'，且將第1隔膜40A'及第2隔膜40B'配置於驅動馬達61'之兩端之例，但並不限定於此，例如，亦可設為如下構成：延長驅動馬達之旋轉軸，將第1隔膜40A'及第2隔膜40B'從驅動馬達來看，排列於一方向而配置。
又，上述第1及第2實施形態中，已對一對隔膜部42a、42b成形為一體者進行說明，但並不限定於此，亦可分別設為不同之隔膜。又，第2實施形態中，亦可將4個隔膜部42a、42b設為一體。
如上所述之變形例包含於本發明之範圍內，此根據申請專利範圍 之記載而明確。
1:4缸隔膜泵
10:泵本體
20:基座構件
21:吸氣口
22:排氣口
24:安裝凹部
25:貫通孔
26:收納部
28a:吸氣側合流空間
28b:排氣側合流空間
29A、29B:襯墊構件
30A:第1閥座構件
30B:第2閥座構件
32a、32b、52a、52b:凹部
34:插通孔
36:吸氣閥
38:排氣閥
40A:第1隔膜
40B:第2隔膜
42a、42b:隔膜部
44:作動面
46:可撓邊緣
48:固定部
49:開口
50A:第1頭構件
50B:第2頭構件
54:連通槽
60:驅動機構
61:驅動馬達(驅動源)
64A:第1擺動體
64B:第2擺動體
65A、65B:偏心部
66:安裝部
67:軸承
68:第1臂部
69:第2臂部

Claims (4)

  1. 一種4缸隔膜泵，具備：具有4組泵室之泵本體、以及使該4組泵室以既定之相位差來擴張及收縮之驅動機構，其特徵在於：上述泵本體具備：第1隔膜，於同一平面上設置有兩個隔膜部；以及第2隔膜，於同一平面上設置有兩個隔膜部，且配置為該平面相對於上述第1隔膜之上述平面而平行；上述第1隔膜及上述第2隔膜之各隔膜部，分別構成不同之泵室之一部分；上述驅動機構具備：驅動源，具有相對於上述第1隔膜及上述第2隔膜之各平面而平行地延伸之旋轉軸；第1擺動體，與上述第1隔膜對應而設置；以及第2擺動體，與上述第2隔膜對應而設置；上述第1隔膜及上述第2隔膜中之上述兩個隔膜部，分別以上述旋轉軸為邊界，而在與該旋轉軸正交之方向分離配置；上述第1擺動體及上述第2擺動體分別具備：相對於上述旋轉軸而偏心安裝之偏心部、經由軸承而安裝於該偏心部之安裝部、從該安裝部橫跨其中一個隔膜部而延伸之第1臂部、以及從該安裝部橫跨另一個隔膜部而延伸之第2臂部；上述第1隔膜及上述第2隔膜以隔著上述旋轉軸而相互平行之方式對向配置，上述第1擺動體之上述偏心部以及上述第2擺動體之上述偏心部相互於同一方向偏心。
  2. 一種4缸隔膜泵，具備：具有4組泵室之泵本體、以及使該4組泵室以既定之相位差來擴張及收縮之驅動機構，其特徵在於： 上述泵本體具備：第1隔膜，於同一平面上設置有兩個隔膜部；以及第2隔膜，於同一平面上設置有兩個隔膜部，且配置為該平面相對於上述第1隔膜之上述平面而位於同一平面上；上述第1隔膜及上述第2隔膜之各隔膜部，分別構成不同之泵室之一部分；上述驅動機構具備：驅動源，具有相對於上述第1隔膜及上述第2隔膜之各平面而平行地延伸之旋轉軸；第1擺動體，與上述第1隔膜對應而設置；以及第2擺動體，與上述第2隔膜對應而設置；上述第1隔膜及上述第2隔膜中之上述兩個隔膜部，分別以上述旋轉軸為邊界，而在與該旋轉軸正交之方向分離配置；上述第1擺動體及上述第2擺動體分別具備：相對於上述旋轉軸而偏心安裝之偏心部、經由軸承而安裝於該偏心部之安裝部、從該安裝部橫跨其中一個隔膜部而延伸之第1臂部、以及從該安裝部橫跨另一個隔膜部而延伸之第2臂部；上述第1擺動體之上述偏心部以及上述第2擺動體之上述偏心部相互於相反之方向偏心。
  3. 如請求項1或2之4缸隔膜泵，其中，與上述第1隔膜之上述平面正交之方向之該平面與上述軸承之中心之間之距離，小於該第1隔膜之上述兩個隔膜部之圖心間距離，與上述第2隔膜之上述平面正交之方向之該平面與上述軸承之中心之間之距離，小於該第2隔膜之上述兩個隔膜部之圖心間距離。
  4. 如請求項3之4缸隔膜泵，其中，與上述第1隔膜之上述平面正交之方向之該平面與上述軸承之中心之間之距離，為該第1隔膜之上述兩個隔膜部 之圖心間距離之1/2，與上述第2隔膜之上述平面正交之方向之該平面與上述軸承之中心之間之距離，為該第2隔膜之上述兩個隔膜部之圖心間距離之1/2。
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