(57)【要約】      （修正有）【課題】４圧縮室ダイアフラムポンプの筒状の偏心小円盤において生じる斜めの高頻度の引っ張り及び押し付け現象を排除する。【解決手段】偏心小円盤５２の順次の上下移動は、ダイアフラム部材の４つのピストン作用ゾーン及び４つの圧送ピストンの順次の往復移動を引き起こし、偏心小円盤マウント５０に取付けられる円筒形の又は反転した円錐台偏心小円盤構造体５２の上面セクションが、それぞれの環状位置決め溝５５と鉛直な又は反転した円錐台側面５６との間に延びる傾斜した上部リング５８を形成するように水平面５３に対して傾いている。【選択図】図１６
2015218728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体であって、ポンプヘッド本体の下側に位置付けられる小円盤マウント、及び、前記ポンプヘッド本体の４つの動作穴を通って延びるように前記小円盤マウントに取り付けられる４つの偏心小円盤を含み、前記４圧縮室ダイアフラムポンプは、前記ポンプヘッド本体が固定されるモータハウジングを有するモータ、前記４つの動作穴を通して前記４つの偏心小円盤に固定されるとともに、前記ポンプヘッド本体の上側に位置付けられるダイアフラム膜、及び、該ダイアフラム膜が動くときに圧送作用で移動されるように構成されている４つの圧送ピストンを有し、前記小円盤マウントは揺動板に係合し、それによって、前記モータによる前記揺動板の回転によって前記小円盤マウントが揺動し、結果として前記４つの偏心小円盤の順次の上下移動が生じ、前記偏心小円盤の前記順次の上下移動は、前記ダイアフラム部材の４つのピストン作用ゾーン及び前記４つの圧送ピストンの順次の往復移動を引き起こし、前記ダイアフラム膜は、前記偏心小円盤のそれぞれの上面のそれぞれの環状位置決め溝に挿入されるようにそれぞれ構成されている、４つの環状の下方に突出する位置決め突起を更に含み：
各偏心小円盤の前記上面のセクションは、それぞれの前記環状位置決め溝と、それぞれの前記偏心小円盤の鉛直な又は反転した円錐台側面との間に傾斜した上部リングを形成するように水平面に対して傾いている、４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項２】
前記偏心小円盤マウントは、前記揺動板の一体的なカムローブ軸を受け入れる中央軸受を含み、前記モータによる前記揺動板の回転に応じて前記４つの偏心小円盤の前記順次の上下移動を可能にする、請求項１に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項３】
前記ポンプヘッド本体は前記モータハウジングに固定され、前記揺動板及び前記偏心小円盤マウントを内部に包囲し；
前記ダイアフラム膜は半剛性弾性材料から作られ、前記ポンプヘッド本体上に配置され、前記ダイアフラム膜は、少なくとも１つの隆起リム、及び、該少なくとも１つの隆起リムに接続される複数の等間隔に離間した径方向に隆起する仕切りリブを含み、前記４つのピストン作用ゾーンを形成し、
各ピストン作用ゾーンは、前記偏心小円盤のそれぞれ１つの締結ボアの位置に対応する位置において内部に形成される作用ゾーンの穴を有し、各圧送ピストンは段状の穴を有し、それによって、締結部材が、前記段状の穴、前記ダイアフラム膜の各対応するピストン作用ゾーンの前記作用ゾーンの穴を通って、前記偏心小円盤のそれぞれ１つのそれぞれの締結穴内に延び、前記ダイアフラム膜、及び、前記圧送ピストンのそれぞれを、前記偏心小円盤マウントの前記対応する偏心小円盤に固定する、請求項１に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項４】
前記４圧縮室ダイアフラムポンプは：
前記ダイアフラム膜を覆うとともに、封止係合によって外周が前記ダイアフラム膜に固定されるピストン弁組立体であって、中央位置決めボア、及び、それぞれが複数の等間隔に周方向に位置する出口ポートを含む複数の等しい扇形を有する、中央の出口マウント、中央位置決めシャンクを有するＴ字形のプラスチック製逆止弁、並びに、複数の周方向入口マウントを含み、該入口マウントのそれぞれは、複数の等間隔に周方向に位置する入口ポート、及び、該それぞれの入口マウントに取り付けられる反転した中央ピストンディスクを含み、それによって、各ピストンディスクは、複数の入口ポートの各対応する群の弁として働き、前記プラスチック製逆止弁の前記中央位置決めシャンクは前記中央の出口マウントの前記中央位置決めボアに嵌合し、前記中央の円形の出口マウントの前記複数の出口ポートが前記複数の入口マウントと連通するようにし、前記ダイアフラム膜の外周が該ピストン弁組立体に固定されると、各入口マウント及び前記ダイアフラム膜の対応するピストン作用ゾーンに、気密の予備的な水加圧室が形成され、該予備的な水加圧室のそれぞれの一端が、前記入口ポートのうちの各対応する１つと連通可能になる、ピストン弁組立体；並びに
前記ポンプヘッド本体を覆い、前記ピストン弁組立体、前記圧送ピストン及び前記ダイアフラム膜を内部に包囲し、水入口オリフィス及び水出口オリフィスを含むポンプヘッドカバーであって、ダイアフラム膜及びピストン弁組立体の組立体に気密に取り付けられ、環状リブリングの内壁によって形成されるキャビティと前記ピストン弁組立体の前記中央の出口マウントとの間に高加圧水室を形成する、ポンプヘッドカバー
を更に含む、請求項３に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項５】
各前記偏心小円盤は円筒形の偏心小円盤である、請求項１に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項６】
各前記偏心小円盤は反転した円錐台偏心小円盤であり、該反転した円錐台偏心小円盤の最も大きい直径は、前記ポンプヘッド本体の前記動作穴のうちの対応する１つの内径よりも小さい、請求項１に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項７】
前記反転した円錐台偏心小円盤は、前記小円盤マウントに固定される取り付け部分、及び、前記小円盤マウントに取り付けられる別個の反転した円錐台小円盤ヨークをそれぞれ含み、２層の偏心小円盤構造体を形成する、請求項６に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項８】
前記反転した円錐台偏心小円盤のそれぞれの前記取り付け部分は前記小円盤マウントと一体的に製造され、前記反転した円錐台小円盤ヨークは別個に製造される、請求項７に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項９】
前記反転した円錐台偏心小円盤のそれぞれの取り付け部分が、内方に面する位置決め面を有するベース、及び、該ベースから上方に延びる中央の雌ねじが切られたボアを有するシリンダを含み、前記反転した円錐台ヨークのそれぞれは、上側ボア、中間ボア及び下側ボアを含み、前記中間ボアの直径は、前記取り付け部分のシリンダの直径におよそ等しく、前記上側ボアの直径は、前記取り付け部分のシリンダの直径よりも大きく、前記下側ボアの直径は、前記取り付け部分のベースの直径におよそ等しく、前記下側ボアは前記ベースを覆うように嵌められ、前記中間ボアは前記シリンダにわたってスリーブ状に嵌められ、前記環状位置決め溝は、前記シリンダと前記上側ボアの内側壁との間のスペースによって画定される、請求項６に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項１０】
前記モータはブラシ付きモータである、請求項１に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【請求項１１】
前記モータはブラシレスモータである、請求項１に記載の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家、レクリエーショナルビークル又はモービルホームの給水装置に一般に設置されるタイプの逆浸透（ＲＯ）浄化システムにおいて用いられる４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体、特に、ポンプの斜めの引っ張り及び押し付け（squeezing）現象を排除することができることによって４圧縮室ダイアフラムポンプのサービス寿命、及び、内部の重要な構成要素の耐久性を延ばす、傾斜した上部リングを有する圧縮ダイアフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の４圧縮室ダイアフラムポンプは、家、レクリエーショナルビークル又はモービルホームの給水装置に一般に設置されるタイプの逆浸透（ＲＯ）浄水器又はＲＯ浄水システムとともに一般的に用いられる。そのような４圧縮室ダイアフラムポンプの大部分は、特許文献１に開示されているような特定のタイプ以外に、図１〜図１０に示されている４圧縮室ダイアフラムポンプと設計が同様であるものとして分類することができ、これは、出力軸１１を有するブラシ付きモータ１０、モータ上側シャーシ３０、一体的な突出カムローブ軸を有する揺動板４０、偏心小円盤マウント５０、ポンプヘッド本体６０、ダイアフラム膜７０、４つの圧送ピストン８０、ピストン弁組立体９０及びポンプヘッドカバー２０を含む。
【０００３】
モータ上側シャーシ３０は、モータ１０の出力軸１１が通って延びる軸受３１を含む。モータ上側シャーシ３０は、上側環状リブリング３２も含み、上側環状リブリング３２は、そのリムに等間隔に周方向に配置される幾つかの締結ボア３３を有する。
【０００４】
揺動板４０は、モータ１０の対応するモータ出力軸１１が通って延びる軸連結穴４１を含む。
【０００５】
偏心小円盤マウント５０は、その底部に、対応する揺動板４０を受け入れる中央軸受５１を含む。４つの筒状の偏心小円盤５２が偏心小円盤マウント５０に等間隔に周方向に配置される。各筒状の偏心小円盤５２は、水平な上面５３、雌ねじが切られたボア５４、及び、その上面に形成された環状位置決め溝５５、並びに、水平な上面５３及び鉛直側面５６の交点に作られた丸みを帯びた肩部５７を有する。
【０００６】
ポンプヘッド本体６０は、モータ上側シャーシ３０の上側環状リブリング３２を覆い、揺動板４０及び偏心小円盤マウント５０を内部に包囲し、内部に等間隔に周方向に配置される４つの動作穴６１を含む。各動作穴６１は、対応する筒状の偏心小円盤５２をそれぞれ受け入れるために、偏心小円盤マウント５０の対応する筒状の偏心小円盤５２の外径よりも僅かに大きい内径を有する。モータ上側シャーシ３０の対応する上側環状リブリング３２に嵌合する下側環状フランジ６２がその下に形成され、幾つかの締結ボア６３がポンプヘッド本体６０の外周の周りに等間隔に配置される。
【０００７】
半剛性の弾性材料から押出成形され、ポンプヘッド本体６０に配置されるダイアフラム膜７０は、外側隆起リム７１及び内側隆起リム７２を含む一対の平行なリム、並びに、４つの等間隔に離間した径方向に隆起する仕切りリブ７３であって、径方向に隆起する仕切りリブ７３の各端が内側隆起リム７２に接続し、それによって、径方向に隆起する仕切りリブ７３によって仕切られる４つの等しいピストン作用ゾーン７４を形成するように配置される、径方向に隆起する仕切りリブ７３を含む。各ピストン作用ゾーン７４は、偏心小円盤マウント５０の筒状の偏心小円盤５２のそれぞれの雌ねじが切られたボア５４に対応して内部に作られる作用ゾーンの穴７５を有し、（図８及び図９に示されているように）各作用ゾーンの穴７５の環状位置決め突起７６がダイアフラム膜７０の底面に形成される。
【０００８】
各圧送ピストン８０は、ダイアフラム膜７０の対応するピストン作用ゾーン７４のうちの対応する１つに配置され、貫通する段状の穴８１を有する。ダイアフラム膜７０の環状位置決め突起７６のそれぞれが偏心小円盤マウント５０の筒状の偏心小円盤５２の対応する環状位置決め溝５５に挿入された後で、それぞれの締結ねじ１が、各圧送ピストン８０の段状の穴８１、及び、ダイアフラム膜７０の各対応するピストン作用ゾーン７４の作用ゾーンの穴７５に挿入されることによって、ダイアフラム膜７０及び４つの圧送ピストン８０を、（図１０の拡大部分において分かるように）偏心小円盤マウント５０の対応する４つの筒状の偏心小円盤５２の雌ねじが切られたボア５４に確実に螺入することができる。
【０００９】
ピストン弁組立体９０はダイアフラム膜７０を覆い、ダイアフラム膜７０の外側隆起リム７１と内側隆起リム７２との間に挿入される下方に延びる隆起リム９１、及び、それぞれが複数の等間隔に周方向に位置する出口ポート９５を含む４つの等しい扇形を有する、中央位置決めボア９３を有する中央の皿形の円形の出口マウント９２を含む。ピストン弁組立体９０は、中央位置決めシャンクを有するＴ字形のプラスチック製の逆止弁９４、及び、４つの周方向に隣接する入口マウント９６も含む。周方向に隣接する入口マウント９６のそれぞれは、複数の等間隔に周方向に位置する入口ポート９７及び反転した中央ピストンディスク９８をそれぞれ含むことによって、各ピストンディスク９８は複数の入口ポート９７の各対応する群の弁として働く。プラスチック製の逆止弁９４の中央位置決めシャンクは、中央の円形の出口マウント９２の複数の出口ポート９５が４つの入口マウント９６と連通するように、中央の出口マウント９２の中央位置決めボア９３に嵌合する。最後に、（図１０の拡大部分に示されているように）気密な予備圧縮室２６が、下方に延びる隆起リム９１をダイアフラム膜７０の外側隆起リム７１と内側隆起リム７２との間の隙間リングに挿入すると、各入口マウント９６と、ダイアフラム膜７０の対応するピストン作用ゾーン７４との間に形成され、それによって、各予備圧縮室２６の一端が対応する入口ポート９７のそれぞれと連通する。
【００１０】
ポンプヘッド本体６０を覆ってピストン弁組立体９０、圧送ピストン８０及びダイアフラム膜７０を内部に包囲するポンプヘッドカバー２０は、水入口オリフィス２１、水出口オリフィス２２及び幾つかの締結ボア２３を含む。（図１１の拡大部分に示されているように）階段状のリム２４及び環状リブリング２５が、ポンプヘッドカバー２０内の底部に配置され、それによって、ダイアフラム膜７０及びピストン弁組立体９０の組立体の外側リムを、階段状のリム２４に気密に取り付けることができる。（図１０に示されているように）環状リブリング２５の底部が中央の出口マウント９２のリムに密接して覆うと、高圧縮室２７が、環状リブリング２５の内側壁によって形成されるキャビティとピストン弁組立体９０の中央の出口マウント９２との間に形成される。
【００１１】
各締結ボルト２を、ポンプヘッドカバー２０の対応する締結ボア２３、及び、ポンプヘッド本体６０の対応する締結ボア６３に通して延ばし、次にナット３を各締結ボルト２に嵌め、モータ上側シャーシ３０の対応する締結ボア３３を介してポンプヘッドカバー２０をポンプヘッド本体６０に確実に螺合することによって、（図１及び図１０に示されているように）４圧縮室ダイアフラムポンプの全体的な組み付けが完了する。
【００１２】
図１〜図１０の従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの動作を示す図である図１１及び図１２を参照されたい。
【００１３】
第１に、モータ１０がオンにされると、揺動板４０がモータ出力軸１１によって回転駆動されるため、偏心小円盤マウント５０の４つの筒状の偏心小円盤５２が順次の上下の往復行程で絶えず移動する。
【００１４】
第２に、その間、４つの圧送ピストン８０及びダイアフラム膜７０の４つのピストン作用ゾーン７４が、４つの筒状の偏心小円盤５２の上下の往復行程によって順次駆動され、上下の変位で移動する。
【００１５】
第３に、筒状の偏心小円盤５２が下への行程で移動し、圧送ピストン８０及びピストン作用ゾーン７４を下方に変位させると、ピストン弁組立体９０のピストンディスク９８が押されて開状態になるため、（図１１の拡大図のＷから延びる矢印によって示されているように）水道水Ｗが、ポンプヘッドカバー２０の水入口オリフィス２１及びピストン弁組立体９０の入口ポート９７を介して予備圧縮室２６に流れ込むことができる；
【００１６】
第４に、筒状の偏心小円盤５２が上への行程で移動し、圧送ピストン８０及びピストン作用ゾーン７４を上方に変位させると、ピストン弁組立体９０のピストンディスク９６が引かれて閉状態になり、予備圧縮室２６内の水道水Ｗを圧縮し、内部の水圧を１００ｐｓｉ〜１５０ｐｓｉの範囲まで上昇させる。結果として生じる加圧された水Ｗｐによって、ピストン弁組立体９０のプラスチック製の逆止弁９４が押されて開状態になる。
【００１７】
第５に、ピストン弁組立体９０のプラスチック製の逆止弁９４が押されて開状態になると、（図１２の拡大部分の矢印Ｗによって示されているように）予備圧縮室２６内の加圧された水Ｗｐが、中央の出口マウント９２の対応するセクターの出口ポート９５の群を介して高圧縮室２７内に方向付けられ、次いで、ポンプヘッドカバー２０の水出口オリフィス２２から押し出される。
【００１８】
最後に、中央の出口マウント９２の４つのセクターの出口ポート９５の各群の順次の反復作用によって、加圧された水Ｗｐが従来の４圧縮室ダイアフラムポンプから絶えず排出され、ＲＯカートリッジによって更にＲＯ濾過されるため、最終的な濾過される加圧された水Ｗｐを、家、レクリエーショナルビークル又はモービルホームの給水装置に一般に設置されるＲＯ浄水器又はＲＯ浄水システムにおいて用いることができる。
【００１９】
図１３及び図１４を参照すると、従来の４圧縮室ダイアフラムポンプでは、重大な振動に関連する欠点が長い間存在する。前述したように、モータ１０がオンにされると、揺動板４０がモータ出力軸１１によって回転駆動されるため、偏心小円盤マウント５０の４つの筒状の偏心小円盤５２が順次の上下の往復行程で絶えず移動し、ダイアフラム膜７０の４つのピストン作用ゾーン７４が４つの筒状の偏心小円盤５２の上下の往復行程によって順次駆動され、上下に変位して移動するため、力Ｆが各ピストン作用ゾーン７４の底面に絶えず作用する。
【００２０】
その間、図１４に示されているように、ダイアフラム膜７０の底面に加わる作用する力Ｆに反応して対応する複数の反発力Ｆｓが生じ、異なる成分がダイアフラム膜７０の各対応するピストン作用ゾーン７４の底部領域全体にわたって分散されることによって、反発力Ｆｓによって生じる押し付け現象がダイアフラム膜７０のセクションに生じる。
【００２１】
押し付け現象は、図１８に示されているように、反発力Ｆｓの分散される成分の中でも、最大の成分の力が、ダイアフラム膜７０と、筒状の偏心小円盤５２の水平な上面５３の丸みを帯びた肩部５７とが接触する底部位置Ｐに加わるため生じ、それによって、底部位置Ｐの押し付け現象も最大になる。
【００２２】
モータ１０のモータ出力軸１１の回転速度が８００ｒｐｍ〜１２００ｒｐｍの範囲に達すると、ダイアフラム膜７０のピストン作用ゾーン７４の各底部位置Ｐが、１秒あたり４回の頻度で押し付け現象を受ける。そのような状況下では、ダイアフラム膜７０の底部位置Ｐは常に、全体的な従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの最初に破断する位置となり、これは、サービス寿命の短縮だけでなく、従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの通常の機能の終了の根本的な原因ともなる。
【００２３】
したがって、筒状の偏心小円盤５２の移動の結果としてダイアフラム膜７０の各ピストン作用ゾーン７４の底面に力Ｆが絶えず印加されることによって生じる押し付け現象に関連する欠点を大幅に低減する方法も、緊急の重要な問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】米国特許第６８４０７４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明の目的は、４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体であって、偏心小円盤マウントに配置される円筒形の又は反転した円錐台偏心小円盤であり、小円盤は、環状位置決め溝、鉛直な又は反転した円錐台側面、及び、環状位置決め溝と鉛直な又は反転した円錐台側面との間に傾斜した上部リングを形成するように水平面に対して傾いた環状の上面部分を含む、小円盤構造体を提供することである。
【００２６】
傾斜した上部リングによって、従来の筒状の偏心小円盤において生じる高頻度の斜めの引っ張り及び押し付け現象は、傾斜した上部リングが、ダイアフラム膜の対応するピストン作用ゾーンの底部領域に平たく付着するため、完全に排除される。
【００２７】
したがって、偏心小円盤の持続する高頻度の圧送作用により良く耐えるようにダイアフラム膜の耐久性が高められるだけではなく、ダイアフラム膜のサービス寿命も大幅に延びる。
【００２８】
本発明のまた別の目的は、４圧縮室ダイアフラムポンプの偏心小円盤構造体であって、偏心小円盤マウントに配置される円筒形の又は反転した円錐台偏心小円盤であり、偏心小円盤は、環状位置決め溝、鉛直な又は反転した円錐台側面、及び、環状位置決め溝と鉛直な又は反転した円錐台側面との間に形成される傾斜した上部リングを含む、偏心小円盤構造体を提供することである。
【００２９】
この場合も同様に、傾斜した上部リングによって、圧送作用によって生じる作用する力に反応して生成される円筒形の偏心小円盤の反発力の全ての分散される成分は、傾斜した上部リングが、ダイアフラム膜の対応するピストン作用ゾーンの底部領域に平たく付着するため、大幅に低減される。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の範囲を限定する意図のない上述の目的を達成する上で、少なくとも以下の利点が得られる：
１．円筒形の又は反転した円錐台偏心小円盤の高頻度の圧送作用を持続するためのダイアフラム膜の耐久性が大幅に高められる。
２．４圧縮室ダイアフラムポンプの電力消費が、上述した高頻度の押し付け現象の結果としてより少ない電流しか無駄にならないため、大きく低減する。
３．４圧縮室ダイアフラムポンプの作業温度が、より少ない電力消費に起因して大きく低下する。
４．高い作業温度によって即座に加速する、４圧縮室ダイアフラムポンプ内の劣化した潤滑剤の結果として生じる軸受の不快な騒音の大部分が排除される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの斜視組み立て図である。
【図２】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの斜視分解図である。
【図３】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの偏心小円盤マウントの斜視図である。
【図４】上記の図３の断面線４−４に対して取った断面図である。
【図５】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプのポンプヘッド本体の斜視図である。
【図６】上記の図５の断面線６−６に対して取った断面図である。
【図７】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプのダイアフラム膜の斜視図である。
【図８】上記の図７の断面線８−８に対して取った断面図である。
【図９】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプのダイアフラム膜の底面図である。
【図１０】上記の図１の断面線１０−１０に対して取った断面図である。
【図１１】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの第１の動作を示す図である。
【図１２】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの第２の動作を示す図である。
【図１３】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプの第３の動作を示す図である。
【図１４】上記の図１３の丸く囲んだ部分ａから取った部分拡大図である。
【図１５】本発明の第１の例示的な実施形態の斜視分解図である。
【図１６】本発明の第１の例示的な実施形態における偏心小円盤マウントの斜視図である。
【図１７】上記の図１６の断面線１７−１７に対して取った断面図である。
【図１８】本発明の第１の例示的な実施形態の組み立てられた状態の断面図である。
【図１９】本発明の第１の例示的な実施形態の動作を示す図である。
【図２０】上記の図１９の丸く囲んだ部分ａから取った部分拡大図である。
【図２１】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプのダイアフラム膜に作用する円筒形の偏心小円盤と、本発明の第１の例示的な実施形態のダイアフラム膜に作用する円筒形の偏心小円盤との比較を示す図である。
【図２２】本発明の第２の例示的な実施形態における偏心小円盤マウントの斜視図である。
【図２３】上記の図２２の断面線２３−２３に対して取った断面図である。
【図２４】本発明の第２の例示的な実施形態の組み立てられた状態の断面図である。
【図２５】本発明の第２の例示的な実施形態の動作を示す図である。
【図２６】上記の図２５の丸く囲んだ部分ａから取った部分拡大図である。
【図２７】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプのダイアフラム膜に作用する円筒形の偏心小円盤と、本発明の第２の例示的な実施形態における本発明のダイアフラム膜に作用する円筒形の偏心小円盤との比較を示す図である。
【図２８】本発明の第３の例示的な実施形態の斜視分解図である。
【図２９】上記の図２８の断面線２９−２９に対して取った断面図である。
【図３０】本発明の第３の例示的な実施形態の斜視組み立て図である。
【図３１】上記の図３０の断面線３１−３１に対して取った断面図である。
【図３２】本発明の第３の例示的な実施形態の組み立てられた状態の断面図である。
【図３３】本発明の第３の例示的な実施形態の動作を示す図である。
【図３４】上記の図３３の丸く囲んだ部分ａから取った部分拡大図である。
【図３５】従来の４圧縮室ダイアフラムポンプのダイアフラム膜に作用する円筒形の偏心小円盤と、本発明の第３の例示的な実施形態における本発明のダイアフラム膜に作用する円筒形の偏心小円盤との比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１５〜図１８は、本発明の第１の例示的な実施形態による４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体を示す図である。
【００３３】
小円盤構造体は、偏心小円盤マウント５０に取り付けられる円筒形の偏心小円盤５２である。円筒形の偏心小円盤は、環状位置決め溝５５と鉛直側面５６との間に傾斜した上部リング５８を形成するように水平面に対して傾いた環状上面部分を含み、傾斜した上部リング５８は、偏心小円盤マウント５０の各筒状の偏心小円盤５２の従来の丸みを帯びた肩部５７に取って代わる。
【００３４】
図１９〜図２１は、本発明の第１の例示的な実施形態における４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体の動作を示す図である。
【００３５】
第１に、モータ１０がオンにされると、揺動板４０がモータ出力軸１１によって回転駆動されるため、偏心小円盤マウント５０の４つの円筒形の偏心小円盤５２が順次の上下の往復行程で絶えず移動する。
【００３６】
第２に、ダイアフラム膜７０の４つのピストン作用ゾーン７４が、４つの円筒形の偏心小円盤５２の上下の往復行程によって順次駆動され、上下の変位で移動する。
【００３７】
第３に、筒状の偏心小円盤又は円筒形の偏心小円盤５２が上への行程で移動し、ピストン作用ゾーン７４が上方に変位すると、作用する力Ｆが、ダイアフラム膜７０の対応する環状位置決め突起７６と外側隆起リム７１との間の部分的な部分を斜めに引っ張る。
【００３８】
図１４に示されている従来の筒状の偏心小円盤５２の動作と、図２０に示されているような本発明の円筒形の偏心小円盤５２の動作とを比較することによって、少なくとも以下の２つの差異が明らかである：
【００３９】
図１４に示されている従来の筒状の偏心小円盤５２の場合、反発力の分散される成分Ｆｓの中でも最大のものが、ダイアフラム膜７０の接触する底部位置Ｐに加えられる成分の力であり、底部位置Ｐは、筒状の偏心小円盤５２の水平な上面５３の丸みを帯びた肩部５７の縁に位置するため、地点Ｐにおける「押し付け現象」も最大となる。「押し付け現象」のそのような非線形の分散の場合、斜めに引っ張る作用が深刻になる。対照的に、図２０に示されているような円筒形の偏心小円盤５２の場合、反発力Ｆｓの成分の分散は、内部の傾斜した上部リング５８がダイアフラム膜７０のピストン作用ゾーン７４の底部領域に平たく付着するため、より直線的であり、それによって、押し付け現象の低減に起因して斜めの引っ張る作用がほぼ排除される。
【００４０】
さらに、同じ作用する力Ｆの下では、反発力Ｆｓは、接触面積に反比例するため、図２０に示されているような本発明の円筒形の偏心小円盤５２の反発力Ｆｓの分散される成分の大きさは、図１４に示されている従来の筒状の偏心小円盤５２の反発力Ｆｓの分散される成分の大きさよりも大幅に小さい。
【００４１】
改善された分散の直線性、及び、反発力の成分Ｆｓの低減した大きさは、偏心小円盤マウント５０の環状位置決め溝５５と鉛直側面５６との間に傾斜した上部リング５８を形成する結果であり、さらに、少なくとも以下の２つの利点を提供する。第１に、改善された力の成分の分散は、筒状の偏心小円盤５２の他の場合では水平な上面５３の丸みを帯びた肩部５７の結果として従来の構成において生じる高頻度の押し付け現象によって引き起こされるダイアフラム膜７０の破断しやすさを排除する。第２に、反発力の成分の大きさの低減のために、４つの筒状の偏心小円盤又は円筒形の偏心小円盤５２の上下の往復行程によって駆動されるダイアフラム膜７０における４つのピストン作用ゾーン７４の順次の上下変位の間に作用する力Ｆによって生じるダイアフラム膜７０の全体的な反発力Ｆｓが、大きく低下する。
【００４２】
これらの利点の結果、以下の実際の利点がもたらされる：
１．円筒形の偏心小円盤５２の高頻度の圧送作用を持続するためのダイアフラム膜７０の耐久性が大幅に高められる。
２．４圧縮室ダイアフラムポンプの電力消費が、高頻度の押し付け現象の結果としてより少ない電流しか無駄にならないため、大きく低減する。
３．４圧縮室ダイアフラムポンプの作業温度が、電力消費の低下に起因して大きく低下する。
４．高い作業温度によって通常は加速する、４圧縮室ダイアフラムポンプ内の潤滑剤の劣化によって生じる望ましくない軸受の騒音の大部分が排除される。
【００４３】
本発明のプロトタイプに対して行った試験結果は以下の通りである。
Ａ．試験したダイアフラム膜７０のサービス寿命が２倍よりも長くなった。
Ｂ．電流消費の低下が１アンペアを超えた。
Ｃ．作業温度が摂氏１５度にわたって低下した。
Ｄ．軸受の平滑度が改善された。
【００４４】
本発明の第２の例示的な実施形態における４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体を示す図である図２２〜図２４を参照されたい。小円盤構造体は、この場合も同様に偏心小円盤マウント５００に設けられる反転した円錐台偏心小円盤５０２である。
【００４５】
円錐台偏心小円盤５０２は、一体的な反転した円錐台側面５０６及び傾斜した上部リング５０８を含み、それによって、円錐台偏心小円盤５０２の外径は大きくなるが、ポンプヘッド本体６０の動作穴６１の内径よりも依然として小さく、傾斜した上部リング５０８は環状位置決め溝５０５と反転した円錐台側面５０６との間に延びる。
【００４６】
図２５〜図２７は、本発明の第２の例示的な実施形態における「４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体」の動作を示す図である。
【００４７】
第１に、モータ１０がオンにされると、揺動板４０がモータ出力軸１１によって回転駆動されるため、偏心小円盤マウント５００の４つの円錐台偏心小円盤５０２が順次の上下の往復行程で絶えず移動する。
【００４８】
第２に、ダイアフラム膜７０の４つのピストン作用ゾーン７４が、４つの円錐台偏心小円盤５０２の上下の往復行程によって順次駆動され、上下の変位で移動する。
【００４９】
第３に、本発明における円錐台偏心小円盤５０２が上への行程で移動することによって対応するピストン作用ゾーン７４が上方に変位すると、作用する力Ｆが、ダイアフラム膜７０の対応する環状位置決め突起７６と外側隆起リム７１との間の部分的な部分を斜めに引っ張る。
【００５０】
その結果、偏心小円盤マウント５００に傾斜した上部リング５０８を含めることによって、高頻度の押し付け現象によって生じるダイアフラム膜７０の破断が排除され、作用する力Ｆによって生じるダイアフラム膜７０の反発力Ｆｓも大きく低下する。その間、反転した円錐台側面５０６によって、円錐台偏心小円盤５０２とポンプヘッド本体６０の動作穴６１との間の衝突の可能性が、円錐台偏心小円盤５０２の外径が大きくなるにもかかわらず排除される。
【００５１】
さらに、同じ作用する力Ｆの下では、反発力Ｆｓは、接触面積に反比例する。反転した円錐台偏心小円盤５０２の大きくなった外径によって、（図２７に示されている輪Ａによって示されているように）傾斜した上部リング５０８と、ダイアフラム膜７０の底面との接触面積が増大するため、本発明の反転した円錐台偏心小円盤５０２の反発力Ｆｓの全ての分散される成分が更に低減する。
【００５２】
本発明のこの実施形態の反転した円錐台偏心小円盤５０２はしたがって、以下の利点のうちの少なくとも幾つかを提供する：
１．反転した円錐台偏心小円盤５０２の結果として、高頻度の圧送作用を持続するためのダイアフラム膜７０の耐久性が大幅に高められる。
２．４圧縮室ダイアフラムポンプの電力消費が、高頻度の押し付け現象の結果としてより少ない電流しか無駄にならないことに起因して、大きく低減する。
３．４圧縮室ダイアフラムポンプの作業温度が、より少ない電力消費に起因して大きく低下する。
４．高い作業温度に起因する加速された劣化によって悪化する、４圧縮室ダイアフラムポンプ内の劣化した潤滑剤の結果として生じる望ましくない軸受の騒音の大部分が排除される。
５．本発明の反転した円錐台偏心小円盤５０２の反発力Ｆｓの全ての分散される成分が低減されるため、４圧縮室ダイアフラムポンプのサービス寿命が更に延びる。
【００５３】
図２８〜図３１は、本発明の第３の例示的な実施形態における４圧縮室ダイアフラムポンプの偏心小円盤構造体を示す図であり、偏心小円盤構造体は、偏心小円盤マウント５００における組み合わせ偏心小円盤５０２である。組み合わせ偏心小円盤５０２は、着脱可能に分離される小円盤マウント５１１及び反転した円錐台小円盤ヨーク５２１を含み、それによって、円錐台小円盤ヨーク５２１の外径は大きくなるが、ポンプヘッド本体６０の動作穴６１の内径よりも依然として小さい。この実施形態では、小円盤マウント５１１は、内方に面する三日月形の位置決め面５１２を有する底部層ベース、及び、中央の雌ねじが切られたボア５１４を有する上部層突出シリンダ５１３を含む２つの層を有する。反転した円錐台小円盤ヨーク５２１は、対応する小円盤マウント５１１にわたってスリーブ状に嵌められ、３層の一体的な中空構造として積み重ねられる上側ボア５２３、中間ボア５２４及び下側ボア５２５、並びに、反転した円錐台側面５２２、及び、上側ボア５２３から反転した円錐台側面５２２まで延びる傾斜した上部リング５２６を含み、それによって、上側ボア５２３のボア径は、突出シリンダ５１３の外径よりも大きい。中間ボア５２４のボア径は、突出シリンダ５１３の外径におよそ等しく、それによって、下側ボア５２５のボア径は、小円盤マウント５１１の底部層ベースの外径におよそ等しく、三日月が、下側ボアの対応する面に係合し、小円盤ヨーク５２１及び対応する小円盤マウント５１１の相対的な回転を防止する。（図３０及び図３１に示されているように）円錐台小円盤ヨーク５２１が小円盤マウント５１１にわたってスリーブ状に嵌められると、突出シリンダ５１３と上側ボア５２３の内壁との間に位置決め環状溝５１５が形成される。
【００５４】
図３２及び図３５は、本発明の第３の例示的な実施形態の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体を組み付ける方法を示している。
【００５５】
第１に、円錐台小円盤ヨーク５２１を、小円盤マウント５１１を覆うように嵌める。
【００５６】
第２に、ダイアフラム膜７０の全ての４つの環状位置決め突起７６を、偏心小円盤マウント５００の４つの組み合わせ偏心小円盤５０２の４つの対応する位置決め環状溝５１５に挿入する。
【００５７】
最後に、各締結ねじ１を、圧送ピストン８０の対応する段状の穴８１、及び、ダイアフラム膜７０のピストン作用ゾーン７４の各対応する作用ゾーンの穴７５に挿入し、次に、締結ねじ１を、偏心小円盤マウント５００の４つの小円盤マウント５１１の４つの対応する雌ねじが切られたボア５１４に確実に螺合させ、（図３２に示されているように）ダイアフラム膜７０及び４つの圧送ピストン８０をしっかりと組み付ける。
【００５８】
図３３及び図３４は、本発明の第３の例示的な実施形態の４圧縮室ダイアフラムポンプの上述した小円盤構造体の動作を示している。
【００５９】
第１に、モータ１０がオンにされると、揺動板４０がモータ出力軸１１によって回転駆動されるため、偏心小円盤マウント５０の４つの組み合わせ偏心小円盤５０２が順次の上下の往復行程で絶えず移動する。
【００６０】
第２に、ダイアフラム膜７０の４つのピストン作用ゾーン７４が、４つの組み合わせ偏心小円盤５０２の上下の往復行程によって順次駆動され、上下の変位で移動する。
【００６１】
第３に、本発明における組み合わせ偏心小円盤５０２が上への行程で移動してピストン作用ゾーン７４が上方に変位すると、作用する力Ｆが、ダイアフラム膜７０の対応する環状位置決め突起７６と外側隆起リム７１との間の部分的な部分を斜めに引っ張る。
【００６２】
その結果、偏心小円盤マウント５００の反転した円錐台小円盤ヨーク５２１に傾斜した上部リング５２６を含めることによって、（図３３及び図３４に示されているように）高頻度の押し付け現象によって生じるダイアフラム膜７０の破断しやすさが排除され、（図３４に示されているように）作用する力Ｆによって生じるダイアフラム膜７０の反発力Ｆｓも大きく低下する。
【００６３】
さらに、同じ作用する力Ｆの下では、反発力Ｆｓは、接触面積に反比例する。反転した円錐台小円盤ヨーク５２１の大きくなった外径によって、（図３５に示されている輪Ａによって示されているように）傾斜した上部リング５０８と、ダイアフラム膜７０の底面との接触面積が増大するため、本発明の反転した円錐台小円盤ヨーク５２１の反発力Ｆｓの全ての分散される成分が更に低減する。
【００６４】
本発明の第３の例示的な実施形態の４圧縮室ダイアフラムポンプの小円盤構造体の製造は以下の通りである：
第１に、小円盤マウント５１１及び偏心小円盤マウント５００は一緒に一体として製造される。
第２に、円錐台小円盤ヨーク５２１は別個の実体として独立して製造される。
最後に、円錐台小円盤ヨーク５２１、及び、小円盤マウント５１１の一体的な本体は、偏心小円盤マウント５００に組み付けられ、結合した実体となり、図１０８及び図１０９に最も良く示されている組み付けられた偏心小円盤５０２を形成する。
【００６５】
それによって、組み合わせ偏心小円盤５０２の考案は、大量生産の要件を満たすだけではなく、全体的な製造コストも低下させる。
【００６６】
本発明の円錐台小円盤ヨーク５２１を有する偏心小円盤５０２は、以下の利点のうちの少なくとも幾つかを提供する：
１．反転した円錐台小円盤ヨーク５２１を含めることによって、高頻度の圧送作用を持続するためのダイアフラム膜７０の耐久性が大幅に高められる。
２．４圧縮室ダイアフラムポンプの電力消費が、高頻度の押し付け現象の結果としてより少ない電流しか無駄にならないため、大きく低減する。
３．４圧縮室ダイアフラムポンプの作業温度が、電力消費の低下に起因して大きく低下する。
４．４圧縮室ダイアフラムポンプ内の潤滑剤の温度によって加速される劣化から生じる望ましくない軸受の騒音の大部分が排除される。
５．本発明の反転した円錐台小円盤ヨーク５２１の反発力Ｆｓの全ての分散される成分が更に低減されるため、４圧縮室ダイアフラムポンプのサービス寿命が更に延びる。
６．本発明は大量生産に適しているため、４圧縮室ダイアフラムポンプの製造コストが低下する。
【００６７】
したがって、本発明の示される実施形態は、利点の中でも特に、ダイアフラム膜７０のサービス寿命を延ばすため、４圧縮室ダイアフラムポンプのサービス寿命を２倍にすることができる、円筒形の偏心小円盤５２、反転した円錐台偏心小円盤５０２又は組み合わせ偏心小円盤５０２を提供する。
【図１】
2015218728.tif 000003
【図２】
2015218728.tif 000004
【図３】
2015218728.tif 000005
【図４】
2015218728.tif 000006
【図５】
2015218728.tif 000007
【図６】
2015218728.tif 000008
【図７】
2015218728.tif 000009
【図８】
2015218728.tif 000010
【図９】
2015218728.tif 000011
【図１０】
2015218728.tif 000012
【図１１】
2015218728.tif 000013
【図１２】
2015218728.tif 000014
【図１３】
2015218728.tif 000015
【図１４】
2015218728.tif 000016
【図１５】
2015218728.tif 000017
【図１６】
2015218728.tif 000018
【図１７】
2015218728.tif 000019
【図１８】
2015218728.tif 000020
【図１９】
2015218728.tif 000021
【図２０】
2015218728.tif 000022
【図２１】
2015218728.tif 000023
【図２２】
2015218728.tif 000024
【図２３】
2015218728.tif 000025
【図２４】
2015218728.tif 000026
【図２５】
2015218728.tif 000027
【図２６】
2015218728.tif 000028
【図２７】
2015218728.tif 000029
【図２８】
2015218728.tif 000030
【図２９】
2015218728.tif 000031
【図３０】
2015218728.tif 000032
【図３１】
2015218728.tif 000033
【図３２】
2015218728.tif 000034
【図３３】
2015218728.tif 000035
【図３４】
2015218728.tif 000036
【図３５】
2015218728.tif 000037