(57)【要約】      （修正有）【課題】流量を高精度で制御することができ、しかも運転が安定し、スムーズで、寿命が長い、流量を高精度で制御可能な超小型ポンプを提供する。【解決手段】上蓋１と、弁座２と、水バッグホルダ３と、ホルダハウジングと、水バッグ５と、クランク６と、駆動シャフト７と、偏心カム８と、モータ９と、光電スイッチ１０と、出力回路板２０とを備える。上蓋は吐水ニップル１１及び吸水ニップル１２を形成しており、弁座は吸水口と吐水口とを有しており、水バッグホルダ上には、水を吸水口から吸水する、又は吐水口に押し出す水バッグが取付けられており、水バッグはクランク、駆動シャフト及び偏心カムにより動作が連動され、モータ及び光電スイッチはホルダハウジング上に取付けられており、偏心カム又はモータシャフト９１には光電遮蔽板８２が取付けられており、光電スイッチは出力回路板に電気的に接続されており、出力回路板は外部のモータコントローラに電気的に接続される。【選択図】図３
0003206831.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
流量を高精度で制御可能な超小型ポンプであって、上蓋と、弁座と、水バッグホルダと、ホルダハウジングと、水バッグと、クランクと、駆動シャフトと、偏心カムと、モータと、光電スイッチと、出力回路板とを備えており、
モータ及び光電スイッチはホルダハウジング上に取付けられており、モータのモータシャフトはホルダハウジングに伸入した後に、ホルダハウジング内の偏心カムに直接接続されており、偏心カム又はモータシャフトの半径方向で光電スイッチに対応して光電遮蔽板が形成されており、光電遮蔽板と光電スイッチとを組み合わせて使用するのは、モータの回転数を検出するためであり、光電スイッチは出力回路板に電気的に接続されており、出力回路板は外部のモータコントローラに電気的に接続するとともにモータの回転数情報を外部のモータコントローラに送信するためのものであり、
偏心カム上には傾斜した偏心孔が設けられており、駆動シャフトの一端は偏心孔内に挿入され、他端はクランクに接続されており、クランクの上端は中心から外に放射状に二つ以上のブラケットが形成されており、駆動シャフトはブラケットの押圧揺動の繰り返し動作を連動し、
水バッグホルダはホルダハウジング上に密封して取付けられており、水バッグホルダはブラケットに対応して二つ以上の取付孔が形成されており、各々の取付孔には水バッグが対応して密封して取付けられており、水バッグ上部は開口し、各々の水バッグの下部はブラケットに対応して取付けられており、ブラケットは水バッグの押圧揺動の繰り返し動作を連動し、
弁座は水バッグホルダ上に密封して取付けられており、弁座上には各々の水バッグの碗口に対応して吸水口と吐水口とが設けられており、吸水口及び吐水口はそれぞれ開放方向と反対の一方向性弁がそれぞれ取付けられており、
上蓋は弁座上に密封して取付けられており、上蓋は吐水ニップル及び吸水ニップルを形成しており、吸水ニップルは各吸水口に連通しており、吐水ニップルは各吐水口に連通していることを特徴とする流量を高精度で制御可能な超小型ポンプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は超小型ポンプに関し、特に流量を高精度で制御可能な超小型ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤフラム型の超小型ポンプは、モータにより円周運動を提供して、更に機械装置を通じてポンプ内部のダイヤフラム（ダイヤフラム形式は多種類ある）を往復運動させることで、ポンプ内の空気を圧縮、引張すると、吐水口又は吸水口と外気圧との間に圧力差が生じて、圧力差の作用により、水を吸水口から吸込み、更に吐水口から吐出する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この種の超小型ポンプはすでに小型家電、医療機器等の場面で優れた応用が得られているが、従来の超小型ポンプでは流量の高精度な調節が難しかった。
【０００４】
これに鑑み、考案者は、上記問題を効果的に解決する流量を高精度で制御可能な超小型ポンプを開発すべく、本願を発案した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案が提供する流量を高精度で制御可能な超小型ポンプは、流量を高精度で制御することができ、しかも運転が安定し、スムーズで、寿命が長い。
【０００６】
上記目的を実現するための、本考案の技術手法は以下の通りである。
【０００７】
流量を高精度で制御可能な超小型ポンプであって、上蓋と、弁座と、水バッグホルダと、ホルダハウジングと、水バッグと、クランクと、駆動シャフトと、偏心カムと、モータと、光電スイッチと、出力回路板とを備えており、
【０００８】
モータ及び光電スイッチはホルダハウジング上に取付けられており、モータのモータシャフトはホルダハウジングに伸入した後に、ホルダハウジング内の偏心カムに直接接続されており、偏心カム又はモータシャフトの半径方向で光電スイッチに対応して光電遮蔽板が形成されており、光電遮蔽板と光電スイッチとを組み合わせて使用するのは、モータの回転数を検出するためであり、光電スイッチは出力回路板に電気的に接続されており、出力回路板は外部のモータコントローラに電気的に接続するとともにモータの回転数情報を外部のモータコントローラに送信するためのものであり、
【０００９】
偏心カム上には傾斜した偏心孔が設けられており、駆動シャフトの一端は偏心孔内に挿入され、他端はクランクに接続されており、クランクの上端は中心から外に放射状に二つ以上のブラケットが形成されており、駆動シャフトはブラケットの押圧揺動の繰り返し動作を連動し、
【００１０】
水バッグホルダはホルダハウジング上に密封して取付けられており、水バッグホルダはブラケットに対応して二つ以上の取付孔が形成されており、各々の取付孔には水バッグが対応して密封して取付けられており、水バッグ上部は開口し、各々の水バッグの下部はブラケットに対応して取付けられており、ブラケットは水バッグの押圧揺動の繰り返し動作を連動し、
【００１１】
弁座は水バッグホルダ上に密封して取付けられており、弁座上には各々の水バッグの上部開口に対応して吸水口と吐水口とが設けられており、吸水口及び吐水口はそれぞれ開放方向と反対の一方向性弁がそれぞれ取付けられており、
【００１２】
上蓋は弁座上に密封して取付けられており、上蓋は吐水ニップル及び吸水ニップルを形成しており、吸水ニップルは各吸水口に連通しており、吐水ニップルは各吐水口に連通している。
【００１３】
上記手法を採用した後、本考案は高い精度の水バッグにより吸吐水量を制御することで、一定の絞り圧幅を確保した中で、毎回の吐出量を一致させるよう保ち、ポンプの安定性、スムーズな運転を保証することで、ポンプの寿命が延びる。
【００１４】
光電スイッチがモータの回転数を検出することで、出力回路板がこの回転数を外部のモータコントローラに送信することにより、モータコントローラがモータの回転数を高精度に制御しやすくしているので、異なる量で、かつ異なる背圧下での安定した流水量が得られる。更に超小型ポンプ専用に小型化したという特長にて、偏心カムとモータとを直接接続して、複雑で余計な伝動部材を省略している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施例の構造概略図である。
【図２】本実施例の構造分解図一である。
【図３】本実施例の構造分解図二である。
【図４】本実施例の構造断面図である。
【図５】本実施例の偏心カムの構造概略図である。
【図６】本実施例の水バッグの構造概略図である。
【図７】本実施例の水バッグの構造断面図である。
【図８】本実施例のクランクの構造概略図である。
【図９】本実施例のクランクの構造断面図である。
【図１０】本実施例の弁座の構造概略図である。
【図１１】本実施例の傘型弁の構造断面図である。
【図１２】本実施例の他種の傘型弁の構造断面図である。
【図１３】本実施例のダイヤフラム組の構造概略図である。
【図１４】本実施例の弁座の他種の構造概略図である。
【図１５】本実施例の上蓋にて平行となる吐水ニップル及び吸水ニップルの概略図（大）である。
【図１６】本実施例の上蓋にて平行となる吐水ニップル及び吸水ニップルの概略図（小）である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本考案の技術手法を詳しく説明するために、以下にて具体的な実施例を通じて本考案を詳細に説明する。
【００１７】
図１〜４に示すように、本考案が開示する流量を高精度で制御可能な超小型ポンプは、上蓋１と、弁座２と、水バッグホルダ３と、ホルダハウジング４と、水バッグ５と、クランク６と、駆動シャフト７と、偏心カム８と、モータ９と、光電スイッチ１０と、出力回路板２０とを備える。
【００１８】
上蓋１、弁座２、水バッグホルダ３及びホルダハウジング４は上から下に順次密封して取付けられるとともに、外側壁にはいずれもクリップ溝３０が設けられており、クリップ溝３０内にはクリップ４０が取付けられている。クリップ４０の上端及び下端はそれぞれ上蓋１及びホルダハウジング４上に押さえつけられて、上蓋１、弁座２、水バッグホルダ３及びホルダハウジング４を共に固定している。
【００１９】
モータ９及び光電スイッチ１０はホルダハウジング４上に取付けられ、モータ９のモータシャフト９１はホルダハウジング４に伸入した後に、ホルダハウジング４内の偏心カム８に直接接続される。
【００２０】
ポンプの動作背圧が大きい場合、偏心カム８とホルダハウジング４との間の摩耗が急激に増加して、吐水量に影響を及ぼす。このため、図１４に示すように、偏心カム８とホルダハウジング４との間に耐摩耗片８１が取付けられ、ホルダハウジング４に突起４１が形成されており、耐摩耗片８１は該突起４１上に取付けられている。これにより偏心カム８とホルダハウジング４との間に摩擦が生じて摩耗するのを防止している。
【００２１】
モータシャフト又は偏心カム８の半径方向で光電スイッチ１０に対応して光電遮蔽板８２が形成されているが、ここで言うところのモータシャフトはモータ露出軸、モータ末端出力軸又はモータ駆動軸とすることができる。本実施例は好ましくは、偏心カム８の半径方向に光電遮蔽板８２が直接形成されており、光電スイッチ１０が出力回路板２０に電気的に接続されている。光電遮蔽板８２と光電スイッチ１０とを組み合わせて使用するのは、モータ９の回転数を検出するためであり、出力回路板２０は外部のモータコントローラに電気的に接続するためのものであり、そしてモータコントローラがモータの回転数を高精度に制御しやすくしているので、異なる量で、かつ異なる背圧下での安定した流水量が得られる。例えば、外部のモータコントローラは検出した回転数と予め書き込んだ回転数とを比較して、この回転数と予め書き込んだ回転数とが一致したときには、外部のモータコントローラはモータ９の運転を停止するよう制御するが、この過程でポンプが送り出す流量はつまり必要な流量となって、制御の精度が高くなり、そして吐水量を変更したいときには、予め書き込む回転数を変更するだけで良い。
【００２２】
図５に示すものを合せるに、偏心カム８上には傾斜した偏心孔８３が設けられており、駆動シャフト７の一端は偏心孔８３内に挿入されているので、傾斜状をなしている。図４に戻る。偏心カム８の他端はクランク６に接続されており、偏心カム８は駆動シャフト７の周回回転を駆動し、そして駆動シャフト７は傾斜状となっているため、クランク６の揺動を連動することができる。クランク６の上端は中心から外に放射状に二つ以上のブラケット６１が形成されているが、本実施例では三つであるのが好ましい。クランク６の揺動によりブラケット６１の押圧揺動の繰り返し動作を連動する。
【００２３】
水バッグホルダ３はホルダハウジング４上に密封して取付けられている。図２及び図３に示すように、水バッグホルダ３はブラケット６１に対応して二つ以上の取付孔３１が形成されているが、本実施例では三つのであるのが好ましい。各々の取付孔３１は水バッグ５が対応して密封して取付けられている。水バッグ５上部は開口し、各々の水バッグ５の下部はブラケット６１に対応して取付けられている。水バッグ５の具体的な構造は図６及び図７を合せるに、水バッグ５は上部のバッグチャンバ５１と、下部取付柱５２とを含む。バッグチャンバ５１上方の開口は碗状をなし、バッグチャンバ５１の碗口の周囲は、厚さがバッグチャンバ５１の碗壁５１１の厚さよりも厚い取付面５３を形成しており、取付面５３外側は位置決め突起５４を形成している。対応するバッグ取付部３は取付孔３１箇所に窪み面３２を形成しており、窪み面３２の周囲は位置決め窪み３３を形成しており、位置決め突起５４は位置決め窪み３３に挿入されており、取付面５３は弁座２を介して窪み面３２上に密封圧着されており、この構造によりバッグチャンバ５１をバッグ取付部３に安定的に固定して、バッグ取付部３上部が変形して流量の精度に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００２４】
取付柱５２はくびれ部５２１が形成されており、対応するブラケット６１には柱孔６１１が設けられており、くびれ部５２１は柱孔６１１に挿入されて取付柱５２のブラケット６１上への取付が完了する。ブラケット６１は水バッグ５の押圧揺動の繰り返し動作を連動するので、吸水及び吐水が完了する。このうちバッグチャンバ５１と取付柱５２との接続箇所は直径が取付柱５２よりも大きな絞り圧実体５５を形成しており、この強度の高い絞り圧実体５５が力を受けることで、接続箇所が変形してバッグチャンバ５１の絞り圧幅に影響を及ぼすのを防止するので、流量の制御精度を高める。
【００２５】
図８及び９に示すように、各ブラケット６１の間は平滑移行部分６２を有しており、ブラケット６１とクランク６の上端との接続箇所が厚みが増す補強領域６３となっており、平滑移行部分６２及び補強領域６３とで体積が小さなクランク６に十分な変形防止強度を持たせて、変形量を減らして、流量の制御精度を高める。このうちブラケット６１及びクランク６は鋭角に配置されており、ブラケット６１は上下揺動するよう動作するため、この鋭角角度の設置にて、ブラケット６１の取付柱５２に対する横方向の作用力を減らし、取付柱５２の変形量を減らすことができるので、バッグチャンバ５１の絞り圧幅を保証して、流量の制御精度を高める。
【００２６】
弁座２はバッグ取付部３上に密封して取付けられている。図２に示すように、弁座２上には各々の水バッグ５の碗口に対応して吸水口２１と吐水口２２とが設けられており、吸水口２１及び吐水口２２はそれぞれ開放方向と反対の一方向性弁がそれぞれ取付けられている。上蓋１は弁座２上に密封して取付けられており、上蓋１は吐水ニップル１１及び吸水ニップル１２を形成しており、吸水ニップル１２は各吸水口２１に連通しており、吐水ニップル１１は各吐水口２２に連通している。このうち、図４及び図１５には、異なる三種類の吐水ニップル１１及び吸水ニップル１２の配置形式を示しており、図１５及び図１６には、ニップルサイズが異なる吐水ニップル１１及び吸水ニップル１２を示している。
【００２７】
図３及び図１０に示すように、弁座２上表面には互いに隔たる外円吸水通路２３及び内円吐水通路２４が設けられており、吸水口２１は外円吸水通路２３上に設けられ、吐水口２２は内円吐水通路２４上に設けられている。
【００２８】
このうち、実施例の外円吸水通路２３上の吸水口２１での好ましい一方向性弁は傘型弁５０であり、そして内円吐水通路２４上の吐水口２２では他の一方向性弁を採用するが（詳細は下記する）、当然のこと吐水口２２にも傘型弁５０を採用しても良い。
【００２９】
図３、４、１１及び１２に示すように、傘型弁５０は傘棒５０１と、反り傘面５０２とを含む。弁座２には傘棒取付孔２５が形成されており、傘棒５０１は傘棒取付孔２５に挿入して取付けられている。図２及び図１０に示すように、吸水口２１は傘棒取付孔２５を囲む複数の小吸水口２１１からなり、反り傘面５０２は弁座２の下表面に位置するとともに小吸水口２１１を覆っている。ブラケット６１が水バッグ５を引き下げると、水バッグ５内部の気圧が下がり、水は反り傘面５０２を押し開いて水バッグ５に進入するが、反対に、ブラケット６１が水バッグ５を押し上げると、水バッグ５内部の気圧が上がり、反り傘面５０２が弁座２上に押し付けられて、吸水口２１を閉じる。
【００３０】
図１２に示すように、このうち反り傘面５０２の内表面は傘棒５０１に向けて開口した碗状面５０２ａであり、碗状面５０２ａは弾性が高いので、密封性能に優れるものの、碗状面５０２ａは異物が堆積しやすく、後の密封不良を招く。図１１に示すように、反り傘面５０２の傘棒５０１寄りの内表面は外向きに反った小角度傾斜面５０２ｂであり、この構造では密封性が劣るものの、超小型ポンプにとってはこの密封性能で十分であるうえ、異物が堆積しないため、密封性はより優れる。
【００３１】
本実施例では吐水口２２が弁座２内部に集中していることから、その一方向性弁はダイヤフラム組６０を採用するのが好ましい。図１０及び１３を結合して示すように、このダイヤフラム組６０は主に中心柱６０１と、中心柱６０１から外向きに放射状となる二枚以上のダイヤフラム６０２とを含む（本実施例では三枚である）。内円吐水通路２４には中心柱６０１を挿入して取付けるのに供される中心孔２４１が設けられており、吐水口２２は中心孔２４１を囲むように配置されており、各々のダイヤフラム６０２は各々の吐水口２２を対応するように覆っている。ダイヤフラム組６０の中心柱６０１は二枚のダイヤフラム６０２の間に位置決め棒６０３が更に形成されており、内円吐水通路２４は各々の位置決め棒６０３に対応して、対向する二つのストッパ板２４２が形成されており、位置決め棒６０３は二つのストッパ板２４２の間に置かれている。位置決め棒６０３の外端部は位置決め部６０４を形成しており、内円吐水通路２４は各々の位置決め部６０４に対応して位置決め孔２４３を形成しており、位置決め部６０４は位置決め孔２４３内に挿入されている。ストッパ板２４２及び位置決め孔２４３の二重規制作用により、位置決め棒６０３の変形及び移動を防止するので、ダイヤフラム６０２がずれるのを防止するよう作用して、吐水精度を高める。ダイヤフラム６０２と中心柱６０１との接続箇所には厚さを減らしたトレンチ６０５を形成しており、このトレンチ６０５はダイヤフラムの柔軟性を増加させて、ダイヤフラム６０２を開閉しやすくしている。運転時、ブラケット６１が水バッグ５を押し上げると、水バッグ５内の水が吐水口２２に進入して、ダイヤフラム６０２が押し開かれて、吐水が実現し、反対にブラケット６１が水バッグ５を引き下げると、吐水口２２内の気圧が下がり、ダイヤフラム６０２が弁座２上に押し付けられて吐水口２２を閉じる。
【００３２】
本実施では背圧が異なる中で、モータ９が一回転する度のポンプ吐水量は一致しており、光電スイッチ１０でモータ９の回転数を検出することを合せて、外部のモータコントローラがモータの回転数を高精度に制御するため、吐水量を高精度に制御することになる。更に超小型ポンプ専用に小型化したという特長にて、偏心カム８とモータ９とを直接接続して、複雑で余計な伝動部材を省略している。
【００３３】
以上は本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案の保護範囲を限定するものではない。本願の設計思想により行われる同等の変化は、いずれも本願の保護範囲に収まる。
【符号の説明】
【００３４】
１     上蓋
１１   吐水ニップル
１２   吸水ニップル
２     弁座
２１   吸水口
２１１ 小吸水口
２２   吐水口
２３   外円吸水通路
２４   内円吐水通路
２４１ 中心孔
２４２ ストッパ板
２４３ 位置決め孔
２５   傘棒取付孔
３     水バッグホルダ
３１   取付孔
３２   窪み面
３３   位置決め窪み
４     ホルダハウジング
４１   突起
５     水バッグ
５１   バッグチャンバ
５２   取付柱
５２１ くびれ部
５３   取付面
５４   位置決め突起
５５   絞り圧実体
６     クランク
６１   ブラケット
６１１ 柱孔
６２   平滑移行部分
６３   補強領域
７     駆動シャフト
８１   耐摩耗片
８     偏心カム
８２   光電遮蔽板
８３   偏心孔
９     モータ
９１   モータシャフト
１０   光電スイッチ
２０   出力回路板
３０   クリップ溝
４０   クリップ
５０   傘型弁
５０１ 傘棒
５０２ 反り傘面
５０２ａ      碗状面
５０２ｂ      小角度傾斜面
６０   ダイヤフラム組
６０１ 中心柱
６０２ ダイヤフラム
６０３ 位置決め棒
６０４ 位置決め部
６０５ トレンチ
【図１】
0003206831.tif 000003
【図２】
0003206831.tif 000004
【図３】
0003206831.tif 000005
【図４】
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【図５】
0003206831.tif 000007
【図６】
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【図７】
0003206831.tif 000009
【図８】
0003206831.tif 000010
【図９】
0003206831.tif 000011
【図１０】
0003206831.tif 000012
【図１１】
0003206831.tif 000013
【図１２】
0003206831.tif 000014
【図１３】
0003206831.tif 000015
【図１４】
0003206831.tif 000016
【図１５】
0003206831.tif 000017
【図１６】
0003206831.tif 000018