(57)【要約】【課題】従来のダイヤフラムポンプにおいては、コンロッドとダイヤフラムとを軽量化し、起動性を良くすると共に、消費電力の低減を図り、且つ部品点数を減らして、容易に組立ができるようにすること。【解決手段】少なくとも駆動モーターと、該駆動モーターのシャフトに配設された偏心部材と、該偏心部材を介して配設されたコンロッドと、該コンロッドに配設されたダイヤフラムとを備え、前記駆動モーターの回転により前記コンロッドを介して前記ダイヤフラムを動作させるポンプであって、前記コンロッドを合成樹脂で形成し、該コンロッドの端部に形成した張出部を包み込み且つ溝部に嵌り込ませてゴム製のダイヤフラムを一体的に成型させたことにより、コンロッドとダイヤフラムとを小型・軽量化し、起動性を良くすると共に、消費電力の低減を図り、且つ部品点数を減らして、容易に組立ができるようにすることができる。【選択図】  図１
2004169649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも駆動モーターと、該駆動モーターのシャフトに配設された偏心部材と、該偏心部材を介して配設されたコンロッドと、該コンロッドに配設されたダイヤフラムとを備え、前記駆動モーターの回転により前記コンロッドを介して前記ダイヤフラムを動作させるポンプであって、
前記コンロッドを合成樹脂で形成し、該コンロッドの端部に形成した張出部を包み込み且つ溝部に嵌り込ませてゴム製のダイヤフラムを一体的に成型させたこと
を特徴とするダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記合成樹脂は、
ポリアミド系の合成樹脂であること
を特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
前記張出部には、
接着剤を塗布すること
を特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
吸引口と排出口とには、
傘型の弁を使用すること
を特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、空気または液体等を吸引及び排出するダイヤフラムポンプに関し、特に、合成樹脂製のコンロッドにゴム製のダイヤフラムを一体的に成型し、該コンロッドとダイヤフラムとを軽量化して、起動性を良くすると共に、消費電力の低減を図ったダイヤフラムポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、検知管を使用して空気中に含まれる特定のガスの量を測定する場合には、前記検知管を定量ポンプに配設し、該定量ポンプに配設されたシャフトを手動で操作し、該シャフトを介してピストンを動作させることにより、周囲の空気を採取して測定していた。
【０００３】
しかし、近年、空気中に含まれる特定ガスの基準値の低濃度化により、空気を採取しなければならない量が増加する傾向にあるため、手動で操作する定量ポンプを使用した場合には、シャフトを操作する回数を増加する必要があり、測定者による作業の負担になっている。
【０００４】
また、電気等を使用して駆動するポンプとしては、例えば、コンロッドにダイヤフラムプレートを配設したアクチュエータの技術がある（特許文献１参照）。
【０００５】
この種のポンプにおいては、一般的に、金属等からなるコンロッドに、ネジ等を使用してダイヤフラムを固定させるものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１４１３６２号公報（図６、図８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属製のコンロッドを使用すると共に、ネジ等を使用して前記コンロッドにダイヤフラムを固定しているため、部品点数が増加し、組立時の作業性が悪くなり、組み立て工数が増えるばかりでなく、ポンプ全体の重量が重くなるため、駆動モーターに多大な負荷がかかることにより消費電力が増大し、起動性が良くないという問題点を有する。
【０００８】
従って、従来のコンロッドとダイヤフラムとを使用したダイヤフラムポンプにおいては、コンロッドとダイヤフラムとを軽量化し、起動性を良くすると共に、消費電力の低減を図り、且つ部品点数を減らして、容易に組立ができるようにするということに解決しなければならない課題を有している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明に係る発明は、少なくとも駆動モーターと、該駆動モーターのシャフトに配設された偏心部材と、該偏心部材を介して配設されたコンロッドと、該コンロッドに配設されたダイヤフラムとを備え、前記駆動モーターの回転により前記コンロッドを介して前記ダイヤフラムを動作させるポンプであって、前記コンロッドを合成樹脂で形成し、該コンロッドの端部に形成した張出部を包み込み且つ溝部に嵌り込ませてゴム製のダイヤフラムを一体的に成型させたことを特徴とするダイヤフラムポンプを提供するものである。
【００１０】
この発明において、前記合成樹脂は、ポリアミド系の合成樹脂であること；前記張出部には、接着剤を塗布すること；吸引口と排出口とには、傘型の弁を使用すること；を付加的な要件として含むものである。
【００１１】
本発明に係るダイヤフラムポンプは、合成樹脂で形成したコンロッドの溝部と張出部とにゴム製のダイヤフラムを一体的に成型させたことにより、コンロッドに金属を使用しないで、コンロッドとダイヤフラムとを軽量化し、駆動モーターにかかる負担を低減させて起動性を良くすると共に、消費電力の低減を図り、また、部品点数を減らすことによって、組立時の作業性を良くすると共に、組み立て工数を削減することができるのである。
【００１２】
この際、前記合成樹脂として、ポリアミド系の合成樹脂を使用することにより、合成樹脂製のコンロッドと、ゴム製のダイヤフラムとを一体的に成型することが容易になるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。
本発明の実施の形態に係るダイヤフラムポンプを略示的に示した断面図を図１に示す。ダイヤフラムポンプ１は、ハウジング２ａとハウジング２ｂとを、該ハウジング２ａに形成されたフック３により嵌合して形成されている。
【００１４】
ハウジング２ａ、２ｂの内部には、駆動モーター４が配設されており、該駆動モーター４に接続されたリード線５を介して、該駆動モーター４とプリント基板６とが接続されている。
【００１５】
このプリント基板６には、図示はしていないが、電源が供給されている。該電源としては、ダイヤフラムポンプ１を携帯する場合には、電池等を使用することが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば、ＡＣ電源等を使用しても良い。
【００１６】
駆動モーター４のシャフト７には、偏心部材８が配設されており、該偏心部材８の軸部８ａには、合成樹脂からなるコンロッド９の接続部９ａが動作可能な状態で配設されている。
【００１７】
このコンロッド９を形成する合成樹脂としては、例えば、ポリアミド（変性ポリアミド等）系の合成樹脂等を使用することができる。また、該合成樹脂は、熱変形に至る温度が２３０℃以上であることが好ましい。
【００１８】
コンロッド９のロッド９ｂの端部には、ゴムからなるダイヤフラム１０が配設されており、これら合成樹脂で形成したコンロッド９と、ゴムで形成したダイヤフラム１０とは、一体的に成型されている。
【００１９】
また、ハウジング２ａ、２ｂの下側には、ポンプ部１１と、ホース取り付け部１２とが配設されており、これらポンプ部１１とホース取り付け部１２とが接する面の一部には、Ｏリング１３が配設されている。このＯリング１３としては、例えば、ゴム製等のＯリングを使用することができる。
【００２０】
ハウジング２ａには、ダイヤフラム１０が配設される位置に押さえ部１４が形成されている。該押さえ部１４には、ダイヤフラム１０より小径の孔部１４ａが形成されている。
【００２１】
ダイヤフラム１０は、ハウジング２ａに形成された該ダイヤフラム１０の押さえ部１４と、ポンプ部１１に形成された支持部１５とによって、その周縁部を挟持され、前記ダイヤフラム１０の周縁部は、密着された状態で維持・固定されている。
【００２２】
これらポンプ部１１と、ホース取り付け部１２とを、図２に分解して示してある。ポンプ部１１には、傘型の弁１６の軸部１６ａを挿着させるための孔部１７ａ、１７ｂが形成されている。
【００２３】
孔部１７ａの周囲には、複数の吸引口１８が形成されており、孔部１７ｂの周囲には、複数の排出口１９が形成されている。傘型の弁１６の軸部１６ａをそれぞれの孔部１７ａ、１７ｂに挿着させて、該傘型の弁１６を配設することにより、前記複数の吸引口１８と、複数の排出口１９とは、それぞれの傘型の弁１６の傘部１６ｂにより、封止されるようになっている。
【００２４】
傘型の弁１６は、孔部１７ａ、１７ｂに挿着された後、該孔部１７ａ、１７ｂに形成された内周面１７ｃ、１７ｄに、前記傘型の弁１６の軸部１６ａに形成された係止突部１６ｃが引っ掛かるため、該傘型の弁１６がポンプ部１１から抜け落ちることはないのである。
【００２５】
ポンプ部１１のホース取り付け部１２と接する面に形成された溝部２０には、Ｏリング１３を配設させており、ポンプ部１１と前記ホース取り付け部１２とを結合させた場合に、前記吸引路２１と排出路２２と以外から吸引と排出とがされないように封止している。
【００２６】
図３に、コンロッド９とダイヤフラム１０とを略示的に示した平面図を示し、そのダイヤフラム１０の一部を破断して示してある。コンロッド９のロッド９ｂの端部寄りで且つ周方向に、溝部９ｃを形成することにより、端部にロッド９ｂの直径よりも大きい径の張出部９ｄが形成される。
【００２７】
このコンロッド９の端部に形成した溝部９ｃと張出部９ｄとを図示していないダイヤフラム成型用の型に入れた状態で、該型内に溶解させた状態のゴム、例えば、略２２０℃程度の温度にして溶解させたゴムを射出等させることにより、前記コンロッド９の端部にゴム製のダイヤフラム１０を一体的に成型することができるのである。
【００２８】
このように、コンロッド９の端部に形成した溝部９ｃと張出部９ｄとに、ゴム製のダイヤフラム１０を一体的に成型させた際、該ダイヤフラム１０の開口部１０ａがコンロッド９の溝部９ｃに達し、このダイヤフラム１０の開口部１０ａよりもコンロッド９の張出部９ｄの方が径が大きいので、コンロッド９とダイヤフラム１０とが分離することはないのである。
【００２９】
要するに、合成樹脂製のコンロッド９にゴム製のダイヤフラム１０を一体的に成型させた際、該ダイヤフラム１０が前記コンロッド９の張出部９ｄを包み込み且つ溝部９ｃに嵌り込んだ状態になるのである。
【００３０】
これらコンロッド９とダイヤフラム１０とは、コンロッド９の直径に対してダイヤフラム１０の直径が略１：２〜３程度であると良く、このように、コンロッド９の直径とダイヤフラム１０の直径とを設定した場合には、ダイヤフラム１０の可動部の負荷が軽減され、へたりづらくなるのである。
【００３１】
また、このコンロッド９の張出部９ｄには、予め接着剤を塗布しても良い。該接着剤は、塗布した後に乾燥させておくことが好ましく、この接着剤が乾燥した状態の張出部９ｄに、溶解した状態のゴムを射出等することにより、その熱によって前記接着剤が塑性し、前記張出部９ｄとゴム製のダイヤフラム１０との間に接着剤層２３を形成して、該前記張出部９ｄとゴム製のダイヤフラム１０とが、より強固に一体的に結合されるため、剥離することがなくなるのである。
【００３２】
更に、ダイヤフラム１０の周縁部には、周縁凸部１０ｂを形成させているため、前記ハウジング２ａに形成された押さえ部１４と、ポンプ部１１に形成された支持部１５とが密着された際、前記周縁凸部１０ｂが押し潰されて強固に維持されると共に、気密性がより一層向上するのである。
【００３３】
このように、合成樹脂製のコンロッド９と、ゴム製のダイヤフラム１０とを結合させて一体的に成型したことにより、コンロッド９とダイヤフラム１０とが軽量化できるため、駆動モーター４にかかる負担を低減でき、起動性を良くすると共に、消費電力の低減を図ることができる。
【００３４】
また、前記結合にネジ等を使用する必要もないので、コンロッド９とダイヤフラム１０とをより一層軽量化できると共に、容易に小型化できるため、ダイヤフラムポンプ１の全体を小型・軽量化することもでき、更に、コンロッド９とダイヤフラム１０とを１部品として扱えるため、部品点数を減らすことができ、組立時の作業性を良くすると共に、組み立て工数を削減し、容易に組立ができるのである。
【００３５】
図４を用いて、ダイヤフラムポンプ１の動作の説明をする。ポンプ部１１とホース取り付け部１２とを結合させ、該ポンプ部１１の支持部１５には、一体的に成型したコンロッド９とダイヤフラム１０とが配設されている。
【００３６】
前記駆動モーター４のシャフト７には、偏心部材８が配設されており、該偏心部材８の軸部８ａを介してコンロッド９の接続部９ａが動作可能な状態で配設されている。この際、図４に示したように、コンロッド９の接続部９ａの内側、即ち、前記偏心部材８の軸部８ａと接する部分には、ベアリング２４等を配設させても良い。
【００３７】
前記駆動モーター４に電源が供給され、シャフト７が回転すると、偏心部材８が回転すると共に、該偏心部材８の軸部８ａを介してコンロッド９が動作して、コンロッド９が略上下に往復動作するようになる。
【００３８】
このコンロッド９の往復動作により、ダイヤフラム１０の中央部が往復動作、即ち、上下動作し、ダイヤフラム１０とポンプ部１１との間に形成されたポンプ室２５内の圧力が加圧または減圧されるようになる。
【００３９】
この際、ダイヤフラム１０の周縁部が、ハウジング２ａに形成された押さえ部１４と、ポンプ部１１に形成された支持部１５とによって、密着された状態で、強固に維持・固定されているため、前記ダイヤフラム１０の中央部が往復動作したとしても、その周縁部が動いてしまうことはないのである。
【００４０】
ここで、ダイヤフラム１０が上側に動作した場合、即ち、ポンプ室２５内の圧力が減圧された場合には、吸引口１８側に配設された傘型の弁１６が上方に動作し、吸引路２１と吸引口１８とを介して、空気または液体等をポンプ室２５内に吸引するようになる。
【００４１】
この際、ポンプ室２５は、ダイヤフラム１０が、前記ハウジング２ａの押さえ部１４と、ポンプ部１１の支持部１５とによって、その周縁部をぴったり密着されているため、前記ポンプ室２５に吸引された空気または液体等が、前記ポンプ室２５の外部に漏れることはないのである。
【００４２】
また、ダイヤフラム１０が下側に動作した場合、即ち、ポンプ室２５内の圧力が加圧された場合には、排出口１９側に配設された傘型の弁１６が下方に動作し、排出路２２と排出口１９とを介して、空気または液体等をポンプ室２５の外部に排出するようになる。
【００４３】
従って、例えば、図示していない検知管等を使用して空気中に含まれる特定のガスの量を測定する場合には、ホース取り付け部１２の吸引路２１に図示していないホース等を配設し、該ホース等を介して前記検知管等を接続することにより、周囲の空気を吸引・採取して、空気中に含まれる特定のガスの量を測定することができるようになるため、測定者による作業の負担を軽減できるのである。
【００４４】
また、コンロッド９を合成樹脂により形成し、コンロッド９とダイヤフラム１０との結合にビス等を使用する必要がないため、ダイヤフラムポンプ１の全体として小型・軽量化することができるようになり、前記検知管等を使用した特定のガスの量を測定を屋外等で行う場合であっても、携帯性が良いので、作業・運搬性が良くでき、更に、コンロッド９とダイヤフラム１０とが軽量であるため、駆動モーター４の負担を軽減させて、起動性が良くなると共に、消費電力を少なくできるのである。
【００４５】
なお、合成樹脂性のコンロッド９とゴム製のダイヤフラム１０とが一体的に成型されていれば良いのであるから、コンロッド９とダイヤフラム１０とが小型であることに限定するものではなく、大型に形成させても良く、このように、コンロッド９とダイヤフラム１０とを大型に形成させたとしても、これらを一体的に成型させて軽量化することができるのである。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るダイヤフラムポンプは、少なくとも駆動モーターと、該駆動モーターのシャフトに配設された偏心部材と、該偏心部材を介して配設されたコンロッドと、該コンロッドに配設されたダイヤフラムとを備え、前記駆動モーターの回転により前記コンロッドを介して前記ダイヤフラムを動作させるポンプであって、前記コンロッドを合成樹脂で形成し、該コンロッドの端部に形成した張出部を包み込み且つ溝部に嵌り込ませてゴム製のダイヤフラムを一体的に成型させたことによって、コンロッドを合成樹脂により形成したので、金属を使用したコンロッドと比較して軽量化でき、また、コンロッドとダイヤフラムとを一体的に成型したので、該コンロッドとダイヤフラムとの結合にビス等を使用する必要もなく、部品点数を減らすことができると共に、その組立を容易にすることができるという優れた効果を奏する。
【００４７】
また、コンロッドとダイヤフラムとを軽量化できるため、駆動モーターにかかる負担を低減させて起動性を良くすると共に、消費電力の低減を図ることができ、ダイヤフラムポンプの全体を小型・軽量化して、携帯性を良くし、例えば、検知管等を使用して特定のガスの濃度を測定するような場合には、作業性・運搬性も良くできるという優れた効果を奏する。
【００４８】
更に、コンロッドを形成させる合成樹脂として、ポリアミド系の合成樹脂を使用することにより、合成樹脂製のコンロッドと、ゴム製のダイヤフラムとを一体的にさせることが容易になるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイヤフラムポンプを略示的に示した断面図である。
【図２】同ダイヤフラムポンプの支持部とホース取り付け部とを分解し、略示的に示した断面図である。
【図３】同ダイヤフラムポンプのコンロッドとダイヤフラムとを略示的に示し、そのダイヤフラムの一部を破断して示した正面図である。
【図４】同ダイヤフラムポンプの動作の説明図である。
【符号の説明】
１  ダイヤフラムポンプ
２ａ、２ｂ  ハウジング
３  フック
４  駆動モーター
５  リード線
６  プリント基板
７  シャフト
８  偏心部材
８ａ  軸部
９  コンロッド
９ａ  接続部
９ｂ  ロッド
９ｃ  溝部
９ｄ  張出部
１０  ダイヤフラム
１０ａ  開口部
１０ｂ  周縁凸部
１１  ポンプ部
１２  ホース取り付け部
１３  Ｏリング
１４  押さえ部
１４ａ、１７ａ、１７ｂ  孔部
１５  支持部
１６  傘型の弁
１６ａ  軸部
１６ｂ  傘部
１６ｃ  係止突部
１７ｃ、１７ｄ  内周面
１８  吸引口
１９  排出口
２０  溝部
２１  吸引路
２２  排出路
２３  接着剤層
２４  ベアリング
２５  ポンプ室
【図１】
2004169649.tif 000003
【図２】
2004169649.tif 000004
【図３】
2004169649.tif 000005
【図４】
2004169649.tif 000006