(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ポンプユニットと脈動吸収ユニットとから成る低振動ポンプであって、
該液体ポンプユニットは、
頂部壁部、及び、該頂部壁部の周囲から下方に延びる周壁部を有するポンプハウジング部材と、
該ポンプハウジング部材内に頂部壁に対向するように取り付けられて頂部壁部との間にポンプ室を画定する第1のダイヤフラムと、
該第1のダイヤフラムの中央部分に連結されて、該第1のダイヤフラムを該頂部壁に向う方向での往復動撓みを与える駆動装置と、
を有し、
該ポンプハウジングには、該ポンプハウジング部材の外部からの液体をポンプ室に供給する液体入口通路と、ポンプ室からポンプハウジング部材の外部に液体を吐出する液体出口通路とが設けられ、
該脈動吸収ユニットは、
該ポンプハウジング部材の該頂部壁上に載置固定された脈動吸収ハウジング部材と、
該脈動吸収ハウジング部材内に取り付けられ、液体ポンプユニットの該液体出口通路に連通される脈動吸収室を画定する第２ダイヤフラムと、
該第２ダイヤフラムに該脈動吸収室に向けて圧力をかけるバネ部材と
を有する低振動ポンプであり、
該脈動吸収ハウジング部材は、
キャップ状の上部ハウジング部と、
該第２ダイヤフラムを挟んで該上部ハウジング部に連結され、脈動吸収室を画定している下部ハウジング部と、
を有し、
該下部ハウジング部の第２ダイヤフラムに向かう面は凹状とされており、
該凹状の湾曲面には、その中央から放射状に延びる複数の溝及び円形の溝の少なくとも何れか一方が設けられており、
該ポンプハウジングの液体出口通路に連通されている連通孔が該溝に連通されている、
ことを特徴とする低振動ポンプ。
【請求項２】
該ポンプハウジングが、
該第1のダイヤフラムの周縁に密封係合される上部周縁を有し、該上部周縁から下方に延びる壁を有するベースハウジング部と、
該ベースハウジング部上に載置固定された上部ハウジング部であって、該第1のダイヤフラムの周縁に密封係合され、且つ、該第1のダイヤフラムの上面に対向配置され、該第1のダイヤフラムとの間に該ポンプ室を画定する壁面を有する上部ハウジング部と、を備える請求項1に記載の低振動ポンプ。
【請求項３】
該ポンプハウジングが、
上部ハウジング部上に載置固定された通路ブロックであって、該液体入口通路及び該液体出口通路が形成されている通路ブロックを備え、
該脈動吸収ハウジング部材が、該通路ブロック上に載置固定されている
請求項２に記載の低振動ポンプ。
【請求項４】
該駆動装置は、ポンプハウジング部材に取り付けられた電動回転モータと、該電動回転モータによって駆動され、該頂部壁にほぼ平行に延びる軸線の周りで回転する偏心カムと、該偏心カムと該第１ダイヤフラムの中央部分との間に連結されるコネクティングロッドであって、偏心カムの回転に伴って第１ダイヤフラムに該軸線と直交する方向での往復動撓みを与えるコネクティングロッドとを有する請求項１乃至３のいずれかに記載の低振動ポンプ。
【請求項５】
該第１及び第２ダイヤフラムは、それぞれ、その中央部分が剛性とされ、該中央部分と該周縁との間の環状部分が可撓性とされ、該剛性にされた中央部分にはそれぞれ該コネクティングロッド及び該バネ部材が連結されている請求項４に記載の低振動ポンプ。
【請求項６】
該バネ部材は皿バネであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の低振動ポンプ。
【請求項７】
第1及び第2ダイヤフラムは直径が同一にされていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の低振動ポンプ。
【請求項８】
該電動回転モータの回転出力軸が直接、該偏心カムに連結されている請求項４に記載の
低振動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動により液体を吸入し吐出するポンプに対して脈動吸収装置を一体的に付加した低振動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の往復動液体ポンプを利用する場合には、吐出圧力に脈動のあることが避けられず、圧力供給先の用途並びに目的によっては、脈動を低減させる構造のものが開発されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
しかし、このような従来の脈動吸収装置付往復動液体ポンプでは、脈動吸収部の構造が複雑且つ大形であった。小形で往復動周期の短い液体ポンプには適していないものであった。
【特許文献１】特開２００１−３５５５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような点に鑑み、構造が複雑とはならず、全体として小形化することに適した脈動吸収装置付往復動液体ポンプを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、
液体ポンプユニットと脈動吸収ユニットとから成る低振動ポンプであって、
該液体ポンプユニットは、
頂部壁部、及び、該頂部壁部の周囲から下方に延びる周壁部を有するポンプハウジング部材と、
該ポンプハウジング部材内に頂部壁に対向するように取り付けられて頂部壁部との間にポンプ室を画定する第1のダイヤフラムと、
該第1のダイヤフラムの中央部分に連結されて、該第1のダイヤフラムを該頂部壁に向う方向での往復動撓みを与える駆動装置と、
を有し、
該ポンプハウジングには、該ポンプハウジング部材の外部からの液体をポンプ室に供給する液体入口通路と、ポンプ室からポンプハウジング部材の外部に液体を吐出する液体出口通路とが設けられ、
該脈動吸収ユニットは、
該ポンプハウジング部材の該頂部壁上に載置固定された脈動吸収ハウジング部材と、
該脈動吸収ハウジング部材内に取り付けられ、液体ポンプユニットの該液体出口通路に連通される脈動吸収室を画定する第２ダイヤフラムと、
該第２ダイヤフラムに該脈動吸収室に向けての圧力をかけるバネ部材と
を有する低振動ポンプを提供する。
具体的には、
該ポンプハウジングが、
該第1のダイヤフラムの周縁に密封係合される上部周縁を有し、該上部周縁から下方に延びる壁を有するベースハウジング部と、
該ベースハウジング部上に載置固定された上部ハウジング部であって、該第1のダイヤフラムに密封係合される周縁に密封係合され、且つ、該第1のダイヤフラムの上面に対向配置され、該第1のダイヤフラムとの間に該ポンプ室を画定する壁面を有する上部ハウジング部と、を備えるようなものとすることができる。
より具体的には、
該ポンプハウジングが、
上部ハウジング部上に載置固定された通路ブロックであって、該液体入口通路及び該液体出口通路が形成されている通路ブロックを備え、
該脈動吸収ハウジング部材が、該通路ブロック上に載置固定されるようにすることができる。
本発明に係る低振動ポンプにおいては、上記の如き構成とすることにより、従来のものに比べて簡易な構造とすることを可能としている。
【０００６】
以上の低振動ポンプにおいては、該脈動吸収ハウジング部材は、キャップ状の上部ハウジング部と、該第２ダイヤフラムを挟んで該上部ハウジング部に連結され、脈動吸収室を画定している下部ハウジング部と、を有し、該下部ハウジング部の第２ダイヤフラムに向かう面は凹状とされており、該凹状の湾曲面には、その中央から放射状に延びる複数の溝及び円形の溝の少なくとも何れか一つが設けられており、該通路ブロックの液体出口通路に連通されている連通孔が該溝に連通されるようにすることができる。
【０００７】
以上の低振動ポンプにおいては、駆動装置が、ポンプハウジング部材に取り付けられた電動回転モータと、該電動回転モータによって駆動され、該頂部壁にほぼ平行に延びる軸線の周りで回転する偏心カムと、該偏心カムと該第１ダイヤフラムの中央部分との間に連結されるコネクティングロッドであって、偏心カムの回転に伴って第１ダイヤフラムに該軸線と直交する方向での往復動撓みを与えるコネクティングロッドとを有するようにすることができる。
この場合、電動回転モータの回転出力軸が直接、該偏心カムに連結されるようにすることができる。電動回転モータの出力軸と偏心カムとを減速ギアを介在させることなく連結して、ダイヤフラムを高い周波数で振動させるようにしたものである。
また、該第１及び第２ダイヤフラムは、それぞれ、その中央部分が剛性とされ、該中央部分と該周縁との間の環状部分が可撓性とされ、該剛性にされた中央部分にはそれぞれ該コネクティングロッド及び該バネ部材が連結されるようにすることができる。
【０００８】
更に、以上の低振動ポンプにおいて、バネ部材はその設定容積をより小さくするために皿バネとすることが好ましい。また、第1及び第2ダイヤフラムは直径が同一にすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、脈動吸収室にかかる脈動が高い周波数のものであっても、適正に脈動吸収を行うことが可能となり、従って、当該電動回転モータにより減速することなく高い周波数で稼動させることが可能となる。しかも、脈動吸収装置を備えていながら全体のサイズを小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を適用した脈動吸収装置付往復動流体ポンプの実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る低振動ポンプ１０の断面図、同ポンプの側面図を示している。
図示のように、該ポンプは、液体ポンプユニット１２と脈動吸収ユニット１４と備える。
液体ポンプユニット１２は、ポンプハウジング部材１５と、ＤＣモータ１６と、該ＤＣモータ１６の回転出力軸１８により駆動回転される偏心カム２０と、ポンプハウジング部材１５に取り付けられ該ポンプハウジング部材内にポンプ室２２を画定する第１のダイヤフラム２４と、偏心カム２０と第１ダイヤフラム２４との間に連結されるコネクティングロッド２６であって、偏心カム２０の回転に伴って第１ダイヤフラム２４に該回転出力軸１８の軸線方向と直交する方向で往復動撓みを与えるコネクティングロッド２６と、図示しない外部液体源からの液体を受け入れてポンプ室２２に通す液体入口通路３０（図２）と、ポンプ室２２から該液体ポンプユニット１２の外部に連通する液体出口通路３２とを有する。
【００１２】
より詳細には、該液体ポンプユニット１２のポンプハウジング部材１５は、ＤＣモータ１６が取り付けられるベースハウジング部３４と、該ベースハウジング部３４上にダイヤフラム２４を挟んで載置され、ポンプ室２２を画定する上部ハウジング部３６と、該上部ハウジング部３６上に連結され、内部を通して液体入口通路３０と液体出口通路３２とが形成されている通路ブロック３７とを有する。ＤＣモータ１６の回転出力軸１８は、ベースハウジング部３４を横断して設定され、偏心カム２０は、ビス３８によって回転出力軸１８に固定されている。該偏心カム２０は、図示の例では、回転出力軸１８に偏心量αをもって回転出力軸１８に取り付けられた偏心円盤とされている。該偏心円盤は、ラジアルベアリング３９を介してコネクティングロッド２６に連接されており、ＤＣモータ１６の回転に伴ってコネクティングロッド２６を上下動してダイヤフラム２４を上下に振動させる。
【００１３】
上部ハウジング部３６は、ダイヤフラム２４に向う面４０が凸状に湾曲しており、これに対して、ダイヤフラム２４が、図１に示すように湾曲面４０から離れた液体吸入状態と、該湾曲面４０と略同じ曲率となって接する液体吐出状態との間で振動するようになされている。
【００１４】
ダイヤフラム２４は、外周部分が薄肉の可撓性とされ、その中央部分が厚肉の剛性とされ、該剛性にされた中央部分に該コネクティングロッド２６が連結されている。
【００１５】
通路ブロック３７と上部ハウジング部３６との境界部分における液体入口通路３０及び液体出口通路３２には逆止弁３３（図1）が設定されており、ダイヤフラム２４の振動によって、ポンプ室２２に対する液体の吸引吐出が適正に行われるようにされている。
【００１６】
脈動吸収ユニット１４は、該液体ポンプユニット１２上に取り付けられる脈動吸収ハウジング部材４４と、該脈動吸収ハウジング部材４４に取り付けられ、液体ポンプユニット１２の液体出口通路３２に連通される脈動吸収室４６を画定する第２ダイヤフラム４８と、該第２ダイヤフラム４８に脈動吸収室４６に向けての圧力をかける皿バネ５０とを有している。
【００１７】
詳細には、脈動吸収ハウジング部材４４は、キャップ状の上部ハウジング部５２と、第２ダイヤフラム４８を挟んで該上部ハウジング部５２に連結され、脈動吸収室４６を画定している下部ハウジング部５４とを有している。下部ハウジング部５４の第２ダイヤフラム４８に向かう面５６は凹状とされており、下部ハウジング部５４を上から見た図３に示されるように、該湾曲面５６には、その中央から放射状に延びる４本の溝５８と該溝をその中間で相互に連通している円形の溝６０が設けられており、通路ブロック３７の液体出口通路３２に連通されている連通孔６２が当該湾曲面５６に中心からずれた位置で溝５８に連通されている。これは液体出口通路３２内の圧力が溝５８，６０を通してダイヤフラム４８の全体に対してかかるようにするものである。
【００１８】
上部ハウジング５２は複数の皿バネ５０と、該皿バネ５０をダイヤフラム５２に対して押さえつける押え部材６８とを収納している。ダイヤフラム４８は、外周部分が薄肉の可撓性とされ、その中央部分が厚肉の剛性とされ、該剛性にされた中央部分に該受圧部材７０が連結されており、該受圧部材７０は皿バネ５０の下端と係合して、皿バネ５０の押圧力をダイヤフラム４８にかけている。
【００１９】
本発明に係る低振動ポンプを上方から見た図（平面図）である図４に示すように、脈動吸収ユニット１４は、脈動吸収ハウジング部材４４の四隅から下方に、通路ブロック３７、上部ハウジング部３６を通り、ベースハウジング部３４までネジ込まれたネジ４５によってポンプハウジング部材１５に連結固定されている。
【００２０】
尚、ダイヤフラム２４及びダイヤフラム４８は、回転出力軸１８の軸線方向と直交する方向に延びる軸線方向（図示の例では垂直方向）で整合され、直径が同一にされている。
【００２１】
図５乃至図７は、それぞれ、その左側のグラフが本発明に係る低振動ポンプにおいて、液体出口通路３２における平均圧力を開放すなわち吐出圧力なし（図５）、１００ｋＰ（図６）、２００ｋＰ（図７）で稼動し、脈動吸収ユニット１４を取り付けた場合、右側が脈動吸収ユニット１４を外した場合とでの圧力変動（脈動）を測定した例を示すものである。
【００２２】
これから分るとおり、DCモータの回転数を約１，８００〜２，５００ｒｐｍで回転して当該ポンプを高い回転数で稼動させた場合でも、脈動吸収に顕著な効果を示していることが分る。
【００２３】
以上、本発明に係る低振動ポンプの実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、皿バネはコイルバネや、コイルバネの各巻回部分を波打ち形状としたものなど、種々のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る低振動ポンプの模式的構成を示す断面図である。
【図２】同低振動ポンプの側面図である。
【図３】同低振動ポンプの脈動吸収ユニットの下部ハウジングの平面図である。
【図４】同低振動ポンプの平面図である。
【図５】本発明に係る低振動ポンプにおいてＤＣモータの回転数を約１，８００〜２，５００ｒｐｍとして、液体出口通路における圧力変動（脈動）の測定結果を、左側のグラフは脈動吸収ユニットを取り付けた場合、右側のグラフは左側のグラフは脈動吸収ユニットを外した場合（共に平均圧力が実質的にゼロ）を示す図である。
【図６】液体出口通路における平均圧力を１００ｋＰとした場合の同様の測定結果を示す図である。
【図７】液体出口通路における平均圧力を２００ｋＰとした場合の同様の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
低振動ポンプ                            １０
液体ポンプユニット                      １２
脈動吸収ユニット                        １４
ポンプハウジング部材                    １５
ＤＣモータ                              １６
回転出力軸                              １８
偏心カム                                ２０
ポンプ室                                ２２
第１のダイヤフラム                      ２４
コネクティングロッド                    ２６
液体入口通路                            ３０
液体出口通路                            ３２
ベースハウジング部                      ３４
上部ハウジング部                        ３６
通路ブロック                            ３７
ビス                                    ３８
ラジアルベアリング                      ３９
湾曲面                                  ４０
脈動吸収ハウジング部材                  ４４
ネジ                                    ４５
脈動吸収室                              ４６
第２ダイヤフラム                        ４８
皿バネ                                  ５０
上部ハウジング部                        ５２
下部ハウジング部                        ５４
湾曲面                                  ５６
溝                                      ５８、６０
連通孔                                  ６２
押え部材                                ６８
受圧部材                                ７０
偏心量                                  α
【図１】
0004565564.tif 000002
【図２】
0004565564.tif 000003
【図３】
0004565564.tif 000004
【図４】
0004565564.tif 000005
【図５】
0004565564.tif 000006
【図６】
0004565564.tif 000007
【図７】
0004565564.tif 000008