(57)【要約】      （修正有）【課題】内部構造を簡素化できると共に、偏心軸の軸振れを容易に防止できるダイヤフラムポンプを提供する。【解決手段】周方向に複数のダイヤフラム３ａ，３ｂを配置し、この各ダイヤフラム３ａ，３ｂを駆動源５の回転軸６によりクランク機構７ａ，７ｂを介して往復駆動する。各ダイヤフラム３ａ，３ｂ及び各クランク機構７ａ，７ｂの中心を回転軸６廻りの略同一平面Ａ上に配置する。クランク機構７ａ，７ｂは、回転軸６に設けられた偏心軸２０と、この偏心軸２０とダイヤフラム３ａ，３ｂを連動連結する連結部材２２ａ，２２ｂとを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数のダイヤフラムを配置し、該各ダイヤフラムを駆動源の回転軸によりクランク機構を介して往復駆動するようにしたダイヤフラムポンプにおいて、
前記各ダイヤフラム及び前記各クランク機構の中心を前記回転軸廻りの略同一平面上に配置した
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記クランク機構は、前記回転軸に設けられた偏心軸と、該偏心軸と前記ダイヤフラムを連動連結する連結部材とを備えた
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】
前記各連結部材の前記偏心軸に対する各連結部の内、
１の連結部は前記略同一平面上で前記偏心軸に外嵌し、
他の連結部は前記１の連結部の軸心方向の両側で前記偏心軸に外嵌する二股状である
ことを特徴とする請求項２に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
前記回転軸は片持ち状である
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
前記回転軸は両持ち状である
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
前記回転軸に筒状の偏心軸を套嵌し、前記各クランク機構の連結部材を前記偏心軸に外嵌した
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周方向に複数のダイヤフラムを備えたダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
相対向して配置された左右一対のダイヤフラムを交互に往復駆動して流体を圧送するダイヤフラムポンプには、従来、両ダイヤフラム間に配置された駆動源の回転軸により各ダイヤフラムを駆動する駆動機構の違いによって、両ダイヤフラムを直結する連動部材を採用したものと（特許文献１）、クランク機構を採用したもの（特許文献２）とがある。
【０００３】
前者の連結部材を採用したダイヤフラムは、その連結部材の中央部に上下方向に形成された長円に回転軸側の偏心軸を嵌め込むと共に、連結部材の上下両側に、連結部材を左右方向にのみ移動自在に案内する上下一対のガイド機構を備えている。
【０００４】
また後者のクランク機構を採用したダイヤフラムポンプは、回転軸の回転により各ダイヤフラムを駆動するクランク機構を別々に設ける一方、ダイヤフラム及びクランク機構を連結部材の寸法分だけ回転軸の軸心方向に偏位させて駆動源の近傍に配置し、回転軸の駆動源側と反対側の端部を支持する球面軸受と、球面軸受とクランク機構との間に偏心軸に固定されたバランスウエイトとを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９１０１０号公報
【特許文献１】特開２００７−４６５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の前者ダイヤフラムポンプでは、駆動源の回転軸の回転により、偏心軸を連結部材の長孔内で回転軸廻りに偏心回転させて、偏心軸の上下運動を長孔により吸収しながら、連結部材を上下両側のガイド機構に沿って左右方向に移動させて各ダイヤフラムを逆方向に往復駆動する。そのため連結部材の上下両側にガイド機構を設けて、そのガイド機構により連結部材を左右方向に移動自在に案内する必要があり、内部構造が複雑になる欠点があった。
【０００７】
一方、従来の後者ダイヤフラムポンプでは、クランク機構を介してダイヤフラムを駆動するため、前者ダイヤフラムポンプに比較して内部機構を簡素化できる利点がある。しかし、後者ダイヤフラムポンプは、ダイヤフラム及びクランク機構を回転軸の軸心方向に偏位して配置し、両クランク機構の連結部材の連結部を偏心軸に対してその軸心方向に並べて配置している。そのため偏心軸の回転時に軸振れが生じ易くなり、その軸振れ対策として球面軸受、バランスウエイトが必要となる欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、内部構造を簡素化できると共に、偏心軸の軸振れを容易に防止できるダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、周方向に複数のダイヤフラム３ａ，３ｂを配置し、該各ダイヤフラム３ａ，３ｂを駆動源５の回転軸６によりクランク機構７ａ，７ｂを介して往復駆動するようにしたダイヤフラムポンプにおいて、前記各ダイヤフラム３ａ，３ｂ及び前記各クランク機構７ａ，７ｂの中心を前記回転軸６廻りの略同一平面Ａ上に配置したものである。
【００１０】
前記クランク機構７ａ，７ｂは、前記回転軸６に設けられた偏心軸２０と、該偏心軸２０と前記ダイヤフラム３ａ，３ｂを連動連結する連結部材２２ａ，２２ｂとを備えたものでもよい。
【００１１】
前記各連結部材２２ａ，２２ｂの前記偏心軸２０に対する各連結部２３ａ，２３ｂの内、１の連結部２３ａ，２３ｂは前記略同一平面Ａ上で前記偏心軸２０に外嵌し、他の連結部２３ａ，２３ｂは前記１の連結部２３ａ，２３ｂの軸心方向の両側で前記偏心軸２０に外嵌する二股状であってもよい。
【００１２】
前記回転軸６は片持ち状でもよいし、両持ち状でもよい。回転軸６に筒状の偏心軸２０を套嵌し、前記各クランク機構７ａ，７ｂの連結部材２２ａ，２２ｂを前記偏心軸２０に外嵌してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内部構造を簡素化できると共に、偏心軸の軸振れを容易に防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すダイヤフラムポンプの正面図である。
【図２】同ダイヤフラムポンプの側面図である。
【図３】同ダイヤフラムポンプの平面断面図である。
【図４】同ダイヤフラムポンプの正面断面図である。
【図５】同ダイヤフラムポンプの動作説明用の正面断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示すダイヤフラムポンプの平面断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示すダイヤフラムポンプの平面断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態を示すダイヤフラムポンプの正面断面図である。
【図９】同連結部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて詳述する。図１〜図５は本発明に係るダイヤフラムポンプの第１の実施形態を例示する。ダイヤフラムポンプは、図１〜図４に示すように、左右方向に配置された筒状のハウジング１と、このハウジング１の左右両端に着脱自在に装着された左右一対の外蓋２ａ，２ｂと、ハウジング１と各外蓋２ａ，２ｂとの間に介在された左右一対のダイヤフラム３ａ，３ｂと、各ダイヤフラム３ａ，３ｂと各外蓋２ａ，２ｂとの間に形成された左右一対のポンプ室４ａ，４ｂと、ハウジング１の左右中央部の外側に前後方向に取り付けられた駆動源５と、駆動源５の回転軸６を介して各ダイヤフラム３ａ，３ｂを別々に往復駆動する一対のクランク機構７ａ，７ｂとを備えている。
【００１６】
ハウジング１は左右両端にフランジ部８ａ，８ｂを有し、その各フランジ部８ａ，８ｂの外側に各外蓋２ａ，２ｂが周方向に複数のボルトにより固定されている。各外蓋２ａ，２ｂにはポンプ室４ａ，４ｂの下側中央の弁保持部９ａ，９ｂに吸込用逆止弁１０ａ，１０ｂが設けられ、上側中央の弁保持部１１ａ，１１ｂに吐出用逆止弁１２ａ，１２ｂが設けられている。
【００１７】
各吸込用逆止弁１０ａ，１０ｂはハウジング１の下側に左右方向に配置された吸込用管路１３に接続され、また各吐出用逆止弁１２ａ，１２ｂはハウジング１の上側に左右方向に配置された吐出用管路１４に接続されている。吸込用管路１３は液体、気体等の流体を吸い込む吸込口１３ａを有し、吐出用管路１４は流体を外部に吐出する吐出口１４ａを有する。なお、各外蓋２ａ，２ｂの下側には据え付け用の脚部１５ａ，１５ｂがハウジング１から下側に突出するように設けられている。
【００１８】
各ダイヤフラム３ａ，３ｂは耐熱性、耐薬品性、低摩擦性、非粘着性、耐候性、高周波特性などに優れたフッ素樹脂( ４フッ化エチレン樹脂）、その他の適宜材料により構成されており、外周縁がハウジング１のフランジ部８ａ，８ｂと外蓋２ａ，２ｂとにより保持されている。各ダイヤフラム３ａ，３ｂはハウジング１側に配置された内側挟持板１７ａ，１７ｂと、ポンプ室４ａ，４ｂ側に配置された外側挟持板１８ａ，１８ｂとにより中央部が挟持されている。内側挟持板１７ａ，１７ｂと外側挟持板１８ａ，１８ｂとの内、ポンプ室４ａ，４ｂ内の流体を吐出方向に押圧する内側挟持板１７ａ，１７ｂは、外側挟持板１８ａ，１８ｂよりも大径になっている。
【００１９】
駆動源５には減速機付モータ、その他の電動モータが使用されている。なお、電動モータは交流、直流の何れでもよい。この駆動源５は、ハウジング１の外側面に形成された取付部１９に外側から着脱自在に固定されており、ハウジング１内に突出する片持ち状の回転軸６を有する。
【００２０】
各クランク機構７ａ，７ｂは、回転軸６に固定された偏心軸２０と、一端側が偏心軸２０に相対回転可能に連結され且つ他端側が挟持板１７ａ，１７ｂ、１８ａ，１８ｂを介して各ダイヤフラム３ａ，３ｂに連結された連結部材２２ａ，２２ｂとを有する。偏心軸２０は棒状であって、一端側に取付部２０ａを一体に備え、その取付部２０ａが回転軸６に着脱自在に固定されている。偏心軸２０は回転軸６と平行であり、回転軸６に対する偏心量はＳである。
【００２１】
左右のダイヤフラム３ａ，３ｂは左右方向の直線上に相対向して配置されており、この左右のダイヤフラム３ａ，３ｂと、この各ダイヤフラム３ａ，３ｂを駆動するクランク機構７ａ，７ｂの中心は、回転軸６の軸心と略直交する方向の線分を通る略同一平面Ａ上に配置されている。
【００２２】
連結部材２２ａ，２２ｂは偏心軸２０側に外嵌する連結部２３ａ，２３ｂを有する。
図３の平面断面図に示すように、連結部材２２ａ，２２ｂの内、その一方の連結部材２２ａの連結部２３ａは連結部材２２ａから真っ直ぐに伸びて、同一平面Ａ上で軸受２４ａを介して偏心軸２０に外嵌されている。他方の連結部材２２ｂの連結部２３ｂは、連結部２３ａを軸心方向の両側から挟む二股状であり、その二股状の連結部２３ｂが同一平面Ａ上で軸受２４ｂを介して偏心軸２０に外嵌されている。
【００２３】
なお、この連結部２３ａ，２３ｂは、偏心軸２０の取付部２０ａと抜け止め板２０ｂとの間で偏心軸２０に対して軸心方向に位置決めされている。また抜け止め板２０ｂはボルトにより偏心軸２０に固定されている。
【００２４】
各連結部材２２ａ，２２ｂの他端は、ダイヤフラム３ａ，３ｂを挟持する挟持板１７ａ，１７ｂ、１８ａ，１８ｂの中央部にボルト２５ａ，２５ｂにより固定されている。なお、ボルト２５ａ，２５ｂは、ポンプ室４ａ，４ｂ側から挟持板１７ａ，１７ｂ、１８ａ，１８ｂを貫通して連結部材２２ａ，２２ｂに螺合されている。内側挟持板１７ａ，１７ｂ、外側挟持板１８ａ，１８ｂは、連結部材２２ａ，２２ｂの長手方向の軸心に対して略直角に配置されている。
【００２５】
この実施形態のダイヤフラムポンプでは、駆動源５の回転軸６が回転すると、偏心軸２０が回転軸６廻りに偏心回転し、クランク機構７ａ，７ｂの連結部材２２ａ，２２ｂのクランク運動により、各ダイヤフラム３ａ，３ｂを逆方向に往復駆動する。そして、各ダイヤフラム３ａ，３ｂの往復運動によりポンプ室４ａ，４ｂの容積が変化し、その容積が大になるときに吸込用管路１３側の流体を吸込用逆止弁１０ａ，１０ｂを介してポンプ室４ａ，４ｂ内に吸込み、また逆に容積が小になるときにポンプ室４ａ，４ｂ内の流体を吐出用逆止弁１２ａ，１２ｂを介して吐出用管路１４へと吐出する。
【００２６】
例えば、偏心軸２０の回転軸６廻りの偏心回転により、その偏心軸２０が図４に示す回転軸６の左側位置から、図５に示す回転軸６の右側位置へと半回転する場合には、その半回転中に左のダイヤフラム３ａが吸込行程を実行し、右側のダイヤフラム３ｂが吐出行程を実行する。
【００２７】
図４の実線は左のダイヤフラム３ａが吐出行程を終了し、右側のダイヤフラム３ｂが吸込行程を終了した時点の状態を示し、また図５の実線は左のダイヤフラム３ａが吸込行程を終了し、右側のダイヤフラム３ｂが吐出行程を終了した時点の状態を示す。なお、図４、及び図５の太線矢印は流体の流れ方向を示す。
【００２８】
偏心軸２０が図４の実線位置から図５の実線位置へと矢示方向に半回転すると、左のダイヤフラム３ａは図４の二点鎖線の状態を経て図５の実線状態まで移動する吸込行程を実行し、吸込用管路１３からの流体を吸込用逆止弁１０ａを介してポンプ室４ａへと吸い込む。また右側のダイヤフラム３ｂは図４の実線状態から図４の二点鎖線の状態を経て図５の実線状態まで移動する吐出行程を実行し、ポンプ室４ｂ内の流体を吐出用逆止弁１２ｂを介して吐出用管路１４へと吐出する。
【００２９】
その後、偏心軸２０が回転軸６廻りに回転軸６の右側から左側へと更に偏心回転すると、各ダイヤフラム３ａ，３ｂは図５の実線状態から図５の二点鎖線の状態を経て図４の実線状態へと移動する。従って、各ダイヤフラムポンプは、回転軸６の１回転毎に図４に示す状態と図５に示す状態とを繰り返しながら、交互に吸込行程と吐出行程とを実行して流体を交互に吸い込み、吐出して行く。
【００３０】
この図４及び図５からも判るように、偏心軸２０の回転軸６廻りの偏心回転によりクランク機構７ａ，７ｂを介して各ダイヤフラム３ａ，３ｂを駆動する場合、各クランク機構７ａ，７ｂのクランク運動により、その連結部材２２ａ，２２ｂの連結部２３ａ，２３ｂ側が偏心量Ｓの２倍分上下動するので、連結部材２２ａ，２２ｂに固定されたダイヤフラム３ａ，３ｂの両側の挟持板１７ａ，１７ｂ、１８ａ，１８ｂが左右方向の傾斜を伴いながら往復移動する。
【００３１】
しかし、ダイヤフラム３ａ，３ｂのポンプ室４ａ，４ｂ側には流体の吸込負荷、吐出負荷がかかっており、しかもダイヤフラム３ａ，３ｂが偏心量Ｓの２倍程度のストロークで往復移動するので、連結部材２２ａ，２２ｂの傾きに伴ってダイヤフラム３ａ，３ｂの両側の挟持板１７ａ，１７ｂ、１８ａ，１８ｂが多少左右に傾斜しても、ダイヤフラム３ａ，３ｂの両側の挟持板１７ａ，１７ｂ、１８ａ，１８ｂが過度に上下動するようなことはない。従って、クランク機構７ａ，７ｂによりダイヤフラム３ａ，３ｂを確実に往復駆動することができる。
【００３２】
この実施形態のダイヤフラムポンプは、左右のダイヤフラム３ａ，３ｂ及びクランク機構７ａ，７ｂを回転軸６廻りの略同一平面Ａ上に配置して左右のダイヤフラム３ａ，３ｂを交互に逆方向に往復駆動するため、クランク機構７ａ，７ｂによる駆動方式を採用しているにも拘わらず、左右のクランク機構７ａ，７ｂを偏心軸２０の軸心方向に偏位させて配置する従来の場合に比較して、ダイヤフラム３ａ，３ｂ駆動時の偏心軸２０、回転軸６の軸振れを容易に防止でき、駆動源５の回転軸６によりクランク機構７ａ，７ｂを介して各ダイヤフラム３ａ，３ｂをスムーズに駆動することができる。従って、偏心軸２０の軸振れ対策が不要であって内部構造を簡素化できる上に、偏心軸２０の軸振れの防止によって、ダイヤフラムポンプ自体の耐久性の向上を図ることができる。
【００３３】
また一方の連結部材２２ａの連結部２３ａを真っ直ぐに伸ばし、他方の連結部材２２ｂの連結部２３ｂを二股状に構成して、一方の連結部２３ａを両側から挟むように他方の連結部２３ｂを配置しているので、左右にクランク機構７ａ，７ｂがあるにも拘わらず、その外嵌部側を含む略全体を略同一面上に容易に配置することができる。
【００３４】
図６は本発明の第２の実施形態を例示する。この実施形態では、駆動源５の回転軸６は前後両側でハウジング１により両持ち状に支持されている。回転軸６の後側は駆動源５を介してハウジング１により支持され、前端側は軸受２７、軸受ケース２８を介してハウジング１により支持されている。偏心軸２０は外周円筒面が回転軸６に対して偏心する偏心筒状であって、回転軸６に套嵌して止め具２９により回転軸６に固定されている。各クランク機構７ａ，７ｂの連結部材２２ａ，２２ｂの連結部２３ａ，２３ｂは軸受２４ａ，２４ｂを介して偏心軸２０に外嵌され、前後両側のＥリング等の止め輪３０により抜け止めされている。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３５】
このように回転軸６はハウジング１に対して両持ち状に設けることも可能である。この場合には、回転軸６の軸振れを容易且つ確実に防止できるので、ダイヤフラムポンプの大型化も容易に可能である。また回転軸６に偏心軸２０を套嵌して固定することにより、真っ直ぐな回転軸６を使用できるので、回転軸６、偏心軸２０を構造的にも簡素化することができる。
【００３６】
なお、この実施形態では、駆動源５の回転軸６がハウジング１を前後両側に跨がって架設する構造を例示しているが、駆動源５の出力軸と回転軸６とを分離して、ハウジング１に両持ち状に支持された回転軸６の一端側を駆動源５の出力軸に結合して、その出力軸を介して駆動源５により回転軸６を駆動するようにしてもよい。
【００３７】
図７は本発明の第３の実施形態を例示する。この実施形態では、各クランク機構７ａ，７ｂの連結部材２２ａ，２２ｂの連結部２３ａ，２３ｂは平面視二股状に構成され、両連結部２３ａ，２３ｂが偏心軸２０の軸心方向に交互に組み合わさるように配置されている。他の構成は第２の実施形態と同様である。なお、偏心軸２０は片持ち状であってもよい。
【００３８】
この場合には、各クランク機構７ａ，７ｂの連結部材２２ａ，２２ｂの主要部の中点が同一軸心上に位置するが、連結部２３ａ，２３ｂの中心は偏心軸２０の軸心方向に若干偏位する。しかし、両連結部材２２ａ，２２ｂは同一平面Ａに対して対象となるので、両クランク機構７ａ，７ｂ全体として、その中心を略同一平面Ａ上に配置することができる。また各連結部材２２ａ，２２ｂの連結部２３ａ，２３ｂが共に二股状であるため、クランク機構７ａ，７ｂを介して各ダイヤフラム３ａ，３ｂに略均等に駆動力を伝達することができる。
【００３９】
図８、図９は本発明の第４の実施形態を例示する。この実施形態のダイヤフラムポンプは、図８に示すように、ハウジング１に周方向に略等配に３個の外蓋２ａ〜２ｃ、ダイヤフラム３ａ〜３ｃ等が配置され、その各ダイヤフラム３ａ，３ｃを回転軸６の回転によりクランク機構７ａ〜７ｃを介して１２０度間隔で順次交互に往復駆動するようになっている。そして、各ダイヤフラム３ａ〜３ｃ及び各クランク機構７ａ〜７ｃは、回転軸６廻りの略同一平面Ａ上に配置されている。
【００４０】
３個の連結部材２２ａ〜２２ｃの各連結部２３ａ〜２３ｃは、図９に示すように、１の連結部２３ａの外側に二股状の連結部２３ｂが配置され、更にその外側に二股状の連結部２３ｃが配置される構成となっている。他の構成は各実施形態と同様である。
【００４１】
この実施形態では、偏心軸２０が回転軸６廻りに１回転する毎に、３個のダイヤフラム３ａ〜３ｃが１２０度の位相差で往復動作を繰り返しながら流体を送ることができる。従って、クランク機構７ａ〜７ｃを介してダイヤフラム３ａ〜３ｃを駆動する場合には、ダイヤフラム３ａ〜３ｃを含むポンプ部は回転軸６廻りに２個以上設けることも可能である。
【００４２】
以上、本発明の各実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。ダイヤフラムの材料、断面形状は、公知のものを適宜選択して採用してもよい。連結部２３ａ，２３ｂ内の軸受２４ａ，２４ｂはボール軸受、ニードル軸受等の転がり軸受でもよいし、滑り軸受でもよい。
【符号の説明】
【００４３】
３ａ，３ｂ，３ｃ  ダイヤフラム
５  駆動源
６  回転軸
７ａ，７ｂ，７ｃ  クランク機構
２０  偏心軸
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  連結部材
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ  連結部
Ａ  同一平面
【図１】
2017082796.tif 000003
【図２】
2017082796.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017082796.tif 000008
【図７】
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【図８】
2017082796.tif 000010
【図９】
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