(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室を形成する複数のダイヤフラム部を有するダイヤフラム本体と、前記複数のダイヤフラム部のほぼ中心位置に配置された一つの平板状の吐出弁と、前記各ダイヤフラムに一体に設けられた駆動部と、前記各駆動部を夫々一定の位相差をもたせて往復動させる駆動機構とを備え、前記駆動部を前記駆動機構に固定するための固定部が、中心部分を囲む溝を有し、前記駆動機構に前記固定部と嵌合する嵌合部を有し、前記駆動機構が、駆動装置の回転によりその傾斜方向が変化する駆動軸に回動可能に取り付けられた駆動体よりなり、前記駆動体が傾斜方向を変化させて駆動部を往復動させるもので前記ダイヤフラム部を収納するシリンダーを有するシリンダー部を有し、前記シリンダー部または前記駆動体の中央部分に緩衝材を配置した液体用ダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記駆動機構に断面がＴ字状をなす凸部を有し、前記駆動部には前記駆動機構と嵌合する嵌合部を有し、前記駆動機構の凸部と前記駆動部の嵌合部とを嵌合させることにより前記駆動部と前記駆動機構とは一体に連結した請求項１の液体用ダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
前記各ダイヤフラム部の開口部分に夫々設けられた平板状の吸入弁を備えた、請求項１または２の液体用ダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
前記緩衝材がゴム等の弾性体よりなることを特徴とする請求項１、２又は３の液体用ダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
前記緩衝材がスプリングであることを特徴とする請求項１、２又は３の液体用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、液体用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、液体を送るために用いるポンプとして、一般にはインペラーポンプが知られている。
【０００３】
このインペラーポンプは、液体を吸い上げる力が弱い。そのために、インペラーポンプにて液体を吸い上げる場合、ポンプは液面より下に設置しなければならない。したがって、ポンプの設計に制約がある等の欠点がある。
【０００４】
そのために、液体を吸い上げるために用いるポンプで、自吸型ポンプとして、容積型ポンプが使用される。特に液漏れの少ないダイヤフラムポンプが一般に用いられている。
【０００５】
この液体用ダイヤフラムポンプの一例を示すと、図７に示す通りの構成である。
【０００６】
図において、２１はモータ、２２はモータの出力軸、２３は出力軸２２に圧入固定されたクランク体、２４はクランク体２３に固定されたクランク軸、２５は軸受穴２５ａを有し、クランク軸２４に回動自在に取り付けられたコネクチングロッド、２７はコネクチングロッド２５の先端部２５ｂに固定されたダイヤフラム、２８はポンプ室である。また、２９はバルブハウジング、３０は吸入口３１および排出口３２を有するケーシングである。更に、３３は吸入弁、３４は排出弁である。
【０００７】
この従来の液体用ダイヤフラムポンプは、モータ２１の駆動により出力軸２２が回転するとクランク体２３が回転する。これにより、クランク体２３に出力軸２２に対し偏芯して固定されているクランク軸２４が出力軸２２を中心に回転する。このクランク軸２４の回転によりコネクチングロッド２５が上下動し、ダイヤフラム２７の駆動部２７ａも上下動する。
【０００８】
この駆動部２７ａの上下動により、ダイヤフラム２７とバルブハウジング２９との間に形成されるポンプ室２８の容積が変化する。つまり、コネクチングロッド２５が下方に移動し、ダイヤフラム２７の駆動部２７ａが下方に移動すると、ポンプ室２８の容積は増加し、ポンプ室２８内の圧力が低下する。このポンプ室２８の圧力の低下によって、吸入弁３３が開き、吸入口３１より液体がポンプ室２８内に流入する。
【０００９】
次に、コネクチングロッド２５が、上方に移動すると、その先端に取り付けられているダイヤフラムの駆動部２７ａも上方に移動する。この駆動部２７ａの移動により、ポンプ室の容積は減少し、その圧力は増大する。このポンプ室２８内の圧力の増大により、開かれている吸入弁３３は閉じ、排出弁３４が開く。これにより、ポンプ室２８内の液体は、排出孔３６を通り、排出口３２より外部に供給される。
【００１０】
上記動作を繰り返すことにより、ポンプ作用が行なわれる。
【００１１】
この従来のダイヤフラムポンプは、モータが半回転するごとに、液体の吸入と排出が繰り返される。
【００１２】
このように、モータの半回転ごとに液体の吸入と排出が繰り返されるため、ポンプより供給される液体は脈流となり、また振動が大になる欠点がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、配置位置が液面下に限定されることなく、しかも吸い上げる力を十分大にし得て、また脈流も少なく、耐久性がある液体用ダイヤフラムポンプを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体用ダイヤフラムポンプは、夫々ポンプ室を形成する複数のダイヤフラム部を有するダイヤフラム本体と、複数のダイヤフラム部のほぼ中央に配置される一つの吐出弁と、各ダイヤフラム部の開口部に設けられている平板状の吸入弁とを備えていて、各ダイヤフラム部にこれと一体に設けられた駆動部を一定の位相差を設けて順次往復動させることによりポンプ作用を行なうものである。
【００１５】
本発明の液体用ダイヤフラムポンプは、前記のような構成で、吐出弁が具体的には後に述べるような構成であり、一つの弁で各ダイヤフラムに対して吐出弁としての作用を行なうものであり、各ダイヤフラム部の駆動部の往復動により、夫々のダイヤフラム部に設けられた吸入弁を開いてダイヤフラム部内に液体を流入し、その液体を一つの吐出弁の一部の平板部分を開いて液体を外部へ供給するものである。
【００１６】
この本発明の液体用ダイヤフラムポンプは、その吐出弁が本発明の発明者が開発し特願２００２−１９９００号として出願したダイヤフラムポンプで、空気を供給することを主目的としたダイヤフラムポンプにて用いられているものである。前記出願後に、液体用のポンプとして用いるための実験を行なった結果、この吐出弁は、液体用のポンプに用いることにより、一層効果を発揮し得ることを確認したことにもとづく。
【００１７】
そして、本発明の液体用ダイヤフラムポンプは、前記吐出弁を用いると共に他の構成を液体用に適したものにした。これにより、ダイヤフラムポンプを液体用としても十分な流量が得られるようにしたのが本発明の液体用ダイヤフラムポンプである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の液体用ダイヤフラムポンプの実施の形態を示す。
【００１９】
図１は本発明の液体用ダイヤフラムポンプの第１の参考例を示す。この図１において、１はモータ、２はモータ１の出力軸、３は出力軸２に固定されたクランク台、４はクランク台３に傾斜させて固定した駆動軸、６は駆動軸４の先端部分に中心穴６ａを挿入して回動可能に取り付けられた駆動体、７はケース、８はシリンダー部、９はバルブハウジング、１０は蓋体、１１はダイヤフラム本体で、複数のダイヤフラム部１１ａを備え、各ダイヤフラム部にこれと一体に駆動部（ピストン）１１ｂを設けた構成で、ダイヤフラム部１１ａによりポンプ室１２を形成する。
【００２０】
更に、１３は平板状の吐出弁、１４は蓋体に形成されている吐出口、１５、１６は各ダイヤフラム部１１ａに夫々設けられた吸入弁、１７、１８はバルブハウジング９の各ダイヤフラム部１１ａの位置する箇所に設けられた吸入孔、１９は蓋体１０に設けられた吸入口である。
【００２１】
この本発明の第１の参考例は、シリンダー部８の各シリンダー８ａ内に各ダイヤフラム部１１ａを配置しまた各ダイヤフラム部１１ａの駆動部１１ｂを駆動体６に固定する。その上で、ケース７にシリンダー８を固定、ダイヤフラム本体１１を配置し、更にバルブハウジング９を配置する。これによりダイヤフラム本体１１をシリンダー８とバルブハウジング９にて挟持する。更に、吐出弁１３をその凸部１３ｄをバルブハウジングの中心部分に形成された凹部９ｂに嵌合させて配置し、バルブハウジング９に蓋体１０を固定することにより吐出弁１３を固定する。
【００２２】
この第１の参考例は、吐出弁として次に述べる図６（Ａ）に示す通りの構成のものを用いることにより、液体用としても十分な流量が得られると共に、流量を大にしても弁の作用が確実に行なわれまた十分な耐久性が得られる。この図６（Ａ）に示す吐出弁１３は、平板状の部分１３ａにリブ１３ｃを設けたもので、リブの反対側に弁取り付けのためのおよび位置決めのための長方形状の凸部（取り付け部）１３ｄを設けた構成である。なお、図６において左側は平面図、右側は側面図である。この吐出弁１３を図１に示すようにバルブハウジングの中央の凹部９ｂに取り付け用の凸部１３ｄを嵌合させて配置し、蓋体１０のバルブ押え１０ａにより固定する。
【００２３】
更に吸入弁を平板状の弁にし、その材質の選択等により、十分な流量が得られるように吸入口を大にしても確実な弁作用をなし得るようにした。つまり、この吸入弁はステンレス等の金属あるいは比較的強度が大であるポリプロピレン等の合成樹脂を用い、ある程度の流量の液体の流通またはその停止に耐え得るようにしたものである。
【００２４】
更にダイヤフラム部１１ａの駆動部１１ｂの駆動体６への取り付け部１１ｃを環状溝を設けた構成にし、この取り付け部１１ｃを駆動体６に設けた取り付け穴６ｂに嵌合させている。
【００２５】
図２は、駆動体６を下方より見た図である。この図に示すように、駆動体６は取り付け穴６ｂとこの穴６ｂに通ずる溝６ｃを有している。ダイヤフラム部の駆動部１１ｂは、駆動部１１ｂに形成された取り付け部１１ｃを駆動体６の溝６ｃを利用して取り付け穴６ｂに嵌合させることにより、駆動体に取り付ける。
【００２６】
この第１の参考例は、ダイヤフラム部の駆動部１１ｂの駆動体６への取り付けを上記のような手段を用いているために、確実に固定される。したがって、前記のような構成の吐出弁および吸入弁を用いて、十分な流量の液体の流入および排出を行なうポンプの駆動機構として好ましい。即ち、ダイヤフラム部と駆動体との接続が確実であるため、ダイヤフラム部（ポンプ室）の減圧による多量の液体の吸引のために強い力でダイヤフラム部の駆動部を引き下げても接続部より抜けたり、破損する等の問題を生ずることがない。また駆動部１１ｂの駆動体６への取り付け部１１ｃの耐久性も十分である。
【００２７】
この図２のうち、（Ａ）は、駆動体６の取り付け穴６ｂにこれより図面左右方向に向けて溝６ｃを形成した例であり、（Ｂ）は、図面左側は上方に向け、一方図面右側は下方に向けて溝６ｃを形成した例である。
【００２８】
これら図２に示す駆動体において、（Ａ）に示すものは、ダイヤフラム本体１１に一体化されたダイヤフラム部（図面の左右のダイヤフラム部）１１ａの駆動部１１ｂを夫々左右両方向より駆動体６の溝６ｃより挿入する必要がある。
【００２９】
一方、図２の（Ｂ）に示す駆動体は、左右のダイヤフラム部１１ａの駆動部１１ｂを回しながら溝６ｃに挿入する。そのため駆動部１１ｂの挿入が容易である。
【００３０】
本発明のダイヤフラムポンプは、クランク台３の回転により駆動軸４がすりこぎ状の運動をする。そのため、駆動体６自体はその傾きを変化させるのみであるが、この駆動体６に対しても回転方向の力が加わる。その結果、（Ｂ）に示すものはクランク台３の回転方向によっては駆動部１１ｂが駆動体６の溝６ｃに沿って抜けることになる。そのため、図２（Ｂ）に示す駆動体の場合、クランク台３を図において時計方向に回転させる必要がある。逆にクランク台の回転が反時計方向の場合は、溝６ｃを（Ｂ）とは逆に設ければよい。
【００３１】
以上述べたように、本発明の第１の参考例は、液体用ポンプに用いても十分な機能を発揮し得る平板状の吐出弁を用いると共に、吸入弁、ダイヤフラム部の駆動部の駆動体への取り付け機構等も液体用として好ましい構成とすることにより、液体用ダイヤフラムポンプを実現したものである。
【００３２】
次に本発明の液体用ダイヤフラムポンプの第２の参考例について述べる。
【００３３】
図３は本発明の第２の参考例の構成を示す図である。
【００３４】
図３において、１はモータ、２はモータ１の出力軸、３はクランク台、４は駆動軸、６は駆動体、７はケース、８はシリンダー、９はバルブハウジング、１０は蓋体、１１はダイヤフラム部１１ａを有するダイヤフラム本体、１２はポンプ室、１３は平板状の吐出弁、１４は吐出口、１５、１６は吸入弁、１７、１８は吸入孔、１９は吸入口である。これらの構成は、第１の参考例と実質上同じである。
【００３５】
この第２の参考例は、第１の参考例と同様、平板状の吐出弁１３を用いると共に、吸入弁、ダイヤフラム部の駆動部の駆動体への取り付け部分の構造を液体用ポンプに適した構成にした。
【００３６】
この第２の参考例のダイヤフラムポンプにて用いる吐出弁は、第１の参考例の吐出弁と実質上同じ構成である。しかし、第１の参考例の吐出弁の取り付け部１３ｄが凸部であるのに対し、第２の参考例の吐出弁は、この取り付け部１３ｄを凹部とし、この凹部をバルブハウジングに設けた凸部９ａに嵌合させる構成である点で相違する。
【００３７】
また、吸入弁１５、１６はアンブレラー弁を用いている。
【００３８】
更に、駆動部１１ｂの駆動体６への取り付け手段は次の通りである。図示するように、駆動体６のダイヤフラム部の駆動部を取り付ける位置に断面Ｔ字状の凸部６ｄを形成してある。また、ダイヤフラム部１１ａの駆動部１１ｂには、凸部６ｄと同一形状の凹部１１ｄを形成する。これにより、駆動体６の凸部６ｄに駆動部１１ｂの凹部１１ｄを嵌合させて、駆動体６と駆動部１１ｂとを結合させている。
【００３９】
本発明の第２の参考例は、前記の通りの構成にすることにより液体用に適したダイヤフラムポンプになし得た。
【００４０】
本発明の前記第１、第２の参考例のダイヤフラムポンプは、液体を吸い上げ、供給するものである。そのために、ポンプ運転開始時等、液体の外に空気がポンプ室内に吸入されることがある。その結果、ポンプ室が負圧になり、図面上方への力が働くことがある。そのため駆動体６も上方へ移動されシリンダー部８の中央部分に駆動体６の中央凸部が当り、騒音等の原因となる。
【００４１】
この欠点を除去したのが、図４に示す第１の実施の形態である。
【００４２】
この第１の実施の形態のポンプは、シリンダー部８の中央にゴム等の弾性体よりなる緩衝材２０を配置した。これにより、前述の通りの運転中駆動体が上昇しても、その中央部分はこの緩衝材２０に当り、騒音の発生等を防止する効果がある。
【００４３】
次の図５に示すダイヤフラムポンプは、本発明の第２の実施の形態であって、同様に、駆動体６の上昇による音の発生を防止するようにしたものである。
【００４４】
つまり、この第２の実施の形態のダイヤフラムポンプは、駆動体６の中央部とシリンダー部８の中央部との間に緩衝材２０としてスプリングを配置したものである。
【００４５】
これにより、ポンプ運転開始時又は運転中に駆動体が上昇するのを防止し得る。したがって、駆動体６がシリンダー部８に接触することはなく、騒音の発生等を防止し得る。
【００４６】
以上述べた、第１、第２の参考例、第１、第２の実施の形態にて用いている吐出弁は、夫々図６の（Ａ）またはその取り付け部を変形した構成である。
【００４７】
また、吐出弁として、上記図６の（Ａ）に示す弁のほか、図６（Ｂ）乃至（Ｅ）に示す構成の弁が考えられる。
【００４８】
図６の（Ｂ）乃至（Ｅ）に示す吐出弁は、三つのダイヤフラム部（ポンプ室）を夫々約１２０°の間隔で配置したポンプに用いる他の吐出弁である。これらのうち、（Ｂ）は、中心部より三方向に放射状に伸びたリブ１３ｃを有するもので、各リブ１３ｃの間が弁部１３ａである。また、側面図に示すように、取り付け部１３ｄを有し、これをバルブハウジングの取り付け穴に圧入することにより、吐出弁１３をバルブハウジング９に取り付ける。また（Ｃ）は第２の参考例と実質上同じであるが、前述のように三つのポンプ室を有するポンプに用いるものである。同様（Ｄ）は、第１の参考例と実質上同じ構成であって、三つのポンプ室を有するポンプ用である。更に（Ｅ）は（Ｄ）の吐出弁で、弁の作用を行なう弁部１３ａを分離した構成である。
【００４９】
なお、図６に示す吐出弁は、いずれもリブ１３ｃを有するが、このリブ１３ｃを設けない構成にしてもよい。その場合、蓋体１０のバルブ押え１０ａを長くし、またその形状を変えることにより、例えばリブ１３ｃが形成されていた部分を直接押えることにより、吐出弁としての作用を実現し得る。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、吐出弁、吸入弁、駆動部と駆動体との固定手段等を液体用に適した構成とし、これにより液体用として使用可能で、十分な耐久性の得られるダイヤフラムポンプにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考例の液体用ダイヤフラムポンプの断面図
【図２】  第１の参考例で用いる駆動体を示す図
【図３】  本発明の第２の参考例の断面図
【図４】  本発明の第１の実施の形態の断面図
【図５】  本発明の第２の実施の形態の断面図
【図６】  本発明の液体用ダイヤフラムポンプで用いる吐出弁の構成を示す図
【図７】  従来の液体用ダイヤフラムポンプの断面図
【符号の説明】
１      モータ
２      出力軸
３      クランク台
４      駆動軸
６      駆動体
７      ケース
８      シリンダー部
９      バルブハウジング
１０    蓋体
１１    ダイヤフラム本体
１２    ポンプ室
１３    吐出弁
１４    吐出口
【図１】
0004131459.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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