(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に基本的に密閉された圧力室を画成するダイヤフラムを装着し、前記ダイヤフラムを往復動軸の往復動で動かして前記圧力室に流体を吸入し、排出する圧力応動装置において、前記ダイヤフラムは複数であり、この複数のダイヤフラム間に基本的に密閉された圧力調整室を設けるとともに、前記圧力室と前記圧力調整室とに連通する通路を設け、途中に逆止弁を配設し、前記圧力調整室は前記圧力室に対し、等しい圧力から負圧あるいは等しい圧力から正圧のどちらかに常に調整されていることを特徴とする圧力応動装置。
【請求項２】
前記圧力調整室を基本的に負圧とするときは、前記逆止弁は圧力調整室より圧力室方向にのみ流体を通過させ、前記圧力調整室を基本的に正圧とするときは、前記逆止弁は圧力室より圧力調整室方向にのみ流体を通過させることを特徴とする請求項１記載の圧力応動装置。
【請求項３】
前記圧力室及び前記圧力調整室は二分割されており、前記二分割された圧力室はそれぞれダイヤフラムを有しており、前記ダイヤフラムは同一の往復動軸により往復動するようになっているとともに、前記分割された圧力調整室は相互に連通する流体通路によって連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧力応動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は圧力応動装置、さらに詳細には、ダイヤフラムを使用した圧力応動装置において、前記ダイヤフラムが反転しない圧力応動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧力応動装置は、図４に示すようにハウジング１内に密閉された圧力室３と大気に連通する大気室４とを画成するように、弾性体よりなるダイヤフラム２が装着されており、前記ダイヤフラム２は軸線に沿って往復動する往復動軸５が連結している。そして、この往復動軸５の往復動によってダイヤフラム２は脈動するようになっている。前記圧力室３は圧力室３内方向に流体を通過させる吸入用逆止弁３１と前記圧力室３より外方向に流体を通過させる排出用逆止弁３２を有している。このため前記往復動軸５が往復動することによって前記ダイヤフラム２は脈動し、流体、たとえば空気は吸入用逆止弁３１を通過して圧力室３内に流入し、流入した空気は排出用逆止弁３２を通過して圧力室３内より排出されるようになっている。
【０００３】
このような圧力応動装置において、往復動軸５が図の右方向に移動するとき、圧力室３内は正圧になり、空気を排出用逆止弁３２を介して外に排出することになる。このとき、圧力室３内の圧力が上昇するため、ダイヤフラム２は図４の実線で示すように大気室４側に湾曲し、一方往復動軸が左方向に移動するときには圧力室３は圧力が低下するために破線のように圧力室３方向に湾曲することになる。すなわち図５に示すように、往復動軸５の往復動に伴って大気室側に湾曲−圧力室側に湾曲の反転を繰り返すことになる。
【０００４】
このようにダイヤフラム２は反転を繰り返すことになるが、この反転によって反転音が生じ、圧力応動装置は騒音を発生するという欠点がある。さらに、図５に示す平行線を施した容積部分（反転の移動部分）は流体の排出において容積ロスＲとになり、効率がよくないという欠点もある。さらに上述のように反転を繰り返すために、ダイヤフラム２は屈曲疲労が激しく耐久性も小さいという短所もあった。
【０００５】
本発明は上述の問題点を解決するためなされたものであり、ダイヤフラムが反転することがなく、したがって、反転音を発生せず、静粛な、さらに容積ロスがなく、ダイヤフラムの耐久性が著しく向上した圧力応動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明による圧力応動装置は、ハウジング内に基本的に密閉された圧力室を画成するダイヤフラムを装着し、前記ダイヤフラムを往復動軸の往復動で動かして前記圧力室に流体を吸入し、排出する圧力応動装置において、前記ダイヤフラムは複数であり、この複数のダイヤフラム間に基本的に密閉された圧力調整室を設けるとともに、前記圧力室と前記圧力調整室とに連通する通路を設け、途中に逆止弁を配設し、前記圧力調整室は前記圧力室に対し、等しい圧力から負圧あるいは等しい圧力から正圧のどちらかに常に調整されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明による圧力応動装置によれば、複数のダイヤフラム間に圧力調整室を設け、圧力室より負圧あるいは正圧に保持してあるため、ダイヤフラムが反転することがないという利点がある。このため、反転音を生じることはなく、容積ロスも少なく、耐久性の良好な圧力応動装置とすることができる。
【０００８】
【実施例】
図１は本発明による圧力応動装置の一実施例のエアポンプの断面図であるが、この図より明らかなように、ハウジング１中には、前記ハウジング１内に基本的に密閉された圧力室３を画成するダイヤフラム２１とこのダイヤフラム２１と基本的に密閉された圧力調整室６を画成するダイヤフラム２２が相互に平行に設けられている。さらに、前記ダイヤフラム２２は前記ハウジング１内に、外気と連通する大気室４を画成している。これらのダイヤフラム２１及び２２は往復動軸５に連結されており、この往復動軸５の往復動に伴って移動するようになっている。
【０００９】
前記圧力室３には空気（流体）を吸入するための吸入用逆止弁３１と排出するための排出用逆止弁３２が取付けられており、前記ダイヤフラム２１及び２２の左右の移動によって、圧力室３に空気が吸気され、排気されるようになっている点は従来と同様である。
【００１０】
本発明においては、前記圧力室３とダイヤフラム２１と２２の間に形成された圧力調整室６間に圧力調整用通路７が設けられており、この圧力調整用通路７には逆止弁７１が設けられている。この圧力調整室６が圧力室３に対して負圧であるように調整する場合には、前記逆止弁７１は圧力調整室６より圧力室３方向にのみ流体が通過するような逆止作用を有するものを使用する。一方、この圧力調整室６が圧力室３に対して正圧であるように調整する場合には、前記逆止弁７１は圧力室３より圧力調整室６方向にのみ流体が通過するような逆止作用を有するものを使用する。
【００１１】
この実施例においては、前記圧力調整室６が負圧の場合で、かつ流体が空気の場合について作用を説明する。
【００１２】
往復動軸５を図１の左方向に移動するとき、ダイヤフラム２１は圧力調整室６方向に移動し、吸入用逆止弁３１を介して圧力室３に空気が吸気される。次いで前記往復動軸５が右方向に移動し（図１破線参照）、ダイヤフラム２１は圧力室３方向に押し出されて圧力室３内の空気を排出用逆止弁３２より外に排出する。圧力室３が拡大する（往復動軸５が左方向に移動する）とき、前記逆止弁７１は圧力調整室６より圧力室３方向にのみ流体が通過するような逆止作用を有するため、圧力室３の空気を圧力調整室６に供給することはない。しかしながら、前記圧力室３が前記圧力調整室６より負圧になったときには、圧力調整室６から空気が逆止弁７１を介して圧力調整用通路７を通って圧力室３に流入することになり、圧力調整室６は圧力室３に対し常に負圧かあるいは等しい圧力に保持されることになる。
【００１３】
このように圧力調整室６は圧力室に基本的に常に負圧に保持されるため、ダイヤフラム２１及び２２は圧力調整室６方向に湾曲した状態に保持され、往復動軸５の往復動によってダイヤフラム２１及び２２は反転することがなくなる。
【００１４】
図２は本発明による第二の実施例であるが、この実施例においては、前記往復動軸５内に空隙を設けて圧力調整用通路７を形成するとともに、前記軸５の先端部に逆止弁７１を一体的に設けた構造になっている。この場合も逆止弁７１は圧力調整室６より圧力室３方向にのみ流体が通過するような逆止作用を有するため、圧力調整室６内は常に基本的に負圧に保持される。したがって、ダイヤフラム２１及び２２が反転することはない。
【００１５】
図３はハウジングを２つ有する場合の第三の実施例の断面図であるが、この図より明らかなように、この実施例にはハウジング１−１及び１−２を有しており、このハウジング１−１、１−２にはそれぞれにダイヤフラム２１、２２が設けられている。一方の前記ダイヤフラム２１はハウジング内１−１に圧力室３−１を画成し、他方のダイヤフラム２２の他方はハウジング１−２内に圧力室３−２を画成している。そして、ハウジング１−１及び１−２のダイヤフラム２１、２２に画成された圧力室以外の部分に圧力調整室６−１及び６−２が画成されている。そしてこの圧力調整室６−１及び６−２は流体通路８によって連通しており、基本的に一つの圧力調整室となっている。
【００１６】
前記圧力室３−１及び３−２にはそれぞれ吸入用逆止弁３１−１、３１−２を有しており、さらにそれぞれ排出用逆止弁３２−１及び３２−２を有している。これらの吸入用逆止弁３１−１及び３１−２は空気を供給するための吸気用マニホールド９に接続しており、この吸気用マニホールド９及び吸入用逆止弁３１−１、３１−２よりそれぞれの圧力室３−１及び３−２に空気を供給できるようになっている。一方排出用逆止弁３２−１及び３２−２も排気用マニホールド１０に接続しており、圧力室３−１及び３−２より排気用逆止弁３２−１、３２−２を介して排気され空気を所定の箇所に供給可能なようになっている。
【００１７】
前記ダイヤフラム２１、２２は一本の往復動軸５の両先端部分に接続しており、この往復動軸５の往復動によって脈動するようになっている。この往復動軸５の両先端部分には、図２の実施例と同様に前記往復動軸５内に空隙を設けて圧力調整用通路７−１、７−２が形成されており、それらの通路７−１、７−２の先端には逆止弁７１−１、７１−２が設けられている。この場合も逆止弁７１−１、７１−２は圧力調整室６−１、６−２より圧力室３−１、３−２方向にのみ流体が通過するような逆止作用を有するため、圧力調整室６−１、６−２内は常に基本的に負圧に保持される。したがって、ダイヤフラム２１及び２２が反転することはない。
【００１８】
この実施例によれば、二つの圧力室３−１、３−２が交互に吸気−排気を行うことになるため、連続的に給排気を行うことが可能になるとともに、圧力室が二つになるため、圧力応動装置の流体供給容量が大きくなるという利点も生じる。
【００１９】
なお、上記実施例においては、圧力調整室は基本的に負圧の状態に保持した場合について説明したが、基本的に正圧の状態に保持するようにしてもよいのは前述の通りである。さらに、上記実施例においては、圧力室と圧力調整室を逆止弁を介して接続したものであったが、前記圧力調整室に、たとえば液体などを注入しておき、負圧あるいは正圧の状態になるようにしてもよい。この場合、圧力調整用通路は必要ではなくなる。また流体は空気でなくともよいのは明らかである。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による圧力応動装置によれば、複数のダイヤフラム間に圧力調整室を設け、圧力室より負圧あるいは正圧に保持してあるため、ダイヤフラムが反転することがないという利点がある。このため、反転音を生じることはなく、容積ロスも少なく、耐久性の良好な圧力応動装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる圧力応動装置の一実施例の断面図。
【図２】本発明に関わる圧力応動装置の他の実施例で逆止弁を往復動軸に組込んだ断面図。
【図３】本発明に関わる圧力応動装置の第三の実施例の断面図。
【図４】従来の圧力応動装置（エアポンプ）の断面図。
【図５】従来の圧力応動装置（エアポンプ）の容積ロスを説明するための説明図。
【符号の説明】
１      ハウジング
２      ダイヤフラム
２１      ダイヤフラム
２２      ダイヤフラム
３      圧力室
３１      吸入用逆止弁
３２      排出用逆止弁
４      大気室
５      往復動軸
６      圧力調整室
７      圧力調整用通路
７１      逆止弁
８      流体通路
９      吸気用マニホールド
１０      排気用マニホールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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