JP2008208774A - 小型ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 小型ポンプにおいて揺動体の揺動作用に起因して生じるダイヤフラムに形成されている吸気弁体の破損を防止して、ポンプ出力及び稼動寿命の低下を抑制することを目的とする。
【解決手段】 本発明は上記目的を達成するためにケース内にポンプ室５を有する複数のダイヤフラム２４を備え、偏心回転軸１０により揺動する揺動体２５によって前記ダイヤフラム２４が上下動してポンプ動作を行う小型ポンプにおいて、上記揺動体２５に設けた軸体２５ａは断面形状を略エ字状に形成されて中央部に凹部２５ｂが設けられ、一方、前記ダイヤフラム２４の底部２４ａ裏面に突設され中空状取付体２８はその下部を内側に折曲し、該折曲部２８ａを前記軸体２５ａに設けた凹部２５ｂに密嵌してダイヤフラム２４を揺動体２５に取付けることにより、ダイヤフラム２４に設けた吸気弁部Ｖ₁ が揺動体２５の揺動作用によって破損しないように構成された小型ポンプを提供する。
【選択図】図２

Description

この発明は小型ポンプに関するものであり、特に燃料電池システム等に用いられ、且つ、ダイヤフラムを使用する小型ポンプに関するものである。

従来の此種小型ポンプを図３に従って説明する。図は１２０度の角度を有する２つの垂直切断面によって軸中心で切断された小型ポンプ１の縦断面図を示し、該小型ポンプ１はケース２内に３個のダイヤフラム３，３，３が内蔵されており、揺動体４によって該ダイヤフラム３，３，３は順次上下運動をするように構成されている。

而して、同図において該小型ポンプ１はケース２内にポンプ室５，５，５を形成する３個のダイヤフラム３，３，３が備えられ、該ダイヤフラム３，３，３の下方には該ダイヤフラム３，３，３を上下動させる前記揺動体４が設けられている。該揺動体４にはその周辺部近傍であって、且つ、前記ダイヤフラム３，３，３の夫々の中心部に設けられている貫通孔６，６，６と連通する空気導入孔７，７，７を夫々有する軸体７ａ，７ａ，７ａが突設されており、該軸体７ａ，７ａ，７ａの外側面に前記ダイヤフラム３，３，３の底部中心部裏面に突設されている中空状取付体８，８，８の中空部を嵌着して該ダイヤフラム３，３，３が該揺動体４に連結されている。

又、該揺動体４はその中心部の開口部に圧入され、上端部をケース２の上板２ａの中心部下方へ突設された支持部２ｂ下面に設けた凹部に遊嵌され、且つ、下端部を回転体９に偏心して固着されている偏心回転軸１０が前記上端部の遊嵌部を支点とする偏心回転によって揺動される。そして、偏心回転軸１０は回転駆動軸１１によって回転される回転体９に偏心して固着されている。

更に、ダイヤフラム３，３，３の底部中心部には前記貫通孔６，６，６が設けられ、該貫通孔６，６，６上面には吸気弁体１２，１２，１２が設けられて吸気弁部Ｖ₁ が構成されている。該吸気弁体１２はダイヤフラム３の一部を切開して形成されている。

又、ケース２の上板２ａの中央部には排気孔１２ａが開穿され、且つ、該上板２ａ下面部の該排気孔１２ａの外周に該排気孔１２ａと連通する３個の環状凹溝１３，１３，１３が設けられており、該環状凹溝１３，１３，１３を形成する内壁面１３ａ，１３ａ，１３ａ及び該排気孔１２ａを形成する壁面１３ｂに前記ダイヤフラム３，３，３の上端部から成る排気弁体１４，１４，１４を圧接して排気弁部Ｖ₂ が構成されている。

尚、符号１５はダイヤフラム３，３，３の鍔部を示し、該鍔部１５，１５，１５を夫々ケース２に設けられた孔部に密嵌して該ダイヤフラム３，３，３を該ケース２内に取付けている。

而して、前記回転駆動軸１１が回転して前記偏心回転軸１０が回転すると前記揺動体４が揺動し、前記ダイヤフラム３，３，３の下端部を順次上下動させる。そして、該ダイヤフラム３の下端部が下動されたとき、該ダイヤフラム３内は負圧となっており、前記排気弁体１４は前記環状凹溝１３の前記壁面１３ａに密着し、前記排気弁部Ｖ₂ は閉じ且つ、前記吸気弁体１２は前記貫通孔６の閉塞状態を解放し、前記吸気弁部Ｖ₁ は開状態となって、前記空気導入孔７から当該ダイヤフラム３内へ吸気が行われる。次に、前記ダイヤフラム３の下端部が上動したとき該ダイヤフラム３内は高圧となり、前記吸気弁体１２が前記貫通孔６を閉塞して前記吸気弁部Ｖ₁ を閉状態にすると共に、前記排気弁体１４が前記
壁面１３ａより拡径して前記排気弁部Ｖ₂ による排気が行われ、斯くして小型ポンプ１のポンピング動作が実行される。（特許文献１参照）
特開２００２−５０２９号公報

上記特許文献１記載の小型ポンプ１においてはダイヤフラム３は揺動体４に突設されている軸体７ａを該ダイヤフラム３底部中央部裏面に突設した中空状取付体８の中空部に嵌着して該ダイヤフラム３が揺動体４に取付けられているため、揺動体４がダイヤフラム３を押し上げてポンプ室５を圧縮するとき、ダイヤフラム３底部中央部に設けた吸気弁体１２に揺動体４に突設した軸体７ａ上端面が直接に接触してポンプ室５を加圧している。従って、該軸体７ａと吸気弁体１２の接触面で摩擦が生じ、該ダイヤフラム３に設けた吸気弁体１２が摩耗し破損すると云う問題が生じ、小型ポンプ１の出力及び稼動寿命の低下が生じる等の欠陥がある。

そこで、小型ポンプにおいて揺動体の揺動作用に起因して生じるダイヤフラムに形成されている吸気弁体の破損をなくし、ポンプ出力及び稼動寿命の低下を招くことがないようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、ケース内にポンプ室を形成する複数のダイヤフラムを備え、偏心回転軸により揺動する揺動体によって前記ダイヤフラムが上下動してポンプ動作を行う小型ポンプであって、該ダイヤフラムの底部中心部に貫通孔を設け、該貫通孔に連通する空気導入孔を有する軸体を前記揺動体に突設し、該軸体に前記ダイヤフラムの底部裏面に突設した中空状取付体を嵌着して該ダイヤフラムを該揺動体に連結するとともに、前記貫通孔に吸気弁体を設けて吸気弁部を構成して成る小型ポンプにおいて、上記揺動体に設けた軸体は断面形状を略エ字状に形成されて中央部に凹部が設けられ、一方、前記ダイヤフラムの底部裏面に突設され中空状取付体はその下部を内側に折曲し、該折曲部を前記軸体に設けた凹部に密嵌してダイヤフラムを揺動体に取付けることにより、ダイヤフラムに設けた吸気弁部が揺動体の揺動作用によって破損しないように構成された小型ポンプを提供するものである。

この構成によれば、揺動体に突設した軸体の凹部がダイヤフラム底部中心部下面に突設した中空状取付体の下部を内側へ折曲して成る折曲部と強固に密嵌して該ダイヤフラムが揺動体に取付けられる。

本発明は、ダイヤフラム底部中央部裏面に突設されている中空状取付体の下部を内側に折曲し、そして、該折曲部を揺動体に突設されている軸体に設けた凹部に密嵌してダイヤフラムを揺動体に取付けているので、ダイヤフラムは前記密嵌部によって双方が固定される。斯くして、揺動体の揺動によるダイヤフラムの上下動時において、前記軸体の上端部が直接に吸気弁体を押圧することがないので、該ダイヤフラムの上下動作に起因して生じる該吸気弁体の損傷が生じることはなくなり、依って、小型ポンプの出力及び稼動寿命の低下を招くことは抑制される。

この発明は小型ポンプにおいて揺動体の揺動作用に起因して生じるダイヤフラムに形成されている吸気弁体の破損を防止して、ポンプ出力及び稼動寿命の低下を招くことがないようにすると云う目的を達成するために、ケース内にポンプ室を形成する複数のダイヤフ
ラムを備え、偏心回転軸により揺動する揺動体によって前記ダイヤフラムが上下動してポンプ動作を行う小型ポンプであって、該ダイヤフラムの底部中心部に貫通孔を設け、該貫通孔に連通する空気導入孔を有する軸体を前記揺動体に突設し、該軸体に前記ダイヤフラムの底部裏面に突設した中空状取付体を嵌着して該ダイヤフラムを該揺動体に連結するとともに、前記貫通孔に吸気弁体を設けて吸気弁部を構成して成る小型ポンプにおいて、上記揺動体に設けた軸体は断面形状を略エ字状に形成されて中央部に凹部が設けられ、一方、前記ダイヤフラムの底部裏面に突設され中空状取付体はその下部を内側に折曲し、該折曲部を前記軸体に設けた凹部に密嵌してダイヤフラムを揺動体に取付けることにより、ダイヤフラムに設けた吸気弁部が揺動体の揺動作用によって破損しないように構成されたことを特徴とする小型ポンプを提供することにより実現した。

以下、本発明の好適な実施例を図１及び図２に従って詳述する。尚、説明の都合上、図３に示す従来例と共通する部分は同一符号を付してその説明を省略するものとする。

図１は本発明の小型ポンプ２１の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図において、小型ポンプ２１は上ケース２２と下ケース２３及びダイヤフラム２４並びに揺動体２５及びモータ２６とから成る。上ケース２２とダイヤフラム２４の間の空間をポンプ室５として空気の吸入及び排出を行う。又、ダイヤフラム２４の上ケース２２側に排気弁体１４が設けられ、該ダイヤフラム２４の揺動体２５側に吸気弁体１２が設けられている。

そこで、上記モータ２６の駆動により揺動体２５が稼動し、該揺動体２５の上下運動により前記ポンプ室５を圧縮、膨張させてポンプ出力が得られる。即ち、揺動体２５が上ケース２２側へ振れたとき、ポンプ室５は圧縮される。このとき、排気弁体１４が開放されてポンプ室５内の圧縮された空気（流体）が排気孔１２ａから排出される。逆に、揺動体２５がモータ２６側に振れたとき、ポンプ室５は膨張する。このとき、吸気弁体１２が開放され、ポンプ室５内に空気流入孔２７を介して空気が吸入される。かかる一連の動作が繰り返されることによりポンプとしての一定の出力が得られ、例えば燃料電池システム等に用いられる。尚、小型ポンプ２１の詳細な構成及び作用効果は図３で説明した従来技術と共通している部分のうち、大部分は同一符号を付してその詳細な説明を省略するものとし、以下、本発明の特徴を説明する。

図２は本発明の小型ポンプ２１を図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図において、ダイヤフラム２４の底部２４ａの中心部には従来例と同様に貫通孔６が開穿されており、そして、該貫通孔６を開閉する吸気弁体１２が設けられて吸気弁部Ｖ₁ が構成されている。本実施例においては該吸気弁体１２はダイヤフラム２４の一部を切開して設けられている。

一方、前記貫通孔６に連通する空気導入孔７を有する軸体２５ａが前記揺動体２５の周辺近傍に突設されている。該軸体２５ａは断面形状略エ字形に形成され、中央部周側面に凹部２５ｂが設けられている。

又、前記ダイヤフラム２４の底部２４ａ裏面には円筒状の中空状取付体２８が突設されており、更に、該中空状取付体２８の下部は内側に向かって直角に折曲され、且つ、該折曲部２８ａは前記軸体２５ａに設けた凹部２５ｂにきつく密嵌できる形状に形成されている。

そこで、ダイヤフラム２４に設けた前記中空状取付体２８の中空部を前記軸体２５ａの周側面に密接するとともに、前記折曲部２８ａを軸体２５ａに設けた凹部２５ｂに強制的
に密嵌させることによりダイヤフラム２４を揺動体２５に取付ける。このとき、ダイヤフラム２４は前記中空状取付体２８、特に、折曲部２８ａが軸体２５ａに設けた前記凹部２５ｂに喰い込んだ状態で密嵌されているので、揺動体２５の揺動時に軸体２５ａが中空状取付体２８から抜けることは一切なく、且つ、軸体２５ａはダイヤフラム２４の底部２４ａ裏面に接触しているにもかかわらず、該ダイヤフラム２４は軸体２５ａの上下運動によって直接的に押圧されることはない。従って、軸体２５ａがポンプ室５を加圧するとき、該軸体２５ａがダイヤフラム２４に設けた吸気弁体１２及び該ダイヤフラム２４の底部における接触面で摩擦が生じることがなく、特に吸気弁体１２が摩耗して破損すると云う欠陥を解消することができる。斯くして、小型ポンプ２１の出力低下を防止し、稼動寿命の向上を期待することが可能となる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為ことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施例を示し、小型ポンプの平面図。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。 従来の小型ポンプの縦断面図

符号の説明

５ ポンプ室
６ 貫通孔
７ 空気導入孔
９ 回転体
１０ 偏心回転軸
１１ 回転駆動軸
１２ 吸気弁体
１２ａ 排気孔
１３ 環状凹溝
１４ 排気弁体
２１ 小型ポンプ
２２ 上ケース
２３ 下ケース
２４ ダイヤフラム
２４ａ 底部
２５ 揺動体
２５ａ 軸体
２５ｂ 凹部
２６ モータ
２８ 中空状取付体
２８ａ 折曲部
Ｖ₁ 吸気弁部
Ｖ₂ 排気弁部

Claims (1)

1. ケース内にポンプ室を形成する複数のダイヤフラムを備え、偏心回転軸により揺動する揺動体によって前記ダイヤフラムが上下動してポンプ動作を行う小型ポンプであって、該ダイヤフラムの底部中心部に貫通孔を設け、該貫通孔に連通する空気導入孔を有する軸体を前記揺動体に突設し、該軸体に前記ダイヤフラムの底部裏面に突設した中空状取付体を嵌着して該ダイヤフラムを該揺動体に連結するとともに、前記貫通孔に吸気弁体を設けて吸気弁部を構成して成る小型ポンプにおいて、
   上記揺動体に設けた軸体は断面形状を略エ字状に形成されて中央部に凹部が設けられ、一方、前記ダイヤフラムの底部裏面に突設され中空状取付体はその下部を内側に折曲し、該折曲部を前記軸体に設けた凹部に密嵌してダイヤフラムを揺動体に取付けることにより、ダイヤフラムに設けた吸気弁部が揺動体の揺動作用によって破損しないように構成されたことを特徴とする小型ポンプ。
   

Images