JP3858134B2 - 小型ポンプ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ室を形成するダイヤフラム部と弁室内に配置された弁体部とを一体に構成したダイヤフラム本体を備えた小型ポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のダイヤフラム部を有する小型ポンプは、図11〜図13に示す通りの構成で、夫々図11はその外観を、図12は断面をまた図13はポンプを構成する各部分を示す。
【0003】
これら図において、1は小型直流モータ、2はモータ1の出力軸、3はカップ形に形成され底面がモータ1の出力軸側の面に取付けられたケース、5は出力軸2に固定されたカラー、6は出力軸2に対して所定角度傾斜させてカラー5に固定された駆動軸、7は穴8を有する板状の駆動体、9は駆動体に下方に伸びて一体に形成された筒形の支持部、10は駆動軸6と駆動体7の間の摩擦を小さくするためのスチールボールである。支持部9は駆動部6にゆるくはめ込まれており、出力軸2が回転すると駆動軸6が傾斜した状態で回転するため、駆動体7は中心に対して穴8のある部分が上下動する。11は例えば板状部材に一つの孔12を形成しこれに一つのシリンダーを固定させた構成のシリンダー部で、このシリンダー部11には三つのねじ孔13が形成されている。
【0004】
14は柔らかいゴムからなるダイヤフラム本体、15は図8に示すようにダイヤフラム本体14から下方に伸びて一体に形成されたつり鐘形のダイヤフラム部、16はその中心の駆動部、17は駆動部16の先端に細い頚部を介して形成された頭部、18はダイヤフラム本体14から上方に伸びて一体に形成された例えば円筒形をした弁体部である。頭部17は駆動体7の穴8を貫通して駆動体7の下面側に突出ており、これによって駆動部16は駆動体7に保持されている。
【0005】
上記のようなダイヤフラム本体14は、一つのダイヤフラム部15、弁体部18等を一体に構成したものでゴム等の弾性材料にて形成されている。
【0006】
20は凹部21を有するバルブハウジングを兼ねた蓋体、22は蓋体(バルブハウジング)20の凹部21に形成された孔、23は孔22の周囲に3個形成された吸気孔、24は蓋体20の中心部に上方に向かって形成された弁室部、25は弁室部24の先端が細くなって形成された排気孔である。
【0007】
この蓋体20はダイヤフラム本体14を挟んでシリンダー部11にねじ孔26を用いてねじ27にて固定され、蓋体20の凹部21とダイヤフラム部15とによってポンプ室28が形成される。蓋体20には切欠き状の溝部30が形成されていて、この溝30により凹部21と弁室部24とがつながっている。従って、ポンプ室28は弁室部24に連通されていることになる。なお、弁体部18は弁室部24の内周面に接触しており、この連通路を塞ぐようになっている。
【0008】
31は柔らかいゴムからなる傘形の弁体、32は弁体31の中心に上方に伸びて一体に形成された支持柱、33は支持柱32の先端に形成されたこれより太い頭部である。弁体31は吸気孔23を十分に覆うような大きさに形成されており、支持柱32が孔22を貫通して頭部33が外側に出て蓋体20に抜けないように取り付けられている。
【0009】
次に、このように構成された小型ポンプの動作について説明する。モータ1が通電されて出力軸2が回転すると駆動軸6も回転し、これにより駆動体7の端が上下動してダイヤフラム部15の駆動部16は上下方向に運動する。このダイヤフラム部のピストン運動で、ポンプ室28は容積が周期的に変化する。駆動部16が下方に移動して容積が増えるときは、ポンプ室28は減圧されて弁体部18は弁室部24に密着して閉じ、反対に弁体31は開いて吸気孔23から空気が流入する。次に、駆動部16が上方に移動して容積が減るときは、ポンプ室28は増圧されて弁体31は蓋体20に密着して閉じ、反対に弁体部18はこのポンプ室28の溝部30を塞いでいる部分が開いてポンプ室28の空気は溝部30、弁室部24を通って排気孔25から排出される。
【0010】
この小型ポンプは、一つのダイヤフラム部が上記の運動を繰り返すことにより吸気孔23より空気を吸入し弁室部24を通り排気口25より排出され、これによりポンプ作用をする。
【0011】
以上述べた図11、12に示す従来のポンプは、ケース3、シリンダー部11、ダイヤフラム本体14、蓋体20の各部がねじ27により固定されてポンプを形成する。
【0012】
これら各部の概要は、図13に示す通りである。この図13において、(A)は蓋体を示す図で、ねじ孔26が形成されている。また(B)はシリンダー部11にダイヤフラム本体14を組み合わせた図で、シリンダー部11にはねじ孔13が形成されている。尚45はダイヤフラム本体14に形成された凸部でシールのためのものである。更に(C)はケースを示す図で、ねじ孔19が形成されている。尚4はケース3にモーター1を取り付けるためのねじである。
【0013】
このようにケース3、シリンダー部11、蓋体20には同一位置に夫々三つのねじ孔が設けられており、これらは図12に示すように組み合わされた後に上記ねじ孔を利用してねじ27により固定される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような構成のダイヤフラムポンプは、モータの出力軸2に取り付けられたカラー5、駆動軸6、駆動体7等よりなる駆動部を収納するケース3と、シリンダー部11と、ダイヤフラム本体14と蓋体(バルブハウジング)20とを組み合わせ、ねじ27にて全体を固定している。そのためこのポンプは、ケース、シリンダー部等を固定するねじ孔19、13、26を設けるスペースが必要であり、小型化には限度がある。また組み合わせ固定の作業が面倒である。。又、これらケース3、シリンダー部11、蓋体20等は、合成樹脂材料にて形成され、これら合成樹脂材料よりなる各部を金属のねじにて固定してある。そのため、ポンプの運転及び使用環境により温度が上昇すると、合成樹脂製の上記各部は、膨張し、特にシリンダー部や蓋体等は撓み等の変形が生ずる。またその膨張係数は、金属製ねじよりも大であるため、特にねじにて固定した部分とその周辺部において変形する。実際には、ねじにて固定された部分は、ねじによりあまり動き得ないためにその変形はねじより遠い部分が大になる。そのため特に蓋体の中央部分の変形が大になり、蓋の中央部が盛り上がるように変形する。又、運転の停止等により温度が低下すると膨張したケース等は、収縮して元の状態に戻る。このように温度上昇と温度の低下を繰り返すことによるねじによる固定にゆるみを生ずることもあり、時にはエアーが洩れることがある。
【0015】
本発明の目的は、前述の一つのポンプ室を有するダイヤフラムポンプ等のようにケース、シリンダー部、蓋体(バルブハウジング)を小型化するためにモーターの出力軸をポンプ全体に対して偏芯させた構成のもので、一層小型であり又前記のケース、シリンダー部、蓋体の組み立て、固定作業の簡単な小型ポンプを提供することにある。
【0016】
また本発明の他の目的は、前記のように一層小型で、ケース、シリンダー部、蓋体の固定を簡単にしたポンプで、更に高温等による蓋体やシリンダー部の変形を防止するようにした小型ポンプを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の小型ポンプは、前述のようなダイヤフラムポンプで、駆動部を収納するケースと、シリンダー部と、蓋体(バルブハウジング)とシリンダー部と蓋体とにより挟持されているダイヤフラム本体とを組み合わせてその一端をねじにより固定し他端をばねにて締め付け固定するようにしたものである。
【0018】
このように従来三つ以上のねじによりねじ止めすることにより固定したポンプに比べ、その一部をばねにて締め付け固定することにより一部のねじ止め部分が不要になり小型になし得ると共にポンプの組み立て固定作業が簡単になる等の効果を有する。
【0019】
又、本発明の小型ポンプは、締め付け固定のために用いるばねをL字状にし、その一端をケース下端部に掛け他端部を蓋体にケース、シリンダー部、蓋体等を固定するためのねじを用いて固定するようにしたものである。またこの小型ポンプにおいて、ばねの蓋体表面側の部分に蓋体を押圧するように作用する押圧部を形成するようにしたことを特徴とする。
【0020】
このように押圧部を有するばねを用いて締め付け固定することにより、蓋体等の変形を防止することが可能になる。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に本発明の小型ポンプの実施の形態を図面にもとづき説明する。
【0022】
図1は、本発明の第1の実施の形態の小型ポンプの外観の概要を示す図、図2は縦断面図である。
【0023】
図2に示す本発明の小型ポンプにおいて、1はモータ、2は回転軸、3は駆動部を収納するケース、5はカラー、6は駆動軸、7は駆動体、11はシリンダー部、14はダイヤフラム本体、15はダイヤフラム部、18は弁体部、20は蓋体(バルブハウジング)、24は弁室部、25は排気口であり、これらは図12に示す従来の小型ポンプと実質上同じである。また図3は蓋体(バルブハウジング)を示し、図4はシリンダー部11とダイヤフラム本体14とを組み合わせた状態を示し、図5はケース3を示すもので、これらは夫々従来のポンプを示す図13の(A)、(B)、(C)と夫々ばねを掛ける溝20a、11a、3aを形成した点を除き実質上同じ構成である。
【0024】
これら図に示すように、本発明の小型ポンプは、ケース3、シリンダー部11、ダイヤフラム本体14、蓋体20を組み合わせた上で、図1の外観図のようにねじ27およびばね40により締め付けて固定したものである。尚図1において(A)は上方より見た図、(B)は正面より見た図である。
【0025】
このように本発明のポンプは、ケース、シリンダー部、蓋体等の組み合わせ固定がねじとばねによる締め付けによるためばねによる固定側はスペースをとらずその分小型にでき又固定も極めて簡単である。
【0026】
図6は本発明の小型ポンプの他の第2の実施の形態を示す図で、(A)は上方より、(B)は正面より見た図である。
【0027】
この第2の実施の形態は、ケース、シリンダー、蓋体(バルブハウジング)等を固定するためにねじ27とばね41とを用いたものである。つまり、第1の実施の形態とばねの形状が異なり、この第2の実施の形態のポンプは、L字状をしたばね41を用いたものである。
【0028】
この図6に示すように本発明の第2の実施の形態は、図2に示すように(第1の実施の形態と同じように)、ケース3、シリンダー部11、ダイヤフラム本体14、蓋体(バルブハウジング)20を組み合わせた上で図6に示すようにL字状のばね41の先端41aをケース3の凹部3bに掛け、またこのばね41の他端をケース3、シリンダー部11、蓋体20等を固定するねじ27にてこれらと共にねじ止めした構成である。したがってねじ止め部分は一つのみでそのため従来のポンプに比べて小型になし得る。またばねを用いこれを一つのねじにて止めるのみであるため組み立て固定作業が比較的簡単に行ない得る。尚図6はケース、シリンダー部、蓋体を組み合わせたものを一つの部品43として示してある。
【0029】
また、この第2の実施の形態のポンプにおいて、ばね41をその蓋体20の側の部分41aが蓋体方向に突出した湾曲部を有する形状にして押圧部を構成すれば、ケース3、シリンダー11、蓋体20をばね41にて締め付け固定した時に前記押圧部41bが蓋体の表面 を押圧し、高温等による蓋体その他の部品の変形を阻止し得る。
【0030】
図7〜図10は二つのポンプ室を有するポンプに本願発明を適用した第3の実施の形態を示す図である。尚図7は正面より見た図、図8は側面より見た図、図9は上方より見た図、図10は断面図である。
【0031】
この実施の形態のポンプは、二つのポンプ室を有し、したがって駆動部7は図10に示す形状をなし、またシリンダー部11のシリンダーに、ダイヤフラム部15、吸気弁 等が夫々二つ設けられた点で第1の実施の形態と相違する。またモーターはポンプに対し偏芯させて配置され、減速ギヤー46および47によりモーター1の出力軸2の回転を減速させて伝達し駆動軸を回動させるようにしたものである。
【0032】
この第3の実施の形態の小型ポンプは、図10に示すようにケース3、シリンダー部11、蓋体(バルブハウジング)20を組み合わせた上でねじ27によりねじ止めし、またばね42にて締め付けて、ケース3、シリンダー部11、蓋体20を固定してポンプを形成するものである。
【0033】
この小型ポンプは、モーター1の駆動により出力軸2を回動させその回転を前述のように減速ギヤー46、47により減速させて駆動軸を回動させる。これにより駆動体7の傾きを変化させ、駆動体7に固定する駆動部16を図面上下方向に往復運動させる。
【0034】
この第3の実施の形態も第1の実施の形態のポンプと同様に一つのねじ27と一つのばね42により固定するもので、小型化と組み立て固定作業の簡単化を実現し得る。
【0035】
本発明の小型ポンプは、一つのねじと一つのばねにてケース、シリンダー部、蓋体(バルブハウジング)の固定を行なうもので、小型で組み立て固定作業が簡単なポンプである。
【0036】
特に、図1、2に示す一つのポンプ室を有する小型ポンプや、図7〜10に示すようなモーターがポンプの一端側に寄せられた配置のポンプのように、一端部はねじ止め以外に固定手段のない構成のポンプに適用すれば極めて有効である。
【0037】
また第2の実施の形態のように、ばねを押圧部を設けた形状にすれば、高温での使用や温度変化の激しい環境下での使用の場合も、蓋体(バルブハウジング)等の変形を押圧部により阻止することが可能であり、常に気密性を保った良好な運転の可能なポンプになし得る。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば、より小型で組み立て、固定が簡単であるポンプを構成し得る。特に、モーターがポンプに対して中央よりずれた端部に位置するポンプの場合の小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態の外観を示す図
【図2】 本発明の第1の実施の形態の断面図
【図3】 本発明の第1の実施の形態のケースを示す図
【図4】 本発明の第1の実施の形態のシリンダー部とダイヤフラム本体の概要を示す図
【図5】 本発明の第1の実施の形態の蓋体(バルブハウジング)を示す図
【図6】 本発明の第2の実施の形態の外観を示す図
【図7】 本発明の第3の実施の形態の外観を示す図
【図8】 本発明の第3の実施の形態の側面図
【図9】 本発明の第3の実施の形態のの平面図
【図10】 本発明の第3の実施の形態の断面図
【図11】 従来のポンプの外観を示す図
【図12】 図11に示す従来のポンプの断面図
【図13】 図11に示す従来のポンプのケース、シリンダー部、蓋体等の各部分を示す図
【符号の説明】
3 ケース
11 シリンダー部
14 ダイヤフラム本体
20 蓋体(バルブハウジング)
27 ねじ
40、41、42 ばね
Claims (3)
- ポンプ室を形成するダイヤフラム部を少なくとも一つ有し又ダイヤフラム部の一部にてほぼ接する弁体部を有しこれらダイヤフラム部および弁体部が一体に形成されたダイヤフラム本体と、前記ダイヤフラム本体のダイヤフラム部が挿入されるシリンダーを少なくとも一つ有するシリンダー部と、前記ダイヤフラム本体の弁体部が配置される弁室とこれに通ずる排気口を有するバルブハウジングと、前記ダイヤフラム本体のダイヤフラム部を駆動する駆動部を収納するケースとを組み合わせ、前記ケース、シリンダー部、バルブハウジングをそれらの一端をねじ止めにより、また他端をばねにより締め付けて一体に固定したポンプで、前記ばねがL字状をなしその一端部を前記ケースの下端部に掛けその他端を前記ねじにてバルブハウジングに固定するようにしたことを特徴とする小型ポンプ。
- 前記ばねのバルブハウジングの表面側の部分にバルブハウジングを押圧するための押圧部を有することを特徴とする請求項1の小型ポンプ。
- モーターがその出力軸をポンプに対して偏芯させて取り付けられたことを特徴とする請求項1又は2の小型ポンプ。
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Cited By (1)
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GB2555198A (en) * | 2016-08-12 | 2018-04-25 | Plan Optik Ag | Micropump |
-
1999
- 1999-06-25 JP JP17979499A patent/JP3858134B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2555198A (en) * | 2016-08-12 | 2018-04-25 | Plan Optik Ag | Micropump |
GB2555198B (en) * | 2016-08-12 | 2021-10-27 | Plan Optik Ag | Micro pump and method for manufacturing a micro pump |
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