JP3858134B2 - 小型ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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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