JP3870356B2 - ダイヤフラムポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、小型ポンプでダイヤフラムを利用したポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来のダイヤフラムポンプの一例を示す図で、１は駆動用のモーター、２はモーター出力軸、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に対し傾斜させれて取付けられた駆動軸、５は駆動軸４に回動可能に取付けられた円板状の駆動体、６Ａ、６Ｂは駆動体５の周辺部に等間隔に配置されている複数のピストンで、円周に沿って配置された複数のポンプ室（図示するポンプは二つのポンプ室７Ａ、７Ｂのみからなるポンプの例で同一円周上の１８０°離れた相対する位置に両ポンプ室７Ａ、７Ｂが位置する）の夫々に位置し往復動可能になっている。８はポンプ室７Ａ、７Ｂとピストン６とをポンプ室７Ａ、７Ｂが気密を保たれるように接続保持しているダイヤフラム、９は逆止弁１１を介してポンプ室７Ａに連通している吸入口、１０は逆止弁１５を介してポンプ室７Ｂに連通している排出口である。
【０００３】
又１１，１２，１４，１５はいずれも逆止弁であり又１３は一つのポンプ室７Ａと他のポンプ室７Ｂとを結ぶ通路である。このポンプは、ダイヤフラム８がピストン６Ａ、６Ｂと一体に形成され、ピストン６Ａ、６Ｂをダイヤフラム８にて一体に接続すると共にダイヤフラムの周辺部８ｃをポンプ室７Ａ、７Ｂを形成する蓋体１６とクランク台３、駆動軸４、駆動体５等からなる駆動機構部分を収容するケース１７にて挟むことによって固定している。
【０００４】
この従来のダイヤフラムポンプは、モーター１によるその出力軸２の回転によりクランク台３が回転し、これによる駆動軸４の運動により駆動体５はその傾きを変化させながら矢印のように移動する。この駆動体５の運動によって左右のピストン６Ａ、６Ｂが交互に上下動してポンプ作用を行なう。つまりピストン６Ａが下方に移動することによりポンプ室７Ａの容積が大になり外部より吸入口９を通り、弁１１を開いて流体が流れ込む。この時弁１２は閉じている。同時にピストン６Ｂは上昇し、ポンプ室７Ｂの容積は減少するためポンプ室７Ｂ内の流体は、弁１５を開き排出口１０よりポンプ外へ排出される。この時弁１４は閉じている。続いてピストン６Ａが上昇し、ピストン６Ｂが下降する。これにより逆にポンプ室７Ａは容積が減少し、ポンプ室７Ｂは容積が増大する。これによりポンプ室７Ａ内の流体は、弁１２を開き通路１３を通り、ポンプ室７Ｂの方向へ送られる。同時にピストン６Ｂの作用により弁１４が開かれ、流体は通路１３からポンプ７Ｂに入る。更に駆動体５の運動により、ピストン６Ａは下降、ピストン６Ｂは上昇して、ポンプ室７Ａは流体を吸入口９より吸入、ポンプ室７Ｂから流体が排出口１０より排出される。
【０００５】
このように、この図５に示す従来のダイヤフラムポンプは、駆動体５の運動によるピストン６Ａ、６Ｂの交互の上下動により、吸入口９より流体を吸入し、ポンプ室７Ａ内に流入させ、更にポンプ室７Ａ内に流入した流体を通路１３を通ってポンプ室７Ｂ内に流入させ、ポンプ室７Ｂ内に流入した流体を排出口１０より排出する。
【０００６】
この図５に示すポンプは、吸入口９をタンク等に接続し、タンク等の内部の空気、その他のガスやその他の流体を吸入口９よりポンプ内に吸入してタンク等の内部の圧力を減少させるために用いられる。
【０００７】
つまり、前述のポンプの操作により、タンク等の内部の流体を吸入口９を通してポンプ室７Ａ内に流入し更にポンプ室７Ａ内の流体と通路１３を通してポンプ室７Ｂに送り、更にポンプ室７Ｂより排出口１０を通して外部に排出する。このようにしてタンク等の内部の流体を外部に排出することによりタンク等の内部の流体の圧力を減少させる。
【０００８】
図５示すポンプは、ポンプ室７Ａ、７Ｂの二つのポンプ室よりなるポンプであるが、前述のように三つ以上のポンプにて構成することもできる。即ち三つ以上のポンプを円周に沿って等間隔に配置し、そのうちの一つの第１のポンプ室を吸入口に接続し、これと隣接する他の第２のポンプ室とを逆止弁を介して流路により接続し、同様に第３、第４・・・のポンプ室を順次接続し、最後のポンプ室を排出口と接続した構成である。
【０００９】
このように三つ以上のポンプ室を有するポンプは、図５に示すと同様の駆動機構によるピストンの運動により、流体を吸入口より第１のポンプ室に流入し、第１のポンプ室から順次第２、第３・・・のポンプ室へと送って最後のポンプ室より排出口を通して送る。
【００１０】
以上のように、図５に示す二つのポンプ室よりなるポンプ、又は同じ原理の複数のポンプ室よりなるポンプは、いずれも流体を順次各ポンプ室を通して送るもので、直列式のポンプである。
【００１１】
このような三つ以上のポンプ室よりなる直列式のダイヤフラムポンプも、前述の二つのポンプ室よりなる直列式のダイヤフラムポンプと同様、吸入口に空気、ガスその他流体を収納したタンクを接続し、ポンプの操作により吸入口よりタンク内の流体を吸入して第１のポンプ室へ送り込み、順次第２、第３、・・・のポンプ室へ送り排出口に接続する最後のポンプ室より排出口を通ってポンプ外へ排出する。これによりタンク内の流体の圧力を減少させるために用いる。
【００１２】
このような直列式のダイヤフラムポンプは、例えば吸入口より第１のポンプ室に流体を流入し、第２、第３・・・のポンプ室をへて順次流体を送り、各ポンプ室において流体を加圧して圧力を高め、排出口に接続する最後のポンプ室にて最も高い圧力にして、例えば高圧の空気等の高い圧力の流体をタンク等に送り込むためにも用いられる。つまり増圧のためにも用いられる。
【００１３】
この増圧用に設計された直列式のダイヤフラムポンプのうち二つのポンプ室よりなるポンプの一例を示すと図６に示す通りである。
【００１４】
この図６に示すポンプも図５に示すポンプと実質上同じ構成であるが、ポンプ室７Ａ、７Ｂを構成するダイヤフラム８の薄肉部８ａ、８ｂの形状が図５に示すポンプと相違する。
【００１５】
即ち、図５、図６に示すポンプは、いずれも薄肉部がピストンの運動が可能であってこの運動による形状の変化がスムーズに行ない得て、しかも高い圧力又は低い圧力でその変化に十分耐え得るためにＵ字状をなしている。しかし図５に示す減圧用の場合ポンプ室内の圧力は逆に低くなり、それによる吸引力によって、ダイヤフラム全体が変形するのを防止することも含めて考えた場合、薄肉部は逆Ｕ字形が望ましいため、図５は逆Ｕ字形であり、一方図６はＵ字形になっている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、一般にダイヤフラムポンプは、図５、図６に示すようにピストンの運動により変形する薄肉の所をＵ字状にしてポンプ室内が外気等よりも高い又は低い圧力になっても薄肉部が無理なく変形して、スムーズにポンプ作用が行なわれ又破損しないようにしている。
【００１７】
前述のように、直列式のダイヤフラムポンプを減圧のために用いる場合、吸入口に接続するポンプ室の圧力が小になり、その圧力は排出口に接続するポンプ室の圧力よりも小になる。しかも排出口に接続するポンプ室の圧力は、排出口を通って直接外部に排出されるために外部の流体の圧力に近い圧力になる。
【００１８】
例えば、上記のように減圧することによりタンク内の空気を引いてタンク内の圧力を下げる場合、吸入口をタンクに接続して、まずタンク内の空気を吸入口に接続するポンプ室に吸入し、順次ポンプ室を通って、排出口に接続するポンプ室より外部へ排出する。そのため、吸入口に接続するポンプ室内の圧力は次第に減少するが、排出口に接続するポンプ室は外部に近い圧力になる。
【００１９】
また直列式のダイヤフラムポンプで増圧のために用いる場合、排出口に接続するポンプ室は増圧されて、吸入口に接続するポンプ室よりも高い圧力になる。しかも吸入口に接続するポンプ室は外気等の外部の流体が直接流入されこれが次のポンプ室へ送り込まれるため、このポンプ室内の圧力は外部の流体の圧力に近い圧力である。この流体が順次加圧されて次に送られるため、最後の排出口に接続するポンプ室が最も圧力が高くなる。
【００２０】
このようにして排出口に接続するポンプ室内の圧力は、吸入口に接続するポンプ室内の圧力より高い圧力になる。しかも前記のように吸入口に接続するポンプ室の圧力は外部の流体の圧力とほぼ同じ圧力である。
【００２１】
このように、直列式のダイヤフラムポンプは、増圧のために用いる場合、吸入口に接続するポンプ室は他のポンプ室に比べて圧力が小であり、しかも外部の圧力にほぼ等しい圧力であり、また減圧のために用いる場合、排出口に接続するポンプ室の圧力が大であり、しかも外部の圧力にほぼ等しい圧力になる。
【００２２】
このように、直列式のダイヤフラムポンプは、増圧に用いる場合も減圧に用いる場合も、いずれも吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とは大きな圧力差が生ずる。
【００２３】
そのため、直列式のダイヤフラムポンプでこのように圧力差の大きいポンプ室が同じ形状の場合、それが外部の流体の圧力とほぼ同じ圧力に強い形状であれ、逆に外部の流体よりも非常に高い圧力又は低い圧力に強い形状であれ、耐久性等において問題が生ずる。
【００２４】
本発明は、直列式ダイヤフラムポンプにおける前記の欠点を解消するためのもので、ポンプ室に圧力差が生じてもダイヤフラム部特に肉薄部分の破損が生じないようにしたダイヤフラムポンプを提供するものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイヤフラムポンプは、吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とを含む複数のポンプ室を備え、二つのポンプ室よりなる場合は前記吸入口に接続するポンプ室と前記排出口に接続するポンプ室とを流路又は部屋にて接続するか又は両ポンプ室の他にポンプ室を有する場合は両ポンプ室とその間の他のポンプ室を吸入口に接続するポンプ室から排出口に接続するポンプ室まで順次流路又は部屋にて接続し、各ポンプ室に備えられたピストンの運動により流体を吸入口より吸入して吸入口に接続するポンプ室より排出口に接続するポンプ室へ直接又は順次各ポンプ室を通して送り、排出口に接続するポンプ室より排出口を通して排出するようにした直列式のポンプで、前記各ポンプ室がピストンの運動によりその容積が変化してポンプ作用を行ない得るように変形が容易であるように薄肉部を含んでいてピストンを往復動可能に支持するダイヤフラムを有し、少なくとも吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室の薄肉部を異なる形状にしたことを特徴とする。
【００２６】
即ち、本発明のダイヤフラムポンプは、二つのポンプ室又は三つ以上のポンプ室つまり複数のポンプ室よりなる直列式のダイヤフラムポンプで、減圧又は増圧のために用いるものであって、ダイヤフラムにて形成されたポンプ室の薄肉部の形状をポンプ運転時の各ポンプ室の平均的な圧力に対し最も望ましい形状になるように夫々が異なった形状にした点を特徴とするものである。
【００２７】
特に、本発明のような直列式ダイヤフラムポンプにおいて、減圧用に設計される場合、ポンプ運転中の各ポンプ室の圧力は、吸入口に接続するポンプ室が最も圧力が低く、排出口に接続されるポンプ室が比較的高くポンプ室のうちでは最も高い。又増圧用に設計される場合、吸入口に接続するポンプ室の圧力が比較的低く、排出口に接続するポンプ室の圧力が最も高い。いずれにせよ、吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室との圧力差が最も大である。したがって、少なくとも吸入口に接続するポンプ室の薄肉部の形状と排出口に接続するポンプ室の薄肉部の形状を異なるものにすることが望ましい。そして、前記の両ポンプ室の薄肉部の形状をポンプ運転時の最も望ましい形状にすることが好ましい。
【００２８】
ここで、二つのポンプ室を有するもので減圧のためと増圧のための夫々について、同様に三つ以上のポンプ室を有するもので減圧のためと増圧のための夫々について述べる。
【００２９】
まず、二つのポンプ室よりなる本発明のダイヤフラムポンプは、次の通りの構成である。
【００３０】
つまり、吸入口に接続する第１のポンプ室と排出口に接続する他のポンプ室（最後のポンプ室）とを有し、両ポンプ室を流路又は部屋にて接続した構成で、両ポンプ室に夫々設けられたピストンの運動により吸入口よりタンク等又はポンプ外の流体を第１のポンプ室へ流入し、更に流体を第１のポンプ室より流路を通して他のポンプ室へ送り、減圧又は増圧した上で他の最後のポンプ室より排出口を通してポンプ外へ排出するかあるいはタンク等へ送り込むもので、第１のポンプ室の薄肉部の形状と他の最後の薄肉部の形状とが異なるようにしたことを特徴とする。
【００３１】
前記の二つのポンプ室よりなる本発明のポンプを減圧のために用いる場合の構成としては、低い圧力になる第１のポンプ室の薄肉部の形状を極めて低い圧力に強い形状である逆Ｕ字状とし、外部に通ずる排出口に接続するポンプ室である最後のポンプの薄肉部の形状を外部の流体の圧力に近い圧力に対して最も強い形状である平坦な形状にすることが最も望ましい。しかし、この最後のポンプ室の薄肉部の形状は、平坦（断面直線）でなくとも緩い曲率の湾曲面（断面曲線）でもよい。
【００３２】
また増圧のために用いるポンプの場合の第１のポンプ室と最後のポンプ室の薄肉部分の最も望ましい形状は、第１のポンプ室が平坦な形状であり、最後のポンプ室がＵ字状である。ただし、第１のポンプ室は、平坦又はそれに近い形状であればよく、例えば断面形状が直線でなくとも緩い曲線であってもよい。
【００３３】
次に三つ以上のポンプ室よりなる本発明のダイヤフラムポンプは、吸入口に接続する第１のポンプ室と、第１のポンプ室と流路又は部屋により接続する第２のポンプ室と第２のポンプ室と流路又は部屋にて接続し排出口に接続する最後のポンプ室である第３のポンプ室よりなり（三つのポンプ室の場合）又は吸入口に接続する第１のポンプ室と第１のポンプ室と流路又は部屋にて順次接続される第２、第３、・・・のポンプ室と最後のポンプ室とよりなり、少なくとも第１のポンプ室（吸入口に接続するポンプ室）と最後のポンプ室（排出口に接続するポンプ室）とをその薄肉部を異なる形状にしたことを特徴とする。
【００３４】
この三つのポンプ室よりなるポンプで減圧用に設計されたポンプは、第１のポンプ室のダイヤフラム部の薄肉部を逆Ｕ字状とし、最後のポンプ室のダイヤフラム部の薄肉部を平坦又は緩い湾曲面にすることが望ましい。
【００３５】
以上のように構成すれば、二つのポンプ室よりなるダイヤフラムポンプと同様に各ポンプ室を構成するダイヤフラムが耐久性に富んだものになる。
【００３６】
また、三つ以上のポンプ室よりなるダイヤフラムポンプの場合、第１のポンプ室と最後のポンプ室の間のポンプ室のダイヤフラム部の薄肉部の形状は、増圧用の場合はＵ字状又は平坦のいずれでもよい。また第１のポンプ室を平坦または緩い曲率の湾曲面とし、第２、第３、・・・のポンプ室を順に曲率を強くして最後のポンプ室の薄肉部をＵ字状にしてもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明のダイヤフラムポンプのうちの二つのポンプ室よりなる直列式ダイヤフラムポンプの実施の形態について述べる。
【００３８】
図１は本発明のダイヤフラムポンプの全体の構成を、図２はその要部を示す図で、図５に示す二つのポンプ（ダイヤフラム部）を直列に接続したポンプにおけるダイヤフラム（ダイヤフラム部とピストン）を示すものである。
【００３９】
この実施の形態のダイヤフラムポンプは、図５に示すものと同様の構成であって、６Ａ、６Ｂはピストン、７Ａ、７Ｂはポンプ室、８はダイヤフラム、９は吸入口、１０は排出口、１１、１２、１４、１５は逆止弁、１３は通路である。
【００４０】
そのうち、ダイヤフラム８は、図２の（Ｂ）に示すように、第１のポンプ室７Ａを構成するダイヤフラム部とピストン６Ａとの構成は、図５に示すような従来例と同じ構成（薄肉部分８ａが逆Ｕ字状）であるが、第２のポンプ室７Ｂは（Ｂ）に示す断面図のように、ピストン６Ｂの往復運動により変形する薄肉部８ｂが平坦な形状で、断面直線状をなすことを特徴とする。
【００４１】
このように、この実施の形態のダイヤフラムポンプは、吸入口９に接続するポンプ室７Ａと排出口１０に接続するポンプ室７Ｂとを構成するダイヤフラム８の薄肉部８ａ又は８ｂの形状が異なる形状にしたことを特徴としている。
【００４２】
このポンプは、減圧のために用いるものであって、したがって吸入口９に接続するポンプ室７Ａより排出口１０に接続するポンプ室７Ｂの方が圧力が高い。つまり吸入口９をタンク等に接続し、ポンプ作用によりタンク等よりポンプ室７Ａに吸引し、減圧した後に流体をポンプ室７Ｂに送り、排出口より排出する。そのためポンプ室７Ａはポンプ室７Ｂより圧力が低下し、またポンプ室７Ｂは外部に接続するため外部の圧力に近い圧力である。
【００４３】
したがって、ポンプ室７Ａは圧力が低くなるポンプ室に適した形状である断面逆Ｕ字状をなす薄肉部８ａを有しており、他のポンプ室７Ｂは、外部の圧力とほぼ同じ圧力に対して適した比較的平坦な薄肉部を有している。つまり図１、２には平坦な形状（断面が直線）に示してあるが緩く湾曲した形状（断面が曲率の緩い曲線）でもよい。
【００４４】
このように構成することにより、排出口に接続するポンプ室のように外部圧力に近い圧力でも亀裂が生ずることなく、また吸入口に接続するポンプ室は、減圧された状態に適した形状であるため、両ポンプ室とも最適な運動を行ない、耐久性にとんだポンプである。
【００４５】
尚図１に示すポンプは、ポンプ室７Ａとポンプ室７Ｂとを通路１３にて連通させてあるがこのような通路の代わりに広い空間を有する部屋を形成し、ポンプ室７Ａとポンプ室７Ｂとの間にそれらを結んで流体が流れる部分が存在すればよい。そして通路や前記部屋等の部分を介して両ポンプ室とが連通するようにし、前記部屋とポンプ室７Ａおよび７Ｂとの境に逆止弁を夫々設ければよい。また逆止弁はポンプ室７Ａの側またはポンプ室７Ｂの側のいずれか一方のみにしてもよい。同様に通路にて両ポンプ室を結ぶ構成の図１のポンプにおいて逆止弁１２または逆止弁１４は用いずにいずれか一方の逆止弁を用いるようにしてもよい。
【００４６】
この実施の形態において、二つのポンプ室ではなく、三つ以上のポンプ室よりなる直列式ダイヤフラムポンプの場合、吸入口に接続するポンプ室が図２の（Ｂ）の左側のポンプ室のような形状で、排出口に接続するポンプ室が図２の（Ｂ）の右側のポンプ室のような形状であれば間の他のポンプ室は、薄肉部が逆Ｕ字状でも、平坦な形状でも、緩い湾曲面を有する形状でもいずれでもよい。
【００４７】
また、三つ以上のポンプ室よりなるポンプの場合、吸入口に接続するポンプ室が逆Ｕ字状で、続いて次第に湾曲の度合いを弱くし、排出口に接続するポンプ室の薄肉部が最も緩く湾曲した形状または平坦な形状にしてもよい。
【００４８】
図３は他の第２の実施の形態を示す図である。この実施の形態は、本発明を二つのポンプ室よりなる直列式ダイヤフラムポンプで、増圧用として設計されたダイヤフラムに適用した例である。つまり図６に示す従来のダイヤフラムポンプに本発明を適用した実施の形態である。
【００４９】
この実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、ポンプ室７Ａのダイヤフラムの薄肉部８ａとポンプ室７Ｂのダイヤフラムの薄肉部８ｂとを異なった形状にしている。しかし薄肉部の形状は、第１の実施の形態とは異なり、吸入口に接続するポンプ室７Ａが平坦で、排出口に接続するポンプ室７ＢがＵ字状をしている。
【００５０】
図６に示すような、増圧のために用いるダイヤフラムポンプは、吸入口に接続するポンプ室７Ａは、外部の流体の圧力に比較的近い圧力であるため、ダイヤフラム８の薄肉部８ａを平坦な形状とし、また排出口に接続するポンプ室７Ｂはタンク等に接続し、その内部の圧力を高くするために極めて高い圧力になるためにダイヤフラム８の薄肉部８ｂの形状をＵ字状にしてある。
【００５１】
この実施の形態においても、ポンプ室７Ａのダイヤフラムの薄肉部は平坦な形状でなく緩い湾曲状にしてもよい。
【００５２】
また第２の実施の形態のような増圧を目的とした直列式のダイヤフラムポンプにおいて、三つ以上のポンプ室よりなるポンプの場合、吸入口に接続するポンプ室の薄肉部の形状を図３のポンプ室７Ａのようにし、排出口に接続するポンプ室７Ｂの薄肉部と同じ形状にすれば、両ポンプ室の間のポンプ室の薄肉部の形状は、Ｕ字状でも平坦でもよい。
【００５３】
また三つ以上のポンプ室よりなり増圧のための直列式ダイヤフラムポンプの場合、吸入口に接続するポンプ室を図３のポンプ室７Ａのように、平坦または緩い曲率の湾曲面とし、次第に曲率を強くして排出口に接続するポンプ室をＵ字状とすればより好ましい。
【００５４】
以上述べた第１、第２の実施の形態によれば、直列式ポンプであっても、どのポンプ室も亀裂等の破損のおそれのない耐久性の優れたダイヤフラムポンプになし得る。
【００５５】
以上本発明のダイヤフラムポンプの実施の形態について述べたが、以上の構成とは異なる次の構成のダイヤフラムポンプも本発明の目的を達成し得る。
【００５６】
即ち、複数のポンプ室にて構成された減圧または増圧のためのポンプで、各ポンプ室の形状は同一形状であって、ポンプ室のうち少なくとも吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とがポンプ室の径の異なるポンプ室にするかあるいはピストンの径の異なるポンプ室にしたものである。
【００５７】
図４は、前述の吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室をポンプ室の径又はピストンの径を異なるようにして本発明の目的を達成し得るようにしたダイヤフラムポンプを示す。
【００５８】
図４において、（Ａ）は減圧式の二つのポンプ室よりなる直列式のダイヤフラムポンプのダイヤフラム（ポンプ室）およびピストンの部分を示し、左側のポンプ室は、ピストンの径がｘ１、ポンプ室の径がｘ２であり、右側のポンプ室は、ピストンの径がｙ１、ポンプ室の径がｙ２である。
【００５９】
この図４（Ａ）において、左側のポンプ室が吸入口に接続されており、右側のポンプ室が排出口に接続されていて、タンク等より吸入口を通して左側のポンプ室に、更に流路を通って右側のポンプ室へ送られ、これらポンプ室にて減圧され排出口よりタンク等に供給される。つまり左側の吸入口に接続するポンプ室よりも右側の排出口に接続するポンプ室が圧力が高く、吸入口に接続するポンプ室は圧力が少なくとも外部の圧力よりは非常に低圧力でありまた排出口に接続するポンプ室の圧力が外部の圧力に近い圧力である。
【００６０】
この場合、減圧用では図４の（Ａ）のような構成で、左側の吸入口に接続するポンプ室の径ｘ１を小にしただしピストンの径ｙ１、ｙ２は等しくしてある。つまりｘ１＜ｘ２、ｙ１＝ｙ２にしてある。
【００６１】
これによって、亀裂等が発生することがなく、良好で耐久性にとんだポンプになし得る。
【００６２】
また、左側のポンプ室の径ｘ１と右側のポンプ室の径ｘ２とを等しくしてｘ１＝ｘ２とし、左側のポンプ室のピストンの径ｙ１を右側のポンプ室のピストンの径ｙ２よりも大にしてｙ１＞ｙ２としてもよい。つまりｘ１＝ｘ２，ｙ１＞ｙ２とすればよい。
【００６３】
また三つ以上のポンプ室よりなる減圧式ポンプの場合、ｘ１＜ｘ２＜・・・＜ｘｎで、ｙ１＝ｙ２＝・・・ｙｎとすればよい。またｘ１＜ｘｎ、ｙ１＝ｙ２＝・・・＝ｙｎとし、ｘ２、ｘ３・・・は例えばｘ１とｘｎの間の適宜値であって等しい値にしてもよい。またはｘ１＝ｘ２＝・・・＝ｘｎでｙ１＞ｙｎとし、ｙ２、ｙ３、・・・はｙ１とｙｎの間の適宜な値としすべて等しい値にしてもよい。
【００６４】
また、図４（Ｂ）のダイヤフラムやピストンよりなる増圧式のポンプでポンプ室が三つ以上の場合、ｘ１＞ｘ２＞ｘ３＞・・・＞ｘｎでｙ１＝ｙ２＝ｙ３＝・・・＝ｙｎとするか、ｘ１＝ｘ２＝ｘ３＝・・・＝ｘｎでｙ１＜ｙ２＜ｙ３＜・・・＜ｙｎとすればよい。
【００６５】
また、ｘ１＞ｘｎ、ｙ１＝ｙ２＝・・・＝ｙｎで、ｘ２、ｘ３、・・・はｘ１とｘｎの間の適宜な等しい値にするか、ｘ１＝ｘ２＝・・・＝ｘｎでｙ１＜ｙｎとし、ｙ２、ｙ３、・・・はｙ１とｙｎの間の適宜な等しい値にしてもよい。
【００６６】
更にこのポンプを増圧用として用いる場合図４の（Ｂ）のような構成で、左側のポンプ室を吸入口を介して外部に接続し、右側のポンプ室を排出口を介してタンク等に接続したとき、ｘ１＞ｘ２で、ｙ１＝ｙ２とするか、ｘ１＝ｘ２でｙ１＜ｙ２とすればよい。
【００６７】
このダイヤフラムポンプにおいては、薄肉部は、外気圧等の外部の圧力よりも高い圧力又は低い圧力に適している断面Ｕ字状のままで、ダイヤフラム部（ポンプ室）の径を変化させることにより、あるいはピストンの径を変化させることにより、外気圧等の外部の圧力とほぼ等しい圧力のポンプ室においても亀裂が生ずることがなく、したがって耐久性の優れたダイヤフラムポンプになし得る。
【００６８】
以上述べたポンプ室またはピストンの径を変えるようにしたポンプも、ポンプ全体の構成は、減圧式の場合図１に示すものと同じであり、また増圧式の場合は、図３に示す構成と同じである。
【００６９】
そしてこれらポンプにおいてもポンプ室とポンプ室の間の接続は、必ずしも通路つまり細長い流体の通り路にする必要はなく、両ポンプ室と別々に接する空間（部屋）でもよい。また通路または部屋と夫々のポンプ室とが接する部分に設ける逆止弁は各ポンプ室に設けてもよいが、両ポンプ室のいずれか一方に設けてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明のダイヤフラムポンプは、ポンプ室を構成するダイヤフラム部の薄肉部を異なる形状とし、又はポンプ室の径あるいはピストンの径を異なるものにすることによって、各ポンプ室において圧力差の生ずる直列式のダイヤフラムポンプにおいてもポンプ室（ダイヤフラム部）の亀裂が生じにくい耐久性にとんだポンプになし得るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のダイヤフラムポンプの実施の形態の構成を示す図
【図２】 図１に示すダイヤフラムポンプの要部であるダイヤフラム部の構成を示す図
【図３】 本発明のダイヤフラムポンプの他の第２の実施の形態の構成を示す図
【図４】 本発明の目的を達成する他のイヤフラムポンプを説明するための図
【図５】 従来の直列式のイヤフラムポンプの構成を示す図
【図６】 従来の直列式のダイヤフラムポンプの他の構成を示す図
【符号の説明】
６Ａ、６Ｂ ピストン
７Ａ、７Ｂ ポンプ室
８ ダイヤフラム
８ａ、８ｂ 肉薄部
９ 吸入口
１０ 排出口
【産業上の利用分野】
本発明は、小型ポンプでダイヤフラムを利用したポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来のダイヤフラムポンプの一例を示す図で、１は駆動用のモーター、２はモーター出力軸、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に対し傾斜させれて取付けられた駆動軸、５は駆動軸４に回動可能に取付けられた円板状の駆動体、６Ａ、６Ｂは駆動体５の周辺部に等間隔に配置されている複数のピストンで、円周に沿って配置された複数のポンプ室（図示するポンプは二つのポンプ室７Ａ、７Ｂのみからなるポンプの例で同一円周上の１８０°離れた相対する位置に両ポンプ室７Ａ、７Ｂが位置する）の夫々に位置し往復動可能になっている。８はポンプ室７Ａ、７Ｂとピストン６とをポンプ室７Ａ、７Ｂが気密を保たれるように接続保持しているダイヤフラム、９は逆止弁１１を介してポンプ室７Ａに連通している吸入口、１０は逆止弁１５を介してポンプ室７Ｂに連通している排出口である。
【０００３】
又１１，１２，１４，１５はいずれも逆止弁であり又１３は一つのポンプ室７Ａと他のポンプ室７Ｂとを結ぶ通路である。このポンプは、ダイヤフラム８がピストン６Ａ、６Ｂと一体に形成され、ピストン６Ａ、６Ｂをダイヤフラム８にて一体に接続すると共にダイヤフラムの周辺部８ｃをポンプ室７Ａ、７Ｂを形成する蓋体１６とクランク台３、駆動軸４、駆動体５等からなる駆動機構部分を収容するケース１７にて挟むことによって固定している。
【０００４】
この従来のダイヤフラムポンプは、モーター１によるその出力軸２の回転によりクランク台３が回転し、これによる駆動軸４の運動により駆動体５はその傾きを変化させながら矢印のように移動する。この駆動体５の運動によって左右のピストン６Ａ、６Ｂが交互に上下動してポンプ作用を行なう。つまりピストン６Ａが下方に移動することによりポンプ室７Ａの容積が大になり外部より吸入口９を通り、弁１１を開いて流体が流れ込む。この時弁１２は閉じている。同時にピストン６Ｂは上昇し、ポンプ室７Ｂの容積は減少するためポンプ室７Ｂ内の流体は、弁１５を開き排出口１０よりポンプ外へ排出される。この時弁１４は閉じている。続いてピストン６Ａが上昇し、ピストン６Ｂが下降する。これにより逆にポンプ室７Ａは容積が減少し、ポンプ室７Ｂは容積が増大する。これによりポンプ室７Ａ内の流体は、弁１２を開き通路１３を通り、ポンプ室７Ｂの方向へ送られる。同時にピストン６Ｂの作用により弁１４が開かれ、流体は通路１３からポンプ７Ｂに入る。更に駆動体５の運動により、ピストン６Ａは下降、ピストン６Ｂは上昇して、ポンプ室７Ａは流体を吸入口９より吸入、ポンプ室７Ｂから流体が排出口１０より排出される。
【０００５】
このように、この図５に示す従来のダイヤフラムポンプは、駆動体５の運動によるピストン６Ａ、６Ｂの交互の上下動により、吸入口９より流体を吸入し、ポンプ室７Ａ内に流入させ、更にポンプ室７Ａ内に流入した流体を通路１３を通ってポンプ室７Ｂ内に流入させ、ポンプ室７Ｂ内に流入した流体を排出口１０より排出する。
【０００６】
この図５に示すポンプは、吸入口９をタンク等に接続し、タンク等の内部の空気、その他のガスやその他の流体を吸入口９よりポンプ内に吸入してタンク等の内部の圧力を減少させるために用いられる。
【０００７】
つまり、前述のポンプの操作により、タンク等の内部の流体を吸入口９を通してポンプ室７Ａ内に流入し更にポンプ室７Ａ内の流体と通路１３を通してポンプ室７Ｂに送り、更にポンプ室７Ｂより排出口１０を通して外部に排出する。このようにしてタンク等の内部の流体を外部に排出することによりタンク等の内部の流体の圧力を減少させる。
【０００８】
図５示すポンプは、ポンプ室７Ａ、７Ｂの二つのポンプ室よりなるポンプであるが、前述のように三つ以上のポンプにて構成することもできる。即ち三つ以上のポンプを円周に沿って等間隔に配置し、そのうちの一つの第１のポンプ室を吸入口に接続し、これと隣接する他の第２のポンプ室とを逆止弁を介して流路により接続し、同様に第３、第４・・・のポンプ室を順次接続し、最後のポンプ室を排出口と接続した構成である。
【０００９】
このように三つ以上のポンプ室を有するポンプは、図５に示すと同様の駆動機構によるピストンの運動により、流体を吸入口より第１のポンプ室に流入し、第１のポンプ室から順次第２、第３・・・のポンプ室へと送って最後のポンプ室より排出口を通して送る。
【００１０】
以上のように、図５に示す二つのポンプ室よりなるポンプ、又は同じ原理の複数のポンプ室よりなるポンプは、いずれも流体を順次各ポンプ室を通して送るもので、直列式のポンプである。
【００１１】
このような三つ以上のポンプ室よりなる直列式のダイヤフラムポンプも、前述の二つのポンプ室よりなる直列式のダイヤフラムポンプと同様、吸入口に空気、ガスその他流体を収納したタンクを接続し、ポンプの操作により吸入口よりタンク内の流体を吸入して第１のポンプ室へ送り込み、順次第２、第３、・・・のポンプ室へ送り排出口に接続する最後のポンプ室より排出口を通ってポンプ外へ排出する。これによりタンク内の流体の圧力を減少させるために用いる。
【００１２】
このような直列式のダイヤフラムポンプは、例えば吸入口より第１のポンプ室に流体を流入し、第２、第３・・・のポンプ室をへて順次流体を送り、各ポンプ室において流体を加圧して圧力を高め、排出口に接続する最後のポンプ室にて最も高い圧力にして、例えば高圧の空気等の高い圧力の流体をタンク等に送り込むためにも用いられる。つまり増圧のためにも用いられる。
【００１３】
この増圧用に設計された直列式のダイヤフラムポンプのうち二つのポンプ室よりなるポンプの一例を示すと図６に示す通りである。
【００１４】
この図６に示すポンプも図５に示すポンプと実質上同じ構成であるが、ポンプ室７Ａ、７Ｂを構成するダイヤフラム８の薄肉部８ａ、８ｂの形状が図５に示すポンプと相違する。
【００１５】
即ち、図５、図６に示すポンプは、いずれも薄肉部がピストンの運動が可能であってこの運動による形状の変化がスムーズに行ない得て、しかも高い圧力又は低い圧力でその変化に十分耐え得るためにＵ字状をなしている。しかし図５に示す減圧用の場合ポンプ室内の圧力は逆に低くなり、それによる吸引力によって、ダイヤフラム全体が変形するのを防止することも含めて考えた場合、薄肉部は逆Ｕ字形が望ましいため、図５は逆Ｕ字形であり、一方図６はＵ字形になっている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、一般にダイヤフラムポンプは、図５、図６に示すようにピストンの運動により変形する薄肉の所をＵ字状にしてポンプ室内が外気等よりも高い又は低い圧力になっても薄肉部が無理なく変形して、スムーズにポンプ作用が行なわれ又破損しないようにしている。
【００１７】
前述のように、直列式のダイヤフラムポンプを減圧のために用いる場合、吸入口に接続するポンプ室の圧力が小になり、その圧力は排出口に接続するポンプ室の圧力よりも小になる。しかも排出口に接続するポンプ室の圧力は、排出口を通って直接外部に排出されるために外部の流体の圧力に近い圧力になる。
【００１８】
例えば、上記のように減圧することによりタンク内の空気を引いてタンク内の圧力を下げる場合、吸入口をタンクに接続して、まずタンク内の空気を吸入口に接続するポンプ室に吸入し、順次ポンプ室を通って、排出口に接続するポンプ室より外部へ排出する。そのため、吸入口に接続するポンプ室内の圧力は次第に減少するが、排出口に接続するポンプ室は外部に近い圧力になる。
【００１９】
また直列式のダイヤフラムポンプで増圧のために用いる場合、排出口に接続するポンプ室は増圧されて、吸入口に接続するポンプ室よりも高い圧力になる。しかも吸入口に接続するポンプ室は外気等の外部の流体が直接流入されこれが次のポンプ室へ送り込まれるため、このポンプ室内の圧力は外部の流体の圧力に近い圧力である。この流体が順次加圧されて次に送られるため、最後の排出口に接続するポンプ室が最も圧力が高くなる。
【００２０】
このようにして排出口に接続するポンプ室内の圧力は、吸入口に接続するポンプ室内の圧力より高い圧力になる。しかも前記のように吸入口に接続するポンプ室の圧力は外部の流体の圧力とほぼ同じ圧力である。
【００２１】
このように、直列式のダイヤフラムポンプは、増圧のために用いる場合、吸入口に接続するポンプ室は他のポンプ室に比べて圧力が小であり、しかも外部の圧力にほぼ等しい圧力であり、また減圧のために用いる場合、排出口に接続するポンプ室の圧力が大であり、しかも外部の圧力にほぼ等しい圧力になる。
【００２２】
このように、直列式のダイヤフラムポンプは、増圧に用いる場合も減圧に用いる場合も、いずれも吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とは大きな圧力差が生ずる。
【００２３】
そのため、直列式のダイヤフラムポンプでこのように圧力差の大きいポンプ室が同じ形状の場合、それが外部の流体の圧力とほぼ同じ圧力に強い形状であれ、逆に外部の流体よりも非常に高い圧力又は低い圧力に強い形状であれ、耐久性等において問題が生ずる。
【００２４】
本発明は、直列式ダイヤフラムポンプにおける前記の欠点を解消するためのもので、ポンプ室に圧力差が生じてもダイヤフラム部特に肉薄部分の破損が生じないようにしたダイヤフラムポンプを提供するものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイヤフラムポンプは、吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とを含む複数のポンプ室を備え、二つのポンプ室よりなる場合は前記吸入口に接続するポンプ室と前記排出口に接続するポンプ室とを流路又は部屋にて接続するか又は両ポンプ室の他にポンプ室を有する場合は両ポンプ室とその間の他のポンプ室を吸入口に接続するポンプ室から排出口に接続するポンプ室まで順次流路又は部屋にて接続し、各ポンプ室に備えられたピストンの運動により流体を吸入口より吸入して吸入口に接続するポンプ室より排出口に接続するポンプ室へ直接又は順次各ポンプ室を通して送り、排出口に接続するポンプ室より排出口を通して排出するようにした直列式のポンプで、前記各ポンプ室がピストンの運動によりその容積が変化してポンプ作用を行ない得るように変形が容易であるように薄肉部を含んでいてピストンを往復動可能に支持するダイヤフラムを有し、少なくとも吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室の薄肉部を異なる形状にしたことを特徴とする。
【００２６】
即ち、本発明のダイヤフラムポンプは、二つのポンプ室又は三つ以上のポンプ室つまり複数のポンプ室よりなる直列式のダイヤフラムポンプで、減圧又は増圧のために用いるものであって、ダイヤフラムにて形成されたポンプ室の薄肉部の形状をポンプ運転時の各ポンプ室の平均的な圧力に対し最も望ましい形状になるように夫々が異なった形状にした点を特徴とするものである。
【００２７】
特に、本発明のような直列式ダイヤフラムポンプにおいて、減圧用に設計される場合、ポンプ運転中の各ポンプ室の圧力は、吸入口に接続するポンプ室が最も圧力が低く、排出口に接続されるポンプ室が比較的高くポンプ室のうちでは最も高い。又増圧用に設計される場合、吸入口に接続するポンプ室の圧力が比較的低く、排出口に接続するポンプ室の圧力が最も高い。いずれにせよ、吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室との圧力差が最も大である。したがって、少なくとも吸入口に接続するポンプ室の薄肉部の形状と排出口に接続するポンプ室の薄肉部の形状を異なるものにすることが望ましい。そして、前記の両ポンプ室の薄肉部の形状をポンプ運転時の最も望ましい形状にすることが好ましい。
【００２８】
ここで、二つのポンプ室を有するもので減圧のためと増圧のための夫々について、同様に三つ以上のポンプ室を有するもので減圧のためと増圧のための夫々について述べる。
【００２９】
まず、二つのポンプ室よりなる本発明のダイヤフラムポンプは、次の通りの構成である。
【００３０】
つまり、吸入口に接続する第１のポンプ室と排出口に接続する他のポンプ室（最後のポンプ室）とを有し、両ポンプ室を流路又は部屋にて接続した構成で、両ポンプ室に夫々設けられたピストンの運動により吸入口よりタンク等又はポンプ外の流体を第１のポンプ室へ流入し、更に流体を第１のポンプ室より流路を通して他のポンプ室へ送り、減圧又は増圧した上で他の最後のポンプ室より排出口を通してポンプ外へ排出するかあるいはタンク等へ送り込むもので、第１のポンプ室の薄肉部の形状と他の最後の薄肉部の形状とが異なるようにしたことを特徴とする。
【００３１】
前記の二つのポンプ室よりなる本発明のポンプを減圧のために用いる場合の構成としては、低い圧力になる第１のポンプ室の薄肉部の形状を極めて低い圧力に強い形状である逆Ｕ字状とし、外部に通ずる排出口に接続するポンプ室である最後のポンプの薄肉部の形状を外部の流体の圧力に近い圧力に対して最も強い形状である平坦な形状にすることが最も望ましい。しかし、この最後のポンプ室の薄肉部の形状は、平坦（断面直線）でなくとも緩い曲率の湾曲面（断面曲線）でもよい。
【００３２】
また増圧のために用いるポンプの場合の第１のポンプ室と最後のポンプ室の薄肉部分の最も望ましい形状は、第１のポンプ室が平坦な形状であり、最後のポンプ室がＵ字状である。ただし、第１のポンプ室は、平坦又はそれに近い形状であればよく、例えば断面形状が直線でなくとも緩い曲線であってもよい。
【００３３】
次に三つ以上のポンプ室よりなる本発明のダイヤフラムポンプは、吸入口に接続する第１のポンプ室と、第１のポンプ室と流路又は部屋により接続する第２のポンプ室と第２のポンプ室と流路又は部屋にて接続し排出口に接続する最後のポンプ室である第３のポンプ室よりなり（三つのポンプ室の場合）又は吸入口に接続する第１のポンプ室と第１のポンプ室と流路又は部屋にて順次接続される第２、第３、・・・のポンプ室と最後のポンプ室とよりなり、少なくとも第１のポンプ室（吸入口に接続するポンプ室）と最後のポンプ室（排出口に接続するポンプ室）とをその薄肉部を異なる形状にしたことを特徴とする。
【００３４】
この三つのポンプ室よりなるポンプで減圧用に設計されたポンプは、第１のポンプ室のダイヤフラム部の薄肉部を逆Ｕ字状とし、最後のポンプ室のダイヤフラム部の薄肉部を平坦又は緩い湾曲面にすることが望ましい。
【００３５】
以上のように構成すれば、二つのポンプ室よりなるダイヤフラムポンプと同様に各ポンプ室を構成するダイヤフラムが耐久性に富んだものになる。
【００３６】
また、三つ以上のポンプ室よりなるダイヤフラムポンプの場合、第１のポンプ室と最後のポンプ室の間のポンプ室のダイヤフラム部の薄肉部の形状は、増圧用の場合はＵ字状又は平坦のいずれでもよい。また第１のポンプ室を平坦または緩い曲率の湾曲面とし、第２、第３、・・・のポンプ室を順に曲率を強くして最後のポンプ室の薄肉部をＵ字状にしてもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明のダイヤフラムポンプのうちの二つのポンプ室よりなる直列式ダイヤフラムポンプの実施の形態について述べる。
【００３８】
図１は本発明のダイヤフラムポンプの全体の構成を、図２はその要部を示す図で、図５に示す二つのポンプ（ダイヤフラム部）を直列に接続したポンプにおけるダイヤフラム（ダイヤフラム部とピストン）を示すものである。
【００３９】
この実施の形態のダイヤフラムポンプは、図５に示すものと同様の構成であって、６Ａ、６Ｂはピストン、７Ａ、７Ｂはポンプ室、８はダイヤフラム、９は吸入口、１０は排出口、１１、１２、１４、１５は逆止弁、１３は通路である。
【００４０】
そのうち、ダイヤフラム８は、図２の（Ｂ）に示すように、第１のポンプ室７Ａを構成するダイヤフラム部とピストン６Ａとの構成は、図５に示すような従来例と同じ構成（薄肉部分８ａが逆Ｕ字状）であるが、第２のポンプ室７Ｂは（Ｂ）に示す断面図のように、ピストン６Ｂの往復運動により変形する薄肉部８ｂが平坦な形状で、断面直線状をなすことを特徴とする。
【００４１】
このように、この実施の形態のダイヤフラムポンプは、吸入口９に接続するポンプ室７Ａと排出口１０に接続するポンプ室７Ｂとを構成するダイヤフラム８の薄肉部８ａ又は８ｂの形状が異なる形状にしたことを特徴としている。
【００４２】
このポンプは、減圧のために用いるものであって、したがって吸入口９に接続するポンプ室７Ａより排出口１０に接続するポンプ室７Ｂの方が圧力が高い。つまり吸入口９をタンク等に接続し、ポンプ作用によりタンク等よりポンプ室７Ａに吸引し、減圧した後に流体をポンプ室７Ｂに送り、排出口より排出する。そのためポンプ室７Ａはポンプ室７Ｂより圧力が低下し、またポンプ室７Ｂは外部に接続するため外部の圧力に近い圧力である。
【００４３】
したがって、ポンプ室７Ａは圧力が低くなるポンプ室に適した形状である断面逆Ｕ字状をなす薄肉部８ａを有しており、他のポンプ室７Ｂは、外部の圧力とほぼ同じ圧力に対して適した比較的平坦な薄肉部を有している。つまり図１、２には平坦な形状（断面が直線）に示してあるが緩く湾曲した形状（断面が曲率の緩い曲線）でもよい。
【００４４】
このように構成することにより、排出口に接続するポンプ室のように外部圧力に近い圧力でも亀裂が生ずることなく、また吸入口に接続するポンプ室は、減圧された状態に適した形状であるため、両ポンプ室とも最適な運動を行ない、耐久性にとんだポンプである。
【００４５】
尚図１に示すポンプは、ポンプ室７Ａとポンプ室７Ｂとを通路１３にて連通させてあるがこのような通路の代わりに広い空間を有する部屋を形成し、ポンプ室７Ａとポンプ室７Ｂとの間にそれらを結んで流体が流れる部分が存在すればよい。そして通路や前記部屋等の部分を介して両ポンプ室とが連通するようにし、前記部屋とポンプ室７Ａおよび７Ｂとの境に逆止弁を夫々設ければよい。また逆止弁はポンプ室７Ａの側またはポンプ室７Ｂの側のいずれか一方のみにしてもよい。同様に通路にて両ポンプ室を結ぶ構成の図１のポンプにおいて逆止弁１２または逆止弁１４は用いずにいずれか一方の逆止弁を用いるようにしてもよい。
【００４６】
この実施の形態において、二つのポンプ室ではなく、三つ以上のポンプ室よりなる直列式ダイヤフラムポンプの場合、吸入口に接続するポンプ室が図２の（Ｂ）の左側のポンプ室のような形状で、排出口に接続するポンプ室が図２の（Ｂ）の右側のポンプ室のような形状であれば間の他のポンプ室は、薄肉部が逆Ｕ字状でも、平坦な形状でも、緩い湾曲面を有する形状でもいずれでもよい。
【００４７】
また、三つ以上のポンプ室よりなるポンプの場合、吸入口に接続するポンプ室が逆Ｕ字状で、続いて次第に湾曲の度合いを弱くし、排出口に接続するポンプ室の薄肉部が最も緩く湾曲した形状または平坦な形状にしてもよい。
【００４８】
図３は他の第２の実施の形態を示す図である。この実施の形態は、本発明を二つのポンプ室よりなる直列式ダイヤフラムポンプで、増圧用として設計されたダイヤフラムに適用した例である。つまり図６に示す従来のダイヤフラムポンプに本発明を適用した実施の形態である。
【００４９】
この実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、ポンプ室７Ａのダイヤフラムの薄肉部８ａとポンプ室７Ｂのダイヤフラムの薄肉部８ｂとを異なった形状にしている。しかし薄肉部の形状は、第１の実施の形態とは異なり、吸入口に接続するポンプ室７Ａが平坦で、排出口に接続するポンプ室７ＢがＵ字状をしている。
【００５０】
図６に示すような、増圧のために用いるダイヤフラムポンプは、吸入口に接続するポンプ室７Ａは、外部の流体の圧力に比較的近い圧力であるため、ダイヤフラム８の薄肉部８ａを平坦な形状とし、また排出口に接続するポンプ室７Ｂはタンク等に接続し、その内部の圧力を高くするために極めて高い圧力になるためにダイヤフラム８の薄肉部８ｂの形状をＵ字状にしてある。
【００５１】
この実施の形態においても、ポンプ室７Ａのダイヤフラムの薄肉部は平坦な形状でなく緩い湾曲状にしてもよい。
【００５２】
また第２の実施の形態のような増圧を目的とした直列式のダイヤフラムポンプにおいて、三つ以上のポンプ室よりなるポンプの場合、吸入口に接続するポンプ室の薄肉部の形状を図３のポンプ室７Ａのようにし、排出口に接続するポンプ室７Ｂの薄肉部と同じ形状にすれば、両ポンプ室の間のポンプ室の薄肉部の形状は、Ｕ字状でも平坦でもよい。
【００５３】
また三つ以上のポンプ室よりなり増圧のための直列式ダイヤフラムポンプの場合、吸入口に接続するポンプ室を図３のポンプ室７Ａのように、平坦または緩い曲率の湾曲面とし、次第に曲率を強くして排出口に接続するポンプ室をＵ字状とすればより好ましい。
【００５４】
以上述べた第１、第２の実施の形態によれば、直列式ポンプであっても、どのポンプ室も亀裂等の破損のおそれのない耐久性の優れたダイヤフラムポンプになし得る。
【００５５】
以上本発明のダイヤフラムポンプの実施の形態について述べたが、以上の構成とは異なる次の構成のダイヤフラムポンプも本発明の目的を達成し得る。
【００５６】
即ち、複数のポンプ室にて構成された減圧または増圧のためのポンプで、各ポンプ室の形状は同一形状であって、ポンプ室のうち少なくとも吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とがポンプ室の径の異なるポンプ室にするかあるいはピストンの径の異なるポンプ室にしたものである。
【００５７】
図４は、前述の吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室をポンプ室の径又はピストンの径を異なるようにして本発明の目的を達成し得るようにしたダイヤフラムポンプを示す。
【００５８】
図４において、（Ａ）は減圧式の二つのポンプ室よりなる直列式のダイヤフラムポンプのダイヤフラム（ポンプ室）およびピストンの部分を示し、左側のポンプ室は、ピストンの径がｘ１、ポンプ室の径がｘ２であり、右側のポンプ室は、ピストンの径がｙ１、ポンプ室の径がｙ２である。
【００５９】
この図４（Ａ）において、左側のポンプ室が吸入口に接続されており、右側のポンプ室が排出口に接続されていて、タンク等より吸入口を通して左側のポンプ室に、更に流路を通って右側のポンプ室へ送られ、これらポンプ室にて減圧され排出口よりタンク等に供給される。つまり左側の吸入口に接続するポンプ室よりも右側の排出口に接続するポンプ室が圧力が高く、吸入口に接続するポンプ室は圧力が少なくとも外部の圧力よりは非常に低圧力でありまた排出口に接続するポンプ室の圧力が外部の圧力に近い圧力である。
【００６０】
この場合、減圧用では図４の（Ａ）のような構成で、左側の吸入口に接続するポンプ室の径ｘ１を小にしただしピストンの径ｙ１、ｙ２は等しくしてある。つまりｘ１＜ｘ２、ｙ１＝ｙ２にしてある。
【００６１】
これによって、亀裂等が発生することがなく、良好で耐久性にとんだポンプになし得る。
【００６２】
また、左側のポンプ室の径ｘ１と右側のポンプ室の径ｘ２とを等しくしてｘ１＝ｘ２とし、左側のポンプ室のピストンの径ｙ１を右側のポンプ室のピストンの径ｙ２よりも大にしてｙ１＞ｙ２としてもよい。つまりｘ１＝ｘ２，ｙ１＞ｙ２とすればよい。
【００６３】
また三つ以上のポンプ室よりなる減圧式ポンプの場合、ｘ１＜ｘ２＜・・・＜ｘｎで、ｙ１＝ｙ２＝・・・ｙｎとすればよい。またｘ１＜ｘｎ、ｙ１＝ｙ２＝・・・＝ｙｎとし、ｘ２、ｘ３・・・は例えばｘ１とｘｎの間の適宜値であって等しい値にしてもよい。またはｘ１＝ｘ２＝・・・＝ｘｎでｙ１＞ｙｎとし、ｙ２、ｙ３、・・・はｙ１とｙｎの間の適宜な値としすべて等しい値にしてもよい。
【００６４】
また、図４（Ｂ）のダイヤフラムやピストンよりなる増圧式のポンプでポンプ室が三つ以上の場合、ｘ１＞ｘ２＞ｘ３＞・・・＞ｘｎでｙ１＝ｙ２＝ｙ３＝・・・＝ｙｎとするか、ｘ１＝ｘ２＝ｘ３＝・・・＝ｘｎでｙ１＜ｙ２＜ｙ３＜・・・＜ｙｎとすればよい。
【００６５】
また、ｘ１＞ｘｎ、ｙ１＝ｙ２＝・・・＝ｙｎで、ｘ２、ｘ３、・・・はｘ１とｘｎの間の適宜な等しい値にするか、ｘ１＝ｘ２＝・・・＝ｘｎでｙ１＜ｙｎとし、ｙ２、ｙ３、・・・はｙ１とｙｎの間の適宜な等しい値にしてもよい。
【００６６】
更にこのポンプを増圧用として用いる場合図４の（Ｂ）のような構成で、左側のポンプ室を吸入口を介して外部に接続し、右側のポンプ室を排出口を介してタンク等に接続したとき、ｘ１＞ｘ２で、ｙ１＝ｙ２とするか、ｘ１＝ｘ２でｙ１＜ｙ２とすればよい。
【００６７】
このダイヤフラムポンプにおいては、薄肉部は、外気圧等の外部の圧力よりも高い圧力又は低い圧力に適している断面Ｕ字状のままで、ダイヤフラム部（ポンプ室）の径を変化させることにより、あるいはピストンの径を変化させることにより、外気圧等の外部の圧力とほぼ等しい圧力のポンプ室においても亀裂が生ずることがなく、したがって耐久性の優れたダイヤフラムポンプになし得る。
【００６８】
以上述べたポンプ室またはピストンの径を変えるようにしたポンプも、ポンプ全体の構成は、減圧式の場合図１に示すものと同じであり、また増圧式の場合は、図３に示す構成と同じである。
【００６９】
そしてこれらポンプにおいてもポンプ室とポンプ室の間の接続は、必ずしも通路つまり細長い流体の通り路にする必要はなく、両ポンプ室と別々に接する空間（部屋）でもよい。また通路または部屋と夫々のポンプ室とが接する部分に設ける逆止弁は各ポンプ室に設けてもよいが、両ポンプ室のいずれか一方に設けてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明のダイヤフラムポンプは、ポンプ室を構成するダイヤフラム部の薄肉部を異なる形状とし、又はポンプ室の径あるいはピストンの径を異なるものにすることによって、各ポンプ室において圧力差の生ずる直列式のダイヤフラムポンプにおいてもポンプ室（ダイヤフラム部）の亀裂が生じにくい耐久性にとんだポンプになし得るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のダイヤフラムポンプの実施の形態の構成を示す図
【図２】 図１に示すダイヤフラムポンプの要部であるダイヤフラム部の構成を示す図
【図３】 本発明のダイヤフラムポンプの他の第２の実施の形態の構成を示す図
【図４】 本発明の目的を達成する他のイヤフラムポンプを説明するための図
【図５】 従来の直列式のイヤフラムポンプの構成を示す図
【図６】 従来の直列式のダイヤフラムポンプの他の構成を示す図
【符号の説明】
６Ａ、６Ｂ ピストン
７Ａ、７Ｂ ポンプ室
８ ダイヤフラム
８ａ、８ｂ 肉薄部
９ 吸入口
１０ 排出口
Claims (4)
- 吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とを含む複数のポンプ室を備え、二つのポンプ室よりなる場合は前記吸入口に接続するポンプ室と前記排出口に接続するポンプ室とを流路又は部屋にて接続するか又は両ポンプ室の他にポンプ室を有する場合は両ポンプ室とその間の他のポンプ室を吸入口に接続するポンプ室から排出口に接続するポンプ室まで順次流路又は部屋にて接続し、各ポンプ室に備えられたピストンの運動により流体を吸入口より吸入して吸入口に接続するポンプ室より排出口に接続するポンプ室へ直接又は順次各ポンプ室を通して送り、排出口に接続するポンプ室より排出口を通して排出するようにした直列式のポンプで、前記各ポンプ室がピストンの運動によりその容積が変化してポンプ作用を行ない得るように変形が容易であるように薄肉部を含んでいてピストンを往復動可能に支持するダイヤフラムを有し、吸入口に接続するポンプ室の薄肉部を逆Ｕ字状とし、排出口に接続するポンプ室の薄肉部を平面もしくはゆるい曲面として両ポンプ室の薄肉部を異なる形状にしたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
- 吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とを含む複数のポンプ室を備え、二つのポンプ室よりなる場合は前記吸入口に接続するポンプ室と前記排出口に接続するポンプ室とを流路又は部屋にて接続するか又は両ポンプ室の他にポンプ室を有する場合は両ポンプ室とその間の他のポンプ室を吸入口に接続するポンプ室から排出口に接続するポンプ室まで順次流路又は部屋にて接続し、各ポンプ室に備えられたピストンの運動により流体を吸入口より吸入して吸入口に接続するポンプ室より排出口に接続するポンプ室へ直接又は順次各ポンプ室を通して送り、排出口に接続するポンプ室より排出口を通して排出するようにした直列式のポンプで、前記各ポンプ室がピストンの運動によりその容積が変化してポンプ作用を行ない得るように変形が容易であるように薄肉部を含んでいてピストンを往復動可能に支持するダイヤフラムを有し、吸入口に接続するポンプ室の薄肉部を平面もしくはゆるい曲面とし、排出口に接続するポンプ室の薄肉部をＵ字状として両ポンプ室の薄肉部を異なる形状にしたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
- 吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とを含む複数のポンプ室を備え、二つのポンプ室よりなる場合は前記吸入口に接続するポンプ室と前記排出口に接続するポンプ室とを流路又は部屋にて接続するか又は両ポンプ室の他にポンプ室を有する場合は両ポンプ室とその間の他のポンプ室を吸入口に接続するポンプ室から排出口に接続するポンプ室まで順次流路又は部屋にて接続し、各ポンプ室に備えられたピストンの運動により流体を吸入口より吸入して吸入口に接続するポンプ室より排出口に接続するポンプ室へ直接又は順次各ポンプ室を通して送り、排出口に接続するポンプ室より排出口を通して排出するようにした直列式のポンプで、前記各ポンプ室がピストンの運動によりその容積が変化してポンプ作用を行ない得るように変形が容易であるように薄肉部を含んでいてピストンを往復動可能に支持するダイヤフラムを有し、吸入口に接続するポンプ室および排出口に接続するポンプ室の薄肉部を逆Ｕ字状とし、吸入口に接続するポンプ室の径が排出口に接続するポンプ室の径より小にし、前記両ポンプ室のピストンの径を等しくするかあるいは吸入口に接続するポンプ室のピストンの径を排出口に接続するポンプ室のピストンの径より大にし、前記両ポンプ室の径を等しくして両ポンプ室の薄肉部を異なる形状にしたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
- 吸入口に接続するポンプ室と排出口に接続するポンプ室とを含む複数のポンプ室を備え、二つのポンプ室よりなる場合は前記吸入口に接続するポンプ室と前記排出口に接続するポンプ室とを流路又は部屋にて接続するか又は両ポンプ室の他にポンプ室を有する場合は両ポンプ室とその間の他のポンプ室を吸入口に接続するポンプ室から排出口に接続するポンプ室まで順次流路又は部屋にて接続し、各ポンプ室に備えられたピストンの運動により流体を吸入口より吸入して吸入口に接続するポンプ室より排出口に接続するポンプ室へ直接又は順次各ポンプ室を通して送り、排出口に接続するポンプ室より排出口を通して排出するようにした直列式のポンプで、前記各ポンプ室がピストンの運動によりその容積が変化してポンプ作用を行ない得るように変形が容易であるように薄肉部を含んでいてピストンを往復動可能に支持するダイヤフラムを有し、吸入口に接続するポンプ室および排出口に接続するポンプ室の薄肉部をＵ字状とし、吸入口に接続するポンプ室の径を排出口に接続するポンプ室の径より大にし、前記両ポンプ室のピストンの径を等しくするかあるいは吸入口に接続するポンプ室のピストンの径を排出口に接続するポンプ室の径より小にし、前記両ポンプ室の径を等しくしてして両ポンプ室の薄肉部を異なる形状にしたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
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-
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