JP4161302B2 - Diaphragm pump - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型なダイヤフラムポンプであって、特に二つ以上のポンプ室を備え、それらを直列に接続した直列型のダイヤフラム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ポンプで、吐出口より流体を外部に供給する際に比較的高い圧力にて供給するため等の理由から直列型のものが知られている。（例えば特許文献１、２、３、４参照）
【特許文献１】
特願平４−３１９２２２号公報
【特許文献２】
特願平１０−３３５５２号公報
【特許文献３】
特願平１１−２４９９５０号公報
【特許文献４】
特願平１１−２６５５６０号公報
【０００３】
このような直列型ダイヤフラムポンプは、そのほとんどが図７に示すような構成である。
【０００４】
図７において、１は駆動用のモータ、２はモータ出力軸、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に対し傾斜させて取り付けられた駆動軸、５はケース、６は駆動軸４に回動可能に取り付けられた円板状の駆動体、７はシリンダー部、８はダイヤフラム本体でダイヤフラム部８ａが一体に形成されている。８ｂは駆動体６の周辺部に等間隔に配置されている駆動部（ピストン）で、ダイヤフラム部８ａに一体に形成されている。また９はポンプ室である。このポンプはダイヤフラム部が二つのダイヤフラム部８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）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配置されている。したがって、駆動部８ｂ、ポンプ室９も夫々符号８ｂ（Ａ）、８ｂ（Ｂ）、９（Ａ）、９（Ｂ）に示すように二つ備えている。また２１はバルブハウジング、２２は吸気口２２ａと吐出口２２ｂとを有する蓋体である。また２３、２４、２５、２６はいずれも逆止め弁であり、また２７は一つのポンプ室９（Ａ）と他のポンプ室９（Ｂ）とを結ぶ流路である。
【０００５】
この従来のダイヤフラムポンプは、モータ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６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６の運動によって左右の駆動部８ｂ（Ａ），８ｂ（Ｂ）が交互に上下動してポンプ作用を行なう。つまり駆動部８ｂ（Ａ）が下方に移動することによりポンプ室９（Ａ）の容積が大になり外部より吸入口２２ａを通り、弁２３を開いて流体が流れ込む。この時弁２４は閉じている。同時に駆動部８ｂ（Ｂ）は上昇し、ポンプ室９（Ｂ）の容積は減少するため、ポンプ室９（Ｂ）の流体は弁２６を開き、吐出口２２ｂよりポンプ外へ排出される。この時弁２５は閉じている。続いて駆動部８ｂ（Ａ）が上昇し、駆動部８ｂ（Ｂ）が下降する。これにより逆にポンプ室９（Ａ）は容積が減少し、ポンプ室９（Ｂ）の容積は増大する。これによりポンプ室９（Ａ）内の流体は、弁２４を開き通路２７を通り、ポンプ室９（Ｂ）の方向へ送られる。同時に駆動部８ｂ（Ｂ）の作用により弁２５が開かれ、流体は流路２７からポンプ９（Ｂ）に入る。この時、弁２３、２６は閉じる。更に駆動体６の運動により、駆動部８ｂ（Ａ）は下降、駆動部８ｂ（Ｂ）は上昇して、ポンプ室９（Ａ）は流体を吸気口２２ａより吸入、ポンプ室９（Ｂ）から流体が吐出口２２ｂより排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の直列型のダイヤフラムポンプは、各ダイヤフラム部（ポンプ室）間、即ち、吸入口に接続する第１のダイヤフラム部８ａ（Ａ）と吐出口に通ずる最終のダイヤフラム部８ａ（Ｂ）との間を接続する流路２７の容積が比較的大であるために、例えば第１のダイヤフラム部８ａ（Ａ）の駆動部８ｂ（Ａ）を下降させて外部より流体を吸引する際に、この第１のダイヤフラム部８ａ（Ａ）と最終のダイヤフラム部８ａ（Ｂ）とを接続する流路を形成する空間内の圧力が減少する。その結果、直列型のポンプの一つの目的である流体を外部へ供給する際に圧力を増大させることが困難になる。
【０００７】
上記欠点を除去するために、図７等に示す従来の直列型のダイヤフラムポンプは、ダイヤフラム部間を結ぶ流路の入口にも逆止め弁２４を設けた構成である。
【０００８】
そのために、弁の数が大になる欠点がある。特に三つ以上のダイヤフラム部を有する直列型のダイヤフラムポンプは、更に弁の数が多くなる。その結果、ポンプが大型になり、また小型のポンプの場合、弁を設けるスペースをとりにくくなる。
【０００９】
本発明は、直列型であって、従来のポンプよりも弁の数を少なくしても所望の圧力の増加を可能にしたダイヤフラムポンプを提供するものである。
【００１０】
【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、ポンプ室を形成するダイヤフラム部を複数有するダイヤフラム本体と、前記ダイヤフラム部のうちの一つに通ずる吸入口と、他のダイヤフラム部のうちの一つに通ずる吐出口と、前記吸入口に通ずるダイヤフラム部より前記吐出口に通ずるダイヤフラム部へ順次連通する各流路を有し、前記各ダイヤフラム部に夫々設けられている駆動部の往復動により、前記吸入口より吸入し、前記吸入口に通ずるダイヤフラム部より流路を介して順次各ダイヤフラム部に送り、前記吐出口に通ずるダイヤフラム部より吐出口を介して外部に流体を供給する直列型のポンプで、前記各流路を狭くすることにより、前記吸入口と前記吐出口と各流路の各ダイヤフラム部へ流体を送り込む側とに逆止め弁を設けることにより増圧しての流体の供給を可能にしたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のダイヤフラムポンプは、各ダイヤフラム部を結ぶ流路を狭くすることにより、流路の吸引側の通気孔（流体が流路に流れ込む側の通気孔）あるいは、流路の吐出側（流体が流路よりダイヤフラム部へ流れ出す側の通気孔）のいずれか一方は逆止め弁を設けなくとも流路内の圧力が減少することが少なく、ポンプより外部へ供給する流体の圧力を増大させ得る。その結果、弁の数を少なくし得る。
【００１２】
また、ポンプの設計の自由度が増し、より小型な直列型のダイヤフラムポンプの実現が可能になる。
【００１３】
特に、ダイヤフラム部の数つまりポンプ室の数の多いダイヤフラムポンプの場合、弁の数の削減が大であり、小型であってしかも排出する流体の圧力が一層大であるダイヤフラムポンプを実現し得る。
【００１４】
また、本発明のダイヤフラムポンプは、弁を保持するバルブハウジングとこのバルブハウジングのダイヤフラム部（ポンプ室）側とは反対側に吸入口を有する蓋体を取り付けた構成であって、バルブハウジングにその蓋体側であって、各ダイヤフラム部の間に対応する箇所に凹部を形成し、一方蓋体に、そのバルブハウジング側で前記の凹部と嵌合する凸部を形成するもので、この凹部と凸部との間に狭い空間を形成することにより、これを各ダイヤフラム部を結ぶ流路としたものである。
【００１５】
これにより本発明のダイヤフラム部は、製作が容易であって、組み立ての簡単な構成で流路の形成を可能にした。
【００１６】
更に、蓋体の凸部に狭い溝を形成することにより、より一層狭い流路の形成が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明のダイヤフラムポンプの実施の形態について図面にもとづいて説明する。
【００１８】
図１、図２は本発明のダイヤフラムポンプの第１の実施の形態の構成を示す図で、図１は吸入口を中心に、また図２は吐出口を中心として示したものである。つまり、図１は吸気口より流入した流体が第１のダイヤフラム部（図１の左側のダイヤフラム部）から流路を通って第２のダイヤフラム部（図１の右側のダイヤフラム部）への流体の流れが明らかになるようにした図であり、図２は第２のダイヤフラム部より吐出弁を通り吐出口より排出されるまでの流体の流れが明らかになるようにした図である。
【００１９】
これら図１、２において、１はモータ、２はモータ１の出力軸、３は出力軸１に固定されているクランク台、４はクランク台３に傾斜させて配置してある駆動軸、５はケース、６は駆動軸４に回動可能に取り付けられた駆動体、７はシリンダー部、８は二つのダイヤフラム部８ａ（Ａ）、８ａ（Ｂ）を有するダイヤフラム本体である。このダイヤフラム本体８のダイヤフラム部８ａ（Ａ）、８ａ（Ｂ）には夫々駆動部（ピストン）８ｂ（Ａ）、８ｂ（Ｂ）が設けられており、各ダイヤフラム部８ａ（Ａ）、８ａ（Ｂ）がシリンダー部７の各シリンダー内に配置されると共に、各ダイヤフラム部８ａ（Ａ）、８ａ（Ｂ）の駆動部８ｂ（Ａ）、８ｂ（Ｂ）の先端の取り付け部８ｃ（Ａ）、８ｃ（Ｂ）を駆動体６に取り付けることにより、クランク台３、駆動体６等の駆動機構とダイヤフラム部８ａ（Ａ）、８ａ（Ｂ）等がケース５とシリンダー部７内に収納されるように、ケース５、シリンダー部７、ダイヤフラム本体が組み合わされている。
【００２０】
また、図１において、１０はバルブハウジングで、このバルブハウジング１０には、仕切り壁１０ｂを挟んで二つの凹部１０ａ（Ａ）、１０ａ（Ｂ）が形成されている。この凹部１０ａ（Ａ）の底部には通気孔１１、１３と弁取り付け孔１０ｆが、同様に凹部１０ａ（Ｂ）の底部には通気孔１５と弁取り付け孔１０ｇが形成されている。更に、このバルブハウジング１０には図２に示すように、円筒状の弁室部１０ｃ、吐出口１０ｄが一体に形成され、弁室部１０ｃと右側のダイヤフラム部８ａ（Ｂ）を結ぶ溝１７が形成されている。
【００２１】
また１２、１６は夫々バルブハウジング１０の弁取り付け孔１０ｆ、１０ｇに取り付けられた逆止め弁である。
【００２２】
また、２０は蓋体で、バルブハウジング１０の一方の凹部１０ａ（Ａ）に対応する位置には吸入口２０ａが、また他方の凹部１０ａ（Ｂ）には対応する位置には、これに嵌合する凸部２０ｂが形成されている。この蓋体２０は図１、２に示すようにバルブハウジング１０に固定される。
【００２３】
このようにバルブハウジング１０と蓋体２０とを組み合わせ固定した状態にて、後に詳細に述べるようにバルブハウジング１０の凹部１０ａ（Ｂ）の底部と蓋体２０の凸部２０ｂとの間に、ダイヤフラム部８ａ（Ａ）とダイヤフラム部８ａ（Ｂ）とを結ぶ流路１４つまりポンプ室９（Ａ）とポンプ室９（Ｂ）とを結ぶ流路が形成されるようにしてある。
【００２４】
以上のような構成のバルブハウジング１０と蓋体２０とを一体化したものを、図１、２に示すように、ケース５、シリンダー部７、ダイヤフラム本体８等と一体に組み合わせることにより、本発明のダイヤフラムポンプが形成される。
【００２５】
次に、図１、図２をもとに本発明のダイヤフラムポンプの作用を説明する。
【００２６】
この直列型のダイヤフラムポンプは、モータ１の駆動による出力軸２の回転によって、クランク台３が回転する。このクランク台３の回転により駆動軸４の傾斜方向が連続的に変化し、それに伴い駆動体６もその傾斜方向を変化させる。
【００２７】
この駆動体６の傾斜方向の変化により、これに取り付けられている駆動部（ピストン）８ｂ（Ａ）、８ｂ（Ｂ）が上下動（往復動）し、ポンプ作用が行なわれる。
【００２８】
つまり左側のダイヤフラム８ａ（Ａ）の駆動部（ピストン）８ｂ（Ａ）は下降し、そのポンプ室の容積が増大して圧力が減少すると、外部より流体は、吸入口２０ａより吸引され、吸気弁１２を開いて左側のポンプ室９（Ａ）内に入る。
【００２９】
更に左側のポンプ室９（Ａ）の容積が減少して圧力が増大すると通気孔１３より流路１４を通って他方のポンプ室９（Ｂ）へ送られ、弁１６を開いて図１の右側のポンプ室９（Ｂ）内に流入する。この時ポンプ室９（Ｂ）側の駆動部８ｂ（Ｂ）は、下降しているため、流体は支障なくポンプ室９（Ｂ）内に流入する。つまり、図１の左側のダイヤフラム部８ａ（Ａ）において駆動部８ｂ（Ａ）が上昇する時、右側のダイヤフラム部８ａ（Ｂ）においては駆動部８ｂ（Ｂ）が下降する。したがって、ポンプ室９（Ａ）より流体が送り出された時、ポンプ室９（Ｂ）はその容積は増大し、流体はポンプ室９（Ｂ）内に流れ込む。
【００３０】
次に、図１の左側のダイヤフラム部８ａ（Ａ）の駆動部８ｂ（Ａ）が下降してポンプ室９（Ａ）の容積が大になると弁１２は開いて流体はポンプ室９（Ａ）に流れ込む。この時図１の右側のダイヤフラム部９ａ（Ｂ）の駆動部９ｂ（Ｂ）は上昇し、ポンプ室９（Ｂ）の容積が減少し室内の圧力が増加するため、弁１６は閉じる。
【００３１】
その時、ポンプ室９（Ｂ）内の流体は、図２において溝１７を通り吐出弁８ｄを開いて外部へ供給される。
【００３２】
この動作を繰り返すことにより増圧された流体が外部へ供給される。
【００３３】
ここで、図３は、バルブハウジング１０の平面図（図１において上方より見た図）であり、また図４は蓋体の底面図（図１において下方より見た図）、図５は蓋体の側面図（断面図）である。
【００３４】
これら図３、図４、図５にもとづいて、バルブハウジング１０の凹部１０ａ（Ｂ）と蓋体２０の凸部２０ｂとの間に形成される流路等の構成の一例を述べる。
【００３５】
図３は、バルブハウジング１０の平面図（図１における上方より見た図）である。この図３において、１０ｂは左右の凹部つまり１０ａ（Ａ）と１０ａ（Ｂ）とを気密に仕切る仕切り壁で、この仕切り壁１０ｂにて仕切られた凹部のうち、凹部１０ａ（Ａ）には通気孔１１と弁取り付け孔１０ｆとが形成されている。一方他の凹部１０ａ（Ｂ）には、通気孔１５と仕切り壁１０ｂの近傍の通気孔１３が更に弁取り付け孔１０ｇとが形成されている。
【００３６】
次に、図４、図５は、蓋体２０を示す図で、図４は底面図（図１において下方より見た図）、図５は断面図である。
【００３７】
これら図４、５において２０ａは吸入口、２０ｂは図３に示すバルブハウジング１０の凹部１０ａ（Ｂ）に嵌合する凸部、２０ｃは流路１４を形成するための溝、２０ｄは弁１６の取り付け部の位置する凹部である。
【００３８】
この図３のバルブハウジング１０と、図４、５の蓋体を、蓋体２０の凸部２０ｂがバルブハウジング１０の凹部１０ａ（Ｂ）に嵌合するように組み合わせる。
【００３９】
それにより、バルブハウジング１０と蓋体２０を組み合わせ一体化したものは、通気孔１３から狭い溝２０ｃ（流路１４）を通り通気孔１５へ通ずるつまりポンプ室９（Ａ）とポンプ室９（Ｂ）とを結ぶ流路（極めて狭い流路）が形成される。
【００４０】
以上述べたポンプ室９（Ａ）へ流入し、ポンプ室９（Ｂ）に移り、吐出弁８ｄへの流体の流れを、図３乃至図５にもとづいて、更に詳細に説明する。
【００４１】
まず、図１において、吸入口２０ａ側のダイヤフラム部８ａ（Ａ）の駆動部８ｂ（Ａ）が下降することにより、蓋体２０の吸入口２０ａより、つまり図４に示す蓋体２０の吸入口２０ａより入った流体は、図３に示すバルブハウジング１０に形成されている凹部１０ａ（Ａ）と蓋体２０の吸入口２０ａの周辺の面とで構成される空間Ａに入り、通気孔１１より図１に示す弁１２を開きポンプ室９（Ａ）に入る。続いて駆動部８ｂ（Ａ）の上昇により、ポンプ室９（Ａ）よりの流体は、図１および図３に示す仕切り壁１０ｂのポンプ室９（Ｂ）側の通気孔１３より図４に示す蓋体２０の凸部底面に形成された流路１４を通り、通気孔１５側に流れる。この時、駆動部８ｂ（Ｂ）は下降しており、通気孔１５より弁１６を開いて、ポンプ室９（Ｂ）に入る。ポンプ室９（Ｂ）に入った流体は、ダイヤフラム部の駆動部８ｂ（Ｂ）の上昇により図２に示すように吐出弁８ｄを通り、吐出口１０ｄより外部に供給される。
【００４２】
この実施の形態のポンプは、図４、図５に示すように、ポンプ室９（Ａ）とポンプ室９（Ｂ）とを結ぶ溝２０ｃが流路１４を形成し狭くなっており、流路全体の容積も小である。したがって、ダイヤフラム部８ａ（Ａ）の駆動部８ｂ（Ａ）が下降してポンプ室９（Ａ）の容積が大になった時も、流路１４内の圧力の減少はほとんどない。
【００４３】
そのため、流路１４のポンプ室９（Ａ）側の通気孔１３に逆止め弁を設けなくとも、ポンプより送り出される流体は増圧されたまま送り出される。また、流路１４内の圧力が僅か減少したとしても流路自体の容積が小であるため、排出する流体の圧力に対する影響はほとんどない。
【００４４】
また、前記第１の実施の形態のポンプのように、バルブハウジングに形成する凹部１０ａ（Ｂ）を比較的深くし、蓋体２０ｂの凸部の高さを大にすることにより、バルブハウジングに形成する他の凹部１０ａ（Ａ）と蓋体とにて形成される吸気口２０ａより流体が流れ込む空間Ａの容積を比較的大きくし得る。これにより消音作用が得られる。またこの空間Ａをより大きくすることにより極めて静かな直列型のポンプを実現し得る。
【００４５】
また、この本発明の第１の実施の形態のダイヤフラムポンプは、バルブハウジングのダイヤフラム部とダイヤフラム部の間の位置に凹部を形成し、蓋体にはこの凹部と嵌合する凸部を嵌合し、この凸部のうちの凹部と接する面（底面）に溝を形成することにより流路を構成した。これにより狭い流路を簡単に形成し得る。しかも極めて狭い流路を形成し得る。したがって、この流路の流入口側の弁を用いなくとも流路内の圧力の減少による影響は極めて少なく増圧した流体を供給し得る。
【００４６】
図６は、本発明の第２の実施の形態のダイヤフラムポンプを示す。
【００４７】
この図において、１はモータ、２はモータ１の出力軸、３はクランク台、４は駆動軸、５はケース、６は駆動体、７はシリンダー部、８はダイヤフラム本体、８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）はいずれもダイヤフラム部、８ｂ（Ａ），８ｂ（Ｂ）は駆動部、９（Ａ），９（Ｂ）はポンプ室、１０は凹部１０ａ，１０ｂを有するバルブハウジング、２０は吐出口２０ａ，凸部２０ｂを有する蓋体である。そして、これらは図１乃至図５に示す第１の実施の形態と実質上同じ構成である。
【００４８】
しかし、この第２の実施の形態のダイヤフラムポンプは、逆止め弁の配置位置が異なる。即ち、この第２の実施の形態は、流路１４のポンプ室９Ａ側の通気孔１３に（通気孔１３の流路１４側に）逆止め弁１８を設け、一方、ポンプ室９Ｂ側の通気孔１５に設けられた逆止め弁（ポンプ室９（Ｂ）内に設けられていた逆止め弁）１６は設けられていない。
【００４９】
この第２の実施の形態のダイヤフラムポンプも従来のポンプより少ない弁で、しかも圧力をほとんど減圧することなしに直列型のポンプの目的である高い圧力での流体の供給が可能である。
【００５０】
また、この第２の実施の形態も、二つのポンプ室のポンプのほか、同様の構成で三つ以上のポンプ室を有する直列型のダイヤフラムポンプになし得る。
【００５１】
以上述べた実施の形態は、二つのダイヤフラム部を有する直列型のダイヤフラムポンプである。しかし、三つ以上のダイヤフラム部を有する直列型のダイヤフラムポンプにも本発明を適用し得る。つまり、吸入口側の第１のダイヤフラム部と、次のダイヤフラム部との間、この第２のダイヤフラム部と最後の吐出口側のダイヤフラム部の間の位置のように第１のダイヤフラム部から最後のダイヤフラム部の各ダイヤフラム部の間の位置に、前述のバルブハウジングの凹部を設け、またこれに対応する蓋体に凸部を設け（三つのダイヤフラム部の場合二つの凹部と凸部を設け）、夫々の凸部に流路を形成する溝を設けることにより、本発明の直列型のダイヤフラムポンプを構成し得る。
【００５２】
尚、溝２０ｃの形状等は、流体を順次送り得てしかもポンプ作用の際の流路内の減圧等が供給する流体の圧力の増加にほとんど影響を及ぼさないものであれば、図示する実施の形態のものに限ることはない。
【００５３】
この実施例ではポンプ室９（Ａ）側吸入弁１２、ポンプ室９（Ｂ）側吸入弁１６を傘形弁、ポンプ室９（Ｂ）側排出弁８ｄを筒形弁にしたが、弁の種類は一般的に使用される板状弁等でもよく、また組み合わせも設計上都合の良いものを選択すればよい。
【００５４】
更に、各ダイヤフラム間に必要な弁（吸入弁または排気弁）のどちらの弁を省略するかは設計時に決定される。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の直列型のダイヤフラムポンプは、供給する流体の圧力の増加にほとんど影響を与えることなしに、逆止め弁の数等の部品の削減が可能であり、しかもより小型なポンプになし得る利点を有する。
【００５６】
また、消音効果を有するポンプを、ポンプを大型化することなしに可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直列型のダイヤフラムポンプの第１の実施の形態の断面図
【図２】前記実施例の吐出口を中心とした構成を示す図
【図３】前記実施の形態で用いるバルブハウジングの平面図
【図４】前記実施の形態で用いる蓋体の底面図
【図５】前記蓋体の断面図
【図６】本発明の直列型のダイヤフラムポンプの第２の実施の形態の断面図
【図７】従来の直列型のダイヤフラムポンプの断面図
【符号の説明】
１ モータ
２ 出力軸
３ クランク台
４ 駆動軸
５ ケース
６ 駆動体
７ シリンダー部
８ ダイヤフラム本体
８ａ（Ａ）、８ａ（Ｂ） ダイヤフラム部
８ｂ（Ａ）、８ｂ（Ｂ） 駆動部
９（Ａ）、９（Ｂ） ポンプ室
１０ バルブハウジング
１０ａ（Ａ）、１０ａ（Ｂ） 凹部
１０ｄ 吐出口
１１、１３、１５ 通気孔
１２、１６、１８ 逆止め弁
１４ 流路
２０ 蓋体
２０ａ 吸入口
２０ｂ 凸部
２０ｃ 溝 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small diaphragm pump, and more particularly to a series diaphragm pump including two or more pump chambers and connecting them in series.
[0002]
[Prior art]
In a conventional diaphragm pump, a series type pump is known for the reason of supplying a fluid at a relatively high pressure when supplying a fluid from the discharge port to the outside. (For example, see Patent Documents 1, 2, 3, and 4)
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 4-319222 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 10-33552 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application No. 11-249950 [Patent Document 4]
Japanese Patent Application No. 11-265560
Most of such serial diaphragm pumps are configured as shown in FIG.
[0004]
In FIG. 7, 1 is a drive motor, 2 is a motor output shaft, 3 is a crank base fixed to the output shaft 2, 4 is a drive shaft attached to the crank base 3 at an inclination, 5 is a case, 6 Is a disk-shaped drive body rotatably attached to the drive shaft 4, 7 is a cylinder portion, 8 is a diaphragm body, and a diaphragm portion 8a is integrally formed. Reference numeral 8b denotes a drive part (piston) disposed at an equal interval around the periphery of the drive body 6, and is integrally formed with the diaphragm part 8a. Reference numeral 9 denotes a pump chamber. This pump is an example of a pump in which the diaphragm portion is composed of only two diaphragm portions 8a (A) and 8a (B), and is arranged at an opposite position 180 ° apart on the same circumference. Accordingly, the drive unit 8b and the pump chamber 9 are also provided as shown by reference numerals 8b (A), 8b (B), 9 (A), and 9 (B), respectively. Reference numeral 21 denotes a valve housing, and 22 denotes a lid having an intake port 22a and a discharge port 22b. Reference numerals 23, 24, 25, and 26 are all check valves, and 27 is a flow path that connects one pump chamber 9 (A) and the other pump chamber 9 (B).
[0005]
In this conventional diaphragm pump, the crank base 3 is rotated by the rotation of the output shaft 2 by the motor 1, and the drive body 6 is moved as shown by the arrow while the inclination is changed by the movement of the drive shaft 4 thereby. The left and right drive parts 8b (A) and 8b (B) move up and down alternately by the movement of the body 6 to perform a pumping action. That is, when the drive unit 8b (A) moves downward, the volume of the pump chamber 9 (A) becomes large, passes through the suction port 22a from the outside, opens the valve 23, and fluid flows. At this time, the valve 24 is closed. At the same time, the drive unit 8b (B) rises and the volume of the pump chamber 9 (B) decreases, so that the fluid in the pump chamber 9 (B) opens the valve 26 and is discharged out of the pump through the discharge port 22b. At this time, the valve 25 is closed. Subsequently, the drive unit 8b (A) is raised and the drive unit 8b (B) is lowered. As a result, the volume of the pump chamber 9 (A) decreases and the volume of the pump chamber 9 (B) increases. Thereby, the fluid in the pump chamber 9 (A) opens the valve 24, passes through the passage 27, and is sent in the direction of the pump chamber 9 (B). At the same time, the valve 25 is opened by the action of the drive unit 8b (B), and the fluid enters the pump 9 (B) from the flow path 27. At this time, the valves 23 and 26 are closed. Further, due to the movement of the drive body 6, the drive unit 8b (A) is lowered, the drive unit 8b (B) is raised, the pump chamber 9 (A) sucks fluid from the intake port 22a, and from the pump chamber 9 (B). The fluid is discharged from the discharge port 22b.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
This conventional in-line diaphragm pump includes a diaphragm portion (pump chamber), that is, a first diaphragm portion 8a (A) connected to the suction port and a final diaphragm portion 8a (B) connected to the discharge port. Since the volume of the flow path 27 that connects them is relatively large, for example, when the drive unit 8b (A) of the first diaphragm unit 8a (A) is lowered to suck the fluid from the outside, The pressure in the space forming the flow path connecting the first diaphragm portion 8a (A) and the final diaphragm portion 8a (B) decreases. As a result, it is difficult to increase the pressure when supplying the fluid, which is one purpose of the series pump, to the outside.
[0007]
In order to eliminate the above-described drawbacks, the conventional series diaphragm pump shown in FIG. 7 and the like has a configuration in which a check valve 24 is provided at the inlet of a flow path connecting diaphragm portions.
[0008]
Therefore, there is a drawback that the number of valves becomes large. In particular, an in-line diaphragm pump having three or more diaphragm parts further increases the number of valves. As a result, the pump becomes large, and in the case of a small pump, it becomes difficult to take up a space for providing a valve.
[0009]
The present invention provides a diaphragm pump that is of the series type and can increase a desired pressure even if the number of valves is smaller than that of a conventional pump.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The diaphragm pump of the present invention is a diaphragm body having a plurality of diaphragm parts forming a pump chamber, an inlet port that communicates with one of the diaphragm parts, and a discharge port that communicates with one of the other diaphragm parts, Each of the flow paths sequentially communicates from the diaphragm portion communicating with the suction port to the diaphragm portion communicating with the discharge port, and is sucked from the suction port by the reciprocating motion of the driving portions respectively provided in the respective diaphragm portions, A serial type pump that sequentially feeds each diaphragm portion from the diaphragm portion that communicates with the suction port to each diaphragm portion through the flow channel, and supplies the fluid to the outside through the discharge port from the diaphragm portion that communicates with the discharge port. By increasing the pressure, the pressure is increased by providing a check valve on the suction port, the discharge port, and the side of the fluid flow to each diaphragm portion. It is characterized in that to enable the supply of fluid Te.
[0011]
In the diaphragm pump of the present invention, by narrowing the flow path connecting the diaphragm portions, the suction side vent hole (the vent hole into which the fluid flows into the flow path) or the discharge side of the flow path (where the fluid flows) Any one of the vent holes on the side that flows out from the flow path to the diaphragm portion is less likely to decrease the pressure in the flow path without providing a check valve, and the pressure of the fluid supplied from the pump to the outside can be increased. As a result, the number of valves can be reduced.
[0012]
In addition, the degree of freedom in designing the pump is increased, and a more compact serial diaphragm pump can be realized.
[0013]
In particular, in the case of a diaphragm pump having a large number of diaphragm portions, that is, a large number of pump chambers, a reduction in the number of valves is large, and a diaphragm pump having a small size and a larger pressure of fluid to be discharged can be realized.
[0014]
Further, the diaphragm pump of the present invention has a configuration in which a valve housing holding a valve and a lid having an inlet on the opposite side of the diaphragm housing (pump chamber) side of the valve housing are attached to the valve housing. A concave portion is formed at a position corresponding to each diaphragm portion on the lid side, and a convex portion is formed on the lid body to be fitted with the concave portion on the valve housing side. By forming a narrow space between each part, this is used as a flow path connecting the diaphragm parts.
[0015]
As a result, the diaphragm portion of the present invention is easy to manufacture, and the flow path can be formed with a simple configuration.
[0016]
Furthermore, a narrower channel can be formed by forming a narrow groove in the convex portion of the lid.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the diaphragm pump of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIGS. 1 and 2 are views showing the configuration of the first embodiment of the diaphragm pump of the present invention. FIG. 1 shows the suction port as a center, and FIG. 2 shows the discharge port as a center. That is, in FIG. 1, the fluid flowing in from the intake port passes through the flow path from the first diaphragm portion (the left diaphragm portion in FIG. 1) to the second diaphragm portion (the right diaphragm portion in FIG. 1). FIG. 2 is a diagram in which the flow of fluid from the second diaphragm portion through the discharge valve to the discharge port is clarified.
[0019]
1 and 2, reference numeral 1 denotes a motor, 2 denotes an output shaft of the motor 1, 3 denotes a crank base fixed to the output shaft 1, 4 denotes a drive shaft inclined to the crank base 3, and 5 denotes A case, 6 is a drive body rotatably attached to the drive shaft 4, 7 is a cylinder portion, and 8 is a diaphragm body having two diaphragm portions 8a (A) and 8a (B). The diaphragm portions 8a (A) and 8a (B) of the diaphragm main body 8 are provided with driving portions (pistons) 8b (A) and 8b (B), respectively. The diaphragm portions 8a (A) and 8a (B) ) Is disposed in each cylinder of the cylinder portion 7, and the drive portions 8 b (A) of the diaphragm portions 8 a (A), 8 a (B), and the attachment portions 8 c (A), 8 c of the tip of the 8 b (B). By attaching (B) to the driving body 6, the driving mechanism such as the crank base 3 and the driving body 6 and the diaphragm portions 8 a (A) and 8 a (B) are accommodated in the case 5 and the cylinder portion 7. The case 5, the cylinder part 7, and the diaphragm main body are combined.
[0020]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a valve housing. The valve housing 10 is formed with two recesses 10a (A) and 10a (B) with a partition wall 10b interposed therebetween. Vent holes 11 and 13 and a valve attachment hole 10f are formed at the bottom of the recess 10a (A), and similarly, a vent hole 15 and a valve attachment hole 10g are formed at the bottom of the recess 10a (B). Further, as shown in FIG. 2, a cylindrical valve chamber portion 10c and a discharge port 10d are integrally formed in the valve housing 10, and a groove 17 connecting the valve chamber portion 10c and the right diaphragm portion 8a (B) is formed. Is formed.
[0021]
Reference numerals 12 and 16 denote check valves attached to the valve attachment holes 10f and 10g of the valve housing 10, respectively.
[0022]
Reference numeral 20 denotes a lid, which is fitted with a suction port 20a at a position corresponding to one recess 10a (A) of the valve housing 10 and at a position corresponding to the other recess 10a (B). The convex part 20b to be formed is formed. The lid 20 is fixed to the valve housing 10 as shown in FIGS.
[0023]
In this state where the valve housing 10 and the lid 20 are combined and fixed, the diaphragm is interposed between the bottom of the concave portion 10a (B) of the valve housing 10 and the convex portion 20b of the lid 20 as will be described in detail later. A flow path 14 connecting the portion 8a (A) and the diaphragm portion 8a (B), that is, a flow path connecting the pump chamber 9 (A) and the pump chamber 9 (B) is formed.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve housing 10 and the lid 20 that are configured as described above are integrally combined with the case 5, the cylinder portion 7, the diaphragm body 8, and the like, as shown in FIGS. The diaphragm pump is formed.
[0025]
Next, the operation of the diaphragm pump of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0026]
In this series-type diaphragm pump, the crank base 3 is rotated by the rotation of the output shaft 2 driven by the motor 1. The rotation direction of the crank base 3 continuously changes the inclination direction of the drive shaft 4, and the drive body 6 changes the inclination direction accordingly.
[0027]
Due to the change in the tilt direction of the drive body 6, the drive portions (pistons) 8b (A) and 8b (B) attached to the drive body 6 move up and down (reciprocate), and a pump action is performed.
[0028]
That is, when the drive part (piston) 8b (A) of the left diaphragm 8a (A) is lowered and the volume of the pump chamber increases and the pressure decreases, the fluid is sucked from the outside through the suction port 20a, and the intake valve 12 is opened to enter the left pump chamber 9 (A).
[0029]
Further, when the volume of the left pump chamber 9 (A) decreases and the pressure increases, it is sent from the vent hole 13 through the flow path 14 to the other pump chamber 9 (B), and the valve 16 is opened to open the right side of FIG. Into the pump chamber 9 (B). At this time, since the driving portion 8b (B) on the pump chamber 9 (B) side is lowered, the fluid flows into the pump chamber 9 (B) without any trouble. That is, when the drive unit 8b (A) rises in the left diaphragm unit 8a (A) in FIG. 1, the drive unit 8b (B) falls in the right diaphragm unit 8a (B). Therefore, when the fluid is sent out from the pump chamber 9 (A), the volume of the pump chamber 9 (B) increases and the fluid flows into the pump chamber 9 (B).
[0030]
Next, when the drive portion 8b (A) of the left diaphragm portion 8a (A) in FIG. 1 is lowered and the volume of the pump chamber 9 (A) is increased, the valve 12 is opened and the fluid is pumped into the pump chamber 9 (A). Flow into. At this time, the drive portion 9b (B) of the right diaphragm portion 9a (B) in FIG. 1 is raised, the volume of the pump chamber 9 (B) is decreased, and the pressure in the chamber is increased, so that the valve 16 is closed.
[0031]
At that time, the fluid in the pump chamber 9 (B) passes through the groove 17 in FIG. 2 and opens the discharge valve 8 d to be supplied to the outside.
[0032]
By repeating this operation, the fluid whose pressure has been increased is supplied to the outside.
[0033]
3 is a plan view of the valve housing 10 (viewed from above in FIG. 1), FIG. 4 is a bottom view of the lid (viewed from below in FIG. 1), and FIG. It is a side view (sectional view) of the body.
[0034]
Based on FIGS. 3, 4, and 5, an example of the configuration of the flow path and the like formed between the concave portion 10 a (B) of the valve housing 10 and the convex portion 20 b of the lid 20 will be described.
[0035]
3 is a plan view of the valve housing 10 (viewed from above in FIG. 1). In FIG. 3, reference numeral 10b denotes a left and right recess, that is, a partition wall that hermetically partitions 10a (A) and 10a (B). Of the recesses partitioned by the partition wall 10b, the recess 10a (A) is passed through. A pore 11 and a valve mounting hole 10f are formed. On the other hand, the other recess 10a (B) is formed with a vent hole 15 and a vent hole 13 in the vicinity of the partition wall 10b and a valve mounting hole 10g.
[0036]
Next, FIGS. 4 and 5 are views showing the lid 20, FIG. 4 is a bottom view (viewed from below in FIG. 1), and FIG. 5 is a cross-sectional view.
[0037]
4 and 5, 20 a is an inlet, 20 b is a convex portion that fits into the concave portion 10 a (B) of the valve housing 10 shown in FIG. 3, 20 c is a groove for forming a flow path 14, and 20 d is a valve 16. It is a recessed part in which an attachment part is located.
[0038]
The valve housing 10 in FIG. 3 and the lid body in FIGS. 4 and 5 are combined so that the convex portion 20 b of the lid body 20 fits into the concave portion 10 a (B) of the valve housing 10.
[0039]
As a result, the combination of the valve housing 10 and the lid 20 is integrated from the vent hole 13 through the narrow groove 20c (flow path 14) to the vent hole 15, that is, the pump chamber 9 (A) and the pump chamber 9 (B ) (An extremely narrow channel) is formed.
[0040]
The flow of the fluid that flows into the pump chamber 9 (A) described above, moves to the pump chamber 9 (B), and flows into the discharge valve 8 d will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 5.
[0041]
First, in FIG. 1, when the driving portion 8b (A) of the diaphragm portion 8a (A) on the suction port 20a side is lowered, the suction port 20a of the lid body 20, that is, the suction port of the lid body 20 shown in FIG. is entered fluid from 20a, enters the space a formed between the peripheral surface of the suction port 20a of the recess 10a (a) and lid 20 which is formed in the valve housing 10 shown in FIG. 3, from the vent holes 11 The valve 12 shown in FIG. 1 is opened to enter the pump chamber 9 (A). Subsequently, as the drive unit 8b (A) rises, the fluid from the pump chamber 9 (A) is shown in FIG. 4 through the vent hole 13 on the pump chamber 9 (B) side of the partition wall 10b shown in FIGS. It flows through the flow path 14 formed on the bottom surface of the convex portion of the lid 20 and flows toward the vent hole 15. At this time, the drive unit 8b (B) is lowered, opens the valve 16 from the vent hole 15, and enters the pump chamber 9 (B). The fluid that has entered the pump chamber 9 (B) passes through the discharge valve 8d as shown in FIG. 2 and is supplied to the outside through the discharge port 10d as the diaphragm drive unit 8b (B) rises.
[0042]
In the pump of this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, a groove 20c connecting the pump chamber 9 (A) and the pump chamber 9 (B) forms a flow path 14 and is narrow. The overall volume is also small. Therefore, even when the drive portion 8b (A) of the diaphragm portion 8a (A) is lowered and the volume of the pump chamber 9 (A) is increased, the pressure in the flow path 14 is hardly reduced.
[0043]
Therefore, even if a check valve is not provided in the vent hole 13 on the pump chamber 9 (A) side of the flow path 14, the fluid sent from the pump is sent while being increased in pressure. Further, even if the pressure in the flow path 14 is slightly reduced, the volume of the flow path itself is small, so there is almost no influence on the pressure of the fluid to be discharged.
[0044]
Further, like the pump of the first embodiment, the concave portion 10a (B) formed in the valve housing is made relatively deep, and the height of the convex portion of the lid 20b is increased, so that the valve housing The volume of the space A into which the fluid flows can be made relatively large from the air inlet 20a formed by the other recess 10a (A) and the lid. Thereby, a silencing effect is obtained. Further, by making this space A larger, an extremely quiet series pump can be realized.
[0045]
The diaphragm pump according to the first embodiment of the present invention has a concave portion formed at a position between the diaphragm portion and the diaphragm portion of the valve housing, and a convex portion that fits the concave portion is fitted to the lid body. And the flow path was comprised by forming a groove | channel in the surface (bottom surface) which contact | connects the recessed part among this convex part. Thereby, a narrow flow path can be formed easily. In addition, an extremely narrow flow path can be formed. Therefore, even if the valve on the inlet side of the flow path is not used, the influence of the pressure in the flow path is extremely small and the increased fluid can be supplied.
[0046]
FIG. 6 shows a diaphragm pump according to the second embodiment of the present invention.
[0047]
In this figure, 1 is a motor, 2 is an output shaft of the motor 1, 3 is a crank base, 4 is a drive shaft, 5 is a case, 6 is a drive body, 7 is a cylinder portion, 8 is a diaphragm body, 8a (A), 8a (B) is a diaphragm part, 8b (A) and 8b (B) are drive parts, 9 (A) and 9 (B) are pump chambers, 10 is a valve housing having recesses 10a and 10b, and 20 is a discharge part. It is a lid having an outlet 20a and a convex portion 20b. These are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS.
[0048]
However, the diaphragm pump of the second embodiment is different in the arrangement position of the check valve. That is, in this second embodiment, a check valve 18 is provided in the vent hole 13 on the pump chamber 9A side of the flow path 14 (on the flow path 14 side of the vent hole 13), while the flow path on the pump chamber 9B side is provided. A check valve (a check valve provided in the pump chamber 9 (B)) 16 provided in the air hole 15 is not provided.
[0049]
The diaphragm pump of the second embodiment is also capable of supplying a fluid at a high pressure, which is the purpose of a series pump, with fewer valves than the conventional pump and almost no pressure reduction.
[0050]
In addition, the second embodiment can also be a series diaphragm pump having three or more pump chambers with the same configuration in addition to the pumps of two pump chambers.
[0051]
The embodiment described above is an in-line diaphragm pump having two diaphragm portions. However, the present invention can also be applied to a series-type diaphragm pump having three or more diaphragm portions. That is, from the first diaphragm section to the last diaphragm section between the first diaphragm section on the suction port side and the next diaphragm section, and the position between the second diaphragm section and the diaphragm section on the last discharge port side. The diaphragm of the valve housing is provided at a position between the diaphragms of the diaphragm part, and a convex part is provided on the corresponding lid (in the case of three diaphragm parts, two concave parts and a convex part are provided). The series diaphragm pump of the present invention can be configured by providing a groove for forming a flow path in each convex portion.
[0052]
It should be noted that the shape of the groove 20c is not limited to the shape shown in the drawing as long as the fluid can be sequentially fed and the pressure reduction in the flow path during the pump action hardly affects the increase in the pressure of the fluid to be supplied. It is not limited to the form.
[0053]
In this embodiment, the pump chamber 9 (A) side suction valve 12, the pump chamber 9 (B) side suction valve 16 are umbrella-shaped valves, and the pump chamber 9 (B) side discharge valve 8d is a cylindrical valve. The type may be a generally used plate valve or the like, and a combination that is convenient in design may be selected.
[0054]
Furthermore, it is determined at the time of designing which valve (suction valve or exhaust valve) required between the diaphragms is omitted.
[0055]
【The invention's effect】
The serial type diaphragm pump of the present invention can reduce the number of components such as the number of check valves with little influence on the increase in the pressure of the fluid to be supplied, and can be further reduced to a smaller pump. Have
[0056]
Further, a pump having a silencing effect is possible without increasing the size of the pump.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of an in-line diaphragm pump according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a configuration centering on a discharge port of the embodiment. FIG. 3 is used in the embodiment. Fig. 4 is a plan view of the valve housing. Fig. 4 is a bottom view of the lid used in the embodiment. Fig. 5 is a cross-sectional view of the lid. Fig. 6 is a diagram of a second embodiment of the serial diaphragm pump of the invention. Cross-sectional view [Fig. 7] Cross-sectional view of a conventional series-type diaphragm pump [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Output shaft 3 Crank base 4 Drive shaft 5 Case 6 Drive body 7 Cylinder part 8 Diaphragm body 8a (A), 8a (B) Diaphragm part
8b (A), 8b (B) Drive unit 9 (A), 9 (B) Pump chamber 10 Valve housing 10a (A), 10a (B) Recess
10 d Discharge port 11, 13, 15 Vent 12, 16, 18 Check valve 14 Flow path 20 Lid 20 a Suction port 20 b Convex part
20c groove

Claims (3)

ポンプ室を形成するダイヤフラム部を複数有するダイヤフラム本体と、前記ダイヤフラム部のうちの一つに通ずる吸入口と、他のダイヤフラム部のうちの一つに通ずる吐出口と、前記吸入口に通ずるダイヤフラム部より前記吐出口に通ずるダイヤフラム部へ順次連通する各流路を有し、前記各ダイヤフラム部に夫々設けられている駆動部の往復動により、前記吸入口より吸入し、前記吸入口に通ずるダイヤフラム部より流路を介して順次各ダイヤフラム部に送り、前記吐出口に通ずるダイヤフラム部より吐出口を介して外部に流体を供給するポンプで、前記各流路を狭くしたことにより、前記吸入口と前記各流路のダイヤフラム部へ流体を供給する側の口とにより増圧した状態にての流体の供給を可能にした直列型のダイヤフラムポンプで、前記ダイヤフラム部を覆うバルブハウジングとバルブハウジングに取り付けられた蓋体を更に備え、前記バルブハウジングが蓋体側で各ダイヤフラム部の間の位置に対応する箇所に凹部を有し、前記蓋体には前記バルブハウジングの凹部に嵌合する凸部を有し、前記凸部と前記凹部の間に前記流路が形成されるようにしたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。    A diaphragm main body having a plurality of diaphragm parts forming a pump chamber, an inlet port that communicates with one of the diaphragm parts, a discharge port that communicates with one of the other diaphragm parts, and a diaphragm part that communicates with the inlet port Each of the diaphragms has a flow path that sequentially communicates with the diaphragm portion that communicates with the discharge port, and is sucked from the suction port by reciprocation of a drive unit provided in each diaphragm portion, and communicates with the suction port. A pump that sequentially feeds each diaphragm part through the flow path and supplies fluid to the outside through the discharge port from the diaphragm part that communicates with the discharge port. A series-type diaphragm pump that enables the supply of fluid in a state where the pressure is increased by the port on the side of supplying fluid to the diaphragm portion of each flow path. A valve housing that covers the diaphragm portion, and a lid attached to the valve housing, wherein the valve housing has a recess at a location corresponding to a position between the diaphragm portions on the lid side, A diaphragm pump having a convex portion that fits into a concave portion of a valve housing, wherein the flow path is formed between the convex portion and the concave portion. 前記蓋体の凸部のバルブハウジング側の面に溝を設け、前記溝が前記流路を形成することを特徴とする請求項１のダイヤフラムポンプ。    2. The diaphragm pump according to claim 1, wherein a groove is provided on a surface of the convex portion of the lid on the valve housing side, and the groove forms the flow path. 前記バルブハウジングに前記蓋体の吸入口に通ずる空間を形成するための凹部を設けたことを特徴とする請求項１のダイヤフラムポンプ。Diaphragm pump according to claim 1, characterized in that a recess for forming a space communicating with the suction port of the lid to the valve housing.

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