JP5453209B2 - 負圧型ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Description

本発明は、モータの駆動によってダイヤフラム部を往復動させポンプ室の拡張により装置を真空引きする負圧型ダイヤフラムポンプに関するものである。

従来の負圧型ダイヤフラムポンプとして特許文献１に開示されたものがある。これを図２に基づいて説明する。同図に、全体を符号１０１で示す負圧型ダイヤフラムポンプは、略有底角筒状に形成されたケース１０２の底部の外側に固定されたモータ１０３を備えており、このモータ１０３の出力軸１０３ａはケース１０２の孔からケース１０２内に突出され、突出端部にはクランク台１０４が軸着されている。

１０５は下部がクランク台１０４の出力軸１０３ａから偏心した部位に、出力軸１０３ａの軸線方向に対して傾斜した状態で軸着された金属製の駆動軸であって、上部が駆動体１０６の中央部に設けた非貫通穴１０７内に嵌挿されており、駆動体１０６はこの駆動軸１０５に回転自在に枢支されている。この駆動体１０６の頭部１０６ａは断面が円弧状に形成され、駆動体１０６には、非貫通孔１０７と略直交するように一対の駆動子１０８，１０８が先端に向かって共に下方に同じ角度だけわずかに傾斜するように形成されており、各駆動子１０８，１０８の先端部にはダイヤフラム部取付孔１０８ａ，１０８ａが設けられている。

１１０は下方が開口され箱状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、上板の中央部に駆動体１０６の頭部１０６ａが当接する当接部１１１と、この当接部１１１を挟むように２つの保持孔１１２，１１２とが設けられており、ケース１０２の上部開口端に載置されている。１１３はダイヤフラムであって、ダイヤフラムホルダーの保持孔１１２，１１２に挿入される平面視において円周方向に互いに１８０°の間隔をおいた２つのダイヤフラム部１１４，１１４が設けられている。

これらダイヤフラム部１１４，１１４の下部には、ピストン１１５，１１５が設けられており、各ピストン部１１５の下部には、細径の首部１１５ａを介して係止用の凸部１１５ｂが一体に形成されている。ダイヤフラム１１３は、ダイヤフラム部１１４の凸部１１５ｂを弾性変形させながら、駆動体１０６の駆動子１０８のダイヤフラム部取付孔１０８ａに圧入することにより、首部１１５ａがダイヤフラム部取付孔１０８ａに取り付けられて、ダイヤフラムホルダー１１０上に載置される。

１１６はバルブホルダーであって、中央部に２つの吐出孔１１７，１１７が設けられているとともに、これら吐出孔１１７，１１７の外側に吸入孔１１８，１１８が設けられており、これら吸入孔１１８，１１８を開閉する吸入弁１１９，１１９が取り付けられている。このバルブホルダー１１６によってダイヤフラム１１３をダイヤフラムホルダー１１０とともに挟持することにより、このバルブホルダー１１６と各ダイヤフラム部１１４，１１４との間にポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂが形成される。

１２１は吐出孔１１７，１１７を開閉する吐出弁である。１２２はバルブホルダー１１６を覆う蓋体であって、バルブホルダー１１６との間に、吐出孔１１７を介してポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂに連通する吐出空間１２３と、この吐出空間１２３の周りに吸入孔１１８を介してポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂに連通する吸入空間１２４とが形成されている。１２５は外部と吐出空間１２３とを連通する吐出筒、１２６は外部と吸入空間１２４とを連通する吸入筒である。

このように構成されていることにより、吸入筒１２６にエアーチューブ等を介して真空引きする装置を接続させ、吐出筒１２５を大気に開放する。このような状態としてから、モータ１０３を駆動し出力軸１０３ａを回転させると、クランク台１０４も一体的に回転し、駆動軸１０５が傾斜した状態で回転するため、駆動体１０６はダイヤフラムホルダー１１０の当接部１１１に当接した頂部１０６ａを揺動中心として揺動し、一対の駆動子１０８，１０８の両端部が図中上下方向へ往復動する。

したがって、２つのダイヤフラム部１１４，１１４が交互に上下方向に往復動するため、２つのポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂも交互に拡縮する。ポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂが拡張することにより、ポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂ内が負圧状態となって吸入筒１２６を介して真空引きする装置内のエアーが吸入空間１２４および吸入孔１１８を通ってポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂ内に吸入されるから、装置の内部が減圧される。一方、ポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂが収縮すると、ポンプ室１２０Ａ，１２０Ｂ内のエアーは圧力が上昇するので吐出孔１１７および吐出空間１２３を通って吐出筒１２５から大気に放出される。

特開２００９−２９９５３０号公報

上述したような従来の負圧型ダイヤフラムポンプにおいては、ポンプ室１２０Ａが拡張するときにポンプ室１２０Ａ内で発生する負圧でダイヤフラム１１３が図中上方に力Ｆによって持ち上げられるため、駆動体１０６が浮き上がる。したがって、駆動軸１０５が接触している非貫通穴１０７の内周面が摩耗するだけではなく、駆動体１０６が浮き上がることにより、駆動体１０６の頂部１０６ａが当接する当接部１１１も摩耗する。このため、非貫通穴１０７が形成されている駆動体１０６と当接部１１１が形成されているダイヤフラムホルダー１１０との二部材の摩耗対策が必要になることにより摩耗対策部品が多くなるという問題があった。

本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は摩耗対策部品を削減することにある。

この目的を達成するために、本発明は、モータの出力軸と一体的に回転するクランク台と、このクランク台の前記出力軸から偏心した部位に当該出力軸に対して傾斜した状態で一端部が軸着された駆動軸と、この駆動軸の他端部に回動自在に枢支される非貫通孔を有しこの非貫通孔の軸線と略直交する方向に延在する駆動子を有する駆動体と、この駆動体の駆動子に取り付けられポンプ室を形成するダイヤフラム部を有するダイヤフラムとを備え、前記駆動体を揺動させることにより前記ダイヤフラムのダイヤフラム部を往復動させ前記ポンプ室を拡縮させることでポンプ作用をする負圧型ダイヤフラムポンプにおいて、前記ポンプ室に対して、前記非貫通穴の底面が前記駆動軸の他端よりも遠くに位置しているものである。

本発明によれば、装置を真空引きするためにポンプ室を拡張する際に、ポンプ室内に発生する負圧によってダイヤフラムが引っ張られるとき非貫通穴の底面が駆動軸の一端に接触する。このため、ポンプ室が拡張する際に摩耗する箇所が、非貫通穴の底面と、駆動軸の周面が接触する非貫通穴の内周面となり、摩耗対策部品が駆動体の一部品となり、摩耗対策部品が削減されるから摩耗対策が容易になる。

本発明に係る負圧型ダイヤフラムポンプの断面図である。 従来の負圧型ダイヤフラムポンプの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。

同図に、全体を符号１で示す負圧型ダイヤフラムポンプは、略有底角筒状に形成されたケース２の底部の一端部に吸入通路２ａが形成されており、底部の中央部には、外側に固定されたモータ３を備え、このモータ３の出力軸３ａはケース２の孔からケース２内に突出され、突出端部にはクランク台４が軸着されている。

５は下部５ａがクランク台４の出力軸３ａから偏心した部位に、出力軸３ａの軸線方向に対して傾斜した状態で軸着された金属製の駆動軸であって、上端５ｂ側が略円柱状に形成された軸受部材６の中央部に設けた非貫通穴７内に嵌挿されており、駆動体８は軸受部材６を介してこの駆動軸５に回転自在に枢支されている。すなわち、駆動軸５は非貫通穴７内を摺動自在に嵌挿されている。この駆動体８には、非貫通孔７と略直交するように一対の駆動子８Ａ，８Ｂが、平面視おいて円周方向に互いに１８０°の間隔を隔てるようにして、先端に向かって共に上方に同じ角度だけわずかに傾斜するように形成されている。

１０は逆有底角筒状に形成され下方が開口されたバルブホルダーであって、ケース２の上部開口端に載置されることにより、吸入通路２ａを介して外部と連通される吸入空間１１および吐出空間１２ならびに図示を省略した吐出通路を介して外部と連通される排出空間１６が形成される。また、このバルブホルダー１０の天井部１７には、吸入空間１１と後述するポンプ室２７Ａ，２７Ｂとを連通させる吸入孔１３と、吐出空間１２とポンプ室２７Ａ，２７Ｂとを連通させる吐出孔１４とが形成される。

１５は吐出空間１２と排出空間１６とを連通させる排出孔である。１８は吸入孔１３を開閉させる吸入弁であって、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂから吸入空間１１への空気の逆流を規制する。１９は吐出孔１４を開閉させる吐出弁であって、吐出空間１２からポンプ室２７Ａ，２７Ｂへの空気の逆流を規制する。

２０はダイヤフラムであって、平面視において円周方向に互いに１８０°の間隔をおいた２つのダイヤフラム部２１Ａ，２１Ｂが設けられており、これらダイヤフラム部２１Ａ，２１Ｂの上部には、上記した駆動体８の駆動子８Ａ，８Ｂに固着されるピストン２２Ａ，２２Ｂが一体に形成されている。このダイヤフラム２０はバルブホルダー１０およびダイヤフラムホルダー２５によって挟持されることにより、バルブホルダー１０の天井部１７に載置固定され、固定されることにより天井部１７とともにポンプ室２７Ａ，２７Ｂを形成する。３０は逆有底角筒状に形成された蓋体であって、駆動体８を覆うようにダイヤフラムホルダー２５上に積載される。

このように構成された本発明に係る負圧型ダイヤフラムポンプ１が上述した従来の負圧型ダイヤフラムポンプ１０１と異なる点は、駆動体８がモータ３側に位置するのではなく、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂを挟んでモータ３と反対側に位置している点と、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂに対して駆動体８の非貫通穴７の底面７ｂが駆動軸５の上端５ｂよりも遠くに位置している点にある。したがって、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂが拡張した際にポンプ室２７Ａ，２７Ｂ内に発生する負圧によってダイヤフラム２０を下方に引っ張る力Ｆによって駆動体８が下方に押し下げられたとき、非貫通穴７の底面７ｂが駆動軸５の上端５ｂに接触するように構成されている。

このように構成されていることにより、吸入筒２ａにエアーチューブ等を介して真空引きする装置を接続させる。このような状態としてから、モータ３を駆動し出力軸３ａを回転させると、クランク台４も一体的に回転し、駆動軸５が傾斜した状態で回転するため、駆動体８は軸受部材６を揺動中心として揺動し、一対の駆動子８Ａ，８Ｂが上下方向へ往復動する。

したがって、２つのダイヤフラム部２１Ａ，２１Ｂが交互に上下方向に往復動するため、２つのポンプ室２７Ａ，２７Ｂも交互に拡縮する。ポンプ室２７Ａ，２７Ｂが拡張することにより、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂ内が負圧状態となって吸入筒２ａを介して真空引きする装置内のエアーが吸入空間１１および吸入孔１３を通ってポンプ室２７Ａ，２７Ｂ内に吸入されるから、装置の内部が減圧される。

このとき、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂが拡張した際にポンプ室２７Ａ，２７Ｂ内に発生する負圧によってダイヤフラム２０を下方に引っ張る力Ｆが発生し、この引張力Ｆによって駆動体８が下方に押し下げられるため、非貫通穴７の底面７ｂが駆動軸５の上端５ｂを押圧する。このように、駆動軸５の上端５ｂに接触することにより非貫通穴７の底面７ｂが摩耗するとともに、非貫通穴７の内周面７ａも摩耗するため、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂが拡張した際には、軸受部材６の非貫通穴７が摩耗する。

一方、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂが収縮すると、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂ内のエアーは圧力が上昇するので吐出孔１４および吐出空間１２を通って排出孔１５および排出空間１６を介して大気に放出される。このときは、駆動体８を押し上げる力が加わるため、駆動軸５の上端５ｂから非貫通穴７の底面７ｂが離間するので、底面７ｂの摩耗は発生することなく、内周面７ａのみが摩耗する。結局、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂの拡縮動作によって、摩耗するのは軸受部材６の一部品のみということとなり、従来の二部品と比べて摩耗対策部品が一部品に削減されるから摩耗対策が容易になる。

なお、本実施の形態においては、ポンプ室２７Ａ，２７Ｂが二つある二気筒について説明したが、一気筒または三気筒以上にも適用できることは勿論である。また、駆動子８Ａ，８Ｂを先端に向かって共に上方に傾斜させたが、必ずしも上方に傾斜させることなく、非貫通孔７に対して直交させるように形成してもよい。

１…負圧型ダイヤフラムポンプ、２ａ…吸入通路、３…モータ、５…駆動軸、６…軸受部材、７…非貫通穴、７ａ…内周面、７ｂ…底面、８…駆動体、８Ａ，８Ｂ…駆動子、１３…吸入孔、１４…吐出孔、１５…排出孔、１６…排出空間、１８…吸入弁、１９…吐出弁、２０…ダイヤフラム、２１Ａ，２１Ｂ…ダイヤフラム部、２５…ダイヤフラムホルダー、２７Ａ，２７Ｂ…ポンプ室、３０…蓋体。

Claims (1)

1. モータの出力軸と一体的に回転するクランク台と、このクランク台の前記出力軸から偏心した部位に当該出力軸に対して傾斜した状態で一端部が軸着された駆動軸と、この駆動軸の他端部に回動自在に枢支される非貫通孔を有しこの非貫通孔の軸線と略直交する方向に延在する駆動子を有する駆動体と、この駆動体の駆動子に取り付けられポンプ室を形成するダイヤフラム部を有するダイヤフラムとを備え、前記駆動体を揺動させることにより前記ダイヤフラムのダイヤフラム部を往復動させ前記ポンプ室を拡縮させることでポンプ作用をする負圧型ダイヤフラムポンプにおいて、
   前記ポンプ室に対して、前記非貫通穴の底面が前記駆動軸の他端よりも遠くに位置していることを特徴とする負圧型ダイヤフラムポンプ。

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