小型泵的製作方法

2023-09-18 02:44:00 1

專利名稱：小型泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及小型泵，尤其涉及用於燃料電池系統等上且使用隔膜的小型泵。
背景技術：
按照圖6說明現有的此種小型泵。小型泵21構成為在筒狀的外殼22內具 備形成泵室23、 23的兩個隔膜24、 24，在該隔膜24、 24的下部中心部朝向 下方突出設有中空狀安裝體25、 25，在該隔膜24、 24的下方配設有使該隔膜 24、 24的下面上下運動的擺動體26。
此外，上述外殼22分上外殼22a、中外殼22b、下外殼22c三段構成，上 述隔膜24、 24通過該隔膜24、 24的凸緣部24a、 24a被夾住固定在上述上外 殼22a和上述中外殼22b之間而保持在上述外殼22上。
而且，具有空氣導入孔27a、 27a的軸體27、 27朝上突出設置在該擺動體 26的外周邊部附近且位於上述隔膜24、24的各自的中心部下方，在該軸體27、 27的外側面緊貼嵌合上述隔膜24、 24的中空狀安裝體25、 25的內側面從而 上述隔膜24、 24安裝在上述擺動體26上。
另外，上述隔膜24、 24的底部中心部的一部分被切開，從而形成吸氣閥 體28、 28,並且因該切開而形成貫通孔29、 29，利用該吸氣閥體28、 28可封 閉、敞開該貫通孔29、 29， ^^人而構成吸氣閥部VI、 VI。
再有，在上述擺動體26的中心部貫通並固定有用於使該擺動體26利用偏 心旋轉而擺動的偏心旋轉軸30。而且，在該擺動體26的上方設有從上述中外 殼22b延伸設置的延伸設置部31,並且在該延伸設置部31的下部形成有凹部 32,另一方面，在配置於上述下外殼22c的下部一側的旋轉驅動軸33上端固 定有旋轉體34。另外，在離開了該旋轉體34上部的中心的位置形成有凹部35, 上述偏心旋轉軸30的下端部留著遊隙嵌入該凹部35，該偏心旋轉軸30的上 端留著間隙嵌入延伸設置部31的凹部32。
另外，在上述上外殼22a的中央部穿設有排氣孔(輸出孔)36，且在該上 外殼22a的下面部的該排氣孔36外周設有與該排氣孔36連通的兩個環狀凹槽 37、 37,在該環狀凹槽37、 37的內壁面37a、 37a上壓接由上述隔膜24、 24 的上端部構成的排氣閥體(輸出閥體)38、 38而構成排氣閥部V2、 V2。
而且，在上述旋轉驅動軸33上連接馬達39,並且將該馬達39收放在馬 達外殼40內，在該馬達外殼40的上板40a上疊合上述下外殼22c而使兩者連 結。再有，在該下外殼22c的上述底板22d及馬達外殼40的上板40a上設有 與該馬達外殼40內連通的連通孔41，並且在該馬達外殼40的下部形成有用 於向馬達外殼40內導入外部空氣的吸氣孔42、 42。
而且，若上迷旋轉體34因上述旋轉驅動軸33的旋轉而旋轉，則上述偏心 旋轉軸30偏心旋轉，由此上述擺動體26擺動，並使上迷隔膜24、 24的下端 部上下運動。而且，在一方隔膜24的下端部向下運動時，該隔膜24內處於負 壓，上述排氣閥體38緊貼在上述環狀凹槽37的上述內壁面37a從而關閉排氣 閥部V2，而且，上述吸氣閥體28使上述貫通孔29從封閉狀態敞開，吸氣閥 部VI處於敞開狀態，進行從上述空氣導入孔27a向上述隔膜24內的如箭頭C 所示那樣的吸氣。
其次，在上述隔膜24的下端部向上運動時，上述隔膜24內處於高壓，上 述吸氣閥體28封閉上述貫通孔29,從而使上述吸氣閥部VI處於閉合狀態， 並且上述排氣閥體38擴徑而離開上述內壁面37a從而如箭頭D所示那樣進行 由上述排氣閥部V2所引起的輸出。從該排氣閥體38內排出的空氣通過上述 環狀凹槽37，並從上述排氣孔36向上述外殼22外部排出而得到泵輸出。
另外，伴隨上述隔膜24的向上運動，上述下外殼22c內處於負壓，上述 馬達外殼40內的空氣如箭頭E所示那樣通過上述連通孔41流入，由此，該 馬達外殼40內處於負壓，且外部空氣如箭頭F所示那樣通過上述吸氣孔42 吸入而進行小型泵21的泵動作(參照專利文獻1:日本特開2002 - 106471號 公報)。
然而，上述專利文獻1所記載的小型泵雖然在外殼內具備多個形成泵室的 隔膜，但由於多個泵室共有一個輸出孔(排氣孔)，因此，只能得到一個系統 (一種)泵輸出。
因此，在需要多種泵輸出的場合或多個同一種泵輸出的場合，有必要根據 其需要設置多個小型泵，因而小型泵的設置面積增大。另夕卜，在設置多個小型 泵的場合，設備費及電費等的運行成本隨之增大。
另外，上述小型泵由於將中空狀安裝體壓接並嵌合在該軸體外側面，因此， 為了加高雙方的嵌合部，就有必要較長地形成該中空狀安裝體及軸體，從而使 得小型泵整體的高度與該所加長的部分相應地增大。另外，有因擺動體的擺動 作用使得中空狀安裝體從軸體漸漸脫落之類的缺陷。
於是，本申請人為了消除上述現有例的缺陷，而提出了圖7至圖9所示新 結構的小型泵(2007年3月5日申請的未公開技術)。此外，在與圖6所示的 現有例共通的部分附註同一符號而進行說明。圖中，小型泵l具有作為泵外 殼2的形成頂板的泵上外殼3;在該泵上外殼3的周緣下面一體地連結的泵下 外殼4;以及該泵下外殼4的下方部所與馬達外殼5的側壁5a —體地嵌合的 該馬達外殼5，在該小型泵1的外殼K內容納有四個隔膜24A、 24B、 24C、 24D、擺動體26及馬達6。
將上述泵上外殼3與各隔膜24A、 24B、 24C、 24D之間的空間作為泵室 23A、 23B、 23C、 23D，而進行對該泵室23A、 23B、 23C、 23D內的空氣的吸 入和排出。另外，如圖7和圖8所示，四個泵室23A、 23B、 23C、 23D共有 一個輸出孔(排氣孔)36。再有，在各隔膜24A、 24B、 24C、 24D的泵上外 殼3 —側分別設有輸出閥體(排氣閥體)38。
在各隔膜24A、 24B、 24C、 24D的底部中心部分別穿設有貫通孔29,並 且設有對該貫通孔29進行開閉的吸氣閥體28而構成吸氣閥部VI。 一方面， 具有與上述貫通孔29連通的空氣導入孔27a的軸體27突出設置於上述擺動體 26附近。另一方面，在各隔膜24A、 24B、 24C、 24D的底部背面上突出設有 中空狀安裝體25，將該中空狀安裝體25緊貼嵌合在上述軸體27外側面上而 將該隔膜24A、 24B、 24C、 24D安裝在擺動體26上。
另外，偏心旋轉軸30的上端部固定在上述擺動體26的中心部，該偏心旋 轉軸30的下端部留著間隙嵌合在馬達部M的帶輪(旋轉體)10上面的偏離 馬達軸6b中心的位置。因此，利用上述馬達6的驅動，通過偏心旋轉軸30 偏心旋轉使得擺動體26上下擺動，從而隔膜24A、 24B、 24C、 24D上下運動，
使得上述泵室23A、 23B、 23C、 23D壓縮、膨脹而能夠得到泵輸出。
尤其是，在軸體27上設有隔膜24A、 24B、 24C、 24D的防脫用凹部27b， 另外，在中空狀安裝體25上設有突起部25a。再有，上述帶輪10直接固定設 置在固定有轉子,茲4失6a的背軛部6c及馬達軸7上。此外，符號9是定子，符 號11是電路板。
然而，在該小型馬達中，由於多個泵室共有一個輸出孔，因此，也只能得 到一個系統的泵輸出。因此，在需要多種泵輸出的場合或多個一種泵輸出的場 合，有必要根據其需要設置多個小型泵。其結果，小型泵的設置面積增大，並 且設備費等的運行成本也增大。從上便知，從省空間化和省電力化的觀點來看， 在上述小型泵上還有改進的餘地。

發明內容
於是，為了從一個馬達驅動系統得到多個系統的泵輸出而能夠實現省空間 化和成本降低，就會出現該解決的技術課題，本發明的目的就是解決該課題。
本發明是為了達到上述目的而提出的，第一方案所記載的發明提供一種小 型泵，該小型泵在外殼內具備形成泵室的多個隔膜，在該隔膜的底部設置貫通 孔，將具有與該貫通孔連通的空氣導入孔的軸體突出設置在擺動體上，在該軸 體上嵌合固定突出設置於上述隔膜的底部背面的中空狀安裝體而將該隔膜連 結在上述擺動體上，再有，在上述貫通孔上設置吸氣閥體，並且在與上述泵室 連通的輸出孔中設置輸出閥體，上述隔膜通過伴隨馬達的驅動的上述擺動體的 擺動而上下運動，從而進行泵動作，其特徵在於，構成為，上述泵室劃分為多 個輸出系統並且每個輸出系統設有輸出孔，從一個馬達驅動系統可得到多個泵 輸出。
根據該結構，若利用上述馬達的驅動使上述擺動體擺動，則由於多個隔膜 上下運動，因此，上述泵室內壓縮、膨脹而進行泵動作。在這種場合，該泵室 由於多個各輸出系統共有輸出孔，因此，通過一個馬達驅動系統可得到多個泵 輸出。
第二方案所記載的發明提供一種第一方案中所記載的小型泵，其特徵在 於，上述泵室其每個輸出系統的泵容量不同。
根據該結構，由於泵室其不同的多個輸出系統各自的泵容量不同，因此，
從一個馬達驅動系統可得到泵容量不同的多個泵輸出。
第三方案所記載的發明提供一種第一方案中所記載的小型泵，其特徵在 於，上述泵室其每個輸出系統的泵容量相同。
才艮據該結構，由於泵室其不同的多個輸出系統各自的泵容量相同，因此， 從一個馬達驅動系統可得到多個泵容量相同的泵輸出。
本發明具有如下效果。
第一方案中所記載的發明，由於通過一個馬達驅動系統能夠得到多個泵輸 出，因此，在需要多個泵輸出的場合，雖然在現有技術中需要設置多個小型泵， 而在本發明中只用一個小型泵即可，因此，與現有技術相比，可縮小小型泵的 設置面積，並且可大幅度地削減設備費及電費等的運行成本。
第二方案中所記載的發明，由於從一個馬達驅動系統能夠得到泵容量不同
的多個泵輸出，因此，在第一方案中所記載的發明效果的基礎上，在需要泵容 量不同的多個泵輸出的場合，雖然在現有技術中需要設置多個小型泵，而在本 發明中使用 一個小型泵即可應對。
第三方案中所記載的發明，由於從一個馬達驅動系統能夠得到多個泵容量 相同的泵輸出，因此，在第一方案中所記載的發明效果的基礎上，雖然在現有 技術中需要設置多個小型泵，而在本發明中使用一臺小型泵即可應對。


圖l表示本發明的一個實施例，是小型泵的立體圖。 圖2是圖1的小型泵的俯視圖。
圖3是圖2的A-A線剖視圖。
圖4是圖2的B-B線剖視圖。
圖5是圖2的C-C線剖視圖。
圖6是現有的小型泵的縱剖視圖。
圖7是本申請人先前申請的未公開的小型泵的立體圖。
圖8是圖7的小型泵的俯視圖。
圖9是圖8的A-A線剖視圖。
圖中
1一小型泵，2一泵外殼，3—泵上外殼，4—泵下外殼，5—馬達外殼，6—
馬達，6b—馬達軸，10—帶輪(旋轉體)，23A—泵室，23B—泵室，24A— 隔膜，24B—隔膜，25A—中空狀安裝體，25B—中空狀安裝體，26—擺動體(擺 動活塞)，27—軸體，27a—空氣導入孔，27b—防脫用凹部，28—吸氣閥體， 36A—輸出孔(排氣孔)，36B—輸出孔(排氣孔)，38A—輸出閥體(排氣閥 體)，38B—輸出閥體(排氣閥體)，45—軸孔部，47—調節螺釘(高度調節單 元)，48—螺4丁孔，49一墊片，M—馬達部。
具體實施例方式
本發明是為了達到從一個馬達驅動系統得到多個系統的泵輸出而能夠實 現省空間化和成本降低的目的，通過做成如下結構的小型泵而完成的。該小型 泵在外殼內具備形成泵室的多個隔膜，在該隔膜的底部設置貫通孔，將具有與 該貫通孔連通的空氣導入孔的軸體突出設置在擺動體上，在該軸體上嵌合固定 突出設置於上述隔膜的底部背面的中空狀安裝體而將該隔膜連結在上述擺動 體上，再有，在上述貫通孔上設置吸氣閥體，並且在與上述泵室連通的輸出孔 中設置輸出閥體，上述隔膜通過伴隨馬達的驅動的上述擺動體的擺動而上下運 動，從而進行泵動作，而且構成為，上述泵室分割為多個輸出系統並且每個輸 出系統共同地設有一個輸出孔，從一個馬達驅動系統可得多個泵輸出。 (實施例)
下面按照圖1至圖5詳細敘述本發明的優選一實施例。涉及本實施例的小 型泵的特正是，構成為，通過具備兩個輸出系統的泵室各兩個，並且在分別形 成於各輸出系統的泵室的輸出孔(排氣孔)中設置輸出閥體(排氣閥體)，可 從各個輸出孔得到兩個系統的泵輸出。
在圖示例中，由於兩個輸出系統中的一方泵室和另一方泵室其泵容量大小 相互不同，因此，從一個馬達驅動系統可同時得到泵容量不同的兩種泵輸出。
本發明通過多個泵室的分割方法或者變更各自泵室大小，可得到多個任意 的泵輸出。由於該多個任意的泵輸出用一個驅動系統(馬達)即可實現，因此， 不必使用多個驅動系統且能實現省電力化，另外，無需設置多個小型泵。
圖1是本發明的小型泵的立體圖，圖2是圖1的俯-現圖，圖3是圖2的 A-A線剖視圖，圖4是圖2的B-B線剖視圖，圖5是圖2的C-C線剖視圖。 此外，為了方便說明，在與圖6所示的小型泵共通的部分附註同一符號而進行
說明。圖中，小型泵l具有作為泵外殼2的形成頂板的泵上外殼3;在該泵 上外殼3的周緣下面一體地連結的泵下外殼4;以及使該泵下外殼4的下方部 與馬達外殼5的側壁5a—體地嵌合的該馬達外殼5。
在上述小型泵1的外殼K內容納有多個例如四個隔膜(夕、、,亇7，厶) 24A、 24A、 24B、 24B及擺動體26以及馬達6。另外，在各隔膜24A、 24A 或24B、 24B的泵上外殼3 —側設有輸出閥體38A或38B,而且在各隔膜24A、 24A或24B、 24B的擺動體(擺動活塞)26—側設有吸氣閥體28A、 28B。
在泵上外殼3和各隔膜24A、 24A、 24B、 24B之間的空間部分別設有進 行空氣的吸入和排出的泵室23A、 23A、 23B、 23B。兩個泵室23A、 23A和兩 個泵室23B、 23B劃分到互不相同的輸出系統中。另外， 一方的輸出系統的泵 室23A、 23A和另一方的輸出系統的泵室23B、 23B其容量互不相同，形成為 泵室23A、 23A的容量比泵室23B、 23B的容量還小。
在兩個泵室23A、 23A設有一個輸出孔36A來共用，另外，在兩個泵室 23B、 23B設有一個輸出孔36B來共用。因此構成為，以一個馬達6為驅動源 可同時得到兩個系統的泵輸出。
在本實施例中，在比上述輸出孔36A、 36B的輸出閥體38A、 38B還靠下 遊的一側分別設有開關閥(未圖示),該輸出孔36A —側的開關閥和輸出孔36B 一側的開關閥構成為由控制部(未圖示)相互獨立地開關控制。
本發明的小型泵！，擺動體26通過上述馬達6的驅動而工作，通過該擺 動體26的上下運動使上述泵室23A、 23A及泵室23B、 23B交替壓縮、膨脹 從而能夠得到兩種泵輸出。
例如，當因擺動體26的擺動使得泵室23A偏向泵上外殼3—側時，該泵 室23A壓縮。此時，由於輸出閥體38A敞開，從而泵室23A內的被壓縮的空 氣(流體)從輸出孔36A排出，由此可得與泵室23A的容量或壓縮率對應的 種類的泵輸出。
相反，在泵室23A偏向馬達6—側時，泵室23A膨脹。此時，吸氣岡體 28A敞開，從而空氣通過空氣導入孔27a吸入泵室23A內。這一點對於泵室 23B的輸出來講也相同。
通過重複進行這一連串動作，能夠得到與兩個輸出系統的各泵室23A、 23A
及23B、 23B的容量或壓縮率相應的兩種泵輸出，所得到的泵輸出可用於例如 燃料電子系統等(省略圖示)。
在圖4中，在上述各隔膜24A、 24A的底部中心部穿設有貫通孔29A, 而且設有對該貫通孔29A進行開閉的吸氣閥體28A,從而構成有吸氣閥部VI。 另外，在圖5中，也與上述內容相同地構成各隔膜24B、 24B。此外，切開隔 膜24A、 24A或隔膜24B、 24B的一部分而設置吸氣閥體28A或28B。
在上述擺動體26的周邊附近的四個部位分別突出設置具有空氣導入孔 27a的軸體27，該空氣導入孔27a與上述貫通孔29A、 29B連通。另一方面， 在各隔膜24A、 24A及24B、 24B的底部背面分別突出設有圓筒狀的中空狀安 裝體25A及25B，將該中空狀安裝體25A及25B緊貼嵌合在上述軸體27外側 面，從而將該隔膜24A、 24A、 24B、 24B安裝在擺動體26上。
另外，在上述擺動體26的中心部固定有偏心旋轉軸30的上端部，該偏心 旋轉軸30的下端部留著間隙嵌合在馬達部M的帶輪(旋轉體)10上面的偏 離馬達軸6b中心的位置。因此，由於偏心旋轉軸30利用上述馬達6的驅動偏 心旋轉使得擺動體26上下擺動，因此，隔膜24A、 24A、 24B、 24B上下運動， 使泵室23A、 23A、 23B、 23B壓縮、膨脹而能夠得到泵輸出。
在圖示例中，由於泵部P和馬達部M設置在外殼K內的同一空間部A內， 因此，不需要用於連結泵部P和馬達部M的上下尺寸較長的連結部件，也不 需要這等構成所需的多餘的空間。
尤其是，在上述各軸體27上設有隔膜24A、 24A、 24B、 24B的防脫用凹 部27b。另外，上述中空狀安裝體25A、 25B較小地形成上下尺寸，並在該中 空狀安裝體25A、 25B上分別設有突起部125。
這樣，由於將各突起部125嵌合在上述防脫用凹部27b而將隔膜24A、24A、 24B、 24B安裝在擺動體26上，因此，雙方牢固地嵌合，並在由擺動體26的 擺動作用使得隔膜24A、 24A、 24B、 24B上下運動時，上述中空狀安裝體25A、 25B不會從軸體27脫落。
另外，在上述轉子f茲鐵6a的上面一體地設有直接固定設置在馬達軸7上 的帶輪10。而且構成為，上述偏心旋轉軸30的下端部留著間隙與該帶輪10 的中心部附近的凹部10a嵌合，擺動體26通過該偏心旋轉軸30的偏心旋轉而
擺動，從而進行泵動作。此外，圖3中的符號9是巻繞安裝有繞組的馬達6 的定子，另外，符號ll是搭載有電子零部件的電路板。
在設置於上述馬達外殼5的底面中央部的突出部51上沿上下方向穿設有 軸孔部45，馬達軸6b通過軸承12上下運動自如地且旋轉自如地嵌合在該軸 孔部45。另外，該馬達軸6b的下端部通過墊片49由調節螺釘47所支撐，該 調節螺釘47與和軸孔部45下端連通而形成的螺釘孔48螺紋結合。
由此，若通過調節螺釘47的旋轉操作而使固定帶輪10的馬達軸6b的高 度位置變化，則與帶輪10連結的擺動體26的高度位置變化。其結果，各泵室 23 A、 23A、 23B、 23B的壓縮率也變化，因此可調節變更泵輸出。
如上所述，根據本實施例，由於一個輸出系統的泵室23A、 23A和另一個 輸出系統的泵室23B、 23B分別另行獨立具有輸出孔36A和輸出孔36B,因此， 可分別從輸出孔36A和輸出孔36B得到種類不同的泵輸出。
在圖示例中，由於泵室23A、 23A的容量小於泵室23B、 23B的容量，因 此，從輸出孔36A得到的泵輸出的容量小於從輸出孔36B得到的泵輸出的容 量。
另外，涉及本實施例的小型泵l,可從一個馬達驅動系統同時得到種類不 同的兩個系統的泵輸出。因此，在需要種類不同的兩個泵輸出的場合，雖然在 現有技術中需要設置兩個小型泵，而在本發明中只用一臺小型泵即可，因此， 可實現小型泵的設置面積的省空間化，同時，還大幅度地降低設備費及電費等 的運行成本。
再有，兩個輸出系統的上述開關閥即輸出孔36A側的上述開關閥、和輸 出孔36B側的上述開關閥可互相獨立地開關控制。因此，為了與各輸出系統 的泵室23A、 23A及泵室23B、 23B的容量或壓縮率相符，通過設定各輸出系 統的開關閥的開關時間、開關壓力等，就能更有效地得到各輸出系統的泵輸出。
另外，在圖示例中，雖然泵室23A、 23A的容量設定成比泵室23B、 23B 的容量小，但泵室23A、 23A的容量和泵室23B、 23B的容量可設定為彼此相 等的大小。根據該結構，在形成兩個輸出系統的輸出孔36A和輸出孔36B中， 可相互獨立地得到具有彼此相同的泵容量的一種泵輸出。因此，可在兩個部位 同時使用一種泵輸出。 在上述實施例中，作為壓縮型泵的壓縮介質使用了空氣，而也可使用空氣 以外的氣體或液體等流體。另外，本發明的小型泵可在立式或臥式的任意方式 中使用。再有，本發明也可應用在將旋轉體與馬達分體設置的類型的小型泵(參 照圖6)上。
另外，本發明在不超出本發明的精神的範圍內可進行種種改變，而且，本 發明理所當然涉及這些改變。
權利要求
1.一種小型泵，在外殼內具備形成泵室的多個隔膜，在該隔膜的底部設置貫通孔，將具有與該貫通孔連通的空氣導入孔的軸體突出設置在擺動體上，在該軸體上嵌合固定突出設置於上述隔膜的底部背面的中空狀安裝體而將該隔膜連結在上述擺動體上，再有，在上述貫通孔上設置吸氣閥體，並且在與上述泵室連通的輸出孔中設置輸出閥體，上述隔膜通過伴隨馬達的驅動的上述擺動體的擺動而上下運動，從而進行泵動作，其特徵在於，構成為，上述泵室劃分為多個輸出系統並且每個輸出系統設有一個上述輸出孔，從一個馬達驅動系統可得到多個泵輸出。
2. 根據權利要求1所述的小型泵，其特徵在於， 上述泵室其每個輸出系統的泵容量不同。
3. 根據權利要求1所述的小型泵，其特徵在於， 上述泵室其每個輸出系統的泵容量相同。
全文摘要
本發明涉及小型泵。提供一種從一個馬達驅動系統得到多個系統的泵輸出而能夠實現省空間化和成本降低的小型泵。在隔膜(24A、24B)的底部設置貫通孔(29A、29B)，將具有與該貫通孔連通的空氣導入孔(27a)的軸體(27)突出設置在擺動體(26)上，在該軸體上嵌合固定突出設置於隔膜背面的中空狀安裝體(25A、25B)，在貫通孔上設置吸氣閥體(28)，在與泵室(23A、23B)連通的輸出孔(36A、36B)中設置輸出閥體(38A、38B)，隔膜通過伴隨馬達(6)的驅動的擺動體的擺動而上下運動，從而進行泵動作。泵室劃分為多個輸出系統，每個輸出系統均具備輸出孔，從一個馬達驅動系統可得到多個泵輸出。
文檔編號F04B45/00GK101349262SQ20081013035
公開日2009年1月21日 申請日期2008年7月11日 優先權日2007年7月19日
發明者堀健一, 日比谷利一郎, 福井胤成 申請人:三美電機株式會社