本实用新型是关于通过摆动膈膜来传送流体的隔膜泵。
背景技术：
历来已知有隔膜泵作为用于传送流体的泵。此隔膜泵具备泵头、设置于泵头内部的可挠性隔膜、连接至隔膜的驱动机构以及在泵头的内部通过隔膜划分的泵室，随着隔膜在厚度方向上通过驱动机构进行往复运动，使泵室的压力变化并传送流体(参阅例如专利文献1)。
然而，许多历来的隔膜泵，因为隔膜被形成为平板状，所以每当隔膜向泵室侧膨胀时，会对隔膜在径向产生很大的拉力而拉伸，有隔膜在短时间内劣化的问题。
于是，为了防止这种对隔膜泵产生拉力的情况，也已知有如图4(b)所示在隔膜102上形成有于厚度方向缓缓地突出的下垂部102a。借此，如图4(a)所示，当隔膜102向泵室104侧膨胀时，因为形成在隔膜102上的下垂部102a将拉力吸收，而能够防止隔膜102的劣化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平7-14179号公报
技术实现要素：
实用新型所欲解决的课题
然而，当隔膜102摆动时，经常会有隔膜102的下垂部102a变成不稳定的形状的情况。具体地说明，如图4(b)所示，虽然下垂部102a在隔膜102的动作下死点处成为维持预定形状的状态，但如图4(c)所示，由于下垂部102a本来具有的形状的影响，在上死点处成为在与泵室104相反侧稍微弯曲的形状，并且当隔膜反复进行摆动时，如图4(d)所示，在上死点处会逐渐变成弯曲更大的形状。因此，在变成该弯曲形状的部分产生流体残留的状态(无效体积d)，由于以泵室104的最大容量(压缩前容量)/泵室104的最小容量(压缩后容量)表示的压缩比变小，而有流体的吸引/排出的效率降低的问题。
本实用新型是鉴于上述问题而提出，目的在于提供一种隔膜泵，其能够防止隔膜的劣化并且扩大泵的压缩比，进而能寿命长且高性能。
解决课题的技术方案
本实用新型为达成上述目的，一种隔膜泵具备泵头、设置于该泵头内部的可挠性隔膜、连接至该隔膜的驱动机构以及在所述泵头的内部通过所述隔膜划分的泵室，随着所述隔膜在厚度方向上通过所述驱动机构进行往复运动，使所述泵室的压力变化并传送流体，其特征在于，所述隔膜在外周部形成有突出于厚度方向的山型部，周端部被固定在所述泵头，并且所述驱动机构被连接至中央部，当所述隔膜在厚度方向上通过所述驱动机构进行往复运动时，在所述山型部的顶点部的径向外侧的第1倾斜部维持在倾斜状态的同时，在所述山型部的顶点部的径向内侧的第2倾斜部以顶点部作为支点摆动。
据此，通过隔膜的山型部的第1倾斜部维持在倾斜状态的同时，第2倾斜部以顶点部作为支点摆动，因为几乎不会在隔膜上产生拉力，所以能够防止隔膜朝径向延伸。因此，能够防止隔膜的劣化。
此外，通过隔膜的山型部的第1倾斜部维持在倾斜状态的同时，第2倾斜部以顶点部作为支点摆动，由于在隔膜的外周部难以产生不必要的变形，能够防止或减轻在隔膜的外周部产生无效体积。因此，能够扩大以泵室的最大容量(压缩前容量)/泵室的最小容量(压缩后容量)表示的压缩比。
又，所述泵头可以设置有用于维持所述隔膜的所述山型部的第1倾斜部的倾斜状态的支撑构件。据此，由于隔膜的山型部的第1倾斜部确实地维持在倾斜状态，第2倾斜部能够以顶点部作为支点稳定地摆动。
此外，所述驱动机构设置有支承所述隔膜的支承构件，该支承构件一直支承着所述隔膜的所述山型部以外的部分的同时，可以在所述隔膜的动作的上死点处支承所述山型部的第2倾斜部，而在所述隔膜的动作的下死点处分离。据此，第2倾斜部能够以顶点部作为支点稳定地摆动。
又，所述隔膜及所述支承构件之间设置有支承侧缓冲材，该支承侧缓冲材也可以设置为从所述支承构件的周端面朝径向外侧延伸的形态。据此，能够防止支承构件接触隔膜，并且防止接触泵头的内壁，而减轻隔膜的劣化。
又，所述驱动机构设置有抑制所述隔膜的抑制构件，并且所述隔膜及所述抑制构件之间设置有抑制侧缓冲材，该抑制侧缓冲材也可以设置为从所述抑制构件的周端面朝径向外侧延伸的形态。据此，能够防止抑制构件接触隔膜，并减轻隔膜的劣化。
又，所述隔膜可以是由聚四氟乙烯所组成。据此，使隔膜的山型部的第1倾斜部及第2倾斜部产生一定程度的刚性的同时，在厚度方向上能够柔软地变形。
又，所述支承侧缓冲材及/或抑制侧缓冲材也可以是由聚四氟乙烯所组成。将隔膜与缓冲材以相同材质制成的情况下，因为在隔膜与缓冲材之间于径向会产生适度的滑动，隔膜能够平顺地变形。
实用新型效果
据此，通过隔膜的山型部的第1倾斜部维持在倾斜状态的同时，第2倾斜部以顶点部作为支点摆动，由于几乎不会在隔膜上产生拉力，所以能够防止隔膜朝径向延伸。因此，能够防止隔膜的劣化，进而可以延长隔膜泵的产品寿命。
此外，通过隔膜的山型部的第1倾斜部维持在倾斜状态的同时，第2倾斜部以顶点部作为支点摆动，由于在隔膜的外周部难以产生不必要的变形，能够防止或减轻在隔膜的外周部产生无效体积。因此，能够扩大以以泵室的最大容量(压缩前容量)/泵室的最小容量(压缩后容量)表示的压缩比，进而可以提升隔膜泵的性能。
附图说明
图1为隔膜泵的前视剖面图。
图2为将图1的隔膜的重点部分放大的前视剖面图。
图3(a)为表示图1的隔膜的上死点的状态的前视剖面图、图3(b)为表示图1的隔膜的下死点的状态的前视剖面图。
图4(a)(b)(c)(d)为表示传统的隔膜泵的前视剖面图、图4(a)为当隔膜向泵室侧膨胀时的状态、图4(b)为下垂部在隔膜的动作下死点处成为维持预定形状的状态、图4(c)为下垂部在上死点处成为在与泵室相反侧稍微弯曲的形状的状态、图4(d)为下垂部在上死点处会逐渐变成弯曲更大的形状的状态。
具体实施方式
接下来，参阅图1至图3(a)及图3(b)并说明本实用新型的隔膜泵(以下称作本泵)的实施方式。另外，在本说明书中，所谓“上”是指相对于图1的情况的上侧，所谓“下”是指相对于图1的情况的下侧。
本泵具备泵头1、设置于泵头1内部的隔膜2、连接至隔膜2的驱动机构3以及通过隔膜2划分的泵室4，通过隔膜2在厚度方向上通过驱动机构3进行往复运动，使泵室4的压力变化并传送流体。
所述泵头1如图1所示，在内部空间的上表面上设置有横剖面为圆形的圆顶状凹部11。此泵头1以覆盖凹部11的方式设置有隔膜2，形成以凹部11作为上壁并且以隔膜2作为底壁的泵室4。此外，在凹部11的中央部，设置有流体流通的流通口12。
又，所述泵头1在内部空间的侧壁部上设置有隔膜固定部13，其固定隔膜2的周端部2c。此隔膜固定部13具备设置于隔膜2正面侧的第1固定部13a、设置于隔膜2侧面侧的第2固定部13b以及设置于隔膜2背面侧的第3固定部13c，通过这些第1至3固定部13a、13b及13c，隔膜2的周端部2c被以从正面侧、背面侧及侧面包围的方式固定住。借此，当隔膜2在厚度方向上进行往复运动时，能够防止外部气体从周端部2c进入泵室4的内部，或是流体从周端部2c漏出到泵室4的外部。
另外，在所述第3固定部13c的附近，设置有向下方突出的突起部14，该突起部14将隔膜2的端部往下方推压。借此，更加确实地防止外部气体从隔膜2的周端部2c进入泵室4的内部，或是流体从周端部2c漏出到泵室4的外部。
所述隔膜2是以聚四氟乙烯(登录商标：特氟龙)形成的俯视为圆形的可挠性薄膜状构件，并设置为在厚度方向上柔软可变形。
此外，所述隔膜2在上侧设置有作为抑制构件的上侧保持器33，在下侧设置有作为支承构件的下侧保持器34。此上侧保持器33及下侧保持器34是以合成树脂形成的大致圆盘状构件，从上下方向夹持隔膜2。另外，上侧保持器33形成为上表面沿着泵头1的凹部11的内表面的形状。
特别的是在本实施方式中，如图3(a)及图3(b)所示，上侧保持器33在与隔膜2之间设置有由聚四氟乙烯(登录商标：特氟龙)所组成的缓冲材35。此缓冲材35因为是设置为从上侧保持器33的周端面向径向外侧延伸的形态，所以能够防止上侧保持器33接触隔膜2，并且减轻隔膜2的劣化。
此外，如图3(a)及图3(b)所示，下侧保持器34是形成为在径向上比上侧保持器33长，一直支承隔膜2的山型部21部分之外的下表面的同时，在隔膜2动作的上死点处支承山型部21的第2倾斜部213，而在下死点处成为分离的状态。借此，第2倾斜部213能够以顶点部211为支点稳定地摆动。
此外，如图3(a)及图3(b)所示，下侧保持器34在与隔膜2之间设置有由聚四氟乙烯(登录商标：特氟龙)所组成的缓冲材36。此缓冲材36因为是设置为从下侧保持器34的周端面向径向外侧延伸的形态，所以能够防止下侧保持器34接触隔膜2，并且防止接触泵头1的内壁，从而减轻隔膜2的劣化。
此外，所述隔膜2是中央部2a通过上侧保持器33及下侧保持器34连接至驱动机构3的连接杆31。因此，隔膜2通过在厚度方向上通过驱动机构3进行往复运动，使得泵室4的压力变化，并经由流通口12传送流体。具体来说，当隔膜2通过驱动机构3往下方移动时，泵室4的容积增大而产生负压，并且流体通过流通口12被吸引至泵室4。另一方面，当隔膜2通过驱动机构3往上方移动时，泵室4的容积减少而产生正压，并且流体从泵室4通过流通口12被排出。
此外，所述隔膜2如图3(a)及图3(b)所示，中央部2a通过被上侧保持器33及下侧保持器34夹持而形成为平坦状。然后，隔膜2在厚度方向上通过驱动机构3进行往复运动时，隔膜2的中央部2a是维持在平坦的状态的同时上下摆动。
此外，所述隔膜2如图3(b)所示，在外周部2b预先设置有以向泵室4突出的方式弯曲成山型的山型部21。此山型部21具备：位在中央部的顶点部211，以从隔膜2的周端部2c朝径向内侧斜上方延伸的方式竖起的第1倾斜部212，以及以从顶点部211朝径向内侧斜下方延伸的方式下降的第2倾斜部213。然后，当隔膜2在厚度方向上通过驱动机构3进行往复运动时，在山型部21的第1倾斜部212维持在倾斜状态的同时，山型部21的第2倾斜部213成为以顶点部211作为支点摆动。
特别的是在本实施方式中，设置有用于维持隔膜2的山型部21的第1倾斜部212的倾斜状态的支撑构件15。此支撑构件15是由支撑隔膜2的山型部21的第1倾斜部212的下侧的下侧支撑构件15a，以及支撑第1倾斜部212的上侧的上侧支撑构件15b所组成，从上下方向支撑第1倾斜部212。借此，能够确实地维持第1倾斜部212的倾斜状态，且第2倾斜部213能够以顶点部211作为支点稳定地摆动。另外，支撑构件15与第1倾斜部212之间可以是密接状态，也可以是设置有预定间隙的状态。
所述驱动机构3具备：具有旋转轴的未图示的马达，安装在马达的旋转轴上的偏心构件32，以及设置于偏心构件32且连接至隔膜2的连接杆31。偏心构件32在偏离中心的位置处下端部安装在马达的旋转轴上。连接杆31通过轴承金属件被插入至设置于偏心构件32中央的孔，通过设置在上端部的螺丝连接至上侧保持器33，且通过上侧保持器33及下侧保持器34连接至隔膜2的中央部2a。借此，马达的旋转运动通过偏心构件32转换成连接杆31的上下方向的往复运动。
如此一来，当本泵在排出流体的情况下，连接杆31通过向上方移动，将隔膜2的中央部2a向上方顶起。另一方面，当本泵在吸引流体的情况下，连接杆31通过向下方移动，将隔膜2的中央部2a向下方拉下。
接着，参阅图3(a)及图3(b)说明关于本泵的动作。
当本泵在排出流体的情况下，从图3(b)的下死点位置，通过连接杆31向上方移动，将隔膜2的中央部2a向上方顶起。
于是，隔膜2伴随中央部2a被由连接杆31向上方顶起，通过山型部21的第1倾斜部212维持在倾斜状态的同时，山型部21的第2倾斜部213以顶点部211作为支点向上方摆动，成为隔膜2的中央部2a与第2倾斜部213在同一平面上平坦地相连的剖面略呈梯状的状态，并且推移至图3(a)的上死点的位置。
此时，上侧保持器33成为接近泵头1的凹部11的内表面的状态，泵室4的容积减少而产生正压，且流体从泵室4经流通口12被排出。
另一方面，当本泵在吸引流体的情况下，从图3(a)的上死点位置，通过连接杆31向下方移动，将隔膜2的中央部2a向下方拉下。
于是，隔膜2伴随中央部2a被由连接杆31向下方拉下，通过山型部21的第1倾斜部212维持在倾斜状态的同时，山型部21的第2倾斜部213以顶点部211作为支点向下方摆动，隔膜2的中央部2a维持平坦的状态，而第1倾斜部212与第2倾斜部213回到原本山形的状态，并且推移至图3(b)的下死点的位置。
此时，上侧保持器33成为从泵头1的凹部11的内表面分离的状态，泵室4的容积增大而产生负压，且流体经流通口12被吸引至泵室4。
如此一来，当隔膜2在厚度方向的上下进行往复运动时，通过隔膜2在山型部21的第1倾斜部212维持在倾斜状态的同时，第2倾斜部213以顶点部211作为支点摆动，因为几乎不会在隔膜2上产生拉力，所以能够防止朝径向延伸。实际上，在本实施方式中，测量了上死点与下死点处的隔膜2的半径，于上死点为45.8mm，于下死点为45.9mm，确认了上死点与下死点处的隔膜2的半径几乎没有差异。因此，能够防止隔膜2的劣化，进而可以延长本泵的产品寿命。
此外，通过隔膜2在山型部21的第1倾斜部212维持在倾斜状态的同时，第2倾斜部213以顶点部211作为支点摆动，因为在隔膜2的外周部2b难以产生不必要的变形，所以能够防止或减轻在隔膜2的外周部2b产生无效体积。因此，能够扩大以以泵室4的最大容量(压缩前容量)/泵室4的最小容量(压缩后容量)表示的压缩比，进而可以提升本泵的性能。
另外，虽然说明了所述隔膜2为预先设置有山型部21，但也可以通过支撑构件15事后地设置山型部21。
此外，所述隔膜2是通过支撑构件15从上下方向支撑在山型部21的第1倾斜部212，但也可以仅通过支撑构件15的上侧或下侧的其中一边支撑，或者不支撑也可以。但是，当不通过支撑构件15支撑在山型部21的第1倾斜部212时，优选为使第1倾斜部212的刚性增加之类的、在隔膜2的往复运动过程中能够维持第1倾斜部212的倾斜状态的构造。
又，所述隔膜2是由聚四氟乙烯所组成者，但也可以是其他材料。只是，在隔膜2是由聚四氟乙烯所组成的情况下，由于会使隔膜2的山型部21的第1倾斜部212及第2倾斜部213产生一定程度的刚性的同时，在厚度方向上能够柔软地变形，因此为优选。
又，所述缓冲材35及36是由聚四氟乙烯所组成者，但也可以是其他材料。只是，将隔膜2与缓冲材35及36以相同材质制成的情况下，因为在隔膜2与缓冲材35及36之间于径向会产生适度的滑动，隔膜2能够平顺地变形，因此为优选。
以上，虽参阅附图说明本实用新型的实施方式，但本实用新型并不限定于已图示的实施方式。相对于已图示的实施方式，在与本实用新型相同的范围内或均等的范围内，能够增加各种修正或变形。
附图标记说明
1泵头
11凹部
12流通口
13隔膜固定部
13a第1固定部
13b第2固定部
13c第3固定部
14突起部
15支撑构件
15a下侧支撑构件
15b上侧支撑构件
2隔膜
2a中央部
2b外周部
2c周端部
21山型部
211顶点部
212第1倾斜部
213第2倾斜部
3驱动机构
31连接杆
32偏心构件
33上侧保持器
34下侧保持器
35、36缓冲材
4泵室
1.一种隔膜泵，其具备泵头、设置于该泵头内部的可挠性隔膜、连接至该隔膜的驱动机构以及在所述泵头的内部通过所述隔膜划分的泵室，随着所述隔膜在厚度方向上通过所述驱动机构进行往复运动，使所述泵室的压力变化并传送流体，其特征在于，
所述隔膜，在外周部形成有突出于厚度方向的山型部，周端部被固定在所述泵头，并且所述驱动机构被连接至中央部，
当所述隔膜在厚度方向上通过所述驱动机构进行往复运动时，在所述山型部的顶点部的径向外侧的第1倾斜部维持在倾斜状态的同时，在所述山型部的顶点部的径向内侧的第2倾斜部以顶点部作为支点摆动。
2.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述泵头设置有用于维持所述隔膜的所述山型部的第1倾斜部的倾斜状态的支撑构件。
3.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述驱动机构设置有支承所述隔膜的支承构件，
该支承构件一直支承着所述隔膜的所述山型部以外的部分的同时，在所述隔膜的动作的上死点处支承所述山型部的第2倾斜部，而在所述隔膜的动作的下死点处分离。
4.根据权利要求3所述的隔膜泵，其特征在于，所述隔膜及所述支承构件之间设置有支承侧缓冲材，
该支承侧缓冲材是设置为从所述支承构件的周端面朝径向外侧延伸的形态。
5.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述驱动机构设置有抑制所述隔膜的抑制构件，并且所述隔膜及所述抑制构件之间设置有抑制侧缓冲材，
该抑制侧缓冲材是设置为从所述抑制构件的周端面朝径向外侧延伸的形态。
6.根据权利要求4所述的隔膜泵，其特征在于，所述驱动机构设置有抑制所述隔膜的抑制构件，并且所述隔膜及所述抑制构件之间设置有抑制侧缓冲材，
该抑制侧缓冲材是设置为从所述抑制构件的周端面朝径向外侧延伸的形态。
7.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述隔膜是由聚四氟乙烯所组成。
8.根据权利要求6所述的隔膜泵，其特征在于，所述支承侧缓冲材及/或抑制侧缓冲材是由聚四氟乙烯所组成。
技术总结