技术领域
[0001] 本
发明涉及包括驱动机构的
隔膜泵，该驱动机构将
电动机的旋转转
化成往复运动并驱动隔膜的
变形部分。
背景技术
[0002] 例如日本
专利公开No.2013-36350(文献1)中公开了相关的隔膜泵。文献1中公开的隔膜泵与电动机成一体，并包括包含隔膜的泵机构、将电动机的旋转转化成往复运动并驱动泵机构的驱动机构等。
[0003] 隔膜包括杯状变形部分。变形部分的开口部分由泵主体封闭。泵室形成于变形部分与泵主体之间。
[0004] 泵机构包括入口
阀和排出阀，并应用如下布置：在该布置中，当泵室的容量增加时，
流体被抽吸到泵室中，并且当泵室的容量减小时，泵室中的流体被排出。
[0005] 驱动机构包括附接至隔膜的变形部分的往复运动部分，以及与电动机的旋
转轴一体地旋转的输入部分，并应用如下布置：在该布置中，输入部分的旋转被转化成往复运动，并且往复运动部分往复地移动。
[0006] 在此类型的隔膜泵中，对排出流体的流率的检测是使用电动机的旋转速度间接地执行。即，当电动机的
旋转轴进行一次旋转时，驱动机构的往复运动部分进行一次往复运动，并且与泵室的容量一样多的流体被排出。因此，可基于电动机的旋转速度检测排出流率。作为检测用于隔膜泵的电动机的旋转速度的方法，主要使用以下三种方法。
[0007] 作为第一种方法，将无电刷电动机用作电动机，并使用设置在电动机控制板上的霍尔装置检测旋转速度。当应用该方法时，可使用现成的无电刷电动机。
[0008] 作为第二种方法，将有刷电动机用作电动机，并且电动机配备有被配置为检测旋转速度的装置，或者根据电动机的
电流波形检测旋转速度。为应用此方法，需要赋予电动机检测旋转速度的功能。因此，使用定做的电动机。
[0009] 作为第三种方法，将有刷电动机用作电动机，将
转子在泵的相对侧设置在电动机上以便与电动机一体地旋转，并且通过
传感器检测转子的旋转。同样，在应用此方法的情况下，使用定做的电动机。
[0010] 因此，为了实现检测相关的隔膜泵中的排出流率，无电刷电动机或具有检测旋转速度的功能的定做的有刷电动机是必要的。无电刷电动机或定做的有刷电动机比现成的有刷电动机更昂贵。因为这一原因，需要使用便宜的现成的电动机的能够检测排出流率的隔膜泵。
发明内容
[0011] 本发明被做出以满足此需要，本发明的目的是提供使用便宜的现成的电动机的能够检测排出流率的隔膜泵。
[0012] 为了实现上述目的，根据本发明，提供一种隔膜泵，该隔膜泵包括：隔膜，包括能够变形成为杯状的变形部分；泵主体，被配置为封闭变形部分的开口部分，并与变形部分协作形成泵室；驱动机构，包括附接至变形部分的往复运动部分和与电动机的旋转轴一体地旋转的输入部分，其中输入部分的旋转被转化成在旋转轴的轴向方向上的往复运动，并且往复运动部分往复地移动；泵机构，被配置为在泵室的容量增加时将流体抽吸到泵室中并在泵室的容量减小时排出泵室中的流体；以及，传感器，被配置为使用往复运动部分作为检测目标，并随着往复运动部分的往复运动交替地在检测状态与非检测状态之间切换。
附图说明
[0013] 图1是根据本发明一实施方案的隔膜泵的剖视图，其示出其中传感器不检测往复运动部分的状态；和
[0014] 图2是根据本发明一实施方案的隔膜泵的剖视图，其示出其中传感器检测往复运动部分的状态。
具体实施方式
[0015] 现在将参照图1和2详细描述根据本发明一实施方案的隔膜泵。
[0016] 图1中示出的隔膜泵1是附接至位于图1中的最下
位置的电动机2并由电动机2驱动以抽吸和排出空气的泵。电动机2不具备检测隔膜泵1的旋转速度的功能。作为电动机2，例如，可使用现成的有刷电动机。
[0017] 隔膜泵1包括附接至电动机2的壳体3和由壳体3保持的隔膜4。
[0018] 壳体3通过在电动机2的轴向方向上组合稍后将描述的多个构件被成形为柱状，并位于与电动机2的旋转轴5相同的轴线上。构建壳体3的多个构件包括：带封闭底部的具有圆柱形状的底部本体6，其附接至电动机2；隔膜保持件7，其一端附接至底部本体6的开口部分；带封闭底部的具有圆柱形状的阀保持件9，其包括覆在隔膜保持件7的另一端上的底壁8；盖体10，其封闭阀保持件9的开口部分；等。这些构件通过紧固结构(未示出)紧固在其中它们沿旋转轴5的轴向方向组合的状态下。
[0019] 隔膜保持件7包括三个构件。第一构件是具有圆柱形状的管状部7a，其一端连接至底部本体6的开口部分。第二构件是在径向方向上从管状部7a向外突伸的传感器保持件部分7b。稍后将描述的计数传感器11附接至传感器保持件部分7b。第三构件是封闭管状部7a的另一端的板状部7c。接收稍后将描述的隔膜4的变形部分12的通孔13形成于板状部7c中。另外，
支撑隔膜4的基底14的支撑板15设置在板状部7c上。
[0020] 阀保持件9包括盘状底壁8、从底壁8的外周缘部分突伸到隔膜保持件7的相对侧的外部管16，以及从底壁8的中心部分突伸到隔膜保持件7的相对侧的内部管17。外部管16的远端连接至盖体10的圆柱形部分10a。内部管17的远端连接至盖体10的内底面10b。阀保持件9的底壁8与隔膜保持件7协作夹持隔膜4的基底14。底壁8对应于本发明中的“泵主体”。
[0021] 隔膜4由盘状基底14、从基底14突伸到阀保持件9的相对侧并能够变形成为杯状的变形部分12，以及具有
活塞21的连接件22形成，其中活塞21位于变形部分12的底部上。在此实施方案中，设置了三组变形部分12、活塞21和连接件22，不过未示出，并且这三组布置于沿圆周方向将隔膜4的基底14划分成三个相等部分的位置处。变形部分12的开口部分由阀保持件9的底壁8封闭。泵室23形成于底壁8与变形部分12之间。隔膜4的连接件22连接至驱动机构24。
[0022] 驱动机构24包括附接至电动机2的旋转轴5并与旋转轴5一体地旋转的
曲柄25，以及附接至曲柄25的驱动元件26。驱动元件26包括经由支撑轴27由曲柄25可旋转地支撑的柱状轴部分26a，以及在径向方向上从轴部分26a向外突伸的多个臂部分26b(图1中示出仅一个臂部分26b)。支撑轴27连接至相对于旋转轴5偏心的曲柄25的一部分，并相对于旋转轴5倾斜。支撑轴27的倾斜方向是在与旋转轴5相同的轴线上支撑轴27的远端被
定位的方向。
[0023] 隔膜4的连接件22延伸穿过臂部分26b，并且变形部分12经由连接件22连接至臂部分26b。因为这个原因，驱动元件26的旋转由隔膜4调节。当曲柄25与旋转轴5一起旋转时，旋转被转化成在旋转轴5的轴向方向上的往复运动，并且臂部分26b往复地移动。当臂部分26b进行往复运动时，附接至臂部分26b的变形部分12中的容量(泵室23的容量)增加/减小。曲柄25对应于本发明中的“输入部分”，驱动元件26的轴部分26a对应于本发明中的“
基座”，并且驱动元件26的臂部分26b对应于本发明中的“往复运动部分”和“臂”。
[0024] 臂部分26b的数量等于变形部分12的数量。即，在此实施方案中，设置三个臂部分26b。遮光板28在臂部分26b中邻近传感器保持件部分7b与臂部分26b一体地形成。遮光板28在与轴部分26a相反的方向上从臂部分26b突伸，并被形成为在突伸方向上和在旋转轴5的轴向方向上延伸的板状。
[0025] 入口阀31设置在阀保持件9的底壁8的一部分中，底壁8的该部分形成泵室23的壁。另外，抽吸通孔32和排出通孔33形成于该部分中。入口阀31由
橡胶材料制成，并包括在泵室
23那侧与底壁8的壁面紧密
接触的
阀体31a。阀体31a打开/关闭抽吸通孔32的开口部分。
[0026] 抽吸通孔32经由形成于阀保持件9与盖体10之间的进气室34以及盖体10的空气入口35与空气连通。进气室34形成于阀保持件9的外部管16与内部管17之间。当泵室23的容量增加时，空气(流体)经由空气入口35、进气室34和抽吸通孔32被抽吸到泵室23中。
[0027] 排出通孔33使泵室23和排出室36连通。排出室36通过由阀保持件9的内部管17和盖体10包围而形成，并经由从盖体10突伸的排出管37与空气连通。当泵室23的容量减小时，泵室23中的空气(流体)经由排出通孔33、排出室36和排出管37被排出。
[0028] 排出阀38在排出室36中设置在阀保持件9的底壁8的中心处。排出阀38由橡胶材料制成，包括由橡胶材料制成并固定至底壁8的板状部38a以及打开/关闭排出通孔33的阀体部分38b。仅一个板状部38a和仅一个阀体部分38b在图1中被示出。实际上，它们被设置得与隔膜4的变形部分12一样多，并沿底壁8的圆周方向以预定间隔布置。
[0029] 泵机构30由排出阀38和入口阀31、抽吸通孔32和排出通孔33、进气室34和排出室36、盖体10的空气入口35和排出管37等构成。当泵室23的容量增加时，泵机构30将空气(流体)抽吸到泵室23中，当泵室23的容量减小时，泵机构30排出泵室23中的空气(流体)。
[0030] 计数传感器11被配置为检测隔膜泵1的操作计数，即隔膜4的活塞21的往复运动次数，并应用发送包括计数的信息的检测
信号至控制设备(未示出)的布置。控制设备基于一个活塞21的往复运动次数通过计算得到从隔膜泵1排出的空气的流率。
[0031] 根据此实施方案的计数传感器11被配置为使用驱动元件26的臂部分26b，尤其是臂部分26b的遮光板28，作为检测目标，并随着驱动元件26的臂部分26b的往复运动交替地在检测状态与非检测状态之间切换。计数传感器11使用充当
光学传感器的光隔断器41形成。
[0032] 光隔断器41包括彼此相对的发光部分和光接收部分。发光部分和光接收部分被布置成使得发光部分发出光的方向成为与图1和2的纸平面
正交的方向，即与上述的遮光板28正交的方向。发光部分和光接收部分被布置在当驱动元件26的臂部分26b到达往复运动的一端即
上止点或
下止点时与遮光板28重叠的位置。发光部分所发出的光的光路由遮光板28根据驱动元件26的臂部分26b的往复操作中断，如图2中所示。由于这个原因，光隔断器41检测图2中所示的状态——即其中图2中所示的泵室23的容量变小且光路由遮光板28中断的状态，以及图1中所示的状态——即其中泵室23的容量变大且光路的中断被撤销的状态。遮光板28对应于本发明中的“遮光部分”和“板状构件”。
[0033] 在如此配置的隔膜泵1中，当电动机2旋转并且驱动元件26的支撑轴27绕电动机2的旋转轴5旋转时，驱动元件26的臂部分26b在旋转轴5的轴向方向上往复地移动，并且隔膜4的变形部分12被推或拉。当变形部分12被臂部分26b拉向电动机2那侧时，泵室23的容量增加，入口阀31打开，如图1中所示，并且进气室34中的空气经由抽吸通孔32被抽吸到泵室23中。此时，空气经由盖体10的空气入口35被抽吸到进气室34中。
[0034] 另一方面，当隔膜4的变形部分12被臂部分26b推向阀保持件9的底壁8那侧时，变形部分12受压，泵室23的容量减小，排出阀38打开，如图2中所示，并且泵室23中的空气经由排出通孔33被排出到排出室36中。排出到排出室36中的空气经由排出管37被排出到泵的外部。
[0035] 在隔膜泵1中，当电动机2进行一次旋转时，驱动机构24的臂部分26b进行一次往复运动，并且其中计数传感器11的光路被遮光板28中断的状态和其中光路的中断被撤销的状态中的每个状态实现一次。因为这一原因，由于臂部分26b的往复运动次数可通过计数传感器11检测，所以隔膜泵1的排出流率可通过计算得到。
[0036] 根据隔膜泵1，不需要赋予电动机2检测旋转速度的功能，并且可以使用便宜的现成的电动机2。因此，根据此实施方案，可提供使用便宜的现成的电动机2的能够检测排出流率的隔膜泵。
[0037] 据此实施方案的计数传感器11是检测其中光路被中断的状态和其中光路的中断被撤销的状态的光学传感器。驱动机构24的臂部分26b包括根据往复操作中断光路的遮光板28。因为这个原因，由于可正确地对臂部分26b的往复运动次数计数，所以可提供确保排出流率的高检测
精度的隔膜泵。
[0038] 注意，计数传感器11可使用不同于光学传感器的传感器形成。例如，可使用
磁传感器。在此情况下，磁体附接至如遮光板28的板状构件，并且磁传感器附接至由参考标号41表示的计数传感器11的位置。
