专利名称：隔膜泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种隔膜泵。
背景技术：
日本未审查实用新型出版物No.7-141179披露了隔膜泵。如图3所示，隔膜92通过隔膜套91的固定表面(连接表面)91a支承在其外周部分92a处。隔膜套91和隔膜92在隔膜套91内限定泵腔93。隔膜92在其中心安装驱动件(杆)94，该驱动件可被驱动以便通过例如电马达(未示出)的驱动源往复运动。由于驱动件94的往复运动造成隔膜92变形(移位)，泵腔的容积增加和减小，由此使得流体流入泵腔93或排出泵腔93。
在隔膜泵中，在排放行程中泵腔93内的压力升高时，虽然与驱动件94接触的隔膜92的部分通过驱动件94支承，与驱动件94不接触的隔膜92的外侧部分不直接通过驱动件94支承，并通常朝着泵腔93的相反侧膨胀。由于即使在排放行程的最后阶段，泵腔93的容器不能充分减小，不从泵腔93排出并保持在泵腔93内的流体增加，其结果是隔膜泵的泵效率退化。
但是在隔膜泵中，驱动件94包括安装隔膜92的安装构件95和形成在安装构件95的外侧部分上的凸缘96。当隔膜92朝着泵腔93变形时，凸缘96与隔膜92接触，由此在排放行程中防止隔膜92的外侧部分朝着泵腔93的相反侧膨胀。
但是在图3所示的隔膜泵的驱动件94中，由于接触隔膜92的安装构件95的表面95a不与接触隔膜92的凸缘96的表面96a形成连续，表面95a和96a之间的边界倾斜。因此，在排放行程中变形的隔膜92以一个偏转角度接触倾斜的边界，因此降低隔膜92的耐用性。
发明内容
本发明针对一种改进隔膜耐用性并保持高的泵效率的隔膜泵。
本发明提供以下特征。隔膜泵包括隔膜、隔膜套和驱动件。隔膜具有中点和外周部分。隔膜套在其外周部分支承隔膜，由此在隔膜套内限定泵腔。驱动件在其中点保持隔膜。当驱动件往复运动时隔膜变形，由此实现流体流入和排出泵腔。驱动件包括安装构件和凸缘。安装构件安装隔膜，并具有接触隔膜的第一表面。凸缘形成在安装构件外部。凸缘具有在隔膜朝着泵腔变形时接触隔膜的第二表面。凸缘的第二表面具有与安装构件的第一表面形成连续的第一凸起表面区域。
结合附图，通过实例说明本发明的原理，本发明的其他方面和优点将从以下说明中变得清楚。
在所附权利要求中特别提出确信为新颖的本发明的特征。本发明及其目的和优点可通过参考当前优选实施例以及附图的以下说明得以清楚地连接，附图中图1是表示本发明优选实施例的隔膜泵的截面图；图2是表示本发明另一优选实施例的隔膜泵的截面图；以及图3是表示现有技术隔膜泵的截面图。
具体实施例方式
现在参考图1说明本发明优选实施例的隔膜泵。在当前优选的实施例中，隔膜泵适用于供应气体。
图1是表示隔膜泵的截面图。如图1所示，隔膜泵具有包括块体11、固定连接到块体11上的圆形张力板12和容纳块体11和张力板12的主体套13。主体套12形成圆柱形覆盖形状，其覆盖部分位于上侧，如图1所示。块体11和张力板12容纳在主体套13内，使得块体11位于覆盖侧上。
块体11在其面向张力板12的端表面上形成凹入部分11a。凹入部分11a通过介于块体11和张力板12之间的隔膜14闭合，由此限定泵腔15。隔膜14由弹性金属材料制成并具有圆形形状。块体11和张力板12支承隔膜14，以便通过在块体11和张力板12的结合部处或者在块体11的固定表面31和面向固定表面31的张力板12的固定表面36之间保持隔膜14的外周部分14a的环形区域，使得隔膜14变形(移位)。
主体套13在其中形成与外部低压管路(未示出)连接的抽吸通道17和与外部高压管路(未示出)连接的排放通道18。块体11在其中间形成将泵腔15连接到抽吸通道17的抽吸口25和将泵腔15连接到排放通道18的排放口。以簧片阀为形式的抽吸阀21设置在块体11内的抽吸口25和主体套13内的抽吸通道17之间。以簧片阀为形式的排放阀22设置在块体11内的排放口26和主体套13内的排放通道18之间。
驱动隔膜14的驱动单元24连接到隔膜14上。驱动单元24形成用作驱动件的杆45，驱动件被驱动以便通过例如电马达(未示出)的驱动源往复运动。杆45在其中央将隔膜14保持在布置在泵腔15外部并安装隔膜14的的安装构件46和布置在泵腔15内部并固定到安装构件46上的固定构件47之间。因此，当杆45往复运动时隔膜14变形(移位)，由此增加并减小泵腔15的容积。
特别是，当杆45在杆45离开泵腔15(图1向下)的方向上运动时，隔膜14朝着泵腔15的相反侧变形，并且泵腔15的容积增加。当隔膜14朝着泵腔15的相反侧变形的抽吸过程中，气体从抽吸通道17引入泵腔室15，并推开抽吸阀21。相比之下，当杆45朝着泵腔15变形并且泵腔15的容积减小。在隔膜14朝着泵腔15变形的排放过程中，泵腔15内的气体排放到排放通道18，并推开排放阀22。
杆45包括安装构件46和位于安装构件46外部的圆形凸缘49。当隔膜14朝着泵腔15变形时，凸缘49与隔膜14接触，由此防止在排放行程中隔膜14的外侧部分朝着泵腔15相反侧膨胀。由于即使在排放行程的最后阶段，泵腔15的容积充分减小，不从泵腔15排放并保持在泵腔15内的流体减少，其结果是改善隔膜泵的泵效率。
接触隔膜14的凸缘49的表面49a具有与接触隔膜14的安装构件46的表面46a(平面)连续的凸起表面区域51，以便不形成倾斜。因此，在隔膜14朝着泵腔15变形的情况下，即使隔膜14与安装构件46的接触表面46a和凸缘49的接触表面49a之间边界附近接触，凸起表面区域51将没有偏转角度，使得改善隔膜14的耐用性。
凸缘49的接触表面49a除了所述的凸起表面区域51之外还具有凹入表面区域52。凸起表面区域51在靠近环形区域内的安装构件46的凸起表面区域51的部分处接触隔膜14。凹入表面区域52与凸起表面区域51形成连续并在靠近环形区域内的外周部分14a的凹入表面区域52的部分处接触隔膜14。
如图2所示，在凸缘49的接触表面49a只通过凸起表面区域形成的情况下，当隔膜14朝着泵腔15以相对大的曲率半径变形时，靠近外周部分14a的隔膜14的部分在不通过凸缘49的接触表面49a支承的隔膜14的部分处以相对大的曲率半径弯曲，使得隔膜14的所述部分介于接触表面49a和固定表面31之间。在图2双虚线表示的隔膜14中，隔膜14的所述部分由箭头“M”表示。
在当前实施例中，但是当隔膜14朝着泵腔15以相对大的曲率半径变形时，靠近外周部分14a的隔膜14的部分弯曲以便与凸缘49的接触表面49a(或凹入表面区域52)相符，即在隔膜14的所述部分通过接触表面49a支承的状态下，隔膜14的所述部分弯曲，使得隔膜14的所述部分介于接触表面49a和固定表面31之间。这种结构防止隔膜14在不通过凸缘49的接触表面49a支承的隔膜14的部分处以相对大的曲率半径弯曲，其结果是改善隔膜14的耐用性。
凸起表面区域51和凸缘49的接触表面49a的凹入表面区域52的曲率半径是相同的。为了更加明确，在垂直于在其平位置的隔膜14并穿过隔膜14的中点P的平面(即图1的平面)上观看，凸起表面区域51的曲线X1的曲率半径R1和凹入表面区域52的曲线X2的曲率半径R2是相同的。
因此，当隔膜14以相对大的曲率半径朝着泵腔15变形时，接触凸缘49的任一个凸起表面区域51和凹入表面区域52的隔膜14的部分防止以比隔膜14其他部分大的曲率半径弯曲，由此防止不均匀施加在与凸缘49的接触表面49a接触的隔膜14上的弯矩造成的应力。因此，进一步改善隔膜14的耐用性。
块体11在泵腔15的内表面的中间形成保留凹口48。如图1双虚线所示，当朝着泵腔15变形的隔膜14位于其顶部死点时，在该点处泵腔15的容积最小，保留凹口48容纳固定杆45的固定构件47。除了保留凹口48之外，块体11的泵腔15的内表面形成对于隔膜14朝着其顶部死点的变形提供限制的调节表面32。即当朝着泵腔15变形的隔膜14位于顶部死点时，面向泵腔15的隔膜14的表面与调节表面32接触，由此防止隔膜14进一步弹性变形。
调节表面32成形为与凸缘49的接触表面49a相符。因此，在隔膜14位于其顶部死点的状态下，隔膜14大致夹在杆45(凸缘49)的整个接触表面49a和块体11的整个调节表面32之间，泵腔泵腔15的容积变成大致为零，因此，进一步改善隔膜泵的泵效率。
特别是，调节表面32包括成形为与凸缘49的接触表面49a的凹入表面区域52相符的凸起表区域33和成形为与接触表面49a的凸起表面区域51相符的凹入表面区域34。凸起表面区域33与固定表面31形成平滑连续，使其边界没有形成角度。凸起表面区域33在靠近环形区域内的外周部分14a的凸起表面区域22的部分处支承位于朝着其顶部死点变形的极限处的隔膜14。凹入表面区域34与凸起表面区域33形成平滑连续，使其边界没有形成角度。凹入表面区域34在靠近环形区域内的隔膜14的中点P的凹入表面区域34的部分处支承位于朝着其顶部死点变形的极限处的隔膜14。
因此，即使隔膜14位于朝着其顶部死点变形的极限处，并成形为与调节表面32相符，固定表面31和调节表面32之间以及凸起表面区域33和凹入表面区域34之间的边界附近将没有偏转角度，防止由偏转造成的隔膜14的塑性变形，并因此防止隔膜14的耐用性的降低。
凸起表面区域33和凹入表面区域34的曲率是相同的。另外，凸起表面区域33和凹入表面区域34的曲率与凸起表面区域51和凹入表面区域52的曲率相同。为了更加明确，在垂直于平位置上的隔膜14并穿过隔膜14的中心P的平面(即图1的平面)上观看，凸起表面区域33的曲线X3的曲率半径R1、曲率半径R2、曲率半径R3和凹入表面区域34的曲线X4的曲率半径R4是相同的。
因此，当隔膜14位于朝着其顶部死点变形的极限处时，防止介于调节表面32的凸起表面区域33和凸缘49的凹入表面区域52之间以及介于调节表面32的凹入表面区域34和凸缘49的凸起表面区域51之间的隔膜14的部分的曲率是不同的，由此进一步改善防止不均匀施加在位于朝着其顶部死点变形极限处的隔膜14上的弯矩造成的应力。
注意到以下实施例可以在不偏离本发明目的的情况下实施。
如图2所示，杆45的凸缘49的接触表面49a只通过凸起表面区域形成。另外，隔膜套10(或块体11)的调节表面32只通过凹入表面区域形成，以便成形为与只由凸起表面区域形成的凸缘49的接触表面49a相符。
在优选实施例的可选择实施例中，凸缘49的接触表面49a的凸起表面区域51和凹入表面区域52的曲率相互不同。在优选实施例的另一可选择实施例中，调节表面32的凸起表面区域33和凹入表面区域34的曲率相互不同。在前一和后一实施例组合的情况下，如果调节表面32的凹入表面区域34的曲率与凸缘49的凸起表面区域51的曲率相同，并且如果调节表面32的凸起表面区域33的曲率与凸缘49的凹入表面区域52的曲率相同，调节表面32成形为与凸缘49的接触表面49a相符。
尽管在所示的实施例中，本发明的隔膜泵适用于处理气体的隔膜泵，本发明的隔膜泵不局限于所述的隔膜泵，而可适用于处理液体的隔膜泵。
因此，本发明的实例和实施例认为是示例性的并没有限制含义，并且本发明不局限于这里给出的细节，而可以进行调整。
权利要求
1.一种隔膜泵，包括具有中点和外周部分的隔膜；用于在其外周部分支承隔膜的隔膜套，由此在隔膜套内限定泵腔；用于在其中点保持隔膜的驱动件，当驱动件往复运动时隔膜变形，由此实现流体流入和排出泵腔，该驱动件包括用于安装隔膜的安装构件，安装构件具有接触隔膜的第一表面；以及形成在安装构件外部的凸缘，凸缘具有当隔膜朝着泵腔变形时接触隔膜的第二表面，其中凸缘的第二表面具有与安装构件的第一表面形成连续的第一凸起表面区域。
2.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，除了第一凸起表面区域之外，凸缘的第二表面具有第一凹入表面区域，第一凸起表面区域在靠近安装构件的第一凸起表面区域的部分处接触隔膜，第一凹入表面区域与第一凸起表面区域形成连续，第一凹入表面区域在靠近隔膜的外周表面的凹入表面区域处接触隔膜。
3.如权利要求2所述的隔膜泵，其特征在于，凸缘的第二表面的第一凸起表面区域和第一凹入表面区域的曲率是相同的。
4.如权利要求1项所述的隔膜泵，其特征在于，隔膜套具有形成泵腔的内表面的调节表面，并成形为与凸缘的第二表面相符，由此为隔膜朝着泵腔变形提供限制。
5.如权利要求4所述的隔膜泵，其特征在于，隔膜套具有在其外周部分处支承隔膜的固定表面，调节表面与固定表面形成连续，调节表面具有在靠近隔膜的外周表面的第二凹入表面区域的部分处支承隔膜的第二凸起表面区域和与第二凸起表面区域形成连续以便在靠近隔膜中点的第二凹入表面区域的部分处支承隔膜的第二凹入表面区域。
6.如权利要求5所述的隔膜泵，其特征在于，隔膜套的调节表面的第二凸起表面区域和第二凹入表面区域的曲率是相同的。
7.如权利要求6所述的隔膜泵，其特征在于，除了第一凸起表面区域之外，凸缘的第二表面具有第一凹入表面区域，第二表面的第一凸起表面区域在靠近安装构件的第一凸起表面区域的部分处接触隔膜，第二表面的第一凹入表面与第一凸起表面区域形成连续，第一凹入表面区域在靠近隔膜的外周部分的第一凹入表面区域的部分处接触隔膜，凸缘的第二表面的第一凸起表面区域和第一凹入表面区域的曲率和调节表面的第二凸起表面区域和第二凹入表面区域的曲率相同。
全文摘要
一种隔膜泵包括隔膜、隔膜套和驱动件。隔膜具有中点和外周部分。隔膜套在其外周部分支承隔膜，由此在隔膜套内限定泵腔。驱动件在其中点保持隔膜，当驱动件往复运动时隔膜变形，由此实现流体流入和排出泵腔。该驱动件包括安装构件和凸缘。安装构件安装隔膜并具有接触隔膜的第一表面。凸缘形成在安装构件外部，凸缘具有当隔膜朝着泵腔变形时接触隔膜的第二表面。第二表面具有与安装构件的第一表面形成连续的第一凸起表面区域。
文档编号F04B45/00GK1621716SQ20041009587
公开日2005年6月1日 申请日期2004年11月26日 优先权日2003年11月28日
发明者山本真也, 越坂亮介, 内山理 申请人:株式会社丰田自动织机