(57)【要約】    【課題】  ダイアフラムにかかる不規則な方向の応力を低減して、ダイアフラムの長寿命化が図れる電磁振動式ダイアフラムポンプを提供する。    【解決手段】  永久磁石５，６と、永久磁石５，６から生じる磁力に対して相互に吸引又は反発する電磁石２，３との磁気力により往復移動可能な可動子７を有するポンプ本体と、可動子７の両端部に結合され圧縮室１４，１５内に設けられたダイアフラム８，９とを備え、電源周波数に応じて可動子７を往復移動させてダイアフラム８，９を振動させることにより空気を吸入し、この空気を吐出するダイアフラム式ポンプにおける可動子７を、板バネ２４，２５により支持するようにした電磁振動式ダイアフラムポンプ１。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、永久磁石から生じる磁力に対して相互に吸引又は反発する電磁石との磁気力により往復移動可能な可動子を有するポンプ本体と、上記可動子の両端部に結合され圧縮室内に設けられたダイアフラムとを備え、電源周波数に応じて前記可動子を往復移動させて上記ダイアフラムを振動させることにより空気を吸入し、この空気を吐出するダイアフラム式ポンプにおいて、前記可動子を板バネにより支持してなる電磁振動式ダイアフラムポンプ。
【請求項２】
可動子を支持する板バネが、複数枚の板バネを重ね合わせたものである請求項１記載の電磁振動式ダイアフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁振動式ダイアフラムポンプに係り、さらに詳しくは、主として室内用エアマットやエアベッドへのエアの吸排、養魚用水槽や家庭用浄化槽などへの酸素供給、又は公害監視における検査ガスのサンプリングなどに利用される電磁振動式ダイアフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁石と永久磁石との磁気的相互作用に基づく、永久磁石を備えた可動子の振動を利用して流体を吸引、吐出する電磁振動式ダイアフラムポンプとして、例えば図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるようなポンプがある。
このポンプ５０は、二方に対向して配置されている電磁石２，３からなる電磁石部４と、永久磁石５，６を備えた可動子７と、可動子７の両端に連結されたダイアフラム８，９と、電磁石部４の両端側にそれぞれ固定されたダイアフラム台１０，１１及びポンプケース１２，１３と、上記のダイアフラム８，９とポンプケース１２，１３との間に形成される圧縮室１４，１５とから構成されている。そして、電磁石２，３は、Ｅ型の鉄芯１６，１７に巻線したコイル部１８，１９を組み込んで完成させたものであり、上記の可動子７は、鉄芯１６，１７間に形成される空隙部に配置されている。
【０００３】
また、縦断面形状Ｅ形のヨーク内に、相隣る部分に同極が発生するように２個のコイルを配設し、ヨーク内に可動子を軸方向往復動自在に介装し、可動子は、軸方向に着磁した永久磁石の両端に磁極片を装着して形成し軸に固着され、可動子は軸の両端にダイアフラムを結合して弾性支持する構成の電磁振動装置も知られている。（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１１２５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記で述べた構成のいずれも図７に示したように、可動子７は、両端をダイアフラム８，９によって弾性支持されて空隙部に配置されており、ダイアフラム８，９には振動子の往復推進力、振動子を支える振動子支持力を支えている。
このため、可動子７は、往復推進力による軸方向の応力だけでなく、振動子支持による軸垂直方向の応力が発生し、ダイアフラム８，９に不規則な方向に応力が発生するため、亀裂等の破損が発生しやすくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、ダイアフラムにかかる不規則な方向の応力を低減して、ダイアフラムの長寿命化が図れる電磁振動式ダイアフラムポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、次のものに関する。
（１）永久磁石と、永久磁石から生じる磁力に対して相互に吸引又は反発する電磁石との磁気力により往復移動可能な可動子を有するポンプ本体と、上記可動子の両端部に結合され圧縮室内に設けられたダイアフラムとを備え、電源周波数に応じて前記可動子を往復移動させて上記ダイアフラムを振動させることにより空気を吸入し、この空気を吐出するダイアフラム式ポンプにおいて、前記可動子を板バネにより支持してなる電磁振動式ダイアフラムポンプ。
（２）可動子を支持する板バネが、複数枚の板バネを重ね合わせたものである上記（１）記載の電磁振動式ダイアフラムポンプ。
（作用）
【０００７】
可動子を支持する板バネにより、ダイアフラム振動時の軸方向以外の変形を抑制する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプによれば、可動子を支持する板バネにより、ダイアフラム振動時に軸方向以外の変形が抑制されて、亀裂等による破損の発生が低減し、ダイアフラムの長寿命化が図れる。
また、可動子と電磁石の間の隙間を小さくすることができポンプの運転効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
可動子を支持する板バネは、バネ定数を変えることでポンプの運転効率を向上することができるように、複数枚の板バネを重ね合わせるようにするのが好ましい。
板バネの厚さは、１枚の厚みが０．４〜０．６ｍｍ程度とされる。
【実施例】
【００１０】
以下、図１〜図６を参照しながら本発明による電磁振動式ダイアフラムポンプの実施例を具体的に説明する。
図１は本発明による電磁振動式ダイアフラムポンプの一実施例を示し、図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は横断面図、図２〜図５は図１に示した電磁振動式ダイアフラムポンプに使用する板バネの形状の例を示す正面図、図６は電磁振動式ダイアフラムポンプに使用する板バネの枚数変更による各周波数毎の力率を示す図である。
起立である。
【００１１】
図１（ａ）及び（ｂ）において、電磁振動式ダイアフラムポンプ１は、電磁石部４と、電磁石部４内の空隙部に所定の間隔をおいて挿通されるフェライト系磁石、希土類系ボンド磁石又は希土類磁石などの永久磁石５，６を備えた可動子７と、電磁石部４の両端側にそれぞれ固定されるダイアフラム台１０，１１と、電磁石部４にスペーサ２０〜２３を挟んでネジ止めされている板バネ２４，２５と、ダイアフラム台１０，１１とポンプケース１２，１３により挟着され、可動子７の両端部に取り付けられるダイアフラム８，９から構成されている。
【００１２】
上記のポンプケース１２，１３は、吸引室２６，２７、吐出室２８，２９及び圧縮室１４，１５からなるポンプ部３０，３１を有しており、吸引室２６，２７は圧縮室１４，１５と連通するために、吸入口３２，３３と逆止弁３４，３５からなる弁座部３６，３７を有し、吐出室２８，２９は、吐出口３８，３９と逆止弁４０，４１からなる弁座部４２，４３をそれぞれ備えている。
【００１３】
そして、この実施例の電磁振動式ダイアフラムポンプ１では、電磁石部４と永久磁石５，６との磁気的相互作用に基づいて、可動子７の振動に連動してダイアフラム８，９がポンプ部３０，３１で圧力を発生し、ポンプ作用を行うので、吸入口３２，３３から吸引された外部のエアは、吸引室２６、２７を通過したのち、圧縮室１４，１５を経由して、吐出室２８，２９に入り、吐出口３８，３９から吐出される。
【００１４】
次に、図１（ａ）及び（ｂ）に示した電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて可動子７を支持する板バネ２４，２５の形状を説明すると、図２に示すように、板バネ２４，２５は鋼製で、八文字状の形をしており、図１（ｂ）中に示すように板バネ２４，２５の上端部４４と下端部４５は電磁石部４との間にスペーサ２０〜２３を挟んでネジ止めし、板バネ２４，２５の中心部４６は可動子７とナット４７，４８により挟んで固定している。
なお、板バネ２４，２５の形状としては図２に示した形状に限らず、図３に示すように一文字形状で上下２点を固定するもの、図４に示すように十文字形状で上下左右４点を支持するもの、あるいは図５に示すように略円盤状としてもよく、可動子７の重量に合わせて適切な形状を選ぶことができ、さらには、波板等を用いることもできる。
また、板バネ２４，２５の固定方法は、上記で説明したスペーサを挟んだネジ止め以外に、電磁石部４とダイアフラムケースで挟着する方法などがある。
【００１５】
上記で説明した板バネ２４，２５により、ダイアフラム８，９に掛かる可動子７の重力を低減することができるが、さらには、板バネを複数枚重ね合わせた板バネとすることでバネ定数を変え、下記の固有振動数の式に基づき、可動子の重量と板バネ、空気バネ、ダイアフラムの各々の合計のバネ定数を調整して、可動子の往復運動の周期と電源周波数を共振させることができる。
ｆ＝（１／２π）×（√（ｋ／ｍ））
ｆ：共振周波数
ｋ：バネ定数
ｍ：可動子の重量
【００１６】
図６に、吐出風量８０Ｌ／ｍｉｎ、吐出圧１４．７ｋＰａ、電源電圧１００Ｖで、電磁振動式ダイアフラムポンプを運転したときに、板バネの枚数を変えた時の各電源周波数での力率を示す。この図から分かるように、板バネ１枚のときはバネ定数が低いため、運転効率の良いことを示す力率が高い点は電源周波数５０Ｈｚにピークが発生しているが、板バネ４枚のときはバネ定数が高いため、力率が高い点が電源周波数６０Ｈｚにピークが発生している。
【００１７】
また、可動子７は、上記で説明した板バネ２４，２５により支持されているため、可動子７は軸垂直方向には移動しない。このため、可動子７と電磁石２，３の隙間を小さくすることができ、より効率良く永久磁石５，６と電磁石２，３の磁気的相互作用を伝えることができる。
なお、上記の可動子７と電磁石２，３の隙間としては、好ましくは２．５ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下とされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の実施例による電磁振動式ダイアフラムポンプの縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図２】本発明の電磁励動式ダイアフラムポンプに使用する板バネの形状の実施例を示す正面図である。
【図３】本発明の電磁励動式ダイアフラムポンプに使用する板バネの形状の別の実施例を示す正面図である。
【図４】本発明の電磁励動式ダイアフラムポンプに使用する板バネの形状の別の実施例を示す正面図である。
【図５】本発明の電磁励動式ダイアフラムポンプに使用する板バネの形状の別の実施例を示す正面図である。
【図６】本発明の電磁励動式ダイアフラムポンプに使用する板バネの枚数変更による各周波数毎の力率を示す図である。
【図７】従来例による電磁振動式ダイアフラムポンプを示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  電磁振動式ダイアフラムポンプ            ２，３  電磁石
４  電磁石部                                ５，６  永久磁石
７  可動子                                  ８，９  ダイアフラム
１０，１１  ダイアフラム台                  １２，１３  ポンプケース
１４，１５  圧縮室                          １６，１７  鉄芯
１８，１９  コイル部            ２０，２１，２２，２３  スペーサ
２４，２５  板バネ                          ２６，２７  吸引室
２８，２９  吐出室                          ３０，３１  ポンプ部
３２，３３  吸入口                          ３４，３５  逆止弁
３６，３７  弁座部                          ３８，３９  吐出口
４０，４１  逆止弁                          ４２，４３  弁座部
４４  上端部                                    ４５  下端部
４６  中心部                              ４７，４８  ナット
５０  電磁振動式ダイアフラムポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006097626.tif 000008
【図７】
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