(57)【要約】【課題】  左右のポンプ室から交互に加圧した空気を吐出する電磁式ダイヤフラムポンプにおいて、性能の低下やダイヤフラム等の耐久性を阻害することなく左右のポンプ室の圧力差を解消して不安定現象を防止するようにした電磁式ダイヤフラムポンプを提供する。【解決手段】  ケーシング２内に対向配置された電磁石３と、永久磁石１５を有し電磁石の間に配置されて電磁石との相互作用により軸方向に振動する振動子４と、振動子の両端に設けられたダイヤフラム５と、ケーシングとダイヤフラムと間に画成されたポンプ室６と、振動子の振動に応じてポンプ室に空気を吸入する吸気用逆止弁７と、振動子の振動に応じてポンプ室から加圧した空気を吐出する排気用逆止弁８とを備えた電磁式ダイヤフラムポンプ１において、吸気用逆止弁は、弁体１７と弁座２ｈとの間に隙間ｄが設けられ、ポンプ室の容積拡大時に空気を吸入するときの開放時間を長くする、構成としたものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に対向配置された電磁石と、永久磁石を有し前記電磁石の間に配置されて前記電磁石との相互作用により軸方向に振動する振動子と、前記振動子の両端に設けられたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの振動により交互にその容積が拡大・縮小する左右のポンプ室と、前記ポンプ室の容積拡大時に開弁して前記ポンプ室に空気を吸入する吸気用逆止弁と、前記ポンプ室の容積縮小時に開弁して前記ポンプ室から加圧した空気を吐出する排気用逆止弁とを備えた電磁式ダイヤフラムポンプにおいて、
前記吸気用逆止弁は、弁体と弁座との間に隙間が設けられ、前記ポンプ室に空気を吸入するときの開放時間を長くし、前記ポンプ室の容積縮小時には前記弁体が弁座に密着して閉弁する、ことを特徴とする電磁式ダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右のポンプ室から交互に加圧した空気を吐出する電磁式ダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁式ダイヤフラムポンプは、ケーシング内に対向配置された一対の電磁石と、この電磁石の間の空隙に軸方向に移動自在に配置された永久磁石を有する振動子と、該振動子の両端に設けられたダイヤフラムと、ダイヤフラムとケーシングとの間に画成されたポンプ室（圧力室）と、該ポンプ室に設けられて当該ポンプ室に空気を吸入する吸気用逆止弁（チェックバルブ）と、前記ポンプ室で加圧された空気を吐出する排気用逆止弁（チェックバルブ）とを備えた構成とされている。
【０００３】
電磁石に交流電圧を印加すると交番磁界が発生して振動子の永久磁石を反発・吸引し、振動子が往復振動する。ダイヤフラムは、振動子の往復運動により伸縮してポンプ室の容積を拡大・縮小変化させる。ポンプ室は、容積拡大時に吸気用逆止弁が開弁し、排気用逆止弁が閉弁してポンプ室に空気を吸入し、容積縮小時に吸気用逆止弁が閉弁し、排気用逆止弁が開弁して当該ポンプ室内の空気を吐出させてポンプの機能を果たしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、上記構成の電磁式ダイヤフラムポンプは、高圧時例えば、４０ｋＰａ以上において吸気弁の開放時間がバラツキ、そして、不安定となり、吐出圧力が一定しない現象（以下「不安定現象」という）が発生していた（図５の特性曲線Ｉ参照）。
そこで、前記不安定現象を解消すべく電磁石とダイヤフラムとにより密閉される密閉空間に連通する連通孔を形成して、この連通孔を通してポンプ室で発生した圧力をダイヤフラムに排圧として印加して前記不安定現象を解消するようにした電磁式ダイヤフラムポンプが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開昭５５−１０１２０９０号公報
【特許文献２】特開２００３−２６９３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２に開示されている電磁式ダイヤフラムポンプは、ポンプ室の排気を電磁コイルが設置された密閉空間に通気させる必要があり、ポンプの構成に制約が生じる等の課題がある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、左右のポンプ室から交互に加圧した空気を吐出する電磁式ダイヤフラムポンプにおいて、性能の低下や従来の構成を大きく替えることなく左右のポンプ室の圧力差を解消して不安定現象を防止するようにした電磁式ダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の電磁式ダイヤフラムポンプは、ケーシング内に対向配置された電磁石と、永久磁石を有し前記電磁石の間に配置されて前記電磁石との相互作用により軸方向に振動する振動子と、前記振動子の両端に設けられたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの振動により交互にその容積が拡大・縮小する左右のポンプ室と、前記ポンプ室の容積拡大時に開弁して前記ポンプ室に空気を吸入する吸気用逆止弁と、前記ポンプ室の容積縮小時に開弁して前記ポンプ室から加圧した空気を吐出する排気用逆止弁とを備えた電磁式ダイヤフラムポンプにおいて、前記吸気用逆止弁は、弁体と弁座との間に隙間が設けられ、前記ポンプ室に空気を吸入するときの開放時間を長くし、前記ポンプ室の容積縮小時には前記弁体が弁座に密着して閉弁する、構成としている。
【０００７】
電磁石に交流電圧を印加すると周波数に応じた交番磁界が発生する。この交番磁界と永久磁石の磁界とにより振動子に吸引力・反発力が発生して振動子が軸方向に振動してダイヤフラムを駆動し、左右のポンプ室の容積を交互に拡大・縮小させる。ポンプ室の容積拡大時には吸気用逆止弁が開弁し、排気用逆止弁が閉弁してポンプ室に空気を吸入し、容積縮小時には吸気用逆止弁が閉弁し、排気用逆止弁が開弁して当該ポンプ室内の空気を吐出する。そして、左右のポンプ室から交互に加圧された空気が吐出される。
【０００８】
吸気用逆止弁は、弁体が弁座から隙間を存している即ち、僅かに開弁していることでポンプ室の容積拡大時に当該吸気用逆止弁の開放時間を十分持たせることができ、ポンプ室に空気を十分に吸入することが可能となる。これにより左右のポンプ室に空気を十分に吸入することができ、圧力差を解消することができる。その結果、高圧時における吐出風量（空気量）の不安定を有効に防止することができる。吸気用逆止弁は、ポンプ室の容積が縮小するときには弁体が弁座に密着して閉弁する。これにより、ポンプ室がポンプ機能を果たして加圧した空気を吐出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、吸気用逆止弁の弁体と弁座との間に隙間を設けてポンプ室に空気を吸入するときの開放時間を長くすることで、左右のポンプ室の圧力差を解消することができ、高圧時における左右のポンプ室に吸入される風量（空気量）を安定にすることが可能となり、吐出圧力を一定とすることができ、不安定現象を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電磁式ダイヤフラムポプの実施形態を示す断面図で、電磁式ダイヤフラムポンプ１は、ケーシング２、このケーシング２に収納された電磁石３、電磁石３により駆動される振動子４、振動子４の左右両端に設けられたダイヤフラム５、左右のダイヤフラム５の外側に設けられた左右のポンプ室（圧力室）６、ポンプ室６に連通する吸入口２ａ、吐出口２ｂ、及びポンプ室６と吸入口２ａとの間に設けられた吸気用逆止弁（チェックバルブ）７、ポンプ室６と吐出口２ｂとの間に設けられた排気用逆止弁（チェックバルブ）８等により構成されている。
【００１１】
電磁石３は、Ｅ型の鉄心（コア）１１にコイル１２が巻回された一対の電磁石１３、１３から成り、Ｅ型の鉄心１１が間隔を存して対向配置されている。振動子４は、２個の永久磁石１５を有し、対向する電磁石１３の間に僅かな隙間を存して軸方向に振動（移動）自在に配置されており、左右両端にダイヤフラム５が支持板１６により固定されている。ダイヤフラム５は、弾性部材例えば、ゴム部材で形成された円板状をなし、中央部が振動子４に固定され、周縁部が全周に亘りケーシング２に気密に支持されている。そして、ケーシング２の隔壁２ｃとダイヤフラム５との間にポンプ室６が画成されている。
【００１２】
隔壁２ｃには吸入口２ａ側の位置に吸気用逆止弁７が、吐出口２ｂ側の位置に排気用逆止弁８が設けられている。吸気用逆止弁７は、ポペット弁とされ、図２に拡大して示すように弾性部材例えば、ゴム部材で形成された円板状の弁体１７の一側中心に設けられた軸部１７ａが隔壁２ｃに設けられた軸孔２ｄにポンプ室６の内側から嵌合固定されている。吸気用逆止弁７の周縁部１７ｂは、壁面２ｃの内側面と対向し、軸孔２ｄの回りに同一円周上に周方向に等配された複数の小孔（吸入孔）２ｅを同心的に囲繞して外側縁２ｈ（以下「弁座２ｈ」という）に密着可能とされている。この吸気用逆止弁７は、吸入口２ａから各小孔２ｅを通してポンプ室６への空気の流入のみを許容する。
【００１３】
そして、この吸気用逆止弁７は、図２に示すように弁体１７の周縁部１７ｂが弁座２ｈと隙間（クリアランス）ｄを存して離隔対向している。即ち、吸気用逆止弁７は、完全な常閉弁ではなく、通常の状態において僅かに開弁した状態となっている。この隙間ｄは、例えば、０.２〜１.０ｍｍ程度とされている。尚、隙間ｄは、小孔２ｅの大きさと数即ち、有効吸気面積、ポンプ室６の容積、吸入空気量、吐出空気量、ダイヤフラム５の振動周波数等により前記０.２〜１.０ｍｍの範囲の最適な値に設定される。
【００１４】
排気用逆止弁８は、吸気用逆止弁７と同様にポペット弁とされ、ゴム部材で形成された円板状の弁体１８の一側中心に設けられた軸部１８ａが隔壁２ｃに設けられた軸孔２ｆにポンプ室６の外側から嵌合固定されている。排気用逆止弁８の周縁部１８ｂは、壁面２ｃの外側面と対向し、軸孔２ｆの回りに同一円周上に周方向に等配された複数の小孔（吐出孔）２ｇを同心的に囲繞して外側縁２ｉ（以下「弁座２ｉ」という）に弾性的に密着された常閉弁とされている。
【００１５】
以下に作用を説明する。
図１において電磁石３に交流電圧を印加すると周波数に応じた交番磁界がＥ型鉄心１１の振動子４側端面に発生する。この発生した交番磁界と永久磁石１５の磁界とにより吸引力・反発力がＥ型鉄心１１と振動子４との間に発生し、振動子４が矢印で示す軸方向往復運動（振動）する。左右のダイヤフラム５は、振動子４の振動に応じて伸縮し、これに伴い左右のポンプ室６の容積が交互に拡大・縮小を繰り返す。
【００１６】
ポンプ室６の容積拡大時には吸気用逆止弁７が開弁し、排気用逆止弁８が閉弁してポンプ室６に空気を吸入し、ポンプ室６の容積縮小時には吸気用逆止弁７が閉弁し、排気用逆止弁８が開弁して当該ポンプ室６内の空気を吐出口２ｂから吐出（排気）する。そして、左右のポンプ室６から交互に加圧された空気が吐出される。
吸気用逆止弁７は、弁体１７の周縁部１７ｂが弁座２ｈから隙間ｄを存して離隔している即ち、僅かに開弁していることでポンプ室６の容積拡大時に当該吸気用逆止弁７の開放時間を十分持たせることができ、ポンプ室６に空気を十分に吸入することが可能となる。これにより左右のポンプ室６に空気を十分に吸入することができ、圧力差を解消することができる。その結果、高圧時における吐出風量（吐出空気量）の不安定（不安定現象）を有効に防止することが可能となる。
【００１７】
図３及び図４は、電磁式ダイヤフラムポンプのポンプ室の圧力の経時変化の一例を示し、縦軸が圧力を、横軸が時間を表している。図３は、従来の電磁式ダイヤフラムポンプの特性を示し、図４は、本願発明の電磁式ダイヤフラムポンプの特性を示す。
図３に示すように従来の電磁式ダイヤフラムポンプは、ポンプ室に空気を吸入するときに当該ポンプ室の圧力（Ｐ１）が大気圧に等しくなる時間が略一瞬であることに対して、図４に示す本願発明の電磁式ダイヤフラムポンプは、ポンプ室６に空気を吸入するときに当該ポンプ室６の圧力（Ｐ２）が大気圧に等しくなる時間を約５０ｍｓに確保することができる。これにより、左右のポンプ室６に大気を十分に吸入することができ、これら左右のポンプ室６の圧力差を解消することができる。
【００１８】
また、図５は、電磁式ダイヤフラムポンプの風量−圧力特性の一例を示し、図中○印で示す特性曲線Ｉは、従来の電磁式ダイヤフラムポンプの特性を、△印で示す特性曲線IIは、本発明に係る電磁式ダイヤフラムポンプの特性を示す。特性曲線Ｉは、４０ｋＰａ以上の高圧時において風量が不安定となり圧力変動が発生する。これに対して特性曲線IIは、４０ｋＰａ以上の高圧時においても風量が安定しており、圧力変動が防止される。即ち、本願発明の電磁式ダイヤフラムポンプ１は、性能の低下やダイヤフラム等の耐久性を阻害することなく左右の圧力室６の圧力差を解消し、不安定現象を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る電磁式ダイヤフラムポンプの実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す吸気用逆止弁の拡大図である。
【図３】従来の電磁式ダイヤフラムポンプのポンプ室の圧力の経時変化の一例を示す特性図である。
【図４】本発明に係る電磁式ダイヤフラムポンプのポンプ室の圧力の経時変化の一例を示す特性図である。
【図５】従来の電磁式ダイヤフラムポンプと本発明に係る電磁式ダイヤフラムポンプの風量−圧力特性の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  電磁式ダイヤフラムポンプ
２  ケーシング
３  電磁石
４  振動子
５  ダイヤフラム
６  ポンプ室（圧力室）
７  吸気用逆止弁
８  排気用逆止弁
ｄ  隙間（クリアランス）
１１  Ｅ型鉄心
１２  コイル
１３  電磁石
１５  永久磁石
１６  支持板
１７、１８  弁体
２ｅ  小孔（吸入孔）
２ｇ  小孔（吐出孔）
【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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