(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動鉄心の主軸の先端部に着脱自在に取り付けられるダイヤフラムを有し、運転時には、ソレノイドに電流を供給することにより前記可動鉄心の主軸を付勢部材の付勢力に抗して前進させて前記ダイヤフラムを押し出し、電流の供給を停止することにより前記可動鉄心を前記付勢部材の付勢力によって後退させて前記ダイヤフラムを戻すように構成されたソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプにおいて、
前記可動鉄心の主軸に対する前記ダイヤフラムの着脱作業時に操作される操作部と、
この操作部が操作されるのに基づいて、前記ソレノイドに所定時間電流を供給して前記可動鉄心の主軸を前進させてその状態を保持するように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記制御手段は、前記操作部の操作に基づいて前記ソレノイドに供給される電流値を通常運転時よりも少なく制御することを特徴とする請求項１記載のソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
可動鉄心の主軸の先端部に着脱自在に取り付けられるダイヤフラムを有し、自動運転時に、ソレノイドに電流を供給することにより前記可動鉄心の主軸を付勢部材の付勢力に抗して前進させて前記ダイヤフラムを押し出し、電流の供給を停止することにより前記可動鉄心を前記付勢部材の付勢力によって後退させて前記ダイヤフラムを戻すように構成されたソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプにおいて、
前記自動運転の停止時には、前記ソレノイドに電流を供給して前記可動鉄心の主軸を前進させた状態にしてから、前記ソレノイドに通常運転時の供給電流よりも少ない保持電流を供給して前記主軸の押出状態を保持するように制御する制御手段
を備えたことを特徴とするソレノイド駆動式の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、例えば、除菌器などに適用されるソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、井戸水に含まれる鉄マンガンイオンなどをろ過槽により除去するとともに、除菌して飲用水として利用している。ろ過槽は内部にセラミック製ろ過砂や、その表面に二酸化マンガンをコーティングした除マンガン用ろ過材などを充填している。
【０００３】
また、ろ過槽１次側には、除菌・酸化剤としての次亜塩素酸ナトリウムを注入する除菌器が設置されている。
【０００４】
除菌器は、次亜塩素酸ナトリウムを貯留しておく薬液槽と、ろ過流量を検出するための磁石付き回転翼を有する流量比例注入用流量検出部を備えている。さらに、除菌器は、ろ過流量に比例した一定量の次亜塩素酸ナトリウムを注入するダイヤフラムポンプと、井戸水が通過する連結管及び薬液注入部を備えている。
【０００５】
除菌器に使用されるダイヤフラムポンプは、小型で装置内に組込み易く、そのポンプ特性は精密注入に適している。また、ダイヤフラムポンプでは、ダイヤフラムを駆動するために往復動作が必要なため、アクチュエータとしては、安価で構造が簡単な電磁ソレノイドが多用されている。
【０００６】
ソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプは、薬液を吐出する時には、ソレノイドコイルに電流を流して可動鉄心を付勢部材としての戻しバネの戻し力に抗して前進させてダイヤフラムを押し出すようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７７６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記したダイヤフラムは、ポンプの組立時に、可動鉄心の主軸の先端部に取り付けられ、また、消耗品であるため、使用現場において交換する場合がある。このダイヤフラムの取付時、或いは交換時には、ソレノイドへの通電はなく、戻しバネの戻し力により可動鉄心の主軸が後退されてその先端部が引っ込んだ状態となる。
【０００９】
このため、従来においては、可動鉄心の主軸の先端部に対するダイヤフラムの取付けや、交換が手間取り、ダイヤフラムに過剰な引張力を加えて破損させてしまう虞があった。
【００１０】
本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、可動鉄心の主軸の先端部に対するダイヤフラムの取付けや、交換を容易にできるようにしたソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、可動鉄心の主軸の先端部に着脱自在に取り付けられるダイヤフラムを有し、運転時には、ソレノイドに電流を供給することにより前記可動鉄心の主軸を付勢部材の付勢力に抗して前進させて前記ダイヤフラムを押し出し、電流の供給を停止することにより前記可動鉄心を前記付勢部材の付勢力によって後退させて前記ダイヤフラムを戻すように構成されたソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプにおいて、前記可動鉄心の主軸に対する前記ダイヤフラムの着脱作業時に操作される操作部と、この操作部が操作されるのに基づいて、前記ソレノイドに所定時間電流を供給して前記可動鉄心の主軸を前進させてその状態を保持するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、可動鉄心の主軸の先端部に着脱自在に取り付けられるダイヤフラムを有し、自動運転時は、ソレノイドに電流を供給することにより前記可動鉄心の主軸を付勢部材の付勢力に抗して前進させて前記ダイヤフラムを押し出し、電流の供給を停止することにより前記可動鉄心を前記付勢部材の付勢力によって後退させて前記ダイヤフラムを戻すように構成されたソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプにおいて、前記自動運転の停止時には、前記ソレノイドに電流を供給して前記可動鉄心の主軸を前進させた状態にしてから、前記ソレノイドに通常運転時の供給電流よりも少ない保持電流を供給して前記主軸の押出状態を保持するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、可動鉄心の主軸の先端部に対するダイヤフラムの着脱作業が容易になり、ダイヤフラムの損傷を防止できる。
【００１４】
また、運転停止時におけるデッドスペースを削減して内部における酸素ガスの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態であるソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプを示す断面図。
【図２】図１のプランジャが前進した状態を示す断面図。
【図３】図１のダイヤフラムポンプが貯留槽と通水管との間に接続された状態を示す図。
【図４】図１のソレノイドに電流を供給する供給回路を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１及び図２は、本発明の一実施の形態であるダイヤフラムポンプ１０を示すものである。図１は、後述するダイヤフラム１８が後退している状態を示し、図２は、ダイヤフラム１８が前進している状態を示すものである。
【００１８】
ダイヤフラムポンプ１０は円筒状のモータケース１２を備え、このモータケース１２内にはソレノイド１４が設けられている。モータケース１２の前面側にはダイヤフラム１８が設けられているとともに、ポンプ本体２４がネジ３０等により液密に取り付けられている。
【００１９】
モータケース１２の後面側には後部カバー２０が固定的に設けられ、後部カバー２０には樹脂製の調整ネジ２２がねじ込まれている。モータケース１２と後部カバー２０は耐食性や、発生する騒音の周波数域を考慮して樹脂製とされている。以下、ソレノイド１４側から見て、ポンプ本体２４側を前方とし、その逆を後方として説明する。
【００２０】
ソレノイド１４は、固定鉄心３１と金属製のプランジャ１６とによって構成されている。ソレノイド１４の固定鉄心３１は、ベース３７とケース３８を備え、ケース３８内には、円筒状のソレノイドコイル３９とコイルボビン４１が収納されている。
【００２１】
プランジャ１６は、円筒状のソレノイドコイル３９の中心に位置し、前後方向に沿って移動自在に設けられている。ソレノイドコイル３９の入力端子（図示せず）には、電力線８６が接続されている。プランジャ１６は、主軸３２と、主軸３２に一体的に取り付けられた可動鉄心３４と、主軸３２の後部側に設けられた補助磁極板３６とから構成されている。主軸３２は、固定鉄心３１の中心に設けられた孔１５内に、軸受１７を介して摺動自在に設けられ、この主軸３２の先端部に上記したダイヤフラム１８が着脱自在に取り付けられている。
【００２２】
可動鉄心３４は、固定鉄心３１の後部側に形成された凹部４０内に摺動自在に収納されている。可動鉄心３４は、プランジャ１６が所定位置まで前進すると、固定鉄心３１の凹部４０内の弾性部材４６に当接し、プランジャ１６の前進を停止させるようになっている。
【００２３】
可動鉄心３４と固定鉄心３１との間には、コイルバネである付勢部材としての戻しバネ４４が介在され、プランジャ１６を所定のバネ力で後方に付勢している。
【００２４】
補助磁極板３６は、金属板で、主軸３２に一体に取り付けられており、プランジャ１６を前進させるときに磁気回路を形成し、プランジャ１６の推力を増加させる。調整ネジ２２は、後部カバー２０にネジで組み付けられており、後部カバー２０に対して左右に回されることにより、前端部５２を任意の位置に設定できるようになっている。
【００２５】
ダイヤフラム１８は、板状で、弾性材料からなり、ポンプ本体２４に形成された圧送室５４に臨ませて取り付けられている。ダイヤフラム１８は、中心部分が主軸３２の先端に組み付けられ、外周部分がモータケース１２の前端縁とポンプ本体２４との間に液密に固定されている。ダイヤフラム１８の形状、材質は特に問わない。
【００２６】
ポンプ本体２４には、上述した圧送室５４がほぼ中央に形成してあり、図の下方に流入口９６が、図の上方に流出口９８が設けられている。圧送室５４の流入口９６側には流入用一方向ボール弁５６が、また流出口９８側には流出用一方向ボール弁５８がそれぞれ設けられている。ポンプ本体２４の流入口９６には、図３に示す貯留槽１００からの送液管１０２がソケット１０４により連結している。またポンプ本体２４の流出口９８には、送液管１０６がソケット１０８により連結している。
【００２７】
送液管１０６の他端は、通水管１１０の混入部（図示せず）に延びている。混入部は、送液管１０６から送られた液体、例えば、次亜塩素酸ナトリウムなどの除菌剤を、通水管１１０内を流れる流体、例えば井戸水内に流出させ、除菌剤を井戸水に混入させる。混入部の下流側の通水管１１０は、例えばろ過装置などを介して家庭用の蛇口などに接続されている。
【００２８】
上記した構成において、ダイヤフラムポンプ１０のソレノイドコイル３９に電流が供給されて磁力が発生すると、プランジャ１６が戻しバネ４４の付勢力に抗して吸引される。プランジャ１６が吸引されると、ダイヤフラム１８が図２に示すように圧送室５４内で前進する。これにより、流入用一方向ボール弁５６が閉じて流出用一方向ボール弁５８が開き、所定量の薬剤が所定の圧力でダイヤフラムポンプ１０から流出される。
【００２９】
ダイヤフラムポンプ１０から流出した薬剤は、送液管１０６を通り、通水管１１０の混入部に送られ、通水管１１０内を通過する流体（井戸水のろ過水）に混入される。
【００３０】
一方、ソレノイドコイル３９への通電が停止されて磁力が消失すると、プランジャ１６が戻しバネ４４のバネ力で後方に移動し、補助磁極板３６が調整ネジ２２の前端部に当接することにより停止する。このプランジャ１６の後退により、ダイヤフラム１８が圧送室５４内で後退する。これにより、流入用一方向ボール弁５６が開いて、流出用一方向ボール弁５８が閉じ、所定量の薬剤が貯留槽１００からダイヤフラムポンプ１０内に流入される。
【００３１】
ダイヤフラムポンプ１０は、上記したダイヤフラム１８の進退が繰り返される毎に所定量の薬剤を通水管１１０のろ過水に混入させる。
【００３２】
ところで、上記したダイヤフラム１８はポンプ１０の組立時に、可動鉄心３４の主軸３２の先端部に取り付けられ、また、消耗品であるため、使用現場で交換される場合がある。
【００３３】
このダイヤフラム１８の取付、交換時には、ソレノイドコイル３９には電流が供給されないため、戻しバネ４４の付勢力により可動鉄心３４の主軸３２は後退されて引っ込んだ状態となる。このため、ダイヤフラム１８の取付け、交換作業が手間取り、ダイヤフラム１８を損傷させてしまう虞があった。
【００３４】
そこで、この実施の形態では、ダイヤフラム１８の取付時、交換時には、ソレノイドコイル３９に電流を供給して戻しバネ４４の付勢力に抗して可動鉄心３４の主軸３２を前進させて押し出すようにしている。
【００３５】
即ち、図４に示すように、ソレノイドコイル３９には駆動回路１１２を介して電源回路１１１が接続されている。また、駆動回路１１２には制御手段としての制御部１１４が接続され、制御部１１４には運転ボタン１１５、操作部としての操作ボタン１１３、及び流量を検出する検出センサなどの流量検出部１１６が接続されている。
【００３６】
操作ボタン１１３は、ダイヤフラム１８の取付け、交換時に押圧操作されるものである。制御部１１４は、操作ボタン１１３が押圧操作されると、ソレノイドコイル３９に例えば、１０秒間電流を供給するように駆動回路１１２を制御するようになっている。
【００３７】
また、このダイヤフラム１８の取付け、交換時には、ダイヤフラム１８には水圧が作用していないため、ソレノイドコイル３９に供給する電流値としては、戻しバネ４４を押し出す推力のみでよい。従って、必要とされる電流値は、通常運転時の電流値よりも小さくてもよく、ソレノイドコイル３９に供給される電流値としては、通常運転時の５０％以下に制御されるようになっている。
【００３８】
上記した構成において、操作ボタン１１３が押圧操作されると、ソレノイドコイル３９に例えば、１０秒間電流が供給され、戻しバネ４４の付勢力に抗して可動鉄心３４の主軸３２が前進されて押し出される。この押し出された主軸３２の先端部にダイヤフラム１８を取付け、或いは交換する。従って、ダイヤフラム１８に過剰な引張り力を加えるといったことなく、その着脱が可能となり、作業性を向上できるとともに、ダイヤフラム１８を破損させてしまう虞もない。
【００３９】
一方、上記したポンプ本体２４内で酸素ガスの気泡が発生すると、所謂「ガスロック」と呼ばれる注入量不足を起こす虞がある。この問題は、貯留槽１００に貯留する薬液に５から１２％の原液が使用され、気温が高く、酸素ガスの発生量が多くなる夏期に顕著であった。
【００４０】
そこで、この実施の形態では、ポンプ本体２４内での酸素ガスの気泡の発生を抑制できるようにしている。
【００４１】
即ち、制御部１１４は、通水管１１０の流量を検出する流量検出部１１６により、給水量が少なくなった時点で、ダイヤフラムポンプが停止されると、ソレノイドコイル３９に電流を供給して可動鉄心３４の主軸３２を前進させて押し出した状態にしてから、保持電流を供給するように駆動回路１１２を制御する。
【００４２】
これにより、ダイヤフラム１８の押出し状態が維持され、ポンプ本体２４内の次亜塩素酸ナトリウムの容量を少なくしてデッドスペースが削減される。従って、酸素ガスの気泡の発生を抑制でき、「ガスロック」と呼ばれる注入量不足を防止することができる。
【００４３】
なお、保持電流は、可動鉄心３４が固定鉄心３１に最も近接して発生推力が最大になってから供給されるため、保持電流値は、通常運転時の電流値より小さくても可動鉄心３４の主軸３２の押し出し状態を維持できる。従って、保持電流値は、通常運転時の電流値より小さくなるように制御され、消費電力を少なくするとともに、温度上昇も低くすることが可能となる。
【００４４】
なお、上記した実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  可動鉄心の主軸の先端部に着脱自在に取り付けられるダイヤフラムを有し、運転時には、ソレノイドに電流を供給することにより前記可動鉄心の主軸を付勢部材の付勢力に抗して前進させて前記ダイヤフラムを押し出し、電流の供給を停止することにより前記可動鉄心を前記付勢部材の付勢力によって後退させて前記ダイヤフラムを戻すように構成されたソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプにおいて、
前記可動鉄心の主軸に対する前記ダイヤフラムの着脱作業時に操作される操作部と、
この操作部が操作されるのに基づいて、前記ソレノイドに所定時間電流を供給して前記可動鉄心の主軸を前進させてその状態を保持するように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ。
［２］  前記制御手段は、前記操作部の操作に基づいて前記ソレノイドに供給される電流値を通常運転時よりも少なく制御することを特徴とする［１］記載のソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ。
［３］  自動運転時に、ソレノイドに電流を供給することにより可動鉄心の主軸を付勢部材の付勢力に抗して前進させてダイヤフラムを押し出し、電流の供給を停止することにより前記可動鉄心を前記付勢部材の付勢力によって後退させて前記ダイヤフラムを戻すように構成されたソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプにおいて、
前記自動運転の停止時には、前記ソレノイドに電流を供給して前記可動鉄心の主軸を前進させた状態にしてから、前記ソレノイドに通常運転時の供給電流よりも少ない保持電流を供給して前記主軸の押出状態を保持するように制御する制御手段
を備えたことを特徴とするソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ。
【符号の説明】
【００４５】
１０…ダイヤフラムポンプ、１４…ソレノイド、１６…プランジャ、１８…ダイヤフラム、３１…固定鉄心、３２…主軸、３４…可動鉄心、４４…戻しバネ（付勢部材）、１１３…操作ボタン（操作部）、１１４…制御部（制御手段）。
【図１】
0005707115.tif 000002
【図２】
0005707115.tif 000003
【図３】
0005707115.tif 000004
【図４】
0005707115.tif 000005