(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の吸入動作及び吐出動作を行うように弾性変形可能なダイアフラムと、
永久磁石を有し、前記ダイアフラムに連結された振動子と、
前記振動子を挟んでその両側に配置され、前記振動子が前記ダイアフラムを弾性変形させつつ往復振動するように当該振動子に磁力を付与する一対の電磁コイルと、
前記振動子の異常時に前記一対の電磁コイルへの電力供給を停止する保護装置と、
を備え、
前記保護装置は、
前記振動子に設けられたストライカーと、
前記ストライカーの移動軸線上に配置された可動部材と、
を備え、
前記可動部材は、前記振動子の往復振動時の第１方向の変位が第１基準値以上である第１の変位状態において、前記ストライカーとの当接によって前記第１方向に押圧されて前記一対の電磁コイルと電源とを遮断する電源遮断位置へと前記振動子と一体となって前記第１方向に移動し、前記振動子が前記第１方向と交差する第２方向に変位し且つ前記振動子の往復振動時の前記第１方向の変位が前記第１基準値よりも小さい第２基準値以上である第２の変位状態において、前記ストライカーとの当接によって前記第１方向に押圧されて前記電源遮断位置へと前記振動子と一体となって前記第１方向に移動するように構成されており、
前記可動部材は、前記第２方向に延在する係合アームと、前記第２方向に挿入空間を隔てて互いに離間した状態で前記係合アームから前記第１方向と前記第２方向の双方と交差する方向に延出する２つの係合突部と、を備え、
前記ストライカーは、前記係合アームに対向し且つ前記第２方向の大きさが前記挿入空間を下回るように構成された第１係合部と、前記第１方向について前記第１係合部よりも前記係合アームから離間した第２係合部と、を備え、
前記振動子の前記第１の変位状態において、前記ストライカーの前記第１係合部が前記可動部材の前記挿入空間に入り込み且つ前記ストライカーの前記第２係合部が前記可動部材の前記係合アームに当接し、前記振動子の前記第２の変位状態において、前記振動子が前記第１の変位状態のときを下回る変位で前記第１方向に動いたときに前記ストライカーの前記第１係合部が前記可動部材の前記２つの係合突部のいずれか一方に当接する、電磁式ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁式ポンプであって、
前記ストライカーは、前記第１係合部及び前記第２係合部が一体状に構成され、且つ前記第１係合部のうち前記可動部材の前記２つの係合突部のいずれか一方に当接する第１係合面と、前記第２係合部のうち前記可動部材の前記係合アームに当接する第２係合面とによって段差構造を構成している、電磁式ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電磁式ポンプであって、
前記可動部材の前記係合アーム及び前記２つの係合突部は、前記第１方向の板厚が一様な平板形状の部位によって構成されている、電磁式ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁式ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁式ポンプは、電磁コイルによる振動子の直線的な往復振動に伴って流体を吸入して吐出するように構成されたポンプである。従来、この種の電磁式ポンプとして、振動子の異常を検知して振動子を自動停止する保護装置を備えたものが公知である。例えば、特許文献１，２にこの種の電磁式ポンプが開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示の電磁式ポンプの保護装置は、振動子の往復振動の振幅が正常時よりも大きくなった異常時に作動する検知レバーを備えている。この保護装置は、異常時に検知レバーが振動子の爪に押圧されて回動することによって電源供給用のスイッチをオフ状態に切り替えるように構成されている。また、特許文献２に開示の電磁式ポンプの保護装置は、振動子が往復振動方向（以下、「第１方向」ともいう）に正常時のストロークよりも大きなストロークで変位した場合、及び振動子が往復振動方向と直交する方向（以下、「第２方向」ともいう）に変位した場合のいずれの異常時においても作動する回動部材を備えている。この保護装置は、異常時に回動部材が振動子のボス部に押圧されて回動することによって電源供給用のスイッチをオフ状態に切り替えるように構成されている。本構成の場合、回動部材は、振動子のボス部から受ける荷重によって振動子が往復振動する第１方向との交差面に沿って回動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５５５１７号公報
【特許文献２】特開２００８−２８０９７０号公報
【発明の概要】
【０００５】
上記特許文献２に開示の保護装置は、振動子の第１方向の異常な変位のみならず、振動子の第２方向の異常な変位をも検知して振動子を自動的に停止させるように構成されている。従って、この保護装置は、振動子の第１方向の異常な変位のみを検知する場合に比べて振動子の異常を確実に検知して対処するのに有効である。しかしながら、この保護装置の回動部材は、その回動方向が振動子の直線的な往復振動方向とは異なっており、振動子と相対移動しつつ回動するように構成されている。本構成の場合、振動子の駆動力が回動部材に伝わりにくく保護装置の作動性を高めるのに不利である。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、振動子の異常を検知して振動子を自動停止する保護装置を備えた電磁式ポンプにおいて、保護装置の作動性を向上させるのに有効な技術を提供することである。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明にかかる電磁式ポンプ（１００）は、ダイアフラム（１５２）と、振動子（１４０）と、一対の電磁コイル（１２１ａ，１３１ａ）と、保護装置（２００）と、を備える。ダイアフラム（１５２）は、流体の吸入動作及び吐出動作を行うように弾性変形可能である。振動子（１４０）は、永久磁石（１４１ａ，１４１ｂ）を有し、ダイアフラム（１５２）に連結される。一対の電磁コイル（１２１ａ，１３１ａ）は、振動子（１４０）を挟んでその両側に配置され、振動子（１４０）がダイアフラム（１５２）を弾性変形させつつ往復振動するように当該振動子（１４０）に磁力を付与する。保護装置（２００）は、振動子（１４０）の異常時に一対の電磁コイル（１２１ａ，１３１ａ）への電力供給を停止する。この保護装置（２００）は、振動子（１４０）に設けられたストライカー（１４３）と、ストライカー（１４３）の移動軸線（Ｌ２）上に配置された可動部材（２２０）と、を備える。可動部材（２２０）は、振動子（１４０）の往復振動時の第１方向（Ｘ１）の変位が第１基準値（Ｖ１）以上である第１の変位状態において、ストライカー（１４３）との当接によって第１方向（Ｘ１）に押圧されて一対の電磁コイル（１２１ａ，１３１ａ）と電源とを遮断する電源遮断位置（Ｐ２）へと振動子（１４０）と一体となって第１方向（Ｘ１）に移動し、振動子（１４０）が第１方向（Ｘ１）と交差する第２方向（Ｙ１）に変位し且つ振動子（１４０）の往復振動時の第１方向（Ｘ１）の変位が第１基準値（Ｖ１）よりも小さい第２基準値（Ｖ２）以上である第２の変位状態において、前記ストライカー（１４０）との当接によって第１方向（Ｘ１）に押圧されて電源遮断位置（Ｐ２）へと振動子（１４０）と一体となって第１方向（Ｘ１）に移動するように構成される。
【０００８】
本構成の保護装置は、振動子の第１方向の異常な変位のみならず、振動子の第２方向の異常な変位をも検知して振動子を自動的に停止させることができる。従って、振動子の第１方向の異常な変位のみを検知する場合に比べて振動子の異常を確実に検知して対処するのに有効である。特に、第２の変位状態のときにストライカーが可動部材に当接するまでの振動子の第１方向の変位が第１の変位状態のときの当該変位を下回る。要するに、第２の変位状態のときは、第１の変位状態のときよりも第１方向の変位が小さくても保護装置が作動する。これにより、第２の変位状態において振動子が第２方向に変位した場合に、当該振動子が電磁コイルに接触するのを防止することができ、或いは当該振動子が電磁コイルに接触したとしてもその接触時間を短く抑えることができる。更に、可動部材は、第１の変位状態及び第２の変位状態のいずれも場合でも、ストライカーによって押圧されて振動子と同方向に振動子と一体となって移動するように構成されている。これにより、振動子が一対の電磁コイルから受ける磁気力と当該振動子の慣性力との合力が駆動力となって可動部材に伝わる。その結果、可動部材を電源遮断位置へと確実に移動させることができ、保護装置の作動性を高めることができる。
【０００９】
上記構成の電磁式ポンプ（１００）では、可動部材（２２０）は、第２方向（Ｙ２）に延在する係合アーム（２２４）と、第２方向（Ｙ２）に挿入空間（２２７）を隔てて互いに離間した状態で係合アーム（２２４）から第１方向（Ｘ１）と第２方向（Ｙ１）の双方と交差する方向に延出する２つの係合突部（２２５，２２６）と、を備えるのが好ましい。この可動部材（２２０）の２つの係合突部（２２５，２２６）は、互いに対向する領域に挿入空間（２２７）を有するゲート構造を構成する。ストライカー（１４３）は、係合アーム（２２４）に対向し且つ第２方向（Ｙ１）の大きさが挿入空間（２２７）を下回るように構成された第１係合部（１４３ａ）と、第１方向（Ｘ１）について第１係合部（１４３ａ）よりも係合アーム（２２４）から離間した第２係合部（１４３ｂ）と、を備えるのが好ましい。この場合、振動子（１４０）の第１の変位状態において、ストライカー（１４３）の第１係合部（１４３ａ）が可動部材（２２０）の挿入空間（２２７）に入り込み且つストライカー（１４３）の第２係合部（１４３ｂ）が可動部材（２２０）の係合アーム（２２４）に当接するのが好ましい。また、振動子（１４０）の第２の変位状態において、振動子（１４０）が第１の変位状態のときを下回る変位で第１方向（Ｘ１）に動いたときにストライカー（１４３）の第１係合部（１４３ａ）が可動部材（２２０）の２つの係合突部（２２５，２２６）のいずれか一方に当接するのが好ましい。本構成によれば、ゲート構造を有する可動部材を用いることによって、可動部材の構造を簡素化することができる。
【００１０】
上記構成の電磁式ポンプ（１００）では、ストライカー（１４３）は、第１係合部（１４３ａ）及び第２係合部（１４３ｂ）が一体状に構成され、且つ第１係合部（１４３ａ）のうち可動部材（２２０）の２つの係合突部（２２５，２２６）のいずれか一方に当接する第１係合面（１４４）と、第２係合部（１４３ｂ）のうち可動部材（２２０）の係合アーム（２２４）に当接する第２係合面（１４５）とによって段差構造を構成するのが好ましい。本構成によれば、ストライカーの構造を簡素化することができる。
【００１１】
上記構成の電磁式ポンプ（１００）では、可動部材（２２０）の係合アーム（２２４）及び２つの係合突部（２２５，２２６）は、第１方向（Ｘ１）の板厚が一様な平板形状の部位によって構成されるのが好ましい。本構成によれば、可動部材の構造を簡素化することができる。
【００１２】
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、振動子の異常を検知してポンプを停止させる保護装置を備えた電磁式ポンプにおいて、保護装置の作動性を向上させることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施の形態の電磁式ポンプの平面図であって、その主要部分の断面構造を示す図である。
【図２】図２は、図１中の振動子の側面図である。
【図３】図３は、図１中の電磁式ポンプのうち保護装置の周辺を図中左側から視た図である。
【図４】図４は、図３中の保護装置のホルダの平面図である。
【図５】図５は、図３中の保護装置の平面図であって、ホルダの一部を破断状態で示す図である。
【図６】図６は、ストライカー及び可動部材の斜視図である。
【図７】図７は、図５において振動子の通常ストロークでの往復振動の様子を示す図である。
【図８】図８は、図７においてストライカーと可動部材との相対位置を示す図である。
【図９】図９は、図５において振動子が第１方向のみに変位してストライカーが可動部材に当接する直前の状態を示す図である。
【図１０】図１０は、図９においてストライカーと可動部材との相対位置を示す図である。
【図１１】図１１は、図９において振動子が更に第１方向に変位して保護装置が作動した状態を示す図である。
【図１２】図１２は、図３において保護装置が作動した状態を示す図である。
【図１３】図１３は、図５において振動子が第２方向に変位し且つ第１方向に変位してストライカーが可動部材に当接する直前の状態を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３においてストライカーと可動部材との相対位置を示す図である。
【図１５】図１５は、図１３において振動子が更に第１方向に変位して保護装置が作動した状態を示す図である。
【図１６】図１６は、図６中のストライカー及び可動部材の参考例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の電磁式ポンプの一実施の形態について図面に基づいて説明する。この電磁式ポンプは、典型的には、浄化槽において被処理水に空気を供給するためのエアポンプ、浄化槽において被処理水を移送するためのエアリフトポンプに駆動用の空気を供給するためのエアポンプとして使用される。
【００１６】
電磁式ポンプの説明のための図面では、この電磁式ポンプの前後方向（第１方向）を矢印Ｘで示し、左右方向（第２方向）を矢印Ｙで示し、上下方向（第３方向）を矢印Ｚで示している。尚、前後方向Ｘを左右方向といい、且つ左右方向Ｙを前後方向ということもできる。前後方向Ｘは、電磁式ポンプの左右方向Ｙ及び上下方向Ｚの双方に交差する方向である。この前後方向Ｘは、電磁式ポンプを構成する後述の振動子が直線的に往復振動する方向に概ね合致している。この前後方向Ｘのうち、振動子の所定の変位方向を矢印Ｘ１で示し、変位方向Ｘ１とは反対方向を矢印Ｘ２で示している。左右方向Ｙは、電磁式ポンプの前後方向Ｘ及び上下方向Ｚの双方に交差する方向である。この左右方向Ｙのうち振動子の所定の変位方向を矢印Ｙ１で示している。
【００１７】
図１に示されるように、電磁式ポンプ１００は、ポンプ構成要素を収容するケーシング１０１を備えている。ポンプ構成要素には、ポンプ機構１１０及び保護装置２００が含まれている。ポンプ機構１１０は、概して流体としての空気を吸入し、圧縮して高圧化し、吐出する機能を果たす。このポンプ機構１１０は、防振手段（防振ゴムなど）を介してポンプ基台プレート（図示省略）上に配置されている。保護装置２００は、概してポンプ保護を図るために、ポンプ機構１１０（後述の振動子１４０）の異常を検知して当該ポンプ機構１１０を停止する機能を果たす。この保護装置１００は、ポンプ機構１１０を自動停止するオートストッパーとも称呼される。
【００１８】
ポンプ機構１１０は、金属板状の２つの電磁石ケース板１１１ａ，１１１ａによって構成された電磁石ケース１１１を備えている。この電磁石ケース１１１では、２つの電磁石ケース板１１１ａ，１１１ａが対向する対向空間に一対の電磁石（ソレノイド）１２０，１３０が収容されている。この電磁石ケース１１１は、電磁石１２０，１３０に接触することによって、電磁石１２０，１３０による磁気経路を構成している。一方の電磁石１２０と他方の電磁石１３０は、左右方向Ｙについて間隙１１２を隔てて配置されている。間隙１１２には、振動子１４０がこれら電磁石１２０，１３０と接触しないように設けられている。電磁石ケース１１１の前後方向Ｘの両側にはそれぞれダイアフラム機構１５０が設けられている。ダイアフラム機構１５０は、振動子１４０の本体部１４１に連結されている。
【００１９】
電磁石１２０は、電磁石ボビン１２１及び電磁石コア１２２を備えている。電磁石ボビン１２１には、電磁コイル（「励磁コイル」ともいう）１２１ａが巻かれている。電磁石ボビン１２１の挿入空間に電磁石コア１２２の一部が挿入されている。これにより、電磁コイル１２１ａは、電磁石コア１２２に保持されている。この電磁石１２０と同様に、電磁石１３０は、電磁石ボビン１３１及び電磁石コア１３２を備えている。電磁石ボビン１３１には、電磁コイル（「励磁コイル」ともいう）１３１ａが巻かれている。電磁石ボビン１３１の挿入空間に電磁石コア１３２の一部が挿入されている。これにより、電磁コイル１３１ａは、電磁石コア１３２に保持されている。電磁石１２０の電磁コイル１２１ａと電磁石１３０の電磁コイル１３１ａとの協働によって振動子１４０に対し駆動用の磁力（「磁気力」ともいう）が付与される。その結果、振動子１４０は、２方向Ｘ１，Ｘ２に往復振動する。電磁コイル１２１ａ及び電磁コイル１３１ａは、振動子１４０を挟んでその両側に配置され、振動子１４０が後述のダイアフラム１５２を弾性変形させつつ往復振動するように当該振動子１４０に磁力を付与するものであり、本発明の「一対の電磁コイル」に相当する。
【００２０】
電磁石ボビン１２１は、いずれも金属製の接続端子１２３及び接続端子１２４を備えている。接続端子１２３は、電磁コイル１２１ａの一方のコイル端部１２１ｂを、交流電源（図示省略）の正極である（＋）側の接続配線１０２に接続する機能を果たす。これに対して、接続端子１２４は、電磁コイル１２１ａの他方のコイル端部１２１ｃを、後述の保護装置２００の端子板２１５に接続する機能を果たす。この電磁石ボビン１２１と同様に、電磁石ボビン１３１は、いずれも金属製の接続端子１３３及び接続端子１３４を備えている。接続端子１３３は、電磁コイル１３１ａの一方のコイル端部１３１ｂを、交流電源（図示省略）の負極である（−）側の接続配線１０３に接続する機能を果たす。これに対して、接続端子１３４は、電磁コイル１３１ａの他方のコイル端部１３１ｃを、後述の保護装置２００の端子板２１６に接続する機能を果たす。
【００２１】
交流電源から電力が供給される電力供給経路には、（＋）側から（−）側に向けて順に、接続配線１０２、電磁コイル１２１ａ、保護装置２００（端子板２１５及び端子板２１６）、電磁コイル１３１ａ、接続配線１０３が直列状に配置されている。従って、保護装置２００の端子板２１５及び端子板２１６が接触した状態でこの電力供給経路に電力が供給されると、電磁石１２０，１３０の電磁コイル１２１ａ，１３１ａに交流電源の周波数と同一回数の磁極の変化（極性変化）が生じる。この磁極の変化が、本体部１４１に永久磁石（Ｎ極及びＳ極）１４１ａ，１４１ｂが埋設された振動子１４０の往復振動を生じさせる。また、この振動子１４０の往復振動に伴ってダイアフラム機構１５０，１５０が作動する。
【００２２】
ダイアフラム機構１５０は、本体部１５１及びダイアフラム１５２を備えている。ダイアフラム１５２は、電磁式ポンプの左右方向Ｙ及び上下方向Ｚの双方によって規定される平面上に延在する円盤状の部材である。このダイアフラム１５２の外周縁が本体部１５１に止着されている。このダイアフラム１５２は、空気の吸入動作及び吐出動作を行うように弾性変形可能なゴム材料によって形成されている。このダイアフラム１５２の中央部分は、いずれも振動子１４０の連結用シャフト１４２に固定された第１センタープレート１５３及び第２センタープレート１５４によって両面から挟み込まれている。このため、ダイアフラム１５２は、第１センタープレート１５３及び第２センタープレート１５４を介して振動子１４０に間接的に連結されている。このダイアフラム１５２が本発明の「ダイアフラム」に相当する。
【００２３】
ダイアフラム機構１５０の電磁石ケース１１１とは反対側に弁ケース体１１３が設けられている。弁ケース体１１３は、吸入室１１４、吐出室１１５及び圧縮室１１６を備えている。吸入室１１４は、吸入ポート（図示省略）からポンプ外部の空気を吸入空気として吸入するための空間である。圧縮室１１６は、吸入室１１４から吸入した吸入空気を圧縮するための空間である。吐出室１１５は、圧縮室１１６で圧縮した圧縮空気を吐出ポート（図示省略）に向けて吐出するための空間である。弁ケース体１１３は、吸入室１１４と圧縮室１１６とを区画する区画壁１１３ａを備えている。この区画壁１１３ａのうち圧縮室１１６側の部位に吸入弁１１７が設けられている。吸入弁１１７は、弾性を有するゴム材料によって構成され、区画壁１１３ａに形成された連通孔１１３ｂの開放及び閉鎖を行う吸入用の弁体（吸入弁機構）を有する。弁ケース体１１３は、吐出室１１５と圧縮室１１６とを区画する区画壁１１３ｃを備えている。この区画壁１１３ｃのうち吐出室１１５側の部位に吐出弁１１８が設けられている。吐出弁１１８は、吸入弁１１７と同様に弾性を有するゴム材料によって構成され、区画壁１１３ｃに形成された連通孔１１３ｄの開放及び閉鎖を行う吐出用の弁体（吐出弁機構）を有する。
【００２４】
吸入弁１１７の弁体の開放状態では、吸入室１１４と圧縮室１１６とが互いに連通する。これに対して、吸入弁１１７の弁体の閉鎖状態では、吸入室１１４と圧縮室１１６との連通が阻止される。従って、吸入弁１１７の弁体の開放状態においてのみ吸入室１１４から圧縮室１１６へと吸入空気が流入する。一方で、吐出弁１１８の弁体の開放状態では、吐出室１１５と圧縮室１１６とが互いに連通する。これに対して、吐出弁１１８の弁体の閉鎖状態では、吐出室１１５と圧縮室１１６との連通が阻止される。従って、吸入弁１１８の弁体の開放状態においてのみ圧縮室１１６から吐出室１１５へと圧縮空気が流入する。
【００２５】
図２に示されるように、振動子１４０は、左右方向Ｙの側面視が方形であり極性の異なる永久磁石（Ｎ極及びＳ極）１４１ａ，１４１ｂが埋設された本体部１４１を備えている。本体部１４１は、前後方向Ｘの両端部に連結用シャフト１４２を備えており、この連結用シャフト１４２を介してダイアフラム１５２に連結されている。この振動子１４０が本発明の「振動子」に相当する。本体部１４１の上端面には、保護装置２００を作動させるための左右一対のストライカー１４３，１４３が設けられている。このストライカー１４３が本発明の「ストライカー」に相当する。
【００２６】
左右一対のストライカー１４３，１４３は、前後方向Ｘに互いに離間し且つ上下方向Ｚに沿って延びる中心線Ｌ１について線対称となるように配置されている。ストライカー１４３は、振動子１４０の本体部１４１の上端面から突出するように本体部１４１と一体状に構成されている。このストライカー１４３は、第１係合部１４３ａと、第１係合部１４３ａよりも高所まで突出した第２係合部１４３ｂとが一体化された形状を有する。これにより、ストライカー１４３は、左右方向Ｙから視た場合の平面形状が略Ｌ字形状をなしている。ストライカー１４３は、左右方向Ｙの板厚が一様な平板形状をなしている。従って、第１係合部１４３ａ及び第２係合部１４３ｂは、左右方向Ｙの板厚が一様な平板形状の部位によって構成されている。第１係合部１４３ａ及び第２係合部１４３ｂがそれぞれ、本発明の「第１係合部」及び「第２係合部」に相当する。ストライカー１４３は、第１係合部１４３ａのうち２つの係合突部２２５，２２６のいずれか一方に当接する第１係合面１４４と、第２係合部１４３ｂのうち係合アーム２２４に当接する第２係合面１４５とによって段差構造を構成している。本構成によれば、ストライカー１４３の構造を簡素化することができ、安価な振動子１４０を実現することができる。
【００２７】
尚、振動子１４０の本体部１４１の下端面には、左右一対のストライカー１４６，１４６が設けられている。ストライカー１４６は、振動子１４０の本体部１４１の下端面から突出するように本体部１４１と一体状に構成されている。ストライカー１４６は、ストライカー１４３と同様に、左右方向Ｙの板厚が一様な平板形状をなしている。ストライカー１４６は、振動子１４０を上下反転させて別の仕様の電磁式ポンプに使用する際にストライカー１４３に代えて使用される部位である。ストライカー１４６は、ストライカー１４３と実質的に同一の機能を発揮する。これにより、１つの振動子１４０を複数の電磁式ポンプに共通の部品として使用することができる。
【００２８】
上記構成のポンプ機構１１０では、交流電源に接続された電磁石１２０，１３０の極性変化に伴い振動子１４０が２方向Ｘ１，Ｘ２に往復振動すると、この振動子１４０の前後方向Ｘの両側にそれぞれ位置するダイアフラム１５２は、当該振動子１４０の往復振動に同期して弾性変形する。即ち、ダイアフラム１５２は、その外周部分が本体部１５１側に固定された状態で、その中央部分が振動子１４０によって前後方向Ｘに引っ張られたり押し込まれたりする。その結果、ダイアフラム１５２は、振動子１４０のストロークと同じ変位量で前後方向Ｘに弾性変形する。
【００２９】
図１が参照されるように、振動子１４０の第１方向Ｘ１への動作時に、左側のダイアフラム１５２が第１方向Ｘ１に弾性変形した場合、左側の圧縮室１１６が加圧される。この加圧によって左側の吸入弁１１７が閉鎖され且つ左側の吐出弁１１８が開放された状態になるため、左側の圧縮室１１６から連通孔１１３ｄを通じて左側の吐出室１１５へと圧縮空気が吐出される（吐出動作）。また、振動子１４０の第１方向Ｘ１への動作時に、右側のダイアフラム１５２が第１方向Ｘ１に弾性変形した場合、右側の圧縮室１１６が負圧になる。この負圧によって右側の吐出弁１１８が閉鎖され且つ右側の吸入弁１１７が開放された状態になるため、右側の吸入室１１４から連通孔１１３ｂを通じて右側の圧縮室１１６に空気が吸入される（吸入動作）。一方で、振動子１４０の第１方向Ｘ１とは反対方向Ｘ２への動作時に、右側のダイアフラム１５２が反対方向Ｘ２に弾性変形した場合、右側の圧縮室１１６が加圧される。この加圧によって右側の吸入弁１１７が閉鎖され且つ右側の吐出弁１１８が開放された状態になるため、右側の圧縮室１１６から連通孔１１３ｄを通じて右側の吐出室１１５へと圧縮空気が吐出される（吐出動作）。また、振動子１４０の反対方向Ｘ２への動作時に、左側のダイアフラム１５２が反対方向Ｘ２に弾性変形した場合、左側の圧縮室１１６が負圧になる。この負圧によって左側の吐出弁１１８が閉鎖され且つ左側の吸入弁１１７が開放された状態になるため、左側の吸入室１１４から連通孔１１３ｂを通じて左側の圧縮室１１６に空気が吸入される（吸入動作）。上記のように、前後のダイアフラム１５２，１５２のそれぞれにおいて前述のような吸入動作及び吐出動作が交互に繰り返されることによって、所定の圧力及び流量の圧縮空気が連続的に吐出される。
【００３０】
図３〜図５が参照されるように、保護装置２００は、ホルダ２１０及び可動部材２２０を備えている。これらホルダ２１０及び可動部材２２０は、いずれも樹脂材料によって構成されている。ホルダ２１０は、前後方向Ｘ及び左右方向Ｙの双方によって規定される平面に沿って延在している。このホルダ２１０は、可動部材２２０を保持しつつ前後方向Ｘのスライド移動を許容するスライド溝（スリット）２１１を備えている。詳細については後述するが、可動部材２２０は、そのアーム部２２２の係合アーム２２４の左右方向Ｙの一端に第１突起２２８を備え、係合アーム２２４の左右方向Ｙの他端に第２突起２２９を備えている。この可動部材２２０が本発明の「可動部材」に相当する。
【００３１】
図３に示されるように、ホルダ２１０には、いずれも可撓性且つ導電性の金属平板よって構成された端子板２１５及び端子板２１６が取り付けられている。端子板２１５は、接続端子１２４を介して電磁コイル１２１ａのコイル端部１２１ｃに電気的に接続されている。端子板２１６は、接続端子１３４を介して電磁コイル１３１ａのコイル端部１３１ｃに電気的に接続されている。従って、端子板２１５の接点２１５ａと端子板２１６の接点２１６ａとが互いに接触することによって、接続配線１０２から接続配線１０３までの電力供給経路に電力が供給されてポンプ機構１１０が駆動される。
【００３２】
図４に示されるように、ホルダ２１０のスライド溝２１１は、前後方向Ｘに延在する第１溝部２１２と、第１溝部２１２の前後方向Ｘの中央部分において交差しつつ左右方向Ｙに延在する第２溝部２１３とによって構成されている。第１溝部２１２は、可動部材２２０を前後方向Ｘにガイドする機能を果たす。第２溝部２１３は、スライド溝２１１のうち可動部材２２０のアーム部２２２が挿入される領域である。ホルダ２１０のホルダ表面には、第２溝部２１３の左右方向Ｙの延長線上に位置決め用表示２１０ａが設けられている。また、ホルダ２１０は、ホルダ裏面から下向きに延出する係止片２１４を備えている。この係止片２１４は、第２溝部２１３の近傍に設けられている。可動部材２２０のアーム部２２２を第２溝部２１３に挿入する際、位置決め用表示２１０ａに可動部材２２０の操作部２２１に設けられた後述の位置決め用表示２２１ａを合わせ、且つ可動部材２２０のアーム部２２２の位置を第２溝部２１３に沿って合わせる。これにより、可動部材２２０を初期位置に確実にガイドすることができる。可動部材２２０は、そのアーム部２２２が第２溝部２１３に挿入されることによってホルダ２１０における所定の初期位置に装着される。可動部材２２０が初期位置にあるとき、第２溝部２１３に沿って第１突起２２８及び第２突起２２９が配置される。
【００３３】
図５に示されるように、可動部材２２０が初期位置Ｐ１にあるとき、端子板２１６の接点２１６ａは端子板２１５の接点２１５ａに接触するように可動部材２２０の第１突起２２８によって押圧される。また、可動部材２２０が初期位置Ｐ１に設定されると、第２突起２２９が係止片２１４に係合する。このとき、可動部材２２０の第２突起２２９は、係合アーム２２４が接点２１６ａから受ける弾性回復力によって係止片２１４に強く押し付けられる。従って、可動部材２２０のアーム部２２２は、左右方向Ｙについて端子板２１６の接点２１６ａと係止片２１４とによって挟み込まれる。その結果、可動部材２２０を初期位置Ｐ１に確実に係止することができる。
【００３４】
図６に示されるように、振動子１４０のストライカー１４３は、左右方向Ｙについて所定の板幅Ｄ１を有する平板状に構成されている。ストライカー１４３は、第１係合面１４４の上下方向Ｚの高さがＨ１であり、第２係合面１４５の上下方向Ｚの高さがＨ２である。従って、これら高さＨ１及び高さＨ２を加えた値がストライカー１４３の上下方向Ｚの高さ（最大高さ）になる。
【００３５】
可動部材２２０は、操作部２２１及びアーム部２２２を備えている。操作部２２１は、可動部材２２０をホルダ２１０に組み付ける際に作業者の手指によって操作される。この操作部２２１の上面に前記の位置決め用表示２２１ａが設けられている。アーム部２２２は、操作部２２１の下面から延出している。このアーム部２２２は、一体状の延出アーム２２３及び係合アーム２２４を備えている。
【００３６】
延出アーム２２３は、操作部２２１の下面から下向きに延出している。延出アーム２２３の延出先端側の領域２２３ａに前記の第２突起２２９が設けられている。係合アーム２２４は、左右方向Ｙに延在している。係合アーム２２４は、振動子１４０のストライカー１４３，１４３の移動軸線Ｌ２上であり、ストライカー１４３のうち第１係合面１４４よりも高所に位置する第２係合面１４５に相当する高さに配置されている。この係合アーム２２４が本発明の「係合アーム」に相当する。係合アーム２２４のうち領域２２３ａとは反対側の領域２２４ａに前記の第１突起２２８が設けられている。これら延出アーム２２３及び係合アーム２２４は、前後方向Ｘから視た場合の平面形状が略Ｌ字形状をなしている。
【００３７】
係合アーム２２４は、第１係合突部２２５及び第２係合突部２２６を備えている。これら第１係合突部２２５及び第２係合突部２２６は、左右方向Ｙに挿入空間２２７を隔てて互いに離間した状態で係合アーム２２４から下向き（前後方向Ｘと左右方向Ｙの双方と交差する方向）に延出している。即ち、第１係合突部２２５及び第２係合突部２２６は、互いに対向する領域に下方が開口した挿入空間２２７を有する構造（以下、「ゲート構造」ともいう）を構成している。本構成によれば、ゲート構造を有する可動部材２２０を用いることによって、可動部材２２０の構造を簡素化することができる。これら第１係合突部２２５及び第２係合突部２２６が本発明の「２つの係合突部」に相当する。また、可動部材２２０の延出アーム２２３、係合アーム２２４及び２つの係合突部２２５，２２６は、前後方向Ｘの板厚が一様な平板形状の部位によって構成されている。本構成によれば、可動部材２２０の構造を更に簡素化することができ、安価な可動部材２２０を実現することができる。
【００３８】
ストライカー１４３の第１係合部１４３ａは、係合アーム２２４に対向し且つ左右方向Ｙの大きさである幅Ｄ１が挿入空間２２７の空間幅Ｄ２を下回るように構成されている。従って、ストライカー１４３，１４３の移動軸線Ｌ２上に可動部材２２０の挿入空間２２７が位置する場合、可動部材２２０に対する振動子１４０の前後方向Ｘの動作によって、ストライカー１４３の第１係合部１４３ａ（第１係合面１４４を有する部位）が挿入空間２２７に入り込む（係合アーム２２４の下方に潜る）ことができる。ストライカー１４３の第２係合部１４３ｂは、第１係合部１４３ａと同一の幅Ｄ１を備え、前後方向Ｘについて第１係合部１４３ａよりも係合アーム２２４から離間している。
【００３９】
以下、上記構成の保護装置２００の動作について図７〜図１５を参照しながら説明する。この保護装置２００は、振動子１４０の異常時（以下、「ポンプ異常時」ともいう）に一対の電磁コイル１２１ａ，１３１ａへの電力供給を停止するように動作する。この保護装置２００が本発明の「保護装置」に相当する。尚、本実施の形態において、「ポンプ異常時」とは、ダイアフラム１５２の破損等の原因によって、ポンプ機構１１０が正常に動いている状態（以下、「ポンプ正常時」ともいう）とは異なる態様で振動子１４０が往復振動する状態をいう。
【００４０】
振動子１４０は、ポンプ正常時において所定の通常ストロークで前後方向Ｘに往復振動する。これに対して、振動子１４０は、ポンプ異常時においては、ポンプ正常時よりも前後方向Ｘに大きく変位しつつ往復振動する場合（以下、「第１の変位状態」ともいう）、及びポンプ正常時よりも左右方向Ｙに偏った状態で前後方向Ｘに往復振動する場合（以下、「第２の変位状態」ともいう）がある。第１の変位状態では、振動子１４０が前後方向Ｘに大きく変位して他の部品に接触するような不具合が生じ得る。第２の変位状態では、振動子１４０が左右方向Ｙのいずれか一方向に偏ることによって電磁コイル１２１ａ或いは電磁コイル１３１ａに接触するような不具合が生じ得る。そこで、本実施の形態の保護装置２００は、これら第１の変位状態及び第２の変位状態のいずれにも対処できる機能を有することを特徴としている。
【００４１】
（ポンプ正常時）
図７に示されるように、ポンプ正常時において、可動部材２２０の挿入空間２２７は、前後方向Ｘについて振動子１４０のストライカー１４３，１４３の移動軸線Ｌ２上に位置している。このときの振動子１４０の第１方向Ｘ１の変位（「ストローク」ともいう）は、振動子１４０の第２係合面１４５が可動部材２２０の係合アーム２２４に当接するときの変位を下回る。従って、振動子１４０の前後のストライカー１４３，１４３はいずれも、可動部材２２０の挿入空間２２７に入り込まないか、或いは図８に示されるようにストライカー１４３の第１係合部１４３ａ（第１係合面１４４を有する部位）が可動部材２２０の挿入空間２２７に入り込む。この場合、振動子１４０の前後のストライカー１４３，１４３はいずれも可動部材２２０の係合アーム２２４に干渉しないため保護装置２００は作動せず、可動部材２２０が初期位置Ｐ１に維持される。可動部材２２０が初期位置Ｐ１に位置する場合、接点２１６ａと接点２１５ａとの接触が維持されることによって、一対の電磁コイル１２１ａ，１３１ａと交流電源とが遮断されない。その結果、振動子１４０の往復振動が継続されることによって、前後のダイアフラム１５２，１５２による前述の吸入動作及び吐出動作が正常に行われる。
【００４２】
（第１の変位状態）
図９に示されるように、振動子１４０は、第１の変位状態においてポンプ正常時の変位を上回る変位で第１方向Ｘ１に移動する。このとき、振動子１４０は第２方向Ｙ１に変位していないため、ストライカー１４３，１４３が可動部材２２０の挿入空間２２７の移動軸線Ｌ２上に位置する状態が維持されている。従って、振動子１４０が第１方向Ｘ１に動いたとき、図１０に示されるように、一方のストライカー１４３の第１係合部１４３ａが可動部材２２０の挿入空間２２７に入り込み、且つストライカー１４３の第２係合部１４３ｂが第２係合面１４５にて可動部材２２０の係合アーム２２４に当接してこの係合アーム２２４を第１方向Ｘ１に押圧する。尚、他方のストライカー１４３は、第１方向Ｘ１とは反対方向Ｘ２に変位したときに可動部材２２０の係合アーム２２４に当接する。そして、図１１に示されるように、振動子１４０の往復振動時の第１方向Ｘ１の変位が第１基準値Ｖ１以上である第１の変位状態において、可動部材２２０は、ストライカー１４３との当接によって第１方向Ｘ１に押圧されて初期位置Ｐ１から電源遮断位置Ｐ２へと振動子１４０と一体となって第１方向Ｘ１に移動する。可動部材２２０が電源遮断位置Ｐ２まで移動する過程では、図１２に示されるように、端子板２１６の接点２１６ａはその弾性力にしたがって撓み変形前の位置まで矢印Ｒ方向に回動する。従って、可動部材２２０の電源遮断位置Ｐ２では、接点２１６ａと接点２１５ａとの接触が解除されることによって、一対の電磁コイル１２１ａ，１３１ａと交流電源とが遮断される。その結果、振動子１４０の往復振動が停止することによって、前後のダイアフラム１５２，１５２による前述の吸入動作及び吐出動作が中止される。
【００４３】
（第２の変位状態）
図１３に示されるように、振動子１４０は、第２の変位状態において左右方向Ｙのうちの一方の第２方向Ｙ１に変位量ΔＹで変位した偏り状態になる。このとき、可動部材２２０の挿入空間２２７は、ストライカー１４３，１４３の移動軸線Ｌ２から左右方向Ｙに外れた位置にある。従って、振動子１４０が第２方向Ｙ１に変位量ΔＹで変位し且つ第１の変位状態のときを下回る変位で第１方向Ｘ１に変位したとき、図１４に示されるように、一方のストライカー１４３の第１係合部１４３ａが第１係合面１４４にて可動部材２２０の第２係合突部２２６に当接してこの第２係合突部２２６を第１方向Ｘ１に押圧する。尚、振動子１４０が第２方向Ｙ１とは反対側に変位した状態では、ストライカー１４３の第１係合部１４３ａは、可動部材２２０の第１係合突部２２５に当接してこの第１係合突部２２５を第１方向Ｘ１に押圧する。そして、図１５に示されるように、振動子１４０が第２方向Ｙ１に変位量ΔＹで変位し且つ振動子１４０の往復振動時の第１方向Ｘ１の変位が第１基準値Ｖ１よりも小さい第２基準値Ｖ２以上である第２の変位状態において、可動部材２２０は、ストライカー１４３との当接によって第１方向Ｘ１に押圧されて初期位置Ｐ１から電源遮断位置Ｐ２へと振動子１４０と一体となって第１方向Ｘ１に移動する。その結果、図１２に示される第１の変位状態の場合と同様に、接点２１６ａと接点２１５ａとの接触が解除されることによって、一対の電磁コイル１２１ａ，１３１ａと交流電源とが遮断される。
【００４４】
上述のように、本実施の形態の保護装置２００は、振動子１４０の第１方向Ｘ１の異常な変位のみならず、振動子の第２方向Ｙ１の異常な変位をも検知して振動子１４０を自動停止する。従って、振動子１４０の第１方向Ｘ１の異常な変位のみを検知する場合に比べて振動子１４０の異常を確実に検知して対処するのに有効である。特に、第２の変位状態のときにストライカー１４３が可動部材２２０に当接するまでの振動子の第１方向Ｘ１の変位が第１の変位状態のときの当該変位を下回る。要するに、第２の変位状態のときは、第１の変位状態のときよりも第１方向Ｘ１の変位が小さくても保護装置２００が作動する。これにより、第２の変位状態において振動子１４０が第２方向Ｙ１に変位した場合に、当該振動子１４０が電磁コイル１２１ａ，１３１ａに接触するのを防止することができ、或いは当該振動子１４０が電磁コイル１２１ａ，１３１ａに接触したとしてもその接触時間を短く抑えることができる。更に、可動部材２２０は、第１の変位状態及び第２の変位状態のいずれも場合でも、ストライカー１４３によって押圧されて振動子１４０と同方向に振動子１４０と一体となって移動するように構成されている。これにより、振動子１４０が一対の電磁コイルから受ける磁力と当該振動子１４０の慣性力との合力が駆動力となって可動部材２２０に効率良く伝達される。その結果、可動部材２２０を電源遮断位置Ｐ２へと確実に移動させることができ、保護装置２００の作動性を高めることができる。
【００４５】
また、この保護装置２００は、前記の段差構造を有する振動子１４０と前記のゲート構造を有する可動部材２２０とを組み合わせることによって、第２の変位状態のときにストライカー１４３が可動部材２２０に当接するまでの振動子１４０の第１方向Ｘ１の変位が第１の変位状態のときの当該変位を下回るように構成されている。本構成は、本実施の形態の保護装置２００以外の構造によっても実現が可能である。例えば、振動子１４０の段差構造と同様の構造を可動部材２２０側に設け、且つ可動部材２２０のゲート構造と同様の構造を振動子１４０側に設けることができる。
【００４６】
また、参考例として、図１６に示される構成のストライカー３４３及び可動部材４２０を採用することもできる。この図面において、図６に示されている要素と同一の要素には同一の符号を付しており、また当該要素についての説明は省略する。ストライカー３４３は、前記の段差構造を有するストライカー１４３とは異なり、左右方向Ｙの側面視が方形であり且つ左右方向Ｙについて所定の板幅Ｄ１を有する平板状に構成されている。可動部材４２０の係合アーム２２４は、第１係合突部４２５及び第２係合突部４２６を備えている。これら第１係合突部４２５及び第２係合突部４２６は、左右方向Ｙに空間幅Ｄ２の挿入空間４２７を隔てて互いに離間した状態で係合アーム２２４から前後方向Ｘに延出している。本構成によれば、第１の変位状態において振動子１４０が第１方向Ｘ１に変位したとき、実線で示されているストライカー３４３は、可動部材４２０の挿入空間４２７に入り込み、且つ可動部材４２０の係合アーム２２４に当接してこの係合アーム２２４を第１方向Ｘ１に押圧する。一方で、第２の変位状態において振動子１４０が第２方向Ｙ１に変位し且つ第１の変位状態のときを下回る変位で第１方向Ｘ１に変位したとき、二点鎖線で示されているストライカー３４３は、可動部材２２０の第２係合突部４２６に当接してこの第２係合突部４２６を第１方向Ｘ１に押圧する。従って、上記参考例によれば、ストライカー３４３及び可動部材４２０を採用した場合でも、ストライカー１４３及び可動部材２２０を採用した場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００４８】
上記実施の形態では、第１係合部１４３ａ及び第２係合部１４３ｂが一体状に構成されたストライカー１４３について記載したが、本発明では、ストライカーにおいて第１係合部及び第２係合部を別体とし、第１方向について第１係合部と第２係合部を互いに離間させた構造を採用することもできる。
【００４９】
上記実施の形態では、振動子１４０の本体部１４１の上端面に一対のストライカー１４３，１４３を設け、且つ振動子１４０の本体部１４１の下端面に一対のストライカー１４６，１４６を設ける場合について記載したが、本発明では一対のストライカー１４６，１４６を省略してもよい。更に、一対のストライカー１４３，１４３のいずれか一方を省略してもよい。また、ストライカー１４３及びストライカー１４６の形状として、板厚が一様な平板形状を採用したが、本発明では必要に応じて平板形状以外の種々の形状を採用することもできる。
【００５０】
上記実施の形態では、振動子１４０の両端部のそれぞれにダイアフラム１５２が連結された磁式ポンプ１００について記載したが、振動子１４０の一端部にのみダイアフラム１５２が連結された電磁式ポンプに対して本発明を適用することもできる。
【００５１】
上記実施の形態では、可動部材２２０の延出アーム２２３、係合アーム２２４及び２つの係合突部２２５，２２６は、前後方向Ｘの板厚が一様な平板形状の部位によって構成される場合について記載したが、本発明では、可動部材２２０のこれらの各部位の形状を必要に応じて変更することもできる。
【００５２】
上記実施の形態では、流体の１つである空気の吸入動作及び吐出動作を行う電磁式ポンプ１００について記載したが、空気以外の気体や液体を扱う電磁式ポンプに対して本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１００…電磁式ポンプ、１１０…ポンプ機構、１２０，１３０…電磁石、１２１ａ，１３１ａ…電磁コイル、１４０…振動子、１４３，１４６…ストライカー、１４３ａ…第１係合部、１４３ｂ…第２係合部、１４４…第１係合面、１４５…第２係合面、１５０…ダイアフラム機構、１５２…ダイアフラム、２００…保護装置、２１０…ホルダ、２１４…係止片、２１５，２１６…端子板、２１５ａ，２１６ａ…接点、２２０…可動部材、２２１…操作部、２２２…アーム部、２２３…延出アーム、２２４…係合アーム、２２５…第１係合突部、２２６…第１係合突部、２２７…挿入空間、２２８…第１突起、２２９…第２突起  
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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