(57)【要約】【課題】高寿命で、高性能の安定したポンプ機能を維持できるとともにコストを低減できる電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することである。【解決手段】電磁石と永久磁石を有する振動子と、前記振動子の両端部が対向するように両側面を狭持板で保持された一対のダイヤフラムに連結され、前記電磁石と振動子とが所定の空隙距離だけ離間して配置されるようにダイヤフラム台に装着され、前記振動子が前記電磁石の交流電源電圧の極性変化に伴い、電磁石と対向した振動子の軸長手方向に対して往復運動する電磁振動型ダイヤフラムポンプにおいて、前記振動子に弾性体の振動子保持器が具備され、前記ダイヤフラムが、振動子の振動軸方向と、フレームに装着された静止状態におけるダイヤフラムによって画定される面とが直交しないように前記フレームに配設されてなることを特徴としている。【選択図】図１
2008215317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石と、
永久磁石が設けられた振動子と、
前記振動子の両端部と、それぞれ、対向するように両側面を挟持板で保持された一対のダイヤフラムとを備え、
前記振動子が前記一対のダイヤフラムに連結され、
前記電磁石と振動子とが、当該振動子が移動しうる空隙距離だけ離間して配置されるようにダイヤフラム台を介してフレームに装着され、
前記振動子が前記電磁石の交流電圧の極性変化に伴い、電磁石と対向した振動子の軸長手方向に対して往復運動する電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、
弾性体と、該弾性体の一端を把持し、かつ前記フレームに該弾性体を固定するための固定部と、該弾性体の他端を把持し、かつ前記振動子に該弾性体を連結するための連結部とからなる１または２以上の振動子保持器をさらに備え、
前記１または２以上の振動子保持器が、前記固定部を介して前記フレームに揺動可能に装着されると共に、前記連結部を介して前記振動子に連結され、
前記振動子保持器の弾性体の固定部を中心とした振り子状の往復運動に伴う振動子の略円弧状の運動の軌跡に対して、略直角をなす角度になるよう、前記フレームが配置されてなる
ことを特徴とする電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記電磁石のコアと前記振動子の対向面が、それぞれ湾曲した形状を有し、前記振動子の略円弧状の運動時に前記電磁石と振動子との間で均等な空隙距離が維持される請求項１記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
前記振動子保持器が２または３以上配設され、該２または３以上の振動子保持器の一端が、単一の固定部において、実質的に離間することなく把持され、該２または３以上の振動子保持器の他端が、互いに離間された対応する２または３以上の連結部を介して連結されてなる請求項１または２記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
前記弾性体の両端の保持部は軟質性のダンパーで両側からサンドイッチ状に接合されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
前記振動子が可動アームであり、前記永久磁石が、振動子の非駆動状態において、前記電磁石と対向するように、当該可動アームから突出するように設けられてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
前記振動子が可動アームであり、前記永久磁石が、振動子の非駆動状態において、前記電磁石と対向するように、当該可動アーム内から突出しないように設けられてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁振動型ダイヤフラムポンプに関する。さらに詳しくは、電磁石に交流電源を通電させることにより、電磁石と空隙を持って対向して配設された振動子を交流電源と同周波数で往復振動させ、振動子の両端部に対向するように配置された一対のダイヤフラムとそのダイヤフラムで仕切られたポンプケーシングの容積変化と弁の作用により圧縮気体を吸排気させる電磁振動型ダイヤフラムポンプに関するものであって、例えば、浄化槽の曝気用、養魚の酸素補給用、泡風呂のエア噴気用および産業機器等の小型コンプレッサー等に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、養魚の酸素補給用のポンプの一例として電磁振動型のエアポンプが使用されている。
【０００３】
このようなエアポンプ（図５参照）は特許文献１に開示されているように、電磁石と対向して一対の永久磁石と駆動レバー（振動子）が配置され、駆動レバーの長手方向のほぼ中央のダイヤフラム（コルゲーションタイプ）に接合され、駆動レバーの先端はケースに固定される構造であり、電磁石の交流電源により駆動レバーが往復振動を成しポンプケーシングの容積変化と弁の作用により圧縮気体を吸排気させる構造である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４２１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来のエアポンプ（図５参照）において、駆動レバーの永久磁石側を力点、ダイヤフラムの接合部を作用点、そして、駆動レバーのケースに取付ける先端部を支点として図５に示される矢印方向に往復振動の振幅でポンプ作用を成している。そのため、電磁石と対向している永久磁石部の力点が大きく振幅しても作用点に配設されたダイヤフラム部の振幅は小となり、観賞魚用の小型エアポンプが主流になっている。高性能で高圧力を得るため磁気装荷を大にしても、また、高磁力の希土類磁石を採用しても駆動レバーが互いに接触して異常音や永久磁石の欠落やダイヤフラムの寿命等の問題が生じて高圧で高空気量のエアポンプの実現にとって技術的な欠点であった。
【０００６】
本発明は上記従来の諸問題点を解消し、高寿命で、高性能の安定したポンプ機能を維持できるとともにコストを低減できる電磁振動型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】
【０００７】
本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、電磁石と、永久磁石を有する振動子と、前記振動子の両端部と、それぞれ、対向するように両側面を挟持板で保持された一対のダイヤフラムとを備え、前記振動子が前記一対のダイヤフラムに連結され、前記電磁石と振動子とが所定の空隙距離だけ離間して配置されるようにダイヤフラム台を介してフレームに装着され、前記振動子が前記電磁石の交流電圧の極性変化に伴い、電磁石と対向した振動子の軸長手方向に対して往復運動する電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、弾性体と、該弾性体の一端を把持し、かつ前記フレームに該弾性体を固定するための固定部と、該弾性体の他端を把持し、かつ前記振動子に該弾性体を連結するための連結部とからなる１または２以上の振動子保持器をさらに備え、前記１または２以上の振動子保持器が、前記固定部を介して前記フレームに揺動可能に装着されると共に、前記連結部を介して前記振動子に連結され、前記振動子保持器の弾性体の固定部を中心とした振り子状の往復運動に伴う振動子の略円弧状の運動の軌跡に対して、略直角をなす角度になるよう、前記フレームが配置されてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプによれば、力点と作用点が振動子とダイヤフラム部が同じ点を有し、振動子に固定された振動保持器の先端が支点となり、弾性体の振動保持器が必要長を確保できるともに往復運動の振幅と応力に耐えることができる。Ｓ−Ｎデータによれば、金属弾性体の寿命は、往復振動の回数が１０の７乗以上で十分とされている。しかも、振動子の軸長手方向に対向するダイヤフラムの平面がほぼ直角になるため往復運動中のダイヤフラムにしわやたるみ等が生じることなく寿命と安定したポンプ性能が維持できる構造を実現することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、前記電磁石のコアと前記振動子の対向面が、それぞれ湾曲した形状を有し、前記振動子の略円弧状の運動時に前記電磁石と振動子との間で均等な空隙距離が維持される構造を実現することができる。このため、電磁石と振動子と対向面の空隙の安定化と振動子の偏りや傾き防止および振動子保持器の曲率半径に対してダイヤフラムと狭持板の面がほぼ直角に往復動するため、ダイヤフラムのねじれ、たるみ、しわなどの発生によるダイヤフラムの寿命アップとコスト低減、ポンプ性能の安定化を提供することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、振動子保持器と前記振動子保持器の固定部は軟質性のダンパー（例えば、合成ゴム）で両側からサンドイッチ状に接合して固定されて疲労劣化による振動子保持器の破断防止を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいて本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプについて説明する。
【００１２】
図１を参照すると、本発明の一実施の形態にかかる電磁振動型ダイヤフラムポンプ１は、電磁石２と永久磁石３を有する振動子４と、該振動子４の両端部が対向するように両側面を２つの狭持板５１、５２から構成される挟持板５で保持された一対のダイヤフラム６、６’に連結され、前記電磁石２と振動子４とが、当該振動子４が移動しうる空隙距離ｇだけ離間して配置され、ダイヤフラム台７に装着され、前記振動子４が前記電磁石の電源電圧の極性変化に伴い、電磁石２と対向した振動子４の軸長方向に対して直角方向に往復運動する。本実施の形態において、振動子４は棒状の形状を呈した可動アームである。そして、一方の狭持板５１は可動アーム４に支持され、他方の狭持板５２を例えばナットなどの締結手段によりダイヤフラムを介して一方の狭持板５１に押し付けられている。図１に示された実施の形態では、永久磁石３が振動子４から突出するように設けられているので、空隙距離ｇは、永久磁石３と電磁石との間の空隙距離である。しかし、かかる配置に限定されることはない。棒状を呈した可動アーム４内に永久磁石３を埋め込むことも可能である。また、空隙距離ｇも特定の距離に限られることはない。本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプ１に採用される永久磁石３の材料も、特定のものに限られることはないが、例えば、フェライト磁石や、希土類系磁石、ネオジウム・鉄・ボロン系磁石などの希土類・鉄・ボロン磁石を採用することができる。空隙距離ｇも、永久磁石３の素材の選択によって任意に変更することが可能である。
【００１３】
そして、前記可動アーム４には、図３ｄに示されるように可動アーム４に溶接や螺着によって接合された１対の保持金物Ｈの間にネジＳによって挟持されたゴムなどのエラストメリックな部材Ｄから構成されたダンパー１２を介して弾性体（金属製の板バネなどが好適に採用される）の振動子保持部１０の一端が保持され、振動子保持部１０の他端は振動子保持固定部１１に前述のダンパー１２を介して保持される。
【００１４】
そして、可動アーム４と振動子保持部１０とは、図１に示されるように、振動子保持固定部１１を介して前記可動アーム４の振動軸方向とフレーム９に装着されたダイヤフラム６、６’の垂直平面が振動子保持部の曲率半径に対してほぼ所定の角度をもたせてハの字状になるようにフレーム９に配設される。
【００１５】
さらに、図３ａに示すように、電磁部の湾曲形状にすることもでき、図３ｂに示すように、電磁石２のコアＣと前記可動アーム４と瓦形状の永久磁石３の対向平面が共に湾曲した形状を成して振動駆動時に常に均等空隙ｇを一定に維持し、可動アーム４の偏りを防止することも可能であり、この場合、図示されているように、可動アーム４と振動子保持部１０とを振動子保持固定部１１を介して略Ｙ字状にフレーム９に配設することもできる。
【００１６】
さらに、本実施の形態の変形例として、電磁振動型ダイヤフラムポンプ１は、ダイヤフラム台７の断面を略台形の形状を有するようにすることも可能である。
【００１７】
また、振動子保持固定部１１の形状は、図示されているように平板状に限定されることはなく、丸の線状（丸棒状）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの一例を示す構造平面図である。
【図２】図１の電磁式ダイヤフラムポンプの要部拡大図である。
【図３ａ】本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの電磁部の湾曲形状の一例を示す構造平面図である。
【図３ｂ】本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの電磁部の湾曲形状の他の例を示す構造平面図である。
【図３ｃ】図３ｂの電磁式ダイヤフラムポンプの要部拡大図である。
【図３ｄ】図３ｂの電磁式ダイヤフラムポンプの変形例を示す説明図である。
【図３ｅ】図３ｄの電磁式ダイヤフラムポンプのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】弾性体の応力振幅と繰り返し回数  疲労Ｓ−Ｎ曲線の一例を示す平面説明図である。
【図５】従来の電磁式ダイヤフラムポンプの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ダイヤフラムポンプ
２  電磁部（電磁石）
３  永久磁石
４  振動子（可動アーム）
５  狭持板（センタープレート）
６  ダイヤフラム
７  ダイヤフラム台
８  ポンプケーシング
９  フレーム
１０  振動子保持器
１１  振動子保持固定部
１２  ダンパー
１３  吸入弁
１４  吐出弁
【図１】
2008215317.tif 000003
【図２】
2008215317.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
2008215317.tif 000006
【図３ｃ】
2008215317.tif 000007
【図３ｄ】
2008215317.tif 000008
【図３ｅ】
2008215317.tif 000009
【図４】
2008215317.tif 000010
【図５】
2008215317.tif 000011