(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁石に印加される交流電圧の電圧値や周波数を一定にして、電磁石に印加される電圧の電圧変動や周波数変動による空気量や電力値の変化を最小にする電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供する。【解決手段】電磁駆動部の下方に設けられる下ハウジングと、下ハウジングに振動吸収体を介して連結され、電磁駆動部を上方から覆う合成樹脂製の上ハウジングと、下ハウジングが電磁駆動部と接触するタンク上壁と、該タンク上壁から下方に向って延び、タンクカバーに接触する１または２個以上の柱と、上ハウジングに取り付けられたインバータを備え、インバータが、電磁石へ印加される交流電圧の電圧値を監視する電圧監視部と、電磁石への印加される印加電圧を一定にする制御部と、ポンプを駆動させる交流波形を発生させる交流波形発生部とからなる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された一対の電磁石と、永久磁石を備えた棒状体とからなる電磁駆動部を備え、前記一対の電磁石と前記永久磁石との磁気的相互作用によって、前記棒状体の両端または一端に連結されたダイヤフラムを往復運動させる浄化槽用または水槽用の電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、
前記電磁振動型ダイヤフラムポンプが、
前記電磁駆動部が載置される、前記電磁駆動部の下方に設けられる下ハウジングと、前記下ハウジングに振動吸収体を介して連結され、前記電磁駆動部を上方から覆う合成樹脂製の上ハウジングと
前記下ハウジングが、前記電磁駆動部と接触するタンク上壁と、
該タンク上壁から下方に向って延び、前記タンクカバーに接触する１または２個以上の柱と、
前記上ハウジングに取り付けられたインバータを備え、
前記インバータが、前記電磁石へ印加される交流電圧の電圧値を監視する電圧監視部と、
前記電磁石への印加される印加電圧を一定にする制御部と、
前記ポンプを駆動させる交流波形を発生させる交流波形発生部とから
なることを特徴とする電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は周波数、電圧変換機能付き電磁振動型ポンプに関する。さらに詳しくは、交流電源によって駆動される電磁振動型ポンプであって、ダイヤフラムに連結された永久磁石付き振動子と、振動子を挟んで設けられた２個の電磁石との磁気的相互作用によって、振動子を往復運動させ、ダイヤフラムを駆動し、空気を吸引、吐出する電磁振動式ダイヤフラムポンプに関する。本考案の電磁振動型ポンプは、家庭用浄化槽、養魚水槽などに利用される。
【背景技術】
【０００２】
周知のポンプは、鉄板が積層された鉄心にコイルを巻き線して完成した２個の電磁石をフレーム上に対向して配置し、電磁石間に永久磁石を備えた振動子として機能する棒状体をダイヤフラムに連結固定して電磁石に交流電圧による永久磁石との吸引反発によって振動子を振動させ、ダイヤフラムの変位によってポンプ圧縮室の容積を変化させて空気の送出または吸引を行なっている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献２には、電磁石部に印加される電圧、磁束指令電圧、ポンプ圧力指令、流量指令および磁束検出手段の出力電圧を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧／周波数指令手段と、該電圧／周波数指令手段により制御される可変電圧／周波数電源手段とを備えたポンプが開示され、負荷を検出する高価な流量計、圧力計を使用せずにポンプの最適制御を行なう。
【０００４】
一方、ポンプが必要とされる浄化槽は、近年小型化・高性能化されており、浄化槽が必要とする空気量も増加してきている。また、環境性能の向上、省エネルギー化の世界的な流れを受けて、環境省で省エネ基準が設定され、各市町村での浄化槽設置においては、基準内にあれば補助金での優遇を図ることで、省エネ浄化槽の促進を進めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７１９６８号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２５８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のポンプは交流電圧の周波数や電圧が変化すると、それに伴って吸引、吐出される空気量が変化し、浄化槽や養魚水槽が必要とする空気量を確保できなくなる事や、環境省で定められている電力値に合致しないなどの問題があった。たとえば、商用電源の周波数の西日本地域と東日本地域との間での差異（すなわち、商用周波数の５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間の差異）によって、ポンプの吸引量（または吐出量）が変動する。
【０００７】
そこで、本考案はかかる事情に鑑みて、浄化槽や養魚水槽用のポンプにおいて、電磁石に印加される交流電圧の電圧値や周波数を一定にして、電磁石に印加される電圧の電圧変動や周波数変動による空気量や電力値の変化を最小にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、対向して配置された一対の電磁石と、永久磁石を備えた棒状体とからなる電磁駆動部を備え、前記一対の電磁石と前記永久磁石との磁気的相互作用によって、前記棒状体の両端または一端に連結されたダイヤフラムを往復運動させる浄化槽用または水槽用の電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、前記電磁振動型ダイヤフラムポンプが、前記電磁駆動部が載置される、前記電磁駆動部の下方に設けられる下ハウジングと、前記下ハウジングに振動吸収体を介して連結され、前記電磁駆動部を上方から覆う合成樹脂製の上ハウジングと前記下ハウジングが、前記電磁駆動部と接触するタンク上壁と、該タンク上壁から下方に向って延び、前記タンクカバーに接触する１または２個以上の柱と、前記上ハウジングに取り付けられたインバータを備え、前記インバータが、前記電磁石へ印加される交流電圧の電圧値を監視する電圧監視部と、前記電磁石への印加される印加電圧を一定にする制御部と、前記ポンプを駆動させる交流波形を発生させる交流波形発生部とからなることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００９】
本発明に係る電磁振動式ダイヤフラムポンプによれば、外部から印加される商用電源の周波数が、予め設定された一定の周波数に制御されて電磁石部に印加されるため、商用電源の周波数の変化、または周波数変動によってポンプの吸引量（または吐出量）が変動することを抑制することができる。
【００１０】
また、本発明に係る電磁振動式ダイヤフラムポンプによれば、外部から印加される商用電源の電圧が、予め設定された一定の電圧に制御されて電磁石部に印加されるため、商用電源の電圧変動によってポンプの吸引量（または吐出量）が変動することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の電磁振動型ポンプを説明するための説明図である。
【図２】本考案の電磁振動型ポンプの一実施の形態を示す説明図である。
【図３】本考案の電磁振動型ポンプのハウジングを説明するための説明図である。
【図４】本考案の電磁振動型ポンプに用いられるインバータを説明するための説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプを詳細に説明する。図１の電磁振動式ダイヤフラムポンプ１（以下、単にポンプ１という）は、断面が略Ｅ型のＥ型鉄心２にコイル３が捲回された一対の電磁石部Ｍと、永久磁石４を備えた棒状体５と、棒状体５の両端に設けられた一対のダイヤフラムＤＦと、ダイヤフラムＤＦによって仕切られた一対の圧縮室ＣＲ１とを備えている。対向する一対の電磁石部Ｍはポンプケーシング６に固定されている。
【００１３】
電磁石部Ｍに交流電圧が印加されると、交番磁界が発生し、電磁石部Ｍに棒状体５に設けられた永久磁石４が、吸引または反発されることにより、永久磁石４が設けられた棒状体５が左右に振動する。棒状体５の往復運動によって、棒状体５の両端に取り付けられたダイヤフラムＤＦが図１中左右に撓むことにより、圧縮室ＣＲ１内の容積が拡大または収縮して、圧縮室ＣＲ１内の容積が増えたときは、圧縮室ＣＲ１内の圧力が下がり、吸入弁７が開き、吸入室ＣＲ２から空気が圧縮室ＣＲ１内に吸引される。圧縮室ＣＲ１内の容積が減ったときは、圧縮室ＣＲ１内の圧力が上がり、吐出弁８が開いて圧縮室ＣＲ１内から吐出室ＣＲ３へ空気が吐出される。
【００１４】
また、ポンプ１は、図２に示されるように、Ｅ型鉄心２、コイル３、永久磁石４が設けられた棒状体５、ダイヤフラムＤＦ、圧縮室ＣＲ１、吸入室ＣＲ２、吐出室ＣＲ３とからなる電磁駆動部ＭＡが載置される下ハウジング６１、下ハウジング６１の上方から電磁駆動部ＭＡを覆う上ハウジング６２、上ハウジング６２をさらに上方から覆うハウジングカバー６３とから構成してもよい。下ハウジング６１、上ハウジング６２、ハウジングカバー６３との間には、電磁駆動部ＭＡで発生した振動を吸収するために、パッキン等の振動吸収体ＳＡが設けられている。
【００１５】
また、図１および２に示されるように、ポンプ１は、さらにコイル３に一定の周波数および一定の電圧値を供給するためのインバータＩを備えている。インバータＩは、図２に示されるように、上ハウジング６２と下ハウジング６１との間の空間に設けられ、上ハウジング６２に、ネジ等の公知の固着手段により固着されている。インバータＩを上ハウジング６２と一体的に設け、インバータＩをポンプ１に組み込むことにより、コンパクトで単一の最適周波数で動作する効率の高いポンプを提供することができる。
【００１６】
また、図２および３に示されるように、下ハウジング６１のタンク上壁６１ａからは、図３中下方向に延び、タンクカバー６４に接触する柱６１ｂが設けられている。当該柱６１ｂが１または２個以上設けられ、タンクカバー６４によって柱６１ｂをタンク上壁６１ａ側へ押さえつけ密接させることにより、振動共振点が変わり、電磁駆動部ＭＡで発生し、タンク上壁６１ａに伝わった振動が、タンクカバー６４に伝わる際に小さくなり、ポンプ１の振動が減少し、騒音を低減させることができる。
【００１７】
柱６１ｂとしては、円柱状の柱とすることができるが、多角形または円筒形の形状であっても構わない。
【００１８】
また、柱６１ｂは、タンク内側上面面積×０．２程度の面積であることが好ましい。
【００１９】
柱６１ｂの材質は、合成樹脂であることが振動を減衰させるという理由から好ましい。
【００２０】
また、ポンプ１は、図２および３に示されるように、下ハウジング６１に固定され、下ハウジング６１とともに電磁駆動部ＭＡを覆う上ハウジング６２が設けられている。上ハウジング６２は、図２および３に示されるように、パッキン等の振動吸収体ＳＡを介して下ハウジング６１に固定されている。振動吸収体ＳＡが、下ハウジング６１と上ハウジング６２との固定部位全面に亘って設けられていることにより、上ハウジング６２と下ハウジング６１とが直接接触しないので、電磁駆動部ＭＡにより発生し、下ハウジング６１に伝わった振動が、上ハウジング６２に直接伝わらず、振動吸収体ＳＡにより振動が減衰されてから上ハウジング６２側に伝わるので、ポンプ１の振動を小さくすることができ、騒音を小さくすることができる。また、上ハウジング６２に振動が伝わりにくいため、インバータＩの損傷を防ぐことができる。また、振動等により基板上の部品が脱落するのを防止することができる。
【００２１】
振動吸収体ＳＡの材質としては、合成ゴムが好適に採用される。
【００２２】
また、上ハウジング６２と下ハウジング６１とは、上ハウジング６２および下ハウジング６１に設けられたフランジ部６１ｃ、６２ａにおいて、公知の固着手段であるネジＳとナットＮなどによって固定される。上ハウジング６２は、合成樹脂製であり、たとえば、ＡＢＳ樹脂が好適に採用される。
【００２３】
上ハウジング６２のフランジ部６２ａからは、上方向に突出するボス部６２ｂが設けられている。上方向に突出するボス部６２ｂは、ネジＳなどの固着手段が挿通される孔が、ネジＳの長手方向に沿って上方向に延びており、ネジを伝わった振動は、合成樹脂製のボス部６２ｂにおいて、振動が伝わる距離が長くなるので、合成樹脂の特性により振動が減衰し、電磁駆動部ＭＡで発生し、下ハウジング６１に伝わった振動が、ネジＳにより上ハウジング６２に伝達されにくくなり、ポンプ１の振動を小さくすることができ、騒音を小さくすることができる。ボス部６２ｂにより振動が減衰されるので、上ハウジング６２に固定されたインバータＩへの振動が減衰され、インバータＩの損傷を防止することができる。
【００２４】
インバータＩは、図１および４に示されるように、コンセントなどの電源に接続するための電源プラグＰとコイル３との間に設けられている。インバータＩを設けることにより、地域によって異なる電源から供給された電源電圧が、予め設定された一定値、たとえば１００Ｖの交流電圧にされ、地域によって異なる電源周波数が、予め設定された一定値、たとえば６０Ｈｚに制御され、電圧変動や周波数変動による空気量や電力値の変化を最小にすることができる。
【００２５】
図４に示されるように、インバータＩは、電源から供給された交流電圧の電圧値を常時監視する電圧監視部Ｉ１と、ポンプ１のコイル３に印加される印加電圧を一定にする制御部Ｉ２と、ポンプ１を駆動させる交流波形を発生させる交流波形発生部Ｉ３とから構成されている。
【００２６】
電圧監視部Ｉ１は、プラグＰを介して電源から供給された交流電圧を監視する回路である。電圧監視部Ｉ１は、電源から供給された交流電圧の現在の電圧値Ｖを検出し、現在の電圧値が何Ｖであるか常時監視を行なう。電圧監視部Ｉ１により電圧値Ｖが監視され、電圧値が所望の電圧Ｖｔｈと一致しない場合、すなわち、電圧Ｖｔｈよりも電圧値Ｖが低い場合はポンプ１を駆動する交流波形のデューティー比を制御して、ポンプ駆動電圧を高くし、反対に電圧値Ｖが高い場合はポンプ１の駆動電圧を低くするように、制御部Ｉ２が、交流波形発生部Ｉ３を制御する。
【００２７】
また、交流波形発生部Ｉ３は、電源から供給された電源周波数Ｆを、制御部Ｉ２により予め設定された所望の周波数Ｆｔｈ、たとえば、６０Ｈｚに制御してポンプ１のコイル３に供給する。また、交流波形発生部Ｉ３は、制御部Ｉ２により制御され、交流波形発生部Ｉ３のポンプ１のコイル３に所望の電圧Ｖｔｈを出力する。
【００２８】
予め設定された所望の周波数Ｆｔｈに変換されて、変換後の周波数Ｆｔｈの交流電圧がポンプ１のコイル３に供給される。
【００２９】
したがって、交流波形発生部Ｉ３からポンプ１のコイル３に供給される交流の電圧および周波数の変動が、予め設定された所望の電圧Ｖｔｈ、所望の周波数Ｆｔｈに制御され、電源の周波数Ｆの変化、電圧Ｖの変動によるポンプ１の空気吸引量および空気吐出量の変動を防止することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  ポンプ
２  Ｅ型鉄心
３  コイル
４  永久磁石
５  棒状体
６１  下ハウジング
６１ａ  タンク上壁
６１ｂ  柱
６１ｃ、６２ａ  フランジ部
６２  上ハウジング
６３  ハウジングカバー
６４  タンクカバー
ＣＲ１  圧縮室
ＣＲ２  吸入室
ＣＲ３  吐出室
ＤＦ  ダイヤフラム
Ｉ  インバータ
Ｉ１  電圧監視部
Ｉ２  制御部
Ｉ３  交流波形発生部
Ｍ  電磁石部
Ｐ  プラグ
ＳＡ  振動吸収体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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