JP2000130346A - 電磁式ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動子やダイヤフラムからの振動をいままで
以上に吸収して除去することができ、防振効果に極めて
優れる電磁式ダイヤフラムポンプを提供する。 【解決手段】 筐体状の電磁石ケースと、該電磁石ケー
スの中に対向するように配置された一対の電磁石と、該
一対の電磁石の対向面の間に介在され電磁石の極性変化
に伴い、電磁石の対向方向に対して直角方向に往復運動
する振動子と、該振動子の両端部に対向するように配置
された一対の弾性を有するダイヤフラムと、該ダイヤフ
ラムにより隔離され、かつ吸入弁および吐出弁を有する
弁ケース本体とを有する電磁式ダイヤフラムポンプであ
って、前記筐体状の電磁石ケースは、コイルスプリング
からなる吊り部材により、実質的に浮遊状態に吊られて
なるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁式ダイヤフラ
ムポンプに関し、特に、対向する電磁石に交流電流を通
電させることにより、対向する電磁石の間に介在された
振動子を交流電源と同じ周波数で往復運動させ、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
ムの変形を利用し、ダイヤフラムで仕切られるケース内
の容積変化と、弁の作用により圧縮気体を連続的に吐出
させる電磁式ダイヤフラムポンプに関する。このような
電磁式ダイヤフラムポンプは、例えば、曝気式浄化槽の
曝気用、養魚の酸素補給用、泡風呂等のエアー噴気用、
小型コンプレッサー等に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、浄化槽の曝気用や養
魚の酸素補給用のポンプの一つとして、電磁式ダイヤフ
ラムポンプが使用されている。

【０００３】このような電磁式ダイヤフラムポンプは、
例えば、実開平２−８３３８７号公報等に開示されてい
るように、上部を開放した箱状の電磁石ケースと、この
電磁石ケースの中に対向するように配置され固着された
一対の電磁石と、この一対の電磁石の対向面の間に介在
され電磁石の極性変化に伴い往復運動する振動子を備え
ており、さらに、該振動子の両端部には、対向するよう
に配置された一対のダイヤフラムが形成されている。

【０００４】そして、電磁式ダイヤフラムポンプは、電
磁石の極性変化に伴い振動子が往復運動し、この振動子
に連結されたダイヤフラムを振動させることによって、
外部空気の圧縮室内への吸入、および吸入した空気の圧
縮吐出という動作が連続的に繰り返されるように作用す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような電磁式ダイ
ヤフラムポンプに用いられる電磁石ケースは、振動子や
ダイヤフラムからの振動を直接受けるために、上記実開
平２−８３３８７号公報等に開示されているように、電
磁石ケースの下側に防振ゴムを配置させ、電磁石ケース
の振動をできるだけ吸収して除去させる構造が一般的に
採られている。

【０００６】しかしながら、防振ゴムを電磁石ケースの
下側に配置させただけの構造では、防振効果は十分と言
えず（ダイヤフラムの劣化がなく、比較的振動の小さい
初期の段階といえども不十分）、さらなる改善が求めら
れている。特に、長期の連続運転により防振ゴムが劣化
してきた場合には、劣化のない初期の段階以上に振動は
さらに激しくなり、従来の方式では十分な防振対策がと
れない。

【０００７】このような実状のもとに本発明は創案され
たものであり、その目的は、振動子やダイヤフラムから
の振動をいままで以上に吸収して除去することができ、
防振効果に極めて優れる電磁式ダイヤフラムポンプを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、筐体状の電磁石ケースと、該電磁
石ケースの中に対向するように配置された一対の電磁石
と、該一対の電磁石の対向面の間に介在され電磁石の極
性変化に伴い、電磁石の対向方向に対して直角方向に往
復運動する振動子と、該振動子の両端部に対向するよう
に配置された一対の弾性を有するダイヤフラムと、該ダ
イヤフラムにより隔離され、かつ吸入弁および吐出弁を
有する弁ケース本体とを有する電磁式ダイヤフラムポン
プであって、前記筐体状の電磁石ケースは、コイルスプ
リングからなる吊り部材により、実質的に浮遊状態に吊
られてなるように構成される。

【０００９】本発明は、好ましくは、底部基台プレート
の上に、電磁石ケースを吊すための支柱を立設し、この
支柱に前記吊り部材の一方端を係止するとともに、前記
吊り部材の他方端を電磁石ケースと係止させることによ
り、電磁石ケースの浮遊状態を形成してなるように構成
される。

【００１０】本発明は、好ましくは、筐体状の電磁石ケ
ースの４角近傍に４本の支柱を立設し、これらの支柱の
ぞれぞれに前記吊り部材の一方端を係止するとともに、
前記吊り部材の他方端を電磁石ケースの下方部と係止さ
せることにより、電磁石ケースの浮遊状態を形成してな
るように構成される。

【００１１】本発明の好ましい態様として、前記電磁石
ケースの下方部と係止するコイルスプリングからなる吊
り部材の他方端は、コイルスプリングの機能を果たすコ
イルスプリング本体の軸方向に対して、実質的に直角方
向に突出するとともに、一巻き以上巻かれた巻き形状を
なしているように構成される。

【００１２】本発明の好ましい態様として、前記吊り部
材の他方端は、１．１〜２．０の巻き範囲で巻かれた巻
き形状をなして構成される。

【００１３】本発明は、好ましくは、前記底部基台プレ
ートと電磁石ケース底部との隙間に、電磁石ケース揺れ
防止のための防振ゴムを介在させてなるように構成され
る。

【００１４】本発明の好ましい態様として、前記弁ケー
ス本体には、弁ケース蓋体が被着されており、該弁ケー
ス蓋体は外部に突出したホース連結部を備え、このホー
ス連結部にＬ型ゴムホースの上部口が挿着されるととも
に、Ｌ型ゴムホースの下部口近傍は、底部基台プレート
７の孔部内に挿入され嵌着されてなるように構成され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について添付図面に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の電磁式ダイヤフラムポン
プ１を、個々の主要パーツに分解させた状態を概略的に
示す斜視図である。

【００１７】図２は、本発明の電磁式ダイヤフラムポン
プの主要部分の必要箇所を、断面で示した正面図、図３
は、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの主要部分の必
要箇所を、断面で示した平面図である。

【００１８】図４は、本発明の電磁式ダイヤフラムポン
プに用いられる電磁石ケースが浮遊状態に吊られている
様子を示す斜視図であり、図５は、コイルスプリングか
らなる吊り部材の好適な形態を示す正面図である。

【００１９】図１に示されるように、下部タンク容器５
の上面には、板状の底部基台プレート７が、密封状態と
なるように被着固定される。この板状の底部基台プレー
ト７の略中央付近の上に、電磁石ケース１０が設置され
ている。本発明における電磁石ケース１０は、底部基台
プレート７の４角近傍に立設された４本の支柱８を用
い、この支柱８にそれぞれ掛けられたコイルスプリング
からなる吊り部材（図１には示されていない）により、
実質的に浮遊状態に吊られて構成される。この構成が本
発明の第一の要部であり、これについては後に詳述す
る。さらに、より好ましい態様として底部基台プレート
７と電磁石ケース１０の底部との隙間に、電磁石ケース
揺れ防止のための防振ゴム９が介在される。

【００２０】電磁石ケース１０は、本実施の形態の場
合、開口部を有する有底容器状の電磁石ケース本体１１
と、この開口部を覆うための板状の電磁石ケース蓋体１
５を有し構成される。

【００２１】電磁石ケース１０の中には、対向するよう
に配置された一対の電磁石２１，２５と、この一対の電
磁石２１，２５の対向面の間に介在され、電磁石の極性
変化に伴い、電磁石の対向方向に対して直角方向に往復
運動する振動子３０が挿着される。さらに、振動子３０
は、その両端部に連結用シャフト３１，３１が固定配置
されており、これにより振動子３０の両端部に対向する
一対のダイヤフラム４０が配置される。

【００２２】ダイヤフラム４０の中央部には、ダイヤフ
ラム電磁石側センタープレート７０と、ダイヤフラム弁
ケース側センタープレート８０とが挟持された状態で固
定されており、これらの結合プレート７０，８０に実質
的に振動子３０（連結用シャフト３１，３１）が固定さ
れる。

【００２３】ダイヤフラム４０の外周面は電磁石ケース
１０の側面に固定され、このダイヤフラム４０を押しつ
けるように弁ケース本体５０および弁ケース蓋体６０
が、電磁石ケース１０の両側に固着される。

【００２４】弁ケース蓋体６０は、外部に突出したホー
ス連結部６１を備え、この連結部６１にＬ型ゴムホース
９０の上部口９１が挿着され、Ｌ型ゴムホース９０の下
部口９５は、底部基台プレート７の孔部７ａに挿着され
る。

【００２５】このようにして底部基台プレート７の上
に、配置された電磁石ケース１０およびそれに固着され
る上記の主要部材は、外包ケース１００によってすっぽ
りと覆われ、外包ケース１００の底部は、通常、下部タ
ンク容器５の周縁あるいは底部基台プレート７の周縁と
当接しつつ密封状態に固着される。外包ケース１００
は、エアーフィルタ（図示していない）をその上部備
え、外部空気がエアーフィルタを介して外包ケース１０
０内部に流入するようにエアーフィルタカバー１０１に
よりエアーフィルタの固着が行われている。図１におけ
る符号１１０は、ゴム脚を示している。

【００２６】次いで、図２および図３に基づき、本発明
の電磁式ダイヤフラムポンプの基本的構造をさらに詳細
に説明する。

【００２７】図２および図３に示されるように、対向し
て配置される一対の電磁石２１，２５は、それぞれ、Ｅ
型の電磁石コア２２，２６と、電磁石コイル２３，２７
が巻かれた電磁石ボビン２４，２８とを備えている。電
磁石ボビン２４，２８はそれぞれ、両端にフランジ部２
４ａおよび２８ａを有する筒状形態をなし、これらの電
磁石ボビン２４，２８は、それぞれ、Ｅ型の電磁石コア
２２，２６の中央コア２２ａ，２６ａに挿入された形態
で組み立てられる。電磁石２１，２５の電磁石コイル２
３，２７には交流電源が接続され、交流電源の周波数と
同一回数の磁極の変化（極性変化）が生じるようになっ
ている。

【００２８】このような一対の電磁石２１，２５の対向
面の間隙には、電磁石２１，２５の極性変化に伴い往復
運動する振動子３０が電磁石と接触しないように装着さ
れている。振動子３０は、本実施の形態の場合、プレー
ト本体部３５と、その両端に形成される連結用シャフト
３１，３１を有し、プレート本体部３５には、四角状の
４つの極性の異なる永久磁石３６，３６（例えばＮ
極），３７，３７（例えばＳ極）が埋設されている。

【００２９】振動子３０の両端部には、一対の中央穴あ
き円盤状の弾性体（例えばゴム）ダイヤフラム４０が対
向するように配置されており、一対のダイヤフラム４０
の外周フランジ部４１は、電磁石ケース１０と、弁ケー
ス本体５０により挟持固定されている。ダイヤフラム４
０の内周部４５は、ダイヤフラム電磁石側センタープレ
ート７０と、ダイヤフラム弁ケース側センタープレート
８０とによって挟持された状態で固定されており、これ
らの結合プレート７０，８０に振動子３０が固定されて
いる（連結用シャフト３１，３１の先端部で螺子止めさ
れている）。

【００３０】図３に示されるように、電磁石ケース１０
に固着される弁ケース本体５０および弁ケース蓋体６０
により、吸気室１５０が形成され、この吸気室１５０
は、連通孔５９で電磁石ケース１０内部に連通してい
る。吸気室１５０を区画する弁ケース本体５０の吸気側
外側壁５１には、吸入弁１２０が内側から装着されてい
る。この吸入弁１２０の弁作用により、外側壁５１に形
成された弁通気孔１２１を通して、空気がダイヤフラム
室１６０に吸入される。ダイヤフラム室１６０は、ダイ
ヤフラム４０と、弁ケース本体５０の吸気側外側壁５１
と吐出側外側壁５５とによって区画されており、吐出側
外側壁５５には吐出弁１３０が外側から装着されてい
る。この吐出弁１３０の弁作用により、吐出側外側壁５
５に形成された弁通気孔１３１を通して、ダイヤフラム
室１６０の空気は、吐出室１７０に吐出されるようにな
っている。吐出室１７０に吐出された空気は、Ｌ型ゴム
ホース９０内を通過して、下部タンク容器５内に入り、
吐出口５ａ（図１）を通して吐出される。

【００３１】なお、吸入弁１２０および吐出弁１３０の
弁作用は、以下の動作に基づき行われる。すなわち、交
流電源に接続された電磁石２１，２５の極性変化に伴い
振動子３０は、交流電源と同じ周波数で図面の矢印
（イ）および矢印（ロ）方向に往復運動する。この振動
子３０の動きに同期して振動子３０の両端部に配置され
たダイヤフラム４０は、そのダイヤフラム４０の中央部
を中心にして振動子３０のストロークと同じ変位量で変
形する。これにより、ダイヤフラム室１６０の容量の変
化が生じ、図３の右方向側のダイヤフラム室１６０に注
目すると、ダイヤフラム４０が矢印（イ）方向に変形し
た場合、ダイヤフラム室１６０は膨張して負圧になり、
吸入弁１２０は開いて、空気がダイヤフラム室１６０内
に吸入される。この逆に、ダイヤフラム４０が矢印
（ロ）方向に変形した場合、ダイヤフラム室１６０は圧
縮され正圧になり、吐出弁１３０は開いて、空気がダイ
ヤフラム室１６０内から吐出室１７０に吐出される。こ
れらの動作が交互に連続的に行われ、圧縮空気が連続的
に吐出される。なお、このような弁機構を含む基本的な
動作原理そのものは、すでに公知の技術となっている。

【００３２】本発明における発明の要部は、前述したよ
うに電磁石ケース１０の設置の仕方にあり、本発明の電
磁石ケース１０は、図４に示されるごとく底部基台プレ
ート７の上に、実質的に浮遊状態に吊られている。

【００３３】すなわち、底部基台プレート７の上には、
電磁石ケース１０を吊すための支柱８が、電磁石ケース
１０の４角近傍に４本立設されている（図４では、２本
は裏側に隠れている）。そして、これらの各支柱８の上
部に設けられた係合孔部８ａにはそれぞれ、コイルスプ
リング（引張ばね）からなる吊り部材３の一方端３ａ
（フック状形状をなしている）が係止される。この一方
で、吊り部材３の他方端３ｂ（フック状形状をなしてい
る）は、電磁石ケース１０の下部に設けられた係合孔部
１０ａと係止される。このような構成により、電磁石ケ
ース１０は、コイルスプリングからなる吊り部材３の引
っ張り力により、実質的に浮遊状態に吊られている。
『実質的に浮遊状態に吊られている』という文言は、電
磁石ケース１０が吊り部材３のみから完全に浮遊状態に
吊られている場合だけでなく、吊り部材３を用いなおか
つ図１や図２に示されるように底部基台プレート７と電
磁石ケース１０の底部との隙間に、電磁石ケース揺れ防
止のための防振ゴム９が介在されている状態等をも含む
ことを意味する。コイルスプリングからなる吊り部材３
を用いて電磁石ケース１０を吊すことにより、防振効果
は格段と向上する。さらには、防振の補足的効果が望め
るように上記防振ゴム９との併用が好ましい。

【００３４】なお、吊り部材３をなすコイルスプリング
の引張力やコイルスプリングの長さ等の設定は、電磁石
ケース１０に仕様に応じて適宜設定すればよい。用いる
吊り部材３の数にも特に制限はない。

【００３５】吊り部材３の両端３ａ，３ｂのフック状形
状は、一般的に用いられる形状であれば特に問題はない
が、特に、電磁石ケース１０と係合する他方端３ｂは、
図５に示されるような形状とすることが好ましい。すな
わち、図５に示されるように、電磁石ケース１０の下方
部と係止する（コイルスプリングからなる）吊り部材３
の他方端３ｂは、コイルスプリングの機能を果たすコイ
ルスプリング本体３’の軸方向（α）に対して、実質的
に直角方向（β）に突出するとともに、一巻き以上巻か
れた巻き形状をなしており、特に好ましくは、１．１〜
２．０の巻き範囲で巻かれた巻き形状をなしている。他
方端３ｂをこのような形態とすることにより、電磁石ケ
ース１０との取り付けが簡単で、かつ、装置の補修部品
の取り替え等で装置を反転させて電磁石ケース１０を逆
さまの状態にしても、他方端３ｂが抜けにくいという優
れたメリットを有する。巻き範囲１．１〜２．０、特に
１．２〜１．８のものがこのような効果を維持しつつ、
取りつけ等の操作性に優れる。なお、他方端３ｂの抜け
防止にカシメ等の手法を用いることは、工数アップにな
り好ましくない。

【００３６】このような吊り部材３を用いた防振効果に
加えて、吐出空気の連結ホースである前記Ｌ型ゴムホー
ス９０の連結方法にも工夫を凝らすことが好ましい。す
なわち、前述のごとく弁ケース本体５０に被着される弁
ケース蓋体６０は、外部に突出したホース連結部６１を
備え、このホース連結部６１にＬ型ゴムホース９０の上
部口９１が挿着されるとともに（図３，図４）、Ｌ型ゴ
ムホース９０の下部口近傍９５は、底部基台プレート７
の孔部７ａ内に挿入され嵌着されてなるように構成する
ことが望ましい（図１，図２）。Ｌ型ゴムホース９０の
下部口近傍９５は、図２に示されるように２つの突出し
たフランジ部９５ａ，９５ｂを有し、これのフランジ部
９５ａ，９５ｂの間の凹部に、底部基台プレート７の孔
部７ａが入るように挿入嵌着される。このようなＬ型ゴ
ムホース９０とプレート７の孔７ａとの嵌め込み方式を
採用して、Ｌ型ゴムホース９０の下部口近傍９５を固定
することにより、ゴムホース９０の自由部分が十分に長
くとれ（ゴムの自由作動部分が長くなる）、電磁石ケー
ス１０の振動が下部タンク容器５に伝わりにくくなり、
耐久性が向上する。

【００３７】

【発明の効果】上述してきたように、本発明に用いられ
る筐体状の電磁石ケースは、コイルスプリングからなる
吊り部材により、実質的に浮遊状態に吊られてなるよう
に構成されているので、電磁石ケースからの振動を有効
に減衰でき、極めて高い防振効果が発現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁式ダイヤフラムポンプを、個々の
主要パーツに分解させた状態を概略的に示す斜視図であ
る

【図２】本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの主要部分
の必要箇所を、断面で示した正面図である。

【図３】本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの主要部分
の必要箇所を、断面で示した平面図である。

【図４】本発明の電磁式ダイヤフラムポンプに用いられ
る電磁石ケースが浮遊状態に吊られている様子を示す斜
視図である。

【図５】コイルスプリングからなる吊り部材の好適な形
態を示す正面図である。

【符号の説明】

１…電磁式ダイヤフラムポンプ ３…吊り部材 ５…下部タンク容器 ７…底部基台プレート ８…支柱 １０…電磁石ケース １１…電磁石ケース本体 １５…電磁石ケース蓋体 １７…空気吸入口 ２１，２５…電磁石 ３０…振動子 ４０…ダイヤフラム ５０…弁ケース本体 ６０…弁ケース蓋体 ７０…ダイヤフラム電磁石側センタープレート ８０…ダイヤフラム弁ケース側センタープレート ９０…Ｌ型ゴムホース １００…外包ケース １０５…空気導入口 １２０…吸入弁 １３０…吐出弁 １５０…吸気室 １６０…ダイヤフラム室 １７０…吐出室

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体状の電磁石ケースと、 該電磁石ケースの中に対向するように配置された一対の
   電磁石と、 該一対の電磁石の対向面の間に介在され電磁石の極性変
   化に伴い、電磁石の対向方向に対して直角方向に往復運
   動する振動子と、 該振動子の両端部に対向するように配置された一対の弾
   性を有するダイヤフラムと、 該ダイヤフラムにより隔離され、かつ吸入弁および吐出
   弁を有する弁ケース本体とを有する電磁式ダイヤフラム
   ポンプであって、 前記筐体状の電磁石ケースは、コイルスプリングからな
   る吊り部材により、実質的に浮遊状態に吊られてなるこ
   とを特徴とする電磁式ダイヤフラムポンプ。
2. 【請求項２】 底部基台プレートの上に、電磁石ケース
   を吊すための支柱を立設し、この支柱に前記吊り部材の
   一方端を係止するとともに、前記吊り部材の他方端を電
   磁石ケースと係止させることにより、電磁石ケースの浮
   遊状態を形成してなる請求項１記載の電磁式ダイヤフラ
   ムポンプ。
3. 【請求項３】 筐体状の電磁石ケースの４角近傍に４本
   の支柱を立設し、これらの支柱のぞれぞれに前記吊り部
   材の一方端を係止するとともに、前記吊り部材の他方端
   を電磁石ケースの下方部と係止させることにより、電磁
   石ケースの浮遊状態を形成してなる請求項２に記載の電
   磁式ダイヤフラムポンプ。
4. 【請求項４】 前記電磁石ケースの下方部と係止するコ
   イルスプリングからなる吊り部材の他方端は、コイルス
   プリングの機能を果たすコイルスプリング本体の軸方向
   に対して、実質的に直角方向に突出するとともに、一巻
   き以上巻かれた巻き形状をなしている請求項２または請
   求項３に記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
5. 【請求項５】 前記吊り部材の他方端は、１．１〜２．
   ０の巻き範囲で巻かれた巻き形状をなしている請求項２
   または請求項３に記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
6. 【請求項６】 前記底部基台プレートと電磁石ケース底
   部との隙間に、電磁石ケース揺れ防止のための防振ゴム
   を介在させてなる請求項２ないし請求項５のいずれかに
   記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
7. 【請求項７】 前記弁ケース本体には、弁ケース蓋体が
   被着されており、該弁ケース蓋体は外部に突出したホー
   ス連結部を備え、このホース連結部にＬ型ゴムホースの
   上部口が挿着されるとともに、Ｌ型ゴムホースの下部口
   近傍は、底部基台プレート７の孔部内に挿入され嵌着さ
   れてなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電
   磁式ダイヤフラムポンプ。