JP2017044178A - 電磁式ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】電磁駆動式の振動子に連結されたダイアフラムを備えた電磁式ポンプにおいて、ダイアフラムの寿命を延ばし且つポンプのコンパクト化を図るのに有効な技術を提供する。
【解決手段】本発明に係る電磁式ポンプは、ダイアフラム１４２と第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０と振動子１３０を備え、第１センターディスク１５０は、ダイアフラム１４２の外表面１４４に対向配置されるとともに、振動子１３０が中立位置にあるときに外表面１４４に当接する円環状の第１ディスク当接面１５１ａを備え、第２センターディスク１６０は、ダイアフラム１４２の内表面１４５に対向配置されるとともに、振動子１３０が中立位置にあるときに内表面１４５に当接し且つ第１ディスク当接面１５２ａの外径Ｄ１ｂの１．０５〜１．３０倍の範囲に設定された外径Ｄ２ｂを有する円環状の第２ディスク当接面１６１ａを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、電磁式ポンプに関するものである。

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、弾性を有するダイアフラムの中央領域を２つのセンターディスクによって両面から挟み込むとともに、これら２つのセンターディスクに振動子が連結された構造のものが公知である。例えば、下記の特許文献１にこの種の電磁式ポンプが開示されている。

特開２０００−１７０６６０号公報 実開平６−５３８５８号公報

上記の特許文献１に開示の電磁式ポンプは、前記の２つのセンターディスクとして、ポンプ外側寄りに位置する第１センターディスクと、ポンプ内側寄りに位置する第２センターディスクと、を備えている。この電磁式ポンプは、振動子が中立位置にあるときに第１センターディスクがダイアフラムに当接する部位の径（締め付け径）と、振動子が中立位置にあるときに第２センターディスクがダイアフラムに当接する部位の径（締め付け径）とが同一となるように構成されている。このため、振動子の吸入方向及び吐出方向への往復振動の際、ダイアフラムは、外表面及び内表面ともに径方向について同一の位置において屈曲する。本構成の電磁式ポンプの場合、振動子の往復動作によってダイアフラムに局部的な荷重集中が生じるため、ダイアフラムの寿命低下が懸念される。

そこでダイアフラムの寿命低下を抑制するために、上記の特許文献２に開示の装置を参照することが考えられる。この装置は、ダイアフラムの外表面での屈曲部の径方向位置（以下、「第１の径方向位置」ともいう）と、内表面での屈曲部の径方向位置（以下、「第２の径方向位置」ともいう）とが互いに異なるように構成されている。一方で、ダイアフラムの寿命低下を抑制することに加えて、電磁式ポンプをよりコンパクトに設計したいという要請がある。このような要請に対しては、ダイアフラムの第１の径方向位置と第２の径方向位置とを単に異ならせるのみでは不十分である。

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、電磁駆動式の振動子に連結されたダイアフラムを備えた電磁式ポンプにおいて、ダイアフラムの寿命を延ばし且つポンプのコンパクト化を図るのに有効な技術を提供することである。

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（１４２）と、第１センターディスク（１５０）及びセンターディスク（１６０）と、振動子（１３０）と、弁ケース（１０３）と、を含む。ダイアフラム（１４２）は、弾性材料からなる円板状の部材である。第１センターディスク（１５０）及び第２センターディスク（１６０）はいずれも円板状且つダイアフラム（１４２）と同心状であり、ダイアフラム（１４２）の中央領域を板厚方向の両面から挟み込んだ状態で互いに固定される。振動子（１３０）は、第１センターディスク（１５０）及び第２センターディスク（１６０）の少なくとも一方に連結され、中立位置を中心に吸入方向及び吐出方向に往復振動する。弁ケース（１０３）は、ダイアフラム（１４２）を挟んで振動子（１３０）とは反対側に、振動子（１３０）の吸入方向の動作時に流体を吸入し振動子（１３０）の吐出方向の動作時に当該流体を圧縮するための圧縮室（１０４）を備える。

第１センターディスク（１５０）は、ダイアフラム（１４２）の両面のうち弁ケース（１０３）の圧縮室（１０４）側に位置する外表面１４４に対向配置されるとともに、振動子（１３０）が中立位置にあるときに外表面（１４４）に当接する円環状の第１ディスク当接面（１５１ａ）を備える。第２センターディスク（１６０）は、ダイアフラム（１４２）の両面のうち振動子（１３０）側に位置する内表面（１４５）に対向配置されるとともに、振動子（１３０）が中立位置にあるときに内表面（１４５）に当接し且つ第１ディスク当接面（１５１ａ）の外径（Ｄ１ｂ）の１．０５〜１．３０倍の範囲に設定された外径（Ｄ２ｂ）を有する円環状の第２ディスク当接面（１６１ａ）を備える。ダイアフラム（１４２）は、振動子（１３０）の吸入方向及び吐出方向への往復振動の際、外表面（１４４）のうち第１センターディスク（１５０）の第１ディスク当接面（１５１ａ）の外周（Ｐ１）との当接部分（１４４ａ）を中心に屈曲し且つ内表面（１４５）のうち第２センターディスク（１６０）の第２ディスク当接面（１６１ａ）の外周（Ｐ２）との当接部分（１４５ａ）を中心に屈曲する。

本構成によれば、第１センターディスクの第１ディスク当接面の外径と、第２センターディスクの第２ディスク当接面の外径とが相違しているため、振動子の吸入方向及び吐出方向への往復振動の際、ダイアフラムの外表面での屈曲部の径方向位置と内表面での屈曲部の径方向位置が互いに異なる。従って、振動子の往復動作時にダイアフラムに局部的な荷重集中が生じるのを防止することによって、ダイアフラムの寿命を延ばすことができる。更に、第１ディスク当接面の外径と第２ディスク当接面の外径との相対的な関係を上記の数値のように具現化することによって、弁ケースの圧縮室側に位置する第１センターディスクを振動子側に位置する第２センターディスクに比べて小さくすることができ、且つこの第２センターディスクの大きさも小さく抑えることが可能になる。

上記構成の電磁式ポンプ（１００）では、第１センターディスク（１５０）は第１ディスク湾曲面（１５２ａ）を備え、第２センターディスク（１６０）は第２ディスク湾曲面（１６２ａ）を備えるのが好ましい。第１ディスク湾曲面（１５２ａ）は、第１ディスク当接面（１５１ａ）の外周からディスク径方向外方に所定の曲率半径（Ｒ）で湾曲しつつ延出し且つディスク周方向に環状に形成される。第２ディスク湾曲面（１６２ａ）は、第２ディスク当接面（１６１ａ）の外周からディスク径方向外方に第１ディスク湾曲面（１５２ａ）と同一の曲率半径（Ｒ）で湾曲しつつ延出し且つディスク周方向に環状に形成される。

本構成によれば、振動子の吸入方向及び吐出方向への往復振動に伴って、ダイアフラムの外表面が第１センターディスクの第１ディスク湾曲面に当接する一方で、ダイアフラムの内表面が第２センターディスクの第２ディスク湾曲面に当接する際、ダイアフラムが局部的に屈曲するのを抑制することができる。更に、このときのダイアフラムの撓みのバランスが第１ディスク湾曲面側と第２ディスク湾曲面側とで同じになる。その結果、ダイアフラムの疲労が外表面及び内表面のいずれか一方に偏るのを抑制できる。また、第１ディスク当接面及び第１ディスク湾曲面を備えた第１センターディスクを、第２ディスク当接面及び第２ディスク湾曲面を備えた第２センターディスクに比べて小さくすることができ、且つこの第２センターディスクの大きさも小さく抑えることが可能になる。

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。

以上のように、本発明によれば、電磁駆動式の振動子に連結されたダイアフラムを備えた電磁式ポンプにおいて、ダイアフラムの寿命を延ばし且つポンプのコンパクト化を図ることが可能になった。

図１は、本実施の形態の電磁式ポンプの構造を模式的に示す図である。 図２は、図１中の電磁式ポンプの吸入動作時の様子を示す図である。 図３は、図１中の電磁式ポンプの吐出動作時の様子を示す図である。 図４は、図１中の電磁式ポンプのダイアフラム部を駆動室側から視た図である。 図５は、図４中のダイアフラム部のＡ−Ａ線についての断面構造を示す図である。 図６は、図５中のダイアフラム部の吸入動作時の様子を示す図である。 図７は、図５中のダイアフラム部の吐出動作時の様子を示す図である。

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（「ブロワ」ともいう）として使用される。尚、電磁式ポンプの説明のための図面では、電磁力によって駆動される振動子の吸入動作方向（第１方向）を矢印Ｘ１で示し、その振動子の吐出動作方向（第１方向とは反対方向である第２方向）を矢印Ｘ２で示している。

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。ケーシング１０１内の駆動室１０２には、電磁石１１０，１２０及び振動子１３０が収容されている。電磁石１１０は、交流電源に接続された電磁コイル１１１を備えている。この電磁石１１０と同様に、電磁石１２０は、交流電源に接続された電磁コイル１２１を備えている。振動子１３０は、永久磁石１３１，１３２を備えている。この振動子１３０は、永久磁石１３１，１３２とは反対側の端部がダイアフラム部１４０に連結されている。電磁コイル１１１及び電磁コイル１２１の通電時に、電磁石１１０及び電磁石１２０のそれぞれにおいてＮ極及びＳ極の位置が切り替わることによって、振動子１３０に対し駆動用の電磁力が付与される。このときの電磁力と振動子１３０側の永久磁石１３１，１３２との間の吸引・反発力によって、振動子１３０は、図１の中立位置を中心に第１方向Ｘ１及び第２方向Ｘ２に往復振動する。この振動子１３０が本発明の「振動子」に相当する。

ダイアフラム部１４０は、本体部１４１と、ダイアフラム１４２と、第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０と、を備えている。本体部１４１は、ケーシング１０１に固定される。ダイアフラム１４２は、弾性材料の一つであるゴム材料からなる部材である。このダイアフラム１４２の外縁部１４２ａが本体部１４１に止着されている。このダイアフラム１４２が、本発明の「ダイアフラム」に相当する。

第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０は、いずれも合成樹脂からなる部材である。第１センターディスク１５０は、ダイアフラム１４２よりも振動子１３０側に配置されている。第２センターディスク１６０は、ダイアフラム１４２を挟んで第１センターディスク１５０とは反対側に配置されている。これら第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０は、ダイアフラム１４２の中央領域を板厚方向の両面から挟み込んだ状態で互いに固定されている。第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０の双方に振動子１３０が連結されている。このため、ダイアフラム１４２は、第１センタープレート１５０及び第２センタープレート１６０を介して振動子１３０に間接的に連結されている。尚、第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０が互いに固定されている場合、第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０の少なくとも一方に振動子１３０が固定されていればよい。ここでいう第１センターディスク１４２及び第２センターディスク１５０がそれぞれ、本発明の「第１センターディスク」及び「第２センターディスク」に相当する。

ケーシング１０１のうちダイアフラム部１４０を挟んで振動子１３０と反対側に弁ケース１０３が取り付けられている。弁ケース１０３は、圧縮室１０４及び吐出室１０５を備えている。圧縮室１０４は、ダイアフラム１４２を挟んで振動子１３０とは反対側に設けられている。この圧縮室１０４は、振動子１３０の第１方向Ｘ１（吸入方向）の動作時に空気を吸入し振動子１３０の第２方向Ｘ２（吐出方向）の動作時に当該空気を圧縮するための空間である。ここでいう弁ケース１０３及び圧縮室１０４がそれぞれ、本発明の「弁ケース」及び「圧縮室」に相当する。

弁ケース１０３のうち圧縮室１０４と外部空間１０６との間に介在するケース壁部１０３ａに吸入弁１７０が設けられている。吸入弁１７０は、圧縮室１０４の圧力が低下した圧力低下時に開弁し、圧縮室１０４の圧力が上昇した圧力上昇時に閉弁するように構成されている。一方で、吐出室１０５は、圧縮室１０４で圧縮した空気を吐出するための空間である。弁ケース１０３のうち圧縮室１０４と吐出室１０５との間に介在するケース壁部１０３ｂに吐出弁１８０が設けられている。吐出弁１８０は、圧縮室１０４の圧力が低下した圧力低下時に閉弁し、圧縮室１０４の圧力が上昇した圧力上昇時に開弁するように構成されている。

図２に示されるように、振動子１３０が電磁石１１０，１２０において生じる電磁力によって第１方向Ｘ１に移動した時に、ダイアフラム１４２は、第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０を介して第１方向Ｘ１に引っ張られる。従って、ダイアフラム１４２は、圧縮室１０４の容積を増やすように弾性変形する。このとき、圧縮室１０４の圧力が低下し、吸入弁１７０が開弁し且つ吐出弁１８０が閉弁する。従って、外部空間１０６の空気（外気）は、開弁状態の吸入弁１７０を通じて相対的に低圧である圧縮室１０４に吸入される。

図３に示されるように、振動子１３０が電磁石１１０，１２０において生じる電磁力によって第２方向Ｘ２に移動した時に、ダイアフラム１４２は、第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０を介して第２方向Ｘ１に引っ張られる。従って、ダイアフラム１４２は、圧縮室１０４の容積を減らすように弾性変形する。このとき、圧縮室１０４の圧力が上昇し、吸入弁１７０が閉弁し且つ吐出弁１８０が開弁する。従って、圧縮室１０４の空気は、開弁状態の吐出弁１８０を通じて吐出室１０５に吐出される。

ここで、上記構成のダイアフラム部１４０の詳細について図４〜図７を参照しつつ説明する。

図４に示されるように、ダイアフラム１４２は円板状に構成されている。ダイアフラム１４２は、その中央領域に開口１４３を備え、その開口縁部１４３ａが第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０によって挟み込まれている。第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０は、いずれも円板状且つダイアフラム１４２と同心状に構成されている。

図５に示されるように、第１センターディスク１５０は、その中心部分に貫通穴１５０ａを備えている。同様に、第２センターディスク１６０は、その中心部分に貫通穴１６０ａを備えている。振動子１３０は、ダイアフラム部１４０側の端部に連結シャフト１３１を備えている。この連結シャフト１３１は、第１センターディスク１５０の貫通穴１５０ａ及び第２センターディスク１６０の貫通穴１６０ａの双方に挿入された状態でナット等の固定手段１３３に螺合している。その結果、振動子１３０は、第１センターディスク１５０及び第２センターディスク１６０を介してダイアフラム１４２に固定されている。

第１センターディスク１５０は、ダイアフラム１４２の両面のうち弁ケース１０３の圧縮室１０４側の外表面１４４に対向配置されている。この第１センターディスク１５０は、第２センターディスク１６０との協働によってダイアフラム１４２の中央領域を締め付けて保持するための、貫通穴１５０ａを中心とした円板状の中央部１５１と、中央部１５１よりもディスク径方向外側に位置する円環状の外周部１５２と、を備えている。

中央部１５１は、第１ディスク当接面１５１ａを有する。この第１ディスク当接面１５１ａは、振動子１３０が中立位置にあるときにダイアフラム１４２の外表面１４４に常時に当接する円環状の当接面である。この第１ディスク当接面１５１ａが本発明の「第１ディスク当接面」に相当する。ここでいう「中立位置」とは、図１及び図５に示されるように、ダイアフラム１４２が吸入側（図中の左側）と吐出側（図中の右側）のいずれにも弾性変形してない初期状態にあるときの振動子１３０の位置をいう。

外周部１５２は、第１ディスク湾曲面１５２ａを有する。この第１ディスク湾曲面１５２ａは、第１ディスク当接面１５１ａの外周を規定する第１の円Ｐ１（以下、「第１ディスク当接面１５１ａの外周Ｐ１」ともいう）からダイアフラム１４２の外表面１４４との間隔を増やしながらディスク径方向外方に所定の曲率半径Ｒで湾曲しつつ延出し且つディスク周方向に環状に形成されている。即ち、第１の円Ｐ１は、中央部１５１の第１ディスク当接面１５１ａと外周部１５２の第１ディスク湾曲面１５２ａとの境界を定める境界線をなしている。この第１ディスク湾曲面１５２ａが本発明の「第１ディスク湾曲面」に相当する。

第１センターディスク１５０と同様に、第２センターディスク１６０は、ダイアフラム１４２の両面のうち振動子１３０側の内表面１４５に対向配置されている。この第２センターディスク１６０は、第１センターディスク１５０との協働によってダイアフラム１４２の中央領域を締め付けて保持するための、貫通穴１６０ａを中心とした円板状の中央部１６１と、中央部１６１よりもディスク径方向外側に位置する円環状の外周部１６２と、を備えている。

中央部１６１は、第２ディスク当接面１６１ａを有する。この第２ディスク当接面１６１ａは、振動子１３０が前述の中立位置にあるときにダイアフラム１４２の内表面１４５に常時に当接する円環状の当接面である。この第２ディスク当接面１６１ａが本発明の「第２ディスク当接面」に相当する。

外周部１６２は、第２ディスク湾曲面１６２ａを有する。この第２ディスク湾曲面１６２ａは、第２ディスク当接面１６１ａの外周を規定する第２の円Ｐ２（以下、「第２ディスク当接面１６１ａの外周Ｐ２」ともいう）からダイアフラム１４２の内表面１４５との間隔を増やしながらディスク径方向外方に前記の曲率半径Ｒ（第１ディスク湾曲面１５２ａと同一の曲率半径）で湾曲しつつ延出し且つディスク周方向に環状に形成されている。即ち、第２の円Ｐ２は、中央部１６１の第２ディスク当接面１６１ａと外周部１６２の第６ディスク湾曲面１６２ａとの境界を定める境界線をなしている。この第２ディスク湾曲面１６２ａが本発明の「第２ディスク湾曲面」に相当する。

本実施の形態のダイアフラム部１４０は、第１センターディスク１５０と第２センターディスク１６０とを比較した場合、これらのディスクが互いに非対称形状となるように構成されている。第２センターディスク１６０のディスク径（外径）Ｄ２ａが、第１センターディスク１５０のディスク径（外径）Ｄ１ａを上回るように構成されている。また、このダイアフラム部１４０は、第２センターディスク１６０の第２ディスク当接面１６１ａの外径Ｄ２ｂ（即ち、「中央部１６１の外径」、或いは「第２の円Ｐ２の径」でもある）が、第１センターディスク１５０の第１ディスク当接面１５１ａの外径Ｄ１ｂ（即ち、「中央部１５１の外径」、或いは「第１の円Ｐ１の径」でもある）を上回るように構成されている。特に、このダイアフラム部１４０では、第２ディスク当接面１６１ａの外径Ｄ２ｂが第１ディスク当接面１５１ａの外径Ｄ１ｂの１．０５〜１．３０倍の範囲に入るように設定されている。即ち、外径Ｄ１ｂと外径Ｄ２ｂとの関係について、Ｄ２ｂ＝１．０５×Ｄ１ｂ〜１．３０×Ｄ１ｂという相関式が成り立つ。第１ディスク当接面１５１ａの外径Ｄ１ｂ及び第２ディスク当接面１６１ａの外径Ｄ２ｂはいずれも、ダイアフラム１４２の中央領域を締め付けて保持するための「締め付け径」である。

図６に示されるように、振動子１３０が吸入方向（第１方向Ｘ１）に動作したとき、上記構成のダイアフラム部１４０のダイアフラム１４２は、外表面１４４が第１センターディスク１５０によって第１方向Ｘ１に押し込まれ、且つ内表面１４５が第２センターディスク１６０によって第１方向Ｘ１に引っ張られる。このとき、ダイアフラム１４２の外表面１４４は、第１ディスク当接面１５１ａの外周Ｐ１との当接部分１４４ａを中心に屈曲し、第１方向Ｘ１側に凹むように弾性変形する。また、ダイアフラム１４２の内表面１４５は、第２ディスク当接面１６１ａの外周Ｐ２との当接部分１４５ａを中心に屈曲し、第１方向Ｘ１側に凹むように弾性変形する。更に、ダイアフラム１４２の外表面１４４が第１センターディスク１５０の第１ディスク湾曲面１５２ａに当接するまで振動子１３０が第１方向Ｘ１に動作した場合、ダイアフラム１４２は、外表面１４４が第１ディスク湾曲面１５２ａに面接触することによって局部的な屈曲が抑制される。

一方で、図７に示されるように、振動子１３０の吐出方向（第２方向Ｘ２）に動作したとき、上記構成のダイアフラム部１４０のダイアフラム１４２は、内表面１４５が第２センターディスク１６０によって第２方向Ｘ１に押し込まれ、且つ外表面１４４が第１センターディスク１５０によって第２方向Ｘ１に引っ張られる。このとき、ダイアフラム１４２の内表面１４５は、第２ディスク当接面１６１ａの外周Ｐ２との当接部分１４５ａを中心に屈曲し、第２方向Ｘ２側に凹むように弾性変形する。また、ダイアフラム１４２の外表面１４４は、第１ディスク当接面１５１ａの外周Ｐ１との当接部分１４４ａを中心に屈曲し、第２方向Ｘ２側に凹むように弾性変形する。更に、ダイアフラム１４２の内表面１４５が第２センターディスク１６０の第２ディスク湾曲面１６２ａに当接するまで振動子１３０が第２方向Ｘ２に動作した場合、ダイアフラム１４２は、内表面１４５が第２ディスク湾曲面１６２ａに面接触することによって局部的な屈曲が抑制される。

上記構成の電磁式ポンプ１００によれば、振動子１３０の吸入方向及び吐出方向の往復振動が繰り返される結果、ダイアフラム１４２の外表面１４４では当接部分１４４ａに荷重が集中し、ダイアフラム１４２の内表面１４５では当接部分１４５ａに荷重が集中する。このとき、第１センターディスク１５０の第１ディスク当接面１５１ａの外径Ｄ１ｂと、第２センターディスク１６０の第２ディスク当接面１６１ａの外径Ｄ２ｂとが相違しているため、ダイアフラム１４２の外表面１４４での屈曲部の径方向位置とダイアフラム１４２の内表面１４５での屈曲部の径方向位置が互いに異なる。従って、振動子１３０の往復動作時にダイアフラム１４２に局部的な荷重集中が生じるのを防止することがき、以ってダイアフラム１４２の寿命を延ばすことができる。

更に、第１ディスク当接面１５１ａの外径Ｄ１ｂと第２ディスク当接面１６１ａの外径Ｄ２ｂとの関係を、Ｄ２ｂ＝１．０５×Ｄ１ｂ〜１．３０×Ｄ１ｂという相関式で規定することによって、弁ケース１０３の圧縮室１０４側に位置する第１センターディスク１５０、即ち外側に位置するセンターディスクを、振動子１３０側に位置する第２センターディスク１６０に比べて小さくすることができ、且つこの第２センターディスク１６０の大きさも小さく抑えることが可能になる。その結果、電磁式ポンプ１００をコンパクト化することが可能になる。尚、外径Ｄ２ｂがＤ１ｂの１．０５倍を下回る場合には、ダイアフラム１４２の外表面１４４での屈曲部の径方向位置と内表面１４５での屈曲部の径方向位置が近づき過ぎるため、ダイアフラム１４２の寿命を延ばす効果が小さい。また、外径Ｄ２ｂがＤ１ｂの１．３０倍を上回る場合には、第２センターディスク１６０の寸法が第１センターディスク１５０の寸法に比べて大きくなり、電磁式ポンプ１００をコンパクト化するのに不利である。従って、本実施の形態では、上記の相関式を満足するように第１ディスク当接面１５１ａ及び第２ディスク当接面１６１ａのそれぞれの寸法を設定することによって、ダイアフラム１４２の寿命を延ばす効果と、電磁式ポンプ１００をコンパクト化する効果を両立できる。

また、第１センターディスク１５０の第１ディスク湾曲面１５２ａと第２センターディスク１６０の第２ディスク湾曲面１６２ａが同一の曲率半径Ｒであるため、ダイアフラム１４２の撓みのバランスが第１ディスク湾曲面１５２ａ側と第２ディスク湾曲面１６２ａ側とで同じになる。その結果、ダイアフラム１４２の外表面１４４が第１センターディスク１５０の第１ディスク湾曲面１５２ａに当接する一方で、ダイアフラム１４２の内表面１４５が第２センターディスク１６０の第２ディスク湾曲面１６２ａに当接する際、ダイアフラム１４２の疲労が外表面１４４及び内表面１４５のいずれか一方に偏るのを抑制できる。

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。

上記実施の形態では、第１センターディスク１５０の第１ディスク湾曲面１５２ａと第２センターディスク１６０の第２ディスク湾曲面１６２ａが同一の曲率半径Ｒである場合について記載したが、本発明では、第１ディスク湾曲面１５２ａの曲率半径が第２ディスク湾曲面１６２ａの曲率半径と異なる構成を採用することもできる。

上記実施の形態では、第１センターディスク１５０が外周部１５２（第１ディスク湾曲面１５２ａ）を備え、且つ第２センターディスク１６０が外周部１６２（第２ディスク湾曲面１６２ａ）を備える場合について記載したが、本発明では、外周部１５２及び外周部１６２の少なくとも一方を省略することもできる。

上記実施の形態では、第２センターディスク１６０のディスク径Ｄ２ａが、第１センターディスク１５０のディスク径Ｄ１ａを上回る場合について記載したが、本発明では、ディスク径Ｄ１ａ及びディスク径Ｄ２ａが一致してもよい。

上記実施の形態では、振動子１３０の一端部にのみダイアフラム部１４０が連結された電磁式ポンプ１００について記載したが、振動子１３０の両端部にダイアフラム部１４０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。

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。例えば、水素と酸素の化学反応によって電気を作り出す燃料電池ユニットは、水素を取り出すための燃料改質装置にガス（都市ガス、ＬＰガス）を供給するガス供給用ポンプを備えるが、このガス供給用ポンプに対して上記の電磁式ポンプ１００の構造を採用することができる。

１００…電磁式ポンプ、１０１…ケーシング、１０２…駆動室、１０３…弁ケース、１０４…圧縮室、１０５…吐出室、１０６…外部空間、１１０，１２０…電磁石、１１１，１２１…電磁コイル、１３０…振動子、１３１，１３２…永久磁石、１３３…固定手段、１４０…ダイアフラム部、１４１…本体部、１４２…ダイアフラム、１４３…開口、１４４…外表面、１４４ａ…当接部分、１４５…内表面、１４５ａ…当接部分、１５０…第１センターディスク、１５１…中央部、１５１ａ…第１ディスク当接面、１５２…外周部、１５２ａ…第１ディスク湾曲面、１６０…第２センターディスク、１６１…中央部、１６１ａ…第２ディスク当接面、１６２…外周部、１６２ａ…第２ディスク湾曲面、１７０…吸入弁、１８０…吐出弁

Claims (2)

1. 弾性材料からなる円板状のダイアフラムと、
   いずれも円板状且つ前記ダイアフラムと同心状であり、前記ダイアフラムの中央領域を板厚方向の両面から挟み込んだ状態で互いに固定された第１センターディスク及び第２センターディスクと、
   前記第１センターディスク及び前記第２センターディスクの少なくとも一方に連結され、中立位置を中心に吸入方向及び吐出方向に往復振動する振動子と、
   前記ダイアフラムを挟んで前記振動子とは反対側に、前記振動子の前記吸入方向の動作時に流体を吸入し前記振動子の前記吐出方向の動作時に当該流体を圧縮するための圧縮室を備えた弁ケースと、
   を含み、
   前記第１センターディスクは、前記ダイアフラムの両面のうち前記弁ケースの前記圧縮室側に位置する外表面に対向配置されるとともに、前記振動子が前記中立位置にあるときに前記外表面に当接する円環状の第１ディスク当接面を備え、
   前記第２センターディスクは、前記ダイアフラムの両面のうち前記振動子側に位置する内表面に対向配置されるとともに、前記振動子が前記中立位置にあるときに前記内表面に当接し且つ前記第１ディスク当接面の外径の１．０５〜１．３０倍の範囲に設定された外径を有する円環状の第２ディスク当接面を備え、
   前記ダイアフラムは、前記振動子の前記吸入方向及び前記吐出方向への往復振動の際、前記外表面のうち前記第１センターディスクの前記第１ディスク当接面の外周との当接部分を中心に屈曲し且つ前記内表面のうち前記第２センターディスクの前記第２ディスク当接面の外周との当接部分を中心に屈曲する、
   電磁式ポンプ。
2. 請求項１に記載の電磁式ポンプであって、
   前記第１センターディスクは、前記第１ディスク当接面の外周からディスク径方向外方に所定の曲率半径で湾曲しつつ延出し且つディスク周方向に環状に形成された第１ディスク湾曲面を備え、
   前記第２センターディスクは、前記第２ディスク当接面の外周からディスク径方向外方に前記第１ディスク湾曲面と同一の曲率半径で湾曲しつつ延出し且つディスク周方向に環状に形成された第２ディスク湾曲面を備える、
   電磁式ポンプ。

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