JPH06185473A - ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 主に空気の送出を目的とし、実際の使用時に
おける低騒音・低振動を図ったポンプを提供することを
目的とする。 【構成】 ケ−ス５０と、弾性部材からなる可動壁１２
とにより空気室１０を構成する。該可動壁１２上に磁石
３３を配置し、また、該磁石３３を作動させる電磁石２
０を空気室１０内に配置する。なお、ケ−ス５０、可動
壁１２等の接合部は気密を保って行うことにより水中で
の使用を可能とする。 【効果】 電磁石の冷却を十分に行うことができる。ポ
ンプを水中に配置して使用すれば、外部にもれる振動、
騒音を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、水耕栽培や魚
の飼育等の分野において使用される、主に空気を送り出
すポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気等の流体を送るためのポンプは多く
の分野でなくてはならないものである。 現在使用され
ているポンプの一例を図９に示す。該ポンプは、主とし
て、一般家庭における金魚の飼育等において空気を送り
出すために使用されているものである。

【０００３】該ポンプは、吸入・送出する空気の流路を
形成する吸送出流路系と、該吸送出流路系を作動させて
空気を送り出す駆動系と、これらを収容するケ−ス５０
０と、から主に構成される。

【０００４】吸送出流路系は、空気室１００と、吸入管
４００と、送出管４１０と、により主に構成されてい
る。空気室１００は、固定壁１１０と、弾性壁１２０と
からなり、該弾性壁１２０が変形することによりその容
積を変更可能に構成されている。また、吸入管４００
は、外部の空気を該空気室１００内に吸入するためのも
のである。送出管４１０は、該空気室１００内の空気を
外部に送出するためのものである。そして、吸入管４０
０、送出管４１０には、それぞれ、逆流防止のための弁
１３０，１４０が設けられている。

【０００５】駆動系は、作動ア−ム３００と、電磁石２
００とにより主に構成される。作動ア−ム３００は、一
方の端部３１０をケ−ス５００に固定されている。ま
た、その中央付近に設けられた連結部材３２０により上
記弾性壁１２０と連結されている。さらに、作動ア−ム
３００の他端は固定されておらず、ここには磁石３３０
が設けられている。そして、電磁石２００は、該磁石３
３０に対応した位置に配置されている。

【０００６】動作を説明する 電磁石２００に交流電流を流すと、該電磁石２００の発
生する磁界により磁石３３０には、（図９において）上
向きの力と下向きの力とが交互に作用する。その結果、
該磁石３３０は上下方向の往復運動を行い、これに伴っ
て該磁石３３０の固定されているア−ム３００も端部３
１０を支点として上下方向（図中矢印で示す）に振れ
る。そして、該ア−ム３００と連結されている弾性壁１
２０も変形を繰り返す。その結果、空気室１００の容積
が変化し、これに伴って、該空気室１００への空気の吸
入および外部への空気の送出が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記図９に示したタイ
プのポンプは、構造が単純で低コストであるため、一般
家庭で使用されることが多い。そして、家庭での使用を
前提とした場合、低騒音化・低振動化を図る必要があ
る。しかしながら、このタイプのポンプは、弁１２０，
１３０の作動およびア−ム３００の振れに伴う騒音、振
動が、大きいという問題があった。該問題を解決するた
めには、ケ−ス５００の重量を大きくするか、あるい
は、空気吐出量を小さくするしかなく、上記要望に十分
応えたものとはなっていなかった。

【０００８】また、金魚の飼育等においては、水槽、ポ
ンプ等を統一的にデザインし、意匠的に優れたものにし
たいとする要求が近年高まっている。そのため、該デザ
インの制約を小さくするためにも、吐出能力を低下させ
ることなく、小型化を図ることが要求されていた。

【０００９】本発明は、実際の使用時における騒音・振
動の低減を図ることのできるポンプを提供することを目
的とする。

【００１０】本発明は、吐出能力を維持しつつ小型化を
図ったポンプを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上記問題
点を検討した結果、ポンプ自体の発生する振動・騒音そ
のものを十分に小さくすることはできなくても、発生し
た振動・騒音が使用者に伝わりにくい状態で使用可能な
ポンプを提供すれば、結果として上記目的は達成可能で
あるとの結論を得た。本発明は、主としてかかる観点か
らなされたものである。

【００１２】本発明は上記目的を達成するためになされ
たもので、その一態様としては、移動および／または変
形可能な可動壁を含んで構成され、該可動壁を移動およ
び／または変形させることによってその容積を変更可能
な密閉空間を形成する空気室壁と、上記空気室壁を移動
および／または変形させて上記密閉空間の容積を変更さ
せる駆動手段と、上記密閉空間と外界とをつなぎ、外界
から上記密閉空間へ空気が流入することは許すが、上記
密閉空間から外界へ空気が流出することは許さない吸入
流路手段と、上記密閉空間と外界とをつなぎ、外界から
上記密閉空間へ空気が流入することは許さないが、上記
密閉空間から外界へ空気が流出することは許す送出流路
手段と、を有するポンプにおいて、上記駆動手段は上記
密閉空間内に配置されていること、を特徴とするポンプ
が提供される。

【００１３】本発明の他の態様としては、密閉空間を構
成する外殻手段と、上記密閉空間を少なくとも二つの個
室空間に区切り、移動および／または変形することによ
り各個室空間の容積を変更可能に構成された可動隔壁手
段と、上記いずれかの個室空間内に配置され、上記可動
隔壁手段を移動および／または変形させて、上記各個室
空間の容積を変化させる駆動手段と、上記各個室空間と
外界とをつなぎ、各個室空間の容積変化に伴って生じる
各個室空間と外界との間の圧力差を解消すべく、外界か
ら各個室空間へ空気が流入することは許すが、上記各個
室空間から外界へ空気が流出することは許さない吸入流
路手段と、上記各個室空間と外界とをつなぎ、上記各個
室空間密閉空間の容積変化に伴って生じる各個室空間と
外界との間の圧力差を解消すべく、外界から各個室空間
へ空気が流入することは許さないが、上記個室空間から
外界へ空気が流出することは許す送出流路手段と、を有
することを特徴とするポンプが提供される。

【００１４】なお、上記二つの態様においては、上記駆
動手段は電力により作動するものであり、上記吸入流路
手段または上記送出流路手段内を通って設置された、上
記駆動手段に電力を供給する電力供給線を有するもので
あってもよい。

【００１５】

【作用】駆動手段は、可動壁を移動および／または変形
させることによって、空気室壁が構成する密閉空間の容
積を変化させる。すると、この容積変化に伴って生じる
上記密閉空間と外界との間の圧力差が生じる。外圧力差
を無くすべく、吸入流路手段および排出流路手段は作動
し、これにより空気を送出する。

【００１６】この場合、上記駆動手段は上記密閉空間内
に配置されているため、該密閉空間内に流入・送出する
空気により冷却される。また、構造的に見て、ポンプを
小型化することができる。

【００１７】他の態様について述べる。

【００１８】駆動手段により、可動隔壁手段を移動およ
び／または変形させて各個室空間の容積を変更する。こ
れにより各個室空間ごとに吸入流路手段、送出流路手段
によって空気の流入、送出が行われる。

【００１９】該電力供給線は上記吸入流路手段または上
記送出流路手段内を通って設置されているため、絶縁皮
膜を厚くしなくても高い信頼性を得ることができる。ま
た、電力供給線を曲げることが容易となり、ポンプ配置
の自由度が高くなる。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

【００２１】本実施例のポンプは、ポンプ全体の気密性
を高めて、ポンプ自体を水中に配置して使用することを
前提としたものである（注：水上でも使用可能であるこ
とはいうまでもない。）。

【００２２】該ポンプは、吸入・送出する空気の流路を
形成する吸入・送出流路系と、該吸入・送出流路系を作
動させて空気を送り出す駆動系と、これらを収容するケ
−ス５０と、から主に構成される。

【００２３】ケ−ス５０は、略筒状であり、その両端面
は開口状態となっている。後述するとおり、該ケ−ス５
０は、それ自身が吸入・送出流路系の空気室１０を形成
する壁面の一部を構成している。

【００２４】吸入・送出流路系は、空気室１０と、吸入
管４０と、送出管４１と、により主に構成されている。
空気室１０は、該ポンプのケ−ス５０自身と、可動壁１
２とにより構成されている。該可動壁１２は、ケ−ス５
０の開口面を塞ぐようにして設けられている。本実施例
においては、可動壁１２は弾性の膜からなり、空気室１
０の内側方向および外側方向のいずれの方向にも撓むこ
とができる。そして、撓むことによって空気室１０の容
積を変化させる構成となっている。なお、いうまでもな
く、該可動壁１２とケ−ス５０との接合は完全に気密性
を保ってなされている。

【００２５】外部の空気を該空気室１０内に吸入するた
めの吸入管４０、該空気室１０内の空気を送出するため
の送出管４１が設けられている点は従来と同様である。
また、それぞれに、逆流防止のための弁１３，１４が設
けられている点も同様である。該吸入管４０には、必要
に応じて所望の長さの吸入チュ−ブＰおよび送出チュ−
ブＱを接続して使用する。図面上明らかではないが、こ
れらの接続は気密性を保って行われるようになってお
り、該接続部から水がポンプ内に侵入することはない。

【００２６】駆動系は、磁石３３と、該磁石３３を作動
させるための電磁石２０とにより主に構成される。電磁
石２０は、棒状の鉄心２１とコイル２２とからなる。本
実施例においては、該電磁石２０は、該鉄心２１の軸方
向が上記可動壁１２に対してほぼ垂直になるような向き
で、空気室１０内に配置されている。該電磁石２０は、
ケ−ス５０に固定されており、可動壁１２の撓むのを妨
げることはない。

【００２７】コイル２２に電力を供給する電力供給線６
０は、吸入管４０内を通されている。また、該電力供給
線６０の先端にあるコンセント６２は、分解可能に構成
されている。従って、吸入チュ−ブＰを交換する際に
は、該コンセント６２を分解することで、電力供給線６
０を吸入チュ−ブＰに通すことができる。なお、該コン
セント６２の直前の位置に吸入チュ−ブＰを通すことが
できる程度の小型のコネクタを設け、該コネクタ部分か
ら先のコンセント部分を着脱自在に構成しても、同様に
電力供給線６０を吸入チュ−ブＰを通すことができる。

【００２８】上述したとおり本実施例のポンプは、水中
での使用を前提としているため、電磁石２０には、樹脂
でモ−ルドする等した防水構造が採られている。従っ
て、万が一水が該空気室１０内に侵入しても漏電などは
生じないようになっている。

【００２９】磁石３３ｕ，ｄは、おのおの可動壁１２上
において上記鉄心２１と対応する位置に配置されてい
る。従って、該磁石３３ｕ，ｄは、電磁石２０の発する
磁力を受けて、該可動壁１２に対して垂直な方向に往復
運動する構成となっている。なお、磁石３３ｕはＮ極を
電磁石２０に向けて、一方、磁石３３ｄはＳ極を電磁石
２０に向けて配置されている。

【００３０】動作を説明する 電磁石２０に交流電流を流すと、該電磁石２０の発生す
る磁界により磁石３３ｕ，ｄには、空気室１０の内向き
の力と外向きの力とが交互に作用する。

【００３１】そして、可動壁１２ｕ，ｄも該磁石３３
ｕ，ｄから受ける力により変形を繰り返す。その結果、
空気室１０の容積が変化し（図２参照）、これに伴っ
て、該空気室１０への空気の吸入、外部への空気の送出
が行われる。

【００３２】この場合、空気室１０内を通過する空気が
該電磁石２０の熱を奪うため、電磁石２０を効率よく冷
却することができる。また、逆に、送出する空気を該電
磁石２０の発する熱により加温することができる。さら
に、電磁石２０を構成する鉄心２１を棒状として、電磁
石２０自体の大きさを小さくすることができる。従っ
て、放熱上の制限等を受けることなく、ケ−ス５０（す
なわちポンプ１）を極限まで小型化することができる。
さらに、可動壁を二つ有するダブルポンプとするととも
に、両可動壁１２ｕ，ｄの運動方向を対向したものとし
ているため、振動を打ち消しあわせることができる。従
って、発生する振動そのものが非常に少ないという効果
もある。

【００３３】ポンプの内部は、完全に気密性を保って構
成しているため、内部に水が侵入することはない。従っ
て、実際の使用時には、図３に示すように、該ポンプ自
身を水中に配置すれば、振動・騒音は、該質量の大きな
水に吸収され、低振動・低騒音を実現できる。

【００３４】電力供給線６０は、常に空気で満たされた
吸入管４０内にあり、水ｗに直接触れることはない。従
って、電力供給線６０の絶縁皮膜の劣化、また、該劣化
に伴って生じる漏電のおそれは小さい。そのため、絶縁
皮膜は、通常、地上で使用することを前提とした薄いも
のでも十分な信頼性を保つことができる。また、これに
より、電力供給線６０の取扱が容易になる。例えば、絶
縁皮膜が薄いと、電力供給線６０を比較的自由に曲げる
ことができ、水槽ｓ内におけるポンプの配置等の制約が
少なくなる。この他にも、電力供給線６０を吸入管４０
内に配置したことにより、電力供給線６０が目立たなく
なり意匠面からも有効である。

【００３５】他の実施例を図４を用いて説明する。

【００３６】本実施例は基本的には上記実施例と同様で
あるが、ケ−ス５０の形状を変更し、該可動壁１２の外
側位置にも空気室を設けた点に特徴を有するものであ
る。

【００３７】本実施例のケ−ス５５は、可動壁１２の外
側位置も被った構造となっている。

【００３８】これにより、空気室１０ｂ（注：該空気室
１０ｂが上記実施例の空気室１０に対応する。）に加え
て、該ケ−ス５５と可動壁１２ｕ，ｄとの間に空気室１
０ａ，ｂを新たに構成している。言い替えれば、ケ−ス
５５内に一つの大きな気密空間を設け、これを可動壁１
２ａ，ｂによって区切ることによって、３つの空気室を
形成している。

【００３９】なお、当然ながら、各空気室１０ａ，ｂ，
ｃには、おのおのに送出管４１ａ，ｂ，ｃが設けられて
いる。また、本実施例においては、吸入チュ−ブＰを一
本とするために、吸入管４０を一本として、該吸入管４
０が枝分かれして各空気室１０ａ，ｂ，ｃにつながる構
造としている。ただし、これに限定されるものではなく
各空気室１０ａ，ｂ，ｃ毎に独立した吸入管４０を設け
てもよい。この場合には、各空気室１０ａ，ｂ，ｃの系
統毎に種類の異なる気体を送るといったことが可能にな
る。

【００４０】動作を説明する。

【００４１】電磁石２０に交流電流を流すと、該電磁石
２０の発生する磁界により磁石３３ｕ，ｄには、空気室
１０ｂに対して内向きの力と外向きの力とが交互に作用
する。そして、可動壁１２ｕ，ｄは該磁石３３ｕ，ｄか
ら受ける力により変形を繰り返す。その結果、空気室１
０ａ，ｂ，ｃの容積が変化し、これに伴って、該空気室
１０ａ，ｂ，ｃへの吸入、送出が行われる。この場合、
空気室１０ａ，ｃと、空気室１０ｂとでは、空気の吸
入、送出のタイミングが異なる。可動壁１２ｕ，ｄが空
気室１０ｂの内側方向に動く時、図５に示すとおり、該
空気室１０ｂからは空気が送出される。一方、この時、
空気室１０ａ，ｃには空気が吸入される。逆に、可動壁
１２ｕ，ｄが空気室１０ｂの外側方向に動く時、図６に
示すとおり、該空気室１０ｂには空気が吸入される。一
方、この時、空気室１０ａ，ｃからは空気が送出され
る。

【００４２】この実施例においては上記実施例の説明で
述べた効果に加えて以下のような効果が得られる。

【００４３】空気室１０ｂから送出される空気は、電磁
石２０の発する熱により加温される。一方、空気室１０
ａ，ｃから送出される空気に対しては、このような加温
はほとんど行われない。従って、必要に応じて空気室１
０ａ，ｂ，ｃを使い分ければ、空気を送出される装置側
の温度制御等が容易となる。当然、同時に両者を併用す
ることも可能である。

【００４４】本実施例においては、弾性膜からなる可動
壁１２が外部に露出していないため、水中で使用した場
合でも、空気の送出能力が水圧の影響を受けにくい。ま
た、該可動壁１２に孔が開いて水が侵入するなどの恐れ
も少なく信頼性が高い。

【００４５】各空気室によって空気を送出するタイミン
グが異なるため、該ポンプをゆっくりと作動させれば、
気泡の発生するタイミングも各送出管４１毎にずらすこ
とができる。これにより、インテリアとしての意匠的な
効果も期待できる。

【００４６】図７に示すごとく、単に、ケ−ス５５によ
って空気室１０ｂを完全に密閉した場合には、可動壁１
２の移動、変形に伴って該ケ−ス５５内の空気室１０ｂ
以外の空間において生じる圧力変化により、該可動壁１
２の動きが妨げられてしまう。しかし、本実施例におい
ては、該空気室１０ｂ以外の空間部にも吸入管４０等を
設け新たな空気室１０ａ，ｃとして活用しているためこ
のような問題を防ぐことができる。さらには、一つの電
磁石で３つの空気室から空気を送りだすことができ、効
率がよい。

【００４７】上記実施例においては、電力供給線６０を
吸入管４０内に配置していたが、図８に示すように、電
力供給線６０を送出管４１Ｑ内に配置するとともに、当
該送出管４１Ｑに接続される送出チュ−ブの先端に、弁
４５を設け該送出管４１Ｑ内を所定の圧力に保つことが
できるようにすれば、さらに水の侵入に対する信頼性が
さらに高まる。これは、送出管４１Ｑ内は圧力が高いた
め、当該送出管４１Ｑと送出チュ−ブＱとの接続部の気
密性が十分でない場合でも、送出管４１Ｑ等に水が侵入
できないからである。なお、当然ながら、実際の使用の
際には、図３に示した場合と同様に当該送出管４１Ｑの
先端は、水上に出しておく。該目的のために使用される
送出管４１Ｑは、空気を水中等送り出すという本来の目
的には使用できなくなるが、上記実施例においては送出
管を複数有しているため、実際の使用上の制約は少な
い。また、各送出管は、各々独立した空気室に由来した
ものであるため、他の送出管から送出する空気の圧力を
低下させてしまうといった悪影響を与えることもない。
なお、送出管４１Ｑは、吸入管４０と同じ面に設けられ
ていることが実際の使用に際しては都合がよいと思われ
るため、設置位置については必要に応じて変更すればよ
い。電磁石２０の発する熱を水に伝えたくない場合に
は、電磁石２０の設置された空気室１０ｂの送出管４１
ｂ中に電力供給せん６０を配置すればよい。

【００４８】上記実施例においては、可動壁１２を弾性
膜により構成していたが、ピストンにより該可動壁１２
を構成してもよい。この場合には、該ピストンの移動に
より各空気室の容積を変更することとなる。

【００４９】また、上記実施例においてはポンプを完全
に水中に没して使用するものであるが、浮き等を設けて
水上に浮かぶ構成としてもよい。この場合には、電磁石
の格納されている部分が水上に出るような内部構成とす
れば、電磁石の発生する熱により水温が上昇してしまう
ことはない。一方、空気室、弁等を格納した部分は、水
面よりも下に位置するような内部構成とすることが好ま
しい。このようにすれば、振動、騒音の大部分は、水に
吸収されることとなる。

【００５０】なお、本発明は空気のみならず各種流体を
送出するのに適用可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明のポンプは、
小型化を図ることができる。また、水中での使用が可能
である。従って、水中で使用した場合、振動、騒音を低
位源差せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図である。

【図２】ポンプの作動状態を示す説明図である。

【図３】ポンプの使用状態を示す説明図である。

【図４】本発明の第２の実施例の内部構成を示す説明図
である。

【図５】作動状態を示す説明図である。

【図６】作動状態を示す説明図である。

【図７】問題点を含んだ例を示す説明図である。

【図８】他の実施例を示す説明図である。

【図９】従来技術の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１……ポンプ、 １０……空気室、 １２……可動壁、
１３……弁、 １４……弁、 ２０……電磁石、 ３
３……磁石、 ４０……吸入管、 ４１……送出管、
５０……ケ−ス、 ５２……吸盤、 ５５……ケ−ス、
６０……電力供給線、 ６２……コンセント、 １０
０……空気室、 １１０……固定壁、１２０……弾性
壁、 １３０……弁、 １４０……弁、 ２００……電
磁石、３００……作動ア−ム、 ３１０……端部、 ３
２０……連結部、 ３３０……磁石、 ４００……吸入
管、 ４１０……送出管、 ５００……ケ−ス、 ５１
０……通気孔、 Ｐ……吸入チュ−ブ、 Ｑ……送出チ
ュ−ブ、 Ｓ……水槽、Ｗ……水。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動および／または変形可能な可動壁を含
   んで構成され、該可動壁を移動および／または変形させ
   ることによってその容積を変更可能な密閉空間を形成す
   る空気室壁と、 上記空気室壁を移動および／または変形させて上記密閉
   空間の容積を変更させる駆動手段と、 上記密閉空間と外界とをつなぎ、外界から上記密閉空間
   へ空気が流入することは許すが、上記密閉空間から外界
   へ空気が流出することは許さない吸入流路手段と、 上記密閉空間と外界とをつなぎ、外界から上記密閉空間
   へ空気が流入することは許さないが、上記密閉空間から
   外界へ空気が流出することは許す送出流路手段と、 を有するポンプにおいて、 上記駆動手段は上記密閉空間内に配置されていること、 を特徴とするポンプ。
2. 【請求項２】密閉空間を構成する外殻手段と、 上記密閉空間を少なくとも二つの個室空間に区切り、移
   動および／または変形することにより各個室空間の容積
   を変更可能に構成された可動隔壁手段と、 上記個室空間内に配置され、上記可動隔壁手段を移動お
   よび／または変形させて、上記各個室空間の容積を変化
   させる駆動手段と、 上記各個室空間と外界とをつなぎ、外界から各個室空間
   へ空気が流入することは許すが、上記各個室空間から外
   界へ空気が流出することは許さない吸入流路手段と、 上記各個室空間と外界とをつなぎ、外界から各個室空間
   へ空気が流入することは許さないが、上記個室空間から
   外界へ空気が流出することは許す送出流路手段と、 を有することを特徴とするポンプ。
3. 【請求項３】上記駆動手段は電力により作動するもので
   あり、 上記吸入流路手段または上記送出流路手段内を通って設
   置された、上記駆動手段に電力を供給する電力供給線を
   有すること、 を特徴とする請求項１または２記載のポンプ。