JP2001020867A

JP2001020867A - エアーポンプ

Info

Publication number: JP2001020867A
Application number: JP11195007A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanii; 浩谷井; Hiroshi Yamaguchi; 博山口; Kiyoshi Kobayakawa; 清小早川; Wataru Urano; 渡浦野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2001-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】エアー供給に際して漏洩磁界が少なく、ＣＲ
Ｔ表示装置の近傍に設置してもＣＲＴ表示画面上のちら
つきが少ない、小型のインテリア水槽用のエアーポンプ
を提供する。【解決手段】エアーポンプは、交流電流の供給される
トランスフォーマ２と、トランスフォーマ２のコア２ａ
に対向して設けられた永久磁石３と、永久磁石３が一体
に取付けられたレバー５と、レバー５の変位に応じて空
気を圧縮伸張させるダイヤフラム４と、ダイヤフラム４
の圧縮伸張に対して空気の流れを整流する空気圧縮室４
ａとを備えている。そして、トランスフォーマ２で発生
される磁束に応じて永久磁石３が往復運動し、永久磁石
３に連動してレバー５、ダイヤフラム４が動作する。防
磁ケース１は、エアーポンプ全体を囲うもので、磁気シ
ールド材料よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＲＴ表示装置を
薄型水槽の直後に設置し映像を楽しむインテリア水槽に
用いて好適な、薄型水槽に泡を発生させるエアーポンプ
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】インテリア水槽では、ＣＲＴ表示装置に
熱帯魚や水生動物を映写し、ＣＲＴ表示装置の直後に薄
型水槽を設置して、エアーポンプにより薄型水槽に泡を
発生させている。インテリア水槽は、現実に熱帯魚や水
生動物を水槽で飼育することなく、観賞する者には現実
に水槽が設置されている印象を与えることができため、
水槽の清掃が不要であったり、熱帯魚や水生動物への給
餌が不要である等、現実の水槽に比較して維持管理が容
易である。そこで、インテリア水槽は、飲食店やホテル
ロビー等の接客場所に設置するのに適している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水槽中に水を
入れ発泡をエアーポンプから行わせる場合には、エアー
ポンプへの水の逆流を防ぐため、エアーポンプを水面よ
り上に設置しなくてはならず、エアーポンプがＣＲＴ表
示装置の上部に近接して設置する必要があった。他方、
エアーポンプは、５０Ｈｚや６０Ｈｚの商用周波数の交
流電流で駆動されているが、この駆動電流によってトラ
ンスフォーマと永久磁石間の磁界に漏洩が生じる。そし
て、ＣＲＴ表示装置の陰極線を偏向している偏向コイル
により作られる磁束に、エアーポンプ駆動に起因する漏
洩磁界が重畳して、ＣＲＴ表示装置の表示画面上にちら
つきが生じるという課題を生じた。

【０００４】そこで、ＣＲＴ表示装置がエアーポンプの
発生する磁束の干渉から回避するためには、ＣＲＴ表示
装置の偏向コイルから十分に離れた位置、即ち磁界は距
離の２乗に反比例して影響がなくなるので、ＣＲＴ表示
装置の背後までエアーポンプを移動させる必要があっ
た。その結果、エアーポンプの設置場所は水槽内の水面
より高い位置であって、ＣＲＴ表示装置の背後に設ける
必要があり、インテリア水槽の大型化の要因となってい
た。

【０００５】本発明は上述する課題を解決するもので、
エアー供給に際して漏洩磁界が少なく、ＣＲＴ表示装置
の近傍に設置してもＣＲＴ表示画面上のちらつきが少な
い、小型のインテリア水槽用に好適なエアーポンプを提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のエアーポンプは、図１に示すように、交流電流の供
給されるトランスフォーマ２と、トランスフォーマ２の
コア２ａに対向して設けられた永久磁石３と、永久磁石
３が一体に取付けられたレバー５と、レバー５の変位に
応じて空気を圧縮伸張させるダイヤフラム４と、ダイヤ
フラム４の圧縮伸張に対して空気の流れを整流する空気
圧縮室４ａとを備えている。そして、トランスフォーマ
２で発生される磁束に応じて永久磁石３が往復運動し、
永久磁石３に連動してレバー５、ダイヤフラム４が動作
する。防磁ケース１は、エアーポンプ全体を囲うをもの
で、磁気シールド材料よりなる。

【０００７】このように構成された装置において、トラ
ンスフォーマ２に供給される交流電流によって、コア２
ａと永久磁石３との間で磁束が発生する。この磁束はコ
ア２ａと永久磁石３との間で閉じているものもあるが、
一部漏洩磁束となるので、この漏洩磁束を防磁ケース１
で磁気シールドする。これにより、漏洩磁束が外部に漏
れず、例えばインテリア水槽のエアーポンプとして用い
ると、エアーポンプとＣＲＴ表示装置が近接していて
も、ＣＲＴ表示装置の画面が乱れない。

【０００８】好ましくは、請求項２に記載の発明のよう
に、レバー５を非磁性の弾性材料で構成すると、レバー
５を磁性材料で構成する場合に比較して、コアと永久磁
石との間で発生する磁束の磁路を限られた距離内での閉
回路とできる。また、請求項３に記載の発明のように、
空気圧縮室４ａは、エアーポンプに設けられた吸気孔８
及び吐出孔９とそれぞれ連通する吸気弁８ａと吐出弁９
ａを有する構成とすると、簡単な構成で空気の流れを整
流できる。また、請求項４に記載の発明のように、防磁
ケース１と、エアーポンプに設けられた吸気孔８及び吐
出孔９との間にゴム製のパッキング７を取付ける構造と
すると、静粛性が得られる。また、請求項５に記載の発
明のように、レバー５の一端に永久磁石３を設け、レバ
ー５の他端に防磁ケース１を貫通して空気圧縮室４ａと
外部の空間とを連通する孔８、９を設ける構成とする
と、防磁シールドがなくなる孔８、９がトランスフォー
マ２と永久磁石３とからなる磁気回路から最も離れた位
置に配置され、しかもこれらの間には非磁性のレバー５
が存在しているだけだから、漏洩磁束が少なくてすむ。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態を説
明するエアーポンプ全体の平面図である。図において、
防磁ケース１は、磁性シールド材料である方向性珪素鋼
板よりなるもので、エアーポンプの外側を囲っている。
トランスフォーマ２は、鉄やニッケル等の磁性材料より
なるＥ型コア２ａと、Ｅ型コア２ａに巻装された巻線２
ｂを有している。Ｅ型コア２ａは、中間脚部２ｃと、中
間脚部２ｃを挟んで両側に位置する両脚部２ｄを有して
いる。ＡＣ電線２ｅは、巻線２ｂの両端に接続されて、
商用の交流電流を供給する。永久磁石３は、Ｅ型コア２
ａの中間脚部２ｃと両脚部２ｄの片側と対向する位置に
２個設けられるもので、レバー５の先端に固定されてい
る。

【００１０】ダイヤフラム４は、粘弾性のあるゴム製
で、中央部がネジのような締結部４ｂによってレバー５
の中央部に固定され、縁部が台座４ｃに固定されもの
で、空気圧縮室４ａ（チェンバー）の一部を構成してい
る。レバー５は、非磁性材料であって剛性の高い材料、
例えばオーステナイト系のステンレス鋼、黄銅、ガラス
繊維強化プラスチックよりなるもので、他端が支点５ａ
によってメインフレーム６に固定されている。メインフ
レーム６は、ＡＢＳ（アクリル・ブチル・スチレン）樹
脂のような非磁性の高合成・軽量材料よりなる。

【００１１】ゴム製のパッキング７は防磁シールドケー
ス１とエアーポンプ構造体の空気の吸気孔８と吐出孔９
を被せるようにはめ込まれており、エアーポンプ内部の
機械的振動より発生する騒音を遮音する。吸気孔８は、
１個であるが、メインフレーム６の内部で分岐して２個
のダイヤフラム４とそれぞれ繋がっている。吐出孔９
は、２個のダイヤフラム４とそれぞれ繋げる関係で２個
設けられている。

【００１２】図２は空気圧縮室の詳細を説明する平面図
で、一部断面図となっている。空気圧縮室４ａは、ダイ
ヤフラム４、メインフレーム６の一部をなす台座４ｃ、
吸気弁８ａ、及び吐出弁９ａで囲われている。吸気弁８
ａは、メインフレーム６の内部に設けられた吸気孔連通
部８ｂによって、吸気孔８と繋がっている。吐出弁９ａ
は、メインフレーム６の内部に設けられた吐出孔連通部
９ｂによって、吐出孔９と繋がっている。空気圧縮室４
ａでは、吸気弁８ａと吐出弁９ａを用いて、吸気孔８か
ら吐出孔９への空気の一方向の流れを生成している。

【００１３】このように構成された装置の動作を次に説
明する。巻線２ｂに５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電流が
流れると、コア２ａと永久磁石３との間で交流電流の磁
束が発生し、２個の永久磁石３が矢印Ａ、Ａ*方向に機
械振動を起こし、２個のレバー５も両方の空気圧縮室４
ａで吸気と吐出が同相となるように振動する。ここでレ
バー５は、他端が支点５ａで固定されておりダイヤフラ
ム４を梃子の原理で振動（圧縮、伸張）させ、第２図に
示す空気圧縮室１２中にある一対の吸気弁８ａと吐出弁
９ａによってエアーポンプ内部に流れる空気を一方向へ
と送り出し、整流が行われる。即ち、ダイヤフラム４が
引っ張られている状態では、吐出弁９ａが閉じて吸気弁
８ａが開き、ダイヤフラム４が圧縮されている状態で
は、吸気弁８ａが閉じて吐出弁９ａが開く。

【００１４】次に漏洩磁束について説明する。図３は、
レバーに非磁性材料を用いると共に、防磁ケースで囲っ
た場合のエアーポンプの磁路分布図である。トランスフ
ォーマ２で発生された磁束は、永久磁石３との間にのみ
磁路が構成され、レバー５が磁束の通路とはならない。
よって磁界の強度は距離の２乗に反比例して弱くなるの
で支点５ａや吸気孔８や排気孔９には磁界の影響がなく
なる。また防磁ケース１は磁束を通し易い透磁率の大き
い方向性の珪素鋼板を使用しているので、トランスフォ
ーマ２や永久磁石３で構成する磁路や、トランスフォー
マ２の漏洩磁束は防磁ケースのエアーポンプ側、即ち内
側を通りケースの外側には漏洩しない。

【００１５】また、メインフレーム６等のエアーポンプ
構造体（シャーシ）の材料はＡＢＳなどのプラスチック
材を使用しており磁束の通路、即ち磁路とはなり得な
い。またトランスフォーマ２及び永久磁石３閉回路から
漏れる磁束については、商用周波数である５０Ｈｚ，６
０Ｈｚの低周波数の磁束の防磁に最適な、即ち透磁率の
大きい方向性のある珪素鋼板製のケース１を使用し、磁
路を珪素鋼板中に作りエアーポンプ外部への磁束の拡散
を防止している。

【００１６】図４は、レバーに磁性材料を用いた場合の
エアーポンプの磁路分布図で、本発明の比較例を示して
いる。交流電流より発生した磁束は、トランスフォーマ
２とレバー５に取り付けられた永久磁石３を中心とし
て、磁束強度の大きな領域に集中している。しかし、レ
バー５は鉄製でありレバー５内部にも磁路が構成され、
その磁路はレバー５の支点６まで拡がる。そこで、エア
ーポンプの空気の入出力孔である吸気孔９、及び吐出孔
８の周辺にも、トランスフォーマ２で発生された磁束が
伝達されることとなる。この結果、エアーポンプとＣＲ
Ｔ表示装置が近接していると、ＣＲＴ表示装置の表示画
面上にちらつきが生じる。

【００１７】最後に静粛性を説明する。エアーポンプの
吸気孔８、吐出孔９は、ゴム製の平板状のパッキング７
と防磁ケース１との組み合わせで間隙を埋められてい
る。このような構造によると、エアーポンプのレバー
５、吸気弁８ａ、吐出弁９ａが空気圧縮室４ａの台座４
ｃの壁をたたく際に音が発生する。この音は、ゴム製の
平板状のパッキング７と防磁ケース１との組み合わせ
で、有効に遮音される。

【００１８】尚、上記実施例においてはエアーポンプと
して永久磁石、レバー、ダイヤフラム、空気圧縮室を２
個対称に設ける場合を示したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、永久磁石、レバー、ダイヤフラム、
空気圧縮室は単一でもよい。また、レバーは非磁性材料
の場合を示したが、アルミ等の常磁性材料であっても、
鉄やニッケル等の強磁性材料でなければ、実用上充分な
磁気特性が得られる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によると、商用周波数の交流電流で駆動されるエア
ーポンプに防磁ケースを被せているので、トランスフォ
ーマに供給される交流電流によってコアと永久磁石との
間で磁束が発生するが、漏洩磁束は防磁ケースで磁気シ
ールドされるので、漏洩磁束が外部に漏れない。そこ
で、例えばインテリア水槽のエアーポンプとして用いる
と、エアーポンプとＣＲＴ表示装置が近接していても、
ＣＲＴ表示装置の画面が乱れず、インテリア水槽が小型
化できる。

【００２０】請求項２に記載の発明では、電気振動を機
械的振動に変換する永久磁石を張り付けたレバーに非磁
性材料を用いると、コアと永久磁石との間で発生する磁
束の磁路を限られた距離内での閉回路とできるので、防
磁処理ができない吸気孔や排気孔まで磁束が伝達せず、
更にエアーポンプの小型化ができる。更に、請求項４に
記載の発明によると、防磁ケースとゴム製のパッキング
で遮音効果を発揮するので、エアーポンプをＣＲＴ表示
装置と隣接して設置しても、静粛性が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を説明するエアーポン
プ全体の平面図である。

【図２】空気圧縮室の詳細を説明する平面図である。

【図３】レバーに非磁性材料を用いると共に、防磁ケ
ースで囲った場合のエアーポンプの磁路分布図である。

【図４】レバーに磁性材料を用いた場合のエアーポン
プの磁路分布図である。

【符号の説明】

１防磁ケース２トランスフォーマ２ａコア２ｂ巻線３永久磁石４ダイヤフラム４ａ空気圧縮室５レバー６メインフレーム７パッキング８吸気孔９吐出孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小早川清東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者浦野渡東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内Ｆターム(参考） 3H077 AA12 CC02 CC09 CC17 DD05 EE40 FF02 FF32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電流の供給されるトランスフォーマ
と、該トランスフォーマのコアに対向して設けられた永
久磁石と、該永久磁石が一体に取付けられたレバーと、
該レバーの変位に応じて空気を圧縮伸張させるダイヤフ
ラムと、該ダイヤフラムの圧縮伸張に対して空気の流れ
を整流する空気圧縮室とを備え、該トランスフォーマで発生される磁束に応じて該永久磁
石が往復運動し、該永久磁石に連動して該レバーと該ダ
イヤフラムが動作するエアーポンプにおいて、前記エアーポンプを囲う磁気シールド材料よりなる防磁
ケースを設けることを特徴とするエアーポンプ。
【請求項２】前記レバーを非磁性の弾性材料で構成し
たことを特徴とする請求項１に記載のエアーポンプ。
【請求項３】前記空気圧縮室は、前記エアーポンプに
設けられた吸気孔及び吐出孔とそれぞれ連通する吸気弁
と吐出弁を有することを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載のエアーポンプ。
【請求項４】前記防磁ケースと、前記エアーポンプに
設けられた吸気孔及び吐出孔との間にゴム製のパッキン
グを取り付けた構造を特徴とする請求項１乃至請求項３
の何れかに記載のエアーポンプ。
【請求項５】前記レバーの一端に前記永久磁石を設
け、前記レバーの他端に前記防磁ケースを貫通して前記
空気圧縮室と外部の空間とを連通する孔を設けたことを
特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のエア
ーポンプ。