JP2019108828A - 電磁振動型ダイヤフラムポンプ及び電磁振動型ダイヤフラムポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー効率に優れた電磁振動型ダイヤフラムポンプ及び電磁振動型ダイヤフラムポンプシステムを提供する。【解決手段】振動子４を支持する板状部材からなる板バネ５１を備え、板バネは、板バネの厚み方向が第一方向と一致するように配置されており、第一方向から見たときに、第一方向に直交する第二方向に延在すると共に互いに平行に配置された一対の延在部５１Ａ，５１Ｂと、一対の延在部における一方の端部同士を接続する折返部５１Ｃと、一対の延在部のうち一方の延在部における一方の端部５１Ｆとは反対側の端部５１Ｄ近傍に設けられ、フレーム１０に固定される支点部ＦＰと、一対の延在部のうち他方の延在部における一方の端部５１Ｇとは反対側の端部５１Ｅ近傍に設けられ、振動子に固定される動点部ＭＰと、を有し、支点部と動点部とは、第一方向及び第二方向に直交する方向に一直線上に配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、電磁振動型ダイヤフラムポンプ及び電磁振動型ダイヤフラムポンプシステムに関する。

磁石を有する振動子を電磁石の交流駆動により振動させて、振動子の両端に固定されたダイヤフラムを振動させることにより、気体又は液体等の流体を吸入して吐出する、例えば、電磁振動型ダイヤフラムポンプが知られている。例えば、特許文献１には、永久磁石等からなる磁石が固定された振動子と、振動子の両端に設けられたゴム等からなるダイヤフラムと、磁石と対向するように配置される電磁石と、を備え、これらが筐体の内部に収容されている電磁振動型ダイヤフラムポンプが開示されている。

特開２０１２−２２５２００号公報

このような電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、振動子と電磁石との空隙が狭くなると、振動子と電磁石とが接触し、破壊又はポンプ性能が低下する場合がある。このため、電磁振動型ダイヤフラムポンプに用いられるダイヤフラムは、振動子と、振動子に対向する電磁石との空隙が略一定になるように、前述ダイヤフラムの厚さ又は材料が選択されて配置される。しかしながら、このような観点で選択されたダイヤフラムは、一般的にダイヤフラムを介した往復運動に多くのエネルギーが必要となる。

そこで、本発明の目的は、エネルギー効率に優れた電磁振動型ダイヤフラムポンプ及び電磁振動型ダイヤフラムポンプシステムを提供することにある。

本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、磁石が固定された振動子と、振動子の磁石と対向して設けられると共に振動子を第一方向に往復運動させる電磁石と、振動子の第一方向における少なくとも一端部に設けられるダイヤフラムと、振動子、電磁石及びダイヤフラムを収容する筐体と、を備える、電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、振動子を支持する板状部材からなる板バネを備え、板バネは、板バネの厚み方向が第一方向と一致するように配置されており、第一方向から見たときに、第一方向に直交する第二方向に延在すると共に互いに平行に配置された一対の延在部と、一対の延在部における一方の端部同士を接続する折返部と、一対の延在部のうち一方の延在部における一方の端部とは反対側の端部近傍に設けられ、筐体に固定される支点部と、一対の延在部のうち他方の延在部における一方の端部とは反対側の端部近傍に設けられ、振動子に固定される動点部と、を有し、支点部と動点部とは、第一方向及び第二方向に直交する方向に一直線上に配置されている。

上記電磁振動型ダイヤフラムポンプは、板バネによって振動子が支持されるので、往復運動以外の方向への動きを規制する機能をダイヤフラムにのみに持たせた場合と比べて、ダイヤフラムの強度を小さくすることができる、したがって、振動子に往復運動を作用させる場合のエネルギーを少なくすることができる。更に、上記電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、筐体に固定される支点部と振動子に固定される動点部とが、第一方向及び第二方向に直交する方向に一直線上に配置されているので、振動子が往復運動をする際の支点部に生じる回転モーメントが小さくなる。これにより、振動子に往復運動を作用させる場合のエネルギーをより少なくすることができる。これらの結果、エネルギー効率に優れた電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することができる。なお、ここでいう「平行」、「一致」、及び「一直線上」は、「略平行」、「略一致」、及び「略一直線上」を含む概念である。また「端部」は「端部近傍」を含む概念である。

板バネは、第一方向に作用する力に対して、支点部を支点とし、動点部に対し第一方向の力を作用させた場合に、一対の延在部における第一方向へのそれぞれの変形量が互いに等しくなるように形成されていてもよい。この電磁振動型ダイヤフラムポンプは、振動子の往復運動において、往復運動方向である第一方向に直交する方向への動き（運動）が抑制される。これにより、エネルギーを第一方向への往復運動に効果的に変換することができる。この結果、より一層エネルギー効率に優れた電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することができる。

本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、磁石が固定された振動子と、振動子の磁石と対向して設けられると共に振動子を第一方向に往復運動させる電磁石と、振動子の第一方向における少なくとも一端部に設けられるダイヤフラムと、振動子、電磁石及びダイヤフラムを収容する筐体と、を備える、電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、振動子を支持する板状部材からなる板バネを備え、板バネは、板バネの厚み方向が第一方向と一致するように配置されており、第一方向から見たときに、第一方向に直交する第二方向に延在すると共に互いに平行に配置された一対の延在部と、一対の延在部における一方の端部同士を接続する折返部と、一対の延在部のうち一方の延在部における一方の端部とは反対側の端部に設けられ、筐体に固定される支点部と、一対の延在部のうち他方の延在部における一方の端部とは反対側の端部に設けられ、振動子に固定される動点部と、を有し、板バネは、第一方向に作用する力に対して、支点部を支点とし、動点部に対し第一方向の力を作用させた場合に、一対の延在部における第一方向へのそれぞれの変形量が互いに等しくなるように形成されている。

上記電磁振動型ダイヤフラムポンプは、板バネによって振動子が支持されるので、往復運動以外の方向への動きを規制する機能をダイヤフラムにのみに持たせた場合と比べて、ダイヤフラムの強度を小さくすることができる、したがって、振動子に往復運動を作用させる場合のエネルギーを減少させることができる。更に、上記電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、振動子の往復運動において、往復運動方向である第一方向に直交する方向への動き（運動）を抑制することができる。これにより、エネルギーを第一方向への往復運動に効果的に変換することができる。これらの結果、エネルギー効率に優れた電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することができる。なお、ここでいう「平行」、「一致」、及び「等しい」は、「略平行」、「略一致」、及び「略等しい」を含む概念である。

振動子と電磁石とは、第一方向及び第二方向に直交する方向において互いに対向していてもよい。この構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、第一方向及び第二方向に直交する方向と磁界方向とを一致させることができる。

板バネの第一方向から見た形状は、第二方向に対して線対称であってもよい。この電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、支点部を支点とし、動点部に対し第一方向の力を作用させた場合に、一対の延在部における第一方向への変形量が互いに等しくなるような板バネを容易に形成することができる。

板バネは、第一方向に複数配列されていてもよい。この構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、ダイヤフラムにおける往復運動以外の方向への動きを規制する機能の負担を、より一層軽減することができる。

電磁振動型ダイヤフラムポンプは、互いに隣接する板バネの間に配置され、互いの折返部のそれぞれにおける少なくとも一部に固着されている保持部を更に備えており、複数の板バネは、保持部によって一体化している。この構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、板バネにおいて異常振動が発生することを低減することができる。

保持部は、弾性部材であってもよい。この場合、板バネにおいて異常振動が発生することを、より効果的に低減することができる。

複数の板バネは、支点部及び動点部において、互いの間隔を保持する間隔保持部材を介して配置されていてもよい。この構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、互いに隣接する板バネ同士が接触することを回避できる。

支点部と電磁石とは、第一方向及び第二方向に直交する方向において振動子を挟んで配置されていてもよい。この構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、支点部において発生する振動と電磁石において発生する振動との共振等の不具合を抑制することができる。

筐体は、第一方向及び第二方向に直交する方向の一方に開口部を有する本体部と、開口部を覆う蓋部と、を有しており、第一方向及び第二方向に直交する方向は鉛直方向であり、開口部は筐体の鉛直方向上方に開口を有し、板バネと振動子と蓋部とは、振動ユニットとして一体的に構成されており、蓋部には、板バネの支点部が固定されていてもよい。電磁石と磁石を配置した振動子を組み立ては、磁力を受けながらの作業となるため困難であることが多い。上記構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、電磁石が組み付けられた筐体の開口部に、振動ユニットの板バネ及び振動子を挿入し、蓋部を筐体に固定するだけの容易な作業で、ダイヤフラムポンプを組み立てることができる。これにより、組み立て時の作業性に優れた電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することができる。

支点部と電磁石とは、第一方向及び第二方向に直交する方向において振動子に対して同じ側に配置されていてもよい。この構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、支点部において発生する振動の発生位置と電磁石において発生する振動の発生位置とを互いに近づけることができる。このため、振動点が重心に近くなり、振動の影響の発生する部位が広範囲に及ぶことを抑制できる。

第一方向及び第二方向に直交する方向は鉛直方向であり、電磁石及び支点部は、振動子の下方に配置されていてもよい。この構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、振動の発生源を筐体下方とすることができるので、振動の発生源が筐体上方にある場合と比べて、稼働時の安定性に優れる。特に、出力が大きなダイヤフラムポンプにおいて効果が大きい。

電磁振動型ダイヤフラムポンプは、動点部及び支点部の一方に設けられる電流の入力部と、動点部及び支点部の他方に設けられる電流の出力部と、板バネにおける入力部と出力部との間に流れる電流を検知する電流検知部と、電流検知部における電流の検知の有無に基づいて、板バネの損傷の有無を判定する判定部と、を更に備えていてもよい。この構成の電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、簡易な構成によって板バネの損傷の有無を判定することができるので、メンテナンス性に優れる。ここでいう「動点部」及び「支点部」には、「動点部の近傍」及び「支点部の近傍」が含まれる概念である。

本発明によれば、エネルギー効率に優れた電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することができる。

第一実施形態の電磁振動型流体ポンプを示す断面図である。 図１のＩＩ−ｉｉ線から見た断面図である。 図１の振動子支持体、振動子、ダイヤフラム及び電磁石を拡大して示す平面図である。 図１の振動子支持体、振動子、ダイヤフラム及び電磁石を拡大して示す正面図である。 図１の振動子支持体、振動子、ダイヤフラム及び電磁石を拡大して示す側面図である。 図１の振動子支持体、振動子、ダイヤフラム及び電磁石を拡大して示す斜視図である。 図１の変形時の板バネを上方から見た平面図である。 第二実施形態の振動子支持体、振動子、ダイヤフラム及び電磁石を拡大して示す平面図である。 第二実施形態の振動子支持体、振動子、ダイヤフラム及び電磁石を拡大して示す側面図である。 第二実施形態の振動子支持体、振動子、ダイヤフラム及び電磁石を拡大して示す斜視図である。 変形例に係る振動子支持体、振動子、ダイヤフラム及び電磁石を拡大して示す側面図である。 変形例に係るダイヤフラムポンプの機能構成を示す機能ブロック図である。 変形例に係る振動子支持体、振動子及び電磁石を拡大して示す平面図である。

（第一実施形態）
以下、図面を参照して第一実施形態に係る電磁振動型ダイヤフラムポンプ１（以後、単に「ダイヤフラムポンプ１」と示す。）について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。以下、図１に示されるように、振動子４の延在方向（往復運動方向）をＸ軸方向と定義して、板バネ５１の延在方向をＹ軸方向と定義して、また、図２に示されるように、磁石４Ｂ，４Ｂと電磁石３とが互いに対向する方向（鉛直方向）をＺ軸方向と定義して、第一実施形態の説明を行う。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交する直交座標系を構成する。

図１及び図２に示されるように、ダイヤフラムポンプ１は、電磁石３と、振動子４と、ダイヤフラム５と、フレーム（筐体）１０と、ポンプケーシング３０と、振動子支持部５０と、を備えている。

電磁石３は、振動子４の平板部材４Ｃにおける主面に対向して配置されている。電磁石３は、例えば、交流電流により駆動する。電磁石３は、鉄心（コア）の周りに電線が巻回されることにより励磁コイルが形成されている。励磁コイルは、交流電流が流れることにより、コアに現れる極性が交流電流の位相により変化する。一対の電磁石３，３は、互いに逆の極性となるように形成されている。電磁石３は、フレーム１０に固定されている。

振動子４は、電磁石３に対してＸ軸方向（第一方向）及びＹ軸方向（第二方向）に直交するＺ軸方向（鉛直方向）において対向するように配置されている。振動子４は、Ｘ軸方向に延在する軸部材４Ａ，４Ａと、磁石４Ｂ，４Ｂと、平板部材４Ｃと、挟持部材４Ｄ，４Ｄと、を有している。軸部材４Ａ，４Ａは、例えば非磁性体材料からなる棒状体である。磁石４Ｂ，４Ｂは、例えば永久磁石であり、平板部材４Ｃの一方の主面にＳ極及びＮ極が現れるように二個配置されている。平板部材４Ｃは、例えば非磁性体材料からなる板状体である。挟持部材４Ｄ，４Ｄは、後段にて詳述するダイヤフラム５を挟持する。挟持部材４Ｄ，４Ｄは、穴部５Ａの外縁よりもサイズが大きな外縁を有する円形の板状体である。

ダイヤフラム５は、Ｘ軸方向における振動子４の両端に設けられている。具体的には、ダイヤフラム５は、挟持部材４Ｄ，４Ｄに挟持された状態で、ポンプケーシング３０に固定されている。ダイヤフラム５は、例えば、ポリエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）又はフッ素ゴム等の弾力性のある材料により形成されている。ダイヤフラム５は、略中心部に形成された穴部５Ａを有する円環形状の板状体である。

フレーム１０は、例えば、アルミニウム等の金属、又はポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）等の樹脂からなり、電磁石３、振動子４及びダイヤフラム５を収容可能に形成されている。フレーム１０は、上方に形成された開口部１１Ａと、振動子４の往復運動方向、すなわち、Ｘ軸方向における両端に形成されている開口部１１Ｂ，１１Ｂとを有する本体部１１と、開口部１０Ａを覆う蓋部１３と、を有している。開口部１１Ｂ，１１Ｂは、後段にて詳述するポンプケーシング３０により覆われる。蓋部１３には、鉄等の金属材料からなる平板１４が接触されている。平板１４は、主に蓋部１３の補強を目的として配置される。平板１４は、平面視において蓋部１３の全体を覆うように配置されてもよいし、蓋部１３の一部を覆うように配置されてもよい。

ポンプケーシング３０は、例えば、アルミニウム等の金属、又はＰＢＴ樹脂等の樹脂からなり、吐出管４８Ａと、吐出室４８と、吸入室４９と、を有している。また、ポンプケーシング３０は、フレーム１０に接続されることにより圧縮室４７が形成される。また、吸入室４９と圧縮室４７との間には吸入弁４５が配置されている。吸入弁４５は、吸入室４９に比べ圧縮室４７の圧力が低くなったら開く弁であり、吸入室４９から圧縮室４７へ流体を一方向に流す。吐出弁４６は、吐出室４８と圧縮室４７との間に配置されている。吐出弁４６は、吐出室４８に比べ圧縮室４７の圧力が高くなったら開く弁であり、圧縮室４７から吐出室４８へ流体を一方向に流す。すなわち、振動子４の往復運動により振動するダイヤフラム５によって、吸入管（図示せず）を経て吸入された流体は、吸入室４９から吸入弁４５を介して圧縮室４７に入る。次に、圧縮室４７に吸入された流体は、圧縮室４７から吐出弁４６を介して吐出室４８に入り、吐出室４８から吐出管４８Ａを経て外部に吐出される。

振動子支持部５０は、振動子４を支持する板状部材からなる複数の板バネ５１を含んで構成されている。第一実施形態では、振動子４がダイヤフラム５のみによって支持されているのではなく、振動子支持部５０、すなわち、複数の板バネ５１によって支持されている点に一つの特徴がある。

図５に示されるように、板バネ５１は、例えば、ステンレス等の金属材料からなり、全体が均一の厚みを有する板状部材である。板バネ５１は、板バネ５１の厚み方向（板バネ５１の主面に直交するＸ軸方向）から見たときに、厚み方向に直交するＹ軸方向（第二方向）に延在すると共に互いに平行（略平行も含む）に配置された一対の延在部５１Ａ，５１Ｂと、一対の延在部５１Ａ，５１Ｂにおけるそれぞれの一方の端部５１Ｆ，５１Ｇ同士を接続する折返部５１Ｃと、を有している。言い換えれば、板バネ５１は、Ｙ軸方向に沿って端部５１Ｄから端部５１Ｆに向かって延在し、端部５１Ｆから折り返し、再びＹ軸方向に端部５１Ｇから端部５１Ｅに向かって延在する、延在部５１Ａ、折返部５１Ｃ及び延在部５１Ｂから形成されている。更に言い換えれば、板バネ５１は、厚み方向から見た形状がコの字状に形成されている。なお、厚み方向から見た板バネ５１の形状は、例えば、Ｕ字状であってもよい。

板バネ５１は、更に、一対の延在部５１Ａ，５１Ｂのうち一方の延在部５１Ａにおける一方の端部５１Ｆとは反対側の端部５１Ｄ近傍に設けられ、フレーム１０に固定される支点部ＦＰと、一対の延在部５１Ａ，５１Ｂのうち他方の延在部５１Ｂにおける一方の端部５１Ｇとは反対側の端部５１Ｅ近傍に設けられ、振動子４に固定される動点部ＭＰと、を有している。図７に示されるように、板バネ５１は、支点部ＦＰを支点とし、動点部ＭＰに対して振動子４の軸方向（Ｘ軸方向）に作用する力Ｆに対して、一対の延在部５１Ａ，５１Ｂにおける振動子４の軸方向への変形量Ｌ１，Ｌ２が互いに等しくなるように形成されている。支点部ＦＰは、延在部５１ＡのＹ軸方向における中心位置よりも端部５１Ｄ側に設けられ、動点部ＭＰとは、延在部５１ＢのＹ軸方向における中心位置よりも端部５１Ｅ側に設けられる。

上述したように、変形量Ｌ１，Ｌ２が互いに等しくなるような板バネとして、第一実施形態では、図５に示されるように、Ｘ軸方向から見たときに、Ｙ軸方向に延びる直線ＢＬに対して線対称となるように形成された板バネ５１を採用する。なお、上記第一実施形態の板バネ５１は、一例であり、例えば、板状部材の厚み、厚み方向から見た形状、及び材質等を適宜組み合わせることにより、上記変形量Ｌ１，Ｌ２が互いに等しくなるように形成された板バネを用いてもよい。

図２に示されるように、板バネ５１は、第一固定部１５を介してフレーム１０の蓋部１３に固定されている。支点部ＦＰが第一固定部１５に固定された板バネ５１は、板バネ５１の厚み方向がＸ軸方向と一致するように配置されている。また、板バネ５１は、Ｘ軸方向に複数配列されている。図４及び図６に示されるように、第一実施形態では、第一固定部１５を挟んで三枚ずつの板バネ５１（合計六枚の板バネ５１）が配置されている。Ｘ軸方向において第一固定部１５の両方にそれぞれ配置された三枚の板バネ５１は、支点部ＦＰにおいて、すなわち、第一固定部１５と固定される部位において、互いの間隔を保持する第一間隔保持部材５７を介して配置されている。第一間隔保持部材５７は、例えば、ポリアセタール樹脂等の材料により形成されている。

板バネ５１は、第二固定部１７を介して振動子４の平板部材４Ｃに固定されている。動点部ＭＰが第二固定部１７に固定された板バネ５１は、板バネ５１の厚み方向がＸ軸方向と一致するように配置されている。Ｘ軸方向における一方に配置された三枚の板バネ５１は、動点部ＭＰにおいて、すなわち、第二固定部１７と固定される部位において、互いの間隔を保持する第二間隔保持部材５５を介して配置されている。第二間隔保持部材５５は、例えば、ポリアセタール樹脂等の材料により形成されている。

図３に示されるように、互いに隣接する板バネ５１の間には、互いの折返部５１Ｃのそれぞれにおける一部に保持部５３が固着されている。保持部５３と板バネ５１とは、例えば、互いに嵌合されること（嵌め込み構造）により互いに固着されている。Ｘ軸方向において第二固定部１７の両方にそれぞれ配置された三枚の板バネ５１は、保持部５３によって一体化されている。保持部５３は、例えば、ゴム等の弾性部材によって形成されている。

図４に示されるように、六枚の板バネ５１におけるそれぞれの支点部ＦＰと動点部ＭＰとは、振動子４の停止時（ダイヤフラムポンプ１が稼働していない時）に、Ｘ軸方向（第一方向）及びＹ軸方向（第二方向）に直交する方向、すなわち、Ｚ軸方向（鉛直方向）に一直線上に配置されている。

複数の板バネ５１を含んで構成される振動子支持部５０と振動子４と蓋部１３とは、振動ユニット７として一体的に構成されている。板バネ５１の支点部ＦＰは、第一固定部１５を介して蓋部１３に固定されている。第一固定部１５は、例えば、ＰＢＴ樹脂等の材料から形成されている。板バネ５１の支点部ＦＰは、第二固定部１７を介して振動子４に固定されている。第二固定部１７は、例えば、ＰＢＴ樹脂等の部材から形成されている。また、図５及び図６に示されるように、複数の板バネ５１におけるそれぞれの支点部ＦＰと電磁石３とは、Ｚ軸方向（鉛直方向）において振動子４を挟んで配置されている。

ダイヤフラムポンプ１では、電磁石３が固定されたフレーム１０の開口部１１Ａから振動ユニット７が挿入される。詳細には、振動ユニット７は、開口部１１Ａを上方に向けて配置されたフレーム１０の上方から、振動子４が下方に配置された状態で挿入される。そして、蓋部１３が本体部１１に固定される。これにより、電磁石３に対して振動子４の位置決めが完了する。次に、振動子４の両端に配置された挟持部材４Ｄ．４Ｄにダイヤフラム５が固定される。詳細には、ダイヤフラム５は、挟持部材４Ｄ．４Ｄによって穴部５Ａが覆われるように挟持されて固定される。次に、ダイヤフラム５の外縁５Ｂをポンプケーシング３０に固定し、固定された状態のポンプケーシング３０をフレーム１０に固定する。これにより、ダイヤフラムポンプ１が完成する。

次に、第一実施形態のダイヤフラムポンプ１の作用効果について説明する。第一実施形態のダイヤフラムポンプ１は、板バネ５１によって振動子４が支持されるので、往復運動（Ｘ軸方向）以外の方向への動きを規制する機能（役割）をダイヤフラム５にのみに持たせた場合と比べて、ダイヤフラム５の強度を小さくすることができる、したがって、振動子４に往復運動を作用させる場合のエネルギーを少なくすることができる。更に、上記ダイヤフラムポンプ１では、フレーム１０に固定される支点部ＦＰと振動子４に固定される動点部ＭＰとが、Ｘ軸方向（第一方向）及びＹ軸方向（第二方向）に直交するＺ軸方向（鉛直方向）に一直線上に配置されているので、振動子４が往復運動をする際の支点部ＦＰに生じる回転モーメントを小さくなる。これにより、振動子４に往復運動を作用させる場合のエネルギーをより少なくすることができる。これらの結果、エネルギー効率に優れたダイヤフラムポンプ１を提供することができる。

また、板バネ５１は、支点部ＦＰを支点とし、動点部ＭＰに対しＸ軸方向に力Ｆを作用させた場合に、一対の延在部５１Ａ，５１ＢにおけるＸ軸方向への変形量が互いに等しくなるように形成されている。このため、振動子４の往復運動において、往復運動方向であるＸ軸方向（第一方向）に直交する方向への動き（運動）が抑制される。これにより、エネルギーをＸ軸方向（第一方向）への往復運動に効果的に変換することができる。この結果、より一層エネルギー効率に優れたダイヤフラムポンプ１を提供することができる。

また、第一実施形態の板バネ５１のＸ軸方向（第一方向）から見た形状は、Ｙ軸方向（第二方向）の直線ＢＬに対して線対称に形成されている。これにより、支点部ＦＰを支点とし、動点部ＭＰに対しＸ軸方向に力Ｆを作用させた場合に、一対の延在部５１Ａ，５１ＢにおけるＸ軸方向への変形量Ｌ１，Ｌ２が互いに等しくなるような板バネ５１を容易に形成することができる。

また、第一実施形態の板バネ５１は、Ｘ軸方向（第一方向）に複数配列されているので、ダイヤフラム５における往復運動以外の方向への動きを規制する機能の負担が、より一層軽減される。

また、第一実施形態の複数の板バネ５１は、保持部５３によって一体化されている。これにより、板バネ５１における異常振動の発生を低減することができる。

また、第一実施形態の保持部５３は、弾性部材であるので、板バネ５１における異常振動の発生を、より効果的に低減することができる。

また、第一実施形態の複数の板バネ５１は、支点部ＦＰにおいて、互いの間隔を保持する第一間隔保持部材５７を介して配置されていると共に、動点部ＭＰにおいて、互いの間隔を保持する第二間隔保持部材５５を介して配置されている。これにより、互いに隣接する板バネ５１，５１同士が接触することを回避できる。

また、支点部ＦＰと電磁石３とは、Ｚ軸方向（鉛直方向）において振動子４を挟んで配置されているので、支点部ＦＰにおいて発生する振動と電磁石３において発生する振動との共振等の不具合を抑制することができる。

また、板バネ５１と振動子４と蓋部１３とは、振動ユニット７として一体的に構成されており、蓋部１３には、板バネ５１の支点部ＦＰが固定されている。上記構成のダイヤフラムポンプ１では、電磁石３が組み付けられたフレーム１０の開口部１１Ａに、振動ユニット７の板バネ５１及び振動子４を挿入し、蓋部１３を本体部１１に固定するだけの容易な作業で、ダイヤフラムポンプ１を組み立てることができる。これにより、組み立て時の作業性に優れたダイヤフラムポンプ１を提供することができる。

また、支点部ＦＰと電磁石３とは、振動子４に対して同じ側に配置されている。この構成のダイヤフラムポンプ１では、支点部ＦＰにおいて発生する振動の発生位置と電磁石３において発生する振動の発生位置とを互いに近づけることができるので、振動の影響の発生する部位が広範囲に及ぶことを抑制できる。

（第二実施形態）
以下、主に図８〜図１０を参照して第二実施形態に係る電磁振動型ダイヤフラムポンプ１について説明する。なお、ここでは、第一実施形態に係る電磁振動型ダイヤフラムポンプ１と同じ構成の部分については説明を省略する。第一実施形態に係る電磁振動型ダイヤフラムポンプ１では、図５に示されるように、支点部ＦＰと電磁石３とはＺ軸方向（支点部ＦＰと動点部Ｍとを結ぶ直線方向）に振動子４を挟んで配置されているのに対し、第二実施形態に係る電磁振動型ダイヤフラムポンプ１では、図１０に示されるように、支点部ＦＰと電磁石３とが振動子４に対してＺ軸方向において同じ側に配置されている。以下、詳細に説明する。

図９に示されるように、振動子４は、Ｘ軸方向に延在する軸部材４Ａ，４Ａと、磁石４Ｂ，４Ｂと、平板部材４Ｃと、挟持部材４Ｄ，４Ｄと、接続部材４Ｅ，４Ｅと、を有している。接続部材４Ｅ，４Ｅは、例えば非磁性体材料からなる板状体であり、軸部材４Ａと平板部材４Ｃとを接続する。なお、軸部材４Ａ，４Ａ、磁石４Ｂ，４Ｂは、平板部材４Ｃ、及び挟持部材４Ｄ，４Ｄは、第一実施形態と同じであるので、詳細な説明は省略する。

図１０に示される板バネ５１の材料、形状、厚み、及び作用する力Ｆ（図７参照）に対する変形量等は、第一実施形態と同様である。板バネ５１は、一対の延在部５１Ａ，５１Ｂのうち一方の延在部５１Ａにおける一方の端部５１Ｆとは反対側の端部５１Ｄ近傍に設けられ、電磁石３に固定される支点部ＦＰと、一対の延在部５１Ａ，５１Ｂのうち他方の延在部５１Ｂにおける一方の端部５１Ｇとは反対側の端部５１Ｅ近傍に設けられ、振動子４に固定される動点部ＭＰと、を有している。

図９に示されるように、支点部ＦＰが電磁石３に固定された板バネ５１は、板バネ５１の厚み方向がＸ軸方向と一致するように配置されている。また、板バネ５１は、Ｘ軸方向に複数配列されている。図８及び図９に示されるように、第二実施形態では、電磁石３を挟んで三枚ずつの板バネ５１（合計六枚の板バネ５１）が配置されている。Ｘ軸方向において電磁石３の両方にそれぞれ配置された三枚の板バネ５１は、支点部ＦＰにおいて、すなわち、電磁石３と固定される部位において、互いの間隔を保持する第一間隔保持部材５７を介して配置されている。第一間隔保持部材５７は、例えば、ポリアセタール樹脂等の材料により形成されている。

板バネ５１は、接続部材４Ｅを介して振動子４の平板部材４Ｃに固定されている。動点部ＭＰが接続部材４Ｅに固定された板バネ５１は、板バネ５１の厚み方向がＸ軸方向と一致するように配置されている。Ｘ軸方向における一方に配置された三枚の板バネ５１は、動点部ＭＰにおいて、すなわち、接続部材４Ｅと固定される部位において、互いの間隔を保持する第二間隔保持部材５５を介して配置されている。第二間隔保持部材５５は、例えば、ポリアセタール樹脂等の材料により形成されている。

図８に示されるように、互いに隣接する板バネ５１の間には、互いの折返部５１Ｃ（図１０参照）のそれぞれにおける一部に保持部５３が固着されている。保持部５３と板バネ５１とは、例えば、互いに嵌合されること（嵌め込み構造）により互いに固着されている。図９に示されるように、Ｘ軸方向において電磁石３の両方にそれぞれ配置された三枚の板バネ５１は、保持部５３によって一体化されている。保持部５３は、例えば、ゴム等の弾性部材によって形成されている。

図１０に示されるように、六枚の板バネ５１におけるそれぞれの支点部ＦＰと動点部ＭＰとは、振動子４の停止時（ダイヤフラムポンプ１が稼働していない時）に、Ｘ軸方向（第一方向）及びＹ軸方向（第二方向）に直交する方向、すなわち、Ｚ軸方向（鉛直方向）に一直線上に配置されている。

複数の板バネ５１を含んで構成される振動子支持部５０と振動子４と電磁石３とは、振動ユニット７として一体的に構成されている。板バネ５１の支点部ＦＰは、電磁石３を介してフレーム１０に固定されている。板バネ５１の動点部ＭＰは、接続部材４Ｅを介して振動子４に固定されている。接続部材４Ｅは、例えば、例えば非磁性体材料等から形成されている。

第二実施形態のダイヤフラムポンプ１についても、第一実施形態のダイヤフラムポンプ１と同様の作用効果を得ることができる。また、図１０に示されるように、支点部ＦＰと電磁石３とが振動子４に対してＺ軸方向において同じ側に配置されている構成の第二実施形態のダイヤフラムポンプ１には、図５に示されるように、支点部ＦＰと電磁石３とが、Ｚ軸方向（鉛直方向）において振動子４を挟んで配置されている第一実施形態の構成にはない特有の作用効果を有している。すなわち、第二実施形態のダイヤフラムポンプ１では、支点部ＦＰにおいて発生する振動の発生位置と電磁石３において発生する振動の発生位置とを互いに近づけることができる。このため、振動の影響の発生する部位が広範囲に及ぶことを抑制できる。また、電磁石３及び動点部ＭＰは、振動子４の下方に配置されているので、振動の発生源をフレーム１０の下方とすることができる。このため、振動の発生源がフレーム１０の上方にある場合と比べて、稼働時の安定性に優れる。特に、出力が大きなダイヤフラムポンプにおいて効果が大きい。

支点部ＦＰと電磁石３とが振動子４に対してＺ軸方向において同じ側に配置されている構成のダイヤフラムポンプ１の一例として、上述の第二実施形態のダイヤフラムポンプ１を例に挙げて説明したが、この構成に限定されない。上述の第二実施形態のダイヤフラムポンプ１の動点部ＭＰは、振動子４の下方に設けられているが、例えば、図１１に示されるように、振動子４の上方に設けられてもよい。また、上記第二実施形態では、支点部ＦＰが電磁石３に設けられる例を挙げて説明したが、フレーム１０の本体部１１に直接固定される構成であってもよい。

以上、第一及び第二実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（変形例１）
上記第一又は第二実施形態では、図７に示されるように、振動子支持部５０を構成する複数の板バネ５１として、支点部ＦＰを支点とし、動点部ＭＰに対しＸ軸方向に力Ｆを作用させた場合に、一対の延在部５１Ａ，５１ＢにおけるＸ軸方向への変形量が互いに等しくなるように形成されている板バネを採用した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。支点部ＦＰと動点部ＭＰとが、板バネ５１の厚み方向（第一方向）及び板バネ５１の延在方向（第二方向）に直交する方向に一直線上に配置されてさえいれば、振動子４に往復運動を作用させる場合のエネルギーをより少なくすることができるので、エネルギー効率に優れたダイヤフラムポンプ１を提供することができる。

（変形例２）
上記第一実施形態、第二実施形態、又は変形例では、図４に示されるように、六枚の板バネ５１におけるそれぞれの支点部ＦＰと動点部ＭＰとは、振動子４の停止時（ダイヤフラムポンプ１が稼働していない時）に、Ｘ軸方向（第一方向）及びＹ軸方向（第二方向）に直交する方向、すなわち、Ｚ軸方向（鉛直方向）に一直線上に配置されている例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。上述のように支点部ＦＰと動点部ＭＰとが一直線上に配置されていなくても、振動子支持部５０を構成する複数の板バネ５１が、Ｘ軸方向一対の延在部５１Ａ，５１ＢにおけるＸ軸方向への変形量が互いに等しくなるように形成されてさえいれば、振動子４に往復運動を作用させる場合のエネルギーをより少なくすることができるので、エネルギー効率に優れたダイヤフラムポンプ１を提供することができる。

（変形例３）
上記第一実施形態、第二実施形態、又は変形例の構成に加えて、図１２に示されるように、ダイヤフラムポンプ１は、動点部ＭＰ近傍及び支点部ＦＰ近傍の一方に設けられる電流の入力部９１と、動点部ＭＰ近傍及び支点部ＦＰ近傍の他方に設けられる電流の出力部９２と、板バネ５１における入力部９１と出力部９２との間に流れる電流を検知する電流検知部９３と、電流検知部９３における電流の検知の有無に基づいて、板バネ５１の損傷の有無を判定する判定装置（判定部）９４と、を備えていてもよい。

判定装置９４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される。判定装置９４は、ダイヤフラムポンプ１における各種制御処理を実行する。このような各種制御処理は、例えば、ＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されることにより行われる。電流検知部９３と判定装置（判定部）９４とは有線又は無線により互いに通信可能に接続されている。この構成のダイヤフラムポンプ１では、簡易な構成によって板バネ５１の損傷の有無を判定することができるので、メンテナンス性に優れる。

更に、上記判定装置９４は、ダイヤフラムポンプ１として組み込まれるだけでなく、ダイヤフラムポンプ１とは別体の判定装置９４とし、全体で電磁振動型ダイヤフラムポンプシステムを構成してもよい。この場合、遠隔からダイヤフラムポンプ１の状態を監視することが可能になる。また、このような構成とした場合、一台のダイヤフラムポンプ１に対して１台の判定装置９４を接続する構成とするだけでなく、複数台のダイヤフラムポンプ１に対して１台の判定装置９４を接続する構成とすることもできる。

（その他の変形例）
上記第一実施形態、第二実施形態、又は変形例では、板バネ５１における動点部ＭＰが、第二固定部１７を介して振動子４の平板部材４Ｃに固定されている例を挙げて説明したが、例えば、図１３に示されるように、振動子４の軸部材４Ａ，４Ａに固定される構成であってもよい。

以上説明した種々の上記第一実施形態、第二実施形態、及び変形例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々、一部又は全部が組み合わせられてもよい。

１…電磁振動型ダイヤフラムポンプ、３…電磁石、４…振動子、５…ダイヤフラム、７…振動ユニット、１０…フレーム（筐体）、１１…本体部、１３…蓋部、３０…ポンプケーシング、５０…振動子支持部、５１，５１…板バネ、５１Ａ，５１Ｂ…延在部、５１Ｃ…折返部、５３…保持部、５５…第二間隔保持部材（間隔保持部材）、５７…第一間隔保持部材（間隔保持部材）、９１…入力部、９２…出力部、９３…電流検知部、９４…判定装置（判定部）、ＦＰ…支点部、ＭＰ…動点部。

Claims (15)

1. 磁石が固定された振動子と、前記振動子の磁石と対向して設けられると共に前記振動子を第一方向に往復運動させる電磁石と、前記振動子の前記第一方向における少なくとも一端部に設けられるダイヤフラムと、前記振動子、前記電磁石及び前記ダイヤフラムを収容する筐体と、を備える、電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、
   前記振動子を支持する板状部材からなる板バネを備え、
   前記板バネは、
   前記板バネの厚み方向が前記第一方向と一致するように配置されており、
   前記第一方向から見たときに、前記第一方向に直交する第二方向に延在すると共に互いに平行に配置された一対の延在部と、前記一対の延在部における一方の端部同士を接続する折返部と、
   前記一対の延在部のうち一方の延在部における前記一方の端部とは反対側の端部に設けられ、前記筐体に固定される支点部と、
   前記一対の延在部のうち他方の延在部における前記一方の端部とは反対側の端部に設けられ、前記振動子に固定される動点部と、を有し、
   前記支点部と前記動点部とは、前記第一方向及び前記第二方向に直交する方向に一直線上に配置されている、電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
2. 前記板バネは、前記支点部を支点とし、前記動点部に対し前記第一方向の力を作用させた場合に、前記一対の延在部における前記第一方向へのそれぞれの変形量が互いに等しくなるように形成されている、請求項１記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
3. 磁石が固定された振動子と、前記振動子の磁石と対向して設けられると共に前記振動子を第一方向に往復運動させる電磁石と、前記振動子の前記第一方向における少なくとも一端部に設けられるダイヤフラムと、前記振動子、前記電磁石及び前記ダイヤフラムを収容する筐体と、を備える、電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、
   前記振動子を支持する板状部材からなる板バネを備え、
   前記板バネは、
   前記板バネの厚み方向が前記第一方向と一致するように配置されており、
   前記第一方向から見たときに、前記第一方向に直交する第二方向に延在すると共に互いに平行に配置された一対の延在部と、前記一対の延在部における一方の端部同士を接続する折返部と、
   前記一対の延在部のうち一方の延在部における前記一方の端部とは反対側の端部に設けられ、前記筐体に固定される支点部と、
   前記一対の延在部のうち他方の延在部における前記一方の端部とは反対側の端部に設けられ、前記振動子に固定される動点部と、を有し、
   前記板バネは、前記支点部を支点とし、前記動点部に対し前記第一方向の力を作用させた場合に、前記一対の延在部における前記第一方向へのそれぞれの変形量が互いに等しくなるように形成されている、電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
4. 前記振動子と前記電磁石とは、前記第一方向及び前記第二方向に直交する方向において互いに対向している、請求項１〜３の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
5. 前記板バネの前記第一方向から見た形状は、前記第二方向に対して線対称である、請求項１〜４の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
6. 前記板バネは、前記第一方向に複数配列されている、請求項１〜５の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
7. 互いに隣接する前記板バネの間に配置され、互いの折返部のそれぞれにおける少なくとも一部に固着されている保持部を更に備えており、
   複数の前記板バネは、前記保持部によって一体化している、請求項６記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
8. 前記保持部は、弾性部材である、請求項７記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
9. 複数の前記板バネは、前記支点部及び前記動点部において、互いの間隔を保持する間隔保持部材を介して配置されている、請求項６〜８の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
10. 前記支点部と前記電磁石とは、前記第一方向及び前記第二方向に直交する方向において前記振動子を挟んで配置されている、請求項１〜９の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
11. 前記筐体は、前記第一方向及び前記第二方向に直交する方向の一方に開口部を有する本体部と、前記開口部を覆う蓋部と、を有しており、
    前記第一方向及び前記第二方向に直交する方向は鉛直方向であり、前記開口部は前記筐体の鉛直方向上方に開口を有し、
    前記板バネと前記振動子と前記蓋部とは、振動ユニットとして一体的に構成されており、
    前記蓋部には、前記板バネの支点部が固定されている、請求項１〜１０の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
12. 前記支点部と前記電磁石とは、前記第一方向及び前記第二方向に直交する方向において前記振動子に対して同じ側に配置されている、請求項１〜９の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
13. 前記第一方向及び前記第二方向に直交する方向は鉛直方向であり、
    前記電磁石及び前記動点部は、前記振動子の下方に配置されている、請求項１２記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
14. 前記動点部及び前記支点部の一方に設けられる電流の入力部と、
    前記動点部及び前記支点部の他方に設けられる電流の出力部と、
    前記板バネにおける前記入力部と前記出力部との間に流れる電流を検知する電流検知部と、
    前記電流検知部における前記電流の検知の有無に基づいて、前記板バネの損傷の有無を判定する判定部と、
    を更に備えている、請求項１〜１３の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
15. 前記動点部及び前記支点部の一方に設けられる電流の入力部と、
    前記動点部及び前記支点部の他方に設けられる電流の出力部と、
    前記板バネにおける前記入力部と前記出力部との間に流れる電流を検知する電流検知部と、を更に備えている、請求項１〜１３の何れか一項記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプと、
    前記電流検知部における前記電流の検知の有無に基づいて、前記板バネの損傷の有無を判定する判定部と、
    を備えている、電磁振動型ダイヤフラムポンプシステム。

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