JP4138989B2 - Valve structure and electromagnetic diaphragm pump using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な弁構造であって複数の通気孔が円形状の弁傘部の中心部を中心として、二重以上の多重円周上に配置された弁構造、およびこれを好適に適用させた電磁式ダイヤフラムポンプに関する。
【0002】
電磁式ダイヤフラムポンプについて言えば、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ように作用する。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。
【0003】
【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。
【0004】
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いる。さらに、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おり、ダイヤフラムの外周縁は、電磁石ケースと、吸入弁および吐出弁を有する弁ケース本体とにより挟持・固定されている。
【0005】
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吸入弁および吐出弁を介して連続的に繰り返される。
【0006】
このような電磁式ダイヤフラムポンプに使用される吸入弁および吐出弁は、アンブレラバルブと呼ばれるものが一般的に多く使用され、このものは、肉薄円形状の弁傘部と、この弁傘部から突出する弁固定用突起を備える形状をなしている。そして、肉薄円形状の弁傘部は、ダイヤフラムの振動に伴い、空気の流通口である通気孔の開閉を制御するように作用する。通常、空気の流通口である通気孔は、吸入弁や吐出弁の弁1個当たり、最大Φ5mm程度の丸穴が1個から10個程度、弁固定軸を中心として1つの円周上に配置され形成されている。
【0007】
ところで、通気孔を通しての通気流量はポンプ性能の指標の一つであり、実際の設計段階で、装置自体の大きさはそのままとし通気流量を大きくとりたい場合がある。ところが、この通気流量を大きくするために通気孔1個当たりの径を大きくすると、通気孔のシール時に背圧力で肉薄の弁傘部が通気孔内に潜り込むように変形するために、シール弁機能としての耐久性が低下するおそれがある。この一方で、通気孔1個当たりの径を小さくして穴の個数を増やすと、通気孔の管抵抗が増し、単位穴面積あたりの流量が減少してしまうという問題がある。このような問題に対処するために、例えば、実公平7−36139号公報に開示されているように、円板形状の弁の数そのものを増やし、2個以上設ける方法も考えられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法では、部品点数が多くなり、組み立て工数の増大や部材管理工数の増大を招き、直接、コストアップの要因となってしまう。また、複数の弁を備えるがゆえに弁トラブル発生による弁交換の管理も複雑となる。さらには、省スペース化への対応が困難であると言える。
【0009】
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、耐久性に優れることはもとより、吐出量の増大が図れ、作業工数の低減化によるコストダウンおよび省スペース化への対応が可能な弁構造およびこれを用いた電磁式ダイヤフラムポンプを提供することにある。
【0010】
【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、本発明の弁構造は、複数の通気孔と、この通気孔の開閉を行う肉薄円形状の弁傘部を有する弁構造であって、前記複数の通気孔は、円形状の弁傘部の中心部を中心として、二重以上の多重円周上に配置されてなるように構成される。
【0011】
また、本発明の好ましい態様として、前記多重円周上に配置される複数の通気孔のうち、最内円周上に配置される通気孔の孔径は、最外円周上に配置される通気孔の孔径よりも大きく設定されてなるように構成される。
【0012】
また、本発明の好ましい態様として、前記多重円周上に配置される複数の通気孔は円形であるように構成される。
【0013】
また、本発明の好ましい態様として、前記多重円周上に配置される複数の通気孔は、外方に向けて広がる実質的な台形であるように構成される。
【0014】
また、本発明の好ましい態様として、同一円周上に配置される複数の通気孔は、同一形状、同一ピッチで配置されるように構成される。
【0015】
また、本発明の好ましい態様として、内側に配置される通気孔は、このものと外側に配置される2つの通気孔とで三角形を形成する位置関係に形成される。
【0016】
本発明の電磁式ダイヤフラムは、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、複数の通気孔と、この通気孔の開閉を行う肉薄円形状の弁傘部を有する吸入弁および吐出弁を1個ずつ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、前記複数の通気孔は、円形状の弁傘部の中心部を中心として、二重以上の多重円周上に配置されてなるように構成される。
【0017】
本発明の弁構造において形成される複数の通気孔は、円形状の弁傘部の中心部を中心として、二重以上の多重円周上に配置されるように構成されているので流量の増大化が図られるとともに作業工数の低減化によるコストダウンおよび省スペース化への対応が可能となる。
【0018】
【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。本発明の弁構造は、その理解を容易にするために、当該弁構造を電磁式ダイヤフラムポンプに適用した場合を、好適例として挙げて以下に説明する。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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吸入弁および吐出弁の代表的な形態を示す斜視図である。
【0022】
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。電磁石ケース10は、一般に、底部基台プレート7の上に直接載置されるのではなく、実質的にクッション作用が働くように、例えば、防振ゴム9を介して設置されている。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15を有し構成される。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
弁ケース本体50には、吸入弁120および吐出弁130がそれぞれ各所定の機能(吸入および吐出)を果たすように特定の向きに取りつけられている。このことは、後述する図3の説明でより明らかになるであろう。
【0027】
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。
【0028】
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100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。
【0029】
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。
【0030】
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24a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23,27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。
【0031】
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。
【0032】
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40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)。
【0033】
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。
【0034】
吸入弁120の詳細な形態が、図4に示されている。この図に示されるごとく吸入弁120は、肉薄円形状の弁傘部121と、この弁傘部121の中央部から突出する弁固定用突起125を備えている。そして、弁固定用突起125が弁ケース本体50に穿設された固定用の孔に装着・固定される(図3)。なお、本発明においては、従来技術で示されているような同一用途(吸入または吐出)での多数の弁を用いることなく、同一用途で1個の弁を用いるようにしているために弁傘部121の大きさは従来の多弁タイプのものと比べてやや大きめに設定される。
【0035】
図4に示されるごとく弁固定用突起125の先端部には、通常、固定後の抜け防止のための突起状係止部126が形成されている。なお、弁傘部121の弁固定用突起125が位置する側の平面121aが、いわゆる(弁)シール側の平面となる。本発明における電磁式ダイヤフラムポンプの場合、この弁傘部のシール側の平面の表面粗度Raが、0.5〜3.0μm、好ましくは0.8〜1.5μmの範囲に設定されるのがよい。本発明で規定される表面粗度Raは、中心線平均粗さと同義であり、JIS B 0601(1982)に準拠して測定される数値である。この表面粗度Raの値が0.5μm未満となり、小さくなり過ぎると騒音の低減が図れなくなるという不都合が生じる。また、この値が3.0μmを超えて大きくなり過ぎると、弁としてのシール性が十分に機能しなくなるという不都合が生じる。
【0036】
このような弁傘部121の厚さは、0.5〜1.5mm、好ましくは0.7〜1.2mmの範囲とするのが良い。このような範囲で弁としてのシール性および騒音の低減化を有効に実現することができる。
【0037】
なお、このようなシール側と反対側の平面121bの中央部(図面の点線で囲まれた部分)は、弁固定用突起125との関係もあり、弁傘部のなかでも強度を維持するためにやや肉厚となっている。
【0038】
この吸入弁120の弁作用により、図3に示されるように外側壁51に二重円周上に配置された複数の通気孔221,222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。
【0039】
吐出弁130の形態そのものは、前述した吸入弁120と基本的に同じであり、その構成は図4に示されるごとく、肉薄円形状の弁傘部131と、この弁傘部131の中央部から突出する弁固定用突起135とを備えている。そして、弁固定用突起135が弁ケース本体50に穿設された固定用の孔に装着固定される(図3)。弁固定用突起135の先端部には、通常、固定後の抜け防止のための突起状係止部136が形成されている。弁傘部131の弁固定用突起135が位置する側の平面131aが、シール側の面となる。この弁傘部132のシール側の平面の表面粗度Raもやはり、前記吸入弁120の場合と同様な設定とされるのがよい。弁傘部131厚さの設定についても同様である。
【0040】
この吐出弁130の弁作用により、図3に示されるように、吐出側外側壁55に二重円周上に配置された複数の通気孔231,232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。
【0041】
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。
【0042】
本発明における発明の要部は、複数の通気孔と、この通気孔の開閉を行う肉薄円形状の弁傘部を有する弁構造であって、前記複数の通気孔は、円形状の弁傘部の中心部を中心として、二重以上の多重円周上に配置されるように構成したところにある。
【0043】
このような発明の要部を、図5〜図8に基づき詳細に説明する。
【0044】
図5(a)は、複数の通気孔を備え、この通気孔の開閉を行うための吸入弁120および吐出弁130が取り付けられる弁ケース本体50の正面図、図5(b)は、図5(a)のA−A断面矢視図である。図6は、複数の通気孔の配置例を説明するための正面図である。図7は、複数の通気孔の他の配置例を説明するための正面図である。図8(a)〜(c)は、弁ケース本体50に取りつけられた吸入弁120および吐出弁130の動作を説明するための図面である。
【0045】
本発明における吸入弁120および吐出弁130の形状は、前述した通りであり(図4)、これらが装着される弁ケース本体50の詳細な形態が図5に示されている。
【0046】
本発明における弁ケース本体50は、図5に示されるように、貫通された吸入用の複数の通気孔であって二重円周上に配置された複数の通気孔221,222と、貫通された吐出用の複数の通気孔であって二重円周上に配置された複数の通気孔231,232と、前記弁体の弁固定用突起125および135を挿入固定するための吸入弁挿入固定用孔57および吐出弁挿入固定用孔58を備えている。
【0047】
吸入用の通気孔(図5(a)の左側部分)は、本実施の形態の場合、内側の円周上(サークルC1)に同一形状(すべて円形)、かつ同一ピッチで配置された通気孔221(図の例では8個)と、外側の円周上(サークルC2)に同一形状(すべて円形)、かつ同一ピッチで配置された通気孔222(図の例では16個)から構成されている。この場合、最内円周上に配置される通気孔221の孔径は、最外円周上に配置される通気孔222の孔径よりも大きく設定されることが望ましい。肉薄円形状の弁傘部が通気孔内に潜り込むように変形することを極力防止し、シール弁としての耐久性を向上させるためである。また、内側に配置される通気孔221は、このものと外側に配置される2つの通気孔222とで三角形を形成する位置関係に形成することが望ましい。耐久性を維持しつつ流量の増大を図りやすくするためである。
【0048】
た、複数の通気孔221,222は、互いに隣り合う最小接近距離が1mm以上あるように形成することが望ましい。弁傘部が密着した時、弁傘部のダメージを極力防止するためである。通気孔221,222の径は、通常、5mm以下とすることが望ましい。
【0049】
吐出用の通気孔(図5(a)の右側部分)もまた、上記吸入用の通気孔と同様な仕様に設定とされる。すなわち、本実施の形態の場合、内側の円周上(サークルC1’)に同一形状(すべて円形)かつ同一ピッチで配置された通気孔231(図の例では8個)と、外側の円周上(サークルC2’)に同一形状(すべて円形)かつ同一ピッチで配置された通気孔232(図の例では16個)から構成されている。この場合、最内円周上に配置される通気孔231の孔径は、最外円周上に配置される通気孔232の孔径よりも大きく設定されることが望ましい。また、内側に配置される通気孔231は、このものと外側に配置される2つの通気孔232とで三角形を形成する位置関係に形成することが望ましい。また、複数の通気孔231,232は、互いに隣り合う最小接近距離が1mm以上あるように形成することが望ましい。
【0050】
本実施の形態の場合には、複数の通気孔を、二重円周上に配置させたものを好適例として挙げているが、これ以外にも、三重〜四重円周上の配置などの多重円周上の配置としてもよい。
【0051】
図6には、図5(a)における吸入用の通気孔(図5(a)の左側部分)の拡大図が、弁傘部121との関係で示されている。通気孔221,222を円形とすることは製造の際の加工が容易となるというメリットがある。
【0052】
図7には図6の変形例が示されている。すなわち、図7に示されるごとく二重円周上に配置される複数の通気孔221a(内側円周),222(外側円周)は、外方に向けて広がる実質的な台形形状をなしている。実質的な台形形状とは、厳密な意味での台形ではなく、多少の湾曲部分が存在したり、角にアールが存在してもよいことを意味する。台形形状とすることにより、配列による穴面積が大きくとれ大流量化が実現しやすくなるというメリットがある。この場合もやはり、内側に配置される通気孔221aは、このものと外側に配置される2つの通気孔222aとで三角形を形成する位置関係に形成することが望ましい。
【0053】
次いで、本発明における吸気弁120および吐出弁130が変形する様子を図8に基づいて説明する。
【0054】
図8(a)には、図4に示される吸入弁120および吐出弁130を、図5に示される弁ケース本体50の吸入弁挿入固定用孔57および吐出弁挿入固定用孔58にそれぞれ挿入して装着した状態が示される。また、弁作用の理解が容易となるように、内側の通気孔221,231のみが断面で見える状態で示されている。
【0055】
ダイヤフラムの変形に伴い、ダイヤフラム室160が膨張して負圧になった時、吸入弁120の弁本体122は開いて、空気がダイヤフラム室160内に吸入される(図8(b))。次いで、ダイヤフラムの逆方向の変形に伴い、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内から吐出室に吐出される(図8(c))。これら図8(b)〜(c)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。
【0056】
本発明において、吸入弁および吐出弁として用いられるゴム材質は特に制限はない。例えば、EPDMやシリコーンゴムが好適な例として挙げられる。ニトリルゴム、フロロシリコーンゴム、ヒドリンゴム、フッ素ゴム等であってもよい。これらは、使用温度や接触流体によっても適宜選定され使用される。
【0057】
なお、本発明の弁構造は、電磁式ダイヤフラムポンプ以外にも、燃料ポンプ用バルブ、血圧計用排気バルブ、ダッシュポット用遅延弁、燃料タンク内圧調整弁、井戸ポンプ空気補給弁、インクジェットプリンター用ポンプ、医療用輸血逆止弁、自動販売機用バルブ等種々の分野での適用が可能である。
【0058】
【発明の効果】
本発明は、複数の通気孔と、この通気孔の開閉を行う肉薄円形状の弁傘部を有する弁構造であって、前記複数の通気孔は、円形状の弁傘部の中心部を中心として、二重以上の多重円周上に配置されるように構成されているので、流量の増大化が図られるとともに作業工数の低減化によるコストダウンおよび省スペース化への対応が可能となるという極めて優れた効果が奏される。弁傘部のシール側の平面の表面粗度を規定することにより騒音の低減化も図られる。
【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】吸入弁および吐出弁の代表的な形態を示す斜視図である。
【図5】図5(a)は、複数の通気孔を備え、この通気孔の開閉を行うための吸入弁および吐出弁が取り付けられる弁ケース本体の正面図、図5(b)は、図5(a)のA−A断面矢視図である。
【図6】複数の通気孔の配置例を説明するための正面図である。
【図7】複数の通気孔の他の配置例を説明するための正面図である。
【図8】図8(a)〜(c)は、弁ケース本体に取りつけられた吸入弁および吐出弁の動作を説明するための図面である。
【符号の説明】
1…電磁式ダイヤフラムポンプ
5…下部タンク容器
7…底部基台プレート
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
120…吸入弁
130…吐出弁
150…吸気室
160…ダイヤフラム室
170…吐出室
221,222,231,232…通気孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a novel valve structure in which a plurality of vent holes are arranged on multiple circumferences of double or more around the center part of a circular valve umbrella part, and this is suitably applied. The present invention relates to an electromagnetic diaphragm pump.
[0002]
Speaking of electromagnetic diaphragm pumps, in particular, by passing an alternating current through the opposing electromagnets, the vibrator interposed between the opposing electromagnets is reciprocated at the same frequency as the alternating current power source, and the both ends of the vibrator are moved. The deformation of the pair of diaphragms arranged so as to face each other is utilized, and the compressed gas is continuously discharged by the volume change in the case partitioned by the diaphragm and the action of the valve. Such an electromagnetic diaphragm pump is used, for example, for aeration in an aeration septic tank, for oxygen supplementation of fish culture, for air fountain such as a bubble bath, a small compressor, and the like.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, for example, an electromagnetic diaphragm pump has been used as one of pumps for aeration of septic tanks and oxygen replenishment of fish farms.
[0004]
Such an electromagnetic diaphragm pump is disposed so as to face a box-shaped electromagnet case having an open upper portion and the electromagnet case as disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 2-83387. A pair of electromagnets fixed to each other and a vibrator that is interposed between opposed surfaces of the pair of electromagnets and reciprocates as the polarity of the electromagnet changes. Furthermore, a pair of diaphragms arranged so as to face each other is formed at both ends of the vibrator, and the outer peripheral edge of the diaphragm is sandwiched between an electromagnet case and a valve case body having an intake valve and a discharge valve. It is fixed.
[0005]
In the electromagnetic diaphragm pump, the vibrator reciprocates as the polarity of the electromagnet changes, and the diaphragm connected to the vibrator vibrates, thereby sucking external air into the compression chamber and compressing the sucked air. The operation of discharge is continuously repeated through the suction valve and the discharge valve.
[0006]
The suction valve and the discharge valve used in such an electromagnetic diaphragm pump are generally used as an umbrella valve, which is a thin-circular valve umbrella part and projects from the valve umbrella part. The shape is provided with a valve fixing protrusion. The thin-circular shaped valve umbrella portion acts to control the opening and closing of the vent hole, which is the air circulation port, in accordance with the vibration of the diaphragm. Normally, the ventilation holes, which are air circulation ports, are arranged on one circumference around the valve fixing shaft, with about 1 to 10 round holes with a maximum diameter of about 5mm per intake valve and discharge valve. Is formed.
[0007]
By the way, the air flow rate through the vent hole is one of the indexes of the pump performance, and there is a case where it is desired to increase the air flow rate while keeping the size of the apparatus itself at the actual design stage. However, if the diameter per vent hole is increased in order to increase the ventilation flow rate, a thin valve umbrella portion is deformed so as to sink into the vent hole due to back pressure when sealing the vent hole. There is a possibility that the durability as a lowering. On the other hand, when the diameter per vent hole is reduced and the number of holes is increased, the tube resistance of the vent hole is increased and the flow rate per unit hole area is reduced. In order to cope with such a problem, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 7-36139, a method of increasing the number of disc-shaped valves themselves and providing two or more can be considered.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a method, the number of parts increases, which causes an increase in assembly man-hours and an increase in member management man-hours, which directly increases costs. In addition, since a plurality of valves are provided, the management of valve replacement due to the occurrence of valve trouble is complicated. Furthermore, it can be said that it is difficult to cope with space saving.
[0009]
The present invention was devised under such circumstances, and its purpose is not only to have excellent durability, but also to increase the discharge amount, and to reduce costs and space by reducing work man-hours. It is an object of the present invention to provide a valve structure that can cope with the above and an electromagnetic diaphragm pump using the valve structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the valve structure of the present invention is a valve structure having a plurality of vent holes and a thin circular valve umbrella portion that opens and closes the vent holes, and the plurality of vent holes Is configured to be arranged on a multiple circumference of two or more with the center of the central part of the circular valve head part as the center.
[0011]
Further, as a preferred aspect of the present invention, among the plurality of ventilation holes arranged on the multiple circumference, the diameter of the ventilation hole arranged on the innermost circumference is a communication diameter arranged on the outermost circumference. It is configured to be set larger than the pore diameter.
[0012]
Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the plurality of vent holes arranged on the multiple circumference are configured to be circular.
[0013]
Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the plurality of air holes arranged on the multiple circumference are configured to have a substantially trapezoidal shape extending outward.
[0014]
Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the plurality of air holes arranged on the same circumference are configured to be arranged with the same shape and the same pitch.
[0015]
Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the vent holes arranged on the inner side are formed in a positional relationship in which a triangle is formed by this and two vent holes arranged on the outer side.
[0016]
An electromagnetic diaphragm according to the present invention includes a case-like electromagnet case, a pair of electromagnets arranged so as to face each other in the electromagnet case, and a change in polarity of the electromagnet interposed between facing surfaces of the pair of electromagnets. Accordingly, a vibrator that reciprocates in a direction perpendicular to the facing direction of the electromagnet, a pair of elastic diaphragms disposed so as to face both ends of the vibrator, and a plurality of diaphragms separated by the diaphragm, An electromagnetic diaphragm pump having a vent hole, and a valve case main body having one intake valve and one discharge valve each having a thin circular valve umbrella portion for opening and closing the vent hole, wherein the plurality of vent holes Is configured to be arranged on a multiple circumference of two or more with the center of the central part of the circular valve head part as the center.
[0017]
The plurality of vent holes formed in the valve structure of the present invention are configured to be arranged on a multiple circumference of double or more around the central part of the circular valve head part, so that the flow rate is increased. It is possible to cope with cost reduction and space saving by reducing work man-hours.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding of the valve structure of the present invention, a case where the valve structure is applied to an electromagnetic diaphragm pump will be described below as a preferred example.
[0019]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a state in which an
[0020]
FIG. 2 is a front view showing a necessary part of the main part of the electromagnetic diaphragm pump of the present invention in cross section, and FIG. 3 is a plan view showing a necessary part of the main part of the electromagnetic diaphragm pump of the present invention in cross section. FIG.
[0021]
FIG. 4 is a perspective view showing a typical form of an intake valve and a discharge valve used in the electromagnetic diaphragm pump of the present invention.
[0022]
As shown in FIG. 1, a plate-like bottom base plate 7 is attached and fixed to the upper surface of the
[0023]
The
[0024]
A diaphragm electromagnet
[0025]
The outer peripheral surface of the
[0026]
A
[0027]
The
[0028]
Thus, the
[0029]
Next, based on FIGS. 2 and 3, the basic structure of the electromagnetic diaphragm pump of the present invention will be described in more detail.
[0030]
As shown in FIGS. 2 and 3, the pair of
[0031]
In the gap between the opposing surfaces of the pair of
[0032]
A pair of centrally perforated disc-shaped elastic bodies (for example, rubber)
[0033]
As shown in FIG. 3, an
[0034]
A detailed configuration of the
[0035]
As shown in FIG. 4, a protrusion-
[0036]
The thickness of the
[0037]
In addition, the central part (the part surrounded by the dotted line in the drawing) of the flat surface 121b opposite to the seal side has a relationship with the
[0038]
Due to the valve action of the
[0039]
The form of the
[0040]
Due to the valve action of the
[0041]
The valve actions of the
[0042]
The main part of the invention in the present invention is a valve structure having a plurality of vent holes and a thin circular valve umbrella portion that opens and closes the vent holes, and the plurality of vent holes are circular valve umbrella portions. The center portion is arranged so as to be arranged on a multiple circumference of double or more.
[0043]
The principal part of such an invention is demonstrated in detail based on FIGS.
[0044]
FIG. 5A is a front view of a valve case
[0045]
The shapes of the
[0046]
As shown in FIG. 5, the valve case
[0047]
In the case of the present embodiment, the ventilation holes for suction (the left part in FIG. 5A) are the same shape (all circular) on the inner circumference (circle C1) and arranged at the same pitch. 221 (eight in the example in the figure) and vent holes 222 (16 in the example in the figure) arranged on the outer circumference (circle C2) with the same shape (all circular) and at the same pitch. Yes. In this case, it is desirable that the hole diameter of the
[0048]
The plurality of vent holes 221 and 222 are preferably formed such that the minimum approach distance between them is 1 mm or more. This is to prevent damage to the valve head as much as possible when the valve head is in close contact. In general, the diameter of the air holes 221 and 222 is desirably 5 mm or less.
[0049]
The discharge vent (the right portion in FIG. 5A) is also set to the same specifications as the suction vent. That is, in the case of the present embodiment, vent holes 231 (eight in the example shown in the figure) arranged on the inner circumference (circle C1 ′) with the same shape (all circular) and at the same pitch, and the outer circumference It consists of vent holes 232 (16 in the example shown in the figure) arranged on the top (circle C2 ′) in the same shape (all circular) and at the same pitch. In this case, it is desirable that the hole diameter of the
[0050]
In the case of the present embodiment, a plurality of ventilation holes arranged on a double circumference are listed as preferred examples, but other than this, such as arrangement on a triple to quadruple circumference, etc. It may be arranged on multiple circles.
[0051]
FIG. 6 shows an enlarged view of the suction vent (the left portion of FIG. 5A) in FIG. 5A in relation to the
[0052]
FIG. 7 shows a modification of FIG. That is, as shown in FIG. 7, the plurality of
[0053]
Next, how the
[0054]
8A, the
[0055]
When the
[0056]
In the present invention, the rubber material used as the suction valve and the discharge valve is not particularly limited. For example, EPDM and silicone rubber are preferable examples. Nitrile rubber, fluorosilicone rubber, hydrin rubber, fluorine rubber, and the like may be used. These are appropriately selected and used depending on the operating temperature and the contact fluid.
[0057]
In addition to the electromagnetic diaphragm pump, the valve structure of the present invention includes a fuel pump valve, a sphygmomanometer exhaust valve, a dashpot delay valve, a fuel tank internal pressure adjustment valve, a well pump air supply valve, and an ink jet printer pump. It can be applied in various fields such as medical transfusion check valves and vending machine valves.
[0058]
【The invention's effect】
The present invention is a valve structure having a plurality of vent holes and a thin circular valve umbrella portion that opens and closes the vent holes, wherein the plurality of vent holes are centered on a central portion of the circular valve umbrella portion. As it is configured to be arranged on multiple circumferences more than double, it is possible to increase the flow rate and reduce costs and space saving by reducing the work man-hours. An extremely excellent effect is exhibited. Noise can be reduced by defining the surface roughness of the flat surface on the seal side of the valve head portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a state in which an electromagnetic diaphragm pump of the present invention is disassembled into individual main parts. FIG. 2 shows necessary portions of main parts of the electromagnetic diaphragm pump of the present invention. It is the front view shown with the cross section.
FIG. 3 is a plan view showing a necessary portion of a main part of the electromagnetic diaphragm pump of the present invention in a cross section.
FIG. 4 is a perspective view showing a typical form of an intake valve and a discharge valve.
FIG. 5 (a) is a front view of a valve case main body provided with a plurality of vent holes, to which a suction valve and a discharge valve for opening and closing the vent holes are attached, and FIG. 5 (b) is a diagram of FIG. It is an AA cross-sectional arrow view of 5 (a).
FIG. 6 is a front view for explaining an arrangement example of a plurality of ventilation holes.
FIG. 7 is a front view for explaining another arrangement example of the plurality of vent holes.
FIGS. 8A to 8C are diagrams for explaining the operation of a suction valve and a discharge valve attached to a valve case main body.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記複数の通気孔は、円形状の弁傘部の中心部を中心として、二重以上の多重円周上に配置され、
前記多重円周上に配置される複数の通気孔は円形、または外方に向けて広がる実質的な台形であり、
前記多重円周上に配置される複数の通気孔のうち、最内円周上に配置される通気孔の孔径は、最外円周上に配置される通気孔の孔径よりも大きく設定されており、
同一円周上に配置される複数の通気孔は、同一形状、同一ピッチで配置されており、
前記多重円周上に配置される複数の通気孔のうち、内側に配置される通気孔は、このものと外側に配置され隣接する2つの通気孔とで三角形を形成する位置関係に形成されていることを特徴とする弁構造。A valve structure having a plurality of vent holes, a thin circular valve umbrella portion that opens and closes the vent holes, and a valve fixing protrusion that protrudes from the center of the valve umbrella portion ,
The plurality of vent holes are arranged on a multiple circumference of double or more around a central part of a circular valve head part,
The plurality of air holes arranged on the multiple circumferences are circular or substantially trapezoids extending outward.
Of the plurality of ventilation holes arranged on the multiple circumference, the diameter of the ventilation hole arranged on the innermost circumference is set larger than the diameter of the ventilation hole arranged on the outermost circumference. And
The plurality of air holes arranged on the same circumference are arranged with the same shape and the same pitch,
Among the plurality of ventilation holes arranged on the multiple circumferences, the ventilation holes arranged on the inner side are formed in a positional relationship that forms a triangle with this and two adjacent ventilation holes arranged on the outer side. valve structure characterized in that there.
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、複数の通気孔と、この通気孔の開閉を行う肉薄円形状の弁傘部およびこの弁傘部の中央から突出する弁固定用突起とを有する吸入弁および吐出弁を1個ずつ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、
前記複数の通気孔は、円形状の弁傘部の中心部を中心として、二重以上の多重円周上に配置され、
前記多重円周上に配置される複数の通気孔は円形、または外方に向けて広がる実質的な台形であり、
前記多重円周上に配置される複数の通気孔のうち、最内円周上に配置される通気孔の孔径は、最外円周上に配置される通気孔の孔径よりも大きく設定されており、
同一円周上に配置される複数の通気孔は、同一形状、同一ピッチで配置されており、
前記多重円周上に配置される複数の通気孔のうち、内側に配置される通気孔は、このものと外側に配置され隣接する2つの通気孔とで三角形を形成する位置関係に形成されていることを特徴とする電磁式ダイヤフラムポンプ。A case-like electromagnet case;
A pair of electromagnets arranged to face each other in the electromagnet case;
A vibrator interposed between the opposing surfaces of the pair of electromagnets and reciprocating in a direction perpendicular to the opposing direction of the electromagnets with a change in polarity of the electromagnets;
A pair of elastic diaphragms disposed so as to face both ends of the vibrator;
An intake valve and a discharge valve that are isolated by the diaphragm and have a plurality of vent holes, a thin circular valve umbrella portion that opens and closes the vent holes, and a valve fixing protrusion that protrudes from the center of the valve umbrella portion. An electromagnetic diaphragm pump having a valve case main body,
The plurality of vent holes are arranged on a multiple circumference of double or more around a central part of a circular valve head part,
The plurality of air holes arranged on the multiple circumferences are circular or substantially trapezoids extending outward.
Of the plurality of ventilation holes arranged on the multiple circumference, the diameter of the ventilation hole arranged on the innermost circumference is set larger than the diameter of the ventilation hole arranged on the outermost circumference. And
The plurality of air holes arranged on the same circumference are arranged with the same shape and the same pitch,
Among the plurality of ventilation holes arranged on the multiple circumferences, the ventilation holes arranged on the inner side are formed in a positional relationship that forms a triangle with this and two adjacent ventilation holes arranged on the outer side. electromagnetic diaphragm pump, characterized in that there.
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