JP4451688B2 - Damping device for electromagnetic pump - Google Patents
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Description
本発明は電磁振動式ポンプの制振装置に関する。さらに詳しくは、ポンプの駆動により発生する振動の外部への伝達を大幅に低減させることができる電磁振動式ポンプの制振装置に関する。 The present invention relates to a vibration damping device for an electromagnetic vibration pump. More specifically, the present invention relates to a vibration damping device for an electromagnetic vibration pump that can significantly reduce the transmission of vibration generated by driving the pump to the outside.
従来より、室内用エアマットやエアベッドへのエアの吸排、養魚用水槽や家庭用浄化槽などにおける酸素補給、または公害監視における検査ガスのサンプリングなどに電磁振動式ポンプが利用されている。 Conventionally, electromagnetic vibration pumps have been used for the intake and exhaust of air into indoor air mats and air beds, the supply of oxygen in fish tanks and domestic septic tanks, and the sampling of inspection gases in pollution monitoring.
かかる電磁振動式ポンプとして、本出願人は、ポンプの小型化、低騒音化および生産コストの低減化を図ることができるポンプとして、電磁石部のケーシングが樹脂モールドにより形成されたポンプを提案した(特許文献1参照)。 As such an electromagnetic vibration pump, the present applicant has proposed a pump in which the casing of the electromagnet portion is formed of a resin mold as a pump capable of reducing the size of the pump, reducing the noise, and reducing the production cost ( Patent Document 1).
特許文献1記載のポンプは、図18に示されるように、外表面に樹脂がモールドされた框体部50内に、図示されていない電磁石および磁石を備えた振動子が配設されている。そして、框体部50の両端には、空気を吸引および吐出する吸引室および吐出室を備えたポンプケーシング51が固定されている。
As shown in FIG. 18, the pump described in
かかるポンプでは、前記ポンプケーシング51の側面部にパッキン52を挟んで側面蓋部53が固着されており、この側面蓋部53にはポンプ本体を容易に取付部位に取り付けられるように、取付け脚54が一体化されている。そして、該取付け脚54にポンプ部の振動を吸収するゴム製の段付きクッション55が取り付けられている。なお、図18において、56および57は、それぞれ空気の吸入部および排出部である。
In such a pump, a
特許文献1記載の電磁振動式ポンプは、振動子の推力、すなわち電磁石の鉄芯と振動子に固定された永久磁石との吸引反発力によって、振動子の両端に配設されたダイヤフラムが電源周波数に応じて振動し、ポンプ作用を成している。この振動によって、ポンプ本体そのものがX、YおよびZ方向へ振動し、その振動が外部に伝達される。かかる振動の防止または軽減のために、特許文献1記載のポンプでは、ポンプ本体と外部取付台とのあいだに弾性を有する段付きクッションが取り付けられている。
In the electromagnetic vibration pump described in
また、ポンプの防振装置の他の例として、図19に示されるような、ポンプ60の外周、および該ポンプ60を収容するケース61の内周のあいだに介装される防振部品62が提案されている(特許文献2参照)。
Further, as another example of the vibration isolator for the pump, there is a
この特許文献2記載の防振部品62は、ケース61内にポンプ60を支持するものであり、ポンプ60の外面に適合する内周形状を有する内環部分63と、ケース61の内面に適合する該周形状を有する外環部分64とを有している。そして、内環部分63および外環部分64は、非直線形状のブリッジ要素を含む複数のブリッジ65で互いに連結されており、内環部分63、外環部分64およびブリッジ65はゴムの一体成型により作製されている。
The
しかしながら、特許文献1記載の電磁振動式ポンプの段付きクッション(制振装置)では、ポンプ本体から発生するX、YおよびZ方向の振動を、ポンプの推力および重量の増大に応じて充分に防止または軽減することができないという問題がある。段付きクッションのばね定数をk、ポンプ本体の重量をmとすると、弾性体の周波数fは、
However, in the stepped cushion (vibration control device) of the electromagnetic vibration type pump described in
により表わすことができるが、制振効果を高めるには段付きクッションのばね定数(k)を小さくしなければならないのでポンプ本体の重量(m)を段付きクッションが正常に支えて維持することができず、座屈した状態となり、逆効果である。そして、この振動が段付きクッションを介して外部へ伝達され、振動や音、および輪送時の振動によるポンプが筐体にあたるという問題が生じている。 However, in order to increase the damping effect, the spring constant (k) of the stepped cushion must be reduced, so that the weight (m) of the pump body can be normally supported and maintained by the stepped cushion. It cannot be done and becomes a buckled state, which is counterproductive. This vibration is transmitted to the outside through the stepped cushion, and there is a problem that the pump hits the casing due to vibration, sound, and vibration at the time of transportation.
また、特許文献2記載の防振部品は、ポンプの外周部分を複数のブリッジで支持しているので、ばね定数を小さくしポンプ外周を支持することはできるが、ブリッジの長さが構造上制限される(ブリッジを長くするとケースが大型化する傾向がある)ため制振効果が小さいという問題がある。
Moreover, since the vibration-proof component described in
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、ポンプの駆動により発生する振動の外部への伝達を大幅に低減させることができる電磁振動式ポンプの制振装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a vibration damping device for an electromagnetic vibration type pump that can greatly reduce the transmission of vibration generated by driving the pump to the outside. And
本発明の電磁振動式ポンプの制振装置は、電磁石と永久磁石との磁気的相互作用に基づいて、前記永久磁石を備えた振動子が電源周波数で駆動する電磁振動式ポンプに用いられる制振装置であって、前記ポンプの外側に、該ポンプの駆動軸方向に沿って2個配設される枠と、該枠と少なくとも一部が係合しており、前記ポンプを当該枠から吊り下げるための1本の環状に形成された天然または合成ゴムからなるひも状の弾性体とを備えており、前記ひも状の弾性体の周波数が前記ポンプの駆動周波数より小さく、前記ひも状の弾性体が、前記枠に設けられたスリットを介して係合されてなることを特徴としている。 The vibration damping device for an electromagnetic vibration pump according to the present invention is based on a magnetic interaction between an electromagnet and a permanent magnet, and is used for an electromagnetic vibration pump that is driven by a vibrator having the permanent magnet at a power supply frequency. An apparatus, wherein two frames are arranged outside the pump along the drive shaft direction of the pump , and at least a part of the frame is engaged, and the pump is suspended from the frame. It comprises one of a string-shaped elastic body made of annularly formed natural or synthetic rubber for the frequency of the elastic body of the string-like is rather smaller than the drive frequency of the pump, the string-like elastic The body is engaged through a slit provided in the frame .
前記ひも状の弾性体が、チューブであることが好ましい。 The string-like elastic body is preferably a tube .
前記枠が帯状の板材で作製されているのが好ましい。 It is preferable that the frame is made of a strip-shaped plate material.
前記枠が揺れ防止具を有しているのが好ましい。 It is preferable that the frame has a swing prevention tool.
本発明によれば、枠の上部よりポンプ本体を弾性体で吊り下げるようにしており、弾性体の長さを確保することができ、これにより弾性体の周波数f1を容易に小さくすることができる。 According to the present invention, the pump main body is suspended from the upper part of the frame by the elastic body, and the length of the elastic body can be secured, whereby the frequency f 1 of the elastic body can be easily reduced. it can.
その結果、電源駆動周波数をf2とするとf1<<f2という関係を容易に満たすことができ、ポンプの制振効果を高めることができる。 As a result, the power drive frequency When f 2 can be easily satisfied the relationship of f 1 << f 2, it is possible to increase the damping effect of the pump.
また、弾性体の長さとばね定数を変えることにより制振条件を容易に調節することができる。 Further, the vibration damping condition can be easily adjusted by changing the length of the elastic body and the spring constant.
つぎに図面を参照しながら本発明の電磁振動式ポンプの制振装置(以下、単に制振装置という)を詳細に説明する。 Next, a vibration damping device for an electromagnetic vibration pump according to the present invention (hereinafter simply referred to as a vibration damping device) will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の制振装置の一実施の形態の斜視説明図、図2は図1に示される状態からポンプを取り除いた状態の斜視説明図、図3は図1に示される制振装置の一部破断正面図、および図4は図1に示される制振装置の側面説明図である。 1 is a perspective explanatory view of an embodiment of the vibration damping device of the present invention, FIG. 2 is a perspective explanatory view of a state where a pump is removed from the state shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a vibration damping device shown in FIG. 4 is a partially broken front view, and FIG. 4 is a side view of the vibration damping device shown in FIG.
図1〜4に示されるように、本発明の制振装置は、ポンプPの外側に配設される枠1と、前記ポンプPを該枠1から吊り下げるための弾性体10とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the vibration damping device of the present invention includes a
前記ポンプPは、電磁石と永久磁石との磁気的相互作用に基づいて、前記永久磁石を備えた振動子が電源周波数で駆動するタイプのポンプであり、本実施の形態では、前記振動子の両端にダイヤフラムが取り付けられたダイヤフラム式ポンプが用いられているが、本発明は、これに限定されるものではなく、電源周波数に同期して駆動するかぎり、ピストン式ポンプや、ベローズ式ポンプなど他のタイプのポンプに適用することが可能である。 The pump P is a pump of a type in which a vibrator provided with the permanent magnet is driven at a power supply frequency based on a magnetic interaction between an electromagnet and a permanent magnet. In this embodiment, both ends of the vibrator are used. However, the present invention is not limited to this, and as long as the diaphragm pump is driven in synchronization with the power frequency, other types such as a piston pump and a bellows pump are used. It is possible to apply to a type of pump.
前記枠1は、合成樹脂、または鉄、アルミニウムなどの金属で作製された帯状の板材からなっており、本実施の形態では、ポンプPの駆動軸方向(図1のA参照)に沿って2個設けられている。枠1は、図4に示されるように、断面(ポンプPの駆動軸方向に垂直な断面)がほぼ矩形を呈しており、底面1aが外部取付台2にビス止め、溶着、接着などによって固定されている。なお、図1において、3および4は、それぞれ空気の吐出口および吸込口であり、この吐出口3にチューブ(図示せず)が接続され、空気がエアマットや養魚用水槽などの部位へ供給される。この枠1は、図に示されるような板材以外にも、たとえば棒状の部材(丸棒、角棒など)で作製することもできる。
The
前記枠1を構成する板材の幅および厚さは、吊り下げるポンプPのサイズや重量に応じて選定することができるが、たとえば18cm×7cm×7cmの大きさで、重量が2kgのポンプを金属製の枠2個で吊り下げる場合、通常、幅は1〜3cm程度、厚さは1〜3mm程度が目安である。
The width and thickness of the plate material constituting the
前記弾性体10としては、ポンプPを吊り下げることができるものであればどのような材質のものを用いてもよく、たとえば天然または合成のゴム、コイルばねなどの金属性ばね、合成樹脂製ばねなどを用いることができる。
The
また、形状についても、とくに限定されるものではなく、帯体もしくは細長体、ひも状のもの、チューブ状のもの、コイル状のもの、波形のもの(図8参照)などを用いることができる。 Further, the shape is not particularly limited, and a band or elongated body, a string, a tube, a coil, a waveform (see FIG. 8), and the like can be used.
前記枠1には、弾性体10を当該枠1に固定もしくは係止させるための係合部1bが形成されている。この係合部1bとしては、種々の形状のものを用いることができ、図1〜4に示される実施の形態のように、上下二段のスリット(枠1の縁につながる部分が幅狭であり、奥の部分が幅広となっているほぼL型のスリット)であってもよいし、図8に示されるような孔であってもよいし、また図9に示されるような、長円の一部の形を呈した切欠であってもよい。また、図10に示されるようなほぼ一定幅のスリットであってもよい。図8に示される枠1においては、たとえば板ばねからなる弾性体10を用いることができ、図9に示される枠1においては、たとえばチューブからなる弾性体10を用いることができ、また図10に示される枠1においては、たとえばゴム製の帯体からなる弾性体10を用いることができる。さらに、図8と同じく孔からなる係合部を有する枠において、コイルばねからなる弾性体を用いることもできる(図11参照)。
The
前記枠1の係合部1bに、その一部が係止され吊り下げられた状態の弾性体10(図2参照)上に、ポンプPの底面に設けられた脚部5が載置される。
The
本発明の弾性体を用いた制振装置における制振条件(振動を低減させることができる条件)は、弾性体の周波数をf1、ポンプの電源駆動周波数をf2とすると、f1<<f2である。すなわち、f1がf2に比べて充分に小さいことであり、通常、f2は50または60(Hz)であるので、f1としては、1〜5(Hz)程度になるようにf1を設定するのが好ましい。f1は、前述したように弾性体の長さやばね定数などを変えることにより調節することができる。
The vibration damping conditions (conditions for reducing vibration) in the vibration damping device using the elastic body of the present invention are f 1 <<, where the frequency of the elastic body is f 1 and the power supply driving frequency of the pump is f 2. it is f 2. That is that f 1 is sufficiently small compared to f 2, usually, since f 2 is 50 or 60 (Hz), as the f 1, so that the
ポンプのZ方向(図1において上下方向)の制振効果は、弾性体の伸縮により得ることができ、弾性体のばね定数をk、ポンプ本体の重量をmとすると、弾性体の周波数f1は The vibration damping effect in the Z direction (vertical direction in FIG. 1) of the pump can be obtained by expansion and contraction of the elastic body. If the spring constant of the elastic body is k and the weight of the pump body is m, the frequency f 1 of the elastic body Is
で表わすことができる。また、ポンプのX、Y方向の制振効果は、弾性体の振り子による制振および枠の弾性により得ることができ、加速度をg(980cm/s2)、弾性体の長さをlとすると、弾性体の周波数f1は It can be expressed as Further, the vibration damping effect in the X and Y directions of the pump can be obtained by vibration suppression by the elastic pendulum and the elasticity of the frame, where acceleration is g (980 cm / s 2 ) and the elastic body length is l. The frequency f 1 of the elastic body is
で表わすことができる。 It can be expressed as
なお、本実施の形態では、輪送時における揺れや衝突による前記弾性体の外れ(枠からの外れ)や変形、ポンプ本体の欠損、エアチューブの外れ、電源リード線の傷損などを防止するために振れ防止具20が前記外部取付台に設けられている。
In the present embodiment, the elastic body is prevented from coming off (displaced from the frame) or deforming due to shaking or collision during transportation, the pump body is missing, the air tube is detached, or the power supply lead wire is damaged. Therefore, a
図2〜4に示される振れ防止具は、ほぼ The anti-sway tool shown in FIGS.
[外1]
[Outside 1]
を呈しており、金属性のプレートを折り曲げ加工することにより作製することができる。前記振れ防止具20は、一方の折曲部20aがポンプ本体の孔部6に空隙をもって挿入され、他方の折曲部20aが外部取付台2に接着剤により固定されている。なお、接着剤を用いる代わりに、溶着や、ビスなどの固着手段により固定することもできる。
It can be produced by bending a metallic plate. As for the said
図2〜4に示される振れ防止具20は、ポンプPのX、YおよびZ方向の異常揺れを防止するものである。そして、過大なY方向およびZ方向の異常揺れは、枠1に配設された衝撃吸収体21により防止することができる。衝撃吸収体21の材質としては、たとえば発泡ウレタンやゲル状物質を用いることができる。衝撃吸収体21は、たとえば接着剤により枠1の内周面に固着することができる。
2 to 4 prevent abnormal shaking of the pump P in the X, Y, and Z directions. Excessive abnormal shaking in the Y direction and Z direction can be prevented by the
なお、図1〜4に示される実施の形態では、振れ防止具20を枠1とは別体の部材としているが、図5に示されるように枠1の一部を切断、および折り曲げ加工することにより振れ防止具20を形成することもできる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the
図6は本発明の制振装置の他の実施の形態を示しており、このものは、図1〜4に示される制振装置とは異なり、ポンプPを取り付けるためのポンプ取付台22を介してポンプPを吊り下げる構成を採用している。また、ポンプ取付台22の中央付近には、当該ポンプ取付台22をコの字状に切断して起立させた振れ防止具30が形成されている(図7参照)。この振れ防止具30は、当該振れ防止具30と対向する外部取付台2に形成された貫通孔31内に、この貫通孔31の内周縁と所定の空隙(たとえば3〜5mm程度)を有するように挿入されている。この振れ防止具30と貫通孔31により、ポンプPのX方向およびY方向の異常揺れが防止される。そして、Z方向の異常揺れは、図1〜4に示される実施の形態と同様、上部の枠1の内周面に設けられた衝撃吸収体(図示せず)により防止することができる。
FIG. 6 shows another embodiment of the vibration damping device of the present invention, which differs from the vibration damping device shown in FIGS. 1 to 4 through a
なお、たとえばチューブ状またはひも状の弾性体10を用いる場合、当該弾性体10が当接するポンプPの脚部5、ポンプ取付台22などにずれ防止用の溝を設け、この溝内に弾性体10を配設するようにしてもよい。
For example, when a tube-like or string-like
図12〜14は本発明の制振装置のさらに他の実施の形態を示しており、このものは、図1〜4に示される制振装置とは異なり、弾性体10としてコイルばねが用いられている。このコイルばねは、図12〜14に示される例のように部分的にばね部11が形成されているもの以外に、ほぼ全長にわたってばね部が形成されたものを用いることができ、ポンプPの重量や必要なばね定数などを考慮してばね部の長さを選定することができる。
12 to 14 show still another embodiment of the vibration damping device of the present invention, which is different from the vibration damping device shown in FIGS. 1 to 4 and uses a coil spring as the
弾性体10の上端に形成されたフック部12aは、枠1に形成された孔からなる係合部1bに係止されており、一方、下端に形成されたフック部12bは、ポンプPの底面に設けられた脚部5に形成された孔に係止されている。
The
本実施の形態では、枠1の底面1aに壁1cが立設されており、この壁1cの内面および前記底面1aに衝撃吸収体21が固着されている。この衝撃吸収体21としては、図4に示されたものと同様の材質からなるものを用いることができる。これら衝撃吸収体21により、ポンプPのX方向、Y方向およびZ方向の過大な異常揺れを防止することができる。
In the present embodiment, a
つぎに本発明の制振装置と従来の段付きのクッションの制振効果について実験に基づいて説明する。 Next, the vibration damping effect of the vibration damping device of the present invention and the conventional stepped cushion will be described based on experiments.
実施例
図1〜4に示される制振装置(吊り下げバランサ)を用いてポンプを吊り下げた。弾性体として外径6mm、内径4mmのシリコーンチューブを用いた。吊り下げ長さ(上下2段の係合部のうち、下段の係合部からポンプ底面までの距離。図4のL参照)は90mmであり、またポンプの重量は2kgであった。
Example The pump was suspended using the vibration control device (suspending balancer) shown in FIGS. A silicone tube having an outer diameter of 6 mm and an inner diameter of 4 mm was used as the elastic body. The suspension length (the distance from the lower engaging portion to the bottom surface of the pump among the two upper and lower engaging portions, see L in FIG. 4) was 90 mm, and the weight of the pump was 2 kg.
比較例
図14に関連して説明した段付きクッションを用いてポンプを支持した。段付きクッションの材質はEPDMであり、その硬度は50Hsであった。両端の支持部(最も太い部分)の直径は12mm、中央の細くなった部分の直径は3mmであり、また取付高さは14mmであった。ポンプの重量は2kgであった。
Comparative Example The pump was supported using the stepped cushion described in relation to FIG. The material of the stepped cushion was EPDM, and its hardness was 50 Hs. The diameter of the support part (thickest part) at both ends was 12 mm, the diameter of the narrowed part at the center was 3 mm, and the mounting height was 14 mm. The weight of the pump was 2 kg.
前記実施例および比較例について、電源周波数を30〜70(Hz)のあいだで2Hzきざみで変化させて、X、YおよびZ方向の振動(G)を加速度振動計により測定した。なお、ポンプは定格負荷(通常使用負荷状態)にて駆動させた。 About the said Example and comparative example, the power supply frequency was changed in 2 Hz increments between 30-70 (Hz), and the vibration (G) of the X, Y, and Z direction was measured with the acceleration vibrometer. The pump was driven at the rated load (normal use load state).
結果を表1に示す。また、表1の結果をX方向、Y方向およびZ方向について、それぞれグラフ化したものを図15〜17に示す。 The results are shown in Table 1. Moreover, what plotted the result of Table 1 about the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively is shown in FIGS.
また、定格負荷に加え、無負荷状態で駆動させたときの振動の大きさを求めた。結果を表2に示す。 In addition to the rated load, the magnitude of vibration when driven in a no-load state was determined. The results are shown in Table 2.
表1〜2および図15〜17より明らかなように、吊り下げ方式による本発明の制振装置は、従来の段付きクッションに比べ、優れた制振効果が得られることがわかる。 As is clear from Tables 1 and 2 and FIGS. 15 to 17, it can be seen that the vibration damping device of the present invention by the suspension method can obtain a superior vibration damping effect as compared with the conventional stepped cushion.
なお、前述した実施の形態においては、ポンプの外側に配設される枠として、ポンプのほぼ四周を囲むものを用いているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、たとえばポンプの四隅付近に棒状または板状の枠を立設し、片側の枠の頂部近辺の係合部と、ポンプを挟んで対向して立設されている他方の側の枠の頂部近辺の係合部とを利用して弾性体を吊るし、この弾性体上にポンプを配設して吊り下げるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the frame disposed on the outer side of the pump is a frame that surrounds substantially the four circumferences of the pump. However, the present invention is not limited to these, for example, the four corners of the pump. A rod-like or plate-like frame is erected in the vicinity, and an engaging portion near the top of one side of the frame, and an engaging portion near the top of the other side of the frame that stands opposite to each other across the pump It is also possible to suspend an elastic body by using and to suspend the elastic body by disposing a pump on the elastic body.
P ポンプ
1 枠
10 弾性体
Claims (4)
前記ポンプの外側に、該ポンプの駆動軸方向に沿って2個配設される枠と、
該枠と少なくとも一部が係合しており、前記ポンプを当該枠から吊り下げるための1本の環状に形成された天然または合成ゴムからなるひも状の弾性体と
を備えており、前記ひも状の弾性体の周波数が前記ポンプの駆動周波数より小さく、
前記ひも状の弾性体が、前記枠に設けられたスリットを介して前記枠に係合されてなることを特徴とする電磁振動式ポンプの制動装置。 Based on the magnetic interaction between an electromagnet and a permanent magnet, a vibration damping device used in an electromagnetic vibration pump in which a vibrator provided with the permanent magnet is driven at a power supply frequency,
A frame disposed outside the pump along the direction of the drive shaft of the pump ;
The frame and at least partially engaged, and a string-shaped elastic member made of natural or synthetic rubber are formed into one ring for hanging from the frame of the pump, the cord frequency shaped for resilient body is rather smaller than the drive frequency of the pump,
A braking device for an electromagnetic vibration type pump, wherein the string-like elastic body is engaged with the frame via a slit provided in the frame .
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