JP4462913B2

JP4462913B2 - 電磁振動型ダイヤフラムポンプ

Info

Publication number: JP4462913B2
Application number: JP2003415075A
Authority: JP
Inventors: 保弘村山; 朗坂井
Original assignee: Techno Takatsuki Co Ltd
Current assignee: Techno Takatsuki Co Ltd
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: JP2005171926A

Description

本発明は電磁振動型ダイヤフラムポンプに関する。さらに詳しくは、主として室内用エアマット、エアマッサージ機、エアベッドへのエアの吸排、養魚用水槽や家庭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利用される電磁振動型ダイヤフラムポンプに関する。

従来より、電磁石と磁石との磁気的相互作用に基づく、該磁石を備えた振動子の振動を利用して流体を吸引、吐出する電磁振動型ダイヤフラムポンプとして、たとえば図７に示されるようなダイヤフラム式のポンプがある。

このポンプは、ケーシング１０１内に対向して配置される鉄心１０２ａと捲線コイル部１０２ｂとからなる一対の電磁石１０２と、該電磁石１０２のあいだの空隙部Ｓに配置される平板状の永久磁石１０３を備える振動子１０４と、該振動子１０４の両端に連結されるダイヤフラム１０５と、前記ケーシング１０１の両端に固定されるポンプケーシング部１０６から構成されている。該ポンプケーシング部１０６は、さらに吸引室１０７、吐出室１０８および圧縮室１０９を有しており、吸引室１０７は吸入口１１０と吸入弁１１１を、吐出室１０９は吐出口１１２と吐出弁１１３をそれぞれ備えている（たとえば特許文献１、特許文献２参照）。なお、吐出室１０８側にはチューブ１１４などが接続されている。これにより、前記電磁石１０２と永久磁石１０３との磁気的相互作用に基づいて、振動子１０４に連結されたダイヤフラム１０５を振動させ、外部のエアを吸引したのち、チューブ１１を通して吐出させることができる。

従来のポンプでは、振動子１０４の推力、すなわち鉄心１０２ａと永久磁石１０３との吸引力が、磁束の自乗に比例することから、前記磁束を増大させるため、および磁気抵抗を少なくするために、前記空隙部Ｓにおける空隙（鉄心１０２ａの内面と永久磁石１０３の側面とのあいだの隙間）の寸法をできるだけ均一にする必要がある。

このため、従来では、一対の電磁石１０２のあいだに所定の空隙部の寸法に相当する模範ゲージを差し込んで、一対の電磁石１０２の位置決めを行なったのち、すなわち空隙を均一に保持したのち、該電磁石１０２を複数のボルト１１５およびナット１１６によりケーシング１０１に固着するようにしている。

特開２０００−７８８２３号公報特開昭６４−５３０７９号公報

従来のポンプでは、一対の電磁石１０２のあいだに模範ゲージを差し込んだ状態のままで電磁石１０２をケーシング１０１にボルト１１４およびナット１１５で固着しているので、ボルト締めの作業のときに電磁石１０２がずれて空隙部（空隙）が大きくなり、所定のポンプ性能（効率および力率）を維持することができないという問題がある。また、電磁石の位置決め作業のときに模範ゲージ、ボルトおよびナットを用いるので、位置決めの作業効率が低下するとともに、作業コストが増大するという問題がある。

本発明は、叙上の事情に鑑み、ポンプ製造後の各ポンプのポンプ性能を安定して維持することができるとともに、位置決め作業の効率を向上させ、かつ作業コストを低減させることができる電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。

本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、ケース内に、対向して配置された一対の電磁石、該一対の電磁石のあいだの空隙部に、当該一対の電磁石と所定の間隔をおいて配置された永久磁石を備えた振動子、前記電磁石の両端側にそれぞれ固定され、前記振動子の両端がダイヤフラムを介して連結されたポンプケーシング部が収納され、前記電磁石は前記ケースに形成された電磁石収納部に収納され、前記電磁石が略Ｅ型の鉄心とボビンにコイルを捲いた捲線コイル部とからなり、該鉄心が、中央開口が設けられた外方ヨーク部と、該外方ヨーク部の両端部に配置された両サイドポール部と、両サイドポール部のあいだに配置されたπ型のセンターポール部とからなり、前記外方ヨーク部と、両サイドポール部とが、一枚の鋼板により一体に成形され、前記センターポール部の先端部と、前記外方ヨーク部の背面とが重複領域を有し、前記重複領域が、前記π型のセンターポール部の先端部と、前記外方ヨーク部の中央開口の周縁との重複領域であり、前記外方ヨーク部の端縁部に、前記両サイドポール部の幅より外方に突出した一対のガイド片が形成され、該一対のガイド片が、前記電磁石収納部の周縁部の、前記ガイド片に対向する部分に形成されたガイド溝に嵌め込まれ、前記電磁石と永久磁石の磁気的相互作用に基づいて、該永久磁石を備えた振動子の電磁振動によって、該振動子に連結されたダイヤフラムを振動させることを特徴としている。

本発明によれば、鉄心のガイド片を電磁石収納部の周縁部のガイド溝に嵌め込むことにより、電磁石の位置決めを簡単、かつ確実に行なうことができる。また、電磁石の位置決めと同時に、振動子側への倒れを防止することができる。これにより、電磁石と永久磁石との空隙を均一に保持することができるため、ポンプ製造後の各ポンプのポンプ性能を安定して維持することができる。

また、鉄心のガイド片を単にガイド溝に嵌め込むだけでよいので、位置決め作業の効率を向上させるとともに、作業コストを低減させることもできる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプを説明する。

図１〜４に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわる電磁振動型ダイヤフラムポンプは、対向して配置される一対の電磁石１と、該電磁石１のあいだの空隙部Ｓに、当該電磁石１と所定の間隔をおいて配置される、フェライト磁石または稀土類磁石などの永久磁石２を備えた振動子３と、該振動子３の両端に連結されるダイヤフラム（図示せず）と、前記電磁石１の両端側にそれぞれ固定されるポンプケーシング部（図示せず）と、これら電磁石１、振動子３、ダイヤフラムおよびポンプケーシング部を収納するケース４とから構成されている。前記電磁石１は前記ケース４に形成された電磁石収納部５に収納されている。

前記ポンプケーシング部は、さらに吸引室、吐出室および圧縮室からなるポンプ部を有しており、該ポンプ部における側面側にパッキング６を挟んで側面蓋（弁室蓋）７が固着されている。この側面蓋７は金属材料から作製されており、高い防音性（遮音性）を有している。また、前記ケース４には、一体に成形された取付け脚８に段付きクッション９が固着されている。これにより、ポンプ部の振動を吸収し、ポンプ取付台に振動を伝達させないようにしている。

本実施の形態にかかわる電磁振動型ダイヤフラムポンプは、前記電磁石１と永久磁石２との磁気的相互作用に基づいて、振動子３に連結されたダイヤフラムを振動させ、外部のエアを吸引ノズル１０（図２参照）から吸引したのち、吐出ノズル１１（図１参照）を通して吐出させることができる。

前記電磁石１は、略Ｅ型の鉄心１２とボビン１３にコイルを捲いた捲線コイル部１４とから構成されており、前記鉄心１２は、外方ヨーク部１５と、該外方ヨーク部１５の両端部位に配置されるサイドポール部１６と、該サイドポール部１６のあいだに配置されるπ型のセンターポール部１７とから構成されている。

前記外方ヨーク部１５の端縁部１８には、両サイドポール部１６の幅より外方に突出するように一対のガイド片２１が形成されている。この一対のガイド片２１は、前記電磁石収納部５の周縁部、すなわち該ガイド片２１に対向する部分に形成されるガイド溝２２に嵌め込まれている。これにより、前記電磁石１をこの電磁石収納部５に位置決めして収納させることができる。また、電磁石１の位置決めと同時に、振動子３側への倒れを防止することができる。したがって、電磁石１と永久磁石２との空隙を均一に保持することができるため、ポンプ製造後の各ポンプのポンプ性能を安定して維持することができる。また、ガイド片２１を単にガイド溝２２に嵌め込むだけでよいので、位置決め作業の効率が向上するため、作業コストを低減させることができる。

前記外方ヨーク部１５とサイドポール部１６は、一枚の鋼板、たとえば珪素鋼鈑をプレス加工により一体に成形されており、前記サイドポール部１６の内周極部には、一枚の鋼板をプレス加工により互いに向き合う方向にＬ字状に屈曲させた延長部１６ａが形成されている。なお、１９ａは４本のリード線２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄを電磁石１からポンプ本体の外方に引き出すための切欠きであり、１９ｂはケース４の通気口への空気の流れをよくして、電磁石１の熱を逃しやすくするための切欠きである。

本実施の形態では、鉄心１２に捲線コイル部１４を組み込みやすくするために、センターポール部１７は外方ヨーク部１５とは別体で成形されている。前記外方ヨーク部１５とセンターポール部１７の固定方法としては、種々の固定構造を用いることができ、たとえばセンターポール部１７の断面がロ字形状に成形される場合、前記外方ヨーク部１５の内面に外方ヨーク部１４の短辺側面を合せたのち、外方ヨーク部１５の背面側からねじ込まれるビスねじにより固定することができるが、本実施の形態では、センターポール部１７はπ型にされており、前記外方ヨーク部１５の中央に形成される中央開口２３に挿入したのち、該センターポール部１７の折曲げ部１７ａを該外方ヨーク部１５の周縁１５ａにかしめ加工により固定している。

本実施の形態では、センターポール部１７の折曲げ部１７ａを外方ヨーク部１５の周縁１５ａにかしめ加工により固定して、折曲げ部１７ａを外方ヨーク部１５の背面と面一になるようにしているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、図６に示されるように、センターポール部２４の折曲げ部２４ａを外方ヨーク部２５の背面に沿わせて固定（面接合）することもできる。これにより、折曲げ部２４ａと外方ヨーク部２５との接合面を大きくして磁路を拡大することができるため、磁束量が増えて振動子の推進力を向上させることができる。なお、前記折り曲げ部２４ａを前記外方ヨーク部２５の背面に接合させる場合、予め前記接合面に折り曲げ部２４ａとほぼ同じ形状のくぼみを形成させておくこともできる。これにより、前記折り曲げ部２４ａの接合の位置決めを向上させることもできる。

また、本実施の形態では、前記外方ヨーク１５、たとえば端縁部１８に貫通孔またはくぼみからなる引出し用凹所３１を少なくとも１個形成することにより、たとえばメンテナンスなどのときに該凹所３１にドライバーなどの先端部を差し込んで持ち上げることにより、前記電磁石１を前記電磁石収納部５から容易に引き出すことができる。

なお、本実施の形態にかかわるポンプにおいては、前記一対の電磁石１の交流通電によって発生する交番電磁力とダイヤフラムのバネ力との協調により振動を継続し、ポンプ作用を行なうようにしているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、前記一対の電磁石１に結線される４本のリード線２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄのうち、リード線２０ａと２０ｂ、またはリード線２０ｂと２０ｃに交流電流を流すと、１つの電磁石１だけで振動子３を作動させることができる。かかるリード線の選択（通電切り換え）により、振動子３の推進力を通常の推進力の約半分に減少させて、ポンプ吐き出し量を少なくすることができるため、ポンプ使用に際し、ポンプ吐き出し量の調整を行なうことができる。

また、本実施の形態では、前記電磁石収納部５の開口に取り付けられる蓋４１に突起４２が形成されている。この突起４２は、ポンプを外側ケーシング（図示せず）に形成される凹部または開口部（図示せず）と係合させることにより、搬送時のポンプ本体の揺れを防止することができる。これにより、ポンプの破損や、防振ゴムの段付きクッション９の外れなどを防ぐことができる。なお、ポンプ動作時に突起４２が直接外側ケーシングに接触しないように、前記突起４２と凹部または開口部とのあいだにクリアランスを設けたり、前記突起４２の周辺にゴムや独立発泡体などの緩衝材を配設するのが好ましい。

本発明の一実施の形態にかかわる電磁振動型ダイヤフラムポンプを示す斜視図である。図１の電磁振動型ダイヤフラムポンプの正面図である。図１の電磁振動型ダイヤフラムポンプにおける蓋を開放したときの平面図である。図１の電磁振動型ダイヤフラムポンプにおける電磁石を示す斜視図である。図４の電磁石の分解斜視図である。電磁石の他の実施の形態を示す斜視図である。従来のダイヤフラムポンプの一例を示す部分切欠き平面図である。

符号の説明

１電磁石
２永久磁石
３振動子
４ケース
５電磁石収納部
６パッキング
７側面蓋
８取付け脚
９段付きクッション
１０吸引ノズル
１１吐出ノズル
１２鉄心
１３ボビン
１４捲線コイル部
１５、２５外方ヨーク部
１６サイドポール部
１６ａ延長部
１７センターポール部
１７ａ、２４ａ折曲げ部
１８端縁部
１９ａ、１９ｂ切欠き
２０ａ、２０ｂ、リード線
２０ｃ、２０ｄ
２１ガイド片
２２ガイド溝
２３中央開口
３１引出し用凹所
４１蓋
４２突起

Claims

ケース内に、対向して配置された一対の電磁石、
該一対の電磁石のあいだの空隙部に、当該一対の電磁石と所定の間隔をおいて配置された永久磁石を備えた振動子、
前記電磁石の両端側にそれぞれ固定され、前記振動子の両端がダイヤフラムを介して連結されたポンプケーシング部が収納され、
前記電磁石は前記ケースに形成された電磁石収納部に収納され、
前記電磁石が略Ｅ型の鉄心とボビンにコイルを捲いた捲線コイル部とからなり、
該鉄心が、中央開口が設けられた外方ヨーク部と、該外方ヨーク部の両端部に配置された両サイドポール部と、両サイドポール部のあいだに配置されたπ型のセンターポール部とからなり、
前記外方ヨーク部と、両サイドポール部とが、一枚の鋼板により一体に成形され、
前記センターポール部の先端部と、前記外方ヨーク部の背面とが重複領域を有し、
前記重複領域が、前記π型のセンターポール部の先端部と、前記外方ヨーク部の中央開口の周縁との重複領域であり、
前記外方ヨーク部の端縁部に、前記両サイドポール部の幅より外方に突出した一対のガイド片が形成され、
該一対のガイド片が、前記電磁石収納部の周縁部の、前記ガイド片に対向する部分に形成されたガイド溝に嵌め込まれ、
前記電磁石と永久磁石の磁気的相互作用に基づいて、該永久磁石を備えた振動子の電磁振動によって、該振動子に連結されたダイヤフラムを振動させる電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
前記電磁石を前記電磁石収納部から引き出すために、前記外方ヨークに引出し用凹所が形成されてなる請求項１記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
前記電磁石収納部の開口に取り付けられる蓋に、ポンプの外側ケーシングに形成される凹部または開口部とに係合する突起が形成されてなる請求項１または２記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。