JP6013791B2 - 電磁式ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、家庭用燃料電池向け電磁式ダイヤフラムポンプ、流体としてＬＰＧ等の燃料ガスや空気を圧送用の電磁式ダイヤフラムポンプに関し、特に、装置の重量およびコストの増加を抑えつつ、静音性を高めることができる電磁式ダイヤフラムポンプに関する。

従来より、電磁石により振動子を振動させてダイヤフラムを変位させて、流体を吸入および吐出（排出）させる電磁式ダイヤフラムポンプが知られている。

このような電磁式ダイヤフラムポンプにおいて、通常、ダイヤフラムは外周部に形成されたビード（固定用の突出物）を外周方向に引っ張った状態でポンプ本体に組みつけられている。

このような電磁式ダイヤフラムポンプ（特に、大量の流量が要求される大流量タイプの電磁式ダイヤフラムポンプ）がユーザーに求められる性能のうち、重要度の高いものの一つに静音性がある。通常、電磁式ダイヤフラムポンプにおいては、ゴム等の弾性体から構成されるアンブレラ（弁傘部）形状を有する逆止弁を用いることが一般的とされているが、この逆止弁は、アンブレラ（弁傘部）が開閉する際の打撃音が振動音を高める大きな要因となっている。

このよう騒音対策として、最外部の金属板カバーの厚みを厚くすること、すなわち、アンブレラのある面の全面を外側から覆うように被着させつつエアーシールの機能を持たせている金属板カバーの厚みを増加させることによって、静音性を向上させることができることが知られている。しかしながら、より高い静音性を持たせるためには、金属板カバーそのものの板厚をかなり厚くする必要があり、重量の増加、およびコストの増大等のデメリットが生じる。

このような問題に対応して、例えば、特開２００２−３７１９６８号公報（特許文献１）には、ポンプ本体からの振動および騒音を低減することができる電磁振動型ポンプを提供することを目的として、電磁石部の両側部に固定されるポンプケーシング部に遮音のためのガラス繊維入熱可塑性樹脂からなる側面蓋部を設け、この側面蓋部を、内側蓋と外側蓋とからなる空洞を有する二重構造に構成してなる電磁振動型ポンプの提案がなされている。

特開２００２−３７１９６８号公報

しかしながら、ポンプケーシングの外周壁方向（軸方向）に遮音のための空洞を有する二重構造を採択すると、その分だけ装置を外方に拡張する必要が生じ、装置そのものが大きくなってしまうという不都合が生じる。また、さらに、部品点数が増加するために、材料費および組み立て工数もアップしてコスト増大に繋がってしまうという不都合も生じる。さらに、空気層と樹脂材との組み合わせのみでは、騒音低減の効果を本願発明が目的としているレベルまでに到達することは困難であると言える。

このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、装置の重量およびコストの増加を極力抑えつつ、静音性を高めることができる電磁式ダイヤフラムポンプを提供することにある。

このような課題を解決するために、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプは、電磁石と、電磁石の極性変化に伴い振動する振動子と、振動子の端部に配置されたダイヤフラムと、ダイヤフラムの周縁部を押圧して固定するダイヤフラム保持部とを有し、前記ダイヤフラム保持部は、仕切り壁と、その仕切り壁を介してその内側に位置するダイヤフラム室を構成するダイヤフラム室形成凹部と、仕切り壁を介してその外方に位置する吸気室および吐出室とを構成する吸気室形成凹部および吐出室形成凹部をそれぞれ有し、前記吸気室形成凹部が位置する仕切り壁の内側には吸入弁が存在し、吐出室形成凹部が位置する仕切り壁の外側には吐出弁が存在し、前記吸気室形成凹部および吐出室形成凹部には、それぞれ、個別に消音用の金属製弁カバーを載置するための突出リブが存在しており、当該突出リブには、前記吸気室形成凹部および吐出室形成凹部の底部から所定の高さに持ち上げられた状態で、それぞれ個別の消音用の金属製弁カバーが位置し、前記突出リブと消音用の金属製弁カバーとの間にはパッキンが介在しないように構成される。

また、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの好ましい態様として、前記吸気室形成凹部および吐出室形成凹部には、吸入弁および吐出弁の実質的な設置位置および大きさに対応して、それぞれ別個の、消音用の金属製弁カバーが位置しているように構成される。

また、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの好ましい態様として、前記突出リブには、リブの内側エリアと外側エリアを連通させる連通用の開口部が存在するように構成される。

また、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの好ましい態様として、前記突出リブは、複数に分割した突出リブが隙間を介して存在するものであり、前記連通用の開口部は、該隙間を開口部としているように構成される。

また、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの好ましい態様として、前記突出リブは、実質的に連続し、突出リブの上端部側から切り欠き部が存在し、前記連通用の開口部は、該切り欠き部を開口部としているように構成される。

また、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの好ましい態様として、前記金属製弁カバーは、板状部と、板状部の端部から板状部平面に対して略垂直方向に突出する突出片を有するように構成される。

また、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの好ましい態様として、前記消音用の金属製弁カバーの背面（外側面）は、ケーシングカバーを固着することによって、当該ケーシングカバーにより直接ないし間接的に内側に押圧されるように構成される。

また、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプの好ましい態様として、前記吸入弁は、弁傘部と弁軸を有し、前記吸入弁が存在する仕切り壁には、弁軸を固定するための固定孔と、弁軸の周りに配置された弁通気孔とが位置し、前記吐出弁は、弁傘部と弁軸を有し、前記吐出弁が存在する仕切り壁には、弁軸を固定するための固定孔と、弁軸の周りに配置された弁通気孔とが位置しているように構成される。

本発明の電磁式ダイヤフラムポンプは、電磁石と、電磁石の極性変化に伴い振動する振動子と、振動子の端部に配置されたダイヤフラムと、ダイヤフラムの周縁部を押圧して固定するダイヤフラム保持部とを有し、前記ダイヤフラム保持部は、仕切り壁と、その仕切り壁を介してその内側にダイヤフラム室を形成するためのダイヤフラム室形成凹部と、仕切り壁を介してその外方に吸気室および吐出室とを形成するための吸気室形成凹部および吐出室形成凹部をそれぞれ有し、前記吸気室形成凹部が形成されている仕切り壁の内側には吸入弁が装着され、吐出室形成凹部が形成されている仕切り壁の外側には吐出弁が装着され、前記吸気室形成凹部および吐出室形成凹部には、それぞれ個別の、消音用の金属製弁カバーが設置されるように構成されているので、装置の重量およびコストの増加を極力抑えつつ、静音性を高めることができるという極めて優れた効果が発現する。

図１は、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した状態を概略的に示す斜視図である。 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平面図である。 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側面図である。 図４は、本発明の要部を説明するための斜視図であって、主として、ダイヤフラム保持部を中心として、それに組み付けられる要部の部品を示した斜視図である。 図５（Ａ）は、本発明の要部を説明するための正面図であって、吸気室形成凹部および吐出室形成凹部に、吸入弁および吐出弁の実質的な設置位置および大きさに対応して、それぞれ形成された突出リブに、消音用の金属製弁カバーが係止するように設置された状態を示す正面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の（Ｖ）−（Ｖ）線矢視断面図である。 図６（Ａ）は、本発明の他の実施形態の要部を説明するための正面図であって、吸気室形成凹部および吐出室形成凹部に、吸入弁および吐出弁の実質的な設置位置および大きさに対応して、それぞれ形成された突出リブに、消音用の金属製弁カバーが係止するように設置された状態を示す正面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の（ＶＩ）−（ＶＩ）線矢視断面図である。 図７は、本発明の要部を説明するための斜視図である。 図８は、本発明の他の実施形態の要部を説明するための斜視図である。 図９（Ａ）は、金属製弁カバーが占めるエリアと弁傘部が占めるエリアとの関係を模式的に示した正面図であって、図９（Ａ）は本発明に該当する関係を示している。図９（Ｂ）は、金属製弁カバーが占めるエリアと弁傘部が占めるエリアとの関係を模式的に示した正面図であって、図９（Ｂ）は本発明に該当しない場合の関係を示している。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。

なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。

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した状態を概略的に示す斜視図である。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平面図、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側面図である。図４は、本発明の要部を説明するための斜視図であって、主として、ダイヤフラム保持部を中心として、それに組み付けられる要部の部品を示した斜視図である。図５（Ａ）は、図４に示される要部の部品を組み付けた後の部分正面図に相当し、吸気室形成凹部および吐出室形成凹部に、吸入弁および吐出弁の実質的な設置位置および大きさに対応して、それぞれ形成された突出リブに、消音用の金属製弁カバーが係止するように設置された状態を示す正面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の（Ｖ）−（Ｖ）線矢視断面図である。

図１〜図３に示されるように、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプ１は、本体フレーム１０内に配置された一対の電磁石２０と、該一対の電磁石２０の対向面の間に介在された振動子３０と、この振動子３０の両端部に配置された一対のダイヤフラム４０と、ダイヤフラムの（外周）周縁部を挟持して固定するダイヤフラム台５０およびダイヤフラム保持部６０とを有して構成されている。

本体フレーム１０は、図示される本実施の形態に限定されるものではないが、本実施形態では、図１に示されるように、一対の電磁石２０等を上部から挿入するための上部開口部１３と、振動子３０等が挿入できかつダイヤフラム台５０およびダイヤフラム保持部６０を内側に装着することのできる１対の側面開口部１５とを有している。また、本体フレーム１０の内部には、ポンプが運ぶ流動対象である流体を吸入するインプット連結口１８（図２参照）に連通している連通路（図示していない）および流体を吐出するアウトプット連結口１９（図２参照）に連通する連通路（図示していない）がそれぞれ別形態で形成されている。

本発明の構成を、さらに詳細に説明する。
本発明の電磁式ダイヤフラムポンプ１は、本体フレーム１０の内側に配置された一対の電磁石２０の極性変化に伴い、電磁石２０の対向する方向に対して振動子３０が略直角方向に往復運動できるように構成されている。振動子３０は、その両端部に連結用シャフト３１が固定配置されており、前述のごとく振動子３０の両端部には、対向する一対のダイヤフラム４０が配置・固定されている。

ダイヤフラム４０の内周部に位置する略中央部には、第１のセンタープレート７１と、第２のセンタープレート７５とが挟持された状態で固定されており、これらの結合されたセンタープレート７１，７５に実質的に振動子３０（連結用シャフト３１，３１）が固定されている。

前述したようにダイヤフラム４０の周縁部は、ダイヤフラム台５０およびダイヤフラム保持部６０によって挟持され固定される。さらに、ダイヤフラム台５０およびダイヤフラム保持部６０は、本体フレーム１０の側面開口部１５内に装着され固定されるように構成されている。

図１〜３に示される実施形態においてその構成をより具体的に説明すると、ダイヤフラム４０は、その周縁部において、内側に突出したリング状のビード部４５を備え、ダイヤフラム台５０は、ダイヤフラム４０の内側に位置し、ダイヤフラム保持部６０は、ダイヤフラム４０の外側に位置するように配置されている。

ダイヤフラム４０の外側に位置するダイヤフラム保持部６０は、弁を備える弁ケース本体として機能を有するとともに、ダイヤフラム４０の周縁部を押し付けるようにしてケーシングパッキン８０およびケーシングカバー８５とともに本体フレーム１０の側面に固着される。

弁ケース本体として機能を有するダイヤフラム保持部６０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）を果たすように所定の向きに取り付けられている。これについては後に詳述する。

図２および図３を参照しつつ、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプ１の基本的構造についてさらに詳細に説明する。

図２に示されるように、対向して配置される一対の電磁石２０は、それぞれ、Ｅ型の電磁石コア２２と、このコア２２に電磁石用のコイル２３が巻かれた電磁石ボビン２４を有して構成される。電磁石２０の電磁石用のコイル２３には図示していない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。
前述したように一対の電磁石２０の対向面の間隙には、電磁石２０の極性変化に伴い往復運動する振動子３０が電磁石２０と接触しないように装入されている。振動子３０は、本実施の形態の場合、図３に示されるようにプレート本体部３５と、その両端に形成される連結用シャフト３１を有し、プレート本体部３５には、例えば四角状の極性の異なる永久磁石３６（例えばＮ極），３７（例えばＳ極）が取り付けられている。

吸気室１５０を区画するダイヤフラム保持部６０の仕切り壁６１には、図２に示されるごとく吸入弁１２０が内側から装着されている。吸入弁１２０は、シール弁として機能する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軸１２５を備えて構成される。弁固定軸１２５は仕切り壁６１に形成された固定孔に装着・固定される（図２）。図示していないが、弁固定軸１２５の先端部には、通常、固定後の抜け防止のための突起状の係止部を形成しておくことが望ましい。なお、弁傘部１２１の弁固定軸１２５が位置する側の平面が、いわゆる（弁）シール平面を構成する。

このような吸入弁１２０の弁作用により、図２に示されるように仕切り壁６１に形成された弁通気孔６２を通して、インプット連結口１８から流入される流体がダイヤフラム室１６０に吸入される。ダイヤフラム室１６０は、実質的にダイヤフラム４０と、ダイヤフラム保持部６０の内部の面（特に仕切り壁６１）とによって区画されている。そして、ダイヤフラム室１６０に吸入された流体は、ダイヤフラム保持部６０の仕切り壁６１に外側から装着された吐出弁１３０の弁作用によって、仕切り壁６１に形成された弁通気孔６３を通して、吐出室１７０に入り、図示しない連通路を経由してアウトプット連結口１９から吐出されるようになっている。

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２に示されるごとく、シール弁として機能する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軸１３５とを備えて構成される。弁固定軸１３５は仕切り壁６１に形成された固定孔に装着・固定される（図２）。弁固定軸１３５の先端部には、通常、固定後の抜け防止のための突起状の係止部を形成しておことが望ましい。なお、弁傘部１３１の弁固定軸１３５が位置する側の平面が、いわゆる（弁）シール平面を構成する。

吸入弁１２０および吐出弁１３０の弁作用についてさらに説明する。交流電源に接続された電磁石２０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２や図３に示される矢印（α）および矢印（β）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２の（β）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（α ）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、流体がダイヤフラム室１６０内に吸入される。逆に、ダイヤフラム４０が矢印（β）方向に変形した場合、（β）方向側のダイヤフラム室１６０は圧縮され正圧になり、吐出弁１３０は開いて、流体がダイヤフラム室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、流体が連続的に吐出される。

なお、本発明で用いられる吸入弁１２０および吐出弁１３０の具体的形態、例えば、弁傘部１２１（１３１）の外径の大きさや厚さ等は、電磁式ダイヤフラムポンプの仕様に応じて適宜設定するようにすればよい。また、用いる吸入弁１２０および吐出弁１３０の数についても同様である。吸入弁１２０および吐出弁１３０を構成するゴム材質に特に制限はない。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。

また、ダイヤフラム４０を構成するゴム材質に特に制限はないが、耐熱性や耐蝕性に優れ、可撓性にも優れる、フッ素ゴム、ＮＢＲが好適例として挙げられる。

（本発明の要部の説明）
上述してきた構成をさらに詳細に説明するとともに、本発明の要部の説明を行う。

図２に示されるようにダイヤフラム保持部６０は、ダイヤフラム４０の平面と略平行に形成されている仕切り壁６１と、その仕切り壁６１を介してその内側にダイヤフラム室１６０を形成するためのダイヤフラム室形成凹部１６０´と、仕切り壁６１を介してその外方に吸気室１５０および吐出室１７０とを形成するための吸気室形成凹部１５０´および吐出室形成凹部１７０´をそれぞれ有している。そして、好適な態様として、ケーシングパッキン８０を介してケーシングカバー８５によって、吸気室形成凹部１５０´および吐出室形成凹部１７０´を覆うことによって、区画された吸気室１５０および吐出室１７０が形成される。ダイヤフラム保持部６０の略中央部において吸気室１５０と吐出室１７０とを区画するために、隔壁６９が形成されている。

前述したように吸気室１５０は、図示しない連通路を経由してインプット連結口１８（図２参照）に連通している。同様に吐出室１７０は、図示しない連通路を経由してアウトプット連結口１９（図２参照）に連通している。

図２、図４および図５（Ｂ）に示されるように吸気室形成凹部１５０´が形成されている仕切り壁６１の内側（図４の右方）には前述したように吸入弁１２０が装着され、この一方で、吐出室形成凹部１７０´が形成されている仕切り壁６１の外側（図４の左方）には前述したように吐出弁１３０が装着される。

吸気室形成凹部１５０´および吐出室形成凹部１７０´には、吸入弁１２０および吐出弁１３０の実質的な設置位置および大きさに対応して、それぞれ個別の、消音用の金属製弁カバー９１，９５が設置されている。

ここで、「吸入弁１２０および吐出弁１３０の実質的な設置位置および大きさに対応して」とは、「吸入弁１２０および吐出弁１３０がそれぞれ仕切り壁６１を占有するエリア（通常、吸入弁１２０および吐出弁１３０の円形の弁傘部１２１，１３１が占めるエリア）に対応して、これらのエリアをそれぞれ位置的かつ大きさ的に包含するように」という意味である。「位置的かつ大きさ的に包含する」とは、弁傘部１２１，１３１が占めるエリア以上の大きさを有し、かつ、設置位置が包含関係を維持している箇所に設けられていることをいう。特に、上記のような要件を考慮する必要性があるのは、仕切り壁６１の一方の面に吸入弁１２０を設け、仕切り壁６１の反対である他方の面に消音用の金属製弁カバー９５を設置する場合があり（例えば、図５（Ｂ）参照）、この場合には互いの位置関係が適切でなく図９（Ｂ）に示されるように位置がずれて包含関係が維持できないことがありうるからである。仕切り壁６１の同じ面に吐出弁１３０および消音用の金属製弁カバー９５を設置する場合（例えば、図５（Ｂ）参照）には、容易に図９（Ａ）の包含関係が得られるので問題は生じないものと考えられる。ちなみに、図９（Ａ）は、金属製弁カバーが占めるエリアと弁傘部が占めるエリアとの関係を模式的に示した平面図であって、図９（Ａ）は本発明に該当する関係を示している。図９（Ｂ）は、金属製弁カバーが占めるエリアと弁傘部が占めるエリアとの関係を模式的に示した平面図であって、図９（Ｂ）は本発明に該当しない場合の関係を示している。

消音用の金属製弁カバー９１，９５は、そのもの自体を、吸入弁１２０および吐出弁１３０の所定の設置位置に載置できるように、例えば、蓋体となる金属製板状部の周縁から立設可能な足部を垂下させた形状に一体成形して、仕切り壁６１の上に直接載置するようにしてもよいが、金属部分が増えるとともに複雑な構造となるために、金属製弁カバーそのもののコスト増や、重量アップの可能性が生じ得る。これらを抑制するために、図４〜図６に示されるように吸気室形成凹部１５０´および吐出室形成凹部１７０´の底部に、消音用の金属製弁カバー９１，９５を載置するための突出リブ１０１，１０５をそれぞれ形成するように構成することが望ましい。

このような突出リブ１０１，１０５は、通常、仕切り壁６１の上に形成することができ、ダイヤフラム保持部６０を成形する際に、一体的に成形すること（いわゆる一体成形）が望ましい。ダイヤフラム保持部６０は、例えば、アルミ等のダイカストから成形することができるが、必ずしもこの形態に限定されるわけではなく、射出樹脂成形としてもよい。

このような突出リブ１０１，１０５によって、吸気室形成凹部１５０´および吐出室形成凹部１７０´の底部から所定の高さに消音用の金属製弁カバー９１，９５が持ち上げられた状態で載置される（例えば図５（Ｂ）参照）。金属製弁カバーそのものの形態も特に複雑な形態とする必要もなく、シンプルかつ低コスト化が実現できる。必要体積も少なくてすみ重量アップの要因ともなりにくい。

突出リブ１０１，１０５の形態およびこれらに被着される消音用の金属製弁カバー９１，９５について、図５（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ、さらに詳細に説明する。

最初に、吸気室形成凹部１５０´における突出リブ１０１とこれに被着される消音用の金属製弁カバー９１の組み合わせについて説明する。吸気室形成凹部１５０´の底部に位置する仕切り壁６１の上に、突出リブ１０１として、例えば、２つに分割された突出リブ１０１ａと突出リブ１０１ｂが形成される。ただし、分割数は２つに限定されることはなく、３つ以上に分割することもできる。

これらの突出リブ１０１ａと突出リブ１０１ｂは、仕切り壁６１の一方の面に形成されており、これらは、仕切り壁６１の反対側の他方の面に位置する吸入弁１２０の弁傘部１２１が占めるエリアを、仕切り壁６１を介して包囲するように形成される。図示の例では、曲率半径の大きな湾曲部を有する突出リブ１０１ａと、曲率半径の小さい湾曲部を有する突出リブ１０１ｂとが、隙間Ｅ（図４、図５（Ａ）を参照）を空けた状態で配置されている。隙間Ｅが複数個存在する場合には、これらは同じ間隔でもよいし異なった間隔でもよい。

このような突出リブ１０１ａおよび突出リブ１０１ｂのそれぞれの上端面の内側には内周に沿って、切り欠きされた段差部１０２ａ，１０２ｂが形成されており（図５参照）、この段差部１０２ａ，１０２ｂに金属製弁カバー９１の板状部９２の外周部が係止された状態で載置されるようになっている。このような段差部は突出リブ側に設けるのではなく、金属製弁カバー側に設けるようにしてもよい。ただし、段差部は必須のものではなく、これに代わる係止構造を採択するようにしてもよい。

本実施の形態において、金属製弁カバー９１は、実質的に消音機能を発揮する板状部９２と、板状部９２の端部から板状部平面に対して略垂直方向に突出する突出片９３を有しており（図４参照）、突出片９３は、突出リブ１０１ａと突出リブ１０１ｂとの隙間Ｅに介在することができるように構成されることが望ましい。突出片９３はなくてもよいが、突出片９３を設けることによって、金属製弁カバー９１を再現性良く所定位置に載置できる等の機能を発揮させることができる。

図７に示されるように、突出片９３の幅をＷ１、突出リブ１０１ａおよび突出リブ１０１ｂの隙間Ｅの幅をＷ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２＝０．５〜０．９、より好ましくは、０．８〜０．９とされる。

また、突出片９３の板状部９２の下面からの突出高さをｈ１、突出リブ１０１ａおよび突出リブ１０１ｂの突出高さをｈ２とした場合、ｈ１／ｈ２＝０．３〜０．８、より好ましくは、０．３〜０．５とされる。

なお、Ｗ１／Ｗ２の値、およびｈ１／ｈ２の値は、突出リブ１０１ａおよび突出リブ１０１ｂの内側と外側との流通が確実に図れるように開口部を形成することができるように設定される。ポンプが搬送する流体が突出リブ１０１ａ、１０１ｂの内側と外側とを流通できることが必要だからである。

次ぎに、図５（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ、吐出室形成凹部１７０´における突出リブ１０５とこれに被着される消音用の金属製弁カバー９５の組み合わせについて説明する。吐出室形成凹部１７０´の底部に位置する仕切り壁６１の上に、突出リブ１０５として、例えば、２つに分割された突出リブ１０５ａと突出リブ１０５ｂが形成される。ただし、分割数は２つに限定されることはなく、３つ以上に分割することもできる。

突出リブ１０５ａと突出リブ１０５ｂは、仕切り壁６１の一方の面に形成されており、これらは、仕切り壁６１の同じ面に位置する吐出弁１３０の弁傘部１３１が占めるエリアを包囲するように形成される。図示の例では、曲率半径の大きな湾曲部を有する突出リブ１０５ａと、曲率半径の小さい湾曲部を有する突出リブ１０５ｂとが、隙間Ｅを空けた状態で配置されている（図４、図５（Ａ）を参照）。

突出リブ１０５ａおよび突出リブ１０５ｂのそれぞれの上端面の内側には内周に沿って、切り欠きされた段差部１０６ａ，１０６ｂが形成されており（図５参照）、この段差部１０６ａ，１０６ｂに金属製弁カバー９５の板状部９６の外周部が係止された状態で載置されるようになっている。本実施の形態において、金属製弁カバー９５は、前述した金属製弁カバー９１と同様に、実質的に消音機能を発揮する板状部９６と、板状部９６の端部から板状部平面に対して略垂直方向に突出する突出片９７を有しており（図４参照）、突出片９７は、突出リブ１０５ａと突出リブ１０５ｂとの隙間Ｅに介在することができるように構成されることが望ましい。突出片９７はなくてもよいが、突出片９７を設けることによって、金属製弁カバー９５を再現性良く所定位置に載置できる等の機能を発揮させることができる。

図７に示されるように、突出片９７の幅をＷ１、突出リブ１０５ａおよび突出リブ１０５ｂの隙間Ｅの幅をＷ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２の関係は前述したとおりとすればよい。また、突出片９７の板状部９６の下面からの突出高さをｈ１、突出リブ１０５ａおよび突出リブ１０５ｂの突出高さをｈ２とした場合、ｈ１／ｈ２の関係は前述したとおりとすればよい。

上述してきた金属製弁カバー９１、９５の材質としては、金属であれば特に制限されるものではないが、好適には、鉄等の金属を用いるのがよい。

また、板状部９２、９６の板厚は、消音効果を高めるためには厚ければ厚いほど良いが、重量ならびにコストとの兼ね合いもあり、通常、０．５〜２．０ｍｍ程度、好ましくは、１．０〜２．０ｍｍ程度とされる。

次いで、図６を参照しつつ本発明の他の実施形態の要部を説明する。図６（Ａ）は、本発明の他の実施形態の要部を説明するための正面図であって、吸気室形成凹部１５０´および吐出室形成凹部１７０´に、吸入弁および吐出弁の実質的な設置位置および大きさに対応して、それぞれ形成された突出リブに、消音用の金属製弁カバーが係止するように設置された状態を示す平面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の（ＶＩ）−（ＶＩ）線矢視断面図である。

図６（Ａ）、（Ｂ）に示される実施形態が、前述した図５（Ａ）、（Ｂ）に示される実施形態と異なるのは、突出リブ１０１として、例えば、２つに分割された突出リブ１０１ａと突出リブ１０１ｂが曲率が同じ湾曲部を備え、これらは、組み合わせによって１つの円をトレースするように配置されており、これらの突出リブに被着される金属製弁カバー９１の板状部９２が円形状をなしている点にある。突出リブ１０５ａと突出リブ１０５ｂを備える突出リブ１０５と、これらに被着される金属製弁カバー９５についても同様の構成とされている。図６（Ａ）、（Ｂ）に示される実施形態の金属製弁カバー９１,９５に、図５に示されるような突出片９３,９７を設け、金属製弁カバー９１,９５の回り止めとして機能させるようにしてもよい。

他の実施形態として、図８に示されるように突出リブ１０１（１０５）を分けることなく実質的に連続に形成し、その突出リブ１０１（１０５）の上端部から切り欠き部１０９を設け、その切り欠き部１０９を搬送流体を流通させるための開口部として用いることもできる。

ちなみに、補足説明となるが、図１において、符号２０１はフレームパッキン、符号２０２はフレームカバー、符号２１１はタンクパッキン、符号２１２はタンクカバー、符号２２０は防振ゴム、符号２３０はブラケット、符号２４１，２４５はダイヤフラム保護シートを示す。

以下、具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
図１〜図５に示されるように、本発明の要部構成である消音用の金属製弁カバー９１，９５がそれぞれ吸気室形成凹部１５０´および吐出室形成凹部１７０´に設置された電磁式ダイヤフラムポンプを作製した（実施例１サンプル）。

金属製弁カバー９１，９５は、それぞれ、鉄製からなる金属とし、板状部９２、９６の板厚は、それぞれ、２．０ｍｍとした。金属製弁カバー９１，９５の重量は、１４ｇであった。

（比較例１）
上記の実施例１サンプルにおいて、消音用の金属製弁カバー９１，９５を外して、用いなかった（装着しなかった）。

それ以外は、上記の実施例１サンプルと同様にして、比較例１の電磁式ダイヤフラムポンプを作製した（比較例１サンプル）。

（比較例２）
上記の実施例１サンプルにおいて、消音用の金属製弁カバー９１，９５を外して、用いなかった（装着しなかった）。

その代わりに、消音用の金属製弁カバー９１，９５の総和重量に相当する分の重量をケーシングカバー８５（鉄製からなる金属から構成）に加えてその厚さを厚くした。ケーシングカバー８５の厚さの増分は約１０％であった。

それ以外は、上記の実施例１サンプルと同様にして、比較例２の電磁式ダイヤフラムポンプを作製した（比較例２サンプル）。

（比較例３）
特許文献１（特開２００２−３７１９６８号公報）に類似する構造の磁式ダイヤフラムポンプを作製した。すなわち、電磁石部の両側部に固定されるポンプケーシング部に遮音のためのガラス繊維入熱可塑性樹脂からなる側面蓋部を設け、この側面蓋部を内側蓋と外側蓋とからなる空洞を有する二重構造に構成した。

それ以外は、上記の実施例１サンプルと実質的に同様にして、比較例３の電磁式ダイヤフラムポンプを作製した（比較例３サンプル）。

＜静音性試験＞
上記の実施例１サンプル、比較例１〜３サンプルにおける静音性試験を以下の要領で実施した。すなわち、静音室に、実施例１サンプル、比較例１〜３サンプルの４種のサンプルを持ち込み、（１）実施例１と比較例１、（２）実施例１と比較例２、（３）実施例１と比較例３、（４）比較例１と比較例２、（５）比較例１と比較例３、（６）および比較例２と比較例３の６通りの２組のサンプル同士の静音性を比較する試験を実施した。静音性は、３人の判定人の官能試験とした。

その結果、静音性は、実施例１が格段と優れていた。次いで静音性がよかったのは、比較例２、比較例１、比較例３の順であった。

上記の結果より、本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の電磁式ダイヤフラムポンプは、電磁石と、電磁石の極性変化に伴い振動する振動子と、振動子の端部に配置されたダイヤフラムと、ダイヤフラムの周縁部を押圧して固定するダイヤフラム保持部とを有し、前記ダイヤフラム保持部は、仕切り壁と、その仕切り壁を介してその内側にダイヤフラム室を形成するためのダイヤフラム室形成凹部と、仕切り壁を介してその外方に吸気室および吐出室とを形成するための吸気室形成凹部および吐出室形成凹部をそれぞれ有し、前記吸気室形成凹部が形成されている仕切り壁の内側には吸入弁が装着され、吐出室形成凹部が形成されている仕切り壁の外側には吐出弁が装着され、前記吸気室形成凹部および吐出室形成凹部には、それぞれ個別の、消音用の金属製弁カバーが設置されるように構成されているので、装置の重量およびコストの増加を極力抑えつつ、静音性を高めることができるという極めて優れた効果が発現する。

本発明は、家庭用燃料電池向け電磁式ダイヤフラムポンプ、流体としてＬＰＧ等の燃料ガスや空気を圧送用の電磁式ダイヤフラムポンプ等、流体輸送に関する装置技術の分野に利用することができる。

１…電磁式ダイヤフラムポンプ
１０…本体フレーム
１５…側面開口部
２０…電磁石
３０…振動子
４５…ビード部
４０…ダイヤフラム
５０…ダイヤフラム台
６０…ダイヤフラム保持部
６１…仕切り壁
６９…隔壁
８５…ケーシングカバー
９１，９５…消音用の金属製弁カバー
９２，９６…板状部
９３，９７…突出片
１５０…吸気室
１５０´…吸気室形成凹部
１６０…ダイヤフラム室
１６０´…ダイヤフラム室形成凹部
１７０…吐出室
１７０´…吐出室形成凹部

Claims (8)

1. 電磁石と、電磁石の極性変化に伴い振動する振動子と、振動子の端部に配置されたダイヤフラムと、ダイヤフラムの周縁部を押圧して固定するダイヤフラム保持部とを有する電磁式ダイヤフラムポンプであって、
   前記ダイヤフラム保持部は、仕切り壁と、その仕切り壁を介してその内側に位置するダイヤフラム室を構成するダイヤフラム室形成凹部と、仕切り壁を介してその外方に位置する吸気室および吐出室とを構成する吸気室形成凹部および吐出室形成凹部をそれぞれ有し、
   前記吸気室形成凹部が位置する仕切り壁の内側には吸入弁が存在し、吐出室形成凹部が位置する仕切り壁の外側には吐出弁が存在し、
   前記吸気室形成凹部および吐出室形成凹部には、それぞれ、個別に消音用の金属製弁カバーを載置するための突出リブが存在しており、当該突出リブには、前記吸気室形成凹部および吐出室形成凹部の底部から所定の高さに持ち上げられた状態で、それぞれ個別の消音用の金属製弁カバーが位置し、前記突出リブと消音用の金属製弁カバーとの間にはパッキンが介在しないことを特徴とする電磁式ダイヤフラムポンプ。
2. 前記吸気室形成凹部および吐出室形成凹部には、吸入弁および吐出弁の実質的な設置位置および大きさに対応して、それぞれ別個の、消音用の金属製弁カバーが位置している請求項１に記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
3. 前記突出リブには、リブの内側エリアと外側エリアを連通させる連通用の開口部が存在する請求項１または請求項２に記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
4. 前記突出リブは、複数に分割した突出リブが隙間を介して存在するものであり、前記連通用の開口部は、該隙間を開口部としている請求項３に記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
5. 前記突出リブは、実質的に連続し、突出リブの上端部側から切り欠き部が存在し、前記連通用の開口部は、該切り欠き部を開口部としている請求項３に記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
6. 前記金属製弁カバーは、板状部と、板状部の端部から板状部平面に対して略垂直方向に突出する突出片を有する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
7. 前記消音用の金属製弁カバーの背面（外側面）は、ケーシングカバーを固着することによって、当該ケーシングカバーにより直接ないし間接的に内側に押圧される請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。
8. 前記吸入弁は、弁傘部と弁軸を有し、前記吸入弁が存在する仕切り壁には、弁軸を固定するための固定孔と、弁軸の周りに配置された弁通気孔とが位置し、
   前記吐出弁は、弁傘部と弁軸を有し、前記吐出弁が存在する仕切り壁には、弁軸を固定するための固定孔と、弁軸の周りに配置された弁通気孔とが位置している請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の電磁式ダイヤフラムポンプ。

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