JPH0663879U - 振動式エアーポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動式エアーポンプのポンプ能力の向上と、
小型軽量化と、低騒音化とを図る。 【構成】 振動式エアーポンプに、デューディ比の異な
った発振パルスを出力する発振部１１とその発振部１１
の発振出力をスイッチング信号として直流電源１３から
供給される直流電力をスイッチングし、デューディ比の
異なる駆動出力を生成し、その駆動出力で前記エアーポ
ンプの電磁石３を駆動するスイッチング部１２を備え、
前記デューティ比の異なる駆動出力でもって電磁石を駆
動することにより、負荷が重くなる排気時の電磁石３の
作動時間を長くし、負荷の軽い吸引時の電磁石３の作動
時間を短くすることによって排気時に励磁電流を多く流
し、電磁石３の大型化やマグネット６の大形化を伴わず
に、ポンプ能力を向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電磁石の駆動手段を備えることによって、小型、軽量で、なおか つ、低騒音でありながら、ポンプ能力の向上を図った振動式エアーポンプに関す る。

【０００２】

【従来の技術】

電磁石に交番磁界を発生させ、その交番磁界によって可動片を揺動させ、その 揺動によって吸気と排気とを行なう振動式エアーポンプ（バイブレータ式エアー ポンプ）は、例えば図４に示すようにＥ形積層鉄芯１に、励磁コイル２を巻回し た電磁石３と、その電磁石３の磁極４、４’と対向する磁極面５を有するマグネ ット６が一端に設けられ、他端がポンプ本体に揺動自在に支持される可動片７と 、吸気及び排気用の逆止弁を有し、一側がゴムダイアフラム８で形成され、その ゴムダイアフラム８が前記可動片７と連結された気密室９とから成り、前記電磁 石３は５０または６０Ｈｚの商用電源と接続され、交番磁界を発生してマグネッ ト６を吸引或いは反発し、可動片７を揺動させてゴムダイアフラム８を伸縮し、 気密室９に外気を吸引して、その吸引された外気を気密室９に連通する排気口１ ０から排出するようになっている。

【０００３】 ところで、この振動式エアーポンプでは、ポンプ能力の向上を図る場合、 電磁石のターン数を増加する。

【０００４】 可動片のマグネットを強いものに取り替える。

【０００５】 等、磁界強度をアップして揺動力を増加させ、排出量を増加させる方法が従来か ら行なわれている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、上記のポンプ能力を向上させるために、電磁石のターン数を増 加させたり、マグネットを強いものに取り替え、磁界強度を増加させる方法を用 いた場合、電磁石やマグネットの形状が大きくなって重くなり、また、そのため 発生する振動も大きくなる等の問題がある。

【０００７】 そこで、この考案の課題は、形状の大きさや重さの増加、さらに振動の増加を 伴う事なくポンプ能力の向上を図ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、この考案では、従来の振動式エアーポンプにおい て、可動片の吸気と排気との揺動を異なった揺動力によって行なう交番磁界を電 磁石に発生させる駆動手段を備え、その吸気時と排気時との異なる負荷に揺動力 を最適に配分するようにした構成としたのである。

【０００９】

【作用】

このように構成される振動式エアーポンプでは、外気を吸引する吸気時とその 吸引した外気を排出する排気時とにポンプにかかる負荷が異なる点に注目し、そ の異なる負荷に合わせてポンプの駆動力を最適に配分することにより、ポンプの 性能の向上を図る。

【００１０】 例えば、振動式エアーポンプを水槽へのエアーの供給ポンプとして使用する場 合、電磁石をデューティ比の異なる交流電圧で駆動することにより、負荷抵抗の 少ない外気の吸引時には電磁石へ流れる電流を少なくし、吸引した外気を水中へ 排出するため負荷抵抗が大きくなる排気時には、電磁石へ多くの電流を流すこと によって駆動力をアップさせる。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１２】 なお、その際、従来例で述べた部品については、図面に同一番号を付して説明 を省略する。

【００１３】 図１に示す本実施例の振動式エアーポンプは、吸気と排気との可動片７の揺動 を異なった揺動力で行なう駆動手段を有した水槽へのエアーの供給用ポンプで、 前記駆動手段はデューティ比を可変できる低周波発振器からなる発振部１１とそ の発振部１１の発振出力で駆動されるスイッチング部１２と前記スイッチング部 １２へ直流電力を供給する直流電源１３とからなっている。

【００１４】 前記発振部１１は、本実施例では、モノステーブルＩＣによる自励発振器を用 いており、タイミングコンデンサＣＴと時定数抵抗Ｒ_A 、Ｒ_B とにより、発振周 波数とそのデューティ比とを任意に設定できるようになっている。また、その出 力はインバータを用いて２相信号に生成され、スイッチング部１２へスイッチン グ信号として供給されている。

【００１５】 スイッチング部１２は、カスコード接続されたトランジスタ回路を並列に接続 し、その対角方向に対向するスイッチングトランジスタに同相のスイッチング信 号を入力するようにして対角方向のトランジスタを交互に作動し、図１に示すよ うにデューティ比の異なった駆動出力を電磁石３へ供給する。このため、電磁石 ３には前記駆動出力に比例した励磁電流が流れ、異なった交番磁界が発生する。

【００１６】 この実施例は、以上の様に構成されており、次に、発振部１１の時定数を調整 して発振出力のデューティ比を７５％とし、発振周波数を商用周波数と同じ５０ 〜６０Ｈｚとした場合と、発振周波数を可聴周波数の最低周波数に近い３０Ｈｚ に設定した場合の排気圧と振動及び騒音とを交流電源（デューティ比５０％）に よって駆動される従来の振動式エアーポンプと比較した。 このような振動式エアーポンプでは、例えば、図２に示す様に、可動片７の一 端の電磁石３の磁極４’と対向するマグネット６の磁極面５をＮ極とした場合、 排気時には、発振部１１により励磁された電磁石３の励磁コイル２のマグネット ６との対向磁極面４’がＮ極となり、鉄芯側１のマグネット６との対向磁極面４ がＳ極となって、可動片７は、ゴムダイアフラム８を圧縮する方向へ揺動される 。

【００１７】 一方、吸気時には、図３に示すように、電磁石３の励磁コイル２のマグネット ６との対向磁極面４’がＳ極となり、鉄芯側１のマグネット６との対向磁極面４ がＮ極となって、可動片７は、ゴムダイアフラム８を伸張する方向へ揺動される 。 このとき、本実施例の振動式エアーポンプの発振周波数の５０〜６０Ｈｚのも のでは、ゴムダイアフラム８を圧縮する方向へ電磁石３が励磁される期間が、ゴ ムダイアフラム８を伸長する方向へ電磁石３が励磁される期間よりも２５％も長 く励磁され、従来のものよりも排気圧が高まった。

【００１８】 これは、デューティ比５０％の交流電源により駆動される従来のものでは、可 動片７は負荷圧に打ち勝って十分な揺動幅を得るまでに交番磁界が反転してしま い十分な揺動幅を得ることができなかったが、前記期間を２５％増したことによ り、負荷圧に打ち勝って十分な揺動幅を得ることができ、排気圧が高まったと考 えられる。

【００１９】 次に、発振周波数を３０Ｈｚとした場合には、従来のものと比較して可動片７ はゆっくり揺動した。また、その振動数は可聴最低周波数に近く聞き取り難いた め、ほとんど不快な振動及び騒音を生じなかった。さらに、周波数が低くなった 分だけ周期が長くなったので、可動片７は負荷に抗して駆動され揺動幅が大きく 揺動するようになり、排気圧が高まった。このため、揺動回数の低下による排気 圧の低下は、上記の発振周波数５０〜６０Ｈｚのものに比べても軽微であった。

【００２０】 このように、負荷が重くなる排気時の電磁石３の作動時間を長くし、一方、負 荷の軽い吸気時の電磁石３の作動時間を短くして消費電力の大幅な増加なくポン プ能力の向上が図られる。

【００２１】 したがって、電磁石のターン数を増加させたり、マグネットを強くて大きなも のに換えることなく、小型の電子回路によりポンプ能力の向上が図れるため、小 型軽量化できる。

【００２２】 また、揺動回数を少なくしても排気圧の低下が少ないため、低騒音化も図り易 い。

【００２３】 なお、上記実施例では、デューテイ比を７５％に設定したが、これに限定され るものではなく、デューティ比は、前記ポンプの特性や使用状態等によって最適 な値がきめられる。

【００２４】 さらに、本実施例では、発振部１１にモノステーブルＩＣによる自励発振器を 用いたが、これに限定されることはなく、デューティ比を自由に設定できる発振 部１１であれば方形波発振器、正弦波発振器等どのような発振器でもよく、また 、発振部１１は、ディスクリート素子、オペアンプ等のアナログＩＣやロジック ＩＣ等のデジタルＩＣなどどのような素子により構成しても良い。

【００２５】 また、前記駆動手段は、ポンプに内蔵してもまたアダプターとして外付にして ポンプの小型化を一層図るようにしてもよい。

【００２６】 また一方、本実施例では、吸気時の負荷を排気時の負荷に合わせて電磁石に異 なる磁界を発生させる方法として供給電圧のデューティ比を変える方法を用いた が、これ以外にも供給電圧を異なった電圧、即ち、発生磁界に合わせて非対称な 電圧振幅を有する供給電圧を供給するようにしても良い。

【００２７】

【効果】

この考案は、以上の様に構成し、吸気時の負荷と排気時の負荷の違いに合わせ て最適な揺動力を発生させる様にしたので、従来のように、電磁石のターン数を 増加させたり、マグネットを強くて大きなものに換えることなく、ポンプ能力の 向上が図れる。

【００２８】 このため、ポンプの小型軽量化が図れる。

【００２９】 また、揺動数を少なくしても排気圧の低下が少ないため、揺動数を最低可聴周 波数に近くすることにより、振動や騒音を人が感じ難くして低騒音化を図って使 用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示すブロック図

【図２】実施例の作用図

【図３】実施例の作用図

【図４】従来例の縦断正面図

【符号の説明】

３ 電磁石 ４、４’ 電磁石の磁極 ６ マグネット ７ 可動片 ９ 気密室 １１ 発振部 １２ スイッチング部 １３ 直流電源

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交番磁界を発生する電磁石と、前記電磁
   石の磁極に対向する磁極面を有するマグネットが一端に
   取り付けられ、他端が揺動自在に支持される可動片と、
   前記電磁石の発生する交番磁界による前記可動片の揺動
   によって吸気と排気とを繰り返す気密室を備えた振動式
   エアーポンプにおいて、 上記可動片の吸気と排気とを異なった揺動力によって行
   なう交番磁界を上記電磁石に発生させる駆動手段を備
   え、その吸気時と排気時との異なる負荷に揺動力を最適
   に配分するようにしたことを特徴とする振動式エアーポ
   ンプ。