JPH07189920A - ダイヤフラム型ポンプの保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 何度でも使用することができ、検出精度が高
く、ポンプ本体の機種によって仕様変更する必要がなく
経済的なダイヤフラム型ポンプの保護装置を提供する。 【構成】 電磁石と永久磁石の電磁的作用によって振動
する振動子に取り付けられた２つのダイヤフラムが２つ
のチャンバー室の容積を増減させることによって吸入排
出を行うポンプ本体を、異常時には自動的に停止させて
保護するものであり、（ａ）両方の端部付近に内部の空
洞と連通する２つの連結口が形成された箱体と、（ｂ）
前記空洞を、前記連結口にそれぞれ連通する２つの検知
室に仕切りつつシール性を保って移動可能な移動機構
と、（ｃ）該移動機構により操作され、前記ポンプ本体
の電源回路に接続されるスイッチ機構、からなる検出器
を備え、前記ポンプ本体のチャンバー室から空気が吐出
される吐出室と前記検出器の検出室をそれぞれ繋いでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤフラム型ポンプ
の保護装置（以下、単に保護装置という）に関する。さ
らに詳しくは、ダイヤフラムが破損したばあいに、ダイ
ヤフラムに支持されている振動子がランダムに動くこと
によって、周辺の電磁石や振動子自身が破損するのを防
ぐことができる保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ダイヤフラム型ポンプ（以
下、ポンプ本体という）は、主として養魚用水槽や家庭
浄化槽などにおける酸素補給、あるいは公害監視におけ
る検査ガスのサンプリングなどに利用されている。

【０００３】かかるポンプ本体Ａの構造の一例を図１に
基づいて説明する。ポンプ本体Ａは、電磁石５１、振動
子５２、２つのダイヤフラム５３、５４およびケーシン
グ５５を備えている。ケーシング５５は吸入口５６およ
び排出口５７を有し、内部に電磁石５１と２つダイヤフ
ラム５３、５４を支持する。振動子５２の両端には２つ
のダイヤフラム５３、５４が取り付けられており、これ
よって振動子５２は支持されている。振動子５２は略中
央部に永久磁石５８を支持しており、この永久磁石５８
とこれの外周に配設された電磁石５１との相互作用によ
り電源周波数に応じてその長手方向に往復運動する。ケ
ーシング５５はまた、ダイヤフラム５３、５４に隣接し
た位置に２つのチャンバー室５９、６０を形成してお
り、振動子５２の振動によってチャンバー室５９、６０
の容積が左右背反的に増減変化し、これにより左右交互
にエアの吸入、排出が行なわれる。

【０００４】この種のポンプ本体においては、前記振動
系の動きの強弱が性能の良否を決定する上で最も重要な
要素である。そして、振動系の固有振動数が駆動電源周
波数に同調した共振領域において振動系の動きが最も強
く、このような強力な振動系の動きをうるために前記ダ
イヤフラムには振動系の重力に見合った弾発力が付与さ
れている。

【０００５】しかしながら、ダイヤフラムはポンプの実
作動に伴う反復屈曲使用によって次第に弾性疲労して所
期のポンプ作用が行なえなくなるばかりか、ダイヤフラ
ムに保持されている振動系が該ダイヤフラムの破損によ
って所定位置に保持されなくなり、外周の電磁石と接触
しながらなおも振動を続け、ついには相互に磨滅損傷し
てポンプ全体が使用に耐えなくなるという事態が発生す
る。

【０００６】かかる事態の発生を避けるためには、ダイ
ヤフラムが破損したばあいに速やかにポンプの駆動を停
止する必要がある。

【０００７】このような目的を達成するために、破損し
たダイヤフラムが振動子を支持できなくなり、他方のダ
イヤフラムに引っ張られて大きく揺動することに着目
し、振動子と電磁石のあいだにスイッチ機構を設けた保
護機構が提案されている（実開平２−１３２８８５号公
報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
保護装置は、振動という点に関して、前述した振動子と
一体的に取り付けられているため、振動子の振動が伝達
して、当該振動に応じてオン、オフを繰り返す、いわゆ
るチャタリングを起こす惧れがある。また、かかるチャ
タリングにより、保護装置内の接点が磨耗または焼損す
るという問題がある。 また、ダイヤフラムの破損の仕
方によっては振動子が大きく進路を変えるため、前記突
起物がスイッチ操作を行なえないばあいもあり、検出精
度に問題がある。

【０００９】さらに、ポンプの種類や大きさ、形式など
によって振動子の大きさや振幅の大きさがまちまちであ
り、それぞれの機種に応じて仕様を変える必要があると
いう問題がある。

【００１０】本発明は、叙上の事情に鑑み、何度でも使
用することができ、検出精度が高く、ポンプ本体の機種
によって仕様変更する必要がなく経済的な保護装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の保護装置は、電
磁石と、永久磁石を支持する振動子と、該振動子の端部
に設けられる２つのダイヤフラムと、前記電磁石および
ダイヤフラムを支持するとともに、該ダイヤフラムに隣
接し吸入口と排出口に連結された２つのチャンバー室を
形成するケーシングとを備えてなるポンプ本体を、異常
時には自動的に停止させて保護するものであって、
（ａ）両方の端部付近に内部の空洞と連通する２つの連
結口が形成された箱体と、（ｂ）前記空洞を、前記連結
口にそれぞれ連通する２つの検知室に仕切りつつシール
性を保って移動可能な移動機構と、（ｃ）該移動機構に
より操作され、前記ポンプ本体の電源回路に接続される
スイッチ機構からなる検出器を備え、前記ポンプ本体の
チャンバー室から空気が吐出される吐出室と前記検出器
の検出室とをそれぞれ繋ぐ連通路を設けている。

【００１２】前記ポンプ本体の吐出室より排出口側に逆
止弁を設けておくと、検出器の検出機能が高まるので好
ましい。

【００１３】そして、前記検出器の移動機構が箱体に支
持される２つのダイヤフラムと、該ダイヤフラムのあい
だに設けられる移動バーとからなることが好ましい。ま
たは、前記検出器の移動機構が２つのピストンヘッド
と、該２つのピストンヘッドのあいだに設けられる移動
バーとからなることが好ましい。

【００１４】さらに、前記検出器のスイッチ機構が、前
記移動バーの移動方向に連続的に形成された２つのノッ
チと、前記ケーシングに支持され当該ノッチに向かって
突出するスイッチボタンを有するスイッチボックスとか
らなり、２つのノッチのあいだに押圧状態で保持される
スイッチボタンを移動バーの移動によりいずれか一方の
ノッチに落とし込んで解除するよう構成されていること
が好ましい。

【００１５】

【作用】本発明の保護装置は、検出器がポンプ本体の外
部に設けられている。その検出器はポンプ本体のチャン
バー室から空気が吐出される吐出室に連通しており、２
つのチャンバー室などに異常が生じると、検出器の２つ
の検知室の内圧に差が生じ、移動機構を移動させ、スイ
ッチ機構を操作し、ポンプ本体の電源を切る。

【００１６】前記ポンプ本体の吐出室より排出口側に逆
止弁を設けておくと、圧力差が大きくなるので検出器の
検出機能が高まる。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明の保護装
置を説明する。

【００１８】図１は本発明の保護装置の一実施例を説明
する説明図、図２は図１の保護装置の作動説明図、図３
は本発明の保護装置の他の実施例を説明する説明図、図
４は図３の作動説明図、図５は本発明の保護装置の検出
器の一例を示す断面図、図６は図５の検出器の作動説明
図、図７は本発明の保護装置の検出器の他の例を示す断
面図である。

【００１９】なお、ポンプ本体の主要な構成は従来技術
で説明したものと同様であるので説明は省略する。しか
し、本発明の保護装置は図１に示される構成のポンプ本
体Ａのみに適用されるとは限らない。本発明はポンプ本
体の異常を、チャンバー室から吐出される空気の圧力差
として検出するものであり、チャンバー室が対称に設け
られ同周期で内圧が変化するポンプ本体ならば、本発明
の保護装置を装着することができ一様な効果を奏しう
る。

【００２０】図１において、本発明の保護装置は、検出
器Ｂをポンプ本体Ａの外部に連結してなる。検出器Ｂは
箱体１と移動機構２とスイッチ機構３とからなる。箱体
１の内部に形成された２つの検知室４、５は、それぞれ
連通路６、７によってポンプ本体Ａの、チャンバー室５
９、６０から空気が吐出される吐出室８、９に連通して
いる。吐出室８、９の圧力差を検出するためである。ま
た、連通路６、７は吐出弁６１、６２の吐出側になるべ
く近い方に直結されることが好ましく、圧力差を検出し
やすい。

【００２１】図１に示されるように、ポンプ本体Ａが正
常に作動しているときは、振動子５２の振動によってチ
ャンバー室５９、６０の容積が左右背反的に増減変化
し、これにより左右交互にエアの吸入、排出が行なわれ
る。しかし、図２に示されるように、一方のダイヤフラ
ム５４が破損し、その破損部５４ａから空気が漏れるよ
うになるとチャンバー室６０の内圧が上がらなくなり、
吐出弁６２から圧縮空気が吐出されなくなる。すると、
検出器Ｂ内の検出室５の内圧が検出室４の内圧より小さ
くなり、移動機構２を図面上右方向に移動させ、スイッ
チ機構３を操作する。スイッチ機構３は図示されない
が、ポンプ本体Ａの電源回路に接続されており、前記操
作によってその電源を切る。それによって、ポンプ本体
Ａが図２の状態で駆動を続け、振動子５２の軌道が正常
な位置から大きくずれ、電磁石５１に当たって損傷する
おそれなどを防ぐことができる。

【００２２】なお、検出器Ｂは、前述のようにダイヤフ
ラムの破損時にのみ作動するものではない。吐出弁６
１、６２や吸入弁などの破損や、ケーシング５５の損傷
など、チャンバー室５９、６０の機能に異常が生じる
と、これを検出し電源を切ることができる。検出器Ｂが
吐出室８、９に生じた圧力差によって作動するよう構成
されているからである。また、検出器Ｂに異常が生じた
ばあい、たとえば後述する図５に示される箱体１内のダ
イヤフラム１４、１５が損傷したときなども、検知室
４、５に圧力差が生じるので、これを検出することがで
きる。

【００２３】図３および図４に示される逆止弁１０ａ、
１０ｂ付き保護装置は、より精度良く異常を検出するこ
とができる。図４に示されるように、一方のダイヤフラ
ム５４に損傷部５４ａが生じると、吐出弁６２から吐出
室９に圧縮空気が吐出されない。一方、正常なダイヤフ
ラム５３側の吐出室８からはエアタンク１１へと通常通
りに空気が送られる。そこで一方の送止弁１０ｂはエア
タンク１１から吐出室９へ空気が逆流するのを防ぎ、吐
出室９の空気圧が逆流によって上昇するのを防止する。
これにより、吐出室８と吐出室９の空気圧の差はより明
確化され、検出器Ｂによって精度良く検出される。

【００２４】次に、図５に基づいて検出器Ｂの構成を説
明する。検出器Ｂは箱体１と移動機構２とスイッチ機構
３とからなる。

【００２５】箱体１は内部に空洞を有する箱状のもの
で、両方の端部に連通路６、７と連結するための連結口
１２、１３を有している。

【００２６】移動機構２は箱体１に固定されるダイヤフ
ラム１４、１５と、該ダイヤフラム１４、１５のあいだ
に取り付けられる移動バー１６とからなる。ダイヤフラ
ム１４、１５によって箱体１内は２つの検知室４、５に
仕切られており、ダイヤフラム１４、１５は検知室４、
５のシール性を保ちつつ移動バー１６を移動可能に支持
している。また、移動バー１６は箱体１内に形成された
スライド台１ａ上にスライド自在に支持されている。

【００２７】さらに、移動バー１６の長手方向には連続
的に２つのノッチ１７、１８が設けられており、スイッ
チ機構３の操作の役目をする。スイッチ機構３は、この
ノッチ１７、１８とこれにむかって突出するスイッチボ
タン１９を有するスイッチボックス２０とからなる。検
知室４、５の体積がほぼ等しく、移動バー１６が中立位
置にあるときは、スイッチボタン１９はノッチ１７、１
８のあいだに位置して押圧された状態にある。この状態
を維持しやすくし、ポンプ本体の異常と関係ないちょっ
とのショックで移動バー１６が移動してしまわないよう
に、ノッチ１７、１８のあいだに小さい窪み２１を設け
ておくことが好ましい。正常時にはスイッチボタン１９
はこの窪み２１に係合して移動バー１６を固定する。ま
た、１度異常を検出したばあい、連結口１２、１３から
細い棒などを突っ込んで移動バーをもとの位置に復帰さ
せるリセット行為を行なう。また、ひもの一端をダイヤ
フラム１４、１５の略中央部に取りつけて、他端を連結
口１２、１３より外部にたらしておくことによって引っ
張ってリセットすることもできる。このとき、一旦根元
まで押圧されたスイッチボタン１９が窪み２１で少し戻
るので、この感触でリセット状態になったことを感知す
ることができる。もちろん、リセットしないと修理後の
ポンプ本体Ａを駆動させることはできないので、これに
よってリセットされているか否かを知ることはできる。

【００２８】検出器Ｂの作動を図６に基づいて説明す
る。前述したポンプ本体Ａの機能に異常がなく、吐出室
８、９にかかる圧力が等しいばあい、これに連通してい
る検知室４、５の圧力も等しい。したがって、移動機構
２は中立位置を維持している（図６（ａ）参照）。とこ
ろが、ポンプ本体Ａに異常が生じ、吐出室８、９にかか
る圧力に差が生じたばあい、検知室４、５の圧力にも差
が生じる。たとえば、図６（ｂ）に示されるように、検
知室５に連結された側に異常が生じたばあい、検知室５
の内圧が下がり、この圧力差によって移動バー１６は図
面上右方向に押され移動する。移動バー１６が移動する
とスイッチボタン１９がノッチ１７に落ち込み押圧状態
から解放される。また、スイッチボタン１９がノッチ１
７に嵌まり込むことで、移動バー１６のストッパーの役
目もする。検知室６に連結された側に異常が生じたばあ
いは、図６（ｂ）とは逆に移動機構２は図面上左方向に
移動する（図６（ｃ）参照）。

【００２９】前述のような検出器Ｂの移動機構２は、図
５および図６に示されるダイヤフラム型に限定されるも
のではない。たとえば、図７に示されるようなピストン
型の移動機構２も可能である。この移動機構２は２つの
ピストンヘッド２３、２４と、それらを連結する移動バ
ー２５からなる。ピストンヘッド２３、２４は検知室
４、５のシール性を保ちつつ移動バー２５を移動可能に
支持している。このように、移動機構２は検知室４、５
のシール性を保ちつつ、検知室４、５に圧力差が生じた
ときに移動するよう構成されたものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の保護装置
は、検出器がポンプ本体の外部に取り付けられるため振
動子の振動による影響を受けない。したがって、振動子
の振動による誤動作や、接点の磨耗や焼損が生じず、保
護装置をリセットすることによって何度でも使用でき
る。また、ダイヤフラムの破損の仕方による振動子の進
路変更状況にも左右されないため、信頼性が高い。

【００３１】さらに、振動子の振幅移動や振幅の大きさ
にも左右されないため、どの様な機種にも仕様変更する
ことなく取り付け可能で、同仕様でよいため経済的であ
る。またポンプ本体の外部に取り付けられているのでリ
セットなどの取扱いも簡単である。

【００３２】さらに、チャンバー室の内圧の変化を検出
するのでダイヤフラムの破損のみならず吸入弁や吐出弁
など、ポンプ性能に影響を与える部品の破損時にも作用
し、より実用的であり、高い信頼性が得られる。また、
保護装置自身のダイヤフラムなどが破損した時にも作用
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保護装置の一実施例を説明する説明図
である。

【図２】図２は図１の保護装置の作動説明図である。

【図３】本発明の保護装置の他の実施例を説明する説明
図である。

【図４】図３の作動説明図である。

【図５】本発明の保護装置の検出器の一例を示す断面図
である。

【図６】図５の検出器の作動説明図である。

【図７】本発明の保護装置の検出器の他の例を示す断面
図である。

【符号の説明】

Ａ ポンプ本体 Ｂ 検出器 １ 箱体 ２ 移動機構 ３ スイッチ機構 ４、５ 検知室 ６、７ 連通路 ８、９ 吐出室 １０ａ、１０ｂ 送止弁 １２、１３ 連結口 １４、１５ ダイヤフラム １６ 移動バー １７、１８ ノッチ １９ スイッチボタン ２０ スイッチボックス ２３、２４ ピストンヘッド ２５ 移動バー ５１ 電磁石 ５２ 振動子 ５３、５４ ダイヤフラム ５５ ケーシング ５６ 吸入口 ５７ 排出口 ５８ 永久磁石 ５９、６０ チェンバー室 ６１、６２ 吐出弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁石と、永久磁石を支持する振動子
   と、該振動子の端部に設けられる２つのダイヤフラム
   と、前記電磁石およびダイヤフラムを支持するととも
   に、該ダイヤフラムに隣接し吸入口と排出口に連結され
   た２つのチャンバー室を形成するケーシングとを備えて
   なるポンプ本体を、異常時には自動的に停止させて保護
   するダイヤフラム型ポンプの保護装置であって、（ａ）
   両方の端部付近に内部の空洞と連通する２つの連結口が
   形成された箱体と、（ｂ）前記空洞を、前記連結口にそ
   れぞれ連通する２つの検知室に仕切りつつシール性を保
   って移動可能な移動機構と、（ｃ）該移動機構により操
   作され、前記ポンプ本体の電源回路に接続されるスイッ
   チ機構からなる検出器を備え、前記ポンプ本体のチャン
   バー室から空気が吐出される吐出室と前記検出器の検出
   室とをそれぞれ繋ぐ連通路を設けてなることを特徴とす
   るダイヤフラム型ポンプの保護装置。
2. 【請求項２】 前記ポンプ本体の吐出室より排出口側に
   逆止弁を設けてなる請求項１記載のダイヤフラム型ポン
   プの保護装置。
3. 【請求項３】 前記検出器の移動機構が箱体に支持され
   る２つのダイヤフラムと、該ダイヤフラムのあいだに設
   けられる移動バーとからなる請求項１または２記載のダ
   イヤフラム型ポンプの保護装置。
4. 【請求項４】 前記検出器の移動機構が２つのピストン
   ヘッドと、該２つのピストンヘッドのあいだに設けられ
   る移動バーとからなる請求項１または２記載のダイヤフ
   ラム型ポンプの保護装置。
5. 【請求項５】 前記検出器のスイッチ機構が、前記移動
   バーの移動方向に連続的に形成された２つのノッチと、
   前記箱体に支持され当該ノッチに向かって突出するスイ
   ッチボタンを有するスイッチボックスとからなり、２つ
   のノッチのあいだに押圧状態で保持されるスイッチボタ
   ンを移動バーの移動によりいずれか一方のノッチに落と
   し込んで解除するよう構成されてなる請求項３または４
   記載のダイヤフラム型ポンプの保護装置。