KR100900034B1

KR100900034B1 - 전자 진동형 다이어프램 펌프

Info

Publication number: KR100900034B1
Application number: KR1020047015920A
Authority: KR
Inventors: 오야이쿠오; 고무로히로카즈
Original assignee: 가부시키가이샤 테크노다카쓰키
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2009-06-01
Also published as: CN1646810A; KR20040111493A; CN100482944C; JP4365558B2; US20050254971A1; JP2003301779A; EP1493924A1; WO2003085264A9; HK1078631A1; US7661933B2; WO2003085264A1

Abstract

프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되며 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 순차적으로 연결되는 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램의 펌프 케이싱부를 포함하는 전자 진동형 다이어프램 펌프가 개시된다. 좌우의 상기 펌프 케이싱부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램의 각각에 대응하는 펌프실을 구비한다. 중압(50∼200kPa 정도)을 발생시키는 것이 가능하다.

프레임, 전자석, 전자석부, 자석, 진동자, 대직경 다이어프램, 소직경 다이어프램, 펌프 케이싱부, 전자 진동형 다이어프램 펌프, 펌프실, 흡인실, 토출실

Description

전자 진동형 다이어프램 펌프{ELECTROMAGNETIC VIBRATING TYPE DIAPHRAGM PUMP}

본 발명은 전자 진동형 다이어프램 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 주로 실내용 공기 매트나 공기 침대에의 공기의 흡기 및 배기, 양어용 수조나 가정 정화조 등에 있어서의 산소 보급, 또는 공해 감시에 있어서의 검사 가스의 샘플링 등에 이용되는 전자 진동형 다이어프램 펌프에 관한 것이다.

종래로부터, 전자석과 자석의 자기적 상호작용에 근거하는, 상기 자석을 구비한 진동자의 진동을 이용하여 유체를 흡인, 토출하는 전자 진동형 펌프로서, 다예로서 도 44에 나타낸 바와 같은 다이어프램식의 펌프가 있다.

이 펌프는, 프레임(150) 내에 배치되어 있는 철심(151a)과 권선 코일부(151b)로 이루어지는 전자석(151c)을 가지는 전자석부(151)와, 상기 전자석의 사이의 공간부에 배치되며, 자석(152)을 구비한 진동자(153)와, 상기 진동자(153)의 양단에 연결된 다이어프램(154)과, 상기 전자석부의 양 단부에 각각 고정된 펌프 케이싱부(155)로 구성되어 있다.

이러한 펌프에서는, 상기 진동자(153)의 좌우 진동에 의해, 흡입구(156)로부터 흡입된 공기는, 상기 전자석부(151)의 흡입 탱크부(157)에 일단 저장된 후, 펌 프 케이싱부(155)의 흡인실(158), 펌프실(압축실)(159) 및 토출실(160)을 경유하고, 다음에 토출 탱크부(161)에 일단 저장된 후, 토출부(162)로부터 토출된다.

그러나, 종래의 다이어프램 펌프의 구조에서는, 50kPa 미만의 저압 밖에 발생시키지 못하고, 중압(50~200kPa 정도)을 발생시키는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다. 이것에 대해, 피스톤식 펌프는 중압을 발생시킬 수 있지만, 피스톤의 마모가 있기 때문에, 다이어프램 펌프보다 수명이 짧은 동시에, 효율이 낮다고 하는 문제가 있다.

또, 다이어프램 펌프를 소형화하는 것도 요구되고 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여, 중압(50~200kPa 정도)을 발생 시키는 동시에, 소형화를 도모할 수 있는 전자 진동형 다이어프램 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되며 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 순차적으로 연결되는 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램의 펌프 케이싱부를 포함하며, 좌우의 상기 펌프 케이싱부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램의 각각에 대응하는 펌프실을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 펌프 케이싱부가, 대 직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱으로 구성되고, 상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실이 인접하는 동시에, 소직경 다이어프램으로 분리되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 좌측의 대직경 다이어프램의 펌프실에서 발생한 저압의 공기를 우측의 소직경 다이어프램의 펌프실로 안내하는 동시에, 우측의 대직경 다이어프램 펌프의 펌프실에서 발생한 저압의 공기를 좌측의 소직경 다이어프램의 펌프실로 안내함으로써, 펌프 작용으로 중압의 공기를 발생시킬 수 있도록, 공기 회로는 2회로의 2단 압축인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 좌우의 대직경 다이어프램의 펌프실을 접속하는 동시에, 좌우의 소직경 다이어프램의 펌프실을 접속함으로써, 펌프 작용으로 중압의 공기를 발생시킬 수 있도록, 공기 회로는 1회로의 4단 압축인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 통기용 탱크부와 제2 통기용 탱크부 및 상기 대직경 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 좌우의 펌프실 사이가 통기관에 의해 접속되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 통기용 탱크부와 제2 통기용 탱크부 및 상기 대직경 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있고, 상기 좌우의 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실로 연결되는, 흡인실과 제1 통기용 탱크부 및 토출실과 제2 통기용 탱크부가 프레임 및 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 동시에, 상기 좌우의 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실에 연통하는, 토출실과 제1 통기용 탱크부 및 흡인실과 제2 통기용 탱크부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 제1 통기용 탱크부가 분리부에 의해 분리되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 전자석부와 대직경 다이어프램에 의해 밀폐되는 밀폐 공간에 연통하는 연통 구멍이 상기 제2 통기용 탱크부에 형성되어 있고, 상기 연통 구멍을 통해 상기 대직경 다이어프램에서 발생한 압력을 상기 대직경 다이어프램에 배압(背壓)으로서 인가하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 좌우의 펌프 케이싱부에 있어서의 소직경 다이어프램의 펌프부를 적어도 2개 구비하고, 다단 압축으로 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 외형 치수가 대략 동일한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 흡인실 및 토출실이, 펌프실의 가로 방향의 측면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 통기용 탱크부와 제2 통기용 탱크부 및 상기 대직경 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있고, 상기 좌우의 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실로 연결되는, 흡인실과 제1 통기용 탱크부 및 토출실과 제2 통기용 탱크부가 프레임 및 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 동시에, 상기 좌우의 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실에 연통하며, 토출실과 제1 통기용 탱크부 및 흡인실과 제2 통기용 탱크부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 자석의 표면의 형상이 볼록 형상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실의 저부의 형상이 원추 형상 또는 반구형인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 측면에 배치되는 측판이 장착용 다리를 구비하는 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되고, 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 연결되는 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는 펌프 케이싱을 포함하며, 상기 펌프 케이싱에 형성되는 흡인실 및 토출실이, 펌프실의 가로 방향의 측면에 배치되어 되는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프이다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 진동자의 양 단부에 연결되는 다이어프램이, 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 통기용 탱크부와 제2 통기용 탱크부 및 상기 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있고, 상기 좌우의 펌프 케이싱의 펌프실로 연결되는, 흡인실과 제1 통기용 탱크부 및 토출실과 제2 통기용 탱크부가 프레임 및 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 전자석이 철심 및 상기 철심의 내주 오목부에 내장되는 권선 코일부로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 전자석이, 한쌍의 소직경 철심, 상기 한쌍의 소직경 철심과 직교하는 위치에 배치되는 한쌍의 대직경 철심 및 상기 대직경 철심의 내주 오목부에 내장되는 권선 코일부로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 진동자의 자석의 수가 4개이고, 양 단부의 2개의 자석의 폭 치수가 중앙부의 2개의 자석의 폭 치수의 약 1/2이며, 상기 철심이 E자형이며, 또한 상기 자석과 대향하는 중앙 극부 및 2개의 측부 극부의 극폭 치수가 모두 대략 동일한 치수인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 상기 소직경 다이어프램이 코러게이션(corrugation)형 다이어프램인 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1과 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프를 나타내는 부분 절결 횡단면도이다.

도 2는 도 1의 펌프의 배면도이다.

도 3은 도 1의 펌프의 우측면도이다.

도 4는 도 1의 펌프의 개략도이다.

도 5는 도 1의 좌우의 펌프실의 접속을 설명하는 모식도이다.

도 6은 도 1의 펌프의 동작을 설명하는 모식도이다.

도 7은 좌우의 펌프실의 접속의 다른 예를 설명하는 모식도이다.

도 8은 도 1의 펌프, 저압측 펌프실 및 중압측 펌프실의 유량-압력 특성을 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시의 형태 2와 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프의4단 압축을 나타내는 개략도이다.

도 10은 실시의 형태 2의 다른 4단 압축을 나타내는 개략도이다.

도 11은 도 10의 직렬 접속의 펌프의 곡선 CC3(50Hz), CC4(60Hz) 및 병렬 접속의 펌프(실시예 1, 2와는 측정시의 전압이 상이한 펌프)의 곡선 CC1(50Hz), CC2(60Hz)의 유량-압력 특성을 나타낸 도면이다.

도 12는 본 발명의 실시의 형태 3과 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프를 나타낸 도 13의 A-A선 단면도이다.

도 13은 도 12의 펌프의 횡단면도이다.

도 14는 3차원형 전자석을 나타내는 사시도이다.

도 15는 본 발명의 실시의 형태 4와 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프의 코러게이션(corrugation)을 가진 다이어프램을 나타내는 단면도이다.

도 16은 본 발명의 실시의 형태 5와 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프를 나타내는 횡단면도이다.

도 17은 도 16의 펌프의 종단면도이다.

도 18은 도 16의 B-B 단면도이다.

도 19는 도 16의 C-C 단면도이다.

도 20은 도 16의 저압용 펌프 케이싱의 우측면도이다.

도 21은 도 20의 D-D선 단면도이다.

도 22는 도 16의 중압용 펌프 케이싱의 우측면도이다.

도 23은 도 22의 E-E선 단면도이다.

도 24는 실시의 형태 6과 관계되는 펌프 내의 전자석과 진동자를 나타낸 도면이다.

도 25는 도 24의 펌프의 유량-압력 특성을 나타낸 도면이다.

도 26은 도 24의 펌프에 있어서, 자석 재질과 공간을 변경한 때의 유량-압력 특성을 나타낸 도면이다.

도 27은 본 발명의 실시의 형태 7과 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프를 나타내는 개략도이다.

도 28은 본 발명의 실시의 형태 8과 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프를 나타내는 종단면도이다.

도 29는 도 28의 펌프의 일부 분해 사시도이다.

도 30a는 제1 통기용 탱크부의 덮개 및 제2 통기용 탱크부의 덮개를 나타내는 사시도이다.

도 30b는 도 28의 패킹 및 측판의 사시도이다.

도 31은 도 28의 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 우측면도이다.

도 32는 도 28의 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 좌측면도이다.

도 33은 도 31의 F-F선 단면도이다.

도 34는 도 31의 G-G선 단면도이다.

도 35는 도 28의 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 우측면도이다.

도 36은 도 28의 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 좌측면도이다.

도 37은 도 28의 제2 통기용 탱크부의 측면도이다.

도 38a는 도 28의 제1 통기용 탱크부로부터 본 공기의 흐름을 설명하는 모식도이다.

도 38b는 도 28의 제2 통기용 탱크부로부터 본 공기의 흐름을 설명하는 모식도이다.

도 39는 유량과 중압측의 다이어프램 직경의 비를 나타내는 도면이다.

도 40은 본 발명의 실시의 형태 9와 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프를 나타내는 분해 사시도이다.

도 41은 실시의 형태 9와 관계되는 다른 펌프를 나타내는 분해 사시도이다.

도 42는 실시의 형태 9와 관계되는 다른 펌프를 나타내는 분해 사시도이다.

도 43은 실시의 형태 8, 9와 관계되는 펌프의 다른 펌프실을 나타내는 단면도이다.

도 44는 종래의 전자 진동형 다이어프램 펌프의 일예를 나타내는 종단면도이다.

[실시의 형태]

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 전자 진동형 다이어프램 펌프를 설명한다.

(실시의 형태 1)

도 1~도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1과 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 펌프 본체 커버(1), 전자석부(2), 진동자(3), 상기 진동자(3)의 양 단부에 순차적으로 연결되는 원반형의 대직경 다이어프램(4)과 소직경 다이어프램(5) 및 상기 전자석부(2)의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램(4)과 소직경 다이어프램(5)의 펌프 케이싱부(6)로 구성되어 있다. 상기 전자석부(2)으로서는, 본 발명에 있어서 특히 한정되지 않고, 본 실시의 형태 1에서는, 한쌍의 E자형 철심과 이것에 감겨지는 권선 코일부로 이루어지는 전자석(7)을 프레임(8) 내에 배치한 것을 사용하고 있다. 상기 진동자(3)는, 전자석부(2) 내의 공간부에 삽입되어 있고 소정 간격을 두어 배치되는, 2개의 평판형 자석, 페라이트 자석 또는 희토류자석 등의 자석(9)을 유지판(10)에 유지한 것이다. 이 진동자(3)는, 유지판(10)의 단부 나사부에 유지 금구류(11, 12)에 의해 상기 다이어프램(4, 5)에 고착되어 전자석부(1) 내에 지지되어 있다. 또, 상기 대직경 다이어프램(4)과 소직경 다이어프램(5)의 최적 치수(유효 직경)는, 이론과 실험 등으로 적당히 선정할 수 있고, 예를 들어 대직경 다이어프램(4)의 직경과 소직경 다이어프램(5)의 직경의 비율을 대략 1/2로 할 수 있다.

본 실시의 형태 1과 관계되는 펌프는, 외관의 디자인상, 펌프 본체 전체를 덮고, 소음을 차단하기 위해서 펌프 본체 커버(1)가 장착되어 있지만, 상기 커버(1)는 성능면에 관계가 없기 때문에, 생략할 수도 있다. 그리고, 도 1에 있어서, 상기 프레임(8)에는, 계단식 쿠션(1a)이 고착되어 있고, 이로써 펌프부의 진동을 흡수하도록 하고 있다.

본 실시의 형태 1에서는, 상기 전자석(7)이 통전되어, 진동자(3)가 좌우측방향으로 이동하면, 좌우의 다이어프램(4, 5)이 좌우로 동작하고, 공기 흡입과 공기 압축의 작용을 한다.

상기 좌우의 펌프 케이싱부(6)는, 상기 대직경 다이어프램(4)용 펌프 케이싱(저압측 펌프 케이싱)(13a) 및 소직경 다이어프램(5)용 펌프 케이싱(중압측 펌프 케이싱)(13b)과, 각각의 펌프 케이싱(13a, 13b) 내에 형성되는 흡인실(14a, 14b), 토출실(15a, 15b) 및 좌측의 펌프실(LPL, MPL), 우측의 펌프실(LPR, MPR)로 이루어지는 펌프부로 이루어지고, 펌프 케이싱(13a)의 펌프실(LPL, MPL)과 펌프 케이싱(13b)의 펌프실(LPR, MPR)이 인접하는 동시에, 소직경 다이어프램(5)으로 나누어지고 있다. 또, 상기 흡인실(14a, 14b)은, 상기 펌프실(LPL, MPL, LPR, MPR)과 연통하기 위해서, 흡입구(16a)와 흡입 밸브(16b)를, 상기 토출실(15a, 15b)은 토출구(17a)와 토출 밸브(17b)를 각각 구비하고 있다. 또, 대직경 다이어프램(4)의 외경부는, 상기 프레임(8)에 고정되는 다이어프램 받침대(18)와 펌프 케이싱(13a)에 의해 협착되어 지지되고 있다. 또, 상기 소직경 다이어프램(5)의 외경부는, 상기 펌프 케이싱(13a)에 형성되는 다이어프램 받침대부(19)에 스페이서(20)을 통하여 펌프 케이싱(13b)에 의해 협착되어 지지되어 있다. 상기 흡인실(14a, 14b) 및 토출실(15a, l5b)에는, 각각 흡인부(21a, 21b) 및 토출부(22a, 22b)가 형성되어 있다. 그리고, 좌측의 토출부(22a)와 우측의 흡인부(21b)가 통기관(튜브)(23)에 의해 접속되어 있는 동시에, 좌측의 흡인부(21b)와 토출부(22a)가 통기관(24)에 의해 접속되어 있다. 본 실시의 형태 1에서는, 통기관(23, 24)의 접속이 용이하도록, 펌프실(LPL, MPL, LPR, MPR)의 흡입 밸브(16b)와 토출 밸브(17b)는, 각 펌프실의 상부 및 저부(하부)(도 2의 지면 상하부)에는 장착되지 않고, 수평 방향, 즉 펌프실(LPL, LPR)의 앞부분과 뒤쪽 및 펌프실(MPL, MPR)의 측부에 장착되어 있다. 이로써, 펌프 높이를 낮게 할 수 있다.

상기 대직경 다이어프램(4)에 의해 형성되는 펌프실(LPL, LPR)에서는, 저압이 발생하고, 소직경 다이어프램(5)에 의해 형성되는 펌프실(MPL, MPR)에서는, 중압이 발생한다.

따라서, 본 실시의 형태 1과 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 도 1 및 도 4~도 5에 나타낸 바와 같이, 저압을 발생하는 2개의 펌프실(LPL, LPR)과 이것과 접속되는 2개의 중압 펌프실(MPL, MPR)로 이루어져, 좌측의 대직경 다이어프램(4)의 펌프실(LPL)(저압 펌프실)에서 발생한 저압의 공기를 우측의 소직경 다이어프램(5)의 펌프실(MPR)(중압 펌프실)로 이끌고, 우측의 대직경 다이어프램 펌프(4)의 펌프실(LPR)(저압 펌프실)로 발생한 저장의 공기를 좌측의 소직경 다이어프램(5)의 펌프실(MPL)(중압 펌프실)에 이끌며, 펌프 작용으로 중압의 공기를 발생하도록 구성되는, 공기 회로로서는 2회로로 한 2단 압축 방식의 펌프이다.

예를 들어 도 1 및 도 6a에 나타낸 바와 같이, 전자석(7)이 통전되어 먼저 진동자(3)가 우측방향으로 이동하면, 좌측의 다이어프램(4, 5)이 우측으로 동작하고, 흡인부(21a)로부터 공기가 펌프실(LPL)에 흡입된다(①의 공기의 흐름). 이 때의 펌프실(LPL)의 압력은 0(제로)이다. 그 다음에 진동자(3)가 좌측방향으로 이동하면, 좌측의 다이어프램(4, 5)의 좌측 동작에 의해 펌프실(LPL)에서 압축된 공기(압력 20kPa)는 통기관(23)으로부터 흡인실(14b)을 경유하여 펌프실(MPR)에 안내된다. 그 다음에 진동자(3)가 우측방향으로 이동하여, 우측의 다이어프램(4, 5)이 우측으로 동작함으로써, 펌프실(MPR)의 공기는 또한 압축되어 압력 98kPa의 압축 공기로서 토출부(22b)로부터 토출된다. 이 때의 펌프실(MPL)의 흡입 공기 및 펌프실(LPR)의 압축 공기는 둘 다 압력이 20kPa이다.

다음에 도 1 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 전자석(7)이 통전되어 먼저 진동자(3)가 좌측방향으로 이동하면, 우측의 다이어프램(4, 5)이 좌측으로 동작하고, 흡인부(21a)로부터 공기가 펌프실(LPR)에 흡입된다(②의 공기의 흐름). 이 때의 펌프실(LPR)의 압력은 0(제로)이다. 그 다음에 진동자(3)가 우측방향으로 이동하면, 우측의 다이어프램(4, 5)의 우측 동작에 의해 펌프실(LPR)에서 압축된 공기(압력 20kPa)는 통기관(24)으로부터 흡인실(14b)을 경유하여 펌프실(MPL)에 안내된다. 그 다음에 진동자(3)가 좌측방향으로 이동해, 좌측의 다이어프램(4, 5)dl 좌측으로 동작함으로써, 펌프실(MPL)의 공기는 더욱 압축되어 압력 98kPa의 압축 공기로서 토출부(22b)로부터 토출된다. 이 때의 펌프실(LPL)의 압축 공기 및 펌프실(MPR)의 흡입 공기는 둘 다 압력 20kPa이다.

이와 같이, 좌우 각 펌프부는 직렬로 접속됨으로써, 협조하여 작동하기 때문 에, 공기는 2단 압축된 상태되어, 교대로 압축 공기를 토출한다. 또, 좌우 교대로 토출되기 때문에, 진동 밸런스는 유지되어 있다.

그리고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 좌우의 펌프부 사이의 접속을 변경하여, 한쪽 편 펌프부끼리, 즉 펌프실(LPL)과 펌프실(MPL), 펌프실(LPR)과 펌프실(MPR)을 각각 접속함으로써, 압력은 낼 수 있지만, 유량이 반감한다.

(실시예 1, 2)

다음에 통전 전압 AC120V 및 주파수 50Hz, 60Hz에 있어서의 펌프의 유량-압력 특성에 대하여 설명한다. 먼저 저압측 펌프실과 중압측 펌프실을 직렬로 접속 한 본 실시의 형태 1과 관계되는 펌프에 대하여 유량 Q와 압력 H의 관계를 조사하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8에 있어서, 곡선 C1은 50Hz의 특성(실시예 1)이며, 곡선 C2는 60Hz의 특성(실시예 2)이다. 그 다음에 좌우의 저압측 펌프실에 대하여, 통기관을 병렬상태, 즉 도 1에 있어서, 통기관(23)의 일단(우단부)을 흡인부(21b)로부터 제외하여 펌프실(LPR)의 흡인부(21a)에 접속하는 상태로 배관한 저압측 펌프와 통기관(24)의 일단(우단부)을 토출부(22a)로부터 제외하여 펌프실(MPR)의 토출부(22b)에 접속함과 동시에, 통기관(24)의 타단(좌단부)을 흡인부(21b)로부터 제외해 펌프실(MPL)의 토출부(22b)에 접속하는 상태로에 배관한 중압측 펌프에 대하여 유량 Q와 압력 H의 관계를 조사하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8에 있어서, 곡선 C3은 저압측 펌프의 50Hz의 특성이며, 곡선 C4는 저압측 펌프의 60Hz의 특성이다. 또, 곡선 C5는 중압측 펌프의 50Hz의 특성이며, 곡선 C6는 중압측 펌프의 60Hz의 특성이다. 도 8로부터, 예를 들어 유량 Q의 정격 토출 공기량을 3.5~5(L/min)으로 한 경우, 저압측 펌프보다 중압측 펌프가 더 높은 압력을 발생하고 있고, 또한 본 실시의 형태 1과 관계되는 펌프에 있어서는, 분명하게 저압측 펌프의 압력과 중압측 펌프의 압력이 중첩되어, 중압이 발생하고 있는 것을 알 수 있다.

(실시의 형태 2)

상기 실시의 형태 1에서는, 공기 회로가2단 압축의(2)회로 로 되도록 구성되어 있지만, 본 실시의 형태 2에서는, 좌우의 펌프부 사이의 접속을 모두 직렬로 하고, 공기 회로가 4단 압축의 1회로로 되어 있다. 즉 도 9에 나타낸 바와 같이, (공기)→LPL→LPR→MPL→MPR→(중압 공기) 또는 도 10에 나타낸 바와 같이, (공기)→LPL→LPR→MPR→MPL→(중압 공기)로 함으로써, 4단 압축으로 되어, 상기 실시의 형태 1과 관계되는 펌프의 2배의 압력을 발생시킬 수 있다. 다만, 유량은 약 1/2로 된다. 이와 같이, 좌우의 펌프부 사이의 접속을 변경(배관의 재조합)함으로써, 압력과 유량(펌프 특성)의 절환이 가능하다.

그리고, 상기 좌우의 펌프부 사이의 접속으로서, 도 9에 나타내는 접속은, 도 10에 나타내는 접속에 비해 좌우의 추력(부하)의 밸런스가 나쁘고, 진동의 중심점이 전자석의 중앙으로부터 어긋나기 때문에, 도 10에 나타내는 접속이 바람직하다.

(실시예 3, 4)

다음에 도 10의 접속에서 통전 전압 AC130V 및 주파수 50Hz, 60Hz에 있어서의 펌프의 유량-압력 특성에 대하여 설명한다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시 의 형태 2와 관계되는 직렬 접속의 펌프의 곡선 CC3(50Hz), CC4(60Hz)의 유량-압력 특성(실시의 형태 3, 4)은, 병렬 접속의 펌프(상기 실시의 형태 1, 2와는 측정시의 전압이 상이한 펌프)의 곡선 CC1(50Hz), CC2(60Hz)보다도 압력이 약 2배로 향상하고 있고, 유량은 약 1/2로 되어 있다.

(실시의 형태 3)

본 실시의 형태 3에서는, 도 12~도 13에 나타낸 바와 같이, 전자석부(31)가, 한쌍의 E자형 철심(32) 및 상기 철심(32)의 내주 오목부에 내장되는 권선 코일부(33)로 이루어지는 전자석(34)과, 상기 한쌍의 E자형 철심(32)의 내주부에 배치되는 사각 관 모양의 철심 유지 도구(중심부)(35)와, 상기 전자석(34)의 외표면에 성형된 수지 성형체인 프레임(36)으로 구성되어 있다. 이 철심 위치 결정도구(35)는, 프레임(36)의 성형 전에 내장된 전자석부(31)의 철심(32)을 상기 진동자(10)의 영구자석(9)에 대해서 소정의 공간부(S)를 확보할 수 있도록 위치결정하기 위해서 배치되어 있다. 상기 철심 유지 도구(35)의 재질로서는, 성형 시의 150도 정도의 열에 견딜 수 있는 내열성 수지 또는 알루미늄 등의 비자성체 금속 등을 사용할 수 있다. 또, 상기 프레임(36)의 재질로서는, 내열성과 저수축율을 가진 성형 재료인 BMC(벌크 성형 콤파운드)가 바람직하고, 예를 들어 불포화 폴리에스텔계의 BMC 등을 사용할 수 있다. 이 프레임(36)에는, 좌우의 펌프 케이싱(13a)에 접속되는 흡인 통기관(38a)과 토출 통기관(39a) 및 좌우의 펌프 케이싱(13b)에 접속되는 흡인 통기관(38b)과 토출 통기관(39b)에 의해, 좌우의 저압측 펌프실(LPL, LPR) 및 중압측 펌프실(MPL, MPR)로 연결되는 제1 통기용 탱크부(40)와 제2 통기용 탱크부(41) 및 대직경 다이어프램(4)을 장착하는 링형 홈(42)이 동시에 성형되어 있다. 이 흡인 통기관(38a, 38b) 및 토출 통기관(39a, 39b)은, 상기 실시의 형태 1과 같이 좌우의 펌프부와 제1 및 제2 통기용 탱크부(40, 41)와의 접속을 고려하여, 배치하고 있다. 그리고, 상기 제1 통기용 탱크부(40)는, 일실(一室)의 공간부로 할 수 있지만, 본 실시의 형태 3에서는, 분리부(43)에 의해 흡인 탱크부(40a)와 토출 탱크부(40b)로 분리되어(나누어지고) 있다. 또, 이 흡인 탱크부(40a)와 토출 탱크부(4Ob)에는, 각각에 연통하는 흡인부(44a) 및 토출부(44b)를 갖는 덮개(45)가 고착되어 있다. 상기 제2 통기용 탱크부(41)에는, 밀폐 덮개(46)가 고착되어 있는 동시에, 상기 철심 유지 도구(35)를 관통하고, 상기 전자석부(31)와 대직경 다이어프램(4)에 의해 밀폐되는 밀폐 공간(S)에 연통하는 연통 구멍(가는 구멍)(47)이 형성되어 있다. 이 연통 구멍(47)의 직경은, 본 발명에 있어서 특히 한정되지 않고, 펌프 출력 등에 의해 적절히 선정할 수 있으며, 예를 들어 약 2~4mm로 할 수 있다. 또, 연통 구멍(47)의 형성 위치도 특히 한정되지 않고, 제2 통기용 탱크부(41) 내의 적당의 위치에 선정할 수 있다.

본 실시의 형태 3에서는, 프레임이 수지 성형체이므로, 기계 가공이 거의 없는 동시에, 다이어프램 받침대의 부품이 줄어들기 때문에, 부품 비용 및 조립 비용을 저감시킬 수 있다. 또, 수지 성형체이므로, 저소음인 동시에, 2중 절연에 의한 안전성을 향상시킬 수도 있다.

본 실시의 형태 3에서는, 제2 통기용 탱크부(41)와 밀폐 공간(S)은 연통 구멍(47)으로 연결되어 있으므로, 펌프실(LPL, LPR)에서 발생한 압력(공기압)은 펌프실(MPR, MPL)로 전달되는 동시에, 이 압력이 연통 구멍(47)을 통해 상기 밀폐 공간(S)으로 분기되어, 상기 대직경 다이어프램(4)에 배압으로서 가해진다.

따라서, 대직경 다이어프램(4)의 좌우 양 측면에 걸리는 장력은, 대략 동일(압력 차이=0)하게 된다. 이것은 마치 전기 회로에 있어서의 부귀환과 같은 기능을 하여, 대직경 다이어프램(4)에 걸리는 응력은 감소한다. 통상적으로 대직경 다이어프램(4)은, 탄성변형 가능한 고무이므로, 고무 자체의 비선형 성질이 대직경 다이어프램(4)의 스프링 특성에 반영되기 때문에, 대직경 다이어프램(4)의 한쪽 편(펌프실측)에만 압력이 걸리면, 스프링 정수의 비직선성을 크게 한다. 이로써, 배압을 더하지 않는 경우, 대직경 다이어프램(4)의 스프링 특성이 비선형이므로, 이상 현상인 비선형 진동이 발생하지만, 본 실시의 형태 3에서는, 상기 배압을 대직경 다이어프램(4)에 가함으로써, 이상 현상인 비선형 진동을 억제하고, 안정된 운전을 행할 수 있다.

그리고, 본 실시의 형태 3에서는, 프레임이 수지 성형체로 되어 있지만, 본 발명에 있어서는 이에 한정되지 않고, 알루미늄 다이캐스트 또는 압출 가공에 의해 성형된 성형체로 할 수도 있다.

또, 본 실시의 형태 3에서는, 한쌍의 E자형 철심(주철심) 및 권선 코일부로부터 구성되는 2차원형 전자석을 사용하고 있지만, 본 발명에 있어서는 이에 한정되지 않고, 도 14에 나타낸 바와 같이, 대향하여 배치되는 한쌍의 E자형 소직경 철심(보조 철심)(51), 상기 한쌍의 E자형 소직경 철심(51)과 직교하는 위치에 배치되는 한쌍의 E자형 대직경 철심(주철심)(52) 및 상기 E자형 대직경 철심(52)의 내주 오목부(52a)에 내장되는 권선 코일부(도시하지 않음)로 이루어지는 전자석(53)을 사용할 수 있다. 상기 소직경 철심(51)과 대직경 철심(52)은, 중심으로부터 외경까지의 높이가 차이가 난다. 이러한 전자석(53)을 사용하는 경우, 진동자(54)의 자석 형상은 입방체로 된다. 즉 자석(55)은, 샤프트(56)에 직접 장착된 외형 형상이 사각(각기둥 타입)으로 되어 있다. 그리고 한쌍의 자석(55)중, 한쪽의 자석(55)이 주위 방향의 4개의 위치에 N극과 S극의 극성이 교대로 극이방성 자극으로 착자되고, 다른 한쪽의 자석(55)의 극성이 대향하는 자석(55)과 역으로 주위 방향의 4개의 위치에 S극와 N극의 극성이 교대로 극이방성 자극으로 착자되어 있다. 그리고, 프레임이 수지 성형체인 경우, 상기 한쌍의 소직경 철심 중, 적어도 한쪽의 소직경 철심의 외주 부위의 수지 성형체에 탱크부를 위한 오목부가 형성된다.

또, 예를 들어 펌프실(LPL)의 대직경 다이어프램(4)의 일부가 피로 등으로 파손하면, 펌프실(LPL)의 압력이 새어 상기 밀폐 공간(S)의 공기압력이 증대한다. 따라서, 상기 전자석부(31)와 대직경 다이어프램(4)에 의해 밀폐되는 밀폐 공간(S)에 연통하는 제2 연통 구멍(도시하지 않음)을 프레임(36)에 형성하는 동시에, 상기 제2 연통 구멍을 통해 상기 밀폐 공간(S)의 압력 상승에 의해 작동하고, 대직경 다이어프램(4)의 파손을 검출할 수 있다. 센서나 스위치 등의 다이어프램식 압력 검지 수단을 프레임(36)에 내장할 수도 있다. 이 검지 수단으로서는, 예를 들어 제2 연통 구멍을 통해 검출 다이어프램이 밀린 후, 접점 스위치가 변형되어 단락을 행하는 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태 3에서는, 대직경 다이어프램(4)에 배압이 가해지도록, 연통 구멍(47)을 형성하고 있지만, 진동의 진폭을 좁혀, 스프링 정수의 변화를 억제한 펌프 운동을 행하는 경우, 이 연통 구멍(47)을 생략할 수도 있다. 이 경우, 상기 제2 통기용 탱크부의 공간을 생략해, 즉 제2 통기용 탱크부를 수지로 채워 공간을 없앰으로써, 해당 프레임 수지부에 좌우의 펌프부로부터의 2개의 통기관을 접속시키기 위한 2개의 통기용 관통부를 형성하기만 하여도 된다.

(실시의 형태 4)

지금까지의 실시의 형태에서는, 펌프실은 저압측과 중압측으로 이루어지고, 저압측의 다이어프램 받침대나 다이어프램의 장착홈은 전자석부 측에 형성되어 있다. 또, 저압 펌프실과 중압 펌프실은 중압용의 소직경 다이어프램으로 나누어지고 있다. 또, 각 다이어프램은 진동자의 단부에 견고하게 장착되어 있고, 양 펌프실 사이의 누수는 최소한으로 억제할 수 있다.

이 저압측의 대직경 다이어프램은 원반형이며, 진동자를 지지할 수 있는 탄성적 강도를 필요로 하지만, 중압측의 소직경 다이어프램은 진동자에의 지지력은 그만큼 필요하지 않고, 스트로크가 길게 취해지는 것이 필요하다. 이 중압측 다이어프램의 직경 치수에 의해, 특성을 자유롭게 변경할 수 있지만, 예를 들어 도 15에 나타낸 바와 같이, 스트로크를 길게 취하도록 탄성변형이 가능한 파형(S자 모양)의 주름부(61)가 형성된 코러게이션(corrugation)형 다이어프램(62)을 사용하는 것이 바람직하다.

(실시의 형태 5)

지금까지의 실시의 형태는, 각 펌프 케이싱과 통기용 탱크부는 통기관에서 접속되어 있지만, 본 발명에 있어서는 통기관을 생략해 배관을 생략하는 것이 가능하다. 즉 본 실시의 형태 5에서는, 도 16~도 23에 나타낸 바와 같이, 프레임(65a)이 상기 전자석(32)의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실(LPL, MPL, LPR, MPR)로 연결되는, 흡인부(66a)와 토출부(66b)에 연통하는 제1 통기용 탱크부(67)와 제2 통기용 탱크부(68) 및 상기 대직경 다이어프램(4)을 장착하는 링형 홈(69)이 동시에 성형되어 있다. 이 제1 통기용 탱크부(67)에는, 상기 흡인부(66a)와 토출부(66b)를 가지는 덮개(66)가 장착되는 동시에, 제2 통기용 탱크부(68)에는, 덮개(70)가 장착되어 있다. 상기 좌우의 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱(71a)의 펌프실(LPL, LPR)로 연결되는, 흡인실(72a)과 제1 통기용 탱크부(67) 및 토출실(72b)과 제2 통기용 탱크부(68)가 프레임(65a) 및 펌프 케이싱(71a)에 각각 형성되는 통로(73, 74)에 의해 연통하고 있다. 또, 좌우의 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱(71b)의 펌프실(MPL, MPR)로 연결되는, 토출실(75b)과 제1 통기용 탱크부(67) 및 흡인실(75a)과 제2 통기용 탱크부(68)가 프레임(65a) 및 펌프 케이싱(71a, 71b)에 형성되는 통로(73, 74, 76)에 의해 연통하고 있다. 또, 펌프 케이싱(71b)의 흡인실(75a) 및 토출실(75b)을 막는 패킹(77)과 펌프 케이싱(71a, 71b)을 덮는 커버(78)가 장착되어 있다.

본 실시의 형태 5에 있어서의 펌프 케이싱(71a)에는, 프레임(65a)과 펌프 케이싱(71b)의 통로의 위치 결정을 위해서, 상기 통로(74)의 양 단부에 프레임(65a)의 통로(73) 및 펌프 케이싱(71b)의 흡인실(75a)과 토출실(75b)에 연결되도록 통로(76)에 삽입되는 관통 파이프부(79)가 형성되어 있다. 그리고, 공기 유출을 방지하 기 위해, 상기 관통 파이프부(79)의 외주 기부에 O링이나 패킹 등을 장착하는것이 바람직하다.

본 실시의 형태 5는, 제1 통기용 탱크부 및 제2 통기용 탱크부에 직접 좌우의 펌프실에 연통하는 통로를 형성하고 있으므로, 상기 탱크부의 깊이를 얕게 할 수 있어 펌프 높이의 치수를 작게 할 수 있다.

그리고, 본 실시의 형태 5에서는, 제1 통기용 탱크부(67)가 분리부(80)에 의해 흡인 탱크부(67a)와 토출 탱크부(67b)로 분리되어 있지만, 본 발명에 있어서는 이 분리부(80)를 생략할 수도 있다.

또, 상기 전자석부(65)와 대직경 다이어프램(4)에 의해 밀폐되는 밀폐 공간(S)에 연통하는 연통 구멍(65c)이 상기 제2 통기용 탱크부(68)에 형성되어 있고, 상기 연통 구멍(65c)을 통해 상기 대직경 다이어프램(4)에서 발생한 압력을 상기 대직경 다이어프램(4)에 배압으로서 가하도록 하고 있지만, 본 발명에 있어서는 이 연통 구멍(65c)을 생략할 수도 있다.

(실시의 형태 6)

지금까지의 실시의 형태에서는, 2단 압축이나 4단 압축에 의해 중압을 발생시키도록 하고 있지만, 본 발명에 있어서는 진동자의 자속을 증가하고, 추력을 증대시킴으로써, 압력을 증대시킬수있다. 본 실시의 형태 6에서는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 진동자(81)의 한쌍의 자석(82)의 양측에 각각 1개의 자석(82)을 증가시켜, 합계 4개로 증가했을 경우, 상기 4개의 자석(82)과 한쌍의 E자형 철심(83) 및 권선 코일부(84)로 이루어지는 전자석(85)으로 구성하는 자기 회로를 1회로로부터 2회로로 증가시키고 있다. 즉 상기 E자형 철심(83)의 측부 극부(측극)(83a)의 극폭치수는 중앙의 중앙 극부(주극)(83b)의 극폭 치수와 거의 동일한 치수로 되어, 4개의 자석(82)중, 양 단부의 자석(82)의 폭 치수는 중앙부의 자석(82)의 폭 치수의 1/2로 되어 있다. 이것은, 중앙부의 2개의 자석(82)과 다르게, 양 단부의 자석(82)은, 중앙부의 자석의 폭 치수의 1/2에 상당하는 부분이 자로의 형성에 관여하기 때문이다{예를 들어 진동자가 왼쪽에 치우쳤을 때, 최우측의 자석(82)은 자로를 형성하고, 최좌측의 자석은 자로를 형성하지 않는다. 진동자가 오른쪽에 치우쳤을 때, 최좌측의 자석(82)은 자로를 형성하고, 최우측의 자석은 자로를 형성하지 않는다. 즉 중앙부의 자석(82)은 진동자의 좌우 이동 시에, 항상 자석의 폭의 양 옆이 자로 형성에 관여하고 있은 것에 대해, 양단 좌우의 자석은 1/2폭(한쪽 편 치수)만이 자로 형성에 관여하고 있기 때문이다}. 이로써, 자기 회로는 2회로로 구성된다.

또, 상기 진동자(8l)의 자석량으로서는, 중앙부의 자석(82)의 자석량을 1로 하면, 단부의 자석(82)의 자석량은 1/2로 되기 때문에, 1+1+1/2+1/2=3의 비율이다. 따라서, 4개의 자석(82)을 고정하는 진동자(81)의 자석량은 종래의 2개의 자석을 고정하는 진동자의 자석량의 1.5배로 된다. 따라서, 자속은 1.5배가 되어, 추력도 1.5배로 된다. 본 실시의 형태 6에서는, 상기 진동자(81)가 발생하는 추력(자속과 전류의 곱)을 높임으로써, 전류의 감소와 역률의 향상을 행해, 고효율화를 도모할 수 있다.

다음에 본 실시의 형태 6과 관계되는 펌프의 유량-압력 특성에 대하여 설명한다. 도 25에 나타낸 바와 같이, 본 실시의 형태 6과 관계되는 펌프의 곡선 CD1(50Hz), CD2(60Hz)는 병렬 접속으로서, 각각 50Hz, 60Hz에서 130V 통전 시의 특성이다(실시예 5, 6). 비교를 위해, 이미 설명한 실시의 형태 1과 관계되는 펌프의 곡선 C1, C2(실시예 1, 2)의 특성을 병기 한다. 도 25로부터, 본 실시의 형태 6과 관계되는 펌프에서는, 명확하게 측극 자석의 효과가 나타나 압력이 자석량에 대략 비례하여 증가하고 있고, 병렬 접속에서 압력 100kPa시, 유량이 50/60Hz에서 각각 6, 8L/min를 얻을 수 있다. 또, 유량 6~8L/min의 범위에서 측극이 없는 펌프에 비해, 1.3~1.6배 압력이 증대하고 있다. 또, 실시의 형태 2의 직렬 접속의 데이터에서는, 100kPa 시의 유량이 50/60Hz에서 각각 4.0/5.5L/min이므로, 동등 이상의 성능을 얻을 수 있고, 10OkPa 이하의 압력 범위에서는 유량도 우수하다.

전자석과 진동자의 형상, 치수의 작은 변경으로 실시의 형태 1에서는 얻을 수 없었던 특성을 얻을 수 있다. 그리고, 자석 재질(성능)이나 조합을 변경함으로써, 특성의 변경을 할 수 있다. 예를 들어 중앙부 측의 자석 재질과 외측의 자석 재질의 변경이나 두께의 변경으로 희망하는 특성을 낼 수도 있다. 예를 들어 자석 재질을 변경하고, 공간의 치수를 변경한 일례를 설명한다. 도 26에 나타낸 바와 같이, 본 실시의 형태 6에 있어서의 전자석과 자석에 있어서, 먼저 자석의 재질을 35MGOe로부터 에너지 적(積)이 높은 재질 46MGOe로 변경하는 동시에, 전자석과 자석과의 사이의 공간의 치수를 (한쪽 편 +1mm)로 변경하고 펌프의 유량-압력 특성을 조사하였다. 도 26에 있어서, 펌프의 곡선 CE1, CE2는 병렬 접속이며, 펌프의 곡선 CF1, CF2는 직렬 접속으로서, 각각 50Hz, 60Hz에서 130V 통전 시의 특성이다(실시예 7, 8, 9, 10). 도 26으로부터, 실시예 7, 8의 병렬 접속의 펌프는, 공간의 영향 (확대)도 있어, 10OkPa 시의 유량은 증대하지 않지만, 실시예 9, 10의 직렬 접속의 펌프에서는, 상기 실시의 형태 2에 있어서의 펌프의 곡선 CC1, CC2의 1.5배 이상 향상하고 있다.

그리고, 본 실시의 형태 6에서는, 2차원형 전자석을 사용하고 있지만, 본 발명에 있어서는 이에 한정되지 않고, 3차원형 전자석(한쌍의 E자형 소직경 철심, 한쌍의 E자형 대직경 철심 및 권선 코일부로 이루어지는 전자석)을 사용할 수 있다. 이러한 3차원형 전자석을 사용하는 경우, 진동자의 자석 형상은 입방체로 된다.

(실시의 형태 7)

상기 실시의 형태 1, 5와 관계되는 펌프는, 2단 압축 방식의 펌프이며, 실시의 형태 2와 관계되는 펌프는, 좌우의 펌프부간의 접속을 모두 직렬로 한 4단 압축 방식의 펌프로 되어 있다. 이러한 압축의 단수는, 본 발명에 있어서는, 이들 이외의 다단으로 할 수 있다. 예를 들어 소직경 다이어프램의 수를 늘려(소직경 다이어프램의 펌프부의 증가에 의해), 압축의 단수를 늘릴 수 있다. 예를 들어 도 27에 나타낸 바와 같이, 중압용 펌프실(NPL, NPR)을 추가함으로써, 압축은 3단이 되어 3단 압축 방식의 펌프를 얻을 수 있다. 또는 좌우의 펌프부간을 모두 직렬로 접속 하여 6단으로서 6단 압축 방식의 펌프를 얻을 수 있다.다만, 내부 구조 및 치수의 제한을 고려하여, 실용상 2단 또는 4단 정도가 바람직하다.

(실시의 형태예 8)

지금까지의 실시의 형태와 관계되는 펌프는, 펌프부의 구조에 의해 압력의 향상을 도모하는 동시에, 진동자의 구조에 의해 효율화를 도모할 수 있었다. 본 실시의 형태 8에서는, 소형화 및 고효율화를 도모하기 위해, 다른 펌프부의 구조, 진동자의 구조 및 저압 펌프부와 중압 펌프부간의 통기 배관을 조립시에 행하는 구성으로 하고 있다. 또, 이로써, 생산 코스트의 저감도 도모할 수 있다.

도 28~도 37에 나타낸 바와 같이, 본 실시의 형태 8과 관계되는 전자 진동형 다이어프램 펌프는, 한쌍의 E자형 철심(91a)과 권선 코일부(91b) 또는 한쌍의 소직경 철심, 상기 한쌍의 소직경 철심과 직교하는 위치에 배치되는 한쌍의 대직경 철심 및 상기 대직경 철심의 내주 오목부에 내장되는 권선 코일부로 이루어지는 전자석(91)과 유지 금속부재(92)로 이루어지는 전자석부(93), 상기 전자석부(93)의 외표면에 성형된 수지 성형체인 프레임(94), 4개의 자석(95)을 유지판(96)으로 유지한 진동자(97), 상기 유지판(96)의 양 단부의 나사부(96a)에 유지 금구류(98)와 나사(99)를 사용하여 순차적으로 연결되는 대직경 다이어프램(100)과 소직경 다이어프램(101) 및 상기 전자석부(93)의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램(100)과 소직경 다이어프램(101)의 펌프 케이싱부(102)로부터 구성되어 있다. 그리고, 알기 쉽게 하기 위해서, 도 29에 있어서는, 다이어프램(100, 101) 및 이들을 진동자(97)에 연결시키는 유지 금구류(98)는 생략하고 있다.

본 실시의 형태에서는, 다이어프램의 수가 4개이며, 전체의 다이어프램의 스프링 상수는 크게 되기 쉽기 때문에, 중압측의 소직경 다이어프램을 스프링 상수가 낮은 코러게이션형 다이어프램으로 하고 있다.

또, 본 실시의 형태에 있어서의 진동자(97)에는, 직사각형의 본체 자석(95a)과 2단의 볼록 형상의 볼록부 자석(95b)으로 이루어지는 자석(95)을 사용하고 있으 므로, 철심(91a)과의 공간이 볼록부 자석(95b)으로부터 좁아져, 자기 저항이 감소 하여, 더욱 자속이 증대하고, 추력이 증대한다. 이로써, 펌프의 압력이나 효율을 큰 폭으로 향상하고, 소형이며 고성능의 펌프를 얻을 수 있다. 그리고, 본 발명에 있어서, 자석(95)의 표면의 형상은, 2단의 볼록 형상으로 한정되는 것이 아니고, 1단의 볼록 형상 또는 3단의 볼록 형상 등으로 할 수 있다. 또, 본 실시의 형태에 있어서는, 한쌍의 E자형 철심(91a) 및 권선 코일부(91b)로부터 구성되는 2차원형 전자석(91) 및 평판 형상의 자석(95)을 사용하는 펌프로 되어 있지만, 본 발명에 있어서는 이에 한정되지 않고, 입체형 전자석 및 입방체의 자석를 사용하는 펌프로 할 수 있다.

상기 프레임(94)에는, 좌우의 저압측 펌프실(LPL, LPR) 및 중압측 펌프실(MPL, MPR)로 연결되는 제1 통기용 탱크부(103)와 제2 통기용 탱크부(104) 및 대직경 다이어프램(10O)을 장착하는 링형 홈(105)이 동시에 성형되어 있다. 또, 제1 통기용 탱크부(103)와 제2 통기용 탱크부(104)에는, 4개의 나사(106)에 의해 각각 덮개(107, 108)가 장착되어 있다.

상기 펌프 케이싱부(102)는, 외형(외경) 치수 내지는 윤곽이 대략 동일한 저압측의 펌프 케이싱(102a)과 중압측의 펌프 케이싱(102b), 상기 펌프 케이싱(102b)의 단면에 장착되는 패킹(109) 및 쿠션(1a)을 고착시키는 다리(110a)를 가지는 측 판(110)을 구비하고 있다. 이 펌프 케이싱부(102)는, 좌우 각각 4개의 코너의 나사 구멍부(111)를 통하여 4개의 볼트(112)를 프레임(94)의 나사구멍(94a)에 나사장착하여 고정되어 있다.

상기 좌우의 펌프 케이싱(102a, 102b) 내에는, 흡인 밸브(113)와 토출 밸브(114)에 의해 나누어지는 흡인실(113a), 토출실(114a) 및 좌측의 펌프실(LPL, MPL), 우측의 펌프실(LPR, MPR)로 이루어지는 펌프부가 형성되어 있다. 상기 패킹(109)은 펌프 케이싱(102b)의 흡인실(113a), 토출실(114a) 및 펌프실(LPL, MPR)을 막고 있다. 흡인 밸브(113)는 흡인구(115a)를 가지는 지지판(115), 밸브 본체(116) 및 멈춤 나사(117)로 이루어지고, 토출 밸브(l14)는 토출구(118a)를 가지는 지지 판(118), 밸브 본체(119) 및 멈춤 나사(120)로 이루어진다.

상기 펌프 케이싱(102a)의 중앙부에는, 상기 흡인실(113a)과 토출실(114a)에 연통하는 통로(121a)를 가지는 원추부(121)가 형성되어 있는 동시에, 사방의 칸막이 벽(122)이 형성되어 있다. 이 원추부(121)의 내부 공간이 펌프실(LPR) 또는 펌프실(LPL)이다. 상기 원추부(121)의 개구단부 및 저부에는, 각각 상기 대직경 다이어프램(100) 및 소직경 다이어프램(101)을 장착하기 위한 환형 홈(123a, 123b)이 형성되어 있다. 또, 상기 칸막이 벽(122)에 의해 형성되는 4개의 공간 중, 1개의 대각선 상의 하나의 공간에는, 나사 구멍부(111)와 흡인 밸브(113)가 형성되어 있는 동시에 통로(124)가 형성되고, 다른 공간에는, 나사 구멍부(111)와 토출 밸브(114)가 형성되어 있는 동시에 통로(125)가 형성되어 있다. 또, 다른 대각선 상의 공간에는, 나사 구멍부(111)가 형성되어 있는 동시에, 펌프 케이싱(102b)에 형성되는 펌프실(MPR, MPL), 흡인실(113a) 및 토출실(114a)에 연통하는 통로(126, 127)가 형성되어 있다.

상기 펌프 케이싱(102b)의 중앙부에는, 상기 흡인실(113a)과 토출실(114a)에 연통하는 통로(128a)를 가지는 저부를 가진 원통부(128)가 형성되어 있는 동시에, 사방의 칸막이 벽(129)이 형성되어 있다. 이 원통부(128)의 내부 공간이 펌프실( MPR) 또는 펌프실(MPL)이다. 상기 원통부(128)의 개구 단부에는, 상기 소직경 다이어프램(101)을 장착하기 위한 환형 홈(128b)이 형성되어 있다. 또, 상기 칸막이 벽(129)에 의해 형성되는 4개의 공간 중, 1개의 대각선 상의 하나의 공간에는, 나사 구멍부(111)와 흡인 밸브(113)이 설치되고, 다른 공간에는, 나사 구멍부(111)와 토출 밸브(114)가 형성되어 있다. 그리고, 도 35에 있어서, 좌측의 칸막이 벽(129)에 형성되는 절결부(129a)에 의해, 통로(130)와 흡인실(113a)이 연결되어 있어 우측의 칸막이 벽(129)에 형성되는 절결부(129a)에 의해, 토출실(114a)과 통로(131)가 연결되어 있다. 또, 다른 대각선 상의 공간에는, 나사 구멍부(111)가 형성되어 있는 동시에, 상기 통로(126, 127)를 통해 펌프 케이싱(102b)에 형성되는 펌프실(MPR, MPL), 흡인실(113a) 및 토출실(l14a)에 연통하는 통로(130, 131)가 형성되어 있다.

상기 제1 통기용 탱크부(103)는, 내부가 격벽(132)에 의해 흡기 탱크부(133a, 133b) 및 토출 탱크부(134)로 구획되어 있고, 좌우의 펌프 케이싱(102a)의 통로(124, 126) 및 통로(l25, 127)에 연통하는 통로(124a, 126a) 및 통로(125a, 127a)가 형성되어 있다. 이 탱크부(103)에 장착되는 덮개(107)에는, 흡기 탱크부(133a, 133b)에 연통하는 흡기부(135a, 135b) 및 토출 탱크부(134)에 연통하는 토출부(136)가 형성되어 있다. 또, 상기 제2 통기용 탱크부(104)에는, 도 37에 나타낸 바와 같이, 격벽(137)에 의해 2개의 통기실(137a, 137b)로에 구획되어 있고, 좌우의 펌프 케이싱(102a)의 통로(125, 127) 및 통로(124, 126)에 연통하는 통로(125a, 127a) 및 통로(124a, 126a)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 실시의 형태 3과 같이, 제2 통기용 탱크부(104)에 상기 전자석부(93)와 대직경 다이어프램(100)에 의해 밀폐되는 밀폐 공간에 연통하는 연통 구멍을 형성할 수도 있다.

다음에 상기 전자석(91)이 통전되어, 진동자(97)의 좌우 방향의 이동에 의해, 다이어프램(100, 101)이 동작함으로써 발생하는 공기의 흡인과 토출의 공기의 흐름(공기 회로)에 대하여 설명한다.

도 29~도 30 및 도 38을 참조하여, 먼저 공기가 덮개(107)의 흡기부(135a)로부터 제1 통기용 탱크부(103)의 흡기 탱크부(133a)에 흡인된다. 이 흡인된 공기는, 프레임(94)의 통로(124a) 및 우측의 펌프 케이싱(102a)의 통로(124)를 경유한 후, 저압 펌프실(LPR)에 흡입된다(F1~F2의 공기의 흐름). 그 다음에 이 펌프실(LPR)에서 가압된 공기는, 우측의 펌프 케이싱(102a)의 통로(125) 및 프레임(94)의 통로(125a)를 경유한 후, 제2 통기용 탱크부(104)의 통기실(137a)에 유입한다(F3의 공기의 흐름). 이 가압 공기는, 또한 프레임(94)의 통로(126a), 좌측의 펌프 케이싱(102a)의 통로(126) 및 좌측의 펌프 케이싱(102b)의 통로(130)를 경유한 후, 중압 펌프실(MPL)에 유입한다(F4~F5의 공기의 흐름). 그 다음에 이 펌프실(MPL)에서 가압된 공기는, 좌측의 펌프 케이싱(102b)의 통로(131), 좌측의 펌프 케이싱(102a)의 통로(127) 및 프레임(94)의 통로(127a)를 경유한 후, 제1 통기용 탱크부(103)의 토출 탱크부(134)에 유입한다(F6의 공기의 흐름). 그리고, 중압의 공기가 토출부(136)로부터 토출된다.

즉 본 실시의 형태에서는, 흡기 탱크부가 우측의 저압 펌프부(흡인실, 펌프실, 토출실)로 연결되는 동시에, 통기실로 연결되어 있다. 또, 이 통기실은 좌측의 저압 펌프부와 중압 펌프의 통로로 연결되는 동시에, 중압 펌프부(흡인실, 펌프실, 토출실)로 연결되어 있다. 따라서, 중압 펌프부의 펌프실에서 압축된 공기는, 토출실로부터 좌측의 저압 펌프의 통로를 통하여 토출 탱크부에 유입한 후, 토출부로부터 토출된다.

그리고, 상기 흡기 탱크부(133b)에 흡인되는 공기의 흐름은, 전술한 공기의 흐름과는 대칭적인 흐름으로 된다. 이 결과, 본 실시의 형태에 있어서의 공기 회로는, 2회로로 된다.

본 실시의 형태에서는, 프레임(94), 저압측의 펌프 케이싱(102a) 및 중압측의 펌프 케이싱(102b)이 대략 동일한 외형 형상이며, 좌우의 저압측의 펌프 케이싱에는, 좌우의 중압측의 펌프 케이싱의 펌프부(흡인실, 펌프실, 토출실)에 연결되도록 2개의 통로를 형성하고 있으므로, 배관 튜브를 사용하지 않고 통로 배관의 설계가 용이하다. 따라서, 저압측의 펌프 케이싱 및 중압측의 펌프 케이싱의 금형의 제작비를 저감할 수 있는 동시에, 부품 관리가 용이해진다.

또, 본 실시의 형태에서는, 좌우의 저압측 및 중압측의 펌프 케이싱(102a, 102b)을 각각 4개의 관통볼트(112)로 프레임(94)에 결합할 수 있는 동시에, 통기 배관을 할 수 있기 때문에, 펌프의 조립이 용이해진다. 또, 본 실시의 형태에서는, 각 펌프 케이싱(102a, 102b)에 형성되는 흡인실 및 토출실이, 펌프실의 가로 방향{진동자(97)의 축심에 대해서 수직 방향}의 측면측, 즉, 원추부(121) 및 원통부(128)의 측면측에 배치되어 있으므로, 펌프 전체의 길이를 축소하고, 소형화를 도모할 수 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 배기용의 토출부 이외에는, 돌출된 부분이 없기 때문에, 펌프를 적용하는 기기 내에 용이하게 장착할 수 있다.

그리고, 중압측의 펌프 케이싱의 다이어프램의 직경은, 특성을 결정하는 중요한 치수로서, 유량을 크게 하기 위해서 직경을 너무 크게 하면, 부하 압력(배압)에 의해 추력이 저하되고, 진동자의 소정 진동 진폭을 얻을 수 없는 우려가 있다. 따라서, 결과적으로 유량 및 압력의 상승을 달성할 수 없게 된다. 따라서, 다이어프램의 최적 치수는 이론과 실험 등으로 결정할 필요가 있다. 도 39에 중압측의 다이어프램의 직경과 유량의 관계의 실측치를 나타낸다. 그리고, 실험 시에, 저압측의 다이어프램의 직경은 50mm, 진동 주파수는 60Hz으로 하였다.

이론적으로는, 다단 압축에 있어서의 합리적인 압축비 r은 단수를 i로 하면, r=i√(pf/p1)이다. 예를 들어 2단 압축의 경우에는, pf/p1=200/100이므로, r=√2로 된다. 여기서, pf는 2단째의 압력(kPa)이며, p1는 1단째의 압력(대기압)(kPa)이다. 따라서, 저압측의 다이어프램의 직경과 중압측의 다이어프램의 직경의 비율은 √2로 설정하여, 펌프의 효율을 높일 수 있다. 예를 들어 종래의 저압 펌프에 있어서는, 효율은 20~30% 정도로 낮지만, 본 실시의 형태 에 있어서의 중압 펌프의 효율은 40% 이상으로 된다. 이것은 압력의 영향도 있지만, 설계의 품질에 기인한다. 또, 펌프 자체의 효율(전자석의 효율을 포함하지 않는다)은 압력이 높을 수록 높게 되는 경향이 있지만, 중압 펌프의 경우, 다단 압축에 의한 압력의 향상으로 저압 펌프보다 더욱 향상시킬 수 있다.

(실시의 형태 9)

지금까지의 실시의 형태에서는, 4매의 다이어프램을 사용하여 중압을 발생시키도록 하고 있지만, 본 발명에 있어서는 이에 한정되지 않고, 좌우의 저압측 및 중압측의 펌프 케이싱을 조합함으로써, 저압보다 조금 압력을 향상시킬 수 있는 준중압의 펌프나 공기 회로를 1회로로 한 중압의 펌프를 용이하게 구성할 수 있다. 더욱 저압이지만, 종래의 펌프보다 소형화의 펌프도 얻을 수 있다.

먼저 실시의 형태 9와 관계되는 펌프(P1)는, 도 40 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 프레임(94b)의 좌우측에 장착되는 중압 펌프 케이싱(102b), 상기 좌우의 펌프 케이싱(102b)에 장착되는 패킹(109)과 측판(110), 상기 프레임(94b)의 제1 통기용 탱크부(103a)와 제2 통기용 탱크부(104a)에 장착되는 덮개(107a, 108a) 및 프레임(94b)의 양 단부에 각 펌프 케이싱(102a, 102b), 패킹(109)과 측판(110)을 고정하는 볼트(112)를 구비하고 있다. 상기 덮개(107a)는, 상기 실시의 형태 8에 있어서의 덮개(107)와 달리, 흡기구를 형성하지 않고 있다. 또, 상기 덮개(108a)에는, 흡기구(141)가 형성되어 있다. 그리고, 본 실시의 형태에서는, 상기 실시의 형태 8에 서의 프레임(94)의 제1 통기용 탱크부(103)와 제2 통기용 탱크부(104)로부터 격벽을 생략한 프레임(94b)을 사용하고 있다. 예를 들어 격벽을 성형하는 금형 부품을 변경하는 것만으로, 격벽을 생략한 프레임(94b)를 제작할 수 있다.

본 실시의 형태에 있어서의 펌프(P1)의 좌우의 펌프부는, 공기의 흐름이 상기 실시의 형태 8에 있어서 저압 펌프부를 제외한 것이기 때문에, 병렬로 접속되어 있다(흡기가 우측, 배기가 좌측의 관계로 된다).

표 1

변경 위치*	펌프(P1) (도 4O의 펌프)	펌프(P2) (도 41의 펌프)	펌프(P3) (도 42의 펌프)
펌프부	좌우의 저압 펌프 케이싱을 생략한다.	좌측의 저압 펌프 케이싱 및 우측의 중압 펌프 케이싱을 생략한다.	좌우의 중압 펌프 케이싱을 생략한다.
탱크부, 프레임 및 덮개	·제1 통기용 탱크부와 제2 통기용 탱크부의 격벽을 삭제한다. ·프레임의 다이어프램 받침대의 치수를 변경한다. ·양 탱크부의 흡기 및 토출용 덮개를 변경한다.	·프레임의 다이어프램 받침대의 치수를 변경한다.	·제2 통기용 탱크부의 덮개에 토출부를 설치한다.
다이어프램	·다이어프램을 원반형으로 변경한다. ·진동자의 다이어프램 결합용 유지 금구류를 변경한다.	·진동자의 다이어프램 결합용 유지 금구류를 변경한다. ·중압 펌프 케이싱의 다이어프램을 원반형으로 변경한다.	·진동자의 다이어프램 결합용 유지 금구류를 변경한다.

표 1에 있어서의 변경 위치*는, 도 28~도 39에 나타내는 펌프의 변경 위치이다.

다음에 실시의 형태 9와 관계되는 다른 펌프(P2)는, 도 41 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 프레임(94)의 좌측에 장착되는 중압 펌프 케이싱(102b), 프레임(94)의 우측에 장착되는 저압 펌프 케이싱(102a), 좌우의 펌프 케이싱(102a, l02b)에 장착되는 패킹(109)과 측판(l10), 프레임(94)의 제1 통기용 탱크부(103)와 제2 통기용 탱크부(104)에 장착되는 덮개(l07, 108) 및 프레임(94)의 양 단부에 각 펌프 케이싱(102a, 102b), 패킹(109)과 측판(110)을 고정하는 볼트(112)를 구비하고 있다.

이 펌프(P2)는, 중압을 발생할 수 있는 동시에, 공기 회로가 상기 실시의 형태 8과 관계되는 펌프의 공기 회로가 2회로인데 대해, 1회로로 되어, 구조가 간단 해지기 때문에, 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 단, 유량은 상기 실시의 형태 8과 관계되는 펌프의 1/2이 된다.

그리고, 상기 펌프(P1, P2)의 구조에 있어서는, 다이어프램 받침대의 변경, 즉 금형 부품 변경이 필요하지만, 다이어프램 받침대를 별도의 부품으로서 준비하고, 프레임에 부속되지 않는 구성으로 하는 것도 가능하고, 이 쪽이 생산수가 적은 경우에는 금형 교환상, 유효하게 된다.

본 실시의 형태에 있어서의 펌프(P2)의 좌우의 펌프부의 공기의 흐름은, 상기 실시의 형태 8에 있어서 우측 중압 펌프부와 좌측 저압 펌프부를 제외한 것이 되어, 기본적으로 상기 실시의 형태 8의 중압 펌프와 같다. 또, 상기 좌우의 펌프부는 직렬로 접속되어 있다.

다음에 실시의 형태 9와 관계되는 또 다른 펌프(P3)는, 도 42 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 프레임(94b)의 좌우측에 장착되는 저압 펌프 케이싱(102a), 상기 좌우의 펌프 케이싱(102a)에 장착되는 패킹(109)과 측판(110), 상기 프레임(94)의 제1 통기용 탱크부(103)와 제2 통기용 탱크부(104)에 장착되는 덮개(107, 108a) 및 프레임(94b)의 양 단부에 각 펌프 케이싱(102a), 패킹(109)과 측판(110)을 고정하는 볼트(112)를 구비하고 있다. 상기 덮개(108b)는, 상기 실시의 형태 8에 있어서의 덮개(108)와 달리, 토출부(142)를 형성하고 있다. 그리고, 본 실시의 형태예에서는, 상기 실시의 형태 8에 있어서의 프레임(94)이 이용되고 있지만, 제1 통기용 탱크부(103)와 제2 통기용 탱크부(104)로부터 격벽을 생략한 프레임을 사용할 수도 있다.

본 실시의 형태에 있어서의 펌프(P3)의 좌우의 펌프부의 공기의 흐름은, 상기 실시의 형태 8에 있어서 좌우의 중압 펌프부를 제외한 것이 되어, 흡기 탱크부(133a, 133b)로부터 저압 펌프부를 거쳐 통기실로부터 토출부(142)에 이르는 경로이다. 각 펌프부는 병렬로 접속되어 있다.

여기서, 도 44에 나타낸 바와 같이, 종래의 다이어프램 펌프의 구조에서는, 펌프 케이싱부(155)의 저부로부터 다이어프램(154)측에 펌프실(159)을 형성하고, 상기 저부로부터 펌프 케이싱부(155)의 바깥쪽 커버 측에 흡인실(158) 및 토출실(160)을 형성하도록 하고 있기 때문에, 진동자(153)의 길이 방향의 펌프 외형의 소형화가 어렵다.

이것에 대해, 본 실시의 형태에 있어서의 펌프(P3)는, 각 펌프 케이싱(102a)의 흡인실 및 토출실이, 펌프실의 가로 방향의 측면 측에 배치되어 있기 때문에, 펌프 전체의 길이를 축소하고, 소형화를 도모할 수 있다.

그리고, 본 실시의 형태 9와 관계되는 각 펌프(P1, P2, P3)에 있어서, 흡기부와 토출부의 방향은, 다리부 측판의 향의 변경에 의해, 상하 좌우로 변경할 수 있다.

또, 실시의 형태 8, 9에서는, 저압 펌프 케이싱의 펌프실의 저부 형상이 원추 형상 및 중압 펌프 케이싱의 펌프실의 저부 형상이 원통형으로 되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 양 펌프 케이싱의 펌프실의 저부 형상을 원추 형상 또는 도 43에 나타낸 바와 같이, 반구(143)의 형상으로 함으로써, 원통 형상으로부터 펌프실의 용적을 축소하고, 펌프 압력을 향상시킬 수 있다. 그리고, 실시의 형태 8, 9에 있어서의 프레임은 수지 성형체로 되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 알루미늄 등의 비자성체 금속 등으로 제작할 수도 있다. 이 경우, 상기 좌우의 펌프실 사이를 통기관에 의해 접속하도록 한다.

실시의 형태 8, 9에 있어서의 효과는, 이하와 같다.

1) 중압측의 다이어프램의 치수의 변경에 의해 적절한 펌프 특성이 얻어진다.

2) 저압 펌프 케이싱과 중압 펌프 케이싱의 연결 조립이 용이하여, 펌프 간의 통기 배관(접속)이, 조립과 동시에 행할 수 있으므로 조립 비용을 저감 시킬 수 있다.

3) 효율이 좋은 중압 펌프를 얻을 수 있다.

4) 저압 펌프 케이싱과 중압 펌프 케이싱의 흡인실 및 토출실이 펌프실의 측면에 있으므로, 펌프 전체 길이를 단축할 수 있다.

5) 펌프 본체로부터의 돌기부는 흡인부나 토출부 만이므로, 여분의 스페이스를 필요로 하지 않고, 펌프를 적용하는 기기 내의 장착이 용이하게 된다.

6) 실시의 형태 9에서는, 저압, 중압 펌프부를 조합해 약간의 변경을 행하면, 저압~간단하고 쉬운 중압용 펌프를 구성할 수 있기 때문에, 적은 금형으로 다품종의 펌프를 제조할 수 있고, 생산의 초기 투자를 경감할 수 있다.

7) 흡인부나 토출부의 방향이 다리부 측판의 방향을 변경함으로써, 상하, 좌우로 변경할 수 있기 때문에, 펌프를 적용하는 기기에 있어 편리하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 중압(50~200kPa 정도)을 발생시 키는 동시에, 펌프 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 피스톤식 펌프와 비교해 마찰이 없기 때문에, 효율이 좋고, 펌프의 수명이 길게 된다. 그리고, 다이어프램은 피스톤보다 스트로크가 짧기 때문에, 전자석의 체적이 작고, 피스톤식 펌프보다 펌프가 소형으로 된다.

또, 동일한 정도의 압력(저압)의 펌프에서도, 소형화할 수 있다.

중압(50~200kPa 정도)을 발생시키는 동시에, 소형화를 도모할 수 있는 전자 진동형 다이어프램 펌프를 제공하는 것이 가능하다.

Claims

프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되며 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 순차적으로 연결되는 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램의 펌프 케이싱부를 포함하며, 좌우의 상기 펌프 케이싱부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램의 각각에 대응하는 펌프실을 갖는 전자 진동형 다이어프램 펌프로서,

상기 좌우의 펌프실 사이가 통기관에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제1항에 있어서,

상기 펌프 케이싱부가, 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱으로 구성되고, 상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실이 인접하는 동시에, 소직경 다이어프램으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

좌측의 대직경 다이어프램의 펌프실에서 발생한 저압의 공기를 우측의 소직경 다이어프램의 펌프실로 안내하는 동시에, 우측의 대직경 다이어프램 펌프의 펌프실에서 발생한 저압의 공기를 좌측의 소직경 다이어프램의 펌프실로 안내함으로써, 펌프 작용으로 중압의 공기를 발생시킬 수 있도록, 공기 회로는 2회로의 2단 압축인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

좌우의 대직경 다이어프램의 펌프실을 접속하는 동시에, 좌우의 소직경 다이어프램의 펌프실을 접속함으로써, 펌프 작용으로 중압의 공기를 발생시킬 수 있도록, 공기 회로는 1회로의 4단 압축인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되며 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 순차적으로 연결되는 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램의 펌프 케이싱부를 포함하며, 좌우의 상기 펌프 케이싱부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램의 각각에 대응하는 펌프실을 갖는 전자 진동형 다이어프램 펌프로서,

상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 통기용 탱크부와 제2 통기용 탱크부, 그리고 상기 대직경 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있고, 상기 좌우의 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실로 연결되는, 흡인실과 제1 통기용 탱크부 및 토출실과 제2 통기용 탱크부가, 프레임 및 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 동시에, 상기 좌우의 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실에 연통하는, 토출실과 제1 통기용 탱크부 및 흡인실과 제2 통기용 탱크부가, 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제5항에 있어서,

상기 펌프 케이싱부가, 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱으로 구성되고, 상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실이 인접하는 동시에, 소직경 다이어프램으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제5항 또는 제6항에 있어서,

좌측의 대직경 다이어프램의 펌프실에서 발생한 저압의 공기를 우측의 소직경 다이어프램의 펌프실로 안내하는 동시에, 우측의 대직경 다이어프램 펌프의 펌프실에서 발생한 저압의 공기를 좌측의 소직경 다이어프램의 펌프실로 안내함으로써, 펌프 작용으로 중압의 공기를 발생시킬 수 있도록, 공기 회로는 2회로의 2단 압축인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제5항 또는 제6항에 있어서,

좌우의 대직경 다이어프램의 펌프실을 접속하는 동시에, 좌우의 소직경 다이어프램의 펌프실을 접속함으로써, 펌프 작용으로 중압의 공기를 발생시킬 수 있도록, 공기 회로는 1회로의 4단 압축인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되며 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 순차적으로 연결되는 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램의 펌프 케이싱부를 포함하며, 좌우의 상기 펌프 케이싱부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램의 각각에 대응하는 펌프실을 갖는 전자 진동형 다이어프램 펌프로서,

상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 환기용 탱크부와 제2 환기용 탱크부, 그리고 상기 대직경 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있고,

상기 제1 통기용 탱크부가 분리부에 의해 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되며 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 순차적으로 연결되는 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램의 펌프 케이싱부를 포함하며, 좌우의 상기 펌프 케이싱부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램의 각각에 대응하는 펌프실을 갖는 전자 진동형 다이어프램 펌프로서,

상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 환기용 탱크부와 제2 환기용 탱크부, 그리고 상기 대직경 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있고,

상기 전자석부와 대직경 다이어프램에 의해 밀폐되는 밀폐 공간에 연통하는 연통 구멍이 상기 제2 통기용 탱크부에 형성되어 있고, 상기 연통 구멍을 통해 상기 대직경 다이어프램에서 발생한 압력을 상기 대직경 다이어프램에 배압(背壓)으로서 인가하는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 좌우의 펌프 케이싱부에 있어서의 소직경 다이어프램의 펌프부를 적어도 2개 구비하고, 다단 압축으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 외형 치수가 동일한 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제12항에 있어서,

상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 흡인실 및 토출실이, 펌프실의 가로 방향의 측면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제12항에 있어서,

상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 통기용 탱크부와 제2 통기용 탱크부, 그리고 상기 대직경 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있고, 상기 좌우의 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실로 연결되는, 흡인실과 제1 통기용 탱크부 및 토출실과 제2 통기용 탱크부가, 프레임 및 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 동시에, 상기 좌우의 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실에 연결되는, 토출실과 제1 통기용 탱크부 및 흡인실과 제2 통기용 탱크부가, 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제12항에 있어서,

상기 대직경 다이어프램용 펌프 케이싱과 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 펌프실의 저부의 형상이 원추 형상 또는 반구형인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제13항에 있어서,

상기 소직경 다이어프램용 펌프 케이싱의 측면에 배치되는 측판이 장착용 다리를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되고, 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 연결되는 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는 펌프 케이싱을 포함하며, 상기 펌프 케이싱에 형성되는 흡인실 및 토출실이, 펌프실의 가로 방향의 측면에 배치되어 이루어진 전자 진동형 다이어프램 펌프로서,

상기 프레임이 상기 전자석의 외표면에 성형된 수지 성형체인 동시에, 좌우의 펌프실로 연결되며, 흡인부와 토출부에 연통하는 제1 통기용 탱크부와 제2 통기용 탱크부 및 상기 다이어프램을 장착하는 링형 홈이 동시에 성형되어 있고, 상기 좌우의 펌프 케이싱의 펌프실로 연결되는, 흡인실과 제1 통기용 탱크부 및 토출실과 제2 통기용 탱크부가, 프레임 및 펌프 케이싱에 형성되는 통로에 의해 연통하는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제17항에 있어서,

상기 진동자의 양 단부에 연결되는 다이어프램이, 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제17항 또는 제18항에 있어서,

상기 펌프 케이싱의 펌프실의 저부의 형상이 원추 형상 또는 반구형인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제17항 또는 제18항에 있어서,

상기 펌프 케이싱의 측면에 배치되는 측판이 장착용 다리를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제1항, 제2항, 제17항 또는 제l8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전자석이 철심 및 상기 철심의 내주 오목부에 내장되는 권선 코일부로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되며 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 순차적으로 연결되는 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는, 상기 대직경 다이어프램과 소직경 다이어프램의 펌프 케이싱부를 포함하며, 좌우의 상기 펌프 케이싱부가 대직경 다이어프램 및 소직경 다이어프램의 각각에 대응하는 펌프실을 갖는 전자 진동형 다이어프램 펌프로서,

상기 전자석이, 한쌍의 소직경 철심, 상기 한쌍의 소직경 철심과 직교하는 위치에 배치되는 한쌍의 대직경 철심 및 상기 대직경 철심의 내주 오목부에 내장되는 권선 코일부로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
프레임 내에 배치되어 있는 전자석을 구비하는 전자석부, 상기 전자석부 내에 지지되고, 자석을 구비하고 있는 진동자, 상기 진동자의 양 단부에 연결되는 다이어프램, 및 상기 전자석부의 양 단부에 고정되는 펌프 케이싱을 포함하며, 상기 펌프 케이싱에 형성되는 흡인실 및 토출실이, 펌프실의 가로 방향의 측면에 배치되어 이루어진 전자 진동형 다이어프램 펌프로서,

상기 전자석이, 한쌍의 소직경 철심, 상기 한쌍의 소직경 철심과 직교하는 위치에 배치되는 한쌍의 대직경 철심 및 상기 대직경 철심의 내주 오목부에 내장되는 권선 코일부로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제22항 또는 제23항에 있어서,

상기 펌프 케이싱의 펌프실의 저부의 형상이 원추 형상 또는 반구형인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제1항, 제2항, 제17항 또는 제l8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 진동자의 자석의 수가 4개이고, 양 단부의 2개의 자석의 폭 치수가 중앙부의 2개의 자석의 폭 치수의 1/2이며, 상기 철심이 E자형이며, 또한 상기 자석과 대향하는 중앙 극부 및 2개의 측부 극부의 극폭 치수가 모두 동일한 치수인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.
제1항, 제2항, 제17항 또는 제l8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 소직경 다이어프램이 코러게이션(corrugation)형 다이어프램인 것을 특징으로 하는 전자 진동형 다이어프램 펌프.