JPH0245037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば養魚槽内の水中にエアーを供
給する場合等に用いられるダイヤフラム式エアー
ポンプで、詳しくは相対向姿勢に張設のゴム製ダ
イヤフラムの中央部間に亘つて固定連結した駆動
桿に固着の永久磁石とこれの外周に配置した電磁
石との相互作用により前記駆動桿を電源周波数に
応じてその長手方向に往復移動させるように構成
してある電磁振動型ダイヤフラム式エアーポンプ
に関する。

〔従来の技術〕 この種のポンプにおいては、前記駆動桿を含め
た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つて、この振動系の固有振
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
動系の動きを得るために、前記ダイヤフラムに振
動系の重量に見合つた弾揆力を現出させる手段が
採用されているのである。

然し乍ら、ダイヤフラムはポンプの実作動に伴
なう反覆屈曲使用によつて次第に弾性疲労して破
損し所期のポンプ作用が行えなくなるばかりでな
く、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つて所定位置には保持され
なくなつて、外周の電磁石と接触しながら尚も振
動を続け、遂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事態が発生する。

このような悪事態の発生を回避するには、ダイ
ヤフラムが破損したならば可及的速やかにポンプ
作動を停止することであり、その手段としては、 (イ) ポンプ室又は蓄圧室の圧力変化を検知してポ
ンプ作動を停止する手段、 (ロ) 駆動部の異常を検知してポンプ作動を停止す
る手段、 (ハ) 電磁石への電気的入力値の異常を検知してポ
ンプ作動を停止する手段、 等が考えられる。

そのうち、(イ)の手段は、ポンプ室の圧力が電源
周波数に応じて加圧、減圧を繰り返している関係
から正確な検知は到底望めず、またポンプ室に連
なる蓄圧室の圧力は、そこからの吐出口を全開放
に近い状態とした低圧使用の場合と吐出口を略閉
め切りに近い状態とした高圧使用の場合とで基準
圧力条件が大きく異なり、検知の対象にはなりに
くい。また、(ハ)の手段は、上記の使用圧力条件に
応じて入力値が大きく変化するため、例えば高圧
使用の場合において正常時は入力値が全開時の略
半分であるが、ダイヤフラムの破損した状態では
全開時と等しい入力値になり、低圧使用であるの
か、ダイヤフラムの破損であるのかの判別ができ
ず、それ故に正確な検知は望めないのである。

従つて、結局は(ロ)で示した駆動部の異常検知手
段に頼らざるを得ないのである。

この駆動部の異常に第一に考えられるのは駆動
桿の変位であり、その変位検知手段としては、 (1) 光、磁気などの非接触センサーを用いて検知
する手段と、 (2) 接触によりスイツチ接点を開成させる手段、 とが考えられるが、(1)の手段は、この種のエアー
ポンプがせいぜい数百円乃至千円余りの低価格の
ものであることからみて、センサーを含む検知手
段が占めるコスト割合が非常に大きくなり、費用
的に不向きであつて、(2)の手段が一般実用向きで
ある。

而して、この一般実用的な駆動桿変位の有接触
式検知手段の実例を述べる前に、もう一度、駆動
桿の変位現象を考察してみると、一方のダイヤフ
ラムが破損すればその方のポンプ室内圧力は大気
圧と等しくなるとともに、他方のポンプ室は圧力
発生状態にあり、このような圧力のアンバランス
によつて非破損側のダイヤフラムが大きく外側、
即ち、ポンプ室とは反対側に膨れ、それにつれて
駆動桿が押し出され、駆動桿の振動の中心位置が
該駆動桿の長手方向の一方に偏るのである。その
変位によつてリミツトスイツチを動作させようと
するのが一般実用的な検知手段である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然し乍ら、上記の検知手段では実際にモデルを
作成して実験を行なつた所、全く正確、確実な検
知が行なえないことが判つた。

即ち、二つの接触部のうち、駆動桿側の接触部
は動的に毎秒60ヘルツ又は50ヘルツでリミツトス
イツチ側の接触部に接近、離反を繰り返してお
り、また、実際にダイヤフラムが破れて内部圧が
大きく変化（低下）するまでには何日もかかるの
である。つまり、二つの接触部は極く軽微な衝突
を繰り返しながら、長時間かかつて検知動作する
ように相接近するのである。従つて、二つの接触
部は経時的に互いに磨減進行するだけで相手を変
位させることなく、自己破壊に力を費やしている
のであり、所期の検知を正確に行なえず、もつ
て、ダイヤフラムのみの破損では済まず、磁石な
どの他の構成要素をも再使用不能な状態にまで損
傷してしまう問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、検知対象物が高速振動物であり、し
かもその変位の進行が極めてスローであることに
着目して鋭意研究の結果、費用的に非常に低価格
の手段でありながら、所期の駆動部の異常検知を
確実、正確に行なえるようにする点に目的を有す
る。

上記の目的を達成するために本発明に係る電磁
振動型ダイヤフラム式エアーポンプは、冒頭詳記
の構成を有するものにおいて、前記駆動桿又はこ
れと一体移動可能な部材との接触又は接当により
摩耗破損し易いロツド状部材を前記駆動桿の往復
移動方向に対して直交又は略直交する姿勢で、か
つ前記駆動桿又は部材に対して常時接触又は接当
可能な状態に設けるとともに、このロツド状部材
の一定以上の摩耗状態下において、ロツド状部材
の破損を検知するセンサースイツチを設けたとい
う構成に特徴を有するものである。

〔作用〕

このような特徴構成を有する本発明に係る電磁
振動型ダイヤフラム式エアーポンプは、リミツト
スイツチのレバー等を駆動桿にて直接作動させる
のではなく、駆動桿とスイツチとの間に、摩耗、
破損し易い第三の物体である所の、ロツド状部材
を介在させたのであり、前記駆動桿を含めた振動
系の往復移動に伴なうポンプ作動時において前記
の第三物体であるロツド状部材は前述のようなダ
イヤフラムの破損に伴なう変位が起こると、それ
を起動力として前記駆動桿又はこれと一体移動す
る部材と常時接触又は接当して、漸次摩耗され、
その摩耗度が一定以上になつた状態で、破損し、
それによつてゼンサースイツチが働いてポンプ駆
動電源を断つ、又は、その状態をアラームするの
である。従つて、前記ロツド状部材の前述接触又
は接当に伴なう摩耗進行度合を、該ロツド状部材
の構成材料の選定や寸法、形状、更にはこれに接
触又は接当する側の構成部材の材料選定などによ
つてポンプが破壊する寸前まで機能が低下した
時、前記センサースイツチが働くように設定して
おくことは容易であり、これにより駆動桿変位の
進行速度が極めて小さくてもダイヤフラム以外の
構成要素に損害を与える前に確実正確にその事態
を検知してポンプを作動停止させることができる
のである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述す
る。

第１図はダイヤフラム式エアーポンプの全体を
概略的に示したもので、第１図において１，１
は、背反的に開閉作動する逆止弁７，８付きの吸
込口７Ａ、吐出口８Ａを備えたカバーケーシング
９と取付台１０との間に外周部を挟持固定する状
態で互に平行姿勢に相対向させて張設したゴム製
のダイヤフラムであつて、これら各ダイヤフラム
１，１と各カバーケーシング９，９とをもつてポ
ンプ室１１，１１が形成されている。２は前記両
ダイヤフラム１，１の中央部に両端を各々固定連
結して該両ダイヤフラム１，１間に亘つて架設し
た矩形枠状の駆動桿であつて、フエライトなどの
盤状永久磁石３が固着保持されている。４，４は
前記永久磁石３の盤面両側位置に配置した電磁石
であつて、これら電磁石４，４と前記永久磁石３
との相互作用により前記駆動桿２を電源周波数
（50Hz又は60Hz）に応じてその長手方向に往復移
動させ、もつて、前記両ダイヤフラム１，１を振
動させてポンプ室１１，１１の容積を左右背反的
に増減変化させることによつて、左右交互にエア
ー吸入・排出を行なうように構成してある。

上記の電磁振動型ダイヤフラム式エアーポンプ
において、前記２の往復移動方向の一端上辺部
に、該駆動桿２の往復移動距離に相当する間隔を
隔てて対向状態で突出する一対の突片２ａ，２ａ
を有する耐摩耗性の摺動部材２Ａを一連一体に構
成する一方、この摺動部材２Ａにおける前記一対
の突片２ａ，２ａ間に、例えば削り加工された木
製棒のように前記摺動部材２Ａとの摺接及び突片
２ａ，２ａとの接当により摩耗破損し易い、即
ち、前記摺動部材２Ａと比較して耐摩耗性が非常
に小さいロツド状部材５を前記駆動桿２の往復移
動方向に対して直交又は略直交する姿勢でかつ前
記摺動部材２Ａ及び突片２ａ，２ａに常時摺接及
び接当可能な状態に設けてある。つまり、ダイヤ
フラム１が異常振動を始めて破壊するまでの間、
摩耗に耐えて、突張りを保持し続けるようにロツ
ド部材５を設定する。具体的には、第２図及び第
３図で明示の如く前記駆動桿２の両側で電磁石
４，４保持用枠４Ａ，４Ａの上辺に固着した一対
のブラケツト１２，１２に両端部を差込み保持さ
せてロツド状部材５を両ブラケツト１２，１２間
に掛け渡してある。而して、一方のブラケツト１
２側には、第４図イ，ロで明示の如く常開型のセ
ンサースイツチ６が組込まれ、このスイツチ６は
前記ロツド状部材５の突張力を介して弾性付勢力
に抗して閉成維持されていて、前記ロツド状部材
５がダイヤフラム１の破壊により破損されたと
き、開成動作するように構成されている。このス
イツチ６は前記電磁石４の電源回路中に介装さ
れ、前記ロツド状部材５の破損に基づく開成動作
により電磁石４への通電を断ち、ポンプ作動を自
動停止するものである。

次に、別の実施例について列記する。

〔〕 前記ロツド状部材５は木製のものに限ら
ず、例えば樹脂ロツドであつても良い。

〔〕 前記スイツチ６は、前記ロツド状部材５の
破損検知に基づいて外部にそのことをブザーや
ランプ等を介して表示するアラーム機構のスイ
ツチであつても良い。

〔発明の効果〕

以上詳述したことからも明らかなように本発明
による時は、 (1) ポンプの長時間作動によつて不可避的に発生
する所の、ダイヤフラム１の破損に伴なう駆動
桿２の振動中心位置の急激な変位を、その変位
進行速度が律速であつても、摩耗破損し易い前
記ロツド状部材５の破損を通して確実、正確に
検知し、センサースイツチ６を介してポンプ作
動を他の構成要素を磨減損傷してしまわないう
ちに自動停止する、又はその状態を報知するこ
とができるから、停止後はダイヤフラムのみを
交換することで所期通りの性能をもつポンプを
容易に復元し経済的な再使用が図れる。

(2) しかも、そのための構成として、爪揚子の如
く安価でかつ入手容易なロツド状部材を使用す
るものであるから、例えば光磁気などの非接触
センサーを利用する場合に比べて全体を構造シ
ンプルでこの種ダイヤフラムポンプに見合つた
低コストのものに構成できるといつた実用効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は全体の概略断面図、第２図及び第３図
は要部の拡大斜視図、第４図イ，ロはスイツチ部
の一部切欠き拡大断面図である。 １はダイヤフラム、２は駆動桿、３は永久磁
石、４は電磁石、５はロツド状部材、６はセンサ
ースイツチである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対向姿勢に張設のゴム製ダイヤフラム１，
   １の中央部間に亘つて固定連結した駆動桿２に固
   着の永久磁石３とこれの外周に配置した電磁石４
   との相互電磁作用により前記駆動桿２を電源周波
   数に適応してその長手方向に往復移動させるよう
   に構成してある電磁振動型ダイヤフラム式エアー
   ポンプであつて、前記駆動桿２又はこれと一体移
   動可能な部材２Ａとの接触又は接当により摩耗破
   損し易いロツド状部材５を前記駆動桿２の往復移
   動方向に対して直交又は略直交する姿勢で、かつ
   前記駆動桿２又は部材２Ａに対して常時接触又は
   接当可能な状態下において、このロツド状部材５
   の一定以上の摩耗をロツド状部材５の破損により
   検知するセンサースイツチ６を設けてあることを
   特徴とする電磁振動型ダイヤフラム式エアーポン
   プ。 ２ 前記センサースイツチ６が、前記電磁石４の
   電源回路中に前記ロツド状部材５の一定以上の摩
   耗した状態下において、破損によつて開成動作す
   るように介装されたものである特許請求の範囲第
   １項に記載の電磁振動型ダイヤフラム式エアーポ
   ンプ。 ３ 前記センサースイツチ６が常開型であり、前
   記ロツド状部材５の突張力を介して開成維持する
   ように構成されている特許請求の範囲第１項に記
   載の電磁振動型ダイヤフラム式エアーポンプ。 ４ 前記ロツド状部材５が木製である特許請求の
   範囲第１項に記載の電磁振動型ダイヤフラム式エ
   アーポンプ。