JPH0421078B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はダイヤフラム型エアーポンプに関す
る。さらに詳しくは、電磁石の側極がポンプのフ
レームを兼用しており、ポンプの構造を確実かつ
単純化できるとともに、漏洩磁束を防止して有効
磁速を増加せしめることのできるダイヤフラム型
エアーポンプに関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

従来より、ダイヤフラム型エアーポンプは、主
として養魚水槽や、家庭用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。

かかるダイヤフラム型エアーポンプは、第６図
に示されるように、骨格となるフレーム３０に左
右の電磁石３１ａ，３１ｂや、ダイヤフラムや吸
入弁などかならるポンプ室構成部分３２などすべ
ての要素が取り付けられて構成されていた。しか
しながら、かかる構造においては、フレーム３０
を介して各構成要素が一体化されており、機構的
に複雑であり、また不確実でもあつた。また、磁
気的にみると、側極３３とフレーム３０とのあい
だなどに漏洩磁束が発生し、磁束の有効利用とい
う点から非能率であつた。さらに、ポンプ形状が
どうしても大型化してしまい、さらにこのポンプ
本体部を収納する全体容器、すなわち外筐はさら
に大きくなるので不経済であつた。

本発明は、叙上の事情に鑑み、前記従来例の有
する欠点が抜本的に解消されたダイヤフラム型エ
アーポンプを提供することを目的とする。すなわ
ち本発明の目的は、構造的に単純かつ確実であ
り、磁束の有効利用が図れ、コンパクト化された
ダイヤフラム型エアーポンプを提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のダイヤフラム型エアーポンプは、電磁
石と永久磁石との磁気的相互作用にもとづく、前
記永久磁石を備えたロツドの電磁振動によつて、
前記ロツドに連結されたダイヤフラムを駆動する
エアーポンプの電磁石であつて、左右の電磁石の
側極が前記エアーポンプのフレームを構成してお
り、かつ前記側極の磁気抵抗の大なる構造で連結
されてなることを特徴としている。

〔実施例〕

つぎに図面にもとづき本発明のダイヤフラム型
エアーポンプを説明する。

第１図は本発明のダイヤフラム型エアーポンプ
の一実施例の概略斜視図、第２図は第１図に示さ
れる実施例の一部平面図を含む断面図である。

第１図において、２は電磁石の側極であり、該
側極２はポンプのフレームの機能も有している。
側極２にはポンプ室構成部材たるケーシング１５
やコイルボビンが挿着された主極３が直接固着さ
れている。固着方法としては、第１図に示される
ように、主極３の一部を側極２に形成したスリツ
ト４にはめ込んで固定してもよいし、ねじを用い
てもよいし、また接着剤など他の手段を用いても
よく、本発明においてとくに限定されるものでは
ない。左右の電磁石の側極２は、その上下端（第
１図において）で連結されている。このばあい、
連結によつて左右の電磁石が強力な一体構造にな
るがそのために起こる左右電磁石側極間の磁気短
絡を防ぐために磁気抵抗の大なる構造で連結する
必要がある。ここに、「磁気抵抗の大なる構造」
とは連結部４０の断面積を小さくし（第１図参
照）、磁束が容易に飽和するような構造であつて
もよいし、ステンレス、アルミニウム、銅合金な
どの非磁性体からなる部材で連結するような構造
あつてもよいし、さらには、左右の側極をPBT
などからなるポンプ室構成部材により連結するよ
うな構造であつてもよい。ポンプ室構成部材によ
り側極を連結するときは、前述した連結部に該当
する部材は存在せず、左右の側極はポンプ室構成
部材を介して連結されていることになる。

本発明のエアーポンプは第１図に示される実施
例において明らかなように、電磁石の側極がポン
プの骨格部もしくはフレームになつており、固定
部である電磁石と振動部であるポンプ室部分を直
接に側極に固着することによつて、従来例のごと
くその間に介在する構造物を取り除くことが可能
となるのである。

つぎに第２図にもとづき本実施例にかかわるエ
アーポンプの他の構成および作用について説明す
る。

第２図において１は横断面が略Ｅ字状の電磁コ
イルのコアであり、該コア１は横断面がコ字状の
側極２と該側極２の中央に設けられた主極３とか
ら構成されている。主極３および／または側極２
としては、第３図に示すように0.2〜0.5mmの鉄板
を２〜20層積層せしめた積層鉄板を湾曲成形した
ものや、第４図に示されるように厚さ0.5〜５mm
の鉄板を屈曲成形したものや、第５図に示される
ように剪断成形された厚さ0.2〜１mmの鉄板を10
〜100層積層したものであつてもよい。さらに、
図示されていないが、積層鉄板を屈曲成形したも
のや、鉄板を湾曲成形したものや、圧粉鉄心など
の磁性粉末を集結成形したものであつてもよい。
ここに「湾曲」とはアールをつけて曲げることを
いい、「屈曲」とは実質的にアールがなく、折り
曲げるように曲げることをいう。主極３は、前記
のごとくねじ４によつて側極２に固定されている
が、たとえば接着など他の固定方法を用いるよう
にしてもよい。

コア１内には、主極３に接する形で６，６ナイ
ロンなどからなるコイル枠５が設けられており、
該コイル枠５に銅線が捲回されてコイル６を構成
している。コア１、コイル枠５およびコイル６に
よつて電磁コイルＡが構成されている。

一対の電磁コイルＡの中間には、２個の永久磁
石７ａ，７ｂを備えたロツド８が設けられてい
る。

ロツド８の両端部は、センタープレート９を介
してEPDMなどからなるダイヤフラム１０に連
結されている。センタープレート９は、ダイヤフ
ラム１０の両面に設けられており、該ダイヤフラ
ム１０を押し引きして左右（第２図において）に
変位させる要素である。センタープレート９とダ
イヤフラム１０とは、ナツト１１と取り付け座１
２とのあいだに介装されており、ナツト１２によ
り締付けられることによりロツド８の先端部に固
定されている。

ダイヤフラム１０の外周端部１３は、側極２に
ボルトで固定されたPBTなどからなるダイヤフ
ラム台１４とケーシング１５とにより嵌装されて
いる。ダイヤフラム１０とケーシング１５の凹部
１６とにより作動室が形成されている。

ポンプ室構成部分であるケーシング１５には、
前記凹部１６以外に、吸引室１７および吐出室１
８が形成されており、吸引室１７と作動室との隔
壁には連通孔１７ａが形成されており、また吐出
室１８と作動室との隔壁には連通孔１８ａが形成
されている。連通孔１７ａ部および連通孔１８ａ
部には、それぞれ吸引弁１７ｂおよび吐出弁１８
ｂが設けられている。なお１８ｃはチユーブ（図
示せず）などが接続される吐出口である。

ケーシング１５はPBTなどで作製されており、
第２図に示される実施例においては、ダイヤフラ
ム台１４とともにボルトによつて側極に固定され
ている。なお、第２図においては右側のダイヤフ
ラム台およびケーシングが平面図として描かれて
おり、その内部の構造は示されていないが、前述
した左方の構成とまつたく対称的に同じものとな
つている。

つぎに本実施例のダイヤフラム型エアーポンプ
の動作について簡単に説明する。

電磁コイルＡに交流電流を流すと交流電流の変
化に同期して電磁コイルＡの両端にＮ極およびＳ
極の磁極が交互に生じ、したがつて磁性体である
主極および側極も交流電流の変化に同期して磁化
され、それらの先端にはそれぞれ異なる極性の磁
極が交互にあらわれる。

交流電流のある半波間において、主極の先端が
Ｎ極に磁化されているばあい、側極の先端はＳ極
に磁化される。このばあいに、永久磁石７ａと側
極の先端２０ａとのあいだ、および永久磁石７ｂ
と主極の先端２１ｂとのあいだには引力が作用す
る。。一方、永久磁石７ｂと側極の先端２０ｂと
のあいだ、および永久磁石７ａと主極の先端２１
ａとのあいだには斥力が作用する。これによつ
て、ロツド８は第２図において左方へ移動する。
つぎに、交流電流が前記半波間のつぎの半波間に
なつたばあいは前記斥力が引力に、また引力が斥
力へと変化し、ロツドは右方へ移動する。

このようにしてロツド８が交流の周期と同期し
て左右方向に往復運動を行ない、これに連動して
ダイヤフラム１０が左右に振動する。そして、ロ
ツド８が右方へ移動したときに吐出弁１８ｂが閉
じたままで吸引弁１７ｂが開いて、吸入口１９
ａ、通気口１９ｂを通つて吸引室１７内に吸引さ
れた流体は、連通孔１７ａを通つて作動室内に流
入する。そして、つぎにロツド８が左方へ移動し
たときに吸引弁１７ｂが閉じるとともに吐出弁１
８ｂが開き、作動室内の流体が連通孔１８ａを通
つて吐出室１８を経て吐出口１８ｃより吐出され
る。このようにして、本実施例のダイヤフラム型
エアーポンプが駆動する。

以上のごとき構成からなる本実施例のダイヤフ
ラム型エアーポンプにおいてはＥ字状鉄板を積層
せしめた従来のコアに代えて、積層鉄板または鉄
板を湾曲または屈曲せしめるか、または鉄板を剪
断形成したものを積層して主極および／または側
極を別々に作製し、電磁コイル組み立てに際して
主極と側極とを一体化せしめてコアを形成してい
る。このばあいにおいて、主極と側極との間〓を
大きくし、かつ、主極と側極の少なくとも一方の
極の先端を他の極の先端の方へ曲げるか、突出せ
しめるか、または別体に形成し固着せしめて両極
の先端を互いに接近せしめるようにしている。か
かる構成からなるコアにおいては、まず第１に、
主極と側極との間〓が大きいためパーミアンス係
数が小さくなり、漏洩磁束が減少する。つぎに、
主極の先端と側極の先端とを接近せしめ、作動間
〓空間を小さくしているので、間〓空間磁束が増
加する。このように、従来よりマイナス要因であ
つた漏洩磁束を減少させるだけでなく、永久磁石
との磁気的相互作用の大きさに直接関与する間〓
空間磁束を増加させることができ、電磁コイルに
より発生する磁束を極めて有効に利用することが
できる。そして、かかる磁束の有効利用によつて
強力な振動力をうることができ、最終的にはポン
プ能力を大巾にアツプさせることが可能となる。
なお、第４図に示される例のように、側極の屈曲
された端部を一部切り欠いて、側極の高さをそろ
えるようにすると、より一層間〓空間磁束を増加
させることができる。

〔発明の効果〕（ 以上詳述せるごとく、本発明ダイヤフラム型エ
アーポンプにあつては、以下のごとき効果を奏す
ることができる。

電磁石の側極がポンプの骨格部もしくはフレ
ーム機能をも有しており、固定部である電磁石
と振動部であるポンプ室構成部材とを直接に側
極に固着することによつて、従来のポンプにお
けるフレームを省略することができ、機構的に
単純かつ確実になる。

側極とフレームのあいだなどに発生していた
漏洩磁束が防止でき、有効磁束を増加させ、も
つて電磁石と永久磁石との磁気的相互作用を強
化してポンプ能力をアツプさせることができ
る。

従来のフレームを省略することができ、小型
化、軽量化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダイヤフラム型エアーポンプ
の一実施例の概略斜視図、第２図は第１図に示さ
れる実施例の一部平面図を含む断面図、第３〜５
図はそれぞれ本発明における電磁石コアの種々の
態様を示す概略斜視図、第６図は従来のダイヤフ
ラム型エアーポンプの概略斜視図である。 （図面の主要符号） Ａ：電磁コイル、１：コ
ア、２：側極、３：主極、７ａ，７ｂ：永久磁
石、８：ロツド、１０：ダイヤフラム、１５：ケ
ーシング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電磁石と永久磁石との磁気的相互作用にもと
   づく、前記永久磁石を備えたロツドの電磁振動に
   よつて、前記ロツドに連結されたダイヤフラムを
   駆動するエアーポンプであつて、左右の電磁石の
   側極が前記エアーポンプのフレームを構成してお
   り、かつ前記側極が磁気抵抗の大なる構造で連結
   されてなることを特徴とするダイヤフラム型エア
   ーポンプ。 ２ 左右の電磁石の側極が鉄板からなり、該側極
   が磁気飽和回路を形成する鉄板で連結されてなる
   特許請求の範囲第１項記載のダイヤフラム型エア
   ーポンプ。 ３ 側極と該側極を連結する鉄板とが一体構造で
   ある特許請求の範囲第２項記載のダイヤフラム型
   エアーポンプ。 ４ 左右の電磁石の側極が非磁性体で連結されて
   なる特許請求の範囲第１項記載のダイヤフラム型
   エアーポンプ。 ５ 左右の電磁石の側極がポンプ室構成部材で連
   結されてなる特許請求の範囲第１項記載のダイヤ
   フラム型エアーポンプ。