JPH06299970A - 電磁作動ダイヤフラム式エアポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来、電磁作動ダイヤフラム式エアポンプで
相反していた耐久性能と大送風量化との両立を図る。 【構成】 駆動杆１を分岐して複数の枝杆３を設け、複
数のダイヤフラム４が駆動杆１に対し互いに対称になる
ようこの枝杆に連結する。各枝杆は駆動杆１と直角にな
るように駆動杆１端に設けるのがよい。連結するダイヤ
フラムの大きさ、数には制限はないが、同径のものを４
基、通常ダイヤフラムは対向して設けられるのでエアポ
ンプ全体で計８基以下にするのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水槽内にエアを供給す
る場合等に使用するエアポンプのうち、電磁力による振
動でダイヤフラムを作動させる電磁作動ダイヤフラム式
エアポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁作動ダイヤフラム式エアポン
プは、例えば特開昭61-252881号にみられるような構造
のものが一般的である。ダイヤフラムは同径の大きさの
ものを対向姿勢で一対配置し、このダイヤフラム間に駆
動杆を水平に架設する。この駆動杆には永久磁石が取付
けられ、この永久磁石と間隙を持って電磁石が装置本体
等に固定される。電磁石は交流電源周波数に従って極性
の反転を繰り返し、永久磁石がこの電磁石と反発又は吸
引を繰り返すことで駆動杆を水平に振動させる。この結
果、駆動杆はダイヤフラムを押したり引いたりして吸気
弁及び排気弁を作動させ、ポンプとしての機能を果たさ
せるのである。

【０００３】このような電磁作動ダイヤフラム式エアポ
ンプは、装置の小型化、軽量化そして低コスト化が可能
で、送風量が安定しているといった利点を持っている。
そのためこの型のエアポンプは広く使用されるに至り、
より大きな送風量が必要な場合には大径のダイヤフラ
ムを使用するか、同じ小径のダイヤフラムを持つ装置
を並列使用するかなどの対応により、この電磁作動ダイ
ヤフラム式エアポンプが用いられることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
電磁作動ダイヤフラム式エアポンプを用いた送風量の増
大の各対処方法には、次に示すような問題を持ってい
る。まず、ダイヤフラムの大径化は、汎用されている材
質の弾性限界により限度があるうえに、ダイヤフラムの
耐用年数とは逆比例の関係にある。例えば、耐用年数２
年以上のダイヤフラムの素材で倍の径を持つダイヤフラ
ムを作ると、耐用年数は１年に満たない。しかも、汎用
の素材では50リットル/分を超える送風量をもつダイヤ
フラムを作ることは難しい。

【０００５】また、小径のダイヤフラムを持つ複数のエ
アポンプの並列使用は、電磁作動ダイヤフラム式エアポ
ンプの利点を大きく損ねてしまいかねない。何故なら、
この場合並列した数だけの駆動杆、電磁石やダイヤフラ
ムが必要となり、装置が大型化、重量化そしてコスト高
にならざるを得ないからである。更に、それぞれのエア
ポンプの送風量が微妙に異なるため、装置全体としての
総送風量が安定しなくなることが最も問題となる。そこ
で、この電磁作動ダイヤフラム式エアポンプの利点を損
なわず、また耐用年数も従来と変わらない大送風量の電
磁作動ダイヤフラム式エアポンプの開発を解決すべき課
題として検討した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、複数の小径ダイヤフラムを１本の駆動杆で
作動させるエアポンプを開発した。それは、電磁力によ
る振動でダイヤフラムを作動させるエアポンプにおい
て、駆動杆１を分岐して複数の枝杆３を設け、複数のダ
イヤフラム４が駆動杆１に対し互いに対称になるようこ
の枝杆３に連結したことを特徴とする電磁作動ダイヤフ
ラム式エアポンプである。

【０００７】駆動杆１に設けた枝杆３は、各枝杆が対称
で駆動杆１と直角になるように駆動杆１端に設けるのが
よい。ダイヤフラム４は、駆動杆１から突設させただけ
の枝杆端に連結してもよいし、枝杆を更に分岐してその
分岐先に連結してもよい。例えば、４基のダイヤフラム
を連結する場合、２本の枝杆を交差させたＸ字形の枝杆
端にそれぞれ連結してもよいし、水平に設けた枝杆両端
を上下方向に分岐したＨ字形の枝杆端にそれぞれ連結し
てもよい。また、連結するダイヤフラムの大きさ、数に
は制限はないが、同径のものを４基、通常ダイヤフラム
は対向して設けられるのでエアポンプ全体で計８基以下
にするのが好ましい。

【０００８】

【作用】駆動杆１に設けた枝杆３は、振動する駆動杆１
の運動を連結したそれぞれのダイヤフラム４に伝達する
役割を果たす。各ダイヤフラムは対称に配置されている
ので、この枝杆３より伝達される駆動杆１の運動をそれ
ぞれ均一に受け、各個の送風量が同一になる。これは各
ダイヤフラムの受ける負荷が相等しいことを意味し、そ
のため機械的劣化等も各ダイヤフラムは等しいことにな
る。以上から、異なる径のダイヤフラムを混合して配置
したり、駆動杆１との距離に格差の生じやすい非常に多
数のダイヤフラムを配置したりすることはあまり好まし
くない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の電磁作動ダイヤフラム式エア
ポンプの実施例について、図を参照しながら説明する。
図１は２対の１組計４基のダイヤフラムを１本の駆動杆
で作動させる本発明の電磁作動ダイヤフラム式エアポン
プの水平断面図、図２は同要部破断側面図で、そして図
３は駆動杆、枝杆とダイヤフラムの位置関係図である。
本実施例で前後一対で40リットル/分となるダイヤフラ
ムを使用し、装置としては80リットル/分の総送風量を
発揮するようにしている。

【００１０】本実施例は次のような構造をしている。図
１及び図２に見られるように、２体の方型枠形の電磁石
９を互いに平行にカバーケーシング８中央に並べ、その
連通空間には水平に可動な駆動杆１を通す。駆動杆１に
は、電磁石９に対応した位置に２体の永久磁石２を固着
している。枝杆３は駆動杆１両端から直角方向に２本ず
つ計４本をそれぞれ水平に突設する。この枝杆３両端は
いずれも駆動杆１との結合点から等距離で折り曲げ、カ
バーケーシング８に固定した４基のダイヤフラム４は２
基ずつ前記枝杆３端と直角に連結する。つまり、４基の
ダイヤフラム４は同一水平面に２基を１組とし対向さ
せ、各組のそれぞれのダイヤフラム４を駆動杆１端から
等距離に配置する。

【００１１】各ダイヤフラム４は、振動面を枝杆３で押
したり引いたりされてエアポンプとして機能する。振動
面が枝杆３に引かれてポンプ室７が膨張すると吸気弁５
が開き、排気弁６が閉じて外気を吸引し、振動面が枝杆
３に押されてポンプ室７が収縮すると吸気弁５が閉じ、
排気弁６が開いて空気を排出する。このように、ダイヤ
フラム４はポンプ室７の膨張、収縮を繰り返すことでエ
アポンプとして機能するのである。

【００１２】このエアポンプは、前記のダイヤフラムの
機能を電磁作動による駆動杆１の振動により行なう。駆
動杆１を囲む電磁石９は交流により磁極の反転を繰り返
す。駆動杆１は、固着した永久磁石２にこの電磁石９の
極性の反転による反発力又は吸引力を交互に受けて、水
平方向に振動することになる。この振動が枝杆３により
各ダイヤフラムの振動面に均等に伝達され、ダイヤフラ
ム４を駆動することになる。

【００１３】このような本実施例の能力を確認するた
め、従来からある２基一対の電磁作動ダイヤフラム式エ
アポンプを従来例として性能を比較してみた。条件とし
て、従来例は本実施例の２倍の送風能力を持つダイヤフ
ラムを使用し、両者のダイヤフラムの総送風能力が同じ
になるようにした。

【００１４】その結果、エアポンプ作動時の実際の総送
風量、騒音そして振動等は全て同等でなんら変わるとこ
ろはないことが確認された。しかし、従来例が約１年で
ダイヤフラムが破損したにも関わらず、本実施例では２
年以上経過してもなお異状なく作動しており、耐久性に
関し格段の優秀性が確認された。しかも、その長期にわ
たるエアポンプの使用にも総送風量は常に安定してお
り、従来のエアポンプを並列使用した場合に比べて信頼
性が高いことも証明された。

【００１５】さて、本実施例ではダイヤフラムを４基使
用したが、この数を増やしても構わない。図４〜図６は
多数のダイヤフラムを使用する場合の駆動杆、枝杆そし
てダイヤフラムの位置関係を表した図で、図４は三又の
枝杆に３基のダイヤフラム、図５はＸ字形に組んだ枝杆
に４基のダイヤフラムを配し、図６はＨ字形に組んだ枝
杆に４基のダイヤフラムを取付けている。本実施例で使
用した40リットル/分のダイヤフラムを用いたとすれ
ば、図３は120リットル/分、図５及び図６は160リット
ル/分の総送風量が確保できる。

【００１６】このようにダイヤフラムの取付けは要求さ
れる送風量によって自由に選択できるが、前述した本発
明の性能(総送風量の安定性、高い耐久性等)を発揮させ
るためには、枝杆の長さを均等にしておくことが好まし
い。そのため、片側に５基以上のダイヤフラムを配置す
ることも可能だが、枝杆を均等に配することが難しくな
るので実際的でない。逆にダイヤフラム４基で十分な性
能を発揮できることもあり、例示した片側４基までダイ
ヤフラムの配置が実用的である。

【００１７】

【発明の効果】本発明の電磁作動ダイヤフラム式エアポ
ンプは、次のような効果を持つ。まず、従来の電磁作動
ダイヤフラム式エアポンプが持っていた利点と総送風量
の増大を兼ね備えることができる点である。装置は総送
風量にあわせてダイヤフラムのみを複数設置するだけで
よく、容積を取る電磁石や駆動杆は従来と同じく１体の
みで済む。そして、ダイヤフラムは最も使用されている
小径のダイヤフラムを流用できるので、これまでの大送
風量の装置に比べて装置の小型化、軽量化そして低コス
ト化が可能である。

【００１８】装置の性能面においても従来の大送風量の
装置に比べ、非常に安定した送風が可能である。また、
個々のダイヤフラムは耐久性が格段に優れ、各ダイヤフ
ラムにかかる負荷は均一なので故障が起きにくいなど、
長期にわたる高い信頼性が得られる。

【００１９】更に、使用する小径のダイヤフラムには最
も流通しているものを使用できるので、万一故障した場
合にも部品の取寄せや交換費用で困ることはない。これ
は、本発明の電磁作動ダイヤフラム式エアポンプを使用
すれば、交換用の在庫部品などを少なくしておいても実
用上問題がないことを示しており、運用面における高い
経済効果を表している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁作動ダイヤフラム式エアポンプの
水平断面図である。

【図２】同エアポンプの要部破断側面図である。

【図３】同エアポンプのダイヤフラムの位置関係図であ
る。

【図４】３基のダイヤフラムを配置する場合の位置関係
図である。

【図５】４基のダイヤフラムをＸ字形の支杆に配置する
場合の位置関係図である。

【図６】４基のダイヤフラムをＨ字形の支杆に配置する
場合の位置関係図である。

【符号の説明】

１ 駆動杆 ２ 永久磁石 ３ 枝杆 ４ ダイヤフラム ５ 吸気弁 ６ 排気弁 ７ ポンプ室 ８ カバーケーシング ９ 電磁石

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁力による振動でダイヤフラムを作動
   させるエアポンプにおいて、駆動杆１を分岐して複数の
   枝杆３を設け、複数のダイヤフラム４が駆動杆１に対し
   互いに対称になるよう該枝杆に連結したことを特徴とす
   る電磁作動ダイヤフラム式エアポンプ。