JPS6237982Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案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、電磁振動によりダイヤフラ
ムを駆動するエアーポンプに関する。

本考案のエアーポンプは、主として熱帯魚など
を入れた養魚槽にエアーを供給する用途に用いら
れるが、およそエアーを供給する目的であれば以
上に限られず、浄化槽、医療、理化学その他の分
野において利用することができる。

〔従来の技術〕

従来のダイヤフラム型エアーポンプの一例を第
４〜６図に基づき説明する。第４図には従来のエ
アーポンプの全体構成が示されている。基台２０
の上面には椀状のカバー２１が取りつけられてお
り、その中にエアーポンプの本体が収納されてい
る。エアーポンプ本体はフレーム１５に取りつけ
られており、フレーム１５の間に電磁石３と駆動
桿１が配置され、駆動桿１の両端部にポンプ室５
が配置されている。

このポンプの駆動原理には、電磁石と永久磁石
との間に作用する斥力と引力とが利用されてい
る。駆動桿１には永久磁石２が固着されており、
その駆動桿１は対向して置かれた２個の電磁石３
の間に配置されている。駆動桿１の両端のそれぞ
れにはダイヤフラム４が取りつけられており、ダ
イヤフラム４の周縁はフレーム１５に固定されて
いる。したがつて駆動桿１はダイフラム４を介し
て宙に浮いたかたちで支持されている。以上の構
成において、電磁石３に交流電流を印加すれば、
２個の電磁石３，３間に交番磁界が発生して、永
久磁石２が交互に斥力と引力を受ける。そのた
め、駆動桿１が長手方向に往復振動を繰り返す。
これが駆動原理となつている。

なお従来のエアーポンプには、駆動桿１の一端
にのみダイヤフラム４が取りつけられ、ポンプ室
５が１個しか有しないものもある。このようなタ
イプのポンプにおいても、その駆動原理には電磁
振動が用いられており、たとえば駆動桿１の他端
をリターンスプリングなどで引つ張つておき、電
磁力を間穴的にかけて往復振動が生起するように
されている。

第５図には前記二従来例におけるポンプ室５ま
わりの詳細が示されている。ダイヤフラム４の外
側にはケーシング１１で画室に形成されたポンプ
室５が設けられている。このポンプ室５には吸引
室２２と吐出室２３が設けられており、吸引室２
２には吸引ポート６ａが穿孔され、吐出室２３に
は吐出ポート７ａが穿孔されるとともにエアー供
給パイプ２５（第４図図示）を接続する接続口２
４が形成されている。吸引ポート６ａの内側には
逆上弁６が取りつけられ、吐出ポート７ａの外側
には逆止弁７が取りつけられている。逆上弁６は
エアーの吸入のみを許容して排出を阻止し、逆止
弁７はエアーの排出のみを許容して吸入を阻止す
るようになつている。したがつて先に説明した駆
動原理によつて、ダイヤフラム４が振動するとそ
れに伴つてポンプ室５内の容積が変化し、エアー
が吸引室２２から吸引されるとともに吐出室２３
から外部に吐出される。

さて以上のごときダイヤフラム型エアーポンプ
において、ポンプ性能の良否は前記駆動桿１を含
めた振動系の動きの強弱に最も大きく依存してい
る。そこで振動系の動きを強くするため、ダイヤ
フラム４を半径方向外側に引つ張つた状態で装着
することが提案されている。このように、ダイヤ
フラム４に張力を作用させておけば、電磁力によ
る駆動力にダイヤフラム４自体の弾発力が付加さ
れて、振動駆動力が向上するからである。

そこで従来のエアーポンプにおいては、つぎの
構成により、ダイヤフラム４に拡張力を作用させ
ている。第５〜６図において、１０はフレーム１
５に固定されたダイヤフラム取付台であり、この
取付台１０には嵌合溝１０Ａが形成されている。
一方、ダイヤフラム４の一側面には嵌合突起４Ａ
が形成されており、その内径ｄは嵌合溝１０Ａの
内径Ｄより小さくされている。したがつて前記嵌
合溝１０Ａに嵌合突起４Ａを嵌めると、ダイヤフ
ラム４は半径方向外側に引つ張られた状態とな
る。そして第５図に示されるように、ダイヤフラ
ム４は取付台１０とケーシング１１で挾まれて固
定されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕 ところで前記従来の構成においては、ダイヤフ
ラム４の嵌合突起４Ａが形成されている一側面に
おいてのみ、ダイヤフラム４に拡張力をかけるよ
うになつているので、第７図に示されるように、
ダイヤフラム４が半径方向内側へ引つ張られる力
により嵌合突起４Ａの内側が嵌合溝１０Ａの角と
接触して変形を生ずることがある。さらに第８図
に示されるように、ポンプ運転中はダイヤフラム
４が高速で往復振動するので、長期間使用するう
ちに変形の度合が進むという問題がある。

ダイヤフラム４に変形を生ずると、拡張するこ
とにより付与していた弾発力が低下するので、ポ
ンプ性能がしだいに低下するという問題が発生す
る。そしてこの問題は、駆動桿１で２枚のダイヤ
フラム４を駆動するものであつても、１枚のダイ
ヤフラム４を駆動するものであつても変るところ
はない。

本考案は叙上の事情に鑑み、ダイヤフラムの変
形を防止し、弾発力を恒常的に所定値に維持しう
るようにし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〕

本考案のダイヤフラム型エアーポンプは、電磁
振動によりダイヤフラムを駆動するエアーポンプ
であつて、前記ダイヤフラムの一側面に嵌合突起
が設けられ、該嵌合突起をフレームに設けられた
嵌合溝に嵌合することにより、ダイフラムを半径
方向外側に拡張する張力をかけた状態に保持する
ようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムの他
側面にリング状の係合突起が形成され、前記係合
突起の内径よりも大きい直径の外径を有するリン
グが前記係合突起の内側に嵌合せられており、前
記嵌合溝と前記リングにより前記ダイヤフラムに
作用する張力を所定値に維持するように構成され
ている。

本考案のリングはダイヤフラムが半径方向内側
に縮まないように抵抗を与えうるものであればよ
い。また係合突起はリングを内側に挿入すること
によりダイヤフラムに半径方向外側に引つ張る張
力をかけうるものであればよい。

本考案のダイヤフラム型エアーポンプとは、ダ
イヤフラムの振動により容積が変化する型式のポ
ンプをいい、そのような基体構成を有しておれば
ダイヤフラムの装着数やポンプ室の形状を問わな
い。

〔作 用〕

本考案では、ダイヤフラムの一側面で嵌合溝と
嵌合突起とが嵌合し、他側面で係合突起とリング
とが嵌合するので、ダイヤフラムの両側面におい
て半径方向外側に引つぱる張力が付与されてい
る。

したがつて本考案ではダイヤフラムの片面にの
み力がかかることがないので、ダイヤフラムに変
形が生じることがない。またそれにより、変形に
伴う弾発力の低下も生じず、長期にわたつて初期
のポンプ性能を維持することができる。

〔実施例〕

つぎに本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例にかかわるダイヤフ
ラム型エアーポンプの要部断面図、第２図はダイ
ヤフラムとリングと嵌合溝の寸法関係を示す説明
図、第３図はダイヤフラムの装着状態を示す断面
図である。

第１図において、１は駆動桿、４はダイヤフラ
ムである。駆動桿１を振動させるための原理、構
成については従来例と同一であるので説明を省略
する。またポンプ室５の構成も従来例と同一であ
るので説明を省略する。

本考案はダイヤフラム４に係合突起４Ｂが形成
され、リング１２が嵌められるようになつている
点に特徴がある。以下、第２図に基づき説明す
る。

ダイヤフラム４の一側面には嵌合突起４Ａが形
成され、他側面には係合突起４Ｂが形成されてい
る。嵌合突起４Ａは取付台１０の嵌合溝１０Ａに
嵌められ、係合突起４Ｂの内側にはリング１２が
嵌められるようになつている。

なお図面に示された実施例は、フレーム１５に
ボルトなどで固定された取付台１０に嵌合溝１０
Ａが形成されたものであるが、嵌合溝１０Ａはフ
レーム１５に直接形成されていてもよい。実用新
案登録請求の範囲にいう「フレームに設けられた
嵌合溝」とは、フレームに固定された取付台に形
成された嵌合溝およびフレームに直接形成された
嵌合溝の両方を含む概念である。

以下取付台１０を用いた実施例を代表させて説
明する。取付台１０に形成される嵌合溝１０Ａの
内径D₁はダイヤフラム４の嵌合突起４Ａの内径
d₁より大きくされている。前記リング１２は輪状
の部材である。このリング１２の外径D₂はダイ
ヤフラム４の係合突起４Ｂの内径d₂よりも大きく
されている。

以上に説明したダイヤフラム４とリング１２を
取付台１０に装着した状態が第３図に示されてい
る。ダイヤフラム４の図中下面側は嵌合突起４Ａ
と嵌合溝１０Ａとの嵌合により半径方向外側に引
つ張られ、また図中上面側は係合突起４Ｂとリン
グ１２との嵌合により半径方向外側に引つ張られ
ている。このように本考案ではダイヤフラム４の
表裏両面にダイヤフラム４を半径方向外側に拡張
する張力がかけられている点に特徴がある。

第１図には前記構成により装着されたダイヤフ
ラム４が表示されている。本考案では、リング１
２をダイヤフラム４の他面側に挿入したことによ
り、ダイヤフラム４に偏つた力が作用しなくなつ
たのでダイヤフラム４に変形が生ずることがな
い。

本考案のごとき電磁振動を駆動力とするポンプ
においては、振動系の固有振動数がポンプ性能を
大きく左右する。そのため設計時に適切な固有振
動数がえられるよう振動系の質量やダイヤフラム
４の弾発力が設定される。

しかして、本考案ではダイヤフラム４に変形が
生じないので、常に同一の弾発力を維持すること
ができる。そのため設計時の固有振動数が長期間
使用しても変動しないので、ポンプの初期性能を
長期にわたり安定的に維持することができる。

なお本考案において、ポンプの振動系の固有振
動数を電磁石３に印加する交流電流の電源周波数
に近づければ、共振作用が生ずことになり、ポン
プの駆動力を高めうるという効果を併せ奏するこ
とができる。

本考案では駆動力の増数を望むばあいは叙上の
ごとく、固有振動数と電源周波数とをできるだけ
近づけるよう設計すればよいが、そうしなくとも
実用上必要な駆動力がえられるばあいは、特定の
電源周波数に限られることなく使用することがで
きる。

〔考案の効果〕

本考案ではダイヤフラムに変形が生じないの
で、ダイヤフラムに作用させている張力を常時所
定値に維持することができる。またそのためポン
プの初期性能を低下させることなく、長期間安定
した運転を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかわるダイヤフ
ラム型エアーポンプの要部断面図、第２図はダイ
ヤフラムとリングと嵌合溝の寸法関係を示す説明
図、第３図はダイヤフラムの装着状態を示す断面
図、第４図は従来のダイヤフラム型エアーポンプ
の一例を示す一部断面斜視図、第５図は前記従来
のエアポンプの要部断面図、第６図は同従来例の
ダイヤフラム取付構造の説明図、第７図〜８図は
同従来例の問題点の説明図である。 図面の主要符号、１：駆動桿、２：永久磁石、
３：電磁石、４：ダイヤフラム、４Ａ：嵌合突
起、４Ｂ：係合突起、５：ポンプ室、１０：取付
台、１０Ａ：嵌合溝、１１：ケーシング、１２：
リング、１５：フレーム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電磁振動によりダイヤフラムを駆動するエアー
   ポンプであつて、前記ダイヤフラムの一側面に嵌
   合突起が設けられ、該嵌合突記をフレームに設け
   られた嵌合溝に嵌合することにより、ダイフラム
   を半径方向外側に拡張する張力をかけた状態に保
   持するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラ
   ムの他側面にリング状の係合突起が形成され、前
   記係合突起の内径よりも大きい直径の外径を有す
   るリングが前記係合突起の内側に嵌合せられてお
   り、前記嵌合溝と前記リングにより前記ダイヤフ
   ラムに作用する張力を所定値に維持するようにし
   てなるダイヤフラム型エアーポンプ。