JPS6357884A - エア−ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は観賞魚水槽等への空気供給用として利用され
る電磁式のエアーポンプに関するものである。

従来の技術 従来より汎用されているこの種エアーポンプのバルブ機
構部は、第１１図（Ａ）（Ｂ）に示すように、弁ハウジ
ング（ａ）の吸入側および吐出側にそれぞれ略鍵穴状の
小さな弁室（ｂ）とこれに連通ずる弁孔（ｃ）を設け、
各弁室（ｂ）内に薄い小片状の弁体（ｄ）を嵌め込み、
この弁体（ｄ）を弁室（ｂ）内で固定するためにその上
からゴム等の弾性体（ｅ）を嵌挿して押さえた上で、弁
ハウジング（ａ）の一端にダイヤフラム（ｆ）を気密的
に嵌着した構造を備えている。しかして、上記弁ハウジ
ング（ａ）をエアーポンプのケース（ｇ）内に取付ける
際には、吐出側の弁室（ｂ）の気密を付与するためにケ
ース（ｇ）の内面と弁ハウジング（ａ）との間にパツキ
ン（ｈ）を介在させていた（例えば実公昭４７−２６４
０５号公報）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来構成のエアーポンプでは、弁体
（ｄ）および弾性体（ｅ）の各２個とパツキン（ｈ）を
使用することから部品点数が多く、その組立製作におい
て大きな手間を要し、特に弁体（ｄ）と弾性体（ｅ）が
共に弁室（ｂ）に対応して非常に小さいものであるため
、これらを弁室（ｂ）に嵌め付ける作業が極めて困難で
あり、不確実な嵌着による弁の作動不良を生じ易いとい
う問題があった。一方、従来のこの種エアーポンプは概
して作動音が大きいため、一般家庭で観賞魚水槽等に使
用した場合に上記作動音が就寝を妨げる騒音になるとい
う問題もあった。

この発明は、上記従来の問題点を解決すべくなされたも
のであって、部品点数が少なく、組み立て製作が極めて
容易であり、しかも作動音が非常に小さくかつ弁作動の
信頼性に優れるエアーポンプを提供することを目的とし
ている。

問題点を解決するための手段 この発明に係るエアーポンプは、上記目的を達成するた
めに、吸入用および排出用の逆止弁を備えた弁ハウジン
グの一端にダイヤフラムが気密的に嵌着され、電磁振動
付与手段による該ダイヤフラムの振動にて空気の吐出を
行うエアーポンプにおいて、上記弁ハウジングが弾性シ
ートを介して対接するダイヤフラム側の部分とその反対
側の部分とに２分割形成され、その−方の分割半体は対
接面の周辺部に環状に配置した弁室を有すると共に中央
部に環状に配置した弁孔を有し、他方の分割半体は上記
弁室に対向して対接面の周辺部に環状に配置した弁孔と
上記一方の分割半体の弁孔全体に対向して対接面の中央
部に位置する弁室とををし、上記弾性シートがその周辺
部と中央部とで互いに逆方向の逆止弁の弁膜を構成する
ことを特徴とするものである。

発明の作用 この発明のエアーポンプでは、弁ハウジングの両分割半
体間に介在する弾性シートが吸入用および排出用の両逆
止弁の弁体機能を有するものであるため、バルブ機構部
の組み立てが上記両分割半体をそれらの対接面間に該弾
性シートを挾んで嵌合するだけの極めて簡単な操作で完
了する。

一方、この発明者らの考察によると、従来のエアーポン
プにおける大きな作動音は、主として、空気が弁ハウジ
ングの小弁孔を通過する際に発生する笛音と弁体の激し
い開閉動作に伴うたたき音とが合成したものであること
が判明している。これに対し、この発明のエアーポンプ
では、吸入側および排出側の弁孔がそれぞれ弁ハウジン
グの一方の分割半体の対接面周辺部と他方の分割半体の
対接面中央部とに環状に配置した構成であり、弾性シー
トの周辺部全体と中央部全体とがそれぞれ吸入用または
排出用の逆止弁の弁膜として機能するため、弁孔の開口
面積が大きく、それだけ弁孔の単位面積当たりの空気流
通量および流速が小さくなって笛音を生じに＜＜、加え
て弁膜としての作動部分が大きく、それだけ弁膜の上下
動が小さくなってたたき音も発生しにくいことから、従
来に比較して全体の作動音が著しく低減する。

実施例 以下、この発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図および第２図において、（１）は矩形箱状の合成
樹脂成形物からなるエアーポンプケースであり、その内
部の一側に電磁石（２）が取付けられると共に、他側に
は短円筒状の弁ハウジング（３）がケース側壁（１ａ）
に取付けられている。この弁ハウジング（３）の１端に
はゴム等の弾性体からなる椀状のダイヤフラム（４）が
気密的に嵌着され、先端に永久磁石（５）を固着した金
属製帯板状の振動子（６）がその中間部でダイヤフラム
（４）の頂壁中央部（４ａ）にボルト（７ａ）およびナ
ツト（７ｂ）を介して連結されると共に、該振動子（６
）の二股状基端部（６ａ）がダイヤフラム（４）の周辺
一部に突設された取付用突片部（４ｂ）を挾む形で接着
固定されている。しかして、振動子（６）は、永久磁石
（５）が電磁石（２）の磁極に所定距離を隔てて対向す
るように配置しており、電磁石（２）の極性の交番的な
反転に伴なって永久磁石（５）が吸引、反発することに
より、基端部（６ａ）を支点として振動し、ダイヤフラ
ム（４）を振動させる作用を行う。

弁ハウジング（３）は、共に硬質合成樹脂成形物からな
るダイヤフラム（４）側の分割半体（８）とその反対側
の分割半体（９）とに２分割形成され、両分割半体（８
）（９）の対接面間に弾性シート（１０）を介装するよ
うになされている。

ダイヤフラム（４）側の分割半体（８）は、第３図（Ａ
）〜（Ｃ）でも示す如く、反対側の分割半体（９）に外
面側で対接する頂壁部（８ａ）と周壁部（８ｂ）とから
なる略皿形に形成されており、この頂壁部（８ａ）が内
、中、外の同心円状の３つの環状部（ｌｌａ）（ｌｌｂ
）（１１ｃ）とこれらを連結する放射状配置した内外各
６本の架橋部（１２ａ）（１２ｂ）とからなる網状に構
成されている。しかして、中。

外環状部（ｌｌｂ）（ｌｌｃ）と両者間を連結する外側
架橋部（１２ｂ）とは、外面側つまり分割半体（９）と
の対接面側が面一に形成され、これらの間の軸方向に透
通ずる空間が環状配置した弁孔（１３）を構成している
。また、内環状部（ｌｌａ）の外面側が中、外環状部（
１１ｂ）　　（１１ｃ）のそれよりもやや高く設定され
ると共に内、中塊状部（ｌｌａ）（ｌｌｂ）間を連結す
る内側架橋部（１２ａ）の外面側が低く設定されており
、内、中塊状部（ｌｌａ）（ｌｌｂ）間に内側架橋部（
１２ａ）の外面位置を底とする環状弁室（１４）が構成
され、かつ各内側架橋部（１２ａ）相互間の空間が該環
状弁室（１４）とダイヤフラム側空間つまりポンプ室（
１５）を連通ずる通気孔（１６）を構成している。更に
、外環状部（ｌｌｃ）は周壁部（８ｂ）と全周にわたり
連続しており、この連続部分の外面側に環状段部（８ｃ
）が形成され、また中塊状部（ｆｌｂ）の外面側には、
相互に１２０＠の位相差を有する３ケ所に位置決め孔（
１７）が設けである。

反対側の分割半体（９）は、第４図（Ａ）〜（Ｃ）でも
示す如く、分割半体（８）に内面側で対接する頂壁部（
９ａ）と周壁部（９ｂ）とからなる略皿形に形成される
と共に、頂壁部（９ａ）の外面側に吐出ノズル（１８）
が一体突設され、かつ頂壁部（９ａ）の周縁にフランジ
部（９ｃ）が形成されている。しかして、頂壁部（９ａ
）は、内面側周辺部が凹状に形成されて吐出ノズル（１
８）に連通ずる環状弁室（１９）を構成すると共に、こ
れよりも内側に環状に配置した６つの弁孔（２０）が設
けられ、かつ中心部に取付用ねじ孔（２１）が形成され
、更に分割半体（８）の各位置決め孔（１７）に対応す
る位置決め用突起（２２）が内面に突設されている。

一方、弾性シート（１０）は、弾性を有する合成樹脂ま
たはゴムからなり、第５図でも示す如く、ドーナツ状で
あって、外周側と内周側の両側より交互に半径方向に切
り込む計６本のスリット状の切欠部（２３ａ）　　（２
３ｂ）が等配形成されている。

弁ハウジング（３）を組み立てるには、第６図で示すよ
うに、ダイヤフラム側の分割半体（８）の頂壁部（８ａ
）外面と反対側の分割半体（９）の頂壁部（９ａ）内面
とを対接すると共に、この対接面間に弾性シート（１ｏ
）を介在させ、位置決め用突起（２２）が弾性シート（
１０）１７）切欠部（２３ａ）または（２３ｂ）を通し
て位置決め孔（１７）に嵌挿する状態で、分割半体（８
）の環状段部（８ｃ）に分割半体（９）の周壁部（９ｂ
）下端が係嵌するように両分割半体（８）（９）を嵌合
すればよい。

この組立て状態において、分割半体（８）の環状弁室（
１４）と分割半体（９）の各弁孔（２０）、ならびに分
割半体（８）の各弁孔（１３）と分割半体（９）の環状
弁室（１９）がそれぞれ対向し、また分割半体（８）の
内環状部（ｌｌａ）の頂端面が分割半体（９）の頂壁部
（９ａ）内面に直接に接当して、かつ再環状弁室（１４
）（１９）間が弾性シート（１ｏ）にて環状に封止され
るように、各部の寸法が設定されている。しかして、弾
性シー）（１０）は、その内縁部（１０ａ）が環状弁室
（１４）内に、また外縁部（１０ｂ）が環状弁室（１９
）内にそれぞれ配置する。尚、弾性シート（１０）の切
欠部（２３ａ）または（２３ｂ）を上記組立て状態でそ
の内奥端に位置決め用突起（２２）が配置するように寸
法設定することにより、両分割半体（８）（９）および
弾性シート（１ｏ）の３者を同時に確実に位置決めする
ことが可能になる。

かくして組立てられた弁ハウジング（３）は、予め振動
子（６）を取付けであるダイヤフラム（４）を分割半体
（９）のフランジ部（９ｃ）位置まで嵌着し、要すれば
接着固定した上で、第１図で示すようにケース（１）の
側壁部（１ａ）を通して分割半体（９）のねじ孔（２１
）にねじ（２４）を螺入することにより、ケース（１）
内に取付けられる。しかして、この取付状態では、吐出
ノズル（１８）がケース（１）の透孔（２５）を通して
外部へ突出するように配置すると共に、側壁部（１ａ）
と分割半体（９）との当接面間に構成される空気吸入口
（２６）が弁孔（２０）と連通ずるようになされている
。

上記構成のエアーポンプを作動させると、振動子（６）
が電磁石（２）へ接近する側に振れた際、第７図（Ａ）
で示すように、ダイヤフラム（４）がその内容積を増大
するように弾性変形し、ポンプ室（１５）内が減圧し、
この負圧を受けて弾性シート（１０）の内縁部（１０ａ
）が環状弁室（１４）側に変形して弁孔（２０）を開き
、これを通して空気吸入口（２６）から空気がポンプ室
（１５）内へ流入する。この時、弾性シート（１０）の
外縁部（１０ｂ）は分割半体（８）の外環状部（ｌｌｃ
）に密着し、弁孔（１３）が封止されている。次に、振
動子（６）が電磁石（２）から離間する側に振れた際、
第７図（Ｂ）で示すように、ダイヤフラム（４）がその
内容積を縮小するように弾性変形し、ポンプ室（１５）
内が増圧し、この加圧を受けて弾性シート（１０）の外
縁部（１０ｂ）が環状弁室（１９）側に変形して弁孔（
１３）を開き、これを通してポンプ室（１５）内の空気
が吐出ノズル（１８）より外部へ吐出される。

この時、弾性シート（１０）の内縁部（１０ａ）は分割
半体（９）の対接面に密着し、弁孔（２０）が封止され
ている。

従って、弾性シート（１０）は、その内縁部（１０ａ）
が吸入用逆止弁の弁膜として機能すると共に、外縁部（
１０ｂ）が排出用逆止弁の弁膜として機能し、また内外
縁部（１０ａ）（１０ｂ）に挾まれる環状部分が上記両
弁間のパツキンとして機能する。しかして、上記動作の
繰り返しによってエアーポンプ作用が果たされる。

このようなエアーポンプでは、弁孔（１３）（２０）が
共に環状に配置して開口面積が大きいことから、弁孔単
位面積当たりの空気流通量および流速が小さくなり、笛
音を生じにくく、加えて弾性シート（１０）の弁膜とし
ての作動部分つまり内外縁部（１０ａ）（１０ｂ）が環
状をなして大きく、それだけ弁作動に伴う上下動が小さ
くなってたたき音が発生しにくく、もって全体の作動音
が極めて小さいものとなる。

尚、上記実施例では弾性シート（１０）の内縁部（１０
ａ）を吸入用逆止弁の弁膜とし、同外縁部（１０ｂ）を
排出用逆止弁の弁膜とする構造を示したが、該弁膜作用
を上記とは逆にすることも可能である。例えば、第８図
で示すように、弁ハウジング（２７）を構成するダイヤ
フラム側の分割半体（２８）が周辺側に環状弁室（２９
）を有し、かつ中央側に環状に配置した弁孔（３０）を
有し、反対側の分割半体（３１）が上記弁室（２９）に
対向する周辺側に空気吸入口（２６）に連通ずる弁孔（
３２）を有し、かつ上記弁孔（３０）に対向する中央側
に吐出ノズル（３３）に連通ずる環状弁室（３４）を有
するものとすれば、図示矢印の空気の流れで示すように
弾性シート（１０）の内縁部（１０ａ）が排出用逆止弁
の弁膜として、また外縁部（１０ｂ）が吸入用逆止弁の
弁膜として作用する。

また、弁ハウジングの両分側半体の細部構造については
上記２実施例以外に種々設計変更可能である。例えば、
弁室は、完全に環状に連続する構造のほか、開環状構造
や複数の弁室が環状に配置した構造としてもよい。特に
分割半体の中央側に形成する弁室は、環状配置していな
くても差し支えなく、対応する環状配置した弁孔全体に
対向する構造であればよい。

一方、弾性シートとしては、第５図で示す以外の種々の
形状のものを採用できる。例えば第９図で示す弾性シー
ト（３５）は、全体として環状をなすスリット（３６）
にて周縁部（３５Ｃ）を半分離し、該スリット（３６）
の内側の周辺部（３５ｂ）と中央部（３５ａ）とを前記
同様に相互に逆方向の逆止弁の弁膜に利用すると共に、
最外周縁部（３５ｃ）を弁ハウジングの両分側半体の周
縁部間のパツキン部として作用させる構成としたもので
ある。また第１０図の弾性シート（３７）は、リング状
外周部材（３８）とその内側に配置される同様リング状
の中央部材（３９）との２部材にて構成されるものであ
り、両部材（３８）（３９）の半径方向の切欠部（３８
ｃ）　　（３９ｃ）を有する内周部（３８ａ）　　（３
９ａ）を互いに逆方向の逆止弁の弁膜となし、かつ外周
部（３８ｂ）（３９ｂ）を共に弁ハウジングの両分割半
体間のパツキン部として機能させるようにしである。更
に、切欠形状を適当に設定することにより、弾性シート
をドーナツ状以外の形状とすることも可能である。

発明の効果 この発明に係るエアーポンプは、電磁方式によるダイヤ
フラムの振動にて空気吐出を行うものにおいて、該ダイ
ヤフラムを一端に嵌着する弁ハウジングがダイヤフラム
側とその反対側とに２分割形成されて、両分割半体間に
介在させる弾性シートがその周辺部と中央部とで吸入用
と排出用の両逆止弁の弁膜機能を有するものであるから
、バルブ機構部の部品点数が少なく、その組立て製作を
極めて容易にかつ確実に行うことができ、また弁作動の
信頼性に優れ、しかも作動に伴う弁孔での笛音ならびに
弁膜のたたき音が発生しにくく全体としての作動音が非
常に小さいため、騒音を嫌う一般家庭の観賞魚水槽用等
として最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る第１の実施例のエアーポンプ全
体を示す断面図、第２図は同上の斜視図、第３図（Ａ）
は弁ハウジングのダイヤフラム側の分割半体の上面図、
第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩ［Ｂ線の
断面矢視図、第３図（Ｃ）は同分割半体の下面図、第４
図（Ａ）は反対側の分割半体の上面図、第４図（Ｂ）は
第４図（Ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線の断面矢視図、第４図
（Ｃ）は同分割半体の下面図、第５図は第１の実施例に
使用される弾性シートの平面図、第６図は同上の弁ハウ
ジングの組立状態における縦断面図、第７図（Ａ）（Ｂ
）は同上のバルブ機構部の動作を示す縦断面図、第８図
はこの発明の第２実施例における弁ハウジングの縦断面
図、第９図および第１０図はこの発明で使用される弾性
シートの他の形状例を示す平面図、第１１図（Ａ）は従
来のバルブ機構部の代表例を示す分解状態斜視図、第１
１図（Ｂ）は第１１図（Ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線の断面
図である。 （３）・・・弁ハウジング、（４）・・・ダイヤフラム
、（８）・・・ダイヤフラム側の分割半体、（９）・・
・反対側の分割半体、（１０）・・・弾性シート、（１
０ａ）・・・内縁部（中央部）、（１０ｂ）−・・外縁
部（周辺部）、（１３）・・・弁孔、（１４）・・・環
状弁室、（１５）・・・ポンプ室（ダイヤフラム側空間
）、（１７）・・・位置決め孔、（１８）・・・吐出ノ
ズル（空気吐出口）、（１９）・・・環状弁室、（２０
）・・・弁孔、（２２）・・・位置決め用突起、（２３
ａ）、（２３ｂ）−切欠部、（２６）・・・空気吸入口
、（２７）・・・弁ハウジング、（２８）・・・ダイヤ
フラム側の分割半体、（２９）・・・環状弁室、（３０
）・・・弁孔、（３１）・・・反対側の分割半体、（３
２）・・・弁孔、（３３）・・・吐出ノズル（空気吐出
口）、（３４）・・・環状弁室、（３５）・・・弾性シ
ート、（３５ａ）・・・中央部、（３５ｂ）・・・周辺
部、（３５ｃ）・・・周縁部、（３７）・・・弾性シー
ト、（３８）・・・リング状外周部材、（３８ｃ）・・
・切欠部、（３９）・・・中央部材、（３９ｃ）・・・
切欠部。　　　　　以　上第３図　　　　第４図 第６図 第７図　　９ （Ｂ） 第１１図

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入用および排出用の逆止弁を備えた弁ハウジン
   グの一端にダイヤフラムが気密的に嵌着され、電磁振動
   付与手段による該ダイヤフラムの振動にて空気の吐出を
   行うエアーポンプにおいて、上記弁ハウジングが弾性シ
   ートを介して対接するダイヤフラム側の部分とその反対
   側の部分とに２分割形成され、その一方の分割半体は対
   接面の周辺部に環状に配置した弁室を有すると共に中央
   部に環状に配置した弁孔を有し、他方の分割半体は上記
   弁室に対向して対接面の周辺部に環状に配置した弁孔と
   上記一方の分割半体の弁孔全体に対向して対接面の中央
   部に位置する弁室とを有し、上記弾性シートがその周辺
   部と中央部とで互いに逆方向の逆止弁の弁膜を構成する
   ことを特徴とするエアーポンプ。
2. （２）ダイヤフラム側の分割半体の弁室および弁孔がダ
   イヤフラム内空間に連通し、反対側の分割半体の弁室が
   空気吐出口に連通すると共に同弁孔が空気吸入口に連通
   する特許請求の範囲第１項記載のエアーポンプ。
3. （３）空気吐出口が反対側の分割半体に一体突設されて
   外部に連通する吐出ノズルである特許請求の範囲第２項
   記載のエアーポンプ。
4. （４）片側の分割半体の対接面に位置決め用突起が形成
   され、他側の分割半体の対接面に上記突起を嵌挿させる
   位置決め孔が形成されてなる特許請求の範囲第１項ない
   し第３項のいずれか１に記載のエアーポンプ。
5. （５）他方の分割半体の弁室が環状に配置するものであ
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
   のエアーポンプ。
6. （６）一方の分割半体がダイヤフラム側のものである特
   許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１に記載の
   エアーポンプ。
7. （７）他方の分割半体がダイヤフラム側のものである特
   許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１に記載の
   エアーポンプ。
8. （８）弾性シートが一枚物である特許請求の範囲第１項
   ないし第７項のいずれか１に記載のエアーポンプ。
9. （９）弾性シートがドーナツ状である特許請求の範囲第
   ８項記載のエアーポンプ。
10. （１０）弾性シートがリング状外周部材とその内側に配
    置する中央部材との２部材から構成される特許請求の範
    囲第１項ないし第７項のいずれか１に記載のエアーポン
    プ。
11. （１１）弾性シートが分割半体の対接面に形成された位
    置決め用突起を挿通させる切欠部を備える特許請求の範
    囲第４項ないし第１０項のいずれか１に記載のエアーポ
    ンプ。
12. （１２）弾性シートの周縁部が両分割半体の対接面間の
    パッキン部を構成する特許請求の範囲第１項ないし第１
    １項のいずれか１に記載のエアーポンプ。
13. （１３）ダイヤフラムがそれ自身でも電磁振動手段の振
    動子全体を支持する特許請求の範囲第１項ないし第１２
    項のいずれか１に記載のエアーポンプ。
14. （１４）両分割半体が硬質合成樹脂成形物からなる特許
    請求の第１項ないし第１３項のいずれか１に記載のエア
    ーポンプ。
15. （１５）弾性シートが弾性を有する合成樹脂ないしゴム
    からなる特許請求の範囲第１項ないし第１４項のいずれ
    か１に記載のエアーポンプ。