JP2547543B2 - Air pump - Google Patents
Air pumpInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、浄化層バッ気用などの中型大風量用に使
用し得る長円形ダイヤフラムを装着した電磁型ダイヤフ
ラムエアーポンプに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electromagnetic diaphragm air pump equipped with an oval diaphragm that can be used for medium-sized large air flow such as air for purifying a purification layer.
＜従来の技術＞ 従来、一般家庭などで用いる熱帯魚飼育用のエアーポ
ンプは殆どが、電磁振動型駆動部を有するダイヤフラム
式であって、その吐出能力は水深50cmの水圧下において
毎分数リットル程度の低圧小型であった。<Prior Art> Conventionally, most air pumps for raising tropical fish used in homes and the like are of a diaphragm type having an electromagnetic vibration type drive, and the discharge capacity thereof is about several liters per minute under a water pressure of 50 cm. The low pressure was small.
前記の従来例の電磁振動型エアーポンプを第９図に示
す従来例により説明すると、Ｅ型コアを有する電磁石
（31）を配置し、緩衝用の円筒ブムチューブ（14），
（14a）を挿通した円柱状の基部（13），（13a）を振動
支軸として、振動し得るようにした駆動レバー（23），
（23a）の先端にとりつけた永久磁石（22），（22a）を
前記電磁石（31）の磁場空間内の電磁石（31）の磁極の
間に磁極を相対せしめてある。The electromagnetic vibration type air pump of the conventional example will be described with reference to the conventional example shown in FIG. 9. An electromagnet (31) having an E-shaped core is arranged and a cylindrical bumper tube (14) for cushioning,
A drive lever (23) adapted to vibrate with a cylindrical base portion (13), (13a), through which (14a) is inserted, as a vibration support shaft,
The permanent magnets (22) and (22a) attached to the tip of (23a) are made to face each other between the magnetic poles of the electromagnet (31) in the magnetic field space of the electromagnet (31).
第９図に示す従来例は、ポンプが上下対称であるので
下の方のポンプについて説明する。In the conventional example shown in FIG. 9, since the pump is vertically symmetrical, the lower pump will be described.
駆動レバー（23a）の中程に、丸椀形のダイヤフラム
（17a）の中心部をとりつけ、該ダイヤフラム（17a）の
周縁部は、ポンプのケーシング（21a）の上部外側縁部
に嵌挿して、ケーシング（21a）内の隔壁（24a）との間
にポンプ室（18a）を形成し、隔壁（24a）には吸入孔
（35a）、吐出孔（36a）にそれぞれ通ずる吸入弁（25
a）、吐出弁（26a）とが配置される。The center of the round bowl-shaped diaphragm (17a) is attached to the middle of the drive lever (23a), and the peripheral edge of the diaphragm (17a) is fitted and inserted into the upper outer edge of the pump casing (21a). A pump chamber (18a) is formed between the casing (21a) and a partition (24a), and the partition (24a) has a suction valve (25a) that communicates with the suction hole (35a) and the discharge hole (36a).
a) and the discharge valve (26a) are arranged.
而して、電磁石（31）に商用周波数の電源電流を流す
と、磁極間の空間に磁場が発生し、その磁場によって、
駆動レバー（23a）の先端にとりつけた永久磁石（22a）
が駆動されて振動する。それにつれて駆動レバー（23
a）にとりつけたダイヤフラム（17a）が振動して、ポン
プ室（18a）内の空気を圧縮、膨張する。ダイヤフラム
（17a）の振動につれて吸入弁（25a）及び吐出弁（26
a）が動作して、空気が吸入孔（35a）からポンプ室（18
a）内に流入し、吐出孔（36a）から吐出される。ケーシ
ング（21）の内部構造は、前記のケーシング（21a）の
内部構造と同様である。Thus, when a commercial frequency power supply current is passed through the electromagnet (31), a magnetic field is generated in the space between the magnetic poles, and the magnetic field causes
Permanent magnet (22a) attached to the tip of the drive lever (23a)
Is driven and vibrates. The drive lever (23
The diaphragm (17a) attached to a) vibrates to compress and expand the air in the pump chamber (18a). As the diaphragm (17a) vibrates, the suction valve (25a) and the discharge valve (26
a) operates, and air flows from the suction hole (35a) to the pump chamber (18
It flows into the inside of a) and is discharged from the discharge hole (36a). The internal structure of the casing (21) is the same as the internal structure of the casing (21a).
このような低圧小吐出量の電磁振動型エアーポンプの
実数例を50cm水深の水圧下において、毎分３リットルの
吐出量を得るエアーポンプから求めると、永久磁石（2
2），（22a）の寸法重量は18mm×13mm×5mmの体積で、
重量約5.5grであり、ダイヤフラム（17），（17a）の外
径は36mmφ、振動支点（13），（13a）から、駆動レバ
ー（23），（23a）を含み、永久磁石（22），（22a）の
先端すなわち振動駆動部の全長（ｌ）は58mmとなり、振
動支点（13），（13a）を含んだ振動系の固有振動数f0
は50〜60Hzとなり、電源周波数と同調して、振動効率の
良好なポンプとして作動する。A real example of such a low-pressure, small-discharging electromagnetic vibration type air pump was obtained from an air pump that obtains a discharge rate of 3 liters per minute under a water pressure of 50 cm.
Dimensions 2) and (22a) have a volume of 18 mm × 13 mm × 5 mm,
The weight is about 5.5 gr, the outer diameters of the diaphragms (17) and (17a) are 36 mmφ, the vibration fulcrums (13) and (13a) include the drive levers (23) and (23a), and the permanent magnets (22), The tip of (22a), that is, the total length (l) of the vibration drive unit is 58 mm, and the natural frequency f 0 of the vibration system including the vibration fulcrums (13) and (13a)
Is 50 to 60 Hz, which works as a pump with good vibration efficiency in synchronization with the power supply frequency.
＜発明が解決しようとする問題点＞ 以上述べたような実数値の電磁振動型ダイヤフラム式
エアーポンプを、より高圧大風量化しようとすると、第
９図に示す従来例において、先ずダイヤフラム（17），
（17a）の振動直径を大きくして、振動する振巾を大き
くとらねばならないので、ダイヤフラム（17），（17
a）を駆動する駆動レバー（23），（23a）も長くしなけ
ればならず、さらに、駆動力を増すために電磁石（31）
のコアの積厚を大きくして大形かつ強力にすることはも
とより、それに対応する永久磁石（22），（22a）も体
積を大きくして、磁力を増さねばならないので、従って
永久磁石（22），（22a）の重量も増大する。<Problems to be Solved by the Invention> When an attempt is made to increase the air pressure of the electromagnetic vibration type diaphragm air pump of the real value as described above, in the conventional example shown in FIG. 9, first, the diaphragm (17) ，
Since the vibration diameter of (17a) must be increased to increase the vibration amplitude, the diaphragm (17), (17
The drive levers (23), (23a) for driving a) must also be lengthened, and further, in order to increase the driving force, the electromagnet (31)
In addition to increasing the laminated thickness of the core to make it large and strong, the corresponding permanent magnets (22), (22a) must also have a large volume to increase the magnetic force. 22) and (22a) also increase in weight.
今仮に、前記の従来の電磁振動型ダイヤフラムエアー
ポンプの出力を水深1.5mの水圧下で30/minの空気を吐
出するように大形化しようとすると、ダイヤフラム（1
7），（17a）の直径は従来の2.15倍すなわち36mmφ×2.
15＝77.5mmφ必要になり振動軸（13），（13a）、駆動
レバー（23），（23a）、永久磁石（22），（22a）を含
んだ振動系の長さ（ｌ）は100mm以上必要となる。Suppose now that the output of the conventional electromagnetic vibration type diaphragm air pump is enlarged to discharge 30 / min of air under a water pressure of 1.5 m, the diaphragm (1
The diameters of 7) and (17a) are 2.15 times the conventional diameter, that is, 36 mmφ x 2.
15 = 77.5mmφ is required. The length (l) of the vibration system including the vibration shaft (13), (13a), drive levers (23), (23a), permanent magnets (22), (22a) is 100mm or more. Will be needed.
一方において、ポンプの出力は吐出圧力と吐出風量の
積に比例するので、駆動源である永久磁石は15倍にも増
量する必要があり、前述の２倍以上の長さ（ｌ）になる
駆動レバー（23），（23a）の先端にとりつけた場合著
しく大きな振動モーメントとなる。即ち、このような振
動系の固有振動数は となり、電源周波数から、低く外れてしまうので、共振
勢力を利用できず、効率が著しく低下し、ポンプ出力は
各部寸法を大きくとった割合には大きくならない。On the other hand, since the output of the pump is proportional to the product of the discharge pressure and the discharge air volume, it is necessary to increase the amount of permanent magnets, which is the drive source, by a factor of 15, and the length (l) that is more than twice the amount described above When attached to the tips of the levers (23) and (23a), the vibration moment becomes extremely large. That is, the natural frequency of such a vibration system is Since the frequency deviates from the power supply frequency to a low level, the resonance force cannot be used, the efficiency is remarkably reduced, and the pump output does not increase to the proportion of the large size of each part.
このように、吐出能力を増大しようとして、各部の寸
法だけ大きくしても、種々の面で障害があって、目的を
達し得なかった。Thus, even if the size of each part is increased in an attempt to increase the ejection capacity, there are obstacles in various aspects and the purpose cannot be achieved.
本発明は電磁振動型でありながらこのような問題点
を、ダイヤフラムの形状、駆動機構、保持構造に抜本的
改良を加えて解決し、大きな水圧下で、大吐出量を得る
エアーポンプである。The present invention is an air pump that is electromagnetically oscillating and solves such problems by drastically improving the shape of the diaphragm, the drive mechanism, and the holding structure to obtain a large discharge amount under a large water pressure.
第１図は、本発明ポンプの要部を拡大した断面図、第
２図（ａ）は、本発明のダイヤフラム（７），（7a）を
ピストン板（９），（９）に挟持して、環状突起（19）
の内周にダイヤフラム拡張リング（11）を装着した平面
図、第２図（ｂ）は、ダイヤフラム（７），（7a）より
も大きい外周長のケーシング（５），（5a）に張力を保
持してダイヤフラム（７），（7a）を嵌着した本発明実
施例ポンプの要部を拡大した断面図、第３図は、拡張リ
ング（11）のリブ（12）の一部欠截斜視図、第４図
（ａ）は、本発明の実施例の椀形長円形ダイヤフラム
（71）をケーシング（５）に嵌着してワイヤ（29）で緊
締した例の要部断面図、第４図（ｂ）は、第４図に示す
ダイヤフラムの平面図、第５図は、本発明の実施例の椀
形長円形ダイヤフラム周縁部に突出した環状突起（41）
の内周面に拡張リング嵌挿した例の要部断面図、第６図
は、平板状のダイヤフラム（73）を押さえワッパー（2
1）によって押圧保持した実施例の要部断面図、第７図
は、本発明の実施例の平板状長円形ダイヤフラム（74）
の周縁部に突出した環状突起（42）をケーシング
（５′）の口縁部に嵌挿して押さえワッパー（22）で押
圧して取り付けた例の要部断面図、第８図は、本発明の
実施例の、永久磁石片（2a），（2b）を串刺し状に固着
した振動杆（3a）の両端に、環状突起（19），（20）を
突出して設けたダイヤフラム（７），（7a）を取り付け
たエヤーポンプの断面図である。第９図は、従来のダイ
ヤフラムエアーポンプの一部欠截横断面図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the essential part of the pump of the present invention, and FIG. 2 (a) shows the diaphragms (7) and (7a) of the present invention sandwiched between piston plates (9) and (9). Ring protrusions (19)
Fig. 2 (b) is a plan view in which the diaphragm expansion ring (11) is attached to the inner circumference of the casing, and Fig. 2 (b) shows that tension is retained in the casings (5), (5a) having a larger outer peripheral length than the diaphragms (7), (7a). FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of the pump of the present invention in which the diaphragms (7) and (7a) are fitted, and FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the rib (12) of the expansion ring (11). FIG. 4 (a) is a sectional view of a main part of an example in which the bowl-shaped oval diaphragm (71) of the embodiment of the present invention is fitted in the casing (5) and tightened with the wire (29), FIG. (B) is a plan view of the diaphragm shown in FIG. 4, and FIG. 5 is an annular projection (41) protruding from the peripheral portion of the bowl-shaped oval diaphragm of the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of an example in which an expansion ring is inserted into the inner peripheral surface of the plate, and FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of the embodiment pressed and held by 1), and FIG. 7 shows a flat plate oval diaphragm (74) of the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view showing the main part of an example in which the annular projection (42) protruding to the peripheral edge of the casing is fitted into the rim portion of the casing (5 ′) and pressed by the pressing wapper (22). The diaphragms (7), (20) having annular protrusions (19), (20) projecting from both ends of the vibrating rod (3a) in which the permanent magnet pieces (2a), (2b) are fixed in a skewered manner in the embodiment of 7a) is a cross-sectional view of the air pump with the attached FIG. FIG. 9 is a partially cutaway cross-sectional view of a conventional diaphragm air pump.
以下に本発明を第１図、第２図（ａ），（ｂ）に示す
実施例について説明する。The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS. 1, 2 (a) and 2 (b).
（１） 振動系の長さ（ｌ）を長くしないで、すなわ
ち、固有振動数を低下させないで、ダイヤフラム
（７），（7a）の形状寸法を縦方向に長い長円形にし
て、ダイヤフラム面積を大にして駆動面積を大にした。(1) Without increasing the length (l) of the vibration system, that is, without decreasing the natural frequency, the diaphragms (7) and (7a) are made to have oval shapes that are long in the vertical direction to reduce the diaphragm area. The driving area was enlarged.
（２） 振動系のうち永久磁石（２），（2a）の形状が
大きくなって、重量が増大して固有振動周波数が低下す
る影響を、振動系の弾力を抑制することによって相殺す
るために以下に記すような方策を採用した。(2) In order to cancel the influence of the increase in the weight of the permanent magnets (2) and (2a) in the vibration system, which results in the increase in weight and decrease in the natural vibration frequency, by suppressing the elasticity of the vibration system. The following measures were adopted.
（その１） 第２図（ａ），（ｂ）に示すように、ダイ
ヤフラム（７），（7a）の中心部をダイヤフラム
（７），（7a）の外周部と略同形の長円形としたアル
ミ、硬質樹脂などの剛体板のピストン板（９），（9a）
で挟持してダイヤフラム（７），（7a）の屈曲する面積
を小さくして、振幅を抑止して制限することによってダ
イヤフラム（７），（7a）の振動復元力を強くした。(No. 1) As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the central portions of the diaphragms (7) and (7a) have an oval shape that is substantially the same as the outer peripheral portions of the diaphragms (7) and (7a). Rigid plate piston plates (9), (9a) made of aluminum, hard resin, etc.
The vibration restoring force of the diaphragms (7), (7a) is strengthened by sandwiching the diaphragms (7), (7a) to reduce the bending area of the diaphragms (7), (7a) and suppressing and limiting the amplitude.
（その２） 第２図（ｂ）に示すように、ダイヤフラム
（７），（7a）の外側縁をダイヤフラム（７），（7a）
の内周長さより、大きい外周長を有するポンプケーシン
グ（５），（5a）の外周縁に張力を保持したままで嵌着
する。そして、ダイヤフラム（７），（7a）の外側外縁
に設けた環状突起（19）の内周に、ダイヤフラム
（７），（7a）の内径よりやや大きい外径を有する硬質
プラスチックなどの剛体のダイヤフラム拡張リング（1
1）を装着することにより、ダイヤフラム（７），（7
a）の振動部を内外より張力を保持してケーシング
（５），（5a）に張着して、ダイヤフラム（７），（7
a）の収縮力を高めた。(Part 2) As shown in FIG. 2 (b), the outer edges of the diaphragms (7) and (7a) are attached to the diaphragms (7) and (7a).
The outer peripheral edges of the pump casings (5) and (5a) having an outer peripheral length larger than the inner peripheral length of are fitted while maintaining tension. Then, a rigid diaphragm made of hard plastic or the like having an outer diameter slightly larger than the inner diameters of the diaphragms (7) and (7a) is provided on the inner circumference of the annular projection (19) provided on the outer outer edges of the diaphragms (7) and (7a). Expansion ring (1
By installing 1), the diaphragm (7), (7
The vibrating part of a) is attached to the casings (5) and (5a) while maintaining tension from inside and outside, and the diaphragms (7) and (7) are attached.
Increased the contraction force of a).
（その３） 第１図に示すように、振動系の振動支点部
（30），（30a）の断面形状を円形以外の矩形或いは方
形等にして、当該支点部（30），（30a）の外周を包ん
で支点支持片（15），（15a）との間に介在して、支点
部（30），（30a）を保持するゴムなどの弾性体
（４），（4a）の変形による弾発力を利用した。(Part 3) As shown in FIG. 1, the vibration fulcrums (30) and (30a) of the vibration system have a rectangular or square shape other than a circular cross section, and the fulcrums (30) and (30a) are An elastic body (4), (4a) made of rubber or the like which wraps the outer circumference and is interposed between the fulcrum support pieces (15) and (15a) to hold the fulcrum portions (30) and (30a) by deformation. Utilized the power.
＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための本発明の構成を、実施例
に対応する第１〜８図について説明すると、本発明は相
対して配設した電磁石（１）の磁極間の磁気空間内に、
磁極に跨って位置する永久磁石片（２），（2a）の電磁
振動によって作動し、当該永久磁石片（２），（2a）に
固着した駆動レバー（３），（3a）にとりつけたダイヤ
フラム（７），（7a）を駆動力とする電磁振動型ダイヤ
フラム式エアーポンプにおいて、ポンプ室を構成する吸
入弁及び吐出弁を有するポンプ室のケーシング（５），
（5a）の外形を長円形に成形し、該ダイヤフラム
（７），（7a）の外側外縁の一側方又は両側方に環状突
起（19），（20）を突出形成し、さらに、その内周に、
内側に坐屈防止用の補強リブ（12）を長い辺に沿って設
けたダイヤフラム拡張リング（11）を装着し、前記ダイ
ヤフラム（７），（7a）の外周と略同形の小さい形状の
長円形に形成したピストン板（９），（9a）によって両
面より挟持して、前記ダイヤフラム拡張リング（11）と
の間に前記ダイヤフラム（７），（7a）により屈曲部を
形成して、該長円形ダイヤフラム（７），（7a）の中心
駆動部に駆動レバー（３），（3a）を固着してなる構造
の電磁振動型ダイヤフラム式エアーポンプである。<Means for Solving Problems> The structure of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIGS. 1 to 8 corresponding to the embodiments. In the present invention, the electromagnets (1 ) In the magnetic space between the magnetic poles,
A diaphragm attached to drive levers (3) and (3a) fixed to the permanent magnet pieces (2) and (2a) by electromagnetic vibrations of the permanent magnet pieces (2) and (2a) located across the magnetic poles. In an electromagnetic vibration type diaphragm air pump driven by (7) and (7a), a pump chamber casing (5) having a suction valve and a discharge valve that constitute the pump chamber,
The outer shape of (5a) is formed into an oval shape, and annular projections (19) and (20) are formed on one side or both sides of the outer outer edges of the diaphragms (7) and (7a). On the lap,
A diaphragm expansion ring (11) having a reinforcing rib (12) for preventing buckling along its long side is attached to the inside of the diaphragm (7), (7a) to form a small oval with a substantially same shape as the outer circumference. It is clamped from both sides by the piston plates (9) and (9a) formed in the above, and a bent portion is formed between the diaphragm expansion ring (11) and the diaphragms (7) and (7a) to form an oval shape. This is an electromagnetic vibration type diaphragm air pump having a structure in which drive levers (3) and (3a) are fixed to central drive parts of diaphragms (7) and (7a).
＜作用＞ 従来のダイヤフラムの直径（2r）の円形を、短径（2
r）、長径（4r）の長円形として拡大すると仮定して、
吐出量を増加しようとすると、ダイヤフラムの面積は約
2.27倍となるとともに、重量もそれに比例して増大する
ので、駆動力を増大するのに、永久磁石も大きくとらね
ばならないので、振動系の固有振動数は低下するが、本
発明の電磁振動型ダイヤフラムエアーポンプは前記のよ
うな構成によって振動系の固有振動数は、電源周波数の
範囲内に納まり、高能率で作動する。<Operation> A conventional diaphragm with a diameter (2r) is
r), assuming that it is expanded as an oval with a major axis (4r),
When trying to increase the discharge rate, the area of the diaphragm is about
Since it becomes 2.27 times, and the weight also increases in proportion thereto, the natural frequency of the vibration system decreases because the permanent magnet also has to be large in order to increase the driving force. With the diaphragm air pump having the above-described structure, the natural frequency of the vibration system falls within the range of the power supply frequency, and the diaphragm air pump operates with high efficiency.
即ち、本実施例は前記した構成によってダイヤフラム
（７），（7a）の形状を長円形として面積が大となって
も、短径は従来の丸形の直径と同様であるので、短径方
向にに駆動レバー（３），（3a）を配置することによっ
て駆動レバー（３），（3a）の長さは同じになる。That is, in this embodiment, even if the diaphragms (7) and (7a) are oval in shape and have a large area due to the above-described structure, the minor axis is the same as the diameter of the conventional round shape. By arranging the drive levers (3) and (3a) on the drive lever, the drive levers (3) and (3a) have the same length.
つぎに、ダイヤフラム（７），（7a）を挟持した剛体
ピストン板（９），（9a）は、ダイヤフラム（７），
（7a）の可動範囲（振巾）を小さく抑制するので、大き
な振動面積を保ちながらダイヤフラム（７），（7a）が
収縮する方向に力が働いてダイヤフラム（７），（7a）
の固有振動数を上昇させる作用をする。さらに、長円形
ダイヤフラム（７），（7a）の内径よりやや大きい外径
のポンプケーシング（５），（5a）の端縁にダイヤフラ
ム（７），（7a）を装着すると、ダイヤフラム（７），
（7a）は張力を保持したまま張られるので、内応力的に
収縮力を増して、固有振動周波数を高めるように作用す
る。また、平板状の長円形ダイヤフラム（７），（7a）
の振動部の周縁部の両側方に突出して連設した環状突起
（19），（20）の外方の環状突起（19）の内側に硬質プ
ラスチックなどの剛体のダイヤフラム拡張リング（11）
を装着すると、ケーシング（５），（5a）と、拡張リン
グ（11）の両者からダイヤフラム（７），（7a）は高い
緊張度を保持したまま装着されることになり、使用中長
期に渉つて弛緩することなく、固有振動数の低下を防止
する。そして、拡張リング（11）はつねに、ダイヤフラ
ム（７），（7a）の内方向に向かう収縮力によって強く
圧迫されているので、曲率半径の大きい部分では、坐屈
変形を起こして、本来の機能を果たさなくなるので、そ
の部分だけに全周の拡張力を平均化するリブ（12）をリ
ング（11）の内側に形成して坐屈を防止する。Next, the rigid piston plates (9), (9a) holding the diaphragms (7), (7a) are attached to the diaphragm (7),
Since the movable range (width) of (7a) is suppressed to a small value, a force acts in a direction in which diaphragms (7), (7a) contract while maintaining a large vibration area, and diaphragms (7), (7a)
Acts to increase the natural frequency of. Furthermore, when the diaphragms (7) and (7a) are attached to the edges of the pump casings (5) and (5a) having an outer diameter slightly larger than the inner diameters of the oval diaphragms (7) and (7a), the diaphragm (7),
Since (7a) is stretched while maintaining tension, it acts to increase the natural vibration frequency by increasing the contraction force due to internal stress. In addition, a flat plate-shaped oval diaphragm (7), (7a)
The diaphragm extension ring (11) made of a rigid body such as hard plastic is inside the annular protrusions (19) and (20) outside the annular protrusions (19), which are arranged so as to project on both sides of the peripheral edge of the vibrating part.
When attached, the diaphragms (7) and (7a) are attached from both the casings (5) and (5a) and the expansion ring (11) while maintaining a high degree of tension. Therefore, the natural frequency is prevented from decreasing without relaxing. Since the expansion ring (11) is always strongly pressed by the contracting force of the diaphragms (7) and (7a) directed inward, the expansion ring (11) causes a buckling deformation in a portion having a large radius of curvature, and has its original function. The ribs (12) for averaging the expansion force of the entire circumference are formed only in that part inside the ring (11) to prevent buckling.
また、永久磁石（２），（2a）が大きくなり、重量が
増して振動エネルギーが増大する分は、つぎに述べる構
成により防ぐことができる。即ち、まず、駆動レバー
（３），（3a）の振動支点（30），（30a）の形状を断
面円形から、例えば断面矩形にすることにより、振動支
点（30），（30a）に嵌挿したゴムチューブ等の緩衝用
弾性体（４），（4a）にかかる内応力は、振動支点（3
0），（30a）の偏平部の角によって、圧縮変形されて、
発生する弾発力によって駆動レバー（３），（3a）を元
に戻そうとする復元力が働いて、大きな形状の永久磁石
（２），（2a）を先端にとりつけた駆動レバー（３），
（3a）であっても振動系の固有振動周波数を高めるよう
に作用する。Further, the increase of the permanent magnets (2) and (2a), the increase of weight and the increase of vibration energy can be prevented by the configuration described below. That is, first, by changing the shape of the vibration fulcrums (30) and (30a) of the drive levers (3) and (3a) from a circular cross section to, for example, a rectangular cross section, the vibration fulcrums (30) and (30a) are fitted and inserted. The internal stress applied to the cushioning elastic bodies (4) and (4a) such as rubber tubes is
It is compressed and deformed by the corners of the flat parts of 0) and (30a),
The resilience that tries to return the drive levers (3) and (3a) to the original position is exerted by the generated elastic force, and the drive lever (3) with large-shaped permanent magnets (2) and (2a) attached to the tip ，
Even (3a) acts to increase the natural vibration frequency of the vibration system.
本発明は以上により、固有振動数f0を周波数の範囲内
に保つことができ、効率のよいポンプとして作動し得
る。As described above, the present invention can keep the natural frequency f 0 within the frequency range and can operate as an efficient pump.
以上第９図の丸椀形ダイヤフラムを有する従来例のエ
アーポンプと対比して、第１図、第２図（ａ），（ｂ）
に示した振動部が平板状で、その周縁部の両側方の環状
突起（19），（20）を突出せしめた形状のエアーポンプ
を第１実施例として本発明を説明したが、第４図に示す
ような椀形の長円形ダイヤフラム（71）を、口縁部が同
様の長円形のやや外周形の大なるケーシング（５）に嵌
着して、ワイヤ（29）等で緊締して固定した構造の第２
実施例のエアーポンプは、構造簡単で堅牢である。第５
図に示す、椀形の長円形ダイヤフラム（72）の周縁部の
一側方に突出する環状突起（41）の内周面に、拡張リン
グ（11）を嵌挿した第３実施例エアーポンプは、上記第
２実施例の振動部を改良したものであって、振動が上下
均等になるので、リニアリティを保持できる。Compared with the conventional air pump having the round bowl-shaped diaphragm of FIG. 9 as described above, FIG. 1, FIG. 2 (a), (b)
The present invention has been described with the first embodiment as an air pump having a vibrating portion shown in Fig. 4 and having annular projections (19) and (20) on both sides of the peripheral portion thereof. The bowl-shaped elliptic diaphragm (71) as shown in Fig. 7 is fitted into a large casing (5) having a similar peripheral edge with an oval shape and tightened with a wire (29) or the like. Second of the structure
The air pump of the embodiment has a simple structure and is robust. Fifth
The third embodiment air pump in which the expansion ring (11) is inserted into the inner peripheral surface of the annular projection (41) protruding to one side of the peripheral edge of the bowl-shaped oval diaphragm (72) shown in the figure is The vibration part of the second embodiment is improved, and since the vibrations are even in the vertical direction, linearity can be maintained.
そして、第６図のような振動部が平板形の長円形ダイ
アフラム（73）を、同様の長円形のケーシング（５）の
口縁部に載置して、中央部より外方へ向けて張力を加え
ながら押さえワッパー（21）で押圧保持した構造の第４
実施例エアーポンプは、ダイヤフラム（73）が平板状で
あるので、構造が簡単で、先に説明した本発明と同一の
構成要件を有し、それに基づく同様の作用効果を具有す
る。また、第７図のような振動部が平板状で、その周縁
部の一側方に突出する環状突起（42）を有するダイヤフ
ラム（74）を、同様の長円形のやや外周径の大なるケー
シング（５′）の口縁部に張力を加えながら外周縁部を
押さえワッパー（22）で押圧して取付けた第５実施例エ
アーポンプは、先に説明した椀形ダイヤフラム形と同様
の構成であるが、ダイヤフラムの固定構造において外周
縁を上下両方向から均等に押圧できるので、椀形よりも
ダイヤフラム（74）に対して、振動時の直線性をより確
実に有せしめることができる。Then, an oval diaphragm (73) having a flat plate-shaped vibrating part as shown in FIG. 6 is placed on the rim portion of a similar oval casing (5), and tension is applied outward from the central portion. The fourth structure that is pressed and held by the pressing wapper (21) while adding
Since the diaphragm (73) has a flat plate shape, the embodiment air pump has a simple structure, has the same constitutional requirements as those of the present invention described above, and has the same operational effects based on the constitutional requirements. Further, a diaphragm (74) having an annular protrusion (42) projecting to one side of a peripheral portion of the vibrating portion as shown in FIG. 7 is provided in a similar oval casing having a slightly larger outer peripheral diameter. The air pump of the fifth embodiment, which is attached by pressing the outer peripheral edge portion with pressing the wapper (22) while applying tension to the mouth edge portion of (5 '), has the same configuration as the bowl-shaped diaphragm type described above. However, since the outer peripheral edge of the diaphragm fixing structure can be pressed uniformly from both upper and lower directions, the diaphragm (74) can be more reliably provided with linearity during vibration than the bowl shape.
さらにまた、第８図に示す第６実施例エアーポンプ
は、１組の電磁石（1a），（1b）の対向した磁極間の磁
場空間内に、磁極に跨って、相対して位置する２個の永
久磁石片（2b），（2c）を駆動レバー（3d）で、串刺し
状に固着し、該駆動レバー（3d）の両端に、前記第１実
施例と同様の長円形のダイヤフラム（７），（7a）をと
りつけたものである。ダイヤフラム外周縁部の両側方に
突出する環状突起のうち、内方の環状突起（20）を、ケ
ーシング（５），（5b），（5c）の端縁に装着して、ダ
イヤフラム（７），（7a）を張力を保持したまま張着
し、外方環状突起（19）の内周に、拡張リング（11）を
装着してあり、更に、ダイヤフラム（７），（7a）の外
周をポンプ室ケーシング（５），（5b），（5c）の外縁
によって、押圧固定するので、ダイヤフラム（７），
（7a）は張力を保持して、極めて強固に固定できるの
で、長年に渉る使用にも十分耐える堅牢性を保持でき
る。Furthermore, the sixth embodiment air pump shown in FIG. 8 has two magnets (1a) and (1b) located opposite to each other in the magnetic field space between the opposed magnetic poles. The permanent magnet pieces (2b), (2c) are fixed to each other by a drive lever (3d) in a skewered shape, and both ends of the drive lever (3d) have an oval diaphragm (7) similar to that of the first embodiment. , (7a) are attached. Out of the annular protrusions protruding on both sides of the outer peripheral edge of the diaphragm, the inner annular protrusion (20) is attached to the end edges of the casings (5), (5b), (5c), and the diaphragm (7), (7a) is attached while maintaining tension, an expansion ring (11) is attached to the inner circumference of the outer annular projection (19), and the outer circumferences of the diaphragms (7) and (7a) are pumped. Since the outer edges of the chamber casings (5), (5b) and (5c) are pressed and fixed, the diaphragm (7),
Since (7a) can hold the tension and can be fixed extremely firmly, it can maintain the robustness that can withstand long-term use.
本実施例においては、必要に応じてダイヤフラム
（７），（7a）の材質を硬い材質を選ぶか、厚さを厚く
するか或いはダイヤフラムの内部に弾性板を封入したり
して、ダイヤフラム（７），（7a）自身の固有振動数を
高くとるとともに、振動振幅を抑制することができる。
また、両側から挟持するピストン板（９），（9a）の面
積を大にして、ダイヤフラム（７），（7a）の屈曲部
（Ｄ）の面積を小にして、コンプライアンスを制限し
て、振幅を小さくすることもできる。In this embodiment, the diaphragm (7), (7a) may be made of a hard material, thickened, or an elastic plate may be enclosed in the diaphragm (7) to form the diaphragm (7). ), (7a) can increase the natural frequency of itself and suppress the vibration amplitude.
Also, the area of the piston plates (9) and (9a) sandwiched from both sides is made large, and the area of the bent portion (D) of the diaphragms (7) and (7a) is made small to limit the compliance and to make the amplitude Can be smaller.
このようにして、大吐出量のポンプを固有振動周波数
を低下させないで、能率よく振動せしめ得る。In this way, it is possible to efficiently oscillate a large discharge pump without reducing the natural vibration frequency.
以上本発明の代表的と思われる実施例について説明し
たが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造のみに限定
されるものではなく、本発明にいう構成要件を備え、か
つ、本発明にいう目的を達成し、以下にいう効果を有す
る範囲内において適宜改変して実施することができるも
のである。Although the examples considered to be representative of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited only to the structures of these examples, and has the constituent features referred to in the present invention, and the object referred to in the present invention. The present invention can be carried out by appropriately modifying it within the scope of achieving the following effects.
＜発明の効果＞ 本発明は、上記の構成であるから、ダイヤフラム
（７），（7a）の形状が長円形状であるから円形よりも
大なる面積が得られて空気の吐出量を増加することがで
き、２枚のピストン板（９），（9a）によってダイヤフ
ラム（７），（7a）を挟持することにより、ダイヤフラ
ム（７），（7a）の屈曲伸張巾を小さく制限することに
よって、ダイヤフラム（７），（7a）の収縮力を強くす
ることができる。<Effects of the Invention> Since the present invention is configured as described above, since the diaphragms (7) and (7a) are oval in shape, an area larger than a circle can be obtained and the amount of air discharged is increased. By holding the diaphragms (7) and (7a) between the two piston plates (9) and (9a), the bending extension width of the diaphragms (7) and (7a) is limited to a small value. The contraction force of the diaphragms (7) and (7a) can be increased.
また、ダイヤフラム拡張リング（11）を装着すること
によって、ポンプケーシング（５），（5a）の端縁と協
動して、ダイヤフラム（７），（7a）の緊張度を高めて
張ることにより、ダイヤフラム（７），（7a）の収縮力
を高めることができる。Further, by mounting the diaphragm expansion ring (11), in cooperation with the edges of the pump casings (5) and (5a), the tension of the diaphragms (7) and (7a) is increased and stretched. The contraction force of the diaphragms (7) and (7a) can be increased.
以上述べた構成により本発明の電磁振動型ダイヤフラ
ム式エアーポンプは、電源周波数の範囲内に振動系の固
有振動周波数があるので、ポンプ能率が極めて高い。With the above-described configuration, the electromagnetic vibration type diaphragm air pump of the present invention has an extremely high pump efficiency because the natural vibration frequency of the vibration system is within the range of the power supply frequency.
第１図は、本発明ポンプの要部を拡大した断面図、第２
図（ａ）は、本発明のダイヤフラム（７），（7a）をピ
ストン板（９），（９）に挟持して、環状突起（19）の
内周にダイヤフラム拡張リング（11）を装着した平面
図、第２図（ｂ）は、ダイヤフラム（７），（7a）より
も大きい外周長のケーシング（５），（5a）に張力を保
持してダイヤフラム（７），（7a）を嵌着した本発明実
施例ポンプの要部を拡大した断面図、第３図は、拡張リ
ング（11）のリブ（12）の一部欠截斜視図、第４図
（ａ）は、本発明の実施例の椀形長円形ダイヤフラム
（71）をケーシング（５）に嵌着してワイヤ（29）で緊
締した例の要部断面図、第４図（ｂ）は、第４図に示す
ダイヤフラムの平面図、第５図は、本発明の実施例の椀
形長円形ダイヤフラムの周縁部に突出した環状突起（4
1）の内周面に拡張リングを嵌挿した例の要部断面図、
第６図は、平板状のダイヤフラム（73）を押さえワッパ
ー（21）によって押圧保持した実施例の要部断面図、第
７図は、本発明の実施例の平板状長円形ダイヤフラム
（74）の周縁部に突出した環状突起（42）をケーシング
（５′）の口縁部に嵌挿して押さえワッパー（22）で押
圧して取り付けた例の要部断面図、第８図は、本発明の
実施例の、永久磁石片（2a），（2b）を串刺し状に固着
した駆動レバー（3a）の両端に、環状突起（19），（2
0）を突出して設けたダイヤフラム（７），（7a）を取
り付けたエヤーポンプの断面図である。第９図は、従来
のダイヤフラムエアーポンプの一部欠截横断面図であ
る。 図中（１）は電磁石、（２），（2a）は永久磁石片、
（３），（3a）は駆動レバー、（４），（4a）は緩衝
材、（５），（５′）はケーシング、（７），（7a）は
ダイヤフラム、（９），（9a）はピストン板、（11）は
ダイヤフラム拡張リング、（12）は補強リブ、（13），
（13a）は回動支点部、（19），（20）は環状突起であ
る。FIG. 1 is an enlarged sectional view of an essential part of the pump of the present invention, FIG.
In the figure (a), the diaphragms (7) and (7a) of the present invention are sandwiched between the piston plates (9) and (9), and the diaphragm expansion ring (11) is attached to the inner circumference of the annular protrusion (19). The plan view and FIG. 2 (b) show that the diaphragms (7) and (7a) are fitted to the casings (5) and (5a) having an outer peripheral length larger than that of the diaphragms (7) and (7a) while maintaining tension. FIG. 3 is an enlarged sectional view of an essential part of the pump of the present invention, FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the rib (12) of the expansion ring (11), and FIG. 4 (a) is an embodiment of the present invention. FIG. 4 (b) is a plan view of the diaphragm shown in FIG. 4, in which the bowl-shaped oval diaphragm (71) of the example is fitted in the casing (5) and tightened with the wire (29). FIG. 5 and FIG. 5 show annular protrusions (4) protruding from the periphery of the bowl-shaped oval diaphragm of the embodiment of the present invention.
A cross-sectional view of the main part of an example in which an expansion ring is fitted on the inner peripheral surface of 1),
FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part of an embodiment in which a flat plate diaphragm (73) is pressed and held by a pressing wapper (21), and FIG. 7 shows a flat plate oval diaphragm (74) of an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of an example in which the annular projection (42) protruding to the peripheral edge portion is inserted into the rim portion of the casing (5 ′) and pressed by the pressing wapper (22). The annular protrusions (19), (2) are provided at both ends of the drive lever (3a) in which the permanent magnet pieces (2a), (2b) are fixed in a skewered manner in the embodiment.
It is sectional drawing of the air pump which attached the diaphragms (7) and (7a) provided by projecting (0). FIG. 9 is a partially cutaway cross-sectional view of a conventional diaphragm air pump. In the figure, (1) is an electromagnet, (2) and (2a) are permanent magnet pieces,
(3) and (3a) are drive levers, (4) and (4a) are cushioning materials, (5) and (5 ') are casings, (7) and (7a) are diaphragms, and (9) and (9a). Is a piston plate, (11) is a diaphragm expansion ring, (12) is a reinforcing rib, (13),
(13a) is a fulcrum of rotation, and (19) and (20) are annular protrusions.
Claims (1)
磁気空間内に、磁極に跨って位置する永久磁石片
（２），（2a）の電磁振動によって作動し、当該永久磁
石片（２），（2a）に固着した駆動レバー（３），（3
a）にとりつけたダイヤフラム（７），（7a）を駆動力
とする電磁振動型ダイヤフラム式エアーポンプにおい
て、ポンプ室を構成する吸入弁及び吐出弁を有するポン
プ室のケーシング（５），（5a）の外形を長円形に成形
し、該ダイヤフラム（７），（7a）の外側外縁の一側方
又は両側方に環状突起（19），（20）を突出形成し、さ
らに、その内周に、内側に坐屈防止用の補強リブ（12）
を長い辺に沿って設けたダイヤフラム拡張リング（11）
を装着し、前記ダイヤフラム（７），（7a）の外周と略
同形の小さい形状の長円形に形成したピストン板
（９），（9a）によって両面より挟持して、前記ダイヤ
フラム拡張リング（11）との間に前記ダイヤフラム
（７），（7a）により屈曲部を形成して、前記長円形ダ
イヤフラム（７），（7a）の中心駆動部に駆動レバー
（３），（3a）を固着してなる電磁振動型ダイヤフラム
式エアーポンプ。1. A permanent magnet, which is operated by electromagnetic vibration of permanent magnet pieces (2) and (2a) located across the magnetic poles in a magnetic space between the magnetic poles of electromagnets (1) arranged opposite to each other. Drive levers (3), (3) fixed to the pieces (2), (2a)
In an electromagnetic vibration type diaphragm air pump driven by diaphragms (7) and (7a) attached to a), casings (5) and (5a) of pump chambers having suction valves and discharge valves constituting pump chambers. Is formed into an oval shape, and annular protrusions (19) and (20) are formed so as to project from one side or both sides of the outer outer edges of the diaphragms (7) and (7a). Reinforcing buckling ribs (12) on the inside
Diaphragm expansion ring with a long edge (11)
And is clamped from both sides by piston plates (9) and (9a) formed in an oval shape of a small shape substantially the same as the outer circumferences of the diaphragms (7) and (7a), and the diaphragm expansion ring (11) A bent portion is formed by the diaphragms (7) and (7a) between and, and the drive levers (3) and (3a) are fixed to the central drive portions of the oval diaphragms (7) and (7a). Electromagnetic vibration type diaphragm type air pump.
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1986
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