JPH0735781B2 - ダイヤフラム型エアーポンプの保護装置 - 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の保護装置に関す
る。さらに詳しくは、構造が簡単であり、ポンプ本体へ
の取付けやメンテナンスが容易であり、かつリセットが
可能であるので繰り返して使用することができ、経済的
であるダイヤフラム型エアーポンプの保護装置に関す
る。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 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４図に示され
ているように、ロッド（21）に設けられた永久磁石（2
2）とこれの外周に配置された電磁石（23）との磁気的
相互作用により、前記ロッド（21）を電源周波数に応じ
てその長手方向に往復移動させるように構成されてい
る。そして、ロッドに連結されたダイヤフラム（24）の
振動によって、ポンプ室（25）の容積が左右背反的に増
減変化し、これにより左右交互にエアーの吸入、排出が
行なわれる。

この種のポンプにおいては、前記ロッドを含めた振動系
の動きの強弱が性能の良否を決定する上で最も重要な要
素である。そして、振動系の固有振動数が駆動電源周波
に同調した共振領域において振動系の動きが最も強く、
このような強力な振動系の動きをうるために、前記ダイ
ヤフラムに振動系の重量に見合った弾撥力が付与されて
いる。

しかしながら、ダイヤフラムはポンプの実作動に伴う反
覆屈曲使用によって次第に弾性疲労して破損し所期のポ
ンプ作用が行えなくなるばかりか、ダイヤフラムに保持
されている振動系が該ダイヤフラムの破損によって所定
位置に保持されなくなり、外周の電磁石と接触しなが
ら、なおも振動を続け、ついには相互に磨減損傷してポ
ンプ全体が使用に耐えなくなるという事態が発生する。

かかる事態の発生を避けるためには、ダイヤフラムが破
損したばあいに速やかにポンプの駆動を停止する必要が
ある。

そのために、ロッドの変位の異常をとらえて、この異常
を検知してロッドの駆動を停止することが考えられてい
る。具体的には、光や磁気などの非接触センサーを用い
てロッドの異常変位を検知することが考えられるが、こ
の方法は非常に高コストでありポンプ本体のコストを考
慮するとき、きわめて非現実的な解決策である。

一方、第５〜６図に示されているように、ロッドに形成
した突起（40）を利用して、異常運転時における該突起
（40）と補助部材（30）、（33）の接触により、スイッ
チ接点を開かせる方法が提案されている。このばあい、
ロッドは紙面に垂直方向に移動しており、正常運転時に
おいては、突起は補助部材と接触しないようになってい
る。この方法は、ダイヤフラム破損時において、ロッド
の振動の中心位置が該ロッドの長手方向の一方（破損し
たダイヤフラムの方向）に片寄ることを利用するもので
ある。

かかるロッドの突起と補助部材との接触を利用する方法
によれば、ロッドの初期異常を確実、正確に検知するこ
とができ、ダイヤフラム以外の構成要素に損害を与える
前にポンプを停止させることができるものとされてい
る。

しかしながら、前記補助部材を用いる方法は、原理は簡
単であるが、第５図に示されるタイプのものは、補助部
材（30）のセッティングに際し、押し込み加減の調整が
むずかしく、押し込み力が片寄ったりすると端子（31）
の接点部分が変形してしまい、また第６図に示されるタ
イプのものは狭い凹所にスプリング（32）を設けなけれ
ばならないなど、構造上、取付操作上に種々の問題点を
残している。

また、補助部材自身の破損により電気回路が開となっ
て、ポンプの運転が停止するようになっているので、一
旦保護装置が作動してしまうと、もはや該装置は新しい
補助部材の取替え作業を必要とするので常時補助部材の
スペアが必要である。

本発明は、斜上の事情に鑑みてなされたものであり、従
来の保護装置にさらに改良を加え、構造、取付けが簡単
であり、リセットが可能な保護装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の保護装置は、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ッドの電磁振
動によって、前記ロッ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保護装置に関するものである。

そして、本発明の保護装置は、 少なくとも１カ所の凸状曲線部を有する第１の端子と、 該第１の端子の一端と電気的接点を構成しうる端部を有
する第２の端子と、 前記第１および第２の端子を収容するケースと、前記第
１の端子の凸状曲線部の先端形状に対応した第１の凹所
を有し、前記ロッドと同じ方向に移動可能であり、かつ
ロッド上縁部に形成されたつめと当接しうる長さの突出
部を有するスライダーと、 該スライダーを滑動自在に収容し、上部開口部および下
部開口部を有し、かつ前記ケースの下面に固着されてな
る略筒状のホルダーとからなっており、 ポンプの正常運転時においては前記凸状曲線部の先端が
前記上部開口部を通してスライダーの第１の凹所内に収
容されて、接点が閉じられており、異常発生時において
はロッドのつめが前記下部開口部より突出するスライダ
ーの突出部に当接してスライダーを滑動させ、前記第１
の端子の先端を第１の凹所の前後に形成された第２の凹
所内に移動せしめ、前記接点を開くよう構成されている
ことを特徴としている。

［作用］ 本発明の保護装置は、端子自身の弾性力を利用して接点
の開放を行なうものである。すなわち、正常運転時にお
いては、少なくとも一カ所の凸状曲線部を有する第１の
端子は、その凸状曲線部の先端がスライダーに設けられ
た第１の凹所内に配置されているので、強制的に第２の
端子と接触している。しかし、ダイヤフラムが破損して
ロッドの振動中心が移動すると、該ロッドの上縁部に形
成されたつめが、スライダーの突出部に当接しこれを滑
動させる。これにより前記第１の端子の先端は、第１の
凹所からとび出して、該第１の凹所の前後に形成された
第２の凹所内に移動する。このばあい、第１の端子はそ
の弾性力に抗して第２の接点と接触させられていたの
で、第２の凹所内へ移動することで本来の形状に復帰し
て、接点が開の状態となる。

［実施例］ 以下、添付した図面に基づき本発明の保護装置を詳細に
説明する。

第1a図は本発明の保護装置の一実施例の正常運転時にお
ける断面説明図、第1b図は第1a図に示される保護装置の
異常運転時における断面説明図である。

第1a図および1b図において、（Ａ）は本発明の保護装置
の一実施例であり、該保護装置（Ａ）は、第１の端子
（１）、第２の端子（２）、ケース（３）、スライダー
（４）およびホルダー（５）とからなっている。以下、
各構成要素について順に説明する。

第１の端子（１）および第２の端子（２）は、ポンプの
電気回路の一部を構成しており、バネ用ベリリームやバ
ネ用リン青銅などの弾性に富み、かつ導電性のよく電気
抵抗の低い材料で作製されている。第１の端子（１）
は、凸状曲線部（６）、（７）を有している。このう
ち、凸状曲線部（７）は第１の端子に弾性力を付与する
部分であり、弾性力が付与できる形状であれば、必ずし
も図示した形状のものを採用しなくてもよい。一方、凸
状曲線部（６）は、後述するスライダー（４）に形成さ
れた第１の凹所（８）と係合する部分である。

第１の端子（１）の一端部（９）と第２の端子（２）の
一端部（10）により接点が形成されている。なお、両端
子（１）、（２）の他端はそれぞれケース（３）外に引
き出されている。

ケース（３）は第１の端子（１）および第２の端子
（２）を収容する部分であり、ABS、PBTなどの合成樹脂
などで作製されている。

ケース（３）はその一面（第1a図において下方の面）が
開放されており、当該開放面側には、上部開口部（11）
および下部開口部（12）が形成されたホルダー（５）が
接着など適宜の手段で固着されている。ホルダー（５）
は、ABS、PBTなどの合成樹脂で作製されている。ホルダ
ー（５）はスライダー（４）を収容できるように略筒状
の形状をしている。

ホルダー（５）内には、6,6−ナイロン、ポリエチレ
ン、ポリアセタールなどの合成樹脂で作製されたスライ
ダー（４）が滑動自在に配置されている。スライダー
（４）のケース（３）側の側部には、前記第１の端子
（１）の凸状曲線部（６）の先端（13）の形状に対応し
た第１の凹所（８）が形成されており、正常運転時にお
いては、前記先端（13）は第１の凹所（８）内に納まっ
ている。

スライダー（４）はロッドと同じ方向に移動可能であ
る。スライダー（４）は、ロッド上縁部（14）に形成さ
れたつめ（15）と当接しうる長さの突出部（16）をロッ
ド（20）側の側部の略中央に有しており、この突出部
（16）は下部開口部（12）を通して下向き（ロッドの方
向）に突出している。

ロッド（20）のつめ（15）同志の間隔は、ロッド（20）
が正常運転しているあいだは、該つめ（15）がスライダ
ー（４）の突出部（16）と接触せず、ダイヤフラムが破
損してロッドの振動中心が移動したときにつめ（15）が
突出部（16）と当接して、スライダー（４）を移動せし
めるようにロッド（20）の振幅を考慮して適宜選定すれ
ばよい。

つぎに、第1a図および第1b図を参照しつつ本発明の保護
装置の動作について説明する。

第1a図は正常運転時における保護装置の状態を示してお
り、この状態では、第１の端子（１）の先端（13）がス
ライダー（４）に形成された第１の凹所（８）内に納ま
っており、接点は閉じられて通電状態にある。この場
合、先端（13）は凹所（８）内にあるので、ロッドの往
復動に伴う微振動によって、接点が開いてしまうような
誤動作は起こらない。

そして、ダイヤフラムが破損して、ロッド（20）の振動
の中心が片寄ると、ロッド（20）のつめ（15）がスライ
ダー（４）の突出部（16）に当接して当該突出部（16）
を押してスライダー（４）を移動させる。スライダー
（４）が移動すると、第１の端子（１）の先端（13）は
スライダー（４）に形成された第１の凹所（８）からは
ずれて、該第１の凹所（８）の前後（スライダーの移動
方向の前後）に形成された第２の凹所（17）内に移動す
る。このばあい、第１の端子（１）はその弾性力に抗し
て接点を構成するよう上方へ押されていたのであり、ま
た第２の凹所（17）は第１の凹所（８）よりも深く形成
されているので、前記先端（13）は下方へ移動して、接
点が開いて電気回路がオフ（off）の状態になる。こう
して、ダイヤフラムが破損するとただちにポンプの運転
が停止される。

つぎに、本発明の保護装置の他の実施例について説明す
る。

第2a図および第2b図に示される保護装置（Ｂ）は、スラ
イダー（４）の突出部（16）の数が２であり、またロッ
ド（20）に形成されたつめ（15）の数が１である点を除
いて第1a図および第1b図に示される実施例と同様の構成
である。かかる構成と採用するときは、ロッド（20）の
構造が簡単になり、異なる振幅に対してもつめの幅を変
えるだけで対応できるという利点がある。

なお、第2a図に示されるように、スライダー（４）の突
出部（16）の側面にゴムなどの弾性材料を接着剤などを
用いて付着しておくと、接触振動が緩和できるとともに
ダイヤフラムの破損寸前の力を蓄積できるという効果が
ある。

本発明の保護装置は、第３図に示されるように、ネジを
利用してポンプ本体の一部、たとえば電磁コイル上に取
り付けることができる。固定手段および固定場所は、本
発明においてとくに限定されないが、第３図に示される
ように電磁コイルの片側より片持ちばりとして取り付け
るのが好ましい。

以上、特定の実施例に基づいて説明したが、本発明の保
護装置はかかる実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が考えられる。

たとえば、第１の端子（１）の曲線部は、図示したサイ
ンカーブ状のもの以外にも、放物線状など種々の形状が
考えられる。また、ケースやスライダー突出部などの形
状も適宜のものが採用できる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明の保護装置は構造が簡単で
あるので、取付けやメンテナンスが容易になるととも
に、確実に作動してポンプ本体の故障を未然に防止でき
るという効果がある。また、リセットが可能であるの
で、繰り返して利用することができ、きわめて経済的で
ある。

【図面の簡単な説明】

第1a図は本発明の保護装置の一実施例の正常運転時にお
ける断面説明図、第1b図は第1a図に示される保護装置の
異常運転時における断面説明図、第2a図は本発明の保護
装置の他の実施例の正常運転時における断面説明図、第
2b図は第2a図に示される保護装置の異常運転時における
断面説明図、第３図は本発明の保護装置の取付状態の説
明図、第４図は一般的なダイヤフラム型エアーポンプの
平面図、第５〜６図は従来の保護装置の概略説明図であ
る。 （図面の主要符号） （Ａ）、（Ｂ）：保護装置 （１）：第１の端子 （２）：第２の端子 （３）：ケース （４）：スライダー （５）：ホルダー （６）：凸状曲線部 （８）：第１の凹所 （17）：第２の凹所

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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ッドの電磁振動によっ
   て、前記ロッドに連結されたダイヤフラムを駆動するエ
   アーポンプの保護装置であって、 少なくとも１ヵ所の凸状曲線部を有する第１の端子と、 該第１の端子の一端と電気的接点を構成しうる端部を有
   する第２の端子と、 前記第１および第２の端子を収容するケースと、 前記第１の端子の凸状曲線部の先端形状に対応した第１
   の凹所を有し、前記ロッドと同じ方向に移動可能であ
   り、かつロッド上縁部に形成された２個のつめと当接し
   うる長さの突出部を略中央に有するスライダーと、 該スライダーを滑動自在に収容し、上部開口部および下
   部開口部を有し、かつ前記ケースの下面に固着されてな
   る略筒状のホルダーとからなり、 ポンプの正常運転時においては前記凸状曲線部の先端が
   前記上部開口部を通してスライダーの第１の凹所内に収
   容されて、接点が閉じられており、異常発生時において
   はロッドのつめが前記下部開口部より突出するスライダ
   ーの突出部に当接してスライダーを滑動させ、前記第１
   の端子の先端を第１の凹所の前後に形成された第２の凹
   所内に移動せしめ、前記接点を開くよう構成されてなる
   ことを特徴とするダイヤフラム型エアーポンプの保護装
   置。
2. 【請求項２】前記スライダーの突出部の側面に弾性材料
   が付着されてなる請求項１記載の保護装置。
3. 【請求項３】前記弾性材料がゴムである請求項２記載の
   保護装置。
4. 【請求項４】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ッドの電磁振動によっ
   て、前記ロッドに連結されたダイヤフラムを駆動するエ
   アーポンプの保護装置であって、 少なくとも１カ所の凸状曲線部を有する第１の端子と、 該第１の端子の一端と電気的接点を構成しうる端部を有
   する第２の端子と、 前記第１および第２の端子を収容するケースと、 前記第１の端子の凸状曲線部の先端形状に対応した第１
   の凹所を有し、前記ロッドと同じ方向に移動可能であ
   り、かつロッド上縁部に形成された１個のつめと当接し
   うる長さの突出部を該つめをはさんで前後に２個有する
   スライダーと、 該スライダーを滑動自在に収容し、上部開口部および下
   部開口部を有し、かつ前記ケースの下面に固着されてな
   る略筒状のホルダーとからなり、 ポンプの正常運転時においては前記凸状曲線部の先端が
   前記上部開口部を通してスライダーの第１の凹所内に収
   容されて、接点が閉じられており、異常発生時において
   はロッドのつめが前記下部開口部より突出するスライダ
   ーの突出部に当接してスライダーを滑動させ、前記第１
   の端子の先端を第１の凹所の前後に形成された第２の凹
   所内に移動せしめ、前記接点を開くよう構成されてなる
   ことを特徴とするダイヤフラム型エアーポンプの保護装
   置。
5. 【請求項５】前記スライダーの突出部の側面に弾性材料
   が付着されてなる請求項４記載の保護装置。
6. 【請求項６】前記弾性材料がゴムである請求項４記載の
   保護装置。