JPH03249384A

JPH03249384A - 電磁駆動型流体ポンプ

Info

Publication number: JPH03249384A
Application number: JP4872390A
Authority: JP
Inventors: Keizo Takahashi; 高橋　敬三
Original assignee: TAKATSUKI DENKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: TAKATSUKI DENKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-11-07
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JP2856483B2

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］本発明は電磁駆動型流体ポンプに関する。さらに詳しく
は、ダイヤフラムに連結された永久磁石付振動子と、こ
の振動子をはさんで設けられた２個の電磁石との磁気的
相互作用によって振動子を往復運動させ、該往復運動に
連動してダイヤフラムを駆動させて流体を吸引し、吐出
する電磁駆動型流体ポンプに関する。

本発明の流体ポンプは、空気を対象とするばあいは、養
魚水槽、家庭浄化槽、気体圧送などに利用され、一方、
水を対象とするばあいは、液体移送、噴霧、塗装、理化
学装置などに利用される。これらのポンプにおいては、
とくに小型で簡易な構造であること、運転状態が静かで
あること、および長寿命であることが要求されている。

［従来の技術］従来より、この種のポンプは、第３図に示されるように
、Ｅ型鉄板積層鉄心（２Ｉ）にコイルを捲線して完成し
た２個の電磁石のを鉄フレームの上に対向して設置し、
該２個の電磁石の間に形成された３箇所の作動空隙に永
久磁石（至）を備えた振動子四をゴム製ダイヤフラム四
で懸架して配置している。そして、電磁石のに印加され
る商用交番電圧に応じて発生する作動空隙磁束と永久磁
石との吸引反発力によって前記振動子四は左右（第３図
において）に振動する。この振動子６の振動に対応する
ダイヤフラム四の変位に応じてポンプ圧縮室−の容積が
変化し、これによって流体を送出または吸引するポンプ
作用が行われる。

［発明が解決しようとする課題］電磁ポンプは、前記のごとく磁力によってポンプ作用が
営まれるのであるが、発生する磁束のうち実際に吸引力
、反発力を生ぜしめるのはを効磁束のみである。しかし
ながら、従来のポンプの磁気回路には多くの漏洩回路が
あり、ポンプ作用に有効な作動空隙を通る磁束数は電磁
石の容量に比べて少なく非能率的である。第４図は漏洩
磁束のない理想的な磁束の流れを示す説明図であり、第
５図は現実に鉄フレームやコイル内に磁束が漏洩してい
る様子をあられす説明図である。

すなわち、ポンプ作用をなす原動力は振動子の永久磁石
と該永久磁石が配置されている２個の電磁石間の作動空
隙の交番磁束との相互作用により生じるのであって、ポ
ンプ能力はその作動空隙磁束の多い少ないによって大き
く左右される。ところが電磁石によって発生した磁束は
すべてが必ずしも作動空隙を第４図に示されるように通
過することはない。現実には、磁力線は漏洩し、必要箇
所を通らない性質がある。従来のポンプは、構造的にこ
ういった欠点を各所に有しており、第５図に示されるよ
うな磁束配分となっていた。そして、φ３、φ４および
φ５の漏洩磁束によりφ１およびφ２は、理想時の磁束
２φおよびφよりもはるかに少なくなってしまうのであ
る。

また、ポンプ圧縮室のが鉄フレームのの外部に設けられ
ており、ポンプ全体が必要以上に大型化し不経済である
。さらに、ポンプ本体のままでポンプを作動させると弁
の開閉や振動子ムの振動などによる騒音が大きく、これ
をそのまま各家庭などで使用することは、実際問題とし
て不可能であり、このためポンプ本体を第３図に示され
るようにアルミニウム製の外筐ｊ内に密閉状態で収納し
、消音および防振を図っている。そして、この外筐（至
）のためにさらに構造が複雑になり大型化しており、コ
スト的にも問題となっていた。

本発明は、叙上の事情に鑑み、前記従来技術の有する欠
点が解消された電磁駆動型流体ポンプを提供することを
目的とする。すなわち本発明の目的は、磁束を有効に利
用することができ、ポンプの小型化および簡略化を図る
ことのできる電磁駆動型流体ポンプを提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］本発明の電磁駆動型流体ポンプは、電磁石と永久磁石と
の磁気的相互作用に基づく、前記永久磁石を備えた振動
子の電磁振動によって、前記振動子に連結されたダイヤ
フラムを駆動する電磁駆動型流体ポンプでありで、２個
の電磁石をそれぞれの一方の極が互いに異極となるよう
に対向して配置し、前記２個の電磁石のあいだに作動空
隙を形成せしめ、かつ、前記２個の電磁石のそれぞれの
他極端面を磁性体部分を有するポンプ外筐に固着して閉
回路を構成せしめたことを特徴としている。

［実施例］以下、添付図面に基づき本発明の電磁駆動型流体ポンプ
（以下、流体ポンプという）を詳細に説明する。

第１図は本発明の流体ポンプの一実施例の水平断面図、
第２図は第１図に示される流体ポンプにおける磁力線の
様子をあられす図である。

第１図において、（１）は電磁石であり、この電磁石（
１）は鉄芯（２）と該鉄芯（２）の周囲に設けられた６
、６ナイロンなどからなるコイル枠（３）と該コイル枠
（３）に捲回された銅線などからなるコイル（４）とか
ら構成されている。鉄芯（２）としては１．６ＩＩｔ程
度の鉄板を屈折して作製したものや硅素鋼板を複数枚積
層したものなど、ポンプのサイズや能力に応じて種々の
ものを用いることができる。

前記電磁石（１）は２個で１対であり、たとえば１．８
ａｍ”の鉄板製ポンプ外筐（５）の内側に、一方の極が
互いに異極となるように対向して配置されている。鉄芯
（２）のポンプ外筐（５）への固定は第１図に示される
ようにネジで行うようにしてもよいし、溶接や接着剤で
行うようにしてもよい。

ポンプ外筐（５）は全体を磁性体で作製する必要はなく
、少なくとも一部分に磁性体を有していればよい。すな
わち、鉄芯（２とポンプ外筐（５）によって磁気回路が
形成されていればよく、磁束密度に応じてアルミニウム
板などの金属材料、合成樹脂などの非金属材料を適宜選
定して使用することができる。

前記一対の電磁石（１）のあいだには作動空隙（６）が
形成されており、この作動空隙（６）内に２個の永久磁
石（刀（たとえばフェライト磁石）を備えた振動子（８
）が配置されている。この永久磁石（７）はＮ極とＳ極
とがお互いに逆になるように振動子（８）の中央部分に
取り付けられている（第１図参照）。

振動子（８）の両端部は、センタープレート（９）を介
してＥＰＤＭなどからなるダイヤフラム００）に連結さ
れている。センタープレート（９）は、ダイヤフラム０
０１の両面に設けられており、該ダイヤフラムを押し引
きして左右（第１図において）に変位させる要素である
。センタープレート（９）とダイヤフラム（至）とは、
ナツト旧）と取付は座（＋２）とのあいだに介装されて
おり、ナツト旧）により締め付けられることにより振動
子（８）の先端部に固定されている。

ダイヤフラム（財）はポンプ外筐（５）の左右（第１図
において）に形成されたポンプケーシングｎに装着され
ており、ポンプ圧縮室■を構成している。ダイヤフラム
Ｍの形状やポンプケーシング■への装着方法は、第１図
に示されるようにポンプ圧縮室■に被せて使用するもの
以外に、第３図においてので示される形状のダイヤフラ
ムを同図のポンプ圧縮室のを構成するように、挾み込ん
で装着してもよい。また、ポンプ騒音を許容するならば
、第１図に示されるポンプ圧縮室（１４）構成部を第３
図に示されるようにポンプ外筐（５）の外側面に装着す
るようにしてもよく、ポンプ圧鮨室の配置は本発明にお
いてとくに限定されるものではない。ポンプケーシング
０は、さらに吸引室６および吐出室■を有しており、吸
引室すは吸入口面と吸入弁（至）を、吐出室０θは吐出
口（至）と吐出弁■をそれぞれ備えている。吐出口（至
）にはチューブ（図示せず）などが接続される。吸入弁
のおよび吐出弁■は、第１図に示される唇状弁以外にも
、たとえば円型弁など他の種類の弁を採用することも可
能である。

ポンプケーシング日はＰＢＴなどで作製されており、第
１図に示される実施例ではボルトによってポンプ外筐（
５）に固定されているが、接着剤により固定するように
してもよく、またインロー式に挿入し、挟着してもよい
。

第１図に示される流体ポンプの、磁路に沿って完結する
磁束の通過は、第２図に示されるように一方の鉄芯■か
ら作動空間（３１）、他方の鉄芯（３２）、ポンプケー
シング（３３）を経由して前記一方の鉄芯（３０）に戻
るようになっている。すなわち、２つの電磁石による発
生磁束はすべて作動空間（３１）を通る磁束（φ）に等
しく、全く無駄のない、つまり漏洩磁束のない構造とな
っている。これは、２つの電磁石が磁性体部を有するポ
ンプケーシングに結合され、第２図に示されるようにた
だ１箇所の作動空隙を形成する磁気回路が形成されてい
るからである。

つぎに本実施例の流体ポンプの動作について簡単に説明
する。

電磁石（１）に交流電流を流すと交流電流の変化に同期
して電磁石（１）の両端にＮ極およびＳ極の磁極が交互
に生じ、これにより磁性体である鉄芯（２も交流電流の
変化に同期して磁化され、それらの先端にはそれぞれ異
なる極性の磁極が交互にあられれる。こうして、鉄心（
２）の先端と永久磁石（７）のあいだの引力および斥力
によって振動子（８）は第１図において左右方向に往復
運動を行い、これに連動してダイヤフラム（転））が左
右に振動する。そしてダイヤフラムＭの振動（変位によ
ってポンプ圧縮室■の容積が変化して、空気や水などの
流体が吸入、吐出される。

［発明の効果］以上説明したとおり、本発明の流体ポンプでは、電磁石
の鉄芯が磁性体部分を有するポンプケーシングに固定さ
れており、二〇鉄芯とポンプケーシングとで磁気回路を
構成するようにしているので、磁気回路が極めて単純と
なる。また、従来のポンプにおけるがごとき漏洩磁束を
無くすことができるので、電磁石の効率が大幅に上昇し
、小型でも強力な出力をうろことができる。さらに騒音
や振動の発生源であるポンプケーシングをポンプ外筐内
に収容するときは、このポンプ外筐が防音効果を発揮す
るので、さらに外側にケーシングを用いることなく騒音
を小さく抑えることができ、ポンプの小型化、軽量化お
よび低コスト化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体ポンプの一実施例の水平断面図、
第２図は第１図に示される流体ポンプにおける磁力線の
様子をあられす図、第３図は従来の流体ポンプの概略説
明図、第４図は従来の流体ポンプにおいて漏洩磁束のな
い理想的な磁束の流れを示す説明図、第５図は同じく現
実に鉄フレームやコイル内に磁束が漏洩している様子を
あられす説明図である。（図面の主要符号）（１）：電磁石（ｚ：鉄　芯（４）：コイル（５）：ポンプ外筐（７）：永久磁石（８）：振動子（ト）：ダイヤフラム旧：ポンプケーシング０Φ：ポンプ圧縮室特許出願人株式会社高槻電機製作所 ′：Ｕｊミ７：永久磁石８：振動子１０：ダイヤ７ラム１３：ポンプケーシング１４；ボンＡ玉縮室 ′Ａ−１Ａ′２図才３図９第４図才５図手続補正書（自発）平成２年３月３０日１事件の表示平成２年特許願第４８７２３号２発明の名称電磁駆動型流体ポンプ３補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　大阪府高槻市八丁西町８番１６号住　所　　大阪市中央区谷町２丁目２番２２号ＮＳビル
　　　　　　　　　　　　　　主−７ニア：氏　名　　
（８５２２）弁理士　朝　日　奈　宗　太“シー塊・・
＝、−で電話（０８）　９４３−８９２２　（代）−一一ほか２
名５補正の対象（１）　　明細書の「発明の詳細な説明」の欄６補正の
内容（１）　　明細書工０頁５行の「ポンプケーシング」を
「ポンプ外筐」と補正する。［２）　　同１０頁１１行の「ポンプケーシング」を「
ポンプ外筐」と補正する。（３）　　同１１頁１０〜１１行の「ポンプケーシング
」を「ポンプ外筐Ｊと補正する。け）　同１１頁１１〜１２行の「ポンプケーシング」を
「ポンプ外筐」と補正する。以　　上

Claims

【特許請求の範囲】１　電磁石と永久磁石との磁気的相互作用に基づく、前
記永久磁石を備えた振動子の電磁振動によって、前記振
動子に連結されたダイヤフラムを駆動する電磁駆動型流
体ポンプであって、２個の電磁石をそれぞれの一方の極
が互いに異極となるように対向して配置し、前記２個の
電磁石のあいだに作動空隙を形成せしめ、かつ、前記２
個の電磁石のそれぞれの他極端面を磁性体部分を有する
ポンプ外筐に固着して閉回路を構成せしめたことを特徴
とする電磁駆動型流体ポンプ。２　前記ポンプ外筐が磁性体部分と非磁性体部分とから
なる請求項１記載の電磁駆動型流体ポンプ。