JPH0472478A - 振動型ポンプ - 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］ 本発明は振動型ポンプに関する。さらに詳しくは、部品
点数が少なく構造が簡単な振動型ポンプに関する。本発
明のポンプは低圧のポンプとして、浄化槽用、養魚用、
理化学用などの空気や水を供給する分野に適用が可能で
ある。

［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、電磁石と永久磁石との磁気的相互作用に基づ
く、該永久磁石を備えた振動子の振動を利用して流体を
吸引、吐出する振動型ポンプとして、第４図に示される
形のものが一般に用いられている。

第４図に示されるポンプは、Ｅ型鉄板積層鉄心（５１）
にコイルを捲線して完成した２個の電磁石（５２）を鉄
フレーム（５３）上に対向して設置し、該２個の電磁石
（５２）間に形成された３箇所の作動空隙に永久磁石（
５４）を備えた振動子（５５）をゴム製ダイヤフラム（
５６）で懸架して配置している。

そして、電磁石（５２）に印加される商用交番電圧に応
し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（５５）は、左右（第４図において）
に振動する。この振動子（５５）の振動に対応するダイ
ヤフラム（５６）の変位に応じてポンプ圧縮室（５７）
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。

しかしながら、前記従来型のポンプは構造上電磁石（５
２）と鉄フレーム（５３）を兼用することができず、し
たがって部品点数が多くなるとともに、構造が複雑であ
るという欠点があった。

本発明は、斜上の事情に鑑み、ポンプ本体の機能および
特性を低下させることなく、部品点数を可及的に少数に
し、構造を簡単にすることのできる振動型ポンプを提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の振動型ポンプは、（ω有底円筒体からなる外筒
と、（１１）該外筒内に外筒と同軸に配置された内筒と
、（ｃ）前記外筒と内筒の空隙内に挿入されており、径
方向に着磁された円筒状磁石がベル形フレームの外周面
に装着されてなる磁石振動体と、曲該磁石振動体を支持
すべく前記磁石振動体の中心軸方向に取り付けられたダ
イヤフラムと、（ｅ）前記外筒および内筒の空隙内であ
って前記円筒磁石と対向する位置に配置された円筒型電
磁コイルとからなることまたは、（ａ）有底円筒体から
なる外筒と、（ｂ）該外筒内に外筒と同軸に配置された
内筒と、（ｃ１前記外筒と内筒の空隙内に設けられてお
り、略コ型断面を有する円環状磁極内にコイルが円筒状
に捲回された少なくとも１個の円筒型電磁コイルと、（
ｄ）径方向に着磁された円筒状磁石が前記円筒型電磁コ
イルと同数たけベル形フレームに装着されてなる磁石振
動体と、（ｅ）該磁石振動体を支持すべく前記磁石振動
体の中心軸方向に取り付けられたダイヤフラムとからな
り、前記電磁コイルはその外周面が外筒の内周面に接す
るよう配置されており、かつ、前記磁石振動体は、円筒
状磁石が前記電磁コイルの内周面と空隙を経て対向する
よう外筒と内筒の空隙内に挿入さ、れてなることを特徴
としている。

［実施例コ 以下、添付図面に基づき本発明の振動型ポンプを詳細に
説明する。

第１図は第１の発明にかかわる振動型ポンプの一実施例
の概略説明図、第２図は第２の発明にかかわる振動型ポ
ンプの一実施例の概略説明図、第３図は第２の発明にか
かわる振動型ポンプの他の実施例の概略説明図である。

まず、本発明のポンプのうち第１の発明にかかわるポン
プについて説明する。

第１図において、（１）は底部（２）を有する薄肉円筒
体からなる外筒であり、厚さ１〜２ＩＩ１１程度の鉄板
を成形加工したものである。外筒（１）内には、同じく
薄肉円筒体からなる内筒（３）が外筒（１）と同軸に配
置されている。外筒（１）と内筒（３）の空隙（４）内
には、銅線などを捲回した円筒状の電磁コイル（５）が
配置されている。

（６）はベル形フレーム（７）の外周に径方向に着磁さ
れた円筒状磁石（８）が装着された構造の磁石振動体で
ある。この磁石振動体（６）はその一部が外筒（１）と
内筒（３）の空隙（４）内に挿入されている。なお、第
１図に示される円筒状磁石（８）は内側がＮ極で外側が
Ｓ極に着磁されているが、もちろん逆に着磁された磁石
を用いることも可能である。

円筒状磁石（８）としてはフェライト磁石や希土類磁石
などを用いることができる。

磁石振動体（６）は、センタープレート（９）ヲ介シて
ＥＰＤＭなどからなるダイヤフラムＭに連結されており
、このダイヤフラム（ト））によって磁石振動体（６）
が支持されている。センタープレート（９）はダイヤフ
ラム良の両面に設けられており、該ダイヤフラム（ト）
）を押し引きして上下（第１図において）に変位させる
要素である。磁石振動体（６）は、取付は座０１）を介
してボルト０りとナツト圏によってダイヤフラム℃に固
定されている。

ダイヤフラム（１０１の外周端部０４）は、外筒（１）
の延長部分にボルトで固定されたＰＢＴなどからなるダ
イヤフラム台６とポンプケーシング的とにより嵌装され
ている。ダイヤフラム（Ｋ））とポンプケーシング□□
□の凹部によりポンプ圧縮室口が形成されている。ポン
プケーシング□□□は、さらに吸引室ＯＦ３および吐出
室（至）を有しており、吸引室□□□は吸入口■と吸入
弁（２１１を、吐出室Ｕは吐出口ｎと吐出弁のをそれぞ
れ備えている。吐出口のにはチューブ（図示せず）など
が接続される。吸入弁（２１）および吐出弁のは、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。

ポンプケーシング的はＰＢＴなどで作成されており、第
１図に示される実施例ではダイヤプラム合方とともにボ
ルトによって外筒（１）の延長部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い。

第１図に示される実施例では、円筒（３）の内側にスプ
リングＱ４が配設されている。該スプリングＱ４は磁石
振動体（６）の振動効率を改良する役割を果たしている
。すなわち、磁性および磁路の構成上、吸引力の方が反
発力よりも大きくなるのであるが、スプリングＱ４によ
って吸引時のエネルギーの一部を貯えるようにして、こ
の貯えたエネルギーを反発時に放出することによってエ
ネルギーの有効利用を図り、振動効率が高められるので
ある。また、スプリングＱ４のバネ常数を調整すること
によって、電源の周波数とポンプ可動部の固有振動数を
同調させることができるので、これによってもポンプ出
力を増大させることができる。

また、ポンプケーシング（ト）の外部に該ポンプケーシ
ングを覆うようにハウジング（４２）を設けることによ
り流体の吸引、吐出に伴う音を低減することができる。

第１図に示される実施例ではハウジング（４２）はポン
プ外筐としての役割ときもに消音タンクとしての役割を
果しており、部品点数の低減に役立っている。

つぎに第１図に示される実施例の動作について簡単に説
明する。

電磁コイル（５）に交流電流を流すと交流電流の変化に
周期して外筒（１）および内筒（３）はＮ極またはＳ極
に磁化される。第１図は外筒（１）がＮ極に、内筒（３
）がＳ極に磁化しているばあいをあられしている。この
とき、円筒状磁石（８）の外側部分と外筒（１）、およ
び円筒状磁石（８）の内側部分と内筒（３）は互いに吸
引し合い、磁石振動体（６）は矢印で示されるように第
１図において下方に移動する。

そして磁石振動体（６）の動きに連動してダイヤフラム
００）も下方に移動してポンプ圧縮室促）内に空気など
の流体が吸引される。つぎに、交流電源の極性が反転す
ると外筒（１）および内筒（３）の極性が前とは反対に
なるので、今度は磁石振動体（６）は反発されて上方に
動きダイヤフラム（ト））を押し上げる。その結果、空
気圧縮室口内に吸引された流体は吐出室鉋より吐出され
る。このようにして、ダイヤフラムηの振動（変位）に
よってポンプ圧縮室面の容積が変化して、空気や水など
の流体が吸入、吐出される。

つぎに、本発明のポンプのうち第２の発明にかかわるポ
ンプについて説明する。

第２図に示されるポンプは電磁コイル（３１）として略
コ型断面を有する円環状磁極（３２）内にコイルが円筒
状に捲回されたものが用いられている。そして、この電
磁コイル（３１）は外筒（３３）の内周面に接するよう
配置されている。電磁振動体（３４）は、その円筒状磁
石（３５）が前記電磁コイル（３１）の内周面と空隙を
隔てて対向するように外筒（３３）と内筒（３６）の空
隙内に挿入されている。

このように、第２図に示される実施例では吸引または反
発する箇所が軸方向に２箇所できるような構成となって
いる。このため、第１図に示される実施例（第１の発明
）に比べて、ポンプ圧力ないし出力を増大させることが
できる。

また、第２図に示されるポンプは、吸引力と反発力をほ
ぼバランスさせることができるので、第１図に示される
ポンプのようにスプリングを設けなくともよい。たたし
、スプリングを設けたばあいは、同調周波数の調整が容
易になるというメリットがある。

磁石振動体（３４）は、ダイヤフラム（３７）によって
片側だけ支持されており不安定であるので、振動に際し
て、円筒状磁石（３５）と円環状磁極（３２）、または
ベル形フレーム（３８）と内筒（３６）とが接触して摩
耗や音が発生する慣れがある。このため、内筒（３６）
の外側またはベル形フレーム（３８）の内側に円筒状の
スライドベアリングを設けておくのが好ましい。

さらに、外筒（３３）の底部（３９）にバルブ（４ｏ）
を設けておき、運転時にポンプ本体が発生する空気圧と
逆位相の空気圧を取り出し、両空気圧を合成混合するの
が好ましく、これによりポンプ流量を約２倍にすること
ができる。また、出力空気をバイブ（４１）でハウジン
グ（４７）に導くことで、消音効果を上げることができ
る。

第３図に示される実施例は、ベル形フレーム（４４）に
円筒状磁石（４５）が２個取り付けられており、またこ
れに対応して電磁コイル（４６）も２個設けられている
。このため第２図に示される実施例に比較してさらに出
力をアップさせることができる。なお、図示しないが、
円筒状磁石と電磁コイルを３組以上設けることも可能で
ある。

第２〜３図に示されるポンプの動作は第１図に示される
ものと基本的に同様であり、たとえば第２図に示される
状態のときは磁石振動体（３４）が下方（第２図におい
て）に移動し、逆の極性のときは上方へ移動して、流体
の吸入、吐出が行われる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明のポンプによれば部品点数
を減らしてポンプの構造を簡略化できるという効果があ
る。その結果、製作工程が簡単になり、材料費の低減と
も併せて、製品のコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明にかかわる振動型ポンプの一実施例
の概略説明図、第２図は第２の発明にかかわる振動型ポ
ンプの一実施例の概略説明図、第３図は第２の発明にか
かわる振動型ポンプの他の実施例の概略説明図、第４図
は従来の振動型ポンプの概略説明図である。 （図面の主要符号） （１）、（３３）　：外　筒 （３）、（３Ｂ）　：内　筒 （５）、（３１）、（４６）　：電磁コイル（６）、（
３４）　：磁石振動体 （７、（３８）、（４４）　：ベル形フレーム（８）、
（３５）、（４５）　：円筒状磁石（転））、 ダイヤフラム （ハ） ポンプケーシング 才２図 才３回 第４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）有底円筒体からなる外筒と、 （ｂ）該外筒内に外筒と同軸に配置された内筒と、 （ｃ）前記外筒と内筒の空隙内に挿入されており、径方
   向に着磁された円筒状磁石がベル形フレームの外周面に
   装着されてなる磁石振動体と、 （ｄ）該磁石振動体を支持すべく前記磁石振動体の中心
   軸方向に取り付けられたダイヤフラムと、 （ｅ）前記外筒および内筒の空隙内であって前記円筒状
   磁石と対向する位置に配置された円筒型電磁コイル とからなることを特徴とする振動型ポンプ。 ２（ａ）有底円筒体からなる外筒と、 （ｂ）該外筒内に外筒と同軸に配置された内筒と、 （ｃ）前記外筒と内筒の空隙内に設けられており、略コ
   型断面を有する円環状磁極内にコイルが円筒状に捲回さ
   れた少なくとも１個の円筒型電磁コイルと、 （ｄ）径方向に着磁された円筒状磁石が前記円筒型電磁
   コイルと同数だけベル形フレームの外周面に装着されて
   なる磁石振動体と、 （ｅ）該磁石振動体を支持すべく前記磁石振動体の中心
   軸方向に取り付けられたダイヤフラムとからなり、前記
   電磁コイルはその外周面が外筒の内周面に接するよう配
   置されており、かつ、前記磁石振動体は、円筒状磁石が
   前記電磁コイルの内周面と空隙を隔てて対向するよう外
   筒と内筒の空隙内に挿入されてなることを特徴とする振
   動型ポンプ。 ３　前記内筒の外側または前記磁石振動体のフレームの
   内側に、円筒状のスライドベアリングが設けられてなる
   請求項１または２記載のポンプ。 ４　外筒の底部にバルブが設けられており、運転時にポ
   ンプ本体が発生する空気圧と逆位相の空気圧を取り出し
   、両空気圧を合成混合するよう構成されてなる請求項１
   、２または３記載のポンプ。 ５　空気室を構成するポンプケーシングの外部に該ポン
   プケーシングを覆うようにハウジングが設けられてなる
   請求項１、２、３または４記載のポンプ。 ６　前記内筒の内側または外側にスプリングが配設され
   てなる請求項１または２記載のポンプ。