JPH11280654A - 振動型ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した量の流体を吐出することができる振
動型ダイヤフラムポンプを提供すること。 【解決手段】 本発明の振動型ダイヤフラムポンプ１
は、ポンプ室を構成するダイヤフラム４に対して固定さ
れた雄磁気ネジ又は雌磁気ネジによる振動ネジ１６と、
その振動ネジ１６に対応して設けられた回転可能な雌磁
気ネジ又は雄磁気ネジによる回転ネジ７とを有し、振動
ネジ１６と回転ネジ７とで生じる反発力によって、回転
ネジ７の回転に伴って振動ネジ１６に軸方向の往復運動
を発生させてダイヤフラム４を駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムの振
動によってポンプ室を圧縮、拡張させて流体を吸引、吐
出する振動型ダイヤフラムポンプに関し、更に詳細に
は、ダイヤフラムに振動を与えるための手段として磁気
ネジを利用した振動型ダイヤフラムポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ポンプ室の一方の壁をダイヤ
フラムで形成し、そのダイヤフラムを振動させてポンプ
室を圧縮、拡張させることによって、そのポンプ室内に
流体を吸引し或いはポンプ室内の流体を吐出する振動型
ダイヤフラムポンプが利用されている。このような振動
型ダイヤフラムポンプでは、そのダイヤフラムを振動さ
せるための構成として、電磁石と永久磁石の磁気的相互
作用に基づいて形成されたものが一般的である。その一
例として、特開平８−１３５５７６号公報に開示された
ものを挙げることができる。図１０は、当該公報に開示
された振動型ダイヤフラムポンプの一部断面斜視図であ
る。

【０００３】このダイヤフラムポンプは、振動子１００
が永久磁石１０１の両極にあって励磁される磁極片１０
２，１０２及びこれらを支持する軸１０３からなる。軸
１０３の両端はダイヤフラム１０４，１０４に連結さ
れ、そのダイヤフラム１０４，１０４によって支持され
ている。振動子１００は、電磁コイル１１０，１１０の
磁極の変化に応じて軸方向に振動する。電磁コイル１１
０，１１０は、振動子１００の磁極片１０２，１０２が
その内側にくるように配設される。そして、ポンプ部
は、ダイヤフラム１０４，１０４の外周部を把持するた
めのダイヤフラム台１２１，１２１が左右対称に装着さ
れ、ダイヤフラム１０４，１０４の振動によって圧縮、
拡張するポンプ室１２２（一方のみを図示）が形成され
ている。

【０００４】そこで、２つの電磁コイル１１０，１１０
に交流電流を流すと、交流の変化に同期して電磁コイル
１１０，１１０の内側左右端部がＮ極またはＳ極に磁化
される。例えば半周期のあいだＮ極に励磁されていると
すると、永久磁石１０１によって磁化されているＮ極の
磁極片１０２がこれと反発し、Ｓ極の磁極片１０２が吸
引される。この反発力と吸引力はともに同じ方向を向い
ているため、その方向に振動子１００が移動することと
なる。よって、振動子１００が移動して一方のダイヤフ
ラム１０４がポンプ室１２２を圧縮し、そのポンプ室１
２２から流体が吐出されると同時に、他方のダイヤフラ
ム１０４がポンプ室１２２を拡張させて流体を吸引す
る。次の半周期のあいだでは、電磁コイル１１０，１１
０の内側左右端部はＳ極に磁化され、振動子１００は逆
方向に移動して逆転したポンプ室１２２で吸引と吐出が
行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来から一般的に使用されている振動型ダイヤフラ
ムポンプ、即ちダイヤフラムを振動させるために電磁石
と永久磁石の磁気的相互作用に基づいて構成されたもの
では、以下のような問題があった。即ち、従来の振動型
ダイヤフラムポンプは、ポンプ室１２２を圧縮する際に
ダイヤフラム１０４がバック圧を受けるため、電磁コイ
ル１１０によって発生する磁力が弱い場合には、バック
圧による抵抗を受けて振動子１００を十分に移動させる
ことができなかった。

【０００６】従って、振動子１００が設定したストロー
ク分移動しない場合には、ダイヤフラム１０４の駆動が
小さくなるのに伴ってポンプ室１２２の容積変化が小さ
くなり、ひいてはポンプ室１２２から押し出される流体
が設定吐出量に満たなくなってしまうという問題があっ
た。一方、磁力を高めるために電磁コイル１１０へ流す
交流電流の大きくしたり、磁力の強い磁石を使用するこ
とが考えられるが、熱の発生や価格の面から好ましくは
ない。また、従来の振動型ダイヤフラムポンプでは、電
源の変動により電磁コイル１１０に発生する磁力が変動
し、ポンプ室１２２内の流体にかかる圧力が変化すると
いう問題もあった。

【０００７】そこで本発明は、かかる問題点を回避すべ
く、安定した量の流体を吐出することができる振動型ダ
イヤフラムポンプを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる本発明
の振動型ダイヤフラムポンプは、ポンプ室を構成するダ
イヤフラムに対して固定された雄磁気ネジ又は雌磁気ネ
ジによる振動ネジと、その振動ネジに対応して設けられ
た回転可能な雌磁気ネジ又は雄磁気ネジによる回転ネジ
とを有し、前記振動ネジと前記回転ネジとで生じる反発
力によって、回転ネジの回転に伴って振動ネジに軸方向
の往復運動を発生させて前記ダイヤフラムを駆動させる
ことを特徴とする。

【０００９】このような振動型ダイヤフラムポンプで
は、回転ネジの回転に対して、その回転ネジに磁力によ
って吸引されている振動ネジには、ダイヤフラムがポン
プ室を圧縮するよう駆動する方向に移動する力が作用す
る一方、その振動ネジは、所定量移動したところで移動
が制限されるために回転ネジとの同極による反発力が生
じ、ダイヤフラムがポンプ室を拡張する反対方向へ移動
する力が作用する。従って、回転する回転ネジに対して
振動ネジには軸方向の往復運動が発生し、これによって
駆動するダイヤフラムによりポンプ動作が行われて流体
が吐出される。

【００１０】従って、振動ネジが回転ネジから反発する
際に最もポンプ室が圧縮されるが、そのダイヤフラムが
ポンプ室を圧縮させる方向へ振動ネジを移動させる力、
即ち反発力は、振動ネジ及び回転ネジを構成する磁気ネ
ジのピッチ、並びに振動ネジの長さを調整することによ
って大きくすることができるため、ダイヤフラムにかか
るバック圧に打ち勝つ力を容易に得ることができ、安定
した量の流体を吐出することができる。また、電源の変
動に関係なく振動ネジと回転ネジとの反発力によってダ
イヤフラムを駆動させることができるため、ポンプ室内
の流体にかかる圧力を一定にすることができる。

【００１１】請求項２にかかる本発明の振動型ダイヤフ
ラムポンプは、前記請求項１のものにおいて、前記振動
ネジが、前記ダイヤフラムに対して固定されたスライダ
の貫通孔内に設けられた雌磁気ネジであり、前記回転ネ
ジが、前記スライダの貫通孔を通して回転自在に支持さ
れた回転軸に設けられた雄磁気ネジであって、前記回転
軸に回転を与えるモータを有することを特徴とする。

【００１２】このような振動型ダイヤフラムポンプで
は、モータで回転軸を回転させてスライダとの間に設け
られた回転ネジ及び振動ネジによってスライダを往復運
動させると同時に、そのスライダに固定されたダイヤフ
ラムを駆動させて流体の吐出が行われる。よって、モー
タの回転数にかかわらず反発力は磁気ネジのピッチ及び
長さによって決定されるため、流体の吐出速度を変化さ
せてもダイヤフラムの駆動毎の流体吐出量は安定する。

【００１３】請求項３にかかる本発明の振動型ダイヤフ
ラムポンプは、前記請求項２のものにおいて、前記モー
タが、その中空軸に前記回転軸を通してなる中空軸モー
タであって、その中空軸モータの中空軸内には、着磁帯
を軸方向にストレート着磁した雌磁気カップリングを設
け、前記回転軸には、着磁帯を軸方向にストレート着磁
した雄磁気カップリングを設けて、中空軸モータの回転
を雄磁気カップリングと雌磁気カップリングとの磁力に
よって回転軸に伝達するものであることを特徴とする。
このような振動型ダイヤフラムポンプでは、モータの回
転が磁気カップリングを介して回転軸に伝達され、回転
軸をとスライダとの間に設けられた回転ネジ及び振動ネ
ジによってスライダを往復運動させると同時に、そのス
ライダに固定されたダイヤフラムを駆動させて流体の吐
出が行われる。よって、モータに対して回転軸が非接触
なため芯出しが容易になり、組み付け作業が簡素化され
る。

【００１４】請求項４にかかる本発明の振動型ダイヤフ
ラムポンプは、前記請求項２又は請求項３のものにおい
て、前記スライダが、その摺動方向に配設された一対の
ダイヤフラムに対して固定されたものであることを特徴
とする。このような振動型ダイヤフラムポンプでは、モ
ータの回転に伴って回転ネジ及び振動ネジによってスラ
イダが往復運動すれば、一対のダイヤフラムがそれぞれ
のポンプ室を交互に圧縮及び拡張するように駆動し、２
個のポンプ室から流体の吐出が行われる。よって、一組
の磁気ネジによって２個のポンプ室のダイヤフラムを駆
動させることができ、またこの場合、ダイヤフラムから
受ける抵抗が大きくなっても磁気ネジのピッチ及び長さ
を調整することによって、やはり安定したダイヤフラム
の駆動、即ち定量の流体を吐出できる。

【００１５】請求項５にかかる本発明の振動型ダイヤフ
ラムポンプは、前記請求項１のものにおいて、前記振動
ネジが、ダイヤフラムに固定された円筒部材の内部に設
けられた雌磁気ネジであり、前記回転ネジが、前記円筒
部材内に挿入された軸部材に設けられた雄磁気ネジであ
って、前記軸部材に回転を与えるモータを有することを
特徴とする。また、請求項６にかかる本発明の振動型ダ
イヤフラムポンプは、前記請求項５のものにおいて、前
記円筒部材は、同軸上に配置された一対のダイヤフラム
に固定され、前記軸部材は、両軸モータのモータ軸に固
定されたものであって、一方の雄磁気ネジ及び雌磁気ネ
ジが他方の雄磁気ネジ及び雌磁気ネジと逆向きに着磁さ
れたものであることを特徴とする。

【００１６】また、請求項７にかかる本発明の振動型ダ
イヤフラムポンプは、前記請求項５のものにおいて、前
記円筒部材は、同軸上に配置された一対のダイヤフラム
に固定され、前記軸部材は、回転自在な回転円盤の軸上
両面に固定され、一方の雄磁気ネジ及び雌磁気ネジが他
方の雄磁気ネジ及び雌磁気ネジと逆向きに着磁されたも
のであって、前記回転円盤に回転を与えるモータと、そ
のモータの回転を前記回転円盤に伝達する伝達手段とを
有することを特徴とする。よって、前記請求項５乃至請
求項７にかかる本発明の振動型ダイヤフラムポンプは、
振動ネジを直接ダイヤフラムに設けるので、ポンプを小
型化することができる。

【００１７】請求項８にかかる本発明の振動型ダイヤフ
ラムポンプは、前記請求項１のものにおいて、中空軸モ
ータの中空軸を貫通した軸部材の端部がダイヤフラムに
固定され、前記振動ネジが、前記軸部材に設けられた雄
磁気ネジであり、前記回転ネジが、前記中空軸モータの
中空軸内に設けられた雌磁気ネジであることを特徴とす
る。よって、一組の磁気ネジによって２個のポンプ室の
ダイヤフラムを駆動させることができ、またこの場合、
ダイヤフラムから受ける抵抗が大きくなっても磁気ネジ
のピッチ及び長さを調整することによって、やはり安定
したダイヤフラムの駆動、即ち定量の流体を吐出でき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる振動型ダイ
ヤフラムポンプ（以下、単に「ダイヤフラムポンプ」と
いう）の一実施の形態について図面を参照して説明す
る。図１は、ダイヤフラムポンプの第１実施の形態を示
した一部断面側面図である。ダイヤフラムポンプ１は、
プレート２の一端に立設されたフレーム３にカップ型の
ダイヤフラム４が内側（図面左方）から固定されてい
る。このフレーム３には、前記従来例で示したと同様に
（図１０のポンプ室１２２）、ダイヤフラム４によって
一部を囲むようにして図示しないポンプ室が形成されて
いる。一方、プレート２の他端にはフレーム５が立設さ
れ、そのフレーム３，５との間に回転軸６が架設され、
ベアリングによって回転自在に支持されている。

【００１９】回転軸６には、被せるようにして円筒磁石
が嵌着され、軸方向に２分割された領域に雄磁気ネジ７
と雄磁気カップリング８とが形成されている。雄磁気ネ
ジ７は、Ｎ極着磁帯とＳ極着磁帯とが交互に位置するよ
うに螺旋状に着磁されたものであり、請求項１に記載す
る回転ネジを構成する。また雄磁気カップリング８は、
Ｎ極着磁帯とＳ極着磁帯とが交互に位置するように軸方
向に直線的に着磁されたものである。また、フレーム５
には中空軸モータ９が固定され、その中空軸に回転軸６
が非接触で貫通されている。中空軸モータ９は、中空軸
をなす回転円筒体１０が不図示の電磁コイルに発生する
回転磁界によって回転するように、両端のブシュ内に摺
接されたものである。

【００２０】その回転円筒体１０内には円筒磁石１１が
嵌着され、雄磁気カップリング８に対応してＮ極着磁帯
とＳ極着磁帯とが交互に位置するよう軸方向に直線的に
着磁された雌磁気カップリング１２が形成されている。
更に、プレート２上には回転軸６に沿ってスライドレー
ル１３が敷設され、そのスライドレール１３を摺動する
スライダ１４が設けられている。スライダ１４は、回転
軸６が貫通する貫通孔が摺動方向に穿設され、その貫通
孔を貫いた回転軸６とは非接触である。スライダ１４の
貫通孔内には円筒磁石１５が嵌着され、雄磁気ネジ７に
対応するＮ極着磁帯とＳ極着磁帯とが交互に位置するよ
う螺旋状に着磁された雌磁気ネジ１６が形成され、この
雌磁気ネジ１６が請求項１に記載する振動ネジを構成す
る。また、スライダ１４とダイヤフラム４とがＬ字形の
アーム１７によって連結されている。

【００２１】そこで、このような構成のダイヤフラムポ
ンプ１は、次のようにしてポンプ動作が行われる。起動
した中空軸モータ９は、電磁コイルに発生する回転磁界
によって回転円筒体１０に所定方向の回転が生じ、その
回転円筒体１０と一体に設けられた雌磁気カップリング
１２が回転する。この雌磁気カップリング１２は、回転
支持された回転軸６の雄磁気カップリング８と磁力によ
って吸引し合っているため、その雄磁気カップリング８
に雌磁気カップリング１２と同方向の回転が伝達され
る。従って、雌磁気カップリング１２と回転軸６に対し
て一体に形成された雄磁気ネジ７にも回転が生じること
となる。

【００２２】雄磁気ネジ７と雌磁気ネジ１６とは螺旋着
磁された異極の着磁帯同士で吸引し合い、雌磁気ネジ１
６はスライダ１４にて回転止めされている。そこで雄磁
気ネジ７が回転すると、雌磁気ネジ１６に対応する雄磁
気ネジ７の螺旋位置が、例えば図２で示すように実線か
ら破線へとＸ方向に変移する。そのため、雌磁気ネジ１
６には雄磁気ネジ７の螺旋位置が変移する方向に引っ張
られるが、この吸引力が推力となって雌磁気ネジ１６が
軸方向に移動することとなる。

【００２３】従って、中空軸モータ９が所定方向に回転
すれば、雌磁気ネジ１６に発生する推力によってスライ
ダ１４がスライドレール１３上を図面右方へ摺動し、こ
れによってアーム１７を介してダイヤフラム４が図示し
ないポンプ室側へ押される。押圧されたダイヤフラム４
は、ある程度撓んでポンプ室内に充填された流体に圧力
をかけて、ポンプ室内から吐出側流路へと押し流す。そ
して、所定距離移動したところでスライダ１４の前進が
止められ、更に回転を続ける雄磁気ネジ７と雌磁気ネジ
１６が同極となり反発する。

【００２４】前述したように雄磁気ネジ７の回転によっ
て雌磁気ネジ１６に推力が発生するが、この推力は、雄
磁気ネジ７と雌磁気ネジ１６とのズレ量が大きくなるに
従って大きくなる。例えば、図２に示す実線の位置で着
磁帯が重なるようにして雌磁気ネジ１６を止め、そのま
ま破線の状態に着磁帯が位置するように雄磁気ネジ７を
回転して両者にずれを生じさせた場合には、磁気ネジの
バネ性により雌磁気ネジ１６に反力が発生する。

【００２５】そこで、ズレ量Δｘと反力Ｆとの関係につ
いて図３のグラフを参照して説明する。図３は、ズレ量
を横軸に、反力を縦軸にとったグラフである。このグラ
フに示すように、反力Ｆの大きさはズレ量Δｘとともに
増加して、ズレ量Δｘが０．５Ｐ（半ピッチ）に達した
時点で反力Ｆが最大値となる。そして、その位置を越え
たところで雌磁気ネジ１６が雄磁気ネジ７と反発する。
このように、雄磁気ネジ７と雌磁気ネジ１６とがずれる
と、そのズレ量に伴って磁気ネジのバネ性によって反力
が大きくなるが、これは雌磁気ネジ１６を軸方向を移動
させようとする推力が大きくなっていることも表してい
る。そこで、この反力Ｆｍａｘに対応する推力を反発力
という。

【００２６】ところで推力は、雌磁気ネジ１６の長さに
よって決定される。図４は、雌磁気ネジ長さと推力の関
係を示したグラフである。雌磁気ネジ長さを横軸に、推
力を縦軸にとったグラフで、このグラフに示すように反
発力は雌磁気ネジの長さ（振動ネジが回転ネジと重なる
長さ）に比例する。従って、このダイヤフラムポンプ１
の流体吐出量はダイヤフラム４の駆動量によって決定さ
れるが、その駆動量は雌磁気ネジ１６の長さによって決
定される。

【００２７】次いで、反発した雌磁気ネジ１６は、それ
まで吸引し合っていた雄磁気ネジ７の着磁帯との吸引力
から解放され、２条分後方（Ｘ方向とは逆）にずれた着
磁帯へ吸引される。そのため、雌磁気ネジ１６には逆向
きの推力が発生し、図５の実線で示す位置から破線で示
す位置へと移動（後退）することとなる。従って、雌磁
気ネジ１６が反発して逆方向に移動すれば、図１に示す
スライダ１４は図面左方に戻り、それによって内側に撓
んだダイヤフラム４が引っ張られて図示する形状に膨ら
む。ダイヤフラム４の形状が戻ることで、ポンプ室内の
容積が拡大して圧力が低下し、それに伴って流体供給源
から流体が吸引されて再びポンプ室内が充填される。そ
して、再び雄磁気ネジ７との間で発生する推力によって
雌磁気ネジ１７がダイヤフラム４を押す方向に移動し、
反発による同様な動作が繰り返される。このように、雌
磁気ネジ１６が反発を繰り返すことによって軸方向に往
復運動し、それによってダイヤフラム４が駆動し、ポン
プ動作が行われる。

【００２８】ところで、ダイヤフラムポンプ１では、ス
ライダ１４の一方の移動方向にのみポンプ室を設けた構
成を示したが、図６に示すように両側にポンプ室をもう
けるような構成とすることも可能である。ポンプ室は図
面上省略している。即ち、スライダ１４に固定したアー
ム２１をＴ字形にし、一対のポンプ室を構成するダイヤ
フラム２２，２３に固定する。このとき、一方のダイヤ
フラム２２がポンプ室を拡張させる一方、他方のダイヤ
フラム２３がポンプ室を圧縮させるようにする（実
線）。そこで、中空軸モータ９を回転させれば前述した
ようにスライダ１４が軸方向に移動し、アーム２１を介
してダイヤフラム２２が撓められる一方、撓んでいたダ
イヤフラム２３が拡張する（二点鎖線）。そして、磁気
ネジの反発によってスライダ１４が後退し、アーム２１
を介してダイヤフラム２２が拡張する一方、ダイヤフラ
ム２３が撓められる（実線）。従って、ダイヤフラム２
２，２３によって構成された一対のポンプ室は、交互に
圧縮、拡張されることとなる。

【００２９】よって、以上のようなダイヤフラムポンプ
１，２０では、磁気ネジの反発力を利用してダイヤフラ
ム４，２２，２３を駆動させるので、流体のバック圧に
よって撓みが制限されることなく十分な力を得ることが
できた。従って、安定したポンプ動作によって定量の流
体を吐出することができるようになった。また、ダイヤ
フラムの大きさや流体の粘性などの要因で変化するバッ
ク圧に対して、雄磁気ネジ７及び雌磁気ネジ１６のピッ
チ、並びに雌磁気ネジ１６の長さによって反発力を調整
すれば良く、ダイヤフラムポンプを簡易な構成にし、安
価に提供することができるようになった。また、モータ
９の回転数によってポンプの動作速度が変化するが、速
度に関係なく一定の反発力が働くため、高速運転の場合
でも確実に設定量の流体を吐出することができるように
なった。また、モータの回転力が反発力を超えるもので
あれば、電源の変動に関係なく磁気ネジの反発力によっ
てダイヤフラム４，２２，２３を一定に駆動させること
ができるため、ポンプ室内の流体にかかる圧力を一定に
することができた。

【００３０】次に、ダイヤフラムポンプの第２実施の形
態について説明する。図７は、本実施の形態のダイヤフ
ラムポンプを示した側面図である。このダイヤフラムポ
ンプ３１は、前記第１実施の形態と同様に磁気ネジの反
発力を利用してダイヤフラムにポンプ動作を行わせるも
のであり、以下のように構成されたものである。プレー
ト３２の両端にはフレーム３３，３４が立設され、その
両内側にカップ型のダイヤフラム３５，３６が固定され
ている。そして、フレーム３３，３４には、前記従来例
で示したと同様に（図１０のポンプ室１２２）、ダイヤ
フラム３５，３６によって一部を囲むようにして図示し
ないポンプ室が形成されている。

【００３１】また、プレート３２の中央には、両軸モー
タ３７が支持板３８，３９に固定され、そのモータ軸が
ダイヤフラム３５，３６の中心位置に重なるように突設
されている。図示しないが、その両方のモータ軸には軸
部材が固定され、その軸部材に円筒磁石が嵌着されてい
る。そして、その円筒磁石には前記第１実施の形態で示
したと同様な雄磁気ネジ４１，４２が形成されている。
一方、ダイヤフラム３５，３６の中心には雄磁気ネジ４
１，４２を包むように円筒体４３，４４が固定され、そ
の中に円筒磁石４５，４６が嵌着されている。そして、
円筒磁石４５，４６内周面には、雄磁気ネジ４１，４２
に対応する雌磁気ネジが４７，４８が形成されている。
雄磁気ネジ４１，４２と雌磁気ネジ４７，４８は同軸上
に配置され、かつ非接触状態が保たれている。また、一
対の磁気ネジ（４１と４７）と他方の磁気ネジ（４２と
４８）とは、着磁帯の螺旋方向が逆向きになるように着
磁されている。

【００３２】そこで、このような構成のダイヤフラムポ
ンプ３１では、両軸モータ３７の駆動によってモータ軸
に設けられた雄磁気ネジ４１，４２が回転し、磁力によ
って吸引し合っている雌磁気ネジ４７，４８に推力が発
生する。この推力は雌磁気ネジ４７，４８をそれぞれダ
イヤフラム３５，３６側へ移動させるため、ダイヤフラ
ム３５，３６がポンプ室を圧縮するように駆動して流体
が吐出される。一方、ダイヤフラム３５，３６にかかる
流体圧や弾性力によって雌磁気ネジ４７，４８の移動が
制限され、前記第１実施の形態で示したと同様に雌磁気
ネジ４７，４８が反発する。そのため、雌磁気ネジ４
７，４８が後退し、ダイヤフラム３５，３６が引っ張ら
れてポンプ室が拡張されるので、供給源からの流体がポ
ンプ室に吸引される。この繰り返しによって、一定量の
流体が安定して吐出される。

【００３３】よって、以上のようなダイヤフラムポンプ
３１では、前記第１実施の形態のものと同様に安定した
ポンプ動作によって定量の流体を吐出することができ、
簡易な構成のものを安価に提供することができ、また高
速運転の場合でも確実に設定量の流体を吐出することが
できるようになった。また、電源の変動に関係なくポン
プ室内の流体にかかる圧力を一定にすることができた。
更に、本実施の形態のダイヤフラムポンプ３１は、両軸
モータ３７を使用し、そのモータ軸に直接雄磁気ネジ４
１，４２を設けるなどしてポンプ全体をコンパクト化す
ることができた。

【００３４】次に、ダイヤフラムポンプの第３実施の形
態について簡単に説明する。図８は、本実施の形態のダ
イヤフラムポンプを示した側面図である。このダイヤフ
ラムポンプ５１は、前記実施の形態と同様に磁気ネジの
反発力を利用してダイヤフラムにポンプ動作を行わせる
もので、また前記第２実施の形態のものと同様に、一対
の磁気ネジによって同時に２箇所でポンプ動作を行わせ
るものである。ポンプ室を構成するダイヤフラム５２，
５３には、その中心に固設された円筒磁石に雌磁気ネジ
５４，５５が形成され、その雌磁気ネジ５４，５５に対
してそれぞれ雄磁気ネジ５６，５７が設けられている。
一対の磁気ネジ（５４と５６）と他方の磁気ネジ（５５
と５７）とは、螺旋方向が逆向きになるように着磁され
ている。

【００３５】雄磁気ネジ５６，５７は、プーリ５８の軸
上に形され、そのプーリ５８が駆動モータ５９のモータ
軸に固定されたプーリ６０にタイミングベルト６１を介
して連結されている。なお、モータ５９からの動力を伝
達する伝達帯及び回転体の組合せは、タイミングベルト
６１とプーリ５８，６０に限らず、チェーンとスプロケ
ット、またはＶベルトとプーリなどであってもよい。

【００３６】そこで、このような構成のダイヤフラムポ
ンプ５１では、駆動モータ５９の駆動によってプーリ５
８，６０及びタイミングベルト６１を介して雄磁気ネジ
５６，５７が回転し、磁力によって吸引し合っている雌
磁気ネジ５４，５５に推力が発生する。この推力は雌磁
気ネジ５４，５５をそれぞれダイヤフラム５２，５３側
へ移動させるため、ダイヤフラム５２，５３がポンプ室
を圧縮するように駆動して流体を吐出する。一方、ダイ
ヤフラム５２，５３にかかる流体圧や弾性力によって雌
磁気ネジ５４，５５の移動は制限され、前記第１実施の
形態で示した同様に雌磁気ネジ５４，５５が反発する。
そのため、雌磁気ネジ５４，５５が後退し、ダイヤフラ
ム５２，５３が引っ張られてポンプ室が拡張されるの
で、供給源からの流体がポンプ室に吸引される。この繰
り返しによって、一定量の流体が安定して吐出される。

【００３７】よって、以上のようなダイヤフラムポンプ
５１では、前記第１実施の形態のものと同様に安定した
ポンプ動作によって定量の流体を吐出することができ、
簡易な構成のものを安価に提供でき、また高速運転の場
合でも確実に設定量の流体を吐出することができた。ま
た、電源の変動に関係なくポンプ室内の流体にかかる圧
力を一定にすることができた。更に、本実施の形態のダ
イヤフラムポンプ５１は、一対の磁気ネジを同軸上に設
け、更にタイミングベルト６１を介してモータ５９の回
転を伝達させるようにしたので、前記第２実施の形態の
ものに比べ軸方向の寸法を小さくしてポンプ全体をコン
パクト化することができた。

【００３８】次に、ダイヤフラムポンプの第４実施の形
態について簡単に説明する。図９は、本実施の形態のダ
イヤフラムポンプを示した側面図である。このダイヤフ
ラムポンプ７１は、前記実施の形態と同様に磁気ネジの
反発力を利用してダイヤフラムにポンプ動作を行わせる
ものである。ダイヤフラムポンプ７１は、前記第１実施
の形態のものと同様に中空軸モータ７２を使用しもので
あるが、本実施の形態のものでは磁気カップリングを用
いずに中空軸モータ７２の回転を直接ロッド７３の直進
運動に変換するものである。

【００３９】中空軸モータ７２は、中空軸をなす回転円
筒体７４が不図示の電磁コイルに発生する回転磁界によ
って回転するように、両端のブシュ内に摺接されたもの
である。そして、その回転円筒体７４内に円筒磁石７５
が嵌着され、Ｎ極着磁帯とＳ極着磁帯とが螺旋状に着磁
された雌磁気ネジ７６が形成されている。一方、中空軸
モータ７２を貫通したロッド７３は、貫通した支持板８
１，８２のブシュに摺動支持され、一端が不図示のポン
プ室を構成するダイヤフラム８３に固定されている。ロ
ッド７３には支持板８２との間に案内板８４が固定さ
れ、支持板８２に突設されたピン８５に貫通されて回転
止めされている。また、ロッド７３には中空軸モータ７
２の中空軸部分に円筒磁石が嵌着され、その表面には雌
磁気ネジ７６に対応するＮ極着磁帯とＳ極着磁帯とが螺
旋着磁された雄磁気ネジ８６が形成されている。なお、
二点鎖線で示したダイヤフラム８７は、ここでは無いも
のとする。

【００４０】このような構成からなるダイヤフラムポン
プ７１は、中空軸モータ７２の回転により雌磁気ネジ７
６に回転が与えられ、磁力によって吸引し合っている雄
磁気ネジ７６は回転が制限されて推力が発生する。従っ
て、ロッド７３は、ダイヤフラム８３がポンプ室を圧縮
する図面右方に移動し、図示しないポンプ室内の流体を
加圧することによって所定量の流体を吐出する。そし
て、ダイヤフラム８３にかかる流体圧力及びその弾性力
によって雄磁気ネジ８６が雌磁気ネジ７６と反発するこ
とでロッド７３が図面左方に後退するので、ダイヤフラ
ム８３がポンプ室を拡張させて流体を吸引する。このよ
うな動作が繰り返し行われて、一定量の流体が安定して
吐出される。

【００４１】また、図に二点鎖線で示したようにロッド
７３の他端にダイヤフラム８７を固定して、一対のダイ
ヤフラムポンプを形成するようにしてもよい。この場
合、前述したように推力によってロッド７３が図面右方
に移動したときにダイヤフラム８７がポンプ室を拡張さ
せて流体を吸引し、反発によってロッドが図面左方に移
動したときに図示するようにポンプ室を圧縮して流体を
吐出する。

【００４２】よって、以上のようなダイヤフラムポンプ
５１では、前記第１実施の形態のものと同様に安定した
ポンプ動作によって定量の流体を吐出することができ、
簡易な構成のものを安価に提供でき、また高速運転の場
合でも確実に設定量の流体を吐出することができた。ま
た、電源の変動に関係なくポンプ室内の流体にかかる圧
力を一定にすることができた。更に、中空軸モータ７２
の回転を直接ロッド７３の直線運動に変換すべく雄磁気
ネジ８６及び雌磁気ネジ７６を構成したので、ポンプ自
体をコンパクトにすることができた。また、中空軸によ
って非接触としたため、芯出しが容易で、組み付け作業
が容易になった。

【００４３】なお、本発明は前記実施の形態のものに限
定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。例えば、前記第２、第３実施の
形態では、一対の磁気ネジを逆向きに着磁した着磁帯と
し、両ポンプ室でのポンプ動作が同じタイミングで行わ
れるようにしたが、着磁帯の向き、磁気ネジのピッチや
長さを変更することによって任意のタイミングで各ポン
プ室のポンプ動作を行わせるようにすることができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、ポンプ室を構成するダイヤフ
ラムに対して固定された雄磁気ネジ又は雌磁気ネジによ
る振動ネジと、その振動ネジに対応して設けられた回転
可能な雌磁気ネジ又は雄磁気ネジによる回転ネジとを有
し、振動ネジと回転ネジとで生じる反発力によって、回
転ネジの回転に伴って振動ネジに軸方向の往復運動を発
生させてダイヤフラムを駆動させる構成としたので、安
定した量の流体を吐出することができる振動型ダイヤフ
ラムポンプを提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイヤフラムポンプの第１実施の形態を示した
一部断面側面図である。

【図２】雄磁気ネジを構成する着磁帯の変移を示した図
である。

【図３】雄磁気ネジと雌磁気ネジとのズレ量Δｘと反力
Ｆとの関係をグラフに示した図である。

【図４】雌磁気ネジの長さと推力の関係をグラフに示し
た図である。

【図５】雌磁気ネジの反発力を示した概念図である。

【図６】ダイヤフラムポンプの一実施の形態を示した側
面図である。

【図７】ダイヤフラムポンプの第２実施の形態を示した
側面図である。

【図８】ダイヤフラムポンプの第３実施の形態を示した
側面図である。

【図９】ダイヤフラムポンプの第４実施の形態を示した
側面図である。

【図１０】従来のダイヤフラムポンプを示した一部断面
斜視図である。

【符号の説明】

１ ダイヤフラムポンプ ４ ダイヤフラム ６ 回転軸 ７ 雄磁気ネジ ８ 雄磁気カップリング ９ 中空軸モータ １２ 雌磁気カップリング １４ スライダ １６ 雌磁気ネジ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ室を構成するダイヤフラムに対して
   固定された雄磁気ネジ又は雌磁気ネジによる振動ネジ
   と、その振動ネジに対応して設けられた回転可能な雌磁
   気ネジ又は雄磁気ネジによる回転ネジとを有し、 前記振動ネジと前記回転ネジとで生じる反発力によっ
   て、回転ネジの回転に伴って振動ネジに軸方向の往復運
   動を発生させて前記ダイヤフラムを駆動させることを特
   徴とする振動型ダイヤフラムポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の振動型ダイヤフラムポ
   ンプにおいて、 前記振動ネジが、前記ダイヤフラムに対して固定された
   スライダの貫通孔内に設けられた雌磁気ネジであり、 前記回転ネジが、前記スライダの貫通孔を通して回転自
   在に支持された回転軸に設けられた雄磁気ネジであっ
   て、 前記回転軸に回転を与えるモータを有することを特徴と
   する振動型ダイヤフラムポンプ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の振動型ダイヤフラムポ
   ンプにおいて、 前記モータが、その中空軸に前記回転軸を通してなる中
   空軸モータであって、 その中空軸モータの中空軸内には、着磁帯を軸方向にス
   トレート着磁した雌磁気カップリングを設け、前記回転
   軸には、着磁帯を軸方向にストレート着磁した雄磁気カ
   ップリングを設けて、中空軸モータの回転を雄磁気カッ
   プリングと雌磁気カップリングとの磁力によって回転軸
   に伝達するものであることを特徴とする振動型ダイヤフ
   ラムポンプ。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３に記載の振動型ダ
   イヤフラムポンプにおいて、 前記スライダは、その摺動方向に配設された一対のダイ
   ヤフラムに対して固定されたものであることを特徴とす
   る振動型ダイヤフラムポンプ。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の振動型ダイヤフラムポ
   ンプにおいて、 前記振動ネジが、前記ダイヤフラムに固定された円筒部
   材の内部に設けられた雌磁気ネジであり、 前記回転ネジが、前記円筒部材内に挿入された軸部材に
   設けられた雄磁気ネジであって、 前記軸部材に回転を与えるモータを有することを特徴と
   する振動型ダイヤフラムポンプ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の振動型ダイヤフラムポ
   ンプにおいて、 前記円筒部材は、同軸上に配置された一対のダイヤフラ
   ムに固定され、 前記軸部材は、両軸モータのモータ軸に固定されたもの
   であって、 一方の雄磁気ネジ及び雌磁気ネジが他方の雄磁気ネジ及
   び雌磁気ネジと逆向きに着磁されたものであることを特
   徴とする振動型ダイヤフラムポンプ。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の振動型ダイヤフラムポ
   ンプにおいて、 前記円筒部材は、同軸上に配置された一対のダイヤフラ
   ムに固定され、 前記軸部材は、回転自在な回転円盤の軸上両面に固定さ
   れ、 一方の雄磁気ネジ及び雌磁気ネジが他方の雄磁気ネジ及
   び雌磁気ネジと逆向きに着磁されたものであって、 前記回転円盤に回転を与えるモータと、そのモータの回
   転を前記回転円盤に伝達する伝達手段とを有することを
   特徴とする振動型ダイヤフラムポンプ。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の振動型ダイヤフラムポ
   ンプにおいて、 中空軸モータの中空軸を貫通した軸部材の端部がダイヤ
   フラムに固定され、 前記振動ネジが、前記軸部材に設けられた雄磁気ネジで
   あり、 前記回転ネジが、前記中空軸モータの中空軸内に設けら
   れた雌磁気ネジであることを特徴とする振動型ダイヤフ
   ラムポンプ。