JP2002371968A

JP2002371968A - 電磁振動型ポンプおよびポンプユニット

Info

Publication number: JP2002371968A
Application number: JP2001176705A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Oya; 郁夫大家; Koichi Komuro; 浩一小室
Original assignee: Techno Takatsuki Co Ltd
Current assignee: Techno Takatsuki Co Ltd
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ポンプ本体からの振動および騒音を低減する
ことができる電磁振動型ポンプを提供する。【解決手段】鉄心および捲線コイル部により構成され
る電磁石部の内周部に、該鉄心を位置決めおよび保持す
る鉄心保持具を配置する電磁石部と、該電磁石部内に支
持され、永久磁石を備えている振動子と、前記電磁石部
の両側部に固定されるポンプケーシング部とを備えてな
る電磁振動型ポンプであって、前記電磁石部の外表面に
樹脂がモールドされた框体部が成形されているととも
に、前記ポンプケーシング部に遮音のための二重構造が
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁振動型ポンプお
よびポンプユニットに関する。さらに詳しくは、主とし
て室内用エアマットやエアベッドへのエアの吸排、養魚
用水槽や家庭浄化槽などにおける酸素補給、または公害
監視における検査ガスのサンプリングなどに利用される
電磁振動型ポンプおよびポンプユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】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、吐出する電磁振動型ポンプとし
て、たとえば図５に示されるようなダイヤフラム式のポ
ンプがある。

【０００３】このポンプは、ダイヤフラム２０１を支持
するとともにポンプ室２０２を形成する２組のケーシン
グ２０３、２０４と、ダイヤフラム２０１に連結される
振動子２０５と、電磁石２０６からなる電磁石部２０７
と、フィルター保持部２０８と、エアタンク２０９とを
備えているものがある。ケーシング２０３、２０４のあ
いだには円筒状の筒体２１０がビス２１０ａにより取り
付けられ、この中に前記電磁石部２０７が収納されてポ
ンプ本体２１１を形成している。このポンプ本体２１１
は、遮音ケースのハウジング２１２内に収納され、かつ
該ハウジング２１２の上部に前記フィルター保持部２０
８が嵌め込まれているとともに、下部に前記エアタンク
２０９がビス２１２ａにより取り付けられている。

【０００４】かかるポンプは、ダイヤフラム２０１の強
制振動により、ポンプ本体２１１自身が振動するととも
に大きな騒音を発生しやすいため、ポンプ本体２１１を
４本の段付きクッション２１３でエアタンク２０９に支
持し、ハウジング２１２内で振動を吸収するようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ポ
ンプ本体２１１を４本の段付きクッション２１３で支持
するだけでは、ポンプ本体２１１の振動を充分に吸収す
ることができず、ポンプ騒音を低減することが難しい。
この場合、ハウジングをアルミダイカスト製にすること
により、従来のポンプよりもポンプ騒音を低減すること
ができるが、ポンプの重量が重くなるとともに、金型価
格が嵩み、製造コストの低減が難しいという問題があ
る。

【０００６】本発明は、叙上の事情に鑑み、ポンプ本体
からの振動および騒音を低減することができる電磁振動
型ポンプおよびポンプユニットを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電磁振動型ポン
プは、鉄心および捲線コイル部により構成される電磁石
部の内周部に、該鉄心を位置決めおよび保持する鉄心保
持具を配置する電磁石部と、該電磁石部内に支持され、
永久磁石を備えている振動子と、前記電磁石部の両側部
に固定されるポンプケーシング部とを備えてなる電磁振
動型ポンプであって、前記電磁石部の外表面に樹脂がモ
ールドされた框体部が成形されているとともに、前記ポ
ンプケーシング部に遮音のための二重構造が設けられて
なることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の電磁振動型ポンプおよびポンプユニットを説明する。

【０００９】図１は本発明の電磁振動型ポンプの一実施
の形態を示す斜視図、図２は図１の電磁振動型ポンプの
縦断面図、図３は図１のポンプケーシング部の分解斜視
図、、図４は本発明の一実施の形態にかかわる電磁振動
型ポンプをハウジングに収納したポンプユニットを示す
縦断面図である。

【００１０】図１〜３に示されるように、本発明の一実
施の形態にかかわる電磁振動型ポンプＡは、電磁石部１
と、該電磁石部１内の空隙部に所定の間隔をおいて配置
される、フェライト磁石または稀土類磁石などの永久磁
石２を備えた振動子３と、該振動子３の両端に連結され
るダイヤフラム４と、前記電磁石部１の両端部にそれぞ
れ固定されるポンプケーシング部５から構成されてい
る。このポンプケーシング部５は、ポンプケーシング６
とこのポンプケーシング６の側面側にパッキング７を挟
んで固着される側面蓋部（弁室蓋部）８とからなり、該
ポンプケーシング部５に遮音のための二重構造が設けら
れている。

【００１１】前記ポンプケーシング６は、さらに吸引室
９、吐出室１０および圧縮室１１からなるポンプ部を有
しており、吸引室９は、前記圧縮室１１と連通するため
に、吸入口１２と吸入弁１３を、吐出室１０は吐出口１
４と吐出弁１５をそれぞれ備えている。

【００１２】前記二重構造は、適宜の箇所に設けること
ができるが、本実施の形態では、第１の二重構造および
第２の二重構造とからなり、第１の二重構造が前記ポン
プケーシング５に設けられており、第２の二重構造が前
記側面蓋部８に設けられている。前記ポンプケーシング
６における第１の二重構造は、吸引室９、吐出室１０お
よび後述する空洞部４２の外周壁１６に軸方向に形成さ
れる溝１７により隔てられる、内壁１６ａと外壁１６ｂ
とから構成されている。ポンプ部からの振動を溝１７の
空洞の空気により緩和している。また、前記側面蓋部８
は、内側蓋８ａと外側蓋８ｂとからなる第２の二重構造
にされており、ポンプ部からの振動を空洞の空気により
緩和する高い防音性（遮音性）を有している。また、内
側蓋８ａには、ポンプ本体を容易に取付部位に取り付け
られるように、取付け脚１８が一体化されている。な
お、１８ａは段付きクッションであり、ポンプ部の振動
を吸収するようにしている。また、側面蓋部８の材質は
強度上、ガラス繊維入り熱可塑性樹脂が望ましい。

【００１３】前記ポンプケーシング６の第１の二重構造
の遮音により、ポンプの低騒音化を図ることができる。
また、側面蓋部８の第２の二重構造によって、騒音がさ
らに低下すると同時に、ポンプ本体の取付け脚部１８を
有するので、部品コストおよび組立コストを低減でき
る。また、デザイン上のメリットもある。なお、本発明
においては、第１の二重構造および第２の二重構造のう
ち、少なくとも一方の二重構造により低騒音を図ること
ができる。

【００１４】前記永久磁石２は、シャフトに直接取り付
けられた外形形状が四角（角柱タイプ）にされている。
そして一対の永久磁石２のうち、一方の永久磁石２が周
方向の４箇所にＮ極とＳ極の極性が交互に極異方性磁極
に着磁され、もう一方の永久磁石２の極性が対向する永
久磁石２とは逆に周方向の４箇所にＳ極とＮ極の極性が
交互に極異方性磁極に着磁されている。

【００１５】前記電磁石部１は、対向して配置される一
対の大径鉄心（主鉄心）および該一対の大径鉄心（主鉄
心）の内周凹部に組み込まれる捲線コイル部からなる電
磁石と、一対の小径鉄心（補助鉄心）１９と、前記一対
の大径鉄心および小径鉄心１９の内周部に配置される四
角管状の鉄心保持具（中子）２０とからなり、外表面に
は樹脂がモールドされた框体部２１が成形されている。

【００１６】前記大径鉄心および小径鉄心１９は、とも
に断面がＥ型を呈しており、該小径鉄心１９は外方ヨー
ク部１９ａと、該外方ヨーク部１９ａの両端部位に配置
されるサイドポール部１９ｂと、該サイドポール部１９
ｂのあいだに配置されるセンターポール部（主極）１９
ｃとから構成されている。また、大径鉄心では、捲線コ
イル部を挿入しやすいように、外方ヨーク部とセンター
ポール部とが分割構造にされている。なお、小径鉄心１
９については、予め外方ヨーク部１９ａの両端部位に配
置されるサイドポール部１９ｂと中央に配置されるセン
ターポール部１９ｃが一体に加工された珪素鋼鈑製のス
テータコアを複数枚積層して作製するか、または削り出
しにより作製することもできる。また、大径鉄心につい
ても、同様に予め外方ヨーク部の両端部位に配置される
サイドポール部が加工された珪素鋼鈑製のステータコア
を複数枚積層したものと、センターポール部が加工され
た珪素鋼鈑製のステータコアを複数枚積層したものとを
圧入により一体化して作製するか、または外方ヨーク部
およびセンターポール部を所定の形状に削り出して形成
したのちに、圧入一体化して作製することもできる。前
記小径鉄心１９および大径鉄心は、位置決めと取り付け
を容易にするために、鉄心保持具２０に結合されてお
り、外表面に樹脂をモールドするときに、モールド時の
型への挿入が容易で、かつ高いモールド時の樹脂圧力に
耐えるようにされている。

【００１７】前記鉄心保持具２０の材質としては、モー
ルド時の１５０度位の熱に耐えられる耐熱性樹脂または
アルミニウムなどの非磁性体金属などを用いることがで
きる。また、前記框体部２１の材質としては、成形材料
である耐熱性で低収縮率のＢＭＣ（バルクモールドコン
パウンド）が望ましく、たとえば不飽和ポリエステル系
のＢＭＣなどを用いることができる。

【００１８】前記框体部２１には、一対の小径鉄心１９
側の外周部位に吸気用のタンク部２２と排気用のタンク
部２３が、電磁石を熱硬化性樹脂でモールドする際に同
時に形成されている。このタンク部２２、２３はサイレ
ンサー機能を有する。

【００１９】タンク部２２には、吸入部２４ａを有する
蓋２４が固着されているとともに、タンク部２３には、
排出部２５ａを有する蓋２５が固着されている。これら
蓋３２、３３の固着手段としては、ねじ止め、接着およ
び溶着のうちでメンテナンスが容易にできるように、ね
じ止めとすることができるが、ワンタッチで取り付けら
れるように差込み構造とするのが好ましい。すなわち、
蓋２４、２５の内面、たとえば四隅部にピン２６を形成
するとともに、前記框体部２１のタンク部２２、２３に
は、蓋２４、２５の４本のピン２６を挿入する挿入穴２
７をモールド時に形成する。この挿入穴２７とピン２６
との嵌め合い寸法はトマリバメにする。そして、蓋２
３、２５の延長部２８、２９の先端２８ａ、２９ａを外
面から内面に向かうテーパ形状の刃形にしている。ま
た、前記左右のポンプケーシング６側の畝３０を延長部
２８、２９が嵌め込めるように低くしている。また、該
ポンプケーシング６の側面には、前記延長部２８、２９
の先端刃形とは逆形状であり、該延長部２８、２９を押
さえ込むための横溝３１が形成されている。この横溝３
１は、前記框体部２１の成形後の切削加工または框体部
２１を成形するときに、分割型金具などを用いて同時に
形成することができる。

【００２０】本実施の形態では、前記蓋２４、２５とポ
ンプケーシング部５との嵌合部を刃形として蓋２３、２
５を框体部２１のタンク部２２、２３に取り付けたの
ち、左右方向からポンプケーシング部５を取り付け、つ
いで左右からネジ３２を側面蓋部、パッキンおよびポン
プケーシングに形成される孔に差し込んで組み立てるこ
とができる。このように、蓋を框体部に取り付けたの
ち、ポンプケーシング部とが４本のネジで同時に組み立
てられるので、組立性が向上し、組立自動化による工数
の低減を図ることができる。なお、側面蓋部は樹脂より
金属、たとえば鋼板にすればさらなる防音効果が期待で
きる。

【００２１】また、前記タンク部２２、２３には、フェ
ルトまたはポリエステル繊維などからなるフィルターを
配置することにより、空気がフィルター内を通過すると
きに塵などの不純物が取り除かれるため、清浄な空気を
排出することができるが、吸気側のタンク部２２に作動
検出装置の検出手段３３を収納できるようにカップ形状
の蓋２４を取り付けている。前記作動検出装置、たとえ
ばダイヤフラム破損検出装置である場合、前記検出手段
３３としては、ポンプケーシング部５の内圧を検出する
差圧検出用蛇腹管などからなるものを用いることができ
る。また、前記作動検出装置としては、過大電流検出装
置（サーマルプロテクター）なども用いることができ
る。なお、３４はタンク部２２から引き出されたリード
線である。

【００２２】本実施の形態では、吸入部２４ａから吸入
された空気はタンク部２２に一旦貯えられたのち、吸引
室９に吸入されるため、吸入音が低減される。また吐出
室１０に吐き出された空気はタンク部２３に吸入された
のち、このタンク部２３に一旦貯えられ、ついで排出部
２５ａから排気されるため、排気音が低減される。

【００２３】なお、本実施の形態におけるポンプケーシ
ング６は、図３に示されるように、吸引室９と吐出室１
０とが、ほぼＸ字状の隔壁４１により上下方向に対称な
部位に形成されるとともに、前記隔壁４１により左右方
向に対称な部位に空洞部４２が形成され、吸音用の共鳴
形サイレンサーを備えている。そして、前記吸引室９と
左右の空洞部４２とを区画する隔壁４１には、貫通溝４
３が形成されている。該貫通溝４３の形状としては、空
洞部４２と連通する形状であれば、とくに限定されるも
のではなく、たとえば切り欠いた溝または孔とすること
ができる。また貫通溝４３の数についても、とくに限定
されるものではなく、適宜選定することができる。

【００２４】本実施の形態では、前記吸引室９と左右の
空洞部４２をそれぞれ１つの貫通溝４３でつなげること
により、吸入された空気の吸入音に対し、空洞部４２が
共鳴形消音部として作用するので、吸入音が吸音され
る。

【００２５】また、本実施の形態にかかわる電磁振動型
ポンプＡは、ハウジングに収納してさらに低騒音型のポ
ンプユニットとすることができる。たとえば図４に示さ
れるようなカップ状の上下ケース５１ａ、５１ｂから構
成されるハウジング５１内に収納する。このハウジング
５１の内壁部には、ポンプＡを制御するためのポンプ制
御器（コントローラ）５２を配置している。また、ハウ
ジング５１の下部には、排気側サイレンサー（消音器）
５３を段付きクッション１８ａで支持するとともに、さ
らに該排気側サイレンサー（消音器）５３の上部部位に
段付きクッション１８ａを介してポンプＡを支持してい
る。なお、５４はサイレンサー５３の吐出部である。前
記ポンプＡの排出部２５ａは蛇腹状に成形されて、サイ
レンサー５３に連結されている。ハウジング５１の上部
には、空気清浄化のためのフィルター５５を収納するフ
ィルター保持部５６が嵌め込まれている。これにより、
図２および図４に示されるように、外気はフィルター５
５により清浄化されたのち、ポンプＡの蓋２４の吸入部
２４ａから吸入側タンク部２２に吸引され、ついで左右
のポンプ部を経由して、排出側タンク部２３から蓋２５
の排出部２５ａへと吐き出される。ついで当該吐出され
た空気は、サイレンサー５３に流入したのち、吐出部５
４から排出される。

【００２６】これまで説明したように、前記モールド成
形されたポンプＡは、タンク部および二重構造による遮
音により、低騒音であるので、このポンプユニットは、
ポンプＡをハウジングに収納するとともに、該ハウジン
グ内のサイレンサーによりさらなる低騒音化を図ること
ができる。このため、排気側サイレンサーや制御器など
を収納するハウジングの材質を低コストで、遮音性の低
い材質、たとえばＡＢＳなどの耐候性熱可塑性樹脂にす
ることができる。これにより、従来型のポンプのように
遮音のためにアルミダイカスト製のハウジングにする必
要がなくなる。その結果、本実施の形態では、樹脂によ
り金型の寿命が長くなり、金型価格の低下、ハウジング
の製造コストの低下および軽量化を図ることができる。

【００２７】なお、本実施の形態では、振動子の両端に
円盤型ダイヤフラムが連結された電磁振動式ダイヤフラ
ムポンプについて説明したが、本発明においては、これ
に限定されるものではなく、円盤型ダイヤフラムの外側
に前記振動子の振動に連動して、圧力を発生し、ポンプ
作用を行なうコルゲーション付きダイヤフラムが連結さ
れている電磁振動式ダイヤフラムポンプ、振動子の両端
部に設けられるピストンとポンプケーシングに形成され
るシリンダー部からなるピストン式電磁振動型ポンプ、
またはこのピストン式電磁振動型ポンプの振動子の両端
部がコルゲーション付き十字形バネで支持されているピ
ストン式電磁振動型ポンプなどに適用することもでき
る。

【００２８】また、本実施の形態では、鉄心保持具に組
み込んだ４極２コイルタイプの電磁石部に框体部が一体
成形されているが、本発明では、これ以外に１個のリン
グ状の鉄心から構成される電磁石部、２極２コイルタイ
プまたは４極４コイルタイプなどの１個または複数個の
鉄心および捲線コイル部により構成される電磁石部に框
体部を一体成形することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ポンプ本体からの振動および騒音を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁振動型ポンプの一実施の形態を示
す縦断面図である。

【図２】図１の電磁振動型ポンプの縦断面図である。

【図３】図１のポンプケーシング部の分解斜視図であ
る。

【図４】本発明の一実施の形態にかかわる電磁振動型ポ
ンプをハウジングに収納したポンプユニットを示す縦断
面図である。

【図５】従来の電磁振動型ポンプの一例を示す縦段面図
である。

【符号の説明】

Ａ電磁振動型ポンプ１電磁石部２永久磁石３振動子４ダイヤフラム５ポンプケーシング部６ポンプケーシング７パッキング８側面蓋部８ａ内側蓋８ｂ外側蓋１６外周壁１６ａ内壁１６ｂ外壁１７溝１８取付け脚１９小径鉄心２０鉄心保持具２１框体部２２、２３タンク部２４、２５蓋５１ハウジング５１ａ上ケース５１ｂ下ケース５２ポンプ制御器５３排気側サイレンサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 33/16 Ｆ０４Ｂ 45/04 １０３ＡＦターム(参考） 3H003 AA04 AC02 AD03 BA03 CD01 CE02 3H077 AA12 CC02 CC09 CC17 DD05 EE24 EE34 FF02 FF04 FF32 5H607 AA04 BB01 BB11 BB21 CC01 CC05 DD01 DD17 FF06 JJ01 5H633 BB08 GG02 GG04 GG09 HH03 HH07 HH13 JB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄心および捲線コイル部により構成され
る電磁石部の内周部に、該鉄心を位置決めおよび保持す
る鉄心保持具を配置する電磁石部と、該電磁石部内に支
持され、永久磁石を備えている振動子と、前記電磁石部
の両側部に固定されるポンプケーシング部とを備えてな
る電磁振動型ポンプであって、前記電磁石部の外表面に
樹脂がモールドされた框体部が成形されているととも
に、前記ポンプケーシング部に遮音のための二重構造が
設けられてなる電磁振動型ポンプ。
【請求項２】前記二重構造が、前記ポンプケーシング
部のポンプケーシングの外周壁に軸方向に形成される溝
により隔てられる、内壁と外壁とから構成されてなる請
求項１記載の電磁振動型ポンプ。
【請求項３】前記二重構造が、ポンプケーシング部の
側面蓋部の内部を空洞にする内側蓋と外側蓋とから構成
されてなる請求項１記載の電磁振動型ポンプ。
【請求項４】前記二重構造が第１の二重構造と第２の
二重構造とからなり、該第１の二重構造が、前記ポンプ
ケーシング部のポンプケーシングの外周壁に軸方向に形
成される溝により、内壁と外壁とから構成され、前記第
２の二重構造が、ポンプケーシング部の側面蓋部の内部
を空洞にする内側蓋と外側蓋とから構成されてなる請求
項１記載の電磁振動型ポンプ。
【請求項５】前記ポンプケーシング内の吸引室と吐出
室とが隔壁により上下方向の部位に形成されるととも
に、前記隔壁により左右方向の部位に空洞部が形成され
ており、前記吸引室と空洞部とを区画する隔壁に貫通溝
が形成されてなる請求項２、３または４記載の電磁振動
型ポンプ。
【請求項６】請求項１、２、３、４または５記載の電
磁振動型ポンプが、ハウジング内にポンプ制御器および
排気側サイレンサーとともに収納されてなるポンプユニ
ット。