JP3004918U - 振動型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ポンプ本体の機能および特性を低下させるこ
となく、部品点数が少数で簡単な構造であり、かつ摩
擦、または当り音が発生しない静かな振動型ポンプを提
供する。 【構成】 円環状磁極内にコイルが円筒状に巻回された
円筒型電磁コイル１と、該電磁コイル１内に配設されて
おり、円筒状永久磁石２をその外周に備えた振動体４
と、前記電磁コイル１の外周に設けられる磁性体からな
る外側ヨーク７と、前記永久磁石２の内側に設けられる
磁性体からなるマグネットポール８と、前記振動体の両
端に連結されるダイヤフラム５，６を備えており、前記
電磁コイル１、振動体４、外側ヨーク７およびマグネッ
トポール８がそれぞれ左右対称形であり、かつ前記両ダ
イヤフラム５，６間の、まん中を通る線に関して左右対
称となるように取り付けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案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 単なうえに、騒音の少ない振動型ポンプに関する。本考案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。

【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 た振動体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、図２に示 される形のものが知られている（特願平２−１８５９４０号参照）。

【０００３】 図２において、５１は底部５２を有する薄肉円筒体からなる外筒であり、厚さ １〜２mm程度の鉄板を成形加工したものである。外筒５１内には、同じく薄肉円 筒体からなる内筒５３が外筒５１と同軸に配置されている。外筒５１と内筒５３ の空隙内には、銅線などを巻回した円筒状の電磁コイル５４が配置されている。 電磁コイル５４としては、略コ型断面を有する円環状磁極５５内にコイルが円筒 状に巻回されたものが用いられている。そして、この電磁コイル５４は外筒５１ の内周面に接するよう配置されている。

【０００４】 ５６はベル形フレーム５７の外周に径方向に着磁された円筒状永久磁石５８が 装着された構造の磁石振動体である。磁石振動体５６は、その円筒状永久磁石５ ８が前記電磁コイル５４の内周面と空隙を隔てて対向するように外筒５１と内筒 ５３の空隙内に挿入されている。そして、図２に示される円筒状永久磁石５８は 内側がＳ極で外側がＮ極に着磁されている。磁石振動体５６は、センタープレー ト５９を介して、ＥＰＤＭなどからなるダイヤフラム６０に連結されており、こ のダイヤフラム６０によって磁石振動体５６が支持されている。センタープレー ト５９はダイヤフラム６０の両面に設けられており、該ダイヤフラム６０を押し 引きして上下（図２において）に変位させる要素である。磁石振動体５６は、取 付け座６１を介してボルトとナットによってダイヤフラム６０に固定されている 。

【０００５】 ダイヤフラム６０の外周端部６２は、外筒５１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６３とポンプケーシング６４とにより嵌装 されている。ダイヤフラム６０とポンプケーシング６４の凹部によりポンプ圧縮 室６５が形成されている。ポンプケーシング６４は、さらに吸引室６６および吐 出室６７を有しており、吸引室６６は吸入口６８と吸入弁６９を、吐出室６７は 吐出口７０と吐出弁７１をそれぞれ備えている。

【０００６】 ポンプケーシング６４はＰＢＴなどで作成されており、ダイヤフラム台６３と ともにボルトによって外筒５１の延長部に固定されている。ポンプケーシング６ ４の外部には、該ポンプケーシング６４を覆うようにハウジング７２が設けられ ており、流体の吸引、吐出に伴う音を低減することができる。ハウジング７２は ポンプ外筐としての役割とと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。

【０００７】 図２に示される振動型ポンプでは、電磁コイル５４に交流電流を流すと交流電 流の変化に周期して、電磁コイル５４の内側上下（図２において）端部はＮ極ま たはＳ極に磁化される。図２は上部がＮ極に、下部がＳ極に磁化しているばあい をあらわしている。このとき、円筒状永久磁石５８の外側部分（Ｎ極）と電磁コ イル５４の下部（Ｓ極）は吸引し合い、円筒状永久磁石５８の外側部分（Ｎ極） と電磁コイル５４の上部（Ｎ極）は反発し合い、磁石振動体５６は矢印で示され るように図２において下方に移動する。そして、磁石振動体５６の動きに連動し てダイヤフラム６０も下方に移動してポンプ圧縮室６５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電磁コイルの上下端部で極性が 前とは反対となるので、今度は磁石振動体５６は上方に動きダイヤフラム６０を 押し上げる。その結果、空気圧縮室６５内に吸引された流体は吐出室６７より吐 出される。このようにして、ダイヤフラム６０の振動（変位）によってポンプ圧 縮室６５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。

【０００８】 このように、図２に示される振動型ポンプは、電磁コイルと永久磁石とのあい だで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、ポンプ圧力ないし出力を増大させることができる。

【０００９】 また、図２に示されるポンプを改変したものとして図３に示されるような振動 型ポンプが考えられる。図３に示されるポンプは、図２の振動型ポンプの取付座 ６１に相当する部分に軸８１を取り付け、この軸８１の一方の端にもう一つ、ダ イヤフラム６０と左右対称にダイヤフラム８２を設けたものである。これによっ て、ポンプ圧縮室６５と同様なポンプ圧縮室８３が右側にもう一つ形成されるの で、ポンプ容量が２倍になるという利点がある。

【００１０】 なお、図３の振動型ポンプでは、図２の外筒５１が図３の外側ヨーク８４に該 当し、図２の内筒５３が図３の内側ヨーク８５に該当する。これら、外側ヨーク ８４と内側ヨーク８５は、外筒５１および内筒５３と同じく強磁性体により形成 されており、電磁コイル５４によって発生する磁束をこれら強磁性体内に確保し て空間に漏洩する磁束を防ぎ有効磁束蜜度を高めるためのものである。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

前述の図２に示される振動型ポンプは、部品点数が少なく構造が簡単であるが ポンプ圧縮室６５が一つであり、ポンプ容量が少ないという欠点の他に、磁石振 動体５６がダイヤフラム６０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、円筒状永久磁石５８と円環状磁極５５、またはベル形フレーム ５７と内筒５３とが接触して摩耗や音が発生するおそれがあるという問題がある 。

【００１２】 また、図３に示される振動型ポンプでは、ポンプ圧縮室６５、８３が２つあり ポンプ容量は大きい。しかし、円筒状永久磁石５８の右側では、外側ヨーク８４ と内側ヨーク８５とが連結され、磁束を空間に逃がさないようになっているが、 左側では、連結されていないため磁束が漏洩し、有効磁束密度が少くなっている 。そのため、円筒状永久磁石の右側の吸引力の方が、左側の反発力より大きく、 均衡しないため、円筒状永久磁石５８と内側ヨーク８５とのあいだで摩擦、また は当り音が発生するという問題がある。

【００１３】 本考案は叙上の事情に鑑み、ポンプ本体の機能および特性を低下させることな く、部品点数が少数で簡単な構造であり、かつ摩擦、または当り音が発生しない 静かな振動型ポンプを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案の振動型ポンプは、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体の電磁振動によって、前記振動体に連結されたダイヤ フラムを駆動するものであって、 円環状磁極内にコイルが円筒状に巻回された円筒型電磁コイルと、 該電磁コイル内に配設されており、円筒状永久磁石をその外周に備えた振動体と 、 前記電磁コイルの外周に設けられる磁性体からなる外側ヨークと、 前記円筒状永久磁石の内側に設けられる磁性体からなるマグネットポールと、前 記振動体の両端に連結されるダイヤフラム を備えており、前記電磁コイル、振動体、外側ヨークおよびマグネットポールが それぞれ左右対称形であり、かつ前記両ダイヤフラム間のまん中を通る線に関し て左右対称となるように取り付けられてなることを特徴としている。

【００１５】

【作用】

本考案の振動型ポンプでは、２個のダイヤフラムを備えるとともに、電磁コイ ル、振動体、外側ヨークおよびマグネットポールがそれぞれ左右対称形であり、 かつ両ダイヤフラム間のまん中を通る線に関して左右対称となるように取り付け られているので磁石の吸引力と反発力とがちょうど釣り合う。

【００１６】

【実施例】

以下、添付図面を参照しつつ本考案の振動型ポンプを説明する。図１は本考案 の振動型ポンプの一実施例の説明図である。

【００１７】 図１において、本考案の振動型ポンプは、電磁コイル１と、永久磁石２とこれ を支持する軸３とからなる振動体４と、該振動体４の両端に連結されたダイヤフ ラム５、６を備えている。そして、振動体４、電磁コイル１、電磁コイル１の外 周に設けられる外側ヨーク７、および永久磁石４の内側に設けられるマグネット ポール８はそれぞれ左右対称形に形成されており、それぞれの中心線は両ダイヤ フラムのまん中を通る線に一致するよう取り付けられている。

【００１８】 電磁コイル１は、軸３を中心とする円筒形状を呈するものであり、向き合う２ つの略コ型断面を有する円環状磁極９、１０内にコイルが円筒状に巻回されてい る。そしてその外周部には、鉄、珪素鋼板などの強磁性体からなる外側ヨーク７ が電磁コイル１に接するように設けられている。

【００１９】 永久磁石２は、軸３を中心とする円筒形状を呈するものであり、たとえば図１ に示されるように内側がＳ極で、外側がＮ極となるように着磁されている。しか し、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。永久磁石２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。永久磁石２の内側 にはこれと接するように、永久磁石２と同じく円筒形状の前述したマグネットポ ール８が設けられているる。このマグネットポール８は、前述の外側ヨーク７と 同じく鉄、珪素鋼板などの強磁性体からなる。電磁コイル１によって発生する磁 界は、外側ヨーク７と磁極９のＮ，Ｓ極およびＮ，Ｓ間の空隙によって形成され る。マグネットポール８は円筒永久磁石２によって形成される磁界を強める効果 がある。

【００２０】 軸３は、軽量化のためＰＢＴなどの合成樹脂製であり、永久磁石２とマグネッ トポール８を、ちょうど左右対称になるように中央外周に支持している。支持す る方法としては、図１に示されるように鍔部１１、１２を設けて、一方の鍔部１ １を永久磁石２およびマグネットポール８の挿入前に貼着などの方法によって固 定しておき、他方の鍔部１２を永久磁石２およびマグネットポール８の挿入後に 同じく貼着などの方法によって固定するとよい。しかし、鍔部１１、１２は軸３ と一体成形しておいてもよい。また、鍔部１１、１２を設けないで永久磁石２お よびマグネットポール８に直接接着材を貼付して軸３に貼着するようにしてもよ い。

【００２１】 振動体４は軸３とセンタープレート１３でダイヤフラム５、６を挟み、ネジ１ ４でダイヤフラム５、６に取り付けられている。しかし、図２に示されるように ２枚のセンタープレート５９で挟むようにして取り付けてもよい。

【００２２】 ダイヤフラム５、６は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、エラストマー などからなり、弾性を有している。ダイヤフラム５の外方には、ポンプ圧縮室２ ０が形成されている。ダイヤフラム６の外方も同様である。

【００２３】 ダイヤフラム５の外周端部５ａは、電磁コイル１を支持する外筒２１の端部と ポンプケーシング２２とによって挟持されている。外筒２１とポンプケーシング ２２はＰＢＴなどによって形成され、螺着、貼着などにより互いに固定されてい る。そして、ダイヤフラム５とポンプケーシング２２の凹部によりポンプ圧縮室 ２０が形成されている。ポンプケーシング２２は、さらに吸引室２３および吐出 室２４を有しており、吸引室２３は吸入口２５と吸入弁２６を、吐出室２４は吐 出口２７と吐出弁２８をそれぞれ備えている。吐出口２７にはチューブ（図示せ ず）などが接続される。吸入弁２６および吐出弁２８は、図１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。

【００２４】 また、ポンプケーシング２２の外部に該ポンプケーシング２２を覆うようにハ ウジング（図示せず）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。

【００２５】 次に図１に示される振動型ポンプの動作を説明する。

【００２６】 本考案の振動型ポンプでは、電磁コイル１に交流電流を流すと交流電流の変化 に周期して、電磁コイル１の内側左右（図１において）端部はＮ極またはＳ極に 磁化される。図１は左がＮ極に、右がＳ極に磁化しているばあいをあらわしてい る。このとき、永久磁石２の外側部分（Ｎ極）と電磁コイル１の右（Ｓ極）は吸 引し合い、円筒状永久磁石２の外側部分（Ｎ極）と電磁コイル１の左（Ｎ極）は 反発し合い、振動体４は矢印で示されるように図１において右方向に移動する。 そして、振動体４の動きに連動してダイヤフラム５も右方向に移動してポンプ圧 縮室２０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 と電磁コイルの上下端部で極性が前とは反対となるので、今度は振動体４は左方 向に動きダイヤフラム５を介してポンプ圧縮室２０を圧縮する。その結果、空気 圧縮室２０内に吸引された流体は吐出室２８より吐出される。ダイヤフラム６側 のポンプ圧縮室３０においてはちょうど逆の動作がなされ、振動体４の振動によ って空気や水などの流体の吸引と吐出が連続して行なわれる。

【００２７】 このように本考案の振動型ポンプでは、従来の図２に示される振動型ポンプと 比較すると２倍のポンプ容量を有し、右方向力と左方向力とをほぼバランスさせ ることができるため、振動による騒音が少ない。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したとおり、本考案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の他に、左右対称であるため、右左の方向力がちょ うど釣り合い、振動体が径方向に移動して電磁コイルなどにぶつかるなど余分な 動きがない。したがって騒音がなく静かである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の振動型ポンプの一実施例を示す側断面
図である。

【図２】従来の振動型ポンプの一例を示す側断面図であ
る。

【図３】従来の振動型ポンプの他の例を示す側断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 電磁コイル ２ 永久磁石 ４ 振動体 ５、６ ダイヤフラム ７ 外側ヨーク ８ マグネットポール ９、１０ 磁極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁石と永久磁石との磁気的相互作用に
   基づく、前記永久磁石を備えた振動体の電磁振動によっ
   て、前記振動体に連結されたダイヤフラムを駆動する振
   動型ポンプであって、 円環状磁極内にコイルが円筒状に巻回された円筒型電磁
   コイルと、 該電磁コイル内に配設されており、円筒状永久磁石をそ
   の外周に備えた振動体と、 前記電磁コイルの外周に設けられる磁性体からなる外側
   ヨークと、 前記永久磁石の内側に設けられる磁性体からなるマグネ
   ットポールと、 前記振動体の両端に連結されるダイヤフラムを備えてお
   り、前記電磁コイル、振動体、外側ヨークおよびマグネ
   ットポールがそれぞれ左右対称形であり、かつ前記両ダ
   イヤフラム間のまん中を通る線に関して左右対称となる
   ように取り付けられてなることを特徴とする振動型ポン
   プ。