JP3428854B2 - 電磁ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラム式の
電磁ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】交流電磁石への交流の供給により軸方向
に往復移動される振動子を備え、この振動子の端部に突
設された連結軸をダイヤフラムに連結し、前記振動子の
往復移動に伴うダイヤフラムの振幅動作により、このダ
イヤフラムで一側を仕切られたポンプ室での流体（気体
又は液体）の吸入・吐出しを行うダイヤフラム式の電磁
ポンプは広く知られている。

【０００３】この種の電磁ポンプが備える交流電磁石の
鉄心には、一般に中央磁極とその両側に位置される側磁
極とを有したＥ型積層鉄心が使用され、この鉄心に対応
して振動子には短冊状をなす一対の永久磁石を有したも
のが使用されている。そして、振動子としては、図５
（Ａ）（Ｂ）に示す磁石カバー型のものと、図６（Ａ）
（Ｂ）に示す磁石露出型のものとが知られている。

【０００４】図５（Ａ）（Ｂ）に示された磁石カバー型
振動子１は、振動子本体をなす合成樹脂製のカバー２、
２間に、一対の永久磁石３を挟んで、かつ、接着剤４に
より接着止めして設けるとともに、長手方向両端部に夫
々ねじからなる連結軸５を挟んで、かつ、接着止めして
突設してなる。この種の振動子１の永久磁石３には、エ
ネルギー積が高く、したがって、ポンプの小形化を促進
できる希土類系の磁石材料が採用されている。

【０００５】図６（Ａ）（Ｂ）に示された磁石露出型振
動子１１は、アルミニューム合金製又は合成樹脂製の振
動子本体１２に設けた一対の磁石取付け孔１２ａの夫々
に永久磁石１３を嵌合して図示しない接着剤により接着
止めするとともに、振動子本体１２の長手方向両端部に
夫々ねじからなる連結軸１４を突設してなる。この種の
振動子１１の永久磁石１３はその両側面、すなわち、磁
極面を露出して設けられるとともに、この磁石１３には
機械的強度が大きいフェライト磁石が使用される。

【０００６】前記のような振動子１、１１の永久磁石
３、１３はその厚み方向に着磁されている。一対の交流
電磁石は振動子を間に置いて向かい合うような位置関係
にある磁極が異極となるように励磁されるとともに、こ
れら磁極の極性は交流の半サイクル毎に入れ替わる。

【０００７】そのため、供給される交流の半サイクル期
間での電磁石の励磁により、一方の永久磁石は、例えば
中央磁極との間で磁気的に吸引し合うととともに一方の
側磁極との間では磁気的に反発し合い、同時に、他方の
永久磁石は中央磁極との間で磁気的に反発し合うととも
に他方の側磁極との間では磁気的に吸引し合う。そし
て、次の交流の半サイクル期間での励磁により、前記一
方の永久磁石は、中央磁極との間で磁気的に反発し合う
ととともに前記一方の側磁極との間では磁気的に吸引し
合い、同時に、前記他方の永久磁石は中央磁極との間で
は磁気的に引き合うとともに、他方の側磁極との間では
磁気的に反発し合う。したがって、こうした磁気的作用
の繰り返しによって振動子がその軸方向に往復移動（振
動）され、それに伴ってポンプ作動が営まれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図６に示した振動子１
１を備える電磁ポンプにおいて、その振動子１１に使用
したフェライト磁石製永久磁石１３のエネルギー積は、
希土類系磁石の約１／３であるので、図５に示した振動
子１と同じ磁気性能を持たすためには、図５の振動子１
が備える永久磁石３の約３倍の大きさのフェライト磁石
を用いる必要がある。それに伴い振動子１１及び交流電
磁石も大形となるので、小形で高出力の電磁ポンプとす
るには不適当である。

【０００９】これに対して図５に示した振動子１は電磁
ポンプの小形・高出力化に適する。しかし、永久磁石３
は合成樹脂製のカバー２で覆い隠されているから、この
カバー２の厚みに応じて永久磁石３の磁極面と交流電磁
石の磁極端面との間のギャップが大きくなる。そのた
め、電磁石と永久磁石３との間での磁気的な吸引・反発
作用が低下してしまい、ポンプ性能を向上させることが
難しいという問題がある。

【００１０】しかも、永久磁石３に希土類系磁石を採用
することに伴い振動子１を小形にできる反面、この振動
子１全体の質量が小さくなるため次の問題がある。すな
わち、ポンプ性能には、磁気回路の設計と、ダイヤフラ
ムのばね定数と、振動子の質量とが大きく関与し、振動
子の質量以外の条件を一定とすれば、振動子の質量が大
きいほど最大圧力及び吐出される流体量が増えるもので
ある。しかし、振動子１の主部をなしている振動子本体
は合成樹脂製のカバー２であるので、その重量は軽く、
したがって、振動子１全体の質量が小さく、この点から
ポンプ性能を向上させることが難しかった。

【００１１】なお、振動子本体は一対の永久磁石を取付
けるものであるため、磁束が漏れる鉄などの質量が大き
い磁性体材料で振動子本体を作ることは不可能である。

【００１２】又、以上の点にかんがみて本発明者は、図
６に示された磁石露出形振動子１１において、合成樹脂
より質量が重いアルミニューム合金で振動子本体１２を
作るとともに、それに取付けられる永久磁石に希土類系
磁石を用いた振動子を試作して、それを組み込んだダイ
ヤフラム式電磁ポンプを開発して、このポンプの性能試
験を行った。この試験は、電源周波数が５０ＨＺと６０
ＨＺのもとで交流１００Ｖを電磁石に印加して、風量、
消費電力、効率、及び最大圧力を測定ないしは計算した
ものである。その結果は、後述の表１に示されるよう
に、５０ＨＺ条件下では、風量３１．８ｌ／ｍｉｎ、消
費電力２７．１Ｗ、効率１８．８％、最大圧力０．３０
０ｋｇ／ｃｍ^２であり、又、６０ＨＺ条件下では、風量
３１．０ｌ／ｍｉｎ、消費電力２０．４Ｗ、効率２４．
８％、最大圧力０．２６４ｋｇ／ｃｍ^２であり、これら
の結果は十分とは言い難いものである。

【００１３】

【００１４】又、磁石露出型振動子１１が有するアルミ
ニューム合金製の振動子本体１２は、永久磁石１３を安
定して固定できるような所定厚み（４ｍｍ程度）の一枚
板からなるので、それに磁石取付け孔６９を設ける場合
に、削り出しによる加工を余儀なくされており、加工コ
ストが掛かり、コスト高であるという問題がある。

【００１５】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、小形・高出力であって、かつ、ポンプ性能
を向上できるとともに、コストを低減できる電磁ポンプ
を得ることにある。

【００１６】さらに、前記のように厚手の一枚板から振
動子本体１２を構成するので、この本体１２を得る上で
の材料使用量が多く、この点においてもコスト高である
という問題がある。又、磁石露出型振動子１１はその永
久磁石１３を露出させる構成である。そのため、機械的
強度が大きなフェライト磁石に代えてエネルギー積が大
きい希土類磁石を用いる場合には、次の問題がある。す
なわち、希土類磁石は強度的にはもろい性質を有してい
るから、これが振動子本体１２の両面から突出する磁石
露出型振動子の構成においては、例えばポンプ組立て時
の取り扱い等において希土類磁石製の永久磁石がなにか
にぶつかるようなことがあると、たやすく永久磁石が損
傷する恐れがある。

【００１７】したがって、本発明が解決しようとする第
２の課題は、前記第１の課題を解決するにあたり、露出
された永久磁石の損傷を防止できる電磁ポンプを得るこ
とにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るために、請求項１の発明は、端部をダイヤフラムに連
結して交流電磁石の磁極端面と対向して配設され前記電
磁石への通電により軸方向に振動される磁石露出型振動
子が有する永久磁石を、希土類系の磁石材料出形成する
とともに、この磁石が取付けられた前記振動子の振動子
本体を、前記永久磁石の厚みより薄い真ちゅう板をプレ
ス加工した得た二枚の本体プレートを重ね合わせて形成
し、前記二枚の本体プレートに開けられた開口を合わせ
て前記磁石取付け孔が形成されているとともに、この磁
石取付け孔の孔縁に厚み方向外側に突出する互いに逆向
きのフランジが折り曲げられていて、前記磁石取付け孔
に前記永久磁石を接着固定したことを特徴としている。

【００１９】この請求項１の発明においては、振動子に
磁石露出型のものを採用したから、露出する永久磁石の
磁極面と交流電磁石の磁極端面との間のギャップを増や
したり、ギャップを通る磁束を減衰させる部材が存在す
ることがなくなり、電磁石と永久磁石との間での磁気的
な吸引・反発作用を高めることができる。更に、永久磁
石が希土類系磁石材料製であり、そのエネルギー積が大
きいので、それに応じて電磁石と永久磁石との間での磁
気的な吸引・反発作用を高めることができる。その上、
この永久磁石が取付けられた振動子本体を真ちゅう製と
したから、振動子全体の質量を増やすことができる。し
かも、二枚の本体プレートを合わせて振動子本体を形成
したから、夫々の本体プレートが薄肉となり、したがっ
て、これらプレートに対して加工が容易なプレス加工に
より磁石取付け孔を形成できる。その上、磁石取付け孔
の孔縁にフランジを折り曲げて設けたから、このフラン
ジにより永久磁石を安定して取付けることができるとと
もに、この磁石取付け部を得るために振動子本体に削り
出し加工をする必要がなくなり、加工が容易なプレス加
工で前記フランジを設けることができる。

【００２０】

【００２１】

【００２２】前記第２の課題を解決するために、請求項
１に従属する請求項２の発明は、前記フランジの突出高
さ以下に前記磁極面を位置させて前記永久磁石を取付け
たものである。

【００２３】この請求項２の発明においては、請求項１
に従属するから、請求項１の発明の作用に加えて次の作
用を有する。すなわち、フランジは、希土類系磁石材料
製の永久磁石の縁を覆うように設けられているので、こ
のポンプの組立て時の取り扱い等において、強度的にも
ろい永久磁石の縁が何かにぶつかることを防止できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明の第１の実施の形態を説明する。

【００２５】図１及び図２中２１は本体ケースであり、
これは主ケース２２と一対の副ケース２３ａ、２３ｂと
を連結してなる。主ケース２２は一対のケース部材２２
ａ、２２ｂを連結して形成されている。

【００２６】一方のケース部材２２ａとこれに連結され
た一方の副ケース２３ａとの間にはダイヤフラム２４の
周縁部が挟み込まれている。同様に、他方のケース部材
２２ｂとこれに連結された他方の副ケース２３ｂとの間
にはダイヤフラム２５の周縁部が挟み込まれている。両
ダイヤフラム２４、２５はその中央部を両面から挟着す
るセンタープレート２６、２７を有している。

【００２７】両ダイヤフラム２４、２５によって本体ケ
ース２１内は、両ダイヤフラム２４、２５間の電磁石収
容室２８と、一方のダイヤフラム２４と一方の副ケース
２３ａとの間の第１のポンプ室２９と、他方のダイヤフ
ラム２５と他方の副ケース２３ｂとの間の第２のポンプ
室３０との三室に仕切られている。図２に示されるよう
に電磁石収容室２８の下側にはケース部材２２ａ、２２
ｂの一部によって、電磁石収容室２８とは仕切られた脈
動吸収用のタンク室３１が形成されており、この室３１
の壁面には吐出し口３２が設けられている。なお、図２
中３１ａはタンク室３１内に設けられた邪魔板であり、
吐出されようとする空気のうちの一部は邪魔板３１ａを
迂回して吐出し口３２に向けて流動し得るようになって
いる。

【００２８】図２に示されるように第１ポンプ室２９側
の副ケース２３ａには、その外面との間に吸い込み室と
しての吸気室３３を形成する第１カバー３４と、同じく
副ケース２３ａ外面との間に排出室としての排気室３５
を形成する第２カバー３６とが夫々取付けられている。
吸気室３３はポンプの外部に連通する吸気口３３ａを有
し、排気室３５の排気口３５ａはタンク室３１に連通さ
れている。

【００２９】これら両室３３、３５と第１ポンプ室２９
との間を仕切っている副ケース２３ａには、吸気室３３
と第１ポンプ室２９との間を開閉する吸気弁３７と、排
気室３５と第１ポンプ室２９との間を開閉する排気弁３
８とが取付けられている。吸気弁３７は、吸気室３３か
ら第１ポンプ室２９に空気が流入するときのみ開いて、
それ以外は閉じ状態を維持するものであり、同様に排気
弁３８はポンプ室２９から排気室３５に空気が流入する
時のみ開いて、それ以外は閉じ状態を維持するものであ
る。

【００３０】第２ポンプ室３０側の副ケース２３ｂに
は、その外面との間に吸い込み室としての吸気室３９を
形成する第１カバー４０と、同じく副ケース２３ｂ外面
との間に排出室としての排気室４１を形成する第２カバ
ー４２とが夫々取付けられている。吸気室３９はポンプ
の外部に連通する吸気口３９ａを有し、排気室４１の排
気口４１ａはタンク室３１に連通されている。

【００３１】これら両室３９、４１と第２ポンプ室３０
との間を仕切っている副ケース２３ｂには、吸気室３９
と第２ポンプ室３０との間を開閉する吸気弁４２と、排
気室４１と第２ポンプ室３０との間を開閉する排気弁４
３とが取付けられている。吸気弁４２は、吸気室３９か
ら第２ポンプ室３０に空気が流入するときのみ開いて、
それ以外は閉じ状態を維持するものであり、同様に排気
弁４２はポンプ室３０から排気室４１に空気が流入する
時のみ開いて、それ以外は閉じ状態を維持するものであ
る。

【００３２】図１及び図２に示されるように前記電磁石
収容室２８には、一対の交流電磁石４５と、これら電磁
石４５の励磁に従い前記ダイヤフラム２４、２５を伴っ
て軸方向に往復移動、言い換えれば、図１及び図２中左
右方向に振動する振動子４６とが収容されている。

【００３３】電磁石４５は、中央磁極５１と、この磁極
５１の両側に夫々位置される一対の側磁極５２とを一体
に有した積層構造のＥ型鉄心５３に、コイルボビン５４
を介して駆動コイル５５を組合わせて形成されている。
駆動コイル５５はコイルボビン５４に巻き付けられ、コ
イルボビン５４は中央磁極５１に嵌合してＥ型鉄心５３
に取付けられている。

【００３４】図１に示されるように互いに平行な各磁極
５１、５２の先端は、圧潰されて中央磁極５１と側磁極
５２との間の溝に向けて突出するように張り出された部
分を有する磁極端面５１ａ、５２ａをなしている。これ
らの磁極端面５１ａ、５２ａは図２中２点鎖線で示され
るように垂直方向に延びているとともに、その張り出し
部分により、磁極端面５１ａ、５２ａの面積が拡大され
て、後述の永久磁石との間での磁気的な吸引・反発作用
をより効果的に行えるようになっている。更に、中央磁
極５１の磁極端面５１の張り出し部分はコイルボビン５
４を押さえるストッパとして使用されて、このボビン５
４が中央磁極５１から抜け出すことがないようにしてあ
る。

【００３５】前記構成の一対の電磁石４５は、その磁極
端面５１ａ同志及び磁極端面５２ａ同志が互いに向かい
合うような配置にして電磁石収容室２８に収容されてい
る。これらの電磁石４５は、ケース部材２２ａ、２２ｂ
が有する側壁２２ａ１、２２ｂ１間に夫々軽圧入するこ
とにより固定され、かつ、前記各側壁２２ａ１、２２ｂ
１と側磁極５２とを凹凸嵌合（図１に示す凹凸嵌合部５
６を参照）させることにより互いに位置決めされてい
る。

【００３６】振動子４６は前記一対の電磁石４５間に配
設されるものであって、図１〜図４に示されるように質
量が大きな非磁性体材料からなる振動子本体６１と、一
対の連結軸６２と、一対の永久磁石６３とを有してな
る。

【００３７】振動子本体６１は、略長方形状なして略同
じ大きさの二枚の本体プレート６４、６５を連結してな
る。二枚の本体プレート６４、６５は、質量が大きな非
磁性体材料である真ちゅう板をプレス加工して得たもの
であり、その板厚は永久磁石６３の厚みよりも薄い。こ
れらプレート６４、６５は、図３及び図４に示されるよ
うに一方の本体プレート６４には複数の連結突起６６が
一体に突出されており、他方の本体プレート６５には各
連結突起６６に対応して複数の連結孔６７が開けられて
いる。そして、各連結突起６６を連結孔６７に圧入しな
がら両本体プレート６４、６５を重ね合わせることによ
り、振動子本体６１が形成されている。

【００３８】両本体プレート６４、６５はその長手方向
両端部に夫々Ｔ字状の溝６８ａを有し、これらの溝６８
ａは振動子本体６１の前記組立てにより合わさって連結
軸固定溝６８を形成している。振動子本体６１の長手方
向両端部の連結軸固定溝６８には夫々連結軸６２が取付
けられている。連結軸６２には頭部を四角形に形成した
ねじが使用される。これらの連結軸６２は、その頭部を
連結軸固定溝６８に嵌着することにより、ねじ軸部を振
動子本体６１の端面から突出させて振動子本体６１に固
定されている。

【００３９】振動子本体６１は互いに平行な一対の磁石
取付け孔６９を有している。これら取付け孔６９は、両
連結軸５２の軸心間をつなぐ直線、すなわち、振動子４
６の中心線Ａ、言い換えれば、振動子４６の後述の振幅
の方向に対して直角に交差する方向に設けてもよいが、
第１の実施の形態では振動子４６の振幅動作を滑らかに
するために前記中心線Ａに対して斜めに交差する方向に
設けられている。前記中心線Ａは図２に示され、又、図
２中θは中心線Ａに対する磁石取付け孔６９のスキュー
角を示している。

【００４０】磁石取付け孔６９は、両本体プレート６
４、６５に開けた長方形状の開口６９ａを、振動子本体
６１の前記組立てにより合わせることにより形成されて
いる。磁石取付け孔６９の長手方向に沿う開口縁には、
振動子本体６１の厚み方向外側に突出するフランジ６９
ｂが夫々折り曲げられている。

【００４１】永久磁石６３は、長方形状であって、磁石
取付け孔６９に夫々嵌合して図示しない嫌気性接着剤等
を介して接着止めされている。したがって、一対の永久
磁石６３も振動子本体６１の中心線Ａに対してスキュー
角θをもって互いに平行に傾斜されて設けられている。
図３に示されるように永久磁石６３は、その厚み方向両
面の磁極面がフランジ６９ｂの突出高さ以下となるよう
に取付けられ、この第１の実施の形態の場合にはフラン
ジ６９ｂの先端縁が僅かに前記磁極面から突出されるよ
うになっている。

【００４２】これら永久磁石６３は、磁気特性が高い希
土類の磁石材料、例えばサマリウム・コバルト系磁石材
料が使用されるが、同様なネオジウム・鉄・ボロン系磁
石材料等を使用してもよい。永久磁石６３はその厚み方
向に着磁されており、一面はＮ極であり、他面はＳ極と
なっている。そして、両方の永久磁石６３は、一方の電
磁石４５側の一面同志が互いに異極となるとともに、他
方の電磁石４５側の他面同志が互いに異極となるように
振動子本体６１に固定されている。

【００４３】前記構成の振動子４６は、図１に示される
ように一対の交流電磁石４５間に配設され、その両端か
ら突出された連結軸６２は、夫々左右一対のダイヤフラ
ム２４、２５に連結されている。この連結は、連結軸６
２をダイヤフラム２４、２５のセンタープレート２６、
２７の中心部を貫通させ、その貫通端部にワッシャ７０
を嵌合してからナット７１を螺合して締め付けることに
より実現されている。

【００４４】このようにして左右のダイヤフラム２４、
２５にわたって支持された振動子４６の永久磁石６３と
電磁石４５の磁極端面５１ａ、５２ａとの関係は図２に
示されている。すなわち、永久磁石６３は、既述のよう
に傾けられているから、磁石端面５１ａ、５２ａに対し
て前記スキュー角θをもって振動子４６の振動方向に傾
斜され、その一部が予め磁極端面５１ａ、５２ａに対向
するようになっている。

【００４５】前記構成のダイヤフラム式電磁ポンプは、
その一対の交流電磁石４５の各駆動コイル５５に交流を
半サイクルづつずらして印加することにより使用され
る。それにより、振動子４６を間に置いて向かい合うよ
うな位置関係にある中央磁極５１同志が互いに異極にな
るとともに、同様な位置関係にある側磁極５２同志が互
いに異極となるように励磁されて、これら磁極５１、５
２の極性が交流の半サイクル毎に入れ替わる。

【００４６】そのため、供給される交流の半サイクル期
間での電磁石４５の励磁により、振動子４６の一方の永
久磁石６３が、例えば中央磁極５１の磁極端面５１ａと
の間で磁気的に吸引し合うととともに一方の側磁極５２
の磁極端面５２ａとの間では磁気的に反発し合い、同時
に、他方の永久磁石６３が、磁極端面５１ａとの間で磁
気的に吸引し合うとともに、他方の側磁極５２の磁極端
面５２ａとの間で磁気的に吸引し合い、それにより、振
動子４６は図１中右方向に移動される。そして、次の交
流の半サイクル期間での励磁により、振動子４６の前記
一方の永久磁石６３が、磁極端面５１ａとの間で磁気的
に反発し合うとともに前記一方の側磁極５２の磁極端面
５２ａとの間では磁気的に吸引し合い、同時に、前記他
方の永久磁石６３が、磁極端面５１ａとの間では磁気的
に吸引し合うとともに、前記他方の側磁極５２の磁極端
面５２ａとの間では磁気的に反発し合い、それにより、
振動子４６は図１中左方向に移動される。

【００４７】こうした磁気的作用によって振動子４６は
その軸方向にダイヤフラム２４、２５を伴って往復移動
され、すなわち、図１及び図２中左右方向に振動される
から、それに伴ってポンプ作動が営まれる。

【００４８】このポンプ作動において、振動子４６が右
方向に移動される時には、第１ポンプ室２９の容積が大
きくなるので、排気弁３８が閉じられるとともに吸気弁
３７が開かれて、吸気室３３から第１ポンプ室２９に空
気が吸込まれる。そして、次に振動子４６が左方向に移
動されるときには、第１ポンプ室２９の容積が小さくな
るので、吸気弁３７が閉じられるとともに排気弁３８が
開かれて、第１ポンプ室２９から排気室３５に空気が圧
送され、この空気はタンク室３１を経由して吐出し口３
２から外部に吐出される。同様に、前記のように振動子
４６が右方向に移動された時には、第２ポンプ室３０の
容積が小さくなるので、排気弁４３が開かれるとともに
吸気弁４２が閉じられて、第２ポンプ室３０から排気室
４１に空気が圧送され、この空気はタンク室３１を経由
して吐出し口３２から外部に吐出される。そして、前記
のように振動子４６が左方向に移動されたときには、第
２ポンプ室３０の容積が大きくなるので、吸気弁４２が
開かれるとともに排気弁５３が閉じられて、吸気室３９
から第２ポンプ室３０に空気が吸込まれる。

【００４９】このようなポンプ動作の繰り返しにより、
この電磁ポンプは振動子４６の一往復につき２回空気を
圧縮して吐出すことができる。なお、吐出された空気
は、例えば空気袋を膨張・収縮させることによりマッサ
ージを行うエアーマッサージ機が備える前記空気袋を膨
張させる媒体として利用される。

【００５０】前記構成の電磁ポンプの振動子４６は、そ
の永久磁石６３の磁極面が外部に露出していて交流電磁
石４５の磁極端面５１ａ、５２ａに対向する磁石露出型
であるから、永久磁石６３の磁極面と前記磁極端面５１
ａ、５２ａとの間のギャップ内に磁束を減衰させる部材
を存在させることがないとともに、前記ギャップｇ（図
１参照）を狭めることができる。そのため、電磁石４５
と振動子４６の永久磁石６３との間での磁気的な吸引・
反発作用を高めて、ポンプ性能を向上できる。

【００５１】更に、永久磁石６３を、希土類系磁石材料
の一種であるサマリウム・コバルト系磁石材料で形成し
たから、そのエネルギー積が大であり、それに応じて電
磁石４５と振動子４６の永久磁石６３との間での磁気的
な吸引・反発作用を高めて、ポンプ性能を向上できる。

【００５２】その上、前記のように永久磁石６３のエネ
ルギー積が大きいことにより、特に、永久磁石６３の
幅、ひいては振動子４６の幅を薄くできるのみならず、
交流電磁石４５の駆動コイル５５の巻数等を少なくし
て、この電磁石４５を小型にできるから、電磁ポンプ全
体を小型に作ることができる。

【００５３】しかも、振動子４６の振動子本体６１をな
す非磁性体材料である真ちゅうは、従来の磁石露出型振
動子の振動子本体を形成しているアルミニューム合金に
比較して比重が大であるので、振動子本体６１の質量を
従来より大きくできる。それにより、前記のように小型
な振動子４６であるにも拘らず、それが大きな質量（５
６．３グラムであり、これに対して従来のものは３０．
８グラムであった。）を持つので、振動子４６のストロ
ーク、すなわち、振幅が大きくなって、ポンプ性能を向
上できる。

【００５４】すなわち、この点はポンプの性能試験で明
らかにされた。この試験は、既に説明したが、電源周波
数が５０ＨＺと６０ＨＺのもとで交流１００Ｖを電磁石
に印加して、風量、消費電力、効率、及び最大圧力を測
定ないしは計算したものである。その結果は、表１に示
されるように、５０ＨＺ条件下では、風量３８．０ｌ／
ｍｉｎ、消費電力２９．１Ｗ、効率２０．９％、最大圧
力０．３３０ｋｇ／ｃｍ^２であり、又、６０ＨＺ条件下
では、風量４１．２ｌ／ｍｉｎ、消費電力２７．０Ｗ、
効率２４．９％、最大圧力０．３２８ｋｇ／ｃｍ^２であ
った。この表１から電磁ポンプで最も重要な最大圧力及
び風量が向上していることが分かる。

【００５５】

【表１】

【００５６】又、前記構成の電磁ポンプは、その振動子
４６の振動子本体６１を、二枚の本体プレート６４、６
５を重ね合わせて形成したから、夫々の本体プレート６
４、６５には薄肉の真ちゅう板を採用できる。したがっ
て、本体プレート６４、６５に対する磁石取付け孔６９
をなす開口６９ａの形成を、加工が容易なプレス加工で
行うことができる。したがって、加工コストが低減され
て振動子４６を安価に得ることができるので、ひいて
は、ポンプ全体のコストダウンを図ることができる。

【００５７】更に、前記のように磁石取付け孔６９の孔
縁からフランジ６９ｂを折り曲げて、それに磁石取付け
孔６９内に嵌合された永久磁石６３を接着止めしたか
ら、二枚の本体プレート６４、６５が薄板であるにも拘
らず、永久磁石６３の支持面積を大きく確保でき、した
がって、永久磁石６３を安定して振動子本体６１に固定
できる。

【００５８】しかも、前記のように永久磁石６３を安定
して取付ける磁石取付け部を得るために、振動子本体６
１に削り出し加工をする必要がなく、加工が容易なプレ
ス加工により、前記磁石取付け部としてのフランジ６９
ｂを設けることができる。したがって、加工コストが低
減されて振動子４６を安価に得ることができるので、ひ
いては、ポンプ全体のコストダウンを図ることができ
る。

【００５９】その上、前記フランジ６９ｂの突出高さ以
下に永久磁石６３の磁極面を位置させて、永久磁石６３
を磁石取付け孔６９に取付けたから、このフランジ６９
ｂにより、強度的にもろい永久磁石６３を保護できる。
すなわち、フランジは、希土類系磁石材料製の永久磁石
の縁を覆うように設けられているので、このポンプの組
立て時の取り扱い等において、永久磁石６３の縁が何か
にぶつかることを防止できる。それにより、永久磁石６
３の損傷を防止することができる。

【００６０】なお、既述のように振動子４６の永久磁石
６３は所定のスキュー角θで傾けられているから、前記
ポンプ動作において、前記のように振動子４６が振動す
る際に、磁気吸引し合う側の磁極と永久磁石６３との対
向面積を、零の状態から飛躍的かつ急激に増加させるこ
とがないとともに、磁気的に反発し合う磁極と永久磁石
との対向面積がいきなり零になることがなくなり、前記
対向面積をスキュー角θの傾斜の度合いに応じて次第に
変化させることができる。したがって、振動子４６を滑
らかに振動させて前記ポンプ動作が営まれるから、使用
時の騒音を低減できる。

【００６１】なお、本発明は前記実施の形態には制約さ
れない。例えば、前記実施の形態のものは、一対の交流
電磁石を備えているので、振動子を振動させる力が大き
い点で優れているが、本発明は一つの交流電磁石を備え
る電磁ポンプにも適用できる。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載される効果を有する。

【００６３】請求項１に記載の発明によれば、振動子が
有する永久磁石のエネルギー積が大きいとともに、相対
向する永久磁石の磁極面と交流電磁石の磁極端面との間
のギャップが狭められるので、電磁石と永久磁石との間
での磁気的な吸引・反発作用が高められて、小形・高出
力化を図ることができ、しかも、振動子全体の質量が増
大するので、ポンプ性能を向上できる。更に、振動子本
体が有する磁石取付け孔を、加工が容易なプレス加工に
より形成できるとともに、永久磁石を安定して取付ける
ための磁石取付け部をなすフランジを、加工が容易なプ
レス加工で磁石取付け孔の孔縁に折り曲げたから、前記
磁石取付け部を得るために振動子本体に削り出し加工を
する必要がなくなり、振動子、ひいてはポンプ全体のコ
ストを低減できる。

【００６４】

【００６５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、ポンプの組立て時の取り扱い等
において、露出されていて強度的にもろい希土類系磁石
材料製永久磁石の縁が何かにぶつかることを、前記フラ
ンジで防止できるので、前記永久磁石の損傷を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電磁ポンプの
構成を示す横断平面図。

【図２】図１中Ｚ−Ｚ線に沿って示す電磁ポンプの断面
図。

【図３】図１に示された電磁ポンプが備える振動子の構
成を示す断面図。

【図４】図３に示された振動子の構成を分解して示す斜
視図。

【図５】（Ａ）は従来例に係る電磁ポンプが備える振動
子の構成を示す正面図。（Ｂ）は図５（Ａ）中Ｘ−Ｘ線
に沿って示す断面図。

【図６】（Ａ）は他の従来例に係る電磁ポンプが備える
振動子の構成を示す正面図。（Ｂ）は図６（Ａ）に示さ
れた電磁ポンプの側面図。

【符号の説明】

２１…本体ケース、２４…ダイヤフラム、２５…ダイヤ
フラム、２８…電磁石収容室、２９…ポンプ室、３０…
ポンプ室、４５…交流電磁石、４６…振動子、５１…中
央磁極、５１ａ…中央磁極の磁極端面、５２…側磁極、
５２ａ…側磁極の磁極端面、５３…Ｅ型鉄心、５４…コ
イルボビン、５５…駆動コイル、６１…振動子本体、６
２…連結軸、６３…永久磁石、６４…本体プレート、 ６
５…本体プレート、 ６９…磁石取付け孔、 ６９ａ…開
口、 ６９ｂ…フランジ、ｇ…ギャップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−22529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−136947（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−182404（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−28454（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−116183（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−116184（ＪＰ，Ｕ) 特公 平１−25305（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 43/00 - 47/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一側がダイヤフラムで仕切られたポンプ室
   を有した本体ケースと、鉄心に駆動コイルを装着してな
   る交流電磁石と、振動子本体が有する磁石取付け孔に希
   土類系の磁石材料からなる永久磁石をその磁極面を露出
   させて取付けるとともに前記振動子本体の端部に連結軸
   を有してなり、前記連結軸を前記ダイヤフラムに連結
   し、かつ、前記鉄心の磁極端面と対向して配設された振
   動子とを備え、前記駆動コイルに交流を供給して前記振
   動子をその軸方向に振動させるとともに前記ダイヤフラ
   ムを振幅動作させて前記ポンプ室での流体の吸入・吐出
   しを行う電磁ポンプにおいて、前記振動子本体を、前記永久磁石の厚みより薄い真ちゅ
   う板をプレス加工して得た二枚の本体プレートを重ね合
   わせて形成し、前記二枚の本体プレートに開けられた開
   口を合わせて前記磁石取付け孔が形成されているととも
   に、この磁石取付け孔の孔縁に厚み方向外側に突出する
   互いに逆向きのフランジが折り曲げられていて、前記磁
   石取付け孔に前記永久磁石を接着固定した ことを特徴と
   する電磁ポンプ。
2. 【請求項２】前記フランジの突出高さ以下に前記磁極面
   を位置させて前記永久磁石を取付けたことを特徴とする
   請求項１記載の電磁ポンプ。