JP3500365B2 - 電磁石部 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は電磁石部に関する。
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ポンプにおける電磁石部に関す
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１７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、対向して配置されている電
磁石１５１からなる電磁石部、永久磁石１５２を備えた
振動子１５３、該振動子１５３の両端に連結されたダイ
ヤフラム１５４と、前記電磁石部の両端側にそれぞれ固
定されたダイヤフラム台１５４ａおよびポンプケーシン
グ１５５と、前記ダイヤフラム１５４とポンプケーシン
グ１５５とのあいだに形成されるポンプ圧縮室１５６と
から構成されている。そして、前記電磁石１５１は、Ｅ
型の鉄心１５７に捲線したコイル部１５８を組み込んで
完成させたものであり、前記振動子１５３は、該鉄心１
５７間に形成される空隙部１５９に配置されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】かかるポンプの電磁石
部は、所定の空隙部の寸法を確保するために、鉄心を位
置決めして保持させたのち、組み立てられているため、
組立て作業に時間が掛かり、作業効率の向上を図りにく
いという問題がある。 【０００５】 本発明は、叙上の事情に鑑み、鉄心の組
立性を向上させるとともに、作業効率を向上させること
ができる電磁石部を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の電磁石部は、対
向して配置される鉄心および捲線コイルからなる電磁石
と、該鉄心の内周部に配置される鉄心保持具とからなる
電磁石部であって、該鉄心保持具は、前記電磁石部の外
表面に樹脂をモールドして筐体部を成形するために前記
鉄心を位置決めおよび保持するものであり、前記鉄心
が、外方ヨーク部と、該外方ヨーク部の両端部位に配置
されるサイドポール部と、該サイドポール部のあいだに
配置されるセンターポール部からなり、かつ、前記サイ
ドポール部の両端面部と鉄心保持具の開口端部とが互い
に切欠き溝と係合爪により結合されてなることを特徴と
する。 【０００７】 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の電磁石部を説明する。 【０００９】 図１は本発明の一実施の形態にかかわる
電磁石部を適用した電磁振動型ポンプを示す縦断面図、
図２は電磁石部の側面図、図３は図２の電磁石部につい
て捲線コイル部を省いたときの斜視図、図４は大径鉄心
の正面図、図５は小径鉄心の正面図、図６は鉄心保持具
の斜視図、図７は鉄心保持具の部分切欠き側面図、図８
は鉄心保持具の側面図、図９は電磁石部の斜視図、図１
０は内側ボビンの正面図、図１１は内側ボビンの側面
図、図１２は内側ボビンの平面図、図１３は外側ボビン
の正面図、図１４は外側ボビンの側面図、図１５は外側
ボビンの平面図、図１６は一体型ボビンの側面図であ
る。 【００１０】 図１〜８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石部を適用した電磁振動型ポ
ンプは、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とからなる。この側面蓋部８は、内部を空洞にする内
側蓋８ａと外側蓋８ｂとからなる２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９が一体化されている。なお、９ａ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 【００１１】前記ポンプケーシング６は、さらに吸引室
１０、吐出室１１および圧縮室１２からなるポンプ部を
有しており、吸引室１０は、前記圧縮室１２と連通する
ために、吸入口１３と吸入弁１４を、吐出室１１は吐出
口１５と吐出弁１６をそれぞれ備えている。 【００１２】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。 【００１３】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）１７および該鉄心１７の内周凹
部に組み込まれる、ボビン１８にコイルを捲いた捲線コ
イル部１９からなる電磁石２０と、一対の小径鉄心（補
助鉄心）２１と、前記一対の大径鉄心１７および小径鉄
心２１の内周部に配置される四角管状の鉄心保持具（中
子）２２とからなり、外表面には樹脂がモールドされた
框体部２３が成形されている。 【００１４】前記鉄心１７、２１は、図４に示されるよ
うに断面がＥ型を呈しており、外方ヨーク部１７ａ、２
１ａと、該外方ヨーク部１７ａ、２１ａの両端部位に配
置されるサイドポール部１７ｂ、２１ｂと、該サイドポ
ール部１７ｂ、２１ｂのあいだに配置されるセンターポ
ール部（主極）１７ｃ、２１ｃとから構成されている。
また、捲線コイル部１９を挿入しやすいように、外方ヨ
ーク部１７ａ、２１ａとセンターポール部１７ｃ、２１
ｃとが分割構造にされている。この外方ヨーク部１７
ａ、２１ａとセンターポール部１７ｃ、２１ｃは、接続
部を突起２４と凹部２５の形状にしたのち、適当な締め
代を付けて、プレスで圧入し、強固に嵌め合うようにさ
れている。なお、モールド金型に挿入しやすいように外
方ヨーク部１７ａの外面は、左右方向に、たとえばθ＝
２°程度のテーパーをつけておくのが望ましい。また、
大径鉄心１７は、予め外方ヨーク部１７ａの両端部位に
配置されるサイドポール部１７ｂ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１７ｃ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して
いるが、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、圧入一体化すること
もできる。また、小径鉄心２１については、予め外方ヨ
ーク部２１ａの両端部位に配置されるサイドポール部２
１ｂと中央に配置されるセンターポール部２１ｃ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
て作製しているが、削り出しにより作製することもでき
る。 【００１５】前記鉄心保持具２２は、図６に示されるよ
うに四角管状を呈しており、外周面には、鉄心１７、２
１の極部間の開口部に嵌め込まれる隆起部２６と鉄心１
７、２１の積厚Ｈに応じた畝２７が形成されている。こ
の隆起部２６と畝２７により、鉄心１７、２１の位置決
めを確実にするとともに、モールド時に鉄心１７、２１
を適切に保持できる。 【００１６】前記大径鉄心１７および小径鉄心２１の端
面部と鉄心保持具２２の開口端部とは互いに結合手段に
より結合されている。この結合手段により、両鉄心１
７、２１を鉄心保持具２２に取り付ける際に、両鉄心１
７、２１が鉄心保持具２２から分離して脱落しないよう
にすることができるため、鉄心１７、２１の位置決めと
取り付けを容易にすることができる。このように、立体
状の電磁石部１を構成することにより、鉄心１７、２１
の外表面に樹脂をモールドするときに、鉄心１７、２１
を位置決めおよび保持できるため、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
ことができる。 【００１７】前記結合手段としては、接着剤を用いるこ
とができるが、作業上、ワンタッチで取り付けることが
できるように、前記鉄心１７、２１のサイドポール部１
７ｂ、２１ｂの端面部に形成される半円形の切欠き溝２
８と、前記鉄心保持具２２の開口端部に形成される半円
形の係合爪２９とからなるものを用いるのが好ましい。
この係合爪２９は、左右開口端部の４辺にそれぞれ形成
される板状の爪であり、計８個形成されている。 【００１８】前記鉄心保持具２２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２３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。 【００１９】前記框体部２３は、一対の小径鉄心２１側
の外周部位に、サイレンサー機能を有する凹部３０、３
１が形成されている。凹部３０には、吸入部３２ａを有
する蓋３２が固着されているとともに、凹部３１には、
排出部３３ａを有する蓋３３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。また、前記
凹部３０、３１に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。 【００２０】本実施の形態では、吸入部３２ａから吸入
された空気は凹部３０に一旦貯えられたのち、吸引室１
０に吸入されるため、吸入音が低減される。また吐出室
１１に吐き出された空気は凹部３１に吸入されたのち、
この凹部３１に一旦貯えられ、ついで排出部３３ａから
排気されるため、排気音が低減される。本実施の形態に
おけるポンプは、前記サイレンサー機能を有するポンプ
と比較して、サイレンサー機能を有する凹部が電磁石部
における大径鉄心の外径寸法内に形成されているので、
ポンプを小型化することができる。なお、本実施の形態
では、前記一対の小径鉄心２１側の外周部位に凹部３
０、３１が形成されているが、一対の小径鉄心２１のう
ち、少なくとも一方の外周部位にのみ凹部を形成するこ
とにより、吸入音または排気音を低減することもでき
る。 【００２１】前記電磁石部１は、框体部２３が成形され
るため、大径鉄心１７に組み込まれる捲線コイル部１９
は、寸法の正確さとモ一ルド時の樹脂圧力で変形しない
とともに、大径鉄心１７とのあいだの絶縁が強固に確保
され、かつ配線用端子が正確に位置決めされる必要があ
る。このため、捲線コイル部１９のコイル（巻線用絶縁
電線）は融着線を用いて、整列巻きにされている。そし
て、ボビン１８は、図９〜１５に示されるように、２つ
の部品を組み合わせられており、帽子状の内側ボビン４
１と外側ボビン４２とから構成されている。この内側ボ
ビン４１は、側板４３と前記センターポール部１７ｃに
挿通される角柱部４４とからなり、前記側板４３にはラ
グ端子４５を組み込むための端子部４６が形成されてい
る。また、前記外側ボビン４２は、内側ボビン４１と向
き合わせて使用され、側板４７と前記センターポール部
１７ｃに挿通される角柱部４８とからなる。 【００２２】本実施の形態では、内側ボビン４１と外側
ボビン４２との寸法は、前記捲線コイル部１９を組み立
てるに際し、両ボビン４１、４２を合わせてコイルを捲
き付けるときの合わせ目には若干の隙間が開く寸法にし
てある。このため、両ボビン４１、４２はコイルと密着
し、左右の側板４３、４７に隙間ができないので、モ一
ルド時にこの隙間に樹脂が浸透し、変形を起こす惧れが
ない。端子部４６は、モールド時、モールド型に形成さ
れる凹み部に自動的に嵌るように形成されている。な
お、前記内側ボビン４１と外側ボビン４２は、図１６に
示されるように、一体型のボビン５１とすることもでき
るが、整列巻きにする場合、線径により、厚さ幅Ｌの変
更が必要になる。また、コイルとの隙間が大きいと、こ
の隙間に高圧の樹脂が浸透し、コイルおよびボビンが変
形する惧れがある。 【００２３】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。 【００２４】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。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
電磁石部内に鉄心保持具を配置して、鉄心と鉄心保持具
を結合することにより、鉄心の組立性を向上させるとと
もに、作業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態にかかわる電磁石部を適
用した電磁振動型ポンプを示す縦断面図である。 【図２】電磁石部の側面図である。 【図３】図２の電磁石部について捲線コイル部を省いた
ときの斜視図である。 【図４】大径鉄心の正面図である。 【図５】小径鉄心の正面図である。 【図６】鉄心保持具の斜視図である。 【図７】鉄心保持具の部分切欠き側面図である。 【図８】鉄心保持具の側面図である。 【図９】電磁石部の斜視図である。 【図１０】内側ボビンの正面図である。 【図１１】内側ボビンの側面図である。 【図１２】内側ボビンの平面図である。 【図１３】外側ボビンの正面図である。 【図１４】外側ボビンの側面図である。 【図１５】外側ボビンの平面図である。 【図１６】一体型ボビンの側面図である。 【図１７】従来の電磁振動式ダイヤフラムポンプの一例
を示す縦断面図である。 【符号の説明】 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 ９ 取付け脚 １７ 大径鉄心 １７ａ、２１ａ 外方ヨーク部 １７ｂ、２１ｂ サイドポール部 １７ｃ、２１ｃ センターポール部 １８ ボビン １９ 捲線コイル部 ２０ 電磁石 ２１ 小径鉄心 ２２ 鉄心保持具 ２３ 框体部 ２４ 突起 ２５ 凹部 ２６ 隆起部 ２７ 畝 ２８ 切欠き溝 ２９ 係合爪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−284671（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−111211（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−322226（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−309048（ＪＰ，Ａ) 特許2609066（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 33/00 F04B 43/02 F04B 45/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 対向して配置される鉄心および捲線コイ
   ルからなる電磁石と、該鉄心の内周部に配置される鉄心
   保持具とからなる電磁石部であって、該鉄心保持具は、
   前記電磁石部の外表面に樹脂をモールドして筐体部を成
   形するために前記鉄心を位置決めおよび保持するもので
   あり、前記鉄心が、外方ヨーク部と、該外方ヨーク部の
   両端部位に配置されるサイドポール部と、該サイドポー
   ル部のあいだに配置されるセンターポール部からなり、
   かつ、前記サイドポール部の両端面部と鉄心保持具の開
   口端部とが互いに切欠き溝と係合爪により結合されてな
   る電磁石部。