JP4188207B2 - ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、往復駆動機構の駆動力をもって作動する振動板の振動を利用して流体の吸入と吐出とを交互に行うのに好適なポンプに関する。

従来から、ポンプの一種として、電磁コイルと振動子との磁気的相互作用に基づく振動子の電磁振動を利用して流体を吸引、吐出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなポンプの一つとして、本出願人は、小さな消費電力で振動板を振動させて流体を効率よく外部に吐出できるとともに小型化が可能なポンプを提案した（例えば、特許文献２参照）。

このポンプは、電磁石の極性の切り換えにより永久磁石を備えた可動軸を軸方向に往復振動自在に形成したものであり、近年の携帯可能な電子機器用の小型の燃料電池におけるメチルアルコールなどの流体からなる燃料供給ポンプに好適なものである。

特開２０００−１３０３４４号公報 特願２００２−３６７６２１号

ところで、近年においては各種装置の高性能化が求められており、各種装置の高性能化の一つとして、往復駆動機構の駆動力をもって作動する振動板の振動を利用して流体の吸入と吐出とを交互に行うポンプにおいても高性能化が求められており、このようなポンプの高性能化の一つとして、振動板の駆動効率、詳しくは振動板に連結された可動軸の駆動効率の向上が求められている。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、振動板の駆動効率を向上させることのできるポンプを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明のポンプの特徴は、往復駆動機構の駆動力をもって作動する振動板の振動によって、流体の吸入と吐出とを交互に行うことのできるポンプであって、前記往復駆動機構が、筒状鉄芯の外側に円筒状のコイルを配置することにより形成された電磁石と、前記筒状鉄芯の内孔内に両端がこの内孔から突出するように装着され軸方向に往復移動可能に配設されるとともに、一端に前記振動板が連結された可動軸と、前記筒状鉄芯を間において前記可動軸の軸方向の両側に配設された一対の磁石ホルダと、軸方向の両端が前記各磁石ホルダに挟持されており、環状に形成されるとともに軸方向に着磁され前記コイルの軸方向両側に同極が対向するように配置された一対の永久磁石とを有し、前記電磁石、磁石ホルダおよび永久磁石により、前記可動軸の作動力を増加させる作動力増加手段が形成されており、前記作動力増加手段が、前記筒状鉄芯の両端面に径方向外側に向かうように形成されたフランジを有し、このフランジの径方向外側に前記永久磁石を配設するとともに、前記磁石ホルダを磁性体により形成し、前記各磁石ホルダのうちの一方の磁石ホルダの永久磁石のコイルと対向する内端面に当接される当接面を、一方の磁石ホルダ側に配置された前記フランジの内端面より軸方向内側に配置させることにより形成されている点にある。

さらに、本発明のポンプにおいては、前記コイルおよび永久磁石の径方向外側を囲う筒状外鉄芯が設けられていることが好ましい。

本発明に係るポンプによれば、振動板の駆動効率を向上させることができるなどの極めて優れた効果を奏する。

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

図１および図２は本発明に係るポンプの実施形態を示すものであり、図１は流体の吸入状態における要部を示す断面図、図２は図１の流体側の磁石ホルダ近傍の拡大断面図である。

図１に示すように、本実施形態のポンプ１は、往復駆動機構２と、この往復駆動機構２の駆動力をもって作動する振動板としてのダイアフラム３と、このダイアフラム３の振動によって流体の吸入と吐出とを交互に行うことのできるポンプ本体４とを有している。そして、ポンプ１は、図１右側が往復駆動機構２が配置される駆動側ＤＳとされ、図１左側が流体の吸入と吐出とを行うポンプ本体４が配置される流体側ＦＳとされている。

前記往復駆動機構２は、円筒状に形成された筒状鉄芯５を有している。この筒状鉄芯５の図１の左右方向に示す軸方向の両端には、それぞれ径方向外側に向かう環状のフランジ６が形成されている。そして、筒状鉄芯５の外周には、筒状鉄芯５の外側に円筒状のコイル７を配置するためのコイル保持部材８が固着されており、筒状鉄芯５の内孔には、可動軸９が軸方向に摺動可能かつ往復移動可能に支持されている。この可動軸９の図１の左右方向に示す軸方向の長さ寸法は、筒状鉄芯５の長さ寸法より長く形成されている。

前記コイル保持部材８は、非磁性体、例えば樹脂により形成されている。このコイル保持部材８は、筒状鉄芯５の外周に固着される筒状の保持本体１０を有している。この保持本体１０の外径寸法は、筒状鉄芯５の両端に形成されているフランジ６の外径寸法より小さく形成されている。

さらに、保持本体１０の外周の両端近傍には、それぞれ径方向外側に向かうリング状の接続壁１１が形成されている。これらの接続壁１１の外径寸法は、コイル７の外径寸法より大きく形成されている。

また、各接続壁１１の相互に対向する内端面の間隔は、コイル７の軸方向の長さ寸法より若干大きく形成されている。そして、各接続壁１１の内端面と、これらの内端面の間に位置する保持本体１０の外周面とにより形成される凹部空間内に、図１の二点鎖線にて示すコイル７が全体としてほぼ円筒状をなすように巻回されている。

前記筒状鉄芯５、コイル保持部材８およびコイル７により、本実施形態の筒状鉄芯５の外側に円筒状のコイル７を配置することにより形成された電磁石１２が構成されている。

前記電磁石１２は、外部電源による所定の周波数の電圧を図示しない端子を介してコイル７に印加することで、電磁石１２の磁極の極性、詳しくは筒状鉄芯５の右端に配置されている駆動側ＤＳのフランジ６に形成される第１磁極１３と、筒状鉄芯５の左端に配置されている流体側ＦＳのフランジ６に形成される第２磁極１４とのそれぞれの相互に異なる極性を周期的に切り換えることができるようになっている。

すなわち、コイル７に所定周波数の電圧を印可することにより、例えば第１磁極１３の極性をＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極・・・の順に周期的に切り換えることができ、第２磁極１４の極性を第１磁極１３の極性の切り換えと同一のタイミングで、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極・・・の順に周期的に切り換えることができるようになっている。

前記コイル保持部材８の各接続壁１１の軸方向外側に位置する外端面の外周には、それぞれ大径筒状部１５が軸方向に沿って形成されている。これらの大径筒状部１５は、保持本体１０と同軸となるように軸方向外側に向かって延出形成されている。そして、各大径筒状部１５の外周には、コイル７の外側に配設された円筒状の筒状外鉄芯１６の内孔の両端部分が固着されている。さらに、駆動側ＤＳに位置する大径筒状部１５の先端は、保持ケース１７の流体側ＦＳに位置する内端面の外周近傍に形成された取付溝１７ａに固着されている。この保持ケース１７は、樹脂などの非磁性体により、ほぼ環状に形成されており、その内孔は、外気が侵入可能な通気口１７ｂとされている。

前記コイル保持部材８の流体側ＦＳに位置する大径筒状部１５の先端には、接続筒状部１８が形成されている。この接続筒状部１８は、内径寸法が大径筒状部１５の内径寸法とほぼ同一寸法に形成された内側筒部１８ａと、この内側筒部１８ａの外側に間隔をおいて配置された大径の外側筒部１８ｂとにより二重環状に形成されている。さらに、外側筒部１８ｂの長さ寸法は、内側筒部１８ａの長さ寸法より長く形成されている。

前記外側筒部１８ｂの内周側には、ポンプ本体４の一部を構成する右端が開口とされたほぼ横向きコップ状の内ケース１９の開口端側が固着されており、外側筒部１８ｂの外周には、内ケース１９を内部空間に収納可能な右端が開口とされたほぼ横向きコップ状の外ケース２０が取着されている。この外ケース２０は、ポンプ本体４の他の一部を構成するものである。そして、内側筒部１８ａと内ケース１９とでダイアフラム３の外周部分が挟持されているとともに、ダイアフラム３によって内ケース１９の内部空間により形成されたポンプ室２１の駆動側ＤＳの開口が閉塞されている。

前記可動軸９は、可動子として機能するものであり、樹脂あるいはオーステナイト系ステンレスなどの非磁性体により形成されている。この可動軸９は、軸方向に所定のストローク、例えば０．６ｍｍ程度のストロークをもって往復移動（振動）可能に配設されている。また、可動軸９は、筒状鉄芯５の内孔によって摺動可能に支持されるほぼ棒状に形成された軸本体２２を有している。この軸本体２２の長さ寸法は、筒状鉄芯５の長さ寸法より長く形成されており、両端が常に筒状鉄芯５の内孔から突出するように形成されている。すなわち、可動軸９は、筒状鉄芯５の内孔内に両端がこの内孔から突出するように装着されている。

前記軸本体２２の駆動側ＤＳには、軸本体２２より小径とされた小径部２３が形成されており、この小径部２３には、全体としてほぼ筒状に形成された駆動側ＤＳの磁石ホルダ２４Ｄの内孔が固着されている。また、軸本体２２の流体側ＦＳには、全体としてほぼ筒状に形成された流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆの内孔が固着されており、流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆの流体側ＦＳの外端面と、可動軸９の流体側ＦＳの端部に形成されている軸本体２２より大径の頭部２５の駆動側ＤＦに配置された内端面とでダイアフラム３の内周縁部分が挟持されている。これにより、可動軸９の一端、本実施形態においては可動軸９の流体側ＦＳに位置する端部にダイアフラム３が連結されている。

前記ダイアフラム３は、非磁性体で弾性を有する素材、例えばゴム様弾性体、樹脂、オーステナイト系ステンレスなどの非磁性金属などにより、全体としてほぼ環状の薄膜状に形成されている。なお、ダイアフラム３の断面形状としては、設計コンセプトなどの必要に応じて、波状などの従来公知の各種の形状から選択使用することができる。

前記磁石ホルダ２４（符号２４は、駆動側ＤＳの磁石ホルダ２４Ｄおよび流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆを総称する。）は、磁性体、例えば筒状鉄芯５と同様の強磁性体により、全体としてほぼ環状に形成されている。これらの磁石ホルダ２４は、コイル保持部材８の各大径筒状部１５のそれぞれの内部空間に配置されており、筒状鉄芯５を間において可動軸９の軸方向の両側に配設されている。こららの各磁石ホルダ２４の内端面の外周側には、ほぼ環状に形成された永久磁石２６の軸方向の両端が挟持されており、内周側には、防振ゴムなどによりほぼ段付き環状に形成されたダンパ２７の基部が保持されている。このダンパ２７の先端は、筒状鉄芯５のフランジ６の端面と対向するよう配置されている。

前記各磁石ホルダ２４に配設されている永久磁石２６は、全体としてほぼ環状に形成されているとともに、軸方向に着磁されている。これらの各永久磁石２６は、それぞれ筒状鉄芯５のフランジ６の外周とコイル保持部材８の大径筒状部１５の内周との間に配置されている。また、各永久磁石２６はコイル７の両側、すなわち、コイル保持部材８の接続壁１１を介してコイル７の端面と向き合う内側が、それぞれ同極、例えばＳ極となるように各磁石ホルダ２４に固着されている。さらに、各永久磁石２６は、それぞれの内周が、筒状鉄芯５のフランジ６の外周と対向するように配置されている。なお、各永久磁石２６は、それぞれが磁石ホルダ２４に保持されることで、可動軸９および磁石ホルダ２４とともに軸方向に往復移動可能に配設されている。

前記各磁石ホルダ２４は、各磁石ホルダ２４のうちの図２に示す吸入状態における流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆの永久磁石２６のコイル７と対向する内端面に当接される当接面２８Ｆが筒状鉄芯５の流体側ＦＳのフランジ６の内端面６ａより軸方向内側に配置されている。

なお、流体の吸入状態においては、駆動側ＤＳの磁石ホルダ２４Ｄの永久磁石２６のコイル７と対向する内端面に当接される当接面２８Ｄが筒状鉄芯５の駆動側ＤＳのフランジ６の内端面６ａより軸方向外側に配置されており、この当接面２８Ｄは、後に詳しく述べるように、可動軸９が流体側ＦＳに移動して流体の吐出状態とされた場合には、図１の破線にて示すように、筒状鉄芯５の駆動側ＤＳのフランジ６の内端面６ａより軸方向内側に配置されるようになっている。

すなわち、本実施形態の各磁石ホルダ２４は、可動軸９の移動位置にかかわらず、各磁石ホルダ２４のうちの一方の磁石ホルダ２４の永久磁石２６のコイル７と対向する内端面に当接される当接面２８（符号２８は、流体側ＦＳの当接面２８Ｆおよび駆動側ＤＳの当接面２８Ｄを総称する。）を、一方の磁石ホルダ２４側に配置された筒状鉄芯５のフランジ６の内端面６ａより軸方向内側に配置させることができるように構成されている。

前記筒状鉄芯５の両端面に径方向外側に向かうように形成されたフランジ６を有し、このフランジ６の径方向外側に永久磁石２６を配設するとともに、磁石ホルダ２４を磁性体により形成し、これらの磁石ホルダ２４のうちの一方の磁石ホルダ２４の永久磁石２６のコイル７と対向する内端面に当接される当接面２８を、一方の磁石ホルダ２４側に配置された筒状鉄芯５のフランジ６の内端面６ａより軸方向内側に配置させる構成により、本実施形態の電磁石１２、磁石ホルダ２４および永久磁石２６により可動軸９の作動力を増加させる作動力増加手段２９が構成されている。

また、本実施形態の往復駆動機構２は、筒状鉄芯５の外側に円筒状のコイル７を配置することにより形成された電磁石１２と、筒状鉄芯５の内孔内に両端がこの内孔から突出するように装着され軸方向に往復移動可能に配設されるとともに、一端にダイアフラム３が連結された可動軸９と、筒状鉄芯５を間において可動軸９の軸方向の両側に配設された一対の磁石ホルダ２４と、軸方向の両端が各磁石ホルダ２４に挟持されており、環状に形成されるとともに軸方向に着磁されコイル７の軸方向両側に同極が対向するように配置された一対の永久磁石２６とを有する構成とされている。

前記ポンプ本体４は、前記内ケース１９と前記外ケース２０とを有しており、これらのケース１９，２０は、それぞれ右端が開口とされたほぼ横向きコップ状に形成されている。そして、ポンプ室２１の左隣に位置する内ケース１９と外ケース２０との間には、図１下方に示す吸入室３０と図１上方に示す吐出室３１とがそれぞれ独立して形成されている。そして、ポンプ室２１と吸入室３０とは、内ケース１９の流体側ＦＳに配置されている側壁１９ａにその厚さ方向に貫通するように形成された吸入孔３２によって接続されており、ポンプ室２１と吐出室３１とは、吸入孔３２と同様に、側壁１９ａにその厚さ方向に貫通するように形成された吐出孔３３によって接続されている。

前記内ケース１９の側壁１９ａの吸入孔３２の近傍には、ゴム様弾性体によりほぼ傘状に形成された吸入弁３４の基軸部が保持されている。この吸入弁３４は、逆止弁として機能するものであり、ポンプ室２１側に配置された傘部が吸入孔３２を遮蔽可能になっている。

前記内ケース１９の側壁１９ａの吐出孔３３の近傍には、ゴム様弾性体によりほぼ傘状に形成された吐出弁３５の基軸部が保持されている。この吐出弁３５は、逆止弁として機能するものであり、吐出室３１側に配置された傘部が吐出孔３３を遮蔽可能になっている。

前記外ケース２０の側壁２０ａの外端面には、吸入室３０に連通する吸入ノズル３６と、吐出室３１に連通する吐出ノズル３７とが軸方向外側に向かってそれぞれ突出形成されている。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

図１は、本実施形態のポンプ１における流体の吸入状態（以下、単に吸入状態と記す。）を示している。この吸入状態においては、可動軸９が駆動側ＤＳに移動（振動）されており、この可動軸９の駆動側ＤＳへの移動によってダイアフラム３の内周が駆動側ＤＳに引っ張られて変形している。このダイアフラム３の変形により、ポンプ室２１の容積が増加してポンプ室２１の圧力が低下し、吸入弁３４の傘部外周部が内ケース１９の側壁１９ａの駆動側ＤＳに位置する内端面から離間している。その結果、外部の流体が、吸入ノズル３６から吸入室３０に吸入されるとともに、吸入孔３２を介してポンプ室２１に流入する。

なお、このような吸入動作中におけるポンプ室２１内の圧力低下は、吐出室３１の圧力をポンプ室２１内の圧力より高くするので、吐出弁３５の傘部外周部が内ケース１９の側壁１９ａの流体側ＦＳに位置する外端面に当接して吐出孔３３を遮蔽して、吐出室３１の内部に存在する流体が逆流してポンプ室２１に流入するのを防止している。

また、吸入状態においては、可動軸９とともに各磁石ホルダ２４がともに駆動側ＤＳに移動しており、これらの磁石ホルダ２４の駆動側ＤＳへの最大移動位置は、流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆに配設されたダンパ２７の先端面を筒状鉄芯５の流体側ＦＳに位置するフランジ６の端面に当接することで確実かつ容易に制御することができるようになっている。また、流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆの当接面２８Ｆは、図２に詳示するように、フランジ６の軸方向内側に位置する内端面６ａより軸方向内側に位置している。

そして、吸入孔３２を介して容積が増大したポンプ室２１に流体が所定量流入すると、図示しない制御部からの制御指令に基づいて電磁石１２の磁極の極性が切り換えられる。すなわち、第１磁極１３をＳ極とし、第２磁極１４をＮ極とするようにコイル７に電流を流す。

すると、筒状鉄芯５、流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆ、筒状外鉄芯１６および駆動側ＤＳの磁石ホルダ２４Ｄがそれぞれ磁性体により形成されているので、筒状鉄芯５、流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆ、筒状外鉄芯１６および駆動側ＤＳの磁石ホルダ２４Ｄには、図３に模式的に示すような理想的な磁気回路が形成される。

このような磁気回路により、電磁石１２の第１磁極１３と、この第１磁極１３と対向する駆動側ＤＳに位置する磁石ホルダ２４Ｄとの間には図３の白抜き矢印にて示す引力ＦＡが発生し、第２磁極１４とこの第２磁極１４と対向する流体側ＦＳに位置する磁石ホルダ２４Ｆとの間には、図３の白抜き矢印にて示す斥力ＦＲが発生する。この引力ＦＡと斥力ＦＲとにより、可動軸９が流体側ＦＳに移動する。

この時、本実施形態においては、作動力増加手段２９が形成されているので、図３に示すように、第２磁極（流体側ＦＳに位置するフランジ６の外周）１４と、流体側ＦＳに位置する磁石ホルダ２４Ｆの内側支持部（永久磁石２６のコイル７の端面と対向するする端面に当接されている当接面２８Ｆを具備する部分）２４Ｆａの内周との間に斜めの磁界が発生する。この磁界は、第２磁極１４と磁石ホルダ２４Ｆの内側支持部２４Ｆａとの間に図３の白抜き矢印にて示す斜めの第２引力ＦＢを発生させる。そして、第２引力ＦＢの軸方向に沿った水平成分が、可動軸９を流体側ＦＳに移動させる力として働く。

すなわち、本実施形態のポンプ１においては、可動軸９を流体側ＦＳに移動させる際に、一対の永久磁石２６と電磁石１２との相互間に働く引力ＦＡおよび斥力ＦＲに加えて、第２磁極１４と流体側ＦＳの磁石ホルダ２４Ｆの内側支持部２４Ｆａとの間に働く第２引力ＦＢの水平成分が可動軸９を流体側ＦＳに移動させる力として加算されることになるので、可動軸９の駆動力を向上することができる。

なお、各磁石ホルダ２４を非磁性体により形成するとともに、一対の永久磁石２６の間に単に電磁石１２を配設した構成では、一対の永久磁石２６と電磁石１２との相互間に、可動軸９を駆動するための引力ＦＡおよび斥力ＦＲを形成することはできるものの、理想的な磁気回路および第２引力ＦＢを形成する磁界を形成することはできない。

そして、可動軸９の流体側ＦＳへの移動によってダイアフラム３の内周が流体側ＦＳに引っ張られて変形し、このダイアフラム３の変形により、ポンプ室２１の容積が減少してポンプ室２１の圧力が上昇し、吐出弁３５の傘部外周部が内ケース１９の側壁１９ａの流体側ＦＳに位置する端面から離間する。その結果、ポンプ室２１の流体に圧力が付与されて、ポンプ室２１の流体が、吐出孔３３を介して吐出室３１に吐出されるとともに、吐出ノズル３７を介して外部に吐出され、ポンプ１は、流体を吐出する吐出状態となる。

なお、このような吐出動作中におけるポンプ室２１内の圧力上昇は、吸入室３０の圧力をポンプ室２１内の圧力より高くするので、吸入弁３４の傘部外周部が内ケース１９の側壁１９ａの駆動側ＤＳに位置する端面に当接して吸入孔３２を遮蔽して、ポンプ室２１の内部に存在する流体が逆流して吸入室３０に流入するのを防止している。

また、流体の吐出状態（以下、単に吐出状態と記す。）においては、各磁石ホルダ２４がともに流体側ＦＳに移動しており、これらの各磁石ホルダ２４の流体側ＦＳへの最大移動位置は、駆動側ＤＳの磁石ホルダ２４Ｄに配設されたダンパ２７の先端面を筒状鉄芯５の駆動側ＤＳに位置するフランジ６の端面に当接することで確実かつ容易に制御することができるようになっている。この時、駆動側ＤＳの磁石ホルダ２４Ｄの当接面２８Ｄは、駆動側ＤＳのフランジ６の内端面より軸方向内側に位置することになる。

そして、吐出孔３３を介して容積が減少したポンプ室２１の流体が外部に所定量流出すると、図示しない制御部からの制御指令に基づいて電磁石１２の磁極の極性が切り換えられる。すなわち、第１磁極１３をＮ極、第２磁極１４をＳ極とするようにコイル７に電流を流す。すると、各部は逆方向に動作して図１に示す吐出状態に復帰する。

すなわち、可動軸９を駆動側ＤＳに移動させる際には、電磁石１２の第１磁極１３とこの第１磁極１３と対向する駆動側ＤＳに位置する磁石ホルダ２４Ｄとの間には斥力ＦＲが発生し、第２磁極１４とこの第２磁極１４と対向する流体側ＦＳに位置する磁石ホルダ２４Ｆとの間には引力ＦＢが発生し、駆動側ＤＳに位置する磁石ホルダ２４Ｄの内側支持部２４Ｄａとの間に可動軸９を駆動側ＤＳに移動させる水平成分を含む第２引力ＦＢが発生することになる。

以下、電磁石１２の磁極の極性を周期的に切り換えることで、可動軸９を軸方向に往復移動することでダイアフラム３を振動させ、これにより流体の吸入と吐出とを交互に繰り返すことができる。

このように、本実施形態のポンプ１によれば、一つの電磁石１２の磁極の切り換えに同期して、可動軸９と連動して往復動する一対の永久磁石２６を、電磁石１２との間に働く引力ＦＡおよび斥力ＦＲを用いて一方の永久磁石２６を吸引するとともに他方の永久磁石２６を反発することでダイアフラム３を振動させているので、コイル７に印可する電力が少なくてもダイアフラム３を高速振動させることが確実かつ容易にできる。

さらに、本実施形態のポンプ１によれば、一対の永久磁石２６と一つの電磁石１２との相互間に働く引力ＦＡおよび斥力ＦＲに加えて、作動力増加手段２９により、水平成分が可動軸９を移動させる方向に働く第２引力ＦＢを発生させることができるので、可動軸９の駆動効率、ひいてはダイアフラム３の駆動効率を向上させることが容易にできる。その結果、近年の高性能化の要求に応えることが確実にできる。

また、本実施形態のポンプ１によれば、ポンプ室２１が一つなので、構造が簡単であるとともに、小型化を容易に図ることができる。

また、本実施形態のポンプ１の作動力増加手段２９によれば、水平成分が可動軸９を移動させる方向に働く第２引力ＦＢをより容易かつ確実に発生させることができる。

また、本実施形態のポンプ１の筒状外鉄芯１６によれば、理想的な磁気回路を明確に形成することができるので、可動軸９の作動効率を容易に向上することができる。その結果、消費電力を小さくできる。

さらにまた、本実施形態のポンプ１によれば、可動軸９の移動範囲を、磁石ホルダ２４に配設されたダンパ２７によって、確実かつ容易に制御することができる。その結果、永久磁石２６とこの永久磁石２６に対向する電磁石１２のコイル７の端面との間隔を狭く、しかも間隔のバラツキを従来の１／１０以下と高精度にすることが容易かつ確実にできる。その結果、電磁石１２のコイル７に供給する電力を少なくしても、ダイアフラム３の安定した動作を容易に得ることができる。

本発明のポンプ１は、消費電力が小さく小型なので、携帯可能な電子機器のバッテリとして用いられる小型の燃料電池の燃料供給ポンプ１として好適である。すなわち、本発明のポンプ１は、消費電力が小さく小型なので、燃料電池自身の電力によって往復駆動機構２を効率よく駆動することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

本発明に係るポンプの実施形態の流体の吸入状態における要部を示す断面図 図１の流体側の磁石ホルダ近傍の拡大断面図 流体の吐出状態における磁気回路を模式的に示す説明図

符号の説明

１ ポンプ
２ 往復駆動機構
３ ダイアフラム
４ ポンプ本体
５ 筒状鉄芯
６ フランジ
６ａ 内端面
７ コイル
８ コイル保持部材
９ 可動軸
１２ 電磁石
１３ 第１磁極
１４ 第２磁極
１９ 内ケース
２０ 外ケース
２１ ポンプ室
２４、２４Ｄ ２４Ｆ 磁石ホルダ
２６ 永久磁石
２７ ダンパ
２８、２８Ｄ、２８Ｆ 当接面
２９ 作動量増加手段
３０ 吸入室
３１ 吐出室
３６ 吸入ノズル
３７ 吐出ノズル
ＤＳ 駆動側
ＦＳ 流体側
ＦＲ 斥力
ＦＡ 引力
ＦＢ 第２引力

Claims (2)

1. 往復駆動機構の駆動力をもって作動する振動板の振動によって、流体の吸入と吐出とを交互に行うことのできるポンプであって、
   前記往復駆動機構が、
   筒状鉄芯の外側に円筒状のコイルを配置することにより形成された電磁石と、
   前記筒状鉄芯の内孔内に両端がこの内孔から突出するように装着され軸方向に往復移動可能に配設されるとともに、一端に前記振動板が連結された可動軸と、
   前記筒状鉄芯を間において前記可動軸の軸方向の両側に配設された一対の磁石ホルダと、
   軸方向の両端が前記各磁石ホルダに挟持されており、環状に形成されるとともに軸方向に着磁され前記コイルの軸方向両側に同極が対向するように配置された一対の永久磁石とを有し、
   前記電磁石、磁石ホルダおよび永久磁石により、前記可動軸の作動力を増加させる作動力増加手段が形成されており、
   前記作動力増加手段が、前記筒状鉄芯の両端面に径方向外側に向かうように形成されたフランジを有し、このフランジの径方向外側に前記永久磁石を配設するとともに、前記磁石ホルダを磁性体により形成し、前記各磁石ホルダのうちの一方の磁石ホルダの永久磁石のコイルと対向する内端面に当接される当接面を、一方の磁石ホルダ側に配置された前記フランジの内端面より軸方向内側に配置させることにより形成されていることを特徴とするポンプ。
2. 前記コイルおよび永久磁石の径方向外側を囲う筒状外鉄芯が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。