JPH07279852A - ダイヤフラム式電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁石と永久磁石との磁気的相互作用により
ダイヤフラムを駆動するダイヤフラム式電磁ポンプに関
し、ポンプの容量を大きくできるとともに容易に製造で
きることを目的とする。 【構成】 電磁石７ａ、７ｂの間には永久磁石８ａ、８
ｂが設けられた振動子９が配置されている。電磁石７ａ
（７ｂも同様の構造）は、中央部に主極２６ａ、両端部
に側極２６ｂが形成されたＥ字状のコア２２と、このコ
ア２２に固定されたコイル枠２３と、このコイル枠２３
に巻回されたコイル２４とからなる。コア２２の主極２
６ａには固定部としての突起２７が形成されている。コ
イル２４が巻回されたコイル枠２３を主極２６ａに嵌合
させた後突起２７を折り曲げることにより、コイル枠２
３をコア２２に固定することができるとともに折り曲げ
られた突起で永久磁石８ａ、８ｂに対するコア２２の対
応磁路面積を大きくすることができる。したがって、簡
単な構成で振動子９の振幅を大きくすることによりポン
プの容量を大きくすることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエアーマッサー
ジ器等に使用されるダイヤフラム式電磁ポンプに関し、
特に電磁石と永久磁石との磁気的相互作用を増大させる
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁石とダイヤフラムが連結され
た振動子に設けられた永久磁石との磁気的相互作用によ
って空気等の流体を吐出すようにしたポンプとしては、
例えば特公平４−２１０７７号公報に記載されているも
のが知られている。このポンプは、上記公報の第１図に
示されているように、永久磁石を備えた振動子の一端に
ダイヤフラムを連結し、この振動子を上記永久磁石とこ
の永久磁石に対向して配置された電磁石との磁気的相互
作用によって振動させる構成となっており、振動子を振
動させるとダイヤフラムが駆動することによって吸入口
から吸引された流体を吐出口から吐出すようになってい
る。

【０００３】そして、電磁石は、上記公報の第２図ａ、
第２図ｂ、第３図に示されるような中央部に主極、両端
部に側極が形成された断面Ｅ字状のコアと、上記公報に
はその固定に関しては開示されていないがコアに装着さ
れ固定されるコイル枠と、このコイル枠に巻回されたコ
イルとからなっている。上記公報に示されたコアは、主
極の先端に別工程により補助磁路が取り付けられてお
り、この補助磁路によりコアの永久磁石に対する対応磁
路面積を大きくして両者間の磁気的相互作用を強くして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載のものでは補助磁路を設けてコアと永久磁石と
の磁気的相互作用を強くすることにより振動子の振幅を
大きくしてポンプの容量を大きくすることはできるが、
補助磁路の主極への取り付けと、コイル枠のコアへの固
定とをそれぞれ別個に行うものであるので、製造が面倒
であるという問題があった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決し、容量を大き
くすることができるとともに容易に製造することができ
るダイヤフラム式電磁ポンプを得ることを目的とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のダイヤフラム式電磁ポンプは、永久磁石とこ
の永久磁石に対向して設けられた電磁石との磁気的相互
作用に基づいて前記永久磁石を備えた振動子を振動させ
て前記振動子に連結されたダイヤフラムの往復動によっ
て流体を吐出するものにおいて、前記電磁石は、前記永
久磁石側に突極が形成されたコアとこのコアに装着され
固定されるコイル枠に巻回されたコイルとからなり、前
記突極の永久磁石側端部に前記コイル枠の永久磁石側端
部に重合するとともに前記永久磁石と互いに面対向して
前記コイル枠を前記コアに固定する固定部を設け、前記
突極の前記永久磁石に対する対応磁路面積を大きくした
ものである。

【０００７】

【作用】本発明のダイヤフラム式電磁ポンプは、コアの
突極に設けられコイル枠をコアに固定するための固定部
に上記従来例でいうところの補助磁路としての機能を持
たせたもので、突極の永久磁石側端部に設けられた固定
部をコイル枠の永久磁石側端部に重ねると、コイル枠を
コアに固定することができるとともにコアの永久磁石と
の対応磁路面積が大きくなり両者間の磁気的作用部分を
大きくすることができる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図に基づいて説明する。
図３において１はポンプ本体で、このポンプ本体１は、
筒状の本体ケース２と、この本体ケース２の左右両端に
取り付けられたケーシング３ａ、３ｂと、このケーシン
グ３ａ、３ｂにそれぞれ取り付けられたプレート４ａ、
４ｂとから構成されている。

【０００９】筒状の本体ケース２の外周壁５には吸気孔
６が形成されている。また、本体ケース２内には、この
本体ケース２に取り付けられた電磁石７ａ、７ｂとこの
電磁石７ａ、７ｂ間に配置され永久磁石８ａ、８ｂが軸
方向に配列して設けられた振動子９とが設けられてい
る。この振動子９の軸方向両端部は、センタプレート１
０を介してゴム製で弾性変形可能なダイヤフラム１１
ａ、１１ｂに連結されている。ダイヤフラム１１ａ、１
１ｂの外周部は本体ケース２の両端部とケーシング３
ａ、３ｂとでそれぞれ挟着保持されている。また、セン
タープレート１０は各ダイヤフラム１１ａ、１１ｂの両
面にそれぞれ設けられており、各ダイヤフラム１１ａ、
１１ｂと各センタープレート１０とは、振動子９の両端
部に形成された螺子溝（図示せず）が貫通され螺子溝に
ナット１２ａ、１２ｂを締めつけることにより振動子９
の両端部に連結されている。永久磁石８ａ、８ｂは交互
に着磁されている。すなわち、図３において左側の永久
磁石８ａは上側がＳ極、下側がＮ極に、右側の永久磁石
８ｂは上側がＮ極、下側がＳ極にそれぞれ着磁されてい
る。

【００１０】１３ａ、１３ｂはダイヤフラム１１ａ、１
１ｂとケーシング３ａ、３ｂとでそれぞれ形成されるポ
ンプ室で、このポンプ室１３ａ、１３ｂはケーシング３
ａ、３ｂに形成された吸引用孔１４ａ、１４ｂを介して
後述する吸引室に連通するとともにケーシング３ａ、３
ｂに形成された吐出用孔１５ａ、１５ｂを介して後述す
る吐出室に連通するものである。また、ケーシング３
ａ、３ｂには吸引室と吐出室とを仕切るとともにプレー
ト４ａ、４ｂに支持される仕切壁３ｃ、３ｄがそれぞれ
形成されている。

【００１１】１６ａ、１６ｂは、プレート４ａ、４ｂと
ケーシング３ａ、３ｂと仕切壁３ｃ、３ｄとでそれぞれ
形成され吸引用孔１４ａ、１４ｂを介してポンプ室１３
ａ、１３ｂに連通する吸引室で、この吸引室１６ａ、１
６ｂは本体ケース２に形成された連通孔１７ａ、１７
ｂ、本体ケース２内、吸気孔６をそれぞれ介して外気と
連通している。なお、本体ケース２内に連通孔１７ａ、
１７ｂと吸気口６とを連通する通気路を独立して設けれ
ば、液体等も取り扱うことが可能である。１８ａ、１８
ｂは、プレート４ａ、４ｂとケーシング３ａ、３ｂと仕
切壁３ｃ、３ｄとでそれぞれ形成され吐出用孔１５ａ、
１５ｂを介してポンプ室１３ａ、１３ｂに連通する吐出
室で、この吐出室１８ａ、１８ｂはケーシング３ａ、３
ｂにそれぞれ形成された吐出孔１９ａ、１９ｂを介して
外気に連通している。

【００１２】そして、吸引用孔１４ａ、１４ｂはポンプ
室１３ａ、１３ｂ内にそれぞれ配置された吸引弁２０
ａ、２０ｂで開閉される。すなわち、吸引弁２０ａ、２
０ｂは振動子９が振動してポンプ室１３ａ、１３ｂの容
積が増加するようにダイヤフラム１１ａ、１１ｂが撓ん
だ場合に吸引用孔１４ａ、１４ｂを開放し、振動子９が
振動してポンプ室１３ａ、１３ｂの容積が減少するよう
にダイヤフラム１１ａ、１１ｂが撓んだ場合に吸引用孔
１４ａ、１４ｂを閉塞するものである。また、吐出用孔
１５ａ、１５ｂは吐出室１８ａ、１８ｂに配置された吐
出弁２１ａ、２１ｂで開閉される。すなわち、吐出弁２
１ａ、２１ｂは振動子９が振動してポンプ室１３ａ、１
３ｂの容積が減少するようにダイヤフラム１１ａ、１１
ｂが撓んだ場合に吐出用孔１５ａ、１５ｂを開放し、振
動子９が振動してポンプ室１３ａ、１３ｂの容積が増加
するようにダイヤフラム１１ａ、１１ｂが撓んだ場合に
吐出用孔１５ａ、１５ｂを閉塞するものである。

【００１３】次に電磁石７ａ、７ｂについて説明する。
なお、両電磁石７ａ、７ｂの構造は同一であるので一方
のみについて説明する。図１に示すように電磁石７ａ、
７ｂは、薄い鉄板を積層して構成されたＥ字状のコア２
２と、このコア２２に固定されるプラスチック等の絶縁
部材からなるコイル枠２３と、このコイル枠２３に巻回
された電磁コイル２４とからなっている。

【００１４】コア２２は、基部２５と、この基部２５に
連なって永久磁石８側言い換えれば振動子９側に突出す
る突極２６とからなる。また、突極２６は、中央部に位
置する主極２６ａと、両端部に位置する側極２６ｂ、２
６ｂとからなり、コイル２４に電流を流すと主極２６ａ
と側極２６ｂ、２６ｂとは異極に磁化される。すなわ
ち、主極２６ａがＮ極に磁化されている場合、側極２６
ｂ、２６ｂはＳ極に磁化されるものである。そして、主
極２６ａの永久磁石８側端部には固定部としての突起２
７、２７が突出形成されている。この突起２７は、主極
２６ａにおける両側極２６ｂ、２６ｂ側端部に鉄板の積
層方向に沿って形成されている。なお、図中２２ａは連
結孔で、この連結孔２２ａに挿入される図示しないピン
で多数の鉄板が連結される。

【００１５】コイル枠２３は、主極２６ａに嵌合される
筒状部２８と、この筒状部２８の両端に一体に、かつ互
いに平行に設けられた環状の鍔部２９、２９とからな
る。コイル２４は、筒状部２８と鍔部２９、２９とで形
成された巻回部に巻回されるものである。

【００１６】電磁石７ａ、７ｂは、コイル２２が予め巻
回されたコイル枠２３をコア２２にカシメ固定すること
により組み立てられる。具体的には、コイルが巻回され
たコイル枠２３の筒状部２８を主極２６ａに嵌合させた
後、両突起２７、２７を同時にプレス加工等でカシメて
外側に９０度折り曲げる。この状態では、図２に示すよ
うにコイル枠２３の筒状部２８の永久磁石側端部に折り
曲げられた突起２７、２７が重なっている。このように
突起２７、２７を折り曲げて組み立てることにより、容
易にコイル枠２３がコア２２に固定されるとともに主極
２６ａの永久磁石８ａ、８ｂに対する対向面積が大きく
なる。

【００１７】このように本発明によれば、コイル枠２３
をコア２２に固定するための突起２７を利用して突極の
永久磁石に対する対応磁路面積を大きくすることにより
両者間の磁気的作用部分を大きくすることができる。つ
まり、主極２６ａと永久磁石８ａ、８ｂとの磁気的作用
の増加を計ることができるものである。また、主極２６
ａは突起２７をカシメた状態で先端部のみが幅広となっ
ているのでコイル２４を巻回するスペースすなわち主極
２６ａと両側極２６ｂ間とのスペースを充分確保でき
る。これらのことから、簡単な構成で振動子９の振幅を
大きくしてポンプの容量を大きくすることができる。な
お、本実施例においては主極２６ａに固定部としての突
起２７を設けたが、側極２６ｂに設けることも可能であ
る。また、突起２７は、主極２６ａにおける振動子９の
軸方向両端に設けたが、振動子９の軸方向に直交する方
向の両端に設けたりすることも可能である。さらに、固
定部としての突起２７を主極２６ａと一体に設けたもの
について説明したが、例えば別体の鉄板からなる固定部
を主極２６ａに取り付けてもよい。すなわち、主極２６
ａにコイル枠２３を嵌合した後、鉄板をコイル枠２３の
永久磁石側端部に重ね、その後鉄板と主極２６ａとを取
りつけてコイル枠２３を固定することもできる。

【００１８】次に本実施例のダイヤフラム式電磁ポンプ
の動作を説明する。コイル２４に交流電流を流すと、交
流電流の変化に同期して主極２６ａと側極２６ｂ、２６
ｂにはそれぞれ異なる磁極が交互にあらわれる。例え
ば、一方の電磁石７ａでは交流電流のある半波区間（以
下、第１区間）において主極２６ａがＮ極、側極２６
ｂ、２６ｂがＳ極に磁化されると、これに続く半波区間
（以下、第２区間）では主極２６ａがＳ極、側極２６
ｂ、２６ｂがＮ極に磁化され、これに続く半波区間は第
１区間と同様になる。なお、図３に示すように他方の電
磁石７ｂは一方の電磁石７ａと反対に磁化されるように
なっている。

【００１９】上記第１区間での各突極が磁化される状態
は図３に示されており、この状態では永久磁石８ａと電
磁石７ａ、７ｂの左側（図３において）の側極２６ｂ、
２６ｂとの間では斥力、永久磁石８ａと電磁石７ａ、７
ｂの主極２６ａ、２６ａとの間では引力がそれぞれ作用
するとともに、永久磁石８ｂと電磁石７ａ、７ｂの右側
（図３において）の側極２６ｂ、２６ｂとの間では引
力、永久磁石８ｂと電磁石７ａ、７ｂの主極２６ａ、２
６ａとの間では斥力がそれぞれ作用する。したがって、
この状態では振動子９は右側（図３において）に移動す
る。一方、第２区間ではこれらの関係が逆になって振動
子９は左側（図３において）に移動する。そして、この
繰り返しにより振動子９は軸方向に振動する。

【００２０】そして、第１区間においては振動子９が右
側に移動することによりポンプ室１３ａの室内容積が増
加するので吸引弁２０ａが吸引用孔１４ａを開放して、
外気が吸気孔６から本体ケース２内、連通孔１７ａ、吸
引室１６ａ、吸引用孔１４ａを介してポンプ室１３ａに
吸引される。このとき前述のように吐出弁２１ａは吐出
用孔１５ａを閉塞している。また、第２区間においては
振動子９が移動することによりポンプ室１３ａの室内容
積が減少するので吐出弁２１ａが吐出用孔１５ａを開放
して、ポンプ室１３ａ内の空気が吐出用孔１５ａから吐
出室１８ａを介して吐出孔１９ａから吐き出される。一
方、ポンプ室１３ｂはポンプ室１３ａとは反対に第１区
間で容積が減少して空気を吐き出し、第２区間で容積が
増加して外気を吸引する。したがって、吐出孔２１ａ、
２１ｂからは半波ごとに交互に空気が吐き出されること
となる。

【００２１】本実施例は、コイル枠２３をコア２２に固
定するための固定部を利用してコアと永久磁石との磁気
的相互作用を大きくするものにおいて、固定部である突
起２７をコイル枠２３の筒状部２８に重ねて取りつけて
いるので、突起２７を折り曲げる際に大きな力を加えて
も筒状部２８は鍔部２９と比較して強度が大きいことか
ら破損するおそれがないため、コイル枠２３を強固にコ
ア２２に固定することができる。このため、ポンプの駆
動中にコイル枠ががたつくこともない。

【００２２】また、本実施例は、コイル枠２３をコア２
２に固定するための固定部を利用してコアと永久磁石と
の磁気的相互作用を大きくするものにおいて、固定部を
コア２２と一体形成された突起２７とし、コイル枠２３
を主極２６ａに嵌合させた後この突起２７を折り曲げる
ことによりコイル枠２３をコア２２に固定しているの
で、次のような利点がある。すなわち、第１に固定部と
コア２２とを一体とすることにより部品点数を減少する
ことができ、第２に突起２７を折り曲げる前の状態では
この突起２７がコイル枠２３の主極２６ａへの嵌合の妨
げにならないので組み立てが容易になるものである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のダイヤフラ
ム式電磁ポンプによれば、コアと永久磁石との磁気的相
互作用を強くしてポンプの容量を大きくすることができ
るとともに容易に製造できるダイヤフラム式電磁ポンプ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電磁石の分解斜視図で
ある。

【図２】同じく本発明の一実施例を示し、コイル枠とコ
アの固定部分の要部断面図である。

【図３】同じく本発明の一実施例を示すダイヤフラム式
電磁ポンプの断面図である。

【符号の説明】

７ａ 電磁石 ７ｂ 電磁石 ８ａ 永久磁石 ８ｂ 永久磁石 ９ 振動子 １１ａ ダイヤフラム １１ｂ ダイヤフラム ２２ コア ２３ コイル枠 ２４ コイル ２６ 突極 ２７ 突起（固定部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石とこの永久磁石に対向して設け
   られた電磁石との磁気的相互作用に基づいて前記永久磁
   石を備えた振動子を振動させて前記振動子に連結された
   ダイヤフラムの往復動によって流体を吐出するものにお
   いて、 前記電磁石は、前記永久磁石側に突極が形成されたコア
   とこのコアに装着され固定されるコイル枠に巻回された
   コイルとからなり、前記突極の永久磁石側端部に前記コ
   イル枠の永久磁石側端部に重合するとともに前記永久磁
   石と互いに面対向して前記コイル枠を前記コアに固定す
   る固定部を設け、前記突極の前記永久磁石に対する対応
   磁路面積を大きくしたことを特徴とするダイヤフラム式
   電磁ポンプ。