(57)【要約】【課題】本発明は、薄型の電子機器の発熱にも対応することができるポンプ装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明は、軸方向に着磁した円筒型マグネットの貫通路の両側にテーパ状に拡がる流体通路を形成し入口側に傘型逆止弁を設けた磁石可動体と、磁石可動体をスライド可能に収容し磁石可動体の両側に螺旋状のスプリングを配した上で入口側に吸入ノズルを出口側に傘型逆止弁付き吐出ノズルを取り付けて外周に第１駆動コイル及び第２駆動コイル及び駆動コイル間に小さくセンサーコイルを巻き外側に２つの半月状に湾曲した外周磁性体を挟着したシリンダと、シリンダと共にケースに収納され第１駆動コイルと第２駆動コイルに対し同極が対向するように交流を印加することで磁石可動体を往復運動させ駆動状況をセンサーコイルで検知する回路基板とからなることを特徴とするポンプ装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に着磁した円筒型マグネットの貫通路の両側にテーパ状に拡がる流体通路を形成し入口側に傘型逆止弁を設けた磁石可動体と、
前記磁石可動体をスライド可能に収容し前記磁石可動体の両側に螺旋状のスプリングを配した上で入口側に吸入ノズルを出口側に傘型逆止弁付き吐出ノズルを取り付けて外周に第１駆動コイル及び第２駆動コイル及び前記駆動コイル間に小さくセンサーコイルを巻き外側に２つの半月状に湾曲した外周磁性体を挟着したシリンダと、
前記シリンダと共にケースに収納され前記第１駆動コイルと前記第２駆動コイルに対し同極が対向するように交流を印加することで前記磁石可動体を往復運動させ駆動状況を前記センサーコイルで検知する回路基板とからなり、
前記回路基板の制御により前記磁石可動体が前記吸入ノズル側に移動した際に流体を吸入し前記磁石可動体が前記吐出ノズル側に移動した際に流体を吐出することを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
回路基板は直流入力により駆動し、発振手段及び増幅手段により正弦波又は台形波の交流を発生させることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
回路基板は外部から入力したパルス幅変調制御信号に基づき磁石可動体の速度制御が可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
軸方向に着磁した円筒型マグネットの貫通路の両側にテーパ状に拡がる流体通路を形成し入口側に傘型逆止弁を設けた磁石可動体と、
前記磁石可動体をスライド可能に収容し前記磁石可動体の両側に螺旋状のスプリングを配した上で入口側に吸入ノズルを出口側に傘型逆止弁付き吐出ノズルを取り付けて外周に第１駆動コイル及び第２駆動コイル及び前記駆動コイル間に第１センサーコイル及び第２センサーコイルを巻き外側に２つの半月状に湾曲した外周磁性体を挟着したシリンダと、
前記シリンダと共にケースに収納され前記第１駆動コイルと前記第２駆動コイルに対し同極が対向するように交流を印加することで前記磁石可動体を往復運動させ駆動状況を前記センサーコイルで検知する回路基板とからなり、
前記回路基板の制御により、２つのセンサーコイルでノイズを抑えて検出した電圧波形のうち、前記駆動コイルによる誘導電圧波形の波頭以上かつ前記センサーコイルの検出電圧波形の波頭以下に設定した基準電圧以上を出力信号としつつ、
前記磁石可動体が前記吸入ノズル側に移動した際に流体を吸入し前記磁石可動体が前記吐出ノズル側に移動した際に流体を吐出することを特徴とするポンプ装置。
【請求項５】
第１センサーコイルと第２センサーコイルの巻き方向を対向させ、巻き始め同士を結線し、巻き終り同士を結線したことを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置。
【請求項６】
第１センサーコイルと第２センサーコイルの間に絶縁体からなるスペーサを配置したことを特徴とする請求項４又は５に記載のポンプ装置。
【請求項７】
第１センサーコイルの外端から第２センサーコイルの外端までの長さが、マグネットの長さ以下であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の発熱部品を水冷する際に用いる冷媒を循環させるためのポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型コンピュータなど発熱部品を備える電子機器は、発熱体からの熱をフィンなどで放熱することにより冷却しており、さらに熱量増加やレイアウトの理由によりヒートパイプなども具備する場合もある。
【０００３】
現状では、コンピュータのＣＰＵ（中央処理装置）やグラフィック用ＩＣ（集積回路）などの発熱量が増加し、全体の放熱量が増加していることから、空冷システムだけでなく、水冷システムを構築する必要があり、薄型化することが重要である。
【０００４】
水冷システムでは、水などの流体を冷媒として用い、発熱部品から生じた熱を冷媒に放熱することで冷却している。そして、冷媒を循環させるために圧力を発生させているのがポンプ装置であり、ソレノイドポンプが従来技術として知られている。
【０００５】
また、特許文献１に記載されているように、貫通流体通路を形成した磁石可動体を流体導入室内で往復させる構成とし、機械的復帰機構を不要として機構の簡略化を図るとともに、小型にして揚水能力の増大を図り得る可動磁石式ポンプの発明も公開されている。
【０００６】
さらに、特許文献２に記載されているように、シリンダの周囲に可動子の往復運動を検出する空芯の検出コイルが電磁コイルと同軸状に嵌め込まれている電磁式ポンプの発明も公開されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術は、ソレノイドの性能を上げようとするとコイルが大型化してしまい、さらに鉄心の往復運動による振動も大きくなるため、薄型の電子機器に設置できないという課題がある。
【０００８】
また、近年は省電力化が進められており、ＣＰＵなど発熱部品の発熱状況により、ポンプ装置の速度制御を行うなど、出力を抑えて消費電力を小さくするといった対応が必要である。
【０００９】
さらに、可動子の近傍に磁気センサーを配置しないと磁束密度の変化を検出することは困難であり、また、磁気センサーは駆動コイルへの通電により発生する磁界の影響を受けやすいという問題もある。
【００１０】
そのため、可動子の駆動状況を確認する際に、可動子振幅による誘導電圧の出力を検出しても、駆動コイルによるノイズにより、可動子が停止していても、あたかも振幅しているように信号が出力されてしまうことがある。
【００１１】
そこで、本発明は、薄型の電子機器の発熱にも対応することができるポンプ装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
加えて、可動子の駆動状況を精度良く検出することができるポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明は、軸方向に着磁した円筒型のマグネットの両側にテーパ状に拡がる流体通路を形成し入口側に傘型の逆止弁を設けた磁石可動体と、前記磁石可動体を両側にスプリングを配した上で内部に収納し外周に２つの駆動コイルとセンサーコイルを巻いたシリンダと、前記シリンダを２つの半月状に湾曲した外周磁性体で挟んだ上で入口側に取り付けた吸入ノズルと出口側に取り付けた逆止弁付き吐出ノズルを押さえるケースとからなり、正弦波又は台形波を発振し外部信号に応じてパルス幅変調により速度制御した上で増幅した交流を前記駆動コイルの隣り合う側が同極となるように印加して前記磁石可動体を往復運動させ前記センサーコイルで検知した信号と基準電圧を比較し駆動状況を判定する回路基板を前記ケース内に設けたことを特徴とするポンプ装置の構成とした。
【００１４】
また、本発明は、軸方向に着磁した円筒型マグネットの貫通路の両側にテーパ状に拡がる流体通路を形成し入口側に傘型逆止弁を設けた磁石可動体と、前記磁石可動体をスライド可能に収容し前記磁石可動体の両側に螺旋状のスプリングを配した上で入口側に吸入ノズルを出口側に傘型逆止弁付き吐出ノズルを取り付けて外周に第１駆動コイル及び第２駆動コイル及び前記駆動コイル間に第１センサーコイル及び第２センサーコイルを巻き外側に２つの半月状に湾曲した外周磁性体を挟着したシリンダと、前記シリンダと共にケースに収納され前記第１駆動コイルと前記第２駆動コイルに対し同極が対向するように交流を印加することで前記磁石可動体を往復運動させ駆動状況を前記センサーコイルで検知する回路基板とからなり、前記回路基板の制御により、２つのセンサーコイルでノイズを抑えて検出した電圧波形のうち、前記駆動コイルによる誘導電圧波形の波頭以上かつ前記センサーコイルの検出電圧波形の波頭以下に設定した基準電圧以上を出力信号としつつ、前記磁石可動体が前記吸入ノズル側に移動した際に流体を吸入し前記磁石可動体が前記吐出ノズル側に移動した際に流体を吐出することを特徴とするポンプ装置の構成とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、円筒型のマグネットを用いることでコイルを小型化し、スプリングにより低振動化すると共に、ポンプの駆動状況を検知して発熱部品の状況によりポンプ性能を変えられるようにすることで、薄型の電子機器への搭載を可能にしたという効果を奏する。
【００１６】
また、センサーコイルを２つ用いて、ポンプの性能をダウンさせずにノイズの除去と感度の向上を実現したことにより、基準電圧の設定に余裕ができ、可動子の振幅状況を確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に係るポンプ装置の外観の斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係るポンプ装置の断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係るポンプ装置のケースを外した状態を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係るポンプ装置のケースから外周磁性体を外した状態を示す図である。
【図５】本発明の実施例１に係るポンプ装置のケース内のシリンダと回路基板を示す図である。
【図６】本発明の実施例１に係るポンプ装置のシリンダからコイルとノズルを外した状態を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係るポンプ装置のシリンダ内の磁石可動体を示す図である。
【図８】本発明の実施例１に係るポンプ装置の磁石可動体を分解した状態を示す図である。
【図９】本発明の実施例１に係るポンプ装置の逆止弁の構造を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１に係るポンプ装置のマグネットを分解した状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施例１に係るポンプ装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施例１に係るポンプ装置の吸入時の状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施例１に係るポンプ装置の吐出時の状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施例２に係るポンプ装置の断面図である。
【図１５】本発明の実施例２に係るポンプ装置のケースを外した図である。
【図１６】本発明の実施例２に係るポンプ装置の分解図である。
【図１７】本発明の実施例２に係るポンプ装置の電圧波形を示す図である。
【図１８】本発明の実施例２に係るポンプ装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施例２に係るポンプ装置の磁石可動体の位置による磁力線の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１９】
本発明において、実施例１に係るポンプ装置は、軸方向に着磁した円筒型マグネットの貫通路の両側にテーパ状に拡がる流体通路を形成し入口側に傘型逆止弁を設けた磁石可動体と、前記磁石可動体をスライド可能に収容し前記磁石可動体の両側に螺旋状のスプリングを配した上で入口側に吸入ノズルを出口側に傘型逆止弁付き吐出ノズルを取り付けて外周に第１駆動コイル及び第２駆動コイル及び前記駆動コイル間に小さくセンサーコイルを巻き外側に２つの半月状に湾曲した外周磁性体を挟着したシリンダと、前記シリンダと共にケースに収納され前記第１駆動コイルと前記第２駆動コイルに対し同極が対向するように交流を印加することで前記磁石可動体を往復運動させ駆動状況を前記センサーコイルで検知する回路基板とからなり、前記回路基板の制御により前記磁石可動体が前記吸入ノズル側に移動した際に流体を吸入し前記磁石可動体が前記吐出ノズル側に移動した際に流体を吐出することを特徴とする。
【００２０】
また、回路基板は直流入力により駆動し、発振手段及び増幅手段により正弦波又は台形波の交流を発生させる。さらに、回路基板は外部から入力したパルス幅変調制御信号に基づき磁石可動体の速度制御が可能である。
【００２１】
次に、実施例２に係るポンプ装置は、軸方向に着磁した円筒型マグネットの貫通路の両側にテーパ状に拡がる流体通路を形成し入口側に傘型逆止弁を設けた磁石可動体と、前記磁石可動体をスライド可能に収容し前記磁石可動体の両側に螺旋状のスプリングを配した上で入口側に吸入ノズルを出口側に傘型逆止弁付き吐出ノズルを取り付けて外周に第１駆動コイル及び第２駆動コイル及び前記駆動コイル間に第１センサーコイル及び第２センサーコイルを巻き外側に２つの半月状に湾曲した外周磁性体を挟着したシリンダと、前記シリンダと共にケースに収納され前記第１駆動コイルと前記第２駆動コイルに対し同極が対向するように交流を印加することで前記磁石可動体を往復運動させ駆動状況を前記センサーコイルで検知する回路基板とからなり、前記回路基板の制御により、２つのセンサーコイルでノイズを抑えて検出した電圧波形のうち、前記駆動コイルによる誘導電圧波形の波頭以上かつ前記センサーコイルの検出電圧波形の波頭以下に設定した基準電圧以上を出力信号としつつ、前記磁石可動体が前記吸入ノズル側に移動した際に流体を吸入し前記磁石可動体が前記吐出ノズル側に移動した際に流体を吐出することを特徴とする。
【００２２】
また、第１センサーコイルと第２センサーコイルの巻き方向を対向させ、巻き始め同士を結線し、巻き終り同士を結線すること、第１センサーコイルと第２センサーコイルの間に絶縁体からなるスペーサを配置すること、及び第１センサーコイルの外端から第２センサーコイルの外端までの長さが、マグネットの長さ以下であることも特徴とする。
【実施例１】
【００２３】
実施例１に係るポンプ装置を説明する。図１は、本発明の実施例１に係るポンプ装置の外観の斜視図である。
【００２４】
ポンプ装置１は、液体などの流体を吸入ノズル１０から吸い込み、吐出ノズル１１から吐き出す装置である。電子機器の発熱部品を水冷する際に冷媒を循環させるための圧力を発生させたりすることができる。
【００２５】
ポンプ装置１は、吸入ノズル１０と吐出ノズル１１とを繋ぐシリンダ９がケース１７及びケース１７ａ内に収納されており、ケース１７とケース１７ａが吸入ノズル１０及び吐出ノズル１１を挟持する。
【００２６】
また、ケース１７及びケース１７ａ内には回路基板１６が収納されており、リード線１６ａを介して回路基板１６に電源を供給し、シリンダ９内のポンプ機能の制御及び稼働状況の把握を行う。
【００２７】
図２は、本発明の実施例１に係るポンプ装置の断面図である。ポンプ装置１は、磁石可動体２と、スプリング８、８ａと、シリンダ９と、吸入ノズル１０と、吐出ノズル１１と、回路基板１６と、ケース１７、１７ａ等からなる。
【００２８】
尚、スプリング８と磁石可動体２とスプリング８ａはシリンダ９内に収容され、吸入ノズル１０と吐出ノズル１１はシリンダ９の両端に嵌入され、シリンダ９と回路基板１６はケース１７及びケース１７ａ内に収納される。
【００２９】
磁石可動体２は、マグネット３と、マグネットヨーク５と、マグネットヨーク６等からなる。尚、マグネット３の貫通路３ａには内パイプ４が挿通され、さらにマグネット３は外パイプ４ａ内に挿通される。
【００３０】
また、マグネットヨーク５とマグネットヨーク６はマグネット３の両端に取り付けられ、貫通路３ａからテーパー状に拡がる流体通路５ａ及び流体通路６ａに繋がる。さらに、流体通路５ａの広い側には逆止弁７を保持する弁ホルダ７ａが設けられる。
【００３１】
スプリング８は磁石可動体２と吸入ノズル１０の間、スプリング８ａは磁石可動体２と吐出ノズル１１の間にあり、磁石可動体２がシリンダ９内において略中心の位置となるように支持する。
【００３２】
シリンダ９の外周には、吸入ノズル１０側寄りに第１駆動コイル１３が巻かれ、吐出ノズル１１側寄りに第２駆動コイル１３ａが巻かれ、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａの間にセンサーコイル１４が巻かれる。
【００３３】
さらに、第１駆動コイル１３とセンサーコイル１４と第２駆動コイル１３ａを覆うように、円筒を半分に割ったような半月状に湾曲する形状の外周磁性体１５と外周磁性体１５ａがケース１７とケース１７ａと共に被さる。
【００３４】
吸入ノズル１０は、広い側をシリンダ９内に嵌め込み、ケース１７とケース１７ａで抜けないように挟み込む。尚、嵌入部の外周に巻いたＯリング１０ａでシリンダ９との間をシールする。
【００３５】
吐出ノズル１１は、広い側をシリンダ９内に嵌め込み、ケース１７とケース１７ａで抜けないように挟み込む。尚、嵌入部の外周に巻いたＯリング１１ａでシリンダ９との間をシールする。また、内部に逆止弁１２を保持する弁ホルダ１２ａも設けられる。
【００３６】
尚、逆止弁７と逆止弁１２の位置関係は、磁石可動体２のマグネットヨーク５とマグネットヨーク６のいずれか一方と、吸入ノズル１０と吐出ノズル１１のいずれか一方にあれば良い。
【００３７】
例えば、マグネットヨーク５の流体通路５ａに設けた逆止弁７については、弁ホルダ７ａの形状を変更し、マグネットヨーク６の流体通路６ａに取り付けることも可能であるが、この場合、逆止弁７の開閉がスプリング８ａに拘束される可能性がある。
【００３８】
流体は、吸入ノズル１０から入り、スプリング８の中央を通り、逆止弁７を一方通行し、流体通路５ａ及び貫通路３ａ及び流体通路６ａを通過し、スプリング８ａの中央を通り、逆止弁１２を一方通行し、吐出ノズル１１から出る。
【００３９】
回路基板１６は、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａに電流を流したり、センサーコイル１４から信号を取得したり、その他様々な制御を行う。尚、リード線１６ａを介して電源を供給したり、外部に対し信号を送受信したりもする。
【００４０】
ケース１７及びケース１７ａは、ポンプ機能を有するシリンダ９とポンプ機能を制御する回路基板１６を、細長く小型の容器に一体的に収めることで、効率化及び省スペース化を実現する。
【００４１】
図３は、本発明の実施例１に係るポンプ装置のケースを外した状態を示す図である。上側のケース１７と下側のケース１７ａは、上下から合わせてネジ等で固定することで、細長い箱状の容器となる。
【００４２】
ネジ等を緩めてケース１７及びケース１７ａを外すと、内部の収容スペースから、吸入ノズル１０及び吐出ノズル１１と連接するシリンダ９と、シリンダ９と配線のある回路基板１６を取り出すことができる。
【００４３】
シリンダ９は、非磁性体の細長い円筒状の管であり、中空な内部で磁石可動体２を往復運動させることにより、一端の吸入ノズル１０に入った流体を他端の吐出ノズル１１から圧送することができる。
【００４４】
回路基板１６は、集積回路などの半導体部品を取り付けて配線することで電気回路が組み込まれた板であり、磁石可動体２を往復運動させたり、磁石可動体２の運動状況を確認する。
【００４５】
図４は、本発明の実施例１に係るポンプ装置のケースから外周磁性体を外した状態を示す図である。上側の外周磁性体１５と下側の外周磁性体１５ａは、上下から合わせることでシリンダ９を円筒状に覆うカバーとなる。
【００４６】
ケース１７及びケース１７ａは、エンジニアリングプラスチック等の樹脂を成形した容器であり、シリンダ収容部１７ｂ、基板収容部１７ｆ、ノズル収容部１７ｇ、ノズル収容部１７ｈ等からなる。
【００４７】
シリンダ収容部１７ｂには外周磁性体１５又は外周磁性体１５ａが装着され、シリンダ９を収めることができる。天井面又は底面には貫通部１７ｃが空けられ、側縁の中央には半円突起１７ｄ又は半円突起１７ｅが形成される。
【００４８】
基板収容部１７ｆには回路基板１６を収めることができ、端側のノズル収容部１７ｇは吸入ノズル１０を固定することができ、逆端側のノズル収容部１７ｈは吐出ノズル１１を固定することができる。
【００４９】
外周磁性体１５及び外周磁性体１５ａは、金属板などを半月状に湾曲させた磁性体であり、磁界が他の部品に影響を及ぼさないように、磁束の通り道を作る目的で使用され、取付けを容易にするために、円筒を半分に割った形態を採る。
【００５０】
尚、外周磁性体が円筒状であると着脱時にコイル線を傷付ける可能性もある。上側の外周磁性体１５は上側のケース１７に取り付けられ、下側の外周磁性体１５ａは下側のケース１７ａに取り付けられる。
【００５１】
外周磁性体１５と外周磁性体１５ａが合わさる部分の中央にはそれぞれ半円切欠き１５ｂが設けられ、端側にも切欠き１５ｃが設けられる。ケース１７又はケース１７ａのシリンダ収容部１７ｂに収める際に凹凸等の形状に合わせるためである。
【００５２】
外周磁性体１５又は外周磁性体１５ａの半円切欠き１５ｂは、ケース１７又はケース１７ａの半円突起１７ｄ又は半円突起１７ｅに勘合し、外周磁性体１５又は外周磁性体１５ａが外れないように留められる。
【００５３】
尚、回路基板１６側の半円突起１７ｅについては、上下それぞれ半円状の溝が形成されており、ケース１７とケース１７ａを合わせた際にシリンダ収容部１７ｂと基板収容部１７ｆとを繋ぐ貫通孔となる。
【００５４】
また、ポンプ装置１の高さ（厚み）は、ノート型コンピュータの場合、１４ｍｍ以下が望ましいが、あまり薄くし過ぎると流路内径が小さくなり、所望の流量を得られなくなる可能性がある。
【００５５】
そこで、可能な限り流路内径を大きくするため、ポンプ機能を組み込んだ状態の外周磁性体１５と外周磁性体１５ａを合わせたときの円筒の径が、ポンプ装置１の高さにおける最大寸法となるようにする。
【００５６】
即ち、ケース１７とケース１７ａにおいて最大寸法となる部分を切り抜いて貫通部１７ｃとし、外周磁性体１５及び外周磁性体１５ａを内側に嵌め込んだ際に、外周磁性体１５と外周磁性体１５ａの最大寸法となる部分を貫通部１７ｃから外側に貫通させる。
【００５７】
図５は、本発明の実施例１に係るポンプ装置のケース内のシリンダと回路基板を示す図である。シリンダ９の外周には、第１駆動コイル１３及び狭小なセンサーコイル１４及び第２駆動コイル１３ａが巻かれる。
【００５８】
第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａはシリンダ９内の磁石可動体２を往復させるために用い、センサーコイル１４は磁石可動体２の動作を検知するために用い、各コイルの終端は回路基板１６のパターンランドに半田付けによりに接続される。
【００５９】
尚、センサーコイル１４については、終端をケース１７及びケース１７ａの半円突起１７ｅの貫通孔を通過させ、さらに回路基板１６に中央穴１６ｂを通した上で接続する。ただし、回路基板１６が両面基板の場合は、中央穴１６ｂは必要ない。
【００６０】
センサーコイル１４が外周磁性体１５及び外周磁性体１５ａに触れるとショートして断線する可能性が高くなることから、半円切欠き１５ｂを樹脂で包んだ状態である半円突起１７ｅに空いた貫通孔を通すことでコイルが断線しにくくなる。
【００６１】
図６は、本発明の実施例１に係るポンプ装置のシリンダからコイルとノズルを外した状態を示す図である。ケース１７及びケース１７ａによる押さえがないので、シリンダ９から吸入ノズル１０と吐出ノズル１１を取り外すことができる。
【００６２】
吸入ノズル１０及び吐出ノズル１１には、シリンダ９と接する部分に環状のＯリング１０ａ及びＯリング１１ａが取り付けられており、ノズル口以外から流体が漏れないように封止される。
【００６３】
第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａは、導線を円筒形に巻いたもので、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａとは電流が逆方向に流れるように線を巻き、対向する側が同極となるようにする。
【００６４】
センサーコイル１４は、磁石可動体２の往復運動に伴う磁束の変化を読み取るために、シリンダ９の中央、即ち、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａの間に導線を小さい幅で巻き付ける。
【００６５】
尚、巻き数が多くなれば取得できる信号レベルが大きくなるが、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａの間が離れると磁石可動体２の運動性能がダウンするため、巻き条件は制約される。
【００６６】
図７は、本発明の実施例１に係るポンプ装置のシリンダ内の磁石可動体を示す図である。シリンダ９内にはスプリング８、磁石可動体２、スプリング８ａが収められ、吸入ノズル１０と吐出ノズル１１で押さえられる。
【００６７】
吸入ノズル１０と吐出ノズル１１を取り外すと、シリンダ９内からスプリング８とスプリング８ａに挟まれた磁石可動体２を取り出すことができる。磁石可動体２は、円筒状でシリンダ９内を往復運動することが可能である。
【００６８】
スプリング８又はスプリング８ａは、金属線などを螺旋状に巻いたコイルばねであり、両側から磁石可動体２を中心位置に保持すると共に、振動による衝撃を緩和して磁石可動体２が吸入ノズル１０又は吐出ノズル１１へ激突するのを防止する。
【００６９】
吐出ノズル１１のスプリング８ａ側には傘型の逆止弁１２が嵌入されており、吐出ノズル１１から逆止弁１２を保持する弁ホルダ１２ａを取り外すことができる。逆止弁１２の開閉によりノズル口からの逆流を防止する。
【００７０】
図８は、本発明の実施例１に係るポンプ装置の磁石可動体を分解した状態を示す図である。磁石可動体２は、マグネット３を収容した外パイプ４ａを、マグネットヨーク５とマグネットヨーク６で挟んだ部材である。
【００７１】
マグネット３の内パイプ４が挿通された貫通路３ａは、両端が流体通路５ａ又は流体通路６ａに連通するが、流体通路５ａ及び流体通路６ａをテーパー状に拡張することで、流体を流れやすくする。
【００７２】
マグネットヨーク５及びマグネットヨーク６は、マグネット３の吸着力を強くするために用いる金属などの磁性体であり、マグネット３との接合部は内パイプ４や外パイプ４ａの形状に合わせて凹凸を設ける。
【００７３】
尚、マグネット３のＮ極から出た磁力線は、マグネットヨーク５又はマグネットヨーク６を通り、第１駆動コイル１３又は第２駆動コイル１３ａを横切り、外周磁性体１５及び外周磁性体１５ａを通って、マグネット３のＳ極に戻る。
【００７４】
マグネットヨーク５のスプリング８側には傘型の逆止弁７が嵌入されており、マグネットヨーク５から逆止弁７を保持する弁ホルダ７ａを取り外すことができる。逆止弁７の開閉により磁石可動体２からの逆流を防止する。
【００７５】
逆止弁７と逆止弁１２は同じものを使用することができ、マグネットヨーク５と吐出ノズル１１には、同じ収容スペースを形成しておく。尚、マグネットヨーク６と吸入ノズル１０にも、逆止弁は付けないが、同じ部材を用いることは可能である。
【００７６】
図９は、本発明の実施例１に係るポンプ装置の逆止弁の構造を示す図である。吸入側のマグネットヨーク５内に設ける逆止弁７で説明するが、吐出側の吐出ノズル１１内に設ける逆止弁１２も同様である。
【００７７】
尚、左側の図は、上段が弁７ｂを閉じた状態を示す平面図であり、下段が弁７ｂを閉じた状態を示す正面図である。また、右側の図は、弁７ｂが開き流体が通過する状態を示す正面図である。
【００７８】
逆止弁７としては、ポンプ装置１の形状が円柱状であることから、作製しやすい傘型のものを用いるが、ボール弁とバネを組み合わせたものなど様々なタイプのものを用いることができる。
【００７９】
逆止弁７は、円柱状の弁ホルダ７ａに流路７ｃを空け、流路７ｃを塞ぐように傘型の弁７ｂを被せることで、流体が一方向にしか流れないように制御する。マグネットヨーク５の収容スペースに嵌め込み、縁７ｄをマグネットヨーク５の端に引っ掛ける。
【００８０】
尚、流路７ｃは、弁ホルダ７ａに対し環状の孔を貫通させても良いし、環状に複数の孔を間欠的に空けても良い。弁７ｂは、中心の軸７ｅが弁ホルダ７ａに固定され、軸７ｅから円形の傘が拡がる。
【００８１】
流体が吸入側から流路７ｃに流れた場合は、傘が裏返るように弁７ｂが開いて流体を流す。また、流体が吐出側から流れようとした場合は、流路７ｃを塞ぐように弁７ｂが閉じて逆流を防止する。
【００８２】
図１０は、本発明の実施例１に係るポンプ装置のマグネットを分解した状態を示す図である。マグネット３には、内周に管状の内パイプ４を内接させ、外周に管状の外パイプ４ａを外接させる。
【００８３】
内パイプ４は外径がマグネット３の内径と同じ非磁性金属体の管を用い、外パイプ４ａは内径がマグネット３の外径と同じ非磁性金属体の管を用いるが、マグネット３の内周及び外周を樹脂材料で覆う方法でも良い。
【００８４】
マグネット３は、軸方向に着磁した円筒型の永久磁石であり、吸入側がＮ極で吐出側がＳ極、又は、吸入側がＳ極で吐出側がＮ極となる。第１駆動コイル１３又は第２駆動コイル１３ａに生じた電磁力に対し、吸引又は反発する。
【００８５】
流体は貫通路３ａを通過するが、シリンダ９と磁石可動体２の間に浸入する場合もある。マグネット３には錆防止のためにニッケルメッキを施しているが、信頼性が不十分なため内パイプ４及び外パイプ４ａでマグネット３を流体から保護する。
【００８６】
また、内パイプ４及び外パイプ４ａの長さをマグネット３より長くすることで、内パイプ４は貫通路３ａを流体通路５ａ又は流体通路６ａに繋ぎやすくしており、外パイプ４ａはマグネットヨーク５又はマグネットヨーク６に接合しやすくする。
【００８７】
図１１は、本発明の実施例１に係るポンプ装置の回路構成を示すブロック図である。回路基板１６には、発振手段１８、増幅手段１８ａ、フィルタ１８ｂ、比較器１８ｃ、及び結合手段１８ｄ等が備わる。
【００８８】
省電力化のためリード線１６ａを介して回路基板１６に直流入力１８ｅを行い、発振手段１８により発生させた交流を増幅手段１８ａで増幅する。尚、電子機器に搭載するには低振動が要求されるため、波形は正弦波又は台形波とする。
【００８９】
発振手段１８としては、各種様々な方法があるが、シンプルで低周波数駆動（〜３０Ｈｚ）とするには、移相型発振回路により構成するのが好ましい。尚、移相型発振回路は、１８０°位相差の信号を反転増幅回路に帰還することで発振する回路である。
【００９０】
また、反転増幅回路は、トランジスタに代表される増幅素子を用いた回路であり、帰還回路は、抵抗器とコンデンサで構成されるＲＣ回路や、コイルとコンデンサで構成されるＬＣ回路などの多段フィルタで実現することができる。
【００９１】
増幅手段１８ａは、Ｈブリッジにより構成する。Ｈブリッジは、トランジスタに代表される増幅素子を４個配し、たすきがけ状に対向する２素子対を交互にスイッチングすることで、全波駆動することができる。
【００９２】
尚、ＣＰＵ等の発熱体の状況に応じてポンプ性能を可変させるために、発振手段１８で形成した波形を増幅手段１８ａに入力し、当該増幅手段１８ａに別途入力される直流入力１８ｆのレベルによって、駆動波形の振幅を可変し速度制御を行う。
【００９３】
即ち、パルス波のデューティー比（周期的な現象においてある期間に占めるその期間で現象が継続される期間の割合）を変化させることで入力電力を制御し、ポンプの速度や性能を制御することができる。
【００９４】
回路基板１６から第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａに交流を流し、磁石可動体を振動１８ｇさせる。周期的に電流の大きさと向きを変えることで磁石可動体２が往復運動する。
【００９５】
そして、センサーコイル１４で磁石可動体振動１８ｇをセンシング１８ｈする。磁石可動体振動１８ｇにより磁束が変化するので、それを読み取ることで磁石可動体２が正常に動いているかを判断することができる。
【００９６】
センシング１８ｈしたコイル信号はレベルが小さく、しかもノイズが乗っているため、そのままであるとノイズも判別して正常な出力を得ることができない。そこで、コイル信号をフィルタ１８ｂに通し、ノイズを除去する。
【００９７】
フィルタ１８ｂ通過後のコイル信号を比較器１８ｃに入力し、基準電圧１８ｉより大きいかどうか比較する。尚、比較器１８ｃとしては、２つの電圧又は電流を比較して出力を切り替えるコンパレータなどの素子を用いる。
【００９８】
比較器１８ｃの出力により磁石可動体２の可動状況把握１８ｊを行うが、信号を処理しやすいように、結合手段１８ｄを用い、オープンコレクタ（トランジスタ）又はオープンドレイン（電界効果トランジスタ）という手法で出力する。
【００９９】
尚、発振手段１８、増幅手段１８ａ、比較器１８ｃ、及び、結合手段１８ｄを直流入力１８ｅ又は直流入力１８ｆにより駆動させることにより、省電力化及び低振動化を推進することができる。
【０１００】
ノート型コンピュータなどの電子機器に搭載するには、ＣＰＵなどの発熱体の状況に応じてポンプ性能を可変にする必要があり、可動状況を把握１８ｊした上で、ポンプ性能の制御を行う。
【０１０１】
尚、把握した可動状況１８ｊは、リード線１６ａを介して外部監視回路１８ｋにフィードバック１８ｌされ、外部監視回路１８ｋが可動状況１８ｊと発熱体の状況に応じてパルス幅変調制御信号入力１８ｎをパルス−直流変換回路１８ｍにを送り、パルス−直流変換回路１８ｍが増幅手段１８ａへの直流入力１８ｆのレベルを調整する。
【０１０２】
図１２は、本発明の実施例１に係るポンプ装置の吸入時の状態を示す図である。図１３は、本発明の実施例１に係るポンプ装置の吐出時の状態を示す図である。尚、マグネット３は、吸入側がＮ極、吐出側がＳ極となるように設置した。
【０１０３】
ポンプ装置１は、吸入ノズル１０にゴムチューブを用いて流体を貯留するタンク等に接続し、吐出ノズル１１にゴムチューブを用いて発熱体を冷却する装置等に接続して、循環経路中に設置する。その上で、循環経路は、流体を充填した状態にする。
【０１０４】
まず、図１２に示すように、第１駆動コイル１３の吸入側がＳ極、吐出側がＮ極、第２駆動コイル１３ａの吸入側がＮ極、吐出側がＳ極となるように電流を流し、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａがお互いに隣接する側が同極となるようにする。
【０１０５】
尚、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａとは、巻く向きを同じにして電流を逆側から流すか、巻く向きを逆にして電流を同じ側から流すことにより、隣接する側を同極にすることができる。
【０１０６】
略中心に保持されていた磁石可動体２には、マグネット３のＮ極が第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａのＮ極と反発し、マグネット３のＳ極が第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａのＮ極に吸引されることで、吸入側に移動する力が働く。
【０１０７】
スプリング８は押し縮められ、吸入側の流体の圧力により逆止弁７が開いて、流体が流体通路５ａ、貫通路３ａ、流体通路６ａに流れ込む。また、磁石可動体２内は負圧により逆止弁１２を閉じて流体が逆流するのを防ぐ。
【０１０８】
次に、図１３に示すように、第１駆動コイル１３の吸入側がＮ極、吐出側がＳ極、第２駆動コイル１３ａの吸入側がＳ極、吐出側がＮ極となるように電流を流し、同様に対向する側を同極にする。
【０１０９】
磁石可動体２は、スプリング８の復元力に加え、マグネット３のＳ極が第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａのＳ極と反発し、マグネット３のＮ極が第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａのＳ極に吸引されることで、吸入側に移動する。
【０１１０】
スプリング８ａは押し縮められ、磁石可動体２内の流体の圧力により逆止弁１２が開いて、流体が吐出ノズル１１に流れ込む。また、吸入側は負圧により逆止弁７を閉じて流体が逆流するのを防ぐ。
【０１１１】
交流の波形に応じて第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａに流れる電流の向きを切り替え、生じる磁極を周期的に変化させることで、流体の吸入と吐出を繰り返すことができる。
【実施例２】
【０１１２】
実施例２に係るポンプ装置を説明する。図１４は、本発明の実施例２に係るポンプ装置の断面図である。
【０１１３】
ポンプ装置１ａは、ポンプ装置１と同様に、磁石可動体２と、吸入側のスプリング８と、吐出側のスプリング８ａと、シリンダ９と、吸入ノズル１０と、吐出ノズル１１と、回路基板１６と、上側のケース１７と、下側のケース１７ａ等からなる。
【０１１４】
尚、スプリング８と磁石可動体２とスプリング８ａはシリンダ９内に収容され、吸入ノズル１０と吐出ノズル１１はシリンダ９の両端に嵌入され、シリンダ９と回路基板１６はケース１７及びケース１７ａ内に収納される。
【０１１５】
磁石可動体２は、マグネット３と、吸入側のマグネットヨーク５と、吐出側のマグネットヨーク６等からなる可動子である。尚、マグネット３の貫通路３ａには内パイプ４が挿通され、さらにマグネット３は外パイプ４ａ内に挿通される。
【０１１６】
マグネットヨーク５は、マグネット３の吸入側の端面に取り付けられ、テーパー状に拡がる流体通路５ａの狭い側が貫通路３ａの吸入側と繋がる。尚、流体通路５ａの広い側には逆止弁７を保持する弁ホルダ７ａが設けられる。
【０１１７】
また、マグネットヨーク６も同様に、マグネット３の吐出側の端面に取り付けられ、テーパー状に拡がる流体通路６ａの狭い側が貫通路３ａの吐出側と繋がる。尚、流体通路６ａの広い側には特に何も設ける必要はない。
【０１１８】
スプリング８は磁石可動体２と吸入ノズル１０の間、スプリング８ａは磁石可動体２と吐出ノズル１１の間にあり、磁石可動体２がシリンダ９内において略中心の位置となるように支持する。
【０１１９】
シリンダ９の外周には、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａを間欠的に巻き付ける。尚、吸入ノズル１０側寄りに第１駆動コイル１３が巻かれ、吐出ノズル１１側寄りに第２駆動コイル１３ａが巻かれる。
【０１２０】
そして、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａの間には、第１駆動コイル１３側寄りに第１センサーコイル１４ａが、第２駆動コイル１３ａ側寄りに第２センサーコイル１４ｂが、間欠的に巻かれる。
【０１２１】
第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂの間には、コイル線を保護し、所定の間隔を確保するために、樹脂製等のスペーサ１４ｃを設けても良い。尚、第１駆動コイル１３と第１センサーコイル１４ａの間や、第２センサーコイル１４ｂと第２駆動コイル１３ａの間に、スペーサ１４ｃを設けることもできる。
【０１２２】
さらに、第１駆動コイル１３と第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂと第２駆動コイル１３ａを覆うように、円筒を半分に割ったような半月状に湾曲する形状の外周磁性体１５と外周磁性体１５ａがケース１７とケース１７ａと共に被さる。
【０１２３】
吸入ノズル１０は、広い側をシリンダ９内に嵌め込み、ケース１７とケース１７ａで抜けないように挟み込む。尚、嵌入部の外周に巻いたＯリング１０ａでシリンダ９との間をシールする。尚、吸入ノズル１０の内部には特に何も設ける必要はない。
【０１２４】
吐出ノズル１１は、広い側をシリンダ９内に嵌め込み、ケース１７とケース１７ａで抜けないように挟み込む。尚、嵌入部の外周に巻いたＯリング１１ａでシリンダ９との間をシールする。また、内部に逆止弁１２を保持する弁ホルダ１２ａを設ける。
【０１２５】
逆止弁７と逆止弁１２は同じ部材を使用することができ、また、それらの位置関係は、弁としての機能を発揮できれば、逆止弁７を吸入ノズル１０の内部に設け、逆止弁１２をマグネットヨーク６の流体通路６ａの広い側に設けても構わない。
【０１２６】
ただし、弁の向きは変わらないことから、吸入ノズル１０やマグネットヨーク６に収まるように弁ホルダ７ａの形状を変更する必要があり、また、逆止弁７又は逆止弁１２の開閉がスプリング８やスプリング８ａに接触するなどして拘束される可能性がある。
【０１２７】
流体は、吸入ノズル１０から入り、スプリング８の中央を通り、逆止弁７を一方通行し、流体通路５ａと貫通路３ａと流体通路６ａを通過し、スプリング８ａの中央を通り、逆止弁１２を一方通行し、吐出ノズル１１から出る。
【０１２８】
回路基板１６は、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａに電流を流したり、第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂから信号を取得したり、様々な制御を行う。
【０１２９】
尚、リード線１６ａは、電源を供給したり、接地（グランド、アース）に利用したり、外部に対し信号を送受信したりする。
【０１３０】
ケース１７及びケース１７ａは、ポンプ機能を有するシリンダ９とポンプ機能を制御する回路基板１６を、細長い箱状の小型容器に一体的に収めることで、効率化及び省スペース化を実現する。
【０１３１】
図１５は、本発明の実施例２に係るポンプ装置のケースを外した図である。
【０１３２】
ポンプ装置１ａは、上側のケース１７と下側のケース１７ａを外すことができる。尚、ケース１７の内側には上側の外周磁性体１５が嵌め込まれており、ケース１７ａの内側には下側の外周磁性体１５ａが嵌め込まれており、共に取り外すことができる。
【０１３３】
ケース１７及びケース１７ａは、エンジニアリングプラスチック等の樹脂を成形した容器であり、シリンダ収容部１７ｂ、基板収容部１７ｆ、ノズル収容部１７ｇ、ノズル収容部１７ｈ等からなる。
【０１３４】
シリンダ収容部１７ｂには外周磁性体１５又は外周磁性体１５ａが装着され、シリンダ９を収めることができる。天井面又は底面には貫通部１７ｃが空けられ、側縁の中央には半円突起１７ｄ又は半円突起１７ｅが形成される。
【０１３５】
基板収容部１７ｆには回路基板１６を収めることができ、端側のノズル収容部１７ｇは吸入ノズル１０を固定することができ、逆端側のノズル収容部１７ｈは吐出ノズル１１を固定することができる。
【０１３６】
外周磁性体１５及び外周磁性体１５ａは、金属板などを円筒状又は半月状に湾曲させた磁性体であり、磁界が他の部品に影響を及ぼさないように、磁束の通り道を作る目的で使用される。
【０１３７】
尚、外周磁性体１５が円筒状であると着脱時にコイル線を傷付ける可能性もあるため、円筒を半分に割った形状の外周磁性体１５と外周磁性体１５ａとでシリンダ９を覆うようにし、取付けを容易にする。
【０１３８】
外周磁性体１５と外周磁性体１５ａが合わさる部分の中央にはそれぞれ半円切欠き１５ｂが設けられ、端側にも切欠き１５ｃが設けられる。ケース１７又はケース１７ａのシリンダ収容部１７ｂに収める際に凹凸等の形状に合わせるためである。
【０１３９】
外周磁性体１５又は外周磁性体１５ａの半円切欠き１５ｂは、ケース１７又はケース１７ａの半円突起１７ｄ又は半円突起１７ｅに嵌合し、外周磁性体１５又は外周磁性体１５ａが外れないように留められる。
【０１４０】
尚、回路基板１６側の半円突起１７ｅについては、上下それぞれ半円状の溝が形成されており、ケース１７とケース１７ａを合わせた際にシリンダ収容部１７ｂと基板収容部１７ｆとを繋ぐ貫通孔となる。
【０１４１】
また、外周磁性体１５と外周磁性体１５ａにより円筒状に確保された収容スペースからはポンプ部を取り出すことができ、上側のケース１７と下側のケース１７ａにより保持された回路基板１６も取り出すことができる。
【０１４２】
ポンプ部は、内部にポンプ機能を備えたシリンダ９の一端に吸入ノズル１０を取り付け、他端に吐出ノズル１１を取り付け、外周上に第１駆動コイル１３と第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂと第２駆動コイル１３ａを巻いて回路基板１６に配線したものである。
【０１４３】
シリンダ９は、非磁性体の細長い円筒状の管であり、中空な内部で磁石可動体２をピストンとして往復運動させることにより、一端の吸入ノズル１０から吸い込んだ流体を他端の吐出ノズル１１から吐き出すことができる。
【０１４４】
シリンダ９の外周に巻かれる第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａは、シリンダ９内の磁石可動体２を往復させるために用い、各コイルの終端は回路基板１６のパターンランドに半田付けにより接続される。
【０１４５】
また同様に、シリンダ９の外周に巻かれる第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂは磁石可動体２の動作を検知するために用い、各コイルの終端は回路基板１６のパターンランドに半田付けにより接続される。
【０１４６】
尚、第１センサーコイル１４ａ及び第２センサーコイル１４ｂについては、終端をケース１７及びケース１７ａの半円突起１７ｅの貫通孔を通過させ、さらに回路基板１６に中央穴１６ｂを通した上で接続する。ただし、回路基板１６が両面基板の場合は、中央穴１６ｂは無くても構わない。
【０１４７】
第１センサーコイル１４ａ及び第２センサーコイル１４ｂが外周磁性体１５及び外周磁性体１５ａに触れるとショートして断線する可能性が高くなることから、半円切欠き１５ｂを樹脂で包んだ状態である半円突起１７ｅに空いた貫通孔を通すことでコイルの断線を防止する。
【０１４８】
回路基板１６は、集積回路などの半導体部品を取り付けて配線することで電気回路が組み込まれた板であり、磁石可動体２を往復運動させたり、磁石可動体２の運動状況を確認したりする。
【０１４９】
ポンプ装置１ａの高さ（厚み）は、ノート型コンピュータの場合、１４ｍｍ以下が望ましいが、あまり薄くし過ぎると流路内径が小さくなり、所望の流量を得られなくなる可能性がある。
【０１５０】
そこで、可能な限り流路内径を大きくするため、ポンプ機能を組み込んだ状態の外周磁性体１５と外周磁性体１５ａを合わせたときの円筒の径が、ポンプ装置１ａの高さにおける最大寸法となるようにする。
【０１５１】
即ち、ケース１７とケース１７ａにおいて最大寸法となる部分を切り抜いて貫通部１７ｃとし、外周磁性体１５及び外周磁性体１５ａを内側に嵌め込んだ際に、外周磁性体１５と外周磁性体１５ａの最大寸法となる部分を貫通部１７ｃから外側に貫通させる。
【０１５２】
図１６は、本発明の実施例２に係るポンプ装置の分解図である。
【０１５３】
ケース１７及びケース１７ａによる押さえから解除することで、シリンダ９から吸入ノズル１０と吐出ノズル１１を取り外すことができる。また、シリンダ９の外周に巻かれている第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａも取り外すことができる。
【０１５４】
第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａは、導線を円筒形に巻いたもので、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａとは電流が逆方向に流れるように線を巻き、対向する側が同極となるようにする。
【０１５５】
第１センサーコイル１４ａ及び第２センサーコイル１４ｂは、磁石可動体２の往復運動に伴う磁束の変化を読み取るために、シリンダ９の中央付近、即ち、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａの間に導線を小さい幅で巻き付ける。
【０１５６】
尚、巻き数が多くなれば取得できる信号レベルが大きくなるが、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａの間が離れると磁石可動体２の運動性能がダウンするため、巻き条件は制約される。
【０１５７】
シリンダ９内には、スプリング８、磁石可動体２、スプリング８ａが収められ、一端は吸入ノズル１０で押さえられ、他端は弁ホルダ１２ａの付いた吐出ノズル１１で押さえられる。
【０１５８】
吸入ノズル１０及び吐出ノズル１１には、シリンダ９と接する部分に環状のＯリング１０ａ及びＯリング１１ａが取り付けられており、ノズル口以外から流体が漏れないように封止される。
【０１５９】
吸入ノズル１０と吐出ノズル１１を取り外すと、シリンダ９内からスプリング８とスプリング８ａに挟まれた磁石可動体２を取り出すことができる。磁石可動体２は、円筒状でシリンダ９内を往復運動することが可能である。
【０１６０】
スプリング８とスプリング８ａは、金属線などを螺旋状に巻いたコイルばねであり、両側から磁石可動体２を中心位置に保持すると共に、振動による衝撃を緩和して磁石可動体２が吸入ノズル１０又は吐出ノズル１１へ激突するのを防止する。
【０１６１】
吐出ノズル１１のスプリング８ａ側には傘型の逆止弁１２が嵌入されており、吐出ノズル１１から逆止弁１２を保持する弁ホルダ１２ａを取り外すことができる。逆止弁１２の開閉によりノズル口からの逆流を防止する。
【０１６２】
磁石可動体２は、外パイプ４ａと内パイプ４の間に収容したマグネット３の両側を、マグネットヨーク５とマグネットヨーク６で挟み、マグネットヨーク５に弁ホルダ７ａを嵌め込んだピストン部材である。
【０１６３】
マグネット３の内パイプ４が挿通された貫通路３ａは、一端が流体通路５ａ、他端が流体通路６ａに連通するが、流体通路５ａ及び流体通路６ａを中心側から外側にテーパー状に拡張することで、流体を流れやすくする。
【０１６４】
マグネットヨーク５及びマグネットヨーク６は、マグネット３の吸着力を強くするために用いる金属などの磁性体であり、マグネット３との接合部は内パイプ４や外パイプ４ａの形状に合わせて凹凸を設ける。
【０１６５】
尚、マグネット３のＮ極から出た磁力線は、マグネットヨーク５又はマグネットヨーク６から第１駆動コイル１３又は第２駆動コイル１３ａを横切り、外周磁性体１５及び外周磁性体１５ａを介して逆側に向かい、同様にしてマグネット３のＳ極に戻る。
【０１６６】
マグネットヨーク５のスプリング８側には傘型の逆止弁７が嵌入されており、マグネットヨーク５から逆止弁７を保持する弁ホルダ７ａを取り外すことができる。逆止弁７の開閉により磁石可動体２からの逆流を防止する。
【０１６７】
逆止弁７と逆止弁１２は同じものを使用することができ、マグネットヨーク５と吐出ノズル１１には、同じ収容スペースを形成しておく。尚、マグネットヨーク６と吸入ノズル１０にも、逆止弁は付けないが、同じ部材を用いることは可能である。
【０１６８】
逆止弁７及び逆止弁１２としては、ポンプ装置１ａの形状が円柱状であることから、作製しやすい傘型のものを用いるが、ボール弁とバネ弁を組み合わせたものなど様々なタイプのものを用いることができる。
【０１６９】
マグネット３には、内周に管状の内パイプ４を内接させ、外周に管状の外パイプ４ａを外接させる。即ち、マグネット３は外パイプ４ａと内パイプ４の間に存在し、貫通路３ａは内パイプ４の内側となる。
【０１７０】
内パイプ４は外径がマグネット３の内径と同じ非磁性金属体の管を用い、外パイプ４ａは内径がマグネット３の外径と同じ非磁性金属体の管を用いるが、マグネット３の内周及び外周を樹脂材料で覆う方法でも良い。
【０１７１】
マグネット３は、軸方向に着磁した円筒型の永久磁石であり、吸入側がＮ極で吐出側がＳ極、又は、吸入側がＳ極で吐出側がＮ極となる。第１駆動コイル１３又は第２駆動コイル１３ａに生じた電磁力に対し、吸引又は反発する。
【０１７２】
流体は貫通路３ａを通過するが、シリンダ９と磁石可動体２の間に浸入する場合もある。マグネット３には錆防止のためにニッケルメッキを施しているが、信頼性が不十分なため内パイプ４及び外パイプ４ａでマグネット３を流体から保護する。
【０１７３】
また、内パイプ４及び外パイプ４ａの長さをマグネット３より長くすることで、内パイプ４は貫通路３ａを流体通路５ａ又は流体通路６ａに繋ぎやすくしており、外パイプ４ａはマグネットヨーク５又はマグネットヨーク６に接合しやすくする。
【０１７４】
図１７は、本発明の実施例２に係るポンプ装置の電圧波形を示す図である。
【０１７５】
尚、図の左段は、センサーコイル１４が１個の場合の電圧波形１９を示すものであり、図の右段は、第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂの２個の場合の電圧波形１９を示すものである。
【０１７６】
センサーコイル１４が１個の場合、センサーコイル１４の検出電圧波形１９ｂには、駆動コイル１３、１３ａによる誘導電圧波形１９ａがノイズ成分として加わり、検出電圧波形１９ｂの波頭が２つに割れてしまう場合がある。
【０１７７】
ここで、溶媒の凝固などの外部要因等の影響により、磁石可動体２の振幅が減少すると、基準電圧１８ｉがノイズ範囲に入ってしまい、希望周波数の２倍とかの周波数が発生したりする。
【０１７８】
これを解消しようとして、基準電圧１８ｉを低めに設定すると、駆動コイル１３、１３ａによる誘導電圧の範囲に入ってしまい、ポンプ装置１ａが停止しているにも関わらず、出力信号１９ｃが出てしまう。
【０１７９】
出力信号１９ｃの精度を上げるには、センサーコイル１４による誘導電圧レベルを向上させる、駆動コイル１３、１３ａによる誘導電圧の影響を極力下げる、などの対策を講じる必要がある。
【０１８０】
しかし、センサーコイル１４による誘導電圧レベルを上げるために、センサーコイル１４の線径を細くしたり、巻き数を多くしたりすると、コスト高やサイズ大型化などを引き起こす。
【０１８１】
また、駆動コイル１３、１３ａによる誘導電圧の影響を下げるために、センサーコイル１４と駆動コイル１３、１３ａを引き離すと、ポンプ装置１ａのポンプ性能が低下してしまう。
【０１８２】
そこで、センサーコイル１４ａ、１４ｂを２個にし、第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂとは、巻き方向を対象とし、巻き始め同士を結線し、巻き終わり同士を結線する。そして、結線した一方をグランドとし、他方を出力とする。
【０１８３】
尚、センサーコイル１４ａ、１４ｂの結線方法は、一本ずつを回路基板１６上の４つのパターンランドに接続し、２つのパターンランドを導通させて、巻き始め同士と巻き終わり同士を繋いでも良い。
【０１８４】
センサーコイル１４ａ、１４ｂが２個であることで、駆動コイル１３、１３ａによるノイズ成分の影響が弱くなり、センサーコイル１４ａ、１４ｂの検出電圧波形１９ｂの波頭が２つに割れるのを防ぐことができる。
【０１８５】
即ち、基準電圧１８ｉを、駆動コイル１３、１３ａによる誘導電圧波形の波頭から、センサーコイル１４ａ、１４ｂの検出電圧波形１９ｂの波頭までの間で設定することが可能となる。
【０１８６】
そして、検出電圧波形１９ｂのうち、設定した基準電圧１８ｉ以上の部分を抽出して出力信号１９ｃを生成することにより、ポンプ装置１ａの正確な駆動状況を把握することが可能となる。
【０１８７】
図１８は、本発明の実施例２に係るポンプ装置の回路構成を示すブロック図である。ポンプ装置１ａの回路基板１６には、発振手段１８、増幅手段１８ａ、フィルタ１８ｂ、比較器１８ｃ、及び結合手段１８ｄ等が備わる。
【０１８８】
省電力化のためリード線１６ａを介して回路基板１６に直流入力１８ｅを行い、発振手段１８により発生させた交流を増幅手段１８ａで増幅する。尚、電子機器に搭載するには低振動が要求されるため、波形は正弦波又は台形波とする。
【０１８９】
発振手段１８としては、各種様々な方法があるが、シンプルで低周波数駆動（〜３０Ｈｚ）とするには、移相型発振回路により構成するのが好ましい。移相型発振回路は、１８０°位相差の信号を反転増幅回路に帰還することで発振する回路である。
【０１９０】
尚、反転増幅回路は、トランジスタに代表される増幅素子を用いた回路であり、帰還回路は、抵抗器とコンデンサで構成されるＲＣ回路や、コイルとコンデンサで構成されるＬＣ回路などの多段フィルタで実現することができる。
【０１９１】
増幅手段１８ａは、Ｈブリッジにより構成する。Ｈブリッジは、トランジスタに代表される増幅素子を４個配し、襷掛け状に対向する２素子対を交互にスイッチングすることで、全波駆動することができる。
【０１９２】
尚、ＣＰＵ等の発熱体の状況に応じてポンプ性能を可変させるために、発振手段１８で形成した波形を増幅手段１８ａに入力し、当該増幅手段１８ａに別途入力される直流入力１８ｆのレベルによって、駆動波形の振幅を可変し速度制御を行う。
【０１９３】
即ち、パルス波のデューティー比（周期的な現象においてある期間に占めるその期間で現象が継続される期間の割合）を変化させることで入力電力を制御し、ポンプの速度や性能を制御することができる。
【０１９４】
回路基板１６から第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａに交流を流し、磁石可動体を振動１８ｇさせる。周期的に電流の大きさと向きを変えることで磁石可動体２が往復運動する。
【０１９５】
そして、第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂで磁石可動体振動１８ｇをセンシング１８ｈする。磁石可動体振動１８ｇにより磁束が変化するので、それを読み取ることで磁石可動体２が正常に動いているかを判断することができる。
【０１９６】
センシング１８ｈしたコイル信号はレベルが小さく、しかもノイズが乗っているため、そのままであるとノイズも判別して正常な出力を得ることができない。そこで、コイル信号をフィルタ１８ｂに通し、ノイズを除去する。尚、フィルタ１８ｂは、細かく小さなノイズを除去するためのものであり、検出電圧波形１９ｂに影響を与えている大きなノイズは対象としていない。
【０１９７】
フィルタ１８ｂ通過後のコイル信号を比較器１８ｃに入力し、基準電圧１８ｉより大きいかどうか比較する。尚、比較器１８ｃとしては、２つの電圧又は電流を比較して出力を切り替えるコンパレータなどの素子を用いる。
【０１９８】
比較器１８ｃの出力により磁石可動体２の可動状況把握１８ｊを行うが、信号を処理しやすいように、結合手段１８ｄを用い、オープンコレクタ（トランジスタ）又はオープンドレイン（電界効果トランジスタ）という手法で出力する。
【０１９９】
尚、発振手段１８、増幅手段１８ａ、比較器１８ｃ、及び、結合手段１８ｄを直流入力１８ｅ又は直流入力１８ｆにより駆動させることにより、省電力化及び低振動化を推進することができる。
【０２００】
ノート型コンピュータなどの電子機器に搭載するには、ＣＰＵなどの発熱体の状況に応じてポンプ性能を可変にする必要があり、可動状況を把握１８ｊした上で、ポンプ性能の制御を行う。
【０２０１】
尚、把握した可動状況１８ｊは、リード線１６ａを介して外部監視回路１８ｋにフィードバック１８ｌされ、外部監視回路１８ｋが可動状況１８ｊと発熱体の状況に応じてパルス幅変調制御信号入力１８ｎをパルス−直流変換回路１８ｍに送り、パルス−直流変換回路１８ｍが増幅手段１８ａへの直流入力１８ｆのレベルを調整する。
【０２０２】
図１９は、本発明の実施例２に係るポンプ装置の磁石可動体の位置による磁力線の状態を示す図である。尚、マグネット３は、吸入側がＮ極、吐出側がＳ極となるように設置した。
【０２０３】
ポンプ装置１ａは、吸入ノズル１０にゴムチューブを用いて流体を貯留するタンク等に接続し、吐出ノズル１１にゴムチューブを用いて発熱体を冷却する装置等に接続して、循環経路中に設置する。その上で、循環経路は、流体を充填した状態にする。
【０２０４】
図の上段は、第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａに電流が流れていない状態であり、両側のスプリング８及びスプリング８ａの弾性力により磁石可動体２は略中心に保持される。
【０２０５】
マグネット３からマグネットヨーク５を介して出た磁力線２０は第１駆動コイル１３を交差し、外周磁性体１５、１５ａを通った磁力線２０が第２駆動コイル１３ａを交差してマグネットヨーク６を介してマグネット３に戻る。
【０２０６】
磁力線２０は、矢印が長いほど磁束が大きいことを表しており、マグネット３の中心付近よりもマグネット３の両端からマグネットヨーク５、６に至る付近の方が磁束が大きく、検知するには好ましい。
【０２０７】
ただし、マグネットヨーク５又はマグネットヨーク６に出入りする磁束が第１駆動コイル１３又は第２駆動コイル１３ａを交差することが、ポンプ１装置１ａのポンプ性能としては望ましい。
【０２０８】
そのため、第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂは、マグネット３の長さから最大振幅分を除いた部分に対し、巻き数を設定することができる。尚、中間部には樹脂等でスペーサ１４ｃを介し、感度等を調整することもできる。
【０２０９】
即ち、第１センサーコイル１４ａの外端（左端）から第２センサーコイル１４ｂの外端（右端）までの長さが、マグネット３の長さから最大振幅分を除いた長さ以下となるようにした上で、スペーサ１４ｃ等の長さを設定する。
【０２１０】
例えば、マグネット３の長さを１２ｍｍ、最大振幅を片側１ｍｍと設定した場合、第１センサーコイル１４ａとスペーサ１４ｃと第２センサーコイル１４ｂの合計長は１０ｍｍとなる。
【０２１１】
具体的には、第１センサーコイル１４ａを５ｍｍ、第２センサーコイル１４ｂを５ｍｍとしても良いし、第１センサーコイル１４ａを３ｍｍ、スペーサ１４ｃを４ｍｍ、第２センサーコイル１４ｂを３ｍｍとしても良い。
【０２１２】
尚、第１センサーコイル１４ａと第２センサーコイル１４ｂの間のスペーサ１４ｃが長くなるほど、即ち、第１センサーコイル１４ａが第１駆動コイル１３に近付き、第２センサーコイル１４ｂが第２駆動コイル１３ａに近付くほど、感度は向上する。
【０２１３】
図の中段に示すように、第１駆動コイル１３の吸入側がＳ極、吐出側がＮ極、第２駆動コイル１３ａの吸入側がＮ極、吐出側がＳ極となるように電流を流し、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａがお互いに隣接する側が同極となるようにする。
【０２１４】
尚、第１駆動コイル１３と第２駆動コイル１３ａとは、巻く向きを同じにして電流を逆側から流すか、巻く向きを逆にして電流を同じ側から流すことにより、隣接する側を同極にすることができる。
【０２１５】
略中心に保持されていた磁石可動体２には、マグネット３のＮ極が第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａのＮ極と反発し、マグネット３のＳ極が第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａのＮ極に吸引されることで、吸入側に移動する力が働く。
【０２１６】
スプリング８は押し縮められ、吸入側の流体の圧力により逆止弁７が開いて、流体が流体通路５ａ、貫通路３ａ、流体通路６ａに流れ込む。また、磁石可動体２内は負圧により逆止弁１２を閉じて流体が逆流するのを防ぐ。
【０２１７】
次に、図の下段に示すように、第１駆動コイル１３の吸入側がＮ極、吐出側がＳ極、第２駆動コイル１３ａの吸入側がＳ極、吐出側がＮ極となるように電流を流し、同様に対向する側を同極にする。
【０２１８】
磁石可動体２は、スプリング８の復元力に加え、マグネット３のＳ極が第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａのＳ極と反発し、マグネット３のＮ極が第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａのＳ極に吸引されることで、吸入側に移動する。
【０２１９】
スプリング８ａは押し縮められ、磁石可動体２内の流体の圧力により逆止弁１２が開いて、流体が吐出ノズル１１に流れ込む。また、吸入側は負圧により逆止弁７を閉じて流体が逆流するのを防ぐ。
【０２２０】
交流の波形に応じて第１駆動コイル１３及び第２駆動コイル１３ａに流れる電流の向きを切り替え、生じる磁極を周期的に変化させることで、流体の吸入と吐出を繰り返すことができる。
【０２２１】
尚、マグネットヨーク５から第１駆動コイル１３へ出る磁束が有効に使われるように、マグネットヨーク５が吸入側に移動しても、吐出側に移動しても、常に第１駆動コイル１３の範囲から飛び出さない。
【０２２２】
同様に、第２駆動コイル１３ａからマグネットヨーク６に入る磁束が有効に使われるように、マグネットヨーク６が吸入側に移動しても、吐出側に移動しても、常に第２駆動コイル１３ａの範囲から飛び出さない。
【産業上の利用可能性】
【０２２３】
本発明であるポンプ装置は、今まで水冷システムを構築するのが困難であったノート型のパーソナルコンピュータなどに代表される薄型の電子機器にも利用可能であり、容易に水冷システムを構築することができる。
【符号の説明】
【０２２４】
１        ポンプ装置
１ａ      ポンプ装置
２        磁石可動体
３        マグネット
３ａ      貫通路
４        内パイプ
４ａ      外パイプ
５        マグネットヨーク
５ａ      流体通路
６        マグネットヨーク
６ａ      流体通路
７        逆止弁
７ａ      弁ホルダ
７ｂ      弁
７ｃ      流路
７ｄ      縁
７ｅ      軸
８        スプリング
８ａ      スプリング
９        シリンダ
１０        吸入ノズル
１０ａ      Ｏリング
１１        吐出ノズル
１１ａ      Ｏリング
１２        逆止弁
１２ａ      弁ホルダ
１３        第１駆動コイル
１３ａ      第２駆動コイル
１４        センサーコイル
１４ａ      第１センサーコイル
１４ｂ      第２センサーコイル
１４ｃ      スペーサ
１５        外周磁性体
１５ａ      外周磁性体
１５ｂ      半円切欠き
１５ｃ      切欠き
１６        回路基板
１６ａ      リード線
１６ｂ      中央穴
１７        ケース
１７ａ      ケース
１７ｂ      シリンダ収容部
１７ｃ      貫通部
１７ｄ      半円突起
１７ｅ      半円突起
１７ｆ      基板収容部
１７ｇ      ノズル収容部
１７ｈ      ノズル収容部
１８        発振手段
１８ａ      増幅手段
１８ｂ      フィルタ
１８ｃ      比較器
１８ｄ      結合手段
１８ｅ      直流入力
１８ｆ      直流入力
１８ｇ      磁石可動体振動
１８ｈ      センシング
１８ｉ      基準電圧
１８ｊ      可動状況把握
１８ｋ      外部監視回路
１８ｌ      フィードバック
１８ｍ      パルス−直流変換回路
１８ｎ      パルス幅変調制御信号入力
１９        電圧波形
１９ａ      誘導電圧波形
１９ｂ      検出電圧波形
１９ｃ      出力信号
２０        磁力線
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２２５】
【特許文献１】特許第３３６３９３１号公報
【特許文献２】特開２００５−５４６３８号公報
【図１】
2010229998.tif 000003
【図２】
2010229998.tif 000004
【図３】
2010229998.tif 000005
【図４】
2010229998.tif 000006
【図５】
2010229998.tif 000007
【図６】
2010229998.tif 000008
【図７】
2010229998.tif 000009
【図８】
2010229998.tif 000010
【図９】
2010229998.tif 000011
【図１０】
2010229998.tif 000012
【図１１】
2010229998.tif 000013
【図１２】
2010229998.tif 000014
【図１３】
2010229998.tif 000015
【図１４】
2010229998.tif 000016
【図１５】
2010229998.tif 000017
【図１６】
2010229998.tif 000018
【図１７】
2010229998.tif 000019
【図１８】
2010229998.tif 000020
【図１９】
2010229998.tif 000021