(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーとシャトルとシャトルにつけた弁と永久磁石を搭載し、該シリンダーの固定部に弁を配置し、コイルを該シリンダーの外部に配置して該コイルに電気を流して磁化し、シャトル内に内蔵した永久磁石を動かすことでシャトルを動かし、ポンプとして動作させる磁気コイルポンプにおいて、
前記シリンダー内の液室から液を吐出させるときに前記シャトルと前記シリンダーの内壁との隙間に液が入り込まないようにする為に、渦を発生させる凹部を一端面に有するシャトルを備えることを特徴とする磁気コイルポンプ。
【請求項２】
請求項１の磁気コイルポンプにおいて、前記シャトルのストロークを増加させるために、前記コイルを２個以上有するシリンダーを備えることを特徴とする磁気コイルポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２の磁気コイルポンプの脈動を少なくするために２個以上の前記磁気コイルポンプを並列に配置することを特徴とする磁気コイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気コイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気コイルポンプは、パソコンなどの小型化、薄型化によりＩＣの冷却などには、従来の空冷式のものでは、大きすぎるのとＩＣの集積度が上がって発熱量も多いので冷却に水冷式のものが要求されている。また小型で信頼性の高い磨耗など劣化するところの無いポンプが必要になってきている。
【０００３】
信頼性が高く、磨耗などで部品が劣化するなどの消耗部品の無いポンプが必要になってきている。
そこで渦をパッキンの代わりになるように発生させて、効率良く液を送り出すことでパッキンシールをしないで液を送り出すポンプを作成する。
【０００４】
従来ポンプは、チューブ式ポンプやギヤーポンプ、超音波振動ポンプなどがあり小型ポンプといってもその駆動方式やモータなど要求されるものより大型のものになっており、磨耗する部分があったり、駆動回路の複雑かつ高価なもので、部品点数も多い、寿命が短いなどの欠点を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４８９２７５７号公報
【特許文献２】特許４２７９６６２号公報
【発明の概要】
【０００６】
ポンプを部品点数を少なく、かつ長寿命ポンプ化、かつ安価製造するという要求がある。
この要求に答えるポンプの発明は、ポンプを従来の駆動方法と違う方法で行うことにする。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のような背景に鑑み、要求ある小型、簡単駆動、長寿命化するにあたり、磨耗するような部品をポンプの構成部品に使用しないで、効率良く液を送るポンプにするという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決するための手段として、磁気コイルと永久磁石を使用してシリンダー内に配置した永久磁石を組み込んだシャトルを磁気コイルとの反発と吸着の動作をさせることでポンプを作成する。
[発明の効果]
【０００９】
本発明のポンプは、部品点数も少なく、駆動回路が簡単でかつ磨耗するところも無く、長寿命ポンプになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の磁気コイルポンプ断面図で液室に液が満たされていて吐出開始の状態図
【図２】本発明の磁気コイルポンプ断面図で液室に液を満たそうとする吸引の動きに入る状態図
【図３】本発明の磁気コイルポンプ断面図で液室に液を満たした状態図
【図４】本発明の磁気コイルポンプ断面図で液室に液を満たした後で液を吐出開始状態図
【図５】本発明の磁気コイルポンプ断面図で液室に液を満たした後で液を吐出中の状態図
【図６】シャトルの構造説明図
【図７】本発明の磁気コイルポンプの断面図で液室に液が満たされている状態図
【図８】本発明の磁気コイルポンプの断面図で液室に液が満たされていて吐出開始の状態図
【図９】本発明の磁気コイルポンプの断面図で吐出終了の状態図
【図１０】本発明の磁気コイルポンプ断面図で液室に液を満たそうとする吸引の動きに入る状態図
【図１１】本発明の磁気コイルポンプ断面図で液室に液を満たした状態図
【図１２】磁気コイルポンプのシャトルの構造説明図
【図１３】磁気コイルポンプのシャトルと弁の組み合わせ説明図
【図１４】２個の磁気コイルポンプを並列に組み合わせた図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面にもとづいて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、ポンプ断面図で液室に液が満たされていて吐出開始の状態図であり、１は、シリンダー、２は、磁気コイル、３はシャトル、４は、シャトル内部に固定された永久磁石、３ｂは液通路、３ａは弁６の取り付け用ピンで弁６はこの軸にスライドするように装着されていて隙間の分だけ動いて液通路３ｂを通して液を液室に入れたり、吐出させたりする。
【００１３】
５は、固定枠である。この固定枠５は、弁７と、弁７を取り付ける取り付けピン５ａと、液通路５ｂを有する。弁７は、５ａのピンを軸にして、その隙間分だけスライドして液を入れるように５の固定枠との隙間を開き、液を通し、液を吐出しないように閉じて液を止めることでポンプとしての働きをさせる。
【００１４】
図２は、本マイクロポンプの液室に液を入れる動作に入ったところの断面図である。シャトル３が右方向に磁気コイル２の磁化による作用によって引き込まれる。そのとき弁６が３ａのピンの隙間の反対側に移動して液を３ｂの液通路を通って液室に吸い込む。
【００１５】
図３は、液室に液を入れて液を満たし、シリンダーが停止位置まで移動したところの図である。３ｂの液通路は、開いている。次に図４で磁気コイル２に逆磁界を発生させてシャトルを左に向けて押し出すように動くときの最初の状態（吐出開始状態図）を描いている。弁６は、シャトル３の３ｂの液通路を塞ぐように配する。このとき、５の固定枠の弁７はまだ塞いだままである。
【００１６】
図５は、シャトル３に液を吐出している状態を示す図である。弁６は３ｂの液通路を塞ぐ、５の固定枠の弁７は、５ｂの液通路から液が出るように開いているので、ポンプの液を送ることができる。
【００１７】
図６は、シャトル３の構造を説明した図である。 図６（Ａ）はシャトル３の斜視図、図６（Ｃ）はシャトル３の正面の断面図であり、図６（Ｂ）はシャトル３の左側面図、図６（Ｄ）はシャトル３の右側面図、図６（Ｅ）は図６（Ｃ）で示したＢの領域の詳細図である。
シリンダー１とシャトル３との隙間を液が自由に往来することができることでは、ポンプの液吐出能力を下げてしまう。そこで、本発明では図６（Ｅ）と（Ｂ）に示すように、シャトル３に凹部３ｃを設ける。液室に液が入る方向にシャトル３が動くときには、シャトルの３ｃの凹部で液に渦を起こすことで隙間に液が自由に入れないようにして、液室から吐出する方向と逆側に逆送する液を少なくすることができ、効率良いポンプになる。シールパッキンを使用しないのでポンプの摩擦駆動ロスもなくなり、ポンプに磨耗などの発生場所を設けないことが可能になるので、寿命が長いポンプに仕上げることができる。
【００１８】
図７に示すポンプは、ポンプの吐出液量を多くすることを目的にしたポンプで、シリンダー１１に磁気コイルを２個（２１a、２１ｂ）配置した。こうすることでシャトル３１のストロークを大きくすることができる。また、２１ａの磁気コイルに通電してシャトル３１を左方向に動かすことができる。ここでは、ポンプの液室に液が満たされている状態図を示す。
【００１９】
図８は液室に溜まった液を吐出開始したポンプの断面図である。３１のシャトルは、４１の永久磁石を有していて、弁６１は３１ａの軸で支持されていてスライドして動くような隙間をもって配置されている。５１の固定枠には、５１ａのピンに７１の弁が同じく隙間をスライドするように配置されておりシャトル３１が左に動いて液室の液を送り出すと弁７１は、左にスライドして液を通して吐出させる。
【００２０】
図９は、吐出終了の状態を示すポンプの断面図である。２１ｂの磁気コイルに通電してシャトル３１の中に内蔵された４１の永久磁石を引き込んで左に動かして５１の固定枠のところで停止して液吐出が終了した。
【００２１】
図１０は、ポンプの断面図で液室に液を満たそうとする吸引の動きに入る状態図である。２１ｂの磁気コイルに先に流した方向と反対の磁界を起こすように２１ｂの磁気コイルに磁界を発生させてシャトル３１を右方向に動かすところの図である。このとき弁６１は、左に動き、開く。７１の弁は、右に動き５１ｂの液通路を閉じるのでポンプの逆流を阻止する。
【００２２】
その後磁気コイル２１ａに最初にシャトル３１を左方向に飛び出させたのときの電気と反対方向に磁界を発生させてシャトル３１をさらに右に動かして停止位置まで動かす。
【００２３】
つぎに液室内に液がシャトル３１の液通路３１ｂ（図１２参照）を通って流入し、図１１の位置まで戻って液室に液が充満する。図１１は、ポンプ断面図で液室に液を満たした状態図である。この動作を繰り返すことでポンプとして動かす。ストロークは、磁気コイルを２個使っているので、大きくなり、１回で吐出する液量が増加する。
【００２４】
また磁気コイルを２個以上設けて順番に動作させるとシャトル３１のストロークを増加させることができる。動きは、リニアモータと同じドライブ方式になる。
【００２５】
図１２は、シャトル３１の構造説明図であり、図１３は、シャトル３１と弁の組み合わせを説明した図である。図１２に示すように、シャトル３１には３１ａのピン部と３１ｂの液通路と永久磁石４１を配置する。また、図１３に示すように、３１ａのピン部には６１の弁が液通路の開閉をして、液室の液を吐出する作用と液室に液を吸引する作用をさせる働きをする。図６と同様に、図１３に示すシャトル３１の一端面には、凹部３１ｃが形成されている。
【００２６】
図１４は、２個の磁気コイルポンプを並列に組み合わせた図である。図１から図１３で説明したポンプの欠点は、液を吐出した後、液室に液を入れるときに液の吐出が止まってしまうので、脈動が起こってしまうことである。そこで２個のポンプ８０を並列に配置して、８１と８２の２又のつなぎチューブを使い、片方のポンプが吐出しているときにもう一方のポンプが液室に液を入れているというように、交互に吐出と吸引の動作をコントロールすることで液吐出の脈動を取ることができる。かつ液の流れが途切れなくできるのと液の流量を２倍にすることができる。
【００２７】
上記の説明で小型のマイクロポンプとしての説明をしているが、永久磁石を大型にして磁気コイルを大型化すると大型ポンプにすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明のポンプは水冷ポンプとして、パソコンの小型化ＩＣの集積度が増えて発熱が多い場合のＩＣ冷却に使用することができる。その他の小型ポンプで寿命が長いのと、反発磁界を利用するので少ないエネルギーで動作するということで、産業用ポンプとして使える要素を持っている。
【００２９】
またシリンダーを樹脂で作成し、シャトルも樹脂にし、弁などの接液部をすべて樹脂にすると金属コンタミがないので純水の送液ポンプとしても使うことができる。
【００３０】
ステンレスで作成することで燃料などの液を送るときに使用するポンプに仕上げるなどいろいろな液を送るポンプとしての活用が可能である。しかも磨耗するところがなくかつ小型のポンプになる。
【符号の説明】
【００３１】
１：シリンダー
２： 磁気コイル
３：シャトル
３ａ：ピン
３ｂ：液通路
３ｃ：凹部
４：永久磁石
５： 固定枠
５ａ：ピン
５ｂ：液通路
６：弁
７：弁
１１：シリンダー
２１： 磁気コイル
３１：シャトル
３１ａ：ピン
３１ｂ：液通路
３１ｃ：凹部
４１：永久磁石
５１： 固定枠
５１ａ：ピン
５１ｂ：液通路
６１：弁
７１：弁
８０：マイクロポンプ
８１：２又流路
８２：２又流路
【図１】
0005435670.tif 000002
【図２】
0005435670.tif 000003
【図３】
0005435670.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005435670.tif 000008
【図８】
0005435670.tif 000009
【図９】
0005435670.tif 000010
【図１０】
0005435670.tif 000011
【図１１】
0005435670.tif 000012
【図１２】
0005435670.tif 000013
【図１３】
0005435670.tif 000014
【図１４】
0005435670.tif 000015