(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトな構造で高圧化を実現でき、組立作業が簡単な電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供する。【解決手段】フレーム内に側極の鉄心をもたない少なくとも１つの電磁石と、永久磁石を保持した複数の振動子と、前記振動子の両端に連結されたダイヤフラムを介して設けられたポンプケーシングとからなる電磁振動型ポンプであって、電磁石の磁路が、略Ｃ型鉄心とＩ型鉄心からなり、略Ｃ型鉄心の開口した両対向面間にＩ型鉄心が配設され、Ｃ型鉄心の両端部およびＩ型鉄心に巻線が巻回されて、第１および第２電磁石と中央電磁石が形成され、振動子がＩ型鉄心と前記略Ｃ型鉄心との間を移動可能に設けられ、振動子の両端が、それぞれダイヤフラムと連結され、ポンプケーシング部の上に設けられた気体通路タンク部が吸入ノズルおよび吐出ノズルを介してポンプケーシング部と連通している。【選択図】図５
2006307813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム内に側極の鉄心をもたない少なくとも１つの電磁石と、
永久磁石を保持した複数の振動子と、
前記振動子の両端に連結されたダイヤフラムを介して設けられたポンプケーシングと
からなる電磁振動型ポンプであって、
前記電磁石の磁路が、略Ｃ型鉄心とＩ型鉄心からなり、
前記略Ｃ型鉄心の開口した両対向面間に前記Ｉ型鉄心が配設され、
前記Ｃ型鉄心の両端部および前記Ｉ型鉄心に巻線が巻回されて、第１および第２電磁石と中央電磁石が形成され、
前記Ｉ型鉄心と前記略Ｃ型鉄心とが機械的に接合されておらず、前記振動子がＩ型鉄心と前記略Ｃ型鉄心との間を移動可能に設けられ、
前記振動子の両端が、それぞれポンプケーシング部の内部空間と気密に遮断するダイヤフラムと連結され、
前記ポンプケーシング部に吸入ノズルと吐出ノズルとが設けられ、
前記ポンプケーシング部の上に設けられた気体通路タンク部が前記吸入ノズルおよび吐出ノズルを介してポンプケーシング部と連通している
ことを特徴とする電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記フレームが有底状のケースからなり、磁性体材料からなる請求項１記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
前記略Ｃ型鉄心が一体的に形成されてなる請求項１または２記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
前記略Ｃ型鉄心が、略コ字状の形状を有し、それぞれ一端を長くした２つの鉄心が互い違いかつ当該長くした一端同士を接合することによって得られてなる請求項１または２記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
前記電磁石のＩ型鉄心に巻線が巻回されていない請求項１、２、３または４記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
前記電磁石の略Ｃ型鉄心に巻線が巻回されていない請求項１、２、３または４記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項７】
前記ポンプケーシング部と前記中央電磁石の巻枠に凹凸を設け、該中央電磁石が各ポンプケーシング部間を橋渡しの構造で装着固定されてなる請求項１、２、３、４、５または６記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【請求項８】
前記振動子が電磁石の鉄心の対向面と直角方向で互いに逆方向に振動する請求項１、２、３、４、５、６または７記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁振動型ダイヤフラムポンプに関する。さらに詳しくは、主として自動車や船舶などの移動室内用あるいは一般室内用エアマットへのエア吸排、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電磁振動型ダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁ダイヤフラム式ポンプを複数台連結する場合に、複数台のポンプを一体に連結することによって吐出量を増大することはできるが、それに伴って寸法が大きくなる。例えば、複数台のポンプを一体に組み込んで屋外用のブロワ等として使用することを想定した場合、防滴のためにハウジングを設ける必要がある。このような場合に、特に、ハウジングをも含めた装置全体が大型化して設置場所が制限されることから、小型化の要請がある。また、複数台のポンプ同士の電気配線が複雑になるという問題点もある。
【０００３】
このため、複数の圧縮部を有する電磁ダイヤフラム式ポンプにおいて、前記複数の圧縮部が単一のケーシングで覆われ、該各圧縮部が、永久磁石を保持した振動子と、周縁部がケーシングに固定され、中心部が前記振動子の両端に固定されたダイヤフラムであって、前記振動子を前記ケーシングに対して該ダイヤフラムの直交方向に振動自在に支持するための一対のダイヤフラムと、前記振動子を挟み、前記永久磁石に対して前記振動子の振動方向に予定量偏倚させて磁極が配置されたフィールドコアと、前記フィールドコアに巻回されたコイルと、前記ダイヤフラムを一壁面とし、前記振動子の振動方向両側に配置された圧縮室と、前記圧縮室に設けられた弁付き吸入口と、前記圧縮室に設けられた弁付き吐出口とをそれぞれの圧縮部毎に具備するとともに、前記フィールドコアのうち、隣接する圧縮部の各振動子間に配置されたもの同士は一体的に形成されており、かつ、前記コイルに交流を供給して前記フィールドコアの磁極を励磁し、前記永久磁石を該磁極に交互に吸引・反発させることによって前記ダイヤフラムを振動させる電源回路手段を具備したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１によれば、交流によって励磁された磁極に振動子の永久磁石が交互に吸引・反発されて振動子は振動する。この振動子をケーシングに支持するダイヤフラムが振動子とともに振動して圧縮室は拡張・収縮される。これによって圧縮室に流体が吸入され、圧縮された吐出口から吐出される。
【０００５】
また、特許文献１は、前記電源回路手段が、前記複数の振動子のうちの少なくとも１つが、他のものとは偏倚方向が反対方向になるように前記コイルに交流電流の半波を供給するよう構成されているので、複数フィールドコアのいくつかが、振動子のうち少なくとも１つが他と反対方向に偏倚されるように交流が供給されるので、すべての振動子が同時に同方向に偏倚するのと異なり、発生する振動が互いに相殺され、低減される。
【０００６】
さらに、特許文献１は、隣接する前記複数のダイヤフラムを一体的に覆って前記圧縮室の他の壁面を形成するヘッドカバーを具備し、前記吸入口および吐出口を前記ヘッドカバーに形成しているので、この単一のヘッドカバーを取り外すことによって前記ダイヤフラムにアクセスすることが可能である。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−５４９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
叙上の特許文献１に記載された電磁振動型ダイヤフラムポンプの場合、構造が複雑で小型化できず、コストが高く、振動は低減できるものの騒音の低減が困難であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、コンパクトな構造で高圧化を実現でき、そのうえ取りつけ位置決めがよく、組立作業が簡単な電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することである。
【００１０】
本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、フレーム内に側極の鉄心をもたない少なくとも１つの電磁石と、
永久磁石を保持した複数の振動子と、
前記振動子の両端に連結されたダイヤフラムを介して設けられたポンプケーシングと
からなる電磁振動型ポンプであって、
前記電磁石の磁路が、略Ｃ型鉄心とＩ型鉄心からなり、
前記略Ｃ型鉄心の開口した両対向面間に前記Ｉ型鉄心が配設され、
前記Ｃ型鉄心の両端部および前記Ｉ型鉄心に巻線が巻回されて、第１および第２電磁石と中央電磁石が形成され、
前記Ｉ型鉄心と前記略Ｃ型鉄心とが機械的に接合されておらず、前記振動子がＩ型鉄心と前記略Ｃ型鉄心との間を移動可能に設けられ、
前記振動子の両端が、それぞれポンプケーシング部の内部空間と気密に遮断するダイヤフラムと連結され、
前記ポンプケーシング部に吸入ノズルと吐出ノズルとが設けられ、
前記ポンプケーシング部の上に設けられた気体通路タンク部が前記吸入ノズルおよび吐出ノズルを介してポンプケーシング部と連通している
ことを特徴としている。
【００１１】
また、前記フレームが有底状のケースからなり、磁性体材料からなることが好ましい。
【００１２】
また、前記略Ｃ型鉄心が一体形状を備えていることが好ましい。
【００１３】
また、前記略Ｃ型鉄心は、略コ字状の形状を有し、それぞれ一端を長くした２つの鉄心が互い違いかつ当該長くした一端同士を接合することによっても得られる。
【００１４】
また、前記電磁石のＩ型鉄心に巻線が巻回されていなくてもよい。
【００１５】
また、前記電磁石の略Ｃ型鉄心に巻線が巻回されていなくてもよい。
【００１６】
また、前記ポンプケーシング部と前記中央電磁石の巻枠に凹凸を設け、該中央電磁石が各ポンプケーシング部間を橋渡しの構造で装着固定されてなることが好ましい。
【００１７】
また、前記振動子が電磁石の鉄心の対向面と直角方向で互いに逆方向に振動することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コンパクトな構造で高圧化を実現でき、そのうえ取りつけ位置決めがよく、組立作業が簡単な電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付図面を参照しながら本発明の実施の形態にかかわる電磁振動型ダイヤフラムポンプ（以下、ポンプという）を以下に詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプに適用されるＣ型鉄心の両端とＩ型鉄心に巻線が巻回された構造例を示す説明図、図２は本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプに適用されるＣ型鉄心の両端に巻線が巻回されＩ型鉄心には巻線が巻回されていない構造例を示す説明図、図３は本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプに適用されるＩ型鉄心に巻線が巻回されＣ型鉄心の両端には巻線が巻回されていない構造例を示す説明図、図４は本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプのフレーム内にＣ型鉄心の両端とＩ型鉄心とに巻線が巻回され、振動子がＣ型鉄心とＩ型鉄心との間に設けられ、かつ各ポンプケーシング間に設けられた構造を示す説明図、図５は本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプの動作原理を示す説明図、図６は本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプの動作原理を示す説明図、図７は図４の構造の詳細説明図、図８は通気路の接続方法を示す説明図、図９は本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプの外観を示す斜視図、図１０は中央電磁石が各ポンプケーシング部間を橋渡しの構造で装着固定された状態を示す説明図、図１１は本発明のポンプの特性を示すグラフである。
【００２１】
本発明の実施の形態にかかわるポンプ１は、フレーム２内に側極の鉄心をもたない少な第１電磁石３および第２電磁石４と中央電磁石５と、永久磁石６を保持した２つの振動子７と、前記振動子７の両端に連結されたダイヤフラム８（図７参照）を介して設けられたポンプケーシングＰＣＲ１、ＰＣＬ１、ＰＣＲ２、ＰＣＬ２とから構成される。
【００２２】
なお、フレーム２は有底状のケースから構成されており、電磁波防止の観点から磁性体材料から製造されることが好ましい。
【００２３】
前記第１および第２電磁石３、４の磁路は略Ｃ型鉄心９から構成され、中央電磁石５の磁路はＩ型鉄心１０から構成される。前記Ｃ型鉄心９の両端部および前記Ｉ型鉄心１０に巻線１２が巻回されることによって、第１および第２電磁石３、４と中央電磁石５が形成されるのである（図５、６参照）。
【００２４】
なお、図２および３を参照すると、本実施の形態のポンプ１は、電磁石のＩ型鉄心１０に巻線が巻回されていないもの、電磁石の略Ｃ型鉄心９の両端に巻線が巻回されていないものも含まれる。
【００２５】
また、略Ｃ型鉄心９は一体形状を備えているものでもよく、図２（ｂ）および（ｃ）に示されるように、略コ字状の形状を有し、それぞれ一端を長くした２つの鉄心９ｘ、９ｙが互い違いかつ当該長くした一端同士を接合することによって得られたものでもよい。
【００２６】
また、前記略Ｃ型鉄心９の開口した両対向面９ａ、９ｂ間にはＩ型鉄心１０が配設されている。前記Ｉ型鉄心１０と略Ｃ型鉄心９とは機械的に接合されておらず、前記振動子７ａ、７ｂがＩ型鉄心１０と略Ｃ型鉄心９との間を移動可能に設けられている。
【００２７】
図７を参照すると前記振動子７ａ、７ｂの両端には螺子７ｃによってダイヤフラム８が固着されている。そして、前記振動子７ａ、７ｂの両端はそれぞれポンプケーシング部ＰＣＲ１、ＰＣＬ１の内部空間と、ポンプケーシング部ＰＣＲ２、ＰＣＬ２の内部空間と気密に遮断するダイヤフラム８と連結されている。
【００２８】
本実施の形態においては、図１０を参照すると、ポンプケーシング部ＰＣＲ１、ＰＣＬ１、ＰＣＲ２、ＰＣＬ２と前記中央電磁石５は、前記中央電磁石５の巻枠５Ｆに凹凸５ｅを設け、該中央電磁石５がポンプケーシング部ＰＣＲ１、ＰＣＬ１間およびポンプケーシング部ＰＣＲ２、ＰＣＬ２間を橋渡しの構造で装着固定されて、ポンプケーシング部ＰＣＲ１、ＰＣＬ１間およびポンプケーシング部ＰＣＲ２、ＰＣＬ２間を橋渡しの構造で装着固定されている。
【００２９】
前記ポンプケーシング部ＰＣＲ１には吸入ノズルＳ１ａおよび吐出ノズルＤ１ａ、ポンプケーシング部ＰＣＬ１には吸入ノズルＳ１ｂおよび吐出ノズルＤ１ｂ、ポンプケーシング部ＰＣＲ２には吸入ノズルＳ２ａおよび吐出ノズルＤ２ａ、ポンプケーシング部ＰＣＬ２には吸入ノズルＳ２ｂおよび吐出ノズルＤ２ｂがそれぞれ設けられており、ポンプケーシング部ＰＣＲ１、ＰＣＬ１、ＰＣＲ２、ＰＣＬ２の上に設けられた気体通路タンク部２０が前記吸入ノズルＳ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂおよび吐出ノズルＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂを介してポンプケーシング部ＰＣＲ１、ＰＣＬ１、ＰＣＲ２、ＰＣＬ２と連通している（図４参照）。
【００３０】
叙上の構成により、本発明のポンプ１は、図５および６に示されるように、交流によって励磁された第１および第２電磁石３、４および中央電磁石５の磁極に振動子７の永久磁石６が交互に吸引・反発されて振動子７が振動する。振動子７をポンプケーシング部ＰＣＲ１、ＰＣＬ１、ＰＣＲ２、ＰＣＬに支持されたダイヤフラム８が振動子とともに振動して圧縮室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４は膨張・収縮し、圧縮室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４に流体が吸入ノズルＳ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂから吸入し、圧縮され吐出ノズルＤ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂから吐出される。
【００３１】
つぎに、図８を参照すると、本発明のポンプ１に吸入された流体をポンプケーシング部ＰＣＲ１とＰＣＬ１とに導入し、圧縮した流体をポンプケーシング部ＰＣＲ２とＰＣＬ２とに導入して圧縮したのち吐出するようにすると（図８（ａ）および（ｂ）参照）、吐出量（風量ｌ／ｍｉｎ）と吐出圧力（ｋＰａ）双方に優れた特性が得られる（図１１の参照符号Ｋ参照）。
【００３２】
本発明のポンプ１に吸入された流体をポンプケーシング部ＰＣＬ１およびＰＣＬ２と、ポンプケーシング部ＰＣＲ１およびＰＣＲ２とにそれぞれ導入して、圧縮したのち吐出するようにすると（図８（ｃ）参照）、吐出量（風量ｌ／ｍｉｎ）だけが際立って優れた特性が得られる（図１１の参照符号Ｌ参照）。
【００３３】
図８を参照すると、本発明のポンプ１に吸入された流体をポンプケーシング部ＰＣＲ１に導入し、圧縮した流体をポンプケーシング部ＰＣＬ１に導入してさらに圧縮した流体をポンプケーシング部ＰＣＬ２に導入してさらに圧縮した流体をポンプケーシング部ＰＣＬ２に導入してポンプケーシング部ＰＣＲ２に導入して圧縮したのち吐出するようにすると（図８（ｄ）参照）、吐出圧力（ｋＰａ）だけが際立って優れた特性が得られる（図１１の参照符号Ｍ参照）。
【００３４】
つぎに、図５を参照すると、第１電磁石３と中央電磁石５との間に設けられる振動子６ａに固定される永久磁石６ａと６ｂの極性と、中央電磁石５と第２電磁石４との間に設けられる振動子６ｂに固定される永久磁石６ａと６ｂの極性とを反転させると、振動子７ａ、７ｂが、第１および第２電磁石３、４の鉄心９の対向面と直角方向で互いに逆方向（矢印Ｘ方向と矢印Ｙ方向、矢印Ｘ’方向と矢印Ｙ’方向）に振動（アクティブ駆動）することができる。このようにすることにより、振動および騒音を低減させることができるという利点がある。
【００３５】
図６を参照すると、第１電磁石３と中央電磁石５との間に設けられる振動子６ａに固定される永久磁石６ａと６ｂの極性と、中央電磁石５と第２電磁石４との間に設けられる振動子６ｂに固定される永久磁石６ａと６ｂの極性とを同一にしてもよい。この場合、振動子７ａ、７ｂが、第１および第２電磁石３、４の鉄心９の対向面と直角方向で互いに同方向（矢印Ｘ方向およびＹ方向、矢印Ｘ’方向およびＹ’方向）に振動子７ａ、７ｂが駆動する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプに適用されるＣ型鉄心の両端とＩ型鉄心に巻線が巻回された構造例を示す説明図である。
【図２】（ａ）は本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプに適用されるＣ型鉄心の両端に巻線が巻回されＩ型鉄心には巻線が巻回されていない構造例を示す説明図であり、（ｂ）および（ｃ）はＣ型鉄心の変形例を示す説明図である。
【図３】本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプに適用されるＩ型鉄心に巻線が巻回されＣ型鉄心の両端には巻線が巻回されていない構造例を示す説明図である。
【図４】本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプのフレーム内にＣ型鉄心の両端とＩ型鉄心とに巻線が巻回され、振動子がＣ型鉄心とＩ型鉄心との間に設けられ、かつ各ポンプケーシング間に設けられた構造を示す説明図である。
【図５】本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプの動作原理を示す説明図である。
【図６】本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプの動作原理を示す説明図である。
【図７】図４の構造の詳細説明図である。
【図８】通気路の接続方法を示す説明図である。
【図９】本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプの外観を示す斜視図である。
【図１０】中央電磁石が各ポンプケーシング部間を橋渡しの構造で装着固定された状態を示す説明図である。
【図１１】本発明のポンプの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１    ポンプ
２    フレーム
３    第１電磁石
４    第２電磁石
５    中央電磁石
６、６ａ、６ｂ  永久磁石
７、７ａ、７ｂ  振動子
７ｃ  螺子
８    ダイヤフラム
９    略Ｃ型鉄心
１０    Ｉ型鉄心
１２    巻線
ＰＣＲ１、ＰＣＲ２、
ＰＣＬ１、ＰＣＬ２    ポンプケーシング部
【図１】
2006307813.tif 000003
【図２】
2006307813.tif 000004
【図３】
2006307813.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006307813.tif 000008
【図７】
2006307813.tif 000009
【図８】
2006307813.tif 000010
【図９】
2006307813.tif 000011
【図１０】
2006307813.tif 000012
【図１１】
2006307813.tif 000013