電磁駆動式ダイヤフラムポンプ
【課題】 小型で薄いポンプ構成にして吐出圧が高く、振動や騒音が小さい電磁駆動のダイヤフラムポンプの提供。
【解決手段】 円環状の電磁コイル１５、１６の内に永久磁石１４とダイヤフラム１７の凹部１８が入れ込まれ、凹部１８の底部１９に磁極面２０が固着された永久磁石１４が他方の磁極面２１もほぼ同様に固着されて軸方向可動に支持され、凹部１８の底部１９を挟み磁極面２０に吸引配置された軟磁性体プレート２３および同様の配置の軟磁性体プレート２４と電磁コイル１５、１６周りの軟磁性体ヨーク２２で駆動力を強くし、ダイヤフラム１７の外に凸なコルゲーション形状の支持部４５で振動、騒音レベルを低くする。
【解決手段】 円環状の電磁コイル１５、１６の内に永久磁石１４とダイヤフラム１７の凹部１８が入れ込まれ、凹部１８の底部１９に磁極面２０が固着された永久磁石１４が他方の磁極面２１もほぼ同様に固着されて軸方向可動に支持され、凹部１８の底部１９を挟み磁極面２０に吸引配置された軟磁性体プレート２３および同様の配置の軟磁性体プレート２４と電磁コイル１５、１６周りの軟磁性体ヨーク２２で駆動力を強くし、ダイヤフラム１７の外に凸なコルゲーション形状の支持部４５で振動、騒音レベルを低くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体用および液体用の電磁駆動式ダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
容積型ポンプである従来のダイヤフラムポンプは、遠心式ポンプなどのインペラーポンプと比較して、気体と液体が混在した流体を吸引する自給能力が高い。ダイヤフラムポンプには、モーター回転をカム等を介してダイヤフラムを往復動させるポンプや、往復運動する磁石を振動子としてダイヤフラムを往復動させるポンプがある。いずれも電磁力で駆動するが、小型化、薄型化や、振動レベル、騒音レベルの低減に限界があり、薄型化とポンプ能力との両立が難しい。
【０００３】
図５は、特開昭５４−８４６０３で開示された従来のダイヤフラムポンプを示す。永久磁石１からなる可動子が電磁コイル２との電磁力により軸３の方向に往復駆動されると、平板状のダイヤフラム４の外周部を固定した支持部材５に衝撃的な力が加わり、大きな振動と騒音が生じる。永久磁石１とダイヤフラム４は軸３で連結され、軸方向の寸法が大きくなり小型化が難しい。
【０００４】
図６は、特表平９ー５０２４９６で開示された従来のダイヤフラムポンプを示す。永久磁石６は逆極性の磁極面７，８を有し、平坦なダイヤフラム９に固着され、電磁石アッセンブリ１０の外部に配置される。背面に軟磁性体の背面部材１１が設けられた永久磁石６は、対向する電磁石アッセンブリ１０の軟磁性体コア１２に非通電時にも吸引される。対向する間隔を小さくして駆動力を大きくするほど、ダイヤフラム９の張力を大きくする必要が生じ、振動振幅が制限され、ポンプ能力に限界を有する。また、ダイヤフラム９を固定するハウジング１３に生じる振動、、騒音レベルが大きくなる。
【０００５】
特開２００４−６０６４１で開示された従来のダイヤフラムポンプでは、永久磁石は平らなダイヤフラムに取り付けられ、通電コイルの外部に対向して配置され、駆動される。離れた通電コイルによる磁界は弱く、薄い永久磁石の２つ磁極面の位置での同一方向磁界の強度勾配が小さいため、永久磁石に働く駆動力は非常に小さく、ポンプ能力はほとんど期待できない。
【特許文献１】特開昭５４−８４６０３号公報
【特許文献２】特表平９−５０２４９６号公報
【特許文献３】特開２００４−６０６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電磁力で動作するダイヤフラムポンプを薄く小型の構成にしてもダイヤフラムを駆動する力を大きくしてポンプ能力を高め、同時に振動と騒音を低いレベルにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプは、中央に凹部が形成されたダイヤフラムを用いる。ダイヤフラムの凹部は２個の円環状の電磁コイルの内に入れ込んで配置され、外縁部は電磁コイルの外で支持される。ダイヤフラムの凹部の底部は永久磁石の磁極面に固着され、電磁コイルによる電磁力で振動する永久磁石の振動子とともにダイヤフラムの凹部は電磁コイルの軸方向に往復変位する。ダイヤフラムの凹部と対向して固定しているケーシングとの間がポンプ室として形成される。
【０００８】
電磁コイルは内周部を除いて軟磁性体ヨークで囲われ、電磁コイルに流れる電流によって生じる磁界を電磁コイルの内側に集中させて永久磁石との電磁相互作用を大きくする。永久磁石は、振動時にも磁極面が電磁コイルの内に位置するように配置される。
【０００９】
２個の電磁コイルのほぼ中間位置に永久磁石が位置するようにして、通電電流によってそれぞれの電磁コイルからは永久磁石の異なる磁極面には逆方向の磁界が加わるようにし、電磁コイルに流す電流の方向を逆にすると永久磁石の振動子に加わる力が逆転して永久磁石は振動する。
【００１０】
永久磁石は軸方向のみ変位可能にし、軸と直交する方向の吸引力の偏りによるダイヤフラムや永久磁石の振動する部分と電磁コイル側との接触をなくすため、永久磁石は２つの磁極面の一方がゴムのダイヤフラムの凹部の底部に固着され、他方はダイヤフラムの凹部の底部か支持ゴムに固着される。
【００１１】
円形状の軟磁性体プレートがダイヤフラムの凹部の底部に永久磁石と反対側に配置される。軟磁性体プレートは永久磁石からの磁束を外周側に集め、電磁コイルの磁界との電磁相互作用を強くする。永久磁石と、対向する磁極面との吸引力でダイヤフラムの凹部の底部を挟んで固定する。底部と永久磁石の固着のために接着剤の接着を追加してもよい。
【００１２】
ダイヤフラムの凹部と外縁部の間の円環状の支持部をダイヤフラムの凹部と反対方向に凸なコルゲーション形状にし、電磁コイルあるいは軟磁性体ヨークから離して配置する。ダイヤフラムの凹部を軸方向に変位させ、ダイヤフラムの円環状の支持部と軟磁性体ヨークとの当たりを避けるか、当たりを緩和して振動、騒音を抑制する。
【００１３】
吸入孔と吐出孔を設けた金属板などの板で、ポンプ室をダイヤフラム側とケーシング側に分ける。ゴムのダイヤフラム外縁部の押圧力でケーシングの内側中央に設けた隔壁に弾性を有する板を密着させ、ケーシング側の空間を吸入口、吐出口に直結する空間に分ける。ダイヤフラムの外縁の突出部を、振動で変位する円環状の支持部より高い構成にして平坦状の板にする。
【００１４】
板の孔を覆い、孔を間にして対向する２つのスリットを有する連続したゴムシートを、２つのスリットの外側で板に接着して弁を形成する。孔を吸入用と吐出用の２種類設け、２つの連続したゴムシートを板の両面に接着して吸入弁と吐出弁を設ける。ゴムシートの側から圧力が加わると孔を弁で閉じ、孔からゴムシートに圧力が加わると２つのスリットに挟まれたゴムシートの部分が板から離れて流体が流れる弁構成にする。
【００１５】
ゴムのダイヤフラムの円形状の最外縁部を樹脂材のケーシングの円形状の外周の突出部で上下から押さえてポンプ室を外部から密閉する。ケーシングの円形状の突出部の外側の方形状の頂点に相当する位置で上下のケーシングを圧力をかけて固定する。下のケーシングはポンプ室を形成しなくともよいし、ポンプ室を形成してもよい。
【００１６】
上下にポンプ室を有す構成の場合には、それぞれの吸入の流路と吐出の流路を合流して吸入口と吐出口を１箇所にまとめる。上下のダイヤフラムの最外縁の近傍に対向してＯリング形状部を２箇所づつ設け、上下のケーシングの対向する孔を圧力で密閉して流路を合流する。
【００１７】
基本構成を同様にして２個の永久磁石を用いた構成にしてもよい。２個の永久磁石を軟磁性体スペーサを間に介して同じ極性を対向させて連結し、両端の磁極面および軟磁性体スペーサの中心を各々の電磁コイルの中間の近傍に配置する。外側の電磁コイルは同じ軸方向の磁界を、間の電磁コイルは反対の軸方向の磁界を発生する。２個のダイヤフラムの凹部の底部を両端の磁極面に固着して２つのポンプ室を設ける。
【００１８】
ダイヤフラムの凹部の底部に配置する軟磁性体プレートの表面を貴金属の鍍金層を形成して錆を防止し、不純物が流体に溶解することを防ぐ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプは、薄く小型な構造でも比較的高い吐出圧が可能で、ダイヤフラムを支持する部分での衝撃の緩和と２つのポンプ室での圧変動レベルにより振動と騒音を抑制できるため、小型あるいは薄い電子機器の冷却ポンプなどの多用途に利用できる。
【００２０】
ひとつの薄いポンプでも２つのポンプ室を駆動できるため、小さい容積で液体と気体を効率的に環流することが必要な燃料電池に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ゴムなどのダイヤフラムの中央に凹部を形成し、この凹部を円環状の電磁コイルの内に配置し、同じく電磁コイルの内に配置される永久磁石の磁極面に凹部の底部が固着される。ダイヤフラムと対向する固定したケーシングとでポンプ室を形成し、永久磁石の振動によってポンプ室の容積を変化させることでポンプとして動作させる。
【００２２】
電磁コイルと永久磁石の電磁相互作用を大きくするために、永久磁石の磁極面を電磁コイルの中間近傍に配置するか、磁極面に近接して配置される円形状の軟磁性体プレートの位置も電磁コイルの中間の近傍に配置する。
【００２３】
軟磁性体プレートは、磁石との吸引力でダイヤフラムを挟んで互いを固定させる。ダイヤフラムは、永久磁石の反対側の支持ゴムあるいはダイヤフラムの凹部で永久磁石を軸方向のみに振動可能に支持し、ダイヤフラムの電磁コイルの外の円環状の外縁支持部の形状を凹部とは反対方向に凸なコルゲーション形状にし、さらには弾性材をダイヤフラムと電磁コイルの間に配置して当たりを緩和し、振動や騒音を抑制する。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの実施例を断面図で示すものである。円形状の永久磁石１４は、円環状の電磁コイル１５、１６の内に軸を同一にして配置される。電磁コイル１５、１６の内に入り込んで位置するダイヤフラム１７の凹部１８の底部１９が永久磁石１４の一方の磁極面２０に固着される。永久磁石１４の磁極面２０、２１は電磁コイル１５．１６内の中間近傍に位置するように配置される
【００２５】
電磁コイル１５、１６の周りを内周部を除いて軟磁性体ヨーク２２で連続的に覆うことで電磁コイル１５、１６の内側に強い磁界を集中させ、電磁コイル１５と電磁コイル１６とに反対方向の電流を流し、永久磁石１４の磁極面２０、２１の近くの位置で反対方向の磁界を得る。永久磁石１４の磁極面２０、２１からの磁束を軟磁性体プレート２３、２４の外周部に集め、電磁コイル１５、１６の磁界との相互作用の駆動力を大きくする。
【００２６】
永久磁石１４の異なる磁極面２０、２１に電磁コイル１５、１６から反対方向の磁界で同一方向の駆動力を得る。軟磁性体ヨーク２２を用いた場合には、電磁コイル１５の中間近傍とは、電磁コイル１５および電磁コイルの各々で生じる磁極間の中間近傍を意味する。軟磁性体プレート２３、２４は平坦にしてもよいが、外周部が軸方向に曲げられて、電磁コイル１５、１６の磁性体ヨーク２２の内周部の磁極の間に位置し、変位量相当の曲げ長があると良い。図１では、薄い電磁コイル１５、１６を想定し、軟磁性体プレート２３、２４を連続的に曲げ、ダイヤフラムの凹部に局所的な力が集中するのを避けている。
【００２７】
ダイヤフラム１７の凹部１８が軸方向に振動することで、ダイヤフラム１７とケーシング２５の間で形成されるポンプ室の容積が変化する。ポンプ室の容積変化を圧力増大を伴う流体の一方向の流れにするために、吸入弁２６と吐出弁２７を配置する。吸入弁２６と吐出弁２７は板２８に連続したゴムシート２９、３０で形成される。板２８に設けられた吸入孔３１と吐出孔３２を間に介して、連続したゴムシート２９には対向する２つのスリット３３、３４と、連続したゴムシート３０には２つの対向するスリット３５、３６が設けられ、連続したゴムシート２９、３０のスリット間以外の部分は板２８に固着される。連続したゴムシート２９、３０の外縁部分はケーシング２５などで挟み固定してもよい。
【００２８】
板２８は弾性を有するのが適当で、ゴムのダイヤフラム１７の外縁部の円形状の突出した部分３７による押圧力でケーシング２５の円形状の段差部３８に挟まれる。板２８に当たる段差部３８の下面が凸な局面形状であると、ダイヤフラム１７の突出した部分３７による押圧力で、板２８はケーシング２５の内側に突出した隔壁３９に連続したゴムシート３０を介して押しつけられ、吸入口４０に直結する空間４１と、吐出口４２に直結する空間４３に分けられる。
【００２９】
ダイヤフラム１７の凹部１８が図の下方向に変位すると、板２８で分けられるダイヤフラム側のポンプ室４４（以下、ダイヤフラム側のポンプ室を狭義にポンプ室と記す。）の容積が大きくなり圧力が低下する。相対的に圧力が大きくなる吸入口４０に直結する空間４１から吸入弁２６のゴムシートを吸入孔３１から押し下げて流体がポンプ室４４に流入する。この時、吐出弁２７のゴムシートは板２８に押し当てられて流体は吐出孔３２を通過しない。
【００３０】
ダイヤフラム１７の凹部１８が図の上方向に変位すると、ポンプ室４４の容積が小さくなって圧力が上昇し、吐出口４２に直結するポ空間４３の圧力より相対的に高くなると吐出弁２７のゴムシートを吐出孔３２から押し上げて流体がポンプ室４４から流れる。この時、吸入弁２６のゴムシートは板２８に押し当てられて流体を吸入孔３１から逆流させない。
【００３１】
板２８に設けられたゴムシートの吸入弁２６と吐出弁２７は、それぞれ２つのスリット３３、３４とスリット３５、３６の両端は板に固着される部分の連続したゴムシート２９、３０に連続される。吸入孔３１あるいは吐出孔３２の側から圧力が加わると、吸入弁２６のゴムシートあるいは吐出弁２７のゴムシートは伸びてスリット３３、３４およびスリット３５、３６の間から流体が流れる。逆に反対側から圧力が加わると、吸入弁２６のゴムシートあるいは吐出弁２７のゴムシートは板２８に密着して流体の流れを阻止する。ゴムシートの張力でそれぞれの弁が開閉する構成のため、短い周期の圧変動に対するレスポンスがよく、少量の流体の流入、流出にも対応できる。さらに、弁を構成する板２８全体の厚さを薄くできる。
【００３２】
それぞれの２つのスリット３３、３４とスリット３５、３６は平行である必要はなく、対向する吸入孔３１と吐出孔３２の外形に沿う形状にして、２つのスリット３３、３４とスリット３５、３６のそれぞれ２つの両端の近傍の間隔を小さくし、吸入弁２６と吐出弁２７の伸張時の張力を小さくするのが適当である。
【００３３】
ダイヤフラム１７の凹部１８が主に変位することによるポンプ室４４の容積変化と加速度で流量と吐出圧が決まる。電磁コイル１５、１６の内の凹部１８の底部１９の内面積は比較的小さいため、駆動力を内面積で割った値に相当する吐出圧を大きくすることができる。駆動力を比較的大きくできることで、本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプは大きさに対する吐出圧を相対的に高く確保しやすい。
【００３４】
ダイヤフラム１７の凹部１８と外縁部の間にある、凹部１８と反対方向の外に凸な円環状のコルゲーション形状の支持部４５は、永久磁石１４の振動子とともに振動、変位するダイヤフラム１７の凹部１８を支持する。外縁部が固定され凹部１８の側部は相対的に厚く変形しにくく形成されるため、コルゲーション形状の支持部４５は、凹部１８の変位に追従して変形しやすいように相対的に厚さが薄くされ、ある程度は柔軟性を有するようにされる。当然ながら下のゴムのコルゲーション形状の支持部４６の形状や剛性も同様に対応することは言うまでもない。
【００３５】
コルゲーション形状の支持部４５、、４６にする目的は、軸方向に変位させやすいことのほか、変位による衝撃を避けることである。凹部１８が電磁コイル１５、１６の内側方向に深く変位していくと、コルゲーション形状の支持部４５、４６は外縁部の方から内径方向に軟磁性体ヨーク２２の面と連続的に当たることで衝撃的な振動や衝突音の発生を抑制する。
【００３６】
ダイヤフラム１７に対向して弾性材４７を軟磁性体ヨーク２２に設け、ダイヤフラム１７やゴムのコルゲーション形状の支持部４５、４６を直接に軟磁性体ヨーク２２に当てず、弾性材４６に当てることで振動や、騒音のレベルをさらに抑制することができる。
【００３７】
ダコルゲーション形状の支持部４５、４６を軟磁性体ヨーク２２に当てない方が振動、騒音が小さい。電磁コイル１５、１６に印加する電源電圧の周波数や大きさ、コルゲーション形状の支持部４５、４６の形状や剛性を選択することで可能である。特に小電力で小型の場合には容易である。
【００３８】
振動する部分を支持するコルゲーション形状の支持部４５、４６のゴムの厚さや剛性を適正にすることは、永久磁石１４や軟磁性体プレート２３、２４が電磁コイル１５、１６周りの軟磁性体ヨーク２２との吸引力の偏差による軸と直交する方向に変位するのを押さえ、振動する部分が軟磁性体ヨーク２２や電磁コイル１５，１６に当たるのを防ぐためにも必要とされる。このことは、振動時の機械的剛性をも大きくすることを伴うため、振動振幅や振動周期を適正化することが必要になる。
【００３９】
ダイヤフラム１７とケーシング２５で形成される広義のポンプ室は、吸入口４０と吐出口４２以外は密閉されねばならない。ゴムのダイヤフラム１７の円形状の最外縁部４８は、ケーシング２５の円形状の突出部４９によって圧着される。図の下側のゴムのコルゲーション形状の支持部４６から連続した円形状のゴムの最外縁部５０で、下のケーシング５１の円形状の突出部５２とともに上下から強く圧着される。上のケーシング２５と下のケーシング５１は、ゴムの最外縁部４８，５０の外の方形状の頂点に相当する位置でねじ止めなどで圧着固定される。
【００４０】
２つの電磁コイル１５と１６の間に軟磁性体ヨーク２２に接して基板５３を配置する。ダイヤフラム１７の最外縁部４８やケーシング２５、５１の外に複数の端子５４を設け、電磁コイル１５、１６の線端を接続、固定する。基板５３の複数の端子５４とは電気的に絶縁した導体部を連続して外に出して、電磁コイル１５、１６に発生する熱を軟磁性体ヨーク２２から導体部を介して外部に放熱する。基板５３は導体板の上に端子板を固着したものでもよいし、絶縁板の両面に金属層を設けたものを基板５３としてもよい。放熱を積極的に行うため、図示されてないが、基板５３の導体部に熱的に密着させ外部に様々な形の放熱板を配置してもよい。この放熱板を取り付け板に兼用するのもよい。
【００４１】
ダイヤフラム１７の凹部１８の底部１９に配置される軟磁性体プレート２３は水を主成分とする液体中に浸される可能性が高い。軟磁性体プレート２３は鉄などの錆びやすい金属が用いられるため、液体中に錆成分や金属イオンが溶け込むと燃料電池などの性能を劣化させる。錆の発生や金属イオンの溶解を防ぐため、軟磁性体プレート２３の表面に貴金属の鍍金層を形成する。
【００４２】
本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプを駆動するには、電磁コイル１５，１６に流す電流の方向を周期的に変える必要がある。通常１２ボルト以下の直流電源を用いるため、トランジスタ４個で主に構成されるＨブリッジ回路を用いるのが一般的である。回転モータ駆動の直流ポンプに較べ、摺動するブラシを用いず、回路でスイッチングを行うため信頼性が高く、電磁ノイズが低い。
【実施例２】
【００４３】
図２は、本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第２の実施例を断面図で示すものである。第１の実施例と上側の構成はほぼ同様である。円環状の電磁コイル５５、５６の内に入れ込まれた永久磁石５７の振動子に固着された凹部５８、５９を有する２つのダイヤフラム６０、６１と上下のケーシング６２、６３で２つの独立したポンプ室６４、６５を形成する。２つの電磁コイル５５、５６と永久磁石５７は軸を同一にされ、両端の磁極面６６、６７は対応する電磁コイル５５、５６の中間近傍に配置される。磁界を集中させ駆動力を大きくするため、電磁コイル５５、５６の周りは内周部を除いて軟磁性体ヨーク６８に覆われ、軟磁性体プレート６９、７０が永久磁石５７の両端の磁極面６６、６７に近接してダイヤフラムの凹部５８、５９の底部７１、７２を挟んで固着される。
【００４４】
２つの電磁コイル５５、５６に逆方向の電流を流すことで永久磁石５７の異なる極性の２つの磁極面６６、６７において同じ軸方向の駆動力が働く。それぞれの電磁コイル５５、５６に流す電流の方向を反転させると、永久磁石５７には逆の軸方向の駆動力が働く。電流の方向を周期的に変えることで永久磁石５７が振動する。上下の流体が同じ場合、負荷はほぼ同じため、ダイヤフラム６０、６１の剛性や形状は同じにするのがよい。
【００４５】
永久磁石５７の振動子が図２の上方向に変位する場合、上のポンプ室６４の容積が小さくなり圧力が増大する。容積の減少による圧の増大で板７３に設けられたゴムシートの吐出弁７４が上に伸張変位して開き、吐出孔７５から吐出口７６を経て流体が流れ出す。吸入弁７７は閉じて吸入孔７８では流体の移動はない。下のポンプ室６５では容積が大きくなり圧力が減少し、相対的に圧力が大きくなる吸入口７９に直結する空間８０から吸入孔８１を通過して流体が流れ込む。この時、下のポンプ室６５の吐出弁８２は閉じたままで吐出孔８３での流体の移動は生じない。
【００４６】
永久磁石５７が図２の下の方向に変位する場合、上のポンプ室６４の容積が大きくなり圧力が減少する。下のポンプ室６５では、容積が小さくなり圧力が増大する。流体は、上の吸入口８４から吸入孔７８を通過して上のポンプ室６４に流れ込み、下のポンプ室か６５らは下の吐出孔８３を流れ出て吐出口８５から吐出される。上の吐出口７６と下の吐出口８５を合流させると、上下のポンプ室６４、６５からの吐出圧変動のサイクルが小さくなり、圧力の変動レベルも緩和されることで振動や騒音のレベルが低下する。
【００４７】
２つのポンプ室６４、６５で吐出回数を増やすことは、必ずしも同じ流体に限定されるものではない。ダイレクトメタノール方式の燃料電池では、エタノールと水の混合液体と、気体である空気を異なる流路で循環あるいは供給すると性能を向上させることができる。液体用と気体用に別々のポンプを２個を配置して占有容積と部品数を増やすことは、小型で効率を向上を求められる小型燃料電池には不利である。
【００４８】
上の吸入口８４、吸入弁７７、ポンプ室６４、吐出弁７４および吐出口７６を液体用の
ポンプ流路に、下の吸入口７９、吸入弁８６、ポンプ室６５、吐出弁８２および吐出口８５を気体用のポンプ流路にすることで、ひとつのポンプ構成で液体用と気体用のポンプを達成できる。液体と気体を異なる流路に上下の２つのポンプ室６４、６５の圧変化で流す場合、液体と気体は密度や粘度が大きく異なるため、駆動時の負荷の差が大きい。上下に振動するダイヤフラム６０、６１の支持部８７、８８の剛性や形状を使用条件に合わせる必要がある。
【実施例３】
【００４９】
図３は、本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第３の実施例を断面図で示すものである。上下のポンプ室８９、９０、電磁コイル９１、９２や永久磁石９３などの配置と構成は第２の実施例と同じである。２つのポンプ室８９、９０の２つの吸入流路９４、９５と、２つの吐出流路９６、９７の一部を合流させ、ひとつの吸入口９８と吐出口９９にまとめるため、上のケーシング１００と下のケーシング１０１に対向する孔１０２、１０３および１０４、１０５を設け、ゴムのＯリング１０６、１０７を間に介し圧着して密閉する。Ｏリング１０６、１０７は、ゴムのダイヤフラム１０８、１０９の最外縁部から外に連続して形成してもよい。Ｏリングの位置決めや、組み立てが簡単になる。
【００５０】
ひとつの吸入口９８から流入する流体は、半周期ごとに変わる電磁コイル９１、９２の電流の向きにより永久磁石９３、軟磁性体ヨーク１１０、１１１とダイヤフラム１０８、１０９からなる振動部分の変位により、２つのポンプ室８９、９０の吸入弁１１２、１１３から半周期ごとに交互に流入し、２つのポンプ８９、９０の吐出弁１１４、１１５より半周期ごとに圧の上昇を伴い交互に流出されて吐出口９９から出る。
【００５１】
周期あたりの吐出回数が増えて圧力変動レベルが低くなる傾向を示し、ポンプの振動と騒音の低減になることは第２の実施例の場合と同様であるが、吸入口９８と吐出口９９が共通になっていることで扱い易くなり、外部での各口の配管接続が少なくなり、実質的な小型化に寄与する。
【００５２】
第１、第２および第３の実施例において共通であるが、永久磁石と軟磁性体プレートをダイヤフラムや支持ゴムの凹部の底部に固着して電磁コイルの内に入れ込み、組立てる過程や組立後に軟磁性体ヨークに吸引されて接触したり吸着されたままになることを防ぐ必要がある。
【００５３】
図１、図２および図３のケーシング２５、５１、６２、６３、１００、１０１や弁を有する板２８、７３、１１６、１１７、１１８を組み込む以前に、電磁コイル１５、１６、５５、５６、９１、９２周りの軟磁性体ヨーク２２、６８、１１９の外周側部にゴムのダイヤフラム１７、６０、６１、１０８、１０９やゴムの支持体４６をはめ込み仮固定して、未着磁の永久磁石１４、５７、９３や軟磁性体プレート２３、２４、６９、７０、１１０、１１１を電磁コイル１５、１６、５５、５６、９１、９２内に配置する。
【００５４】
ダイヤフラム１７、６０、６１、１０８、１０９やゴムの支持体４６のの凹部１８、１２０、５８、５９、１２１、１２２の内形状と軸を近似させた治具で凹部１８、１２０、５８、５９、１２１、１２２を上下から抑えて着磁する。着磁した後、治具を外してケーシング２５、５１、６２、６３、１００、１０１などを組み込む。この製造法により、永久磁石１４、５７、９３や軟磁性体プレート２３、２４、６９、７０、１１０、１１１が外れたり、軟磁性体ヨーク２２、６８、１１９に吸着することがなくなり、組立作業も容易になる。
【実施例４】
【００５５】
図４は、本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第３の実施例を断面図で示す。３つの円環状の電磁コイル１２３、１２４、１２５は軸を同じにして近接して配置され、内に軸を共通にする永久磁石１２６、１２７が軟磁性体スペーサ１２８を間に介して同極性の磁極面１２９、１３０が対向して連結される。軟磁性スペーサ１２８は、薄すぎると永久磁石１２６、１２７の同極性の対向する磁極面１２９、１３０が反発して連結されない。
【００５６】
連結された２つの永久磁石１２６、１２７両端の同極性の磁極面１３１、１３２は外側の電磁コイル１２３、１２５の中間近傍の位置に配置され、中間の軟磁性体スペーサ１２８は、間の電磁コイル１２４の中間近傍に配置されて構成される。連結された永久磁石１２６、１２７の両端の磁極面１３１、１３２に近接して、円形状の軟磁性体プレート１３３、１３４が永久磁石１２６、１２７の吸引力で固着され、電磁コイル１２３、１２４、１２５の内に入り込んで、ダイヤフラム１３５、１３６の凹部１３７、１３８の底部１３９、１４０を挟んで固定される。
【００５７】
外側の２つの電磁コイル１２３、１２５には同じ方向の電流が、間の電磁コイル１２４には逆方向の電流が流される。両端の２つの同じ極性の磁極面１３１、１３２に近接した軟磁性体プレート１３３、１３４には外側の電磁コイル１２３、１２５の磁界との相互作用で同じ軸方向の力が働き、軟磁性体スペーサ１２８には間の電磁コイル１２４の磁界との相互作用で同じ軸方向の力が働く。２つの永久磁石１２６、１２７を連結して構成された振動子は、３箇所に働く同じ軸方向の力が電磁コイル１２３、１２４、１２５の周期的に向きが変わる電流により力の向きが周期的に反転することで振動し、ダイヤフラム１３５、１３６の凹部１３７、１３８駆動する。
【００５８】
第４の実施例の構成は、第１の実施例、第２の実施例、および第３の実施例に較べて比較的大きな駆動力を得やすい。反面、永久磁石１２６、１２７を２つ連結して間に軟磁性体スペーサ１２８を挟む構成や、固定軸１４１で永久磁石１２６、１２７とダイヤフラム１３５、１３６をクランプする必要も生じるため、軸方向の厚さが大きくなる。固定軸１４１で挟む構成にしても、固定軸１４１を締め付けるボルト１４２の頭やナット１４３の厚さは凹部１３７、１３８に入り込んで配置されるため、固定軸１４１ゆえに軸方向に厚くならず、ポンプを小型で薄くする本発明の目的からずれることはない。
【００５９】
ダイヤフラム１３５、１３６が図４の右の軸方向に変位すると、左のポンプ室１４２の容積は大きくなり、吸入弁１４３を開いて流体が吸入され、右のポンプ室１４４の容積は小さくなり、ポンプ室１４４から吐出弁１４５を開いて吐出口１４６から流体が吐出される。電磁コイル１２３、１２４、１２５の電流の向きが反転すると、ダイヤフラム１３５、１３６は逆の左方向に変位し、左のポンプ室１４２の容積は小さくなり、ポンプ室１４２から吐出弁１４７を開いて吐出口１４８から流体が吐出され、右のポンプ室１４４の容積は拡大して吸入弁１４９を開いてポンプ室１４４に流体が流れ込む。
【００６０】
半周期ごとに２つのポンプ室１４４、１４６で吸入と吐出を交互に繰り返すことにより、第２と第３の実施例でも明らかにしたように圧力の変動周期と圧力変動レベルを小さくできるため、比較的大きいポンプの構成にしても静かに使用できる。
【００６１】
３個の電磁コイル１２３、１２４、１２５を共通に巻いて軟磁性体ヨーク１５０より小さい径の連続した内周面を有するボビン１５１を配置し、ボビン１５１の材質を潤滑に優れた樹脂材を用いることで、振動する永久磁石１２６，１２７を固着したダイヤフラム１３５、１３６の凹部１３７、１３８の側面が接触しても摩擦を少なくし、損傷が生じないようにする。この構成は電磁コイルが２個の構成の第１、第２および第３の実施例の構成の場合にも利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプは、小型で薄い構成にしても比較的に吐出圧を高くでき、あるいは小さい消費電力でもポンプ能力を得ることができ、振動や騒音のレベルを低くできるため、パソコンなどの電子機器の水冷用ポンプ、あるいは液体気体兼用の燃料電池のポンプに利用すると効果がある。さらに相対的にポンプ形状を大きくして他の用途にも展開できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第１の実施例を示す断面図。
【図２】本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第２の実施例を示す断面図。
【図３】本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第３の実施例を示す断面図。
【図４】本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第４の実施例を示す断面図。
【図５】従来のダイヤフラムポンプを示す断面図。
【図６】従来のダイヤフラムポンプを示す断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１４、５７、９３、１２６、１２７ 永久磁石
１５、１６、９１、９２、５５、５６、１２３、１２４、１２５ 電磁コイル
１７、６０、６１、１０８、１０９、１３５、１３６ ダイヤフラム
１８、５８、５、１２１、１２２、１３７、１３８ 凹部
１９、６４、６５、８９、９０、１４２、１４４ ポンプ室
２２、６、１１９、１５０ 軟磁性体ヨーク
２３、２４、６９、７０、１１０、１１１、１３３、１３４ ケーシング
２５、５１、６２、６３、１００、１０１、１４３、１４９ 吸入弁
２７、７４、８２、１１２、１１３、１４５、１４７ 吐出弁
２８、７３、１１６、１１７、１１８ 板
４０、７９、８４、９８、１４９ 吸入口
４２、７６、８５、９９、１４６、１４８ 吐出口
５３ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体用および液体用の電磁駆動式ダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
容積型ポンプである従来のダイヤフラムポンプは、遠心式ポンプなどのインペラーポンプと比較して、気体と液体が混在した流体を吸引する自給能力が高い。ダイヤフラムポンプには、モーター回転をカム等を介してダイヤフラムを往復動させるポンプや、往復運動する磁石を振動子としてダイヤフラムを往復動させるポンプがある。いずれも電磁力で駆動するが、小型化、薄型化や、振動レベル、騒音レベルの低減に限界があり、薄型化とポンプ能力との両立が難しい。
【０００３】
図５は、特開昭５４−８４６０３で開示された従来のダイヤフラムポンプを示す。永久磁石１からなる可動子が電磁コイル２との電磁力により軸３の方向に往復駆動されると、平板状のダイヤフラム４の外周部を固定した支持部材５に衝撃的な力が加わり、大きな振動と騒音が生じる。永久磁石１とダイヤフラム４は軸３で連結され、軸方向の寸法が大きくなり小型化が難しい。
【０００４】
図６は、特表平９ー５０２４９６で開示された従来のダイヤフラムポンプを示す。永久磁石６は逆極性の磁極面７，８を有し、平坦なダイヤフラム９に固着され、電磁石アッセンブリ１０の外部に配置される。背面に軟磁性体の背面部材１１が設けられた永久磁石６は、対向する電磁石アッセンブリ１０の軟磁性体コア１２に非通電時にも吸引される。対向する間隔を小さくして駆動力を大きくするほど、ダイヤフラム９の張力を大きくする必要が生じ、振動振幅が制限され、ポンプ能力に限界を有する。また、ダイヤフラム９を固定するハウジング１３に生じる振動、、騒音レベルが大きくなる。
【０００５】
特開２００４−６０６４１で開示された従来のダイヤフラムポンプでは、永久磁石は平らなダイヤフラムに取り付けられ、通電コイルの外部に対向して配置され、駆動される。離れた通電コイルによる磁界は弱く、薄い永久磁石の２つ磁極面の位置での同一方向磁界の強度勾配が小さいため、永久磁石に働く駆動力は非常に小さく、ポンプ能力はほとんど期待できない。
【特許文献１】特開昭５４−８４６０３号公報
【特許文献２】特表平９−５０２４９６号公報
【特許文献３】特開２００４−６０６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電磁力で動作するダイヤフラムポンプを薄く小型の構成にしてもダイヤフラムを駆動する力を大きくしてポンプ能力を高め、同時に振動と騒音を低いレベルにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプは、中央に凹部が形成されたダイヤフラムを用いる。ダイヤフラムの凹部は２個の円環状の電磁コイルの内に入れ込んで配置され、外縁部は電磁コイルの外で支持される。ダイヤフラムの凹部の底部は永久磁石の磁極面に固着され、電磁コイルによる電磁力で振動する永久磁石の振動子とともにダイヤフラムの凹部は電磁コイルの軸方向に往復変位する。ダイヤフラムの凹部と対向して固定しているケーシングとの間がポンプ室として形成される。
【０００８】
電磁コイルは内周部を除いて軟磁性体ヨークで囲われ、電磁コイルに流れる電流によって生じる磁界を電磁コイルの内側に集中させて永久磁石との電磁相互作用を大きくする。永久磁石は、振動時にも磁極面が電磁コイルの内に位置するように配置される。
【０００９】
２個の電磁コイルのほぼ中間位置に永久磁石が位置するようにして、通電電流によってそれぞれの電磁コイルからは永久磁石の異なる磁極面には逆方向の磁界が加わるようにし、電磁コイルに流す電流の方向を逆にすると永久磁石の振動子に加わる力が逆転して永久磁石は振動する。
【００１０】
永久磁石は軸方向のみ変位可能にし、軸と直交する方向の吸引力の偏りによるダイヤフラムや永久磁石の振動する部分と電磁コイル側との接触をなくすため、永久磁石は２つの磁極面の一方がゴムのダイヤフラムの凹部の底部に固着され、他方はダイヤフラムの凹部の底部か支持ゴムに固着される。
【００１１】
円形状の軟磁性体プレートがダイヤフラムの凹部の底部に永久磁石と反対側に配置される。軟磁性体プレートは永久磁石からの磁束を外周側に集め、電磁コイルの磁界との電磁相互作用を強くする。永久磁石と、対向する磁極面との吸引力でダイヤフラムの凹部の底部を挟んで固定する。底部と永久磁石の固着のために接着剤の接着を追加してもよい。
【００１２】
ダイヤフラムの凹部と外縁部の間の円環状の支持部をダイヤフラムの凹部と反対方向に凸なコルゲーション形状にし、電磁コイルあるいは軟磁性体ヨークから離して配置する。ダイヤフラムの凹部を軸方向に変位させ、ダイヤフラムの円環状の支持部と軟磁性体ヨークとの当たりを避けるか、当たりを緩和して振動、騒音を抑制する。
【００１３】
吸入孔と吐出孔を設けた金属板などの板で、ポンプ室をダイヤフラム側とケーシング側に分ける。ゴムのダイヤフラム外縁部の押圧力でケーシングの内側中央に設けた隔壁に弾性を有する板を密着させ、ケーシング側の空間を吸入口、吐出口に直結する空間に分ける。ダイヤフラムの外縁の突出部を、振動で変位する円環状の支持部より高い構成にして平坦状の板にする。
【００１４】
板の孔を覆い、孔を間にして対向する２つのスリットを有する連続したゴムシートを、２つのスリットの外側で板に接着して弁を形成する。孔を吸入用と吐出用の２種類設け、２つの連続したゴムシートを板の両面に接着して吸入弁と吐出弁を設ける。ゴムシートの側から圧力が加わると孔を弁で閉じ、孔からゴムシートに圧力が加わると２つのスリットに挟まれたゴムシートの部分が板から離れて流体が流れる弁構成にする。
【００１５】
ゴムのダイヤフラムの円形状の最外縁部を樹脂材のケーシングの円形状の外周の突出部で上下から押さえてポンプ室を外部から密閉する。ケーシングの円形状の突出部の外側の方形状の頂点に相当する位置で上下のケーシングを圧力をかけて固定する。下のケーシングはポンプ室を形成しなくともよいし、ポンプ室を形成してもよい。
【００１６】
上下にポンプ室を有す構成の場合には、それぞれの吸入の流路と吐出の流路を合流して吸入口と吐出口を１箇所にまとめる。上下のダイヤフラムの最外縁の近傍に対向してＯリング形状部を２箇所づつ設け、上下のケーシングの対向する孔を圧力で密閉して流路を合流する。
【００１７】
基本構成を同様にして２個の永久磁石を用いた構成にしてもよい。２個の永久磁石を軟磁性体スペーサを間に介して同じ極性を対向させて連結し、両端の磁極面および軟磁性体スペーサの中心を各々の電磁コイルの中間の近傍に配置する。外側の電磁コイルは同じ軸方向の磁界を、間の電磁コイルは反対の軸方向の磁界を発生する。２個のダイヤフラムの凹部の底部を両端の磁極面に固着して２つのポンプ室を設ける。
【００１８】
ダイヤフラムの凹部の底部に配置する軟磁性体プレートの表面を貴金属の鍍金層を形成して錆を防止し、不純物が流体に溶解することを防ぐ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプは、薄く小型な構造でも比較的高い吐出圧が可能で、ダイヤフラムを支持する部分での衝撃の緩和と２つのポンプ室での圧変動レベルにより振動と騒音を抑制できるため、小型あるいは薄い電子機器の冷却ポンプなどの多用途に利用できる。
【００２０】
ひとつの薄いポンプでも２つのポンプ室を駆動できるため、小さい容積で液体と気体を効率的に環流することが必要な燃料電池に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ゴムなどのダイヤフラムの中央に凹部を形成し、この凹部を円環状の電磁コイルの内に配置し、同じく電磁コイルの内に配置される永久磁石の磁極面に凹部の底部が固着される。ダイヤフラムと対向する固定したケーシングとでポンプ室を形成し、永久磁石の振動によってポンプ室の容積を変化させることでポンプとして動作させる。
【００２２】
電磁コイルと永久磁石の電磁相互作用を大きくするために、永久磁石の磁極面を電磁コイルの中間近傍に配置するか、磁極面に近接して配置される円形状の軟磁性体プレートの位置も電磁コイルの中間の近傍に配置する。
【００２３】
軟磁性体プレートは、磁石との吸引力でダイヤフラムを挟んで互いを固定させる。ダイヤフラムは、永久磁石の反対側の支持ゴムあるいはダイヤフラムの凹部で永久磁石を軸方向のみに振動可能に支持し、ダイヤフラムの電磁コイルの外の円環状の外縁支持部の形状を凹部とは反対方向に凸なコルゲーション形状にし、さらには弾性材をダイヤフラムと電磁コイルの間に配置して当たりを緩和し、振動や騒音を抑制する。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの実施例を断面図で示すものである。円形状の永久磁石１４は、円環状の電磁コイル１５、１６の内に軸を同一にして配置される。電磁コイル１５、１６の内に入り込んで位置するダイヤフラム１７の凹部１８の底部１９が永久磁石１４の一方の磁極面２０に固着される。永久磁石１４の磁極面２０、２１は電磁コイル１５．１６内の中間近傍に位置するように配置される
【００２５】
電磁コイル１５、１６の周りを内周部を除いて軟磁性体ヨーク２２で連続的に覆うことで電磁コイル１５、１６の内側に強い磁界を集中させ、電磁コイル１５と電磁コイル１６とに反対方向の電流を流し、永久磁石１４の磁極面２０、２１の近くの位置で反対方向の磁界を得る。永久磁石１４の磁極面２０、２１からの磁束を軟磁性体プレート２３、２４の外周部に集め、電磁コイル１５、１６の磁界との相互作用の駆動力を大きくする。
【００２６】
永久磁石１４の異なる磁極面２０、２１に電磁コイル１５、１６から反対方向の磁界で同一方向の駆動力を得る。軟磁性体ヨーク２２を用いた場合には、電磁コイル１５の中間近傍とは、電磁コイル１５および電磁コイルの各々で生じる磁極間の中間近傍を意味する。軟磁性体プレート２３、２４は平坦にしてもよいが、外周部が軸方向に曲げられて、電磁コイル１５、１６の磁性体ヨーク２２の内周部の磁極の間に位置し、変位量相当の曲げ長があると良い。図１では、薄い電磁コイル１５、１６を想定し、軟磁性体プレート２３、２４を連続的に曲げ、ダイヤフラムの凹部に局所的な力が集中するのを避けている。
【００２７】
ダイヤフラム１７の凹部１８が軸方向に振動することで、ダイヤフラム１７とケーシング２５の間で形成されるポンプ室の容積が変化する。ポンプ室の容積変化を圧力増大を伴う流体の一方向の流れにするために、吸入弁２６と吐出弁２７を配置する。吸入弁２６と吐出弁２７は板２８に連続したゴムシート２９、３０で形成される。板２８に設けられた吸入孔３１と吐出孔３２を間に介して、連続したゴムシート２９には対向する２つのスリット３３、３４と、連続したゴムシート３０には２つの対向するスリット３５、３６が設けられ、連続したゴムシート２９、３０のスリット間以外の部分は板２８に固着される。連続したゴムシート２９、３０の外縁部分はケーシング２５などで挟み固定してもよい。
【００２８】
板２８は弾性を有するのが適当で、ゴムのダイヤフラム１７の外縁部の円形状の突出した部分３７による押圧力でケーシング２５の円形状の段差部３８に挟まれる。板２８に当たる段差部３８の下面が凸な局面形状であると、ダイヤフラム１７の突出した部分３７による押圧力で、板２８はケーシング２５の内側に突出した隔壁３９に連続したゴムシート３０を介して押しつけられ、吸入口４０に直結する空間４１と、吐出口４２に直結する空間４３に分けられる。
【００２９】
ダイヤフラム１７の凹部１８が図の下方向に変位すると、板２８で分けられるダイヤフラム側のポンプ室４４（以下、ダイヤフラム側のポンプ室を狭義にポンプ室と記す。）の容積が大きくなり圧力が低下する。相対的に圧力が大きくなる吸入口４０に直結する空間４１から吸入弁２６のゴムシートを吸入孔３１から押し下げて流体がポンプ室４４に流入する。この時、吐出弁２７のゴムシートは板２８に押し当てられて流体は吐出孔３２を通過しない。
【００３０】
ダイヤフラム１７の凹部１８が図の上方向に変位すると、ポンプ室４４の容積が小さくなって圧力が上昇し、吐出口４２に直結するポ空間４３の圧力より相対的に高くなると吐出弁２７のゴムシートを吐出孔３２から押し上げて流体がポンプ室４４から流れる。この時、吸入弁２６のゴムシートは板２８に押し当てられて流体を吸入孔３１から逆流させない。
【００３１】
板２８に設けられたゴムシートの吸入弁２６と吐出弁２７は、それぞれ２つのスリット３３、３４とスリット３５、３６の両端は板に固着される部分の連続したゴムシート２９、３０に連続される。吸入孔３１あるいは吐出孔３２の側から圧力が加わると、吸入弁２６のゴムシートあるいは吐出弁２７のゴムシートは伸びてスリット３３、３４およびスリット３５、３６の間から流体が流れる。逆に反対側から圧力が加わると、吸入弁２６のゴムシートあるいは吐出弁２７のゴムシートは板２８に密着して流体の流れを阻止する。ゴムシートの張力でそれぞれの弁が開閉する構成のため、短い周期の圧変動に対するレスポンスがよく、少量の流体の流入、流出にも対応できる。さらに、弁を構成する板２８全体の厚さを薄くできる。
【００３２】
それぞれの２つのスリット３３、３４とスリット３５、３６は平行である必要はなく、対向する吸入孔３１と吐出孔３２の外形に沿う形状にして、２つのスリット３３、３４とスリット３５、３６のそれぞれ２つの両端の近傍の間隔を小さくし、吸入弁２６と吐出弁２７の伸張時の張力を小さくするのが適当である。
【００３３】
ダイヤフラム１７の凹部１８が主に変位することによるポンプ室４４の容積変化と加速度で流量と吐出圧が決まる。電磁コイル１５、１６の内の凹部１８の底部１９の内面積は比較的小さいため、駆動力を内面積で割った値に相当する吐出圧を大きくすることができる。駆動力を比較的大きくできることで、本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプは大きさに対する吐出圧を相対的に高く確保しやすい。
【００３４】
ダイヤフラム１７の凹部１８と外縁部の間にある、凹部１８と反対方向の外に凸な円環状のコルゲーション形状の支持部４５は、永久磁石１４の振動子とともに振動、変位するダイヤフラム１７の凹部１８を支持する。外縁部が固定され凹部１８の側部は相対的に厚く変形しにくく形成されるため、コルゲーション形状の支持部４５は、凹部１８の変位に追従して変形しやすいように相対的に厚さが薄くされ、ある程度は柔軟性を有するようにされる。当然ながら下のゴムのコルゲーション形状の支持部４６の形状や剛性も同様に対応することは言うまでもない。
【００３５】
コルゲーション形状の支持部４５、、４６にする目的は、軸方向に変位させやすいことのほか、変位による衝撃を避けることである。凹部１８が電磁コイル１５、１６の内側方向に深く変位していくと、コルゲーション形状の支持部４５、４６は外縁部の方から内径方向に軟磁性体ヨーク２２の面と連続的に当たることで衝撃的な振動や衝突音の発生を抑制する。
【００３６】
ダイヤフラム１７に対向して弾性材４７を軟磁性体ヨーク２２に設け、ダイヤフラム１７やゴムのコルゲーション形状の支持部４５、４６を直接に軟磁性体ヨーク２２に当てず、弾性材４６に当てることで振動や、騒音のレベルをさらに抑制することができる。
【００３７】
ダコルゲーション形状の支持部４５、４６を軟磁性体ヨーク２２に当てない方が振動、騒音が小さい。電磁コイル１５、１６に印加する電源電圧の周波数や大きさ、コルゲーション形状の支持部４５、４６の形状や剛性を選択することで可能である。特に小電力で小型の場合には容易である。
【００３８】
振動する部分を支持するコルゲーション形状の支持部４５、４６のゴムの厚さや剛性を適正にすることは、永久磁石１４や軟磁性体プレート２３、２４が電磁コイル１５、１６周りの軟磁性体ヨーク２２との吸引力の偏差による軸と直交する方向に変位するのを押さえ、振動する部分が軟磁性体ヨーク２２や電磁コイル１５，１６に当たるのを防ぐためにも必要とされる。このことは、振動時の機械的剛性をも大きくすることを伴うため、振動振幅や振動周期を適正化することが必要になる。
【００３９】
ダイヤフラム１７とケーシング２５で形成される広義のポンプ室は、吸入口４０と吐出口４２以外は密閉されねばならない。ゴムのダイヤフラム１７の円形状の最外縁部４８は、ケーシング２５の円形状の突出部４９によって圧着される。図の下側のゴムのコルゲーション形状の支持部４６から連続した円形状のゴムの最外縁部５０で、下のケーシング５１の円形状の突出部５２とともに上下から強く圧着される。上のケーシング２５と下のケーシング５１は、ゴムの最外縁部４８，５０の外の方形状の頂点に相当する位置でねじ止めなどで圧着固定される。
【００４０】
２つの電磁コイル１５と１６の間に軟磁性体ヨーク２２に接して基板５３を配置する。ダイヤフラム１７の最外縁部４８やケーシング２５、５１の外に複数の端子５４を設け、電磁コイル１５、１６の線端を接続、固定する。基板５３の複数の端子５４とは電気的に絶縁した導体部を連続して外に出して、電磁コイル１５、１６に発生する熱を軟磁性体ヨーク２２から導体部を介して外部に放熱する。基板５３は導体板の上に端子板を固着したものでもよいし、絶縁板の両面に金属層を設けたものを基板５３としてもよい。放熱を積極的に行うため、図示されてないが、基板５３の導体部に熱的に密着させ外部に様々な形の放熱板を配置してもよい。この放熱板を取り付け板に兼用するのもよい。
【００４１】
ダイヤフラム１７の凹部１８の底部１９に配置される軟磁性体プレート２３は水を主成分とする液体中に浸される可能性が高い。軟磁性体プレート２３は鉄などの錆びやすい金属が用いられるため、液体中に錆成分や金属イオンが溶け込むと燃料電池などの性能を劣化させる。錆の発生や金属イオンの溶解を防ぐため、軟磁性体プレート２３の表面に貴金属の鍍金層を形成する。
【００４２】
本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプを駆動するには、電磁コイル１５，１６に流す電流の方向を周期的に変える必要がある。通常１２ボルト以下の直流電源を用いるため、トランジスタ４個で主に構成されるＨブリッジ回路を用いるのが一般的である。回転モータ駆動の直流ポンプに較べ、摺動するブラシを用いず、回路でスイッチングを行うため信頼性が高く、電磁ノイズが低い。
【実施例２】
【００４３】
図２は、本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第２の実施例を断面図で示すものである。第１の実施例と上側の構成はほぼ同様である。円環状の電磁コイル５５、５６の内に入れ込まれた永久磁石５７の振動子に固着された凹部５８、５９を有する２つのダイヤフラム６０、６１と上下のケーシング６２、６３で２つの独立したポンプ室６４、６５を形成する。２つの電磁コイル５５、５６と永久磁石５７は軸を同一にされ、両端の磁極面６６、６７は対応する電磁コイル５５、５６の中間近傍に配置される。磁界を集中させ駆動力を大きくするため、電磁コイル５５、５６の周りは内周部を除いて軟磁性体ヨーク６８に覆われ、軟磁性体プレート６９、７０が永久磁石５７の両端の磁極面６６、６７に近接してダイヤフラムの凹部５８、５９の底部７１、７２を挟んで固着される。
【００４４】
２つの電磁コイル５５、５６に逆方向の電流を流すことで永久磁石５７の異なる極性の２つの磁極面６６、６７において同じ軸方向の駆動力が働く。それぞれの電磁コイル５５、５６に流す電流の方向を反転させると、永久磁石５７には逆の軸方向の駆動力が働く。電流の方向を周期的に変えることで永久磁石５７が振動する。上下の流体が同じ場合、負荷はほぼ同じため、ダイヤフラム６０、６１の剛性や形状は同じにするのがよい。
【００４５】
永久磁石５７の振動子が図２の上方向に変位する場合、上のポンプ室６４の容積が小さくなり圧力が増大する。容積の減少による圧の増大で板７３に設けられたゴムシートの吐出弁７４が上に伸張変位して開き、吐出孔７５から吐出口７６を経て流体が流れ出す。吸入弁７７は閉じて吸入孔７８では流体の移動はない。下のポンプ室６５では容積が大きくなり圧力が減少し、相対的に圧力が大きくなる吸入口７９に直結する空間８０から吸入孔８１を通過して流体が流れ込む。この時、下のポンプ室６５の吐出弁８２は閉じたままで吐出孔８３での流体の移動は生じない。
【００４６】
永久磁石５７が図２の下の方向に変位する場合、上のポンプ室６４の容積が大きくなり圧力が減少する。下のポンプ室６５では、容積が小さくなり圧力が増大する。流体は、上の吸入口８４から吸入孔７８を通過して上のポンプ室６４に流れ込み、下のポンプ室か６５らは下の吐出孔８３を流れ出て吐出口８５から吐出される。上の吐出口７６と下の吐出口８５を合流させると、上下のポンプ室６４、６５からの吐出圧変動のサイクルが小さくなり、圧力の変動レベルも緩和されることで振動や騒音のレベルが低下する。
【００４７】
２つのポンプ室６４、６５で吐出回数を増やすことは、必ずしも同じ流体に限定されるものではない。ダイレクトメタノール方式の燃料電池では、エタノールと水の混合液体と、気体である空気を異なる流路で循環あるいは供給すると性能を向上させることができる。液体用と気体用に別々のポンプを２個を配置して占有容積と部品数を増やすことは、小型で効率を向上を求められる小型燃料電池には不利である。
【００４８】
上の吸入口８４、吸入弁７７、ポンプ室６４、吐出弁７４および吐出口７６を液体用の
ポンプ流路に、下の吸入口７９、吸入弁８６、ポンプ室６５、吐出弁８２および吐出口８５を気体用のポンプ流路にすることで、ひとつのポンプ構成で液体用と気体用のポンプを達成できる。液体と気体を異なる流路に上下の２つのポンプ室６４、６５の圧変化で流す場合、液体と気体は密度や粘度が大きく異なるため、駆動時の負荷の差が大きい。上下に振動するダイヤフラム６０、６１の支持部８７、８８の剛性や形状を使用条件に合わせる必要がある。
【実施例３】
【００４９】
図３は、本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第３の実施例を断面図で示すものである。上下のポンプ室８９、９０、電磁コイル９１、９２や永久磁石９３などの配置と構成は第２の実施例と同じである。２つのポンプ室８９、９０の２つの吸入流路９４、９５と、２つの吐出流路９６、９７の一部を合流させ、ひとつの吸入口９８と吐出口９９にまとめるため、上のケーシング１００と下のケーシング１０１に対向する孔１０２、１０３および１０４、１０５を設け、ゴムのＯリング１０６、１０７を間に介し圧着して密閉する。Ｏリング１０６、１０７は、ゴムのダイヤフラム１０８、１０９の最外縁部から外に連続して形成してもよい。Ｏリングの位置決めや、組み立てが簡単になる。
【００５０】
ひとつの吸入口９８から流入する流体は、半周期ごとに変わる電磁コイル９１、９２の電流の向きにより永久磁石９３、軟磁性体ヨーク１１０、１１１とダイヤフラム１０８、１０９からなる振動部分の変位により、２つのポンプ室８９、９０の吸入弁１１２、１１３から半周期ごとに交互に流入し、２つのポンプ８９、９０の吐出弁１１４、１１５より半周期ごとに圧の上昇を伴い交互に流出されて吐出口９９から出る。
【００５１】
周期あたりの吐出回数が増えて圧力変動レベルが低くなる傾向を示し、ポンプの振動と騒音の低減になることは第２の実施例の場合と同様であるが、吸入口９８と吐出口９９が共通になっていることで扱い易くなり、外部での各口の配管接続が少なくなり、実質的な小型化に寄与する。
【００５２】
第１、第２および第３の実施例において共通であるが、永久磁石と軟磁性体プレートをダイヤフラムや支持ゴムの凹部の底部に固着して電磁コイルの内に入れ込み、組立てる過程や組立後に軟磁性体ヨークに吸引されて接触したり吸着されたままになることを防ぐ必要がある。
【００５３】
図１、図２および図３のケーシング２５、５１、６２、６３、１００、１０１や弁を有する板２８、７３、１１６、１１７、１１８を組み込む以前に、電磁コイル１５、１６、５５、５６、９１、９２周りの軟磁性体ヨーク２２、６８、１１９の外周側部にゴムのダイヤフラム１７、６０、６１、１０８、１０９やゴムの支持体４６をはめ込み仮固定して、未着磁の永久磁石１４、５７、９３や軟磁性体プレート２３、２４、６９、７０、１１０、１１１を電磁コイル１５、１６、５５、５６、９１、９２内に配置する。
【００５４】
ダイヤフラム１７、６０、６１、１０８、１０９やゴムの支持体４６のの凹部１８、１２０、５８、５９、１２１、１２２の内形状と軸を近似させた治具で凹部１８、１２０、５８、５９、１２１、１２２を上下から抑えて着磁する。着磁した後、治具を外してケーシング２５、５１、６２、６３、１００、１０１などを組み込む。この製造法により、永久磁石１４、５７、９３や軟磁性体プレート２３、２４、６９、７０、１１０、１１１が外れたり、軟磁性体ヨーク２２、６８、１１９に吸着することがなくなり、組立作業も容易になる。
【実施例４】
【００５５】
図４は、本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第３の実施例を断面図で示す。３つの円環状の電磁コイル１２３、１２４、１２５は軸を同じにして近接して配置され、内に軸を共通にする永久磁石１２６、１２７が軟磁性体スペーサ１２８を間に介して同極性の磁極面１２９、１３０が対向して連結される。軟磁性スペーサ１２８は、薄すぎると永久磁石１２６、１２７の同極性の対向する磁極面１２９、１３０が反発して連結されない。
【００５６】
連結された２つの永久磁石１２６、１２７両端の同極性の磁極面１３１、１３２は外側の電磁コイル１２３、１２５の中間近傍の位置に配置され、中間の軟磁性体スペーサ１２８は、間の電磁コイル１２４の中間近傍に配置されて構成される。連結された永久磁石１２６、１２７の両端の磁極面１３１、１３２に近接して、円形状の軟磁性体プレート１３３、１３４が永久磁石１２６、１２７の吸引力で固着され、電磁コイル１２３、１２４、１２５の内に入り込んで、ダイヤフラム１３５、１３６の凹部１３７、１３８の底部１３９、１４０を挟んで固定される。
【００５７】
外側の２つの電磁コイル１２３、１２５には同じ方向の電流が、間の電磁コイル１２４には逆方向の電流が流される。両端の２つの同じ極性の磁極面１３１、１３２に近接した軟磁性体プレート１３３、１３４には外側の電磁コイル１２３、１２５の磁界との相互作用で同じ軸方向の力が働き、軟磁性体スペーサ１２８には間の電磁コイル１２４の磁界との相互作用で同じ軸方向の力が働く。２つの永久磁石１２６、１２７を連結して構成された振動子は、３箇所に働く同じ軸方向の力が電磁コイル１２３、１２４、１２５の周期的に向きが変わる電流により力の向きが周期的に反転することで振動し、ダイヤフラム１３５、１３６の凹部１３７、１３８駆動する。
【００５８】
第４の実施例の構成は、第１の実施例、第２の実施例、および第３の実施例に較べて比較的大きな駆動力を得やすい。反面、永久磁石１２６、１２７を２つ連結して間に軟磁性体スペーサ１２８を挟む構成や、固定軸１４１で永久磁石１２６、１２７とダイヤフラム１３５、１３６をクランプする必要も生じるため、軸方向の厚さが大きくなる。固定軸１４１で挟む構成にしても、固定軸１４１を締め付けるボルト１４２の頭やナット１４３の厚さは凹部１３７、１３８に入り込んで配置されるため、固定軸１４１ゆえに軸方向に厚くならず、ポンプを小型で薄くする本発明の目的からずれることはない。
【００５９】
ダイヤフラム１３５、１３６が図４の右の軸方向に変位すると、左のポンプ室１４２の容積は大きくなり、吸入弁１４３を開いて流体が吸入され、右のポンプ室１４４の容積は小さくなり、ポンプ室１４４から吐出弁１４５を開いて吐出口１４６から流体が吐出される。電磁コイル１２３、１２４、１２５の電流の向きが反転すると、ダイヤフラム１３５、１３６は逆の左方向に変位し、左のポンプ室１４２の容積は小さくなり、ポンプ室１４２から吐出弁１４７を開いて吐出口１４８から流体が吐出され、右のポンプ室１４４の容積は拡大して吸入弁１４９を開いてポンプ室１４４に流体が流れ込む。
【００６０】
半周期ごとに２つのポンプ室１４４、１４６で吸入と吐出を交互に繰り返すことにより、第２と第３の実施例でも明らかにしたように圧力の変動周期と圧力変動レベルを小さくできるため、比較的大きいポンプの構成にしても静かに使用できる。
【００６１】
３個の電磁コイル１２３、１２４、１２５を共通に巻いて軟磁性体ヨーク１５０より小さい径の連続した内周面を有するボビン１５１を配置し、ボビン１５１の材質を潤滑に優れた樹脂材を用いることで、振動する永久磁石１２６，１２７を固着したダイヤフラム１３５、１３６の凹部１３７、１３８の側面が接触しても摩擦を少なくし、損傷が生じないようにする。この構成は電磁コイルが２個の構成の第１、第２および第３の実施例の構成の場合にも利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプは、小型で薄い構成にしても比較的に吐出圧を高くでき、あるいは小さい消費電力でもポンプ能力を得ることができ、振動や騒音のレベルを低くできるため、パソコンなどの電子機器の水冷用ポンプ、あるいは液体気体兼用の燃料電池のポンプに利用すると効果がある。さらに相対的にポンプ形状を大きくして他の用途にも展開できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第１の実施例を示す断面図。
【図２】本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第２の実施例を示す断面図。
【図３】本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第３の実施例を示す断面図。
【図４】本発明の電磁駆動式ダイヤフラムポンプの第４の実施例を示す断面図。
【図５】従来のダイヤフラムポンプを示す断面図。
【図６】従来のダイヤフラムポンプを示す断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１４、５７、９３、１２６、１２７ 永久磁石
１５、１６、９１、９２、５５、５６、１２３、１２４、１２５ 電磁コイル
１７、６０、６１、１０８、１０９、１３５、１３６ ダイヤフラム
１８、５８、５、１２１、１２２、１３７、１３８ 凹部
１９、６４、６５、８９、９０、１４２、１４４ ポンプ室
２２、６、１１９、１５０ 軟磁性体ヨーク
２３、２４、６９、７０、１１０、１１１、１３３、１３４ ケーシング
２５、５１、６２、６３、１００、１０１、１４３、１４９ 吸入弁
２７、７４、８２、１１２、１１３、１４５、１４７ 吐出弁
２８、７３、１１６、１１７、１１８ 板
４０、７９、８４、９８、１４９ 吸入口
４２、７６、８５、９９、１４６、１４８ 吐出口
５３ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の電磁コイルと、該電磁コイルの内に中心軸を同一にして配置される永久磁石の振動子と、該振動子に連結されたダイヤフラムからなるダイヤフラムポンプにおいて、前記ダイヤフラムに形成される凹部の底部が前記永久磁石の磁極面に固着されて前記電磁コイルの内に配置され、前記ダイヤフラムの外縁部が前記コイルの外で支持され、前記ダイヤフラムとケーシングでポンプ室が形成されることを特徴とする電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記永久磁石が中心軸を同一にする２個の前記電磁コイルの中間近傍に配置され、前記ダイヤフラムの凹部の底部が前記永久磁石の片方の磁極面に、他方の磁極面には支持ゴムが固着されることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
前記永久磁石が中心軸を同一にする２個の前記電磁コイルの中間近傍に配置され、２個の前記ダイヤフラムの凹部の底部が前記永久磁石の異なる極性の磁極面に固着され、前記永久磁石を挟み２つの前記ポンプ室が設けられることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
２個の前記永久磁石が同じ極性の磁極面を対向させて軟磁性体スペーサを間に介し連結され、中心軸を同一とする３個の前記電磁コイルの内で両端の磁極面および該軟磁性体スペーサの中心の位置が各々の前記電磁コイルの中間近傍に配置され、２個の前記ダイヤフラムの凹部の底部が両端の磁極面に固着されて２個の前記永久磁石を挟み２つの前記ポンプ室が設けられることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
前記電磁コイルは、少なくとも内周部を除き軟磁性体ヨークで囲われることを特徴とする請求項１から４記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
円形状の軟磁性体プレートが前記ダイヤフラムを間に介し、前記ダイヤフラムの凹部で前記永久磁石と反対側の底部に配置されることを特徴とする請求項１から５記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項７】
前記ダイヤフラムの凹部と外縁部の間の円環状の部分が、前記ダイヤフラムの凹部と反対方向に凸なコルゲーション形状に形成され、前記電磁コイルおよび前記軟磁性体ヨークから離れて配置されることを特徴とする請求項１から６記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項８】
前記ポンプ室が、弁と該弁に対応した位置に孔を有する板で前記ダイヤフラム側と前記ケーシング側に分断され、該板がゴムの前記ダイヤフラム外縁部の押圧力により前記ケーシングの内側の突出した隔壁に密着されて前記ポンプ室の前記ケーシング側が吸入口と吐出口に直結する空間に分割されることを特徴とする請求項１から７記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項９】
前記弁は、前記板の前記孔を間に介して対向する２つのスリットを有する連続したゴムシートを２つのスリットの外側で前記板に固着して形成されることを特徴とする請求項８記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１０】
前記電磁コイルの間に導体層を有する基板を配置し、該基板に設けられた複数の端子部に前記電磁コイルの線端を接続して固定することを特徴とする請求項２から７記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１１】
ゴムの前記ダイヤフラムの最外縁部を前記ケーシングの外周部で押さえて前記ポンプ室を密閉することを特徴とする請求項１から１０記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１２】
前記ダイヤフラムの凹部の底部に配置される前記軟磁性体プレートの表面に貴金属鍍金層が形成されることを特徴とする請求項６記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１３】
前記弁を有するゴムの前記ダイヤフラムの外縁部を、凸な円形状の部分より高い構成にして平坦状の前記板を押さえることを特徴とする請求項８記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１４】
前記ダイヤフラムに対向して前記軟磁性体ヨークとの間に弾性材を配置することを特徴とする請求項１から７記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１５】
上下の前記ケーシングの吸入流路の孔と吐出流路の孔をを対向して設け、上下２つのゴムの前記ダイヤフラムの最外縁近傍に連続してＯリング形状部で該孔を密閉し、該吸入流路と該吐出流路を合流させることを特徴とする請求項１１記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１６】
前記電磁コイルを巻いた樹脂ボビンの内径を、前記電磁コイルおよび前記軟磁性体ヨークの内径より小さくし、前記電磁コイル内で連続した円筒面にすることを特徴とする請求項５記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１７】
金属放熱板を前記基板の前記端子と絶縁された導体層に熱的に密着して外部に出すことを特徴とする請求項１０記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１】
円環状の電磁コイルと、該電磁コイルの内に中心軸を同一にして配置される永久磁石の振動子と、該振動子に連結されたダイヤフラムからなるダイヤフラムポンプにおいて、前記ダイヤフラムに形成される凹部の底部が前記永久磁石の磁極面に固着されて前記電磁コイルの内に配置され、前記ダイヤフラムの外縁部が前記コイルの外で支持され、前記ダイヤフラムとケーシングでポンプ室が形成されることを特徴とする電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記永久磁石が中心軸を同一にする２個の前記電磁コイルの中間近傍に配置され、前記ダイヤフラムの凹部の底部が前記永久磁石の片方の磁極面に、他方の磁極面には支持ゴムが固着されることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
前記永久磁石が中心軸を同一にする２個の前記電磁コイルの中間近傍に配置され、２個の前記ダイヤフラムの凹部の底部が前記永久磁石の異なる極性の磁極面に固着され、前記永久磁石を挟み２つの前記ポンプ室が設けられることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
２個の前記永久磁石が同じ極性の磁極面を対向させて軟磁性体スペーサを間に介し連結され、中心軸を同一とする３個の前記電磁コイルの内で両端の磁極面および該軟磁性体スペーサの中心の位置が各々の前記電磁コイルの中間近傍に配置され、２個の前記ダイヤフラムの凹部の底部が両端の磁極面に固着されて２個の前記永久磁石を挟み２つの前記ポンプ室が設けられることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
前記電磁コイルは、少なくとも内周部を除き軟磁性体ヨークで囲われることを特徴とする請求項１から４記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
円形状の軟磁性体プレートが前記ダイヤフラムを間に介し、前記ダイヤフラムの凹部で前記永久磁石と反対側の底部に配置されることを特徴とする請求項１から５記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項７】
前記ダイヤフラムの凹部と外縁部の間の円環状の部分が、前記ダイヤフラムの凹部と反対方向に凸なコルゲーション形状に形成され、前記電磁コイルおよび前記軟磁性体ヨークから離れて配置されることを特徴とする請求項１から６記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項８】
前記ポンプ室が、弁と該弁に対応した位置に孔を有する板で前記ダイヤフラム側と前記ケーシング側に分断され、該板がゴムの前記ダイヤフラム外縁部の押圧力により前記ケーシングの内側の突出した隔壁に密着されて前記ポンプ室の前記ケーシング側が吸入口と吐出口に直結する空間に分割されることを特徴とする請求項１から７記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項９】
前記弁は、前記板の前記孔を間に介して対向する２つのスリットを有する連続したゴムシートを２つのスリットの外側で前記板に固着して形成されることを特徴とする請求項８記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１０】
前記電磁コイルの間に導体層を有する基板を配置し、該基板に設けられた複数の端子部に前記電磁コイルの線端を接続して固定することを特徴とする請求項２から７記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１１】
ゴムの前記ダイヤフラムの最外縁部を前記ケーシングの外周部で押さえて前記ポンプ室を密閉することを特徴とする請求項１から１０記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１２】
前記ダイヤフラムの凹部の底部に配置される前記軟磁性体プレートの表面に貴金属鍍金層が形成されることを特徴とする請求項６記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１３】
前記弁を有するゴムの前記ダイヤフラムの外縁部を、凸な円形状の部分より高い構成にして平坦状の前記板を押さえることを特徴とする請求項８記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１４】
前記ダイヤフラムに対向して前記軟磁性体ヨークとの間に弾性材を配置することを特徴とする請求項１から７記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１５】
上下の前記ケーシングの吸入流路の孔と吐出流路の孔をを対向して設け、上下２つのゴムの前記ダイヤフラムの最外縁近傍に連続してＯリング形状部で該孔を密閉し、該吸入流路と該吐出流路を合流させることを特徴とする請求項１１記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１６】
前記電磁コイルを巻いた樹脂ボビンの内径を、前記電磁コイルおよび前記軟磁性体ヨークの内径より小さくし、前記電磁コイル内で連続した円筒面にすることを特徴とする請求項５記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【請求項１７】
金属放熱板を前記基板の前記端子と絶縁された導体層に熱的に密着して外部に出すことを特徴とする請求項１０記載の電磁駆動式ダイヤフラムポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２２６５６（Ｐ２００６−２２６５６Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９９１０９（Ｐ２００４−１９９１０９）
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（５９７０２６６８５）エーシーイーテック有限会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（５９７０２６６８５）エーシーイーテック有限会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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