專利名稱：泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在利用以往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行作動(dòng)的振動(dòng)板的振動(dòng)來交替地進(jìn)行流體的吸入與吐出的方面比較理想的泵。
背景技術(shù)：
一直以來，作為泵的一種，已知的有利用根據(jù)電磁線圈和振動(dòng)器的電磁相互作用而產(chǎn)生振動(dòng)器的電磁振動(dòng)來吸引、吐出流體的種類(例如，參照日本專利特開2000-130344號(hào)公報(bào))。
作為這樣的泵的一種，本申請(qǐng)人曾提出了能夠以較小的消耗功率使振動(dòng)板振動(dòng)而高效率地將流體向外部吐出、同時(shí)能夠小型化的泵(例如，參照日本專利特愿2002-367621號(hào))。
這種泵，通過電磁鐵的磁極的切換而使具備永久磁鐵的可動(dòng)軸沿軸向往復(fù)振動(dòng)自如地形成，非常適于近年來的可攜帶的電子設(shè)備用的小型燃料電池中的由甲醇等流體構(gòu)成的燃料供給泵。
但是，近年來不斷追求各種裝置的高性能化，作為各種裝置的高性能化的一種，對(duì)于利用借助往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力而作動(dòng)的振動(dòng)板的振動(dòng)，交替地進(jìn)行流體的吸入與吐出的泵中提出了高性能化的要求，作為這樣的泵的高性能化的一種，人們追求振動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)效率、詳細(xì)而言是與振動(dòng)板相連結(jié)的可動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這一點(diǎn)而被提出來的，其目的在于提供一種能夠提高振動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)效率的泵。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的泵的特征在于，它是可通過借助往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力而作動(dòng)的振動(dòng)板的振動(dòng)、交替地進(jìn)行流體的吸入與吐出的泵，上述往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有通過在筒狀鐵芯的外側(cè)配置圓筒狀的線圈而形成的電磁鐵；在上述筒狀鐵芯的內(nèi)孔內(nèi)以從該內(nèi)孔突出的方式裝配的、且可沿軸向往復(fù)移動(dòng)地配設(shè)的、同時(shí)在一端連結(jié)著上述振動(dòng)板的可動(dòng)軸；將上述筒狀鐵芯置于中間而配設(shè)在上述可動(dòng)軸的軸向的兩側(cè)的一對(duì)磁鐵保持架；以及軸向的兩端被上述各磁鐵保持架所夾持、且形成為環(huán)狀、同時(shí)被沿軸向著磁、且被以同極相對(duì)向的方式配置在上述線圈的軸向兩側(cè)的一對(duì)永久磁鐵；另外，由上述電磁鐵、磁鐵保持架以及永久磁鐵，形成使上述可動(dòng)軸的作動(dòng)力增加的作動(dòng)力增加裝置。
另外，在本發(fā)明的泵中，上述作動(dòng)力增加裝置，優(yōu)選為通過在上述筒狀鐵芯的兩端面具有以朝向徑向外側(cè)的方式形成的凸緣、將上述永久磁鐵配設(shè)在該凸緣的徑向外側(cè)、同時(shí)利用磁性體形成上述磁鐵保持架、并使上述各磁鐵保持架之中的一方的磁鐵保持架的與永久磁鐵的同線圈相對(duì)向的內(nèi)端面相觸接的觸接面、配置在比配置于一方的磁鐵保持架側(cè)的上述凸緣的內(nèi)端面更靠近軸向內(nèi)側(cè)的位置上而形成。
進(jìn)而，在本發(fā)明的泵中，優(yōu)選設(shè)置有包圍上述線圈以及永久磁鐵的徑向外側(cè)的筒狀外鐵芯。
根據(jù)本發(fā)明的泵，能夠起到可提高振動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)效率等極其優(yōu)異的效果。


圖1是表示本發(fā)明的泵的實(shí)施形態(tài)的流體的吸入狀態(tài)的要部的剖面圖。
圖2是圖1的流體測(cè)的磁鐵保持架附近的放大剖面圖。
圖3是示意性地表示流體的吐出狀態(tài)下的磁路的說明圖。
圖中1-泵，2-往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，3-膜片，4-泵本體，5-筒狀鐵芯，6-凸緣，6a-內(nèi)端面，7-線圈，8-線圈保持部件，9-可動(dòng)軸，12-電磁鐵，13-第一磁極，14-第二磁極，19-內(nèi)殼體，20-外殼體，21-泵室，24、24D、24F-磁鐵保持架，26-永久磁鐵，27-減震器，28、28D、28F-觸接面，29-作動(dòng)量增加裝置，30-吸入室，31-吐出室，36-吸入嘴，37-吐出嘴，DS-驅(qū)動(dòng)側(cè)，F(xiàn)S-流體側(cè)，F(xiàn)R-斥力，F(xiàn)A-引力，F(xiàn)B-第二引力。
具體實(shí)施例方式
以下，通過圖面表示的實(shí)施形態(tài)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
圖1及圖2是表示本發(fā)明的泵的實(shí)施形態(tài)的圖，圖1是表示流體的吸入狀態(tài)下的要部的剖面圖，圖2是圖1的流體側(cè)的磁鐵保持架附近的放大剖面圖。
如圖1所示，本實(shí)施形態(tài)的泵1，具有往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2、作為借助該往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2的驅(qū)動(dòng)力而作動(dòng)的振動(dòng)板的膜片3、可通過該膜片3的振動(dòng)而交替地進(jìn)行流體的吸入與吐出的泵本體4。并且，泵1，圖1的右側(cè)被設(shè)為配置往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2的驅(qū)動(dòng)側(cè)DS，圖1的左側(cè)被設(shè)為配置進(jìn)行流體的吸入與吐出的泵本體4的流體側(cè)FS。
上述往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2，具有被形成為圓筒狀的筒狀鐵芯5。在該筒狀鐵芯5的沿圖1的左右方向表示的軸向的兩端，分別形成有朝向徑向外側(cè)的環(huán)狀的凸緣6。并且，在筒狀鐵芯5的外周，固定有用于將圓筒狀的線圈7配置在筒狀鐵芯5的外側(cè)的線圈保持部件8，在該筒狀鐵芯5的內(nèi)孔中，可沿軸向滑動(dòng)且可往復(fù)移動(dòng)地支撐著可動(dòng)軸9。該可動(dòng)軸9的沿圖1的左右方向表示的軸方向的長(zhǎng)度尺寸，被形成得比筒狀鐵芯5的長(zhǎng)度尺寸長(zhǎng)。
上述線圈保持部件8，由非磁性體、例如由樹脂形成。該線圈保持部件8，具有被固定在筒狀鐵芯5的外周上的筒狀的保持本體10。該保持本體10的外徑尺寸，被形成得比在筒狀鐵芯5的兩端所形成的凸緣6的外徑尺寸小。
進(jìn)而，在保持本體10的外周的兩端附近，分別形成有朝向徑向外側(cè)的環(huán)狀的連接壁11。這些連接壁11的尺寸被形成得比線圈7的外徑尺寸大。
另外，各連接比11的相互對(duì)向的內(nèi)端面的間隔，被形成得比線圈7的軸向的長(zhǎng)度尺寸略微大一點(diǎn)。并且，在由各連接壁11的內(nèi)端面、和位于所述的內(nèi)端面之間的保持本體10的外周面形成的凹部空間內(nèi)，以整體基本呈圓筒狀的形式纏繞著由圖1的雙點(diǎn)劃線所示的線圈7。
由上述筒狀鐵芯5、線圈保持部件8以及線圈7，構(gòu)成本實(shí)施形態(tài)的通過在筒狀鐵芯5的外側(cè)配置圓筒狀的線圈7而形成的電磁鐵12。
上述電磁鐵12，通過將由外部電源產(chǎn)生的規(guī)定頻率的電壓經(jīng)由圖未示的端子加載在線圈7上，能夠使電磁鐵12的磁極的磁性、詳細(xì)而言是使形成在配置于筒狀鐵芯5的右端的驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的凸緣6上的第一磁極13和形成在配置于筒狀鐵芯5的左端的流體側(cè)FS的凸緣6上的第二磁極14的彼此相互不同的極性周期性地切換。
即，通過在線圈7上加載規(guī)定頻率的電壓，例如能夠使第一磁極13的磁性以S極、N極、S極、N極…的順序周期性地切換，并能夠使第二磁極14的磁性以與第一磁極13的極性的切換相同的定時(shí)，以N極、S極、N極、S極…的順序周期性地切換。
在上述線圈保持部件8的各連接壁11的位于軸向外側(cè)的外端面的外周上，分別沿軸向形成有大徑筒狀部15。這些大徑筒狀部15，以與保持本體10同軸的方式向軸向外側(cè)延伸而形成。并且，在各大徑筒狀部15的外周上，固定著配設(shè)在線圈7的外側(cè)的圓筒狀的筒狀外鐵芯16的內(nèi)孔的兩端部分。進(jìn)而，位于驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的大徑筒狀部15的前端，被固定在形成于保持殼體17的位于流體側(cè)FS的內(nèi)端面的外周附近的安裝槽17a中。該保持殼體17，由樹脂等非磁性體大體形成為環(huán)形，其內(nèi)孔被設(shè)為外界氣體可以進(jìn)入的通氣口17b。
在上述線圈保持部件8的位于流體側(cè)FS的大徑筒狀部15的前端形成有連接筒狀部18。該連接筒狀部18，由內(nèi)徑尺寸形成為與大徑筒狀部15的內(nèi)徑尺寸大體相同尺寸的內(nèi)側(cè)筒部18a、和留有間隔地配置在該內(nèi)側(cè)筒部18a的外側(cè)的大直徑的外側(cè)筒部18b形成為雙層環(huán)狀。進(jìn)而，外側(cè)筒部18b的長(zhǎng)度尺寸被形成得比內(nèi)側(cè)筒部18a的長(zhǎng)度尺寸長(zhǎng)。
在上述外側(cè)筒部18b的內(nèi)周側(cè)，固定著構(gòu)成泵本體4的一部分的右側(cè)開口的基本呈橫向的杯狀的內(nèi)殼體19的開口端側(cè)，在外側(cè)筒部18b的外周，組裝著可將內(nèi)殼體19收容在內(nèi)部空間中的右端開口的基本呈橫向的杯狀的外殼體20。該外殼體20是構(gòu)成泵本體4的另一部分的部件。并且，由內(nèi)側(cè)筒部18a和內(nèi)殼體19夾持著膜片3的外周部分，同時(shí)借助膜片13封閉由內(nèi)殼體19的內(nèi)部空間形成的泵室21的驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的開口。
上述可動(dòng)軸9，是作為可動(dòng)件而發(fā)揮功能的部件，由樹脂或奧氏體系不銹鋼等非磁性體形成。該可動(dòng)軸9，被配設(shè)成能夠沿軸向以規(guī)定的行程、例如0.6mm左右的行程往復(fù)移動(dòng)(振動(dòng))。另外，可動(dòng)軸9，具有由筒狀鐵芯5的內(nèi)孔可滑動(dòng)地支撐的大體形成為棒狀的軸本體22。該軸本體22的長(zhǎng)度尺寸，被形成得比筒狀鐵芯5的長(zhǎng)度尺寸長(zhǎng)，以兩端始終從筒狀鐵芯5的內(nèi)孔中突出的方式形成。即，可動(dòng)軸9，在筒狀鐵芯5的內(nèi)孔內(nèi)以兩端從該內(nèi)孔中突出的方式而被裝配著。
在上述軸本體22的驅(qū)動(dòng)側(cè)DS上，形成有比軸本體22直徑小的小徑部23，在該小徑部23上，固定著整體基本形成為筒狀的驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D的內(nèi)孔。另外，在軸本體22的流體側(cè)FS上，固定著整體基本形成為筒狀的流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F的內(nèi)孔，并由流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F的流體側(cè)FS的外端面、和比形成在可動(dòng)軸9的流體側(cè)FS的端部的軸本體22大徑的頭部25的被配置在驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的內(nèi)端面，夾持著膜片3的內(nèi)周緣部分。由此，膜片3被連結(jié)在可動(dòng)軸9的一端、在本實(shí)施形態(tài)中為可動(dòng)軸9的位于流體側(cè)FS的端部上。
上述膜片3，由非磁性體且具有彈性的材料、例如橡膠那樣的彈性體、樹脂、奧氏體系不銹鋼等的非磁性金屬等，作為整體被形成為大體環(huán)狀的薄膜狀。另外，作為膜片3的剖面形狀，可以根據(jù)設(shè)計(jì)理念的需求，從波紋狀等以往眾所周知的各種形狀中選擇使用。
上述磁鐵保持架24(標(biāo)號(hào)24是對(duì)驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D及流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F的總稱)，由磁性體、例如與筒狀鐵芯5同樣的強(qiáng)磁性體，整體大體被形成為環(huán)狀。這些磁鐵保持架24，被配置在線圈保持部件8的各大徑筒狀部15的各自的內(nèi)部空間中，且以將筒狀鐵芯5置于中間的方式被配置在可動(dòng)軸9的軸向的兩側(cè)。在所述的各磁鐵保持架24的內(nèi)端面的外周側(cè)，夾持著大體被形成為環(huán)狀的永久磁鐵26的軸向的兩端，在內(nèi)周側(cè)保持著由防振橡膠等大體形成為帶有階梯的環(huán)狀的減震器27。該減震器27的前端，被配置為與筒狀鐵芯5的凸緣6的端面相對(duì)向。
被配設(shè)在上述各磁鐵保持架24上的永久磁鐵26，整體基本被形成為環(huán)狀，同時(shí)被沿軸向方向著磁。所述的各永久磁鐵26，分別被配置在筒狀鐵芯5的凸緣6的外周與線圈保持部件8的大徑筒狀部15的內(nèi)周之間。另外，各永久磁鐵26，以線圈7的兩側(cè)、即隔著線圈保持部件8的連接壁11而與線圈7的端面相向的內(nèi)側(cè)分別為同極、例如S極的方式，被固定在各磁鐵保持架24上。進(jìn)而，各永久磁鐵26，以各自的內(nèi)周與筒狀鐵芯5的凸緣6的外周相對(duì)向的方式配置。另外，各永久磁鐵26由于分別被保持在磁鐵保持架24上，因此被配設(shè)成能夠與可動(dòng)軸9及磁鐵保持架24一起沿軸向往復(fù)移動(dòng)。
上述各磁鐵保持架24，各磁鐵保持架24之中的在圖2所示的吸入狀態(tài)下的流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F的與永久磁鐵26的同線圈7相對(duì)向的內(nèi)端面相觸接的觸接面28F，被配置在比筒狀鐵芯5的流體側(cè)FS的凸緣6的內(nèi)端面6a更靠近軸向內(nèi)側(cè)的位置上。
另外，在流體的吸入狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D的與永久磁鐵26的同線圈相對(duì)向的內(nèi)端面相觸接的觸接面28D，被配置在比筒狀鐵芯5的驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的凸緣6的內(nèi)端面6a更靠軸向外側(cè)的位置上，該觸接面28D，如后所詳細(xì)敘述的那樣，在可動(dòng)軸9向流體側(cè)FS移動(dòng)而成為流體的吐出狀態(tài)的情況下，如圖1的虛線所示，就會(huì)變?yōu)楸慌渲迷诒韧矤铊F芯5的驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的凸緣6的內(nèi)端面6a更靠近軸向內(nèi)側(cè)的位置上。
即，本實(shí)施形態(tài)的各磁鐵保持架24，被構(gòu)成為無論可動(dòng)軸9的移動(dòng)位置如何，都能夠使各磁鐵保持架24之中的一方的磁鐵保持架24的與永久磁鐵26的同線圈7相對(duì)向的內(nèi)端面相觸接的觸接面28(標(biāo)號(hào)28是對(duì)流體側(cè)FS的觸接面28F及驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的觸接面28D的總稱)，配置在比配置于一方的磁鐵保持架24側(cè)的筒狀鐵芯5的凸緣6的內(nèi)端面6a更靠近軸向內(nèi)側(cè)的位置上。
在上述筒狀鐵芯5的兩端面具有以朝向徑向外側(cè)的方式形成的凸緣6，在該凸緣6的徑向外側(cè)配設(shè)永久磁鐵26，同時(shí)由磁性體形成磁鐵保持架24，將這些磁鐵保持架24之中的一方的磁鐵保持架24的與永久磁鐵26的同線圈7相對(duì)向的內(nèi)端面相觸接的觸接面28，配置在比配置在一方的磁鐵保持架24側(cè)的筒狀鐵芯5的凸緣6的內(nèi)端面6a更靠近軸向內(nèi)側(cè)的位置上，通過上述這樣的結(jié)構(gòu)，就構(gòu)成了本實(shí)施形態(tài)的通過電磁鐵12、磁鐵保持架24以及永久磁鐵26使可動(dòng)軸9的作動(dòng)力增加的作動(dòng)力增加裝置29。
另外，本實(shí)施形態(tài)的往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)被設(shè)成為具有通過在筒狀鐵芯5的外側(cè)配置圓筒狀的線圈7而形成的電磁鐵12；被以兩端從內(nèi)孔中突出的方式裝配在筒狀鐵芯5的內(nèi)孔中、且可沿軸向往復(fù)移動(dòng)地被配設(shè)，同時(shí)在一端連結(jié)著膜片3的可動(dòng)軸9；將筒狀鐵芯5置于中間而配設(shè)在可動(dòng)軸9的軸向的兩側(cè)的一對(duì)磁鐵保持架24；以及軸向的兩端被各磁鐵保持架24所夾持且被形成為環(huán)狀，同時(shí)被沿軸向著磁、且以同極相對(duì)向的方式被配置在沿線圈7的軸向兩側(cè)的一對(duì)永久磁鐵26。
上述泵4，具有上述內(nèi)殼體19和上述外殼體20，這些殼體19、20分別被形成為右端被設(shè)為開口的大體橫向的杯狀。并且，在相鄰地位于泵室21的左側(cè)的內(nèi)殼體19和外殼體20之間，分別獨(dú)立地形成有圖1下方所示的吸入室30和圖1上方所示的吐出室31。并且，泵室21與吸入室30，通過在內(nèi)殼體19的配置于流體側(cè)FS的側(cè)壁19a上沿其厚度方向貫通地形成的吸入孔32而相連接，泵室21和吐出室31，通過與吸入孔32同樣地，在側(cè)壁19a上沿其厚度方向貫通地形成的吐出孔33而相連接。
在上述內(nèi)殼體19的側(cè)壁19a的吸入孔32的附近，保持著由橡膠那樣的彈性體大體形成為傘狀的吸入閥34的基軸部。該吸入閥34是可起到單向閥的功能的部件，配置在吐出室21側(cè)的傘部能夠?qū)⑽肟?2封閉。
在上述內(nèi)殼體19的側(cè)壁19a的吐出孔33的附近，保持著由橡膠那樣的彈性體大體形成為傘狀的吐出閥35的基軸部。該吐出閥35是可起到單向閥的功能的部件，配置在吐出室31側(cè)的傘部能夠?qū)⑼鲁隹?3封閉。
在上述外殼體20的側(cè)壁20a的外端面上，向軸向外側(cè)分別突出形成有與吸入室30相連通的吸入嘴36、和與吐出室31相連通的吐出嘴37。
接著，對(duì)由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實(shí)施形態(tài)的作用進(jìn)行說明。
圖1表示本實(shí)施形態(tài)的泵1的流體的吸入狀態(tài)(以下簡(jiǎn)稱為吸入狀態(tài))。在該吸入狀態(tài)下，可動(dòng)軸9向驅(qū)動(dòng)側(cè)DS移動(dòng)(振動(dòng))，通過該可動(dòng)軸9的向驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的移動(dòng)，膜片3的內(nèi)周被向驅(qū)動(dòng)側(cè)DS牽拉而變形。通過該膜片3的變形，泵室21的容積增大，從而泵室21的壓力降低，吸入閥34的傘部外周部從位于內(nèi)殼體19的側(cè)壁19a的驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的內(nèi)端面離開。其結(jié)果是，外部的流體，被從吸入嘴36吸入到吸入室30中，并且經(jīng)由吸入孔32而向泵室21流入。
另外，由于在這樣的吸入動(dòng)作過程中泵室21內(nèi)的壓力降低，吐出室31的壓力比泵室21內(nèi)的壓力高，因此，吐出閥35的傘部外周部就觸接在位于內(nèi)殼體19的側(cè)壁19a的流體側(cè)FS的外端面上而將吐出孔33封閉，從而防止存在于吐出室31的內(nèi)部的流體逆流而向泵室21流入。
另外，在吸入狀態(tài)下，各磁鐵保持架24也與可動(dòng)軸9一起同時(shí)向驅(qū)動(dòng)側(cè)DS移動(dòng)，這些磁鐵保持架24的向驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的最大移動(dòng)位置，可通過使配設(shè)在流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F上的減震器27的前端面觸接在筒狀鐵芯5的位于流體側(cè)FS的凸緣6的端面上而可靠且較容易地控制。另外，流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F的觸接面28F，如圖2所詳細(xì)表示的那樣，處于比位于凸緣6的軸向內(nèi)側(cè)的內(nèi)端面6a更靠近軸向內(nèi)側(cè)的位置。
并且，當(dāng)經(jīng)由吸入孔32而向容積增大了的泵室21中流入了規(guī)定量的流體時(shí)，根據(jù)來自圖未示的控制部的控制指令切換電磁鐵12的磁極極性。即，以將第一磁極13設(shè)為S極、將第二磁極14設(shè)為N極的方式向線圈7通入電流。
因此，由于筒狀鐵芯5、流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F、筒狀外鐵芯16以及驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D分別都是由磁性體形成的，所以在筒狀鐵芯5、流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F、筒狀外鐵芯16以及驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D上，會(huì)形成圖3中所示意性地表示的理想的磁路。
通過這樣的磁路，在電磁鐵12的第一磁極13、和與該第一磁極13相對(duì)向的位于驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D之間產(chǎn)生圖3的空心箭頭所示的引力FA，在第二磁極14和與該第二磁極14相對(duì)向的位于流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F之間產(chǎn)生圖3的空心箭頭所示的斥力FR。借助該引力FA和斥力FR，可動(dòng)軸9向流體側(cè)FS移動(dòng)。
此時(shí)，在本實(shí)施形態(tài)中，因?yàn)樾纬捎凶鲃?dòng)力增加裝置29，所以會(huì)如圖3所示的那樣，在第二磁極(位于流體側(cè)FS的凸緣6的外周)14、和位于流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F的內(nèi)側(cè)支撐部(具有與永久磁鐵26的與線圈7的端面相對(duì)向的端面相觸接的觸接面28的部件)24Fa的內(nèi)周之間，產(chǎn)生傾斜的磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)，會(huì)在第二磁極14與磁鐵保持架24F的內(nèi)側(cè)支撐部24Fa之間產(chǎn)生圖3的空心箭頭所示的第二引力FB。這樣，第二引力FB的沿軸向的水平成分，作為使可動(dòng)軸9向流體側(cè)FS移動(dòng)的力而發(fā)揮作用。
即，在本實(shí)施形態(tài)的泵1中，在使可動(dòng)軸9向流體側(cè)FS移動(dòng)時(shí)，除了在一對(duì)永久磁鐵26與電磁鐵12的相互之間作用的引力FA以及斥力FR以外，作為使可動(dòng)軸9向流體側(cè)FS移動(dòng)的力還要加上在第二磁極14和流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F的內(nèi)側(cè)支撐部24Fa之間作用的第二引力FB的水平成分，因此能夠提高可動(dòng)軸9的驅(qū)動(dòng)力。
此外，如果是由非磁性體形成各磁鐵保持架24、同時(shí)簡(jiǎn)單地在一對(duì)永久磁鐵26之間配設(shè)電磁鐵12的結(jié)構(gòu)，則雖然在一對(duì)永久磁鐵26和電磁鐵12的相互之間能夠形成用于驅(qū)動(dòng)可動(dòng)軸9的引力FA以及斥力FR，但不能形成理想的磁路以及產(chǎn)生第二引力FB的磁場(chǎng)。
然后，通過可動(dòng)軸9的向流體側(cè)FS的移動(dòng)，膜片3的內(nèi)周被向流體側(cè)FS牽拉而變形，通過該膜片3的變形，泵室21的容積減少而使泵室21的壓力上升，吐出閥35的傘部外周部就會(huì)從內(nèi)殼體19的側(cè)壁19a的位于流體側(cè)FS的端面離開。其結(jié)果是，泵室21的流體受到壓力，從而泵室21的流體經(jīng)由吐出孔33而被吐出到吐出室31中，并且經(jīng)由吐出嘴37而被吐出到外部，泵1成為吐出流體的吐出狀態(tài)。
此外，在這樣的吐出動(dòng)作過程中泵室21的壓力上升，使吸入室30的壓力比泵室21內(nèi)的壓力高，因此，吸入閥34的傘部外周部觸接在內(nèi)殼體19的側(cè)壁19a的位于驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的端面上而封閉吸入孔32，從而防止存在于泵室21的內(nèi)部的流體逆流而向吸入室30流入。
另外，在流體的吐出狀態(tài)(以下簡(jiǎn)記為吐出狀態(tài))下，各磁鐵保持架24也一起向流體側(cè)FS移動(dòng)，所述的各磁鐵保持架24的向流體側(cè)FS的最大移動(dòng)位置，可通過使配設(shè)在驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D上的減震器27的前端面觸接在筒狀鐵芯5的位于驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的凸緣6的端面而可靠且較容易地控制。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D的觸接面28D，位于比驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的凸緣6的內(nèi)端面更靠近軸向內(nèi)側(cè)的位置上。
然后，當(dāng)容積減少了的泵室21的流體經(jīng)由吐出孔33而向外部流出規(guī)定量時(shí)，根據(jù)來自圖未示控制部的控制指令切換電磁鐵12的磁極極性。即，以將第一磁極13設(shè)為N極、將第二磁極14設(shè)為S極的方式向線圈7通入電流。于是，各部向反方向動(dòng)作而復(fù)位到圖1所示的吐出狀態(tài)。
即，在使可動(dòng)軸9向驅(qū)動(dòng)側(cè)DS移動(dòng)時(shí)，在電磁鐵12的第1磁極13和與該第一磁極13相對(duì)向的位于驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24之間產(chǎn)生斥力FR，在第二磁極14和與該第二磁極14相對(duì)向的位于流體側(cè)FS的磁鐵保持架24F之間產(chǎn)生引力FA，且在與位于驅(qū)動(dòng)側(cè)DS的磁鐵保持架24D的內(nèi)側(cè)支撐部24Da產(chǎn)生包含使可動(dòng)軸9向驅(qū)動(dòng)側(cè)DS移動(dòng)的水平成分的第二引力FB。
以下，通過周期性地切換電磁鐵12的磁極極性，使可動(dòng)軸9沿軸向往復(fù)移動(dòng)而使膜片3振動(dòng)，由此能夠交替地反復(fù)進(jìn)行流體的吸入與吐出。
這樣，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的泵1，因?yàn)槭峭ㄟ^與一個(gè)電磁鐵12的磁極的切換同步地，對(duì)與可動(dòng)軸9連動(dòng)而往復(fù)移動(dòng)的一對(duì)永久磁鐵26，利用在與電磁鐵12之間作用的引力FA以及斥力FR來吸引一方的永久磁鐵26、同時(shí)排斥另一方的永久磁鐵26，從而使膜片3振動(dòng)，所以，加載在線圈7上的電力，至少能夠可靠且較容易地使膜片3高速振動(dòng)。
進(jìn)而，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的泵1，因?yàn)槌嗽谝粚?duì)永久磁鐵26和一個(gè)電磁鐵12的相互之間作用的引力FA以及斥力FR以外，還能夠通過作動(dòng)力增加裝置29，產(chǎn)生水平成分在使可動(dòng)軸9移動(dòng)的方向上作用的第二引力FB，所以，能夠提高可動(dòng)軸9的驅(qū)動(dòng)效率，進(jìn)而提高膜片3的驅(qū)動(dòng)效率。其結(jié)果是，能夠確實(shí)地滿足近年來的高性能化的要求。
另外，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的泵1，因?yàn)楸檬?1為一個(gè)，所以構(gòu)造簡(jiǎn)單，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)小型化。
另外，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的泵1的作動(dòng)力增加裝置29，能夠更容易且可靠地產(chǎn)生水平成分在使可動(dòng)軸9移動(dòng)的方向上作用的第二引力FB。
另外，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的泵1的筒狀外鐵芯16，因?yàn)槟軌蛎鞔_地形成理想的磁路，所以能夠較容易地提高可動(dòng)軸9的作動(dòng)效率。其結(jié)果是，消耗的電力減小。
再者，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的泵1，可通過配設(shè)在磁鐵保持架24上的減震器27可靠且較容易地控制可動(dòng)軸9的移動(dòng)范圍。其結(jié)果是，能夠較容易且可靠地使永久磁鐵26和與該永久磁鐵26相對(duì)向的電磁鐵12的線圈7的端面之間的間隔變得狹窄，并且使間隔的偏差達(dá)到在以往的1/10或其以下的高精度。其結(jié)果是，即使減少向電磁鐵12供給的電力，也能夠較容易地得到膜片3的穩(wěn)定的動(dòng)作。
本發(fā)明的泵1，因?yàn)橄碾娏π∏倚⌒突杂糜谧鳛榭蓴y帶的電子設(shè)備的電池而被使用的小型燃料電池的燃料供給泵1是非常合適的。即，本發(fā)明的泵1，因?yàn)橄碾娏π∏倚⌒突?，所以能夠通過燃料電池自身的電力高效率地驅(qū)動(dòng)往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2。
另外，本發(fā)明，不限于上述的實(shí)施形態(tài)，可以根據(jù)需要進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種泵，其可通過借助往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力而作動(dòng)的振動(dòng)板的振動(dòng)，交替地進(jìn)行流體的吸入與吐出，其特征在于上述往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有通過在筒狀鐵芯的外側(cè)配置圓筒狀的線圈而形成的電磁鐵，在上述筒狀鐵芯的內(nèi)孔內(nèi)以從該內(nèi)孔突出的方式裝配兩端、且可沿軸向往復(fù)移動(dòng)地配設(shè)的、同時(shí)在一端連結(jié)著上述振動(dòng)板的可動(dòng)軸，將上述筒狀鐵芯置于中間而配設(shè)在上述可動(dòng)軸的軸向的兩側(cè)的一對(duì)磁鐵保持架，以及軸向的兩端被上述各磁鐵保持架所夾持、且形成為環(huán)狀、同時(shí)被沿軸向著磁、且被以同極相對(duì)向的方式配置在上述線圈的軸向兩側(cè)的一對(duì)永久磁鐵；由上述電磁鐵、磁鐵保持架以及永久磁鐵，形成使上述可動(dòng)軸的作動(dòng)力增加的作動(dòng)力增加裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于上述作動(dòng)力增加裝置，是通過如下設(shè)置而形成的，即在上述筒狀鐵芯的兩端面具有以朝向徑向外側(cè)的方式形成的凸緣，將上述永久磁鐵配設(shè)在該凸緣的徑向外側(cè)，同時(shí)利用磁性體形成上述磁鐵保持架，使上述各磁鐵保持架之中的一方的磁鐵保持架的與永久磁鐵的內(nèi)端面相觸接的觸接面、配置在比配置于一方的磁鐵保持架側(cè)的上述凸緣的內(nèi)端面更靠近軸向內(nèi)側(cè)的位置上，并且，該永久磁鐵的內(nèi)端面為其與線圈相對(duì)向的內(nèi)端面。
3.如權(quán)利要求2所述的泵，其特征在于設(shè)置有包圍上述線圈以及永久磁鐵的徑向外側(cè)的筒狀外鐵芯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠提高振動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)效率的泵。其將往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)構(gòu)成為具有將圓筒狀的線圈(7)配置在筒狀鐵芯(5)的外側(cè)而成的電磁鐵(12)，可往復(fù)移動(dòng)地配設(shè)在筒狀鐵芯(5)的內(nèi)孔內(nèi)的、一端連結(jié)著振動(dòng)板(3)的可動(dòng)軸(9)，將筒狀鐵芯(5)置于中間而配設(shè)在可動(dòng)軸(9)的兩端的一對(duì)磁鐵保持架(24)，以及軸向的兩端被各磁鐵保持架(24)所夾持、被形成為環(huán)狀、同時(shí)被沿軸向著磁、且以同極相對(duì)向的方式被配置在線圈(7)的軸向兩側(cè)的一對(duì)永久磁鐵(26)；由電磁鐵(12)、磁鐵保持架(24)以及永久磁鐵(26)形成使可動(dòng)軸(9)的作動(dòng)力增加的作動(dòng)力增加裝置(29)。
文檔編號(hào)F04B43/04GK1614235SQ20041009011
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月5日
發(fā)明者木原孝, 猿館彰良 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社