JP2520341Y2 - 電磁往復動式ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は電磁往復動式ポンプに関
するものであり、特に、流体の吸引及び吐出を行う当該
電磁往復動式ポンプのピストン駆動部の冷却を、効果的
に、かつ、低コストで行なう電磁往復動式ポンプに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】シリンダ内に摺動可能に配置されたピス
トンヘッドを有するピストンをばねを用いて一方向に偏
倚させ、該ピストンを、該ピストンに設けたアーマチュ
アの外方に複数の磁極が位置するようにケーシング内に
配置された電磁石を用いて、前記方向と逆の方向に周期
的に吸引して、流体を反復的に吸引・吐出する形式のポ
ンプ（以下、電磁往復動式ポンプという）は公知であ
る。しかるに、かかる構造の電磁往復動式ポンプでは、
電磁石の磁極とアーマチュアとの間に作用する磁気作用
が極く僅かでもアンバランスになると、アーマチュアが
磁気作用の強い磁極側に偏倚し、これが原因でピストン
が偏摩耗したり、破損したりすることがあるため、ピス
トンの軸心線を相対する複数の磁極の中心と一致させる
ための手段をとることが知られている。実公昭５７−４
７４３７号公報に示されている構造は、その一例であ
り、著しい合心効果が挙がる考案として知られている。

【０００３】しかるに、前記公報に示された電磁往復動
式ポンプに見られる構造によると、空気の導入用の開口
が、最短距離をもって圧力室と連通しており、ピストン
と主軸との間の摩擦熱や、電磁回路で発生するジュール
熱や鉄損等による熱の発散が充分に行なわれず、たとえ
冷却用空気の導入口をケーシング後部に設けても、ケー
シングが密閉式であるために、導入空気のケーシング内
での冷却効果は充分に発揮されず、前記熱がケーシング
内にこもることが原因して、主軸の温度が上昇し、ピス
トンの往復動を熱膨張によって不円滑にするという問題
点を生じた。

【０００４】また、ピストンを主軸上に支持する場合、
ピストンの円滑な往復運動を期待するために、摩擦係数
の小さい滑り軸受を主軸上に被せることも同公報によっ
て知られているが、この滑り軸受も主軸の前述のような
温度上昇で寿命に悪影響を与え、耐用年数の短縮も余儀
なくされるという問題点を有していた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】本考案は、前述の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的は、
長時間に亘って当該電磁往復動式ポンプを運転しても、
圧縮／吸引効率が低下することがなく、かつピストンの
軸受の摩耗が生じることのない電磁往復動式ポンプを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、本考案は、シリンダを１側部に備えた密閉型ケ
ーシングと、その中心軸が前記シリンダの中心軸と一致
するように、その一端が前記ケーシングに固定された主
軸と、その一端にピストンヘッドを有し、該ピストンヘ
ッドが前記シリンダ内を往復運動するように、前記主軸
に摺動自在に挿着され、かつアーマチュアを同一軸上に
有するピストンと、前記ピストン及びケーシング間に配
置され、該ピストンを流体を加圧する方向に偏倚させる
ばねと、前記ばねにより偏倚状態にあるときの前記アー
マチュアを、前記方向と逆方向に吸引するように、前記
ケーシングの中央部に配置された電磁石と、前記ピスト
ンの往復動により、前記シリンダ及びピストンヘッドに
より画定される圧力室から所望圧力の加圧流体を吐出す
るための吐出口及び吐出弁とを具備した電磁往復動式ポ
ンプにおいて、流体の導入口を、前記ばねにより偏倚さ
せるピストンの進出方向側に開口させて設けると共に、
前記主軸を貫通させて中空体に形成して、該中空主軸の
貫通孔によって形成される流体導通路と前記導入口とを
介して、ケーシングの内外部を連通し、また前記ピスト
ンには前記圧力室内への流体の吸入口と吸入弁を設け
て、ケーシング内部に導入した流体を、前記中空主軸の
流体導通路を経てピストンの後方に導いた後、該ピスト
ンを包み込むように前記電磁石やアーマチュアの近傍を
通過させて ピストンの前方吸入口に導入されるように
したものである。

【０００７】

【作用】密閉ケーシング内部に導入した流体は、直接圧
力室に導入されることなく、一旦、中空主軸内に導か
れ、該主軸内を軸方向に通過させるようにして、中空主
軸自身が温度上昇するのを防止する。中空主軸内を通過
したこの流体は、ついで電磁回路の周りに導かれ、同回
路の温度上昇を抑制する作用を行なった後に、通常の電
磁往復動式ポンプと同様に圧力室に導かれて、圧縮、吐
出される。

【０００８】

【実施例】以下に、図面を参照して、本考案を詳細に説
明する。

【０００９】図１は本考案の一実施例を示す縦断側面図
である。

【００１０】図において、複数の磁極１にはコイル２が
巻回されていて、前記磁極１及びコイル２とで、電磁石
を構成し、磁極１は、シリンダ３Ａを有する前部ケーシ
ング３、及び後部ケーシング４により密閉状態に挟持さ
れることにより固定されている。この電磁石は密閉ケー
シングの中央部に後述するピストン６の外方に位置させ
て配置されている。

【００１１】前部ケーシング３には、該前部ケーシング
３に形成されたシリンダ３Ａの中心軸にその中心軸が一
致するように、流体導通路５Ａを軸方向に貫通させて形
成した、中空の主軸５が固定され、中空主軸５の一端は
後記カバー５１の前部に形成した空気導入開口５２と最
短距離または最短距離に近い距離をもって連通して、外
気を中空主軸５の貫通された流体導通路５Ａ内に導くこ
とが出来るようになっている。前記流体導通路５Ａの開
口他端部５Ｂは後部ケーシング４に向けて開口してお
り、空気はケーシングの中心部を前方から後方に向けて
流れるようになっている。

【００１２】前記流体導通路５Ａの表面には、中空主軸
５の放熱性を向上させめためのフィン（図示せず）が、
求心方向に向けて当該主軸の軸方向に形成され、導入さ
れた空気はフィン相互間を通って開口他端部５Ｂに向っ
て流れるようになっている。このフィンは主軸５の流体
導通路５Ａの表面に直接的に形成されているか、別個に
形成したものを同流体導通路５Ａに密着状態に嵌め込む
ことにより形成されている。

【００１３】この中空主軸５の自由端には、ピストンヘ
ッド６Ａを有するピストン６が摺動自在に挿通されてい
る。符号７は、前記主軸５の外周面又はピストン６の内
周面に設けた滑り軸受であり、これによってピストン６
をより円滑に往復動させるよう保持していることは、前
記公報に開示されている通りである。

【００１４】なお、図１においては、シリンダ３Ａの内
周面とピストンヘッド６Ａの外周面との間に隙間がある
が、実際にはピストン６の往復運動に支障を来さない隙
間があるだけで、その隙間は目では確認できない程微小
なものであり、シリンダ３Ａとピストンヘッド６Ａとに
よって画定された部分により圧力室１２が形成される。

【００１５】前記ピストンヘッド６Ａには、電磁石１の
方向に向けて開口させて吸入口６Ｂが設けられ、この吸
入口６Ｂは吸入弁６Ｃで閉鎖されている。図１はピスト
ン６が往動を開始した瞬間を示すものであるので、吸入
弁６Ｃは開いている。シリンダ３Ａの側面部には、吐出
口１３が設けられ、該吐出口１３は吐出弁１４で閉鎖さ
れている。前記ピストン６の往動時には前記吐出弁１４
は閉鎖されるが、図１には開口した状態が示されてい
る。

【００１６】前記ピストン６の中央部に取り付けられて
いるアーマチュア８はアルミダイキャストによって形成
されるピストンの形成時に、一体に組みつけられたもの
である。

【００１７】圧縮コイルばね９は、前記ピストン６と、
前記後部ケーシング４の間にあって、それらと同一中心
軸上に配置されている。この圧縮コイルばね９の、ピス
トン６側の端部は、該ピストン６に固定されているが、
その後部ケーシング４側の端部は、前記後部ケーシング
４の内壁部に固定されている図示しないスラストボール
ベアリングもしくは、それに類する回転自在なリングに
よって、ピストン６の前記中心軸を中心に回転自在に支
承され、ピストン６がシリンダ３内で回転すると、それ
にともなって圧縮ばね９もピストン６と同方向に回転す
る。

【００１８】前記前部ケーシング３には、前記吐出口１
３を囲むように、密閉タンク５１Ｂと空気導入口５１Ａ
を形成するカバー５１が取り付けられている。

【００１９】密閉タンク５１Ｂには加圧空気の消費源
（図示せず）に連絡される流体吐出口５３が形成され、
前記空気導入開口５２は前記中空主軸５の開口端と対向
している。

【００２０】以上の構成を有する本考案の一実施例にお
いて、コイル２に通電すると、アーマチュア８が圧縮ば
ね９の弾発力に抗して磁極１の方向に吸引され、圧力室
１２の体積が増大して、このとき、吸入弁６Ｃが開き、
吸入口６Ｂより密閉ケーシング内の空気が圧力室１２内
に吸引される。コイル２への通電を解除すれば、圧縮コ
イルばね９の弾発力により、ピストン６が初期位置に復
帰して、圧力室の体積は減少し、このとき、圧力室１２
内の空気は加圧される。

【００２１】したがって、コイル２に、例えば半波交流
を通電すれば、通電時にコイル２が励磁して、ピストン
６は往動し、コイル２の消磁時に圧縮コイルばね９が作
用してピストン６は復動し、この作用が交流の周波数に
同期して反復される。この結果、ピストン６の復動時、
すなわち前進時には、密閉ケーシング内部は減圧状態に
なるので、流体取入口５２及び中空主軸５の流体導通路
５Ａを介して、前部ケーシング３及び後部ケーシング４
内に空気が導入される。ついで、ピストン６の往動時、
すなわち後退時には図１に示すように吸入弁６Ｃが開く
ため、前後のケーシング内に導入された空気は、吸入口
６Ｂ及び吸入弁６Ｃを介して圧力室１２内に導入され
る。そして、圧力室１２内に導入された空気は、ピスト
ン６のつぎの復動時に同室内で加圧され、圧力室１２内
が設定圧に達したときに吐出弁１４を開き、吐出口１３
及び吐出弁１４を介して密閉タンク５１Ｂ内に吐出さ
れ、そして流体吐出口５３を介して消費源に向けて吐出
される。

【００２２】このようにして、空気の吸引作用と加圧空
気の吐出作用が反復的に行われる間、往復動するピスト
ン６を支持する中空主軸５内を空気が通過するので、該
中空主軸５は内部から冷却され、同空気は、中空主軸５
内を通過した後、後部ケーシング４内に入り、コイル２
及び磁極１とピストン６及びアーマチュア８を冷却し、
あわせて同ピストン６を支持する滑り軸受７がピストン
の振動摩擦によって温度上昇するのを防止する。

【００２３】なお、本考案は、基本的には、ピストン６
を支持する主軸を、その内部に流体導通路５Ａを有する
中空構造とし、後部ケーシング４の内部に向けて加圧前
の流体を導入するものであるから、シリンダ３Ａやピス
トン６の構成はいかなるものであっても良い。また、流
体導通路５Ａの開口部５Ｂは同通路５Ａを主軸５を貫通
させずに、後部ケーシング４側の端部で塞ぎ、当該端部
近傍において中空主軸５に半径方向へ向けて、数個開口
を形成したものであってもよい。

【００２４】

【考案の効果】以上の説明から明らかなように、本考案
によれば、次のような効果が達成される。 （１）電磁往復動式ポンプの運転中は、ピストンを支持
する中空主軸内を流体が通過し、該主軸を内部から冷却
すると同時に、密閉ケーシング内での電磁回路やピスト
ンを冷却して、ピストンの軸受が温度上昇するのを防止
する。したがって、当該電磁往復動式ポンプの運転を長
時間に亘って行っても、前記軸受が熱膨張することもな
くなり、該軸受の磨耗、及び当該電磁往復動式ポンプの
圧縮／吸引効率の低下を防止することができる。 （２）前記中空主軸は内部に流体導通路を構成している
ので、該主軸の表面積が大きくなり、そのために、放熱
効果が上がり、前記軸受の冷却効果をさらに向上する。 （３）前記中空主軸を介して流体を密閉ケーシング内に
導くように構成したので、流体導入部から圧力室との間
の距離が従来の電磁往復動式ポンプに比べて長くなり、
流体の圧縮／吸引時に発生する流体の脈動音が外部に漏
れることがなく、消音効果に寄与できる。 （４）構造が簡単であるので、低コストで改良が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す概略縦断側面図であ
る。

【符号の説明】

１…磁極、２…コイル、３…前部ケーシング、３Ａ…シ
リンダ、４…後部ケーシング、５…中空主軸、５Ａ…流
体導通路、５Ｂ…流体導通路、６…ピストン、６Ａ…ピ
ストンヘッド、６Ｂ…吸入口、６Ｃ…吸入弁、８…アー
マチュア、９…圧縮コイルばね、１２…圧力室、１３…
吐出口、１４…吐出弁、５１…カバー、５１Ｂ…密閉タ
ンク、５２…流体導入口、５３…流体吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭55−114373（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−25082（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダを１側部に備えた密閉型ケーシ
   ングと、 その中心軸が前記シリンダの中心軸と一致するように、
   その一端が前記ケーシングに固定された主軸と、 その一端にピストンヘッドを有し、該ピストンヘッドが
   前記シリンダ内を往復運動するように、前記主軸に摺動
   自在に挿着され、かつアーマチュアを同一軸上に有する
   ピストンと、 前記ピストン及びケーシング間に配置され、該ピストン
   を流体を加圧する方向に偏倚させるばねと、 前記ばねにより偏倚状態にあるときの前記アーマチュア
   を、前記方向と逆方向に吸引するように、前記ケーシン
   グの中央部に配置された電磁石と、 前記ピストンの往復動により、前記シリンダ及びピスト
   ンヘッドにより画定される圧力室から所望圧力の加圧流
   体を吐出するための吐出口及び吐出弁とを具備した電磁
   往復動式ポンプにおいて、 流体の導入口を、前記ばねにより偏倚させるピストンの
   進出方向側に開口させて設けると共に、前記主軸を貫通
   させて中空体に形成して、該中空主軸の貫通孔によって
   形成される流体導通路と前記導入口とを介して、ケーシ
   ングの内外部を連通し、また前記ピストンには前記圧力
   室内への流体の吸入口と吸入弁を設けて、ケーシング内
   部に導入した流体を、前記中空主軸の流体導通路を経て
   ピストンの後方に導いた後、該ピストンを包み込むよう
   に前記電磁石やアーマチュアの近傍を通過させて、ピス
   トンの前方吸入口に導入されることを特徴とする電磁往
   復動式ポンプ。