JP2553638Y2 - 電磁往復動ポンプの駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は交流電圧を半波整流して駆動コイルに供給
し、アーマチュアに結合したポンプピストンを往復動さ
せるための電磁往復動ポンプの駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電磁往復動ポンプは駆動コイルに間欠的な電
流を流してアーマチュア、さらに、これに結合したポン
プピストンを往復動させるもので、駆動電源の種別によ
って、商用交流電源を直接利用する交流電源駆動方式
と、電池又はバッテリ等の直流電源をスイッチングして
得られるパルス電流を利用する直流電源駆動方式があ
る。

従来、交流電源駆動方式としては、実公昭51−48004
号公報で開示される定電流電磁ポンプが知られている。
第５図は同公報に開示される定電流電磁ポンプにおける
駆動装置50を示す。同図において、51は交流電源であ
り、交流電源51からの交流電圧は整流器52で半波整流さ
れる。得られた半波電圧は抵抗53と定電圧ダイオード54
で分圧され、かつ定電圧ダイオード54の端子電圧は、電
磁巻線55、トランジスタ56及び抵抗57を順次直列接続し
た回路中のトランジスタ56のベースに印加され、電磁巻
線55に流れる電流は一定化される。これにより、ポンプ
の圧力、流量も一定化されるとともに、アーマチュアの
往復動ストロークが過大となることに伴う衝突音等の発
生が防止される。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、従来の駆動装置50は、入力する交流電圧が直
接分圧されるため、例えば、過大電圧が入力した場合に
は、定電圧ダイオード54に流れる電流も大きくなる。こ
の結果、同ダイオード54の端子電圧も大きくなるととも
に、トランジスタ56のバイアス電流も大きくなり、結
局、電磁巻線55に流れる電流が変動するなど、不安定と
なる問題があった。

本考案はこのような従来の技術に存在する課題を解決
したもので、入力する交流電圧の変動に左右されない高
度の安定化を図ることができる電磁往復動ポンプの駆動
装置の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は交流電源を半波整流して駆動コイルＬに供給
し、ポンプピストン３に結合したアーマチュア２を往復
動させる基本回路C1を有するとともに、駆動コイルＬと
直列に電流制限トランジスタQiを接続し、かつ駆動コイ
ルＬと並列に抵抗RbとツェナーダイオードDtの定電圧回
路４を接続し、当該ツェナーダイオードDtの端子電圧に
より電流制限トランジスタQiのバイアス制御電流を制御
して、駆動コイルＬに流れる励磁電流を制限する電流制
限回路C2を備えてなる電磁往復動ポンプの駆動装置１を
構成するに際して、特に、駆動コイルＬの両端電圧を分
圧する分圧回路５と、ツェナーダイオードDtと電流制限
トランジスタQi間に制御トランジスタQcを接続し、かつ
分圧回路５から得る分圧電圧によって制御トランジスタ
Qcのバイアス電流を制御することにより、バイアス制御
電流が一定となるように補正する補正回路６を備えるこ
とを特徴とする。この場合、分圧回路５は直列接続した
一対の抵抗RfとRsにより構成できる。

〔作用〕 本考案に係る駆動装置１によれば、まず、基本回路C1
により交流電圧が半波整流され、半波電圧に基づく間欠
的な電流が駆動コイルＬに供給される。この結果、アー
マチュア２、さらにはアーマチュア２に一体のポンプピ
ストン３が往復動し、ポンプ機能を発揮する。

一方、電流制限回路C2により、定電圧回路４における
ツェナーダイオードDtの端子電圧は、駆動コイルＬと直
列接続した電流制限トランジスタQiのベースに付与され
る。したがって、例えば、過大電圧が入力しても、ツェ
ナーダイオードDtの端子電圧は略一定となるため、電流
制限トランジスタQiのバイアス制御電流も略一定とな
り、電流制限トランジスタQiにより制御される駆動コイ
ルＬに流れる励磁電流も一定となる。

ところで、過大電圧が入力した場合、実際にはツェナ
ーダイオードDtに流れる電流は入力する交流電圧の大き
さに対応して大きくなり、ツェナーダイオードDtの端子
電圧も上昇する。このため、電流制限トランジスタQiの
バイアス制御電流も増加し、さらに、駆動コイルＬに流
れる励磁電流も増加する。そこで、駆動コイルＬの両端
電圧を、直列接続した一対の抵抗RfとRsからなる分圧回
路５により分圧し、この分圧電圧を補正回路６にフィー
ドバックし、制御トランジスタQcのベースに付与する。
この結果、電流制限トランジスタQiのバイアス制御電流
は一定となるように補正される。

〔実施例〕

以下には、本考案に係る好適な実施例を挙げ、図面に
基づき詳細に説明する。

まず、本考案を明確にするため、電磁往復動ポンプの
ポンプ本体について、第４図を参照して説明する。

同図中、符号21で示すポンプ本体は、機体22を備え、
機体22の内部には支軸24を軸方向摺動自在に支持する。
支軸24は一端にポンプピストン３を備えるとともに、中
間に磁性体のアーマチュア２を備える。一方、機体22に
はアーマチュア２を収容する中空部28を形成し、駆動コ
イルＬによって磁極を生ずるフィールドコア29を配す
る。また、機体22にはポンプピストン３を収容するシリ
ンダ30を形成し、シリンダ30は吸入口31と吐出口32を介
して外部に連通する。なお、吸入口31には吐出を阻止す
る逆止弁31aを、また、吐出口32には吸入を阻止する逆
止弁32aを備えるとともに、シリンダ30内にはポンプピ
ストン３に対向してピストン衝突時のショックを吸収す
るダンパ34を設ける。他方、支軸24の他端と機体22の間
にはリターンスプリング35を介装し、フィードコア29に
対し、アーマチュア２が離れる方向に支軸24を付勢す
る。

よって、駆動コイルＬに励磁電流を流せば、アーマチ
ュア２は、リターンスプリング35に抗して図中矢印Ａ方
向へ吸引され、他方、励磁を解除したときは、リターン
スプリング35によって矢印Ｂ方向へ戻される。したがっ
て、間欠的に励時電流を流せばアーマチュア２は往復動
する。

次に、本考案に係る駆動装置１について、第１図〜第
３図を参照して説明する。

第１図中、符号11は商用交流電源である。交流電源11
の一方の端子はアースライン12に接続するとともに、他
方の端子は整流ダイオードDdを介して電流制限トランジ
スタQiのコレクタに接続する。一方、同トランジスタQi
のエミッタは駆動コイルＬの一端に接続するとともに、
駆動コイルＬの他端はアースライン12に接続し、さら
に、同トランジスタQiのコレクタとベース間にはバイア
ス抵抗Raを接続する。また、駆動コイルＬの両端には抵
抗RbとツェナーダイオードDtの直列接続からなる定電圧
回路４を接続する。

一方、本考案に従って、駆動コイルＬの両端には、抵
抗Rfと抵抗Rsを直列接続した分圧回路５を並列に接続す
る。さらにまた、抵抗Rfと抵抗Rsの接続点には制御トラ
ンジスタQcのベースを接続するとともに、同トランジス
タQcのコレクタは前記電流制限トランジスタQiのベース
に接続し、かつ制御トランジスタQcのエミッタは抵抗Rb
とツェナーダイオードDtの接続点に接続して、補正回路
６を構成する。

次に、本考案に係る駆動装置１の動作について説明す
る。

まず、交流電源11から供給される交流電圧は整流ダイ
オードDdにより半波整流され、電流制限トランジスタQi
には半波電圧が付与される。これにより、駆動コイルＬ
には電流制限トランジスタQiを介して半波電圧に比例し
た第３図に示すIsのような励磁電流が流れ、駆動コイル
Ｌが励磁される。なお、この際、電流制限トランジスタ
QiはツェナーダイオードDtの端子電圧によりバイアスさ
れる。また、前述したアーマチュア２は吸引状態とな
る。

なお、半波電圧が付与されない期間では、駆動コイル
Ｌには励磁電流が流れないため、アーマチュア２はリタ
ーンスプリング35により元の位置に復帰する。このよう
に、間欠的な励磁電流を継続して流すことによりポンプ
本体21がポンプ機能を発揮することは前述した通りであ
る。

一方、入力する交流電圧が過電圧となった場合、ツェ
ナーダイオードDtの端子電圧はツェナー電圧に制限され
るため、同ダイオードDtの端子電圧は略一定となり、電
流制限トランジスタQiのバイアス制御電流も略一定とな
る。したがって、第３図に示す励磁電流Ixのように一定
値以上の電流はクリップし、制限される。

また、入力する交流電圧がさらに大きくなった場合、
ツェナーダイオードDtに流れる電流は大きくなり、ツェ
ナーダイオードDtの端子電圧も大きくなる。この結果、
電流制限トランジスタQiのベース電流（バイアス制御電
流）は増加する方向に働くが、この際、分圧回路５にお
ける抵抗Rsの分圧電圧（端子電圧）も上昇し、分圧電圧
が付与される制御トランジスタQcのベース電流（バイア
ス電流）が増加するように補正される。即ち、ツェナー
ダイオードDtの端子電圧が見掛上、低下するように補正
され、電流制限トランジスタQiのベースに流れるバイア
ス制御電流、さらに、励磁電流は常に一定となるように
制御される（第３図Iy参照）。

よって、第２図に示すように、入力する交流電圧の大
きさが過大になっても、常に、励磁電流が一定値に正確
に制限され、制限精度の向上と高度の安定化が図られ
る。

なお、実施例のように構成すれば抵抗Rsを、例えば、
サーミスタ等の素子に置換することができ、これによ
り、温度変化による励磁電流の制御も可能となる。

以上、実施例について詳細に説明したが本考案はこの
ような実施例に限定されるものではない。例えば、例示
した分圧回路や補正回路は同一機能を有する他の回路構
成で置換できる。その他、細部の構成、形状等におい
て、本考案の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更でき
る。

〔考案の効果〕

このように、本考案に係る電磁往復動ポンプの駆動装
置は、駆動コイルの両端電圧を分圧する分圧回路と、ツ
ェナーダイオードと電流制限トランジスタ間に制御トラ
ンジスタを接続し、かつ分圧回路から得る分圧電圧によ
って制御トランジスタのバイアス電流を制御することに
より、電流制限トランジスタのバイアス制御電流が一定
となるように補正する補正回路を備えるため、入力する
交流電圧が変動しても、この変動に左右されない高度の
安定化を図ることができるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図：本考案に係る駆動装置の電気回路図、 第２図：同駆動装置における入力交流電圧対励磁電流特
性図、 第３図：同駆動装置における励磁電流の波形図、 第４図：同駆動装置により駆動するポンプ本体の断面構
成図、 第５図：従来の技術に係る駆動装置の電気回路図。 尚図面中、 1:駆動装置、2:アーマチュア 3:ポンプピストン、4:定電圧回路 5:分圧回路、6:補正回路 C1:基本回路、C2:電流制限回路 Dt:ツェナーダイオード L:駆動コイル、Rd,Rf,Rs:抵抗 Qi:電流制限トランジスタ Qc:制御トランジスタ

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電圧を半波整流して駆動コイル（Ｌ）
   に供給することにより、ポンプピストン（３）に結合し
   たアーマチュア（２）を往復動させる基本回路（C1）を
   有するとともに、駆動コイル（Ｌ）と直列に電流制限ト
   ランジスタ（Qi）を接続し、かつ駆動コイル（Ｌ）と並
   列に抵抗（Rb）とツェナーダイオード（Dt）の定電圧回
   路（４）を接続し、当該ツェナーダイオード（Dt）の端
   子電圧により電流制限トランジスタ（Qi）のバイアス制
   御電流を制御して、駆動コイル（Ｌ）に流れる励磁電流
   を制限する電流制限回路（C2）を備えてなる電磁往復動
   ポンプの駆動装置（１）において、駆動コイル（Ｌ）の
   両端電圧を分圧する分圧回路（５）と、前記ツェナーダ
   イオード（Dt）と前記電流制限トランジスタ（Qi）間に
   制御トランジスタ（Qc）を接続し、かつ前記分圧回路
   （５）から得る分圧電圧によって前記制御トランジスタ
   （Qc）のバイアス電流を制御することにより、前記バイ
   アス制御電流が一定となるように補正する補正回路
   （６）を備えることを特徴とする電磁往復動ポンプの駆
   動装置。
2. 【請求項２】分圧回路（５）は直列接続した一対の抵抗
   （Rf）、（Rs）を備えることを特徴とする請求項１記載
   の電磁往復動ポンプの駆動装置。