JP2573564Y2 - Electromagnetic reciprocating pump - Google Patents

Electromagnetic reciprocating pump

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JP2573564Y2
JP2573564Y2 JP1991105718U JP10571891U JP2573564Y2 JP 2573564 Y2 JP2573564 Y2 JP 2573564Y2 JP 1991105718 U JP1991105718 U JP 1991105718U JP 10571891 U JP10571891 U JP 10571891U JP 2573564 Y2 JP2573564 Y2 JP 2573564Y2
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armature
casing
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magnetic poles
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俊雄 御器谷
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Nitto Kohki Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[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、特に電磁力によりピストンを往復動
させるために該ピストンに設けられたアーマチュアの軽
量化を図ることのできる電磁往復動式ポンプに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic reciprocating pump, and more particularly, to an electromagnetic reciprocating pump capable of reducing the weight of an armature provided on a piston for reciprocating the piston by electromagnetic force. It relates to a type pump.

【0002】[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で一方向に偏倚さ
せ、該ピストンを、該ピストンに設けたアーマチュアの
外方にそ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。前
記電磁石は、アーマチュアを吸引するための、一対の磁
極を備えている。
2. Description of the Prior Art A piston having a piston head slidably disposed in a cylinder is biased in one direction by a spring so that its magnetic pole is located outside an armature provided on the piston. 2. Description of the Related Art A pump of a type in which a fluid is repeatedly sucked / discharged by periodically sucking and discharging a fluid in a direction opposite to the above direction by using an electromagnet arranged in a casing (hereinafter referred to as an electromagnetic reciprocating pump) is known. is there. The electromagnet includes a pair of magnetic poles for attracting an armature.

【0003】この公知の電磁往復動式ポンプでは、ピス
トンと該ピストンを摺動自在に支持する主軸あるいはシ
リンダとの間の摩擦熱や、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ないため
に、前記主軸、シリンダ、ピストン等が熱膨張し、ピス
トンの往復動が不円滑になるという問題があった。
In this known electromagnetic reciprocating pump, heat is dissipated by frictional heat between a piston and a main shaft or a cylinder slidably supporting the piston, Joule heat generated in an electromagnetic circuit, iron loss, and the like. Is not sufficiently performed, there is a problem that the main shaft, cylinder, piston, etc. thermally expand, and the reciprocation of the piston is not smooth.

【0004】また、ピストンや前記主軸あるいはシリン
ダに設けられた滑り軸受も、その温度上昇によって寿命
に悪影響を受け、耐用年数が短縮されるという問題を有
していた。
[0004] The sliding bearings provided on the piston, the main shaft or the cylinder also have a problem that the service life is adversely affected by the temperature rise and the service life is shortened.

【0005】このような不具合を一気に解決するため
に、本出願人は、実願平3−11456号において、ポ
ンプのケーシングに固定された主軸に対して摺動可能に
ピストンが取り付けられた形式のポンプにおいて、該主
軸を中空構造とすると共に、ピストンの往復動時に、そ
の吸引/吐出流体を、前記中空主軸内部を通過させてポ
ンプのケーシング内部に案内し、該主軸及びケーシング
内部を冷却するようにした電磁往復動式ポンプをすでに
提案している。このポンプでは、その動作時における冷
却作用により、主軸、シリンダ、ピストン等の熱膨張
や、前記滑り軸受の短寿命化を防止することができる。
In order to solve such a problem at a stretch, the applicant of the present application has disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 3-11456 a type in which a piston is slidably mounted on a main shaft fixed to a casing of a pump. In the pump, the main shaft has a hollow structure, and when the piston reciprocates, the suction / discharge fluid passes through the hollow main shaft and is guided into the pump casing to cool the main shaft and the casing. An electromagnetic reciprocating pump has already been proposed. In this pump, the cooling action during the operation can prevent thermal expansion of the main shaft, cylinder, piston, etc., and shortening of the life of the sliding bearing.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】前述のように、ピスト
ンにはアーマチュアを取り付ける必要があるが、このア
ーマチュアは、通常は磁性材料で形成された環形板(ド
ーナツ状板)を複数枚積層することにより形成されてい
る。ピストンは、このアーマチュアをピストンの鋳型の
中に嵌め込んだ後、鋳造される。
As described above, it is necessary to attach an armature to the piston, but this armature is usually formed by laminating a plurality of annular plates (donut-like plates) made of a magnetic material. Is formed. The piston is cast after fitting the armature into a piston mold.

【0007】ところで、前記公報に記載された形式のポ
ンプでは、ピストンは、中空構造の主軸に挿通されるた
めに、あるいはまたピストンと主軸との間に配置される
軸受材の単位面積当りの荷重制限から、比較的大径の貫
通穴を必要とする。このために、ピストンに取り付けら
れるアーマチュアにも、前記貫通穴よりもさらに大径の
穴を必要とするが、この穴の径をあまり大きくすると、
必然的にアーマチュアの外径も大きくなり、アーマチュ
ア、ひいては当該電磁往復動式ポンプが大重量化し、好
ましくない。
By the way, in the pump of the type described in the above publication, the piston is inserted through the main shaft having a hollow structure, or the load per unit area of a bearing member disposed between the piston and the main shaft is used. Due to limitations, relatively large through holes are required. For this reason, the armature attached to the piston also needs a hole with a larger diameter than the through hole, but if the diameter of this hole is too large,
Inevitably, the outer diameter of the armature also becomes large, and the armature and, consequently, the electromagnetic reciprocating pump increase in weight.

【0008】また、アーマチュアの穴径を小さくする
と、アーマチュアがピストン内に鋳込まれた後の、アー
マチュア取り付け部の肉厚が小さくなり、ピストンの強
度が十分でなくなる。
Further, when the hole diameter of the armature is reduced, the thickness of the armature mounting portion after the armature is cast into the piston becomes small, and the strength of the piston becomes insufficient.

【0009】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、アーマチュアの外径
を大きくすることなく、該アーマチュアの穴径を大きく
することのできる電磁往復動式ポンプを提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic reciprocating motion capable of increasing the hole diameter of an armature without increasing the outer diameter of the armature. It is to provide a type pump.

【0010】[0010]

【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、アーマチュアを吸引するための電磁
石の磁極を4以上の偶数個、すなわち多極構造とし、か
つ隣接する磁極間で、前記アーマチュアを介して磁束が
閉ループを形成するようにコイルを巻回するようにした
点に特徴がある。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electromagnet for attracting an armature having an even number of magnetic poles of four or more, that is, a multipole structure, and a magnetic pole between adjacent magnetic poles. The present invention is characterized in that the coil is wound so that the magnetic flux forms a closed loop through the armature.

【0011】また、ピストンに貫通穴を形成すると共
に、該貫通穴内に中空主軸を挿入して該主軸上でピスト
ンが往復動するようにし、かつ該往復動による圧力室内
への流体の吸引、又は該圧力室からの流体の吐出の際
に、流体を前記中空主軸及びケーシング内を通過させ、
ケーシング内の電磁石やピストン、あるいは主軸とピス
トンとの間に設けられた軸受等を冷却するようにした点
にも特徴がある。
In addition, a through hole is formed in the piston, and a hollow main shaft is inserted into the through hole so that the piston reciprocates on the main shaft, and a fluid is sucked into the pressure chamber by the reciprocating motion, or When discharging the fluid from the pressure chamber, the fluid passes through the hollow main shaft and the casing,
It is also characterized in that an electromagnet and a piston in the casing, or a bearing provided between the main shaft and the piston are cooled.

【0012】[0012]

【作用】アーマチュアに対する磁束数(アーマチュアに
入り、またアーマチュアより出る磁束の総数)が同一で
あれば、該アーマチュアに作用する力は同一である。し
たがって、アーマチュアと対向する磁極の数を従来の2
から4以上の偶数個に増やせば、アーマチュアに作用す
る力が同一で良い場合には、磁極が増加した分だけ該磁
極の断面積は小さくて良い。また電磁石のコイルが、隣
接する磁極間で、前記アーマチュアを介して磁束が閉ル
ープを形成するように、巻回されているので、アーマチ
ュアの断面積も小さくて良い。すなわち、アーマチュア
の内径を大きくすることができる。
When the number of magnetic fluxes to the armature (the total number of magnetic fluxes entering and leaving the armature) is the same, the force acting on the armature is the same. Therefore, the number of magnetic poles facing the armature is reduced by 2
If the force acting on the armature can be the same if the number of magnetic poles is increased to an even number of four or more, the cross-sectional area of the magnetic pole may be reduced by the increased number of magnetic poles. Further, since the coil of the electromagnet is wound between the adjacent magnetic poles so that the magnetic flux forms a closed loop via the armature, the sectional area of the armature may be small. That is, the inner diameter of the armature can be increased.

【0013】また、ピストンに貫通穴を形成すると共
に、該貫通穴に中空主軸を挿入して該主軸でピストンを
支持し、流体の吸入あるいは吐出の際に当該ポンプを冷
却する構成では、アーマチュアの内径が大きくなる分だ
け、該アーマチュアの内壁からピストンの内壁までの厚
み、すなわちアーマチュア取り付け部の肉厚が大きくな
る。
Further, in a configuration in which a through hole is formed in the piston, a hollow main shaft is inserted into the through hole, the piston is supported by the main shaft, and the pump is cooled when a fluid is sucked or discharged. As the inner diameter increases, the thickness from the inner wall of the armature to the inner wall of the piston, that is, the thickness of the armature mounting portion increases.

【0014】[0014]

【実施例】以下に図面を参照して、本考案を詳細に説明
する。図2は本考案の一実施例の横断面図、図1はフィ
ールドコア100及びアーマチュア8の側面図である。
図1においては、ピストン6、滑り軸受7及び主軸5が
断面で示されており、また磁極1に巻回されたコイル2
は、簡略化して示されている。さらに図1では、磁束の
流れを破線で示してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a side view of the field core 100 and the armature 8.
In FIG. 1, a piston 6, a slide bearing 7 and a main shaft 5 are shown in cross section, and a coil 2 wound around a magnetic pole 1 is shown.
Is shown in simplified form. Further, in FIG. 1, the flow of the magnetic flux is indicated by a broken line.

【0015】各々の図において、フィールドコア100
は、環状枠から内側に突出する4つの磁極1を備えてい
て、それぞれの磁極1にはコイル2が巻回されている。
このコイル2の巻回は、図1に破線で示されるように、
隣接する磁極1間において、アーマチュア8を介して磁
束が閉ループを作るように行われている。前記フィール
ドコア100及びコイル2は、電磁石を構成している。
In each figure, the field core 100
Is provided with four magnetic poles 1 protruding inward from the annular frame, and a coil 2 is wound around each magnetic pole 1.
The winding of the coil 2 is, as shown by a broken line in FIG.
The magnetic flux is formed between the adjacent magnetic poles 1 through the armature 8 so as to form a closed loop. The field core 100 and the coil 2 constitute an electromagnet.

【0016】前記フィールドコア100は、その前端部
にシリンダ3Aを有する前部ケーシング3、及び後部ケ
ーシング4により挟持固定され、また前記前部ケーシン
グ3及び後部ケーシング4は、密閉ケーシングを形成す
る。このフィールドコア100は、前記密閉ケーシング
のほぼ中央部において、前記4つの磁極1が、後述のピ
ストン6の外方に位置するように、配置されている。
The field core 100 is sandwiched and fixed by a front casing 3 having a cylinder 3A at a front end thereof and a rear casing 4, and the front casing 3 and the rear casing 4 form a closed casing. The field core 100 is arranged so that the four magnetic poles 1 are located outside a piston 6 to be described later in a substantially central portion of the closed casing.

【0017】前部ケーシング3には、その前部に形成さ
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、中空の主軸5が固定されている。この中空主軸5の
前端開口5Fはカバー51の前面に形成した空気導入開
口52から実質上最短距離の位置に配置され、外気が中
空主軸5内の流体通路5A内に導入されることが出来
る。前記流体通路5Aの後端開口5Bは後部ケーシング
4の内部空間に向けて開口しており、空気は流体通路5
A内を前方から後方に向けて流れる。
A hollow main shaft 5 is fixed to the front casing 3 so that the center axis thereof coincides with the center axis of a cylinder 3A formed at the front. The front end opening 5F of the hollow main shaft 5 is disposed at a position that is substantially the shortest distance from the air introduction opening 52 formed on the front surface of the cover 51, so that outside air can be introduced into the fluid passage 5A inside the hollow main shaft 5. The rear end opening 5B of the fluid passage 5A is open toward the internal space of the rear casing 4, and air flows through the fluid passage 5A.
It flows from A to the rear in A.

【0018】前記流体通路5Aの内表面には、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るので、
導入された空気はフィン相互間を通って後端開口5Bに
向って流れるようになっている。フィンは主軸5の流体
通路5Aと一体的に形成されてもよく、別個に形成した
ものを同流体通路5Aの内表面に熱的密着状態に嵌め込
むことにより形成されてもよい。なお、このフィンは省
略可能である。
Fins (not shown) for improving the heat radiation of the hollow main shaft 5 are provided on the inner surface of the fluid passage 5A.
Since it is formed in the axial direction of the main shaft toward the centripetal direction,
The introduced air flows between the fins toward the rear end opening 5B. The fin may be formed integrally with the fluid passage 5A of the main shaft 5, or may be formed by fitting a separately formed member to the inner surface of the fluid passage 5A in a state of thermal close contact. This fin can be omitted.

【0019】中空主軸5の外周面には、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。
前記主軸5の外周面又はピストン6の内周面には滑り軸
受7が設けられ、これによってピストン6がより円滑に
往復動させる。また、シリンダ3Aの内周面又はピスト
ンヘッド6Aの外周面にも滑り軸受6Dが設けられてい
る。前記シリンダ3Aとピストンヘッド6Aとによって
圧力室12が画定される。
A piston 6 having a piston head 6A is slidably inserted through the outer peripheral surface of the hollow main shaft 5.
A slide bearing 7 is provided on the outer peripheral surface of the main shaft 5 or the inner peripheral surface of the piston 6, whereby the piston 6 reciprocates more smoothly. A sliding bearing 6D is also provided on the inner peripheral surface of the cylinder 3A or the outer peripheral surface of the piston head 6A. A pressure chamber 12 is defined by the cylinder 3A and the piston head 6A.

【0020】前記ピストンヘッド6Aには吸入口6Bが
設けられ、吸入口6Bは吸入弁6Cで閉塞されている。
図2はピストン6が往動(後述の圧縮コイルばね9が圧
縮される方向への移動)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の側壁
部には吐出口13が設けられ、該吐出口13は吐出弁1
4で閉塞されている。前記ピストン6の往動時には前記
吐出弁14は閉塞されるが、図2には説明の便宜上開口
した状態が示されている。前記ピストン6のほぼ中央部
に取り付けられているアーマチュア8は、例えばアルミ
ダイキャストによるピストン6の形成時に、一体に組み
付けることができる。
The piston head 6A is provided with a suction port 6B, and the suction port 6B is closed by a suction valve 6C.
FIG. 2 shows the moment when the piston 6 starts the forward movement (movement in the direction in which the compression coil spring 9 described later is compressed), so that the suction valve 6C is open. A discharge port 13 is provided on a side wall of the cylinder 3A.
4 is closed. When the piston 6 moves forward, the discharge valve 14 is closed, but FIG. 2 shows an open state for convenience of explanation. The armature 8 attached to a substantially central portion of the piston 6 can be integrally assembled when the piston 6 is formed by, for example, aluminum die casting.

【0021】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の後端面との間に、それらと同一
中心軸上に配置されている。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の後端内壁部に固定されている図示しないスラスト軸
受もしくは、それに類する回転自在なリングによって、
ピストン6の中心軸のまわりに回転自在に支承され、ピ
ストン6がシリンダ3A内で回転すると、それに伴って
圧縮ばね9も同方向に回転できる。
The compression coil spring 9 includes the piston 6 and
The rear casing 4 is disposed on the same central axis between the rear casing 4 and the rear end face. The end of the compression coil spring 9 on the piston 6 side is fixed to the piston 6,
An end on the rear casing 4 side is provided by a thrust bearing (not shown) fixed to the rear end inner wall of the rear casing 4 or a rotatable ring similar thereto.
The piston 6 is rotatably supported around the central axis of the piston 6. When the piston 6 rotates within the cylinder 3A, the compression spring 9 can also rotate in the same direction.

【0022】以上の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の容積が
増大するので、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への通電を停止すれば、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、吸入口6Bが
弁6Cで閉じられると共に、圧力室の体積は減少するの
で、圧力室12内の空気は加圧される。
In the above embodiment of the present invention, when the coil 2 is energized, the armature 8 is attracted in the direction of the magnetic pole 1 against the elastic force of the compression spring 9 and the volume of the pressure chamber 12 increases. Then, the suction valve 6C is opened, and the air in the closed casing is sucked into the pressure chamber 12 from the suction port 6B. When the energization of the coil 2 is stopped, the piston 6 returns to the initial position by the resilient force of the compression coil spring 9, the suction port 6B is closed by the valve 6C, and the volume of the pressure chamber is reduced. The air in the chamber 12 is pressurized.

【0023】したがって、図3に示すように、4つのコ
イル2及びダイオード81を直列に交流電源82に接続
し、各コイル2に対して同一サイクルで半波交流を通電
すれば、通電時にコイル2が励磁されてピストン6は往
動し、コイル2の消勢時に圧縮コイルばね9が作用して
ピストン6は復動(往動と反対方向への移動)し、この
作用が交流の周波数に同期して反復される。
Therefore, as shown in FIG. 3, if the four coils 2 and the diode 81 are connected in series to an AC power supply 82 and half-wave AC is supplied to each coil 2 in the same cycle, Is excited, the piston 6 moves forward, and when the coil 2 is deenergized, the compression coil spring 9 acts to move the piston 6 backward (moving in the direction opposite to the forward movement), and this action is synchronized with the AC frequency. Is repeated.

【0024】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。ピストン6の往動時、すなわち後退時に
は図2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6
Cを介して圧力室12内に導入される。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。
As a result, when the piston 6 moves backward, that is, when the piston 6 moves forward, the inside of the closed casing is depressurized, so that the front casing 3 and the rear casing 3 are connected via the fluid inlet 52 and the fluid passage 5A of the hollow main shaft 5. Air is introduced into 4. When the piston 6 moves forward, that is, when the piston 6 moves backward, the suction valve 6C is opened as shown in FIG. 2, so that the air introduced into the front and rear casings flows into the suction port 6B and the suction valve 6C.
C is introduced into the pressure chamber 12 via C. The air introduced into the pressure chamber 12 is pressurized in the same chamber at the time of the next return movement of the piston 6, and when the pressure inside the pressure chamber 12 reaches a set pressure, the discharge valve 14 is opened, and the discharge port 13 and the discharge valve The liquid is discharged into the closed tank 51B through the outlet 14 and discharged toward the consumption source through the fluid discharge port 53.

【0025】このようにして、空気の吸引と加圧空気の
吐出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内の流体通路5Aを空気が通過するの
で、該中空主軸5はその内部から冷却される。同空気
は、中空主軸5内を通過した後、後部ケーシング4及び
前部ケーシング3内に入り、さらにコイル2及び磁極
1、並びにピストン6及びアーマチュア8をも冷却し、
あわせてピストン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。
In this way, while the suction of air and the discharge of pressurized air are performed repeatedly, the air passes through the fluid passage 5A in the hollow main shaft 5 supporting the reciprocating piston 6, so that the hollow The main shaft 5 is cooled from the inside. After passing through the hollow main shaft 5, the air enters the rear casing 4 and the front casing 3, further cools the coil 2 and the magnetic pole 1, and also cools the piston 6 and the armature 8,
In addition, the sliding bearing 7 supporting the piston 6 is prevented from rising in temperature due to the oscillating friction of the piston.

【0026】さて、当該電磁往復動式ポンプの電磁石
は、図1に示したように4つの磁極1を備え、隣接する
各磁極1間では、アーマチュア8を介して磁束が閉ルー
プを作るようにコイル2が巻回されているので、図7に
示されるように磁極を2つしか持たない従来の電磁石に
比較して、アーマチュア8の断面積(磁束の通過方向と
垂直な平面で切断した断面の面積)は1/2で良い。
The electromagnet of the electromagnetic reciprocating pump has four magnetic poles 1 as shown in FIG. 1, and a coil is formed between adjacent magnetic poles 1 through an armature 8 so that a magnetic flux forms a closed loop. 2 is wound, so that the sectional area of the armature 8 (the sectional area taken along a plane perpendicular to the magnetic flux passage direction) is compared with a conventional electromagnet having only two magnetic poles as shown in FIG. Area) may be 1 /.

【0027】すなわち、アーマチュア8を吸引するため
の磁束総数をΦとすると、この磁束総数Φが同一であれ
ば、前記の吸引力は同一である。したがって、従来の磁
極2つに対して、磁極を4つを設ければ、同一の吸引力
で良い場合には、各磁極を通過する磁束総数Φは1/2
で済む。したがって、アーマチュア8の断面積も従来の
ものに比較して1/2で良いことになる。もちろん、磁
極1の断面積も従来のそれに比較して1/2となる。
That is, assuming that the total number of magnetic fluxes for attracting the armature 8 is Φ, if the total number of magnetic fluxes Φ is the same, the attraction force is the same. Accordingly, if four magnetic poles are provided for two conventional magnetic poles, and if the same attractive force is sufficient, the total number of magnetic fluxes Φ passing through each magnetic pole is 1 /.
Only needs to be done. Therefore, the cross-sectional area of the armature 8 can be reduced to half that of the conventional one. Of course, the cross-sectional area of the magnetic pole 1 is also halved compared to the conventional one.

【0028】この結果、アーマチュア8の外径寸法(直
径)が同一であるならば、その内径を大きくすることが
できる。したがって、アーマチュア8が軽量化されると
共に、そのアーマチュア8の内壁からピストン6の内壁
までの厚みを比較的大きく設定することができ、ピスト
ン6の強度を十分に取ることができる。さらに主軸5の
直径も大きくすることができ、滑り軸受7の磨耗が減少
される。
As a result, if the outer diameter (diameter) of the armature 8 is the same, the inner diameter can be increased. Accordingly, the armature 8 is reduced in weight, and the thickness from the inner wall of the armature 8 to the inner wall of the piston 6 can be set relatively large, and the strength of the piston 6 can be sufficiently secured. Furthermore, the diameter of the main shaft 5 can be increased, and wear of the slide bearing 7 is reduced.

【0029】なお、磁極数が増加しても、アーマチュア
の吸引力が同じで良い場合には、空隙のアンペア回数
(AT)は同じであり、コイルの巻数は従来と同じで良
い。また、図7では、アーマチュア8の内部に配置され
るべきピストン、主軸等は省略されている。
In addition, even if the number of magnetic poles increases, if the attraction force of the armature can be the same, the number of ampere turns (AT) of the air gap is the same, and the number of turns of the coil may be the same as the conventional one. In FIG. 7, a piston, a main shaft, and the like to be arranged inside the armature 8 are omitted.

【0030】さて、図1に示されたように、フィールド
コア100は、矩形状の枠と、該枠からその内側に突出
して形成された4つの磁極1とより成る。この磁極1に
コイル2を巻回する場合、該磁極1に対して直接コイル
2を巻回しても良いが、技術的に難しく、空間利用率
(スペースファクタ)が悪い。したがって、磁極1に挿
入可能なボビンに対して予めコイルを巻回しておき、こ
のコイル巻回後のボビンを磁極1に挿入するようにして
も良い。
As shown in FIG. 1, the field core 100 includes a rectangular frame and four magnetic poles 1 formed to protrude inward from the frame. When the coil 2 is wound around the magnetic pole 1, the coil 2 may be wound directly around the magnetic pole 1, but it is technically difficult and the space utilization factor (space factor) is poor. Therefore, a coil may be wound around a bobbin that can be inserted into the magnetic pole 1 in advance, and the bobbin after the coil winding may be inserted into the magnetic pole 1.

【0031】この場合には、磁極のうちの少なくとも1
つを、フィールドコアの枠から着脱可能に構成しておけ
ば、磁極に対する前記ボビンの挿入が容易である。図4
は、4つの磁極のうちの2つを、フィールドコアの枠か
ら着脱可能に構成した場合の、該フィールドコアの側面
図である。同図には、図1と同様にアーマチュア8等が
併記してある。
In this case, at least one of the magnetic poles
If one is configured to be detachable from the frame of the field core, the bobbin can be easily inserted into the magnetic pole. FIG.
FIG. 4 is a side view of the field core when two of the four magnetic poles are configured to be detachable from the frame of the field core. In the same drawing, the armature 8 and the like are also shown as in FIG.

【0032】図4において、フィールドコア200は、
枠201及び一対の磁極203より成り、該一対の磁極
203と、枠201に設けられた一対の磁極202と
は、ピストン側においてアーマチュア8との距離が等し
くなるように設けられている。前記枠201には、互い
に対向する一対の磁極202と、該磁極202の間に形
成された一対の凹部204とを備えている。磁極203
は、前記凹部204とほぼ同様の凸部203Aを備えて
いて、該凸部203Aは前記凹部204に嵌合可能であ
る。このような構成によれば、磁極203を枠201か
ら取り外した状態で、該磁極203及び磁極202に対
して、コイル2が巻回されたボビン85を挿入すること
ができる。前記ボビン85の挿入後、磁極203を枠2
01に取り付ければ、電磁石が完成する。
In FIG. 4, the field core 200 is
It comprises a frame 201 and a pair of magnetic poles 203. The pair of magnetic poles 203 and the pair of magnetic poles 202 provided on the frame 201 are provided so that the distance from the armature 8 is equal on the piston side. The frame 201 includes a pair of magnetic poles 202 facing each other and a pair of recesses 204 formed between the magnetic poles 202. Magnetic pole 203
Has a convex portion 203A substantially similar to the concave portion 204, and the convex portion 203A can be fitted into the concave portion 204. According to such a configuration, the bobbin 85 around which the coil 2 is wound can be inserted into the magnetic pole 203 and the magnetic pole 202 with the magnetic pole 203 removed from the frame 201. After the bobbin 85 is inserted, the magnetic pole 203 is
If it attaches to 01, an electromagnet will be completed.

【0033】なお、図4に示されたような4つの磁極に
対してコイルを巻回する場合には、該コイルを各磁極に
対して錐体状に巻回できれば、その巻数を増やすことが
でき、所要導体断面積も大きくできる。図5は、コイル
を錐体状に巻回した例を示すもので、例えばボビン86
は、外径寸法の異なる2つのコイル(コイル2A及びコ
イル2B)を巻回する領域を備えている。またボビン8
7は、外径寸法の異なる3つのコイル(コイル2C〜2
E)を巻回する領域を備えている。このような多段状に
コイルを巻回するボビンを用いれば、実質的に錐体状に
コイルを巻回することが可能である。なお、図5におい
ては、4つの磁極のうちの2つのみに、コイルが巻回さ
れたボビンが装着されているが、図4と同様に、4つの
磁極に対してそれぞれボビンを装着する。また、すべて
の磁極に対して同一種のボビンを用いても良いし、異な
るボビンを用いても良い。
When a coil is wound around four magnetic poles as shown in FIG. 4, if the coil can be wound in a conical shape around each magnetic pole, the number of turns can be increased. The required conductor cross-sectional area can be increased. FIG. 5 shows an example in which a coil is wound in a cone shape.
Has an area around which two coils (coil 2A and coil 2B) having different outer diameters are wound. Bobbin 8
7 are three coils (coils 2C to 2C) having different outer diameters.
E) is provided. By using such a bobbin that winds the coil in a multi-stage shape, it is possible to wind the coil substantially in a cone shape. In FIG. 5, bobbins around which coils are wound are mounted on only two of the four magnetic poles, but bobbins are mounted on the four magnetic poles, respectively, as in FIG. The same type of bobbin may be used for all magnetic poles, or different bobbins may be used.

【0034】さて、前述の説明においては、4つの磁極
のすべてにコイルを巻回するものとしたが、例えば磁極
一つおきにコイルを巻回するようにしても良い。この場
合、一極当りのコイルの巻数は2倍となる。
In the above description, a coil is wound around all four magnetic poles. However, a coil may be wound every other magnetic pole, for example. In this case, the number of turns of the coil per pole is doubled.

【0035】また、磁極は4つのみに限定されることは
なく、4以上の偶数であれば良い。この場合も、隣接す
る磁極間で、アーマチュアを介して磁束が閉ループを形
成されれば、すべての磁極に対してコイルを巻回する必
要はない。また、磁極は、円環状の枠に形成あるいは取
り付けるようにしても良い。
The number of magnetic poles is not limited to four, but may be an even number of four or more. Also in this case, if the magnetic flux forms a closed loop between the adjacent magnetic poles via the armature, it is not necessary to wind the coil around all the magnetic poles. The magnetic pole may be formed or attached to an annular frame.

【0036】さらに、前記実施例では、図2に示される
ように、ピストン6を摺動自在に支持する中空の主軸5
は、前部ケーシング3により片持ち支持されているが、
この主軸は両持ち支持されても良い。
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 2, the hollow main shaft 5 for slidably supporting the piston 6 is provided.
Is cantilevered by the front casing 3,
This spindle may be supported at both ends.

【0037】図6はこのような本考案の他の実施例の横
断面図であり、図2と同一の符号は、同一又は同等部分
をあらわしている。図6に示された主軸15は、図2の
主軸5に対応するものであるが、該主軸15の内部に形
成された流体通路5Aの後端は閉塞されると共に、後部
ケーシング4により支持されている。前記流体通路5A
の後端部側面には、後端開口15Bが形成されている。
この例でも、ピストン6の往復動の際には、流体は、空
気導入開口52及び前端開口15Fを介して流体通路5
A内を通過し、そして後端開口15Bを介してケーシン
グ内に導入される。
FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same or equivalent parts. The main shaft 15 shown in FIG. 6 corresponds to the main shaft 5 in FIG. 2, but the rear end of the fluid passage 5A formed inside the main shaft 15 is closed and supported by the rear casing 4. ing. The fluid passage 5A
A rear end opening 15B is formed on the side surface of the rear end.
Also in this example, when the piston 6 reciprocates, the fluid flows through the fluid passage 5 through the air introduction opening 52 and the front end opening 15F.
A and is introduced into the casing through the rear end opening 15B.

【0038】なお、このように主軸15が両持ち支持さ
れている場合において、該主軸15、前部ケーシング3
及び後部ケーシング4が導電性の材料で形成されている
ときは、コイル通電時に、磁極1より発生する磁束によ
り、前記主軸15、前部ケーシング3及び後部ケーシン
グ4間に循環電流が流れる。したがって、この場合に
は、主軸15、前部ケーシング3及び後部ケーシング4
のいずれかの間に電気的な絶縁材を配置すると良い。図
6の例では、磁極1と後部ケーシング4との間に絶縁体
16が配置されている。
When the main shaft 15 is supported at both ends, the main shaft 15 and the front casing 3 are supported.
When the rear casing 4 is made of a conductive material, a circulating current flows between the main shaft 15, the front casing 3 and the rear casing 4 due to the magnetic flux generated from the magnetic pole 1 when the coil is energized. Therefore, in this case, the main shaft 15, the front casing 3, and the rear casing 4
It is good to arrange an electrical insulating material between any of the above. In the example of FIG. 6, an insulator 16 is disposed between the magnetic pole 1 and the rear casing 4.

【0039】さて、本考案は、基本的には電磁石の磁極
を4つ以上の偶数個有するものであるから、それ以外の
構成、例えばピストンの支持等についてはいかなる形式
のものであっても良い。すなわち、前記実施例では、ピ
ストン6は中空の主軸5又は主軸15により摺動自在に
支持されるものとして説明したが、該主軸を設ける代わ
りに、例えばピストンの後部外周部を摺動自在に支持
し、該支持部とシリンダ3Aとで、ピストンの前部及び
後部を支持する形式のものであっても良い。
Since the present invention basically has an even number of four or more magnetic poles of the electromagnet, any other structure, for example, support of the piston, may be of any type. . That is, in the above embodiment, the piston 6 is described as being slidably supported by the hollow main shaft 5 or the main shaft 15, but instead of providing the main shaft, for example, the rear outer peripheral portion of the piston is slidably supported. Alternatively, the support portion and the cylinder 3A may support the front and rear portions of the piston.

【0040】また、中空主軸を用いてピストン6を支持
しケーシング内部を冷却する場合には、圧力室からの流
体吐出時に該流体をケーシング内に導入し、冷却を行う
ようにしても良い。この場合、ケーシング内に導入され
た流体は、中空主軸を介して外部に排出される。
When the piston 6 is supported by using the hollow main shaft to cool the inside of the casing, the fluid may be introduced into the casing when the fluid is discharged from the pressure chamber to perform cooling. In this case, the fluid introduced into the casing is discharged to the outside via the hollow main shaft.

【0041】[0041]

【考案の効果】(1) 請求項1記載の電磁往復動式ポンプ
によれば、アーマチュアの内径を大きくすることができ
るので、アーマチュアが軽量化される。磁極の数は従来
のものに比較して多いが、その断面積は、従来のそれよ
りも小さくて良いので、磁極全体の重量は、従来のもの
とあまり変わらない。したがって、当該電磁往復動式ポ
ンプの重量が軽減される。逆に重量を同一とすれば、大
容量のポンプを構成することができる。
Advantages of the Invention (1) According to the electromagnetic reciprocating pump of the first aspect, the inner diameter of the armature can be increased, so that the weight of the armature is reduced. Although the number of magnetic poles is larger than that of the conventional magnetic pole, the cross-sectional area may be smaller than that of the conventional magnetic pole, so that the weight of the entire magnetic pole is not much different from that of the conventional magnetic pole. Therefore, the weight of the electromagnetic reciprocating pump is reduced. Conversely, if the weight is the same, a large capacity pump can be configured.

【0042】また、電磁石の極数が増加することによ
り、アーマチュアに対する吸引力が分散され、ピストン
が偏磨耗しにくくなる。この結果、ピストンが長寿命化
する。
Further, by increasing the number of poles of the electromagnet, the attraction to the armature is dispersed, and the piston is less likely to be unevenly worn. As a result, the life of the piston is extended.

【0043】(2) 請求項2記載の電磁往復動式ポンプに
おいては、アーマチュアの内壁からピストンの内壁まで
の厚みを比較的大きく設定することができ、該ピストン
の強度を十分に得ることができる。
(2) In the electromagnetic reciprocating pump according to the second aspect, the thickness from the inner wall of the armature to the inner wall of the piston can be set relatively large, and the strength of the piston can be sufficiently obtained. .

【0044】また、前記ピストンを支持する中空主軸の
直径も大きくすることができ、該主軸の強度も十分とな
る。さらに、前記中空主軸の内径も大きくなるので、該
主軸内を介して当該ポンプのケーシング内に流入される
流体流量も増加し、該ポンプの冷却効率が増加する。
Further, the diameter of the hollow main shaft supporting the piston can be increased, and the strength of the main shaft becomes sufficient. Further, since the inner diameter of the hollow main shaft also increases, the flow rate of fluid flowing into the casing of the pump through the main shaft increases, and the cooling efficiency of the pump increases.

【0045】さらにまた、前記ピストン及び主軸間に配
置される滑り軸受の荷重値が適正となるように設計がで
き、該軸受の磨耗も減少され、高寿命化に貢献できる。
Furthermore, it is possible to design so that the load value of the slide bearing disposed between the piston and the main shaft is appropriate, and wear of the bearing is reduced, which contributes to a longer life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本考案の一実施例によるフィールドコア及び
アーマチュアの側面図である。
FIG. 1 is a side view of a field core and an armature according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本考案の一実施例の横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例の電気回路の一例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an electric circuit according to an embodiment of the present invention.

【図4】 4つの磁極のうちの2つをフィールドコアの
枠から着脱可能に構成した場合の、該フィールドコアの
側面図である。
FIG. 4 is a side view of the field core when two of the four magnetic poles are configured to be detachable from a frame of the field core.

【図5】 コイルを錐体状に巻回するためのボビンの形
状を示すための図であり、該ボビン及びフィールドコア
の側面図である。
FIG. 5 is a diagram showing a shape of a bobbin for winding a coil in a conical shape, and is a side view of the bobbin and a field core.

【図6】 本考案の他の実施例の横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

【図7】 磁極を2つ有する従来のフィールドコア及び
アーマチュアの側面図である。
FIG. 7 is a side view of a conventional field core and armature having two magnetic poles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…磁極、2,2A〜2E…コイル、3…前部ケーシン
グ、4…後部ケーシング、5,15…主軸、5A…流体
通路、5B,15B…後端開口、5F,15F…前端開
口、6…ピストン、8…アーマチュア、9…圧縮コイル
ばね、85,86,87…ボビン、100,200…フ
ィールドコア、201…枠、202…磁極、203…磁
極、203A…凸部、204…凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic pole, 2, 2A-2E ... Coil, 3 ... Front casing, 4 ... Rear casing, 5, 15 ... Main shaft, 5A ... Fluid passage, 5B, 15B ... Rear end opening, 5F, 15F ... Front end opening, 6 ... Piston, 8 ... Armature, 9 ... Compression coil spring, 85, 86, 87 ... Bobbin, 100, 200 ... Field core, 201 ... Frame, 202 ... Magnetic pole, 203 ... Magnetic pole, 203A ... Convex part, 204 ... Concave part

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04B 35/04Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F04B 35/04

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 シリンダを備えたケーシングと、 その一端にピストンヘッドを有し、該ピストンヘッドが
前記シリンダ内で往復動可能となるように、前記ケーシ
ング内に配置されたピストンと、 前記ピストンに固定されたアーマチュアと、 前記ピストン及びケーシング間に配置され、該ピストン
を一方向に偏倚させるばね手段と、 前記アーマチュアを、前記ばね手段による偏倚力と逆方
向に吸引するように、前記ケーシング内に固定された電
磁石と、 前記シリンダ内壁及びピストンヘッドより成る圧力室に
設けられ、前記ピストンの往復動により、前記圧力室内
に流体を吸引し、そして吸引された流体を吐出するため
の、吸入口及び吸入弁、並びに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、 前記電磁石は、前記アーマチュアの外側に4以上の偶数
個の磁極を備え、かつ隣接する磁極間で、前記アーマチ
ュアを介して磁束が閉ループを形成するようにコイルが
巻回され、前記ケーシングは、少なくとも一端が固定された中空の
主軸を備え、該主軸には軸方向に貫通穴を備えた前記ピ
ストンが軸受を介して往復動可能に嵌合されており、該
ピストンが往復動するとき、前記中空の主軸を介して外
気が前記ケーシング内に流通し、前記軸受、電磁石ある
いはアーマチュア等を冷却した後前記吸入弁を介して圧
力室内に導入されるようにした ことを特徴とする電磁往
復動式ポンプ。
A casing having a cylinder, a piston head at one end thereof, a piston disposed in the casing such that the piston head can reciprocate in the cylinder, A fixed armature; spring means disposed between the piston and the casing for biasing the piston in one direction; and an armature which is inserted into the casing so as to suck the armature in a direction opposite to the biasing force of the spring means. A fixed electromagnet, provided in a pressure chamber formed by the cylinder inner wall and the piston head, sucks a fluid into the pressure chamber by reciprocating the piston, and discharges the sucked fluid. An electromagnetic reciprocating pump including a suction valve, a discharge port, and a discharge valve, wherein the electromagnet includes the armature. A coil is wound around the outside of the armature so as to form an even number of magnetic poles of four or more, and between adjacent magnetic poles, a magnetic flux forms a closed loop through the armature, and the casing has at least one end fixed. Hollow
A shaft having a through-hole in the axial direction.
The stone is fitted reciprocally via a bearing.
When the piston reciprocates, it moves out through the hollow main shaft.
Air flows through the casing, the bearings and the electromagnets
Or after cooling the armature, etc.
An electromagnetic reciprocating pump characterized by being introduced into a power chamber .
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