JP3192319U - 電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】分解組み立てを容易としながらも、更に組み立て容易性を高め、送水又は揚水の能力を高め、そして構成部品、特にシリンダ内で往復移動するピストンの製造を容易とした電磁ポンプを提供する。【解決手段】筒状に巻き回した電磁コイル２３を収容する筒状のコイル収容部材２０と、当該コイル収容部材の内部空間内に、軸方向に移動自在に収容したピストン部材とを備える電磁ポンプ５０であって、前記ピストン部材には、吸入開口１００から吐出開口２００に向かって流体を通す第三逆止弁１３を設け、当該ピストン部材は、柱状のピストン本体１１と、当該ピストン本体の側面を覆うピストンケース１４とで構成すると共に、当該ピストン本体の側面には、長さ方向に連続する溝部を形成し、当該溝部とピストンケースとの間に存在する空間を流体の流路とした電磁ポンプ。【選択図】図１

Description

本考案は、揚水又は送水のために使用される電磁ポンプに関し、特にシリンダー内でピストンを往復移動させることにより揚水・送水を行う電磁ポンプに関する。

土壌汚染調査や地下水環境調査を行う場合には、調査対象となる土壌や地下水を取得する為に、土壌を掘削し、土壌中の水（地下水など）を汲み取る事が行われている。また、河川や湖沼等の水質検査を行う場合にも、水面付近の水のみならず、深層域の水を取得する事も行われている。

そして、このような地下水や深層域の水を取得する為に、従前において様々なポンプが利用されている。そのようなポンプの１つとして、磁力を利用してシリンダー内のピストンを往復運動させるように構成したポンプも提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００４−１８３６３８号公報）では、シリンダー、シリンダーキャップ、逆流防止手段を有する吸入口、逆流防止手段を有する吐出口、振動子、シリンダーの両端に装着された電磁石を備え、両端の電磁石に同一方向の交流電流を印加することにより、振動子が高速で往復運動を開始して、振動子の中空部にある非磁性球体の加速度方向も交互に反転し、振動子が吸入口に向かう時には、ピン状ストッパー側に移動して、流体をロート口より吐出口側に導引し、振動子が吐出口に向かう時には非磁性球体がロート口を塞ぐことにより流体に吐出圧力をかけ、ライナーに設けられた複数の溝によって、あえて完全なシールをおこなわず、一往復あたりの吐出効率よりも、高速な連続吐出を重視して、吐出圧力の平準化を図った電磁振動ポンプが提案されている。

また、本願出願人は、特許文献２（特開２０１１−４７３３９号公報）において、土砂や汚泥が詰まった場合でも、此れを容易に取り除く事ができ、また採取地点ごとに、ポンプで流動体を汲み上げる際に、当該流動体が接触する領域の大部分を簡易に交換したり、或いは簡易に清掃する事のできる電磁ポンプを提案している。即ちこの文献では、中空筒状に形成された筒状部材と、当該筒状部材の周方向に巻き回されて電磁石として機能する電磁コイルと、当該筒状部材の中空部を軸方向に摺動自在に内装された磁性を有するピストン部材とからなり、前記筒状部材の軸方向端部の少なくとも何れか一方には第一逆止弁が設けられており、前記ピストン部材は摺動方向に沿う向きに貫通する貫通孔と、当該貫通孔に設けられる第二逆止弁を具備する電磁ポンプを提案している。

特開２００４−１８３６３８号公報 特開２０１１−４７３３９号公報

上記特許文献２にかかる電磁ポンプによれば、ポンプを構成する部品の交換乃至は洗浄を簡易に行う事ができ、その結果、地下水、深層域の水、或いは工業用液状油脂類などの液体や、し尿、汚泥、その他の流動体を汲み上げて、これを検査する際の正確性を担保することができるものとなっている。

しかしながら、当該電磁ポンプの組み立て容易性や、出力を高める事について、さらに改良する事が望ましい。そこで本考案では、分解組み立てを容易としながらも、更に組み立て容易性を高め、送水又は揚水の能力を高め、そして構成部品、特にシリンダ内で往復移動するピストンの製造を容易とした電磁ポンプを提供することを課題とする。

上記の課題を解決する為に、本考案では電磁ポンプであって、実際に水や、その他の流動体に接触する部分の大部分を、簡易に交換および洗浄することのできるようにした電磁ポンプを提供する。

即ち、本考案では、筒状に巻き回した電磁コイルを収容する筒状のコイル収容部材と、当該コイル収容部材の中空部内に、軸方向に移動自在に収容したピストン部材とを備え、前記コイル収容部材は、当該コイル収容部材の内部空間の何れか一方側開口を吸入開口とすると共に、他方を吐出開口としており、当該吸入開口には、前記コイル収容部材の内部空間に流体を通す第一逆止弁を設けると共に、前記吐出開口には、コイル収容部材の内部空間からの流体を通す第二逆止弁を設けており、前記ピストン部材には、吸入開口から吐出開口に向かって流体を通す第三逆止弁を設け、当該ピストン部材は、柱状のピストン本体と、当該ピストン本体の側面を覆うピストンケースとで構成すると共に、当該ピストン本体の側面には、長さ方向に連続する溝部を形成し、当該溝部とピストンケースとの間に存在する空間を流体の流路とした電磁ポンプを提供する。

係る電磁ポンプでは、前記ピストン部材は鉄などの磁性材料で形成することができ、そしてコイル収容部材に収容されるコイルは電磁石として機能する。したがって、当該ピストン部材は電磁石によってコイル収容部材における内部空間を軸方向に往復移動し、前記第一および第二の逆止弁により、水などの流動体をくみ上げたり移送させたりすることができる。

上記ピストン部材は、柱状のピストン本体と、当該ピストン本体の側面を覆うピストンケースとで構成する。この時、当該ピストン本体の側面には、長さ方向に連続する溝部を形成していることから、当該溝部とピストンケースとの間には溝部をピストンケースで蓋をした状態の空間が確保される。そこでこの空間を、当該ピストン部材における吸入開口側に存在する液体を吐出開口側に移送する際の流路として使用することができる。当然に、当該ピストン部材に、長さ方向に貫通する開口を穿孔して、これを流路として使用する事もできる。しかしながら、前記の様に側面に長さ方向に沿う溝を形成した柱状のピストン本体と、当該側面を覆うように配置したピストンケースとで形成する事により、当該流路を簡易に形成することができる。なお、前記ピストン本体は全体略円柱状に形成し、その周面に長さ方向に沿う向きの溝を形成することができる。この時、前記ピストンケースは、当該ピストン本体が挿入される大きさの孔部を有する円筒状に形成することができる。そしてピストンケースとピストン本体とは、径方向に差し込まれたスプリングピンやネジなどで一体化する事が望ましい。

而して、前記ピストンケースは、ピストン本体を収容するピストン本体収容領域を備えて形成することができる。更に、このピストンケースは、当該ピストン本体収容領域まで貫通すると共に、前記コイル収容部材側に開口する第三の逆止弁収容領域を備えることができる。そして、このコイル収容部材側に開口する第三逆止弁収容領域には第三逆止弁を収容する。かかる第三の逆止弁は、第三の逆止弁収容領域に設けられた筒状のキャップによって保持する事が望ましい。これにより当該第三逆止弁を着脱自在にすることができ、メンテナンスなどにおける交換を容易に実施できる為である。

上記コイル収容部材は、鉄などの磁性材料で形成する事もできるが、望ましくは樹脂やセラミックス、ステンレス、アルミニウム、銅、真鍮などの非磁性材料で形成する。かかるコイル収容部材は、筒状であれば良く、円筒状である他、三角筒形状、四角筒形状、その他の多角形形状等、様々な筒体形状に形成することができる。但し、ピストン部材との間における隙間を生じさせないようにする為に、或いは製造容易性を高める為には、円筒形状に形成するのが望ましい。

前記コイル収容部材の製造に際しては、筐体となる筒状部材を用意し、これに電磁コイルを巻いて形成することができる。この時、当該コイルが巻かれている領域は、密閉された空間として形成することができる。そして、当該コイル収容部材の内部空間にピストン部材を収容し、当該内部空間内における液体が流れる方向の出口側に吐出開口を設け、内部空間内に液体が入り込む方向の入口側に吸入開口を設ける。これら吐出開口や吸入開口は、各開口を構成する部材をコイル収容部材に対して羅着、ボルト止め、或いは嵌め込むことにより、着脱自在に形成する事が望ましい。

また、各開口には、流体の流れを吸入開口から吐出開口に規制する逆止弁を着脱自在に設ける。このように形成する事により、当該電磁ポンプは、コイル収容部材、ピストン部材、吸入開口形成部材、吐出開口形成部材、各逆止弁に分解することができる。よって、当該電磁ポンプを簡易に分解し、また組み立てる事ができる。これにより、使用において、流体の流路部分に土砂や汚泥が詰まった場合でも、容易に此れを取り除く事のできる電磁ポンプ、および当該流動体が接触する領域の大部分を簡易に交換したり、或いは簡易に清掃したりする事のできる電磁ポンプが実現する。

前記電磁コイルは、前記コイル収容部材の筐体となる筒状部材に巻いてコイル収容部材を形成することができる。その際、例えば前記筒状部材は、周方向に沿って存在する（外部から液密に区画された）空隙部を具備するものとして形成し、この空隙部内に前記電磁コイルを巻き回すことが望ましい。筒状部材に周方向に沿う空隙部を形成する為には、例えば当該筒状部材を二層構造とし、内側に存在する内筒と外側に存在する外筒との間を当該空隙部とすることができる。この場合、前記電磁コイルは内筒の外周面に巻き回すことができる。

また、本考案に係る電磁ポンプにおいて、前記第一逆止弁は、コイル収容部材の内部空間に対して流体が流入する側に設けられ、前記第二逆止弁は、コイル収容部材の内部空間から流体が流出する側に設けられる。何れの逆止弁も当該内部空間内か或いはこの中空部と連通する空間（流動体の流路）内に設けられる。第一逆止弁は、内部空間内に流入した液体が吸入開口から出てしまうのを阻止する為に機能し、第二逆止弁は、ピストン部材の往復移動によって流動体を輸送する際に、送り出した流動体が再びポンプ内、特に筒状部材内に入り込むのを阻止する為に機能する。よって、これら二つの逆止弁により、送り出した流動体の逆流を阻止して、効率よく流動体を送り出す事ができる。

かかる逆止弁は、ポペット式逆止弁、スイング式逆止弁、ウエハー式逆止弁、リフト式逆止弁、ボール式逆止弁、フート式逆止弁の何れでも良い。これら何れの逆止弁を使用するかは、設置場所の広さや、移送する流体の粘度などを考慮して適宜選択されればよい。但し、分解および組み立ての容易性、ならびに清掃作業の容易性を考慮したものであることが望ましい。

また当該逆止弁は、電磁ポンプにおける流動体の吸入側及び／又は吐出側の両方に設けられるのが望ましいが、当該電磁ポンプにおける流動体の送り出し側（即ち「吐出開口側」）にのみ設置されても良い。即ち、コイル収容部材の内部空間における軸方向の端部に流動体を吐出させる為の開口を設ける場合、この開口部分にだけ逆止弁を設けても良い。

以上の様にして電磁コイルを収容したコイル収容部材の内部空間にピストン部材を内挿し、電磁コイルに通電すれば当該電磁コイルで発生する磁力によってピストン部材が往復運動を行うことになる。そこで当該ピストン部材の移動範囲を規制する為に、前記コイル収容部材の内部空間内の吐出開口側には、前記ピストン部材の前進方向の移動を規制する抑え部材を設ける事が望ましい。この時、ピストン部材の往復移動によって送り出される液体を、吐出開口側に案内する為の通路が、当該抑え部材に貫通して設けられる必要がある。

また、前記ピストン部材が、電磁コイルに通電することにより吐出開口に向かう側に移動するように構成されている場合、前記ピストン部材は、弾性部材によって吸入開口側に付勢されている事が望ましい。電磁ポンプの動作時における向き次第では、電磁コイルに対する通電を停止する事により、当該ピストン部材は自重によって戻る事も考えられるが、当該電磁ポンプの向きを考慮することなく、かつ迅速に往復運動を実現するためには、当該ピストン部材は、電磁コイルに発生する磁力で移動する方向とは反対側に、バネやゴムなどの弾性部材によって付勢されている事が望ましい。

また上記本考案の電磁ポンプにおいて、コイル収容部材の内部空間内に流動体を導入する吸入開口側には、着脱自在なフィルターを設ける事も望ましい。この着脱自在なフィルターを設ける事により、湖沼や河川等の水を汲み上げ場合に、土砂やゴミなどがポンプ内に流入してしまうのを阻止することができる。土砂やゴミが流入してしまうと、逆止弁の機能に支障を来たしたり、あるいはポンプを詰まらせたりするおそれがあるため、当該フィルターを設置するのは望ましい。かかるフィルターは、筒状部材の一端部側に、螺着、係合、嵌合等により着脱自在に設けられることが望ましい。当該電磁ポンプの分解／修理を容易に行うことができるようにする為である。

かかる電磁ポンプで揚水を行う為には、電磁コイルに対して電流を供給し、当該コイル内に磁界を生じさせる必要がある。そして電流の向きを一定の間隔で反転させるか、或いは任意に設定した周期で電流を断続的に供給することで、筒状に巻いたコイルの内側を通る磁界の向きが反転するか或いは磁界が無くなる。これにより当該磁界内に存在する、磁性体材料で形成されたピストン部材を軸方向に往復移動させることができる。この往復移動によりピストン部材は筒状部材内の流動体を移動させ、かつ第一及び第二逆止弁により流動体を一定の方向に移動させることができる。

よって、上記本考案に係る電磁ポンプを使用する際には、電磁コイルに対して、任意に設定した周期で電流を逆向きに変え（反転させ）るか、或いは任意に設定した周期で電流を断続的に供給するコントローラを使用する。特に本考案では、上記電磁ポンプに、当該電力を供給するコントローラとを組み合わせた電磁ポンプシステムとして提供することもでき、当該コントローラとしては、電磁コイルに供給する電力量および電流の向きの反転周期を任意に調整可能なものが使用される。

かかるコントローラに供給する電力としては、摺動するピストン部材のストロークや質量等にもよるが、作業場所への運搬時の利便性を考慮して、１２Ｖや１００Ｖの電源である事が望ましい。また当該コントローラは、電磁ポンプに要求される揚程に応じて、電磁石によって発生する磁力をコントロールする事ができるように、当該電磁石に対して供給する電力をも調整可能に形成されていることが望ましい。

更に、上記本考案の電磁ポンプでは、汲み上げられる流動体の量や、揚程、或いは汲み上げる流動体の流動性などに応じて、ピストン部材の摺動幅（即ちストローク）を調整可能に形成される事が望ましい。これを実現するには、前記コイル収容部材の長さ（特に内部空間の容積）を変えたり、当該内部空間内に、ピストン部材の移動幅を規制する詰め物または突起物を設ける等により、ピストン部材の往復移動する範囲（ストローク長）を調整する事ができる。

而して上記本考案に係る電磁ポンプでは、前記筒状部材に、前記ピストン部材の摺動幅を規制する支持部を設ける事が望ましい。また上記電磁ポンプにおいては、その重力（質量）の中心が、吸込開口側に偏っている事が望ましい。このように吸入側に存在する部材の質量を大きくする事で、水等の流動体内に当該電磁ポンプを投入した場合であっても、自ずと吸入側が下に存在し、下から上に向けて当該流動体を汲み上げる事ができる為である。

更に、前記前記コイル収容部材の内部空間に収容されたピストン部材は、その軸方向長さの中心が、前記コイル収容部材の内部空間の長さ方向中心よりも吸入開口側に偏在している事が望ましい。電磁コイルによって発生する磁力を最大限活用し、当該ピストン部材が吐出開口側に向かって移動する時の力を最大限高める為である。

以上のように構成した本考案に係る電磁ポンプによれば、流体を汲み上げる時や流体を移送する時に、当該流動体が接する部分を簡易に分解して、交換または洗浄することができることから、土砂や汚泥が詰まった場合でも、容易に此れを取り除く事のできる電磁ポンプとなる。

よって、例えば、水質検査や地質検査を目的として地下水や深層域の水を汲み取る場合に、水中に土砂や汚泥などが混ざり込んでいても、ポンプ内に当該土砂や汚泥が入り込んだ時に簡易に分解して、清掃または交換する事ができるから、その作業に供する多大な労力や時間を削減する事ができる。

また、地下水、深層域の水、或いは工業用液状油脂類などの液体や、し尿、汚泥、その他の流動体を汲み上げて、これを検査する場合であっても、これ等流動体が接する部分、特に筒状部材を簡易に交換、清掃することができる。よって、採取地点ごとに、当該流動体が接触する領域の大部分を簡易に交換または清掃する事ができ、より正確な検査結果を得る事のできる電磁ポンプが提供される。しかも、コイル収容部材の内部空間の容積を変更するなど、ピストン部材の摺動幅を調整自在に形成すれば、汲み上げる流動体の粘度、質量、或いは汲み上げる高さなどにより、最適な揚力を得る事ができる。

更に、本考案にかかる電磁ポンプにおいて、ピストン部材は、柱状であって側面には長さ方向に連続する溝部が形成されたピストン本体と、当該ピストン本体の側面を覆うピストンケースとで構成している。その結果、当該溝部はピストンケースの内周面で閉じられて、ピストン本体の長さ方向に貫通する空間が形成される。この貫通する空間は、吸入開口側の流体を吐出開口側に案内する為の流路として機能する事から、当該流体の流路を簡易に形成することのできる電磁ポンプが提供される。

更に、上記の様にしてピストン部材に形成される流路は、柱状に形成したピストン本体の側面（長さ方向に沿う側面）に溝を形成し、これをピストンケースで閉じる事に形成されるものであることから、長い流路であっても困難なく形成することができる。そのため、当該ピストン部材の軸方向長さを長く形成することができる。そして当該ピストン部材が往復運動するときの力は電磁コイルで発生した磁力によるものであることから、当該ピストン部材を長く形成することにより、電磁コイルによって生じた磁力によって力強く動作することができる。よって、本考案により、分解組み立てを容易としながらも、更に組み立て容易性を高め、送水又は揚水の能力を高め、そして構成部品、特にシリンダ内で往復移動するピストンの製造を容易とした電磁ポンプが提供される。

本実施の形態に係る電磁ポンプの長さ方向に沿う向きの縦断面図 図１に示した電磁ポンプに使用されているピストン部材を示す（Ａ）分解縦断面図、（Ｂ）縦断面図 図２に示したピストン部材のＸ−Ｘ横断面矢視図 電磁ポンプの動作状態を示す、（Ａ）吐出状態における縦断面図、（Ｂ）吸込状態における縦断面図

以下、図面に基づいて本考案に係る電磁ポンプ50の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態に係る電磁ポンプ50の長さ方向に沿う向きの縦断面図であり、図２は本実施の形態における電磁ポンプ50に使用されているピストン部材10を示す（Ａ）分解縦断面図、（Ｂ）縦断面図であり、図３は本実施の形態にかかる図２に示したピストン部材10のＸ−Ｘ横断面矢視図、図４は電磁ポンプ50の動作状態を示す、（Ａ）吐出状態における縦断面図、（Ｂ）吸込状態における縦断面図である。

この実施の形態にかかる電磁ポンプ50は、特に地下水などの揚水を行うものとして形成されており、各図において下方に存在する吸入開口100から水を吸い込んで、上方に排出する吐出開口200から水を吐出するように構成されている。

図１を参照しながら、この実施の形態にかかる電磁ポンプ50の構成を説明する。この電磁ポンプ50は、電磁コイル23を収容する筒状のコイル収容部材20と、このコイル収容部材20における内部空間25に収容されたピストン部材10と、当該コイル収容部材20における吸入開口100側に存在する吸入口部材40と、当該コイル収容部材20における吐出開口200側に存在する吐出口部材30とで構成されている。

そしてコイル収容部材20は、樹脂やセラミックス等の非磁性材料を用いて形成された円筒状の外筒フレーム21と、この外筒フレーム21内に収容されて、内部にピストン部材を収容する為の内部空間25を形成する、同じく非磁性材料で形成された円筒状の内筒フレーム22とにより形成されている。特に本実施の形態では、当該内筒フレーム22の軸方向両側には、外向きフランジ部が形成されており、当該外向きフランジ部は外筒フレーム21の内周面に嵌入される大きさに形成されている。その結果、当該内筒フレーム22の外周面と、フランジ部と、外筒フレーム21の内周面とによって、前記電磁コイル23が収容される領域を区画している。そして、当該内筒フレーム22の外周面には、周方向に電磁コイル23が巻き回されていることから、当該電磁コイル23にリード線29により電気を供給する事により、円筒状に形成された内筒フレーの内部空間25の内には磁界が発生する。

また、当該外筒フレーム21の軸方向端部、より具体的には、前記外向きフランジの外側には、当該内筒フレーム22を保持する端部フレーム26が設けられる。この端部フレーム26は、前記外筒フレーム21に対して液密に接合することができる。

そして前記端部フレーム26の内、吸入開口100側（図面の下側）には、吸入口部材40が取り付けられる。この吸入口部材40は、全体として外向きフランジ部を有する筒状に形成されており、前記端部フレーム26に対してボルト止めされる第一吸入口部材41と、当該第一吸入口部材41において、下方に延出する外ネジ部に羅着する第二吸入口部材42と、第一吸入口部材41と第二吸入口部材42間に保持された第一逆止弁43とで構成されている。特に、当該第一逆止弁43を、羅着によって連結される第一吸入口部材41と第二吸入口部材42間に保持していることから、両者の羅着を解除する事により、簡易に交換する事が可能になっている。

一方で、前記端部フレーム26の内、吐出開口200側（図面の下側）には、吐出口部材30が取り付けられる。この吐出口部材30も大凡筒状であって、端部フレーム26に取り付けられる外向きフランジ部を備えて構成されている。より具体的には、当該吐出口部材30は、端部フレーム26に取り付けられる外向きフランジ部を備える第一吐出口部材31と、当該第一吐出口部材31に形成された内ネジ部に螺合する第二吐出口部材32とで構成されており、両者の間には、第二逆止弁33が保持されている。なお、この第二吐出口部材32において、当該電磁ポンプ50で送り出される水の出口側は円筒状に突出しており、その外径は規格化されたビニールホース等に嵌入できる大きさに形成されているのが望ましい。

特に、この実施の形態において、前記吐出開口200側の端部フレーム26が存在する部分には、前記ピストン部材10の前進方向の移動を規制する抑え部材27が設けられている。この抑え部材27におけるピストン部材10に向き合う面は、前記ピストン部材10の先端側形状を受容可能な形状に形成されている。本実施の形態において、前記ピストン部材10の先端側は、円錐台形状に形成されている事から、当該抑え部材27の下面は、円錐台形状に窪んだ形状に形成されている。また、この抑え部材27には、１又は２以上の軸方向に貫通する水路12が形成されている。よって、前記ピストン部材10の往復移動によって押し出される水は、この水路12を通って吐出口部材30側に移動することができる。

また、この実施の形態において、ピストン部材10は、吸入口部材40の内部に設けられた弾性部材としてのスプリング44によって、吸入開口100側に付勢されている。当該スプリング44によって、ピストン部材10を吸入口部材40側（下側）に付勢する事によって、電磁コイル23で発生した磁力によって吐出口部材30側に移動したピストン部材10の戻りを早めることができる。その結果、効率的な揚水動作（ポンピング動作）を実現することができる。

図２は、本実施の形態にかかる電磁ポンプ50に使用されているピストン部材10を示す縦断面図である。この図２において、（Ａ）は分解縦断面図を、（Ｂ）は組み立てた状態の縦断面図をそれぞれ示している。この図に示す様に、この電磁ポンプ50に使用しているピストン部材10は、先端側を円錐台形状に形成した長尺な円筒状のピストン本体11と、このピストン本体11を収容して当該ピストン本体11の周面を覆う略円筒形状のピストンケース14と、このピストンケース14の内側であって、ピストン本体11の下方に収容された第三逆止弁13と、ピストンケース14の下端側に羅着されて、当該第三逆止弁13を保持するキャップ部材17とで構成している。特に本実施の形態において、ピストン本体11は、磁性材料として鉄を用いて形成し、更にニッケルメッキを施すことにより、摩擦抵抗を減じ、且つ腐食を防止することができる。

更に図３は当該ピストン部材10のＸ−Ｘ横断面矢視図であり、この図を参照すれば明らかなとおり、前記ピストン本体11は、周面に長さ方向に沿う向きの溝（図面では「Ｖ」字状であるが、これに限られない）が複数形成されている。そしてこのピストン本体11は、円筒状に形成したピストンケース14の内部空間25の内側に挿入され、両者は径方向に差し込まれたスプリングピン16によって一体化されている。その結果、ピストン本体11の周面に形成された溝とピストンケース14の内面との間には、ピストン部材10の長さ方向に貫通する孔が形成され、この孔の空間が移送する水の水路12として機能する。

一方、前記ピストンケース14の下方側、即ちピストン本体11が挿入されているピストン本体収容領域15よりも吸入開口100側は、段状に形成されており、当該段状に形成された部分には、このピストン部材10の下方から上方に向かってのみ水を通すように構成された第三逆止弁13が収容されている。また、この第三逆止弁13が設けられた部分よりも下方側の領域には内ネジのネジ溝が設けられており、当該ネジ溝にキャップ部材17を羅着する事により、前記第三逆止弁13を固定している。したがって、このピストン部材10においても、キャップ部材17を取り外すことにより、当該第三逆止弁13を交換することができる。

以上のように構成したピストン部材10は、前記コイル収容部材20の内筒フレーム22の内側に区画された内部空間25の内部に挿入される。この時、当該ピストン部材10、特にピストン本体11の長さ方向中心は、電磁コイル23に通電していない状態においては、内筒フレーム22に巻き回した電磁コイル23の軸心方向の中心よりも下方（吸入開口100側）に存在する。これにより、電磁コイル23に通電させた状態では、筒状に巻いた電磁コイル23の内部に発生した磁界によって、前記ピストン部材10が吐出開口200側に移動する際にも、より力強く移動することができる。特に、本実施の形態に示す様に、ピストン部材10に貫通して設けられる流路は、円柱状に形成したピストン本体11の周面に溝を形成し、これをピストンケース14で覆う事により形成している。したがって、当該ピストン部材10の軸心長が長い場合であっても、長さ方向に貫通する流路を困難なく形成することができる。その結果、当該ピストン部材10、特にピストン本体11の長さを長く形成することができ、電磁コイル23で生じた磁力を最大限有効に活用し、揚水時の送水力を高めることができる。

そして、本実施の形態にかかる電磁ポンプ50においては、特に前記電磁コイル23の温度上昇を監視するためのサーマルプロテクター24を設置している。具体的には、前記内筒フレーム22に巻き回された電磁コイル23に接するようにして、サーマルプロテクター24を設置する。これにより、当該電磁ポンプ50の作動に際して電磁コイル23の温度が上昇した場合には、当該サーマルプロテクターによって通電が遮断され、当該電磁ポンプ50の破損を未然に阻止することができる。これは、例えば揚水する水が無くなった場合には、当該電磁ポンプ50は空運転となってしまい、その結果、電磁コイル23の温度が上昇して破損してしまう事になる。この点、サーマルプロテクター24を設置する事により、当該電磁コイル23の温度が上昇を監視しており、結果として揚水する水の枯渇や空運転を無くしている。即ち、揚水する水が無くなった時には、液量センサーなどを設置しなくとも自動的に停止する電磁ポンプ50が実現している。

また、各図において、符号52はＯ−リングを示しており、此れが設置されている部分に対するシールを実現している。かかるＯ−リング52の存在により、電磁コイル23が収容されている空間の液密性が確保されている。なおコイル収容部材20から引き出しているリード線44についても、引き出し部分が液密に保たれている。

以上のように構成した電磁ポンプ50には、図示しないが、電磁コイル23に対して電気を供給するコントローラーが接続される。当該コントローラーは、リード線29を介して電磁コイル23に対して電力を供給し、この電力の供給によって、電磁コイル23にはファラデーの法則におけるローレンツ力が発生し、磁性材料からなるピストン部材10を長さ方向に往復移動させ、揚水を行うことができる。

即ち本実施の形態において、電磁コイル23に供給する電流の向きを所定の周期で反転させるか、或いはピストン部材10が上方に移動する一定の向きの電流を所定の周期で流すことにより、当該ピストン部材10は長さ方向に往復移動し、揚水の為のポンピング動作を行うことができる。なお、一定の向きの電流を所定の周期で電磁コイル23に供給してピストン部材10を上向きに移動させる場合、当該ピストン部材10の下降は電流の供給を止めた時に、その自重により自然落下することになるが、本実施の形態では、この落下速度を速める為に、前記弾性材料としてスプリング44を使用している。その結果、迅速な往復運動を実現することができる。

そして、このような汲み上げ動作を断続的に行う為に、当該コントローラーは、一定の周期で、電磁コイル23に対して所定の電力を供給することが必要であり、望ましくは供給する電力量や、電流の向きの変更周期を調整できるように構成される。また、電磁コイル23の巻数はファラデーの法則により、ピストン部材10の移動に必要となるローレンツ力を考慮した上で決定することができる。

特にこの実施の形態においては、電磁コイル23は、ポンピング動作において動かない内筒フレーム22に巻いて設置していることから、電源供給の為の配線の困難性を解消する事ができる。

以上のように構成した電磁ポンプ50は、電磁コイル23に対する通電により揚水動作を行う事ができる。図４は電磁ポンプ50の動作状態を示す、（Ａ）吐出状態における縦断面図、（Ｂ）吸込状態における縦断面図である。この図に示す様に、電磁コイル23に通電した状態では、磁性材料からなるピストン部材10は、吐出開口200側に移動して、前記抑え部材27に当たる。この時、ピストン部材10が備える第三逆止弁13は閉じた状態となっていることから、ピストン部材10を貫通する流路は閉じた状態となる。その結果、ピストン部材10の上方の空間に存在する水は、当該抑え部材27に形成された孔部28を通って吐出口部材30の内部空間に送られる。そして当該吐出口部材30の内部に存在する第一逆止弁43は開いた状態であることから、そのまま吐出開口200から排出される。また、ピストン部材10が吐出口部材30側に向かっている状態においては、吸入口部材40に設けられた第一逆止弁43は開いた状態となり、当該ピストン部材10の下方の空間内には、吸入開口100から水が流入する。

一方、電磁コイル23に対する通電を止めた状態、又は吐出時と逆向きの位相で電流を供給した場合には、前記ピストン部材10は吸入開口100側に移動する。この時,
吸入口部材40に設けられた第一逆止弁43は閉じ、ピストン部材10に設けられた第三逆止弁13は開いた状態となる。その結果、当該ピストン部材10の移動により、ピストン部材10の下方に存在する水は、ピストン部材10に設けられた流路を通って、ピストン部材10の先端側に移動する。その際、吐出口部材30に設けられた第二逆止弁33は閉じている事から、吐出開口200からコイル収容部材20の内部空間25内に水が逆流する恐れはない。したがって、電磁コイル23に対する通電により、ピストン部材10はコイル収容部材20内を軸方向に往復移動して、水の吸入、吐出の動作を繰り返すことができる。

特に、本実施の形態にかかる電磁ポンプ50は、ピストン部材10におけるピストン本体11は、その長さが直径の５倍以上、望ましくは８倍以上の長さであることが望ましく、コイル収容部材20の内部空間25内における摺動幅（ストローク）は、当該ピストン本体11の直径と同等か、それよりも僅かに短く形成することができる。この様に形成すれば、電磁コイル23で生じる磁力を最大限有効に利用して、効果的に揚水を行う事ができる。

本考案に係る電磁ポンプは、流動体の汲み上げ等の移送に際して、流動体が接する大部分を簡易に交換乃至は清掃する事ができることから、必ずしも清浄（すなわち、異物が混入していない状態）とは限らない場所における流動体の汲み上げ等に効果的に使用することができる。これにより、水質検査や地質検査などにおいて有効に使用することができる。

更に、ピストン部材の長さ方向に貫通する流路を簡易且つ長く形成ｓできる事から、ピストン部材自体の長さを長くすることができ、これにより力強い揚水乃至は送水を実施することができる。

10 ピストン部材
11 ピストン本体
12 ピストン部材の水路
13 第三逆止弁
14 ピストンケース
15 ピストン本体収容領域
16 スプリングピン
17 キャップ部材
20 コイル収容部材
21 外筒フレーム
22 内筒フレーム
23 電磁コイル
24 サーマルプロテクター
25 コイル収容部材の内部空間
26 端部フレーム
30 吐出口部材
31 第一吐出口部材
32 第二吐出口部材
33 第二逆止弁
40 吸入口部材
41 第一吸入口部材
42 第二吸入口部材
43 第一逆止弁
44 スプリング
50 電磁ポンプ
52 Ｏ-リング
100 吸入開口
200 吐出開口

Claims (4)

1. 筒状に巻き回した電磁コイルを収容する筒状のコイル収容部材と、当該コイル収容部材の内部空間内に、軸方向に移動自在に収容したピストン部材とを備え、
   前記コイル収容部材は、当該コイル収容部材の内部空間の何れか一方側開口を吸入開口とすると共に、他方を吐出開口としており、
   当該吸入開口には、前記コイル収容部材の内部空間に流体を通す第一逆止弁を設けると共に、前記吐出開口には、コイル収容部材の内部空間からの流体を通す第二逆止弁を設けており、
   前記ピストン部材には、吸入開口から吐出開口に向かって流体を通す第三逆止弁を設け、
   当該ピストン部材は、柱状のピストン本体と、当該ピストン本体の側面を覆うピストンケースとで構成すると共に、当該ピストン本体の側面には、長さ方向に連続する溝部を形成し、当該溝部とピストンケースとの間に存在する空間を流体の流路とした事を特徴とする、電磁ポンプ。
   
2. 前記ピストンケースは、ピストン本体を収容するピストン本体収容領域と、当該ピストン本体収容領域まで貫通すると共に、前記コイル収容部材側に開口する第三の逆止弁収容領域とを備え、
   前記コイル収容部材側に開口する第三逆止弁収容領域には第三逆止弁が収容されると共に、当該第三の逆止弁は、第三の逆止弁収容領域に設けられた筒状のキャップによって保持されている、請求項１に記載の電磁ポンプ。
   
3. 前記コイル収容部材の内部空間内の吐出開口側には、前記ピストン部材の前進方向の移動を規制する抑え部材が設けられており、当該抑え部材には、液体が通る流路が貫通しており、
   前記ピストン部材は、弾性部材によって吸入開口側に付勢されている、請求項１又は２に記載の電磁ポンプ。
   
4. 前記コイル収容部材の内部空間に収容されたピストン部材は、その軸方向長さの中心が、前記コイル収容部材の内部空間の長さ方向中心よりも吸入開口側に偏在している、請求項１〜３の何れか一項に記載の電磁ポンプ。