JP6931847B2 - 真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、配管内を真空引きするための真空ポンプに関するものである。

従来、様々な用途に合わせた真空ポンプがある。特開２００８−１８００９８号公報に開示されている真空ポンプは、エアコンの冷媒の配管等の真空引きを行う真空ポンプであって、ポンプを駆動させる電動機の電源である二次電池を着脱自在に取付可能な電池取付部を有している。これによって、当該真空ポンプは、商用電源から電源を取ることなく、二次電池、すなわちバッテリを利用することができるように形成されている。

特開２００８−１８００９８号公報

上記の真空ポンプによって行われる真空引きという作業は、エアコン用配管の内部へ冷媒を充填するため、当該配管内を真空状態にするものである。真空状態を作り出すことは急激に行うことができず、ある程度の時間をかけて行われる。
ここで、たとえば、一戸建て家屋等の施設にエアコンを一台〜二台を取り付ける場合、配管の長さは、短く済むので、上記の真空ポンプは、一つのバッテリで十分な余裕をもって真空引き作業を行うことができる。
しかしながら、たとえば、ビル等の施設は、上記の一戸建て家屋等の施設よりも大きく、当該施設にエアコンを取り付ける場合には、比較的配管の長さが長くなるので、真空引きの作業時間が長くなる。そのため、作業途中でバッテリ切れをおこすおそれがある。この作業途中のバッテリ切れという問題に対して、単にバッテリを大型化、大容量化した場合、その真空ポンプ専用のバッテリの汎用性が無く、また重く持ち運びに不便となり、かえって使い難くなるおそれがある。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、市販されている汎用バッテリを用いて、長時間安定して連続運転可能な真空ポンプを提供することである。

請求項１に記載の真空ポンプは、真空引きするための真空ポンプであって、
当該真空ポンプは、ポンプ本体と、
当該ポンプ本体を駆動するモータと、
当該モータに電源を供給し、複数個のバッテリを備えた電源部と、
から構成され、
複数個の前記バッテリのうち、選択した一の前記バッテリと前記モータとを電気的に接続する前記電源部に、
複数個の前記バッテリを着脱自在に取り付け可能なバッテリホルダを設け、
当該バッテリホルダと前記バッテリが相対する位置に、互いに双方向通信可能に形成されたホルダ側インターフェース部とバッテリ側インターフェース部を設け、
前記バッテリホルダに、切替制御手段とバッテリ残量検出手段を設けて、
前記切替制御手段は、一の前記バッテリのバッテリ残量が所定の閾値よりも少なくなったとき、
当該一の前記バッテリから、前記バッテリ残量が十分な他の前記バッテリへ切り替える制御を行い、
前記バッテリ残量検出手段は、前記バッテリ側インターフェース部から前記ホルダ側インターフェース部へ送信された前記バッテリのインピーダンスに係る測定データに基づいて、前記バッテリの前記バッテリ残量を検出するように構成して、
前記バッテリ残量検出手段が検出した一の前記バッテリの前記バッテリ残量が、前記閾値よりも少なくなったとき、
前記切替制御手段が、前記バッテリ残量の十分な他の前記バッテリへ自動的に切り替え、前記バッテリの前記バッテリ残量に応じて、前記モータと前記バッテリの電気的な接続を順次切り替えるように構成したことを特徴とする真空ポンプ。

請求項２に記載の真空ポンプは、請求項１に記載の発明において、前記バッテリ残量検出手段は、複数個の前記バッテリにそれぞれ相対する複数のバッテリ残量検出回路を有していることを特徴とする。

請求項３に記載の真空ポンプは、請求項１に記載の発明において、前記バッテリホルダは、複数個の前記バッテリがそれぞれ相対して取り付けられる複数のスロットを有していることを特徴とする。

請求項４に記載の真空ポンプは、請求項１に記載の発明において、前記バッテリホルダに、複数個の前記バッテリをそれぞれ前記モータへ電気的に接続する複数のスイッチを設け、
前記バッテリ残量検出手段が検出した前記バッテリの前記バッテリ残量に応じ、前記切替制御手段が前記各スイッチのオン・オフを制御して、
前記モータと前記バッテリの電気的な接続を順次切り替えるように構成したことを特徴とする。

請求項５に記載の真空ポンプは、請求項１に記載の発明において、前記電源部は、前記ポンプ本体、前記モータ、前記電源部のいずれかの動作状況を報知可能な報知部を有していることを特徴とする。

請求項６に記載の真空ポンプは、請求項５に記載の発明において、前記報知部は、前記動作状況を視覚的に報知する視覚的報知手段と、当該動作状況を聴覚的に報知する聴覚的報知手段のいずれか一方又は双方を有していることを特徴とする。

請求項７に記載の真空ポンプは、請求項６に記載の発明において、前記視覚的報知手段は、所定の点灯色で点灯又は所定の点滅パターンで明滅するＬＥＤランプを有していることを特徴とする。

請求項８に記載の真空ポンプは、請求項６に記載の発明において、前記聴覚的報知手段は、所定の警報音又は音声案内を出力可能なスピーカを有していることを特徴とする。

請求項９に記載の真空ポンプは、モータと、
吸気口と排気筒を備えたケーシングを有し、前記モータに駆動可能に構成されたポンプ本体と、
前記モータへ電源を供給可能な電源部とから構成され、
前記モータの一端側に配置された前記電源部から、前記モータへ前記電源が供給されたとき、
前記モータの他端側に配置された前記ポンプ本体を前記モータが駆動して、前記ポンプ本体の前記吸気口に接続された配管内の空気を前記排気筒から排出して、前記配管内を真空引きするための真空ポンプであって、
前記電源部に、バッテリを取り付け可能なバッテリホルダと、当該バッテリホルダに取り付けられた第１バッテリ及び第２バッテリを設け、
前記バッテリホルダに、所定の条件で前記第１バッテリから前記第２バッテリへ前記電源を切り替える切替手段と、前記第１バッテリが前記モータに接続されているときに点灯する第１ＬＥＤランプと、前記第２バッテリが前記モータに接続されているときに点灯する第２ＬＥＤランプと、電源スイッチとを設けて、
前記切替手段は、前記バッテリホルダへ共にバッテリ残量が十分な前記第１バッテリと前記第２バッテリが取り付けられているときに、前記電源スイッチを入れた場合、前記第１バッテリを前記モータへ接続し、
前記第１バッテリの前記バッテリ残量が所定の閾値よりも少なくなったとき、
前記第１バッテリと前記モータの接続を切断すると共にバッテリ残量の十分な前記第２バッテリを前記モータへ接続して、
前記電源部から前記電源を連続的に供給して前記モータの動作を継続させて、前記ポンプ本体を連続動作させるようにしたことを特徴とする。

請求項１０に記載の真空ポンプは、請求項９に記載の発明において、前記吸気口と前記排気筒が、前記ケーシングの上部に設けられ、前記吸気口は電磁弁を備えていることを特徴とする。

請求項１１に記載の真空ポンプは、請求項９に記載の発明において、前記バッテリホルダの上部に前記第１ＬＥＤランプと前記ＬＥＤランプを配置し、
前記バッテリホルダの側部に前記電源スイッチを配置したことを特徴とする。

本発明によれば、真空ポンプのポンプ本体を駆動するモータに電源を供給する複数個のバッテリのうち、選択した一のバッテリとモータとを電気的に接続する電源部に、スロットを介して複数個のバッテリを着脱自在に取り付け可能なバッテリホルダを設けた。
これによって、スロットを介して市販されている汎用バッテリをバッテリホルダへ着脱自在に取り付けることができる。
そして、バッテリホルダとバッテリが相対する位置に、互いに双方向通信可能なホルダ側インターフェース部とバッテリ側インターフェース部を設け、さらに、バッテリホルダに、切替制御手段と、バッテリの前記バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段を設けた。
バッテリ残量検出手段は、バッテリ側インターフェース部からホルダ側インターフェース部へ送信されたバッテリのインピーダンスに係る測定データに基づいて、バッテリ残量検出手段がバッテリのバッテリ残量を検出するようにした。そして、当該バッテリ残量検出手段が検出した一のバッテリのバッテリ残量を、切替制御手段で所定の閾値と比較して、一のバッテリのバッテリ残量が、当該閾値よりも少なくなったとき、切替制御手段が、バッテリ残量の十分な他のバッテリへ自動的に切り替える制御を行うように構成した。
これによって、モータと電源部の接続を切らずにバッテリを切り替えることができ、複数個の汎用バッテリによって真空ポンプを、長時間安定して連続運転させることができる。

また好ましくは、バッテリ残量検出手段を、複数個の前記バッテリにそれぞれ相対する複数のバッテリ残量検出回路としても良く、そして好ましくは、バッテリホルダに、複数個のバッテリをそれぞれモータへ電気的に接続する複数のスイッチを設け、バッテリ残量検出手段が検出したバッテリのバッテリ残量に応じ、切替制御手段が各スイッチのオン・オフを制御して、モータとバッテリの電気的な接続を順次切り替えるように構成した。
これによって、真空ポンプのバッテリ切り替えを簡素な構成で容易に行うことができるので、真空ポンプを、長時間安定して連続運転させることができる。

さらに好ましくは、電源部に、ポンプ本体、モータ、電源部のいずれかの動作状況を報知可能な報知部を設け、当該報知部は、所定の点灯色で点灯又は所定の点滅パターンで明滅するＬＥＤランプを有し、動作状況を視覚的に報知する視覚的報知手段と、所定の警報音又は音声案内を出力可能なスピーカを有し、動作状況を聴覚的に報知する聴覚的報知手段のいずれか一方又は双方を有している。
これによって、真空ポンプの動作状況を視覚的又は聴覚的にユーザへ知らせることができ、ポンプ本体、モータの異常、バッテリの切り替えタイミング、バッテリのバッテリ残量をユーザは早期に知ることができるので、真空ポンプを、長時間安定して連続運転させることができる。

また本発明によれば、モータと、当該モータへ電源を供給する電源部と、モータで駆動するポンプ本体から構成され、電源部から供給された電源でモータがポンプ本体を駆動させて、ポンプ本体に接続された配管内の空気を真空引きする真空ポンプにおいて、電源部に、バッテリを取り付け可能なバッテリホルダと、当該バッテリホルダに取り付けられた第１バッテリ及び第２バッテリを設け、バッテリホルダに、所定の条件で第１バッテリから第２バッテリへ電源を切り替える切替手段と電源スイッチとを設けて、切替手段は、バッテリホルダへ共にバッテリ残量が十分な第１及び第２バッテリが取り付けられているときに、電源スイッチを入れた場合、まず第１バッテリを前記モータへ接続し、その後、第１バッテリのバッテリ残量が所定の閾値よりも少なくなったとき、第１バッテリとモータの接続を切断すると共にバッテリ残量の十分な第２バッテリをモータへ接続して、電源部から電源を連続的に供給してモータの動作を継続させて、ポンプ本体を連続動作させるようにした。
これによって、モータと電源部の接続を切らずに第１バッテリと第２バッテリとを切り替えることができ、バッテリ残量が十分な二つのバッテリを使って真空ポンプを、長時間安定して連続運転させることができる。

また好ましくは、バッテリ本体が備えるケーシングの上部に、電磁弁を備えた吸気口と排気筒を設けるようにした。
これによって、吸気口から吸気された配管内部の空気を排気筒から排出して、配管内部を真空引きすることができ、ポンプ本体、モータ又は電源部のいずれかに異常・故障が発生した場合、電磁弁を閉鎖させて配管内へ空気が逆流することを防止することができる。

さらに好ましくは、バッテリホルダの上部に第１バッテリがモータに接続されているときに点灯する第１ＬＥＤランプと、第２バッテリがモータに接続されているときに点灯する第２ＬＥＤランプを設け、バッテリホルダの側部に電源スイッチを設けた。
これによって、ユーザが視認容易な場所に設けた第１ＬＥＤランプ又は第２ＬＥＤランプを使って、バッテリの早期交換を促すようにしたり、異常・故障を警告し、報知したりすることができる。

本実施例に係る真空ポンプの構成の概略を示す斜視図である。 本実施例に係る真空ポンプのバッテリ取付位置の概略を示す斜視図である。 本実施例に係る真空ポンプのバッテリ着脱状態の概略を示す斜視図である。 本実施例に係る真空ポンプのバッテリ切替部の構成の概略を示すブロック図である。 本実施例に係る真空ポンプの電源部のバッテリ交換方法を示す説明図である。

本発明に係る真空ポンプの実施例を添付した図面にしたがって説明する。図１及び図２は、本実施例に係る真空ポンプの構成の概略を示す斜視図である。

真空ポンプ１０は、図１に示すように、ポンプ本体１１と、モータ１２と、複数個のバッテリからなる電源部１３からなる。
電源部１３は、図３に示すように、複数個のバッテリをそれぞれ着脱自在に形成されたバッテリホルダ１３ａを有している。真空ポンプ１０の電源を入れたとき、電源部１３に含まれるバッテリのうち、一のバッテリがモータ１２に接続されて、当該モータ１２へ電源を供給するように形成されている。
本実施例においてバッテリホルダ１３ａは、図１乃至図３に示すように、略直方体状に形成された２つのバッテリ１４，１５を有している。当該バッテリを以下第１バッテリ１４、第２バッテリ１５とする。そして、第１バッテリは第１スロット１６へ、第２バッテリ１５は第２スロット１７へ着脱自在に取り付けられている。真空ポンプ１０の電源を入れたとき、まず、第１バッテリ１４が優先的に使用され、次に第２バッテリ１５が使用されるように形成されている。第１バッテリ１４から第２バッテリ１５への切替方法については後述する。
なお、本実施例において、バッテリホルダ１３ａは第１スロット１６と第２スロット１７を有しているが、これに限定されるものではなく、たとえば真空ポンプ１０を大型化したとき、スペースに余裕があればスロットを増設してさらにバッテリを取り付けできるようにしても良い。

第１バッテリ１４及び第２バッテリ１５は、市販されている汎用バッテリである。汎用バッテリは、ホームセンター等で販売されているバッテリであって、充電式電動工具、たとえば、集塵機、ブロワ、インパクト、ドリル、チェーンソー等の電源として広く用いられているものである。そのため、汎用バッテリは、容易に入手することができ、また、汎用バッテリを使用する電動工具間で汎用バッテリを融通し合うことで、電動工具間で電源を容易に流用することができる。これによって、真空ポンプ１０による真空引きの作業途中にバッテリが切れ、予備のバッテリが無い場合に、他の電動工具に取り付けているバッテリを流用することができる。さらには、既に所有している電動工具のバッテリを真空ポンプ１０で流用することができるので、コストを抑えることができる。

また、バッテリホルダ１３ａは、バッテリ切替部２０を有している。バッテリ切替部２０は、第１スロット１６に取り付けた第１バッテリ１４と、第２スロット１７に取り付けた第２バッテリ１５を、所定の条件にしたがって切り替え可能に形成されている。これによって、モータ１２に供給する電源に係るバッテリを自在に切り替えることができる。
バッテリ切替部２０は、図４に示すように、スイッチ部２１と、当該スイッチ部２１を制御する制御部２２、第１バッテリ１４又は第２バッテリ１５の使用状況及びバッテリ残量を報知する報知部２３を有している。

スイッチ部２１は、第１バッテリ１４とモータ１２とを接続する第１スイッチ２５と、第２バッテリ１５とモータ１２とを接続する第２スイッチ２６を有している。
第１スイッチ２５と、第２スイッチ２６は、物理的に回路を開閉するたとえば、リレーのような機械的なスイッチでも、またたとえば、トランジスタ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような素子を用いた電子的なスイッチでも良い。
また好ましくは、第１スイッチ２５と第２スイッチ２６に、それぞれ逆流防止回路２５ａ，２６ａを設けても良い。これによって、第１スロット１６側から第２バッテリ１５へ、また第２スロット１７側から第１バッテリ１４へ電流の逆流を防止して、第１スイッチ２５、又は第２スイッチ２６を含む回路全体を保護することができる。
スイッチ部２１は、制御部２２から入力された信号にしたがって動作する。具体的には、第１スイッチ２５又は第２スイッチ２６を閉じて、バッテリ１４，１５とモータ１２を接続するｏｎ信号、或いは第１スイッチ２５又は第２スイッチ２６を開いて、バッテリ１４，１５とモータ１２の接続を切り離すｏｆｆ信号が入力される。
また、スイッチ部２１は、モータ１２の負荷に対して流れた過電流を検出可能な過電流検出回路２７と、真空ポンプ１０の電源スイッチ３５を有している。電源スイッチ３５を入れたとき、まず、第１バッテリ１４が優先的にモータ１２の電源として選択される。

制御部２２は、上述したようにスイッチ部２１に対してオン信号又はオフ信号を出力して、スイッチ部２２を制御するように形成されている。
制御部２２は、第１バッテリ１４のバッテリ残量を検出する第１バッテリ残量検出回路２８と、第２バッテリ１５のバッテリ残量を検出する第２バッテリ残量検出回路２９とから構成されるバッテリ残量検出手段を有している。
第１バッテリ残量検出回路２８と、第２バッテリ残量検出回路２９は、それぞれ、第１スロット１６又は第２スロット１７の＋端子に接続されている。各バッテリ残量検出回路２８，２９は、第１バッテリ１４又は第２バッテリ１５の＋端子の電圧を計測することによって、バッテリ１４，１５の残量を検出可能に形成されている。検出された各バッテリ１４，１５のバッテリ残量に係るデータは、制御部２２に入力される。
また、バッテリ残量検出手段は、図４に示すように、ホルダ側インターフェース部４０ａとバッテリ側インターフェース部４０ｂとの間で行われる双方向通信機能を用いても良い。バッテリ残量検出手段が双方通信機能によって行うバッテリ残量検出方法は、後述する。
制御部２２は、検出されたバッテリ残量に応じて、第１スロット１６又は第２スロット１７を選択して、第１バッテリ１４又は第２バッテリ１５を切り替える制御を行う切替制御手段３０を有している。

切替制御手段３０は、第１バッテリ残量検出回路２８又は第２バッテリ残量検出回路２９が、第１バッテリ１４又は第２バッテリ１５のバッテリ残量を検出したとき、検出された当該バッテリ残量と所定の閾値とを比較するように形成されている。
ここで、たとえば、第１バッテリ１４のバッテリ残量が所定の閾値よりも少なくなっていることが検出された場合、第１バッテリ１４の交換を促す信号が報知部２３に対して出力される。
このとき、すでに第２スロット１７側にバッテリ残量が十分な第２バッテリ１５が取り付けられている場合、自動的に第１バッテリ１４から第２バッテリ１５へ切り替える制御が行われる。これによって、モータ１２を継続して動作させることができ、真空ポンプ１０を長時間安定して連続運転することができる。
一方、第２バッテリ１５のバッテリ残量が、所定の閾値よりも少なく交換されていない場合、又は、第２スロット１７が空いている場合には、第２スロット１７側の第２バッテリ１５が充電も交換もされていないことを警告する信号が報知部２３に対して出される。

さらに、切替制御手段３０は、バッテリ１４，１５からモータ１２へ過電流が流れ、当該過電流が過電流検出回路２７で検出されたとき、過電流の原因となっている第１バッテリ１４又は第２バッテリ１５と、モータ１２との接続を切断するオフ信号を、第１スイッチ２５又は第２スイッチ２６へ出力するように形成されている。
このとき、切替制御手段３０は、接続されていた一方、たとえば第１スイッチ２５へオフ信号を出力すると同時に、開放されていた他方の第２スイッチ２６へオン信号を出力して、第１バッテリ１４から第２バッテリ１５へ切り替えるように形成されている。これによって、異常を検知したときに素早くバッテリ１４，１５を切り替えてモータ１２及びバッテリホルダ１３ａ内部の回路、デバイス等を保護することができる。
さらに、バッテリ１４，１５を切り替えた後に、依然として過電流が過電流検出回路２７で検出されている場合、切替制御手段３０は、過電流の原因となっている第１バッテリ１４又は第２バッテリ１５の双方と、モータ１２との接続を切断するオフ信号を、第１スイッチ２５及び第２スイッチ２６の双方へ出力すると共に、過電流による異常・故障が発生していることを示す異常検知信号を、報知部２３へ出力するように形成されている。
これによって、制御部２２は、バッテリ１４，１５の双方とモータ１２との接続を、完全に切断し、真空ポンプ１０の動作が停止する。そのため、モータ１２及びスイッチ部２１の回路、デバイス等、さらに真空ポンプ１０の可動部を含めた機器全体を保護することができる。

報知部２３は、真空ポンプ１０、モータ１２、又は制御部２２のいずれかの動作状況を表示するように構成されている。
報知部２３は、第１ＬＥＤランプ３６ａ、第２ＬＥＤランプ３６ｂを有し、動作状況を視覚的に報知する視覚的報知手段と、警報音又は音声案内を出力可能なスピーカ３７を有し、動作状況を聴覚的に報知する聴覚的報知手段とから構成されている。これによって、報知部２３は、ユーザに対して、バッテリの早期の交換を促すようにしたり、異常・故障を警告し、報知することができる。
第１ＬＥＤランプ３６ａは、第１スロット１６に第１バッテリ１４が取り付けられていることを示し、たとえば、点滅パターン或いは点灯色を変えることによって、第１バッテリ１４を用いてモータ１２が稼働中であることから、当該第１バッテリ１４のバッテリ残量に余裕が無いことまで、報知することができる。
同様に、第２ＬＥＤランプ３６ｂは、第２スロット１７に第２バッテリ１５が取り付けられていることを示したり、第２バッテリ１５のバッテリ残量を警告したりすることに用いられている。
さらに、ＬＥＤランプ３６ａ，３６ｂは、その点滅パターン又は点灯色を一方が或いは双方で変えることによって、各バッテリ１４，１５或いはバッテリホルダ１３ａ内に発生した異常・故障を検知したことを示すアラームランプとして使用することができる。
なお、ランプの種類は、これに限定されず、たとえば、真空ポンプ１０の電源スイッチ３５のオン・オフを示す等の報知内容・目的に合せてランプの個数を増減しても良く、また視覚的報知手段は、ＬＥＤランプに替えて、たとえば、液晶モニタ等のディスプレイを使用して、たとえば、電源スイッチ３５のオン・オフ、或いはバッテリ１４，１５のバッテリ残量等の各情報を表示するようにしても良い。
スピーカ３７は、バッテリ１４，１５の残量が少なくなったこと、或いは真空ポンプ１０に異常・故障が発生していることを報知する警報音又は音声案内が出力可能に形成されている。これによって、ＬＥＤランプ３６ａ，３６ｂによる報知に加えて、音で報知することができ、より一層ユーザに対してバッテリ１４，１５の速やかな交換を促すことができる。
なお、本実施例に係る報知部２３に限定されず、バッテリ１４，１５がバッテリ残量を示す表示窓を有している場合、当該表示窓を目視できるようにバッテリ１４，１５をバッテリホルダ１３ａに取り付けるように構成しても良い。このとき、バッテリ１４，１５側で個々のバッテリ残量を容易にチェックすることができ、あわせて電源部１３側でも第１ＬＥＤランプ３６ａ、第２ＬＥＤランプ３６ｂで個々のバッテリ残量をチェックすることができる。これによって、たとえば、バッテリ１４，１５側と電源部１３側で電力消費が著しく異なる場合に、バッテリ１４，１５の異常放電又は過電流等の異常を早期発見することができる等、電源部１３のバッテリ１４，１５について容易にダブルチェックすることができる。

また、図４に示すように、好ましくは、バッテリ切替部２０にホルダ側インターフェース部４０ａを設けても良い。そして、バッテリ側には、当該ホルダ側インターフェース部４０ａと対向配置されたバッテリ側インターフェース部４０ｂが設けられていることが好ましい。ホルダ側インターフェース部４０ａとバッテリ側インターフェース部４０ｂ間は、双方向通信可能に形成されている。
ここで、本実施例で使用される汎用バッテリには、バッテリを構成する電池セルのインピーダンスを測定する測定手段を有しているものがある。当該測定手段は、バッテリを使えば使うほどインピーダンスが高くなり、それに応じてバッテリのエネルギー容量が減る特性に基づいてバッテリ残量を測定可能とするものである。
当該測定手段ではモータ１２に接続される前の無負荷時放電特性と、実際にモータ１２に接続したときの放電特性との関係性からインピーダンスを測定している。インピーダンスが高くなる原因には、バッテリの使用に基づくもの及び経年劣化のように長期的に漸増するものと、動作温度・環境温度の変化に伴う抵抗率の急激な変化、又は過電流によって一時的に突発して高くなるものがある。
測定手段は、インピーダンスを周期的に測定した測定データを、バッテリ側インターフェース部４０ｂを介して電源部１３側に送信するように形成されている。そして、電源部１３側では、ホルダ側インターフェース部４０ａを介して受信した測定データを制御部２２に設けたメモリに格納し、元の測定データと更新された測定データとを比較することによって、通常の使用又は経年劣化によってインピーダンスが高くなったのか、或いは抵抗率の急激な変化又は過電流といった原因によって一時的にインピーダンスが高くなっているのか判定することができる。
さらに、インピーダンスの測定データに基づいて、電源部１３側からは、過電流に対する放電指示、或いはバッテリ残量検出手段に対するバッテリセーブの指示が出力され、測定データから推定される放電終止電圧に基づく動作可能時間等が報知部２３に対して出力される。このように電源部１３側は、バッテリ１４，１５側の測定データに基づいて当該バッテリ１４，１５の使用・動作状況を正確に把握して精密な制御を行うことができるように形成されている。

モータ１２は、電源部１３と電気的に接続可能に形成されている。モータ１２は、モータハウジング４５と、当該モータハウジング４５に収められた回転子（図示略）を有している。回転子の回転軸は、ポンプ本体１１側へ延伸されている。これによって、モータ１２とポンプ本体１１は機械的に接続される。モータ１２の電源は、電源部１３の第１バッテリ１４又は第２バッテリ１５から供給される。これによって、真空ポンプ１０は、商用電源から電源を取らずとも動作することができる。そのため、真空ポンプ１０をコードレス化できるので、自由に移動設置することができ、また商用電源を使用しないことがから、当該商用電源の所有者に対して電気代の負担を強いなくても良くなる。さらには、ビルの屋上等、近くに商用電源が無い場所であっても、真空ポンプ１０を使用することができる。

ポンプ本体１１は、吸気口５１と排気筒５２を有するケーシング５０と、当該ケーシング５０に収められたロータ（図示略）を有している。
ケーシング５０は、所定量のオイル（図示略）が入れられている。吸気口５１は、真空引きの作業対象である配管の端部と接続可能に形成されている。排気筒５２は反ケーシング側が大気開放されている。さらに吸気口５１は、電磁弁５３を有している。
ロータは、ロータ軸が、モータ１２のモータ軸と機械的に直結されている。ロータは、少なくとも一つ、好ましくは２つ以上のベーンを有している。ベーンは、ロータの径方向に沿って進退自在に形成され、ベーン内部に収納されたスプリングによって、ベーン先端部が、ケーシング５０内壁を押圧するように形成されている。これによって、ベーン側面とケーシング５０内壁間で囲まれた空間が形成される。当該空間は、ロータの回転に伴って半真空状態となり、吸気口５１から配管内の空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、ロータの回転に伴って圧縮され、排気筒５２から大気へ排出される。これによって、吸気口５１に配管の開放端部を接続して、ポンプ本体１１を駆動することで、吸気口５１から吸気された配管内部の空気を排気筒５２から排出して、当該配管内部を真空引きすることができる。ここで、ポンプ本体１１、又はモータ１２或いは電源部１３のいずれかに異常・故障が発生した場合、稼働中の真空ポンプ１０は停止するように形成されている。このとき、電磁弁５３は閉鎖する。これによって、吸気口５１とポンプ内の空間は遮断され、真空引き作業中の配管へ空気が逆流することを防止することができる。
なお、本実施例は、真空ポンプ１０について記述しているが、ポンプ本体１１はこれに限定されるものではない。すなわち、モータ１２によって動作可能なポンプであれば、用途に合わせて適宜選択可能である。このポンプは、たとえば、災害時の浸水地域で使われる排水ポンプのように、比較的長時間にわたって連続運転が要求され、かつ、商用１００Ｖ電源の確保が困難な場所で使用されるポンプであれば、本実施例のように構成したポンプは、電源を切り替えることで長時間運転することができ、高い効果を期待することができる。

上記の構成を有する真空ポンプ１０は、以下に説明するように動作する。当該真空ポンプ１０のバッテリ切替部２０の動作を中心に以下、添付した図面にしたがって説明する。図５は、電源部に取り付けるバッテリの切替方法の概略を示す説明図である。

ここで、真空ポンプ１０の電源部１３に設けたバッテリホルダ１３ａには、第１スロット１６、第２スロット１７共に、バッテリ残量が十分なバッテリが取り付けられているものとする。また、第１スロット１６に取り付けるバッテリを第１バッテリ１４、第２スロット１７に取り付けるバッテリを第２バッテリ１５、さらに予備バッテリを第３バッテリ１４ａ、第４バッテリ１５ａとする。また、第１スロット１６は第２スロット１７よりも優先的に使用されるように設定されている。これによって、真空ポンプ１０の電源を入れると、まず第１スロット１６に取り付けられた第１バッテリ１４から使用される。

ユーザが真空ポンプ１０の電源スイッチ３５を入れると、図４に示すように、第１スイッチ２５が閉じて、第１バッテリ１４からモータ１２へ電源が供給され、報知部２３の第１ＬＥＤランプ３６ａが所定の点灯色で点灯する。
一方、第２バッテリ１５が取り付けられている第２スロット１７に係る第２ＬＥＤランプ３６ｂは、電源スイッチ３５がオンになり、第１バッテリ１４が使用されている場合、消灯し、又は第１ＬＥＤランプ３６ａとは異なる所定の点灯色で点灯或いは所定の点滅パターンで明滅する。これによって、第１バッテリ１４がモータ１２の電源として使用されていることが強調され、ユーザは第１スロット１６又は第２スロット１７のどちらが使用されているか容易に判別することができる。
第１バッテリ１４から供給される電源によって、モータ１２が動作し、モータ１２がポンプ本体１１を駆動して、吸気口５１から配管内部の空気が吸引されて排気筒５２から排気され、配管内が真空引きされる。このとき、報知部２３では、第１バッテリ１４側の第１ＬＥＤランプ３６ａが所定の点灯色で点灯又は所定の点滅パターンで明滅し、第１バッテリ１４側が使用中であることが報知される。

第１バッテリ１４のバッテリ残量が十分な場合は、第１スイッチ２５は閉じたままである。
そして、第１バッテリ残量検出回路２８が第１バッテリ１４のバッテリ残量が所定の閾値よりも少なくなったことを検出したとき、まず、第１ＬＥＤランプ３６ａが消灯し、又は所定の点灯色で点灯或いは所定の点滅パターンで点滅すると共に、スピーカ３７から警報音が発せられて、報知部２３は、第１バッテリ１４のバッテリ残量が減っていることを報知する。その後、さらにバッテリの消費が進んで、第１バッテリ１４のバッテリ残量が、モータ１２の動作を維持できなくなるバッテリ残量に係る所定の閾値よりも少なくなったことを検出したとき、切替制御手段３０は、第１スイッチ２５に対してオフ信号を出力し、同時に第２スイッチ２６に対してオン信号を出力する処理が行われる。
これによって、第１バッテリ１４から第２バッテリ１５へ電源が切り替えられ、第２バッテリ１５からモータ１２へ電源が供給される。
なお、上記のように閾値を２段階に設定して、第１段階でバッテリ残量減の警告を行い、第２段階でバッテリ切り替えを行う処理方法に限定されず、単独の閾値を設定して、バッテリ残量減の警告とバッテリ切り替えを同時に処理するようにしたり、複数の閾値を設定して、バッテリ残量減の警告をパターンを変えて複数の段階で行い、最終段階でバッテリ切り替えを行うように処理しても良い。
上記の切替処理に伴って、報知部２３では、第２バッテリ１５側の第２ＬＥＤランプ３６ｂが所定の点灯色で点灯又は所定の点滅パターンで明滅し、第２バッテリ１５側が使用中であることが示される。これによって、第１バッテリ１４から第２バッテリ１５へ切り替わったことが報知される。
なお、このとき、上記の第１段階で消灯等している第１ＬＥＤランプ３６ａが、第２ＬＥＤランプ３６ｂと異なる所定の点灯色で点灯又は所定の点滅パターンで点滅するようにしても良い。これによって、第１スロット１６における第１バッテリ１４から予備の第３バッテリ１４ａへの交換を早期に行うよう、ユーザに対して強く促すことができる。

そして、図５に示すように、第２バッテリ１５の使用中、第１スロット１６では、第１バッテリ１４が取り外され、予備の第３バッテリ１４ａに交換される。また好ましくは、取り外した第１バッテリ１４を第２バッテリ１５の使用中に充電器に取り付けて充電するようにしても良い。このように次のバッテリをスタンバイしておくことで、第２バッテリ１５のバッテリ残量が、所定の閾値よりも少なくなったとき、第２バッテリ１５から第３バッテリ１４ａへスムーズに電源を切り替えることができる。そして、第２バッテリ１５から第３バッテリ１４ａへ電源が切り替わった後、第３バッテリ１４ａを使用中に、第２スロット１７では、第２バッテリ１５が取り外され、予備の第４バッテリ１５ａに交換される。
このように、バッテリを交換して電源を切り替えることによって、モータ１２は、ポンプ本体１１を長時間連続運転することができ、長い配管設備を有する施設であっても、十分に余裕をもって真空引き作業を行うことができる。
さらに、バッテリ１４，１４ａ，１５，１５ａを切り替えたとき、ＬＥＤランプ３６ａ，３６ｂ、スピーカ３７を使ってユーザの視覚・聴覚に訴えて、バッテリ残量が少なくなったバッテリ１４，１４ａ，１５，１５ａの交換を促すようにした。これによって、バッテリ残量が少ないバッテリを、バッテリ残量が十分なバッテリへ取り換えて備えておくことができるので、長時間連続運転することができる。

また、本実施例に係る真空ポンプ１０は、バッテリ容量を大容量化した大型バッテリを使わずに、比較的小型の市販されている汎用バッテリを使用するようにした。汎用バッテリは入手しやすく、また他の電動工具に使用することもできるので、作業現場に持ち込むバッテリの量を少なくすることができ、また交互にバッテリを使用することで、一方のバッテリの使用中に、他方のバッテリを充電したり、また新たなバッテリを用意することが容易にできる。そのため、作業現場で柔軟に対応することができるので、結果として作業時間を短縮したり、効率よく作業を行うことができる。
さらに、現在、上記の汎用バッテリは、電動工具メーカーで規格が異なるため、本実施例に係る真空ポンプ１０を使用する場合には、真空ポンプ１０で使用可能な汎用バッテリと他の電動工具で使用する汎用バッテリを揃えておくことが好ましい。そのため、本実施例に係る真空ポンプ１０で使用される汎用バッテリを提供する電動工具メーカーは、ユーザを囲い込むことができる。

１０…真空ポンプ、
１１…ポンプ本体、１２…モータ、１３…電源部、１３ａ…バッテリホルダ、
１４…第１バッテリ、１４ａ…第３バッテリ、１５…第２バッテリ、１５ａ…第４バッテリ、１６…第１スロット、１７…第２スロット、
２０…バッテリ切替部、
２１…スイッチ部、２２…制御部、２３…報知部、
２５…第１スイッチ、２６…第２スイッチ、２５ａ，２６ａ…逆流防止回路、２７…過電流検出回路、
２８…第１バッテリ残量検出回路、２９…第２バッテリ残量検出回路、
３０…切替制御手段、
３５…電源スイッチ、
３６ａ…第１ＬＥＤランプ、３６ｂ…第２ＬＥＤランプ、３７…スピーカ、
４０ａ…ホルダ側インターフェース部、４０ｂ…バッテリ側インターフェース部、
４５…モータハウジング、
５０…ケーシング、５１…吸気口、５２…排気筒、５３…電磁弁。

Claims (11)

1. 真空引きするための真空ポンプであって、
   当該真空ポンプは、ポンプ本体と、
   当該ポンプ本体を駆動するモータと、
   当該モータに電源を供給し、複数個のバッテリを備えた電源部と、
   から構成され、
   複数個の前記バッテリのうち、選択した一の前記バッテリと前記モータとを電気的に接続する前記電源部に、
   複数個の前記バッテリを着脱自在に取り付け可能なバッテリホルダを設け、
   当該バッテリホルダと前記バッテリが相対する位置に、互いに双方向通信可能に形成されたホルダ側インターフェース部とバッテリ側インターフェース部を設け、
   前記バッテリホルダに、切替制御手段とバッテリ残量検出手段を設けて、
   前記切替制御手段は、一の前記バッテリのバッテリ残量が所定の閾値よりも少なくなったとき、
   当該一の前記バッテリから、前記バッテリ残量が十分な他の前記バッテリへ切り替える制御を行い、
   前記バッテリ残量検出手段は、前記バッテリ側インターフェース部から前記ホルダ側インターフェース部へ送信された前記バッテリのインピーダンスに係る測定データに基づいて、前記バッテリの前記バッテリ残量を検出するように構成して、
   前記バッテリ残量検出手段が検出した一の前記バッテリの前記バッテリ残量が、前記閾値よりも少なくなっているとき、
   前記切替制御手段が、前記バッテリ残量の十分な他の前記バッテリへ自動的に切り替え、前記バッテリの前記バッテリ残量に応じて、前記モータと前記バッテリの電気的な接続を順次切り替えるように構成したことを特徴とする真空ポンプ。
2. 前記バッテリ残量検出手段は、複数個の前記バッテリにそれぞれ相対する複数のバッテリ残量検出回路を有していることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
3. 前記バッテリホルダは、複数個の前記バッテリがそれぞれ相対して取り付けられる複数のスロットを有していることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
4. 前記バッテリホルダに、複数個の前記バッテリをそれぞれ前記モータへ電気的に接続する複数のスイッチを設け、
   前記バッテリ残量検出手段が検出した前記バッテリの前記バッテリ残量に応じ、前記切替制御手段が前記各スイッチのオン・オフを制御して、
   前記モータと前記バッテリの電気的な接続を順次切り替えるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
5. 前記電源部は、前記ポンプ本体、前記モータ、前記電源部のいずれかの動作状況を報知可能な報知部を有していることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
6. 前記報知部は、前記動作状況を視覚的に報知する視覚的報知手段と、当該動作状況を聴覚的に報知する聴覚的報知手段のいずれか一方又は双方を有していることを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプ。
7. 前記視覚的報知手段は、所定の点灯色で点灯又は所定の点滅パターンで明滅するＬＥＤランプを有していることを特徴とする請求項６に記載の真空ポンプ。
8. 前記聴覚的報知手段は、所定の警報音又は音声案内を出力可能なスピーカを有していることを特徴とする請求項６に記載の真空ポンプ。
9. モータと、
   吸気口と排気筒を備えたケーシングを有し、前記モータに駆動可能に構成されたポンプ本体と、
   前記モータへ電源を供給可能な電源部とから構成され、
   前記モータの一端側に配置された前記電源部から、前記モータへ前記電源が供給されたとき、
   前記モータの他端側に配置された前記ポンプ本体を前記モータが駆動して、前記ポンプ本体の前記吸気口に接続された配管内の空気を前記排気筒から排出して、前記配管内を真空引きするための真空ポンプであって、
   前記電源部に、バッテリを取り付け可能なバッテリホルダと、当該バッテリホルダに取り付けられた第１バッテリ及び第２バッテリを設け、
   前記バッテリホルダに、所定の条件で前記第１バッテリから前記第２バッテリへ前記電源を切り替える切替手段と、前記第１バッテリが前記モータに接続されているときに点灯する第１ＬＥＤランプと、前記第２バッテリが前記モータに接続されているときに点灯する第２ＬＥＤランプと、電源スイッチとを設けて、
   前記切替手段は、前記バッテリホルダへ共にバッテリ残量が十分な前記第１バッテリと前記第２バッテリが取り付けられているときに、前記電源スイッチを入れた場合、前記第１バッテリを前記モータへ接続し、
   前記第１バッテリの前記バッテリ残量が所定の閾値よりも少なくなったとき、
   前記第１バッテリと前記モータの接続を切断すると共にバッテリ残量の十分な前記第２バッテリを前記モータへ接続して、
   前記電源部から前記電源を連続的に供給して前記モータの動作を継続させて、前記ポンプ本体を連続動作させるようにしたことを特徴とする真空ポンプ。
10. 前記吸気口と前記排気筒が、前記ケーシングの上部に設けられ、前記吸気口は電磁弁を備えていることを特徴とする請求項９に記載の真空ポンプ。
11. 前記バッテリホルダの上部に前記第１ＬＥＤランプと前記ＬＥＤランプを配置し、
    前記バッテリホルダの側部に前記電源スイッチを配置したことを特徴とする請求項９に記載の真空ポンプ。
    

Images