JPH04179871A - 流体ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は流体を給送する容積形の流体ポンプに関する
。

［従来の技術］ 第１２図に示す従来のこの種の流体ポンプでは、流入口
５０ａを有する流入継手５０と吐出口５１ａを有する吐
出継手５１との間に橋架された円筒状の主管体５２内に
は断続的に励磁されるソレノイドコイル５３の励磁時′
に流入継手５０側へ駆動されるプランジャ５４と、この
プランジャ５４に結合された可動弁機構５５とが軸方向
への移動可能に装入され、また、流入継手５０内には固
定弁機構５６が取付けられている。そして、ソレノイド
コイル５３が励磁されると、プランジャ５４が左方へ吸
引されて可動弁機構５５が左方へ移動し、可動弁機構５
５の弁体５５．ａが両弁機構５５，５６間に形成された
変圧室５７内の流体圧によって右方へ押動されて変圧室
５７内から一定量の流体が弁体５５ａを越えて吐出口５
１ａ側へ流動する。

ソレノイドコイル５３が消磁されるとプランジャ５４お
よび可動弁機構５５がスプリング５９で押戻されて吐出
口５１ａ側へ移動して弁体５５ａと吐出口５１ａとの間
の流体を吐出させるとともに、変圧室５７内が低圧とな
って固定弁機構５６の弁体５６ａが流入０５０ａ側の流
体によって右方へ押動され、一定量の流体が流入口５０
ａから弁体５６ａを越えて変圧室５７内へ流入し、ソレ
ノイドコイル５３の励磁および消磁毎に上記プランジャ
５４の往復動作が反復されてソレノイドコイル５３の１
回の励磁毎に流体が吐出０５１ａから吐出されるように
構成されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した流体ポンプでは比較的重量が大きいプランジャ
５４の往復動作によって流体を給送するため、プランジ
ャ５４の移動時の慣性力によって大きな振動や騒音が発
生する。しかも、この振動の基本周波数は商用交流電源
の周波数に相当する低い周波数（５０Ｈ２乃至６０Ｈ２
）であるため、簡単な防振対策が困難で、有効な防止効
果を発揮させるためには防振機構が大型化し、また、ポ
ンプ全体がコストアップする問題点があった。

本発明の課題は上記問題点を解消して小形で低騒音の流
体ポンプを提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の流体ポンプは流入口と吐出口とを連通ずる流体
通路が縦貫状に形成されたポンプ室内には相反方向へと
同期的に反復駆動されて周期的に往復移動する１対の可
動部材を前記縦貫方向へ離隔して装入するとともに、前
記両可動部材にはこの可動部材の前記流入口側の流体圧
が前記吐出口側の流体圧より高いときのみ前記流体通路
を開路　−する弁体を備えた弁機構をそれぞれ組付けた
構成を有する。

［作　用］ ポンプ室内に装入された１対の可動部材を、この両可動
部材にそれぞれ組付けられた１対の弁機構とともにポン
プ室内で相反方向へ同期的に反復駆動して周期的に往復
移動させ、前記両弁機構の両弁体を、流入口と吐出口と
を連通ずる流体通路内における前記弁体の両側での流体
圧差によって交互に吐出口側へ移動させて流体通路を交
互に開路し、前記両可動部材の移動毎に流体を吐出口か
ら吐出する。

［発明の効果コ 本発明によれば流体の給送に際し、両可動部材が相反方
向へ同時に駆動されて相反方向へ同時に復帰移動するの
で、両可動部材の移動によって逆向きに起生ずる双方の
慣性力を相殺して双方の慣性力によって生ずる騒音や振
動を効果的に減殺することができ、防音、制振機構を付
設する必要がないので、ポンプ全体を小形化してコスト
を節減しつる効果がある。

［実施例コ 次に、本発明の第１実施例を第１図〜第５図にしたがっ
て説明する。

流体ポンプＰの両端部には流入口１２が開口された流入
継手２人と、吐出口１３が開口された吐出継手２Ｂとが
同心状に対設され、両継手２Ａ。

２Ｂ間には横長円筒状の主管体３が同心状に架設されて
いる。主管体３の両端部と両継手２Ａ、２Ｂの内端部と
は０リング１４によってそれぞれシールされ、主管体３
および両継手２Ａ、２Ｂの内部にはポンプ室１５が形成
されるとともに、ポンプ室１５の中心部には流入口１２
と吐出口１３とを連通ずる流体通路１６が縦貫状に形成
されている。

ポンプ室１５内の流入口１２側の端部付近には外端部に
フランジ１７ａが突設された外薬内管１７と、内端部に
フランジ１８ａが突設されて外室内管１７内に摺動可能
に密嵌された内案内管１８とが嵌装され、両案内管１７
．１８の周フランジ１７ａ、１８ａ間には第１コイルば
ね５Ａが圧縮状態で介装されている。

ポンプ室１５内にはそれぞれ軟鉄、フェライト系ステン
レス等の磁性体でほぼ円筒状に形成されて主管体３内の
左右部にそれぞれ軸方向への摺動可能に嵌装された第１
プランジヤ（第１可動部材）４Ａおよび第２プランジヤ
（第２可動部材）４Ｂが軸方向に離隔して装入され、第
２プランジヤ４Ｂの外端部と吐出継手２Ｂの中央部の段
部２Ｂａとの間には第１コイルばね５Ａと等しい弾発力
を有する第２コイルばね５Ｂが介装されている。

両プランジャ４Ａ、４Ｂ間には第１プランジヤ４Ａの内
端部に当接係合されたフランジ１９ａが流入口１２側の
端部に突設された外薬内管１９と、第２プランジヤ４Ｂ
に当接係合されたフランジ２０ａが吐出口１３側の端部
に突設されて外室内管１９内に摺動可能に密嵌された内
実内管２０とが嵌装され、両案内管１９．２０の両フラ
ンジ１９ａ、２Ｏａ間には両コイルばね５Ａ、５Ｂより
伸縮能力が強化された第３コイルばね５Ｃが圧縮状態で
介装され、両プランジャ４Ａ、４Ｂは第１〜第３コイル
ばね５Ａ、５Ｂ、５Ｃがバランスされた状態でポンプ室
１５内に所定の間隔を隔てて並設されている。

第１プランジヤ４Ａには前記内案内管１８内の内端部に
嵌合固定された第１弁座６Ａａと、第１プランジヤ４Ａ
内に密嵌されて第１弁座６Ａａおよび第１プランジヤ４
Ａにそれぞれ結合されたほぼ薄肉円筒状の第１案内かご
６Ａｂと、この第１案内かご６Ａｂ内に軸方向への移動
可能で第１弁座６Ａａとの接離可能に遊嵌されて流体の
給送方向へ移動して流体通路１６を開路しかつ反給送方
向へ復帰移動して流体通路１６を閉路する段付円盤状の
第１弁体６Ａｃと、第１案内かご６Ａｂ内に嵌装されて
第１弁体６Ａｃを第１弁座６Ａａ側へ付勢する弁ばね６
Ａｄとを備えた第１弁機構６Ａが共同移動可能に組付け
られている。第１弁機構６Ａの第１案内かご６Ａｂは前
後１対のリング体と、この両リング体に橋架された適数
個の棒体とによって流体の流通可能に形成され、第１弁
体６Ａｃが第１弁座６Ａａに当接したときには流体通路
１６が閉路され、第１弁体６Ａｃが第１弁座６Ａａから
離れたときには流体通路１６が開路されて流体が第１弁
体６Ａｃを越えて流体通路１６内を流通する。

第２プランジヤ４Ｂには前記内実内管２０内の外端部に
嵌合固定された第２弁座６Ｂａと、第２プランジヤ４Ｂ
内に密嵌されて第２弁座６Ｂａおよび第２プラランジヤ
４Ｂにそれぞれ結合された薄肉円筒状の第２案内かご６
Ｂｂと、この第２案内かご６Ｂｂ内に軸方向への移動可
能で第２弁座６Ｂａとの接離可能に遊嵌されて流体の給
送方向へ移動して流体通路１６を開路しかつ反給送方向
へ復帰移動して流体通路１６を閉路する段付円盤状の第
２弁体６Ｂｃと、第２案内かご６Ｂｂ内に嵌装されて第
２弁体６Ｂｃを第２弁座６Ｂａ側へ付勢する弁ばね６Ｂ
ａ、Ｇを備えた第２弁機構６Ｂが共同移動可能に組付け
られている。第２弁機構６Ｂの第２案内かご６Ｂｂは前
後１対のリング体と、この両リング体に平行状に橋架さ
れた適数個の棒体とによって流体の流通可能に形成され
、第２弁体６Ｂｃが第２弁座６Ｂａに当接したときには
流体通路１６が閉路され、第２弁体６Ｂｃが第２弁座６
Ｂａから離れたときには流体通路１６が開路されて流体
が第２弁体６Ｂｃを越えて流体通路１６内を流通する。

両弁機構６Ａ、６Ｂは両弁体６Ａｃ、６Ｂａ間に形成さ
れて両弁体６Ａｃ、６Ｂｃの移動によって容積が拡縮す
る変圧室２２を隔てて並設され、第１弁体６Ａｃと流入
口１２との間には流入路２７が形成され、第２弁体６Ｂ
ｃと吐出口１３との間に吐出路２８が形成されている。

主管体３の流入口１２側の端部付近と、吐出口１３側の
端部付近と、中央部とにはそれぞれ軟鉄等の磁性体で厚
内円筒状に形成されて軸方向へ配列された第１磁極管７
Ａ、第２磁極管７Ｂ、第３磁極管７Ｃが非磁性体の間隔
管２３．２３を隔てて外嵌されている。　　　゛ 第１〜第３磁極管７Ａ、７Ｂ、７Ｃの外側にはフランジ
付円筒状の巻枠８ａに巻装されて両プランジャ４Ａ、４
Ｂを接近方向へ駆動するソレノイドコイル８と、巻枠８
ａの両端面にそれぞれ添設されて磁性体で′°クリング
状形成された１対の側部ヨーク９Ａ、９Ｂと、流入継手
２Ａおよび吐出継手２Ｂの内端部のフランジ部２Ａａ、
２Ｂａにそれぞれ結合された１対の保持枠１１．１１の
外端縁間に挟着されかつ磁性体で円筒状に形成されてソ
レノイドコイル８が内部に挿入された外周ヨーク１０と
を有し、ポンプ室１５の回りに隣設された電磁石２４が
、両プランジャ４Ａ、４Ｂを相反方向へ周期的に同期駆
動するために外嵌されている。

電磁石２４のソレノイドコイル８は、第３図に示すよう
に、交流電源２５を有するポン゛プ駆動回路２６に組込
まれてダイオード、サイリスタ等の半波整流器２９と直
列に接続され、′本例では第４図に示すようにソレノイ
ドコイル８には交流電源２５の正の半波が印加され、こ
の正の半波毎にソレノイドコイル８に通電されて電磁石
２４が励磁される。

ソレノイドコイル８に通電すると、第１磁極管７Ａと第
３磁極管７Ｃとの間、および、第３磁極管７Ｃと第２磁
極管７Ｂとの間にそれぞれ対向する磁極が発生し、ソレ
ノイドコイル８の回りには第２図（Ａ）に−点鎖線で示
すように外周ヨーク１０→側部ヨーク９Ａ→第１磁極管
７Ａ→第１プランジャ４Ａ→第３磁極管７Ｃ→第２プラ
ンジャ４Ｂ→第２磁極管７Ｂ→側部ヨーク９Ｂ→外周ヨ
ークの経路でソレノイドコイル８を周回する磁束３３が
発生し、この磁束３３が通過し易い接近方向へ両プラン
ジャ４Ａ、４Ｂが同期的に吸引され、第１プランジヤ４
Ａが第１弁機構６Ａとともに吐出口１３側へ駆動されか
つ第２プランジヤ４Ｂが第２弁機構６Ｂとともに流入口
１２側へ駆動されて両弁機構６Ａ、６Ｂが接近方向へ移
動する。両路２７内が減圧されて流体が流入路２７内へ
吸入されるとともに、変圧室２２の容積が縮小して変圧
室２２内が増圧され、第２弁体６Ｂｃが変圧室２２内と
吐出路２８内との流体圧差によって吐出口１３側へ押動
されて第２弁座６Ｂａから離れ、変圧室２２と吐出路２
８とが開通されて一定量の流体が変圧室２２内から第２
弁体６Ｂｃを越えて吐出路２８内へ流出し、吐出口１３
から吐出される。変圧室２２内から一定量の流体か流出
して変圧室２２内および吐出路２８内の流体圧が均衡す
ると、第２弁体６Ｂｃか弁ばね６Ｂｄで押戻されて第２
弁座６Ｂａに対接し、変圧室２２と吐出路２８が遮断さ
れる（第２図（Ｂ）参照）。

交流電源２５の負の半波領域でソレノイドコイル８への
通電が停止すると、両プランジャ４Ａ。

４Ｂを接近方向へ付勢する吸引力が消去されて両プラン
ジャ４Ａ、４Ｂが第３コイルばね５Ｃの弾発力によって
両弁機構６Ａ、６Ｂとともに離隔方向へ復帰移動し、第
２弁体６Ｂｃが吐出路２８内の流体を押出して流体が吐
出口１３から吐出されるとともに、変圧室２２の容積が
拡大して変圧室２２内が減圧され、第１弁体６Ａｃが流
入路２７内の流体圧によって吐出口１３側へ押動され、
流入路２７と変圧室２２とが開通されて一定量の流体が
流入路２７内から第１弁体６Ａｃを越えて変圧室２２内
へ流入する。変圧室２２内への流体の流入によって流入
路２７内および変圧室２２内の流体圧が均衡すると、第
１弁体６Ａｃが弁ばね６Ａｄで流入口側へ押動されて第
１弁座６Ａａに対接し、流入路２７と変圧室２２とが遮
断されてンノイドコイル８ｂへの通電前の状態に復元し
、ソレノイドコイル８ｂへの通電および通電停止毎に上
記一連の動作が反復されて流入口１２から流入した流体
が吐出口１３から反復して給送される。

なお、上記実施例において両プランジャ４Ａ。

４Ｂと第１、第２磁極管？Ａ、７Ｂとの相対位置を変え
てソレノイドコイル８への通電時に両プランジャ４Ａ、
４Ｂが離隔方向へ駆動されるようにしてもよい。

続いて、上記した構成をもつ実施例の作用と効果を説明
する。

流入口１２と吐出口１３とを連通ずる流体通路１６が中
心部に縦貫状に形成されたポンプ室１５内には交流電源
２５に接続されたソレノイドコイル８によって相反方向
へと同期的に反復駆動されて周期的に往復移動する１対
のプランジャ４Ａ。

４Ｂを軸方向へ離隔して装入するとともに、両プランジ
ャ４Ａ、４Ｂには吐出口１３側へ移動して流体通路１６
を開路し、かつ流入口１２側へ復帰移動して流体通路１
６を閉路する弁体６Ａｃ、　　６Ｂｅをそれぞれ備えた
弁機構６Ａ、６Ｂをそれぞれ組付けである。

このため、流体の給送に際し、両プランジャ４Ａ、４Ｂ
が相反方向へ同時に駆動されて相反方向へ同時に復帰移
動するので、両プランジャ４Ａ。

４Ｂの移動によって逆向きに起生ずる双方の慣性力を相
殺して双方の慣性力によって生ずる騒音や振動を効果的
に減殺することができ、防音、制振機構を付設する必要
がないので、ポンプ全体を小形化してコストを節減しう
る効果がある。

また、第１２図に示す従来のポンプでは交流電源の１サ
イクル毎に流体が吐出口から１回給送されるのに対し、
本実施例の流体ポンプＰでは交流電源２５の１サイクル
毎に流体を吐出口１３から２回給送することができるの
で、流体給送時の脈動を低減させてこの脈動に伴う騒音
を低減させることができる。

次に、第５図に示す本発明の第２実施例について説明す
ると、本例では第１実施例の主管体３が第１主管体３Ａ
と第２主管体３Ｂとに分割されてこの両生管体３Ａ、３
Ｂが中間継手３０を介して連結され、第１、第２主管体
３Ａの外側にはそれぞれ第１ソレノイドコイル８Ａおよ
び第２ソレノイドコイル８Ｂを有する２つの電磁石２４
Ａ、２４Ｂがそれぞれ隣設されている。また、第１プラ
ンジヤ４Ａはコイルばね５Ａ、５Ｄによって付勢され、
第２プランジヤ４Ｂはコイルばね５Ｅ、５Ｂによって付
勢され、第１主管体３Ａと第１ソレノイドコイル８Ａと
の間には２つの磁極管７Ａ。

７Ｄが挿入され、第２主管体３Ｂと第２ソレノイドコイ
ル８Ｂとの間には２つの磁極管７Ｅ、７Ｂが挿入されて
いる。

第６図に示すポンプ駆動回路２６Ａにおいて、第１ソレ
ノイドコイル８Ａは第１半波整流器２９Ａに接続され、
第２ソレノイドコイル８Ｂは第２半波整流器２９Ｂに接
続され、両半波整流器２９Ａ、２９Ｂは逆極性となるよ
うに交流電源２５に逆向きに接続されている。従って、
第１ソレノイドコイル８Ａは交流電源２５の正の半波に
よって励磁され、第２ソレノイドコイル８Ｂは交流電源
２５の負の半波によって励磁され、第１ソレノイドコイ
ル８Ａへの通電時には第１プランジヤ４Ａは流入口１２
側へ吸引される一方、第２プランジヤ４Ｂは流入口１２
側へ吸引された状態から解放されてコイルばね５Ｅによ
って吐出口１３側へ押戻される状態で、通電停止状態と
なっている。同様に、第２ソレノイドコイル８Ｂへの通
電時には第１プランジヤ４Ａは吐出口１３側へ押戻され
、第２プランジヤ４Ｂは流入口１２側へ吸引され、両プ
ランジャ４Ａ、４Ｂは相反方向への往復運動を同期的に
反復し、交流電源２５０半サイクル毎に流体が吐出口１
３から給送される。

本例では両ソレノイドコイル８Ａ、８Ｂを励磁する電流
が交流となるので電源側の負担が軽減する利点がある。

なお、両プランジャ４Ａ、４Ｂと電磁石２４Ａ。

２４Ｂとの相対位置や磁極管の形状等を変更し、さらに
、両半波整流器２９Ａ、２９Ｂの極性を反転して両ソレ
ノイドコイル８Ａ、８Ｂが交流電源２５の同一半波で同
時に励磁されるようにしてもよい。

次に、第８図に示す第３実施例について説明すると、本
例では第１実施例の単一の第３コイルばね５Ｃを２つの
コイルばね５Ｄ、５Ｅに分割し、この両コイルばね５Ｄ
、５Ｅの間に主管体３の内壁面に固着されたばね支え３
１を介装して両コイルばね５Ｄ、５Ｅの内端部を固定し
、各案内管１７．１８，１９．２０を省略しである他は
第１実施例とほぼ同様に構成されている。

次に、第９図に示す第４実施例では第１プランジヤ４Ｃ
および第２プランジヤ４ＤをそれぞれＳ極とＮ極とを有
する永久磁石としである他は第１実施例と同様に構成さ
れている。

この実施例の場合、ソレノイドコイル８は第３図のポン
プ駆動回路で励磁することができるが、その外に第１１
図に示すポンプ駆動回路の交流電源２５によって直接励
磁することによって両プランジャ４Ｃ，４Ｄに対する駆
動効果を高めることができる。

すなわち、ソレノイドコイル８の電流が第１θ図（Ａ）
で示すような極性で流れた場合に、各磁極管７Ａ、７Ｂ
、７Ｃの磁極と、両プランジャ４Ｃ。

４Ｄの磁極との間には磁極間の間隔管を両プランジャ４
Ｃ，４Ｄが跨ぐ方向へ吸引力が彷き、両プランジャ４Ｃ
，４Ｄは互いに接近する方向へ駆動される。

一方、ソレノイドコイル８の電流が反転した場合には第
１０図（Ｃ）に示すように各磁極管７Ａ。

７Ｂ、７Ｃの極性がそれぞれ反転し、この磁極と両プラ
ンジャ４Ｃ，４Ｄの磁極間には反発力が彷き、両プラン
ジャ４Ｃ，４Ｄは互いに離隔する方向へ駆動される。

従って、両プランジャ４Ｃ，４Ｄを交流電源２５によっ
て直接往復駆動することができるとともに、半波整流器
が不要となり、また、駆動電流も交流となるので、電源
の負担を軽減させることができる。

なお、第２実施例の流体ポンプＰの両プランジャ４Ａ、
４Ｂをそれぞれ永久磁石にしてもよい。

但し、両プランジャ４Ａ、４Ｂの着磁極性が軸方向にお
いて同一である場合には両ソレノイドコイル８Ａ、８Ｂ
の通電時の極性を互いに逆極性とする必要があり、また
、両プランジャ４Ａ、４Ｂの着磁極性が軸方向において
互いに相反する場合には両ソレノイドコイル８Ａ、８Ｂ
の通電時の極性を同一極性とする必要がある。

なお、第２実施例〜第４実施例のその他の作用と効果に
ついては第１実施例とほぼ同様であるため、その説明を
省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本発明の各実施例を示すもので、第
１図は第１実施例の流体ポンプの側断面図、第２図（Ａ
）、　（Ｂ）、（Ｃ）は同じく流体の給送過程を順に示
す要部の側断面図、第３図は同じくポンプ駆動回路の回
路図、第４図は同じく交流電源の半波整流電圧を示す線
図、第５図は第２実施例の流体ポンプの側断面図、第６
図は同じくポンプ駆動回路の回路図、第７図は同じく交
流電源電圧を示す線図、第８図は第３実施例の流体ポン
プの側断面図、第９図は第４実施例の流体ポンプの側断
面図、第１Ｏ図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）は同じく流
体の給送過程を順に示す要部の側断面図、第１１図は同
じくポンプ駆動回路の回路図、第１２図は従来の流体ポ
ンプの側断面図である。 ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄ・・・プランジャ（可動部材）
６Ａ、６Ｂ・・・弁機構 ６Ａｃ、６Ｂｃ・・・弁体 １２・・・流入口 １３・・・吐出口 １５・・・ポンプ室 １６・・・流体通路 Ｐ・・・流体ポンプ 出願人　　　フジクリーン工業株式会社代理人　　　弁
理士　岡田英彦（外３名）第３図 第４図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流入口と吐出口とを連通する流体通路が縦貫状に形成さ
   れたポンプ室内には相反方向へと同期的に反復駆動され
   て周期的に往復移動する１対の可動部材を前記縦貫方向
   へ離隔して装入するとともに、前記両可動部材にはこの
   可動部材の前記流入口側の流体圧が前記吐出口側の流体
   圧より高いときのみ前記流体通路を開路する弁体を備え
   た弁機構をそれぞれ組付けたことを特徴とする流体ポン
   プ。