JPH0491377A - 電磁往復動ポンプ - 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］ この発明は電磁往復動ポンプに関するもので、更に詳細
には、超小型、軽量の電磁往復動ポンプに関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来のこの種の往復動ポンプは、第４図及び第５図に示
すように、往復動体を構成するピストン１と一体の可動
軸すなわちピストン軸２を摺動可能に支承する軸受部３
と、ピストン軸２の往復動を司るソレノイド機構４を有
する作動部５と、ピストン１を往復動可能に配設すると
共に、ピストン１の往復動により流体を吸入・吐出する
ポンプ部６とで構成されている。

このように構成される従来の往復動ポンプにおいて、ソ
レノイド機構４の電磁石が励磁されると、ピストン軸２
に形成されたアーマチュア部７がコアＣ側に引付けられ
、ピストン１が図面上上方に移動して、ポンプ部６の室
内の流体を吐出弁（図示せず）を介して外部に吐出する
。そして、電磁石が非励磁になると、ピストン軸２は復
帰ばね８によって下降して、ポンプ部６の室内を負圧に
して吸入弁（図示せず）を介して流体を吸入するように
なっている。

このように構成される従来の往復動ポンプにおいては、
ポンプの流量及び吐出圧力の変動により、ピストン１と
ポンプ部６を構成するシリンダヘッド６ａの間に有害な
衝撃が生じないようにする必要があり、そのため、第５
図に示すように、吐出口１０をシリンダヘッド６ａから
距離ｄだけ離して、ピストン１により吐出口１０が塞が
れてからピストン１とシリンダヘッド６ａとの間の空間
の気体を圧縮することにより、ピストン１の運動エネル
ギーを吸収して衝撃を緩和するようにしである。また、
別の衝撃緩和手段として、第６図に示すように、シリン
ダヘッド６ａのピストン１の衝突面にショックアブソー
バ１１を配置して、ピストン１の衝撃を緩和するように
したものも知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前者すなわちシリンダヘッド６ａから距
離ｄ離れた位置に吐出口１０を設けるものにおいては、
シリンダヘッド６ａの端部から離れた位置に吐出口１０
があるため、体積効率が低下してしまう。この問題を解
決するために、ストロークを増大させると、小型化及び
省エネルギー化を図ることができないという問題がある
。また、ピストンに代えてダイヤフラムを使用した往復
動ポンプにおいては、ダイヤフラムに過大な圧力が加わ
るので、上述のような吐出口を設けることは困難であり
、衝撃防止のためには位置センサ等の制御手段を設けて
位置制御をしなければならないという繁雑さがある。一
方、後者すなわちショックアブソーバ１１を設けたもの
においても、体積効率の低下は免れず、しかも、構造が
複雑になるという問題もある。

この発明は上記事情に鑑みなされたもので、簡単な構造
で、体積効率の低下を招く、ことかなく、しかも、超小
型化及び省エネルギー化を図れるようにした電磁往復動
ポンプを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明の電磁往復動ポン
プは、ピストン又はダイヤフラム等の往復動体と一体の
可動軸を摺動可能に支承する軸受部と、上記可動軸の往
復動を司るソレノイド機構を有する作動部と、上記往復
動体を往復動可能に配設すると共に、往復動体の往復動
により流体を吸入・吐出するポンプ部上から成る電磁往
復動ポンプを前提とし、上記軸受部と可動軸上の間に、
上記往復動体が復位置のときに形成される圧縮室を設け
たものである。

この発明において、上記圧縮室は軸受部と可動軸との間
に形成され、かっ、往復動体が復位置のときに気体を圧
縮する室であれば、その位置及び形状は任意のものでよ
く、例えば可動軸のポンプ部側に臨む部分を２段状に形
成し、この段部の大径側端面と、大径外周面と、軸受部
内周面及び大径部を摺動可能に嵌挿する通口を有するシ
ール部材とで圧縮室を形成することができる。

［作用〕 上記のように構成することにより、ソレノイド機構が励
磁されると、可動軸が往位置側に移動してポンプ部内に
流体が吸入される。そして、ソレノイド機構が非励磁に
なると、可動軸は復位置側に移動してポンプ部内の流体
が吐出される。この際、軸受部と可動軸との間に、圧縮
室が形成されて、この圧縮室内の気体が圧縮され、可動
軸には往復動体を押し戻そうとする空気圧が作用する。

したがって、体積効率を低下することなくポンプ運転条
件の変動による往復動体とポンプ部端の衝撃を防止する
ことができる。

Ｕ実施例］ 以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する
。

第１図はこの発明の往復動ポンプの一例の断面図が示さ
れている。

この発明の往復動ポンプは、ケーシング１２を有し、こ
のケーシング１２は作動室１３とポンプ室１４とが隔壁
１５によって区画形成されており、隔壁１５に設けられ
た軸受部１６と作動室１３の端部に設けられたピストン
軸受室１７に可動軸であるピストン軸１８がそれぞれ摺
動可能に支承されている。

作動室１３内にはコイル１９とコア２０とで構成される
電磁石２１が収納されており、この電磁石２１とピスト
ン軸１８に設けられたアーマチュア部２２とでソレノイ
ド機構２３が形成されている。すなわち、ソレノイド機
構２３の電磁石２１の励磁によってアーマチュア部２２
が引付けられてピストン軸１８を図中左方へ移動し、電
磁石２１の非励磁によってピストン軸受室１７内に縮設
された復帰ばね２４の弾発力によってピストン軸１８が
右方へ移動し得るようになっている。

また、ポンプ室１４のシリンダヘッド側には吸入口２５
と吐出口２６が並設されており、これら吸入口２５と吐
出口２６にはそれぞれスプリング２７．２８によって常
時閉塞する方向に付勢される吸入弁２９と吐出弁３０と
が配設されている。

これら吸入弁２９と吐出弁３０は、ピストン軸１８に一
体に形成された往復動体であるピストン３１の往復動に
伴って流体を吸入・吐出するようになっている。すなわ
ち、ピストン３１が往位置側（第１図において左位置側
）へ移動すると、ピストン３１とシリンダヘッドとの空
間が負圧になるので、スプリング２７に抗して吸入弁２
９が開放して外部からポンプ室１４内に流体（空気）が
吸入される。また、ピストン３１が復位置（第１図にお
いて右側位置）へ移動すると、空気が圧縮されるので、
スプリング２８に抗して吐出弁３０が開放して空気が外
部へ吐出される。

一方、ピストン軸１８のポンプ部側すなわちポンプ室１
４側に臨む部分は２段状の段部３２が形成されており、
この段部３２の大径側端面３３と、大径外周面３４と、
軸受部１６の内周面及び大径部３５を摺動可能に嵌挿す
る通口３６を有するシール部材３７・とで圧縮室３８が
形成され得るようになっている。すなわち、ピストン３
１が復位置のとき、圧縮室３８内の空気が圧縮され、ピ
ストン軸１８にはピストン３１を押戻す力が作用するよ
うになっている（第２図参照）。

次に、この発明の往復動ポンプの作動態様について説明
する。

往復動ポンプを動作させるときには、ソレノイド機構２
３の電磁石２１を励磁させると、アーマチュア部２２が
引付けられてピストン軸１８及びポンプ室１４内のピス
トン３１が第１図において左方向に移動され、復帰ばね
２４を圧縮する。これにより、ポンプ室１４内は負圧と
なり、吸入弁２９がスプリング２７に抗して開放するこ
とにより、外部から空気が吸入される。電磁石２１を非
励磁にすると、ピストン軸１８が復帰ばね２４の弾発力
によって第１図において右方向に移動する。

これにより、ポンプ室１４内の圧力は上昇し、吐出口２
６内のスプリング２８に抗して吐出弁３０を開放してポ
ンプ室１４内の空気を外部へ送出す。

この際、ピストン３１が復位置すなわち上死点付近のＡ
の位置にくると、ピストン軸１８に設けられた段部３２
、−軸受部１６及びシール部材３７が共働して圧縮室３
８が形成されると共に、この圧縮室３８内の空気が圧縮
され、ピストン軸１８にはピストン３１を押戻す力が作
用する。この空気圧は圧縮室３８の容積がピストン軸１
８の断面積に比較して小さいので、第３図に示すように
、僅かなストロークで急激に上昇し、ピストン軸１８及
びピストン３１が持つ運動エネルギーがポンプの運転条
件により変化しても常にピストン３１の上死点を同じ位
置に保つことができる。

したがって、ピストン３１の上死点とポンプ室１４の端
のシリンダヘッド３９との隙間を大きくして体積効率を
低下することなく、ポンプ運転条件の変動によるピスト
ン３１とシリンダヘッド３９の衝撃を防止することがで
きる。

なお、上記実施例では往復動体がピストン３１の場合に
ついて説明したが、必ずしも往復動体がピストンである
必要はなく、ダイヤフラムにて往復動体を形成したダイ
ヤフラム式往復動ポンプにおいても同様にダイヤフラム
とポンプ室の端との衝撃を防止することができる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明の電磁往復動ポンプに
よれば、上記のように構成されているので、体積効率を
低下させずにポンプの運転条件の変動によるピストンの
衝撃を防止することができると共に、小型かつ省エネル
ギーが図れる往復動ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の往復動ポンプの一例を示す断面図、
第２図はこの発明における圧縮室を示す拡大断面図、第
３・図は往復動体のストロークと圧縮室の圧力の関係を
示すグラフ、第４図は従来の往復動ポンプを示す断面図
、第５図は第４図の拡大断面図、第６図は従来の別の往
復動ポンプの拡大断面図である。 １３・・・作動室、 １４・・・ポンプ室、 １６・・・軸受部、 １８・・・ピストン軸、 ２３・・・ソレノイド機構、 ２４・・・復帰ばね、 ３１・・・ピストン、 ３２・・・段部、 ３３・・・大径側端面、 ３４・・・大径外周面、 ３５・・・大径部、 ３７・・・シール部材、 ３８・・・圧縮室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ピストン又はダイヤフラム等の往復動体と一体の可
   動軸を摺動可能に支承する軸受部と、上記可動軸の往復
   動を司るソレノイド機構を有する作動部と、上記往復動
   体を往復動可能に配設すると共に、往復動体の往復動に
   より流体を吸入・吐出するポンプ部とから成る電磁往復
   動ポンプにおいて、上記軸受部と可動軸との間に、上記
   往復動体が復位置のときに形成される圧縮室を設けたこ
   とを特徴とする電磁往復動ポンプ。 ２、可動軸のポンプ部側に臨む部分を２段状に形成し、
   この段部の大径側端面と、大径外周面と、軸受部内周面
   及び大径部を摺動可能に嵌挿する通口を有するシール部
   材とで圧縮室を形成して成ることを特徴とする請求項１
   記載の電磁往復動ポンプ。