JPS6015433Y2 - 電磁往復動機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電磁吸引作用、または同作用と圧縮ばねの弾発
作用の交互作用によって往復動するピストンの作用で空
気の吸入・吐出を行なう形式の電磁往復動機の、特にピ
ストン関連機構の構造に関するものである。

相対する２つの磁極を有し、誘導コイルが当該磁極を挾
んで平行に設置されてなる固定電磁回路を具え、上記磁
極間の中心線上に、当該磁極間に発生する磁力線を直角
に横切る方向に往復動する磁性アーマチュアとピストン
との結合体ないし当該結合体の復動用圧縮ばねを設け、
磁性アーマチュアに作用する固定電磁回路の電磁吸引作
用、または撞作用と圧縮ばねの弾発作用の交互作用で上
記結合体が往復動する電磁往復動機は、上記ピストンが
従来からコンプレッサや内燃機関などで採用されている
ピストンと異り、クランク機構によって回転運動が直線
運動に変換されるものではなく、いわゆるフリーピスト
ンと称して、駆動源から直接直線運動の伝達を受けて往
復運動するピストンで、磁性アーマチュアに固定電磁回
路の電磁吸引力が作用したときに同アーマチュアとピス
トンとの結合体を運動させる形式である。

従って、この種の往復動機には固定電磁回路の相対する
２つの磁極間に作用する磁気力は距離の２乗に反比例す
るというクーロンの法則が、磁極間を横切って動く磁性
アーマチュアにそのま）適用されて、磁極面と磁性アー
マチュアとの距離に僅かでも差があると、磁性アーマチ
ュアは磁気力の強い磁極側に偏倚するという事態に発展
する。

しかも、ピストンがシリンダ内壁面との接触面積の大き
い形状であると、上記偏倚現象だけでなく、ピストンと
シリンダの内壁面との間の摩擦抵抗が大きくなって、ピ
ストンを磨耗させ、かつ、当該結合体の動きを損なうた
めに流体の吸引・吐出作用が適確に行なわれなくなる。

また、ピストンの質量が大きくなり過ぎると、斯る偏倚
現象によるピストンの偏磨耗を助長することになるので
、ピストンの機能を損わない範囲で当該ピストンの質量
を減する必要が生ずる。

本考案は上記電磁往復動機におけるピストンの質量が同
機の流体の吸入・吐出機能の優劣を左右する１要因であ
る点に着目し、従来のこの種の電磁往復動機のピストン
構造を改変することを目的として考案したもので、以下
に本考案の１実施例を添付図面に基いて説明する。

なお、以下に記述する実施例はピストンの復動を圧縮ば
ねの弾発作用で行なう所謂単動式の電磁往復動機である
が、本考案はピストンの往動と復動を共に２個の固定電
磁回路の個別作用で行なう所謂復動式の電磁往復動機に
も適用できることは勿論である。

ケーシング１は、相対する２つの磁極を有し、誘導コイ
ル１９が当該磁極を挾んで平行に設置されてなる固定電
磁回路を挾むようにして、ボルトによって前後一体に組
み合わされてなり、同ケーシング１はその一方の側に空
気吸入口２を有し、他方の側に空気吐出口３を有してい
る。

また、ケーシング１の上記空気吐出口形戒側は他の部分
より若干小径に形成して、内部に下記ピストン１１を往
復動自在に収容するシリンダ４を画定している。

６はシリンダ４の軸心部に突設したボスで、このボス６
にはシリンダ４の軸心線と上記固定電磁回路の相対する
磁極間の中心とを結ぶ線と軸心が合致するガイド７が固
定されている。

ガイド７の固定側端部はケーシング１の外部に突出して
いて、該突出部に止血８が固定されており、この止血８
によって前記の空気吐出口３を外側から閉鎖する一方向
弁を抑え、シリンダ４内が所要圧力まで高まると開くよ
うになっている。

９はガイド７上に往復動自在に遊嵌したスライドピース
で、このスライドピース９の外周面部にはシリンダ４内
に収容するピストン１１と上記磁性アーマチュア１４と
を嵌合し、両者１１．１４を一体にかしめつけてピスト
ン結合体を構成している。

ピストン１１は主要部の断面形状がハツト形網状（孔形
）に形成されており、ガイド７に沿って摺動するスライ
ドピース９と共に、磁性アーマチュア１４を固定してい
る。

なお、ピストンヘッド１０の周縁には第２図に示す様に
ピストンリング１３が固定されている。

更に、該ピストンヘッド１０には通気孔１２が穿設され
ており、これら通気孔１２にはシリンダ４とピストン１
１とによって画定された空気加圧室の方向にのみ開く一
方向弁を設け、当該一方向弁はピストン１１が第１図に
示す位置から右方向に動き始めると負圧力で開くように
なっている。

なお、第１，２図の例ではピストンヘッド１０に取り付
けているピストンリング１３は１個であるが、第３図に
示すようにピストンヘッド１０の周縁を二重構造として
、２個のピストンリング１３ａ、１３ｂを取り付ける様
に構成しても良い。

上記磁性アーマチュア１４は固定電磁回路の相対する磁
極相互間を同回路の電磁吸入作用で動くもので、磁極と
磁性アーマチュア相互間には所要の優生間隙があり、こ
の間隙は上記ピストン結合体をガイド７上に支承するこ
とによって、一定に保たれている。

なお、ガイド７の自由端部には座金１６が固定されてお
り、この座金１６と磁性アーマチュア１４の端面との間
に圧縮ばね１７を装入し、固定電磁回路が消磁すると、
この圧縮ばね１７の弾発作用でピストン結合体を第１図
右側から同図に示す位置に向けて復帰させるようになっ
ている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

固定電磁回路に半波交流を印加すると、誘動コイル１９
を巻回した固定鉄心１８が励磁し、固定鉄心１８と磁性
アーマチュア１４との間に電磁吸引作用が起り、磁性ア
ーマチュア１４は圧縮ばね１７の弾発作用に抗して固定
鉄心１８の方向に引寄せられ、固定電磁回路の相対する
磁極間に進入する。

従って、該アーマチュア１４との結合体であるピストン
１１はガイド７上を第１図において右方向に移動する。

このためシリンダ４とピストン１１とによって画定され
た空気加圧室の内部は圧力が低下腰ピストンヘッド１０
の通気孔１２の弁が開いて上記空気加圧室内へ空気が流
れ込む。

商用電源の電圧が半減整流によってＯになると、固定鉄
心１８が消磁するため固定電磁回路による磁性アーマチ
ュア１４の吸引力は消滅し、圧縮ばね１７の弾発作用に
よって磁性アーマチュア１４とピストン１１との結合体
をガイド７上を第１図において左方向に移動させる。

その結果、シリンダ４とピストン１１とによって画定さ
れた空気加圧室内の圧力が高くなるため、同室内部空気
は圧縮され、ピストン１１が上死点近くに達したところ
で空気吐出口３の弁が開いて空気加圧室から空気が送り
出される。

上記作用は商用電源の１サイクルに１回行なわれ、固定
電磁回路の励磁毎に行なわれる電磁吸引作用と同回路の
消磁時に作用する圧縮ばね１７の弾発力との交互作用に
よって、上記ピストン結合体が反復的に往復動し、この
間に空気の吸入と吐出は連続して行われる。

また、断面ハツト形網状に形成されているピストンは、
プレス加工によって低コストで製造したものであるが、
質量が小さくなるために、スライドピースを介在させる
ことによりピストンの質量を所要質量まで増大させて小
質量から生ずるピストンの不安定性を取り除いている。

これによって鋳物や機成加工のピストンに匹敵する圧縮
効果を発揮するようになる。

以上、実施例に基いて本考案を説明したが、本考案は相
対する２つの磁極を有し、誘導コイルが当該磁極を挾ん
で平行に設置されてなる固定電磁回路を具え、上記磁極
間の中心線上に、当該磁極間に発生ずる磁力線を直角に
横切る方向に往復動する磁性アーマチュアとピストンと
の結合体を設け、磁性アーマチュアに作用する固定電磁
回路の電磁吸引作用、または、同作用とピストン結合体
の復動用圧縮はねの弾発作用の交互作用で上記結合体が
往復動する電磁往復動機であって、上記磁極間の中心線
上に軸心を合致させてガイドを設けると共に、同ガイド
に沿って摺動するスライドピースを設け、上記ピストン
を断面ハツト形綱状に形成すると共に、当該ピストンの
軸心部と上記磁性アーマチュアを上記スライドピースと
共に一体に結合したものであるから、下記のような効果
を奏する。

１ ピストンの断面形状をハツト形綱状（孔形）とした
ために、ピストンはたとえばプレス加工によって安価に
製造することができ、鋳物や機成加工によって製造した
ピストンと同じ機能のものが容易に採用できる。

２ 断面形状がハツト形網状のピストンは、これをスラ
イドピースと共に結合することによって質量を、上記鋳
物製もしくは機成加工によるピストンと同等にでき、ま
た、質量減によるピストンの不安定性を解消できると共
に、スライドピースの質量を変更することによって、同
一仕様のピストンを如何なる吐出流量あるいは圧縮比の
圧縮機用電磁往復動機、または広く真空ポンプ用電磁往
復動機にも適応することができる。

３一方ではシリンダとピストンとの摺動面を最小限にと
Ｓ゛め、他方ではスライドピースによってピストン結合
体の動きを安定させることができるから、円筒形ピスト
ンに比べると運動がスムーズになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のｌ実施例を示す縦断側面図、第２図は
ピストン結合体の側面図、第３図はピストンヘッドの周
縁部の他の例を示す縦断側面図である。 ４・・・・・・シリンダ、１１・・・・・・ピストン、
１２・・・・・・スライドピース、１４・・・・・・磁
性アーマチュア、１８・・・・・・固定鉄心、１９・・
・・・・誘動コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 相対する２つの磁極を有し、誘導コイルが当該磁極を挾
   んで平行に設置されてなる固定電磁回路を具え、上記磁
   極間の中心線上に、当該磁極間に発生する磁力線を直角
   に横切る方向に往復動する磁性アーマチュアとピストン
   との結合体を設け、磁性アーマチュアに作用する固定電
   磁回路の電磁吸引作用、または同作用とピストン結合体
   の復動用圧縮ばねの弾発作用の交互作用で上記結合体が
   往復動する電磁往復動機であって、上記磁極間の中心線
   上に軸心を合致させてガイドを設けると共に、同ガイド
   に沿って摺動するスライドピースを設け、上記ピストン
   を断面ハツト形綱状に形成すると共に、当該ピストンの
   軸心部と上記磁性アーマチュアを上記スライドピースと
   共に一体に結合した電磁往復動機。