JPS61207883A

JPS61207883A - 電磁往復動式ポンプ

Info

Publication number: JPS61207883A
Application number: JP60046494A
Authority: JP
Inventors: Shiro Takahashi; 史郎高橋
Original assignee: MAN DESIGN KK; Man Design Co Ltd
Current assignee: MAN DESIGN KK; Man Design Co Ltd
Priority date: 1985-03-11
Filing date: 1985-03-11
Publication date: 1986-09-16
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: US4718832A; JPH0633768B2

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）本発明は、電磁往復動式ポンプに関するものであり４特
に、吸入量も１−＜は吐出量，またｌま真空開もしくは
王ａｆを多段階に選択することのできる電磁往復動式ポ
ンプに関するものである。

（従来の技術）電磁往復動式ポンプあるいはコンプレッサなどの流体機
械は１例えば特公昭５７−３０９８４号明細書、あるい
は実願昭５９−１４）６６４号明細書に記載されている
ように、流体の移送を掌るシリンダとピストン、および
前記ピストンと一体的に形成された磁性アマチュアを有
している。

そして、蚊磁性アマチ為アの回りには、それを駆動する
固定電磁石を設け、該固定電磁５艮半波交流またはパル
ス電流を印加する仁とによって。

前記磁性アマチュアを軸心方向に吸引し、　＊’記固定
電磁石の消磁時に、同アマチェアを復帰ばねの反発作用
で復動させることにより、この磁性アマチュアと一体的
に形成されたピストンを往復動させて流体の移送を可能
としている。

したがって、前記ピストンの振動数は、固定電磁石に印
加される半波交流の周波数に等しい。また、当該電磁往
復動式ポンプを効率良く駆動させるためには、前記交流
の周波数と、ピスト、ンセよび磁性アマチュアならびに
復帰ばねで構成される振動系の固有振動数とがほぼ一致
する必要がある。

（発明か解決しようとする問題点）　　歇上記した従来
の技術は、次のような問題点を有していた。

当該電磁往復動式ポンプの吸入量もしくは吐出量、また
は真空度もしくは圧縮間を変化させたいという要望が利
用者にあるが、＊記要望を実現するため化は、固定電磁
石に印加される半波交流の周波数を変える必要がある。

ところが、固定電磁石に印加される半波交流の周波数が
一ピストンおよび磁性アマチュアならびに復帰ばねで構
成される振動系の固有振動数に一致しない場合は、エネ
ルギのロスが大きくなり、当該電磁往復動式ポンプを効
率良く駆動させることができない。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、複数のポンプを一体と
なるように接続するという手段を講じ、前記の各ポンプ
の吸入０詔よび吐出口の接続状態を変えることができる
ようにし、その結果、交流電源のエネルギをロスさせる
ことなく。

吸入量もしくは吐出量、または真空度もしくは圧縮ばを
多段階に選択できるという作用、効果を生じさせた点に
特徴がある。

そして、この場合、各ポンプを、ピストンの軸心が同一
の点で交差し、かつ前記点に関して回転対称となるよう
に配置するという手段を講じ、ξれにより、繭記各ポン
プの振動が互いに相殺され、そして騒音が少なくなると
いう作用、効果を生じさせた点にも特徴がある。

（ＩＩＩ織例）以下に１図面を参照して１本発明の詳細な説明する。第
１図は本発明の一実織例の概略縦断面図。

第２図は第１９図のＡ−Ａ線で切断した概略横断面図、
第３図は＃Ｉ１図のＢ−Ｂ線で切断した概略横断面図で
ある。

まず、第１図において、前部シリンダ５２は前部ＩＩ　
１２０に固着されていて、該前部シリンダ５２の内面お
よび前部＊　１２Ｇにより、圧縮基７４が規定されてい
る。同様に、前部シリンダ５３は中央胴体１２１５の仕
切板１２６　に固着され、該前部シリンダ５３の内面お
よび仕切板１２６により・圧縮室フ５が規定されている
。

前記前部シリンダ５２．５３には、吐出孔５６゜５７が
形成されている。そして、前記前部シリンダー５３には
・１１４２図に示すように、圧縮室フ５の圧力が吐出室
５９の圧力よりも低いときに、吐出孔５７を閉塞するよ
うに、取付ねじ６８により吐出弁３３が取付けられてい
る。同様に前記前部シリンダ５２にも、圧縮室７４の圧
力が吐出室５８の圧力よりも低いときに、吐出孔５６を
閉塞するように、吐出弁が取付けられている。

前部胴体　１２１および後部胴体１２３は、各々一方の
側に後部シリンダ支持部材６６および６７を備えていて
、またその他方の側は、前記前部査１２Ｇ　　ｍよび前
部シリンダ５２．ならびに前記中央胴体１２５ａよび前
部シリンダ５３に固着されている６１ＩｌＩ記後部シリ
ンダ支持部材６６．６７の先端化は・さらに取付ボルト
４２．４３により、後部シリンダ６２　、６．３が固着
されている。

ピストン２７０．２７１　　＋１．ｍ部ピスト：／７０
゜７１、磁性ナマチェア８０．８１および後部ピストン
９０．９１により構成されている。前記前部ピストン７
０　、７１．磁性アマチ轟ア８Ｇ、８１および後部ピス
トン９０．９１は・各々軸心が一致するように、取付ね
じ４０．４）により固着されている。

前記ピストン　２７０　、　２７１が、その軸心方向に
摺動可能となるように、前記曲部ピストン７０゜７１の
ピストンヘッド７２．７３および前記後部ピストン９０
．９１は、各々前部シリンダ５２゜５３および後部シリ
ンダ６２．６３内に挿入されている。

前記前部ピストン７０．７１のピストンヘッド７２　　
、７３には、吸入孔７８．７９か形成されている。そし
て、前記ビスシンヘッド７２．７３化は・該ピストンヘ
ッド７２．７３から吸入プラグ１５０．１５１９１の圧
力が・その反対側の圧力よりも低いときＩｃ・前記吸入
孔７８．７９を閉塞するように・吸入弁’１６．７’ｌ
が取付けられている。

後部シリンダ６２．６３に螺合したキャップ４４．４５
おヨヒ哨ｖｔ＝ａｍビス）：／９０．９１（０間には、
図示されるように復帰はね８２．８３が配置１１すｔｔ
６［１帰１ｆｔ；１　Ｂ２　、８３１ｃＪ：す、ｌｌ１
ｌ記１１部ピストンＴｏ　、　７１　、磁性アマチェア
ｇｏ、ｓｔおよび後部ピストン９０．９１は、矢印Ｃ方
向に偏倚されている。

固定電磁石２１は、第３図に示されるように。

一対の磁極１６２を有し、該磁極１６２には、各各励磁
コイル１６１が巻回されている。固定電磁石２０も、前
記固定電磁石２１と同様に、磁極および励磁コイル！６
０を備えている。

前記固定電磁石２０．２１は、前記前部胴体１２１　　
と１２２　との間、および後部胴体１２３と１２４　と
の間移ζ、それぞれ配置されている。そして、繭記前部
胴体１２２および後部胴体１２４には・前記中央胴体１
２５および後部蓋１３０が固着されている。

前記中央胴体１２５の、仕切板１２６から前部ピストン
７０１１！の外壁には、吸入プラグ１５０が固着されて
いる。また、前記中央胴体１２５の・仕切板１２６から
前部ピストン７１側の外壁には、吐出プラグ１５３が固
着されている。さらＩζ、前部Ｉｆ　　１２０の外壁に
は吐出プラグ１５２が、また後部蓋１３０の外！６ζは
吸入プラグ１５１が固着されている。

前記中央胴体１２５の、仕切板１２６から前部ピストン
７０側の内部、および後部１１１３０の内部には１％々
フィルタ１５４および　１５５が配置されている。前記
フィルタ１５４　．１５５　　は％吸入プラグ１５０　
、１５１　から吸入される気体の埃やごみ等を除去する
ためのものである。

第４図は本発明の一実施例の概略電気結線図である。図
−ζおいて、第１１１！ｌＩ＃よび第３Ｌ！ｑと同一の
。

符号は、同一ま、たは同等部分をあられしている。

第４図において・固定電磁石２Ｇ（第１図）の磁極に巻
回される励磁コイル１６Ｇ、および固定電磁石２１（第
１図ンの磁極１６２（第３図）に巻回される励磁コイル
１６１　は、交流電１１２８１ζ並列に接続されている
。そして、前記励磁コイル１６０　　ｎよび１６１には
、それぞれ極性が逆向きになるように、整流器３０．３
１が直列に接続されている。

ＩＩＥＪ図から明らかなように、前記励磁コイル１６０
　　詔よび１６１　には、それぞれ、交流電源２８から
出力される交流電流が半波ずつ交互に流れる。

以上の構成を有する本発明の一実施例の動作を、つぎに
説明する。

第５図（４）〜（Ｑは本発明の一実施例の動作を説明す
るための概略構成図である。各々の図において。

第１図ないし第４図と同一の符号は、同一または同等部
分をあられしている。

電源スイッチ２００が投入されていない状態では、ポン
プ（のピストン２７０およびポンプ２のピストン２７１
は、復帰ばね８２，８３により矢印Ｃ方向（第５図（Ｂ
）　、　Ｉｃ）　）化偏倚されている。

電源スイッチ２００が投入されると、第５図（４）に示
されるように１例えばまず、交流半波で励磁コイル１６
０１Ｃ通電され、ポンプ１のピストン２７０　は矢印り
方向に吸引される。このとき、ピストン２７０の吸入弁
７６が開き、外気は、圧縮室７４内に流入する。

つぎに同図（Ｂ）に示すように、交流の残る半波におい
て、励磁コイル１６１に通電されると、ポンプ２のピス
トン２７１　　が矢印り方向に吸引される。

このとき・ピストン２７１の吸入弁７７が開き・外気は
圧縮室７５内に流入する。

励磁コイル１６１　に通電が開始されると、励磁コイル
１６０へ行なわれた通電が解除される。そして、ポンプ
ｌのピストン２７０は、復帰ばね８２のパイアスカによ
り、矢印Ｃ方向に復帰する。このとき、吐出弁３２が開
き、圧縮室７４内の流体が排出されろ。

その後、同図０に示すように、再び励磁コイル１６０　
に通電され、ピストン２７０が矢印り方向に吸引される
と同時に吸入弁７６が開き、外気が圧縮室７４内に流入
する。

励磁コイル１６０に通電が開始されると、励磁コイル１
６１へ行なわれた通電が解除される。そして、ポンプ２
のピストン２７１　は、復帰ばね８３のパイアスカによ
り、矢印Ｃ方向に復帰する。このとき、吐出弁３３が開
き、圧縮室７５内の流体が排出される。

このように、交流の半波ごとに、交互に励磁コイル１６
０詔よび１６１に通電され、そして固定電磁石２０およ
び２１が交互に励磁される。この結果、一方のポンプの
ピストンが固定電磁石の励磁により吸引されると、他方
のポンプのピストンが・復帰ばねの弾発力により、前記
吸引の方向と逆方向に復帰する。

すなわち、第１および第２のポンプ内の各ピストンは、
互いに逆方向に振動する。これにより、各ピストンの振
動が相互に吸収、相殺されるので、本実施例のポンプ全
体としては、振動が少なくなると共に、騒音の発生も少
なくなる。

また・交流の両波を用いて、固定電磁石を励磁するので
、当該の電磁往復動式ポンプの駆動を極めて効率的に行
なうことができる。

ｔｓ６図囚〜忙）は本発明の一実施例の吸入口（吸入プ
ラグ１５０　、１５１　　）および吐出口（吐出プラグ
１５２．１５３　　）の接続例を示す概略図である。第
６図に詔いて、第１図と同一の符号は、同一または同等
部分をあられしている。

まず、第６°図囚では、ポンプ１およびポンプ２の流体
通路が直列に接続されている。すなわち。

ポンプ２の吐出プラグが、接続管ｌフ１を介して。

ポンプ１の吸入プラグに接続されている。

酌記接続管１７１　には、第７図囚に関して後述する構
造を有するソケッ）　２６Ｇが固着されていて；該ソケ
ット　２６０が吸入グラブ１５０お−よび吐出グラブ１
５３に接続されている。

また、吸入管１７３　に固着されたソケット２６０は、
吸入プラグ１５１１ζ接続され、さらに吐出管】７２　
に固着されたソケット２６０は、吐出プラグ１５２に接
続されている。

このように、ポンプｌｔｄよびポンプ２の流体通路を直
列に接続すれば、吸入管１７３から吸引される気体（１
体〕は、吐出管１７２から排出され。

その真空ｌｆ（あるいは圧縮Ｉｆ）は、ポンプ１または
ポンプ２を単独で使用する場合のほぼ２倍とな−る。

第６因田）では、ポンプ１およびポンプ２の流体通路は
並列に接続されている。すなわち、ポンプ１およびポン
プ２の吸入プラグ１５０，１５１　　は、二股接続管１
７５に固着されたソケッ）　２ＳＯに接続され、そして
、ポンプ１およびポンプ２の吐出プラグ１５２．１５３
は、二股接続管１７４に固着されたソケット２６０に接
続されている。

この例では、二股接続管１７５から吸引される気体は、
二股接続管１７４から排出され、その吸入量（あるいは
吐出量）は、ポンプ！またはポンプ２を単独で使用する
場合の２倍となる。

第６図Ｃ）では、前記ポンプｌおよびポンプ２は。

それぞれ独立して機能する。すなわち、ポンプ１および
ポンプ２の吸入プラグ１５０　　、１５１　　および吐
出プラグ１５２　．１５３　は、それぞれ独立した管　
１７２　、１７３　　、１７８　　、１７９　　に固着
されたソケット　２６０に接続されている。

この例では、例えば、一方のポンプを真空ポンプ、他方
のポンプをコンプレッサとして使用することができる。

つぎに、前記プラグ１５０ないし１５３およびソケット
２６Ｇの構造、ならびに該プラグとソケットとの接続方
法を、１１７因（４）〜■）を用いて説明する。

まず、第７図囚において、プラグ１５０ないし１５３　
は、筒状であり、その一方の側には、各ポンプのケーシ
ングに形成されためねじに螺合するための、取付用おね
じ２５１が形成され、また他方の側には、ソケット２６
０　に挿入されるための挿入端２５４が形成されている
。

前記取付用おねじ２５１および挿入端２５４の間には、
７ランジ２５２が形成されている。また、前記挿入ｉ１
１　２５４には、該挿入端２５４の外径よりもその底面
の径が小さくなるように、溝部２５３が形成されている
。

ソケット２６０は、ソケット本体２６１　、スリーブ２
６２．圧縮コイルばね２６３１ポール２６４゜ストップ
リング２６５．およびＯリング２６６により構成されて
いる。

前記ソケット本体２６１は筒状であり・その一方の側の
内面には、接続管、吐出管、吸入管等に形成されるおね
じにａ介するためのめねじ　２６９が形成され、また、
その他方の側Ｃζは、１あるいは複数のボール穴２６７
が形成されている。また、前記ボール穴２６７およびめ
ねじ２６９゛の関には、環状に溝が設けられ、該溝の中
に０１Ｊング　２６６か嵌入している。

スリーブ２６２は筒状であり、図示されるように、前記
ソケット本体２６１の、ボール穴２６７が形成された側
の外側を覆うように配置され、ソケット２６０の軸心の
方向に摺動可能となっている。前記スリーブ２６２の内
面には、その８同方向に山形部２６Ｂか形成されている
。

前記スリーブ２６２の山形部２６８とソケット本体２６
１　　との間には、圧縮コイルばね　２６３が配置され
ている。前記圧縮コイルばね　２６３は。

矢印Ｅと反対の方向にスリーブ２６２を付勢しているか
、該スリーブ２６２の山形部２６８の側面と、前記ソケ
ット本体２６１の、ボール穴２６７から０リング２６６
が固着されていない側に固着さ−れたストップリング２
６５　とが当接するので、１記スリーブ２６２は、ソケ
ット本体　な６１から離脱することはない。

前記スリーブ２６２か第７図（４）に示す位置にある場
合において、ポール２６４は、前記ポール穴２６７　と
前記スリーブ２６２の山形部２６８とにより支持されて
いる。前記ポール２６４の外径は。

前記ポール穴２６７の径よりも大きく設定されているの
で、該ポール２６４は、前記ボール穴２６７からスリー
ブ２６２の内側に抜は出ることはない。

また、この場合、ポール２６４は、スリーブ２６２　の
山形部２６８との当接により、その一部が、ソケット本
体２６１の内部に突出している。

そして、ソケット本体２６１の軸心方向に突出した各ポ
ール２６４の先端を含む円の外径は・前記プラグ１５０
．１５１　．１５２　．１５３　　の挿入端２５４　の
外径よりも小さく、溝部２５３の外径よりも大きい。

つぎに前記プラグ１５０ないし１５３とソケット　２６
０との接続方法を説明する。

まず、第７回国において、ソケット　２６０のスリーブ
２６２　を、圧縮コイルばね２６３ｆの反１発力に打ち
勝つように５矢印Ｅ方向に付勢し、摺動させる。前記摺
動により、山形部　２６８がポール２６４　から離れ、
該ポール２６４は、ソケット本体２６１の軸心から遠ざ
かる方向へ移動することが可能になる。

この状態を保ちながら、ソケット２６０を矢印Ｆ方向に
移動させ、該ソケッ）　２６０　をプラグの挿入ｆｌａ
ｔ　２５４　に嵌合させる。この状態が、第７図ＩＢ）
に示されている。同図から明らかなよう化、ポール２６
４は、挿入端２５４　との当接により、ソケット２６０
の内壁から外側へ向かうように押され、その後、前記ソ
ケット２６０の移動と共に、該ポール２６４は、挿入Ｉ
ＩＩ　２５４の表面を移動する。

ソケット２６０をさらに矢印Ｆ方向に移動させると、同
図Ｃ）から明らかなように、挿入端　２５４が、ソケッ
ト　２６０内局面に配置されたＯりング２６６　と密着
し、前記プラグとソケット２６Ｇ　との間の気密が保た
れる。そして、その後、前記ポール２６４は、溝部２５
３に達し、ブラダの上部に位置するポールは、該溝部２
５３に落ちる。

この状態で、スリーブ２６２の付勢を解除し。

該スリーブ２６２を矢印Ｆ方向＃４復帰させると、　プ
ラグの下部に位置するポールは、スリーブ２６２の山形
部２６８により、溝部２５３内に押上げられると共に、
プラグの上部に位置するポール２６４も、前記ポールと
同様に、山形部２６８により。

溝部２５３から離脱することがないように保持される。

この状態が、第７１１＋［１に示されている。

以上の説明から明らかなように、プラグ１５０゜１５１
．１５２，１５３とソケット２６０　との接続は、極め
て簡単に、かつ気密良（行なうことができる。

また、プラグおよびソケットの取りはずしも、前述した
操作を逆に行なうことにより、極めて容易に行なうこと
ができる。

第７図に示したプラグおよびソケット（ワンタッチ継手
）を用いて、ポンプｌおよび２の吸入口および吐出口を
接続するように、当該電磁往復動式ポンプを構成すれば
、該吸入口および吐出口の接続およびその接続損えを容
易に行なうことができる。すなわち、第６図（４）ない
し口に示された管路の接続形態を任意に選択し、誼管路
の接続または切換え、もしくは堰りはすしを極めて容易
に行なうことができろ。

さて１以上の説明から明らかなように、本発明の一実施
例は、ピストンの軸心が一致するように・かつ該ピスト
ンが各々同一方向に配置されるように、２台のポンプを
接続するものである。

しかし、本発明は、４Ｉに前記実織例のみに限定される
ことはない。すなわち、第８図に示されるように・ピス
トンの軸心が一致するように・かつ誼ピストンが各々逆
向きに配置されるように、２台のポンプを接続しても良
い。この場合は、各ポングの固定電磁石の励磁を同時に
行なわなければならない。

また、第９図および第１Ｏ図に示されるようｌζ。

ポンプを３台（符号１〜３）あるいは４台（符号１〜４
）接続しても良く、さらに５台以上接続しても艮い。

さらにまた、各ポンプは、平面的に配置されるだけでな
く、立体的Ｉζ配置されても良い。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように９本発明によれば、つぎ
のよう、な効果が達成される。

（１１複数のポンプを一体となるように接続したので、
前記各ポンプの吸入０詔よび吐出口の接続状態を、任意
に選択することができる。この結果、ポンプの固定電磁
石へ供給される交流電源のエネルギをあまり損失させる
ことなく、吸入量もしくは吐出量、または真空度もしく
は圧縮１を多段階に選択することができ、また真空ポン
プとしての機能・と加圧ポンプとしての機能を、同時に
、独立的に発揮させることが、できる。

（２）　　さらに、前記各ポンプの配置を、各ピストン
の軸心が同一の点で交差し、かつ前記点に関して回転対
称となるよう化°行なえば、各ポンプの振動が互いに相
殺される。したがって、一体化された当該電磁往復動式
ポンプの振動および騒音が極めて小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略縦断面図、第２図はＷ
４）図のＡ−Ａ線で切断した概略横断面図、第３図はｊ
ｌｌＳ１図のＢ−Ｂ線で切断した概略横断面図、第４図
は本発明の−ＩＩ！嵐例の概略電気結線図、第５図囚〜
口は本発明の一実施例の動作を説明するための概略構成
図、第６図囚〜Ωは本発明の一実施例の吸入口および吐
出口の接続例を示す概略図、第７図（４）〜（口はプラ
グおよびソケットの構造ならびにそれらの接続方法を説
明するための該プラグおよびソケットの一部破断側面図
、ａＳＳ図〜第１０図は本発明の変形例を示す概略図で
ある。１〜４・・・ポンプ、　２０．２１・・・固定電磁石・
３３・・・吐出弁、　５２．５３・・・前部シリンダ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれが、ピストンヘッドおよび磁性アマチュ
アを有するピストンと、前記ピストンヘッドを収容する
シリンダと、前記ピストンの軸心方向の摺動により、流
体を移送するための、前記ピストンヘッドおよび前記シ
リンダの少なくとも一方に設けられた吸入弁および吐出
弁と、前記ピストンを一方向へ付勢する復帰ばねと、前
記磁性アマチュアを前記一方向と逆方向へ吸引する固定
電磁石と、流体を吸入する吸入口および流体を排出する
吐出口とを備えた複数のポンプを一体に固着したことを
特徴とする電磁往復動式ポンプ。
（２）前記固着は、前記ピストンの軸心が同一の点で交
差し、かつ前記点に関して回転対称となるように行なわ
れることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の
電磁往復動式ポンプ。
（３）前記ポンプは２台であり、各ピストンは各復帰ば
ねにより、同一方向へ付勢され、かつ各固定電磁石は交
流の半波ごとに交互に励磁されることを特徴とする前記
特許請求の範囲第２項記載の電磁往復動式ポンプ。
（４）前記吸入口および吐出口には、ワンタッチ継手の
プラグおよびソケットの一方が固着されたことを特徴と
する前記特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
に記載の電磁往復動式ポンプ。