JPS61255284A

JPS61255284A - リニヤ電動ポンプ

Info

Publication number: JPS61255284A
Application number: JP9612085A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Ban; 伴　五紀
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1986-11-12

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〕本発明装置は、流体の移送、エアコンプレサ、真空装置
等に使用される小型小出力のリニヤ電動ポンプに関する
ものである。

〔従来の技術〕

周知の従来の技術としては、歯車ポンプ。

リニヤリラクタンス型電動ポンプ等がある。前者は、２
枚の歯車の噛合を利用してポンプ作用を行なわせしめて
いるので、機構が簡素化されるが、その駆動の為に外部
に電動機が必要となる。後者は、電動駆動源とポンプが
１体化され、アクチュエータの往復動を電磁吸引力とバ
ックスプリングによシ行ない、これと連動するピストン
によりポンプ作用を行なっている。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

上記したような構成の為に、歯車ポンプは、電動機が別
設される為に大型となり、又各部のシールが使用中に事
故を引起す欠点がある。

リニヤリラクタンス型電動ポンプは、ピストンのストロ
ークが小さい為に往復動する周波数が大きくなり、大き
い騒音を発生する欠点がある。又小入力のものでは、著
しく効率が劣化する欠点がある。

バックスプリングを利用しているので、駆動時の入力を
減少することが不可能である。従って入力電力を加減し
て、流体移送量の制御をすることができない欠点がある
。

〔問題点を解決する為の手段〕

ボイスコイル型モータのマグネットを直接にピストンと
して兼用し、位置検知素子を利用して、ピストンの往復
動を行なっているので、本発明装置の構成は、前記した
従来技術の欠点をすべて除去することができる。

〔作用〕

本発明の手段によれば、効率良く、小型軽量となり、運
転時の騒音が小さく、流体の移送の脈動が小さく、移送
量を自由に制御できる作用がある。

〔実施例〕

次に本発明装置の詳細を、図面に示す各実施例について
説明する。同各図面において同一記号のものは同一部材
を示すもので、その作用効果も又同じである。従ってそ
の説明は省略する。

第１図は、本発明装置の外観を示すもので、記号ｌは外
筐でこれより突出したバイプユは流体の吸入孔、パイプ
３は流体の吐出孔である。

空気、ガソリン、油等は、パイプコより吸入され、パイ
プ３より吐出される。従ってパイブスを空気中に開口し
、パイプ３をタンク（図示せず）に連結するとエアコン
プレサとなる。

又パイブコを自動車のガソリンタンク内のガソリン中に
挿入すると、パイプ３よりガソリン・を吐出するので、
パイプ３をキャブレータに連結すると、ガソリンの移送
を行なうことができる。

第１図は、はぼ実寸法で示した１つの実施例である。第
２図に示すものは、内部の機構の断面を示すものである
。

第２図において、記号りは軟鋼円筒で、その両側開口部
には、軟鋼製の蓋体（軟鋼円板）ｇ。

／３が嵌着されている。

円板ｇ、／３の中央空孔には、軟鋼円柱乙の両端が嵌着
されている。

円板ｇ、／３の中央空孔には、軟鋼円柱乙の両端が嵌着
されている。円筒ｌの内側には、円周面にそって捲回さ
れた電機子コイル５が嵌着されている。電機子コイルＳ
は捲回してから、プラスチック材により射出成型され、
電機子コイルを埋設して、円筒状とされる。その外径と
内径は０．／ミリメートル以内の精度とされている。

記号７は、フェライトマグネットで、円筒状となり、径
方向に磁化され、その内側はプラスチック（ナイロン若
しくはテフロン）コーティングされ、内径と外径の精度
は０．７ミリメ一ドル以内の精度とされている。従って
、上記したコーティング皮膜の厚さも同じ精度が必要で
ある。円柱乙は磁路となるので、磁束が、コーティング
皮膜３２を通り、これによる吸引力がアンバランスとな
ると、マグネット７が１方向よシ、円柱乙に圧接されて
、マグネットクが、円柱面にそって左右に滑動すること
を妨げるからである。従ってプラスティック皮膜３２は
スペーサとなるものである。

円柱ｇには、空孔／／　ａ、／２αが設けられ、空孔／
ｌαの左端は突出部（パイプ状）９となっている。

円板／３にも空孔／、！ｒα、／りαが設けられている
。

空孔／グαを右端には、パイプユが嵌入固定されている
。パイプコには又空孔ユαが設けられ、空孔ユαと突出
部ｔとの間は、図示していないが、点線Ｃで示すように
、プラスチックパイプにより連結されている。

空孔／／　（１、／、ｌｔαの右側には、プラスチック
材若しくはスチール板よりなる弁ｉｉ、ｔｒが設けられ
、点線で示すように開閉される。

空孔ｌコａ、／ｌｌａの左側にも同じ構成の弁／Ｕ　。

／ｌＩが設けられ、点線で示すように開閉される。

上述した弁は他の周知の手段でもよい。点線ｌで示すも
のは、第１図の同一記号の外筐である。

点線のパイプ３及びパイプコは、第１図ｃＤ同一記号の
ものを示す。

次に、第５図につき、電機子コイル５の通電制御回路に
ついて説明する。

第３図（α）において、電機子コイル３α、ｓｈは、第
２図の電機子コイル５を示すもので、バイファラ巻きさ
れた２つのコイルを示すものである。

電機子コイル３α、りｂ及びトランジスタＪα、ｘｈは
、フリップフロップ回路を構成している。

ホール素子（位置検知素子）／９α、／９ｈは、第２図
の同一記号のもので、マグネットクの磁界内に入ると、
それぞれ出力が得られるように円筒グに固定されている
。マグネット７は、その径方向にＮ、Ｓ極に磁化され、
例えばその外側がＮ極、内側がＳ極に磁化されている。

ホール素子／９α、／９ｂの出力は、単安定回路コアα
、ｓｑｂを介して、所定の巾の電気ノ々ルスをトランジ
スタＨα、８ｈのベースに入力して、フリップフロップ
回路を反転する。

第２図の状態で、電気スイッチ３θを投入すると、ホー
ル素子／９　ｈの出力により、トランジスタＳαが導通
し、電機子コイルＳａが、電源端子、ｌ、；ｌ　ａ　、
　、１．２　ｂより通電される。

電機子コイルＳαの通電により、第２図のマグネットク
は左方に駆動され、空孔／ユαを通過した流体は、パイ
プ３より矢印Ｂ方向に吐出される。又このときに、空孔
／ｌｉ　ａ　、　□：イプコを介して、流体は矢印ｌ方
向に吸入される。

マグネット７が左端に達すると、ホール素子／ｑ　ａよ
り出力が得られて、第Ｓ図（α）のトランジスタｓｓ　
ｂが導通するので、電機子コイルｓｂ力；通電され、こ
れによる駆動力は、マグネットクを右方に駆動する。従
って、空孔／ｒ　（Ｌを通過する流体は、パイプ３より
吐出され、空手Ｌ／／α。

パイプＣ１空孔ユα、２ｂを介して、流体は吸入される
。

上述したように、往復動するマグネットクはピストンを
兼ねるので、パイブユより流体は吸入され、パイプ３よ
り吐出される流体の移送装置となる。このときに、外筐
／は、空孔／＋２２゜／左αより吐出される流体を合流
する・くイブの役目をするが、これ等の空孔を）くイブ
で結合すると、外筒ｌは不要となる。

又パイプユを除去し、空孔／／　ａ、　／４’　ＬＸを
外筐ｌの内部に開口せしめ、空孔１２　ａ　、　１５α
より吐出する空気流を合流してパイプにより、外筐／の
外部に導出すると、外ｆｇ／の内部の空気圧は減圧され
るので減圧容器として使用することができる。

第３図（α）の電機子コイル５ａ、ｓｂを抵抗に置換し
、端子３０αの出力により、電機子コイル５を含むトラ
ンジスタブリッジ回路を付勢すると、電機子コイル５に
往復通電をすることができる。この手段によると、史に
強力な流体の移送装置を得ることができる。

第Ｓ図（ｃ）に示すように、（す図のフリップフロップ
回路全部を記号Ｅで示し、ｌ・ランリスタ３／を介して
通電電流を制御すると、ベース入力端子３／αの入力を
調整することにより、流体の流出、吸入量を制御するこ
とができる。従って、例えば、第２図のパイプ３を吐出
する水をタンクに流入し、その水位を検出し、水位を一
定に保持するように、第Ｓ図（ｃ）のベース端子３／α
の入力を制御するサーボ装置を付加することができる。

第３図の装置は、マグネット’７を２つに分割し、マグ
ネットクα、りｂを左右対称に、即ちマグネット７ａが
左方に移動するときは、マグネット７ｂを右方に移動し
て、各マグネットの重心の移動を無くして、振動の発生
を防止し、静かに運転できるこの種の装置を得る為のも
のである。第３図において、第２図と同一記号のものは
同一部材で、その作用も又同じである。

マグネットクα、７ｂは円筒形で、第２図と同じスペー
サ３２α、　、？２　ｂを介して、円柱６上を滑動する
。

電機子コイル、ｌＪ、２？は、円筒形で左右に分割され
、その特性は、第２図の電機子コイル３と全く同じであ
る。

左右の円板ｇ、／３の機構は、第２図と全く同じである
。

円筒グの中央には、空孔／Ａσ、／７αが設けられ、空
孔／Ａαには、弁／Ａが設けられる。

弁ｌ乙の形状は、第４図に示されている。即ち、弁１６
はプラスチック板で作られ、円弧面となり、゛　下側が
第３図の円筒ｑに密着するように構成されている。空孔
／Ａ　Ａとビスにより、弁／Ａは円筒グに固定されてい
る。空孔部／Ａ　ｂを中心として、弁／６は上下に移動
し、流体が空孔／Ａ　ａより流出することを制御してい
る。

第３図の、マグネットクα、ｑｂの左右動により、円筒
ダの内側に固定されたホール素子ユ／α、コｌｂ９．２
ｏα、ｓｏｂは出力が得られる。この出力により、電機
子コイルｕ、、？　、　、２４’の通電を制御する手段
を第Ｓ図（ｈ）について説明する。

電機子コイル、！３９．！ｌｌは、それぞれユ個の電機
子コイル、！、、？　ａ　、　２３　ｂ及び評α、評り
に分割され、電機子コイル２３　ａ　、　、２りａ及び
２３ｂ、評すはそれぞれ直列若しくは並列に接続されて
いる。

第３図示の駄態で、電気スイッチ３０が投入されると、
ホール素子コθｂ　、　、２／　ｂより出力が得られ、
アンド回路２９　ｈ及び岸安定回路ｘｂを介しテ、ハル
スミ力がトランジスタ２Ａ　ｂのベースに入力される。

従って電機子コイルｕ、？　ｂ　、　、２４　ｂが通電
され、この通電により、マグネット７１１゜７ｂはそれ
ぞれ右方、左方に駆動される。

次に、ホール素子Ｊα、２７ａが、マグネット７ｂ、７
αの磁界下に入ると、とれ等の出力により、アンド回路
λ９α、単安定回路Ｘαを介して、トランジスタ２Ａα
が付勢され、電機子コイル−！３α、２Ｑ、αの通電に
交替される。この通電により、マグネット７α、りｂは
、それぞれ左方。

右方に駆動される。

以上の説明より理解されるように、マグネット７ａ、り
ｂは対称的に駆動され、アンド回路、２９α、　２９　
ｈがある為に、両者の左右動の対称運動の同期がずれる
ことのない特徴がある。従って静かな運転ができる。又
第３図（Ｑ）の回路を付加すると、第２図の装置の場合
と同じ作用効果がある。

第２、３図の装置の場合に、マグネット７゜７α、りｂ
がホール素子上にないときに、電気スイッチ３０を投入
すると、電機子コイルのいずれかが通電されるので、必
ず起動することができる。

第３図において、空孔／７　ａには、カップ状の部材／
ｇの開口部が密着され、その上端には、空孔／ｇαが設
けられ、空孔／ｇ　（＋は、パイプＤにキリ、パイプＣ
と連結されている。弁／り＊は、空孔／ｇ　１１の下部
に設けられ、点線で示すように開閉される。

マグネツ）７ａ、’７ｂが、図示の位置より、互いに近
接するように移動すると、弁／／、／’Ｉが開くので、
流体は、パイプコより矢印ｌ方向に吸入され、外筐ｌを
介して、パイプ〉惺り弁ｌｔ。

が開くので矢印Ｂ方向に吐出される。

次に、マグネット７α、りｂが互いに離間するように移
動すると、弁ｉｓ、ｉｓが開いて、パイプ３よシ流体が
吐出され、弁／りが開いて、パイプコより流体が吸入さ
れる。

第５図（ｈ）の回路によシ、マグネットクａ、７ｂは上
述した運動を繰返して行なうので、電動ポンプとしての
作用を第２図の実施例と同様に行なうことができる。そ
の作用効果も又同じである。

〔本発明の効果〕

以上の各実施例に示すように、本発明装置によれば、界
磁となるマグネットとピストンは兼用され、ボイスコ不
ル型の駆動を行なっているので、小型、軽量、廉価に作
ることができ、効率のよい、静かに運転できる小型電動
ポンプが得られる効果がある。

又必要によっては、ポンプ作用を自由に制御することが
でき、サーボ装置を付加して、吐出圧力を所定値に保持
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の外観図、第一図は、同じくその
断面図、第３図は、他の実施例の断面図、第グ図は、弁
／Ａの説明図、第Ｓ図は、電機子コイルの通電制御回路
図をそれぞれ示す。ｌ°°°外筐、　　　ユ、３・・・パイプ、　　　ｑ・
・・軟鋼円筒、　　！；　　！；ｅＬ、　！ｈ、２３．
２Ｑ、２３６゜２３　ｂ　、　、２４α、勿ｂ・・・電
機子コイル、　　　乙・・・軟鋼円柱、　　　７．７α
、りｂ・・・円筒マグネット、ｇ　、　／、３・・・軟
鋼円板、　　　デ・・・突出部、Ｃ，Ｄ・・・パイプ、
　　　／／Ｉ／λ、／ＩＩ、／左、ｌ乙、／り・・・弁
、　　３．２．、？コα１．？λｂ・・・スペーサ、／
／α、ｌコα、／グａ、／左α、／Ａα、／７ａ・・・
空孔、７９ｇ、／９ｂ’、ＩＩＺ、２０ｂ、２／ｌｔ、
２１ｂ−・・ホール素子、　　７ｇ・・・カップ状部材
、　　３ｏ・・・電気スイッチ、　　コニα、２．２ｂ
・・・電源正負端子、Ｑ！ｒ　ａ　、　８　ｈ　、　３
／　−トランジスタ、　　コクｅＬ　、　Ｊ７ｂ、、２
ｇα、　２ｇ　ｂ・・・単安定回路、　　、２ｑα、λ
９ｂ・・・アンド回路、　　　Ｅ・・・第Ｓ図（ａ）の
フリップフロップ回路、　　　２Ａα、、２ＡＡ・・・
トランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軟鋼円筒と、該円筒の内周面にそつて捲回され、
プラスチック材により円筒形に固化して装着された電機
子コイルならびに軟鋼円筒内部の流体を密封し、磁路と
なるように該円筒両端に嵌着された第１、第２の軟鋼円
板と、該円板の中央部に両端が嵌着されるとともに磁路
となる軟鋼円柱と、前記した電機子コイルを埋設した円
筒の内側面と軟鋼円柱の外側面に密接して左右に滑動で
きるように設けられた円筒状で、その径方向に磁化され
たマグネットと、該マグネットと軟鋼円柱との間に、両者が所定の空隙を介して
対向するように設けられたスペーサと、第１、第２の軟
鋼板にそれぞれ設けた第１、第２の空孔と、第１、第２
の軟鋼円板にそれぞれ設けられた第３、第４の空孔と、
前記した軟鋼円筒内の流体を第１、第３の空孔を介して
外側に吐出するように設けられた第１、第３の弁ならび
に第２、第４の空孔を介して内側に吸入するように設け
られた第２、第４の弁と、第１、第３の弁を介して吐出
された流体を合流する手段と、第２、第４の弁を介して
吸入すべき流体を合流する手段と、前記したマグネット
が左方に滑動して設定位置に達したことを検出して第１
の位置検知出力を得る位置検知装置ならびに右方に滑動
して設定位置に達したことを検出して第２の位置検知出
力を得る位置検知装置と、第１、第２の位置検知出力に
より、それぞれマグネットを右方若しくは左方に駆動す
るように電機子コイルの通電を制御する通電制御回路と
より構成されたことを特徴とするリニヤ電動ポンプ。
（２）軟鋼円筒と、該円筒の内周面にそつて捲回され、
プラスチック材により円筒形に固化して装着された同形
の第１、第２の電機子コイルならびに軟鋼円筒内部の流
体を密封し、磁路となるように、該円筒両端に嵌着され
た第１、第２の軟鋼円板と、該円板の中央部に両端が嵌
着されるとともに磁路となる軟鋼円柱と、前記した電機
子コイルを埋設した円筒の内側面と軟鋼円柱の外側面に
密接して左右に滑動できるように設けられた円筒状で、
その径方向に磁化された長さの等しい第１、第２のマグ
ネットと、第１、第２のマグネットと軟鋼円柱との間に
、両者が所定の空隙を介して対向するように設けられた
スペーサと、第１、第２の軟鋼円板にそれぞれ設けた第
１、第２の空孔と、第１、第２の軟鋼円板にそれぞれ設
けられた第３、第４の空孔と、前記した軟鋼円筒内の流
体を第１、第３の空孔を介して外側に吐出するように設
けられた第１、第３の弁ならびに第２、第４の空孔を介
して内側に吸入するように設けられた第２、第４の弁と
、軟鋼円筒の中央部に設けた第５、第６の空孔と、軟鋼
円筒内の流体を第５の空孔を介して外側に吐出するよう
に設けられた第５の弁ならびに第６の空孔を介して内側
に吸入するように設けられた第６の弁と、第１、第３、
第５の弁を介して吐出する流体を合流する手段と、第２
、第４、第６の弁を介して吸入すべき流体を合流する手
段と、第１のマグネットが左方に、第２のマグネットが
右方に設定された位置まで互いに近接するように滑動し
たことを検出して、それぞれ第３、第４の位置検知出力
を得る位置検知装置と、第１のマグネットが右方に、第
２のマグネットが左方に設定された位置まで互いに離間
するように滑動したことを検出して、それぞれ第５、第
６の位置検知出力を得る位置検知装置と、第３、第４の
位置検知出力がともに入力されたときに、第１、第２の
電機子コイルの通電を制御して、第１、第２のマグネッ
トを離間する方向に駆動するように通電し、第５、第６
の位置検知出力がともに入力されたときに、第１、第２
の電機子コイルの通電を制御して、第１、第２のマグネ
ットを近接する方向に駆動するように通電する通電制御
回路とより構成されたことを特徴とするリニヤ電動ポン
プ。