JPS6212397B2

JPS6212397B2 -

Info

Publication number: JPS6212397B2
Application number: JP57197809A
Authority: JP
Inventors: Shiro Takahashi
Original assignee: Man Design Co Ltd
Current assignee: Man Design Co Ltd
Priority date: 1982-11-12
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1987-03-18
Also published as: JPS5987285A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、圧縮流体を発生させる電磁往復動
圧縮機に関するものである。

交流の１サイクルごとに励磁と消磁を繰返す電
磁石と、当該電磁石が励磁すると磁性体部の磁化
に伴つて往動しかつ弾性体を圧縮し消磁すると前
記圧縮弾性体の反発力によつて復動するピストン
と、当該ピストンの動きに伴つて容積の縮小と拡
大を反復して流体を圧縮する圧縮作動室と、吸込
弁を介して該圧縮作動室と導通する流体吸込口
と、吐出弁を介して同室と導通する流体吐出口と
を具えた電磁往復動圧縮機はすでに知られてお
り、第１図はその１例を示すものであつて、図に
おいて、１は相対する真円の円弧磁極を持つ電磁
石で、１ａはコイル、１ｂは鉄心であり、相対す
る円弧磁極相互間の中心を通る線上に前部ピスト
ン２ａと磁性体部たるアーマチユア２ｂとピスト
ンロツド２ｃと後部ピストン２ｄとからなるピス
トン２を設け、ピストン２の背部に当てた弾性体
としての圧縮コイルばね３でピストン２を圧縮作
動室６方向に付勢し、圧縮作動室６に流体吸込口
７と流体吐出口８を有するものである。

ところで、この種の電磁往復動圧縮機は、弾性
体３として用いる圧縮コイルばねのばね常数が定
格圧力の設定値に対応させた固有のものであり、
また、ピストン２が、従来のピストンと異なり、
クランク等に一切連結されていない所謂フリーピ
ストンであつて、定格圧力を超える程に圧縮作動
室６内の圧力が高まると、ピストン２の動作上の
停止位置（上死点）がシリンダヘツドから次第に
遠去かる方向に移動し、ピストンストロークが減
少して、吐出流量が減じ、ロツク圧状態になると
いう特性があるが、ロツク圧状態が定格圧力に比
較的近い圧力で生ずるため、従来のクランク式、
ロータリー式等の圧縮機に比べて安全性が高いと
いう特長を有している。しかし、斯る安全性の高
い圧縮機であつても、上記のようにばね常数は固
有のものであるので、低圧の起動初期におけるピ
ストン２の作動圧力がやゝもすると高くなり、起
動しにくいという憂いがあつた。

この発明は、従来の電磁往復動圧縮機がすばら
しい性能を有しながら、起動に若干の難点があつ
た点に鑑み、起動を容易にし、かつ、性能を更に
向上させて低圧から高圧までの広い範囲で安定し
た圧縮吐出作用を遂行させることを目的として発
明したもので、ピストンを復動させるための圧縮
弾性体の基部を上記ピストンの往復動方向と同方
向に運動する第２ピストン、ベローまたはダイヤ
フラム等の可動体の一面で支承し、圧縮機の流体
吐出口側に接続したホースより圧送される流体の
一部を前記可動体の他面に導き、当該流体の圧力
を可動体の駆動源として圧縮弾性体基部の支承位
置を可変としたものである。

以下、この発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。

第２図〜第４図はこの発明の一実施例による電
磁往復動圧縮機を示す図であつて、この電磁往復
動圧縮機１０は、電磁コイル１１ａと鉄心１１ｂ
とからなる電磁石１１と、この電磁石１１の中心
軸線と同軸方向に往復動可能に設けた前部ピスト
ン１２ａと磁性体部たるアーマチユア１２ｂとピ
ストンロツド１２ｃと後部ピストン１２ｄとから
なるピストン１２とと、前記ピストン１２の後部
（第２図において右側）を押圧する圧縮コイルば
ね１３をフレーム１４内に有し、このフレーム１
４の前部に形成したシリンダー１５に前記ピスト
ン１２の前部を往復動自在に支持し、更にフレー
ム１４の前部に圧縮作動室１６と、同作動室１６
に空気の吸込口１７と、加圧空気の吐出口１８と
を具えている点は従来の圧縮機と変わる処がな
い。また、第４図において、１９は空気の吸込口
１７と圧縮作動室１６との間に設けた吸込弁で、
この吸込弁１９は弁形成用弾性板２０に舌片状に
形成され、第３図に示す弁座板２１の片面側（第
２図の右側面側）に、当該弁座板２１に形成した
弁孔２１ａを開閉しうるように位置決めして固定
されている。また、吐出口１８と圧縮作動室１６
との間には、前記吸込弁１９と同じ形状に形成さ
れた吐出弁２２を設ける。この吐出弁２２を有す
る弁形成用弾性板２０は、第３図に示す弁座板２
１の他面側（第２図の左側面側）に、前記弁座板
２１に形成した弁孔２１ｂを開閉しうるように位
置決めして固定されている。

また、２３はフレーム１４の後部に突設した後
部フレームで、同フレーム２３の内部にはシリン
ダー１５と同一軸心上に後部シリンダー２４を断
面積を前者のシリンダー１５より大きく形成し、
後部シリンダー２４内には受圧面積が前記ピスト
ン１２よりも大で、同ピストン１２の往復動方向
と同方向に往復動自在に設けた可動体としての第
２ピストン２５を嵌合する。この第２ピストン２
５はフランジ２５ａを有し、このフランジ２５ａ
によつて当該ピストン２５の可動範囲Ｌが規制さ
れるようになつているが、この第２ピストン２５
の前面部に形成した半球形の座部２６で、曲面凹
部を背面に有するばね座２７を支承し、当該ばね
座２７を介して第１ピストン復動用の圧縮コイル
ばね１３の基部を支承する。２８は上記第２ピス
トン２５の中央部分に嵌合したパツキンで、同パ
ツキン２８によつて第２図右方向から流体圧力が
かかつたときのシリンダ２４と第２ピストン２５
との間の気密性を高めている。

２９は加圧空気吐出口１８に形成した分岐口、
３０は後部シリンダー２４の後部空間３１に加圧
空気を導入するための開口で、分岐口２９と開口
３０とをホース３２で接続する。

次に上記実施例の作用を説明する。

使用に先立つて、流体吐出口１８に加圧流体を
供給すべき物体（図示せず）を接続する。

電磁コイル１１ａに半波整流した交流を通す
と、電磁石１１は、交流の１サイクルごとに励磁
と消磁を繰返し、電磁石１１が励磁したときには
ピストン１２のアーマチユア１２ｂの磁化に伴つ
て当該ピストン１２が第２図右方向に往動し、こ
の往動と同時にコイルばね１３を圧縮し、吸込口
１７より空気を吸引する。次に、電磁石１１が消
磁すると、上記圧縮コイルばね１３の反発力によ
つてピストン１２は第２図左方向に復動し、圧縮
作動室１６内に吸込まれた空気の圧力が所定圧力
に達すると、加圧空気は吐出口１８から吐出さ
れ、加圧空気の一部はホース３２に向つて流れ
る。

電磁石１１の励磁と消磁の繰り返しによつて、
加圧空気が吐出口１８側に次第に蓄積されて行く
と、加圧空気の供給を受ける物体の内部は次第に
高圧になつて行くが、ホース３２を介して吐出口
１８側と連通している後部シリンダー２４側は前
部シリンダー１５側に比べて受圧面積が大きいた
めに、当初は加圧空気が第２ピストン２５を押圧
することがない。しかし、第２ピストン２５の背
面部にかかる空気圧が、圧縮コイルばね１３の弾
発力より大きく作用するに至ると、第２ピストン
２５は圧縮コイルばね１３に打ち勝つて第２図左
方向に移動して圧縮コイルばね１３の基部を押圧
し、圧縮コイルばね１３のセツト荷重を増大する
ように作用する。このセツト荷重は、フランジ２
５ａが第２図左方向に可動範囲Ｌだけ移動したと
きに最大になるが、第２ピストン２５が第２図に
示す後退位置から次第に前進する過程では、上記
のように吐出口１８側の圧力が高くなつて、ピス
トン１２の運動中の上死点を後退させるよう付勢
するが、第２ピストン２５が前進すると圧縮コイ
ルばね１３を圧縮させる力が付勢されるために、
ピストン１２を後退させようとする空気圧はセツ
ト荷重が増大する圧縮コイルばね１３によつて相
殺されてピストン１２の後退を阻止する。

上記の通り、電磁往復動圧縮機１０の起動時に
は、圧縮コイルばね１３のセツト荷重を小さくし
て起動を容易にし、空気圧が高まるにつれて圧縮
コイルばね１３のセツト荷重を増大して、空気の
吐出を減ずることなく空気の圧縮動作を継続し、
定格圧力を超えた後でもロツク圧状態に至るまで
は空気の安定した圧縮吐出作用が行なわれ、低圧
から高圧に至るまで安定した性能を得ることがで
きる。

第５図はこの発明の他の実施例を示すものであ
つて、ピストン１２の往復動方向と同方向に動く
可動体として、ベロー３５を用いているが、第２
図の実施例と同一構成部分には同一符号を付して
その説明を省略する。なお、３５ａはベロー３５
の頭部に設けたフランジである。

斯くして、前記第２ピストン２５をベロー３５
に変えても、第１実施例と同様の効果を得ること
ができ、空気の低圧状態から高圧状態まで広い範
囲で安定した圧縮吐出作用を遂行することができ
る。

なお、圧縮コイルばねによつて代表される弾性
体１３の基部を支承する可動体としては、上記ピ
ストン２５やベロー３５のほかにダイヤフラム等
の圧力−変位量変換要素を用いることができる。

第６図はこの発明のさらに他の実施例を示すも
ので、吐出口１８に形成した分岐口２９にコツク
３７を設け、コツク３７の回動によりホース３２
への加圧空気の流量を制御できるようにし、ある
いは圧縮機１０が起動したあとコツク３７を閉め
ることにより、圧縮コイルばね１３に対するセツ
ト荷重の増大を制御するようにした場合を示す。

以上、実施例を説明したが、この発明は、ピス
トンを復動させるための弾性体の基部を当該ピス
トンの往復動方向と同方向に運動するピストン、
ベローまたはダイヤフラム等の可動体の一面で支
承し、流体吐出口側に接続したホースより圧送さ
れる流体の一部を前記可動体の他面に導き、当該
流体の圧力を可動体の駆動源としたから、起動初
期における弾性体のセツト荷重を小さくすること
が可能で、起動を容易にかつ円滑に行うことがで
き、また、流体吐出圧力が増大するにつれて弾性
体のセツト荷重を大きくして、流体の吐出量が減
少するのを防止し、圧縮機の定格圧力を超えたあ
ともロツク圧状態に至るまでは流体の安定した圧
縮吐出作用が得られ、電磁往復動圧縮機の性能を
より一層向上させることができるという非常にす
ぐれた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来型の電磁往復動圧縮機の１例を示
す縦断側面図、第２図はこの発明の一実施例を示
す縦断側面図、第３図ａ，ｂ，ｃは圧縮作動室を
塞ぐ弁座板を示す左側面図、正面図および右側面
図、第４図は吸込弁および吐出弁の正面図、第５
図はこの発明の他の実施例を示す縦断側面図、第
６図はこの発明のさらに他の実施例を示す部分断
面図である。１０……電磁往復動圧縮機、１１……電磁石、
１２……ピストン、１２ｂ……磁性体部たるアー
マチユア、１３……圧縮コイルばね（弾性体）、
１４……フレーム、１５……シリンダー、１６…
…圧縮作動室、１７……吸込口、１８……吐出
口、１９……吸込弁、２２……吐出弁、２３……
後部フレーム、２４……後部シリンダー、２５…
…第２ピストン（可動体）、３２……ホース、３
５……ベロー（可動体）。

Claims

【特許請求の範囲】

１交流の１サイクルごとに励磁と消磁を繰返す
電磁石と、当該電磁石が励磁すると磁性体部の磁
化に伴つて往動しかつ弾性体を圧縮し消磁すると
前記圧縮弾性体の反発力によつて復動するピスト
ンと、当該ピストンの動きに伴つて容積の縮小と
拡大を反復して流体を圧縮する圧縮作動室と、吸
込弁を介して該圧縮作動室と導通する流体吸込口
と、吐出弁を介して同室と導通する流体吐出口と
を具えた電磁往復動圧縮機において、上記弾性体
の基部を上記ピストンの往復動方向と同方向に運
動する可動体の一面で支承し、上記流体吐出口側
に接続したホースより圧送される流体の一部を前
記可動体の他面に導き、当該流体の圧力を可動体
の駆動源としたことを特徴とする電磁往復動圧縮
機。