JPS6255486A

JPS6255486A - 電磁ポンプ

Info

Publication number: JPS6255486A
Application number: JP19205485A
Authority: JP
Inventors: Terumasa Tsuru; 鶴　輝征
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1987-03-11

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、水、空気等を圧送する電磁ポンプに関する。

［従来の技術及びその問題点］従来、電磁ポンプの駆動方式は、大別してコイル可動方
式と磁石可動式があり、前者にあっては、吐出量が多く
なると吐出圧力が急激に低下する欠点があるのに対し、
後者はそれが少ないため、主に１＆者が使用されている
。

従来、後者の方式のものとしては、ダイヤフラムを揺動
して吸入・圧縮や繰り返すものと、プランジャまたはピ
ストンをシリンダ内で往復摺動させて吸入・圧縮を繰り
返すものとがあった。

ダイヤフラム式は、摺動部がないため、摩耗による故障
はなく、寿命が長いという長所がある反面、機構上、ス
トロークを大きくできないので、ダイヤフラムの直径を
大きくすることによって吐出量を確保しなければならな
い。しかし、ダイヤフラムの直径とストロークとの比が
大きくなる程、ポンプとしての体積効率が低下し、吐出
圧力を高めようとすると、吐出量が低下し、また一般に
構造が複雑で、組立・分解に手間が掛かるという問題点
があった。

次ぎに、プランジャまたはピストン式は、構造が比較的
簡単で製造コストを安くできる長所があるものの、プラ
ンジャまたはピストンがシリンダ内を激しく往復動する
ため、これらが短時間で摩耗し、吐出量の低下を招き易
いという欠点があった。また、この方式の電磁ポンプは
、電源電圧やその周波数さらに負荷等の条件によってプ
ランジャまたはピストンの摺動力が決まるが、従来のも
ツバ、シリンダ外の電磁コイルよりシリンダの一例外面
からのみ電磁力を受けて駆動するため、極性の変更時、
つまりプランジャまたはピストンの反転時にその動作が
緩慢で、大きなストロークをとることができなかった。

そのため、１ストローク当たりの吐出量が少なく、これ
を多くしようとすると、シリンダの直径を大きくしなけ
ればならず、そうすると吐出圧力が低下するという問題
があった。この他、電磁コイルの通電及びプランジャま
たはピストンの摺動に伴う発熱を積極的に放熱する構造
になっていないため、冷却効果が悪く、この原因によっ
てまた吐出量が低下するという問題点があった。

本発明の目的は、従来の上述のような問題を一掃できる
斬新な電磁ポンプを提供することにある。

１問題点を解決するための手段」本発明の電磁ポンプは、両側に扇形の突部を有しこれら
両突部をＮ極とＳ極とした永久磁石である反転ロータを
、その中心において回転自在にハウジング内に軸支する
。そして、その軸支部位の両側に、電磁コイルによって
Ｎ極とＳ極とに分極される一対の主ステータヨークを対
向配置し、それらの間に、反転ロータの両突部をそれぞ
れ収容する一対の扇形のポンプ室を形成する。また、各
ポンプ室の外周に、同じく電磁コイルによってＮ極とＳ
極とに分極される一対の副ステータヨークを、その両極
を各ポンプ室の円周方向に対向させてそれぞれ配置する
。さらに、各ポンプ室の両端部に、ハウジングの吸込口
部に連通ずる吸入口と吐出口部に連通ずる排出口を形成
し、これら吸入口及び排出口にそれぞれ逆止弁を設ける
。また、反転ロータの両突部に、上記吸入口から排出口
へ流体を流通させる流体通路をそれぞれ形成し、この流
体通路にも逆止弁を設けたものである。

「作　　　用」一対の主ステータヨークを、電磁コイルによって極性が
交互に反転するようにＮｉ・Ｓ極を励起すると同時に、
２対の副ステータヨークも、６対において同じく極性が
交互に反転するようにＮｉ・Ｓ極を励起すれば、永久磁
石である反転ロータの両突部の側面と主ステータヨーク
の側面との間、及び反転ロータの外周面と副ステータヨ
ークの内周面との間に反発力または吸引力が生じ、反転
ロータが所定角度で反復して往復回転される。これに伴
い一対のポンプ室において交互に流体の吸入・吐出が行
われる。

「実　施　例」以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する
。

第１．２図において、非磁性材製の円筒形のハウジング
１は、その外周面の対向する位置に、吸込口部２と吐出
口部３とを突設している。このハウジング内天板３及びこれを覆う上蓋４によって閉じられ、また下
面開口は、非磁性材製の底板５及びこれを覆う底蓋６に
よって閉じられている。

これら天板３と底板５との間でハウジングｌ内には、同
じく非磁性材製の円筒形の内ケース７が配置されている
。この内ケース７の外周面には、第２図及び第３図に示
すように、その下半部において螺旋状をなす下側螺旋鍔
部８と上半部において同じく螺旋状をなす上側螺旋鍔部
９が突設され、下側螺旋鍔部８は、ハウジング１の内周
面との間にその吸込口部２と内ケース７に穿設された一
対の吸入口１０とを連通する螺旋状の吸入通路１１を形
成し、また上側螺旋鍔部９は、ハウジング１の内周面と
の間にその吐出口部３と内ケース７に穿設された一対の
排出口１２とを連通ずる螺旋状の排出通路１３を形成し
ている。これら吸入通路１１と排出通路１３とは内ケー
ス７の外側では互いに遮断されている。

内ケース７内の中央部において、永久磁石である反転ロ
ータ１４が縦長の軸１５によって回転自在に軸支されて
いる。反転ロータ１４は、円柱形の中央部１４ｏの両側
に断面扇形の突部１４ａ　、　１４ｂを一体に突設して
全体として断面鼓形をなし、両突部１４ａ　、　１４ｂ
に横孔である流体通路１６をそれぞれ上下２個ずつ穿設
し、その一端に逆止弁１７をそれぞれ付設している。こ
の反転ロータ１４は、一方の突部１４ａ側がＮ極、他方
の突部１４ｂ側がＳ極になっている。軸１５の上下両端
部は、天板３及び底板５を貫通して上蓋４及び底Ｍ６に
それぞれ軸受されている。軸１５と天板３及び底板５と
の間にはシール材３”、４′が介在されている。

内ケース７の内側で反転ロータ１４の中央部１４゜の両
側に、一対の主ステータヨーク１８ａ　、　ｒ８ｂが対
向配置されている。これら主ステークヨーク１８ａ　、
　１８ｂは中空で、それぞれその内部に電磁コイル１９
を巻回した鉄心２０を内蔵し、一方がＮ極を励起される
と、他方がＳ極を励起される。また、これら両主ステー
タヨークは、両者の凸部１８ｏが相俟って反転ロータ１
４の中央部１４ｏを軸受し、反転ロータ１４は、両主ス
テータヨークの凸部１９間において往復回転できるよう
になっている。両主ステータヨークの凸部１８ｏ間に円
弧形の一対の隔壁２１ａ　、　２１ｂが配設され、これ
らの間に、反転ロータ１４の両凸部１４ａ　、　１４ｂ
をそれぞれ摺動自在に収容する扇形の一対のポンプ室２
２ａ　、　２２ｂが四撓形成されている。

また、一方の隔壁２１ａと内ケース７との間に、一対の
副ステータヨーク２３ａ　、　２３ｂが、ポンプ室２２
ａの円周方向に対向させて配設されているとともに、他
方の隔壁２１ｂと内ケース７との間にも、同様に一対の
副ステータヨーク２３ａ　、　２３ｂが、ポンプ室２２
ｂの円周方向に対向させて配設されている０両側ステー
タヨーク２３ａ　、　２３ｂは、それらの間の空間内に
電磁コイル２４を巻回した鉄心２５を収容しており、一
方がＮ極を励起されると、他方がＳ極を励起される。

ポンプ室２２ａ　、　２２ｂの両端部、つまり隔壁２２
８゜２１ｂの両端部には、吸入口２６と排出口２７とが
それぞれ形成され、吸入口２６は、逆止弁２８の作用に
よって吸入時にのみ内ケース７の上記吸入口１０と連通
し、また排出口２７は、逆止弁２９の作用によって排出
時にのみ内ケース７の上記排出口１２と連通ずる。

このように構成された本電磁ポンプは、電磁コイル１９
及び２４に交番電流を供給することによって次ぎのよう
に動作する。

第４図（Ａ）に示すように、今、−方の主ステータヨー
ク１８ａがＳ極、他方の主ステータヨーク１８ｂがＮ極
、一方の両側ステータヨーク２３ａがＳ掘、他方の両側
ステータヨーク２３ｂがＮ極に励起されると、反転ロー
タ１４のＮ極である一方の突部１４ａは主ステータヨー
ク１８ａに、またＳ極である他方の突部１４ｂは主ステ
ータヨーク１８ｂにそれぞれ吸着される。この状態より
極性が反転して同図（Ｂ）に示すように、主ステータヨ
ーク１８ａと副ステータヨーク２３ａとがＮ極、主ステ
ータヨークｔａｂと副ステータヨーク２３ｂとがＳ極に
励起されると、Ｎ極である突部１４ａと主ステータヨー
ク１８ａ及び副ステータヨーク２３ａとの間に反発力が
生しると同時に、Ｓ極である突部１４ｂと主ステータヨ
ーク１８ｂ及び副ステータヨーク２３ｂとの間にも反発
力が生じ、反転ロータ１４は反時計方向に回転される。

この回転に伴い、ポンプ室２２ｂ内の流体（例えば水ま
たは空気）が、突部１４ｂによって押し出され、逆止弁
２９を押し開きながら排出口２７゜１２を通って排出通
路１３内を回り、吐出口部３から吐出されると同時に、
該ポンプ室２２ｂに、吸込口部２から吸入通路１１を回
ってきた新たな流体が吸入口１０．２８を通じ逆止弁２
８を開きながら流入する。

このように反転ロータ１４が反時計方向へ中途まで回転
すると、今度は、突部１４ａと主ステータコーク１８ｂ
及び副ステータヨーク２３ｂとの間に吸引力が生じると
同時に、突部１４ｂと主ステータヨーク１８ａ及び副ス
テータヨーク２３ａとの間にも吸引力が生じ、反転ロー
タ１４は、引き続き反時計方向に同図（Ｃ）に示すよう
に吸着されるまで回転される。

この（Ｃ）状態より極性が反転し、（Ａ）と同じ極性に
なると、（Ｄ）に示すように、突部１４ａと主ステータ
ヨーク１８ｂ及び副ステータヨーク２３ｂとの間に反発
力が生じると同時に、突部１４ｂと主ステータヨーク１
８ａ及び副ステータヨーク２３ａとの間にも反発力が生
じ、反転ロータ１４は時計方向に回転される。この回転
に伴い、ポンプ室２２ａ内の流体が突部１４ａによって
押し出され、上記と同様に排出通路１３を回って吐出口
部３から吐出される・このように反転ロータ１４が時計
方向に中途まで回転すると、今度は、突部１４ａと主ス
テータヨーク１８ａ及び副ステータヨーク２３ａとの間
に吸引力が生じると同時に、突部１４ｂと主ステータヨ
ーク１８ｂ及び副ステータヨーク２３ｂとの間にも吸引
力が生じ、反転ロータ１４は（Ａ）の状態になるまで引
き続き時計方向に回転される。

従って、電磁コイル１９によって主ステータヨーク１８
ａと１８ｂの極性を繰り返し交互に反転すると同時に、
電磁コイル２４によって副ステータヨーク２３ａと２３
ｂの極性も同様に交互に反転させれば、反転ロータ１４
を両生ステータヨーク１８ａ　、　１８ｂの凸部１８ｏ
間において繰り返し往復回転させ、流体を連続して吸込
口部２から吸入し吐出口部３から吐出することができる
。このとき、流体は、電磁コイル１９及び２４の外周に
おいて！！ｌｌｌ旋状をなす吸入通路１１及び排出通路
１３を通るため、電磁コイル１９及び２４はその流体に
よって冷却される。

「発明の効果」以上述べた通り本発明の電磁ポンプによれば次ぎのよう
な効果がある。

■　永久磁石である反転ロータを回転自在に軸支し、そ
の扇形の両突部を、一対の主ステークヨーク間に形成さ
れた同じく扇形の両ポンプ室内に収容し、反転ロータを
往復回転させて両ポンプ室より交互に流体を吐出するた
め、従来のプランジャまたはピストン式のものに比べ、
１ストローク当たりの吐出量を多くすることができる。

■　反転ロータの両突部と主ステータヨークの側面とを
、反転ロータの回転（駆動）方向に対向させて反発力及
び吸引力を作用させるとともに、反転ロータの外周にお
いても副ステータヨークとの間で反発力及び吸引力を作
用させるため、反転ロータの反転力を大きくでき、吐出
量が多くても、充分な吐出圧力を確保できる。

■　従来のプランジャまたはピストン式に比べ、摺動に
よる摩耗がはるかに少なく、摩耗による吐出圧力の低下
を回避できるとともに、騒音もなく、また寿命も永くな
る。

■　流体の吸入・排出に当たり、流体を電磁コイルの外
周において形成された吸入通路と排出通路を介して吸入
・排出すれば、流体によって電磁コイルを冷却でき、そ
の加熱による吐出効率の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は横断面図、第
２図は縦断面図、第３図は吸入通路及び排出通路の態様
を示す一部省略斜視図、第４図（Ａ）・　（Ｂ）　　・
　（Ｃ）　　・　（Ｄ）は動作を示す説明図である。１・・・・・・ハウジング、２・・・・・・吸込口部、
３・旧・・吐出口部、ＩＩ・・・・・・吸入通路、１３
・・・・・・排出通路、１４・・・・・・反転ロータ、
１４ａ　、　１４ｂ・・・・・・反転ロータの突部、１
５・・・・・・軸、１６・・・・・・流体通路、１７・
・・・・・逆止弁、１８ａ　。１８ｂ・・・・・・一対の主ステータヨーク、１９・・
・・・・電磁コイル、２２ａ　、　２２ｂ・・・・・・
一対のポンプ室、２３ａ　、　２３ｂ・・・・・・一対
の副ステータヨーク、２４・・・・・・電磁コイル、２
６・・・・・・吸入口、２７・・・・・・排出口、２８
．２９・・・・・・逆止弁。汁７図第２図第３図第４図（Ａ）（Ｂ）２′

Claims

【特許請求の範囲】１、両側に扇形の突部を有しこれら両突部をＮ極とＳ極
とした永久磁石である反転ロータを、その中心において
回転自在にハウジング内に軸支し、その軸支部位の両側
に、電磁コイルによってＮ極とＳ極とに分極される一対
の主ステータヨークを対向配置し、それらの間に、反転
ロータの両突部をそれぞれ収容する一対の扇形のポンプ
室を形成し、各ポンプ室の外周に、同じく電磁コイルに
よってＮ極とＳ極とに分極される一対の副ステータヨー
クを、その両極を各ポンプ室の円周方向に対向させてそ
れぞれ配置するとともに、各ポンプ室の両端部に、上記
ハウジングの吸込口部に連通する吸入口と吐出口部に連
通する排出口を形成し、これら吸入口及び排出口にそれ
ぞれ逆止弁を設け、さらに上記反転ロータの両突部に、
上記吸入口から排出口ヘ流体を流通させる流体通路をそ
れぞれ形成し、この流体通路にも逆止弁を設けたことを
特徴とする電磁ポンプ。２、ハウジングの吸込口部とポンプ室の吸入口、また吐
出口部と排出口とを、ハウジングの内周と電磁コイルの
外周との間に形成された吸入通路及び排出通路を介して
それぞれ連通させたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の電磁ポンプ。