JPH0412781Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、電磁往復動式エアポンプ或いはコン
プレツサなどの流体機械に使用される磁性アマチ
ユアを有するピストンに関し、特に、前記流体機
械において、流体移送を掌る磁性アマチユアを有
するピストンに関する。

（従来の技術） 電磁往復動式エアポンプ或いはコンプレツサな
どの流体機械は、例えば、特公昭57−30984号公
報や特公昭57−44832号公報に詳細に開示されて
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
性アマチユアを有している。

そしてさらに、該磁性アマチユアを駆動する外
部固定電磁回路を設け、該外部固定電磁回路に半
波交流またはパルス電流を印加することによつ
て、前記磁性アマチユアを中心軸方向に吸引さ
せ、この磁性アマチユ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。

第３図に前記電磁往復動式流体機械の基本構成
図を示し、以下に、本考案を理解するのに必要な
限度で、その構造および動作の概要を説明する。

第３図において、１，２及び３は流体の移送を
掌るシリンダ・ピストン部で、そのうち１はシリ
ンダ、２は前記シリンダ１内に往復動可能に収納
されたピストンヘツド、３は前記ピストンヘツド
２に固着された前部ピストン、４は前記前部ピス
トン３に固着されて、これに往復運動を与えるよ
うに前部筒状フレーム１８内に配置された磁性ア
マチユアである。

また、５Ａ，５Ｂは前記磁性アマチユア４を駆
動するための外部固定磁極、６は前記磁性アマチ
ユア４を挾んで前記前部ピストン３に固着され、
かつ後部筒状フレーム１９内に配置された後部ピ
ストン、７は前記ピストンヘツド２に設けられ、
一方向にのみ流体の流入（移送）を可能とする吸
入弁である。

８は、前記後部ピストン６と後部筒状フレーム
１９との間に設けられ、前記磁性アマチユア４、
ピストンヘツド２などを静止位置へ復旧させる復
帰バネ、９は前記磁性アマチユア４と前記後部ピ
ストン６とを前記前部ピストン３に対して一体に
固着するためのネジ、１７は前記シリンダ１に設
けられた流体の通過用孔である。

なお、図からも明らかなように、前部ピストン
３、磁性アマチユア４および後部ピストン６は共
通の中心軸上に配置され、そして、同じくそれぞ
れが共通の中心軸上に固定配置されているシリン
ダ１、前部筒状フレーム１８および後部筒状フレ
ーム１９の内部に、これと同軸となるように位置
決めされている。

外部固定磁極５Ａ，５Ｂの励磁巻線（図示せ
ず）に半波交流が印加されると、例えば正の半波
交流によつて外部固定磁極５Ａ，５Ｂ間に磁束を
生ずる。その結果、前記外部固定磁極５Ａ，５Ｂ
と前記磁性アマチユア４との間に吸引力を生じ、
これによつて、磁性アマチユア４は、復帰バネ８
の力に抗して、矢印Ｍで示す方向に移動し、第３
図に示した位置で停止する。

該磁性アマチユア４の移動により、ネジ９によ
つて該アマチユア４と一体に固着されている前部
および後部ピストン３，６および前部ピストンヘ
ツド２が、同様に矢印Ｍ方向に移動させられる。

次に、前記交流電源が負の半波になると、前記
外部固定磁極５Ａ，５Ｂの励磁巻線には電流が流
れなくなるので、前記吸引力は消滅する。したが
つて、前記磁性アマチユア４は、前記復帰バネ８
の反発力によつて、前記の移動方向と逆方向に移
動し、静止位置に復帰する。

こうして、磁性アマチユア４は、交流の半波に
もとづいた電磁力による矢印Ｍ方向移動および復
帰バネ８による反対方向への復帰をくり返し、往
復運動を行なうようになる。明らかなように、こ
れに伴なつて、該アマチユア４と一体に設けられ
た前部および後部ピストン３，６ならびに前部ピ
ストンヘツド２も往復運動をする。

その結果、前部ピストンヘツド２上に設けられ
た吸入弁７、およびシリンダ１の流体通過用孔１
７を通つて、流体が一方向にのみ移送される。

（考案が解決しようとする問題点） 電磁往復動式流体機械においては、前記の基本
構成図に示されるように、前記外部固定磁極５
Ａ，５Ｂで生じる磁束に基づく電磁力を効率良く
利用するため、特に電磁界で発生するうず電流損
を防止するため、該磁性アマチユア４は、薄い板
状の磁性材を何枚も重ね合せた積層構造とされ
る。

上記のような積層構造物を、前部および後部ピ
ストン３，６に同軸的に固着一体化してシリンダ
１、前部および後部筒状フレーム１８，１９内に
収納し、前記前部ピストン３のピストンヘツド２
がシリンダ１内をスムーズに移動できるようにす
るためには、がたが生じないように、各構成部品
を予め精度良く加工しておき、そして正確なセン
タ合わせが必要不可欠である。

しかし、前記磁性アマチユア４は、前部ピスト
ン３と後部ピストン６によつて挾持されてはいる
が、ネジ９によつて固着されているだけであるの
で、これらを正確に共通中心軸上に一体化するこ
とも容易ではなく、磁性アマチユア４が外部固定
磁極５Ａ，５Ｂと同軸になるように正確にセンタ
を合わせることが困難である場合が少なくない。

そして、該磁性アマチユア４は、前記外部固定
磁極５Ａ，５Ｂとの間の距離の２乗に反比例し
て、軸方向に直角な吸引力を受けるので、該アマ
チユア４と外部固定磁極５Ａ，５Ｂのセンタが正
確に合つていないと、前述したように磁性アマチ
ユア４が吸引又は反発されて往復運動を行なう場
合に、中心軸と直角の、横向きの力（サイドフオ
ースと称される）を受けることになる。

センタ不良が生じてサイドフオースが発生する
と、前記サイドフオースとセンタ不良がますます
増大するように作用し、遂にはピストンヘツド２
とシリンダ１との精密性が悪くなり、流体移送が
できなくなるという欠点がある。

また、センタ不良が生ずると、該磁性アマチユ
ア４や前部ピストンヘツド２のうちの同一部分が
摩耗によりすり減つてしまい流体機械自体の性能
や耐久性が著しく損なわれるということにもな
る。

また従来は、前記磁性アマチユア４と前記前部
および後部ピストン３，６を一体化するために、
第３図に示すように、ネジ９で固着されていたか
ら、前記アマチユア４および前記前部および後部
ピストン３，６が往復運動による振動を受けてい
る間に、ネジ止めにゆるみが生じてセンタがずれ
て来たり、磁性アマチユア４の締付力が弱まるな
どの欠点を生じた。

このことが、前述の場合と同様に、流体機械の
性能を著しく劣化させる原因や耐久性を失なわせ
る原因となることは明らかである。

（考案の目的） 本考案は、上記従来技術上の欠点を解消するた
めになされたもので、電磁往復動式流体機械にお
いて、組立作業性を良好にし、またセンタ合せの
精度を向上させ、さらには流体機械の性能、耐久
性を著しく高めることができる磁性アマチユアを
有するピストンを提供することを目的とする。

（考案の概要） 上記目的を達成するため、本考案は、円筒状に
形成し且つ一側面にスリツトを設けたアマチユア
ガイドの外周に、内周に前記スリツトを係合する
凸起部を設けた薄板状磁性材アマチユアコアを積
層するとともに、その両側に薄板状磁性材アマチ
ユアコアが左右に広がるのを防止するガイド板を
嵌合させ、前記アマチユアガイドの両端をテーパ
状に押し広げてこれらを一体に固着してなる磁性
アマチユアを構成し、これを前部ピストンと後部
ピストンにて挟持して一体成型したことを特徴と
する。

（実施例） 本考案の一実施例を、図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は、本考案の一実施例に係る磁性アマチ
ユアを示すもので、その右半分は断面構造図を、
左半分は側面図を表わしたものである。また、第
２図は前記実施例の構成部品を示すもので、Ａは
アマチユアガイドの正面図、Ｂはその平面図、Ｃ
は第１および第２薄板状磁性材アマチユアコアの
平面図である。

これらの図において、１１は、筒状に構成され
たアマチユアガイドである。

１３は、中心部に前記アマチユアガイド１１の
断面形状と実質上同一の中心孔２０を有し、さら
に前記中心孔２０から内方に延び、前記アマチユ
アガイド１１に穿設されたスリツト２２とほぼ等
しい幅の凸起部２１を有していて、前記凸起部２
１が前記スリツト２２に嵌合するように前記アマ
チユアガイド１１の軸方向に積層された複数の第
１薄板状磁性材アマチユアコア（例えば、ケイ素
鋼板Ｓ−18製）である。

また１４は、前記第１薄板状磁性材アマチユア
コア１３と実質上等しい中心孔２０および凸起部
２１を有し、前記のように積層された複数の第１
薄板状磁性材アマチユアコア１３の両端に積層配
置され、前記のように積層された前記第１薄板状
磁性材アマチユアコア１３が、かしめ等によつて
押圧固着されるとき、その端縁が外方へ反るのを
防止するに十分な機械的強度を有する第２薄板状
磁性材アマチユアコア（例えば、冷間圧延鋼板
製）である。

第１図および第２図からも明らかなように、本
実施例の磁性アマチユア４の製造に際しては、ま
ず、前記アマチユアガイド１１のスリツト２２
に、第１薄板状磁性材アマチユアコア１３の中心
孔２０の内方に延びた凸起部２１を嵌合させて順
次に積層し、さらに、第２薄板状磁性材アマチユ
アコア１４を、前記のように積層された複数の第
１薄板状磁性材アマチユアコア１３の両端に積層
配置する。その後、第１図に符号１２Ａ，１２Ｂ
で示したように、アマチユアガイド１１の両端部
をかしめ、第１および第２薄板状磁性材アマチユ
アコア１３，１４を押圧固定して一体化する。こ
のかしめは、第１図に示したように、アマチユア
コア１１の両端部１２Ａ，１２Ｂが完全に開いて
第２薄板状磁性材アマチユアコア１４に密着しな
いように、該両端部１２Ａ，１２Ｂをテーパ状に
押し広げることにより行われている。

このようにして組み立てが完了した磁性アマチ
ユア４を前記電磁往復動式流体機械に使用するた
めには、第３図から分るように、前部ピストン３
および後部ピストン６から成るピストン部と一体
かつ同軸に固着する必要がある。

このために、前記ピストンヘツド２、前部ピス
トン３および後部ピストン６を一体に成型できる
鋳型を準備し、その中に前記磁性アマチユア４
を、その中心軸が前記ピストン部の中心軸と正し
く合致するように位置決めして配置する。

その後、通常のダイカスト手法により、ダイカ
スト素材を前記鋳型の中に流し込んで固化させる
と、前記磁性アマチユア４は、前部ピストン３と
後部ピストン６との間に一体的にはめ込まれる。
その後、必要に応じて磁性アマチユア４の外周の
仕上げ加工やセンタ出し加工などを行なう。

この際、第２薄板状磁性材アマチユアコア１４
が十分な機械的強度を有しているので、刃物の切
削抵抗による磁性アマチユア４の変形が防止され
る。

第４図に、前記磁性アマチユア４を組み込み、
ピストンヘツド２、前部ピストン３、および後部
ピストン６を一体に、ダイカスト加工によつて成
型した前記ピストン部及び磁性アマチユアの断面
図を示す。

前述したようにして本考案に係る磁性アマチユ
アを組み立て、前後のピストンを一体にダイカス
ト加工によつて成型した場合には、磁性アマチユ
ア４、前部ピストン３及び後部ピストン６を独立
に別々に作り、その後ネジ止めによつて固着する
というような工程を必要とせず、したがつて、セ
ンタ合わせに十分な注意を配つて行なうネジ止作
業を省略することができ、組立て作業効率を向上
させることができる。

また、前記磁性アマチユア４およびピストン部
が、ダイカストにより一体に固着されているの
で、使用時の振動などによつて、ネジが緩んだ
り、センタがずれたりすることがなくなり、極め
て耐久性のよい流体機械を実現することができ
る。

さらに、ダイカスト加工によつて磁性アマチユ
アとピストン部を一体形成するので、該ダイカス
ト処理の際、前記アマチユアガイド１１のスリツ
ト２２や前記第１、第２薄板状磁性材アマチユア
コア１３，１４の中心孔２０内等の隅々まで、ダ
イカスト素材が入り込むようになる。このため、
磁性アマチユア４とピストン部との結合が強固と
なるばかりでなく、一体形成された磁性アマチユ
アおよびピストン部の、中心軸に対する対称性を
良好にして回転トルクを確実に保持できる。その
結果、前述したような仕上げ加工時に磁性アマチ
ユア４が回転せず、その精密仕上げも簡単で済む
ようになる。

また、前述したように、アマチユアガイド１１
の両端部１２Ａ，１２Ｂは、第２薄板状磁性材ア
マチユアコア１４に完全に密着しないようにかし
められているので、ダイカスト加工の際には、ダ
イカスト素材は前記両端部１２Ａ，１２Ｂと第２
薄板状磁性材アマチユアコア１４との間（第４図
の符号３０）にも入り込む。これにより、磁性ア
マチユア４とピストン部との接合部の強度がさら
に増し、耐久性がさらに向上する。

（変形例） 上記実施例では、アマチユアガイド１１を筒状
に構成し、第１、第２薄板状磁性材アマチユアコ
ア１３，１４を積層配置した後に、アマチユアガ
イド１１の両端をかしめてこれらを一体に固着し
たが、前記アマチユアガイド１１の一端を、予め
膨大部または折曲げ部に構成しておくこともでき
る。このように構成しておけば、前記アマチユア
コアが膨大部または折曲げ部によつて止められる
ので、その積層作業が容易になるという利点があ
る。

そして、前記アマチユアコアの積層配置が完了
した後に、前記アマチユアガイド１１の他端に設
けられたかしめ部を前記膨大部または折曲げ部に
向つて押圧しながら、かしめることにより、前記
第１、第２薄板状磁性材アマチユアコア１３，１
４と前記アマチユアガイド１１とをしつかりと固
着することができる。

また、上記実施例では、前記アマチユアガイド
１１に穿設されるスリツト２２は、その中心軸に
ほぼ平行であるとしたが、これは加工および組立
ての便宜を考慮したためのものであつて、必ずし
も必要な条件ではない。

とくに、スリツト２２が前記アマチユアガイド
１１の軸方向に対して、らせん状に形成された場
合には、該スリツト２２および前記第１、第２薄
板状磁性材アマチユアコア１３，１４の中心孔２
０内の凸起部２１によつて生ずる磁束密度および
質量分布の軸非対称性を緩和できるという利点が
ある。

さらに上記実施例では、第２薄板状アマチユア
コアは磁性材であるとしたが、これは単に第１薄
板状磁性材アマチユアコアの端縁が反り返るのを
防止できればよいので、必ずしも磁性材である必
要はない。すなわち、第２薄板状磁性材アマチユ
アコア１４は、ガイド板としての機能を有してい
れば、いかなる材質のものであつても良い。

（考案の効果） 以上の実施例および変形例で詳細に説明してき
たように、本考案によれば、磁性アマチユアを構
成する薄板状磁性材アマチユアコアを、その外周
部が反りを生じないようにして強固に圧着一体化
し、磁性アマチユア４を単体として製造できるよ
うになる。したがつて、この磁性アマチユアをピ
ストン部と一体にダイカスト加工することができ
るようになり、組立て作業性を著しく改善でき
る。

また、第２薄板状磁性材アマチユアコア（ガイ
ド板）１４が十分な機械的強度を有しているの
で、一体成型後に磁性アマチユア４の外周等を切
削加工しても、該磁性アマチユア４は変形しな
い。また、ダイカスト素材がアマチユアガイド１
１のスリツト２２と、第１及び第２薄板状磁性材
アマチユアコア１３，１４に形成された凸起部２
１との間に入り込むので、前記の切削加工の際
に、磁性アマチユア４が回転しない。したがつ
て、前記切削加工を精密にかつ良好に行うことが
でき、これにより、そのセンタ合せの精度、軸対
称性などを大幅に改善することができる。

さらに、ダイカスト素材が、アマチユアガイド
１１の両端部１２Ａ，１２Ｂと、第２薄板状磁性
材アマチユアコア１４との間にも入り込むので、
その機械的強度がさらに十分になる。

また、一体形成のため、使用の途中で、ネジ止
めの緩みなどによる弊害を生ずることがなくなる
ので、該磁性アマチユアが使用される前記流体機
械の性能を著しく向上させると共に、センタが合
つてないことから生ずる摩耗による破損を防止す
ることができ、前記流体機械の耐久性の向上にも
役立つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例に適用される磁性
アマチユアを示す一部断面平面図、第２図は第１
図に示される磁性アマチユアの構成部品図であ
り、同図のＡはアマチユアガイドの正面図、Ｂは
同じく平面図、Ｃは第１および第２薄板状磁性ア
マチユアコアの平面図、第３図は電磁往復動式流
体機械の基本構成を示す要部の断面図、第４図は
本考案の一実施例の断面図である。 １……シリンダ、２……前部ピストンヘツド、
３……前部ピストン、４……磁性アマチユア、５
Ａ，５Ｂ……外部固定磁極、６……後部ピスト
ン、７……吸入弁、８……復帰バネ、１７……流
体通過用孔、１１……アマチユアガイド、１３…
…第１薄板状磁性材アマチユアコア、１４……第
２薄板状磁性材アマチユアコア、２０……中心
孔、２１……凸起部、２２……スリツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ドーナツ状に形成した薄板状磁性材アマチユア
   コアを積層した磁性アマチユアを挟持してなるピ
   ストンにおいて、円筒状に形成し且つ一側面にス
   リツトを設けたアマチユアガイドの外周に、内周
   に前記スリツトを係合する凸起部を設けた薄板状
   磁性材アマチユアコアを積層するとともに、その
   両側に薄板状磁性材アマチユアコアが左右に広が
   るのを防止するガイド板を嵌合させ、前記アマチ
   ユアガイドの両端をテーパ状に押し広げてこれら
   を一体に固着してなる磁性アマチユアを構成し、
   前部ピストンと後部ピストンにて挟持して一体成
   型した磁性アマチユアを有するピストン。