JP2000009027A - 電磁弁一体型電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータ等の流体圧により稼動する機
器を含む装置全体の小型化及び製造原価低減を図る。 【解決手段】 ハウジング１０４内にポンプ機構１１０
及び弁機構１２０を収納して両機構１１０、１２０を一
体化するとともに、１個のプランジャ１０３で両機構１
１０、１２０を駆動する。このとき、コイル１０１の通
電をＯＮ−ＯＦＦすることにより弁機構１２０を開閉
し、コイル１０１の印加電圧を上下変化することにより
ポンプ機構１１０を駆動する。これにより、ビスカスヒ
ータ装置全体の小型化（軽量化）及び製造原価低減を図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧を発生させ
る電磁ポンプに関するものであり、流体圧により駆動さ
れるアクチュエータに適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平９−１２６１２２号公報に
記載のごとく、プランジャを往復させることにより流体
を吸入吐出するプランジャ型のポンプ機構が知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流体圧によ
り駆動されるアクチュエータを制御するには、流体圧を
発生させる電磁ポンプに加えて、流体流れを制御する電
磁弁も必要とするため、アクチュエータを含む装置全体
が大型化してしまい、装置の製造原価が上昇してしまう
という問題がある。

【０００４】本発明は、上記点に鑑み、アクチュエータ
等の流体圧により稼動する機器を含む装置全体の小型化
及び製造原価低減を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
６に記載の発明では、ソレノイドコイル（１０１）と、
ソレノイドコイル（１０１）が発生する電磁力により変
位する１個のプランジャ（１０３）と、プランジャ（１
０３）の往復運動により流体を吸入吐出するプランジャ
型のポンプ機構（１１０）と、プランジャ（１０３）の
往復運動により駆動される弁機構（１２０）と、ソレノ
イドコイル（１０１）、ポンプ機構（１１０）及び弁機
構（１２０）を収納するハウジング（１０４）とを備え
ることを特徴とする。

【０００６】これにより、ポンプ機構（１１０）と弁機
構（１２０）とが一体化されているので、流体圧により
稼動する機器を含む装置全体の小型化（軽量化）及び製
造原価低減を図ることができる。なお、請求項７に記載
の発明ごとく、請求項１ないし６のいずれか１つに記載
の電磁弁一体型電磁ポンプ（１００）にて、ビスカスヒ
ータ装置のアクチュエータ（２５０）に流体圧を供給し
てもよい。

【０００７】請求項８に記載の発明では、ピストン部材
（４０２）と、ピストン部材（４０２）の変位と共に弾
性変形する弾性部材（４０９）と、弾性部材（４０９）
の弾性力に対抗して前記ピストン部材（４０２）を所定
位置に保持する場合と、ピストン部材（４０２）を変位
可能とする場合と切替えるピストン制御部（４１０）と
を有し、ピストン制御部（４１０）は、ピストン部材
（４０２）が変位可能となっている状態において、ピス
トン部材（４０２）の変位の向きが反転する位置より弾
性力が大きくなる位置にて前記ピストン部材（４０２）
を保持することを特徴とする。

【０００８】これにより、後述するように、弁機構を廃
止して流体圧により稼動する機器の制御をすることがで
きるので、この機器を含む装置全体の小型化（軽量化）
及び製造原価低減を図ることができる。因みに、上記各
手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体
的手段との対応関係を示す一例である。

【０００９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る電磁弁一体型電磁ポンプ（以下、ポンプと
略す。）１００を車両用ビスカスヒータ装置に適用した
ものであり、図１はビスカスヒータ装置の模式図であ
る。図１中、２００は粘性流体（本実施形態ではシリコ
ーンオイル）内で円板状のロータ２１０を回転させるこ
とにより熱を発生させるビスカスヒータであり、２２０
はロータ２１０を回転駆動するシャフトである。なお、
本実施形態では、シャフト２２０は、プーリ２３０及び
Ｖベルト（図示せず）を介して車両用走行エンジン（図
示せず）から駆動力を得て回転する。

【００１０】そして、ビスカスヒータ２００で発生した
熱は、ビスカスヒータ２００内に形成された冷却水通路
２４０を流通するエンジン冷却水を介して車室内に配設
されたヒータコア（図示せず）より車室内に放出され
る。また、２５０は、粘性流体が封入された発熱室２６
０の体積を変化させることにより、ビスカスヒータ２０
０の発熱量を調節するピストン（アクチュエータ）であ
り、このピストン２５０は、ポンプ１００から供給され
る油圧（流体圧）により駆動される。

【００１１】なお、ピストン２５０を挟んで発熱室２６
０と反対側に形成された背室２５１は、後述するポンプ
１００の弁機構１２０を経由して低圧側（作動油のタン
ク部３００）に連通している。次に、図２を用いてポン
プ１００について述べる。１０１は電磁力（磁界）を発
生させるソレノイドコイル（磁界発生手段）であり、１
０２は樹脂等の非磁性材料からなるソレノイドコイル１
０１の巻枠（ボビン）である。そして、ソレノイドコイ
ル（以下、コイルと略す。）１０１内には、その長手方
向に往復運動可能にプランジャ１０３が配設されてお
り、このプランジャ１０３は鉄等の磁性材料製である。

【００１２】１０４ａはコイル１０１及びプランジャ１
０３を収納するととともに、コイル１０１により誘起さ
れた磁束の磁路を構成するミドルハウジング（ヨークハ
ウジング）であり、このミドルハウジング１０４ａ、並
びにフロントハウジング１０４ｂ及び後述するリアハウ
ジング１０４ｃを総称してハウジング１０４と呼ぶ。な
お、ミドルハウジング１０４ａは、鉄等の磁性材料製で
ある。

【００１３】そして、プランジャ１０３は、コイル１０
１に通電したときには、その通電量に応じてプランジャ
１０３の長手方向一端側（フロントハウジング１０４ｂ
側）に移動し、コイル１０１への通電を遮断したときに
は、コイルスプリング（弾性部材）１０３ａによって長
手方向他端側（リアハウジング１０４ｃ側）に移動す
る。

【００１４】また、１０４ｃは、背室２５１からタンク
部３００に至る流体通路３１０（図１参照）を開閉する
弁体１２１を有する弁機構１２０が収納されたリアハウ
ジングであり、１２２は背室２５１に連通する高圧ポー
トであり、１２３はタンク部３００に連通する低圧ポー
トである。ところで、ミドルハウジング１０４ａのうち
フロントハウジング１０４ｂ側には、プランジャ１０３
の往復運動により作動油（流体）を吸入吐出するプラン
ジャ型のポンプ機構１１０が収納されており、１１１は
タンク部３００に連通する吸入ポートであり、１１２は
作動油を吐出する吐出ポートである。

【００１５】そして、ポンプ機構１１０は、図３の
（ａ）に示すように、プランジャ１０３の長手方向一端
側（図２参照）に圧入されてプランジャ１０３と一体的
に往復運動するピストン部１１３、並びにピストン部１
１３及びシリンダ１１４によって形成された作動室Ｐ等
から構成されている。具体的には、ピストン部１１３に
は、吸入ポート１１１と作動室Ｐとを連通させる第１連
通路１１３ａが形成されており、この第１連通路１１３
ａ内には、第１連通路１１３ａ（ピストン部１１３）に
対して摺動可能な第１弁体１１５が配設されている。そ
して、第１弁体１１５には、第１連通路１１３ａの通路
断面積より小さい断面積を有する小孔１１５ａが形成さ
れている。

【００１６】なお、１１５ｂは、第１弁体１１５が第１
連通路１１３ａ内から脱落することを防止する止め輪で
あり、この止め輪１１５ｂは、ピストン部１１３に圧入
固定されている。また、１１６は作動室Ｐと吐出ポート
１１２側とを連通させる通路１１２ａを開閉する第２弁
体であり、この第２弁体１１６は、コイルスプリング
（弾性部材）１１７の弾性力により通路１１２ａを閉じ
る向きに押圧されている。

【００１７】一方、弁機構１２０は、図４の（ａ）に示
すように、高圧ポート１２２から低圧ポート１２３に至
る連通路１２４を開閉する弁体１２１、及び連通路１２
４を閉じる向きの弾性力を弁体１２１に作用させるコイ
ルスプリング（弾性部材）１２５を有して構成されてい
る。そして、コイル１０１へ通電していないとき（非通
電時）には、弁体１２１は、プランジャ１０３の長手方
向他端側に形成された突起部１０３ｂによって連通路１
２４が開く向きに押圧される。

【００１８】次に、ポンプ１００の作動について述べ
る。 １．非通電時 非通電時には、電磁力が発生しないため、プランジャ１
０３はコイルスプリング１０３ａの弾性力により、その
長手方向他端側に変位して停止している。このため、図
４の（ａ）に示すように、弁機構１２０（連通路１２
４）は開いた状態となり、ポンプ機構１１０は停止した
状態となる。

【００１９】２．通電時 コイル１０１に通電すると、電磁力により、プランジャ
１０３はコイルスプリング１０３ａの弾性力に打ち勝っ
て、その長手方向一端側に移動する。このため、プラン
ジャ１０３の突起部１０３ｂが弁体１２１から離れるた
め、図４の（ｂ）に示すように、弁機構１２０（連通路
１２４）は閉じた状態となる。

【００２０】そして、コイル１０１に通電した状態で、
コイル１０１に印加する電圧を周期的に変化させてコイ
ル１０１の起磁力を周期的に変化させると、プランジャ
１０３は、プランジャ１０３に作用する電磁力と弾性力
との釣り合いにより、起磁力の変化に連動して往復運動
する。つまり、起磁力が大きい場合（本実施形態では、
印加電圧を１２Ｖとした場合）から起磁力が小さい場合
（本実施形態では、印加電圧を５Ｖとした場合）に変化
させると、プランジャ１０３は、コイルスプリング１０
３ａの弾性力により作動室Ｐの体積が拡大する向きに移
動するので（図３の（ｃ）→図３の（ａ））、作動油が
吸入ポート１１１から作動室Ｐ内に吸入される。

【００２１】なお、このとき（作動室Ｐの体積が拡大す
るとき）、図３の（ａ）に示すように、作動油が第１弁
体１１５の小孔１１５ａを流通する際の圧力損失によ
り、第１弁体１１５より作動室Ｐ側の圧力が反対側（プ
ランジャ１０３側）の圧力より低くなるため、第１弁体
１１５が作動室Ｐ側に移動して止め輪１１５ｂの穴１１
５ｃを閉塞しようとするが、止め輪１１５ｂの外周部に
設けられたリング状の突起部１１５ｄにより止め輪１１
５と第１弁体１１５との間に空間１１５ｅが形成される
ので、小孔１１５ａと穴１１５ｃとの連通状態が確保さ
れる。

【００２２】一方、起磁力が小さい場合から起磁力が大
きい場合に変化させると、プランジャ１０３は電磁力に
より作動室Ｐの体積が縮小する向きに移動するので（図
３の（ａ）→図３の（ｂ）→図３の（ｃ））、作動室Ｐ
内の圧力が上昇し、第２弁体１１６が吐出ポート１１２
側に移動して通路１１２ａが開くので、作動油が吐出さ
れる。

【００２３】なお、このとき（作動室Ｐの体積が縮小す
るとき）の初期段階では、図３の（ａ）に示すように、
第１弁体１１５が作動室Ｐ側に位置して第１連通路１１
５ａが開いているものの、作動室Ｐの体積が縮小するに
従って第１弁体１１５より作動室Ｐ側の圧力が反対側
（プランジャ１０３側）の圧力より高くなるため、図３
の（ｂ）に示すように、第１弁体１１５がプランジャ１
０３側に移動して第１連通路１１５ａを閉じるので、作
動油を確実に吐出ポート１１２から吐出できる。

【００２４】以上に述べたように、本実施形態では、通
電時には、起磁力を周期的に変化させることによりプラ
ンジャ１０３を往復運動させてポンプ機構１１０を駆動
し、通電状態と非通電状態とを切替えることにより弁機
構１２０を開閉している（図５参照）。次に、ビスカス
ヒータ装置の概略作動を述べる。

【００２５】１．ビスカスヒータ２００にて発熱させる
場合（図６参照） ポンプ機構１１０を稼動させるとともに、弁機構１２０
を閉じることにより、背室２５１を拡大して発熱室２６
０の体積を縮小させる。これにより、粘性流体に混入し
た気体（気泡）の体積が縮小するとともに、発熱室２６
０内の気体がロータ２１０の中心側に集合するととも
に、ロータ２１０の中心側から径外方側に至る範囲の発
熱室２６０に粘性流体が充満するので、ロータ２１０の
回転に応じて熱が発生する。

【００２６】なお、ロータ２１０の中心側は周速が低い
ため、元来、発熱に殆ど関与しないので、中心側に気体
が集合してもビスカスヒータ２００の発熱量には殆ど影
響がない。 ２．ビスカスヒータ１００での発熱を停止させる場合
（図１参照） ポンプ機構１１０を停止させるとともに、弁機構１２０
を開くことにより、背室２５１を縮小させて発熱室２６
０の体積を拡大させる。

【００２７】これにより、ロータ２１０の中心側に集合
していた気体（気泡）の体積が拡大（膨張）するととも
に、気泡がロータ２１０の径外方側まで広がるので、ビ
スカスヒータ２００での発熱が実質的に停止する。次
に、本実施形態の特徴を述べる。本実施形態によれば、
ハウジング１０４内にポンプ機構１１０及び弁機構１２
０を収納して両機構１１０、１２０を一体化するととも
に、両機構１１０、１２０は共に１個のプランジャ１０
３で駆動されているので、ビスカスヒータ装置全体の小
型化（軽量化）及び製造原価低減を図ることができる。

【００２８】（第２実施形態）本実施形態は、第１実施
形態に係るポンプ１００における吐出ポート１１２と高
圧ポート１２２とを共用化すとともに（以下、この共用
化されたポートを高圧ポート１２２と表記する。）、弁
機構１２０をポンプ機構１１０側に構成したものであ
る。

【００２９】すなわち、本実施形態では、図７に示すよ
うに、ピストン部１１３（プランジャ１０３）の運動方
向と直交する方向に高圧ポート１２２及び低圧ポート１
２３を形成するとともに、ピストン部１１３の先端側
（吐出ポート１１２側）にその径外方側に向けて突出す
るカム部１３０を形成している。そして、各ポート１２
２、１２３を開閉する高圧弁体１３１、低圧弁体１３２
それぞれに対して各ポート１２２、１２３を閉じる向き
の弾性力（以下、この弾性力を閉弁力と呼ぶ。）を発生
するコイルスプリング（弾性部材）１３３、１３４を配
設する。このとき、両コイルスプリング１３３、１３４
は、高圧弁体１３１に作用する弾性力が、低圧弁体１３
２に作用する弾性力より小さくなるように設定されてい
る。

【００３０】因みに、両コイルスプリング１３３、１３
４は、両弁体１３１、１３２をカム部１３０に押圧する
押圧部材も兼ねている。また、１３５は吸入ポート１１
１から作動室Ｐ内に作動油が流入する場合のみ開くリー
ド弁状の吸入弁（逆止弁）である。次に、本実施形態に
係るポンプ１００の作動を述べる。

【００３１】１．非通電時 非通電時では、プランジャ１０３は、図７に示すよう
に、コイルスプリング１０３ａの弾性力により作動室Ｐ
が最も大きくなるとともに、カム部１３０の頂点で両弁
体１３１、１３２が接触する位置に位置している。この
ため、高圧ポート１２２及び低圧ポート１２３が開いて
弁機構１２０が開いた状態となるとともに、ポンプ機構
１１０は停止した状態となる。

【００３２】２．通電時 通電すると、図８、９に示すように、プランジャ１０３
がその長手方向に移動するので、両弁体１３１、１３２
とカム部１３０との接触部位がカム部１３０の根元側に
移動する。このため、高圧ポート１２２及び低圧ポート
１２３が閉じて弁機構１２０が閉じた状態となるそし
て、起磁力を大きくした場合には、図８に示すように、
作動室Ｐの体積が縮小するので、作動室Ｐ内の圧力が上
昇し、閉弁力の小さい高圧ポート１２２が開いて作動油
が吐出される。

【００３３】一方、起磁力が小さくなると、コイルスプ
リング１０３ａの弾性力によりプランジャ１０３が、図
９に示すように、作動室Ｐの体積が拡大する向きに移動
するので、吸入ポート１１１より作動油が作動室Ｐ内に
吸入される。したがって、第１実施形態と同様に、起磁
力を周期的に変化させることにより、ポンプ機構１１０
を稼動させることができる。

【００３４】次に、本実施形態の特徴を述べる。弁機構
１２０をポンプ機構１１０側に構成して両機構１１０、
１２０が一体化されているので、ポンプ１００をさらに
小型化（軽量化）することができる。 （第３実施形態）本実施形態は、第２実施形態に対して
低圧ポート１２３と吸入ポート１１１とを共用化（以
下、この共用化したポートを低圧ポート１２３と表記す
る。）したものである。

【００３５】すなわち、本実施形態では、図１０に示す
ように、ピストン部１１３とプランジャ１０３とを一体
化するとともに、プランジャ１０３内に低圧ポート１２
３から作動室Ｐまで連通させる連通路１４０を形成す
る。そして、プランジャ１０３内の連通路１４０のうち
作動室Ｐ側の開口部１４１に、低圧ポート１２３側から
作動室Ｐ側にのみ作動油が流通することを許容し、その
反対に作動室Ｐ側から低圧ポート１２３側に作動油が逆
流することを防止するリード弁状の逆止弁１４２を配設
する。

【００３６】また、１４３は、カム部１３０の頂点に高
圧弁体１３１が接触した状態で高圧ポート１２２が開い
ているときに（非通電時に）、開口部１４１が開くよう
にするするストッパである。次に、本実施形態に係るポ
ンプ１００の作動を述べる。 １．非通電時 非通電時では、図１０に示すように、開口部１４１及び
高圧ポート１２２が開いているので、弁機構１２０は開
いた状態となる。また、プランジャ１０３は停止してい
るので、ポンプ機構１１０は停止している。

【００３７】２．通電時 通電すると、図１１、１２に示すように、プランジャ１
０３がその長手方向に移動するので、高圧弁体１３１と
カム部１３０との接触部位がカム部１３０の根元側に移
動する。このため、高圧ポート１２２が閉じる。このと
き、起磁力を増大させた場合には、図１１に示すよう
に、作動室Ｐの体積が縮小する向きにプランジャ１０３
が移動するので、作動室Ｐ内の圧力が上昇する。そし
て、逆止弁１４２により開口部１４１が閉じられている
ので、行き場を失った作動室Ｐ内の作動油は、コイルス
プリング１３４の閉弁力に打ち勝って高圧弁体１３１を
押し開け、高圧ポート１２２より吐出される。

【００３８】一方、起磁力が小さくなると、コイルスプ
リング１０３ａの弾性力によりプランジャ１０３が、図
１２に示すように、作動室Ｐの体積が拡大する向きに移
動するので、高圧ポート１２２が閉じるとともに、作動
室Ｐ内の圧力が低下して逆止弁１４２が開くため、低圧
ポート１２３より作動油が作動室Ｐ内に吸入される。し
たがって、第１実施形態と同様に、起磁力を周期的に変
化させたときには、ポンプ機構１１０が稼動するととも
に、弁機構１２０が開く。

【００３９】次に、本実施形態の特徴を述べる。低圧ポ
ート１２３と吸入ポート１１１とが共用化されてポート
数が減少しているので、ポンプ１００をさらに小型化
（軽量化）することができるとともに、ポンプ１００に
接続する配管の取り回しを簡素化することができる。 （第４実施形態）本実施形態は、第２実施形態に係るポ
ンプ１００の変形例である。

【００４０】すなわち、本実施形態では、図１３に示す
ように、高圧ポート１２２をプランジャ１０３の延長線
上に位置させるとともに、吸入ポート１１１をプランジ
ャ１０３の径方向に配置している。また、高圧ポート１
２２を開閉する高圧弁体１５０に高圧ポート１２２側と
作動室Ｐ側とを連通させる連通穴１５１を形成し、プラ
ンジャ１０３（ピストン部１１３）と高圧弁体１５０と
の間に連通穴１５１を開閉する弁体１５２を配設する。

【００４１】そして、弁体１５２とプランジャ１０３
（ピストン部１１３）とは、プランジャ１０３の運動方
向に伸縮可能な伸縮部材（本実施形態ではコイルスプリ
ング）１５３により連結されている。なお、本実施形態
では、弁体１５２は、低圧ポート１２３が開いている状
態（低圧弁体１３２がカム部１３０の頂点に接触してい
る状態）で、連通穴１５１が開く位置に位置している。

【００４２】次に、本実施形態に係るポンプ１００の作
動を述べる。 １．非通電時 非通電時では、プランジャ１０３は、図１３示すよう
に、コイルスプリング１０３ａの弾性力により作動室Ｐ
が最も大きくなるとともに、カム部１３０の頂点で低圧
弁体１３２が接触する位置に位置している。

【００４３】このため、高圧ポート１２２及び低圧ポー
ト１２３が連通するので、弁機構１２０が開いた状態と
なるとともに、ポンプ機構１１０は停止した状態とな
る。 ２．通電時 通電すると、図１４、１５に示すように、プランジャ１
０３がその長手方向に移動するので、低圧弁体１３２と
カム部１３０との接触部位がカム部１３０の根元側に移
動するため、低圧ポート１２３が閉じた状態となるこの
とき、起磁力を増大させた場合には、図１４に示すよう
に、作動室Ｐの体積が縮小する向きにプランジャ１０３
が移動して作動室Ｐ内の圧力が上昇するとともに、弁体
１５２により連通穴１５１が閉じられる。

【００４４】そして、さらに作動室Ｐ内の圧力が上昇す
ると、高圧弁体１５０は、弁体１５２と共にプランジャ
１０３の移動の向き（紙面左側）に移動するので、高圧
ポート１２２が開き、高圧ポート１２２より作動室Ｐ内
の作動油が吐出される。一方、起磁力が小さくなると、
コイルスプリング１０３ａの弾性力によりプランジャ１
０３が、図１５に示すように、作動室Ｐの体積が拡大す
る向きに移動するので、高圧ポート１２２が閉じるとと
もに、作動室Ｐ内の圧力が低下して吸入弁１３５が開く
ため、吸入ポート１１１より作動油が作動室Ｐ内に吸入
される。

【００４５】したがって、第１実施形態と同様に、起磁
力を周期的に変化させたときには、ポンプ機構１１０が
稼動するとともに、弁機構１２０が開く。 （第５実施形態）本実施形態は、第１〜第４実施形態に
係るポンプ１００において、ポンプ機構１１０の稼動時
に、起磁力の変化周波数と、プランジャ１０３及びコイ
ルスプリング１０３ａによって決定されるプランジャ１
０３の固有振動数とを一致させるものである。

【００４６】これにより、プランジャ１０３は、固有振
動数で共振するので、プランジャ１０３を往復駆動する
ための起磁力を小さくすることができるとともに、電磁
力とコイルスプリング１０３ａの弾性力との静的な釣り
合いによって決定するプランジャ１０３の移動量より実
際の移動量の方が大きくなる。したがって、コイル１０
１を小さくしつつ、ポンプ機構１１０の吐出容量を大き
くすることができる。延いては、ポンプ１００の小型化
（軽量化）をさらに図ることができる。

【００４７】（第６実施形態）本実施形態は、第１〜第
５実施形態に係るポンプ１００において、プランジャ１
０３を永久磁石で構成すべく、プランジャ１０３に着磁
処理を施すとともに、起磁力を変化させる際に、コイル
１０１への印加電圧を一定として、その印加電圧の極性
を変化させるようにしたものである。

【００４８】ところで、上述の実施形態において、印加
電圧の最大値が小さい場合には、起磁力が大きい場合と
小さい場合との差（以下、この差を起磁力差と呼ぶ。）
を大きく設定することが困難になるため、プランジャ１
０３の移動量及びポンプ機構１１０の吐出圧を大きくす
ることができない。これに対して、本実施形態では、印
加電圧の極性を変化させることにより、起磁力を変化さ
せているので、印加電圧の最大値が小さい場合であって
も、起磁力差を大きくすることができる。したがって、
印加電圧の最大値が小さい場合であっても、プランジャ
１０３の移動量及びポンプ機構１１０の吐出圧を大きく
することができる。

【００４９】（第７実施形態）本実施形態は、図１６に
示すように、上述の実施形態と異なり、弁機構１２０を
廃止してビスカスヒータ２００のピストン２５０を駆動
するアクチュエータ４００に関するものである。図１７
は、本実施形態に係るアクチュエータ４００の模式図で
ある。そして、４０１はハウジングであり、このハウジ
ング４０１内には、第１ピストン部材４０２が往復運動
可能に配設されている。

【００５０】また、４０３ａ、４０３ｂは、第１ピスト
ン部材４０２を運動（変位）可能に支持するダイヤフラ
ムであり、ダイヤフラム４０３ｂは、第２ピストン部材
４０４及びハウジング４０１と共に、圧縮性流体（本実
施形態では空気）が封入された密閉空間４０５を形成し
ている。また、第１ピストン部材４０２を挟んで密閉空
間４０５と反対側には、コイルスプリング４０６が配設
されており、このコイルスプリング４０６及び密閉空間
４０５に封入された圧縮性流体により、第１ピストン部
材４０２に連結されて第１ピストン部材４０２の変位と
共に弾性変形する弾性部材を構成している。

【００５１】なお、以下、特に断りが無い限り、弾性部
材４０９と表記するときは、コイルスプリング４０６は
勿論、密閉空間４０５に封入された圧縮性流体により形
成された疑似バネ（エアスプリング）を含む意味であ
る。因みに、第２ピストン部材４０４も第１ピストン部
材４０２の同方向に変位可能であり、第２ピストン部材
４０４を挟んで密閉空間４０５の反対側には、密閉空間
４０５の体積を縮小させる向きの弾性力を第２ピストン
４０４に作用させるコイルスプリング４０７が配設され
ている。

【００５２】また、コイルスプリング４０７が配設され
た空間４０８は、図１６に示すように、配管を介してピ
ストン２５０の背室２５１に連通しているとともに、作
動油が封入されている。ところで、図１７中、４１０
は、コイルスプリング４０６の弾性力に対抗して第１ピ
ストン部材部材４０２を所定位置に保持する場合と、第
１ピストン部材４０２を変位可能（自由状態）とする場
合と切替えるピストン制御部である。

【００５３】そして、ピストン制御部４１０は、初期状
態（アクチュエータ４００を組み立てた状態）では、コ
イルスプリング４０６が縮められた状態（弾性部材４０
９に弾性エネルギが蓄えられた状態）となるように第１
ピストン部材部材４０２を保持している。なお、このピ
ストン制御部４１０は、ソレノイドコイル（以下、コイ
ルと略す。）４１１、コイル４１１により誘起される電
磁力によって移動（変位）するプランジャ４１２、及び
電磁力に対抗する弾性力をプランジャ４１２に作用させ
るコイルスプリング（弾性部材）を有して構成されてい
る。

【００５４】次に、本実施形態の作動を述べる。初期状
態では、図１６、１７に示すように、第２ピストン部材
４０４が第１ピスト部材４０２側に位置しており、ビス
カスヒータ２００の発熱室２６０の体積が拡大してい
る。そして、発熱室２６０の体積を縮小させるときに
は、コイル４１１に通電してプランジャ４１２を変位さ
せて第１ピストン部材４０２が変位することができる状
態にする。

【００５５】これにより、コイルスプリング４０６に蓄
えられた弾性エネルギにより、第１ピストン部材４０２
が変位するので、図１８に示すように、密閉空間４０５
内の圧力が上昇して第２ピストン部材４０４及びピスト
ン２５０が変位して発熱室２６０の体積が縮小する。こ
のとき、第１ピストン部材４０２の変位の向きが反転す
る位置より弾性部材４０９の弾性力が大きくなる位置に
て第１ピストン部材４０２が保持されるように、ピスト
ン制御部４１０を作動させる具体的には、第１ピストン
部材４０２が変位可能（自由変位可能）となっている状
態において、第１ピストン部材４０２の変位の向きが反
転する時にプランジャ４１２を突出作動させる。このと
き、プランジャ４１２及び第１ピストン部材４０２の接
触部各々に、図１９に示すように、テーパ部４１２ａ、
４０２ａが形成されているため、第１ピストン部材４０
２は、第１ピストン部材４０２の変位の向きが反転する
位置より弾性部材４０９の弾性力が大きくなる位置に保
持される。

【００５６】なお、発熱室２６０の体積が縮小した状態
から拡大させる場合には、発熱室２６０の体積が拡大し
た状態から縮小させる場合と同様に、ピストン制御部４
１０を作動させる。したがって、上述の実施形態のごと
く、弁機構１２０の制御をすることなく、ピストン２５
０（ビスカスヒータ２００）の発熱量を制御することが
できる。

【００５７】次に、本実施形態の特徴を述べる。第１ピ
ストン部材４０２の変位の向きが反転する位置より弾性
部材４０９の弾性力が大きくなる位置に保持されるの
で、第１ピストン部材４０２が変位するときに、失われ
た弾性部材４０９の弾性エネルギを補充した状態で、再
び弾性部材４０９に蓄えられることとなる。したがっ
て、失われたエネルギをアクチュエータ４００に供給す
ることによりアクチュエータ４００を稼動させることが
できる。

【００５８】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、コイル１０１への印加電圧を変化させることによ
り、コイル１０１の起磁力を変化させたが、コイル１０
１を複数個のコイル１０１ａ、１０１ｂから構成し、通
電するコイルの数を変化させることにより、コイル１０
１の起磁力を変化させてもよい。

【００５９】また、第４実施形態では、伸縮部材１５３
としてコイルスプリングを用いたが、第４実施形態はこ
れに限定されるものではなく、ベローズ等のその他の伸
縮可能な部材としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ビスカスヒータ装置の模式図である。

【図２】第１実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの
模式図である。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【図４】図２のＢ部拡大図である。

【図５】ソレノイドコイルへの通電タイミングを示すチ
ャートである。

【図６】ビスカスヒータ装置の模式図である。

【図７】第２実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの
模式図である。

【図８】第２実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの
模式図である。

【図９】第２実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの
模式図である。

【図１０】第３実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプ
の模式図である。

【図１１】第３実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプ
の模式図である。

【図１２】第３実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプ
の模式図である。

【図１３】第４実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプ
の模式図である。

【図１４】第４実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプ
の模式図である。

【図１５】第４実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプ
の模式図である。

【図１６】第７実施形態に係るビスカスヒータ装置の模
式図である。

【図１７】第７実施形態に係るアクチュエータの模式図
である。

【図１８】第７実施形態に係るアクチュエータの模式図
である。

【図１９】第７実施形態に係るアクチュエータの模式図
である。

【符号の説明】

１０１…ソレノイドコイル、１０３…プランジャ、１０
４…ハウジング、１１０…ポンプ機構、１２０…弁機
構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼丸 貞久 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 稲垣 光夫 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 内田 和秀 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 大島 敏浩 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H069 AA01 BB02 CC04 DD41 EE02 EE05 EE22 EE32

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁力を発生させるソレノイドコイル
   （１０１）と、 前記ソレノイドコイル（１０１）内に往復運動可能に配
   設され、前記ソレノイドコイル（１０１）が発生する電
   磁力により変位する１個のプランジャ（１０３）と、 前記プランジャ（１０３）の往復運動により流体を吸入
   吐出するプランジャ型のポンプ機構（１１０）と、 前記プランジャ（１０３）の往復運動により駆動される
   弁体（１２１、１３１、１３２）を有し、流体通路を開
   閉する弁機構（１２０）と、 前記ソレノイドコイル（１０１）、前記ポンプ機構（１
   １０）及び前記弁機構（１２０）を収納するハウジング
   （１０４）とを備えることを特徴とする電磁弁一体型電
   磁ポンプ。
2. 【請求項２】 前記ポンプ機構（１１０）には、前記プ
   ランジャ（１０３）と一体的に往復運動するピストン部
   （１１３）が設けられ、 前記ピストン部（１１３）の外周には、前記ピストン部
   （１１３）の径外方側に向けて突出するとともに、前記
   弁体（１３１、１３２）を開閉作動させるカム部（１３
   ０）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載
   の電磁弁一体型電磁ポンプ。
3. 【請求項３】 前記ソレノイドコイル（１０１）に通電
   する場合と、通電しない場合とを切替えることにより、
   前記弁機構（１２０）の開閉が制御され、 さらに、前記ソレノイドコイル（１０１）に通電した状
   態で前記ソレノイドコイル（１０１）で発生する起磁力
   を変化させることにより前記ポンプ機構（１１０）が駆
   動されることを特徴とする請求項１または２に記載の電
   磁弁一体型電磁ポンプ。
4. 【請求項４】 前記電磁力に対抗する弾性力を前記プラ
   ンジャ（１０３）に作用させる弾性部材（１０３ａ）を
   備え、 前記ソレノイドコイル（１０１）に通電した状態におい
   て、前記起磁力の変化周波数と、前記プランジャ（１０
   ３）及び前記弾性部材（１０３ａ）によって決定される
   前記プランジャ（１０３）の固有振動数とを一致させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の電磁弁一体型電磁ポ
   ンプ。
5. 【請求項５】 前記プランジャ（１０３）は、着磁され
   ていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１
   つに記載の電磁弁一体型電磁ポンプ。
6. 【請求項６】 流体通路を開閉する弁体（１２４、１３
   １、１３２）を有する弁機構（１２０）と、 流体を吸入吐出するポンプ機構（１１０）と、 前記弁機構（１２０）を開閉駆動するとともに、前記ポ
   ンプ機構（１１０）を駆動する電磁力を発生するの磁界
   発生手段（１０１）と、 前記弁機構（１２０）、前記ポンプ機構（１１０）及び
   前記磁界発生手段（１０１）を収納するハウジング（１
   ０４）とを備えることを特徴とする電磁弁一体型電磁ポ
   ンプ。
7. 【請求項７】 粘性流体内でロータ（２１０）を回転さ
   せることにより、熱を発生させるビスカスヒータ（２０
   ０）と、 前記ビスカスヒータ（２００）の発熱量を調節するとと
   もに、流体圧により駆動されるアクチュエータ（２５
   ０）と、 前記アクチュエータ（２５０）に流体圧を供給する請求
   項１ないし６のいずれか１つに記載の電磁弁一体型電磁
   ポンプ（１００）とを備えることを特徴とするビスカス
   ヒータ装置。
8. 【請求項８】 ハウジング（４０１）と、 前記ハウジング（４０１）内に往復運動可能に配設され
   たピストン部材（４０２）と、 前記ピストン部材（４０２）に連結され、前記ピストン
   部材（４０２）の変位と共に弾性変形する弾性部材（４
   ０９）と、 前記弾性部材（４０９）の弾性力に対抗して前記ピスト
   ン部材（４０２）を所定位置に保持する場合と、前記ピ
   ストン部材（４０２）を変位可能とする場合と切替える
   ピストン制御部（４１０）とを有し、 前記ピストン制御部（４１０）は、前記ピストン部材
   （４０２）が変位可能となっている状態において、前記
   ピストン部材（４０２）の変位の向きが反転する位置よ
   り前記弾性力が大きくなる位置にて前記ピストン部材
   （４０２）を保持することを特徴とするアクチュエー
   タ。