JP2006258088A

JP2006258088A - 電磁ポンプ

Info

Publication number: JP2006258088A
Application number: JP2005201078A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Shoji; 幸広庄司; Tamotsu Shimokuchi; 保下口
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-07-11
Also published as: JP4442768B2

Abstract

【課題】高通電時においても磁束密度が低く、高吸引力がえられ吐出効率の良好な電磁ポンプを提供する。
【解決手段】電磁ポンプ３０は電磁コイル３１の内側３１ｂに臨入され、該電磁コイル３１の一端側に配設されたヨーク３２と、前記ヨーク３２に対向して前記電磁コイル３１の他端側より内側３１ｃに臨入された固定鉄心３３と、を備える。前記固定鉄心３３は、一側に電磁個入り３１の他端側に係合する鍔部３３ａと、該電磁コイル３１の内側３１ｂに嵌挿された中央部３３ｂと、他側に側壁部３３ｃと、を備える。中央部３３ｂは横断面凹状を有し、側壁部３３ｃに出口穴３３ｄを有する出口シート３４が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は電磁ポンプに関し、さらに詳細にはトランスミッションを含む自動車動力伝達装置、工作機械及び産業機械の歯車機構、軸受部に潤滑油を供給する潤滑装置に最適な電磁ポンプに関する。

従来、この種の電磁ポンプ（ソレノイドポンプ）１は、図６及び図７に示されるように非磁性体筒部４ａと磁性体筒部４ｂとを有する保持筒４と該保持筒４の両側に配置した吸引筒部５と吐出筒部６とを備えたポンプ本体２と、前記ポンプ本体２の外径部に装着されたコイル部２１を有する磁力源２０と、前記保持筒４の内径に摺動自在に嵌挿されたピストン１３とを、備える。磁力源２０を通電することによりピストン１３が吸引筒部５に空着された際、球状部１５が開き、該ピストン１３とピストン受体９との間に貫通孔１１より液体が流入する。一方、磁力源２０への通電を止めると、ピストン１３はばね部材１０の弾発力によりピストン受体９側に戻され、ピストン１３とピストン受体９との間の液体が球状弁１７を押して、吐出筒部６より吐出されるようになる（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１０８３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているソレノイドポンプ１では、吐出効率を上げる際に、ピストン１３からの液体の漏れを小さくするには、該ヒストン１３と磁性体筒部４ｂとの隙間を小さくする必要がある。また、ピストン１３の摺動抵抗を小さくしたい場合、該ピストン１３が摺動する非磁性体筒部４ａと磁性体筒部４ｂとの同心度を維持する必要があり、これらの筒部４ａ，４ｂを組み付けた後に同軸加工を行ったり、部品の加工精度を上げる必要があるので、コスト上昇に要因になっている。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、簡単に同軸する必要がなく、吐出効率の良好な電磁ポンプを提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために請求項１記載の発明は、ソレノイドを形成するコイルと、
前記コイルの内側に設けられた鍔形状のヨークと、
前記ヨークの内側に摺動可能に嵌挿された可動鉄心と、
前記可動鉄心に対向して前コイルに内側に設けられた凹形状の固定鉄心と、
前記固定鉄心に嵌挿され吐出口を有する吐出本体と、
前記可動鉄心に形成された貫通孔に設けた入口逆止弁と、
前記吐出本体に形成された貫通孔に設けた出口逆止弁と、
を備え、
前記ソレノイドを作動することにより前記可動鉄心を前記固定鉄心に吸着し吐出作用を行なうことを特徴とする。
本発明によれば、前記可動鉄心を鍔形状のヨークの内径に摺動させることにより非磁性対筒部を無くし、磁気効率を上げ、コイル通電時に可動鉄心を凹状の固定鉄心に吸着させることにより、部品の精度を上げることなく吐出効率を向上させることができる。

次の請求項２記載の発明では、前記入口逆止弁は、前記可動鉄心に穿設された内孔及び該内孔に連通する入口穴の一側に形成された入口シートと、前記内孔に装着され前記可動鉄心を押圧する第２のばね部材と、前記第２のばね部材の内方に装着され該ばね部材の弾発力により前記入口シートに当接する入口ボールと、を備えるので、潤滑油を前記可動鉄心の内孔に供給する際、該内孔内の潤滑油の負圧により入口ボールを素早く移動させることができるのでよい。
さらに、請求項３記載の発明では、前記出口逆止弁は、前記吐出本体の貫通孔に設けられた第１のばね部材と、前記第１のばね部材の弾発力により押圧されその外周面が該貫通孔を突出し前記固定鉄心の出口シートに係合する出口ボールと、を備えるので、吐出本体に貯留された潤滑油の逆流（戻り）を防止できるので、好適である。

また、請求項４記載の発明では、前記入口ボールは前記第２のばね部材により押圧されるので、電磁ポンプを横設、傾設等にすることができ、該電磁ポンプの配設を適宜することが可能である。
また、請求項５記載の発明では、前記吐出本体には、アダプタが着脱自在に設けられるので、潤滑油の供給個所、潤滑油の吐出量を適宜設定することができるので、好適である。

さらに、請求項６記載の発明では、前記可動鉄心は、前記ヨークに係合したストッパーにより移動量が規制されると、吸引力を略一定にすることができる。
また、請求項7記載の発明では、前記ストッパーには、潤滑油等の洗浄機構が設けられるので、潤滑油内の異物を除去することができるので、よい。
さらに、請求項８記載の発明では、前記吐出口は複数個設けられると、潤滑油を複数の供給個所に同時に供給できるので、好適である。
さらにまた、請求項９記載の発明では、前記アダプタには噴射ノズルが着脱自在に設けられていると、潤滑油の供給個所、潤滑油の吐出量を適宜設定することができるので、好適である。
さらに、請求項１０記載の発明では、前記入口逆止弁及び出口逆止弁はセラミックやＳＵＳ３０４等の非磁性体材料により形成されると、吐出量、吐出圧力を上昇させ、電磁ポンプの性能を向上させることができるのでよい。

本発明は、前記可動鉄心を鍔形状のヨークの内径に摺動させることにより非磁性対筒部を無くし、磁気効率を上げ、コイル通電時に可動鉄心を凹状の固定鉄心に吸着させることにより、部品の精度を上げることなく吐出効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る電磁ポンプについて図面により詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電磁ポンプ３０の概略構造を示す縦断面図である。
図１に示すように、電磁ポンプ３０は電磁コイル（ボビン）３１の内側３１ｂに臨入され該電磁コイル３１の一端側に配設されたヨーク３２と、前記ヨーク３２に対向して前記電磁コイル３１の他端側より内側３１ｃに臨入された固定鉄心３３と、を備える。前記固定鉄心３３は、一側に電磁コイル３１の他端側に係合する鍔部３３ａと、該電磁コイル３１の内側３１ｃに嵌挿された中央部３３ｂと、他側に側壁部３３ｃと、を備える。前記中央部３３ｂは横断面凹状を有し、側壁部３３ｃに出口穴３３ｄを有する出口シート３４が形成されている。

前記固定鉄心３３の中央部３３ｂには、吐出側本体３５の円筒部３５ａが嵌合されており、該吐出側本体３５の鍔部３５ｂを固定鉄心３３の鍔部３３ａとコイルケース３６の一端部３６ａとで加締め挟持することにより吐出側本体３５を固定鉄心３３に固定している。
前記吐出側本体３５には、軸心方向に貫通する貫通孔３５ｃが穿設され、該貫通孔３５ｃの一端にノズルを形成する複数個、例えば２個の吐出口３７が設けられている。この場合、前記吐出口３７は、２個に限らずそれ以上でもよく、１個でも勿論よい。さらに、吐出口３７は、軸心方向に対して等角度をもって穿設されているが、軸心方向に対して互いに異なる角度をもって穿設されてもよい。また、吐出口３７の口径は同じでもよく、互いに異なる口径にしてもよい。さらに、吐出口３７には、例えば噴射ノズル（図示しない）を取り付けることにより、潤滑油の供給個所、潤滑油の吐出量を適宜設定することができる。

参照符号３８は吐出側本体３５の貫通孔３５ｃに嵌挿されたばね部材（第１のばね部材）を示しており、該ばね部材３８の一端を貫通孔３５ｃの段部３９ａに係合し、他端を出口ボール４０に当接させており、該ばね部材３８の弾発力により出口ボール４０を軸心方向に付勢して、出口ボール４０を出口シート３４に押圧するように機能する。この場合、ばね部材３８、出口ボール４０、出口シート３４により一側（図１で下端）から他端（図１で上端）へのみ液体、例えば潤滑油５２（図５参照）を通過させる出口逆止弁４１が形成される。

前記ヨーク３２に当接固定された中央貫通穴４２ｄを有するストッパー４２と固定鉄心３３との間には、軸心方向に往復運動可能に可動鉄心（プランジャ）４３が設けられている。前記可動鉄心４３には、一側に入口シート４４を有する入口穴４３ｄが設けられ、他側が開口している。可動鉄心４３の内孔４３ａには、ばね部材（第２のばね部材）４５及び入口ボール４６が内装されている。前記ばね部材４５は、一端が固定鉄心３３の側壁部３３ｃの外端面に当接されており、他端が可動鉄心４３の内孔４３ａの内方端面に係合されている。前記入口ボール４６は、前記ばね部材４５の内方に遊挿されている。よって、入口ボール４６はばね部材４５の内方において撓み方向に沿って移動自在に配設されている。さらに、可動鉄心４３は、電磁コイル３１の非励磁時にばね部材４５の弾発力により該ばね部材４５及び入口ボール４６を入口シート４４に押圧されている。
この場合、ばね部材４５、入口ボール４６及び入口シート４４より他側（図１で下端）から一側（図１で上端）へのみ液体、例えば潤滑油５２（図２参照）を通過させる入口逆止弁４７が形成される。なお、前記出口逆止弁４１及び入口逆止弁４７がセラミックやＳＵＳ３０４等の非磁性体材料により形成されると吐出量、吐出圧力を上昇させ、電磁ポンプの性能を向上させることができ、ポンプ寿命を伸ばすことが可能である。

前記ストッパー４２には、吸入口４８が設けられた吸入側本体４９が当接して設けられている。ここで、吸入側本体４９の鍔４９ａ、ヨーク３２、電磁コイル３１、固定鉄心３３の鍔３３ａ、吐出側本体３５の鍔３５ｂをコイルケース３６の両端部３６ａ，３６ｂで加締めることにより吸入口４８と吐出口３７とが軸心方向に指向して電磁ポンプ３０が構成される。なお、参照符号５０は電磁コイル３１に通電するための端子である。
参照符号５３は、ストッパー４２と吸入側本体４９との間に挟持されたフィルターまたはストレーナを取り付けた洗浄・ろ過する洗浄機構を示し、潤滑油５２に含有する異物または該潤滑油５２を洗浄する機能を有する。

本発明の実施の形態に係る電磁ポンプ３０は基本的には以上のように構成されたものであり、次にその動作及び作用効果について説明する。図２は、電磁ポンプ３０が軸受装置、歯車装置（図示しない）を備えたケーシング５１の液体、例えば潤滑油５２に浸漬された状態を示す概略図で、該ケーシング５１内に立てて使用する場合を示す。
図３（Ａ）乃至（Ｄ）により電磁ポンプ３０の動作について説明する。
電磁コイル３１に通電しない状態、すなわち、該電磁コイル３１が非励磁（ＯＦＦ）の状態では、可動鉄心４３はばね部材４５の弾発力により矢印Ｙ方向に変位し、該可動鉄心４３がストッパー４２に当接する。このとき、可動鉄心４３の内孔４３ａは負圧になるため、潤滑油５２は入口シート４４に係合している入口ボール４６を押し上げ、ストッパー４２の入口穴４２ｄ、可動鉄心４３の入口穴４３ｄを介して可動鉄心４３の内孔４３ａに入り込み、該内孔４３ａに収納される（図３（Ａ）参照）。

次いで、電磁コイル３１に通電し、該電磁コイル３１を励磁（ＯＮ）すると、ばね部材４５の弾発力に抗して可動鉄心４３が固定鉄心３３に吸着される（図３（Ｂ））参照。
このとき、内孔４３ａ内の潤滑油５２は固定鉄心３３の出口穴３３ｄに流入し、ばね部材３８の弾発力が作用している出口ボール４０を押し開き、貫通孔３５ｃ内に流れ込んで
吐出口３７より吐出される（図３（Ｃ）参照）。
可動鉄心４３が固定鉄心３３に吸着されると、該可動鉄心４３の内孔４３ａが固定鉄心
３３の貫通孔３５ｃに連通するので、可動鉄心４３の内孔４３ａ内の圧力と貫通孔３５ｃ
の圧力は同じなるためばね部材３８の弾発力により出口ボール４０が出口シート３４に当接し、出口穴３３ｄを閉塞する（図３（Ｄ）参照）。
次いで、電磁コイル３１が非励磁（ＯＦＦ）の状態では可動鉄心４３がばね部材４５の
弾発力により矢印Ｙ方向に変位し、該可動鉄心４３がストッパー４２に当接する。このとき、可動鉄心４３の内孔４３ａは負圧になるため、潤滑油５２は入口シート４４に係合している入口ボール４６を押し上げ、ストッパー４２の入口穴４２ｄ、可動鉄心４３の入口穴４３ｄを介して可動鉄心４３の内孔４３ａに入り込み、該内孔４３ａに収納される。
このように、電磁ポンプ３０は、電磁コイル３１のＯＮ−ＯＦＦの繰り返しにより可動鉄心４３を軸心方向に往復動させ、入口逆止弁４７側から潤滑油５２が吸入され、出口逆止弁４１から吐出され、吐出口３７を介して噴射される。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電磁ポンプ６０の縦断面図で、図４中、図１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
第２の実施の形態に係る電磁ポンプ６０は、入口逆止弁４７を構成する入口ボール４６をばね部材（第３のばね部材）６１の弾発力により入口シート４４に押圧することを特徴とする。これにより、電磁ポンプ６０は、取付位置を図４に示す上下方向に立設する他に、
横設、斜設及び図４に示す状態と正反対に配置することが可能である。よって、電磁ポンプ６０の向きは適宜調整することができ、潤滑油の供給個所に対して該電磁ポンプ６０の配置の制約が無くなり、電磁ポンプ６０を潤滑油供給個所に近づけて設けることが可能になり、潤滑油を供給個所に確実に噴射することができる。

図５は、本発明の第３の実施の形態に係る電磁ポンプ７０の縦断面図で、図５中、図１及び図４の構成要素と同一の構成要素については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
第３の実施の形態に係る電磁ポンプ７０の特徴は、吐出本体３５に形成される吐出口３７を、該吐出本体３５に対して着脱自在に設けたことを特徴とする。すなわち、電磁ポンプ７０の吐出口３７はアダプタ７１に形成される。前記アダプタ７１には、軸心方向に貫通孔７２が穿設され、該貫通孔７２は一側が貫通孔３９ａに接続し、他側が吐出口３７に連通している。これにより、吐出口３７の口径、形状等は潤滑油の噴射量、噴射距離、噴射個所の数によって適宜変更することができる。さらに、吐出本体３５の加工コストを低減することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る電磁ポンプの縦断面図である。図１の電磁ポンプの一部をケーシングに浸漬した概略図である。図１の電磁ポンプの動作説明図である。本発明の第２の実施の形態に係る電磁ポンプの断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る電磁ポンプの断面図である。従来のソレノイドポンプの断面図である。図６のソレノイドポンプにおけるポンプ本体の断面図である。

符号の説明

３０、６０、７０電磁ポンプ３１電磁コイル
３２ヨーク３３固定鉄心
３５吐出本体３７、７１吐出口
４１出口逆止弁４３可動鉄心
４７入口逆止弁４９吸入側本体
５３洗浄機構

Claims

ソレノイドを形成するコイルと、
前記コイルの内側に設けられた鍔形状のヨークと、
前記ヨークの内側に摺動可能に嵌挿された可動鉄心と、
前記可動鉄心に対向して前コイルに内側に設けられた凹形状の固定鉄心と、
前記固定鉄心に嵌挿され吐出口を有する吐出本体と、
前記可動鉄心に形成された貫通孔に設けた入口逆止弁と、
前記吐出本体に形成された貫通孔に設けた出口逆止弁と、
を備え、
前記ソレノイドを作動することにより前記可動鉄心を前記固定鉄心に吸着し吐出作用を行なうことを特徴とする電磁ポンプ。
請求項１記載の電磁ポンプにおいて、
前記入口逆止弁は、前記可動鉄心に穿設された内孔及び該内孔に連通する入口穴の一側に形成された入口シートと、前記内孔に装着され前記可動鉄心を押圧する第２のばね部材と、前記第２のばね部材の内方に装着され該ばね部材の弾発力により前記入口シートに当接する入口ボールと、を備えることを特徴とする電磁ポンプ。
請求項１または２記載の電磁ポンプにおいて、
前記出口逆止弁は、前記吐出本体の貫通孔に設けられた第１のばね部材と、前記第１のばね部材の弾発力により押圧されその外周面が該貫通孔を突出し前記固定鉄心の出口シートに係合する出口ボールと、を備えることを特徴とする電磁ポンプ。
請求項２記載の電磁ポンプにおいて、
前記入口ボールは前記第２のばね部材により押圧されることを特徴とする電磁ポンプ。
請求項１記載の電磁ポンプにおいて、
前記吐出本体には、アダプタが着脱自在に設けられることを特徴とする電磁ポンプ。
請求項１乃至５記載のいずれか１の電磁ポンプにおいて、
前記可動鉄心は、前記ヨークに係合したストッパーにより移動量が規制されることを特徴とする電磁ポンプ。
請求項６記載の電磁ポンプにおいて、
前記ストッパーには、潤滑油等の洗浄機構が設けられることを特徴とする電磁ポンプ。
請求項１乃至７記載のいずれか１の電磁ポンプにおいて、
前記吐出口は複数個設けられることを特徴とする電磁ポンプ。
請求項１乃至８記載のいずれか１の電磁ポンプにおいて、
前記アダプタには噴射ノズルが着脱自在に設けられていることを特徴とする電磁ポンプ。
請求項１記載の電磁弁ポンプにおいて、
前記入口逆止弁及び出口逆止弁はセラミックやＳＵＳ３０４等の非磁性体材料により形成されることを特徴とする電磁ポンプ。