JP2007278171A - Solenoid and electromagnetic pump - Google Patents

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Masashi Okubo
政志 大久保
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Shinano Kenshi Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solenoid with its service life extendable by preventing a plunger from being tilted relative to the sliding direction. <P>SOLUTION: This solenoid 34 comprises an exciting coil 35, a cylindrical guide pipe 37 which is installed on the inside of the exciting coil 35 and in which a plunger insertion hole 39 is formed, a fixed yoke 36 so disposed as to surround the exciting coil 35, and the plunger 38 slidably disposed in the plunger insertion hole 39 of the guide pipe 37, disposed at a gap between itself and the fixed yoke 36, and having a magnetic circuit formed between itself and the fixed yoke 36. The center axis of the plunger insertion hole 39 of the guide pipe 37 is deviated from the center axis of the outer periphery of the guide pipe 37. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、励磁コイルに励磁電流を流すことによりプランジャを往復駆動させるソレノイド、およびソレノイドがプランジャを往復駆動させてダイアフラムを動作させる電磁式ポンプに関する。   The present invention relates to a solenoid that reciprocally drives a plunger by flowing an exciting current through an exciting coil, and an electromagnetic pump that operates a diaphragm by reciprocatingly driving the plunger.

容積型ポンプの一種であるダイアフラムポンプは、ダイアフラムを往復駆動させることによりダイアフラム室(ポンプ室)を容積変化させ、これに伴って流体の吸排を可能とする装置である。
そして、ダイアフラムを往復駆動させる駆動源としてソレノイドを用いた電磁式ポンプが一般的に知られている(例えば、特許文献1参照)。
A diaphragm pump, which is a type of positive displacement pump, is a device that changes the volume of a diaphragm chamber (pump chamber) by reciprocating the diaphragm and allows the fluid to be sucked and discharged.
An electromagnetic pump using a solenoid as a drive source for reciprocating the diaphragm is generally known (see, for example, Patent Document 1).

従来より知られている電磁式ポンプ10について図4および図5に示す。
ダイアフラム12は、ダイアフラム室13に配置されており、中心部にプランジャ14が固定されている。プランジャ14は、励磁コイル(図4および図5では省略している)の内側に配置されたガイドパイプ15に形成されたプランジャ挿入孔16内で摺動可能に設けられている。
A conventionally known electromagnetic pump 10 is shown in FIGS.
The diaphragm 12 is disposed in the diaphragm chamber 13, and a plunger 14 is fixed at the center. The plunger 14 is slidably provided in a plunger insertion hole 16 formed in a guide pipe 15 disposed inside an excitation coil (not shown in FIGS. 4 and 5).

電磁式ポンプ10のダイアフラム室13には、流体をポンプ外部からダイアフラム室13内に吸入する吸入弁17と、流体をダイアフラム室13からポンプ外部へ吐出する吐出弁18とが設けられている。
ここで示している吸入弁17および吐出弁18はチェックボールであり、それぞれダイアフラム室13とポンプ外部を連通する吸入孔19内および吐出孔20内に配置され、それぞれ吸入孔19および吐出孔20を開閉するように動作する。
The diaphragm chamber 13 of the electromagnetic pump 10 is provided with a suction valve 17 that sucks fluid into the diaphragm chamber 13 from the outside of the pump and a discharge valve 18 that discharges fluid from the diaphragm chamber 13 to the outside of the pump.
The suction valve 17 and the discharge valve 18 shown here are check balls, which are disposed in a suction hole 19 and a discharge hole 20 that communicate with the diaphragm chamber 13 and the outside of the pump, respectively. Operates to open and close.

吸入側のチェックボール17は、ばね21により吸入孔19とポンプ外部との間に形成された外側開口部22を閉塞するように付勢されており、プランジャ14が他方側に移動してダイアフラム室13の容積が増加すると、ばね21の付勢力に抗してダイアフラム室13側に移動し、吸入孔19を開く。
このとき、吐出側のチェックボール18は、ばね23により吐出孔20とダイアフラム室13との間に形成された内側開口部24を閉塞するように付勢されており、そのまま吐出孔20を閉塞している。
The check ball 17 on the suction side is urged by a spring 21 so as to close an outer opening 22 formed between the suction hole 19 and the outside of the pump, and the plunger 14 moves to the other side to move to the diaphragm chamber. When the volume of 13 increases, it moves to the diaphragm chamber 13 side against the biasing force of the spring 21 and opens the suction hole 19.
At this time, the check ball 18 on the discharge side is urged by the spring 23 so as to close the inner opening 24 formed between the discharge hole 20 and the diaphragm chamber 13, and closes the discharge hole 20 as it is. ing.

プランジャ14が一方側に移動してダイアフラム室13の容積が減少すると、吸入側のチェックボール17は、ダイアフラム室13内の流体に押圧されてポンプ外部側に移動して吸入孔19を閉塞し、吐出側のチェックボール18は、ダイアフラム室13内の流体に押圧されてポンプ外部へ移動して吐出孔20を開く。   When the plunger 14 moves to one side and the volume of the diaphragm chamber 13 decreases, the check ball 17 on the suction side is pressed by the fluid in the diaphragm chamber 13 and moves to the outside of the pump to close the suction hole 19. The check ball 18 on the discharge side is pressed by the fluid in the diaphragm chamber 13 and moves to the outside of the pump to open the discharge hole 20.

特開平5−87005号公報(図2等)Japanese Patent Laid-Open No. 5-87005 (FIG. 2 etc.)

従来の電磁式ポンプでは、吸入時においてはダイアフラム室13内が負圧となり、吸入弁17が開く。このため、ポンプ外部から流体が吸入孔19を通してダイアフラム室13に流れ込み、ダイアフラム12の吸入弁側12aに働く負圧は著しく軽減される。一方、吐出弁側12bに働く負圧は、吐出弁18が閉じているため軽減されない。この結果、ダイアフラム室13に発生した負圧は、ダイアフラム12の吐出弁側12bを吐出弁18から離さないように作用する。ダイアフラム12の吸入弁側12aと吐出弁側12bとの間で発生した負圧のアンバランスは、プランジャ14に対して回転力として作用し、プランジャ14の他端部が吐出弁側方向へ移動し(図4の矢印方向)、プランジャ14がガイドパイプ15内で摺動方向に対して傾いてしまう。   In the conventional electromagnetic pump, during the suction, the inside of the diaphragm chamber 13 becomes a negative pressure, and the suction valve 17 is opened. For this reason, the fluid flows from the outside of the pump into the diaphragm chamber 13 through the suction hole 19, and the negative pressure acting on the suction valve side 12 a of the diaphragm 12 is remarkably reduced. On the other hand, the negative pressure acting on the discharge valve side 12b is not reduced because the discharge valve 18 is closed. As a result, the negative pressure generated in the diaphragm chamber 13 acts so as not to separate the discharge valve side 12 b of the diaphragm 12 from the discharge valve 18. The unbalance of the negative pressure generated between the suction valve side 12a and the discharge valve side 12b of the diaphragm 12 acts as a rotational force on the plunger 14, and the other end of the plunger 14 moves toward the discharge valve side. (The arrow direction in FIG. 4), the plunger 14 is inclined with respect to the sliding direction in the guide pipe 15.

また、吐出時においては吐出孔20からは流体が流出していくが、吸入側では吸入弁17が閉じられるため、ダイアフラム12の吸入弁側12aが正圧となり、ダイアフラム12の吸入弁側12aの吸入弁方向への移動が妨げられるように作用する。このように、ダイアフラム12は吸入弁側12aが常に吸入弁側へ近づけないような力を受けるために、プランジャ14の傾きは是正されない。
ここで、図4の線Aは本来のプランジャ14の中心軸線であり、線Bが傾いたプランジャ14の中心軸線を示している。
Further, at the time of discharge, the fluid flows out from the discharge hole 20, but since the suction valve 17 is closed on the suction side, the suction valve side 12a of the diaphragm 12 becomes positive pressure, and the suction valve side 12a of the diaphragm 12 becomes positive. It acts to prevent movement in the direction of the intake valve. Thus, since the diaphragm 12 receives a force that the suction valve side 12a does not always approach the suction valve side, the inclination of the plunger 14 is not corrected.
Here, the line A in FIG. 4 is the original central axis of the plunger 14, and the line B indicates the central axis of the plunger 14 inclined.

このように、電磁式ポンプの駆動により、プランジャ14がガイドパイプ15内で傾いたままであると、プランジャ14とガイドパイプ15の他端側であって吐出弁側の部位(図4の位置C)と、プランジャ14とガイドパイプ15の一端側であって吸入弁側の部位(図4の位置D)においてプランジャ14とガイドパイプ15とが常に接触して荷重が集中してしまうという課題があった。
このように、プランジャとガイドパイプとが常に接触して荷重が集中してしまう部位があると、この部位が磨耗してしまい、ポンプの寿命を短くしてしまうおそれがある。
In this way, when the plunger 14 remains tilted in the guide pipe 15 by driving the electromagnetic pump, a portion on the other end side of the plunger 14 and the guide pipe 15 on the discharge valve side (position C in FIG. 4). Then, there is a problem that the plunger 14 and the guide pipe 15 are always in contact with each other at a portion (position D in FIG. 4) on one end side of the plunger 14 and the guide pipe 15 and the load is concentrated. .
Thus, if there is a part where the plunger and the guide pipe always come into contact with each other and the load is concentrated, this part may be worn out and the life of the pump may be shortened.

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、プランジャが摺動方向に対して傾かないようにして、長寿命化を図れるソレノイドおよび電磁式ポンプを提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a solenoid and an electromagnetic pump that can extend the life by preventing the plunger from being inclined with respect to the sliding direction. .

すなわち、本発明にかかるソレノイドによれば、励磁コイルと、励磁コイルの内側に設けられる、内部にプランジャ挿入孔が形成された円筒状のガイドパイプと、励磁コイルを囲んで配置された固定ヨークと、ガイドパイプのプランジャ挿入孔内で摺動可能に配置され、前記固定ヨークとの間で空隙を空けて配置され、固定ヨークとの間で磁気回路を形成するプランジャとを具備するソレノイドにおいて、前記ガイドパイプのプランジャ挿入孔の中心軸線は、ガイドパイプの外周に対する中心軸線から偏位して形成されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、プランジャは偏位した側における固定ヨークとの空隙が、偏位した側と反対側における固定ヨークとの間の空隙よりも狭くなる。したがって、プランジャと固定ヨークとの間のパーミアンスは偏位した側の方が反対側よりも大きいので、プランジャが常に偏位した側へ向かう力を受ける。なお、パーミアンスは磁気抵抗の逆数であり、パーミアンスが大きいほど磁気回路の磁束が多くなり、磁気エネルギーが増加する。このため、プランジャは、プランジャ挿入孔が偏位している側で大きな磁気エネルギーを受け、偏位した側へ向かう力を受けるのである。
That is, according to the solenoid according to the present invention, an excitation coil, a cylindrical guide pipe provided with a plunger insertion hole therein, provided inside the excitation coil, and a fixed yoke disposed around the excitation coil, A solenoid that includes a plunger that is slidably disposed in a plunger insertion hole of the guide pipe, is disposed with a gap between the fixed yoke, and forms a magnetic circuit with the fixed yoke. The center axis of the plunger insertion hole of the guide pipe is characterized in that it is deviated from the center axis with respect to the outer periphery of the guide pipe.
By adopting this configuration, the gap between the plunger and the fixed yoke on the displaced side becomes narrower than the gap between the displaced side and the fixed yoke on the opposite side. Accordingly, since the permeance between the plunger and the fixed yoke is larger on the displaced side than on the opposite side, the plunger always receives a force toward the displaced side. The permeance is the reciprocal of the magnetic resistance, and the larger the permeance, the more the magnetic flux in the magnetic circuit increases and the magnetic energy increases. For this reason, the plunger receives a large magnetic energy on the side where the plunger insertion hole is displaced, and receives a force toward the displaced side.

本発明にかかる電磁式ポンプによれば、励磁コイルと、励磁コイルの内側に設けられる、内部にプランジャ挿入孔が形成された円筒状のガイドパイプと、励磁コイルを囲んで配置された固定ヨークと、ガイドパイプのプランジャ挿入孔内で摺動可能に配置され、前記固定ヨークとの間で所定の空隙を空けて配置され、固定ヨークとの間で磁気回路を形成するプランジャと、プランジャが接続されたダイアフラムと、ダイアフラムの往復駆動によってダイアフラム室の流体を吐出する吐出弁と、ダイアフラムの往復駆動によってダイアフラム室へ流体を吸入する吸入弁とを具備する電磁式ポンプにおいて、吐出弁における流体の流通方向の軸線と、吸入弁における流体の流通方向の軸線とを結ぶ直線の間に、プランジャの中心軸線が配置され、吐出弁側または吸入弁側のうちのいずれか一方側における固定ヨークとプランジャとの間の磁気回路のパーミアンスが、他方側の固定ヨークとプランジャとの間の磁気回路のパーミアンスよりも大となるように設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、プランジャと固定ヨークとの間のパーミアンスが大きくなるように設定された一方側において、固定ヨークの対向面に接近させる吸引力がプランジャに働く。なお、パーミアンスは磁気抵抗の逆数であり、パーミアンスが大きいほど磁気回路の磁束が多くなり、磁気エネルギーが増加する。このように、プランジャが、磁気回路のパーミアンスが大きく設定された一方側へ向かう力を受けることにより、電磁式ポンプのプランジャの傾きを防止することができる。
According to the electromagnetic pump of the present invention, an excitation coil, a cylindrical guide pipe provided inside the excitation coil and having a plunger insertion hole formed therein, a fixed yoke disposed around the excitation coil, and The plunger is slidably disposed in the plunger insertion hole of the guide pipe, and is disposed with a predetermined gap between the fixed yoke and a plunger that forms a magnetic circuit with the fixed yoke. In an electromagnetic pump comprising a diaphragm, a discharge valve that discharges fluid in the diaphragm chamber by reciprocating drive of the diaphragm, and a suction valve that sucks fluid into the diaphragm chamber by reciprocating drive of the diaphragm, the flow direction of fluid in the discharge valve The central axis of the plunger is arranged between a straight line connecting the axis of the pipe and the axis of the fluid flow direction in the intake valve, The permeance of the magnetic circuit between the fixed yoke and the plunger on either the outlet side or the suction valve side is greater than the permeance of the magnetic circuit between the other fixed yoke and the plunger. It is characterized by being provided.
By adopting this configuration, on one side where the permeance between the plunger and the fixed yoke is set to be large, a suction force that approaches the opposing surface of the fixed yoke acts on the plunger. The permeance is the reciprocal of the magnetic resistance, and the larger the permeance, the more the magnetic flux in the magnetic circuit increases and the magnetic energy increases. In this way, the plunger can be prevented from tilting by receiving a force directed to one side where the permeance of the magnetic circuit is set large.

また、前記ガイドパイプのプランジャ挿入孔の中心軸線は、ガイドパイプの外周に対する中心軸線よりも吐出弁側または吸入弁側のうちのいずれか一方側に偏位して形成されていることを特徴としてもよい。
このような構成によれば、プランジャと固定ヨークとの間の空隙が、吐出弁側または吸入弁側のうちのいずれか一方側の方が他方側よりも小さくなる。すなわち、パーミアンスは、磁路の断面積に比例し、磁路に形成された空隙(ギャップ)の大きさに反比例するので、空隙が小さい一方側の方がパーミアンスが大きくなり、磁気エネルギーが増加する。このため、プランジャが一方側へ向かう力を受けることにより、プランジャの傾きを防止することができる。
Further, the central axis of the plunger insertion hole of the guide pipe is formed so as to be deviated to either the discharge valve side or the suction valve side from the central axis with respect to the outer periphery of the guide pipe. Also good.
According to such a configuration, the gap between the plunger and the fixed yoke is smaller on either the discharge valve side or the suction valve side than on the other side. That is, the permeance is proportional to the cross-sectional area of the magnetic path and inversely proportional to the size of the air gap (gap) formed in the magnetic path. Therefore, the permeance increases on the one side where the air gap is small, and the magnetic energy increases. . For this reason, the inclination of the plunger can be prevented by receiving the force toward the one side of the plunger.

本発明にかかるソレノイドによれば、プランジャの摺動方向に対する傾きを防止することができるので、プランジャとガイドパイプの接触部分の磨耗を防止することができ、長寿命化を図ることができる。
本発明にかかる電磁式ポンプによれば、プランジャが吐出弁側または吸入弁側へ向かう力を受けるようにすることができるので、ポンプの駆動を原因とするプランジャの軸線方向に対する傾きを防止することができ、プランジャとガイドパイプの接触部分の磨耗を防止し、ポンプの長寿命化を図ることができる。
According to the solenoid according to the present invention, since the inclination of the plunger with respect to the sliding direction can be prevented, the wear of the contact portion between the plunger and the guide pipe can be prevented, and the life can be extended.
According to the electromagnetic pump according to the present invention, since the plunger can receive a force directed toward the discharge valve side or the suction valve side, the inclination of the plunger with respect to the axial direction caused by the drive of the pump can be prevented. Thus, the wear of the contact portion between the plunger and the guide pipe can be prevented, and the life of the pump can be extended.

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1に基づいて電磁式ポンプの全体構成について示す。
本実施形態の電磁式ポンプ30は、容積型ポンプの一種でダイアフラム32をダイアフラム室33内で往復駆動させてダイアフラム室33内の容積を変化させることによって、流体を吸排出する装置である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Based on FIG. 1, it shows about the whole structure of an electromagnetic pump.
The electromagnetic pump 30 of the present embodiment is a type of positive displacement pump, and is a device that sucks and discharges fluid by reciprocating a diaphragm 32 in the diaphragm chamber 33 and changing the volume in the diaphragm chamber 33.

ダイアフラム32の駆動方式としては、ソレノイド34を用いている。
以下、ソレノイド34の構成について説明する。
ソレノイド34は、励磁コイル35と、固定ヨーク36と、プランジャ38を具備している。プランジャ38はガイドパイプ37に形成されたプランジャ挿入孔39内に収納保持されている。ガイドパイプ37は、非磁性体材料で構成されており、具体的には合成樹脂製である。
As a driving system of the diaphragm 32, a solenoid 34 is used.
Hereinafter, the configuration of the solenoid 34 will be described.
The solenoid 34 includes an exciting coil 35, a fixed yoke 36, and a plunger 38. The plunger 38 is housed and held in a plunger insertion hole 39 formed in the guide pipe 37. The guide pipe 37 is made of a nonmagnetic material, and is specifically made of synthetic resin.

固定ヨーク36は、磁性体材料から構成され、励磁コイル35の周囲を覆って形成される。励磁コイル35の両端部と固定ヨーク36との間には絶縁部材40が設けられている。
固定ヨーク36は、励磁コイル35の一方側に配置された上ヨーク36aと、他方側に配置され、上ヨーク36aと連結している下ヨーク36bとから構成されている。
なお、本実施形態では、下ヨーク36bの一部がコイルの側面を覆うように側壁部36cとして一方側へ延出しており、一方側で側壁部36cが上ヨーク36aと連結している。
The fixed yoke 36 is made of a magnetic material and is formed so as to cover the periphery of the exciting coil 35. Insulating members 40 are provided between both ends of the exciting coil 35 and the fixed yoke 36.
The fixed yoke 36 includes an upper yoke 36a disposed on one side of the exciting coil 35 and a lower yoke 36b disposed on the other side and connected to the upper yoke 36a.
In this embodiment, a part of the lower yoke 36b extends to one side as a side wall part 36c so as to cover the side surface of the coil, and the side wall part 36c is connected to the upper yoke 36a on one side.

プランジャ38は、磁性体から構成された部材である。プランジャ38は、ガイドパイプ37内に収納される部位である小径部42と、小径部42の他方側の端部に設けられた大径部44とを有している。
小径部42の外径は、ガイドパイプ37の内径よりもわずかに小さく形成されており、ガイドパイプ37内でプランジャ38が良好に摺動するように設けられる。
大径部44の外径はガイドパイプ37の内径よりも大径に形成されており、大径部44はガイドパイプ37内には収納されず、ガイドパイプ37の外部に位置している。
The plunger 38 is a member made of a magnetic material. The plunger 38 has a small-diameter portion 42 that is a part accommodated in the guide pipe 37 and a large-diameter portion 44 provided at the other end of the small-diameter portion 42.
The outer diameter of the small diameter portion 42 is formed to be slightly smaller than the inner diameter of the guide pipe 37, and the plunger 38 is provided so as to slide well within the guide pipe 37.
The outer diameter of the large diameter portion 44 is formed larger than the inner diameter of the guide pipe 37, and the large diameter portion 44 is not housed in the guide pipe 37 and is located outside the guide pipe 37.

プランジャ38は、励磁コイル35が生じる磁気エネルギーによって吸引される方向に動作する。なお、プランジャ38の突出方向への移動はばね47によって行なわれる。   The plunger 38 operates in the direction attracted by the magnetic energy generated by the exciting coil 35. The plunger 38 is moved in the protruding direction by a spring 47.

上ヨーク36aの中心部には、プランジャ38の小径部42の一方側の端面42aと対向する第1の対向面51が形成されている。上ヨーク36aには、第1の対向面51を囲み、第1の対向面51に対して他方方向に垂直に立ち上げられた延出部の内壁面に、第2の対向面52が形成されている。第2の対向面52は、プランジャ38の小径部42の一方側の端面42a近傍の外周面42bと対向している。
上ヨーク36aにおいては、第1の対向面51と第2の対向面52とがプランジャ38との間で磁路を形成する。
A first facing surface 51 is formed at the center of the upper yoke 36a so as to face the end surface 42a on one side of the small diameter portion 42 of the plunger 38. In the upper yoke 36a, a second facing surface 52 is formed on the inner wall surface of the extending portion that surrounds the first facing surface 51 and rises perpendicularly to the other direction with respect to the first facing surface 51. ing. The second facing surface 52 faces the outer peripheral surface 42 b in the vicinity of one end surface 42 a of the small diameter portion 42 of the plunger 38.
In the upper yoke 36 a, the first facing surface 51 and the second facing surface 52 form a magnetic path between the plunger 38.

下ヨーク36bは、励磁コイル35の側面を覆う側壁部36cと励磁コイル35の他方の端部を覆う対向面部36dとから構成されている。対向面部36dは、大径部44の外周面44bに対向する第3の対向面53と、大径部44の一方側の端面44aに対向する第4の対向面54とを有している。
第3の対向面53は、第4の対向面54に対して他方方向に垂直に立ち上げられた延出部の内壁面に形成されている。
The lower yoke 36 b includes a side wall portion 36 c that covers the side surface of the exciting coil 35 and an opposing surface portion 36 d that covers the other end of the exciting coil 35. The facing surface portion 36 d has a third facing surface 53 that faces the outer peripheral surface 44 b of the large diameter portion 44, and a fourth facing surface 54 that faces the end surface 44 a on one side of the large diameter portion 44.
The third facing surface 53 is formed on the inner wall surface of the extending portion that rises perpendicularly to the other direction with respect to the fourth facing surface 54.

第2の対向面52および第3の対向面53は、プランジャ38の小径部42の外周面42bおよび大径部44の外周面44bに対してそれぞれ接触しない程度のわずかな隙間を空けて配置される。   The second facing surface 52 and the third facing surface 53 are arranged with a slight gap so as not to contact the outer peripheral surface 42b of the small diameter portion 42 and the outer peripheral surface 44b of the large diameter portion 44 of the plunger 38, respectively. The

なお、下ヨーク36bの対向面部36dには、防振ゴム55が取り付けられている。プランジャ38が一方側へ移動していくと、大径部44の一方側の端面44aが防振ゴム55に当接するので、大径部44が下ヨーク36bに当接することに起因する振動を防止することができる。   An anti-vibration rubber 55 is attached to the facing surface portion 36d of the lower yoke 36b. When the plunger 38 moves to one side, the end surface 44a on one side of the large diameter portion 44 comes into contact with the anti-vibration rubber 55, thereby preventing vibration caused by the large diameter portion 44 coming into contact with the lower yoke 36b. can do.

ソレノイド34のプランジャ38の中心部には、ダイアフラム32の中心部32aと連結する支持棒56が設けられている。支持棒56は、ソレノイド34から一方側へ突出して設けられており、ダイアフラム32の中心部32aに固定されている。   A support rod 56 connected to the center portion 32 a of the diaphragm 32 is provided at the center portion of the plunger 38 of the solenoid 34. The support rod 56 is provided so as to protrude from the solenoid 34 to one side, and is fixed to the center portion 32 a of the diaphragm 32.

また、プランジャ38は、ばね47によって他方方向に付勢されている。ばね47は、プランジャ38の内部に形成されたばね収納部58において、支持棒56の周囲に配置され、ばね収納部58の他方側の端面と上ヨーク36aの第1の対向面51との間で圧縮されるようにして設けられている。   The plunger 38 is urged in the other direction by a spring 47. The spring 47 is disposed around the support rod 56 in the spring accommodating portion 58 formed inside the plunger 38, and between the other end surface of the spring accommodating portion 58 and the first opposing surface 51 of the upper yoke 36 a. It is provided to be compressed.

プランジャ38は、励磁コイル35に励磁電流を流すことによって形成される磁気回路によって一方方向へ動作する方向に力が働く。励磁コイル35に流される励磁電流がオフとなった場合には、磁気回路による力は消滅し、プランジャ38はばね47の付勢力により他方方向へ動作する。
プランジャ38は、このように励磁コイル35へ流される励磁電流のオン−オフによって、往復運動する。
The plunger 38 acts in a direction in which it moves in one direction by a magnetic circuit formed by passing an exciting current through the exciting coil 35. When the exciting current flowing through the exciting coil 35 is turned off, the force generated by the magnetic circuit disappears, and the plunger 38 moves in the other direction by the biasing force of the spring 47.
The plunger 38 reciprocates by turning on and off the exciting current flowing to the exciting coil 35 in this way.

次に、ポンプ側の構成について説明する。
ソレノイド34の一方側の端部には、ポンプカバー60が取り付けられて構成されており、ポンプカバー60内にダイアフラム32が設けられている。ダイアフラム32は、ソレノイド34によって往復駆動され、ダイアフラム室33内の容積を変化させ、流体を吸排出する。
Next, the configuration on the pump side will be described.
A pump cover 60 is attached to one end of the solenoid 34, and the diaphragm 32 is provided in the pump cover 60. The diaphragm 32 is reciprocated by a solenoid 34, changes the volume in the diaphragm chamber 33, and sucks and discharges fluid.

ダイアフラム32は、ソレノイド34の一方側端部である上ヨーク36aとポンプカバー60との間に固定され、ポンプカバー60の内壁面との間でダイアフラム室33を形成する。   The diaphragm 32 is fixed between the upper yoke 36 a that is one end of the solenoid 34 and the pump cover 60, and forms a diaphragm chamber 33 between the inner wall surface of the pump cover 60.

ポンプカバー60と上ヨーク36aの外周面には下ヨーク36bの側壁部36cが配置されている。側壁部36cの先端には爪部61が形成されており、爪部61がポンプカバー60の一方側の端面に沿って曲げられて、上ヨーク36aとポンプカバー60とを挟持している。   Side wall portions 36c of the lower yoke 36b are disposed on the outer peripheral surfaces of the pump cover 60 and the upper yoke 36a. A claw portion 61 is formed at the tip of the side wall portion 36c, and the claw portion 61 is bent along one end face of the pump cover 60 to sandwich the upper yoke 36a and the pump cover 60.

ポンプカバー60には、ダイアフラム32の往復駆動によって動作する吸入弁と、吐出弁とが設けられている。吸入弁と吐出弁とは、ポンプカバー60から一方側に突出した2つの筒状部62,63の内部に設けられる。
ポンプカバー60の筒状部62,63のいずれか一方の内部は、ダイアフラム室33とポンプ外部とを連通する吸入孔64が形成されている。吸入孔64内には、吸入孔64のポンプ外部に接する部位となる外側開口部66の内側に当接して吸入孔64を閉塞するチェックボール68が配置されている。チェックボール68が吸入弁に該当する。
The pump cover 60 is provided with an intake valve that operates by reciprocating driving of the diaphragm 32 and a discharge valve. The suction valve and the discharge valve are provided inside two cylindrical portions 62 and 63 protruding from the pump cover 60 to one side.
A suction hole 64 that communicates between the diaphragm chamber 33 and the outside of the pump is formed in one of the cylindrical portions 62 and 63 of the pump cover 60. In the suction hole 64, a check ball 68 that contacts the inside of the outer opening 66 that is a part of the suction hole 64 that contacts the outside of the pump and closes the suction hole 64 is disposed. The check ball 68 corresponds to the intake valve.

チェックボール68にはばね69の一端が当接しており、ばね69の付勢力によって外側開口部66を閉塞するように付勢されている。ばね69の他端は、ばね69の他端を保持する止め輪70に当接している。止め輪70は、リング状に形成されており、吸入孔64のダイアフラム室33に連通する部位となる内側開口部71が形成されている。   One end of a spring 69 is in contact with the check ball 68 and is urged so as to close the outer opening 66 by the urging force of the spring 69. The other end of the spring 69 is in contact with a retaining ring 70 that holds the other end of the spring 69. The retaining ring 70 is formed in a ring shape, and is formed with an inner opening 71 serving as a portion communicating with the diaphragm chamber 33 of the suction hole 64.

ポンプカバー60の筒状部62,63のいずれか他方の内部は、ダイアフラム室33とポンプ外部とを連通する吐出孔72が形成されている。吐出孔72内には、吐出孔72のダイアフラム室33に接する部位となる内側開口部73の外側に当接して吐出孔72を閉塞するチェックボール74が配置されている。チェックボール74が吐出弁に該当する。   A discharge hole 72 that communicates the diaphragm chamber 33 and the outside of the pump is formed in the other of the cylindrical portions 62 and 63 of the pump cover 60. In the discharge hole 72, a check ball 74 that contacts the outside of the inner opening 73 that is a part of the discharge hole 72 in contact with the diaphragm chamber 33 and closes the discharge hole 72 is disposed. The check ball 74 corresponds to the discharge valve.

チェックボール74にはばね76の一端が当接しており、ばね76の付勢力によって内側開口部73を閉塞するように付勢されている。ばね76の他端は、ばね76の他端を保持する止め輪78に当接している。止め輪78は、リング状に形成されており、吐出孔72のポンプ外部に連通する部位となる外側開口部79が形成されている。   One end of a spring 76 is in contact with the check ball 74 and is urged so as to close the inner opening 73 by the urging force of the spring 76. The other end of the spring 76 is in contact with a retaining ring 78 that holds the other end of the spring 76. The retaining ring 78 is formed in a ring shape, and is formed with an outer opening 79 serving as a portion communicating with the outside of the pump of the discharge hole 72.

図2に、ガイドパイプ37の断面および、プランジャ38と吸入弁68と吐出弁74との位置関係を図1のE方向(一方側)から見た場合について示す。
プランジャ38の中心軸線Vは、吸入弁68に対する流体の移動方向の軸線Xと、吐出弁74の流体の移動方向の軸線Yとを結ぶ直線上Gであって、軸線Xと軸線Yとの間に配置されている。
FIG. 2 shows a cross section of the guide pipe 37 and the positional relationship among the plunger 38, the suction valve 68, and the discharge valve 74 when viewed from the E direction (one side) in FIG.
A central axis V of the plunger 38 is a straight line G connecting an axis X in the fluid movement direction with respect to the suction valve 68 and an axis Y in the fluid movement direction of the discharge valve 74, and is between the axis X and the axis Y. Is arranged.

そして、ガイドパイプ37は、プランジャ挿入孔39の中心軸線V(プランジャ38の中心軸線Vと一致する)が、ガイドパイプ37の外周の中心軸線Wに対して、吐出弁74側に偏るように形成されている。つまり、ガイドパイプ37は吐出弁74側の方が吸入弁68側よりも肉薄となるように形成される。   The guide pipe 37 is formed such that the central axis V of the plunger insertion hole 39 (which coincides with the central axis V of the plunger 38) is biased toward the discharge valve 74 with respect to the central axis W of the outer periphery of the guide pipe 37. Has been. That is, the guide pipe 37 is formed so that the discharge valve 74 side is thinner than the suction valve 68 side.

図3に基づいて、断面方向から見た場合について上述した構成を更に説明する。
上ヨーク36aの第2の対向面52の内径をd1とする。プランジャ38の大径部44の外径をd3とすると、d1の中心線とd3の中心線は同一直線となる。
しかし、プランジャ挿入孔39は吐出弁74側に偏位しているので、プランジャ38の小径部42の外径をd2とすると、d1およびd3の中心線よりもd2の中心線は吐出弁74側にΔdだけ平行にずれている。
Based on FIG. 3, the structure mentioned above about the case where it sees from a cross-sectional direction is further demonstrated.
The inner diameter of the second facing surface 52 of the upper yoke 36a is d1. If the outer diameter of the large-diameter portion 44 of the plunger 38 is d3, the center line of d1 and the center line of d3 are the same straight line.
However, since the plunger insertion hole 39 is deviated toward the discharge valve 74, when the outer diameter of the small diameter portion 42 of the plunger 38 is d2, the center line of d2 is more on the discharge valve 74 side than the center lines of d1 and d3. Is shifted in parallel by Δd.

このためプランジャ38は、吐出弁74側の方が吸入弁68側よりも、上ヨーク36aの第2の対向面52との間の空隙が狭く、且つ下ヨーク36bの第3の対向面53との間の空隙が狭くなるように配置される。
したがって、プランジャ38には吐出弁74側へ向かう力Fが働き、プランジャ38の傾きを防止することができる。
For this reason, the plunger 38 has a smaller gap between the discharge valve 74 side and the second opposing surface 52 of the upper yoke 36a than the suction valve 68 side, and the third opposing surface 53 of the lower yoke 36b. It arrange | positions so that the space | gap between may become narrow.
Accordingly, a force F directed toward the discharge valve 74 acts on the plunger 38, and the inclination of the plunger 38 can be prevented.

なお、上述した実施形態では、プランジャ38の他端側には大径部44を設け、下ヨーク36bには、大径部44の外周面44bとの間で磁路を形成するための第3の対向面53を設けた構成について説明した。
しかし、本発明はこのような構成に限定されることはなく、プランジャ38に大径部44を設けておかなくともよく、また大径部44を設けたとしても、下ヨーク36bに大径部44の外周面44bに対向する第3の対向面が設けられていないものであってもよい。
In the above-described embodiment, the large diameter portion 44 is provided on the other end side of the plunger 38, and the third yoke for forming a magnetic path between the lower yoke 36 b and the outer peripheral surface 44 b of the large diameter portion 44. The configuration in which the opposite surface 53 is provided has been described.
However, the present invention is not limited to such a configuration, and the large diameter portion 44 may not be provided in the plunger 38. Even if the large diameter portion 44 is provided, the large diameter portion is provided in the lower yoke 36b. The 3rd opposing surface which opposes the outer peripheral surface 44b of 44 may not be provided.

なお、上述した実施形態の電磁式ポンプは、プランジャと固定ヨークとの間のパーミアンスにおいて、吐出弁側を吸入弁側よりも大きくするために、吐出弁側のプランジャと固定ヨークとの間の空隙を吸入弁側よりも狭くした構成を採用した。
しかし、電磁式ポンプのプランジャと固定ヨークとの間のパーミアンスにおいて、吐出弁側を吸入弁側よりも大きくする構成としてはこのようなものに限定されることはなく、プランジャまたは固定ヨークの対向面積を吐出弁側の方が吸入弁側よりも広くなるように構成してもよい。
In the electromagnetic pump of the above-described embodiment, in the permeance between the plunger and the fixed yoke, the gap between the plunger on the discharge valve side and the fixed yoke is set to be larger than the suction valve side. Adopted a configuration that is narrower than the intake valve side.
However, the permeance between the plunger of the electromagnetic pump and the fixed yoke is not limited to such a configuration in which the discharge valve side is made larger than the suction valve side. The discharge valve side may be wider than the suction valve side.

さらに、本発明は、プランジャ挿入孔39の偏位方向を吐出弁74側に向けてする場合に限定するものではなく、プランジャ挿入孔39を吸入弁68側に偏位させてプランジャ38を吸入弁68側に吸引させる力を生じさせることによっても、プランジャ38の傾きを防止することができる。   Furthermore, the present invention is not limited to the case where the displacement direction of the plunger insertion hole 39 is directed toward the discharge valve 74 side. The plunger 38 is displaced toward the suction valve 68 side to displace the plunger 38 from the suction valve. The inclination of the plunger 38 can also be prevented by generating a force to be attracted to the 68 side.

このような電磁式ポンプは、プランジャの磨耗を防止して長寿命化を図れるので、一度設けた場合には交換しにくい分野に採用すると好適である。たとえば、燃料電池の空気や燃料を供給するためのポンプ、医療器具、ノートパソコンの冷却用等様々な用途に良好に用いることができる。   Since such an electromagnetic pump can prevent the wear of the plunger and extend its life, it is preferable to adopt it in a field where it is difficult to replace it once it is provided. For example, it can be favorably used in various applications such as a pump for supplying air and fuel for a fuel cell, a medical instrument, and a notebook PC for cooling.

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。   Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

本発明にかかる電磁式ポンプの断面図である。It is sectional drawing of the electromagnetic pump concerning this invention. ガイドパイプの断面および、プランジャと吸入弁と吐出弁との位置関係を図1のE方向から見た場合を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the case where the cross section of a guide pipe and the positional relationship of a plunger, a suction valve, and a discharge valve are seen from the E direction of FIG. プランジャの偏位の様子を示す電磁式ポンプの断面図である。It is sectional drawing of the electromagnetic pump which shows the mode of displacement of a plunger. 従来の電磁式ポンプの吸入時の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode at the time of inhalation of the conventional electromagnetic pump. 従来の電磁式ポンプの吐出時の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode at the time of discharge of the conventional electromagnetic pump.

符号の説明Explanation of symbols

30 電磁式ポンプ
32 ダイアフラム
32a 中心部
33 ダイアフラム室
34 ソレノイド
35 励磁コイル
36 固定ヨーク
36a 上ヨーク
36b 下ヨーク
36c 側壁部
36d 対向面部
37 ガイドパイプ
38 プランジャ
39 プランジャ挿入孔
40 絶縁部材
42 小径部
42a 一方側の端面
42b 外周面
44 大径部
44a 一方側の端面
44b 外周面
47 ばね
51 第1の対向面
52 第2の対向面
53 第3の対向面
54 第4の対向面
55 防振ゴム
56 支持棒
58 ばね収納部
60 ポンプカバー
61 爪部
62,63 筒状部
64 吸入孔
66,79 外側開口部
68 チェックボール(吸入弁)
69,76 ばね
70,78 止め輪
71,73 内側開口部
72 吐出孔
74 チェックボール(吐出弁)
30 Electromagnetic pump 32 Diaphragm 32a Center part 33 Diaphragm chamber 34 Solenoid 35 Excitation coil 36 Fixed yoke 36a Upper yoke 36b Lower yoke 36c Side wall part 36d Opposing surface part 37 Guide pipe 38 Plunger 39 Plunger insertion hole 40 Insulating member 42 Small diameter part 42a One side End surface 42b outer peripheral surface 44 large diameter portion 44a one end surface 44b outer peripheral surface 47 spring 51 first opposing surface 52 second opposing surface 53 third opposing surface 54 fourth opposing surface 55 vibration isolating rubber 56 support rod 58 Spring housing part 60 Pump cover 61 Claw part 62, 63 Tubular part 64 Suction hole 66, 79 Outer opening part 68 Check ball (suction valve)
69, 76 Spring 70, 78 Retaining ring 71, 73 Inner opening 72 Discharge hole 74 Check ball (discharge valve)

Claims (3)

励磁コイルと、
励磁コイルの内側に設けられる、内部にプランジャ挿入孔が形成された円筒状のガイドパイプと、
励磁コイルを囲んで配置された固定ヨークと、
ガイドパイプのプランジャ挿入孔内で摺動可能に配置され、前記固定ヨークとの間で空隙を空けて配置され、固定ヨークとの間で磁気回路を形成するプランジャとを具備するソレノイドにおいて、
前記ガイドパイプのプランジャ挿入孔の中心軸線は、ガイドパイプの外周に対する中心軸線から偏位して形成されていることを特徴とするソレノイド。
An exciting coil;
A cylindrical guide pipe provided inside the exciting coil and having a plunger insertion hole formed therein;
A fixed yoke arranged around the excitation coil;
In a solenoid comprising a plunger that is slidably disposed within a plunger insertion hole of a guide pipe, and is disposed with a gap between the fixed yoke and a plunger that forms a magnetic circuit with the fixed yoke,
The solenoid characterized in that the central axis of the plunger insertion hole of the guide pipe is formed deviating from the central axis with respect to the outer periphery of the guide pipe.
励磁コイルと、
励磁コイルの内側に設けられる、内部にプランジャ挿入孔が形成された円筒状のガイドパイプと、
励磁コイルを囲んで配置された固定ヨークと、
ガイドパイプのプランジャ挿入孔内で摺動可能に配置され、前記固定ヨークとの間で所定の空隙を空けて配置され、固定ヨークとの間で磁気回路を形成するプランジャと、
プランジャが接続されたダイアフラムと、
ダイアフラムの往復駆動によってダイアフラム室の流体を吐出する吐出弁と、
ダイアフラムの往復駆動によってダイアフラム室へ流体を吸入する吸入弁とを具備する電磁式ポンプにおいて、
吐出弁における流体の流通方向の軸線と、吸入弁における流体の流通方向の軸線とを結ぶ直線の間に、プランジャの中心軸線が配置され、
吐出弁側または吸入弁側のうちのいずれか一方側における固定ヨークとプランジャとの間の磁気回路のパーミアンスが、他方側の固定ヨークとプランジャとの間の磁気回路のパーミアンスよりも大となるように設けられていることを特徴とする電磁式ポンプ。
An exciting coil;
A cylindrical guide pipe provided inside the exciting coil and having a plunger insertion hole formed therein;
A fixed yoke arranged around the excitation coil;
A plunger that is slidably disposed in a plunger insertion hole of the guide pipe, is disposed with a predetermined gap between the plunger and the fixed yoke, and forms a magnetic circuit with the fixed yoke;
A diaphragm to which a plunger is connected;
A discharge valve for discharging the fluid in the diaphragm chamber by reciprocating drive of the diaphragm;
In an electromagnetic pump comprising a suction valve for sucking fluid into a diaphragm chamber by reciprocating driving of the diaphragm,
The central axis of the plunger is disposed between a straight line connecting the axis of the fluid flow direction in the discharge valve and the axis of the fluid flow direction in the suction valve,
The permeance of the magnetic circuit between the fixed yoke and the plunger on either the discharge valve side or the suction valve side is larger than the permeance of the magnetic circuit between the other fixed yoke and the plunger. The electromagnetic pump characterized by being provided in.
前記ガイドパイプのプランジャ挿入孔の中心軸線は、ガイドパイプの外周に対する中心軸線よりも吐出弁側または吸入弁側のうちのいずれか一方側に偏位して形成されていることを特徴とする請求項2記載の電磁式ポンプ。   The center axis of the plunger insertion hole of the guide pipe is formed so as to be deviated to either the discharge valve side or the suction valve side with respect to the center axis with respect to the outer periphery of the guide pipe. Item 3. The electromagnetic pump according to Item 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103216432A (en) * 2012-01-19 2013-07-24 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 Diaphragm pump and gas analyzer
CN103821702A (en) * 2012-11-02 2014-05-28 博世汽车柴油系统有限公司 Diaphragm pump

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