JP2009203891A - 電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】二つのボビンとガイドとをスリーブにより一体化にしてボディの半径方向位置誤差によるプランジャ摺動部の半径方向誤差を防止する。
【解決手段】電磁ポンプ１０は本体１１の内孔に円筒形のガイド１２が液密に嵌挿されている。ボディ１１の内孔１１ａにはガイド１２の両側面に当接してボビン１３、１４が嵌合されている。ガイド１２及びボビン１３，１４の内孔２１にスリーブ２２が嵌挿されて、該スリーブ２２によりガイド１２及びボビン１３，１４は一体化されてガイド１２内に配置されている。スリーブ２２にはプランジャ２４が嵌挿され、プランジャ２４の両端面に隣接して吐出側本体３８、３９が設けられている。プランジャ２４の両端面には吸入逆止弁６０，６１が設けられ、吐出側本体３８、３９に吐出逆止弁５７，５８が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁力により往復動する往復動部材により、その左右に設けた二つのポンプ室の容積を変化させて交互にポンプ作用させる複動型の電磁ポンプに関する。

従来、この種の電磁ポンプはハウジングに形成されたシリンダ内を電磁力により往復動するアーマチャと、シリンダの両端側にそれぞれ形成されたポンプ室の容積を前記アーマチャの往復動により容積変化してポンプ作用を行っている。
係る電磁ポンプとして、二分割構造のハウジング１A、１Ｂに小径のシリンダ３A、３Bと大径のアーマチャ摺動空間４Ａ，4 Bとを形成する。シリンダ３Ａ，３Ｂには、ピストン５Ａ，５Ｂを挿入してポンプ室６Ａ、６Ｂを設け、アーマチャ摺動空間４Ａ、４Ｂにはピストン５Ａ，５Ｂとは別体でハウジング１にソレノイド１２Ａ，１２Ｂにより駆動されるアーマチャ７を収納して左右のピストン５Ａ，５Ｂを当接させ、これにより、ポンプ室６Ａ，６Ｂに交互にポンプ作用を行わせている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−４１１４８号特許公報 図1

しかしながら、特許文献１の複合型電磁ポンプにおいては、シリンダを形成するハウジングが中央部分で二分割される構造であり、１つのピストンが各ハウジングのシリンダ内を摺動するため、二分割されたハウジングの位置誤差によるピストン摺動部の半径方向の誤差が生じやすく、ハウジングとピストンとの半径方向の嵌合部の隙間管理が困難であった。
さらに、アーマチャとピストンとの当接部に高硬度のライナを装着しているので構造が複雑で組み付けが困難であり、アーマチャとシリンダとの摺動空間の磁気的なクリアランスが大きいため電磁力が低下することがあった。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、シリンダを形成するハウジングを一体にすると共に、アーマチャとプランジャを一体にし、プランジャとアーマチャとの外径を略同一とする電磁ポンプを提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため請求項１記載の発明は、電磁力により往復動される往復動部材により、本体に形成されたポンプ室の容積を変化させて二つのポンプ室に交互にポンプ作用を行わせる電磁ポンプにおいて、
本体と、
前記本体の内孔に嵌挿されたガイド部材と、
前記ガイド部材の両側面に隣接して前記本体の内孔に嵌挿されたボビン部材と、
前記ガイド部材及び前記ボビン部材の内孔に装着されたスリーブ部材と、
を備え、前記ガイド部材及び前記ボビン部材を前記スリーブ部材により一体化にして前記本体の半径方向の位置誤差による前記往復動部材の摺動部の半径方向誤差を防止することを特徴とする。
本発明によれば、ガイド部材及びボビン部材をスリーブ部材により一体化にして本体の半径方向の位置誤差による往復動部材の摺動部の半径方向誤差を防止することができる。これにより、往復動部材とスリーブ部材との磁気的なクリアランス管理、油圧的なクリアランス管理が容易となり、電磁力を大きくすることができ、電磁ポンプの吐出圧力、流量を高めることができる。

請求項２記載の発明は、前記往復動部材の両端部に設けられた吸入逆止弁と、前記ガイド部材に嵌挿されたストッパ部材の側壁部に設けられた吐出逆止弁と、を有し、前記吸入逆止弁及び前記吐出逆止弁が近接して略同一線上に設けられているので、流体の粘性抵抗の影響を小さくすることができる。

本発明は、往復動部材とスリーブ部材との磁気的なクリアランス管理、油圧的なクリアランス管理が容易となり、電磁力を大きくすることができ、電磁ポンプの吐出圧力、流量を高めることができる。さらに、略同一直線上に吸入逆止弁及と吐出逆止弁があるため流体の粘性抵抗の影響を小さくすることができる。

以下、本発明の電磁ポンプにつき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施に形態に係る電磁ポンプ１０の概略構造を示す略縦断面である。
図２は吐出逆止弁５７，５８の要部拡大図で、括弧内の符号は図１の吐出逆止弁５８の構成を示し、図３は吸入逆止弁６０、６１の要部拡大図で、括弧内の符号は図１の吸入逆止弁６１の構成を示す。
図１において、電磁ポンプ１０は鉄製材料なる略円筒形状のボディ（本体）１１の内孔１１ａの略中央に円筒形のガイド（ガイド部材）１２がＯリング１６により液密に嵌挿されている。さらに、ボディ１１の内孔１１ａにはガイド１２の両側面に当接してボビン１３、１４が嵌合されている。ボビン（ボビン部材）１３、１４は円筒形状を有し、その両側面には側壁部１３ａ，１３ｂ、１４ａ，１４ｂを形成しており、内方の側壁部１３ａ，１４ａは円盤になってガイド１２の両側面にＯリング１５を介して係合し、側壁部１３ｂ，１４ｂは端子１７，１８を接合している。さらに、ボビン１３，１４には、側壁部１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂ間のコイル１９，２０が巻きまわされ、端子１７，１８に接続されている。

前記ガイド１２及びボビン１３，１４の内孔２１を形成する内周面には薄肉状のスリーブ(スリーブ部材)２２が嵌挿されており、該スリーブ２２は両端面がボビン１３，１４の軸芯方向に指向する長さの略半分位に配置されており、前記スリーブ２２によりガイド１２及びボビン１３，１４は一体化されてガイド１２内に配置されている。
スリーブ２２の内孔２３にはプランジャ（往復動部材）２４が摺動自在に嵌挿されており、さらにボビン１３，１４の内孔２１に固定鉄芯であるストッパ（ストッパ部材）２５，２６が臨入されている。ストッパ２５，２６は一側にOリング３１を介してボビン１３，１４の側壁部１３ｂ，１４ｂに当接する鍔部２７，２８と、ボビン１３，１４の内孔２１に嵌挿された中央部２９，３０と、他側に中央部２９，３０に接合する側壁部３２、３３と、備える。中央部２９，３０は横断面凹状を有し、側壁部３２，３３に出口穴３４，３５を有する出口シート３６，３７（図２参照）が形成されている。

前記ストッパ２５，２６の中央部２９，３０には、吐出側本体３８，３９の円筒部４０，４１がＯリング４２を介して液密的に嵌挿されており、該吐出側本体３８，３９の鍔部４３，４４をストッパ２５，２６の鍔部２７，２８に接合してボディ１１に加締め挟持することにより吐出側本体３８，３９をストッパ２５、２６に固定している。
前記吐出側本体３８，３９には、軸芯方向に指向する比較的に口径が大きく液体の吐出口としての機能を有する開口穴４５，４６と、これらの開口穴４５，４６に連通しストッ,パ２５，２６の出口穴３４，３５に接続する段付貫通孔４７，４８が形成されている。
図２に示すように、中央部２９，３０に嵌挿された円筒部４０，４１の先端部４０ａ，４１ａは該円筒部４０，４１よりも小径で台形の円錐状に形成されており、該先端部４０ａ，４１ａには円周方向に十字状に削成された溝５５，５６が設けられている。

参照符号４９，５０は段付貫通孔４７，４８に嵌挿されたばね部材を示し、該ばね部材４９，５０の一端を段付貫通孔４７，４８の段部４７ａ，４８ａに係合し、他端を出口ボール５１、５２に当接させており、ばね部材４９，５０の弾発力により出口ボール５１，５２を軸芯方向に付勢して、出口ボール５１，５２を出口シート３６，３７に押圧するように機能する。なお、出口ボール５１，５２は側壁部３２，３３側の円筒部４０，４１の端部に形成された截頭形状の先端部４０ａ，４１ａの開口穴５３，５４に嵌挿されている。
溝５５，５６は出口ボール５１，５２が開口穴５３，５４のテーパ面５３ａ，５４ａに係合しても液体を流す機能を有する。
この場合、図２に示すように出口シート３６，３７、ばね部材４９，５０，出口ボール５１，５２により、吐出逆止弁５７，５８が形成される。

一方、吐出逆止弁５７，５８に対向して吸入逆止弁６０，６１がストッパ２５，２６とプランジャ２４との間に設けられている。
すなわち、図３に示すように吸入逆止弁６０，６１はプランジャ２４の両端面に形成されてポンプ室として機能する開口穴６２，６３に嵌挿された円筒形のシート６４，６５と、該シート６４，６５に側面に係合するリード弁６６，６７と、該リード弁６６，６７を押えるリード弁押え６８，６９と、開口穴６２，６３に嵌挿され一端をストッパ２５，２６の側壁部３２，３３に接触し、他端をリード弁押え６８，６９に係合するばね部材７０，７１と、を備える。

本発明に係る電磁ポンプ１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
図１はコイル１９，２０が非励磁の状態を示しており、この状態ではばね部材７０，７１の弾発力によりプランジャ２４はボビン１３，１４の略中央、すなわちボディ１１の略中央に位置している。

図１の状態で、例えばコイル２０に通電されると、電磁力によりプランジャ２４が矢印Ｙ方向に吸引され、該電磁力とばね部材７０，７１の弾発力の合力により、該プランジャ２４は矢印Ｙ方向に移動する。これにより、ポンプ室６３（図３参照）の容積が縮小するので吸入口１２ａ、通路２４ｂ，２４ａを経てリード弁６７を開いてポンプ室６３に流入した流体は圧縮され、ポンプ室６３の内圧上昇により出口ボール５２がばね部材５０を押圧して出口シート３７から離脱して矢印Ｙ方向に変位する。このため、吐出逆止弁５８が開いて流体がポンプ室６３より段付貫通孔４８よりと吐出口４６より吐出される。

一方、ポンプ室６２内の容積は増大して負圧になるので吸入逆止弁６０が開く。すなわち、リード弁６６が開いて流体は通路２４ａよりポンプ室６２に吸い込まれ該ポンプ室６２に充填される。
図４に示すように、電磁力によりプランジャ２４が吸着されると、左右のポンプ室６２，６３は共に容積変化がなくなり、吐出逆止弁５８はばね部材５０の弾発力により出口ボール５２が出口シート３７に当接し、出口穴３５と段付貫通孔４８とを遮断する。すなわち、吐出逆止弁５８は閉じる。
電磁力によりプランジャ２４がストッパ２６に吸着されると、左右のポンプ室６２，６３は共に容積変化がなくなると、吸入逆止弁６０はリード弁６６の弾発力により該リード弁６６がシート６４に当接する。これにより、吸入逆止弁６０は閉じる。

コイル２０の通電が停止され、しかる後にコイル１９に通電されると、電磁力によりプランジャ２４が矢印Ｘ方向に吸引され、該電磁力とばね部材７０の弾発力の合力により、該プランジャ２４が矢印Ｘ方向に移動する。
これにより、ポンプ室６３（図３参照）の容積は増大して負圧になってリード弁６７を開くので吸入逆止弁６１が開弁する。これにより、流体が吸入口１２ａ、通路２４ｂ，２４ａを経てリード弁６７を介してポンプ室６３に流入し、該ポンプ室６３に充填される。
一方、ポンプ室６２（図３参照）の容積が縮小するので吸入口１２ａ、通路２４ｂ，２４ａを経てリード弁６６を開いてポンプ室６２に流入した流体は圧縮され、該ポンプ室６２の内圧上昇により出口ボール５１がばね部材４９を押圧して出口シート３６から離脱して矢印Ｘ方向に変位する。このため、吐出逆止弁５７が開いて流体がポンプ室６２より段付貫通孔４７よりと吐出口４５より吐出される。

図５に示すように、プランジャ２４がストッパ２５に吸着されると、左右のポンプ室６２，６３は共に容積変化がなくなり、吐出逆止弁５７はばね部材４９の弾発力により出口ボール５１が出口シート３６に当接し、出口穴３４と段付貫通孔４７とを遮断する。すなわち、吐出逆止弁５７は閉じる。
以下、このような動作を繰り返すことにより、左右の二つのポンプ室、例えばポンプ室６２、６３より交互に吸入・吐出動作が行われる。
本発明の実施の形態においては、吸入口１２ａをガイド１２の略中央に、吐出口である開口穴４５，４６を電磁ポンプ１０の両端に設けたが、これらの位置を逆にしてもよい。
その際、吐出逆止弁５７，５８及び吸入逆止弁６０，６１の作動方向を反転させることはいうまでもない。

本発明の実施の形態に係る電磁ポンプの略縦断面図である。 図１に示す吐出逆止弁の要部拡大略縦断面である。 図１に示す吸入逆止弁の要部拡大縦断面図である。 図１の右側の電磁ポンプの動作説明図である。 図１の左側の電磁ポンプの動作説明図である。

符号の説明

１０ 電磁ポンプ １１ ボディ
１２ ガイド １３，１４ ボビン
２２ スリーブ ２３ プランジャ ，
２５，２６ ストッパ ３８，３９ 吐出側本体
５７，５８ 吐出逆止弁 ６０，６１ 吸入逆止弁

Claims (2)

1. 電磁力により往復動される往復動部材により、本体に形成されたポンプ室の容積を変化させて二つのポンプ室に交互にポンプ作用を行わせる電磁ポンプにおいて、
   本体と、
   前記本体の内孔に嵌挿されたガイド部材と、
   前記ガイド部材の両側面に隣接して前記本体の内孔に嵌挿されたボビン部材と、
   前記ガイド部材及び前記ボビン部材の内孔に装着されたスリーブ部材と、
   を備え、前記ガイド部材及び前記ボビン部材を前記スリーブ部材により一体化にして前記本体の半径方向の位置誤差による前記往復動部材の摺動部の半径方向誤差を防止することを特徴とする電磁ポンプ。
2. 請求項１記載の電磁ポンプにおいて、
   前記往復動部材の両端部に設けられた吸入逆止弁と、前記ガイド部材に嵌挿されたストッパ部材の側壁部に設けられた吐出逆止弁と、を有し、前記吸入逆止弁及び前記吐出逆止弁が近接して略同一線上に設けられていることを特徴とする電磁ポンプ。

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