JP2011252491A

JP2011252491A - 電磁ポンプ

Info

Publication number: JP2011252491A
Application number: JP2010144673A
Authority: JP
Inventors: Yuji Egami; 祐司江上
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2011-12-15

Abstract

【課題】固定鉄心及び吸入側本体の側壁面に係合する可動鉄心の上下の側壁面に薄い円板状のばね部材を装着し、可動鉄心の移動による衝撃を緩和し騒音を低減する電磁ポンプを提供する。
【解決手段】コイル３１の内周面の上下に固定鉄心３３とヨーク３２が嵌挿されている。さらに、ヨーク３２の内周面に可動鉄心４２に摺動自在に嵌挿されている。可動鉄心４２の上下面と該可動鉄心４２に対向する固定鉄心３３の下面、吐出側本体４６の上面との間には薄い円筒形状のばね部材４１、４５が装着されている。
【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または油圧回路に油を供給する油圧源
に最適な電磁ポンプに関する。

従来、この種の電磁ポンプ１は、図９及び図１０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、この保持筒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、このポンプ本体２の保持筒４の外周に配置した磁力をポンプ本体２に作用させる磁力源２０とを有している。
ポンプ本体２は、磁性体筒部４ｂ内の吐出筒部６側に配置した貫通孔７を有し該吐出筒部６側に弁受部８を備えたピストン受体９と、磁性体筒部４ｂ内でピストン受体９と吸引筒部５との間において非磁性体筒部４ａの内周に接触する状態で、かつ、第１のばね１０によりピストン受体９側（Ｘ１方向）に付勢された状態で一定ストロークだけ変位可能に配置した貫通孔１１を有しピストン受体９側に弁受部１２を備えた磁性体によるピストン１３と、第２のばね１４によりピストン受体９の貫通孔７側からピストン１３の弁受部１２に向って（Ｘ２方向）付勢された金属製の球体を用いた第一の球状弁１５と、第３のばね１６により吐出筒部６側からピストン受体９の弁受部８に向って付勢された金属製の球体を用いた第二の球状弁１７とを具備している。

磁力源２０は、保持筒４の外周に配置したコイル部２１と、このコイル部２１へ電圧を断続的に印加する図示しない電源とを具備している。参照符号１８は、ピストン１３の吸引筒部５側の端面に固着した非磁性体製の環状スペーサである。前記環状スペース１８は、ピストン１３の端面と吸引筒部５の端面とが直接接触していると、磁力源２０の電源をＯＦＦとしたときにも、残留磁気の影響によりピストン１３が第１のばね１０の弾発力だけでは戻りきれないことがある。環状スペーサ１８は、かかる残留磁気の影響を防ぎ、磁力源２０の電源をＯＦＦとしたときに、第１のばね１０の弾発力により容易にピストン１３が元の状態にもどれるようにするためのものである。

図９及び図１０において磁力源２０を通電することによりピストン１３が吸引筒部５に吸着された際、第一の球状部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は第１のばね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との間の液体が第二の球状弁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に示す電磁ポンプ１は磁力源２０の通電、非通電によりピストン１３が吸引筒部５やピストン受体９に当接した際に衝突して、騒音が発生するようになる。また、磁力源２０の通電、非通電による繰り返しによりピストン１３の両端面、該ピストン１３に当接する吸引筒部５、ピストン受体９の端面が劣化して機械的強度が劣化する恐れがある。

本発明は、前記の従来の課題を解決するためになされたもので、磁力源の通電、非通電によりピストンが移動した際に該ピストンに接触する吸引筒部やピストン受体の端面に薄板のばね部材を設けることにより、ピストンの衝突を緩和して騒音を小さくする電磁ポンプを提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するため本発明の請求項１記載の発明は、
ソレノイドを形成する円筒形状のコイルと、
前記コイルの内側に設けられ下部に鍔部を有する円筒形状のヨークと、
前記ヨークの円筒部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記コイルの内側に設けられ段付部を底面にして上方に開口する凹状の円筒部を有し、鍔部がコイルの側壁面に係合する固定鉄心と、
前記固定鉄心の鍔部に係合すると共に該固定鉄心に連通する吐出口を有する吐出側本体と、
前記ヨークの鍔部に係合すると共に前記可動鉄心に連通する吸入口を有する吸入側本体と、
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、
前記固定鉄心に形成された貫通孔に設けた出口逆止弁と、
を有した電磁ポンプにおいて、
前記固定鉄心の段付部及び前記吸入側本体の端面に係合すると共に前記可動鉄心の上下の端面の少なくとも一方に当接するように設置された薄い円筒形状であり中央に円形の開口部を形成するばね部材と、
を備え、
前記可動鉄心が前記固定鉄心及び前記吸入側本体の端面の少なくとも一方に当接した際の衝撃力を緩和し騒音を低減することを特徴とする電磁ポンプ。
本発明によれば、前記可動鉄心が前記固定鉄心及び前記吸入側本体の端面の少なくとも一方に当接した際の衝撃力を緩和し騒音を低減することができる。

請求項１記載の電磁ポンプにおいて、
前記ばね部材は前記開口部に軸心方向に指向し円周方向に前記固定鉄心の出口穴または前記吸入側本体の吸入口の少なくとも一方に係合する突起部を形成したので、前記固定鉄心の底面に係合する際に該固定鉄心から離脱せず固定鉄心とばね部材を一体にして設置することができ、好適である。

本発明は、可動鉄心が固定鉄心及び吸入側本体の少なくとも一方に当接した際の衝撃力を緩和し騒音を低減することができる。

本発明の実施の形態に係る電磁ポンプの概略構造を示す略縦断面図である。図１のＥ部拡大図である。図１のＦ部拡大図である。図１に示すばね部材の外形図である。図４のＶ−Ｖ線の断面図である。図１のばね部材の変形例を示す概略構造図である。図６のばね部材の平面図である。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図である。従来の電磁ポンプの断面図である。図９のポンプ本体の断面図である。

以下、本発明に係る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３１ａに臨入され該電磁コイル３１の一端側（図１で下端側）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（図１で上端側）より内側３１ａ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（図１で上側）が電磁コイル３１の他端側（図１で上端側）で該電磁コイル３１の側面（図１で上面）に係合する鍔部３３ａと、該電磁コイル３１の内側３１ａに嵌挿された円筒形状の中央部３３ｂと、他側（図１で下側）に段付部３３ｃと、を備える。

前記中央部３３ｂの内周面３３ｅの段付形状の貫通孔の内底面３３ｆには、出口穴３３ｄに連通する円筒状の薄板の出口シート３４ｂが設けられている。
さらに、図２に示すように出口シート３４ｂの次に、該出口シート３４ｂ上に設けられた円板状のリード弁（出口逆止弁）３５ｂと、該リード弁３５ｂを上部より押えるリード弁押え３６ｂと、が嵌挿されている。
また、中央部３３ｂの内周面３３ｅには、リード弁押え３６の上に円筒形状のスリーブ３７が嵌挿されており、該スリーブ３７は内周面３３ｅに螺合する円筒形のプラグ３８（図１参照）により該内周面３３ｅに嵌挿された出口シート３４ｂ、リード弁３５ｂ及びリード弁押え３６を一体的に内周面３３ｅに固定している。
また、固定鉄心３３の鍔部３３ａの上部側壁面にはスリーブ３７に連通する吐出口３９ａを有する吐出側本体３９がＯリング部材を介して液密的に係合している。

さらに、固定鉄心３３の底面（図２で下面）３３ｇには、貫通孔を有する円筒形の凹部４０が形成されている。凹部４０には円筒形状で薄板のばね部材４１が装着されている。ばね部材４１の中央部は円形に開口されて固定鉄心３３の出口穴３３ｄに連通するようになっている。
前記ばね部材４１は固定鉄心３３の出口穴３３ｄの端面に係合する部位が凸面４１ａ（図５で上面）に形成され、凹面４１ｂ（図５で下側）が後述するばね部材４３の一端（図２で上端）に接触するよう設けられている。
さらに、前記ばね部材４１は固定鉄心３３の凹部４０の底面４０ａに当接する部位が僅か上方に凸面４１ａに形成されているため、弾発力を有している。
このため、図１に示すように可動鉄心４２の矢印Ｘ方向の移動により、該可動鉄心４２の上面とばね部材４１の下面（図５で下面）に接触し、ばね部材４１の弾発力により該可動鉄心４２の運動エネルギーを吸収しながら変形すると共に、ばね部材４１と固定鉄心３３の下面との隙間が小さくなり、ばね部材４１と固定鉄心３３との間の流体が逃げるときの抵抗となることによりダンパー効果（エネルギー吸収効果）を有している。

前記ヨーク３２の内周面３２ａには、固定鉄心３３に対向して円筒形状の可動鉄心４２が摺動自在に設けられている。可動鉄心４２には段付形状の穴部（貫通孔）４２ａ、４２ｂが形成されている。穴部４２ａは可動鉄心４２の上方に位置しており、該穴部４２ａにばね部材４３が装着されている。
前記ばね部材４３は一端（図１で上端）がばね部材４１の他側（図５で下側）に係合し、
他端（図１で下端）が穴部４２ａの底面４２ｆに係合しており、該ばね部材４３の弾発力により電磁コイル３１の非励磁に可動鉄心４２を矢印Ｙ方向に移動するように機能する。
図３に示すように、穴部４２ｂには、該穴部４２ｂの底面４２ｃに装着され連通孔４２ｄに連通するリード弁押え３６ａと、該リード弁押え３６ａの上に設けられたた円板状のリード弁（吸入逆止弁）３５ａと、該リード弁３５ａの上に円筒状である薄板の入口シート３４ａが嵌挿されており、穴部４２ｅに螺着するプラグ４４により穴部４２ｂに.装着されている。

ヨーク３２の鍔部３２ｂと吸入側本体４６の底面４６ｂとの間には円筒形状で薄板のばね部材４５が装着されている。ばね部材４５の中央部は円形に開口されて吸入側本体４６の吸入口４６ａに連通するようになっている。
前記ばね部材４５は、可動鉄心４２の底面４２ｇに当接する部位が僅か上方に凸面４５ａ（図５で上面）に形成されているため弾発力を有している。よって、ばね部材４５が可動鉄心４２の底面４２ｇに当接した状態では、凸面４５ａを除く他の部位、すなわちヨーク３２の鍔部３２ｂの底面に対向する部位が吸入側本体４６の底面４６ｂに接触している。

これにより、図１に示す可動鉄心４２の矢印Ｙ方向の移動により、該可動鉄心４２の下面とばね部材４５の上面（図５で上面）に接触し、ばね部材４５の弾発力により該可動鉄心４２の運動エネルギーを吸収しながら変形するとともに、ばね部材４５と吸入側本体４６の底面４６ｂとの隙間が小さくなり、ばね部材４５と吸入側本体４６の間の流体が逃げるときの抵抗となることによりダンパー効果（エネルギー吸収効果）を有している。
なお、吸入側本体４６は端面４６ｃに設けられたＯリング部材を介してヨーク３２の鍔部３２ｂに液密的に係合している。

本発明に係る電磁ポンプ３０は、基本的には以上のように構成されており、次に動作及び作用効果について説明する。
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４２はばね部材４３の弾発力により矢印Ｙ方向に変位し、該可動鉄心４２がばね部材４５を介して吸入側本体４６に当接する。

この状態で電磁コイル３１に通電されると（励磁の状態）、電磁力により可動鉄心４２が図１で矢印Ｘ方向に吸引され、該電磁力とばね部材４３の弾発力との合力により、該可動鉄心４２は矢印Ｘ方向に移動する。これにより、ポンプ室（図１に示すリード弁３５ａとリード３５ｂの間の空間）の容積は減少し、ポンプ室内の流体（図示しない）は圧縮され、ポンプ室内圧の上昇によりリード弁３５ｂが開いて流体がポンプ室より、リード弁３５ｂを通って、リード弁押え３６ｂ、スリーブ３７、プラグ３８の内穴（図示しない）を通って吐出側本体３９の吐出口３９ａより吐出される。
他方、リード弁３５ａは、ポンプ内圧の上昇により閉じる。
電磁力により可動鉄心４２が固定鉄心３３に吸着されてばね部材４１を介して当接すると、ポンプ室の容積変化はなくなり、リード弁３５ｂは出口シート３４ｂに当接して、該リード弁３５ｂが閉じる。
図１において、ばね部材４１、４５は可動鉄心４２の上下の端面に当接するように設置されているが、上下の端面のどちらか一方だけに設けてもよい。

次に電磁コイル３１の通電が停止されると（非励磁の状態）、ばね部材４３の弾発力により可動鉄心４２が図１の矢印Ｙ方向に移動する。これにより、ポンプ室の容積は増大しポンプ室内圧は減圧するので、リード弁３５ａが開いて、流体が吸入側本体４６の吸入口４６ａよりばね部材４５、プラグ４４及びリード弁押え３６ａ、入口シート弁３４ａの内穴（図示しない）よりポンプ室に流入し、該ポンプ室に充填される。
他方、リード弁３５ｂは、ポンプ室内圧に低下に伴い、閉じる。
以下、このような電磁コイル３１の励磁、非励磁の繰り返しにより可動鉄心４２を軸心方向に往復動させ、流体を吸入側本体４６より吸入し、吐出側本体３９より吐出する。

図６は図２に示すばね部材４１を固定鉄心３３の凹部４０の底面４０ａに係合した状態を示す変形例である。
すなわち、図６に示すばね部材５０は固定鉄心３３の凹部４０の底面４０ａに設置する際に、該底面４０ａから離脱し落下防止のために中央に突起部５２を形成し、該突起部５２を固定鉄心３３の出口穴３３ｄに嵌挿しており、その余の形状は図２及び図３に示すばね部材４１と同じであるため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図７及び図８はばね部材５０の概略構造図を示す。すなわち、ばね部材５０は薄い円筒形状で中央に円形の開口部５１が形成され、該開口部５１には固定鉄心３３の出口穴３３ｄに係合する突起部５２が円周方向に全周ないし均等に複数個、例えば４個形成されている。
これにより、固定鉄心３３の底面４０ａにばね部材５０を係合して電磁コイル３１の内側３１ａに嵌挿する際、該ばね部材５０が離脱しないで固定鉄心３３と一体になった状態に保持されるので、固定鉄心３３を電磁コイル３１に組付作業が容易にできるので好適である。
図７及び図８に示すばね部材５０は、ばね部材４１の変形例について説明したが、ばね部材４５についても同様に突起部を形成しヨーク３２の鍔部３２ａと吸入側本体４６の底面４６ｂとの間に装着してもよい。

３０電磁ポンプ３１電磁コイル
３２ヨーク３３固定鉄心
３４ａ入口シート３４ｂ出口シート
３５ａリード弁（吸入逆止弁）３５ｂリード弁（吐出逆止弁）
３６リード弁押え３７スリーブ
３８、４４プラグ３９吐出側本体
４１、４３、４５、５０ばね部材４２可動鉄心
４６吸入側本体５１開口部
５２突起部

Claims

ソレノイドを形成する円筒形状のコイルと、
前記コイルの内側に設けられ下部に鍔部を有する円筒形状のヨークと、
前記ヨークの円筒部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記コイルの内側に設けられ段付部を底面にして上方に開口する凹状の円筒部を有し、鍔部がコイルの側壁面に係合する固定鉄心と、
前記固定鉄心の鍔部に係合すると共に該固定鉄心に連通する吐出口を有する吐出側本体と、
前記ヨークの鍔部に係合すると共に前記可動鉄心に連通する吸入口を有する吸入側本体と、
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、
前記固定鉄心に形成された貫通孔に設けた出口逆止弁と、
を有した電磁ポンプにおいて、
前記固定鉄心の段付部及び前記吸入側本体の端面に係合すると共に前記可動鉄心の上下の端面の少なくとも一方に当接するように設置された薄い円筒形状で中央に円形の開口部を形成するばね部材と、
を備え、
前記可動鉄心の移動による前記固定鉄心及び前記吸入側本体の端面の少なくとも一方に当接する衝撃を緩和し騒音を低減す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、
前記ばね部材は前記開口部に軸心方向に指向し円周方向に前記固定鉄心の出口穴または前記吸入側本体の吸入口の少なくとも一方に係合する突起部を形成したことを特徴とする電磁ポンプ。