JP2016070222A - 電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】電磁ポンプの効率が低下している状態が継続するのを抑制する。【解決手段】ピストン６０のピストン本体６２に、正常時にはポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通せず、ポンプ室５６のエア溜まりに起因する吐出圧の低下に伴ってポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通する凹部６４を形成する。これにより、ポンプ室５６のエア溜まりに起因する吐出圧の低下が生じたときに、ポンプ室５６内のエアを凹部６４を介して吐出ポート４４に排出することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁ポンプに関し、詳しくは、複数のポートを有するシリンダと、シリンダ内を摺動するピストンと、電磁力によりピストンを往動させる電磁部と、弾性力によりピストンを復動させる付勢部材とを備える電磁ポンプに関する。

従来、この種の電磁ポンプとしては、シリンダと、シリンダ内を摺動するピストンと、電磁力によりピストンを往動させるソレノイド部と、弾性力によりピストンを復動させるコイルスプリングとを備え、ピストンを往復動させることにより、吸入ポートから吸入用逆止弁を介して作動流体をポンプ室に吸入すると共に吸入した作動流体をポンプ室から吐出用逆止弁を介して吐出ポートに吐出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電磁ポンプでは、コイルスプリングの付勢力によりピストンがソレノイド部側に移動（復動）するときには、吸入用逆止弁が開弁すると共に吐出用逆止弁が閉弁して、ポンプ室の容積の拡大分に相当する量の作動流体が吸入ポートから吸入用逆止弁を介してポンプ室に吸入される。また、ソレノイド部の電磁力によりピストンが移動（往動）するときには、吐出用逆止弁が開弁すると共に吸入用逆止弁が閉弁して、ポンプ室の容積の縮小分に相当する量の作動流体がポンプ室から吐出用逆止弁を介して吐出ポートに吐出される。

特開２０１４−８８８５６号公報

上述の電磁ポンプでは、エアが吸入ポートから吸い込まれてポンプ室に溜まると、ピストンを往復動させてポンプ室内の作動流体を吐出用逆止弁を介して吐出ポートに吐出する際に、ポンプ室内のエアを圧縮した後に吐出用逆止弁が開弁して作動流体を吐出ポートに吐出する。このため、圧縮したエアの分だけ吐出ポートに吐出する作動流体の量が減少し、吐出圧が低下して効率が低下する。また、ポンプ室内にエアが溜まると、吸入ポートから吸入用逆止弁を介してポンプ室内に作動流体を吸入するときに、ポンプ室内の負圧がエア溜まりによって大きくならず、作動流体をポンプ室に十分に吸入することができない。このため、ポンプ室から吐出ポートに吐出する作動流体の量が減少し、吐出圧が低下して効率が下がる。そして、これらの場合、エアを電磁ポンプ外に排出することができないと、吐出圧の低下が継続し、効率が低下している状態が継続する。

本発明の電磁ポンプは、電磁ポンプの効率が低下している状態が継続するのを抑制することを主目的とする。

本発明の電磁ポンプは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電磁ポンプは、
複数のポートを有するシリンダと、該シリンダ内を摺動するピストンと、電磁力により前記ピストンを往動させる電磁部と、弾性力により前記ピストンを復動させる付勢部材とを備え、ピストンを往復動させることにより、吸入ポートを介して作動流体をポンプ室に吸入すると共に吸入した作動流体を前記ポンプ室から吐出ポートを介して吐出する電磁ポンプであって、
吐出圧の低下に伴って前記ポンプ室と所定ポートとを連通させる連通路を有する、ことを特徴とする。

この本発明の電磁ポンプでは、吐出圧の低下に伴ってポンプ室と複数のポートのうち所定ポート（例えば吐出ポート）とを連通する連通路を設ける。これにより、ポンプ室内にエア溜まりが生じて吐出圧が低下したときに、ポンプ室内のエアを連通路を介して所定ポートに排出することができるから、電磁ポンプの効率が低下している状態が継続するのを抑制することができる。

電磁ポンプ２０の構成の概略を示す構成図である。 ピストン６０および板バネ９０の構成の概略を示す構成図である。 ピストン６０のピストン本体６２の凹部６３よりシャフト部６６側の部分の斜視図および断面図である。 ピストン６０のストローク量について示す説明図である。 ピストン６０のストローク量が正常時上限値のときのピストン６０の位置を示す説明図である。 ピストン６０のストローク量が正常時下限値のときのピストン６０の位置を示す説明図である。 ピストン６０のストローク量が正常時下限値より小さいときのピストン６０の位置を示す説明図である。 ピストン本体６２Ｂの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 ピストン本体６２Ｃの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 ピストン本体６２Ｄの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 ピストン本体６２Ｅの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 ピストン本体６２Ｆの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 ピストン本体６２Ｇの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 ピストン本体６２Ｈの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 ピストン本体６２Ｉの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 ピストン本体６２Ｊの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。 電磁ポンプ１２０のポンプ部１４０の一例の構成の概略を示す構成図である。 電磁ポンプ２２０のポンプ部２４０の一部を模式的に示した模式図である。

次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての電磁ポンプ２０の構成の概略を示す構成図である。本実施形態の電磁ポンプ２０は、図示するように、電磁力を発生させるソレノイド部３０と、ソレノイド部３０の電磁力により作動するポンプ部４０と、を備える。なお、電磁ポンプ２０は、例えば、エンジンと自動変速機とを搭載し、車速が所定車速未満などのエンジン停止条件が成立したときにエンジンを停止し、エンジン始動条件が成立したときに停止したエンジンを始動するアイドリングストップ機能付きの自動車において、エンジン停止時に自動変速機が備える摩擦係合要素のうち発進用の摩擦係合要素に所定の待機圧を供給するためのポンプとして構成されている。この電磁ポンプ２０は、図１中上側が自動車の搭載時に上側となるように自動車に搭載される。

ソレノイド部３０は、電磁コイル３２と、電磁コイル３２より内側に配置されて軸方向に移動するプランジャ３４と、電磁コイル３２とプランジャ３４との間に配置される第１コア３５と、プランジャ３４や第１コア３５よりポンプ部４０側で且つ電磁コイル３２より内側の内周部と電磁コイル３２よりポンプ部４０側のフランジ部とを有する第２コア３６と、プランジャ３４に連動して軸方向に移動するシャフト３８と、これらを収容する有底筒状のソレノイドケース３１と、を備える。第２コア３６のプランジャ３４側（図中右側）には、プランジャ３４の外径より大きい内径の凹部３６ａが形成されている。

このソレノイド部３０では、電磁コイル３２に通電されると、ソレノイドケース３１，第２コア３６，プランジャ３４，第１コア３５，ソレノイドケース３１を通る磁束により、プランジャ３４が第２コア３６側（図中左側）に吸引される。これにより、プランジャ３４は、その先端面（図中左端面）に当接するシャフト３８をポンプ部４０側に移動させながら、先端部が第２コア３６の凹部３６ａに侵入する。

ポンプ部４０は、ピストンポンプとして構成されており、ソレノイド部３０からの電磁力（図中左向きの付勢力）とコイルスプリング４６による付勢力（図中右向きの付勢力）とによってピストン６０が往復動することにより、作動油を圧送する。

このポンプ部４０は、一端側（図中右端側）がソレノイド部３０のソレノイドケース３１に固定された中空円筒状のシリンダ本体５０と、シリンダ本体５０内を摺動可能に配置されるピストン６０と、ピストン６０の先端部（図中左端部）に取り付けられた板バネ９０と、ピストン６０をソレノイド部３０側に付勢するコイルスプリング４６と、を備える。また、ポンプ部４０は、シリンダ本体５０の他端部（図中左端部）の内周側に取り付けられた吸入用逆止弁７０と、吸入用逆止弁７０の吸入口に配設されると共に吸入される作動油に含まれるゴミなどの異物を捕捉するストレーナ４７と、ピストン６０に内蔵された吐出用逆止弁８０と、シリンダ本体５０の他端側（図中左端側）を覆うシリンダカバー４８と、を備える。このポンプ部４０には、吸入ポート４２が、シリンダカバー４８の軸中心に形成されており、吐出ポート４４が、シリンダ本体５０の側面に周方向の一部を切り欠くようにして形成されている。また、シリンダ本体５０の内壁５１とピストン６０と吸入用逆止弁７０とにより、ポンプ室５６が形成されている。

図２は、ピストン６０および板バネ９０の構成の概略を示す構成図である。図１や図２に示すように、ピストン６０は、円筒状のピストン本体６２と、ピストン本体６２より小さい外径でピストン本体６２からシャフト３８側に延出する円筒状のシャフト部６６と、を有する。ピストン６０は、シャフト部６６のソレノイド部３０側の端面（図１中右端面）がソレノイド部３０のシャフト３８の先端面（図１中左端面）と当接しており、ソレノイド部３０のシャフト３８に連動して軸方向に移動する。

ピストン６０には、軸中心に中空部６２ａが形成されている。この中空部６２ａには、吐出用逆止弁８０が配置されている。また、中空部６２ａは、ピストン６０の先端側（図１，図２中左端側）からピストン本体６２の内部を貫通してシャフト部６６の内部の途中まで延びている。シャフト部６６には、それぞれ径方向に貫通すると共に互いに周方向の９０度の角度で交差する２つの貫通孔６６ａ，６６ｂが形成されている。シャフト部６６の周囲には、吐出ポート４４が形成されており、中空部６２ａは、２つの貫通孔６６ａ，６６ｂを介して吐出ポート４４と連通している。

ピストン本体６２の外周には、板バネ９０を取り付けるための凹部６３が全周に亘って形成されている。また、ピストン本体６２の外周の凹部６３よりシャフト部６６側には、電磁ポンプ２０（自動車への搭載時）における上側および下側に、ピストン本体６２の軸方向に延びる２つの凹部６４が形成されている。この凹部６４の詳細については後述する。

吸入用逆止弁７０は、吸入ポート４２からポンプ室５６に吸入する方向の作動油の流れを許容すると共に逆方向の作動油の流れを禁止する逆止弁として構成されている。この吸入用逆止弁７０は、図１に示すように、吸入ポート４２側（図中左側）から軸中心に中空部７２ａが形成された弁本体７２と、中空部７２ａに配置されたボール７４と、ボール７４の座部となると共にボール７４の外径より小さい内径の中心孔７９を有するプラグ７８と、ボール７４をプラグ７８側に付勢するコイルスプリング７６と、を備える。

弁本体７２は、円筒状の台座部７３ａと、台座部７３ａより小さい外径で台座部７３ａからピストン６０側に延出する突出部７３ｂと、を有する。弁本体７２の内部に形成された中空部７２ａは、吸入ポート４２側から台座部７３ａの内部を貫通して突出部７３ｂの途中まで延びている。突出部７３ｂのピストン６０側（図中右側）の端部の軸中心には、中空部７２ａとポンプ室５６とを連通させる中心孔７２ｂが形成されている。また、突出部７３ｂには、径方向に貫通すると共に互いに周方向の９０度の角度で交差する２つの貫通孔７２ｃ，７２ｄが形成されている。中空部７２ａは、この２つの貫通孔７２ｃ，７２ｄを介してポンプ室５６と連通している。

吸入用逆止弁７０は、入力側（吸入ポート４２側）の圧力Ｐ１と出力側（ポンプ室５６側）の圧力Ｐ２との差圧（Ｐ１−Ｐ２）がコイルスプリング７６の付勢力に打ち勝つ所定圧力以上のときには、コイルスプリング７６の収縮を伴ってボール７４がプラグ７８の中心孔７９から離される（図中右側に移動する）ことにより開弁し、上述した差圧（Ｐ１−Ｐ２）が所定圧力未満のときには、コイルスプリング７６の伸張を伴ってボール７４がプラグ７８の中心孔７９に押し付けられて中心孔７９を塞ぐことにより閉弁する。

吐出用逆止弁８０は、ポンプ室５６から吐出ポート４４に吐出する方向の作動油の流れを許容すると共に逆方向の作動油の流れを禁止する逆止弁として構成されている。この吐出用逆止弁８０は、ボール８４と、ボール８４の座部となると共にボール８４の外径より小さい内径の中心孔８９を有するプラグ８８と、ボール８４をプラグ８８側に付勢するコイルスプリング８６と、を備える。

この吐出用逆止弁８０は、入力側（ポンプ室５６側）の圧力Ｐ２と出力側（吐出ポート４４側）の圧力Ｐ３との差圧（Ｐ２−Ｐ３）がコイルスプリング８６の付勢力に打ち勝つ所定圧力以上のときには、コイルスプリング８６の収縮を伴ってボール８４がプラグ８８の中心孔８９から離される（図中右側に移動する）ことにより開弁し、差圧（Ｐ２−Ｐ３）が所定圧力未満のときには、コイルスプリング８６の伸張を伴ってボール８４がプラグ８８の中心孔８９に押し付けられて中心孔８９を塞ぐことにより閉弁する。

板バネ９０は、図１や図２に示すように、周方向に沿って複数の連通孔が形成された円盤状の円盤部９２と、円盤部９２の外周縁から直交方向に延出する複数の脚部９４と、脚部９４の先端部に内側に屈曲するように形成された爪部９４ａと、備える。この板バネ９０は、ピストン本体６２の先端部側からピストン６０に装着され、爪部９４ａがピストン本体６２の凹部６３に係合してカシメられることにより、ピストン６０に取り付けられる。板バネ９０がピストン６０に取り付けられると、円盤部９２の外周部分（連通孔を含まない部分）は、ピストン本体６２の環状の端面と当接し、円盤部９２の内周部分（連通孔を含む部分）は、プラグ８８の端面との間でクリアランスが確保される。即ち、円盤部９２の内周部分は弾性変形可能な領域を形成するから、この領域に対する衝撃を吸収する衝撃吸収部材として機能する。この円盤部９２の弾性変形可能な領域の外径は、弁本体７２の突出部７３ｂの突出端面の外径Ｒ１より大きい値とされている。

シリンダ本体５０は、内壁５１とピストン６０と吸入用逆止弁７０とによって囲まれる空間によりポンプ室５６を形成する。ポンプ室５６は、コイルスプリング４６の付勢力によりピストン６０がソレノイド部３０側に移動（復動）すると、ポンプ室５６内の容積の拡大に伴って吸入用逆止弁７０が開弁すると共に吐出用逆止弁８０が閉弁して吸入ポート４２を介して作動油を吸入し、ソレノイド部３０の電磁力によりピストン６０が吸入用逆止弁７０側に移動（往動）すると、ポンプ室５６内の容積の縮小に伴って吸入用逆止弁７０が閉弁すると共に吐出用逆止弁８０が開弁して吸入した作動油を吐出ポート４４を介して吐出する。

また、シリンダ本体５０には、ピストン本体６２が摺接する内壁（ランド）５２と、シャフト部６６が摺接する内壁（ランド）５４とが段差をもって形成されており、段差部分に吐出ポート４４が形成されている。この段差部分は、ピストン本体６２とシャフト部６６との段差部分の環状の面（図１中右側の面）とシャフト部６６の外周面とにより囲まれる空間を形成する。この空間は、ピストン本体６２を隔ててポンプ室５６とは反対側に形成されるから、ポンプ室５６の容積が拡大する際に容積が縮小し、ポンプ室５６の容積が縮小する際に容積が拡大する。ここで、ピストン６０の、ポンプ室５６側からの圧力を受ける面積（受圧面積）が吐出ポート４４側から圧力を受ける面積（受圧面積）より大きいことから、この空間の容積変化は、ポンプ室５６の容積変化より小さくなる。このため、この空間は第２ポンプ室５８として機能する。即ち、コイルスプリング４６の付勢力によりピストン６０がソレノイド部３０側に移動（復動）すると、ポンプ室５６の容積の拡大分に相当する量の作動油が吸入ポート４２から吸入用逆止弁７０を介してポンプ室５６に吸入されると共に第２ポンプ室５８の容積の縮小分に相当する量の作動油が第２ポンプ室５８から吐出ポート４４を介して吐出され、ソレノイド部３０の電磁力によりピストン６０が移動（往動）すると、ポンプ室５６の容積の縮小分に相当する量の作動油がポンプ室５６から吐出用逆止弁８０を介して第２ポンプ室５８に送り出されると共にポンプ室５６の容積の縮小分と第２ポンプ室５８の容積の拡大分との差分に相当する量の作動油が吐出ポート４４を介して吐出されることになる。したがって、ピストン６０の１回の往復動で作動油が吐出ポート４４から２回吐出されるから、吐出ムラを少なくすることができ、吐出性能を向上させることができる。

こうして構成される本実施形態の電磁ポンプ２０では、図１に示すように、ピストン６０のストローク量が値０のとき（プランジャ３４がソレノイドケース３１の内底面に最接近するまたは当接するとき）の、プランジャ３４の先端面とこれに対向する第２コア３６の凹部３６ａの底面との距離をＬ１とし、ピストン６０の先端部（板バネ９０）とこれに対向する弁本体７２の突出端面との距離をＬ２とすると、「Ｌ１＞Ｌ２」となるように設計されている。したがって、ソレノイド部３０の駆動（電磁コイル３２への通電）に伴ってピストン６０が往動するときには、板バネ９０が弁本体７２の突出端面と衝突し、プランジャ３４は第２コア３６の凹部３６ａの底面に衝突しない。板バネ９０は、その弾性変形可能な領域の外径Ｒ２が弁本体７２の突出端面の外径Ｒ１より大きい値とされているから、ピストン６０に加わる衝撃を弾性力により吸収し、衝突音の発生を抑制することができる。本実施形態の電磁ポンプ２０では、車両に搭載されて車両の停車中のエンジン停止時に駆動されるから、乗員が異音の発生を感じやすい。このため、電磁ポンプ２０の駆動に伴う衝突音の発生を抑制することにより、乗員の快適性をより向上させることができる。

また、本実施形態の電磁ポンプ２０では、ピストン６０の効率が高くなるようにストローク可能範囲のうち正常時ストローク範囲が定められ、ピストン６０のストローク量が正常時ストローク範囲内で増減するように、電磁コイル３２への通電と非通電とのデューティ制御が行なわれる。即ち、デューティ比に応じた電磁コイル３２への通電時のピストン６０のストローク量（以下、「オン時ストローク量」という）が正常時ストローク範囲の上限（以下、「正常時上限値」という）となり、デューティ比に応じた電磁コイル３２への非通電時のピストン６０のストローク量（以下、「オフ時ストローク量」という）が正常時ストローク範囲の下限「以下、「正常時下限値」という）となるように、電磁コイル３２に対するデューティ制御が行なわれるのである。ここで、正常時は、ポンプ室５６にエアが溜まっていないときを意味する。また、正常時上限値は、板バネ９０が弁本体７２の突出端面に当接するときのピストン６０のストローク量である。

次に、本実施形態の電磁ポンプ２０のポンプ部４０のピストン６０に形成された凹部６４の詳細について説明する。図３は、ピストン６０のピストン本体６２の凹部６３よりシャフト部６６側の部分の斜視図および断面図である。図３（ａ）は、図３（ｂ）の断面図（図１のピストン本体６２の該当部分）を左斜め上側から見た斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の斜視図の軸中心Ａ１を通る手前奥方向の平面の断面図である。また、図３（ｂ）の点線は、凹部６４を形成する前のピストン本体６２の外形を示す。なお、図３（ａ）では、中空部７２ａ等については図示を省略した。さらに、図３では、図中左右方向はピストン本体６２の軸方向であり、図中左側はポンプ室５６側であり、図中右側は吐出ポート４４側である。

図３に示すように、凹部６４は、軸方向の長さがシリンダ本体５０の内壁５２の軸方向の長さより若干長くなるように形成されている。また、この凹部６４は、底面６４ａと、底面６４ａとピストン本体６２の外周面とを繋ぐ壁面６４ｂと、を有する。底面６４ａは、幅（図３（ａ）中上下方向の長さ）がポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向かうにつれて徐々に狭くなる三角形状で且つ深さ（図３（ｂ）中上下方向の長さ）が軸方向で一定の平坦面とされている。以下、凹部６４をこのように形成する理由について説明する。

図４は、ピストン６０のストローク量について示す説明図であり、図５は、ピストン６０のストローク量が正常時上限値のときのピストン６０の位置を示す説明図であり、図６は、ピストン６０のストローク量が正常時下限値のときのピストン６０の位置を示す説明図であり、図７は、ピストン６０のストローク量が正常時下限値より小さいときのピストン６０の位置を示す説明図である。

図４〜図６に示すように、正常時には、ピストン６０のストローク量がストローク可能範囲のうち正常時ストローク範囲内で増減し、凹部６４を介してポンプ室５６と吐出ポート４４とは連通されない。これに対して、吸入ポート４２からエアが吸い込まれてポンプ室５６に溜まると、ピストン６０が吸入用逆止弁７０側に移動（往動）するときに、エア溜まりの分だけポンプ室５６から吐出ポート４４に吐出する作動油の量が減少し、吐出圧が低下する。また、エアがポンプ室５６に溜まると、ピストン６０がソレノイド部３０側に移動（復動）するときに、ポンプ室５６の負圧が大きくならず、ポンプ室５６に吸入する作動油の量が減少し、これにより、ポンプ室５６から吐出ポート４４に吐出する作動油の量が減少し、吐出圧が低下する。こうして吐出圧が低下すると、コイルスプリング４６による付勢力と吐出ポート４４（第２ポンプ室５８）の油圧との差分が大きくなり、ピストン６０のオフ時ストローク量が正常時下限値を下回り（図６の位置より右側に移動し）、ピストン６０のストローク範囲（オン時ストローク量〜オフ時ストローク量）が正常時ストローク範囲よりソレノイド部３０側（図４中右側）に移動する。このため、電磁ポンプ２０の効率が低下する。そして、図４や図７に示すように、ピストン６０のストローク量が正常時下限値から余裕代を減じた値より小さくなると、凹部６４を介して、即ち、吸入用逆止弁７０や吐出用逆止弁８０を介さずに、ポンプ室５６と吐出ポート４４とが連通される。ここで、余裕代は、ピストン６０のストローク量が正常時ストローク範囲内で増減するときにピストン本体６２と内壁５２との摺接面によりポンプ室５６と吐出ポート４４との間のシール性を確保することができるように定められる。また、図４では、ポンプ室５６がエアが溜まって吐出圧が低下しているときのピストン６０のストローク範囲を異常時ストローク範囲とし、凹部６４によりポンプ室５６と吐出ポート４４とが連通されるピストン６０のストローク範囲を連通範囲とした。凹部６４は、このように、ピストン６０のストローク量が正常時ストローク範囲内で増減するときにはポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通せず、ピストン６０のストローク量が連通範囲に至るときにポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通するように、ピストン６０のピストン本体６２に形成されるのである。凹部６４を介してポンプ室５６と吐出ポート４４とが連通すると、その凹部６４を介して、ポンプ室５６内のエアが吐出ポート４４に排出されると共に吐出ポート４４の作動油がポンプ室５６に供給される。こうしてポンプ室５６内のエアを排出すると、ピストン６０のストローク範囲が吸入用逆止弁７０側（図４中左側）に移動する。これにより、電磁ポンプ２０の効率が低下している状態が継続するのを抑制することができる。しかも、本実施形態では、凹部６４は、ポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向かうにつれて幅が徐々に狭くなるように形成される。したがって、ポンプ室５６にエアが溜まって吐出圧が低下してピストン６０のストローク範囲がソレノイド部３０側（図４中右側）に徐々に移動していくときに、凹部６４の吐出ポート４４側の開口面積が徐々に大きくなる。これにより、凹部の幅がポンプ室５６側から吐出ポート４４側まで一定となるものに比して、ピストン本体６２とシリンダ本体５０の内壁５２との摺接面積を大きくしてこれらによるポンプ室５６と吐出ポート４４との間のシール性をより確保することができると共に、ピストン６０のストローク量が低下するのにつれてポンプ室５６のエアと吐出ポート４４の作動油との置換量を滑らかに増加させることができる。

また、こうした凹部６４をピストン本体６２に形成することにより、ポンプ室５６と吐出ポート４４とで作動油やエアを常時やりとりできる連通路を設けるものに比して、正常時の電磁ポンプの効率を高くすることができる。また、こうした凹部６４をピストン本体６２に形成することにより、エアを排出用のバルブを設けるものに比して、バルブ用の追加スペースを設ける必要がなく、電磁ポンプの大型化を抑制することができる。

さらに、こうした凹部６４をピストン本体６２に形成することにより、ポンプ室５６に溜まるエアの量が多くなって吸入用逆止弁７２が開かなくなる場合でも、ポンプ室５６と吐出ポート４４との連通により、ポンプ室５６と吐出ポート４４との間でエアと作動油とを置換することができる。

以上説明した本実施形態の電磁ポンプ２０によれば、ピストン６０のピストン本体６２に、ポンプ室５６のエア溜まりに起因する吐出圧の低下に伴ってポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通する凹部６４を形成するから、ポンプ室５６のエア溜まりに起因する吐出圧の低下が生じたときに、ポンプ室５６内のエアを凹部６４を介して吐出ポート４４に排出することができる。この結果、電磁ポンプ２０の効率が低下している状態が継続するのを抑制することができる。

上述の実施形態の電磁ポンプ２０では、図３に示したように、ピストン６０のピストン本体６２に、ポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向かうにつれて幅が狭くなり且つ深さが軸方向で一定の凹部６４を形成するものとしたが、ポンプ室５６のエア溜まりに起因する吐出圧の低下に伴ってポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通する連通路を形成するものであればよい。図８〜図１６は、他の実施形態に係るピストン６０Ｂ〜６０Ｊのピストン本体６２Ｂ〜６２Ｊの図３に相当する部分の斜視図および断面図である。図８（ａ）〜図１６（ａ）は、図８〜図１６（ｂ）の断面図を左斜め上側から見た斜視図であり、図８（ｂ）〜図１６（ｂ）は、図８（ａ）〜図１６（ａ）の斜視図の軸中心Ａ２〜Ａ１０を通る手前奥方向の平面の断面図である。また、図８（ｂ）〜図１６（ｂ）の点線は、連通路を形成する前のピストン本体６２Ｂ〜６２Ｊの外形を示す。なお、図８（ａ）〜図１６（ａ）では、図３（ａ）と同様に、中空部７２ａ等については図示を省略した。また、図８（ａ），（ｂ）〜図１６（ａ），（ｂ）では、図３（ａ），（ｂ）と同様に、図中左右方向はピストン本体６２Ｂ〜６２Ｊの軸方向であり、図中左側はポンプ室５６側であり、図中右側は吐出ポート４４側である。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｂのピストン本体６２Ｂには、連通路として、図中左端から右端側に向けてその途中まで、２つの凹部６４Ｂが形成されている。凹部６４Ｂは、底面６４Ｂａと、底面６４Ｂａとピストン本体６２の外周面とを繋ぐ壁面６４Ｂｂと、を有する。底面６４Ｂａは、幅（図８（ａ）中上下方向の長さ）が軸方向の各位置で一定となる長方形状で且つ深さ（図８（ｂ）中上下方向の長さ）が軸方向で一定の平坦面とされている。

図９（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｃのピストン本体６２Ｃには、連通路として、図中左端から右端側に向けてその途中まで、２つの凹部６４Ｃが形成されている。凹部６４Ｃは、底面６４Ｃａと、底面６４Ｃａとピストン本体６２Ｃの外周面を繋ぐ壁面６４Ｃｂと、を有する。底面６４Ｃａは、幅が軸方向の各位置で一定となる長方形状で且つ深さがポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向かうにつれて徐々に浅くなる平坦面とされている。このように、深さがポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向けて徐々に浅くなるように凹部６４Ｃを形成することにより、ピストン６０Ｃのストローク量が低下するのにつれて、ポンプ室５６のエアと吐出ポート４４の作動油との置換量を滑らかに増加させることができる。

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｄのピストン本体６２Ｄには、連通路として、図中左端から右端側に向けてその途中まで、２つの凹部６４Ｄが形成されている。凹部６４Ｄは、底面６４Ｄａと、底面６４Ｄａとピストン本体６２Ｄの外周面を繋ぐ壁面６４Ｄｂと、を有する。底面６４Ｄａは、幅が軸方向の各位置で一定となり且つ深さがポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向かうにつれて一旦深くなってから浅くなる曲面とされている。

図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｅのピストン本体６２Ｅには、連通路として、図中左端から右端側に向けてその途中まで、２つの切欠６４Ｅが形成されている。切欠６４Ｅは、幅（図１１（ａ）中上下方向の長さ）が軸方向の各位置で一定となる長方形状で且つ深さ（図１１（ｂ）中上下方向の長さ）が軸方向で一定の平坦面６４Ｅａを有する。

図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｆのピストン本体６２Ｆには、連通路として、図中左端から右端側に向けてその途中まで、２つの切欠６４Ｆが形成されている。切欠６４Ｆは、幅がポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向けて徐々に狭くなり且つ深さがポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向けて徐々に浅くなる平坦面６４Ｆａを有する。このように、幅がポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向けて徐々に狭くなるように切欠６４Ｆを形成することにより、上述の実施形態の凹部６４と同様に、ピストン本体６２Ｆとシリンダ本体５０の内壁５２との摺接面によるポンプ室５６と吐出ポート４４との間のシール性をより確保することができると共に、ピストン６０Ｆのストローク量が低下するのにつれて、ポンプ室５６のエアと吐出ポート４４の作動油との置換量を滑らかに増加させることができる。また、深さがポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向けて徐々に浅くなるように切欠６４Ｆを形成することにより、ピストン６０Ｆのストローク量が低下するのにつれて、ポンプ室５６のエアと吐出ポート４４の作動油との置換量を滑らかに増加させることができる。

図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｇのピストン本体６２Ｇには、連通路として、図中左端より若干右側の位置から右端側に向けてその途中まで、２つの切欠６４Ｇが形成されている。切欠６４Ｇは、幅が軸方向の各位置で一定となる長方形状で且つ深さが軸方向で一定の平坦面６４Ｇａを有する。

図１４（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｈのピストン本体６２Ｈは、連通路として、図中左端より若干右側の位置から右端側に向けてその途中まで、全周に亘ってピストン本体６２の外径より小さい外径の凹部６４Ｈが形成されている。

図１５（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｉのピストン本体６２Ｉは、連通路として、図中右端よりある程度左側の位置から左端に向けて外径が徐々に小さくなる円錐台部６４Ｉを有する。このように、ポンプ室５６側から吐出ポート４４側に向けて徐々に外径が大きくなるように円錐台部６２Ｉを形成することにより、ピストン６０Ｉのストローク量が低下するのにつれて、ポンプ室５６のエアと吐出ポート４４の作動油との置換量を滑らかに増加させることができる。

図１６（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン６０Ｊのピストン本体６２Ｊは、連通路として、図中左端から所定範囲の全周に亘る凹部６５Ｊと、凹部６５Ｊの右端からピストン本体６２の右端側に向けてその途中までの軸方向に延在する２つの切欠６４Ｊと、が形成されている。切欠６４Ｊは、幅が軸方向の各位置で一定となる長方形状で且つ深さが軸方向で一定の平坦面６４Ｊａを有する。

上述の実施形態の電磁ポンプ２０では、連通路として、ピストン６０のピストン本体６２に、自動車に搭載されたときに上側となる位置と下側となる位置とに１つずつ凹部６４を形成するものとしたが、ポンプ室５６の上部にエアが溜まったときにそれを吐出ポートに排出することができればよいから、自動車に搭載されたときに上側となる位置にだけ形成するものとしてもよいし、この上側となる位置に１つ形成すると共に下側となる位置以外の位置に１つ形成するものとしてもよいし、上側となる位置に１つ形成すると共にその他の位置に２つ以上形成するものとしてもよい。

上述の実施形態の電磁ポンプ２０では、ピストン６０のピストン本体６２に、ポンプ室５６のエア溜まりに起因する吐出圧の低下に伴ってポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通する凹部６４を形成するものとしたが、ポンプ室５６と吐出ポート４４以外のポートとを連通する連通路を形成するものとしてもよい。図１７は、他の実施形態の電磁ポンプ１２０のポンプ部１４０の一例の構成の概略を示す構成図である。この図１７は、ピストン６０のストローク量が正常時下限値のときのピストン６０の位置を示す。図１７に示すように、このポンプ部１４０では、シリンダ本体１５０の吐出ポート４４よりシリンダカバー４８側（図中左側）に、チェックバルブ（逆止弁）１５２に連通するエア抜き用ポート１５１が形成される。チェックバルブ１５２は、エア抜き用ポート１５１側からドレン側へのエアの流れを許容すると共に逆方向のエアの流れを禁止する逆止弁として構成されている。また、ピストン１６０のピストン本体１６２に形成される凹部１６４は、ピストン６０のストローク量が正常時ストローク範囲内で増減するときにはポンプ室５６とエア抜き用ポート１５１とを連通せず、ピストン６０のストローク量が正常時下限値からある程度小さくなったとき（図１７の位置からある程度右側に移動したとき）にポンプ室５６とエア抜き用ポート１５１とを連通するように形成される。こうすれば、ポンプ室５６にエアが溜まったときに、そのエアを凹部１６４，エア抜き用ポート１５１，チェックバルブ１５２を介してドレン（排出）することができる。なお、この場合、電磁ポンプ２０でポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通する場合とは異なり、ポンプ室５６に作動油は流入しないから、エアの排出後に吸入ポート４２からポンプ室５６に作動油を吸入する際にエアの排出分を含めて吸入することになる。

上述の実施形態の電磁ポンプ２０では、連通路としての凹部６４をピストン６０のピストン本体６２に形成するものとしたが、連通路をピストン本体６２には形成せずにシリンダ本体５０に形成するものとしてもよいし、連通路をピストン本体６２とシリンダ本体５０との両方に形成するものとしてもよい。図１８は、他の実施形態の電磁ポンプ２２０のポンプ部２４０の一部を模式的に示した模式図である。この図１８は、連通路を、ピストン２６０のピストン本体２６２には設けずに、シリンダ本体２５０に凹部２５１として設けた場合を示す。また、図１８は、ピストン２６０のストローク量が正常時下限値のときのピストン２６０の位置を示す。このポンプ部２４０では、シリンダ本体２５０に形成される連通路としての凹部２５１は、ピストン６０のストローク量が正常時ストローク範囲内で増減するときにはポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通せず、ピストン６０のストローク量が正常時ストローク範囲の下限からある程度小さくなったとき（図１８の位置からある程度右側に移動したとき）にポンプ室５６と吐出ポート４４とを連通するように形成される。こうすれば、ポンプ室５６にエアが溜まったときに、そのエアを凹部２６４を介して吐出ポート４４に排出することができる。

上述の実施形態の電磁ポンプ２０では、ピストン６０の先端部に板バネ９０を取り付け、ピストン６０のストローク量が値０のときの、プランジャ３４の先端面とこれに対向する第２コア３６の凹部３６ａの底面との距離Ｌ１より、ピストン６０の先端部（板バネ９０）とこれに対向する弁本体７２の突出端面との距離Ｌ２を短くするものとしたが、ピストン６０の先端部に板バネ９０を取り付けないものとしてもよい。この場合、各部材の耐久性や衝突音の大きさなどを考慮して、距離Ｌ１と距離Ｌ２との大小関係を定めればよい。また、プランジャ３４の先端面が第２コア３６の凹部３６ａの底面に衝突せず、且つ、ピストン６０の先端部が弁本体７２の突出端面に衝突しない範囲で、ピストン６０のストローク量の正常時上限値を定めて、電磁コイル３２に対するデューティ制御を行なうものとしてもよい。

次に、本発明の電磁ポンプについて説明する。

本発明の電磁ポンプは、複数のポートを有するシリンダと、該シリンダ内を摺動するピストンと、電磁力により前記ピストンを往動させる電磁部と、弾性力により前記ピストンを復動させる付勢部材とを備え、ピストンを往復動させることにより、吸入ポートを介して作動流体をポンプ室に吸入すると共に吸入した作動流体を前記ポンプ室から吐出ポートを介して吐出する電磁ポンプであって、吐出圧の低下に伴って前記ポンプ室と所定ポートとを連通させる連通路を有する、ことを特徴とする。

この本発明の電磁ポンプでは、吐出圧の低下に伴ってポンプ室と複数のポートのうち所定ポート（例えば吐出ポート）とを連通する連通路を設ける。これにより、ポンプ室内にエア溜まりが生じて吐出圧が低下したときに、ポンプ室内のエアを連通路を介して所定ポートに排出することができるから、電磁ポンプの効率が低下している状態が継続するのを抑制することができる。

こうした本発明の電磁ポンプにおいて、前記吸入ポートから前記ポンプ室への作動流体の流れを許容する吸入用逆止弁と、前記ポンプ室から前記吐出ポートへの作動流体の流れを許容する吐出用逆止弁と、を備え、前記連通路は、吐出圧の低下に伴って、前記吸入用逆止弁および前記吐出用逆止弁を介さずに前記ポンプ室と前記所定ポートとを連通させる、ものとすることもできる。

本発明の電磁ポンプにおいて、前記連通路は、前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との少なくとも一方に、軸方向に延在するように形成されている、ものとすることもできる。

本発明の電磁ポンプにおいて、前記連通路は、前記ポンプ室側から前記所定ポート側に向かうにつれて幅が狭くなるように形成されている、ものとすることもできる。こうすれば、幅が一定となるように形成されるものに比して、ピストンとシリンダとの摺接面積を大きくしてこれらによるポンプ室と所定ポートとの間のシール性をより確保することができると共に、ピストンのストローク量が低下するのにつれてポンプ室のエアの排出量を滑らかに増加させることができる。

本発明の電磁ポンプにおいて、前記連通路は、前記ポンプ室側から前記所定ポート側に向かうにつれて深さが浅くなるように形成されている、ものとすることもできる。こうすれば、ピストンのストローク量が低下するのにつれてポンプ室のエアの排出量を滑らかに増加させることができる。

本発明の電磁ポンプにおいて、前記連通路は、前記ピストンが所定範囲内に位置するときには前記ポンプ室と前記所定ポートとを連通せず、前記ピストンが前記所定範囲より前記電磁部側に位置するときには前記ポンプ室と前記所定ポートとを連通する、ものとすることもできる。

本発明の電磁ポンプにおいて、前記所定ポートは、前記吐出ポートであるものとすることもできるし、逆止弁が取り付けられたエア抜きポートであるものとすることもできる。前者の場合、連通路を介してポンプ室と吐出ポートとが連通されると、ポンプ室のエアが吐出ポートに排出されると共に吐出ポートの作動流体がポンプ室に供給される。後者の場合、連通路を介してポンプ室とエア抜きポートとが連通されると、ポンプ室のエアが連通路、エア抜きポート，逆止弁を介して排出される。

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、シリンダ本体５０とシリンダカバー４８とが「シリンダ」に相当し、ピストン６０が「ピストン」に相当し、ソレノイド部３０が「電磁部」に相当し、コイルスプリング４６が「付勢部材」に相当し、凹部６４が「連通路」に相当する。

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電磁ポンプの製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０ 電磁ポンプ、３０ ソレノイド部、３１ ソレノイドケース、３２ 電磁コイル、３４ プランジャ、３５ 第１コア、３６ 第２コア、３６ａ 凹部、３８ シャフト、４０，１４０，２４０ ポンプ部、４２ 吸入ポート、４４ 吐出ポート、４６ コイルスプリング、４７ ストレーナ、４８ シリンダカバー、５０，１５０，２５０ シリンダ本体、５１，５２，５４ 内壁、５６ ポンプ室、５８ 第２ポンプ室、６０，１６０，２６０ ピストン、６２，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ，６２Ｈ，６２Ｉ，６２Ｊ，１６２，２６２ ピストン本体、６２ａ 中空部、６３，６４，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ，６４Ｈ，６５Ｊ，１６４，２５１ 凹部、６４ａ，６４Ｂａ，６４Ｃａ，６４Ｄａ 底面、６４Ｅａ，６４Ｆａ，６４Ｇａ，６４Ｊａ 平坦面、６４ｂ，６４Ｂｂ，６４Ｃｂ，６４Ｄｂ 壁面、６４Ｅ，６４Ｆ，６４Ｇ，６４Ｊ 切欠、６６ シャフト部、６６ａ，６６ｂ 貫通孔、７０ 吸入用逆止弁、７２ 弁本体、７２ａ 中空部、７２ｂ 中心孔、７２ｃ，７２ｄ 貫通孔、７３ａ 台座部、７３ｂ 突出部、７４ ボール、７６ コイルスプリング、７８ プラグ、７９ 中心孔、８０ 吐出用逆止弁、８４ ボール、８６ コイルスプリング、８８ プラグ、８９ 中心孔、９０ 板バネ、９２ 円盤部、９４ 脚部、９４ａ 爪部、１５１ エア抜き用ポート、１５２ チェックバルブ。

Claims (8)

1. 複数のポートを有するシリンダと、該シリンダ内を摺動するピストンと、電磁力により前記ピストンを往動させる電磁部と、弾性力により前記ピストンを復動させる付勢部材とを備え、ピストンを往復動させることにより、吸入ポートを介して作動流体をポンプ室に吸入すると共に吸入した作動流体を前記ポンプ室から吐出ポートを介して吐出する電磁ポンプであって、
   吐出圧の低下に伴って前記ポンプ室と所定ポートとを連通させる連通路を有する、
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
2. 請求項１記載の電磁ポンプであって、
   前記吸入ポートから前記ポンプ室への作動流体の流れを許容する吸入用逆止弁と、
   前記ポンプ室から前記吐出ポートへの作動流体の流れを許容する吐出用逆止弁と、
   を備え、
   前記連通路は、吐出圧の低下に伴って、前記吸入用逆止弁および前記吐出用逆止弁を介さずに前記ポンプ室と前記所定ポートとを連通させる、
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
3. 請求項１または２記載の電磁ポンプであって、
   前記連通路は、前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との少なくとも一方に、軸方向に延在するように形成されている、
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の電磁ポンプであって、
   前記連通路は、前記ポンプ室側から前記所定ポート側に向かうにつれて幅が狭くなるように形成されている、
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の電磁ポンプであって、
   前記連通路は、前記ポンプ室側から前記所定ポート側に向かうにつれて深さが浅くなるように形成されている、
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の電磁ポンプであって、
   前記連通路は、前記ピストンが所定範囲内に位置するときには前記ポンプ室と前記所定ポートとを連通せず、前記ピストンが前記所定範囲より前記電磁部側に位置するときには前記ポンプ室と前記所定ポートとを連通する、
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の電磁ポンプであって、
   前記所定ポートは、前記吐出ポートである、
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
8. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の電磁ポンプであって、
   前記所定ポートは、逆止弁が取り付けられたエア抜きポートである、
   ことを特徴とする電磁ポンプ。

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