JP3263779B2

JP3263779B2 - 電磁ポンプ

Info

Publication number: JP3263779B2
Application number: JP26501997A
Authority: JP
Inventors: 久男鞍川
Original assignee: 日本コントロール工業株式会社
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2002-03-11
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JPH1182294A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、便座などに設け
られて人体の局部を洗浄する洗浄温水を圧送供給するた
めの衛生洗浄装置等に用いられ、電磁力にて往復動され
るピストンによってポンプ室の容積を可変させてポンプ
作用を営む電磁ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】トイレなどに用いられる臀部等を洗浄す
る衛生洗浄装置として、給水タンクから供給される水を
温水タンクに貯えて加温し、この温水タンクを吸入ホー
スを介して電磁ポンプと接続し、この電磁ポンプを吐出
ホースを介して洗浄ノズルと接続し、電磁ポンプへの断
続電流の通電によって温水タンク内の温水を洗浄ノズル
へ圧送する衛生洗浄装置は公知である。

【０００３】この種の衛生洗浄装置に用いられる電磁ポ
ンプの具体例としては、特開昭６−４３１５３号公報や
特開昭６−４３１５４号公報等に示されるようなものが
ある。この電磁ポンプを具体的に説明すると、図５に示
されるように、電磁ポンプ１は、パルス波電流が供給さ
れる電磁コイル２の中心にガイドパイプ７が固定され、
このガイドパイプ７内には電磁プランジャ１０が摺動自
在に配置されている。電磁プランジャ１０は、ガイドパ
イプ７内において上部スプリング１１と下部スプリング
１２とによって挟まれて上下動可能に支持され、両スプ
リング圧の釣り合った位置に静止されるようになってい
る。この電磁プランジャ１０には下方へ伸びるピストン
１７が一体に連結され、電磁コイル２へ供給されるパル
ス電流により電磁プランジャ１０が往復動すると、これ
に伴ってピストン１７が動かされるようになっている。

【０００４】ピストン１７は、ポンプ本体９に固定され
ているシリンダ１５に挿入され、その先端はポンプ室１
８に突出して臨んでいる。このポンプ室１８の上流側に
は吸入弁２０が、下流側には吐出弁２１がそれぞれ設け
られており、ポンプ室１８は、これら吸入弁２０と吐出
弁２１とによって画成され、ピストン１７の往復動によ
って容積が変動され、これにより吸入弁２０から流体が
吸入されると共に、圧縮された流体が吐出弁２１から吐
出されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような電磁ポンプ
を上述の衛生洗浄装置に組み込むにあたっては、電磁ポ
ンプで生じる振動や吸入脈動が吸入ホースを伝って温水
タンクに伝達され、より大きな振動音となってトイレな
どの静寂した空間に響くことから、電磁ポンプから発生
する振動や騒音をいかに低減するかが重要な課題とな
る。

【０００６】しかしながら、上述した従来の電磁ポンプ
によれば、電磁プランジャ１０に連結されたピストン１
７が、図３（ｃ）に示されるように、同一部材を単に円
柱状に成形して構成されているので、可動部分の重量が
大きくなり、電磁ポンプの振動やそれに伴う騒音を低減
しにくいものであった。

【０００７】そこで、この発明においては、電磁プラン
ジャと連結するピストンの重量を小さくすることで可動
部分の重量を減らし、もって電磁ポンプから発生する振
動や騒音を低減することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明にかかる電磁ポンプは、電磁コイル内に筒状
のガイドパイプを固定し、このガイドパイプ内に電磁プ
ランジャを収納すると共にこの電磁プランジャを両側に
介在されたスプリングによって往復動自在に支持し、前
記電磁プランジャにポンプ室に臨むピストンを連結し、
前記ポンプ室の上流側に吸入弁を設け、前記ポンプ室の
下流側に吐出弁を設け、前記電磁コイルへの断続電流の
通電により前記電磁プランジャを往復動させ、これによ
り前記ピストンにて前記ポンプ室の容積を変動させるよ
うにし、前記電磁プランジャと結合する筒状の第１部材
と、この第１部材の開口端部を閉塞する第２部材とによ
り構成し、前記ピストンを中空形状としたことを特徴と
している（請求項１）。

【０００９】このような構成によれば、電磁プランジャ
と連結するピストンが中空に形成されているので、単に
円柱状に形成された従来のピストンに比べて重量を減ら
すことができ、電磁ポンプの可動部分の全体重量を抑え
て振動やそれに伴う騒音を低減することができる。

【００１０】また、ピストンは、電磁プランジャと結合
する筒状の第１部材と、この第１部材に封入された前記
第１部材よりも質量の小さい第２部材とにより構成する
ものであってもよい（請求項２）。

【００１１】このような構成においても、同一部材によ
って円柱状に形成された従来のピストンに比べて重量を
低減することができ、同様に電磁ポンプの振動や騒音を
全体として抑えることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により説明する。図１及び図２において、電磁ポンプ
１は、断続電流（パルス電流）が供給される電磁コイル
２を備え、この電磁コイル２が樹脂製のボビン３に巻設
されている。このボビン３には、中央の貫通孔４に中程
で分離した一対の磁性体からなる磁極筒５，６が嵌入さ
れ、これら磁極筒５，６の内側にさらに金属性のガイド
パイプ７が嵌入固定されている。このガイドパイプ７の
一端はヘッド栓８にて閉塞されると共に外周面が磁極筒
５に接触しており、また、ガイドパイプ７の他端は磁極
筒６から突出してポンプ本体９に接触している。

【００１３】ガイドパイプ７には、電磁プランジャ１０
が摺動自在に配されている。この電磁プランジャ１０
は、ポンプ本体側を有底とする中空の磁性体によって構
成されており、その両側に配された第１及び第２のスプ
リング１１，１２によってガイドパイプ７の軸方向に往
復動可能に支持されている。

【００１４】第１のスプリング１１は、一端が電磁プラ
ンジャ１０の内側に設けられたばね受け１３に当接し、
他端が前記ヘッド栓８の端部に設けられたばね受け１４
に当接し、これらばね受け間に圧縮された状態で弾装さ
れている。また、第２のスプリング１２は、一端が電磁
プランジャ１０の底部１０ａに設けられたばね受け２５
に当接し、他端が下記するシリンダ１５のつば部１５ａ
に当接し、これら電磁プランジャ１０とシリンダ１５と
の間に圧縮された状態で弾装されている。したがって、
電磁プランジャ１０は、第１及び第２のスプリング１
１，１２のばね力がバランスした位置で静止する。

【００１５】シリンダ１５は、合成樹脂によって構成さ
れ、外方へ突出するつば部１５ａをポンプ本体９の装着
孔に嵌合し、このシリンダ１５に外装されたＯ−リング
１６をつば部１５ａとポンプ本体９の装着孔に設けられ
た段部との間で介在させて固定されている。そして、こ
のシリンダ１５内には、以下述べるピストン１７が摺動
自在に挿入されている。

【００１６】ピストン１７は、基端部が電磁プランジャ
１０の底部１０ａに固着されてこの電磁プランジャ１０
と一体に往復動するようになっており、先端部がシリン
ダ１５から突出して、ポンプ本体９に形成されたポンプ
室１８に臨んでいる。このピストン１７は、図３（ａ）
にも示されるように、電磁プランジャとの固着側を有底
とする円筒部材１７ａと、この円筒部材１７ａの開口先
端部に圧入されてこの端部を閉塞する止栓１７ｂとから
構成されている。円筒部材１７ａは、ＳＵＳ材等の金属
によって構成され、止栓１７ｂは、樹脂又は金属材で構
成されており、全体として中空形状としてピストン全体
の重量を従来よりも軽くしている。このような形状のピ
ストンを以下において「改良品１」とする。

【００１７】ポンプ室１８は、ポンプ本体９に形成され
た通孔１９の両端部に設けられる吸入弁２０及び吐出弁
２１によって画成されており、ピストン１７が往復動す
ることによって容積が変動されるようになっている。こ
のポンプ室１８の容積変化と、それに伴うポンプ室圧の
変動による吸入弁２０及び吐出弁２１の開閉動作とによ
ってポンプ作用が営まれる。

【００１８】ポンプ室１８の上流側に設けられる吸入弁
２０と、下流側に設けられる吐出弁２１とは、スプリン
グ２０ａ，２１ａとこのスプリングによって付勢された
弁体２０ｂ，２１ｂとからなる逆止弁であり、吸入弁２
０は、それよりも上流側において吸入接続継手２２をポ
ンプ本体９に組み付け、吸入接続継手２２の組付端部に
固着されたシート部材２３に下流側から弁体２０ｂを当
接し、弁体２０ｂとポンプ本体９との間にスプリング２
０ａを弾装し、ポンプ室１８から上流側へ流体が逆流し
ないようになっている。また、吐出弁２１は、それより
も下流側に設けられた吐出接続継手２４をポンプ本体９
に組み付け、吐出接続継手２４の組付端部２４ａをばね
受けとし、このばね受けと弁体２１ｂとの間にスプリン
グ２１ａを弾装し、ポンプ本体９に形成されたシート部
９ａに弁体２１ｂを当接し、下流側からポンプ室１８へ
流体が逆流しないようになっている。

【００１９】上記構成において、電磁コイル２が励磁さ
れると、電磁プランジャ１０がスプリング１１に抗して
変位され、これに伴ってピストン１７も同方向へ変位し
てポンプ室１８の容積が拡大され、ポンプ室圧１８を負
圧にする。すると、吸入弁２０の弁体２０ｂがスプリン
グ２０ａに抗してリフトし、上流側の流体がポンプ室１
８に吸引される。

【００２０】しかる後に、電磁コイル２が消磁される
と、電磁プランジャ１０は第１及び第２のスプリング１
１，１２のばね力がバランスする位置へ戻され、これに
伴ってピストン１７も同方向へ変位してポンプ室１８の
流体を加圧し、ポンプ室圧を正圧にする。そして、ポン
プ室圧が吐出弁２１のスプリグ圧より大きくなると、弁
体２１ｂがスプリング２１ａに抗してリフトし、ポンプ
室内の流体が下流接続継手２４より圧送される。

【００２１】このような動作は、断続電流として商業用
電流を半波整流したものを用いる場合には、５０Ｈｚで
あれば毎秒５０回、６０Ｈｚであれば毎秒６０回繰り返
し行われ、したがって、断続電流が通電されている限
り、流体はあたかも連続的に圧送される一方、ピストン
１７等の可動部分もこのサイクル数に見合う周期で動作
するので、電磁ポンプ１から振動やそれに伴う振動音が
発生する。

【００２２】しかしながら、本構成にあっては、ピスト
ン１７が中空形状に形成されていることから、従来のピ
ストンに比べて重量が軽くなっており、表１及び表２に
示されるように、断続電流の通電時における電磁ポンプ
１の振動が抑えられ、それに伴って吸入ホースを介して
温水タンクや水タンクへ伝播される振動が抑えられ、全
体として騒音レベルを低減することができる。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】ここで、表１に示されるデータは、電磁ポ
ンプ単品の振動加速度を示すもので、改良品１を用いた
３つの試作品（ポンプNo１、ポンプNo２、ポンプNo３）
と従来品を用いた電磁ポンプとのそれぞれについて実測
したものである。用いられたピストン１７の外径は、試
作品も従来品も９ｍｍとして外形形状を等しくしてあ
り、試作品の内径は７ｍｍとしてある。また、試作品の
ピストン重量は、従来品の３０ｇに対して２２ｇとして
ある。測定は、図４（ａ）で示されるように、試験台３
０にそれぞれの電磁ポンプ１を固定し、電磁ポンプ１か
らタンク３１の水面までの距離Ｈを２０ｃｍとし、電磁
ポンプ１の表面に圧電型振動計３２を当接し、電磁ポン
プ１の吐出流量がどの被検機に対してもほぼ等しくなる
ようにして行なった。振動測定時の室温Ｒｔは２７℃、
タンク水温Ｗｔは２５℃であり、タンク３１と被検機と
を接続するホース３３は、内径φ７、外形φ１２のシリ
コンゴム製のものを用い、断続電流を５０Ｈｚとした場
合と６０Ｈｚとした場合のそれぞれについて振動加速度
の実効値（ｒｍｓ）と波高値（peak-to-peak値）とを測
定した。

【００２６】また、表２に示されるデータは、上記電磁
ポンプを組み込んだ衛生洗浄装置の騒音レベルを示すも
ので、改良品１が用いられた場合と後述する改良品２が
用いられた場合とを従来品と比較したものである。用い
られる電磁ポンプのピストンと重量は、振動測定時の条
件と同様である。騒音の測定は、図４（ｂ）に示される
ように、衛生洗浄装置の真上に１ｍ離して設置されたマ
イクＡと、このマイクＡから衛生洗浄装置３４の正面へ
１ｍ離して設置されたマイクＢとにより行なわれた。各
被検機の測定は、温水タンクと電磁ポンプとを接続する
吸入ホースがエチレンプロピレンゴムで形成されている
場合とシリコンゴムで形成されている場合のそれぞれに
ついて、断続電流を５０Ｈｚにした場合と６０Ｈｚにし
た場合を測定した。

【００２７】表１に示されるように、従来品に対して改
良品１は、断続電流が５０Ｈｚの場合であれば、振動加
速度が実効値にして９００Ｇａｌから６７０〜６８０Ｇ
ａｌとなり、波高値にして１７００Ｇａｌから１２５０
〜１４００Ｇａｌとなり、およそ２５％減少した。ま
た、断続電流が６０Ｈｚの場合であれば、振動加速度が
実効値にして１１５０Ｇａｌから７５０〜７７０Ｇａｌ
となり、波高値にして２１００Ｇａｌから１３５０〜１
４５０Ｇａｌとなり、およそ３５％減少した。

【００２８】騒音レベルにおいても、表２に示されるよ
うに、従来品に対して改良品１は、断続電流が５０Ｈｚ
の場合であれば、衛生洗浄装置の上方で２．３〜７．０
ｄＢ（Ａ）、正面で４．３〜７．５ｄＢ（Ａ）の減少と
なり、断続電流が６０Ｈｚの場合であれば、衛生洗浄装
置の上方で３．２〜４．２ｄＢ（Ａ）、正面で３．０〜
４．０ｄＢ（Ａ）の減少となった。しかも、表２から明
らかなように、吸入ホースをシリコンゴムとした方が総
じて騒音が小さくなっており、シリコン製ホースを用い
た方が電磁ポンプの振動や吸入脈動のタンクへの伝播を
抑え、騒音対策上有利であることが裏付けられた。

【００２９】図３（ｂ）に電磁プランジャ１０に固着し
たピストン１７の他の構成例（以下において「改良品
２」という）が示されている。このピストン１７は、電
磁プランジャ１０の底部１０ａと固着する円筒部材１７
ｃと、この円筒部材１７ｃに封入された充填部材１７ｄ
とから構成されている。円筒部材１７ｃは、ＳＵＳ材等
の金属によって構成され、充填部材１７ｄは、円筒部材
１７ｃよりも質量の軽い樹脂材で構成されており、もっ
て、ピストン１７全体の重量を従来よりも軽くしてい
る。

【００３０】このように構成されたピストン１７を有す
る電磁ポンプにあっても、これを組み込んだ衛生浄化装
置の騒音測定データによれば、表２の改良品２に示され
るように、断続電流が５０Ｈｚの場合であれば、従来品
よりも、衛生洗浄装置の上方で３．５ｄＢ（Ａ）、正面
で３．８〜４．３ｄＢ（Ａ）の減少となり、断続電流が
６０Ｈｚの場合であれば、従来品よりも、衛生洗浄装置
の上方で３．５〜４．０ｄＢ（Ａ）、正面で２．５〜
３．５ｄＢ（Ａ）の減少となった。この場合も、吸入ホ
ースをシリコンゴムとした方が総じて騒音が小さくな
る。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
電磁ポンプの電磁プランジャと連結するピストンを中空
形状に構成し、あるいは、ピストンを電磁プランジャと
連結する筒状部材と、この筒状部材に封入されたより質
量の小さい部材とにより構成するようにしたので、同一
部材を円柱状に形成した従来のピストンよりも軽量にす
ることができ、可動部材の重量を減らして電磁ポンプの
振動やそれに伴う騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係る電磁ポンプの構成例を
示す断面図である。

【図２】図２は、図１の電磁ポンプを吸入弁、ポンプ
室、吐出弁を含むように垂直に切断した状態を示す断面
図である。

【図３】図３は、電磁プランジャとこれに固着されるピ
ストンとを示す断面図であり、図３（ａ）は改良品１
を、図３（ｂ）は改良品２を、図３（ｃ）は従来品をそ
れぞれ示す。

【図４】図４（ａ）は、本発明に係る電磁ポンプと従来
の電磁ポンプとの振動加速度を測定する手法を説明する
説明図であり、図４（ｂ）は、本発明に係る電磁ポンプ
を用いた衛生洗浄装置と従来の電磁ポンプを用いた衛生
洗浄装置との騒音レベルを測定する手法を説明する説明
図である。

【図５】図５（ａ）は、従来の電磁ポンプを示す断面図
である。

【符号の説明】

１電磁ポンプ７ガイドパイプ１０電磁プランジャ１１第１のスプリング１２第２のスプリング１８ポンプ室１７ピストン１７ａ円筒部材１７ｂ止栓１７ｃ円筒部材１７ｄ充填部材２０吸入弁２１吐出弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁コイル内に筒状のガイドパイプを固
定し、このガイドパイプ内に電磁プランジャを収納する
と共にこの電磁プランジャを両側に介在されたスプリン
グによって往復動自在に支持し、前記電磁プランジャに
ポンプ室に臨むピストンを連結し、前記ポンプ室の上流
側に吸入弁を設け、前記ポンプ室の下流側に吐出弁を設
け、前記電磁コイルへの断続電流の通電により前記電磁
プランジャを往復動させ、これにより前記ピストンにて
前記ポンプ室の容積を変動させるようにした電磁ポンプ
において、前記ピストンを、前記電磁プランジャと結合する筒状の
第１部材と、この第１部材の開口端部を閉塞する第２部
材とにより構成し、前記ピストンを中空形状としたこと
を特徴とする電磁ポンプ。
【請求項２】電磁コイル内に筒状のガイドパイプを固
定し、このガイドパイプ内に電磁プランジャを収納する
と共にこの電磁プランジャを両側に介在されたスプリン
グによって往復動自在に支持し、前記電磁プランジャに
ポンプ室に臨むピストンを連結し、前記ポンプ室の上流
側に吸入弁を設け、前記ポンプ室の下流側に吐出弁を設
け、前記電磁コイルへの断続電流の通電により前記電磁
プランジャを往復動させ、これにより前記ピストンにて
前記ポンプ室の容積を変化させるようにした電磁ポンプ
において、前記ピストンを、前記電磁プランジャと結合する筒状の
第１部材と、この第１部材に封入された前記第１部材よ
りも質量の小さい第２部材とにより構成されていること
を特徴とする電磁ポンプ。