JP4186256B2

JP4186256B2 - 電磁弁一体型電磁ポンプ

Info

Publication number: JP4186256B2
Application number: JP17025098A
Authority: JP
Inventors: 優角川; 貞久鬼丸; 光夫稲垣; 和秀内田; 敏浩大島
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: JP2000009027A; DE19924485A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧を発生させる電磁ポンプに関するものであり、流体圧により駆動されるアクチュエータに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特開平９−１２６１２２号公報に記載のごとく、プランジャを往復させることにより流体を吸入吐出するプランジャ型のポンプ機構が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、流体圧により駆動されるアクチュエータを制御するには、流体圧を発生させる電磁ポンプに加えて、流体流れを制御する電磁弁も必要とするため、アクチュエータを含む装置全体が大型化してしまい、装置の製造原価が上昇してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、アクチュエータ等の流体圧により稼動する機器を含む装置全体の小型化及び製造原価低減を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜４に記載の発明では、ソレノイドコイル（１０１）と、
ソレノイドコイル（１０１）が発生する電磁力により変位する１個のプランジャ（１０３）と、
プランジャ（１０３）の往復運動により流体を吸入吐出するプランジャ型のポンプ機構（１１０）と、
プランジャ（１０３）の往復運動により駆動される弁体（１３１、１３２）を有し、流体通路を開閉する弁機構（１２０）と、
ソレノイドコイル（１０１）、ポンプ機構（１１０）及び弁機構（１２０）を収納するハウジング（１０４）とを備え、
ポンプ機構（１１０）には、プランジャ（１０３）と一体的に往復運動するピストン部（１１３）が設けられ、
ピストン部（１１３）の外周には、ピストン部（１１３）の径外方側に向けて突出するとともに、弁体（１３１、１３２）を開閉作動させるカム部（１３０）が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
これにより、ポンプ機構（１１０）と弁機構（１２０）とが一体化されているので、流体圧により稼動する機器を含む装置全体の小型化（軽量化）及び製造原価低減を図ることができる。
特に、請求項１に記載の発明では、ポンプ機構（１１０）のピストン部（１１３）の外周に形成したカム部（１３０）にて弁体（１３１、１３２）を開閉作動させる構成であるから、弁機構（１２０）をポンプ機構（１１０）側に構成して、上記両機構（１１０、１２０）を一体化できる。これにより、装置全体の小型化（軽量化）をより一層有効に実現できる。
なお、請求項５に記載の発明のごとく、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁弁一体型電磁ポンプ（１００）にて、ビスカスヒータ装置のアクチュエータ（２５０）に流体圧を供給してもよい。
【０００８】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る電磁弁一体型電磁ポンプ（以下、ポンプと略す。）１００を車両用ビスカスヒータ装置に適用したものであり、図１はビスカスヒータ装置の模式図である。図１中、２００は粘性流体（本実施形態ではシリコーンオイル）内で円板状のロータ２１０を回転させることにより熱を発生させるビスカスヒータであり、２２０はロータ２１０を回転駆動するシャフトである。なお、本実施形態では、シャフト２２０は、プーリ２３０及びＶベルト（図示せず）を介して車両用走行エンジン（図示せず）から駆動力を得て回転する。
【００１０】
そして、ビスカスヒータ２００で発生した熱は、ビスカスヒータ２００内に形成された冷却水通路２４０を流通するエンジン冷却水を介して車室内に配設されたヒータコア（図示せず）より車室内に放出される。
また、２５０は、粘性流体が封入された発熱室２６０の体積を変化させることにより、ビスカスヒータ２００の発熱量を調節するピストン（アクチュエータ）であり、このピストン２５０は、ポンプ１００から供給される油圧（流体圧）により駆動される。
【００１１】
なお、ピストン２５０を挟んで発熱室２６０と反対側に形成された背室２５１は、後述するポンプ１００の弁機構１２０を経由して低圧側（作動油のタンク部３００）に連通している。
次に、図２を用いてポンプ１００について述べる。
１０１は電磁力（磁界）を発生させるソレノイドコイル（磁界発生手段）であり、１０２は樹脂等の非磁性材料からなるソレノイドコイル１０１の巻枠（ボビン）である。そして、ソレノイドコイル（以下、コイルと略す。）１０１内には、その長手方向に往復運動可能にプランジャ１０３が配設されており、このプランジャ１０３は鉄等の磁性材料製である。
【００１２】
１０４ａはコイル１０１及びプランジャ１０３を収納するととともに、コイル１０１により誘起された磁束の磁路を構成するミドルハウジング（ヨークハウジング）であり、このミドルハウジング１０４ａ、並びにフロントハウジング１０４ｂ及び後述するリアハウジング１０４ｃを総称してハウジング１０４と呼ぶ。なお、ミドルハウジング１０４ａは、鉄等の磁性材料製である。
【００１３】
そして、プランジャ１０３は、コイル１０１に通電したときには、その通電量に応じてプランジャ１０３の長手方向一端側（フロントハウジング１０４ｂ側）に移動し、コイル１０１への通電を遮断したときには、コイルスプリング（弾性部材）１０３ａによって長手方向他端側（リアハウジング１０４ｃ側）に移動する。
【００１４】
また、１０４ｃは、背室２５１からタンク部３００に至る流体通路３１０（図１参照）を開閉する弁体１２１を有する弁機構１２０が収納されたリアハウジングであり、１２２は背室２５１に連通する高圧ポートであり、１２３はタンク部３００に連通する低圧ポートである。
ところで、ミドルハウジング１０４ａのうちフロントハウジング１０４ｂ側には、プランジャ１０３の往復運動により作動油（流体）を吸入吐出するプランジャ型のポンプ機構１１０が収納されており、１１１はタンク部３００に連通する吸入ポートであり、１１２は作動油を吐出する吐出ポートである。
【００１５】
そして、ポンプ機構１１０は、図３の（ａ）に示すように、プランジャ１０３の長手方向一端側（図２参照）に圧入されてプランジャ１０３と一体的に往復運動するピストン部１１３、並びにピストン部１１３及びシリンダ１１４によって形成された作動室Ｐ等から構成されている。
具体的には、ピストン部１１３には、吸入ポート１１１と作動室Ｐとを連通させる第１連通路１１３ａが形成されており、この第１連通路１１３ａ内には、第１連通路１１３ａ（ピストン部１１３）に対して摺動可能な第１弁体１１５が配設されている。そして、第１弁体１１５には、第１連通路１１３ａの通路断面積より小さい断面積を有する小孔１１５ａが形成されている。
【００１６】
なお、１１５ｂは、第１弁体１１５が第１連通路１１３ａ内から脱落することを防止する止め輪であり、この止め輪１１５ｂは、ピストン部１１３に圧入固定されている。
また、１１６は作動室Ｐと吐出ポート１１２側とを連通させる通路１１２ａを開閉する第２弁体であり、この第２弁体１１６は、コイルスプリング（弾性部材）１１７の弾性力により通路１１２ａを閉じる向きに押圧されている。
【００１７】
一方、弁機構１２０は、図４の（ａ）に示すように、高圧ポート１２２から低圧ポート１２３に至る連通路１２４を開閉する弁体１２１、及び連通路１２４を閉じる向きの弾性力を弁体１２１に作用させるコイルスプリング（弾性部材）１２５を有して構成されている。
そして、コイル１０１へ通電していないとき（非通電時）には、弁体１２１は、プランジャ１０３の長手方向他端側に形成された突起部１０３ｂによって連通路１２４が開く向きに押圧される。
【００１８】
次に、ポンプ１００の作動について述べる。
１．非通電時
非通電時には、電磁力が発生しないため、プランジャ１０３はコイルスプリング１０３ａの弾性力により、その長手方向他端側に変位して停止している。
このため、図４の（ａ）に示すように、弁機構１２０（連通路１２４）は開いた状態となり、ポンプ機構１１０は停止した状態となる。
【００１９】
２．通電時
コイル１０１に通電すると、電磁力により、プランジャ１０３はコイルスプリング１０３ａの弾性力に打ち勝って、その長手方向一端側に移動する。
このため、プランジャ１０３の突起部１０３ｂが弁体１２１から離れるため、図４の（ｂ）に示すように、弁機構１２０（連通路１２４）は閉じた状態となる。
【００２０】
そして、コイル１０１に通電した状態で、コイル１０１に印加する電圧を周期的に変化させてコイル１０１の起磁力を周期的に変化させると、プランジャ１０３は、プランジャ１０３に作用する電磁力と弾性力との釣り合いにより、起磁力の変化に連動して往復運動する。
つまり、起磁力が大きい場合（本実施形態では、印加電圧を１２Ｖとした場合）から起磁力が小さい場合（本実施形態では、印加電圧を５Ｖとした場合）に変化させると、プランジャ１０３は、コイルスプリング１０３ａの弾性力により作動室Ｐの体積が拡大する向きに移動するので（図３の（ｃ）→図３の（ａ））、作動油が吸入ポート１１１から作動室Ｐ内に吸入される。
【００２１】
なお、このとき（作動室Ｐの体積が拡大するとき）、図３の（ａ）に示すように、作動油が第１弁体１１５の小孔１１５ａを流通する際の圧力損失により、第１弁体１１５より作動室Ｐ側の圧力が反対側（プランジャ１０３側）の圧力より低くなるため、第１弁体１１５が作動室Ｐ側に移動して止め輪１１５ｂの穴１１５ｃを閉塞しようとするが、止め輪１１５ｂの外周部に設けられたリング状の突起部１１５ｄにより止め輪１１５と第１弁体１１５との間に空間１１５ｅが形成されるので、小孔１１５ａと穴１１５ｃとの連通状態が確保される。
【００２２】
一方、起磁力が小さい場合から起磁力が大きい場合に変化させると、プランジャ１０３は電磁力により作動室Ｐの体積が縮小する向きに移動するので（図３の（ａ）→図３の（ｂ）→図３の（ｃ））、作動室Ｐ内の圧力が上昇し、第２弁体１１６が吐出ポート１１２側に移動して通路１１２ａが開くので、作動油が吐出される。
【００２３】
なお、このとき（作動室Ｐの体積が縮小するとき）の初期段階では、図３の（ａ）に示すように、第１弁体１１５が作動室Ｐ側に位置して第１連通路１１５ａが開いているものの、作動室Ｐの体積が縮小するに従って第１弁体１１５より作動室Ｐ側の圧力が反対側（プランジャ１０３側）の圧力より高くなるため、図３の（ｂ）に示すように、第１弁体１１５がプランジャ１０３側に移動して第１連通路１１５ａを閉じるので、作動油を確実に吐出ポート１１２から吐出できる。
【００２４】
以上に述べたように、本実施形態では、通電時には、起磁力を周期的に変化させることによりプランジャ１０３を往復運動させてポンプ機構１１０を駆動し、通電状態と非通電状態とを切替えることにより弁機構１２０を開閉している（図５参照）。
次に、ビスカスヒータ装置の概略作動を述べる。
【００２５】
１．ビスカスヒータ２００にて発熱させる場合（図６参照）
ポンプ機構１１０を稼動させるとともに、弁機構１２０を閉じることにより、背室２５１を拡大して発熱室２６０の体積を縮小させる。
これにより、粘性流体に混入した気体（気泡）の体積が縮小するとともに、発熱室２６０内の気体がロータ２１０の中心側に集合するとともに、ロータ２１０の中心側から径外方側に至る範囲の発熱室２６０に粘性流体が充満するので、ロータ２１０の回転に応じて熱が発生する。
【００２６】
なお、ロータ２１０の中心側は周速が低いため、元来、発熱に殆ど関与しないので、中心側に気体が集合してもビスカスヒータ２００の発熱量には殆ど影響がない。
２．ビスカスヒータ１００での発熱を停止させる場合（図１参照）
ポンプ機構１１０を停止させるとともに、弁機構１２０を開くことにより、背室２５１を縮小させて発熱室２６０の体積を拡大させる。
【００２７】
これにより、ロータ２１０の中心側に集合していた気体（気泡）の体積が拡大（膨張）するとともに、気泡がロータ２１０の径外方側まで広がるので、ビスカスヒータ２００での発熱が実質的に停止する。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態によれば、ハウジング１０４内にポンプ機構１１０及び弁機構１２０を収納して両機構１１０、１２０を一体化するとともに、両機構１１０、１２０は共に１個のプランジャ１０３で駆動されているので、ビスカスヒータ装置全体の小型化（軽量化）及び製造原価低減を図ることができる。
【００２８】
（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に係るポンプ１００における吐出ポート１１２と高圧ポート１２２とを共用化すとともに（以下、この共用化されたポートを高圧ポート１２２と表記する。）、弁機構１２０をポンプ機構１１０側に構成したものである。
【００２９】
すなわち、本実施形態では、図７に示すように、ピストン部１１３（プランジャ１０３）の運動方向と直交する方向に高圧ポート１２２及び低圧ポート１２３を形成するとともに、ピストン部１１３の先端側（吐出ポート１１２側）にその径外方側に向けて突出するカム部１３０を形成している。
そして、各ポート１２２、１２３を開閉する高圧弁体１３１、低圧弁体１３２それぞれに対して各ポート１２２、１２３を閉じる向きの弾性力（以下、この弾性力を閉弁力と呼ぶ。）を発生するコイルスプリング（弾性部材）１３３、１３４を配設する。このとき、両コイルスプリング１３３、１３４は、高圧弁体１３１に作用する弾性力が、低圧弁体１３２に作用する弾性力より小さくなるように設定されている。
【００３０】
因みに、両コイルスプリング１３３、１３４は、両弁体１３１、１３２をカム部１３０に押圧する押圧部材も兼ねている。
また、１３５は吸入ポート１１１から作動室Ｐ内に作動油が流入する場合のみ開くリード弁状の吸入弁（逆止弁）である。
次に、本実施形態に係るポンプ１００の作動を述べる。
【００３１】
１．非通電時
非通電時では、プランジャ１０３は、図７に示すように、コイルスプリング１０３ａの弾性力により作動室Ｐが最も大きくなるとともに、カム部１３０の頂点で両弁体１３１、１３２が接触する位置に位置している。
このため、高圧ポート１２２及び低圧ポート１２３が開いて弁機構１２０が開いた状態となるとともに、ポンプ機構１１０は停止した状態となる。
【００３２】
２．通電時
通電すると、図８、９に示すように、プランジャ１０３がその長手方向に移動するので、両弁体１３１、１３２とカム部１３０との接触部位がカム部１３０の根元側に移動する。このため、高圧ポート１２２及び低圧ポート１２３が閉じて弁機構１２０が閉じた状態となる
そして、起磁力を大きくした場合には、図８に示すように、作動室Ｐの体積が縮小するので、作動室Ｐ内の圧力が上昇し、閉弁力の小さい高圧ポート１２２が開いて作動油が吐出される。
【００３３】
一方、起磁力が小さくなると、コイルスプリング１０３ａの弾性力によりプランジャ１０３が、図９に示すように、作動室Ｐの体積が拡大する向きに移動するので、吸入ポート１１１より作動油が作動室Ｐ内に吸入される。
したがって、第１実施形態と同様に、起磁力を周期的に変化させることにより、ポンプ機構１１０を稼動させることができる。
【００３４】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
弁機構１２０をポンプ機構１１０側に構成して両機構１１０、１２０が一体化されているので、ポンプ１００をさらに小型化（軽量化）することができる。
（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態に対して低圧ポート１２３と吸入ポート１１１とを共用化（以下、この共用化したポートを低圧ポート１２３と表記する。）したものである。
【００３５】
すなわち、本実施形態では、図１０に示すように、ピストン部１１３とプランジャ１０３とを一体化するとともに、プランジャ１０３内に低圧ポート１２３から作動室Ｐまで連通させる連通路１４０を形成する。
そして、プランジャ１０３内の連通路１４０のうち作動室Ｐ側の開口部１４１に、低圧ポート１２３側から作動室Ｐ側にのみ作動油が流通することを許容し、その反対に作動室Ｐ側から低圧ポート１２３側に作動油が逆流することを防止するリード弁状の逆止弁１４２を配設する。
【００３６】
また、１４３は、カム部１３０の頂点に高圧弁体１３１が接触した状態で高圧ポート１２２が開いているときに（非通電時に）、開口部１４１が開くようにするするストッパである。
次に、本実施形態に係るポンプ１００の作動を述べる。
１．非通電時
非通電時では、図１０に示すように、開口部１４１及び高圧ポート１２２が開いているので、弁機構１２０は開いた状態となる。また、プランジャ１０３は停止しているので、ポンプ機構１１０は停止している。
【００３７】
２．通電時
通電すると、図１１、１２に示すように、プランジャ１０３がその長手方向に移動するので、高圧弁体１３１とカム部１３０との接触部位がカム部１３０の根元側に移動する。このため、高圧ポート１２２が閉じる。
このとき、起磁力を増大させた場合には、図１１に示すように、作動室Ｐの体積が縮小する向きにプランジャ１０３が移動するので、作動室Ｐ内の圧力が上昇する。そして、逆止弁１４２により開口部１４１が閉じられているので、行き場を失った作動室Ｐ内の作動油は、コイルスプリング１３４の閉弁力に打ち勝って高圧弁体１３１を押し開け、高圧ポート１２２より吐出される。
【００３８】
一方、起磁力が小さくなると、コイルスプリング１０３ａの弾性力によりプランジャ１０３が、図１２に示すように、作動室Ｐの体積が拡大する向きに移動するので、高圧ポート１２２が閉じるとともに、作動室Ｐ内の圧力が低下して逆止弁１４２が開くため、低圧ポート１２３より作動油が作動室Ｐ内に吸入される。したがって、第１実施形態と同様に、起磁力を周期的に変化させたときには、ポンプ機構１１０が稼動するとともに、弁機構１２０が開く。
【００３９】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
低圧ポート１２３と吸入ポート１１１とが共用化されてポート数が減少しているので、ポンプ１００をさらに小型化（軽量化）することができるとともに、ポンプ１００に接続する配管の取り回しを簡素化することができる。
（第４実施形態）
本実施形態は、第２実施形態に係るポンプ１００の変形例である。
【００４０】
すなわち、本実施形態では、図１３に示すように、高圧ポート１２２をプランジャ１０３の延長線上に位置させるとともに、吸入ポート１１１をプランジャ１０３の径方向に配置している。
また、高圧ポート１２２を開閉する高圧弁体１５０に高圧ポート１２２側と作動室Ｐ側とを連通させる連通穴１５１を形成し、プランジャ１０３（ピストン部１１３）と高圧弁体１５０との間に連通穴１５１を開閉する弁体１５２を配設する。
【００４１】
そして、弁体１５２とプランジャ１０３（ピストン部１１３）とは、プランジャ１０３の運動方向に伸縮可能な伸縮部材（本実施形態ではコイルスプリング）１５３により連結されている。なお、本実施形態では、弁体１５２は、低圧ポート１２３が開いている状態（低圧弁体１３２がカム部１３０の頂点に接触している状態）で、連通穴１５１が開く位置に位置している。
【００４２】
次に、本実施形態に係るポンプ１００の作動を述べる。
１．非通電時
非通電時では、プランジャ１０３は、図１３示すように、コイルスプリング１０３ａの弾性力により作動室Ｐが最も大きくなるとともに、カム部１３０の頂点で低圧弁体１３２が接触する位置に位置している。
【００４３】
このため、高圧ポート１２２及び低圧ポート１２３が連通するので、弁機構１２０が開いた状態となるとともに、ポンプ機構１１０は停止した状態となる。
２．通電時
通電すると、図１４、１５に示すように、プランジャ１０３がその長手方向に移動するので、低圧弁体１３２とカム部１３０との接触部位がカム部１３０の根元側に移動するため、低圧ポート１２３が閉じた状態となる
このとき、起磁力を増大させた場合には、図１４に示すように、作動室Ｐの体積が縮小する向きにプランジャ１０３が移動して作動室Ｐ内の圧力が上昇するとともに、弁体１５２により連通穴１５１が閉じられる。
【００４４】
そして、さらに作動室Ｐ内の圧力が上昇すると、高圧弁体１５０は、弁体１５２と共にプランジャ１０３の移動の向き（紙面左側）に移動するので、高圧ポート１２２が開き、高圧ポート１２２より作動室Ｐ内の作動油が吐出される。
一方、起磁力が小さくなると、コイルスプリング１０３ａの弾性力によりプランジャ１０３が、図１５に示すように、作動室Ｐの体積が拡大する向きに移動するので、高圧ポート１２２が閉じるとともに、作動室Ｐ内の圧力が低下して吸入弁１３５が開くため、吸入ポート１１１より作動油が作動室Ｐ内に吸入される。
【００４５】
したがって、第１実施形態と同様に、起磁力を周期的に変化させたときには、ポンプ機構１１０が稼動するとともに、弁機構１２０が開く。
（第５実施形態）
本実施形態は、第１〜第４実施形態に係るポンプ１００において、ポンプ機構１１０の稼動時に、起磁力の変化周波数と、プランジャ１０３及びコイルスプリング１０３ａによって決定されるプランジャ１０３の固有振動数とを一致させるものである。
【００４６】
これにより、プランジャ１０３は、固有振動数で共振するので、プランジャ１０３を往復駆動するための起磁力を小さくすることができるとともに、電磁力とコイルスプリング１０３ａの弾性力との静的な釣り合いによって決定するプランジャ１０３の移動量より実際の移動量の方が大きくなる。
したがって、コイル１０１を小さくしつつ、ポンプ機構１１０の吐出容量を大きくすることができる。延いては、ポンプ１００の小型化（軽量化）をさらに図ることができる。
【００４７】
（第６実施形態）
本実施形態は、第１〜第５実施形態に係るポンプ１００において、プランジャ１０３を永久磁石で構成すべく、プランジャ１０３に着磁処理を施すとともに、起磁力を変化させる際に、コイル１０１への印加電圧を一定として、その印加電圧の極性を変化させるようにしたものである。
【００４８】
ところで、上述の実施形態において、印加電圧の最大値が小さい場合には、起磁力が大きい場合と小さい場合との差（以下、この差を起磁力差と呼ぶ。）を大きく設定することが困難になるため、プランジャ１０３の移動量及びポンプ機構１１０の吐出圧を大きくすることができない。
これに対して、本実施形態では、印加電圧の極性を変化させることにより、起磁力を変化させているので、印加電圧の最大値が小さい場合であっても、起磁力差を大きくすることができる。したがって、印加電圧の最大値が小さい場合であっても、プランジャ１０３の移動量及びポンプ機構１１０の吐出圧を大きくすることができる。
【００４９】
（第７実施形態）
本実施形態は、図１６に示すように、上述の実施形態と異なり、弁機構１２０を廃止してビスカスヒータ２００のピストン２５０を駆動するアクチュエータ４００に関するものである。
図１７は、本実施形態に係るアクチュエータ４００の模式図である。そして、４０１はハウジングであり、このハウジング４０１内には、第１ピストン部材４０２が往復運動可能に配設されている。
【００５０】
また、４０３ａ、４０３ｂは、第１ピストン部材４０２を運動（変位）可能に支持するダイヤフラムであり、ダイヤフラム４０３ｂは、第２ピストン部材４０４及びハウジング４０１と共に、圧縮性流体（本実施形態では空気）が封入された密閉空間４０５を形成している。
また、第１ピストン部材４０２を挟んで密閉空間４０５と反対側には、コイルスプリング４０６が配設されており、このコイルスプリング４０６及び密閉空間４０５に封入された圧縮性流体により、第１ピストン部材４０２に連結されて第１ピストン部材４０２の変位と共に弾性変形する弾性部材を構成している。
【００５１】
なお、以下、特に断りが無い限り、弾性部材４０９と表記するときは、コイルスプリング４０６は勿論、密閉空間４０５に封入された圧縮性流体により形成された疑似バネ（エアスプリング）を含む意味である。
因みに、第２ピストン部材４０４も第１ピストン部材４０２の同方向に変位可能であり、第２ピストン部材４０４を挟んで密閉空間４０５の反対側には、密閉空間４０５の体積を縮小させる向きの弾性力を第２ピストン４０４に作用させるコイルスプリング４０７が配設されている。
【００５２】
また、コイルスプリング４０７が配設された空間４０８は、図１６に示すように、配管を介してピストン２５０の背室２５１に連通しているとともに、作動油が封入されている。
ところで、図１７中、４１０は、コイルスプリング４０６の弾性力に対抗して第１ピストン部材部材４０２を所定位置に保持する場合と、第１ピストン部材４０２を変位可能（自由状態）とする場合と切替えるピストン制御部である。
【００５３】
そして、ピストン制御部４１０は、初期状態（アクチュエータ４００を組み立てた状態）では、コイルスプリング４０６が縮められた状態（弾性部材４０９に弾性エネルギが蓄えられた状態）となるように第１ピストン部材部材４０２を保持している。
なお、このピストン制御部４１０は、ソレノイドコイル（以下、コイルと略す。）４１１、コイル４１１により誘起される電磁力によって移動（変位）するプランジャ４１２、及び電磁力に対抗する弾性力をプランジャ４１２に作用させるコイルスプリング（弾性部材）を有して構成されている。
【００５４】
次に、本実施形態の作動を述べる。
初期状態では、図１６、１７に示すように、第２ピストン部材４０４が第１ピスト部材４０２側に位置しており、ビスカスヒータ２００の発熱室２６０の体積が拡大している。
そして、発熱室２６０の体積を縮小させるときには、コイル４１１に通電してプランジャ４１２を変位させて第１ピストン部材４０２が変位することができる状態にする。
【００５５】
これにより、コイルスプリング４０６に蓄えられた弾性エネルギにより、第１ピストン部材４０２が変位するので、図１８に示すように、密閉空間４０５内の圧力が上昇して第２ピストン部材４０４及びピストン２５０が変位して発熱室２６０の体積が縮小する。
このとき、第１ピストン部材４０２の変位の向きが反転する位置より弾性部材４０９の弾性力が大きくなる位置にて第１ピストン部材４０２が保持されるように、ピストン制御部４１０を作動させる
具体的には、第１ピストン部材４０２が変位可能（自由変位可能）となっている状態において、第１ピストン部材４０２の変位の向きが反転する時にプランジャ４１２を突出作動させる。このとき、プランジャ４１２及び第１ピストン部材４０２の接触部各々に、図１９に示すように、テーパ部４１２ａ、４０２ａが形成されているため、第１ピストン部材４０２は、第１ピストン部材４０２の変位の向きが反転する位置より弾性部材４０９の弾性力が大きくなる位置に保持される。
【００５６】
なお、発熱室２６０の体積が縮小した状態から拡大させる場合には、発熱室２６０の体積が拡大した状態から縮小させる場合と同様に、ピストン制御部４１０を作動させる。
したがって、上述の実施形態のごとく、弁機構１２０の制御をすることなく、ピストン２５０（ビスカスヒータ２００）の発熱量を制御することができる。
【００５７】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
第１ピストン部材４０２の変位の向きが反転する位置より弾性部材４０９の弾性力が大きくなる位置に保持されるので、第１ピストン部材４０２が変位するときに、失われた弾性部材４０９の弾性エネルギを補充した状態で、再び弾性部材４０９に蓄えられることとなる。したがって、失われたエネルギをアクチュエータ４００に供給することによりアクチュエータ４００を稼動させることができる。
【００５８】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、コイル１０１への印加電圧を変化させることにより、コイル１０１の起磁力を変化させたが、コイル１０１を複数個のコイル１０１ａ、１０１ｂから構成し、通電するコイルの数を変化させることにより、コイル１０１の起磁力を変化させてもよい。
【００５９】
また、第４実施形態では、伸縮部材１５３としてコイルスプリングを用いたが、第４実施形態はこれに限定されるものではなく、ベローズ等のその他の伸縮可能な部材としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビスカスヒータ装置の模式図である。
【図２】第１実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図２のＢ部拡大図である。
【図５】ソレノイドコイルへの通電タイミングを示すチャートである。
【図６】ビスカスヒータ装置の模式図である。
【図７】第２実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図８】第２実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図９】第２実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図１０】第３実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図１１】第３実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図１２】第３実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図１３】第４実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図１４】第４実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図１５】第４実施形態に係る電磁弁一体型電磁ポンプの模式図である。
【図１６】第７実施形態に係るビスカスヒータ装置の模式図である。
【図１７】第７実施形態に係るアクチュエータの模式図である。
【図１８】第７実施形態に係るアクチュエータの模式図である。
【図１９】第７実施形態に係るアクチュエータの模式図である。
【符号の説明】
１０１…ソレノイドコイル、１０３…プランジャ、１０４…ハウジング、
１１０…ポンプ機構、１２０…弁機構。

Claims

電磁力を発生させるソレノイドコイル（１０１）と、
前記ソレノイドコイル（１０１）内に往復運動可能に配設され、前記ソレノイドコイル（１０１）が発生する電磁力により変位する１個のプランジャ（１０３）と、
前記プランジャ（１０３）の往復運動により流体を吸入吐出するプランジャ型のポンプ機構（１１０）と、
前記プランジャ（１０３）の往復運動により駆動される弁体（１３１、１３２）を有し、流体通路を開閉する弁機構（１２０）と、
前記ソレノイドコイル（１０１）、前記ポンプ機構（１１０）及び前記弁機構（１２０）を収納するハウジング（１０４）とを備え、
前記ポンプ機構（１１０）には、前記プランジャ（１０３）と一体的に往復運動するピストン部（１１３）が設けられ、
前記ピストン部（１１３）の外周には、前記ピストン部（１１３）の径外方側に向けて突出するとともに、前記弁体（１３１、１３２）を開閉作動させるカム部（１３０）が形成されていることを特徴とする電磁弁一体型電磁ポンプ。
前記ソレノイドコイル（１０１）に通電する場合と、通電しない場合とを切替えることにより、前記弁機構（１２０）の開閉が制御され、
さらに、前記ソレノイドコイル（１０１）に通電した状態で前記ソレノイドコイル（１０１）で発生する起磁力を変化させることにより前記ポンプ機構（１１０）が駆動されることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁一体型電磁ポンプ。
前記電磁力に対抗する弾性力を前記プランジャ（１０３）に作用させる弾性部材（１０３ａ）を備え、
前記ソレノイドコイル（１０１）に通電した状態において、前記起磁力の変化周波数と、前記プランジャ（１０３）及び前記弾性部材（１０３ａ）によって決定される前記プランジャ（１０３）の固有振動数とを一致させることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁一体型電磁ポンプ。
前記プランジャ（１０３）は、着磁されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁弁一体型電磁ポンプ。
粘性流体内でロータ（２１０）を回転させることにより、熱を発生させるビスカスヒータ（２００）と、
前記ビスカスヒータ（２００）の発熱量を調節するとともに、流体圧により駆動されるアクチュエータ（２５０）と、
前記アクチュエータ（２５０）に流体圧を供給する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁弁一体型電磁ポンプ（１００）とを備えることを特徴とするビスカスヒータ装置。