JP4332857B2 - 電磁ポンプ - Google Patents

Description

この発明は、主に水、薬液等を使用流体とする定量型の電磁ポンプに関する。

電磁ポンプは、電磁コイルへの断続電流により発生する断続的な磁気により、ピストンを往復動させて吸入弁と吐出弁とで、ポンプ作用を行うものであるが、使用流体により種々の問題がある。例えば水とした場合に、発錆による不都合を防ぐため、ピストンにステンレス鋼が採用されるが、ステンレス鋼の持つカジリ現象が金属材料からなるシリンダに生じ、早期に摩耗が進行しやすいし、また長期の運転停止があると、ステンレス鋼でも発錆が生じてピストンがロックする不都合も生じていた。このために、ピストンの外周にセラミックス製スリーブを固定することが考えられている（特許文献１）。
特公平７−７８３８７

前記の公知例であるピストンの外周にセラミックスを固定する解決案に対し、シリンダをテフロン（登録商標）系の合成樹脂又はセラミックス製とすることも考えられ、この場合には、磁性材のステータに形成の貫通孔に挿入しなければならず、従来の金属製の場合には圧入していたが、テフロン（登録商標）系又はセラミックス製では圧入を採用すると、スラスト方向の荷重による変形がシリンダに生じて使用が出来ない不都合が生じてしまう。

そこで、この発明は、合成樹脂又はセラミックス製のシリンダを挿入ひずみを与えないで、磁性材のステータの貫通孔に固定できる電磁ポンプを提供する。

このため、この発明に係る電磁ポンプは、電磁コイルと、この電磁コイル内にこれと同軸に設けられた磁性材のステータと、このステータ内に形成の空間に挿入されるシリンダと、このシリンダに挿入のプランジャにより従動されるピストンと、このピストンと協同する吸入弁と吐出弁とより成る電磁ポンプにおいて、前記シリンダは、合成樹脂又はセラミックス製で、そのシリンダの両端にそれぞれオーリングを介在して前記ステータ内の貫通孔のシリンダ挿入空間に収納されるものであるが、このシリンダの外径と、シリンダ挿入空間の内径との間にすきまばめを可能とする寸法が持たされていると共に、リテーニングリングを前記ステータの貫通孔のシリンダ挿入空間の開口側にかしめ止めすることで、このシリンダを前記ステータ内に固定することにある（請求項１）。

これにより、合成樹脂製又はセラミックス製のシリンダは、ステータ内の貫通孔のシリンダ挿入空間に挿入され、その後にリテーニングリングをステータの貫通孔のシリンダ挿入空間の開口側にかしめ止めされるが、前記シリンダの外径と挿入する空間の内径との間に、すきまばめを可能とする寸法を持たされていることからこのシリンダはストレスを受けずにステータ内に固定される。シリンダとステータとの間はオーリングにより気密保持され、またオーリングによりシリンダ位置の多少の変位ができ、シリンダの自動調芯作用が持たされる。これによって、シリンダ内面は金属ひずみによる変形や、芯ずれによる摩擦抵抗が大巾に少なくなり、ピストンのストロークが安定的に行われ、精度の高い液体供給が可能となった。

以上のように、この発明によれば、合成樹脂又はセラミックス製のシリンダをストレスを与えることなく、ステータの貫通孔のシリンダ挿入空間内に挿入でき、該シリンダとステータはオーリングで気密が保たれ、また、オーリングによるシリンダの自動調芯作用が得られ、シリンダの変形や芯ずれによる摩擦抵抗が大巾に少なくなり、ピストンストロークが安定し、精度の高い液体供給を行うことができる。

以下、実施例を図面にもとづいて説明する。

図１及び図２において、電磁ポンプ１は、電磁コイル２が巻装のボビン３の中心の通孔４に、磁性材のステータ５と吐出継手６が嵌合されている。前記ステータ５は、中心に貫通孔８を有し、この貫通孔８は、中程に吸入弁座９が形成され、これを挟んで前後に大径のシリンダ挿入空間１０と、吸入弁用のばね室１１及び下記する吸入継手接続螺子室１２となっている。

前記シリンダ挿入空間１０は、吸入弁座９側が底部となり、反吸入弁座側は、径が拡大され下記するリテーニングリング２０が嵌着のリテーニングリング取付部１３が形成されると共に更に径が拡大して開口部１４となっている。１５は、ステータ５の外周に取付られるオーリングである。

シリンダ１７は、合成樹脂製又はセラミックス製で製造され、前記ステータ５のシリンダ挿入空間１０内に挿入されるもので、その外径は前記したシリンダ挿入空間１０の内径にすきまばめが出来る程度に形成されている。即ち、すきばめ寸法は数拾から数百ミクロンである。またこのシリンダ１７の両端外周にオーリング溝１８が形成され、該オーリング溝１８にオーリング１９が嵌着されている。

前述のシリンダ１７は、開口部１４側から前記シリンダ挿入空間１０内に挿入され、それから反弁座側にリテーニングリング２０が前記ステータ５に形成のリテーニングリング取付部１３にかしめ止めされている。これにより、シリンダ１７はシリンダ挿入空間１０の内径との間に数拾から数百ミクロンのすきまＡと、弁座９及びリテーニングリング２０との間にも数拾から数百ミクロンのすきまＢとが形成される。このすきまＡ及びＢと前記オーリング１９によりシリンダ１７の自動調芯作用が持たされることになる。

前記ステータ５の吸入弁座９には、吸入弁２２が配され、吸入弁用のばね室１１内に配されたスプリング２３により該吸入弁２２は前記吸入弁座９に着座されている。また吸入継手接続用螺子室１２には、吸入孔２５が形成の吸入継手２４が螺合している。

前記シリンダ１７内には、金属製のピストン２６が挿入され、このピストン２６には、円筒状で、その中空孔２７に吐出弁２８、その吐出弁座２９、スプリング３０が取付られている。このピストン２６の一端に該ピストン２６を往復動させるプランジャ３３が取付られている。

プランジャ３３は、磁性材で製造され、前述したようにピストン２６を連結し、前記した電磁コイル２への印加されるパルス電流に比して往復動される。このプランジャ３３は、前記リテーニングリング２０との間に介在のスプリング３４により反シリンダ方向に付勢され、反シリンダ側の端に設けられたオーリング３５が吐出継手６に当接され、吐出孔３８を閉じている。３９は吐出孔３８に挿入されるクリーニング用のピンである。

なお、４０及び４１は、前記ボビン３の上下端に設けられた磁気プレート、４２は磁性材より成るケースである。

上述の構成において、電磁ポンプ１は、電磁ポンプ駆動回路よりパルス電流が印加され、プランジャ３３が往復動される。即ち、電磁コイル２が励磁されると、プランジャ３３はスプリング３４に抗して動かされ、ピストン２６の先端がステータ５の弁座９付近に当接する。そして、吸入弁２２と吐出弁２８との間の容積が縮小し、流体は、吐出弁２８を押し開いて中空孔２７に至り、開かれたオーリング３５から吐出孔３８に入り、外部へ流出される。

電磁コイル２が消磁されると、プランジャ３３への吸引力が消え、プランジャ３３及びピストン２６がスプリング３４により反対方向に戻される。そしてオーリング３５が吐出継手３７に当接し、吐出孔３８が閉じられる。この際に、吸入弁２２と吐出弁２８との間の容積が拡大し、流体は吸入孔２５を介して吸入される。このように、ピストン２６は、電磁コイル２へのパルスにより定ストロークされ、ストローク数に比例して流体が吐出される。なお、駆動パルスは、５〜１０ＨＺで、毎分５〜１０ｃｃ程が、パルス数に比例して吐出される。

以上のように、この発明では、シリンダ１７が挿入されるシリンダ挿入空間１０にオーリング１９を介して配されている。シリンダ１７の外径は、シリンダ挿入空間１０の内径よりもすきまばめが出来る程度の寸法差が持たされることから、樹脂やセラミックス製であってもストレスを与えずに挿入されるし、またオーリング１９で気密の保持ばかりでなく、オーリング１９とすきまによりシリンダ１７に自動調芯機能を持たすことができる。

この発明の実施例を示す断面図である。 同上発明のステータに形成のシリンダ挿入空間と、これに挿入されるシリンダと、リテーニングリングを示した組付前の説明図である。

符号の説明

１ 電磁ポンプ
２ 電磁コイル
５ ステータ
８ 貫通孔
１０ シリンダ挿入空間
１３ リテーニングリング取付部
１５ オーリング
１７ シリンダ
１８ オーリング溝
１９ オーリング
２０ リテーニングリング
２２ 吸入弁
２６ ピストン
２８ 吐出弁
３３ プランジャ
３５ オーリング

Claims (1)

1. 電磁コイルと、この電磁コイル内にこれと同軸に設けられた磁性材のステータと、このステータ内に形成の空間に挿入されるシリンダと、このシリンダに挿入のプランジャにより従動されるピストンと、このピストンと協同する吸入弁と吐出弁とより成る電磁ポンプにおいて、
   前記シリンダは、合成樹脂又はセラミックス製で、そのシリンダの両端にそれぞれオーリングを介在して前記ステータ内の貫通孔のシリンダ挿入空間に収納されるものであるが、このシリンダの外径と、シリンダ挿入空間の内径との間にすきまばめを可能とする寸法が持たされていると共に、リテーニングリングを前記ステータの貫通孔のシリンダ挿入空間の開口側にかしめ止めすることで、このシリンダを前記ステータ内に固定することを特徴とする電磁ポンプ。

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