JP4570343B2 - Electromagnetic pump - Google Patents
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Description
本発明は電磁式ポンプに関し、より詳細には気体、液体等の流体の輸送に使用するコン
パクトな電磁式ポンプに関する。
The present invention relates to an electromagnetic pump, and more particularly to a compact electromagnetic pump used for transporting a fluid such as gas or liquid.
本件出願人は先に固定子側のシリンダ室内に磁性材よりなる可動子を往復動自在に収容
し、シリンダの周囲に嵌め込まれた電磁コイルに通電することにより、可動子の移動方向
両側面とシリンダの両端面との間に形成されるポンプ室のうち、一方のポンプ室において
、外部から第1のバルブを通して流体を吸入し第2のバルブを通して外部へ流体を送り出
し、他方のポンプ室も同様のポンプ作用をなす小型化薄型化された電磁式ポンプを提案し
た。(特許文献1参照)。図11において、可動子101のマグネット103のN極側よ
り発生した磁束は、固定子102側のインナーヨーク104a、アウターヨーク105、
インナーヨーク104bを経てマグネット103のS極側へ戻る磁気回路が形成される。
電磁コイル106a、106bへ通電することにより、当該電磁コイル106a、106
bは上述した磁界から電磁力を受けるが、電磁コイル106a、106bは固定子102
側に固定されているため、反作用として可動子101がシリンダの軸線方向(図11の上
下方向)へ移動する。
A magnetic circuit is formed that returns to the S pole side of the
By energizing the
Although b receives electromagnetic force from the magnetic field described above, the
Since it is fixed to the side, the
上記電磁式ポンプにおいて、上フレーム体107及び下フレーム体108により両端を
閉止されたシリンダ部109に収容された可動子101が正常に動作しているか否か、或
いは可動子101が適正な可動範囲で動作しているか否か等の可動子の動作を検出する方
法には様々な方法が考えられる。この可動子101の動作検出方法の一例としては、図1
1に示すように、下フレーム体108の外側に磁気センサ(ホール素子など)110が設
けられる。磁気センサ110は、可動子101のマグネット103から発生した漏れ磁束
を検出することで可動子101の可動位置を検出することができる。
In the electromagnetic pump, whether or not the
As shown in FIG. 1, a magnetic sensor (such as a Hall element) 110 is provided outside the
図11に示す磁気センサを用いた可動子の電磁ポンプの構成では、可動子101は上下
フレーム体107、108に閉止されたシリンダ部109内に収容されているため、可動
子101の近傍に磁気センサ110を配置できない。また、可動子101の漏れ磁束は小
さいうえに、磁気センサ110を可動子101から離れた位置に設けると、装置が大型化
するうえに、磁気センサ110の検出する磁束密度が更に小さくなり磁束密度の変化を検
出するのが難しくなる。具体的には、上下フレーム体107、108の一方側に設けると
、磁気センサ110の磁束密度の変化は常に同じ方向となるので、可動子101の往復動
作による極性の反転がないためセンサの感度に限界がある。
In the configuration of the mover electromagnetic pump using the magnetic sensor shown in FIG. 11, the
また、磁気センサ110は、電磁コイル106a、106bへの通電により発生する磁
界の影響を受け易い。即ち、可動子101の往復動の周期は可動子101の漏れ磁束の磁
束密度変化の周期と同じになる。また、電磁コイルの通電による励磁周期も同じである。
従って、磁気センサにより検出された磁束密度の変化は、可動子101の往復運動に起因
するものか、電磁コイル106a、106bへの励磁に起因するものかを判別するのが難
しい。
Further, the
Therefore, it is difficult to determine whether the change in magnetic flux density detected by the magnetic sensor is caused by the reciprocating motion of the
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、装
置を大型化せずに可動子の動作位置を精度良く検出し、電磁コイルの通電により発生する
磁界の影響を受け難い電磁式ポンプを提供することにある。
The present invention has been made to solve these problems. The object of the present invention is to accurately detect the operating position of the mover without enlarging the apparatus and to generate a magnetic field generated by energizing the electromagnetic coil. The object is to provide an electromagnetic pump which is not easily affected.
本発明は、上記目的を達成するため、次の構成を備える。
シリンダ内に円板状の永久磁石の軸方向両端面に設けられた磁性体の外周面部に磁束作用面となるフランジ部が形成された可動子が収容され、当該シリンダの周囲に複数嵌め込まれた互いに逆向きの電流が流れるように設定されている空芯の電磁コイルへ通電することにより可動子をシリンダ内で軸線方向に往復動させてシリンダ内に形成されるポンプ室より流体を輸送する電磁式ポンプであって、前記シリンダの周囲に可動子の往復運動を検出する空芯の検出コイルが電磁コイルと同軸状に当該電磁コイルどうしが対向する軸線方向端面に隣接して嵌め込まれかつ該検出コイルの軸線方向両端面にヨークが隣接して設けられ、前記検出コイルの外周面にアウターヨークが設けられており、前記可動子の往復動に伴って当該可動子から発生した磁束が一方のヨーク、アウターヨーク、他方のヨークを通過する磁気回路により、前記検出コイルと鎖交する磁束量が増大することを利用して前記電磁コイルへ流れる電流変化量が小さくかつ当該電磁コイルの励磁に起因する誘導電圧の変動が少ない検出範囲で閾値を設けて前記可動子の位置を検出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
A mover in which a flange portion serving as a magnetic flux acting surface is formed on the outer peripheral surface portion of a magnetic body provided on both axial end surfaces of a disk-shaped permanent magnet is accommodated in a cylinder, and a plurality of movers are fitted around the cylinder. An electromagnetic that transports fluid from a pump chamber formed in the cylinder by reciprocating the mover in the axial direction in the cylinder by energizing air core electromagnetic coils that are set so that currents in opposite directions flow. a formula pump, the detection coil of the air core for detecting the reciprocating motion of the mover around the cylinder is fitted adjacent to the axial end faces each other the electromagnetic coil is opposite to the electromagnetic coil coaxially and the detection A yoke is provided adjacent to both end surfaces in the axial direction of the coil, and an outer yoke is provided on the outer peripheral surface of the detection coil, which is generated from the mover as the mover reciprocates. A magnetic circuit through which the magnetic flux passes through one yoke, the outer yoke, and the other yoke increases the amount of magnetic flux interlinking with the detection coil. The position of the movable element is detected by providing a threshold value in a detection range in which the fluctuation of the induced voltage caused by the excitation is small .
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上述した電磁式ポンプを用いれば、可動子の漏れ磁束が大きいシリンダの周囲に可動子の往復運動を検出する空芯の検出コイルが電磁コイルと同軸に嵌め込まれているので、可動子の往復運動により検出コイルに発生する誘導電圧が大きくでき、検出精度が向上でき、ポンプを大型化せずに可動子の動作を検出できる。
また、検出コイルの軸線方向両端面及び外周面に磁性材からなるヨークが設けられているので、可動子から発生した磁束のうち検出コイルと鎖交する磁束数が増えるので、検出コイルに発生する誘導電圧値を大きくして検出感度を向上することができる。
また、可動子の往復動に伴って当該可動子から発生した磁束が一方のヨーク、アウターヨーク、他方のヨークを通過する磁気回路により、前記検出コイルと鎖交する磁束量が増大することを利用して電磁コイルへ流れる電流変化量が小さくかつ当該電磁コイルの励磁に起因する誘導電圧の変動が少ない検出範囲で閾値を設けて可動子の位置を検出するので、可動子の往復運動に起因する磁束密度の変化と電磁コイルの励磁に起因する磁束密度の変化とを分離し易くでき、検出精度を向上できる。
更には、検出コイルの誘導電圧を基に、可動子の往復運動やポンプの流量を検出することができ、可動子の駆動制御も行える。
If the electromagnetic pump described above is used, an air-core detection coil that detects the reciprocating motion of the mover is fitted around the cylinder where the leakage flux of the mover is large. Thus, the induced voltage generated in the detection coil can be increased, the detection accuracy can be improved, and the operation of the mover can be detected without increasing the size of the pump.
Further, since the yoke made of a magnetic material axially opposite end faces and an outer peripheral surface of the detection coil is provided, the detection coil and the magnetic flux interlinking the number of magnetic flux generated from the armature increases, generated in the detection coil Detection sensitivity can be improved by increasing the induced voltage value.
In addition, the magnetic flux generated from the mover as the reciprocating movement of the mover passes through one yoke, the outer yoke, and the other yoke, and the amount of magnetic flux linked to the detection coil is increased. The position of the mover is detected by providing a threshold value in a detection range in which the amount of change in the current flowing to the electromagnetic coil is small and the fluctuation of the induced voltage caused by excitation of the electromagnetic coil is small. The change in magnetic flux density and the change in magnetic flux density caused by excitation of the electromagnetic coil can be easily separated, and the detection accuracy can be improved.
Furthermore, the reciprocating motion of the mover and the flow rate of the pump can be detected based on the induced voltage of the detection coil, and the drive control of the mover can also be performed.
以下、本発明に係る電磁式ポンプの最良の実施形態について添付図面とともに詳細に説
明する。本実施形態の電磁式ポンプはシリンダ内に永久磁石を備えた可動子を収容し、当
該シリンダの周囲に嵌め込まれた空芯の電磁コイルへ通電することにより可動子をシリン
ダ内で軸線方向に往復動させてシリンダ内に形成されるポンプ室より流体を輸送する電磁
式ポンプに広く適用可能である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of an electromagnetic pump according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The electromagnetic pump of the present embodiment accommodates a mover having a permanent magnet in a cylinder, and reciprocates the mover in the axial direction in the cylinder by energizing an air-core electromagnetic coil fitted around the cylinder. The present invention can be widely applied to an electromagnetic pump that moves a fluid from a pump chamber formed in a cylinder by being moved.
図1において、電磁式ポンプの代表的な構成について説明する。可動子10は密閉され
たシリンダ内に収容されてシリンダの軸線方向に往復動可能に設けられている。可動子1
0は円板状に形成したマグネット12とマグネット12を厚さ方向に挟持する一対のイン
ナーヨーク14a、14bとからなる。マグネット12は一方の面をN極、他方の面をS
極として、厚さ方向(図1の上下方向)に磁化されている永久磁石である。インナーヨー
ク14a、14bは磁性材によって形成され、各々のインナーヨーク14a、14bは、
マグネット12よりも若干大径に形成された平板部15aと、平板部15aの周縁部に短
筒状に起立したフランジ部15bとを備える。フランジ部15bの外周面はマグネット1
2から発生した磁束の可動子10側の磁束作用面となる。
In FIG. 1, a typical configuration of an electromagnetic pump will be described. The
0 is composed of a
The pole is a permanent magnet that is magnetized in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1). The
A
2 is a magnetic flux acting surface on the
封止材16はマグネット12の外周側面を被覆するプラスチック等の非磁性材である。
封止材16はマグネット12が錆びたりしないようマグネット12が外部に露出しないよ
うに被覆する作用と、マグネット12とインナーヨーク14a、14bとを一体に形成す
る作用を有する。封止材16はインナーヨーク14a、14bに挟まれたマグネット12
の外周側面を充填するように設けられているが、封止材16の外周径はインナーヨーク1
4a、14bの外周径よりも若干小径に形成されている。このように封止材16を形成し
ておくと、インナーヨーク14a、14bの外周面を仕上げ研削する際に、封止材16が
研削刃に接触せず、研削刃を傷めずに作業できるという利点と、封止材16の熱膨張係数
がインナーヨーク14a、14bの熱膨張係数よりも大きい場合に、ポンプを高温状態で
使用したとき可動子10とシリンダ間の空隙が封止材16の熱膨張によって減少または無
くなることを防止し、ポンプを安定して動作させることができるという利点がある。
The sealing
The sealing
However, the outer peripheral diameter of the sealing
It is formed slightly smaller than the outer diameter of 4a and 14b. When the sealing
次に、図1において電磁式ポンプの固定子側の構成について説明する。一対の非磁性材
からなる上フレーム体20aと下フレーム体20bとを組み合わせて円筒状のシリンダが
形成され、このシリンダ内で上述した可動子10が往復動可能に収容されている。本実施
形態においては、下フレーム体20bのフレーム本体22bに円筒状に形成したシリンダ
部24が一体に形成されている。このシリンダ部24の端部を上フレーム体20aのフレ
ーム本体22aに設けた嵌合溝28に嵌合させることにより、一対のフレーム体20a、
20bにより軸方向両端面が閉止されたシリンダが形成される。嵌合溝28のシリンダ部
24の端面が当接する部位にはシール材29が設けられており、シリンダ部24の端面を
シール材29に突き当てることにより、シリンダ内が外部からシールされる。なお、上フ
レーム体20aからシリンダ部24を延出させて下フレーム体20bに嵌合させることも
できる。また、シリンダ部24を上フレーム体20aと下フレーム体20bとで別体に形
成してもよい。
Next, the configuration on the stator side of the electromagnetic pump in FIG. 1 will be described. A cylindrical cylinder is formed by combining the
A cylinder having both axial end faces closed by 20b is formed. A sealing
このように、シリンダの両端面は上フレーム体20aと下フレーム体20bによって閉
止され、可動子10の移動方向両側面と上下フレーム体20a、20bの内壁面との間に
各々ポンプ室30a、30bが形成される。ポンプ室30a、30bは可動子10の両端
面と上フレーム20aのフレーム本体22a、下フレーム20bのフレーム本体22bと
の間に形成される空隙部分に相当する。なお、可動子10はシリンダ部24の内面に接触
した状態で、シリンダ部24と気密あるいは液密にシールした状態で摺動する。可動子1
0の摺動性を良好にするため、インナーヨーク14a、14bの外周面にフッ素樹脂コー
ティングやDLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)コーティング等の潤滑性と防錆力
を兼ね備えたコーティングを施す。また、可動子10が周方向に回ることを防止する回り
止めを設けることもできる。
In this way, both end surfaces of the cylinder are closed by the
In order to improve the slidability of 0, the outer yoke of the
フレーム本体22a、22bの端面(内壁面)にはダンパー32が取り付けられている
。ダンパー32は可動子10の移動範囲の終端位置でインナーヨーク14a、14bがフ
レーム本体22a、22bの端面に当接した際の衝撃を吸収するために設けられている。
なお、ダンパー32はフレーム本体22a、22bの端面に設けるかわりに、インナーヨ
ーク14a、14bの端面であって、フレーム本体22a、22bに当接する面に設けて
もよい。
A
The
上フレーム20aのフレーム本体22a内には、吸入用バルブ34a及び送出用バルブ
36aがポンプ室30aに連通して設けられている。下フレーム20bのフレーム本体2
2b内には、吸入用バルブ34b及び送出用バルブ36bがポンプ室30bに連通して設
けられている。
A
In 2b, a
上フレーム20aと下フレーム20bには、吸入用バルブ34a、34bに連通する吸
入用流路38a、38bが設けられている。また、上フレーム20aと下フレーム20b
には、送出用バルブ36a、36bに連通する送出用流路40a、40bが設けられてい
る。上フレーム20aの吸入用流路38aと下フレーム20bの吸入用流路38bとは連
通管42により連通しており、上フレーム20aの送出用流路40aと下フレーム20b
の送出用流路40bとは連通管44により連通している。これによって、上フレーム20
aと下フレーム20bの吸入用流路と送出用流路が各々、一の吸入口38と一の送出口4
0に連通する。
The
Are provided with
The communication channel 44b communicates with the
a and the
Communicate to 0.
図1において、シリンダの周囲には空芯の電磁コイル50a、50bが嵌め込まれてい
る。電磁コイル50a、50bはシリンダの軸線方向に若干離間させ、シリンダの軸線方
向の中心位置に対して均等位置となるように配置されている。電磁コイル50a、50b
はインナーヨーク14a、14bのフランジ部15bの可動範囲よりも軸線長を長く設定
されている。なお、電磁コイル50aと電磁コイル50bとは巻き線方向が逆向きであり
、同一電源による通電によって、互いに逆向きの電流が流れるように設定されている。電
磁コイル50a、50bの巻き線方向を逆向きにしているのは、マグネット12の磁束と
鎖交する電磁コイル50a、50bに流れる電流に作用する力が重畳して、反力として可
動子10に作用し、この力が推力になるためである。
In FIG. 1, air-core
The axial length is set longer than the movable range of the
アウターヨーク52は、電磁コイル50a、50bの外周囲を囲んで筒状に設けられて
いる。アウターヨーク52は、磁性材が用いられ、電磁コイル50a、50bに鎖交する
磁束数を増やして電磁力を効果的に可動子10に作用させるために設けられる。また、可
動子10を構成するインナーヨーク14a、14bの周辺部にフランジ部15bを軸線方
向に起立して設けられているので、マグネット12から発生した磁束をインナーヨーク1
4a、14bからアウターヨーク52に至る磁気回路の磁気抵抗を下げることができる。
これにより、可動子10から作用する総磁束量を増加させる(磁路を確保する)と共に、
マグネット12が発生した磁束が電磁コイル50a、50bに流れる電流と軸線方向に対
して直角に鎖交させることで、可動子10に軸線方向の推力を効果的に発生させることが
できる。また、本構成による可動子10は発生推力に比して質量が軽くなるため、高速応
答が可能となり、出力流量も増加できる。
The
The magnetic resistance of the magnetic circuit from 4a, 14b to the
Thereby, while increasing the total magnetic flux amount which acts from the needle | mover 10 (a magnetic path is ensured),
By causing the magnetic flux generated by the
電磁コイル50a、50bおよびアウターヨーク52は、上フレーム20aと下フレー
ム20bとを組み合わせる際に、上フレーム20aと下フレーム20bに設けた嵌合溝2
8にアウターヨーク52を嵌合させることによってシリンダ部24と同芯に組み付けるこ
とができる。
When the
8 can be assembled concentrically with the
可動子10は、電磁コイル50a、50bに交番電流を通電することにより、電磁コイ
ル50a、50bによって発生する電磁力の作用により往復駆動(上下動)される。電磁
コイル50a、50bによる電磁力は、電磁コイル50a、50bへの通電方向によって
可動子10を一方向と他方向へ押動するから、図示しない制御部により、電磁コイル50
a、50bへの通電時間、通電方向を制御することによって可動子10を適宜ストローク
で往復駆動させることができる。可動子10がフレーム本体22a、22bの内面に当接
した際には、ダンパー32の作用によって衝撃を吸収することができる。
The
By controlling the energization time and the energization direction to a and 50b, the
本実施形態の電磁式ポンプのポンプ作用は、電磁コイル50a、50bによって可動子
10を往復動させることにより、ポンプ室30a、30bに交互に流体が吸入され、送出
される作用によってなされる。すなわち、図1の状態で、可動子10が下方に移動すると
、一方のポンプ室30aには流体が導入され、同時に他方のポンプ室30bからは流体が
送出される。また、逆に可動子10が上方に移動すると、一方のポンプ室30aからは流
体が送出され、他方のポンプ室30bに流体が導入される。こうして、可動子10がどち
らの側へ移動する際にも流体の吸排がなされ、流体の脈動を抑え、効率的に流体を輸送す
ることが可能となる。
The pumping action of the electromagnetic pump of the present embodiment is achieved by the action of the fluid being alternately sucked into the
本実施形態の電磁式ポンプは可動子10に、フランジ部15bを備えたインナーヨーク
14a、14bを取り付け、可動子10の両端面に近接して吸入用バルブ34a、34b
と送出用バルブ36a、36bを設けることによって、きわめて薄型で小型のポンプとし
て提供することが可能となった。実施形態の電磁式ポンプの場合は、高さ15mm、幅2
0mm程度の小型ポンプに形成することができる。
In the electromagnetic pump of this embodiment,
By providing the
It can be formed into a small pump of about 0 mm.
また、本実施形態の電磁式ポンプは気体あるいは液体の輸送に使用することができ、流体の種類が限定されるものではない。液体ポンプとして使用する際に、可動子10が一つでは輸送圧力が不足するような場合には、マグネット12とインナーヨーク14a、14bからなる同形の単位可動子を複数個連結した多段型の可動子10を使用すればよい。
単位可動子を多段に連結することによって、大きな推力を備えた可動子とすることができ、所要の輸送圧力を備えた電磁式ポンプとすることができる。
Moreover, the electromagnetic pump of this embodiment can be used for transport of gas or liquid, and the kind of fluid is not limited. When using as a liquid pump, if a
By connecting the unit movers in multiple stages, a mover having a large thrust can be obtained, and an electromagnetic pump having a required transport pressure can be obtained.
次に、上述した電磁式ポンプの可動子の往復動作検出部の構成及び検出動作の好適な参考例について図2乃至図5を参照して説明する。図2において、シリンダの周囲に可動子10の往復運動を検出する空芯の検出コイル53が電磁コイル50a、50bと同軸に嵌め込まれている。具体的には、検出コイル53はシリンダの周囲に電磁コイル50aと電磁コイル50bの軸線方向両端面に隣接して嵌め込まれている。
Next, a configuration of the reciprocating motion detection unit of the above-described electromagnetic pump mover and a preferred reference example of the detection operation will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, an air-
可動子10が往復運動する際の可動子10の動作位置に応じた検出コイル53に作用する磁束状態を図3乃至図5に示す。図3は可動子10が可動範囲で上方に変位した状態を示し、図4は可動子10が中央部に変位した状態を示し、図5は可動子10が下方へ変位した状態を示す。検出コイル53に鎖交する磁束量は、可動子10が可動範囲の中央に変位したとき(図4の状態)で最大となり、可動子10が上方又は下方に変位したとき(図3及び図5の状態)で最小となる。可動子10は図3→図4→図5→図4→図3の順に往復動作を繰り返す。可動子10が1往復する間に、検出コイル53を通過する磁束量の増減は2サイクル発生する。従って、検出コイル53に発生する誘導電圧も2サイクル発生する。尚、検出コイル53による検出動作は、可動子10が図3と図4との間を移動する間のみ、若しくは可動子10が図4と図5との間を移動する間のみで行っても良い。この場合には、可動子10が1往復する間に検出コイル53に発生する誘導電圧は1サイクルとなる。また、可動子10には、インナーヨーク14a、14bが省略されていても良い。
The state of magnetic flux acting on the
次に電磁式ポンプの可動子の往復動作検出部の一実施例について図6を参照して説明する。図2と同一部材には同一番号付して説明を援用するものとする。図6において、検出コイル53はシリンダの周囲に電磁コイル50aと電磁コイル50bの軸線方向両端面に隣接して嵌め込まれている点は同様である。本実施例は検出コイル53の軸線方向両端面に磁性材からなるヨーク26a、26b及び検出コイル53の外周面にアウターヨーク52が設けられている。これにより、可動子10から発生した磁束が、ヨーク26a、アウターヨーク52、ヨーク26bを通過する磁気回路が形成される。これにより、可動子10から発生した磁束のうち検出コイル53と鎖交する磁束数が増えるので、検出コイル52に発生する誘導電圧値を大きくして検出感度を向上することができる。尚、検出コイル53の軸線方向両端面にヨーク26a、26bが設けられていればアウターヨーク52は省略することも可能である。
Next, an embodiment of the reciprocating motion detection unit of the mover of the electromagnetic pump will be described with reference to FIG. The same members as those in FIG. In FIG. 6, the
次に電磁式ポンプの可動子の往復動作検出に基づく応用例について図7及び図8を参照
して説明する。図2と同一部材には同一番号付して説明を援用するものとする。本実施例
は検出コイル53で検出された誘導電圧を基にしてポンプの流量を検出することを特徴と
する。即ち、ポンプの流量は、可動子10が往復運動する速度Vと可動子10の断面積S
との積になる。可動子10が往復運動する速度Vが大きくなれば、ポンプの流量が大きく
なり検出コイルの誘導電圧も大きくなる。従って、図7において、検出コイル53に発生
した誘導電圧の振幅の大きさにより、ポンプの流量を推量することができる。
Next, an application example based on detection of the reciprocating motion of the mover of the electromagnetic pump will be described with reference to FIGS. The same members as those in FIG. The present embodiment is characterized in that the flow rate of the pump is detected based on the induced voltage detected by the
And product. If the speed V at which the
また、図8において、検出コイル53で検出された誘導電圧を基にして閾値を設定して可動子10が往復運動しているか否かを判定することもできる。即ち、検出コイル53の誘導電圧に一定の流量に相当する閾値電圧を設定しておく。そして、検出された誘導電圧と閾値電圧とをコンパレータ回路等により比較してパルス出力に変換する。一定の流量より大きい場合にはパルスが発生し、一定の流量より小さい場合にはパルスが発生しない。また、制御部などから電圧、電流、周波数等を一定の条件で電磁コイル50a、50bに通電した場合、可動子10が正常に動作した場合の検出コイル53の誘導電圧の振幅範囲の上限若しくは下限を閾値電圧とすることにより、ポンプの可動子10が正常に動作しているか否かを検出することもできる。
In FIG. 8, it is also possible to determine whether or not the
次に、電磁式ポンプの可動子の往復動作検出に基づく応用例について図9及び図10を
参照して説明する。図2と同一部材には同一番号付して説明を援用するものとする。本実
施例は検出コイル53で検出された誘導電圧に基づいて可動子10の駆動制御が行われる
ことを特徴とする。即ち、可動子10が正常に動作するように、図示しない制御部との間
でフィードバック制御を行うことにより、電磁コイル50a、50bへの通電量を制御し
たり、ポンプ流量を制御したり、可動子10の可動範囲が上下フレーム本体22a、22
bに当たらないように制御することができる。
Next, an application example based on detection of the reciprocating motion of the mover of the electromagnetic pump will be described with reference to FIGS. The same members as those in FIG. The present embodiment is characterized in that drive control of the
It can be controlled not to hit b.
更には、電磁コイル50a、50bの励磁に起因する誘導電圧の変動が少ない検出電圧
範囲で検出コイルの誘導電圧を検出するのが望ましい。検出コイル53の上下には電磁コ
イル50a、50bがあり、当該電磁コイル50a、50bの電流の変化により検出コイ
ル53に誘導電圧が発生する。図9に電磁コイル50a、50bの電流変化量による影響
を含めた検出コイル53の誘導電圧のグラフ図を示す。電磁コイル50a、50bの励磁
方向を切り換えた直後は、時間に対する電流値の変化量が大きく、検出コイル53の誘導
電圧に及ぼす影響が大きい。そこで、電磁コイル50a、50bの電流変化量が小さいと
き、即ち可動子10の往復運動による発生する誘導電圧が図9において負側のときの誘導
電圧波形(図9のグラフ図のA部分及びB部分)に電圧閾値を設けることで、電磁コイル
50a、50bの電流変化による影響を小さくすることができる。図9において、A部及
びB部の電磁コイル50a、50bの電流変化量が大きい場合には、A部及びB部の誘導
電圧の平均値を算出したり、A部及びB部のパルス幅を検出してその平均値を算出したり
、検出コイル53の誘導電圧の周波数成分(可動子10の往復運動周波数の2倍成分)だ
けを検出しても良い。
Furthermore, it is desirable to detect the induction voltage of the detection coil in a detection voltage range in which the fluctuation of the induction voltage caused by excitation of the
図9は検出コイル53の誘導電圧の周波数が可動子10の往復運動周波数の2倍である
が、周波数が同じ場合を図10に示す。検出コイル53の誘導電圧はC部及びD部でピ−
クになるが、いずれも電磁コイル50a、50bの電流変化による影響を同じように受け
てしまうので、可動子10の往復運動が適正か検出することが難しくなる。従って、検出
コイル53の誘導電圧の周波数が可動子10の往復運動周波数の2倍にすることにより、
可動子10の往復運動の適否を検出し易くなることが分かる。
FIG. 9 shows the case where the frequency of the induced voltage of the
However, it is difficult to detect whether the reciprocating motion of the
It turns out that it becomes easy to detect the propriety of the reciprocating motion of the
尚、図1に示す電磁式ポンプは、可動子10の一方側と他方側に設けられた吸入用流路
38a、38bを連通し、可動子10の一方側と他方側に設けられた送出用流路40a、
40bを連通して、いわば、並列的に流路を連通させた例であるが、複数の電磁式ポンプ
を直列に流路を連通して使用することも可能である。この場合は、送出用流路40aを吸
入用流路38bに連通するか、送出用流路40bを吸入用流路38aに連通させればよい
。
The electromagnetic pump shown in FIG. 1 communicates
In this example, the
10 可動子
12 マグネット
14a、14b インナーヨーク
15a 平板部
15b フランジ部
16 封止材
20a 上フレーム
20b 下フレーム
22a、22b フレーム本体
24 筒体部
28 嵌合溝
29 シール材
30a、30b ポンプ室
32 ダンパー
34a、34b 吸入用バルブ
36a、36b 送出用バルブ
38a、38b 吸入用流路
40a、40b 送出用流路
42、44 連通管
50a、50b 電磁コイル
52 アウターヨーク
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記シリンダの周囲に可動子の往復運動を検出する空芯の検出コイルが電磁コイルと同軸状に当該電磁コイルどうしが対向する軸線方向端面に隣接して嵌め込まれかつ該検出コイルの軸線方向両端面にヨークが隣接して設けられ、前記検出コイルの外周面にアウターヨークが設けられており、前記可動子の往復動に伴って当該可動子から発生した磁束が一方のヨーク、アウターヨーク、他方のヨークを通過する磁気回路により、前記検出コイルと鎖交する磁束量が増大することを利用して前記電磁コイルへ流れる電流変化量が小さくかつ当該電磁コイルの励磁に起因する誘導電圧の変動が少ない検出範囲で閾値を設けて前記可動子の位置を検出することを特徴とする電磁式ポンプ。 A mover in which a flange portion serving as a magnetic flux acting surface is formed on the outer peripheral surface portion of a magnetic body provided on both surfaces of a disk-shaped permanent magnet is accommodated in a cylinder, and a plurality of fittings are fitted around the cylinder in opposite directions. an electromagnetic pump for transporting fluid from the movable element is reciprocated in the axial direction in the cylinder pumping chamber formed in the cylinder by energizing the air core of the electromagnetic coil is set to flow a current of There ,
An air-core detection coil that detects the reciprocating motion of the mover around the cylinder is fitted adjacent to the axial end face of the detection coil that is coaxial with the electromagnetic coil, and both end faces in the axial direction of the detection coil A yoke is provided adjacent to the outer peripheral surface of the detection coil, and an outer yoke is provided on the outer peripheral surface of the detection coil. Magnetic flux generated from the mover along with the reciprocation of the mover is applied to one yoke, the outer yoke, and the other. Utilizing the fact that the magnetic flux passing through the yoke increases the amount of magnetic flux linked to the detection coil, the amount of change in the current flowing to the electromagnetic coil is small, and the variation in the induced voltage due to the excitation of the electromagnetic coil is small. An electromagnetic pump characterized in that a threshold is provided in a detection range to detect the position of the mover .
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