JP5617722B2 - 電磁ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、シリンダと、該シリンダ内を往復動可能なピストンと、該ピストンを往動させる電磁部と、前記ピストンを復動させる付勢部材と、前記付勢部材を支持し前記シリンダと前記ピストンと共にポンプ室を区画する支持部材と、前記支持部材に組み込まれ吸入口から前記ポンプ室への作動流体の移動を許可し逆方向の移動を禁止する吸入用開閉弁と、前記ポンプ室から吐出口への作動流体の移動を許可し逆方向の移動を禁止する吐出用開閉弁と、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、ポンプ室を区画しシリンダ内を往復動するピストンと、ピストンを往動させるソレノイド部と、ピストンを復動させるスプリングと、吸入口からポンプ室への作動油の流れを許可し逆方向の流れを禁止する吸入用逆止弁と、ポンプ室から吐出口への作動油の流れを許可し逆方向の流れを禁止する吐出用逆止弁とを備え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、吸入用逆止弁と吐出用逆止弁とがシリンダ内に収容されており、吸入用逆止弁は、ボールと、ボールを内部に収容しボールの外径よりも小さな内径で吸入口の開口部を形成すると共に軸中心に吸入口とポンプ室と連通させる中心孔が形成された中空円筒状の本体と、ボールを吸入口の開口部に対して吸入口から作動油が流れる方向とは逆方向に付勢するスプリングと、このスプリングを受けるスプリング受けとにより構成されている。

特開２０１１−２１５９３号公報

上述した電磁ポンプでは、吸入用逆止弁や吐出用逆止弁のボールの位置決め（センタリング）が正しく行なわれないと、作動油の漏れが生じ、十分に性能を発揮できない場合が生じる。特に、逆止弁を内蔵するタイプの電磁ポンプでは、逆止弁をシリンダ内の限られたスペースに配置する必要上、逆止弁のサイズが小さくなるため、ボールを位置決めするための構造はより簡単な加工で実現できるようにすることが望ましい。

本発明の電磁ポンプは、簡易な構成により開閉弁のボールの位置決めをより正確にし、性能を十分に発揮させ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、
シリンダと、該シリンダ内を往復動可能なピストンと、該ピストンを往動させる電磁部と、前記ピストンを復動させる付勢部材と、前記付勢部材を支持し前記シリンダと前記ピストンと共にポンプ室を区画する支持部材と、前記支持部材に組み込まれ吸入口から前記ポンプ室への作動流体の移動を許可し逆方向の移動を禁止する吸入用開閉弁と、前記ポンプ室から吐出口への作動流体の移動を許可し逆方向の移動を禁止する吐出用開閉弁と、を備える電磁ポンプであって、
前記吸入用開閉弁は、ボールと、前記吸入口の開口部を形成する開口部材と、前記ボールを前記開口部に作動流体の移動方向とは反対側から押し付ける第２の付勢部材と、を有し、
前記開口部材は、前記ボールを受ける前記開口部の内周面がテーパ状に形成されてなる
ことを要旨とする。

この本発明の電磁ポンプでは、シリンダと、シリンダ内を往復動可能なピストンと、ピストンを往動させる電磁部と、ピストンを復動させる付勢部材と、付勢部材を支持しシリンダとピストンと共にポンプ室を区画する支持部材と、支持部材に組み込まれ吸入口からポンプ室への作動流体の移動を許可し逆方向の移動を禁止する吸入用開閉弁と、ポンプ室から吐出口への作動流体の移動を許可し逆方向の移動を禁止する吐出用開閉弁と、を備えるものにおいて、吸入用開閉弁を、ボールと、吸入口の開口部を形成する開口部材と、ボールを開口部に作動流体の移動方向とは反対側から押し付ける第２の付勢部材とにより形成し、ボールを受ける開口部材の開口部の内周面をテーパ状に形成する。これにより、開口部材のテーパ状の内周面でボールを受けるから、ボールの位置決めを正しい位置で行なうことができ、吸入用開閉弁での作動流体の漏れをより確実に抑制することができる。この結果、電磁ポンプの性能を十分に発揮させることができる。また、テーパ状の内周面を形成するだけでよいから、簡単な加工を施すだけで吸入用開閉弁における作動流体の漏れ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、前記支持部材は、前記吸入口側が開口された開口部と、底部に前記ポンプ室と連通する連通孔と、を有する底付きの中空部が形成され、前記吸入用開閉弁は、前記支持部材に前記中空部の開口部から前記第２の付勢部材，前記ボール，前記開口部材の順に組み込まれてなるものとすることもできる。この態様の本発明の電磁ポンプにおいて、前記シリンダに前記ピストンと前記付勢部材と前記支持部材と前記吸入用開閉弁とがこの順に組み込まれた状態でシリンダ端面をカバーするカバー部材を備え、前記開口部材は、前記テーパ状の内周面が形成されると共に外周面が前記支持部材の中空部の内周面に嵌る筒状の筒部と、前記筒部の端縁から径方向に延伸され作動流体の移動方向側の面が前記支持部材の開口部側の端面に当接するフランジ部と、を有し、前記フランジ部は、作動流体の移動方向とは反対側の面にフィルタが配置され、前記カバー部材は、前記フランジ部との間で前記フィルタを挟むように取り付けられてなるものとすることもできる。こうすれば、電磁ポンプの組み付けをより容易なものとすることができる。さらにこの態様の本発明の電磁ポンプにおいて、前記フランジ部は、作動流体の移動方向とは反対側の面に前記開口部材の開口部を包含する所定範囲が窪んだ窪み部が形成され、前記フィルタは、前記窪み部に配置されてなるものとすることもできる。こうすれば、フィルタをより簡単に正しい位置に配置することができる。

本発明の一実施例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。 シリンダ４２と吸入用逆止弁６０とシリンダカバー４８の分解斜視図である。 プラグ６８をポンプ室４１側から見た斜視図である。 プラグ６８を吸入ポート４９側から見た斜視図である。 スプリング６６によりボール６４がプラグ６８に押し付けられている様子を示す説明図である。 プラグ６８にストレーナ４７に配置されている様子を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例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。実施例の電磁ポンプ２０は、図示するように、ピストン５０を往復動させて作動油を圧送するピストンポンプとして構成されており、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。この電磁ポンプ２０は、例えば、自動車に搭載されるオートマチックトランスミッションが備えるクラッチやブレーキをオンオフするための油圧回路の一部としてバルブボディに組み込まれている。

ソレノイド部３０は、底付き円筒部材としてのケース３１に、電磁コイル３２，可動子としてのプランジャ３４，固定子としてのコア３６が配置されており、電磁コイル３２に電流を印加することにより磁束がケース３１，プランジャ３４，コア３６を周回する磁気回路が形成されてプランジャ３４が吸引され、プランジャ３４の先端に当接するシャフト３８を押し出す。

ポンプ部４０は、ソレノイド部３０に接合された中空円筒状のシリンダ４２と、シリンダ４２内を摺動可能に配置され基端面がソレノイド部３０のシャフト３８の先端に同軸上で当接するピストン５０と、ピストン５０に先端面に当接しソレノイド部３０からの電磁力が作用する方向とは逆向きに付勢力を付与するスプリング４６と、スプリング４６をピストン５０の先端面とは反対側から支持しポンプ室４１への吸入する方向の作動油の流れを許可し逆方向の流れを禁止する吸入用逆止弁６０と、ピストン５０に内蔵されポンプ室４１から吐出する方向の作動油の流れを許可し逆方向の流れを禁止する吐出用逆止弁７０と、吸入用逆止弁６０の上流側に配置されポンプ室４１へ吸入される作動油に含まれる異物を捕捉するためのストレーナ４７と、シリンダ４２内にソレノイド部３０とは反対側の開口部４２ａからピストン５０と吐出用逆止弁７０とスプリング４６と吸入用逆止弁６０とストレーナ４７とがこの順に組み込まれた状態で開口部４２ａを覆うシリンダカバー４８と、を備える。シリンダカバー４８の内周面とシリンダ４２の開口部４２ａの外周面には周方向に螺旋状の溝が形成されており、シリンダカバー４８をシリンダ４２の開口部４２ａに被せて締め付けることにより、シリンダカバー４８がシリンダ４２の開口部４２ａに取り付けられている。なお、ポンプ部４０は、シリンダカバー４８の軸中心に作動油を吸入するための吸入ポート４９が形成され、シリンダ４２の側面に吸入した作動油を吐出するための吐出ポート４３が形成されている。

ピストン５０は、円筒形状のピストン本体５２と、ピストン本体５２よりも外径が小さく端面がソレノイド部３０のシャフト３８の先端に当接された円筒形状のシャフト部５４ｂとにより形成されており、ソレノイド部３０のシャフト３８に連動してシリンダ４２内を往復動する。ピストン５０は、軸中心に、吐出用逆止弁７０を収容可能に円筒形状の底付き中空部５２ａが形成されている。ピストン５０の中空部５２ａは、ピストン５０の先端面からピストン本体５２内部を貫通しシャフト部５４内部の途中まで延伸されている。また、シャフト部５４には、径方向に、互いに９０度の角度で交差する２本の貫通孔５４ａ，５４ｂが形成されている。シャフト部５４の周囲には吐出ポート４３が形成されており、ピストン５０の中空部５２ａは２本の貫通孔５４ａ，５４ｂを介して吐出ポート４３と連通している。

吸入用逆止弁６０は、シリンダ４２の開口部４２ａの内周面に嵌挿され内部に底付きの中空部６２ａが形成されると共にこの中空部６２ａの底に軸中心で中空部６２ａとポンプ室４１とを連通させる中心孔６２ｂが形成された弁本体６２と、ボール６４と、ボール６４に付勢力を付与するスプリング６６と、ボール６４とスプリング６６とが弁本体６２の中空部６２ａに組み込まれた状態で中空部６２ａの内周面に嵌挿されるプラグ６８と、を備える。図２は、シリンダ４２と吸入用逆止弁６０とシリンダカバー４８の分解斜視図である。吸入逆止弁６０は、図示するように、弁本体６２の中空部６２ａに対してスプリング６６とボール６４とプラグ６８とをこの順に組み付けることにより形成される。

図３はプラグ６８をポンプ室４１側から見た斜視図であり、図４はプラグ６８を吸入ポート４９側から見た斜視図であり、図５はスプリング６６によりボール６４がプラグ６８に押し付けられている様子を示す説明図であり、図６はプラグ６８にストレーナ４７に配置されている様子を示す説明図である。プラグ６８は、図３および図５に示すように、一端側の端縁でボール６４を受ける円筒部６８ａと、円筒部６８ａの他端側の端縁から径方向に延伸されたフランジ形状の台座部６８ｂとからなり、軸中心にボール６４の外径よりも小さな内径の中心孔６９が形成されている。円筒部６８ａは、ボール６４と当接する部分に図中下から上に向かって内径が徐々に大きくなるテーパ面６９ａが形成されており、テーパ面６９ａでボール６４が位置決め（センタリング）されている。したがって、吸入用逆止弁６０に若干の寸法誤差や組み付け誤差が生じるものとしてもボール６４の位置ずれは生じない。また、プラグ６８は、台座部６８ｂの裏面に中心孔６９を包含する円形の窪み部６９ｂが形成されており、この窪み部６９ｂにストレーナ４７が配置されている。このストレーナ４７は、図１に示すように、シリンダ４２に吸入用逆止弁６０とストレーナ４７を配置してシリンダカバー４８を取り付けたときに、ストレーナ４７の周縁がシリンダカバー４８と吸入用逆止弁６０とに挟み込まれるようになっている。

この吸入用逆止弁６０は、吸入ポート４９側の圧力Ｐ１とポンプ室４１側の圧力Ｐ２との差圧（Ｐ１−Ｐ２）がスプリング６６の付勢力に打ち勝つ所定圧力以上のときには、スプリング６６の収縮を伴ってボール６４がプラグ６８の中心孔６９から離され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、スプリング６６の伸張を伴ってボール６４がプラグ６８の中心孔６９に押し付けられて中心孔６９を塞ぐことにより閉弁する。

吐出用逆止弁７０は、ボール７４と、ボール７４に対して付勢力を付与するスプリング７６と、ボール７４の外径よりも小さな内径の中心孔７９を有する環状部材としてのプラグ７８とを備え、これらはピストン５０の中空部５２ａに開口部５２ｂからスプリング７６，ボール７４，プラグ７８の順に組み込まれ、スナップリング７９により固定されている。

この吐出用逆止弁７０は、ポンプ室４１側の圧力Ｐ２と吐出ポート側４３の圧力Ｐ３との差圧（Ｐ２−Ｐ３）がスプリング７６の付勢力に打ち勝つ所定圧力以上のときには、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から離されることにより開弁し、上述した差圧（Ｐ２−Ｐ３）が所定圧力未満のときには、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。

シリンダ４２は、ピストン本体５２が摺動する内壁４２ａとピストン本体５２のスプリング４６側の面と吸入用逆止弁５０の弁本体６２のスプリング４６側の面とにより囲まれる空間によりポンプ室４１を形成する。ポンプ室４１は、スプリング４６の付勢力によりピストン５０が移動すると、ポンプ室４１内の容積の拡大に伴って吸入用逆止弁６０が開弁すると共に吐出用逆止弁７０が閉弁して吸入ポート４９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５０が移動すると、ポンプ室４１内の容積の縮小に伴って吸入用逆止弁６０が閉弁すると共に吐出用逆止弁７０が開弁して吸入した作動油を吐出ポート４３を介して吐出する。

また、シリンダ４２は、ピストン本体５２が摺動する内壁４２ａと、シャフト部５４が摺動する内壁４２ｂ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４３が形成されている。この段差部分は、ピストン本体５２とシャフト部５４との段差部分の環状の面とシャフト部５４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５２を隔ててポンプ室４１とは反対側に形成されるから、ポンプ室４１の容積が拡大する際に容積が縮小し、ポンプ室４１の容積が縮小する際に容積が拡大する。このとき、この空間の容積変化は、ピストン本体５２のポンプ室４１側からの圧力を受ける面積（受圧面積）が吐出ポート４３側から圧力を受ける面積（受圧面積）よりも大きいため、ポンプ室４１の容積変化よりも小さくなる。このため、この空間は第２のポンプ室５６として機能する。即ち、ソレノイド部３０の電磁力によりピストン５０が移動すると、ポンプ室４１の容積の縮小分と第２のポンプ室５６の容積の拡大分との差分に相当する量の作動油がポンプ室４１から吐出用逆止弁７０を介して第２のポンプ室５６に送り出されて吐出ポート４３を介して吐出され、スプリング４６の付勢力によりピストン５０が移動すると、ポンプ室４１の容積の拡大分に相当する量の作動油が吸入ポート４９から吸入用逆止弁６０を介してポンプ室４１に吸入される一方で第２のポンプ室５６の容積の縮小分に相当する量の作動油が第２のポンプ室５６から吐出ポート４３を介して吐出されることになる。したがって、ピストン５０の一回の往復動で作動油が吐出ポート４３から２回吐出されるから、吐出ムラを少なくし吐出性能を向上させることができる。

以上説明した実施例の電磁ポンプ２０によれば、吸入用逆止弁６０のボール６４を支持するプラグ６８を、軸中心にボール６４の外径よりも小さな内径の中心孔６９を有し、一端側の端縁でボール６４を受ける円筒部６８ａと円筒部６８ａの他端側の端縁から径方向に延伸されたフランジ形状の台座部６８ｂとにより形成し、円筒部６８ａを、ボール６４と当接する部分にテーパ面６９ａを形成したから、テーパ面６９ａでボール６４を位置決め（センタリング）することができる。この結果、吸入用逆止弁６０に若干の寸法誤差や組み付け誤差が生じるものとしてもボール６４の位置ずれが生じることはなく、吸入用逆止弁６０の作動油漏れを抑止することができる。しかも、台座部６８ｂの裏面に中心孔６９を包含する円形の窪み部６９ｂが形成してこの窪み部６９ｂにストレーナ４７を配置し、ストレーナ４７の周縁をシリンダカバー４８と吸入用逆止弁６０とに挟み込むから、ストレーナ４７も位置決めもより簡単に且つより正確に行なうことができる。こうした位置決めは、プラグ６８にテーパ面６９ａや窪み部６９ｂを形成するだけでよいから、その加工も容易に行なうことができる。

実施例の電磁ポンプ２０では、吐出用逆止弁７０をピストン５０に内蔵するものとしたが、例えば、シリンダ４２外のバルブボディに組み込むなど、ピストン５０に内蔵しないものとしてもよい。

実施例の電磁ポンプ２０では、台座部６８ｂの裏面に中心孔６９を包含する円形の窪み部６９ｂが形成してこの窪み部６９ｂにストレーナ４７を配置し、ストレーナ４７の周縁をシリンダカバー４８と吸入用逆止弁６０とに挟み込むものとしたが、台座部６８ｂに窪み部６９ｂを形成することなく平面とし、この平面上に載置するものとしてもよい。また、ストレーナ４７を吸入用逆止弁６０とシリンダカバー４８との間とは異なる箇所に配置するものとしても構わない。

実施例の電磁ポンプ２０では、ピストン５０の一回の往復動で作動油を吐出ポート４３から２回吐出するタイプの電磁ポンプとして構成するものとしたが、これに限定されるものではなく、ソレノイド部からの電磁力によりピストンを往動させる際に吸入ポートから作動油をポンプ室に吸入しスプリングの付勢力によりピストンを復動させる際にポンプ室内の作動油を吐出ポートから吐出するものとしたり、スプリングの付勢力によりピストンを復動させる際に吸入ポートから作動油をポンプ室に吸入しソレノイド部からの電磁力によりピストンを往動させる際にポンプ室内の作動油を吐出ポートから吐出するものとするなど、ピストンの往復動に伴って作動流体を吐出することができるものであれば、如何なるタイプの電磁ポンプとしても構わない。

実施例の電磁ポンプ２０では、自動車に搭載されるオートマチックトランスミッションのクラッチやブレーキのオンオフするための油圧の供給に用いるものとしたが、これに限られず、例えば、燃料を移送したり、潤滑用の液体を移送するなど、如何なるシステムに適用するものとしてもよい。

ここで、実施例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。実施例では、シリンダ４２が「シリンダ」に相当し、ピストン５０が「ピストン」に相当し、ソレノイド部３０が「電磁部」に相当し、スプリング４６が「付勢部材」に相当し、弁本体６２が「支持部材」に相当し、吸入用逆止弁６０を構成するボール６４とスプリング６６とプラグ６８とが「吸入用開閉弁」に相当し、吐出用逆止弁７０が「吐出用開閉弁」に相当する。また、ボール６４が「ボール」に相当し、スプリング６６が「スプリング」に相当し、プラグ６８が「開口部材」に相当する。また、シリンダカバー４８が「カバー部材」に相当し、プラグ６８の円筒部６８ａが「筒部」に相当し、台座部６８ｂが「フランジ部」に相当し、ストレーナ４７が「フィルタ」に相当する。なお、実施例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、実施例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最良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、実施例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、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例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 電磁ポンプ、３０ ソレノイド部、３１ ケース、３２ 電磁コイル、３４ プランジャ、３６ コア、３８ シャフト、４０ ポンプ部、４１ ポンプ室、４２ シリンダ、４２ａ 開口部、４２ｂ，４２ｃ 内壁、４３ 吐出ポート、４４ ピン溝、４６ スプリング、４７ ストレーナ、４８ シリンダカバー、４９ 吸入ポート、５０ ピストン、５２ ピストン本体、５２ａ 中空部、５２ｂ 開口部、５４ シャフト部、５４ａ，５４ｂ 貫通孔、５６ 第２のポンプ室、６０ 吸入用逆止弁、６２ 弁本体、６２ａ 中空部、６２ｂ 中心孔、６４ ボール、６６ スプリング、６８ プラグ、６８ａ 円筒部、６８ｂ 台座部、６９ 中心孔、６９ａ テーパ面、６９ｂ 窪み部、７０ 吐出用逆止弁、７４ ボール、７６ スプリング、７８ プラグ、７９ 中心孔。

Claims (5)

1. シリンダと、該シリンダ内を往復動可能なピストンと、該ピストンを往動させる電磁部と、前記ピストンを復動させる付勢部材と、前記付勢部材を支持し前記シリンダと前記ピストンと共にポンプ室を区画する支持部材と、前記支持部材に組み込まれ吸入口から前記ポンプ室への作動流体の移動を許可し逆方向の移動を禁止する吸入用開閉弁と、前記ポンプ室から吐出口への作動流体の移動を許可し逆方向の移動を禁止する吐出用開閉弁と、を備える電磁ポンプであって、
   前記支持部材は、前記吸入口側が開口された開口部と、底部に前記ポンプ室と連通する連通孔と、を有する底付きの中空部が形成され、
   前記吸入用開閉弁は、前記吸入口の開口部を形成する開口部材と、前記支持部材の中空部に組み込まれたボールと、前記ボールを前記開口部材の開口部に作動流体の移動方向とは反対側から押し付ける第２の付勢部材と、を有し、
   前記開口部材は、前記ボールを受ける前記開口部の内周面がテーパ状に形成されると共に外周面が前記支持部材の中空部の内周面に嵌る筒状の筒部と、前記筒部の端縁から径方向に延伸され作動流体の移動方向側の面が前記支持部材の開口部側の端面に当接するフランジ部と、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、
   前記吸入用開閉弁は、前記支持部材に前記中空部の開口部から前記第２の付勢部材，前記ボール，前記開口部材の順に組み込まれてなる
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
3. 請求項２記載の電磁ポンプであって、
   前記シリンダに前記ピストンと前記付勢部材と前記支持部材と前記吸入用開閉弁とがこの順に組み込まれた状態でシリンダ端面をカバーするカバー部材を備え、
   前記フランジ部は、作動流体の移動方向とは反対側の面にフィルタが配置され、
   前記カバー部材は、前記フランジ部との間で前記フィルタを挟むように取り付けられてなる
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
4. 請求項３記載の電磁ポンプであって、
   前記フランジ部は、作動流体の移動方向とは反対側の面に前記開口部材の開口部を包含する所定範囲が窪んだ窪み部が形成され、
   前記フィルタは、前記窪み部に配置されてなる
   ことを特徴とする電磁ポンプ。
5. 請求項１ないし４いずれか１項に記載の電磁ポンプであって、
   前記シリンダは、前記支持部材が軸方向に組み込まれたときに、該支持部材の外周部における作動流体の移動方向側の面と当接する段部を有する
   ことを特徴とする電磁ポンプ。