JP6003137B2 - 電磁駆動ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、電磁駆動ポンプに関し、さらに詳細には吐出流量を一定にすると共に駆動騒音を低減する電磁駆動ポンプに関する。

従来、この種の電動駆動ポンプは、上下運動するプランジャの上死点、下死点の双方のストッパにゴム等の軟質材を用いることにより、ストローク量を規制すると共にプランジャの衝突音を低減している。（例えば、非特許文献１参照。）

燃料電池 ＶＯＬ８ ＮＯ．２ ２００８ 第３６頁

しかしながら、非特許文献１に示す電磁駆動ポンプでは、ストッパをゴム等の軟質材にすることにより、プランジャがストロークエンド、すなわち上死点、下死点に当接した際の騒音を低減することができるが、プランジャがストッパに当接した際に変形し該プランジャのストロークが変化するので、一定の吐出流量を保持することが出来ず、高精度の吐出流量が得られない。
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、高精度な吐出流量が得られ、且つ、駆動音の小さくした電磁駆動ポンプを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の電磁駆動ポンプは
電磁コイルと、
前記電磁コイルの一端側壁面に鍔部が係合し該電磁コイルの内周面に円筒部が嵌挿されたガイドと、
前記ガイドの側壁面に鍔部が係合し吐出口を形成した吐出口本体と、
前記電磁コイルの他端側壁面に鍔部が係合し前記ガイドに対向して該電磁コイルの内周面に円筒部が嵌挿された固定鉄心と、
前記固定鉄心の側壁面に鍔部が係合し吸込口を形成した吸込口本体と、
前記固定鉄心に対向して前記電磁コイルの内周面に摺動自在に嵌挿され該電磁コイルの励磁により所定位置移動する可動鉄心と、
前記可動鉄心の内部に形成され弁座を介して該可動鉄心内に設けられた吐出弁と、
前記固定鉄心の鍔部と前記吸込口本体の鍔部との間に形成された吸込弁と、
からなる電磁駆動ポンプにおいて、
前記吐出口本体の吐出口に連通し該吐出口本体の鍔部に形成された第１の絞りと、
前記第１の絞りよりも下方に位置し前記可動鉄心の段付穴の段付小径穴に設けられ小径軸部に設けた連通穴を介して前記第１の絞りに連通する第２の絞りと、
を備え、
前記第１の絞りは電磁コイルのＯＦＦにより前記可動鉄心がばね部材の弾発力により後退して該可動鉄心の上端が前記吐出口本体の鍔部に当接までの間、前記可動鉄心から前記吐出口に流れる流体の流量を制御すると共に、前記可動鉄心が前記吐出口本体に当接した際の速度を低減して衝撃力を緩和し、
前記第２の絞りは前記電磁コイルのＯＮにより前記可動鉄心が前進して該可動鉄心が前記固定鉄心に当接するまでの間、可動鉄心から前記吐出口に流れる液体の流量を制御すると共に、前記可動鉄心が前記固定鉄心に当接した際の速度を低減して衝撃力を緩和することを特徴とする。

本発明は、プランジャがポンプ作用する際の流路に絞りを設けることで該プランジャの作動速度を遅くして吐出流量脈動が低減できると共に、プランジャが上死点及び下死点に衝突する時の衝撃音を低減できる。また、プランジャのストローク精度の向上により高精度の吐出流量を確保することができる。更に、衝突時の衝撃を吸収するためのストッパの軟質材部品を削除できるため、コストの低減ができる。

本発明の実施に係る電磁駆動ポンプの略縦断面図である。

以下、本発明の電磁駆動ポンプにつき好適な実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態を示す電磁駆動ポンプ１０の略縦断面図である。
図１に示すように、電磁駆動ポンプ１０は電磁コイル１１と、前記電磁コイル１１の一端（図１で上端）より該電磁コイル１１の内周面に円筒部１２ａが嵌挿され鍔部１２ｂを電磁コイル１１の一端に側壁面に係合するガイド１２と、前記電磁コイル１１の他端（図１で下端）より該電磁コイル１１の内周面に円筒部１３ａが嵌挿され鍔部１３ｂを電磁コイル１１の他端の側壁面に係合する固定鉄心１３と、を備える。

ガイド１２の鍔部１２ｂには段付円筒形状で鍔部１４ａを有する吐出口本体１４が係合している。吐出口本体１４には液体の吐出口１５が外方に開口され、該吐出口１５の下方には細孔１６に連通して絞り（第１の絞り）１７が形成されている。
絞り１７は電磁コイル１１がＯＦＦになり可動鉄心１８がばね部材２７の弾発力により後退（図１で上昇）して該可動鉄心１８の上端が吐出口本体１４の鍔部１４ａに当接するまでの間、可動鉄心１８から吐出口１５に流れる液体の流量を制御すると共に、可動鉄心１８が吐出口本体１４に当接した際の速度を低減し衝撃力を緩和する機能を有する。
参照符号１８はガイド１２の内周面に摺動自在に嵌挿されたプランジャ機能を有する可動鉄心を示し、該可動鉄心１８の一端（図１で上部）は小径軸部１８ａが形成されている。
前記小径軸部１８ａの一端（図１で上端）は可動鉄心１８が後退した際に吐出口本体１４の底面（図１で下面）に当接して可動鉄心１８の上死点になる。

可動鉄心１８の軸心部には大径穴１９ａ、中径穴１９ｂ、小径穴１９ｃよりなる段付穴１９が穿設されている。大径穴１９ａには穴２０ａを設けた円筒形状の弁座２０が嵌挿されており、中径穴１９ｂ及び小径穴１９ｃには吐出弁２１を構成するボール２２及びばね部材（第１のばね部材）２３が嵌挿されている。さらに、小径穴１９ｃは小径軸部１８ａの軸径方向に穿設された連通穴２４に接続し可動鉄心１８に設けられた絞り（第２の絞り）２５に連通している。
絞り２５は電磁コイル１１がＯＮになり可動鉄心１８が前進（図１で下降）して該可動鉄心１８が固定鉄心１３に当接するまでの間、可動鉄心１８から吐出口１５に流れる液体の流量を制御すると共に、可動鉄心１８が固定鉄心１３に当接した際の速度を低減し衝撃力を緩和する機能を有する。可動鉄心１８が前進して固定鉄心１３の上端（図１で上面）に当接した際、該上端が可動鉄心１８の下死点になる。

前記固定鉄心１３に軸心部には大径穴２６ａ、段付小径穴２６ｃ、中径穴２６ｂよりなる段付穴２６が穿設されている。大径穴２６ａにはばね部材（第２のばね部材）２７が嵌挿されており、前記ばね部材２７は一端（図１で上端）が弁座２０に係合し、他端（図１で下端）が大径穴２６ａの底面に係合している。中径穴２６ｂには吸入弁２８を構成するボール２９が嵌挿され、段付小径穴２６ｃには前記吸入弁２８を構成するばね部材３０（第３のばね部材）が嵌挿されている。
固定鉄心１３の鍔部１３ｂには段付円筒形状で鍔部３１ａを有する吸込口本体３１が係合している。吸込口本体３１には液体の吸込口３２が外方に開口され、該吸込口３２の上方には中径穴２６ｂに連通する孔３３が穿設されている。

本発明の実施の形態に係る電磁駆動ポンプ１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次に動作について説明する。
図１において、電磁コイル１１がＯＮになると可動鉄心１８が前進（図１で下降）し、可動鉄心１８の下部の液体（図示しない）を、該可動鉄心１８が固定鉄心１３に接触するまで、吐出弁２１を押し開いて吐出弁２１の上部の空間に押し出す。
電磁コイル１１がＯＦＦになるとばね部材２７の弾発力により可動鉄心１８が後退（図１で上昇）し該可動鉄心１８が吐出口本体１４に接触するまで、該可動鉄心１８の上部の液体を絞り１７を通って吐出口１５へ押し出す。液体が吐出口１５へ吐出されると同時に吸入弁２８と吐出弁２１の間の空間が負圧になり吸入弁２８が開いて液体が負圧になった空間に流入する。

Claims (1)

1. 電磁コイルと、
   前記電磁コイルの一端側壁面に鍔部が係合し該電磁コイルの内周面に円筒部が嵌挿されたガイドと、
   前記ガイドの側壁面に鍔部が係合し吐出口を形成した吐出口本体と、
   前記電磁コイルの他端側壁面に鍔部が係合し前記ガイドに対向して該電磁コイルの内周面に円筒部が嵌挿された固定鉄心と、
   前記固定鉄心の側壁面に鍔部が係合し吸込口を形成した吸込口本体と、
   前記固定鉄心に対向して前記電磁コイルの内周面に摺動自在に嵌挿され該電磁コイルの励磁により所定位置移動する可動鉄心と、
   前記可動鉄心の内部に形成され弁座を介して該可動鉄心内に設けられた吐出弁と、
   前記固定鉄心の鍔部と前記吸込口本体の鍔部との間に形成された吸込弁と、
   からなる電磁駆動ポンプにおいて、
   前記吐出口本体の吐出口に連通し該吐出口本体の鍔部に形成された第１の絞りと、
   前記第１の絞りよりも下方に位置し前記可動鉄心の段付穴の段付小径穴に設けられ小径軸部に設けた連通穴を介して前記第１の絞りに連通する第２の絞りと、
   を備え、
   前記第１の絞りは電磁コイルのＯＦＦにより前記可動鉄心がばね部材の弾発力により後退して該可動鉄心の上端が前記吐出口本体の鍔部に当接までの間、前記可動鉄心から前記吐出口に流れる流体の流量を制御すると共に、前記可動鉄心が前記吐出口本体に当接した際の速度を低減して衝撃力を緩和し、
   前記第２の絞りは前記電磁コイルのＯＮにより前記可動鉄心が前進して該可動鉄心が前記固定鉄心に当接するまでの間、可動鉄心から前記吐出口に流れる液体の流量を制御すると共に、前記可動鉄心が前記固定鉄心に当接した際の速度を低減して衝撃力を緩和することを特徴とする電磁駆動ポンプ

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