JP6808440B2 - Electromagnetic pump - Google Patents
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Description
本発明は、ソレノイド部の操作により液体を低圧大流量と高圧小流量とに吐出することができる電磁ポンプに関する。 The present invention relates to an electromagnetic pump capable of discharging a liquid into a low pressure large flow rate and a high pressure small flow rate by operating a solenoid unit.
この種の電磁ポンプは、ソレノイド部(電磁弁)にポンプ部が係合され、ポンプ本体に形成された段付孔と、段付孔に摺動自在に嵌挿された段付ピストンとを有し、段付孔と段付ピストンの大径軸部と小径軸部の段差部とにより形成される高圧ポンプ室と、段付ピストンの小径軸部と段付ピストンの小径軸部軸端方向に穿設されたポンプ本体の穴部とにより形成される低圧ポンプ室とを備える。そして、ソレノイド部(電磁弁)の通電による作動で、高圧ポンプ室の液体と低圧ポンプ室の液体が合流した低圧大流量を吐出し、吐出側の圧力が上昇すると、低圧ポンプ室の吐出路に設けられた圧力制御弁(安全弁)から低圧ポンプ室の液体は吸入路へ戻され、高圧小流量として高圧ポンプ室の液体のみを吐出する。 This type of electromagnetic pump has a stepped hole formed in the pump body by engaging the pump part with a solenoid part (electromagnetic valve), and a stepped piston slidably inserted into the stepped hole. In the direction of the high-pressure pump chamber formed by the stepped hole, the large-diameter shaft portion of the stepped piston, and the stepped portion of the small-diameter shaft portion, and the small-diameter shaft portion of the stepped piston and the small-diameter shaft portion of the stepped piston. It is provided with a low-pressure pump chamber formed by a hole in the pump body bored. Then, when the solenoid section (electromagnetic valve) is energized to discharge a large low-pressure flow rate at which the liquid in the high-pressure pump chamber and the liquid in the low-pressure pump chamber merge, and the pressure on the discharge side rises, the discharge path in the low-pressure pump chamber is discharged. The liquid in the low-pressure pump chamber is returned to the suction path from the provided pressure control valve (safety valve), and only the liquid in the high-pressure pump chamber is discharged as a high-pressure small flow rate.
ところが、かかる従来の電磁ポンプでは、段付孔と段付ピストンの小径軸部の摺動部の隙間を介して、液体が高圧ポンプ室から低圧ポンプ室へ漏れてしまう。そして、低圧ポンプ室から吐出する液体の流量を増加したいときには、段付ピストンの小径軸部を大径にする必要があるが、小径軸部を大径にすると液体の漏れ量が増加するため、高圧ポンプ室から低圧ポンプ室への液体の漏れ量はさらに増加し、高圧ポンプ室から吐出する液体の流量を十分に確保できないという問題点があった。 However, in such a conventional electromagnetic pump, the liquid leaks from the high-pressure pump chamber to the low-pressure pump chamber through the gap between the stepped hole and the sliding portion of the small-diameter shaft portion of the stepped piston. When it is desired to increase the flow rate of the liquid discharged from the low-pressure pump chamber, it is necessary to increase the diameter of the small-diameter shaft portion of the stepped piston. However, if the small-diameter shaft portion has a large diameter, the amount of liquid leakage increases. The amount of liquid leaking from the high-pressure pump chamber to the low-pressure pump chamber further increases, and there is a problem that a sufficient flow rate of the liquid discharged from the high-pressure pump chamber cannot be secured.
本発明の課題は、高圧ポンプ室から低圧ポンプ室への液体の漏れ量が増加することを抑制し、高圧ポンプ室から吐出する液体の流量を十分に確保できる電磁ポンプを提供するものである。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic pump capable of suppressing an increase in the amount of liquid leaking from the high-pressure pump chamber to the low-pressure pump chamber and ensuring a sufficient flow rate of the liquid discharged from the high-pressure pump chamber.
かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
通電により発生する吸引力で可動鉄心を摺動するソレノイド部と、ソレノイド部で作動するポンプ部とを備え、ポンプ部は大径軸部と小径軸部とを連設しソレノイド部の通電により摺動するピストン部材を有し、ピストン部材は大径軸部と小径軸部をそれぞれポンプ部に連設した大径孔と小径孔に摺動自在に嵌挿し、大径軸部と大径孔により低圧ポンプ室を区画形成すると共に、小径軸部と小径孔により高圧ポンプ室を区画形成し、低圧ポンプ室には低圧ポンプ室の圧力を設定値に制御する圧力制御弁と、低圧側から低圧ポンプ室への液体の流れを許容し低圧ポンプ室から低圧側への液体の流れを阻止する第1チェック弁と、低圧ポンプ室から負荷側への液体の流れを許容し負荷側から低圧ポンプ室への液体の流れを阻止する第2チェック弁とを接続し、高圧ポンプ室には低圧側から高圧ポンプ室への液体の流れを許容し高圧ポンプ室から低圧側への液体の流れを阻止する第3チェック弁と、高圧ポンプ室から負荷側への液体の流れを許容し負荷側から高圧ポンプ室への液体の流れを阻止する第4チェック弁を接続し、圧力制御弁は、弁体をポンプ本体の弁孔へ摺動自在に嵌挿し、弁体には2個のランド部を有し、第2チェック弁より負荷側に吐出する液体の圧力をパイロット圧力として一方のランド部に作用して設け、このパイロット圧力の作用で他方のランド部が開いて低圧ポンプ室の液体を低圧側へ排出する外部パイロットであることを特徴とする電磁ポンプがそれである。
In order to achieve such a problem, the present invention has taken the following measures. That is,
It is equipped with a solenoid part that slides the movable iron core by the suction force generated by energization and a pump part that operates by the solenoid part. The pump part has a large-diameter shaft part and a small-diameter shaft part connected in series and slides by energization of the solenoid part. It has a moving piston member, and the piston member is slidably fitted into the large-diameter hole and the small-diameter hole in which the large-diameter shaft portion and the small-diameter shaft portion are connected to the pump portion, respectively. A low-pressure pump chamber is partitioned, and a high-pressure pump chamber is partitioned by a small-diameter shaft and a small-diameter hole. The low-pressure pump chamber has a pressure control valve that controls the pressure of the low-pressure pump chamber to a set value, and a low-pressure pump from the low-pressure side. The first check valve that allows the flow of liquid to the chamber and blocks the flow of liquid from the low-pressure pump chamber to the low-pressure side, and the low-pressure pump chamber that allows the flow of liquid from the load side to the low-pressure pump chamber By connecting to the second check valve that blocks the flow of liquid, the high-pressure pump chamber allows the flow of liquid from the low-pressure side to the high-pressure pump chamber, and blocks the flow of liquid from the high-pressure pump chamber to the low-pressure side. 3 Check valve and 4th check valve that allows the flow of liquid from the high pressure pump chamber to the load side and blocks the flow of liquid from the load side to the high pressure pump chamber are connected, and the pressure control valve pumps the valve body. It is slidably inserted into the valve hole of the main body, and the valve body has two lands, and the pressure of the liquid discharged from the second check valve to the load side acts as a pilot pressure on one of the lands. provided, electromagnetic pump, wherein an external pilot der Rukoto for discharging the liquid of the low-pressure pump chamber other land portion is opened by the action of the pilot pressure to the low pressure side is it.
以上詳述したように、請求項1に記載の発明は、ポンプ部は大径軸部と小径軸部とを連設しソレノイド部の通電により摺動するピストン部材を有し、ピストン部材は大径軸部と小径軸部をそれぞれポンプ部に連設した大径孔と小径孔に摺動自在に嵌挿し、大径軸部と大径孔により低圧ポンプ室を区画形成すると共に、小径軸部と小径孔により高圧ポンプ室を区画形成する。このため、低圧ポンプ室から吐出する液体の流量を増加したいときには、ピストン部材の大径軸部のみを大径にすればよく、小径軸部は影響されないから、小径軸部と小径孔の摺動部の隙間を介して高圧ポンプ室から低圧ポンプ室へ漏れる液体の漏れ量が増加することを抑制でき、高圧ポンプ室から吐出する液体の流量を十分に確保できる。
As described in detail above, in the invention according to
また、請求項1に記載の発明は、圧力制御弁は、弁体をポンプ本体の弁孔へ摺動自在に嵌挿し、弁体には2個のランド部を有し、第2チェック弁より負荷側に吐出する液体の圧力をパイロット圧力として一方のランド部に作用して設け、このパイロット圧力の作用で他方のランド部が開いて低圧ポンプ室からの液体を低圧側へ排出する外部パイロットの圧力制御弁としている。このため、パイロット圧力が設定値に達して圧力制御弁が開作動すると、低圧ポンプ室から低圧側へ液体を排出して低圧ポンプ室の圧力は略ゼロになる。そして、第2チェック弁より負荷側に吐出する液体の圧力が設定値より低下しないかぎり、低圧ポンプ室の圧力は略ゼロを維持するから、低圧ポンプ室を区画形成するピストン部材の大径軸部が作動する際の圧力に基づく抵抗を軽減することができ、作動性を向上することができる。
The invention according to
以下、参考例を図面に基づき説明する。
図1ないし図3において、1はソレノイド部で、ヨーク2に穿設された有底の収装孔2Aに略円筒形状の可動鉄心3を軸方向へ摺動自在に嵌挿し、コイル4への通電により発生する吸引力で略円盤形状の固定鉄心5に吸引する。固定鉄心5は可動鉄心3を挿通する貫通孔5Aを有する。ヨーク2は軸方向一端側に開口部2Bを有する。
Hereinafter, a reference example will be described with reference to the drawings.
In FIGS. 1 to 3,
6はポンプ部で、ポンプ本体7の凸部7Aを固定鉄心5の貫通孔5Aに嵌合し、ヨーク2の開口部2Bにポンプ本体7をかしめにより連結している。ポンプ本体7には大径孔8Aと小径孔8Bを連設している。9は第1軸受部材で、大径孔8Aの開口端に圧入している。10は第2軸受部材で、小径孔8Bの大径孔8Aとの連設部に圧入している。11はピストン部材で、大径軸部12と小径軸部13とを連設して構成している。大径軸部12は下端に凹部12Aを有し、上端を可動鉄心3に固定し可動鉄心3と一体的に作動する。小径軸部13は大径軸部12の軸心に挿通され大径軸部12に固定している。ピストン部材11の大径軸部12と小径軸部13は、それぞれ第1軸受部材9と第2軸受部材10へ摺動自在に嵌挿する。14は低圧ポンプ室で、大径軸部12と大径孔8Aにより区画形成している。15は高圧ポンプ室で、小径軸部13と小径孔8Bにより区画形成している。そして、大径軸部12の受圧面積は小径軸部13の受圧面積より大きく設けている。16は第1弾性部材で、可動鉄心3の中空に収容されている。17は第2弾性部材で、大径軸部12の凹部12Aに収容されている。ピストン部材11は、第1弾性部材16の軸方向下方への弾性力と第2弾性部材17の軸方向上方への弾性力とで付勢され、第1弾性部材16の弾性力と第2弾性部材17の弾性力との平衡位置で停止する。
18は吸入口で、低圧側としてのタンクTから低圧ポンプ室14と高圧ポンプ室15に液体を吸入する。19は吐出口で、低圧ポンプ室14と高圧ポンプ室15から図示しない負荷側としてのアクチュエータに液体を吐出する。20は第1吸入路で、吸入口18と低圧ポンプ室14を接続している。21は第1吐出路で、低圧ポンプ室14と吐出口19を接続している。22は第2吸入路で、吸入口18と高圧ポンプ室15を接続している。23は第2吐出路で、高圧ポンプ室15と吐出口19を接続している。24は第1排出路で、低圧ポンプ室14と吸入口18を接続している。
25は第1吸入路20に備えた第1チェック弁で、弁体25Aをばね25Bの弾性力で弁座25Cに着座している。第1チェック弁25は弁体25Aが弁座25Cから離間してタンクTから低圧ポンプ室14への液体の流れを許容し、弁体25Aが弁座25Cに着座して低圧ポンプ室14からタンクTへの液体の流れを阻止する向きに配設している。26は第1吐出路21へ備えた第2チェック弁で、弁体26Aをばね26Bの弾性力で弁座26Cに着座している。第2チェック弁26は弁体26Aが弁座26Cから離間して低圧ポンプ室14からアクチュエータへの液体の流れを許容し、弁体26Aが弁座26Cに着座してアクチュエータから低圧ポンプ室14への液体の流れを阻止する向きに配設している。27は第2吸入路22に備えた第3チェック弁で、弁体27Aをばね27Bの弾性力で弁座27Cに着座している。第3チェック弁27は弁体27Aが弁座27Cから離間してタンクTから高圧ポンプ室15への液体の流れを許容し、弁体27Aが弁座27Cに着座して高圧ポンプ室15からタンクTへの液体の流れを阻止する向きに配設している。28は第2吐出路23に備えた第4チェック弁で、弁体28Aがばね28Bの弾性力で弁座28Cに着座している。第4チェック弁28は弁体28Aが弁座28Cから離間して高圧ポンプ室15からアクチュエータへの液体の流れを許容し、弁体28Aが弁座28Cに着座してアクチュエータから高圧ポンプ室15への液体の流れを阻止する向きに配設している。
29は第1排出路24に備えた圧力制御弁としてのリリーフ弁で、弁体29Aをばね29Bの弾性力で弁座29Cに着座して第1排出路24を閉じている。リリーフ弁29は、低圧ポンプ室14の圧力がばね29Bの弾性力に基づく設定値以上に上昇すると弁体29Aをばね29Bの弾性力に抗して弁座29Cより離間して低圧ポンプ室14の液体をタンクTへ排出する。
次に、かかる構成の作動を説明する。
図1ないし図3は、コイル4の非通電状態を示し、可動鉄心3は第1弾性部材16の弾性力と第2弾性部材17の弾性力との平衡位置で停止している。第1チェック弁25〜第4チェック弁28は閉じている。
Next, the operation of such a configuration will be described.
1 to 3 show a non-energized state of the
この状態で、コイル4へ通電すると、可動鉄心3は第2弾性部材17の弾性力に抗して軸方向下方へ摺動して固定鉄心5に吸引される。これにより、ピストン部材11の大径軸部12が低圧ポンプ室14内の液体を加圧し、第2チェック弁26が開き、低圧ポンプ室14から液体を吐出する。また、高圧ポンプ室15はピストン部材11の小径軸部13が高圧ポンプ室15内の液体を加圧し、第4チェック弁28が開き、高圧ポンプ室15から液体を吐出する。低圧ポンプ室14から吐出された液体と高圧ポンプ室15から吐出された液体は吐出口19で合流しアクチュエータに吐出する。
When the
この状態で、コイル4を非通電にすると、可動鉄心3は第2弾性部材17の弾性力で軸方向上方へ摺動して固定鉄心5から離脱する。これにより、低圧ポンプ室14はピストン部材11の大径軸部12が上方へ摺動し負圧になる。そして、第1チェック弁25は開き、第2チェック弁26は閉じて、タンクTから低圧ポンプ室14に液体を吸入する。また、高圧ポンプ室15はピストン部材11の小径軸部13が上方へ摺動し負圧になる。そして、第3チェック弁27は開き、第4チェック弁28は閉じて、タンクTから高圧ポンプ室15に液体を吸入する。そして、コイル4への通電・非通電を高速で繰り返して低圧大流量の液体をアクチュエータに吐出する。
When the
コイル4への通電・非通電の繰り返しで、低圧ポンプ室14の圧力がリリーフ弁29のばね29Bの弾性力に基づく設定値以上に上昇すると、弁体29Aが開作動して低圧ポンプ室14の液体をタンクTに排出し、高圧ポンプ室15の液体のみを高圧小流量の液体として吐出口19からアクチュエータに吐出する。
When the pressure in the low-
かかる作動において、ポンプ部6は大径軸部12と小径軸部13とを連設しソレノイド部1の通電により摺動するピストン部材11を有し、ピストン部材11は大径軸部12と小径軸部13をそれぞれポンプ部6に連設した大径孔8Aの第1軸受部材9と小径孔8Bの第2軸受部材10へ摺動自在に嵌挿し、大径軸部12と大径孔8Aにより低圧ポンプ室14を区画形成すると共に、小径軸部13と小径孔8Bにより高圧ポンプ室15を区画形成した。このため、低圧ポンプ室14から吐出する液体の流量を増加したいときには、ピストン部材11の大径軸部12のみを大径にすればよく、小径軸部13は影響されないから、小径軸部13と第2軸受部材10の摺動部の隙間を介して高圧ポンプ室15から低圧ポンプ室14へ漏れる液体の漏れ量が増加することを抑制でき、高圧ポンプ室15から吐出する液体の流量を十分に確保できる。
In such an operation, the
図4は参考例の変形例を示し、異なる個所について説明する。図1ないし図3の第1吸入路20に替えて第3吸入路30を設けた。第3吸入路30は高圧ポンプ室15を介してタンクTから液体を吸入し低圧ポンプ室14に接続している。第3吸入路30にはタンクTから高圧ポンプ室15を介して低圧ポンプ室14への液体の流れを許容し、低圧ポンプ室14から高圧ポンプ室15を介してタンクTへの液体の流れを阻止する第1チェック弁31を配設している。
FIG. 4 shows a modified example of the reference example , and different parts will be described. A
図5は参考例の他の変形例を示し、異なる個所について説明する。図1ないし図3の第2吸入路22に替えて第4吸入路32を設けた。第4吸入路32は低圧ポンプ室14を介してタンクTから液体を吸入し高圧ポンプ室15に接続している。第4吸入路32にはタンクTから低圧ポンプ室14を介して高圧ポンプ室15への液体の流れを許容し、高圧ポンプ室15から低圧ポンプ室14を介してタンクTへの液体の流れを阻止する第3チェック弁33を配設している。
FIG. 5 shows another modified example of the reference example , and different parts will be described. A fourth suction passage 32 was provided in place of the
図6ないし図8は本発明の一実施形態を示し、参考例と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
34はポンプ本体6に穿設した弁孔で、吸入口18と吐出口19との間を接続し、吸入口18と吐出口19とを接続する中間部分に低圧ポンプ室14を接続している。35は第2排出路で、弁孔34の低圧ポンプ室14と吸入口18との間を接続する部分に相当する。36は第2排出路35に配設した圧力制御弁としての外部パイロットの圧力制御弁で、パイロット流路37を第1吐出路21の第2チェック弁26配設個所よりアクチュエータ側へ接続し、アクチュエータへ吐出する液体の圧力をパイロット圧力として作用している。36Aは圧力制御弁36のスプール弁体で、ランド部36B、36Cを有し、弁孔34へ摺動自在に嵌挿している。スプール弁体36Aはばね36Dの弾性力で図8の軸方向左方へ付勢して低圧ポンプ室14と吸入口18との間をランド部36Cで閉じている。そして、ランド部36Bに作用するパイロット圧力がばね36Dの弾性力に基づく設定値以上に上昇すると、ばね36Dの弾性力に抗してスプール弁体36Aを図8の軸方向右方へ移動し、低圧ポンプ室14と吸入口18との間をランド部36Cが開き、液体をタンクTへ排出する。
6 to 8 show an embodiment of the present invention, the same parts as those in the reference example are designated by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different parts will be described.
作動は、コイル4への通電・非通電の繰り返しで、パイロット圧力が圧力制御弁36のばね36Dの弾性力に基づく設定値以上に上昇すると、スプール弁体36Aが開作動して低圧ポンプ室14の液体をタンクTに排出し、高圧ポンプ室15の液体のみが高圧小流量の液体として吐出口19を介してアクチュエータに吐出する。
The operation is repeated energization and de-energization of the
かかる作動において、小径軸部13と第2軸受部材10の摺動部の隙間を介して高圧ポンプ室15から低圧ポンプ室14へ漏れる液体の漏れ量が増加することを抑制でき、高圧ポンプ室15から吐出する液体の流量を十分に確保できる。また、圧力制御弁36は、第2チェック弁26よりアクチュエータ側に吐出する液体の圧力をパイロット圧力として作用して設け、このパイロット圧力の作用で開作動して低圧ポンプ室14からの液体をタンクTへ排出する。このため、パイロット圧力が圧力制御弁36のばね36Dの弾性力に基づく設定値以上に上昇してスプール弁体36Aが開作動すると、低圧ポンプ室14からタンクTへ液体を排出して低圧ポンプ室14の圧力は略ゼロになる。そして、第2チェック弁26よりアクチュエータ側に吐出する液体の圧力が設定値より低下しないかぎり、低圧ポンプ室14の圧力は略ゼロを維持するから、低圧ポンプ室14を区画形成するピストン部材11の大径軸部12が作動する際の圧力に基づく抵抗を軽減することができ、作動性を向上することができる。
In such operation, it is possible to suppress the leakage amount of liquid leaking into the low-
図9は一実施形態の変形例を示し、異なる個所について説明する。38は第1吐出路で、第2チェック弁26を配設している。そして、第1吐出路38は第2吐出路23の第4チェック弁28配設個所より高圧ポンプ室15側で第2吐出路23に接続し、第2チェック弁26と第4チェック弁28を直列にアクチュエータ側へ接続している。
FIG. 9 shows a modified example of one embodiment and describes different parts.
図10は一実施形態の他の変形例を示し、異なる個所について説明する。39は圧力制御弁36のパイロット流路で、高圧ポンプ室15へ接続し、高圧ポンプ室15からアクチュエータへ吐出する液体の圧力をパイロット圧力として作用している。
FIG. 10 shows another modification of one embodiment and describes different parts.
なお、前述の各実施形態では、低圧ポンプ室14から吐出された液体と高圧ポンプ室15から吐出された液体は吐出口19で合流しアクチュエータに吐出したが、これに限定されるものではなく、低圧ポンプ室14から吐出された液体と高圧ポンプ室15から吐出された液体は吐出口19で合流しないでそれぞれ別個のアクチュエータに吐出してもよい。また、大径孔8Aと小径孔8Bにそれぞれ第1軸受部材9と第2軸受部材10を圧入したが、大径孔8Aと小径孔8Bにそれぞれ第1軸受部材9と第2軸受部材10を設けなくてもよい。また、ピストン部材11は、第1弾性部材16の軸方向下方への弾性力と第2弾性部材17の軸方向上方への弾性力とで付勢され、第1弾性部材16の弾性力と第2弾性部材17の弾性力との平衡位置で停止したが、第1弾性部材16は備えず第2弾性部材17の軸方向上方への弾性力のみでピストン部材11の位置決めをしてもよい。また、圧力制御弁36はスプール弁としたが、ポペット弁にしてもよい。また、第1吐出路38は第2吐出路23の第4チェック弁28配設個所より高圧ポンプ室15側で第2吐出路23に接続したが、これに限定されるものではなく、第1吐出路38は第2吐出路23の第4チェック弁28配設個所よりアクチュエータ側で第2吐出路23に接続してもよいことは勿論である。
In each of the above-described embodiments, the liquid discharged from the low-
1:ソレノイド部
3:可動鉄心
6:ポンプ部
8A:大径孔
8B:小径孔
11:ピストン部材
12:大径軸部
13:小径軸部
14:低圧ポンプ室
15:高圧ポンプ室
20:第1吸入路
22:第2吸入路
21、38:第1吐出路
23:第2吐出路
25、31:第1チェック弁
26:第2チェック弁
27、33:第3チェック弁
28:第4チェック弁
29:リリーフ弁
30:第3吸入路
32:第4吸入路
36:圧力制御弁
T:タンク
1: Solenoid part 3: Movable iron core 6: Pump
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