JPH0610831A - ソレノイドポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に一定の吐出量を確保できるソレノイドポ
ンプを提供する。 【構成】 本発明のソレノイドポンプ１は、非磁性体筒
部４ａと磁性体筒部４ｂとを有する保持筒４と吸引筒部
５と吐出筒部６とを備えたポンプ本体２と、貫通孔を有
し吐出筒部側に弁受部を備えたピストン受体９と、保持
筒の内周に接触する状態で、かつ、ピストン受体側に付
勢された状態で一定ストロークだけ変位可能に配置し
た、弁受部を備えた磁性体によるピストン１３と、ピス
トン受体側からピストンの弁受部に向って付勢された第
１の球状弁１５と、吐出筒部側からピストン受体の弁受
部に向って付勢された第２の球状弁１７と、磁力の発生
又は停止によりピストンを変位又は復帰させて第１及び
第２の球状弁を各々開閉し吸引筒部側から吸引した流体
を吐出筒部から吐出させる磁力源２０とを具備する。こ
の構成により、磁力の変化等の影響を受けずに一定量の
流体を吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ソレノイドポンプに関
し、より詳しくは、静電プロッターにおける液体トナー
の定量送り等に用いて好適なソレノイドポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のソレノイドポンプの従来例を図
６を参照して説明する。同図に示すソレノイドポンプ５
０は、非磁性体により形成した保持筒６９及びこの保持
筒６９の両側に配置した吸引筒部５２、吐出筒部５３を
備えたポンプ本体５４と、ポンプ本体５４における保持
筒６９内に矢印Ｘ3 、Ｘ4 方向にスライド可能に配置し
たピストン５５と、保持筒６９内の吐出筒部５３側に配
置した吐出機構部５６と、保持筒６９の外周に装着した
磁性体のパイプ５１ａと５１ｂ、非磁性体のパイプ５１
ｃ及び磁力の発生又は停止を行う磁力源５７とを有して
いる。

【０００３】さらに、ソレノイドポンプ５０は、保持筒
６９内の吸引筒部５２側からピストン５５を矢印Ｘ3 方
向に付勢するピストン付勢ばね５８と、保持筒６９内に
おいてピストン５５を矢印Ｘ4 方向に付勢するピストン
受けばね５９とを具備している。

【０００４】ピストン５５は、円筒状で貫通孔を有し外
周を保持筒６９の内周に密着させた磁性体製のピストン
本体６０と、このピストン本体６０の吸引筒部５２側に
嵌着されピストン付勢ばね５８に当接させた弁受体６１
と、ピストン本体６０の貫通孔内に配置したコイル状の
弁ばね６２により矢印Ｘ4 方向に付勢され常時は弁受体
６１に当接して流体の流路を閉じるピストン内弁６３と
を具備している。

【０００５】吐出機構部５６は、吐出筒部５３内に固定
した貫通孔を有する固定筒体６５と、この固定筒体６５
のピストン５５側に装着した吐出側弁受体６６と、固定
筒体６５の貫通孔内に配置したコイル状の弁ばね６７に
より矢印Ｘ4 方向に付勢され常時は吐出側弁受体６６に
当接して流体の流路を閉じる吐出弁体６８とを具備して
いる。

【０００６】次に、上記構成のソレノイドポンプ５０の
動作について説明する。磁力源５７による磁力によりピ
ストン５５をピストン受けばね５９の付勢力に抗して矢
印Ｘ3 方向に変位させることで吸引筒部５２側から流体
を保持筒６９内に吸引する。このとき、ピストン５５の
弁受体６１、ピストン内弁６３はピストン本体６０とと
もに矢印Ｘ3 方向に変位するので、ピストン内弁６３が
流路を閉じた状態が続く。

【０００７】また、ピストン５５の変位位置は、磁力源
５７による磁力と、ピストン受けばね５９の付勢力との
均衡する位置となる。

【０００８】次に、磁力源５７による磁力が断たれる
と、ピストン５５は今度はピストン受けばね５９の付勢
力により矢印Ｘ4 方向に復帰し、ピストン受けばね５９
とピストン付勢ばね５８との両付勢力が均衡する位置に
停止する。このようなピストン５５の復帰動作に伴い、
ピストン本体６０の吐出機構部５６側の領域に負圧が生
じ、これにより、ピストン内弁６３は弁ばね６２の付勢
力に抗して矢印Ｘ3 方向に変位し流路が開く。この結
果、保持筒６９内に吸引した流体はピストン内弁６３を
経て保持筒６９内の吐出側弁受体６６側に流入し、この
後、弁ばね６２の付勢力により、ピストン内弁６３は弁
受体６１に当接して流路を閉じる。

【０００９】一方、吐出機構部５６においては、磁力源
５７による２回目の磁力により矢印Ｘ3 方向へ変位する
ピストン５５の動作に伴って、吐出側弁受体６６内に圧
送される流体の圧力により、弁ばね６７の付勢力に抗し
て吐出弁体６８が矢印Ｘ3 方向へ変位し、流路を開く。
この結果、流体は吐出機構部５６により吐出筒部５３を
介して外部に吐出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のソレノイドポンプ５０の場合、以下のような問
題がある。ピストン５５のＸ3 、Ｘ4 方向のストローク
は、磁力源５７による磁力と、ピストン付勢ばね５８及
びピストン受けばね５９の両付勢力とにより定まる。し
たがって、磁力源５７の発熱に伴う磁力の変化や、ピス
トン付勢ばね５８、ピストン受けばね５９の経時的な付
勢力の変化、さらに、流体の粘性の変化等によりピスト
ン５５のストロークにばらつきが生じる。この結果、従
来のソレノイドポンプ５０は吐出量が不安定になるとい
う問題がある。

【００１１】また、ピストン内弁６３は、弁ばね６２の
付勢力により弁受体６１に押圧され、吐出弁体６８は弁
ばね６７の付勢力により吐出側弁受体６６に押圧される
構造であるため、ピストン内弁６３の弁受体６１に対す
る接触面や、吐出弁体６８の吐出側弁受体６６に対する
接触面の仕上り精度の如何によってはこれらの接触状態
が不安定となる。これが原因となり、従来のソレノイド
ポンプ５０は、吐出量が不安定になるという問題があ
る。

【００１２】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、磁力源の発熱に伴う磁力の変化や流体の粘性の
変化等の影響を受けず、常に一定の吐出量を確保できる
ソレノイドポンプを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のソレノイドポンプは、非磁性体筒部と磁性
体筒部とを有する保持筒と、前記保持筒の前記非磁性体
筒部側の端部に配置した吸引筒部と、前記保持筒の磁性
体筒部側の端部に配置した吐出筒部とを備えたポンプ本
体と、前記保持筒内の吐出筒部側に配置した、貫通孔を
有し吐出筒部側に弁受部を備えたピストン受体と、前記
保持筒内でピストン受体と吸引筒部との間において前記
保持筒の内周に接触する状態で、かつ、ピストン受体側
に付勢された状態で一定ストロークだけ変位可能に配置
した、貫通孔を有し前記ピストン受体側に弁受部を備え
た磁性体によるピストンと、前記ピストン受体側からピ
ストンの弁受部に向って付勢された第１の弁と、前記吐
出筒部側からピストン受体の弁受部に向って付勢された
第２の弁と、磁力の発生又は停止により前記ピストンを
変位又は復帰させて第１の弁及び第２の弁を各々開閉し
吸引筒部から吸引した流体をピストン、ピストン受体を
経て吐出筒部から外部に吐出する磁力源とを具備するこ
とを特徴とするものである。

【００１４】前記ピストンと前記吸引筒部とが互いに当
接する面の少なくとも一方の面に非磁性体製の環状スペ
ーサを設けることが望ましい。

【００１５】

【作用】上述した構成のソレノイドポンプの作用を以下
に説明する。磁力源を動作させ磁束を発生させると、こ
の磁束は保持筒の磁性体筒部及び磁性体によるピストン
を通過し、これによりピストンに磁力が作用してこのピ
ストンは保持筒の内周に接触する状態で吸引筒部側に一
定ストロークだけ変位する。このピストンの変位に伴
い、ピストンの弁受部を境に圧力差が生じ、ピストンの
弁受部を塞いでいた第１の球状体がその弁受部から離れ
るとともに、ピストンの貫通孔内の流体がピストン受部
側に流入する。これにより前記圧力差が解消され、第１
の球状体は付勢されてピストンの弁受部を塞ぐ。

【００１６】次に、磁力源からの磁束の供給を停止する
と、ピストンは付勢力により当初の位置に復帰する。こ
れにより、ピストンの弁受部のピストン受部側に流入し
た流体の圧力が高くなり、ピストン受体の弁受部を塞い
でいた第２の球状弁がその弁受部を離れるとともに、前
記流体は吐出筒部を経て外部に吐出する。これにより、
前記ピストンの弁受部のピストン受部側に流入した流体
の圧力が低くなり、第２の球状体が付勢されてピストン
受体の弁受部を塞ぎ、初期状態に復帰する。吐出される
流体はピストンのストロークに対応した一定量となる。

【００１７】前記ピストンと前記吸引筒部とが互いに当
接する面の少なくとも一方の面に非磁性体製の環状スペ
ーサを設けることにより、磁力源の磁力によりピストン
が変位して吸引筒部に当接した後、磁力源の磁力を停止
したときに、残留磁気によりピストンと吸引筒部とが接
触した儘となるのを防ぐことができる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の一実施例であるソレノイドポ
ンプについて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例
であるソレノイドポンプの断面図である。図１に示すソ
レノイドポンプ１は、非磁性体筒部４ａと磁性体筒部４
ｂとを有する保持筒４とこの保持筒４の両側に配置した
吸引筒部５と吐出筒部６とを備えたポンプ本体２と、こ
のポンプ本体２の保持筒４の外周に配置した磁力をポン
プ本体２に作用させる磁力源２０とを有している。

【００１９】ポンプ本体２について図２を参照して詳述
する。ポンプ本体２は、保持筒４ｂ内の吐出筒部６側に
配置した、貫通孔７を有し吐出筒部６側に弁受部８を備
えたピストン受体９と、保持筒４ｂ内でピストン受体９
と吸引筒部５との間において保持筒４ａの内周に接触す
る状態で、かつ、第１のばね１０によりピストン受体９
側（Ｘ1 方向）に付勢された状態で一定ストロークだけ
変位可能に配置した、貫通孔１１を有しピストン受体９
側に弁受部１２を備えた磁性体によるピストン１３と、
第２のばね１４によりピストン受体９の貫通孔７側から
ピストン１３の弁受部１２に向って（Ｘ2 方向）付勢さ
れた金属製の球体を用いた第１の球状弁１５と、第３の
ばね１６により吐出筒部６側からピストン受体９の弁受
部８に向って付勢された金属製の球体を用いた第２の球
状弁１７とを具備している。ピストン１３の中央部に形
成された凹部１３ａは、ピストン１３が往復運動を行う
ときの摩擦抵抗を減ずるためのものである。

【００２０】磁力源２０は、保持筒４の外周に配置した
コイル部２１と、このコイル部２１へ電圧を断続的に印
加する図示しない電源とを具備している。図２中、１８
は、ピストン１３の吸引筒部５側の端面に固着した非磁
性体製の環状スペーサである。ピストン１３の端面と吸
引筒部５の端面とが直接接触していると、磁力源２０の
電源をＯＦＦとしたときにも、残留磁気の影響によりピ
ストン１３が第１のばね１０のばね力だけでは戻りきれ
ないことがある。環状スペーサ１８は、かかる残留磁気
の影響を防ぎ、磁力源２０の電源をＯＦＦとしたとき
に、第１のばね１０のばね力により容易にピストン１３
がもとの状態にもどれるようにするためのものである。
環状スペーサ１８は、厚すぎると磁力源２０による磁力
が弱くなり、薄すぎるとその効果が少なくなるので、
０．１ｍｍ〜１ｍｍ位の厚さであることが望ましい。

【００２１】次に、上述したソレノイドポンプ１の作用
を図３乃至図５をも参照して説明する。磁力源２０を動
作させない状態では、図３に示すように、ピストン１３
は第１のばね１０によりピストン受体９側に付勢され、
第１の球状弁１５は第２のばね１４によりピストン受体
９の貫通孔７側からピストン１３の弁受部１２に向って
付勢されてこの弁受部１２を塞いでいる。さらに、第２
の球状弁１７は、第３のばね１６により吐出筒部６側か
らピストン受体９の弁受部８に向って付勢されこの弁受
部８を塞いでいる。

【００２２】この状態で、磁力源２０を動作させ磁束Φ
を発生させると、保持筒４に非磁性体筒部４ａがあるの
で、この磁束Φは図４に示すように、磁性体筒部４ｂを
通過した後、磁性体によるピストン１３を通過する。こ
れによりピストン１３に磁力が作用してこのピストン１
３は保持筒４の内周に接触する状態で吸引筒部５側に一
定ストロークＤだけ変位する。

【００２３】このピストン１３の変位に伴い、当初、第
１の球状弁１５は、図４の一点鎖線で示すようにピスト
ン１３の弁受部１２を塞いでいるが、ピストン１３の弁
受部１２の右側の空間部が負圧になるので、第１の球状
弁１５が第２のばね１４の付勢に逆らって弁受部１２か
ら離れるとともに、吸引筒部５からピストン１３の貫通
孔１１を経てピストン受体９内に流体が吸引される。こ
れによりピストン１３の弁受部１２の両側の空間部の圧
力がほぼ等しくなり、第１の球状弁１５は第２のばね１
４の付勢により、図４の一点鎖線で示す位置に戻り弁受
部１２を塞ぐ。

【００２４】次に、磁力源２０の電源をＯＦＦとして磁
束Φの供給を停止すると、図５に示すように、ピストン
１３は第１のばね１０の付勢力により当初の位置に復帰
する。これにより、ピストン受体９内の流体の圧力が高
くなり、この圧力により第２の球状弁１７がピストン受
体９の弁受部８から離れ、この結果、流体はストローク
Ｄに対応する容積で定まる一定量ずつ吐出筒部６を経て
外部に吐出される。

【００２５】一定量の流体の吐出が終了すると、弁受部
８の両側の流体の圧力がほぼ等しくなるので、第２の球
状弁１７は第３のばね１６の付勢力によりピストン受体
９の弁受部８を閉じ、初期状態に復帰する。このように
して、このソレノイドポンプ１によりストロークＤに対
応する一定量ずつの流体を常に安定した状態で吐出する
ことができる。

【００２６】本実施例のソレノイドポンプ１によれば、
第１、第２の球状弁１５、１７を用いているので、従来
の平面同士を当接させる構造の弁に比べて、流路の開閉
状態が安定化し、この結果、吐出量を一定とすることが
できる。

【００２７】また、本実施例によれば、ピストン１３の
ストロークを短く設計することで、流体の粘性の変化や
磁力源２０の発熱による磁力の変化に対しても余裕をも
って対処できる。

【００２８】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。たとえば、上記の実施例では、環状スペーサをピス
トンの端面に設けた場合について説明したが、これは吸
引筒部の端面、又は環状スペーサと吸引筒部の双方の端
面に設けてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、上述した
構成としたので、磁力源の発熱に伴う磁力の変化や流体
の粘性の変化等の影響を受けず、常に一定の吐出量を確
保でき、したがって特に静電プロッター等における液体
トナーの定量送り装置として好適なソレノイドポンプを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるソレノイドポンプの断
面図である。

【図２】本実施例のソレノイドポンプにおけるポンプ本
体を示す断面図である。

【図３】本実施例のソレノイドポンプの動作説明図であ
る。

【図４】本実施例のソレノイドポンプの動作説明図であ
る。

【図５】本実施例のソレノイドポンプの動作説明図であ
る。

【図６】従来のソレノイドポンプの断面図である。

【符号の説明】

１ ソレノイドポンプ ２ ポンプ本体 ４ａ 非磁性体筒部 ４ｂ 磁性体筒部 ４ 保持筒 ５ 吸引筒部 ６ 吐出筒部 ７ 貫通孔 ８ 弁受部 ９ ピストン受体 １１ 貫通孔 １２ 弁受部 １３ ピストン １５ 第１の球状弁 １７ 第２の球状弁 ２０ 磁力源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性体筒部と磁性体筒部とを有する保
   持筒と、前記保持筒の前記非磁性体筒部側の端部に配置
   した吸引筒部と、前記保持筒の磁性体筒部側の端部に配
   置した吐出筒部とを備えたポンプ本体と、 前記保持筒内の吐出筒部側に配置した、貫通孔を有し吐
   出筒部側に弁受部を備えたピストン受体と、 前記保持筒内でピストン受体と吸引筒部との間において
   前記保持筒の内周に接触する状態で、かつ、ピストン受
   体側に付勢された状態で一定ストロークだけ変位可能に
   配置した、貫通孔を有し前記ピストン受体側に弁受部を
   備えた磁性体によるピストンと、 前記ピストン受体側からピストンの弁受部に向って付勢
   された第１の弁と、 前記吐出筒部側からピストン受体の弁受部に向って付勢
   された第２の弁と、 磁力の発生又は停止により前記ピストンを変位又は復帰
   させて第１の弁及び第２の弁を各々開閉し吸引筒部から
   吸引した流体をピストン、ピストン受体を経て吐出筒部
   から外部に吐出する磁力源とを具備することを特徴とす
   るソレノイドポンプ。
2. 【請求項２】 前記ピストンと前記吸引筒部とが互いに
   当接する面の少なくとも一方の面に非磁性体製の環状ス
   ペーサを設けたことを特徴とするソレノイドポンプ。