JPS6019969A - 電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電磁ポンプに係り、特に高温高圧の液体の輸送
に適し、構成が簡単な電磁ポンプに関するものである。

〔発明の背景〕

まず、従来の電磁ポンプを説明する。

第１図は、電磁ポンプの原理を説明するだめの要部断面
図である。この第１図において、１はポンプ本体、２は
グランジャ、３は吸込パルプ、４はこの吸込パルプ３の
押えスプリング。

５はシリンダ、６は吐出パルプ、７はこの吐出パルプ６
の押えスプリング、６αはこの押えスプリングのスプリ
ングホルダ、６ｂは弁座、８はポンプ吸込口、９はポン
プ吐出口である。

このように構成した電磁ポンプは、整流素子（図示せず
）によって断続した電源を作り磁力を発生し、この磁力
の断続により、プランジャ２を上下に運動させ、吸込パ
ルプ３および吐出パルプ６を交互に開閉させることによ
ってポンプとしての働きをするものである。ここで吸込
パルプ３と吐出パルプ６は同じ構成のものを使用してい
るけれども、これらの吸込バノνグ６吐出パルプ６は一
方向の液体の流れは通すが。

反対方向からの流れは阻止するように働く。そして、吸
込パルプ３はプランジャ２内に組み込まれているので、
グランジャ２と共に上下動する。

すなわち、１ランジヤ２が上方に移動すると。

吸込パルプ３は押えスプリング４に押されて閉じている
ため、シリンダ５内の液体は圧縮され圧力が高くなり、
押えスプリング７の力に抗して吐出パルプ６を押上げる
。次に、１ランジヤ２が下方に移動すると、シリンダ５
の容積が大きくなりシリンダ５内の圧力が低くなるため
吐出パルプ６が閉じ、ポンプ吸込口８ｇ１ｌｌの液体の
圧力に押されて吸込パルプ３が開き、液体をポンプ吸込
口８からシリンダ５内に吸込むことができる。これを連
続的に動作することによって。

液体なポンプ吸込口８からポンプ吐出口９へ連続的に輸
送することができる。

この原理に基づいて、を磁ポンプを製品としてまとめる
と第２図のようになる。

第２図は、従来の電磁ポンプを示す断面図である。

この第２図において、第１図と同一番号を付したものは
同一部分である。そして、１０は、吐出パルプ６、スプ
リングホルダ６α、弁座６ｂ、押えスプリング７を有す
る吐出弁装置、１Ａは、固定子１２を兼ねるものであり
、磁性金属製のポンプ本体（Ｊ：）、１１は、吐出弁装
置１０をポンプ本体（上）１Ａに固定するセットスクリ
ュウ、２は磁性金属性のプランジャ、１３は、プランジ
ャ２を上方から支えるスプリング、１４は、プランジャ
２を下方から支えるスプリング、１５は、プランジャ２
内に組み込まれ、！＆込バルブ３．押えスプリング４．
スプリングホルダ、弁座な有する吸込弁装置（詳細後述
）、１６は非磁性金属のポンプ本体（下）、１７は、ポ
ンプ吸込口８を有し、スプリング１４を保持する吸込側
接手、１８は電磁コイル、１９は、この電磁コイル１８
に電力を供給するｔｍコード、２０は、吸込弁装置１５
をプランジャ２に固定するセットスクリュウである。

このように構成した電磁ポンプにおいて、電源コード１
９から電磁コイル１８へ断続的に整流された電力を供給
することにより、スプリング１３とスズリング１４とで
保持されたプランジャ２を固定子１２に吸引もしくは反
発させて上下運動を行なわせて、スプリング１５　、１
４の固有振動に前記上下運動を共振させる。プランジャ
２が上方へ移動するとき吸込弁装置１５は閉じ、吐出弁
装置１０は開くことにより、シリンダ５内の液体がポン
プ吐出口９から吐出される。−反対に、プランジャ２が
固定子１２から反発して、下方へ移動するとき吸込弁装
置１５は開き、吐出弁装置１０が閉じることにより、シ
リンダ５内が減圧されてポンプ吸込口８の液体がシリン
ダ５内に流入する。以上の動作が連続的に行なわれるこ
とにより、ポンプ吸込口８からポンプ吐出口９へ液体が
輸送されることになる。

なお、以下の説明では、吸込弁装置と吐出弁装置をまと
めて弁装置ということにする。

ここで、この弁装置を代表して吸込弁装置１５の構成の
詳細と、動作についてさらに詳述する。

第３．４図は、第２図における吸込弁装置の詳細を示す
ものであり、第６図は閉状態を示す断面図、第４図は開
状態を示す断面図である。

吸込弁装置１５は、吸込パルプ３と、流体通路２１ヲ開
口した弁座１０，６と、押えスプリング４と、開口部１
０Ｃを設けたスプリングホルダ１０αと。

弁座１０，６に嵌められた。液体の気密を保持するため
のＯリング２２とからなるものである。

吸込弁装置１５が上方へ移動すると、第３図に示すよう
に、矢印で示す方向に作用する液体の圧力と押えスプリ
ング４の力とで吸込パルプ３が弁座１０ｂに押えつけら
れて、流体通路２１が閉鎖される。また、プランジャ２
の内壁と吸込弁装置１５との間はＯリング２２で密閉さ
れるので、吸込弁装置１５上部の液体はグランジャ２と
一体となって上方へ移動する。逆に、プランジャ２が下
方へ移動する場合は、第４図に示すように、液体は弁座
１０６の流体通路２１ヲ通って吸込パルプ３にあたる。

ここで、液体の圧力が押えスプリング４の押しつけ力よ
り強いとき吸込バルブ３は押上げられて、流体通路２１
が開口し、液体は矢印のようにスプリングホルダ１０α
の開口部１０Ｃからシリンダ５内へ流入する。

吐出弁装置１０は、ポンプ本体（上）１Ａに固定されて
移動しないが、その構成および吐出パルプ６の動作は、
前記吸込弁装置１５と同様である。

以上説明した従来の電磁ボンダには次のような欠点があ
った。

（１）、弁装置は、パルプ（吸込バルブあるいは吐出パ
ルプ）、押えスプリング、スプリングホルダ、弁座、Ｏ
リングと数個の部品から構成されているので、弁装置が
高価になるのみならず、弁装置自体の組立てに工数を要
する。

（２）、弁装置は、気密を保持子Ｃるために有機材の０
リングを必要とし、またスプリングホルダ。

弁座はグラスチック製であるので、高温の液体（たとえ
ば熱湯）、有機材を溶かし易い液体（たとえばフレオン
、溶剤）を輸送すると弁装置が劣化してしまい、この種
の液体の輸送には適していない。

（３）、弁装置を、プランジャ２もしくは固定子１２に
固定するためにセラトスクリエラなどによってねじ締結
しなければならないので、ポンプ本体への組込みに工数
な要する。

１４）、ポンプ本体は、磁性金属のポンプ本体Ｏ：、）
１Ａと非磁性金属のポンプ本体（Ｔ）１６との接合構成
であるので、接合強度（たとえば、ろう付け）に問題が
あるのみならず、固定子１２を兼ねたポンプ本体（１）
　１Ａには、ねじ切りがなされているので、耐圧性に問
題があり、高圧条件で使用するには適していなかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記した従来技術の欠点を除去して、筒温、高
圧の液体の輸送に適し、構成が簡単な電磁ポンプの提供
を、その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る電磁ポンプの構成は、電磁コイルの中心忙
嵌入した非磁性金属のストレートパイプ状のポンプ本体
内に１片端部を栓で封じた密着巻きコイルスプリングか
らなる弁装置を圧入した、磁性金属の固定子を嵌着し１
片端部を栓で封じた密着巻きコイルスプリングからなる
弁装置を前記弁装置と同じ向きに圧入した。磁性金属の
１ランジヤを前記ポンプ本体内面に沿って気密的に摺動
可能に設け、このプランジャと前記固定子との間にスプ
リングを介挿せしめるように構成したものである。

さらに詳しくは次の通りである。

密着巻きのコイルスプリングの片方の端部な栓で密封し
て電磁ポンプの吸込および吐出弁装置とし、且つポンプ
本体は非磁性金属、たとえば銅、黄銅、ステンレスのス
トレートパイフカらなり、このストレートバイブの一端
に前記弁装置を設けた固定子を圧着もしくは点溶接で固
定し、且つ前記ストレートパイプ内に前記弁装置を設け
たプランジャを納め、このプランジャを上と下のスプリ
ングで保持して、電磁コイルの励磁九より前記グランジ
ャを共振させて、高温・高圧のフレオンなどの液体の輸
送にも使用可能にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例によって説明する。

第５図は１本発明の一実施例に係る電磁ボンダの断面図
、第６．７図は、第５図における吸込弁装置の構成とそ
の動作を説明するものであり、第６図は閉状態を示す断
面図、第７図は開状態を示す断面図である。

第５図において、第２図と同一番号を付したものは同一
部分である。そして、１６Ａは、電磁コイル１８の中心
に嵌入された、非磁性金属（たとえば銅、アルミニウム
、黄銅、ステンレスなど）のストレートパイプ状のポン
プ本体、、１２Ａは、弁座部１２αに連通して流体流通
孔１２ｂ、吐出孔１２Ｃが穿設され、電磁コイル１８の
磁界内にあって、ポンプ本体１６，４の上部に圧着（も
しくは点溶接）された磁性金属の固定子、１０Ａは。

前記流体流通孔１２ＡＫｌｉｉ方向（流体流れ方向の流
通抵抗が小さくなるような方向）Ｋ圧入された吐出弁装
置（詳細後述）、Ｊは、弁座部２αに連通して流体流通
孔２ｂ、吸込孔２ｃが穿設され。

吸込弁装Ｒ１５Ａ（詳細後述）を順方向眞圧入した弁ホ
ルダ１２ｄ’１ｇ前記吸込孔２ｃに圧入した磁性金属の
グランジャで、このプランジャ２Ａは、前記固定子１２
．（の弁座部１２αとグランジャ２Ａの弁座部２ａとの
間に介挿されたスプリング１３と、プランジャ２Ａの弁
ホルダ２ｄと吸込側接手１７との間に介されたスプリン
グ１４とによって、電磁コイル１８の磁界内にあって、
ボング本体１６Ａ内面に沿って２密的に摺動自在に支持
されている。

ここで弁装置の構成を説明する。

弁装置は、吸込弁装置１５Ａ、吐出弁装置１０Ａとも同
一構成であるので、吸込弁装置１５４について、第６，
７図を使用して説明する。

図において、２３は、自然状態で各累線間が密着した状
態を保持する、前記素線断面形状が円形の密着巻きコイ
ルスプリング、２５ａは、この密着巻きコイルスプリン
グ２３の上部素線、２３ｂは、密着巻きコイルスプリン
グ２３０下部素線。

２５ｃは、密着巻きコイルスプリング２３の中空の空間
、２４は、密着巻きコイルスプリング２３の片端面部に
圧着（もしくは点溶接）されて、この密着巻きコイルス
プリング２３を封じる栓、２ｄは。

密着巻きコイルスプリング２３を圧入したプランジャ２
Ａの弁ホルダである。

以上に説明したように、弁装置のプランジャ２７ｆ（あ
るいは固定子１２Ａ）への取付けを圧入で行なうように
したので、従来のようにＯリングを使用しなくても液体
が洩れることはない。

以上のように構成された電磁ポンプは１次のように動作
して液体の転送を行なうことができる。丁なわち、ポン
プ本体１６Ａ内部の空間は被輸送誰で満されて、且つ７
°ランジヤＵは上下ｍｍ”ｙ“るストローク中で最も下
位の位置に、スプリング１３とスズリンク１４との力の
バランスのもとに釣合って静止している。整流素子（図
示せず）によって一方向に断続的に流れる直流電源を作
り、電源コード１９から電磁コイル１８へ電流を流して
一方向に働く磁カン発生させる。この磁力により、グラ
ンジャ２Ａは固定子１２．（の方向に吸引されて移動す
る。このためにシリンダ５内の液体は圧縮され圧力の低
いところに移動して、８ｇ６図の矢印のように、吸込弁
装置１５Ａの栓２４に圧力を及ぼし、密着巻きコイルス
プリング２３全体に圧縮力が働く。このため相互に隣接
する上部素線２６αと下部素線２３Ａとが密接しこの密
着巻きコイルスプリング２３の外側から内側の空間２３
ｃへ液体の流れがあるとき、この流れが遮断される。他
方、上の方向には吐出弁装置１０Ａを開放するよ５に液
体の圧力が鋤くので、詳細は、吸込弁装＃１５Ａの開動
作のところで説明するシリンダ５内の液体は吐出弁装置
１０．（を押し開はエポング吐出口９へ吐出される。プ
ランジャ２Ａが固定子１２Ａに当接するまで液体を吐出
しつづけ、当接した瞬間に′電磁コイル１８への通電が
遮断され、スプリング１６とスズリング１４のバランス
がくずれて下方への力が最大忙貯えられているために、
グランジャＵは下方へ移動な澗始する。

これより、シリンダ５の空間が生じて増加するため、こ
のシリンダ５内は圧力が低下する。

このため他の圧力の高い部分、すなわちポング吐出口９
あるいはポンプ吸込口８から流体が流入しようとする。

しかし、ポンプ吐出口９側からは吐出弁装置１０Ａを閉
鎖するように液体の流れが働くので流入することかでき
ない。他方。

ポンプ吸込口８ｉｉｌｌｌからは、第７図に示１ように
。

液体が圧送されてくると、密着巻きコイルスプリング２
３先端の栓２４に上向きの圧力が加わり。

密着巻きコイルスプリング２５を伸ばす方向に引張力が
働き、相互に隣接する密着巻きコイルスプリング２６の
上部素線２３αと下部素線２５ｂとの間に開口部が形成
され、密着巻きコイルスプリング２３の内側の空間２３
Ｃから外側へ液体の流れがあるとき、これを容易に流通
するように前記開口部は流体の圧力に比例して開口ｄｉ
Ｊ積が増加し、流通抵抗の小さい順方向の流れとなるた
めに、吸込弁装置１５Ａを押し開けて液体が流入するこ
とができる。プランジャ２．Ａの最下位の位置に達する
までシリンダ５内ヘボング吸込口８側から液体が流入す
る。

この動作な連続的走行なうことにより、プランジャＵは
、上下のスプリング１３　、１４のもつ、はね力と電磁
コイル１８０吃つ電磁力とで共振状態が作られ、一定の
周期で太きく往復動する。

このため液体なポンプ吸込口８からポンプ吐出口９へ液
体を輸送することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した本実施例の電磁ボンダには次のような効果
がある。

（１）吸込弁装置１５Ａおよび吐出弁装置１０，４は。

密着巻きコイルスプリング２３と栓１４０２点部品から
なり、簡単な構成とすることができる。

また、弁装置のポンプ本体１６Ａへの取付けは。

圧入するだけで自己締結作用があるので、ポンプ本体１
６．（への組込み構成がシングルとなり１組み立て作業
も簡単にすることができるので、安価な電磁ボンダを提
供することができる。

（２）電磁ポンプ全体、特に吐出あるいは吸込弁装置１
０．（、１５Ａが丁べて金属材料で構成されているため
に、従来の、グラスチックや０リングを使った電磁ポン
プでは、他製品（たとえば、冷凍サイクル）への組付け
を、ねじ締結でしか行なえなかったものが１本実施例の
電磁ポンプは、溶接や、ろう句けなどの高温加熱によっ
て組付けが行なえるので、組付は作業が容易に且つ安価
に行なえるようになる。

（３）電磁ポンプ本体は均一肉厚のストレートバイフを
使用しているので、耐圧構成がとりやすくなった。した
がって、高圧の液体の使用が可能である。

（４）従来の電磁ポンプで使用していた。有機材ででき
たＯリングやプラスチックを使用せず。

すべて金属材料で各部品を構成しているので。

高温の液体、有機材を溶かし易い液体の輸送に対して適
した電磁ポンプを提供することかできる。

なお、上記実施例においては、＠層巻きコイルスプリン
グ２３の素線の断面形状を円形Ｋしたが、円形に限らず
、正方形もしくは長方形であってもよい。このような形
状にすれば、隣接する素線間の接触面積が円形のものよ
りも大きくなるので、弁装置の密閉作用が優れていると
いう効果がある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれは。

高温、高圧の液体の輸送に適し、構成が簡単な電磁ポン
プを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電磁ポンプの原理を説明するための要部断面
図、第２図は、従来の電磁ポンプ示す断面図、第３，４
図は、第２図における吸込弁装置の詳細を示すものであ
り、第３図は閉状態を示す断面図、第４図は開状態を示
す断面図。 第５図は１本発明の一実施例忙係る電磁ボンダの断面図
、第６．７必は、紀５図における吸込弁装置の構成とそ
の動作を詳明するためのものであり、第６図は閉状態な
示す断面図、第７図は開状態を示す断面図である。 ２Ａ・・・プランジャ　１０，４・・・吐出弁ｉ置１２
、（・・・固定子　１３・・・スプリング１５、（・・
・吸込弁装置　１６Ａ・・・ポンプ本体１８・・・電磁
コイル ２３・・・密着巻きコイルスプリンク ２４・・・栓 第　２凹 第３固　第４　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　電磁コイルの中心に嵌入した非磁性金属のストレー
   トパイプ状のポンプ本体内に、片端部を栓で封じた密着
   巻きコイルスプリングからなる弁装置を圧入した、磁性
   金属の固定子を嵌着し１片端部を栓で封じた密着巻きコ
   イルスプリングからなる弁装置を前記弁装置と同じ向き
   に圧入した。磁性金属のプランジャを前記ポンプ本体内
   面に沿って気密的に摺動可能に設け、このプランジャと
   前記固定子との間にスプリングを介挿せしめるように構
   成したことを特徴とする電磁ポンプ。 ２、　密着巻きコイルスプリングの素線の断面形状を正
   方形もしくは長方形にしたものである特許請求の範囲第
   １項記載の電磁ポンプ。