(57)【要約】【課題】二つのボビン部材と往復動部材とのクリアランスより、該往復動部材とガイド部材とのクリアランスを大きくすることにより軸芯方向に対する横方向吸引力を低減し摩耗を防止する。【解決手段】電磁ポンプ１０は本体１１の内孔に円筒形のガイド１２が液密に嵌挿されている。ボディ１１の内孔１１ａにはガイド１２の両側面に当接してボビン１３、１４が嵌合されている。ボビン１３，１４の内孔２１ａ，２１ｂにプランジャ２２が嵌挿され、該プランジャ２２の両端面に隣接して吐出側本体３８，３９が設けられている。プランジャ２２の両端面には吸入逆止弁６０，６１が設けられ、吐出側本体３８，３９に吐出逆止弁５７，５８が設けられている。【選択図】図１
2010071166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁力で往復動される往復動部材により、ハウジングに形成された第一及び第二のポンプ室に交互にポンプ作用を行わせる電磁ポンプにおいて、
本体と、
前記本体の内孔に嵌挿されたガイド部材と、
前記ガイド部材の一側面に隣接して前記本体の内方に嵌挿され内孔が小径の第一のボビン部材と、
前記第一のボビン部材に巻装された第一のコイル部材と、
前記ガイド部材の他側面に隣接して前記本体の内方に嵌挿され内孔が大径の第二のボビン部材と、
前記第二のボビン部材に巻装された第二のコイル部材と、
前記第一及び前記第二のボビン部材の内孔に摺動自在に装着された往復動部材と、
を備え、
前記第一のコイル部材の巻数が前記第二のコイル部材の巻数よりも大きく設けられ、前記往復動部材は小径部が前記第一のボビン部材の小孔、大径部が前記ガイド部材及び前記第二のボビン部材の大孔にそれぞれ嵌挿され、前記小径部及び前記大径部は軸径方向に径差を設けていることを特徴とする電磁ポンプ。
【請求項２】
請求項１記載の電磁ポンプにおいて、
前記往復動部材の大径部の軸心方向の長さが該往復動部材の少なくとも半分以上占めることを特徴とする電磁ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力で往復動する往復動部材により、その左右に設けた二つのポンプ室の容積を変化させて交互にポンプ作用させる複動型の電磁ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電磁ポンプはハウジングに形成されたシリンダ内を電磁力により往復動するアーマチャと、シリンダの両端側にそれぞれ形成されたポンプ室の容積を前記アーマチャの往復動により変化してポンプ作用を行っている。
係る電磁ポンプとして、二分割構造のハウジング１A,１Ｂに小径のシリンダ３A、３Bと大径のアーマチャ摺動空間４Ａ，4 Bとを形成する。シリンダ３Ａ，３Ｂには、ピストン５Ａ，５Ｂを挿入してポンプ室６Ａ、６Ｂを設け、アーマチャ摺動空間４Ａ、４Ｂにはピストン５Ａ，５Ｂとは別体でハウジング１にソレノイド１２Ａ，１２Ｂにより駆動されるアーマチャ７を収納して左右のピストン５Ａ，５Ｂを当接させ、これにより、ポンプ室６Ａ，６Ｂに交互にポンプ作用を行わせている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−４１１４８号特許公報    図1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の複合型電磁ポンプにおいては、シリンダを形成するハウジングが中央部分で二分割される構造であり、二分割されたハウジングの位置誤差によりアーマチャとシリンダとの間で発生する軸芯方向に対する横方向吸引力が発生する。また、磁路を構成するアーマチャとシリンダが接触するために横方向吸引力が増加するので、アーマチャとシリンダの間で摩耗が発生することがあった。
また、ピストン径を変えることにより容易に吐出圧力を変えることができるが、アーマチャとピストンとの当接部に高硬度のライナを装着しているので構造が複雑で組み付けが困難であった。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、軸芯方向に対する横方向吸引力を低減し摩耗を防止するとともに、アーマチャとプランジャを一体にしながら二圧二流量を吐出できる電磁ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記の課題を解決するため請求項１記載の発明は、電磁力で往復動される往復動部材により、ハウジングに形成された第一及び第二のポンプ室に交互にポンプ作用を行わせる電磁ポンプにおいて、
本体と、
前記本体の内孔に嵌挿されたガイド部材と、
前記ガイド部材の一側面に隣接して前記本体の内方に嵌挿され内孔が小径の第一のボビン部材と、
前記第一のボビン部材に巻装された第一のコイル部材と、
前記ガイド部材の他側面に隣接して前記本体の内方に嵌挿され内孔が大径の第二のボビン部材と、
前記第二のボビン部材に巻装された第二のコイル部材と、
前記第一及び前記第二のボビン部材の内孔に摺動自在に装着された往復動部材と、
を備え、
前記第一のコイル部材の巻数が前記第二のコイル部材の巻数よりも大きく設けられ、前記往復動部材は小径部が前記第一のボビン部材の小孔、大径部が前記ガイド部材及び前記第二のボビン部材の大孔にそれぞれ嵌挿され、前記小径部及び前記大径部は軸径方向に径差を設けていることを特徴とする。
【０００５】
本発明によれば、往復動部材に径差を設け、該往復動部材の小径側のボビン部材の内径を小さくし、その分コイル部材の巻数を増加させることにより、吸引力の低下をおさえることができ、往復動部材の径を小さくすることによる圧力上昇効果を最大にすることができる。その結果、小径側では、高圧小流量、大径側では低圧大流量の二圧二流量の吐出ができる。
請求項２記載の発明は、前記往復動部材の大径部の軸心方向の長さが該往復動部材の少なくとも半分以上占めるので、往復動部材・ストッパ部材間に磁束が流れることにより吸引力を発生させている。往復動部材の大径部が長いほど、ガイド部材・往復動部材間の磁束の通過面積が広くなり、磁気抵抗が小さくでき電磁気的な吸引力を高めることができるのでよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、往復動部材の径を小さくすることによって生じる吸引力低下を抑え、かつ往復動部材の径を小さくすることによる圧力上昇効果を最大にすることができ、小径側では、高圧小流量、大径側では低圧大流量の二圧二流量の吐出ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の電磁ポンプにつき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施に形態に係る電磁ポンプ１０の概略構造を示す略縦断面図である。
図２は吐出逆止弁５７，５８の要部拡大図で、括弧内の符号は図１の吐出逆止弁５８の構成を示す。図３は吸入逆止弁６０、６１の要部拡大図で、括弧内の符号は図１の吸入逆止弁６１の構成を示す。
【０００８】
図１において、電磁ポンプ１０は鉄製材料なる略円筒形状のボディ（本体）１１の内孔１１ａの略中央に円筒形のガイド（ガイド部材）１２がＯリング１６により液密に嵌挿されている。さらに、ボディ１１の内孔１１ａにはガイド１２の両側面に当接してボビン（第一のボビン部材）１３、（第二のボビン部材）１４が嵌合されている。ボビン１３、１４は円筒形状を有し、その両側面には側壁部１３ａ，１３ｂ、１４ａ，１４ｂを形成しており、内方の側壁部１３ａ，１４ａは円盤になってガイド１２の両側面にＯリング１５を介して係合し、側壁部１３ｂ，１４ｂは端子１７，１８を接合している。さらに、ボビン１３，１４には、側壁部１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂ間にコイル内径の異なるコイル１９，２０が巻き回され、端子１７，１８に接続されている。
【０００９】
図１においては、コイル２０の電磁力がコイル１９よりも大きくなるように、コイル２０の内径がコイル１９よりも大きくなって設けられている。さらに、コイル１９、２０をボディ１１に内挿させるに際し、コイル２０の巻数はコイル１９よりも少なくなっている。すなわち、コイル１９、２０により発生する電磁力が最適となるように、プランジャ２２の大径側に比べ、該プランジャ２２の小径側のコイル内径を小さくすることによりコイル巻数を増やしている。このため小径側のプランジャ２２ではより高圧を発生させることができる。
【００１０】
前記ガイド１２の内径１２ａ及びボビン１３，１４の内孔２１ａ，２１ｂを形成する内周面には、段付を有するプランジャ(往復動部材)２２が摺動自在に嵌挿されている。プランジャ２２は、例えば一方（図１で左方）に小径部２３ａと、他方（図１で右方）に大径部２３ｂと、を備える。小径部２３ａはボビン１３の内孔（小孔）２１ａに、大径部２３ｂはボビン１４の内孔（大孔）２１ｂにそれぞれ摺動自在に嵌挿されている。
また、プランジャ２２の軸心方向の長さは大径部２３ｂの範囲が該プランジャ２２の長さの半分以上を占めている。これにより、プランジャ２２の径が大径部が長いほど、プランジャ・ガイド部材間の磁束の通過面積が広くなり、磁気抵抗が小さくでき電磁気的な吸引力を高めることができる。
さらに、ガイド１２の内径１２ａとプランジャ２２の大径部２３ｂの外径との間には若干の隙間を有している。
なお、プランジャ２２の小径部２３ａ及び大径部２３ｂが接合する段付とボビン１３の右端面との間には開口部２４が形成されている。
【００１１】
一方、ボビン１３，１４の内孔２１ａ，２１ｂには、固定鉄芯であるストッパ（ストッパ部材）２５，２６が臨入されている。なお、側壁部３２，３３の端面には非磁性体の薄板を当接又はばね部材７０，７１で押圧することにより電磁力の低下を速やかに行っている。
ストッパ２５，２６は一側にOリング３１を介してボビン１３，１４の側壁部１３ｂ，１４ｂに当接する鍔部２７，２８と、ボビン１３，１４の内孔２１ａ，２１ｂに嵌挿された中央部２９，３０と、他側に中央部２９，３０に接合する側壁部３２，３３と、備える。中央部２９，３０は横断面凹状を有し、側壁部３２，３３に出口穴３４，３５を有する出口シート３６，３７（図２参照）が形成されている。
【００１２】
前記ストッパ２５，２６の中央部２９，３０には、吐出側本体３８，３９の円筒部４０，４１がＯリング４２を介して液密的に嵌挿されており、該吐出側本体３８，３９の鍔部４３，４４をストッパ２５，２６の鍔部２７，２８に接合してボディ１１に加締め挟持することにより吐出側本体３８，３９をストッパ２５，２６に固定している。
前記吐出側本体３８，３９には、軸芯方向に指向する比較的に口径が大きく液体の吐出口としての機能を有する開口穴４５，４６と、これらの開口穴４５，４６に連通しストッ,パ２５，２６の出口穴３４，３５に接続する段付貫通孔４７，４８が形成されている。
図２に示すように、中央部２９，３０に嵌挿された円筒部４０，４１の先端部４０ａ，４１ａは該円筒部４０，４１よりも小径で台形の円錐状に形成されており、該先端部４０ａ，４１ａには円周方向に十字状に削成された溝５５，５６が設けられている。
【００１３】
参照符号４９，５０は段付貫通孔４７，４８に嵌挿されたばね部材を示し、該ばね部材４９，５０の一端を段付貫通孔４７，４８の段部４７ａ，４８ａ（図１参照）に係合し、他端を出口ボール５１、５２に当接させており、ばね部材４９，５０の弾発力により出口ボール５１，５２を軸芯方向に付勢して、該出口ボール５１，５２を出口シート３６，３７に押圧するように機能する。なお、出口ボール５１，５２は側壁部３２，３３側の円筒部４０，４１の端部に形成された截頭形状の先端部４０ａ，４１ａの開口穴５３，５４に嵌挿されている。溝５５，５６は出口ボール５１，５２が開口穴５３，５４のテーパ面５３ａ，５４ａに係合しても液体を流す機能を有する。
この場合、図２に示すように出口シート３６，３７、ばね部材４９，５０，出口ボール５１，５２により、吐出逆止弁５７，５８が形成される。
【００１４】
一方、吐出逆止弁５７，５８に対向して吸入逆止弁６０，６１がストッパ２５，２６とプランジャ２２との間に設けられている。
すなわち、図３に示すように吸入逆止弁６０，６１はプランジャ２２の両端面に形成されてポンプ室として機能する開口穴６２，６３に嵌挿された円筒形のシート６４，６５と、該シート６４，６５に側面に係合するリード弁６６，６７と、該リード弁６６，６７を押えるリード弁押え６８，６９と、開口穴６２，６３に嵌挿され一端をストッパ２５，２６の側壁部３２，３３に接触し、他端をリード弁押え６８，６９に係合するばね部材７０，７１と、を備える。
【００１５】
本発明に係る電磁ポンプ１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
図１はコイル１９，２０が非励磁の状態を示しており、この状態ではばね部材７０，７１の弾発力によりプランジャ２２はボディ１１の略中央に位置している。
【００１６】
図１の状態で、例えばコイル２０に通電されると、電磁力によりプランジャ２２が矢印Ｙ方向に吸引され、該電磁力とばね部材７０，７１の弾発力の合力により、該プランジャ２２は矢印Ｙ方向に移動する。これにより、ポンプ室６３（図３参照）の容積が縮小するので吸入口１２ａ、通路２４ｂ，２４ａを経てリード弁６７を開いてポンプ室６３に流入した流体は圧縮され、ポンプ室６３の内圧上昇により出口ボール５２がばね部材５０を押圧して出口シート３７から離脱して矢印Ｙ方向に変位する。このため、吐出逆止弁５８が開いて流体がポンプ室６３より段付貫通孔４８よりと吐出口４６より吐出される。
【００１７】
一方、ポンプ室６２内の容積は増大して負圧になるので吸入逆止弁６０が開く。すなわち、リード弁６６が開いて流体は通路２４ａよりポンプ室６２に吸い込まれ該ポンプ室６２に充填される。
図４に示すように、電磁力によりプランジャ２２が吸着され、該プランジャ２２がストッパ２６に当接すると、左右のポンプ室６２，６３は共に容積変化がなくなり、吐出逆止弁５８はばね部材５０の弾発力により出口ボール５２が出口シート３７に当接し、出口穴３５と段付貫通孔４８とを遮断する。すなわち、吐出逆止弁５８は閉じる。
電磁力によりプランジャ２２がストッパ２６に吸着されると、左右のポンプ室６２，６３が共に容積変化がなくなると、吸入逆止弁６０はリード弁６６の弾発力により該リード弁６６がシート６４に当接する。これにより、吸入逆止弁６０は閉じる。
【００１８】
コイル２０の通電が停止され、しかる後にコイル１９に通電されると、電磁力によりプランジャ２２が矢印Ｘ方向に吸引され、該電磁力とばね部材７０の弾発力の合力により、該プランジャ２２が矢印Ｘ方向に移動する。
これにより、ポンプ室６３（図３参照）の容積は増大して負圧になってリード弁６７を開くので吸入逆止弁６１が開弁する。よって、流体が吸入口１２ａ、通路２４ｂ，２４ａを経てリード弁６７を介してポンプ室６３に流入し、該ポンプ室６３に充填される。
一方、ポンプ室６２（図３参照）の容積が縮小するので吸入口１２ａ、通路２４ｂ，２４ａを経てリード弁６６を開いてポンプ室６２に流入した流体は圧縮され、ポンプ室６２の内圧上昇により出口ボール５１がばね部材４９を押圧して出口シート３６から離脱して矢印Ｘ方向に変位する。このため、吐出逆止弁５７が開いて流体がポンプ室６２より段付貫通孔４７よりと吐出口４５より吐出される。
【００１９】
図５に示すように、プランジャ２２がストッパ２５に吸着されると、左右のポンプ室６２，６３は共に容積変化がなくなり、吐出逆止弁５７はばね部材４９の弾発力により出口ボール５１が出口シート３６に当接し、出口穴３４と段付貫通孔４７とを遮断する。すなわち、吐出逆止弁５７は閉じる。
以下、このような動作を繰り返すことにより、左右の二つのポンプ室、例えばポンプ室６２、６３（図３参照）より交互に吸入・吐出動作が行われる。
本発明の実施の形態においては、吸入口１２ａをガイド１２の略中央に、吐出口である開口穴４５，４６を電磁ポンプ１０の両端に設けたが、これらの位置を逆にしてもよい。
その際、吐出逆止弁５７，５８と吸入逆止弁６０，６１の作動方向を反転させることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁ポンプの略縦断面図である。
【図２】図１に示す吐出逆止弁の要部拡大略縦断面である。
【図３】図１に示す吸入逆止弁の要部拡大縦断面図である。
【図４】図１の右側の電磁ポンプの動作説明図である。
【図５】図１の左側の電磁ポンプの動作説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  電磁ポンプ                  １１  ボディ
１２  ガイド                      １３，１４  ボビン
２１ａ，２１２ｂ  内孔            ２２  プランジャ
２３ａ  小径部                    ２３ｂ  大径部
２４  開口部                      ２４ａ，２４ｂ  通路
２５，２６  ストッパ              ３８，３９  吐出側本体
５７，５８  吐出逆止弁            ６０，６１  吸入逆止弁
【図１】
2010071166.tif 000003
【図２】
2010071166.tif 000004
【図３】
2010071166.tif 000005
【図４】
2010071166.tif 000006
【図５】
2010071166.tif 000007