(57)【要約】【課題】電磁弁とポンプ機構とを一体的に形成して構造が簡素化され、電磁ポンプ１台で低圧大流量、高圧小流量を吐出することができる電磁ポンプを提供する。【解決手段】電磁ポンプ６０は、電磁弁６１と、電磁弁６１にポンプ部６２が係合されている。ポンプ部６２は、ストッパ６８にねじ機構により本体７８が係合し、該ストッパ６８のロッド７３が本体７８に摺動自在に嵌挿された段付ピストン８１の一端にリテーナ８２ａを介して接続している。段付ピストン８１の他端は本体７８に装着されたピストン軸８６ａに係合されたばね部材８５で押圧されている。段付孔部７９の大径孔部７９ａには、吸入路８８、吐出路８９が連通し、吸入路８８の途中には吸入逆止弁９１が、吐出路８９の途中には吐出逆止弁９０がそれぞれ設けられポンプ機構９２を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁弁部材と、
前記電磁弁部材に液密に係合されたポンプ部材と、
を備えた電磁ポンプにおいて、
前記ポンプ部材は、
ポンプ本体に設けられた段差形状のポンプ室と、
前記ポンプ本体に設けられ前記ポンプ室に連通するポンプ機構と、
を有し、
前記電磁弁部材の励磁、非励磁の作動により前記ポンプ室を稼動させて前記ポンプ機構により吸入路から吐出路に流れる液体の流量を調整す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、前記ポンプ機構は、
前記ポンプ本体に設けられた前記吸入路と、
前記ポンプ本体に設けられた前記吐出路と、
前記吐出路の途中に設けられた吸入逆止弁と、
を備えることを特徴とする電磁ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２記載の電磁ポンプにおいて、前記ポンプ室は、
前記ポンプ本体に形成され前記吸入路及び前記吐出路に連通する段付孔部と、
前記段付孔部に摺動自在に嵌挿されたピストン部材と、
を備え、
前記ポンプ室は前記ピストン部材の小径部のポンプ室と大径部と小径部の段差部により形成されたことを特徴とする電磁ポンプ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の電磁ポンプにおいて、前記小径部のポンプ室の吐出口と大径部と小径部の段差部に形成されたポンプ室の吐出口を各吐出逆止弁の後部で接続されたことを特徴とする電磁ポンプ。
【請求項５】
請求項４記載の電磁ポンプにおいて、前記小径部のポンプ室に低圧の安全弁が形成されたことを特徴とする電磁ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１に記載の電磁ポンプにおいて、前記電磁ポンプの電圧を調整することにより吐出圧を変え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、電磁ポンプに関し、さらに詳細には電磁弁の操作により液体を低圧大流量と高圧小流量に吐出をすることができる電磁ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機などにおいてチャッキングやクランプ等に使用する油圧装置では、可変ポンプを使用しているが、クランプ時や待機状態も常にポンプ（電動機）が定常回転しているため、損失が大きい。更なる省エネを行うため、電動機にインバータを付け、電動機の回転数制御を行い、無駄な流量を吐出させず、吐出流量が不要なときは電動機の回転数を下げ、省エネを図っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８０２５７号公報
【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ではインバータにより電動機の回転数を制御し省エネを図っているが、クランプ中、電動機は低回転でありながら回転しているため損失は発生している。また、小さいシリンダによるクランプでもインバータやコントローラ、ドライバーが必要であり、コストを抑制することができない。
本発明は、上記の不具合を解決するためになされたもので、電磁コイルと流体を吸入・吐出するポンプ機構を有するポンプ本体とを一体にし、１台の電磁ポンプで低圧大流量と高圧小流量を吐出することにより、回転構造の電動機・ポンプを使用することなく、クランプ等の油圧源に電磁ポンプを作動させることにより、小型化、省エネを図ることが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】
上記の課題を達成するために請求項１記載の発明は、
電磁弁部材と、
前記電磁弁部材に液密に係合されたポンプ部材と、
を備えた電磁ポンプにおいて、
前記ポンプ部材は、
ポンプ本体に設けられた段差形状のポンプ室と、
前記ポンプ本体に設けられ前記ポンプ室に連通するポンプ機構と、
を有し、
前記電磁弁部材の励磁、非励磁の作動により前記ポンプ室を稼動させて前記ポンプ機構により吸入路から吐出路に流れる液体の流量を制御することができる。
【０００５】
請求項２記載の発明では、前記ポンプ機構は、前記ポンプ本体に設けられた前記吸入路と、
前記ポンプ本体に設けられた前記吐出路と、前記吐出路の途中に設けられた吸入逆止弁と、を備えるので、構造が簡素化されコンパクト化を図ることができるのでよい。
請求項３記載の発明では、前記ポンプ室は、前記ポンプ本体に形成され前記吸入路及び前記吐出路に連通する段付孔部と、前記段付孔部に摺動自在に嵌挿されたピストン部材と、を備え、前記ポンプ室は前記ピストン部材の小径部のポンプ室と大径部と小径部の段差部により形成されると、前記ポンプ部材は段付ピストンにより構造が簡単で、２種類の流量が得られるのでよい。
【０００６】
請求項４記載の発明では、前記小径部のポンプ室の吐出口と大径部と小径部の段差部に形成されたポンプ室の吐出口を各吐出逆止弁の後部で接続されると、段付き部の流量と小径部の流量が合流されるので、大きな流量が得られるのでよい。
請求項５記載の発明では、前記小径部のポンプ室に低圧の安全弁が形成されると、吐出側の圧力が上がると小径部の大流量は小径部の吐出路に設けられた安全弁から吸入部へ戻され、段差部のポンプ室のみが吐出され、高圧の圧力が得られるのでよい。
請求項６記載の発明では、前記電磁ポンプの電圧を調整することにより吐出圧を変えると、電磁ポンプに入れる電圧を調整することによりコイルの吸引力が上がるため、吐出圧の調整が可能となり、従来の油圧回路で必要な圧力調整弁なしで圧力の調整が可能になるのでよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、油圧クランプなどの油圧回路に従来の電動機、回転型のポンプを必要とせず、電磁ポンプ１台で高低圧ポンプの機能を有するため、シリンダの早送りとクランプが他のバルブを必要とせず、小さい電磁ポンプ１台ですることができる。また、クランプ時は電磁ポンプの通電を止めることにより、省エネになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態に係る電磁ポンプについて図面により詳細に説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態に係る電磁ポンプ６０の概略構造を示す縦断面図である。
図１に示すように、電磁ポンプ６０は、基本的には吸引力を発生する電磁弁６１と、ポンプ部６２とから構成されている。
【０００９】
前記電磁弁６１は、磁界を発生させる電磁コイル６４と、外部磁路となるコイルボビン６５、リング６６、６７とを備えるコイル本体６３と、磁界が付与されると固定鉄心であるストッパ６８に吸引される可動鉄心の機能を有するプランジャ６９と、前記プランジャ６９を支持し、かつ該プランジャ６９に磁界を付与するためのガイド７０と、該ガイド７０からストッパ６８にプランジャ６９を介して磁界が流れるように溶接した非磁性体７１とを備えるスリーブ本体７２から形成される。この場合、電磁コイル６４はコイルボビン６５に装着され、かつリング６６、６７と共にコイルボビン６５に嵌挿された状態で、金型（図示しない）にインサートされて射出成形機によりコイル本体６３が成形される。
【００１０】
前記ストッパ６８には、その軸心部に前記プランジャ６９と一体的に形成されるロッド７３が変位自在に嵌挿され、該プランジャ６９の一端部が後述するリテーナ８２ａを介して段付ピストン（ピストン部材）８１に接続されている。
なお、コイル本体６３とスリーブ本体７２とを組付けるときは、コイル本体６３の孔６３ａにスリーブ７４を挿入し、該スリーブ７４のボス部７５に形成されたねじ部７５ａに固定ナット７６が螺着されている。さらに、ストッパ６８に一端部に形成される突出部７７は、ポンプ部６２の本体（ポンプ本体）７８の穴部８３ａに形成するねじ部８４ａに接合される。
【００１１】
前記本体の７８の段付孔部７９に摺動自在に嵌挿された前記段付ピストン８１は、大径軸部８１ａが段付孔部７９の大径孔部７９ａに嵌挿され、小径軸部８１ｂが段付孔部７９の小径孔部７９ｂに係合されており、かつ該段付ピストン８１は一端部がリテーナ８２ａによりストッパ６８に係合され、他端部がリテーナ８２ｂによりばね部材８５を介してピストン軸８６ａに接合されている。なお、小径軸部８１ｂは軸心方向に大径孔部７９ａに延伸しており、段付孔部７９と段付ピストン８１とによりポンプ室８０が形成されている。
また、小径軸部８１ｂは本体７８の穴部８３ｂとによりポンプ室１００が形成されている。
前記ピストン軸８６ａは、本体７８の端面に開口した穴部８３ｂにねじ部８４ｂに螺着したボス部８７にねじ機構に進退自在に設けられたねじ軸８６ｂに係合している。ねじ軸８６ｂを軸心方向に変位させると、ピストン軸８６ａの移動によりばね部材８５の弾発力が調整される。よって、前記ばね部材８５の弾発力の調整により段付ピストン８１に作用する電磁弁６１の励磁による吸引力が制御されると共に、該電磁弁６１の非励磁時における段付ピストン８１の復帰力が調整される。
【００１２】
一方、ポンプ室８０の大径孔部７９ａには、本体７８に穿設され該大径孔部７９ａの軸心方向に略直交して吸入路８８、吐出路８９が連通している。前記吸入路８８は液体を収納するタンク装置（図示しない）に連通しており、前記吐出路８９は液体の供給先であるシリンダ、バルブ（図示しない）に接続されている。さらに、吐出路８９の途中には、吐出逆止弁９０が設けられている。前記吐出逆止弁９０は、液体が吸込路８８から吐出路８９に流れる際に開口し、液体が逆流方向である吐出路８９から吸入路８８に流れるときに閉塞する。また、吸入路８８の途中には吸入逆止弁９１が設けられている。前記吸入逆止弁９１は、液体が吸入路８８から流れるときは開口し、液体が逆方向である吐出路８９から吸入路８８に流れるときは閉塞する。ここで、吸入路８８、吸入逆止弁９１、吐出路８９、吐出吸入弁９０によりポンプ機構９２が形成される。
【００１３】
穴部８３ｂの一側には、軸方向に略直交する流路９３が設けられ、該流路９３は穴部８３ａ及び吸入路８８に連通する連通路９４に接続している。流路９３とポンプ室１００との途中には吸入逆止弁１０１が設けられている。穴部８３ｂの他側には、流路９５が設けられ、該流路９５が吐出路８９に連通する連通路９６に接続しており、前記連通路９６の途中には吐出逆止弁１０２が設けられている。
ここで、連通路９４，吸入逆止弁１０１，流路９５、吐出逆止弁１０２によりポンプ機構９３が形成される。また、連通路９４及び９６に接続する配管１０４、１０６の途中にはポンプ機構１０３の安全機能を有する安全弁１０５が設けられている。
なお、前記連通路９４は、段付ピストン８１が矢印ＸまたはＹ方向に変位した際、穴部８３ａに収納された液体を穴部８３ｂに流し、穴部８３ａの液体の圧力を下げる機能を有する。
【００１４】
本発明の第一の実施の形態に係わる電磁ポンプ６０は基本的には以上のように構成されるものであり、図２により電磁ポンプ６０の動作について説明する。
図２（Ａ）は、電磁コイル６４が非励磁（ＯＦＦ）の保持状態を示している。この状態では、ばね部材８５の弾発力により段付ピストン８１がリテーナ８２ｂ、８２ａを介して矢印Ｘ方向に変位する。よって、ロッド７３がプランジャ６９と共に矢印Ｘ方向に変位する。そのとき、ポンプ室８０は、段付ピストン８１が矢印Ｘ方向に移動して引き込まれるので負圧の状態に保持される。よって、液体が吸入路８８から吸入逆止弁９１を開いてポンプ室８０に吸い込まれ、該ポンプ室８０に充填される。また、ポンプ室１００も段付ピストン８１が矢印Ｘ方向に移動して引き込まれるので負圧の状態に保持され、液体が吸入路８８、連通路９４から吸入逆止弁１０１を開いてポンプ室１００に吸い込まれ、該ポンプ室１００に充填される。
【００１５】
図２（Ｂ）に示すように、電磁コイル６４を励磁（ＯＮ）にすると、プランジャ６９は、ストッパ６８に吸着されるため矢印Ｙ方向に変位する。よって、段付ピストン８１はリテーナ８２ａを介してロッド７３により押圧され、ばね部材８５がリテーナ８２ｂにより矢印Ｙ方向に撓む。これにより、ポンプ室８０は、段付ピストン８１が移動し吸入逆止弁９１が閉じポンプ室８０内の液体が加圧され、該液体によって吐出逆止弁９０が開くので液体が吐出逆止弁９０、吐出路８９より吐出される。また、ポンプ室１００は段付ピストン８１が移動し吸入逆止弁１０１が閉じポンプ室１００内の液体が加圧され、該液体によって吐出逆止弁１０２が開くので液体が該吐出逆止弁１０２、連通路９６より吐出路８９に合流する。
この場合、ポンプ室８０の体積は段付ピストン８１が矢印Ｙ方向に変位すると共に、減少し、液体がポンプ室８０より吐出逆止弁９０を介して吐出路８９に吐出される際、大径軸部８１ａと小径軸部８１ｂとの断面積差により流量が調整される。よって、電磁コイル６４の電磁力、すなわちプランジャ６９を吸引するストッパ６８に付勢される吸引力を制御することによりポンプ室８０から吐出路８９に供給される液体の圧力を調整することができる。
【００１６】
図２（Ｃ）は、電磁コイル６４の励磁完了状態を示している。この状態では、プランジャ６９がストッパ６８に吸引され、ロッド７３が段付ピストン８１を介してばね部材８５を矢印Ｙ方向に撓み、電磁コイル６４の吸引力とばね部材８５の弾発力とが平衡に確保されている。
図２（Ｄ）に示すように、電磁コイル６４を非励磁にすると、電磁コイル６４の吸引力は無くなり、よって、段付ピストン８１はばね部材８５の弾発力によりロッド７３と協動し、プランジャ６９が矢印Ｘ方向に移動する。これにより、ポンプ室８０は負圧になり、該ポンプ室８０は吸入路８８に設けられた吸入逆止弁９１を開き、ポンプ室８０は該吸入路８８からポンプ室８０に液体が充填される。また、ポンプ室１００も負圧になり、該ポンプ室１００は連通路９４に設けられた吸入逆止弁１０１を開き、ポンプ室１００には吸入路８８、該連通路９４から液体が充填される。
【００１７】
電磁コイル６４への励磁、非励磁を繰り返し、吐出路８９から配管された図示していないシリンダなどへの液体が充満し、圧力が上がると図３のようにポンプ室１００の液体は流路９５、連通路９６、配管１０６より安全弁１０５を開き、ポンプ室１００の液体は配管１０４を通り、連通路９４より吸入路８８に戻される。
ポンプ室８０の液体は段付ピストン８１の断面積が小さいため、更に圧力を上げることができ、図示していないシリンダの押付力が大きくすることができる。
図４で説明すると、低圧時はポンプ室８０から吐出されるＱ１の流量とポンプ室１００から吐出される流量（Ｏ２−Ｑ１）との合成された流量Ｑ２が吐出され、圧力がＰ１を超えると安全弁１０５から流量（Ｑ２−Ｑ１）が流れ、Ｑ１流量が吐出される。
また、電磁コイルの吸引力は電圧により大きくなるので、電圧を変えることによりシリンダの押付力が調整可能になる。
【００１８】
図５は、本発明の第二の実施の形態に係わる電磁ポンプ１１０の概略構造を示す縦断面図である。図５中、図１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係わる電磁ポンプの概略構造を示す縦断面図である。
【図２】図１の電磁ポンプの動作説明図である。
【図３】図１の安全弁が開いた状態を示す説明図である。
【図４】本発明の電磁ポンプと圧力、流量特性線図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態に係わる電磁ポンプの概略構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
６０、１１０  電磁ポンプ            ６１  電磁弁
６２  ポンプ部                      ６３  コイル部
６４  電磁コイル                    ６８  ストッパ
６９  プランジャ                    ７３  ロッド
７８  本体                          ７９  段付孔部
８０  ポンプ室                      ８１  段付ピストン
８８  吸入路                        ８９  吐出路
９０、１０２  吐出逆止弁            ９１、１０１  吸入逆止弁
９２、１０３  ポンプ機構            ９３、９５  流路
９４、９６  連通路                  １０５  安全弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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