(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドにより駆動されるプランジャーと、前記プランジャーの下流側に配置され前記電磁ソレノイドにより駆動される閉止弁と、前記プランジャーに設けられた吸入弁と、インナーヨークに設けられた吐出弁を備え、前記閉止弁はばねで前記プランジャーの下流方向に付勢されて燃料吐出口周囲の面に圧接され、前記電磁ソレノイドに通電するパルス状電流のオフ時に閉じられており、前記電磁ソレノイドに通電するパルス状電流のオン時に、前記閉止弁が前記ばねの弾力に抗して開かれ、且つ、前記プランジャーが吐出行程となるように構成した計量式電磁ポンプ。
【請求項２】
前記電磁ソレノイドに通電するパルス電流の周波数により吐出流量を制御する請求項１の計量式電磁ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体燃料等を供給する計量式電磁ポンプに関わり、特に、吐出流量を簡単かつ正確に制御可能であり、さらに、液体燃料等が供給される機器とポンプとの間に開閉弁を配置することが不要な計量式電磁ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体燃料等を供給する電磁ポンプには計量式と圧力制御式との２つのタイプがある。計量式の電磁ポンプはプランジャーの１ストロークの排除体積で吐出量が決まるものであり、圧力制御式の電磁ポンプは一定の速度でプランジャーを往復駆動させダイアフラム式等の調圧機構により吐出圧力を一定とするものである。
【０００３】
計量式の電磁ポンプはプランジャーの駆動回数で流量を制御し、圧力制御式の電磁ポンプではオリフィスあるいはリリーフバルブ等で流量を制御する。圧力制御式の電磁ポンプは流量を変えるときにオリフィス交換等が必要となるため流量をコントロールすることが面倒となる。一般的に電磁ポンプでは燃料等の供給を停止するための開閉弁が必要となる。
【０００４】
従来の計量式の液体燃料供給用電磁ポンプの例を図２に示す。図に示すスリーブ４はエンドヨーク１とアウターヨーク１０に嵌着されており、インナーヨーク６はスリーブ４内に固定されている。インナーヨーク６の下端には衝撃吸収シート１２が貼着されている。プランジャー１８はスリーブ４と摺動可能であり、リング１９と下部フランジとの間に装着された圧縮コイルばね２０により下方向に付勢されパッキン２２に圧接されている。なお、圧縮コイルばね２０の下部ではコイル径が小さくなっている。
【０００５】
スリーブ４の外側はＯリング１５で密封されている。アウターヨーク１０の内側に電磁コイル１３が配置されており、電磁コイル１３に流れる電流はアウターヨーク１０、エンドヨーク１、インナーヨーク６およびプランジャー１８で形成される磁気回路に磁束を発生させる。
【０００６】
インナーヨーク６の中心に設けられた穴の下部には吐出弁シート２８が固定されている。吸入弁１７は圧縮コイルばね１６によりプランジャー１８の上端面に設けられた凹みに入り込むように付勢されている。吐出弁２７はインナーヨーク６の中心に設けられた穴に摺動可能に配置され、圧縮コイルばね７により吐出弁シート２８に圧接するように付勢されている。なお、吐出弁２７の周囲には流路を形成する溝が設けられている。
【０００７】
アウターヨーク１０の下端部にはニップル２６が嵌着され、その間に密封用のＯリング２４が装着されている。フィルタ２５はアウターヨーク１０とニップル２６に挟まれて固定されている。ニップル２６には燃料吸入口２６ａが形成されている。また、インナーヨーク６には燃料吐出口６ａが形成されている。
【０００８】
上記構成において、電磁コイル１３に通電されていないときは圧縮コイルばね２０の弾力によりプランジャー１８は図示のようにパッキン２２に圧接された状態であり、衝撃吸収シート１２とプランジャー１８および吸入弁１７の上面との間のスペースに液体燃料が充満している。
【０００９】
電磁コイル１３に通電されると、アウターヨーク１０、エンドヨーク１、インナーヨーク６およびプランジャー１８で形成される磁気回路に磁束が発生し、プランジャー１８とインナーヨーク６との間の磁気ギャップでの吸引力でプランジャー１８は圧縮コイルばね２０の弾力に抗して上昇し、このとき発生する液体燃料の圧力は吐出弁２７を圧縮コイルばね７の弾力に抗して持ち上げて液体燃料が吐出弁シート２８の中央の穴、吐出弁シート２８と吐出弁２７との隙間および吐出弁２７の周囲の溝を通りインナーヨーク６の中央穴の燃料吐出口６ａから流出する。
【００１０】
電磁コイル１３の通電を停止すると、プランジャー１８は圧縮コイルばね２０の弾力により押し下げられる。このとき、プランジャー１８とインナーヨーク６との間で負圧が発生し、吐出弁２７は圧縮コイルばね７の弾力により押し下げられ吐出弁シート２８を閉じる。
【００１１】
また、吸入弁１７はプランジャー１８とインナーヨーク６との間で発生した負圧によって、吸入弁１７とプランジャー１８の間に隙間が発生し、その隙間を通って燃料吸入口２６ａから流れ込む液体燃料が衝撃吸収シート１２とプランジャー１８および吸入弁１７の上面との間のスペースに充満する。
【００１２】
このように電磁コイル１３にパスル状の電流を印加することによりプランジャー１８の排除体積の液体燃料が電磁ポンプにより送られる。燃料の吐出量は電磁コイル１３に印加するパスル状の電流の周波数で制御することができる。
【００１３】
圧力制御式の電磁ポンプの例は特公昭５２−３８２４３号公報に開示されている。この電磁ポンプはばねと商用電源を半波整流した電流が印加される電磁コイルにより駆動される電磁ピストンで圧力ピストンが駆動される電磁ピストンポンプであり、その液体通路にばねで付勢される電磁可動片を設けてある。電磁可動片は通常液体通路を閉じているが前記電磁コイルに半波整流した電流が印加されると開かれる。この電磁ポンプは圧力制御式であるためポンプ吐出側に設けられた調圧機構により吐出圧力が一定に制御される。調圧機構は定圧室の圧力が一定となるようにダイアフラムにより流量調整弁を制御する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示した従来の計量式の電磁ポンプは電磁コイルの通電を停止したときに流体通路を閉じる開閉電磁弁または手動の開閉弁を設ける必要があり、全体の設備費が高くなるという問題があった。また、ポンプの理論吐出流量より実際の流量が増加するいわゆる吹抜け現象が発生するという問題があった。
【００１５】
吹抜け現象はポンプ作用により発生した脈動流の流体の慣性により吸入弁が開かれ、理論上吸入弁が閉じられているときに吸入弁を通して流体が吐出方向に流れるために生じる。吹抜け現象があると、吸入側の圧力等によりその流量が変化してポンプ吐出量を正確に制御することが困難となる。
【００１６】
特公昭５２−３８２４３号公報に開示された電磁ポンプは電磁コイルに電流を供給しないときは電磁可動片により液体通路が閉じられるために、上記の開閉電磁弁または手動の開閉弁が不要となるが、圧力制御式の電磁ポンプであるため、前述したように、オリフィスあるいはリリーフバルブ等で流量を制御し、流量コントロールが面倒となるという問題があった。
【００１７】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、流量制御が簡単に行え、しかも流体通路を閉じる開閉電磁弁または手動の開閉弁を設ける必要がない計量式電磁ポンプを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の計量式電磁ポンプは、電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドにより駆動されるプランジャーと、前記プランジャーの下流側に配置され前記電磁ソレノイドにより駆動される閉止弁と、前記プランジャーに設けられた吸入弁と、インナーヨークに設けられた吐出弁を備え、前記閉止弁はばねで前記プランジャーの下流方向に付勢されて燃料吐出口周囲の面に圧接され、前記電磁ソレノイドに通電するパルス状電流のオフ時に閉じられており、前記電磁ソレノイドに通電するパルス状電流のオン時に、前記閉止弁が前記ばねの弾力に抗して開かれ、且つ、前記プランジャーが吐出行程となるように構成したものである。
【００１９】
また、前記各計量式電磁ポンプにおいて、前記電磁ソレノイドに通電するパルス電流の周波数により吐出流量を制御するように構成したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例である計量式液体燃料供給用電磁ポンプを図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例である計量式液体燃料供給用電磁ポンプを示す断面図である。図に示すスリーブ４はエンドヨーク１とニップルベース２１に嵌着されており、インナーヨーク６をその中央部で固定している。インナーヨーク６の下端には衝撃吸収シート１２が貼着されている。プランジャー１８はスリーブ４と摺動可能であり、リング１９と下部フランジとの間に装着された圧縮コイルばね２０により下方向に付勢されストッパー２３に支持されたパッキン２２に圧接されている。なお、圧縮コイルばね２０の下部ではコイル径が小さくなっている。
【００２１】
スリーブ４の外側はＯリング１５およびＯリング５で密封されている。アウターヨーク１０の内側にスペーサ１４を介して電磁コイル１３が配置されており、電磁コイル１３に流れる電流はアウターヨーク１０、エンドヨーク１、閉止弁２、インナーヨーク６、プランジャー１８およびニップルベース２１で形成される磁気回路に磁束を発生させる。
【００２２】
閉止弁２はスリーブ４に摺動自在に案内され、流体通路となる穴が形成されており、その上端にはエンドヨーク１に形成された燃料吐出口１ａを閉塞する凸部２ａが形成されている。閉止弁２は通常圧縮コイルばね３によりエンドヨーク１に形成されたシート面にその凸部２ａが圧接され燃料吐出口１ａを閉じている。
【００２３】
インナーヨーク６の中心に設けられた穴の下部には吐出弁シート９が固定されている。また、インナーヨーク６の周囲はＯリング１１により密封されている。吸入弁１７は圧縮コイルばね１６によりプランジャー１８の上端面に設けられた凹みに入り込むように付勢されている。
【００２４】
吐出弁８はインナーヨーク６の中心に設けられた穴に摺動可能に配置され、圧縮コイルばね７により吐出弁シート９に圧接するように付勢されている。なお、吐出弁８の周囲には流路を形成する溝が設けられている。
【００２５】
アウターヨーク１０に固着されたニップルベース２１の下端部にはニップル２６が嵌着され、その間に密封用のＯリング２４が装着されている。フィルタ２５はニップルベース２１とニップル２６に挟まれて固定されている。ニップル２６には燃料吸入口２６ａが形成されている。
【００２６】
上記構成において、電磁コイル１３に通電されていないときは圧縮コイルばね２０の弾力によりプランジャー１８は図示のようにパッキン２２に圧接された状態であり、衝撃吸収シート１２とプランジャー１８および吸入弁１７の上面との間のスペースに液体燃料が充満している。このとき、閉止弁２は圧縮コイルばね３の弾力によりエンドヨークに形成されたシート面に圧接され、燃料吐出口１ａを閉じている。
【００２７】
電磁コイル１３に通電されると、アウターヨーク１０、エンドヨーク１、閉止弁２、インナーヨーク６、プランジャー１８およびニップルベース２１で形成される磁気回路に磁束を発生し、プランジャー１８とインナーヨーク６との間の磁気ギャップでの吸引力でプランジャー１８は圧縮コイルばね２０の弾力に抗して上昇し、このとき発生する液体燃料の圧力は吐出弁８を圧縮コイルばね７の弾力に抗して持ち上げて液体燃料が吐出弁シート９の中央の穴、吐出弁シート９と吐出弁８との隙間および吐出弁８の周囲の溝を通り閉止弁２の穴に流れ込む。
【００２８】
このとき、閉止弁２とインナーヨーク６との間の磁気ギャップでの吸引力で閉止弁２は圧縮コイルばね７の弾力に抗して下降し、燃料吐出口１ａが開かれ液体燃料は閉止弁２の穴から燃料吐出口１ａを通って吐出される。
【００２９】
電磁コイル１３の通電を停止すると、プランジャー１８は圧縮コイルばね２０の弾力により押し下げられる。このとき、プランジャー１８とインナーヨーク６との間で負圧が発生し、吐出弁８は圧縮コイルばね７の弾力に押し下げられ吐出弁シート９を閉じる。
【００３０】
また、吸入弁１７はプランジャー１８とインナーヨーク６との間で発生した負圧によって、吸入弁１７とプランジャー１８の間に隙間が発生し、その隙間を通って燃料吸入口２６ａから流れ込む液体燃料が衝撃吸収シート１２とプランジャー１８および吸入弁１７の上面との間のスペースに充満する。
【００３１】
電磁コイル１３の通電を停止したときには、閉止弁２は圧縮コイルばね３の弾力により押し上げられ、燃料吐出口１ａを閉じる。このように液体燃料の吸入行程において、燃料吐出口１ａが閉じられるので従来の例で説明した吹抜け現象の発生が抑えられる。吸入行程では閉止弁２および吐出弁８の双方が閉じられるが吐出弁８の質量が小さいためすばやく吐出弁シート９に圧接され負圧が発生して吸入弁１７が開くので吸入弁１７が閉じた状態で発生する吸入行程の逆流が防止される。
【００３２】
このように電磁コイル１３にパスル状の電流を印加することによりプランジャー１８の排除体積の液体燃料が電磁ポンプにより送られる。そして、上記したように吹抜け現象がないので、燃料の吐出量は電磁コイル１３に印加するパスル状の電流の周波数で正確に制御することができる。また、電磁コイル１３に電流を印加しないときは閉止弁２が燃料吐出口１ａを閉じるので、流体通路を閉じる開閉電磁弁または手動の開閉弁を設ける必要がなくなる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の計量式電磁ポンプによれば、電磁コイルに印加するパスル状の電流の周波数で吐出量を正確に制御することができる。また、電磁コイルに電流を印加しないときは燃料吐出口が閉じられるので、流体通路を閉じる開閉電磁弁または手動の開閉弁を設ける必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である計量式電磁ポンプを示す断面図である。
【図２】計量式電磁ポンプの従来の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  エンドヨーク
２  閉止弁
３  圧縮コイルばね
４  スリーブ
５  Ｏリング
６  インナーヨーク
７  圧縮コイルばね
８  吐出弁
９  吐出弁シート
１０  アウターヨーク
１１  Ｏリング
１２  衝撃吸収シート
１３  電磁コイル
１４  スペーサ
１５  Ｏリング
１６  圧縮コイルばね
１７  吸入弁
１８  プランジャー
１９  リング
２０  圧縮コイルばね
２１  ニップルベース
２２  パッキン
２３  ストッパー
２４  Ｏリング
２５  フィルター
２６  ニップル
２７  吐出弁
２８  吐出弁シート
【図１】
0004203138.tif 000002
【図２】
0004203138.tif 000003