WO2002033259A1

WO2002033259A1 - Pompe a plongeur et a commande electromagnetique

Info

Publication number: WO2002033259A1
Application number: PCT/JP2001/009123
Authority: WO
Inventors: Shogo Hashimoto; Ryoji Ehara; Junichiro Takahashi
Original assignee: Mikuni Corporation
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2002-04-25
Also published as: EP1327775A1; US7094041B2; EP1327775A4; CN1469973A; CN1257347C; JP2002130117A; KR20030045825A; US20040022651A1

Description

明細書電磁駆動型ブラ技術分野

本発明は、ェンジンの燃料等の流体を吸引及び送出する電磁駆動型プランジャポンプに関し、特に、通電によりプランジャを移動させて流体の吸引を行なうと共にスプリングにエネルギを蓄え、非通電時にその蓄積されたエネルギで流体を送出する非通電送出式の電磁駆動型プランジ関する。背景技術

非通電送出タイプの従来の電磁駆動型プランジャポンプは、例えば、シリンダ（筒体）内に往復動自在に配置されたプランジャと、このプランジャの両側からプランジャに常時係合して所定の付勢力を及ぼす一対のスプリングと、流体を吸引する際にプランジャに推力（電磁力）を及ぼすソレノィドコイル、ヨーク等を含む磁気回路と、種々のチェックノ Wレブ等により構成されている。

一対のスプリングは、常時プランジャに係合するように配置されており、スプリングのエネルギが解放された非通電の休止状態で、プランジャを所定の休止位置に保持してその振動を抑制するために、あるいは、共に送出のためのエネルギを蓄積する送出スプリングとしての役割をなすものである。

また、磁気回路により発生される推力（電磁力）は、第 7図に示すように、磁気回路を形成するヨーク 1のギャップ近傍に、一対のスプリング 2により付勢されたプランジャ 3が位置するとき、最も大きくなる特性を示す。すなわち、得られる推力は、その初期領域及び後期領域において小さく、中間領域において大きくなる山形の特性となる。

ところで、この電磁駆動型プランジャポンプにおいては、第 8図に示すように、目標の吐出圧力（送出圧力）とプランジャの径（面積）により画定される閾値 F oが存在し、スプリング 2の付勢力がこの閾値 F o を超えなければ、プランジャ 3を送出方向に移動させることができない。一方、プランジャ 3の移動ストロ^ "クをできるだけ大きくして送出される流体の量（吐出量）を多くするには、第 8図の二点鎖線にて示すように、スプリング 2のパネ定数 k iを比較的小さく設定し、できるだけ大きい有効ストローク S iを確保するのが理想的であるが、この場合、第 8図において斜線で示すように、推力の初期領域においてスプリング 2の付勢力が推力よりも大きくなる。その結果、吸引行程において通電を行なってもプランジャ 3を作動させることができず、スプリング 2の圧縮すなわちエネルギの蓄積が行なえない。

したがって、流体の吐出圧力（送出圧力）を比較的高め（例えば、 2 0 0 k P a〜3 0 0 k P a ) に設定して使用する場合、製品の大きさ等の制約も相俟って、第 8図に示すように、スプリング 2のバネ定数 kは比較的大きめに設定されており、それ故に、プランジャ 3の有効スト口ーク Sは幅狭のものとなっている。その結果、吐出量（送出量）を大きくすることができず、一方、所要の吐出量を得るには消費電力の増加あるいはソレノィドコイルの大型化が必要であった。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡略化、小型化、低消費電力化、低騒音化等を図りつつ、プランジャの有効ストロークを大きくして高効率の吐出（送出）性能を得ることのできる電磁駆動型ブランジャポンプを提供することにある。

発明の開示本発明の電磁駆動型プランジャポンプは、流体の通路を形成する筒体と、この筒体の通路内に密接して所定範囲内を往復動自在に配置されたプランジャと、流体の吸引行程においてプランジャに対しその移動に応じて山形の推力を及ぼすソレノィドコイルを含む磁気回路と、流体の送出行程においてプランジャに対して付勢力を及ぼす送出スプリングとを備えて、通電にてプランジャを移動させて流体を吸引すると共に送出スプリングにエネルギを蓄積させ、非通電にてこのエネルギを解放することによりプランジャを移動させて流体を送出する電磁駆動型プランジャポンプであって、送出スプリングは、山形の推力の初期領域において、この推力よりも大きい付勢力を発生するパネ定数に設定され、少なくともこの初期領域の範囲において、プランジャに対し送出スプリングの付勢力と拮抗する向きに付勢力を及ぼし送出スプリングの付勢力を推力よりも小さくする第 2スプリングを設けた、ことを特徴としている。この構成によれば、山形をなす推力の特性曲線のうち、比較的推力の小さい初期領域において、この推力を超えるように設定された（パネ定数が比較的小さい）送出スプリングの付勢力（荷重）が、これと拮抗する向きに作用する第 2スプリングの付勢力（荷重）により弱められて推力よりも小さくなる。したがって、この初期領域においては、推力によるプランジャの移動が可能になると共に、送出スプリングと第 2スプリングとのバネ特性により、プランジャの移動ストロークが大きくなり、すなわち、送出スプリングに蓄積されるエネルギが大きくなる。これにより、高効率の吐出（送出）特性が得られ、流体の吐出量（送出量）が増加する。

上記構成において、第 2スプリングは、少なくとも初期領域においてプランジャに係合して付勢力を及ぼしかつ少なくとも初期領域以外の領域においてプランジャから離脱するように配置されている、構成を採用することができる。

この構成によれば、少なくとも推力の初期領域においてのみ、第 2スプリングがブランジャに係合して送出スプリングと拮抗する向きの付勢力が作用し、それ以外の領域では送出スプリングの付勢力のみがプランジャに作用するため、第 2スプリングが常時係合している場合に比べて、送出スプリングに蓄積されるエネルギを高めることができる。

上記構成において、第 2スプリングは、自由長まで伸びた時点でブランジャから離脱する、構成を採用することができる。

この構成によれば、第 2スプリングが付勢力を発生しない自由長まで伸びた時点で、プランジャから自然に離脱するため、簡単な構造とすることができる。

上記構成において、第 2スプリングのパネ定数は、送出スプリングのパネ定数よりも大きく設定されている、構成を採用することができる。この構成によれば、第 2スプリングの密着長さを短くしつつ所望の付勢力を得ることができ、ポンプをより小型化することができる。

上記構成において、第 2スプリングは、プランジャを挾んで送出スプリングと反対側に配置されている、構成を採用することができる。

この構成によれば、スプリングによりプランジャを両側から支持する構成となり、簡単な構造にして低騒音化が行なえる。

上記構成において、第 2スプリングは、送出スプリングを囲むようにその径方向外側に配置されている、構成を採用することができる。

この構成によれば、第 2スプリングを配置するスペース分だけ、ブランジャがフルストロークした際の圧縮容積を縮小でき、送出される流体の圧縮率を高めることができる。これにより、自吸能力を向上させることができる。

上記構成において、プランジャには、その軸線方向において貫通する流体通路が形成され、かつ、吸引行程の際に流体通路を開放し送出行程の際に流体通路を閉塞し得る弁体が設けられており、この弁体は、外側に向けて移動することにより開弁動作を行なうポペット弁である、構成を採用することができる。

この構成によれば、ポペット弁の外側の領域が圧縮される空間となるため、上記同様にプランジャがフルストロークした際の圧縮容積を縮小でき、送出される流体の圧縮率を高めることができる。これにより、自吸能力をより向上させることができる。

上記構成において、第 2スプリングとして、その断面が矩形形状（角形）をなすコイルスプリングを採用することができる。

この構成によれば、第 2スプリングのセヅティング長さを短くできる。それ故に、プランジャがフルストロークした際の圧縮容積を縮小することができ、送出される流体の圧縮率を高めることができる。これにより、自吸能力をより向上させることができる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明に係る電磁駆動型ブランジャボンプの一実施形態を示す断面図である。

第 2図は、第 1図に示す電磁駆動型プランジャボンプの作動特性を示す特性図である。

第 3図は、第 1図に示す電磁駆動型プランジャポンプの作動を説明するための一部拡大断面図であり、（a ) は休止状態、（b ) は第 2スプリングが自由長まで伸びた状態、（ c )はプランジャがさらに移動して第 2 スプリングから離脱した状態を示す。

第 4図は、電磁駆動型プランジャポンプの他の実施形態を示す部分断面図である。第 5図は、電磁駆動型ブラらに他の実施形態を示す断面図である。

第 6図は、電磁駆動型ブラ >実施形態を示す部分断面図である。

第 7図は、従来の電磁駆動型プ佳力特性を示す特性図である。

第 8図は、従来の電磁駆動型ブポンプの作動特性を示す特性図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき説明する。第 1図は、本発明に係る電磁駆動型プランジャポンプの一実施形態を示す断面図である。この実施形態に係る電磁駆動型プランジャポンプは、流体としてエンジン等の燃料を送出するものであり、第 1図に示すように、円筒状をなす筒体としてのシリンダ 1 0と、このシリンダ 1 0の通路内に密接して往復動自在に配置されたプランジャ 2 0と、プランジャ 2 0に対して推力を及ぼすための電磁力を発生するソレノィドコイル 3 0及びヨーク 4 0等を含む磁気回路と、流体を送出する際のエネルギを蓄積する送出スプリング 5 0と、この送出スプリング 5 0の付勢力と拮抗する向きの付勢力を発生する第 2スプリング 6 0等を、その基本構成として備えている。

プランジャ 2 0は、所定の長さをもつ可動体として、シリンダ 1 0内をその軸方向に摺動して所定範囲に亘り往復動自在となっている。このプランジャ 2 0には、その往復動方向（軸線方向）に貫通した流体通路としての燃料通路 2 0 aが形成されており、又、その一端側（燃料の流れ方向下流側）には燃料通路 2 0 aを径方向に拡大した流体通路としての拡径通路 2 0 bが形成されている。

そして、この拡径通路 2 0 b内には、チェックバルブ 2 1及びこのチェヅクバルブ 2 1を上流側すなわち燃料通路 2 0 aに向けて付勢するコィルスプリング 2 2が配置されており、この拡径通路 2 0 bの外側端部に、プランジャ 2 0の一部を形成すると共に中央部にチェックバルブ 2 1の軸部 2 1 aを案内する案内路 2 3 aを有するバルブガイド 2 3が嵌合され、このバルブガイド 2 3の内側端面 2 3 bによりコイルスプリング 2 2の一端側が保持されている。尚、このバルブガイド 2 3には、案内路 2 3 aの径方向外側に燃料通路 2 3 cが形成されている。

すなわち、プランジャ 2 0の燃料通路 2 0 aは、コイルスプリング 2 2により付勢されたチェックバルブ 2 1により常時閉塞されるようになつており、チヱックバルブ 2 1を挾む両側の空間（燃料通路 2 0 aと拡径通路 2 O b ) に所定以上の圧力差（燃料通路 2 0 a側の圧力 >拡径通路 2 O b側の圧力）が生じた時に、チェヅクバルブ 2 1が燃料通路 2 0 aを開放するようになっている。尚、チェヅクバルブ 2 1としては、図示するように半球状のものに限らず、球状のものあるいは円盤状のものでもよく、又、材質はゴム等の樹脂あるいは金属材料であってもよい。シリンダ 1 0の外側には、円筒部 4 0 a及び鍔部 4 0 bからなるリング状の一対のヨーク 4 0力所定ギヤヅプを空けて対向するように配置されており、これらヨーク 4 0の円筒部 4 0 aにはボビン 4 1が取り付けられ、このボビン 4 1の周りに励磁用のソレノィドコイル 3 0が卷回されている。

そして、ソレノイドコイル 3 0に所定方向の電流を流すことにより、 —対のヨーク 4 0、プランジャ 2 0等を通るような磁力線が発生し、プランジャ 2 0を第 1図 Φの左向きに移動させる推力（電磁力）が生じるようになつている。この推力特性は、第 2図に示すように、プランジャ 2 0の移動ストロークに応じて山形の形状をなすものである。

シリンダ 1 0の両端部には、入口側バルブ支持部材 7 0及び出口側バルブ支持部材 8 0がそれそれ嵌合により固着されており、入口側バルブ支持部材 7 0とプランジャ 2 0の一端部との間には、送出スプリング 5 0が配置され、出口側支持部材 8 0とプランジャ 2 0の他端部との間には、第 2スプリング 6 0が配置されている。

入口側バルブ支持部材 7 0は、チェックバルブ 7 1及びコイルスプリング 7 2を収容すると共に燃料通路 7 3 aを有するバルブケース 7 3 と、チェヅクバルブ 7 1の軸部 7 1 aを案内する案内路 7 4 aを有するノ人'ルブガイド 7 4とにより形成されており、このバルブガイド 7 4の内側端面 7 4 bによりコイルスプリング 7 2の一端側が保持されている。尚、バルブケース 7 3は、〇リング 7 5を介してシリンダ 1 0に嵌合されており、このバルブケース Ί 3に嵌合されたバルブガイド 7 4には、案内路 7 4 aの径方向外側に燃料通路 7 4 cが形成されている。

すなわち、バルブケース 7 3の燃料通路 7 3 aは、コイルスプリング 7 2により付勢されたチェックバルブ 7 1により常時閉塞されるようになっており、チェックバルブ 7 1を挾む両側の空間（燃料通路 7 3 aを挟んだ上流側の通路と下流側の通路）に所定以上の圧力差（上流側の圧力〉下流側の圧力）が生じた時に、チヱヅクバルブ 7 1が燃料通路 7 3 aを開放するようになっている。尚、チェヅクバルブ 7 1としては、図示するように半球状のものに限らず、球状のものあるいは円盤状のものでもよく、又、材質はゴム等の樹脂あるいは金属材料であってもよい。出口側バルブ支持部材 8 0は、チェヅクバルブ 8 1及びコイルスプリング 8 2を収容すると共に燃料通路 8 3 aを有するバルブケース 8 3 と、チェックバルブ 8 1の軸部 8 1 aを案内する案内路 8 4 aを有するバルブガイド 8 4とにより形成されており、このバルブガイド 8 4の内側端面 8 4 bによりコイルスプリング 8 2の一端側が保持されている。尚、バルブケース 8 3は、 0リング 8 5を介してシリンダ 1 0に嵌合されており、このバルブケース 8 3に嵌合されたバルブガイド 8 4には、案内路 8 4 aの径方向外側に燃料通路 8 4 cが形成されている。

すなわち、ノゾレブケース 8 3の燃料通路 8 3 aは、コイルスプリング 8 2により付勢されたチヱヅクバルブ 8 1により常時閉塞されるようになっており、チェックバルブ 8 1を挾む両側の空間（燃料通路 8 3 aを挾んだ上流側の通路と下流側の通路）に所定以上の圧力差（上流側の圧力 >下流側の圧力）が生じた時に、チェックバルブ 8 1が燃料通路 8 3 aを閧放するようになっている。尚、チェヅクバルブ 8 1としては、図示するように半球状のものに限らず、球状のものあるいは円盤状のものでもよく、又、材質はゴム等の樹脂あるいは金属材料であってもよい。さらに、入口側バルブ支持部材 7 0の外側には、 ◦リング 9 0を介して入口側接続パイプ 9 1が結合されており、この入口側接続パイプ 9 1 は、軸方向に貫通する燃料通路 9 l aを画定している。また、出口側バルブ支持部材 8 0及びシリンダ 1 0を取り囲むように、 0リング 9 2を介して出口側接続パイプ 9 3が結合されており、この出口側接続パイプ 9 3は、軸方向に貫通する燃料通路 9 3 aを画定している。

送出スプリング 5 0は、コィル状の圧縮スプリングであり、その一端部 5 0 aがプランジャ 2 0の一端面 2 0 dに常時当接され、その他端部 5 0 bがバルブケース 7 3の内側端面 7 3 bに常時当接されている。この送出スプリング 5 0は、第 2図に示すように、山形の推力の左側裾部である初期領域と右側裾部である後期領域において、この推力（荷重）よりも大きい付勢力（荷重） F 1を発生するような、比較的小さいバネ定数 k 1に設定されている。

第 2スプリング 6 0は、コイル状の圧縮スプリングであり、その一端部 6 0 aがプランジャ 2 0の他端面 2 0 eに対して係合及び離脱自在に当接され、その他端部 6 0 bがバルブケース 8 3の環状溝底部 8 3 bに当接されると共に離脱しないように固着されている。この第 2スプリング 6 0は、第 2図に示すように、山形の推力の左側裾部である初期領域及び中間領域の一部の範囲において、プランジャ 2 0に対し、送出スプリング 5 0の付勢力 F 1と拮抗する向きに付勢力（荷重） F 2を及ぼすような、比較的大きい（送出スプリング 5 0のバネ定数 k 1よりも大きい）バネ定数 k 2に設定されている。

上記第 2スプリング 6 0の役割を説明すると、その付勢力 F 2は送出スプリング 5 0の付勢力 F 1と逆向きであることから、上記所定の範囲において、送出スプリング 5 0の付勢力を打ち消すように作用する。したがって、付勢力 F 1と付勢力: F 2との合力 Fは、付勢力 F 1を表す直線と付勢力 F 2を表す直線との交点の位置において 0 ( P 0点）となり、第 2スプリング 6 0の付勢力 F 2が 0となる位置において送出スプリング 5 0の付勢力： F 1 ( P 1点）だけとなり、その後、推力との交点（P 2点）を通る送出スプリング 5 0の付勢力 F 1を表す直線に沿う、全体として折れ曲がりの直線となる。

これにより、送出スプリング 5 0の付勢力: F 1が推力よりも大きく設定された初期領域において、結果的に送出スプリング 5 0の付勢力が推力よりも小さくなり、この推力によるプランジャ 2 0の駆動が可能となる。

また、プランジャ 2 0の移動ストロ一ク S IIは、合力 Fを表す折れ曲がりの直線と閾値を表す直線との交点である P 3点と、 P 2点を通る垂直線と閾値を表す直線との交点である P 4点との間の距離となり、従来におけるストローク Sよりも大きくなる。さらに、送出スプリング 5 0 に蓄積される有効エネルギは、従来のものに比べて、 P i , P 2 , P 5， P 3の各点で囲まれる面積の分だけ増加することになる。これにより、高効率の吐出（送出）特性が得られ、燃料の吐出量（送出量）が従来のものに比べて増加する。

次に、上記実施形態に係る電磁駆動型プランジャポンプの動作について、第 1図ないし第 3図を参照しつつ説明する。先ず、ソレノイドコィル 3 0が通電されない非通電の状態において、送出スプリング 5 0と第 2スプリング 6 0との付勢力が釣り合う位置（P 0点）にて、プランジャ 2 0は停止している。

上記休止状態において、ソレノイドコイル 3 0が通電されて、電磁力 (推力）が発生すると、プランジャ 2 0は上流側に向けて（第 1図中左側に向けて）引き寄せられ往動作を開始する。この時、上流側空間 S uは縮小され、一方、下流側空間 S dは拡張されるが、第 1図及び第 3図（ a ) に示すように、チェックバルブ 8 1が燃料通路 8 3 aを閉塞しているため、下流側空間 S dは圧力が低下していく。そして、上流側空間 S uの圧力力 ^s、下流側空間 S dの圧力に対して所定値以上大きくなった時点で、チェックバルブ 2 1がコイルスプリング 2 2の付勢力に抗して燃料通路 2 0 aを開放する。これにより、上流側空間 S uにある燃料が燃料通路 2 0 aを通って下流側空間 S d内に吸い込まれる。

そして、プランジャ 2 0が所定の距離だけ移動して P 1 '点に至ると、第 2図及び第 3図（b ) に示すように、第 2スプリング 6 0が自由長まで伸びてプランジャ 2 0に付勢力を及ぼさなくなる。と同時に、ブランジャ 2 0には、スプリングの付勢力として送出スプリング 5 0の付勢力 F 1のみが作用し始める。

プランジャ 2 0がさらに移動すると、第 3図（c ) に示すように、第 2スプリング 6 0の自由端部 6 0 aはプランジャ 2 0の端面 2 0 eから完全に離脱する。そして、第 2図 Φの P 2 '点に至った時点で、電磁力による推力と送出スプリング 5 0の付勢力 F 1とが釣り合い（P 2点）、プランジャ 2 0が停止すると同時にチェックバルブ 2 1が燃料通路 2 0 aを閉塞する。上記プランジャ 2 0の移動（往動作）が燃料の吸引行程に相当し、この吸引行程の際に送出スプリング 5 0が圧縮されて、弾性変形によるエネルギが蓄積されることになる。

続いて、ソレノイドコイル 3 0への通電が断たれると、電磁力による推力が消滅し、圧縮により高められた送出スプリング 5 0の付勢力 F 1 のみが作用し、ブランジャ 2 0は下流側に向けて（第 1図中の右側に向けて）復動作を開始する。このプランジャ 2 0の復動作により、下流側空間 S d内に吸い込まれた燃料が圧縮され始め、所定の圧力になった時点で、コイルスプリング 8 2の付勢力に抗してチェヅクバルブ 8 1が燃料通路 8 3 aを開放する。これにより、下流側空間 S dに満たされた燃料は、出口側接続パイプ 9 3を経て所定の圧力で吐出（送出）される。 —方、上流側空間 S uは拡張されるため、上流側空間 S uの圧力が、入口側接続パイプ 9 1内の燃料通路 9 1 aの圧力に対して所定値以上小さくなつた時点で、チェヅクバルブ 7 1がコィルスプリング 7 2の付勢力に抗して燃料通路 7 3 aを開放する。これにより、入口側接続パイプ 9 1の上流にある燃料が燃料通路 7 3 aを通って上流側空間 S u内に流れ込み、次の吸引行程にそなえる。

尚、チェックバルブ 7 1は、所定圧力以上の燃料が上流側空間 S uに流入するのを許容し、又、その逆流を防止するため、 ϋ吸時間の低減に寄与するものである。

上記プランジャ 2 0の移動（復動作）が燃料の送出行程（吐出行程）に相当し、送出スプリング 5 0に蓄積されたエネルギのみによりその動作が行なわれる。この送出行程においては、第 2図に示すように、ブランジャ 2 0の有効ストロ一ク S ηが従来の有効ストローク Sに比べて大きく、送出スプリングに蓄積される有効エネルギが大きいことから、高効率の吐出（送出）特性が得られ、燃料の吐出量（送出量）が従来に比ベて増加する。

第 4図は、電磁駆動型ブランジャボンプの他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態に対して、プランジャ 2 0の燃料通路 2 0 aを開閉するチェヅクバルブ 2 1を変更したものである。したがって、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施形態に係る電磁駆動型プランジャポンプにおいては、プランジャ 2 0の拡径通路 2 0 bに、バルブシート部材 1 0 0が嵌合されており、このバルブシート部材 1 0 0に形成された燃料通路 1 0 1の端部に位置するシート面 1 0 1 aに着座するように、弁体としてポぺヅト弁 1 1 0が往復動自在に配置され、又、燃料通路 1 0 1を常時閉塞するようにポぺット弁 1 1 0を付勢するコイルスプリング 1 1 1が配置されている。

この構成においては、燃料の送出行程において、拡径通路 2 O bと下流側空間 S dとが遮断されるため、この拡径通路 2 O bの容積分だけ燃料の圧縮率を高めることができる。したがって、自吸能力（セルフブライミング）をさらに向上させることができる。

第 5図は、本発明に係る電磁駆動型プランジャポンプのさらに他の実施形態を示すものであり、前述の第 1図及び第 4図に示す実施形態に対して、プランジャ 2 0の形状、第 2スプリング 6 0の配置場所等を変更したものである。したがって、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施形態に係る電磁駆動型プランジャポンプにおいては、シリンダ 1 0内を摺動するプランジャ 1 2 0が、軸方向に伸長する燃料通路 1 2 0 aと、この燃料通路 1 2 0 aの下流側に位置する拡径通路 1 2 0 b と、燃料通路 1 2 0 aの上流側に位置するスプリング収容部 1 2 1と、上流側の端部に位置するフランジ部 1 2 2等により形成されている。そして、拡径通路 1 2 O b内には、第 4図に示すようなポぺット弁 1 1 0及びコィルスプリング 1 1 1が配置され、その下流側には、チェヅクバルブ 8 1及びコイルスプリング 8 2を支持する出口側バルブ支持部材 8 0が配置され、さらに下流側には、出口側接続パイプ 9 3が結合されている。

シリンダ 1 0の上流側端部には、環状のスプリング支持部材 1 3 0が嵌合されており、このスプリング支持部材 1 3 0の外周面に嵌合するように、入口側接続パイプ 9 1 'が結合されている。そして、プランジャ 1 2 0のスプリング収容部 1 2 1内には送出スプリング 1 5 0が配置されている。この送出スプリング 1 5 0は、その一端部が底面 1 2 1 aに当接し、かつ、その他端部が入口側接続パイプ 9 1 'の内側端面 9 l b 'に当接した状態で保持されている。

また、プランジャ 1 2 0の外周領域において、スプリング支持部材 1 3 0とフランジ部 1 2 2との間には、第 2スプリング 1 6 0が配置されている。この第 2スプリング 1 6 0は、その一端部がスプリング支持部材 1 3 0の端面 1 3 0 aに固着され、その他端部がフランジ部 1 2 2に係合及び離脱自在に当接している。

送出スプリング 1 5 0及び第 2スプリング 1 6 0は、第 2図に示すような特性に設定されており、その作用も前述の実施形態と同様である。この構成においては、送出スプリング 1 5 0を囲むようにその径方向外側に第 2スプリング 1 6 0が配置されているため、プランジャ 1 2 0 がフルストロ一クした際の下流側空間 S dを極力小さくすることができる。これにより、ポペット弁 1 1 0の効果を相俟って、燃料の圧縮率を高めることができ、自吸能力をさらに向上させることができる。

尚、この実施形態においては、上流側空間 S uの入口側にチヱックバルブを設けていないため、燃料通路 9 1 a ' と上流側空間 S uとは常に連通状態にあり、この点を除いた他の動作は、前述実施形態と同様である。

第 6図は、本発明に係る電磁駆動型プランジャポンプのさらに他の実施形態を示すものであり、第 4図に示す実施形態に対して第 2スプリング 6 0を変更したものである。したがって、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施形態に係る電磁駆動型プランジャポンプにおいては、プランジャ 2 0の下流側に位置する下流側空間 S d内に、断面が矩形形状（角形）をなす第 2スプリング 2 6 0が配置されている。この第 2スプリング 2 6 0は、前述の第 2スプリング 6 0と同様の特性に設定されたコィルスプリングであり、その一端部がポぺット弁 1 1 0及びコイルスプリング 1 1 1を支持するバルブシート部材 1 0 0の端面 1 0 0 aに対して係合及び離脱自在に当接され、その他端部が出口側バルブ支持部材 8 0 を構成するバルブケース 8 3の端面 8 3 b 'に固着されている。

この実施形態に係る電磁駆動型プランジャポンプにおいては、プランジャ 2 0の下流側に位置する下流側空間 S d内に、断面が矩形形状（角形）をなす第 2スプリング 2 6 0が配置されている。この第 2スプリング 2 6 0は、前述の第 2スプリング 6 0と同様の特性に設定されたコィルスプリングであり、その一端部がポベヅト弁 1 1 0及びコイルスプリング 1 1 1を支持するバルブシート部材 1 0 0の端面 1 0 0 aに対して係合及び離脱自在に当接され、その他端部が出口側バルブ支持部材 8 0 を構成するバルブケ一ス 8 3の端面 8 3 b ' に固着されている。

この構成においては、第 2スプリング 2 6 0を矩形断面のコイルスプリングとしたため、その密着長さを短くすることができ、プランジャ 2 0がフルストロークした際の下流側空間 S dの容積をさらに詰める（小さくする）ことができる。したがって、ポペット弁 1 1 0による効果も相俟って、その分だけ燃料の圧縮率を高めることができる。これにより、自吸能力（セルフプライミング）をより一層向上させることができる。上記実施形態においては、プランジャ 2 0 , 1 2 0， 2 2 0として、その軸方向に貫通する燃料通路が形成されたものにおいて、本発明を適用した実施形態を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、ブランジャが中実であり、プランジャの往動作によりシリンダ 1 0の側面に形成された燃料通路から下流側空間 S d内に燃料を吸引し、その後プランジャの復動作により燃料を送出する形式のものにおいて、本発明を適用することも勿論可能である。

また、上記実施形態においては、吸引及び送出される流体として、ェンジン等の燃料（ガソリン、軽油）を取り扱う場合を示したが、これに限定されるものではなく、流体である限り、水、オイル等種々の流体を適用することができる。産業上の利用可能性

以上述べたように、本発明の電磁駆動型ブランジャボンプによれば、非通電送出（吐出）を行なう際の駆動力を発生する送出スプリングを、プランジャの移動ストロークに対して山形をなす推力（電磁力）の初期領域において、この推力よりも大きい付勢力を発生するパネ定数に設定し、少なくともこの初期領域の範囲において、プランジャに対し送出スプリングの付勢力と拮抗する向きに付勢力を及ぼし送出スプリングの付勢力を推力よりも小さくする第 2スプリングを設けたことにより、この初期領域において、推力によるブランジャの移動が可能になると共に、送出スプリングと第 2スプリングとのバネ特性により、プランジャの移動ストロークが大きくなり、送出スプリングに蓄積されるェネルギが大きくなる。これにより、高効率の吐出（送出）特性が得られ、流体の吐出量（送出量）を増加させることができる。

また、第 2スプリングの付勢力がプランジャに対して作用しなくなる位置を、第 2スプリングが自由長まで伸長した時点とすることにより、構造の簡略化を行なうことができる。

さらに、第 2スプリングを、送出スプリングの径方向外側に配置することにより、又、プランジャの下流側に位置する弁体としてポペット弁を採用することにより、あるいは、第 2スプリングとして断面が矩形形状のコイルスプリングを採用することにより、プランジャがフルスト口 —クした際の圧縮容積を縮小でき、送出される流体の圧縮率を高めることができる。これにより、自吸能力を向上させることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 流体の通路を形成する筒体と、前記筒体の通路内に密接して所定範囲内を往復動自在に配置されたプランジャと、流体の吸引行程において前記プランジャに対しその移動に応じて山形の推力を及ぼすソレノィドコイルを含む磁気回路と、送出行程において前記プランジャに対して付勢力を及ぼす送出スプリングとを備えて、通電にて前記プランジャを移動させて流体を吸引すると共に前記送出スプリングにエネルギを蓄積させ、非通電にて前記エネルギを解放することにより前記プランジャを移動させて流体を送出する電磁駆動型プランジャポンプであって、前記送出スプリングは、前記山形の推力の初期領域において、前記推力よりも大きい付勢力を発生するパネ定数に設定され、

少なくとも前記初期領域の範囲において、前記プランジャに対し前記送出スプリングの付勢力と拮抗する向きに付勢力を及ぼし、前記送出スプリングの付勢力を前記推力よりも小さくする第 2スプリングを設けた、

ことを特徴とする電磁駆動型ブランジャポンプ。

2 . 前記第 2スプリングは、少なくとも前記初期領域において前記プランジャに係合して付勢力を及ぼし、少なくとも前記初期領域以外の領域においてプランジャから離脱するように、配置されている、ことを特徴とする請求の範囲 1記載の電磁駆動型プランジャボンプ。

3 . 前記第 2スプリングは、自由長まで伸びた時点で前記プランジャから離脱する、

ことを特徴とする請求の範囲 2記載の電磁駆動型プランジャポンプ。

4 . 前記第 2スプリングのパネ定数は、前記送出スプリングのパネ定数よりも大きく設定されている、ことを特徴とする請求の範囲 1ないし 3いずれかに記載の電磁駆動型プランジャボンプ。

5 . 前記第 2スプリングは、前記プランジャを挟んで前記送出スプリングと反対側に配置されている、

ことを特徴とする請求の範囲 1ないし 4いずれかに記載の電磁駆動型プランジャポンプ。

6 . 前記第 2スプリングは、前記送出スプリングを囲むようにその径方向外側に配置されている、

ことを特徴とする請求の範囲 1ないし 4いずれかに記載の電磁駆動型プランジャボンプ。

7 . 前記プランジャには、その軸線方向において貫通する流体通路が形成され、かつ、前記吸引行程の際に前記流体通路を開放し前記送出行程の際に前記流体通路を閉塞し得る弁体が設けられており、

前記弁体は、外側に向けて移動することにより閧弁動作を行なうポベット弁である、

ことを特徴とする請求の範囲 1ないし 6いずれかに記載の電磁駆動型プランジャボンプ。

8 . 前記第 2スプリングは、その断面が矩形形状をなすコイルスプリングである、

ことを特徴とする請求の範囲 1ないし 7いずれかに記載の電磁駆動型プランジャボンプ。