JP6488209B2 - Pulsation generating electromagnetic pump and pulsating water discharge device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば洗浄機能付きの便座において給水管からの水道水に脈動を加え、脈動水吐出口である洗浄水ノズルの吐出口から勢いよく脈動水を射出することができる脈動発生用電磁ポンプ及びそれを用いた脈動水吐出装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic pump for generating pulsation that can pulsate tap water from a water supply pipe, for example, in a toilet seat with a cleaning function, and can eject pulsating water vigorously from the discharge port of a cleaning water nozzle that is a pulsating water discharge port. And a pulsating water discharge device using the same.
従来、給水管と脈動水吐出口との間に取り付けられ、給水管からの給水時に所定のパターンのパルス電圧を周期的に給電する制御部によって制御される脈動発生用電磁ポンプが知られている。電磁ポンプは、一般に、電磁コイルが外周に設けられ、内部に給水管からの給水が流通する管状のシリンダと、シリンダ内に設けられる磁気ヘッド、プランジャー等を備えている。磁気ヘッドは、シリンダ内の下流側に取り付けられ、電磁コイルの作用により磁化される。プランジャーは、シリンダ内において、磁気ヘッドに当接する吐出位置と所定の復帰位置との間を往復動自在に設けられている。シリンダ内には、給水管からの給水時に、プランジャーを復帰位置に静止するように付勢するばねを備えている。プランジャーは、シリンダ内の通路の下流側と上流側とを連通する貫通孔と、給水管から脈動水吐出口方向へのみ水を通す逆止弁と、を有している。 Conventionally, a pulsation generating electromagnetic pump that is attached between a water supply pipe and a pulsating water discharge port and is controlled by a control unit that periodically supplies a pulse voltage of a predetermined pattern when water is supplied from the water supply pipe is known. . In general, an electromagnetic pump includes a tubular cylinder having an electromagnetic coil provided on the outer periphery, in which water supplied from a water supply pipe flows, and a magnetic head, a plunger, and the like provided in the cylinder. The magnetic head is attached to the downstream side in the cylinder and magnetized by the action of the electromagnetic coil. The plunger is provided in the cylinder so as to be capable of reciprocating between a discharge position contacting the magnetic head and a predetermined return position. A spring is provided in the cylinder for biasing the plunger so as to stop at the return position when water is supplied from the water supply pipe. The plunger has a through hole that communicates the downstream side and the upstream side of the passage in the cylinder, and a check valve that allows water to flow only from the water supply pipe toward the pulsating water discharge port.
逆止弁の構造として、ノズル状のゴムチューブ製のダックビル弁を逆止弁として備えた電磁ポンプが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、ばねの力で開閉動作する弁によって貫通孔を塞ぐ逆止弁を備えた電磁ポンプが知られている(例えば、特許文献2参照)。前者に示された電磁ポンプの逆止弁は、経年劣化によりゴムが劣化して故障する虞があり、後者に示された電磁ポンプの逆止弁は、構成が複雑なため故障し易いという問題があった。 As a check valve structure, an electromagnetic pump including a nozzle-shaped rubber tube duck bill valve as a check valve is known (for example, see Patent Document 1). An electromagnetic pump having a check valve that closes a through hole with a valve that opens and closes by the force of a spring is known (for example, see Patent Document 2). The check valve of the electromagnetic pump shown in the former has a problem that rubber may deteriorate due to deterioration over time, and the check valve of the electromagnetic pump shown in the latter has a problem that it is easy to break down due to its complicated structure. was there.
そこで、本発明者は、逆止弁を用いない構造の脈動発生用電磁ポンプ及びそれを用いた脈動水吐出装置を開発した(例えば、特許文献3参照)。これによれば、プランジャーは貫通孔を有していて、吐出後にプランジャーが復帰位置に戻る際に開く逆止弁が設けられていないため、プランジャーが復帰位置に戻る際に吐出口側へと流れている水流を不必要に掻き乱すことがなく、その結果、電磁ポンプは脈動圧のみによってきれいな水玉状の脈動水を形成することができる。このことは、少ない水量でも脈動による明確な衝撃を生じ、例えば洗浄用に用いた場合の洗浄効果を高める効果を生じる。そして、故障原因の1つであった逆止弁を無くして電磁ポンプの故障原因を減らし、電磁ポンプ及びそれを用いた脈動水吐出装置の耐久性を伸ばすことができる。 Therefore, the present inventor has developed a pulsation generating electromagnetic pump having a structure that does not use a check valve and a pulsating water discharge device using the same (for example, see Patent Document 3). According to this, since the plunger has a through-hole, and there is no check valve that opens when the plunger returns to the return position after discharge, the outlet port side when the plunger returns to the return position As a result, the electromagnetic pump can form clean polka-shaped pulsating water only by the pulsating pressure. This produces a clear impact due to pulsation even with a small amount of water, and has the effect of enhancing the cleaning effect when used for cleaning, for example. And the non-return valve which was one of the causes of failure can be eliminated, the cause of failure of the electromagnetic pump can be reduced, and the durability of the electromagnetic pump and the pulsating water discharge device using the same can be extended.
しかしながら、上記のような貫通孔を有するプランジャーは、中空であるため、中空でないものに比べ、磁束密度が低くなり、シリンダ内を往復動するプランジャーを駆動する電磁コイルは、どうしても、コイル巻き数を増やし、又は電流を多く流すことで、その能力を高くする必要があった。また、プランジャーの形状は細く、かつ長く、その中央に細くて長い貫通孔を精度良く形成することは、加工上、困難であり、そのため、貫通孔の孔開けを何回も分けて加工するなどの手間がかかり、コスト高となっていた。 However, since the plunger having the through hole as described above is hollow, the magnetic flux density is lower than that of the hollow one, and the electromagnetic coil that drives the plunger that reciprocates in the cylinder is inevitably coiled. It was necessary to increase the capacity by increasing the number or passing a large amount of current. In addition, the shape of the plunger is thin and long, and it is difficult in processing to accurately form a thin and long through hole in the center of the plunger. It took a lot of time and was expensive.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、逆止弁を用いない構造でプランジャーの磁束密度を高め、効率良く電磁コイルを動作させることができ、しかもプランジャーを加工性の良い構成とし、安価に製作できるインライン型の脈動発生用電磁ポンプ及びそれを用いた脈動水吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can increase the magnetic flux density of the plunger with a structure that does not use a check valve so that the electromagnetic coil can be operated efficiently, and the plunger is processed. It is an object of the present invention to provide an in-line type pulsation generating electromagnetic pump that can be manufactured at low cost and a pulsating water discharge device using the same.
上記目的を達成するために本発明は、水流を取り入れる給水管と脈動水を吐出する脈動水吐出口との間に取り付けられて使用され、前記給水管からの給水時に所定のパターンのパルス電圧を周期的に給電する制御部によって制御される脈動発生用電磁ポンプにおいて、前記脈動発生用電磁ポンプは、給水管に接続され水流を取り入れる給入部と、電磁コイルが外周に設けられ、内部に前記給入部からの水流を流通する管状のシリンダと、前記シリンダ内に位置し、前後を付勢するばねによって支持され往復動自在に設けられプランジャーと、前記プランジャーの往復動によって、給水された水流に脈動圧を付加された脈動水を吐出する吐出部と、前記シリンダ内の下流側に、電磁コイルの作用により磁化された前記プランジャーを吸引する磁気ヘッドと、を備え、前記吐出部の脈動水の最大吐出圧が、前記給水管から供給される水流の圧力より高く、前記吐出部の脈動水の最小吐出圧が、前記給水管から供給される水流の圧力より低くなるように、前記シリンダと前記プランジャーとの間に、前記給入部と前記吐出部とを連通するバイパス路を配設し、前記電磁ポンプ内には逆止弁を設けておらず、前記バイパス路は、前記プランジャーの外周に該外周を覆うケースを設けることなく、該外周に溝状の切り込みを設けて形成し、前記磁気ヘッドは、給水された水流の通路となる貫通孔を径中心部に有し、かつ、前記プランジャーを吸引したとき、磁気ヘッドとプランジャーが近付き、前記プランジャーの外周に設けたバイパス路を流れる水流の通路を狭めるように構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is used by being attached between a water supply pipe for taking in a water flow and a pulsating water discharge outlet for discharging pulsating water, and applying a pulse voltage of a predetermined pattern when water is supplied from the water supply pipe. In the electromagnetic pump for generating pulsation controlled by a control unit that periodically supplies power, the electromagnetic pump for generating pulsation is provided with a feeding unit that is connected to a water supply pipe and takes in a water flow, an electromagnetic coil is provided on the outer periphery, and the supply A tubular cylinder that circulates the water flow from the inlet, a plunger that is located in the cylinder and is supported by a spring that urges the front and back, and is provided in a freely reciprocating manner, and a water flow supplied by the reciprocating motion of the plunger to a discharge portion for discharging the pulsating water appended pulsation pressure, on the downstream side in the cylinder, magnetic aspirating the plunger which is magnetized by the action of an electromagnetic coil Comprising a head, a maximum discharge pressure of the pulsation water of the discharge portion, the higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe, the minimum discharge pressure pulsation water of the discharge portion is supplied from the water supply pipe A bypass passage is provided between the cylinder and the plunger so as to be lower than the pressure of the water flow, and a check valve is provided in the electromagnetic pump. In addition, the bypass path is formed by providing a groove-like cut in the outer periphery without providing a case covering the outer periphery of the plunger, and the magnetic head serves as a passage for the supplied water flow. Having a through-hole in the center of the diameter, and when the plunger is attracted, the magnetic head and the plunger approach each other, and the water flow path that flows through the bypass path provided on the outer periphery of the plunger is narrowed Special To.
前記溝状の切り込みは、エッジが生じないように面取りを施すことが望ましい。 The groove-shaped cut is preferably chamfered so that no edge is generated.
前記バイパス路は、プランジャーの径方向の断面の重心位置がシリンダの径方向の断面の中心位置と一致するように形成することが望ましい。 The bypass path is preferably formed so that the position of the center of gravity of the cross section in the radial direction of the plunger coincides with the center position of the cross section in the radial direction of the cylinder.
本発明は、前記脈動発生用電磁ポンプを用いた脈動水吐出装置である。 The present invention is a pulsating water discharge device using the pulsation generating electromagnetic pump.
本発明の脈動発生用電磁ポンプによれば、シリンダとプランジャーとの間に、給入部側と吐出部側とを連通するバイパス路を配設したので、脈動水を脈動水吐出口から勢いよく噴出させて大小の水玉状の脈動水流を形成させ、少ない水量でも脈動による明確な衝撃を生じ、例えば洗浄用に用いた場合の洗浄効果を高めることができる。また、故障原因の1つであった逆止弁を無くして電磁ポンプの故障原因を減らし、電磁ポンプ及び脈動水吐出装置の耐久性を伸ばすことができる。 According to the electromagnetic pump for generating pulsation of the present invention, the bypass passage that communicates the supply portion side and the discharge portion side is disposed between the cylinder and the plunger, so that the pulsating water is vigorously discharged from the pulsating water discharge port. By ejecting, a small and large polka-shaped pulsating water flow is formed, and even a small amount of water produces a clear impact due to the pulsation, and the cleaning effect when used for cleaning, for example, can be enhanced. Moreover, the non-return valve which was one of the causes of failure can be eliminated to reduce the cause of failure of the electromagnetic pump, and the durability of the electromagnetic pump and the pulsating water discharge device can be extended.
また、バイパス路をプランジャーの外周に溝状の切り込みを設けて形成すれば、電磁コイルの能力を十分に発揮でき、しかもプランジャーとの摺動抵抗が小さくでき、さらに、バイパス路を容易に精度良く形成することができ、安価で低消費電力に構成することができる。 In addition, if the bypass path is formed by providing a groove-shaped cut on the outer periphery of the plunger, the capacity of the electromagnetic coil can be fully exerted, the sliding resistance with the plunger can be reduced, and the bypass path can be easily made. It can be formed with high accuracy and can be configured at low cost and with low power consumption.
本発明による脈動発生用電磁ポンプは、水流を取り入れる給水管と脈動水を吐出する脈動水吐出口との間に取り付けられて使用され、給水管からの給水時に所定のパターンのパルス電圧を周期的に給電する制御部によって制御される脈動発生用電磁ポンプにおいて、脈動発生用電磁ポンプは、給水管に接続され水流を取り入れる給入部と、電磁コイルが外周に設けられ、内部に給入部からの水流を流通する管状のシリンダと、シリンダ内に位置し、前後を付勢するばねによって支持され往復動自在に設けられたプランジャーと、プランジャーの往復動によって、給水された水流に脈動圧を付加された脈動水を吐出する吐出部と、を備え、吐出部の脈動水の最大吐出圧が、給水管から供給される水流の圧力より高く、吐出部の脈動水の最小吐出圧が、給水管から供給される水流の圧力より低くなるように、シリンダとプランジャーとの間に、給入部と吐出部とを連通するバイパス路を配設した構成としてある。 The electromagnetic pump for generating pulsation according to the present invention is used by being attached between a water supply pipe that takes in a water flow and a pulsating water discharge outlet that discharges pulsating water, and periodically applies a pulse voltage of a predetermined pattern when water is supplied from the water supply pipe. In the pulsation generating electromagnetic pump controlled by the control unit that supplies power to the pulsation, the pulsation generating electromagnetic pump is connected to a water supply pipe and is provided with a feeding part for taking in a water flow, an electromagnetic coil is provided on the outer periphery, and a water flow from the feeding part is provided inside. A pulsating pressure is added to the supplied water flow by the reciprocating motion of the plunger, which is provided in the cylinder and supported by a spring that urges the front and rear, and is reciprocated. A discharge unit that discharges the pulsating water that has been discharged, and the maximum discharge pressure of the pulsating water in the discharge unit is higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe, But to be lower than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe, between the cylinder and the plunger, it is constituted which is disposed a bypass passage communicating the inlet section and a discharge section.
前記バイパス路は、プランジャーの外周に溝状の切り込みを設けて形成することができる。なお、この構成に限られるものではない。 The bypass path can be formed by providing a groove-shaped cut on the outer periphery of the plunger. The configuration is not limited to this.
給入部と吐出部とを連通するバイパス路を配設したプランジャーの往復動によって、給水された水流に脈動圧を付加された脈動水を吐出部から勢いよく噴出させて大小の水玉状の脈動水流を形成することができる。この脈動に変化を与えた脈動水流を洗浄に用いることで、使用感を向上し洗浄力を上げることができる。 Pulsating water with pulsating pressure applied to the supplied water flow is vigorously ejected from the discharge part by the reciprocating motion of the plunger provided with a bypass passage communicating the supply part and the discharge part. A water stream can be formed. By using this pulsating water flow that changes the pulsation for cleaning, it is possible to improve the feeling of use and increase the cleaning power.
ここで、プランジャーの往復動によって、給水された水流に付加される脈動圧について説明する。電磁コイルは、制御部から所定のパターンのパルス電圧を周期的に給電して、その給電したときに電磁コイルに生じる磁力で、プランジャーを吐出部側に吸引し、給電を停止したときに、ばねによってプランジャーを元の位置に戻す。これを繰り返してプランジャーは、シリンダ内を往復動する。 Here, the pulsation pressure added to the supplied water flow by the reciprocation of the plunger will be described. The electromagnetic coil periodically feeds a pulse voltage of a predetermined pattern from the control unit, and when the power is fed, the plunger is attracted to the discharge unit side by the magnetic force generated, and when the feeding is stopped, Return the plunger to its original position by the spring. By repeating this, the plunger reciprocates in the cylinder.
電磁コイルに通電して電磁コイルに生じる磁力で、プランジャーが吐出部側に吸引され移動したときに、給水された水流はプランジャーによって、吐出部側に押し出されるため、吐出部の吐出圧が高くなる。また、電磁コイルの通電を停止して付勢するばねによってプランジャーが元の位置に戻るときに、給水された水流はプランジャーによって、給入部側に押し戻されるため、吐出部の吐出圧が低くなる。 When the plunger is attracted and moved to the discharge part by the magnetic force generated in the electromagnetic coil by energizing the electromagnetic coil, the supplied water flow is pushed out to the discharge part by the plunger. Get higher. Also, when the plunger returns to its original position by the spring that energizes by stopping energization of the electromagnetic coil, the supplied water flow is pushed back to the inlet by the plunger, so the discharge pressure of the discharge part is low. Become.
ここに、シリンダとプランジャーとの間に、給入部と吐出部とを連通するバイパス路を配設しているので、上記の吐出部の吐出圧が高くなる動作と吐出部の吐出圧が低くなる動作により、バイパス路を通過する水流に脈動圧が付加され、的確に、吐出部の最大吐出圧が、給水管から供給される水流の圧力より高く、吐出部の最小吐出圧が、給水管から供給される水流の圧力より低くなる脈動水が得られる。 Here, since a bypass passage is provided between the cylinder and the plunger so as to communicate the feeding portion and the discharge portion, the operation of increasing the discharge pressure of the discharge portion and the discharge pressure of the discharge portion are low. By this operation, pulsation pressure is added to the water flow passing through the bypass passage, and the maximum discharge pressure of the discharge part is accurately higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe, and the minimum discharge pressure of the discharge part is The pulsating water which becomes lower than the pressure of the water flow supplied from the is obtained.
ここに、バイパス路は、プランジャーの外周に溝状の切り込みを設けて形成されれば、少ない水量でも脈動による明確な衝撃を生じるように容易に設定でき、例えば洗浄用に用いた場合の洗浄効果を高めることができる。 Here, if the bypass path is formed by providing a groove-shaped notch on the outer periphery of the plunger, it can be easily set so as to generate a clear impact due to pulsation even with a small amount of water. For example, cleaning when used for cleaning The effect can be enhanced.
また、プランジャーは、中空でないため、中空であるものに比べ、磁束密度が高くなり、シリンダ内を往復動するプランジャーを駆動する電磁コイルの能力を十分に発揮することができ、コイル巻き数を増やし、又は電流を多く流す必要がなく、コイル巻き数を増やことがないため低コストに、コイル巻き数を増やす必要がないため、低消費電力に構成することができる。 In addition, since the plunger is not hollow, the magnetic flux density is higher than that of the hollow one, and the ability of the electromagnetic coil to drive the plunger that reciprocates in the cylinder can be fully demonstrated. Since it is not necessary to increase the number of coil turns or to increase the number of coil turns, it is not necessary to increase the number of coil turns, so that it is not necessary to increase the number of coil turns.
また、バイパス路を溝状の切り込みにより構成した場合、プランジャーの外周に配設するため、簡単に形成でき、例えば、プランジャーの丸棒の材料段階で、引き抜きや切削で溝状の切り込みを連続的に形成し、その後、プランジャーの長さに切断して仕上げるなどの方法を採用することで、加工性を大幅に向上でき、安価に生産できる。 In addition, when the bypass path is configured by a groove-shaped notch, it can be easily formed because it is disposed on the outer periphery of the plunger.For example, the groove-shaped notch can be formed by drawing or cutting at the material stage of the plunger round bar. By adopting a method such as forming continuously and then cutting and finishing to the length of the plunger, the workability can be greatly improved and the production can be made at low cost.
また、プランジャーが往復動するシリンダとの接触面積が小さくなるので、シリンダとプランジャーとの摺動抵抗が小さくなり、プランジャーの往復動をよりスムーズにすることができ、給水された水流に脈動圧をより効果的に付与することができる。 In addition, since the contact area of the plunger with the reciprocating cylinder becomes smaller, the sliding resistance between the cylinder and the plunger becomes smaller, and the reciprocating movement of the plunger can be made smoother. The pulsation pressure can be applied more effectively.
また、プランジャーの外周に溝状の切り込みを設けて形成したバイパス路は、その端部にエッジが生じないように面取りを施しておけばよい。 Further, the bypass path formed by providing a groove-shaped cut on the outer periphery of the plunger may be chamfered so that no edge is generated at the end thereof.
バイパス路の端部にエッジが生じないように面取りを施しておけば、プランジャーが往復動するシリンダとの接触する際に、傷付きを防止でき、シリンダとプランジャーとの摺動抵抗が小さくなり、プランジャーの往復動をよりスムーズにすることができ、給水された水流に脈動圧をより効果的に付与することができる。 By chamfering the edges of the bypass path so that no edges are generated, the plunger can be prevented from scratching when contacting the reciprocating cylinder, and the sliding resistance between the cylinder and the plunger is small. Thus, the reciprocation of the plunger can be made smoother, and the pulsation pressure can be more effectively applied to the supplied water flow.
バイパス路を、プランジャーの径方向の断面の重心位置がシリンダの径方向の断面の中心位置と一致するように形成すればよい。 What is necessary is just to form a bypass path so that the gravity center position of the radial cross section of a plunger may correspond with the center position of the cross section of the radial direction of a cylinder.
プランジャーの径方向の断面の重心位置がシリンダの径方向の断面の中心位置と一致するように形成しておけば、シリンダの径方向のプランジャーの片寄りを防止でき、プランジャーの往復動をよりスムーズにすることができる。これにより、給水された水流に脈動圧をより効果的に付与することができ、しかも、プランジャーの往復動によるシリンダ内壁の傷付きを防止でき、耐久性を向上することができる。 If the center of gravity of the plunger cross section in the radial direction coincides with the center position of the cylinder cross section in the radial direction, the plunger can be prevented from being displaced in the radial direction of the cylinder. Can be made more smooth. Thereby, the pulsation pressure can be more effectively applied to the supplied water flow, and the inner wall of the cylinder can be prevented from being damaged due to the reciprocating motion of the plunger, thereby improving the durability.
電磁ポンプは、シリンダ内の下流側に設けられ、電磁コイルの作用により磁化されプランジャーを吸引する磁気ヘッドをさらに備えてもよい。この磁気ヘッドは、径中心部に給水された水流の通路を形成する貫通孔を有し、プランジャーを吸引したときに、磁気ヘッドとプランジャーが近付き、プランジャーの外周に設けたバイパス路を流れる水流の通路を狭めるように構成してある。 The electromagnetic pump may further include a magnetic head that is provided on the downstream side in the cylinder and is magnetized by the action of the electromagnetic coil to attract the plunger. This magnetic head has a through hole that forms a passage for the water flow supplied to the center of the diameter, and when the plunger is attracted, the magnetic head and the plunger come close to each other, and a bypass path provided on the outer periphery of the plunger is provided. It is configured to narrow the passage of the flowing water flow.
前記の磁気ヘッドを備えることで、プランジャーは、電磁コイルの作用により生じる磁力を効果的に受けるようになり、電磁コイルのコイル巻き数を増やし、又は電流を多く流す必要がなく、コイル巻き数を増やことがないため低コストに、コイル巻き数を増やす必要がなく、低消費電力に構成することができる。 By providing the magnetic head, the plunger can effectively receive the magnetic force generated by the action of the electromagnetic coil, and it is not necessary to increase the number of coil turns of the electromagnetic coil or to flow a large amount of current. Therefore, it is not necessary to increase the number of coil turns, and the power consumption can be reduced.
また、前記磁気ヘッドの構成により、吐出部にある水流が給入部側に押し戻されにくくなり、水流を吐出部側に押し出す力が高くなって、吐出部の脈動水の最大吐出圧を高めることができる。 Further, the configuration of the magnetic head makes it difficult for the water flow in the discharge portion to be pushed back to the supply portion side, and increases the force for pushing the water flow to the discharge portion side, thereby increasing the maximum discharge pressure of pulsating water in the discharge portion. it can.
また、電磁コイルの通電を停止して付勢するばねによってプランジャーが元の位置に戻るときに、バイパス路を流れる水流の通路を狭めたものが広がるようになるので、水流を吸入側に押し戻す力が高くなって、吐出部の脈動水の最小吐出圧を小さくすることができる。 Also, when the plunger returns to its original position by the spring energized by stopping energization of the electromagnetic coil, a narrowed water flow passage that flows through the bypass passage becomes wider, so the water flow is pushed back to the suction side. As the force increases, the minimum discharge pressure of pulsating water in the discharge section can be reduced.
脈動水吐出装置によれば、脈動水を脈動水吐出口から勢いよく噴出させて大小の水玉状の脈動水流を形成させ、少ない水量でも脈動による明確な衝撃を生じ、例えば洗浄用に用いた場合の洗浄効果を高めることができ、故障原因の1つであった逆止弁を無くして電磁ポンプの故障原因を減らし、耐久性を伸ばすことができる。 According to the pulsating water discharge device, the pulsating water is ejected vigorously from the pulsating water discharge port to form a pulsating water flow of large and small polka dots, causing a clear impact due to pulsation even with a small amount of water, for example when used for washing The cleaning effect of the electromagnetic pump can be enhanced, the check valve that was one of the causes of failure can be eliminated, the cause of failure of the electromagnetic pump can be reduced, and the durability can be increased.
また、バイパス路をプランジャーの外周に溝状の切り込みを設けて形成した場合、電磁コイルの能力を十分に発揮することができ、しかもプランジャーとの摺動抵抗が小さくでき、さらに、バイパス路を容易に精度良く形成することができ、脈動水吐出装置を安価で低消費電力に構成することができる。 In addition, when the bypass path is formed by providing a groove-like notch on the outer periphery of the plunger, the ability of the electromagnetic coil can be fully exerted, and the sliding resistance with the plunger can be reduced. Can be easily formed with high accuracy, and the pulsating water discharge device can be configured at low cost and with low power consumption.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.
(Embodiment 1)
図1は本発明の実施の形態1における脈動水吐出装置を示す。図2は脈動水吐出装置が備えている脈動発生用電磁ポンプを示す。図3、図4は同電磁ポンプを示す。図5は同電磁ポンプの他の形状のバイパス路を示す。 FIG. 1 shows a pulsating water discharge apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows a pulsation generating electromagnetic pump provided in the pulsating water discharge device. 3 and 4 show the electromagnetic pump. FIG. 5 shows another form of bypass path of the electromagnetic pump.
図1において、脈動水吐出装置1(以下、吐出装置という)は、水道水の給水管2途中に接続される電磁弁3と、電磁弁3の下流側で給水管2を介して接続されている脈動発生用電磁ポンプ4(以下、電磁ポンプという)と、電磁ポンプ4の吐出口に取り付けられている洗浄用ノズル5(脈動水吐出口)と、制御部6と、を備えている。 In FIG. 1, a pulsating water discharge device 1 (hereinafter referred to as a discharge device) is connected to an electromagnetic valve 3 connected in the middle of a tap water supply pipe 2 via a water supply pipe 2 on the downstream side of the electromagnetic valve 3. A pulsation generating electromagnetic pump 4 (hereinafter referred to as an electromagnetic pump), a cleaning nozzle 5 (pulsating water discharge port) attached to a discharge port of the electromagnetic pump 4, and a control unit 6.
制御部6は、スイッチ6aを有しており、スイッチ6aが押下された時に電磁弁3を開き、電磁ポンプ4に、所定のパターンのパルス電圧を周期的に給電する。また、制御部は無線信号の受信器6bを備えており、ワイヤレスリモコン6cからスイッチ6dが押下されたことを表す無線信号を受信器6bが受信した時に電磁弁3を開き、電磁ポンプ4に前記の給電を行う。制御部6は、スイッチ6aが再度押下された時、又はスイッチ6dの押下に応じてワイヤレスリモコン6cから送られてくる無線信号を受信器6bが再度受信した時に、電磁弁3を閉じ、給電を停止する。 The control unit 6 includes a switch 6a. When the switch 6a is pressed, the control unit 6 opens the electromagnetic valve 3, and periodically supplies a pulse voltage of a predetermined pattern to the electromagnetic pump 4. The control unit includes a radio signal receiver 6b. When the radio signal indicating that the switch 6d is pressed from the wireless remote controller 6c is received by the receiver 6b, the electromagnetic valve 3 is opened, and the electromagnetic pump 4 is connected to the electromagnetic pump 4. Supply power. When the switch 6a is pressed again, or when the receiver 6b receives again a radio signal transmitted from the wireless remote controller 6c in response to pressing of the switch 6d, the control unit 6 closes the electromagnetic valve 3 and supplies power. Stop.
電磁ポンプ4は、パルス電圧の印加に応じて動作し、均一の圧力で供給されてくる水道水に脈動する圧力を加減して脈動水を吐出する。電磁ポンプ4から吐出された脈動水は、洗浄用ノズル5の吐出口から勢いよく射出される。 The electromagnetic pump 4 operates in response to the application of the pulse voltage, and discharges pulsating water by adjusting the pulsating pressure to tap water supplied at a uniform pressure. The pulsating water discharged from the electromagnetic pump 4 is ejected vigorously from the discharge port of the cleaning nozzle 5.
図2〜図4において、電磁ポンプ4は、上流側から順に、給入部を形成する給水された水を電磁ポンプ4の内部に導くアキュームレータ機能付き給入部7と、パルス電圧により動作して給入部7から給水される水に脈動を与え吐出するピストン部8とを備えている。さらに、電磁ポンプ4は、ピストン部8から吐出されてくる脈動水を外部の洗浄用ノズル5へと送り出す吐出部9と、ピストン部8を図中実線で示す矢印20、21で示すように給入部7及び吐出部9との間に挟んで固定する留め具10と、を備えている。 2 to 4, the electromagnetic pump 4 includes, in order from the upstream side, a feeding unit 7 with an accumulator function that guides the supplied water forming the feeding unit to the inside of the electromagnetic pump 4, and a feeding unit that operates by a pulse voltage. And a piston portion 8 that pulsates and discharges water supplied from the water 7. Further, the electromagnetic pump 4 supplies the pulsating water discharged from the piston portion 8 to the external cleaning nozzle 5 and supplies the piston portion 8 as indicated by arrows 20 and 21 indicated by solid lines in the figure. And a fastener 10 that is sandwiched and fixed between the insertion portion 7 and the discharge portion 9.
給入部7は、給水口7aと、給水口7aに通路7bにより通じている吐出口7cと、通路7bから伸びている枝管7d、7eに両端開口7f、7gが連結されている所定長の弾性体チューブ7hと、で構成されている。弾性体チューブ7hは、アキュームレータとして機能する。 The feeding portion 7 has a predetermined length in which both ends openings 7f and 7g are connected to a water supply port 7a, a discharge port 7c communicating with the water supply port 7a through a passage 7b, and branch pipes 7d and 7e extending from the passage 7b. And an elastic tube 7h. The elastic tube 7h functions as an accumulator.
一般の弾性膜を用いるアキュームレータでは膜厚、その膜強度又は膜の大きさを変えて畜圧能力を調節する必要があり、精度良く調節することが難しい。これに比べて弾性体チューブ7hは、チューブの厚み及び強度だけでなく、その長さを調節することによって、取り付けスペースを広げることなく、畜圧能力を極めて容易に精度良く調節できる利点がある。 In an accumulator using a general elastic film, it is necessary to change the film thickness, the film strength, or the size of the film to adjust the animal pressure capability, and it is difficult to adjust with high accuracy. Compared to this, the elastic tube 7h has an advantage that the animal pressure capacity can be adjusted very easily and accurately without expanding the mounting space by adjusting not only the thickness and strength of the tube but also its length.
ピストン部8は、留め具8aに固定される電磁コイル8bと、電磁コイル8bが外周に設けられ、内部に給入部7の吐出口7cからの給水が流通する管状のシリンダ8cとを備える。シリンダ8c内には、その下流側に設けられ、電磁コイル8bの作用により磁化される径中心部に給水された水流の通路を形成する貫通孔8jを設けた磁気ヘッド8dと、プランジャー8eとを備えている。 The piston portion 8 includes an electromagnetic coil 8b fixed to the fastener 8a, and a tubular cylinder 8c in which the electromagnetic coil 8b is provided on the outer periphery and in which water supplied from the discharge port 7c of the feeding portion 7 flows. In the cylinder 8c, a magnetic head 8d provided on the downstream side thereof and provided with a through hole 8j that forms a passage of water flow supplied to the central portion of the diameter magnetized by the action of the electromagnetic coil 8b, a plunger 8e, It has.
プランジャー8eは、2つのばね8f、8gによって復帰位置に移動させるように付勢されている。シリンダ8cの両側には、シリンダ8cを給入部7及び吐出部9との間に挟んで固定する際に用いるゴムシール8h、8iが設けられている。 The plunger 8e is biased so as to be moved to the return position by two springs 8f and 8g. On both sides of the cylinder 8c, rubber seals 8h and 8i used when the cylinder 8c is sandwiched and fixed between the feeding portion 7 and the discharge portion 9 are provided.
ばね8fは、上流側が給入部7の吐出口7cに当接し、下流側がプランジャー8eに当接して、これを下流側に押すように作用する。ばね8gは磁気ヘッド8dに設けられている貫通孔8jを伸縮自在の状態で通り、上流側がプランジャー8eに当接し、下流側が吐出部9に当接してプランジャー8eを上流側に押すように作用する。これらばね8f、8gの作用により、プランジャー8eは、常に復帰位置に復帰するように付勢されている。 The spring 8f is in contact with the discharge port 7c of the feeding portion 7 on the upstream side and abuts on the plunger 8e on the downstream side, and acts to push it downstream. The spring 8g passes through a through-hole 8j provided in the magnetic head 8d in a telescopic manner, and the upstream side abuts on the plunger 8e, the downstream side abuts on the discharge portion 9, and pushes the plunger 8e upstream. Works. By the action of the springs 8f and 8g, the plunger 8e is urged so as to always return to the return position.
プランジャー8eは、シリンダ8c内の上流側において、電磁コイル8bに通電したときに磁化された磁気ヘッド8dに吸引され磁気ヘッド8dに当接する直前でばね8gの押し戻す力で保持される吐出位置(P1)と、電磁コイル8bに通電を停止したときにばね8f、8gの作用により戻る所定の復帰位置(P2)との間(間隔L1)を往復動自在に設けられている。 The plunger 8e is located upstream of the cylinder 8c, and is held by the force of pushing back the spring 8g just before being attracted to the magnetized magnetic head 8d when the electromagnetic coil 8b is energized and brought into contact with the magnetic head 8d. P1) and a predetermined return position (P2) returned by the action of the springs 8f and 8g when the energization of the electromagnetic coil 8b is stopped are provided so as to freely reciprocate (interval L1).
このプランジャー8eは、シリンダ8c内の通路の下流側と上流側とを連通するように、その外周に、端部にエッジが生じないように面取り8lを施した溝状(例えばU溝状)の切り込みのバイパス路8kを配設してある。 The plunger 8e has a groove shape (for example, a U-groove shape) that is chamfered on the outer periphery thereof so that an edge is not formed so that the downstream side and the upstream side of the passage in the cylinder 8c communicate with each other. A notch bypass path 8k is provided.
このバイパス路8kは、電磁弁3が開き、給水管2から給水されている状態において制御部6からのパルス電圧の給電に応じてプランジャー8eが吐出位置(P1)にまで動いた時にシリンダ下流側へと水を動かす吐出圧力の最大値が給水される水流の圧力以上で、制御部6からのパルス電圧の給電を停止してプランジャー8eが復帰位置(P2)に戻る際の吐出圧力の最小値が給水される水流の圧力より低くなるように設定されている。これにより、電磁ポンプ4による脈動圧で、洗浄用ノズルから大小の水玉状の脈動水を吐出することができるようになる。 This bypass path 8k is located downstream of the cylinder when the plunger 8e moves to the discharge position (P1) in response to the supply of pulse voltage from the control unit 6 when the electromagnetic valve 3 is open and water is supplied from the water supply pipe 2. When the maximum value of the discharge pressure for moving water to the side is equal to or higher than the pressure of the water flow to be supplied, the supply of the pulse voltage from the control unit 6 is stopped and the discharge pressure when the plunger 8e returns to the return position (P2). The minimum value is set to be lower than the pressure of the water flow to be supplied. Thereby, large and small polka dots of pulsating water can be discharged from the cleaning nozzle by the pulsating pressure of the electromagnetic pump 4.
吐出部9は、磁気ヘッド8dの貫通孔8jと略同径の給水口9aと、給水口9aに連通している吐出口9bと、洗浄用ノズル5取り付け時に用いるシール9cと、を備えている。 The discharge section 9 includes a water supply port 9a having substantially the same diameter as the through hole 8j of the magnetic head 8d, a discharge port 9b communicating with the water supply port 9a, and a seal 9c used when the cleaning nozzle 5 is attached. .
上記構成の吐出装置1に組み込んだ電磁ポンプ4において、プランジャー8eには、吐出時に閉じ、吐出後に復帰位置に戻る際に開く逆止弁が設けられていないため、プランジャー8eは復帰位置に戻る際に吐出部9へと流れている水流を不必要に掻き乱すことがない。この結果、電磁ポンプ4による脈動圧で洗浄用ノズルからきれいな大小の水玉状の脈動水を形成することができる。このことは、少ない水量でも脈動による明確な衝撃を生じ、例えば洗浄用に用いた場合の洗浄効果を高める効果を生じる。 In the electromagnetic pump 4 incorporated in the discharge device 1 having the above-described configuration, the plunger 8e is not provided with a check valve that closes during discharge and opens when returning to the return position after discharge. When returning, the water flow flowing to the discharge unit 9 is not unnecessarily disturbed. As a result, clean large and small polka-dot pulsating water can be formed from the cleaning nozzle by the pulsating pressure by the electromagnetic pump 4. This produces a clear impact due to pulsation even with a small amount of water, and has the effect of enhancing the cleaning effect when used for cleaning, for example.
つまり、逆止弁でなく、シリンダ8cとプランジャー8eとの間に、給入部7と吐出部9とを連通するバイパス路8kを配設したことにより、プランジャー8eの往復動によって、給水された水流に脈動圧を付加された脈動水を洗浄用ノズル5から勢いよく噴出させて大小の水玉状の脈動水流を形成させ、脈動による変化をもたらすことで、使用感を向上し洗浄力を上げることができるようになる。 That is, water is supplied by reciprocating movement of the plunger 8e because the bypass path 8k that connects the feeding portion 7 and the discharging portion 9 is provided between the cylinder 8c and the plunger 8e, not the check valve. The pulsating water to which the pulsating pressure is added to the water flow is ejected vigorously from the washing nozzle 5 to form a pulsating water flow of large and small polka dots, resulting in changes due to pulsation, improving the feeling of use and increasing the cleaning power Will be able to.
ここで、プランジャー8eの往復動によって、給水された水流に付加される脈動圧について詳述する。電磁コイル8bは、制御部6から所定のパターンのパルス電圧を周期的に給電し、その給電したときに電磁コイル8bに生じる磁力で、プランジャー8eを吐出部9側に吸引し、給電を停止したときに、ばね8f、8gによってプランジャー8eを元の位置に戻す。これを繰り返してプランジャー8eは、シリンダ8c内を往復動する。 Here, the pulsation pressure applied to the supplied water flow by the reciprocating motion of the plunger 8e will be described in detail. The electromagnetic coil 8b periodically feeds a pulse voltage of a predetermined pattern from the control unit 6, attracts the plunger 8e toward the discharge unit 9 with the magnetic force generated in the electromagnetic coil 8b when the power is fed, and stops feeding. When this is done, the plunger 8e is returned to its original position by the springs 8f and 8g. By repeating this, the plunger 8e reciprocates in the cylinder 8c.
電磁コイル8bに通電して電磁コイル8bに生じる磁力で、プランジャー8eが吐出部9側に吸引され移動したときに、給水された水流はプランジャー8eによって吐出部9側に押し出されるため、吐出部9の吐出圧が高くなる。また、電磁コイル8bの通電を停止し、ばね8f、8gによってプランジャー8eが元の位置に戻るときに、給水された水流はプランジャー8eによって給入部7側に押し戻されるため、吐出部9の吐出圧が低くなる。 When the plunger 8e is attracted and moved to the discharge part 9 side by the magnetic force generated in the electromagnetic coil 8b by energizing the electromagnetic coil 8b, the supplied water flow is pushed out to the discharge part 9 side by the plunger 8e. The discharge pressure of the part 9 increases. Further, when the energization of the electromagnetic coil 8b is stopped and the plunger 8e returns to the original position by the springs 8f and 8g, the supplied water flow is pushed back to the feeding unit 7 side by the plunger 8e. The discharge pressure becomes low.
ここに、バイパス路8kが配設されていることにより、上記の吐出部9の吐出圧が高くなる動作と吐出部9の吐出圧が低くなる動作により、バイパス路8kを通過する水流に、脈動圧が付加され、的確に、吐出部9の最大吐出圧が、給水管から供給される水流の圧力より高く、吐出部9の最小吐出圧が、給水管から供給される水流の圧力より低くなった脈動水が得られる。 Since the bypass path 8k is disposed here, the operation of increasing the discharge pressure of the discharge section 9 and the operation of decreasing the discharge pressure of the discharge section 9 cause pulsation in the water flow passing through the bypass path 8k. Pressure is added, and the maximum discharge pressure of the discharge part 9 is higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe, and the minimum discharge pressure of the discharge part 9 is lower than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe. Pulsating water is obtained.
また、バイパス路8kは、吐出部9の脈動水の最大吐出圧が、給水管2から供給される水流の圧力より高く、吐出部9の脈動水の最小吐出圧が、給水管2から供給される水流の圧力より低くなるように設定してあるので、少ない水量でも脈動による明確な衝撃を生じ、例えば洗浄用に用いた場合の洗浄効果を高めることができる。 In the bypass path 8k, the maximum discharge pressure of the pulsating water of the discharge unit 9 is higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe 2, and the minimum discharge pressure of the pulsating water of the discharge part 9 is supplied from the water supply pipe 2. Since the pressure is set to be lower than the pressure of the water flow, a clear impact due to pulsation is produced even with a small amount of water, and the cleaning effect when used for cleaning, for example, can be enhanced.
ここで、プランジャー8eは、中空でないため、中空であるものに比べ、磁束密度が高くなり、シリンダ8c内を往復動するプランジャー8eを駆動する電磁コイル8bの能力を十分に発揮することができ、コイル巻き数を増やし、又は電流を多く流す必要がなく、コイル巻き数を増やことがないため低コストに、コイル巻き数を増やす必要がないため低消費電力に構成することができる。 Here, since the plunger 8e is not hollow, the magnetic flux density is higher than that of the hollow plunger 8e, and the ability of the electromagnetic coil 8b for driving the plunger 8e reciprocating in the cylinder 8c can be sufficiently exhibited. In addition, it is not necessary to increase the number of coil turns or to pass a large amount of current, and it is not necessary to increase the number of coil turns, so that it is not necessary to increase the number of coil turns.
また、バイパス路8kを構成するU溝状の切り込みは簡単に形成でき、例えば、プランジャー8eの丸棒の材料段階で、引き抜きや切削でU溝状の切り込みを連続的に形成し、その後、プランジャー8eの長さに切断して仕上げるなど、簡単な構成で、加工性を大幅に向上でき、安価に生産できる。 Further, the U-groove notches constituting the bypass path 8k can be easily formed. For example, at the material stage of the round bar of the plunger 8e, the U-groove notches are continuously formed by drawing or cutting. With a simple configuration such as cutting to the length of the plunger 8e and finishing it, the processability can be greatly improved, and it can be produced at low cost.
また、プランジャー8eが往復動するシリンダ8cとの接触面積が小さくなるので、シリンダ8cとプランジャー8eとの摺動抵抗が小さくなり、プランジャー8eの往復動をよりスムーズにすることができ、給水された水流に脈動圧をより効果的に付与することができる。 Moreover, since the contact area with the cylinder 8c to which the plunger 8e reciprocates becomes small, the sliding resistance between the cylinder 8c and the plunger 8e becomes small, and the reciprocation of the plunger 8e can be made smoother. Pulsating pressure can be more effectively applied to the supplied water flow.
また、バイパス路8kのU溝状の切り込みの端部にエッジが生じないように面取り8lを施してあるので、プランジャー8eが往復動するシリンダ8cとの接触する場合に、傷付きを防止でき、シリンダ8cとプランジャー8eとの摺動抵抗が小さくなり、プランジャー8eの往復動をよりスムーズにすることができ、給水された水流に脈動圧をより効果的に付与することができる。 Further, since the chamfer 8l is provided so that no edge is formed at the end of the U-shaped groove in the bypass path 8k, damage can be prevented when the plunger 8e contacts the reciprocating cylinder 8c. The sliding resistance between the cylinder 8c and the plunger 8e becomes small, the reciprocating motion of the plunger 8e can be made smoother, and the pulsation pressure can be more effectively applied to the supplied water flow.
また、電磁コイル8bの作用により磁化されプランジャー8eを吸引する磁気ヘッド8dを配設するとともに、磁気ヘッド8dは径中心部に給水された水流の通路を形成する貫通孔8jを設け、プランジャー8eを吸引したときに、プランジャー8eに形成したバイパス路8kを流れる水流の通路を狭めるように構成してある。 In addition, a magnetic head 8d that is magnetized by the action of the electromagnetic coil 8b and attracts the plunger 8e is provided, and the magnetic head 8d is provided with a through-hole 8j that forms a passage of the water flow supplied to the center of the diameter. When 8e is sucked, the passage of the water flow through the bypass 8k formed in the plunger 8e is narrowed.
電磁コイル8bの作用により磁化される磁気ヘッド8dを配設してプランジャー8eを吸引するようにしてあるので、プランジャー8eは、電磁コイル8bの作用により生じる磁力を効果的に受けるようになり、電磁コイル8bのコイル巻き数を増やし、又は電流を多く流す必要がなく、コイル巻き数を増やことがないため低コストに、コイル巻き数を増やす必要がないため、低消費電力に構成することができる。 Since the magnetic head 8d magnetized by the action of the electromagnetic coil 8b is disposed to attract the plunger 8e, the plunger 8e effectively receives the magnetic force generated by the action of the electromagnetic coil 8b. In addition, it is not necessary to increase the number of coil turns of the electromagnetic coil 8b or to pass a large amount of current, and it is not necessary to increase the number of coil turns, so that it is not necessary to increase the number of coil turns. be able to.
また、磁気ヘッド8dは径中心部に給水された水流の通路を形成する貫通孔8jを設けてあり、プランジャー8eを吸引したときに、プランジャー8eに設けたバイパス路8kを流れる水流の通路を狭めるようになっているので、吐出部9にある水流が給入部7側に押し戻されにくくなり、水流を吐出部9側に押し出す力が高くなって、吐出部9の脈動水の最大吐出圧を高めることができる。 Further, the magnetic head 8d is provided with a through hole 8j that forms a flow path of water supplied to the center of the diameter, and when the plunger 8e is sucked, a flow path of water flowing through the bypass path 8k provided in the plunger 8e. Therefore, it is difficult for the water flow in the discharge portion 9 to be pushed back to the feeding portion 7 side, and the force for pushing the water flow toward the discharge portion 9 is increased, so that the maximum discharge pressure of pulsating water in the discharge portion 9 is increased. Can be increased.
また、電磁コイル8bの通電を停止して付勢するばね8f、8gによってプランジャー8eが元の位置に戻るときに、プランジャー8eに設けたバイパス路8kを流れる水流の通路を狭めたものが広がるようになるので、水流を給入部7側に押し戻す力が高くなって、吐出部9の脈動水の最小吐出圧を小さくすることができる。 In addition, when the plunger 8e returns to its original position by the springs 8f and 8g that are energized by stopping energization of the electromagnetic coil 8b, the water flow passage flowing through the bypass passage 8k provided in the plunger 8e is narrowed. Since it spreads, the force which pushes back a water flow to the supply part 7 side becomes high, and the minimum discharge pressure of the pulsating water of the discharge part 9 can be made small.
ここで、電磁ポンプ4によって生じる脈動圧は、吐出圧力の最大値が高ければ高いほど衝撃を強く受け易く、吐出圧力の最大値と最小値の差が大きければ大きいほど衝撃を強弱差を感じ易くなり、洗浄力が上昇すると考えられる。できるだけ少ない水量で洗浄力を得ようとすると、給水される水流の圧力を下げることになるので、給水される水流の圧力に対して比例し、吐出圧力は低くなるため、電磁ポンプ4によって、吐出圧力の最大値を高めると同時に吐出圧力の最大値と最小値の差が大きくなるようにした方がよいと考えられる。 Here, the higher the maximum value of the discharge pressure, the stronger the pulsation pressure generated by the electromagnetic pump 4, and the greater the difference between the maximum value and the minimum value of the discharge pressure, the greater the difference in strength. Therefore, it is considered that the detergency increases. If an attempt is made to obtain detergency with as little water as possible, the pressure of the supplied water flow will be reduced, and therefore the discharge pressure will be lower in proportion to the pressure of the supplied water flow. It is considered better to increase the maximum value of the pressure and at the same time increase the difference between the maximum value and the minimum value of the discharge pressure.
そのため、プランジャー8eに配設したバイパス路8kは、その通路面積が小さ過ぎると、バイパス路8kを流れる水流の通路が狭くなり、吐出圧力の最大値は低くなり、極端な場合、圧損となって吐出圧力の最大値が給水される水流の圧力より低くなってしまう。また、バイパス路8kの通路面積が大き過ぎる場合には、給水される水流を押し出し、又は押し戻す効果が薄れ、吐出圧力の最大値が小さくなると同時に吐出圧力の最大値と最小値の差が小さくなってしまう。 For this reason, if the bypass area 8k disposed in the plunger 8e is too small, the passage of the water flow flowing through the bypass path 8k becomes narrow, the maximum value of the discharge pressure becomes low, and in extreme cases, the pressure loss occurs. As a result, the maximum value of the discharge pressure becomes lower than the pressure of the water flow supplied. In addition, when the passage area of the bypass passage 8k is too large, the effect of extruding or pushing back the supplied water flow is reduced, and the difference between the maximum value and the minimum value of the discharge pressure is reduced at the same time as the maximum value of the discharge pressure is reduced. End up.
そこで、U溝状の切り込みのバイパス路8kの通路面積は、実験によれば、シリンダ8c断面積に対し、3〜14%の範囲で吐出圧力の最大値を高めると同時に吐出圧力の最大値と最小値の差を大きくすることができ、概ね5%にすることで最大の効果が得られるようになる。 Therefore, according to the experiment, the passage area of the bypass groove 8k having the U-groove notch increases the maximum value of the discharge pressure in the range of 3 to 14% with respect to the cross-sectional area of the cylinder 8c, and at the same time, The difference between the minimum values can be increased, and the maximum effect can be obtained by setting the difference to approximately 5%.
なお、プランジャー8eに配設したバイパス路8kは、U溝状の切り込みで説明したが、これは、図5(a)に示すようなコの字状の溝8mでもよく、また、図5(b)に示すようなV字状の溝8nでもよく、図5(c)に示すようなDカット形状8oでもよく、同様の効果が得られ、材料入手、加工性等を考慮して、選定すればよい。また、その他、吐出部9の脈動水の最大吐出圧が、給水管2から供給される水流の圧力より高く、吐出部9の脈動水の最小吐出圧が、供給される水流の圧力より低くなるように、設定された通路面積及び形状の範囲であれば、その構成は任意である。
(実施の形態2)
The bypass path 8k disposed in the plunger 8e has been described as a U-groove cut, but this may be a U-shaped groove 8m as shown in FIG. 5 (a). A V-shaped groove 8n as shown in (b) may be used, or a D-cut shape 8o as shown in FIG. 5 (c) may be obtained, and the same effect can be obtained. It only has to be selected. In addition, the maximum discharge pressure of the pulsating water of the discharge unit 9 is higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe 2, and the minimum discharge pressure of the pulsating water of the discharge unit 9 is lower than the pressure of the supplied water flow. In this way, the configuration is arbitrary as long as it is in the range of the set passage area and shape.
(Embodiment 2)
図6は本発明の実施の形態2による電磁ポンプ4を示す。図7は電磁ポンプの他の形状のバイパス路を配設したプランジャーを示す。なお、本実施の形態は、プランジャーが実施の形態1と異なるだけで、同一の番号を付与し、異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 6 shows an electromagnetic pump 4 according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7 shows a plunger provided with another shape bypass path of the electromagnetic pump. In the present embodiment, only the plunger is different from that in the first embodiment, the same number is assigned, and only different portions will be described.
プランジャー11は、その外周面に複数の溝を歯車状に形成したバイパス路11aを備えている。バイパス路11aの複数の溝は、プランジャー11の径方向の断面の重心位置がシリンダ12の径方向の断面の中心位置と一致するように、かつエッジが生じないように面取りを施して形成されている。 The plunger 11 includes a bypass passage 11a having a plurality of grooves formed in a gear shape on the outer peripheral surface thereof. The plurality of grooves of the bypass passage 11a are formed by chamfering so that the center of gravity of the radial cross section of the plunger 11 coincides with the center position of the cross section of the cylinder 12 in the radial direction and no edge is generated. ing.
上記のように、プランジャー11は、その径方向の断面の重心位置がシリンダ12の径方向の断面の中心位置と一致するように形成してあるので、シリンダ12の径方向に対するプランジャー11の片寄りを防止でき、かつ摺動接触面積も小さくでき、ひいては、プランジャー11の往復動をよりスムーズにすることができる。従って、給水された水流に脈動圧をより効果的に付与することができ、プランジャー11の往復動によるシリンダ12内壁の傷付きを防止でき、耐久性を向上することができる。
また、バイパス路11aを複数に分散して設けることにより、バイパス路11aの1つ当たりの面積は小さくすることができるので、加工もより容易となり、摺動抵抗を小さくでき、プランジャー8eの往復動をよりスムーズにすることができ、給水された水流に脈動圧をより効果的に付与することができる。
As described above, the plunger 11 is formed so that the gravity center position of the radial cross section thereof coincides with the center position of the radial cross section of the cylinder 12. The displacement can be prevented, the sliding contact area can be reduced, and the reciprocating motion of the plunger 11 can be made smoother. Therefore, pulsation pressure can be more effectively applied to the supplied water flow, damage to the inner wall of the cylinder 12 due to the reciprocating motion of the plunger 11 can be prevented, and durability can be improved.
Also, by providing a plurality of bypass passages 11a, the area per bypass passage 11a can be reduced, so that the processing becomes easier, the sliding resistance can be reduced, and the plunger 8e is reciprocated. The movement can be made smoother, and the pulsation pressure can be more effectively applied to the supplied water flow.
上記バイパス路11aの構成に替えて、図7(a)に示すようにエッジが生じないように面取りを施した複数の溝を円周上に等配分したコの字状の溝11bでもよく、図7(b)に示すようにシンメトリーに配設したV字状の溝11cでもよく、図7(c)に示すようなDカット形状の溝11dでもよい。バイパス路11aの溝形状は、材料入手、加工性等を考慮して、選定すればよい。また、吐出部9の脈動水の最大吐出圧が、給水管2から供給される水流の圧力より高く、吐出部9の脈動水の最小吐出圧が、給水管2から供給される水流の圧力より低くなるように設定された通路面積及び形状の範囲であれば、その構成は任意である。 Instead of the configuration of the bypass path 11a, a U-shaped groove 11b in which a plurality of grooves chamfered so as not to cause an edge as shown in FIG. As shown in FIG. 7B, it may be a V-shaped groove 11c arranged symmetrically, or may be a D-cut groove 11d as shown in FIG. 7C. What is necessary is just to select the groove shape of the bypass path 11a in consideration of material acquisition, workability, etc. Further, the maximum discharge pressure of the pulsating water in the discharge unit 9 is higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe 2, and the minimum discharge pressure of the pulsating water in the discharge part 9 is higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe 2. The configuration is arbitrary as long as the range of the passage area and the shape is set to be low.
また、本発明の電磁ポンプ4は、アキュームレータ機能付き給入部7で説明したが、これは、特に使用しなくてもよい。さらに、従来のノズル状のゴムチューブ製のダックビル弁を逆止弁として有する電磁ポンプや、貫通孔を有するプランジャーで逆止弁を用いない構造の電磁ポンプに、シリンダとプランジャーとの間に、給入部と吐出部とを連通するバイパス路を配設した構成を組み合わせて、吐出部の脈動水の最大吐出圧が、給水管から供給される水流の圧力より高く、吐出部の脈動水の最小吐出圧が、給水管から供給される水流の圧力より低くなるようにしてもよい。そのような場合も、本発明の範囲に含まれる。 Moreover, although the electromagnetic pump 4 of the present invention has been described with reference to the feeding unit 7 with an accumulator function, this need not be particularly used. In addition, conventional electromagnetic pumps that have a nozzle-shaped rubber tube duckbill valve as a check valve, or electromagnetic pumps that have a through-hole and do not use a check valve, have a gap between the cylinder and the plunger. The maximum discharge pressure of the pulsating water in the discharge unit is higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe in combination with a configuration in which a bypass passage that communicates the supply unit and the discharge unit is provided. The minimum discharge pressure may be lower than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe. Such a case is also included in the scope of the present invention.
以上のように、本発明は発明の目的を達成できる範囲内で任意の構成を採用し得る。 As described above, the present invention can employ any configuration within a range in which the object of the invention can be achieved.
本発明の電磁ポンプ及び脈動水吐出装置は、洗浄機能付きの便座に使用できる他、例えば、ジェットバス、手洗い用のハンドシャワー、脈動水を歯に当てて歯磨きを行うバブルジェット(登録商標)式の歯磨き装置等、脈動する水流が望まれる装置に用いることができる。 The electromagnetic pump and the pulsating water discharge device of the present invention can be used for a toilet seat with a cleaning function. For example, a jet bath, a hand shower for washing hands, a bubble jet (registered trademark) type that brushes teeth by applying pulsating water to teeth. It can be used for a device in which a pulsating water flow is desired, such as a toothpaste device.
1 脈動水吐出装置
2 給水管
4 脈動発生用電磁ポンプ
5 洗浄用ノズル(脈動水吐出口)
6 制御部
7 給入部
8b 電磁コイル
8c,12 シリンダ
8d 磁気ヘッド
8e,11 プランジャー
8f、8g バネ
8j 貫通孔
8k,11a バイパス路
8l 面取り
8m,8n,11b,11c,11d 溝(バイパス路を成す溝状の切り込み)
9 吐出部
1 Pulsating water discharge device 2 Water supply pipe 4 Pulsation generating electromagnetic pump 5 Cleaning nozzle (Pulsating water discharge port)
6 Control part 7 Feeding part 8b Electromagnetic coil 8c, 12 Cylinder 8d Magnetic head 8e, 11 Plunger 8f, 8g Spring 8j Through hole 8k, 11a Bypass path 8l Chamfer 8m, 8n, 11b, 11c, 11d Groove (forms a bypass path) Groove cut)
9 Discharge part
Claims (3)
前記脈動発生用電磁ポンプは、
給水管に接続され水流を取り入れる給入部と、
電磁コイルが外周に設けられ、内部に前記給入部からの水流を流通する管状のシリンダと、
前記シリンダ内に位置し、前後を付勢するばねによって支持され往復動自在に設けられプランジャーと、
前記プランジャーの往復動によって、給水された水流に脈動圧を付加された脈動水を吐出する吐出部と、
前記シリンダ内の下流側に、電磁コイルの作用により磁化された前記プランジャーを吸引する磁気ヘッドと、を備え、
前記吐出部の脈動水の最大吐出圧が、前記給水管から供給される水流の圧力より高く、前記吐出部の脈動水の最小吐出圧が、前記給水管から供給される水流の圧力より低くなるように、前記シリンダと前記プランジャーとの間に、前記給入部と前記吐出部とを連通するバイパス路を配設し、前記電磁ポンプ内には逆止弁を設けておらず、
前記バイパス路は、前記プランジャーの外周に該外周を覆うケースを設けることなく、該外周に溝状の切り込みを設けて形成し、
前記磁気ヘッドは、給水された水流の通路となる貫通孔を径中心部に有し、かつ、前記プランジャーを吸引したとき、磁気ヘッドとプランジャーが近付き、前記プランジャーの外周に設けたバイパス路を流れる水流の通路を狭めるように構成したことを特徴とする脈動発生用電磁ポンプ。 It is used by being attached between a water supply pipe that takes in a water flow and a pulsating water discharge outlet that discharges pulsating water, and is controlled by a controller that periodically supplies a pulse voltage of a predetermined pattern when water is supplied from the water supply pipe. In the electromagnetic pump for pulsation generation,
The electromagnetic pump for generating pulsation is
A feeding section connected to a water pipe and taking in a water flow;
An electromagnetic coil is provided on the outer periphery, and a tubular cylinder that circulates the water flow from the feeding portion inside,
A plunger located in the cylinder, supported by a spring for urging the front and rear, and reciprocally movable;
A discharge unit that discharges pulsating water in which pulsation pressure is added to the supplied water flow by reciprocation of the plunger;
A magnetic head for attracting the plunger magnetized by the action of an electromagnetic coil on the downstream side in the cylinder ;
The maximum discharge pressure of the pulsating water of the discharge unit is higher than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe, and the minimum discharge pressure of the pulsating water of the discharge part is lower than the pressure of the water flow supplied from the water supply pipe. As described above, a bypass path is provided between the cylinder and the plunger to communicate the feeding portion and the discharge portion, and no check valve is provided in the electromagnetic pump ,
The bypass path is formed by providing a groove-like cut in the outer periphery without providing a case for covering the outer periphery of the plunger.
The magnetic head has a through-hole serving as a passage for the supplied water flow at the center of the diameter, and when the plunger is attracted, the magnetic head and the plunger come close to each other and the bypass provided on the outer periphery of the plunger An electromagnetic pump for generating pulsation characterized by narrowing the passage of water flow through the passage .
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