專(zhuān)利名稱(chēng)：電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，更詳細(xì)來(lái)說(shuō)是涉及輸送氣體及液體等流體中使用的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
本案申請(qǐng)人提出了一種小型化的薄型電磁泵，該電磁泵首先在定子側(cè)的缸體內(nèi)放置可自由往復(fù)動(dòng)作的可動(dòng)件，通過(guò)對(duì)嵌入缸體周?chē)膯蜗嚯姶啪€圈通電，在可動(dòng)件的移動(dòng)方向兩側(cè)面與缸體的兩端面之間形成的泵腔中，在一個(gè)泵腔中，從外部通過(guò)第1閥吸入流體，再通過(guò)第2閥向外部排出流體，在另一個(gè)泵腔中也起著同樣的泵作用。通過(guò)對(duì)電磁線圈通電，電磁線圈受到來(lái)自磁場(chǎng)的電磁力，作為該力的反作用，可動(dòng)件沿缸體的軸線方向移動(dòng)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特愿2002-286188作為上述電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，有對(duì)電磁線圈的兩端加上圖14所示的方波電壓并切換流動(dòng)電磁線圈的電流的通電方向來(lái)驅(qū)動(dòng)可動(dòng)件的方法。在圖14中，表示泵腔中設(shè)置的第1吸入閥及第1排出閥、和第2吸入閥及第2排出閥的開(kāi)閉動(dòng)作與驅(qū)動(dòng)電壓的關(guān)系。例如，若對(duì)電磁線圈加上正的方波驅(qū)動(dòng)電壓，而泵腔的第1吸入閥打開(kāi)，而第1排出閥關(guān)閉，使流體流入泵腔。另外，第2排出閥打開(kāi)，而第2吸入閥關(guān)閉，使流體從泵腔流出。另外，若對(duì)電磁線圈加上負(fù)的方波驅(qū)動(dòng)電壓，而泵腔的第1排出閥打開(kāi)，而第1吸入閥關(guān)閉，使流體從泵腔流出。另外，第2吸入閥打開(kāi)，而第2排出閥關(guān)閉，使流體流入泵腔。
在上述電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法中，在電磁線圈中也流過(guò)近似方波的電流，對(duì)可動(dòng)件產(chǎn)生的推力也成為近似方波。因而，在驅(qū)動(dòng)電壓的極性正負(fù)反向時(shí)，在泵腔內(nèi)產(chǎn)生急劇的壓力變動(dòng)，由于對(duì)泵腔的內(nèi)表面作用的力的急劇變動(dòng)，而缸體壁面產(chǎn)生振動(dòng)，由于對(duì)定子側(cè)的電磁線圈作用的電磁力的急劇變動(dòng)，而定子產(chǎn)生振動(dòng)。另外，在第1吸入閥及第2排出閥或第1排出閥及第2吸入閥打開(kāi)時(shí)，對(duì)形成泵腔的框架部分的卡緊面產(chǎn)生強(qiáng)力碰撞而卡緊時(shí)，將產(chǎn)生噪聲或振動(dòng)。
再有，雖由于隨著可動(dòng)件的移動(dòng)而導(dǎo)致泵腔內(nèi)的壓力變化，則第1吸入及排出閥和第2吸入及排出閥進(jìn)行開(kāi)閉，但無(wú)論哪一個(gè)閥，與從關(guān)閉狀態(tài)打開(kāi)時(shí)相比，在從打開(kāi)狀態(tài)關(guān)閉時(shí)，由于流體暫時(shí)沿著與剛才的流動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)，因而閥的關(guān)閉要滯后一點(diǎn)時(shí)間。這時(shí)，反向流動(dòng)的流體與閥產(chǎn)生沖擊。在狹窄的流通路內(nèi)瞬時(shí)產(chǎn)生高的流體壓部分，這就引起所謂的水錘現(xiàn)象。由于該水錘現(xiàn)象將產(chǎn)生噪聲或振動(dòng)。例如，在施加圖14所示的方波驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)方法中，檢測(cè)出了33dB的噪聲值。
本發(fā)明正是為了解決這些問(wèn)題而提出的，其目的在于提供在驅(qū)動(dòng)電磁泵時(shí)減少隨著泵腔內(nèi)的急劇壓力變動(dòng)而導(dǎo)致的噪聲或振動(dòng)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，具有以下的構(gòu)成。在電磁泵在缸體內(nèi)放置具有永磁體的可動(dòng)體，通過(guò)對(duì)嵌入該缸體周?chē)目招碾姶啪€圈進(jìn)行通電，使可動(dòng)體在缸體內(nèi)沿軸線方向往復(fù)動(dòng)作，從缸體內(nèi)形成的泵腔輸送流體的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法中，為了電磁線圈驅(qū)動(dòng)用而施加的脈沖電壓，該脈沖電壓在正側(cè)與負(fù)側(cè)交替施加的脈沖電壓的極性反向時(shí)的電壓變化至少具有在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間連續(xù)的傾斜部分。
另外，作為其它的方法檢測(cè)電磁線圈中通過(guò)的電流，在電流極性反向時(shí)的電流變化至少具有在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間連續(xù)的傾斜部分的脈沖電流流過(guò)。
另外，作為其它的方法，施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在電磁線圈的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的極性反向時(shí)具有電壓或電流值為零的期間。
再有，作為其它的方法，施加脈沖電壓或脈沖電流流動(dòng)，在電磁線圈的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的極性反向時(shí)使得施加小于等于最大電壓值的30％的偏置電流。
根據(jù)上述的電磁泵驅(qū)動(dòng)方法，由于進(jìn)行這樣的通電控制，使得為了電磁線圈驅(qū)動(dòng)用而施加脈沖電壓，該脈沖電壓在正側(cè)與負(fù)側(cè)交替施加的脈沖電壓的極性反轉(zhuǎn)時(shí)的電壓變化至少具有在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間連續(xù)的傾斜部分，或者檢測(cè)電磁線圈中通過(guò)的電流，在電流極性反向時(shí)的電流變化至少具有在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間連續(xù)的傾斜部分的脈沖電流流過(guò)，因此電磁線圈的勵(lì)磁方向不急劇反向。因而，使可動(dòng)件的移動(dòng)速度不快，能夠減小泵腔的急劇的壓力變動(dòng)，能夠減少由于作用于泵腔的內(nèi)表面的力的急劇變動(dòng)而導(dǎo)致的缸體壁面的振動(dòng)。另外，也能夠減少由于作用于定子側(cè)的電磁線圈的電磁力的急劇變動(dòng)而導(dǎo)致的定子的振動(dòng)。再有，能夠減少流體在吸入閥或排出閥關(guān)閉時(shí)的逆流，緩和水錘現(xiàn)象，能夠減少噪聲或振動(dòng)的產(chǎn)生。
另外，若使得施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在電磁線圈的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的極性反向時(shí)具有電壓或電流值為零的期間，則泵腔的流體在吸入閥或排出閥關(guān)閉時(shí)的速度放慢，能夠減少逆流，緩和水錘現(xiàn)象，能夠減少噪聲或振動(dòng)的產(chǎn)生。
再有，通過(guò)使得施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在電磁線圈的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的極性反向時(shí)預(yù)先具有施加小于等于最大電壓值的30％的偏置電壓、或者小于等于最大電流值的30％的偏置電流流過(guò)的期間，從而在施加極性反向的最大電壓或極性反向的最大電流流過(guò)之前，泵腔的流體在吸入閥或排出閥關(guān)閉時(shí)的速度放慢，能夠減少逆流，緩和水錘現(xiàn)象，能夠減少噪聲或振動(dòng)的產(chǎn)生。通過(guò)調(diào)整偏置電壓或偏置電流，沿著作用于可動(dòng)件的推力的方向的反方向進(jìn)行弱勵(lì)磁，能夠緩和無(wú)勵(lì)磁狀態(tài)下作用于可動(dòng)件的推力的偏移。
另外，通過(guò)在電壓或電流值為零的期間之前，或者在施加偏置電壓或偏置電流流過(guò)的期間之前，施加大于等于最大電壓值的30％的微小脈沖電壓，或者大于等于最大電流值的30％的微小脈沖電流流過(guò)，從而能夠縮短減弱剛才的電磁線圈的勵(lì)磁狀態(tài)用的勵(lì)磁時(shí)間，因此能夠減少泵效率的降低。


圖1為第1實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓波形圖。
圖2為第1實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓波形圖。
圖3為第1實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓波形圖。
圖4為第1實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓波形圖。
圖5為第2實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的波形圖。
圖6為第2實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的波形圖。
圖7為第3實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的波形圖。
圖8為第3實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的波形圖。
圖9為第3實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的波形圖和表示吸入閥及排出閥的開(kāi)閉狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖10為第4實(shí)施例有關(guān)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的波形圖。
圖11A及圖11B為表示排出閥的全開(kāi)狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖12A及圖12B為表示排出閥的全閉狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖13為表示電磁泵的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖14為以往的電磁泵的驅(qū)動(dòng)電壓波形圖和表示吸入閥及排出閥的開(kāi)閉狀態(tài)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

電磁泵的結(jié)構(gòu)，同時(shí)說(shuō)明本發(fā)明有關(guān)的電磁泵驅(qū)動(dòng)方法的最佳實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)的電磁泵能夠廣泛適用于下述的電磁泵，即在缸體內(nèi)放置具有永磁體的可動(dòng)件，通過(guò)對(duì)嵌入該缸體周?chē)目招碾姶啪€圈進(jìn)行通電，使可動(dòng)件在缸體內(nèi)沿軸線方向往復(fù)動(dòng)作，從缸體內(nèi)形成的泵腔輸送流體。
在圖13中，說(shuō)明電磁泵的代表性結(jié)構(gòu)。可動(dòng)件10放置在密閉的缸體內(nèi)，設(shè)置成能夠沿缸體的軸線方向往復(fù)動(dòng)作?？蓜?dòng)件10具有形成為圓板狀的磁性體12及將磁性體12沿厚度方向夾住的一對(duì)內(nèi)磁軛14a和14b。磁性體12是沿厚度方向(圖13的上下方向)將一面磁化作為N極、將另一面磁化作為S極的永磁體。內(nèi)磁軛14a及14b利用磁性材料形成，各內(nèi)磁軛14a及14b具有比磁性體12的直徑略大而形成的平板部分15a、以及在平板部分15a的周邊部分呈短簡(jiǎn)狀豎起的凸緣部分15b。凸緣部分15b的外周面成為由磁性體12產(chǎn)生的磁通在可動(dòng)件10一側(cè)的磁通作用面。
封接材料16是覆蓋磁性體12的外側(cè)側(cè)面的塑料等非磁性材料。封接材料16具有不使磁性體12生銹或不使磁性體12露出在外面的覆蓋作用、以及將磁性體12與內(nèi)磁軛14a及14b形成一體的作用。封接材料16這樣設(shè)置，使得充填被內(nèi)磁軛14a與14b夾住的磁性體12的外周側(cè)面，但封接材料16的外周直徑形成為比內(nèi)磁軛14a及14b的外周直徑略小。
下面，說(shuō)明圖13中的電磁泵的定子側(cè)的結(jié)構(gòu)。將一對(duì)由非磁性材料制成的上框體20a與下框體20b組合，形成圓筒狀的缸體，在該缸體內(nèi)放置上述的可動(dòng)件10，能夠往復(fù)動(dòng)件。在本實(shí)施形態(tài)中，形成圓筒狀的缺體部分24與下框體20b的框架本體22b形成為一體。使該缸體部分24的端部與上框體20a的框架本體22a上設(shè)置的嵌合槽28嵌合，通過(guò)這樣利用一對(duì)框體20a及20b，形成軸向兩端面封閉的缸體。在嵌合槽28的與缸體部分24的端面接觸的部位設(shè)置密封材料29，通過(guò)將缸體部分24的端面與密封材料29接觸，將抽體內(nèi)相對(duì)外部進(jìn)行密封。另外，也可以從上框體20a使缸體部分24延伸出來(lái)，與下框體20b嵌合。另外，也可以分開(kāi)形成缸體部分24與上框體20a及下框體20b。
這樣，缸體的兩端面利用上框體20a及下框體20b封閉，在可動(dòng)件10的移動(dòng)方向兩側(cè)面與上下框體20a及20b的內(nèi)壁面之間各自形成泵腔30a及30b。泵腔30a及30b相當(dāng)于在可動(dòng)件10的兩端面與上框體20a的框架本體22a及下框體20b的框架本體22b之間形成的空隙部分。另外，可動(dòng)件10在與缺體部分24的內(nèi)表面接觸的狀態(tài)下、在與缺體部分24氣密或液密的密封狀態(tài)下滑動(dòng)。為了使可動(dòng)件10的滑動(dòng)性好，在內(nèi)磁軛14a及14b的外周面施加含氟樹(shù)脂覆蓋層或DLC(類(lèi)金剛石碳)覆蓋層等兼有潤(rùn)滑性及防銹能力的覆蓋層。另外，還可以設(shè)置防止可動(dòng)件10沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的防轉(zhuǎn)擋塊。
在框架本體22a及22b的端面(內(nèi)壁面)安裝減震器32。減震器32是為了吸收內(nèi)磁軛14a及14b與框架本體22a及22b的端面接觸時(shí)的沖擊而設(shè)置的。另外，減震器32也可以設(shè)置在內(nèi)磁軛14a及14b的端面與框架本體22a及22b接觸的面，以代替設(shè)置在框架本體22a及22b的端面。
在上框體20a的框架本體22a內(nèi)，設(shè)置第1吸入閥34a及第1排出閥36a，與泵腔30a連通。在下框體20b的框架本體22b內(nèi)，設(shè)置第2吸入閥34b及第2排出閥36b，與泵腔30b連通。
在上框體20a及下框體20b中，設(shè)置與吸入閥34a及34b連通的吸入用流通路徑38a及38b。另外，在上框體20a下框體20b中，設(shè)置與第1及第2排出閥36a及36b連通的排出用流通路徑40a及40b。上框體20a的吸入用流通路徑38a與下框體20b的吸入用流路徑38b利用連通管42連通，上框體20a的排出用流通路徑40a與下框體20b的排出用流通路徑40b利用連通管44連通。通過(guò)這樣，上框體20a及下框體20b的吸入用流通路徑及排出用流通路徑分別與一個(gè)吸入口38及一個(gè)排出口40連通。
在圖13中，在缸體周?chē)度肟臻g電磁線圈50a及50b。電磁線圈50a與50b沿缸體軸線方向稍微離開(kāi)一點(diǎn)配置，使得相對(duì)于缸體軸線方向的中心位置成為對(duì)稱(chēng)位置。電磁線圈50a及50b設(shè)定的軸線長(zhǎng)度比內(nèi)磁軛14a及14b的凸緣部分15b的可動(dòng)范圍要長(zhǎng)。另外，電磁線圈50a與電磁線圈50b是這樣設(shè)定，使它們的繞線方向相反，利用同一電源通電，流過(guò)互相反向的電流。之所以使電磁線圈20a及50b的繞線方向相反，是為了使作用于與磁性體12的磁通交鏈的電磁線圈50a及50b中流過(guò)的電流的力重疊，作為反力作用于可動(dòng)件10，該力成為推力。
外磁軛52設(shè)置成筒狀，包圍電磁線圈50a及50b的外周?chē)?。外磁?2采用磁性材料，是為了增加與電磁線圈50a及50b交鏈的磁通量、使電磁力有效地作用于可動(dòng)件10而設(shè)置的。另外，由于在構(gòu)成可動(dòng)件10的內(nèi)磁軛14a及14b的周邊部分沿軸線方向豎立設(shè)置凸緣部分15b，因此對(duì)于從磁性體12產(chǎn)生的磁通，能夠降低從內(nèi)磁軛14a及14b到外磁軛52的磁路的磁阻。通過(guò)這樣，能夠使可動(dòng)件10作用的總磁通量增加(確保磁路)，同時(shí)使磁性體12產(chǎn)生的磁通與電磁線圈50a及50b中流過(guò)的電流相對(duì)于軸線方向垂直交鏈，從而能夠?qū)蓜?dòng)件10有效地產(chǎn)生軸線方向的推力。另外，由于本結(jié)構(gòu)中的可動(dòng)件10與產(chǎn)生推力相比，其質(zhì)量輕，因此能夠高速響應(yīng)，輸出流量也能夠增加。
電磁線圈50a及50b和外磁軛52在將上框體20a與下框體20b組合時(shí)，使外磁軛52與上框體20a及下框體20b所設(shè)置的嵌合槽28嵌合，從而能夠與缸體部分24同心地組裝。
通過(guò)對(duì)電磁線圈50a及50b通以交變電流，則可動(dòng)件10利用電磁線圈50a及50b產(chǎn)生的電磁力的作用，被往復(fù)驅(qū)動(dòng)(上下動(dòng)作)。電磁線圈50a及50b產(chǎn)生的電磁力取決于對(duì)電磁線圈50a及50b的通電方向，將可動(dòng)件10向某一方向及相反方向推動(dòng)，利用未圖示的控制單元，通過(guò)控制對(duì)電磁線圈50a及50b的通電時(shí)間及通電方向，能夠以適當(dāng)?shù)匦谐掏鶑?fù)驅(qū)動(dòng)可動(dòng)件10。減震器32是吸收在可動(dòng)件10與框架本體22a及22b的內(nèi)表面接觸時(shí)產(chǎn)生的沖擊的構(gòu)件。
本實(shí)施形態(tài)的電磁泵的泵作用是利用電磁線圈50a及50b使可動(dòng)件10往復(fù)動(dòng)件，從而泵腔30a及30b內(nèi)流體交替被吸入及排出，利用這一作用完成泵動(dòng)作。即，在圖13的狀態(tài)下，若可動(dòng)件10向下方移動(dòng)，則流體被吸入一泵腔30a，同時(shí)流體從另一泵腔30b排出。另外，反之若可動(dòng)件10向上方移動(dòng)，流體從一泵腔30a排出，同時(shí)流體被吸入另一泵腔30b。這樣，在可動(dòng)件10無(wú)論向哪一側(cè)移動(dòng)時(shí)，流體都進(jìn)行吸入及排出，能夠抑制流體的脈動(dòng)，有效地輸送流體。
本實(shí)施形態(tài)的電磁泵能夠用于輸送氣體或液體，不限定于流體的種類(lèi)。在作為液體泵使用時(shí)，在用一個(gè)可動(dòng)件10的輸送壓力不足時(shí)，只要使用將磁性體12與內(nèi)磁軛14a及14b構(gòu)成的同樣形狀的單位可動(dòng)件連接多個(gè)而形成的多級(jí)型可動(dòng)件10即可。通過(guò)多級(jí)連接單位可動(dòng)件，能夠形成具有大推力的可動(dòng)件，能夠形成具有所需要的輸送壓力的電磁泵。
這里，參照?qǐng)D11A及B和圖12A及B，說(shuō)明構(gòu)成第1及第2排出閥36a及36b的排出閥55的一個(gè)例子。圖11表示排出閥55的全開(kāi)狀態(tài)，圖12表示排出閥55的全閉狀態(tài)。排出閥55將泵腔30a及30b與第1及第2排出用流通路徑40a及40b之間的流通路徑進(jìn)行開(kāi)閉。排出閥55的配置在第1及第2排出用流通路徑40a及40b一側(cè)的閥體56與配置在泵腔30a及30b一側(cè)的擋板57利用軸58連接成一體。利用上述可動(dòng)件10的移動(dòng)產(chǎn)生的泵腔30a及30b的壓力變化，排出閥55沿閥軸方向移動(dòng)。閥體56上形成支承面(斜面)60，該支承面60落在上下框架部分20a及20b的一部分形成的閥座部分59上，能夠?qū)㈤y關(guān)閉。擋板57形成十字形狀，與上下框架部分20a及20b的一部分形成的卡緊部分61卡緊。
在擋板57與卡緊部分61卡緊的狀態(tài)下，流體能夠通過(guò)圖11B所示的閥孔62，從泵腔30a及30b如圖11A的箭頭P所示向第1及第2排出用流通路徑40a及40b一側(cè)流出。在閥體56打開(kāi)時(shí)，由于擋板57強(qiáng)力與卡緊部分61碰撞，從而容易產(chǎn)生噪聲。另外，在圖12A中，在閥體56與閥座部分59接觸的狀態(tài)下，泵腔30a及30b與第1及第2排出用流通路徑40a及40b的流通路徑被切斷。這時(shí)，在流體的流通路徑中，由于閥體56的移動(dòng)而產(chǎn)生圖12A的虛線箭頭Q所示的反向的流體流動(dòng)，然后在閥關(guān)閉時(shí)，沿虛線箭頭Q的方向流動(dòng)的流體與閥碰撞，在狹窄流通路徑內(nèi)瞬時(shí)產(chǎn)生高的流體壓力部分，容易產(chǎn)生上述這樣的水錘現(xiàn)象。
實(shí)施例1下面，參照?qǐng)D1至圖4，說(shuō)明為了改善上述隨著閥的開(kāi)閉而產(chǎn)生的問(wèn)題而采用的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法的理想實(shí)施例。圖1至圖4所示為加在各電磁線圈50a及50b的兩端的電壓波形。另外，對(duì)各電磁線圈50a及50b的驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖電壓)是利用未圖示的驅(qū)動(dòng)控制電路生成的，例如可以從直流電源電壓生成直流脈沖電壓，或者也可以將交流電源電壓進(jìn)行整流后生成直流脈沖電壓。
圖1所示為各電磁線圈50a及50b的驅(qū)動(dòng)用施加的脈沖電壓在正側(cè)與負(fù)側(cè)交替施加的脈沖電壓的極性反向時(shí)的電壓變化至少具有在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間線性連接的傾斜部分。圖2所示為施加的脈沖電壓在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間仿照指數(shù)函數(shù)向施加電壓的上限及下限值光滑變化。通過(guò)這樣，由于各電磁線圈50a及50b的勵(lì)磁方向不急劇反向，因此使可動(dòng)件10的移動(dòng)速度不快，能夠減小泵腔30a及30b的急劇的壓力變動(dòng)，能夠減少由于作用于泵腔的內(nèi)表面的力的急劇變動(dòng)而導(dǎo)致的缸體壁面的振動(dòng)，由于作用于定子側(cè)的電磁線圈50a及50b的電磁力的急劇變動(dòng)而導(dǎo)致的定子振動(dòng)也能夠減少。另外，能夠減少流體在吸入閥或排出閥關(guān)閉時(shí)的逆流，緩和水錘現(xiàn)象，能夠減少噪聲或振動(dòng)的產(chǎn)生。例如，利用圖2的驅(qū)動(dòng)方法產(chǎn)生的噪聲值為28dB，能夠低于以往的噪聲值(33dB)。
圖3所施加脈沖電壓，在脈沖電壓中至少在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間的勵(lì)磁方向的切換部分使部分的傾斜減小，通過(guò)這樣至少在閥開(kāi)閉時(shí)緩和泵腔30a及30b的壓力變動(dòng)。圖4所施加的脈沖電壓除了圖3的脈沖波形以外，勵(lì)磁方向的切換部分再加上線性的不同傾斜的部分，是更可緩和泵腔30a及30b的急劇的壓力變動(dòng)。通過(guò)這樣，能夠減少由于作用于泵腔的內(nèi)表面的力的急劇變動(dòng)而導(dǎo)致的缸體壁面的振動(dòng)，由于作用于定子側(cè)的電磁線圈50a及50b的電磁力的急劇變動(dòng)而導(dǎo)致的定子振動(dòng)也能夠減少。
實(shí)施例2下面，參照?qǐng)D5及圖6說(shuō)明電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法的其它例子。圖5及圖6所示為加在各電磁線圈50a及50b的兩端的電壓波形或各電磁線圈50a及50b的電流波形流過(guò)。圖5所示為各電磁線圈50a及50b的驅(qū)動(dòng)用所施加的正弦波形狀的脈沖電壓。通過(guò)施加正弦波形狀的脈沖電壓，從而緩和極性反向時(shí)的電壓變化，使可動(dòng)體10的移動(dòng)速度不快，能夠減少泵腔30a及30b的急劇的壓力變動(dòng)。通過(guò)這樣，能夠減少由于作用于泵腔的內(nèi)表面的力的急劇變動(dòng)而導(dǎo)致的缸體壁面的振動(dòng)，由于作用于定子側(cè)的電磁線圈50a及50b的電磁力的急劇變動(dòng)而導(dǎo)致的定子振動(dòng)也能夠減少。例如，利用圖5的驅(qū)動(dòng)方法產(chǎn)生的噪聲值為26dB，比圖2的驅(qū)動(dòng)方法更能夠降低。
另外，圖6中，若設(shè)對(duì)各電磁線圈50a及50b所施加的驅(qū)動(dòng)電壓V(t)的最大值為Vmax，則表示施加根據(jù)下式(1)給出的范圍內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電壓V(t)。
0.8·Vmax·sin(ωt)＜V(t)＜1.5·Vmax·sin(ωt) …式(1)(t時(shí)間，ω角速度)在圖6的波形圖中，虛線A表示0.8·Vmax·sin(ωt)，虛線B表示1.0·Vmax·sin(ωt)，虛線C表示1.5·Vmax·sin(ωt)。實(shí)線波形為驅(qū)動(dòng)電壓波形。即，形成在正弦波的虛線A與虛線C所包圍的區(qū)域中連續(xù)變化的波形。由于Vmax為正弦波電壓的最大值，因此實(shí)際上限制在±1.0·Vmax的范圍內(nèi)。這樣，通過(guò)施加正弦波狀的脈沖電壓，從而緩和極性反向時(shí)的電壓變化，使可動(dòng)體10的移動(dòng)速度不快，能夠減少泵腔30a及30b的急劇的壓力變動(dòng)。另外，若采用正弦波的頭部被壓扁的電壓波形。另外，若采用正弦波的頭部被壓扁的電壓波形，則既可以抑制最大電壓，又能夠提高泵輸出效率。
另外，圖5及圖6說(shuō)明的是電壓波形控制，但也可以檢測(cè)各電磁線圈50a及50b中通過(guò)的電流，并進(jìn)行通電控制，使得在電流波形的極性反向時(shí)的電流變化至少具有在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間連續(xù)的傾斜部分的脈沖電流流過(guò)。另外，也可以進(jìn)行通電控制，使得各電磁線圈50a及50b中正弦波狀的脈沖電流流過(guò)。再有，在圖6中，若設(shè)流過(guò)各電磁線圈50a及50b的通電電流I(t)的最大值為Imax，則也可以用根據(jù)下式(2)給出的范圍內(nèi)的通電流I(t)進(jìn)行通電控制。
0.8·Imax·sin(ωt)＜I(t)＜1.5·Imax·sin(ωt) …式(2)(t時(shí)間，ω角速度)實(shí)施例3下面，參照?qǐng)D7至圖9，說(shuō)明電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法的其它例子。圖7至圖9所示為加在各電磁線圈50a及50b的兩端的電壓波形或各電磁線圈50a及50b的電流波形流過(guò)。
圖7及圖8所示為施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在各電磁線圈50a及50b的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的極性反向時(shí)具有電壓或電流值為零的期間。圖8為在成為零電壓或零電流的前后的電壓電流變化設(shè)置線性連續(xù)的傾斜部分。通過(guò)這樣，能夠減慢閥開(kāi)閉時(shí)的速度，減少逆流，緩和水錘現(xiàn)象，能夠減少噪聲或振動(dòng)的產(chǎn)生。例如，利用圖7的驅(qū)動(dòng)方法產(chǎn)生的噪聲值為23dB，比圖5的驅(qū)動(dòng)方法更能夠降低。
圖9所示為對(duì)各電磁線圈50a及50b施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在電壓或電流為零的期間之前使得施加大于等于最大電壓值Vmax的30％的微小脈沖電壓，或者大于等于最大電流值Imax的30％的微小脈沖電流流過(guò)。在圖9中，由于在電壓或電流值為零的期間之前，利用與剛才的電壓或電流反向的微小脈沖電壓或電流進(jìn)行勵(lì)磁，因此例如第1排出閥及第2吸入閥開(kāi)始關(guān)閉，在閥完全關(guān)閉時(shí)，不進(jìn)行勵(lì)磁。通過(guò)這樣，能夠縮短無(wú)勵(lì)磁期間，泵效率的降低能夠減少。
實(shí)施例4
下面，參照?qǐng)D10說(shuō)明電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法的其它例子。圖10所示為加在各電磁線圈50a及50b的兩端的電壓波形或各電磁線圈50a及50b的電流波形流過(guò)。
圖10所示為施加的脈沖電壓或的脈沖電流流過(guò)，在各電磁線圈50a及50b的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的極性反向時(shí)使得施加小于等于最大電壓值的30％的偏置電壓、或者小于等于最大電流值的30％的偏置電流流過(guò)。利用該偏置電壓或偏置電流，沿與剛才的電壓或電流的方向相反的方向進(jìn)行弱勵(lì)磁，從而在加上極性反向的最大電壓Vmax或流過(guò)極性反向的最大電流Imax之前，能夠減慢閥開(kāi)閉的速度，減少逆流，緩和水錘現(xiàn)象，能夠減少噪聲或振動(dòng)。另外，即使在無(wú)勵(lì)磁的狀態(tài)下，在可動(dòng)件10的磁性體12與定子側(cè)的外磁軛52之間也有吸引力作用，對(duì)可動(dòng)體10產(chǎn)生推力。通過(guò)調(diào)整偏置電壓或偏置電流，沿與作用于可動(dòng)體10的推力的方向相反的方向進(jìn)行弱勵(lì)磁，從而也能夠緩和作用于該可動(dòng)體10的推力的影響。
在圖10中，也可以在施加偏置電壓或偏置電流流過(guò)的期間之前，施加大于等于最大電壓值的30％的微小脈沖電壓，或者大于等于最大電流值的30％的微小脈沖電流流過(guò)(參照?qǐng)D10的點(diǎn)劃線)。在這種情況下，除了緩和作用于可動(dòng)體10的推力的影響，另外還能夠除了可動(dòng)件10的移動(dòng)終點(diǎn)以外不降低移動(dòng)速度進(jìn)行移動(dòng)。
另外，圖1所示的電磁泵的例子中，將設(shè)置在可動(dòng)件10的一側(cè)與另一側(cè)的吸入用流通路徑38a與38b連通，將設(shè)置在可動(dòng)件10的一側(cè)與另一側(cè)的排出用流通路徑40a與40b連通，即所謂使流通路徑并聯(lián)連通，但也可以將多個(gè)電磁泵串聯(lián)連通流通路徑來(lái)使用。在這種情況下，只要將排出用流通路徑40a與吸入與用流路徑38b連通，或者將排出用流通路徑40b與吸入用流通路徑38a連通，即可。另外，是對(duì)多個(gè)泵腔30a及30b分別設(shè)置吸入閥34a及34b和排出閥36a及36b，但也可以是在一處設(shè)置泵腔和吸入閥及排出閥的電磁泵。
權(quán)利要求
1.一種電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，所述電磁泵在缸體內(nèi)放置具有永磁體的可動(dòng)體，通過(guò)對(duì)嵌入該缸體周?chē)目招碾姶啪€圈進(jìn)行通電，使可動(dòng)體在缸體內(nèi)沿軸線方向往復(fù)動(dòng)作，從缸體內(nèi)形成的泵腔輸送流體，其特征在于，為了所述電磁線圈驅(qū)動(dòng)用而施加脈沖電壓，該正側(cè)與負(fù)側(cè)交替施加的脈沖電壓的極性反向時(shí)的電壓變化至少在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間具有連續(xù)的傾斜部分。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，為了所述電磁線圈驅(qū)動(dòng)用而施加正弦波狀的脈沖電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，若設(shè)對(duì)所述電磁線圈所施加的驅(qū)動(dòng)電壓V(t)的最大值為Vmax，則施加根據(jù)下式(1)
0.8·Vmax·sin(ωt)＜V(t)＜1.5·Vmax·sin(ωt)…式(1)(t時(shí)間，ω角速度)給出的范圍內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電壓V(t)。
4.一種電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，所述電磁泵在缸體內(nèi)放置具有永磁體的可動(dòng)體，通過(guò)對(duì)嵌入該缸體周?chē)目招碾姶啪€圈進(jìn)行通電，使可動(dòng)體在缸體內(nèi)沿軸線方向往復(fù)動(dòng)作，從缸體內(nèi)形成的泵腔輸送流體，其特征在于，檢測(cè)所述電磁線圈中通過(guò)的電流，在電流極性反向時(shí)的電流變化至少在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間具有連續(xù)的傾斜部分的脈沖電流流過(guò)。
5.如權(quán)利要求4所述的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，進(jìn)行通電控制，使得所述電磁線圈中正弦波狀的脈沖電流流過(guò)。
6.如權(quán)利要求4所述的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，若設(shè)所述電磁線圈中流過(guò)的通電電流I(t)的最大值為Imax，則用根據(jù)下式(2)
0.8·Imax·sin(ωt)＜I(t)＜1.5·Imax·sin(ωt) …式(2)(t時(shí)間，ω角速度)給出的范圍內(nèi)的通電電流進(jìn)行通電控制。
7.一種電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，所述電磁泵在缸體內(nèi)放置具有永磁體的可動(dòng)體，通過(guò)對(duì)嵌入該缸體周?chē)目招碾姶啪€圈進(jìn)行通電，使可動(dòng)體在缸體內(nèi)沿軸線方向往復(fù)動(dòng)作，從缸體內(nèi)形成的泵腔輸送流體，其特征在于，施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在所述電磁線圈的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的極性反向時(shí)具有電壓或電流值為零的期間。
8.如權(quán)利要求7所述的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在電壓或電流值為零的期間之前使得施加大于等于最大電壓值的30％的微小脈沖電壓、或者大于等于最大電流值的30％的微小脈沖電流流過(guò)。
9.一種電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，所述電磁泵在缸體內(nèi)放置具有永磁體的可動(dòng)體，通過(guò)對(duì)嵌入該缸體周?chē)目招碾姶啪€圈進(jìn)行通電，使可動(dòng)體在缸體內(nèi)沿軸線方向往復(fù)動(dòng)作，從缸體內(nèi)形成的泵腔輸送流體，其特征在于，施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在所述電磁線圈的驅(qū)動(dòng)電壓或通電電流的極性反向時(shí)使得施加小于等于最大電壓值的30％的偏置電壓，或者小于等于最大電流值的30％的偏置電流流過(guò)。
10.如權(quán)利要求9所述的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，施加脈沖電壓或脈沖電流流過(guò)，在施加偏置電壓或偏置電流流過(guò)的期間之前使得施加大于等于最大電壓值的30％的微小脈沖電壓、或者大于等于最大電流值的30％的微小脈沖電流流過(guò)。
全文摘要
本發(fā)明提供減少隨著泵腔內(nèi)的急劇的壓力變動(dòng)而導(dǎo)致的噪聲或振動(dòng)的電磁泵的驅(qū)動(dòng)方法。電磁線圈驅(qū)動(dòng)用施加的脈沖電壓在正側(cè)與負(fù)側(cè)交替施加的脈沖電壓的極性反向時(shí)的電壓變化至少具有在正側(cè)與負(fù)側(cè)之間連續(xù)的傾斜部分。
文檔編號(hào)F04B49/06GK1867773SQ20048002979
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者矢口文博, 田島正晴 申請(qǐng)人:信濃絹糸株式會(huì)社