容積型ポンプの駆動制御方法および容積型ポンプ
【課題】消費電力の低い容積型ポンプを提供すること。
【解決手段】電磁式直動アクチュエータ３を用いてポンプ室８の容積を変化させる可動体１２を駆動する容積型ポンプ１は、可動体１２に接続されている移動体３３を、電磁式直動アクチュエータ３を励磁することにより発生する電磁力によって、ポンプ室８の容積が第１容積となる第１位置３３Ａと、ポンプ室８の容積が第１容積よりも大きい第２容積となる第２位置３３Ｂの間で直線往復移動させる。移動体３３を第１位置３３Ａから第２位置３３Ｂに移動させる第１移動工程、或いは、移動体３３を第２位置３３Ｂから第１位置３３Ａに移動させる第２移動工程では、電磁式直動アクチュエータ３に対し、連続して、或いは、間歇的に励磁電流を印加し、印加される励磁電流の電流値を、第１移動工程或いは第２移動工程の工程開始時点ｔ０から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させる。
【解決手段】電磁式直動アクチュエータ３を用いてポンプ室８の容積を変化させる可動体１２を駆動する容積型ポンプ１は、可動体１２に接続されている移動体３３を、電磁式直動アクチュエータ３を励磁することにより発生する電磁力によって、ポンプ室８の容積が第１容積となる第１位置３３Ａと、ポンプ室８の容積が第１容積よりも大きい第２容積となる第２位置３３Ｂの間で直線往復移動させる。移動体３３を第１位置３３Ａから第２位置３３Ｂに移動させる第１移動工程、或いは、移動体３３を第２位置３３Ｂから第１位置３３Ａに移動させる第２移動工程では、電磁式直動アクチュエータ３に対し、連続して、或いは、間歇的に励磁電流を印加し、印加される励磁電流の電流値を、第１移動工程或いは第２移動工程の工程開始時点ｔ０から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ室の容量を変化させるための可動体を電磁式直動アクチュエータによって駆動する容積型ポンプの駆動制御方法に関する。より詳細には、消費電力を低減することができる容積型ポンプの駆動制御方法および容積型ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ室の容積を拡大してポンプ室内に流体を吸引し、ポンプ室の容積を縮小することにより、吸引した流体をポンプ室から吐出する容積型ポンプが知られている。このような容積型ポンプは、ポンプ室の容積を変化させるためのダイヤフラムなどの可動体と、可動体を往復動させる電磁式直動アクチュエータを有している。
【０００３】
特許文献１に記載の容積型ポンプでは、電磁式直動アクチュエータは筒状の駆動コイルと、駆動コイルの内側に挿入された磁性材料からなる移動体と、駆動コイルの軸線方向の両側に配置されたマグネットを備えている。駆動コイルへの給電が行なわれて電磁式直動アクチュエータが励磁されると、駆動コイルおよび移動体が電磁コイルとして機能して、電磁コイルとマグネットの吸引力または反発力によって移動体が軸線方向へ移動する。可動体は移動体に取り付けられており、移動体の移動によって変位させられてポンプ室の容積を変化させる。駆動コイルへの給電が停止した電磁式直動アクチュエータの消磁状態においては、移動体は、駆動コイルの軸線方向の両側に配置されたマグネットとの磁気的な吸引力によって、第１位置または当該第１位置と移動体の移動方向で離間している第２位置に保持される。第１位置では可動体はポンプ室の容積を最小としており、第２位置では可動体はポンプ室の容積を最大としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６３５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、容積型ポンプの消費電力を低減させるためには、電磁式直動アクチュエータを励磁する際の消費電力を抑えることが必要となる。しかし、電磁式直動アクチュエータの消費電力を抑えることが可能な容積型ポンプの駆動制御方法は提案されていないのが現状である。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、消費電力を低減することができる容積型ポンプの駆動制御方法および容積型ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、電磁式直動アクチュエータを用いてポンプ室の容積を変化させる可動体を駆動する容積型ポンプの駆動制御方法であって、
前記可動体に接続されている前記電磁式直動アクチュエータの移動体を、前記電磁式直動アクチュエータを励磁することにより発生する電磁力によって、前記ポンプ室の容積が第１容積となる第１位置および当該ポンプ室の容積が前記第１容積よりも大きい第２容積となる第２位置の間で直線往復移動させ、
前記移動体を前記第１位置から前記第２位置に向けて移動させる第１移動工程、或いは、前記移動体を前記第２位置から前記第１位置に向けて移動させる第２移動工程において、前記電磁式直動アクチュエータに対して、連続して、或いは、間歇的に励磁電流を印加
し、
印加される前記励磁電流の電流値を、前記第１移動工程或いは前記第２移動工程の工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、電磁式直動アクチュエータにおいて、移動体を第１位置から第２位置に向けて移動させる第１移動工程、或いは、移動体を第２位置から第１位置に向けて移動させる第２移動工程において、電磁式直動アクチュエータに印加する励磁電流を、工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させる。この結果、第１移動工程或いは第２移動工程において一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータに印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。また、励磁電流を間歇的に印加すれば、励磁電流を連続して印加する場合よりも、さらに、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。
【０００９】
本発明において、前記励磁電流を、前記工程開始時点から段階的に減少させるか、或いは、前記工程開始時点から漸減させることができる。
【００１０】
この場合において、例えば、前記励磁電流を、前記工程開始時点から３段階で減少させることができる。
【００１１】
また、この場合において、前記工程開始時点から３段階目の前記励磁電流の電流値を零とすれば、一層の省電力化が図れる。
【００１２】
本発明において、前記第１移動工程或いは前記第２移動工程における前記工程開始時点から工程終了時点までの間に切替時点を設定し、前記切替時点から前記工程終了時点までの間において、それまでの励磁電流とは逆極性の励磁電流を連続して、或いは、間歇的に印加してもよい。
【００１３】
このようにしても、移動体を第１位置と第２位置の間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータに印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。ここで、切替時点から逆極性の励磁電流を印加すると、移動体を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生するので、移動体の移動速度が低下する。すなわち、移動体が第１位置から第２位置に向けて移動する際には、第２位置の近傍で移動体の移動速度が低くなり、移動体が第２位置から第１位置に向けて移動する際には、第１位置の近傍で移動体の移動速度が低くなる。この結果、移動体を第１位置及び第２位置の間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【００１４】
この場合において、前記切替時点から、前記逆極性の前記励磁電流の電流値の絶対値を時間経過に連れて所定の増大形態で増大させてもよい。
【００１５】
また、この場合において、前記切替時点から、前記逆極性の前記励磁電流の電流値の絶対値を、段階的に増大させるか、或いは、漸増させることができる。
【００１６】
この場合において、前記工程開始時点から前記工程終了時点までの前記励磁電流の電流波形を、前記工程開始時点および前記工程終了時点において電流値の絶対値が最大となる余弦波とすることが望ましい。すなわち、電流波形が余弦波となる励磁電流を印加する電流制御回路は簡易に実現できるので、容積型ポンプを駆動制御するための駆動回路を簡易に構成することができる。また、このような電流波形の励磁電流を供給すれば、移動体の動きが滑らかなものとなる。
【００１７】
また、この場合において、前記第１移動工程および前記第２移動工程を連続して繰り返し行い、前記励磁電流を間歇的に印加し、前記印加される前記励磁電流のパルス幅を、前記工程開始時点を含む時点において最大とし、前記切替時点に向けて漸減させ、当該切替時点から前記工程終了時点に向けて漸増させることが望ましい。すなわち、励磁電流を間歇的に印加すれば、励磁電流を連続して印加している場合と比較して、消費電力を抑制する効果が向上する。また、このようにすれば、印加する励磁電流のパルス幅を一定幅とした場合と比較して、移動体の移動が滑らかなものとなる。
【００１８】
本発明において、前記電磁式直動アクチュエータの消磁状態においては、マグネットによる磁力により、前記移動体を前記第１位置または前記第２位置に選択的に保持しておくことが望ましい。このようにすれば、第１移動工程においては、移動体を磁気的な吸引力に抗して第１位置から第２位置の側に離間させる必要があるので、工程開始時点の励磁電流は大きなものとなる。しかし、移動体が第１位置から離れた後には磁気的な吸引力は距離の二乗に反比例して弱まる。また、その一方で、移動体が第２位置に近づくに従って、移動体を第２位置に保持する磁気的な吸引力が距離の二乗に反比例して強まる。従って、励磁電流を、工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させることにより、移動体を第２位置まで移動させることができる。また、切替時点から、それまでとは逆極性の励磁電流を印加しても、移動体を第２位置まで到達させることができる。同様に、第２移動工程においても、励磁電流を工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させながら移動体を第１位置まで移動させることができる。また、切替時点からそれまでとは逆極性の励磁電流を印加しても、移動体を第２位置まで到達させることができる。この結果、移動体を第１位置と第２位置の間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータに印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。
【００１９】
次に、本発明は、上記の駆動制御方法によって駆動制御される容積型ポンプであって、
前記電磁式直動アクチュエータは、
アクチュエータケースと、
前記アクチュエータケースによって直動可能に支持されている移動体と、
磁極面が前記移動体の移動方向に平行になるように前記移動体に取り付けた前記マグネットと、
前記アクチュエータケースに取り付けられているヨークと、
前記マグネットの前記磁極面に一定のギャップで対峙する対峙面が形成されるように、前記移動体の移動方向と直交する方向で前記ヨークに巻き回されている駆動コイルとを有し、
前記ヨークは、前記移動体が前記第１位置に位置する状態において前記マグネットとのギャップが最小になる第１突部と、前記移動体が前記第２位置に位置する状態において前記マグネットとのギャップが最小になる第２突部とを備えており、
前記可動体は、前記移動体に取り付けられていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、マグネットは、移動体の移動方向と平行な磁極面を備え、駆動コイルは移動体の移動方向と直交する方向に巻き回された状態でマグネットの磁極面と対向している。従って、電磁式直動アクチュエータを励磁すると、駆動コイルを流れる励磁電流の向きとマグネットの磁界の方向とが直交してローレンツ力が発生する。ここで、ローレンツ力を利用すれば、駆動コイルおよびヨークを電磁コイル（電磁石）として機能させて移動体および可動体の推力を得る場合と比較して小さな励磁電流で所望の推力を得ることができる。また、駆動コイルはヨークに巻き回されているので、電磁式直動アクチュエータを励磁すると、駆動コイルおよびヨークは電磁コイル（電磁石）として機能し、電磁コイルとマグネットとの間に電磁的な吸引力および電磁的な反発力が発生する。この結果、ローレンツ力と、電磁的な吸引力または電磁的な反発力とを可動体の推力とすることができるので、駆動コイルに供給する励磁電流を小さくできる。
【００２１】
本発明において、前記可動体は、ダイヤフラムであり、前記第１位置では、前記ポンプ室の容積が最小となり、前記第２位置では、前記ポンプ室の容積が最大となることが望ましい。このようにすれば、電磁式直動アクチュエータによって容積型ポンプを効率良く駆動できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電磁式直動アクチュエータにおいて、移動体を第１位置から第２位置に向けて移動させる第１移動工程、或いは、移動体を第２位置から第１位置に向けて移動させる第２移動工程において、電磁式直動アクチュエータに印加する励磁電流を、工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させる。この結果、第１移動工程或いは第２移動工程において一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータに印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。また、励磁電流を間歇的に印加すれば、励磁電流を連続して印加する場合よりも、さらに、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した容積型ポンプの外観斜視図である。
【図２】図１の容積型ポンプの縦断面図である。
【図３】図１の容積型ポンプの分解斜視図である。
【図４】移動体が上昇位置にある状態の電磁式直動アクチュエータ周辺の部分断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ´線における電磁式直動アクチュエータの断面図である。
【図６】電磁式直動アクチュエータの駆動制御および動作を説明するための説明図である。
【図７】移動体が下降位置にある状態の電磁式直動アクチュエータ周辺の部分断面図である。
【図８】電磁式直動アクチュエータへの励磁電流の電流値を示すタイムチャートである。
【図９】移動体の位置と推力との関係を検証したグラフである。
【図１０】ダイヤフラムの反力を考慮した状態における移動体の位置と推力との関係を検証したグラフである。
【図１１】弁室周辺の部分断面図である。
【図１２】流入側流路を閉じている状態のアクティブバルブ周辺の部分断面図である。
【図１３】アクティブバルブの弁体に働く力を説明するための説明図である。
【図１４】流入側流路を開いている状態のアクティブバルブ周辺の部分断面図である。
【図１５】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例１〜３を示すタイムチャートである。
【図１６】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例４を示すタイムチャートである。
【図１７】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例５を示すタイムチャートである。
【図１８】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例６を示すタイムチャートである。
【図１９】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例７を示すタイムチャートである。
【図２０】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例８を示すタイムチャートである。
【図２１】変形例の電磁式直動アクチュエータを説明するための説明図である。
【図２２】別の変形例の電磁式直動アクチュエータを説明するための説明図である。
【図２３】変形例の容積型ポンプの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面を参照しながら、本発明を適用した容積型ポンプを説明する。
【００２５】
（全体構成）
図１は、本発明を適用した容積型ポンプの外観斜視図である。図２は図１の容積型ポンプの縦断面図である。容積型ポンプ１は、ポンプユニット２と、このポンプユニット２の下方に並列に配置された電磁式直動アクチュエータ３およびアクティブバルブ４を備えている。なお、以下の説明では、電磁式直動アクチュエータ３およびアクティブバルブ４が並んでいる方向を装置幅方向（図１では左右方向として示す）とし、この装置幅方向および上下方向と直交する方向を装置前後方向とする。電磁式直動アクチュエータ３は装置幅方向の左側に配置されており、アクティブバルブ４は装置幅方向の右側に配置されている。
【００２６】
ポンプユニット２の左側部分には上方に突出する流出管５が設けられており、流出管５の上端開口は流体出口５ａとなっている。アクティブバルブ４の下方には、流入管６が設けられており、流入管６の下端開口は流体入口６ａとなっている。電磁式直動アクチュエータ３およびアクティブバルブ４は駆動制御部７によって駆動制御される。
【００２７】
図２に示すように、ポンプユニット２の内部にはポンプ室８が形成されている。流体入口６ａとポンプ室８の間には流入側流路９が形成されており、流入側流路９には、この流入側流路９を開閉するアクティブバルブ４が配置されている。ポンプ室８と流体出口５ａの間には流出側流路１０が形成されている。流出側流路１０には流体の逆流を防止するための逆止弁１１が配置されている。
【００２８】
ポンプ室８の底面はダイヤフラム（可動体）１２によって規定されており、電磁式直動アクチュエータ３によってダイヤフラム１２を往復動させることによりポンプ室８の容積が変化する。すなわち、容積型ポンプ１は、アクティブバルブ４を開けてポンプ室８の容積を拡大することによって流体入口６ａからポンプ室８に流体を吸引し、アクティブバルブ４を閉めてポンプ室８の容積を縮小することによってポンプ室８に吸引した流体を流体出口５ａから吐出する。
【００２９】
（ポンプユニット）
図３は容積型ポンプ１の分解斜視図である。図２、図３を参照して、ポンプユニット２を説明する。ポンプユニット２は、上側ハウジング２１と、上側ハウジング２１の下方に配置された下側ハウジング２２を有している。
【００３０】
上側ハウジング２１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂から形成されている。流出管５は、上側ハウジング２１の上端面の左側部分から上方に突出している。上側ハウジング２１の下端面の左側部分には、図２に示すように、上方に窪む円形の第１凹部２１１が設けられている。第１凹部２１１の天井面の中央部分には流出管５に連通する第１流路２１２の下端開口２１２ａが露出している。
【００３１】
下側ハウジング２２は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂から形成されている。上端面の左側部分には上側ハウジング２１の第１凹部２１１と嵌合する円形の上側突出部２２１が形成されている。上側突出部２２１の中央部分には、下方に窪む円形の第２凹部２２２が形成されている。上側突出部２２１は第１凹部２１１に嵌め込まれており、上側ハウジング２１の第１凹部２１１と下側ハウジング２２の第２凹部２２２によって流出管５と同軸に弁室１３が形成されている。上側突出部２２１の外周面と第１凹部２１１の内周面との間にはＯリング１４が配置されている。弁室１３内には逆止弁１１が構成されている。
【００３２】
下側ハウジング２２の左側部分の下面には、円形の下側突出部２２３が形成されている。下側突出部２２３の中心には、上方に窪む円形の第３凹部２２４が設けられている。第３凹部２２４の天井面２２４ａは中心部分に向かって上方に傾斜するテーパー面となっており、中心部分には、弁室１３に連通している第２流路２２５の下端開口２２５ａが露出している。第２流路２２５の上端開口２２５ｂは弁室１３の円形底面１３ａの中央部分に露出している。第３凹部２２４の天井面２２４ａおよび内周側面は、ポンプ室８の天井面および内周面を規定している。ポンプ室８、第２流路２２５、弁室１３、第１流路２１２、および流出管５は同軸上に形成されており、第２流路２２５、弁室１３、第１流路２１２、流出管５によって流出側流路１０が構成されている。
【００３３】
下側突出部２２３の下方にはポンプ室８の底面を規定するダイヤフラム１２が配置されている。ダイヤフラム１２は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）などからなるゴム製の弾性体であり、上方から見たときに円形の平面形状を備えている。ダイヤフラム１２は、中央部分と外周縁部分が厚肉に形成されており、中央部分と外周縁部分との間には、上方に膨らむように湾曲する一定厚さの連結膜部分を備えている。ダイヤフラム１２の中央部分の下側部分には、電磁式直動アクチュエータ３を接続する接続部１２ａが設けられている。
【００３４】
電磁式直動アクチュエータ３は、下側突出部２２３の外周側を利用して下側ハウジング２２に取り付けられている。電磁式直動アクチュエータ３が取り付けられると、ダイヤフラム１２は、その外周縁部分が、下側突出部２２３の円環状下端面と、電磁式直動アクチュエータ３との間に挟まれた状態となり、固定される。
【００３５】
下側ハウジング２２の右側部分の下面には、上方に窪む円形の第４凹部２２６が形成されている。第４凹部２２６は下側から、扁平な大径部２２６ａと、大径部分よりも小径の小径部２２６ｂを備えている。第４凹部２２６にはアクティブバルブ４の上端側部分がＯリング１５を介して挿入されている。
【００３６】
アクティブバルブ４を第４凹部２２６に挿入した状態では小径部２２６ｂの上端部分２２６ｃには空間が形成されるようになっており、この上端部分２２６ｃとポンプ室８の間には、これらの間を連通させる第３流路２２７が形成されている。第３流路２２７の右端開口は小径部２２６ｂの上端部分２２６ｃの内周側面に露出しており、第３流路２２７の左端開口は、ポンプ室８の天井面および第２流路２２５の下端部分に露出している。
【００３７】
（電磁式直動アクチュエータ）
図１、図３〜図５を参照して電磁式直動アクチュエータ３を説明する。図４は移動体３３が上昇位置にある状態の電磁式直動アクチュエータ３の周辺の部分断面図である。図５は図４のＡ−Ａ´線における電磁式直動アクチュエータ３の断面図である。
【００３８】
図１に示すように、電磁式直動アクチュエータ３は、全体として直方体をしているアクチュエータケース３０を有している。アクチュエータケース３０は、図３に示すように、下端が開口となっている箱型の上側ケース３１と、上側ケース３１の下端の開口を閉鎖するように取り付けられている下側ケース３２を備えている。上側ケース３１および下側ケース３２の内部には、上下方向に直動可能な移動体３３と、この移動体３３を移動させるための固定体３４が配置されている。移動体３３はその上端部分がダイヤフラム１２の接続部１２ａに固定されており、移動体３３が上下方向に往復移動すると、ダイヤフラム１２は上下方向に往復動してポンプ室８の容積を変化させる。固定体３４は、装置幅方向において移動体３３の左側に配置されている第１固定体３５と、右側に配置されている第２固定体３６を備えている。
【００３９】
移動体３３は、図３に示すように、側面がこの移動体３３の移動方向と平行になるように配置された直方体形状のマグネット３３１を備えている。マグネット３３１は２極着磁されており、装置幅方向を向いている左右の側面が異なる極に着磁された磁極面３３１ａ、３３１ｂとなっている。本実施形態では、磁極面３３１ａがＳ極に着磁され、磁極面３３１ｂがＮ極に着磁されている（図６参照）。また、移動体３３は、マグネット３３１の磁極面３３１ａ、３３１ｂを除く外周面部分を保持しているマグネットホルダ３３２を備えている。
【００４０】
マグネットホルダ３３２は、マグネット３３１の前後の側面を装置前後方向から保持している前後の縦枠部３３２ａと、前後の縦枠部３３２ａの上端部を連結している上側枠部３３２ｂと、前後の縦枠部３３２ａの下端部を連結している下側枠部３３２ｃを備えている。前後の縦枠部３３２ａには、それぞれ、磁極面３３１ａ、３３１ｂと平行に突出するガイド突部３３３、３３３が設けられている。各ガイド突部３３３は直方体形状をしており、上下方向に所定の長さ寸法を備えている。上側枠部３３２ｂには、ダイヤフラム１２との接続部３３４が上方に突出するように設けられている。下側枠部３３２ｃには、下方に突出するガイド軸３３５が設けられている。
【００４１】
第１固定体３５および第２固定体３６は、それぞれ、ヨーク３７、３７およびヨーク３７、３７に巻き回されている駆動コイル３８、３８を備えている。図５に示すように、第１固定体３５は、その駆動コイル３８が移動体３３の磁極面３３１ａと一定のギャップを開けて対向するように配置されており、第２固定体３６は、その駆動コイル３８が磁極面３３１ｂと一定のギャップを開けて対向するように配置されている。
【００４２】
図４に示すように、各ヨーク３７、３７は、それぞれ、上下方向に延びる軸部３７１と、軸部３７１の上端部分から内側に突出している第１突部３７２、３７２、および、軸部３７１の下端部分から内側に突出している第２突部３７３、３７３を備えている。
【００４３】
各駆動コイル３８、３８は、ヨーク３７、３７における第１突部３７２、３７２と第２突部３７３、３７３との間の部位に、移動体３３の移動方向（上下方向）と直交する方向に巻き回されている。図５に示すように、各駆動コイル３８、３８は、移動体３３の移動方向と直交する平面による断面形状が長方形となっており、断面形状の一方の長辺となっている外周面部分３８ａ、３８ａがマグネット３３１の各磁極面３３１ａ、３３１ｂと対向している。
【００４４】
ここで、移動体３３のマグネット３３１の装置前後方向の幅寸法は、外周面部分３８ａ、３８ａの装置前後方向の幅寸法よりも短く設定されている。また、移動体３３のマグネット３３１の上下方向の長さ寸法ａは、各ヨーク３７、３７における第１突部３７２、３７２と第２突部３７３、３７３との間の長さ寸法ｂよりも短い長さ寸法とされている（図４参照）。マグネット３３１の長さ寸法ａは、上下方向において所定の移動範囲を移動体３３が移動した際、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２、第２突部３７３、３７３との間で磁気的な吸引力が働かない、または磁気的な吸引力の影響が小さい領域を有するようになっている。具体的には、この領域は、図９に示すグラフにおいて変位量０ｍｍ、推力０ｍＮを通過するほぼ直線の範囲（変位量が−０．３ｍｍ〜０．２ｍｍあたり）である。
【００４５】
さらに、図３に示すように、各ヨーク３７、３７の下端部分は下側ケース３２によって保持されており、各ヨーク３７、３７の上端部分は枠状のスペーサ３９によって支持されている。これにより、第１固定体３５の駆動コイル３８と第２固定体３６の駆動コイル３８は、移動体３３の移動方向に沿って一定の間隔で維持されている。また、ヨーク３７、３７において、第１突部３７２、３７２および第２突部３７３、３７３の移動体３３側の端は、駆動コイル３８、３８の外周面部分３８ａ、３８ａよりも移動体３３の側に位置しており、軸部３７１、３７１から移動体３３の側に突出する第１突部３７２、３７２の突出量と第２突部３７３、３７３の突出量は同一になっている。
【００４６】
下側ケース３２は、扁平な直方体形状をしており、上端面にヨーク３７、３７の保持部となる一対の凹部３２２、３２２が形成されている。装置幅方向における一対の凹部３２２、３２２の間には装置前後方向に延びる溝３２３が形成されており、溝３２３の中央部分には円形の貫通孔３２４が形成されている。貫通孔３２４にはマグネットホルダ３３２のガイド軸３３５が挿入されている。装置幅方向における一対の凹部３２２、３２２の外側には上方に突出する一対の係合突起３２５が形成されている。
【００４７】
上側ケース３１は、図３に示すように、矩形の上板３１１と、上板３１１の四方の縁から下方に延びる４枚の側板３１２〜３１５を備えている。上板３１１には、その上端面から上方の突出する矩形の接続部３１６が設けられている。接続部３１６の中央部分には貫通孔３１６ａが形成されており、この貫通孔３１６ａの上端部分には外側に広がる段部３１６ｂが設けられている。下側ハウジング２２に電磁式直動アクチュエータ３が取り付けられた状態では、図４に示すように、段部３１６ｂの内側に下側ハウジング２２の下側突出部２２３が挿入され、下側突出部２２３の円環状下端面と段部３１６ｂの円環状端面との間にダイヤフラム１２の周縁部分が挟み込まれた状態となる。
【００４８】
装置幅方向で平行に延びている２枚の側板３１２、３１４には、上下方向に延びる係合凹部３１７、３１７が形成されている。上側ケース３１が下側ケース３２に被せられると、一対の係合突起３２５、３２５が側板３１２、３１４の係合凹部３１７、３１７と係合して上側ケース３１を下側ケース３２に固定する。
【００４９】
装置前後方向で平行に延びている２枚の側板３１３、３１５には、装置幅方向の中央部分の下端縁から一定の幅で上方に延びるガイド溝３１８、３１８が形成されている。ガイド溝３１８、３１８は、装置幅方向において第１固定体３５と第２固定体３６の中央に位置している。上側ケース３１が下側ケース３２に被せられる際には、図１に示すように、上側ケース３１の前後のガイド溝３１８、３１８に、移動体３３の前後のガイド突部３３３、３３３が挿入される。ここで、ガイド突部３３３、３３３およびガイド溝３１８、３１８は、移動体３３を、各磁極面３３１ａ、３３１ｂと各駆動コイル３８、３８の間のギャップを一定に維持した状態で上下方向に案内するガイド機構４０、４０を構成しており、移動体３３は、ガイド機構４０、４０によって、ポンプ室８、第２流路２２５、弁室１３、第１流路２１２および流出管５の軸線上を案内される。
【００５０】
各ガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａは、移動体３３の移動範囲の上限を規定している。すなわち、移動体３３が図４に示す上昇位置（第１位置）３３Ａよりも上方に移動しようとすると、各ガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａに各ガイド突部３３３、３３３が当接して、その移動を阻止する。上昇位置３３Ａでは、移動体３３のマグネット３３１の上端面３３１ｃは、各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２の上端面よりも下方に位置している。また、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置した状態では、ダイヤフラム１２は、ポンプ室８の容積を最小の第１容積としている。なお、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が上側ケース３１のガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａに当接することにより、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置決めされるように構成することもできる。すなわち、上端縁３１８ａ、３１８ａを、移動体３３の移動範囲の上限を規定する移動体位置決め部としての機能を備えるようにしてもよい。
【００５１】
また、下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａは、移動体３３の移動範囲の下限を規定している。すなわち、移動体３３は下降位置（第２位置）３３Ｂ（図７参照）よりも下方に移動しようとすると、各ガイド突部３３３、３３３が下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに当接して、その移動を阻止する。下降位置３３Ｂでは、移動体３３のマグネット３３１の下端面３３１ｄは、各ヨーク３７、３７の第２突部３７３、３７３の下端面よりも上方に位置している。また、移動体３３が下降位置３３Ｂに位置した状態では、ダイヤフラム１２は、ポンプ室８の容積を最大の第２容積に拡大させている。なお、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに当接することにより、移動体３３が下降位置３３Ｂに位置決めされるように構成することもできる。すなわち、上端面３２ａ、３２ａは、上述した上端縁３１８ａ、３１８ａと対をなし、移動体３３の移動範囲の下限を規定する移動体位置決め部としての機能を備えるようにしてもよい。
【００５２】
また、移動体３３が上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂとの間を移動する間、マグネットホルダ３３２から下方に延びているガイド軸３３５が貫通孔３２４に挿入された状態が維持される。これにより、移動体３３は移動方向に対して傾斜することなく、その姿勢が維持された状態で直動する。
【００５３】
（電磁式直動アクチュエータの駆動制御および動作）
図２、図６〜図１０を参照して、電磁式直動アクチュエータ３の駆動制御および動作を説明する。図６は電磁式直動アクチュエータ３の駆動制御および動作を説明するための説明図であり、移動体３３が上昇位置３３Ａにある状態を示している。図７は移動体３３が下降位置３３Ｂにある状態の電磁式直動アクチュエータ周辺の部分断面図である。図８は電磁式直動アクチュエータ３へ印加する励磁電流の電流値を示すタイムチャートであり、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂとの間で往復移動させる間における励磁電流の電流値を示している。図９は移動体３３の位置と推力との関係を駆動コイル３８、３８へ供給する励磁電流の電流値を変えて検証したグラフである。図９には移動体３３の位置とダイヤフラム１２から移動体３３に働く反力との関係を示すグラフも示してある。図１０はダイヤフラム１２の反力を考慮した状態において移動体３３の位置と推力との関係を駆動コイル３８、３８へ供給する励磁電流の電流値を変えて検証したグラフである。
【００５４】
なお、図９および図１０における変位量０ｍｍの位置では、移動体３３およびダイヤフラム１２は図２に示す位置にあり、移動体３３の移動方向（上下方向）でマグネット３３１の中心と駆動コイル３８、３８の中心とが一致している。変位量０．６ｍｍの位置では移動体３３は図６に示す上昇位置３３Ａに位置しており、変位量−０．６ｍｍの位置では移動体３３は図７に示す下降位置３３Ｂに位置している。また、図９において、推力０ｍＮ、変位量０ｍｍを通過する右上がりのグラフは駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていない状態で、移動体３３の各位置（変位）における推力を測定したものである。図９において、推力０ｍＮ、変位量０ｍｍを通過する右下がりグラフは、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていない状態で、移動体３３の各位置（変位）においてダイヤフラム１２から移動体３３に働く反力を測定したものである。電流値に付与された−の符合は励磁電流を流す方向を示すものであり、図６に示す第１方向Ｄ１に励磁電流を流すことを意味している。＋の符合は図６に示す方向とは反対の第２方向Ｄ２に励磁電流を流すことを意味している。また、推力に付与された符合は推力の働く方向を示すものであり、＋の符合は上方を示しており、−の符合は下方を示している。
【００５５】
まず、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていない状態では、移動体３３は、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２との磁気的な吸引力Ｆ１とダイヤフラム１２の反力Ｒ１の作用によって上昇位置３３Ａで停止しており、図６に示すように、上昇位置３３Ａに保持されている。
【００５６】
本例では、移動体３３が上昇位置３３Ａにあるときには、図９の電流値０ｍＡのグラフに示すように、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２との磁気的な吸引力Ｆ１によって約２００ｍＮの推力が上向きに発生している。一方、移動体３３が上昇位置３３Ａにあるときには、図６に示すように、ダイヤフラム１２はポンプ室８の容積を最小の第１容積に縮小しており、その中心部分が外周縁部分に対して上方に変位した状態となっている。従って、ダイヤフラム１２は約１００ｍＮの反力Ｒ１を下向きに発生させている。この結果、図１０に示すように、移動体３３は、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２との磁気的な吸引力Ｆ１からダイヤフラム１２の反力Ｒ１を差し引いた上向きの力（約１００ｍＮ）によって、上昇位置３３Ａで停止する。
【００５７】
次に、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる往動工程（第１移動工程）を行なう際には、駆動コイル３８、３８への給電を行なう。本例では、図６に示すように、移動体３３のマグネット３３１は、左側の磁極面３３１ａがＳ極に着磁されており、右側の磁極面３３１ｂがＮ極に着磁されている。従って、磁極面３３１ａと対向する左側の駆動コイル３８には、工程開始時点ｔ０から磁極面３３１ａと対向している外周面部分３８ａを構成している巻線部分を流れる励磁電流が装置前方から装置後方に向かう第１方向Ｄ１の励磁電流が流される。また、右側の磁極面３３１ｂと対向する右側の駆動コイル３８には、工程開始時点ｔ０から磁極面３３１ｂと対向している巻線部分を流れる励磁電流が装置前方から装置後方に向かう第１方向Ｄ１の励磁電流が流される。
【００５８】
ここで、駆動コイル３８、３８の外周側には移動体３３のマグネット３３１が位置しているので、給電によって駆動コイル３８、３８を流れる励磁電流の向きとマグネット３３１による磁界の向きが直交する。この結果、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれると、フレミングの左手の法則により、駆動コイル３８、３８とマグネット３３１の磁界との間に働くローレンツ力が、移動体３３を下方に移動させる力Ｆ２として働く。
【００５９】
また、アンペールの右ネジの法則により、駆動コイル３８、３８への給電によって、駆動コイル３８、３８およびヨーク３７、３７は電磁コイル（電磁石）として機能する。すなわち、移動体３３の左側に配置されている第１固定体３５は、上側をＳ極とし、下側をＮ極とする電磁コイルとして機能する。移動体３３の右側に配置されている第２固定体３６は、上側をＮ極とし、下側をＳ極とする電磁コイルとして機能する。この結果、移動体３３のマグネット３３１と、第１固定体３５および第２固定体３６の間には、上側において電磁的な反発力が発生し、下側において、電磁的な吸引力が発生する。これら電磁的な反発力および吸引力の合力Ｆ３は、移動体３３を下方に移動させる力Ｆ２とともに、移動体３３を下に向かって移動させるための推力となる。
【００６０】
移動体３３を下方に移動させる力Ｆ２および電磁的な反発力および吸引力の合力Ｆ３による推力は、図９において電流値０ｍＡのグラフと各電流値のグラフの推力の差として現れている。本例では、駆動コイル３８、３８へ−１０ｍＡの励磁電流を供給した場合には、電流値０ｍＡのグラフと電流値−１０ｍＡのグラフの差として現れているように、１００ｍＮ弱の下向きの推力が得られる。同様に、駆動コイル３８、３８へ−３０ｍＡの励磁電流を供給した場合には、２００ｍＮを超える下向きの推力が得られる。駆動コイル３８、３８へ−５０ｍＡの励磁電流を供給した場合には、３００ｍＮを超える下向きの推力が得られる。
【００６１】
ここで、本例では、移動体３３は、上昇位置３３Ａにおいて約１００ｍＮの上向きの力で上昇位置３３Ａに保持されている。従って、本例では、図１０に示すように移動体３３が上昇位置３３Ａから離れる第１区間Ｐ１では、図８に示すように駆動コイル３８、３８へ−３０ｍＡの第１励磁電流Ｉ１を供給して１００ｍＮを超える下向きの推力を発生させる。これにより、移動体３３は上昇位置３３Ａから離れて、下方に向かって移動する。
【００６２】
次に、移動体３３が上昇位置３３Ａから離れると、マグネット３３１が各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２から離れるので、図９の電流値０ｍＡのグラフに示すように、これらの間に働いていた磁気的な吸引力Ｆ１は距離の二乗に反比例して減少する。そして、移動体３３が変位量０．２ｍｍ〜−０．２ｍｍの範囲では、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２の間に磁気的な吸引力Ｆ１の影響をほとんど受けず、すなわち、磁気的な吸引力Ｆ１が実質的に零となる。
【００６３】
また、移動体３３が変位量０ｍｍの位置にあるときには、図２に示すように、ダイヤフラム１２は上下方向に変位していない。従って、図９のダイヤフラム１２からの反力Ｒ１（ダイヤフラム１２が有する弾性力）のグラフに示すように、ダイヤフラム１２から移動体３３へ反力Ｒ１が働かない状態となる。従って、移動体３３が変位量０ｍｍの位置の近傍を通過する第２区間Ｐ２では、移動体３３に対して僅かな推力を付与するだけで、移動体３３を下降させることが可能となる。
【００６４】
そこで、本例では、図８、図１０に示すように、移動体３３が変位量０ｍｍの位置の近傍を通過する第２区間Ｐ２では、駆動コイル３８、３８へ、第１励磁電流Ｉ１よりも小さな−１０ｍＡの第２励磁電流Ｉ２を供給することにより１００ｍＮ弱の下向きの推力を発生させ、これにより移動体３３を下降させる。なお、図４において、マグネット３３１の上下方向の寸法ａを第１突部３７２、３７２と第２突部３７３、３７３との間の寸法ｂよりも、さらに短く設定することにより、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２および第２突部３７３、３７３との間に働く磁気的な吸引力が実質的に零の状態となる第２区間Ｐ２を長くすることが可能である。
【００６５】
その後、移動体３３が下降位置３３Ｂに接近すると、マグネット３３１が第２突部３７３、３７３に接近するので、マグネット３３１と第２突部３７３、３７３との間の磁気的な吸引力Ｆ４が働き出し、その吸引力Ｆ４の大きさは距離の二乗に反比例して増加する。また、吸引力Ｆ４は下向きに働く力なので、吸引力Ｆ４が移動体３３を下に向かって移動させる推力となる。ここで、移動体３３が下降位置３３Ｂに接近すると、図７に示すようにダイヤフラム１２はその中心部分が外周縁部分に対して下方に変位した状態となるので、図９のダイヤフラム１２からの反力Ｒ１のグラフに示すように、ダイヤフラム１２から移動体３３への反力Ｒ１は上向きに働く。しかし、図９に示されるように、ダイヤフラム１２から移動体３３に働く反力Ｒ１は、マグネット３３１と第２突部３７３、３７３との間の磁気的な吸引力Ｆ４と比較して小さいので、移動体３３は吸引力Ｆ４によって下降位置３３Ｂまで下降する。
【００６６】
すなわち、本例では、移動体３３が下降位置３３Ｂに接近した第３区間Ｐ３では、吸引力Ｆ４のみによって移動体３３が下降する。従って、本例では、図８、図１０に示すように、移動体３３が下降位置３３Ｂに接近した第３区間Ｐ３においては、駆動コイル３８、３８へ供給する第３励磁電流Ｉ３を零とし、すなわち、駆動コイル３８、３８への給電を停止して吸引力Ｆ４のみによって移動体３３を下降させる。
【００６７】
しかる後に、移動体３３が図７に示す下降位置３３Ｂに至ると、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第２突部３７３、３７３との磁気的な吸引力Ｆ４と、移動体３３によって下方に変位させられたダイヤフラム１２からの反力Ｒ１とがバランスして、移動体３３が停止する。
【００６８】
下降位置３３Ｂでは、ダイヤフラム１２は、ポンプ室８の容積を最大の第２容積に拡大させる。すなわち、下降位置３３Ｂでは、容積型ポンプ１が作動し、電磁式直動アクチュエータ３が動作している場合において、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていないので、移動体３３のマグネット３３１と、各ヨーク３７、３７の第２突部３７３、３７３と間に磁気的な吸引力Ｆ４とダイヤフラム１２からの反力Ｒ１とが作用し、移動体３３が停止する。また、本例では、容積型ポンプ１が作動していない状態では、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていないので、移動体３３は、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第２突部３７３、３７３との磁気的な吸引力Ｆ４とダイヤフラム１２の反力Ｒ１の作用によって、移動体３３は下降位置３３Ｂに保持される。
【００６９】
次に、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ移動させる復動工程（第２移動工程）では、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる間とは同様の力が反対方向に働く。従って、図８に示すように、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる往動工程とは反対の第２方向Ｄ２の第１〜第３励磁電流Ｉ１〜Ｉ３を、工程開始時点ｔ０からこの順番で駆動コイル３８、３８へ供給する。これにより、移動体３３は、給電によって発生するローレンツ力および電磁的な吸引力および電磁的な吸引力の合力、および、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２との間に磁気的な吸引力Ｆ１を推力として上昇し、上昇位置３３Ａに至る。本例では、往動工程と復動工程を連続して行なっているので、移動体３３が下降位置３３Ｂに到達した往動工程の工程終了時点ｔ１が、次の復動工程の工程開始時点ｔ０となっている。
【００７０】
その後、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置すると、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２との磁気的な吸引力Ｆ１と、移動体３３によって上方に変位させられたダイヤフラム１２からの反力Ｒ１とがバランスして、移動体３３が停止する。また、本例では、容積型ポンプ１が作動していない状態では、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれておらず、上昇位置３３Ａでは、移動体３３のマグネット３３１と、各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２と間に磁気的な吸引力Ｆ１が働いているので、移動体３３は上昇位置３３Ａに保持される。
【００７１】
ここで、図１０に示すように、本例では、移動体３３を確実に移動させるために、移動体３３が上昇位置３３Ａから変位量０．２ｍｍの位置へ移動するまでを第１区間Ｐ１として−３０ｍＡの第１励磁電流Ｉ１を供給している。移動体３３が変位量０．２ｍｍの位置から変位量−０．４ｍｍの位置へ移動するまでを第２区間Ｐ２として−１０ｍＡの第２励磁電流Ｉ２を供給している。移動体３３が変位量−０．４ｍｍを通過して下降位置３３Ｂに至るまでを第３区間Ｐ３として給電を停止している。
【００７２】
一方、図１０への記載は省略するが、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ移動させる際には、移動体３３が下降位置３３Ｂから変位量−０．２ｍｍの位置へ移動するまでを第１区間Ｐ１として３０ｍＡの第１励磁電流Ｉ１を供給し、移動体３３が変位量−０．２ｍｍの位置から変位量０．４ｍｍの位置へ移動するまでを第２区間Ｐ２として１０ｍＡの第２励磁電流Ｉ２を供給し、移動体３３が変位量０．４ｍｍを通過して上昇位置３３Ａに至るまでを第３区間Ｐ３として給電を停止している。
【００７３】
なお、本例では、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる際に、移動体３３が上昇位置３３Ａから変位量０．４ｍｍの位置へ移動するまでを第１区間Ｐ１として−３０ｍＡの第１励磁電流Ｉ１を供給し、移動体３３が変位量０．４ｍｍの位置から変位量０ｍｍの位置へ移動するまでを第２区間Ｐ２として−１０ｍＡの第２励磁電流Ｉ２を供給し、移動体３３が変位量０ｍｍを通過した後に給電を停止してもよい。このようにしても、移動体３３を下方に移動させる推力を得ることができるので、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させることができる。また、本例では、第３励磁電流Ｉ３を零としてあるが、移動体３３を確実に移動させるために、第３励磁電流Ｉ３として第２励磁電流Ｉ２よりも小さい第３励磁電流Ｉ３を駆動コイル３８、３８へ供給してもよい。例えば、第３励磁電流Ｉ３は、零に近い電流でもよい。
【００７４】
（逆止弁）
図１１は弁室１３周辺の部分断面図である。図１１に示すように、逆止弁１１は、第２流路２２５の上端開口２２５ｂが形成されている弁座１１１と、この弁座１１１に流体の流通方向の下流側から当接して上端開口２２５ｂを塞いでいる弁体１１２と、弁体１１２と弁室１３の円形天井面１３ｂとの間に挿入され、弁体１１２を所定の付勢力で弁座１１１に付勢している付勢部材を備えている。本実施形態では、付勢部材は圧縮コイルバネ１１３であり、弁座１１１は弁室１３の円形底面１３ａである。
【００７５】
弁体１１２は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）などのゴム製の弾性材料からなり、弁座１１１に対向している円形の平板形状の閉鎖部１１２ａと、この閉鎖部１１２ａの下面から下方に向けて突出する円環状突部１１２ｂとを備えている。円環状突部１１２ｂは閉鎖部１１２ａと同軸上に形成されており、弁座１１１において、第２流路２２５の上端開口２２５ｂの周りに当接している。円環状突部１１２ｂは、閉鎖部１１２ａの下面の外周縁から外側に向かって下方に傾斜するように形成されており、閉鎖部１１２ａから離れるのに従って厚さ寸法が減少するように先細りになっている。
【００７６】
また、弁体１１２は、閉鎖部１１２ａの弁座１１１とは反対側に位置する上面に、圧縮コイルバネ１１３の当接位置を位置決めするための位置決め部１１２ｃを備えている。位置決め部１１２ｃは圧縮コイルバネ１１３の下端開口１１３ａの内径に対応する外径を備える円柱形状の突部であり、円環状突部１１２ｂと同軸上に形成されている。
【００７７】
圧縮コイルバネ１１３は、上方に向かって内径の寸法が増加している。下端開口１１３ａの内径は、第２流路２２５の上端開口２２５ｂの開口径よりも大きく、位置決め部１１２ｃを挿入可能な大きさに設定されている。位置決め部１１２ｃに圧縮コイルバネ１１３の下端開口１１３ａを挿入した状態で逆止弁１１を弁室１３内に配置すると、圧縮コイルバネ１１３は、上端の円形端部が弁室１３の円形天井面１３ｂの第１流路２１２の下端開口２１２ａの周りに当接し、下端の円形端部が閉鎖部１１２ａの上面に当接し、圧縮された状態となる。これにより、圧縮コイルバネ１１３は、弁体１１２を弁座１１１に向けて付勢する。なお、圧縮コイルバネ１１３は、下端の円形端部が、閉鎖部１１２ａの上面において円環状突部１１２ｂと対応する位置またはその近傍に当接するように配置することが好ましい。
【００７８】
逆止弁１１は、ポンプ室８の容積がダイヤフラム１２によって縮小されることによりポンプ室８が高圧になった場合などに、流出側流路１０において圧縮コイルバネ１１３による所定の付勢力以上の所定圧力が流出方向にかかると、第２流路２２５の上端開口２２５ｂを開き、流出側流路１０を開き状態とする。また、流出側流路１０に流出方向とは反対方向に圧力がかかると、第２流路２２５の上端開口２２５ｂを閉じ、流出側流路１０を閉じ状態とする。
【００７９】
（アクティブバルブ）
次に、図２、図３、図１２を参照してアクティブバルブ４を詳細に説明する。図１２は流入側流路９を閉じている状態のアクティブバルブ４の周辺の部分断面図である。図３に示すように、アクティブバルブ４は、円筒形状の胴部４１と、胴部４１から上方に同軸で延びているオリフィス構成部４２と、胴部４１から下方に同軸で延びている流入管６を備えている。
【００８０】
オリフィス構成部４２は胴部４１よりも小径であり、流入管６はオリフィス構成部４２よりも小径である。流入管６は容積型ポンプ１の流入管６を兼ねるものであり、下流端が流体入口６ａとなっている。図２に示すように、アクティブバルブ４は、オリフィス構成部４２が下側ハウジング２２の第４凹部２２６の小径部２２６ｂに挿入され、胴部４１の上端部分が大径部２２６ａに挿入された状態で下側ハウジング２２に取り付けられている。
【００８１】
図１２に示すように、オリフィス構成部４２は、円柱形状部分４２１と、この円柱形状部分４２１の下端の外周側に形成された円環状のフランジ部分４２２を備えている。円柱形状部分４２１には、その中心軸に沿って上下方向に貫通するオリフィス４２３が形成されている。オリフィス４２３の下端開口４２３ａは円柱形状部分４２１の下端面に露出している。また、円柱形状部分４２１の下端面には、オリフィス４２３の下端開口４２３ａの周りに円環状凹部４２４が形成されており、これにより、オリフィス４２３の下端開口４２３ａの周縁は環状突部となっている。環状突部はオリフィス４２３の下端開口４２３ａを開閉する弁体４３の弁座４４となる。
【００８２】
胴部４１は、内側に、流入管６とオリフィス４２３とを連通させる流体流路４５を備えている。流体流路４５は、オリフィス４２３および流入管６と同軸上に設けられている。アクティブバルブ４が下側ハウジング２２に固定されると、第３流路２２７、第４凹部２２６の上端部分２２６ｃおよびアクティブバルブ４によって、ポンプ室８から流体入口６ａに至る流入側流路９が構成される。流体流路４５内には軸線方向に往復移動可能な状態で弁体４３が挿入されている。弁体４３はオリフィス４２３の流体流路４５の側の下端開口４２３ａを開閉することによって流入側流路９を開閉する。
【００８３】
弁体４３は、円柱形状をしている。弁体４３はステンレス製のパイプ４３１と、パイプ４３１の内側に上下方向に配列された円柱状の４つのマグネット４３２、隣り合うマグネット４３２との間に各々配置された３枚の円板状の磁性板４３３、上端および下端にそれぞれ配置された２枚の円盤状の磁性板４３４、上端の磁性板４３４の上に配置されたステンレス製の蓋板４３５、下端の磁性板４３４の下に配置されたステンレス製の底板４３６を備えている。なお、パイプ４３１、蓋板４３５、底板４３６として樹脂製のものを用いることもできる。蓋板４３５の上面には、円形のゴムシート４３７が接着等の方法で取り付けられている。ここで、隣り合うマグネット４３２は、互いに同一の極を相手方のマグネットの方に向けている。より詳細には、上端のマグネット４３２は上がＳ極、下がＮ極となるように配置されており、その下方に隣接配置されているマグネット４３２は上がＮ極、下がＳ極となるように配置されており、さらにその下方に配置されているマグネット４３２は上がＳ極、下がＮ極となるように配置されており、下端のマグネット４３２は上がＮ極、下がＳ極となるように配置されている。この結果、弁体４３では、磁性板４３３が位置する個所に磁力線が集中している。
【００８４】
流体流路４５は、弁体４３を駆動するための駆動コイル４６を巻き回しているコイルボビン４７の内側に形成されている。コイルボビン４７の外周側には円筒形のヨーク４８が配置されている。
【００８５】
コイルボビン４７は樹脂製であり、コイルボビン４７の上端部分にはオリフィス構成部４２を取り付けるための円環状の係合凹部４７１が形成されている。係合凹部４７１には、ゴムパッキン４９を介してオリフィス構成部４２のフランジ部分４２２が挿入されて固定される。オリフィス構成部４２の円柱形状部分４２１の外周側には円環状の押さえ板５０が上方から嵌め込まれており、この押さえ板５０がコイルボビン４７の上端面およびヨーク４８の上端面に固定されることにより、オリフィス構成部４２はコイルボビン４７およびヨーク４８に固定されている。押さえ板５０は磁性材料から形成されている。なお、押さえ板５０が磁性材料から形成されることで、押さえ板５０は、弁体４３に搭載されているマグネット４３２との間で磁気的な吸引力を発生することができるようになっている。
【００８６】
また、コイルボビン４７は、上下方向に延びる筒状胴部４７２と、筒状胴部４７２の外周面で拡径する６つのフランジ部４７３を備えている。コイルボビン４７の筒状胴部４７２および６つのフランジ部４７３によって囲まれた５つの空間は、駆動コイル４６が巻回される５つの巻線部となっている。
【００８７】
コイルボビン４７に巻回された５つの駆動コイル４６は、励磁電流の向きを逆にするために、隣り合う駆動コイル４６同士の巻回方向が逆である。また、５つの駆動コイル４６は、例えば、直列に電気的に接続される。或いは、軸線方向の内側に位置する３つの駆動コイル４６を並列に電気的に接続し、それらの接続部分に対して、軸線方向の両側の駆動コイル４６を直列に電気的に接続した構成を採用することもできる。また、本例では、上端および下端の駆動コイル４６の上下方向の寸法は、その間に位置している３つの駆動コイル４６の上下方向の寸法の１／２としてある。弁体４３において、上端および下端のマグネット４３２の上下方向の寸法は、その間の２つのマグネット４３２の上下方向の寸法の１／２としてある。この結果、弁体４３が弁座４４に当接して、オリフィス４２３の下端開口４２３ａを閉鎖している状態では、磁性板４３３および磁性板４３４は、いずれも上下方向において駆動コイル４６の中央位置に位置している。
【００８８】
ここで、弁体４３の外径寸法は、コイルボビン４７の筒状胴部４７２の内径寸法よりもわずかだけ小さく、弁体４３がコイルボビン４７の筒状胴部４７２の内側の空間内に挿入された状態では、弁体４３の外周側面とコイルボビン４７の筒状胴部４７２の内周面との間を流体が流れる。
【００８９】
（アクティブバルブの動作）
図１２〜図１４を参照してアクティブバルブ４の動作を説明する。図１３はアクティブバルブ４の弁体４３に働く力を説明するための説明図である。図１４は流入側流路９を開いている状態のアクティブバルブ４の周辺の部分断面図である。アクティブバルブ４は駆動制御部７によって駆動コイル４６への給電が制御されることにより、駆動制御される。
【００９０】
図１３に示すように、駆動コイル４６への給電が行なわれていない状態では、弁体４３は、弁体４３のマグネット４３２と押さえ板５０との磁気的な吸引力Ｆ５によって閉鎖位置４３Ａに保持されている。閉鎖位置４３Ａでは、弁体４３はコイルボビン４７の内側の流体流路４５を上端まで移動しており、弁体４３の上端面にあるゴムシート４３７が弁座４４に当接し、オリフィス４２３の下端開口４２３ａを塞いでいる。これにより流入側流路９は閉じ状態となる。また、弁体４３の磁性板４３３および磁性板４３４は、いずれも上下方向において駆動コイル４６の中央位置に位置している。
【００９１】
ここで、弁体４３は、オリフィス４２３の下端開口４２３ａが設けられている弁座４４よりも流体の流通方向の上流側に位置しており、オリフィス４２３と同軸に形成されている流体流路４５の中を流体の流通方向に移動するように構成されている。このため、流体入口６ａからアクティブバルブ４の中へ流れ込む流体の流体圧（背圧）が弁体４３を閉鎖位置４３Ａに向かって移動させる方向に力Ｆ６を働かせている。
【００９２】
次に、流入側流路９を開き状態とする際には、駆動コイル４６への給電を行なう。アクティブバルブ４では、マグネット４３２の外周側に筒状に巻き回された駆動コイル４６が配置されているので、給電によって駆動コイル４６を流れる励磁電流の向きとマグネット４３２による磁界の向きが直交する。この結果、図１４に示すように、駆動コイル４６への給電が行なわれると、マグネット４３２の磁束と駆動コイル４６との間に働くローレンツ力が弁体４３を閉鎖位置４３Ａから下方に移動させる力Ｆ７として働く。ここで、駆動コイル４６への給電の開始時点では、弁体４３の磁性板４３３および磁性板４３４は、いずれも上下方向において駆動コイル４６の中央位置に位置しており、駆動コイルと鎖交する磁界を効率よく形成しているので、力Ｆ７として大きな推力が発生する。従って、弁体４３は、図１３に示されている押さえ板５０との間の磁気的な吸引力Ｆ５および流体入口６ａからアクティブバルブ４内へ流れ込む流体の流体圧に起因する力Ｆ６に抗して下方の開放位置４３Ｂに移動する。
【００９３】
弁体４３が開放位置４３Ｂに移動すると、弁体４３が弁座４４から流体の流通方向の上流側に離れ、ゴムシート４３７がオリフィス４２３の下端開口４２３ａから離間する。これにより、流入側流路９は開き状態となる。開放位置４３Ｂでは、弁体４３は、その下端部がコイルボビン４７の内部に形成された突状部４７４に当接し、或いは当接せずにバランスして停止した開き位置に至る。開放位置４３Ｂでは、流体入口６ａから流入管６（流体通路４５）を介して流入した流体は、弁体４３の外周面とコイルボビン４７の筒状胴部４７２との間に流れ込み、下端開口４２３ａを介して、オリフィス４２３を通過し、ポンプ室８へ向かう。
【００９４】
また、流入側流路９を閉じ状態とする際には、駆動コイル４６への給電を停止する。駆動コイル４６への給電を停止すると、図１３に示されている押さえ板５０との間の磁気的な吸引力Ｆ５および流体入口６ａからアクティブバルブ４内へ流れ込む流体の流体圧に起因する力Ｆ６により、弁体４３は閉鎖位置４３Ａに移動し、弁体４３は弁座４４に当接し、上端のゴムシート４３７でオリフィス４２３の下端開口４２３ａを塞いだ状態に戻る。従って、流入側流路９は閉じ状態となる。
【００９５】
なお、流入側流路９を閉じ状態とする際には、弁体４３を閉じ位置から開き位置へ移動させる場合と反対方向の励磁電流を駆動コイル４６へ供給するようにしてもよい。このようにすれば、弁体４３は、弁体４３のマグネット４３２と駆動コイル４６との間に発生するローレンツ力、弁体４３と押さえ板５０との間の磁気的な吸引力Ｆ５および流体入口６ａからアクティブバルブ４内へ流れ込む流体の流体圧に起因する力Ｆ６によって上方に移動する。弁体４３が閉じ位置に至った後には、駆動コイル４６への給電を停止すれば、弁体４３は閉鎖位置４３Ａに保持される。
【００９６】
（容積型ポンプの動作）
次に、容積型ポンプ１の動作を説明する。容積型ポンプ１の電磁式直動アクチュエータ３とアクティブバルブ４とは、駆動制御部７によって同期して駆動制御される。
【００９７】
電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８およびアクティブバルブ４の駆動コイル４６に給電されていない状態では、図１２に示すように、アクティブバルブ４の弁体４３は閉鎖位置４３Ａに保持されており、アクティブバルブ４は流入側流路９を閉じ状態としている。また、電磁式直動アクチュエータ３の移動体３３は、図４に示すように、上昇位置３３Ａに保持されており、ダイヤフラム１２はポンプ室８の容積を最小の第１容積としている。逆止弁１１は、圧縮コイルバネ１１３の付勢力によって第２流路２２５の上端開口２２５ｂを塞ぎ、流出側流路１０を閉じ状態としている。
【００９８】
ポンプ室８内への流体の吸引が行なわれる際には、アクティブバルブ４の駆動コイル４６への給電によって弁体４３が閉鎖位置４３Ａから開放位置４３Ｂへ駆動され、流入側流路９が開き状態とされる。すなわち、アクティブバルブ４は図１４に示す状態となる。これと並行して、電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８、３８へ第１方向Ｄ１の給電が行なわれる。すなわち、第１方向Ｄ１の励磁電流が駆動コイル３８、３８に供給され、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ駆動される。この結果、図７に示すように、ポンプ室８の容積は最大の第２容積に拡大する。
【００９９】
移動体３３が下降してダイヤフラム１２が下方に変位すると、ポンプ室８には負圧が発生するので、流体はポンプ室８内に吸い込まれる。ポンプ室８内に負圧が発生した状態では、逆止弁１１は第２流路２２５の上端開口２２５ｂを閉鎖し、流出側流路１０を閉じ状態としている。
【０１００】
次に、ポンプ室８からの流体の吐出が行なわれる際には、アクティブバルブ４の駆動コイル４６への給電が停止される。この結果、図１３に示すように、弁体４３は開放位置４３Ｂから閉鎖位置４３Ａに上昇して、流入側流路９が閉じ状態となる。これと並行して、電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８、３８への給電が行なわれる。すなわち、流体の吸引時とは逆の第２方向Ｄ２の励磁電流が駆動コイル３８、３８に供給され、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ駆動される。この結果、図４、図６に示すように、ポンプ室８の容積は最小の第１容積に縮小する。
【０１０１】
ここで、ポンプ室８の容積が縮小されるとポンプ室８は高圧となるので、流出側流路１０では、圧縮コイルバネ１１３による弁体１１２の付勢力と対応する所定圧力以上の力が流出方向にかかる。この結果、流体は、弁体１１２を流出方向に移動させて、第２流路２２５の上端開口２２５ｂから流出し、流体出口５ａから吐出される。
【０１０２】
その後に容積型ポンプ１が待機状態となると、アクティブバルブ４の弁体４３は閉鎖位置４３Ａに保持され、アクティブバルブ４は流入側流路９を閉じ状態とする。また、電磁式直動アクチュエータ３の移動体３３は上昇位置３３Ａに保持され、ダイヤフラム１２は、ポンプ室８の容積を第１容積とする。逆止弁１１は、圧縮コイルバネ１１３の付勢力によって第２流路２２５の上端開口２２５ｂを塞ぎ、流出側流路１０を閉じ状態とする。
【０１０３】
（作用効果）
本例によれば、容積型ポンプ１を駆動制御する駆動制御部７は、電磁式直動アクチュエータ３の移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させてポンプ室８を拡大する往動工程では、駆動コイル３８に対して第１励磁電流Ｉ１、第１励磁電流Ｉ１よりも小さい第２励磁電流Ｉ２および第２励磁電流Ｉ２よりも小さい第３励磁電流Ｉ３をこの順番で供給している。また、駆動制御部７は、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ移動させてポンプ室８を縮小する復動工程では、駆動コイル３８、３８に対して第１励磁電流Ｉ１、第１励磁電流Ｉ１よりも小さい第２励磁電流Ｉ２、および第２励磁電流Ｉ２よりも更に小さい第３励磁電流Ｉ３をこの順番で供給している。従って、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で往復移動させる間に一定の大きさの電流を駆動コイル３８に供給し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を低減させることができる。また、本例では、第３励磁電流Ｉ３を零としてあるので、一層の省電力化が図られている。
【０１０４】
さらに、本例によれば、駆動コイル３８、３８に対して供給される励磁電流が、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに接近するのに伴って小さくなるので、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに移動させる際に一定の大きさの励磁電流を供給し続ける場合と比較して、下降位置３３Ｂの近傍における移動体３３の加速度を抑えることができる。従って、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が上側ケース３１のガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａに当接することにより、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置決めされるように構成した場合などにおいては、移動体３３とガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａの衝突の衝撃を抑制することができる。同様に、駆動コイル３８、３８に対して供給される励磁電流が、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに接近するのに伴って小さくなるので、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ向かって移動させる際に、上昇位置３３Ａの近傍における移動体の加速度を抑えることができる。従って、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに当接することにより、移動体３３が下降位置３３Ｂに位置決めされるように構成した場合などにおいては、移動体３３と下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａの衝突の衝撃を抑制することができる。この結果、衝突音を抑制することができるとともに、装置の寿命を延ばすことができる。
【０１０５】
また、本例によれば、電磁式直動アクチュエータ３の固定体３４は、移動体３３の移動方向と平行なマグネット３３１の磁極面３３１ａ、３３１ｂと対向し、移動体３３の移動方向と直交する方向に巻き回されている駆動コイル３８、３８を備えている。従って、駆動コイル３８、３８への給電を行なって電磁式直動アクチュエータ３を励磁すると、駆動コイル３８、３８を流れる励磁電流の向きと、マグネット３３１の磁界の方向とが直交して、ローレンツ力が発生する。また、駆動コイル３８、３８はヨーク３７、３７に巻き回されているので、駆動コイル３８、３８への給電を行なうと、駆動コイル３８、３８およびヨーク３７、３７は電磁コイル（電磁石）として機能し、電磁コイルとマグネット３３１との間に、電磁的な吸引力および電磁的な反発力が発生する。また、移動体３３の移動方向に延びているヨーク３７、３７の両端に第１突部３７２、３７２、第２突部３７３、３７３が設けられているので、直動する移動体３３がこれら第１突部３７２、３７２、第２突部３７３、３７３のいずれかに接近すると、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２、第２突部３７３、３７３との間に磁気的な吸引力が発生する。すなわち、容積型ポンプ１では、ローレンツ力と、電磁的な吸引力および電磁的な反発力と、磁気的な吸引力とをダイヤフラム１２の推力とすることができる。この結果、これら３つの力を用いて推力を得ることができるので、容積型ポンプ１によれば、ポンプ室８の容積を変化させるための可動体を効率よく駆動できる。よって、駆動コイル３８、３８に供給する励磁電流を抑えることができる。
【０１０６】
また、駆動コイル３８、３８への給電を停止して、電磁式直動アクチュエータ３を消磁状態とすると、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２または第２突部３７３、３７３との磁気的な吸引力によって移動体３３は上昇位置３３Ａまたは下降位置３３Ｂに選択的に保持される。従って、駆動コイル３８、３８への給電を行なわなくても、外部から加わる振動などにより移動体３３が移動してしまうことを防止できる。この結果、待機状態における電磁式直動アクチュエータ３の消費電力を抑えることができるので、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１０７】
（容積型ポンプの駆動制御方法の変形例）
上記の実施の形態では、電磁式直動アクチュエータへ供給する励磁電流の電流値を往動工程および復動工程のそれぞれにおいて３段階に制御しているが、励磁電流の電流値の制御はこれに限られるものではない。図１５、図１６は、変形例１〜４における電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の電流値を示すタイムチャートである。
【０１０８】
［変形例１］
例えば、図１５（ａ）に示すように、第１励磁電流Ｉ１と、第１励磁電流よりも小さい第２励磁電流Ｉ２を供給するように２段階に制御しても、消費電力を抑えることができる。なお、励磁電流を減少させる段階を４段階以上としても消費電力を抑えることができる。
【０１０９】
［変形例２］
また、図１５（ｂ）に示すように、励磁電流を時間の経過に連れて一定の割合で漸減させても、消費電力を抑えることができる。
【０１１０】
［変形例３］
さらに、図１５（ｃ）に示すように、励磁電流が時間経過に連れてカーブを描いて減少するように制御しても、消費電力を抑えることができる。
【０１１１】
［変形例４］
また、励磁電流を間歇的に印加し、印加される励磁電流の電流値を、往動工程および復動工程において、工程開始時点ｔ０から時間経過に連れて減少させてもよい。例えば、図１６に示す変形例４では、第１励磁電流Ｉ１と第２励磁電流Ｉ２をパルス波形で印加している。ここで、本例では、間歇的に印加される第１励磁電流Ｉ１と第２励磁電流Ｉ２の間に給電が行なわれていない区間が存在するが、この区間では、移動体３３は、当該移動体３３に働く慣性によって移動する。本例によれば励磁電流が間歇的に印加されるので、消費電力を抑制する効果が向上する。
【０１１２】
［変形例５］
図１７に示す変形例５では、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程、或いは、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程において、工程開始時点ｔ０から工程終了時点ｔ１までの間に切替時点ｔ２を設定している。そして、工程開始時点ｔ０から切替時点ｔ２までの間において励磁電流を時間経過に連れて段階的に減少させ、切替時点ｔ２から工程終了時点ｔ１までの間において、それまでの励磁電流とは逆極性の励磁電流を連続して印加している。
【０１１３】
本例では、上記の実施の形態の第３励磁電流Ｉ３として、第１励磁電流Ｉ１、第２励磁電流Ｉ２とは逆極性の励磁電流を供給している。より具体的には、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる往動工程では、図１０等に示す第３区間Ｐ３において、第１方向Ｄ１とは逆の第２方向Ｄ２に流れる１０ｍＡの第３励磁電流Ｉ３を供給している。
【０１１４】
ここで、第３区間Ｐ３において第２方向Ｄ２に流れる第３励磁電流Ｉ３を印加すると、移動体３３を移動方向とは反対の上方に移動させようとする電磁力が発生する。すなわち、駆動コイル３８、３８への給電により発生するローレンツ力による力Ｆ２と、駆動コイル３８、３８およびヨーク３７、３７が電磁コイル（電磁石）として機能することにより発生する磁気的な力Ｆ３は図６に示されている方向とは反対方向に働き、これらの合力は、移動体３３を移動方向とは反対の上方に移動させようとする力となる。しかし、この力によって、移動体３３が移動途中で停止させられることはなく、移動体３３は慣性によって下降位置３３Ｂに接近する。そして、移動体３３が下降位置３３Ｂの近傍に至ると、図７に示すように、マグネット３３１と第２突部３７３、３７３との間の磁気的な吸引力Ｆ４による推力が、移動体３３を上方に移動させる力よりも大きくなるので、移動体３３は下降位置３３Ｂに到達する。
【０１１５】
また、本例では、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ移動させる復動工程では、移動体３３が変位量０．４ｍｍを通過して上昇位置３３Ａに至るまでを第３区間Ｐ３として−１０ｍＡの第３励磁電流Ｉ３（第１方向Ｄ１に流れる１０ｍＡの励磁電流）を供給している。この場合も、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる際と同様に、第３区間Ｐ３において移動体３３を移動方向とは反対方向の下方に移動させる電磁力が発生するが、この力によって、移動体３３が移動途中で停止させられることはなく、移動体３３は慣性によって上昇位置３３Ａに接近する。そして、移動体３３が上昇位置３３Ａの近傍に至ると、図６に示すように、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２との間の磁気的な吸引力Ｆ１による推力が、移動体３３を下方に移動させる力よりも大きくなるので、移動体３３は上昇位置３３Ａに到達する。
【０１１６】
本例においても、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３に印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１１７】
また、本例では、切替時点ｔ２から供給方向が逆方向となる逆極性の励磁電流を駆動コイル３８に供給しているので、切替時点ｔ２以降に移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生し、移動体３３の移動速度が低下する。より詳細には、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程では、下降位置３３Ｂの近傍で移動体３３の移動速度が低下し、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程では、上昇位置３３Ａの近傍で移動体３３の移動速度が低下する。この結果、移動体３３を上昇位置３３Ａ及び下降位置３３Ｂの間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【０１１８】
さらに、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が上側ケース３１のガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａに当接することにより、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置決めされるように構成した場合、或いは、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに当接することにより、移動体３３が下降位置３３Ｂに位置決めされるように構成した場合には、移動体３３がこれらガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８或いは下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに衝突する際の衝撃および衝撃音を抑制することができる。
【０１１９】
［変形例６］
図１８に示す変形例６においても、往動工程或いは復動工程において、工程開始時点ｔ０から工程終了時点ｔ１までの間に切替時点ｔ２を設定している。また、工程開始時点ｔ０から切替時点ｔ２までの間において励磁電流を時間経過に連れて漸減させ、切替時点ｔ２から工程終了時点ｔ１までの間において、それまでの励磁電流とは逆極性の励磁電流を印加している。
【０１２０】
さらに、本例では、切替時点ｔ２から、逆極性の励磁電流の電流値の絶対値を時間経過に連れて漸増させている。また、本例では、励磁電流を、電流波形が工程開始時点ｔ０および工程終了時点ｔ１で電流値の絶対値が最大となる余弦波となるように変化させている。往動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。復動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。
【０１２１】
発明者らの実験によれば、電流波形が余弦波を描く励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８へ供給することによっても、移動体３３を上昇位置３３Ａおよび下降位置３３Ｂの間で往復移動させ、ポンプ室８の容積を最大容積および最小容積に変化させることができることが確認された。
【０１２２】
ここで、電流波形が余弦波となる励磁電流によって移動体３３が上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂとの間で移動する理由は、移動体３３に働く慣性によるものであると推察される。すなわち、切替時点ｔ２からは、ローレンツ力による力Ｆ２と、駆動コイル３８、３８およびヨーク３７、３７が電磁コイル（電磁石）として機能することにより発生する磁気的な力Ｆ３の合力は移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする力となるが、この力によって移動体３３の慣性による移動が停止させられることがなく、移動体３３は上昇位置３３Ａまたは下降位置３３に接近する。そして、上昇位置３３Ａまたは下降位置３３Ｂの近傍ではマグネット３３１と第１突部３７２、３７２または第２突部３７３、３７３との間の磁気的な吸引力Ｆ４が働くので、これにより、移動体３３は下降位置３３Ｂに到達する。
【０１２３】
本例においても、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３に印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１２４】
また、本例では、切替時点ｔ２から逆極性の励磁電流を時間経過に連れて増大させている。従って、切替時点ｔ２から移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生するとともに、この電磁力が増大して、移動体３３にマイナスの加速度を付与する。この結果、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程では、下降位置３３Ｂの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下し、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程では、上昇位置３３Ａの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下する。よって、移動体３３を上昇位置３３Ａ及び下降位置３３Ｂの間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【０１２５】
さらに、電流波形が余弦波となる励磁電流を印加する電流制御回路は簡易に実現できるので、容積型ポンプ１を駆動制御するための駆動制御部７を簡易に構成することができる。また、このような励磁電流を供給すれば、励磁電流の電流値が連続的に変化するので、移動体３３の動きが滑らかなものとなる。
【０１２６】
［変形例７］
図１９に示す変形例７は、変形例６に示す電流波形の励磁電流を間歇的に印加したものである。換言すれば、間歇的に印加される励磁電流の電流値を、工程開始時点ｔ０および工程終了時点ｔ１で電流値の絶対値が最大となる余弦波に沿うように変化させたものである。
【０１２７】
本例においても、往動工程或いは復動工程において、工程開始時点ｔ０から工程終了時点ｔ１までの間に切替時点ｔ２を設定している。また、工程開始時点ｔ０から切替時点ｔ２までは、間歇的に印加される励磁電流の電流値を工程開始時点ｔ０から時間経過に連れて減少させており、切替時点ｔ２からは、間歇的に印加される励磁電流の電流値を時間経過に連れて増大させている。往動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。復動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。
【０１２８】
ここで、図１９（ａ）に示す例では、励磁電流を印加するパルス波形のパルス幅Ｓ１を一定幅としており、図１９（ｂ）に示す例では、パルス波形のパルス幅Ｓ２を、工程開始時点ｔ０を含む時点において最大とし、切替時点ｔ２に向けて漸減させ、切替時点ｔ２から工程終了時点ｔ１に向けて漸増させている。
【０１２９】
発明者らの実験によれば、図１９（ａ）、（ｂ）に示すような励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８へ印加することによっても、移動体３３を上昇位置３３Ａおよび下降位置３３Ｂの間で往復移動させ、ポンプ室８の容積を最大容積および最小容積に変化させることができることが確認された。
【０１３０】
本例においても、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３に印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１３１】
また、本例においても、切替時点ｔ２から逆極性の励磁電流を時間経過に連れて増大させている。従って、切替時点ｔ２から移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生するとともに、この電磁力が増大して、移動体３３にマイナスの加速度を付与する。この結果、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程では、下降位置３３Ｂの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下し、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程では、上昇位置３３Ａの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下する。よって、移動体３３を上昇位置３３Ａ及び下降位置３３Ｂの間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【０１３２】
さらに、図１９（ａ）に示す例では、励磁電流を印加するパルス波形は、余弦波信号をパルス振幅変調することなどによって得ることができるので、励磁電流を印加するための電流制御回路を簡易に実現することができる。よって、容積型ポンプ１を駆動制御するための駆動制御部７を簡易に構成することができる。また、図１９（ｂ）に示す例では、パルス幅が一定のパルス波形を用いて励磁電流を印加する場合と比較して、移動体３３の移動が滑らかなものとなることが確認されている。
【０１３３】
［変形例８］
図２０に示す変形例８においても、往動工程或いは復動工程において、工程開始時点ｔ０から工程終了時点ｔ１までの間に切替時点ｔ２を設定している。また、本例では、工程開始時点ｔ０から切替時点ｔ２までの間において励磁電流の電流値を第１割合で減少させ、切替時点ｔ２からは工程終了時点ｔ１までの間において励磁電流の電流値を第２割合で増大させている。
【０１３４】
ここで、図２０（ａ）に示す例では、切替時点ｔ２を、工程開始時点ｔ０と工程終了時点ｔ１のちょうど中間の時点に設定しており、第１割合と第２割合を同一の割合としている。図２０（ｂ）に示す例では、切替時点ｔ２を、工程開始時点ｔ０と工程終了時点ｔ１の中間よりも工程終了時点ｔ１の側に寄った時点に設定しており、第１割合を第２割合よりも小さくしている。いずれの例でも、励磁電流の電流値の絶対値は、工程開始時点ｔ０および工程終了時点ｔ１で最大としてある。すなわち、往動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。復動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。
【０１３５】
発明者らの実験によれば、図２０（ａ）、（ｂ）に示すような励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８へ印加することによっても、移動体３３を上昇位置３３Ａおよび下降位置３３Ｂの間で往復移動させ、ポンプ室８の容積を最大容積および最小容積に変化させることができることが確認された。
【０１３６】
本例においても、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３に印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１３７】
また、本例においても、切替時点ｔ２から逆極性の励磁電流を時間経過に連れて増大させている。従って、切替時点ｔ２から移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生するとともに、この電磁力が増大して、移動体３３にマイナスの加速度を付与する。この結果、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程では、下降位置３３Ｂの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下し、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程では、上昇位置３３Ａの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下する。よって、移動体３３を上昇位置３３Ａ及び下降位置３３Ｂの間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【０１３８】
さらに、本例では、励磁電流を所定の割合で連続的に変化させているので、電流制御回路を簡易に実現できる。従って、容積型ポンプ１を駆動制御するための駆動制御部７を簡易に構成することができる。
【０１３９】
なお、図２０（ａ）、（ｂ）に示す例では、励磁電流の電流値を直線的に変化させているが、図２０（ｃ）に例示するように、励磁電流を時間経過に伴う電流値の変化が曲線を描くようにしてもよい。また、電流値が図２０（ａ）、（ｂ）に示す例の電流波形に沿うように、励磁電流を間歇的に印加してもよく、励磁電流を階段状に段階的に変化させてもよい。
【０１４０】
（電磁式直動アクチュエータの変形例）
さらに、図２１、図２２に示すような電磁式直動アクチュエータを搭載する容積型ポンプにおいても、本発明の駆動制御方法を適用できる。図２１は変形例の電磁式直動アクチュエータを説明するための説明図である。図２１では、移動体３３と固定体３４の配置をマグネット３３１、ヨーク３７および駆動コイル３８の配置で示している。また、図２１では、マグネット３３１、ヨーク３７および駆動コイル３８は、移動体３３の移動方向と直交する平面で切断した状態を示してある。
【０１４１】
上記の実施の形態では、移動体３３を装置幅方向の両側から挟むようにして第１固定体３５と第２固定体３６が配置されているが、図２１（ａ）に示すように、第１固定体３５および第２固定体３６のいずれか一方を省略することができる。すなわち、移動体３３を、この移動体３３と対向する一つの固定体３４によって直動駆動してもよい。
【０１４２】
また、移動体のマグネットを上下方向に延びる多角柱形状とするとともに、その各側面を磁極面としておき、磁極面と対応する数だけ固定体を備えるように構成することもできる。この場合には、図２１（ｂ）に示すように、例えば、移動体３３が四角柱形状のマグネット３３１Ａを備えるものとする。また、マグネット３３１Ａにおいては、移動体３３の移動方向と平行な４つの側面をそれぞれ磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´とする。そして、これらの磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´のそれぞれと駆動コイル３８、３８、３８、３８が対向するように４つの固定体３４を配置する。固定体３４の数を増やせば大きな推力を得ることができるので、容積型ポンプの効率を向上させることができる。
【０１４３】
さらに、図２１（ｃ）に示すように、移動体３３のマグネット３３１Ｂとしては、上下方向に延びる円柱形状のものであって、周方向に分極着磁したものを用いることもできる。この場合には、分極着磁によって形成された磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´と対応する４つの固定体３４を備え、磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´と対向する位置に、４つの駆動コイル３８がマグネット３３１Ｂの各磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´と対向するように４つの固定体３４を配置すればよい。
【０１４４】
図２２はさらに別の変形例の電磁式直動アクチュエータを説明するための説明図である。図２２では、移動体３３と固定体３４の配置をマグネット３３１、ヨーク３７および駆動コイル３８の配置で示している。また、図２２では、マグネット３３１、ヨーク３７および駆動コイル３８は、移動体３３の移動方向と平行な平面で切断した状態を示してある。
【０１４５】
図２２（ａ）に示すように、本例では、ダイヤフラム１２が取り付けられる移動体３３の側にヨーク３７および駆動コイル３８を備えており、固定体３４の側にマグネット３３１を備えている。本例においても、マグネット３３１は、磁極面３３１ａが移動体３３の移動方向に平行となるように配置されている。また、ヨーク３７の両端にはマグネット３３１の側に突出する第１突部３７２および第２突部３７３が設けられており、駆動コイル３８は移動体３３の移動方向と直交する方向に巻き回された状態で、マグネット３３１の磁極面３３１ａに対向するように配置されている。さらに、マグネット３３１の移動体３３の移動方向における長さ寸法は、ヨーク３７の移動体３３の移動方向における長さ寸法よりも短く設定されている。なお、本例では、移動体３３は、マグネット３３１と第２突部３７３との間の磁気的吸引力Ｆ４´によって上昇位置３３Ａに保持される。また、移動体３３は、マグネット３３１と第１突部３７２との間の磁気的吸引力Ｆ１´によって下降位置３３Ｂに保持される。
【０１４６】
図２２（ｂ）に示す例は、ヨーク３７および駆動コイル３８を備える移動体３３の回りに、マグネット３３１を備える固定体３４を複数配置したものである。この場合には、各固定体３４、３４の各マグネット３３１、３３１は、同一の極が駆動コイル３８の外周面と対向するように配置しておく。また、この場合には、第１突部３７２、第２突部３７３を円盤状に形成することにより、第１突部３７２および第２突部３７３を各マグネット３３１、３３１に向かって突出させる。固定体３４の数を増やせば大きな推力を得ることができるので、容積型ポンプの効率を向上させることができる。
【０１４７】
図２２に示す例においても、駆動コイル３８への給電を行なうと、フレミングの左手の法則により、駆動コイル３８を流れる励磁電流の向きと、マグネット３３１の磁界の方向とが直交して、ローレンツ力が発生する。また、アンペールの右ネジの法則により、駆動コイル３８はヨーク３７に巻き回されているので、駆動コイル３８への給電を行なうと、駆動コイル３８およびヨーク３７は電磁コイル（電磁石）として機能し、電磁コイルとマグネット３３１との間に、電磁的な吸引力および電磁的な反発力が発生する。さらに、移動体３３の移動方向に延びているヨーク３７の両端に第１突部３７２、第２突部３７３が設けられているので、直動する移動体３３がこれら第１、第２突部３７２、３７３のいずれかに接近すると、マグネット３３１と第１、第２突部３７２、３７３との間に磁気的な吸引力が発生する。すなわち、容積型ポンプ１では、ローレンツ力と、電磁的な吸引力および電磁的な反発力と、磁気的な吸引力とをダイヤフラム１２の推力とすることができる。
【０１４８】
（容積型ポンプの変形例）
次に、図２３を参照して、容積型ポンプの変形例を説明する。上記の実施の形態では、流入側流路９に給電によって駆動されるアクティブバルブ４が配置されているが、パッシブバルブを配置することができる。図２３はアクティブバルブ４に代えてパッシブバルブを配置した変形例の容積型ポンプの縦断面図である。なお、本例の容積型ポンプ１Ａは上記の実施の形態の容積型ポンプ１と同様の構成を備えているので、対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４９】
容積型ポンプ１Ａでは、上側ハウジング２１の上端面の右側部分から流入管６が突出している。流入管６の上端は流体入口６ａとなっている。上側ハウジング２１の下端面の右側部分には、上方に窪む円形の第５凹部７１が設けられている。第５凹部７１の天井面の中央部分には流入管６に連通する第４流路７２の下端開口７２ａが露出している。
【０１５０】
下側ハウジング２２の上端面の右側部分には上側ハウジング２１の第５凹部７１と嵌合する円形の第２上側突出部７３が形成されている。第２上側突出部７３の中央部分には、下方に窪む円形の第６凹部７４が形成されている。第２上側突出部７３は第５凹部７１に嵌め込まれており、上側ハウジング２１の第５凹部７１と下側ハウジング２２の第６凹部７４によって流入管６と同軸に流入側弁室７５が形成されている。第２上側突出部７３の外周面と第５凹部７１の内周面との間にはＯリング７６が配置されている。流入側弁室７５内にはパッシブバルブ７７が構成されている。
【０１５１】
下側ハウジング２２の流入側弁室７５と弁室１３との間には、ハウジング内流路７８が形成されている。ハウジング内流路７８は、流入側弁室７５から下方に延びる第１流路部分７９と、第１流路部分７９の下端から装置幅方向を弁室１３の側に向かって延びる第２流路部分８０と、第２流路部分８０の左端から上方に延びる第３流路部分８１を備えている。第１流路部分７９の上端開口７９ａは流入側弁室７５の円形底面７５ａの中央部分に露出しており、第３流路部分８１の上端開口８１ａは弁室１３の円形底面１３ａの中央部分に露出している。ポンプ室８は下側ハウジング２２の装置幅方向の中央部分に形成されており、第２流路部分８０の装置幅方向の中央部分はポンプ室８の上端部分に連通している。ポンプ室８の下方には電磁式直動アクチュエータ３が配置されている。
【０１５２】
パッシブバルブ７７は、第４流路７２の下端開口７２ａが形成されている弁座８２と、この弁座８２に流体の流通方向の下流側から当接して下端開口７２ａ塞いでいる弁体８３と、弁体８３と流入側弁室７５の円形底面７５ａとの間に挿入され、弁体８３を所定の付勢力で弁座８２に付勢している付勢部材を備えている。ここで、弁座８２は流入側弁室７５の円形天井面７５ｂであり、付勢部材は圧縮コイルバネ８４である。なお、弁体８３は逆止弁１１の弁体１１２と同様の構成を備えており、圧縮コイルバネ８４は逆止弁１１の圧縮コイルバネ１１３と同様の構成を備えているので、その説明を省略する。
【０１５３】
ここで、パッシブバルブ７７は、ポンプ室８の容積が拡大されることによりポンプ室８に負圧が発生した場合などに、流入側流路９において圧縮コイルバネ８４による所定の付勢力以上の所定圧力が流出方向にかかると第４流路７２の下端開口７２ａを開く。また、流入側流路９に流出方向とは反対方向に圧力がかかったときに上端開口７９ａを閉じる。
【０１５４】
なお、ポンプ室８の容積を変化させるための可動体としては、ダイヤフラム１２以外のものを用いることができる。例えば、シリンダのように、ポンプ室８の底面を移動体３３の移動に伴って昇降させるように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１５５】
１・１Ａ・容積型ポンプ、２・ポンプユニット、３・電磁式直動アクチュエータ、４・アクティブバルブ、５・流出管、５ａ・流体出口、６・流入管、６ａ・流体入口、８・ポンプ室、９・流入側流路、１０・流出側流路、１１・逆止弁、１２・ダイヤフラム（可動体）、１２ａ・接続部、１３・弁室、１３ａ・円形底面、１３ｂ・円形天井面、１４・１５・Ｏリング、２１・上側ハウジング、２２・下側ハウジング、３０・アクチュエータケース、３１・上側ケース、３２・下側ケース、３２ａ・上端面、３３・移動体、３３Ａ・上昇位置、３３Ｂ・下降位置、３４・固定体、３５・第１固定体、３６・第２固定体、３７・ヨーク、３８・駆動コイル、３８ａ・外周面部分、３９・スペーサ、４０・ガイド機構、４１・胴部、４２・オリフィス構成部、４３・弁体、４３Ａ・閉鎖位置、４３Ｂ・開放位置、４４・弁座、４５・流体流路、４６・駆動コイル、４７・コイルボビン、４８・ヨーク、４９・ゴムパッキン、５０・押さえ板、７１・第５凹部、７２・第４流路、７２ａ・下端開口、７３・第２上側突出部、７４・第６凹部、７５・流入側弁室、７５ａ・円形底面、７５ｂ・円形天井面、７６・Ｏリング、７７・パッシブバルブ、７８・ハウジング内流路、７９・第１流路部分、７９ａ・上端開口、８０・第２流路部分、８１・第３流路部分、８１ａ・上端開口、８２・弁座、８３・弁体、８３ａ・外周面部分、８４・圧縮コイルバネ、１１１・弁座、１１２・弁体、１１２ａ・閉鎖部、１１２ｂ・円環状突部、１１２ｃ・位置決め部、１１３・圧縮コイルバネ、１１３ａ・下端開口、２１１・第１凹部、２１２・第１流路、２１２ａ・下端開口、２２１・上側突出部、２２２・第２凹部、２２３・下側突出部、２２４・第３凹部、２２４ａ・天井面、２２５・第２流路、２２５ａ・下端開口、２２５ｂ・上端開口、２２６・第４凹部、２２６ａ・大径部、２２６ｂ・小径部、２２６ｃ・上端部分、２２７・第３流路、３１１・上板、３１２〜３１５・側板、３１６・接続部、３１６ａ・貫通孔、３１６ｂ・段部、３１７・係合凹部、３１８・ガイド溝、３１８ａ・上端縁、３２２・凹部、３２３・溝、３２４・貫通孔、３２５・係合突起、３３１・３３１Ａ・３３１Ｂ、マグネット、３３１ａ・３３１ｂ・３３１ａ´・３３１ｂ´・磁極面、３３１ｃ・上端面、３３２・マグネットホルダ、３３２ａ・縦枠部、３３２ｂ・上側枠部、３３２ｃ・下側枠部、３３３・ガイド突部、３３４・接続部、３３５・ガイド軸、３７１・軸部、３７２・第１突部、３７３・第２突部、４２１・円柱形状部分、４２２・フランジ部分、４２３・オリフィス、４２３ａ・下端開口、４２４・円環状凹部、４３１・パイプ、４３２・マグネット、４３３・磁性板、４３４・磁性板、４３５・蓋板、４３６・底板、４３７・ゴムシート、４７１・係合凹部、４７２・筒状胴部、４７３・フランジ部、４７４・突状部、Ｄ１・第１方向、Ｄ２・第２方向、Ｉ１〜Ｉ３・励磁電流、Ｐ１〜Ｐ３・区間、Ｓ１・Ｓ２・パルス幅、ｔ０・工程開始時点、ｔ１・工程終了時点、ｔ２・切替時点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ室の容量を変化させるための可動体を電磁式直動アクチュエータによって駆動する容積型ポンプの駆動制御方法に関する。より詳細には、消費電力を低減することができる容積型ポンプの駆動制御方法および容積型ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ室の容積を拡大してポンプ室内に流体を吸引し、ポンプ室の容積を縮小することにより、吸引した流体をポンプ室から吐出する容積型ポンプが知られている。このような容積型ポンプは、ポンプ室の容積を変化させるためのダイヤフラムなどの可動体と、可動体を往復動させる電磁式直動アクチュエータを有している。
【０００３】
特許文献１に記載の容積型ポンプでは、電磁式直動アクチュエータは筒状の駆動コイルと、駆動コイルの内側に挿入された磁性材料からなる移動体と、駆動コイルの軸線方向の両側に配置されたマグネットを備えている。駆動コイルへの給電が行なわれて電磁式直動アクチュエータが励磁されると、駆動コイルおよび移動体が電磁コイルとして機能して、電磁コイルとマグネットの吸引力または反発力によって移動体が軸線方向へ移動する。可動体は移動体に取り付けられており、移動体の移動によって変位させられてポンプ室の容積を変化させる。駆動コイルへの給電が停止した電磁式直動アクチュエータの消磁状態においては、移動体は、駆動コイルの軸線方向の両側に配置されたマグネットとの磁気的な吸引力によって、第１位置または当該第１位置と移動体の移動方向で離間している第２位置に保持される。第１位置では可動体はポンプ室の容積を最小としており、第２位置では可動体はポンプ室の容積を最大としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６３５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、容積型ポンプの消費電力を低減させるためには、電磁式直動アクチュエータを励磁する際の消費電力を抑えることが必要となる。しかし、電磁式直動アクチュエータの消費電力を抑えることが可能な容積型ポンプの駆動制御方法は提案されていないのが現状である。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、消費電力を低減することができる容積型ポンプの駆動制御方法および容積型ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、電磁式直動アクチュエータを用いてポンプ室の容積を変化させる可動体を駆動する容積型ポンプの駆動制御方法であって、
前記可動体に接続されている前記電磁式直動アクチュエータの移動体を、前記電磁式直動アクチュエータを励磁することにより発生する電磁力によって、前記ポンプ室の容積が第１容積となる第１位置および当該ポンプ室の容積が前記第１容積よりも大きい第２容積となる第２位置の間で直線往復移動させ、
前記移動体を前記第１位置から前記第２位置に向けて移動させる第１移動工程、或いは、前記移動体を前記第２位置から前記第１位置に向けて移動させる第２移動工程において、前記電磁式直動アクチュエータに対して、連続して、或いは、間歇的に励磁電流を印加
し、
印加される前記励磁電流の電流値を、前記第１移動工程或いは前記第２移動工程の工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、電磁式直動アクチュエータにおいて、移動体を第１位置から第２位置に向けて移動させる第１移動工程、或いは、移動体を第２位置から第１位置に向けて移動させる第２移動工程において、電磁式直動アクチュエータに印加する励磁電流を、工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させる。この結果、第１移動工程或いは第２移動工程において一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータに印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。また、励磁電流を間歇的に印加すれば、励磁電流を連続して印加する場合よりも、さらに、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。
【０００９】
本発明において、前記励磁電流を、前記工程開始時点から段階的に減少させるか、或いは、前記工程開始時点から漸減させることができる。
【００１０】
この場合において、例えば、前記励磁電流を、前記工程開始時点から３段階で減少させることができる。
【００１１】
また、この場合において、前記工程開始時点から３段階目の前記励磁電流の電流値を零とすれば、一層の省電力化が図れる。
【００１２】
本発明において、前記第１移動工程或いは前記第２移動工程における前記工程開始時点から工程終了時点までの間に切替時点を設定し、前記切替時点から前記工程終了時点までの間において、それまでの励磁電流とは逆極性の励磁電流を連続して、或いは、間歇的に印加してもよい。
【００１３】
このようにしても、移動体を第１位置と第２位置の間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータに印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。ここで、切替時点から逆極性の励磁電流を印加すると、移動体を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生するので、移動体の移動速度が低下する。すなわち、移動体が第１位置から第２位置に向けて移動する際には、第２位置の近傍で移動体の移動速度が低くなり、移動体が第２位置から第１位置に向けて移動する際には、第１位置の近傍で移動体の移動速度が低くなる。この結果、移動体を第１位置及び第２位置の間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【００１４】
この場合において、前記切替時点から、前記逆極性の前記励磁電流の電流値の絶対値を時間経過に連れて所定の増大形態で増大させてもよい。
【００１５】
また、この場合において、前記切替時点から、前記逆極性の前記励磁電流の電流値の絶対値を、段階的に増大させるか、或いは、漸増させることができる。
【００１６】
この場合において、前記工程開始時点から前記工程終了時点までの前記励磁電流の電流波形を、前記工程開始時点および前記工程終了時点において電流値の絶対値が最大となる余弦波とすることが望ましい。すなわち、電流波形が余弦波となる励磁電流を印加する電流制御回路は簡易に実現できるので、容積型ポンプを駆動制御するための駆動回路を簡易に構成することができる。また、このような電流波形の励磁電流を供給すれば、移動体の動きが滑らかなものとなる。
【００１７】
また、この場合において、前記第１移動工程および前記第２移動工程を連続して繰り返し行い、前記励磁電流を間歇的に印加し、前記印加される前記励磁電流のパルス幅を、前記工程開始時点を含む時点において最大とし、前記切替時点に向けて漸減させ、当該切替時点から前記工程終了時点に向けて漸増させることが望ましい。すなわち、励磁電流を間歇的に印加すれば、励磁電流を連続して印加している場合と比較して、消費電力を抑制する効果が向上する。また、このようにすれば、印加する励磁電流のパルス幅を一定幅とした場合と比較して、移動体の移動が滑らかなものとなる。
【００１８】
本発明において、前記電磁式直動アクチュエータの消磁状態においては、マグネットによる磁力により、前記移動体を前記第１位置または前記第２位置に選択的に保持しておくことが望ましい。このようにすれば、第１移動工程においては、移動体を磁気的な吸引力に抗して第１位置から第２位置の側に離間させる必要があるので、工程開始時点の励磁電流は大きなものとなる。しかし、移動体が第１位置から離れた後には磁気的な吸引力は距離の二乗に反比例して弱まる。また、その一方で、移動体が第２位置に近づくに従って、移動体を第２位置に保持する磁気的な吸引力が距離の二乗に反比例して強まる。従って、励磁電流を、工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させることにより、移動体を第２位置まで移動させることができる。また、切替時点から、それまでとは逆極性の励磁電流を印加しても、移動体を第２位置まで到達させることができる。同様に、第２移動工程においても、励磁電流を工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させながら移動体を第１位置まで移動させることができる。また、切替時点からそれまでとは逆極性の励磁電流を印加しても、移動体を第２位置まで到達させることができる。この結果、移動体を第１位置と第２位置の間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータに印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。
【００１９】
次に、本発明は、上記の駆動制御方法によって駆動制御される容積型ポンプであって、
前記電磁式直動アクチュエータは、
アクチュエータケースと、
前記アクチュエータケースによって直動可能に支持されている移動体と、
磁極面が前記移動体の移動方向に平行になるように前記移動体に取り付けた前記マグネットと、
前記アクチュエータケースに取り付けられているヨークと、
前記マグネットの前記磁極面に一定のギャップで対峙する対峙面が形成されるように、前記移動体の移動方向と直交する方向で前記ヨークに巻き回されている駆動コイルとを有し、
前記ヨークは、前記移動体が前記第１位置に位置する状態において前記マグネットとのギャップが最小になる第１突部と、前記移動体が前記第２位置に位置する状態において前記マグネットとのギャップが最小になる第２突部とを備えており、
前記可動体は、前記移動体に取り付けられていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、マグネットは、移動体の移動方向と平行な磁極面を備え、駆動コイルは移動体の移動方向と直交する方向に巻き回された状態でマグネットの磁極面と対向している。従って、電磁式直動アクチュエータを励磁すると、駆動コイルを流れる励磁電流の向きとマグネットの磁界の方向とが直交してローレンツ力が発生する。ここで、ローレンツ力を利用すれば、駆動コイルおよびヨークを電磁コイル（電磁石）として機能させて移動体および可動体の推力を得る場合と比較して小さな励磁電流で所望の推力を得ることができる。また、駆動コイルはヨークに巻き回されているので、電磁式直動アクチュエータを励磁すると、駆動コイルおよびヨークは電磁コイル（電磁石）として機能し、電磁コイルとマグネットとの間に電磁的な吸引力および電磁的な反発力が発生する。この結果、ローレンツ力と、電磁的な吸引力または電磁的な反発力とを可動体の推力とすることができるので、駆動コイルに供給する励磁電流を小さくできる。
【００２１】
本発明において、前記可動体は、ダイヤフラムであり、前記第１位置では、前記ポンプ室の容積が最小となり、前記第２位置では、前記ポンプ室の容積が最大となることが望ましい。このようにすれば、電磁式直動アクチュエータによって容積型ポンプを効率良く駆動できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電磁式直動アクチュエータにおいて、移動体を第１位置から第２位置に向けて移動させる第１移動工程、或いは、移動体を第２位置から第１位置に向けて移動させる第２移動工程において、電磁式直動アクチュエータに印加する励磁電流を、工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させる。この結果、第１移動工程或いは第２移動工程において一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータに印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。また、励磁電流を間歇的に印加すれば、励磁電流を連続して印加する場合よりも、さらに、容積型ポンプの消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した容積型ポンプの外観斜視図である。
【図２】図１の容積型ポンプの縦断面図である。
【図３】図１の容積型ポンプの分解斜視図である。
【図４】移動体が上昇位置にある状態の電磁式直動アクチュエータ周辺の部分断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ´線における電磁式直動アクチュエータの断面図である。
【図６】電磁式直動アクチュエータの駆動制御および動作を説明するための説明図である。
【図７】移動体が下降位置にある状態の電磁式直動アクチュエータ周辺の部分断面図である。
【図８】電磁式直動アクチュエータへの励磁電流の電流値を示すタイムチャートである。
【図９】移動体の位置と推力との関係を検証したグラフである。
【図１０】ダイヤフラムの反力を考慮した状態における移動体の位置と推力との関係を検証したグラフである。
【図１１】弁室周辺の部分断面図である。
【図１２】流入側流路を閉じている状態のアクティブバルブ周辺の部分断面図である。
【図１３】アクティブバルブの弁体に働く力を説明するための説明図である。
【図１４】流入側流路を開いている状態のアクティブバルブ周辺の部分断面図である。
【図１５】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例１〜３を示すタイムチャートである。
【図１６】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例４を示すタイムチャートである。
【図１７】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例５を示すタイムチャートである。
【図１８】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例６を示すタイムチャートである。
【図１９】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例７を示すタイムチャートである。
【図２０】電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の制御の変形例８を示すタイムチャートである。
【図２１】変形例の電磁式直動アクチュエータを説明するための説明図である。
【図２２】別の変形例の電磁式直動アクチュエータを説明するための説明図である。
【図２３】変形例の容積型ポンプの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面を参照しながら、本発明を適用した容積型ポンプを説明する。
【００２５】
（全体構成）
図１は、本発明を適用した容積型ポンプの外観斜視図である。図２は図１の容積型ポンプの縦断面図である。容積型ポンプ１は、ポンプユニット２と、このポンプユニット２の下方に並列に配置された電磁式直動アクチュエータ３およびアクティブバルブ４を備えている。なお、以下の説明では、電磁式直動アクチュエータ３およびアクティブバルブ４が並んでいる方向を装置幅方向（図１では左右方向として示す）とし、この装置幅方向および上下方向と直交する方向を装置前後方向とする。電磁式直動アクチュエータ３は装置幅方向の左側に配置されており、アクティブバルブ４は装置幅方向の右側に配置されている。
【００２６】
ポンプユニット２の左側部分には上方に突出する流出管５が設けられており、流出管５の上端開口は流体出口５ａとなっている。アクティブバルブ４の下方には、流入管６が設けられており、流入管６の下端開口は流体入口６ａとなっている。電磁式直動アクチュエータ３およびアクティブバルブ４は駆動制御部７によって駆動制御される。
【００２７】
図２に示すように、ポンプユニット２の内部にはポンプ室８が形成されている。流体入口６ａとポンプ室８の間には流入側流路９が形成されており、流入側流路９には、この流入側流路９を開閉するアクティブバルブ４が配置されている。ポンプ室８と流体出口５ａの間には流出側流路１０が形成されている。流出側流路１０には流体の逆流を防止するための逆止弁１１が配置されている。
【００２８】
ポンプ室８の底面はダイヤフラム（可動体）１２によって規定されており、電磁式直動アクチュエータ３によってダイヤフラム１２を往復動させることによりポンプ室８の容積が変化する。すなわち、容積型ポンプ１は、アクティブバルブ４を開けてポンプ室８の容積を拡大することによって流体入口６ａからポンプ室８に流体を吸引し、アクティブバルブ４を閉めてポンプ室８の容積を縮小することによってポンプ室８に吸引した流体を流体出口５ａから吐出する。
【００２９】
（ポンプユニット）
図３は容積型ポンプ１の分解斜視図である。図２、図３を参照して、ポンプユニット２を説明する。ポンプユニット２は、上側ハウジング２１と、上側ハウジング２１の下方に配置された下側ハウジング２２を有している。
【００３０】
上側ハウジング２１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂から形成されている。流出管５は、上側ハウジング２１の上端面の左側部分から上方に突出している。上側ハウジング２１の下端面の左側部分には、図２に示すように、上方に窪む円形の第１凹部２１１が設けられている。第１凹部２１１の天井面の中央部分には流出管５に連通する第１流路２１２の下端開口２１２ａが露出している。
【００３１】
下側ハウジング２２は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂から形成されている。上端面の左側部分には上側ハウジング２１の第１凹部２１１と嵌合する円形の上側突出部２２１が形成されている。上側突出部２２１の中央部分には、下方に窪む円形の第２凹部２２２が形成されている。上側突出部２２１は第１凹部２１１に嵌め込まれており、上側ハウジング２１の第１凹部２１１と下側ハウジング２２の第２凹部２２２によって流出管５と同軸に弁室１３が形成されている。上側突出部２２１の外周面と第１凹部２１１の内周面との間にはＯリング１４が配置されている。弁室１３内には逆止弁１１が構成されている。
【００３２】
下側ハウジング２２の左側部分の下面には、円形の下側突出部２２３が形成されている。下側突出部２２３の中心には、上方に窪む円形の第３凹部２２４が設けられている。第３凹部２２４の天井面２２４ａは中心部分に向かって上方に傾斜するテーパー面となっており、中心部分には、弁室１３に連通している第２流路２２５の下端開口２２５ａが露出している。第２流路２２５の上端開口２２５ｂは弁室１３の円形底面１３ａの中央部分に露出している。第３凹部２２４の天井面２２４ａおよび内周側面は、ポンプ室８の天井面および内周面を規定している。ポンプ室８、第２流路２２５、弁室１３、第１流路２１２、および流出管５は同軸上に形成されており、第２流路２２５、弁室１３、第１流路２１２、流出管５によって流出側流路１０が構成されている。
【００３３】
下側突出部２２３の下方にはポンプ室８の底面を規定するダイヤフラム１２が配置されている。ダイヤフラム１２は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）などからなるゴム製の弾性体であり、上方から見たときに円形の平面形状を備えている。ダイヤフラム１２は、中央部分と外周縁部分が厚肉に形成されており、中央部分と外周縁部分との間には、上方に膨らむように湾曲する一定厚さの連結膜部分を備えている。ダイヤフラム１２の中央部分の下側部分には、電磁式直動アクチュエータ３を接続する接続部１２ａが設けられている。
【００３４】
電磁式直動アクチュエータ３は、下側突出部２２３の外周側を利用して下側ハウジング２２に取り付けられている。電磁式直動アクチュエータ３が取り付けられると、ダイヤフラム１２は、その外周縁部分が、下側突出部２２３の円環状下端面と、電磁式直動アクチュエータ３との間に挟まれた状態となり、固定される。
【００３５】
下側ハウジング２２の右側部分の下面には、上方に窪む円形の第４凹部２２６が形成されている。第４凹部２２６は下側から、扁平な大径部２２６ａと、大径部分よりも小径の小径部２２６ｂを備えている。第４凹部２２６にはアクティブバルブ４の上端側部分がＯリング１５を介して挿入されている。
【００３６】
アクティブバルブ４を第４凹部２２６に挿入した状態では小径部２２６ｂの上端部分２２６ｃには空間が形成されるようになっており、この上端部分２２６ｃとポンプ室８の間には、これらの間を連通させる第３流路２２７が形成されている。第３流路２２７の右端開口は小径部２２６ｂの上端部分２２６ｃの内周側面に露出しており、第３流路２２７の左端開口は、ポンプ室８の天井面および第２流路２２５の下端部分に露出している。
【００３７】
（電磁式直動アクチュエータ）
図１、図３〜図５を参照して電磁式直動アクチュエータ３を説明する。図４は移動体３３が上昇位置にある状態の電磁式直動アクチュエータ３の周辺の部分断面図である。図５は図４のＡ−Ａ´線における電磁式直動アクチュエータ３の断面図である。
【００３８】
図１に示すように、電磁式直動アクチュエータ３は、全体として直方体をしているアクチュエータケース３０を有している。アクチュエータケース３０は、図３に示すように、下端が開口となっている箱型の上側ケース３１と、上側ケース３１の下端の開口を閉鎖するように取り付けられている下側ケース３２を備えている。上側ケース３１および下側ケース３２の内部には、上下方向に直動可能な移動体３３と、この移動体３３を移動させるための固定体３４が配置されている。移動体３３はその上端部分がダイヤフラム１２の接続部１２ａに固定されており、移動体３３が上下方向に往復移動すると、ダイヤフラム１２は上下方向に往復動してポンプ室８の容積を変化させる。固定体３４は、装置幅方向において移動体３３の左側に配置されている第１固定体３５と、右側に配置されている第２固定体３６を備えている。
【００３９】
移動体３３は、図３に示すように、側面がこの移動体３３の移動方向と平行になるように配置された直方体形状のマグネット３３１を備えている。マグネット３３１は２極着磁されており、装置幅方向を向いている左右の側面が異なる極に着磁された磁極面３３１ａ、３３１ｂとなっている。本実施形態では、磁極面３３１ａがＳ極に着磁され、磁極面３３１ｂがＮ極に着磁されている（図６参照）。また、移動体３３は、マグネット３３１の磁極面３３１ａ、３３１ｂを除く外周面部分を保持しているマグネットホルダ３３２を備えている。
【００４０】
マグネットホルダ３３２は、マグネット３３１の前後の側面を装置前後方向から保持している前後の縦枠部３３２ａと、前後の縦枠部３３２ａの上端部を連結している上側枠部３３２ｂと、前後の縦枠部３３２ａの下端部を連結している下側枠部３３２ｃを備えている。前後の縦枠部３３２ａには、それぞれ、磁極面３３１ａ、３３１ｂと平行に突出するガイド突部３３３、３３３が設けられている。各ガイド突部３３３は直方体形状をしており、上下方向に所定の長さ寸法を備えている。上側枠部３３２ｂには、ダイヤフラム１２との接続部３３４が上方に突出するように設けられている。下側枠部３３２ｃには、下方に突出するガイド軸３３５が設けられている。
【００４１】
第１固定体３５および第２固定体３６は、それぞれ、ヨーク３７、３７およびヨーク３７、３７に巻き回されている駆動コイル３８、３８を備えている。図５に示すように、第１固定体３５は、その駆動コイル３８が移動体３３の磁極面３３１ａと一定のギャップを開けて対向するように配置されており、第２固定体３６は、その駆動コイル３８が磁極面３３１ｂと一定のギャップを開けて対向するように配置されている。
【００４２】
図４に示すように、各ヨーク３７、３７は、それぞれ、上下方向に延びる軸部３７１と、軸部３７１の上端部分から内側に突出している第１突部３７２、３７２、および、軸部３７１の下端部分から内側に突出している第２突部３７３、３７３を備えている。
【００４３】
各駆動コイル３８、３８は、ヨーク３７、３７における第１突部３７２、３７２と第２突部３７３、３７３との間の部位に、移動体３３の移動方向（上下方向）と直交する方向に巻き回されている。図５に示すように、各駆動コイル３８、３８は、移動体３３の移動方向と直交する平面による断面形状が長方形となっており、断面形状の一方の長辺となっている外周面部分３８ａ、３８ａがマグネット３３１の各磁極面３３１ａ、３３１ｂと対向している。
【００４４】
ここで、移動体３３のマグネット３３１の装置前後方向の幅寸法は、外周面部分３８ａ、３８ａの装置前後方向の幅寸法よりも短く設定されている。また、移動体３３のマグネット３３１の上下方向の長さ寸法ａは、各ヨーク３７、３７における第１突部３７２、３７２と第２突部３７３、３７３との間の長さ寸法ｂよりも短い長さ寸法とされている（図４参照）。マグネット３３１の長さ寸法ａは、上下方向において所定の移動範囲を移動体３３が移動した際、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２、第２突部３７３、３７３との間で磁気的な吸引力が働かない、または磁気的な吸引力の影響が小さい領域を有するようになっている。具体的には、この領域は、図９に示すグラフにおいて変位量０ｍｍ、推力０ｍＮを通過するほぼ直線の範囲（変位量が−０．３ｍｍ〜０．２ｍｍあたり）である。
【００４５】
さらに、図３に示すように、各ヨーク３７、３７の下端部分は下側ケース３２によって保持されており、各ヨーク３７、３７の上端部分は枠状のスペーサ３９によって支持されている。これにより、第１固定体３５の駆動コイル３８と第２固定体３６の駆動コイル３８は、移動体３３の移動方向に沿って一定の間隔で維持されている。また、ヨーク３７、３７において、第１突部３７２、３７２および第２突部３７３、３７３の移動体３３側の端は、駆動コイル３８、３８の外周面部分３８ａ、３８ａよりも移動体３３の側に位置しており、軸部３７１、３７１から移動体３３の側に突出する第１突部３７２、３７２の突出量と第２突部３７３、３７３の突出量は同一になっている。
【００４６】
下側ケース３２は、扁平な直方体形状をしており、上端面にヨーク３７、３７の保持部となる一対の凹部３２２、３２２が形成されている。装置幅方向における一対の凹部３２２、３２２の間には装置前後方向に延びる溝３２３が形成されており、溝３２３の中央部分には円形の貫通孔３２４が形成されている。貫通孔３２４にはマグネットホルダ３３２のガイド軸３３５が挿入されている。装置幅方向における一対の凹部３２２、３２２の外側には上方に突出する一対の係合突起３２５が形成されている。
【００４７】
上側ケース３１は、図３に示すように、矩形の上板３１１と、上板３１１の四方の縁から下方に延びる４枚の側板３１２〜３１５を備えている。上板３１１には、その上端面から上方の突出する矩形の接続部３１６が設けられている。接続部３１６の中央部分には貫通孔３１６ａが形成されており、この貫通孔３１６ａの上端部分には外側に広がる段部３１６ｂが設けられている。下側ハウジング２２に電磁式直動アクチュエータ３が取り付けられた状態では、図４に示すように、段部３１６ｂの内側に下側ハウジング２２の下側突出部２２３が挿入され、下側突出部２２３の円環状下端面と段部３１６ｂの円環状端面との間にダイヤフラム１２の周縁部分が挟み込まれた状態となる。
【００４８】
装置幅方向で平行に延びている２枚の側板３１２、３１４には、上下方向に延びる係合凹部３１７、３１７が形成されている。上側ケース３１が下側ケース３２に被せられると、一対の係合突起３２５、３２５が側板３１２、３１４の係合凹部３１７、３１７と係合して上側ケース３１を下側ケース３２に固定する。
【００４９】
装置前後方向で平行に延びている２枚の側板３１３、３１５には、装置幅方向の中央部分の下端縁から一定の幅で上方に延びるガイド溝３１８、３１８が形成されている。ガイド溝３１８、３１８は、装置幅方向において第１固定体３５と第２固定体３６の中央に位置している。上側ケース３１が下側ケース３２に被せられる際には、図１に示すように、上側ケース３１の前後のガイド溝３１８、３１８に、移動体３３の前後のガイド突部３３３、３３３が挿入される。ここで、ガイド突部３３３、３３３およびガイド溝３１８、３１８は、移動体３３を、各磁極面３３１ａ、３３１ｂと各駆動コイル３８、３８の間のギャップを一定に維持した状態で上下方向に案内するガイド機構４０、４０を構成しており、移動体３３は、ガイド機構４０、４０によって、ポンプ室８、第２流路２２５、弁室１３、第１流路２１２および流出管５の軸線上を案内される。
【００５０】
各ガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａは、移動体３３の移動範囲の上限を規定している。すなわち、移動体３３が図４に示す上昇位置（第１位置）３３Ａよりも上方に移動しようとすると、各ガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａに各ガイド突部３３３、３３３が当接して、その移動を阻止する。上昇位置３３Ａでは、移動体３３のマグネット３３１の上端面３３１ｃは、各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２の上端面よりも下方に位置している。また、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置した状態では、ダイヤフラム１２は、ポンプ室８の容積を最小の第１容積としている。なお、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が上側ケース３１のガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａに当接することにより、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置決めされるように構成することもできる。すなわち、上端縁３１８ａ、３１８ａを、移動体３３の移動範囲の上限を規定する移動体位置決め部としての機能を備えるようにしてもよい。
【００５１】
また、下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａは、移動体３３の移動範囲の下限を規定している。すなわち、移動体３３は下降位置（第２位置）３３Ｂ（図７参照）よりも下方に移動しようとすると、各ガイド突部３３３、３３３が下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに当接して、その移動を阻止する。下降位置３３Ｂでは、移動体３３のマグネット３３１の下端面３３１ｄは、各ヨーク３７、３７の第２突部３７３、３７３の下端面よりも上方に位置している。また、移動体３３が下降位置３３Ｂに位置した状態では、ダイヤフラム１２は、ポンプ室８の容積を最大の第２容積に拡大させている。なお、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに当接することにより、移動体３３が下降位置３３Ｂに位置決めされるように構成することもできる。すなわち、上端面３２ａ、３２ａは、上述した上端縁３１８ａ、３１８ａと対をなし、移動体３３の移動範囲の下限を規定する移動体位置決め部としての機能を備えるようにしてもよい。
【００５２】
また、移動体３３が上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂとの間を移動する間、マグネットホルダ３３２から下方に延びているガイド軸３３５が貫通孔３２４に挿入された状態が維持される。これにより、移動体３３は移動方向に対して傾斜することなく、その姿勢が維持された状態で直動する。
【００５３】
（電磁式直動アクチュエータの駆動制御および動作）
図２、図６〜図１０を参照して、電磁式直動アクチュエータ３の駆動制御および動作を説明する。図６は電磁式直動アクチュエータ３の駆動制御および動作を説明するための説明図であり、移動体３３が上昇位置３３Ａにある状態を示している。図７は移動体３３が下降位置３３Ｂにある状態の電磁式直動アクチュエータ周辺の部分断面図である。図８は電磁式直動アクチュエータ３へ印加する励磁電流の電流値を示すタイムチャートであり、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂとの間で往復移動させる間における励磁電流の電流値を示している。図９は移動体３３の位置と推力との関係を駆動コイル３８、３８へ供給する励磁電流の電流値を変えて検証したグラフである。図９には移動体３３の位置とダイヤフラム１２から移動体３３に働く反力との関係を示すグラフも示してある。図１０はダイヤフラム１２の反力を考慮した状態において移動体３３の位置と推力との関係を駆動コイル３８、３８へ供給する励磁電流の電流値を変えて検証したグラフである。
【００５４】
なお、図９および図１０における変位量０ｍｍの位置では、移動体３３およびダイヤフラム１２は図２に示す位置にあり、移動体３３の移動方向（上下方向）でマグネット３３１の中心と駆動コイル３８、３８の中心とが一致している。変位量０．６ｍｍの位置では移動体３３は図６に示す上昇位置３３Ａに位置しており、変位量−０．６ｍｍの位置では移動体３３は図７に示す下降位置３３Ｂに位置している。また、図９において、推力０ｍＮ、変位量０ｍｍを通過する右上がりのグラフは駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていない状態で、移動体３３の各位置（変位）における推力を測定したものである。図９において、推力０ｍＮ、変位量０ｍｍを通過する右下がりグラフは、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていない状態で、移動体３３の各位置（変位）においてダイヤフラム１２から移動体３３に働く反力を測定したものである。電流値に付与された−の符合は励磁電流を流す方向を示すものであり、図６に示す第１方向Ｄ１に励磁電流を流すことを意味している。＋の符合は図６に示す方向とは反対の第２方向Ｄ２に励磁電流を流すことを意味している。また、推力に付与された符合は推力の働く方向を示すものであり、＋の符合は上方を示しており、−の符合は下方を示している。
【００５５】
まず、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていない状態では、移動体３３は、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２との磁気的な吸引力Ｆ１とダイヤフラム１２の反力Ｒ１の作用によって上昇位置３３Ａで停止しており、図６に示すように、上昇位置３３Ａに保持されている。
【００５６】
本例では、移動体３３が上昇位置３３Ａにあるときには、図９の電流値０ｍＡのグラフに示すように、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２との磁気的な吸引力Ｆ１によって約２００ｍＮの推力が上向きに発生している。一方、移動体３３が上昇位置３３Ａにあるときには、図６に示すように、ダイヤフラム１２はポンプ室８の容積を最小の第１容積に縮小しており、その中心部分が外周縁部分に対して上方に変位した状態となっている。従って、ダイヤフラム１２は約１００ｍＮの反力Ｒ１を下向きに発生させている。この結果、図１０に示すように、移動体３３は、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２との磁気的な吸引力Ｆ１からダイヤフラム１２の反力Ｒ１を差し引いた上向きの力（約１００ｍＮ）によって、上昇位置３３Ａで停止する。
【００５７】
次に、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる往動工程（第１移動工程）を行なう際には、駆動コイル３８、３８への給電を行なう。本例では、図６に示すように、移動体３３のマグネット３３１は、左側の磁極面３３１ａがＳ極に着磁されており、右側の磁極面３３１ｂがＮ極に着磁されている。従って、磁極面３３１ａと対向する左側の駆動コイル３８には、工程開始時点ｔ０から磁極面３３１ａと対向している外周面部分３８ａを構成している巻線部分を流れる励磁電流が装置前方から装置後方に向かう第１方向Ｄ１の励磁電流が流される。また、右側の磁極面３３１ｂと対向する右側の駆動コイル３８には、工程開始時点ｔ０から磁極面３３１ｂと対向している巻線部分を流れる励磁電流が装置前方から装置後方に向かう第１方向Ｄ１の励磁電流が流される。
【００５８】
ここで、駆動コイル３８、３８の外周側には移動体３３のマグネット３３１が位置しているので、給電によって駆動コイル３８、３８を流れる励磁電流の向きとマグネット３３１による磁界の向きが直交する。この結果、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれると、フレミングの左手の法則により、駆動コイル３８、３８とマグネット３３１の磁界との間に働くローレンツ力が、移動体３３を下方に移動させる力Ｆ２として働く。
【００５９】
また、アンペールの右ネジの法則により、駆動コイル３８、３８への給電によって、駆動コイル３８、３８およびヨーク３７、３７は電磁コイル（電磁石）として機能する。すなわち、移動体３３の左側に配置されている第１固定体３５は、上側をＳ極とし、下側をＮ極とする電磁コイルとして機能する。移動体３３の右側に配置されている第２固定体３６は、上側をＮ極とし、下側をＳ極とする電磁コイルとして機能する。この結果、移動体３３のマグネット３３１と、第１固定体３５および第２固定体３６の間には、上側において電磁的な反発力が発生し、下側において、電磁的な吸引力が発生する。これら電磁的な反発力および吸引力の合力Ｆ３は、移動体３３を下方に移動させる力Ｆ２とともに、移動体３３を下に向かって移動させるための推力となる。
【００６０】
移動体３３を下方に移動させる力Ｆ２および電磁的な反発力および吸引力の合力Ｆ３による推力は、図９において電流値０ｍＡのグラフと各電流値のグラフの推力の差として現れている。本例では、駆動コイル３８、３８へ−１０ｍＡの励磁電流を供給した場合には、電流値０ｍＡのグラフと電流値−１０ｍＡのグラフの差として現れているように、１００ｍＮ弱の下向きの推力が得られる。同様に、駆動コイル３８、３８へ−３０ｍＡの励磁電流を供給した場合には、２００ｍＮを超える下向きの推力が得られる。駆動コイル３８、３８へ−５０ｍＡの励磁電流を供給した場合には、３００ｍＮを超える下向きの推力が得られる。
【００６１】
ここで、本例では、移動体３３は、上昇位置３３Ａにおいて約１００ｍＮの上向きの力で上昇位置３３Ａに保持されている。従って、本例では、図１０に示すように移動体３３が上昇位置３３Ａから離れる第１区間Ｐ１では、図８に示すように駆動コイル３８、３８へ−３０ｍＡの第１励磁電流Ｉ１を供給して１００ｍＮを超える下向きの推力を発生させる。これにより、移動体３３は上昇位置３３Ａから離れて、下方に向かって移動する。
【００６２】
次に、移動体３３が上昇位置３３Ａから離れると、マグネット３３１が各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２から離れるので、図９の電流値０ｍＡのグラフに示すように、これらの間に働いていた磁気的な吸引力Ｆ１は距離の二乗に反比例して減少する。そして、移動体３３が変位量０．２ｍｍ〜−０．２ｍｍの範囲では、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２の間に磁気的な吸引力Ｆ１の影響をほとんど受けず、すなわち、磁気的な吸引力Ｆ１が実質的に零となる。
【００６３】
また、移動体３３が変位量０ｍｍの位置にあるときには、図２に示すように、ダイヤフラム１２は上下方向に変位していない。従って、図９のダイヤフラム１２からの反力Ｒ１（ダイヤフラム１２が有する弾性力）のグラフに示すように、ダイヤフラム１２から移動体３３へ反力Ｒ１が働かない状態となる。従って、移動体３３が変位量０ｍｍの位置の近傍を通過する第２区間Ｐ２では、移動体３３に対して僅かな推力を付与するだけで、移動体３３を下降させることが可能となる。
【００６４】
そこで、本例では、図８、図１０に示すように、移動体３３が変位量０ｍｍの位置の近傍を通過する第２区間Ｐ２では、駆動コイル３８、３８へ、第１励磁電流Ｉ１よりも小さな−１０ｍＡの第２励磁電流Ｉ２を供給することにより１００ｍＮ弱の下向きの推力を発生させ、これにより移動体３３を下降させる。なお、図４において、マグネット３３１の上下方向の寸法ａを第１突部３７２、３７２と第２突部３７３、３７３との間の寸法ｂよりも、さらに短く設定することにより、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２および第２突部３７３、３７３との間に働く磁気的な吸引力が実質的に零の状態となる第２区間Ｐ２を長くすることが可能である。
【００６５】
その後、移動体３３が下降位置３３Ｂに接近すると、マグネット３３１が第２突部３７３、３７３に接近するので、マグネット３３１と第２突部３７３、３７３との間の磁気的な吸引力Ｆ４が働き出し、その吸引力Ｆ４の大きさは距離の二乗に反比例して増加する。また、吸引力Ｆ４は下向きに働く力なので、吸引力Ｆ４が移動体３３を下に向かって移動させる推力となる。ここで、移動体３３が下降位置３３Ｂに接近すると、図７に示すようにダイヤフラム１２はその中心部分が外周縁部分に対して下方に変位した状態となるので、図９のダイヤフラム１２からの反力Ｒ１のグラフに示すように、ダイヤフラム１２から移動体３３への反力Ｒ１は上向きに働く。しかし、図９に示されるように、ダイヤフラム１２から移動体３３に働く反力Ｒ１は、マグネット３３１と第２突部３７３、３７３との間の磁気的な吸引力Ｆ４と比較して小さいので、移動体３３は吸引力Ｆ４によって下降位置３３Ｂまで下降する。
【００６６】
すなわち、本例では、移動体３３が下降位置３３Ｂに接近した第３区間Ｐ３では、吸引力Ｆ４のみによって移動体３３が下降する。従って、本例では、図８、図１０に示すように、移動体３３が下降位置３３Ｂに接近した第３区間Ｐ３においては、駆動コイル３８、３８へ供給する第３励磁電流Ｉ３を零とし、すなわち、駆動コイル３８、３８への給電を停止して吸引力Ｆ４のみによって移動体３３を下降させる。
【００６７】
しかる後に、移動体３３が図７に示す下降位置３３Ｂに至ると、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第２突部３７３、３７３との磁気的な吸引力Ｆ４と、移動体３３によって下方に変位させられたダイヤフラム１２からの反力Ｒ１とがバランスして、移動体３３が停止する。
【００６８】
下降位置３３Ｂでは、ダイヤフラム１２は、ポンプ室８の容積を最大の第２容積に拡大させる。すなわち、下降位置３３Ｂでは、容積型ポンプ１が作動し、電磁式直動アクチュエータ３が動作している場合において、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていないので、移動体３３のマグネット３３１と、各ヨーク３７、３７の第２突部３７３、３７３と間に磁気的な吸引力Ｆ４とダイヤフラム１２からの反力Ｒ１とが作用し、移動体３３が停止する。また、本例では、容積型ポンプ１が作動していない状態では、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれていないので、移動体３３は、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第２突部３７３、３７３との磁気的な吸引力Ｆ４とダイヤフラム１２の反力Ｒ１の作用によって、移動体３３は下降位置３３Ｂに保持される。
【００６９】
次に、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ移動させる復動工程（第２移動工程）では、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる間とは同様の力が反対方向に働く。従って、図８に示すように、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる往動工程とは反対の第２方向Ｄ２の第１〜第３励磁電流Ｉ１〜Ｉ３を、工程開始時点ｔ０からこの順番で駆動コイル３８、３８へ供給する。これにより、移動体３３は、給電によって発生するローレンツ力および電磁的な吸引力および電磁的な吸引力の合力、および、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２との間に磁気的な吸引力Ｆ１を推力として上昇し、上昇位置３３Ａに至る。本例では、往動工程と復動工程を連続して行なっているので、移動体３３が下降位置３３Ｂに到達した往動工程の工程終了時点ｔ１が、次の復動工程の工程開始時点ｔ０となっている。
【００７０】
その後、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置すると、マグネット３３１と各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２との磁気的な吸引力Ｆ１と、移動体３３によって上方に変位させられたダイヤフラム１２からの反力Ｒ１とがバランスして、移動体３３が停止する。また、本例では、容積型ポンプ１が作動していない状態では、駆動コイル３８、３８への給電が行なわれておらず、上昇位置３３Ａでは、移動体３３のマグネット３３１と、各ヨーク３７、３７の第１突部３７２、３７２と間に磁気的な吸引力Ｆ１が働いているので、移動体３３は上昇位置３３Ａに保持される。
【００７１】
ここで、図１０に示すように、本例では、移動体３３を確実に移動させるために、移動体３３が上昇位置３３Ａから変位量０．２ｍｍの位置へ移動するまでを第１区間Ｐ１として−３０ｍＡの第１励磁電流Ｉ１を供給している。移動体３３が変位量０．２ｍｍの位置から変位量−０．４ｍｍの位置へ移動するまでを第２区間Ｐ２として−１０ｍＡの第２励磁電流Ｉ２を供給している。移動体３３が変位量−０．４ｍｍを通過して下降位置３３Ｂに至るまでを第３区間Ｐ３として給電を停止している。
【００７２】
一方、図１０への記載は省略するが、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ移動させる際には、移動体３３が下降位置３３Ｂから変位量−０．２ｍｍの位置へ移動するまでを第１区間Ｐ１として３０ｍＡの第１励磁電流Ｉ１を供給し、移動体３３が変位量−０．２ｍｍの位置から変位量０．４ｍｍの位置へ移動するまでを第２区間Ｐ２として１０ｍＡの第２励磁電流Ｉ２を供給し、移動体３３が変位量０．４ｍｍを通過して上昇位置３３Ａに至るまでを第３区間Ｐ３として給電を停止している。
【００７３】
なお、本例では、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる際に、移動体３３が上昇位置３３Ａから変位量０．４ｍｍの位置へ移動するまでを第１区間Ｐ１として−３０ｍＡの第１励磁電流Ｉ１を供給し、移動体３３が変位量０．４ｍｍの位置から変位量０ｍｍの位置へ移動するまでを第２区間Ｐ２として−１０ｍＡの第２励磁電流Ｉ２を供給し、移動体３３が変位量０ｍｍを通過した後に給電を停止してもよい。このようにしても、移動体３３を下方に移動させる推力を得ることができるので、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させることができる。また、本例では、第３励磁電流Ｉ３を零としてあるが、移動体３３を確実に移動させるために、第３励磁電流Ｉ３として第２励磁電流Ｉ２よりも小さい第３励磁電流Ｉ３を駆動コイル３８、３８へ供給してもよい。例えば、第３励磁電流Ｉ３は、零に近い電流でもよい。
【００７４】
（逆止弁）
図１１は弁室１３周辺の部分断面図である。図１１に示すように、逆止弁１１は、第２流路２２５の上端開口２２５ｂが形成されている弁座１１１と、この弁座１１１に流体の流通方向の下流側から当接して上端開口２２５ｂを塞いでいる弁体１１２と、弁体１１２と弁室１３の円形天井面１３ｂとの間に挿入され、弁体１１２を所定の付勢力で弁座１１１に付勢している付勢部材を備えている。本実施形態では、付勢部材は圧縮コイルバネ１１３であり、弁座１１１は弁室１３の円形底面１３ａである。
【００７５】
弁体１１２は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）などのゴム製の弾性材料からなり、弁座１１１に対向している円形の平板形状の閉鎖部１１２ａと、この閉鎖部１１２ａの下面から下方に向けて突出する円環状突部１１２ｂとを備えている。円環状突部１１２ｂは閉鎖部１１２ａと同軸上に形成されており、弁座１１１において、第２流路２２５の上端開口２２５ｂの周りに当接している。円環状突部１１２ｂは、閉鎖部１１２ａの下面の外周縁から外側に向かって下方に傾斜するように形成されており、閉鎖部１１２ａから離れるのに従って厚さ寸法が減少するように先細りになっている。
【００７６】
また、弁体１１２は、閉鎖部１１２ａの弁座１１１とは反対側に位置する上面に、圧縮コイルバネ１１３の当接位置を位置決めするための位置決め部１１２ｃを備えている。位置決め部１１２ｃは圧縮コイルバネ１１３の下端開口１１３ａの内径に対応する外径を備える円柱形状の突部であり、円環状突部１１２ｂと同軸上に形成されている。
【００７７】
圧縮コイルバネ１１３は、上方に向かって内径の寸法が増加している。下端開口１１３ａの内径は、第２流路２２５の上端開口２２５ｂの開口径よりも大きく、位置決め部１１２ｃを挿入可能な大きさに設定されている。位置決め部１１２ｃに圧縮コイルバネ１１３の下端開口１１３ａを挿入した状態で逆止弁１１を弁室１３内に配置すると、圧縮コイルバネ１１３は、上端の円形端部が弁室１３の円形天井面１３ｂの第１流路２１２の下端開口２１２ａの周りに当接し、下端の円形端部が閉鎖部１１２ａの上面に当接し、圧縮された状態となる。これにより、圧縮コイルバネ１１３は、弁体１１２を弁座１１１に向けて付勢する。なお、圧縮コイルバネ１１３は、下端の円形端部が、閉鎖部１１２ａの上面において円環状突部１１２ｂと対応する位置またはその近傍に当接するように配置することが好ましい。
【００７８】
逆止弁１１は、ポンプ室８の容積がダイヤフラム１２によって縮小されることによりポンプ室８が高圧になった場合などに、流出側流路１０において圧縮コイルバネ１１３による所定の付勢力以上の所定圧力が流出方向にかかると、第２流路２２５の上端開口２２５ｂを開き、流出側流路１０を開き状態とする。また、流出側流路１０に流出方向とは反対方向に圧力がかかると、第２流路２２５の上端開口２２５ｂを閉じ、流出側流路１０を閉じ状態とする。
【００７９】
（アクティブバルブ）
次に、図２、図３、図１２を参照してアクティブバルブ４を詳細に説明する。図１２は流入側流路９を閉じている状態のアクティブバルブ４の周辺の部分断面図である。図３に示すように、アクティブバルブ４は、円筒形状の胴部４１と、胴部４１から上方に同軸で延びているオリフィス構成部４２と、胴部４１から下方に同軸で延びている流入管６を備えている。
【００８０】
オリフィス構成部４２は胴部４１よりも小径であり、流入管６はオリフィス構成部４２よりも小径である。流入管６は容積型ポンプ１の流入管６を兼ねるものであり、下流端が流体入口６ａとなっている。図２に示すように、アクティブバルブ４は、オリフィス構成部４２が下側ハウジング２２の第４凹部２２６の小径部２２６ｂに挿入され、胴部４１の上端部分が大径部２２６ａに挿入された状態で下側ハウジング２２に取り付けられている。
【００８１】
図１２に示すように、オリフィス構成部４２は、円柱形状部分４２１と、この円柱形状部分４２１の下端の外周側に形成された円環状のフランジ部分４２２を備えている。円柱形状部分４２１には、その中心軸に沿って上下方向に貫通するオリフィス４２３が形成されている。オリフィス４２３の下端開口４２３ａは円柱形状部分４２１の下端面に露出している。また、円柱形状部分４２１の下端面には、オリフィス４２３の下端開口４２３ａの周りに円環状凹部４２４が形成されており、これにより、オリフィス４２３の下端開口４２３ａの周縁は環状突部となっている。環状突部はオリフィス４２３の下端開口４２３ａを開閉する弁体４３の弁座４４となる。
【００８２】
胴部４１は、内側に、流入管６とオリフィス４２３とを連通させる流体流路４５を備えている。流体流路４５は、オリフィス４２３および流入管６と同軸上に設けられている。アクティブバルブ４が下側ハウジング２２に固定されると、第３流路２２７、第４凹部２２６の上端部分２２６ｃおよびアクティブバルブ４によって、ポンプ室８から流体入口６ａに至る流入側流路９が構成される。流体流路４５内には軸線方向に往復移動可能な状態で弁体４３が挿入されている。弁体４３はオリフィス４２３の流体流路４５の側の下端開口４２３ａを開閉することによって流入側流路９を開閉する。
【００８３】
弁体４３は、円柱形状をしている。弁体４３はステンレス製のパイプ４３１と、パイプ４３１の内側に上下方向に配列された円柱状の４つのマグネット４３２、隣り合うマグネット４３２との間に各々配置された３枚の円板状の磁性板４３３、上端および下端にそれぞれ配置された２枚の円盤状の磁性板４３４、上端の磁性板４３４の上に配置されたステンレス製の蓋板４３５、下端の磁性板４３４の下に配置されたステンレス製の底板４３６を備えている。なお、パイプ４３１、蓋板４３５、底板４３６として樹脂製のものを用いることもできる。蓋板４３５の上面には、円形のゴムシート４３７が接着等の方法で取り付けられている。ここで、隣り合うマグネット４３２は、互いに同一の極を相手方のマグネットの方に向けている。より詳細には、上端のマグネット４３２は上がＳ極、下がＮ極となるように配置されており、その下方に隣接配置されているマグネット４３２は上がＮ極、下がＳ極となるように配置されており、さらにその下方に配置されているマグネット４３２は上がＳ極、下がＮ極となるように配置されており、下端のマグネット４３２は上がＮ極、下がＳ極となるように配置されている。この結果、弁体４３では、磁性板４３３が位置する個所に磁力線が集中している。
【００８４】
流体流路４５は、弁体４３を駆動するための駆動コイル４６を巻き回しているコイルボビン４７の内側に形成されている。コイルボビン４７の外周側には円筒形のヨーク４８が配置されている。
【００８５】
コイルボビン４７は樹脂製であり、コイルボビン４７の上端部分にはオリフィス構成部４２を取り付けるための円環状の係合凹部４７１が形成されている。係合凹部４７１には、ゴムパッキン４９を介してオリフィス構成部４２のフランジ部分４２２が挿入されて固定される。オリフィス構成部４２の円柱形状部分４２１の外周側には円環状の押さえ板５０が上方から嵌め込まれており、この押さえ板５０がコイルボビン４７の上端面およびヨーク４８の上端面に固定されることにより、オリフィス構成部４２はコイルボビン４７およびヨーク４８に固定されている。押さえ板５０は磁性材料から形成されている。なお、押さえ板５０が磁性材料から形成されることで、押さえ板５０は、弁体４３に搭載されているマグネット４３２との間で磁気的な吸引力を発生することができるようになっている。
【００８６】
また、コイルボビン４７は、上下方向に延びる筒状胴部４７２と、筒状胴部４７２の外周面で拡径する６つのフランジ部４７３を備えている。コイルボビン４７の筒状胴部４７２および６つのフランジ部４７３によって囲まれた５つの空間は、駆動コイル４６が巻回される５つの巻線部となっている。
【００８７】
コイルボビン４７に巻回された５つの駆動コイル４６は、励磁電流の向きを逆にするために、隣り合う駆動コイル４６同士の巻回方向が逆である。また、５つの駆動コイル４６は、例えば、直列に電気的に接続される。或いは、軸線方向の内側に位置する３つの駆動コイル４６を並列に電気的に接続し、それらの接続部分に対して、軸線方向の両側の駆動コイル４６を直列に電気的に接続した構成を採用することもできる。また、本例では、上端および下端の駆動コイル４６の上下方向の寸法は、その間に位置している３つの駆動コイル４６の上下方向の寸法の１／２としてある。弁体４３において、上端および下端のマグネット４３２の上下方向の寸法は、その間の２つのマグネット４３２の上下方向の寸法の１／２としてある。この結果、弁体４３が弁座４４に当接して、オリフィス４２３の下端開口４２３ａを閉鎖している状態では、磁性板４３３および磁性板４３４は、いずれも上下方向において駆動コイル４６の中央位置に位置している。
【００８８】
ここで、弁体４３の外径寸法は、コイルボビン４７の筒状胴部４７２の内径寸法よりもわずかだけ小さく、弁体４３がコイルボビン４７の筒状胴部４７２の内側の空間内に挿入された状態では、弁体４３の外周側面とコイルボビン４７の筒状胴部４７２の内周面との間を流体が流れる。
【００８９】
（アクティブバルブの動作）
図１２〜図１４を参照してアクティブバルブ４の動作を説明する。図１３はアクティブバルブ４の弁体４３に働く力を説明するための説明図である。図１４は流入側流路９を開いている状態のアクティブバルブ４の周辺の部分断面図である。アクティブバルブ４は駆動制御部７によって駆動コイル４６への給電が制御されることにより、駆動制御される。
【００９０】
図１３に示すように、駆動コイル４６への給電が行なわれていない状態では、弁体４３は、弁体４３のマグネット４３２と押さえ板５０との磁気的な吸引力Ｆ５によって閉鎖位置４３Ａに保持されている。閉鎖位置４３Ａでは、弁体４３はコイルボビン４７の内側の流体流路４５を上端まで移動しており、弁体４３の上端面にあるゴムシート４３７が弁座４４に当接し、オリフィス４２３の下端開口４２３ａを塞いでいる。これにより流入側流路９は閉じ状態となる。また、弁体４３の磁性板４３３および磁性板４３４は、いずれも上下方向において駆動コイル４６の中央位置に位置している。
【００９１】
ここで、弁体４３は、オリフィス４２３の下端開口４２３ａが設けられている弁座４４よりも流体の流通方向の上流側に位置しており、オリフィス４２３と同軸に形成されている流体流路４５の中を流体の流通方向に移動するように構成されている。このため、流体入口６ａからアクティブバルブ４の中へ流れ込む流体の流体圧（背圧）が弁体４３を閉鎖位置４３Ａに向かって移動させる方向に力Ｆ６を働かせている。
【００９２】
次に、流入側流路９を開き状態とする際には、駆動コイル４６への給電を行なう。アクティブバルブ４では、マグネット４３２の外周側に筒状に巻き回された駆動コイル４６が配置されているので、給電によって駆動コイル４６を流れる励磁電流の向きとマグネット４３２による磁界の向きが直交する。この結果、図１４に示すように、駆動コイル４６への給電が行なわれると、マグネット４３２の磁束と駆動コイル４６との間に働くローレンツ力が弁体４３を閉鎖位置４３Ａから下方に移動させる力Ｆ７として働く。ここで、駆動コイル４６への給電の開始時点では、弁体４３の磁性板４３３および磁性板４３４は、いずれも上下方向において駆動コイル４６の中央位置に位置しており、駆動コイルと鎖交する磁界を効率よく形成しているので、力Ｆ７として大きな推力が発生する。従って、弁体４３は、図１３に示されている押さえ板５０との間の磁気的な吸引力Ｆ５および流体入口６ａからアクティブバルブ４内へ流れ込む流体の流体圧に起因する力Ｆ６に抗して下方の開放位置４３Ｂに移動する。
【００９３】
弁体４３が開放位置４３Ｂに移動すると、弁体４３が弁座４４から流体の流通方向の上流側に離れ、ゴムシート４３７がオリフィス４２３の下端開口４２３ａから離間する。これにより、流入側流路９は開き状態となる。開放位置４３Ｂでは、弁体４３は、その下端部がコイルボビン４７の内部に形成された突状部４７４に当接し、或いは当接せずにバランスして停止した開き位置に至る。開放位置４３Ｂでは、流体入口６ａから流入管６（流体通路４５）を介して流入した流体は、弁体４３の外周面とコイルボビン４７の筒状胴部４７２との間に流れ込み、下端開口４２３ａを介して、オリフィス４２３を通過し、ポンプ室８へ向かう。
【００９４】
また、流入側流路９を閉じ状態とする際には、駆動コイル４６への給電を停止する。駆動コイル４６への給電を停止すると、図１３に示されている押さえ板５０との間の磁気的な吸引力Ｆ５および流体入口６ａからアクティブバルブ４内へ流れ込む流体の流体圧に起因する力Ｆ６により、弁体４３は閉鎖位置４３Ａに移動し、弁体４３は弁座４４に当接し、上端のゴムシート４３７でオリフィス４２３の下端開口４２３ａを塞いだ状態に戻る。従って、流入側流路９は閉じ状態となる。
【００９５】
なお、流入側流路９を閉じ状態とする際には、弁体４３を閉じ位置から開き位置へ移動させる場合と反対方向の励磁電流を駆動コイル４６へ供給するようにしてもよい。このようにすれば、弁体４３は、弁体４３のマグネット４３２と駆動コイル４６との間に発生するローレンツ力、弁体４３と押さえ板５０との間の磁気的な吸引力Ｆ５および流体入口６ａからアクティブバルブ４内へ流れ込む流体の流体圧に起因する力Ｆ６によって上方に移動する。弁体４３が閉じ位置に至った後には、駆動コイル４６への給電を停止すれば、弁体４３は閉鎖位置４３Ａに保持される。
【００９６】
（容積型ポンプの動作）
次に、容積型ポンプ１の動作を説明する。容積型ポンプ１の電磁式直動アクチュエータ３とアクティブバルブ４とは、駆動制御部７によって同期して駆動制御される。
【００９７】
電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８およびアクティブバルブ４の駆動コイル４６に給電されていない状態では、図１２に示すように、アクティブバルブ４の弁体４３は閉鎖位置４３Ａに保持されており、アクティブバルブ４は流入側流路９を閉じ状態としている。また、電磁式直動アクチュエータ３の移動体３３は、図４に示すように、上昇位置３３Ａに保持されており、ダイヤフラム１２はポンプ室８の容積を最小の第１容積としている。逆止弁１１は、圧縮コイルバネ１１３の付勢力によって第２流路２２５の上端開口２２５ｂを塞ぎ、流出側流路１０を閉じ状態としている。
【００９８】
ポンプ室８内への流体の吸引が行なわれる際には、アクティブバルブ４の駆動コイル４６への給電によって弁体４３が閉鎖位置４３Ａから開放位置４３Ｂへ駆動され、流入側流路９が開き状態とされる。すなわち、アクティブバルブ４は図１４に示す状態となる。これと並行して、電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８、３８へ第１方向Ｄ１の給電が行なわれる。すなわち、第１方向Ｄ１の励磁電流が駆動コイル３８、３８に供給され、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ駆動される。この結果、図７に示すように、ポンプ室８の容積は最大の第２容積に拡大する。
【００９９】
移動体３３が下降してダイヤフラム１２が下方に変位すると、ポンプ室８には負圧が発生するので、流体はポンプ室８内に吸い込まれる。ポンプ室８内に負圧が発生した状態では、逆止弁１１は第２流路２２５の上端開口２２５ｂを閉鎖し、流出側流路１０を閉じ状態としている。
【０１００】
次に、ポンプ室８からの流体の吐出が行なわれる際には、アクティブバルブ４の駆動コイル４６への給電が停止される。この結果、図１３に示すように、弁体４３は開放位置４３Ｂから閉鎖位置４３Ａに上昇して、流入側流路９が閉じ状態となる。これと並行して、電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８、３８への給電が行なわれる。すなわち、流体の吸引時とは逆の第２方向Ｄ２の励磁電流が駆動コイル３８、３８に供給され、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ駆動される。この結果、図４、図６に示すように、ポンプ室８の容積は最小の第１容積に縮小する。
【０１０１】
ここで、ポンプ室８の容積が縮小されるとポンプ室８は高圧となるので、流出側流路１０では、圧縮コイルバネ１１３による弁体１１２の付勢力と対応する所定圧力以上の力が流出方向にかかる。この結果、流体は、弁体１１２を流出方向に移動させて、第２流路２２５の上端開口２２５ｂから流出し、流体出口５ａから吐出される。
【０１０２】
その後に容積型ポンプ１が待機状態となると、アクティブバルブ４の弁体４３は閉鎖位置４３Ａに保持され、アクティブバルブ４は流入側流路９を閉じ状態とする。また、電磁式直動アクチュエータ３の移動体３３は上昇位置３３Ａに保持され、ダイヤフラム１２は、ポンプ室８の容積を第１容積とする。逆止弁１１は、圧縮コイルバネ１１３の付勢力によって第２流路２２５の上端開口２２５ｂを塞ぎ、流出側流路１０を閉じ状態とする。
【０１０３】
（作用効果）
本例によれば、容積型ポンプ１を駆動制御する駆動制御部７は、電磁式直動アクチュエータ３の移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させてポンプ室８を拡大する往動工程では、駆動コイル３８に対して第１励磁電流Ｉ１、第１励磁電流Ｉ１よりも小さい第２励磁電流Ｉ２および第２励磁電流Ｉ２よりも小さい第３励磁電流Ｉ３をこの順番で供給している。また、駆動制御部７は、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ移動させてポンプ室８を縮小する復動工程では、駆動コイル３８、３８に対して第１励磁電流Ｉ１、第１励磁電流Ｉ１よりも小さい第２励磁電流Ｉ２、および第２励磁電流Ｉ２よりも更に小さい第３励磁電流Ｉ３をこの順番で供給している。従って、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で往復移動させる間に一定の大きさの電流を駆動コイル３８に供給し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を低減させることができる。また、本例では、第３励磁電流Ｉ３を零としてあるので、一層の省電力化が図られている。
【０１０４】
さらに、本例によれば、駆動コイル３８、３８に対して供給される励磁電流が、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに接近するのに伴って小さくなるので、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに移動させる際に一定の大きさの励磁電流を供給し続ける場合と比較して、下降位置３３Ｂの近傍における移動体３３の加速度を抑えることができる。従って、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が上側ケース３１のガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａに当接することにより、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置決めされるように構成した場合などにおいては、移動体３３とガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａの衝突の衝撃を抑制することができる。同様に、駆動コイル３８、３８に対して供給される励磁電流が、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに接近するのに伴って小さくなるので、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ向かって移動させる際に、上昇位置３３Ａの近傍における移動体の加速度を抑えることができる。従って、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに当接することにより、移動体３３が下降位置３３Ｂに位置決めされるように構成した場合などにおいては、移動体３３と下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａの衝突の衝撃を抑制することができる。この結果、衝突音を抑制することができるとともに、装置の寿命を延ばすことができる。
【０１０５】
また、本例によれば、電磁式直動アクチュエータ３の固定体３４は、移動体３３の移動方向と平行なマグネット３３１の磁極面３３１ａ、３３１ｂと対向し、移動体３３の移動方向と直交する方向に巻き回されている駆動コイル３８、３８を備えている。従って、駆動コイル３８、３８への給電を行なって電磁式直動アクチュエータ３を励磁すると、駆動コイル３８、３８を流れる励磁電流の向きと、マグネット３３１の磁界の方向とが直交して、ローレンツ力が発生する。また、駆動コイル３８、３８はヨーク３７、３７に巻き回されているので、駆動コイル３８、３８への給電を行なうと、駆動コイル３８、３８およびヨーク３７、３７は電磁コイル（電磁石）として機能し、電磁コイルとマグネット３３１との間に、電磁的な吸引力および電磁的な反発力が発生する。また、移動体３３の移動方向に延びているヨーク３７、３７の両端に第１突部３７２、３７２、第２突部３７３、３７３が設けられているので、直動する移動体３３がこれら第１突部３７２、３７２、第２突部３７３、３７３のいずれかに接近すると、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２、第２突部３７３、３７３との間に磁気的な吸引力が発生する。すなわち、容積型ポンプ１では、ローレンツ力と、電磁的な吸引力および電磁的な反発力と、磁気的な吸引力とをダイヤフラム１２の推力とすることができる。この結果、これら３つの力を用いて推力を得ることができるので、容積型ポンプ１によれば、ポンプ室８の容積を変化させるための可動体を効率よく駆動できる。よって、駆動コイル３８、３８に供給する励磁電流を抑えることができる。
【０１０６】
また、駆動コイル３８、３８への給電を停止して、電磁式直動アクチュエータ３を消磁状態とすると、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２または第２突部３７３、３７３との磁気的な吸引力によって移動体３３は上昇位置３３Ａまたは下降位置３３Ｂに選択的に保持される。従って、駆動コイル３８、３８への給電を行なわなくても、外部から加わる振動などにより移動体３３が移動してしまうことを防止できる。この結果、待機状態における電磁式直動アクチュエータ３の消費電力を抑えることができるので、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１０７】
（容積型ポンプの駆動制御方法の変形例）
上記の実施の形態では、電磁式直動アクチュエータへ供給する励磁電流の電流値を往動工程および復動工程のそれぞれにおいて３段階に制御しているが、励磁電流の電流値の制御はこれに限られるものではない。図１５、図１６は、変形例１〜４における電磁式直動アクチュエータへ印加する励磁電流の電流値を示すタイムチャートである。
【０１０８】
［変形例１］
例えば、図１５（ａ）に示すように、第１励磁電流Ｉ１と、第１励磁電流よりも小さい第２励磁電流Ｉ２を供給するように２段階に制御しても、消費電力を抑えることができる。なお、励磁電流を減少させる段階を４段階以上としても消費電力を抑えることができる。
【０１０９】
［変形例２］
また、図１５（ｂ）に示すように、励磁電流を時間の経過に連れて一定の割合で漸減させても、消費電力を抑えることができる。
【０１１０】
［変形例３］
さらに、図１５（ｃ）に示すように、励磁電流が時間経過に連れてカーブを描いて減少するように制御しても、消費電力を抑えることができる。
【０１１１】
［変形例４］
また、励磁電流を間歇的に印加し、印加される励磁電流の電流値を、往動工程および復動工程において、工程開始時点ｔ０から時間経過に連れて減少させてもよい。例えば、図１６に示す変形例４では、第１励磁電流Ｉ１と第２励磁電流Ｉ２をパルス波形で印加している。ここで、本例では、間歇的に印加される第１励磁電流Ｉ１と第２励磁電流Ｉ２の間に給電が行なわれていない区間が存在するが、この区間では、移動体３３は、当該移動体３３に働く慣性によって移動する。本例によれば励磁電流が間歇的に印加されるので、消費電力を抑制する効果が向上する。
【０１１２】
［変形例５］
図１７に示す変形例５では、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程、或いは、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程において、工程開始時点ｔ０から工程終了時点ｔ１までの間に切替時点ｔ２を設定している。そして、工程開始時点ｔ０から切替時点ｔ２までの間において励磁電流を時間経過に連れて段階的に減少させ、切替時点ｔ２から工程終了時点ｔ１までの間において、それまでの励磁電流とは逆極性の励磁電流を連続して印加している。
【０１１３】
本例では、上記の実施の形態の第３励磁電流Ｉ３として、第１励磁電流Ｉ１、第２励磁電流Ｉ２とは逆極性の励磁電流を供給している。より具体的には、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる往動工程では、図１０等に示す第３区間Ｐ３において、第１方向Ｄ１とは逆の第２方向Ｄ２に流れる１０ｍＡの第３励磁電流Ｉ３を供給している。
【０１１４】
ここで、第３区間Ｐ３において第２方向Ｄ２に流れる第３励磁電流Ｉ３を印加すると、移動体３３を移動方向とは反対の上方に移動させようとする電磁力が発生する。すなわち、駆動コイル３８、３８への給電により発生するローレンツ力による力Ｆ２と、駆動コイル３８、３８およびヨーク３７、３７が電磁コイル（電磁石）として機能することにより発生する磁気的な力Ｆ３は図６に示されている方向とは反対方向に働き、これらの合力は、移動体３３を移動方向とは反対の上方に移動させようとする力となる。しかし、この力によって、移動体３３が移動途中で停止させられることはなく、移動体３３は慣性によって下降位置３３Ｂに接近する。そして、移動体３３が下降位置３３Ｂの近傍に至ると、図７に示すように、マグネット３３１と第２突部３７３、３７３との間の磁気的な吸引力Ｆ４による推力が、移動体３３を上方に移動させる力よりも大きくなるので、移動体３３は下降位置３３Ｂに到達する。
【０１１５】
また、本例では、移動体３３を下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａへ移動させる復動工程では、移動体３３が変位量０．４ｍｍを通過して上昇位置３３Ａに至るまでを第３区間Ｐ３として−１０ｍＡの第３励磁電流Ｉ３（第１方向Ｄ１に流れる１０ｍＡの励磁電流）を供給している。この場合も、移動体３３を上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂへ移動させる際と同様に、第３区間Ｐ３において移動体３３を移動方向とは反対方向の下方に移動させる電磁力が発生するが、この力によって、移動体３３が移動途中で停止させられることはなく、移動体３３は慣性によって上昇位置３３Ａに接近する。そして、移動体３３が上昇位置３３Ａの近傍に至ると、図６に示すように、マグネット３３１と第１突部３７２、３７２との間の磁気的な吸引力Ｆ１による推力が、移動体３３を下方に移動させる力よりも大きくなるので、移動体３３は上昇位置３３Ａに到達する。
【０１１６】
本例においても、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３に印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１１７】
また、本例では、切替時点ｔ２から供給方向が逆方向となる逆極性の励磁電流を駆動コイル３８に供給しているので、切替時点ｔ２以降に移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生し、移動体３３の移動速度が低下する。より詳細には、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程では、下降位置３３Ｂの近傍で移動体３３の移動速度が低下し、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程では、上昇位置３３Ａの近傍で移動体３３の移動速度が低下する。この結果、移動体３３を上昇位置３３Ａ及び下降位置３３Ｂの間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【０１１８】
さらに、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が上側ケース３１のガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８ａに当接することにより、移動体３３が上昇位置３３Ａに位置決めされるように構成した場合、或いは、移動体３３の各ガイド突部３３３、３３３が下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに当接することにより、移動体３３が下降位置３３Ｂに位置決めされるように構成した場合には、移動体３３がこれらガイド溝３１８、３１８の上端縁３１８ａ、３１８或いは下側ケース３２の上端面３２ａ、３２ａに衝突する際の衝撃および衝撃音を抑制することができる。
【０１１９】
［変形例６］
図１８に示す変形例６においても、往動工程或いは復動工程において、工程開始時点ｔ０から工程終了時点ｔ１までの間に切替時点ｔ２を設定している。また、工程開始時点ｔ０から切替時点ｔ２までの間において励磁電流を時間経過に連れて漸減させ、切替時点ｔ２から工程終了時点ｔ１までの間において、それまでの励磁電流とは逆極性の励磁電流を印加している。
【０１２０】
さらに、本例では、切替時点ｔ２から、逆極性の励磁電流の電流値の絶対値を時間経過に連れて漸増させている。また、本例では、励磁電流を、電流波形が工程開始時点ｔ０および工程終了時点ｔ１で電流値の絶対値が最大となる余弦波となるように変化させている。往動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。復動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。
【０１２１】
発明者らの実験によれば、電流波形が余弦波を描く励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８へ供給することによっても、移動体３３を上昇位置３３Ａおよび下降位置３３Ｂの間で往復移動させ、ポンプ室８の容積を最大容積および最小容積に変化させることができることが確認された。
【０１２２】
ここで、電流波形が余弦波となる励磁電流によって移動体３３が上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂとの間で移動する理由は、移動体３３に働く慣性によるものであると推察される。すなわち、切替時点ｔ２からは、ローレンツ力による力Ｆ２と、駆動コイル３８、３８およびヨーク３７、３７が電磁コイル（電磁石）として機能することにより発生する磁気的な力Ｆ３の合力は移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする力となるが、この力によって移動体３３の慣性による移動が停止させられることがなく、移動体３３は上昇位置３３Ａまたは下降位置３３に接近する。そして、上昇位置３３Ａまたは下降位置３３Ｂの近傍ではマグネット３３１と第１突部３７２、３７２または第２突部３７３、３７３との間の磁気的な吸引力Ｆ４が働くので、これにより、移動体３３は下降位置３３Ｂに到達する。
【０１２３】
本例においても、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３に印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１２４】
また、本例では、切替時点ｔ２から逆極性の励磁電流を時間経過に連れて増大させている。従って、切替時点ｔ２から移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生するとともに、この電磁力が増大して、移動体３３にマイナスの加速度を付与する。この結果、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程では、下降位置３３Ｂの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下し、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程では、上昇位置３３Ａの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下する。よって、移動体３３を上昇位置３３Ａ及び下降位置３３Ｂの間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【０１２５】
さらに、電流波形が余弦波となる励磁電流を印加する電流制御回路は簡易に実現できるので、容積型ポンプ１を駆動制御するための駆動制御部７を簡易に構成することができる。また、このような励磁電流を供給すれば、励磁電流の電流値が連続的に変化するので、移動体３３の動きが滑らかなものとなる。
【０１２６】
［変形例７］
図１９に示す変形例７は、変形例６に示す電流波形の励磁電流を間歇的に印加したものである。換言すれば、間歇的に印加される励磁電流の電流値を、工程開始時点ｔ０および工程終了時点ｔ１で電流値の絶対値が最大となる余弦波に沿うように変化させたものである。
【０１２７】
本例においても、往動工程或いは復動工程において、工程開始時点ｔ０から工程終了時点ｔ１までの間に切替時点ｔ２を設定している。また、工程開始時点ｔ０から切替時点ｔ２までは、間歇的に印加される励磁電流の電流値を工程開始時点ｔ０から時間経過に連れて減少させており、切替時点ｔ２からは、間歇的に印加される励磁電流の電流値を時間経過に連れて増大させている。往動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。復動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。
【０１２８】
ここで、図１９（ａ）に示す例では、励磁電流を印加するパルス波形のパルス幅Ｓ１を一定幅としており、図１９（ｂ）に示す例では、パルス波形のパルス幅Ｓ２を、工程開始時点ｔ０を含む時点において最大とし、切替時点ｔ２に向けて漸減させ、切替時点ｔ２から工程終了時点ｔ１に向けて漸増させている。
【０１２９】
発明者らの実験によれば、図１９（ａ）、（ｂ）に示すような励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８へ印加することによっても、移動体３３を上昇位置３３Ａおよび下降位置３３Ｂの間で往復移動させ、ポンプ室８の容積を最大容積および最小容積に変化させることができることが確認された。
【０１３０】
本例においても、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３に印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１３１】
また、本例においても、切替時点ｔ２から逆極性の励磁電流を時間経過に連れて増大させている。従って、切替時点ｔ２から移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生するとともに、この電磁力が増大して、移動体３３にマイナスの加速度を付与する。この結果、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程では、下降位置３３Ｂの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下し、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程では、上昇位置３３Ａの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下する。よって、移動体３３を上昇位置３３Ａ及び下降位置３３Ｂの間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【０１３２】
さらに、図１９（ａ）に示す例では、励磁電流を印加するパルス波形は、余弦波信号をパルス振幅変調することなどによって得ることができるので、励磁電流を印加するための電流制御回路を簡易に実現することができる。よって、容積型ポンプ１を駆動制御するための駆動制御部７を簡易に構成することができる。また、図１９（ｂ）に示す例では、パルス幅が一定のパルス波形を用いて励磁電流を印加する場合と比較して、移動体３３の移動が滑らかなものとなることが確認されている。
【０１３３】
［変形例８］
図２０に示す変形例８においても、往動工程或いは復動工程において、工程開始時点ｔ０から工程終了時点ｔ１までの間に切替時点ｔ２を設定している。また、本例では、工程開始時点ｔ０から切替時点ｔ２までの間において励磁電流の電流値を第１割合で減少させ、切替時点ｔ２からは工程終了時点ｔ１までの間において励磁電流の電流値を第２割合で増大させている。
【０１３４】
ここで、図２０（ａ）に示す例では、切替時点ｔ２を、工程開始時点ｔ０と工程終了時点ｔ１のちょうど中間の時点に設定しており、第１割合と第２割合を同一の割合としている。図２０（ｂ）に示す例では、切替時点ｔ２を、工程開始時点ｔ０と工程終了時点ｔ１の中間よりも工程終了時点ｔ１の側に寄った時点に設定しており、第１割合を第２割合よりも小さくしている。いずれの例でも、励磁電流の電流値の絶対値は、工程開始時点ｔ０および工程終了時点ｔ１で最大としてある。すなわち、往動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。復動工程において、工程開始時点ｔ０で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は３０ｍＡ（第２方向Ｄ２に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっており、工程終了時点ｔ１で駆動コイル３８、３８に供給される励磁電流は−３０ｍＡ（第１方向Ｄ１に流れる３０ｍＡの励磁電流）となっている。
【０１３５】
発明者らの実験によれば、図２０（ａ）、（ｂ）に示すような励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３の駆動コイル３８へ印加することによっても、移動体３３を上昇位置３３Ａおよび下降位置３３Ｂの間で往復移動させ、ポンプ室８の容積を最大容積および最小容積に変化させることができることが確認された。
【０１３６】
本例においても、移動体３３を上昇位置３３Ａと下降位置３３Ｂの間で移動させる間に一定の大きさの励磁電流を電磁式直動アクチュエータ３に印加し続ける場合と比較して、容積型ポンプ１の消費電力を抑えることができる。
【０１３７】
また、本例においても、切替時点ｔ２から逆極性の励磁電流を時間経過に連れて増大させている。従って、切替時点ｔ２から移動体３３を移動方向とは反対方向に移動させようとする電磁力が発生するとともに、この電磁力が増大して、移動体３３にマイナスの加速度を付与する。この結果、移動体３３が上昇位置３３Ａから下降位置３３Ｂに向けて移動する往動工程では、下降位置３３Ｂの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下し、移動体３３が下降位置３３Ｂから上昇位置３３Ａに向けて移動する復動工程では、上昇位置３３Ａの近傍で移動体３３の移動速度が十分に低下する。よって、移動体３３を上昇位置３３Ａ及び下降位置３３Ｂの間で往復移動させる際に、その動きが滑らかなものとなる。
【０１３８】
さらに、本例では、励磁電流を所定の割合で連続的に変化させているので、電流制御回路を簡易に実現できる。従って、容積型ポンプ１を駆動制御するための駆動制御部７を簡易に構成することができる。
【０１３９】
なお、図２０（ａ）、（ｂ）に示す例では、励磁電流の電流値を直線的に変化させているが、図２０（ｃ）に例示するように、励磁電流を時間経過に伴う電流値の変化が曲線を描くようにしてもよい。また、電流値が図２０（ａ）、（ｂ）に示す例の電流波形に沿うように、励磁電流を間歇的に印加してもよく、励磁電流を階段状に段階的に変化させてもよい。
【０１４０】
（電磁式直動アクチュエータの変形例）
さらに、図２１、図２２に示すような電磁式直動アクチュエータを搭載する容積型ポンプにおいても、本発明の駆動制御方法を適用できる。図２１は変形例の電磁式直動アクチュエータを説明するための説明図である。図２１では、移動体３３と固定体３４の配置をマグネット３３１、ヨーク３７および駆動コイル３８の配置で示している。また、図２１では、マグネット３３１、ヨーク３７および駆動コイル３８は、移動体３３の移動方向と直交する平面で切断した状態を示してある。
【０１４１】
上記の実施の形態では、移動体３３を装置幅方向の両側から挟むようにして第１固定体３５と第２固定体３６が配置されているが、図２１（ａ）に示すように、第１固定体３５および第２固定体３６のいずれか一方を省略することができる。すなわち、移動体３３を、この移動体３３と対向する一つの固定体３４によって直動駆動してもよい。
【０１４２】
また、移動体のマグネットを上下方向に延びる多角柱形状とするとともに、その各側面を磁極面としておき、磁極面と対応する数だけ固定体を備えるように構成することもできる。この場合には、図２１（ｂ）に示すように、例えば、移動体３３が四角柱形状のマグネット３３１Ａを備えるものとする。また、マグネット３３１Ａにおいては、移動体３３の移動方向と平行な４つの側面をそれぞれ磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´とする。そして、これらの磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´のそれぞれと駆動コイル３８、３８、３８、３８が対向するように４つの固定体３４を配置する。固定体３４の数を増やせば大きな推力を得ることができるので、容積型ポンプの効率を向上させることができる。
【０１４３】
さらに、図２１（ｃ）に示すように、移動体３３のマグネット３３１Ｂとしては、上下方向に延びる円柱形状のものであって、周方向に分極着磁したものを用いることもできる。この場合には、分極着磁によって形成された磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´と対応する４つの固定体３４を備え、磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´と対向する位置に、４つの駆動コイル３８がマグネット３３１Ｂの各磁極面３３１ａ、３３１ａ´、３３１ｂ、３３１ｂ´と対向するように４つの固定体３４を配置すればよい。
【０１４４】
図２２はさらに別の変形例の電磁式直動アクチュエータを説明するための説明図である。図２２では、移動体３３と固定体３４の配置をマグネット３３１、ヨーク３７および駆動コイル３８の配置で示している。また、図２２では、マグネット３３１、ヨーク３７および駆動コイル３８は、移動体３３の移動方向と平行な平面で切断した状態を示してある。
【０１４５】
図２２（ａ）に示すように、本例では、ダイヤフラム１２が取り付けられる移動体３３の側にヨーク３７および駆動コイル３８を備えており、固定体３４の側にマグネット３３１を備えている。本例においても、マグネット３３１は、磁極面３３１ａが移動体３３の移動方向に平行となるように配置されている。また、ヨーク３７の両端にはマグネット３３１の側に突出する第１突部３７２および第２突部３７３が設けられており、駆動コイル３８は移動体３３の移動方向と直交する方向に巻き回された状態で、マグネット３３１の磁極面３３１ａに対向するように配置されている。さらに、マグネット３３１の移動体３３の移動方向における長さ寸法は、ヨーク３７の移動体３３の移動方向における長さ寸法よりも短く設定されている。なお、本例では、移動体３３は、マグネット３３１と第２突部３７３との間の磁気的吸引力Ｆ４´によって上昇位置３３Ａに保持される。また、移動体３３は、マグネット３３１と第１突部３７２との間の磁気的吸引力Ｆ１´によって下降位置３３Ｂに保持される。
【０１４６】
図２２（ｂ）に示す例は、ヨーク３７および駆動コイル３８を備える移動体３３の回りに、マグネット３３１を備える固定体３４を複数配置したものである。この場合には、各固定体３４、３４の各マグネット３３１、３３１は、同一の極が駆動コイル３８の外周面と対向するように配置しておく。また、この場合には、第１突部３７２、第２突部３７３を円盤状に形成することにより、第１突部３７２および第２突部３７３を各マグネット３３１、３３１に向かって突出させる。固定体３４の数を増やせば大きな推力を得ることができるので、容積型ポンプの効率を向上させることができる。
【０１４７】
図２２に示す例においても、駆動コイル３８への給電を行なうと、フレミングの左手の法則により、駆動コイル３８を流れる励磁電流の向きと、マグネット３３１の磁界の方向とが直交して、ローレンツ力が発生する。また、アンペールの右ネジの法則により、駆動コイル３８はヨーク３７に巻き回されているので、駆動コイル３８への給電を行なうと、駆動コイル３８およびヨーク３７は電磁コイル（電磁石）として機能し、電磁コイルとマグネット３３１との間に、電磁的な吸引力および電磁的な反発力が発生する。さらに、移動体３３の移動方向に延びているヨーク３７の両端に第１突部３７２、第２突部３７３が設けられているので、直動する移動体３３がこれら第１、第２突部３７２、３７３のいずれかに接近すると、マグネット３３１と第１、第２突部３７２、３７３との間に磁気的な吸引力が発生する。すなわち、容積型ポンプ１では、ローレンツ力と、電磁的な吸引力および電磁的な反発力と、磁気的な吸引力とをダイヤフラム１２の推力とすることができる。
【０１４８】
（容積型ポンプの変形例）
次に、図２３を参照して、容積型ポンプの変形例を説明する。上記の実施の形態では、流入側流路９に給電によって駆動されるアクティブバルブ４が配置されているが、パッシブバルブを配置することができる。図２３はアクティブバルブ４に代えてパッシブバルブを配置した変形例の容積型ポンプの縦断面図である。なお、本例の容積型ポンプ１Ａは上記の実施の形態の容積型ポンプ１と同様の構成を備えているので、対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４９】
容積型ポンプ１Ａでは、上側ハウジング２１の上端面の右側部分から流入管６が突出している。流入管６の上端は流体入口６ａとなっている。上側ハウジング２１の下端面の右側部分には、上方に窪む円形の第５凹部７１が設けられている。第５凹部７１の天井面の中央部分には流入管６に連通する第４流路７２の下端開口７２ａが露出している。
【０１５０】
下側ハウジング２２の上端面の右側部分には上側ハウジング２１の第５凹部７１と嵌合する円形の第２上側突出部７３が形成されている。第２上側突出部７３の中央部分には、下方に窪む円形の第６凹部７４が形成されている。第２上側突出部７３は第５凹部７１に嵌め込まれており、上側ハウジング２１の第５凹部７１と下側ハウジング２２の第６凹部７４によって流入管６と同軸に流入側弁室７５が形成されている。第２上側突出部７３の外周面と第５凹部７１の内周面との間にはＯリング７６が配置されている。流入側弁室７５内にはパッシブバルブ７７が構成されている。
【０１５１】
下側ハウジング２２の流入側弁室７５と弁室１３との間には、ハウジング内流路７８が形成されている。ハウジング内流路７８は、流入側弁室７５から下方に延びる第１流路部分７９と、第１流路部分７９の下端から装置幅方向を弁室１３の側に向かって延びる第２流路部分８０と、第２流路部分８０の左端から上方に延びる第３流路部分８１を備えている。第１流路部分７９の上端開口７９ａは流入側弁室７５の円形底面７５ａの中央部分に露出しており、第３流路部分８１の上端開口８１ａは弁室１３の円形底面１３ａの中央部分に露出している。ポンプ室８は下側ハウジング２２の装置幅方向の中央部分に形成されており、第２流路部分８０の装置幅方向の中央部分はポンプ室８の上端部分に連通している。ポンプ室８の下方には電磁式直動アクチュエータ３が配置されている。
【０１５２】
パッシブバルブ７７は、第４流路７２の下端開口７２ａが形成されている弁座８２と、この弁座８２に流体の流通方向の下流側から当接して下端開口７２ａ塞いでいる弁体８３と、弁体８３と流入側弁室７５の円形底面７５ａとの間に挿入され、弁体８３を所定の付勢力で弁座８２に付勢している付勢部材を備えている。ここで、弁座８２は流入側弁室７５の円形天井面７５ｂであり、付勢部材は圧縮コイルバネ８４である。なお、弁体８３は逆止弁１１の弁体１１２と同様の構成を備えており、圧縮コイルバネ８４は逆止弁１１の圧縮コイルバネ１１３と同様の構成を備えているので、その説明を省略する。
【０１５３】
ここで、パッシブバルブ７７は、ポンプ室８の容積が拡大されることによりポンプ室８に負圧が発生した場合などに、流入側流路９において圧縮コイルバネ８４による所定の付勢力以上の所定圧力が流出方向にかかると第４流路７２の下端開口７２ａを開く。また、流入側流路９に流出方向とは反対方向に圧力がかかったときに上端開口７９ａを閉じる。
【０１５４】
なお、ポンプ室８の容積を変化させるための可動体としては、ダイヤフラム１２以外のものを用いることができる。例えば、シリンダのように、ポンプ室８の底面を移動体３３の移動に伴って昇降させるように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１５５】
１・１Ａ・容積型ポンプ、２・ポンプユニット、３・電磁式直動アクチュエータ、４・アクティブバルブ、５・流出管、５ａ・流体出口、６・流入管、６ａ・流体入口、８・ポンプ室、９・流入側流路、１０・流出側流路、１１・逆止弁、１２・ダイヤフラム（可動体）、１２ａ・接続部、１３・弁室、１３ａ・円形底面、１３ｂ・円形天井面、１４・１５・Ｏリング、２１・上側ハウジング、２２・下側ハウジング、３０・アクチュエータケース、３１・上側ケース、３２・下側ケース、３２ａ・上端面、３３・移動体、３３Ａ・上昇位置、３３Ｂ・下降位置、３４・固定体、３５・第１固定体、３６・第２固定体、３７・ヨーク、３８・駆動コイル、３８ａ・外周面部分、３９・スペーサ、４０・ガイド機構、４１・胴部、４２・オリフィス構成部、４３・弁体、４３Ａ・閉鎖位置、４３Ｂ・開放位置、４４・弁座、４５・流体流路、４６・駆動コイル、４７・コイルボビン、４８・ヨーク、４９・ゴムパッキン、５０・押さえ板、７１・第５凹部、７２・第４流路、７２ａ・下端開口、７３・第２上側突出部、７４・第６凹部、７５・流入側弁室、７５ａ・円形底面、７５ｂ・円形天井面、７６・Ｏリング、７７・パッシブバルブ、７８・ハウジング内流路、７９・第１流路部分、７９ａ・上端開口、８０・第２流路部分、８１・第３流路部分、８１ａ・上端開口、８２・弁座、８３・弁体、８３ａ・外周面部分、８４・圧縮コイルバネ、１１１・弁座、１１２・弁体、１１２ａ・閉鎖部、１１２ｂ・円環状突部、１１２ｃ・位置決め部、１１３・圧縮コイルバネ、１１３ａ・下端開口、２１１・第１凹部、２１２・第１流路、２１２ａ・下端開口、２２１・上側突出部、２２２・第２凹部、２２３・下側突出部、２２４・第３凹部、２２４ａ・天井面、２２５・第２流路、２２５ａ・下端開口、２２５ｂ・上端開口、２２６・第４凹部、２２６ａ・大径部、２２６ｂ・小径部、２２６ｃ・上端部分、２２７・第３流路、３１１・上板、３１２〜３１５・側板、３１６・接続部、３１６ａ・貫通孔、３１６ｂ・段部、３１７・係合凹部、３１８・ガイド溝、３１８ａ・上端縁、３２２・凹部、３２３・溝、３２４・貫通孔、３２５・係合突起、３３１・３３１Ａ・３３１Ｂ、マグネット、３３１ａ・３３１ｂ・３３１ａ´・３３１ｂ´・磁極面、３３１ｃ・上端面、３３２・マグネットホルダ、３３２ａ・縦枠部、３３２ｂ・上側枠部、３３２ｃ・下側枠部、３３３・ガイド突部、３３４・接続部、３３５・ガイド軸、３７１・軸部、３７２・第１突部、３７３・第２突部、４２１・円柱形状部分、４２２・フランジ部分、４２３・オリフィス、４２３ａ・下端開口、４２４・円環状凹部、４３１・パイプ、４３２・マグネット、４３３・磁性板、４３４・磁性板、４３５・蓋板、４３６・底板、４３７・ゴムシート、４７１・係合凹部、４７２・筒状胴部、４７３・フランジ部、４７４・突状部、Ｄ１・第１方向、Ｄ２・第２方向、Ｉ１〜Ｉ３・励磁電流、Ｐ１〜Ｐ３・区間、Ｓ１・Ｓ２・パルス幅、ｔ０・工程開始時点、ｔ１・工程終了時点、ｔ２・切替時点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁式直動アクチュエータを用いてポンプ室の容積を変化させる可動体を駆動する容積型ポンプの駆動制御方法であって、
前記可動体に接続されている前記電磁式直動アクチュエータの移動体を、前記電磁式直動アクチュエータを励磁することにより発生する電磁力によって、前記ポンプ室の容積が第１容積となる第１位置および当該ポンプ室の容積が前記第１容積よりも大きい第２容積となる第２位置の間で直線往復移動させ、
前記移動体を前記第１位置から前記第２位置に向けて移動させる第１移動工程、或いは、前記移動体を前記第２位置から前記第１位置に向けて移動させる第２移動工程において、前記電磁式直動アクチュエータに対して、連続して、或いは、間歇的に励磁電流を印加し、
印加される前記励磁電流の電流値を、前記第１移動工程或いは前記第２移動工程の工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記励磁電流を、前記工程開始時点から段階的に減少させるか、或いは、前記工程開始時点から漸減させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記励磁電流を、前記工程開始時点から３段階で減少させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記工程開始時点から３段階目の前記励磁電流の電流値を零とすることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項５】
請求項１において、
前記第１移動工程或いは前記第２移動工程における前記工程開始時点から工程終了時点までの間に切替時点を設定し、
前記切替時点から前記工程終了時点までの間において、それまでの励磁電流とは逆極性の励磁電流を連続して、或いは、間歇的に印加することを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記切替時点から、前記逆極性の前記励磁電流の電流値の絶対値を時間経過に連れて所定の増大形態で増大させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記切替時点から、前記逆極性の前記励磁電流の電流値の絶対値を、段階的に増大させるか、或いは、漸増させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項８】
請求項６または７において、
前記工程開始時点から前記工程終了時点までの前記励磁電流の電流波形を、前記工程開始時点および前記工程終了時点において電流値の絶対値が最大となる余弦波とすることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１移動工程および前記第２移動工程を連続して繰り返し行い、
前記励磁電流を間歇的に印加し、
前記印加される前記励磁電流のパルス幅を、前記工程開始時点を含む時点において最大とし、前記切替時点に向けて漸減させ、当該切替時点から前記工程終了時点に向けて漸増させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のうちのいずれかの項において、
前記電磁式直動アクチュエータの消磁状態においては、マグネットによる磁力により、前記移動体を前記第１位置または前記第２位置に選択的に保持しておくことを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の駆動制御方法によって駆動制御される容積型ポンプであって、
前記電磁式直動アクチュエータは、
アクチュエータケースと、
前記アクチュエータケースによって直動可能に支持されている移動体と、
磁極面が前記移動体の移動方向に平行になるように前記移動体に取り付けた前記マグネットと、
前記アクチュエータケースに取り付けられているヨークと、
前記マグネットの前記磁極面に一定のギャップで対峙する対峙面が形成されるように、前記移動体の移動方向と直交する方向で前記ヨークに巻き回されている駆動コイルとを有し、
前記ヨークは、前記移動体が前記第１位置に位置する状態において前記マグネットとのギャップが最小になる第１突部と、前記移動体が前記第２位置に位置する状態において前記マグネットとのギャップが最小になる第２突部とを備えており、
前記可動体は、前記移動体に取り付けられていることを特徴とする容積型ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記可動体は、ダイヤフラムであり、
前記第１位置では、前記ポンプ室の容積が最小となり、
前記第２位置では、前記ポンプ室の容積が最大となることを特徴とする容積型ポンプ。
【請求項１】
電磁式直動アクチュエータを用いてポンプ室の容積を変化させる可動体を駆動する容積型ポンプの駆動制御方法であって、
前記可動体に接続されている前記電磁式直動アクチュエータの移動体を、前記電磁式直動アクチュエータを励磁することにより発生する電磁力によって、前記ポンプ室の容積が第１容積となる第１位置および当該ポンプ室の容積が前記第１容積よりも大きい第２容積となる第２位置の間で直線往復移動させ、
前記移動体を前記第１位置から前記第２位置に向けて移動させる第１移動工程、或いは、前記移動体を前記第２位置から前記第１位置に向けて移動させる第２移動工程において、前記電磁式直動アクチュエータに対して、連続して、或いは、間歇的に励磁電流を印加し、
印加される前記励磁電流の電流値を、前記第１移動工程或いは前記第２移動工程の工程開始時点から時間経過に連れて所定の減少形態で減少させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記励磁電流を、前記工程開始時点から段階的に減少させるか、或いは、前記工程開始時点から漸減させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記励磁電流を、前記工程開始時点から３段階で減少させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記工程開始時点から３段階目の前記励磁電流の電流値を零とすることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項５】
請求項１において、
前記第１移動工程或いは前記第２移動工程における前記工程開始時点から工程終了時点までの間に切替時点を設定し、
前記切替時点から前記工程終了時点までの間において、それまでの励磁電流とは逆極性の励磁電流を連続して、或いは、間歇的に印加することを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記切替時点から、前記逆極性の前記励磁電流の電流値の絶対値を時間経過に連れて所定の増大形態で増大させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記切替時点から、前記逆極性の前記励磁電流の電流値の絶対値を、段階的に増大させるか、或いは、漸増させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項８】
請求項６または７において、
前記工程開始時点から前記工程終了時点までの前記励磁電流の電流波形を、前記工程開始時点および前記工程終了時点において電流値の絶対値が最大となる余弦波とすることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１移動工程および前記第２移動工程を連続して繰り返し行い、
前記励磁電流を間歇的に印加し、
前記印加される前記励磁電流のパルス幅を、前記工程開始時点を含む時点において最大とし、前記切替時点に向けて漸減させ、当該切替時点から前記工程終了時点に向けて漸増させることを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のうちのいずれかの項において、
前記電磁式直動アクチュエータの消磁状態においては、マグネットによる磁力により、前記移動体を前記第１位置または前記第２位置に選択的に保持しておくことを特徴とする容積型ポンプの駆動制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の駆動制御方法によって駆動制御される容積型ポンプであって、
前記電磁式直動アクチュエータは、
アクチュエータケースと、
前記アクチュエータケースによって直動可能に支持されている移動体と、
磁極面が前記移動体の移動方向に平行になるように前記移動体に取り付けた前記マグネットと、
前記アクチュエータケースに取り付けられているヨークと、
前記マグネットの前記磁極面に一定のギャップで対峙する対峙面が形成されるように、前記移動体の移動方向と直交する方向で前記ヨークに巻き回されている駆動コイルとを有し、
前記ヨークは、前記移動体が前記第１位置に位置する状態において前記マグネットとのギャップが最小になる第１突部と、前記移動体が前記第２位置に位置する状態において前記マグネットとのギャップが最小になる第２突部とを備えており、
前記可動体は、前記移動体に取り付けられていることを特徴とする容積型ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記可動体は、ダイヤフラムであり、
前記第１位置では、前記ポンプ室の容積が最小となり、
前記第２位置では、前記ポンプ室の容積が最大となることを特徴とする容積型ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２１５２３（Ｐ２０１２−２１５２３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９７６５６（Ｐ２０１１−９７６５６）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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