電磁弁用ソレノイド

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【発明の名称】	電磁弁用ソレノイド
【発明者】	【氏名】佐藤秀治【住所又は居所】茨城県筑波郡谷和原村絹の台４－２－２エスエムシー株式会社筑波技術センター内【氏名】麻生佳男【住所又は居所】茨城県筑波郡谷和原村絹の台４－２－２エスエムシー株式会社筑波技術センター内【氏名】芳村親一【住所又は居所】茨城県筑波郡谷和原村絹の台４－２－２エスエムシー株式会社筑波技術センター内【氏名】松本拓実【住所又は居所】茨城県筑波郡谷和原村絹の台４－２－２エスエムシー株式会社筑波技術センター内
【要約】	【課題】磁性体ケースの断面形状がどのような形状であっても低コストにて製造することができる電磁弁用ソレノイドを提供する。【解決手段】電磁弁用ソレノイド２において、磁性板の対向端部同士を固着して両側に開口部４ｃ，４ｄを設けた筒状カバー４の前記一方の開口部４ｃを磁性体キャップ５で閉塞して形成した磁性体ケース３内に、コイル８が外周に巻回されたボビン９、磁性体プレート１０及び可動鉄心７を装着すると共に、上記可動鉄心７と対向する位置に、上記磁性体キャップ５に対して一体または固定的に設けられた固定磁極部材を備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】磁性板の対向端部同士を接合してなり、両側に開口部を備えた筒状カバーの一方の開口部を別体の磁性体キャップで閉塞した磁性体ケースと、該磁性体ケースに内装され、外周にコイルが巻回されたボビンと、上記筒状カバーの他方の開口部側に前記ボビンと隣接して固定された磁性体プレートと、該磁性体プレートと上記ボビンとを貫通して設けられた中心孔に摺動自在に嵌挿された可動鉄心と、該可動鉄心の端面と対向する磁極面を備えると共に上記磁性体キャップに対して一体または固定的に設けられた固定磁極部材とから構成された、ことを特徴とする電磁弁用ソレノイド。
【請求項２】請求項１記載の電磁弁用ソレノイドにおいて、上記固定磁極部材が、上記磁性体キャップに対して固定的に凸設されると共に、上記ボビンの中心孔に内挿されていることを特徴とする電磁弁用ソレノイド。
【請求項３】請求項１記載の電磁弁用ソレノイドにおいて、上記固定磁極部材が、上記磁性体キャップと一体に形成して凸設されると共に、上記ボビンの中心孔に内挿されていることを特徴とする電磁弁用ソレノイド。
【請求項４】請求項１記載の電磁弁用ソレノイドにおいて、上記磁性体キャップ自体が上記固定磁極部材を兼ねていることを特徴とする電磁弁用ソレノイド。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁弁における弁部を駆動するためのソレノイド部の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本出願人が先に提案した電磁弁５０は、図７に示すように、図示を省略した弁体が内部に設けられた弁ボディ５１と、該弁ボディ５１に取り付けられて前記弁体を駆動するためのソレノイド部５２とからなり、上記弁ボディ５１において、弁体はプッシュロッド５９の動作に連動するように構成されている。
【０００３】また、上記ソレノイド部５２は、一端が開放されて上記弁ボディに接続され、他端が筒状の側壁部５３ａと一体に形成された端壁部５３ｂによって閉蓋された磁性体ケース５３内に、コイル５４が外周に巻回されたボビン５５と、該ボビン５５を貫通する中心孔に挿入固定された固定鉄心５６と、該中心孔内に摺動自在に挿入されていると共に、復帰バネ５７により上記弁体に連結されたプッシュロッド６０に当接する方向、すなわち上記弁ボディ５１方向に付勢されている可動鉄芯５８、並びに上記ボビン５５の磁気ケース５３の開放側に取り付けられた磁気プレート５９が、それぞれ収容されて構成されている。
【０００４】そして、ソレノイド部５２のコイル５４に電流を通断すると、固定鉄心５６による吸引力又は上記復帰バネ５７の弁ボディ５１方向への付勢力で可動鉄心５８が駆動され、それにより上記プッシュロッドが動作し、それに連動して上記弁体が駆動されるようになっている。
【０００５】ところで、上記のように磁性体ケースの側壁部と端壁部とを一体に形成するにあたっては、磁性体ケースを展開したものを平板から打ち抜いて折り曲げることにより形成しているのが一般的であるが、端壁部と側壁部とが一体となって展開されたものは形状が複雑であるため、打ち抜く際に材料の無駄が多くなると同時に、組み立てる際にも折り曲げが複数方向にわたって対向端部同士の接合にも手間がかることから、製造コストが嵩むという問題があった。
【０００６】また、磁性体ケースの断面形状が円形のものであれば磁性板の深絞りも可能であり、それによってソレノイド部の外郭としての機能をも兼備させたり、ソレノイド部に防水・防滴性を付与するのに好都合であるが、他の形状のものを深絞りで成形することは非常に困難になる。特に、ソレノイドの性能を改善するなどの目的で可動鉄心や固定鉄心の断面形状を略楕円または長円形に形成しようとすると、コイルを捲回したボビンの断面形状も楕円または長円形になるため、それに合う断面形状または矩形状断面の磁性体ケースが必要になり、磁性板の深絞りで形成することが困難になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、磁性体ケースの断面形状が円形あるいは他のどのような形状であっても、低コストにて製造することができようにした電磁弁用ソレノイドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明に係る電磁弁用ソレノイドは、磁性板の対向端部同士を接合してなり、両側に開口部を備えた筒状カバーの一方の開口部を別体の磁性体キャップで閉塞した磁性体ケースと、該磁性体ケースに内装され、外周にコイルが巻回されたボビンと、上記筒状カバーの他方の開口部側に前記ボビンと隣接して固定された磁性体プレートと、該磁性体プレートと上記ボビンとを貫通して設けられた中心孔に摺動自在に嵌挿された可動鉄心と、該可動鉄心の端面と対向する磁極面を備えると共に上記磁性体キャップに対して一体または固定的に設けられた固定磁極部材とから構成されたことを特徴とするものである。
【０００９】上記電磁弁用ソレノイドにおいては、上記固定磁極部材を、上記磁性体キャップに対して固定的に凸設し、あるいは上記磁性体キャップと一体に形成して凸設すると共に、上記ボビンの中心孔に内挿することができる。また、上記電磁弁用ソレノイドにおいては、上記磁性体キャップ自体が、上記固定磁極部材を兼ねるものであっても良い。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、磁性体ケースが、磁性板を一方向に巻曲げてその対向端部同士を接合した筒状カバーの一方の開口部を、別体の磁性体キャップで閉塞した構造を有していることから、磁性体ケースの断面がいかなる形状であっても、材料の無駄を少なくすることができ、簡単かつ低コストにて製造することが可能な電磁弁用ソレノイドを提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施例に係る電磁弁用ソレノイドを装着した電磁弁を示すもので、３ポート弁を構成する弁部１にそれを駆動するソレノイド部２を装着したものである。
【００１２】上記ソレノイド部２において、３は磁性体ケースであり、図２に示すように、磁性板を、断面略長方形に折り曲げて接合端部４ａを溶接等の手段で固着することにより、両側に開口部４ｂ，４ｃが形成された筒状カバー４と、上記該筒状カバー４の断面と同じ形状を有すると共に、その周囲に上記筒状カバー４の厚さと同程度の幅の段部５ａを備えた磁性体キャップ５とから構成され、上記段部５ａに上記筒状カバー４の一方の開口部４ｂを嵌め込み固定することにより、該開口部４ｂが上記磁性体キャップ５で閉塞されている。該磁性体ケース３内には、固定磁極部材としての固定鉄心６と、可動鉄心７と、コイル８が外周に巻回されたボビン９、及び磁性体プレート１０とが内装されている。
【００１３】上記可動鉄心７は、略楕円または長円形断面を有する柱状のもので、その一方の端部には合成樹脂からなるストッパー７ａが圧入されており、一方、上記固定鉄心６は、上記可動鉄心７と同様、略楕円または長円形断面を有する柱状で、その一端が上記磁性体キャップ５の内面側に溶接等の手段により固着され、他端には上記可動鉄心７の端面と対向して配置される磁極面６ａが形成されている。
【００１４】また、上記ボビン９は、上記固定鉄心６及び可動鉄心７の断面と同じ楕円または長円形状を有する鉄心孔９ａの外周にコイル８を巻回した筒部９ｂと、該薄肉部の両端部に一体に設けられたフランジ部９ｃ，９ｄとからなり、該フランジ部９ｃ，９ｄの上記鉄心孔９ａの周囲にはシール材１２，１３がそれぞれ設けられると共に、弁部１側に位置するフランジ部９ｄには、コイル８に通電するための端子１１が、上記筒状カバーの弁部１が装着される開口部４ｃに向けて立設されている。さらに、上記磁性体プレート１０には上記ボビン９の鉄心孔９ａと同形状の鉄心穴１０ａが穿設されている。
【００１５】そして、上記磁性体ケース３内において、上記ボビン９のフランジ部９ｃが、上記磁性体キャップ５の内面側に、上記鉄心孔９ａの周囲に設けたシール材１２を介して配置され、該鉄心孔９ａには、上記固定鉄心６がその略中央部まで嵌挿されている。また、上記ボビン９の他方のフランジ部９ｄには、鉄心孔９ａの周囲に配設されたシール材１３を介して上記磁性体プレート１０が配置され、その周囲が上記筒状カバー４の内周面に対して溶接等により固定されており、該磁性体プレート１０の上記鉄心穴１０ａと上記ボビンの鉄心孔９ａとが連続した中心孔を形成している。
【００１６】さらに、上記一方の端部にストッパ７ａが圧入された可動鉄心７が、上記鉄心孔９ａ内において他方の端面が上記固定鉄心６の磁極面６ａ対して対向するように、上記鉄心穴１０ａから上記鉄心孔９ａに向けて摺動自在に嵌挿され、前記ストッパ７ａの鍔部７ｂと上記磁性体プレート１０との間には復帰バネ１４が縮設されている。
【００１７】このように、ボビン９に巻回されたコイル８の周囲を囲む筒状カバー４と、その開口部４ｂを閉塞すると共に固定鉄心６が固着された磁性体キャップ５と、上記筒状カバー４に固着された磁性体プレート１０と、該磁性体プレートと上記ボビン９を貫通する中心孔に嵌挿された可動鉄心７及び固定鉄心６にとより、コイル８の周囲に磁路が形成されている。
【００１８】このような構造を有するソレノイド部２は、コイル８が非通電状態においては、可動鉄心７に固定鉄心６による吸着力が作用しないので、可動鉄心７は上記復帰バネ１４の付勢力により、図１及び図３の左半分に示すような固定鉄心６と離間した位置において後述する弁部１のプッシュロッド１９に当接し、また、上記端子１１からコイル８に通電されると、図１及び図３の右半分に示すように、上記復帰バネ１４の付勢力に抗して固定鉄心６が可動鉄心７を吸着し、可動鉄心７が上記プッシュロッド１９と離間するように動作することにより、上記弁部１を駆動するようになっている。
【００１９】次に図１を用いて上記弁部１について詳述すると、弁部１は、入力ポートＰ、出力ポートＡ、排出ポートＲ及びこれらを相互に連通する弁室１６ａとが内部に形成された弁本体１６と、上記弁室１６ａに収容された可動オリフィス１７及びポペット弁１８と、該ポペット弁１８と連結され前記ソレノイド部２の可動鉄心７の端面に当接するプッシュロッド１９とを備えている。
【００２０】上記可動オリフィス１７は、上記ポペット弁１８が接離して上記弁室１６ａに対して開閉される供給弁座１７ａと、上記入力ポートＰと上記供給弁座１７ａとの間を連通すると共に、入力ポートＰからの流体圧を上記ポペット弁１８の方向に作用させるための第１作用面１７ｂ、及びそれとは逆方向に作用させる第２作用面１７ｃを与える流路１７ｄとから構成されており、上記弁室１６ａ内において上記ポペット弁１８の方向すなわち上記供給弁座１７ａがポペット弁１８に接離する方向に摺動自在に設けられている。なお、上記第１作用面１７ｂは同時に流体圧が逆方向に作用する上記第２作用面１７ｃよりも流体圧作用面積が大きくなっている。
【００２１】また、上記ポペット弁１８は、上記排出ポートＲが上記弁室１６ａに連通する位置に形成された排出弁座１６ｂと上記供給弁座１７ａとの間を移動可能に配設されており、上記ソレノイド部２の動作により両弁座を開閉するようになっている。
【００２２】そして、上記弁部１と上記ソレノイド部２は、上記筒状カバー４の開口部４ｃ周辺に設けられたかしめ部１５を上記弁体１の弁本体１６に凹設された溝部１５ｃに対してかしめ込むことにより、シール材２０を介して互いに密着して結合されるようになっている。
【００２３】このような構造を有する電磁弁は、ソレノイド部２が非通電状態である場合には、図１の左半分に示すように、可動鉄心７がプッシュロッド１９を介してポペット弁１８を可動オリフィス１７の供給弁座１７ａに押圧して排出弁座１６ｂを開放することにより、出力ポートＡが弁室１６ａを介して排出ポートＲと連通され、上記出力ポート及び弁室１６ａが大気圧となる。一方、可動オリフィス１７は、入力ポートＡから供給される流体の流体圧が流路１７ｄの上記両作用面１７ｂ，１７ｃに作用して、その差圧によりポペット弁１８の方向に摺動し、供給弁座１７ａをポペット弁１８の方向に近づける。すなわち、ポペット弁１８と可動オリフィス１７とが互いに当接する方向に押圧されることにより、上記供給弁座１７ａを閉鎖するようになっている。
【００２４】一方、ソレノイド部２に通電すると、図１の右半分に示すように、可動鉄心７によるポペット弁１８の押圧が解除されて供給弁座１７ａが開放されると共にポペット弁１８が排出弁座１６ｂに着座する。そうすることにより、排出ポートＲと弁室１６ａとの間が遮断されると共に上記出力ポートＡが弁室１６ａを介して入力ポートＰと連通し、同時に弁室１６ａの圧力が上昇するため、可動オリフィス１７ａがポペット弁１８から離れる方向に押し戻され、供給弁座１７ａがより広く開放される。
【００２５】図５は、本発明の第２実施例を示すもので、上記第１実施例と同じ構成部分ついては、重複を避けるため省略して説明すると、第１実施例では磁性体キャップ５と固定磁極部材としての固定鉄心６とが別体で互いに溶接等の手段により固着された構成となっているが、本実施例においては、磁性体キャップ５と固定磁極部材としての固定鉄心６とが一体に成形されている。そして、その他の部分については上記第１実施例と実質的に同じ構成を有しているので、同一または相当部分に同一の符号を付しいる。そうすることにより、部品点数を減らすことができ、ソレノイド部２の組み立てがより容易となる。
【００２６】図６は、本発明の第３実施例を示すもので、上記第１実施例と同じ構成部分ついては、重複を避けるため省略して説明すると、上記第１実施例及び第２実施例は、磁性体キャップ５に固定鉄心６を凸設して該固定鉄心６をボビン９の鉄心孔９ａのほぼ中央部まで嵌挿した構成を有しているが、本実施例においては、磁性体キャップ５自体が固定鉄心の機能を兼ね備えた固定磁極部材を形成すると共に該磁性体キャップ５の内面が平坦になっていて磁極面６ａを形成している。そして可動鉄心７の端部が鉄心孔９ａ内をボビン９の端部にまで達していおり、コイル８への通電操作により磁性体キャップ５の内面に形成された磁極面６ａに対して接離するように構成されている。
【００２７】なお、その他の部分については上記第１実施例と同じ構成を有している。そうすることにより、部品点数を減らすことができるばかりではなく、上記第１，第２実施例のように、固定鉄心６の中心軸をボビン９の鉄心孔９ａの中心軸に合わせて嵌挿する必要性がなくなるため、ソレノイド部２の組み立てが更に容易となる。
【００２８】ところで、上記各実施例においては、コイル８に通電するための端子１１が、ボビン９の弁部１側のフランジ部９ｄから、筒状カバー４の開口部４ｃに向けて立設され、上記磁性体プレート１０を通して弁本体１６に形成した図示しない挿入口に挿入されていると共に外部から該端子１１に対して電気的な接続ができるように構成されているが、図４に示すように、ボビン９の磁性体キャップ５側のフランジ部９ｃから、該ボビン９の中心軸と直交する側方に向けて端子１１を立設し、筒状カバー４の磁性体キャップ５で閉塞された開口部４ｂ側に設けられた端子穴４ｄを通して外部に導出することも可能である。
【００２９】その際、筒状カバー４に対する磁性体キャップ５の取付は、上記実施例のように磁性体キャップ５に段部５ａを設けることなく、磁性体キャップ５の内面に筒状カバー４の開口部４ｂを直接突き合わせて両者を固着するようにすれば、端子穴４ｄの加工は開口部４ｂの端部に切り欠きを設けるだけで良い。
【００３０】なお、上記各実施例において、筒状カバー４を作製するにあたっては、対向端部同士が固着された長尺の筒を切断しても良いし、又は磁性板を打ち抜いてから筒状に折り曲げて端部を固着しても良い。また、筒状カバー４の断面形状は略長方形に限られず、必要に応じて種々の形状とすることができる。さらに、上記中心孔を形成する鉄心孔９ａ及び鉄心穴１０ａの形状、並びに上記中心孔に嵌挿する各鉄心の断面についても略楕円形に限定されるものではなく円形等であっても良い。

【出願人】	【識別番号】０００１０２５１１【氏名又は名称】エスエムシー株式会社【住所又は居所】東京都港区新橋１丁目１６番４号
【出願日】	平成１３年８月１３日（２００１．８．１３）
【代理人】	【識別番号】１０００７２４５３【弁理士】【氏名又は名称】林宏（外２名）
【公開番号】	特開２００３－５９７１５（Ｐ２００３－５９７１５Ａ）
【公開日】	平成１５年２月２８日（２００３．２．２８）
【出願番号】	特願２００１－２４５７２７（Ｐ２００１－２４５７２７）