JP2000205432A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ボビンに歪みや損傷を与えることなくフレー
ム、ボビン及びカラーを一体化し、振動や騒音を確実に
防止して弁の円滑な開閉動作を行うことができる電磁弁
を提供する。 【解決手段】電磁コイル６を備えるボビン５の内壁の略
中央部に突出する突起２８を設ける。ボビン５の一端側
に対向して位置するフレーム４の支持板１１と突起２８
との間に圧接挟持される第１カラー２６を設ける。ボビ
ン５の他端側に対向して位置するフレーム４の支持板１
３と突起２８との間に圧接挟持される第２カラー２７を
設ける。ボビン５の内部に、先端に弁２を備えるプラン
ジャ７を、その後端側を挿着して設ける。ボビン５は、
第１カラー２６と第２カラー２７とに挟まれた突起２８
を介してフレームに強固に支持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の通路を開閉
する弁を電磁力によって駆動する電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、実公平２−１７２５６号公報に見
られるように、流体の通路に設けて該通路を開閉する電
磁弁が知られている。この種の電磁弁は、電磁コイルを
外周に支持するボビンと、一端に弁を備えて該ボビン内
に挿着されたプランジャと、前記ボビン内部においてプ
ランジャを吸着するコアとを備え、電磁コイルの電磁力
によって弁の開閉動作を行うものである。

【０００３】この種の電磁弁は、内部に前記ボビンを支
持するフレームを介して前記通路の所定位置に取り付け
られる。該フレームは、前記ボビンの軸方向に対向する
一対の支持板を備え、両支持板間に該ボビンを支持して
いる。また、該フレームは、一般に、一方の支持板の側
縁からボビンの側方に沿って一体に連設された側板を介
して、他方の支持板が連結されている。そして、該他方
の支持板は、側板の先端縁にカシメ加工を施すことによ
って連結固定される。

【０００４】前記ボビンは、その両端に外周に張り出し
て前記電磁コイルを収容する一対の鍔部が形成されてお
り、一方の鍔部には、電磁コイルに給電するためのター
ミナルを支持する部分が形成されている。このように、
ボビンは比較的複雑な形状であり、また、軽量とするた
めに合成樹脂による一体成形で形成される。

【０００５】しかし、該ボビンの前記フレームへの支持
状態が不充分であると、該ボビンにガタツキが生じ、弁
の開閉動作を行ったときに振動や騒音が発生する不都合
がある。

【０００６】そこで、前記のカシメ加工によって両支持
板を連結する際に、両支持板をボビンの両端に圧接させ
ることにより、両支持板間に前記ボビンを強固に挟持し
てボビンのガタツキを防止するようにすることが考えら
れる。しかし、この場合には、カシメ加工時に付与され
た押圧力により前記ボビンに損傷を与えることがある。
そして、前記ボビンが、前述したように合成樹脂により
形成されている場合には、両支持板から軸線方向に圧迫
を受けた状態となり、ボビンに歪みが生じる不都合があ
る。

【０００７】また、この種の電磁弁は、閉弁時に流体の
圧力が付与されており、このときの圧力に対抗して開弁
動作を開始しなければならないために、比較的大きな吸
引磁力が必要となる。そこで、前記公報に見られるよう
に、ボビンの内部に円筒状の吸引磁極（カラー）を設け
て、開弁開始時の吸引力を増大させることが知られてい
る。そして、前記公報においては、該カラーは、ボビン
の内壁の上半部に設けられた拡径部に収納されて該ボビ
ンに支持されている。

【０００８】しかし、該カラーをボビンの内部に取り付
けた場合に、ボビンとの取り付け状態が不充分である
と、弁の開閉動作に伴って該カラーに振動が生じ、前述
したボビンにガタツキが生じた場合と同様に、前記プラ
ンジャに対する吸引力が不安定になる不都合がある。ま
た、前記カラーの振動を防止するためにフレームの両支
持板を前記ボビンの両端に一層強く圧接しても、カラー
がボビン内部に収納された状態にあるために、このとき
の圧接力をボビン内部のカラーに付与することが困難で
あり、しかも、前述のようにカシメ加工時に圧迫を受け
たボビンが損傷するおそれがある。

【０００９】更に、この種の電磁弁においては、開弁時
にプランジャがコアに吸着したときに衝突音が発生す
る。このときの衝突音を緩和するために、ゴム製の緩衝
パッドをプランジャ又はコアの何れか一方の吸着面に設
けることが考えられる。しかし、プランジャがコアに吸
着されたときの両者の間に緩衝パッドが介在されること
によって、プランジャとコアとが密着されない。この状
態で、前述したようなボビンのガタツキやカラーの振動
によってコアの吸着力が低下している場合には、磁力の
振れ（全波整流した電流は、時間的に不連続となるた
め）に影響されてプランジャに振動が生じ、その振動に
伴う騒音が、プランジャとコアとが吸着状態にある間ず
っと発生し続けるおそれがある。このため、前述したよ
うなボビンのガタツキやカラーの振動が生じて十分な吸
引力が得られないおそれがある場合には、前記緩衝パッ
ドを設けることができない不都合がある。

【００１０】このように、従来の電磁弁においては、ボ
ビン及びカラーのガタツキや、プランジャの振動といっ
た電磁吸引力が不安定となる要因を、ボビンを痛めずに
排除することが困難であり、振動や騒音を確実に防止す
ることができないだけでなく弁の円滑な開閉動作を得る
ことができない不都合があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】かかる不都合を解消し
て、本発明は、ボビンに歪みや損傷を与えることなくフ
レーム、ボビン及びカラーを一体化し、振動や騒音を確
実に防止すると共に十分な電磁吸引力を発生させて弁の
円滑な開閉動作を行うことができる電磁弁を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、電磁コイルと、該電磁コイルを外周に
支持する合成樹脂製の円筒状のボビンと、該ボビンの軸
方向の両端に対向して位置する一対の支持板を備えるフ
レームと、後端側が前記ボビン内に摺動自在に挿着さ
れ、先端側が該フレームの一方の支持板を貫通して前記
ボビンの外方に露出するプランジャと、該プランジャの
先端に設けられて流体の通路を開閉する弁と、前記ボビ
ン内に設けられて前記プランジャの後端を吸着するコア
とを備える電磁弁において、前記ボビンの内壁に突出す
る突起を設け、前記フレームの他方の支持板と該突起と
に圧接挟持されて前記ボビンの内壁に挿着された磁性金
属製の円筒状の第１カラーと、前記フレームの前記一方
の支持板と該突起とに圧接挟持されて前記ボビンの内壁
に挿着された磁性金属製の円筒状の第２カラーとを設け
たことを特徴とする。

【００１３】前記第１カラーは、フレームの他方の支持
板と前記突起とに圧接挟持され、前記第２カラーは、フ
レームの一方の支持板と該突起とに圧接挟持される。そ
の結果、前記突起は両カラーによって挟持された状態と
される。これにより、前記ボビンは、該突起を介してカ
ラー及びフレームに一体的に固定され、ボビンのガタツ
キや各カラーの振動を確実に防止することができる。そ
して、ボビンや各カラーの振動が防止されていることに
よって、電磁コイルからコアを介してプランジャに付与
される電磁吸引力を安定して発生させることができ、弁
の円滑な開閉動作を行うことができる。

【００１４】しかも、両支持板間から前記第１カラー及
び前記第２カラーに付与される圧迫力は、ボビンの内壁
に設けられた突起に集中されるために、ボビンはその軸
方向の両端から両支持板の圧迫を直接受けることがな
く、ボビンの歪みや損傷を防止することができる。

【００１５】また、本発明における前記第１カラーと第
２カラーとは、前述のようにボビンをフレームに強固に
支持させるだけでなく、第１カラーによって、開弁開始
時の吸引磁力を大として開弁動作を円滑に行うことがで
き、第２カラーによって、コアからフレームを介してプ
ランジャへ向かう磁束を効率良く発生させて、開弁時の
コアへのプランジャの吸引力を大とすることができる。

【００１６】このとき、本発明においては、前記コアと
該コアに吸着される前記プランジャの後端との何れか一
方の吸着面に、緩衝用の弾性部材を設けることが好まし
い。本発明によれば、前記第２カラーを設けることによ
って、開弁時のコアへのプランジャの吸引力が大とされ
ている。従ってプランジャを吸着するコアの吸着力が大
となる。ここで、本発明においては、前記弾性部材を設
けることによって、プランジャがコアへ吸着される際の
衝撃が緩和され、吸着時の騒音の発生を確実に防止する
ことができる。しかも、ボビンの突起と一方の支持板と
の間に確実に固定された前記第２カラーにより、コアの
吸着磁力が確実に向上してプランジャがコアに比較的強
く吸着された状態を維持することができるので、コアと
プランジャとの間に前記弾性部材が介在していても、プ
ランジャの安定した吸着状態を確実に維持することがで
き、プランジャの振動やそれに伴う騒音の発生を確実に
防止することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本実施形態の電磁弁を示す説明的
縦断面図、図２は本実施形態の電磁弁を分解して示す説
明図、図３は電磁弁の組み立て時における突起の状態を
示す説明図、図４は電磁弁の組み立て時におけるフレー
ムのカシメ加工工程を示す説明図、図５は本実施形態の
電磁弁の吸引力の特性を示す線図である。

【００１８】本実施形態の電磁弁１は図１に示すよう
に、ガス流路Ａを開閉する弁２と、該弁２を駆動する駆
動部３とによって構成されている。

【００１９】該駆動部３は、磁性金属製のフレーム４に
支持されたボビン５と、該ボビン５に支持された電磁コ
イル６と、前記ボビン５の内部に摺動自在に挿着されて
下端に前記弁２が設けられたプランジャ７とを備えてい
る。

【００２０】前記ボビン５は、合成樹脂によって形成さ
れ、前記電磁コイル６を外周に支持する円筒状のコイル
支持部８と、該コイル支持部８の上下の両端全周に外方
に張り出す一対の鍔部９，１０とを備えている。

【００２１】前記フレーム４は、前記ボビン５の上端側
を覆う大略矩形状の天板１１と該天板１１の両側から下
方に延設された側板１２と、該側板１２の下端に連結さ
れた大略矩形状の底板１３とによって構成されている。
該フレーム４の天板１１の下面側には、前記ボビン５の
内部に挿入されたコア１４が一体に支持されている。該
フレーム４の底板１３は、前記側板１２にカシメ加工に
よって連結固定されるブラケット１５と該ブラケット１
５の上面に重合されて該ブラケット１５と前記ボビン５
の下側の鍔部１０との間に介在される板状のスペーサ１
６とによって構成されている。

【００２２】前記コア１４には、ガスケット１７を介し
て非磁性金属製のガイドパイプ１８が挿着され、該ガイ
ドパイプ１８の内部に前記プランジャ７が摺動自在に挿
着されている。該コア１４は、前記電磁コイル６の磁力
によって前記プランジャ７の上端を吸着する。該コア１
４は、下端に向かって次第に収束するテーパ状の吸着部
１９を備え、前記プランジャ７の上端には該コア１４の
吸着部１９に対応する形状の被吸着部２０が形成されて
いる。更に、該プランジャ７の被吸着部２０の中央部に
は、コア１４に吸着された際の衝撃を緩和するゴム製の
緩衝部材２１が挿着されている。

【００２３】前記底板１３を構成するブラケット１５及
びスペーサ１６は、前記ガイドパイプ１８の下端部が貫
通して挿入される穴部２２を備え、該穴部２２の内周に
おけるブラケット１５とスペーサ１６との間は、前記ガ
イドパイプ１８に密接するガスケット２３が設けられて
いる。前記プランジャ７は、前記底板１３を構成するブ
ラケット１５及びスペーサ１６を貫通して前記ボビン５
の内部のガイドパイプ１８に挿通されている。

【００２４】前記弁２は、ガス流路Ａの閉弁位置に突出
成形された円筒状の弁座部Ｂに当接して閉弁状態とし、
該弁座部Ｂから離反して前記プランジャ７がコア１４に
吸着されて開弁状態とする。該弁２の上部に設けられた
スプリングシート２４と前記フレーム４の底板１３との
間には弁２（及びプランジャ７）を閉弁方向に付勢する
スプリング２５が設けられている。

【００２５】また、前記ボビン５の内壁と前記ガイドパ
イプ１８との間には、磁性金属によって円筒状に形成さ
れた一対のカラー２６，２７が設けられている。該ボビ
ン５の内壁には、両カラー２６，２７の互いに対向する
端縁の間において内方に突出する突起２８が形成されて
いる。該突起２８は図２に示すように、該ボビン５の軸
線方向に沿って細長い形状に形成されており、更に、該
ボビン５の周方向に所定間隔を存して複数（本実施形態
では４つ）配設されている。両カラー２６，２７は、後
述するように、該突起２８に圧接されてボビン５の内部
に固定されている。

【００２６】次に、以上の構成からなる本実施形態の電
磁弁１の組み立て工程を説明する。図２を参照すれば、
前記フレーム４の天板１１に固設された前記コア１４に
ガイドパイプ１８の上端部が外挿され、前記電磁コイル
６を支持したボビン５が該ガイドパイプ１８に外挿され
る。このとき、該ガイドパイプ１８への外挿に先立っ
て、ボビン５内部の上方側には、前述した一対のカラー
２６，２７の一つである第１カラー２６が挿入され、ボ
ビン５内部の下方側には、前述した一対のカラー２６，
２７のうち他の一つである第２カラー２７が挿入され
る。そして、該ボビン５に挿通されたガイドパイプ１８
の該ボビン５の下端から突出した部分に前記スペーサ１
６及び前記ガスケット２３を嵌着し、更に前記ブラケッ
ト１５を被せる。

【００２７】前記突起２８は、その上端縁が前記第１カ
ラー２６の下縁に当接し、その下端縁が前記第２カラー
２７の上縁に当接している。更に、この状態では、両カ
ラー２６，２７は未だボビン５の内部に完全には固定さ
れていず、図３（ａ）に説明の便宜上誇張して示すよう
に、第１カラー２６の上端部がボビン５の上端から突出
し、同じく、第２カラー２７の下端部がボビン５の下端
から突出している。このとき、図４（ａ）に天地を反転
して示すように、側板１２の下端に形成されたカシメ形
成部２９が前記底板１３のブラケット１５に形成された
カシメ凹部３０に係合された状態にあり、図３（ａ）に
示すように、天板１１は第１カラー２６の上端縁に当接
し、底板１３のスペーサ１６は第２カラー２７の下端縁
に当接する。このような状態は、図２を参照すれば、前
記突起２８の上端からボビン５の上端までの寸法ａを第
１カラー２６の長さ寸法ｂより小とし、前記突起２８の
下端からボビン５の下端までの寸法ｃを第２カラー２７
の長さ寸法ｄより小とすることによって形成することが
できる。

【００２８】そして、図４（ｂ）に天地を反転して示す
ように、側板１２の下端に形成されたカシメ形成部２９
を、前記底板１３のブラケット１５に形成されたカシメ
凹部３０の外方に押し広げてカシメ加工が施される。こ
のときのカシメ押圧によって、底板１３が天板１１に向
かって押圧され、図３（ｂ）に示すように、第１カラー
２６と第２カラー２７と互いに接近する方向に押入され
る。これにより、前記突起２８が変形して第１カラー２
６と第２カラー２７とに圧着され、第１カラー２６は天
板１１と突起２８との間に挟持されて強固に固定される
と同時に、第２カラー２７は底板１３と突起２８との間
に挟持されて強固に固定される。しかも、前記底板１３
に付与されるカシメ加工時の応力は、第１カラー２６及
び第２カラー２７を介して前記突起２８に集中し、該突
起２８の変形によって吸収されるので、ボビン５の他の
部分には波及することがない。そして、第１カラー２６
と第２カラー２７との間に強固に挟持された前記突起２
８によって、ボビン５全体がフレーム４内に確実に支持
された状態となる。

【００２９】このように、前記ボビン５は、両カラー２
６，２７と前記突起２８との圧着によってフレーム４に
固定されているので、天板１１及び底板１３からの圧迫
による該ボビン５の変形や損傷を防止することができ
る。また、確実に固定された前記ボビン５によって、前
記プランジャ７を前記コア１４に吸着させるための吸引
力を安定して発生させることができ、弁２の開閉動作を
円滑に行うことができる。更に、両カラー２６，２７は
確実に固定されているので、弁２の開閉動作に伴う振動
や騒音を確実に防止することができる。

【００３０】また、前記第１カラー２６及び第２カラー
２７は、ボビン５をフレーム４に確実に固定するためだ
けに設けられたものではなく、第１カラー２６を設けた
ことによって、開弁開始時の吸引磁力を大として開弁動
作を円滑に行うことができ、第２カラー２７を設けたこ
とによって、コア１４からフレーム４を介してプランジ
ャ７へ向かう磁束を効率良く発生させて、開弁時のコア
１４へのプランジャ７の吸引力を大とすることができ
る。

【００３１】ここで、前記第１カラー２６及び第２カラ
ー２７を設けた場合の吸引力特性を図５に示す。図５に
おいては、前記第１カラー２６及び第２カラー２７を設
けた場合を実線ｅで示し、これと比較するために両カラ
ーを設けない場合（破線ｆ）と、第１カラー２６のみを
設けた場合（一点鎖線ｇ）とを示した。図５に示すよう
に、両カラーを設けない場合には、閉弁位置におけるコ
ア１４の吸引力は極めて低く、閉弁状態で弁２にかかる
ガス圧と前記スプリング２５の荷重に対する対抗力が弱
いために開弁開始が円滑に行われないおそれがある。そ
れに対して、第１カラー２６のみを設けた場合には、閉
弁位置におけるコア１４の吸引力が向上しており、開弁
開始が円滑に行われるようになる。その反面、開弁時
（開弁直前）におけるコア１４の吸引力は、第１カラー
２６を設けない場合よりも低くなり、前記緩衝部材２１
を介してコア１４に吸着状態とされるプランジャ７に付
与される磁力が不安定となってプランジャ７に振動が生
じるおそれがある。

【００３２】それに対して、本実施形態のように前記第
１カラー２６及び第２カラー２７を設けた場合には、閉
弁位置におけるコア１４の吸引力が一層向上すると共
に、開弁時（開弁直前）におけるコア１４の吸引力を十
分に向上させることができ、前記プランジャ７が緩衝部
材２１を介してコア１４に吸着されているときにもプラ
ンジャ７の振動を防止することができる。このように、
前記第１カラー２６及び第２カラー２７を設けたことに
より、開弁開始時の弁２の駆動を円滑に行うことがで
き、プランジャ７がコア１４に吸着されたときにも緩衝
部材２１によってプランジャ７とコア１４との衝突によ
る衝撃を緩和してしかも、コア１４に吸着された状態に
あるプランジャ７の振動を確実に防止することができ
る。

【００３３】なお、本実施形態においては、図２に示す
ように、前記突起２８の形状を、前記ボビン５の軸線方
向に沿った細長い形状としたが、これに限られるもので
なく、図示しないが、例えば、第１カラー２６の下縁に
当接する突起と、第２カラー２７の上縁に当接する突起
とを各別に設けてもよい。また、本実施形態の前記突起
２８は、ボビン５の周方向に所定間隔を存して複数配設
されているが、それ以外に、図示しないが、ボビン５の
周方向に連続する凸条を形成して本発明の突起としても
よい。

【００３４】また、本実施形態において採用した第１カ
ラー２６と第２カラー２７とは、共に軸線方向に長さが
同一に形成されているが、各カラー２６，２７の長さは
所望の吸引力に応じて適宜定めることができる。このと
き、例えば、図示しないが、両カラー２６，２７の長さ
が異なる場合には、両者の長さに応じて、両カラー２
６，２７の互いに対向する端縁の間に前記突起２８が設
けられるものであることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電磁弁を示す説明的縦断
面図。

【図２】本実施形態の電磁弁の説明的分解断面図。

【図３】電磁弁の組み立て時における突起の状態を示す
説明図。

【図４】電磁弁の組み立て時におけるフレームのカシメ
加工工程を示す説明図。

【図５】本実施形態の電磁弁の吸引力の特性を示す線
図。

【符号の説明】

１…電磁弁、２…弁、４…フレーム、５…ボビン、６…
電磁コイル、７…プランジャ、１１…天板（他方の支持
板）、１３…底板（一方の支持板）、１４…コア、２１
…緩衝部材（弾性部材）、２６…第１カラー、２７…第
２カラー、２８…突起。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 義▲やす▼ 愛知県名古屋市中川区福住町２番26号 リ ンナイ株式会社内 Ｆターム(参考） 3H106 DA07 DA13 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD03 EE20 EE27 EE33 GA10 GA11 GA13 GA15 GA25 GA30 GC08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁コイルと、該電磁コイルを外周に支持
   する合成樹脂製の円筒状のボビンと、該ボビンの軸方向
   の両端に対向して位置する一対の支持板を備えるフレー
   ムと、後端側が前記ボビン内に摺動自在に挿着され、先
   端側が該フレームの一方の支持板を貫通して前記ボビン
   の外方に露出するプランジャと、該プランジャの先端に
   設けられて流体の通路を開閉する弁と、前記ボビン内に
   設けられて前記プランジャの後端を吸着するコアとを備
   える電磁弁において、 前記ボビンの内壁に突出する突起を設け、 前記フレームの他方の支持板と該突起とに圧接挟持され
   て前記ボビンの内壁に挿着された磁性金属製の円筒状の
   第１カラーと、前記フレームの前記一方の支持板と該突
   起とに圧接挟持されて前記ボビンの内壁に挿着された磁
   性金属製の円筒状の第２カラーとを設けたことを特徴と
   する電磁弁。
2. 【請求項２】前記コアと該コアに吸着される前記プラン
   ジャの後端との何れか一方の吸着面に、緩衝用の弾性部
   材を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。