JP2003172468A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、可動鉄心と対向して配設されていた固定
鉄心を不要とすることにより、部品点数の削減を図る。 【解決手段】固定鉄心の代わりに、ソレノイド部２２を
囲繞する金属製材料の薄板材からなるフレーム２０の略
中央部を可動鉄心６０側に向かって同軸状に突出させた
突出部４８を設け、前記突出部４８をソレノイド部２２
のコイル５６とを軸線方向にオーバーラップさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソレノイドの励磁
作用下に変位する可動鉄心を吸引する固定鉄心を不要と
し、構造を簡略化した電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、アクチュエータへ圧力流体を
供給する、あるいは圧縮空気を大気中に排気することに
より圧縮空気の流れ方向を制御する電磁弁が用いられて
おり、前記電磁弁では、ソレノイド（電磁石）を励磁す
ることにより可動鉄心を吸引して固定鉄心側に変位さ
せ、該可動鉄心と一体的に弁体を作動させる方法が一般
的に採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
係る電磁弁においては、例えば、電磁弁の小型軽量化を
図るために部品点数の削減が要請されているとともに、
可動鉄心と同軸状に対向して設けられる固定鉄心が、電
磁弁全体のコストに占める割合が比較的大きいという問
題がある。

【０００４】本発明は、前記の問題を考慮してなされた
ものであり、従来設けられていた固定鉄心を不要とする
ことにより構造を簡略化して、部品点数の削減およびコ
ストの低減を可能とした電磁弁を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ソレノイドの励磁作用下に可動鉄心を
吸引することにより弁体を変位させる電磁弁において、
前記ソレノイドを囲繞する金属製のフレーム部材の側壁
の一部を前記可動鉄心の軸線方向に沿って該可動鉄心側
に向かって突出させた突出部を備え、前記突出部の端面
は、前記ソレノイドの内部に配設されたコイルに臨むよ
うに設けられることを特徴とする。

【０００６】また、前記突出部を、前記可動鉄心と同軸
状に突出して形成するとよい。

【０００７】さらに、前記突出部を、前記コイルが巻回
されたボビンの孔部に沿って突出させるとよい。

【０００８】さらにまた、前記突出部が形成された前記
フレーム部材の外壁面に窪み部を形成するとよい。

【０００９】本発明によれば、従来技術において、可動
鉄心と対向して配設されていた固定鉄心をなくし、ソレ
ノイドを囲繞するフレーム部材の側壁の一部を可動鉄心
側に突出させた突出部をコイルに臨むように設ける。

【００１０】この場合、ソレノイドを励磁することによ
り、磁束は、コイルから前記突出部を経由して可動鉄心
側に向かい、さらに前記可動鉄心からコイルに復帰して
周回するように発生する。従って、前記突出部に生じた
磁束によって前記可動鉄心が前記突出部の方向に向かっ
て吸引される。

【００１１】この結果、前記固定鉄心が不要となるた
め、部品点数の削減が図れるとともに、コストの削減を
図ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る電磁弁について好適
な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

【００１３】図１〜図４において、参照符号１０は、本
発明の実施の形態に係る電磁弁を示す。

【００１４】この電磁弁１０は、所定間隔離間し、並列
に配置された複数の第１〜第３ポート１２、１４、１６
が側面に形成されるバルブボディ１８と、該バルブボデ
ィ１８の上部に一体的に連結される金属製の薄板材から
なるフレーム（フレーム部材）２０と、前記フレーム２
０の内部に配設されるソレノイド部２２と、前記ソレノ
イド部２２の励磁作用下に第１〜第３ポート１２、１
４、１６の連通状態を相互に切り換える弁機構部２４と
を有する。

【００１５】バルブボディ１８の側面には、下方から順
に図示しない圧力流体供給源から圧力流体が供給される
第１ポート１２と、該第１ポート１２の上方に所定間隔
離間して形成され、流体が排出される第２ポート１４
と、さらに該第２ポート１４の上方に所定間隔離間して
形成され、後述する室２６の内部の流体を大気中に開放
する第３ポート１６とが形成されている。

【００１６】バルブボディ１８の略中央部には、前記第
１〜第３ポート１２、１４、１６とそれぞれ連通する室
２６が形成され、該室２６の略中央下部には、室２６側
へ所定長突出した弁座部２８が形成されている。該弁座
部２８の略中央には、バルブボディ１８の内部を介して
前記第１ポート１２と連通する通路３０が形成されてい
る。

【００１７】また、前記室２６の上部側に形成される段
部には、樹脂製材料からなるガイド部材３２が一体的に
装着されている。前記ガイド部材３２の外周面の溝部に
は、第１シール部材３４が装着されるとともに、略中央
部には、弁座部２８の方向に向かって所定長突出した凸
部３６が形成されている。前記凸部３６の略中央部に
は、先端部から軸線方向に沿って延在する第１連通路３
８が形成され、また、前記第１連通路３８と連通し、且
つ略直交する第２連通路４０（図２および図４参照）
が、ガイド部材３２の内部に形成されている。

【００１８】前記第２連通路４０は、ガイド部材３２の
外周部に形成される凹部４２に連通している。前記凹部
４２は、ガイド部材３２に装着される第１シール部材３
４および後述する第３シール部材６６によって気密が保
持されている。

【００１９】さらに、図２および図４に示されるよう
に、ガイド部材３２の外側には、弁座部２８の方向に向
かって所定長突出したフランジ部４４が形成されてい
る。

【００２０】さらに、第１〜第３ポート１２、１４、１
６の一端面には、図１および図３に示されるように、内
部に形成される環状溝を介して弾性材料からなるガスケ
ット４６が一体的に装着され、図示しない他の流体機器
等に接続した際における各ポート１２、１４、１６の気
密を保持している。

【００２１】フレーム２０の上部の略中央部には、後述
する可動鉄心６０側に同軸状に所定長突出してソレノイ
ド部２２の内部に配設されたコイル５６に臨む突出部４
８が形成される。

【００２２】前記突出部４８の突出量Ａは、突出部４８
の端面４９が少なくともコイル５６の上端面５０より可
動鉄心６０側に突出するように設定される（図１および
図２参照）。すなわち、突出部４８の一部とコイル５６
の一部とを軸線方向に沿って相互にオーバーラップさせ
ることにより、コイル５６の励磁作用下に可動鉄心６０
を突出部４８に吸引することができる。

【００２３】なお、突出部４８の可動鉄心６０側への突
出量Ａ（図１および図２）を大きくすると、前記突出量
Ａに比例した磁力が得ることができるため可動鉄心６０
に対する吸引力がより一層増大する。

【００２４】また、前記突出部４８の幅方向の寸法（図
１中、Ｃ）は、可動鉄心６０の幅方向の寸法（図１中、
Ｂ）と略同等に形成されるとともに、前記突出部４８の
厚さ方向の寸法（図２中、Ｅ）は、可動鉄心６０の厚さ
方向の寸法（図２中、Ｄ）と略同等に形成されている。
すなわち、前記突出部４８の端面の外形形状（図１中、
Ｃ、図２中、Ｅ）は、可動鉄心６０の外形形状と略同等
に断面略長方形状に形成される（図１中、Ｂ、図２中、
Ｄ）。

【００２５】また、可動鉄心６０の上方に該可動鉄心６
０側に所定長突出した金属製材料からなる突出部４８を
設けるとともに、該突出部４８の外形形状を可動鉄心６
０と略同等とすることにより、従来設けられていた固定
鉄心を不要とすることができる。

【００２６】突出部４８より外周側へ所定長離間した位
置には、図示しない電源からソレノイド部２２に電流を
供給するための一組のリード線５１ａ、５１ｂ（図２お
よび図３参照）が接続されている。

【００２７】なお、より一層大きな吸引力が必要な際に
は、図５に示されるように、フレーム２０の前記突出部
４８の反対側にあたる窪み部５２に金属製材料からなる
付設部材５４を装着するようにしてもよい。

【００２８】ソレノイド部２２は、前記フレーム２０の
内部に配設され、且つコイル５６が巻回されたボビン５
８と、該ボビン５８の内部に軸線方向に沿って変位自在
に挿通され、後述するばね部材７４の作用下に突出部４
８から離間する方向に付勢された可動鉄心６０とからな
る。

【００２９】ボビン５８とフレーム２０との間には、該
ボビン５８の上部に形成される溝部を介して第２シール
部材６２が装着され、ボビン５８とフレーム２０との気
密を保持している。

【００３０】また、バルブボディ１８とボビン５８との
間には、例えば、永久磁石等の磁性体からなるスリーブ
６４が挟持されるように設けられ、前記スリーブ６４と
ガイド部材３２との接合面には、ガイド部材３２の溝部
を介して第３シール部材６６が装着されている。該スリ
ーブ６４は、内部に前記可動鉄心６０が挿通する孔部６
８を有する。なお、可動鉄心６０の外周面とスリーブ６
４の孔部６８との間には、所定間隔だけ離間するクリア
ランスが設けられているため、スリーブ６４と可動鉄心
６０とが接触することがなく、該可動鉄心６０の摺動抵
抗となることがない。

【００３１】弁機構部２４は、可動鉄心６０と一体的に
連結され、該可動鉄心６０と連動する弁体７０と、該弁
体７０の略中央部に一体的に装着される弾性部材７２
と、ガイド部材３２の凸部３６の段部と弁体７０との間
に介装されるばね部材７４とからなる。前記弁体７０は
断面略コ字状に形成され（図１、図３、図６参照）、該
弁体７０の二又状に分岐した一端部には、所定長内側へ
膨出する一組の係合爪部７６が形成され、前記係合爪部
７６は、可動鉄心６０の側面に形成される係合溝７８に
係合されている。その結果、弁体７０は、可動鉄心６０
の変位作用下に一体的に変位する。

【００３２】また、弁体７０の他端部の略中央部に配設
される弾性部材７２は、図６に示されるように、弁体７
０の略中央部に形成される装着孔７７の内部に溶融した
樹脂製材料を導入して固化させる一体成形によって形成
されている。すなわち、弾性部材７２は、装着孔７７の
内部に導入された溶融した樹脂製材料の固化作用下に弁
体７０と一体的に装着される。

【００３３】さらに、装着孔７７の内部の略中央部に
は、内周面間を連接する連接棒７９が設けられ、該装着
孔７７に導入される樹脂製材料は、前記連接棒７９を包
み込むように固化されるため、弾性部材７２が装着孔７
７から脱抜することが阻止される。

【００３４】その結果、図２に示されるように、可動鉄
心６０の変位作用下に弁座部２８に着座した際におい
て、弁座部２８に押圧されるため通路３０と室２６との
気密が確実に保持される。

【００３５】さらに、ばね部材７４は、弁体７０を弁座
部２８に押圧する方向に付勢している。

【００３６】本発明の実施の形態に係る電磁弁１０は、
基本的には以上のように構成されるものであり、次にそ
の動作並びに作用効果について説明する。

【００３７】図１は、コイル５６に対してリード線５１
ａ、５１ｂ（図２参照）より電流を供給していない非励
磁状態にあり、弁体７０の弾性部材７２の下面が弁座部
２８に着座して第１ポート１２と第２ポート１４との連
通が遮断されたオフ状態を示している。

【００３８】また、この際、第２ポート１４は、図２に
示されるように、弾性部材７２の上面とガイド部材３２
の凸部３６およびフランジ部４４との間に画成される間
隙を介して室２６と第１連通路３８とが連通した状態に
あるため、第２ポート１４が第２連通路４０および凹部
４２を介して第３ポート１６と連通している状態にあ
る。そのため、外部に連通された第３ポート１６と連通
している室２６は、大気開放状態となる。

【００３９】このようなオフ状態において、図示しない
電源を付勢してコイル５６に通電することにより該コイ
ル５６が励磁され、その励磁作用下によって可動鉄心６
０がフレーム２０の突出部４８側に吸引される。その結
果、図２および図４に示されるように、電磁弁１０がオ
フ状態からオン状態に切り換わる。

【００４０】すなわち、ばね部材７４のばね力に抗し
て、可動鉄心６０が突出部４８側に向かって微小距離だ
け変位することにより、可動鉄心６０と連結された弁体
７０が一体的に上昇する。その際、可動鉄心６０の上端
部が突出部４８の端面に当接することにより変位終端位
置となる（図３および図４参照）。

【００４１】従って、可動鉄心６０の変位作用下に弁体
７０の弾性部材７２の下面が弁座部２８より離間するこ
とにより、図３に示されるように、第１ポート１２と第
２ポート１４とが通路３０および室２６を介して連通し
たオン状態となる。その結果、第１ポート１２から図示
しない圧力流体供給源によって供給された圧力流体は、
弾性部材７２と弁座部２８との間の間隙を通過し、室２
６および第２ポート１４を介して図示しない流体機器に
供給される。

【００４２】また、この際、弾性部材７２の上面が弁体
７０の変位作用下に凸部３６の先端部およびフランジ部
４４の先端に当接するため、第１連通路３８が閉塞さ
れ、該第１連通路３８と室２６との連通が遮断される。
すなわち第２ポート１４と第３ポート１６との連通が遮
断されている状態となる。

【００４３】以上により本実施の形態では、従来設けら
れていた固定鉄心の代わりに、フレーム２０の略中央部
を可動鉄心６０側に同軸状に突出した突出部４８が設け
られている。その結果、ソレノイド部２２の励磁作用下
にフレーム２０の突出部４８によって可動鉄心６０を吸
引することができる。その結果、固定鉄心が不要となる
ため部品点数の削減を図ることができるとともに、コス
トの削減を図ることができる。

【００４４】また、フレーム２０の窪み部５２に金属製
材料からなる付設部材５４を装着することにより、フレ
ーム２０の突出部４８と付設部材５４を加えるとより一
層大きな吸引力が得られる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４６】すなわち、従来設けられていた固定鉄心の
代わりに、フレーム部材の略中央部を可動鉄心側に突出
させた突出部を設けることにより、ソレノイドの励磁作
用下に前記突出部によって該可動鉄心を吸引することが
できる。その結果、固定鉄心が不要となるため部品点数
の削減を図ることができるとともに、コストの削減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る電磁弁の弁閉時にお
ける縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る電磁弁の弁開時にお
ける縦断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る電磁弁のフレームの
窪み部に金属部材を装着した状態における縦断面図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態に係る電磁弁の弁体の斜視
図である。

【符号の説明】

１０…電磁弁 １２…第１ポート １４…第２ポート １６…第３ポート １８…バルブボディ ２０…フレーム ２２…ソレノイド部 ２４…弁機構部 ２６…室 ２８…弁座部 ３０…通路 ３２…ガイド部材 ３４…第１シール部材 ３６…凸部 ３８…第１連通路 ４０…第２連通路 ４２…凹部 ４４…フランジ部 ４６…ガスケット ４８…突出部 ５１ａ、５１ｂ…リード線 ５２…窪み部 ５４…付設部材 ５６…コイル ５８…ボビン ６０…可動鉄心 ６２…第２シール部材 ６４…スリーブ ６６…第３シール部材 ６８…孔部 ７０…弁体 ７２…弾性部材 ７４…ばね部材 ７６…係合爪部 ７８…係合溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 則也 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 Ｆターム(参考） 3H106 DA08 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC18 DD03 EE16 EE34 GA13 KK04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ソレノイドの励磁作用下に可動鉄心を吸引
   することにより弁体を変位させる電磁弁において、 前記ソレノイドを囲繞する金属製のフレーム部材の側壁
   の一部を前記可動鉄心の軸線方向に沿って該可動鉄心側
   に向かって突出させた突出部を備え、 前記突出部の端面は、前記ソレノイドの内部に配設され
   たコイルに臨むように設けられることを特徴とする電磁
   弁。
2. 【請求項２】請求項１記載の電磁弁において、 前記突出部は、前記可動鉄心と同軸状に突出して形成さ
   れることを特徴とする電磁弁。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の電磁弁において、 前記突出部は、前記コイルが巻回されたボビンの孔部に
   沿って突出するように形成されることを特徴とする電磁
   弁。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電
   磁弁において、 前記突出部が形成された前記フレーム部材の外壁面に
   は、窪み部が形成されることを特徴とする電磁弁。