JP2004019927A - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械や、輸送機械等に用いられるソレノイドバルブの作動音の低減および切換性能の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】
ソレノイドバルブは、流体音の他、固定鉄芯と可動鉄芯とが衝突する衝突音が発生する。自動車の低騒音化が進み、AT又はCVT等の自動車の自動変速機用ソレノイドバルブにおいては、かかる衝突音の低減も必要である。衝突音は可動鉄芯の移動に伴い発生し、可動鉄芯が弁座へ当接するとき、あるいは弁座から離れて固定鉄芯と当接するときに、衝突音が発生する。そこで、実開平3−130976号公報、実開平5−96656号公報、特開平7−224962号公報では、弁座に当接する可動鉄芯側のシート部にゴム等の弾性部材を用い、さらに弾性部材を固定鉄芯側まで延長して固定鉄芯との当接面に弾性部材を介在させるようにしている。
【0003】
一方、ソレノイドバルブの固定鉄芯と可動鉄芯の間には、ソレノイドに通電して固定鉄芯に可動鉄芯を吸着させる際に、固定鉄芯と可動鉄芯との密着を防止し、ソレノイド非通電時の固定鉄芯と可動鉄芯とを離れ易くするため、非磁性体のワッシャ状のスペーサが設けられている。そこで、特開平8−210547号公報では、固定鉄芯と可動鉄芯の間のスペーサを非磁性体の板ばねとすることにより、板ばねの弾性力による衝撃力および騒音低減と固定鉄芯と可動鉄芯との密着の防止を一つの部材で兼ねるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スペーサのない構造のソレノイドバルブに比べ、スペーサのあるものは厚み分だけ固定鉄芯と可動鉄芯間の距離が大きくなり、ソレノイド通電時の吸引力が低下する。さらに、前述の特開平8−210547号公報のものでは、板ばねの弾性力により騒音は低下するものの、逆に、スペーサの厚みに加え、板ばねの弾性力による抵抗が加わるため、さらなる吸引力の低下が生じるという問題があった。
【0005】
本発明の課題は上記問題点に鑑みて、衝突時の騒音を低減すると同時に、吸引力の低下を防止し、ソレノイドバルブの切換性能の向上をはかることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、固定鉄芯と、前記固定鉄芯の回りに設けられたソレノイドコイルと、前記固定鉄芯とソレノイドコイルの吸引力により可動する可動鉄芯と、前記可動鉄芯により流体の流れを制御するようにされた弁部と、を有するソレノイドバルブにおいて、前記固定鉄心と前記可動鉄心との間に磁性体からなる板ばね部材が設けられており、前記板ばね部材は前記固定鉄心と可動鉄心とを板ばね部材の厚み方向に離隔するようなばね力を有するソレノイドバルブを提供することにより上記課題を解決した。
【0007】
即ち、いわゆるスペーサを非磁性体でなく、磁性体の板ばね部材としたので、固定鉄芯とスペーサ(板ばね部材)は一体の磁性体になるため可動鉄芯との距離は非磁性体のスペーサを用いるよりも小さくなる。そのためソレノイド通電時の吸引力が大きくなり作動性が向上する。一方、スペーサとしての板ばね部材は弾性力を有するので固定鉄芯と可動鉄芯との衝突時の衝撃を緩和し、衝突音も低減する。さらに、ソレノイド通電状態から非通電状態にした場合、板ばね部材のもつばね力により板ばね部材の厚み方向に可動鉄芯を固定鉄芯から離隔するようにばね力が働くので、固定鉄芯から可動鉄芯が離れ易くなり、ソレノイドバルブの非通電時の復帰性が向上する。
【0008】
本発明においては、前述した特開平8−210547号公報の非磁性体の弾性部材を磁性体にすることにより、容易に得られる。従って、同公報の図2、図5,6のものと同様でもよいが、同公報の図2のものは歯付座金のような形状であり、構造が複雑である。また、同公報の図5,6のものは一枚の平板で簡単な形状であるが、固定鉄芯側に、板ばねをばね作用をさせるための曲面あるいは円錐面の逃げ加工が必要となる。そこで、請求項2に記載の本発明においては、前記板ばね部材は中央部と外周部とを有する略円盤状とし、前記中央部と外周部とは段差を設けるようにした。これによれば、固定鉄芯、可動鉄芯は従来と同様でよく、従来のスペーサと置き換えることにより容易に本発明のソレノイドバルブを提供することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態を示すソレノイドバルブの縦断面図であり、中心線より左側がソレノイドコイル通電時、右側がソレノイドコイル非通電時の状態を示す縦断面図、図2は図1の楕円Aで囲んだ本発明の板ばね部材を示す部分拡大断面図であり、中心線より左側がソレノイドコイル通電時、右側がソレノイドコイル非通電時の状態を示す。図1に示すように、固定鉄芯2は、断面凹状の空間部6を有する円筒部7と、空間部の開口端8に設けられた鍔部9と、空間部の底部10に設けられた貫通穴11とが設けられている。固定鉄芯2の円筒部7の外側7a及び鍔部9の円筒部外周面9aに接するようにソレノイドコイル3が嵌挿されている。ソレノイドコイル3はプラスチック製のボビン3aに巻き線3bが巻かれている。ボビン3aの上端3cが鍔部9に対向して配設され、ボビン3aの内径3dが円筒部外周面7aに嵌挿されている。ボビン3aの下端には断面L字で円筒状の鉄製のヨーク16が固定されている。ボビン3aの下方から端子部17が半径方向に突出し外部から電力が供給される。固定鉄芯2の下端2a及びボビン3aの内径3eに沿って移動可能に可動鉄芯4が設けられている。
【0010】
特に本発明においては、図2に示すように、固定鉄芯2と可動鉄芯4の間には磁性体の板ばね部材(スペーサ)31が設けられている。板ばね部材31は中央部32と外周部33とを有する略円盤状にされ、中央部と外周部とは段差34が設けられている。中央部32は固定鉄芯2の下端2aに接しており、外周部33の中心側35が後述するスプリング19に接するようにされ、スプリング19と固定鉄芯2間に挟持されている。中央部32の中心にはドレーン穴36が開けられている。
【0011】
可動鉄芯4は凹状穴4aを有する中空円筒状であり、底部にピン4bが固定されている。凹状穴4aにはスプリング19が設けられスプリングの上部が固定鉄芯下端2aに板ばね部材31を介して当接可能にされていおり、スプリング19のスプリング力により可動鉄芯4と固定鉄芯2が離隔するようにされている。可動鉄芯4及びヨーク16の下部に弁部5が設けられている。弁部5は上部に鍔5aを有し、弁部の鍔5a、ヨーク16、ソレノイドコイル3、固定鉄芯2の鍔部9がカバー20の両端部20a,20bで挟持するように加締め固定されている。図1は3方向2位置のノーマルクローズ弁であり、弁部5は下端に圧力ポート穴21が明けられ上方に開口する圧力ポート側弁座22、圧力ポート側弁座に離着座するボール23が設けられている。ボール23の上側には下方に開口するタンクポート側弁座24が設けられ、ボールが離着座可能に配置されている。圧力ポート弁座22とタンクポート側弁座24間に連通して負荷ポート25が設けられ、図示しない負荷に接続されている。タンクポート側弁座24はピン貫通穴24aに連接し、タンク穴24bを経由してタンクポート26に連通し、ソレノイドバルブ外部に排出される。
【0012】
可動鉄芯4のピン4bはその先端がスプリング19のスプリング力によりボール23に当接可能にされており、ソレノイド3bに通電することにより、固定鉄芯2側に吸引されボールと接触しないようにされる。図1の右側に示すように、ソレノイド非通電磁の場合は、ボール23はスプリング19のスプリング力により、ピン4bに押され圧力ポート側弁座22に着座し、圧力ポート21と負荷ポート25を遮断し、負荷ポート25とタンクポート26を連通させる。一方、図1の左側に示すようにソレノイド3bが通電され、ピン4bがボール23と離れているときは、ボールは圧力ポート21の圧力に押され、タンクポート側弁座24に着座し、圧力ポート21と負荷ポート25を連通し、負荷ポート25とタンクポート26を遮断させる。これにより、ソレノイド3bのON−OFFにより流路を切り換える3方向2位置のノーマルクローズ弁を提供する。なお、固定鉄芯2の開口側がソレノイドバルブ外部に開放されており、また、ソレノイドバルブ1の内部リーク等は板ばね部材31のドレーン穴35、固定鉄芯の貫通穴11等を通ってドレーンとしてソレノイドバルブ外部に排出される。
【0013】
本発明においては、ソレノイド3bの通電時に可動鉄芯4が固定鉄芯2に衝突するが、図2の右側図から左側図に移動する間に板ばね部材31の弾性力により、衝撃が緩和される。一方、吸着状態では、板ばね部材が磁性体であるので、固定鉄芯と板ばね部材とは一体となり、可動鉄芯を強い吸引力で吸引する。詳述すると、図3は固定鉄芯から可動鉄心までのストロークとソレノイド吸引力の関係40を示す説明図であり、ソレノイド非通電時において、非磁性体スペーサの場合の可動鉄芯と固定鉄芯とのエアギャップ41は非磁性体スペーサの厚み42と可動鉄心のストローク43の和となる。一方、本発明においては、固定鉄芯と磁性体スペーサは磁気的に一体とされるので可動鉄芯と固定鉄芯とのエアギャップは可動鉄心ストローク44のみとなり、スペーサの厚みの量だけエアギャップが短くなる。従って、可動鉄心ストロークに対するスプリング19の許容ばね力44が従来のスプリング19の許容ばね力46より増大する。逆にいえば同じばね力に対してソレノイド吸引力は小さくて良い。従って、ソレノイド通電時の作動電圧は、従来の非磁性体のワッシャ状のスペーサ(ばね力なし)を使用したもので7〜7.5Vであるのに対し、本発明の磁性体の板ばね部材では5.5〜6Vと低下し、約20%吸引力が向上した。
【0014】
さらに、通電状態から非通電状態での可動鉄心復帰時には、本発明の板ばね部材は磁性体であるので、固定鉄芯と可動鉄芯とが密着しやすく復帰(解除)しにくなる。しかしながら、本発明の板ばね部材は厚み方向(軸方向)のスプリング(弾性)力により可動鉄芯を固定鉄芯から離隔するように作用するので、可動鉄芯が固定鉄芯から磁気的に解放しやすくなり、非通電位置への復帰性能が向上する。詳述すると、図4は固定鉄芯から可動鉄心までのストローク51とスペーサの厚み52及びスペーサとスプリング19とのばね力の和との関係を示す説明図であり、従来のスプリング力53はスプリング19のばね力54のみであるのに対し、本発明のスプリング力55は特に吸着時近傍のストロークにおいて、板ばね部材の厚み方向のスプリング力が大きく作用し、可動鉄芯の復帰力56が大きくなる。逆にいえば可動鉄芯の保持電流が高い値で復帰する。従って、ソレノイド通電状態から非通電時の復帰電流は、従来の非磁性体のワッシャ状のスペーサ(ばね力なし)を使用したもので90〜100mAであるのに対し、本発明の磁性体の板ばね部材では110〜120mAと約20%復帰電流が高くなり、電流遮断時により早く復帰するものとなった。
【0015】
なお、前述した実施の形態においては、板ばね部材の厚みは従来のスペーサと同様であり、0.15mmであり、また、段差は0.15mmとした。また、実施の形態においては、3方向2位置のノーマルクローズ弁について説明したが、ノーマルオープンの場合やその他のソレノイドバルブに適用できることはいうまでもない。また、板ばね部材の形状は、従来の特開平8−210547号公報の非磁性体の弾性部材と同様でもよく、種々の形状が可能であることはいうまでもない。
【0016】
【発明の効果】
本発明によれば、ソレノイドバルブの固定鉄心と可動鉄心との間に板ばね部材を設け、板ばね部材を固定鉄心と可動鉄心とを板ばね部材の厚み方向に離隔するようなばね力を有するソレノイドバルブにおいて、板ばね部材の材質を非磁性体から磁性体にするということで、衝突音を低減するばかりでなく、従来では予想しなかった、高い吸引力と、復帰力を得られるものとなった。従って、ソレノイドバルブの切換性能が向上し、定格を同じとすればソレノイドの出力を小さくして省エネとなり、ソレノイド出力を同じとすれば定格流量等を大きくでき、あるいはゴミや環境に強いものとなった。さらに、スペーサは弾力性をもつので騒音を低減するばかりでなく板ばね部材の耐久性も向上するものとなった。
【0017】
さらに、板ばね部材を中央部と外周部とを有する略円盤状とし、中央部と外周部とで段差を設けるという簡単な構造であり、加工、組立も容易であり、材料も廉価である。また、従来のスペーサと置き換えることにより容易に本発明のソレノイドバルブを提供できるので、汎用性の高いものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すソレノイドバルブの縦断面図であり、中心線より左側がソレノイドコイル通電時、右側がソレノイドコイル非通電時の状態を示す縦断面図である。
【図2】図1の丸で囲んだ本発明の板ばね部材を示し、中心線より左側がソレノイドコイル通電時、右側がソレノイドコイル非通電時の状態を示す部分拡大断面図である。
【図3】固定鉄芯から可動鉄心までのストロークとソレノイド吸引力の関係を示す説明図である。
【図4】固定鉄芯から可動鉄心までのストロークとスペーサ及びスプリング19とのばね力の和との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ソレノイドバルブ
2 固定鉄芯
3 ソレノイドコイル
4 可動鉄芯
5 弁部
31 板ばね部材(スペーサ)
32 中央部
33 外周部
34 段差[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reduction in operation noise of a solenoid valve used for an industrial machine, a transportation machine, and the like, and an improvement in switching performance.
[0002]
[Prior art]
The solenoid valve generates a collision sound in which the fixed iron core and the movable iron core collide in addition to the fluid noise. As the noise of automobiles has been reduced, it is necessary to reduce such collision noise in solenoid valves for automatic transmissions of automobiles such as AT and CVT. The collision sound is generated as the movable iron core moves, and the collision noise is generated when the movable iron core comes into contact with the valve seat or separates from the valve seat and comes into contact with the fixed iron core. Therefore, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-130976, Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-96656, and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-224962, an elastic member such as rubber is used for a movable iron core side seat portion that contacts a valve seat. The member is extended to the fixed iron core side so that an elastic member is interposed on the contact surface with the fixed iron core.
[0003]
On the other hand, between the fixed iron core and the movable iron core of the solenoid valve, when the solenoid is energized and the movable iron core is attracted to the fixed iron core, the fixed iron core and the movable iron core are prevented from adhering to each other, and the solenoid is A non-magnetic washer-shaped spacer is provided to make it easy to separate the fixed iron core and the movable iron core when not energized. Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-210547, the spacer between the fixed iron core and the movable iron core is made of a non-magnetic leaf spring, thereby reducing the impact force and noise by the elastic force of the leaf spring and reducing the fixed iron core. A single member serves to prevent the close contact with the movable iron core.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, compared to a solenoid valve having a structure without a spacer, a valve with a spacer has a greater distance between the fixed iron core and the movable iron core by an amount corresponding to the thickness, and the suction force when energizing the solenoid is reduced. Further, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-210547, although the noise is reduced by the elastic force of the leaf spring, on the other hand, the resistance due to the elastic force of the leaf spring is added in addition to the thickness of the spacer. There is a problem that a decrease in the density occurs.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to reduce noise at the time of collision, prevent a decrease in suction force, and improve the switching performance of a solenoid valve.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a fixed iron core, a solenoid coil provided around the fixed iron core, a movable iron core movable by an attraction force of the fixed iron core and the solenoid coil, and a flow of fluid by the movable iron core And a valve unit configured to control the solenoid valve, wherein a leaf spring member made of a magnetic material is provided between the fixed iron core and the movable iron core, and the leaf spring member is connected to the fixed iron core. The above object has been achieved by providing a solenoid valve having a spring force that separates a movable iron core from a movable core in a thickness direction of a leaf spring member.
[0007]
That is, since the so-called spacer is made of a magnetic leaf spring member instead of a non-magnetic material, the distance between the fixed iron core and the spacer (leaf spring member) is made of a non-magnetic material. It is smaller than using spacers. Therefore, the suction force at the time of energizing the solenoid is increased, and the operability is improved. On the other hand, since the leaf spring member as a spacer has elastic force, the impact at the time of collision between the fixed iron core and the movable iron core is reduced, and the collision noise is also reduced. Further, when the solenoid is energized and de-energized, the spring force of the leaf spring member acts to separate the movable iron core from the fixed iron core in the thickness direction of the leaf spring member. The movable iron core is easily separated, and the returnability of the solenoid valve when power is not supplied is improved.
[0008]
In the present invention, it can be easily obtained by making the non-magnetic elastic member of JP-A-8-210547 a magnetic material. Therefore, the configuration shown in FIG. 2 of FIG. 2 may be similar to that of FIG. 2, FIG. 5 and FIG. 5 and 6 of the publication have a simple shape with a single flat plate, but a relief process of a curved surface or a conical surface for causing a leaf spring to act as a spring is required on the fixed iron core side. . Therefore, in the present invention described in
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a solenoid valve showing an embodiment of the present invention. The left side from the center line shows a state when the solenoid coil is energized, and the right side shows a state when the solenoid coil is not energized. FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the leaf spring member of the present invention surrounded by an ellipse A. The left side of the center line shows a state when the solenoid coil is energized, and the right side shows a state when the solenoid coil is not energized. As shown in FIG. 1, the fixed
[0010]
In particular, in the present invention, as shown in FIG. 2, a leaf spring member (spacer) 31 made of a magnetic material is provided between the fixed
[0011]
The
[0012]
The tip of the
[0013]
In the present invention, the
[0014]
Further, when the movable iron core is returned from the energized state to the non-energized state, since the leaf spring member of the present invention is made of a magnetic material, the fixed iron core and the movable iron core are easily brought into close contact with each other, and it is difficult to return (cancel). However, since the leaf spring member of the present invention acts to separate the movable iron core from the fixed iron core by a spring (elastic) force in the thickness direction (axial direction), the movable iron core is magnetically released from the fixed iron core. And the performance of returning to the non-energized position is improved. More specifically, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the
[0015]
In the above-described embodiment, the thickness of the leaf spring member is the same as that of the conventional spacer, that is, 0.15 mm, and the step is 0.15 mm. Further, in the embodiment, the normally closed valve in two positions in three directions has been described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a normally open valve and other solenoid valves. Further, the shape of the leaf spring member may be the same as that of the conventional non-magnetic elastic member disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-210547, and it goes without saying that various shapes are possible.
[0016]
【The invention's effect】
According to the present invention, a leaf spring member is provided between the fixed iron core and the movable iron core of the solenoid valve, and the leaf spring member has a spring force that separates the fixed iron core and the movable iron core in the thickness direction of the leaf spring member. In the solenoid valve, by changing the material of the leaf spring member from a non-magnetic material to a magnetic material, it is possible not only to reduce the collision noise, but also to obtain a high suction force and a return force that were not expected in the past. became. Therefore, the switching performance of the solenoid valve is improved, and if the rating is the same, the output of the solenoid is reduced to save energy.If the solenoid output is the same, the rated flow rate can be increased, or it is resistant to dust and the environment. Was. Further, since the spacer has elasticity, not only noise is reduced but also durability of the leaf spring member is improved.
[0017]
Further, the leaf spring member is formed in a substantially disk shape having a central portion and an outer peripheral portion, and has a simple structure in which a step is provided between the central portion and the outer peripheral portion. Processing and assembly are easy, and the material is inexpensive. Further, since the solenoid valve of the present invention can be easily provided by replacing the conventional spacer, the versatility is enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention, in which a left side from a center line shows a state when a solenoid coil is energized, and a right side shows a state when a solenoid coil is not energized.
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a leaf spring member of the present invention encircled in FIG. 1, in which a left side from a center line shows a state when a solenoid coil is energized, and a right side shows a state when a solenoid coil is not energized.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a stroke from a fixed iron core to a movable iron core and a solenoid attraction force.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a stroke from a fixed iron core to a movable iron core and a sum of spring forces of a spacer and a
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1
32
Claims (2)
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