JP2005351448A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】可動鉄芯に嵌挿されたロッドの両端部を支承する軸受が該ロッドと共に変位する際、軸受がロッドから脱落防止するストッパを電磁弁を構成する部材を利用することにより電磁弁小型化を図る。
【解決手段】比例電磁弁３０にはハウジング３１が設けられ、ハウジング３１は円筒部３２とフランジ部３３とから構成される。ハウジング３１に対向してヨーク３６が設けられる。ヨーク３６の穴４１には可動鉄芯４２が遊挿される。可動鉄芯４２にはスリーブ５０に摺動自在に嵌挿されたスプール５２に係合するロッド４４が嵌挿される。ロッド４４の両端部がハウジング３１、ヨーク３６に装着されたアダプタ３９に設けられた軸受４３、４５に支承される。ロッド４４と共に変位する軸受４３及び４５を夫々スプール５２、可動鉄芯４２及び可動鉄芯４２、ヨーク３６に接合されるエンドカバー４０に当接させる。【選択図】図１

Description

本発明は、印加電流に応じでスプールを変位させて加圧流体を制御する電磁弁に関し、さらに詳細にはロッドを支持する軸受部材が該ロッドから離脱防止するストッパの改良に関する。

電磁弁は可動鉄芯と一体的に形成された軸部材、例えばロッドはその両端部がボールを有する軸受部材で摺動自在に支承されている。この場合、前記ロッドを円滑に作動させるためには、ボールを保持するボール保持器が軸心方向に変位できることが重要である。
従来、この種の電磁弁はスプールハウジング１０（特許文献１に記載の符号）とソレノイドハウジング１２（特許文献１に記載の符号）とから形成され、該ソレノイドハウジング１２に穿設された第２摺動孔１４（特許文献１に記載の符号）にはプランジャ１５（特許文献１に記載の符号）が軸心方向に移動可能に嵌合され、該プランジャ１５はシャフト２３（特許文献１に記載の符号）に圧入固定されている。前記シャフト２３はその両端部を軸受２４、２５（特許文献１に記載の符号）に収納されたボールに支持され軸心方向に移動可能に支承されている。この電磁弁には軸受２４、２５がシャフト２３から脱落するのを防止するストッパが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
公開実用平１−１０６６８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載される電磁弁はシャフトが変位した際、軸受が該シャフトから脱落を防止するストッパが設けられている。このため、電磁弁は全長が延伸するので大型になり、ストッパの構造も複雑になるので組立作業が煩雑になってコスト高になるという不具合があった。
本発明は、前記の不具合を解決するためになされたもので、電磁弁を構成する周知の部材を軸受のストッパ機能として利用する電磁弁を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明は、可動鉄芯に嵌挿されたロッドの両端部を摺動自在に支承する第１及び第２の軸受機構が前記ロッドから脱落を防止するストッパを備えた電磁弁において、
前記第１の軸受機構のストッパは、
前記可動鉄芯の一端部と、
前記ロッドに係合して移動するスプールと、
を備え、
前記ロッドの変位により前記第１の軸受機構は前記スプールまたは前記可動鉄芯の一端部に当接して変位位置が規制されることを特徴とする。
次の本発明において、前記第２の軸受機構のストッパは、
前記可動鉄芯の他端部と、
前記ソレノイドを支持するヨークに接合するエンドカバーと、
を備え、
前記ロッドの変位により前記第２の軸受機構は前記可動鉄芯の他端部または前記ソレノイドを支持するヨークに接合するエンドカバーに当接して変位位置が規制されることを特徴とする。
本発明によれば、第１及び第２の軸受機構の脱落防止のストッパを電磁弁に別途新たに設ける必要がないので、該電磁弁の構造が簡素化され組立作業を容易に行うことができる。
この場合、前記軸受機構は、円筒形状の円周面に半径方向に断面球形状の凹部を有する保持部材と、前記凹部に回転自在に嵌入され少なくとも外周面の一部が該凹部より突出する球状部材とを備え、前記球状部材が前記ロッドの外周面及び円筒部の内周面並びに前記ロッドの外周面及びアダプタの内周面に係合するので、ロッドの摺動抵抗を軽減することができ電磁弁の応答性を向上させることでき好適である。
さらに、前記第１の軸受機構は円筒部に嵌挿され前記ロッドに協動し、前記第２の軸受機構はアダプタに嵌挿され前記ロッドに協動するので、これらの軸受機構を小型化になり、変位量を小さくすることがでるのでよい。

本発明は、ロッドを支承する軸受機構の該ロッドからの脱落を防止するストッパを別途新たに設ける必要がないので、電磁弁の長さを短縮することができ、該電磁弁が小型化になり簡便な構造にすることができる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０について図面により詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０の概略構造を示す縦断面図である。図２及び図３は軸受４３、４５の拡大詳細図である。
比例電磁弁３０は、磁性体の金属材料であるハウジング３１を有し、該ハウジング３１は円筒部３２とフランジ部３３とを備える。なお、前記円筒部３２は固定鉄芯として機能する。前記ハウジング３１の内方には、軸心方向に嵌合孔３４が貫通して形成される。前記ハウジング３１の円筒部３２に対向して同軸上に磁性体からなる円筒形状のヨーク３６が配設される。

ハウジング３１及びヨーク３６の外周にはソレノイド３７が配設され、該ソレノイド３７はボビン３７ａにコイル３７ｂが巻き回され、磁性体のカバー３８によって覆われている。前記ソレノイド３７の一端部には前記ヨーク３６が当接しており、該ヨーク３６の径大部３６ａがカバー３８により一体化され、その段差部３６ｂの内穴にアダプタ３９が装着される。なお、ヨーク３６の一端部には非磁性体のエンドカバー４０が当接しており、該エンドカバー４０に前記カバー３８の一端が固着されている。前記ヨーク３６には、ハウジング３１の嵌合孔３４と同軸に穴４１が形成されており、該穴４１に可動鉄芯４２が軸心方向に変位自在に遊嵌されている。前記可動鉄芯４２の固定鉄芯３２側には、非磁性体のスペーサ４２ａが固着されている。前記スペーサ４２ａは、可動鉄芯４２の移動を規制するストッパとして機能し、また、可動鉄芯４２が固定鉄芯３２に吸着されることを防止する。前記嵌合孔３４には、軸受４３が軸心方向に摺動自在に嵌挿され、該軸受４３はロッド４４の一端部を支承する。ロッド４４の他端部はアダプタ３９の嵌合孔３９ａに軸心方向に摺動自在に嵌挿された軸受４５に支承されている。

参照符号５０はスリーブで、ハウジング３１に当接した状態でカバー３８の一端を例えば加締めることによりハウジング３１に一体化される。前記スリーブ５０には、嵌合孔３４と同軸にスリーブ孔５１が穿設され、該スリーブ孔５１にスプール５２が摺動自在に嵌挿されている。前記スリーブ孔５１には、ハウジング３１から順に図示しないタンクとスリーブ孔５１とを連通するタンク通路５３と、図示しないアクチュエータとスリーブ孔５１とを連通する制御通路５４と、図示しないポンプとスリーブ孔５１とを連通する供給通路５５と、図示しないタンクとスリーブ孔５１とを連通するタンク通路５６とを備える。

前記スプール５２は、第１のランド部５７、第２のランド部５８が間隔をおいて軸心方向に沿って形成されており、これらのランド部５７、５８の間には該ランド部５７、５８の一端部に連通する環状溝５９が画成される。なお、前記環状溝５９はスプール５２の外周面の軸心方向に形成される。
さらに、環状溝５９には軸径方向に連通孔６０が穿設され、該連通孔６０は軸心方向に穿設されたガイド孔６１に連通し、該ガイド孔６１にはピストン６２が摺動自在に嵌挿されている。なお、前記ガイド孔６１は該ガイド孔６１内の圧力により矢印Ｘ方向のフィードバッグ力を発生させるフィードバッグ室６１ａの機能を有する。

前記ピストン６２は図示しないポンプの加圧流体が連通孔６０よりフィードバッグ室６１ａに導かれる。これにより、ピストン６２は矢印Ｙ方向に変位し、その一端部がアジャスタ６３に当接する。なお、スプール５２に嵌挿されたピストン６２が加圧されて該ピストン６２がアジャスタ６３に当接された状態で、フィードバッグ室６１ａの油圧力により前記スプール５２を矢印Ｘ方向にフィードバッグ力を作用させることは周知の技術である。
スプール６２は環状溝５９によりポンプ（図示しない）から供給通路５５に供給される作動油を制御通路５４とタンク通路５６とに分配するための分配室が形成されている。そして、スプール５２が軸心方向に変位すると、供給通路５５から制御通路５４に連通する隙間と制御通路５４からタンク通路５６に連通する隙間が変化し制御通路の出力圧が変化する。

図２はロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際に、該ロッド４４の一端部を支承する軸受４３がロッド４４から脱落防止するストッパの略構造図である。
図２において、軸受４３は円筒形状の保持器（保持部材）４６に軸心方向の略中央で円周方向に球形状の穴３５が複数個、例えば６個（図示しない）が穿設され、該穴３５にボール（球状部材）４７が軸支されている。前記ボール４７はその球面の一部が前記保持器４６の内周面及び外周面より突出している。従って、軸受４３が嵌合孔３４に嵌挿され、該軸受４３の保持器４６の内穴にロッド４４が挿入された状態では、ボール４７の球面の一部が穴３５より突出し嵌合孔３４の内周面及びロッド４４の外周面に係合し、ロッド４４の変位に対応して矢印Ｙ方向またはＸ方向に移動することができる。そこで、ロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際、軸受４３が該ロッド４４の変位に対応して移動する。そして保持器４６の一端部（図２で右端部）または他端部（図２で左端部）が夫々スプール５２の端部または可動鉄芯４２の一端部に当接することにより、軸受４３がロッド４４から脱落するのを防止する。

図３はロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際に、該ロッド４４の他端部を支承する軸受４５がロッド４４から脱落を防止するストッパの略構造図である。
図３において、軸受４５は円筒形状の保持器（保持部材）４８に軸心方向の略中央で円周方向に球形状の穴３５が複数個、例えば６個（図示しない）が穿設され、該穴３５にボール（球状部材）４９が軸支されている。前記ボール４９はその球面の一部が前記保持器４８の内周面及び外周面より突出している。従って、軸受４５がアダプタ３９の嵌合孔３９ａに嵌挿され、該軸受４５の保持器４８の内穴にロッド４４が挿入された状態では、ボール４９の球面の一部が嵌合孔３９ａの内周面及びロッド４４の外周面に係合し、ロッド４４の変位に対応して矢印Ｙ方向またはＸ方向に移動することができる。
そこで、ロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際、軸受４５が該ロッド４４に変位に対応して移動する。そして保持器４８の一端部（図３で右端部）または他端部（図３で左端部）が夫々可動鉄芯４２の他端部またはエンドカバー４０に当接することにより、軸受４５がロッド４４から脱落するのを防止する。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
図１において、比例電磁弁３０はソレノイド３７のコイル３７ｂに通電する電流値を制御することで、ロッド４４でスプール５２を矢印Ｙ方向に押す電磁力が調整され、この電磁力と、フィードバック室６１ａに導入された制御圧によってスプール５２を矢印Ｘ方向に押す力と、ばね部材６４がスプール５２を矢印Ｘ方向に押す弾発力との三つの力が釣り合う位置までスプール５２を軸心方向に移動させ、それによって制御通路５４の制御圧が調整される。この結果、ソレノイド３７のコイル３７ｂに通電する電流値に応じた制御圧が得られる。

図１においてソレノイド３７は非励磁であって、スプール５２がばね部材６４の弾発力により矢印Ｘ方向に変位し、第１のランド部５７および環状溝５９によってタンク通路５３と制御通路５４とが連通状態に確保され、第２のランド部５８により供給通路５５が閉塞されている。この場合、ロッド４４は軸受４３、４５に支承されながらスプール５２に押圧されて矢印Ｘ方向に変位する。そして、軸受４３、４５の他端部が夫々可動鉄芯４２の一端部、エンドカバー４０に当接して変位位置が規制されロッド４４から脱落防止される。

ソレノイド３７に電流を印加すると、電磁力が発生し、ロッド４４は矢印Ｙ方向に作動しスプール５２がばね部材６４の弾発力に抗して矢印Ｙ方向に変位する。このため、ロッド４４は軸受４３、４５と共に矢印Ｙ方向に変位し、スプール５２をＹ方向に押圧する。ロッド４４が矢印Ｙ方向に変位したとき、軸受４３、４５は夫々その他端部がスプール５２の端部、可動鉄芯４２の他端部に当接して変位位置が規制され、ロッド４４から脱落防止される。

以上により、ロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際に、該ロッド４４の両端部を支承する軸受４３、４５は保持器４６、４８の両端部が夫々可動鉄芯４２の一端部及びスプール５２の端部、可動鉄芯４２の他端部及びエンドカバー４０に当接するので、前記軸受４３、４５がロッド４４と協動する際、該ロッド４４から脱落防止される。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０においては、ロッド４４を支持する軸受４３、４５のストッパに比例電磁弁３０を形成するエンドカバー４０、可動鉄芯４２及びスプール５２を用いることにより、ストッパの構造が簡単になり、比例電磁弁３０を小型化にすることができる。本発明は比例電磁弁３０について説明したが、通常の磁弁にも適用できる。

本発明の実施の形態に係る電磁弁の概略構造を示す縦断面図である。 図１の一方の軸受のストッパの概略構造を示す縦断面図である。 図１の他方の軸受のストッパの概略構造を示す縦断面図である。

符号の説明

３０ 電磁弁
３１ ハウジング
３２ 円筒部
３４ 嵌合孔
３６ ヨーク
３７ ソレノイド
３９ アダプタ
４２ 可動鉄芯
４３、４５ 軸受
４６、４８ 保持器
４７、４９ ボール
５０ スリーブ ５２ スプール

Claims (5)

1. 可動鉄芯に嵌挿されたロッドの両端部を摺動自在に支承する第１及び第２の軸受機構が前記ロッドから脱落を防止するストッパを備えた電磁弁において、
   前記第１の軸受機構のストッパは、
   前記可動鉄芯の一端部と、
   前記ロッドに係合して移動するスプールと、
   を備え、
   前記ロッドの変位により前記第１の軸受機構は前記スプールまたは前記可動鉄芯の一端部に当接して変位位置が規制されることを特徴とする電磁弁。
2. 請求項１記載の電磁弁において、
   前記第２の軸受機構のストッパは、
   前記可動鉄芯の他端部と、
   前記ソレノイドを支持するヨークに接合するエンドカバーと、
   を備え、
   前記ロッドの変位により前記第２の軸受機構は前記可動鉄芯の他端部または前記ソレノイドを支持するヨークに接合するエンドカバーに当接して変位位置が規制されることを特徴とする電磁弁。
3. 請求項１または２記載の電磁弁において、
   前記軸受機構は、円筒形状の円周面に半径方向に断面球形状の凹部を有する保持部材と、
   前記凹部に回転自在に嵌入され少なくとも外周面の一部が該凹部より突出する球状部材と、
   を備え、
   前記球状部材が前記ロッドの外周面及び円筒部の内周面並びに前記ロッドの外周面及びアダプタの内周面に係合することを特徴とする電磁弁。
4. 請求項１記載の電磁弁において、
   前記第１の軸受機構は、円筒部に嵌挿され前記ロッドに協動することを特徴とする電磁弁。
5. 請求項２記載の電磁弁において、
   前記第２の軸受機構は、アダプタに嵌挿され前記ロッドに協動することを特徴とする電磁弁。
   

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