JP2006097705A - 電磁切換弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 ばね部材を用いることなく手動による電磁切換弁の切換操作を容易に行うことができるようにする。
【解決手段】 固定鉄心３９には、可動鉄心４０と一体的に形成されるロッド４３が変位自在に嵌挿されており、かつ該ロッド４３は固定鉄心３９に設けられたスリーブ４４に支持されている。スリーブ４４には、弁部３２のスプール５７の一端部が支持されている。さらに、固定鉄心３９の一端部に形成されるボス部４５は、弁部３２の弁本体５６にねじ機構により接合される。スリーブ４１のボス部４６に形成された孔４８には軸心方向に変位する手動操作ピン４９が配設され、手動操作ピン４９にはプランジャ４０に形成される凹部５０に係合するボス５１が設けられる。手動操作ピン４９は図示しない工具によりプランジャ４０を矢印Ｙ方向に変位させることが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁切換弁に関し、手動操作ピンを操作したとき該電磁切換弁のスプールを変位させるばね部材で確実に戻り、電磁操作したとき負圧によって前記手動操作ピンが吸い込まれて変位するのを防止する電磁切換弁の構造の改良に関する。

従来、この種の電磁切換弁である電磁比例ソレノイド１は、ボビン３に巻装されたコイル４及びコイル外周回路体を構成するヨーク５、６が一体形成されたコイルアッシー２と、該コイルアッシー２内に配設されるチューブアッシー１１と、これらのアッシー２、１１とを連結するキャップ２１とを有している。前記チューブアッシー１１は、ボビン３の内周面に装着され筒状に形成されたパイプ１２と、該パイプ１２の先端側で非磁性体の磁気遮断部材１３を介して一体的に形成される固定鉄心１４と、該固定鉄心１４に吸着されると共にパイプ１２内を摺動する可動鉄心１６とを有して構成されている。
前記キャップ２１は、チューブアッシー１１の開口部を塞ぐように蓋状に形成され、一方の端部内周面にパイプ１２の外周面に形成された雄ねじ１２ｂに螺着可能な雌ねじ２１ａが形成され、内部中央部にパイプ１２の端面が挿入されるリング状の溝が形成されると共に中央部に手動操作ピン２２がばね部材（指示していない）を介して軸方向に摺動可能に装着されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３３６２３０７号

しかしながら、特許文献１では電磁比例ソレノイド１を手動操作する際、図示しない工具等を用いてばね部材の弾発力に抗して手動操作ピン２２が押圧され、該電磁比例ソレノド１の手動操作を解除するときは、手動操作ピン２２を工具等から離脱させると、該手動操作ピン２２がばね部材の弾発力により確実に初期位置に戻り、負圧により吸い込まれて変位するのを防止することができるが、ばね部材を設けるスペースが必要になるため、電磁比例ソレノイド１の長さが総体的に延伸し、結果として該電比例ソレノイド１が大型になり、コスト高の要因なるという不具合があった。
本発明は、上記の不具合を解決するためになされたもので、ばね部材を用いることなく手動による切換操作を容易に行うことができる電磁切換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、コイルが装着されたコイル部本体と、
前記コイル部本体内に配設されたスリーブ本体と、
前記コイル部本体と前記スリーブ本体とを連結する連結部材と、
を備え、
前記スリーブ本体が筒状に形成されたスリーブと、
前記スリーブ内を摺動するプランジャと、
前記プランジャに対向して設けられ前記スルーブに摺動自在に支持された操作部材と、
を有し、
前記操作部材が嵌挿される前記スリーブに形成された孔部は、表面粗さが軸心方向に互いに異なる内周面で形成されることを特徴とする電磁切換弁。
この場合、前記内周面の表面粗さは、前記孔部の内方よりも外方が粗く形成され、かつ、前記内方の表面粗さ０．０５〜０．８μｍＲａに形成され、前記外方の表面粗さは１．０〜３．２μｍＲａに形成されることを特徴とする。
本発明によれば、負圧による操作部材の吸い込みが防止されるため、Ｏリングの摩耗によえる油の外部漏れや、該操作部材の折損が防止される。
この場合、前記内周面の表面粗さは、前記孔部の外方よりも内方が滑らかに形成され、かつ、前記外方の表面粗さは１．０〜３．２μｍＲａに形成され、前記内方の表面粗さは０．０５〜０．８μｍＲａに形成されると、手動操作のとき操作部材を押し込んでもわずかな力で戻るため前記電磁切換弁を作動させるばね部材等の部材を設ける必要がないので好適である。

本発明は、負圧による操作部材の吸い込みが防止されるため、Ｏリングの摩耗によえる油の外部漏れや、該操作部材の折損が防止され。また、手動操作のとき操作部材を押し込んでもわずかな力で戻るため前記電磁切換弁を作動させるばね部材等の部材を設ける必要がないので、コストの低減、品質向上を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る電磁切換弁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電磁切換弁３０の概略構造及び手動操作ピン４９が後退した状態を示す縦断面図である。図２及び図３は電磁切換３０の動作説明図を示す。
図１に示すように、電磁切換弁３０は、基本的には吸引力を発生するコイル部３１と、圧力流体を制御する弁部３２とから構成されている。

前記コイル部３１は、磁界を発生させるコイル３４と、外部磁路となるコイルボビン３５、リング３７、３８とを備えるコイル部本体３３と、磁界が付与されると固定鉄心であるストッパ３９に吸引される可動鉄心の機能を有するプランジャ４０と、前記プランジャ４０を支持し、かつ該プランジャ４０に磁界を付与するためのガイド４１と、該ガイド４１からストッパ３９にプランジャ４０を介して磁界が流れるように溶接した非磁性材４２とを備えるスリーブ本体３６から形成される。この場合、コイル３４はコイルボビン３５に装着され、かつリンク３７、３８と共にコイルボビン３５に嵌挿された状態で、金型（図示しない）にインサートされて射出成形機によりコイル本体３３が成形される。

前記固定鉄心３９には、その軸心部に前記可動鉄心４０と一体的に形成されるロッド４３が変位自在に嵌挿されており、かつ該ロッド４３は固定鉄心３９に設けられたスリーブ４４に支持されている。前記スリーブ４４には、弁部３２のスプール５７の一端部が支持されている。さらに、固定鉄心３９の一端部に形成されるボス部４５は、弁部３２の弁本体５６にねじ機構により接合される。
コイル部本体３３とスリーブ本体３６とを組付けるときは、コイル部本体３３の孔３３ａにスリーブ４１に挿入し、該スリーブ４１のボス部４６に形成されたねじ部４１ａに固定ナット（連結部材）４７が螺着される。スリーブ４１のボス部４６に形成された孔４８には軸心方向に変位する手動操作ピン（操作部材）４９が配設され、該手動操作ピン４９にはプランジャ４０に形成される凹部５０に係合するボス５１が設けられる。手動操作ピン４９は図示しない工具によりプランジャ４０を矢印Ｙ方向に変位させることが可能である。

図１に示されるように、電磁切換弁３０は孔４８に嵌挿される手動操作ピン４９が矢印Ｘ方向に変位して完全に戻った状態（後退限）では、手動操作ピン４９の摺動抵抗を大きくして後退限の位置を確保するために、図４に示される孔４８の範囲A部は仕上げ加工前の状態にして、Ｏリング５２のシール性に支障がない下限の表面粗さ、例えば１．０〜３．２μｍＲａ（ＪＩＳ規格Ｂ０６０１参照）に加工されている。このため、プランジャ４０内の圧力が負圧となっても手動操作ピン４９は摺動抵抗により変位しない。
一方、図２に示すように、手動操作ピン４９を操作して矢印Ｙ方向に変位させて該手動操作ピン４９が完全に前進させた状態（前進限）から図３に示すように、該手動操作ピン４９がばね部材６２の弾発力により完全に戻ったときは、手動操作ピン４９の摺動抵抗を小さくするため、図４に示される孔４８の範囲Ｂ部は鏡面仕げにしてばね部材６２の弾発力により手動操作ピン４９が確実に戻る表面粗さ、例えば０．０５〜０．８μｍＲａ（ＪＩＳ規格Ｂ０６０１）に加工されている。

このため、図４に示すように、孔４８の内面全体はリーマ加工後、軸心方向の範囲Ｂ部をバニシング加工により鏡面仕上げを行っている。これにより、孔４８の範囲Ａ部及び範囲Ｂ部の表面粗さは、前述したようにそれぞれ１．０〜３．２μｍＲａ、０．０５〜０．８μｍＲａに確保されている。

前記弁部３２は、ハウジングである弁本体５６の内部にスプール５７が摺動自在に嵌挿されている。前記スプール５７には、軸心方向には第１ランド５８、第２ランド５９と、両端部近傍にリテーナ６０ａ、６０ｂが形成されている。前記リテーナ６０ａとスプール５７の小径の軸端部６１には、ばね部材６２が嵌挿されている。前記ばね部材６２は一端部が軸端部６１に挿通されたスペーサ６３に係合し、他端部が弁本体５６に螺着されたプラグ６４の凹部６5に装填されており、電磁切換弁３０の非励磁になった際、ばね部材６２の弾発力によりスプール５７が矢印Ｘ方向（後退）に変位するようになる。
前記第１ランド５８、第２ランド５９には、円周方向に半円形状（図示しない）溝が連通されており、該溝はスプール５７の設定流量開度を調整する機能を有する。
前記弁本体５６に形成されたポート穴６６は図示しない油圧源に接続するためのものであり、ポート穴６７は図示しない油タンクへ接続されるためのものである。ポート穴６８及び６９は、図示しないアクチュエータに接続されるポートである。

本発明の実施の形態に係る電磁切換弁３０は基本的には以上のように構成されたものであり、図１乃至図３を参照してその動作について説明する。
先ず、手動操作ピン４９を操作しないときの動作、すなわち該手動操作ピン４９が後退限に位置したときの電磁切換弁３０の動作について説明する。
図１は、手動操作ピン４９が操作していない状態である後退限における動作説明図を示し、スプール５７はばね部材６２の弾発力により中立位置に保持されている。この状態では，タンクに連通されているポート穴６７は小判形状の断面形状（図示しない）に形成されているロッド４３の隙間（図示しない）を流通してストッパ３９内の液室３９ａとプランジャ４０の溝４０ａ、液室４０ｂが接続されている。ここで、ポート穴６７は一般的な使い方のときにはタンクに連通されているので、圧力流体の圧力が殆んど立ち上がらず、他のバルブ等の切換により一瞬負圧になることが多い。

また、電磁切換弁３０を動作させるため、コイル３４に通電すると、プランジャ４０が矢印Ｙ方向に変位する。このため、ストッパ４０の液室４０ｂの圧力流体は溝４０ａを通過してプランジャ３９の液室３９ａに移動する。この場合、圧力流体が溝４０ａを流通するとき、該圧力流体の流体抵抗の応分は液室３９ａが液室４０ａよりも低くなるため、液室３９ａが負圧になる頻度が多くなる。
一方、手動操作ピン４９が挿入される孔４８の口径の大きさは、該手動操作ピン４９の摺動抵抗を極力小さくし、かつＯリング５２が装着される溝５３（図５参照）の機械的強度とＯリング５２のサイズにより設定されるが、一般的にはΦ６ｍｍに形成されている。このため、孔４８の全内周面、すなわち範囲Ａ部及び範囲Ｂ部を例えば０．２μｍＲａ程度の表面粗さに仕上げると、Ｏリング５２を挿入した手動操作ピン４９の摺動抵抗が１〜２Ｎ程度（ニュートン）になり、液室３９ａの圧力0以下の負圧になると手動操作ピン４９は通常の大気によって矢印Ｙ方向に変位する。

逆に、ポート穴６７にサージ圧力が作用またはコイル３４の通電を切るとばね部材６２の弾発力によってスプール５７、ロッド４３及びプランジャ４０が矢印Ｘ方向に変位し、該プランジャ４０は慣性力により手動操作ピン４９がボス部４６に当接する位置まで矢印Ｘ方向に戻される（図１参照）。
ここで、手動操作ピン４９の矢印Ｘ方向に変位する速度が大きいと、図５に示されるように手動操作ピン４９にはＯリング５２が装着される溝５３及びＲ部５４に大きな衝撃力が作用する。そして、前記衝撃力が頻繁に手動操作作ピン４９に作用して、該手動操作ピン４９が頻繁に変位すると、Ｏリング５２の摩耗による油の外部漏れ、手動操作ピン４９が溝５３及びＲ部５４で折損することがある。

しかし、本実施の形態に係る電磁切換弁３０では、手動操作ピン４９が嵌挿されるスリーブ４４のボス部４６の孔４８は範囲Ａ部の表面粗さが１．０〜３．２μｍＲａに加工されるため、Ｏリング５２を挿入した手動操作ピン４９の摺動抵抗は５〜７Ｎになって液室３９ａの負圧が最大となっても、該手動操作ピン４９が負圧によって変位しないので、折損を防止することができる。

次に手動操作ピン４９を操作したときの動作、すなわち手動操作ピン４９が前進限に位置した動作について説明する。
図２は電磁切換弁３０を手動により切換えた状態を示す動作説明図で、手動操作ピン４９は図示しない工具により矢印Ｙ方向に変位し、ボス部４６に最大押し込まれた状態を示す。このため、プランジャ４０、ロッド４３及びスプール５７が矢印Ｙ方向に変位し、ばね部材６２は該スプール５７の変位量に対応して圧縮されている。
この状態から手動切換作用を止めると手動操作ピン４９に作用していた操作力が無くなり、圧縮されているばね部材６２の弾発力の付勢によりプランジャ４０、ロッド４３及びスプール５７は、矢印Ｘ方向に変位し図３に示される状態に維持される。このとき、手動操作ピン４９は摺動抵抗が大きいとばね部材６２の弾発力では矢印Ｘ方向に変位しないが、該ばね部材６２の弾発力により手動操作ピン４９が矢印Ｘ方向に変位する領域である範囲Ｂ部は、バニシング加工により表面粗さが例えば０．０５〜０．８μｍＲａに加工されているため、摺動抵抗は１〜２Ｎ程度になってばね部材６２の弾発力よりも小さくなっている。

なお、電磁切換弁３０を手動で操作した際、手動操作ピン４９は図３に示される状態の途中で停止するが、ポート穴６６に流体圧力が作用したとき、または電磁切換弁３０コイル３４の励磁により作動させたときは、プランジャ４０の矢印Ｘ方向に変位する慣性力によって図１に示される状態に戻される。

本発明の実施の形態に係る電磁切換弁の概略構造を示す縦断面図である。 図１の電磁切換弁が手動操作によリスプールが切換わった状態を示す縦断面図である。 図１の電磁切換弁の手動操作が中止されてスプールが戻った状態を示す縦断面図である。 図１のスリーブの要部拡大図である。 図１の手動操作ピンの拡大詳細図である。

符号の説明

３０ 電磁切換弁
３１ コイル部
３２ 弁部
３３ コイル部本体
３４ コイル
３６ スリーブ本体
３９ ストッパ（固定鉄心）
４０ プランジャ（可動鉄心）
４３ ロッド
４７ 固定ナット
４８ 孔
４９ 手動操作ピン
５６ 弁本体
５７ スプール
６２ ばね部材

Claims (3)

1. コイルが装着されたコイル部本体と、
   前記コイル部本体内に配設されたスリーブ本体と、
   前記コイル部本体と前記スリーブ本体とを連結する連結部材と、
   を備え、
   前記スリーブ本体が筒状に形成されたスリーブと、
   前記スリーブ内を摺動するプランジャと、
   前記プランジャに対向して設けられ前記スルーブに摺動自在に支持された操作部材と、
   を有し、
   前記操作部材が嵌挿される前記スリーブに形成された孔部は、表面粗さが軸心方向に互いに異なる内周面で形成されることを特徴とする電磁切換弁。
2. 請求項１記載の電磁切換弁において、
   前記内周面の表面粗さは、前記孔部の内方よりも外方が粗く形成されていることを特徴とする電磁切換弁。
3. 請求項１または２記載の電磁切換弁において、
   前記内方の表面粗さは０．０５〜０．８μｍＲａに形成され、前記外方の表面粗さは１．０〜３．２μｍＲａに形成されることを特徴とする電磁切換弁。

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