JP2006307985A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、部品点数を増やすことなく高精度の流路が形成された電磁弁を提供することにある。
【解決手段】 電磁弁は、パイプ３０と、弁孔４２が開口する弁座面４４を有する弁座４０と、パイプ３０の内部で弁座面４４での弁孔４２の開口に対向するように配置されている弁体６２と、弁体６２に弁座４０に接近する方向及び弁座４０から離れる方向の一方である第１の方向に移動させる力を加える弾性体７０と、電流が流れることで磁場を発生させるコイル９０であって、磁気誘導によって、第１の方向とは反対の第２の方向に、弁体６２を移動させる電磁吸引力を発生させるためのコイル９０と、を有する。パイプ３と弁座４０とが、少なくとも１カ所に隙間５０をもって接合され、隙間５０にて流路が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁弁に関する。

液圧回路では、液体の圧力・流量・方向を制御するために電磁弁が使用される。電磁弁には、液体を流すために流路が必要である。特許文献１，２では、切削加工などによってパイプに穴をあけて流路を形成してあるが、その場合、多くの加工工程が必要であってコストがかかる。また、特許文献２，３では、部品を組み合わせて流路を形成してあるが、その場合、部品点数が多くなる。
特開平９−１１９５５２号公報 特開平２００４−４４７８２号公報 特表２００２−５０３５８９号公報

本発明の目的は、部品点数を増やすことなく簡単な工程で形成された電磁弁を提供することにある。

（１）本発明に係る電磁弁は、パイプと、
弁孔が開口する弁座面を有する弁座と、
前記パイプの内部に、前記弁座面での前記弁孔の開口に対向するように配置されている弁体と、
前記弁体に、前記弁座に接近する方向及び前記弁座から離れる方向の一方である第１の方向に移動させる力を加える弾性体と、
電流が流れることで磁場を発生させるコイルであって、磁気誘導によって、前記第１の方向とは反対の第２の方向に、前記弁体を移動させる電磁吸引力を発生させるためのコイルと、
を有し、
前記パイプと前記弁座とが、少なくとも１カ所に隙間をもって接合され、前記隙間にて流路が形成されている。本発明によれば、パイプと弁座との間の隙間によって流路を形成することができる（すなわち、穴を形成しなくてもよい）ので、部品点数を増やすことなく、簡単な工程で流路を形成することができる。
（２）この電磁弁において、
前記弁座は、前記弁座面から、前記パイプに対向する面にかけて連続して設けられた溝を有し、
前記溝によって前記隙間が形成されていてもよい。この場合、弁座の全体的な形状を、鍛造加工などで形成することができる。
（３）この電磁弁において、
前記パイプの軸方向に移動するように前記パイプ内に配置された可動コアと、
前記パイプの端部に、前記可動コアと対向するように固定された固定コアと、
をさらに有し、
前記弁体は、前記可動コアの、前記固定コアとは反対側の端部に固定され、
前記弁体、前記弁座及び前記弾性体は、前記パイプ内に、前記弁体が前記弁座及び前記弾性体に挟まれるように配置され、
前記弾性体は、前記固定コアと前記弁体との間で、前記弁体に前記弁座の方向への第１の力を加え、
前記磁気誘導によって、前記可動コア及び前記固定コア間に前記電磁吸引力を発生させて、前記第１の力に対抗する第２の力を、前記可動コアを介して前記弁体に加えてもよい。これによれば、常閉型の電磁弁が得られる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電磁弁を有する流体圧制御装置の一部を示す断面図である。流体圧制御装置は、流体圧回路において流体（例えば油などの液体）の圧力を調整（例えば一定の圧力に調圧）するためのものである。

流体圧制御装置は、例えばアルミニウムからなる基体１０を有する。基体１０には、流体の第１の流路１１が形成されている。基体１０には、第２の流路１２が形成されている。基体１０には、電磁弁２０のための装着孔１４が形成されている。装着孔１４は、第１及び第２の流路１１，１２に連通している。装着孔１４を介して第１及び第２の流路１１，１２が連通している。装着孔１４と第２の流路１２が一直線方向に連通し、装着孔１４の軸と第１の流路１１の軸が交差（例えば直交）している。

流体圧制御装置は、電磁弁２０を有する。電磁弁２０は、第１及び第２の流路１１，１２間で、流路の一部を開閉するためのものである。電磁弁２０は常閉型電磁弁であるが、本発明は常開型電磁弁に適用することもできる。

電磁弁２０は、パイプ３０を有する。パイプ３０は非磁性体である。パイプ３０は、一方の端部に大径部（内部空間の断面が大きい部分）３２を有し、この大径部３２に小径部（大径部３２よりも内部空間の断面が小さい部分）３４が接続されている。この形状は、例えば絞り加工によって形成することができる。パイプ３０（例えば大径部３２を含む端部）は、装着孔１４に嵌め込まれている。パイプ３０は、その軸方向に連通する中空形状をしているが、その側壁部には孔が形成されていない。

電磁弁２０は、弁座４０を有する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、それぞれ、弁座の平面図及び側面図である。弁座４０は、弁孔（連通孔）４２が開口する弁座面４４を有する。弁孔４２（少なくともその一部）は、流体の流量を絞るオリフィスとなっている。弁座４０は、弁座面４４側にフランジ部４６を有し、弁座面４４の弁孔４２の周囲を囲繞するように環状に隆起して形成されている。

弁座４０とパイプ３０は、弁座４０のフランジ部４６とパイプ３０の大径部３２とが少なくとも１カ所に隙間５０をもって接合されることで結合され、隙間５０にて本発明の流路が形成され、第１の流路１１および第２の流路１２と連通する。詳しくは、弁座４０は、弁座面４４から、パイプ３０に対向する面にかけて連続して設けられた溝５２，５４を有する。溝５２，５４によって隙間５０が形成されている。溝５２は、弁座面４４に平行な方向にフランジ部４６の表面部分を切り欠いて形成される。溝５２は、弁座面４４の上方空間と連通しており、溝５２の底面と弁座面４４とが面一である。第２の溝５４は、弁座面４４とは交差する方向（例えば弁孔４２の延びる方向）にフランジ部４６の表面部分を切り欠いて形成される。溝５４は、溝５２と連通している。溝５４は、フランジ部４６に隣接する表面５６の上方空間と連通しており、その表面５６と溝５４の底面とが面一である。溝５２，５４が形成された弁座４０の全体的な形状は、鍛造加工などで形成することができる。

本実施の形態によれば、パイプ３０と弁座４０との間の隙間によって流路を形成することができる（すなわち、穴を形成しなくてもよい）ので、部品点数を増やすことなく、簡単な工程で流路を形成することができる。また、本実施の形態によれば、部品点数を増やすことなく、隙間５０（溝５２，５４）による簡単な構成で、流路を形成することができる。なお、隙間５０によって形成される流路の断面積が、弁孔４２の断面積よりも大きくなるように、隙間５０を形成してある。こうすることで、隙間５０によって形成される流路によって流体の流量が絞られること（すなわち、隙間５０がオリフィスになること）を防止することができる。

パイプ３０内には、その軸方向に移動（スライド）できるように可動コア６０が収容されている。可動コア６０は磁性体である。可動コア６０の端部には、弁体６２が取り付けられている（例えば圧入などによって固定されている）。弁体６２は、可動コア６０の、固定コア８０とは反対側の端部に固定されている。弁体６２は、可動コア６０とともにパイプ３０に対して相対的に移動（可動コア６０の移動と同じ方向に移動）できるようになっている。弁体６２は、弁座面４４での弁孔４２の開口に対向するように配置されている。弁体６２は、弁座４０の弁孔４２を塞ぐために流路内に設けられている。なお、流体圧回路は、少なくとも、第１の流路１１、隙間５０（溝５２，５４）、弁孔４２及び第２の流路１２を通る流路を含む。

電磁弁２０は、弾性体（例えばバネ（詳しくはコイルバネ））７０を有する。弾性体７０は、可動コア６０の、弁体６２を保持する端部とは反対の端部に形成された隙間５０６４に配置されている。弁体６２、弁座４０及び弾性体７０は、パイプ３０内に、弁体６２が弁座４０及び弾性体７０に挟まれるように配置されている。弾性体７０は、弁体６２（例えば可動コア６０を介して）に、弁座４０に接近する方向及び弁座４０から離れる方向の一方である第１の方向に移動させる力を加える。本実施の形態では、弾性体７０は、固定コア８０と弁体６２との間で、弁体６２（例えば可動コア６０を介して）に弁座４０の方向への第１の力Ｆ_１を加える。

弾性体７０の端部は、固定コア８０に接触する。弾性体７０は、弁体６２（例えば可動コア６０を介して）と固定コア８０との間で圧縮されて配置されている。これにより、弁体６２に弁座４０の方向への力を加える。

パイプ３０（詳しくはその端部）には、固定コア８０（少なくともその端部）が固定されている。固定コア８０は、可動コア６０と対向するように配置されている。固定コア８０は、パイプ３０の一方の開口を塞いでいる。固定コア８０は、溶接によって固定してある。固定コア８０は、磁性体である。

電磁弁２０は、導電線からなるコイル９０を有する。コイル９０は、絶縁体（例えば樹脂）からなるボビン９２に巻き付けられていている。コイル９０を電流が流れると磁場が発生する。その磁場内に、磁性体（あるいは強磁性体）からなるヨーク９４を設けてあり、ヨーク９４を通る効率的な磁気回路を形成することができる。なお、ヨーク９４はコイル９０のカバーを兼ねている。コイル９０により発生する磁場（又は磁気回路）内に、あるいは、ヨーク９４を通して形成される磁気回路内に、可動コア６０（少なくともその一部）及び固定コア８０（少なくともその一部）が配置されている。

コイル９０に電流が流れると磁場が発生し、磁気誘導によって、可動コア６０及び固定コア８０間に電磁吸引力が発生する。この磁気吸引力は、弾性体７０の第１の力Ｆ_１の方向とは反対の第２の方向に、弁体６２を移動させる力である。これによって、第１の力Ｆ_１に対抗する第２の力Ｆ_２を、可動コア６０を介して弁体６２に加えることができる。

次に、本実施の形態に係る電磁弁２０の動作を説明する。

電磁弁２０が駆動していない場合（コイル９０に電流が供給されていない場合）には、電磁吸引力が発生しない。このとき、弁体６２（例えば可動コア６０を介して）と固定コア８０の間で弾性体７０が圧縮されており、固定コア８０がパイプ３０に固定されているので、弾性体７０は弁体６２に弁座４０の方向に力を加える。この力は、弁体６２を弁座４０（弁座面４４）に押しつけて弁孔４２を塞ぐのに必要な大きさになるように設定されている。このため、常時（電磁弁２０の非駆動時）、弁孔４２が閉じる。すなわち、電磁弁２０は、常閉型電磁弁である。

電磁弁２０が駆動すると、コイル９０を電流が流れて磁場が発生する。磁場が発生すると、磁気誘導によって可動コア６０及び固定コア８０間に電磁吸引力が発生する。固定コア８０がパイプ３０に固定されているので、電磁吸引力によって、可動コア６０が固定コア８０の方向に引き寄せられる。電磁吸引力の大きさが弾性体７０の弾性力の大きさを超えると、可動コア６０を介して、弁体６２が弁座４０から離れる方向に動く。こうして、弁孔４２が開口する。

こうして、電磁弁２０によって流体圧回路が制御される。開弁状態において第１及び第２の流路１１，１２が連通するので、第１の流路１１から流体を流入させて第２の流路１２へ吐出させることができる。詳しくは、流体は、第１の流路１１を経て、隙間５０（溝５２，５４）によって形成される流路を通って、パイプ３０の内部空間に流動し、弁座４０の弁孔４２を通って第２の流路１２へ流動して吐出される。このように、弁体６２による弁孔４２の開閉が行われて、流体の圧力が制御される。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施の形態では、弁座４０のフランジ部４６に溝５２，５４を形成して隙間５０が形成されているが、変形例として、パイプ３０の先端３２の一部を外周側に隆起させることで、隙間５０を形成してもよい。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。さらに、本発明は、実施の形態で説明した技術的事項のいずれかを限定的に除外したものであってもよい。あるいは、本発明は、上述した実施の形態から公知技術を限定的に除外したものであってもよい。

本発明の実施の形態に係る電磁弁を有する流体圧制御装置の一部を示す断面図である。 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、それぞれ、弁座を説明する平面図及び側面図である。

符号の説明

１０…基体、 １１…第１の流路、 １２…第２の流路、 １４…装着孔、 ２０…電磁弁、 ３０…パイプ、 ３２…大径部、 ３４…小径部、 ３６…内側面、 ４０…弁座、 ４２…弁孔、 ４４…弁座面、 ４６…フランジ部、 ５０…隙間 ５２…溝 ５４…溝 ５６…表面、 ５８…外側面、 ６０…可動コア、 ６２…弁体、 ７０…弾性体、 ８０…固定コア、 ９０…コイル、 ９２…ボビン、 ９４…ヨーク

Claims (3)

1. パイプと、
   弁孔が開口する弁座面を有する弁座と、
   前記パイプの内部に、前記弁座面での前記弁孔の開口に対向するように配置されている弁体と、
   前記弁体に、前記弁座に接近する方向及び前記弁座から離れる方向の一方である第１の方向に移動させる力を加える弾性体と、
   電流が流れることで磁場を発生させるコイルであって、磁気誘導によって、前記第１の方向とは反対の第２の方向に、前記弁体を移動させる電磁吸引力を発生させるためのコイルと、
   を有し、
   前記パイプと前記弁座とが、少なくとも１カ所に隙間をもって接合され、前記隙間にて流路が形成されている電磁弁。
2. 請求項１に記載された電磁弁において、
   前記弁座は、前記弁座面から、前記パイプに対向する面にかけて連続して設けられた溝を有し、
   前記溝によって前記隙間が形成されている電磁弁。
3. 請求項１又は２に記載された電磁弁において、
   前記パイプの軸方向に移動するように前記パイプ内に配置された可動コアと、
   前記パイプの端部に、前記可動コアと対向するように固定された固定コアと、
   をさらに有し、
   前記弁体は、前記可動コアの、前記固定コアとは反対側の端部に固定され、
   前記弁体、前記弁座及び前記弾性体は、前記パイプ内に、前記弁体が前記弁座及び前記弾性体に挟まれるように配置され、
   前記弾性体は、前記固定コアと前記弁体との間で、前記弁体に前記弁座の方向への第１の力を加え、
   前記磁気誘導によって、前記可動コア及び前記固定コア間に前記電磁吸引力を発生させて、前記第１の力に対抗する第２の力を、前記可動コアを介して前記弁体に加える電磁弁。

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