JP2007024177A - 電磁切換弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポペット弁構造を有する主弁をソレノイド駆動にて制御する場合の最適な安定したシール効果を達成するソレノイド位置微調整機構を、より簡単な構成で可能にすること、ポペット方式電磁切換弁であって、特にソレノイドのストロークを微少に調整して安定したポペット弁切換を可能にすること、ヨークと固定鉄心部と積層方式で一体に形成製作されたソレノイドの磁気特性の変動を抑えることにある。
【解決手段】 コイルを巻回してなるボビンと、ボビンの外側にヨークを配置するとともにボビン内部に固定鉄心を配置してなる固定部と、固定鉄心に対向する吸着面を有する可動鉄心とを備えたソレノイドを、カバー内に内蔵して主弁部側面へ装着してなる電磁切換弁において、固定部をカバーに対して摺動可能にガイド保持するとともに、固定部と主弁部とを離間するようにボビンと主弁部との間に弾性手段を配置してなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁切換弁の構造に関し、特にポペット弁方式による主弁部の切換動作をソレノイドで行う方式であって、主弁部側のストロークに見合うようにソレノイド側のストローク位置調整機能を有する電磁切換弁の構造に関する。

従来からポペット弁方式の電磁切換弁は各種提案され、多用されてきた。特に、ポペット弁方式の主弁部をソレノイドの作動により切り換える場合は、ソレノイドの吸引特性に対して主弁ストロークが大き過ぎると、吸引力が不足して作動不良や主弁部のシール不良が発生し、また、逆にソレノイドストロークが小さ過ぎると、ポペット弁部の開口量が不足して必要流量を流すことができなかったり、また、ソレノイドストロークが主弁側のストロークより小さいと、主弁部のポペットシート部分の押圧力が不足し、十分なシール力が得られず、シール不良が発生するなどのおそれがあった。このような場合、ソレノイド構造におけるストローク量を調整して、ソレノイドのストロークと主弁ストロークとが、主弁部のポペット弁部のシール必要量を考慮して安定したポペットシールを達成できるよう微少調整を行っていた。

このような微調整を行う方法としては、例えば、実公平３−２２６０４号公報に明示さるように、固定鉄心（固定コア１４）を作動方向に出入調整して可動鉄心（プランジャ９）との間のストローク調整を可能にした構造が古くから公知である。
実公平３−２２６０４号公報

しかし、実公平３−２２６０４号公報に明示されている方式は、端的に言えばヨーク４に対して固定コア１４を可動にしたもので、この調整により、構造上磁気効率を低下させるような隙間ができるので、その隙間へ磁性流体を封入するなどの工夫をしている。そのため、構造上複雑化してしまい、実用上好ましいものではなかった。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、ポペット弁構造を有する主弁をソレノイド駆動にて制御する場合の最適な安定したシール効果を達成するためのソレノイド位置微調整機構を、より簡単な構成で可能にする構造を得ようとすることにある。

また、本発明の別の目的は、ポペット方式電磁切換弁であって、特にソレノイドのストロークを微少に調整して安定したポペット弁切換を可能にすることにある。
さらに、本発明の別の目的は、積層方式によってヨークと固定鉄心を一体に形成製作されたソレノイド構造におけるストローク調整手段を提供することで磁気特性の変動を抑えることにある。

本発明は、コイルを巻回してなるボビンと、ボビンの外側にヨークを配置するとともにボビン内部に固定鉄心を配置してなる固定部と、固定鉄心に対向する吸着面を有する可動鉄心とを備えたソレノイドを、カバー内に内蔵して主弁部側面へ装着してなる電磁切換弁において、固定部をカバーに対して摺動可能にガイド保持するとともに、固定部と主弁部とを離間するようにボビンと主弁部との間に弾性手段を配置してなることを特徴とする。

本発明において、ヨークと固定鉄心とを一体形成することができる。主弁部の主弁をポペット弁構造とすることができる。固定鉄心および可動鉄心を薄板を積層し一体化することができる。カバーとヨークとの間に、ヨークを主弁部側へ移動させる位置調整手段を設けることができる。主弁部を、弁構造を内蔵した主弁本体と、可動鉄心との間の連結手段を有する中間ボディとで構成することができる。

本発明によれば、主弁部に内蔵した弁構造であるポペット弁部のストロークに合わせてソレノイド側のストロークを調整するため、ソレノイドを構成する固定部全体をソレノイドのカバーに対して移動可能となり、ソレノイドのカバーの外側から簡単に調整作業もできる。
また、本発明によれば、可動鉄心に連結部を一体に設けることにより、加工精度、組立精度が上昇し、組立てた際の位置関係がより正確となり、調整も容易になる。

さらに、本発明によれば、ソレノイドの主要部品である固定部と可動鉄心とを薄板を積層した構成としたので、固定鉄心とヨークとを一体に形成でき、かつ可動鉄心とその連結部とを一体に形成でき、小形化も可能となる。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電磁切換弁１を示す。図１に示す電磁切換弁１において、右側に主弁部１０、左側にソレノイド１００が装着されている。
ソレノイド１００は、固定部１１０と、可動鉄心１２０と、ボビン１３０と、コイル１４０とを有しており、外側に位置する固定部１１０の上下面はその外側に配置するカバー１５０によって位置決めされている。固定部１１０はボビン１３０の外側に配置する概略コ字状ヨーク（継鉄）１１１と、その中央部に突出する形態の固定鉄心（ステータ）１１２とで構成されている。

固定部１１０は、図１、図２に図示されたように、ヨーク１１１と固定鉄心１１２とを有し、固定鉄心１１２の先端の可動鉄心１２０との吸着側端面には、固定鉄心１１２の中央位置に固定鉄心１１２の長手方向に所定幅で形成してなる第１溝１１３と、第１溝１１３の途中から端面へ向かって左右均等角度で拡がる方向に傾斜面を形成してなる第２溝１１４とが形成されている。ここでは、第１溝１１３と第２溝１１４とを形成した薄板１１０ａを、プレス加工にて打ち抜き形成し、それを所定枚数（この例では板厚Ｔの電磁鋼板をｎ枚）積層し、かつ固着一体化することによって形成されている。固定部１１０側の第１溝１１３には、ガイド部材（板状）１６０が装着固定されている。ガイド部材１６０の先端はさらに可動鉄心１２０に向かって前方に突出している。

一方、可動鉄心１２０は、図１、図２に図示されたように、固定鉄心１１２側に対向する先端には、可動鉄心１２０の中央位置に可動鉄心１２０の長手方向に所定幅で形成してなる溝１２２と、溝１２２の先端から両側面へ向かって左右均等角度で拡がる方向に傾斜面を形成してなる山形１２３とが形成されている。ここでは、固定部１１０と同様に薄板１２０ａをプレス加工にて打ち抜き形成し、それを所定枚数（この例では板厚Ｔの電磁鋼板をｎ枚）積層し、かつ固着一体化することによって形成されている。可動鉄心１２０の溝１２２は、可動鉄心１２０側に突出するガイド部材１６０が微少隙間で摺動自在に係合するように配置されており、可動鉄心１２０が常時（吸引時および開放時とも）嵌合状態に支持されている。また、可動鉄心１２０の後端側１２１は、ヨーク１１１の内側に微少間隙で配置されるように、全体としてＴ字状に構成されている。

ボビン１３０は、図２に示すように、中空状筒部１３０ａの両側にフランジ部１３０ｂ、１３０ｃが一体に形成され、フランジ部１３０ｃ側においては、さらに長手方向に２面が肉厚部１３０ｄ、１３０ｅに形成されており、その肉厚部１３０ｄ、１３０ｅの端面に夫々有底の穴１３０ｆ、１３０ｇが穿孔されている。フランジ部１３０ｂ、１３０ｃの上下面は、固定部１１０のヨーク１１１内面部分をガイドするために、わずかに中央部が凹んでいる。ボビン１３０の筒部１３０ａには、巻回コイル１４０が装着されている。

本実施形態においては、ソレノイド１００はカバー１５０内に挿入される。この際、図１〜図３に示すように、カバー１５０内側には開口端面から底へ向かって固定部１１０のヨーク１１１外側に見合う大きさの溝１５１、１５２が上下に形成されている。従って、固定部１１０を挿入する際に、固定部１１０の上下左右方向が溝１５１、１５２によって位置決めされるととに溝１５１、１５２に沿って摺動可能にガイド保持される。

また、図２に示すように、ボビン１３０の穴１３０ｆ、１３０ｇには夫々圧縮コイルバネ１７０ａ、１７０ｂが挿入され、主弁部１０側面との間に張設される。このため、このばね力により、固定部１１０はカバー１５０の底側へ押圧されることになり、カバー１５０の底面中央部のねじ穴１５３へ螺合装着されているねじ１８０の先端面へ固定部１１０の側面１１０ａが当設している。従って、このねじ１８０を操作することで、ソレノイド部１００をばね力に抗して主弁部１０方向へ押圧移動させることが可能である。つまり、コイルバネ１７０ａ、１７０ｂは、固定部１１０と主弁部１０とを離間する弾性手段を構成している。

一方、主弁部１０は、本出願人が出願済の特願２００５−０７５７６２に記載された構造であり、その主弁本体１０Ａとソレノイド１００との間に、中間ボディ１０Ｂが配置されており、その中でソレノイド１００側と主弁部１０側とが連結されている。さらに詳しく説明すると、前述したソレノイド１００の可動鉄心（プランジャ）１２０は、厚み方向の中心部分に位置する薄板部分のみが、全長が長く延びて突出して連結部１２４を形成しており、連結部１２４を介して主弁部１０のポペット弁部１２に連接される。連結部１２４とボビン１３０との間には圧縮コイルバネ２０が張設され、可動鉄心１２０は図１で右方へ押圧保持される。そして、この押圧力を持って、反対側に支持されてポペット弁部１２を左方へ押圧するばね２１に抗してポペット弁部１２を右方へ押圧している。つまり、この例図ではバネ２０のほうがバネ２１より強く設定してある。

そして、ソレノイド１００にＯＮの信号が入ると、可動鉄心１２０が左方へ吸引され移動し、この動作によりバネ２０は左方へ圧縮され、右方のばね２１力により、ポペット部１２が左方へ移動し、弁切換が行われる。このような動作が行われるが、この時に、主弁部１０側の弁ストロークに対して、ソレノイド１００のストロークを僅かに大きくする必要があり、ソレノイド１００全体を弁動作方向に微小移動させることにより調整することができる構造にしている。すなわち、ねじ１８０をスパナ等（図示せず）で操作して固定部１１０をカバー１５０の上下の溝１５１、１５２に沿って図１の左右方向へ微調整することで、可動鉄心１２０の移動量（ソレノイドのストローク）を適正に設定することができる。つまり、ねじ１８０は、ヨーク１１１を主弁部１０側へ移動させる位置調整手段を構成している。

なお、上記実施形態では、ソレノイド１００の可動鉄心１２０の連結部は、一体形成した例を示したが、別部品を組み合わせることも可能である。
また、この可動鉄心１２０側と主弁部１０側の連結機構は実施形態に示した構造に限定されず、その他の機構が利用できるものである。
また、固定部１１０として、固定鉄心１１２とヨーク１１１を一体形成した例を示したが、それに限定されず、従来と同様にヨークの内側へ固定鉄心を分離配置した構造にも同様に適用できる。

また、主弁構造としてポペット弁を例示したが、それだけに限定されず他の形式による弁構造であっても良い。
また、ヨーク１１１を押圧する弾性手段は、実施形態として示した圧縮コイルバネ１７０ａ、１７０ｂに限定されず、例えば板バネやゴム等でも同様に適用できる。
また、上記実施形態において示した中間ボディは、無くても良い。

また、固定部１１０側の第１溝１１３にはガイド部材（板状）１６０が装着固定されている例を示したが、ボビン１３０の内径部に、ガイド部材を一体に形成することでも同様に実施できる。

本発明に係る電磁切換弁の正面断面図である。 図１のソレノイドの構成要素である固定部と可動鉄心の斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 電磁弁
１０ 主弁部
１００ ソレノイド
１１０ 固定部
１１１ ヨーク
１１２ 固定鉄心
１１３ 第１溝
１１４ 第２溝
１２０ 可動鉄心
１３０ ボビン
１４０ コイル
１５０ カバー
１６０ ガイド部材
１７０ａ、１７０ｂ 圧縮コイルバネ
１８０ ねじ

Claims (6)

1. コイルを巻回してなるボビンと、前記ボビンの外側にヨーク部を配置するとともに前記ボビン内部に固定鉄心を配置してなる固定部と、前記固定鉄心に対向する吸着面を有する可動鉄心とを備えたソレノイドを、カバー内に内蔵して主弁部側面へ装着してなる電磁切換弁において、
   前記固定部を前記カバーに対して摺動可能にガイド保持するとともに、前記固定部と前記主弁部とを離間するように前記ボビンと前記主弁部との間に弾性手段を配置してなることを特徴とする電磁切換弁。
2. 前記ヨーク部と前記固定鉄心とが一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁切換弁。
3. 前記主弁部の主弁がポペット弁構造であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁切換弁。
4. 前記固定鉄心および前記可動鉄心が薄板を積層し一体化されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電磁切換弁。
5. 前記カバーと前記ヨークとの間に、前記ヨークを前記主弁部側へ移動させる位置調整手段を設けてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の電磁切換弁。
6. 前記主弁部が、弁構造を内蔵した主弁本体と、前記可動鉄心との間の連結手段を有する中間ボディとからなることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の電磁切換弁。
   

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