JP2023159992A - solenoid valve - Google Patents

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弘紀 小林
Hiroki Kobayashi
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Abstract

To secure flat suction characteristics of a fixed iron core in a wide range even if a moving core moves in an axial direction, concerning an electromagnetic valve in which the fixed iron core attracts the moving core in the axial direction by magnetic force of a coil.SOLUTION: A solenoid valve 1 includes a coil 2, a core body 11 having the coil 2 arranged outside, and a valve 4 opposed to the core body 11 in a reciprocating manner on the same axis. The solenoid valve 1 is configured such that the core body 11 attracts the valve 4 in an axial direction by magnetic force generated by the coil 2 in order to reciprocate the valve 4. The core body 11 has a bore 11b therein, and the valve 4 is disposed so as to be movable in the axial direction so that at least a part of the valve enters and exits the bore 11b. Holding means is provided to keep a constant area where an inner periphery of the bore 11b and an outer periphery of the valve 4 closely face each other when the inner circumference of the boa 11b and the outer periphery of the valve 4 oppose accompanying movement in the axial direction of the valve 4. The holding means is a recessed portion 4c provided on the outer periphery of the valve 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この明細書に開示される技術は、可動鉄心を往復動させるためにコイルの発生する磁力により固定鉄心が可動鉄心を軸方向へ吸引するように構成した電磁弁に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a solenoid valve configured such that a fixed core attracts a movable core in the axial direction by magnetic force generated by a coil in order to cause the movable core to reciprocate.

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載される「リニアソレノイド」が知られている。このリニアソレノイドは、コイルと、コイル内に設けられる固定鉄心と、固定鉄心と同軸上で対向する可動鉄心とを備える。ここで、固定鉄心は、可動鉄心と対向する端部に可動鉄心側に向かって広がるテーパ状の凹部が形成される第1吸引部と、第1吸引部より可動鉄心側に設けられる環状の第2吸引部とを有する。第2吸引部には、凹部のテーパ面に連続する筒状の内周面が形成される。 Conventionally, as this type of technology, for example, a "linear solenoid" described in Patent Document 1 below is known. This linear solenoid includes a coil, a fixed core provided within the coil, and a movable core coaxially opposed to the fixed core. Here, the fixed core has a first suction section in which a tapered recess that widens toward the movable core is formed at the end facing the movable core, and an annular first suction section provided on the movable core side from the first suction section. It has two suction parts. The second suction portion is formed with a cylindrical inner circumferential surface that is continuous with the tapered surface of the recess.

特開2000-277327号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-277327

ところで、特許文献1に記載のリニアソレノイドは、可動鉄心が固定鉄心の凹部内に入ると、可動鉄心が受ける軸方向の吸引力が増加し、可動鉄心の径方向へ奪われる磁力の影響を補うようになっている。すなわち、可動鉄心が固定鉄心の凹部内に入ると、可動鉄心の径方向に奪われる磁力が増加する一方、可動鉄心の軸方向から受ける磁力も増加する。この二つの磁力のバランスにより、固定鉄心が可動鉄心に対しフラットな吸引力特性を持つ領域が生まれるようになっている。ところが、上記リニアソレノイドでは、固定鉄心の吸引力は、可動鉄心が固定鉄心に近付き過ぎると増加し、離れ過ぎると低下する。すなわち、固定鉄心の吸引力は、可動鉄心の変位の影響を受ける。そのため、固定鉄心のフラットな吸引特性が狭い範囲に限られていた。 By the way, in the linear solenoid described in Patent Document 1, when the movable core enters the recess of the fixed core, the axial attraction force that the movable core receives increases, thereby compensating for the influence of the magnetic force taken away in the radial direction of the movable core. It looks like this. That is, when the movable core enters the recess of the fixed core, the magnetic force taken away from the movable core in the radial direction increases, and the magnetic force received from the axial direction of the movable core also increases. The balance between these two magnetic forces creates a region where the fixed core has flat attractive force characteristics with respect to the movable core. However, in the linear solenoid described above, the suction force of the fixed core increases when the movable core gets too close to the fixed core, and decreases when the movable core gets too far away from the fixed core. That is, the attraction force of the fixed core is affected by the displacement of the movable core. Therefore, the flat suction characteristics of the fixed core were limited to a narrow range.

この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイルの発生する磁力により固定鉄心が可動鉄心を軸方向へ吸引するように構成した電磁弁につき、可動鉄心の軸方向への移動(変位)にかかわらず固定鉄心のフラットな吸引特性を広範囲に確保することにある。 This disclosed technology has been developed in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a solenoid valve that is configured so that a fixed core attracts a movable core in the axial direction by magnetic force generated by a coil. The purpose is to ensure flat suction characteristics of the fixed iron core over a wide range regardless of movement (displacement) in the direction.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の技術は、通電により磁力を発生するコイルと、外側にコイルが配置される固定鉄心と、固定鉄心と同軸上で往復動可能に対向する可動鉄心とを備え、可動鉄心を往復動させるために、コイルの発生する磁力により固定鉄心が可動鉄心を軸方向へ吸引するように構成される電磁弁において、固定鉄心は、その内部にボアを有し、可動鉄心は、その少なくとも一部がボアに出入りするように軸方向へ移動可能に配置され、可動鉄心の軸方向への移動に伴いボアの内周と可動鉄心の外周とが対向するとき、ボアの内周と可動鉄心の外周とが近接して対向する近接対向面積を一定に保つための保持手段が設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology according to claim 1 includes a coil that generates a magnetic force when energized, a fixed core on which the coil is disposed on the outside, and a movable core that faces the fixed core so that it can reciprocate on the same axis. In a solenoid valve, the fixed core is configured to attract the movable core in the axial direction by magnetic force generated by a coil in order to cause the movable core to reciprocate. However, when the movable core is arranged to be movable in the axial direction so that at least a portion thereof moves in and out of the bore, and as the movable core moves in the axial direction, the inner periphery of the bore and the outer periphery of the movable core face each other. The purpose of the present invention is to provide a holding means for keeping constant the area of close facing of the inner periphery of the bore and the outer periphery of the movable iron core.

上記技術の構成によれば、可動鉄心が固定鉄心と同軸上で往復動可能に対向しており、可動鉄心を往復動させるために、コイルの発生する磁力により固定鉄心が可動鉄心を軸方向へ吸引するように構成される。ここで、可動鉄心は、その少なくとも一部が固定鉄心のボアに出入りするように軸方向へ移動可能に配置され、可動鉄心の外周の一部が固定鉄心との間で磁気回路を形成する。そして、可動鉄心の軸方向への移動に伴いボアの内周に可動鉄心の外周が対向するとき、その対向箇所では、保持手段により、ボアの内周と可動鉄心の外周との近接対向面積が可動鉄心の移動にかかわらず一定に保たれる。従って、可動鉄心から固定鉄心へ流れる磁力は可動鉄心の軸方向への移動(変位)にかかわらず一定に保たれる。 According to the configuration of the above technology, the movable core coaxially faces the fixed core so as to be able to reciprocate, and in order to cause the movable core to reciprocate, the fixed core moves the movable core in the axial direction by the magnetic force generated by the coil. Configured to suction. Here, the movable core is arranged to be movable in the axial direction so that at least a portion of the movable core moves in and out of the bore of the fixed core, and a portion of the outer periphery of the movable core forms a magnetic circuit with the fixed core. When the outer periphery of the movable iron core faces the inner periphery of the bore as the movable iron core moves in the axial direction, the retaining means prevents the close opposing area between the inner periphery of the bore and the outer periphery of the movable iron core at the opposing location. It remains constant regardless of the movement of the movable iron core. Therefore, the magnetic force flowing from the movable iron core to the fixed iron core is kept constant regardless of the movement (displacement) of the movable iron core in the axial direction.

上記目的を達成するために、請求項2に記載の技術は、請求項1に記載の技術において、保持手段は、可動鉄心の外周に設けられた凹部であることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 2 is the technique according to claim 1, in which the holding means is a recess provided on the outer periphery of the movable iron core.

上記技術の構成によれば、請求項1に記載の技術の作用に加え、可動鉄心の外周に凹部を設けるだけで保持手段が構成される。 According to the configuration of the above technique, in addition to the effect of the technique described in claim 1, the holding means is configured by simply providing a recess on the outer periphery of the movable core.

上記目的を達成するために、請求項3に記載の技術は、請求項1に記載の技術において、保持手段は、固定鉄心のボアの内周に設けられた凹部であることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 3 is the technique according to claim 1, in which the holding means is a recess provided on the inner periphery of the bore of the fixed iron core.

上記技術の構成によれば、請求項1に記載の技術の作用に加え、固定鉄心のボアの内周に凹部を設けるだけで保持手段が構成される。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in claim 1, the holding means is configured simply by providing a recessed portion on the inner periphery of the bore of the fixed iron core.

上記目的を達成するために、請求項4に記載の技術は、請求項1乃至3のいずれかに記載の技術において、保持手段は、可動鉄心の外周がボアの内周と対向するよう露出する面積を一定とするように可動鉄心の外周に設けられた非磁性体であることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 4 is the technique according to any one of claims 1 to 3, in which the holding means is exposed such that the outer periphery of the movable core is opposed to the inner periphery of the bore. It is intended to be a non-magnetic material provided around the outer periphery of the movable core so that the area is constant.

上記技術の構成によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の技術の作用に加え、可動鉄心の移動にかかわらず、可動鉄心の外周がボアの内周と対向するよう露出する面積が非磁性体により一定に保たれる。従って、可動鉄心から固定鉄心への磁力の流れが非磁性体により遮断される。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effects of the technology according to any one of claims 1 to 3, the area where the outer periphery of the movable core is exposed so as to face the inner periphery of the bore is reduced regardless of the movement of the movable core. It is kept constant by non-magnetic material. Therefore, the flow of magnetic force from the movable iron core to the fixed iron core is blocked by the nonmagnetic material.

請求項1に記載の技術によれば、コイルの発生する磁力により固定鉄心が可動鉄心を軸方向へ吸引するように構成した電磁弁につき、可動鉄心の軸方向への移動(変位)にかかわらず固定鉄心のフラットな吸引特性を広範囲に確保することができる。 According to the technology described in claim 1, the electromagnetic valve is configured such that the fixed iron core attracts the movable iron core in the axial direction by the magnetic force generated by the coil, regardless of the movement (displacement) of the movable iron core in the axial direction. The flat suction characteristics of the fixed core can be ensured over a wide range.

請求項2に記載の技術によれば、請求項1に記載の技術の効果に加え、保持手段を構成するための可動鉄心の加工を簡素なものにすることができる。 According to the technique set forth in claim 2, in addition to the effects of the technique set forth in claim 1, processing of the movable iron core for forming the holding means can be simplified.

請求項3に記載の技術によれば、請求項1に記載の技術の効果に加え、保持手段を構成するための固定鉄心の加工を簡素なものにすることができる。 According to the technique set forth in claim 3, in addition to the effects of the technique set forth in claim 1, processing of the fixed core for forming the holding means can be simplified.

請求項4に記載の技術によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の技術の効果に加え、固定鉄心の安定した吸引特性を確保することができる。 According to the technology set forth in claim 4, in addition to the effects of the technology set forth in any one of claims 1 to 3, stable suction characteristics of the fixed core can be ensured.

第1実施形態に係り、電磁弁を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a solenoid valve according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、図1の電磁弁につきリングの近傍を拡大して示す断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the ring of the electromagnetic valve of FIG. 1 according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、図2のバルブの上端部近傍を更に拡大して示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view further enlarging and showing the vicinity of the upper end of the valve in FIG. 2 according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、バルブの移動過程を段階的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step-by-step process of moving the valve according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、バルブの移動過程を段階的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step-by-step process of moving the valve according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、バルブの移動過程を段階的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step-by-step process of moving the valve according to the first embodiment. 第1実施形態の対比例に係り、バルブの移動過程を段階的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step-by-step process of moving a valve according to a comparative example of the first embodiment. 第1実施形態の対比例に係り、バルブの移動過程を段階的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step-by-step process of moving a valve according to a comparative example of the first embodiment. 第1実施形態の対比例に係り、バルブの移動過程を段階的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step-by-step process of moving a valve according to a comparative example of the first embodiment. 第1実施形態に係り、コア本体によるバルブの吸引力特性イメージを示すグラフ。4 is a graph showing an image of the suction force characteristics of the valve due to the core body according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、コア本体によるバルブの吸引力特性イメージを示すグラフ。4 is a graph showing an image of the suction force characteristics of the valve due to the core body according to the first embodiment. 第1実施形態の対比例に係り、コア本体によるバルブの吸引力特性イメージを示すグラフ。7 is a graph showing an image of the suction force characteristics of the valve due to the core body according to a comparative example of the first embodiment. 第1実施形態の対比例に係り、コア本体によるバルブの吸引力特性イメージを示すグラフ。7 is a graph showing an image of the suction force characteristics of the valve due to the core body according to a comparative example of the first embodiment. 第1実施形態の変形例に係り、電磁弁につきバルブの上端部近傍を示す図3に準ずる断面図。FIG. 4 is a sectional view similar to FIG. 3 showing the vicinity of the upper end of a solenoid valve according to a modification of the first embodiment. 第2実施形態に係り、電磁弁につきバルブの上端部近傍を示す図3に準ずる断面図。FIG. 4 is a sectional view similar to FIG. 3 showing the vicinity of the upper end of a solenoid valve according to the second embodiment.

<第1実施形態>
以下、電磁弁を具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
<First embodiment>
Hereinafter, a first embodiment embodying a solenoid valve will be described in detail with reference to the drawings.

[電磁弁の構成について]
図1に、この実施形態の電磁弁1を断面図により示す。この電磁弁1は、通電により磁力を発生するコイル2と、外側にコイル2が配置され、内側にボア11b,12aを有する略筒状のステータコア3と、ステータコア3と同軸上にて往復動可能に配置される略筒状のバルブ4とを備える。コイル2は、樹脂製のケーシング5により覆われ、そのケーシング5の外側が磁性材より形成されるヨーク6により覆われる。ケーシング5の一部には、給電用のコネクタ7が形成される。
[About the configuration of the solenoid valve]
FIG. 1 shows a sectional view of a solenoid valve 1 of this embodiment. This electromagnetic valve 1 includes a coil 2 that generates magnetic force when energized, a substantially cylindrical stator core 3 with the coil 2 arranged on the outside and bores 11b and 12a inside, and can reciprocate on the same axis as the stator core 3. A substantially cylindrical valve 4 is provided. The coil 2 is covered with a casing 5 made of resin, and the outside of the casing 5 is covered with a yoke 6 made of a magnetic material. A power supply connector 7 is formed in a part of the casing 5 .

ステータコア3は、磁性材より形成され、図1の上側に位置するコア本体11と、コア本体11から下方へ同軸に伸びる筒状のボディ12とから構成される。コア本体11は、その軸方向に伸びる中孔11a及び中孔11aに連続するボア11bを有し、ボディ12は、その軸方向に伸びるボア12aを有する。バルブ4は磁性材である鉄より形成され、中孔4aと中孔4aから弁座14へ向けて貫通する先孔4bを有する。コア本体11とボディ12との間には、非磁性材より形成されるリング13が配置される。コア本体11とボディ12は、リング13により接続され、それらの隣接する内周は同一の内径に設定されるが、リング13の部分で分断され凹みとなっている。バルブ4は、コア本体11と同軸上にて往復動可能に対向する。この実施形態で、コア本体11は鉄より形成され、この開示技術の固定鉄心の一例に相当し、バルブ4は、この開示技術の可動鉄心の一例に相当する。ボディ12の下端部には、バルブ4の下端部と対向する位置にてバルブ4が着座可能な弁座14が配置される。弁座14は、弁孔14aを有し、非磁性材より形成される。バルブ4の上端部とコア本体11の下端部との間には、バルブ4を弁座14に着座する方向(閉弁方向)へ付勢するスプリング15が設けられる。この電磁弁1は、コイル2への通電時に、各部材4,6,11,12の間で、図1に破線で示すように磁気回路16が形成される。 The stator core 3 is made of a magnetic material and includes a core body 11 located on the upper side of FIG. 1, and a cylindrical body 12 coaxially extending downward from the core body 11. The core body 11 has a bore 11a extending in its axial direction and a bore 11b continuous with the bore 11a, and the body 12 has a bore 12a extending in its axial direction. The valve 4 is made of iron, which is a magnetic material, and has a hollow hole 4 a and a tip hole 4 b that penetrates from the hollow hole 4 a toward the valve seat 14 . A ring 13 made of a non-magnetic material is arranged between the core body 11 and the body 12. The core main body 11 and the body 12 are connected by a ring 13, and their adjacent inner peripheries are set to have the same inner diameter, but are separated by the ring 13 and form a recess. The valve 4 coaxially faces the core body 11 so as to be able to reciprocate. In this embodiment, the core body 11 is made of iron and corresponds to an example of a fixed iron core of this disclosed technology, and the valve 4 corresponds to an example of a movable iron core of this disclosed technology. A valve seat 14 on which the valve 4 can be seated is arranged at the lower end of the body 12 at a position facing the lower end of the valve 4 . The valve seat 14 has a valve hole 14a and is made of a non-magnetic material. A spring 15 is provided between the upper end of the valve 4 and the lower end of the core body 11 to bias the valve 4 in the direction of seating the valve seat 14 (valve closing direction). In this electromagnetic valve 1, when the coil 2 is energized, a magnetic circuit 16 is formed between the members 4, 6, 11, and 12 as shown by broken lines in FIG.

この電磁弁1は、バルブ4を往復動させるために、コイル2の発生する磁力によりステータコア3(コア本体11)がバルブ4を軸方向へ吸引するように構成される。すなわち、電磁弁1を開弁させるときは、コイル2の発生する磁力によりステータコア3(コア本体11)がバルブ4をスプリング15の付勢力に抗して軸方向へ吸引する。これにより、バルブ4が弁座14から離間(開弁)し、弁孔14aが開放される。この開弁状態では、弁孔14aと、バルブ4の中孔4a及びコア本体11のボア11b及び中孔11aが互いに連通し、その流路を流体が流れる。電磁弁1を閉弁させるときは、コイル2の磁力発生を停止し、ステータコア3(コア本体11)によるバルブ4の吸引を停止する。これにより、スプリング15の付勢力によりバルブ4が弁座14に着座(閉弁)し、弁孔14aが閉塞する。この電磁弁1は、ステータコア3(コア本体11)に対しバルブ4を往復動させる点でリニアソレノイドバルブを構成する。 This electromagnetic valve 1 is configured such that the stator core 3 (core body 11) attracts the valve 4 in the axial direction by the magnetic force generated by the coil 2 in order to cause the valve 4 to reciprocate. That is, when opening the solenoid valve 1, the stator core 3 (core body 11) attracts the valve 4 in the axial direction against the biasing force of the spring 15 due to the magnetic force generated by the coil 2. As a result, the valve 4 is separated from the valve seat 14 (opened), and the valve hole 14a is opened. In this valve open state, the valve hole 14a, the middle hole 4a of the valve 4, and the bore 11b and the middle hole 11a of the core body 11 communicate with each other, and fluid flows through the flow path. When closing the electromagnetic valve 1, the generation of magnetic force by the coil 2 is stopped, and the attraction of the valve 4 by the stator core 3 (core body 11) is stopped. As a result, the valve 4 is seated (closed) on the valve seat 14 due to the biasing force of the spring 15, and the valve hole 14a is closed. This electromagnetic valve 1 constitutes a linear solenoid valve in that it causes the valve 4 to reciprocate with respect to the stator core 3 (core body 11).

この実施形態では、コア本体11のボア11bは、その内径が大小二段に形成される。バルブ4は、その図1における上端部がボア11bに出入りするように軸方向へ移動可能に配置される。そして、この電磁弁1は、バルブ4の軸方向への移動に伴いボア11bの内周にバルブ4の上端部の外周が対向するとき、ボア11bの内周とバルブ4の外周とが近接して対向する近接対向面積をバルブ4が移動する範囲内で一定に保つための保持手段が設けられる。 In this embodiment, the bore 11b of the core body 11 is formed in two stages, the inner diameter of which is large and small. The valve 4 is arranged so that its upper end in FIG. 1 can move in and out of the bore 11b in the axial direction. In this electromagnetic valve 1, when the outer circumference of the upper end of the valve 4 faces the inner circumference of the bore 11b as the valve 4 moves in the axial direction, the inner circumference of the bore 11b and the outer circumference of the valve 4 become close to each other. A holding means is provided for keeping the area of close facing each other constant within the range in which the valve 4 moves.

[保持手段について]
リニアソレノイドバルブであるこの実施形態の電磁弁1は、シリンダ型(コア本体11にバルブ4が収まるタイプ)と対向磁極型(コア本体11にバルブ4が軸方向に対向するタイプ)の合成型により構成される。この合成型により得られる比例領域(バルブ4の変位に対しフラットな吸引力特性を有する領域)は、本来限定的となる。そこで、この実施形態では、バルブ4の変位に対しフラットな吸引力特性を持つ領域を拡張できるようにするために上記保持手段を次のように規定した。
[About holding means]
The solenoid valve 1 of this embodiment, which is a linear solenoid valve, is a combination of a cylinder type (a type in which the valve 4 is housed in the core body 11) and an opposed magnetic pole type (a type in which the valve 4 is axially opposed to the core body 11). configured. The proportional region (region having flat suction force characteristics with respect to displacement of the valve 4) obtained by this synthetic type is originally limited. Therefore, in this embodiment, the holding means is defined as follows in order to be able to expand the region having flat suction force characteristics with respect to the displacement of the valve 4.

図2に、図1の電磁弁1につきリング13の近傍を拡大した断面図により示す。図3に、図2のバルブ4の上端部近傍を更に拡大した断面図により示す。この実施形態では、図2、図3に示すように、保持手段は、バルブ4の先端部の外周に設けられた凹部4cにより構成される。すなわち、バルブ4の先端部の外周には、図3に示すように、その端縁に隣接して、コア本体11のボア11bの内周と対向可能な縁面4dと、その縁面4dに続く凹部4cとが形成される。この縁面4dは、ボア11bの内周とバルブ4の外周とが近接して対向する近接対向面を構成する。これに対し、凹部4cでは、バルブ4の外周は、ボア11bの内周に対向可能ではあるが、ボア11bの内周に対し凹部4cの深さD1(図3参照)の分だけ離れ、磁気ギャップとなっており、近接していない。この実施形態では、バルブ4の軸方向における凹部4cの長さL1(図3参照)は、バルブ4がその軸方向へ移動(変位)する長さに近似するように設定される。 FIG. 2 shows an enlarged sectional view of the vicinity of the ring 13 of the electromagnetic valve 1 of FIG. FIG. 3 shows a further enlarged cross-sectional view of the vicinity of the upper end of the valve 4 of FIG. In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the holding means is constituted by a recess 4c provided on the outer periphery of the tip of the bulb 4. That is, as shown in FIG. 3, the outer periphery of the tip of the valve 4 has an edge surface 4d adjacent to the end edge that can face the inner periphery of the bore 11b of the core body 11, and an edge surface 4d on the edge surface 4d. A subsequent recess 4c is formed. This edge surface 4d constitutes a close opposing surface where the inner periphery of the bore 11b and the outer periphery of the valve 4 closely oppose each other. On the other hand, in the recess 4c, although the outer periphery of the valve 4 can face the inner periphery of the bore 11b, it is separated from the inner periphery of the bore 11b by the depth D1 (see FIG. 3) of the recess 4c, and the outer periphery of the valve 4 is magnetically There is a gap and they are not close together. In this embodiment, the length L1 (see FIG. 3) of the recess 4c in the axial direction of the valve 4 is set to approximate the length by which the valve 4 moves (displaces) in the axial direction.

[電磁弁の作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態の電磁弁1の構成によれば、バルブ4がコア本体11と同軸上で往復動可能に対向しており、バルブ4を往復動させるために、コイル2の発生する磁力によりコア本体11がバルブ4を軸方向へ吸引するように構成される。ここで、バルブ4は、図1の上端部がコア本体11のボア11bに出入りするように軸方向へ移動可能に配置され、バルブ4の上端部の外周の一部がコア本体11との間で磁気回路16を形成する。そして、バルブ4の軸方向への移動に伴いボア11bの内周にバルブ4の外周が対向するとき、その対向箇所では、凹部4c(保持手段)により、ボア11bの内周とバルブ4の外周との近接対向面積がバルブ4の移動にかかわらず一定に保たれる。
[About the action and effects of the solenoid valve]
According to the configuration of the solenoid valve 1 of this embodiment described above, the valve 4 coaxially faces the core body 11 so as to be able to reciprocate, and in order to reciprocate the valve 4, the magnetic force generated by the coil 2 is Accordingly, the core body 11 is configured to attract the valve 4 in the axial direction. Here, the valve 4 is arranged to be movable in the axial direction so that the upper end in FIG. A magnetic circuit 16 is formed. When the outer periphery of the valve 4 faces the inner periphery of the bore 11b as the valve 4 moves in the axial direction, the inner periphery of the bore 11b and the outer periphery of the valve 4 are held together by the recess 4c (holding means) at the opposing location. The close facing area between the valve 4 and the valve 4 is kept constant regardless of the movement of the valve 4.

図1~図3において、バルブ4は、コア本体11の吸引により上方へ移動する。図4~図6に、このバルブ4の移動過程を段階的に断面図により示し、図4は、図1~図3に示すバルブ4の閉弁状態を、図5は、バルブ4が閉弁状態から「X(Xは所定値)(mm)」上方へ移動した状態を、図6は、バルブ4が閉弁状態から「X+α(αはXより小さい所定値)(mm)」上方へ移動した状態をそれぞれ示す。図4~図6に示すように、バルブ4の先端部(上端部)の外周は、バルブ4の移動に伴いコア本体11のボア11bの内周と対向するが、その外周がボア11bの内周と近接して対向する面は、上記した縁面4dのみである。すなわち、バルブ4が上方へ移動しても、凹部4cの部分がボア11bの内周と近接して対向することはない。そして、バルブ4の縁面4dとボア11bの内周とが対向する近接対向面積は、バルブ4の軸方向への移動(変位)にかかわらず一定となる。従って、図4~図6に破線矢印で示すように、バルブ4からコア本体11へ流れる磁力はバルブ4の軸方向への移動(変位)にかかわらず一定に保たれる。このため、この実施形態では、コイル2の発生する磁力によりコア本体11がバルブ4を軸方向へ吸引するように構成した電磁弁1につき、バルブ4の軸方向への移動(変位)にかかわらずコア本体11のフラットな吸引特性を広範囲に確保することができる。 In FIGS. 1 to 3, the valve 4 is moved upward by the suction of the core body 11. 4 to 6 show stepwise cross-sectional views of the movement process of the valve 4. FIG. 4 shows the closed state of the valve 4 shown in FIGS. 1 to 3, and FIG. 5 shows the valve 4 in the closed state. Figure 6 shows the state in which the valve 4 has moved upward by "X + α (α is a predetermined value smaller than X) (mm)" from the closed state. Each state is shown below. As shown in FIGS. 4 to 6, the outer periphery of the tip (upper end) of the valve 4 faces the inner periphery of the bore 11b of the core body 11 as the valve 4 moves; The only surface that closely faces the circumference is the above-mentioned edge surface 4d. That is, even if the valve 4 moves upward, the recessed portion 4c does not come close to and face the inner periphery of the bore 11b. The area where the edge surface 4d of the valve 4 and the inner periphery of the bore 11b face each other remains constant regardless of the movement (displacement) of the valve 4 in the axial direction. Therefore, as shown by broken line arrows in FIGS. 4 to 6, the magnetic force flowing from the valve 4 to the core body 11 is kept constant regardless of the movement (displacement) of the valve 4 in the axial direction. Therefore, in this embodiment, the solenoid valve 1 is configured such that the core body 11 attracts the valve 4 in the axial direction by the magnetic force generated by the coil 2, regardless of the movement (displacement) of the valve 4 in the axial direction. The flat suction characteristics of the core body 11 can be ensured over a wide range.

図7~図9に、この実施形態の保持手段(凹部4c)を持たない対比例に係り、そのバルブ4の移動過程を段階的に断面図により示す。図7は、バルブ4の閉弁状態を、図8は、バルブ4が閉弁状態から「X(mm)」上方へ移動した状態を、図9は、バルブ4が閉弁状態から「X+α(mm)」上方へ移動した状態をそれぞれ示す。図7~図9に示すように、バルブ4の先端部(上端部)の外周は、バルブ4の移動に伴いバルブ4がボア11bに没入する部分の全部がボア11bの内周と近接して対向することになる。そして、バルブ4の外周とボア11bの内周とが対向する近接対向面積は、バルブ4の軸方向への移動(変位)に伴い増加する。従って、図7~図9に破線矢印で示すように、バルブ4からコア本体11へ流れる磁力はバルブ4の軸方向への移動(変位)に伴い増加する。このため、この対比例では、バルブ4の軸方向への移動(変位)によってコア本体11の吸引力が変化し、コア本体11のフラットな吸引特性を確保することができない。 FIGS. 7 to 9 are cross-sectional views showing step-by-step the movement process of the valve 4 in a comparative example that does not have the holding means (recess 4c) of this embodiment. 7 shows the valve 4 in the closed state, FIG. 8 shows the state in which the valve 4 has moved upward by "X (mm)" from the closed state, and FIG. 9 shows the state in which the valve 4 has moved upward by "X mm)" respectively indicate the state of moving upward. As shown in FIGS. 7 to 9, the outer periphery of the tip (upper end) of the valve 4 is such that the entire portion of the valve 4 that sinks into the bore 11b as the valve 4 moves is close to the inner periphery of the bore 11b. We will be facing each other. The area where the outer periphery of the valve 4 and the inner periphery of the bore 11b face each other increases as the valve 4 moves (displaces) in the axial direction. Therefore, as shown by broken line arrows in FIGS. 7 to 9, the magnetic force flowing from the valve 4 to the core body 11 increases as the valve 4 moves (displaces) in the axial direction. Therefore, in this comparative example, the suction force of the core body 11 changes due to the movement (displacement) of the valve 4 in the axial direction, and the flat suction characteristics of the core body 11 cannot be ensured.

ここで、図10、図11に、この実施形態のコア本体11によるバルブ4の吸引力特性イメージをグラフにより示す。一方、図12、図13に、対比例のコア本体11によるバルブ4の吸引力特性イメージをグラフにより示す。図10、図12は、横軸にバルブストロークを、縦軸に吸引力(コア本体11の)及び電流値(コイル2の)をそれぞれ示す。図11、図13に、横軸に電流値(コイル2の)を、縦軸にバルブストローク(流体の流量)をそれぞれ示す。図10~図13において、コア本体11による吸引力と、バルブ4の移動に要する必要吸引力との関係を黒丸でプロットした。 Here, FIGS. 10 and 11 are graphs showing images of the suction force characteristics of the valve 4 due to the core body 11 of this embodiment. On the other hand, FIGS. 12 and 13 are graphs showing images of the suction force characteristics of the valve 4 using the core body 11 of a comparative example. 10 and 12, the horizontal axis shows the valve stroke, and the vertical axis shows the attraction force (of the core body 11) and the current value (of the coil 2), respectively. 11 and 13, the horizontal axis shows the current value (of the coil 2), and the vertical axis shows the valve stroke (fluid flow rate), respectively. In FIGS. 10 to 13, the relationship between the suction force by the core body 11 and the suction force required to move the valve 4 is plotted with black circles.

図12、図13に示すように、対比例では、電流値の増大に伴いバルブストローク(流量)の傾きが小さくなることがわかる。これに対し、図10、図11に示すように、本実施形態では、バルブストロークの増大による吸引力の低下が抑制され、これにより電流値の増大に伴うバルブストローク(流量)の傾きの低下が抑制されていることがわかる。 As shown in FIGS. 12 and 13, it can be seen that in the comparative example, the slope of the valve stroke (flow rate) becomes smaller as the current value increases. On the other hand, as shown in FIGS. 10 and 11, in this embodiment, the decrease in the suction force due to the increase in the valve stroke is suppressed, and thereby the decrease in the slope of the valve stroke (flow rate) due to the increase in the current value is suppressed. It can be seen that it is suppressed.

また、この実施形態の構成によれば、バルブ4の外周に凹部4cを設けるだけで保持手段が構成される。この結果、保持手段を構成するためのバルブ4の加工を簡素なものにすることができる。 Further, according to the configuration of this embodiment, the holding means is configured simply by providing the recess 4c on the outer periphery of the valve 4. As a result, the processing of the valve 4 for constructing the holding means can be simplified.

[第1実施形態の変形例]
ここで、第1実施形態の変形例について説明する。図14には、この変形例に係り、電磁弁1につきバルブ4の上端部近傍を図3に準ずる断面図により示す。第1実施形態では、保持手段として、バルブ4の先端部の外周に凹部4cを設けた。これに対し、その変形例として、図14に示すように、凹部4cに非磁性体21を設けることもできる。すなわち、バルブ4の先端部の外周がコア本体11のボア11bの内周と対向するよう露出する面積を一定とするようにバルブ4の外周に非磁性体21を設けるのである。非磁性体21として、鋼、鋳鉄、銅及びアルミニュウム、又はそれらの合金を使用することができる。
[Modified example of the first embodiment]
Here, a modification of the first embodiment will be described. FIG. 14 shows the vicinity of the upper end of the valve 4 of the electromagnetic valve 1 in a sectional view similar to FIG. 3 according to this modification. In the first embodiment, a recess 4c is provided on the outer periphery of the tip of the bulb 4 as a holding means. On the other hand, as a modification thereof, as shown in FIG. 14, a non-magnetic material 21 may be provided in the recess 4c. That is, the non-magnetic material 21 is provided on the outer periphery of the bulb 4 so that the area exposed so that the outer periphery of the tip of the bulb 4 faces the inner periphery of the bore 11b of the core body 11 is constant. As the non-magnetic material 21, steel, cast iron, copper, aluminum, or an alloy thereof can be used.

[変形例の電磁弁の作用及び効果について]
この変形例の構成によれば、第1実施形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果が得られる。すなわち、この変形例では、バルブ4の軸方向への移動にかかわらず、バルブ4の外周がコア本体11のボア11bの内周と対向するよう露出する面積が非磁性体21により一定に保たれる。従って、バルブ4からコア本体11への磁力の流れが非磁性体21により遮断される。このため、コア本体11の安定した吸引特性を確保することができる。
[About the action and effect of the modified solenoid valve]
According to the configuration of this modified example, in addition to the functions and effects of the first embodiment, the following functions and effects can be obtained. That is, in this modification, regardless of the movement of the valve 4 in the axial direction, the area where the outer periphery of the valve 4 is exposed so as to face the inner periphery of the bore 11b of the core body 11 is kept constant by the non-magnetic material 21. It will be done. Therefore, the flow of magnetic force from the valve 4 to the core body 11 is blocked by the non-magnetic material 21. Therefore, stable suction characteristics of the core body 11 can be ensured.

<第2実施形態>
次に、電磁弁を具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment embodying a solenoid valve will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted, and the following description focuses on the differences.

[保持手段について]
この実施形態では、保持手段の構成の点で第1実施形態と異なる。図15に、この実施形態の電磁弁1につきバルブ4の上端部近傍を図3に準ずる断面図により示す。図15に示すように、この実施形態では、保持手段は、コア本体11のボア11bの内周に設けられた凹部11cにより構成される。すなわち、図15に示すように、バルブ4の外周には凹部4cは設けられておらず、コア本体11のボア11bの内周に、その開口端に隣接して、バルブ4の先端部の外周と対向可能な縁面11dと、その縁面11dに続く凹部11cとが形成される。この縁面11dは、バルブ4の外周とボア11bの内周とが近接して対向する近接対向面を構成する。これに対し、凹部11cでは、ボア11bの内周は、バルブ4の外周に対向可能ではあるが、バルブ4の外周に対し凹部11cの深さの分だけ離れ、磁気ギャップとなっており、近接していない。この実施形態では、ボア11bの軸方向における凹部11cの長さは、バルブ4がその軸方向へ移動(変位)する長さに近似するように設定される。
[About holding means]
This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the holding means. FIG. 15 is a sectional view similar to FIG. 3 showing the vicinity of the upper end of the valve 4 of the electromagnetic valve 1 of this embodiment. As shown in FIG. 15, in this embodiment, the holding means is constituted by a recess 11c provided on the inner periphery of the bore 11b of the core body 11. That is, as shown in FIG. 15, the outer periphery of the valve 4 is not provided with a recess 4c, and the outer periphery of the tip of the valve 4 is provided on the inner periphery of the bore 11b of the core body 11, adjacent to its open end. An edge surface 11d that can face the edge surface 11d and a recess 11c continuing to the edge surface 11d are formed. This edge surface 11d constitutes a close opposing surface where the outer periphery of the valve 4 and the inner periphery of the bore 11b closely oppose each other. On the other hand, in the recess 11c, although the inner periphery of the bore 11b can face the outer periphery of the valve 4, it is separated from the outer periphery of the valve 4 by the depth of the recess 11c, creating a magnetic gap. I haven't. In this embodiment, the length of the recess 11c in the axial direction of the bore 11b is set to approximate the length by which the valve 4 moves (displaces) in the axial direction.

[電磁弁の作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態の電磁弁1の構成によれば、第1実施形態とは異なり、コア本体11のボア11bの内周に凹部11cを設けるだけで保持手段が構成される。このため、保持手段の構成するためのコア本体11の加工を簡素なものにすることができる。
[About the action and effects of the solenoid valve]
According to the configuration of the electromagnetic valve 1 of this embodiment described above, unlike the first embodiment, the holding means is configured by simply providing the recess 11c on the inner periphery of the bore 11b of the core body 11. Therefore, the processing of the core body 11 for constructing the holding means can be simplified.

<別の実施形態>
なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
<Another embodiment>
Note that the disclosed technology is not limited to the above-described embodiments, and may be implemented by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the disclosed technology.

(1)前記第1実施形態の変形例では、非磁性体21をバルブ4の外周に設けた凹部4cに設けたが、バルブの外周に凹部を形成することなく、バルブの外周に非磁性体の膜をコーティングしたり、バルブの外周を非磁性化処理したりすることもできる。 (1) In the modification of the first embodiment, the non-magnetic material 21 is provided in the recess 4c provided on the outer periphery of the bulb 4, but the non-magnetic material 21 is provided on the outer periphery of the bulb without forming a recess on the outer periphery of the bulb. It is also possible to coat the bulb with a film or to make the outer periphery of the bulb non-magnetic.

(2)前記第2実施形態では、保持手段としてコア本体11のボア11bの内周に凹部11cを設けたが、この凹部11cに非磁性体を設けたり、コア本体のボアの内周に凹部を設けることなく、そのボアの内周に非磁性体の膜をコーティングしたり、ボアの内周を非磁性化処理したりすることもできる。 (2) In the second embodiment, the recess 11c is provided on the inner periphery of the bore 11b of the core body 11 as a holding means. It is also possible to coat the inner periphery of the bore with a non-magnetic film or to make the inner periphery of the bore non-magnetic.

(3)前記各実施形態では、ステータコア3を、複数部品、すなわちコア本体11、ボディ12及びリング13より構成したが、ステータコアを一つの部品で構成することもできる。 (3) In each of the embodiments described above, the stator core 3 is composed of a plurality of parts, that is, the core body 11, the body 12, and the ring 13, but the stator core can also be composed of a single part.

この開示技術は、流体流量を制御するために使用されるリニアソレノイドタイプの電磁弁に利用できる。 The disclosed technology can be applied to linear solenoid type electromagnetic valves used to control fluid flow.

1 電磁弁
2 コイル
4 バルブ(可動鉄心)
4c 凹部(保持手段)
4d 縁面
11 コア本体(固定鉄心)
11b ボア
11c 凹部(保持手段)
11d 縁面
21 非磁性体
1 Solenoid valve 2 Coil 4 Valve (movable iron core)
4c Recess (holding means)
4d Edge surface 11 Core body (fixed core)
11b Bore 11c Recess (holding means)
11d Edge surface 21 Non-magnetic material

Claims (4)

通電により磁力を発生するコイルと、
外側に前記コイルが配置される固定鉄心と、
前記固定鉄心と同軸上で往復動可能に対向する可動鉄心と
を備え、前記可動鉄心を往復動させるために、前記コイルの発生する磁力により前記固定鉄心が前記可動鉄心を軸方向へ吸引するように構成される電磁弁において、
前記固定鉄心は、その内部にボアを有し、前記可動鉄心は、その少なくとも一部が前記ボアに出入りするように軸方向へ移動可能に配置され、
前記可動鉄心の前記軸方向への移動に伴い前記ボアの内周に前記可動鉄心の外周が対向するとき、前記ボアの内周と前記可動鉄心の外周とが近接して対向する近接対向面積を一定に保つための保持手段が設けられる
ことを特徴とする電磁弁。
A coil that generates magnetic force when energized,
a fixed core on the outside of which the coil is disposed;
A movable core coaxially and reciprocatably opposed to the fixed core, and in order to cause the movable core to reciprocate, the fixed core attracts the movable core in the axial direction by magnetic force generated by the coil. In a solenoid valve configured with
The fixed iron core has a bore therein, and the movable iron core is arranged to be movable in the axial direction so that at least a portion thereof moves in and out of the bore,
When the outer periphery of the movable iron core faces the inner periphery of the bore as the movable iron core moves in the axial direction, the close facing area where the inner periphery of the bore and the outer periphery of the movable iron core closely face each other is defined as A solenoid valve characterized in that it is provided with a holding means to keep it constant.
請求項1に記載の電磁弁において、
前記保持手段は、前記可動鉄心の外周に設けられた凹部である
ことを特徴とする電磁弁。
The solenoid valve according to claim 1,
The electromagnetic valve is characterized in that the holding means is a recess provided on the outer periphery of the movable iron core.
請求項1に記載の電磁弁において、
前記保持手段は、前記固定鉄心の前記ボアの内周に設けられた凹部である
ことを特徴とする電磁弁。
The solenoid valve according to claim 1,
The electromagnetic valve is characterized in that the holding means is a recess provided on the inner periphery of the bore of the fixed iron core.
請求項1乃至3のいずれかに記載の電磁弁において、
前記保持手段は、前記可動鉄心の前記外周が前記ボアの前記内周と対向するよう露出する面積を一定とするように前記可動鉄心の前記外周に設けられた非磁性体である
ことを特徴とする電磁弁。
The solenoid valve according to any one of claims 1 to 3,
The holding means is a non-magnetic material provided on the outer periphery of the movable iron core so that the exposed area of the outer periphery of the movable iron core facing the inner periphery of the bore is constant. Solenoid valve.
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