JP2586273Y2 - 電磁ソレノイド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、比例圧力制御弁を駆動
するためなどに好適に実施することができる電磁ソレノ
イドに関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、たとえば実開平３
−８０１７２（実願平１−１４１９６４）に示されてい
る。この先行技術は、図５に簡略化して示されるよう
に、比例圧力制御弁１の制御圧力を制御するための電磁
ソレノイド３に関するものであって、入側ポートＰ_INか
ら入力した一次圧によって、２つの出側ポートＰ_out１
またはＰ_OUT２から希望する二次圧を得るために、比例
圧力制御弁１に内蔵されるスプール４を駆動軸５を介し
て駆動するプランジャ６を摺動可能に収納したソレノイ
ドベース７と、ソレノイドベース７の外周に着脱可能に
設けられたコイルユニット８と、コイルユニット８の外
周を外囲する磁気通路構成部材９と、磁気通路構成部材
９の一部を構成し、少なくともコイルユニット８の一方
の環状端面に当接してソレノイドベース７側の受け部材
１０とコイルユニット８との間に挟持状態で交換可能な
環状調整部材とが設けられる。この環状調整部材１１を
磁気通路断面積の異なるものと交換することによって、
ソレノイドの磁気吸引力を変化させ、制御電流に対する
最大吸引力が不足している場合には、環状調整部材１１
を磁気通路断面積の大きいものと交換することによって
制御電流に対する発生吸引力を増加させ、また、環状調
整部材１１を磁気通路断面の小さいものと交換すること
によって、制御電流に対する発生吸引力を減少させるこ
とができるように構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このような先行技術で
は、比例圧力制御弁１および電磁ソレノイド３を構成す
る各部品の寸法公差の集積によって、電磁ソレノイド３
の作動点が変動することにより、制御電流に対する二次
圧にばらつきが生じ、しかも静的特性としてのヒステリ
シスおよび動的特性としての作動安定性に関しても変動
が生じ、同一の制御電流によってソレノイドを励磁して
も機差によって二次圧にばらつきが生じるという問題が
ある。

【０００４】したがって本考案の目的は、制御電流に対
する二次圧のばらつきを可及的に少なくすることができ
るようにした電磁ソレノイドを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、電磁コイル
と、電磁コイル内に軸線方向に変位自在に挿入されるプ
ランジャとを有し、前記電磁コイルを励磁する電流の大
きさに対応して磁気吸引力を発生させ、前記プランジャ
を軸線方向へ変位駆動する電磁ソレノイドにおいて、前
記電磁コイルとプランジャとの間には、非磁性材料から
成る磁気遮蔽部材および磁気通路構成部材４４ａ，４４
ｂで構成されるチューブ４４が軸線方向に変位可能に介
在されることを特徴とする電磁ソレノイドである。

【０００６】

【作用】本考案に従えば、電磁コイルのプランジャとの
間に非磁性材料から成る磁気遮蔽部材および磁気通路構
成部材４４ａ，４４ｂで構成されるチューブ４４が軸線
方向に変位可能に介在される。このようなチューブ４４
を前記軸線方向に変位させることによって、プランジャ
内を通る磁力線の数を調整することができ、これによっ
て、磁気通路断面積を変化させることなしに制御電流に
対するプランジャへの吸引力を調整して、機差による作
動点のずれを少なくすることができる。

【０００７】

【実施例】図１は、本考案の一実施例を示す断面図であ
る。本実施例の電磁ソレノイド２１によって駆動される
比例圧力制御弁２３のケーシング２４には、スプール２
５がその軸線方向に摺動自在に挿入される弁孔２６が形
成され、この弁孔２６内のスプール２５はばね受け片２
８によって支持された第１ばね２９によって弾発的に押
圧され、ばね受け片２８はねじ孔２７に螺着される。

【０００８】スプール２５には、軸線方向に延びる軸孔
３０と、軸線方向に間隔をあけて形成される第１〜第３
環状凹溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、前記軸孔３０およ
び第１環状凹溝３１ａを直径線方向に連通する第１径孔
３３ａと、前記軸孔３０とスプール２５の外周面とを連
通する第２径孔３３ｂとを有する。

【０００９】前記ケーシング２４には、電磁ソレノイド
２１が装着され、前記弁孔２６に連通する取付孔３４が
形成され、この取付孔３４には環状の受け部材３５がＯ
リング３６によって気密な状態で装着され、取付孔３４
の開口端付近の内周面に形成される内ねじ３７にケーシ
ング３８の外周面に形成される外ねじ３９を螺着するこ
とによって、大略的に有底筒状のケーシング３８の開口
端部４０によって前記受け部材３５が押圧されて抜止め
される。

【００１０】ケーシング３８内には、電磁コイル４１が
収納され、この電磁コイル４１には鉄などの強磁性材料
から成るプランジャ４３を収納した磁気通路構成部材４
４ａ，４４ｂ（以下、総称して４４と記す）が挿通され
る。磁気通路構成部材４４の軸線方向一端部には、前記
プランジャ４３に螺着された駆動軸４５が挿通される挿
通孔４６が形成され、この挿通孔４６を外囲する部分お
よび受け部材３５によって固定磁極を構成する。この挿
通孔４６は前記プランジャ４３が収納される収納孔４７
に連通し、収納孔４７に沿って軸線方向に移動自在に挿
入される。前記挿通孔４６が形成される一端部には、前
記収納孔４７に臨んで円錐台状の傾斜面４９が形成さ
れ、この傾斜面４９とほぼ平行に、前記プランジャ４３
の軸線方向一端部には円錐台状の傾斜面５０が形成され
る。

【００１１】磁気通路構成部材４４の外周面の一部に
は、外ねじ５１が形成され、この外ねじ５１は前記ケー
シング３８の内ねじ５３に螺合し、ロックナット５４に
よって抜止めされる。磁気通路構成部材４４の軸線方向
他端部には、たとえばスパナなどの締付け工具が掛合さ
れる掛合部５５が形成され、前記ロックナット５４を緩
めた状態で磁気通路構成部材４４をケーシング３８に対
して螺進／螺退させることができ、したがって電磁コイ
ル４１に対する磁気通路構成部材４４および後述の磁気
遮蔽部材６１の相対的な位置を軸線方向に移動調整する
ことができるように構成されている。

【００１２】掛合部５５にはねじ孔５６が形成され、こ
のねじ孔５６には調整用ボルト５７が螺着され、ばね受
け片５８を軸線方向に前進／後退変位させて第２ばね５
９のばね力を調整することができる。調整用ボルト５７
は、ロックナット６０によって抜止めされる。

【００１３】このような磁気通路構成部材４４には、そ
の軸線方向途中位置に環状のたとえばステンレス鋼など
の非磁性材料から成る磁気遮蔽部材６１が介在される。
この磁気遮蔽部材６１の半径方向内方には、プランジャ
４３の前記傾斜面５０が臨む。したがって磁気遮蔽部材
６１を避けて半径方向内方に仮想線６３で示されるよう
に磁気回路を形成し、磁気飽和することなしに各傾斜面
４９，５０を介してプランジャ４３を大きな磁気吸引力
で吸引することができ、ライン６４を介して電磁コイル
４１に制御電流が与えられたときに大きな吸引力を得る
ことができる。また各傾斜面４９，５０間に直径線方向
に比較的大きな空間が形成されること、および各傾斜面
４９，５０間の磁気回路は軸線方向に形成されるためプ
ランジャ４３が偏心したときに半径方向外方に片寄って
吸引されて摩擦が大きくなるおそれはなく、その結果ヒ
ステリシスが大きくなることを防止することができる。
なお、ここで半径方向外方とは、図１の紙面に垂直な平
面方向に対応しており、また軸線方向とは図１の左右方
向に対応している。

【００１４】図２は、比例圧力制御弁２３のスプール２
５付近の拡大断面図である。前記電磁ソレノイド２１が
励磁の状態では、図２（１）に示されるように、スプー
ルがソレノイドに押されて左方向へ移動し、入力ポート
Ｐ_INと、出力ポートＰ_OUTとが環状凹溝３１ｃによって
連通し、かつ環状凹溝３１ａ，３１ｂ間に形成されるラ
ンド６７によって出力ポートＰ_OUTとドレンポートＰ_Dと
は遮断される。したがって入力ポートＰ_INに供給された
一次圧の作動油などである流体は出力ポートＰ_OUTから
所定の二次圧に減圧されて吐出される。

【００１５】すなわち、このときの出力ポートＰ_OUTの
圧力（二次圧）Ｐ２は、第１ばね２９のばね力をＦ１と
し、第２ばね５９のばね力をＦ２とし、ランド６５の断
面積をＡ２とし、ランド６７の断面積をＡ１とし、電磁
ソレノイド２１の吸引力をＦ_SOLとすれば、

【００１６】

【数１】

【００１７】となる励磁の状態では電磁ソレノイド２１
の吸引力Ｆ_SOLは励磁電流ｉに比例するので、 Ｆ_SOL ＝ Ｋ ・ ｉ …（２） によって示される。ここで、Ｋは単位電流あたりの力で
あって、上述の非励磁状態では、Ｆ_SOL＝０である。吸
引力Ｆ_SOLと第１および第２ばねのばね力Ｆ１，Ｆ２の
差と断面積Ａ２，Ａ１の差とによって二次圧Ｐ２が決定
される。

【００１８】また電磁ソレノイド２１が非励磁の場合
は、図２（２）に示されるように、スプール２５は右方
へ変位し、入力ポートＰ_INと出力ポートＰ_OUTとはラン
ド６５によって遮断される。また出力ポートＰ_OUTはド
レンポートＰ_Dと連通され、Ｐ２＝０となる。

【００１９】図３はスプール２５の作動点変位Ｌと吸引
力Ｆ_SOLとの関係を示すグラフである。同図からも明ら
かなように、スプール２５の作動点変位Ｌに対して吸引
力Ｆ_SOLを変化させることができる。

【００２０】図４は、励磁電流ｉと二次圧Ｐ２との関係
を示すグラフである。前述したように、ロックナット５
４を緩めて固定磁極である磁気通路構成部材４４を変位
させることによって、たとえばラインＬ１からラインＬ
２へ、あるいはラインＬ２からラインＬ１へ作動点を調
整することができる。なお、第１および第２ばね２９，
５９による調整であれば、ラインＬ１，Ｌ２は図４の上
下方向に平行移動するだけであり、傾きを変えることは
できない。

【００２１】以上のように、磁気通路構成部材４４およ
び６１，４４ａをケーシング２４に対して移動可能な構
造とし、相対位置を外部から調整可能としたので、電磁
ソレノイド２１の作動点を外部から容易に設定すること
が可能となる。また前記先行技術に関連して述べたよう
に、厚みの異なる複数の環状調整部材１１を予め準備し
ておく必要がなく、したがって構成が簡略化される。し
かもプランジャ４３および磁気通路構成部材４４には傾
斜面４９，５０を形成するようにしたので、磁気通路断
面積を大きくして磁気飽和状態を回避することができ、
構成を大型化することなしに大きな吸引力を得ることが
でき、これによって応答性を向上して、ばらつきのない
二次圧を得ることができる。

【００２２】上述の実施例では、電磁ソレノイド２１に
よって比例圧力制御弁２３を駆動するようにしたけれど
も、その他の構成、たとえば方向制御弁であってもよ
く、あるいはニードルなどの開度を調整するために用い
るようにしてもよい。

【００２３】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、電磁コイ
ルとプランジャとの間に非磁性材料から成る磁気遮蔽部
材および磁気通路構成部材４４ａ，４４ｂで構成される
チューブ４４を軸線方向に変位可能に設けるようにした
ので、プランジャへ作用する磁気吸引力がむやみに小さ
くなってしまうことなしに作動点を容易に調整すること
ができ、これによってプランジャの大きな出力を得るこ
とができ、しかもヒステリシスが小さく、安定に作動さ
せることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の電磁ソレノイド２１を示す
断面図である。

【図２】スプール２５付近の拡大断面図である。

【図３】スプール２５の作動点変位Ｌと吸引力Ｆ_SOLと
の関係を示すグラフである。

【図４】励磁電流ｉと二次圧Ｐ２との関係を示すグラフ
である。

【図５】典型的な先行技術の簡略化した断面図である。

【符号の説明】

２１ 電磁ソレノイド ２３ 比例圧力制御弁 ２４ ケーシング ２５ スプール ２９ 第１ばね ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 環状凹溝 ３３ａ，３３ｂ 径孔 ４１ 電磁コイル ４３ プランジャ ４４，４４ａ 磁気通路構成部材 ４９，５０ 傾斜面 ６１ 磁気遮蔽部材 Ｐ_IN 入力ポート Ｐ_OUT 出力ポート

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁コイルと、電磁コイル内に軸線方向
   に変位自在に挿入されるプランジャとを有し、前記電磁
   コイルを励磁する電流の大きさに対応して磁気吸引力を
   発生させ、前記プランジャを軸線方向へ変位駆動する電
   磁ソレノイドにおいて、 前記電磁コイルとプランジャとの間には、非磁性材料か
   ら成る磁気遮蔽部材および磁気通路構成部材４４ａ，４
   ４ｂで構成されるチューブ４４が軸線方向に変位可能に
   介在されることを特徴とする電磁ソレノイド。