JP3152083B2 - 電磁弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁弁装置に係り、特に
電磁コイルの内周側に、流通する磁束の量に応じた電磁
吸引力で変位する可動子を備える電磁弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電磁コイルの内周側に可動子
を備える電磁弁装置が知られている。すなわち、電磁コ
イルに電流が流通すると、電磁コイルの周囲には、その
内外周を取り巻く磁束が発生する。このため、電磁コイ
ルの内周側に磁性体からなる固定子と可動子とを所定距
離離間して配設すると、固定子、可動子、及び両者間の
間隙を貫通して磁束が流通する。

【０００３】そして、このように磁束が流通すると、可
動子と固定子との間に両者の間隙を狭めるべく電磁吸引
力が発生し、流通した磁束の量に応じた力で可動子が固
定子側に変位する。従って、電磁コイルの通電状態を制
御することで可動子の位置が制御できることになり、こ
の可動子によって弁を駆動することとすれば、電磁弁装
置が実現されることになる。

【０００４】ところで、上記の如き構成の電磁弁装置に
おいては、可動子と固定子を共に貫通して流れる磁束が
多量であるほど大きな電磁吸引力が発生する。一方、可
動子と固定子を貫通して流れる磁束は、電磁コイルの内
外周を取り巻いて発生する磁界強度が大きいほど、また
電磁コイルの内外周を取り巻いて形成される磁気回路の
磁気抵抗が小さいほど多量となる。

【０００５】従って、電磁弁装置として適切な省電力化
を図りつつ可動子に作用する電磁吸引力を高めるために
は、電磁コイルを取り巻く磁気回路の磁気抵抗を小さく
することが有効である。これに対して、例えば実開昭５
７−１１５２２０号公報には、一枚の磁性体板を曲げ加
工することにより構成された、電磁コイルの上下の端面
と外周面の一部とを取り囲む枠状のヨーク、及び電磁コ
イルの内周面に当接する円筒部と電磁コイルの端面に当
接するフランジ部とからなり、電磁コイルの上下に配設
される２つの補助ヨークを用いて、電磁コイルの内外周
を取り巻く磁気抵抗の小さな磁気回路を実現した電磁弁
装置が開示されている。

【０００６】すなわち、上記公報記載の構成によれば、
電磁コイルにヨークと補助ヨークとを組み付けた状態で
その内周に固定子及び可動子を配設すると、電磁コイル
の上端面側に配設される補助ヨークの円筒部の内周面に
隣接して固定子が、また下端面側に配設される補助ヨー
クの円筒部の内周面に隣接して可動子がそれぞれ配設さ
れると共に、補助ヨークのフランジ部がヨークの一部に
当接した状態となる。

【０００７】この場合、電磁コイルの内外周は、実質的
には可動子と固定子との間に形成される間隙部を除き磁
性体で取り囲まれることになり、間隙部を貫通する磁束
を発生させ得る磁気回路としては、ほぼ理想的に磁気抵
抗の小さな磁気回路が構成されることになる。このた
め、上記公報記載の電磁弁装置によれば、適切な省電力
化を実現したうえで、可動子に対して十分に大きな電磁
吸引力を作用させることができ、優れた作動特性が実現
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の電
磁弁装置においては、電磁コイルの周囲を取り巻く磁気
回路が、一枚板を曲げ加工してなるヨークと、このヨー
クと別部品の補助ヨークとで実現される構成である。こ
のため、上記従来の装置において所望の磁気回路を形成
するためには、ヨークを構成する磁性体板上に電磁コイ
ルを配設した状態で、この磁性体板の曲げ加工を行う必
要があると共に、その加工とは別に適宜補助ヨークの組
み付けを行う必要がある。

【０００９】この意味で、上記従来の電磁弁装置は、必
ずしもその組み付け性が良好ではないという問題を有す
るものであった。本発明は、上述の点に鑑みてなされた
ものであり、電磁コイルの内外周を取り巻く磁気回路
を、電磁コイルの軸方向に複数に分割し得るヨークのみ
で実現することにより、上記の課題を解決する電磁弁装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、流通する
磁束の量に応じた電磁吸引力を発生し、該電磁吸引力を
駆動源として変位する可動子を電磁コイルの内周側に備
えると共に、前記電磁コイルの内周側において所定間隔
が設けられている他、該電磁コイルの内周面、端面、及
び外周面を取り囲んで設けられるヨークを備える電磁弁
装置において、前記ヨークは、前記電磁コイルの軸方向
に分割可能な同一形状の複数の電磁部材からなり、組み
合わされた際に前記電磁コイルを取り囲む所定形状を形
成するものにより構成される電磁弁装置により達成され
る。

【００１１】

【作用】本発明において、前記可動子は流通する磁束の
量に応じた電磁吸引力を発生し、該電磁吸引力を駆動源
として変位する。従って、前記可動子と共に前記電磁コ
イルの内周を取り巻いて構成される磁気回路の磁気抵抗
が小さいほど、前記可動子には大きな駆動力が付与され
る。

【００１２】これに対して、前記電磁コイルの内外周
は、前記可動子が配設される内周側において所定間隔が
設けられている他、前記ヨークにより取り囲まれてい
る。従って、電磁コイルの内外周は、大部分が磁性体に
より取り囲まれることになり、磁気抵抗の小さな磁気回
路が形成される。この場合において、前記電磁コイルの
内外周を取り巻く前記ヨークは、前記電磁コイルの軸方
向に分割可能な複数の磁性部材により構成されている。
従って、本発明にかかる電磁弁装置においては、前記電
磁コイルの両面から前記磁性部材を一片づつ軸方向に挿
入するだけで所望の磁気回路が実現される。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である電磁弁装置
１０の全体構成を表す部分断面図を示す。同図に示す如
く、電磁弁装置１０は、ハウジング２０、弁機構３０，
４０、電磁コイルモジュール５０、ヨーク６０，７０、
及びカバー８０等で構成されている。

【００１４】ハウジング２０は、弁機構３０，４０を駆
動することで導通又は遮断状態とされる複数の油路を備
えている。尚、電磁弁装置１０は、弁機構３０，４０の
構成に特徴を有するものではないため、図１には、弁機
構３０の構成、及び弁機構３０の状態に応じて導通また
は遮断される油路２１、２２のみを示し、以下、弁機構
３０をそれらの代表として説明することとする。

【００１５】弁機構３０は、一端が油路２１に開口し、
他端が連通路２２に開口する連通部材３１を備えてい
る。連通部材３１の油路２２に開口する側の端部には、
流体の流通量を規制するオリフィス３１ａと、連通部材
３１の上部に配設されるボール弁３２が着座する弁座３
１ｂが設けられている。また、弁機構３０は、ハウジン
グ２０の上部に突出した状態でかしめ固定されるスリー
ブ３３を備えている。スリーブ３３は非磁性体からなる
筒状の部材であり、その内部には、固定子３４、可動子
３５、可動子３５と一体に変位する作動軸３６、及び可
動子３５を固定子３４から離間する方向の付勢力を発生
スプリング３７が挿入されている。

【００１６】ここで、固定子３４は、スリーブ３３内に
圧入されて実質的にスリーブ３３と一体化されており、
その内部で変位することはない。一方、可動子３５は、
スリーブ３３内を摺動可能に挿入されており、外力が付
与されると、スリーブ３３の軸方向に、すなわち図１中
上下方向に変位することが可能である。また、作動軸３
６は、その上端が可動子３５内に挿入されていると共
に、その下端はボール弁３２に当接している。従って、
可動子３５がスプリング３７の付勢力のみを受けて図中
下向きに作動軸３６を押圧している場合は、その付勢力
を受けてボール弁３２が弁座３１ｂに着座し、油路２１
が油路２２から遮断された状態となる。

【００１７】一方、可動子３５に、スプリング３７の付
勢力に抗う方向の外力が与えられ、可動子３５が図中上
向きに変位すると、作動軸３６によるボール弁３２の押
圧が解かれ、その結果ボール弁３２が弁座３２ｂから離
座し得る状態となり、油路２１と油路２２とが導通状態
となる。電磁コイルモジュール５０は、弁機構３０，４
０の外周を取り巻く電磁コイル５１，５２を一体に備え
るモジュールである。尚、図２（Ａ），（Ｂ）は、それ
ぞれ電磁コイルモジュール５０の平面図、及び正面断面
図を示したものである。以下、図１と共に図２を参照し
て、電磁コイルモジュール５０の構成について説明す
る。

【００１８】電磁コイルモジュール５０は、電磁コイル
５１，５２と、これらの電磁コイル５１，５２それぞれ
に接続される端子群からなる配電端子５３を、樹脂によ
り一体的にモールドすることで構成される。ここで、樹
脂によって成形されるモジュール本体５４には、弁機構
３０，４０、及びヨーク６０，７０の組み付けスペース
を確保する意味で、円形の貫通穴５４ａ，５４ｂと、方
形の貫通穴５４ｃ，５４ｄとが設けられている。

【００１９】また、モジュール本体５４には、これらの
貫通孔５４ａ〜５４ｄに加え、ハウジング２０に対して
ボルト５５による固定を可能とするためのボルト穴５４
ｅ、電磁弁装置１０の防水性を確保すべく配設されるパ
ッキン５６ａ〜５６ｄを収納するための凹部５４ｆ〜５
４ｉ、及びカバー８０を掛止するための爪５４ｊ，５４
ｋ等が設けられている。

【００２０】そして、モジュール本体５４は、図１に示
す如く凹部５４ｆ，５４ｇにパッキン５６ａ，５６ｂを
収納した状態でハジング２０に固定され、また凹部５４
ｈ，５４ｉにパッキン５６ｃ，５６ｄを収納した状態で
カバー８０が爪５４ｊ，５４ｋに掛止される。このた
め、図１に示す状態においては、ハウジング２０とモジ
ュール本体５４との間、及びモージュール本体５４とカ
バー８０との間に適切なシール性が確保されることにな
り、電磁弁装置１０全体として良好な防水性が得られる
ことになる。

【００２１】電磁コイルモジュール５０に図１に示す如
く組み付けられるヨーク６０，７０は、図３に示す如く
一対の磁性部材６１、６２又は７１，７２により構成さ
れている。尚、ヨーク７０は、その構成においてヨーク
６０と異なるところがないため、以下ヨーク６０につい
ての説明のみを行う。ヨーク６０を構成する磁性部材６
１，６２は、共に円筒部６１ａ，６２ａ、フランジ部６
１ｂ，６２ｂ、側面部６１ｃ，６２ｃを備えている。円
筒部６１ａ，６２ａは、それぞれ電磁コイルモジュール
５０の貫通穴５４ａの上端部、及び下端部に嵌合して配
設される。

【００２２】また、側面部６１ｃ，６２ｃは、貫通穴５
４ｃの内部で相互の端部が当接するように配設される。
そして、磁性部材６１，６２は、その際にフランジ部６
１ｂ，６２ｂがモジュール本体５４の上面又は下面に沿
って配設されるように設計されている。従って、電磁コ
イルモジュール５０に対して磁性部材６１、６２を組み
付けた場合、図１に示す如く電磁コイル５１の内周側に
おいて所定間隔が確保されている他、電磁コイル５１の
内周面、上下の端面、及び外周面の一部（図１において
は電磁コイル５１の左側外周面）を取り巻く形状のヨー
ク６０が形成されることになる。

【００２３】ところで、磁性体６１，６２の円筒部６１
ａ，６２ａは、図１に示す如く組み付けられた際に、相
互間に所定の間隔が確保されるべく寸法諸元が設定され
ていると共に、その内部にスリーブ３３が挿入された際
に、円筒部６１ａが固定子３４の外周を取り囲み、かつ
円筒部６２ａが可動子３５の外周を取り囲むように各部
の寸法が設定されている。

【００２４】このため、図１に示す状態が形成された場
合、電磁コイル５１の内外周には、磁性部材６１、磁性
部材６２、固定子３４、可動子３５等の磁性体と、固定
子３４と可動子３５との間に形成される間隙とからなる
磁気回路が形成され、電磁コイル５１の内外周を取り巻
いて流通する磁束は、この磁気回路内を還流することに
なる。

【００２５】この場合、電磁コイル５１の周囲に形成さ
れる磁気回路は、可動子３５に電磁吸引力を作用させる
ためにその存在が必要とされる間隙、すなわち固定子３
４と可動子３５との間に形成される間隙を除くほとんど
の部分が、磁気抵抗の小さな磁性体で構成されることに
なる。従って、電磁弁装置１０においては、電磁コイル
５１で発せられる磁界の強度に対して十分な量の磁束を
可動子３５に流通させることができ、少ない消費電力
で、油路２１、２２の導通・遮断を切り換えるために必
要とされる電磁吸引力を発生させることが可能である。

【００２６】このため、本実施例においては、電磁コイ
ル５１に適当な電流を供給すると、スプリング３３の付
勢力に抗って可動子３５を図１中上方へ変位させる外力
が発生することとなり、電流通電時にはボール弁３２が
開弁状態に、電流遮断時にはボール弁３２が閉弁状態
に、それぞれ制御されることになる。尚、弁機構４０の
周囲においては、ヨーク７０が電磁コイル５２の内外周
を取り巻く磁気回路を構成することで、上記弁機構３０
の場合と同様の省電力特性の実現を可能ならしめてい
る。

【００２７】ところで、上記の如くヨーク６０，７０を
２分割とする構成においては、それらを構成する磁性部
材６１、６２及び７１、７２の対が、その端部において
適正な当接状態に維持されることが重要である。このた
め、本実施例においては、ヨーク６０，７０の上部か
ら、それぞれワッシャ６３，７３を弁機構３０，４０に
圧入して、磁性部材６１，６２間、及び磁性部材７１、
７２間に適当な押圧力を作用させることとしている。こ
の場合、組み付け後にヨーク６０，７０が分割状態とな
ることがなく、常に磁気回路が良好な状態に維持される
ことになる。

【００２８】ところで、本実施例の電磁弁装置１０は、
上記の如く電磁コイル５１，５２の外周を取り巻いて形
成される磁気回路を、優れた組み付け性の下に実現し得
る点に特徴を有している。すなわち、電磁弁装置１０に
おいては、電磁コイル５１，５２の周囲に磁気回路を形
成するヨーク６０，７０が、上記の如く電磁コイル５
１、５２の軸方向に分割可能な一対の磁性部材６１、６
２又は７１、７２により構成されている。

【００２９】従って、電磁弁装置１０を組み付ける行程
として、先ず図４（Ａ）に示す如く弁機構３０，４０の
外周に磁性部材６２，７２を嵌合し、次いで図４（Ｂ）
に示す如くモジュール本体５４をハウジング２０に固定
し、その後順にワッシャ６３，７３、カバー８０等を組
み付けることとすれば、組み付け方向が上下方向に限定
された極めて簡単な作業のみにより全ての組み付けを行
うことができる。

【００３０】この場合、作業者が手作業で組み付けを行
う場合に、その作業が極めて容易であるという利益が得
られると共に、組み付け方向が上下方向に限定されてい
ることから、組み付けの自動化が容易であるという利益
を得ることができる。この意味で、本実施例の電磁弁装
置１０は、かかる配慮の成されていない電磁弁装置に比
して、組み付け性の面で著しく優れた効果を有している
ことになる。

【００３１】ところで、本実施例においては、上述した
磁性部材６１，６２，７１，７２を全て同一の部品で構
成している。すなわち、ヨーク６０，７０において良好
な組み付け性を得る意味では、磁性部材６１と６２、及
び７１と７２がそれぞれ分割可能な別部品であれば十分
であり、必ずしもそれらが同一部品である必要はない。

【００３２】しかしながら、本実施例の電磁弁装置１０
の如く磁性部材６１，６２，７１，７２を同一部品とす
ると、ヨーク６０，７０の組み付け性が良好となること
に加え、以下の如き利益を得ることができる。つまり、
磁性部材６１，６２，７１，７２が全て同一の部品であ
れば、ヨーク６０，７０が一種類の部品のみで構成でき
ることとなり、部品コストの低減を図ることができる。

【００３３】また、それぞれ対となる磁性部材６１，６
２及び７１，７２が同一部品であると、設計上何ら特別
の配慮を払うことなく当接部において良好なかみ合わせ
を得ることができる。従って、磁性部材６１，６２及び
７１，７２の当接部において良好な密着性を得ることが
でき、ヨーク６０，７０において容易かつ確実に低磁気
抵抗が実現できる。

【００３４】そして、かかる良好なかみ合わせは、磁性
部材６１，６２，７１，７２を成形する金型が磨耗した
場合においても適切に維持することができるため、量産
時における品質確保も容易である。この意味で、本実施
例の電磁弁装置１０は、低コスト化、品質の安定化等の
面でも優れた効果を有していることになる。以上、ヨー
ク６０，７０が２分割された実施例について説明した
が、ヨーク６０，７０は必ずしも２分割されると限られ
るものではなく、軸方向に分割されていれば３つ以上に
分割されていても適用は可能である。

【００３５】更に、上述した電磁弁装置１０は、ハウジ
ング２０上に複数の弁機構３０，４０を有する構成であ
るが、本発明の適用はこれに限るものではなく、弁機構
は単一であっても、また３以上であってもその適用は可
能である。

【００３６】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、電磁コイ
ルの両面から所定形状の磁性部材を一片づつ軸方向に挿
入するだけで、電磁コイルの内外周を取り巻く所望の磁
気回路を実現することができる。従って、本発明によれ
ば、少ない部品点数で、かつ極めて簡単な組み付け作業
のみで、省電力化と大電磁吸引力の確保とを両立し得る
電磁弁装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電磁弁装置の全体構成
を表す部分断面図である。

【図２】図２（Ａ）は本実施例の電磁弁装置に用いる電
磁コイルモジュールの平面図である。図２（Ｂ）は本実
施例の電磁弁装置に用いる電磁コイルモジュールの正面
断面図である。

【図３】本実施例の電磁弁装置に用いるヨークの斜視図
である。

【図４】図４（Ａ）は本実施例の電磁弁装置においてヨ
ークの一部を組み付けた状態を表す図である。図４
（Ｂ）は本実施例の電磁弁装置においてヨークの一部の
上部に電磁コイルモジュールを組み付けた状態を表す図
である。

【符号の説明】

１０ 電磁弁装置 ２０ ハウジング ３０，４０ 弁機構 ５０ 電磁コイルモジュール ５１，５２ 電磁コイル ５４ モジュール本体 ６０，７０ ヨーク ６１，６２，７１，７２ 磁性部材 ６１ａ，６２ａ 円筒部 ６１ｂ，６２ｂ フランジ部 ６１ｃ，６２ｃ 側面部 ８０ カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−50453（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−99362（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−105679（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−115220（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−2979（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭59−30290（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/06 - 31/11

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流通する磁束の量に応じた電磁吸引力を
   発生し、該電磁吸引力を駆動源として変位する可動子を
   電磁コイルの内周側に備えると共に、前記電磁コイルの
   内周側において所定間隔が設けられている他、該電磁コ
   イルの内周面、端面、及び外周面を取り囲んで設けられ
   るヨークを備える電磁弁装置において、 前記ヨークは、前記電磁コイルの軸方向に分割可能な同
   一形状の複数の電磁部材からなり、組み合わされた際に
   前記電磁コイルを取り囲む所定形状を形成するものによ
   り構成されることを特徴とする電磁弁装置。