JP3731171B2

JP3731171B2 - ソレノイドにおける可動鉄心

Info

Publication number: JP3731171B2
Application number: JP28402397A
Authority: JP
Inventors: 勝博大橋
Original assignee: 三明電機株式会社
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2017-10-16
Also published as: JPH11121230A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定鉄心と可動鉄心とを備えるソレノイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ソレノイドは油圧弁体に取着することによって油圧弁体を構成する。そして、固定鉄心と可動鉄心とを備え、コイルに励磁された可動鉄心が固定鉄心に対して吸着移動され可動鉄心に接続された油圧弁体のスプールを移動することによって弁の開閉を行なうように作動される。従来、ソレノイドの可動鉄心は、通常、磁束が発生する鉄心本体部と磁束に影響されないピン部とを有して構成されている。鉄心本体部は固定鉄心側に吸着移動されピン部は固定鉄心内に挿通されるとともに固定鉄心にガイドされながら油圧弁体のスプールに接続される。油圧弁の精度はスプールの直線移動により影響するため、鉄心本体部とピン部との製作上における同心度が重要であり、そのため加工精度を向上することが必要になっていた。例えば、図４に示すソレノイドの可動鉄心３０は、鉄心本体部３２と鉄心本体部３２の前方（図中左方向）に配設固定されるピン３４が鉄心本体部３２との間で遊びを設けないように圧入されている。そのため、鉄心本体部３２のピン孔３３を、鉄心本体部３２の外周面との同心度を保つために機械加工により精度良くまた深く形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の可動鉄心３０に形成されるピン穴３３の精度を向上することは、その分加工費が高くなりコストアップに繋がり、また、機械精度及び加工する工具に直接左右されるため、加工する機械の精度が悪かったり工具の摩耗が速いと加工されるピン穴３３の精度が悪くなり、そのため、機械や工具の保守点検時間が長くなっていた。さらに、ピン３４を圧入する組み付け作業も時間を要していた。
【０００４】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、可動鉄心を構成する鉄心部とピン部との接合を廉価に製造してコスト低減できる可動鉄心を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわるソレノイドの可動鉄心は、上記の課題を解決するために以下のように構成するものである。すなわち、
固定鉄心と、コイルの励磁によって前記固定鉄心に対して接近離隔するように移動される可動鉄心と、を備え、前記可動鉄心が鉄心本体部と、前記固定鉄心内を貫通するピン部とを有するソレノイドにおける可動鉄心であって、
前記ピン部が前記鉄心本体部に形成された凹部に、摩擦圧接して固着されるとともに、前記可動鉄心の凹部に圧入可能なフランジ付きスぺーサを前記ピン部を挿通するように配設することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００７】
図１は、本発明によるソレノイドの可動鉄心を示す図であり、可動鉄心１０は、先端部に凹部１２ａが形成されている磁性体の鉄心部１２と、凹部１２ａに摩擦圧接されて固着されている非磁性体のピン部１４とを有して構成されている。さらに凹部１２ａにはフランジ部１５ａ・圧入部１５ｂを有するスぺーサ１５が圧入され、スぺーサ１５の中央部に形成された貫通孔１５ｃにピン部１４が挿通されて鉄心部１２に対するピン部１４の振れを少なくするように案内している。また、鉄心部１２には軸心方向に１か所油孔１２ｂが形成され、固定鉄心側から流入された油の潤滑経路を形成している。
【０００８】
上記の鉄心部１２とピン部１４との摩擦圧接による固着方法は、一般的に摩擦圧接法といわれる機械的な方法で行なわれる。摩擦圧接法は金属の摩擦熱を利用して金属を接合しようとするもので、一方の金属（本件の場合、ピン部１４）を回転させ、他方の金属（本件の場合、鉄心部１２）を回転している金属に直線移動して圧接させ、摩擦過程の終了時にブレーキをかけることによって相対運動を停止させるものである。これによって鉄心部１２とピン部１４との接合面が溶着して一体的に固着する。一般的にはこれを摩擦圧接法におけるブレーキ法という。
【０００９】
このように形成される可動鉄心１１は、量産が可能で可動鉄心を廉価に製造することができる。また、摩擦圧接で鉄心部１２とピン部１４との固着部分にはバリが形成されるが、スぺーサ１５の圧入部１５ｂを鉄心部１２の凹部１３に圧入することによってバリ取り作業を行なわずに済むことになる。さらにスぺーサ１５のフランジ部１５ａは、可動鉄心１１が固定鉄心に吸着される際に、固定鉄心と当接することによって、可動鉄心１２と固定鉄心との間に空間部を形成し残留磁気防止の役目を果たすことになる。
【００１０】
上記のように形成された可動鉄心１０は、図２に示すように、主に比例ソレノイドに組み込まれる。比例ソレノイド（以下、ソレノイドという）Ｓは、本体ケース１と、本体ケース１内に配設されるコイル体３と、コイル体３内に配設される固定鉄心８、固定鉄心８に対して接近離隔可能に摺動される可動鉄心１０を有し、本体ケース１の側部にキャップ体１６が配設されている。また、コイル体３と固定鉄心８との間には筒状のフランジ付きのガイド４がコイル体３と固定鉄心８に配設固定され、コイル体３と可動鉄心８との間には筒状のパイプ５がコイル体３内に配設され、ガイド４とパイプ５間に配設される磁気遮断部材６がコイル体３に嵌合されている。
【００１１】
さらに詳細に説明すると、本体ケース１は筒状に形成され、外周回路体を構成する磁性体のヨーク２ａ、２ｂ、２ｃと、外周部の一部に形成される樹脂部１ａと、が一体的に形成され、前記樹脂部１ａにはブッシングが固着され、コイル体３に接続されるリード線を保護するように配設される。
【００１２】
また、コイル体３は本体ケース１と一体的に成型されヨーク２ａ、２ｃに挟まれる中空状のボビン３ａと、ボビン３ａに巻回されるコイル３ｂと、を備えて構成されている。
【００１３】
筒状のフランジ付きガイド４はそのガイド部４ａの外周面がコイル体３のボビン３ａの内周面に嵌合され、ガイド部４ａの先端部にテーパ状の水平特性形成部４ｂが形成されている。ガイド４のフランジ部４ｃは、図示しない例えば油圧回路体に接続できるように形成されている。
【００１４】
パイプ５の外周面はコイル体３のボビン３ａの内周面に嵌合され、パイプ５の後端部（図２中右側）に雄ねじ５ａが形成され、雄ねじ５ａにキャップ体１６の先端部が螺合される。パイプ５の先端部（図２中左側）にはテーパ部５ｂが形成され、ガイド４の水平特性形成部４ｂとパイプ５のテーパ部５ｂ間に磁気遮断部材６が溶接等により強固に固定される。特に、この水平特性形成部４ｂを形成することにより、電流と吸引力との関係を直線的に表すことのできる比例ソレノイドバルブとしての役割を果たすことになる。
【００１５】
固定鉄心８の外周面はガイド４の内周面に嵌合され、内周面は可動鉄心１０のピン部１４を摺動可能に支持する支持面８ａが形成される。なお、前記の支持面８ａは内周面の一部に形成され、内周面の他の部分はピン部１４に対して遊嵌されるように形成されている。そして、支持面８ａとピン部１４とは僅かな隙間で嵌合されている。また、支持面８ａと平行に油孔８ｂが１か所形成され、可動鉄心１０の摺動部を長期間保持するために、油圧電磁弁からの潤滑経路を構成している。
【００１６】
可動鉄心１０の鉄心部１２の外周面はパイプ５及びガイド４の内周面との間に僅かな隙間を有するように形成され、コイル３ｂの励磁により固定鉄心８に接近し、可動鉄心１０のスぺーサ１５のフランジ部１５ａと固定鉄心８の後端面が当接するまで摺動される。
【００１７】
キャップ体１６は、パイプ５の雄ねじ５ａに螺合され、筒状の本体ケース１の一方の開口を閉じるように形成されている。そして、キャップ体１６の軸部には手動操作ピン１８が配設されている。また、パイプ５の外周面とキャップ体１６の内周面にはＯリング１９が配設され、キャップ体１６に油の外部に排出するための油孔２０が形成されて、油孔２０の外周端面に油流出止めのためのオイル栓２１が配設されている。オイル栓２１はまた、内部に溜ったエアを抜くために一端緩め、内部のエアを抜き終えたら再度締めることによってエア抜きを行なうように作用される。
【００１８】
ソレノイド１の外部から、可動鉄心１０に供給される潤滑油は、固定鉄心８の油穴８ｂを通って、パイプ５内に流入され、さらに、鉄心部１２の油孔１２ｂを通ってキャップ体１６側に流入される。そして、可動鉄心１０のピン部１４の摺動部、鉄心部１２の摺動部を潤滑する。
【００１９】
このように構成されるソレノイド１は、コイル３ｂに通電され、励磁されると、ヨーク２ａ、２ｂ、２ｃと、固定鉄心８、可動鉄心１０の鉄心部１２に磁束が流れ、可動鉄心１０は固定鉄心８側に吸着されて図２中、左方向にスぺーサ１５が固定鉄心８に当接されるまで移動される。また、コイル３ｂが非通電され励磁解除されると、スぺーサ１５と固定鉄心８との当接の際に形成される隙間により残留磁気を即座に消失し磁束を消滅させる。そして、コイルばねにより可動鉄心１０は右方向に移動され復帰される。
【００２０】
この移動時、可動鉄心１０の鉄心部１２とピン部１４との同心度は、スぺーサ１５によって精度よく保たれている。
【００２１】
なお、この可動鉄心を使用するソレノイドは、上記の形態の比例ソレノイドでなくても、例えば図３に示すような廉価に構成されたソレノイドでもよい。
【００２２】
このソレノイド６０では後端が閉口されて一体的に形成されたパイプ体６１内に可動鉄心７１と固定鉄心６９が配置され、パイプ体６１の回りにコイル６２が巻回されたボビン６３がパイプ体６１を収納して配置されている。さらにボビン６３を囲うように後端が閉口された丸状のケース６５が配置され、外ケース６５とボビン６３との間にヨーク６６が配置されている。固定鉄心６９はパイプ体６１に嵌合するとともにパイプ体６１の前端面に当接するように段付きに形成されている。可動鉄心７１は前述の形態と同様に鉄心部７２とピン部７４が摩擦圧接されて固着され、ピン部７４が固定鉄心６９に形成された貫通孔に挿通されている。この場合、ボビン６３が非磁性体で成型加工されれば、パイプ体６１を省略するタイプのソレノイドであっても良い。いずれの場合においても可動鉄心の動きは前述と同様である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、本発明のソレノイドの可動鉄心は、
固定鉄心と、コイルの励磁によって前記固定鉄心に対して接近離隔するように移動される可動鉄心と、を備え、前記可動鉄心が鉄心本体部と、前記固定鉄心内を貫通するピン部とを有して構成されている。
【００２４】
前記ピン部が前記鉄心本体部に形成された凹部に、摩擦圧接法によって固着されるので量産が可能となりコストを低減することができる。また、前記ピン部の前記鉄心本体部との振れは、フランジ付きスぺーサを前記鉄心本体部の凹部に圧入することによって規制され、前記鉄心本体部と前記ピン部との同心度を向上することができる。さらに、前記鉄心本体部と前記ピン部の固着部に形成されるバリは、スぺーサの配置によりそのままにしておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す可動鉄心の断面図
【図２】図１における可動鉄心を使用した電磁比例ソレノイドの断面図
【図３】図１における可動鉄心を使用した別の形態のソレノイドの断面図
【図４】従来の可動鉄心を示す断面図
【符号の説明】
１…本体ケース
３…コイル体
３ｂ…コイル
４…固定鉄心
１０…可動鉄心
１２…鉄心部（鉄心本体部）
１２ａ…凹部
１２ｂ…油孔
１４…ピン部
１５…スぺーサ
１５ａ…フランジ部
１５ｂ…圧入部
１５ｃ…貫通孔
１６…キャップ体

Claims

固定鉄心と、コイルの励磁によって前記固定鉄心に対して接近離隔するように移動される可動鉄心と、を備え、前記可動鉄心が鉄心本体部と、前記固定鉄心内を貫通するピン部とを有して形成されるソレノイドにおける可動鉄心であって、
前記ピン部が前記鉄心本体部に形成された凹部に、摩擦圧接して固着されるとともに、前記可動鉄心の凹部に圧入可能なフランジ付きスぺーサを前記ピン部を挿通するように配設することを特徴とするソレノイドにおける可動鉄心。