JP4733041B2 - 電磁制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁制御弁に関する。更に詳しくは、ケース本体とアッパープレートとの結合構造を改善してソレノイド部の性能を向上すると共に、組立コストを低減した電磁制御弁に係わるものである。

本発明は、先行する電磁制御弁を改良した技術に関連する。この電磁制御弁は、第１関連技術として図３に示すものが存在する。この図３は、圧縮機等の電磁制御弁として用いられた本発明の関連技術である。

この図３に於いて、図示下方の弁部１３０とソレノイド部１０１とは、ソレノイド部１０１のケース本体１０３における図示下端の嵌着穴に弁部１３０の上端の外周面が嵌着し、両部品を結合している。そして、ソレノイド部１０１は、ケース本体１０３の上側の段部状の結合面１０３Ｂと底面端部１０３Ｃとにコネクタ１０５の基部１０５Ａが嵌着して両部品が組み立てられている。この基部１０５Ａは外周面にＯリング溝を設けるために軸方向へ長くなる。更に又、変形しやすい樹脂材製の基部１０５Ａをケース本体１０３に強固に嵌合するために、基部１０５Ａは円柱状に長く形成される。そして、このＯリング溝にはＯリング１２０が装着している。このＯリング１２０により、外部から水等が電磁コイル１０４側に浸入するのを防止している。基部１０５Ａには、結合部１０５Ｂと回止部１０５Ｆとが設けられている。この結合部１０５Ｂには、ケース本体１０３の端部１０３Ａがカシメられていると共に、底面端部１０３Ｃに一端面１０５Ｄが係止し、両部品が結合している。又、コネクタ１０５の一端面１０５Ｄ側の内部には穴が設けられている。この穴にフランジ１０６Ａを設けたアッパープレート１０６が一体に結合している。又、アッパープレート１０６の貫通孔にはスリーブ１１７の一端側の外周面が嵌着している。更に、スリーブ１１７の他端部はケース本体１０３の内周面に嵌着している。

このスリーブ１１７の内周面には固定鉄心１１５が嵌着している。又、スリーブ１１７の内周面と摺動自在に嵌合した可動鉄心１１０は、テーパ状の接合面が固定鉄心１１５のテーパ状の吸着面と対向した状態に配置されている。又、固定鉄心１１５と可動鉄心１１０との間で固定鉄心１１５の穴に配置されたばねは、固定鉄心１１５と可動鉄心１１０とを互いに相反する方向へ押圧している。可動鉄心１１０には、ソレノイドロッド１０７の一端部が結合して図示省略の作動弁を作動させる。そして、固定鉄心１１５と可動鉄心１１０の外周には、スリーブ１１７を介して磁界を形成する電磁コイル１０４が配置されている。又、電磁コイル１０４は、ケース本体１０３の内周面１０３Ｄに嵌合している。尚、符号１２５は、コネクタ１０５のコネクタターミナルを止めるためのスナップリングである。

更に、本発明に係わる第２関連技術の電磁弁が存在する［例えば、特開２００１−５９５８１号公報（図１）］。この第２関連技術に於けるコネクタとケース本体との結合部の構成は、図３に類似する構成であるため図示は省略する。この電磁弁に於いて、弁部と同じく縦型で直列に配置された２個の電磁コイルの外周側にコネクタのキャップとケース本体に相当するハウジングとが一体に嵌合している。そして、ハウジングの端部がキャップの端部外周面にカシメて固定されている。又、このコネクタはハウジングと一体に成形するために、中間にリングを設けるなどして、構造が複雑になる。また、ハウジングを一体成形するために、成形するための加工費も高揚する。

又、本発明に係わる第３関連技術のソレノイドバルブも存在する［例えば、特開２００１−８２６２４公報（図１）］。この第３関連技術に於ける樹脂材製のコネクタとケース本体との結合部の構成は、図３に類似する構成であるために図示は省略する。このソレノイドバルブに於いて、バルブ部と同じく縦型で直列に配置されたソレノイド部における電磁コイルの外周にコネクタの円筒部が嵌合している。更に、この円筒部の外周にケース本体が嵌着している。そして、コネクタの円筒部をソレノイド部に保持するために、コネクタの円筒部と一体のアッパープレートがケース本体に嵌着して係止している。このコネクタの円筒部とケース本体とは単に嵌合し状態に接合しているので、樹脂材製のコネクタが熱膨張すると、両部品の嵌合間から水が浸入することになる。このコネクタはケース本体と一体に成形するために、構造が複雑であり、コネクタを成形する加工費も高揚する。

以上のように構成されたソレノイド部は、先ず、関連技術１では、Ｏ−リング１２０を嵌着して電磁コイル１０４側へ水分が浸入するのを阻止する構造のために、基部１０５Ａの軸方向へ長く形成されたＯリング溝と、このＯリング溝に取り付ける太いＯリング１２０によりコネクタ１０５の基部１０５Ａが弁部１３０側の軸方向へ長く形成される。このため、電磁制御弁１００は、小型化が要求される機器への装着が問題となる。又、樹脂材製のコネクタ１０５の結合部１０５Ｂにケース本体１０３の端部１０３Ａを折り曲げてカシメるために、コネクタ１０５の樹脂材としての弾力性に伴いスプリングバックを惹起して端部１０３Ａと結合部１０５Ｂとの間に隙間が生じる。更に、端部１０３Ａを結合部１０５Ｂに合わせて略直角にカシメるために、曲げられた部分のメッキが剥離することもある。この端部１０３Ａのメッキが剥離すると、剥がれた結合面１０３Ｂに錆が発生することになる。そして、結合面１０３Ｂの錆がＯリングと接合する面まで達すると、Ｏリングとの密接を悪化させる。更には、Ｏリングを劣化させて電磁コイル１０４側へ水分が浸入しやすくなる。

次に、関連技術２においては、コネクタの円筒部が電磁コイル全体を囲むように形成するために、構造が複雑になる。そして、円筒部に嵌合したケース本体（ハウジング）の端部をキャップの端部外周にカシメて、両部品を結合しているが、シール部が設けられていないために、このカシメ部から水分が電磁コイル側へ浸入する恐れがある。特に、ケース本体やキャップの防食のためにメッキをするが、カシメのための折り曲げによりメッキが剥離することがあり、このメッキの剥離が原因でカシメ個所の腐食が進行し、カシメ個所から電磁コイル側へ水分を浸入させる原因にもなる。

更に、関連技術３においては、コネクタの円筒部が電磁コイル全体を囲むように形成するために、構造が複雑になる。そして、ケース本体とアッパープレート又はコネクタの円筒部とを嵌合し、両部品を嵌合力で固定しているが、ケース本体とアッパープレート又はコネクタの円筒部との嵌合間の密封力が弱く、嵌合面から水分が電磁コイル側へ浸入する原因になる。

本発明は、上述のような問題点に鑑み成されたものである。その発明が解決しようとする課題は、又、コネクタとケースとの結合面間から水分が電磁コイル側の内部へ浸入するのを防止することにある。更に、アッパープレートとケース本体の連結部とを密接させて通電能力を向上させることにある。さらに、コネクタを小型にして組み付ける機器の小さな取付部に取り付けられるようにして電磁制御弁の用途を拡大することにある。

本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものであって、その技術的解決手段は以下のように構成されている。

本発明の電磁制御弁は、ソレノイド部と弁部とを連結した電磁制御弁であり、電磁コイルを内蔵した筒状部の自由端側に連結部を有するケース本体と、連結部に嵌着する環状の係止面を有すると共に吸着子に通電可能なアッパープレートと、アッパープレートと一体に結合するコネクタとを有し、連結部と係止面との嵌着面間の外部面にシール部が接合されているものである。

本発明の電磁制御弁によれば、アッパープレートとケース本体とが嵌着して係止している。そして、第１吸着子（固定鉄心）は、第２吸着子（可動鉄心）に磁束が流れて第２吸着子を求引する。同時に、第２吸着子からアッパープレートに磁束が流れると共に、ケース本体に流れる。更に、ケース本体から第１吸着子に流れるという回路を構成する。この構成において、アッパープレートとケース本体との嵌着面間の外部面をシール部によりシールされるから、電磁コイル側へは水分の浸入が防止される。この構成では、コネクタにおける嵌着部の軸方向の長さは、アッパープレートの係止面と連結部の嵌着面との嵌着する長さにより決めることが可能になる。このために、コネクタの嵌着部の長さを短く形成することができる。しかも、ケース本体とアッパープレートの嵌着間の外部面にシール部を接着するだけでシールできるから、取付が容易になる。そして、連結部とフランジ部とはＯリングを介することなく嵌着できるから、嵌合間を密接できてアッパープレートとケース本体との通電が向上する。又、コネクタの成形加工が容易になると共に、アッパープレートを設けたコネクタとケース本体との組立コストが低減できる。

次に、本発明の実施態様の発明について述べる。

本発明に係わる実施態様の電磁制御弁は、前記連結部が内周に段面状の嵌着面と支持面とを有し、アッパープレートが支持面に接合すると共に係止面が嵌着面に嵌着し、且つ連結部のアッパープレートより自由端側の端部をアッパープレート側へ傾斜して連結部とアッパープレートとを係止したものである。

この実施態様の電磁制御弁によれば、連結部の内周が嵌着面と支持面により段面に形成すると共に、アッパープレートを嵌着面と支持面とに密に接合し、且つ、自由端の端部をアッパープレート側へ傾斜することにより係止したものであるから、両部品の密接な結合が可能になると共に、アッパープレートとケース本体との通電効果が向上する。そして、連結部とアッパープレートとの嵌着間の外部面にシール部を接着しているから、電磁コイル側へ水分が浸入するのを防止できる。しかも、ケース本体の連結部は段面状であるから端部を薄肉にできる上に、この端部の傾斜角度は５°以内で十分であるから、メッキ剥がれを惹起させることなく連結部とアッパープレートとを係止することが可能になる。

本発明に係わる他の実施態様の電磁制御弁は、シール部がシリコン系ポッテングにより形成されているものである。

この実施態様の電磁制御弁によれば、シール部がシリコン系ポッテングにより形成されているものであるから、ケース本体の端部とアッパープレートとの嵌着間を簡単にシールできる。しかも、シール部をシリコン系ポッテングにすると、アッパープレートとケース本体との嵌着間の上部面に、シリコン系ポッテングを塗るだけでシールすることができ、Ｏリングを取付けるための基部を長くする必要もない。更に、Ｏリング取付溝を加工する必要もないから、電磁制御弁の軸方向の長さを短くすることができると共に、製作コストも低減できる。

本発明に係わる更に他の実施態様の電磁制御弁は、シール部を弾性変形の大きいゴム状弾性材にしてアッパープレートと連結部とコネクタとの間に接着したものである。

この実施態様の電磁制御弁によれば、ケース本体の端部を少し傾斜させるだけで、アッパープレートとケース本体とを固定できると共に、ゴム材製の角リングを圧着できるから、アッパープレートとケース本体との嵌着面間をシールすることができる。しかも、シール部に支持された状態で端部を傾斜させることができるので、端部が異常に曲げられることもない。その結果、防食のためのメッキが剥れることもない。

図１は、本発明の第１実施の形態に係わる電磁制御弁の全断面図である。 図２は、図１のケース本体とアッパープレートとの連結部の拡大断面図である。 図３は、本発明に先行する関連技術のソレノイドバルブの要部を断面にした全正面図である。

以下、本発明に係わる実施の形態の電磁制御弁を図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図面は、設計図を基にした正確な図面である。

図１は、本発明に係わる実施の形態を示す電磁制御弁の断面図である。図１に於いて、１は電磁制御弁である。電磁制御弁１は、ソレノイド部２と弁部３０とを結合した構成である。弁部３０には、外形を形成するバルブハウジング３１を設ける。このバルブハウジング３１は、内部に貫通孔が形成されている。そして、バルブハウジング３１は真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属、合成樹脂材等で製作する。

バルブハウジング３１には、貫通孔の図示上部に大径の弁室を設ける。又、バルブハウジング３１の上端の外周には、ソレノイド部２と結合させるための結合部３１Ａを設ける。この結合部３１Ａは、ケース本体３の下部の嵌着穴と嵌着する。バルブハウジング３１の貫通孔には、弁室に連通する制御流体通孔５２を設ける。又、弁室には弁座を設ける。この弁座と離接する弁体３５は、弁室内に摺動自在に嵌合している。この弁体３５と弁座により開閉する弁３２を構成する。更に、弁座の内径の通路を介して弁室と感圧室とは連通している。又、感圧室に第１連通路５３が連通している。そして、弁３２が開閉して制御流体通孔５２と第１連通路５３とを流れる制御流体は制御される。

そして、制御流体通路５２から流入する制御流体が弁室に流入すると共に、弁３２が開いたときに感圧室に流入して第１連通路５３から流出する。更に、バルブハウジング３１には、第２連通路５１を形成する。この第２連通路５１は、制御圧力の制御流体が流通する。これらの制御流体通路５２と第１連通路５３及び第２連通路５１は、バルブハウジング３１の周面にそれぞれ２等配に貫通する。又、必要に応じて、制御流体通路５２と第１連通路５３及び第２連通路５１は、周面に３等配、４等配等に形成することができる。そして。感圧室に配置された感圧装置４０がソレノイド部２と協働して弁体３５を移動し、弁３２を開閉する。弁体３５と連結するソレノイドロッド７は、摺動面７Ａを設けた丸棒に形成して可動鉄心（第２吸着子）１０と連結する。このソレノイドロッド７は、他端部を可動鉄心１０の嵌着穴１０Ｂに結合する。このソレノイドロッド７はステンレス鋼で製作する。なお、ソレノイドロッド７はこの他の材料も使用できる。

更に、バルブハウジング３１の外周面にはＯリング用の取付溝が２カ所（更に、ケース本体３にもＯリング用の取付溝が１個所に設けられている）に設けられている。そして、各取付溝には、バルブハウジング３１を嵌合する図示省略のケーシングの装着孔との間をシールするＯリングを取り付ける。

次に、バルブハウジング３１に結合するソレノイド部２について図１と図２を参照して説明する。図２は、図１に示すケース本体３とコネクタ５との連結部３Ａの近傍を符号Ａで示すように、拡大した断面図である。コネクタ５の嵌着部５Ｃは、アッパープレート６と結合している。この嵌着部５Ｃには、断面がＬ形を成す環状のアッパープレート６が一体成形により結合する。アッパープレート６には、フランジ部６Ａを設けると共に、内部にチューブ１７と嵌着する嵌合面６Ｃを設ける。なお、コネクタ５は樹脂材製である。又、アッパープレート６は導電性金属製である。そして、コネクタ５には、端部の横方向にコネクタターミナル５Ｂを形成する。このコネクタターミナル５Ｂに電線用ソケットを連結し、コネクタ５に埋設された電線を通して電磁コイル４に通電する。

ケース本体３は、鍛造した導電性金属で、穴付き有底円筒部に形成する。そして、ケース本体３の下端は基部３Ｐに形成すると共に、円筒部の内周は内周面３Ｅに形成する。又、上端の連結部３Ａは段面を成す嵌着面３Ｃと支持面３Ｂとに形成する。この連結部３Ａにコネクタ５と一体のアッパープレート６が嵌着する。アッパープレート６に於けるフランジ部６Ａの周面である係止面６Ｂは、ケース本体３の嵌着面３Ｃにトマリバメに嵌着する。この場合は、連結部３Ａの端部３Ｄは傾斜させることなく筒部の状態でもよい。又、端部３Ｄは、図１に示すように、嵌着面３Ｃに係止面６Ｂを嵌合状態にして傾斜させることもできる。更に、アッパープレート６の内部面（下面とも言う）を支持面３Ｂに密接させる。又、端部３Ｄは、周囲を等配にスリワリ加工によりスリットを設け、端部３Ｄを周面に沿って分割した分割片に形成することもできる。この分割した端部３Ｄの分割片は各々同形状に傾斜させる。このように、分割した端部３Ｄの分割片を傾斜させると、嵌着面３Ｃが係止面６Ｂから離反して曲がるのが防止できる。このために、嵌着面３Ｃと係止面６Ｂとの嵌着面間に隙間が生じるのを効果的に防止できる。そして、アッパープレート６と連結部３Ａとの嵌着面間は、シール部２０によりシールされると共に、磁界を形成する通電が良好になる。尚、ケース本体３はメッキ処理を施さないと錆びが発生して電磁制御弁の機能が低下する。しかし、端部３Ｄを分割片にすることにより、分割片を傾斜させても、メッキ剥がれが認められない。

ケース本体３の連結部３Ａに嵌合したアッパープレート６においてフランジ部６Ａの外部面（上面とも言う）６Ｄと接着面３Ｃ１と嵌着部５Ｃの周面５Ａとの間にシール部２０を接着する。又は、嵌め込むことができる。そして、このシール部２０は、接着面３Ｃ１と外部面６Ｄとの両周面に接着又は接合すれば良い。シール部２０の接着量は、端部３Ｄの端面と同じ表面２０Ａまで充填すると良い。充填材としては、シリコーン系ポッティング剤を用いて充填し、シール部２０を形成すると良い。又、シール部２０は、弾性変形の大きい角リングを嵌め込むようにして接合しても良い。このとき、ケース本体３の連結部３Ａの端部３Ｄを内径方向へ約５°以内に傾斜すると、端部３Ｄは傾斜するときシール部２０により弾性的に支持されるので、メッキ剥がれは、ほとんど認められない。この傾斜角度は、端部３Ｄの周面に沿って複数個のスリットを設けると、更に、メッキ剥がれが生じないことも認められる。ケース本体３の連結部３Ａとアッパープレート６の係止面６Ｂとの結合は、端部３Ｄを傾斜させるとは限らない。例えば、端部３Ｄを傾斜させること無く、連結部３Ａとアッパープレート６のフランジ部６Ａとを圧入して嵌着し、両部品を結合しても良いことは前述した。

又、可動鉄心１０は、固定鉄心（第１吸着子）１５側が円錐面状に突出する求着部１０Ａに形成する。この可動鉄心１０は円筒状のチューブ１７と移動自在に嵌合する。又、チューブ１７に嵌着した固定鉄心１５は、一端面を可動鉄心１０の求着部１０Ａと係合する円錐状凹面の求引部１５Ａに形成する。更に、この固定鉄心１５の求引部１５Ａ側には、ばね９が配置されている。このばね９は、常に可動鉄心１０を固定鉄心１５から離れる方向へ弾発に押圧する。又、固定鉄心１５のバルブハウジング３１側には、フランジ部１５Ｂを設けると共に、フランジ部１５Ｂをバルブハウジング３１に嵌着する。又、固定鉄心１５の内部孔１５Ｃは、ソレノイドロッド７の摺動面７Ａと移動可能に摺動しながら案内する。又、固定鉄心１５の下部のフランジ部１５Ｂは、ケース本体３とバルブハウジング３１との間で固定状態に挟持する。そして、ケース本体３の基部３Ｐは、固定鉄心１５とチューブ１７とを同心に固着できる。このチュウブ１７の上部はアッパープレート６の嵌合面６Ｃに嵌着する。このため、チューブ１７に案内される可動鉄心１０及びソレノイドロッド７は、ケース本体３と同心に嵌着している弁部３５に対して同心に配置できる。

チューブ１７の外周には電磁コイル４が嵌合している。又、電磁コイル４の外周面はケース本体３の内周面３Ｅと嵌着する。そして、電磁コイル４の一端は、ケース本体３内に於いてコネクタ５と一体のアッパープレート６に密接して保持されている。

ソレノイド部２の作動時には、磁束が固定鉄心１５と可動鉄心１０とアッパープレート６とケース本体３とを介して磁気回路の一部を形成する。このとき、ケース本体３とアッパープレート６とは密接に嵌合しているから、確実に磁束が形成できる。そして、ケース本体３とアッパープレート６とは強力に密接すると共に、シール部２０によりシールされるから、ケース本体３とアッパープレート６との間が錆びたり、緩んだりして通電不良になることも防止できる。又、ケース本体３は、チューブ１７の両端部をアッパープレート６の嵌合面６Ｃと基部３Ｐとに同心に保持することができる。このため、チューブ１７は、可動鉄心１０とソレノイドロッド５とを同心に保持することができるので、ソレノイドロッド５による弁体３５の開閉時の応答性が向上する。

以上は、本発明の特定の実施例について記載したが、これらの実施の態様の説明は、発明の全部を網羅するものではなく、或いは、開示された形態に本発明を限定するものでもない。この実施例から種々の変更や修正ができることは、記載例から明らかである。本発明の技術的範囲は請求項によって規定されている。

以上のように、本発明の電磁制御弁は、空気機械、圧縮機等の制御室の圧力制御に用いて有用である。特に、作動ロッドの作動時の応答性に優れると共に、ソレノイドの製作コストを低減した有用な電磁制御弁である。

Claims (4)

1. ソレノイド部（２）と弁部（３０）とを連結した電磁制御弁であって、
   前記ソレノイド部（２）は、
   電磁コイル（４）を内蔵した穴付き有底円筒状の導電性金属製のケース本体（３）と、
   断面がＬ形で環状の導電性金属製のアッパープレート（６）と、
   前記アッパープレート（６）と一体成形される樹脂材製コネクタ（５）と、
   前記アッパープレート（６）の内部に嵌着されると共に、可動鉄心（１０）が移動自在に嵌合され、固定鉄心（１０）が固着される円筒状のチューブ（１７）と、
   を有し、
   前記ケース本体（３）には、下端に、前記固定鉄心(１５)と前記チューブ(１７)の下端部とを同心に保持する基部（３Ｐ）と、円筒部の内周に、前記電磁コイル（４）の外周面と嵌着する内周面（３Ｅ）と、上端に、前記アッパープレート（６）との連結部（３Ａ）と、が形成され、
   前記コネクタ（５）には、前記アッパープレート（６）と結合する嵌着部（５Ｃ）が形成され、
   前記アッパープレート（６）には、前記ケース本体（３）の連結部（３Ａ）に嵌着するフランジ部（６Ａ）と、内部に前記チューブ（１７）に嵌着する嵌合面（６Ｃ）と、が形成され、
   更に、前記フランジ部（６Ａ）には、周面に前記ケース本体（３）の嵌着面(３Ｃ)と嵌着する係止面（６Ｂ）と、上面（６Ｄ）が形成され、
   前記アッパープレート（６）の前記フランジ部（６Ａ）の前記上面（６Ｄ）と前記ケース本体（３）の前記連結部（３Ａ）と前記コネクタ（５）の嵌着部（５Ｃ）の周面（５Ａ）との間にシール部（２０）が設けられ、
   前記ケース本体（３）の前記基部（３Ｐ）と前記アッパープレート（６）の前記嵌合面（６Ｃ）とにより前記チューブ（１７）の両端部を同心に保持するように、前記ケース本体（３）と前記アッパープレート（６）とが前記ケース本体（３）の前記連結部（３Ａ）で連結されることを特徴とする電磁制御弁。
2. 前記ケース本体（３）の前記連結部（３Ａ）は、内周に段面状の嵌着面（３Ｃ）と支持面（３Ｂ）とを有し、
   前記支持面（３Ｂ）が前記アッパープレート(６)のフランジ部(６Ａ)の下面に密接すると共に前記嵌着面（３Ｃ）が前記アッパープレート（６）の前記フランジ部（６Ａ）の前記係止面（６Ｂ）に嵌着し、且つ前記連結部（３Ａ）の端部（３Ｄ）が前記アッパープレート（６）の前記フランジ部（６Ａ）より前記アッパープレート側へ傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の電磁制御弁。
3. 前記シール部（２０）がシリコーンポッティング剤の充填により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁制御弁。
4. 前記シール部を弾性変形の大きいゴム状弾性材により形成して前記アッパープレート（６）と前記連結部（３Ａ）と前記コネクタ（５）との間に接着したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の電磁制御弁。

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