JP5441657B2 - 吸引子及びそれを用いた電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、リング状の隈取りコイル（「シェーディングコイル」ともいう。）が組み付けられた吸引子及びそれを用いた電磁弁に関する。

一般に、隈取りコイルは、電磁弁やソレノイドの電源としてＡＣ電源が用いられる場合に、吸引力の変動を抑えて振動や騒音（以下、「電磁石騒音」と称する。）を低減するために吸引子に組み込まれるものである。

この隈取りコイルが組み込まれた吸引子と該吸引子を用いた電磁弁の一例を、図３、図４を参照しながら簡単に説明する。

図示の電磁弁１０’は、円筒状のパイプハウジング１６及び概略断面凹状の弁シート部材１７を有する弁本体１５と、電磁式アクチュエータ３０とを備える。

弁本体１５の下部には、弁室２１が形成されるとともに、導入管継手１１が連結され、弁シート部材１７には、ボール弁体１８により開閉される弁口２２が形成されるとともに、その下流側には導出管継手１２が連結されている。

電磁式アクチュエータ３０は、通電励磁用のコイル３２、該コイル３２の内周側で前記パイプハウジング１６の上端に溶接接合された段付き円柱状の吸引子４０Ｅ（後で詳述）、パイプハウジング１６内周側に上下方向に摺動自在に、かつ、吸引子４０Ｅの下方に所定の間隙長（無通電時）をあけて対向配置されたプランジャ３５、及び、前記コイル３２の外周を覆うように配在された外装部材３８を備えている。

吸引子４０Ｅの隈取りコイル７０が設けられた面とは反対側の面には雌ねじ部５７（図４では省略）が形成され、取付ボルト３７を前記雌ねじ部５７に螺合させることにより、パイプハウジング１６の外周にコイル３２が取付けられる。

プランジャ３５の下端には前記ボール弁体１８が取付固定されており、このプランジャ３５は、該プランジャ３５と吸引子４０Ｅとの間に縮装された圧縮コイルばね３６により閉弁方向（下方）に付勢されている。

このような構成とされた電磁弁１０’においては、コイル３２及び吸引子４０Ｅからなるソレノイド部が通電励磁されると、吸引子４０Ｅにプランジャ３５が引き寄せられ、これに伴い、ボール弁体１８が開弁方向（上方）にリフトせしめられる。

前記吸引子４０Ｅは、図３に加えて、図４（図３は正立、図４は逆立）を参照すればよくわかるように、プランジャ３５が摺動自在に嵌挿されるパイプハウジング１６の上端部が外嵌されるパイプ外嵌用中径部５２’と大径部５１とからなる段付き円柱状となっており、該吸引子４０Ｅのプランジャ側部分に、得るべき隈取りコイル７０の寸法形状に対応した円環状溝５８が切削により形成されている。

吸引子４０Ｅに隈取りコイル７０を組み付けるにあたっては、例えば、リング状の素材（銅材）７０’を円環状溝５８内に圧入したり、あるいは、円環状溝５８を断面くさび状（逆三角形状）に切削し、そこにリング状素材を打込み塑性変形させて取付ける手法が採用されている。

なお、吸引子４０Ｅのパイプ外嵌用中径部５２’と大径部５１との間に形成される環状段丘面５３（段差部分）には、パイプハウジング１６の上端面が突き合わせられて溶接で接合されている。

特開平１−２７４４０７号公報

ところで、前記吸引子４０Ｅ（従来例１）においては、図４（Ｂ）に示される如くの、隈取りコイル７０により隈取りされる部分（小径部）５４の面積Ｓａ（Ｓｂは非隈取部分５９の面積）が大きいほど、通過磁束量が増すので、隈取りコイル７０による誘導磁束量が増大し、電磁石騒音の低減化を図れる。

また、隈取りコイル７０が組み付けられる環状溝５８が深いほど、隈取りコイル７０の高さ寸法及び体積を大きくできるので、これによっても電磁石騒音の低減化を図れる。

しかしながら、前記隈取面積Ｓａを大きくすると、非隈取部分５９（環状溝５８の外壁部分）の肉厚が薄くなり、肉厚が薄くなった部分が破損しやすくなる等、強度や耐久性に問題が出るおそれがある。

また、環状溝の深さ寸法を大きくすると、溝加工が難しくなり、加工刃具が破損しやすくなる等、加工性、生産性に問題が出るおそれがある。

かかる問題を解消すべく、従来においては、例えば、吸引子（従来例２）を、小径部と大径部とからなる吸引子本体部と断面円環状の溝外壁用スリーブとの２部材で構成し、前記スリーブを大径部に外嵌することにより、スリーブと小径部との間に、隈取りコイルが組み付けられる、従来例１よりも深い円環状溝を形成するようにしたものが提案されている（前記特許文献１参照）。なお、この吸引子では、前記溝外壁用スリーブは、その一端面が前記小径部の一端面と面一とされ、その他端面が前記大径部の一端面と面一とされている。

かかる吸引子においては、隈取りコイルを組み付けるにあたっては、深い円環状溝の寸法形状に対応した、低融点金属材料（銀ろう等のろう材）からなる固形状態（スリーブ状）の隈取りコイル素材を用意して、前記円環状溝に装填するとともに、炉中にて溶解して一体化するようにされる。

しかし、上記従来例２の吸引子では、次のような問題を生じるおそれがあった。

すなわち、溝外壁用スリーブの長さに比して、ろう付け範囲（銀ろう等のろう材からなる隈取りコイルによる接合範囲）が狭いので、溝外壁用スリーブの固定が甘くなるおそれがある。溝外壁用スリーブをしっかりと固定するためには、大径部の外周面と溝外壁用スリーブの内周面とを全体にわたってろう材で接合する必要があるが、そのためには、炉中にて高温で加熱する時間を長くしなければならず、炉中高温加熱時間が長くなると、ろう材を流れやすくするために添加されるフラックスが蒸発してしまう等の不具合が生じることもあって、歩留まりが悪くなる、生産性が低下する等の問題を生じる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、強度、耐久性、加工性、生産性、歩留まり等を低下させることなく、隈取りコイルが組み付けられる環状溝を深くすることができるとともに、所要の隈取面積を確保できて、電磁石騒音を効果的に低減することのできる吸引子を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る吸引子は、基本的には、大径部と小径部とを有する段付き円柱状の吸引子本体部と、該吸引子本体部の前記小径部側に配在される隈取りコイルと、該隈取りコイルが組み付けられる環状溝を形成すべく前記小径部の外周に配置される溝外壁用スリーブとを備え、該溝外壁用スリーブは、その一端面が前記小径部の一端面と面一とされ、その他端面が前記大径部と小径部との間に形成される環状段丘面に当接せしめられ、該環状段丘面は、前記溝外壁用スリーブの当接面より外周側に、パイプ状体の一端面が接合されるパイプ接合面を有していることを特徴としている。

好ましい態様では、前記吸引子本体部の大径部と小径部との間に中径部が設けられ、前記溝外壁用スリーブの他端部が前記中径部に外嵌されるとともに、その他端面が前記大径部と中径部との間に形成される環状段丘面に当接せしめられる。

一方、本発明に係る電磁弁は、前記パイプ接合面を有する吸引子と、プランジャと、該プランジャが摺動自在に嵌挿される円筒状のパイプハウジングを有する弁本体と、該弁本体における前記パイプハウジングの外周側に設けられたコイルとを備え、前記パイプハウジングの上端面が前記吸引子のパイプ接合面に突き合わせられて溶接等で接合されていることを特徴としている。

本発明に係る吸引子では、環状溝の外壁部分が溝外壁用スリーブで形成されるとともに、ろう材で接合する必要のある中径部の外周面と溝外壁用スリーブの内周面の面積を狭くすることができるので、炉中高温加熱時間等を短くすることができる。そのため、強度、耐久性、加工性、生産性、歩留まり等を低下させることなく、隈取りコイルが組み付けられる環状溝を深くすることができるとともに、所要の隈取面積を確保でき、その結果、電磁石騒音の低減化を図ることができる。さらに、溝外壁用スリーブが当接せしめられる環状段丘面にパイプ接合面を形成することにより、当該吸引子の弁本体への組み付けを簡便に行える。

また、中径部を設けることにより、溝外壁用スリーブの径方向の位置決めを、治具等を用いることなく容易に正確に行なうことができる。

本発明に係る吸引子の実施例１を示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は組立て状態の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。 実施例１の吸引子を備えた電磁弁の一例を示す断面図。 隈取りコイル付き吸引子を備えた電磁弁の従来例を示す断面図。 図３に示される従来例１の吸引子を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ-Ｘ矢視線に従う断面図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る吸引子の一実施形態（実施例１）を示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は組立て状態の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ-Ｘ矢視線に従う断面図である。また、図２は、図１に示される吸引子４０Ａが用いられた電磁弁の一例を示す縦断面図である。図１、図２に示される吸引子４０Ａ、電磁弁１０において、前述した従来例１の吸引子４０Ｅ及び図３に示される従来例の電磁弁１０’の各部に対応する部分には同一の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、相違点を重点的に説明する。

図示実施例１の吸引子４０Ａは、大径部５１、小径部５４、及びそれらの間に設けられた中径部５２を有する段付き円柱状の吸引子本体部５０Ａと、隈取りコイルが組み付けられる環状溝を形成すべく前記小径部５４の外周に配置される、吸引子本体部５０Ａの高さ（長さ）より短い溝外壁用スリーブ６０とを備える。

溝外壁用スリーブ６０は、その一端面が前記小径部５４の一端面と面一とされ、その他端部が前記中径部５２に外嵌されるとともに、その他端面が前記大径部５１と中径部５２との間に形成される環状段丘面５５の内周側に当接せしめられている。

また、溝外壁用スリーブ６０が当接せしめられる環状段丘面５５における溝外壁用スリーブ６０の当接面より外周側に、電磁弁１０に備えられた段付き円筒状のパイプハウジング１６の上端面が突き合わせられて溶接等で接合されるパイプ接合面５５ａ（図３に示される電磁弁１０’の環状段丘面５３に相当する）が形成されている。

かかる吸引子４０Ａに隈取りコイル７０を組み付けるにあたっては、溝外壁用スリーブ６０の前記他端部を中径部５２に外嵌するとともに、その他端面を環状段丘面５５の内周側に当接させて円環状溝５６を形成した状態で、例えば、低融点金属材料（銀ろう等のろう材）からなる固形状態（前記円環状溝５６の寸法形状に対応したスリーブ状）の隈取りコイル素材を用意して、前記円環状溝５６に装填し、炉中にて溶解させ、その後、固化させる。あるいは、同様な低融点金属材料からなる隈取りコイル素材を加熱溶融状態で前記円環状溝５６に注入し、その後、固化させる。

これにより、当該隈取りコイル７０と吸引子本体部５０Ａと溝外壁用スリーブ６０の三者が互いに堅固に連結されて一体化される。

このように、隈取りコイル素材を環状溝５６内で溶解溶融状態にする過程を経て円環状溝５６に組み付けるようにすることにより、圧入や塑性変形を伴う従来の組み付け手法を採用する場合に比して、強度や耐久性を向上できるとともに、各部材の寸法管理等が容易となり、部品コスト、加工コスト等を低く抑えることができる。

このような構成とされた実施例１の吸引子４０Ａでは、従来例２の吸引子に比して、次のような利点・効果が得られる。

（１）環状溝５６の外壁部分が溝外壁用スリーブ６０で形成されるとともに、従来例２に比して、ろう材で接合する必要のある中径部５２の外周面と溝外壁用スリーブ６０の内周面の面積を狭くすることができるので、炉中高温加熱時間等を短くすることができる。そのため、強度、耐久性、加工性、生産性、歩留まり等を低下させることなく、隈取りコイル７０が組み付けられる環状溝５６を深くすることができるとともに、所要の隈取面積を確保でき、その結果、電磁石騒音を効果的に低減することができる。

（２）中径部５２を設けたことにより、溝外壁用スリーブ６０の径方向の位置決めを、治具等を用いることなく容易に正確に行なうことができる。

（３）溝外壁用スリーブ６０が当接せしめられる環状段丘面５５にパイプ接合面５５ａが形成されているので、当該吸引子４０Ａの弁本体１５への組み付けを簡便に行える。

一方、上記実施例１の吸引子４０Ａが用いられた電磁弁１０は、吸引子４０Ａ以外の部分は、前述した図３に示される電磁弁１０’と基本的には同じであるが、上記（１）〜（３）の優れた効果が得られるので、製造コストを低く抑えたもとで、信頼性、製品価値の向上等を図ることができる。

なお、電磁弁１０は、パイプハウジング１６の下部を径大に形成し、その径大部と金属板のプレス加工等により形成された弁シート部材１７との間で弁室２１を形成すると共に、前記径大部に継手１１を、取付けることにより、構成の簡略化が図られている。

１０ 電磁弁
４０Ａ 吸引子
５０Ａ 吸引子本体部
５１ 大径部
５２ 中径部
５４ 小径部
５５ 環状段丘面
５５ａ パイプ接合面
６０ 溝外壁用スリーブ
７０ 隈取りコイル

Claims (3)

1. 大径部と小径部とを有する段付き円柱状の吸引子本体部と、該吸引子本体部の前記小径部側に配在される隈取りコイルと、該隈取りコイルが組み付けられる環状溝を形成すべく前記小径部の外周に配置される溝外壁用スリーブとを備え、該溝外壁用スリーブは、その一端面が前記小径部の一端面と面一とされ、その他端面が前記大径部と小径部との間に形成される環状段丘面に当接せしめられ、該環状段丘面は、前記溝外壁用スリーブの当接面より外周側に、パイプ状体の一端面が接合されるパイプ接合面を有していることを特徴とする吸引子。
2. 前記吸引子本体部の大径部と小径部との間に中径部が設けられ、前記溝外壁用スリーブの他端部が前記中径部に外嵌されるとともに、その他端面が前記環状段丘面に当接せしめられていることを特徴とする請求項１に記載の吸引子。
3. 請求項１又は２に記載の吸引子と、プランジャと、該プランジャが摺動自在に嵌挿される円筒状のパイプハウジングを有する弁本体と、該弁本体における前記パイプハウジングの外周側に設けられたコイルとを備え、前記パイプハウジングの上端面が前記吸引子のパイプ接合面に突き合わせられて溶接等で接合されていることを特徴とする電磁弁。