JP5708343B2 - Electromagnetic drive device and solenoid valve - Google Patents
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Description
本発明は、電磁駆動装置及びそれを備えた電磁弁に関する。 The present invention relates to an electromagnetic drive device and an electromagnetic valve including the same.
従来、軸方向に往復移動する可動体において、コイルへの通電による発生磁束が可動コアを通って固定コアの吸引部に受け渡されることにより、可動コアが吸引部に吸引駆動される電磁駆動装置が、知られている。このような電磁駆動装置は、例えば可動コアを有する可動体の往復移動に応じて、流体の流通するポートが開閉される電磁弁等において、好適に利用されている。 Conventionally, in a movable body that reciprocates in the axial direction, an electromagnetic drive device in which the movable core is suction-driven to the suction portion by passing the magnetic flux generated by energizing the coil through the movable core to the suction portion of the fixed core It has been known. Such an electromagnetic drive device is suitably used in, for example, an electromagnetic valve that opens and closes a port through which a fluid flows according to a reciprocating movement of a movable body having a movable core.
さて、電磁駆動装置の一種として特許文献1に開示される装置の固定コアには、可動コアを同軸上に往復移動自在に収容する筒状の収容部が、当該可動コアを往方向へ吸引する吸引部と共に、設けられている。ここで、往方向の吸引部と接続される収容部の外周側には、コイルが設けられていると共に、同収容部の内周面には、可動コアが摺動して軸方向に案内されるようになっている。こうした構成により特許文献1の開示装置では、収容部外周側のコイルへの通電により発生した磁束を、収容部内周側の可動コアに通して、収容部と接続の吸引部に受け渡すことで、軸方向に安定した可動体の移動が可能となるのである。 Now, in the fixed core of the device disclosed in Patent Document 1 as a kind of electromagnetic drive device, a cylindrical housing portion that reciprocally moves the movable core coaxially sucks the movable core in the forward direction. It is provided with the suction part. Here, a coil is provided on the outer peripheral side of the housing portion connected to the forward suction portion, and the movable core slides and is guided in the axial direction on the inner peripheral surface of the housing portion. It has become so. With such a configuration, in the disclosed device of Patent Document 1, the magnetic flux generated by energizing the coil on the outer peripheral side of the housing portion is passed through the movable core on the inner peripheral side of the housing portion, and passed to the suction portion connected to the housing portion, This makes it possible to move the movable body stably in the axial direction.
しかし、特許文献1に開示の電磁駆動装置では、吸引部と収容部とが同程度の径方向厚さをもって形成されているので、コイルへの通電による発生磁束が吸引部よりも、収容部へ流れて拡散するおそれがある。そのため、本来同軸上に配置されるべき可動コアと固定コアとが互いに偏芯している場合は特に、可動コアから外周側の収容部に磁束が受け渡され易くなり、可動コアから吸引部へと受け渡される磁束が減少することになる。その結果、外周側の収容部に磁束を受け渡す可動コアでは、径方向に作用するサイドフォースが増えるので、当該可動コアを有する可動体の駆動応答性が低下してしまう。また、サイドフォースが増えることにより、可動コアと収容部との摺動摩擦が増大するため、電磁駆動装置の耐久性を阻害してしまう。さらに、磁束の通過密度を高めるべく径方向厚さを増大させる必要のある吸引部に対して、同程度の径方向厚さを収容部が有しているため、当該収容部の外周側コイルの巻き数を増やして吸引力を増大させることは、難しい。こうした吸引力の増大が困難な状況は、可動体についての駆動応答性の向上を図る上においてネックとなるため、望ましくない。 However, in the electromagnetic drive device disclosed in Patent Document 1, since the suction portion and the housing portion are formed with the same radial thickness, the magnetic flux generated by energizing the coil is directed to the housing portion rather than the suction portion. May flow and spread. Therefore, especially when the movable core and the fixed core that should be arranged coaxially are eccentric from each other, the magnetic flux is easily transferred from the movable core to the housing portion on the outer peripheral side, and from the movable core to the suction portion. The magnetic flux delivered will decrease. As a result, in the movable core that transfers the magnetic flux to the outer circumferential side accommodating portion, the side force acting in the radial direction increases, so that the drive responsiveness of the movable body having the movable core decreases. Further, since the side force is increased, the sliding friction between the movable core and the accommodating portion is increased, which impairs the durability of the electromagnetic drive device. Furthermore, since the housing portion has the same radial thickness as the suction portion that needs to increase the radial thickness in order to increase the magnetic flux passage density, the outer peripheral coil of the housing portion has the same thickness. It is difficult to increase the suction force by increasing the number of turns. Such a situation where it is difficult to increase the suction force is not desirable because it becomes a bottleneck in improving the drive response of the movable body.
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、駆動応答性と耐久性の向上が可能な電磁駆動装置及びそれを備えた電磁弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems described above, and an object thereof is to provide an electromagnetic drive device capable of improving drive response and durability and an electromagnetic valve including the same.
請求項1に記載の発明は、可動コアを有し当該可動コアの軸方向に往復移動する可動体と、可動コアを同軸上に往復移動自在に収容する筒状の収容部と、可動コアを軸方向のうち往方向へ吸引する吸引部とを有する固定コアと、収容部の外周側に設けられ通電により磁束を発生するコイルと、可動コア、固定コア、及びコイルを収容するとともに吸引部と磁気的に接続されたヨークとを備え、コイルの発生磁束が可動コアを通って吸引部に受け渡されることにより、可動コアが吸引部に吸引駆動される電磁駆動装置において、吸引部は、収容部から往方向へ離間するに従って、外周面が拡径することにより吸引部の径方向厚さを増大させる外周面を形成し、収容部は、吸引部よりも絞られた径方向厚さをもって往方向の吸引部に接続され、吸引部において外周面の最小径部は、コイルよりも往方向に位置し、吸引部において、外周面が最も拡径している部分の径方向の厚さは、吸引部とヨークとが磁気的に接続されている領域の軸方向の長さよりも大きい。 The invention according to claim 1 includes a movable body having a movable core and reciprocally moving in the axial direction of the movable core, a cylindrical housing portion for reciprocally moving the movable core on the same axis, and a movable core. A fixed core having a suction part that sucks in the forward direction of the axial direction, a coil that is provided on the outer peripheral side of the housing part and generates a magnetic flux by energization , a movable core, a fixed core, and a suction part that houses the coil and A magnetically connected yoke, and the magnetic flux generated by the coil is transferred to the suction portion through the movable core, so that the movable core is attracted to the suction portion. The outer peripheral surface is increased in diameter as the distance from the front portion increases, thereby forming an outer peripheral surface that increases the radial thickness of the suction portion, and the accommodating portion has a radial thickness that is narrower than the suction portion. connected to a suction portion of the direction, intake The smallest diameter portion of the outer peripheral surface is located in the forward direction from the coil, and the radial thickness of the portion of the suction portion where the outer peripheral surface is most expanded is magnetically reduced between the suction portion and the yoke. It is larger than the axial length of the connected area .
このように請求項1に記載の発明において吸引部の径方向厚さは、それよりも絞られた収容部の径方向厚さに比して厚くなるため、コイルへの通電による発生磁束は、可動コアから収容部よりも吸引部へ流れ易くなる。故に、可動コアと固定コアとが互いに偏芯する場合においても、可動コアからの磁束を、外周側の収容部には受け渡し難くして、当該収容部と往方向にて接続の吸引部に集中して受け渡すことができる。その結果、可動コアを外周側の収容部に押し付けるサイドフォースが減るので、当該可動コアを有する可動体の駆動応答性を向上させることが可能となる。また、サイドフォースが減ることにより、可動コアと収容部との摺動摩擦が減るので、電磁駆動装置の耐久性を向上させることも可能となる。 Thus, in the invention according to claim 1, since the radial thickness of the suction portion is larger than the radial thickness of the accommodating portion that is narrower than that, the magnetic flux generated by energizing the coil is It becomes easier to flow from the movable core to the suction part than the accommodation part. Therefore, even when the movable core and the fixed core are eccentric from each other, it is difficult to transfer the magnetic flux from the movable core to the housing portion on the outer peripheral side, and is concentrated on the suction portion connected in the forward direction with the housing portion. Can be handed over. As a result, the side force that presses the movable core against the outer peripheral housing portion is reduced, so that the drive response of the movable body having the movable core can be improved. In addition, since the side force is reduced, the sliding friction between the movable core and the housing portion is reduced, so that the durability of the electromagnetic drive device can be improved.
さらに請求項1に記載の発明の吸引部では、収容部から往方向への離間に従った外周面の拡径により、径方向厚さの増大が実現されるので、可動コアから受け渡される磁束の通過面積は、当該離間に従って大きくなる。これにより、吸引部における通過磁束の密度を高めて、可動コアを吸引駆動するための吸引力を増強させることができる。また、収容部の径方向厚さが吸引部よりも絞られる分、外周側のコイルの巻き数を増やして発生磁束の密度を高めることで、吸引力を増強させることができる。これらによれば、吸引力を受ける可動コアを有した可動体の駆動応答性を向上させることが、可能となる。 Furthermore, in the suction part according to the first aspect of the present invention, since the increase in the radial thickness is realized by the diameter increase of the outer peripheral surface in accordance with the separation in the forward direction from the housing part, the magnetic flux delivered from the movable core The passage area increases as the distance increases. Thereby, the density of the passing magnetic flux in the attraction unit can be increased, and the attraction force for attracting and driving the movable core can be increased. Further, the attracting force can be increased by increasing the number of turns of the coil on the outer peripheral side and increasing the density of the generated magnetic flux as much as the radial thickness of the housing portion is reduced more than the attracting portion. According to these, it becomes possible to improve the drive responsiveness of a movable body having a movable core that receives a suction force.
さらに、請求項1に記載の発明によると、吸引部において外周面の最小径部は、コイルよりも往方向に位置する。この発明において吸引部の外周面は、コイルよりも往方向に位置する最小径部を起点に、往方向への離間に従って拡径するので、当該吸引部の外周側からコイルの位置を外すことができる。これによれば、吸引部の最小径部と接続されることになる収容部の径方向厚さを、可及的に絞り得るので、当該収容部の外周側コイルの巻き数を増やして吸引力を増強させることができる。また、コイルの内周側からは外れることになる吸引部の径方向厚さを、収容部から往方向への離間に従って可及的に増大し得るので、それによっても吸引力を増強させることができる。これらのことから、可動コアを有する可動体についての駆動応答性の向上に貢献可能となる。 Further, according to the first aspect of the present invention, the minimum diameter portion of the outer peripheral surface of the suction portion is located in the forward direction from the coil. In this invention, since the outer peripheral surface of the suction part is expanded from the minimum diameter part located in the forward direction with respect to the coil as the distance from the forward direction increases, the position of the coil can be removed from the outer peripheral side of the suction part. it can. According to this, since the radial thickness of the housing portion to be connected to the minimum diameter portion of the suction portion can be reduced as much as possible, the number of turns of the outer peripheral side coil of the housing portion can be increased to increase the suction force. Can be strengthened. In addition, since the radial thickness of the suction portion that will be detached from the inner peripheral side of the coil can be increased as much as possible in accordance with the separation in the forward direction from the housing portion, it is also possible to increase the suction force. it can. From these things, it becomes possible to contribute to the improvement of the drive responsiveness about the movable body which has a movable core.
請求項2に記載の発明によると、吸引部は、可動コアに対し往方向にて対向して当該可動コアを吸引する吸引面を形成し、外周面の最小径部は、軸方向においてコイルと吸引面との間に位置する。この発明において吸引部は、可動コアに対し往方向にて対向する吸引面と、往方向とは反対方向のコイルとの間となる最小径部を起点に、往方向への離間に従って径方向厚さを増大させるので、当該吸引面に近接するほど磁束の通過面積が大きくなる。これによれば、最小径部がコイルよりも往方向に位置することによる上述の作用と相俟って、吸引面による可動コアの吸引力を増強させることができるので、当該可動コアを有する可動体についての駆動応答性の向上に大きく貢献可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the suction part forms a suction surface that faces the movable core in the forward direction and sucks the movable core, and the minimum diameter part of the outer peripheral surface is the coil in the axial direction. Located between the suction surface. In this invention, the suction part starts from the minimum diameter part between the suction surface facing the movable core in the forward direction and the coil in the direction opposite to the forward direction, and the radial direction thickness increases according to the separation in the forward direction. Therefore, the closer to the attraction surface, the larger the magnetic flux passage area. According to this, in combination with the above-described operation due to the minimum diameter portion being positioned in the forward direction with respect to the coil, the suction force of the movable core by the suction surface can be increased. This can greatly contribute to the improvement of the drive response of the body.
請求項3に記載の発明は、コイルを軸方向に挟んで吸引部と反対側に設けられるリングコアを備え、コイルの発生磁束がリングコアから収容部及び可動コアを通過して吸引部に受け渡される。この発明においてコイルへの通電による発生磁束は、当該コイルを軸方向に挟んで吸引部と反対側のリングコアから、収容部及び可動コアへと通過する。このとき、吸引部よりも絞られた径方向厚さの収容部では、リングコアから受け渡されることになる磁束が軸方向には拡散し難くなるので、可動コアと固定コアが互いに偏芯する場合においても、当該磁束を可動コアへ集中して受け渡すことができる。その結果、可動コアを外周側の収容部へ押し付けるサイドフォースが減るので、当該可動コアを有する可動体についての駆動応答性の向上に貢献可能となる。また、サイドフォースが減ることにより、可動コアと収容部との摺動摩擦が減るので、電磁駆動装置の耐久性の向上にも貢献可能となる。 The invention according to claim 3 includes a ring core provided on the opposite side of the suction portion with the coil sandwiched in the axial direction, and the magnetic flux generated by the coil passes from the ring core to the suction portion through the housing portion and the movable core. . In the present invention, the magnetic flux generated by energizing the coil passes from the ring core on the opposite side of the suction portion across the coil in the axial direction to the housing portion and the movable core. At this time, in the accommodating portion having a radial thickness that is narrower than the suction portion, the magnetic flux that is transferred from the ring core is difficult to diffuse in the axial direction, so the movable core and the fixed core are eccentric from each other. In this case, the magnetic flux can be concentrated and transferred to the movable core. As a result, the side force that presses the movable core against the outer peripheral housing portion is reduced, which can contribute to an improvement in drive response of the movable body having the movable core. In addition, since the side force is reduced, the sliding friction between the movable core and the housing portion is reduced, which can contribute to the improvement of the durability of the electromagnetic drive device.
請求項4に記載の発明によると、吸引部において外周面は、収容部から往方向へ離間するに従って漸次拡径する。この発明の吸引部では、収容部から往方向への離間に従って外周面が漸次拡径するので、可動コアから受け渡される磁束は、当該漸次拡径の外周面に沿って通過し易くなる。これによれば、吸引部における通過磁束の密度を高めて、吸引力を増強させることができるので、可動コアを有する可動体についての駆動応答性の向上に貢献可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the suction portion gradually increases in diameter as it moves away from the housing portion in the forward direction. In the suction portion according to the present invention, the outer peripheral surface gradually increases in diameter in accordance with the separation in the forward direction from the accommodating portion, so that the magnetic flux transferred from the movable core easily passes along the outer peripheral surface having the gradually increased diameter. According to this, the density of the passing magnetic flux in the attraction unit can be increased and the attraction force can be increased, so that it is possible to contribute to the improvement of the drive response of the movable body having the movable core.
請求項5に記載の発明によると、吸引部は、収容部から離間するに従って外周面の拡径率が一定又は減少するように、漸次拡径する。この発明の吸引部において、収容部から往方向への離間に従って拡径率が一定又は減少する漸次拡径形態の外周面は、可動コアから受け渡される磁束の通過を滑らかにし得る。これによれば、吸引部における通過磁束の密度を高めて、吸引力を増強させることができるので、可動コアを有する可動体についての駆動応答性の向上に大きく貢献可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, the suction part gradually expands so that the diameter expansion rate of the outer peripheral surface is constant or decreases as the suction part is separated from the storage part. In the suction portion according to the present invention, the outer peripheral surface of the gradually enlarged diameter form in which the diameter expansion rate is constant or decreases according to the separation in the forward direction from the housing portion can smooth the passage of the magnetic flux delivered from the movable core. According to this, since the density of the passing magnetic flux in the attraction unit can be increased and the attraction force can be increased, it is possible to greatly contribute to the improvement of the drive response of the movable body having the movable core.
請求項6に記載の発明によると、吸引部は、外周面の内周側において可動体を往復移動自在に支持する。ここで、可動コアと固定コアとが偏芯している場合においてサイドフォースは、可動コアの往方向端部を収容部側の吸引部端部により吸引する際に径方向に発生するので、それら端部に集中して作用し易い。しかし、吸引部が外周面の内周側にて往復移動自在に支持する可動体においては、当該支持箇所が、吸引部端部に吸引される可動コアの往方向端部の近傍箇所となるので、サイドフォースの集中により径方向に働く荷重を確実に支えることができる。これによれば、サイドフォースに起因する可動コアと収容部との摺動摩擦を減らし得るので、当該可動コアを有する可動体についての駆動応答性の向上と、耐久性の向上とに貢献可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, the suction portion supports the movable body so as to be reciprocally movable on the inner peripheral side of the outer peripheral surface. Here, when the movable core and the fixed core are eccentric, the side force is generated in the radial direction when the forward end portion of the movable core is sucked by the suction portion end portion on the housing portion side. It is easy to work by concentrating on the edge. However, in the movable body in which the suction part is supported so as to be reciprocally movable on the inner peripheral side of the outer peripheral surface, the support part is a part near the forward end part of the movable core sucked by the suction part end part. The load acting in the radial direction can be reliably supported by the concentration of the side force. According to this, since the sliding friction between the movable core and the accommodating portion due to the side force can be reduced, it is possible to contribute to the improvement of the drive response and the durability of the movable body having the movable core. .
請求項7に記載の発明は、電磁駆動装置と、流体が流通するポートを可動体の往復移動に応じて開閉する弁部とを備える。この発明としての電磁弁において電磁駆動装置は、可動体の往復移動に応じて弁部のポートを開閉することで、当該ポートにおける流体流通を制御し得る。ここで電磁駆動装置では、可動コアと固定コアが互いに偏芯する場合でも可動コアへのサイドフォースを低減し得るのみならず、吸引部における通過磁束の密度を高め得ると共にコイルの巻き数を増やし得るので、駆動応答性及び耐久性を向上可能である。したがって、こうした電磁駆動装置により実現される流体流通制御では、高い制御応答性を長きに亘って発揮可能となるのである。 The invention described in claim 7 includes an electromagnetic drive device and a valve portion that opens and closes a port through which a fluid flows according to the reciprocating movement of the movable body. In the electromagnetic valve according to the present invention, the electromagnetic driving device can control the fluid flow in the port by opening and closing the port of the valve unit in accordance with the reciprocating movement of the movable body. Here, in the electromagnetic drive device, not only can the side force to the movable core be reduced even when the movable core and the fixed core are eccentric to each other, but also the density of the passing magnetic flux in the suction portion can be increased and the number of turns of the coil can be increased. Thus, drive response and durability can be improved. Therefore, in the fluid flow control realized by such an electromagnetic drive device, high control responsiveness can be exhibited for a long time.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiment described above can be applied to the other part of the configuration. In addition, not only combinations of configurations explicitly described in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly specified unless there is a problem with the combination. .
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態による電磁弁1を示している。電磁弁1は、例えば車両用自動変速機の油圧制御装置等を構成する流体制御弁として利用される。電磁駆動装置10と弁部100とを組み合わせてなる電磁弁1は、当該弁部100のポート121,122,123,124,125を開閉することで、それら各ポート121,122,123,124,125における流体流通を制御する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a solenoid valve 1 according to a first embodiment of the present invention. The electromagnetic valve 1 is used as a fluid control valve that constitutes, for example, a hydraulic control device of a vehicle automatic transmission. The electromagnetic valve 1 formed by combining the
(弁部の説明)
図1,2に示すように、電磁弁1において弁部100は、スリーブ120、スプール110及びリターンスプリング130等を備えている。
(Explanation of valve part)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
スリーブ120は、金属により円筒状に形成され、スプール110を外周側から摺動支持している。スリーブ120には、入力ポート121、出力ポート122、フィードバックポート123及び排出ポート124,125が径方向に貫通形成されている。入力ポート121には、図示しないオイル供給源側からの作動油が入力される。出力ポート122は、その出力対象に対して作動油を出力する。フィードバックポート123は、出力ポート122と電磁弁1の外部で連通しており、当該出力ポート122から出力される作動油の一部が入力される。排出ポート124,125は、それぞれ軸方向において隣合うポート122,123からスリーブ120及びスプール110間を通じて漏出する作動油を、図示しないオイルパンへ排出する。
The
スプール110は、金属により円柱状に形成されてスリーブ120の内周側に略同軸上に収容され、軸方向に往復移動自在となっている。スプール110の一端面は、電磁駆動装置10の構成要素のうち後述する可動体20のシャフト24の一端面に、当接している。故に、可動体20の駆動によりスプール110に働く力は、スプール110を電磁駆動装置10とは反対側(ここでは、図1,2の左方向)に押圧する軸力となる。また、スプール110においてスリーブ120により支持されるランド150,152,154のうちランド150,152には、フィードバックポート123から入力される作動油の油圧が働く。ここで、ランド150,152が油圧を受ける受圧面積は相異なっている。故に、フィードバックポート123からの油圧によりスプール110に働く力も、スプール110を電磁駆動装置10とは反対側に押圧する軸力となる。
The
リターンスプリング130は、金属製の圧縮コイルスプリングからなり、スプール110を挟んで電磁駆動装置10とは反対側に配置されている。リターンスプリング130の一端部は、スリーブ120に固定のリテーナ140により係止されている。リターンスプリング130の弾性変形によりスプール110に働く復元力は、スプール110を電磁駆動装置10側(ここでは、図1,2の右方向)に押圧する軸力となる。
The
以上の構成からスプール110は、電磁駆動装置10の可動体20の駆動による軸力と、フィードバックポート123からの油圧による軸力と、リターンスプリング130の復元力による軸力とが釣り合う位置に、図1,2の如く往復移動する。こうしたスプール110の往復移動によって、入力ポート121から出力ポート122へ流通する作動油量が減少または増加するため、出力ポート122から出力される作動油の油圧が上昇または下降することになる。
With the above configuration, the
(電磁駆動装置)
図1,2に示すように、電磁弁1において電磁駆動装置10は、可動体20、固定コア30、ヨーク40、リングコア50及びコイル70等を備えている。
(Electromagnetic drive device)
As shown in FIGS. 1 and 2, in the electromagnetic valve 1, the
可動体20は、可動コア22と、当該可動コア22に同軸上に接続されるシャフト24とを有している。可動コア22は、鉄等の磁性材により円筒状に形成されて固定コア30の内周側に収容され、軸方向へ往復移動自在となっている。そこで本実施形態では、可動コア22の軸方向のうち、図1,2の矢印Dgが示す方向を「往方向Dg」定義とし、図1,2の矢印Drが示す方向を「復方向Dr」と定義する。
The
シャフト24は、金属により円柱状に形成され、可動コア22に嵌入固定されている。シャフト24は、往方向Dgの端面をスプール110の端面に当接させることで、後に詳述するように可動コア22に生じる往方向Dgの駆動力を、スプール110へ伝達する。
The
固定コア30は、鉄等の磁性材により円筒状に形成され、収容部32及び吸引部34を軸方向に並んで有している。収容部32は、軸方向に実質一定の内径をもって円筒孔状の支持孔32aを形成することにより、当該可動コア22を軸方向へ往復移動自在に収容して同軸上に摺動支持している。
The fixed
吸引部34は、収容部32に対して往方向Dgに接続されている。吸引部34は、収容部32の支持孔32aと実質同一且つ軸方向に一定の内径をもって円筒孔状の吸引孔34dを形成することにより、当該吸引孔34dに対して可動コア22が摺動状態で同軸上に進入可能となっている。吸引部34は、吸引孔34dの往方向Dgの端部に略垂直に吸引面34aを形成しており、可動コア22に対して当該吸引面34aを往方向Dgにて対向させている。これらの構成により、コイル70の発生する磁束MF(図3の矢印参照)が可動コア22から吸引部34に受け渡されることで、吸引孔34d及び吸引面34aの少なくとも一方との間に吸引力が発生する当該可動コア22は、往方向Dgに吸引されることになる。
The
ヨーク40は、鉄等の磁性材により有底円筒状に形成され、可動コア22、固定コア30、リングコア50及びコイル70等を収容している。ヨーク40の開口部には、固定コア30のうち吸引部34がかしめによって固定されており、それによって、吸引部34とヨーク40とが磁気的に接続されている。
The
リングコア50は、鉄等の磁性材により円環状に形成され、コイル70を軸方向に挟んで吸引部34とは反対側に配置されている。リングコア50は、収容部32の外周側において、コイル70を覆う樹脂絶縁材72との間に弾性部材52を挟持している。リングコア50は、この弾性部材52の復元力を復方向Drへ受けることにより、ヨーク40の底部に押し付けられている。これによりリングコア50は、固定コア30のうち収容部32に対する外周側での軸ずれを低減されているとともに、収容部32とヨーク40との間を磁気的に接続している。
The
コイル70は、エナメル線等の導線が樹脂絶縁材72に巻装されてなり、固定コア30のうち収容部32の外周側に同軸上に配置されている。コイル70は、樹脂絶縁材72に埋設されたターミナル74を通じて通電されることにより、ヨーク40、リングコア50、固定コア30の収容部32、可動コア22及び固定コア30の吸引部34を、図3の矢印の如く順次通過する磁束MFを発生する。その結果、吸引部34と可動コア22との間に働く吸引力は、コイル70への通電電流と共に通過磁束MFの密度が増加することにより、増大する。このような吸引力を受ける可動コア22を一体に有した可動体20は、軸方向のうち収容部32側から吸引部34側へ向かう往方向Dgに、駆動される。なお、図2は、コイル70への通電により可動体20が往方向Dgの吸引部34に吸引駆動された状態を示し、図1は、当該通電の停止により、弁部100のリターンスプリング130から復元力を受ける可動体20が復方向Drへリターン駆動された状態を示している。
The
(特徴)
次に、本発明の第一実施形態の特徴部分について、図3,4に基づき説明する。なお、図3は、図1の部分拡大図として、可動体20が復方向Drへリターン駆動された状態を示し、図4は、図2の部分拡大図として、可動体20が往方向Dgの吸引部34に吸引駆動された状態を示す。
(Feature)
Next, the characteristic part of 1st embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. 3 shows a state in which the
固定コア30において特徴部分としての吸引部34は、軸方向のうち収容部32から往方向Dgへ離間するに従って漸次拡径する外周面34bを、吸引孔34dの外周側に同軸上に形成している。ここで、特に本実施形態の外周面34bは、収容部32の外周側のコイル70よりも往方向Dgにて外径が最小となる最小径部34cを起点に、往方向Dgの単位長さに対する外径の変化率である拡径率が同方向Dgにて実質一定となるように、形成されている。このような外周面34bの形成と、先述した軸方向に実質一定外径の吸引孔34dの形成とにより吸引部34は、その径方向の厚さを、収容部32から往方向Dgへ離間するに従って漸次増大させている。それと共に本実施形態の吸引部34では、外周面34bの最小径部34cがコイル70と吸引面34aとの間に位置していることから、当該吸引面34aに対して往方向Dgに近接するほど、径方向厚さの増大により磁束MFの通過面積が大きくなっている。
The
吸引部34はさらに、外周面34bの内周側において吸引面34aよりもさらに内周側へと突出する支持部34eを、円環状に形成している。この支持部34eは、可動体20のうちシャフト24を外周側から同軸上に、往復移動自在に支持している。こうして支持される可動体20の復方向Drの移動端では、図3に示すように、可動コア22の往方向Dgの端部から、最小径部34cを形成する吸引部34の復方向Drの端部までの距離は、コイル70への通電に応じて発生する磁束MFを、可動コア22から吸引部34へ受け渡し可能な程度の距離に設定されている。
The
固定コア30において別の特徴部分としての収容部32は、先述した軸方向に実質一定内径の支持孔32aの外周側に、軸方向に実質一定外径の外周面32bを同軸上に形成している。ここで、特に本実施形態の外周面32bは、吸引部34の外周面34bのうち最小径部34cと実質同一外径に設定されている。これにより、収容部32の径方向厚さは、最小径部34cの形成箇所にて最薄となる吸引部34の径方向厚さよりも、軸方向の全域で絞られた形となっている。それと共に、本実施形態における収容部32の径方向厚さは、可動コア22の径方向厚さと比較しても、薄く設定されている。
The
以上の構成から固定コア30では、吸引部34よりも絞られた収容部32の径方向厚さに比して、当該吸引部34の厚さが厚くなるため、図1の状態からコイル70への通電により発生する磁束MFは、可動コア22から収容部32よりも吸引部34へと流れ易くなる。故に、可動コア22と固定コア30とが互いに偏芯する場合においても、可動コア22からの磁束MFを、外周側の収容部32には受け渡し難くして、当該収容部32とは往方向Dgにて接続の吸引部34に集中して受け渡すことができる。その結果、可動コア22を外周側の収容部32に押し付けるサイドフォースが減るので、当該可動コア22を有する可動体20の駆動応答性を向上させることが可能となる。また、サイドフォースが減ることにより、可動コア22と収容部32との摺動摩擦が減るので、電磁駆動装置10の耐久性を向上させることも可能となる。
From the above configuration, in the fixed
ここで、可動コア22と固定コア30とが偏芯している場合においてサイドフォースは、可動コア22の往方向Dgの端部を吸引部34の復方向Dr(収容部32側)の端部により吸引する際に径方向に発生するので、それら端部に集中して作用し易い。しかし、吸引部34が外周面34bの内周側の支持部34eにより往復移動自在に支持する可動体20においては、当該支持箇所が、吸引部34の復方向Drの端部に吸引される可動コア22の往方向Dgの端部に対して近傍箇所となる。その結果、サイドフォースの集中により径方向に働く荷重は、当該集中対象の吸引部34の端部にて確実に支えられることになるので、サイドフォースに起因する可動コア22と収容部32との摺動摩擦を減らし得る。したがって、可動コア22を有する可動体20についての駆動応答性の向上と、耐久性の向上とに貢献可能である。
Here, when the
さらに、固定コア30において吸引部34よりも絞られた径方向厚さの収容部32では、リングコア50から収容部32へと受け渡されることになるコイル70の発生磁束MFが、軸方向には拡散し難くなる。故に、可動コア22と固定コア30が互いに偏芯する場合においても、リングコア50からの磁束MFを収容部32に略径方向に通過させて、可動コア22へと集中して受け渡すことができる。これによっても、可動コア22を外周側の収容部32へ押し付けるサイドフォースが減るので、可動体20の駆動応答性の向上並びに摺動摩擦の低減による耐久性の向上が可能となる。
Furthermore, in the
またさらに、固定コア30の吸引部34では、収容部32から往方向Dgへの離間に従った外周面34bの拡径により径方向厚さの増大が実現されることで、可動コア22から受け渡される磁束MFの通過面積が当該離間に従って大きくなっている。これにより、吸引部34における通過磁束MFの密度を高めて、可動コア22を吸引駆動するための吸引力を増強させることができる。ここで、特に本実施形態の吸引部34では、収容部32から往方向Dgへの離間に従う一定の拡径率での漸次拡径を実現している外周面34bに沿って、磁束MFが滑らかに通過し易いことから、吸引力の増強作用が確実なものとなる。また、本実施形態の吸引部34は、コイル70の内周側から往方向Dgに外れた最小径部34cを起点に、さらに往方向Dgの吸引面34a側へと向かって厚さを増大させているので、吸引力を増強させる磁束MFの通過面積の増大量が可及的に大きくされ得ている。これらによれば、吸引力を受ける可動コア22を有した可動体20の駆動応答性を向上させることが、可能である。
Still further, in the
加えて固定コア30では、吸引部34がコイル70よりも往方向Dgに位置して、当該コイル70の内周側から確実に外れていることにより、吸引部34に対する収容部32の径方向厚さの絞り量が可及的に大きくされ得ている。これにより、コイル70の巻き数を増やして、コイル70が発生する磁束MF自体の密度を高めることができるので、吸引力のさらなる増強による駆動応答性の向上が可能となるのである。
In addition, in the fixed
ここまで説明した電磁弁1によれば、駆動応答性及び耐久性の向上された電磁駆動装置10により弁部100における流体流通が制御されるので、当該流体流通についての高い制御応答性を長きに亘って発揮可能となるのである。
According to the electromagnetic valve 1 described so far, the fluid flow in the
(第二実施形態)
図5に示すように第二実施形態は、第一実施形態の特徴部分を変形させたものである。第二実施形態の吸引部2034は、軸方向のうち収容部32から往方向Dgへ離間するに従って漸次拡径する外周面2034bにつき、拡径率を当該往方向Dgへの離間に従って減少させている。ここで、外周面2034bの漸次拡径部分のうち最小径部34cから往方向Dgに所定距離離れた箇所に設定される最大径部2034fは、第一実施形態の外周面34bの漸次拡径部分のうち同最大径部に対して、実質同一外径に設定されている。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 5, the second embodiment is a modification of the characteristic portion of the first embodiment. The
このような外径設定下、収容部32からの往方向Dgへの離間に従って外周面2034bの拡径率が減少する吸引部2034では、図5に二点鎖線で示す第一実施形態の場合よりも、径方向厚さが増大することになる。これによれば、漸次拡径を実現する外周面2034bに沿うことで滑らかに通過し易くなる磁束MFにつき、吸引部2034における通過面積をさらに増大させて、吸引力の増強作用を高めることができる。したがって、吸引力を受ける可動コア22を有した可動体20の駆動応答性を、より効果的に向上させることが可能である。
In the
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and various embodiments and combinations can be made without departing from the scope of the present invention. Can be applied.
具体的には、図6に変形例を示すように、固定コア30において吸引部34の外周面34bは、収容部32から往方向Dgへ離間するに従って段階的に拡径することにより、吸引部34の径方向厚さを段階的に増大させるものであってもよい。また、図7に変形例を示すように、吸引部34の外周面34bは、拡径率が往方向Dgへ離間するに従って増加するように、当該方向Dgへの離間に従って漸次拡径して吸引部34の径方向厚さを漸次増大させるものであってもよい。
Specifically, as shown in a modified example in FIG. 6, the outer
1 電磁弁、10 電磁駆動装置、20 可動体、22 可動コア、24 シャフト、30 固定コア、32 収容部、32a 支持孔、32b 外周面、34,2034 吸引部、34a 吸引面、34b,2034b 外周面、34c 最小径部、34d 吸引孔、34e 支持部、2034f 最大径部、40 ヨーク、50 リングコア、70 コイル、100 弁部、110 スプール、120 スリーブ、121 入力ポート、122 出力ポート、123 フィードバックポート、124,125排出ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solenoid valve, 10 Electromagnetic drive device, 20 Movable body, 22 Movable core, 24 Shaft, 30 Fixed core, 32 Accommodating part, 32a Support hole, 32b Outer surface, 34, 2034 Suction part, 34a Suction surface, 34b, 2034b Outer periphery Surface, 34c Minimum diameter part, 34d Suction hole, 34e Support part, 2034f Maximum diameter part, 40 Yoke, 50 Ring core, 70 Coil, 100 Valve part, 110 Spool, 120 Sleeve, 121 Input port, 122 Output port, 123 Feedback port , 124, 125 discharge port
Claims (7)
前記可動コアを同軸上に往復移動自在に収容する筒状の収容部と、前記可動コアを軸方
向のうち往方向へ吸引する吸引部とを有する固定コアと、
前記収容部の外周側に設けられ通電により磁束を発生するコイルと、
前記可動コア、前記固定コア、及び前記コイルを収容するとともに前記吸引部と磁気的に接続されたヨークとを備え、前記コイルの発生磁束が前記可動コアを通って前記吸引部に受け渡されることにより、前記可動コアが前記吸引部に吸引駆動される電磁駆動装置において、
前記吸引部は、前記収容部から前記往方向へ離間するに従って、外周面が拡径することにより前記吸引部の径方向厚さを増大させる外周面を形成し、
前記収容部は、前記吸引部よりも絞られた径方向厚さをもって前記往方向の前記吸引部
に接続され、
前記吸引部において前記外周面の最小径部は、前記コイルよりも前記往方向に位置し、
前記吸引部において、前記外周面が最も拡径している部分の径方向の厚さは、前記吸引部と前記ヨークとが磁気的に接続されている領域の前記軸方向の長さよりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の電磁駆動装置。 A movable body having a movable core and reciprocating in the axial direction of the movable core;
A fixed core having a cylindrical accommodating portion that accommodates the movable core in a reciprocating manner on the same axis, and a suction portion that sucks the movable core in the forward direction in the axial direction;
A coil that is provided on the outer peripheral side of the housing portion and generates a magnetic flux by energization ;
The movable core, the fixed core, and the yoke that accommodates the coil and that is magnetically connected to the attraction unit are provided, and the magnetic flux generated by the coil is transferred to the attraction unit through the movable core. In the electromagnetic drive device in which the movable core is driven to be sucked by the suction portion,
The suction part forms an outer peripheral surface that increases the thickness in the radial direction of the suction part by increasing the diameter of the outer peripheral surface as it is separated from the housing part in the forward direction,
The accommodating portion is connected to the suction portion in the forward direction with a radial thickness that is narrower than the suction portion ;
In the suction part, the minimum diameter part of the outer peripheral surface is located in the forward direction from the coil,
In the suction portion, the radial thickness of the portion where the outer peripheral surface is most expanded is larger than the axial length of the region where the suction portion and the yoke are magnetically connected. The electromagnetic drive device according to claim 1.
前記外周面の最小径部は、軸方向において前記コイルと前記吸引面との間に位置することを特徴とする請求項1に記載の電磁駆動装置。 The electromagnetic drive device according to claim 1, wherein the minimum diameter portion of the outer peripheral surface is located between the coil and the suction surface in the axial direction.
前記コイルの発生磁束が前記リングコアから前記収容部及び前記可動コアを通過して前記吸引部に受け渡されることを特徴とする請求項1または2に記載の電磁駆動装置。 3. The electromagnetic drive device according to claim 1, wherein the magnetic flux generated by the coil passes from the ring core to the attraction portion through the housing portion and the movable core.
流体が流通するポートを前記可動体の往復移動に応じて開閉する弁部とを備えることを特徴とする電磁弁。 An electromagnetic valve comprising: a valve portion that opens and closes a port through which a fluid flows according to the reciprocating movement of the movable body.
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