JP6217720B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

この発明は、例えば油圧装置などに使用される電磁弁に関する。

従来、電磁弁としては、特開２０００−２７４５４７号公報(特許文献１)に開示されているように、作動油の流路が内部に設けられた弁本体と、この弁本体の一端に取り付けられた電磁石部とを備えたものがある。

電磁石部は、管状部材と、この管状部材の弁本体側の端に取り付けられた固定鉄心と、管状部材内に軸方向に移動可能に収容された可動鉄心と、管状部材の弁本体側とは反対側の端を塞ぐ閉塞部とを有している。この閉塞部には貫通孔が設けられていて、手動ピンが貫通孔に嵌入されている。

この電磁弁では、保守点検時、保守点検者が手動ピンを可動鉄心側に押して移動させる。これにより、手動ピンが可動鉄心の手動ピン側の端面を押圧して、可動鉄心が固定鉄心側に移動する。その結果、電磁石部に通電しなくても、保守点検者は可動鉄心を手動操作し、プッシュロッドを動かし、電磁弁のスプールを動かすことができる。

特開２０００−２７４５４７号公報

ところで、電磁弁を駆動するときに電磁石部に通電すると、固定鉄心と可動鉄心の間の吸引力の発生に伴い、可動鉄心が固定鉄心に引き寄せられる。このとき、管状部材内の可動鉄心が瞬時に動いたことによる可動鉄心と閉塞部の隙間には負圧が発生し易い状況になる。その結果、管状部材内の負圧と外部の大気圧との差圧によって、手動ピンには管状部材内に引き込む力が作用する。一方、弁本体に設けられたタンクポートに背圧が作用すれば、この背圧が管状部材内にも伝わるため、手動ピンには外部へ押し出す力が作用する。その結果、手動ピンは、可動鉄心側への移動と外部側への移動とを繰り返すことがある。

このような手動ピンの移動が繰り返されると、手動ピンに装着されたシール部材(Ｏリング)に付着した作動油がその掻き出し現象によって、外部への油漏れに繋がることがある。また更に、手動ピンの移動が繰り返されることによって、シール部材(Ｏリング)の摩耗やむしれを誘発し、外部への油漏れに繋がることもある。

すなわち、従来の電磁弁には、手動ピンの意図しない移動が起こるため、作動油の漏出の問題があった。

そこで、この発明の課題は、流体の漏出の恐れを低減できる電磁弁を提供することにある。

第１の発明にかかる電磁弁は、弁本体の内部に配置されたスプールを駆動する電磁石を備えた電磁弁であって、前記電磁石は、管状部材と、前記管状部材の内部に軸方向に移動可能に収容された可動鉄心と、前記管状部材の一端部に取り付けられた固定鉄芯と、前記管状部材の他端部を閉塞し、前記可動鉄心の端部に対向した貫通孔を有する閉塞部材とを有し、前記貫通孔の内部には、手動ピンが配置され、前記貫通孔は、前記手動ピンの前記可動鉄心から離れた側の端部との間に密閉空間が形成されるように蓋部材により閉鎖されることを特徴とする。

この電磁弁では、電磁石に通電すると、手動ピンの内側端部に隣接した内部空間に負圧が発生し、手動ピンが電磁弁の内部に引き込まれようとするが、このとき同時に、手動ピンの外側端部に隣接した密閉空間に負圧が発生することにより、手動ピンが電磁弁の内部に引き込まれるのを防止できる。したがって、手動ピンが移動しないことから、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

第２の発明にかかる電磁弁は、第１の発明において、前記蓋部材は、外部の空気を密閉空間内に流入させずに且つ密閉空間内の空気を外部に流出させる弁機構を有することを特徴とする。

この電磁弁では、手動ピンが最も外側に移動してない状態で蓋部材により貫通孔が閉鎖された場合に、手動ピンの内側端部に隣接した内部空間の圧力が高くなったときに、密閉空間内の空気が外部に流出可能であり、手動ピンが外側に向かって移動可能に構成される。したがって、手動ピンの内側端部に隣接した内部空間の圧力が高くなったときに、手動ピンが外側に押し出される力により密閉空間の空気が圧縮され、蓋部材が閉塞部材から外れるのを防止できる。その後、手動ピンが最も外側に移動した状態で固定され、手動ピンが移動しないことから、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

第３の発明にかかる電磁弁は、第２の発明において、前記蓋部材は、弾性材料で形成され、前記弁機構として、密閉空間の圧力が外気圧より低いときに閉鎖され、且つ、密閉空間の圧力が外気圧より高いときに開放される孔を有する。

この電磁弁では、密閉空間の圧力が外気圧より高いときにだけ密閉空間を外部と連通させる弁機構を容易に構成でき、手動ピンが最も外側に移動した状態で固定された状態で、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

第４の発明にかかる電磁弁は、第３の発明において、前記蓋部材は、その内側面に形成された切欠きを有し、前記孔が、前記切欠きの底部に形成されることを特徴とする。

この電磁弁では、密閉空間の圧力が外気圧より低いときに外部の空気から密閉空間に流入するのをより効果的に防止できる。したがって、手動ピンが最も外側に移動した状態で固定された状態で、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

第５の発明にかかる電磁弁は、第２の発明において、前記蓋部材は、弾性材料で形成され、前記弁機構として、密閉空間の圧力が外気圧より低いときに密閉空間を閉鎖する閉鎖状態となり、且つ、密閉空間の圧力が外気圧より高いときに密閉空間を開放する開放状態となり得る弁部材を有する。

この電磁弁では、密閉空間の圧力が外気圧より高いときにだけ密閉空間を大きい開口を介して外部と連通させる弁機構を容易に構成でき、手動ピンが最も外側に移動した状態で固定された状態で、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

第１の発明では、電磁石に通電すると、手動ピンの内側端部に隣接した内部空間に負圧が発生し、手動ピンが電磁弁の内部に引き込まれようとするが、このとき同時に、手動ピンの外側端部に隣接した密閉空間に負圧が発生することにより、手動ピンが電磁弁の内部に引き込まれるのを防止できる。したがって、手動ピンが移動しないことから、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。
第２の発明では、手動ピンが最も外側に移動してない状態で蓋部材により貫通孔が閉鎖された場合に、手動ピンの内側端部に隣接した内部空間の圧力が高くなったときに、密閉空間内の空気が外部に流出可能であり、手動ピンが外側に向かって移動可能に構成される。したがって、手動ピンの内側端部に隣接した内部空間の圧力が高くなったときに、手動ピンが外側に押し出される力により密閉空間の空気が圧縮され、蓋部材が閉塞部材から外れるのを防止できる。その後、手動ピンが最も外側に移動した状態で固定され、手動ピンが移動しないことから、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。
第３の発明では、密閉空間の圧力が外気圧より高いときにだけ密閉空間を外部と連通させる弁機構を容易に構成でき、手動ピンが最も外側に移動した状態で固定された状態で、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。
第４の発明では、密閉空間の圧力が外気圧より低いときに外部の空気から密閉空間に流入するのをより効果的に防止できる。したがって、手動ピンが最も外側に移動した状態で固定された状態で、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。
第５の発明では、密閉空間の圧力が外気圧より高いときにだけ密閉空間を大きい開口を介して外部と連通させる弁機構を容易に構成でき、手動ピンが最も外側に移動した状態で固定された状態で、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

本発明の実施形態の電磁弁の概略正面図である。 図１の電磁弁のストッパおよびその周辺部の概略断面図である。 本発明の変形例の電磁弁のストッパおよびその周辺部の概略断面図である。 本発明の変形例の電磁弁のストッパおよびその周辺部の概略断面図である。 本発明の変形例の電磁弁のストッパおよびその周辺部の概略断面図である。 本発明の変形例の電磁弁のストッパおよびその周辺部の概略断面図である。

以下、この発明の電磁弁を図示の実施形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の実施形態の電磁弁の概略正面図である。なお、図１では、電磁弁の構造を理解し易くするため、要部は断面で示す。

電磁弁１は、スプール２４を軸方向に移動可能に収容する弁本体２１と、スプール２４を軸方向に移動させるための第１，第２電磁石部２２，２３と、手動ピン３１とを備え、作動油の流れを制御する。

弁本体２１には、図１中左右方向に延びる貫通孔２１ａが形成されている。この貫通孔２１ａ内には、貫通孔２１ａの軸方向に移動して作動油の流路を切り替えるスプール２４が挿通されている。また、貫通孔２１ａの内面には、作動油の供給流路Ｐ、第１負荷流路Ａ、第２負荷流路Ｂおよび排出流路Ｃが設けられている。また、スプール２４の外面には、環状の突出部で成るランド２５が形成されている。そして、スプール２４は、貫通孔２１ａ内を軸方向に移動してランド２５で各流路Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｃ間の連通を制御する。

弁本体２１の一端部には、ネジ穴２１ｂが貫通孔２１ａと同軸に形成されている。このネジ穴２１ｂに、第１電磁石部２２の一端部に設けられた固定鉄心２６を螺合することによって、第１電磁石部２２は弁本体２１の一端部に取り付けられている。

弁本体２１の一端部とは反対側の他端部には、第１電磁石部２２の場合と全く同様にして、第２電磁石部２３が取り付けられている。この第１電磁石部２２と第２電磁石部２３とは、全く同じ構成を有している。そこで、以下の説明では、第２電磁石部２３の構成の説明を省略する。

第１電磁石部２２は、ケーシング３５と、このケーシング３５内に配置された管状部材２９と、この管状部材２９内に軸方向に移動可能に収容された可動鉄心２７と、管状部材２９の一端に取り付けられた固定鉄心２６と、管状部材２９の上記一端とは反対側の他端を塞ぐために設けられたストッパ３０と、固定鉄心２６および可動鉄心２７の周囲に設置されたコイル２８とを備えている。なお、ストッパ３０は閉塞部の一例である。

固定鉄心２６の可動鉄心側の端部の外周面には段部２６ａが形成されている。この段部２６ａには、管状部材２９の一端部が固定鉄心２６と同軸に嵌合され、溶接にて結合している。そして、この管状部材２９の一端部とは反対側の他端部には、ストッパ３０が取り付けられている。さらに、管状部材２９内には、柱状の可動鉄心２７が摺動可能に収容されている。つまり、スプール２４と可動鉄心２７は、同軸上を移動可能になっている。

可動鉄心２７は、固定鉄心２６の弁本体２１とは反対側に位置し、固定鉄心２６に吸引される。また、可動鉄心２７の固定鉄心２６側の端面には、プッシュロッド３１の一端が取り付けられている。さらに、固定鉄心２６には、弁本体２１の貫通孔２１ａと同軸に貫通孔２６ｂが形成されており、プッシュロッド３１は、貫通孔２６ｂに挿入されて、スプール２４の第１磁石部２２側の端面に当接している。スプール２４は、可動鉄心２７の移動に伴って、可動鉄心２７と同じ方向に同じ距離だけ移動可能になっている。

ストッパ３０には、可動鉄心２７に対向する貫通孔３０ａが形成されている。また、ストッパ３０にはナット部材３６が螺合されており、このナット部材３６を締め付けることによって、ケーシング３５は弁本体２１とナット部材３６との間に挟持される。

図２は、ストッパ３０およびその周辺部の概略断面図である。

図１、図２に示すように、手動ピン３１は貫通孔３０ａに嵌入され、手動ピン３１の可動鉄心２７とは反対側の端部３１ａが貫通孔３０ａの内側に配置される。手動ピン３１の外周面には環状溝３２が形成されており、シール部材が環状溝３２に嵌合している。ストッパ３０の端部（図２の右端部）において、貫通孔３０ａが、蓋部材１１により、手動ピン３１の可動鉄心２７から離れた側の端部３１ａとの間に密閉空間Ｄ（図２の斜線部分）が形成されるように閉鎖される。

蓋部材１１は、弾性材料で形成された２枚の板状部材１１ａ、１１ｂを有している。２枚の板状部材１１ａ、１１ｂは、円形であり、接着剤等により接合されている。外側の板状部材１１ａは、その略中央に形成された孔１２を有し、内側の板状部材１１ｂは、孔１２の周辺に形成された切欠き１３を有し、孔１２が、切欠き１３の底部に連通可能に形成される。したがって、切欠き１３は、蓋部材１１の内側面に形成された略円形に形成される。

蓋部材１１の孔１２は、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より低いときに閉鎖され、且つ、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より高いときに開放されるように構成される。したがって、この孔１２は、外部の空気を密閉空間Ｄ内に流入させずに、且つ、密閉空間Ｄ内の空気を外部に流出させる弁機構として構成される。

＜本実施形態の電磁弁の特徴＞
本実施形態の電磁弁１には、以下の特徴がある。

本実施形態の電磁弁１では、電磁石部２２に通電すると、手動ピン３１の内側端部に隣接した内部空間に負圧が発生し、手動ピン３１が電磁弁１の内部に引き込まれようとするが、このとき、手動ピン３１の外側端部３１ａに隣接した密閉空間Ｄに負圧が発生することにより、手動ピン３１の内側端部および外側端部３１ａのいずれにも負圧が発生することから、手動ピン３１には、電磁弁１の内部に引き込む力が作用しない。したがって、手動ピン３１が電磁弁１の内部に引き込まれるのを防止でき、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

本実施形態の電磁弁１では、蓋部材１１が、外部の空気を密閉空間Ｄ内に流入させずに且つ密閉空間Ｄ内の空気を外部に流出させる弁機構を有することから、手動ピン３１が最も外側に移動してない状態で蓋部材１１により貫通孔３０ａが閉鎖された場合に、手動ピン３１の内側端部に隣接した内部空間の圧力が高くなったときに、密閉空間Ｄ内の空気が外部に流出可能であり、手動ピン３１が外側に向かって移動可能に構成される。したがって、手動ピン３１の内側端部に隣接した内部空間の圧力が高くなったときに、手動ピン３１が外側に押し出される力により密閉空間Ｄの空気が圧縮され、蓋部材１１がストッパ３０から外れるのを防止できる。その後、手動ピン３１が最も外側に移動した状態で固定され、手動ピン３１が移動しないことから、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

本実施形態の電磁弁１では、蓋部材１１が、弾性材料で形成され、弁機構として、密閉空間の圧力が外気圧より低いときに閉鎖され、且つ、密閉空間の圧力が外気圧より高いときに開放される孔１２を有することから、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より高いときにだけ密閉空間Ｄを外部と連通させる弁機構を容易に構成でき、手動ピン３１が最も外側に移動した状態で固定された状態で、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

本実施形態の電磁弁１では、蓋部材１１が、その内側面に形成された切欠き１３を有し、孔１２が、切欠き１３の底部に連通可能に形成されることから、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より低いときに外部の空気から密閉空間Ｄに流入するのをより効果的に防止できる。したがって、手動ピン３１が最も外側に移動した状態で固定された状態で、作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。

上述の実施形態では、蓋部材１１が２枚の板状部材１１ａ、１１ｂを接合することにより構成される場合を説明したが、図３に示すように、蓋部材１１１が１枚の板状部材により構成されてよい。図３の蓋部材１１１では、蓋部材１１と同様に、孔１１２は、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より低いときに閉鎖され、且つ、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より高いときに開放されるように構成される。したがって、この孔１１２は、外部の空気を密閉空間Ｄ内に流入させずに、且つ、密閉空間Ｄ内の空気を外部に流出させる弁機構として構成される。切欠き１１３が、蓋部材１１１の内側面に形成され、その断面積は孔１１２から離れるにつれて大きくなる。

蓋部材１１１の曲げでは、その中心には、厚み方向中央部より片方には引張り、他方には圧縮の作用が及ぶ。外気圧が密閉空間Ｄの圧力より高い場合（手動ピン３１が電磁弁１の内部に引き込まれる場合）、蓋部材１１１は、電磁弁の内側に向かって凸に変形し、蓋部材１１１の内側部分に引張り作用が及び、蓋部材１１１の外側部分に圧縮作用が及ぶ。したがって、蓋部材１１１の内側部分には、切欠き１１３を拡大する力が作用し、蓋部材１１１の外側部分には、孔１１２を縮小する力が作用する。よって、外部空間から密閉空間Ｄに外気が流入するのを防止できる。

これに対し、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より高い場合（手動ピン３１が電磁弁の外側に押し出される場合）、蓋部材１１１は、電磁弁の外側に向かって凸に変形し、蓋部材１１１の内側部分に圧縮作用が及び、蓋部材１１１の外側部分に引張り作用が及ぶ。したがって、蓋部材１１１の内側部分には、切欠き１１３を縮小する力が作用し、蓋部材１１１の外側部分には、孔１１２を拡大する力が作用する。よって、密閉空間Ｄから外部空間に外気が流出しやすくなる。このとき、蓋部材１１１の内側部分に、切欠き１１３を縮小する力が作用するが、切欠き１１３が閉塞することはない。

上述の実施形態では、蓋部材１１が、弾性材料で形成され、弁機構として、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より低いときに閉鎖され、且つ、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より高いときに開放される孔１２を有する場合を説明したが、図４に示すように、蓋部材２１１が、弾性材料で形成され、弁機構として、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より低いときに密閉空間Ｄを閉鎖する閉鎖状態となり、且つ、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より高いときに密閉空間Ｄを開放する開放状態となり得る弁部材２１２を有するものであってよい。図４の蓋部材２１１では、弁部材２１２により開口２１３を閉鎖または開放可能に構成される。この電磁弁では、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より高いときにだけ密閉空間Ｄを大きい開口を介して外部と連通させる弁機構を容易に構成でき、手動ピン３１が最も外側に移動した状態で固定された状態で作動油の掻き出し現象による油漏れが発生するのを防止できる。

図４の蓋部材２１１と同様の蓋部材３１１を、図５に示すように、２枚の板状部材３１１ａ、３１１ｂを接合することにより構成してよい。図５の蓋部材３１１では、外側の板状部材３１１ａの上半分が内側の板状部材３１１ｂに接合され、外側の板状部材３１１ａの下半分は内側の板状部材３１１ｂに接合されてない。したがって、外側の板状部材３１１ａの下半分は、図４の弁部材２１２と同様に、開口３１３を閉鎖または開放可能に構成される。

上述の実施形態では、ストッパ３０の端部の外側に蓋部材１１が配置されることにより貫通孔３０ａが閉鎖される場合を説明したが、図６に示すように、ストッパ３０の端部において、貫通孔３０ａの内部に蓋部材４１１の一部が配置されることにより貫通穴３０ａが閉鎖されてよい。図６の蓋部材４１１が、弾性材料で形成され、弁機構として、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より低いときに密閉空間Ｄを閉鎖する閉鎖状態となり、且つ、密閉空間Ｄの圧力が外気圧より高いときに密閉空間Ｄを開放する開放状態となり得る弁部材４１２を有するものであってよい。図６の蓋部材４１１では、弁部材４１２により開口４１３を閉鎖または開放可能に構成される。

上述の実施形態では、蓋部材が、外部の空気を密閉空間内に流入させずに且つ密閉空間内の空気を外部に流出させる弁機構を有する場合を説明したが、蓋部材が弁機構を有しないものであってよい。手動ピン３１が最も外側に移動してない状態で、蓋部材により貫通孔３０ａが閉鎖された場合、蓋部材が弁機構を有しないものであってよい。

１、 電磁弁
１１、１１１、２１１、３１１、４１１ 蓋部材
１２、１１２ 孔
１３、１１３、２１３、３１３、４１３ 切欠き
２１ 弁本体
２２ 第１電磁石部
２３ 第２電磁石部
２４ スプール
２６ 固定鉄心
２７ 可動鉄心
２９ 管状部材
３０ ストッパ
３０ａ 貫通孔
３１ 手動ピン
３３ シール部材(Ｏリング)
２１２、３１２、４１２ 弁部材

Claims (5)

1. 弁本体の内部に配置されたスプールを駆動する電磁石を備えた電磁弁であって、
   前記電磁石は、
   管状部材と、
   前記管状部材の内部に軸方向に移動可能に収容された可動鉄心と、
   前記管状部材の一端部に取り付けられた固定鉄芯と、
   前記管状部材の他端部を閉塞し、前記可動鉄心の端部に対向した貫通孔を有する閉塞部材とを有し、
   前記貫通孔の内部には、手動ピンが配置され、
   前記貫通孔は、前記手動ピンの前記可動鉄心から離れた側の端部との間に密閉空間が形成されるように蓋部材により閉鎖されることを特徴とする電磁弁。
2. 前記蓋部材は、外部の空気を密閉空間内に流入させずに且つ密閉空間内の空気を外部に流出させる弁機構を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記蓋部材は、弾性材料で形成され、
   前記弁機構として、密閉空間の圧力が外気圧より低いときに閉鎖され、且つ、密閉空間の圧力が外気圧より高いときに開放される孔を有することを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
4. 前記蓋部材は、その内側面に形成された切欠きを有し、
   前記孔が、前記切欠きの底部に形成されることを特徴とする請求項３に記載の電磁弁。
5. 前記蓋部材は、弾性材料で形成され、
   前記弁機構として、密閉空間の圧力が外気圧より低いときに密閉空間を閉鎖する閉鎖状態となり、且つ、密閉空間の圧力が外気圧より高いときに密閉空間を開放する開放状態となり得る弁部材を有することを特徴とする特徴とする請求項２に記載の電磁弁。

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