JP6727570B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は電磁弁に関し、特に、スムーズかつ確実な作動を可能にした電磁弁に関するものである。

特許文献１には、チェック弁としての球状のボール弁を備えた電磁弁が示されており、当該ボール弁の閉鎖作動は、圧力保持弁の棒状のプッシャでボール弁を押すことによって行なわれる。プッシャは圧力保持弁を介して、ソレノイドに吸引作動させられるロッドと一体になっている。

特開２０１５−２８３５８

ところで、上記ボール弁の周面は球状であるのに対して、従来の電磁弁では、ボール弁の球状周面に当接するプッシャの先端面は平面となっている。このため、押圧作動時に上記先端面とボール弁がずれて確実な位置決めがなされず、スムーズかつ確実な作動が保証されないことが有った。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、常にスムーズかつ確実な作動が保証される電磁弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本第１発明では、球状のボール弁（７）を内設した電磁弁において、前記球状のボール弁（７）を挟んで対向位置し前記球状のボール弁の一方の周面が当接する弁座面（２ａ）および他方の周面が当接するニードル端面（６ａ）のいずれも、前記球状のボール弁（７）の前記周面に向けて開いた円錐面に成形され、かつ筒状に成形された単一の弁ハウジング（１）の一端開口（１４）内に前記弁座面（２ａ）を形成したバルブシート（２）が固定されるとともに、前記弁ハウジング（１）内に前記ニードル端面（６ａ）を形成したニードル（６）が設けられ、当該ニードル（６）の基端を保持するプランジャ（４）が前記弁ハウジング（１）内に摺動移動可能に設けられて、前記バルブシート（２）、前記球状のボール弁（７）、前記ニードル（６）および前記プランジャ（４）が前記弁ハウジング（１）の中心軸（Ｌ）上に位置させられ、かつ前記弁ハウジング（１）の外周に電磁コイル（８４）が巻回設置されている。

本第１発明においては、ニードル端面がボール弁を弁座面に押しやってボール弁を挟持しこれを閉止状態にする際に、ニードル端面および弁座面はいずれもボール弁の球状周面に向けて開いた円錐面に形成されているから、挟持される際にボール弁は両者の円錐面の傾斜に沿って移動させられて、円錐面の軸、すなわちニードル端面と弁座面の共通の軸上に案内され位置決めされる。これにより、ニードル端面、ボール弁および弁座面の間にずれを生じないから電磁弁のスムーズかつ確実な作動が実現される。また、バルブシートに対してニードルを常に一定の相対位置関係で案内することができるから、さらに電磁弁のスムーズかつ確実な作動が可能となる。さらに、ニードルを直接ガイドする別体のガイド部材が不要になるから、電磁弁全体の長さを同一にしても弁ハウジングの長さを十分確保することができる。これにより、弁ハウジングの外周に巻回設置される電磁コイルをその巻き数を同一にして厚みを薄くすることができ、電磁弁の外形を小さくすることが可能になる。

本第２発明では、前記弁ハウジング（１）の他端開口内にステータコア（３）が固定され、当該ステータコア（３）の筒内に圧入されたブッシュ（５）と前記プランジャ（４）との間に前記ボール弁（７）を閉鎖方向へ付勢するバネ部材（４２）が配設されている。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。

以上のように、本発明の電磁弁によれば、常にスムーズかつ確実な作動が保証される。

本発明の一実施形態を示す油圧電磁弁の全体縦断面図である。 ニードルの拡大断面図である。 バルブシートの拡大断面図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

図１に電磁弁の一例として油圧電磁弁の断面図を示す。油圧電磁弁は両端が開放する円筒状の弁ハウジング１を備えている。弁ハウジング１の一端部１１内には、中心を貫通する油流路２１を形成したバルブシート２がかしめ固定されている。また、弁ハウジングの一端部外周には一部に矩形の切り欠きが形成されて、弁ハウジング１内に通じる油流通口１３となっている。

一方、弁ハウジング１の他端側の半部１２は薄肉のスリーブ部となっている。スリーブ部１２内には、厚肉円筒状のステータコア３が圧入してある。なお、ステータコア３の外側開口３１は図略の油圧室の壁体に近接して閉鎖されている。ステータコア３の内端面３ａから所定の間隙をおいてスリーブ部１２内に、一端閉鎖の厚肉筒状に成形されたプランジャ４が配設されており、プランジャ４はスリーブ部１２にガイドされて弁ハウジング１の中心軸Ｌに沿って摺動移動可能である。このようなプランジャ４とスリーブ部１２によって、後述するニードル６のガイド部が構成されている。

ステータコア３の筒内には筒状のブッシュ５が、外側開口３１を経て外方から挿入されて所定の位置へ圧入されている。そして、ブッシュ５の内端面５ａとプランジャ４の閉鎖端面４ａとの間にバネ部材４２が圧縮状態で挿置され、プランジャ４はバネ部材４２の伸張バネ力によって弁ハウジング１の一端開口１４方向へ付勢されている。

プランジャ４の閉鎖端中心には、十字状に油流路６１を内部に形成したニードル６が突設してあり、ニードル６の先端面６ａとバルブシート２の弁座面２ａとの間に球状のボール弁７が挟持されている。そして本実施形態では、上記ニードル６の先端面６ａと弁座面２ａはそれぞれ、ボール弁７の球状周面に向けて開いた円錐面に成形されている。その詳細をそれぞれ図２、図３に示す。

すなわち、図２に示すように、ニードル６の先端面は油流路６１の先端開口周縁に形成されて、先端方向へ角度θ１で開く円錐面となっている。また、図３に示すように、弁座面２ａはバルブシート２の油流路２１の内端開口周縁に形成されて、内方に向けて角度θ２で開く円錐面となっている。

図１において、弁ハウジング１の他端側の半部外周には大径の筒状ヨーク８が装着されている。ヨーク８の一端開口にはリング状のエンドプレート８１が覆着されて、その外側面８１ａが図略の機器への取付面となっている。なお、外側面８１ａはプランジャ４の端面とほぼ同じ位置になっている。ヨーク８の他端は開口縁８２が径方向内方へ屈曲させられて弁ハウジング１の外周に嵌着されている。また、ヨーク８の一部は切り欠かれてここに樹脂製のコネクタ部８３が設けられている。

弁ハウジング１のスリーブ部１２の外周と、エンドプレート８１およびヨーク８で囲まれた空間内に電磁コイル８４が巻回設置されている。電磁コイル８４はスリーブ部１２に沿って延びている。

このような構造の油圧電磁弁において、電磁コイル８４に通電すると、エンドプレート８１、ヨーク８、開口縁８２、スリーブ１２、ステータコア３およびプランジャ４を通る磁路が形成されて、ステータコア３とプランジャ４の対向面３ａ，４ｂに磁極が現れ、プランジャ４がバネ部材４２のバネ力に抗してステータコア３に吸引される。これにより、ニードル６とバルブシート２によるボール弁７への挟持状態が解消されてボール弁７が開放状態となり、油流路２１と油流通口１３との間に作動油が流れる。

電磁コイル８４への通電を停止すると、プランジャ４はバネ部材４２の付勢力でステータコア３から離れる方向へ移動させられ、ニードル６の先端面６ａがボール弁７を押しやってバルブシート２の弁座面２ａとの間でボール弁７を挟持する。これによりボール弁７が閉止状態となり、作動油の流通が阻止される。

そしてこの際、ニードル６の先端面６ａおよび弁座面２ａはボール弁７の球状周面に向けて開いた円錐面に形成されているから、上記先端６ａと弁座２ａで挟持される際にボール弁７は両者の円錐面の傾斜に沿って移動させられて、円錐面の軸、すなわちニードル６と弁座２の共通の軸である弁ハウジング１の中心軸Ｌ上に案内位置させられる。このようにしてスムーズかつ確実な作動が実現される。

本実施形態では、筒状弁ハウジング１の一端部１１内にバルブシート２を設け、弁ハウジング１の他端半部のスリーブ部１２内にステータコア３とプランジャ４を設けて、スリーブ部１２内でプランジャ４を移動させる構造としたから、プランジャ４すなわちニードル６は、バルブシート２に対して正確に同軸上に位置決めされた状態で案内移動させられる。これによってもスムーズかつ確実な作動が保証される。加えて、ニードルの移動を案内するための別体のガイド部材を設ける必要が無いから、スリーブ部の長さを十分確保することができ、その分、コイル巻き数を変えることなく巻き線厚を十分薄くして、油圧電磁弁全体の外径を従来よりも小さくすることができる。

また、本実施形態では、バネ部材４２の圧縮量をステータコア３内へのブッシュ５の圧入量を変更することによって変化させることができるから、プランジャ４を付勢するバネ部材４２の付勢力を最適に調整することができる。

本実施形態では、弁ハウジング１内にプランジャ４、ボール弁７、バルブシート２およびステータコア３を配設しているから構造が簡易であり、組み付けも容易である。また、部品点数も削減される。加えて、弁ハウジング１の外周に筒状ヨーク８を装着することによってコイル部を構成しているから、弁ハウジング１内の作動部と、コイル部とをそれぞれアッシー化して、組み付けをさらに容易にすることができる。なお、本発明の適用対象は油圧電磁弁には限られない。

１…弁ハウジング、１２…スリーブ（ガイド部）、２…バルブシート、２ａ…弁座面、３…ステータコア、４…プランジャ、５…ブッシュ、６…ニードル、６ａ…ニードル端面、７…ボール弁。

Claims (2)

1. 球状のボール弁を内設した電磁弁において、前記球状のボール弁を挟んで対向位置し前記球状のボール弁の一方の周面が当接する弁座面および他方の周面が当接するニードル端面のいずれも、前記球状のボール弁の前記周面に向けて開いた円錐面に成形され、かつ筒状に成形された単一の弁ハウジングの一端開口内に前記弁座面を形成したバルブシートが固定されるとともに、前記弁ハウジング内に前記ニードル端面を形成したニードルが設けられ、当該ニードルの基端を保持するプランジャが前記弁ハウジング内に摺動移動可能に設けられて、前記バルブシート、前記球状のボール弁、前記ニードルおよび前記プランジャが前記弁ハウジングの中心軸上に位置させられ、かつ前記弁ハウジングの外周に電磁コイルが巻回設置されている電磁弁。
2. 前記弁ハウジングの他端開口内にステータコアが固定され、当該ステータコアの筒内に圧入されたブッシュと前記プランジャとの間に前記ボール弁を閉鎖方向へ付勢するバネ部材が配設されている請求項１に記載の電磁弁。

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