JP6736330B2 - 電磁弁用カートリッジアッシ、電磁弁用ソレノイドおよび電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁用カートリッジアッシ、電磁弁用ソレノイドおよび電磁弁に関する。

従来、電磁弁のソレノイドに用いられるカートリッジアッシとして例えば特許文献１には、筒状部材の一端に固定された固定鉄心と、筒状部材の他端に固定されたストッパと、筒状部材の内部に移動可能に配置された可動鉄心とを備えたものが記載されている。

特開２０１３―７４７２号公報

しかし特許文献１に記載の電磁弁用カートリッジアッシでは、筒状部材の径方向厚さが薄いため、コイルから生じ、筒状部材を介して可動鉄心に伝導する磁力が小さくなり、固定鉄心への可動鉄心の吸引力が弱くなるという問題がある。

そこで、この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、固定鉄心への可動鉄心の吸引力を強くできる電磁弁用カートリッジアッシ、電磁弁用ソレノイドおよび電磁を提供することを目的とする。

第１の発明に係る電磁弁用カートリッジアッシは、
磁性を有する磁性筒状部材と、
磁性を有しない非磁性筒状部材と、
前記磁性筒状部材および前記非磁性筒状部材の内部において軸方向に移動可能に挿入された可動鉄心と、
軸方向において前記可動鉄心の端部に対向する固定鉄心と、
を備え、
前記磁性筒状部材は前記非磁性筒状部材の径方向厚さよりも厚く、前記固定鉄心側端部の外周を切り欠いた薄肉部を有し、
前記固定鉄心は、前記可動鉄心側端部の外周を切り欠いた小径部を有し、
前記非磁性筒状部材が、前記薄肉部と前記小径部との外周側に配置され、
前記可動鉄心が、その外周面から前記非磁性筒状部材に向かって延び、前記薄肉部より前記固定鉄心側に配置されて、前記非磁性筒状部材の内周面に摺接する突出部と、
前記突出部の前記固定鉄心側の端部に形成され、前記可動鉄心の他の部分よりも径方向厚さが薄い段差部と、
前記突出部の前記磁性筒状部材側の端部に形成され、前記可動鉄心から前記固定鉄心に向かって前記可動鉄心の径が大きくなるように傾斜した傾斜面と、
を有する。

この電磁弁用カートリッジアッシでは、磁性筒状部材が厚いので、コイルから生じる磁力を伝導し易くなり、可動鉄心に大きな磁力を伝導できる。これにより、固定鉄心への可動鉄心の吸引力を強くできる。また、電磁弁用カートリッジアッシを組み立てる際には、非磁性筒状部材の内部に可動鉄心を挿入することで、治具を用いず容易に非磁性筒状部材を位置決めできる。これにより、電磁弁用カートリッジアッシの組み立て性を向上できる。この後、磁性筒状部材を可動鉄心の周りに配置し、薄肉部と小径部との外周側に非磁性筒状部材を嵌め込んで非磁性筒状部材を固定する。この状態で、非磁性筒状部材を磁性筒状部材に確実に溶接できる。可動鉄心が突出部を有することにより、固定鉄心との吸着面積（可動鉄心における固定鉄心側の端部の表面積）を大きくし、更に吸引力を強くできる。

第２の発明に係る電磁弁用ソレノイドは、
前記電磁弁用カートリッジアッシと、
前記電磁弁用カートリッジアッシの前記固定鉄心の中心に設けられた貫通孔に摺動自在に嵌合されたプッシュピンと、
前記電磁弁用カートリッジアッシの外側に対向して配置されたコイルと
を備えた。

この電磁弁用ソレノイドでは、前記電磁弁用カートリッジアッシを備えるので、固定鉄心への可動鉄心の吸引力を強くできる。

第３の発明に係る電磁弁は、
前記電磁弁用ソレノイドと、
前記電磁弁用ソレノイドにより作動される弁体と、
を備えた。

この電磁弁では、前記電磁弁用ソレノイドを備えるので、固定鉄心への可動鉄心の吸引力を強くできる。

第１の発明では、磁性筒状部材が厚いので、コイルから生じる磁力を伝導し易くなり、可動鉄心に大きな磁力を伝導できる。これにより、固定鉄心への可動鉄心の吸引力を強くできる。また、電磁弁用カートリッジアッシを組み立てる際には、非磁性筒状部材の内部に可動鉄心を挿入することで、治具を用いず容易に非磁性筒状部材を位置決めできる。これにより、電磁弁用カートリッジアッシの組み立て性を向上できる。この後、磁性筒状部材を可動鉄心の周りに配置し、薄肉部と小径部との外周側に非磁性筒状部材を嵌め込んで非磁性筒状部材を固定する。この状態で、非磁性筒状部材を磁性筒状部材に確実に溶接できる。可動鉄心が突出部を有することにより、固定鉄心との吸着面積（可動鉄心における固定鉄心側の端部の表面積）を大きくし、更に吸引力を強くできる。

第２の発明では、前記電磁弁用カートリッジアッシを備えるので、固定鉄心への可動鉄心の吸引力を強くできる。

第３の発明では、前記電磁弁用ソレノイドを備えるので、固定鉄心への可動鉄心の吸引力を強くできる。

本発明の電磁弁用カートリッジアッシを含む電磁弁を示す縦断面図。 本発明の電磁弁用カートリッジを示す縦断面図。 図２の拡大断面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

図１に示すように、この電磁弁１は、電磁弁用ソレノイド１０と、電磁弁用ソレノイド１０により作動される弁体１２とを備えている。

弁体１２は筒状に形成され、弁体１２の両端を水平方向に貫通する弁体側貫通孔１３を有する。弁体側貫通孔１３内には、環状の突出部で成るランド１５が形成されており、ランド１５の軸方向に移動して流体の流路を切り替えるスプール１４が挿通されている。弁体側貫通孔１３の内面には、環状溝で成る流体の供給流路Ｐ、第１負荷流路Ａ、第２負荷流路Ｂおよび排出流路Ｔが設けられている。そして、スプール１４は、弁体側貫通孔１３内を軸方向に移動してランド１５で各流路Ｐ,Ａ,Ｂ,Ｔを開閉することによって、各流路Ｐ,Ａ,Ｂ,Ｔ間の連通路を切り換える。

電磁弁用ソレノイド１０は、電磁弁用カートリッジアッシ２０と、プッシュピン２２と、コイル２３とを有する。弁体１２の一端には弁体側貫通孔１３と同軸に嵌合孔１６が形成されている。この嵌合孔１６に、電磁弁用カートリッジアッシ２０の固定鉄心４０が嵌合されることによって、電磁弁用カートリッジアッシ２０は弁体１２の一端に一体に取り付け固定される。

電磁弁用カートリッジアッシ２０は、同軸上に配置された磁性筒状部材３０と非磁性筒状部材３５と可動鉄心４５と固定鉄心４０とを備えている。

プッシュピン２２は、電磁弁用カートリッジアッシ２０の固定鉄心４０の中心に設けられた固定鉄心側貫通孔４３に摺動自在に嵌合されている。コイル２３は、樹脂製のコイルポビン２４に巻き回され、電磁弁用カートリッジアッシ２０の外側に対向して配置されている。コイルポビン２４の軸方向両端部にはヨーク２５が設けられ、コイルポビン２４の径方向外側には金属製の筐体２６が設けられている。

以下、本発明の電磁弁用カートリッジアッシ２０について詳述する。

図２および図３に示すように、コイル２３の内周側には、電磁弁用カートリッジアッシ２０の外方から弁体１２側に向かって軸方向に順に、磁性を有する磁性筒状部材３０と、磁性を有しない非磁性筒状部材３５とが設けられている。磁性筒状部材３０の軸方向の外側端部には、ナット２７が固定されている。非磁性筒状部材３５の軸方向の弁体１２側端部には、固定鉄心４０が固定されている。

磁性筒状部材３０は軸方向に延び、一端部がナット２７に固定され、他端部は非磁性筒状部材３５を支持している。本発明では磁性筒状部材３０とは特に、コイル２３およびヨーク２５の内周面と、可動鉄心４５の後述する可動鉄心本体４６の外周面との間に配置されている部分を指す。可動鉄心４５が軸方向に移動すると、可動鉄心本体４６の外周面が磁性筒状部材３０の内周面と摺接する。磁性筒状部材３０の径方向厚さは、非磁性筒状部材３５の径方向厚さよりも厚い。また磁性筒状部材３０には、非磁性筒状部材３５側の端部の外周を全周にわたって切り欠いた薄肉部３１が形成されている。この薄肉部３１に、非磁性筒状部材３５の一端部が嵌合している。

非磁性筒状部材３５は軸方向に延び、径方向厚さが均一の円筒形状である。非磁性筒状部材３５は、軸方向において磁性筒状部材３０と固定鉄心４０との間に配置され、径方向においてコイル２３の内周面と可動鉄心４５の後述する突出部４７との間に配置されている。可動鉄心４５が軸方向に移動すると、突出部４７の外周面が非磁性筒状部材３５の内周面と摺接する。

固定鉄心４０は軸方向に延び、一端部が弁体１２に固定され、他端部は非磁性筒状部材３５を支持している。また固定鉄心４０は、コイル２３およびヨーク２５の内周側に配置され、軸方向において可動鉄心４５の端部と対向している。

固定鉄心４０は、弁体１２に嵌合する固定鉄心本体４１と、固定鉄心本体４１より可動鉄心４５側に形成された小径部４２とを有する。小径部４２は、固定鉄心４０の弁体１２への嵌合側と反対側（可動鉄心４５側）の外周面を全周にわたって切り欠いて形成されている。小径部４２の径方向厚さは、固定鉄心本体４１の径方向厚さより薄い。この小径部４２に、非磁性筒状部材３５の他端部が嵌合している。すなわち、非磁性筒状部材３５は、小径部４２と磁性筒状部材３０の薄肉部３１との外周側に配置され支持されている。なお、磁性筒状部材３０の外周面と、非磁性筒状部材３５の外周面と、固定鉄心本体４１の外周面とが面一になるように配置されている。

可動鉄心４５は、磁性筒状部材３０および非磁性筒状部材３５の内部において軸方向に移動可能に挿入されている。可動鉄心４５は、軸方向に延びる溝（図示せず）が形成された円柱形状であり、ナット２７側から固定鉄心４０側に向かって順に形成された可動鉄心本体４６と突出部４７と段差部４８とを有する。可動鉄心本体４６の外周面の一部は、磁性筒状部材３０の内周面に摺接している。

突出部４７は、可動鉄心本体４６より固定鉄心４０側に形成され、可動鉄心本体４６の外周面から非磁性筒状部材３５に向かって径方向外側に延びている。突出部４７は可動鉄心本体４６より厚肉であり、突出部４７の外周面は非磁性筒状部材３５の内周面に摺接している。また突出部４７は、薄肉部３１より固定鉄心４０側に配置され、突出部４７の外周面は、磁性筒状部材３０の内周面より径方向外方に突出している。なお、薄肉部３１の外周面と突出部４７の外周面と小径部４２の外周面とが面一になるように配置されている。

段差部４８は、可動鉄心４５の固定鉄心４０側端部に形成されている。段差部４８の径方法厚さは、可動鉄心本体４６および突出部４７のいずれの径方向厚さよりも薄い。段差部４８の外周面は、非磁性筒状部材３５の内周面と所定の間隔を隔てて配置されている。段差部４８を設けることで、固定鉄心４０と対向する可動鉄心４５の表面積が大きくなり、固定鉄心４０への可動鉄心４５の吸着力を高めることができる。

突出部４７の段差部４８と反対側の端部、言い換えれば突出部４７の磁性筒状部材３０側の端部には、傾斜面４９（図３参照）が形成されている。この傾斜面４９は、可動鉄心本体４６から固定鉄心４０に向かって可動鉄心４５の径が大きくなるように傾斜している。この傾斜面４９により、可動鉄心４５が非磁性筒状部材３５に対して移動し易くなる。なお、傾斜面４９と対向する薄肉部３１の端面は、可動鉄心４５の軸方向と直交する方向（磁性筒状部材３０の径方向）に延びている。

可動鉄心４５における固定鉄心４０側の端面には、プッシュピン２２の一端が取り付けられている。プッシュピン２２は、固定鉄心側貫通孔４３に挿入されて、スプール１４の一端に連結されている。スプール１４は、可動鉄心４５の移動に伴って、可動鉄心４５と同じ方向に同じ距離だけ移動可能になっている。

上記構成において、コイル２３に通電されると、ヨーク２５、可動鉄心４５および固定鉄心４０を通る磁気回路５２が形成され、この磁気回路５２によって固定鉄心４０には可動鉄心４５を吸引する吸引力が発生する。これにより、可動鉄心４５は、固定鉄心４０に吸引されて固定鉄心４０側に移動し、プッシュピン２２を介してスプール１４を図１中左方向に移動させる。そうすると、第１負荷流路Ａが排出流路Ｔに連通する。

磁気回路５２は図３中、ナット２７側のヨーク２５、磁性筒状部材３０、可動鉄心４５、固定鉄心４０および筐体２６を通るように形成されている。ここで本実施形態では、磁性筒状部材３０より固定鉄心４０側に非磁性筒状部材３５を配置している。磁力は非磁性筒状部材３５を通過しないため、磁性筒状部材３０を通過した磁力は非磁性筒状部材３５を回避し、可動鉄心４５を通過して固定鉄心４０に至る。
[本実施形態の電磁弁用カートリッジアッシの特徴]
本実施形態の電磁弁用カートリッジアッシ２０には以下の特徴がある。

本実施形態の電磁弁用カートリッジアッシ２０では、磁性筒状部材３０が厚いので、コイル２３から生じる磁力を伝導し易くなり、可動鉄心４５に大きな磁力を伝導できる。これにより、固定鉄心４０への可動鉄心４５の吸引力を強くできる。また、電磁弁用カートリッジアッシ２０を組み立てる際には、非磁性筒状部材３５の内部に可動鉄心４５を挿入することで、治具を用いず容易に非磁性筒状部材３５を位置決めできる。これにより、電磁弁用カートリッジアッシ２０の組み立て性を向上できる。この後、磁性筒状部材３０を可動鉄心４５の周りに配置し、薄肉部３１と小径部４２との外周側に非磁性筒状部材３５を嵌め込んで非磁性筒状部材３５を固定する。この状態で、非磁性筒状部材３５を磁性筒状部材３０に確実に溶接できる。可動鉄心４５が突出部４７を有することにより、固定鉄心４０との吸着面積（可動鉄心４５における固定鉄心４０側の端部の表面積）を大きくし、更に前記吸引力を強くできる。

本実施形態の電磁弁用ソレノイド１０では、電磁弁用カートリッジアッシ２０を備えるので、コイル２３から生じる磁力を伝導し易くなり、可動鉄心４５に大きな磁力を伝導できる。

本実施形態の電磁弁１では、電磁弁用ソレノイド１０を備えるので、コイル２３から生じる磁力を伝導し易くなり、可動鉄心４５に大きな磁力を伝導できる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

前記実施形態では、突出部４７の外周面が非磁性筒状部材３５の内周面と摺接した。しかし突出部４７が可動鉄心４５（可動鉄心本体４６）の外周面から非磁性筒状部材３５に向かって延びる限り、突出部４７の外周面の位置は特に限定されない。

前記実施形態では、薄肉部３１の外周面と突出部４７の外周面と小径部４２の外周面とが面一になるように配置したが、これら外周面の位置関係は特に限定されない。

前記実施形態では、可動鉄心４５が、固定鉄心側の端部に段差部４８を有した。しかしこれに限定されず、可動鉄心４５が段差部４８を有さず、可動鉄心４５の固定鉄心４０側の端部に突出部４７を形成しても良い。

１ 電磁弁
１０ 電磁弁用ソレノイド
１２ 弁体
２０ 電磁弁用カートリッジアッシ
２２ プッシュピン
２３ コイル
３０ 磁性筒状部材
３１ 薄肉部
３５ 非磁性筒状部材
４０ 固定鉄心
４２ 小径部
４３ 固定鉄心側貫通孔
４５ 可動鉄心
４７ 突出部

Claims (3)

1. 磁性を有する磁性筒状部材と、
   磁性を有しない非磁性筒状部材と、
   前記磁性筒状部材および前記非磁性筒状部材の内部において軸方向に移動可能に挿入された可動鉄心と、
   軸方向において前記可動鉄心の端部に対向する固定鉄心と、
   を備え、
   前記磁性筒状部材は前記非磁性筒状部材の径方向厚さよりも厚く、前記固定鉄心側端部の外周を切り欠いた薄肉部を有し、
   前記固定鉄心は、前記可動鉄心側端部の外周を切り欠いた小径部を有し、
   前記非磁性筒状部材が、前記薄肉部と前記小径部との外周側に配置され、
   前記可動鉄心が、
   その外周面から前記非磁性筒状部材に向かって延び、前記薄肉部より前記固定鉄心側に配置されて、前記非磁性筒状部材の内周面に摺接する突出部と、
   前記突出部の前記固定鉄心側の端部に形成され、前記可動鉄心の他の部分よりも径方向厚さが薄い段差部と、
   前記突出部の前記磁性筒状部材側の端部に形成され、前記可動鉄心から前記固定鉄心に向かって前記可動鉄心の径が大きくなるように傾斜した傾斜面と、
   を有することを特徴とする電磁弁用カートリッジアッシ。
2. 請求項１に記載の電磁弁用カートリッジアッシと、
   前記電磁弁用カートリッジアッシの前記固定鉄心の中心に設けられた貫通孔に摺動自在に嵌合されたプッシュピンと、
   前記電磁弁用カートリッジアッシの外側に対向して配置されたコイルと
   を備えたことを特徴とする電磁弁用ソレノイド。
3. 請求項２に記載の電磁弁用ソレノイドと、
   前記電磁用ソレノイドにより作動される弁体と、
   を備えたことを特徴とする電磁弁。

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