JP7306880B2

JP7306880B2 - 電磁ソレノイド装置

Info

Publication number: JP7306880B2
Application number: JP2019103581A
Authority: JP
Inventors: 高裕大稲; 祥充梅津
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2023-07-11
Anticipated expiration: 2039-06-03
Also published as: JP2020198361A

Description

本発明は、電磁比例弁等で使用する電磁ソレノイドに関する。

従来、この種の電磁ソレノイド装置として、電磁コイルと、電磁コイルを外周に巻回した筒状のボビンと、ボビンの軸方向一端に対向する第１端板部とボビンの軸方向他端に対向する第２端板部と第１と第２の両端板部を連結する連結板部とを有する磁性材料製のフレームと、ボビンに内挿される、軸方向一端が閉塞された非磁性材料製のガイドパイプと、ガイドパイプに軸方向他端の開放端から摺動自在に挿入される可動鉄心と、ボビンの内周のガイドパイプとの間の隙間に軸方向一端側から挿入される磁性材料製のカラーとを備え、第１端板部からカラーと可動鉄心と第２端板部と連結板部とを介して第１端板部に戻る磁路を通るように電磁コイルへの通電で発生する磁力線により、可動鉄心に軸方向他端側への推力が作用するようにしたものは知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、上記従来例のものでは、フレームの第１端板部とカラーとが別体である。そのため、部品点数が増して、コストアップの要因になっている。また、第１端板部とカラーとの当接具合のバラツキにより、電磁コイルへの通電電流値が同じでも、第１端板部からカラーと可動鉄心と第２端板部と連結板部とを介して第１端板部に戻る磁路を通る磁力線の強さ、即ち、可動鉄心に作用する推力にバラツキを生じてしまう。

特開２０１７－８９７４７号公報

本発明は、以上の点に鑑み、可動鉄心に作用する推力のバラツキを防止でき、且つ、コストダウンを図ることもできるようにした電磁ソレノイド装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、電磁コイルと、電磁コイルを外周に巻回した筒状のボビンと、ボビンの軸方向一端に対向する第１端板部とボビンの軸方向他端に対向する第２端板部と第１と第２の両端板部を連結する連結板部とを有する磁性材料製のフレームと、ボビンに内挿される、軸方向一端が閉塞された非磁性材料製のガイドパイプと、ガイドパイプに軸方向他端の開放端から摺動自在に挿入される可動鉄心と、ボビンの内周のガイドパイプとの間の隙間に軸方向一端側から挿入される磁性材料製のカラーとを備え、第１端板部からカラーと可動鉄心と第２端板部と連結板部とを介して第１端板部に戻る磁路を通るように電磁コイルへの通電で発生する磁力線により、可動鉄心に軸方向他端側への推力が作用するようにした電磁ソレノイド装置において、第１端板部に、絞り加工でカラーが一体に形成され、更に、ボビンの周囲の周方向一箇所のみに位置するように連結板部が設けられ、フレームは、連結板部の一端と他端とに第１端板部と第２端板部とが曲成された側面視コ字状に形成され、ボビンの軸方向一端のフランジ部に、フランジ部の中央部からフランジ部の周方向一箇所の外周面に達する、カラーを収納可能な深さ及び幅の凹部が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、フレームの第１端板部にカラーが一体に形成されるため、上記磁路を通る磁力線の強さに、上記従来例の如く第１端板部とカラーとの当接具合のバラツキに起因したバラツキを生ずることがなく、可動鉄心に作用する推力のバラツキを防止できる。更に、第１端板部とカラーとが一体であるため、部品点数を削減して、コストダウンを図ることもできる。

また、本発明によれば、フレームが１部品で構成されることになり、第１端板部とカラーとの一体化と相俟って部品点数を可及的に削減でき、更には、フレームの第１と第２の両端板部間に、カラーが凹部に収納されるように位置合わせした状態で、ボビンを連結板部の反対側からスライドさせて挿入するだけで、フレームとボビンとを組み付けることができて組立性も向上し、大幅なコストダウンを図ることができる。

本発明の実施形態の電磁ソレノイド装置を具備する電磁比例弁の一例の切断側面図。実施形態の電磁ソレノイド装置の要部の分解状態の斜視図。

図１に示す電磁比例弁は、バーナへのガス供給路に介設されるものであり、一次圧室１１と、一次圧室１１の下方に位置する二次圧室１２と、一次圧室１１と二次圧室１２との間の弁座１３とを有するケーシング１を備えている。一次圧室１１は、その周囲一箇所に形成した入口１１ａを介してガス供給路の上流側部分に連通し、二次圧室１２は、その周囲一箇所に形成した出口１２ａを介してガス供給路の下流側部分に連通している。また、弁座１３には、一次圧室１１と二次圧室１２とを連通する弁孔１３ａが形成されている。二次圧室１２の下面は、ケーシング１に取付けた蓋板１４で閉塞されている。

電磁比例弁は、更に、一次圧室１１の上面を覆うダイヤフラム２と、ダイヤフラム２に連結した弁体３と、弁体３に開き側たる下方への押圧力を付与する本発明の実施形態の電磁ソレノイド装置４とを備えている。

ダイヤフラム２の外周部は、ケーシング１の上面にダイヤフラム２を覆うようにして締結する樹脂製のダイヤフラムカバー２１により一次圧室１１の上面外周部に挟圧固定されている。そして、ダイヤフラム２とダイヤフラムカバー２１との間に、大気開放される背圧室２２が画成されるようにしている。また、ダイヤフラム２の上面には、当該上面に接する下端のフランジ部２３ａを有する筒状の弁体ホルダ２３が設けられている。

弁体３は、弁孔１３ａに挿通され、下方に向けて次第に外径を大きくした傘状の本体部３１と、本体部３１からのびてダイヤフラム２に連結される軸部３２とを有している。軸部３２の上端部には、ダイヤフラム２の下面に接する肩面から上方に突出する小径軸部３２ａが設けられている。そして、この小径軸部３２ａをダイヤフラム２の中心に形成した孔を通して弁体ホルダ２３に嵌合固定することにより、弁体３をダイヤフラム２に連結している。また、弁体２は、蓋板１４との間に介設したバネ３３により閉じ側たる上方に付勢されている。

電磁ソレノイド装置４は、電磁コイル４１と、電磁コイル４１を外周に巻回した筒状のボビン４２と、ボビン４２の軸方向一端たる上端に対向する第１端板部４３１とボビン４２の軸方向他端たる下端に対向する第２端板部４３２と第１と第２の両端板部４３１，４３２を連結する連結板部４３３とを有する磁性材料製のフレーム４３と、ボビン４２に内挿される、軸方向一端たる上端が閉塞された非磁性材料製のガイドパイプ４４と、ガイドパイプ４４に軸方向他端たる下端の開放端から摺動自在に挿入される可動鉄心４５と、ボビン４２の内周のガイドパイプ４４との間の隙間に軸方向一端たる上端側から挿入される磁性材料製のカラー４６とを備えている。そして、第１端板部４３１からカラー４６と可動鉄心４５と第２端板部４３２と連結板部４３３を介して第１端板部４３１に戻る磁路が形成され、電磁コイル４１への通電でこの磁路を通るように発生する磁力線により、可動鉄心４５に軸方向他端側、即ち、下方への推力が作用するようにしている。

フレーム４３は、第２端板部４３２においてダイヤフラムカバー２１の上面に締結されており、可動鉄心４５の下端が弁体３の小径軸部３２ａの上端に当接する。そのため、弁体３に、可動鉄心４５を介して電磁コイル４１への通電電流値に応じた下方への押圧力が作用し、二次圧室１２のガス圧が電磁コイル４１への通電電流値に比例して変化する。尚、ガイドパイプ４４内の上端部には、可動鉄心４５を下方に付勢するバネ４７が設けられている。ここで、バネ４７の付勢力と弁体３を上方に付勢する上記バネ３３の付勢力とは、弁体３及び可動鉄心４５の自重とバネ４７の付勢力との合計がバネ３３の付勢力とバランスするように設定される。

ところで、第１端板部４３１とカラー４６とが別体であると、部品点数が増してコストアップの要因になると共に、第１端板部４３１とカラー４６との当接具合のバラツキにより、電磁コイル４１への通電電流値が同じでも、第１端板部４３１からカラー４６と可動鉄心４５と第２端板部４３２と連結板部４３３とを介して第１端板部４３１に戻る磁路を通る磁力線の強さ、即ち、可動鉄心４５に作用する推力にバラツキを生じ、二次圧室１２のガス圧の比例特性が狂ってしまう。

そこで、本実施形態では、第１端板部４３１にカラー４６を絞り加工で一体に形成している。これによれば、部品点数を削減してコストダウンを図ることができると共に、上記磁路を通る磁力線の強さに、上記の如き第１端板部４３１とカラー４６との当接具合のバラツキに起因したバラツキを生ずることがなく、可動鉄心４５に作用する推力のバラツキを防止して、二次圧室１２のガス圧の比例特性の狂いを防止できる。

ところで、第１端板部４３１と第２端板部４３２とのうちの一方の端板部を連結板部４３３の対応する端部に曲成し、当該一方の端板部との間にボビン４２を挟むようにして他方の端板部をセットし、当該他方の端板部を連結板部４３３の対応する端部のカシメで連結板部４３３に固定することも可能である。然し、これでは、フレーム４３が２部品で構成されることになり、更に、カシメ工程が必要で組立に手間がかかる。

そこで、本実施形態では、ボビン４２の周囲の周方向一箇所のみに位置するように連結板部４３３を設け、更に、フレーム４３を、図２に明示する如く、連結板部４３３の一端と他端、即ち、上端と下端とに第１端板部４３１と第２端板部４３２とが曲成された側面視コ字状に形成している。また、ボビン４２の軸方向一端たる上端のフランジ部４２１に、フランジ部４２１の中央部からフランジ部４２１の周方向一箇所の外周面に達する、カラー４６を収納可能な深さ及び幅の凹部４２２を形成している。

これによれば、フレーム４３が１部品で構成されることになり、第１端板部４３１とカラー４６との一体化と相俟って部品点数を可及的に削減できる。更に、フレーム４３の第１と第２の両端板部４３１，４３２間に、カラー４６が凹部４２２に収納されるように位置合わせした状態で、ボビン４２を連結板部４３３の反対側から矢印の方向にスライドさせて挿入するだけで、フレーム４３とボビン４２とを組み付けることができる。そのため、カシメ工程が不要となって、組立性も向上し、部品点数の削減と相俟って大幅なコストダウンを図ることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態の電磁ソレノイド装置４は、電磁比例弁用のものであるが、他の用途の電磁ソレノイド装置にも同様に本発明を適用できる。

４…電磁ソレノイド装置、４１…電磁コイル、４２…ボビン、４２１…フランジ部、４２２…凹部、４３…フレーム、４３１…第１端板部、４３２…第２端板部、４３３…連結板部、４４…ガイドパイプ、４５…可動鉄心、４６…カラー。

Claims

電磁コイルと、電磁コイルを外周に巻回した筒状のボビンと、ボビンの軸方向一端に対向する第１端板部とボビンの軸方向他端に対向する第２端板部と第１と第２の両端板部を連結する連結板部とを有する磁性材料製のフレームと、ボビンに内挿される、軸方向一端が閉塞された非磁性材料製のガイドパイプと、ガイドパイプに軸方向他端の開放端から摺動自在に挿入される可動鉄心と、ボビンの内周のガイドパイプとの間の隙間に軸方向一端側から挿入される磁性材料製のカラーとを備え、第１端板部からカラーと可動鉄心と第２端板部と連結板部とを介して第１端板部に戻る磁路を通るように電磁コイルへの通電で発生する磁力線により、可動鉄心に軸方向他端側への推力が作用するようにした電磁ソレノイド装置において、
第１端板部に、絞り加工でカラーが一体に形成され、
更に、ボビンの周囲の周方向一箇所のみに位置するように連結板部が設けられ、フレームは、連結板部の一端と他端とに第１端板部と第２端板部とが曲成された側面視コ字状に形成され、ボビンの軸方向一端のフランジ部に、フランジ部の中央部からフランジ部の周方向一箇所の外周面に達する、カラーを収納可能な深さ及び幅の凹部が形成されることを特徴とする電磁ソレノイド装置。