JPH0410653Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、たとえば油空圧装置の制御弁を作動
するアクチユエータに用いられるソレノイドに関
し、特に作動ストロークを電気的に制御できるよ
うにしたものに関する。

（従来の技術） 従来、この種のソレノイドとしては、たとえば
第３図に示すようなものがる。すなわち、１００
は内部に中空のプランジヤ室１０１が形成された
円筒状のボデイであり、このプランジヤ室１０１
内に磁性体製のプランジヤ１０２が軸方向に往復
動自在に収納されている。そしてボデイ１００の
外周にはボデイ１００を取囲むように円筒状のコ
イル部１０３が嵌着されている。一方、プランジ
ヤ室１０１内に収納されたプランジヤ１０２の一
端側にはスプリング１０４が介装されていて、プ
ランジヤ１０２をスプリング１０４の付勢力によ
つて原位置に復帰させる作用をする。また、プラ
ンジヤ１０２の他端には、プランジヤ１０２の軸
方向に延びる作動軸１０５が設けられている。作
動軸１０５はボデイ１００に設けた案内孔１０６
を介してプランジヤ室１０１の外方に突出して先
端がバルブ１０７に係合しており、プランジヤ１
０２の往復作動によつてバルブ１０７の作動を制
御している。すなわち、コイル部１０３に通電す
ると、プランジヤ室１０１内を通る磁束によつて
プランジヤ１０２が作動軸１０５側に移動し、作
動軸１０５が伸長作動する。また、コイル部１０
３への通電を遮断すると、スプリング１０４およ
びバルブ１０７側のスプリング１０８のばね力に
よつてプランジヤ１０２が原位置に復帰して作動
軸１０５が収縮作動する。そして、コイル部１０
３への通電によつて生じるプランジヤ１０２を吸
引する磁気吸引力の大きさと、スプリング１０
４，１０８のばね力とがバランスした位置でプラ
ンジヤ１０２が停止し、通電する電流値を制御す
ることによつて、バルブ１０７の作動ストローク
を制御していた。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、斯かる従来技術にあつては、ソレノイ
ドの吸引力特性は、コイル部１０３、ボデイ１０
０およびプランジヤ１０２の関係で一意的に決定
されるもので、その線形制御範囲と吸引力範囲も
同時に決定されるという制限がある。第４図はソ
レノイドの吸引力特性を示しており、従来のソレ
ノイドでは、実線で示すように線形制御可能な使
用電流範囲Ａは狭く、この使用電流範囲Ａでの使
用吸引力Ｆの範囲C′も狭かつた。そのためソレノ
イドに作動連結される油圧制御弁等のバルブ１０
７のストロークも、勢い制限されるという問題が
あつた。

本考案は上記した従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところ
は、限られた電流範囲での吸引力特性を高め得る
ソレノイドを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案にあつて
は、コイル部と、該コイル部内周側にコイル部の
中心軸方向に沿つて往復動自在に挿入される磁性
体製のプランジヤ部とを備え、上記コイル部へ通
電することによつて上記プランジヤ部を磁気吸引
して移動せしめるソレノイドにおいて、 前記プランジヤ部を、内部に中空のスプール室
を設けたプランジヤ本体と、上記スプール室内に
プランジヤ部の中心軸方向に往復動自在に収納さ
れるスプールとにより構成し、上記スプールをプ
ランジヤ本体に対してプランジヤ部の磁気吸引方
向と反対方向に付勢してプランジヤ本体とスプー
ル間に隙間を形成する付勢手段を設けて成ること
を特徴とする。

（作用） 而してコイル部に通電する電流が低電流値の場
合には、プランジヤ本体とスプールとの隙間は付
勢手段によつて大きくなつており、プランジヤ部
内部を磁束は通りにくくなつて吸引力は小さい。
一方、電流が大きくなると、スプールに作用する
磁気吸引力は増大して付勢手段の付勢力に抗して
スプールがプランジヤ本体に対して隙間を狭める
方向に移動する。このように隙間が狭くなつた分
だけプランジヤ部内部を通る磁束は通りやすくな
つて、プランジヤ部全体に作用する磁気吸引力は
急激に大きくなる。したがつて狭い電流範囲でも
つて磁気吸引力は大きく変化する。

（実施例） 以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明す
る。本考案の一実施例に係るソレノイドを示す第
１図および第２図において、１はソレノイドを示
しており、概略ボデイ２と、ボデイ２内に収容さ
れるプランジヤ部３と、ボデイ２に取付けられる
コイル部４とから構成されている。

上記ボデイ２はコイル部４の上半部内周に嵌合
される磁性体製の本体部２１と、コイル部４の下
半部内周に嵌合されると共にコイル部４の端面に
当接する磁性体製のキヤツプ部２２と、上記本体
部２１とキヤツプ部２２との間に介在する非磁性
体製のリング２３とから構成されている。上記本
体部２１内には上記プランジヤ部３を収納するた
めのプランジヤ収納室５が設けられている。この
プランジヤ収納室５はキヤツプ部２２側が開口し
ており、キヤツプ部２２によつて閉塞されてい
る。そして内部に上記プランジヤ部３がコイル部
４の中心軸方向に沿つて摺動可能に収納されてい
る。そして収納室５の奥端壁６とプランジヤ部３
との間には、プランジヤ部３を原位置に復帰させ
るための戻しスプリング７が介装されている。こ
の戻しスプリング７の一端はプランジヤ部３に結
合され、他端が奥端壁６に穿設したねじ孔６ａに
ねじ込まれる調整ねじ８に結合されている。

一方、上記プランジヤ部３のキヤツプ部２２側
の端部には、プランジヤ３の中心軸方向に沿つて
延びる作動軸９が突設されており、この作動軸９
はキヤツプ部２２に穿設した案内孔２２ａに挿通
されている。プランジヤ部３は、内部に中空のス
プール室１０を設けたプランジヤ本体３１と、上
記スプール室１０内にプランジヤ部３の中心軸方
向に摺動可能に収納されるスプール３２とにより
構成されている。

プランジヤ本体３１はプランジヤ収納室５の奥
端側が開口した有底円筒状の筒状体３１ａと、筒
状体３１ａの開口部を閉塞する蓋体３１ｂとから
成つており、スプール３２とプランジヤ本体３１
の底壁部３１ｃとの間に付勢手段としてのスプリ
ング１１が縮装されており、そのばね力によつて
スプール３２をプランジヤ本体３１の蓋体３１ｂ
側、すなわちプランジヤ部３の磁気吸引方向と反
対側に付勢してスプール３２とプランジヤ本体３
１の底壁部３１ｃとの間にスプール３２の軸方向
に所定の隙間ｇを形成している。このスプール３
２とプランジヤ本体３１の底壁部３１ｃとの対向
面はプランジヤ部３の中心軸に対して直角に互い
に平行に形成されていて、スプール３２は底壁部
３１ｃと平行状態を保ちながら往復移動するよに
なつている。

また、スプール３２の底壁部３１ｃとの対向面
の中央には、上記スプリング１１の一端が収納さ
れる凹部１２が形成されており、スプール３２が
底壁部３１ｃ側に吸引された際に、スプリング１
１を凹部１２内に完全に収納してスプール３２と
底壁部３１ｃの隙間ｇをゼロにするようになつて
いる。そして、上記スプリング１１については、
使用条件に応じた任意の電流値によつてプランジ
ヤ本体３１の底壁部３１ｃとスプール３２とが接
するように荷重設定しておく。

一方、コイル部４の外周には磁性体製のケーシ
ング４１が被冠されており、コイル部４通電時に
おける磁束を案内するようになつている。

尚、１３は作動軸９によつて作動制御されるバ
ルブであり、バルブ用スプリング１４によつてバ
ルブ１３を作動軸９側に付勢している。

つぎに上記構成のソレノイドの作動について説
明する。まづ、コイル部４に電流を流さない状態
では、プランジヤ部３はプランジヤ部３背面側の
戻しスプリング７と、バルブ１３に設けられてい
るバルブ用スプリング１４のばね力によつて原位
置において位置決め保持されている。この原位置
は戻しスプリング７の調整ねじ８のねじこみ量を
調整することによつて調整される。

つぎにコイル部４に電流を流すと、コイル部４
が励磁されて、ボデイ２のキヤツプ部２２、プラ
ンジヤ部３、ボデイ２の本体部２１およびコイル
部４に被冠されるケース４１を結ぶ磁気回路Ｈが
形成される。そしてプランジヤ部３がキヤツプ部
２２側に磁気吸引され、プランジヤ部３がバルブ
用スプリング１４と戻しスプリング７のばね力に
抗してキヤツプ部２２側に移動する。このプラン
ジヤ部３の移動量は、原位置からプランジヤ部３
に作用する磁気吸引力と、バルブ用スプリング１
４およびプランジヤ戻しスプリング７のばね力と
のバランス位置までとなる。ここで、上記プラン
ジヤ戻しスプリング７は必ずしも必要ではない
が、この戻しスプリング７によつてプランジヤ部
３の原位置を調整することが可能となる。

ここで、プランジヤ部３に作用する磁束の状態
について説明すると、磁束はプランジヤ本体３１
とスプール３２を貫いて通るが、電流値Ｉが第４
図に示した使用電流範囲Ａの下限値I₀よりも小さ
い低電流域Ｂにおいては、プランジヤ本体３１の
底壁部３１ｃとスプール３２との隙間ｇが比較的
大きく、この隙間ｇの空間があるためにプランジ
ヤ本体３１とスプール３２との間に磁束が通りに
くく、プランジヤ部３に作用する吸引力Ｆは小さ
い。すなわちプランジヤ部３に作用する吸引力の
大きさは、第４図に点線で示すように従来に比べ
て小さくなる。

つぎに、電流値が、使用電流範囲Ａの下限値I₀
に達すると、スプール３２に作用する磁気吸引力
がスプリング１１のばね力よりも大きくなつて、
スプール３２が上記隙間ｇを小さくする方向に移
動する。この隙間ｇが小さくなるにつれて、スプ
ール３２とプランジヤ本体３１の底壁部３１ｃ間
に磁束が通り易くなつて磁束が増大し、プランジ
ヤ部３全体に作用する磁気吸引力は急激に大きく
なる。本実施例では第４図に示すように使用電流
範囲Ａの上限値I₁でもつてスプール３２とプラン
ジヤ本体３１との間の隙間ｇが０となつて、スプ
ール３２とプランジヤ本体３１とが一体となり従
来のプランジヤ部３の場合と同等の吸引力F₁に
達する。すなわち、スプール３２とプランジヤ本
体３１間の隙間ｇの分だけ従来のプランジヤに比
べて吸引力が小さくなつており、電流が大きくな
るにつれて隙間ｇが小さくなる分だけ吸引力増大
の勾配が大きくなるような特性となつている。上
記スプール３２とプランジヤ本体３１間の隙間ｇ
が０となる電流値の設定は、隙間ｇの幅、スプリ
ング１１のばね定数等によつて任意に設定するこ
とが可能であり、使用電流範囲Ａの中間値でもつ
て隙間ｇが０となるような特性とすることもでき
る。

このように、プランジヤ部３を、プランジヤ本
体３１とスプール３２との二重構造とし、スプー
ル３２とプランジヤ本体３１間の隙間ｇを電流値
に応じて変化させてプランジヤ部３を通る磁束の
通り易さを変化させるようにしたので、使用電流
範囲Ａにおける使用吸引力範囲Ｃの幅を広くとる
ことができる。したがつて、従来の例と比較する
と、たとえば使用電流範囲の下限値I₀における吸
引力は従来に比べて小さいので、戻しスプリング
７およびバルブ用スプリング１４のばね力に抗し
て移動するプランジヤ部３の移動量は小さく、バ
ルブ１３の作動ストロークは小さくなる。一方、
上限値I₁付近になると、吸引力Ｆは従来と同等で
バルブ１３のストロークも同等となる。したがつ
て、バルブ１３のストローク制御を大きくするこ
とができる。

尚、本実施例にあつてはソレノイド１をバルブ
１３の作動制御用として用いたが、バルブ１３の
制御に限定されるものではなく、種々の装置の制
御用アクチユエータとして用いることができるこ
とはもちろんである。

（考案の効果） 本考案は以上の構成および作用から成るもの
で、プランジヤ部をプランジヤ本体とスプールと
の２重構造として内部に隙間を設け、低電流範囲
では磁束を通りにくくして吸引力を小さく制限
し、使用電流範囲においてスプールを移動させて
隙間を小さくしてプランジヤ部内部の磁束を通り
易くしたので、隙間の変化によつて磁気吸引力を
大きく変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るソレノイドの
縦断面図、第２図イおよびロは第１図の装置の低
電流時および高電流時におけるプランジヤ部の拡
大縦断面図、第３図は従来のソレノイドの縦断面
図、第４図は従来のソレノイドと本考案のソレノ
イドの吸引力特性を示したグラフである。 符号の説明、１……ソレノイド、２……ボデ
イ、２１……本体部、２２……キヤツプ部、３…
…プランジヤ部、３１……プランジヤ本体、３２
……スプール、３１ａ……筒状体、３１ｂ……蓋
体、３１ｃ……底壁部、４……コイル部、４１…
…ケース、５……プランジヤ収納室、９……作動
軸、１０……スプール室、１１……スプリング
（付勢手段）、１３……バルブ、ｇ……隙間、Ｈ…
…磁気回路、Ａ……使用電流範囲、I₀……下限
値、I₁……上限値。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 コイル部と、該コイル部内周側にコイル部の中
   心軸方向に沿つて往復動自在に挿入される磁性体
   製のプランジヤ部とを備え、上記コイル部へ通電
   することによつて上記プランジヤ部を磁気吸引し
   て移動せしめるソレノイドにおいて、 前記プランジヤ部を、内部に中空のスプール室
   を設けたプランジヤ本体と、上記スプール室内に
   プランジヤ部の中心軸方向に往復動自在に収納さ
   れるスプールとにより構成し、上記スプールをプ
   ランジヤ本体に対してプランジヤ部の磁気吸引方
   向と反対方向に付勢してプランジヤ本体とスプー
   ル間に隙間を形成する付勢手段を設けて成ること
   を特徴とするソレノイド。