JPH04134973U - ソレノイド弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕第１および第２継鉄部が、コイルを囲繞する円
筒状の第３継鉄部を介して連結されるとともにコイル内
方の連結筒体を介して連結され、連結筒体内には、第１
継鉄部に連なる固定コアから離反する方向にばね付勢さ
れた可動コアが軸方向移動可能に挿入され、可動コアに
は、弁座部材に着座可能な弁体が設けられるソレノイド
弁において、軸方向長さの増大を回避した構造で逆方向
の電磁力が生じるのを極力回避する。 〔構成〕第２継鉄部６は可動コア３４の軸方向外端部を
囲繞するリング状に形成され、第２継鉄部６の内面の軸
方向に沿う中間部から外方側には少なくとも外方に向か
うにつれて拡径した拡径部４１が設けられ、固定コア２
１から最大限離反した位置にある可動コア３４の軸方向
外端は、前記拡径部４１の内端位置Ｐよりも軸方向外方
に位置すべく設定される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、円筒状のコイルの軸方向一側に配置される第１継鉄部と、該コイル の軸方向他側に配置される第２継鉄部とが、コイルを囲繞する円筒状の第３継鉄 部を介して連結されるとともに第３継鉄部と同軸にして前記コイルの内方に配置 される連結筒体を介して連結され、連結筒体の軸方向一端側で第１継鉄部に連な って固定コアが固定配置され、連結筒体内には、固定コアに対向するとともに固 定コアから離反する方向にばね付勢された可動コアが軸方向移動可能に挿入され 、該可動コアには、連結筒体の軸方向に沿ういずれか一方に固定配置される弁座 部材に着座可能な弁体が設けられるソレノイド弁、ならびに円筒状のコイルの軸 方向一側に配置される第１継鉄部と、該コイルの軸方向他側に配置される第２継 鉄部とが、コイルを囲繞する円筒状の第３継鉄部を介して連結されるとともにコ イルの内方に同軸に配置される非磁性筒体と第２継鉄部に嵌合される磁性筒体と が同軸に連なって成る連結筒体を介して連結され、連結筒体の軸方向一端側で第 １継鉄部に連なって固定コアが固定配置され、連結筒体内には、固定コアに対向 するとともに固定コアから離反する方向にばね付勢された可動コアが軸方向移動 可能に挿入され、該可動コアには、連結筒体の軸方向に沿ういずれか一方に固定 配置される弁座部材に着座可能な弁体が設けられるソレノイド弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、かかるソレノイド弁は、たとえば米国特許公報４７９０３５１号公報等 により既に公知であり、コイルを消磁している状態では可動コアを固定コアから 離反させて弁体を弁座部材から離反させた開弁状態としておき、コイルを励磁し たときには第１継鉄部、第３継鉄部、第２継鉄部、磁性筒体、可動コアおよび固 定コアと経由する磁気回路を形成して、可動コアを固定コアに吸着し、それによ り弁体を弁座部材に着座させて閉弁状態を得るようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、上記従来のものでは、開弁状態にあるとき、すなわち可動コアが固 定コアから離反しているときに該可動コアの軸方向外端は第２継鉄部の外端より も軸方向内方位置にある。しかるに、上記従来のような構造にすると、コイルを 励磁して可動コアを固定コア側に前進させるときに、第２継鉄部から可動コアの 後端に回り込む磁束が生じ、これにより可動コアの固定コア側に向けた吸引力と は反対側に向けて可動コアに電磁力が作用し、コイル励磁時の可動コアの作動が 不円滑となるおそれがある。

【０００４】 このような問題を解決するためには、固定コアから最大限離反した位置にある 可動コアの軸方向外端が、第２継鉄部の外端よりも外方に位置するように設定し ておけばよいが、そのような構成を単純に設定すると、ソレノイド弁の軸方向長 さが長くなってしまう。

【０００５】 本考案は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、軸方向長さの増大を回避 した構造で固定コアとは反対側への電磁力が生じるのを極力回避して可動コアの 作動を円滑ならしめたソレノイド弁を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の第１の特徴によれば、円筒状のコイルの 軸方向一側に配置される第１継鉄部と、該コイルの軸方向他側に配置される第２ 継鉄部とが、コイルを囲繞する円筒状の第３継鉄部を介して連結されるとともに 第３継鉄部と同軸にして前記コイルの内方に配置される連結筒体を介して連結さ れ、連結筒体の軸方向一端側で第１継鉄部に連なって固定コアが固定配置され、 連結筒体内には、固定コアに対向するとともに固定コアから離反する方向にばね 付勢された可動コアが軸方向移動可能に挿入され、該可動コアには、連結筒体の 軸方向に沿ういずれか一方に固定配置される弁座部材に着座可能な弁体が設けら れるソレノイド弁において、第２継鉄部は可動コアの軸方向外端部を囲繞するリ ング状に形成され、第２継鉄部の内面の軸方向に沿う中間部から外方側には少な くとも外方に向かうにつれて拡径した拡径部が設けられ、固定コアから最大限離 反した位置にある可動コアの軸方向外端は、前記拡径部の内端位置よりも軸方向 外方に位置すべく設定される。

【０００７】 また本考案の第２の特徴によれば、円筒状のコイルの軸方向一側に配置される 第１継鉄部と、該コイルの軸方向他側に配置される第２継鉄部とが、コイルを囲 繞する円筒状の第３継鉄部を介して連結されるとともにコイルの内方に同軸に配 置される非磁性筒体と第２継鉄部に嵌合される磁性筒体とが同軸に連なって成る 連結筒体を介して連結され、連結筒体の軸方向一端側で第１継鉄部に連なって固 定コアが固定配置され、連結筒体内には、固定コアに対向するとともに固定コア から離反する方向にばね付勢された可動コアが軸方向移動可能に挿入され、該可 動コアには、連結筒体の軸方向に沿ういずれか一方に固定配置される弁座部材に 着座可能な弁体が設けられるソレノイド弁において、磁性筒体の外面には環状の 凹部が設けられ、固定コアから最大限離反した位置にある可動コアの軸方向外端 は、前記凹部の内端位置よりも軸方向外方に位置すべく設定される。

【０００８】

【実施例】

以下、図面により本考案の実施例について説明する。

【０００９】 図１ないし図３は本考案の第１実施例を示すものであり、図１はソレノイド弁 の縦断面図、図２は図１の２部拡大図、図３は可動コアの後端位置に応じた逆方 向電磁力を示すグラフである。

【００１０】 先ず図１において、このソレノイド弁のケーシング１は、鉄系金属等の磁性金 属から成る第１ケース部材３と、ステンレス鋼等から成る第２ケース部材４とを 相互に結合して構成される。第１ケース部材３は、基本的に円筒状である第１継 鉄部５と、第１継鉄部５の外周に連なって同軸に形成される円筒状の第３継鉄部 ７とを一体に備え、第３継鉄部７の端部には段部８を介して薄肉部９が設けられ る。また第２ケース部材４はキャップ状に形成されるものであり、第３継鉄部７ の段部８に第２ケース部材４の外周縁部を当接させた状態で該外周縁部を覆うよ うに薄肉部９をかしめることにより第１および第２ケース部材３，４が結合され 、それによりケーシング１が構成されることになる。

【００１１】 第１ケース部材３における第１継鉄部５の中央部には、その軸線方向外方から 内方に向けて順に大径となる第１孔１１、第２孔１２、第３孔１３、第４孔１４ 、第５孔１５および第６孔１６が相互間に段差をなして同軸に穿設される。而し て第２孔１２には、第１孔１１と同軸の弁孔１７を有して基本的に円筒状に形成 される弁座部材１８が圧入、固着される。また第４孔１４には、弁座部材１８と の間に弁室１９を形成するリング状の案内部材２０が圧入、固着され、第５孔１ ５には、鉄系金属等の磁性金属から基本的に円筒状に形成される固定コア２１が 嵌入される。また第１継鉄部５の外周面には環状溝２２が設けられるとともに該 環状溝２２を弁室１９に連通させる連通路２３が穿設される。

【００１２】 第１ケース部材３の第１継鉄部５と、第２ケース部材４との間には、第１継鉄 部５側から順に、ボビン２５に巻装されて円筒状に構成されたコイル２６と、鉄 系金属等の磁性金属によりリング状に形成される第２継鉄部６とが挟持される。 すなわちコイル２６の軸方向両側には第１および第２継鉄部５，６が配置され、 コイル２６は第３継鉄部７で囲繞されることになる。

【００１３】 第１および第２継鉄部５，６は、第３継鉄部７と同軸にしてコイル２６の内方 に配置される連結筒体２７を介して連結されるものであり、この連結筒体２７は 、非磁性材料たとえばステンレス鋼により円筒状に形成されるとともに第１継鉄 部５の第６孔１６および固定コア２１間に一端を嵌合させる非磁性筒体２８と、 磁性材料たとえば電磁軟鉄により非磁性筒体２８と同一内、外径の円筒状に形成 されるとともに第２継鉄部６および第２ケース部材４に嵌合される磁性筒体２９ とが同軸に結合されて成るものである。而して非磁性筒体２８および磁性筒体２ ９の対向端部には相互に嵌合可能な嵌合筒部２８ａ，２９ａがそれぞれ設けられ ており、嵌合筒部２８ａ，２９ａを相互に嵌合して同軸に連なる非磁性筒体２８ および磁性筒体２９が第１継鉄部５および第２ケース部材４間に挟持される。し かも非磁性筒体２８は、コイル２６の軸方向に沿うほぼ全長にわたる長さを有す るように形成されている。

【００１４】 連結筒体２７の第２ケース部材４側端部にはステンレス鋼等の非磁性材料から 成るストッパ３０が嵌合され、該ストッパ３０の外面には連結筒体２７における 磁性筒体２９の内面に接触するシール部材３１が嵌着される。また非磁性筒体２ ８および磁性筒体２９の結合部外面と、非磁性筒体２７の第１継鉄部５との結合 部外面にはシール部材３２，３３がそれぞれ嵌着されており、これらのシール部 材３１〜３３により連結筒体２７内と外部との間のシールが果たされる。

【００１５】 連結筒体２７内で固定コア２１およびストッパ３０間には、鉄系金属から成る 可動コア３４が軸方向移動可能に挿入されており、この可動コア３４および固定 コア２１間には可動コア３４を固定コア２１から離反する方向に付勢する戻しば ね３５が縮設される。また可動コア３４およびストッパ３０間には薄い環状に形 成されるスペーサ３６が介装される。

【００１６】 可動コア３４の中央部には、弁軸３７が貫通、固定されており、該弁軸３７の 一端部は固定コア２１を移動自在に貫通するとともに案内部材２０で軸方向移動 を案内されるようにして弁室１９内に突入され、該弁軸３７の一端に弁座部材１ ８に着座して弁孔１７を閉鎖可能な球状の弁体３８が固着される。また弁軸３７ の他端部はストッパ３０に軸方向移動可能に嵌合される。しかも可動コア３４に は、その軸方向移動時に流体を流通させるための複数の流通孔３９が軸方向全長 にわたって穿設され、案内部材２０、固定コア２１およびストッパ３０の内面に は弁軸３７との間での流体流通を許容するための軸方向に延びる溝２０ａ，２１ ａ，３０ａが周方向に間隔をあけた複数たとえば４個所にそれぞれ設けられてい る。

【００１７】 図２において、第２継鉄部６の内周には、連結筒体２７における磁性筒体２９ を嵌合して可動コア３４の軸方向外端部を囲繞する円形の孔４０が設けられ、こ の孔４０の中間部から軸方向外方側には、軸方向外方に向かうにつれて大径とな るテーパ状の拡径部４１が設けられる。しかも可動コア３４が固定コア２１から 最大限離反した位置にある状態（図１および図２の状態）で、可動コア３４の軸 方向外端は、前記拡径部４１の内端位置Ｐよりも距離Ｌだけ軸方向外方に位置す るように設定されており、距離Ｌは、可動コア３４が固定コア２１から最大限離 反した位置から固定コア２１側に最大限移動する距離と同等、もしくはそれより も大きく設定されている。

【００１８】 ところで、可動コア３４が固定コア２１から離反しているときに該可動コア３ ４の軸方向外端が第２継鉄部６の外端よりも軸方向内方位置にある場合には、コ イル２６を励磁して可動コア３４を固定コア２１側に前進させるときに、第２継 鉄部６から可動コア３４の後端に回り込む磁束が生じ、これにより可動コア３４ の固定コア２１側に向けた吸引力とは反対側に向けて可動コア３４に電磁力が作 用するものであり、図３で示すように、距離Ｌが「０」近傍で上記逆方向の電磁 力は急激に大きくなるものである。

【００１９】 しかるに本考案に従って距離Ｌがプラスの値となるように設定することにより 前記逆方向の電磁力が可動コア３４に作用することを極力回避可能となる。

【００２０】 次にこの実施例の作用について説明すると、コイル２６の消磁時には可動コア ３４は戻しばね３５のばね力によりストッパ３０側の位置にあり、弁体３８は弁 座部材１８から離反して弁孔１７を開放した開弁状態にある。この開弁状態でコ イル２６を励磁すると、図１の矢印で示すように、第１継鉄部５、第３継鉄部７ 、第２継鉄部６、磁性筒体２９、可動コア３４および固定コア２１と経由する磁 気回路が形成され、可動コア３４を固定コア２１に吸着し、弁体３８を弁座部材 １８に着座させて閉弁状態を得ることができる。

【００２１】 このようなソレノイド弁において、閉弁作動時すなわちコイル２６を励磁した ときには、第２継鉄部６から磁性筒体２９を経て可動コア３４に作用する磁束の 大半は第１孔４０と磁性筒体２９との接触面を通過することになる。而して可動 コア３４の後端は拡径部４１の内端位置Ｐよりも軸方向外方位置にあるので、第 ２継鉄部６から可動コア３４の後方に回り込む磁束により生じる逆方向の電磁力 を極力小さく抑えることができ、それにより可動コア３４すなわち弁体３８の移 動を円滑にして開弁状態から閉弁状態への切換を速やかにすることができる。

【００２２】 しかも第２継鉄部６に拡径部４１を設けたことにより、距離Ｌを確保するにあ たって可動コア３４の軸方向長さを大とすることが不要であり、それに伴ってソ レノイド弁の軸方向長さを小さくすることができる。また磁性筒体２９を充分に 長くして可動コア３４の軸方向移動を確実に案内することが可能である。

【００２３】 図４は本考案の他の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する 部分には同一の参照符号を付す。

【００２４】 ケーシング１は、第１ケース部材３と、磁性金属から成る第２ケース部材４′ とを相互に結合して構成され、第２ケース部材４′には第２継鉄部６′が一体に 設けられる。この第２継鉄部６′の中央部に設けられた孔４０′において、その 軸方向中間部から外方側には、段差をなして拡径部４１′が設けられる。

【００２５】 この第２実施例によっても、上記第１実施例と同様の効果を奏することができ る。

【００２６】 本考案の第３実施例として、図５で示すように、上記第２実施例における第２ 継鉄部６′の内面にテーパ状の拡径部４１を設けるようにしてもよい。

【００２７】 図６は本考案の第４実施例を示すものであり、上記各実施例に対応する部分に は同一の参照符号を付す。

【００２８】 連結筒体２７′は、第１継鉄部５に連なる非磁性筒体２８と、第２ケース部材 ４′と一体である第２継鉄部６′の中央部に設けられた孔４０″に嵌合される磁 性筒体２９′とが同軸に連なって構成され、磁性筒体２９′の外面には環状の凹 部４２が設けられる。而して、可動コア３４が固定コア２１から最大限離反した 位置にある状態（図６の状態）で、可動コア３４の軸方向外端は、前記凹部４２ の内端位置Ｐ′よりも距離Ｌだけ軸方向外方に位置するように設定されており、 距離Ｌは、可動コア３４が固定コア２１から最大限離反した位置から固定コア２ １側に最大限移動する距離と同等、もしくはそれよりも大きく設定される。

【００２９】 この第４実施例によれば、閉弁作動時すなわちコイル２６を励磁したときには 、第２継鉄部６′から磁性筒体２９′を経て可動コア３４に作用する磁束の大半 は凹部４２よりも軸方向内方側での孔４０″と磁性筒体２９′との接触面を通過 することになり、可動コア３４の後端は凹部４２の内端位置Ｐ′よりも軸方向外 方位置にあるので、第２継鉄部６′から可動コア３４の後方に回り込む磁束によ り生じる逆方向の電磁力を極力小さく抑えることができ、それにより可動コア３ ４すなわち弁体３８の移動を円滑にして開弁状態から閉弁状態への切換を速やか にすることができる。

【００３０】 しかも磁性筒体２９′に凹部４２を設けたことにより、距離Ｌを確保するにあ たって可動コア３４の軸方向長さを大とすることが不要であり、それに伴ってソ レノイド弁の軸方向長さを小さくすることができる。また磁性筒体２９′を充分 に長くして可動コア３４の軸方向移動を確実に案内することが可能である。

【００３１】 本考案は、上記実施例のような常開型ソレノイド弁に限らず、常閉型ソレノイ ド弁に関しても適用可能である。

【００３２】

【考案の効果】

以上のように本考案の第１の特徴によれば、第２継鉄部は可動コアの軸方向外 端部を囲繞するリング状に形成され、第２継鉄部の内面の軸方向に沿う中間部か ら外方側には少なくとも外方に向かうにつれて拡径した拡径部が設けられ、固定 コアから最大限離反した位置にある可動コアの軸方向外端は、前記拡径部の内端 位置よりも軸方向外方に位置すべく設定されるので、コイル励磁時に第２継鉄部 から可動コアの後方に磁束が回り込むことを極力回避して可動コアに逆方向の電 磁力が作用することを極力抑え、可動コアの作動を円滑にするにもかかわらず、 軸方向長さが大となることを回避することができる。

【００３３】 また本考案の第２の特徴によれば、第２継鉄部に嵌合される磁性筒体の外面に は環状の凹部が設けられ、固定コアから最大限離反した位置にある可動コアの軸 方向外端は、前記凹部の内端位置よりも軸方向外方に位置すべく設定されるので 、コイル励磁時に第２継鉄部から可動コアの後方に磁束が回り込むことを極力回 避して可動コアに逆方向の電磁力が作用することを極力抑え、可動コアの作動を 円滑にするにもかかわらず、軸方向長さが大となることを回避することができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例のソレノイド弁の縦断面図
である。

【図２】図１の２部拡大図である。

【図３】可動コアの後端位置に応じた逆方向電磁力を示
すグラフである。

【図４】本考案の第２実施例のソレノイド弁の縦断面図
である。

【図５】本考案の第３実施例のソレノイド弁の縦断面図
である。

【図６】本考案の第４実施例のソレノイド弁の縦断面図
である。

【符号の説明】

５ 第１継鉄部 ６，６′ 第２継鉄部 ７ 第３継鉄部 １８ 弁座部材 ２１ 固定コア ２６ コイル ２７，２７′ 連結筒体 ２８ 非磁性筒体 ２９′ 磁性筒体 ３４ 可動コア ３８ 弁体 ４１，４１′ 拡径部 ４２ 凹部 Ｐ，Ｐ′ 内端位置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のコイル（２６）の軸方向一側に
   配置される第１継鉄部（５）と、該コイル（２６）の軸
   方向他側に配置される第２継鉄部（６，６′）とが、コ
   イル（２６）を囲繞する円筒状の第３継鉄部（７）を介
   して連結されるとともに第３継鉄部（７）と同軸にして
   前記コイル（２６）の内方に配置される連結筒体（２
   ７）を介して連結され、連結筒体（２７）の軸方向一端
   側で第１継鉄部（５）に連なって固定コア（２１）が固
   定配置され、連結筒体（２７）内には、固定コア（２
   １）に対向するとともに固定コア（２１）から離反する
   方向にばね付勢された可動コア（３４）が軸方向移動可
   能に挿入され、該可動コア（３４）には、連結筒体（２
   ７）の軸方向に沿ういずれか一方に固定配置される弁座
   部材（１８）に着座可能な弁体（３８）が設けられるソ
   レノイド弁において、第２継鉄部（６，６′）は可動コ
   ア（３４）の軸方向外端部を囲繞するリング状に形成さ
   れ、第２継鉄部（６，６′）の内面の軸方向に沿う中間
   部から外方側には少なくとも外方に向かうにつれて拡径
   した拡径部（４１，４１′）が設けられ、固定コア（２
   １）から最大限離反した位置にある可動コア（３４）の
   軸方向外端は、前記拡径部（４１，４１′）の内端位置
   （Ｐ）よりも軸方向外方に位置すべく設定されることを
   特徴とするソレノイド弁。
2. 【請求項２】 円筒状のコイル（２６）の軸方向一側に
   配置される第１継鉄部（５）と、該コイル（２６）の軸
   方向他側に配置される第２継鉄部（６′）とが、コイル
   （２６）を囲繞する円筒状の第３継鉄部（７）を介して
   連結されるとともにコイル（２６）の内方に同軸に配置
   される非磁性筒体（２８）と第２継鉄部（６′）に嵌合
   される磁性筒体（２９′）とが同軸に連なって成る連結
   筒体（２７′）を介して連結され、連結筒体（２７′）
   の軸方向一端側で第１継鉄部（５）に連なって固定コア
   （２１）が固定配置され、連結筒体（２７′）内には、
   固定コア（２１）に対向するとともに固定コア（２１）
   から離反する方向にばね付勢された可動コア（３４）が
   軸方向移動可能に挿入され、該可動コア（３４）には、
   連結筒体（２７′）の軸方向に沿ういずれか一方に固定
   配置される弁座部材（１８）に着座可能な弁体（３８）
   が設けられるソレノイド弁において、磁性筒体（２
   ９′）の外面には環状の凹部（４２）が設けられ、固定
   コア（２１）から最大限離反した位置にある可動コア
   （３４）の軸方向外端は、前記凹部（４２）の内端位置
   （Ｐ′）よりも軸方向外方に位置すべく設定されること
   を特徴とするソレノイド弁。