JPH0448604A - 電磁弁用ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電磁弁用ソレノイド、特に、パイロット式電磁
弁に適用できるソレノイドに関する。

（従来技術） 従来、電磁弁用ソレノイドとしては、たとえば、第７図
ないし第９図に示すように、パイロット式２ボート電磁
弁に適用するものかある。

すなわち、この電磁弁は弁本体１とソレノイド１０とか
らなり、弁本体１は流入路２および流出路３を有し、そ
れぞれの開口部がダイヤフラム４でシールされている。

このダイヤフラム４は中央部にサブポート５を備えた弁
座６を有するとともに、前記流入路２に連通ずるパイロ
ット孔７を有する。

ソレノイド１０は、大略、電磁石部１】と、シールドケ
ース２０と、プランツヤ３０とからなる。

電磁石部１１は円筒形胴部の両端に鍔部を有するスプー
ル１２にコイル１３を巻回し、これを断面路コ字形のヨ
ーク１４に組み付けたものである。

前記スプール］２は胴部に設けた貫通孔１２ａの内周面
に環状の突部１２ｂを一体成形したもので、前記突部１
２ｂの下方側に位置する内周面に、円筒形状の第２補助
ヨーク１６を圧入、固定し、前記ヨーク１４に組み付け
て位置決めした後、前記ヨーク１４の上方水平部に設け
た取付孔から円筒形状の第１補助ヨーク１５を圧入する
ことにより、前記突部１２ｂの上方側に位置する内周面
に、前記第１補助ヨーク１５か圧入、固定されている。

したかって、第１．第２補助ヨーク１５，１．６はプラ
ンジャ３０を介して磁気回路を構成する。

なお、電磁石部１１は前記コイル］３の引き出し線をか
らげてハンダ付けしたコイル端子１７゜１７を、スプー
ル１２に樹脂材１８で一体にモールドしである。

シールドケース２０は非磁性材からなる有底円筒形状を
有するもので、前記スプール１２に組み付けた第１．第
２補助ヨーク１５．１６に挿通でき、かつ、後述するプ
ランジャ３０を軸心方向に往復移動自在に収納する一方
、上方開口部は前記タイヤフラム４の下面縁部を押圧し
て予圧室２１を形成できる浅鍋し状となっている。

プランツヤ３０は円柱形状の可動鉄芯からなり、上端部
にコム材からなるパイロット弁体３１を有するもので、
前記シールドケース２０内にコイルばね３２を介して軸
心方向に往復移動自在に収納されている。

したがって、前述の構成からなる電磁弁によれば、オフ
状態の場合にはコイルばね３２のばね力によって可動鉄
芯であるプランジャ３０が上方に付勢されているため、
プランジャ３０の上端部に設けたゴム材からなるパイロ
ット弁体３１か、弁座６に設けたサブポート５を７−ル
している。このため、予圧室２１内の圧力は流入路２と
同圧であり、かつ、流出路３よりも高圧であるのて、タ
イヤフラム４は流出路３のメインポート８を７−ルして
いる（第７図）。

そして、フィル１３を励磁することにより、コイルばね
３２のばね力、液体の圧力およびパイロ。

ト弁体３１の粘着力の合力に抗してプランジャ３Ｏを引
き込むと、パイロット弁体３１の上端面が弁座６の下面
から離れて間隙２２か形成される（第８図）。すると、
この間隙２２を介して流体かサブポート５から流出路３
に流出すると同時に、流体かパイロット弁体３１の上端
面を押圧するとともに、予圧室２１内の圧力を低下させ
、タイヤフラム４の上下に差圧が生じる。さらに、フィ
ル１３の磁力によ−）でプランジャ３０か引き込まれる
と、ダイヤフラム４の上下に生した差圧に基つき、ダイ
ヤフラム４か下降して流出路３のメインポート８を開き
、流体か流入路２から流出路３へ直接流れ込む（第９図
）。

ついて、前記コイル１３の励磁を解くと、コイルばね３
２のばね力によってプランツヤ３０か上昇し、その上端
部に設けられたパイロット弁体３１がサブポート５を７
−ルする。このため、タイヤフラム４のパイロット孔７
から流体か流れ込んで予圧室２１内の圧力か高まり、タ
イヤフラム４が上昇し、メインポート８が再ひシールさ
れて流体の流出か止まる。

以上の説明から明らかなように、前述の構成からなる電
磁弁はプランジャ３０を引き込む際の初期駆動時に、コ
イルばね３２のばね力および流体の圧力等の合力よりも
大きな引き込み力を必要とするか、その後は流入する流
体の圧力を利用してメインポート８を開くものであるの
で、初期駆動後は大きな引き込み力を必要としない。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述の電磁弁はプランジャ３０の初期駆
動時に必要な引き込み力を基準に設計されているので、
第１０図に示すように初期駆動後も初期駆動時とほぼ同
様な引き込み力でプランジャ３０を引き込む。このため
、消費電力に無駄があるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑み、消費電力か少ない電磁弁用
ソレノイドを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明にかかる電磁弁用ソレノイドは前記目的を達成す
るため、スプールにコイルを巻回して形成した電磁石部
と、前記スプールに設けた貫通孔に軸心方向に往復移動
自在に収納したプランジャとからなり、前記電磁石部の
励磁、消磁に基づいて往復移動する前記プランジャによ
り、弁本体の流路を開閉する電磁弁用ソレノイドにおい
て、前記プランジャを長さ方向に２分割して第１可動鉄
芯および第２可動鉄芯とし、第１可動鉄芯と第２可動鉄
芯との間に設けたばね部材を介し、無励磁時に第１可動
鉄芯および第２可動鉄芯の対向する吸着面間に、間隙を
形成できるように組み付けた構成としたものである。

また、前記スプールの貫通孔に筒形状を有する第１補助
ヨークおよび第２補助ヨークを軸心方向に不連続に圧入
し、前記間隙か前記第１補助ヨークと前記第２補助ヨー
クとの間に位置するように組み付けた構成であってもよ
い。

そして、前記スプールの貫通孔に筒形ホルダを軸心方向
に往復移動自在に収納するとともに、このホルダ内に前
記ばね部材および第１可動鉄芯を軸心方向に往復移動自
在に収納することにより、前記ばね部材を介し、無励磁
時に前記第１可動鉄心および第２可動鉄心の対向する吸
着面間に、前記間隙を形成できるように組み付けた構成
であっでもよい。

さらに、前記第１可動鉄芯の外周面に長さ方向に設けた
複数の切り欠き溝を、前記ホルダに設けたリブにスライ
ド嵌合して往復移動自在に収納するとともに、前記第１
可動鉄芯の最大外周直径か前記ホルダのリブか形成する
外周直径と略同一であってもよい。

あるいは、前記第２可動鉄芯は前記ホルダの下端開口縁
部に固定された構成であってもよい。

（作用） したかって、本発明によれば、電磁石部を励磁すると、
まず、第１可動鉄芯が引き込まれて第２可動鉄芯に吸着
し、その後、第１．第２可動鉄芯か一体に引き込まれる
という２段階動作を行なうことになる。

（実施例） 以下、本発明にかかる実施例を第１図ないし第６図の添
付図面に従って説明する。

第１実施例にかかる電磁弁は、第１図ないし第４図に示
すように、基本的構造は前述の従来例とほぼ同様であり
、異なる点はブラン／ヤ３０の構造である。

すなわち、本実施例にかかるプランジャ３０は第４図に
示すように、第１可動鉄芯３３と、コイルばね３４と、
合成樹脂製ホルダ３５と、第２可動鉄芯３７とからなる
。

第１可動鉄芯３３は円柱形状をなし、上端部にコム材か
らなるパイロット弁体３１を有するとともに、外周面に
３本の真直な切り欠き溝３３ａを等間隔て長さ方向に設
けてあり、下端面に別体の吸着部３６を螺着しである。

ホルダ３５は環状鍔部３５ａの内周面から等間隔で３本
のリブ３５ｂを下方側に延在し、このリブ３５ｂの下端
部に保持部３５ｃを一体に設けた略筒形状のもので、前
記シールドケース２０内に往復移動自在であり、前記リ
ブ３５ｂに前記第１可動鉄芯３３の切り欠き溝３３ａを
スライド嵌合することにより、前記第１可動鉄芯３３を
軸心方向に往復移動自在に収納するものである。

したがって、ホルダ３５内に上方側からコイルばね３４
．第１可動鉄芯３３を順次挿入する一方、保持部３５ｃ
の貫通孔に下方側から吸着部３６を前記可動鉄芯３３の
下端面に螺着することにより、第１可動鉄芯３３がホル
ダ３４に組み付けられ、抜は止めされる。ついで、前記
ホルダ３５の保持部３５ｃの開口縁部に第２可動鉄芯３
７を接着剤等によって固着一体化することにより、無励
磁時に前記吸着部３６の下端面と前記第２可動鉄芯３７
の下端面との間に所定の間隙３８を有するプランジャ３
０とする。

そして、このプランジャ３０をコイルばね３２を介して
シールドケース２０内に組み込むと、前記間隙３８が前
記スプール１２の突部１２ｂの近傍に位置し、第１．第
２補助ヨーク１５．１６の間に位置することになる（第
１図）。このため、コイル１３を励磁して生じた磁束が
ヨーク１４、第１補助ヨーク１５、第１可動鉄芯３３、
第２可動鉄芯３７および第２補助ヨーク１６を経てヨー
ク１４に回帰する磁気回路を形成する。

したがって、電磁石１０がオフ状態では、コイル３２の
ばね力によってプランジャ３０全体が押し上げられてい
るとともに、コイルばね３４によって第１可動鉄芯３３
が押し上げられており、第１可動鉄芯３３の上端部に設
けたパイロット弁体３１がダイヤフラム４のサブボート
５をシールしているため、予圧室２１内の圧力は流入路
２と同圧であり、かつ、流出路３よりも高い。このため
、タイヤフラム４が流出路３のメインポート８をシール
している（第１図）。また、この状態では、前記ホルダ
３５の環状鍔部３５ａも弁座６に圧接している。

そして、コイルＩ３に電圧を印加して励磁すると、第２
可動鉄芯３７はホルダ３５に位置規制されて上方に移動
できないので、第１可動鉄芯３３の吸着部３６がコイル
ばね３４のばね力に抗して第２可動鉄芯３７の上面に吸
着する。このため、パイロット弁体３１の上面と弁座６
の下面との間に間隙２２が形成され、この間隙２２を介
して流体かサブボート５から流出路３に流出すると同時
に、流体がパイロット弁体３１の上面を押圧するととも
に、予圧室２１内の圧力か低下してダイヤフラム４の上
下に差圧が生しる。さらに、コイル１３の励磁によって
第１．第２可動鉄芯３３．３７か一体となってホルダ３
５とともに引き込まれると、タイヤフラム４の上下に生
した差圧に基つき、タイヤフラム４か下降して流出路３
のメインボート８が開くので、流体が流入路２から流出
路３へ直接流れ込む（第３図）。なお、この状態では第
１可動鉄芯３３かホルダ３５内に引き込まれているとと
もに、弁座６がホルダ３５の環状鍔部３５ａに当接して
いるので、パイロット弁体３１がサブボート５をシール
することはない。

次に、前記コイル１３の励磁を解くと、フィルばね３２
が第２可動鉄芯３７を押し上げ、プランジャ３０全体を
上方にスライドさせるとともに、コイルばね３４が第１
可動鉄芯３３を押し上げ、パイロット弁体３１がタイヤ
フラム４のサブボート５を再びシールするので、パイロ
ット孔７がら流入した流体によって予圧室２１内の圧力
か高まり、タイヤフラム４か上方に移動して流出路３の
メイポート８を再び／−ルし、流体の流出か止まる。

本実施例によれば、第１可動鉄芯３３と第２可動鉄芯３
７との間隙２２か狭く、初期駆動時におけるコイル１３
に対する印加電圧か低くとも大きな引き込み力か得られ
る。しかも、初期駆動後は液体の圧力を利用するので、
低い印加電圧で第１第２可動鉄芯３３．３７か動作する
。このため、印加電圧か低電圧のままであっても、引き
込み力は第１０図における一声、鎖線で示すように変化
するので、消費電力を節約できる。

また、ホルダ３５に第１可動鉄芯３３．コイルばね３４
を吸着部３６を介して抜は止めしであるので、構成部品
か散逸せず、組み立てか容易になる。たたし、ホルダ３
５は必ずしも必要でなく、第２可動鉄芯３７を他の手段
で所定の位置から上方に移動できないように位置規制し
てもよい。

しかも、第１可動鉄芯３３に設けた吸着部３６の下端面
の面積か広くなっているので、大きな吸着力が得られる
。

さらに、ホルダ３５の下端開口部に第２可動鉄芯３７を
固着一体化しであるので、第１可動鉄芯３３が第２可動
鉄芯３７に吸着する前に第２可動鉄芯３７か移動するこ
とかなく、動作不能になることがないという利点がある
。なお、第２可動鉄芯３７は必ずしもホルダ３５に固着
一体化する必要はない。

第２実施例は第５図に示すように、前述の第１実施例が
第１可動鉄芯３３の下端面に別体の吸着部３６を螺合、
固定することにより、ホルダ３５に第１可動鉄芯３３を
抜は止めした場合であるのに対し、第１可動鉄芯３３の
下端部に吸着部３６を一体成形した場合である。

本実施例によれば、部品点数が減少し、組立工数が減少
するという利点かある。

第３実施例は第６図に示すように、前述の第１実施例が
第２可動鉄芯３７の下端面をフラｙトなものとした場合
であるのに対し、第２可動鉄芯３７の下端部を円すい台
形状とした場合である。そして、第２補助ヨーク１６お
よびシールドケース２０の下端部も第２可動鉄芯３７の
形状に対応する形状となっている。

本実施例によれば、磁力が磁束の流れに沿う方向に働く
ことから、第２可動鉄芯３７を前述の実施例よりも小さ
な印加電圧で引き込むことができ、消費電力をより一層
節約できるという利点がある。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、第１
可動鉄芯および第２可動鉄芯の対向する吸着面間に形成
した間隙が狭いため、第１可動鉄芯の初期駆動時には小
さい印加電圧で大きな引き込み力が得られ、第１可動鉄
芯が第２可動鉄芯に吸着する。そして、初期駆動後の引
き込み力は流体の圧力をも利用するものであるので、前
述と同等の低い印加電圧で第１．第２可動鉄芯を一体に
引き込むことができる。このため、初期駆動後は勿論の
こと、初期駆動時も小さな印加電圧で第１第２可動鉄芯
を駆動できるので、消費電力を節約できる。

しかも、請求項２によれば、第１可動鉄芯と第２可動鉄
芯との間隙を、第１補助ヨークと第２補助ヨークとの間
に配しであるので、第１補助ヨークに流れる磁束は第１
可動鉄芯に流れた後、第１第２可動鉄芯の対向する吸着
面から第２可動鉄芯に流れることになる。このため、第
１可動鉄芯と第２可動鉄芯との間における吸着力かより
一層大きくなり、消費電力かより一層減少する。

さらに、請求項３によれば、電磁石部の無励磁時におい
て第１可動鉄芯および第２可動鉄芯の対向する吸着面間
に形成される間隙は、ホルダを介して形成されるので、
組み立て精度か高く、動作特性にバラツキが生じに（い
。

また、請求項４によれば、第１可動鉄芯の最大外周直径
かホルダのリブが形成する外周直径とほぼ同一であるの
で、第１可動鉄芯の外周面が第１補助ヨークの内周面近
傍に位置することなり、磁気効率か向上する。

そして、請求項５によれば、ホルダの下端部に第２可動
鉄芯を固定しであるので、第２可動鉄芯かホルダから離
れて単独で移動することかない。

このため、第１可動鉄芯か第２可動鉄芯に吸着する前に
第２可動鉄芯か単独で移動することかなく、動作不能を
防止できるという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明にかかる電磁弁用ソレノイ
ドの第１実施例を示し、第１図ないし第３図は動作過程
を示す断面図、第４図はプラン、／ヤを示す分解斜視図
、第５図および第６図は本発明にかかる電磁弁用ツレ／
イドの第２．第３実施例を示す断面図、第７図ないし第
９図は従来例にかかる電磁弁用ソレノイドの動作過程を
示す断面図、第１Ｏ図は動作特性を示すグラフ図である
。 １　弁本体、　　１０・・・ソレノイド、１２・　スプ
ール、１２ａ−貫通孔、１２ｂ　　突部、１５．１６　
　第１．第２補助ヨーク、２０・・シールドケース、　
　３０・・プランジャ、３２・・・コイルばね、　３３
・・・第１可動鉄芯、３４・コイルばね、　３５・・ホ
ルダ、３５ｂ・・・リブ、　３６・・・吸着部、３７・
・・第２可動鉄芯、　３８・・・間隙。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）スプールにコイルを巻回して形成した電磁石部と
   、前記スプールに設けた貫通孔に軸心方向に往復移動自
   在に収納したプランジャとからなり、前記電磁石部の励
   磁，消磁に基づいて往復移動する前記プランジャにより
   、弁本体の流路を開閉する電磁弁用ソレノイドにおいて
   、 前記プランジャを長さ方向に２分割して第１可動鉄芯お
   よび第２可動鉄芯とし、第１可動鉄芯と第２可動鉄芯と
   の間に設けたばね部材を介し、無励磁時に第１可動鉄芯
   および第２可動鉄芯の対向する吸着面間に、間隙を形成
   できるように組み付けたことを特徴とする電磁弁用ソレ
   ノイド。
2. （２）前記スプールの貫通孔に筒形状を有する第１補助
   ヨークおよび第２補助ヨークを軸心方向に不連続に圧入
   し、前記間隙が前記第１補助ヨークと前記第２補助ヨー
   クとの間に位置するように組み付けたことを特徴とする
   請求項１記載の電磁弁用ソレノイド。
3. （３）前記スプールの貫通孔に筒形ホルダを軸心方向に
   往復移動自在に収納するとともに、このホルダ内に前記
   ばね部材および第１可動鉄芯を軸心方向に往復移動自在
   に収納し、前記ばね部材を介し、無励磁時に前記第１可
   動鉄心および第２可動鉄心の対向する吸着面間に、前記
   間隙を形成できるように組み付けたことを特徴とする請
   求項１又は２記載の電磁弁用ソレノイド。
4. （４）前記第１可動鉄芯の外周面に長さ方向に設けた複
   数の切り欠き溝を、前記ホルダに設けたリブにスライド
   嵌合して往復移動自在に収納するとともに、前記第１可
   動鉄芯の最大外周直径が前記ホルダのリブが形成する外
   周直径と略同一であることを特徴とする請求項３記載の
   電磁弁用ソレノイド。
5. （５）前記第２可動鉄芯が前記ホルダの下端開口縁部に
   固定されていることを特徴とする請求項３又は４記載の
   電磁弁用ソレノイド。