JPH0638230Y2 - 電磁弁用ソレノイド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は高速応答性を得られるようにした電磁弁用ソレ
ノイドに関する。

（従来の技術） 従来のこの種のソレノイドは、例えば特開昭50-43523号
公報に示すように、コイルの電磁力によってヨーク方向
へ吸引移動する接極子を備え、この接極子に一端を当接
させたピンをヨーク内に摺動可能に収容し、かつその他
端を弁体に当接させることで上記接極子を吸引または排
斥移動させ、弁体を切換制御するようにしていた。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、この従来のソレノイドでは接極子とヨークの吸
着面に油導孔が開口されているため、その分吸引面積が
制約されて接極子の高速移動が損なわれる一方、それら
の吸着が両者の吸着面全面を通じて行なわれるため、コ
イルを消磁した際の残留磁気の低下に時間が掛かって、
接極子の離反動が緩慢になり、その高速応答性が得られ
ないという問題があった。

しかも、このような接極子とヨークの全面接触構造のも
のでは、それらの間に介在する作動油の粘性による影響
が大きく、例えば上記粘性が大きくなる冬期等の使用下
では、接極子の離反動が著るしく損なわれて所期の使用
が得られない等の問題があった。

本考案はこのような従来の問題を除去し、高速応答性を
得られるとともに、作動油の粘性による影響を軽減する
ようにした電磁弁用ソレノイドを提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） このため、本考案の電磁弁用ソレノイドは、コイルの内
側にプランジャとストッパとを当接自在に配置し、これ
らプランジャとストッパとの対向面に錐体状の吸引面を
設け、これら吸引面の端部周縁に当接面を対向配置した
電磁弁用ソレノイドにおいて、プランジャとストッパの
吸引面の各大径側端部周縁に当接面を設け、プランジャ
とストッパの当接時に、前記吸引面の間に間隙を形成可
能にして、コイルを消磁した際の当接面の残留磁気を速
やかに低下させ、プランジャの離反動を促すとともに、
プランジャとストッパの各吸引面の実効面積を増大さ
せ、プランジャの吸引作動を促して、その高速応答性と
プランジャの駆動力軽減を図る一方、プランジャの当接
面をうず電流によって発熱させ、更にコイルの放熱をプ
ランジャとストッパの各当接面に直接かつ多量に浴びせ
て、それらを加温し、当接面周辺の作動油を昇温させる
ことで、その粘性低下を図り、作動油の粘性による影響
を軽減するようにしたことを特徴としている。

（実施例） 以下、本考案をON・OFF型電磁弁に適用した図示実施例
について説明すると、第１図乃至第８図において１は内
部にスプール２を摺動可能に収容したバルブハウジング
で、その端部には段付きの油室３が開口され、この油室
３の開口部内周面にアウターハウジング４が固定されて
いる。

アウターハウジング４は管状の円筒体からなり、その内
部に収容したコイル５の内側に、磁性材からなる中空筒
状のインナーハウジング６を収容している。インナーハ
ウジング６は上記コイル５の内側に収容される略直管状
の軸筒部6aと、前記油室３内の段部3a上に収容される上
記軸筒部6aと一体のフランジ部6bとから構成され、この
うち軸筒部6aの上記コイル５と相対する位置に、環状の
非磁性部７が設けられている。

この非磁性部７は実施例の場合、管状の非磁性部材を軸
筒部6aに一体に溶着して構成しているが、これを空隙部
で構成することも可能である。

インナーハウジング６の内側には有底管状のスライドガ
イド８と、後述のプランジャおよびその移動を規制する
ストッパ九が収容され、このうちスライドガイド８は薄
厚な非磁性材からなり、これは有底端に通孔10を有し、
その開口縁8aを軸筒部6a内の段部11上に収容する一方、
開口端内にストッパ９の固定軸部9aを収容している。

上記固定軸部9aの周面には軸方向に沿って一対の油溝1
2,12が形成され、また軸部9aの先端部には円錐面状の吸
引面13が開口されていて、その口縁部、つまり吸引面13
の大径側周縁部に薄幅で平坦な当接面14が形成され、該
当接面14は前記油溝12,12によって切欠かれている。

一方、上記固定軸部9aの一端にはフランジ部9bが設けら
れ、このフランジ部9bは前記フランジ部6b内に収容さ
れ、かつその端面を前記段部3a上に収容することで不動
に配設されている。フランジ部9bの端面には大径の凹穴
15が開口され、該穴15の底部には油溝12,12に連通する
油導孔16,16と通孔17とが形成されていて、上記底部と
スプール２との間にリターンスプリング18が介挿され、
スプール２を軸方向へ付勢している。

前記スライドガイド８の内側には磁性材からなる円筒状
のプランジャ19が摺動可能に収容され、その周面に軸方
向に沿って一対の油溝20,20が形成されている。プラン
ジャ19のストッパ９と相対する端面には、ストッパ９方
向へ突出する円錐面状の吸引面21が設けられ、該面21の
基部周面、つまり吸引面21の大径側周縁部に薄幅で平坦
な当接面22が形成され、これが前記当接面14と当接可能
に相対していて、該当接面22が前記油溝20,20によって
切欠かれている。

これら当接面22,14および吸引面21,13との間には、常時
は油溝20,12に連通する作動油で満たされた間隙23が形
成され、この間隙23は当接面22,14が当接し吸着し合う
プランジャ19の吸引移動時においても、吸引面21,13と
の間で微少ながら維持可能にされている。

この場合、当接面22,14は共に単なる平坦面で構成して
もよいが、これらの外周縁の一方または双方を例えば第
８図に示すように球面状に形成して、それらの当接面積
を可及的に小さく構成してもよい。

上記吸引面21の先端には、通孔17内に摺動可能に収容さ
れた係合ピン24の一端が当接しており、かつその他端が
スプール２の端面に当接していて、相互の変位を伝達可
能にされている。

一方、インナーハウジング６の軸筒部6aの外端部には、
筒内に連通するガイド孔25が形成され、この孔25内に手
動操作用のプッシュロッド26が軸方向へ摺動可能に収容
されている。インナーハウジング６内に挿入されたプッ
シュロッド26には、プランジャ19の端面と係合可能なフ
ランジ状の掛止片27が設けられ、該片27の中央にガイド
ピン28が突設されていて、これがプランジャ19の端面に
形成された凹孔29内に突入している。上記掛止片27と凹
孔29の底部の間にはプランジャスプリング30が介挿さ
れ、該スプリング30を介しプランジャ19をストッパ９方
向へ付勢させている。

この他、図中31はプッシュロッド26の先端に取り付けら
れたゴム製のキャップで、その内側面と軸筒部6aの端面
との間にはスプリング32が介挿され、該スプリング32を
介しプッシュロッド26を外方へ付勢させて、前記掛止片
27を常時に段部11上の開口縁8aに押し付けている。33は
キャップ31の外端部に一端を接続した配線チューブで、
内部にはコイル５へ連絡するリード線が収容されてい
る。

第９図は本考案の他の実施例を示し、前述した実施例の
構成と対応する部分には同一の符号を用いている。

この実施例ではストッパ９の吸引面13を固定軸部9aの端
面に開口させ、その開口縁に直接ナイフエッヂ状の当接
面14を形成する代わりに、固定軸部9aの端面に浅底の凹
孔34を開口し、該孔34の底部に円錐状の吸引面13を開口
することで、当接面14の加工の容易化を図るとともに、
結果的に当接面14を延設することで該面14の摩耗による
機能低下を防止し、更には当接面14,22の当接下での吸
引面13,21の間隙23を増大させることによって、コイル
５を消磁した際の残留磁気の影響と、間隙23内に介在す
る作動油の粘性によるプランジャ19への影響を軽減する
ようにした点を特徴にしている。

（作用） このように構成した電磁弁用ソレノイドは、プランジャ
19とストッパ９とがスライドガイド８を介して同軸上に
組付けられ、かつそれらの当接面22,14と吸引面21,13が
相対向して組付けられていて、それらは常時はプランジ
ャ19がプランジャスプリング30とリターンスプリング18
とがバランスした位置で静止することで、第１図および
第２図に示すように互いに離間しており、かつそれらの
間隙23に作動油が介在している。

この場合、本考案では当接面22,14を吸引面21,13の大径
側周縁に設けているから、同一面積の当接面を吸引面2
1,13の小径側周縁に設ける場合に比べて、当接面22,14
の半径方向の幅が狭くなる。

したがって各吸引面21,13の両端間の距離、すなわちス
トロークを一定にし、かつ大径側周縁の外径を一定にす
ると、当接面を吸引面21,13の小径側周縁に設ける場合
に比べて、吸引面21,13の傾斜角度、つまりストッパ９
およびプランジャ19の中心軸と吸引面21,13とのなす角
度を大きくとれ、その正弦値に相当する吸引面21,13の
実効面積が大きくなる。

それゆえ、後述のようにプランジャ19が高速に吸引移動
する。そして、前記プランジャ19の吸引面21の先端には
係合ピン24の一端が当接しており、その他端がスプール
２の端面に当接していて、それらの変位を相互に伝達可
能にしている。

このような状況の下でコイル５を励磁すると、インナー
ハウジング６とストッパ９およびプランジャ19との間に
磁気回路が形成され、プランジャ19がセットスプリング
（図示略）に抗してストッパ９方向へ吸引移動する。

この場合、磁極を構成するストッパ９とプランジャ19の
吸引面13,21はそれぞれ円錐面状に形成され、これが従
来のような平坦面のものや油導孔を開口したもの、或い
は当接面を円錐状の吸引面の小径側端縁に形成したもの
に比べて、前述のように吸引面積が増大されるから、吸
引力が増強され、プランジャ19が高速に移動する。

しかも、コイル５の磁界を移動するプランジャ19には起
電力が誘起され、その表面の当接面22にうず電流が発生
して発熱し、当接面22およびその周囲の作動油を加温す
る。更に、当接面22,14は、コイル５の放熱を直接かつ
多量に受けて加温され、作動油の粘性低下を増進して、
当接面22,14に対する作動油の付着を防止する。

したがって、上記間隙23に介在する作動油の粘性が増大
する冬期等の使用下でのプランジャ19の作動劣化を軽減
し得ることになる。

こうして、プランジャ19が吸引移動するとスプール２が
係合ピン24によって押し動かされ、所定のポートを開閉
して油圧の流れを切換える一方、その移動はプランジャ
19の当接面22がストッパ９の当接面14に当接したところ
で、つまり吸着されたところで停止される。この場合、
上記吸着は当接面22,14で行なわれ、これらの吸着面積
に比べ非常に広大な吸引面21,13間には微小ながら間隙2
3が形成されているから、この間隙23に介在する作動油
をも押し退けて吸着させる従来の全面吸着構造のものに
比べて、プランジャ19への駆動力が軽減され、その分プ
ランジャ19の高速移動を促せることになる。

この場合、当接面22,14の当接時には、油溝20,12との切
欠部を除いて、吸引面21,13の間隙23の外側が閉塞する
から、この時期に作動油中のコンタミが吸引面21,13内
に流入する事態を阻止でき、コンタミによる故障を未然
に防止して、ソレノイドの安定した作動が得られる。

一方、このようなプランジャ19の吸着時からコイル５を
消磁させると、当接面22,14および吸引面21,13間の吸引
力が消失し、スプール２がセットスプリング（図示略）
により原位置へ復帰移動することで、プランジャ19が係
合ピン24に押し動かされストッパ９から離反する。

この場合、プランジャ19の吸着面積は前述のように僅少
で、しかも当接面22,14は、吸引面21,13の中心部に比べ
て磁束密度の低い大径側周縁に形成されているから、前
記全面吸着構造のものに比べて、コイル５を消磁した際
の当接面22,14での残留磁気が速やかに低下し、係合ピ
ン24によるストッパ９からの離反動が直ちに可能となっ
て、プランジャ19の高速応答性が得られるものとなる。

特にこのようなプランジャ19の離反動においては、その
離反動が吸着面に通常フィルム状となって介在する作動
油の粘性によって左右され、殊にその粘性が増大する冬
期等の使用下では、上記作動油によって吸着面が糊付け
状態を呈して、プランジャ19の作動が緩慢になったり作
動不能になったりすることがある。

しかしながら、このような場合でも吸着面である当接面
22,14の面積が前述のように僅少で、しかも当接面22,14
は、吸引面21,13の中心部に比べて磁束密度の低い大径
側周縁に形成されているから、従来のような全面吸着構
造のものに比べて上記糊付け状態による影響が軽微にな
り、これを係合ピン24の軸力で容易に打破し得ることと
なって、冬期等での使用下でもプランジャ19の高速応答
性が得られるものとなる。

このように本考案ではプランジャ19とストッパ９の吸着
面となる当接面22,14の面積を可及的に小さくすること
で、それらの残留磁気を速やかに低下させ、かつそれら
の間に介在する作動油の粘性による影響を緩和させて、
プランジャ19の高速作動ないしは高速応答性を得られる
ようにしたものである。

（考案の効果） 本考案の電磁弁用ソレノイドは以上のように、プランジ
ャとストッパの吸引面の各大径側端部周縁に当接面を設
け、プランジャとストッパの当接時に、前記吸引面の間
に間隙を形成可能にしたから、当接面を吸引面の小径側
端部周縁に設けたものに比べて、吸引面の一定ストロー
ク当たりの実効吸引面積が広くなり、その分プランジャ
の吸引作動を促すことができるとともに、吸引面におけ
る間隙の介在により、従来の全面吸着構造のものに比べ
て、プランジャの駆動力を軽減することができる。

しかも、当接面の磁束密度は吸引面の中心部に比べて低
く、そのうえ吸引面の間に間隙が形成されているから、
コイルを消磁した際に、残留磁気が速やかに低下してプ
ランジャの離反動を促し、このようにすることでプラン
ジャの高速応答性を図ることができる。

また、プランジャの当接面をうず電流によって発熱さ
せ、その周囲の作動油の昇温を促すとともに、プランジ
ャとストッパーの各当接面は、コイルの放熱を直接かつ
多量に受け、その加温を介して作動油の昇温を促し、作
動油の粘性低下を図っているから、作動油の粘性による
影響を軽減でき、しかもプランジャの高速応答性を増進
させることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２図は本考
案の要部を拡大して示す断面図、第３図は第２図のＡ−
Ａ′線に沿う断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ′線に沿
う断面図、第５図は本考案に適用したプランジャとスト
ッパを分解して示す斜視図、第６図は上記ストッパを別
の角度より見た斜視図、第７図は上記プランジャの正面
図、第８図は第５図のＣ−Ｃ′線に沿う拡大断面図、第
９図は本考案の他の実施例の要部を示す断面図である。 ５……コイル、９……ストッパ 19……プランジャ、13,21……吸引面 14,22……当接面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】コイルの内側にプランジャとストッパとを
   当接自在に配置し、これらプランジャとストッパとの対
   向面に錐体状の吸引面を設け、これら吸引面の端部周縁
   に当接面を対向配置した電磁弁用ソレノイドにおいて、
   プランジャとストッパの吸引面の各大径側端部周縁に当
   接面を設け、プランジャとストッパの当接時に、前記吸
   引面の間に間隙を形成可能にしたことを特徴とする電磁
   弁用ソレノイド。