JPH08330130A - フラッパ型ａｃソレノイド及び電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡単にかつ安価に製造することがで
き、しかも耐久性及び吸引力に優れた小型のフラッパ型
ＡＣソレノイドを提供すること。 【構成】 フラッパ型ＡＣソレノイド２を構成するコア
２５は、軸部２８とその一端に形成された吸着部２９と
からなる。巻線２３は、軸部２８の外周に巻回されてい
る。フラッパ１９は、吸着部２９の有する吸着面２９ａ
に対向する位置に配置されている。環状の隈取りコイル
３０は、吸着面２９ａに形成された取付凹部としての環
状取付溝３１内に装着されている。吸着面２９ａの面積
は、軸部２８の断面積よりも大きく設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流を通電することに
よってフラッパをコアの吸着面に吸着させるように構成
したフラッパ型ＡＣソレノイド、及びそれを使用した電
磁弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、交流によって駆動されるＡＣ
ソレノイドとして、プランジャ型及びフラッパ型の２タ
イプが知られている。

【０００３】図４には、従来におけるフラッパ型ＡＣソ
レノイド４１が例示されている。このＡＣソレノイド４
１を構成する磁気フレーム４２の上底面には、糸巻状の
ボビン４３が固定されている。このボビン４３の外周面
には、巻線４４が巻回されている。ボビン４３の貫通孔
４３ａ内には、固定鉄心としての円柱状のコア４５がそ
の下端面４５ａを突出させた状態で挿入されている。磁
気フレーム４２の下端部には、下端面４５ａに相対する
位置に配置されたフラッパ４６の一端が取り付けられて
いる。従って、このように構成されたＡＣソレノイド４
１に通電がなされると、磁気フレーム４２、コア４５及
びフラッパ４６を周回する磁束からなる磁気回路が形成
される。その結果、フラッパ４６が下端面４５ａに吸着
される。また、交流を使用するこのＡＣソレノイド４１
の場合、唸り音発生防止用の略Ｄ字状の隈取りコイル４
７が、下端面４５ａに形成された直線状の取付溝４８内
に装着されている。

【０００４】一方、図５には、従来におけるプランジャ
型ＡＣソレノイド５１が例示されている。このソレノイ
ド５１を構成する磁気フレーム５２内には、巻線５３が
巻回されたボビン５４が収容されている。ボビン５４の
貫通孔５４ａの上半分の領域には、円柱状のコア５５が
挿入されている。貫通孔５４ａの下半分の領域には、円
柱状のプランジャ５６が摺動可能に収容されている。従
って、このように構成されたＡＣソレノイド５１に通電
がなされると、磁気フレーム５２、コア５５及びプラン
ジャ５６を周回する磁束からなる磁気回路が形成され
る。その結果、プランジャ５６がコア５５の下端面５５
ａに吸着される。また、このＡＣソレノイド５１におい
ても、唸り音発生防止用の環状の隈取りコイル５７が、
下端面５５ａに形成された環状の取付溝５８内に装着さ
れている。なお、このような取付溝５８は、通常、細溝
加工によって形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
のＡＣソレノイド４１，５１には、以下のような問題が
ある。

【０００６】図５のＡＣソレノイド５１において唸り音
発生防止を図るためには、巻数の多い大型の隈取りコイ
ル５７を使用すればよいと考えられる。しかし、コア５
５の直径は巻線５３の内径に制約を受けるため、大きな
隈取りコイル５７を設けるスペースの確保が困難であ
る。また、隈取りコイル５７の投影面積分だけ磁路断面
積が減少することになるため、プランジャ５６を吸着す
る能力の低下が避けられない。以上の如く、唸り音発生
防止を図りつつ、吸着面積を確保するためには、隈取コ
イル５７の大きさと当該隈取コイル５７が装着される下
端面５５ａ（吸着面）との面積比が問題となり、単に隈
取コイル５７を大きくすることはできない。さらに、図
５のＡＣソレノイド５１においてコア５５の小型化を図
るためには、取付溝５８も同様に小さく形成する必要が
ある。しかし、この場合には被加工面である下端面５５
ａが狭くなるため、おのずと細溝加工の実施も困難にな
る。また、このような細溝加工を実施しようとすると、
コスト高を招いてしまう。

【０００７】図４のＡＣソレノイド４１の場合、基本的
に直線状の溝加工で済むことから、環状の細溝加工を必
要とする図５のＡＣソレノイド５１に比べて、製造が容
易という利点がある。しかし、この構成であると、略Ｄ
字状の隈取りコイル４７を装着したときに、隈取りコイ
ル４７がコア４５の半径方向に張り出してしまう。ゆえ
に、ＡＣソレノイド４１の小型化の障害となる。

【０００８】また、両ＡＣソレノイド４１，５１のコア
４５，５５の下端面４５ａ，５５ａは、使用時において
フラッパ４６やプランジャ５６の衝撃に晒される。しか
し、両ＡＣソレノイド４１，５１には隈取りコイル４
７，５７が装着されていることから、その投影面積分だ
け下端面４５ａ，５５ａの面積が少なくなっている。そ
のため、隈取りコイル４７，５７を持たないものに比べ
て、コア４５，５５の下端面４５ａ，５５ａに早期に磨
耗・変形が起こりやすい。従って、コア４５，５５の耐
久性の向上が望まれている。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、比較的簡単にかつ安価に製
造することができ、しかも耐久性及び吸引力に優れたフ
ラッパ型ＡＣソレノイドを提供することにある。

【００１０】また、本発明のさらなる目的は、低コス
ト、長寿命及び高性能な電磁弁を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、軸部とその軸部の一
端に形成された吸着部とからなるコアと、前記軸部の外
周に巻回された巻線と、前記吸着部の有する吸着面に対
向する位置に配置されたフラッパと、前記吸着面に形成
された取付凹部内に装着された隈取りコイルとを備えた
フラッパ型ＡＣソレノイドであって、前記吸着面の面積
が前記軸部の断面積よりも大きいフラッパ型ＡＣソレノ
イドをその要旨とする。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記取付凹部は、前記コアの中心軸線と直交する直
線状取付溝であるとした。請求項３に記載の発明は、請
求項１において、前記取付凹部は、前記コアの中心軸線
を中心として形成された環状取付溝であるとした。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１におい
て、前記取付凹部は、略Ｄ字状に切り欠かれた取付段部
であるとした。請求項５に記載の発明は、請求項１乃至
４のいずれか１項に記載のフラッパ型ＡＣソレノイド
と、そのＡＣソレノイドによって駆動される弁体を流体
流路内に備えた弁部とからなる電磁弁をその要旨として
いる。

【００１４】

【作用】請求項１〜５に記載の発明によると、吸着面の
面積が軸部の断面積より大きく設定されているため、取
付凹部内に隈取りコイルを装着したときでも、磁路断面
積の減少を招くことはない。また、吸着面が大きくなる
ことによって、フラッパが当接する際の面圧も低下す
る。さらに、吸着部が被加工面となるため、軸部の直径
や巻線の内径に制約を受けることなく、取付凹部の設置
スペースを確保することができる。

【００１５】

【実施例】

〔実施例１〕以下、本発明を電磁弁に具体化した一実施
例を図１（ａ）〜図１（ｃ）に基づき詳細に説明する。

【００１６】図１（ａ）に示されるように、本実施例の
電磁弁１は、フラッパ型ＡＣソレノイド２及び弁部３と
いう２つの部分によって構成されている。弁部３を構成
するボディ４の内部には、第１及び第２の収容空間５，
６並びに第１〜第４の連通路７，８，９，１０からなる
流体流路が形成されている。第１の収容空間５と第１の
ポート１１とは、第１の連通路７によって連通されてい
る。第１の収容空間５と第２のポート１２とは、第２の
連通路８によって連通されている。第１の収容空間５と
第３のポート１３とは、第４の連通路１０、第２の収容
空間６及び第３の連通路８によって連通されている。

【００１７】第１の収容空間５の上壁には第１の弁座１
４が設けられ、第１の収容空間５の下壁には第２の弁座
１５が設けられている。一対の対向する弁座１４，１５
間には、弁体としての弁シート１６が移動可能に設けら
れている。この弁シート１６の上面には、弁棒１７が嵌
合されている。また、この弁シート１６は、第１の収容
空間５内に配置されたバネ１８によって常に第１の弁座
１４側（図１(a) の上側）へ付勢されている。なお、前
記第２の収容空間６内には、可動鉄心としてのフラッパ
１９と、そのフラッパ１９の自由端上面を常に図１の下
側に付勢するバネ２０とが収容されるようになってい
る。なお、このフラッパ１９の中央部下面は、弁棒１７
の上端面に当接している。

【００１８】図１（ａ）に示されるように、前記フラッ
パ１９の一方の端部は、本実施例のＡＣソレノイド２を
構成する磁気フレーム２１の下端に回動可能に固定され
ている。また、この磁気フレーム２１の上底面には、糸
巻状のボビン２２が固定されている。このボビン２２の
外周面には、巻線２３が巻回されている。このボビン２
２には、巻線２３に通電を行うための受電端子２４が突
設されている。磁気フレーム２１の上面及びボビン２２
には、それぞれ貫通孔２１ａ，２２ａが形成されてい
る。両貫通孔２１ａ，２２ａ内には、固定鉄心としての
コア２５が挿通されている。前記磁気フレーム２１、ボ
ビン２２、巻線２３及びコア２５は、ケース２６内に収
容された状態で樹脂２７によってモールドされている。
モールド用樹脂２７の下面からは、磁気フレーム２１及
びコア２５の一部が露出している。また、ケース２６の
側面からは、前記受電端子２４の先端が突出している。
そして、このケース２６は、前記ボディ４の上面に装着
されている。

【００１９】次に、本実施例のＡＣソレノイド２におけ
るコア２５の形状について詳細に説明する。図１
（ａ），図１（ｃ）に示されるように、実施例１のコア
２５は、ボビン２２内に挿入される断面円形状の軸部２
８と、その軸部２８の下端に形成された同じく断面円形
状の吸着部２９とによって構成されている。これらの軸
部２８と吸着部２９とは、鉄等の磁性材料によって一体
的に形成される。吸着部２９の下端面２９ａとフラッパ
１９の上端面とは、第２の収容空間６内において互いに
対向している。つまり、この吸着部２９の下端面２９ａ
は、通電時においてフラッパ１９が当接する吸着面にな
っている。吸着面であるこの下端面２９ａの面積は、軸
部２８の断面積（即ち、ボビン２２内における磁路断面
積）よりも大きく設定されている。本実施例では、下端
面２９ａの面積は、軸部２８の断面積の約９倍ほど確保
されている。また、このコア２５の場合、前記吸着部２
９の直径は、巻線２３の外径とほぼ等しくなるように設
定されている。吸着部２９の直径をこのように設定した
理由は、吸着部２９の大径化に伴うＡＣソレノイド２の
大型化を回避するためである。

【００２０】また、吸着部２９の下端面２９ａには、隈
取りコイル３０を嵌着するための取付凹部として、コア
２５の中心軸線Ｃ1 を中心とする環状取付溝３１が形成
されている。この環状取付溝３１内には、環状の隈取り
コイル３０が嵌着されている。なお、本実施例において
使用される隈取りコイル３０の内径は、軸部２８の直径
よりもいくぶん大きい。従って、環状取付溝３１の内側
領域３２の面積も、軸部２８の断面積よりも大きい。即
ち、環状取付溝３１及び隈取りコイル３０は、軸部２８
が投影される領域よりも外側の領域に存在している。

【００２１】次に、上記のように構成された電磁弁１の
作用効果を説明する。電磁弁１のＡＣソレノイド２に受
電端子２４を介して通電がなされると、磁気フレーム２
１、コア２５及びフラッパ１９を周回する磁束からなる
磁気回路が形成される。この結果、コア２５側にフラッ
パ１９が吸引され、コア２５の下端面２９ａにフラッパ
１９の上端面が当接する。すると、上側に移動した弁シ
ート１６が第１の弁座１４に当接することによって、流
体流路の連通状態が切り換わる。また、ＡＣソレノイド
２への通電を止めると、磁気回路が消失することによっ
て、フラッパ１９が元の位置に復帰する。その結果、弁
棒１７がフラッパ１９によって下側に押圧されることに
より弁シート１６が第２の弁座１５に当接し、流体流路
の連通状態が元の状態に切り換わる。

【００２２】さて、本実施例のＡＣソレノイド２では、
吸着面である下端面２９ａの面積及び環状取付溝３１の
内側領域３２の面積が、ともに軸部２８の断面積より大
きく設定されている。このため、環状取付溝３１内に隈
取りコイル３０を嵌着したときでも、磁路断面積の減少
を招くことがない。従って、隈取りコイル３０を持たな
いものと同程度またはそれ以上のフラッパ吸引力を得る
ことができる。

【００２３】また、吸着部２９に環状取付溝３１が設け
られるこのＡＣソレノイド２の場合、軸部２８の直径
（あるいは巻線２３の内径）に制約を受けることなく、
環状取付溝３１を形成することができる。従って、環状
取付溝３１の設置スペースの確保がそれほど困難ではな
くなり、大きな隈取りコイル３０の使用も可能となる。
よって、唸り音の発生を確実に防止することができる。
さらに、環状取付溝３１の設置スペースの確保が容易に
なる結果、環状取付溝３１を形成する際の溝加工の困難
性も小さくなる。それゆえ、従来装置（図４参照）に比
べて小型のＡＣソレノイド２及び小型の電磁弁１を容易
にかつ安価にＡＣソレノイド２を製造することができ
る。従って、電磁弁１の低コスト化を図ることができ
る。

【００２４】また、このＡＣソレノイド２の構成である
と、吸着面であるコア２５の下端面２９ａの面積が大き
いことから、面圧の低下を図ることができ、当該部分に
磨耗・変形が起こりにくくなる。よって、従来に比較し
てコア２５の耐久性を向上させることができる。 〔実施例２〕図２（ａ）〜図２（ｃ）には、実施例２の
電磁弁３３が示されている。ここでは、実施例１の電磁
弁１と相違する部分の構成を中心に説明する。なお、共
通する部分の構成については同一の部材番号を付す代わ
りに、その詳細な説明を省略する。

【００２５】この電磁弁３３を構成するＡＣソレノイド
３４のコア２５は、実施例１と同じく軸部２８と吸着部
２９とからなる。吸着面である吸着部２９の下端面２９
ａには、取付凹部としての１本の直線状取付溝３５が形
成されている。前記直線状取付溝３５は、コア２５の中
心軸線Ｃ1 と直交している。そして、このような直線状
取付溝３５内には、板材をＤ字状に折曲形成された隈取
りコイル３６の直線部分が嵌着されている。なお、下端
面２９ａの面積は軸部２８の断面積よりも大きくなるよ
うに設定され、吸着部２９の直径は巻線２３の外径より
ひとまわり小さくなるように設定されている。

【００２６】以上のように構成された実施例２の電磁弁
３３についても、実施例１と同様の作用効果を奏するこ
とは明らかである。特に、この構成であると、単なる直
線状の溝加工によって、取付凹部３５である直線状取付
溝を形成することができる。よって、実施例１に比較し
て、さらなる製造容易化及び製造コストの低減を達成す
ることができる。 〔実施例３〕図３（ａ）〜図３（ｃ）には、実施例３の
電磁弁３７が示されている。ここでも、実施例１，２の
電磁弁１，３３と相違する部分の構成を中心に説明す
る。なお、共通する部分の構成については同一の部材番
号を付す代わりに、その詳細な説明を省略する。

【００２７】この電磁弁３７を構成するＡＣソレノイド
３８のコア２５は、実施例１，２と同じく軸部２８と吸
着部２９とからなる。吸着面である吸着部２９の下端面
２９ａには、Ｄ字状の隈取りコイル３６に相当する形状
を持つ、Ｄ字状の取付段部３９が切り欠き形成されてい
る。そして、このような取付段部３９には、隈取りコイ
ル３６が嵌着されている。なお、下端面２９ａの面積は
軸部２８の断面積よりも大きくなるように設定され、吸
着部２９の直径は巻線２３の外径とほぼ等しくなるよう
に設定されている。

【００２８】以上のように構成された実施例３の電磁弁
３７についても、実施例１，２と同様の作用効果を奏す
ることは明らかである。特に、この構成であると、取付
段部３９の加工にやや手間がかかる反面、隈取りコイル
３６を突出させることなくコア２５に装着することがで
きるという利点がある。従って、実施例２に比べてより
小型化を達成することができる。

【００２９】なお、本発明は例えば次のように変更する
ことが可能である。 （１）吸着部２９の断面形状は必ずしも円形状である必
要はなく、例えば多角形状や楕円形状等のその他の形状
であってもよい。

【００３０】（２）実施例２において直線状取付溝３５
を２本形成し、それらに対して各々Ｄ字状の隈取りコイ
ル３６を嵌着してもよい。この構成であると、唸り防止
効果をよりいっそう向上させることができる。

【００３１】（３）コア２５に嵌着される隈取りコイル
３０，３６として、環状やＤ字状以外のものを使用する
ことも勿論可能である。 ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほか
に、前述した実施例及び別例によって把握される技術的
思想をその効果とともに以下に列挙する。

【００３２】（１） 軸部と、その軸部の一端に形成さ
れた吸着部と、前記吸着部の吸着面に形成された隈取り
コイル装着用の取付凹部とを備え、かつ前記吸着面の面
積が前記軸部の断面積よりも大きい、フラッパ型ＡＣソ
レノイド用のコア。この構成であると、小型化、製造容
易化、低コスト化、耐久性向上及び吸引力向上を達成す
ることができる。

【００３３】（２） 技術的思想(1) において、前記取
付凹部を、前記コアの中心軸線と直交する直線状取付溝
とすること。この構成であると、製造容易化、低コスト
化、耐久性向上及び吸引力向上を達成することができ
る。

【００３４】（３） 技術的思想(1) において、前記取
付凹部を、前記コアの中心軸線を中心とする環状取付溝
とすること。この構成であると、製造容易化、低コスト
化、耐久性向上及び吸引力向上を達成することができ
る。

【００３５】（４） 請求項１乃至５において、前記吸
着部は円筒状であり、その直径は前記巻線の外径以下で
あること。この構成であると、小型化を達成できる。 なお、本明細書中において使用した技術用語を次のよう
に定義する。

【００３６】「隈取りコイル： 交流を用いたＡＣソレ
ノイドにおける唸り音の発生を防止するために装着され
るコイルをいう。」

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、比較的簡単にかつ安価に製造するこ
とができ、しかも耐久性及び吸引力に優れた小型のフラ
ッパ型ＡＣソレノイドを提供することができる。請求項
２に記載の発明によれば、よりいっそうの製造容易化及
び製造コストの低減を達成することができる。請求項４
に記載の発明によれば、よりいっそうの小型化を達成す
ることができる。また、請求項５に記載の発明によれ
ば、低コスト、長寿命及び高性能な電磁弁を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施例１の電磁弁の正断面図、（ｂ）
はフラッパ型ＡＣソレノイド部分の底面図、（ｃ）はコ
アの部分斜視図。

【図２】（ａ）は実施例２の電磁弁の正断面図、（ｂ）
はフラッパ型ＡＣソレノイド部分の底面図、（ｃ）はコ
アの部分斜視図。

【図３】（ａ）は実施例３の電磁弁の正断面図、（ｂ）
はフラッパ型ＡＣソレノイド部分の底面図、（ｃ）はコ
アの部分斜視図。

【図４】（ａ）は従来のフラッパ型ＡＣソレノイドの正
断面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はコアの部分斜視
図。

【図５】（ａ）は従来のプランジャ型ＡＣソレノイドの
正断面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はコアの部分斜
視図。

【符号の説明】

１，３３，３７…電磁弁、２，３４，３８…フラッパ型
ＡＣソレノイド、３…弁部、１６…弁体としての弁シー
ト、１９…フラッパ、２３…巻線、２５…コア、２８…
軸部、２９…吸着部、２９ａ…吸着面としての下端面、
３０，３６…隈取りコイル、３１…取付凹部としての円
形状取付溝、３５…取付凹部としての直線状取付溝、３
９…取付凹部としての取付段部、Ｃ1 …コアの中心軸
線。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸部（２８）とその軸部（２８）の一端に
   形成された吸着部（２９）とからなるコア（２５）と、 前記軸部（２８）の外周に巻回された巻線（２３）と、 前記吸着部（２９）の有する吸着面（２９ａ）に対向す
   る位置に配置されたフラッパ（１９）と、 前記吸着面（２９ａ）に形成された取付凹部（３１，３
   ５，３９）内に装着された隈取りコイル（３０，３６）
   とを備えたフラッパ型ＡＣソレノイド（２，３４，３
   ８）であって、 前記吸着面（２９ａ）の面積が前記軸部（２８）の断面
   積よりも大きいフラッパ型ＡＣソレノイド。
2. 【請求項２】前記取付凹部（３５）は、前記コア（２
   ５）の中心軸線（Ｃ1 ）と直交する直線状取付溝である
   請求項１に記載のフラッパ型ＡＣソレノイド。
3. 【請求項３】前記取付凹部（３１）は、前記コア（２
   ５）の中心軸線（Ｃ1 ）を中心として形成された環状取
   付溝である請求項１に記載のフラッパ型ＡＣソレノイ
   ド。
4. 【請求項４】前記取付凹部（３９）は、略Ｄ字状に切り
   欠かれた取付段部である請求項１に記載のフラッパ型Ａ
   Ｃソレノイド。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフ
   ラッパ型ＡＣソレノイド（２，３４，３８）と、そのＡ
   Ｃソレノイド（２，３４，３８）によって駆動される弁
   体（１６）を流体流路内に備えた弁部（３）とからなる
   電磁弁。