JPH1089522A - ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プランジャとサイドリングとの距離を短くし
てコイル部材により発生する磁束を効果的にプランジャ
へ導くことで磁気吸引力を大きくし、ソレノイドの小型
化を図ると共に、組み立て性・製作性の良いソレノイド
を提供する。 【解決手段】 磁性材料からなるセンタポスト８と、非
磁性材料からなる筒状のスリーブ９と、及び磁性材料か
らなる筒状のサイドリング１０を内径側のボビン７の内
筒部７ｃに直列に配置し、プランジャ１１をスリーブ９
及びサイドリング１０の内側に軸方向に往復動自在に備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はソレノイドに関し、
例えば流体の制御を行うためのバルブ手段に接続して弁
体を駆動することの可能なものであり、内部で往復動す
るプランジャの磁気吸引力の増加、密封性の維持、製作
方法の簡易化等を発揮する技術である。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来のソレノイドの内部構成を
説明する断面構成説明図である。このソレノイド１０１
は、液体や気体等の流体を制御するバルブ手段２０１に
接続し、出力手段となるロッド１０２によりバルブ手段
２０１の弁体２０２を駆動させて流体の制御を行うこと
を可能とするものである。

【０００３】ソレノイド１０１は、ハウジングケース１
０３の中に円筒状のコイル部材１０４を備えている。

【０００４】このコイル部材１０４は、外側のボビンケ
ース１０５と内側のコイル部材ボビン１０６の間に挟ま
れるように配置されている。そして、内側のコイル部材
ボビン１０６は概略円筒状でかつ一方の端部１０６ａは
封止されており、他方の端部１０６ｂを開口している。

【０００５】内側のコイル部材ボビン１０６の内周には
非磁性材料からなるスリーブ１０７が嵌め込まれてお
り、そして、このスリーブ１０７の内側に往復動自在に
プランジャ１０８が挿入されている。前記の出力手段と
なるロッド１０２はプランジャ１０８の駆動力をソレノ
イド１０１の外部へと伝達する為に、プランジャ１０８
に接続されている。

【０００６】１０９は、コイル部材１０４により発生す
る磁束を集中させてプランジャ１０８を磁気吸引するセ
ンタポストであり、かつロッド１０２の挿通ガイドとし
ても機能している。

【０００７】尚、センタポスト１０９とプランジャ１０
８の間には、スプリング等の付勢手段を介在させて磁束
が発生していない状態でプランジャ１０８を一方向に付
勢させることも行われている。

【０００８】１１０は、プランジャ１０８の側面に対向
する位置に備えられるサイドリングであり、プランジャ
１０８が往復動のどの位置にあってもコイル部材１０４
により発生した磁束を安定してプランジャ１０８へと収
束させるものである。

【０００９】１１１は、コイル部材１０４に電力を供給
する端子である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような構成のソレ
ノイド１０１は、バルブ手段２０１と接続において、制
御対象流体がロッド１０２の挿通部、すなわちセンタポ
スト１０９の軸方向孔１０９ａよりプランジャ室１１２
（スリーブ１０７の内周領域）に流入させる構成となっ
ている。プランジャ室１１２に流入した制御対象流体
は、それが液体等の場合には、プランジャ１０８の往復
動の潤滑剤として機能するすることもあり、さほどの問
題とはならないが、プランジャ室１１２の内部から流出
することは制御流体の漏れとなるので、内側のコイル部
材ボビン１０６の一方の端部１０６ａを封止して容器と
して機能させてプランジャ室１１２のの密封性を確保し
ている。

【００１１】しかしながら、内側のコイル部材ボビン１
０６を容器として機能させるために、プランジャ１０８
とサイドリング１１０との距離が離れてしまい、磁束の
漏れが大きくなり、必要な磁気吸引力を得る為にコイル
部材１０４を大きくしたり、または作動電流を大きくす
る必要があった。

【００１２】また、サイドリング１１０は、内側のコイ
ル部材ボビン１０６の外側に外側のボビンケース１０５
を備える構造の為、内側のコイル部材ボビン１０６と外
側のボビンケース１０５との間に備えることになり、組
み立て性に問題があった。但し、この従来技術において
は内側のコイル部材ボビン１０６に一体成形されている
ので、サイドリング１１０の組み立て性としては問題と
なならないが、逆に、部品の製作が難しくなるという問
題を有していた。

【００１３】本発明は上記した従来技術の問題を解決す
る為に成されたもので、その目的とするところは、プラ
ンジャとサイドリングとの距離を短くしてコイル部材に
より発生する磁束を効果的にプランジャへ導くことで磁
気吸引力を大きくし、ソレノイドの小型化を図ると共
に、組み立て性・製作性の良いソレノイドを提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、筒状のコイル部材の内筒部に直列
に配置される、磁性材料からなるセンタポストと、非磁
性材料からなる筒状のスリーブと、及び磁性材料からな
る筒状のサイドリングと、前記スリーブ及びサイドリン
グの内側を軸方向に往復動自在に装填されるプランジャ
と、を備えたことを特徴とする。

【００１５】このような構成のソレノイドによると、プ
ランジャとサイドリングとの距離が短くなり、磁束の漏
れが低減されてプランジャを通過する磁束量が大きくな
る。そして、コイル部材の内筒部にセンタポスト，スリ
ーブ及びサイドリングを直列に挿入することで組み立て
が行われ、簡単に組み立てることができる。

【００１６】また、前記スリーブの内周面を、前記プラ
ンジャを摺動させる摺動面とし、前記サイドリングとプ
ランジャとの間に、該サイドリングとプランジャとの摺
接を防止する隙間を備えたことも好ましい。

【００１７】これによると、プランジャの軸方向の移動
はスリーブの摺動面により規定されると共に、サイドリ
ングとプランジャとは摺接しないので、プランジャの往
復動はスムーズに行われる。

【００１８】また、前記サイドリングは、前記筒状のコ
イル部材の一方の端部を密封する蓋部を備えていること
を特徴とすることも良い。

【００１９】これによると、筒状のコイル部材の一方の
端部が密封され、流体の漏れを防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００２１】図１は本発明の実施の形態に関わるソレノ
イド１であり、例えば、液体や気体等の流体を制御する
バルブ手段２０１に接続し、出力手段となるロッド１２
によりバルブ手段２０１の弁体２０２を駆動させて流体
の制御を行うことを可能とするものである。

【００２２】ソレノイド１は、筒状のコイル部材２を備
え、このコイル部材２の軸方向の両端部を、磁性材料か
らなるアッパープレート３とハウジング部材４の端面部
４ａにより挟んでいる。アッパープレート３とハウジン
グ部材４の接続は、ハウジング部材４の端面部４ａから
軸方向に略コ字状に突出する２本のカバープレート４
ｂ，４ｃ（端面部４ａと一体構成）により行われてい
る。カバープレート４ｂ，４ｃは、アッパープレート３
に設けられた係合孔に差し込まれ、ソレノイド１の組み
立て工程の最終段階で、その先端部４ｂ’，４ｃ’を折
り曲げてカシメ固定される。尚、ハウジング部材４の端
面部４ａは、延長されてソレノイド１自体を取り付ける
為のフランジ部４ｄとしている。

【００２３】筒状のコイル部材２は、通電されて電流が
流れる時に磁力を発生するコイル６と、コイル６が巻か
れるボビン７とを備え、ボビン７にはコイル６の軸方向
の端部位置を定めるフランジ部７ａ，７ｂが備えられて
いる。また、ボビン７の内筒部７ｃは段差なく形成され
ている。

【００２４】そして、ボビン７及びコイル６の外側に
は、コイル６への流体の浸入や異物の衝突等からコイル
６を保護する為に、モールドカバー５を成形している。
このモールドカバー５の成形は、コイル６が巻かれたボ
ビン７を成形型に固定して成形を行うインサート成形法
により行っている。

【００２５】尚、フランジ部７ｂの外周部を予め凹凸形
状としておき、モールドカバー５の底部がその凹凸形状
に倣って成形されることで、接合面の密封性を向上させ
てコイル６内部への流体の浸入を防止するラビリンス部
５ａが備えられている。また、コイル６からの導線の端
末は、ハンダ付け等により予め端子６ａを固定してお
き、一緒にコネクタ部１４を成形している。

【００２６】ボビン７の内筒部７ｃには、一方の端部か
ら（図１においては下側の端部から）、磁性材料からな
るセンタポスト８と、非磁性材料からなる筒状のスリー
ブ９と、磁性材料からなる筒状のサイドリング１０と
を、直列に配置している。

【００２７】そして、スリーブ９及びサイドリング１０
の内側を軸方向に往復動自在に装填されるプランジャ１
１を備えている。このプランジャ１１は、コイル６に通
電することで発生する磁力により、センタポスト８側へ
と磁気吸引される。そしてプランジャ１１に接続された
ロッド１２により駆動力を弁体２０２に与えることを可
能としている。

【００２８】ロッド１２は、センタポスト８を軸方向に
貫通する貫通孔８ａを挿通し、ガイドされる。

【００２９】サイドリング１０は、プランジャ１１の往
復動において、コイル６により発生した磁束を安定して
プランジャ１１へと収束させている。また、サイドリン
グ１０の端部には、ボビン７の内筒部７ｃの端部を密封
する蓋部１０ａが設けられている。

【００３０】この蓋部１０ａにより、センタポスト８の
貫通穴８ａや外周溝部８ｂを通ってプランジャ室１３に
進入する流体がソレノイド１の外部に漏出することを防
止する。１４は、コイル６に通電するためのコネクタ部
である。

【００３１】ここで、上述した各構成部材の材料を説明
する。まず磁気回路の一部となる、アッパープレート
３，センタポスト８，サイドリング１０，プランジャ１
１は透磁率の良い鉄系材料が適用可能である。具体的に
は、プレス加工を行うアッパープレート３とサイドリン
グ１０はＳＰＣＣ材であり、旋盤加工を行うセンタポス
ト８とプランジャ１１は加工性の良い快削鋼である。

【００３２】筒状のスリーブ９は、非磁性が要求されか
つセンタポスト８及びサイドリング１０の間に挟まれて
圧縮方向の力を受けるのである程度の強度が必要であ
り、オーステナイト系のステンレス材や銅系の材料が使
用可能である。尚、摩耗特性の優れた樹脂材料を代替材
料とすることも可能である場合もある。

【００３３】また、ロッド１２は、センタポスト８に磁
気吸着しないように非磁性のオーステナイト系のステン
レス材であるＳＵＳ３０３を使用している。

【００３４】モールド成形品は、強度や難燃性及び電気
絶縁性等の条件を満足させる樹脂材料から選択されてお
り、モールドカバー５と内径側のボビン７は共に６６ナ
イロンＧ３０により成形されている。その他、ＰＢＴ
（ポリブチレンテレフタレート）や６６ナイロンも使用
可能である。

【００３５】尚、スリーブ９の内周面９ａを、プランジ
ャ１１を摺動させる摺動面として、サイドリング１０の
内周面１０ｂよりも小さい直径とすることで、プランジ
ャ１１の軸方向の移動はスリーブの内周面９ａと摺動す
ることで行われ、また、サイドリング１０の内周面１０
ｂとプランジャ１１とは摺接しないので、プランジャ１
１の往復動はスムーズに行われる。

【００３６】また、サイドリング１０の蓋部１０ａは、
アッパープレート３に当接することによりサイドリング
１０の位置決めと、アッパープレート３により収束され
た磁束を利用することができる。

【００３７】このような構成のソレノイド１によると、
プランジャ１１とサイドリング１０の内周面１０ｂの距
離が短くなり、磁束の漏れが低減されてプランジャ１１
を通過する磁束量が大きくなる。このことは、より小さ
なコイルを用いたり、あるいは、コイルへの電流を少な
くすることを可能とする。

【００３８】そして、ソレノイド１の組み立ては、ハウ
ジング部材４のカバープレート４ｂ，４ｃの先端部４
ｂ’，４ｃ’を上側に向け、下側に位置する端面部４ａ
を基準として、まずセンタポスト８を端面部４ａの嵌合
孔４ａ’に挿入、及び筒状のコイル部材２をカバープレ
ート４ｂ，４ｃの間に装填することを行う。

【００３９】その後、プランジャ１１とロッド１２が接
続されたプランジャ組立品、スリーブ９及びサイドリン
グ１０を直列に挿入する。そして、筒状のコイル部材２
のサイドリング１０側の密封性を確実なものとするため
にモールドカバー５の端面部の環状凹溝５ｂにシールリ
ング１５を載置し、最後にアッパープレート３をカバー
プレート４ｂ，４ｃの先端部４ｂ’，４ｃ’が貫通する
ように載置して先端部４ｂ’，４ｃ’をを折り曲げてカ
シメ固定する。

【００４０】従って、端面部４ａの上に、各構成部材を
直列に一方向に載置していくことで組み立てが行われる
ので簡単であり、組み立て性・製作性が改善される。

【００４１】この実施の形態では、アッパープレート３
とサイドリング１０を別構成の部材としているが、一体
的に構成させることも可能である。こうすることで、部
品点数が低減すると共に、アッパープレート３と筒状の
コイル部材２との位置決めを行うことが可能となる。

【００４２】

【発明の効果】上記のように説明された本発明にあって
は、プランジャとサイドリングとの距離が短くなり、磁
束の漏れが低減されてプランジャを通過する磁束量が大
きくなり、プランジャに対する磁気吸引力が大きくな
る。従って、コイル部材を小さくしたり、あるいは消費
電流を少なくすることが可能となり、小型で効率の高い
ソレノイドが得られる。

【００４３】また、コイル部材の内筒部にセンタポス
ト，スリーブ及びサイドリングを直列に挿入することで
組み立てが行われるので組み立て性及び製作性が良い。

【００４４】前記スリーブの内周面を、前記プランジャ
を摺動させる摺動面とし、前記サイドリングとプランジ
ャとの間に、該サイドリングとプランジャとの摺接を防
止する隙間を備えることで、プランジャの軸方向の移動
はスリーブの摺動面により規定されると共に、サイドリ
ングとプランジャとは摺接しないので、プランジャの往
復動はスムーズに行われる。

【００４５】前記サイドリングは、前記筒状のコイル部
材の一方の端部を密封する蓋部を備えていることで、筒
状のコイル部材の一方の端部が密封され、流体の漏れを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態のソレノイドの断面
構成説明図。

【図２】図２は従来のソレノイドの断面構成説明図。

【符号の説明】

１ ソレノイド ２ 筒状のコイル部材 ３ アッパープレート ４ ハウジング部材 ４ａ 端面部 ４ｂ カバープレート ４ｂ’ 先端部 ４ｃ カバープレート ４ｃ’ 先端部 ４ｄ フランジ部 ５ モールドカバー ５ａ ラビリンス部 ５ｂ 環状凹溝 ６ コイル ７ 内径側のボビン ７ａ，７ｂ フランジ部 ７ｃ 内筒部 ８ センタポスト ８ａ 貫通孔 ８ｂ 外周溝部 ９ 筒状のスリーブ １０ サイドリング １０ａ 蓋部 １１ プランジャ １２ ロッド １３ プランジャ室 １４ コネクタ部 １５ シールリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のコイル部材の内筒部に直列に配置
   される、磁性材料からなるセンタポストと、非磁性材料
   からなる筒状のスリーブと、及び磁性材料からなる筒状
   のサイドリングと、 前記スリーブ及びサイドリングの内側を軸方向に往復動
   自在に装填されるプランジャと、 を備えたことを特徴とするソレノイド。
2. 【請求項２】 前記スリーブの内周面を、前記プランジ
   ャを摺動させる摺動面とし、 前記サイドリングとプランジャとの間に、該サイドリン
   グとプランジャとの摺接を防止する隙間を備えたことを
   特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
3. 【請求項３】 前記サイドリングは、前記筒状のコイル
   部材の一方の端部を密封する蓋部を備えていることを特
   徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のソレ
   ノイド。