JPH11218252A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁弁を構成するソレノイド部の可動コア部
分の組立作業性、および可動コアのコア本体の摺動部分
の耐摩耗性を上げて電磁弁の耐久性を向上させることで
ある。 【解決手段】 可動コア３３の摺動部の外周には、磁性
体リングに摺動するリング状に形成した耐摩耗性部材４
６が取り付けられ、この耐磨耗性部材４６は可動コア３
３の収容孔３９を塞ぐ蓋部材４１により抜け防止が図ら
れる。可動コア３３の収容孔３９内に作動ロッド３５の
大径部３８と蓋部材４１の間に組み込まれるばね４４
は、ばね受け突部４５に係合されるので、ばね４４の脱
落防止を図り、組立作業性を向上させる。蓋部材４１の
蓋部材本体４２はその先端に小径先端部４２ｂを有する
ので、蓋部材４１を収容孔３９の中に挿入する際に容易
に挿入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流体流路の開閉や流
れの方向などを変える方向制御弁を電磁石により作動す
るようにした電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気圧配管に空気を流したり、流れを停
止したり、流れの方向を変えるために切換弁、逆止弁な
どの方向制御弁が使用されており、これらの方向制御弁
のうち電磁石により弁体を作動するようにしたタイプの
ものは電磁弁と言われる。

【０００３】電磁弁には、電磁石により操作される弁体
により直接流れの開閉や方向を変えるタイプの直動式
と、電磁石により内部のパイロット弁を駆動してその出
力により主弁の弁体を作動することによって流路の方向
制御などを行うタイプの間接作動式とがある。

【０００４】切換弁には、空気の入力ポートと出力ポー
トの２つのポートを有する２ポート弁、供給ポートと出
力ポートと排気ポートの３つのポートを有する３ポート
弁、供給ポートと２つの出力ポートと排気ポートの４つ
のポートを有する４ポート弁、さらに、供給ポートに加
えて２つずつ出力ポートと排気ポートを有する５ポート
弁などがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電磁弁のソレノイド部
の基本的構造は、間接作動式および直接作動式のいずれ
のタイプについても同様であり、いずれのポート数の電
磁弁についても同様である。磁気フレームには可動コア
に磁界が伝達されるように、磁性体リングが取り付けら
れるようになっており、可動コアは磁性体リングに摺動
することになる。このため、長期間電磁弁を使用する
と、可動コアと磁性体リングの摺動部分が摩耗すること
がある。かかるコア本体の摺動部分における耐摩耗性を
強化することにより電磁弁の耐久性を伸ばすことができ
る。

【０００６】また、可動コア部分の組立は、その組み付
け精度を含めて多数の工程があり、少しでもその工程の
簡略化、簡単な構成に基づく組み付け精度の向上などに
より、電磁弁の組立工程の効率化が求められている。

【０００７】本発明の目的は、可動コアのコア本体の耐
摩耗性を向上させて電磁弁の耐久性を向上させることに
ある。

【０００８】本発明の他の目的は、可動コアのコア本体
に組み込まれるばねの脱落防止を図ることにより、電磁
弁の組立効率の向上を図ることにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１１】本発明の電磁弁は、外側にコイルが巻き付
けられたボビン、前記ボビンが組み込まれた磁気フレー
ム、および前記ボビン内に軸方向に摺動自在に装着され
た可動コアを有するソレノイド部を備え、前記可動コア
により弁体を作動するようにした電磁弁であって、前記
可動コアの端部に対応させて前記磁気フレームに取り付
けられ、前記可動コアを案内する磁性体リングと、前記
可動コアの端部外周に取り付けられ、前記磁性体リング
に摺動する耐磨耗性部材とを有することを特徴とする。

【００１２】本発明にあっては、可動コアの磁性体リン
グの内面との摺動部分には、耐磨耗性部材が設けられて
いるので、直接可動コアが摺動することなく、可動コア
の摩耗を防止することができる。

【００１３】本発明の電磁弁は、前記可動コアをコア本
体とこのコア本体に形成された貫通孔内に軸方向に摺動
自在に設けられた作動ロッドとにより形成し、前記コア
本体に前記貫通孔に連通して形成された収容孔に、前記
作動ロッドの端部に設けられた大径部を配置し、前記収
容孔の開口部を閉塞する蓋部材と前記大径部との間にコ
イルばねを装着し、前記大径部に前記コイルばねの端部
と係合するばね受け突部を設けたことを特徴とする。

【００１４】本発明にあっては、可動コアの組立に際し
て、ばねの端部がばね受け突部に係合することになるの
で、ばねの抜け落ちや、外れがなく組立作業が確実かつ
能率的に行える。

【００１５】また、本発明の電磁弁は、前記可動コアを
コア本体とこのコア本体に形成された貫通孔内に軸方向
に摺動自在に設けられた作動ロッドとにより形成し、前
記コア本体に前記貫通孔に連通して形成された収容孔
に、前記作動ロッドの端部に設けられた大径部を配置
し、前記収容孔の開口部を閉塞する蓋部材と前記大径部
との間にコイルばねを装着し、前記蓋部材を前記収容孔
の開口端部側に入り込む蓋部材本体と、この蓋部材本体
と一体となり前記コア本体の前記収容孔側の端面に接触
するフランジ部とを設け、前記蓋部材本体をフランジ側
とこれよりも小径の先端部との段付きとしたことを特徴
とする。

【００１６】本発明にあっては、可動コアのコア本体の
収容孔を塞ぐ蓋部材の先端部を小径にしたので、簡単に
挿入作業が行え、組み付け作業の能率向上が図れる。こ
の先端部を小径にするには、例えば、テーパー状に漸次
先細り状に形成しても良く、あるいは階段状に段付け構
造にしても良い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１８】本実施の形態の電磁弁１０は、図１に示す
ように、弁ブロック部１１とソレノイド部１２とをねじ
止めにより接続した構成されている。また、電磁弁１０
の平面図を図２（Ａ）、正面図を図２（Ｂ）に示した。

【００１９】本実施の形態の弁ブロック部１１はアルミ
ニウム合金あるいは樹脂により形成されたほぼ直方体形
状となっており、この中には貫通孔１４が形成されてい
る。弁ブロック部１１の一端部には貫通孔１４内に嵌合
される筒部１５ａを有するカバー１５が取り付けられ、
貫通孔１４の一端部は閉塞されるようになっている。

【００２０】弁ブロック部１１には貫通孔１４と筒部１
５ａとにより弁体収容孔１６が形成されている。図示す
る電磁弁は３ポート電磁弁であり、外部から圧縮空気が
供給される供給ポート１７と、ここに供給された空気を
空気圧機器に流出させるための出力ポート１８と、空気
圧機器から排出される空気を外部に案内するための排気
ポート１９とがそれぞれ弁体収容孔１６に連通させて形
成されている。排気ポート１９は筒部１５ａに形成され
た複数の孔１５ｂを介して弁体収容孔１６内に連通され
ている。

【００２１】弁体収容孔１６内には主弁軸２０が軸方向
に摺動自在に装着されており、この主弁軸２０の中央部
分には、供給ポート１７と出力ポート１８とを連通させ
るとともに出力ポート１８と排気ポート１９との連通を
遮断する位置と、図１に示すように供給ポート１７と出
力ポート１８との連通を遮断するとともに出力ポート１
８と排気ポート１９とを連通させる位置とに切換制御す
る弁体２１が設けられている。この弁体２１はポペット
タイプとなっているが、スプールタイプの主弁を設ける
ようにしても良く、３ポートに限られることなく、５ポ
ートにしても良い。

【００２２】主弁軸２０の両端部には弁体収容孔１６の
内周面に摺動接触するピストン部２２，２３が設けられ
ており、弁体収容孔１６と外部とがシールされている。
カバー１５と主弁軸２０との間には、圧縮コイルばね２
４が組み込まれており、主弁軸２０には常に供給ポート
１７を閉じる方向のばね力が付勢されている。このカバ
ー１５は金属製でも樹脂製でも良い。

【００２３】ソレノイド部１２はソレノイド組立体２６
とこれを封止する樹脂成形部２７とを有している。ソレ
ノイド組立体２６は円筒部２８ａの両端にフランジ部２
８ｂ，２８ｃが設けられたボビン２８を有しており、円
筒部２８ａの外側にはコイル２９が巻き付けられてい
る。ボビン２８は図１に示されるように四辺形の枠状と
なった磁性体製の磁気フレーム３１の中に組み込まれる
ようになっている。

【００２４】ボビン２８の中には弁ブロック部側に固定
コア３２が組み込まれ、この固定コア３２の反対側には
プランジャつまり可動コア３３が軸方向に摺動自在に装
着されている。可動コア３３はコア本体３４とこの先端
から突出するとともに固定コア３２に形成された貫通孔
を貫通して主弁軸２０の端面に当接する作動ロッド３５
とを有している。

【００２５】磁気フレーム３１には可動コア３３側に位
置させて磁性体リング３６が取り付けられており、磁気
フレーム３１から可動コア３３に対して効率的に磁界が
伝達されるようになっている。

【００２６】図３は可動コア３３を拡大して示す図であ
り、作動ロッド３５はコア本体３４に形成された貫通孔
３７内に軸方向に摺動自在に設けられ、端部には大径部
３８が設けられている。この大径部３８はコア本体３４
に形成された収容孔３９内に配置されている。この収容
孔３９の開口部には蓋部材４１が止め付けられて収容孔
３９を閉塞するようになっており、この蓋部材４１は収
容孔３９内に嵌合される蓋部材本体４２と、コア本体３
４の端面に接触するフランジ部４３とを有し、これらが
一体に成形されている。

【００２７】大径部３８と蓋部材４１との間には圧縮コ
イルばね４４が装着され、作動ロッド３５に対して図３
において右方向のばね力が付勢されている。大径部３８
にはばね４４の端部内に入り込んで係合するばね受け突
部４５が設けられて、ばね４４が作動ロッド３５から外
れるのを防止している。

【００２８】蓋部材本体４２は、フランジ側部４２ａと
これよりも先端側の小径先端部４２ｂとを有しており、
蓋部材４１を収容孔３９に組み付ける際に、収容孔３９
よりも小径となった小径先端部４２ｂを収容孔３９に容
易に組み付けることができ、電磁弁の組立が容易とな
る。

【００２９】コア本体３４の端部には、磁性体リング３
６に対応させてリング状の耐磨耗性部材４６が取り付け
られている。図３に示すように、コア本体３４の蓋部材
４１側は、コア本体３４の外径よりも小径に形成され、
この小径部分にリング状の耐摩耗性部材４６が嵌められ
ている。耐摩耗性部材４６の外径Ａは、コア本体３４の
外径より僅かに大きく形成されている。この耐摩耗性部
材４６としては、例えば熱可塑性樹脂のポリオキシメチ
レン（ＰＯＭ）などが使用されている。

【００３０】一方、蓋部材４１のフランジ部４３の外径
Ｂは、図３に示すように、コア本体３４の外径よりもや
や小径に形成されている。また、フランジ部４３の外径
を耐磨耗性部材４６に接触させることにより、コア本体
３４の外周部分に嵌められた耐摩耗性部材４６が蓋部材
４１により押さえられて、耐摩耗性部材４６の抜け防止
が図られる。

【００３１】このように構成されるソレノイド組立体２
６には端子台５０が取り付けられるようになっており、
その端子台５０にはプリント配線基板５１が取り付けら
れ、端子台５０に取り付けられた端子爪５２はプリント
配線基板５１に設けられた配線を介してコイル２９のリ
ード端子２９ａに電気的に接続される。端子爪５２に
は、図２に示すコネクタ５３が接続されるようになって
いる。

【００３２】なお、ソレノイド組立体２６の端面には、
図１に示すように、カバー５４が取り付けられるように
なっており、このカバー５４には弾性変形自在の可撓性
の樹脂などにより形成された手動操作用のキャップ５５
が組み込まれるようになっている。このキャップ５５は
可動コア３３の端面に対向しており、キャップ５５を押
し付けることにより、コイル２９に通電することなく、
手動操作により主弁軸２０を作動させることができる。

【００３３】上述したソレノイド部１２を製造するに
は、まず、磁気フレーム３１内にコイル２９が巻き付け
られたボビン２８を組み付け、ボビン２８の端部に金属
製のスリーブつまり磁性体リング３６を挿入することに
よりソレノイド組立体２６を組み立てる。

【００３４】次いで、端子台５０を磁気フレーム３１に
仮り止めする。この状態のもとで、樹脂成形金型内にソ
レノイド組立体２６を配置し、金型を締め付けた状態の
もとで、金型内に樹脂を注入する。この樹脂により樹脂
成形部２７が図示する形状に成形される。このようにし
て樹脂成形部２７が形成された後に、固定コア３２およ
び可動コア３３がボビン２８内に組み込まれ、さらに、
プリント配線基板５１が端子台５０に取り付けられる。

【００３５】一方、可動コア３２はコア本体３４に対し
て作動ロッド３５を挿入し、耐磨耗性部材４６をコア本
体３４の端部に嵌合した後に、ばね４４を収容孔３９内
に収容した状態で蓋部材４１により収容孔３９が閉塞さ
れる。このときにおける蓋部材４１の止め付け作業に際
しては、蓋部材４１の先端部には小径の先端部４２ｂが
形成されているので、収容孔３９への蓋部材４１の取り
付け作業が容易となり、ばね４４の端部がばね受け突部
４５に係合することから、ばね４４が外れることが防止
される。

【００３６】さらに、ソレノイド部１２と弁ブロック部
１１とをねじ部材を用いて連結することにより、図１に
示す電磁弁１０の組立が完了する。電磁弁１０が使用さ
れる際には、取付金具５７により所定の位置に据え付け
られることになる。

【００３７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３８】たとえば、電磁弁の構造としては、図示す
る場合には直動式の電磁弁を示すが、間接作動式の電磁
弁に本発明のソレノイドを適用するようにしても良い。

【００３９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４０】(1).耐摩耗性部材を介して可動コアと磁性
体リングの摺動を行うようにしているので、可動コアの
耐摩耗性が向上させられて電磁弁の耐久性を図ることが
できる。

【００４１】(2).耐摩耗性部材を介して可動コアと磁性
体リングの摺動が行われるので、コア本体の摩耗を回避
してなお且つ磁気的バランスが向上する。

【００４２】(3).耐摩耗性部材を介して可動コアと磁性
体リングの摺動を行うようにしているので、可動コアの
材質選定に際して耐摩耗性を考慮せずにその素材を選定
することができる。

【００４３】(4).耐摩耗性部材をリング状に構成して可
動コアに嵌合し、蓋部材により押さえるようにしている
ので、簡単な構造で可動コアの耐摩耗性を付与すること
ができる。

【００４４】(5).作動ロッドの圧縮コイルばねの取付け
端側に突起部を設け、圧縮コイルばねのコイル径内にそ
の突起部を嵌入できるようにしているので、圧縮コイル
ばねの位置がずれず、圧縮コイルばねの組み付け作業が
容易に行える。

【００４５】(6).可動コアのコア本体の収容孔を塞ぐ蓋
部材を、その収容孔への挿入部の先端側を小径に形成し
ているので、蓋部材を収容孔に取り付ける組立作業が行
いやすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である電磁弁ソレノイド
が設けられた電磁弁を示す断面図である。

【図２】（Ａ）は図１に示された電磁弁の外観を示す平
面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の正面図である。

【図３】図１に示す可動コアを示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ 電磁弁 １１ 弁ブロック部 １２ ソレノイド部 １５ カバー １６ 弁体収容孔 １７ 供給ポート １８ 出力ポート １９ 排気ポート ２０ 主弁軸 ２１ 弁体 ２６ ソレノイド組立体 ２７ 樹脂成形部 ２８ ボビン ２９ コイル ２９ａ リード端子 ３１ 磁気フレーム ３２ 固定コア ３３ 可動コア ３４ コア本体 ３５ 作動ロッド ３６ 磁性体リング ３７ 貫通孔 ３８ 大径部 ３９ 収容孔 ４１ 蓋部材 ４２ 蓋部材本体 ４２ｂ 小径先端部 ４３ フランジ部 ４４ ばね ４５ ばね受け突部 ４６ 耐磨耗性部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側にコイルが巻き付けられたボビン、
   前記ボビンが組み込まれた磁気フレーム、および前記ボ
   ビン内に軸方向に摺動自在に装着された可動コアを有す
   るソレノイド部を備え、前記可動コアにより弁体を作動
   するようにした電磁弁であって、 前記可動コアの端部に対応させて前記磁気フレームに取
   り付けられ、前記可動コアを案内する磁性体リングと、 前記可動コアの端部外周に取り付けられ、前記磁性体リ
   ングに摺動する耐磨耗性部材とを有することを特徴とす
   る電磁弁。
2. 【請求項２】 外側にコイルが巻き付けられたボビン、
   前記ボビンが組み込まれた磁気フレーム、および前記ボ
   ビン内に軸方向に摺動自在に装着された可動コアを有す
   るソレノイド部を備え、前記可動コアにより弁体を作動
   するようにした電磁弁であって、 前記可動コアをコア本体とこのコア本体に形成された貫
   通孔内に軸方向に摺動自在に設けられた作動ロッドとに
   より形成し、 前記コア本体に前記貫通孔に連通して形成された収容孔
   に、前記作動ロッドの端部に設けられた大径部を配置
   し、 前記収容孔の開口部を閉塞する蓋部材と前記大径部との
   間にコイルばねを装着し、 前記大径部に前記コイルばねの端部と係合するばね受け
   突部を設けたことを特徴とする電磁弁。
3. 【請求項３】 外側にコイルが巻き付けられたボビン、
   前記ボビンが組み込まれた磁気フレーム、および前記ボ
   ビン内に軸方向に摺動自在に装着された可動コアを有す
   るソレノイド部を備え、前記可動コアにより弁体を作動
   するようにした電磁弁であって、 前記可動コアをコア本体とこのコア本体に形成された貫
   通孔内に軸方向に摺動自在に設けられた作動ロッドとに
   より形成し、 前記コア本体に前記貫通孔に連通して形成された収容孔
   に、前記作動ロッドの端部に設けられた大径部を配置
   し、 前記収容孔の開口部を閉塞する蓋部材と前記大径部との
   間にコイルばねを装着し、 前記蓋部材を前記収容孔の開口端部側に入り込む蓋部材
   本体と、この蓋部材本体と一体となり前記コア本体の前
   記収容孔側の端面に接触するフランジ部とを設け、前記
   蓋部材本体をフランジ側とこれよりも小径の先端部との
   段付きとしたことを特徴とする電磁弁。