JPS60140802A - 低ワツト数ソレノイド - 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】 この発明は一般にソレノイドに関し、さらに詳述すると
バルブスプールおよび類似部材を操作するために使用す
るのに適応した低ワツト数ソレノイドに係るものである
。

弁（バルブ）における公差問題を克服するためにスプリ
ングバイアスのかかった磁極片を有するソレノイドを設
けることはソレノイド技術で知られている。そのような
先行技術ソレノイドの一例は米国特許第３．５５８．９
５　Ｄ号に開示され、ている。

このような先行技術ソ１／ノイドの一欠点は、それらが
独立式でなく、保守および修理作業が要求さ扛るとき、
その部品が分解されかつ個々に再組立てさ牡なけ牡ばな
らないことである。そのような先行技術ソレノイドの別
の欠点は、その可動部品（う） 間の不整合のために騒音を生じることである。前記ソレ
ノイドの欠点を克服するだめに、完全ユニットとじて弁
構造に挿入されまたこれから除去さ牡ることかでき、こ
ｆ１２により遺失部品、保守、修理時間およびそのコス
トを低減するようにした、独立式ソレノイドを設けるこ
とが排案された。この独立式ソレノイドは、ソレノイド
アーマチアとスプリングバイアスのかかった可動磁極片
との整合を維持するために、浮動管状案内部材を備える
ものであった。しかしながら、この形の管状案内部材の
低ワツト数ソレノイドの一欠点ハ、ソレノイドコイルか
ら磁気部品、すなわち、フレーム。

磁極片およびアーマチュア中への磁束の伝達が非効率的
であることである。磁束の伝達の効率を増大するために
２磁極片およびアーマチュアを案内するために磁気ブッ
シングおよび非磁気ブッシングを備えた薄い案内管が使
用さ扛た。磁極片およびアーマチュア用の薄い案内管を
備えだ先行技術ソレノイドの一例は米国特許第１１．　
］、　００．５１９号に開示さｎている。

（’Ｉ） 本発明に従って、ソレノイドコイルによって発生された
磁束がソ１／ノイドの構成部品、すなわち。

フレーム、磁極片およびアーマチュア中へ効率よく伝達
さ牡るところの低ワット数ソレノイドが提供される。本
発明のソ１／ノイドはパルプスプールおよび他の類似部
材を操作するだめに使用するのに適応している。

本発明に従って作られたソレノイドアセンブリは横部材
および一対の脚部材を有するＣ字形支持フレームラ含む
。ソレノイドコイルアセンブリは支持フレーム内に装着
さ扛る。磁束板がソレノイドコイルアセンブリを保持す
るために支持フレーム脚部材間に着脱可能に装着される
。磁極片はソレノイドコイルアセンブリおよび磁束板を
通る軸方向穴の中に可動に装着さ肚かつ磁束板中に装着
さ扛た第一のブッシングによって軸方向移動をするよう
に案内さｎる。前記第一のブッシングは、磁束板の外（
ＩＩ！　、ｔｆｉ面に当接して配置される横フランジと
、ソレノイドコイルアセンブリの軸方向穴の一端中に磁
極片の長さのほぼ半分に沿って入れ子（５） 式に内方へ延在する一体管状本体とを有する。ソレノイ
ドアーマチュアは前記ソレノイドコイルアセンブリの前
記穴の細端中に可動に装着されかつ支持フレーム横部材
中に装着された第二のブッシングによって軸方向移動を
するように案内される。

前記第二のブッシングは、支持フＩノーム横部材の外側
横面上に配置されたフランジと、ソレノイドアーマチュ
アの長さのほぼ半分にわたってかつそ扛と摺動接触して
ソ１／ノイドアーマチュアのまわりを入扛子式に内方へ
延在する一体管状本体とを有スる。磁極片およびソレノ
イドアーマチュア部材の秒のおのの内端は拡大直径部分
を備え、この拡大直径部分はコイルアセンブリの軸方向
穴の中の２つのブッシングの内端の内方に配置さｎる。

第一および第二のブッシングは適当な磁気材料から作ら
れる。

次に図面特に第５図を参照すると、数字１０は本発明の
原皿に従って作られたソ１／ノイドサブアセンブリを示
す。数字１１はルノイドサブアセンプＩＪ　ｉ　Ｏによ
って操作されるう方可逆弁を示す。

（６） しかしながら、本発明のソレノイドは、例えば。

２方可逆弁５　）１方可逆弁等のような、他の型のソレ
ノイド操作可逆弁を操作するためにも使用さ扛うるもの
である。本発明のソ１／ノイドは、バルブステムまたは
ソレノイドによって移動させられる他の部材の第一の動
作位置と第二の動作位置との間の公差に対して補正が要
求さ牡るところの、任意の応用において使用するのに適
応している。

第１〜５図に示すように、ソレノイドサブアセンブリ］
０はＣ字形コイルアセンブリ支持フレームを含み、この
支持フレームは横板１２および一対の一体の脚部１２ａ
を含む。第２．５図に示すヨウニ、コイル１うがソレノ
イドコイルアセンブリ］１１中に装着さ牡ている。ソレ
ノイドコイルアセンブリ１）１はＣ字形コイルアセンブ
リ支持フレームの内側に装着さ扛、その一端が横板１２
の内側に当接し、他端が適当な磁束板１７によって支持
フレーム中に保持さ′１１．ている。第１図に最もよく
見られるように、磁束板１７はその各端にノツチ１６を
備え、このノツチは隣接支持フレーム脚部］、２ａの端
上の突起１５を受入れている。磁束板１７は支持フレー
ム脚部］、２ａに対する定位置にスナップ装着さ扛て前
記ソレノイドコイルアセンブリ］、　１１を自己保持性
アセンブリとして保持し、これはユニットとして迅迎か
つ容易に除去寸たは挿入さ牡うる。ソレノイドコイルア
センブリ１．１１はＣ字形支持フレームと磁束板１７と
からなる支持フレーム構造内で自由に小量移動すること
ができる。

第１図に示すように、ソレノイドコイルアセンブＩＪ　
１１ｉ　ｉ成形プラスチック材料ケーシング内に閉じ込
められ、このケーシングは、ケーシングと一体に形成さ
扛た、一体の突出する、長方形の、一体の位置決め部材
２１を備え、部材２１は磁束板１７の側部に沿った直径
方向に対向する位置に形成された位置決めスロット中に
配置さ扛ている。

第２．う図に示すように、ソレノイドコイルアセンプＩ
Ｊ　Ｊ、　＋１は軸方向穴２うを備え、この穴は支持フ
レーム横板１２を通して形成さ１．た軸方向穴２１１お
よび磁束板１７を通して形成さ牡た軸方向穴２５と整合
している。第２図に示すように、第一のブッシング２７
はソレノイドコイルアセンブリ１０の穴２うおよび支持
フレーム横板１２の穴２）１中に装着された管状の細長
い本体２ｇを有する。横方向の、平らな円形フランジ２
つが第一のブッシング本体２８の外端上に一体に形成さ
れかつ支持フレーム横板１２の外面に当接して位置して
いる。第二のブッシング３０はソレノイドコイルアセン
プＩＪ　１．１１の軸方向穴２３の外端中に装着さ扛て
いる。ブッシングろ０はソレノイドコイルアセンブリ１
１１の軸方向穴２う中に装着さｎた管状本体部分う１を
含む。ブッシングう０は一体の。

横方向の、平らな円形フランジう２を有し、このフラン
ジは磁束板１７の外側下面に当接して配置されるのに適
応している。ブッシング２７．３０は磁石に使用される
任意の種類の鋼合金のような。

適当な磁気材料から作ら扛る、 第２，３図に示すように、ソレノイドアーマチュアう５
は円筒形本体部分う６を有し、この本体部分は第一のブ
ッシングの円筒形本体部分２８を（９） 通して精密な公差Ｖ内で摺動可能に装着され、入れ子犬
に装着されている。アーマチュアう５の一体の、拡大直
径の内端部分う７は、第一のブッシング本体２８および
第二のブッシング本体５１の内端間の穴２３の部分にお
いて、ソレノイドコイルアセンブＩＪ　１．１１の軸方
向穴２３中に摺動可能に装着さ牡ている。

第１．２．３図に示すように、ソレノイドサブアセンブ
リ１０はスプリングバイアスのかかった磁極片３ｇを含
む。磁極片う８は第二のブッシング３０の円筒形本体３
１中に摺動可能に装着された円筒形本体部分ＩＩＯを有
する。磁極片本体部分ＩＩＯの外径とブッシング本体う
１の内径との間には非常に精密な公差が維持さｎている
。磁極片建の内端は拡大直径の、一体の端部分５つを備
え。

この端部分はブッシング本体３１の内端を越えて内方に
装着されている。スプリングバイアスのかかった磁極片
３ｇは円筒形本体部分ＩＩＯの外端のまわりに環状みぞ
６２（第２図）を備えている。

コイルスプリング６１の一端がみぞ６２中に保持（１０
） され、その他端はブッシングフランジう２の外面に当接
して配置されている。

第つ図に示すように、ソレノイドサブアセンブリ１０は
カバー１１５の内側に摺動可能に装着されるのに適応し
、カバー）↓うは横断面形状が長方形であるところの本
体を有する。カバーｌ１３はその下端において開放され
かつ内部本体室ｌ１６を備えカバー１１３がソレノイド
サブアセンブリ】０」二に入れ子犬に装着されるように
なっている。カバー１１３は長方形の本体側壁ｌｌ１１
および一体の上端壁１４５を含む。カバ一本体側壁１１
月は適当なガスケツ）ｌＩｌｌＴ上に位置し、このガス
ケットは弁本体ｌ１７の土壁部分上に配置さ扛ている。

第５図に示すように、ソレノイドサブアセンブリ］、Ｏ
の下端はカバーｌ１３から弁本体ｌ１７の上端に形成さ
扛た凹部４９中へ下方に延在する。

ソレノイドカバーＩ＋　５は、一対の適当な小ねじ５０
（第う図）のような、仔童の適当な手段によって弁本体
）１７に固着さ扛るのに適応している。

支持フレーム横板１２はその側縁に沿って適当な半円形
開口（図示されていない）を備え、ねじ５０がそれを通
りかつさらにソレノイドサブアセンブリ１０を定位置に
保持するようになっている。磁束板１７は同様な開口５
１（第１図）を有する。

第５図に示すように、スプリング６１は磁極片を下方ベ
バイアスしてその端面６うを弁本体１１７の端壁６１Ｉ
に当接させ、こｎにより前記先行米国特許第５．５３８
．９５　ｉ１号に記載された磁極片と同様に機能する浮
動磁極片を与えている。

第う図に示すように、バルブスプールの延長円筒形ロッ
ド５５が、磁極片５８を貫通して形成された。軸方向穴
５２全通して摺動可能に装着さｎている。バルブスプー
ル延長部５３の内端はソレノイドアーマチュア３５の内
端に当接し、その外端５）１はポペットステム５５の上
端と係合している。

ポペットステム５５は弁本体１１７’（５通して形成さ
れたパルプステム穴５１中に可動に装着されている。弁
１１はバルブステム穴５１を通して流体出口ボート５８
と連通ずる人口ポート５７を含む。

入口ポート５７はその中に装着された適当なフィルタス
クリーン５つを有する。スプリング５６はポペットステ
ム５５を第５図に示された第一の位置へ上方に常時バイ
アスし、入口ポート５７と出口ポート５８との間の流体
の流れを遮断し、かつ出口ポート５８を排出ポート（図
示されていない）に接続している。ソレノイドサブアセ
ンブリ１０はポペットステム５５を第二の位置へ下方に
移動させて人口ポート５７を出口ボート５８と接続しか
つ出口ポート５８と排出ポートとの間の流体の流れを遮
断するように働く、弁１１に類似する弁の構造および動
作の詳細な説明は米国特許第３．５５１３．９５１１号
に見出される。

数字６７はソレノイドコイルアセンブリＩｌ用の通常の
リード線を示す。リードａ６７はカバーＩ＋　５の側壁
ｌ１ｌｌの１つに形成さ１．た開口６つを通して装着さ
れ、かつ適当なグロメット６ｇによって定位置に保持さ
れている。ロードスプリング７０がソレノイドカバー１
１５の」一端中に配置され、その上端は軸方向ボス７２
の外側に形成された凹部（１う　） ７】に当接し、ボス７２はカバー上端壁１↓５の内側に
一体に形成されている。ロードスプリング７０の下端は
上部ブッシングフランジ２つの列上側に当接している。

ロードスプリング７０はカバー）１つ内の中央に配置さ
扛、ソレノイドサブアセンブリ１０を弁本体４７に当接
する位置へバイアスする働きをする。

手動操作器７Ｉ＋はカバー）１５の壁ｌＩ５の上端上の
軸方向ボス７２の穴７３中に摺動可能に装着さ扛ている
。操作器７１１は第５図では不作動位置に示さ扛ている
。スプリング７６は操作器’Ｍ−１０内端中に形成され
た軸方向穴７７中に摩擦係合して配置さｎた外端を有す
る。操作器？＋１が第５図に示さ扛た不作動位置にある
とき、スプリング７６の内端はアーマチュア５５の外端
と係合しないで。

そ扛かられずかに離間さ扛ている。適当なカップシール
７５が操作器７１１のまわりに装着さ扛、穴７５と係合
している。穴７３の内端は外方にテーパしてテーパシー
ト７８を形成し、操作器？’ｌが第５Ｎに示さ扛た不作
動位置にあるとき、テーパ（］ｌｌ） シート７８に対して操作器７　Ｉ＋上の外方テーパ肩部
７９が着座させられる。

操作に際して、ソレノイド１ｏは第う図に示さ牡た初位
置にある。ポペットステムを第二の動作位置へ下方に移
動させることが所望されるときには、ソレノイドサブア
センブリ１ｏが付勢されかつアーマチュア３５がスプリ
ング５６の力を克服するように下方へ引かれる。ポペッ
トステム５５が第二の動作位置に達すると、可動磁極片
３８は磁気的に上昇させられてアーマチュアう５の下端
に当接して位置し、磁極片５８とアーマチュアう５との
間に磁気シールを生じる。コイル１３の除勢の下に、ス
プリング５６はポペットステム５５をその初位置へ上方
に移動させ、かつスプリング６］は磁極片３ｇを第う図
に示さ扛たその初位置へ移動させる。

本発明のソレノイドサブアセンブリ１ｏは直流低ワツト
数ソレノイド用の有効なコアガイドを含み、ソレノイド
の磁気部品、すなわち、Ｃ字形フレーム１２．１２ａお
よびアーマチュア３５および磁極片３ｇ中への、コイル
１うで発生された磁束の最大伝達を達成するようになっ
ている。それぞ扛の円形フランジ２９．３２および管状
延長部２８、う］を備えた、上・下コアフランジ２７゜
う０が磁束をそ扛ぞ扛のコア半休、すなわち、アーマチ
ュア３５および磁極片５８中へ伝達し、こ牡によりアー
マチュア３５と磁極片２８との間に最適の縦方向引力を
与えかつこれらのコア部品に最小量の横方向引力を与え
る。ソレノイドサブアセンブリの自己保持性構造は保守
および修理作業が迅速かつ有効に行なわｎ、ることを可
能にする。

本発明は直流および交流低ワツト数ソレノイドに適用可
能である。本発明は交流低ワツト数ソレノイドに要求さ
牡るワット数を低減しかつ直流低ワツト数ソレノイドの
動力および効率を増大する。

本発明の改良ソレノイド構造は、低ワツト数ソレノイド
、特にパルプスプールおよび類似部材を操作するために
使用するのに適応したソレノイドに、使用するのに特に
適応している。本発明のソレノイドサブアセンブリによ
って操作されるバルブスプールは、一方向または両方向
のエアシリンダの動作を制御するだめのバルブに使用す
るのに適応した型のものである。エアシリンダは種々の
工業用機械で使用されるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理に従って作られた低ワツト数ソレ
ノイドサブアセンブリの底面図である。 第２図は第１図の２−２線に沿って取られた、第１図の
ソレノイドサブアセンブリ構造の断面図である。 第５図はう方可逆弁士にそのパルプスプールを操作する
ために装着さｎだ、本発明に係る低ワツト数ソレノイド
の断面図である。 １０−−ソレノイドサブアセンブリ、１１−−３方可逆
弁。 １５−−コイル、１４−−ソレノイドサブアセンブリ、
１７−−磁束板、２１−一位置決め部材、２７．３０−
一プツシング、３５−−ソレノイドアーマチュア、う８
−−磁極片、１ｊ３−一カバー、ｌ＋７一−弁本体、５
５−−ポペットステム、７１Ｉ−一操作器。 （１７）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　横部材および一対の脚部材を有する支持フレーム
   と、支持フレーム内に装着されたソレノイドコイルと、
   ソレノイドコイルを支持フレーム内に保持するために支
   持フレーム脚部材間に着脱可能に装着された磁束板と、
   ソレノイドコイルおよび磁束板を通る軸方向・穴の一端
   中に可動に装着された磁極片と、前記ソレノイドコイル
   を通る前記軸方向穴の他端中に可動に装着さ扛たソレノ
   イドアーマチュアと、ソレノイドコイルを通る軸方向穴
   の中の磁極片およびアーマチュアの移動を案内するだめ
   の案内手段とを含むソレノイドアセ／プリにおいて、前
   記案内手段が。 （ａ）磁束板上に装着され、かつ磁束板の外側横面に当
   接して位置する横フランジと、磁束板を通って内方にソ
   レノイドコイルの軸方向穴の中へかつ磁極片に沿って入
   れ子式に延在して磁極片と摺動接角虫する一体管状本体
   とを有する第一のブッシング； （ｂｌ　支持フレーム上に装着され、かつ支持フレーム
   横部材の外側横面上に位置するフランジと、支持フレー
   ム横部材を通って内方にかつソレノイドアーマチュアに
   沿って入れ子式に延在してソレノイドアーマチュアと摺
   動接触する一体管状本体とを有する第二のブッシング； を含む、ことを特徴とする前記ソレノイドアセンブリ。 ２　磁極片およびソレノイドアーマチュア部材のおのお
   のの内端が、ソレノイドコイルの軸方向穴の中の２つの
   ブッシングの内端の内方に配置された拡大直径の一体部
   分を備えている特許請求の範囲第１項記載のソレノイド
   アセンブリ。 ３　前記第一のブッシングの一体管状本体が磁極片の長
   さのほぼ半分に沿って内方に入れ子式に延在し、前記第
   二のブッシングの一体管状本体がソ１／ノイドアーマチ
   ュアの長さのほぼ半分にわたってソレノイドアーマチュ
   アのまわりを内に入れ予成に延在する特許請求の範囲第
   ２項記載のソレノイドアセンブリ。