JPH021579Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野 この考案は、内燃機関の燃料装置等に使用され
る電磁弁用ソレノイドに関するものである。 従来技術 従来、第１図に示すような流体制御用電磁弁
が、一般に使用されている。すなわちソレノイド
１の強磁性材からなるプランジヤー２で作動され
る弁子３によつて、弁本体４を開閉制御するもの
である。５は非磁性材からなるボビンで、軸方向
の中心孔５ａを有する円筒状本体５ｂの両端部に
それぞれフランジ５ｃを設けている。６はボビン
５に巻かれたコイルで、リード線６ａから入力さ
れる。ボビン５の中心孔５ａには、同じく非磁性
材からなり、一端に底部を有するパイプ７が嵌合
されている。パイプ７の底部側には、プランジヤ
ー２が往復動可能に挿入されている。パイプ７の
開口部側には固定鉄心８が挿入され、パイプ７の
底部に当接した開状態におけるプランジヤー２の
自由端面とのエア・ギヤツプＡが所定の値となる
位置で固定されている。固定鉄心８の外側端部に
は、ボビン５の端面を覆うフランジ８ａが設けら
れている。さらに固定鉄心８の外側端部は、弁本
体４の側部開口４ａに嵌合される縁材８ｂが外方
に突出し、縁材８ｂの内側は、弁子３を収容する
凹部８ｃを形成している。凹部８ｃの底部中心に
は、固定鉄心８の軸心を貫通する案内孔８ｄが設
けられている。案内孔８ｄには、作動ロツド９が
摺動可能に挿入され、その先端はプランジヤー２
に固定され、他端は、プランジヤー２の開状態の
とき、凹部８ｃの底面と同一面に位置している。
弁子３の上端には、ゴム等からなるシール部材３
ａが固着されている。１０は強磁性材からなる円
筒容器状のケースで、底部中央に設けた取付け穴
１０ａにパイプ７の底部が嵌合され、ボビン５お
よびコイル６を収容している。ケース１０の開口
端部は、固定鉄心８の外周とかしめ加工などで結
合されている。１１ａはＯリングで、パイプ７と
固定鉄心８の間をシールしている。 弁本体４は、軸方向に流入口１３ａ、中間通路
１３ｂ、流出口１３ｃが連続して設けられ、流体
通路１３を構成している。中間通路１３ｂの側面
は、側部開口４ａと連通しており、側部開口４ａ
のほぼ中央位置には、流体通路１３を前後に仕切
る隔壁１４が設けられている。隔壁１４で仕切ら
れた上流側の側部開口４ａの周縁部と、隔壁１４
の露出した外周部とで、弁座４ｂが形成されてい
る。弁本体４の側部開口４ａに、固定鉄心８の縁
材８ｂの外周が圧入され、側部開口４ａの肩部と
縁材８ｂの端面との間にはシール用Ｏリング１１
ｂが嵌合されている。弁座４ｂの外周には圧縮ス
プリング１２が装着され、弁子３を凹部８ｃの底
面に押圧して、コイル６に通電されないときは、
流体通路１３を開状態に保つている。 実開昭57−112181号公報は、上記ケース１０
を、板金の塑性加工で形成した電磁弁用ソレノイ
ドを開示している。すなわちケース１０を板金加
工により形成した第１および第２の磁気枠片によ
り構成し、それらの磁気枠片同士を互いに広い面
積で密着させて、コイルを囲む磁路における磁気
抵抗を軽減し、大きな電磁力を得られるようにし
ている。 しかしながら、上記のような構成のソレノイド
１は、コイル６とケース１０の間にエア・ギヤツ
プＣがあり、この間の熱放散が悪く、またボビン
５には、合成樹脂等の熱伝導率の小さい材料を使
用することが多いので、パイプ７や固定鉄心８へ
の熱放散も悪い。そのためコイル６の表面積を大
きくして熱放散を良くするか、コイル６の抵抗を
大きくして発熱量を少なくすることによつて、コ
イル６の温度上昇を低くしなければならず、ソレ
ノイド１は大型化されていた。 またプランジヤー２とパイプ７の間には、プラ
ンジヤー２の往復動を円滑にするためのエア・ギ
ヤツプＢが設けられているので、パイプ７の板厚
とも重なつてプランジヤー２とケース１０の間の
磁気抵抗が大きくなり、ケース１０の磁気回路断
面積も小さいので、大きな吸引力が得られない。
そのためコイル６を大きくするか、磁気抵抗を小
さくするためにケース１０の厚さを増加しなけれ
ばならず、ソレノイド１は大型化され、従つてケ
ース１０のプレス加工も困難となつていた。 考案の目的 この考案は、コイルの周囲の熱放散を良くし、
また磁気回路の抵抗を低減して小型化した電磁弁
用ソレノイドの提供を目的とする。 考案の構成 上記目的を達成するため、この考案はボビンに
巻かれたコイルと、ボビンの軸方向に設けた中心
孔の一端側に挿入固定された固定鉄心と、中心孔
の反対側に往復動可能に挿入され圧縮スプリング
によつて固定鉄心と一定間隙を保つて対向した可
動鉄心とを有し、強磁性材からなるケースでコイ
ルの外側を覆つた電磁弁用ソレノイドにおいて、
コイルの周囲に磁性流体を封入したことによつ
て、コイルの周囲の熱放散を良くし、また磁気回
路の抵抗を低減する。 実施例 以下実施例を示す図面に基づいて、この考案を
説明する。第２図はこの考案の実施例の縦断面図
である。第２図においても第１図と同一の構成に
は、同一番号を付して説明は省略する。この考案
によるソレノイド２１では、第３図の平面図およ
び第４図の一部断面正面図に示すようなボビン２
２を使用する。ボビン２２は、中心孔２２ａを有
する円筒状本体２２ｂの内面に、第４図に示すよ
うな凸部２３と残りの面からなる凹部２３ａを設
け、パイプ７との間に凹部２３ａにより空間を形
成する。凸部２３は、エア・ギヤツプＡをとりま
く位置に設け、幅はエア・ギヤツプＡの幅より大
きくする。両フランジ２２ｃの端面にも、外周部
に間隔を置いて位置した凸部２４と残りの面から
なる凹部２４ａを設け、固定鉄心８のフランジ８
ａおよびケース１０との間にそれぞれ凹部２４ａ
による空間を形成する。また凹部２３ａおよび凹
部２４ａには、複数個の貫通穴２５および２６を
それぞれ設けてある。このようなボビン２２に巻
かれたコイル６とケース１０の間のエア・ギヤツ
プＣならびにボビン２２の凹部２３ａ，２４ａお
よび穴２５，２６には、磁性流体２７が封入され
ている。磁性流体２７は、強磁性微粉末を液相媒
体中に安定に分散させたもので、強磁性微粉末に
はFe₃O₄，Fe，Co等の微粉末とし、液相媒体に
は水、油、水銀等を使用する。パイプ７の底部が
嵌合されたケース１０の取付け穴の内周面上に
は、ゴム等からなるＯリング１１ｃを嵌合し、リ
ード線６ａが貫通するケース１０の穴は、接着剤
２８等で隙間をうめて、磁性流体２７の漏れを防
止してある。 上記のように構成された電磁弁用ソレノイド２
１は、リード線６ａからコイル６に電流を印加す
ると、第２図の矢線で示すように磁束のループが
でき、プランジヤー２が固定鉄心８に吸引されて
弁本体４が閉じる。コイル６は、巻線の抵抗損失
が原因で次第に温度が上昇する。コイル６に発生
した熱は、その表面からエア・ギヤツプＣおよび
ボビン２２を伝わつて放熱され、発熱量が放熱量
と等しくなると、コイル６の温度は一定となる。
コイル６の抵抗をＲ（Ω）、電流をＩ（Ａ）とする
と、発熱量Ｗは次のようになる。 Ｗ＝I²R（Ｗ） コイル６の表面積をＳ（m²）、熱放散係数をλ
（Ｗ／℃m²）とすると、コイル６の上昇温度θfは
次のようになる。 θf＝Ｗ／λS（℃） そこで次表に示すように、エア・ギヤツプＣの
空気やボビン２２の合成樹脂より、はるかに熱伝
導率の高い磁性流体２７を、コイル６の周囲に封
入すると、上式の熱放散係数λが大きくなるの
で、コイル６の上昇温度は小さくなる。この温度
低下に相当する発熱量の増加を許容すれば、コイ
ル６を小さくできソレノイド２１を小型化するこ
とができる。

【表】 (注) 磁性流体の熱伝導率は、溶媒の熱伝
導率とほぼ等しく、流体中の微粒粉末
の種類や量の影響はあまり受けない。
また第２図の矢線で示す磁束ループが通る磁気
回路において、プランジヤー２とケース１０の間
は、磁性流体２７を封入しない状態では、エア・
ギヤツプＢとパイプ７の板厚との合計距離ｘ（ｍ）
の透磁率μ₀が小さく、磁気抵抗R₁が大きくなつ
ている。μ₀＝4π×10^-7（Ｈ／ｍ）は真空の透磁率
であるが、空気および非磁性材の透磁率もほぼ同
じ値である。この部分の磁気回路の有効面積はケ
ース１０の断面積S₁（m²）に等しく、R₁は次式で
表わされる。 R₁＝ｘ／μ₀S₁（AT／Wb） ボビン２２の凹部２３ａ，２４ａおよび穴２
５，２６に磁性流体２７を封入した状態では、有
効断面積S₂（m²）がS₁より大きくなり、この場合
の磁気抵抗R₂は R₂＝ｘ／μ₀S₂（AT／Wb） で表わされ、R₂はR₁より小さくなる。従つてこ
の部分で消費される部分起磁力も小さくなり、そ
れがエア・ギヤツプＡの部分起磁力を大きくする
ことになり、吸引力が大きくなる。 さらに上記以外でも、磁気回路に沿つた磁性流
体２７の中の磁束が通り、磁気回路の抵抗が低減
される。この磁気抵抗の減少に対応して、ケース
１０の断面積を小さくすることができる。従つて
所定吸引力に対しては、ソレノイド２１を小型化
することができ、またケース１０を薄くすること
によつて加工性を良くすることができる。 第５図および第６図は、この考案の別の実施例
のボビン３２を示す。ボビン３２は、円筒本体２
２ｂに設けた穴３５と、両フランジ２２ｃに設け
た穴３６の形状が、ボビン２２と相違するだけ
で、他はボビン２２と同一構成であり、それらに
はボビン２２と同一番号を付けて説明は省略す
る。この実施例の穴３５，３６は図のように１個
の形状を大きくして個数を減らし、加工性を良く
したものであり、作用効果はボビン２２とほぼ同
じである。 考案の効果 この考案は以上説明したように、電磁弁用ソレ
ノイドのボビンの周囲のエア・ギヤツプ、ならび
にボビンに設けた凹部および穴に、空気や合成樹
脂より熱伝導率の大きい磁性流体を封入したこと
によつて、コイルの熱放散が良くなり、ソレノイ
ドを小型化できる効果がある。また磁性流体を封
入したことによつて、磁気回路の断面積が増加し
て磁気抵抗が低減するので、吸引力が増大し、所
定吸引力に対してはケースの厚さを薄くすること
ができ、ソレノイドを小型化できるとともに、加
工性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的な流体制御用電磁弁の縦
断面図、第２図はこの考案の実施例の縦断面図、
第３図および第４図はこの考案によるボビンの平
面図および一部断面正面図、第５図および第６図
は別の実施例のボビンの平面図および一部断面正
面図である。 ２……プランジヤー、４……弁本体、８……固
定鉄心、２２，３２……ボビン、２２ａ……中心
孔、２７……磁性流体、Ａ，Ｂ，Ｃ……エア・ギ
ヤツプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸方向の中心孔を有するボビンに巻かれたコイ
   ルと、前記中心孔の一端側に挿入固定された固定
   鉄心と、前記中心孔の反対側に往復動可能に挿入
   され圧縮スプリングによつて前記固定鉄心と一定
   間隙を保つて対向した可動鉄心と、前記コイルの
   外側を覆う強磁性材からなるケースとを有する電
   磁弁用ソレノイドであつて、前記コイルの周囲に
   磁性流体を封入したことを特徴とする電磁弁用ソ
   レノイド。