JPH0346710B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁力を利用して所望の作動を行わ
せる電磁作動装置に関し、特に、電磁力により切
り換え作動する電磁弁として使用するのに好適な
ものに関する。

この種の電磁作動装置として、複数のコイルを
巻き径が階段状に増大して行くように形成し、こ
のコイルの励消磁により往復直線運動されるアー
マチユアも階段状に形成してなり、小型の割に強
力な作動力を得ることができるように構成されて
いるものがある（例えば、特開昭55−26099号公
報参照）。

この電磁作動装置は強力な操作力が得られるた
め、油圧路を高速で開閉する電磁弁に使用するの
に好適である、と考えられる。

しかし、このような電磁作動装置をそのまま電
磁弁に適用することは不可能である。すなわち、
電磁弁が高速で作動するためには弁体が滑らかに
摺動する必要があるが、この電磁作動装置の前記
アーマチユアに弁体を一体的に直結させた場合、
アーマチユアの磁気中心が偏心し易く、そのた
め、アーマチユアに曲げモーメントが作用し、こ
の曲げモーメントが弁体に作用することにより、
高速作動時において、弁体がこじられて摺動抵抗
が増大し、高速作動が妨げられ、その結果、電磁
弁の応答性が低下されてしまうという問題点を内
在するからである（後述する作用の説明を参照の
こと）。

本発明の目的は、良好な応答性を確保すること
により、油圧路等を高速で切り換え作動させるこ
とができる電磁弁としても充分適用可能な電磁作
動装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、アーマチ
ユアとは別体の被作動部材を設けるとともに、被
作動部材をアーマチユアとの間に介設したスプリ
ング等の付勢手段により常時押圧状態で突合させ
ることにより、被作動部材とアーマチユアとの間
にラジアル方向およびスラスト方向のずれを許容
しつつ、被作動部材のアーマチユアに対する追従
性を最大限に確保して、良好な応答性を得るよう
にしたものである。

以下、本発明を図面に示す実施例にしたがつて
説明する。

第１図は本発明にかかる電磁作動装置を電磁弁
について適用した場合の一実施例を示す縦断面図
である。

本実施例において、この電磁弁は、ケース１を
備えており、ケース１内にはステータ２が固定さ
れている。ステータ２の中心線上にはシリンダ室
３が穿設されており、シリンダ室３にはピストン
４が軸心方向に摺動自在に嵌合されている。ピス
トン４の一端面には凸球形状の突出部４ａが突設
されており、ピストン４はリターンスプリング５
により突出部４ａ側の方向へ常時付勢されてい
る。ステータ２の外周には複数のコイル６がその
径を軸方向において階段状に増加した形状にそれ
ぞれ巻装されている。アーマチユア７は各コイル
６が構成する階段形状とほぼ相似する多段円筒形
状に形成され、ステータ２の外側においてコイル
を包囲するように配設されている。アーマチユア
７は小口径となる側においてピストン４の突出部
４ａ側の端部に一体的に圧入されて支持されてお
り、これにより、アーマチユア７はステータ２に
対して軸方向に直線運動可能になつている。

ケース１には弁ボデー８が固定的に連設されて
おり、弁ボデー８には弁路１０がピストン４の軸
心延長線上においてケース１内の室９に連通する
ように穿設されている。弁路１０がケース１内の
室９に開口してなる弁口には弁座１１が形成され
ており、弁路１０の途中には流入路１２が接続さ
れている。弁ボデー８には流出路１３がケース１
内の室９と連通するように穿設されており、流生
路１３には弁路１０に弁座１１から流入路１２よ
りも離れた位置において接続されている均圧路１
４が分岐されている。弁路１０には、弁口を開閉
するための弁体としてのポペツト弁１５が軸心方
向に摺動自在に挿入されており、ポペツト弁１５
は弁座１１に離着座して弁口を開閉するようにな
つている。

ポペツト弁１５のケース内室９に突出した側の
端面１５ａはピストン４の凸球面形状の突出部４
ａに突合されており、その端部外周には、開口部
縁辺に鍔部１６ａを形成されたほぼ有底円筒形状
のスプリング受け１６が鍔部をピストン４側に向
けて軸心方向に摺動自在に嵌合されている。

他方、前記アーマチユア７の弁ボデー８側の端
部には、スプリング支え部１７がスプリング受け
１６をほぼ包囲するように形成されており、スプ
リング支え部１７の弁ボデー８側の端部内周に
は、スプリング受けとしてのストツパリング１８
が嵌着されている。このストツパリング１８とポ
ペツト弁１５のスプリング受け１６の鍔部１６ａ
との間にはスプリング１９が蓄力状態で介設され
ており、このスプリング１９によりポペツト弁１
５の突合面１５ａはピストン４の突出部４ａに押
し付けられている。

次に作用を説明する。

コイル６に通電されていない時は、ステータ２
に吸引力が生じていないため、アーマチユア７は
リターンスプリング５の付勢力をピストン４を介
して受けることにより、図示されている弁ボデー
８側の常態位置に押し戻されている。その結果、
ポペツト弁１５はピストン４により押されて弁座
１１に着座され、弁口を閉じることになる。

コイル６に通電されると、ステータ２の吸引力
が生じるため、アーマチユア７がその軸方向にお
いてステータ２の方向へ吸引される。これによ
り、アーマチユア７はピストン４をリターンスプ
リング５に抗して弁ボデー８と反対方向に移動さ
せる。同時に、アーマチユア７はスプリング１９
を介してピストン４に押接させているポペツト弁
１５を同方向に追従移動させる。

その結果、ポペツト弁１５は弁座１１から離れ
弁口を開く。これにより、流入路１２における高
圧作動油が弁路１０、弁口、ケース内室９、流出
路１３を経由して流通して行くことになる。

前記構成にかかる電磁弁はこのように作動する
ものであるが、その作動は次のような作用によつ
て高速作動を確保することになる。

アーマチユア７は筒心一方向（図示例では右方
向）に階段状に拡径して行く異径円筒形状に形成
されている。また、アーマチユア７はピストン４
に圧入されてこれに片持ち支持されることによ
り、ステータ２に対して往復直線運動するように
支承されている。

被作動部材であるポペツト弁がアーマチユアと
一体に直結されていた場合、アーマチユアの磁気
中心が偏心し易くなり、曲げモーメントがポペツ
ト弁にも作用することになるため、弁路に対して
こじりを生じ摺動抵抗の増大により、高速作動が
妨げられることになる。

しかし、本実施例において、被作動部材として
のポペツト弁１５はピストン４に対して突合状態
にされて分離されているため、ポペツト弁１５は
曲げモーメントの影響を受けず、弁路１０に対し
てこじりを生じさせることがなく、弁路１０を滑
らかに摺動することになる。

その結果、この電磁弁は、コイル６を励消磁さ
せる制御信号が高速で入力される高速作動時おい
て、この高速の制御信号に応答してポペツト弁１
５を誤差を生じることなく正確に高速開閉作動さ
せることができることになる。

ここで、被作動部材であるポペツト弁１５とア
ーマチユア７の一部であるピストン４とが完全に
切り離されていても、その軸方向の動きについて
は、アーマチユア７のスプリング支え部１７とポ
ペツト弁１５のスプリング受け１６との間に介設
されたスプリング１９により、ポペツト弁１５と
ピストン４とが互いに押し合うように突合されて
いるため、往復直線運動が高速でなされる場合で
あつても、密着した状態で一体となつて動くこと
になる。したがつて、このスプリング１９による
連結構造の面からも、高速作動時における高い応
答性が確保されることになる。

ところで、リターンスプリング５と反対方向に
付勢するスプリングを弁路１０の底部に設け、こ
のスプリングによりポペツト弁１５をピストン４
に押し付けるように構成した場合、アーマチユ
ア、ピストン、ポペツト弁の往復運動が高速にな
つた時、リターンスプリングと、これに対向して
ポペツト弁をピストンに押接させるスプリングと
が交互に伸縮作動することによつて共振する現象
が生じるため、ポペツト弁とアーマチユアおよび
ピストンとの動きにずれが生じ、これにより高速
作動時における応答性が損なわれてしまうという
問題点があることが、本発明者によつて究明され
た。

本発明はこの究明に基づいてなされたものであ
り、ポペツト弁とピストンとを押し合い状態に突
合させるスプリングとリターンスプリングとの共
振現象を防止することにより、ポペツト弁のアー
マチユアおよびピストンに対する誤差の発生を防
止し、高速作動時における高い応答性を確保して
いる。

すなわち、前述したように、ポペツト弁１５を
ピストン４に押し合い状態に突合させるスプリン
グ１９はそのスプリング受け１６とアーマチユア
７のスプリング支え部１７との間に介設されてい
るため、スプリング１９はアーマチユア、ピスト
ン、ポペツト弁とともに往復運動することにな
り、したがつて、スプリング１９が往復運動に伴
つて伸縮作動することは殆どない。このため、ポ
ペツト弁をピストンに押接させるスプリングがリ
ターンスプリングの伸縮作動に追随して伸縮作動
することにより惹起される共振現象は防止される
ことになる。その結果、ポペツト弁のアーマチユ
アおよびピストンに対する動きのずれの発生が防
止されるため、高速作動時における高い応答性が
確保される。

なお、本発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、被作動部材であるポペツト弁とアーマ
チユアの一部であるピストンとを押し合い状態に
突合させるための付勢手段は、圧縮スプリングに
限らず、引張スプリング、流体圧、磁力等を使用
してもよい。

凸球面形状の突出部はピストン側に突設するに
限らず、ポペツト弁側に設けてもよい。

前記実施例では電磁弁に適用した場合につき説
明したが、本発明は、電磁ポンプ、電磁ブレー
キ、電磁スイツチ等にも適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、アーマ
チユアに作用する曲げモーメントが被作動部材に
作用することを防止することができるので、高速
作動を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図であ
る。 １……ケース、２……ステータ、３……シリン
ダ室、４……ピストン、４ａ……凸球面形状突出
部、５……リターンスプリング、６……コイル、
７……アーマチユア、８……弁ボデー、９……
室、１０……弁路、１１……弁座、１２……流入
路、１３……流出路、１５……ポペツト弁（被作
動部材）、１６……スプリング受け、１７……ス
プリング支え部、１８……ストツパリング、１９
……スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コイルを階段状に巻装されたステータと、こ
   のコイルとほぼ相似をなす異径筒形状に形成され
   コイルの励消磁により往復直線運動するアーマチ
   ユアと、アーマチユアに追従して作動される被作
   動部とを備えている電磁作動装置において、前記
   被作動部が前記アーマチユアと別体の被作動部材
   から構成されるとともに、この被作動部材がアー
   マチユアの一端面に突合され、かつ、アーマチユ
   アとの間に介設された付勢手段の付勢力によりア
   ーマチユアの突合端面に押圧されていることを特
   徴とする電磁作動装置。 ２ 被作動部材が、弁口を開閉する弁体であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁
   作動装置。