JPH0989143A

JPH0989143A - ソレノイド

Info

Publication number: JPH0989143A
Application number: JP25339395A
Authority: JP
Inventors: Takashi Teraoka; 崇志寺岡; Bouou Kaku; 卯應郭; Taro Matsumae; 太郎松前; Atsushi Inoue; 淳井上
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁弁のソレノイドにおいて、コイルボビンを
大型化することなく、固定鉄芯と可動鉄芯との間に働く
吸引力を増大させる。【解決手段】ボディ３０の内部空間に固定鉄芯３６と可
動鉄芯３４を同軸的に配置し、ボデイ内周に可動鉄芯３
４を軸方向へ摺動自由に支持し、固定鉄芯３６の外周に
コイルを巻いたボビン４０をはめ付け、固定鉄芯３６を
コイルボビン４０から可動鉄芯３４側へ突出させる一
方、可動鉄芯３４の固定鉄芯３６側の端部に固定鉄芯３
６の突出する端部外周に嵌合する環状突起４２を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は流体の圧力や流量
の比例制御を行う電磁弁のソレノイドに関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁弁のソレノイドとして図８のよう
に、筒形の圧力容器１に可動鉄芯２を摺動自由に収装
し、圧力容器１の基端部を固定鉄芯３としてこれとガイ
ド筒部４との間を非磁性体５で接続し、この非磁性体５
を跨がる容器１外周にコイルを巻いたボビン６をはめ付
けたものがある（特開昭５４ー１２２４２５号公報）。

【０００３】コイルボビン６への通電をオンすると、固
定鉄芯３と可動鉄芯２およびガイド筒部４を経由する磁
路が形成され、固定鉄芯３との間に発生する吸引力によ
り可動鉄芯２が摺動し、ロッド７を介して弁本体のスプ
ール８を変位させる。９はスプール８を中立位置に付勢
するスプリングを示す。

【０００４】固定鉄芯３に可動鉄芯２の進入可能な凹部
を形成する環状突起１０が形成され、その環状突起１０
に可動鉄芯２が嵌合するストローク範囲において、コイ
ル電流の一定値に対してこれらの間に働く吸引力がほぼ
一定に保たれるようにするため、環状突起１０の先端外
周に磁束の流れを制御する磁路形成部としてテーパ部１
１が設けられる。

【０００５】また、図９のようにボディ１５の奥方に可
動鉄芯１６を摺動自由に収装し、ボディ１５の開口部を
塞ぐキャップ１７に固定鉄芯１８を一体形成し、固定鉄
芯１８の外周にコイルを巻いたボビン１９をはめ付け、
固定鉄芯１８にコイルボビン１９との間で可動鉄芯１６
側に開口する凹部２０を設け、凹部２０に進入可能な環
状突起２１を可動鉄芯１６に形成したものがある（実開
平５ー７９１５４号公報）。

【０００６】コイルボビン１９への通電をオンすると、
固定鉄芯１８と可動鉄芯１６およびボディ１５を経由す
る磁路が形成され、固定鉄芯１８との間に働く吸引力に
より可動鉄芯１６が摺動し、弁本体のスプール２２を変
位させる。この場合、凹部２０を進退する環状突起２１
により、可動鉄芯１６は初期位置から固定鉄芯１８へ吸
引されやすくなる。２３はスプール２２を初期位置に付
勢するスプリングを示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者で
は可動鉄芯２の断面積が圧力容器１の内径に制約される
ため、その断面積を大きくして固定鉄芯３との間に発生
する吸引力を高めようとすると、圧力容器１およびコイ
ルボビン６を大径化せざるを得ないという不具合があっ
た。また、可動鉄芯２は非磁性体５を挟む固定鉄芯３と
ガイド筒部４とのラップ量を確保する長さ寸法に制約さ
れ、それ以上に長さ寸法を縮められない。つまり、可動
鉄芯２の軽量化に拠る応答性の向上を制限するという不
具合があった。

【０００８】後者では長さ寸法に格別の制約を受けない
が、可動鉄芯１６の断面積はコイルボビン１９の内径に
制約されるため、その断面積を大きくして固定鉄芯１８
との吸引力を高めようとすると、コイルボビン１９の大
径化せざるを得ないという不具合があった。なお、可動
鉄芯１６の環状突起２１に磁路形成部を持たないので、
流体の圧力や流量の比例制御を行うのが難しいという不
具合もある。

【０００９】この発明はこのような問題点を解決するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、ボディ
の内部空間に固定鉄芯と可動鉄芯を同軸的に配置し、ボ
デイ内周に可動鉄芯を軸方向へ摺動自由に支持し、固定
鉄芯の外周にコイルを巻いたボビンをはめ付け、固定鉄
芯をコイルボビンから可動鉄芯側へ突出させる一方、可
動鉄芯の固定鉄芯側の端部に固定鉄芯の突出する端部外
周に嵌合する環状突起を形成する。

【００１１】第２の発明では、第１の発明における可動
鉄芯の環状突起に磁束の流れを制御する磁路形成部を設
ける。

【００１２】第３の発明では、第１の発明において、ボ
ディの内周と固定鉄芯の外周との間でコイルボビン側を
ボディの内部空間と仕切る圧力隔壁を設ける。

【００１３】

【作用】第１の発明によれば、コイルへの通電をオンす
ると、固定鉄芯と可動鉄芯およびボディを経由する磁路
が形成され、固定鉄芯との間に働く吸引力により可動鉄
芯が摺動する。この場合、可動鉄芯の環状突起はコイル
ボビンから突出する端部外周に嵌合するので、固定鉄芯
との吸引力を高めるため、コイルボビンを変えずにその
外径とほぼ同じ寸法まで可動鉄芯の断面積を拡大するこ
とが可能になる。また、可動鉄芯の外周面とボディの内
周面を磁束が通るので、磁路抵抗の増大に伴う吸引力の
低下を招くことなく、可動鉄芯の長さ寸法も短くでき
る。つまり、可動鉄芯の軽量化により応答性の向上も図
れる。

【００１４】第２の発明によれば、可動鉄芯の環状突起
が固定鉄芯の端部外周に嵌合するストローク範囲におい
ては、磁路形成部により磁束の流れが制御されるため、
可動鉄芯の位置が変化しても、コイル電流の一定値に対
して吸引力がほぼ一定に保たれる。

【００１５】第３の発明によれば、コイルボビンが圧力
隔壁でボディの内部空間から密封されるため、ボディ内
部の液体のコイル側への漏洩および液体圧力によるコイ
ルの変形などを防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は流体の圧力や流量の比例制
御を行う電磁弁のソレノイドを表す断面図で、ボディ３
０は一端の開口部から奥方に向けて内径が段階的に縮ま
る円筒状に形成され、その底部中央に後述するロッド３
１の軸受３２が設けられる。ボディ３０奥方の小径部３
３に可動鉄芯３４が摺動自由に収装され、ボディ３０の
開口部を塞ぐキャップ３５に可動鉄芯３４と同軸的に突
出する固定鉄芯３６が一体形成される。

【００１７】固定鉄芯３６の軸芯を貫通する非磁性ロッ
ド３１が設けられ、ロッド３１はボディ３０の軸受３２
および固定鉄芯３６の軸穴３７にそれぞれベアリング３
８を介して摺動自由に支持される。このロッド３１上の
所定位置に可動鉄芯３４は固定され、固定鉄芯３６との
間に発生する吸引力でボディ３０の小径部３３を摺動
し、その動きを図示しない弁本体にロッド３１を介して
伝達する。ボディ３０は磁性体で形成され、その小径部
３３の内周面と可動鉄芯３４の外周面との間に適当な隙
間が設けられる。

【００１８】固定鉄芯３６の外周にコイルを巻いたボビ
ン４０がはめ付けられ、ボディ３０内周の段部４１とキ
ャップ３５との間で固定される。固定鉄芯３６はボビン
４０内側に挿入され、その可動鉄芯３４側の端部がボビ
ン４０から所定量だけ突出する長さに形成される。可動
鉄芯３４は固定鉄芯３６より大径に形成され、ボビン４
０から突出する固定鉄芯３６の端部外周に嵌合する環状
突起４２が設けられ、環状突起４２の先端外周に磁束の
流れを制御する磁路形成部としてテーパ４３が形成され
る。

【００１９】ボディ３０内部の可動鉄芯３４の収納空間
４４は低圧または高圧の液体で満たされ、固定鉄芯３６
の両面を連通する通路４５が設けられる。また、可動鉄
芯３４およびロッド３１の摺動に伴う液体の流れを許容
するため、可動鉄芯３４の両面を連通する通路４６と、
可動鉄芯３４側の収納空間４４に軸受３２内側を開口す
る通路４７が形成される。

【００２０】このような構成により、コイルボビン４０
への通電をオンすると、固定鉄芯３６と可動鉄芯３４お
よびボディ３０を経由する磁路が形成され、固定鉄芯３
６との間に働く吸引力により可動鉄芯３４が摺動し、ロ
ッド３１を介して図示しない弁本体を変位させる。可動
鉄芯３４の環状突起４２が固定鉄芯３６の端部外周に嵌
合するストローク範囲においては、環状突起４２のテー
パ４３により磁束の流れが制御されるため、可動鉄芯３
４の位置が変化しても、コイル電流の一定値に対して吸
引力がほぼ一定に保たれる。

【００２１】この場合、固定鉄芯３６をボビン４０から
可動鉄芯３４側に突出させる一方、その端部外周に嵌合
する環状突起４２を可動鉄芯３４に形成したので、コイ
ルボビン４０を変えずにボビン外径とほぼ同じ寸法まで
は可動鉄芯３４の外径を拡大することが可能になる。図
１においては、ボビン４０の内径に較べて可動鉄芯３４
の外径は環状突起４２の厚さ分だけ拡大される。

【００２２】その結果、コイルボビン４０を大径化して
コイルの巻き数を増やすことなく、固定鉄芯３６と可動
鉄芯３４の間に働く吸引力を増大できる。また、可動鉄
芯３４はボディ３０の小径部３３にこれと適当な隙間を
介して収装され、その外周面と小径部３３の内周面を磁
束が通るので、磁路抵抗の増大に伴う吸引力の低下を招
くことなく、可動鉄芯の長さ寸法も短くできる。つま
り、可動鉄芯３４の軽量化により応答性の向上も図れ
る。

【００２３】図２は他の実施形態を表すもので、ボディ
３０内部の可動鉄芯３４の収納空間４４とコイルボビン
４０側を仕切る圧力隔壁４８が設けられる。圧力隔壁４
８は非磁性体で形成され、ボディ３０の内周と固定鉄芯
３６の外周にそれぞれろう付けや溶接などでこれらの隙
間を密封した状態に介装される。

【００２４】これによると、可動鉄芯３４の収納空間４
４を満たす低圧または高圧の液体からコイルボビン４０
側を圧力隔壁４８が保護するので、コイルボビン４０側
への液体の漏洩や、コイルが液体の圧力で変形して絶縁
不良を起こしたりするのを有効に防止できる。なお、ボ
ディ３０内部の収納空間４４において、可動鉄芯３４の
摺動を安定化させるため、液体中への空気の混入を除去
するエア抜き４９が設けられる。

【００２５】圧力隔壁４８は図３のように止め輪５０な
どの締結部材でボディ３０の内周と固定鉄芯３６の外周
との間に固定し、Ｏリング５１で密封性を確保するよう
にしても良い。その場合、圧力隔壁４８を電気絶縁性を
持つ樹脂で形成することにより、これに発生する渦電流
を無くすことが可能になり、吸引力などを良好に維持で
きる。圧力隔壁４８の固定に止め輪５０を不要にするた
め、図４においては固定鉄芯３６のボビン４０から突出
する端部に小径部３６ａが形成され、圧力隔壁４８はそ
の段部３６ｂとボディ３０の段部５２とに係止される。

【００２６】図５はさらに別の実施形態を表すもので、
固定鉄芯３６の可動鉄芯３４側への突出端部が大径に形
成され、可動鉄芯３４および環状突起４２もこれに合わ
せて拡大される。これにより、コイルボビン４０を大型
化することなく、図１の場合よりも固定鉄芯３６と可動
鉄芯３４との間に働く吸引力をさらに増大できる。

【００２７】なお、環状突起４２の磁路形成部として、
図６のような段部５３を形成したり、図７のような溝５
４を形成したりしても良い。これらにより、環状突起４
２が固定鉄芯３６に嵌合するストローク範囲において、
テーパ４３と同じく可動鉄芯３４の位置が変化しても、
コイル電流の一定値に対して吸引力がほぼ一定に保たれ
るなど必要な特性を得られる。

【００２８】溝５４の断面形状は略半円形のほか、Ｕ字
形や三角形および四角形などにしても良い。また、環状
突起４２の先端外周に必要に応じてテーパ４３や段部５
３と適当な断面形状の溝５４を併せて形成するようにし
ても良い。図２〜図７の実施形態において、図１と同じ
部品は同じ符号を付ける。

【００２９】

【発明の効果】第１の発明によれば、ボディの内部空間
に固定鉄芯と可動鉄芯を同軸的に配置し、ボデイ内周に
可動鉄芯を軸方向へ摺動自由に支持し、固定鉄芯の外周
にコイルを巻いたボビンをはめ付け、固定鉄芯をコイル
ボビンから可動鉄芯側へ突出させる一方、可動鉄芯の固
定鉄芯側の端部に固定鉄芯の突出する端部外周に嵌合す
る環状突起を形成したので、コイルボビンを大径化して
コイルの巻き数を増やすことなく、固定鉄芯と可動鉄芯
との間に働く吸引力を有効に増大できる。

【００３０】第２の発明によれば、第１の発明における
可動鉄芯の環状突起に磁束の流れを制御する磁路形成部
を設けたので、可動鉄芯の環状突起が固定鉄芯の端部外
周に嵌合するストローク範囲においては、可動鉄芯の位
置が変化しても、磁路形成部により、コイル電流の一定
値に対して吸引力をほぼ一定に保つこともできる。第３
の発明によれば、第１の発明において、ボディの内周と
固定鉄芯の外周との間でコイルボビン側をボディの内部
空間と仕切る圧力隔壁を設けたので、コイルボビンが圧
力隔壁でボディの内部空間から密封されるため、ボディ
内部の液体のコイル側への漏洩および液体圧力によるコ
イルの変形などを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を説明するソレノイドの断
面図である。

【図２】同じくソレノイドの断面図である。

【図３】同じくソレノイドの断面図である。

【図４】同じくソレノイドの断面図である。

【図５】同じくソレノイドの断面図である。

【図６】同じくソレノイドの断面図である。

【図７】同じくソレノイドの断面図である。

【図８】従来例を説明するソレノイドの断面図である。

【図９】同じくソレノイドの断面図である。

【符号の説明】

３０ボディ３１非磁性ロッド３３ボディの小径部３４可動鉄芯３６固定鉄芯４０コイルボビン４２環状突起４３テーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松前太郎東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易センタービルカヤバ工業株式会社内 (72)発明者井上淳東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易センタービルカヤバ工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボディの内部空間に固定鉄芯と可動鉄芯を
同軸的に配置し、ボデイ内周に可動鉄芯を軸方向へ摺動
自由に支持し、固定鉄芯の外周にコイルを巻いたボビン
をはめ付け、固定鉄芯をコイルボビンから可動鉄芯側へ
突出させる一方、可動鉄芯の固定鉄芯側の端部に固定鉄
芯の突出する端部外周に嵌合する環状突起を形成したこ
とを特徴とするソレノイド。
【請求項２】可動鉄芯の環状突起に磁束の流れを制御す
る磁路形成部を設けたことを特徴とする請求項１に記載
のソレノイド。
【請求項３】ボディの内周と固定鉄芯の外周との間でコ
イルボビン側をボディの内部空間と仕切る圧力隔壁を設
けたことを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。