JPH11121229A - 電磁弁用ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流電流が流れる可動鉄心の鉄損を減少する
とともにコスト低減を図ることのできるソレノイドを提
供すること。 【解決手段】 ソレノイドは、後端部が閉口され一体的
に形成される丸状の外ケースと、外ケース内に配置され
後端側が閉口されるボビンと、ボビン内に配置される固
定鉄心と可動鉄心１１とを備えている。可動鉄心１１は
４個の鉄心片１１１に分割され、それぞれの鉄心片１１
１は、隣接する他の鉄心片と当接する合わせ面１１２
と、合わせ面１１２より凹むように段差に形成された溝
面１１３とを有している。そして、それぞれの鉄心片１
１１を貼着固定して合体すると１個の可動鉄心が形成さ
れる。

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、固定鉄心と、固
定鉄心に接近離隔する可動鉄心とを有する電磁弁用ソレ
ノイド（以下、ソレノイドという）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ソレノイドは、中空状に形成され
るボビンと、ボビンに巻回される磁気コイルと、ボビン
内に配置される固定鉄心と、固定鉄心に対して接近離隔
するように摺動される可動鉄心と、を備えている。そし
て、一般的には、可動鉄心は磁気コイルの励磁により固
定鉄心に吸着されるように作動されている。そして、可
動鉄心を摺動するために、通常可動鉄心には交流電流か
ら整流された直流電流が流れている。しかし、可動鉄心
に自己発熱させるために交流電流をそのまま流すことも
ある。この場合、直流ソレノイドに交流電流を流すと交
流磁界により可動鉄心は鉄損を生じてくるため、可動鉄
心に鉄損を減少するための各工夫がなされている。

【０００３】図１１に示すソレノイド２０は、特に油浸
型として油圧電磁弁等に広く使用されている。このソレ
ノイド２０は、コイルアッシー２１と、コイルアッシー
２１内に嵌合されるチューブアッシー２６と、コイルア
ッシー２１とチューブアッシー２６とを固定するナット
３１と、を有して構成され、コイルアッシー２１は中空
丸状の磁性体の外ケース２２内に磁気コイル２３が巻回
された中空状のボビン２４とヨーク２５が樹脂により一
体的に成型され、チューブアッシー２６は、固定鉄心２
７と可動鉄心２８とを有し、さらに固定鉄心２７と可動
鉄心２８を嵌合するパイプ２９と、を有して構成されて
いる。パイプ２９は、リング状の非磁性体で形成されボ
ビン２４の中空部内周面に挿入されるとともに、一端は
固定鉄心２７に係合し溶着され、内周面に固定鉄心２７
に対して接近離隔する可動鉄心２８が摺動可能に配置さ
れている。また、パイプ２９の他端はストッパ３０が溶
着され、コイルアッシー２１とチューブアッシー２６を
一体的に固定するために、ナット３１がストッパ３０に
螺合されて取り付けられていた。

【０００４】可動鉄心２８には、鉄損を減少するため、
図１２に示すように、４方向に外周面から内方に向かっ
てスリット状の溝部２８ａが形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、価格競争が激
しくなってくると、従来のソレノイドにおいても価格的
な見直しを図らなければならず、部品削減を図ることに
よってコスト低減されたソレノイドが要望されてきた。
また、交流電流用のソレノイドにあっては、可動鉄心は
磁性体の材料にスリット状の溝加工を施さなければなら
ないので、可動鉄心そのもののコストが高くなってい
た。

【０００６】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、ソレノイドを総合的に廉価にできる構成にし、し
かも鉄損を減少するとともに廉価に製作できる可動鉄心
を有する電磁弁用ソレノイドを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわる電磁
弁用ソレノイドでは、上記の課題を解決するために以下
のように構成するものである。即ち、一端が閉口されて
中空状に形成される外ケースと、前記外ケース内に配設
されるとともに一端が閉口され固定鉄心と可動鉄心とを
配設するチューブと、を有し、前記固定鉄心が弁体に取
着され、前記可動鉄心が前記チューブの回りに配設され
る磁気コイルに励磁されて前記固定鉄心に対して接近離
隔するように構成された電磁弁用ソレノイドであって、
前記可動鉄心が、軸方向に少なくとも４個の鉄心片に分
割され、４分割されたそれぞれの鉄心片が固定手段によ
り合体されて１個の可動鉄心を形成し、それぞれの鉄心
片間に溝部が形成されることを特徴とするものである。

【０００８】また好ましくは、前記チューブが、前記磁
気コイルを巻回するとともに、前記固定鉄心・前記可動
鉄心との嵌合面を有するボビンであることを特徴とする
ものであればよい。

【０００９】さらに好ましくは、前記チューブが、ボビ
ン内に配設されるとともに前記固定鉄心・前記可動鉄心
との嵌合面を有するパイプ体であることを特徴とするも
のである。

【００１０】また、前記固定手段が、前記鉄心片の回り
を環装するパイプ体を有して構成されていることを特徴
とするものであってもよい。

【００１１】また、前記固定手段が、前記鉄心片の回り
を巻回する複数本の線状部材を有して構成されているこ
とを特徴とするものであってもよい。

【００１２】さらに望ましくは、前記固定手段が、それ
ぞれの鉄心片の合わせ面に凹部または凸部を有し、隣接
する鉄心片どうしの前記凸部と前記凹部が係合すること
により、それぞれの鉄心片が固定されて１個の可動鉄心
を形成することを特徴とするものであればよい。

【００１３】また、前記固定手段が、大径部と小径部を
有する段付きピンを有し、前記段付きピンが、合体され
る前記可動鉄心の中央部に、前記大径部を下方にして配
設され、前記可動鉄心のそれぞれの鉄心片が、前記段付
きピンに係合する凹部を有して形成されていることを特
徴とするものであればなお好ましい。

【００１４】また、前記鉄心片の表面が、絶縁皮膜で覆
われていることを特徴とするものであればよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００１６】本形態のソレノイド１は、図１に示すよう
に、丸状の外ケース３と、外ケース３内に配置されるボ
ビン５と、ボビン５を巻回するように配置されるコイル
７と、ボビン５内に配置される固定鉄心９・可動鉄心１
１と、を有している。

【００１７】外ケース３は磁性体で形成され、前端部
（図１中、下方）がフランジ部３ａを有して開口され、
後部（図１中、上部）が本体部３ｂに対して小径に形成
されるとともに後端部は後壁３ｃを有して閉口され全体
に円筒状に形成されている。

【００１８】ボビン５は、非磁性体で円筒状に形成さ
れ、前端部が開口され後端部が後壁５ａを有して閉口さ
れている。また、ボビン５の前端部と中間部の外周面に
は、外方に向かって一対のコイル収納壁５１・５２が外
ケース３内に収納されるように形成され、コイル収納壁
５１・５２内にコイル７が巻回されて収納される。ま
た、後端部側には、後側のコイル収納壁５２と間隔を有
して円板状のフランジ板５３が外ケース３内に収納され
るように形成され、コイル収納壁５２とフランジ板５３
と間に形成される隙間部５ｂにコイル７のリード線７ａ
が収納され、フランジ板５３と外ケース３の本体部３ｂ
の後端面との間には磁性体のヨーク１３が配設される。
ボビン５の後壁５ａ内部には内方に向かって凸状のスト
ッパ部５４が形成され、可動鉄心１１が後壁５ａに接触
したときに油で密着しないように、可動鉄心１１の接着
面積を少なくしている。

【００１９】さらに、ボビン５の内周面には、図２に示
すように、前端部側に固定鉄心９と嵌合する第１嵌合面
５５が形成され、第１嵌合面５５に連接されて後端部側
に可動鉄心１１が嵌合される第２嵌合面５６が形成され
ている。そして第１嵌合面５５は第２嵌合面５６より大
径に形成され、固定鉄心９の後端面が第２嵌合面５６の
前端面に当接することによって、固定鉄心９が位置決め
される。

【００２０】固定鉄心９は、前述のようにボビン５の第
１嵌合面５５に嵌合され、その後端面が凹部９ａを有す
るとともに、第２嵌合面５６の前端面に当接し、固定鉄
心９の前端面はボビン５の前端面のコイル収納壁５１よ
り前方に突出している。そして、固定鉄心９とボビン５
内部前端部との間にＯリング１５が取り付けられてい
る。また、固定鉄心９の軸心部には貫通孔９ｂが形成さ
れ、図示しないピンが挿入されるとともに外部から流入
される油の通路としての役割を果たしている。

【００２１】なお、固定鉄心９の後端面には可動鉄心１
１との吸着解除の際に残留磁気を少なくするためのリブ
９ｃが形成されている。

【００２２】可動鉄心１１は、燒結金属で成型されるか
または鍛造で成型され、図３〜４に示すように円柱状の
のものを４分割して形成されている。４分割されたそれ
ぞれの鉄心片１１１は、４個の鉄心片１１１が合体した
時に、隣接する鉄心片１１１と中央部において当接する
合わせ面１１２と、それぞれの合わせ面１１２から凹む
ように段差を有して形成される溝面１１３と、を有して
いる。溝面１１３は４個の鉄心片１１１が合体した時に
溝部１１４を形成し、油の通路を形成することになる。
そして、それぞれの鉄心片１１１の表面にはリン酸塩皮
膜等の処理を施した絶縁皮膜が形成されている。この絶
縁皮膜により交流電流が流れた時の鉄心片の鉄損を減少
することができる。

【００２３】上記４個の鉄心片１１１を合体するために
固定する形態は各種考えられ、図４に示すそれぞれの鉄
心片１１１の合わせ面１１２を隣接する他の鉄心片１１
１にそのまま貼着させてもよく、また、図５に示すよう
にパイプ体１１５で可動鉄心１１の外周面を環装するよ
うにしてもよく、さらに、図６のように２本の線材１１
６を巻回して固定するようにしてもよい。この場合、そ
れぞれの鉄心片１１１の外周面に、線材１１６を係合す
るように線材１１６の外周面に合わせた凹面を形成する
となおよい。パイプ体１１５で嵌着した場合のボビン５
の内周面との摺動面はパイプ体１１５の外周面であり、
線材１１６を巻回した場合のボビン５の内周面との摺動
面は線材１１６の外周面になることは言うまでもない。

【００２４】さらに、図７に示すように、それぞれの合
わせ面１１２に合わせ面１１２から突起する凸部または
合わせ面１１２から内側に陥没する凹部のいずれかを形
成し、それぞれの合わせ面が合体した時にそれぞれの凸
部と凹部が係合できるようにそれぞれの合わせ面１１２
に凸部と凹部の位置を配置してもよい。例えば、図７
（ａ）の場合は一方の合わせ面１１２ａの上部と下部２
か所に凸部１１７を形成し、他方の合わせ面１１２ｂの
上部と下部２か所に凹部１１８を形成する。隣接する鉄
心片１１１は凸部１１７と凹部１１８の位置が反対に形
成され、合体した時に凸部１１７と凹部１１８が対向す
る位置に配置されるようにする。図７（ｂ）の場合は、
両合わせ面１１２ａ・１１２ｂの上部に凸部１１７を、
下部に凹部１１８を形成し、隣接する鉄心片１１１は上
部に凹部１１８を、下部に凸部１１７を配置する。この
凸部１１７と凹部１１８の配置の組み合わせは、上記に
限らず組み合わせできるものはいずれであってもよい。

【００２５】さらに図８〜９に示す可動鉄心は可動鉄心
１１の中央部に段付きピン１２０を嵌入するものであ
り、それぞれの鉄心片１１１の先端部（合体した時の中
央部）にはピン１２０を嵌入するための円弧状の小径凹
部１１９ａと大径凹部１１９ｂが形成されている。小径
凹部１１９ａはピン１２０の小径部１２０ａの外径と略
同一径の円弧に形成されるとともに鉄心片１１１の上面
から下方に向かって形成され、大径凹部１１９ｂはピン
１２０の大径部１２０ｂの外径と略同一径の円弧に形成
されるとともに小径凹部１１９ａの下方に形成されてい
る。そして、ピン１２０の大径部１２０ｂを下方に配置
した状態でそれぞれの鉄心片１１１をピン１２０に係合
するように取り付けると、図９の断面に示すように可動
鉄心１１が形成される。ピン１２０を嵌入した後、それ
ぞれの鉄心片１１１を上述したように貼着、あるいは図
５〜７のいずれかの形態で固定すればよい。

【００２６】なお、上述のいずれかの形態の可動鉄心１
１における分割数は、上記に限らず少なくとも４個以上
であれば良く、できれば分割数が多ければ多いほど、交
流電流を流した時の可動鉄心１１の鉄損は減少できる。

【００２７】４個の鉄心片１１１を合体した可動鉄心１
１は前述のようにボビン５の第２嵌合面５６に摺動可能
に嵌合されるように丸状に形成され、前端面に固定鉄心
９の凹部９ａに係合する凸部１１ａが形成される。そし
て、コイル７の励磁によって固定鉄心９に吸着され、コ
イル７の励磁を解除することによって、図示しないばね
の付勢力でボビン５の後壁５ａに向かって摺動する。

【００２８】上記のように構成されるソレノイド１は、
外ケース３のフランジ部３ａを、例えば油圧弁体に取り
付けることによって油圧電磁弁を構成する。この場合、
可動鉄心９と弁体との間には弁体のスプールを移動させ
るためのピン（図示せず）が固定鉄心９の貫通孔９ｂに
挿通されながら配設されている。該ピンは丸状で両面に
切欠面が形成されているため、貫通孔９ｂとピンの切欠
面との間から油がソレノイド１側に流入される。そし
て、コイル７を励磁すると、固定鉄心９・可動鉄心１１
・ヨーク１３・外ケース３に磁界が発生し、可動鉄心１
１は固定鉄心９に吸着する方向に移動して、固定鉄心９
の凹部９ａに可動鉄心１１の凸部１１ａを係合させる。

【００２９】コイル７の励磁が解除されると、固定鉄心
９と可動鉄心１１との間には磁界が消磁するため、図示
しないばねにより前記ピンを介して可動鉄心１１が固定
鉄心９から離隔する方向に移動することになる。

【００３０】従って、このソレノイド１は、ボビン５が
後端部の後壁５ａを有して筒状に一体的に形成されてい
るので、従来のパイプやストッパ及びナットを削除する
ことができるとともに、ソレノイド１内に流入された油
のシール部材を、固定鉄心９とボビン５の先端部とに配
設されたＯリング１５の１箇所だけですみ、ソレノイド
全体のコストを低減することができる。さらに、交流電
流を流すことによって生じる可動鉄心１１のスリット溝
を切削加工して形成するのでなく、４分割された鉄心片
１１１をそれぞれ成型して形成し、しかも鉄心片には絶
縁皮膜を形成しているため、鉄損が少なく廉価で製作し
た可動鉄心１１を提供できる。

【００３１】なお、本発明のソレノイドの構成は、各種
形態の可動鉄心１１以外でも上記形態に限るものではな
い。例えば、図１０のように、ソレノイド１のチューブ
をパイプ体にした構成のソレノイド６０であってもよ
い。この形態では後端が閉口されて一体的に形成された
パイプ体６１内に可動鉄心７１と固定鉄心６９が配置さ
れ、パイプ体６１の回りにコイル６２が巻回されたボビ
ン６３がパイプ体６１を収納して配置されている。さら
にボビン６３を囲うように後端が閉口された丸状のケー
ス６５が配置され、外ケース６５とボビン６３との間に
ヨーク６６が配置されている。固定鉄心６９はパイプ体
６１に嵌合するとともにパイプ体６１の前端面に当接す
るように段付きに形成されている。可動鉄心７１は前述
の形態と同様に４分割されている。

【００３２】このように、従来のナット３１やストッパ
３０を削除して一体的に形成された外ケースやチューブ
を使用した構成のソレノイドで可動鉄心が４分割されて
いれば、他の上述しない形態でも適応できるものであ
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、電磁弁用ソレノイド
は、一端が閉口されて中空状に形成される外ケースと、
前記外ケース内に配設されるとともに一端が閉口され固
定鉄心と可動鉄心とを配設するチューブアッシーと、を
有し、前記固定鉄心が弁体に取着され、前記可動鉄心が
前記チューブアッシーの回りに配設される磁気コイルに
励磁されて前記固定鉄心に対して接近離隔するように構
成され、前記可動鉄心が少なくとも軸方向に４分割され
ている。４分割されたそれぞれの鉄心片間には溝部が形
成され、この溝部により交流電流が流れた時の可動鉄心
に生じる鉄損が減少される。そして、それぞれの鉄心片
は燒結金属や鍛造により成型することができるため、可
動鉄心を廉価に製作することができる。しかも、従来構
成されていたパイプやストッパ及びナットを削除できる
ため、総合的にコスト低減されたソレノイドを提供する
ことができる。

【００３４】また、前記チューブが、前記磁気コイルを
巻回するボビンであったり、ボビン内に配設されるパイ
プ体であったりしても、いずれも従来のストッパやナッ
トを削除することができ廉価なソレノイドを提供するこ
とが可能である。

【００３５】さらに、合体された前記可動鉄心が、前記
チューブアッシー内に嵌入されるパイプ体に環装されて
いるため、４個の分割された可動鉄心を安定して固定し
一体的に作動することができる。

【００３６】また、合体された前記可動鉄心が、複数本
の線状部材に巻回されていれば、４個の可動鉄心を廉価
に安定して固定することができる。

【００３７】また、前記可動鉄心のそれぞれの鉄心片
が、それぞれの合わせ面に凹部または凸部を有して係合
されていても、可動鉄心を廉価に安定して固定すること
ができるさらに、合体された前記可動鉄心の中央部に、
大径部と小径部を有する段付きピンが前記大径部を下方
にして配設され、前記可動鉄心のそれぞれの鉄心片が、
前記段付きピンに係合する凹部を有して形成されていて
も、同様に可動鉄心を廉価に安定して固定することがで
きる。

【００３８】しかも、それぞれの鉄心片の表面には絶縁
皮膜が形成されているので、交流電流が流れても可動鉄
心の鉄損を減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態による電磁弁用ソレノイドを示
す正面断面図

【図２】図１におけるボビンの内部を示す部分拡大図

【図３】図１における可動鉄心を示す斜視図

【図４】図３における４分割された可動鉄心の鉄心片を
示す斜視図

【図５】４分割された鉄心片をパイプ体で固定する形態
を示す平面図

【図６】４分割された鉄心片を線状部材で固定する形態
を示す斜視図

【図７】４分割された鉄心片の別の形態を示す斜視図

【図８】４分割された鉄心片のさらに別の形態を示す図

【図９】図８の鉄心片を合体した状態を示す断面図

【図１０】本発明のソレノイドの別の形態を示す正面断
面図

【図１１】従来のソレノイドを示す正面断面図

【図１２】図１１における可動鉄心の断面を示す図

【符号の説明】

１…電磁弁用ソレノイド ３…外ケース ５…ボビン ５ａ…後壁 ７…コイル ９…固定鉄心 １１…可動鉄心 １３…ヨーク １１１…鉄心片 １１２…合わせ面 １１３…溝面 １１４…溝部 １１５…パイプ体 １１６…線状部材 １１７…凸部 １１８…凹部 １１９ａ…小径凹部 １１９ｂ…大径凹部 １２０…ピン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が閉口されて中空状に形成される外
   ケースと、前記外ケース内に配設されるとともに一端が
   閉口され固定鉄心と可動鉄心とを配設するチューブと、
   を有し、前記固定鉄心が弁体に取着され、前記可動鉄心
   が前記チューブの回りに配設される磁気コイルに励磁さ
   れて前記固定鉄心に対して接近離隔するように構成され
   た電磁弁用ソレノイドであって、 前記可動鉄心が、軸方向に少なくとも４個の鉄心片に分
   割され、４分割されたそれぞれの鉄心片が固定手段によ
   り合体されて１個の可動鉄心を形成し、それぞれの鉄心
   片間に溝部が形成されることを特徴とする電磁弁用ソレ
   ノイド。
2. 【請求項２】 前記チューブが、前記磁気コイルを巻回
   するとともに、前記固定鉄心・前記可動鉄心との嵌合面
   を有するボビンであることを特徴とする請求項１記載の
   電磁弁用ソレノイド。
3. 【請求項３】 前記チューブが、ボビン内に配設される
   とともに前記固定鉄心・前記可動鉄心との嵌合面を有す
   るパイプ体であることを特徴とする請求項１記載の電磁
   弁用ソレノイド。
4. 【請求項４】 前記固定手段が、前記鉄心片の回りを環
   装するパイプ体を有して構成されていることを特徴とす
   る請求項１，２または３記載の電磁弁用ソレノイド。
5. 【請求項５】 前記固定手段が、前記鉄心片の回りを巻
   回する複数本の線状部材を有して構成されていることを
   特徴とする請求項１，２または３記載の電磁弁用ソレノ
   イド。
6. 【請求項６】 前記固定手段が、それぞれの鉄心片の合
   わせ面に凹部または凸部を有し、隣接する鉄心片どうし
   の前記凸部と前記凹部が係合することにより、それぞれ
   の鉄心片が固定されて１個の可動鉄心を形成することを
   特徴とする請求項１，２，３，４，５記載の電磁弁用ソ
   レノイド。
7. 【請求項７】 前記固定手段が、大径部と小径部を有す
   る段付きピンを有し、前記段付きピンが、合体される前
   記可動鉄心の中央部に、前記大径部を下方にして配設さ
   れ、前記可動鉄心のそれぞれの鉄心片が、前記段付きピ
   ンに係合する凹部を有して形成されていることを特徴と
   する請求項１，２，３，または６記載の電磁弁用ソレノ
   イド。
8. 【請求項８】 前記鉄心片の表面が、絶縁皮膜で覆われ
   ていることを特徴とする請求項１記載の電磁弁用ソレノ
   イド。