(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル部材により発生された磁束によりプランジャ室の内部を軸方向に移動するプランジャと、
前記プランジャと接続された弁体部により開閉制御されるバルブ手段と、
を備え、前記バルブ手段による制御流体を、前記プランジャ室を流路の一部として流すソレノイドバルブであって、
前記プランジャは、軸方向に所定幅の摺動面部と、この摺動面部を除く部位を覆う非磁性のコーティング膜とを有し、
前記プランジャの摺動面部を軸方向に摺動可能に保持する保持手段を備え、
前記バルブ手段による制御流体を、プランジャ室と保持手段との間を軸方向に疎通させて設けられた通路を流路の一部として流すことを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記プランジャと接続された弁体部には、前記非磁性のコーティング膜が形成されないことを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記バルブ手段は、筒状のシート部材の内筒部を移動する前記弁体部を備えた滑り弁であることを特徴とする請求項２に記載のソレノイドバルブ。
【請求項４】
前記プランジャの摺動面部と保持手段との隙間を、制御流体に含まれる磁性コンタミが進入しない間隔とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はソレノイドバルブに関し、制御流体に含まれるコンタミにより起因するプランジャの不安定な作動状態を解消して安定した作動特性を達成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来より各種流体の制御等に利用されているソレノイドバルブ１０１の断面構成を示した図である。
【０００３】
ソレノイドバルブ１０１の構成を説明すると、この図４において上側がソレノイド部１０１Ａであり、下側にバルブ部１０１Ｂが配置されている。
【０００４】
ソレノイド部１０１Ａは、コイル１０２ａを巻き付けたコイルボビン１０２ｂの周囲をモールド部１０２ｃで覆うように一体成形した略円筒形状のモールドコイル１０２と、モールドコイル１０２のバルブ部１０１Ｂの反対側の内筒部に挿嵌されるセンタポスト１０３と、モールドコイル１０２のバルブ部１０１Ｂ側の内筒部をプランジャ室ＰＲ１とし、このプランジャ室ＰＲ１内に軸方向に往復動可能に収容されたプランジャ１０４と、を主要な構成として備えている。
【０００５】
モールドコイル１０２の軸方向両側には、コイル１０２ａにより発生する磁束を収束させるためのサイドリング１０５及びアッパープレート１０６が配置され、外周部はケース１０７により覆われている。
【０００６】
センタポスト１０３は円筒状であり、その内筒部にプランジャ１０４を付勢するスプリング１０８の付勢力を調整可能としているアジャストボルト１０９が備えられている。また、センタポスト１０３のバルブ部１０１Ｂ側の内筒部にはプランジャ１０４が突き当たるシム１１０が嵌めこまれている。
【０００７】
１１１はソレノイドバルブ１０１を相手側取り付け部に固定するためのブラケットであり、１１２は、コイル１０２ａへの通電を行なうコネクタ部である。
【０００８】
次に、バルブ部１０１Ｂの構成を説明する。バルブ部１０１Ｂはコイルボビン１０２ｂと一体的に形成されているプラグ部１０２ｂ１を有している。
【０００９】
プラグ部１０２ｂ１の内側はプランジャ室ＰＲ１となっており、プランジャ１０４の弁体部１０４ａと対向し当接するシート部１０２ｂ２がインサート成形により一体的に備えられている。
【００１０】
シート部１０２ｂ２には流入ポート１２０が接続し、プランジャ１０４の弁体部１０４ａがシート部１０２ｂ２から離れて開弁することによって弁室として機能するプランジャ室ＰＲ１へと制御流体を流入させる。
【００１１】
そして、プランジャ室ＰＲ１へと流入した制御流体は、プランジャ室ＰＲ１の周壁面に接続する流出ポート１２１や、プランジャ室ＰＲ１の内周壁面とプランジャ１０４の外周壁面の間の隙間または溝Ｇ１を流路としてセンタポスト１０３側に制御流体を流し、アジャストボルト１０９の中央部の流出ポート１２２から排出される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成のソレノイドバルブ１０１において、制御流体にコンタミ（主に鉄等の磁性体）が多く含まれる場合、プランジャ１０４やセンタポスト１０３の吸引部や、プランジャ室ＰＲ１の内周壁面とプランジャ１０４の外周壁面の間の隙間または溝等のクリアランスＧ１に磁性コンタミが付着した場合には、流路面積、制御流体の圧力、プランジャ１０４の推力特性等が変わり、ソレノイドバルブ１０１の制御特性が変化するという問題がある。
【００１３】
このような問題を抑制するために、プランジャ１０４の外周壁面等に所定の膜厚を有するコーティング膜を施すことは、従来技術として周知であるが、コーティング膜の膜厚の公差分がクリアランスＧ１の公差に加わるためにクリアランスＧ１の公差設定を大きくせざるを得なくなってしまう。
【００１４】
従って、流路面積の精度の低下や、プランジャの往復挙動や姿勢の悪化に伴う漏れの発生、クリアランスＧ１の寸法をコンタミの平均粒径に対応させて最適なものとすることが困難となること、等の複合的な問題の発生に関係してしまうことが懸念されている。
【００１５】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、制御流体に含まれるコンタミにより起因するプランジャの不安定な作動状態を解消することにあり、安定した作動特性の得られるソレノイドバルブを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
コイル部材により発生された磁束によりプランジャ室の内部を軸方向に移動するプランジャと、
前記プランジャと接続された弁体部により開閉制御されるバルブ手段と、
を備え、前記バルブ手段による制御流体を、前記プランジャ室を流路の一部として流すソレノイドバルブであって、
前記プランジャは、軸方向に所定幅の摺動面部と、この摺動面部を除く部位を覆う非磁性のコーティング膜とを有し、
前記プランジャの摺動面部を軸方向に摺動可能に保持する保持手段を備え、
前記バルブ手段による制御流体を、プランジャ室と保持手段との間を軸方向に疎通させて設けられた通路を流路の一部として流すことを特徴とする。
【００１７】
この構成により、保持手段によりプランジャをその摺動面部を保持しながら摺動させることができる。
【００１８】
また、プランジャの摺動面部以外は、非磁性のコーティング膜が施されているので、制御流体に磁性コンタミが含まれていても、プランジャの磁束が集中する部位に付着しにくくなる。
【００１９】
また、プランジャの摺動面部の外側領域においては、プランジャ室と保持手段との間を軸方向に疎通させて設けられた通路が流路の一部となり、プランジャの摺動面部を制御流体が直接的に流れることはないので、磁性コンタミ等の進入が抑制される。
【００２０】
従って、プランジャの安定した作動が得られる。
【００２１】
前記プランジャと接続された弁体部には、前記非磁性のコーティング膜が形成されないことも好適である。
【００２２】
これによって、バルブ手段の弁体部の開閉精度を維持することができる。
【００２３】
前記バルブ手段は、筒状のシート部材の内筒部を移動する前記弁体部を備えた滑り弁であることも好適である。
【００２４】
これによって、筒状のシート部材と弁体部との隙間精度を維持することができ、漏れ量の低減や、流量精度の向上を図ることができる。
【００２５】
前記プランジャの摺動面部と保持手段との隙間を、制御流体に含まれる磁性コンタミが進入しない間隔とすることも好適である。
【００２６】
これによって、プランジャの摺動面部への磁性コンタミの進入をより防止することができ、プランジャの安定した作動が得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用した実施の形態におけるソレノイドバルブ１を説明する断面構成説明図である。
【００２８】
このソレノイドバルブ１は、図４において上側がソレノイド部１Ａであり、下側にバルブ部１Ｂが配置されている。
【００２９】
ソレノイド部１Ａは、コイル２ａを巻き付けたコイルボビン２ｂの周囲をモールド部２ｃで覆うように一体成形した略円筒形状のコイル部材としてのモールドコイル２と、モールドコイル２のバルブ部１Ｂの反対側の内筒部に挿嵌されるセンタポスト３と、モールドコイル２のバルブ部１Ｂ側の内筒部をプランジャ室ＰＲとし、このプランジャ室ＰＲ内に軸方向に往復動可能に収容されたプランジャ４と、を主要な構成として備えている。
【００３０】
モールドコイル２の軸方向両側には、コイル２ａにより発生する磁束を収束させるためのサイドリング５及びアッパープレート６が配置され、外周部はケース７により覆われている。
【００３１】
センタポスト３は円筒状であり、その内筒部にプランジャ４を付勢するスプリング８の付勢力を調整可能としているアジャストボルト９が備えられている。アジャストボルト９は外周部の一部に軸方向溝９ａを備え流路としている。
【００３２】
また、センタポスト３のバルブ部１Ｂ側の内筒部にはプランジャ４が突き当たるシム１０が嵌めこまれている。
【００３３】
図２はプランジャ４の構成を説明する図であり、バルブ部１Ｂ側から弁体部４ａ，首部４ｂ，摺動面部４ｃ，胴部４ｄと、軸方向に所定幅づつ分割された構成となっている。
【００３４】
そして、図２においてクロスハッチングされた首部４ｂと胴部４ｄは非磁性のコーティング膜ＣＦが塗布されている。弁体部４ａと摺動面部４ｃにはコーティング膜ＣＦは塗布されておらず、機械加工寸法が維持されている。
【００３５】
コーティング膜ＣＦは、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）を材料とするもので、膜厚は１０〜２０μｍが最も好ましい。膜厚に関しては、１０μｍ以下ではコンタミ付着防止の効果が満足できるものではなく、また、２０μｍ以上では均一な膜厚を形成することが困難であり、不均一な膜厚はプランジャ４のスムーズな動きを阻害する。
【００３６】
１１はソレノイドバルブ１を相手側取り付け部に固定するためのブラケットであり、１２は、コイル２ａへの通電を行なうコネクタ部である。
【００３７】
次に、バルブ部１Ｂの構成を説明する。バルブ部１Ｂはコイルボビン２ｂと一体的に形成されているプラグ部２ｂ１を有している。
【００３８】
プラグ部２ｂ１の内側には、保持手段としてのバルブスリーブ１３が嵌めこまれている。
【００３９】
バルブスリーブ１３は、プラグ部２ｂ１の内側に嵌めこまれる筒状のシート部１３ａと、シート部１３ａよりも若干大きい径の筒状の保持部１３ｂから構成されている。保持部１３ｂの下側には通路１３ｃが設けられている。
【００４０】
シート部１３ａは制御流体が流入する流入ポート２０でもあり、プランジャ４の弁体部４ａが軸方向に移動することによって、弁体部４ａの通路４ａ１の開口を変化させて制御流体の流量／圧力等を制御可能としている。
【００４１】
保持部１３ｂの外径側は、プランジャ室ＰＲの内径との間に所定の環状隙間Ｇを軸方向に疎通する流路として形成するような径寸法に設定されている。
【００４２】
また、保持部１３ｂの内径側は、プランジャ４の摺動面部４ｃを軸方向に摺動可能に保持するが、摺動面部４ｃとの間隔は制御流体に含まれる磁性コンタミが進入しにくいように設定されている。
【００４３】
開弁状態のバルブ部１Ｂにおいて、流入ポート２０から弁体部４ａの通路４ａ１を通過した制御流体は、保持部１３ｂ内側から外側へと通路１３ｃを疎通し、さらにプランジャ室ＰＲの周壁面に接続する流出ポート２１、または環状隙間Ｇを図において上方に通過してセンタポスト３の内筒部の軸方向溝９ａから流出ポート２２へと流出される。
【００４４】
このような構成のソレノイドバルブ１において、バルブ部１Ｂの開閉動作とそれに伴う制御流体の流れを以下に説明する。
【００４５】
コイル２ａに対し通電されていない状態では、プランジャ４がスプリング８によりバルブ部１Ｂ方向に付勢されているので、プランジャ４の弁体部４ａの通路４ａ１がシート部１３ａに完全に進入して閉ざされた状態となり、従ってバルブ部１Ｂは閉弁状態となっている。
【００４６】
コイル２ａに対して通電された場合には、コイル２ａにより発生された磁束により、プランジャ４がセンタポスト３側に吸引され、弁体部４ａの通路４ａ１がシート部１３ａから現れ、プランジャ室ＰＲに接続する位置へと移動してバルブ部１Ｂを開弁状態とする。
【００４７】
プランジャ４の作動は、コイル２ａに対して印加される電流の大きさやデューティ比に応じて制御する電流比例制御方式を採用することも可能である。
【００４８】
そして、プランジャ４の作動時において、保持部１３ｂによりプランジャ４の摺動面部４ｃを保持しながら摺動させることができるので、プランジャの安定した作動が得られる。
【００４９】
また、プランジャ４の摺動面部４ｃ以外は、非磁性のコーティング膜ＣＦが施されているので、制御流体に磁性コンタミ等が含まれていても、プランジャ４の磁束が集中する部位に付着しにくくなり、制御流体の流れによって流動してプランジャ４に留まることを抑制する。
【００５０】
プランジャ４の摺動面部４ｃの軸方向区間では、プランジャ室ＰＲの保持部１３ｂの外側に環状隙間Ｇが備えられ、この環状隙間Ｇを制御流体が流れるので、摺動面部４ｃを制御流体が直接的に流れることはなく、磁性コンタミ等の摺動面部４ｃへの進入が抑制される。
【００５１】
従って、プランジャ４の安定した作動が得られる。
【００５２】
図３は、プランジャ４の他の実施の形態であり、非磁性のコーティング膜ＣＦの効果が最も著しいセンタポスト３側の胴部４ｄのみに施したものであり、コーティング膜ＣＦを形成する際のマスキング工程を省略したり、胴部４ｄのみをコーティング膜液に浸漬するという工程を採用することによる、製造工程の簡素化を行なうことも可能である。
【００５３】
【発明の効果】
上記のように説明された本発明にあっては、制御流体に含まれるコンタミにより起因するプランジャの不安定な作動状態が解消され、安定した作動特性の得られるソレノイドバルブが得られる。
【００５４】
プランジャの作動時、保持手段によりプランジャをコーティング膜が施されていない摺動面部を保持しながら摺動させるので、コーティング膜の影響を受けず安定した作動が得られる。
【００５５】
プランジャの摺動面部以外は、非磁性のコーティング膜が施されているので、制御流体に磁性コンタミが含まれていても、プランジャの磁束が集中する部位に付着しにくくなる。
【００５６】
また、プランジャの摺動面部を制御流体が直接的に流れることはないので、磁性コンタミ等の摺動面部への進入が抑制される。
【００５７】
弁体部に前記非磁性のコーティング膜を形成しないことにより、バルブ手段の弁体部の開閉精度を維持することができる。
【００５８】
前記バルブ手段が滑り弁であることにより、筒状のシート部材と弁体部との隙間精度を維持することができ、漏れ量の低減や、流量精度の向上を図ることができる。
【００５９】
プランジャの摺動面部と保持手段との隙間を、制御流体に含まれる磁性コンタミが進入しない間隔とすることで、プランジャの摺動面部への磁性コンタミの進入をより防止することができ、プランジャの安定した作動が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態のソレノイドバルブの断面構成説明図。
【図２】図２は本発明の実施の形態のプランジャの説明図。
【図３】図３は本発明の実施の形態のプランジャの説明図。
【図４】図４は従来のソレノイドバルブの断面構成説明図。
【符号の説明】
１  ソレノイドバルブ
１Ａ  ソレノイド部
１Ｂ  バルブ部
２  モールドコイル
２ａ  コイル
２ｂ  コイルボビン
２ｂ１  プラグ部
２ｃ  モールド部
３  センタポスト
４  プランジャ
４ａ  弁体部
４ａ１  通路
４ｂ  首部
４ｃ  摺動面部
４ｄ  胴部
５  サイドリング
６  アッパープレート
７  ケース
８  スプリング
９  アジャストボルト
９ａ  軸方向溝
１０  シム
１１  ブラケット
１２  コネクタ部
１３  バルブスリーブ（保持手段）
１３ａ  シート部
１３ｂ  保持部
１３ｃ  通路
２０  流入ポート
２１，２２  流出ポート
Ｇ  環状隙間
ＰＲ  プランジャ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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