(57)【要約】【課題】電磁弁において、可動部材と固定部材との間の摩擦による磨耗を極力低減させる。【解決手段】電磁弁１は、電磁コイル２の内方で一方及び他方の磁極をそれぞれ形成する固定鉄心部４及び可動鉄心部６と、可動鉄心部６と分離してその駆動方向に延在する弁軸部１１と、弁軸部１１の先端の弁体１５と、可動鉄心部６に設けられて弁軸部１１の後端部１９に突き当たる突き当て部２０とを備える。突き当て部２０及び後端部１９には、後端部１９に設けられて前記駆動方向に突出する突出部１９ｂと、突き当て部２０に設けられて突出部１９ｂが挿入される挿入穴２０ｂとを有する位置決め部２１が設けられる。【選択図】図２
2014190468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁コイルと、
前記電磁コイルが巻かれたコイルボビンと、
前記電磁コイルの内方で一方の磁極を形成する固定鉄心部を有する固定部材と、
前記電磁コイルの内方で前記一方の磁極に対向する他方の磁極を形成する可動鉄心部を有する可動部材と、
前記電磁コイルが形成する磁界を前記固定鉄心部及び前記可動鉄心部に導くヨーク部材とを備え、
前記コイルボビンは、前記可動鉄心部をその駆動方向に摺動自在に案内する内周面を備え、
前記可動部材は、前記可動鉄心部から分離して前記駆動方向に延在する弁軸部を備え、
前記固定鉄心部には、前記弁軸部が通されて該弁軸部を前記駆動方向に摺動自在に案内する摺動案内孔が設けられ、
前記可動鉄心部は、前記弁軸部の後端部に突き当たって前記駆動方向の駆動力を該弁軸部に伝達するための突き当て部を備え、
前記弁軸部の先端部に、流体の流路を流入側流路と流出側流路とに区分する弁座と協働して該流路を開閉する弁体が設けられ、
前記弁体は、付勢手段によって前記弁軸部の後端方向に付勢される電磁弁において、
前記可動鉄心部の突き当て部及び前記弁軸部の後端部には、前記駆動方向に直交する方向における該突き当て部に対する該後端部の位置を決定する位置決め部が設けられ、
前記位置決め部は、前記突き当て部及び前記後端部のうちの一方に設けられて前記駆動方向に突出する突出部と、他方に設けられて該突出部が挿入される挿入穴とを備えることを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流路を開閉する電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁コイルと、電磁コイルが巻かれたコイルボビンと、電磁コイルの内方で一方の磁極を形成する固定鉄心部を有する固定部材と、電磁コイルの内方で他方の磁極を形成する可動鉄心部を有する可動部材と、電磁コイルが形成する磁界を固定鉄心部及び可動鉄心部に導くヨーク部材とを備えた電磁弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の電磁弁では、コイルボビンは、可動鉄心部をその駆動方向に摺動自在に案内する内周面を備える。可動部材は、可動鉄心部から分離してその駆動方向に延在する弁軸部を備える。固定鉄心部には、弁軸部をその駆動方向に案内する摺動案内孔が設けられる。弁軸部の先端には、流体の流路を開閉する弁体が設けられる。
【０００４】
摺動案内孔による弁軸部の案内は、弁軸部の先端側及び後端側にそれぞれ設けられた摺動部を介して行われる。弁体は、弁軸部の後端方向に向けて、コイルばねで付勢される。可動鉄心部は、その駆動方向の駆動力を、弁軸部の後端部に突き当たって弁軸部に伝達するための突き当て部を備える。
【０００５】
この電磁弁では、電磁コイルに通電していないとき、コイルばねにより弁体が流路内の弁座から離されて流路が開放状態となる。また、電磁コイルに通電しているときには、可動鉄心部が固定鉄心部に引き付けられる。これにより可動鉄心部に付与された駆動力が、弁軸部を介して弁体を弁座に着座させるので、流路が閉塞状態となる。したがって、電磁コイルに対する通電のオンオフを制御することにより、流路を流れる流体の流量等が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０３５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の電磁弁によれば、電磁コイルにより付与される可動鉄心部の駆動力は、可動鉄心部の突き当て部を弁軸部の後端部に突き当てることにより、弁軸部を経て弁体に伝達される。したがって、可動鉄心部の突き当て部及び弁軸部の後端部は、突き当て時におけるこれらの駆動方向に垂直な方向への振動によって両者間に摩擦を生じるので、磨耗し易い。
【０００８】
一方、可動鉄心部と弁軸部とを固定することも考えられる。しかし、その場合、可動鉄心部が重いので、固定鉄心部の摺動案内孔と弁軸部との摺動摩擦力が、可動鉄心部の振動等に応じて増大する。これにより、摺動案内孔と弁軸部との摺動部分における磨耗量も増大する。
【０００９】
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、電磁弁において、可動部材と固定部材との間の摩擦による磨耗を極力低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電磁コイルと、前記電磁コイルが巻かれたコイルボビンと、前記電磁コイルの内方で一方の磁極を形成する固定鉄心部を有する固定部材と、前記電磁コイルの内方で前記一方の磁極に対向する他方の磁極を形成する可動鉄心部を有する可動部材と、前記電磁コイルが形成する磁界を前記固定鉄心部及び前記可動鉄心部に導くヨーク部材とを備え、前記コイルボビンは、前記可動鉄心部をその駆動方向に摺動自在に案内する内周面を備え、前記可動部材は、前記可動鉄心部から分離して前記駆動方向に延在する弁軸部を備え、前記固定鉄心部には、前記弁軸部が通されて該弁軸部を前記駆動方向に摺動自在に案内する摺動案内孔が設けられ、前記可動鉄心部は、前記弁軸部の後端部に突き当たって前記駆動方向の駆動力を該弁軸部に伝達するための突き当て部を備え、前記弁軸部の先端部に、流体の流路を流入側流路と流出側流路とに区分する弁座と協働して該流路を開閉する弁体が設けられ、前記弁体は、付勢手段によって前記弁軸部の後端方向に付勢される電磁弁において、前記可動鉄心部の突き当て部及び前記弁軸部の後端部には、前記駆動方向に直交する方向における該突き当て部に対する該後端部の位置を決定する位置決め部が設けられ、前記位置決め部は、前記突き当て部及び前記後端部のうちの一方に設けられて前記駆動方向に突出する突出部と、他方に設けられて該突出部が挿入される挿入穴とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、電磁コイルが通電されていないときには、付勢手段による付勢力によって、弁体が弁座から離れているので、流路は開放状態にある。この状態において電磁コイルに通電されると、可動部材の可動鉄心部が固定部材の固定鉄心部の方向に、付勢力に抗して引き付けられる。
【００１２】
これにより、可動鉄心部の突き当て部が弁軸部の後端部に突き当たるので、弁軸部がその先端の方向へ駆動される。これに応じて、弁軸部先端の弁体が、弁座に着座し、流路が閉塞状態となる。この状態において、電磁コイルへの通電が解除されると、付勢手段により弁体が弁座から離され、流路は開放状態に復帰する。したがって、電磁コイルへの通電を制御することにより、流路内を流通する流体の流量等を制御することができる。
【００１３】
その際、可動鉄心部の突き当て部が弁軸部の後端部に突き当たるときを含めて、常に、上述の位置決め部によって、可動鉄心部の駆動方向に直交する方向における該突き当て部に対する該後端部の位置が維持される。このため、該突き当て部と該後端部とが摺れ動くことがないので、該突き当て部と該後端部との摩擦による磨耗を防止することができる。
【００１４】
また、位置決め部により、該駆動方向に直交する方向における可動鉄心部の突き当て部に対する弁軸部の後端部の位置が一定に維持されるので、固定鉄心部の摺動案内孔による弁軸部の案内のための摺動は、弁軸部の先端側で行うだけで十分である。したがって、摺動案内孔と弁軸部とが摺動する部分の面積を減少させて該摺動による磨耗を抑制し、かつ弁軸部のスムーズな駆動を確保することができる。
【００１５】
また、弁軸部の後端側における案内が不要となるので、該案内のための後端側の摺動部を省略することにより、弁軸部は、摺動案内孔に対して、支障なく、ある程度傾くことができる。これにより、位置決め部等の製造誤差をある程度吸収することができるので、位置決め部の機能を良好に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁弁の断面図である。
【図２】図１の電磁弁における可動鉄心部の突き当て部近傍の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、実施形態の電磁弁１は、電磁コイル２と、電磁コイル２が巻かれたコイルボビン３と、電磁コイル２の内方に配置された固定鉄心部４を有する固定部材５と、電磁コイル２の内方で固定鉄心部４に対向するように配置された可動鉄心部６を有する可動部材７と、電磁コイル２が形成する磁界を固定鉄心部４及び可動鉄心部６に導くヨーク部材８とを備える。
【００１８】
固定鉄心部４及び可動鉄心部６は、電磁コイル２に通電されたとき、それぞれ一方の磁極及び他方の磁極を形成する。このとき、可動鉄心部６は、固定鉄心部４に引き付けられる。
【００１９】
可動鉄心部６は、コイルボビン３の内周面によりその駆動方向に案内される。すなわち、可動鉄心部６が駆動するとき、コイルボビン３の内周面上の摺動部９と、可動鉄心部６の外周面上の摺動部１０とが摺動することにより、可動鉄心部６が、その駆動方向に案内される。
【００２０】
可動部材７は、可動鉄心部６から分離してその駆動方向に延在する弁軸部１１を備える。固定部材５の固定鉄心部４には、弁軸部１１が通され、弁軸部１１をその駆動方向において摺動自在に案内する摺動案内孔４ａを有する。摺動案内孔４ａは、弁軸部１１を案内するための摺動を、弁軸部１１の先端側において行う。
【００２１】
すなわち、弁軸部１１は、その先端側に設けられた径の大きな部分の外周面で形成される摺動部１２を有する。固定鉄心部４は、摺動案内孔４ａの内周面上に、弁軸部１１の摺動部１２と摺動する摺動部４ｂを有する。可動部材７の駆動時には、摺動部１２と摺動部４ｂとが摺動することにより、弁軸部１１がその駆動方向に案内される。
【００２２】
弁軸部１１の先端部には、流体が流通する流路１３内の弁座１４に対向して配置され、弁座１４と協働して流路１３を開閉する弁体１５が設けられる。流路１３は、固定部材５にねじ１６で固定された流路形成部材１７により形成される。弁座１４は、流路１３を、流入側流路１３ａと流出側流路１３ｂとに区分している。
【００２３】
弁体１５は、付勢手段としてのコイルばね１８により、弁座１４から離れる方向、すなわち弁軸部１１の後端方向に付勢される。可動鉄心部６は、その駆動力を、弁軸部１１の後端部１９に突き当たって可動鉄心部６に伝達するための突き当て部２０を備える。
【００２４】
図２は、可動鉄心部６の突き当て部２０の近傍を示す断面図である。図２に示すように、可動鉄心部６の突き当て部２０は、可動鉄心部６の駆動方向に垂直な突き当て面２０ａを有する。弁軸部１１の後端部１９は、突き当て面２０ａに対応する被突き当て面１９ａを有する。可動鉄心部６に付与される駆動力は、突き当て面２０ａが被突き当て面１９ａに突き当たることにより、弁軸部１１に伝達される。
【００２５】
突き当て部２０及び後端部１９には、これらの駆動方向に直交する方向における突き当て部２０に対する後端部１９の位置を決定する位置決め部２１が設けられる。位置決め部２１は、後端部１９に設けられてその駆動方向に突出する突出部１９ｂと、突き当て部２０に設けられて突出部１９ｂが挿入される挿入穴２０ｂとを備える。
【００２６】
突出部１９ｂは、円柱状の凸部として形成される。これに対応し、挿入穴２０ｂは、中空円筒状の凹部として形成される。突出部１９ｂの外周面と、挿入穴２０ｂの内周面とが接することにより、突き当て部２０に対する後端部１９の位置が決定される。
【００２７】
位置決め部２１は、弁軸部１１の後端部１９を、このようにして位置決めしながら、駆動方向に案内する機能を有する。このため、固定鉄心部４の摺動案内孔４ａに、弁軸部１１の後端側を案内するための摺動部は設けられていない。
【００２８】
この構成において、電磁コイル２に通電されていないとき、可動部材７の弁軸部１１は、その先端の弁体１５とともに、コイルばね１８の付勢力により、流路１３内の弁座１４から弁体１５が離れた位置に変位している。このとき、流路１３は、開放された状態にある。図１では、この状態が示されている。
【００２９】
この状態において、電磁コイル２に通電されると、可動部材７の可動鉄心部６及び固定部材５の固定鉄心部４が励磁される。このため、可動鉄心部６が固定鉄心部４の方へ、コイルばね１８の付勢力に抗して引き付けられる。
【００３０】
これにより、可動鉄心部６の突き当て部２０が弁軸部１１の後端部１９に突き当たるので、弁軸部１１がその先端の方向へ駆動される。これにより、弁軸部１１先端の弁体１５が流路１３内の弁座１４に着座するので、流路１３は、閉塞された状態となる。この状態において、電磁コイル２への通電が解除されると、コイルばね１８により弁体１５が弁座１４から離され、流路１３は開放状態に復帰する。
【００３１】
このように、電磁コイル２への通電のオンオフを制御して、流路１３の開放状態及び閉塞状態を切り替えることにより、流路１３内を流通する流体の流れが制御される。具体的には、例えば、通電のオン期間及びオフ期間の比率を制御して流路１３の閉塞状態と開放状態との比率を変化させることにより、流路１３における流体の流量が調整される。
【００３２】
その際、常に、位置決め部２１において、突出部１９ｂの外周面と挿入穴２０ｂの内周面とが接する。これにより、可動鉄心部６の駆動方向に直交する方向において、突き当て部２０に対して弁軸部１１の後端部１９が位置決めされた状態が常に維持されるので、両者間の位置関係がずれることはない。
【００３３】
したがって、電磁弁１の長期間の駆動により、突き当て部２０による弁軸部１１の後端部１９への突き当てが繰り返された場合でも、突き当て面２０ａ及び被突き当て面１９ａ相互間の摺動が生じないので、突き当て面２０ａ及び被突き当て面１９ａの磨耗は生じない。
【００３４】
また、弁軸部１１の後端側を案内するための摺動部が固定鉄心部４の摺動案内孔４ａ内に存在しないので、可動鉄心部６の駆動に応じて弁軸部１１が駆動するとき、弁軸部１１は、かかる摺動部との摺動による磨耗が生じることなく、スムーズに駆動する。
【００３５】
また、弁軸部１１の後端側を案内するための摺動部が摺動案内孔４ａ内に存在しないので、弁軸部１１は、摺動案内孔４ａに対して、支障なく、ある程度傾くことができる。これにより、位置決め部２１等の製造誤差が、ある程度吸収される。したがって、位置決め部２１による弁軸部１１の後端部１９の位置決め及び案内機能が、良好に発揮される。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、弁軸部１１の後端部１９を、位置決め部２１により、可動鉄心部６の突き当て部２０に対して駆動方向に垂直な方向に位置決めしながら駆動方向に案内するので、突き当て面２０ａ及び被突き当て面１９ａの摩擦による磨耗を防止し、かつ摺動案内孔４ａと弁軸部１１との摺動による磨耗及び損失を抑制することができる。
【００３７】
また、位置決め部２１は、可動鉄心部６の突き当て面２０ａに設けられた挿入穴２０ｂと、弁軸部１１の被突き当て面１９ａに設けられた突出部１９ｂとで構成される。このため、位置決め部２１を容易に形成することができる。また、突き当て部２０と弁軸部１１の後端部１９とを位置決めするための部品を別途要することもない。このため、かかる部品により可動鉄心部６や弁軸部１１の寸法が増大することもない。
【００３８】
なお、本発明は、上述実施形態に限定されない。例えば、弁体１５を付勢するコイルばね１８に代えて、弁軸部１１を付勢するコイルばね等を採用してもよい。また、突出部１９ｂを、弁軸部１１の後端部１９にではなく可動鉄心部６の突き当て部２０に設け、挿入穴２０ｂを、突き当て部２０にではなく後端部１９に設けてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…電磁弁、２…電磁コイル、３…コイルボビン、４…固定鉄心部、５…固定部材、６…可動鉄心部、７…可動部材、８…ヨーク部材、１１…弁軸部、４ａ…摺動案内孔、１３…流路、１３ａ…流入側流路、１３ｂ…流出側流路、１４…弁座、１５…弁体、１９…後端部、２０…突き当て部、２１…位置決め部、１９ｂ…突出部、２０ｂ…挿入穴。
【図１】
2014190468.tif 000003
【図２】
2014190468.tif 000004