(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁吸引力を受ける可動子と、この可動子を外周部に取付け、非磁性材料からなるポペット型弁体と、この弁体の一端を直接軸支するとともに、第１ポートおよび第３ポートを有する第１ボディと、前記弁体の他端を直接軸支するとともに、第２ポートを有する第２ボディと、前記第１ポート内に配設された第１シート部材と、前記第２ポート内に配設された第２シート部材とを備え、
前記第１ボディには、前記第１シート部材の外周に接するとともに、前記弁体が前記第２シート部材に着座時に、前記第１ポートと前記第３ポートを連通する第１連通孔が設けられ、前記第２ボディには、前記第２シート部材の外周に接するとともに、前記弁体が前記第１シート部材に着座時に、前記第２ポートと前記第３ポートを連通する第２連通溝が設けられていることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記第１シート部材を前記第１ボディの円筒孔に嵌合し、前記第２シート部材を前記第２ボディの円筒孔に嵌合したことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
前記第１ボディと前記第２ボディとの間に中空筒状のカラーを設け、このカラーにより、前記可動子の周囲の流体と前記可動子に電磁吸引力を作用させるコイルとを隔離したことを特徴とする請求項２記載の電磁弁。
【請求項４】
前記弁体に当接するプッシュロッドと、
このプッシュロッドを支持するとともに、前記第２ボディに固定された係止部材と、
前記プッシュロッドと前記係止部材との間に配設され、前記プッシュロッドを介して前記弁体を付勢する弾性部材とを備えることを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、流体流路を開閉制御する電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として実開平３−１２５９５９号公報に開示される３ポート電磁弁が知られている。このものは、弁部材を構成するロッドの軸方向の一方の側と他方の側にそれぞれこのロッドを摺動関係で支持する軸受を設け、この軸受の近傍にそれぞれ連通孔を有する弁座部材を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この実開平３−１２５９５９号公報に示される電磁弁によると、弁部材としてのロッドの円滑な摺動を実現するためにロッドの一方側の端部と他方側の端部とにそれぞれこのロッドを支持する部材が必要となるため、弁部品点数が増大し、構成が複雑になるとともに組付作業が煩雑となり、部品コスト並びに組付コストが高くなるという問題がある。
【０００４】
またこの従来のものでは、弁体としてのロッドを支持する支持部材に複数の軸方向孔あるいは径方向孔を設ける必要があり、孔加工並びに構成の複雑さがあり、これに加えて、ロッドの同軸度を決めるために支持部材の外径と内径とに所定水準以上の精度が要求される点で加工費が高くなるという問題がある。
本発明の目的は、往復運動する弁体を支持する支持部材を廃止し、弁部品点数を少なくして精密な開閉制御が可能な電磁弁を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の請求項１による電磁弁は、
電磁吸引力を受ける可動子と、この可動子を外周部に取付け、非磁性材料からなるポペット型弁体と、この弁体の一端を直接軸支するとともに、第１ポートおよび第３ポートを有する第１ボディと、前記弁体の他端を直接軸支するとともに、第２ポートを有する第２ボディと、前記第１ポート内に配設された第１シート部材と、前記第２ポート内に配設された第２シート部材とを備え、
前記第１ボディには、前記第１シート部材の外周に接するとともに、前記弁体が前記第２シート部材に着座時に、前記第１ポートと前記第３ポートを連通する第１連通孔が設けられ、前記第２ボディには、前記第２シート部材の外周に接するとともに、前記弁体が前記第１シート部材に着座時に、前記第２ポートと前記第３ポートを連通する第２連通溝が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２による電磁弁は、前記第１シート部材を前記第１ボディの円筒孔に嵌合し、前記第２シート部材を前記第２ボディの円筒孔に嵌合したことを特徴とする。
請求項３による電磁弁は、前記第１ボディと前記第２ボディとの間に中空筒状のカラーを設け、このカラーにより前記可動子の周囲の流体と、前記可動子に電磁吸引力を作用させるコイルとを隔離したことを特徴とする。
【０００７】
請求項４による電磁弁は、前記弁体に当接するプッシュロッドと、
このプッシュロッドを支持するとともに、前記第２ボディに固定された係止部材と、
前記プッシュロッドと前記係止部材との間に配設され、前記プッシュロッドを介して前記弁体を付勢する弾性部材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【作用および発明の効果】
請求項１記載の電磁弁によると、第１シート部材に弁体が着座すれば、第２ポートと第３ポートが連通し、第２シート部材に弁体が着座すれば第１ポートと第３ポートが連通する。従って、第１ボディと第２ボディが弁体を直接往復可能に支持するため、弁体を支持する特別な支持部材が廃止でき、簡単な構成で流体通路の精密な開閉制御が行える。さらに、第１ボディの第１連通溝と第２ボディの第２連通溝とを内周側に開口している形状とすることで冷間加工等で簡単に作成できる。
【０００９】
請求項２記載の電磁弁によると、第１ボディと第２ボディの軸方向孔をシート部材の嵌合と弁体の支持に兼用しているため、複雑な加工を要することなしに、弁体の円滑な摺動を確保することができる。
請求項３記載の電磁弁によると、可動子の周囲の流体と可動子に電磁吸引力を作用させるコイルとが中空筒状のカラーによって、離間されているため、流体の圧力が中空筒状のカラーに作用し、流体圧力によるコイルの破損等が防止される。
【００１０】
請求項４記載の電磁弁によると、弾性部材の付勢力により、プッシュロッドを介して弁体を押圧するので、弁体がスムーズに第１シート部材に着座する効果がある。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
電磁弁１は、第１ボディ２と第２ボディ３とがかしめ固定され、このボディ内部にパイプ状の第１シート部材５とこの第１シート部材５に同軸の第２シート部材６が設けられ、この第１シート部材５の第１弁座５ａと第２シート部材６の第２弁座６ａとの間に同軸上で往復動可能な弁体１１が介装されている。この弁体１１の外周部にこの弁体１１を図１で左方向に電磁吸引力を作用させるコイル９を巻いたボビン８が設けられている。
【００１２】
この電磁弁１は、常開型の三方弁である。図１において第１ボディ２に供給ポート２１と出力ポート２２が形成され、第２ボディ３に排出ポート２３が供給ポート２１と同軸上に形成されている。この電磁弁１は、弁部１２とこの弁部１２を駆動する駆動部１３とからなる。図１に示す状態では弁体１１が最も右側位置にある状態を示している。
【００１３】
弁部１２について説明する。図１、図２及び図３に示すように、第１ボディ２の内部にパイプ状の第１シート部材５が挿入され、この第１シート部材５の外周部にこの場合１２０°間隔に第１連通溝１５が設けられている。この連通溝１５は第１シート部材５の外周部に軸方向に延び、一端が出力ポート２２の近傍、他端が後述する第２連通溝２６の近傍までそれぞれ延びている。第１シート部材５の内部側端部には、供給ポート２１と第１連通溝１５とを接続する第１弁座５ａが形成され、この第１弁座５ａは、弁体１１が着座可能な部分である。
【００１４】
図１及び図３に示すように、第２ボディ３の内部にパイプ状の第２シート部材６が挿入され、この第２シート部材６の外周部にこの場合１２０°間隔に第２連通溝２６が設けられている。この第２連通溝２６は、第１連通溝１５の延びる延長上に位置し、一端が後述する第３円筒孔３１で係止される空間部に連通し、他端が排出ポート２３に連通している。第２シート部材６の内部側端部には、第２連通溝２６と排出ポート２３とを接続する第２弁座６ａが形成され、この第２弁座６ａは、弁体１１が着座可能な部分である。
【００１５】
弁体１１は、円柱状のもので、弁体１１の一方の端部には第１ポペット弁部１１ａが球面状に形成され、他方の端部には第２ポペット弁部１１ｂが球面状に形成されている。この弁体１１は、第１ボディ２に形成される第１円筒孔２９と第２ボディ３に形成される第２円筒孔３０とによって、図１で左右方向に摺動案内される。第２ボディ３に形成される第３円筒孔３１は、第１連通溝１５と第２連通溝２６とを連通する空間部を形成している。
【００１６】
作動流体の主な流れは、第１連通溝１５と第２連通溝２６を通過するが、弁体１１の外径と第１円筒孔２９および第２円筒孔３０の各内径とのクリアランスは、図示しない作動流体の供給経路に装着されたフィルタのメッシュサイズよりもわずかに大きくすることが異物によるスティック防止の点で望ましい。例えば、クリアランス：０．１３ｍｍ＜フィルタメッシュサイズ：０．１ｍｍである。
【００１７】
第１連通溝１５および第２連通溝２６は、いわゆる冷間加工で製作されるものが部品費低減上望ましい。
第１シート部材５と第２シート部材６は、ポペット弁１１を支持する第１円筒孔２９と第２円筒孔３０の各径に直接嵌合圧入して固定されている。これは、第１シート部材５と第２シート部材６を異なる径にすると別体の円筒孔が必要となり加工費が上昇するためであり、さらには弁体１１の第１シート部材５と第２シート部材６への着座を同軸上で確実に弁開閉を確保するためである。
【００１８】
可動子１７の周囲の流体は、出力ポート２２と連通しており、出力油圧を有している。この油圧のコイル９への印加とケースから電磁弁１の外部への漏洩を防止するため、カラー１６は、第１ボディ２と第２ボディ３に嵌合され、可動子１７の周囲の流体の圧力がボビン８に作用するのを防止している。
駆動部１３について説明する。
【００１９】
この弁体１１の外周部に可動子１７が圧入固定されている。可動子１７の外周部には可動子１７の軸方向の一端１７ａの外周部側から他方の端部１７ｂの外周部側との油の流通を妨げない油溝１７ｃが軸方向に延びて形成されている。この可動子１７の外周部に隙間を介して第２ボディ３の中央部から軸方向に環状に延びる磁気回路部３ａが形成される。この円筒状の磁気回路部３ａの内側から排出ポート２３側に連通する第２連通溝２６が形成されている。
【００２０】
図３に示すように、カラー１６は、薄肉筒状で、第１ボディ２の中央部から軸方向に延びる固定鉄心部２ａの外周部と、第２ボディ３の中央部から軸方向に環状に延びる磁気回路部３ａの外周部に嵌合固定されている。このカラー１６の外周部にボビン８が設けられ、このボビンの外周部にコイル９が巻装されている。コイル９が非通電状態にあると、図１に示すように、供給ポート２１から第１弁座５ａを経由して第１連通溝１５に流入する流体の圧力により弁体１１が図１で右方向に押されて第２ポペット部１１ｂが第２弁座６ａに着座する。これにより供給ポート２１と出力ポート２２とが連通する。コイル９の非通電状態からコイル９の通電状態に切替わると、磁気回路が形成されてこの磁気回路により発生する電磁吸引力が可動子１７に働いてこの可動子が図１で左方向に動く。これによりこの可動子１７に固定される弁体１１が左方向に動く。すると、第１ポペット部１１ａが第１弁座５ａに着座し、出力ポート２２と排出ポート２３とを連通する。
【００２１】
次に、作動について説明する。
コイル９が消磁されている状態では、弁体１１の第２ポペット弁部１１ｂは第２シート部材６の第２弁座６ａに着座し、第１ポペット弁部１１ａは第１シート部材５の第１弁座５ａから離間している。従って、供給ポート２１は出力ポート２２と連通し、排出ポート２３とは遮断された状態となる。
【００２２】
コイル９が励磁されている状態では、弁体１１の第１ポペット弁部１１ａは第１シート部材５の第１弁座５ａに着座し、第２ポペット弁部１１ｂは第２シート部材６ａから離間している。従って、供給ポート２１は、出力ポート２２から遮断され、出力ポート２２と排出ポート２３とが連通された状態となる。
消磁状態から励磁状態への移行時または励磁状態から消磁状態への移行時、第１円筒孔２９と第２円筒孔３０とが同軸線上に弁体１１を円滑移動するように支持していることから弁開閉切替の応答性が良好であるという効果がある。
【００２３】
本実施例によれば、弁ボディ２、３の内部に軸方向に延びる連通溝１５、２６を有し、軸状ポペット型の弁体１１を第１円筒孔２９及び第２円筒孔３０に支持することにより別個の軸支持部材を廃止し、弁体の円滑な摺動と十分な流体循環通路が確保できる。また第１シート部材５及び第２シート部材６の嵌合に円筒孔を利用しているから加工費が安価になるという効果がある。
【００２４】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図５に示す。
図５に示す第２実施例は、常閉型の三方弁の実施例である。第２ボディ３側へ固定鉄心部３ａが配設され、第１ボディ２側へ可動子１７の外周に磁束を流すための磁気回路部が設けられている。
【００２５】
第２連通溝２６とスプリング収容室４６とは第２シート部材４５の連通孔４５ａにより連通している。スプリング収容室４６は係止部材の排出孔４４により外部に連通している。スプリング収容室４６には、弁体１１を図５で左方向に押すプッシュロッド４３を付勢する圧縮コイルスプリング４１を収容しており、圧縮コイルスプリング４１の一端はプッシュロッド４３に当接し、他端は係止部材４７に当接している。なお、４２は係止部材４７と一体に形成されたガイド部であり、プッシュロッド４３と係合している。
【００２６】
消磁状態のときには、圧縮コイルスプリング４１の付勢力により供給ポート２１の供給圧に抗して弁体１１が図５で左方向に押されて第１シート部材５の第１弁座５ａに弁体１１の第１ポペット弁部１１ａが着座しているため、弁体１１は第２シート部材４５から離間している。
この第２実施例によれば、弁ボディ２、３の内部に軸方向に延びる連通溝１５、２６を有し、軸状ポペット型の弁体１１を第１円筒孔２９及び第２円筒孔３０に支持することにより別個の軸支持部材を廃止し、弁体１１の円滑な摺動と十分な流体循環通路が確保できるので、簡易な構成で供給ポート２１−出力ポート２２または供給ポート２１−排出孔４４の切替を精密に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による電磁弁を示す断面図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示すＩＩＩ  −ＩＩＩ  線断面図である。
【図４】図１に示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の第２実施例による電磁弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１      電磁弁
２      第１ボディ
３      第２ボディ
５      第１シート部材
６      第２シート部材
８      ボビン
９      コイル
１１      弁体
１２      弁部
１３      駆動部
１５      第１連通溝
１６      カラー
１７      可動子
２１      供給ポート（第１ポート）                                    ２２      出力ポート（第３ポート）                                    ２３      排出ポート（第２ポート）
２６      第２連通溝
２９      第１円筒孔
３０      第２円筒孔
３１      第３円筒孔
４１      圧縮コイルスプリング（弾性部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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