(57)【要約】    【課題】ヨークとプランジャ間のクリアランスを小さくでき、プランジャの移動がスムーズにでき、かつ、プランジャの配置される内部空間への異物の侵入を防止できるようなソレノイドバルブを安価に製造する。    【解決手段】コップ状のケース５内に配置され、磁気的に駆動されるプランジャ４と、プランジャ４の駆動に合わせてスリーブ１内を移動し流路を切り替えるバルブスプール２とを備えるソレノイドバルブにおいて、バルブスプール２とケース４もしくはスリーブ１との間に、バルブ側の第１内部空間１７とプランジャ４が配置される第２内部空間１６との間を分離するダイヤフラム８を設け、バルブスプール２内部に第２内部空間１６と外部とを連通する呼吸経路１８を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コップ状のケース内に配置され、磁気的に駆動されるプランジャと、該プランジャの駆動に合わせてスリーブ内を移動し流路を切り替えるバルブとを備えるソレノイドバルブにおいて、
前記バルブと前記ケースもしくは前記スリーブとの間に、前記バルブ側の第１内部空間と前記プランジャが配置される第２内部空間との間を分離するダイヤフラムを設け、
前記バルブ内部に前記プランジャが配置される第２内部空間と外部とを連通する呼吸経路を設けたことを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
コップ状のケース内に配置され、磁気的に駆動されるプランジャと、該プランジャの駆動に合わせてスリーブ内を移動し流路を切り替えるバルブとを備えるソレノイドバルブにおいて、
前記スリーブの前記プランジャが置かれる第２内部空間とは反対側の端部に外部と連通する孔を設け、
前記バルブと前記ケースもしくは前記スリーブとの間に、前記バルブ側の第１内部空間と前記プランジャが配置される第２内部空間との間を分離するダイヤフラムを設け、
前記バルブ内部に前記プランジャが配置される第２内部空間と前記孔とを連通する呼吸経路を設けたことを特徴とする、ソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記呼吸経路を、前記バルブの軸方向に延びる孔を有する経路としたことを特徴とする請求項１または２記載のソレノイドバルブ。
【請求項４】
前記呼吸経路を、前記バルブの軸方向に延びる第１の孔と、この第１の孔から折れ曲がり径方向に延びて前記プランジャが配置される第２内部空間と連通する第２の孔とからなるＬ字状の経路で構成したことを特徴とする請求項１または２記載のソレノイドバルブ。
【請求項５】
前記呼吸経路の前記バルブの軸方向に延びる孔を、前記プランジャ側より他側の断面積が大きくなった段付き形状の経路としたことを特徴とする請求項３または４記載のソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧回路などの流体回路の流路を切り替えたり、流路の断面積を変化させて可変オリフィスを形成したりするためのソレノイドバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドバルブは、円筒状のヨークと、このヨークの外側に巻かれたコイルと、ヨーク内側に置かれ軸方向に対して移動可能なプランジャと、プランジャの移動につれて動作するバルブを備える。コイルに通電することにより、ヨークとプランジャを介して磁路が形成され、プランジャが付勢され、バルブが作動する。
【０００３】
バルブは油などの流体の流れを制御しているが、この流体中に含まれる磨耗片などの異物がプランジャとヨークの間に侵入するおそれがある。
【０００４】
特許文献１に開示されるようなソレノイドバルブにおいては、ヨークとプランジャ間には異物が通過するクリアランスが必要になるため、ソレノイドの小型化が困難である。ヨークとプランジャ間のクリアランスを小さくするには、プランジャが配置される内部空間に異物が入りにくい構造とする必要がある。しかし、プランジャが配置される内部空間を密閉構造とすると、密閉内部空間内をプランジャが移動することになり、プランジャが動きにくくなる。そこで、通常は、プランジャが配置される内部空間と外部とをつなぐ呼吸経路を設ける。更に、この呼吸経路から異物が入ることを防止するために、特許文献２に開示されているような、迷路構造とした呼吸経路をケースに設ける技術がある。
【特許文献１】特開２０００−３９０８３号公報（０００４，図１参照）
【特許文献２】特開２００３−３２９１６４号公報（００５６〜００５７，００６３，００６６〜００６９，００７２〜００７３，図１〜４：呼吸経路１７，６８，６９参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、迷路構造の呼吸経路をコイル外側のケースに設けた場合、ケースへの複雑な加工が必要となる。ケースを安価に製造するには、鋼板をプレス成形で加工するのが望ましいが、迷路状の呼吸経路を設けると、ケースを切削加工する必要があり、高価となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、ヨークとプランジャ間のクリアランスを小さくでき、プランジャの移動がスムーズにでき、かつ、プランジャの配置される内部空間への異物の侵入を防止できるようなソレノイドバルブを安価に製造することを、技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記技術的課題を解決するために、本発明に係るソレノイドバルブは以下のように構成するものである。
【０００８】
すなわち、請求項１記載の発明では、コップ状のケース内に配置され、磁気的に駆動されるプランジャと、プランジャの駆動に合わせてスリーブ内を移動し流路を切り替えるバルブとを備えるソレノイドバルブにおいて、バルブとケースもしくはスリーブとの間に、バルブ側の第１内部空間とプランジャが配置される第２内部空間との間を分離するダイヤフラムを設け、バルブ内部にプランジャが配置される第２内部空間と外部とを連通する呼吸経路を設けたことである。
【０００９】
これによれば、プランジャを駆動することでバルブが移動し、流路の切り替えができる。流路からの異物はダイヤフラムにより遮断されるためにプランジャまで到達しない。プランジャが配置される第２内部空間はバルブ内部の呼吸経路を介して外部とつながるため、プランジャの移動はスムーズになる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、コップ状のケース内に配置され、磁気的に駆動されるプランジャと、プランジャの駆動に合わせてスリーブ内を移動し流路を切り替えるバルブとを備えるソレノイドバルブにおいて、スリーブのプランジャが置かれる第２内部空間とは反対側の端部に外部と連通する孔を設け、バルブとケースもしくはスリーブとの間に、バルブ側の第１内部空間とプランジャが配置される第２内部空間との間を分離するダイヤフラムを設け、バルブ内部にプランジャが配置される第２内部空間と孔とを連通する呼吸経路を設けたことである。
【００１１】
これによれば、プランジャを駆動することでバルブが移動し、流路の切り替えができる。流路からの異物はダイヤフラムにより遮断されるためにプランジャまで到達しない。プランジャが配置される第２内部空間はバルブ内部の呼吸経路およびスリーブの孔を介して外部とつながるため、プランジャの移動はスムーズになる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項１または２記載のソレノイドバルブにおいて、呼吸経路を、前記バルブの軸方向に延びる孔を有する経路とした。
【００１３】
これによれば、外部からプランジャまではバルブ内の長い呼吸経路を介してのみつながることになる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項１または２記載のソレノイドバルブにおいて、呼吸経路を、バルブの軸方向に延びる第１の孔と、この孔から折れ曲がり径方向に延びてプランジャが配置される第２内部空間と連通する第２の孔とからなるＬ字状の経路で構成した。
【００１５】
これによれば、外部からプランジャまではバルブ内の長い呼吸経路を介してのみつながることになる。また、呼吸経路は折り曲がっているので、呼吸経路内に異物が入っても折り曲がった部分から先に異物が侵入しにくい。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項３または４記載のソレノイドバルブにおいて、呼吸経路のバルブの軸方向に延びる孔を、プランジャ側より他側の断面積が大きくなった段付き形状の経路とした。
【００１７】
これによれば、呼吸経路の途中に段差ができるので、異物が段差部分にたまりやすくなり、プランジャが配置される第２内部空間に異物が入りにくい。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、プランジャの配置される第２内部空間は呼吸経路を介して外部とつながっているので、プランジャの移動がスムーズとなる。呼吸経路はバルブ内部にあるので、呼吸経路を介しての異物の侵入のおそれは少ない。したがって、プランジャの回りのクリアランスを小さくでき、ソレノイドバルブの小型化が可能になる。プランジャを収納するケースはほぼカップ状にするだけでよいので、加工が簡単であり、安価に製造できる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、プランジャの配置される第２内部空間は呼吸経路を介して外部とつながっているので、プランジャの移動がスムーズとなる。呼吸経路はバルブ内部にあり、また、経路長が長くなるので、呼吸経路を介しての異物の侵入のおそれはより少ない。したがって、プランジャの回りのクリアランスを小さくでき、ソレノイドバルブの小型化が可能になる。プランジャを収納するケースはほぼカップ状にするだけでよいので、加工が簡単である。呼吸経路もバルブを貫通する孔をあけるだけでよいので、加工が簡単になる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、呼吸経路をバルブへのドリル加工による孔開けで形成できるので安価に製造できる。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、呼吸経路をバルブへのドリル加工による孔開けで形成できるので安価に製造できる。また、呼吸経路はＬ字状となるので、プランジャが配置される第２内部空間に異物が入りにくい。したがって、プランジャの回りのクリアランスを小さくでき、ソレノイドバルブの小型化が可能になる。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、呼吸経路内に入った異物は段差部分にたまりやすくなり、プランジャが配置される第２内部空間に異物が入りにくい。したがって、プランジャの回りのクリアランスを小さくでき、ソレノイドバルブの小型化が可能になる。また、段付きの呼吸経路は径の異なるドリル加工を複数回行うことで形成できるので安価に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１において、ソレノイドバルブは、ポート１ａ，１ｂ，１ｃを備えた中空円筒状のスリーブ１と、このスリーブの片側に配置されたカップ状のケース５を備えている。
【００２５】
スリーブ１の内部にはスリーブ１の内部を軸方向に移動可能なバルブスプール２が設けられている。スリーブ１のケース５とは反対側（図示左側）にはバルブスプール２の図示左方向への移動を規制するバルブストッパ１３がスリーブ１に圧入にて固定されている。バルブスプール２とバルブストッパ１３との間にはバルブスプール２を図示右方向へ付勢するスプリング３が縮設された状態で配置されている。バルブストッパ１３にはスリーブ１の内外を連通させる孔１３ａが設けられている。
【００２６】
ケース５の内側にはコイル９が巻かれた円筒状のボビン１１が置かれている。ボビン１１の内側には磁性材からなる第１ヨーク６と第２ヨーク７が同軸状に配置されている。第１ヨーク６はボビン１１の内側および図示左側にかけて置かれている。第２ヨーク７はボビン１１の内側および図示右側にかけて置かれている。ヨーク６とヨーク７の間にアルミなどの非磁性材のスペーサ１５が配置されている。両ヨーク６，７の内側には円柱状の磁性材からなるプランジャ４が図示左右方向に移動可能に置かれている。プランジャ４がケース５に設けられたストッパ１４にスプリング３の付勢力により当接した状態において、プランジャ４の図示左端外周はスペーサ１５に重複するように位置している。プランジャ４の図示左端には、スプリング３により付勢されたバルブスプール２の端部２ａが当たっている。したがって、プランジャ４の右端は、カップ状のケース５の底部に一体に設けられているストッパ１４により、右方向への移動を規制されている。プランジャ４には、図示左右の端部を連通させる連通路４ａが外周に沿ってらせん状に設けられている。ケース５と第２ヨーク７の間は圧入などの方法で固定され、コイル９とプランジャ４の置かれた内部空間との間は互いに液密的にシールされている。
【００２７】
ケース５の外部にはターミナル１２を備えたコネクタ１０が設けられている。ターミナル１２はコイル９の端部が電気的に接続されている。ターミナル１２への電圧の印加により、コイル９に通電され、コイル９が第１，２ヨーク６、７と共に機能して磁界を発生させるようになっている。
【００２８】
バルブスプール２の端部２ａから図示左よりのバルブスプール２上にはダイヤフラム８の内周部がバルブスプール２の周上に形成された溝部に固定さて取り付けられている。ダイヤフラム８の外周部はスリーブ１の図示右端とヨーク６の左端との間に挟まれて固定されている。ダイヤフラム８は、ダイヤフラム８、スリーブ１、バルブスプール２により形成される第１内部空間１７と、ダイヤフラム８、第１ヨーク６、プランジャ４とで形成される第２内部空間１６とに内部の空間を分割する。スリーブ１と第１ヨーク６の接続部分には、第１ヨーク６の外周がスリーブ１に方向に向かって延在するフランジ部６ａが設けられており、このフランジ部６ａがスリーブ１と重合して両者が固定できるようになっている。尚、スリーブ１とヨーク６とは、レーザ溶接などの方法で固定される。
【００２９】
バルブスプール２の内部には、軸方向に延びた孔２ｂと、孔２ｂに直交する径方向に延びた孔２ｃが設けられている。孔２ｂと孔２ｃはつながっており、Ｌ字状の呼吸経路１８を形成している。呼吸経路１８はバルブスプール２の左端と第２内部空間１６とを連通している。孔２ｂは図示右側に向かって径が狭くなるように途中で段部２ｄ及び２ｅが設けてある。段部２ｄにはスプリング３の右端が当たっている。
【００３０】
バルブスプール２は図示の状態でポート１ａとポート１ｂを連通させる状態であるが、通電されて、バルブスプール２が図示左方向に移動すると、ポート１ａとポート１ｂを遮断させる状態に変わる。
【００３１】
次に、上記のように構成されたソレノイドバルブの作用について説明する。
【００３２】
まず、コイル９に通電されていない状態において、スプリング３によりバルブスプール２とプランジャ４が図示右方向に付勢され、プランジャ４がストッパ１４に当接する位置で停止している。この状態でバルブスプール２はポート１ａとポート１ｂを連通させている。ターミナル１２に電圧を加え、コイル９に通電すると、コイル９の発生する磁界は、第１ヨーク６−プランジャ４−第２ヨーク７(又はその反対方向）を通過するため、プランジャ４には図示左方向に向かう力が加わる。したがって、バルブスプール２とプランジャ４は一体にスプリング３に抗して図示左方向に移動する。これにより、ポート１ａとポート１ｂが遮断される。尚、コイルに加える電力をデューティ制御などで調整することにより、バルブスプール２が中間の位置に停止するように制御したり、バルブスプール２の開閉をすばやく制御することで、ポート１ａとポート１ｂのオリフィスの径を調整するようなリニアソレノイドバルブとすることができる。
【００３３】
プランジャ４が図示左右に移動する際、プランジャ４の左右の内部空間はプランジャ４内の連通路４ａを通してつながっているので、プランジャ４の移動に差し支えることはない。また、第２内部空間１６は呼吸経路１８及び孔１３ａを介して外部空間とつながっているのでプランジャ４はスムーズに移動できる。
【００３４】
ポート１ａ，１ｂ，１ｃに流れる流体中に含まれる異物は、ダイヤフラム８により阻止されてプランジャ４側へ流れることはない。
【００３５】
プランジャ４が移動する際に呼吸経路１８を介して気体又は流体の流れが生ずるが、プランジャ４の移動量に対して呼吸経路１８の長さが長いので、孔１３ａのあたりにある異物がプランジャ４まで到達する可能性は低い。また、呼吸経路１８はＬ字状にまがっているので、異物が呼吸経路１８に入ってきてもＬ字部分にたまりやすくなっており、異物がプランジャ４まで到達する可能性は更に低くなっている。また、呼吸経路１８は段部２ｅを備えているので、異物が呼吸経路１８に入ってきても段部２ｅにたまりやすくなっており、異物がプランジャ４まで到達する可能性は更に低くなっている。
【００３６】
上記構成において、ケース５は鋼板をプレス成形で製造することが可能である。呼吸経路１８はバルブスプール２へのドリル加工で形成することができる。呼吸経路１８の段差も数回のドリル加工を繰り返すことで形成できる。ストッパ１４はケース５と一体構造としているので、部品点数を削減することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、本発明の趣旨に沿った形態であれば、変更してもよい。
【００３８】
例えば、段部２ｅの数を増やし複数個の段部を設けてもよい。本実施態様においては、バルブをスリーブ１と、スリーブ１内を摺動するバルブスプール２から構成しているが、他の形態のバルブであってもよい。また、バルブの形状を変えて３ポート以上のバルブとしてもよい。また、ダイヤフラム８の外周部をスリーブ１とヨーク６で挟んでいるが、他の部分に固定してもよい。また、呼吸経路１８は段部とＬ字形状を有している構造がもっともよいが、片方のみ、あるいは両方を省いた構造としてもよい。また、プランジャ４をコイル９、ヨーク６，７にて駆動する構造としたが、特にこのような磁気駆動方式に限定せず、他の磁気駆動方法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るソレノイドバルブの一実施態様の断面図である。
【図２】図１のソレノイドバルブのバルブスプール２の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  スリーブ
１ａ，１ｂ，１ｃ  ポート
２  バルブスプール
２ａ  端部
２ｂ，２ｃ  孔
２ｄ，２ｅ  段部
３  スプリング
４  プランジャ
４ａ  連通路
５  ケース
６  第１ヨーク
７  第２ヨーク
８  ダイヤフラム
９  コイル
１０  コネクタ
１１  ボビン
１２  ターミナル
１３  バルブストッパ
１３ａ  孔
１４  ストッパ
１５  スペーサ
１６  第２内部空間
１７  第１内部空間
１８  呼吸経路
【図１】
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【図２】
2005233282.tif 000004