(57)【要約】【課題】  組み立て誤差や加工誤差等により吸引子とプランジャとの間隙長が相違しても、吸引力に大きな差が生じることなく、また、広範囲にリニアな流量制御特性が得られる電磁弁を提供する。【解決手段】  通電励磁用のコイル３２、該コイルの内周側に配在された吸引子３０Ａ、及び前記吸引子３０Ａに対向配置されたプランジャ４０Ａを備え、前記吸引子３０Ａと前記プランジャ４０Ａの相互に対向する面部の一方に、断面矩形の外側凹部３０ａが形成されるとともに、他方に前記外側凹部３０ａに緩く嵌合せしめられる断面矩形の外側嵌挿部４０ａが形成され、かつ、前記外側嵌挿部４０ａの上面中央に、外周側に直角部が位置する断面直角三角形の内側環状凸部４０ｂが形成されるとともに、前記外側凹部３０ａの底面中央に、前記内側環状凸部４０ｂが緩く嵌合せしめられる、外周側に直角部が位置する断面直角三角形もしくは断面矩形の内側環状凹部３０ｂが形成されてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電励磁用のコイル、該コイルの内周側に配在された吸引子、及び、該吸引子に対向配置されたプランジャを備えた電磁弁であって、
前記吸引子と前記プランジャの相互に対向する面部の一方に、断面矩形の外側凹部が形成されるとともに、他方に前記外側凹部に緩く嵌合せしめられる断面矩形の外側嵌挿部が形成され、かつ、前記外側嵌挿部の上面中央に、外周側に直角部が位置する断面直角三角形の内側環状凸部が形成されるとともに、前記外側凹部の底面中央に、前記内側環状凸部が緩く嵌合せしめられる、外周側に直角部が位置する断面直角三角形もしくは断面矩形の内側環状凹部が形成されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記外側嵌挿部及び内側環状凸部の外周面は、円柱面ないし円筒面であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記吸引子に前記外側凹部及び内側環状凹部が形成されるとともに、前記プランジャに前記外側嵌挿部及び内側環状凸部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電励磁用のコイル、該コイルの内周側に配在された吸引子、及び前記吸引子に対向配置されたプランジャを備えた電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電磁弁は、通電励磁用のコイル、該コイルの内周側に配在された吸引子、及び前記吸引子に対向配置されたプランジャを備える。
【０００３】
そして、従来の電磁弁においては、図１０（ａ）に示される如くに、前記吸引子８０と前記プランジャ９０の相互に対向する面部の形状は、通常、平坦面部８１、９１であるか、あるいは、図１０（ｂ）に示される如くに、一方が円錐台状の凹面部８２、他方が前記凹面部８２に緩く嵌合せしめられる円錐台状の凸面部９２となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、吸引子８０とプランジャ９０の対向面部形状が前記した如くの平坦面部８１、９１、あるいは、円錐台状の凹面部８２及び凸面部９２とされた電磁弁では、吸引子８０によるプランジャ９０の吸引力が、吸引子８０とプランジャ９０の間隙長（エアーギャップ）αが大きくなるほど小さくなり、間隙長αの相違により吸引力に大きな差が生じる。これは、部品同士の公差による組み立て誤差や加工誤差等により前記間隙長αが相違すると、流量制御弁等において所要の制御特性が得られないということを意味する。したがって、所要の制御特性を得るためには、部品の組み立て精度や加工精度を高くする必要が生じ、製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
また、この種の電磁弁においては、広い範囲にわたってリニアな流量特性を得ることが重要な課題となっている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、組み立て誤差や加工誤差等により吸引子とプランジャとの間隙長が相違しても、吸引力に大きな差が生じない電磁弁を提供することにある。
【０００７】
第２の目的は、リフト量が大きくリニアで広範囲な流量特性が得られる電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る電磁弁は、通電励磁用のコイル、該コイルの内周側に配在された吸引子、及び該吸引子に対向配置されたプランジャを備え、前記吸引子と前記プランジャの相互に対向する面部の一方に、断面矩形の外側凹部が形成されるとともに、他方に前記外側凹部に緩く嵌合せしめられる断面矩形の外側嵌挿部が形成され、かつ、前記外側嵌挿部の上面中央に、外周側に直角部が位置する断面直角三角形の内側環状凸部が形成されるとともに、前記外側凹部の底面中央に、前記内側環状凸部が緩く嵌合せしめられる、外周側に直角部が位置する断面直角三角形もしくは断面矩形の内側環状凹部が形成される。
【０００９】
好ましい態様では、前記外側嵌挿部及び内側環状凸部の外周面は、円柱面ないし円筒面とされる。
【００１０】
さらに好ましい態様では、前記吸引子に前記外側凹部及び内側環状凹部が形成されるとともに、前記プランジャに前記外側嵌挿部及び内側環状凸部が形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、吸引子とプランジャの相互に対向する面部の一方に、断面矩形の外側凹部が形成されるとともに、他方に前記外側凹部に緩く嵌合せしめられる断面矩形の外側嵌挿部が形成され、かつ、前記外側嵌挿部の上面中央に、外周側に直角部が位置する断面直角三角形の内側環状凸部が形成されるとともに、前記外側凹部の底面中央に、前記内側環状凸部が緩く嵌合せしめられる、外周側に直角部が位置する断面直角三角形の内側環状凹部が形成されるので、吸引子とプランジャとの間隙長が相違しても、吸引力に大きな差が生じないようにされる。そのため、組み立て誤差や加工誤差等により吸引子とプランジャとの間隙長が相違しても、本発明に係る電磁弁では、所要の制御特性（一定の制御圧力勾配）が得られる。その結果、部品の組み立て精度や加工精度をさほど高くせずともよくなるので、製造コストを低く抑えることができる。
【００１２】
また、吸引子とプランジャとの間隙長が相違しても、吸引力に大きな差が生じないことから、上記に加え、広い範囲にわたってリニアな流量制御特性も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の電磁弁の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る電磁弁の一実施形態を示す縦断面図である。
図示の電磁弁１０は、弁座（弁口）２２を有する弁室２１が設けられた弁本体２０と、この弁本体２０の弁室２１に接続された導入管１１及び弁本体２０における弁座２２より下流に接続された導出管１２と、前記弁本体２０の上側に取り付けられた、前記弁座２２にボール弁体１５を接離（開閉）させるため電磁式アクチュエータ２５とを備える。
【００１５】
電磁式アクチュエータ２５は、通電励磁用のコイル３２、該コイル３２の上部内周側に配在された有底円筒状の吸引子３０Ａ、コイル３２の下部内周側に配在された段付き円筒状の案内兼連結体３３，吸引子３０Ａの外周段差部と案内兼連結体３３の外周段差部にそれぞれ上下端部がろう付けにより密封接合されたパイプ３４、該パイプ３４（案内兼連結体３３）の内周側に上下方向に摺動自在に、かつ、吸引子３０の下方に所定の間隙長α（無通電時）をあけて対向配置されたプランジャ４０Ａ、及び、前記コイル３２の外周を覆うように配在されたハウジング５０を備えている。
【００１６】
プランジャ４０Ａの下端には前記ボール弁体１５が取付固定されており、このプランジャ４０Ａは、吸引子３０Ａにおける調整ねじ３７が螺合せしめられたばね室３９に縮装された圧縮コイルばね３６により作動棒３８を介して閉弁方向（下方）に付勢されている。
【００１７】
そして、吸引子３０Ａとプランジャ４０Ａには、図２に概略拡大図示されているように、吸引子３０Ａとプランジャ４０Ａの相互に対向する面部のうちの吸引子３０Ａ側に、断面矩形の外側凹部３０ａが形成されるとともに、プランジャ４０Ａ側に、前記外側凹部３０ａに緩く嵌合せしめられる断面矩形（円柱状）の外側嵌挿部（胴部の上部）４０ａが形成されている。
【００１８】
また、プランジャ４０Ａの外側嵌挿部４０ａの上面中央に、外周側に直角部が位置する断面直角三角形（外周面が円筒面）の内側環状凸部４０ｂが形成されるとともに、前記吸引子３０Ａの外側凹部３０ａの底面中央に、前記内側環状凸部４０ｂが緩く嵌合せしめられる、外周側に直角部が位置する断面直角三角形の内側環状凹部３０ｂが形成されている。
【００１９】
なお、プランジャ４０Ａの吸引子３０Ａへの吸着を防止するため、それらの間にワッシャ４２が配在（作動棒３８の外周側に摺動自在に嵌挿）されている。
【００２０】
また、内側環状凸部４０ｂ及び内側環状凹部３０ｂの頂角θは、ここでは３０°となっているが、これに限られることはなく、図３に示される如くに、頂角θを例えば４５°等にしてもよい。
【００２１】
このような構成とされた電磁弁１０においては、コイル３２及び吸引子３０Ａからなるソレノイド部が通電励磁されると、吸引子３０Ａにプランジャ４０Ａが引き寄せられ、これに伴い、ボール弁体１５が開弁方向（弁座２２から離れる方向）に移動（リフト）せしめられる。
【００２２】
本実施形態では、無通電時（＝前閉時）における前記間隔長αは、例えば５ｍｍとされ、また、前記ワッシャ４２の厚みは、例えば１ｍｍとなっており、その流量制御特性は、図８に示される如くに、コイル３２に供給される電流値が０．３Ａのとき、リフト量が０ｍｍで間隔長αが４ｍｍとなり、電流値が０．３Ａより大きくなるに従いリフト量がリニアに増大（間隔長αがリニアに減少）し、電流値が０．８Ａ以上になると、リフト量が最大の３ｍｍ（全開）となり、プランジャ４０Ａが前記ワッシャ４２を挟んで吸引子３０Ａに当接係止される（従って、間隔長αは１ｍｍとなる）。
【００２３】
ここで、図２に示される吸引子３０Ａ及びプランジャ４０Ａを用いた場合（内側環状凸部４０ｂ及び内側環状凹部３０ｂの頂角θが３０°）を本発明品（Ａ）とし、また、図３に示される吸引子３０Ｂ及びプランジャ４０Ｂを用いた場合（内側環状凸部４０ｂ及び内側環状凹部３０ｂの頂角θが４５°）を本発明品（Ｂ）とし、さらに、図４に示される如くに、内側環状凹部３０ｂの断面形状を矩形とし、内側環状凸部４０ｂの断面形状を外周側に直角部が位置する断面直角三角形ないし台形状とした、吸引子３０Ｃ及びプランジャ４０Ｃを用いた場合を本発明品（Ｃ）として、吸引力特性を検証した結果を図９において実線で示す。
【００２４】
図９には、比較例（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）として、図５に示される如くの、前記外側凹部３０ａを設けていない吸引子３０Ｄ及びプランジャ４０Ｄを用いた場合（Ｄ）、図６に示される如くに、内側環状凹部３０ｂ及び内側環状凸部４０ｂを設けていない吸引子３０Ｅ及びプランジャ４０Ｅを用いた場合（Ｅ）、図７に示される如くに、内側環状凹部３０ｂ及び内側環状凸部４０ｂの断面形状を、直角部が存在しない二等辺三角形状（頂角θは３０°）とした、吸引子３０Ｆ及びプランジャ４０Ｆを用いた場合（Ｆ）、がそれぞれ破線で示されている。
【００２５】
図９から理解されるように、本発明品（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、吸引子３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとプランジャ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃとの間隙長（リフト量）αが相違しても、吸引力に大きな差が生じない。そのため、組み立て誤差や加工誤差等により吸引子とプランジャとの間隙長が相違しても、本発明実施形態の電磁弁１０では、所要の制御特性（一定の制御圧力勾配）が得られる。その結果、部品の組み立て精度や加工精度をさほど高くせずともよくなるので、製造コストを低く抑えることができる。
【００２６】
また、吸引子３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとプランジャ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃとの間隔長αが相違しても、吸引力に大きな差が生じないことから、上記に加え、広い範囲にわたってリニアな流量制御特性も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る電磁弁の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１に示される電磁弁の吸引子とプランジャを示す概略拡大図。
【図３】図１に示される電磁弁の吸引子とプランジャの変形例を示す概略拡大図。
【図４】図１に示される電磁弁の吸引子とプランジャの変形例を示す概略拡大図。
【図５】図２〜図４に示される吸引子とプランジャに対する比較例の一つを示す概略拡大図。
【図６】図２〜図４に示される吸引子とプランジャに対する比較例の他の一つを示す概略拡大図。
【図７】図２〜図４に示される吸引子とプランジャに対する比較例の別の一つを示す概略拡大図。
【図８】吸引力特性の説明に供されるグラフ。
【図９】本発明品と比較例との流量制御特性の説明に供されるグラフ。
【図１０】従来の吸引子とプランジャの構造説明に供される概略図。
【符号の説明】
【００２８】
１０    電磁弁
１５    ボール弁体
２０    弁本体
２１    弁室
２２    弁座
２５    電磁式アクチュエータ
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  吸引子
３０ａ  外側凹部
３０ｂ  内側環状凹部
３２    コイル
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ  プランジャ
４０ａ  外側嵌挿部
４０ｂ  内側環状凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007085480.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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