(57)【要約】【課題】可動鉄芯と固定鉄芯の隙間の大きさを安定させることが可能なソレノイドバルブを提供する。【解決手段】固定鉄芯４０と、固定鉄芯４０に対して近接又は離間する方向に摺動可能な可動鉄芯５０と、可動鉄芯５０に連結され、流体の流路１３を開閉可能な弁体６０と、非磁性金属により形成され、可動鉄芯５０と固定鉄芯４０との隙間が所定値未満にならないように可動鉄芯５０の摺動を規制する規制部材８０と、を具備した。【選択図】図２
2017180795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定鉄芯と、
前記固定鉄芯に対して近接又は離間する方向に摺動可能な可動鉄芯と、
前記可動鉄芯に連結され、流体の流路を開閉可能な弁体と、
非磁性金属により形成され、前記可動鉄芯と前記固定鉄芯との隙間が所定値未満にならないように前記可動鉄芯の摺動を規制する規制部材と、
を具備するソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記規制部材は、
前記可動鉄芯と前記固定鉄芯との間に配置され、前記可動鉄芯が前記固定鉄芯に対して近接した際に前記可動鉄芯及び前記固定鉄芯と当接することにより、前記可動鉄芯の摺動を規制する、
請求項１に記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記固定鉄芯又は前記可動鉄芯のいずれか一方は、
前記固定鉄芯又は前記可動鉄芯のいずれか他方と対向する面の中央部に形成された凸部を具備し、
前記固定鉄芯又は前記可動鉄芯のいずれか他方は、
前記固定鉄芯又は前記可動鉄芯のいずれか一方と対向する面の中央部に形成され、前記可動鉄芯が前記固定鉄芯に近接した際に前記凸部を収容可能な凹部を具備し、
前記規制部材は、前記凸部の基部に固定されている、
請求項２に記載のソレノイドバルブ。
【請求項４】
前記規制部材は、
前記凸部の基部に対して、外周側から嵌め合わされた状態で固定されている、
請求項３に記載のソレノイドバルブ。
【請求項５】
前記凸部の基部は、
径方向に対して垂直に形成された外周面を有する、
請求項４に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、固定鉄芯及び可動鉄芯を具備するソレノイドバルブの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定鉄芯及び可動鉄芯を具備するソレノイドの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１に記載のソレノイドは、固定鉄芯と、当該固定鉄芯に対して近接又は離間する方向に摺動可能な可動鉄芯と、を具備している。また当該ソレノイドは、可動鉄芯が固定鉄芯に対して近接する方向に摺動した際に、可動鉄芯と固定鉄芯との間に所定値以上の隙間（ギャップ）が生じるように、可動鉄芯にゴム製のストッパ（ゴムワッシャ）が設けられている。
【０００４】
このように構成することによって、可動鉄芯が固定鉄芯に近接した際に、当該可動鉄芯と固定鉄芯との間に隙間を確保し、残留磁気による悪影響を軽減することができる。また、ゴム製のストッパを用いることで、当該ストッパが可動鉄芯の摺動を規制する際（他の部材と当接する際）の音の発生を抑制することができる。このような技術は、バルブ（ソレノイドバルブ）に適用することも可能である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、ゴム製のストッパを用いた場合、当該ストッパは弾性変形し易いため、可動鉄芯と固定鉄芯の隙間の大きさが安定し難い点で不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２６３２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、可動鉄芯と固定鉄芯の隙間の大きさを安定させることが可能なソレノイドバルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、固定鉄芯と、前記固定鉄芯に対して近接又は離間する方向に摺動可能な可動鉄芯と、前記可動鉄芯に連結され、流体の流路を開閉可能な弁体と、非磁性金属により形成され、前記可動鉄芯と前記固定鉄芯との隙間が所定値未満にならないように前記可動鉄芯の摺動を規制する規制部材と、を具備したものである。
【００１０】
請求項２においては、前記規制部材は、前記可動鉄芯と前記固定鉄芯との間に配置され、前記可動鉄芯が前記固定鉄芯に対して近接した際に前記可動鉄芯及び前記固定鉄芯と当接することにより、前記可動鉄芯の摺動を規制するものである。
【００１１】
請求項３においては、前記固定鉄芯又は前記可動鉄芯のいずれか一方は、前記固定鉄芯又は前記可動鉄芯のいずれか他方と対向する面の中央部に形成された凸部を具備し、前記固定鉄芯又は前記可動鉄芯のいずれか他方は、前記固定鉄芯又は前記可動鉄芯のいずれか一方と対向する面の中央部に形成され、前記可動鉄芯が前記固定鉄芯に近接した際に前記凸部を収容可能な凹部を具備し、前記規制部材は、前記凸部の基部に固定されているものである。
【００１２】
請求項４においては、前記規制部材は、前記凸部の基部に対して、外周側から嵌め合わされた状態で固定されているものである。
【００１３】
請求項５においては、前記凸部の基部は、径方向に対して垂直に形成された外周面を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
請求項１においては、可動鉄芯と固定鉄芯の隙間の大きさを安定させることができる。
【００１６】
請求項２においては、可動鉄芯と固定鉄芯の隙間を精度良く確保することができる。
【００１７】
請求項３においては、規制部材の組み付け作業の効率化を図ることができる。
【００１８】
請求項４においては、規制部材の組み付け作業の効率化を図ることができる。
【００１９】
請求項５においては、規制部材を強固に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの構成を示した正面断面図。
【図２】同じく、拡大正面断面図。
【図３】固定鉄芯、可動鉄芯及び規制部材を示した分解図（一部断面図）。
【図４】（ａ）規制部材を示した平面図。（ｂ）同じく、Ａ−Ａ断面図。
【図５】（ａ）変形例に係る規制部材を示した平面図。（ｂ）同じく、Ｂ−Ｂ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。
【００２２】
まず、図１から図４までを用いて、本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブ１の構成について説明する。
なお、図１及び図２においては、中心線（一点鎖線）より右側に、後述するコイル３０に通電されていない状態を、中心線より左側にコイル３０に通電されている状態を示している。
【００２３】
図１及び図２に示すソレノイドバルブ１は、電磁石（ソレノイド）の磁力を用いて流体の流路（流通経路）を開閉するものである。ソレノイドバルブ１は、主としてハウジング１０、ボビン２０、コイル３０、固定鉄芯４０、可動鉄芯５０、弁体６０、スプリング７０及び規制部材８０を具備する。
【００２４】
図１に示すハウジング１０は、流体の流路が形成される略箱状の部材である。ハウジング１０は、主として凹部１１、弁座部１２及び流路１３を具備する。
【００２５】
凹部１１は、ハウジング１０の上面を下方に向かって凹ませるように形成された部分である。凹部１１は、ハウジング１０の上面の中央部に形成される。凹部１１は、平面視略円形状となるように形成される。
【００２６】
弁座部１２は、凹部１１の底面を上方に向かって突出させるように形成された部分である。弁座部１２は、凹部１１の底面の中央部に形成される。弁座部１２は、略円柱状（平面視略円形状）となるように形成される。
【００２７】
流路１３は、流体を案内する通路である。流路１３は、ハウジング１０内に形成される。流路１３の一端は、弁座部１２の上面の中央部に開口される。
【００２８】
このように形成されたハウジング１０において、凹部１１は、図示せぬ他の流路（流路１３とは異なる流路）と接続されている。すなわち、当該流路は、凹部１１を介して流路１３と接続されている。当該流路から流通してくる流体は、凹部１１を介して流路１３へと流入することができる。
【００２９】
ボビン２０は、後述するコイル３０が設けられる部材である。ボビン２０は、軸線を上下方向に向けた略円筒状に形成される。ボビン２０の上端及び下端は拡径され、フランジ状に形成される。ボビン２０の下端は、支持部材２１を介してハウジング１０の上面に固定される。ボビン２０の中空部は、ハウジング１０の凹部１１と連通される。
【００３０】
コイル３０は、銅線をボビン２０に巻き付けて形成されたものである。コイル３０は、ボビン２０の上端部から下端部に亘って形成される。
【００３１】
図１から図３までに示す固定鉄芯４０は、磁性金属により形成される部材である。固定鉄芯４０は、軸線を上下方向に向けた略円柱状に形成される。固定鉄芯４０には、主として凸部４１及び平面部４２が形成される。
【００３２】
凸部４１は、固定鉄芯４０の一端面（底面）に形成される。凸部４１は、固定鉄芯４０の底面の中央部を下方に向かって突出させるように形成される。凸部４１は、主として基部４１ａ及び円錐台状部４１ｂを具備する。
【００３３】
基部４１ａは、凸部４１の根元側の部分（上部）を形成するものである。基部４１ａは、軸線を上下方向に向けた略円柱状（平面断面視略円形状）に形成される。すなわち、基部４１ａの外周面は、径方向に対して垂直となるように形成される。
【００３４】
円錐台状部４１ｂは、凸部４１の先端側の部分（下部）を形成するものである。円錐台状部４１ｂは、基部４１ａの下方に形成される。円錐台状部４１ｂは、下方に向かうにつれて径が小さくなるような略円錐台状に形成される。円錐台状部４１ｂの上端部の径は、基部４１ａの径と同一となるように形成される。これによって、基部４１ａと円錐台状部４１ｂの表面（外周面）は、段差がなく滑らかに連続するように形成される。
【００３５】
平面部４２は、固定鉄芯４０の一端面（底面）の外周部（凸部４１の外側）に形成される。平面部４２は、下方を向いた平面状に形成される。平面部４２は、底面視において凸部４１を囲むような円環状に形成される。
【００３６】
このように形成された固定鉄芯４０は、ボビン２０の中空部の上端部に配置され、適宜ボビン２０に固定される。これによって、固定鉄芯４０はコイル３０に対して相対移動不能となる。
【００３７】
可動鉄芯５０は、可動鉄芯５０は、磁性金属により形成される部材である。可動鉄芯５０は、軸線を上下方向に向けた略円柱状に形成される。可動鉄芯５０には、主として凹部５１及び平面部５２が形成される。
【００３８】
凹部５１は、可動鉄芯５０の一端面（上面）に形成される。凹部５１は、可動鉄芯５０の上面の中央部を下方に向かって凹ませるように形成される。凹部５１は、下方に向かうにつれて径が小さくなるような略円錐台状に形成される。凹部５１の内周面は、凸部４１の円錐台状部４１ｂの外周面と平行となるように形成される。
【００３９】
平面部５２は、可動鉄芯５０の一端面（上面）の外周部（凹部５１の外側）に形成される。平面部５２は、上方を向いた平面状に形成される。平面部５２は、平面視において凹部５１を囲むような円環状に形成される。平面部５２の外径（可動鉄芯５０の外径）は、固定鉄芯４０の平面部４２の外径（固定鉄芯４０の外径）と略同一となるように形成される。
【００４０】
このように形成された可動鉄芯５０は、ボビン２０の中空部（固定鉄芯４０の下方）に配置される。可動鉄芯５０は、ボビン２０に対して上下方向に摺動可能となるように支持される。可動鉄芯５０の凹部５１には、固定鉄芯４０の凸部４１の下部が収容される。可動鉄芯５０の下端部は、ボビン２０の中空部からハウジング１０の凹部１１内に向かって突出するように配置される。
【００４１】
図１に示す弁体６０は、流体の流路を開閉するものである。弁体６０は、軸線を上下方向に向けた略円柱状に形成される。弁体６０は、可動鉄芯５０の下端に固定される。弁体６０は、ハウジング１０の弁座部１２（流路１３の上端）と上下方向に対向するように配置される。
【００４２】
スプリング７０は、圧縮コイルばねにより形成される。スプリング７０は、軸線を上下方向に向けて配置される。スプリング７０の一端（上端）は、ボビン２０（支持部材２１）の底面に当接される。スプリング７０の他端（下端）は、弁体６０に固定された受け部材７１に当接される。これによってスプリング７０は、弁体６０を常時下方に向かって付勢する。
【００４３】
図１から図４までに示す規制部材８０は、可動鉄芯５０の摺動を規制するものである。規制部材８０は、非磁性金属により形成される。本実施形態においては、規制部材８０はステンレスバネ鋼（バネ用ステンレス鋼）により形成される。規制部材８０は、円形断面を有する棒状部材を平面視略円形状（Ｃ字状）に屈曲して形成される。平面視における規制部材８０の内径は、固定鉄芯４０の基部４１ａの外径よりも若干小さくなるように形成される。
【００４４】
このように形成された規制部材８０は、固定鉄芯４０の基部４１ａに外側から嵌め合わされる。この際、規制部材８０は若干拡径された状態になる。このため、規制部材８０は、当該規制部材８０の縮径しようとする力によって基部４１ａに固定される。また、規制部材８０は、固定鉄芯４０の平面部４２と当接するように配置される。
【００４５】
なお、図１及び図２においては図示を省略しているが、ボビン２０やコイル３０等（ハウジング１０の上方に配置されている部材）は、箱状のケーシング等により適宜覆われている。
【００４６】
以下では、図１及び図２を用いて、規制部材８０によって可動鉄芯５０の摺動が規制される様子について説明する。
【００４７】
コイル３０に通電されていない場合、図１及び図２の中心線より右側に示すように、弁体６０はスプリング７０の付勢力によって下方に摺動し、弁座部１２と当接する。これによって、弁座部１２に開口された流路１３を閉塞され、ハウジング１０の凹部１１と流路１３とが遮断される。この状態では、流体が凹部１１から流路１３へと流通することができない。すなわち、コイル３０への通電を行わない状態では、ハウジング１０を流通する流体の流路１３を閉じることができる。
【００４８】
なお、この場合、可動鉄芯５０の上面（平面部５２）は、規制部材８０から離間している。
【００４９】
コイル３０に通電された場合、図２に二点鎖線で示すように、コイル３０の周囲に磁気回路Ｇが形成される。具体的には、断面視（図２）において、コイル３０の径方向内側、上側、径方向外側及び下側に亘るように磁気回路Ｇが形成される。なお、当該磁気回路Ｇは、磁性金属により形成された可動鉄芯５０、固定鉄芯４０及び図示せぬ前記ケーシング等に沿って形成される。
【００５０】
コイル３０の周囲に磁気回路Ｇが形成されると、図１及び図２の中心線より左側に示すように、可動鉄芯５０はスプリング７０の付勢力に抗して上方に摺動される。可動鉄芯５０が上方に摺動すると、当該可動鉄芯５０と共に弁体６０も上方に摺動し、弁座部１２から離間する。これによって、弁座部１２に開口された流路１３が開放される。この状態では、流体が凹部１１から流路１３へと流通することができる。すなわち、コイル３０に通電した状態では、ハウジング１０を流通する流体の流路１３を開くことができる。
【００５１】
また、可動鉄芯５０は、所定の位置まで上方に摺動した時点で規制部材８０と当接し、摺動が規制される。可動鉄芯５０の摺動が規制された状態（可動鉄芯５０が規制部材８０と当接した状態）では、固定鉄芯４０と可動鉄芯５０との間には所定の大きさの隙間が形成される。このように、規制部材８０によって可動鉄芯５０と固定鉄芯４０との隙間が所定値未満にならないように、当該可動鉄芯５０の摺動が規制される。すなわち、固定鉄芯４０と可動鉄芯５０とは直接当接せず、当該固定鉄芯４０と可動鉄芯５０との間には所定の大きさの隙間が確保される。このように、固定鉄芯４０と可動鉄芯５０とが直接当接しないため、残留磁気によるソレノイドバルブ１の動作への悪影響を軽減することができる。
【００５２】
固定鉄芯４０と可動鉄芯５０との隙間の大きさは、規制部材８０の寸法によって定まる。具体的には、規制部材８０の上下方向の厚みによって当該隙間の大きさが定まる。ここで、規制部材８０は非磁性金属により形成されている。したがって、規制部材８０をゴム等の弾性材料によって形成した場合に比べて弾性変形し難く、固定鉄芯４０と可動鉄芯５０との隙間の大きさを安定させることができる。具体的には、可動鉄芯５０が上方に摺動した際に、当該可動鉄芯５０と固定鉄芯４０との間に常に略一定の大きさの隙間を確保することができる。このように、固定鉄芯４０と可動鉄芯５０との隙間の大きさを安定させることで、ソレノイドバルブ１の動作（開閉動作）を安定して行うことができる。
【００５３】
また、規制部材８０の寸法を調節することで固定鉄芯４０と可動鉄芯５０との隙間の大きさの調節を行うことができるため、正確かつ容易に当該隙間の大きさの調節を行うことができる。特に、規制部材８０をゴム等の弾性材料によって形成する場合に比べて、正確な調節が可能となる。
【００５４】
また、規制部材８０を磁気回路Ｇの中途部、すなわち固定鉄芯４０と可動鉄芯５０との間に配置することで、より正確に固定鉄芯４０と可動鉄芯５０との隙間の大きさの調節を行うことができる。
【００５５】
また、規制部材８０をコイル３０（ボビン２０）の内側に配置することで、可動鉄芯５０が規制部材８０に当接する際の異音を外部（コイル３０の外側）に漏れ難くすることができる。
【００５６】
以上の如く、本実施形態に係るソレノイドバルブ１は、
固定鉄芯４０と、
固定鉄芯４０に対して近接又は離間する方向に摺動可能な可動鉄芯５０と、
可動鉄芯５０に連結され、流体の流路１３を開閉可能な弁体６０と、
非磁性金属により形成され、可動鉄芯５０と固定鉄芯４０との隙間が所定値未満にならないように可動鉄芯５０の摺動を規制する規制部材８０と、
を具備するものである。
【００５７】
このように構成することにより、可動鉄芯５０と固定鉄芯４０の隙間の大きさを安定させることができる。
すなわち、ゴム等の弾性部材に比べて非磁性金属で形成された規制部材８０は弾性変形し難い（たわみ難い）ため、可動鉄芯５０と固定鉄芯４０の間に略一定の隙間を確保することができる。
【００５８】
また、規制部材８０は、
可動鉄芯５０と固定鉄芯４０との間に配置され、可動鉄芯５０が固定鉄芯４０に対して近接した際に可動鉄芯５０及び固定鉄芯４０と当接することにより、可動鉄芯５０の摺動を規制するものである。
【００５９】
このように構成することにより、可動鉄芯５０と固定鉄芯４０の隙間を精度良く確保することができる。
すなわち、規制部材８０を可動鉄芯５０及び固定鉄芯４０に直接当接させて当該可動鉄芯５０の摺動を規制するため、間接的に規制する場合に比べて寸法誤差を小さくすることができる。
【００６０】
また、固定鉄芯４０は、
可動鉄芯５０と対向する面の中央部に形成された凸部４１を具備し、
可動鉄芯５０は、
固定鉄芯４０と対向する面の中央部に形成され、可動鉄芯５０が固定鉄芯４０に近接した際に凸部４１を収容可能な凹部５１を具備し、
規制部材８０は、凸部４１の基部４１ａに固定されているものである。
【００６１】
このように構成することにより、規制部材８０の組み付け作業の効率化を図ることができる。
すなわち、規制部材８０を凹部５１内に配置する場合等と比較して、視認し易い位置に配置することができるため、当該規制部材８０の組み付けの確認を容易に行うことができる。これによって、組み付け作業の効率化を図ることができる。また、規制部材８０を固定することで、当該規制部材８０が移動して他の部材と干渉したり、異音を発生させたりするのを防止できる。
【００６２】
また、規制部材８０は、
凸部４１の基部４１ａに対して、外周側から嵌め合わされた状態で固定されているものである。
【００６３】
このように構成することにより、規制部材８０の組み付け作業の効率化を図ることができる。
すなわち、規制部材８０を容易に固定するこができるため、組み付け作業の効率化を図ることができる。
【００６４】
また、凸部４１の基部４１ａは、
径方向に対して垂直に形成された外周面を有するものである。
【００６５】
このように構成することにより、規制部材８０を強固に固定することができる。
すなわち、規制部材８０からの力（縮径しようとする力）を、当該力に対して垂直な面（径方向に対して垂直な外周面）で受けることができるため、当該規制部材８０を強固に固定することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００６７】
例えば、規制部材８０はステンレス鋼に限るものではなく、その他の非磁性金属（銅、アルミニウム、真ちゅう等）であってもよい。
【００６８】
また、規制部材８０は固定鉄芯４０に固定されるものとしたが、可動鉄芯５０に固定されるものであってもよい。例えば、可動鉄芯５０の平面部５２に適宜の方法で固定することも可能である。
【００６９】
また、固定鉄芯４０に凸部４１が形成されると共に、可動鉄芯５０に凹部５１が形成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、固定鉄芯４０に凹部が形成されると共に、可動鉄芯５０に凸部が形成されていてもよい。また、固定鉄芯４０及び可動鉄芯５０は、凸部及び凹部を有さないものであってもよい。
【００７０】
また、規制部材８０の固定鉄芯４０に対する固定方法は限定するものではなく、適宜の方法で固定することが可能である。
【００７１】
また、規制部材８０は円形断面を有する棒状部材により形成するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図５に示す変形例のように、矩形断面を有する棒状部材を平面視略円形状（Ｃ字状）に屈曲させて形成してもよい。このように構成することにより、規制部材８０を固定鉄芯４０の基部４１ａに嵌め合わせた際に、当該規制部材８０の内周面と基部４１ａの外周面との接触面積を広く確保することができる。これによって、規制部材８０をより強固に固定することができる。
【００７２】
また、規制部材８０に適宜のコーティング（例えば、樹脂系のコーティング）を施してもよい。これによって、可動鉄芯５０が規制部材８０に当接する際の異音を抑制することができる。また、規制部材８０の耐久性の向上を図ることもできる。
【符号の説明】
【００７３】
１      ソレノイドバルブ
３０    コイル
４０    固定鉄芯
４１    凸部
４１ａ  基部
４２    平面部
５０    可動鉄芯
５１    凹部
５２    平面部
６０    弁体
８０    規制部材
【図１】
2017180795.tif 000003
【図２】
2017180795.tif 000004
【図３】
2017180795.tif 000005
【図４】
2017180795.tif 000006
【図５】
2017180795.tif 000007