JP2006002851A - ソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブに設けられた外周側に延びる顎部を廃止し、ソレノイドバルブを安価に製造する。
【解決手段】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、ケース５内に配置され磁力を発生するコイル９と、ケース５内に配置されコイル９の発生磁力をプランジャまで伝えるヨーク６、７と、スリーブ１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２とを備えるソレノイドバルブにおいて、ヨーク６とスリーブ１とを互いに嵌め合う形状とし、ケース５の内周面とスリーブ１の外周面の形状を同一形状とし、ケース５にスリーブ１をはめ込み、スリーブ１がヨーク６と組み合った後、ケース５とスリーブ１が重なる部分の外側から、ケース５とスリーブ１を固定するようにした。
【選択図】 図１

Description

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。

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応じてスリーブ内を移動し流路を切り替えるバルブを備える。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。

特許文献１、２に開示されるようなソレノイドバルブにおいては、スリーブのヨーク側に外周側に延びる顎部を備えており、顎部の外形とヨークの外形を一致させ、この両方がケースの内面に収納した後で、ケースの端部を内径側に曲げてかしめをしている。

従来の技術を図２を参照して説明する。

スリーブ２０は内部にバルブスプール２１を図示左右方向に移動可能に備えている。スリーブ２０の図示左端には、スリーブ２０に中央部よりも外周方向に広がった顎部２０ａを備えている。ケース２２の内部にはヨーク２３、コイル２４、プランジャ２５を設けている。コイル２４に通電すると、コイル２４とヨーク２３、プランジャ２５間に磁路が形成され、プランジャ２５が図示右方向に付勢される。プランジャ２５はバルブスプール２１と当接しており、プランジャ２５が移動するにつれてバルブスプール２１が移動し、バルブスプール２１がスリーブ２０内を移動することにより、弁を開閉するようになっている。ケース２２は段差部２２ａを有しており、この段差部２２ａにヨーク２３が当接する。また、ヨーク２３とスリーブ２０の組み付けに際しては、ヨーク２３の端面とスリーブ２０の顎部２０ａとを合わせた後、ケース２２の右端２２ｂを折り曲げて、ケース２２とスリーブ２０及びヨーク２３の間を固定している。
特開２０００−３９０８３号公報（０００４，図１参照） 特開２００３−３２９１６４号公報（００３３〜００３４，図１〜４参照）

上記のスリーブはヨークとケースの端面形状に合致させるため、外周側に延びる顎部を形成する必要があることからコストアップの要因となっている。また、ケースは段差部を必要とし、この段差部の内径部分で、スリーブとヨークの同軸を取る構造となっているため、ケースの製造に加工精度が要求され、コストアップの要因となっている。

そこで、本発明は、スリーブに設けられた外周側に延びる顎部を廃止し、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。

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。

すなわち、請求項１記載の発明では、ケース内に配置され磁気的に駆動されるプランジャと、ケース内に配置され磁力を発生するコイルと、ケース内に配置されコイルの発生磁力をプランジャまで伝えるヨークと、スリーブと、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、ヨークとスリーブとを互いに嵌め合う形状とし、ケースの内周面とスリーブの外周面の形状を同一形状とし、ケースにスリーブをはめ込み、スリーブがヨークと組み合った後、ケースとスリーブが重なる部分の外側から、ケースとスリーブを固定するようにした。

これによれば、コイルが磁力を発生すると、ヨークとプランジャとの間で磁路が形成され、プランジャが駆動される。このプランジャの駆動に合わせてバルブがスリーブ内を移動し流路を切り替える。このソレノイドバルブを製造するにあたって、スリーブは外側に突出する顎部を持たない。よって、スリーブの加工にあたって、簡単な切削で製造できる。ヨークとスリーブとを互いに嵌め合う形状としスリーブとヨークとを組み合わせているので、スリーブとヨーク間の同軸は取れている。また、ケースとスリーブを固定することにより、ヨークがケースとスリーブとの間に挟みこまれて固定できている。ケースは単純なコップ上に形成できるので、安価に製造できる。

請求項２記載の発明では、ケースとスリーブの固定は、レーザー溶接によって行う。

これによれば、ケースの外側から簡単にケースとスリーブの固定を行うことができる。

請求項３記載の発明では、ケースとスリーブの固定は、かしめによって行う。

これによれば、ケースの外側から簡単にケースとスリーブの固定を行うことができる。

請求項４記載の発明では、スリーブに、予めかしめ用に溝を設ける。

これによれば、ケースとスリーブ間の固定を精度よく行うことができる。

請求項５記載の発明では、内周側がバルブに固定されたダイヤフラムを設け、ヨークとスリーブの嵌め合う形状を同心状の段付構造とし、ヨークとスリーブの間にダイヤフラムの外周側を挟み込んで固定している。

これによれば、コイルへの通電により磁路を形成するソレノイド側と、流路を切り替えるバルブ側との間をシールすることができる。また、ヨークとスリーブの接続の際に同時にダイヤフラムの外周を固定できるので、効率よく製造ができる。

請求項１記載の発明によれば、スリーブの加工にあたって、簡単な切削で製造できる。また、ケースは単純なコップ状に形成できるので、安価に製造できる。

請求項２記載の発明によれば、ケースの外側から簡単にケースとスリーブの固定を行うことができるので、安価に製造できる。

請求項３記載の発明によれば、ケースの外側から簡単にケースとスリーブの固定を行うことができるので、安価に製造できる。

請求項４記載の発明によれば、ケースとスリーブ間の固定を精度よく行うことができる。

請求項５記載の発明によれば、ソレノイドバルブに防水構造をもたせることができる上、安価に製造できる。

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。

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。

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。

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。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の端部が当たっている。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。

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。

バルブスプール２の図示右端部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により形成される空間と、ダイヤフラム８、第１ヨーク６、プランジャ４とで形成される空間とに内部の空間を分割する。

スリーブ１には、図示右端に形成され、外径がスリーブ１の外径と一致する円筒上の突出部１ｄが設けられている。第１ヨーク６には、図示左端に形成され、内径が第１ヨーク６の内径と一致する円筒上の突出部６ａが設けられている。スリーブ１の突出部１ｄの内径と第１ヨーク６の突出部６ａの外径はほぼ一致している。このスリーブ１の突出部１ｄの突出幅は第１ヨーク６の突出部６ａの突出幅よりも大きく、スリーブ１の突出部１ｄが第１ヨーク６の外側の面６ｄに当接した状態で、第１ヨーク６の突出部６ａの図示左端面とスリーブ１の内側の面１ｅとの間には空間ができ、この間にダイヤフラム８の外周部が挟まれる。

ケース５に、第２ヨーク７、コイル付ボビン１１、プランジャ４、第１ヨーク６を組み込んだ状態で、バルブスプール２を組み込んだスリーブ１を取付け、ケース５の外側からケース５とスリーブ１が重なり合う場所でレーザー溶接又はかしめを行うことにより、ケース５とスリーブ１を固定する。このとき、第１ヨーク６、ボビン１１および第２ヨーク７はケース内で固定される。スリーブ１と第１ヨーク６は同軸上に並ぶ。

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。

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。

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。

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。

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。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。スリーブ１と第１ヨーク６の間で同軸取りができるので、ケース５の端部の過度の加工精度は要求されない。また、ケース５は、底面のストッパ１４の部分を除いて均一な板厚でよいので、安価に製造できる。

また、スリーブの外周面は突出部１ｄを含めて基本的には同一径となるので、円筒状の部材にポート１ａ，１ｂ，１ｃなどを加工するだけでよく、安価に製造できる。

スリーブ１とケース５を固定する際にかしめを用いる場合は、予めスリーブ１にかしめ用の溝を設けておくとよい。ケース５の外側から、スリーブ１の溝に向けて加圧することで、ケースがくぼみ、溝に入り込むので、スリーブ１とケース５が固定される。

レーザー溶接またはかしめを行う際、荷重は径方向に加わる。したがって、スリーブ１とケース５の固定の際に軸方向に加わる荷重が少ないので、ボビン１１やヨーク６，７に与えるかしめ荷重を減らすことができる。

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。

例えば、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。

更に、スリーブ１と第１ヨーク６との接続を円筒状の突出部同士のはめ込みとしたが、他の形状のはめ合いとしてもよい。ただし、スリーブ１と第１ヨーク６は何れもほぼ円筒状の形状をしているので、突出部も同心状の形状としたほうが作りやすく安価に製造できる。

更に、スリーブ１とケース５の間の固定をレーザー溶接又はかしめとしたが、他の固定方法として、ねじによる固定方法などを用いてもよい。レーザー溶接を用いる場合はねじ加工不要という利点がある。また、かしめを用いる場合はねじ加工不要の利点に加えて組付工程の簡素化という利点がある。

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。 従来技術のソレノイドバルブの断面図である。

符号の説明

１ スリーブ
１ａ，１ｂ，１ｃ ポート
１ｄ 突出部
１ｅ 面
２ バルブスプール
３ スプリング
４ プランジャ
５ ケース
６ 第１ヨーク
６ａ 突出部
６ｄ 面
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
１４ ストッパ

Claims (5)

1. ケース内に配置され磁気的に駆動されるプランジャと、前記ケース内に配置され磁力を発生するコイルと、前記ケース内に配置され前記コイルの発生磁力を前記プランジャまで伝えるヨークと、スリーブと、前記プランジャの駆動に合わせて前記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、
   前記ヨークと前記スリーブとを互いに嵌め合う形状とし、前記ケースの内周面と前記スリーブの外周面の形状を同一形状とし、前記ケースに前記スリーブをはめ込み、前記スリーブが前記ヨークと組み合った後、前記ケースと前記スリーブが重なる部分の外側から、前記ケースと前記スリーブを固定することを特徴とするソレノイドバルブ。
2. 前記ケースと前記スリーブの固定は、レーザー溶接によって行うことを特徴とする、請求項１記載のソレノイドバルブ。
3. 前記ケースと前記スリーブの固定は、かしめによって行うことを特徴とする、請求項１記載のソレノイドバルブ。
4. 前記スリーブには、予めかしめ用に溝が設けられていることを特徴とする請求項３記載のソレノイドバルブ。
5. 内周側が前記バルブに固定されたダイヤフラムを設け、前記ヨークと前記スリーブの嵌め合う形状を同心状の段付構造とし、前記ヨークと前記スリーブの間に前記ダイヤフラムの外周側を挟み込んで固定したことを特徴とする請求項１記載のソレノイドバルブ。

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