JP4206737B2

JP4206737B2 - 常閉型開閉電磁弁

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Publication number: JP4206737B2
Application number: JP2002347509A
Authority: JP
Inventors: 秀晴弘中
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: US6959907B2; US20040104371A1; DE10355706B4; DE10355706A1; JP2004183669A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、常閉型開閉電磁弁に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種の常閉型開閉電磁弁の一つとして、筒状のスリーブと、このスリーブの一端に設けられた固定子と、この固定子に対向してスリーブ内に摺動可能に嵌合されるとともにスリーブの内面との間で作動液の流通を許容する連通溝が軸方向両端間に渡って外面に設けられた可動子と、固定子および可動子を励磁する電磁コイルとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この常閉型開閉電磁弁には可動子を挟んでダンパ室と弁室が形成されるとともに、可動子の外周壁面にはシール部材が取り付けられており、このシール部材の一部外周に両端に至るＶ溝が形成されていて、このＶ溝によって弁室とダンパ室を連通する絞り通路が形成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−９３９５５号公報（第５ページ、図７、図８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した常閉型開閉電磁弁においては、弁室とダンパ室は固定絞りの通路によってのみ連通しているので、図３にて破線で示すように、可動子が移動して固定子に接近しても可動子の移動に関係なく絞り面積は一定である。つまり可動子（弁体）の移動全域に渡りダンパ効果が作用する。これにより、電磁弁の作動応答遅れが生じる。一方、電磁弁の作動応答性を優先するとダンパ効果を十分に得ることができなくなり、作動音低減効果を十分に得ることができなくなるという問題があった。また、シール部材を使用しているので、その分製造費用が上昇するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、電磁弁の開閉作動に伴う作動音を効果的に抑制し、かつ電磁弁の作動応答遅れを防止する安価な電磁弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、筒状のスリーブと、このスリーブの一端に設けられた固定子と、この固定子に対向してスリーブ内に摺動可能に嵌合されるとともにスリーブの内面との間で作動液の流通を許容する連通溝が軸方向両端間に渡って外面に設けられた可動子と、固定子および可動子を励磁する電磁コイルとを備えた常閉型開閉電磁弁において、固定子の可動子に対向する固定子端面と可動子の固定子に対向する可動子端面との間に閉壁によってダンパ室が形成され、可動子が電磁コイルによって励磁されて固定子側に移動し、ダンパ室が固定子端面と可動子端面との当接によって閉塞されたときに、ダンパ室と連通溝とが所定絞りによってのみ連通され、固定子端面と可動子端面との間に環状シムを介装してダンパ室を形成するとともに、固定子端面および可動子端面のうち少なくともいずれか一方に連通溝に連通する凹溝を設けて所定絞りとしたことである。
【０００９】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、筒状のスリーブと、該スリーブの一端に設けられた固定子と、該固定子に対向してスリーブ内に摺動可能に嵌合されるとともにスリーブの内面との間で作動液の流通を許容する連通溝が軸方向両端間に渡って外面に設けられた可動子と、固定子および可動子を励磁する電磁コイルとを備えた常閉型開閉電磁弁において、固定子の可動子に対向する固定子端面と可動子の固定子に対向する可動子端面との間に閉壁によってダンパ室が形成され、可動子が電磁コイルによって励磁されて固定子側に移動し、ダンパ室が固定子端面と可動子端面との当接によって閉塞されたときに、ダンパ室と連通溝とが所定絞りによってのみ連通され、固定子端面と可動子端面との間に環状シムを介装してダンパ室を形成するとともに、環状シムと連通溝との重合しない部位を所定絞りとしたことである。
【００１１】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、電磁コイルによって励磁された可動子が移動して固定子に接近すると、ダンパ室内の作動液は固定子端面または可動子端面と閉壁との隙間および所定絞りを通って連通溝に流出する。そして、可動子が固定子に当接して、ダンパ室が固定子端面と可動子端面の当接によって閉塞されたときに、ダンパ室と連通溝は所定絞りによってのみ連通される。このように、可動子が固定子に近接しているときには可動子が固定子に接近するにつれてダンパ室と連通溝とを連通する通路面積が減少して絞り抵抗が増大し、可動子の移動速度が減少し、可動子が固定子に当接するときに発生する作動音を十分に低減することができる。また、可動子が固定子から離間しているときには固定子端面または可動子端面と閉壁との隙間が広くダンパ室の作動液はほとんど絞られることなく連通溝を通って流出入できるので、可動子は応答性よく移動することができる。したがって、シール部材などの部品を追加することなく、電磁弁の開閉作動に伴う作動音を効果的に抑制し、かつ電磁弁の作動応答遅れを防止することができる安価な開閉電磁弁を提供することができる。
さらに、固定子端面と可動子端面との間に環状シムを介装してダンパ室を形成するとともに、固定子端面および可動子端面のうち少なくともいずれか一方に連通溝に連通する凹溝を設けて所定絞りとしたので、電磁コイルによって励磁された可動子が移動して固定子に接近すると、ダンパ室内の作動液は固定子端面または可動子端面と環状シムとの隙間と凹溝を通って連通溝に流出する。このように環状シムと凹溝を設ける簡単な構成により上記と同様な作用・効果を得ることができる。
【００１３】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、電磁コイルによって励磁された可動子が移動して固定子に接近すると、ダンパ室内の作動液は固定子端面または可動子端面と閉壁との隙間および所定絞りを通って連通溝に流出する。そして、可動子が固定子に当接して、ダンパ室が固定子端面と可動子端面の当接によって閉塞されたときに、ダンパ室と連通溝は所定絞りによってのみ連通される。このように、可動子が固定子に近接しているときには可動子が固定子に接近するにつれてダンパ室と連通溝とを連通する通路面積が減少して絞り抵抗が増大し、可動子の移動速度が減少し、可動子が固定子に当接するときに発生する作動音を十分に低減することができる。また、可動子が固定子から離間しているときには固定子端面または可動子端面と閉壁との隙間が広くダンパ室の作動液はほとんど絞られることなく連通溝を通って流出入できるので、可動子は応答性よく移動することができる。したがって、シール部材などの部品を追加することなく、電磁弁の開閉作動に伴う作動音を効果的に抑制し、かつ電磁弁の作動応答遅れを防止することができる安価な開閉電磁弁を提供することができる。
さらに、固定子端面と可動子端面との間に環状シムを介装してダンパ室を形成するとともに、環状シムと連通溝との重合しない部位を所定絞りとしたので、電磁コイルによって励磁された可動子が移動して固定子に接近すると、ダンパ室内の作動液は固定子端面または可動子端面と環状シムとの隙間と、環状シムと連通溝との重合しない部位を通って連通溝に流出する。このように環状シムを設けるだけで前述した作用・効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による常閉型開閉電磁弁の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はこの常閉型開閉電磁弁を示す軸方向断面図である。
【００１６】
この常閉型開閉電磁弁Ｖは、図１に示すように、円筒状に形成されたスリーブ１１を備えていて、スリーブ１１の下部がバルブボディ１２に設けた取付孔１２ａに挿入されかしめられて液密に固定されている。スリーブ１１の上部はバルブボディ１２から突出しており、スリーブ１１の上端にはスリーブ１１の上部と同径に形成された円柱状の固定子１３が同軸的かつ一体的に設けられている。なお、固定子１３とスリーブ１１の境界部には可動子１８の上端部に対向して非磁性体１１ａが介在されている。また、固定子１３の軸心部には軸孔１３ａが形成されており、この軸孔１３ａ内には圧縮スプリング１４が収容されている。
【００１７】
固定子１３の外周には固定子１３とスリーブ１１の突出部（スリーブ１１の上部）を覆うほぼ円筒状のヨーク１５が固定されている。ヨーク１５の上端開口部は固定子１３の上端部に嵌合固定され、ヨーク１５の下端は取付孔１２ａまで延設されており、この下端開口の内周壁とスリーブ１１の外周壁との間にリング１６が嵌着されている。このヨーク１５の内側には固定子１３とスリーブ１１の上部を覆う電磁コイル１７がスリーブ１１と同軸的に配設され、電磁コイル１７はヨーク１５に固定されている。
【００１８】
スリーブ１１、固定子１３、ヨーク１５、リング１６および可動子１８（後述する）は磁性体であり、電磁コイル１７が通電されると、電磁コイル１７のまわりに固定子１３、ヨーク１５、リング１６、スリーブ１１および可動子１８に沿った磁路が形成されて、固定子１３および可動子１８が励磁される。
【００１９】
スリーブ１１の軸孔１１ｃ内の下端部には弁座部材１９が嵌着され、弁座部材１９と固定子１３との間の軸孔１１ｃ内には可動子１８が固定子１３に対向して摺動可能に嵌合されている。弁座部材１９には弁孔１９ａが同軸的に形成されている。弁孔１９ａの上端開口縁には弁座１９ｂが形成され、弁孔１９ａの下端開口は取付孔１２ａの底に開口する流出通路Ｐ２に臨んでいる。
【００２０】
可動子１８は大径部１８ａと大径部１８ａの下部に一体的かつ同軸的に形成された小径部１８ｂから形成されている。大径部１８ａの上端面には圧縮スプリング１４の下端が当接しており、可動子１８が圧縮スプリング１４によって図示下方（弁の閉塞方向）に向けて付勢されている。小径部１８ｂの下端には弁体２１が一体的に設けられており、弁体２１は可動子１８と連動して移動するようになっている。すなわち、電磁コイル１７の非通電時には可動子１８が圧縮スプリング１４によって下方に付勢され弁体２１が弁座１９ｂに当接して弁座部材１９の弁孔１９ａを閉鎖し、電磁コイル１７の通電時には可動子１８が圧縮スプリング１４に抗して固定子１３に向けて移動され弁体２１が弁座１９ｂから離間して弁孔１９ａを開放する。
【００２１】
可動子１８の大径部１８ａの上端面と固定子１３の下端面との間には、図１および図２に示すように、電磁コイル１７の非通電時において所定の隙間が設けられており、この隙間とスリーブ１１の軸孔１１ｃと後述する環状シム２４とから液室Ｒ１が形成されている。なお、隙間は可動子１８の作動ストローク長に対応している。
【００２２】
可動子１８の小径部１８ｂとスリーブ１１の内周壁面と弁座部材１９とから弁室Ｒ２が形成されている。また、可動子１８の大径部１８ａの外周壁面には、液室Ｒ１と弁室Ｒ２との間で作動液の流通を許容する一対の連通溝２２，２２が軸方向に設けられている。
【００２３】
可動子１８の大径部１８ａの上端面には、閉壁としての環状シム２４が取り付けられている。環状シム２４は、ほぼ楕円形に形成されており、可動子１８に設けられた連通溝２２の開口とオーバーラップしないように配置されていて、係合爪２５によって連通溝２２に係合されている。そして、固定子１３の下端面と可動子１８の上端面との間に、環状シム２４によってダンパ室Ｒ３が形成される。
【００２４】
すなわち、スリーブ１１の軸孔１１ｃ内の上部および下部には、可動子１８を挟んでダンパ室Ｒ３と弁室Ｒ２とが形成されている。
【００２５】
電磁コイル１７が通電状態となり可動子１８が上方に移動して固定子１３に接近すると、ダンパ室Ｒ３内の作動液は、液室Ｒ１および一対の連通溝２２，２２を通って弁室Ｒ２に流出し、電磁コイル１７が非通電状態となり可動子１８が下方に移動して固定子１３から離間すると、弁室Ｒ２内の作動液は、一対の連通溝２２，２２および液室Ｒ１を通ってダンパ室Ｒ３内に流入する。
【００２６】
弁室Ｒ２はスリーブ１１に設けられた連通孔１１ｂおよびスリーブ１１の外周壁面に取り付けられたフィルタ２３を介してバルブボディ１２に設けた流入通路Ｐ１に連通するとともに、弁孔１９ａを介して流出通路Ｐ２に連通している。
【００２７】
また、可動子１８の上端面の周縁部であって連通溝２２が形成されてない部位には、図２に示すように、径方向に端面まで延びる所定絞りとしての凹溝２６が形成されている。これにより、可動子１８が電磁コイル１７によって励磁されて固定子１３側に移動し、ダンパ室Ｒ３が固定子１３の下端面と可動子１８の上端面に取り付けられた環状シム２４とによって閉塞されたときに、ダンパ室Ｒ３と連通溝２２とが凹溝２６によって連通される。なお、凹溝２６の径方向の長さは環状シム２４の幅より大きくなるように設定されていて、凹溝２６の内側端が環状シム２４の内周壁より内側に配置される。また、凹溝２６は断面三角状に形成されており、この断面積はφ０．４ｍｍに相当する面積となるように設定するのが好ましい。なお、凹溝２６の断面形状は三角状に限られるものでなく方形状、半円弧状でもよい。
【００２８】
上記のように構成した開閉電磁弁Ｖにおいては、電磁コイル１７によって励磁された可動子１８が移動して固定子１３に接近すると、ダンパ室Ｒ３内の作動液は、固定子１３の下端面と閉壁である環状シム２４との隙間ｈおよび環状シム２４の内周壁面２４ａの円周ｌから通路面積がｈ×ｌであるリング状の可変絞り、および所定絞りである凹溝２６を通って連通溝２２に流出する。この可変絞りは、図３に示すように、可動子１８が固定子１３に接近するにつれて通路面積が減少し、絞り抵抗が増大する。そして、可動子１８に設けた環状シム２４が固定子１３に当接して、ダンパ室Ｒ３が固定子１３の下端面と可動子１８の上端面によって閉塞されたときに、ダンパ室Ｒ３と連通溝２２は凹溝２６によってのみ連通される。
【００２９】
上述した説明から理解できるように、この第１の実施の形態においては、可動子１８が固定子１３に近接しているときには可動子１８が固定子１３に接近するにつれて可動子１８の軸方向両端間を連通する通路面積が減少して絞り抵抗が増大し、可動子１８の移動速度が減少し、可動子１８が固定子１３に当接するときに発生する作動音を十分に低減することができる。また、可動子１８が固定子１３から離間しているときには固定子１３の下端面と環状シム２４との隙間ｈが広くダンパ室Ｒ３の作動液はほとんど絞られることなく連通溝２２を通って流出入できるので、可動子１８は応答性よく移動することができる。したがって、シール部材などの部品を追加することなく、電磁弁の開閉作動に伴う作動音を効果的に抑制し、かつ電磁弁の作動応答遅れを防止することができる安価な開閉電磁弁を提供することができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態においては、凹溝２６を可動子１８の上端面に設けたが、固定子１３の下端面に設けるようにしてもよく、可動子１８の上端面と固定子１３の下端面の両方に設けるようにしてもよい。
【００３１】
また、上述した実施の形態においては、環状シム２４を可動子１８に取り付けるようにしたが固定子１３に取り付けるようにしてもよい。このとき、ダンパ室Ｒ３内の作動液は可動子１８の上端面と閉壁である環状シム２４との隙間いわゆるリング状の可変絞りおよび所定絞りである凹溝２６を通って連通溝２２に流出する。
【００３２】
第２の実施の形態について図４を参照して説明する。なお第１の実施の形態と同一構成要件については同一符号を付してその説明を省略する。上述した第１の実施の形態においては、固定子１３の下端面と可動子１８の上端面との間に環状シム２４を介装するとともに可動子１８の上端面に凹溝２６を設け、ダンパ室Ｒ３を固定子１３の下端面と可動子１８の上端面との間に環状シム２４によって形成し、所定絞りを凹溝２６により形成したが、これに代えて、図４に示すように、固定子１３の下端面と可動子１８の上端面との間に環状シム１２４を介装し、ダンパ室Ｒ１３を固定子１３の下端面と可動子１８の上端面との間に環状シム１２４によって形成し、所定絞りを環状シム１２４と連通溝２２との重合しない部位とし、すなわち環状シム１２４の内周壁面１２４ａに連通溝２２の一部分が開口するようにして所定絞りを形成するようにしてもよい。例えば、環状シム１２４の内周壁面１２４ａ下端と可動子１８の連通溝２２の開口上端との隙間Ｓとによって所定絞りを形成する。このとき、電磁コイル１７によって励磁された可動子１８が移動して固定子１３に接近すると、ダンパ室Ｒ３内の作動液は固定子１３の下端面または可動子１８の上端面と環状シム１２４との隙間と、環状シム１２４と連通溝２２との重合しない部位すなわち隙間Ｓを通って連通溝２２に流出する。これによっても、上述した実施の形態と同様な作用および効果を得ることができるのに加えて、可動子１８に凹溝２６を形成したり環状シム２４に爪２５を設けるなどの加工を施す手間を削除できるので、構造を簡単にし、コストを低減することができる。
【００３３】
また、上述した第２の実施の形態においては、環状シム１２４を介装する代わりに、このシム１２４に相当する環状凸部を固定子１３の下端面に設けるようにしてもよい。このとき、可動子１８が固定子１３に当接してダンパ室Ｒ１３が固定子１３の下端面と可動子１８の上端面とによって閉塞されたときに、所定絞りは環状凸部の内周壁面下端と可動子１８の連通溝２２の開口上端との隙間とによって形成される。
【００３４】
参考の形態について図５を参照して説明する。なお第１の実施の形態と同一構成要件については同一符号を付してその説明を省略する。上述した第１の実施の形態においては、固定子１３の下端面と可動子１８の上端面との間に閉壁としての環状シム２４を介装するとともに可動子１８の上端面に凹溝２６を設け、ダンパ室Ｒ３を固定子１３の下端面と可動子１８の上端面との間に環状シム２４によって形成し、所定絞りを凹溝２６により形成したが、これに代えて、図５に示すように、可動子１８の上端面の周縁部に閉壁としての環状凸部２２４を設けるとともにこの環状凸部２２４に凹部２２４ａを設け、ダンパ室Ｒ２３を環状凸部２２４に囲まれた凹部によって形成し、所定絞りを凹部２２４ａにより形成するようにしてもよい。なお、凹部２２４ａは、図５に示すように連通溝２２に開口するように設けてもよいし、環状凸部２２４の円周方向の任意の位置であって連通溝２２に開口しない位置に設けてもよい。このとき、電磁コイル１７によって励磁された可動子１８が移動して固定子１３に接近すると、ダンパ室Ｒ２３内の作動液は固定子１３の下端面と環状凸部２２４との隙間と凹溝２２４ａを通って連通溝２２に流出する。このように凹溝２２４ａを有する環状凸部２２４を設けるだけで上述した作用・効果を得ることができるのに加えて、環状シムを設けなくてよくなるので、部品点数を低減し、コストを低減することができる。なお、環状凸部２２４を可動子１８の上端面に設ける代わりに、固定子１３の下端面に設けるようにしてもよく、また環状凸部２２４を可動子１８の上端面と固定子１３の下端面の両方に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による常閉型開閉電磁弁の第１の実施の形態の軸方向断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示したダンパ室を示す軸方向部分拡大断面図であり、（ｂ）は可動子の平面図である。
【図３】可動子の位置と通路面積との関係を示す図である。
【図４】（ａ）は本発明による常閉型開閉電磁弁の第２の実施の形態のダンパ室を示す軸方向部分拡大断面図であり、（ｂ）は可動子の平面図である。
【図５】（ａ）は本発明による常閉型開閉電磁弁の参考の形態のダンパ室を示す軸方向部分拡大断面図であり、（ｂ）は可動子の平面図である。

Claims

筒状のスリーブと、該スリーブの一端に設けられた固定子と、該固定子に対向して前記スリーブ内に摺動可能に嵌合されるとともに前記スリーブの内面との間で作動液の流通を許容する連通溝が軸方向両端間に渡って外面に設けられた可動子と、前記固定子および前記可動子を励磁する電磁コイルとを備えた常閉型開閉電磁弁において、
前記固定子の前記可動子に対向する固定子端面と前記可動子の前記固定子に対向する可動子端面との間に閉壁によってダンパ室が形成され、
前記可動子が前記電磁コイルによって励磁されて前記固定子側に移動し、前記ダンパ室が前記固定子端面と前記可動子端面との当接によって閉塞されたときに、前記ダンパ室と前記連通溝とが所定絞りによってのみ連通され、
前記固定子端面と前記可動子端面との間に環状シムを介装して前記ダンパ室を形成するとともに、前記固定子端面および前記可動子端面のうち少なくともいずれか一方に前記連通溝に連通する凹溝を設けて前記所定絞りとしたことを特徴とする常閉型開閉電磁弁。
筒状のスリーブと、該スリーブの一端に設けられた固定子と、該固定子に対向して前記スリーブ内に摺動可能に嵌合されるとともに前記スリーブの内面との間で作動液の流通を許容する連通溝が軸方向両端間に渡って外面に設けられた可動子と、前記固定子および前記可動子を励磁する電磁コイルとを備えた常閉型開閉電磁弁において、
前記固定子の前記可動子に対向する固定子端面と前記可動子の前記固定子に対向する可動子端面との間に閉壁によってダンパ室が形成され、
前記可動子が前記電磁コイルによって励磁されて前記固定子側に移動し、前記ダンパ室が前記固定子端面と前記可動子端面との当接によって閉塞されたときに、前記ダンパ室と前記連通溝とが所定絞りによってのみ連通され、
前記固定子端面と前記可動子端面との間に環状シムを介装して前記ダンパ室を形成するとともに、前記環状シムと前記連通溝との重合しない部位を前記所定絞りとしたことを特徴とする常閉型開閉電磁弁。