JP2001165344A - ソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体の摺動抵抗を低減させ、制御圧力のヒス
テリシスを減少させた高い制御性能を得るソレノイドバ
ルブを提供する。 【解決手段】 ロッド６とスプール１３との間に鋼球１
１を備え、鋼球１１と当接するスプール１３の当接面１
３ａを、スプール１３の移動方向に対し垂直な平面に設
けたので、鋼球１１から加わる荷重は鋼球１１接触部の
法線上、即ちスプール１３の当接面１３ａの平面に対し
垂直（つまり軸方向）に荷重が伝わるようになってい
る。したがって、ロッド６に傾きが発生しても従来のよ
うにスプール１３を傾けようとするモーメントが発生せ
ず、スプール１３の当接面１３ａの平面に対し垂直（つ
まり軸方向）に荷重が伝わるため、スプール１３の摺動
抵抗を小さく抑えることができ、制御圧のヒステリシス
を減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば各種油、空
圧機器、自動車等の制御に用いられるソレノイドバルブ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のソレノイドバルブとして
は、例えば図４に示すようなものがある。図４におい
て、ソレノイドバルブ１０１は、ソレノイド１０１Ａに
弁装置としてのスプールバルブ１０１Ｂが一体的に設け
られた構成である。

【０００３】ソレノイド１０１Ａは、内部中空のソレノ
イド本体１０２と、そのソレノイド本体１０２の中空内
部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材として
のプランジャ１０３と、プランジャ１０３に対向して同
軸上に設けられる磁性体製の固定部材としてのセンタポ
スト１０４と、プランジャ１０３に作動連結されてセン
タポスト１０４の内側に貫通形成された貫通孔１０５に
往復動自在に挿入されるロッド１０６と、を備えてい
る。

【０００４】一方、スプールバルブ１０１Ｂは、円筒状
のバルブスリーブ１１２と、バルブスリーブ１１２の円
筒内部に装填されて軸方向に移動可能とされた弁体とし
てのスプール１１３と、スプール１１３をソレノイド１
０１Ａ側へ押圧するスプリング１１４と、ソレノイド１
０１Ａと反対側の端部（図において左側）に開口して制
御流体が流入する流入路１１５と、バルブスリーブ１１
２の側壁面部に設けられた第１、第２流路１１６，１１
７と、を備えている。

【０００５】このソレノイドバルブ１０１はソレノイド
１０１Ａが非励磁の時はスプリング１１４の付勢力でス
プール１１３をソレノイド１０１Ａ側へ押圧し、さらに
スプール１１３に先端を当接させたロッド１０６を介し
てプランジャ１０３をセンタポスト１０４から離間させ
ている。この状態ではスプール１１３によって流入路１
１５と第１流路１１６が連通されている。

【０００６】そして、ソレノイド１０１Ａを励磁してプ
ランジャ１０３をセンタポスト１０４に吸引することに
よって、プランジャ１０４に作動連結されたロッド１０
６の推力によってスプール１１３をスプリング１１４の
付勢力に抗して流入路１１５側に押し付け、ソレノイド
１０１Ａの通電量を変えることによって流入路１１５と
第１流路１１６の連通を遮断し、第１、第２流路１１
６，１１７を連通するように開度を調整していた。

【０００７】このプランジャ１０３の磁気吸引力とスプ
リング１１４の付勢力は、図５に示すようにスプール１
１３のロッド当接面１１３ａとロッド１０６の先端の当
接面１０６ａとの面同士を当接させて力の伝達を図って
いた。また、ロッド１０６のずれを防止するため、ロッ
ド１０６はセンタポスト１０４に設けられた軸受け１０
４ａによって支持されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸受け
１０４ａとロッド１０６の間には隙間があるため、図６
に示すようにロッド１０６が傾くと（角度α）、スプー
ル１１３とロッド１０６の当接部分がスプール１１３の
当接面１１３ａに対して軸中心からずれてしまう。

【０００９】そのため、図７に示すように、プランジャ
１０３の磁気吸引力により発生したロッド１０６の推力
Ｆは、スプール１１３の軸方向移動に用いられる軸方向
荷重（ロッド軸方向荷重Ｆｆ）とスプール１１３を傾け
ようとするモーメント（ロッド垂直方向荷重Ｆｓ）に分
散される。この時に発生するモーメントがスプール１１
３に伝わりスプール１１３の摺動抵抗が増大し、制御圧
力のヒステリシスも増大するという問題があった。

【００１０】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、弁体の
摺動抵抗を低減させ、制御圧力のヒステリシスを減少さ
せた高い制御性能を得るソレノイドバルブを提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、内部中空のソレノイド本体と、該
ソレノイド本体の中空内部に往復動自在に配置された磁
性体製の可動部材と、該可動部材と対向して同軸上に設
けられる磁性体製の固定部材と、該固定部材の内側で軸
方向に貫通形成される貫通孔と、該貫通孔内で往復動自
在に配置されて前記可動部材に作動連結されたロッド
と、該ロッドと連動する弁体を有する弁装置と、を備え
たソレノイドバルブにおいて、前記ロッドと前記弁体と
の間に球状部材を備え、該球状部材と当接する前記弁体
の当接部を、前記弁体の移動方向に対し垂直な平面に設
けたことを特徴とする。

【００１２】したがって、弁体の当接部の平面に対し垂
直（つまり移動方向）に荷重が伝わるため、弁体の摺動
抵抗を小さく抑えることができ、制御圧のヒステリシス
を減少させることができる。

【００１３】前記球状部材と当接する前記ロッド先端に
凹みを設け、前記球状部材と当接した際に前記ロッドを
調芯させることが好ましい。

【００１４】これにより、ロッドが球状部材と当接した
際にロッドを調芯させることができ、球状部材がロッド
の軸受けとなりロッドを規制することができる。また、
球状部材にロッド垂直方向荷重が伝わり摺動抵抗が発生
するが、球状部材の表面粗さは非常に高精度であるの
で、ヒステリシスを発生させるほどの摺動抵抗ではなく
スムーズな摺動が可能となる。

【００１５】前記球状部材は、前記ロッド及び前記弁体
がガイドされるガイド部材に保持されたことが好まし
い。

【００１６】これにより、ロッドの傾きによらず、ロッ
ド垂直方向荷重が伝わった球状部材はガイド部材に摺動
してロッドと弁体との間に介される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００１８】図１は、本発明の実施の形態に係るソレノ
イドバルブ１を説明する断面構成説明図である。ソレノ
イドバルブ１の概略構成としては、図において左側よ
り、弁装置としてのスプールバルブ１Ｂとソレノイド１
Ａとから構成されている。

【００１９】ここでは、一例として弁装置がスプールバ
ルブである場合について説明するが、その他の弁装置で
あってもよく、これに限定されるものではない。

【００２０】ソレノイド１Ａは、内部中空のソレノイド
本体２と、そのソレノイド本体２の中空内部に往復動自
在に挿入される磁性体製の可動部材としてのプランジャ
３と、プランジャ３に対向して同軸上に設けられる磁性
体製の固定部材としてのセンタポスト４と、プランジャ
３に作動連結されてセンタポスト４の内側に貫通形成さ
れた貫通孔５に往復動自在に挿入されるロッド６と、を
備えている。

【００２１】ソレノイド本体２は、樹脂製のボビン７
と、このボビン７に絶縁被覆した一本の導線を巻いて形
成されたコイル８と、を備えており、コイル８に電流を
流すと起磁力が発生する。

【００２２】ボビン７のスプールバルブ１Ｂ側半部にセ
ンタポスト４が嵌着され、残りの半部にプランジャ３が
往復動可能に配置されたプランジャ室９が設けられてい
る。

【００２３】また、コイル８外周はケース１０で覆われ
ており、プランジャ３とセンタポスト４と共に磁束回路
を形成している。

【００２４】ロッド６は、プランジャ３に作動連結され
てセンタポスト４の貫通孔５内でスプールバルブ１Ｂ側
先端を略円錐形状に凹ませており、その先端に球状部材
としての鋼球１１を有している。

【００２５】この鋼球１１によりロッド６が鋼球１１と
接触する際、ロッド６先端の鋼球１１接触位置は鋼球中
心に調芯される。なお、ロッド６のスプールバルブ１Ｂ
側先端の凹み形状は略円錐形状に限られず、例えば多角
錐形状、半球形状等ロッド６先端を鋼球中心に調芯する
形状であればよい。

【００２６】また、鋼球１１はセンタポスト４の貫通孔
５内幅にある程度の隙間をもつ径に設けられて、ガイド
部材としての貫通孔５内に保持されている。この鋼球１
１の径はロッド６の径よりも大きく設けられている。ま
た、鋼球１１の表面粗さは非常に高精度となっている。

【００２７】一方、スプールバルブ１Ｂは、円筒状のバ
ルブスリーブ１２と、バルブスリーブ１２の内筒内部に
装填されて軸方向に移動可能とされた弁体としてのスプ
ール１３と、スプール１３をソレノイド１Ａ側へ押圧す
るスプリング１４と、ソレノイド１Ａと反対側の端部
（図において左側）に開口して制御流体が流入する流入
路１５と、バルブスリーブ２の側壁面部に設けられた第
１、第２流路１６，１７と、を備えている。

【００２８】流入路１５はバルブスリーブ１２に設けら
れており、流入路１５にはスプール１３を内筒内部に保
持するための環状の保持リング１８が固定されている。

【００２９】バルブスリーブ１２のソレノイド１Ａ側に
は、ソレノイド１Ａのケース１０が嵌合固定されて一体
化されている。

【００３０】また、バルブスリーブ１２の側壁面部に
は、第１、第２流路１６，１７を流入路１５から所定距
離離れて順に備えている。

【００３１】スプール１３は、内周側の流入路１５側か
ら軸方向略中央部が空洞で、外周面に第１、第２流路１
６，１７を連通させる凹部１９を設けた略円筒形状を呈
する部材である。

【００３２】スプール１３の軸方向略中央部の空洞はソ
レノイド１Ａ側に径方向の孔２０を有しており、ソレノ
イド１Ａ内部を流入路１５と同圧に保つようにしてあ
る。

【００３３】また、スプール１３は、スプリング１４に
よりソレノイド１Ａ側へ付勢された構成となっている。
そして、スプール１３のソレノイド１Ａ側先端の端部は
軸方向と垂直な平面からなる当接面１３ａとなってお
り、この当接面１３ａがソレノイド１Ａのセンタポスト
４の貫通孔５内で鋼球１１と当接している。

【００３４】このソレノイドバルブ１はソレノイド１Ａ
が非励磁の時はスプリング１４の付勢力でスプール１３
をソレノイド１Ａ側へ押圧し、さらにスプール１３に先
端を当接させた鋼球１１とロッド６を介してプランジャ
３をセンタポスト４から離間させている。この状態では
スプール１３によって流入路１５と第１流路１６が連通
されている。

【００３５】そして、ソレノイド１Ａを励磁してプラン
ジャ３をセンタポスト４に吸引することによって、プラ
ンジャ３に作動連結されたロッド６の推力によって鋼球
１１を介してスプール１３をスプリング１４の付勢力に
抗して流入路１５側に押し付け、ソレノイド１Ａの通電
量を変えることによって流入路１５と第１流路１６の連
通を遮断し、第１、第２流路１６，１７を連通するよう
に開度を調整している。

【００３６】このソレノイドバルブ１では、図２に拡大
して示すように、スプール１３とロッド６との間に鋼球
１１が挟まれた構成となっている。この鋼球１１により
ロッド６が調芯されるので、従来の様なロッド６の軸受
けは必要がなくなり、鋼球１１がロッド６の軸受けとな
っている。

【００３７】また、スプール１３及びロッド６と鋼球１
１は共にセンタポスト４の貫通孔５にガイドされるよう
になっている。

【００３８】このように本実施の形態では、貫通孔５を
有するセンタポスト４をガイド部材としてスプール１３
及びロッド６と鋼球１１をガイドしているが、その他の
部材からなるガイド部材であってもよい。

【００３９】さらに、スプール１３の鋼球１１との当接
面１３ａは軸方向と垂直な平面となっている。このた
め、鋼球１１から加わる荷重は鋼球１１接触部の法線
上、即ちスプール１３の当接面１３ａの平面に対し垂直
（つまり軸方向）に荷重が伝わるようになっている。

【００４０】なお、スプール１３の鋼球１１との当接す
る端部が当接面１３ａのように端面で形成されていなく
ても、当接部のみが軸方向と垂直な平面となっていれば
よい。

【００４１】以上の構成のため、図３に示すようにロッ
ド６に傾きが発生しても従来のようにスプール１３を傾
けようとするモーメントが発生せず、スプール１３の当
接面１３ａの平面に対し垂直（つまり軸方向）に荷重が
伝わる（図７のロッド軸方向荷重Ｆｆのみが伝わる）た
め、スプール１３の摺動抵抗を小さく抑えることがで
き、制御圧のヒステリシスを減少させることができる。

【００４２】ここで、鋼球１１の径がロッド６の径より
も大きく、ロッド６のスプールバルブ１Ｂ側先端は貫通
孔５に当接せずロッド６が鋼球１１によって姿勢を保持
するので、鋼球１１には図７に示すロッド垂直方向荷重
Ｆｓが伝わり、センタポスト４の貫通孔５内周面との摺
動抵抗が発生するが、鋼球１１の表面粗さは非常に高精
度であるので、ヒステリシスを発生させるほどの摺動抵
抗ではない。

【００４３】また、鋼球１１は、ロッド６及びスプール
１３がガイドされるセンタポスト４の貫通孔５に保持さ
れているので、ロッド６の傾きによらず、ロッド垂直方
向荷重Ｆｓが伝わった鋼球１１はセンタポスト４の貫通
孔５に摺動してロッド６とスプール１３の間に介され
る。

【００４４】なお、本実施の形態では、鋼球１１をロッ
ド６と別体構成としてあり、鋼球１１によってロッド６
先端の調芯を行なっていたが、例えば溶接等で鋼球１１
をロッド６と一体構成としてあってもよい。

【００４５】また、本実施の形態では、球状部材として
鋼球１１を例に挙げて説明したが、球状部材は剛性を有
してロッド６とスプール１３の間に備えられるものであ
ればよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ロッド
と弁体との間に球状部材を備え、球状部材と当接する弁
体の当接部を、弁体の移動方向に対し垂直な平面に設け
たことで、弁体の当接部の平面に対し垂直（つまり移動
方向）に荷重が伝わるため、弁体の摺動抵抗を小さく抑
えることができ、制御圧のヒステリシスを減少させるこ
とができる。

【００４７】球状部材と当接するロッド先端に凹みを設
け、球状部材と当接した際にロッドを調芯させること
で、球状部材がロッドの軸受けとなりロッドを規制する
ことができる。また、球状部材にロッド垂直方向荷重が
伝わり摺動抵抗が発生するが、球状部材の表面粗さは非
常に高精度であるので、ヒステリシスを発生させるほど
の摺動抵抗ではなくスムーズな摺動が可能となる。

【００４８】球状部材は、ロッド及び弁体がガイドされ
るガイド部材に保持されたことで、ロッドの傾きによら
ず、ロッド垂直方向荷重が伝わった球状部材はガイド部
材に摺動してロッドと弁体との間に介される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態のソレノイドバルブを
示す断面構成図である。

【図２】本発明に係る実施の形態のソレノイドバルブを
拡大して示す要部拡大図である。

【図３】本発明に係る実施の形態のソレノイドバルブの
ロッドが傾いた状態を示す説明図である。

【図４】従来のソレノイドバルブを示す断面構成図であ
る。

【図５】従来のソレノイドバルブを拡大して示す要部拡
大図である。

【図６】従来のソレノイドバルブのロッドが傾いた状態
を示す説明図である。

【図７】ソレノイドバルブのロッドが傾いた時のロッド
推力を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ソレノイドバルブ １Ａ ソレノイド １Ｂ スプールバルブ ２ ソレノイド本体 ３ プランジャ ４ センタポスト ５ 貫通孔 ６ ロッド ７ ボビン ８ コイル ９ プランジャ室 １０ ケース １１ 鋼球 １２ バルブスリーブ １３ スプール １３ａ 当接面 １４ スプリング １５ 流入路 １６ 第１流路 １７ 第２流路 １８ 保持リング １９ 凹部 ２０ 孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 幹夫 神奈川県藤沢市辻堂新町４丁目３番１号 エヌオーケー株式会社内 (72)発明者 東堂園 英樹 神奈川県藤沢市辻堂新町４丁目３番１号 エヌオーケー株式会社内 (72)発明者 平田 一朗 神奈川県藤沢市辻堂新町４丁目３番１号 エヌオーケー株式会社内 (72)発明者 渡辺 孝樹 神奈川県藤沢市辻堂新町４丁目３番１号 エヌオーケー株式会社内 Ｆターム(参考） 3H106 DA03 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC09 DC18 DD09 DD10 EE24 KK02 KK17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部中空のソレノイド本体と、 該ソレノイド本体の中空内部に往復動自在に配置された
   磁性体製の可動部材と、 該可動部材と対向して同軸上に設けられる磁性体製の固
   定部材と、 該固定部材の内側で軸方向に貫通形成される貫通孔と、 該貫通孔内で往復動自在に配置されて前記可動部材に作
   動連結されたロッドと、 該ロッドと連動する弁体を有する弁装置と、を備えたソ
   レノイドバルブにおいて、 前記ロッドと前記弁体との間に球状部材を備え、 該球状部材と当接する前記弁体の当接部を、前記弁体の
   移動方向に対し垂直な平面に設けたことを特徴とするソ
   レノイドバルブ。
2. 【請求項２】前記球状部材と当接する前記ロッド先端に
   凹みを設け、前記球状部材と当接した際に前記ロッドを
   調芯させることを特徴とする請求項１に記載のソレノイ
   ドバルブ。
3. 【請求項３】前記球状部材は、前記ロッド及び前記弁体
   がガイドされるガイド部材に保持されたことを特徴とす
   る請求項２に記載のソレノイドバルブ。