JP2007255502A - ソレノイド及び電磁弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】可動子の初期位置の調整において、部品点数及び製造工数の増大を抑制することができるソレノイド及び電磁弁を提供する。
【解決手段】リニアソレノイド10は、第1ヨーク11、コア16及び第2ヨーク17により構成される固定子と、固定子に対向配置されたプランジャ21と、固定子に埋設され固定子及びプランジャ間に形成される吸引部にプランジャを軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイル13と、第1ヨークに結合されプランジャを収容するケース22と、プランジャを軸方向他側に付勢する第1付勢手段23と、プランジャを軸方向一側に付勢して第1付勢手段による付勢力との均衡でプランジャの軸方向における初期位置を規定する第2付勢手段24とを備える。第2付勢手段は、プランジャ及びケース間に介在され、第1ヨーク及びケースは、互いに結合する結合部26を有し、結合部は、これらの軸方向の重合量を調整自在なものである。
【選択図】図1
【解決手段】リニアソレノイド10は、第1ヨーク11、コア16及び第2ヨーク17により構成される固定子と、固定子に対向配置されたプランジャ21と、固定子に埋設され固定子及びプランジャ間に形成される吸引部にプランジャを軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイル13と、第1ヨークに結合されプランジャを収容するケース22と、プランジャを軸方向他側に付勢する第1付勢手段23と、プランジャを軸方向一側に付勢して第1付勢手段による付勢力との均衡でプランジャの軸方向における初期位置を規定する第2付勢手段24とを備える。第2付勢手段は、プランジャ及びケース間に介在され、第1ヨーク及びケースは、互いに結合する結合部26を有し、結合部は、これらの軸方向の重合量を調整自在なものである。
【選択図】図1
Description
本発明は、ソレノイド及び電磁弁に関するものである。
従来、空気圧や油圧を調整する電磁弁などに利用されるソレノイドとしては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。このソレノイドでは、その性能に係る可動子(36)の初期位置は、該可動子を軸方向一側及び他側に付勢する一対の付勢手段(27,35)の付勢力の均衡で規定される。また、可動子を収容するケース(19)の後端の底部に設けたねじ孔にアジャスタ(25)のねじ部を螺合することで、その締め付け量に応じて上記付勢手段の荷重が調整され、上記初期位置が調整される。
独国実用新案第298 05 576 U1号明細書(第1図)
ところで、特許文献1では、アジャスタを単品部品として、別途設ける必要があり、部品点数の増大を余儀なくされる。また、単品部品としてのアジャスタを組み付ける工程が必要になる分、製造工数の増大を余儀なくされる。
本発明の目的は、可動子の初期位置の調整において、部品点数及び製造工数の増大を抑制することができるソレノイド及び電磁弁を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、固定子と、該固定子に対向配置された可動子と、前記固定子に埋設され該固定子及び前記可動子間に形成される吸引部に該可動子を軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイルと、前記固定子に結合され前記可動子を収容するケースと、前記可動子を軸方向他側に付勢する第1付勢手段と、前記可動子を軸方向一側に付勢して前記第1付勢手段による付勢力との均衡で前記可動子の軸方向における初期位置を規定する第2付勢手段とを備えるソレノイドにおいて、前記第2付勢手段は、前記可動子及び前記ケース間に介在されており、前記固定子及び前記ケースは、互いに結合する結合部を有し、該結合部は、該固定子及びケースの軸方向の重合量を調整自在なものであることを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のソレノイドにおいて、前記結合部は、互いに螺合する固定子側螺合部とケース側螺合部とを備え、該固定子側螺合部と該ケース側螺合部との締め付け量を調整することにより前記重合量が調整されることを要旨とする。
上記各構成によれば、前記結合部において、前記固定子及び前記ケースの軸方向の重合量が調整されることで、該固定子に対向配置された可動子及び前記ケースの軸方向の距離が調整される。これにより、前記可動子及び前記ケース間に介在された前記第2付勢手段の付勢力が調整され、前記第1付勢手段による付勢力との均衡で規定される前記可動子の軸方向における初期位置が調整される。このように、前記可動子を収容するケースを利用して前記第2付勢手段の付勢力を受けるとともに、前記結合部において当該付勢力を調整して、前記可動子の軸方向における初期位置を調整するようにしたことで、例えば当該調整のためのアジャスタを単品部品として、別途設ける場合に比べて部品点数の増大を抑制することができる。また、単品部品としてのアジャスタを組み付ける工程を割愛し、前記固定子及び前記ケースの結合に合わせて前記可動子の軸方向における初期位置を調整できるため、製造工数の増大を抑制することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のソレノイドにおいて、前記第2付勢手段の先端は、前記可動子及び前記ケースの少なくとも一方の隅部に配置されてなることを要旨とする。
同構成によれば、前記第2付勢手段の先端が前記可動子及び前記ケースの少なくとも一方の隅部に配置されることで、該第2付勢手段の座りをより安定化することができる。また、前記可動子及び前記ケースの少なくとも一方の隅部を利用して前記第2付勢手段を保持することで、例えば該第2付勢手段を保持するための台座部を別途、設ける必要がなく、製造工数の低減を図ることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のソレノイドにおいて、前記第2付勢手段は、軸方向に対し傾斜するように台形状に巻回されたコイルバネであることを要旨とする。
同構成によれば、前記第2付勢手段は、軸方向に対し傾斜するように台形状に巻回されたコイルバネであることで、例えば軸方向に延びる前記可動子の外側面又は前記ケースの内側面に対し径方向に徐々にずらされて、これら可動子及びケース間に介在される。従って、前記第2付勢手段(コイルバネ)の伸縮に際し、前記可動子の外側面又は前記ケースの内側面との摺接を抑制することができ、磨耗に伴う短寿命化を抑制することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のソレノイドを備えた電磁弁であることを要旨とする。
同構成によれば、可動子の初期位置の調整において、部品点数及び製造工数の増大を抑制することができる電磁弁を提供することができる。
同構成によれば、可動子の初期位置の調整において、部品点数及び製造工数の増大を抑制することができる電磁弁を提供することができる。
請求項1乃至5に記載の発明では、可動子の初期位置の調整において、部品点数及び製造工数の増大を抑制することができるソレノイド及び電磁弁を提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の電磁弁1を示す断面図である。同図に示されるように、電磁弁1の外形の一部をなす磁性材からなる円筒状の第1ヨーク11は、その軸方向一側(図1の左側)に径方向に貫通する導出口11aを形成するとともに、軸方向他側(図1の右側)に外周部が切り欠かれて一段肉薄になった環状の先端部11bを形成し、更に該先端部11bの基端側の外周面に雄ねじ部11cを形成する。
図1は、本実施形態の電磁弁1を示す断面図である。同図に示されるように、電磁弁1の外形の一部をなす磁性材からなる円筒状の第1ヨーク11は、その軸方向一側(図1の左側)に径方向に貫通する導出口11aを形成するとともに、軸方向他側(図1の右側)に外周部が切り欠かれて一段肉薄になった環状の先端部11bを形成し、更に該先端部11bの基端側の外周面に雄ねじ部11cを形成する。
第1ヨーク11の軸方向他側に先端部を突出させる態様で該第1ヨーク11の内周側に同軸上に配置された樹脂材からなるボビン12は、励磁コイル13が巻回されるとともに、該励磁コイル13の端部に電気的に接続されたターミナル14は、前記導出口11aから導出される態様で第1ヨーク11に固定された樹脂材からなるコネクタホルダ15に一体成形されている。なお、ターミナル14は、コネクタホルダ15に装着される外部コネクタを介して電源(図示略)に電気的に接続されて、前記励磁コイル13に電流を流す。
ボビン12の内周側に同軸上に配置された磁性材からなるコア16は、ターミナル14側の一端にフランジ16aを有する円筒状をなすとともに、その他端にコア16の外径と同等の内径を有する磁性材からなる円環状の第2ヨーク17が圧入にて一体的に取着されている。なお、前記ボビン12(励磁コイル13)は、前記フランジ16a及び第2ヨーク17により軸方向に挟持されている。部分的に励磁コイル13の埋設された第1ヨーク11、コア16及び第2ヨーク17は固定子を構成する。
コア16の中心を軸方向に貫通する貫通孔16bには、その両端に配設された軸受18,19を介して円柱状のシャフト部材20が軸方向に摺動自在に支持されるとともに、該シャフト部材20の軸方向他側(図1の右側)端部には、前記第1ヨーク11の外径よりも小さい外径及び前記ボビン12の外径よりも若干大きい内径をそれぞれ有する有底円筒状の可動子としてのプランジャ21が圧入又はカシメにて一体的に固着されている。このプランジャ21は、第1ヨーク11、コア16及び第2ヨーク17(固定子)に対向してこれらに同軸上に配置されるとともに、第1ヨーク11の軸方向他側に突出された前記ボビン12の先端部を内包する。
なお、プランジャ21の先端部は、内周部が切り欠かれて一段肉薄になった環状の先端部21aを形成する。この先端部21aは、前記先端部11bの外径よりも若干大きい内径を有しており、該先端部11bとともに第1吸引部A1を形成する。一方、プランジャ21の基端部は、段差部21bを介して縮径された縮径部21cにおいて、前記第2ヨーク17の外径よりも若干大きい内径を有する内周面21dを形成する。段差部21bに対応して先端が直角の角部に連続する上記内周面21dは、前記第2ヨーク17とともに第2吸引部A2を形成する。
前記プランジャ21を内包する非磁性材からなる有底円筒状のケース22は、該プランジャ21の外径よりも若干大きい内径及び前記第1ヨーク11の外径と同等の外径を有するとともに、その先端の内周面に前記雄ねじ部11cと螺合する雌ねじ部22aを形成する。なお、プランジャ21は、第1ヨーク11の雄ねじ部11cとケース22の雌ねじ部22aとが螺合することで、外部から遮断された液密状態とされている。これら第1ヨーク11及びケース22の結合部(螺合部)26では、その締め付け量が調整されることで、第1ヨーク11及びケース22の軸方向の重合量が調整される。
前記シャフト部材20周りに装着されたコイルバネからなる第1付勢手段23は、一端が前記軸受19に圧接されるとともに、他端がプランジャ21の底部に圧接されている。この第1付勢手段23は、プランジャ21を軸方向他側に付勢する。また、プランジャ21の縮径部21c周りに装着されてケース22との間に介在されたコイルバネからなる第2付勢手段24は、一端が該縮径部21cの基端(段差部21bとの境界をなす隅部)に圧接されるとともに、他端がケース22の底部に圧接されている。この第2付勢手段24は、プランジャ21を軸方向一側に付勢する。従って、プランジャ21(及びシャフト部材20)の初期位置は、これら第1及び第2付勢手段23,24の付勢力の均衡で規定される。
なお、第1ヨーク11及びケース22の26(螺合部)において、第1ヨーク11(固定子)及びケース22の軸方向の重合量が調整されることで、該第1ヨーク11等に対向配置されたプランジャ21及びケース22の軸方向の距離が調整される。これにより、プランジャ21及びケース22間に介在された第2付勢手段24の付勢力(バネ荷重)が調整され、第1付勢手段23による付勢力との均衡で規定されるプランジャ21の軸方向における初期位置が調整される。
このような構造において、ターミナル14を介して励磁コイル13が通電されると、該励磁コイル13の周囲に磁束の流れが形成され、第1ヨーク11及びプランジャ21(先端部11b,21a)の形成する第1吸引部A1、並びに、第2ヨーク17及びプランジャ21の形成する第2吸引部A2に、該プランジャ21を軸方向一側(図1の左側)に移動させる吸引力が発生する。上記第1ヨーク11、励磁コイル13、コア16、第2ヨーク17、プランジャ21、ケース22等は、ソレノイドとしてのリニアソレノイド10を構成する。
前記コア16のフランジ16aに同軸上に当接された段付き円筒状のベース31は、第1ヨーク11のスカート肉薄部でかしめられて該第1ヨーク11に一体的に取着されるとともに、該フランジ16aから軸方向に突出するコア16の先端部及び該コア16の先端から軸方向に更に突出するシャフト部材20の先端部を内包する。なお、このベース31は、前記シャフト部材20の外径よりも小さい内径を有して軸方向に開口する連通孔32を形成するとともに、径方向に貫通して該連通孔32に連通する連通孔33を形成する。また、連通孔32の周縁部は弁座34を形成するとともに、該弁座34に対向するシャフト部材20の先端はバルブ部35を形成する。
このような構造において、励磁コイル13の非通電状態(励磁されていない状態)では、作動油の流路を構成する上記連通孔32,33間は、プランジャ21(及びシャフト部材20)の初期位置に対応して上記弁座34から上記バルブ部35が離隔することで連通する。一方、励磁コイル13の通電状態(励磁されている状態)では、吸引部(第1及び第2吸引部A1,A2)で発生する吸引力により、前記プランジャ21は、シャフト部材20とともに前記第1付勢手段23の付勢力に抗して軸方向一側(図1の左側)に移動する。そして、上記連通孔32,33間の流路断面は、弁座34からのバルブ部35の離隔量の減少に従い減少する。つまり、電磁弁1は、プロポーショナル油圧制御弁として構成されている。油圧性能に係るバルブ部35の初期位置は、前記シャフト部材20と一体化されたプランジャ21の軸方向における初期位置によって調整されることはいうまでもない。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)本実施形態では、第1ヨーク11及びケース22の結合部(螺合部)26において、これら第1ヨーク11及びケース22の軸方向の重合量が調整されることで、プランジャ21及びケース22の軸方向の距離が調整される。これにより、前記プランジャ21及びケース22間に介在された第2付勢手段24の付勢力(バネ荷重)が調整され、第1付勢手段23による付勢力との均衡で規定されるプランジャ21の軸方向における初期位置が調整される。つまり、プランジャ21を収容するケース22は、第1ヨーク11との結合に合わせて第2付勢手段24の付勢力を調整するバネ荷重調整機能を有する。そして、上記バネ荷重の調整に伴うプランジャ21の初期位置の調整により、電磁弁1としての油圧性能が調整される。
(1)本実施形態では、第1ヨーク11及びケース22の結合部(螺合部)26において、これら第1ヨーク11及びケース22の軸方向の重合量が調整されることで、プランジャ21及びケース22の軸方向の距離が調整される。これにより、前記プランジャ21及びケース22間に介在された第2付勢手段24の付勢力(バネ荷重)が調整され、第1付勢手段23による付勢力との均衡で規定されるプランジャ21の軸方向における初期位置が調整される。つまり、プランジャ21を収容するケース22は、第1ヨーク11との結合に合わせて第2付勢手段24の付勢力を調整するバネ荷重調整機能を有する。そして、上記バネ荷重の調整に伴うプランジャ21の初期位置の調整により、電磁弁1としての油圧性能が調整される。
このように、プランジャ21を収容するケース22を利用して前記第2付勢手段24の付勢力を受けるとともに、前記結合部26において当該付勢力を調整して、プランジャ21の軸方向における初期位置を調整するようにしたことで、例えば当該調整のためのアジャスタを単品部品として、別途設ける場合に比べて部品点数の増大を抑制することができ、ひいてはコストの低減を図ることができる。また、単品部品としてのアジャスタを組み付ける工程を割愛し、第1ヨーク11及びケース22の結合に合わせてプランジャ21の軸方向における初期位置を調整できるため、製造工数の増大を抑制することができる。そして、コストの低減を図ることができる。
(2)本実施形態では、第2付勢手段24の先端(一端)がプランジャ21後部の外周側隅部(縮径部21c及び段差部21b間の境界をなす外周側隅部)に配置されることで、該第2付勢手段24の座りをより安定化することができる。また、プランジャ21後部の外周側隅部を利用して第2付勢手段24を保持することで、例えば該第2付勢手段24を保持するための台座部(バネ荷重を受ける穴など)を別途、設ける必要がなく、製造工数の低減を図ることができる。
(3)本実施形態では、プランジャ21の初期位置の調整において、部品点数及び製造工数の増大を抑制することができる電磁弁1を提供することができる。
(4)本実施形態では、従来例(特許文献1)のように励磁コイルの内周側に配置し得る部品サイズの小さなアジャスタ(ねじ部品)による調整ではなく、励磁コイル13(ボビン12)の外径に応じた部品サイズを有するケース22による調整であるため、該調整を容易に行うことができる。また、励磁コイルの内周側に配置し得る部品サイズの小さなアジャスタ等の形状加工が不要であるため、製造工数の低減し、ひいてはコストの低減を図ることができる。
(4)本実施形態では、従来例(特許文献1)のように励磁コイルの内周側に配置し得る部品サイズの小さなアジャスタ(ねじ部品)による調整ではなく、励磁コイル13(ボビン12)の外径に応じた部品サイズを有するケース22による調整であるため、該調整を容易に行うことができる。また、励磁コイルの内周側に配置し得る部品サイズの小さなアジャスタ等の形状加工が不要であるため、製造工数の低減し、ひいてはコストの低減を図ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図2に示したように、軸方向に対し傾斜するように台形状に巻回されたコイルバネからなる第2付勢手段41を採用してもよい。そして、第2付勢手段41の一端がプランジャ21後部の外周側隅部(縮径部21c及び段差部21b間の境界をなす外周側隅部)に配置されるとともに、他端がケース22後部の内周側隅部に配置されるようにしてもよい。この場合、前記実施形態と同様の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
・図2に示したように、軸方向に対し傾斜するように台形状に巻回されたコイルバネからなる第2付勢手段41を採用してもよい。そして、第2付勢手段41の一端がプランジャ21後部の外周側隅部(縮径部21c及び段差部21b間の境界をなす外周側隅部)に配置されるとともに、他端がケース22後部の内周側隅部に配置されるようにしてもよい。この場合、前記実施形態と同様の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
すなわち、第2付勢手段41の他端がケース22後部の内周側隅部に配置されることで、該第2付勢手段41の座りをより安定化することができる。また、ケース22後部の内周側隅部を利用して第2付勢手段41を保持することで、例えば該第2付勢手段41を保持するための台座部(バネ荷重を受ける穴など)を別途、設ける必要がなく、製造工数の低減を図ることができる。
さらに、第2付勢手段41は、軸方向に延びるプランジャ21(縮径部21c)の外側面及びケース22の内側面に対し径方向に徐々にずらされて、これらプランジャ21及びケース22間に介在される。従って、第2付勢手段41(コイルバネ)の伸縮に際し、プランジャ21の外側面及びケース22の内側面との摺接を抑制することができ、磨耗に伴う短寿命化を抑制することができる。
・図1又は図2において、第2付勢手段24,41の一端は、プランジャ21後部の外周側隅部に配置されていなくてもよい。また、図2において、第2付勢手段41の他端は、ケース22後部の内周側隅部に配置されていなくてもよい。
・前記実施形態において、第1ヨーク11をケース22に圧入してこれらを結合してもよい。この場合、第1ヨーク11及びケース22の結合部におけるこれらの軸方向の重合量は、第1ヨーク11の圧入量によって調整される。
・前記実施形態において、第1ヨーク11の雄ねじ部11c又はケース22の雌ねじ部22aは、例えばインサート成形にて一体形成された樹脂材からなっていてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
・固定子と、該固定子に対向配置された可動子と、前記固定子に埋設され該固定子及び前記可動子間に形成される吸引部に該可動子を軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイルと、前記固定子に結合され前記可動子を収容するケースと、前記可動子を軸方向他側に付勢する第1付勢手段と、前記可動子を軸方向一側に付勢して前記第1付勢手段による付勢力との均衡で前記可動子の軸方向における初期位置を規定する第2付勢手段と、一端が前記可動子に固定され前記固定子を貫通するシャフト部材(バルブ部材)とを備える電磁弁において、
前記第2付勢手段は、前記可動子及び前記ケース間に介在されており、
前記固定子及び前記ケースの結合部は、これら固定子及びケースの軸方向の重合量を調整してなることを特徴とする電磁弁。
前記第2付勢手段は、前記可動子及び前記ケース間に介在されており、
前記固定子及び前記ケースの結合部は、これら固定子及びケースの軸方向の重合量を調整してなることを特徴とする電磁弁。
A1…吸引部を構成する第1吸引部、A2…吸引部を構成する第2吸引部、1…電磁弁、10…ソレノイドとしてのリニアソレノイド、11…固定子を構成する第1ヨーク、11c…結合部を構成する固定子側螺合部としての雄ねじ部、12…ボビン、13…励磁コイル、16…固定子を構成するコア、17…固定子を構成する第2ヨーク、20…シャフト部材、21…可動子としてのプランジャ、22…ケース、22a…結合部を構成するケース側螺合部としての雌ねじ部、23…第1付勢手段、24,41…第2付勢手段、26…結合部、31…ベース、32,33…連通孔、34…弁座、35…バルブ部。
Claims (5)
- 固定子と、該固定子に対向配置された可動子と、前記固定子に埋設され該固定子及び前記可動子間に形成される吸引部に該可動子を軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイルと、前記固定子に結合され前記可動子を収容するケースと、前記可動子を軸方向他側に付勢する第1付勢手段と、前記可動子を軸方向一側に付勢して前記第1付勢手段による付勢力との均衡で前記可動子の軸方向における初期位置を規定する第2付勢手段とを備えるソレノイドにおいて、
前記第2付勢手段は、前記可動子及び前記ケース間に介在されており、
前記固定子及び前記ケースは、互いに結合する結合部を有し、該結合部は、該固定子及びケースの軸方向の重合量を調整自在なものであることを特徴とするソレノイド。 - 請求項1に記載のソレノイドにおいて、
前記結合部は、互いに螺合する固定子側螺合部とケース側螺合部とを備え、該固定子側螺合部と該ケース側螺合部との締め付け量を調整することにより前記重合量が調整されることを特徴とするソレノイド。 - 請求項1又は2に記載のソレノイドにおいて、
前記第2付勢手段の先端は、前記可動子及び前記ケースの少なくとも一方の隅部に配置されてなることを特徴とするソレノイド。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のソレノイドにおいて、
前記第2付勢手段は、軸方向に対し傾斜するように台形状に巻回されたコイルバネであることを特徴とするソレノイド。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のソレノイドを備えた電磁弁。
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KR102224002B1 (ko) | 2015-12-08 | 2021-03-05 | 현대자동차 주식회사 | 솔레노이드 밸브 |
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JP7034057B2 (ja) | 2018-12-21 | 2022-03-11 | 株式会社クボタ | 電磁バルブ |
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