JPH021579Y2 - - Google Patents

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JPH021579Y2
JPH021579Y2 JP17170783U JP17170783U JPH021579Y2 JP H021579 Y2 JPH021579 Y2 JP H021579Y2 JP 17170783 U JP17170783 U JP 17170783U JP 17170783 U JP17170783 U JP 17170783U JP H021579 Y2 JPH021579 Y2 JP H021579Y2
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coil
bobbin
solenoid
magnetic
fixed
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

産業上の利用分野 この考案は、内燃機関の燃料装置等に使用され
る電磁弁用ソレノイドに関するものである。 従来技術 従来、第1図に示すような流体制御用電磁弁
が、一般に使用されている。すなわちソレノイド
1の強磁性材からなるプランジヤー2で作動され
る弁子3によつて、弁本体4を開閉制御するもの
である。5は非磁性材からなるボビンで、軸方向
の中心孔5aを有する円筒状本体5bの両端部に
それぞれフランジ5cを設けている。6はボビン
5に巻かれたコイルで、リード線6aから入力さ
れる。ボビン5の中心孔5aには、同じく非磁性
材からなり、一端に底部を有するパイプ7が嵌合
されている。パイプ7の底部側には、プランジヤ
ー2が往復動可能に挿入されている。パイプ7の
開口部側には固定鉄心8が挿入され、パイプ7の
底部に当接した開状態におけるプランジヤー2の
自由端面とのエア・ギヤツプAが所定の値となる
位置で固定されている。固定鉄心8の外側端部に
は、ボビン5の端面を覆うフランジ8aが設けら
れている。さらに固定鉄心8の外側端部は、弁本
体4の側部開口4aに嵌合される縁材8bが外方
に突出し、縁材8bの内側は、弁子3を収容する
凹部8cを形成している。凹部8cの底部中心に
は、固定鉄心8の軸心を貫通する案内孔8dが設
けられている。案内孔8dには、作動ロツド9が
摺動可能に挿入され、その先端はプランジヤー2
に固定され、他端は、プランジヤー2の開状態の
とき、凹部8cの底面と同一面に位置している。
弁子3の上端には、ゴム等からなるシール部材3
aが固着されている。10は強磁性材からなる円
筒容器状のケースで、底部中央に設けた取付け穴
10aにパイプ7の底部が嵌合され、ボビン5お
よびコイル6を収容している。ケース10の開口
端部は、固定鉄心8の外周とかしめ加工などで結
合されている。11aはOリングで、パイプ7と
固定鉄心8の間をシールしている。 弁本体4は、軸方向に流入口13a、中間通路
13b、流出口13cが連続して設けられ、流体
通路13を構成している。中間通路13bの側面
は、側部開口4aと連通しており、側部開口4a
のほぼ中央位置には、流体通路13を前後に仕切
る隔壁14が設けられている。隔壁14で仕切ら
れた上流側の側部開口4aの周縁部と、隔壁14
の露出した外周部とで、弁座4bが形成されてい
る。弁本体4の側部開口4aに、固定鉄心8の縁
材8bの外周が圧入され、側部開口4aの肩部と
縁材8bの端面との間にはシール用Oリング11
bが嵌合されている。弁座4bの外周には圧縮ス
プリング12が装着され、弁子3を凹部8cの底
面に押圧して、コイル6に通電されないときは、
流体通路13を開状態に保つている。 実開昭57−112181号公報は、上記ケース10
を、板金の塑性加工で形成した電磁弁用ソレノイ
ドを開示している。すなわちケース10を板金加
工により形成した第1および第2の磁気枠片によ
り構成し、それらの磁気枠片同士を互いに広い面
積で密着させて、コイルを囲む磁路における磁気
抵抗を軽減し、大きな電磁力を得られるようにし
ている。 しかしながら、上記のような構成のソレノイド
1は、コイル6とケース10の間にエア・ギヤツ
プCがあり、この間の熱放散が悪く、またボビン
5には、合成樹脂等の熱伝導率の小さい材料を使
用することが多いので、パイプ7や固定鉄心8へ
の熱放散も悪い。そのためコイル6の表面積を大
きくして熱放散を良くするか、コイル6の抵抗を
大きくして発熱量を少なくすることによつて、コ
イル6の温度上昇を低くしなければならず、ソレ
ノイド1は大型化されていた。 またプランジヤー2とパイプ7の間には、プラ
ンジヤー2の往復動を円滑にするためのエア・ギ
ヤツプBが設けられているので、パイプ7の板厚
とも重なつてプランジヤー2とケース10の間の
磁気抵抗が大きくなり、ケース10の磁気回路断
面積も小さいので、大きな吸引力が得られない。
そのためコイル6を大きくするか、磁気抵抗を小
さくするためにケース10の厚さを増加しなけれ
ばならず、ソレノイド1は大型化され、従つてケ
ース10のプレス加工も困難となつていた。 考案の目的 この考案は、コイルの周囲の熱放散を良くし、
また磁気回路の抵抗を低減して小型化した電磁弁
用ソレノイドの提供を目的とする。 考案の構成 上記目的を達成するため、この考案はボビンに
巻かれたコイルと、ボビンの軸方向に設けた中心
孔の一端側に挿入固定された固定鉄心と、中心孔
の反対側に往復動可能に挿入され圧縮スプリング
によつて固定鉄心と一定間隙を保つて対向した可
動鉄心とを有し、強磁性材からなるケースでコイ
ルの外側を覆つた電磁弁用ソレノイドにおいて、
コイルの周囲に磁性流体を封入したことによつ
て、コイルの周囲の熱放散を良くし、また磁気回
路の抵抗を低減する。 実施例 以下実施例を示す図面に基づいて、この考案を
説明する。第2図はこの考案の実施例の縦断面図
である。第2図においても第1図と同一の構成に
は、同一番号を付して説明は省略する。この考案
によるソレノイド21では、第3図の平面図およ
び第4図の一部断面正面図に示すようなボビン2
2を使用する。ボビン22は、中心孔22aを有
する円筒状本体22bの内面に、第4図に示すよ
うな凸部23と残りの面からなる凹部23aを設
け、パイプ7との間に凹部23aにより空間を形
成する。凸部23は、エア・ギヤツプAをとりま
く位置に設け、幅はエア・ギヤツプAの幅より大
きくする。両フランジ22cの端面にも、外周部
に間隔を置いて位置した凸部24と残りの面から
なる凹部24aを設け、固定鉄心8のフランジ8
aおよびケース10との間にそれぞれ凹部24a
による空間を形成する。また凹部23aおよび凹
部24aには、複数個の貫通穴25および26を
それぞれ設けてある。このようなボビン22に巻
かれたコイル6とケース10の間のエア・ギヤツ
プCならびにボビン22の凹部23a,24aお
よび穴25,26には、磁性流体27が封入され
ている。磁性流体27は、強磁性微粉末を液相媒
体中に安定に分散させたもので、強磁性微粉末に
はFe3O4,Fe,Co等の微粉末とし、液相媒体に
は水、油、水銀等を使用する。パイプ7の底部が
嵌合されたケース10の取付け穴の内周面上に
は、ゴム等からなるOリング11cを嵌合し、リ
ード線6aが貫通するケース10の穴は、接着剤
28等で隙間をうめて、磁性流体27の漏れを防
止してある。 上記のように構成された電磁弁用ソレノイド2
1は、リード線6aからコイル6に電流を印加す
ると、第2図の矢線で示すように磁束のループが
でき、プランジヤー2が固定鉄心8に吸引されて
弁本体4が閉じる。コイル6は、巻線の抵抗損失
が原因で次第に温度が上昇する。コイル6に発生
した熱は、その表面からエア・ギヤツプCおよび
ボビン22を伝わつて放熱され、発熱量が放熱量
と等しくなると、コイル6の温度は一定となる。
コイル6の抵抗をR(Ω)、電流をI(A)とする
と、発熱量Wは次のようになる。 W=I2R(W) コイル6の表面積をS(m2)、熱放散係数をλ
(W/℃m2)とすると、コイル6の上昇温度θfは
次のようになる。 θf=W/λS(℃) そこで次表に示すように、エア・ギヤツプCの
空気やボビン22の合成樹脂より、はるかに熱伝
導率の高い磁性流体27を、コイル6の周囲に封
入すると、上式の熱放散係数λが大きくなるの
で、コイル6の上昇温度は小さくなる。この温度
低下に相当する発熱量の増加を許容すれば、コイ
ル6を小さくできソレノイド21を小型化するこ
とができる。
Industrial Application Field This invention relates to a solenoid for a solenoid valve used in a fuel system of an internal combustion engine. Prior Art Conventionally, a fluid control solenoid valve as shown in FIG. 1 has been generally used. That is, a valve body 4 is controlled to open and close by a valve element 3 operated by a plunger 2 made of a ferromagnetic material of a solenoid 1. A bobbin 5 is made of a non-magnetic material, and has flanges 5c at both ends of a cylindrical main body 5b having an axial center hole 5a. Reference numeral 6 denotes a coil wound around the bobbin 5, which is inputted from a lead wire 6a. A pipe 7, which is also made of a non-magnetic material and has a bottom at one end, is fitted into the center hole 5a of the bobbin 5. A plunger 2 is inserted into the bottom side of the pipe 7 so as to be able to reciprocate. A fixed iron core 8 is inserted into the opening side of the pipe 7, and is fixed at a position where the air gap A between the plunger 2 and the free end surface of the plunger 2 in the open state in contact with the bottom of the pipe 7 is a predetermined value. A flange 8 a that covers the end surface of the bobbin 5 is provided at the outer end of the fixed iron core 8 . Further, at the outer end of the fixed core 8, a rim member 8b that fits into the side opening 4a of the valve body 4 protrudes outward, and the inside of the rim member 8b forms a recess 8c in which the valve element 3 is accommodated. ing. A guide hole 8d passing through the axis of the fixed iron core 8 is provided at the center of the bottom of the recess 8c. An actuating rod 9 is slidably inserted into the guide hole 8d, and its tip is connected to the plunger 2.
The other end is located on the same plane as the bottom surface of the recess 8c when the plunger 2 is in the open state.
A sealing member 3 made of rubber or the like is attached to the upper end of the valve 3.
a is fixed. Reference numeral 10 denotes a cylindrical container-shaped case made of a ferromagnetic material, in which the bottom of the pipe 7 is fitted into a mounting hole 10a provided at the center of the bottom, and the bobbin 5 and the coil 6 are housed therein. The open end of the case 10 is coupled to the outer periphery of the fixed iron core 8 by caulking or the like. 11a is an O-ring that seals between the pipe 7 and the fixed iron core 8. The valve body 4 is provided with an inlet 13a, an intermediate passage 13b, and an outlet 13c in succession in the axial direction, and constitutes a fluid passage 13. The side surface of the intermediate passage 13b communicates with the side opening 4a.
A partition wall 14 that partitions the fluid passage 13 into front and rear parts is provided at approximately the center of the fluid passage 13 . The peripheral edge of the upstream side opening 4a partitioned by the partition wall 14 and the partition wall 14
The valve seat 4b is formed by the exposed outer peripheral portion of the valve seat 4b. The outer periphery of the edge material 8b of the fixed iron core 8 is press-fitted into the side opening 4a of the valve body 4, and a sealing O-ring 11 is provided between the shoulder of the side opening 4a and the end surface of the edge material 8b.
b is fitted. A compression spring 12 is attached to the outer periphery of the valve seat 4b, and when the valve element 3 is pressed against the bottom surface of the recess 8c and the coil 6 is not energized,
The fluid passage 13 is kept open. Utility Model Application Publication No. 57-112181 deals with the above case 10.
discloses a solenoid for a solenoid valve formed by plastic working of sheet metal. That is, the case 10 is composed of first and second magnetic frame pieces formed by sheet metal processing, and these magnetic frame pieces are brought into close contact with each other over a wide area to reduce magnetic resistance in the magnetic path surrounding the coil, and to reduce the magnetic resistance in the magnetic path surrounding the coil. It allows you to obtain electromagnetic force. However, the solenoid 1 configured as described above has an air gap C between the coil 6 and the case 10, which has poor heat dissipation, and the bobbin 5 is made of a material with low thermal conductivity such as synthetic resin. is often used, so heat dissipation to the pipe 7 and fixed iron core 8 is also poor. Therefore, it is necessary to reduce the temperature rise of the coil 6 by increasing the surface area of the coil 6 to improve heat dissipation, or by increasing the resistance of the coil 6 to reduce the amount of heat generated. It had become larger. Also, between the plunger 2 and the pipe 7, an air gap B is provided to smooth the reciprocating movement of the plunger 2, so that it overlaps with the thickness of the pipe 7, so that the gap between the plunger 2 and the case 10 is Since the magnetic resistance becomes large and the cross-sectional area of the magnetic circuit of the case 10 is also small, a large attractive force cannot be obtained.
Therefore, it is necessary to increase the size of the coil 6 or to increase the thickness of the case 10 in order to reduce the magnetic resistance, making the solenoid 1 larger and making it difficult to press the case 10. Purpose of the invention This invention improves heat dissipation around the coil,
Another object of the present invention is to provide a solenoid for a solenoid valve that is downsized by reducing the resistance of the magnetic circuit. Structure of the invention In order to achieve the above object, this invention consists of a coil wound around a bobbin, a fixed iron core inserted and fixed at one end of a center hole provided in the axial direction of the bobbin, and a reciprocating core inserted into and fixed at one end of a center hole provided in the axial direction of the bobbin. In a solenoid for an electromagnetic valve, the solenoid has a movable core that is inserted into the core and faces a fixed core with a constant gap maintained by a compression spring, and the outside of the coil is covered with a case made of ferromagnetic material.
By sealing the magnetic fluid around the coil, heat dissipation around the coil is improved and the resistance of the magnetic circuit is reduced. Embodiments This invention will be described below based on drawings showing embodiments. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an embodiment of this invention. In FIG. 2 as well, the same components as in FIG. 1 are given the same numbers and their explanations are omitted. The solenoid 21 according to this invention has a bobbin 2 as shown in the plan view of FIG. 3 and the partially sectional front view of FIG.
Use 2. The bobbin 22 is provided with a concave part 23a consisting of a convex part 23 and the remaining surface as shown in FIG. 4 on the inner surface of a cylindrical main body 22b having a center hole 22a, and a space is formed between the bobbin 22 and the pipe 7 by the concave part 23a. do. The convex portion 23 is provided at a position surrounding the air gap A, and its width is made larger than the width of the air gap A. The end surfaces of both flanges 22c are also provided with concave portions 24a consisting of convex portions 24 located at intervals on the outer periphery and the remaining surface, so that the flanges 8 of the fixed iron core 8
a and the case 10, each having a recess 24a.
Create a space by Further, a plurality of through holes 25 and 26 are provided in the recess 23a and the recess 24a, respectively. A magnetic fluid 27 is sealed in the air gap C between the coil 6 wound on the bobbin 22 and the case 10, as well as in the recesses 23a, 24a and holes 25, 26 of the bobbin 22. The magnetic fluid 27 is made by stably dispersing ferromagnetic fine powder in a liquid phase medium. Use oil, mercury, etc. An O-ring 11c made of rubber or the like is fitted onto the inner peripheral surface of the mounting hole in the case 10 into which the bottom of the pipe 7 is fitted, and the hole in the case 10 through which the lead wire 6a passes is filled with an adhesive 28 or the like. The gap is filled in to prevent leakage of the magnetic fluid 27. Solenoid 2 for solenoid valve configured as above
1, when a current is applied to the coil 6 from the lead wire 6a, a loop of magnetic flux is created as shown by the arrow in FIG. 2, the plunger 2 is attracted to the fixed iron core 8, and the valve body 4 is closed. The temperature of the coil 6 gradually increases due to resistance loss in the winding. The heat generated in the coil 6 is radiated from its surface through the air gap C and the bobbin 22, and when the amount of heat generated is equal to the amount of heat radiated, the temperature of the coil 6 becomes constant.
Assuming that the resistance of the coil 6 is R (Ω) and the current is I (A), the amount of heat generated W is as follows. W=I 2 R (W) The surface area of the coil 6 is S (m 2 ), and the heat dissipation coefficient is λ
(W/°Cm 2 ), the temperature increase θf of the coil 6 is as follows. θf=W/λS (°C) Therefore, as shown in the following table, if the magnetic fluid 27, which has a much higher thermal conductivity than the air in the air gap C or the synthetic resin of the bobbin 22, is sealed around the coil 6, Since the heat dissipation coefficient λ in the above equation becomes larger, the temperature rise of the coil 6 becomes smaller. If an increase in the amount of heat generated corresponding to this temperature decrease is allowed, the coil 6 can be made smaller and the solenoid 21 can be made smaller.

【表】 (注) 磁性流体の熱伝導率は、溶媒の熱伝
導率とほぼ等しく、流体中の微粒粉末
の種類や量の影響はあまり受けない。
また第2図の矢線で示す磁束ループが通る磁気
回路において、プランジヤー2とケース10の間
は、磁性流体27を封入しない状態では、エア・
ギヤツプBとパイプ7の板厚との合計距離x(m)
の透磁率μ0が小さく、磁気抵抗R1が大きくなつ
ている。μ0=4π×10-7(H/m)は真空の透磁率
であるが、空気および非磁性材の透磁率もほぼ同
じ値である。この部分の磁気回路の有効面積はケ
ース10の断面積S1(m2)に等しく、R1は次式で
表わされる。 R1=x/μ0S1(AT/Wb) ボビン22の凹部23a,24aおよび穴2
5,26に磁性流体27を封入した状態では、有
効断面積S2(m2)がS1より大きくなり、この場合
の磁気抵抗R2は R2=x/μ0S2(AT/Wb) で表わされ、R2はR1より小さくなる。従つてこ
の部分で消費される部分起磁力も小さくなり、そ
れがエア・ギヤツプAの部分起磁力を大きくする
ことになり、吸引力が大きくなる。 さらに上記以外でも、磁気回路に沿つた磁性流
体27の中の磁束が通り、磁気回路の抵抗が低減
される。この磁気抵抗の減少に対応して、ケース
10の断面積を小さくすることができる。従つて
所定吸引力に対しては、ソレノイド21を小型化
することができ、またケース10を薄くすること
によつて加工性を良くすることができる。 第5図および第6図は、この考案の別の実施例
のボビン32を示す。ボビン32は、円筒本体2
2bに設けた穴35と、両フランジ22cに設け
た穴36の形状が、ボビン22と相違するだけ
で、他はボビン22と同一構成であり、それらに
はボビン22と同一番号を付けて説明は省略す
る。この実施例の穴35,36は図のように1個
の形状を大きくして個数を減らし、加工性を良く
したものであり、作用効果はボビン22とほぼ同
じである。 考案の効果 この考案は以上説明したように、電磁弁用ソレ
ノイドのボビンの周囲のエア・ギヤツプ、ならび
にボビンに設けた凹部および穴に、空気や合成樹
脂より熱伝導率の大きい磁性流体を封入したこと
によつて、コイルの熱放散が良くなり、ソレノイ
ドを小型化できる効果がある。また磁性流体を封
入したことによつて、磁気回路の断面積が増加し
て磁気抵抗が低減するので、吸引力が増大し、所
定吸引力に対してはケースの厚さを薄くすること
ができ、ソレノイドを小型化できるとともに、加
工性が向上する効果がある。
[Table] (Note) The thermal conductivity of a magnetic fluid is almost equal to the thermal conductivity of a solvent, and is not significantly affected by the type or amount of fine powder in the fluid.
Furthermore, in the magnetic circuit through which the magnetic flux loop shown by the arrow in FIG.
Total distance between gap B and the thickness of pipe 7 x (m)
The magnetic permeability μ 0 is small and the magnetic resistance R 1 is large. μ 0 =4π×10 -7 (H/m) is the magnetic permeability of vacuum, and the magnetic permeability of air and non-magnetic materials are also approximately the same value. The effective area of the magnetic circuit in this portion is equal to the cross-sectional area S 1 (m 2 ) of the case 10, and R 1 is expressed by the following equation. R 1 = x/μ 0 S 1 (AT/Wb) Recesses 23a, 24a and hole 2 of bobbin 22
5, 26 are filled with magnetic fluid 27, the effective cross-sectional area S 2 (m 2 ) is larger than S 1 , and the magnetic resistance R 2 in this case is R 2 = x/μ 0 S 2 (AT/Wb ), and R 2 is smaller than R 1 . Therefore, the partial magnetomotive force consumed in this portion also becomes smaller, which increases the partial magnetomotive force of air gap A, increasing the attractive force. Furthermore, in addition to the above, the magnetic flux in the magnetic fluid 27 along the magnetic circuit passes, reducing the resistance of the magnetic circuit. Corresponding to this reduction in magnetic resistance, the cross-sectional area of the case 10 can be reduced. Therefore, for a given suction force, the solenoid 21 can be made smaller, and the case 10 can be made thinner to improve workability. 5 and 6 show a bobbin 32 of another embodiment of the invention. The bobbin 32 is connected to the cylindrical body 2
The only difference is that the shape of the hole 35 provided in 2b and the hole 36 provided in both flanges 22c is different from that of the bobbin 22, and the other components are the same as the bobbin 22, and they are given the same numbers as the bobbin 22 and explained. is omitted. As shown in the figure, the holes 35 and 36 of this embodiment are made larger in shape to reduce the number of holes to improve workability, and the effect is almost the same as that of the bobbin 22. Effects of the invention As explained above, this invention is based on the fact that magnetic fluid, which has a higher thermal conductivity than air or synthetic resin, is sealed in the air gap around the bobbin of the solenoid for solenoid valves, as well as in the recesses and holes provided in the bobbin. This has the effect of improving the heat dissipation of the coil and making it possible to downsize the solenoid. In addition, by enclosing magnetic fluid, the cross-sectional area of the magnetic circuit increases and magnetic resistance is reduced, so the attractive force increases and the thickness of the case can be made thinner for a given attractive force. This has the effect of reducing the size of the solenoid and improving processability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の一般的な流体制御用電磁弁の縦
断面図、第2図はこの考案の実施例の縦断面図、
第3図および第4図はこの考案によるボビンの平
面図および一部断面正面図、第5図および第6図
は別の実施例のボビンの平面図および一部断面正
面図である。 2……プランジヤー、4……弁本体、8……固
定鉄心、22,32……ボビン、22a……中心
孔、27……磁性流体、A,B,C……エア・ギ
ヤツプ。
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a conventional general solenoid valve for fluid control, and Fig. 2 is a longitudinal sectional view of an embodiment of this invention.
3 and 4 are a plan view and a partially sectional front view of a bobbin according to this invention, and FIGS. 5 and 6 are a plan view and a partially sectional front view of a bobbin of another embodiment. 2... Plunger, 4... Valve body, 8... Fixed iron core, 22, 32... Bobbin, 22a... Center hole, 27... Magnetic fluid, A, B, C... Air gap.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 軸方向の中心孔を有するボビンに巻かれたコイ
ルと、前記中心孔の一端側に挿入固定された固定
鉄心と、前記中心孔の反対側に往復動可能に挿入
され圧縮スプリングによつて前記固定鉄心と一定
間隙を保つて対向した可動鉄心と、前記コイルの
外側を覆う強磁性材からなるケースとを有する電
磁弁用ソレノイドであつて、前記コイルの周囲に
磁性流体を封入したことを特徴とする電磁弁用ソ
レノイド。
A coil wound around a bobbin having an axial center hole, a fixed core inserted and fixed at one end of the center hole, and a fixed core inserted reciprocably into the opposite side of the center hole and fixed by a compression spring. A solenoid for an electromagnetic valve having a movable iron core facing the iron core with a constant gap maintained therebetween, and a case made of a ferromagnetic material covering the outside of the coil, characterized in that a magnetic fluid is sealed around the coil. Solenoid for solenoid valve.
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