JPH05335139A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品点数が少なく、加工費や工数の低減を図っ
た電磁弁を得る。 【構成】可動鉄心６が摺動可能に挿入される摺動孔４が
形成された支持部材３０の円筒部３２を磁気回路３６内
に配置する。また、支持部材３０をその磁気特性を非磁
性若しくは強磁性に変換可能な素材で形成する。円筒部
３２を非磁性のままで機械加工により形成し、支持部材
３０の鍔部３４を冷間プレス加工により加工して、その
磁気特性を強磁性に変換する。そして、可動鉄心６内に
磁気回路３６を形成させる非磁性部としての円筒部３２
を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイルの励磁により可
動鉄心を摺動させて流体の流路を開閉する電磁弁に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電磁弁は、図９に示すよう
に、合成樹脂等で被覆されたコイル１に非磁性素材で形
成されたスリーブ２が挿入され、このスリーブ２には、
その軸方向に摺動孔４が形成されている。そして、この
摺動孔４には、可動鉄心６が摺動可能に挿入されてい
る。

【０００３】また、スリーブ２の一端は、図１０に示す
ように、強磁性素材からなる上エンドプレート８に、挿
着されており、可動鉄心６と上エンドプレート８との間
には、リング１０が介装されている。また、スリーブ２
の他端には、Ｏリング１２により漏れ止めされた固定鉄
心１４が嵌着されている。

【０００４】しかも、コイル１は、その両端が、上エン
ドプレート８と固定鉄心１４とに挟持されると共に、そ
の外周は、上エンドプレート８と固定鉄心１４との間に
介装された円筒状の強磁性素材よりなるヨーク１５によ
り覆われている。更に、固定鉄心１４には、その軸方向
に摺動孔４に連通する流入孔１６が形成されており、摺
動孔４に開口する流入孔１６の端には、弁座１８が形成
されている。そして、この弁座１８に対向して、可動鉄
心６には、球弁２０が埋設されている。

【０００５】前記可動鉄心６には、その軸方向に、連通
孔２２が形成されて、可動鉄心６の両側が連通されてい
る。そして、上エンドプレート８には、その軸方向に、
摺動孔４に連通する流出孔２４が形成されている。一
方、可動鉄心６は、可動鉄心６と固定鉄心１４との間に
介装されたスプリング２６により、球弁２０が弁座１８
から離間する方向に付勢されている。コイル１が励磁さ
れると、図９に二点鎖線で示すように、上エンドプレー
ト８、可動鉄心６、固定鉄心１４、ヨーク１５内に磁気
回路２８が形成され、可動鉄心６が、スプリング２６の
付勢力に抗して、固定鉄心１４に吸引される。

【０００６】よって、可動鉄心６が摺動孔４を固定鉄心
１４に向かって摺動して、球弁２０が弁座１８に着座
し、流入孔１６が閉塞されて、流入孔１６から流出孔２
４への流路が閉じられるように構成されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の電磁弁では、その構成部品は単純形状であるに
も関わらず、スリーブ２などの非磁性素材で形成される
部品と、上エンドプレート８や固定鉄心１４などの強磁
性素材で形成される部品とは別々に加工がなされて、別
体で形成されている。例えば、図１０に示すように、上
エンドプレート８やスリーブ２はそれぞれ機械加工によ
る切削で形成され、この上エンドプレート８とスリーブ
２とをロー付等により、流体圧力に耐えるように接合し
ていた。その為、構成部品点数が多く、また、その為
に、接合や切削による加工費や工数が多いという問題が
あった。

【０００８】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、部品点数が少なく、加工費や工数の低減を
図った電磁弁を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、コイルの励磁により形成される磁気回
路内に摺動可能に配置された可動鉄心を、前記コイルの
励磁により摺動させて、流体の流路を開閉する電磁弁に
おいて、前記可動鉄心が摺動可能に挿入される摺動孔が
形成された支持部材の少なくとも一部を前記磁気回路内
に配置すると共に、前記支持部材をその磁気特性を非磁
性若しくは強磁性に変換可能な素材で形成し、かつ、前
記支持部材の一部の前記磁気特性を変換して、前記可動
鉄心内に前記磁気回路を形成させる非磁性部を形成した
ことを特徴とする電磁弁の構成がそれである。

【００１０】

【作用】前記構成を有する電磁弁は、支持部材がその磁
気特性を非磁性若しくは強磁性に変換可能な素材で形成
され、その支持部材に摺動孔を形成する。そして、支持
部材の一部の磁気特性を変換して、可動鉄心内に磁気回
路を形成させる非磁性部を形成する。

【００１１】また、摺動孔に可動鉄心が摺動可能に挿入
され、支持部材の少なくとも一部が、磁気回路内に配置
され、コイルが励磁されると、可動鉄心内に磁気回路が
形成され、可動鉄心が摺動孔内を摺動して流路を開閉す
る。よって、部品点数が少なく、加工費や工数が低減さ
れる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例である電磁弁の断面
図である。尚、前述した、図９及び図１０に示した従来
の電磁弁と同じ部材については、同一番号を付して詳細
な説明を省略する。以下他の実施例についても同様。

【００１３】本実施例では、前述したスリーブ２と上エ
ンドプレート８とが一体とされた支持部材３０として形
成されており、この支持部材３０は、その磁気特性を非
磁性若しくは強磁性に変換可能な素材で形成されてい
る。その素材としては、本実施例では、クロムを４〜２
４重量％、ニッケルを４〜２４重量％、炭素を１重量％
以下、マンガンを１５重量％以下、及び残部を鉄（Ｆ
ｅ）と不純物とからなる合金が用いられている。しか
も、この合金は、下記式で示される当量Ｈｅｑ％が１８
〜２５％であるものが適している。

【００１４】当量Ｈｅｑ％＝Ｎｉ％＋０．６５×Ｃｒ％
＋１．０５×Ｍｎ％＋０．３５×Ｓｉ％＋１２．６×Ｃ
％ この合金素材は、４５０℃以上に加熱後大気放冷以上の
冷却速度で冷却すると、その組織がオーステナイト組織
となり、比透磁率μｒ＝１．２以下に非磁性化される。
また、この非磁性素材を、−２００℃から室温（２０
℃）の範囲内の温度に冷却した後、速やかに冷間加工を
加えることにより、その組織に強磁性のマルテンサイト
組織が発生し、その磁気特性が非磁性から強磁性に変換
される。

【００１５】非磁性材料の温度が低いほど、また、冷間
加工の度合が大きいほど、発生するマルテンサイト組織
の量が多くなる。好ましくは、温度が−５０℃以下、冷
間加工の据込み率が３０〜５０％程度で加工すると、比
透磁率μｒ＝５０以上、磁束密度Ｂ₄₀＝０．２（Ｔ）程
度の炭素鋼なみの強磁性を有するようになる。

【００１６】更に、この冷間加工により強磁性化した素
材を、５００℃以下の温度で磁気焼鈍することにより、
冷間加工による塑性歪を除去し、マルテンサイト組織の
まま、磁気特性を向上させることもできる。しかも、こ
の強磁性化した素材を、高周波加熱等により、５００℃
以上に加熱し、焼鈍すると、マルテンサイト組織が、オ
ーステナイト組織に変わる。この強磁性化した素材を部
分的に加熱するとこにより、素材の一部分のみを、その
磁気特性を強磁性から非磁性に変換することもできる。

【００１７】本実施例では、このような素材を用いて、
まず、非磁性素材の状態で、図２に示すように、摺動孔
４を切削加工により可動鉄心６が摺動可能な直径に加工
すると共に、その外周を加工して、円筒部３２を形成す
る。その後、−５０℃に冷却し、据込み率３０〜５０％
程度で、円筒部３２を除き、冷間加工して、鍔部３４を
形成する。

【００１８】これにより、鍔部３４が非磁性から強磁性
に変換されて、支持部材３０には、非磁性の円筒部３２
と、強磁性の鍔部３４とが形成される。そして、支持部
材３０に流出孔２４を加工し、摺動孔４にリング１０と
球弁２０を取り付けた可動鉄心６とスプリング２６を挿
入すると共に、円筒部３２をコイル１に挿入する。

【００１９】また、コイル１の外周にヨーク１５を挿着
すると共に、円筒部３２に、固定鉄心１４を嵌着し、支
持部材３０の鍔部３４と、固定鉄心１４との間に、コイ
ル１とヨーク１５とを挟持する。次に、前述した本実施
例の電磁弁の作動について説明する。

【００２０】可動鉄心６は、スプリング２６により付勢
されて、可動鉄心６が摺動孔４内を、球弁２０が弁座１
８から離間するように摺動される。よって、流入孔１６
は、弁座１８、摺動孔４、連通孔２２を介して、流出孔
２４と連通されて、開弁状態とされ、流入孔１６に流入
した流体は、摺動孔４、連通孔２２からなる流路を通っ
て、流出孔２４から流出する。

【００２１】一方、コイル１を励磁すると、図１に二点
鎖線で示すように、鍔部３４、可動鉄心６、固定鉄心１
４、ヨーク１５内に磁気回路３６が形成される。即ち、
円筒部３２は非磁性部であるため、磁気回路３６は円筒
部３２内よりも、可動鉄心６内に形成される。

【００２２】よって、可動鉄心６は、固定鉄心１４に強
力に吸引され、可動鉄心６は、スプリング２６の付勢力
に抗して、摺動孔４内を弁座１８に向かって摺動され
る。そして、球弁２０が弁座１８に着座し、流入孔１６
が閉塞されて、閉弁され、流入孔１６と流出孔２４との
連通は遮断される。

【００２３】従って、前述した本実施例の電磁弁は、支
持部材３０に非磁性部である円筒部３２と、強磁性部で
ある鍔部３４とを一体で形成したので、部品点数が少な
く、その加工が容易となるので、加工費や工数も低減さ
れる。また、支持部材３０の円筒部３２をコイル１に挿
入するだけで、可動鉄心６内に磁気回路３６を形成させ
る非磁性部を形成することができ、ロー付等による接合
を必要とせず、容易に組み立てることができ、組立工数
も低減される。

【００２４】次に、前述した実施例とは異なる第２実施
例の電磁弁について、図３によって説明する。非磁性部
である円筒部３２と、強磁性部である鍔部３４とが形成
された支持部材４０に、摺動孔４に連通する流入孔４２
と、流出孔４４とが設けられている。流出孔４４は、支
持部材４０に嵌着・固定された管部材４６に形成されて
おり、その摺動孔４側には、弁座４８が設けられてい
る。

【００２５】そして、摺動孔４に摺動自在に挿入された
可動鉄心５０には、弁座４８に対向して、球弁２０が埋
設されており、可動鉄心５０は、可動鉄心５０と固定鉄
心１４との間に介装されたスプリング５２により、球弁
２０が弁座４８に着座するように付勢されている。

【００２６】第２実施例の電磁弁では、スプリング５２
の付勢力により、球弁２０が弁座４８に着座され、流入
孔４２と流出孔４４との連通が遮断されて、閉弁するよ
うに構成されている。そして、コイル１を励磁すると、
鍔部３４、可動鉄心５０、固定鉄心１４、ヨーク１５内
に磁気回路５４が形成されて、可動鉄心５０が固定鉄心
１４に吸引される。よって、球弁２０が弁座４８から離
間されて、流入孔４２と、流出孔４４とが摺動孔４を介
して連通されて開弁される。

【００２７】この第２実施例の電磁弁の場合でも、前述
した実施例と同様に、非磁性部と強磁性部とを一体で形
成したので、部品点数が少なく、その加工が容易とな
る。また、支持部材４０の円筒部３２をコイル１に挿入
するだけで、可動鉄心５０内に磁気回路５４を形成させ
る非磁性部を形成することができ、容易に組み立てるこ
とができる。

【００２８】続いて、前述した両実施例と異なる第３実
施例について、図４及び図５によって説明する。コイル
１には、支持部材６０が同軸上に挿入されており、この
支持部材６０は、前述したと同様の磁気特性を変換可能
な素材で形成されている。そして、この支持部材６０
は、板状の素材から、プレスによる深絞り加工等の冷間
加工により、有底筒状に加工されて、その内部に摺動孔
６１が形成されている。この加工により、支持部材６０
は、その全体が非磁性から強磁性に変換される。

【００２９】そして、コイル１に対応した位置が、図５
に示すように、高周波コイル６２により高周波加熱され
て、その箇所が強磁性から非磁性に変換されて、非磁性
部６４として形成され、その他の箇所が強磁性部６６と
して形成される。また、この支持部材６０の摺動孔６１
には、可動鉄心６８が摺動可能に挿入されており、可動
鉄心６８には、弁棒７０の一端が嵌着・固定されて、弁
棒７０の他端は可動鉄心６８から突出されている。更
に、摺動孔６１には、固定鉄心７２が嵌着されており、
固定鉄心７２には、前記弁棒７０が摺動可能な挿入孔７
４が軸方向に形成されている。

【００３０】この挿入孔７４に弁棒７０が挿入されてお
り、挿入孔７４に連通して接続孔７６が形成されてい
る。そして、接続孔７６に連通して径方向に流出孔７８
が形成されると共に、接続孔７６には、プラグ８０が嵌
着されている。このプラグ８０には、接続孔７６に連通
する流入孔８２が形成されており、流入孔８２の接続孔
７６側には、弁座８４が形成されている。

【００３１】この弁座８４に対向して、弁棒７０には球
弁８６が埋設されており、プラグ８０と弁棒７０との間
には、スプリング８８が介装されて、弁棒７０を、球弁
８６が弁座８４から離間する方向に付勢している。尚、
前記支持部材６０は、コイル１の一端に設けられた強磁
性を有する蓋部材９０から突出形成されており、この蓋
部材９０及び支持部材６０に接している以外のコイル１
の外周は、強磁性を有するヨーク９２により被覆されて
いる。

【００３２】このスプリング８８の付勢力により、弁棒
７０が摺動されて、球弁８６が弁座８４から離間し、流
入孔８２と流出孔７８とが、接続孔７６を介して連通さ
れて、開弁され、流体が流入孔８２から流出孔７８に流
れる。一方、コイル１が励磁されると、蓋部材９０、支
持部材６０の強磁性部６６、固定鉄心７２、可動鉄心６
８、ヨーク９２内に磁気回路９４が形成される。よっ
て、可動鉄心６８が固定鉄心７２に吸引されて、摺動孔
６１を摺動する。そして、球弁８６が弁座８４に着座し
て、流入孔８２と流出孔７８との連通を遮断して閉弁す
る。

【００３３】この第３実施例の電磁弁の場合でも、非磁
性部と強磁性部とを一体で形成するので、部品点数が少
なく、その加工が容易となる。また、支持部材６０をコ
イル１に挿入するだけで、可動鉄心６８内に磁気回路９
４を形成させる非磁性部６４を形成することができ、容
易に組み立てることができる。

【００３４】次に、前述した各実施例とは異なる第４実
施例について、図６及び図７によって説明する。コイル
１には、支持部材１００の円筒部１０２が挿入されてお
り、支持部材１００の円筒部１０２の一端には、鍔部１
０４が設けられている。この支持部材１００は、図７に
示すように、前記非磁性の素材１０１をプレス加工や鍛
造加工等の冷間加工により、円筒部１０２と鍔部１０４
を備えた支持部材１００の形状に加工される。

【００３５】この冷間加工により、支持部材１００は、
その全体が強磁性に変換する。そして、円筒部１０２の
コイル１に対応した箇所を、例えば、高周波コイル１０
３を用いた高周波加熱により５００℃以上に加熱する。
これにより、この箇所は、非磁性部１０５に変換され
る。

【００３６】コイル１は、鍔部１０４と、円筒部１０２
の外周に挿着された強磁性を有する蓋部材１０６とによ
り、その両端が挟持されている。また、コイル１の外周
には、強磁性を有するヨーク１０８が挿着されており、
このヨーク１０８も鍔部１０４と蓋部材１０６とにより
挟持されている。

【００３７】円筒部１０２には、その軸方向に大径孔１
０９及び大径孔１０９に連接した摺動孔１１０が、鍔部
１０４と反対側から形成されており、鍔部１０４には、
摺動孔１１０内に突き出された管部材１１２が嵌着され
ている。そして、管部材１１２には、摺動孔１１０に連
通した流入孔１１４が形成されており、この流入孔１１
４の摺動孔１１０側の端には、弁座１１５が形成されて
いる。

【００３８】また、摺動孔１１０には、摺動自在に円筒
状の可動鉄心１１６が挿入されており、しかも、可動鉄
心１１６は、大径孔１０９に挿入されたリング１１１に
より、可動鉄心１１６の傾きを防止するように構成され
ている。このリング１１１は、非磁性の鉄鋼材料で形成
されている。この可動鉄心１１６と支持部材１００との
間にはスプリング１１８が介装されている。可動鉄心１
１６内には、その軸方向に摺動可能に第１移動板１２０
が配置されており、第１移動板１２０には、前記弁座１
１５に対向して、球弁１２２が埋設されている。尚、こ
の第１移動板１２０には、貫通孔１２４が穿設されてい
る。

【００３９】更に、可動鉄心１１６内には、大径孔１０
９側に、第２移動板１２６が取り付けられており、この
第２移動板１２６にも、貫通孔１２８が穿設されてい
る。この第２移動板１２６と第１移動板１２０との間に
は、スプリング１２７が介装されて、第１移動板１２０
を弁座１１５方向に付勢している。また、第２移動板１
２６にも、そのほぼ中心に、球弁１２９が埋設されてい
る。

【００４０】そして、大径孔１０９には、プラグ１３０
が嵌着されて、大径孔１０９が閉塞されている。このプ
ラグ１３０には、大径孔１０９に連通した連通孔１３２
が穿設されており、また、プラグ１３０には、管部材１
３３が挿着されており、管部材１３３には、大径孔１０
９に連通する流出孔１３４が形成されている。この流出
孔１３４の端には、球弁１２９が着座可能な弁座１３６
が形成されている。

【００４１】この電磁弁は、スプリング１１８の付勢力
により、可動鉄心１１６がプラグ１３０側に摺動され、
第２移動板１２６の球弁１２９が流出孔１３４の弁座１
３６に着座して、流出孔１３４を閉塞する。また、第１
移動板１２０の球弁１２２は、流入孔１１４の弁座１１
５から離間して、流入孔１１４を開放する。よって、流
入孔１１４は、両貫通孔１２４，１２８を介して、連通
孔１３２と連通される。

【００４２】一方、コイル１を励磁すると、蓋部材１０
６、円筒部１０２、可動鉄心１１６、鍔部１０４、ヨー
ク１０８内に磁気回路１３８が形成され、可動鉄心１１
６が、支持部材１００の鍔部１０４に吸引される。よっ
て、第２移動板１２６の球弁１２９は、流出孔１３４の
弁座１３６から離間し、連通孔１３２と流出孔１３４と
が大径孔１０９を介して連通される。

【００４３】また、コイル１が励磁されると可動鉄心１
１６が支持部材１００の鍔部１０４側に吸引されて摺動
孔１１０を摺動し、第１移動板１２０の球弁１２２は、
スプリング１２７の付勢力により流入孔１１４の弁座１
１５に着座し、弁座１１５に押し付けられる。よって、
球弁１２２はスプリング１１８の付勢力と可動鉄心１１
６に作用する吸引力との釣合によって、弁座１１５から
離間、あるいは着座して、流入孔１１４と連通孔１３２
とを連通・遮断する。

【００４４】流入孔１１４へ供給される作動油圧力が上
昇して、第１移動板１２０への作用力が、スプリング１
２７の付勢力を上回ると、第１移動板１２０を球弁１２
２を弁座１１５から離間させるように移動する。そし
て、流入孔１１４と流出孔１３４、連通孔１３２とを、
両貫通孔１２４，１２８を介して連通する。

【００４５】従来、前述した支持部材１００は、図８に
示すように、強磁性の円筒部材２００と、同じく強磁性
の鍔部２０２とにより、非磁性の大リング２０４と、非
磁性の小リング２０６とを挟持し、これらをロー付によ
り接合し、非磁性部を有する支持部材２０８を形成して
いた。

【００４６】このように、本第４実施例の電磁弁による
と、支持部材１００に非磁性部と強磁性部とを一体で形
成するので、部品点数が少なく、その加工が容易とな
る。また、支持部材１００をコイル１に挿入するだけ
で、可動鉄心１１６内に磁気回路１３８を形成させる非
磁性部６４を形成することができ、容易に組み立てるこ
とができ、組立工数が低減される。

【００４７】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の電磁弁は、
その磁気特性を変換して、非磁性部と強磁性部とを一体
で形成するので、部品点数が少なく、その加工が容易と
なる。また、支持部材をコイルに挿入するだけで、可動
鉄心内に磁気回路を形成させる非磁性部を形成すること
ができ、容易に組み立てることができ、組立工数が低減
されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての電磁弁の断面図であ
る。

【図２】本実施例の支持部材の磁気特性の変換を説明す
る断面図である。

【図３】本発明の第２実施例としての電磁弁の断面図で
ある。

【図４】本発明の第３実施例としての電磁弁の断面図で
ある。

【図５】本第３実施例の支持部材の磁気特性の変換を説
明する断面図である。

【図６】本発明の第４実施例としての電磁弁の断面図で
ある。

【図７】本第４実施例の支持部材の磁気特性の変換を説
明する断面図である。

【図８】従来の非磁性部を備えた支持部材の構成を説明
する断面図である。

【図９】従来の電磁弁の断面図である。

【図１０】従来の支持部材の断面図である。

【符号の説明】

１…コイル ４，６１，１１０…摺動孔 ６，５０，６８，１１６…可動鉄心 １４，７２…固定鉄心 １５，９２，１０８…ヨーク １６，４２，８２，１１４…流入孔 ２４，４４，７８，１３４…流出孔 ２８，３６，５４，９４，１３８…磁気回路 ３０，４０，６０，１００，２０８…支持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 利昭 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルの励磁により形成される磁気回路
   内に摺動可能に配置された可動鉄心を、前記コイルの励
   磁により摺動させて、流体の流路を開閉する電磁弁にお
   いて、 前記可動鉄心が摺動可能に挿入される摺動孔が形成され
   た支持部材の少なくとも一部を前記磁気回路内に配置す
   ると共に、前記支持部材をその磁気特性を非磁性若しく
   は強磁性に変換可能な素材で形成し、 かつ、前記支持部材の一部の前記磁気特性を変換して、
   前記可動鉄心内に前記磁気回路を形成させる非磁性部を
   形成したことを特徴とする電磁弁。