JP2005351447A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】比例電磁弁の軸部材を支持する保持器の軸心方向の長さを十分確保し、該保持器の径方向隙間を小さくして軸部材を軸心方向に円滑に変位させることができるようにする。
【解決手段】軸受５３は円筒形状の保持器５６に軸心方向の略中央で円周方向に球形状の孔４５が複数個、例えば６個（図示しない）が穿設され、該孔４５にボール５７が回転自在に支持されている。保持器５６は軸心方向の長さを該保持器５６の内径に対して少なくとも１〜２倍に設定し、保持器５６の肉厚をボール５７の直径に対して少なくとも０．６〜０．９倍に設定すると、軸心方向の長さが十分確保され、ロッド５４に対する軸径方向の隙間が小さくなってボール５７の中心を通る平面が軸心方向に対して垂直にすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、印加電流に応じてスプールを変位させて加圧流体を制御する電磁弁に関し、さらに詳細にはロッドを支持する軸受機構の保持器の傾きを防止して該軸受機構を軸心方向に円滑に作動させることができる電磁弁の改良に関する。

電磁弁は可動鉄芯と一体的に形成された軸部材、例えばロッドはその両端部がボールを有する軸受部材で摺動自在に支承されている。この場合、滑らかに前記ロッドを円滑に作動させるためには、ボールを保持するボール保持器が軸心方向に変位できることが重要である。
従来、この種の電磁弁はプランジャ３の両端３ａ、３ｂを支持する軸受部材１１、１１（いずれも特許文献１に記載の符号）がボール、ボールホルダ及び一対のスプリングから構成されており、これらの軸受部材１１、１１のスプリングの両端の夫々が永久磁石１２、ボールホルダの一端及びボールホルダの他端、プランジャ３の一端もしくはプランジャ３の他端、ボールホルダの一端及びボールホルダの他端、盲栓１０（特許文献１に記載の符号）に当接して該軸受部材１１、１１の軸心方向の移動が規制されている（例えば、特許文献１参照）。
さらに、他の電磁弁はシャフト２３（特許文献２に記載の符号）を支持する軸受２４、２５（いずれも特許文献２に記載の符号）が軸心方向に移動するのを規制するストッパ機構（特許文献２に記載の符号３５、３６）構造が設けられる（例えば、特許文献２参照）。
また、他の電磁弁はシャフト６を支持する球体２７のリテーナ２８（いずれも特許文献３に記載の符号）が軸心方向に長さが短いため、該リテーナ２８がシャフト６に対して傾きやすい（例えば、特許文献３参照）。
実開昭６１−１３９３７０号公報 実開平 １−１０６６８２号公報 実開平 ４−１２９９８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載される電磁弁は４本のスプリングの撓み量が増幅されるので組付けが困難であり、構造が複雑になる。
特許文献２に記載される電磁弁は軸受が軸心方向に移動するの規制するためストッパを設ける必要がる。このため、軸心方向に長くなる。
特許文献３に記載される電磁弁は、軸を支持する球体により構成される平面がシャフトに対して傾きやすくなって球体が円滑に作動することできず、作動不良の要因となる。
本発明は、前記の不具合を解決するためになされたもので、電磁弁の軸部材を支持する保持器の軸心方向の長さを十分確保し、かつ該保持器の径方向隙間を小さくすることにより、軸部材を軸心方向に円滑に変位させることができる電磁弁を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明はハウジング及びヨークの外周にソレノイドを配置すると共に該ハウジング及び該ヨークに装着されたアダプタに嵌合孔を形成し、前記嵌合孔に嵌挿されてロッドの両端を支持し該ロッドに協動する軸受機構を備えた電磁弁において、
前記軸受機構は、
前記ハウジング及び前記アダプタの嵌合孔に嵌挿された円筒形状の保持部材と、
前記保持部材に円周方向に配設された球形状の凹部に回転自在に嵌挿された球状部材と、
を備え、
前記保持部材は軸心方向の長さが確保され前記ロッドに対する径方向の隙間を小さくすることにより前記球状部材の中心により構成される法線が軸心方向に対して傾きを小さく形成されることを特徴とする。
本発明によれば、球状部材により設定される該球状部材の中心により構成される平面の傾きを小さくすることができるので軸受機構を軸心方向に円滑に変位させることができ、構造が簡単で安価な電磁弁を提供することができる。
この場合、前記保持部材の軸心方向の長さは該保持部材の内径に対して少なくとも１〜２倍にすると、保持器の傾きを小さくすることができるので好適である。
さらに、前記保持部材の肉厚は前記球状部材の直径に対して少なくとも０．６〜０．９倍にすると、径方向の隙間を小さくすることができ好適である。

本発明は、球状部材により設定される該球状部材の中心を通る平面の傾きを小さくすることができるので軸受機構を軸心方向に円滑に変位させることができ、構造が簡単で安価な電磁弁を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁４０について図面により詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る比例電磁弁４０の概略構造を示す縦断面図である。図２は軸受５３、５４の拡大詳細図である。
比例電磁弁４０は、磁性体の金属材料であるハウジング４１を有し、該ハウジング４１は円筒部４２とフランジ部４３とを備える。前記ハウジング４１の内方には、軸心方向に嵌合孔４４が貫通して形成される。前記ハウジング４１の円筒部４２に対向して同軸上に磁性体からなる円筒形状のヨーク４６が配設される。なお、前記円筒部４２は固定鉄芯として機能する。

ハウジング４１及びヨーク４６の外周にはソレノイド４７が配設され、該ソレノイド４７はボビン４７ａにコイル４７ｂが巻き回され、磁性体のカバー４８によって覆われている。前記ソレノイド４７の一端部には前記ヨーク４６が当接しており、該ヨーク４６の径大部４６ａがカバー４８により一体化され、その段差部４６ｂの内穴にアダプタ４９が装着される。なお、ヨーク４６の一端部には非磁性体のエンドカバー５０が当接しており、該エンドカバー５０に前記カバー４８の一端が固着されている。前記ヨーク４６には、ハウジング４１の嵌合孔４４と同軸に孔５１が形成されており、該孔５１に可動鉄芯５２が軸心方向に変位自在に遊嵌されている。前記可動鉄芯５２の固定鉄芯４２側には、非磁性体のスペーサ５２ａが固着されている。前記スペーサ５２ａは、可動鉄芯５２の移動を規制するストッパとして機能し、また、可動鉄芯５２が固定鉄芯４２に吸着されることを防止する。前記嵌合孔４４には、軸受５３が軸心方向に摺動自在に嵌挿され、該軸受５３はロッド５４の一端部を支承する。ロッド５４の他端部はアダプタ４９の嵌合孔４９ａに軸心方向に摺動自在に嵌挿された軸受５５に支承されている。

参照符号６０はスリーブで、ハウジング４１に当接した状態でカバー４８の一端を例えば加締めることによりハウジング４１に一体化される。前記スリーブ６０には、嵌合孔４４と同軸にスリーブ孔６１が穿設され、該スリーブ孔６１にスプール６２が摺動自在に嵌挿されている。前記スリーブ孔６１には、ハウジング４１から順に図示しないタンクとスリーブ孔６１とを連通するタンク通路６３と、図示しないアクチュエータとスリーブ孔６１とを連通する制御通路６４と、図示しないポンプとスリーブ孔６１とを連通する供給通路６５と、図示しないタンクとスリーブ孔６１とを連通するタンク通路６６とを備える。

前記スプール６２は、第１のランド部６７、第２のランド部６８が間隔をおいて軸心方向に沿って形成されており、これらのランド部６７、６８の間には該ランド部６７、６８の一端部に連通する環状溝６９が画成される。なお、前記環状溝６９はスプール６２の外周面の軸心方向に形成される。
さらに、環状溝６９には軸径方向に連通孔７０が穿設され、該連通孔７０は軸心方向に穿設されたガイド孔７１に連通し、該ガイド孔７１にはピストン７２が摺動自在に嵌挿されている。なお、前記ガイド孔７１は該ガイド孔７１内の圧力により矢印Ｘ方向のフィードバッグ力を発生させるフィードバッグ室７１ａの機能を有する。

前記ピストン７２は図示しない油圧力により移動し、制御通路６４の圧力が連通孔７０よりフィードバッグ室７１ａに導かれる。これにより、ピストン７２は矢印Ｙ方向に変位し、その一端部がアジャスタ７３に当接する。なお、スプール６２に嵌挿されたピストン７２が加圧されて該ピストン７２がアジャスタ７３に当接された状態で、フィードバック室７１ａの油圧力により前記スプール６２を矢印Ｘ方向にフィードバック力を作用させることは周知の技術である。
スプール６２は環状溝６９によりポンプ（図示しない）からの供給通路６５に供給される作動油を制御通路６４とタンク通路６６とに分配するための分配室が形成されている。そして、スプール６２が軸心方向に変位すると、供給通路６５から制御通路６４に連通する隙間と制御通路６４からタンク通路６６に連通する隙間が変化し制御通路６４の出力圧が変化する。

図２は軸受５３、５５の概略構造を示す拡大詳細図である。軸受５３、５５は同一構造のため軸受５３について説明し、軸受５５については符号を付して説明を省略する。軸受５３は円筒形状の保持器（保持部材）５６に軸心方向の略中央で円周方向に球形状の孔（凹部）４５が複数個、例えば６個（図示しない）が穿設され、該孔４５によりボール（球状部材）５７が単列に軸支されている。
さらに、前記ボール５７は６個を保持器５６の円周方向に配設しているが、円周方向に少なくとも３個を均等に配設するとロッド５４が安定して支持されるのでよい。
この場合、保持器５６は軸心方向の長さを該保持器５６の内径に対して少なくとも１〜２倍に設定し、保持器５６の肉厚をボール５７の直径に対して少なくとも０．６〜０．９倍に設定すると、軸心方向の長さが十分確保され、ロッド５４に対する軸径方向の隙間が小さくなってボール５７の中心を通る平面が軸心方向に対して略垂直にすることができる。これにより、ボール５７の中心を通る平面の軸心方向の傾きを小さくすることができ、軸受５３がロッド５４に協動して軸心方向に円滑に変位することが可能である。
さらに、前記ボール５７はその球面の一部が前記保持器５６の内周面及び外周面より突出している。従って、軸受５３が嵌合孔４４に嵌挿され、該軸受５３の保持器５６の内孔にロッド５４が挿入された状態では、ボール５７の球面の一部が孔４５より突出し嵌合孔４４の内周面及びロッド５４の外周面に係合し、ロッド５４の変位に対応して矢印Ｙ方向または矢印Ｘ方向に移動することができる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁４０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
図１において、比例電磁弁４０はソレノイド４７のコイル４７ｂに通電する電流値を制御することで、ロッド５４でスプール６２を矢印Ｙ方向に押す電磁力が調整され、この電磁力と、フィードバック室７１ａに導入された制御圧によってスプール６２を矢印Ｘ方向に押す力と、ばね部材７４がスプール６２を矢印Ｘ方向に押す弾発力との三つの力が釣り合う位置までスプール６２を軸心方向に移動させ、それによって制御通路６４の制御圧が調整される。この結果、ソレノイド４７のコイル４７ｂに通電する電流値に応じた制御圧が得られる。
本発明は比例電磁弁４０について説明したが、通常の電磁弁にも適用できる。

本発明の実施の形態に係る電磁弁の概略構造を示す縦断面図である。 図１の軸受の概略構造を示す縦断面図である。

符号の説明

４０ 比例電磁弁
４１ ハウジング
４２ 円筒部
４４ 嵌合孔
４６ ヨーク
４７ ソレノイド
４９ アダプタ
５２ 可動鉄芯
５３、５５ 軸受
５６、５８ 保持器
５７、５９ ボール
６０ スリーブ
６２ スプール

Claims (3)

1. ハウジング及びヨークの外周にソレノイドを配置すると共に該ハウジング及び該ヨークに装着されたアダプタに嵌合孔を形成し、これらの嵌合孔に嵌挿されてロッドの両端部を支持し該ロッドに協動する軸受機構を備えた電磁弁において、
   前記軸受機構は、
   前記ハウジング及び前記アダプタの嵌合孔に嵌挿された円筒形状の保持部材と、
   前記保持部材に円周方向に配設された球形状の凹部に回転自在に嵌挿された球状部材と、
   を備え、
   前記保持部材は軸心方向の長さが確保され前記ロッドに対する径方向の隙間を小さくすることにより前記球状部材の中心により構成される平面の法線が軸心方向に対して傾きを小さく形成されることを特徴とする電磁弁。
2. 請求項１記載の電磁弁において、
   前記保持部材の軸心方向の長さは該保持部材の内径に対して少なくとも１〜２倍としたことを特徴とする電磁弁。
3. 請求項１または２記載の電磁弁おいて、
   前記保持部材の肉厚は前記球状部材の直径に対して少なくとも０．６〜０．９倍としたことを特徴とする電磁弁。
   

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