專利名稱：電磁閥用螺線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過勵磁線圈的勵磁及消磁驅(qū)動可動鐵心的電磁閥用螺線管，更具體地講，涉及不用在既存的電磁閥用螺線管上附加特別的零件，通過單純的結(jié)構(gòu)的變更使磁效率提高的電磁閥用螺線管。
背景技術(shù)：
以往，例如像由專利文獻I等已知的電磁閥用螺線管的那樣，已知如下的電磁閥用螺線管在卷繞了勵磁線圈的線圈骨架的中心孔上安裝固定鐵心，同時，向該中心孔滑動自由地插入可動鐵心，在形成為包圍上述線圈骨架的罩狀的磁性框和上述固定鐵心的與可動鐵心相反的側(cè)端磁路相連，另外，在上述可動鐵心中的和固定鐵心的吸引力作用面相反側(cè)的周圍，配設(shè)了形成上述磁性框和可動鐵心之間的磁路的磁性板，通過電流向上述勵磁線圈的通斷使可動鐵心向固定鐵心側(cè)吸引，或者，由復(fù)位彈簧的加載力使其離開該固定鐵 心來開閉驅(qū)動閥構(gòu)件，在此電磁閥用螺線管中，使上述磁性板中的和可動鐵心的外周面面對的部分沿著可動鐵心的表面向固定鐵心側(cè)延伸。在上述電磁閥用螺線管中，從固定鐵心通過包圍線圈骨架的磁性框及磁性板內(nèi)到可動鐵心，形成了向固定鐵心返回的磁路，但成為此磁路中的大的磁阻的是可動鐵心和固定鐵心之間的間隙、可動鐵心和磁性板之間的間隙，另外即使存在磁阻比較大的部分，通過結(jié)構(gòu)的改變使它變小也是比較容易的。而且，因為上述可動鐵心和固定鐵心之間的間隙是向勵磁線圈通電時的可動鐵心的行程量，所以即使通過由閥結(jié)構(gòu)等盡可能減小其行程能夠減小磁阻，也是本來必不可缺的，另一方面，上述可動鐵心和磁性板之間的間隙也成為大的磁阻，但該間隙是為了使可動鐵心不會與該磁性板接觸地進行行程所需要的，但是，通過由某些機構(gòu)減小此磁阻能夠使 電磁閥用螺線管的磁效率提高。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I:日本特開2002-188745號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明的技術(shù)的課題在于提供一種在既存的電磁閥用螺線管上不用附加特別的零件，通過單純的結(jié)構(gòu)的變更能使起因于可動鐵心和磁性板之間的間隙的磁阻降低，由此使磁效率提高的電磁閥用螺線管。為了解決課題的手段為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種電磁閥用螺線管，具備卷繞了勵磁線圈的線圈骨架；安裝在該線圈骨架的中心孔內(nèi)，在前端具有吸引力作用面的固定鐵心；可滑動地插入在該線圈骨架的中心孔內(nèi)，具有與上述固定鐵心的吸引力作用面相向的吸引力作用面，通過向上述勵磁線圈通電被該固定鐵心吸引，由復(fù)位彈簧向離開該固定鐵心的方向加載的可動鐵心；形成為包圍上述線圈骨架的罩狀，在上述固定鐵心的后端側(cè)由磁路與該固定鐵心連接的磁性框；配設(shè)在上述可動鐵心的周圍，形成上述磁性框和該可動鐵心之間的磁路的磁性板，其特征在于，上述磁性板具有外周與上述磁性框接觸的板主體；在該板主體的內(nèi)周側(cè)以沿著上述可動鐵心的表面向上述固定鐵心的方向延伸的方式形成的延伸部，在使上述可動鐵心的外周的與上述磁性板的內(nèi)周面面對的面對部分的面積Sa和與該可動鐵心的軸線正交的截面的截面積Sb為K=Sa/Sb, K>1,而且，使上述磁性板的內(nèi)周面的軸線方向長度為h，使從處于由復(fù)位彈簧離開固定鐵心的位置的可動鐵心的上述吸引力作用面到上述磁性板的前端部的長度為L時，使 2彡K彡〔h=L時的K的值〕。在本發(fā)明中最好是，上述磁性板的延伸部從上述板主體延伸的長度比該板主體的
厚度大。在本發(fā)明的電磁閥用螺線管的最好的實施方式中，上述固定鐵心、可動鐵心、線圈骨架的中心孔及磁性板的內(nèi)孔的各截面形狀，是圓形、長圓形或者長方形的任何一種。根據(jù)以上詳述的本發(fā)明的電磁閥用螺線管，能夠得到在既存的電磁閥用螺線管上不用附加特別的零件，通過單純的結(jié)構(gòu)的變更能使起因于可動鐵心和磁性板之間的間隙的磁阻降低，由此使磁效率提高的電磁閥用螺線管。


圖I是表示具備了本發(fā)明的螺線管的電磁閥的實施例的縱剖視圖。圖2是上述實施例的半剖側(cè)視圖。圖3是上述實施例的分解立體圖。圖4是表示了上述實施例中的螺線管的形狀參數(shù)的說明圖。圖5是表示了上述實施例中的可動鐵心的形狀參數(shù)的立體說明圖。圖6是表示后述(I)式的關(guān)系的坐標(biāo)圖。圖7是表不后述(2)式的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
具體實施例方式為了實施發(fā)明的方式下面，基于附圖詳細地說明本發(fā)明的實施例。圖I 圖3表示具備了本發(fā)明的電磁閥用螺線管的電磁閥的實施例，特別是表示包括該電磁閥用螺線管在內(nèi)的電磁閥的整體的具體的結(jié)構(gòu)例。此電磁閥，如果大體地分,則由切換流體的流路的閥部I、對該閥部I中的閥構(gòu)件進行切換驅(qū)動的螺線管部3構(gòu)成。上述螺線管部3是由本發(fā)明的電磁閥用螺線管構(gòu)成的。另外，圖I及圖2表示了螺線管部3中的勵磁線圈的消磁時的狀態(tài)。上述閥部I具有閥主體10，在該閥主體10內(nèi)具備了輸入口 P、輸出口 A及排出口R連通的閥室11。構(gòu)成該閥室11的孔，向閥主體10的與上述螺線管部3相反側(cè)的端部開放，在該孔內(nèi)的周圍由密封構(gòu)件13密封的狀態(tài)下由閥座體12閉鎖。在該閥座體12上設(shè)置了與上述輸入口 P連通的流路14，該流路14的內(nèi)端在上述閥室11內(nèi)的中央與位于與排出閥座16相向的位置的供給閥座15連通，該排出閥座16與上述排出口 R連通，在上述閥室11內(nèi)的供給閥座15和排出閥座16之間收容了閥構(gòu)件17。上述閥構(gòu)件17是通過向上述螺線管部3的通電或者通電的解除而與上述供給閥座15及排出閥座16接觸或者離開來開閉流路的。為了由該螺線管部3使該閥構(gòu)件17進行開閉動作，該閥構(gòu)件17被收容在保持它的保持架18內(nèi)，將與該保持架18進行了一體化的一對推桿19在跨過排出閥座16的位置在閥主體10中向螺線管部3側(cè)導(dǎo)出，其前端在與形成在閥主體10上的上述螺線管部3之間的凹部IOa內(nèi)與螺線管部3的后述的可動鐵心36抵接。另外，在上述閥構(gòu)件17和閥座體12中的供給閥座15的周圍的彈簧承受部20之間，設(shè)置了將閥構(gòu)件17向排出閥座16側(cè)加載的閥彈簧21。另外，圖中23是用于將閥座體12固定在閥主體10上的壓緊件。
另一方面，上述螺線管部3具備將橫截面形狀做成了大致矩形狀的空心的磁性框30。該磁性框30的一端開放而另一端被封閉，在此磁性框30的內(nèi)部收容了空心狀的線圈骨架32，該線圈骨架32的端部經(jīng)密封構(gòu)件31與上述磁性框30的內(nèi)部抵接，在該線圈骨架32的外周卷繞了勵磁線圈33，該勵磁線圈33的兩端與線圈端子33a (參照圖3)連接。在上述線圈骨架32的做成了長圓形狀的中心孔32a內(nèi)，使形成了法蘭部35b的后端側(cè)的端面與磁性框30的內(nèi)面接觸地配設(shè)了固定鐵心35，另外，在該線圈骨架32的中心孔32a內(nèi)，在接觸和離開上述固定鐵心35的方向滑動自由地嵌插了可動鐵心36。上述固定鐵心35和該可動鐵心36，都具有長圓形的截面形狀，在該固定鐵心35和可動鐵心36的相對的端面上，分別形成了平坦的吸引力作用面35a、36a，在向上述勵磁線圈33通電時，由作用在該吸引力作用面35a、36a上的磁性吸引力將可動鐵心36向固定鐵心35吸引。上述固定鐵心35的截面形狀，除了形成了上述法蘭部35b的后端部分以外是均勻的，另外，上述可動鐵心36，除了形成了后述的蓋38卡定的法蘭部36b的前端部分以外也是均勻的。上述磁性框30被形成為包圍上述線圈骨架32的罩狀，通過與固定鐵心35的上述吸引力作用面35a的相反側(cè)的后端面接觸，由磁路與該固定鐵心35相連。另外，該磁性框30，通過在上述可動鐵心36的與吸引力作用面36a的相反側(cè)的前端部附近配設(shè)在該可動鐵心36的周圍的空心狀的磁性板37，由磁路與該可動鐵心36相連。上述磁性板37具有具有矩形的外周形狀的板主體37a、以在該板主體37a的內(nèi)周側(cè)沿著上述可動鐵心36的表面向上述固定鐵心35側(cè)延伸的方式一體地形成的延伸部37b、做成了長圓形狀的內(nèi)孔37c，上述板主體37a的外周面在上述磁性框30的開口端側(cè)與該磁性框30的內(nèi)周面接觸。上述延伸部37b，以越向前端側(cè)厚度逐漸變薄的方式形成，另夕卜，該延伸部37b從板主體37a延伸的長度，被形成得比該板主體37a的厚度大。上述磁性板37的內(nèi)孔37c遍及全長地具有均勻的孔形狀，該磁性板37的內(nèi)周面37d，與上述可動鐵心36的外周面的一部分在經(jīng)間隙a盡可能接近的狀態(tài)下面對。上述線圈骨架32的中心孔32a和磁性板37的內(nèi)孔37c是相同形狀。另外，在上述可動鐵心36的閥部I側(cè)的前端外周，從吸引力作用面36a側(cè)嵌裝了由合成樹脂構(gòu)成的上述蓋38，其通過卡定在該可動鐵心36的前端的法蘭部36b上，不會向前方脫落，在該蓋38和上述磁性板37和之間安裝了復(fù)位彈簧39，由該復(fù)位彈簧39對該可動鐵心36向離開固定鐵心35的方向加載。因此，形成了從上述固定鐵心35通過包圍線圈骨架32的磁性框30及磁性板37內(nèi)到可動鐵心36，進而，從該可動鐵心36經(jīng)間隙b返回到上述固定鐵心35的磁路。上述間隙b相當(dāng)于向勵磁線圈33通電時的可動鐵心36的行程。另外，在可動鐵心36的外周面和磁性板37的內(nèi)周面37d之間，形成了為了使該可動鐵心36不會與磁性板37接觸地進行行程所需要的上述間隙a (參照圖4)。上述螺線管部3，通過使上述磁性框30的一部分30a折曲卡定，被安裝在閥主體10的上部，由此，被配設(shè)在如下的位置上述可動鐵心36的前端在與閥主體10中的上述螺線管部3之間的凹部IOa內(nèi)，相對于與上述閥構(gòu)件17的保持架18進行了一體化的一對推桿19的如端抵接。在具有上述結(jié)構(gòu)的電磁閥中，在對勵磁線圈33非通電時，如圖I及圖2所示，由于 由復(fù)位彈簧39的加載力使可動鐵心36向離開固定鐵心35的位置移動，經(jīng)推桿19推壓閥構(gòu)件17，所以該閥構(gòu)件17閉鎖供給閥座15，排出閥座16被開放。另外，安裝在上述蓋38和磁性板37之間的可動鐵心36的復(fù)位彈簧39，其加載力被設(shè)定得比將閥構(gòu)件17向排出閥座16側(cè)加載的閥彈簧21的加載力大。另一方面，如果向上述勵磁線圈33通電而對其進行勵磁，則由于可動鐵心36反抗該復(fù)位彈簧39的加載力地被固定鐵心35吸附，所以閥構(gòu)件17由閥彈簧21的加載力開放上述供給閥座15，同時，排出閥座16被閉鎖。在圖I 圖3所示的實施例中，將固定鐵心35、可動鐵心36、線圈骨架32的中心孔32a及磁性板37的內(nèi)孔37c的截面形狀做成了作為使兩個相向的半圓的端部彼此由直線連結(jié)的形狀的長圓形，但該截面形狀不限定于上述長圓形，也可以做成圖5所示的可動鐵心36的那樣的圓形，或者也可以做成大致長方形。在上述電磁閥中，與以往的電磁閥用螺線管相比，因為僅通過實施單純的結(jié)構(gòu)的變更使起因于可動鐵心36和磁性板37之間的間隙a的磁阻降低，所以參照圖4 圖7采用了下面說明的那樣的結(jié)構(gòu)。另外，在圖4及5中，為了方便，表示了可動鐵心36、固定鐵心35及磁性板37的內(nèi)孔37c的截面形狀是圓形的情況，但該截面形狀是長圓形、矩形也是同樣的。使上述磁阻降低的結(jié)構(gòu)，結(jié)論上，如圖5所示，在使上述可動鐵心36的外周的與上述磁性板37的內(nèi)周面37d面對的面對部分36c (斜線的部分)的面積Sa和與該可動鐵心36的軸線正交的截面的截面積Sb為K=Sa/Sb, K〉I而且，如圖4所示，使上述磁性板37的內(nèi)周面37d (因此可動鐵心36的面對部分36c)的軸線方向長度為h，使從處于由復(fù)位彈簧39離開固定鐵心35的位置的可動鐵心36的上述吸引力作用面36a到上述磁性板37的前端部37e的長度為L時，成為2彡K彡〔h=L時的K的值〕。如果使用數(shù)式進一步具體地說明上述的關(guān)系，則首先，上述可動鐵心36的外周面和磁性板37的內(nèi)周面37d之間的間隙a中的磁阻Ra及固定鐵心35和可動鐵心36之間的間隙(可動鐵心36的行程)b中的磁阻Rb被表示為
Ra=C a/SaRb=C b/Sb但是，C=l/ii=l/ii。
ii s11 =透磁率[11/111]u。=真空的透磁率=4 X 10_7 [H/m]u s=比透磁率。而且，如果使上述兩磁阻Ra、Rb的合成磁阻為Rt，則是Rt=Ra + Rb=C (a/Sa + b/Sb)，在此，如果視為C ^ 1，則能夠表示為 Rt ^ (a Sb + b Sa) /Sa Sb。在上式中，磁性板37的內(nèi)周面37d和可動鐵心36之間的間隙a、固定鐵心35和可動鐵心36之間的間隙b，都是使磁效率下降的因素，但間隙b是實際的可動鐵心36的行程，一般地被設(shè)計成a<b。而且，在上述間隙b以外的部分(間隙a等)中，因為需要磁阻至少不比用于可動鐵心的行程的上述間隙b大，所以當(dāng)簡化由上式進行的計算的時候，作為a=b，則能夠得到下式。R/ = (Sb+ Sa)/Sa-Sb但是，R/=Rt/b在此，如上所述，使圖5所示的上述可動鐵心36的外周的面對部分36c的面積Sa和該可動鐵心36的截面積Sb為K=Sa/Sb, K>1,也就是說，使Sa是Sb的K倍，如果將其代入上述Rt'的式中之后進行整理，則得到R/ XSb=Rt" =(K+ I) /K=I/ YY =K/ (K + I) ... (I)。根據(jù)上述(I)式，Y越大效率越高。因此，如果為了看上述(I)式中的K變化時的Y的變化率，將該式進行微分，則得到Y(jié) ' =1/ (K + I) 2 ... (2)。圖6及圖7是為例將上述(I)式的Y及(2)式的Y '的變化進行可視化的坐標(biāo)圖，根據(jù)圖7，當(dāng)K > 2時變化率的變動變小，該變化率為10%以下，能夠得到65%以上的效率。因此，如上所述，如果如圖4所示的那樣設(shè)定長度L，則成為2彡K彡〔h=L時的K的值〕 …(3)，這是有效地希望的。另外，根據(jù)圖6及圖7，當(dāng)K彡3時能夠得到75%以上的效率，當(dāng)K彡4時能夠得到80%以上的效率，如果沒有磁性板的制造上的問題，則這些能夠稱為更希望的范圍。另外，如果基于上述的(3)式使K的值為接近〔h=L時的K的值〕，則存在產(chǎn)生從磁性板37的延伸部37b的前端向固定鐵心35泄漏的磁通的可能性，這是因為受到固定鐵心35、可動鐵心36的形狀等的各種參數(shù)的影響，所以不能夠籠統(tǒng)地說明成為怎樣的值，在產(chǎn)生這樣的磁通的泄漏的可能性在某種程度上增大K的值的情況下，需要由實驗等預(yù)先求出為了抑制從磁性板37的延伸部37b的前端直接向固定鐵心35泄漏的磁通所需要的距離d，使
2≤K≤〔h=L — d時的K的值〕。另外，在此情況下，盡可能減薄磁性板37的延伸部37b的前端側(cè)等，對于其形狀也存在考慮的余地。符號說明30 :磁性框32 :線圈骨架32a:中心孔33 :勵磁線圈35:固定鐵心36 :可動鐵心36c :面對部分35a、36a :吸引力作用面
37 :磁性板37a :板主體37b :延伸部37c:內(nèi)孔37d:內(nèi)周面39 :復(fù)位彈簧
權(quán)利要求
1.一種電磁閥用螺線管，具備卷繞了勵磁線圈的線圈骨架；安裝在該線圈骨架的中心孔內(nèi)，在前端具有吸引力作用面的固定鐵心；可滑動地插入在該線圈骨架的中心孔內(nèi)，具有與上述固定鐵心的吸引力作用面相向的吸引力作用面，通過向上述勵磁線圈通電被該固定鐵心吸引，由復(fù)位彈簧向離開該固定鐵心的方向加載的可動鐵心；形成為包圍上述線圈骨架的罩狀，在上述固定鐵心的后端側(cè)由磁路與該固定鐵心連接的磁性框；配設(shè)在上述可動鐵心的周圍，形成上述磁性框和該可動鐵心之間的磁路的磁性板，其特征在于， 上述磁性板具有外周與上述磁性框接觸的板主體；在該板主體的內(nèi)周側(cè)以沿著上述可動鐵心的表面向上述固定鐵心的方向延伸的方式形成的延伸部， 在使上述可動鐵心的外周的與上述磁性板的內(nèi)周面面對的面對部分的面積Sa和與該可動鐵心的軸線正交的截面的截面積Sb為 K=Sa/Sb, K>1, 而且，使上述磁性板的內(nèi)周面的軸線方向長度為h，使從處于由復(fù)位彈簧離開固定鐵心的位置的可動鐵心的上述吸引力作用面到上述磁性板的前端部的長度為L時，使 2彡K彡〔h=L時的K的值〕。
2.如權(quán)利要求I記載的電磁閥用螺線管，其特征在于，上述磁性板的延伸部從上述板主體延伸的長度比該板主體的厚度大。
3.如權(quán)利要求I或2記載的電磁閥用螺線管，其特征在于，上述固定鐵心、可動鐵心、線圈骨架的中心孔及磁性板的內(nèi)孔的各截面形狀，是圓形、長圓形或者長方形的任何一種。
全文摘要
一種電磁閥用螺線管，是使起因于可動鐵心和磁性板之間的間隙的磁阻降低，使磁效率提高的電磁閥用螺線管。為此，在配設(shè)在可動鐵心的周圍而形成磁性框和該可動鐵心之間的磁路的磁性板上，形成了沿著該可動鐵心的表面向固定鐵心的方向延伸的延伸部，在使該可動鐵心的外周的與上述磁性板的內(nèi)周面面對的面對部分的面積Sa和該可動鐵心的截面積Sb為K=Sa/Sb，K>1，而且，使上述磁性板的內(nèi)周面的軸線方向長度為h，使從處于離開固定鐵心的位置的可動鐵心的吸引力作用面到上述磁性板的前端部的長度為L時，設(shè)定成2≤K≤〔h=L時的K的值〕。
文檔編號H01F7/16GK102763177SQ201180009900
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者三田峰彥, 唐崎次郎 申請人:Smc株式會社