JP2000154883A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁取付穴への取付が適当に行われるように調
圧部の外形寸法精度を確保する。 【解決手段】 ソレノイド部３で磁力によりプランジャ
３５を動かし、調圧部５で弁を開閉する。調圧部５は組
み付け対象の取付穴に挿入される。調圧部５は筒型のコ
ア１７にベース２５，２７を圧入した構造を有する。さ
らに調圧部５には、ベース２５，２７の圧入に伴うコア
１７の外形形状の変化を抑える圧入変形抑制構造とし
て、コア１７に空隙部４１が設けられている。圧入の際
は、専らコア内筒部４３が変形して膨らむが、コア外筒
部４５は変形しない。コア１７の外形形状の変形が抑え
られるので、高い寸法精度が得られる。その他の態様と
して、圧入面に切欠き溝を設けたり、弾性突起を設けて
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調圧部を取付穴に
取り付けて使用する電磁弁に関し、特に、調圧部の取付
寸法精度の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、電磁弁（ソレノイドバル
ブ）は、コイルに給電することにより磁界を発生させ、
磁力によって弁を開閉する。例えば自動車の自動変速機
では、複数の電磁弁が油圧回路に設けられ、変速動作に
おける大きな役割を果たしている。電磁弁としては、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦの切替を行う比較的単純なタイプ、ＯＮ／Ｏ
ＦＦ周期を制御するデューティタイプ、弁の移動量を制
御するリニアタイプなどが知られている。電磁弁は、例
えば特開平９−２６０３９号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図６は、デューティタ
イプの電磁弁（デューティソレノイドバルブ）の構成の
一例を示している。ソレノイド部ではコイル１００の内
部にプランジャ１０２が配置されている。調圧部では筒
型のコア１０４の内部に、弁座としての第１ベース１０
６、第２ベース１０８が配置されており、両ベース１０
６、１０８の間に、弁体としてのボール１１０が配置さ
れている。そして、これらの部材によって、インポー
ト、アウトポートを含む流体通路が形成されている。コ
イル１００に電流を供給／停止すると、プランジャ１０
２が磁力で軸方向に移動し、ボール１１０が移動して弁
が開／閉する。

【０００４】上記の構成において、ベース部材１０６、
１０８をコア１０４に圧入する構成を採用することも考
えられるが、しかしこの場合には以下の問題がある。す
なわち、ベース部材１０６、１０８の圧入により、コア
１０４の外形形状が変化して膨らんでしまう。両部材に
は圧入のための肉のラップ代があり、ラップした肉が逃
げようとするためにコア１０４が外側に膨らむのであ
る。

【０００５】例えば、図６の弁の調圧部を自動変速機に
取り付け、コア１０４の外周面と取付穴の内周面の間で
面シールを行う場合を考える。ここでいう面シールと
は、コア１０４の外周の隙間を小さくして外周面をシー
ルすることである。良好な面シールを達成するために
は、コア外周の隙間が非常に狭くなければならず、例え
ば１０〜３０μｍという高い精度が要求される。

【０００６】ところが、このような要求精度と比較する
と、ベース圧入工程で発生するコア外径のばらつきは相
当に大きい。そのため、調圧部の取付寸法を適当な公差
内に収めることができず、その結果、電磁弁の要求仕
様、すなわち嵌合寸法および油圧特性を満足できなくな
る可能性がある。

【０００７】上記の問題を回避するために、前工程での
コア外径の加工精度を上げて、圧入によるばらつき分を
吸収することも考えられる。しかし、この場合には加工
公差を極端に狭くしなければならず、実際の所、そのよ
うな加工精度の実現は技術的にもコスト面でも困難であ
る。

【０００８】以上に例を用いて説明したように、調圧部
の取付寸法は電磁弁の品質、性能に影響する大きな要素
であるにもかかわらず、ベース圧入構造を採用した場合
には取付寸法のばらつきが大きくなってしまうという問
題があった。

【０００９】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、調圧部の適切な取付寸法が得られる
電磁弁を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、プランジャを磁力で駆動することにより
調圧部で弁を開閉し、前記調圧部が取付穴に挿入された
状態で使用される電磁弁において、前記調圧部は筒型コ
アにベース部材を圧入した構造を有しており、さらに前
記調圧部には、ベース部材の圧入に伴う筒型コアの外形
形状の変化を抑える圧入変形抑制構造が設けられている
ことを特徴とする。

【００１１】好ましくは、前記圧入変形抑制構造は、前
記筒型コアをコア内筒部とコア外筒部に分けるコア内空
隙部であり、前記ベース部材の圧入時に前記コア内筒部
を変形させることで、前記コア外筒部の変形を抑える。

【００１２】また好ましくは、前記圧入変形抑制構造
は、前記ベース部材の外周面または前記コア筒部の内周
面の少なくとも一方に設けられた切欠き溝であり、前記
ベース部材の圧入時に前記切欠き溝の周囲でつぶれ変形
が発生することにより、前記筒型コアの外形形状の変化
が抑制される。

【００１３】また好ましくは、前記圧入変形抑制構造で
は、前記ベース部材の外周面および前記コア筒部の内周
面が隙間を開けて設けられ、両面の少なくとも一方から
他方に向けて弾性突起が突出しており、前記ベース部材
の圧入時に前記弾性突起が弾性変形することにより、前
記筒型コアの外形形状の変化が抑制される。

【００１４】本発明によれば、ベース部材の圧入に伴う
筒型コアの外形形状の変化を抑える圧入変形抑制構造を
設けたことにより、コア外径、すなわち調圧部の適切な
取付寸法精度が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明
する。

【００１６】「実施形態１」図１は本実施形態の電磁弁
１の構成を示しており、電磁弁１は、車両の自動変速機
用の３方式のデューティソレノイドバルブであり、主と
してソレノイド部３および調圧部５を有する。ソレノイ
ド部３では、ヨーク７の内部にコイル９が配置されてい
る。コイル９と周囲の樹脂部材１１は樹脂成形により一
体化されている。樹脂部材１１の一部が半径方向に突出
し、突出部分で端子ピン１３が保持され、端子ピン１３
がコイル９と接続されている。端子ピン１３は、コイル
９に電流を供給するためのソケット１５と結合される。

【００１７】樹脂部材１１の内側にコア１７の後端部１
７ａが配置されている。コア１７のフランジ部１７ｃ
は、ウェーブワッシャ１９を挟んで樹脂部材１１と対面
している。コイル９のマイナス端子はウェーブワッシャ
１９により複数箇所でアースされている。

【００１８】コア１７は筒型の鉄製部材であり、調圧部
５の外形形状を規定する。コア１７の円筒面には、図示
のようにアウトポート２１およびドレインポート２３が
開けられている。

【００１９】コア１７には、弁座用のベース部材とし
て、ステンレス製で円筒型の第１ベース２５および第２
ベース２７が圧入されている。第１ベース２５がコア先
端１７ｂ側に配置され、その後ろに第２ベース２７が配
置され、両部材の間には弁体としての弁ボール２９が位
置している。第１ベース２５の中央を貫通してインポー
ト３１が形成されている。また、第２ベース２７にも弁
軸方向に中央貫通穴が設けられている。さらに、第２ベ
ース２７には、ドレインポート２３に対応する位置に弁
軸と直角方向の第２の貫通穴が設けられている。

【００２０】第２ベース２７の中央貫通穴にはシャフト
３３が挿入されている。シャフト３３は、第２ベース２
７により軸受部２７ａでスライド自在に支持されてい
る。シャフト３３は、コイル９の内側に配置されたプラ
ンジャ３５と圧入により結合されている。プランジャ３
５はスプリング３７により調圧部５（弁ボール２９）の
方向に付勢されている。ヨーク７とプランジャ３５の間
にはスペーサ３９が挿入されており、プランジャ３５と
スペーサ３９の隙間は約０．２５ｍｍ程度である。この
隙間は、プランジャ３５および弁ボール２９のストロー
ク量に相当する。

【００２１】ここで、コア１７には、図１に示すように
本実施形態の特徴である空隙部４１が設けられている。
空隙部４１により、コア１７は、コア内筒部４３とコア
外筒部４５とに分割されている。

【００２２】空隙部４１は、コア１７の先端から始ま
り、そしてベース部材が圧入される領域に設けられてい
る。すなわち、第１ベース２５は、その全体がコア１７
の先端部１７ｂに圧入されている。一方、第２ベース２
７は、弁ボール２９に近い部分でコア１７に圧入されて
いるが、軸受部２７ａは圧入されていない。空隙部４１
は、コア１７の先端から上記圧入領域の終わりまで延
び、ドレインポート２３の近傍で終わっている。

【００２３】次に、電磁弁１の動作を説明する。図１
は、コイル９が磁力を発生していない状態である。プラ
ンジャ３５はスプリング３７に押されており、弁ボール
２９はシャフト３３に押されて第１ベース２５に接触し
ている。従って、インポート３１が閉じ、アウトポート
２１とドレインポート２３が通じている。

【００２４】コイル９に電流が供給されると、ヨーク
７、コア１７およびプランジャ３５が形成する磁気回路
のはたらきで、プランジャ３５が磁力により移動する。
プランジャ３５は、スプリング３７の力に打ち勝って弁
の後端側に移動する。弁ボール２９はインポート３１に
作用する油圧で第２ベース２７に押し付けられ、インポ
ート３１とアウトポート２１が通じる。

【００２５】電磁弁１はデューティソレノイドバルブで
あり、電流の制御により短い周期で弁の開閉が繰り返さ
れる。そして、弁開閉の周期を変えることにより、すな
わち、弁の開いている時間と閉じている時間を調整する
ことにより、アウトポート２１の油圧を所望の大きさに
することができる。

【００２６】次に、図１の電磁弁１の組立方法の概略を
説明する。下記の組立方法は一例であり、適宜、組立順
序、組立方向が変更されてもよいことはもちろんであ
る。コイル９および樹脂部材１１は、一体モールド成形
されたコイルサブアッセンブリのかたちで用意され、ヨ
ーク７に挿入される。ヨーク７には、さらにスプリング
３７、スペーサ３９、プランジャ３５、ウェーブワッシ
ャ１９およびコア１７が、順次、軸方向に組み付けられ
る。

【００２７】コア１７には、予め第２ベース２７が圧入
され、弁ボール２９がはめ込まれ、さらに第１ベース２
５が圧入されている。本実施形態では、両ベースを圧入
しているので、ベースの位置決めを正確に行えるという
利点がある。両ベース部材の位置は、弁の開閉ストロー
クを規定するので、電磁弁の性能にとって重要な要素で
ある。ベース・コア間の段付き構造などによる位置決め
と比べ、本実施形態の圧入構造によれば、部品の寸法誤
差に起因するベースの位置ずれが少なく、高い位置精度
が得られる。

【００２８】コア１７は、上記の圧入が行われた後にヨ
ーク７に組み付けられ、そしてヨーク７にかしめ等によ
り固定される。さらにソケット１５が端子ピン１３に結
合され、コイル９と電気的に接続される。

【００２９】このようにして組み立てられた電磁弁１
は、図２に示すように、自動変速機の油圧制御装置（バ
ルブボディアッシー４７）に組み付けられる。このと
き、調圧部５が取付穴４９にはめ込まれる。取付穴４９
は、油圧制御回路内に設けられている。電磁弁１をブラ
ケット（図示せず）でバルブボディアッシー４７に固定
すると、電磁弁１の各ポートがボディ側の油通路と連通
する。

【００３０】ここで、調圧部５（コア１７）の外周面と
取付穴４９の内周面は、面シールされており、両者の間
にＯ−リング等のシール部材は設けられていない。調圧
部５の外周の隙間を小さくすることにより、外周隙間を
通ってポート間にオイルが流れないように構成されてい
る。そして、このような構成によってコストの低減を図
っている。

【００３１】このような面シールを実現するためには、
コア１７の外径と取付穴４９の内径に高い寸法精度が要
求される。バルブストロークが小さいことからも（約
０．２５ｍｍ）、外周隙間は相当に小さくなければなら
ず、適当な隙間の大きさは例えば１０〜３０μｍ程度で
ある。従って、コア１７の外径公差の幅は、約１０μ程
度であることが求められる。

【００３２】しかしながら、圧入工程で発生する通常の
寸法ばらつきは相当に大きく、単純にベース部材を圧入
すると、１０μｍ程度という高い要求精度を達成するこ
とは困難である。加工段階で発生するばらつきに、圧入
工程で発生するばらつきが上乗せされ、最終寸法が公差
から外れてしまう。さらに変形が大きい場合には、電磁
弁１を取付穴４９に挿入することまでが不可能になり得
る。

【００３３】圧入変形を抑えるために圧入ラップ代を少
なくすることも考えられるが、ベース抜け荷重が低くな
ってしまい、機械的強度の面で好ましくない。また、加
工公差を狭めて寸法精度を確保することも考えられる
が、圧入工程のばらつきを吸収できる程に加工公差を狭
めることは事実上は非常に困難であり、コストの大幅増
加を招く。これでは、Ｏ−リングを採用したことによる
コスト低減効果が損なわれてしまう。

【００３４】これに対し、本実施形態では、ベース圧入
に伴うコア外形形状の変化を抑える圧入変形抑制構造と
して、コア１７に空隙部４１が設けられている。第１ベ
ース２５および第２ベース２７が圧入されるとき、コア
１７のコア内筒部４３が専ら変形し、外側に膨らむ。し
かし、圧入応力は空隙部４１で遮断、吸収され、コア外
筒部４５には伝わらない。

【００３５】従って、本実施形態によれば圧入の際のコ
ア１７の外周部の膨らみが抑えられ、調圧部５の取付寸
法の精度を向上することができる。前工程の加工段階の
外径寸法が圧入前後で維持されるからである。また、圧
入ラップ代を低減しないでもよいので、圧入部の機械的
強度、ベース抜け荷重を容易に確保できる。そして、嵌
合寸法要求値の達成により、電磁弁１と取付穴４９の良
好な面シールを得ることができる。高い寸法精度により
歩留まりが向上するので、コストの低減も図ることがで
きる。

【００３６】なお、本実施形態では、空隙部４１はコア
１７の先端面から始まっており、先端面で空隙部４１が
開口している。この構造は、コア内筒部４３の剛性を下
げ、より積極的にコア内筒部４３を変形させ、その代わ
りにコア外筒部４５の変形を抑えられる、という点で好
適である。ただし、必要な寸法精度が得られる条件下で
は空隙部４１がコア先端部で閉じていてもよい。

【００３７】また、本実施形態では、空隙部４１はベー
ス圧入領域の全体に渡って設けられている。しかし、必
要な寸法精度が得られる範囲で、空隙部４１を設ける領
域を変更してもよい。空隙部４１が図１より狭く設けら
れてもよく（例えば、第１ベース２５に対面する場所の
み）、あるいは、より奥底まで空隙部４１が設けられて
もよい。

【００３８】また、本実施形態ではデューティソレノイ
ドバルブに本発明が適用されたが、他のタイプの電磁
弁、例えば、単純なＯＮ／ＯＦＦタイプや、リニアタイ
プの電磁弁にも本発明を同様に好適に適用できる。

【００３９】また、本実施形態では、調圧部５と取付穴
４９の間にわずかな隙間が設けられており、Ｏ−リング
等のシール構造は設けられていない。しかし、本発明は
このような構成には限定されず、他の方法で調圧部５を
取付穴４９に挿入する構成にも適用できる。例えば、調
圧部５を取付穴４９に圧入する構成にも本発明は好適に
採用される（圧入面には高い寸法精度が要求される）。
また、コア外周にＯ−リング等のシール構造が設けられ
ていたとしても、外径寸法精度の要求が低くなる場合も
あるが、本発明を適用可能であることには変わりない。

【００４０】「実施形態２」次に、本発明の第２の実施
形態を説明する。本実施形態ではコア１７に空隙部４１
は設けられていない。その代わりに、コアの外形形状の
変形を抑制する別の構造として、ベース部材の外周面に
切り欠き溝が設けられている。

【００４１】図３は、図１のコア１７、第１ベース２５
および第２ベース２７を抜き出して模式的に示してい
る。第１ベース２５は、その外周の全長に渡ってコア１
７に圧入される。また、第２ベース２７は、先端側の一
部の圧入領域でコア１７に圧入されるが、後端側の残り
の部分はコア１７に圧入されない。後者の部分ではコア
１７との間に微小な隙間が設けられている。

【００４２】本実施形態の特徴として、第１ベース２５
および第２ベース２７の圧入領域の外周面に周方向に切
欠き溝５１が設けられており、外周部は雄ねじのような
形状をもっている。ただし、ねじ山は螺旋状には設けら
れておらず、隣合う切欠き溝５１は互いに隔離されてい
る。

【００４３】図３は、このような切欠き溝５１をもった
第１ベース２５および第２ベース２７をコア１７に圧入
した状態を示している。圧入の際に、切欠き溝５１の周
囲の山部がつぶれて隣の隙間溝に入る。従って、圧入工
程ではベース部材が専ら変形し、相手側のコア１７の内
周面の変形量は小さい。内周面の変形が少なければ、コ
ア１７の外周面の変形量がさらに小さく、実質的にゼロ
に抑えることが可能である。

【００４４】このように、本実施形態によれば、第１ベ
ース２５および第２ベース２７の外周面に切欠き溝５１
を設けることにより、コア１７の外径寸法精度を向上で
き、前述した実施形態１と同様の効果を得ることができ
る。

【００４５】なお、本実施形態では、ベース部材側に切
欠き溝が設けられているが、切欠き溝はコア側に設けら
れてもよく、この場合にも上記と同様の効果が得られる
（図５（ａ）参照）。

【００４６】また、本実施形態では、切り欠き溝が圧入
面に周方向に設けられている。これは図１の構成の弁に
おいて、ポート間が切欠き溝により連通してしまうのを
防止できる点で好適であり、また、加工が容易な点でも
好適である。しかし、図１と異なる構成の弁に本発明を
適用した場合のように、弁の仕様によっては、適宜、切
り欠きを軸方向に沿って設けたり、螺旋形状にしてもよ
い。

【００４７】「実施形態３」次に、本発明の第３の実施
形態を説明する。本実施形態では、コアの外形形状の変
形を抑制する構造として、ベース部材の外周面およびコ
ア筒部の内周面が隙間を開けて設けられる。そして、ベ
ース部材から弾性突起が突出しており、この弾性突起部
分で圧入が行われる。

【００４８】図４は、図１のコア１７、第１ベース２５
および第２ベース２７を抜き出して模式的に示してい
る。実施形態２と同様に、第１ベース２５は全体がコア
１７に圧入されるが、第２ベース２７は部分的にコア１
７に圧入される。ただし、第２ベース２７の非圧入領域
では、コア１７との隙間が比較的大きく設定されてい
る。

【００４９】さて、本実施形態の特徴として、各ベース
の圧入領域では、ベース部材の外周面とコア１７の内周
面に隙間が開けてある。ベース部材の圧入領域の両端
で、外周面からつば形状の弾性突起５３が突出してい
る。この弾性突起５３はベース部材と一体であり、弾性
突起５３の先端が圧入面を形成している。

【００５０】第１ベース２５および第２ベース２７をコ
ア１７に圧入すると、図４の下段に示すように弾性突起
５３が弾性変形し、これにより、弾性突起５３の生じる
スプリング力でベース部材がコア１７に固定される。ベ
ースを固定できる適度なスプリングが発生するように、
弾性突起５３の幅、高さ（ベース・コア間隙間）、弾性
突起５３とコア１７のラップ代が設定されている。

【００５１】本実施形態によれば、ベース部材を圧入し
たとき、弾性突起５３が専ら変形し、相手側のコア１７
の内周面の変形量は小さい。内周面の変形が少なけれ
ば、コア１７の外周面の変形量はさらに小さく、実質的
にゼロに抑えることが可能である。従って、コア１７の
外径寸法精度を向上でき、前述した実施形態１と同様の
効果を得ることができる。

【００５２】なお、本実施形態では、ベース部材側に弾
性突起が設けられているが、弾性突起はコア側に設けら
れてもよく、この場合にも上記と同様の効果が得られる
（図５（ｂ）参照）。

【００５３】また、本実施形態では、弾性突起が圧入面
に周方向に設けられている。これは、図１の構成の弁に
おいて、ポート間が連通してしまうのを防止できる点で
好適であり、また、加工が容易な点でも好適である。し
かし、弁の仕様に応じて適宜、弾性突起を軸方向に沿っ
て設けたり、螺旋形状にしてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ベース部材の圧入に伴う筒型コアの外形形状の変化
を抑えることができ、コア外径すなわち調圧部の適切な
取付寸法が得られる。その結果、弁の組付け性を確保
し、必要な性能を満足し、さらには歩留まり向上による
コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の電磁弁の断面図
である。

【図２】 図１の電磁弁を取付対象部品とともに示す図
である。

【図３】 本発明の第２の実施の形態の電磁弁の断面図
である。

【図４】 本発明の第３の実施の形態の電磁弁の断面図
である。

【図５】 第２の実施の形態および第３の実施の形態の
変形例を示す図である。

【図６】 本発明を適用しない電磁弁の一例の断面図で
ある。

【符号の説明】 １ 電磁弁、３ ソレノイド部、５ 調圧部、７ ヨー
ク、９ コイル、１７コア、２１ アウトポート、２３
ドレインポート、２５ 第１ベース、２７第２ベー
ス、２９ 弁ボール、３１ インポート、３３ シャフ
ト、３５ プランジャ、４１ 空隙部、４３ コア内筒
部、４５ コア外筒部、５１ 切欠き溝、５３ 弾性突
起。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャを磁力で駆動することにより
   調圧部で弁を開閉し、前記調圧部が取付穴に挿入された
   状態で使用される電磁弁において、 前記調圧部は筒型コアにベース部材を圧入した構造を有
   しており、 さらに前記調圧部には、ベース部材の圧入に伴う筒型コ
   アの外形形状の変化を抑える圧入変形抑制構造が設けら
   れていることを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁弁において、 前記圧入変形抑制構造は、前記筒型コアをコア内筒部と
   コア外筒部に分けるコア内空隙部であり、前記ベース部
   材の圧入時に前記コア内筒部を変形させることで、前記
   コア外筒部の変形を抑えることを特徴とする電磁弁。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の電磁弁において、 前記圧入変形抑制構造は、前記ベース部材の外周面また
   は前記コア筒部の内周面の少なくとも一方に設けられた
   切欠き溝であり、前記ベース部材の圧入時に前記切欠き
   溝の周囲でつぶれ変形が発生することにより、前記筒型
   コアの外形形状の変化が抑制されることを特徴とする電
   磁弁。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の電磁弁において、 前記圧入変形抑制構造では、前記ベース部材の外周面お
   よび前記コア筒部の内周面が隙間を開けて設けられ、両
   面の少なくとも一方から他方に向けて弾性突起が突出し
   ており、前記ベース部材の圧入時に前記弾性突起が弾性
   変形することにより、前記筒型コアの外形形状の変化が
   抑制されることを特徴とする電磁弁。