JP2000277327A - リニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁 - Google Patents
リニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一定電流のもとで可動鉄心の移動変位に影響
されないフラットな吸引力特性をもち、コイルの通電量
に対する吸引効率が高く、小型化可能なリニアソレノイ
ド及びそれを用いた電磁弁を提供する。 【解決手段】 コイル内に設けられる固定鉄心１１は、
可動鉄心２０と対向する端部に可動鉄心側に向かって広
がるテーパ状の凹部１４が形成されている第１吸引部１
２と、第１吸引部１２より可動鉄心２０側に設けられ筒
状の内周面１６が形成されている環状の第２吸引部１３
とを有する。凹部１４の最大径は第２吸引部１３の内径
と同じである。可動鉄心２０は、凹部１４と第２吸引部
１３の内周面１６とで囲まれる空間に出入りする。第１
吸引部１２の凹部１４のテーパ面１７によって可動鉄心
２０を吸引するのに先立って第２吸引部１３によって可
動鉄心２０を吸引する２段構えの構成である。
されないフラットな吸引力特性をもち、コイルの通電量
に対する吸引効率が高く、小型化可能なリニアソレノイ
ド及びそれを用いた電磁弁を提供する。 【解決手段】 コイル内に設けられる固定鉄心１１は、
可動鉄心２０と対向する端部に可動鉄心側に向かって広
がるテーパ状の凹部１４が形成されている第１吸引部１
２と、第１吸引部１２より可動鉄心２０側に設けられ筒
状の内周面１６が形成されている環状の第２吸引部１３
とを有する。凹部１４の最大径は第２吸引部１３の内径
と同じである。可動鉄心２０は、凹部１４と第２吸引部
１３の内周面１６とで囲まれる空間に出入りする。第１
吸引部１２の凹部１４のテーパ面１７によって可動鉄心
２０を吸引するのに先立って第２吸引部１３によって可
動鉄心２０を吸引する２段構えの構成である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一定電流のもとで
可動鉄心の移動変位に影響されないフラットな吸引力特
性をもつリニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁に関
するものである。
可動鉄心の移動変位に影響されないフラットな吸引力特
性をもつリニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】コイルに通電することによってコイル内
に設けられる固定鉄心に可動鉄心を吸引するリニアソレ
ノイドには、従来様々な構成のものが知られている。例
えば、図４に示すリニアソレノイドは、固定鉄心９１に
円筒状内周面を有する凹部９３が形成され、可動鉄心９
２が凹部９３に出入りする構成である。このようなリニ
アソレノイドにおいて一定電流をコイルに通電した場
合、可動鉄心９２の移動変位と吸引力との関係は図６の
曲線１０１に近似している。図４（Ａ）に示すように可
動鉄心９２と固定鉄心９１とのエアギャップがある程度
大きい状態で可動鉄心９２の移動方向に強い吸引力を発
生する一方、図４（Ｂ）に示すようにエアギャップが小
さい状態では吸引力が弱くなる。固定鉄心９１と可動鉄
心９２との間に発生する吸引力Ｆの可動鉄心９２の移動
方向成分Ｆｘがある位置を境に可動鉄心９２が固定鉄心
９１に近づくほど減少することによって、このような吸
引力の変化が表れる。
に設けられる固定鉄心に可動鉄心を吸引するリニアソレ
ノイドには、従来様々な構成のものが知られている。例
えば、図４に示すリニアソレノイドは、固定鉄心９１に
円筒状内周面を有する凹部９３が形成され、可動鉄心９
２が凹部９３に出入りする構成である。このようなリニ
アソレノイドにおいて一定電流をコイルに通電した場
合、可動鉄心９２の移動変位と吸引力との関係は図６の
曲線１０１に近似している。図４（Ａ）に示すように可
動鉄心９２と固定鉄心９１とのエアギャップがある程度
大きい状態で可動鉄心９２の移動方向に強い吸引力を発
生する一方、図４（Ｂ）に示すようにエアギャップが小
さい状態では吸引力が弱くなる。固定鉄心９１と可動鉄
心９２との間に発生する吸引力Ｆの可動鉄心９２の移動
方向成分Ｆｘがある位置を境に可動鉄心９２が固定鉄心
９１に近づくほど減少することによって、このような吸
引力の変化が表れる。
【０００３】スプール弁型油圧制御弁等では、弁部材の
ストローク範囲内においてリニアソレノイドに供給する
電流に比例して弁部材の移動変位が変化することが望ま
しい。リニアソレノイドに一定電流のもとで可動鉄心の
移動変位に影響されないフラットな吸引力特性が要求さ
れる場合、一般に、固定鉄心の外周部、固定鉄心の凹部
及び可動鉄心の外周部のいずれか又はすべてにテーパ面
が形成される。図５に示すリニアソレノイドは、固定鉄
心９４の凹部９６及び可動鉄心９５の外周部の双方にテ
ーパ面が形成され双方のテーパ面が対向している構成で
ある。図５（Ａ）に示すようにエアギャップが大きい状
態では、固定鉄心９４と可動鉄心９５とに発生する吸引
力Ｆの大きさが小さい一方、吸引力Ｆの大きさに対する
移動方向成分Ｆｘの大きさの割合が大きい。図５（Ｂ）
に示すようにエアギャップが小さい状態では、吸引力Ｆ
の大きさが大きい一方、吸引力Ｆに対する移動方向成分
Ｆｘの大きさの割合が小さい。したがって、このような
テーパ面が形成されているリニアソレノイドでは、図６
の曲線１０３に示すようなフラットな吸引力特性が発揮
される。例えば、特開平４−２８２８０４に開示される
ラッチングソレノイドは、固定鉄心の凹部にテーパ面を
設けることによってフラットな吸引力特性が得られるこ
とを応用したものである。
ストローク範囲内においてリニアソレノイドに供給する
電流に比例して弁部材の移動変位が変化することが望ま
しい。リニアソレノイドに一定電流のもとで可動鉄心の
移動変位に影響されないフラットな吸引力特性が要求さ
れる場合、一般に、固定鉄心の外周部、固定鉄心の凹部
及び可動鉄心の外周部のいずれか又はすべてにテーパ面
が形成される。図５に示すリニアソレノイドは、固定鉄
心９４の凹部９６及び可動鉄心９５の外周部の双方にテ
ーパ面が形成され双方のテーパ面が対向している構成で
ある。図５（Ａ）に示すようにエアギャップが大きい状
態では、固定鉄心９４と可動鉄心９５とに発生する吸引
力Ｆの大きさが小さい一方、吸引力Ｆの大きさに対する
移動方向成分Ｆｘの大きさの割合が大きい。図５（Ｂ）
に示すようにエアギャップが小さい状態では、吸引力Ｆ
の大きさが大きい一方、吸引力Ｆに対する移動方向成分
Ｆｘの大きさの割合が小さい。したがって、このような
テーパ面が形成されているリニアソレノイドでは、図６
の曲線１０３に示すようなフラットな吸引力特性が発揮
される。例えば、特開平４−２８２８０４に開示される
ラッチングソレノイドは、固定鉄心の凹部にテーパ面を
設けることによってフラットな吸引力特性が得られるこ
とを応用したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように固定鉄心の凹部にテーパ面が設けられているリニ
アソレノイドでは、フラットな吸引力特性が発揮される
一方、可動鉄心のストロークより吸引力を発生させる面
同士の距離が長いためコイルの通電量に対する吸引効率
が低い。すなわち、図４に示すようなテーパ面が形成さ
れていないリニアソレノイドと同じ最大吸引力を発生さ
せるためには、通電量を増大させるかコイルを大型化す
る必要がある。スプール弁型油圧制御弁等では、リニア
ソレノイドによる高精度な弁制御が要求されるため、吸
引力はフラットな特性をもち且つ強力でなければならな
い。
ように固定鉄心の凹部にテーパ面が設けられているリニ
アソレノイドでは、フラットな吸引力特性が発揮される
一方、可動鉄心のストロークより吸引力を発生させる面
同士の距離が長いためコイルの通電量に対する吸引効率
が低い。すなわち、図４に示すようなテーパ面が形成さ
れていないリニアソレノイドと同じ最大吸引力を発生さ
せるためには、通電量を増大させるかコイルを大型化す
る必要がある。スプール弁型油圧制御弁等では、リニア
ソレノイドによる高精度な弁制御が要求されるため、吸
引力はフラットな特性をもち且つ強力でなければならな
い。
【０００５】このようにフラットな特性をもち且つ強力
な吸引力が要求されるリニアソレノイドでは、従来、テ
ーパ面を形成してフラットな吸引力特性を確保する一
方、コイルを大型化して低い吸引効率を補っていたた
め、リニアソレノイドが大型になるという問題があっ
た。
な吸引力が要求されるリニアソレノイドでは、従来、テ
ーパ面を形成してフラットな吸引力特性を確保する一
方、コイルを大型化して低い吸引効率を補っていたた
め、リニアソレノイドが大型になるという問題があっ
た。
【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
創作されたものであって、一定電流のもとで可動鉄心の
移動変位に影響されないフラットな吸引力特性をもち、
コイルの通電量に対する吸引効率が高く、小型化可能な
リニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁を提供するこ
とを目的とする。
創作されたものであって、一定電流のもとで可動鉄心の
移動変位に影響されないフラットな吸引力特性をもち、
コイルの通電量に対する吸引効率が高く、小型化可能な
リニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
リニアソレノイドは、コイルと、コイル内に設けられる
固定鉄心と、固定鉄心と同軸上で対向する可動鉄心とを
備える。固定鉄心は、可動鉄心と対向する端部にテーパ
状の凹部が形成されている第１吸引部と、第１吸引部よ
り可動鉄心側に設けられる環状の第２吸引部とを有す
る。第２吸引部には、凹部の側面と連続している筒状の
内周面が形成されている。可動鉄心は、テーパ状の凹部
の側面と第２吸引部の内周面とで囲まれる空間に出入り
する。
リニアソレノイドは、コイルと、コイル内に設けられる
固定鉄心と、固定鉄心と同軸上で対向する可動鉄心とを
備える。固定鉄心は、可動鉄心と対向する端部にテーパ
状の凹部が形成されている第１吸引部と、第１吸引部よ
り可動鉄心側に設けられる環状の第２吸引部とを有す
る。第２吸引部には、凹部の側面と連続している筒状の
内周面が形成されている。可動鉄心は、テーパ状の凹部
の側面と第２吸引部の内周面とで囲まれる空間に出入り
する。
【０００８】可動鉄心と固定鉄心とのエアギャップがあ
る程度大きい状態においては、可動鉄心と固定鉄心間の
吸引力は、可動鉄心の固定鉄心側の端部の縁辺と第２吸
引部内周面の可動鉄心側の縁辺間に集中して発生する。
すなわち、エアギャップがある程度大きい状態において
は、第２吸引部と可動鉄心との間に吸引力が生じ、この
吸引力の可動鉄心の移動方向成分によって可動鉄心が固
定鉄心に吸引される。
る程度大きい状態においては、可動鉄心と固定鉄心間の
吸引力は、可動鉄心の固定鉄心側の端部の縁辺と第２吸
引部内周面の可動鉄心側の縁辺間に集中して発生する。
すなわち、エアギャップがある程度大きい状態において
は、第２吸引部と可動鉄心との間に吸引力が生じ、この
吸引力の可動鉄心の移動方向成分によって可動鉄心が固
定鉄心に吸引される。
【０００９】可動鉄心の固定鉄心側の端部の縁辺が固定
鉄心の凹部のテーパ面に対向するほど近づいた状態にお
いては、可動鉄心と固定鉄心間の吸引力は、可動鉄心の
外周面の広い範囲と第２吸引部内周面との間、及び可動
鉄心の固定鉄心側の端部の縁辺と第１吸引部の凹部のテ
ーパ面との間に広く分散して発生する。しかし、可動鉄
心の外周面の広い範囲と第２吸引部内周面とに発生する
吸引力の方向は、可動鉄心の移動軸に対してほぼ垂直に
なる。従って、可動鉄心の外周面の広い範囲と第２吸引
部内周面との間で生ずる吸引力は、実質的に可動鉄心を
固定鉄心側に吸引する力として作用しない。すなわち、
エアギャップがある程度小さい状態においては、第１吸
引部と可動鉄心間で生ずる吸引力の可動鉄心の移動方向
成分によって可動鉄心が固定鉄心に吸引される。
鉄心の凹部のテーパ面に対向するほど近づいた状態にお
いては、可動鉄心と固定鉄心間の吸引力は、可動鉄心の
外周面の広い範囲と第２吸引部内周面との間、及び可動
鉄心の固定鉄心側の端部の縁辺と第１吸引部の凹部のテ
ーパ面との間に広く分散して発生する。しかし、可動鉄
心の外周面の広い範囲と第２吸引部内周面とに発生する
吸引力の方向は、可動鉄心の移動軸に対してほぼ垂直に
なる。従って、可動鉄心の外周面の広い範囲と第２吸引
部内周面との間で生ずる吸引力は、実質的に可動鉄心を
固定鉄心側に吸引する力として作用しない。すなわち、
エアギャップがある程度小さい状態においては、第１吸
引部と可動鉄心間で生ずる吸引力の可動鉄心の移動方向
成分によって可動鉄心が固定鉄心に吸引される。
【００１０】本発明の請求項１記載のリニアソレノイド
によると、上述のように凹部のテーパ面によって可動鉄
心を吸引するのに先立って、第２吸引部と可動鉄心間で
吸引力を発生させるため、凹部にテーパ面を形成するこ
とによる吸引効率の低下を補うことができる。また、第
１吸引部の軸方向長さ及び外周部形状、並びに第２吸引
部の凹部の軸方向長さ及びテーパ面の傾斜角等を調整す
ることによって、一定電流のもとで可動鉄心の移動変位
に影響されないフラットな吸引力特性を実現することが
できる。したがって、一定電流のもとで可動鉄心の移動
変位に影響されないフラットな吸引力特性をもち小型化
可能なリニアソレノイドを実現することができる。
によると、上述のように凹部のテーパ面によって可動鉄
心を吸引するのに先立って、第２吸引部と可動鉄心間で
吸引力を発生させるため、凹部にテーパ面を形成するこ
とによる吸引効率の低下を補うことができる。また、第
１吸引部の軸方向長さ及び外周部形状、並びに第２吸引
部の凹部の軸方向長さ及びテーパ面の傾斜角等を調整す
ることによって、一定電流のもとで可動鉄心の移動変位
に影響されないフラットな吸引力特性を実現することが
できる。したがって、一定電流のもとで可動鉄心の移動
変位に影響されないフラットな吸引力特性をもち小型化
可能なリニアソレノイドを実現することができる。
【００１１】本発明の請求項２記載のリニアソレノイド
によると、固定鉄心は、外周部の一部または全部が可動
鉄心側の端部に向かってテーパ状に形成されている。こ
のため、可動鉄心の外周面と第２吸引部内周面とが広い
範囲で対向した状態においても、第２吸引部と可動鉄心
間で生ずる吸引力は可動鉄心を固定鉄心に吸引する方向
に作用する。したがって、一定電流のもとで可動鉄心の
移動変位に影響されないフラットな吸引力特性を実現す
ることができる。
によると、固定鉄心は、外周部の一部または全部が可動
鉄心側の端部に向かってテーパ状に形成されている。こ
のため、可動鉄心の外周面と第２吸引部内周面とが広い
範囲で対向した状態においても、第２吸引部と可動鉄心
間で生ずる吸引力は可動鉄心を固定鉄心に吸引する方向
に作用する。したがって、一定電流のもとで可動鉄心の
移動変位に影響されないフラットな吸引力特性を実現す
ることができる。
【００１２】本発明の請求項３記載のリニアソレノイド
によると、可動鉄心は、固定鉄心に対向する側の端部が
テーパ状に形成されている。このため、可動鉄心の外周
面と第２吸引部内周面とが広い範囲で対向した状態にお
いても、第２吸引部と可動鉄心間で生ずる吸引力は可動
鉄心を固定鉄心に吸引する方向に作用する。したがっ
て、一定電流のもとで可動鉄心の移動変位に影響されな
いフラットな吸引力特性を実現することができる。
によると、可動鉄心は、固定鉄心に対向する側の端部が
テーパ状に形成されている。このため、可動鉄心の外周
面と第２吸引部内周面とが広い範囲で対向した状態にお
いても、第２吸引部と可動鉄心間で生ずる吸引力は可動
鉄心を固定鉄心に吸引する方向に作用する。したがっ
て、一定電流のもとで可動鉄心の移動変位に影響されな
いフラットな吸引力特性を実現することができる。
【００１３】本発明の請求項４記載の電磁弁によると、
一定電流のもとで可動鉄心の移動変位に影響されないフ
ラットな吸引力特性をもち小型化可能なリニアソレノイ
ドを用いて弁部材を駆動するため、電磁弁の体格を小さ
くすることができる。
一定電流のもとで可動鉄心の移動変位に影響されないフ
ラットな吸引力特性をもち小型化可能なリニアソレノイ
ドを用いて弁部材を駆動するため、電磁弁の体格を小さ
くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図に基づいて説明する。本発明の一実施例によ
る電磁弁を図２に示す。電磁弁１は、自動車のトランス
ミッションの作動油の油圧制御に用いられるスプール弁
型油圧制御弁である。弁部材としてのスプール５０は、
ヨーク１０、固定鉄心１１、可動鉄心２０、コイル３
０、エンドプレート８０、シャフト４０等によって構成
されるリニアソレノイドによって駆動される。以下、リ
ニアソレノイドを構成する各部材について説明する。
実施例を図に基づいて説明する。本発明の一実施例によ
る電磁弁を図２に示す。電磁弁１は、自動車のトランス
ミッションの作動油の油圧制御に用いられるスプール弁
型油圧制御弁である。弁部材としてのスプール５０は、
ヨーク１０、固定鉄心１１、可動鉄心２０、コイル３
０、エンドプレート８０、シャフト４０等によって構成
されるリニアソレノイドによって駆動される。以下、リ
ニアソレノイドを構成する各部材について説明する。
【００１５】磁性体からなる円筒状のヨーク１０は、円
筒状の固定鉄心１１と同軸上で一体に形成されている。
ヨーク１０はリニアソレノイドのケースを兼ねており、
ハウジング６０の端部にかしめ固定されている。コイル
３０は樹脂によって円筒状にモールド成型され固定鉄心
１１の外周に設けられている。磁性体からなるエンドプ
レート８０はヨーク１０によりかしめ固定されている。
磁性体からなる円柱状の可動鉄心２０は、固定鉄心１１
と同軸上で対向しておりエンドプレート８０により往復
移動可能に支持されている。可動鉄心２０にはシャフト
４０が圧入固定され、シャフト４０の一端がスプール５
０の一端に当接している。シャフト４０は、固定鉄心１
１に設けられている軸受け部材４１によって往復移動可
能に支持されている。シャフト４０の他端は板ばね８１
に固定され、板ばね８１はエンドプレート８０及びエン
ドカバー８２とともにヨーク１０にかしめ固定される。
筒状の固定鉄心１１と同軸上で一体に形成されている。
ヨーク１０はリニアソレノイドのケースを兼ねており、
ハウジング６０の端部にかしめ固定されている。コイル
３０は樹脂によって円筒状にモールド成型され固定鉄心
１１の外周に設けられている。磁性体からなるエンドプ
レート８０はヨーク１０によりかしめ固定されている。
磁性体からなる円柱状の可動鉄心２０は、固定鉄心１１
と同軸上で対向しておりエンドプレート８０により往復
移動可能に支持されている。可動鉄心２０にはシャフト
４０が圧入固定され、シャフト４０の一端がスプール５
０の一端に当接している。シャフト４０は、固定鉄心１
１に設けられている軸受け部材４１によって往復移動可
能に支持されている。シャフト４０の他端は板ばね８１
に固定され、板ばね８１はエンドプレート８０及びエン
ドカバー８２とともにヨーク１０にかしめ固定される。
【００１６】コイル３０に電気的に接続されている図示
しないターミナルからコイル３０に電流を供給すると、
ヨーク１０、エンドプレート８０、可動鉄心２０、固定
鉄心１１によって磁気回路が構成され、固定鉄心１１と
可動鉄心２０との間に吸引力が発生する。以下、図１に
基づき固定鉄心１１と可動鉄心２０との間に吸引力を発
生させる部位について説明する。
しないターミナルからコイル３０に電流を供給すると、
ヨーク１０、エンドプレート８０、可動鉄心２０、固定
鉄心１１によって磁気回路が構成され、固定鉄心１１と
可動鉄心２０との間に吸引力が発生する。以下、図１に
基づき固定鉄心１１と可動鉄心２０との間に吸引力を発
生させる部位について説明する。
【００１７】固定鉄心１１の可動鉄心２０側の端部には
テーパ状の凹部１４をもつ第１吸引部１２が形成され、
第１吸引部１２の可動鉄心２０側には環状の第２吸引部
１３が形成されている。第２吸引部１３の内径は可動鉄
心２０の外径よりやや大きく、第１吸引部１２の凹部１
４の最大径と同じである。第２吸引部１３の反第１吸引
部１２側の端面は、可動鉄心２０の移動軸に対して垂直
である。第１吸引部１２及び第２吸引部１３の外周部１
５はテーパ状に形成されている。一方、可動鉄心２０の
固定鉄心１１側の端部外周面には、凹部１４のテーパ面
１７と同一の傾斜角をもつテーパ面１８が形成されてい
る。
テーパ状の凹部１４をもつ第１吸引部１２が形成され、
第１吸引部１２の可動鉄心２０側には環状の第２吸引部
１３が形成されている。第２吸引部１３の内径は可動鉄
心２０の外径よりやや大きく、第１吸引部１２の凹部１
４の最大径と同じである。第２吸引部１３の反第１吸引
部１２側の端面は、可動鉄心２０の移動軸に対して垂直
である。第１吸引部１２及び第２吸引部１３の外周部１
５はテーパ状に形成されている。一方、可動鉄心２０の
固定鉄心１１側の端部外周面には、凹部１４のテーパ面
１７と同一の傾斜角をもつテーパ面１８が形成されてい
る。
【００１８】次に、凹部１４と第２吸引部１３の内周面
１６によって囲まれる空間に可動鉄心２０が出入りする
ときの磁場の変化について説明する。一定電流がコイル
３０に供給される場合、ヨーク１０、エンドプレート８
０、可動鉄心２０、固定鉄心１１の磁気回路に発生する
磁場を磁化線を用いて図３に表わす。
１６によって囲まれる空間に可動鉄心２０が出入りする
ときの磁場の変化について説明する。一定電流がコイル
３０に供給される場合、ヨーク１０、エンドプレート８
０、可動鉄心２０、固定鉄心１１の磁気回路に発生する
磁場を磁化線を用いて図３に表わす。
【００１９】図１（Ａ）及び図３（Ａ）に示されるよう
に、固定鉄心１１と可動鉄心２０とのエアギャップＤが
大きいとき、第２吸引部１３の内周面１６と可動鉄心２
０のテーパ面１８との間に吸引力Ｆが発生する。吸引力
Ｆの可動鉄心２０の移動方向成分Ｆｘによって、可動鉄
心２０は図１の左方向に吸引される。第２吸引部１３の
内周面１６と可動鉄心２０のテーパ面１８との距離が短
いため、第２吸引部１３の内周面１６と可動鉄心２０の
テーパ面１８との間に強い吸引力が発生する。
に、固定鉄心１１と可動鉄心２０とのエアギャップＤが
大きいとき、第２吸引部１３の内周面１６と可動鉄心２
０のテーパ面１８との間に吸引力Ｆが発生する。吸引力
Ｆの可動鉄心２０の移動方向成分Ｆｘによって、可動鉄
心２０は図１の左方向に吸引される。第２吸引部１３の
内周面１６と可動鉄心２０のテーパ面１８との距離が短
いため、第２吸引部１３の内周面１６と可動鉄心２０の
テーパ面１８との間に強い吸引力が発生する。
【００２０】図１（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示されるよう
に、エアギャップＤが小さくなると、第２吸引部１３の
内周面１６と可動鉄心２０との間に働く吸引力Ｆ1の移
動方向成分は減少する。一方、可動鉄心２０のテーパ面
１８と第１吸引部１２の凹部１４のテーパ面１７との距
離が近くなり第１吸引部１２による吸引力Ｆ2が発生す
る。吸引力Ｆ2は、可動鉄心２０の移動方向成分Ｆ2ｘを
もち、図１の左方向に可動鉄心２０を吸引する力として
作用する。
に、エアギャップＤが小さくなると、第２吸引部１３の
内周面１６と可動鉄心２０との間に働く吸引力Ｆ1の移
動方向成分は減少する。一方、可動鉄心２０のテーパ面
１８と第１吸引部１２の凹部１４のテーパ面１７との距
離が近くなり第１吸引部１２による吸引力Ｆ2が発生す
る。吸引力Ｆ2は、可動鉄心２０の移動方向成分Ｆ2ｘを
もち、図１の左方向に可動鉄心２０を吸引する力として
作用する。
【００２１】上述のように本実施例におけるリニアソレ
ノイドは、第１吸引部１２の凹部のテーパ面１７によっ
て可動鉄心２０を吸引するのに先立って第２吸引部１３
によって可動鉄心２０を吸引する２段構えの構成であ
る。
ノイドは、第１吸引部１２の凹部のテーパ面１７によっ
て可動鉄心２０を吸引するのに先立って第２吸引部１３
によって可動鉄心２０を吸引する２段構えの構成であ
る。
【００２２】一方、図５に示す従来のリニアソレノイド
のようにテーパ面同士で吸引力を発生させる場合、可動
鉄心９５のストロークよりテーパ面間の距離が長いた
め、コイルに通電する電流値に対する吸引力の発生効率
が低くなる。従って、可動鉄心９５のストロークを長く
とるためにはコイルに通電する電流値を増大させるかコ
イルを大型化する必要があった。また、図４に示す従来
のリニアソレノイドのように凹部９３の側面が可動鉄心
９２の移動軸と平行である場合、吸引力を発生させる面
同士の距離を短く保ちながらストロークを長くとること
が可能であるが、吸引力の方向が可動鉄心９２の移動軸
に垂直になるためフラットな吸引力特性を実現すること
ができなかった。また、図４に示す固定鉄心９１の外周
部をテーパ状に形成することによりフラットな吸引力特
性を実現する場合であっても、フラットな吸引力特性と
強い吸引力を両立させるため、コイルに通電する電流値
を増大させるかコイルを大型化する必要があった。
のようにテーパ面同士で吸引力を発生させる場合、可動
鉄心９５のストロークよりテーパ面間の距離が長いた
め、コイルに通電する電流値に対する吸引力の発生効率
が低くなる。従って、可動鉄心９５のストロークを長く
とるためにはコイルに通電する電流値を増大させるかコ
イルを大型化する必要があった。また、図４に示す従来
のリニアソレノイドのように凹部９３の側面が可動鉄心
９２の移動軸と平行である場合、吸引力を発生させる面
同士の距離を短く保ちながらストロークを長くとること
が可能であるが、吸引力の方向が可動鉄心９２の移動軸
に垂直になるためフラットな吸引力特性を実現すること
ができなかった。また、図４に示す固定鉄心９１の外周
部をテーパ状に形成することによりフラットな吸引力特
性を実現する場合であっても、フラットな吸引力特性と
強い吸引力を両立させるため、コイルに通電する電流値
を増大させるかコイルを大型化する必要があった。
【００２３】本実施例におけるリニアソレノイドは、第
１吸引部１２のテーパ面１７によって可動鉄心２０を強
く吸引することができない範囲では、第２吸引部１３の
内周面１６によって可動鉄心２０を強く吸引することが
できる。さらに、固定鉄心１１の外周部、及び可動鉄心
２０の端部をテーパ状に形成することによって、可動鉄
心２０の変位量による吸引力の変化を抑制している。こ
のため、図６の曲線１０２に示すように、ソレノイドは
一定電流のもとで可動鉄心２０の移動変位に影響されな
いフラットな特性の強い吸引力を発揮する。
１吸引部１２のテーパ面１７によって可動鉄心２０を強
く吸引することができない範囲では、第２吸引部１３の
内周面１６によって可動鉄心２０を強く吸引することが
できる。さらに、固定鉄心１１の外周部、及び可動鉄心
２０の端部をテーパ状に形成することによって、可動鉄
心２０の変位量による吸引力の変化を抑制している。こ
のため、図６の曲線１０２に示すように、ソレノイドは
一定電流のもとで可動鉄心２０の移動変位に影響されな
いフラットな特性の強い吸引力を発揮する。
【００２４】以下、流体流路を形成するハウジング６０
と、上述のリニアソレノイドによって駆動されるスプー
ル５０について説明する。ハウジング６０はアースされ
ており、スプール５０を往復移動自在に支持している。
ハウジング６０には、入力ポート６２、出力ポート６
１、排出ポート６４およびフィードバックポート６３が
形成されている。入力ポート６２は、図示しないタンク
からポンプによって供給される作動油が流入するポート
である。出力ポート６１はクラッチに作動油を供給する
ポートである。出力ポート６１とフィードバックポート
６３とは連通しており、出力ポート６１から流出する作
動油がフィードバックポート６３に導入される。フィー
ドバック室６５はフィードバックポート６３と連通して
いる。排出ポート６４はタンクに作動油を排出するポー
トである。
と、上述のリニアソレノイドによって駆動されるスプー
ル５０について説明する。ハウジング６０はアースされ
ており、スプール５０を往復移動自在に支持している。
ハウジング６０には、入力ポート６２、出力ポート６
１、排出ポート６４およびフィードバックポート６３が
形成されている。入力ポート６２は、図示しないタンク
からポンプによって供給される作動油が流入するポート
である。出力ポート６１はクラッチに作動油を供給する
ポートである。出力ポート６１とフィードバックポート
６３とは連通しており、出力ポート６１から流出する作
動油がフィードバックポート６３に導入される。フィー
ドバック室６５はフィードバックポート６３と連通して
いる。排出ポート６４はタンクに作動油を排出するポー
トである。
【００２５】スプール５０にはソレノイドの反対側から
大径ランド５１、５２、小径ランド５３がこの順で形成
されている。小径ランド５３は大径ランド５１、５２よ
りも径が小さい。スプール５０は後述するシャフト４０
と常に当接し、シャフト４０とともに往復移動する。ス
プール５０の一端に当接するスプリング７０は、ソレノ
イド側にスプール５０を付勢している。
大径ランド５１、５２、小径ランド５３がこの順で形成
されている。小径ランド５３は大径ランド５１、５２よ
りも径が小さい。スプール５０は後述するシャフト４０
と常に当接し、シャフト４０とともに往復移動する。ス
プール５０の一端に当接するスプリング７０は、ソレノ
イド側にスプール５０を付勢している。
【００２６】フィードバック室６５は大径ランド５２と
小径ランド５３との間に形成されているので、ランド径
の差によりフィードバック室６５の油圧はソレノイドの
反対側にスプール５０を押圧するように働く。スプール
５０は、スプリング７０の付勢力と、コイル３０に供給
する電流により固定鉄心１１に発生する吸引力と、フィ
ードバック室６５の圧力からスプール５０が受ける力と
が釣り合う位置で静止する。
小径ランド５３との間に形成されているので、ランド径
の差によりフィードバック室６５の油圧はソレノイドの
反対側にスプール５０を押圧するように働く。スプール
５０は、スプリング７０の付勢力と、コイル３０に供給
する電流により固定鉄心１１に発生する吸引力と、フィ
ードバック室６５の圧力からスプール５０が受ける力と
が釣り合う位置で静止する。
【００２７】スプール５０がソレノイド側に移動する
と、入力ポート６２と出力ポート６１を連通する隙間が
広がり、出力ポート６１と排出ポート６４を連通する隙
間が狭まるため、出力ポート６１から流出する作動油の
油圧が増大する。スプール５０が図２の左方向に移動す
ると、入力ポート６２と出力ポート６１を連通する隙間
が狭まり、出力ポート６１と排出ポート６４を連通する
隙間が広がるため、出力ポート６１から流出する作動油
の油圧が減少する。
と、入力ポート６２と出力ポート６１を連通する隙間が
広がり、出力ポート６１と排出ポート６４を連通する隙
間が狭まるため、出力ポート６１から流出する作動油の
油圧が増大する。スプール５０が図２の左方向に移動す
ると、入力ポート６２と出力ポート６１を連通する隙間
が狭まり、出力ポート６１と排出ポート６４を連通する
隙間が広がるため、出力ポート６１から流出する作動油
の油圧が減少する。
【００２８】電磁弁１は、コイル３０に通電する電流値
を制御することでリニアソレノイドがスプール５０を反
ソレノイド側に押す力を調整し、出力ポート６１から流
出する作動油の油圧を調整する。
を制御することでリニアソレノイドがスプール５０を反
ソレノイド側に押す力を調整し、出力ポート６１から流
出する作動油の油圧を調整する。
【００２９】コイル３０に通電する電流値を増大させる
と、電流値に比例して固定鉄心１１の吸引力が増大し、
シャフト４０がスプール５０を反ソレノイド側に押す力
が増大する。この力がスプリング７０の付勢力と、フィ
ードバック室６５内に導入される作動油の圧力によって
スプール５０が左方向に押す力とつりあう位置まで移動
した後にスプール５０は静止する。従って、コイル３０
に通電する電流値に比例して出力ポート６１から流出す
る作動油の油圧が増大する。
と、電流値に比例して固定鉄心１１の吸引力が増大し、
シャフト４０がスプール５０を反ソレノイド側に押す力
が増大する。この力がスプリング７０の付勢力と、フィ
ードバック室６５内に導入される作動油の圧力によって
スプール５０が左方向に押す力とつりあう位置まで移動
した後にスプール５０は静止する。従って、コイル３０
に通電する電流値に比例して出力ポート６１から流出す
る作動油の油圧が増大する。
【００３０】以上説明されたように、本実施例による電
磁弁１によると、リニアソレノイドが一定電流のもとで
可動鉄心２０の移動変位に影響されないフラットな特性
を維持しつつ電流値に対して効率よく吸引力を発生させ
るため、小型で信頼性の高いスプール弁型油圧制御弁を
実現することができる。
磁弁１によると、リニアソレノイドが一定電流のもとで
可動鉄心２０の移動変位に影響されないフラットな特性
を維持しつつ電流値に対して効率よく吸引力を発生させ
るため、小型で信頼性の高いスプール弁型油圧制御弁を
実現することができる。
【００３１】本実施例においては、スプール弁型油圧制
御弁の駆動源として本発明のリニアソレノイドを用いた
ものについてのみ説明したが、本発明のリニアソレノイ
ドは、往復移動の変位量を微調整することが必要な種々
の装置の駆動源として利用することができる。
御弁の駆動源として本発明のリニアソレノイドを用いた
ものについてのみ説明したが、本発明のリニアソレノイ
ドは、往復移動の変位量を微調整することが必要な種々
の装置の駆動源として利用することができる。
【図１】本発明の一実施例による電磁弁の固定鉄心と可
動鉄心間に発生する吸引力を説明するための模式図であ
る。（Ａ）はエアギャップが大きい状態を示し、（Ｂ）
はエアギャップが小さい状態を示す。
動鉄心間に発生する吸引力を説明するための模式図であ
る。（Ａ）はエアギャップが大きい状態を示し、（Ｂ）
はエアギャップが小さい状態を示す。
【図２】本発明の一実施例による電磁弁を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の一実施例による電磁弁のリニアソレノ
イドに発生する磁場を説明するための磁化線を示す模式
図である。（Ａ）はエアギャップが大きい状態を示し、
（Ｂ）はエアギャップが小さい状態を示す。
イドに発生する磁場を説明するための磁化線を示す模式
図である。（Ａ）はエアギャップが大きい状態を示し、
（Ｂ）はエアギャップが小さい状態を示す。
【図４】従来のリニアソレノイドの固定鉄心と可動鉄心
間に発生する吸引力を説明するための模式図である。
（Ａ）はエアギャップが大きい状態を示し、（Ｂ）はエ
アギャップが小さい状態を示す。
間に発生する吸引力を説明するための模式図である。
（Ａ）はエアギャップが大きい状態を示し、（Ｂ）はエ
アギャップが小さい状態を示す。
【図５】従来のリニアソレノイドの固定鉄心と可動鉄心
間に発生する吸引力を説明するための模式図である。
（Ａ）はエアギャップが大きい状態を示し、（Ｂ）はエ
アギャップが小さい状態を示す。
間に発生する吸引力を説明するための模式図である。
（Ａ）はエアギャップが大きい状態を示し、（Ｂ）はエ
アギャップが小さい状態を示す。
【図６】コイルに１Ａの電流を供給した場合に発生する
吸引力と、可動鉄心のストロークとの関係を示すグラフ
である。
吸引力と、可動鉄心のストロークとの関係を示すグラフ
である。
１ 電磁弁 １１ 固定鉄心 １２ 第１吸引部 １３ 第２吸引部 １４ 凹部 １５ 外周部 １６ 内周面 ２０ 可動鉄心 ３０ コイル ５０ スプール（弁部材）
Claims (4)
- 【請求項１】 コイルと、前記コイル内に設けられる固
定鉄心と、前記固定鉄心と同軸上で対向する可動鉄心と
を備えるリニアソレノイドにおいて、 前記固定鉄心は、前記可動鉄心と対向する端部に前記可
動鉄心側に向かって広がるテーパ状の凹部が形成されて
いる第１吸引部と、前記第１吸引部より前記可動鉄心側
に設けられる環状の第２吸引部とを有し、 前記第２吸引部には、前記凹部の側面と連続している筒
状の内周面が形成されていることを特徴とするリニアソ
レノイド。 - 【請求項２】 前記固定鉄心は、外周部の一部または全
部が前記可動鉄心側に向かって狭まるテーパ状に形成さ
れていることを特徴とする請求項１記載のリニアソレノ
イド。 - 【請求項３】 前記可動鉄心は、前記固定鉄心に対向す
る側の端部が前記固定鉄心側に向かって狭まるテーパ状
に形成されていることを特徴とする請求項１または２記
載のリニアソレノイド。 - 【請求項４】 請求項１、２または３記載のリニアソレ
ノイドを用いた電磁弁であって、前記コイルの通電量に
応じて前記可動鉄心とともに往復移動する弁部材を備え
ることを特徴とする電磁弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11079857A JP2000277327A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | リニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11079857A JP2000277327A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | リニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277327A true JP2000277327A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13701879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11079857A Pending JP2000277327A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | リニアソレノイド及びそれを用いた電磁弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277327A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045217A (ja) * | 2003-06-09 | 2005-02-17 | Borgwarner Inc | 可変力ソレノイド |
| JP2006046627A (ja) * | 2003-09-26 | 2006-02-16 | Denso Corp | 電磁弁 |
| JP2006052839A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-23 | Toyoda Mach Works Ltd | 電磁弁 |
| WO2006129596A1 (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Minebea Co., Ltd. | ロング比例ストロークフォースモータ |
| US7325564B2 (en) | 2004-03-24 | 2008-02-05 | Keihin Corporation | Linear solenoid valve |
| US7487798B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-02-10 | Keihin Corporation | Linear solenoid valve |
| JP2012188977A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 燃料噴射装置 |
| JP2013044427A (ja) * | 2011-08-26 | 2013-03-04 | Hilite Germany Gmbh | 油圧トランスミッション弁 |
| JP2014079159A (ja) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | Continental Automotive Gmbh | 内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するためのアクチュエータユニット |
| JPWO2012067178A1 (ja) * | 2010-11-17 | 2014-05-12 | 株式会社ミクニ | 電磁アクチュエータ |
| WO2019058887A1 (ja) * | 2017-09-19 | 2019-03-28 | 浜名湖電装株式会社 | 流体制御弁 |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11079857A patent/JP2000277327A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012188977A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 燃料噴射装置 |
| US11067045B2 (en) | 2011-03-10 | 2021-07-20 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Fuel injection device |
| US11703021B2 (en) | 2011-03-10 | 2023-07-18 | Hitachi Astemo, Ltd. | Fuel injection device |
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| WO2019058887A1 (ja) * | 2017-09-19 | 2019-03-28 | 浜名湖電装株式会社 | 流体制御弁 |
| JP2019056380A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-11 | 浜名湖電装株式会社 | 流体制御弁 |
| CN111108314A (zh) * | 2017-09-19 | 2020-05-05 | 浜名湖电装株式会社 | 流体控制阀 |
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