JP2003042328A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体回路中に配設される電磁弁において、プ
ランジャの作動にともなうプランジャ背面の空間に充満
する作動油のプランジャ前面あるいはドレンへの移動が
妨げられないようにしプランジャの作動性向上をはかる
とともに、小型化と磁気効率向上をはかる。 【解決手段】 スプールとプランジャとが一体とされる
摺動部材を構成し、摺動部材はその軸方向に貫通穴を有
するものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁弁に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁としては、特開平１０―１
２２４１２号公報にその開示がある。この電磁弁は、ヨ
ークとケースとが周りに配置されたコイルと、ハウジン
グを介してヨークに固定されポートが形成されたスリー
ブと、ヨークに対して摺動自在に配設されたプランジャ
と、スリーブ内に摺動自在に配設されポートを開閉する
スプールと、スプールを付勢するスプリングとを有する
電磁弁であって、プランジャ及びスプールの内部が中実
のものである。そして、コイルの励磁によりプランジャ
に作用する磁束によりプランジャをヨークに対して摺動
させてスプールをスリーブに対して摺動させスプールに
よりポートを開閉する。

【０００３】ところで、電磁弁に対しては、制御領域の
拡大から特に作動油の粘度の高い低温時の応答性の確
保、システムの高度化，高機能化から小型化と高い吸引
力が要求されてきている。

【０００４】しかしながら上記従来技術においては、特
に作動油の粘度が高い低温時の応答性を確保するため
に、プランジャ背面の空間に充満する作動油のプランジ
ャの作動にともなうプランジャ前面あるいはドレンへの
移動が妨げられないように油路となるスキマ又は油路溝
を形成する必要がある。一方、小型化と高い吸引力の要
求から磁気効率向上のために、プランジャとヨークとの
間のスキマは小さくする必要がある。これらは従来技術
の構造では両立が困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、プラ
ンジャの作動性向上を、その技術的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた第１の技術的手段は、ヨークとケースとが周り
に配置されたコイルと、前記ヨークに固定されポートが
形成されたスリーブと、前記ヨークに対して摺動自在に
配設されたプランジャと、前記スリーブ内に摺動自在に
配設され前記ポートを開閉するスプールと、前記プラン
ジャ又は前記スプールを付勢するスプリングとを備えた
電磁弁において、前記スプールと前記プランジャとが一
体とされ摺動部材を構成し、該摺動部材はその軸方向に
貫通穴を有することを特徴とする電磁弁を構成したこと
である。

【０００７】上記手段によれば、プランジャ背面の空間
に充満する作動油がプランジャ及びスプールの貫通穴を
介してプランジャ前面あるいはドレンへ移動し、一体で
あるプランジャとスプールの作動はスムーズである。

【０００８】上記課題を解決するために講じた第２の技
術的手段は、第１の手段に加えて、前記スプールは前記
摺動部材の両端まで延在し、その一端側外周に円筒状の
プランジャを結合し構成されるようにしたことである。

【０００９】上記手段によれば、前記摺動部材を構成す
るプランジャのヨークに対する摺動範囲を規制し、フラ
ットな電磁力特性の確保やスプールとスリーブの相対位
置を制御できポートの開口量の管理も可能とすることが
できる。

【００１０】上記課題を解決するために講じた第３の技
術的手段は、第１または第２の技術的手段に加えて、前
記スプリングは前記摺動部材を構成する前記スプールの
外周面と前記プランジャの内周面とにより形成される円
筒状溝に配設されるようにしたことである。

【００１１】上記の手段によれば、スプリングを配設す
る部位を新たに設けることなく、小型化が行える。

【００１２】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を説
明する。

【００１３】図１、２は本発明の第１の実施の形態を示
す。ここで、電磁弁１は、非磁性材よりなるスリーブ２
及び非磁性材よりなるスプール３を主として構成される
制御バルブ部４と、コイル５を巻回した磁性材料よりな
るヨーク６及び磁性材料よりなるプランジャ７を主とし
て構成されケース８内に収容された電磁部９とを有して
構成され、スプール３とプランジャ７とは一体とされ摺
動部材１１を構成している。

【００１４】スリーブ２は、両端が開口した円筒形状を
呈しており、その周壁に複数のポート２１ａ、２１ｂ、
２１ｃ、２１ｄおよび内周環状溝２２ａ、２２ｂが形成
されている。スプール３は、段付円筒状のもので、軸方
向に延びる段付円筒状の貫通孔３３が形成され、リング
状の複数のランド３１ａ、外周環状溝３６ａ、３６ｂ、
３６ｃおよび連通穴３９ａ、３９ｂが形成された本体部
３１の一端側から軸方向に延在する軸部３２とを一体に
備えている。スプール３は、その本体部３１がスリーブ
２内に位置し且つ軸部３２がスリーブ２の一端から外方
に突出するように、スリーブ２に摺動自在に支持されて
いる。またスプール３は、その軸方向の摺動動作で本体
部３１のランド３１ａによりポート２１ａ、２１ｃを開
閉する。

【００１５】コイル５は、円筒形状のボビン５１の外周
に巻回されており、ヨーク６は、ボビン５１内に嵌挿さ
れている。ヨーク６は、磁性材のフロントヨーク部６１
及び磁性材のリヤヨーク部６２を非磁性部６３を挟んで
一体として構成されている。このヨーク６は、スリーブ
２が固定される部分６４ａ及びプランジャ７との間で磁
束の受け渡しを行なう部分６４ｂを持つ内周面６４が形
成されるよう穴成形加工が施され、筒形状を呈してい
る。部分６４ａと部分６４ｂとは、内周面６４の成形に
より同軸となっており、これにより、ヨーク６は、部分
６４ａにてスリーブ２と同軸で結合される。

【００１６】スプール３の軸部３２は、ヨーク６内に延
在している。プランジャ７は、ヨーク６の部分６４ｂ内
に配置されており、軸方向に延びる貫通孔７１が形成さ
れている。スプール３の軸部３２はプランジャ７の貫通
孔７１内に結合され、プランジャ７はスプール３と一体
となり摺動部材１１を形成している。また、軸部３２の
端部３２ａはプランジャ７の端面から突出し、スプール
３の端部３２ａの外周面とプランジャの内周面とにより
円筒状溝３５が形成されている。スプリング１０はヨー
ク６のリヤヨーク部６２の凹面と摺動部材１１の円筒状
溝３５の間に配設されており、従って、摺動部材１１は
スプリング１０の付勢力を受けて図１示左方向に常時付
勢されている。

【００１７】このような構成において、スプール３の一
端（図１示左端）には、ランド３１ａと同様なリング状
の軸受部３１ｂが形成され、他端には、ランド３１ａと
同様なリング状の軸受部３４ｂが形成されており、スリ
ーブ２に摺動自在に支持されている。

【００１８】次に作動について説明する。

【００１９】電磁弁１は図示しない内燃機関などの油圧
回路に配設され、図示しない油圧供給源から供給された
作動油（油圧）を図示しない油圧作動装置へ供給すると
ともに、還流する作動油を図示しないオイルパンへ排出
する。図１の状態でコイル５が非通電（非励磁）の場
合、摺動部材１１はスプリング１０の付勢力を受けて図
１示左方向に摺動し、油圧供給源から供給される作動油
は図１に示すポート２１ｂ、外周環状溝３６ｂ、内周環
状溝２２ａ、ポート２１ａを介して油圧作動装置へ供給
される。また、油圧作動装置から還流される作動油は、
ポート２１ｃ、内周環状溝２２ｂ、外周環状溝３６ｃ、
連通穴３９ｂ、貫通穴３３を介してオイルパンへ排出さ
れる。この時、作動油がスリーブ２とスプール３との環
状隙間およびヨーク６とプランジャ７との環状隙間か
ら、ヨーク６のリヤヨーク部６２の凹面とプランジャ７
の背面とからなる空間３７に流動し、空間３７に充満す
る。次に、図１の状態でコイル５を通電（励磁）する
と、ヨーク６及びプランジャ７、ケース８で、コイル５
を周る様に磁束が発生する。これにより、スプール３及
びプランジャ７からなる摺動部材１１がスプリング１０
の付勢力に抗して図１示右方向にスリーブ２とヨーク６
に対して摺動開始する。この時、空間３７の作動油は貫
通孔３３へ移動し、摺動部材１１は摺動を続け、スプー
ル３のランド３１ａがスリーブ２のポート２１ａ、２１
ｃを開閉する。なお、コイル５に供給される電流値を増
減してプランジャ７に作用する磁束を変化させること
で、スプール３は、スプリング１０の荷重−たわみ特性
に応じたストロークで摺動することになる。これによ
り、スプール３のスリーブ２に対する相対位置を制御し
て油圧特性が制御される。

【００２０】図３、４は本発明の第２の実施の形態を示
す。ここで、図１、２に示すスプール３の軸受部３４ｂ
をプランジャ７の一端に置換している。すなわち、スプ
ールの軸受部３４ｂと同様なリング状の軸受部７２ｂを
形成し、互いに一体のプランジャ７とスプール３は、ス
プール３の外周面３１ｄ及びプランジャの外周面７２ｄ
にてスリーブ２に摺動自在に支持されるものである。こ
れにより、スプール３の軸受部３４ｂを廃止でき、電磁
弁１の低コスト化を図ることができる。

【００２１】図５、６は本発明の第３の実施の形態を示
す。ここで、図３、４に示すプランジャ７の外周面７２
ｄをプランジャ７の他端に置換している。すなわち、プ
ランジャの軸受部７２ｂと同様なリング状の軸受部７３
ｂを形成し、摺動部材１１は、スプール３の外周面３１
ｄ及びプランジャの外周面７３ｄにてスリーブ２に摺動
自在に支持されるものである。これにより、軸受部間の
間隔が拡大し、摺動部材の傾ぎが低減できるとともにプ
ランジャ７とヨーク６とのクリアランスを低減できる。

【００２２】図７，８は本発明の第３の実施の形態を示
す。ここで、図１、２に示すスプール３の外周面とプラ
ンジャ７の内周面とにより形成される円筒状溝３５を、
スプール３０の端部３４ａの外周面とリヤヨーク６２０
の凹穴の内周面６６０とにより形成される円筒状溝６８
に置換し、スプリング１０が配設されるものである。こ
れにより、リヤヨーク６２０の肉抜きが行なえ軽量化が
図れる。

【００２３】本発明の実施の形態である電磁弁１のスプ
ール３は非磁性材に限定せず、磁性材とすることもでき
る。これにより、スプール３とプランジャ７とを一部品
とすることができる。又、スリーブ２も同様に磁性材と
することもできる。

【００２４】

【発明の効果】上記したように本発明の電磁弁によれ
ば、摺動部材の貫通穴を作動油の移動経路とすることに
より、磁気回路設計で重要なヨーク６とプランジャ７と
の摺動隙間を縮小でき、吸引力特性と低温時の応答性の
両立ができる。

【００２５】また、摺動部材の中空化により磁気特性に
無効な中心部の肉抜きも同時に行なえ、摺動部の軽量化
をはかるとともに、応答性及び振動抑制に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁弁の断面図である。

【図２】本発明に係る摺動部材の断面図である。

【図３】本発明に係る電磁弁の第１の変形例を示す図１
に相当する断面図である。

【図４】本発明に係る摺動部材の第１の変形例を示す図
２に相当する断面図である。

【図５】本発明に係る電磁弁の第２の変形例を示す図１
に相当する断面図である。

【図６】本発明に係る摺動部材の第２の変形例を示す図
１に相当する断面図である。

【図７】本発明に係る電磁弁の第３の変形例を示す図１
に相当する断面図である。

【図８】本発明に係る摺動部材の第３の変形例を示す図
１に相当する断面図である。

【符号の説明】

１・・・電磁弁 ２・・・スリーブ ３・・・スプール ５・・・コイル ６・・・ヨーク ７・・・プランジャ １０・・・スプリング １１・・・摺動部材 ３３・・・貫通穴 ３５、６８・・・円筒状溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヨークとケースとが周りに配置されたコ
   イルと、 前記ヨークに固定されポートが形成されたスリーブと、 前記ヨークに対して摺動自在に配設されたプランジャ
   と、 前記スリーブ内に摺動自在に配設され前記ポートを開閉
   するスプールと、 前記プランジャ又は前記スプールを付勢するスプリング
   とを備えた電磁弁において、 前記スプールと前記プランジャとが一体とされ摺動部材
   を構成し、該摺動部材はその軸方向に貫通穴を有してい
   ることを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記スプールは前記摺動部材の両端まで
   延在し、その一端側外周に円筒状のプランジャが結合さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 【請求項３】 前記スプリングは、前記スプールの外周
   面と前記プランジャの内周面とにより形成される円筒状
   溝に配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の電磁弁。