JP2003065457A

JP2003065457A - 電磁弁

Info

Publication number: JP2003065457A
Application number: JP2001259590A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Yasuda; 智宏安田; Kenro Takahashi; 建郎高橋
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Powertrain Systems Corp
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】出力特性を向上することができる電磁弁を提
供する。【解決手段】ボビン２１に、円筒部材３１で連結され
たコア３２及びヨーク３３を挿入し、コア３２及びヨー
ク３３間のプランジャー収容室３６にプランジャー３７
を収容する。プランジャー３７のロッド３８下端部で弁
体４３を形成し、ロッド３８下端で弁部４４を構成す
る。弁室５１下部にシート５２をインサート成形し、シ
ート５２に弁座穴５３を開設する。弁座穴５３に対向す
る弁部４４の中心部に突起部６１を突設し、突起部６１
の外周部に、閉弁時に弁座穴５３の開口縁部に当接する
当接部６２をリング状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば出力圧を制
御する電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、油圧回路において、油圧を制御す
る際には、電磁弁が用いられていた。この電磁弁は、オ
イルの通流経路を弁体で開閉するものであり、弁体の形
状がテーパ状をなすテーパ弁と、平面状のフラット弁と
が知られている。

【０００３】前者のテーパ弁型の電磁弁においては、弁
頂角を小さくすることで、油圧のストローク感度を小さ
くすることができるが、油圧制御に必要な弁体のストロ
ーク量が大きくなるという問題があった。

【０００４】このため、ストローク量を小さくする際に
は、図６に示すようなフラット弁型の電磁弁５０１が用
いられていた。該電磁弁５０１は、ソレノイド５０２へ
の通電に応じて作動するプランジャー５０３を備えてい
る。前記ソレノイド５０２のボビン５０４下部には、ノ
ズル部５０５が一体形成されており、該ノズル部５０５
には、シート５０６がインサート形成されている。

【０００５】前記プランジャー５０３からはロッド５１
１が延出しており、該ロッド５１１は、弁室５１２内に
延出している。このロッド５１１の下端面は、平坦に形
成されており、前記シート５０６の弁座穴５１３を開閉
する弁部５１４を構成し、当該ロッド５１１によって弁
体５１５が構成されている。

【０００６】これにより、ソレノイド５０２への通電が
遮断された際には、コイルスプリング５２１によってプ
ランジャー５０３が下方へ付勢され、前記弁部５１４が
前記シート５０６の弁座穴５１３を閉鎖して、入力ポー
ト５２２からのオイルを出力ポート５２３から供給でき
るように構成されている。また、前記ソレノイド５０２
が通電された際には、前記プランジャー５０３をコア５
２４により上方へ吸引し、前記弁部５１４が弁座穴５１
３を開放することによって、入力ポート５２２からのオ
イル及び出力ポート５２３のオイルを、前記弁室５１２
内に流入した後、該弁室５１２の周壁に開設されたドレ
ンポート５２５，５２５から排出できるように構成され
ている。

【０００７】このようなフラット弁型の電磁弁５０１に
おいては、弁部５１４と弁座穴５１３の開口縁部との重
なり代を大きくすることによって、両者間に働くオイル
の粘性を高めることができ、弁閉じきり時のジャンピン
グを抑制することができるように構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフラット弁型の電磁弁５０１にあっては、弁閉じき
り時のジャンピングを抑制することはできるものの、平
坦な弁部５１４が弁座穴５１３の近傍に位置する弁閉じ
きり付近において、ロッド５１１が外乱によって微動し
た場合、弁座穴５１３の通流量が大きく変化する。この
ため、出力圧に大きな影響を与えてしまい、出力特性が
低下するという問題があった。

【０００９】図７は、前記電磁弁５０１の出力特性を示
す実験結果を示す図であり、ソレノイド電流を供給して
プランジャー５０３の作動を開始した時点、つまり小電
流値において、出力ポート５２３からの出力圧の低下化
現象が観測された。

【００１０】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、出力特性を向上することができる
電磁弁を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の請求項１の電磁弁にあっては、ソレノイドの
電磁力で作動する弁体で弁座穴を開閉する電磁弁におい
て、前記弁座穴に対向する前記弁体の中心部に突起部を
突設し、該突起部が設けられた前記中心部の外周部に、
閉弁時に前記弁座穴の開口縁部に当接するリング状の当
接部を設定した。

【００１２】すなわち、弁閉じきり付近において、弁体
に突設された突起部が、弁座穴内に位置する。このた
め、弁閉じきり時に弁座穴の近傍に平坦な弁体が配置さ
れる場合と比較して、弁体のストロークに対する感度が
低下される。

【００１３】そして、閉弁時には、前記突起部の外周部
にリング状に設けられた当接部が、前記弁座穴の開口縁
部に当接した状態でシールされる。このため、前記開口
縁部と当接部間に作用するオイル等の粘性によって、当
接時に生じ得るジャンピングが抑制される。なお、この
ジャンピング抑制効果は、両者の当接面積を広げること
によって高められる。

【００１４】また、請求項２の電磁弁においては、閉弁
時に前記弁座穴内に位置する前記突起部が開弁時に前記
弁座穴から離脱するように前記突起部の高さ寸法を設定
した。

【００１５】すなわち、開弁時には、弁体に設けられた
突起部が弁座穴から離脱するため、開弁時における弁座
穴の開口面積が広げられる。

【００１６】さらに、請求項３の電磁弁では、前記突起
部を、円柱状に形成した。

【００１７】これにより、前記弁座穴を通過する流体の
通流経路が、前記突起部の外周部に形成される。

【００１８】また、請求項４の電磁弁にあっては、前記
突起部を、円柱状の円柱部と、該円柱部より先端へ向か
うに従って縮径するテーパ部とにより構成した。

【００１９】さらに、請求項５の電磁弁においては、前
記突起部を、円柱状の円柱部と、該円柱部の先端より球
面状に突出した球面部とにより構成した。

【００２０】これらによって、弁閉じきり付近におい
て、弁体のストローク量に応じた通流量の制御が可能と
なり、テーパ弁と同様の機能が得られる。また、前記テ
ーパ部及び前記球面部は、円柱部より先端に設けられて
いるため、前記円柱部において、変位に対する出力特性
の安定化が図られるとともに、前記テーパ部及び前記球
面部による制御性が確保される。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）

【００２２】以下、本発明の第１の実施の形態を図に従
って説明する。図１は、本実施の形態に係る電磁弁１を
示す図であり、該電磁弁１は、油圧回路に設けられ、流
体としてのオイルにおける油圧を制御するものである。

【００２３】この電磁弁１は、円筒状のカバー１１を備
えてなり、該カバー１１内には、樹脂製の成型部品１２
が収容されている。該成型部品１２には、当該電磁弁１
を固定するための金属製のブラケット１３がインサート
形成されており、該ブラケット１３は、前記カバー１１
下縁のカシメ部１４によって固定されている。

【００２４】前記成型部品１２には、前記ブラケット１
３より上部がボビン２１を形成しており、該ボビン２１
にはコイル２２が巻回され、ソレノイド２３が形成され
ている。また、前記成型部品１２には、前記ブラケット
１３より下部がノズル２４を構成しており、該ノズル２
４は、前記カバー１１より下方に延出するとともに、図
外のブロックに形成された油圧経路の挿入穴へ挿入され
るように構成されている。

【００２５】前記ボビン２１内には、円筒部材３１で連
結されたコア３２、及び該コア３２と共に磁気経路を構
成するヨーク３３が挿入されており、前記コア３２上部
に配設された固定プレート３４が前記カバー１１上縁の
カシメ部３５で係止されることによって固定されてい
る。また、前記コア３２及びヨーク３３間に形成された
プランジャー収容室３６には、前記コア３２に吸引され
るプランジャー３７が上下動自在に収容されており、該
プランジャー３７は、上下に貫通したロッド３８が、ブ
ッシュ３９，３９を介して、前記コア３２及び前記ヨー
ク３３のそれぞれに支持されている。

【００２６】前記コア３２内に保持された前記ロッド３
８の上端には、コイルスプリング４１が外嵌した状態で
固定されており、このロッド３８を備えたプランジャー
３７は、前記コイルスプリング４１によって下方へ向け
て付勢されている。前記ヨーク３３の下端部は、前記ブ
ラケット１３の円形穴４２に内嵌した状態で支持されて
おり、前記ロッド３８は、このヨーク３３を挿通して下
方に延出している。該ヨーク３３を挿通した前記ロッド
３８の下端部は、弁体４３を形成しており、当該ロッド
３８の下端部は、弁部４４を構成している。

【００２７】前記ノズル２４には、前記弁体４３を収容
する弁室５１が前記ヨーク３３の下部に形成されてお
り、この弁室５１の下部には、金属製のシート５２がイ
ンサート成形されている。該シート５２は、リング状の
平板からなり、中央部には、前記弁室５１に連通する弁
座穴５３が開設されている。

【００２８】この弁座穴５３に対向する前記弁部４４の
中心部には、図２にも示すように、突起部６１が突設さ
れており、該突起部６１の外周部には、閉弁時に前記弁
座穴５３の開口縁部、すなわち前記シート５２に当接す
る当接部６２がリング状に形成されている。これによ
り、該当接部６２がシート５２に面接した状態で、前記
弁部４４が前記弁座穴５３を閉鎖するように構成されて
いる。

【００２９】この突起部６１は、前記弁部４４より突出
した円柱状の円柱部７１と、該円柱部７１の先端に設け
られ、先端へ向かうに従って縮径する円錐台形状のテー
パ部７２とにより構成されており、該テーパ部７２先端
の端面７３は平坦に形成されている。この突起部６１
は、前記当接部６２が前記シート５２に面接した閉弁時
において、前記弁座穴５３内に位置するように構成され
ており、前記弁部４４からの先端までの高さ寸法Ｈは、
弁体４３を上昇した開弁状態において、当該突起部６１
が前記弁座穴５３から離脱するように設定されている。

【００３０】前記シート５２の下部には、図１に示した
ように、前記弁座穴５３を介して前記弁室５１に連通す
る出力ポート８１が上下に延設されており、該出力ポー
ト８１には、横方向に延在して側部に開口する入力ポー
ト８２が連通している。

【００３１】前記弁室５１は、前記ヨーク３３によって
前記ソレノイド２３側と隔成されており、前記ヨーク３
３の下面は、前記ソレノイド２３側と弁室５１側とを区
画する隔壁を構成している。また、前記弁室５１の周壁
は、前記弁体４３の周面を包囲するように形成されてお
り、この周壁と前記弁体４３との間には、間隙が形成さ
れている。前記弁室５１の周壁には、弁室５１内に流入
したオイルを排出する通流孔としてのドレンポート８
５，８５が対向して形成されており、このドレンポート
８５は、ノズル２４側部に開口している。

【００３２】これにより、前記ソレノイド２３への通電
が遮断された非通電時には、コイルスプリング４１で下
方へ付勢されたプランジャー３７のロッド３８下端の弁
部４４が前記弁座穴５３を閉鎖し、入力ポート８２から
のパイロット圧を出力ポート８１から供給できるように
構成されている。一方、前記ソレノイド２３が通電され
た通電時には、該ソレノイド２３で励磁されたコア３２
により前記プランジャー３７を上方へ吸引することによ
って、入力ポート８２からのパイロット圧と出力ポート
８１に加えられた出力圧とを、前記ドレンポート８５，
８５から排出できるように構成されている。

【００３３】そして、前記弁室５１に収容された前記弁
体４３の周面には、仕切部としてのダンパー９１が外嵌
した状態で固定されており、このダンパー９１と前記ヨ
ーク３３下面との間には、前記弁体４３の上下作動に応
じて容積が変化する空間が形成されている。なお、図１
においては、その容積が最小となった状態が示されてい
る。

【００３４】このダンパー９１は、前記弁体４３より半
径方向に延出しており、その先端と弁室５１の周壁との
間に僅かな間隙が残存するような外径寸法に設定されて
いる。これにより、前記ダンパー９１と前記周壁との間
には、前記弁室５１内に流入したオイルが通流する通流
部９２がリング状に形成されている。

【００３５】また、前記ダンパー９１は、前記弁体４３
のストロークに応じて上下動するように構成されてお
り、前記弁室５１の周壁に開口した前記ドレンポート８
５，８５の開口位置は、当該周壁に沿って上下移動する
前記ダンパー９１の移動範囲外に設定されている。

【００３６】以上の構成にかかる本実施の形態におい
て、プランジャー３７を吸引するソレノイド２３への電
流が小さく、弁部４４がシート５２の弁座穴５３近傍に
位置した弁閉じきり付近では、弁部４４から突出した突
起部６１が、弁座穴５３内に位置する。このため、弁閉
じきり時に弁座穴５３の近傍に平坦な弁体４３の弁部４
４が配置される場合と比較して、弁体４３のストローク
に対する感度を低下することができる。これにより、外
乱によってプランジャー３７が振動し弁体４３が微動し
た場合であっても、弁座穴５３の通流量に大きな変化を
与えることが無い。

【００３７】したがって、弁閉じきり付近において、弁
座穴５３の近傍に平坦な弁体４３の弁部４４が配置され
るため、弁体４３の微動により弁座穴５３からの通流量
が大きく変化し、出力圧に大きな影響を与えてしまう従
来と比較して、弁体４３のストロークに対する感度を低
下させることができる。これにより、外乱に起因した出
力変化を抑えることができ、出力特性を向上することが
できる。

【００３８】図３は、本実施の形態の電磁弁１の出力特
性を示す実験結果を示す図である。この図から解るよう
に、ソレノイド電流を供給してプランジャー３７の作動
を開始した時点、つまり小電流値において、出力ポート
８１からの出力圧の低下が認められなかった。これによ
り、図７に示した従来と比較して、出力特性が改善され
たことを確認することができた。

【００３９】そして、閉弁時には、前記突起部６１の外
周部にリング状に設けられた当接部６２を、前記弁座穴
５３の開口縁部に当接した状態でシールすることができ
る。このため、前記開口縁部と当接部６２間に作用する
オイルの粘性によって、当接時に生じ得るジャンピング
が抑制することができる。

【００４０】さらに、このジャンピング抑制効果は、両
者の当接面積を広げることによって高めることもでき
る。よって、先端へ向かうに従って縮径するテーパ弁の
側面を弁座穴５３の開口縁に線接触させる場合と比較し
て、ジャンピングによる出力特性の低下をも防止するこ
とができる。

【００４１】そして、開弁時において、前記弁体４３に
設けられた突起部６１が、弁座穴５３から離脱するよう
に構成されているため、開弁時における弁座穴５３の開
口面積を広げることができる。これにより、所定通流量
の確保が容易となる。

【００４２】また、前記突起部６１は、円柱状の円柱部
７１と、該円柱部７１より先端へ向かうに従って縮径す
る円錐台形状のテーパ部７２とによって構成されてい
る。このため、前記テーパ部７２が円座穴５３に挿入さ
れた弁閉じきり付近においては、弁体４３のストローク
量に応じた通流量の制御が可能となり、テーパ弁と同様
の機能を得ることができる。

【００４３】ここで、前記テーパ部７２は、突起部６１
のみに形成されているため、テーパ部７２の弁頂角を小
さくしても、プランジャー３７のストローク量の増大を
招くことがない。

【００４４】さらに、前記円柱部７１が円座穴５３に挿
入された状態では、前述したように当該弁体４３の変位
に対して安定化された出力特性を維持することができ
る。

【００４５】したがって、制御精度を高めつつ、出力特
性の安定化を図ることができる。

【００４６】加えて、前記円柱部７１は、円柱状に形成
されているので、前記弁座穴５３を通過するオイルの通
流経路を、当該突起部６１の外周部に形成することがで
きる。これにより、オイルの通流効率を高めることがで
きる。

【００４７】なお、本実施の形態にあっては、弁体４３
に突設された突起部６１が、円柱状の円柱部７１と円錐
台形状のテーパ部７２とで構成された場合を例に挙げて
説明したが、この形状に限定されるもので無い。

【００４８】（第２の実施の形態）

【００４９】図４は、第２の実施の形態を示す図であ
り、第１の実施の形態の弁体４３の先端部のみを示す図
である。

【００５０】すなわち、弁体４３に突設された突起部１
０１が、円柱状の円柱部１０２と、該円柱部１０２先端
より球面状に突出した球面部１０３とにより構成されて
いる以外は、第１の実施の形態と総て同様に構成されて
いる。

【００５１】この場合であっても、第１の実施の形態と
同様の効果を得ることができる。

【００５２】（第３の実施の形態）

【００５３】また、図５は、第３の実施の形態を示す図
であり、第１の実施の形態の弁体４３の先端部のみを示
す図である。

【００５４】すなわち、弁体４３に突設された突起部２
０１が、円柱状に形成され、その端面が平坦な平面部２
０２を形成する以外は、第１の実施の形態と総て同様に
構成されている。

【００５５】この場合であっては、テーパ部７２を有し
た第１の実施の形態や、球面部１０３を有した第２の実
施の形態のように、テーパ部７２又は球面部１０３が弁
座穴５３に挿入された弁閉じきり付近において、テーパ
弁と同様の機能を得るといった効果は得られないもの
の、他については、第１の実施の形態と同様の効果を得
ることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
電磁弁にあっては、弁閉じきり付近において、弁体に突
設された突起部が弁座穴内に位置するため、外乱によっ
て弁体が微動した場合であっても、弁座穴の通流量に大
きな変化を与えることが無い。

【００５７】したがって、弁閉じきり付近において、弁
座穴の近傍に平坦な弁体が配置されるため、弁体の微動
により弁座穴の通流量が大きく変化し、出力圧に大きな
影響を与えてしまう従来と比較して、弁体のストローク
に対する感度を低下することができ、出力変化を抑える
ことができる。

【００５８】これにより、外乱による出力変化を防止す
ることができ、出力特性を向上することができる。

【００５９】そして、閉弁時には、前記突起部の外周部
にリング状に設けられた当接部を、前記弁座穴の開口縁
部に当接した状態でシールするため、前記開口縁部と当
接部間に作用するオイル等の粘性によって、当接時に生
じ得るジャンピングを抑制することができる。

【００６０】さらに、このジャンピング抑制効果は、両
者の当接面積を広げることによって高めることもでき
る。よって、先端へ向かうに従って縮径するテーパ弁の
側面を弁座穴の開口縁に線接触させる場合と比較して、
ジャンピングによる出力特性の低下をも防止することが
できる。

【００６１】また、請求項２の電磁弁においては、開弁
時において、弁体に設けられた突起部を弁座穴から離脱
させることができるので、開弁時における弁座穴の開口
面積を広げることができる。これにより、所定の流量確
保が容易となる。

【００６２】さらに、請求項３の電磁弁では、前記突起
部を円柱状に形成することによって、前記弁座穴を通過
する流体の通流経路を、前記突起部の外周部に形成する
ことができる。これにより、流体の通流効率を高めるこ
とができる。

【００６３】また、請求項４の電磁弁にあっては、前記
突起部を、円柱状の円柱部と、該円柱部より先端へ向か
うに従って縮径するテーパ部とにより構成し、請求項５
の電磁弁においては、前記突起部を、円柱状の円柱部
と、該円柱部の先端より球面状に突出した球面部とによ
り構成した。

【００６４】これらによって、前記テーパ部又は前記球
面部が弁座穴に挿入された弁閉じきり付近において、弁
体のストローク量に応じた通流量の制御が可能となり、
テーパ弁と同様の機能を得ることができる。

【００６５】ここで、前記テーパ部が形成された請求項
４にあっては、当該テーパ部は、突起部のみに形成され
ているため、テーパ部の弁頂角を小さくしてもストロー
ク量の増大を防止することができる。

【００６６】また、前記テーパ部及び前記球面部は、円
柱部より先端に設けられているため、前記円柱部が弁座
穴に挿入された状態では、当該弁体変位に対する出力特
性の安定化を維持することができる。

【００６７】したがって、制御精度を高めつつ、出力特
性の安定化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の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図２】図１のＡ部を示す拡大図である。

【図３】同実施の形態の実験結果を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す要部の拡大図
である。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す要部の拡大図
である。

【図６】従来の電磁弁を示す断面図である。

【図７】同実施の形態の実験結果を示す図である。

【符号の説明】

１電磁弁２３ソレノイド４３弁体４４弁部５３弁座穴６１突起部６２当接部７１円柱部７２テーパ部１０１突起部１０２円柱部１０３球面部２０１突起部２０２平面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H106 DA03 DA13 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD02 EE07 EE48 GB06 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソレノイドの電磁力で作動する弁体で弁
座穴を開閉する電磁弁において、前記弁座穴に対向する前記弁体の中心部に突起部を突設
し、該突起部が設けられた前記中心部の外周部に、閉弁
時に前記弁座穴の開口縁部に当接するリング状の当接部
を設定したことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】閉弁時に前記弁座穴内に位置する前記突
起部が開弁時に前記弁座穴から離脱するように前記突起
部の高さ寸法を設定したことを特徴とする請求項１記載
の電磁弁。
【請求項３】前記突起部を、円柱状に形成したことを
特徴とする請求項１又は２記載の電磁弁。
【請求項４】前記突起部を、円柱状の円柱部と、該円
柱部より先端へ向かうに従って縮径するテーパ部とによ
り構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁
弁。
【請求項５】前記突起部を、円柱状の円柱部と、該円
柱部の先端より球面状に突出した球面部とにより構成し
たことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁弁。