JP2003074734A

JP2003074734A - 電磁弁

Info

Publication number: JP2003074734A
Application number: JP2001268448A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Yasuda; 智宏安田; Kenro Takahashi; 建郎高橋
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】クリアランス管理を低減しつつ、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】成型部品１２のボビン２１内にコア３２
及びヨーク３３を挿入し、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にプランジャー３７
を収容する。プランジャー３７のロッド３８をブッシュ
３９で支持し、ロッド３８をブッシュ３９の下方へ突出
できるようにする。このブッシュ３９の下部に弁室４３
を形成し、弁室４３に、プランジャー３７と別部材から
なる弁体４４を収容する。弁室４３をブッシュ３９でソ
レノイド２３側と隔成し、ブッシュ３９下面の隔壁と弁
体４４間に、弁体４３の上下作動に応じて容積が変化す
る空間６１を形成する。

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、図６に示すような電磁弁５０１が用いられて
いた。

【０００３】この電磁弁５０１は、ソレノイド５１１へ
の通電に応じて作動するプランジャー５１２を備えてい
る。前記ソレノイド５１１のボビン５１３下部には、ノ
ズル５１４が一体形成されており、該ノズル５１４に
は、シート５１５がインサート形成されている。

【０００４】前記プランジャー５１２からはロッド５２
１が延出しており、該ロッド５２１は、弁室５２２内に
延出している。このロッド５２１の下端部は弁体５２３
を構成しており、該弁体５２３下端の弁部５２４が前記
シート５１５の弁座穴５２５を開閉するように構成され
ている。

【０００５】これにより、ソレノイド５１１への通電が
遮断された際には、コイルスプリング５２６によってプ
ランジャー５１２が下方へ付勢され、前記弁部５２４が
前記弁座穴５２５を閉鎖して、入力ポート５３１からの
パイロット圧を出力ポート５３２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５１１が通電さ
れた際には、前記プランジャー５１２をコア５３３によ
り上方へ吸引し、前記弁部５２４が弁座穴５２５を開放
することによって、入力ポート５３１からのパイロット
圧及び出力ポート５３２に加えられた出力圧を、前記弁
室５２２を介して、該弁室５２２の周壁に開設されたド
レンポート５３４，５３４から排出できるように構成さ
れている。

【０００６】このような電磁弁５０１にあっては、パイ
ロット圧を発生させるポンプの脈圧の周波数と、電磁弁
５０１作動時の油圧制御系の固有振動数とが一致した場
合、大きな油圧振動が発生し、静特性の一部である平均
油圧が低下するという現象が観測された。

【０００７】これを防止するために、本願出願人におい
ては、弁体５２３にダンパー機能を持たせる構造を発明
するに至った。

【０００８】すなわち、前記弁体５２３の周面には、ダ
ンパープレート５４１が外嵌した状態で固定されてお
り、このダンパープレート５４１とヨーク５４２下面と
の間には、前記弁体５２３の上下作動に応じて容積が変
化する空間が形成されるように構成されている。なお、
図６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。

【０００９】このダンパープレート５４１は、前記弁体
５２３より半径方向に延出し、その先端と弁室５２２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、前記ダンパープレート５４
１と周壁間には、前記弁室５２２内に流入したオイルが
通流する通流部５５１がリング状に形成されており、弁
体５２３振動時に、前記通流部５５１を介してオイルが
通流することでダンパー機能が得られるように構成され
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電磁弁５０１にあっては、ダンパー効果を高めるた
めに、ダンパープレート５４１と弁室５２２周壁間のク
リアランスを小さくする必要があった。

【００１１】ここで、このクリアランスを小さくする為
には、ロッド５２１と該ロッド５２１をヨーク５４２に
支持するブッシュ５６１とのクリアランスガタや、この
ヨーク５４２と該ヨーク５４２を支持するブラケット５
６２とのクリアランスガタの両者を同時に小さくしなけ
ればならず、苦労を要した。

【００１２】また、前述したクリアランスガタを小さく
できない場合には、ダンパープレート５４１によるダン
ピング効果が十分に得られないという問題があった。

【００１３】図７は、ダンピング効果を十分に得ること
ができなかった電磁弁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５１２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５３２からの出力圧に低下化現象が観測
された。

【００１４】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、クリアランス管理を低減しつつ、
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。

【００１５】

【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
電磁力でプランジャーを駆動して弁体を作動する電磁弁
において、前記弁体を前記プランジャーと別部材で構成
し、当該弁体を弁室内に摺動自在に収容するとともに、
該弁室の前記ソレノイド側の壁面と前記弁体との間に、
当該弁体の作動に応じて容積変化が生じる空間を形成し
た。

【００１６】すなわち、プランジャーと弁体とは、別部
材で構成されているため、両者に生じ得る多少の軸ずれ
は吸収される。また、前記プランジャーの支持部におけ
るクリアランスに拘束されることなく、前記弁体と、そ
の摺接面とのクリアランスを小さく設定することができ
る。これにより、当該弁体により開閉される弁座穴との
同軸度も高められる。

【００１７】また、請求項２の電磁弁においては、前記
弁室に摺接する前記弁体の摺接面の少なくとも一部が、
制御する流体の経路内に位置するように当該弁体の移動
範囲を設定した。

【００１８】すなわち、当該電磁弁で、例えば油圧を制
御する際には、前記弁体の移動範囲は、その摺接面の少
なくとも一部がオイルの経路内に位置するように設定さ
れている。このため、弁体作動時において、弁室の壁面
と弁体間に形成される空間へのオイルの通流が、弁体の
移動範囲の全域で維持される。

【００１９】そして、請求項３の電磁弁にあっては、前
記弁体に、当該弁体により区画された一方側の前記空間
と他方側とを連通する連通経路を設けた。

【００２０】これにより、前記空間への流体の行き来が
前記連通経路を介して行われる。

【００２１】また、請求項４の電磁弁においては、前記
弁体の側面に、該弁体の移動方向に対して斜めに延在す
る傾斜溝を形成して前記連通経路を構成した。

【００２２】これにより、連通経路を弁体の移動方向に
形成した場合と比較して、当該連通経路を長くとること
ができる。よって、流体に作用する粘性の有効活用が図
られる。

【００２３】さらに、請求項５の電磁弁では、前記弁体
の側面に螺旋状の溝部を形成して前記連通経路を構成し
た。

【００２４】これにより、前記連通経路を、請求項４の
場合と比較して長くすることができる。よって、流体に
作用する粘性のさらなる有効活用が図られる。

【００２５】加えて、請求項６の電磁弁においては、前
記弁体に、斜め穴を貫通して前記連通経路を構成した。

【００２６】この場合も、連通経路を弁体の移動方向に
貫通した場合と比較して、当該連通経路を長くとること
ができる。よって、流体に作用する粘性の有効活用が図
られる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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は、前記ブラケット１
３より下部がノズル２４を構成しており、該ノズル２４
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。

【００３１】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の両端
部が、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。

【００３２】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、下部のブッシュ３９を挿通し
て下方へ突出できるように構成されている。このブッシ
ュ３９の下部には、弁室４３が形成されており、該弁室
４３には、前記プランジャー３７と別部材からなる弁体
４４が上下動自在に収容されている。

【００３３】前記弁体４４は、前記ヨーク３３に内嵌し
た円柱状の大径部５１と、該大径部５１の中心より下方
に突出した小径円筒状の小径部５２とによって形成され
ており、前記ブッシュ３９より延出した前記ロッド３８
によって前記大径部５１が下方に押圧される一方、パイ
ロット圧を受けることで上方へ付勢されるように構成さ
れている。

【００３４】前記弁室４３は、前記ヨーク３３内嵌した
前記ブッシュ３９によって前記ソレノイド２３側と隔成
されており、前記ブッシュ３９の下面は、前記ソレノイ
ド２３側と弁室４３側とを区画する隔壁を構成してい
る。この隔壁と前記弁体４４との間には、当該弁体４３
の上下作動に応じて容積が変化する空間６１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。

【００３５】前記弁体４４の大径部５１は、前記ヨーク
３３の内周面に包囲され摺接するように構成されてお
り、当該大径部５１の周面は、摺接面６５を構成してい
る。この大径部５１は、前記ヨーク３３内周面との間に
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、前記大径部５１と前記ヨーク３３内周
面との間には、前記弁室４３内に流入したオイルが通流
する通流部６６が形成されている。

【００３６】前記弁室４３には、当該弁室４３内に流入
したオイルを排出するドレンポート７１，７１が対向し
て形成されており、このドレンポート７１は、ノズル２
４側部に開口している。前記弁体４４が内嵌して摺接す
る前記ヨーク３３の下端部は、これらドレンポート７
１，７１の高さ位置に達する長さ寸法に設定されてい
る。これにより、前記弁体４４の摺接面６５の少なくと
も一部が、制御する流体としてのオイルの経路内に位置
するように、当該弁体４４の移動範囲Ｈが設定されてい
る。

【００３７】そして、前記ノズル２４には、金属製のシ
ート８１が、前記弁室４３の下部にインサート成形され
ている。このシート８１は、リング状の平板からなり、
中央部には、前記弁室４３に連通する弁座穴８２が開設
されている。前記シート８１の下部には、前記弁座穴８
２を介して前記弁室４３に連通する出力ポート８３が上
下に延設されており、該出力ポート８３には、横方向に
延在して側部に開口する入力ポート８４が連通してい
る。

【００３８】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が前記弁
体４４を下方に押圧し、弁体４４下端の弁部９１が前記
弁座穴８２を閉鎖し、入力ポート８４からのパイロット
圧を出力ポート８３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によって前
記プランジャー３７が上方へ吸引され、入力ポート８４
からのパイロット圧と出力ポート８３に加えられた出力
圧とが、前記ドレンポート７１，７１から排出されるよ
うに構成されている。

【００３９】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のロッド３８と弁体４４とが別部
材で構成されているため、両者に多少の軸ずれが生じた
場合であっても、これを吸収することができる。これに
より、プランジャー３７を支持するブッシュ３９，３９
とコア３２及びヨーク３３のクリアランス、並びに、前
記コア３２とヨーク３３の同軸度と、前記弁体４４とヨ
ーク３３内面とのクリアランス及び同軸度を別個に管理
することができる。これにより、精度管理のコストを抑
えることができる。

【００４０】また、前記プランジャー３７支持部分にお
けるクリアランスに拘束されることなく、前記弁体４４
と、その摺接部位であるヨーク３３内周面とのクリアラ
ンスを小さく設定することができる。これにより、弁体
４４と前記内周面間を介して、弁室４３の壁面と弁体４
４間に形成される空間６１に通流されるオイルの通流量
を抑えることができるとともに、通流するオイルが有す
る粘性を有効に利用することができる。

【００４１】したがって、クリアランス管理を低減しつ
つ、弁体４４のダンパー効果を高めることができ、出力
特性を向上することができる。

【００４２】図２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
８３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。

【００４３】加えて、前記プランジャー３７の支持部分
におけるクリアランスに拘束されることなく、前記弁体
４４のクリアランスを小さくすることができるため、当
該弁体４４により開閉されるシート８１の弁座穴８２と
の同軸度を、プランジャー３７の支持状態に関わること
無く、高めることができる。

【００４４】また、前記弁体４４の移動範囲Ｈは、その
摺接面６５の少なくとも一部が、オイルの経路内である
ドレンポート７１，７１の高さに位置するように設定さ
れている。このため、弁体４４作動時において、弁室４
３の壁面と弁体４４間に形成される空間６１へのオイル
の通流を、弁体４４の移動範囲Ｈの全域で維持すること
ができる。

【００４５】（第２の実施の形態）

【００４６】図３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４４の部分のみを図示する
とともに、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ
説明する。

【００４７】すなわち、弁体４４の大径部５１周面の摺
接面６５には、当該弁体４４の移動方向に対して斜めに
延在する傾斜溝１０１，・・・が複数凹設されている。
これにより、前記弁体４４には、当該弁体４４の大径部
５１によって区画された上方側の前記空間６１と下方側
の空間とを連通する連通経路が構成されている。

【００４８】以上の構成において、前記弁体４４上部に
形成された前記空間６１へのオイルの行き来を、連通経
路を構成する傾斜溝１０１，・・・を介して行うことが
できる。

【００４９】そして、前記弁体４４の摺接面６５に、当
該弁体４４の移動方向に対して斜めに延在する傾斜溝１
０１，・・・を形成して前記連通経路を構成したため、
前記連通経路を弁体４４の移動方向、つまり上下方向に
延設した場合と比較して、連通経路を長くとることがで
きる。これにより、オイルに作用する粘性を有効に活用
することができ、ダンパー効果を高めることができる。

【００５０】（第３の実施の形態）

【００５１】図４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４４の部分のみを図示する
とともに、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ
説明する。

【００５２】すなわち、弁体４４の大径部５１周面の摺
接面６５には、当該弁体４４の移動方向に対して斜めに
延在する螺旋状の溝部２０１が凹設されている。これに
より、前記弁体４４には、当該弁体４４の大径部５１に
よって区画された上方側の前記空間６１と下方側の空間
とを連通する連通経路が構成されている。

【００５３】以上の構成において、前記弁体４４上部に
形成された前記空間６１へのオイルの行き来を、連通経
路を構成する溝部２０１を介して行うことができる。

【００５４】そして、前記弁体４４の摺接面６５に螺旋
状の溝部２０１を形成して連通経路を構成したため、連
通経路を、第２の実施の形態の傾斜溝１０１と比較し
て、その全長を長くすることができる。よって、オイル
に作用する粘性をさらに有効に活用することができ、ダ
ンパー効果をさらに高めることができる。

【００５５】（第４の実施の形態）

【００５６】図５は、第４の実施の形態を示す図であ
り、第１の実施の形態の弁体４４の部分のみを図示する
とともに、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ
説明する。

【００５７】すなわち、弁体４４の大径部５１には、当
該弁体４４の移動方向に対して斜めに延在する斜め穴３
０１が穿孔されている。これにより、前記弁体４４に
は、当該弁体４４の大径部５１によって区画された上方
側の前記空間６１と下方側の空間とを連通する連通経路
が構成されている。

【００５８】以上の構成において、前記弁体４４上部に
形成された前記空間６１へのオイルの行き来を、連通経
路を構成する斜め穴３０１を介して行うことができる。

【００５９】そして、前記弁体４４の大径部５１に、斜
め穴３０１を貫通して連通経路を形成したため、連通経
路を弁体４４の移動方向、つまり上下に貫通して形成し
た場合と比較して、当該連通経路を長くとることができ
る。よって、オイルに作用する粘性の有効活用を図り、
ダンパー効果を高めることができる。

【００６０】

【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、プランジャーと弁体とが別部材で構
成されているため、両者に多少の軸ずれが生じた場合で
あっても、吸収することができる。これにより、プラン
ジャー支持部分のクリアランスと、弁体支持部分のクリ
アランスとを別個に管理することができるため、管理コ
ストを抑えることができる。

【００６１】また、前記プランジャーの支持部分におけ
るクリアランスに拘束されることなく、前記弁体と、そ
の摺接部位とのクリアランスを小さく設定することがで
きる。これにより、弁体と前記摺接部位間を介して、弁
室の壁面と弁体間に形成される空間に通流される流体の
通流量を抑えることができるとともに、通流する流体が
有する粘性を有効に利用することができる。

【００６２】したがって、クリアランス管理を低減しつ
つ、ダンパー効果を高めることができ、出力特性を向上
することができる。

【００６３】加えて、前記プランジャーの支持部におけ
るクリアランスに拘束されることなく、前記弁体のクリ
アランスを小さくすることができるため、当該弁体によ
り開閉される弁座穴との同軸度を、プランジャーの支持
状態に関わること無く、高めることができる。

【００６４】また、請求項２の電磁弁において、例えば
油圧を制御する際には、前記弁体の移動範囲は、その摺
接面の少なくとも一部がオイルの経路内に位置するよう
に設定されている。このため、弁体作動時において、弁
室の壁面と弁体間に形成される空間へのオイルの通流
を、弁体の移動範囲の全域で維持することができる。

【００６５】そして、請求項３の電磁弁にあっては、前
記弁体に、当該弁体により区画された一方側の前記空間
と他方側とを連通する連通経路を設けることによって、
前記空間への流体の行き来を、この連通経路を介して行
うことができる。

【００６６】また、請求項４の電磁弁においては、前記
弁体の側面に、該弁体の移動方向に対して斜めに延在す
る傾斜溝を形成して前記連通経路を構成したため、前記
連通経路を弁体の移動方向に形成した場合と比較して、
当該連通経路を長くとることができる。これにより、流
体に作用する粘性を有効に活用することができ、ダンパ
ー効果を高めることができる。

【００６７】さらに、請求項５の電磁弁では、前記弁体
の側面に螺旋状の溝部を形成して前記連通経路を構成し
たため、前記連通経路を、請求項４の場合と比較して長
くすることができる。よって、流体に作用する粘性をさ
らに有効に活用することができ、ダンパー効果をさらに
高めることができる。

【００６８】加えて、請求項６の電磁弁においては、前
記弁体に、斜め穴を貫通して前記連通経路を構成した。
この場合も、連通経路を弁体の移動方向に貫通して形成
した場合と比較して、当該連通経路を長くとることがで
きる。よって、流体に作用する粘性の有効活用を図り、
ダンパー効果を高めることができる。

【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】同実施の形態の実験結果を示す図である。

【図３】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４】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５】本発明の第４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３７プランジャー４３弁室４４弁体６１空間６５摺接面１０１傾斜溝２０１溝部３０１斜め穴Ｈ移動範囲

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソレノイドの電磁力でプランジャーを駆
動して弁体を作動する電磁弁において、前記弁体を前記プランジャーと別部材で構成し、当該弁
体を弁室内に摺動自在に収容するとともに、該弁室の前
記ソレノイド側の壁面と前記弁体との間に、当該弁体の
作動に応じて容積変化が生じる空間を形成したことを特
徴とする電磁弁。
【請求項２】前記弁室に摺接する前記弁体の摺接面の
少なくとも一部が、制御する流体の経路内に位置するよ
うに当該弁体の移動範囲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】前記弁体に、当該弁体により区画された
一方側の前記空間と他方側とを連通する連通経路を設け
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】前記弁体の側面に、該弁体の移動方向に
対して斜めに延在する傾斜溝を形成して前記連通経路を
構成したことを特徴とする請求項３記載の電磁弁。
【請求項５】前記弁体の側面に螺旋状の溝部を形成し
て前記連通経路を構成したことを特徴とする請求項３記
載の電磁弁。
【請求項６】前記弁体に、斜め穴を貫通して前記連通
経路を構成したことを特徴とする請求項３記載の電磁
弁。