JP2003314732A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ソレノイド部で弁体を変位させる効率が
良く、小型化が容易な電磁弁を提供する。 【解決手段】 コイル１７に電流を流した時に生じる磁
界の磁路に、コイル収納部材（コイル１７のボビン１７
ｂや絶縁層１７ｃ）を用いることができるように、コイ
ル収納部材を絶縁皮膜付導電体（例えば、絶縁皮膜付鉄
粉）を含有する絶縁部材を用いて形成する。また、コイ
ル１７に電流を流すことで発生する磁路Ｈがコイル収納
部材の内部で閉じないように、ボビン１７ｂの所定の位
置には、絶縁皮膜付導電体を含有しない絶縁部材の低透
磁率部１７ａが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソレノイド部のコ
イルに電流を流すことで発生する電磁吸引力でソレノイ
ド部に接続された弁体を変位させる電磁弁に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両に装備された自動変速機等
には電磁弁が設けられており、その電磁弁により所定の
圧力に制御された作動油が供給されるようになってい
る。図５に示すように、従来、電磁弁のソレノイド部１
０２のコイル１１７は、絶縁部材で形成されたボビン１
１７ｂにワイヤーが巻かれた構成となっている。ワイヤ
ーが巻かれたボビン１１７ｂの外周は、絶縁層１１７ｃ
で覆われている。また、絶縁層１１７ｃには外部機器と
接続するためのコネクタ１１９が設けられている。ボビ
ン１１７ｂ及び絶縁層１１７ｃを構成する絶縁部材とし
ては、例えば、ナイロン樹脂が用いられている。これに
より、例えば、コイル１１７に電流を流した際に、ケー
ス１０４→プランジャ１２０→コア１１２→ケース１０
４の外周の経路で磁路ｈが形成される。そして、コイル
１１７に流した電流の大きさに対応する電磁吸引力Ｆが
発生し、プランジャ１２０がコア１１２に吸引される。
これにより、図５において下方向に、プランジャ１２０
が所定量変位される。プランジャ１２０は、シャフト１
２４を介して弁体（図示していない。）に当接されてい
る。したがって、プランジャ１２０が所定量変位するこ
とで、弁体が所定量変位し、電磁弁は作動油の供給圧を
変化させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、コイル１
１７を収納する部分（ボビン１１７ｂ及び絶縁層１１７
ｃ）は絶縁部材（導電率が低い）であるが、一般的な絶
縁部材では透磁率も低い。したがって、コイル１１７と
ケース１０４、及びコイル１１７とコア１１２との間の
透磁率が低く、コイル１１７に電流を流すことで生じる
磁路ｈの磁力が弱かった。したがって、プランジャ１２
０を吸引する電磁吸引力Ｆが小さく、プランジャ１２０
に当接されている弁体を変位させる効率が良くない。そ
こで、プランジャ１２０に対して所定の電磁吸引力Ｆを
発生させるためには、ケース１０４及びコア１１２に所
定の磁束を流す必要があるので、ケース１０４及びコア
１１２を分厚くする必要があり小型化が容易ではない。
そこで、本発明は、弁体を変位させる効率が良く、小型
化が容易な電磁弁を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、ソレノイド部と、ソレノ
イド部に接続された弁体とを備え、ソレノイド部は、導
電率の低い部材で形成されたコイル収納部材を有し、コ
イル収納部材に収納されたコイルに所定値の電流を流す
ことで発生する電磁吸引力で弁体を所定量変位させる電
磁弁であって、前記コイル収納部材には、導電率が低く
透磁率が高い部材を用いることを特徴とする。請求項１
に記載の電磁弁によれば、コイル収納部材には、導電率
が低く透磁率が高い部材を用いている。ここで、コイル
収納部材とは、例えば、コイルを巻くボビンやコイルを
巻いたボビンの外周に設けるボビンケースに相当する。
これによれば、導電率が低く透磁率が低い部材を用いた
場合と比較して弁体を変位させる効率が良く、小型化が
容易である。

【０００５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の電磁弁であって、前記コイル収納部材の所定の
位置には導電率及び透磁率が低い部分が設けられている
電磁弁である。請求項２に記載の電磁弁によれば、コイ
ル収納部材に透磁率の低い部分を設けたので、磁力をプ
ランジャ側へ通過させて、効率良く電磁吸引力を発生さ
せることができる。

【０００６】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の電磁弁であって、前記コイル収納部材
に用いられている導電率が低く透磁率が高い部材は、絶
縁皮膜付導電体を絶縁部材に含有させた部材であること
を特徴とする電磁弁である。請求項３に記載の電磁弁に
よれば、弁体を変位させる効率が良く、小型化が容易で
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態
を、図１〜図４を用いて説明する。まず、図１、図２を
用いて電磁弁１の構成及び動作について説明する。図１
の縦断面図に示すように、本実施の形態の電磁弁１は、
ソレノイド部２と、そのソレノイド部２の一端に設けら
れた弁部３とから構成されている。なお、この電磁弁１
に対する以下の説明では、ソレノイド部２側を基端側
（図１において上側）とし、弁部３側を先端側（図１に
おいて下側）とする。

【０００８】ソレノイド部２のケース４は、同ケース４
を所定の箇所で屈曲させた際にその屈曲後の復元力が極
めて小さい性質を有する磁性体（例えば、鉄等の金属）
により、円筒状に形成されている。ケース４の基端側に
は内筒５が同軸上に設けられており、基端側でこの内筒
５と連結されて同内筒５との間に収容空間６が形成され
ている。ケース４の基端側にはそのかしめ部（折り曲げ
部）をかしめることにより円板状のキャップ７が固定さ
れ、このキャップ７によってケース４の基端側が閉塞さ
れている。

【０００９】ケース４の先端側にはその内面全体に規制
部としての段部８が形成されている。その段部８よりも
先端側は内径が拡大されたかしめ部９となっている。ケ
ース４には、先端から段部８を超えて基端側へその軸方
向に沿って延びる切欠部１０が形成されている。

【００１０】ケース４の先端側には、筒状のコア１２が
同コア１２自身及びその中空部１３をケース４と同軸と
なるように設けられている。コア１２は、コイル１７の
内周に挿入される筒部１２ａと、その筒部１２ａの先端
側に設けられ、ケース４のかしめ部９の内面とほぼ同形
状の断面円形状に形成された圧入部としてのフランジ部
１４とから構成されていて、フランジ部１４の基端側端
面の外周部が、前記切欠部１０が形成された部分を除き
そのほぼ全周に亘って前記段部８に当接されている。フ
ランジ部１４の先端側端面とコア１２の先端側端面とは
面一に形成されていて面一端面１５を形成している。ま
た、フランジ部１４の外径は、前記かしめ部９の内径に
比べて若干大きく形成されていて、コア１２はそのフラ
ンジ部１４においてケース４に圧入された状態で設けら
れている。従って、前記コア１２はケース４に圧入され
た状態で、前記段部８にフランジ部１４が当接した位置
がケース４内における保持位置とされている。

【００１１】また、コア１２のフランジ部１４には、そ
の先端側の外周部にケース４の内側へ傾斜するテーパ部
１６が形成され、このテーパ部１６の傾斜に沿って前記
かしめ部９が内側へ屈曲されている（なお、図２では、
テーパ部１６に網掛け処理して記載した）。このため、
フランジ部１４の外周部が、テーパ部１６の傾斜面にお
いて、屈曲されたかしめ部９によって押圧される。この
押圧力によって、前記ケース４内に保持されたコア１２
のフランジ部１４がかしめ部９によって押さえ込まれ、
それにより、コア１２は前記保持位置で固定される。つ
まり、かしめ部９のテーパ部１６に沿って屈曲している
部分によって固定部が構成されている。

【００１２】ケース４内において、コア１２の外周側の
前記収容空間６には絶縁部材のボビン（コイル収納部
材）１７ｂにワイヤーが巻かれたコイル１７が設けられ
ている。従って、コイル１７の内周側にコア１２の筒部
が挿入された状態に配置されている。コイル１７とコア
１２のフランジ部１４との間には、コイル１７がガタつ
くのを防止し、且つシール機能をも有するフィルタ１８
が設けられている。このフィルタ１８は弾性材料にて形
成されており、押しつぶされた状態で設けられている。
また、図２に示すように、前記コイル１７（図１）に電
流を供給するための配線が前記切欠部１０を介してコイ
ル１７より導出され、その配線と外部機器とを接続する
ためのコネクタ部１９が前記切欠部１０に対応する箇所
のケース４外に設けられている。コイル１７及びコイル
１７の周囲の構成の詳細は、後述する。

【００１３】一方、コア１２の基端側には、柱状のプラ
ンジャ２０が設けられている。このプランジャ２０は若
干の隙間を有して前記内筒５に挿通され、その軸方向に
移動可能とされている。そして、前記コイル１７の励磁
に基づき、コア１２の基端部に設けられたヨーク部２１
に発生する電磁吸引力がプランジャ２０に作用し、プラ
ンジャ２０はコア１２側へ引き寄せられるようになって
いる。

【００１４】プランジャ２０の基端部には、その中央部
に突起部２２が形成されていて、外周縁部が前記キャッ
プ７とともにケース４の一端に固定された円板状のディ
スクスプリング２３に前記突起部２２が取り付けられて
いる。ディスクスプリング２３の中央部には嵌合孔が形
成されており、この嵌合孔に前記突起部２２が挿入取り
付けされ、それによって、プランジャ２０が支持されて
いる。

【００１５】コア１２の中空部１３には、コア１２の両
端から突出するシャフト２４が、コア１２と同軸となる
ように挿通されている。このシャフト２４の基端部は前
記プランジャ２０に形成された取付用凹部２５に打ち込
み挿入されて同プランジャ２０に連結されている。な
お、コア１２内には軸受ブッシュ２６が設けられ、この
軸受ブッシュ２６によりシャフト２４が支持されてい
る。従って、一体的に構成されたシャフト２４及びプラ
ンジャ２０は、その両端部がそれぞれブッシュ２６及び
ディスクスプリング２３を介してコア１２及びケース４
に支持されることとなる。

【００１６】また、シャフト２４には、コア１２に当接
してプランジャ２０のコア１２側への移動を規制するス
トッパ２７が設けられている。プランジャ２０の前記キ
ャップ７側への移動は、プランジャ２０がキャップ７と
当接することにより規制される。従って、プランジャ２
０及びシャフト２４は、プランジャ２０がキャップ７と
当接した位置（図１において一点鎖線で示す中心線の右
側）と、ストッパ２７がコア１２と当接した位置（同左
側）との間で、軸方向に移動可能とされている。

【００１７】一方、前記弁部３は、筒状のスリーブ３１
と、同スリーブ３１に収容された弁体としてのスプール
３２とから構成されている。スリーブ３１の基端側端面
は、前記コア１２の面一端面１５に当接されている。ス
リーブ３１には前記面一端面１５とかしめ部９の先端と
の間に配置される円形状の鍔部３３が設けられている。
鍔部３３はスリーブ３１の基端に設けられている。鍔部
３３の外径はコア１２のフランジ部１４の外径とほぼ同
径に形成されて、スリーブ３１の基端側端面がコア１２
の面一端面１５に当接した状態で、前記かしめ部９をコ
ア１２のフランジ部１４に形成されたテーパ部１６の傾
斜に沿って内側へ屈曲させたときに、同かしめ部９が鍔
部３３のスリーブ３１先端側にある外周角部３４に当接
する径とされている。そして、その鍔部３３の外周角部
３４でさらにそのかしめ部９を内側に屈曲させて、鍔部
３３がかしめ着されている。これにより、スリーブ３１
が、その基端側端面をコア１２の面一端面１５に当接さ
せた状態で固定される。

【００１８】また、スリーブ３１は、段階的に径の大き
くなる第１の摺動孔３５、第２の摺動孔３６及びばね収
容孔３７が基端側から順に形成されている。これら各孔
３５〜３７は、前記ケース４、前記コア１２及び前記プ
ランジャ２０と同軸上を延びるように形成されている。

【００１９】前記第１の摺動孔３５と前記第２の摺動孔
３６との境界部分に対応するスリーブ３１には環状溝３
８が形成され、この環状溝３８内に連通する図示しない
フィードバックポートがスリーブ３１に形成されてい
る。第２の摺動孔３６に対応するスリーブ３１には、基
端側から順に供給ポート３９、出力ポート４０及び排出
ポート４１が形成されている。第２の摺動孔３６とばね
収容孔３７との境界部分に対応するスリーブ３１には、
ばね収容孔３７からのドレンを排出するドレン用ポート
４２が形成されている。また、前記ばね収容孔３７には
その内周面に形成されたネジ溝４３に螺着するプラグ４
４が設けられている。

【００２０】なお、出力ポート４０の出力圧を環状溝３
８内にフィードバックするため、図示しないフィードバ
ック流路がスリーブ３１に形成されている。前記スプー
ル３２は前記シャフト２４と同軸上に延びるように形成
され、その基端がシャフト２４の先端部と当接されてい
る。スプール３２の先端部には、前記プラグ４４との間
にばね４５が設けられており、スプール３２はそのばね
４５によりその基端側へ常時付勢されている。そのた
め、前記コイル１７に電流が流されておらず非励磁状態
の場合、スプール３２、シャフト２４及びプランジャ２
０は、同プランジャ２０が前記キャップ７に当接した状
態で保持されている。そして、コイル１７に電流が流さ
れて励磁されると、スプール３２はシャフト２４及びプ
ランジャ２０の移動に伴って先端側へ移動する。

【００２１】また、スプール３２には、前記第１の摺動
孔３５に対応する第１のランド４６と、前記第２の摺動
孔３６に対応する第２のランド４７及び第３のランド４
８とがそれぞれ基端側から先端側に向かって順に設けら
れている。第１のランド４６及び第２のランド４７は両
者が対向する端面が、前記環状溝３８内に面して設けら
れている。また、第２のランド４７及び第３のランド４
８は両者が対向する端面が、それぞれ前記供給ポート３
９及び前記排出ポート４１に対応して設けられている。
前記コイル１７が非励磁状態の場合には、第２のランド
４７の前記端面と供給ポート３９との間に隙間が形成さ
れていて、排出ポート４１は第３のランド４８によって
閉塞されている。そして、コイル１７が励磁されてスプ
ール３２が先端側へ移動するにつれて第２のランド４７
の前記端面と供給ポート３９との間の隙間が減少し、第
３のランド４８の前記端面と排出ポート４１との間に隙
間が形成される。このように、スプール３２の変位によ
って、第２のランド４７及び第３のランド４８の相対向
する端面と供給ポート３９及び排出ポート４１との間の
隙間が適宜変更され、両ポートの間にある出力ポート４
０から出力される圧力が制御される。

【００２２】なお、上述のとおり、この電磁弁１ではケ
ース４、コア１２、プランジャ２０、シャフト２４、ス
リーブ３１及びその各孔３５〜３７、スプール３２等は
全て同軸上に設けられている。また、スリーブ３１の基
端側に、同スリーブ３１の基端側端面がコア１２の面一
端面１５に当接されることで油貯留室４９が形成され、
コア１２の中空部１３、プランジャ２０の周囲及びプラ
ンジャ２０とキャップ７との間に形成された空間６０に
作動油が充填されている。そして、軸受ブッシュ２６の
両端の室を連通するようにコア１２の内孔面に形成され
た図示しない連通溝及び内筒５とプランジャ２０との間
に形成された隙間を介して作動油が流通して、プランジ
ャ２０の動作にダンピング作用を付与している。

【００２３】さて、以上のように構成された電磁弁１で
は、コイル１７の非励磁状態において供給ポート３９に
作動油を供給すると、その作動油は第２のランド４７の
第３のランド４８と相対向する端面と供給ポート３９と
の間に形成された隙間及び第２の摺動孔３６を介して出
力ポート４０に至り、同出力ポート４０から出力され
る。このとき、供給された作動油はその圧力が前記隙間
に応じた制御圧に制御されて出力される。

【００２４】コイル１７を励磁すると、プランジャ２０
がコア１２側へ引き寄せられることにより前記ばね４５
の付勢力に抗してスプール３２が変位する。その結果、
第２のランド４７の前記端面と供給ポート３９との間の
隙間が次第に小さくなる。逆に、第３のランド４８の第
２のランド４７と相対向する端面と、その第３のランド
４８によって当初閉塞されていた排出ポート４１との間
に隙間が形成され、その隙間が次第に大きくなる。この
ため、出力ポート４０の制御圧は次第に小さくなる。

【００２５】また、出力ポート４０の制御圧は、図示し
ないフィードバック流路を介して環状溝３８内に導入さ
れる。そして、この制御圧は、第１のランド４６及び第
２のランド４７の両者がそれぞれ対向する端面に作用す
る。このため、第１のランド４６と第２のランド４７と
の面積差の推力がばね４５に対向して作用する。

【００２６】すなわち、この電磁弁１では、コイル１７
に流す電流の大きさに応じて作用するプランジャ２０を
引き寄せる力（コア１２に作用する電磁吸引力（図４に
示すＦ′））と、ばね４５による付勢力と、フィードバ
ックされた制御圧による力とのバランスによって、制御
圧をコイル１７に通電された電流値に応じた圧力となる
ように制御している。

【００２７】次に、図３を用いて、ソレノイド部２の構
成の詳細について説明する。まず、図３のＪ〜Ｍに示す
ように、コイルユニット５０を組み立てる手順について
説明する。 （１）図３のＪに示すように、ボビン１７ｂを形成す
る。まず、絶縁皮膜付導電体を含んでいない絶縁部材
（例えば、ナイロン樹脂）で形成されたボビンの低透磁
率部１７ａの両端（図３では、上部と下部）に、絶縁皮
膜付導電体を含んでいる絶縁部材（例えば、絶縁皮膜付
鉄粉を含有させたナイロン樹脂）でボビンの高透磁率部
１７ｄを形成する。高透磁率部１７ｄは、低透磁率部１
７ａに当接しない側の端面にフランジ部を形成する。 （２）図３のＫに示すように、ボビン１７ｂに導電体の
ワイヤーを巻いてコイル１７とする。ワイヤーは、ボビ
ン１７ｂに形成された高透磁率部１７ｄのフランジ部で
幅方向に規制されている。 （３）図３のＬに示すように、コイルユニット５０を成
形する。例えば、コイル１７を型（図示していない）に
入れ、絶縁皮膜付導電体を含んでいる絶縁部材を流し込
み、絶縁層１７ｃとコネクタ部１９を形成する。

【００２８】次に、ケース４の中心の孔に、図３のＭに
おいて上部から、シャフト２４が設けられたプランジャ
２０を挿入する。プランジャ２０に予め取り付けられて
いるディスクスプリング２３はケース４の上面に嵌合す
る構成となっていて、これによりプランジャ２０はケー
ス４に収納された状態で、図３において上下方向に規制
される。そして、ケース４の上面にキャップ７を嵌めて
ケース４にプランジャ２０を固定する。次に、図３のＬ
に示すように、ケース４の下部からコイルユニット５０
を挿入する。ケース４内部には、前述したように内筒５
が形成されているので、コイル１７が収容空間６に嵌合
した状態で固定される。このようにして、ソレノイド部
２が組み立てられる。

【００２９】図４は、ソレノイド部２の断面図である。
コイル１７に所定値の電流が流されると、電流の大きさ
に応じた磁界が生じ、磁路Ｈが形成される。従来では、
図５に示すように、コイル収納部材（コイル１１７のボ
ビン１１７ｂや絶縁層１１７ｃ）がナイロン樹脂等の絶
縁部材であり透磁率の低い部材で形成されていたので、
コイル１１７に所定値の電流を流すことで生じる磁路ｈ
の磁力が弱かった。このため、磁路ｈが形成される部材
の厚み（例えば、ケース１０４のａ、ｂ、ｆ寸法、コア
１１２のｃ、ｄ、ｅ寸法）を厚くして磁路ｈの磁束を確
保し、これにより、コア１１２がプランジャ１２０を吸
引する電磁吸引力Ｆを確保していた。本実施の形態で
は、コイル収納部材（コイル１７のボビン１７ｂや絶縁
層１１７ｃ）には、絶縁皮膜付導電体を含んでいる高透
磁率の絶縁部材を用いている。これにより、コイル収納
部材を磁路Ｈとして使用することができる。また、コイ
ル収納部材の内部のみで磁路が閉じないように、ボビン
１７ｂの所定の位置に低透磁率部１７ａが設けられてい
る。したがって、例えば、コイル１７に電流を流した際
に、ケース４及びボビン１７ｂの高透磁率部１７ｄの上
側→プランジャ２０→コア１２及びボビン１７ｂの高透
磁率部１７ｄの下側→ケース４の外周及び絶縁層１７ｃ
の経路で磁路Ｈが形成される。結局、コイル１７に所定
値の電流を流すことで生じる磁路Ｈの磁力が強くなり、
効率良くコア１２がプランジャ２０を吸引する電磁吸引
力Ｆ′を発生させることができる。したがって、ソレノ
イド部２が弁体を変位させる効率が良い。また、磁路Ｈ
が形成される部材の厚み（例えば、ケース４の収容空間
６まわりのＡ、Ｂ、Ｆ寸法、コア１２のＣ、Ｄ、Ｅ寸
法）を薄くすることができるので、小型化が容易であ
る。

【００３０】本発明は、実施の形態の構成及び動作に限
定されるものではない。ソレノイド部２を組み立てる手
順は、実施の形態に限定されるものではない。また、ボ
ビン１７ｂに設けられた低透磁率部１７ａは、コイル収
納部材の内部のみで磁路が閉じなければ良く、他の位置
でもよい。低透磁率部１７ａは複数箇所に設けられてい
てもよい。本実施の形態では、コイル収納部材として絶
縁皮膜付導電体を含有する樹脂を用いたが、導電率が低
く透磁率が高い他の部材でもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、３に記
載の電磁弁によれば、弁体を変位させる効率が良く、小
型化が容易である。また、請求項２に記載の電磁弁によ
れば、コイルに電流を流すことで発生する磁路にコイル
収納部材を用いることができるので、効率良く電磁吸引
力を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁弁１の実施の形態の概略図であ
る。

【図２】ソレノイド部２の説明図である。

【図３】ソレノイド部２の組立図である。

【図４】ソレノイド部２の断面図である。

【図５】従来のソレノイド部１０２の断面図である。

【符号の説明】

１ 電磁弁 ２ ソレノイド部 ３ 弁部 ４ ケース ６ 収容空間 ７ キャップ １０ 切欠部 １２ コア １７ コイル １７ａ 低透磁率部 １７ｂ ボビン １７ｃ 絶縁層 １７ｄ 高透磁率部 １９ コネクタ部 ２０ プランジャ ２３ ディスクスプリング ２４ シャフト ５０ コイルユニット Ｆ′ 電磁吸引力 Ｈ 磁路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイド部と、ソレノイド部に接続さ
   れた弁体とを備え、ソレノイド部は、導電率の低い部材
   で形成されたコイル収納部材を有し、コイル収納部材に
   収納されたコイルに所定値の電流を流すことで発生する
   電磁吸引力で弁体を所定量変位させる電磁弁であって、 前記コイル収納部材には、導電率が低く透磁率が高い部
   材を用いることを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁弁であって、 前記コイル収納部材の所定の位置には導電率及び透磁率
   が低い部材が設けられている電磁弁。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の電磁弁であっ
   て、 前記コイル収納部材に用いられている導電率が低く透磁
   率が高い部材は、絶縁皮膜付導電体を絶縁部材に含有さ
   せた部材であることを特徴とする電磁弁。