JP2005299794A

JP2005299794A - 電磁弁

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Publication number: JP2005299794A
Application number: JP2004116853A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishibashi; 石橋　　亮; Shinji Sugihara; 伸二杉原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2024-04-12
Also published as: JP4151601B2

Abstract

【課題】摺動型電磁弁の電磁部４を油圧制御装置などの被取付装置の外部に配置する場合、コアステータ１４に非磁性処理（または硬化処理）と防錆処理とを施す必要がある。しかし非磁性処理（または硬化処理）を施した表面に防錆処理を施すことはできないため、部分的に非磁性処理（または硬化処理）を施したり防錆処理を施したりする必要があり、表面処理作業が極めて煩雑になってしまう。
【解決手段】コアステータ１４を、プランジャ６を軸方向に摺動自在に収容するプランジャ収容部材９と、プランジャ収容部材９の一端側に同軸的に連結されて電磁部４と弁本体部５との連結に用いられるフランジ部材１０とから構成する。これにより、部分的に異なる表面処理を施す必要がなくなるので、表面処理作業の煩雑さを低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイルに通電することで生じる吸引力により弁体が駆動される電磁弁に関する。

〔従来の技術〕
従来より、コイルに通電することで生じる吸引力によって弁体が駆動される電磁弁を用いて、油圧の制御が行われている。従来の電磁弁１００は、図２または図３に示すように、コイル１０１に通電することで生じる吸引力により弁体１０２を軸方向一方側へ駆動する電磁部１０３、およびこの電磁部１０３の一端側に配置されるとともに、弁体１０２が軸方向に変位することにより出力圧ポート１０４の油圧の制御が行われる弁本体部１０５を備える。

電磁部１０３は、コイル１０１に通電することで生じる吸引力により弁体１０２を軸方向一方側へ駆動するプランジャ１０６と、コイル１０１の内周側に配置されてプランジャ１０６を収容するプランジャ収容部１０７とを有する。弁体１０２は、シャフト１０８を介してプランジャ１０６と連動することにより軸方向に変位することができ、この変位に伴い開口面積を変化させることで、出力圧ポート１０４の油圧の制御を行う。このような電磁弁１００は、例えば自動変速機の油圧制御装置に用いられ、主にクラッチ圧の制御を行う。

電磁弁１００は、プランジャ１０６の外周面とプランジャ収容部１０７の内周面との非接触または接触により、図２に示す非摺動型電磁弁と図３に示す摺動型電磁弁とに分類できる。

非摺動型電磁弁では、例えば図２に示すように、プランジャ１０６の一端側に軸受機構が設けられ、プランジャ１０６の外周面とプランジャ収容部１０７の内周面とが径方向に所定の隙間Ｅを有するように配置されている。これにより、プランジャ１０６の外周面とプランジャ収容部１０７の内周面とが吸引力により密着して、作動不能となるのを防止している。しかし、隙間Ｅの存在により電磁部１０３の体格が大きくなってしまう。また、隙間Ｅは磁気抵抗を形成するため、所定の吸引力を得るのにコイルの巻き数を増加させる必要があり、さらに電磁部１０３の体格が大きくなってしまう。

このため、非摺動型電磁弁の電磁部１０３は、油圧制御装置のような被取付装置の外部に配置される場合がある。よって、電磁部１０３の内部へ水等が浸入するのを防止するため、各部にＯリング１０９が配置されている。また、水等の付着や浸入を防止できない部材（例えば、コアステータ１１０やヨーク１１１）の表面は、防錆処理が施されている。

一方、摺動型電磁弁は、図３に示すように、プランジャ１０６の外周面とプランジャ収容部１０７の内周面とが摺接するように配置されている。摺動型電磁弁の電磁部１０３では、プランジャ１０６の外周面とプランジャ収容部１０７の内周面とが吸引力により密着しないように、プランジャ１０６の外周面およびプランジャ収容部１０７の内周面の一方に非磁性処理が施されている。また、一方に耐摩耗性を向上させる硬化処理（例えば、窒化処理）が施されている。

このため、摺動型電磁弁では、図２に示すような隙間Ｅが極めて小さい。さらに磁気飽和となる非磁性処理部分も極めて薄いため、所定の吸引力を得るためにコイルの巻き数を増加させる必要がない。以上により、摺動型電磁弁の電磁部１０３は、非摺動型電磁弁の電磁部１０３よりも体格を小さくできるので、弁本体部１０５とともに被取付装置の内部に配置できる点で有利である。この場合、コアステータ１１０やヨーク１１１の表面に防錆処理を施す必要がなく、Ｏリング１０９も不要となる（例えば、特許文献１参照）。

〔従来の技術の不具合〕
近年、自動変速機の多段化の傾向から電磁弁の必要個数が増加しているため、摺動型電磁弁を採用しつつ、電磁部１０３を被取付装置の外側に配置したいという要望が高まっている。
摺動型電磁弁の電磁部１０３を被取付装置の外側に配置する場合、非摺動型電磁弁の電磁部１０３と同様に、必要箇所にＯリング１０９を配置して内部への水等の浸入を防止するとともに、水等の付着や浸入を防止できない部材の表面に防錆処理を施す必要がある。

摺動型電磁弁のコアステータ１１０は、図３に示すように軸方向他方側にプランジャ収容部１０７が形成されるとともに、一端側に電磁部１０３と弁本体部１０５との連結に用いられるフランジ部１１２が形成されている。このため、プランジャ収容部１０７の内周面には、非磁性処理または耐摩耗性を向上させる硬化処理を施す必要がある。その一方で、フランジ部１１２には、非摺動型電磁弁と同様の位置にＯリング１０９を配置しても水等の付着や浸入を防止できないため、防錆処理を施す必要がある。
このように、摺動型電磁弁の電磁部１０３を被取付装置の外側に配置する場合、コアステータ１１０には、非磁性処理または硬化処理のいずれか一処理、および防錆処理の両方を施す必要がある。

ところが、非磁性処理または硬化処理を施した表面には防錆処理を施すことができないため、従来の摺動型電磁弁のコアステータ１１０では、部分的に非磁性処理または硬化処理を施したり、防錆処理を施したりする必要があり、表面処理作業が極めて煩雑になってしまう。
特開２００１−２２７６６９号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、コアステータに表面処理を施す作業の煩雑さを低減することができる摺動型電磁弁の提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段では、電磁弁の電磁部が、コイルに通電することで生じる吸引力により弁体を軸方向一方側へ駆動するプランジャと、プランジャの一端面と対向して磁気回路を構成する対向面が形成されるとともに、プランジャを軸方向に摺動自在に収容するプランジャ収容部材と、プランジャ収容部材の一端側に同軸的に連結されて、電磁部と弁本体部との連結に用いられるフランジ部材とを有する。
これによると、摺動型電磁弁のコアステータは、非磁性処理または硬化処理が必要なプランジャ収容部材と、防錆処理が必要なフランジ部材とに分割されている。このため、従来のコアステータのように、一つの部材に、非磁性処理または硬化処理と、防錆処理とを施す必要がなくなるので、摺動型電磁弁のコアステータに表面処理を施す作業の煩雑さを低減することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段では、フランジ部材が、例えばステンレス鋼のように防錆効果を有する素材からなる。
これにより、フランジ部材に防錆処理を施す必要がなくなるので、さらに表面処理作業の煩雑さを低減することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段では、フランジ部材が、防錆効果を有する素材からなるとともに、プランジャと弁体とを連動させるシャフトを摺動自在に保持する軸受部を具備する。
摺動型電磁弁では、弁体の変位を精密に制御するため、プランジャの外周面およびプランジャ収容部材の内周面が極めて高精度に加工される。そして、プランジャ収容部材の内部に異物が侵入するのを防止するため、フランジ部材またはプランジャ収容部材のいずれか一方にシャフトが摺動する軸受面を形成してプランジャ収容部材の内部を封止するのが好ましい。
このような軸受面には、耐摩耗性の向上を目的とする硬化処理を施す必要があるが、防錆処理または非磁性処理を施した表面には硬化処理を施すことができない。このため、プランジャ収容部材に軸受面を形成すると部分的に非磁性処理を施したり硬化処理を施したりする必要が生じ、プランジャ収容部材の表面処理作業が煩雑になってしまう。これに対し、防錆効果を有する素材（例えば、ステンレス鋼）からなるフランジ部材は、表面処理が施されていないので硬化処理を施すことができる。
以上により、防錆効果を有する素材からなるフランジ部材に、軸受面を含む軸受部を形成するようにすれば、プランジャ収容部材の内部に異物が侵入するのを防止することができるとともに、プランジャ収容部材の表面処理作業の煩雑さを低減できる。

最良の形態の電磁弁の電磁部は、プランジャの一端面と対向して磁気回路を構成する対向面が形成されるとともに、プランジャを軸方向に摺動自在に収容するプランジャ収容部材と、プランジャ収容部材の一端側に同軸的に連結されて、電磁部と弁本体部との連結に用いられるフランジ部材とを有する。フランジ部材は、例えばステンレス鋼のように防錆効果を有する素材からなり、プランジャと弁体とを連動させるシャフトを摺動自在に保持する軸受部を具備する。

〔実施例１の構成〕
実施例１の電磁弁１を図１に基づいて説明する。
電磁弁１は、コイル２へ通電することで生じる吸引力によって弁体３を駆動することにより油圧の制御を行う。この電磁弁１は、例えば、自動車用自動変速機の油圧制御装置に用いられるクラッチ圧の制御を行う。

電磁弁１は、コイル２へ通電することで生じる吸引力により弁体３を軸方向一方側へ駆動する電磁部４、およびこの電磁部４の一端側に配置されるとともに、弁体３が軸方向に変位することにより出力圧ポート２８の油圧制御が行われる弁本体部５を備える。なお、本実施例では、電磁部４は油圧制御装置の外部に配置される。

電磁部４は、コイル２へ通電することで生じる吸引力より弁体３を軸方向一方側へ駆動するプランジャ６、プランジャ６の一端面７と対向して磁気回路を構成する対向面８が形成されるとともに、プランジャ６を軸方向に摺動自在に収容するプランジャ収容部材９、プランジャ収容部材９の一端側に同軸的に連結されて、電磁部４と弁本体部５との連結に用いられるフランジ部材１０、プランジャ６と弁体３とを連動させるシャフト１１を有する。
このように、電磁弁１は、プランジャ６の外周とプランジャ収容部材９の内周とが摺接するように配置された摺動型電磁弁である。

プランジャ収容部材９およびフランジ部材１０には、これらを連結させるための連結手段が形成されている。本実施例では、プランジャ収容部材９およびフランジ部材１０には、連結手段として、互いに螺合するネジ部１２、１３が軸方向に形成されている。そして、ネジ部１２、１３が螺合することにより、プランジャ収容部材９およびフランジ部材１０が同軸的に連結されて、コアステータ１４が形成される。ここで、コアステータ１４とは、従来と同様に、プランジャ６が収容されてプランジャ６との間に磁気回路を構成するとともに、電磁部４と弁本体部５との連結に用いられる部材である。

プランジャ６は、例えば純鉄のような磁性体の素材からなる略円柱状体である。プランジャ６の外周面は、吸引力によりプランジャ収容部材９の内周面と密着して作動不能にならないように非磁性処理が施されている。なお、プランジャ６には、軸方向への変位に伴う空気の移動を確保するための呼吸路１５が、軸方向に貫通するように形成されている。

プランジャ収容部材９は、他端面が開口した略円筒状体であり、プランジャ６と同様に磁性体の素材からなる。そして、プランジャ収容部材９の略円筒部は、プランジャ６を軸方向に摺動自在に収容するプランジャ収容部１６をなす。プランジャ収容部１６の内周面は、プランジャ６の外周面との摺接に伴う傷や異物の発生などにより作動不能にならないように硬化処理が施されている。また、プランジャ収容部１６の一端側の部分には、プランジャ６の一端面７と対向して磁気回路を構成する対向面８、およびフランジ部材１０のネジ部１３と螺合する凹状のネジ部１２が形成されている。そして、プランジャ収容部１６の内部とネジ部１２の内部とを軸方向に連通するように貫通穴１７が設けられ、シャフト１１がこの貫通穴１７の内部を軸方向に移動する。

フランジ部材１０は、例えばステンレス鋼のような防錆効果を有する素材からなる略円板状体である。フランジ部材１０の内径部は、外径部よりも軸方向に肉厚になっており、軸心を含む中央部が軸方向に貫通されてシャフト１１を摺動自在に保持する。すなわち、フランジ部材１０の内径部は、シャフト１１を摺動自在に保持する軸受部１８をなしている。軸受部１８の内周面、すなわちシャフト１１の外周面が摺動する軸受面１９は、シャフト１１の摺動による劣化を軽減するため硬化処理が施されている。なお、軸受部１８の他端面には、プランジャ収容部材９のネジ部１２と螺合するネジ部１３が凸状に形成されている。また、フランジ部材１０の外径部は、電磁部４と弁本体部５との連結に用いられる鍔部２０をなす。

また、電磁部４は、プランジャ収容部材９の外周に配置されて、プランジャ６の一端面７とプランジャ収容部材９の対向面８との間に吸引力を発生させるコイル２、コイル２やコアステータ１４などを包囲して収容するヨーク２１、コイル２とコアステータ１４およびヨーク２１との間を絶縁する樹脂部２２などを有する。

そしてヨーク２１の一端側の先端は、フランジ部材１０の鍔部２０および弁本体側の鍔部２３の外周を包囲するとともにかしめられることにより、電磁部４と弁本体部５とを連結している。
また、Ｏリング２４が樹脂部２２の一端側と他端側とに配置されることにより、防錆処理が施されていないプランジャ６およびプランジャ収容部材９への水等の付着や浸入が防止される。

弁本体部５は、スプール状の弁体３、弁体３を摺動自在に収容するとともに、クラッチ圧をなす油圧を出力する出力圧ポート２８およびクラッチ圧を制御するためのポート２５が形成されたハウジング２６、弁体３を軸方向他方側へ付勢するスプリング２７を有する。弁体３は、シャフト１１を介してプランジャ６から吸引力による駆動力を伝達される。これにより、弁体３はスプリング２７の付勢力に抗して軸方向一方側へ変位することができる。

〔実施例１の作用〕
コイル２への通電が行われると、プランジャ６の一端面７とプランジャ収容部材９の対向面８との間に磁気回路が構成され、吸引力が発生する。これにより、プランジャ６は一方側へ変位するとともに、スプリング２７の付勢力に抗して弁体３を一方側へ駆動する。コイル２への通電が停止されると、プランジャ６の一端面７とプランジャ収容部材９の対向面８との間の吸引力が消滅する。これにより、弁体３はスプリング２７の付勢力により他方側へ駆動され、これに連動してプランジャ６も他方側へ変位する。
以上により、ポート２５の開口面積が変えられて出力圧ポート２８の油圧制御が行われる。

〔実施例１の効果〕
実施例１の電磁弁１では、プランジャ６の一端面７と対向して磁気回路を構成する対向面８が形成されるとともに、プランジャ６を軸方向に摺動自在に収容するプランジャ収容部材９と、プランジャ収容部材９の一端側に同軸的に連結されて、電磁部４と弁本体部５との連結に用いられるフランジ部材１０とによりコアステータ１４が構成される。
このように、コアステータ１４を、非磁性処理または硬化処理が必要なプランジャ収容部材９と、防錆効果を有する素材からなるフランジ部材１０とで構成することにより、従来のコアステータのように、一つの部材に非磁性処理または硬化処理の内のいずれか一処理と防錆処理との両方を施す必要がなくなる。この結果、表面処理作業の煩雑さを低減することができる。

また、実施例１の電磁弁１では、フランジ部材１０が、例えばステンレス鋼のように防錆効果を有する素材からなる。
これにより、フランジ部材１０に防錆処理を施す必要がなくなるので、さらに表面処理作業の煩雑さを低減することができる。

また、実施例１の電磁弁１では、フランジ部材１０の内径部が、シャフト１１を摺動自在に保持する軸受部１８をなしている。
これにより、弁本体部側からプランジャ収容部１６に異物が侵入するのを防止することができる。また、硬化処理を必要とする軸受面１９をフランジ部材１０に形成することにより、表面処理作業の煩雑さを低減できる。すなわち、プランジャ収容部材９に軸受面１９を形成することも可能であるが、非磁性処理を必要とするプランジャ収容部材９に硬化処理を施す作業は極めて煩雑である。よって、何らの表面処理が施されていないフランジ部材１０に軸受部１８を形成するようにすれば、表面処理作業の煩雑さを低減することができる。

電磁弁の構成を示す断面図である（実施例１）。非摺動型電磁弁の構成を示す断面図である（従来例）。摺動型電磁弁の構成を示す断面図である（従来例）。

符号の説明

１電磁弁
２コイル
３弁体
４電磁部
５弁本体部
６プランジャ
７一端面
８対向面
９プランジャ収容部材
１０フランジ部材
１１シャフト
１８軸受部

Claims

コイルに通電することで生じる吸引力により弁体を軸方向一方側へ駆動する電磁部、およびこの電磁部の一端側に配置されるとともに、前記弁体が軸方向に変位し、弁開口面積を変えることにより油圧の制御が行われる弁本体部を備える電磁弁において、
前記電磁部は、
前記コイルに通電することで生じる吸引力を受けて変位することにより前記弁体を軸方向一方側へ駆動するプランジャと、
このプランジャの一端面と対向して磁気回路を構成する対向面が形成されるとともに、前記プランジャを軸方向に摺動自在に収容するプランジャ収容部材と、
このプランジャ収容部材の一端側に同軸的に連結されて、前記電磁部と前記弁本体部との連結に用いられるフランジ部材と
を有することを特徴とする電磁弁。
請求項１に記載の電磁弁において、
前記フランジ部材は、防錆効果を有する素材からなることを特徴とする電磁弁。
請求項２に記載の電磁弁において、
前記フランジ部材は、前記プランジャと前記弁体とを連動させるシャフトを摺動自在に保持する軸受部を具備することを特徴とする電磁弁。