JP2006046627A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸引力特性のフラット性向上が図れる電磁弁を提供する。
【解決手段】 プランジャ２０と、プランジャ２０を往復移動可能に収容するヨーク１１と、往復移動方向の一方にプランジャ２０を吸引する磁力がプランジャ２０との間に働くステータコア１２と、通電によりステータコア１２側にプランジャ２０を吸引する磁力を発生するコイル３１とを備え、ヨーク１１とステータコア１２は、プランジャ２０が挿通可能に形成されると共に、ステータコア１２とプランジャ２０の第２の径方向隙間δ２は、ヨーク１１とプランジャ２０の第１の径方向隙間δ１より大きく形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁弁に関し、例えば車両等の自動変速機の油圧制御装置に供給する作動油を制御するスプール型電磁弁に適用して好適なものである。

電磁弁としては、例えば固定コア部が、可動子としてのプランジャを往復移動可能に収容する第１の固定子（以下、収容部と呼ぶ）と、プランジャを吸引する力を発生する第２の固定子（以下、吸引部と呼ぶ）と、これら固定子に流すための電磁力を発生するコイルとを有するものがある（特許文献１、２参照）。

特許文献１では、収容部と吸引部が一体に形成されており、収容部および吸引部に流れる磁力を、効率的にプランジャへ流れるようにして吸引力の向上を図る技術が開示されている。収容部のうち、プランジャが配置される位置に対向する部位の外周面には円環状の凹部が形成されており、凹部が形成されている部分は、磁気抵抗部として薄肉に形成されるようになっている。

これに対して、特許文献２の開示による技術では、磁気抵抗部として、空隙が形成されている。空隙は、プランジャが配置される位置に対向する部位の、吸引部と収容部との間に形成されている。

なお、この特許文献２の技術では、図４に示すように、プランジャ２０と収容部１１との第１の隙間δｒ１に比べて、プランジャ２０と吸引部１２との第２の隙間δｒ２を小さく形成している。プランジャ２０と、吸引部１２および収容部１１の軸心合わせするために、プランジャ２０の吸引部側とは反対の端部２０ａには、プランジャ２０の軸方向移動を可能に支持する板ばね等の構成部材１８が設けられている。
特開２００１−２２７６６９号公報 特開平１０−２３１９４６号公報

出願人は、例えばプランジャと協働する弁部材の往復移動するストローク量を増やすため、プランジャのストロークを長くすることを検討している。しかしながら、このようなものに従来技術を適用すると、吸引力とストロークによる吸引力特性におけるプランジャの可動可能な可動ストローク範囲において、可動ストローク範囲の両端すなわちストロークが比較的小さい範囲と比較的大きい範囲で、吸引力が小さくなってしまって、フラット特性が得にくくなるおそれがある。

また、特許文献２では、板ばね等の構成部材１８を有するので、第２の隙間δｒ２を第１の隙間δｒ１に比べて小さく設定する際に、実際には、第１の隙間δｒ１および第２の隙間δｒ２をある程度比較的大きく形成せざるを得ない。そのため、同じ体格では第１の隙間δｒ１および第２の隙間δｒ２にある程度の大きさが必要であり、吸引力の向上に限界がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、吸引力特性のフラット性の向上が図れる電磁弁を提供することにある。

また、別の目的は、吸引力特性のフラット性向上が可能であるとともに、吸引力の向上が図れる電磁弁を提供することにある。

本発明の請求項１によると、可動子と、可動子を往復移動可能に収容する第１の固定子と、往復移動方向の一方に可動子を吸引する磁力が可動子との間に働く第２の固定子と、通電により第２の固定子側に可動子を吸引する磁力を発生するコイルとを備え、第１の固定子と第２の固定子は、可動子を内部に挿通可能に形成され、第２の固定子と可動子の間の第２の径方向の隙間は、第１の固定子と可動子の間の第１の径方向の隙間より大きく形成されていることを特徴とする。

これによると、可動子を往復移動可能に収容する第１の固定子と、往復移動方向の一方に可動子を吸引する磁力が可動子との間に働く第２の固定子は、可動子を内部に挿通可能に、例えば別体に形成される。さらに、可動子との径方向の隙間のうち、第２の固定子側の第２の径方向の隙間が第１の固定子のものに比べて大きく形成されているので、第２の径方向の隙間を比較的大きく確保することが可能である。この第２の径方向の隙間が広いと、例えば第２の固定子側の吸引部などの第２の固定子の磁力によって可動子が第２の固定子側へ引き付けられ、第２の固定子側の吸引部に可動子に近づいたときの吸引力が低下することで、可動子のストロークの中間での吸引力特性のピークが相対的に減少する。そのため、結果として吸引力特性のフラットな特性の向上が図れる。

また、第２の径方向の隙間が広いと、第２の固定子側の吸引部の内側に可動子が侵入したときに、吸引部から可動子に作用する磁束における軸方向の成分に対してこれに直角な成分が弱くなるとともに、可動子へのサイドフォースが減少する。そのため、可動子と第１、第２の固定子とのフリクションが減少して、可動子が第２固定子の吸引部などに侵入した側の可動ストローク付近の吸引力低下が少なくする。

なお、第１の固定子は、比較的小さく形成可能な第１の径方向の隙間を介して可動子を移動可能に支持することができるので、例えば従来技術の可動子を移動可能に支持するための板ばね等の構成部材を有するものに比べて、吸引力の向上が図れる。

本発明の請求項２によると、第２の径方向の隙間を第１の径方向の隙間に比べて大きく形成する場合において、第２の径方向の隙間と第１の径方向の隙間の差は、片側で１０〜２５０μｍの範囲にあることが好ましい。第１の径方向の隙間と比較して、第２の径方向の隙間のその差が２５０μｍを超えて大きく形成されると、可動子を吸引する吸引部としての第２の固定子と、可動子とのエアギャップが大きくなりすぎてしまうため、吸引力が低下する。また、第２の径方向の隙間のその差が１０μｍより小さく形成されると、第１の固定子に支持された可動子の傾きによって、可動子が第２の固定子の一部に当接（片当り）する可能性があるため、吸引力の低下やヒステリシス増加を招くおそれがある。

本発明の請求項３によると、第２の径方向の隙間は、１１０〜３５０μｍの範囲に設定されていることを特徴とする。

これによると、第２の径方向の隙間は、１１０〜３５０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。これにより、第２の径方向の隙間を上記所定の範囲内に設定するので、第２の固定子から可動子へ及ぼす磁力が所定の大きさに確保される。したがって、第２の固定子から可動子への所定の吸引力を確保しながら、吸引力特性のフラット性の向上が図れる。

なお、第２の径方向の隙間の上記所定の範囲のうち、比較的小さい側の範囲に設定することで、吸引力特性のフラット性向上が可能であるとともに、吸引力の向上が図れる。

本発明の請求項４によると、第１の固定子と第２の固定子における略軸方向に対向する端部間には、非磁性部材が配置されていることを特徴とする。

これによると、第１の固定子と第２の固定子における略軸方向に対向する端部間に、空隙、樹脂材等の非磁性部材を容易に配置することができる。

本発明の請求項５によると、第２の固定子は、可動子を往復移動可能に収容する内周壁を備え、内周壁の外周側は、可動子の移動方向に対して断面積が変化するように形成されていることを特徴とする。

これによると、第２の固定子は、可動子を往復移動可能に収容する内周壁を備え、内周壁の外周側は、可動子の移動方向に対して断面積が変化するように形成されていることが好ましい。これにより、第２の固定子は、内周壁を介して可動子へ磁力つまり吸引力を及ぼさせられる。さらに、内周壁は、内周壁の外周側の形状形成により可動子の移動方向に対して断面積を変化つまり透磁率を変化させることが可能である。したがって、第２の隙間の大きさを変えることなく、可動子の移動位置に応じた吸引力調整が可能である。その結果、可動子の移動位置に応じて断面積を変化させることにより吸引力特性において可動ストローク範囲におけるフラット範囲を拡げることが容易となる。

本発明の請求項６によると、可動子の両端部のうち、第２の固定子側端部は、移動方向に対して断面積が変化するように形成されていることを特徴とする。

これによると、両端部のうち、前記可動子の第２の固定子側端部は、移動方向に対して断面積が変化するように形成されていることが好ましい。これにより、第２の固定子が、内周壁を介して可動子へ磁力つまり吸引力を及ぼさせた場合、前記可動子の第２の固定子側端部の形状形成により移動方向に対して断面積を変化つまり透磁率を変化させることが可能である。したがって、第２の隙間の大きさを変えることなく、可動子の移動位置に応じた吸引力調整が可能である。その結果、可動子の移動位置に応じて断面積を変化させることにより吸引力特性において可動ストローク範囲におけるフラット範囲を拡げることが容易となる。

本発明の請求項７によると、流体通路を開閉する弁部材、および弁部材を収容するとともに弁部材を操作可能に開口する開口部が形成されたハウジングを有する弁部とを備え、弁部材は、ハウジングに形成される流体通路を開閉する大径円筒状部と、可動子に当接する小径円筒状部を有する電磁弁に適用して好適である。

本発明の請求項８によると、弁部材の可動子側の当接部は、略球面状であることを特徴とする。

これによると、弁部材を構成する弁部材の可動子側の当接部の形状を略球面状に形成するだけで、可動子と弁部材の軸心を一致させることが容易となる。そのため、第１の固定子は、可動子を支持するための特別な支持構造が不要となり、簡素化が図れる。

以下、本発明の電磁弁を、車両等の自動変速機の油圧制御装置に供給する作動油の油圧を制御するスプール型油圧制御弁に適用して、具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の電磁弁の構成を示す断面図である。図３は、本実施形態によるプランジャを吸引する吸引力とプランジャストロークとの関係を説明する模式図である。なお、図２は、変形例の実施形態の電磁弁を示す断面図である。

図１に示すように、電磁弁１は、作動油通路６１、６２、６３、６５を開閉する弁部材（以下、スプールと呼ぶ）５０と、スプール５０を収容するとともにスプール５０を操作可能な開口部６０ｃが形成されたハウジング６０を有する弁部１ａと、この弁部１ａを駆動操作し、各作動油通路６１、６２、６５を開閉制御する電磁駆動部（以下、リニアソレノイドと呼ぶ）１ｂと含んで構成されている。リニアソレノイド１ｂは、図１に示すように、略有底円筒状のヨーク１１と、ステータコア１２、可動子（以下、プランジャと呼ぶ）２０と、コイル３１とを含んで構成されている。

ハウジング６０は、図１に示すように、略円筒状体であって、スプールを往復移動可能に収容している。ハウジング６０には、出力ポート６１、入力ポート６２、フィードバックポート６３、および排出ポート６５が形成されている。
入力ポート６２は、図示しないタンクからポンプによって供給される作動油が流入するポートである。出力ポート６１は図示しない自動変速機の係合装置に作動油を供給するポートである。出力ポート６１とフィードバックポート６３とは電磁弁１の外部で連通しており、出力ポート６１から流出する作動油の一部がフィードバックポート６３に導入される。フィードバック室５４はフィードバックポート６３と連通している。排出ポート６５はタンクに作動油を排出するポートである。ハウジング６０のリニアソレノイド側には、スプールが操作可能に開口する開口部６０ｃが設けられている。

スプール５０には、反リニアソレノイド側から大径ランド５１、大径ランド５２、小径ランド５３がこの順で形成されている。小径ランド５３は大径ランド５１、５２よりも外径が小さい。スプール５０のリニアソレノイド側端部にはシャフト５８がリニアソレノイド（詳しくは、プランジャ２０）側に突出して形成されている。シャフト５８の端面はプランジャ２０の略中心部に当接している。シャフト５８はスプール５０と別体に形成されていてもよい。シャフト５８のプランジャ２０側の当接部５８ａは、図１に示すように、略球面状に形成されていることが好ましい。

なお、ここで、大径ランド５１、大径ランド５２、小径ランド５３、フィードバック室５４等は、ハウジング６０に形成された作動油通路６１、６２、６３、６５を開閉する大径円筒状部を構成する。また、シャフト５８は、プランジャ２０に当接する小径円筒状部を構成する。

スプール５０の反プランジャ側には、付勢手段としてのスプリング７０が設けられている。スプリング７０は、スプール５０をプランジャ２０側へ付勢している。スプール５０は、スプリング７０によりプランジャ２０とともに図１の右方向へ付勢される。これにより、スプール５０は、プランジャ２０と同調してハウジング６０内を往復移動することが可能である。なお、ハウジング６０は、スプール５０を内部に挿通可能に収容するスリーブ６０ｈと、スプール５０との間にスプリング７０を挟み込んで付勢力を発生させる支持部材６０ｓとに分割組付け可能に形成されていてもよい。スリーブ６０ｈの左端面の開口部は、内部にスプリング７０を収容し、支持部材６０ｓを螺合等することで封止されている。

フィードバック室５４は大径ランド５２と小径ランド５３との間に形成されており、ランドの外径差によりフィードバックされた油圧が作用する面積が異なる。そのため、フィードバック室５４の油圧は反リニアソレノイド方向にスプール５０を押圧するように作用する。電磁弁１において出力される油圧の一部をフィードバックするのは、供給される作動油の圧力すなわち入力圧の変動により出力圧が変動することを防止するためである。スプール５０は、スプリング７０の付勢力と、コイル３１に供給される電流によりステータコア１２に発生する電磁吸引力によってプランジャ２０がスプール５０を押す力と、フィードバック室５４の油圧からスプール５０が受ける力とがつり合う位置で静止する。

入力ポート６２から出力ポート６１へ流れる作動油量は、ハウジング６０の内周壁６０ａと大径ランド５２の外周壁との重なり部分の長さであるシール長によって決定される。シール長が短くなると入力ポート６２から出力ポート６１へ流れる作動油量が増大し、シール長が長くなると入力ポート６２から出力ポート６１へ流れる作動油量が減少する。同様に、出力ポート６１から排出ポート６５へ流れる作動油量は、ハウジング６０の内周壁６０ｂと大径ランド５１の外周壁とのシール長によって決定される。

次に、リニアソレノイド１ｂについて以下説明する。ヨーク１１とステータコア１２は固定子１０を構成している。ヨーク１１、ステータコア１２、プランジャ２０は磁性材で形成されている。

ヨーク１１は、段付き円盤状のステータコア１２と同軸上で形成されている。ヨーク１１の内周壁１１ａは、プランジャ２０を軸方向に往復移動可能に収容する。ヨーク１１は、リニアソレノイド１ｂのケースを兼ねており、ハウジング６０の開口部６０ｃ側の端部にかしめ固定されている。なお、具体的には、開口部６０ｃ側の端部とステータコア１２の外周端部との間にベローダイヤフラム４０を挟み込んだ状態で、これらをヨーク１１でかしめ固定する。ベローダイヤフラム４０は、弁部１ａ内を流通する作動油がリニアソレノイド１ｂへ流入するのを防止するためのシール部材を構成する。

ステータコア１２の内周壁１２ａは、プランジャ２０を往復移動方向の一方（本実施例ではスプール側）にプランジャ２０を吸引する磁力を発生する。

なお、ここで、ヨーク１１（詳しくは、内周壁１１ａ）は、プランジャ２０を往復移動可能に収容する収容部を構成する。また、ステータコア１２（詳しくは、内周壁１２ａ）は、プランジャ２０を往復移動方向の一方にプランジャ２０を吸引する磁力を発生する吸引部を構成する。なお、ヨーク１１を第１の固定子、ステータコア１２を第２の固定子と呼ぶ。第１の固定子１１と第２の固定子１２は固定子１０を構成する。ヨーク１１の内周壁１１ａはヨークと別体に形成されていてもよい。

なお、本実施形態では、内周壁１２ａは、その外周側がプランジャ２０の移動方向に対して断面積が変化するような形状に形成されていることが好ましい。これにより、内周壁１２ａは、その外周側の形状形成によりプランジャ２０の移動方向に対して断面積を変化つまり透磁率を変化させることが可能である。

本実施形態では、ヨーク１１の内周１１ｂとステータコア１２の内周１２ｂは、プランジャ２０が挿通可能に略同軸上に形成されている。

さらに、本実施形態では、ヨーク１１（詳しくは内周１１ｂ）とプランジャ２０（詳しくはプランジャ２０の外周）との間に形成される軸方向の第１の隙間（以下、第１の径方向隙間と呼ぶ）δ１と、ステータコア１２（詳しくは内周１２ｂ）とプランジャ２０（詳しくはプランジャ２０の外周）との間に形成される軸方向の第２の隙間（以下、第２の径方向隙間と呼ぶ）δ２は異なるように形成されている。

具体的には、第２の径方向隙間δ２は第１の径方向隙間δ１より大きく形成されている。これにより、プランジャ２０は、ステータコア１２の内周１２ｂに当接することなく、ヨーク１１の内周１１ｂに往復移動自在に支持されることが可能である。なお、第２の径方向隙間δ２と第１の径方向隙間δ１の差は、片側で１０〜２５０μｍの範囲にあることが好ましい。

なお、本実施形態では、第２の径方向隙間δ２を、１１０〜３５０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。例えば第１の径方向隙間δ１を１００μｍに設定する場合、第２の径方向隙間δ２と第１の径方向隙間δ１の差は、１０〜２５０μｍの範囲に設定される。なお、第１の径方向隙間δ１が６０μｍに設定する場合、第２の径方向隙間δ２と第１の径方向隙間δ１の差は、５０〜２９０μｍの範囲に設定される。これらの場合、第１の径方向隙間δ１の大きさに係わらず、第２の径方向隙間δ２を上記所定（１１０〜３５０μｍ）の範囲内に設定するので、ステータコア１２からプランジャ２０へ及ぼす磁力を所定の大きさに確保される。

なお、本実施形態では、第１の径方向隙間δ１は、約６０μｍ以上であることが好ましい。

なお、以下、本実施形態では、第１の径方向隙間δ１を１００μｍ、第２の径方向隙間δ２を２３０μｍに設定してあるものとする（第２の径方向隙間δ２と第１の径方向隙間δ１の差は１３０μｍ）。例えば第２の径方向隙間δ２と第１の径方向隙間δ１との差の所定の範囲（１０〜２５０μｍ）のうち、略半値（１３０μｍ）未満の下限側範囲と略半値以上の上限側範囲とに区分けする場合、下限側範囲に属する。

さらになお、本実施形態では、ヨーク１１の内周壁１１ａとステータコア１２の内周壁１２ａとの往復移動方向の間は、空隙ｇが設けられている。なお、この隙間ｇは樹脂材等の非磁性材で充填されていてもよい。ヨーク１１の内周壁１１ａとステータコア１２の内周壁１２ａの往復移動方向の間は、空隙ｇ等により非磁性（磁気抵抗が大）に形成される。
なお、ここで、内周壁１１ａおよび内周壁１２ａは、ヨーク１１とステータコア１２における略軸方向に対向する端部を構成している。この両内周壁１１ａ、１２ｂ間には、空隙ｇ、樹脂材等の非磁性部材（図１中の一点鎖線内）が配置されている。

コイル３１は、樹脂成形体３２に封止され、ヨーク１１とステータコア１２との軸方向間に固定されている。また、コイル３１は、ヨーク１１の内周壁１１ａの外周側およびステータコア１２の内周壁１２ａの外周側に配置されている。コイル３１には、図示しないターミナルを介して外部から電流が供給される構成となっている。なお、ここで、コイル３１および樹脂成形体３２は、通電により磁力を発生する電磁コイル３０を構成する。電磁コイル３０で発生した磁力は、ステータコア１２側にプランジャ２０を吸引する。

なお、具体的には、電磁コイル３０に通電すると、ヨーク１１、プランジャ２０、ステータコア１２によって形成される磁気回路に磁束が流され、ステータコア１２の内周壁１２ａとプランジャ２０との間に磁気吸引力が発生する。すると、プランジャ２０およびスプール５０は、スプリング７０の付勢力に抗して図１の左方向に移動する。

プランジャ２０は、ヨーク１１の内周壁１１ａおよびステータコア１２の内周壁１２ａを挿通可能であって、内周壁１１ａにより摺動可能（往復移動可能）に支持される。プランジャ２０のスプール側端面から反スプール側端面に至るまで略軸方向に貫通孔２１が形成されている。なお、貫通孔２１はプランジャ２０の呼吸通路を構成している。

次に、上述した構成を有する本実施形態の作動を説明する。コイル３１に電流を供給すると（通電すると）、コイル３１に磁力が発生し、ステータコア１２がプランジャ２０をスプール２０側に吸引する。このとき、プランジャ２０と協働するスプール５０はスプリング７０の付勢力に抗して図１の左方向に移動する。スプール５０が左方向に移動すると、ハウジング６０の内周壁６０ａとスプール５０の大径ランド５２とのシール長が長くなるとともに、内周壁６０ｂと大径ランド５１とのシール長が短くなる。そのため、入力ポート６２から出力ポート６１へ流通する作動油の流量が減少し、出力ポート６１から排出ポート６５へ流通する作動油の流量が増大する。その結果、出力ポート６１から流出する作動油の油圧が低下する。

電磁弁１は、コイル３１に通電する電流値を制御することで、リニアソレノイド１ｂがスプール５０を反リニアソレノイド方向へ押す力を調整し、出力ポート６１から流出する作動油の油圧を調整する。コイル３１に通電する電流値を増大させると、電流値に略比例してステータコア１２の電磁吸引力が増大し、プランジャ２０がスプール５０を反リニアソレノイド方向に押す力が増大する。この電磁吸引力によりプランジャ２０からスプール５０に作用する力、スプリング７０の付勢力、ならびにフィードバックされる作動油の圧力によってスプール５０が反リニアソレノイド方向へ押される力とがつり合う位置でスプール５０が静止する。コイル３１に通電する電流値に比例して出力ポート６１から流出する作動油が低下する。

なお、本実施形態では、プランジャ２０と協働するスプール５０の往復移動するストローク量を増やすための、リニアソレノイド１ｂのプランジャ２０の可動可能な可動ストローク範囲を、図３に従って説明する。図３において、横軸はプランジャ２０のストローク量を、横軸はステータコア１２がステータコア１２ａを介してプランジャ２０を吸引する吸引力を示している。実線で示される特性が本発明の実施形態の一例である。なお、破線および一点鎖線で示される特性（以下、第１の従来技術の特性と呼ぶ）は、従来技術の二例を示すものであって、破線で示される特性は、ヨークとステータコアが一体に形成されるもの（例えば、背景技術の項における特開２００１−２２７６６９号公報の明細書に示されるヨークとステータコアの一体構造のものを適用した比較例）を示している。また、一点鎖線で示される特性（以下、第２の従来技術の特性と呼ぶ）は、ヨークとステータコアが別体に分割され、プランジャが板ばね等の支持部材で移動可能に支持される構造のもの（例えば、背景技術の項における特開平１０−２３１９４６号公報の明細書に示されるヨークとステータコアを別体して分割構造のものを適用した比較例）を示している。

なお、第１の従来技術の特性の場合には、ヨークとステータコアが一体に形成され、プランジャとの共通の径方向隙間（以下、共通隙間と呼ぶ）は、例えば６０μｍ、第２の従来技術の特性の場合には、第１の径方向隙間δｒ１および第２の径方向隙間δｒ２（図４参照）を、例えばそれぞれ、３００μｍ、２００μｍに設定されている。

本実施形態の一例では、第１の径方向隙間δ１および第２の径方向隙間δ２（図１参照）を、それぞれ、１００μｍ、２３０μｍに設定しており、第２の従来技術の場合と比較して、プランジャ２０とのエアギャップを縮小し、吸引力を向上させている（図３参照）。さらに、第２の径方向隙間δ２を第１の径方向隙間δ１に比べて大きく形成されているので、図２に示すように、コイル３０に発生する電磁力によってステータコア１２（詳しくは内周壁１２ａ）の吸引部にプランジャ２０が近づいたときの吸引力が低下し、可動ストローク範囲の中間での吸引力特性のピークが相対的に減少し、結果として図３中の実線で示される吸引力特性におけるフラット性の向上が図れる。

また、第２の径方向隙間δ２が広いと、ステータコア１２（詳しくは内周壁１２ａ）の吸引部の内側にプランジャ２０が侵入したときに、プランジャ２０に作用する磁束における軸方向の成分に対してこれに直角な成分が弱くなるとともに、プランジャ２０へのサイドフォースが減少する。そのため、プランジャ２０とステータコア１２とのフリクションが減少して、プランジャ２０がステータコア１２（詳しくは内周壁１２ａ）の吸引部に侵入した側（以下、ストロークＯＮ側と呼ぶ）付近での可動ストロークにおける吸引力低下が少なくする。

また、第１の従来技術の場合と比較した場合、本実施形態の一例では、プランジャ２０を直接軸方向に摺動させる第１の径方向隙間δ１を、共通隙間の６０μｍに近付けるように縮小しているので、第１の従来技術の場合の最大吸引力に近付けることが可能である。なお、第１の径方向隙間δ１を６０μｍとすれば、第１の従来技術の場合の最大吸引力とほぼ同じ吸引力が得ることが可能である。

一方、第１の従来技術の場合には、プランジャ２０とヨーク１１、プランジャ２０とステータコア１２との径方向隙間δ１、δ２が同一のため、電磁力によってステータコア１２（詳しくは内周壁１２ａ）からプランジャ２０に及ぼす吸引力の影響度合の感度が高くなる。そのため、第２の従来技術の場合と比較しても、可動ストローク範囲のフラット特性範囲が狭くなる。これに対して、本実施形態の一例では、第２の径方向隙間δ２を第１の径方向隙間δ１により大きく形成するので、図３に示される実線の特性のように、その感度を抑えてフラット特性範囲を拡げられる。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）第１の固定子としてのヨーク１１と第２の固定子としてのステータコア１２は、プランジャ２０が挿通可能に別体として形成される。そのため、プランジャ２０をヨーク１１（詳しくは内周１１ｂ）およびステータコア１２（詳しくは内周１２ｂ）に対して挿通可能にする径方向隙間δ１、δ２のうち、第１の径方向隙間δ１と第２の径方向隙間δ２の各大きさを独立して設定することが容易である。

（２）なお、本実施形態では、第２の径方向隙間δ２を第１の径方向隙間δ１に比べて大きく形成している。これにより、往復移動方向の一方にプランジャ２０を磁力で吸引するステータコア１２において、ステータコア１２とプランジャ２０とのエアギャップである第２の径方向隙間δ２を比較的大きく確保することが可能となる。したがって、ステータコア１２（詳しくは内周壁１２ａ）からプランジャ２０に及ぼす磁力による吸引力の影響度合の感度を抑えることができるため、図３中の実線で示される吸引力特性のフラット性の向上が図れる。

（３）なお、第２の従来技術（ヨークとステータコアが別体に分割され、プランジャが板ばね等の支持部材で移動可能に支持される構造のもの）を適用したものと比較した場合、本実施形態では、ステータコア１２は、比較的小さく形成可能な第１の径方向隙間δ１（本実施例では１００μｍ）を介してプランジャ２０を往復移動可能に支持することができる。したがって、プランジャを移動可能に支持するための板ばね等の支持部材１８（図４参照）を有するものに比べて、プランジャ２０とのエアギャップを小さく形成できるため、吸引力の向上が図れる。

（４）なお、本実施形態では、第２の径方向隙間δ２を第１の径方向隙間δ１に比べて大きく形成する場合において、第２の径方向隙間δ２と第１の径方向隙間δ１の差は、片側で１０〜２５０μｍの範囲にあることが好ましい。第１の径方向隙間δ１と比較して、第２の径方向隙間δ２のその差が２５０μｍを超えて大きく形成されると、可動子を吸引する吸引部としての第２の固定子と、可動子とのエアギャップが大きくなりすぎてしまうため、吸引力が低下する。また、第２の径方向隙間δ２のその差が１０μｍより小さく形成されると、第１の固定子に支持された可動子の傾きによって、可動子が第２の固定子の一部に当接（片当り）する可能性があるため、吸引力の低下やヒステリシス増加を招くおそれがある。

（５）なお、第２の径方向隙間δ２は、１１０〜３５０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。これにより、第２の隙間δ２が上記所定の範囲内に設定されているので、ステータコア１２からプランジャ２０へ及ぼす磁力が所定の大きさに確保される。したがって、ステータコア１２からプランジャ２０への吸引力を所定の大きさに確保しながら、吸引力特性のフラット性向上が図れる。

（６）なお、第２の径方向隙間δ２を１１０〜３５０μｍの範囲内に設定する場合において、第２の径方向隙間δ２の上記所定の範囲のうち、比較的小さい側の範囲（本実施例では、下限側範囲）に設定することで、吸引力特性のフラット性向上が可能であるとともに、吸引力の向上が図れる。

（７）さらになお、本実施形態では、ヨーク１１とステータコア１２における略軸方向に対向する端部間には、非磁性部材（本実施例では、空隙ｇ）が配置される構成を有する。これにより、ヨーク１１とステータコア１２における略軸方向に対向する端部間つまり両内周壁１１ａ、１２ａ間に、空隙、樹脂材等の非磁性部材を容易に配置することができる。例えば、製造工程において、コイル３０を構成する樹脂成形体３２を形成する際、図１中の一点鎖線内に沿った形状を有する樹脂材とを一体成形することにより容易に形成できる。また、空隙ｇの場合には、図１中に示される一点鎖線内の空隙ｇ領域を、その領域を区画する両内周壁１１ａ、１２ａの形状の形成によって容易にできる。

（８）なお、本実施形態では、内周壁１２ａは、その外周側がプランジャ２０の移動方向に対して断面積が変化するような形状に形成されていることが好ましい。これにより、内周壁１２ａは、その外周側の形状形成によりプランジャ２０の移動方向に対して断面積を変化つまり透磁率を変化させることが可能である。したがって、第２の径方向隙間δ２の大きさを変えることなく、プランジャ２０の移動位置に応じた吸引力調整が可能である。その結果、プランジャ２０の移動位置に応じて断面積を変化させることにより吸引力特性において可動ストローク範囲におけるフラット範囲を拡げることが容易となる。

（９）なお、本実施形態では、プランジャ２０の内周壁１２ａ側端部は移動方向に対して断面積が変化するような形状（変形例の図２参照）に形成されていることが好ましい。これにより、プランジャ２０は、その外周側の形状形成により内周壁１２ａ側端部への移動方向に対して断面積を変化つまり透磁率を変化させることが可能である。したがって、第２の径方向隙間δ２の大きさを変えることなく、プランジャ２０の移動位置に応じた吸引力調整が可能である。その結果、プランジャ２０の移動位置に応じて断面積を変化させることにより吸引力特性において可動ストローク範囲におけるフラット範囲を拡げることが容易となる。

（１０）なお、プランジャ２０と協働して移動するスプール５０のシャフト５８の当接部５８ａは、略球面状であるため、プランジャ２０とスプール５０の軸心を一致させることが容易となる。そのため、プランジャ２０を支持するヨーク１１は、プランジャ２０を支持するための特別な支持構造（例えば、ブッシュ、ベアリング等）（例えば、図４中のベアリング２３参照）が不要となり、簡素化が図れる。なお、図４において、プランジャにはシャフト２２が固定されており、スプールはシャフト２２を介してプランジャと協働する。プランジャの往復移動する際、シャフト２２を支持するベアリング２３が、シャフト２２およびプランジャを往復移動可能に支持している。

さらになお、本実施形態では、ヨーク１１およびステータコア１２の各内周１１ｂ、１２ｂにプランジャ２０を挿通可能に配置するので、従来技術のステータコアとプランジャとの軸方向間に非磁性の規制部材としてのスペーサ２４を配置する特別な構造（図４参照）が不要となり、簡素化が図れる。

（他の実施形態）
以上説明した実施形態では、ヨーク１１とステータコア１２は別体として内部にプランジャ２０を挿通可能に形成する構成で説明したが、ヨーク１１とステータコア１２を別体に形成する場合に限らず、第１の径方向隙間δ１と第２の径方向隙間δ２の大きさが異なるように（δ１＜δ２）、ヨーク１１の内周１１ｂおよびステータコア１２の内周１２ｂが形成されるものであれば、ヨーク１１およびステータコア１２を一体に形成されるものであってもよい。

以上説明した実施形態では、作動油を油圧制御する電磁弁で説明したが、作動油に限らず、流体通路を開閉することで流体の流体圧を制御する電磁弁であれば、いずれの流体の流体圧を制御する電磁弁に用いても好適である。

以上説明した実施形態では、プランジャ２０と協働するスプール５０の往復移動するストローク量を増やすために、リニアソレノイド１ｂのプランジャ２０の可動可能な可動ストローク範囲のフラット範囲の拡大を図るものとして説明したが、プランジャ２０と協働するスプール５０等の部材のストローク量を増やすために限らず、プランジャ２０の可動ストローク範囲のフラット性向上を図ることを目的とするものであれば、いずれの電磁弁であっても適用することができる。

本発明の実施形態の電磁弁の構成を示す断面図である。 変形例の実施形態の電磁弁を示す断面図である。 本発明の実施形態によるプランジャを吸引する吸引力とプランジャストロークとの関係を説明する模式図である。 従来技術の一例による電磁弁を示す断面図である。

符号の説明

１ 電磁弁
１ａ 弁部
１ｂ リニアソレノイド（電磁駆動部）
１１ ヨーク（第１の固定子）
１１ａ 内周壁（収容部）
１２ ステータコア（第２の固定子）
１２ａ 内周壁（吸引部）
２０ プランジャ（可動子）
３１ コイル
３２ 樹脂成形体
５０ スプール（弁部材）
５８ シャフト（小径円筒状部）
５８ａ 当接部
６０ ハウジング
６１、６２、６３、６５ 作動油通路（流体通路）
ｇ 空隙
δ１、δ２ 径方向隙間（隙間）

Claims (8)

1. 可動子と、
   前記可動子を往復移動可能に収容する第１の固定子と、
   往復移動方向の一方に前記可動子を吸引する磁力が前記可動子との間に働く第２の固定子と、
   通電により前記第２の固定子側に前記可動子を吸引する磁力を発生するコイルとを備え、
   前記第１の固定子と前記第２の固定子は、前記可動子を内部に挿通可能に形成され、
   前記第２の固定子と前記可動子の間の第２の径方向の隙間は、前記第１の固定子と前記可動子の間の第１の径方向の隙間より大きく形成されていることを特徴とする電磁弁。
2. 前記第２の径方向の隙間と前記第１の径方向の隙間の差は、片側で１０〜２５０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記第２の径方向の隙間は、１１０〜３５０μｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁弁。
4. 前記第１の固定子と前記第２の固定子における略軸方向に対向する端部間には、非磁性部材が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁弁。
5. 前記第２の固定子は、前記可動子を往復移動可能に収容する内周壁を備え、
   前記内周壁の外周側は、前記可動子の移動方向に対して断面積が変化するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電磁弁。
6. 前記可動子の第２の固定子側端部は、移動方向に対して断面積が変化するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電磁弁。
7. 流体通路を開閉する弁部材、および前記弁部材を収容するとともに前記弁部材を操作可能に開口する開口部が形成されたハウジングを有する弁部とを備え、
   前記弁部材は、前記ハウジングに形成される前記流体通路を開閉する大径円筒状部と、前記可動子に当接する小径円筒状部を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電磁弁。
8. 前記弁部材の可動子側の当接部は、略球面状であることを特徴とする請求項７に記載の電磁弁。

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