JP2007057062A

JP2007057062A - 電磁弁

Info

Publication number: JP2007057062A
Application number: JP2005245724A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Muraoka; 敬一郎村岡
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】大型化を招くこと無く、大きな磁気吸引力を得ることができる電磁弁を提供する。
【解決手段】カバー１１内のソレノイド２４にコア３１を内嵌し、ソレノイド２４とキャップ４１間にコア３１に吸引されるプランジャ４２を収容する。プランジャ４２の外径寸法４３を、ソレノイド２４の内径寸法４４より大径に設定し、プランジャ４２の外周面をカバー１１に近接して、この外周面にカバー１１との間で磁束の受け渡しを行う受渡部４５を設定する。プランジャ４２から延出したロッド５１にテーパー弁６３を形成し、テーパー弁６３より延出したプッシャ６５でボール弁室６８のボール弁７１を作動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気回路を備えた電磁弁に関する。

従来、油圧経路には、図４に示すように、電磁弁７０１が使用されている。

この電磁弁７０１のカバー７１１内には、ボビン７１２にコイル７１３が巻回されてなるソレノイド７１４が収容されており、該ソレノイド７１４の先端側には、固定鉄心であるコア７１５が内嵌されている。また、前記ソレノイド７１４の一端には、リング板状のヨーク７１６が配置されており、該ヨーク７１６の内側及び前記ソレノイド７１４の一端側には、可動鉄心としてのプランジャ７１７が移動自在に収容されている。

該プランジャ７１７からは、ロッド７２１が延出しており、該ロッド７２１の中途部には、ノズル部７２２に設けられた排出路７２３を開閉する弁部７２４が形成されている。また、前記ロッド７２１の先端に設けられた小径のプッシャ７２５は、前記排出路７２３を挿通してボール弁室７２６に延出しており、当該ボール弁室７２６に設けられたボール弁７２７を押圧できるように構成されている。

これにより、ソレノイド非通電時には、入力ポート７３１からの油圧を受けた前記ボール弁７２７が前記プッシャ７２５及び前記ロッド７２１を介して前記プランジャ７１７を上動することにより、前記ボール弁７２７が前記入力ポート７３１と出力ポート７３２間の入力路７３３を閉鎖して前記入力ポート７３１からの油圧の入力を阻止する一方、前記弁部７２４が前記排出路７２３を開放して前記出力ポート７３２の油圧を排出ポート７３４から排出できるように構成されている。

また、前記ソレノイド通電時には、前記ソレノイド７１４で励磁された前記コア７１５が前記プランジャ７１７を吸引することによって、前記弁部７２４で前記排出路７２３を閉鎖して前記排出ポート７３４からの油圧の排出を遮断するとともに、前記プッシャ７２５が前記ボール弁７２７を押圧することで、前記入力ポート７３１からの油圧を前記出力ポート７３２から出力できるように構成されている。

しかしながら、このような電磁弁７０１にあっては、ソレノイド７１４で励磁されるコア７１５と該コア７１５に吸引されるプランジャ７１７とがソレノイド７１４内に収容されており、その外径寸法が前記ソレノイド７１４の内径寸法によって制限されている。これにより、前記コア７１５と前記プランジャ７１７間での磁気受渡面積が限定されてしまう。

このため、大きな磁気吸引力を得る為には、ソレノイド７１４の径を大きくせざるを得なかった。これにより、電磁弁７０１の大型化が余儀なくされる。

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、大型化を招くこと無く、大きな磁気吸引力を得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。

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、カバー内に配置された筒状のソレノイドと、該ソレノイド内に配置された固定鉄心と、該固定鉄心に吸引されて作動する可動鉄心とを備え、前記ソレノイドで励磁された前記固定鉄心で前記可動鉄心を吸引して弁を駆動する電磁弁において、前記可動鉄心を前記ソレノイドの外側であって該ソレノイドの一端側に配置し、この可動鉄心を前記ソレノイドの一端面に沿った板状に形成するとともに、当該可動鉄心の外径寸法を、前記ソレノイドの内径寸法より大径に設定し、当該可動鉄心の側部に前記カバーとの間で磁束の受け渡しを行う受渡部を設定した。

すなわち、ソレノイドの一端側に配置された可動鉄心は、前記ソレノイドの一端面に沿った板状に形成されており、その外径寸法は、前記ソレノイドの内径寸法より大径に設定されている。

このため、可動鉄心がソレノイド内に配置され、当該可動鉄心の外形寸法をソレノイドの内径寸法以下に設定しなければならなかった従来と比較して、外径寸法の大径化が可能となり、固定鉄心から磁力を受ける磁気受渡面積の増大が図られる。

そして、前記可動鉄心の側部には、カバーとの間で磁束の受け渡しを行う受渡部が設定されている。このため、カバーとの磁束の受け渡しを中継するヨークが不要となる。

また、請求項２の電磁弁においては、前記可動鉄心側に位置する前記固定鉄心の一端部を前記ソレノイドより突出させるとともに、当該固定鉄心の一端部に側方へ延出するフランジ部を形成して前記可動鉄心に対向する吸引部の外形寸法を前記ソレノイドの内径寸法より大径化した。

すなわち、ソレノイドより突出した固定鉄心の一端部には、側方へ延出するフランジ部が形成されており、前記固定鉄心に対向する吸引部の外形寸法が前記ソレノイドの内径寸法より大径化されている。

これにより、前記可動鉄心を吸引する当該固定鉄心の吸引面積の増大が図られる。

以上説明したように本発明の請求項１の電磁弁においては、可動鉄心をソレノイドの一端側に配置することで、その外径寸法を前記ソレノイドの内径寸法より大径に設定することができる。

このため、可動鉄心がソレノイド内に配置され、その外形寸法をソレノイドの内径寸法以下に設定しなければならなかった従来と比較して、可動鉄心の大径化が可能となり、固定鉄心から磁力を受ける磁気受渡面積の増大を図ることができる。これにより、ソレノイドを大径化すること無く、大きな磁気吸引力を得ることができるため、電磁弁の小型化が可能となる。

そして、前記可動鉄心の側部には、カバーとの間で磁束の受け渡しを行う受渡部が設定されており、カバーとの磁束の受け渡しを中継するヨークが不要となる。これにより、部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることがきる。

また、請求項２の電磁弁においては、ソレノイドより突出した固定鉄心の一端部に側方へ延出したフランジ部を形成することによって、前記固定鉄心に対向する吸引部の外形寸法を前記ソレノイドの内径寸法より大径化することができる。

これにより、前記可動鉄心を吸引する当該固定鉄心の吸引面積の増大を図ることができ、さらに大きな磁気吸引力を得ることができる。

そして、磁気ギャップによる吸引力の変化を小さくすることもできるため、磁気ギャップによる性能バラツキを抑えることができる。

（第１の実施の形態）

以下、本発明の第１の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる電磁弁１を示す図であり、該電磁弁１は、例えばオートマチックトランスミッションの油圧回路にて油圧を制御するものである。

この電磁弁１は、円筒状のカバー１１を備えており、該カバー１１内には、樹脂成形部品１２の上端部が収容された状態で固定されている。この樹脂成形部品１２には、固定ブラケット１３がインサート成型されており、該固定ブラケット１３より上端側には、前記カバー１１内に収容されるボビン１４が形成されている一方、前記固定ブラケット１３より下端側には、前記カバー１１より延出したノズル部１５が形成されている。

前記ボビン１４は、円筒状に形成されており、その上端及び下端には、鍔部２１，２１が形成されている。このボビン１４には、巻き線が巻回されコイル２２が形成されており、該コイル２２の巻き線は、前記鍔部２１より延出した接続端子２３に接続されている。これにより、この接続端子２３に供給される信号に応じて磁力を発生するソレノイド２４が形成されている。

このソレノイド２４内には、固定鉄心としてのコア３１が内嵌されており、該コア３１は、下端部に形成された小径部３２が前記固定ブラケット１３に内嵌した状態で位置決め固定されている。前記コア３１は、固定された状態において、その上端部が前記ソレノイド２４の上端面３３より突出する長さに設定されており、当該コア３１の上端面は、磁力による吸引面３４を構成している。

前記ソレノイド２４と、前記カバー１１の端部を閉鎖したキャップ４１との間には、前記コア３１に吸引されて上下移動する可動鉄心としてのプランジャ４２が収容されている。このプランジャ４２は、前記ソレノイド２４の前記上端面３３に沿って延在する円板状に形成されており、当該プランジャ４２の外径寸法４３は、前記ソレノイド２４の内径寸法４４より大径に設定されている。これにより、前記プランジャ４２の外周面は、前記カバー１１の内側面に近接するように構成されており、この外周面には、前記カバー１１との間で磁束の受け渡しを行う受渡部４５が設定されている。

前記プランジャ４２の中央部には、円柱状のロッド５１が固定されており、該ロッド５１は、前記コア３１に設けられた挿通穴５２へ上下動自在に挿入されている。このロッド５１の上端部は、前記プランジャ４２より上方へ突出しており、これに対向する前記キャップ４１の中央部には、前記ロッド５１との干渉を防止する凹部５３が形成されている。前記プランジャ４２には、前記ロッド５１が設けられた中央部の回りに、上下に貫通する逃げ穴５４が設けられており、当該プランジャ４２が上下動した際のオイルの逃げ道を形成している。

前記ロッド５１の中途部には、前記ノズル部１５に横設された排出ポート６１に連通するテーパー弁室６２の高さ位置に、テーパー弁６３が形成されており、該テーパー弁６３は、前記プランジャ４２の作動に応じて、前記テーパー弁室６２に連通した排出路６４を開閉するように構成されている。前記ロッド５１には、前記テーパー弁６３より下方に延出する小径のプッシャ６５が一体形成されており、該プッシャ６５は、前記排出路６４を遊嵌する太さに設定されている。このプッシャ６５は、前記ノズル部１５に横設された出力ポート６６及び入力路６７を挿通してボール弁室６８に延出するように構成されている。

このボール弁室６８には、ボール弁７１が上下移動自在に収容されており、該ボール弁７１は、前記ボール弁室６８に内嵌されたホルダ７２によって不用意な離脱が防止されている。このホルダ７２は、円筒状に形成されており、当該ホルダ７２は、前記ボール弁室６８内にオイルを流入する入力ポート７３を構成している。

これにより、ソレノイド非通電時には、図１中右方に示したように、前記入力ポート７３からの油圧を受けた前記ボール弁７１が前記プッシャ６５及び前記ロッド５１を介して前記プランジャ４２を上動することによって、前記ボール弁７１が前記入力路６７を閉鎖して前記入力ポート７３からの油圧の入力を阻止する一方、前記テーパー弁６３が前記排出路６４を開放して、前記出力ポート６６の油圧を前記排出ポート６１から排出するように構成されている。

また、前記ソレノイド通電時には、図１中左方に示したように、前記ソレノイド２４で励磁された前記コア３１が前記プランジャ４２を吸引することによって、前記テーパー弁６３が前記排出路６４を閉鎖して前記出力ポート６６からの油圧の排出を遮断するとともに、前記プッシャ６５が前記ボール弁７１を下方に押圧することで、前記入力路６７を開放し、前記入力ポート７３からの油圧を前記出力ポート６６から出力できるように構成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態にあっては、ソレノイド２４の上端側に配置されたプランジャ４２は、前記ソレノイド２４の上端面３３に沿った円板状に形成されており、その外径寸法４３は、前記ソレノイド２４の内径寸法４４より大径に設定されている。

このため、プランジャがソレノイド内に配置されていて当該プランジャの外形寸法をソレノイドの内径寸法以下に設定しなければならなかった従来と比較して、前記プランジャ４２の外径寸法４３の大径化が可能となり、コア３１から磁力を受ける磁気受渡面積の増大を図ることができる。これにより、前記ソレノイド２４を大径化すること無く、大きな磁気吸引力を得ることができるため、電磁弁１の小型化が可能となる。

そして、前記プランジャ４２の外周面には、カバー１１との間で磁束の受け渡しを行う受渡部４５が設定されており、前記カバー１１との磁束の受け渡しを中継するヨークが不要となる。これにより、部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることがきる。

（第２の実施の形態）

図２は、本発明の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同じ又は同等の部分に付いては同符号を付して説明を割愛し、異なる部分についてのみ説明する。

すなわち、この電磁弁１の前記ソレノイド２４より上方へ突出した前記コア３１の上端部には、側方へ延出する板状のフランジ部８１が全周に渡って形成されており、該フランジ部８１の厚み寸法Ｔは、約１ｍｍに設定されている。

これにより、前記プランジャ４２の被吸引面８２に対向した吸引部としての前記吸引面３４の外形寸法８３は、前記ソレノイド２４の内径寸法４４より大径に設定されているとともに、前記プランジャ４２の外径寸法４３より小径に設定されている。

以上の構成にかかる本実施の形態にあっては、ソレノイド２４より突出したコア３１の上端部に側方へ延出したフランジ部８１を形成することによって、前記プランジャ４２に対向する吸引面３４の外形寸法８３を前記ソレノイド２４の内径寸法４４より大径化することができる。

これにより、前記プランジャ４２を吸引する当該コア３１の吸引面積の増大を図ることができ、さらに大きな磁気吸引力を得ることができる。

そして、前記プランジャ４２の被吸引面８２と前記コア３１の前記吸引面３４との間に形成される磁気ギャップ９１による吸引力の変化を小さくすることもできるため、この磁気ギャップ９１による性能バラツキを抑えることができる。また、前記吸引面３４の外形寸法８３を調整することで、比較的フラットな磁気吸引力特性を得ることができる。

すなわち、図３は、磁気吸引力特性を示す図であり、前記コア３１の吸引面３４の外形寸法８３を、前記ソレノイド２４の内径寸法４４と略同寸法の８ｍｍに設定したもの１０１と、前記ソレノイド２４の内径寸法４４よりやや大径の１０ｍｍに設定したもの１０２と、前記ソレノイド２４の内径寸法４４よりさらに大径の１３ｍｍに設定したもの１０３とによって、吸引部の磁気ギャップ９１に対する磁気吸引力を測定した実験結果を示すものである。

なお、当該電磁弁１にあっては、前記プランジャ４２が前記コア３１から離れた状態において、前記磁気ギャップ９１が０．５ｍｍ〜０．７ｍｍとなるように設計されている。

この実験結果から明らかなように、前記コア３１の吸引面３４の外形寸法８３を大径化するに従って、前記磁気ギャップ９１が大きな領域において、磁気吸引力を向上することができる。これは前記磁気ギャップ９１が大きくなるに従って外周部に広がる磁束を、大径化されたプランジャ４２で受け渡すことができる為と推測することができる。

また、この実験結果から前記コア３１の吸引面３４の外形寸法８３を大径化するに従って、前記磁気ギャップ９１に対する磁気吸引力の変化がフラットになることが分かる。これにより、前記磁気ギャップ９１に対する磁気吸引力の変化を小さくすることができるため、電磁弁１毎の特性バラツキを抑えることができる。

本発明の第１の実施の形態を示す断面図ある。本発明の第２の実施の形態を示す断面図ある。同実施の形態の実験結果を示す説明図ある。従来の電磁弁を示す断面図である。

符号の説明

１電磁弁
１１カバー
２４ソレノイド
３１コア
３３上端面
３４吸引面
４２プランジャ
４５受渡部
６３テーパー弁
７１ボール弁
８１フランジ部

Claims

カバー内に配置された筒状のソレノイドと、該ソレノイド内に配置された固定鉄心と、該固定鉄心に吸引されて作動する可動鉄心とを備え、前記ソレノイドで励磁された前記固定鉄心で前記可動鉄心を吸引して弁を駆動する電磁弁において、
前記可動鉄心を前記ソレノイドの外側であって該ソレノイドの一端側に配置し、この可動鉄心を前記ソレノイドの一端面に沿った板状に形成するとともに、当該可動鉄心の外径寸法を、前記ソレノイドの内径寸法より大径に設定し、当該可動鉄心の側部に前記カバーとの間で磁束の受け渡しを行う受渡部を設定したことを特徴とする電磁弁。
前記可動鉄心側に位置する前記固定鉄心の一端部を前記ソレノイドより突出させるとともに、当該固定鉄心の一端部に側方へ延出するフランジ部を形成して前記可動鉄心に対向する吸引部の外形寸法を前記ソレノイドの内径寸法より大径化したことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。