JP2008157270A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】低電流が印加されているときには応答性がよく、高電流が印加されているときは制振性のよい電磁弁１を提供する。
【解決手段】電磁アクチュエータ２のプランジャ２０の軸方向他方側端部に径差を有する段差部３４と、コアステータ２２のプランジャ収容部２５の他方側端部に吸引段差部２９を設け、段差部３４と吸引段差部２９との間に所定の間隙を有して往復移動可能に配置して、互いに重なりを形成するとともに、段差部３４とプランジャ収容部２５との間に空間部を形成して、プランジャ２０の往復移動に対して重なりと空間の大きさを可変にするように構成して、重なりと空間からなるダンパー室３３のダンピング作用の減衰効果を変えることにより、低電流が印加されるストロークの小さい領域では応答性を良好に、高電流が印加されるストロークの大きい領域では減衰効果を大きくして制振性を良好にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の圧力の制御を行う電磁弁に関し、特に、電磁弁の制振性を向上する電磁アクチュエータの構造に関する。

〔従来の技術〕
従来から、自動車用の自動変速機や内燃機関のバルブタイミング調整装置等の油圧制御装置に供給する流体の制御を行うために、電磁弁、特に、スプール弁と電磁アクチュエータとから構成されるスプール弁型電磁弁が使用されており、通電する電流値によって流体（作動油）を所定の圧力に制御するようになっている（例えば、図７参照）。

近年では、上記の用途を含む種々の用途においてスプール弁の応答性を向上する要望が高まり、その背反として軸方向の振動が大きく現れる問題が生じてきており、減衰効果をさらに強化する必要が出てきている。

このため、特許文献１に開示される電磁弁が提案されている。この電磁弁では、コアステータのプランジャとの対抗面に設けた突出部の外形形状を、テーパ部とこのテーパ部に連続する小径の薄肉円筒部とによって構成し、プランジャの移動する変位（ストローク）に対して吸引力の変化の少ないフラットな吸引力特性となして、低電流領域において電磁弁の応答性を向上するばかりでなく、高電流領域でプランジャおよびスプールの減衰性を向上して作動油の制御圧の変動により振動されることを防止する特徴を有している。

〔従来技術の不具合〕
しかし、特許文献１に開示される電磁弁では、テーパ部の勾配設定の加工精度と、プランジャとの組合位置精度が要求され、製作および組付けにコスト高を招く恐れがある。また、高電流領域の最大ストローク域において、吸引力特性が低下する傾向があり、さらに、プランジャ等に呼吸孔が形成されない場合は応答性が悪化する懸念がある。

一般に、図７に示すような電磁弁１００において、プランジャ１２０の軸方向駆動によりプランジャ１２０の両端部に生じる空間部であるプランジャ前室１３１、およびプランジャ後室１３２は、一方が圧縮、他方が膨張し、プランジャ１２０に過大な制動が作用することとなって所定の変位が迅速に得られなくなることがある。このため、プランジャ１２０の外周または内部に呼吸孔１３９を設けてプランジャ前室１３１とプランジャ後室１３２の流動を図って制動を抑制し、滑らかで迅速な駆動を得ることが普通に行われている。よって、この呼吸孔１３９を有するプランジャ１２０の減衰効果を高めるには、プランジャ１２０の呼吸孔径を小径とすることで可能となるが、しかし、プランジャ１２０の全ストローク域でこの減衰効果が持続するので、呼吸孔径を小径にしてしまうと、低電流領域の吸引力が小さく駆動の弱いストロークの小さい領域では特に応答性が悪化してしまう問題がある。
特開２００６−５２８３９号公報

よって、プランジャのストロークに応じて減衰効果を簡単に調整する手段が望まれ、ソレノイドに低電流が印加されているときには応答性がよく、高電流が印加されているときは吸引力特性を低下することなく減衰効果が大きい制振性のよい電磁弁の提供が望まれている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、低電流が印加されているときには応答性がよく、高電流が印加されているときは制振性のよい電磁弁の提供を目的とする。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する電磁弁では、プランジャと、プランジャと連動して、スリーブ内を往復移動し、スリーブのポートを開閉することにより流体の流量または圧力を制御するスプールと、往復移動方向の他方側にはスプールを付勢する付勢手段と、往復移動方向の一方側にはプランジャを吸引する磁力を発生するソレノイドと、プランジャを往復移動自在に収容する収容部、ならびに往復移動方向の他方側にプランジャを吸引する磁力が働く吸引部を有し、プランジャと磁気回路を形成するコアステータとを備える電磁弁であって、プランジャは、吸引部と同軸に対向して配置され、対向する端部の外周部に外径部より小径となる段差部を形成し、コアステータは、収容部の他方側端部と吸引部との交差部に収容部の内径部より小径となる吸引段差部を形成して、段差部は吸引段差部との間に所定の間隙を有して移動可能に配置され、吸引段差部と重なりを形成するとともに収容部との間に空間を形成して、プランジャの往復移動に対して重なりと空間の大きさを可変にするよう構成されることを特徴としている。

これにより、通電によりソレノイドが励磁されると、プランジャは発生する吸引力により吸引部に吸引され、他方側に移動して変位を生じる。このとき、プランジャの両端面に形成されるプランジャ前室およびプランジャ後室は呼吸孔によって連通されるためプランジャ前室およびプランジャ後室の中の容積は圧縮または膨張を起こすことなく流動して、プランジャは速やかな移動が可能となるが、さらに、高電流領域の吸引力が大きく駆動の強いストロークの大きい領域では、プランジャの段差部と吸引段差部との重なりが大きくなり、閉ざされて形成される空間がダンパー室として作動し、作動油の振動をダンピング作用で減衰させて制振性を向上させることができる。また、一方、低電流領域の吸引力が小さく駆動の弱いストロークの小さい領域では、ダンパー室の容積が圧縮されることもなく段差部との重なりの間隙から瞬時に流出することができるため、ダンパー室のダンピング作用を生じることなく速やかなプランジャの移動を可能とし、応答性を損なうことはない。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する電磁弁では、プランジャは、段差部と吸引段差部との間隙が、外径部と収容部との間隙よりも大きな間隙となるよう構成されることを特徴としている。

これにより、プランジャが移動して変位を生じたとき、ダンパー室の容積を速やかにプランジャ前室に流出させ、ダンパー室のダンピング作用が起こりにくくして、低電流領域の吸引力が小さく駆動の弱いストロークの小さい領域ではプランジャの速やかな移動を促進することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する電磁弁では、プランジャは、段差部の軸方向の段差長さがプランジャの最大変位量以上であることを特徴としている。

これにより、プランジャの移動の最大変位量までダンピング作用を発揮させることができ、特に、高電流領域の吸引力が大きく駆動の強いストロークの大きい領域では、十分な制振性を確保することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する電磁弁では、プランジャは、段差部と吸引段差部とがソレノイドが非励磁状態の初期時において、軸方向に重なって配置されることを特徴としている。

これにより、通電によりソレノイドが励磁して吸引部に吸引力が発生し、プランジャが移動してストロークが生じても、既に所定の減衰効果が得られるので、低電流領域の吸引力が小さく駆動の弱いストロークの小さい領域ではプランジャの速やかな移動を促進するとともに、振動が生じた場合にも制振性を発揮させることができる。そして、高電流領域の吸引力が大きく駆動の強いストロークの大きい領域では、減衰効果を大きくして制振性を良好にすることができる。

〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する電磁弁では、プランジャは、段差部と吸引段差部とがソレノイドが非励磁状態の初期時において、軸方向に重ならずに配置されることを特徴としている。

これにより、通電によりソレノイドが励磁して吸引部に吸引力が発生し、プランジャが移動してストロークが生じても、プランジャの段差部が吸引段差部と重なるまでは、段差部との間隙は大きくダンパー室の容積は流出し易いので、ダンピング作用を生じることなく、低電流領域の吸引力が小さく駆動の弱いストロークの小さい領域ではプランジャの速やかな移動を促進することができる。そして、高電流領域の吸引力が大きく駆動の強いストロークの大きい領域では、減衰効果を大きくして制振性を良好にすることができる。

〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する電磁弁では、プランジャは、段差部の他方側端部に鍔部を残して溝加工され、鍔部と吸引段差部とが所定の間隙を有して配置されることを特徴としている。

これにより、プランジャが移動してストロークが生じたとき、段差部と吸引段差部との重なりは、溝加工で残った鍔部の軸方向厚さのみに影響を受け、鍔部厚さは一定であるため重なりの長さも一定であり、ストロークが変わっても重なりの長さを常に一定に保って、適度なダンピング作用を維持することができる。つまり、好適な減衰効果を得る重なりの間隙の大きさや空間の大きさを選択することによって、電磁弁１の応答性と制振性のバランスある特性を得ることができる。

〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用する電磁弁では、プランジャは、段差部の軸方向の段差長さの略中央に鍔部を残して溝加工され、鍔部および鍔部の他方側端部に形成された溝部の外周と吸引段差部とが所定の間隙を有して配置されることを特徴としている。

これにより、プランジャが移動してストロークが生じたとき、段差部と吸引段差部との重なりは、溝加工で残った鍔部の軸方向厚さのみに影響を受け、鍔部厚さは一定であるため重なりの長さも一定であり、ストロークが変わっても重なりの長さを常に一定に保って、適度なダンピング作用を維持することができる。これは、請求項６の手段と同様の作用効果を示すが、本請求項ではさらに大きな変位が生じると、鍔部の他方側端部に形成された溝部の外周と吸引段差部とが所定の間隙を有して配置され、重なりの長さが大きくなってダンピング作用を効かせることが可能となる。従って、特に、高電流領域の吸引力が大きく駆動の強いストロークの大きい領域では、十分な制振性を確保することができる。

〔請求項８の手段〕
請求項８の手段を採用する電磁弁では、コアステータは、吸引段差部の軸方向他方側で吸引部と所定の距離だけ離れた位置に、収容部の内側から径方向に突き出す鍔部を残して溝加工され、鍔部と段差部とが所定の間隙を有して配置されることを特徴としている。

これにより、プランジャが移動してストロークが生じたとき、段差部と吸引段差部との重なりは、初期時に重ならずに配置したプランジャの場合には、ストロークの小さい領域ではダンピング作用は殆ど効かず、ストロークが大きくなるにつれ重なりも大きくなって、ダンピング作用も増加する。しかし、さらにストロークが大きくなったストローク領域では、重なりは、吸引段差部の鍔部厚さは一定であるため重なりの長さも一定であり、ストロークが変わっても重なりの長さを常に一定に保って、適度なダンピング作用を維持することができる。

また、初期時に重なって配置するプランジャの場合にも、基本的に同様な減衰効果が得られるが、ストロークの小さい領域で既にダンピング作用が効いて、ストロークの小さい領域でも応答性と制振性のバランスある特性となすことが可能で、ストロークが大きくなるにつれ重なりも大きくなって、ダンピング作用も増加する。しかし、さらにストロークが大きくなったストローク領域では、重なりは、吸引段差部の鍔部厚さは一定であるため重なりの長さも一定であり、ストロークが変わっても重なりの長さを常に一定に保って、適度なダンピング作用を維持して好適な制振性を得ることができる。

本発明を実施するための最良の形態は、電磁アクチュエータのプランジャの軸方向他方側の外周部に径差を有する段差部を設けるとともに、コアステータのプランジャ収容部と吸引部との交差部にプランジャ収容部に径差を有する吸引段差部を設け、プランジャの段差部とコアステータの吸引段差部との間の間隙をプランジャ外径部とプランジャ収容部との間隙よりも大きく設定して、プランジャの段差部を往復移動可能に配置して、段差部は吸引段差部と重なりを形成するとともに、プランジャ収容部との間に空間を形成して、プランジャの往復移動に対して重なりの長さと空間の大きさ（容積）が可変となるダンパー室を形成して、プランジャの軸方向の移動に対し、ダンパー室の容積変化が重なりの長さと連動するダンピング作用を生じさせ、このダンピング作用による振動の減衰効果をプランジャの軸方向の移動に応じて変化させるようにするもので、低電流が印加されるストロークの小さい領域では減衰効果を小さくして応答性を良好に、高電流が印加されるストロークの大きい領域では減衰効果を大きくして制振性を良好にするものである。

本発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。なお、以下の説明では電磁弁のスプール弁側を他方側、または前側といい、電磁アクチュエータ側を一方側、または後側という。

〔実施例１の構成〕
図１（ａ）は、本発明の実施例１における電磁弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）は要部（Ａ部）の拡大断面図である。
電磁弁１は、電磁アクチュエータ２からの推力によって弁体としてのスプール弁３を駆動することにより、作動油の流量や圧力の調整を行う。この電磁弁１は、例えば、自動車用自動変速機等の油圧制御装置における油圧の制御に用いられる。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、電磁弁１は、複数の外部流路（図示せず）に通じる作動油の入出力や排出の各ポート９を備える略筒状のスリーブ５と、スリーブ５内に摺動自在に収容され、軸方向に異径の段差を備えて封止部８を形成し、軸方向に変位することにより入出力や排出の各ポート９の開口量を調整するスプール４を備えるスプール弁３と、スプール弁３の軸方向一方側に配置されて、スプール４を軸方向他方側へ駆動するための推力を発生させる電磁アクチュエータ２と、電磁アクチュエータ２からスプール４に推力を伝達する段付シャフト３０とを備えている。

電磁アクチュエータ２は、通電により磁力を発生させるソレノイド２１、ソレノイド２１による磁力を推力に変換し、軸方向他方側へ変位することによりスプール４へ推力を伝達するプランジャ２０、プランジャ２０を軸方向へ摺動自在に収容すると共に、プランジャ２０との間に磁気回路を構成するコアステータ２２と、ソレノイド２１やコアステータ２２などを包囲して収容するヨーク２３、ソレノイド２１とコアステータ２２およびヨーク２３との間を絶縁する樹脂部２４とからなる。なお、磁気回路を構成するコアステータ２２およびヨーク２３は鉄等の磁性材で製作される。

また、コアステータ２２には、プランジャ２０の他方側に当接してプランジャ２０から推力が伝達されるとともに、この推力をスプール４へ伝達する段付シャフト３０が備えられている。なお、段付シャフト３０とプランジャ２０は、各々別体であっても一体に成形されていてもよい。

コアステータ２２の一方側は、プランジャ２０を摺動自在に収容するプランジャ収容部材として機能するプランジャ収容部２５をなす。プランジャ収容部２５の内部には、摺動面として高精度に加工された内周面が形成され、同様に摺動面として高精度に加工された外周面を有するプランジャ２０を収容している。プランジャ収容部２５の内径部とプランジャ２０の外径部とは、互いに僅かな間隙（クリアランスＣ１）を形成している。

コアステータ２２の他方側は、外周側にてスリーブ５と連結されるフランジ部２７が径方向に形成され、また、内周側には、段付シャフト３０を軸方向へ摺動自在に保持する軸受部２６が形成されている。軸受部２６の一方側は、コアステータ２２とプランジャ２０との間の磁力を安定させるため、プランジャ２０の他方側と対向するように磁気吸引面を形成する吸引部２８が構成されている。また、プランジャ収容部２５の他方側端部と吸引部２８の交差部に、後記するプランジャ２０の段差部３４を摺動案内するためのプランジャ収容部２５の内径部より小径に加工された段差構造の吸引段差部２９が形成されている。

プランジャ２０は、コアステータ２２のプランジャ収容部２５に、所定のクリアランスＣ１を有して往復移動可能に配置される磁性材で構成される柱状部材であり、プランジャ２０の軸方向の他方側端面は軸方向と直角であり、コアステータ２２の軸受部２６の一方側端部に形成される吸引部２８と対向して均一な間隙を形成して収容される。これにより、プランジャ２０の変位量にかかわらず略一定となる大きな吸引力が生じるようになっている。また、同様に、プランジャ２０の軸方向の他方側端部の外周部にダンパー室３３を構成する段差構造が形成されている。

ダンパー室３３を構成する段差構造は、プランジャ２０の外径部を外径部と同軸に小径に加工し、径差を設けた段差部３４を形成したものであり、その段差部３４の軸方向の段差長さはプランジャ２０の最大変位量より長く設定されている。そして、コアステータ２２のプランジャ収容部２５に収容されるとき、プランジャ収容部２５の他方側端部と吸引部２８の交差部に形成される吸引段差部２９との間に所定の間隙（クリアランスＣ２）を形成して、相互に重なり（ラップ）を形成するとともに、プランジャ収容部２５との間に空間を形成する構造となっている。これにより、プランジャ２０の段差構造と、プランジャ収容部２５との間に形成される空間を吸引段差部２９と段差部３４の重なりの長さ（ラップ長）Ｌでの絞り機構による閉ざされたダンパー室３３を形成したと見做すことができる。そして、プランジャ２０の移動に応じてラップ長Ｌと空間容積を可変して、ダンパー室３３のダンピング作用を変えている。なお、本実施例では、非動作時の初期時において互いに重なって配置される場合（初期時のラップあり）を説明する。また、このダンパー室３３はクリアランスＣ２によってプランジャ前室３１と連通が保たれ、プランジャ前室３１はプランジャ後室３２とプランジャ２０の軸方向に貫通して設けられた呼吸孔３９によって連通されて、空気の流動を確保している。

また、図１（ａ）に示すように、スリーブ５は、スプール４を軸方向に摺動自在に支持する筒状部１６と電磁アクチュエータ２との連結に用いられるフランジ部１７を有する。筒状部１６は、後記する封止部８とともに作動油の流動部６を形成する。流動部６は、筒状部１６の周壁を貫通して設けられた各ポート９を介して外部の油路と連通している。また、筒状部１６の軸方向一方側、つまりフランジ部１７の近傍周壁には、下方へ開口する開口部１０が設けられている。そして、封止部８よりも軸方向一方側の筒状部１６の内部は、この開口部１０により大気圧に解放されたドレン室１４を形成する。また、筒状部１６の他方側には、スプール４を軸方向一方側へ付勢するスプリング１５が装着されている。

スプール４は、スリーブ５の内径に略一致する外径を有した複数の異径の段差を備える弁体で、スリーブ５の内周面を摺動する複数の大径部１２と小径部１１、および各径部１１、１２の間を連結する段差部７とを有する。段差部７の外径は大径部１２および小径部１１よりさらに小径に形成されている。そして、各径部１１、１２の外周面とスリーブ５の筒状部１６の内周面は液密的に封止する封止部８をなし、段差部７とスリーブ５の筒状部１６の内周面は円環状の空間を形成して流動部６をなす。

スプール４の一方側終端の段差部７はシャフト状の段差構造（以下、スプールシャフト７Ｂと呼ぶ）をなし、ドレン室１４へ同軸的に突設されている。また、スプールシャフト７Ｂの軸方向一方側の端部は、段付シャフト３０の他端部に当接しており、段付シャフト３０を介してプランジャ２０から推力を伝達される。この推力を受けてスプール４が軸方向に変位することにより、封止部８での各ポート９の開口量が変わる。

そして、ヨーク２３の他方側の開口端がコアステータ２２のフランジ部２７およびスリーブ５のフランジ部１７の外周を包囲するとともに、かしめ加工されることによりスプール弁３と電磁アクチュエータ２とが連結され、電磁弁１が構成される。

〔実施例１の作用〕
本実施例の電磁弁１の作用を説明する。
ソレノイド２１への通電が行われると、ソレノイド２１が励磁され磁束が磁気回路を流れる。すると、コアステータ２２の吸引部２８とプランジャ２０との間に磁気吸引力が発生し、プランジャ２０はこの磁気吸引力によって軸方向他方側へ吸引され、移動してストロークを生じる。このとき生じるストロークまたは推力は、段付シャフト３０を介してスプール４に直接伝達される。このストロークまたは推力により、スプール４はスプリング１５の付勢力に抗して軸方向他方側、つまり開弁方向へ駆動される。

スプール４の開弁方向への駆動によって、スプール４はスリーブ５の各ポート９をそれぞれ遮断または連通させ、あるいは開閉割合を変えて、作動油の流入および流出量、つまり流量もしくは圧力を制御する。

このとき、ソレノイド２１に印加する電流が低電流領域では、プランジャ２０には大きな吸引力は作用せず、従って、プランジャ２０のストロークも小さく、ダンパー室３３の空間容積は圧縮されにくく、圧縮されても僅かの圧縮はクリアランスＣ２から瞬時にプランジャ前室３１に開放されるため、ダンパー室３３がダンピング作用を効かすことはなくプランジャ２０は吸引力に応じて速やかに移動し、応答性を低下させることはない。

また、ソレノイド２１に印加する電流を増やす高電流領域では、プランジャ２０には大きな吸引力が作用して、従って、プランジャ２０のストロークも大きくなる。ストロークが大きくなると、ダンパー室３３の空間容積は圧縮されて、圧縮された空間容積は有限のクリアランスＣ２から一度に、また瞬時にプランジャ前室３１へ開放されないため、プランジャ２０は空間容積と所定のクリアランスＣ２よりなるラップ長Ｌの大きさに依存するダンピング作用を受けながら吸引力に応じて速やかに移動する。つまり、図２（ａ）に示すように、ストロークに対して減衰効果が初期時に０でない有限値から漸増する特性を有して作用するため、ストロークの大きさに応じてプランジャの応答性と制振性を使い分けることが可能となる。

そして、ソレノイド２１への通電が停止すると、磁束が消滅して、プランジャ２０に作用する磁気吸引力も消滅して、スプール４とプランジャ２０はスプール弁３の付勢手段であるスプリング１５の付勢力によって、初期位置まで押し戻され停止することとなる。

〔変形例〕
上記の実施例１では、プランジャ２０の段差部３４と、コアステータ２２の吸引段差部２９との重なりはプランジャ２０の非通電の初期時においてラップ長Ｌを有する配置の場合（初期時のラップあり）を説明したが、これに限ることなく、初期時のラップが発生しない、つまり、初期時のラップなしでプランジャ２０を配置させることもできる。この場合の変形例における電磁弁１のプランジャ要部の拡大断面図を図３（ａ）に示す。また、図３（ｂ）は、このときのプランジャ２０のストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図である。

図３（ａ）に示すように、ソレノイド２１への通電が行われると、吸引部２８とプランジャ２０との間に磁気吸引力が発生してプランジャ２０は他方側に移動し、ストロークを生じる。このプランジャ２０のストロークによってダンパー室３３の空間容積は圧縮されるが、段差部３４と吸引段差部２９とにラップがないことで圧縮される空間容積はプランジャ前室３１に瞬時に開放されて、ダンピング作用が生じることがない。また、ストロークが大きくなるに連れて、段差部３４と吸引段差部２９はラップし始めてラップ長Ｌの大きさの影響を受けてダンピング作用が効き始める。そして、さらにストロークが大きくなれば、ラップ長Ｌも大きくなってダンピング作用も大きくなって、実施例１と同様減衰効果は増大する。よって、図３（ｂ）に示すように、ストロークの小さい領域では全く減衰効果は生じることなく良好な応答性が発揮でき、ストロークの大きい領域では大きな減衰効果によって制振性が向上できる。特に、ストロークの小さい領域では、実施例１の初期時のラップありに比べて、より良好な応答性が期待できることが特徴である。

〔実施例１の効果〕
本実施例の電磁弁１において、プランジャ２０は、吸引部２８と同軸に対向して配置され、対向する他方側端部の外周部に外径部より小径となる段差部３４を形成し、一方、コアステータには、プランジャ収容部２５の他方側端部と吸引部２８との交差部にプランジャ収容部２５の内径部より小径となる吸引段差部２９を形成して、段差部３４と吸引段差部２９との間に所定の間隙を有して往復移動可能に配置して、段差部３４は吸引段差部２９とラップを形成するとともにプランジャ収容部２５との間に空間を形成し、プランジャ２０の往復移動に対してラップと空間の大きさを可変にするように構成される。

これにより、通電によりソレノイド２１が励磁されると、プランジャ２０は発生する吸引力により吸引部２８に吸引され、他方側に移動してストロークを生じる。このとき、プランジャ２０の両端面に形成されるプランジャ前室３１およびプランジャ後室３２は呼吸孔３９によって連通されるためプランジャ前室３１およびプランジャ後室３２の中の容積は圧縮または膨張を起こすことなく流動して、プランジャ２０は速やかな移動が可能となるものの、高電流領域の吸引力が大きく駆動の強いストロークの大きい領域では、段差部３４と吸引段差部２９にラップ長Ｌを有して形成される空間がダンパー室３３として作動して、作動油の振動をダンピング作用で減衰させて制振性を向上させることができる。

また、一方、低電流領域の吸引力が小さく駆動の弱いストロークの小さい領域では、ダンパー室３３の容積がラップされた間隙から流出することができるため、ダンパー室３３のダンピング作用を生じることなく速やかなプランジャ２０の移動が可能となる。従って、図２（ａ）に示すように、低電流が印加されるストロークの小さい領域では減衰効果を小さくして応答性を良好に、高電流が印加されるストロークの大きい領域では減衰効果を大きくして制振性を良好にすることができる。

また、ストロークに対する振動の減衰効果特性を、ラップ長Ｌの絞り機構と見做して、例えば、ラップ長ＬやクリアランスＣ２の大きさや、また、初期時のラップの有無などの設定によって、ダンパー室３３の空間容積の大きさに連動して簡単に変えることができるので、ダンピング作用効果の設定自由度が高く、種々の電磁弁の特性に適合する減衰効果を容易に得ることが可能となる。また、簡単な構造で実現可能となり、コスト高の抑制ができる。

また、図２（ｂ）に示すように、最大ストローク領域において、段差部３４を設けることによる飽和磁束の分布が改善し、結果、吸引部２８での磁気吸引力が向上して、ストロークの大きい領域での吸引力の落ち込みを抑制することもできる。

〔実施例２の構成〕
本発明の実施例２を図４に示す。図４（ａ）は、実施例２における電磁弁のプランジャ要部の拡大断面図であり、（ｂ）はプランジャ２０のストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図である。
実施例１と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

本実施例の電磁弁１には、実施例１の電磁弁１と同様にプランジャ２０の他方側端部に段差部３４を設け、プランジャ収容部２５に吸引部２８と対向して配置することによりダンパー室３３を構成することに変わりがなく、実施例１と異なるのは図４（ａ）に示すように、プランジャ２０の段差部３４にさらに鍔部３５を形成するように溝部３６を溝加工により形成して、段差部３４の他方側端部に形成された鍔部３５と吸引段差部２９とに所定の間隙（クリアランスＣ２）を有して配置している。

実施例１と異なるのは、このプランジャ２０に設けた段差部３４へ鍔部３５を備えた構造のみで、他の電磁弁の構造は変わるところはない。従って、ソレノイド２１への通電が行われると、吸引部２８とプランジャ２０との間に磁気吸引力が発生してプランジャ２０は他方側に移動し、ストロークが生じる。このプランジャ２０のストロークにより、ダンパー室３３の空間容積は圧縮されるが、圧縮された空間容積をプランジャ前室３１に開放するところのクリアランスＣ２とラップ長Ｌが、プランジャ２０の段差部３４の鍔部３５の幅に依存して決まる構成であるため、図４（ｂ）に示すように、プランジャ２０のストロークにかかわらず常に減衰効果が略一定となる。よって、プランジャ２０のダンピング作用もストロークに対して略一定値とすることが可能となる。この略一定となる減衰効果の値は、例えば、クリアランスＣ２を大きくしたり小さくしたりすることで任意に変えられ、また、鍔部３５の幅を厚くしたり、薄くしたりすることでも容易に変えることができる。これにより、好適な減衰効果となるクリアランスＣ２や空間容積を選択することによって、電磁弁１の応答性と制振性のバランスある特性を得ることができる。

〔実施例３の構成〕
本発明の実施例３を図５に示す。図５（ａ）は、実施例３における電磁弁１のプランジャ要部の拡大断面図であり、（ｂ）はプランジャ２０のストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図である。
実施例１と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

本実施例の電磁弁１には、実施例２の電磁弁１と同様にプランジャ２０の他方側端部に段差部３４を設け、プランジャ収容部２５に吸引部２８と対向して配置することによりダンパー室３３を構成することに変わりがなく、実施例２と異なるのは図５（ａ）に示すように、プランジャ２０の段差部３４に形成された鍔部３５の他方側端部にさらに段差部３４を溝部３６と同径の溝加工によって形成して異なる溝部３６を形成して、鍔部３５の配置を段差部３４の略中央部に位置させることを特徴とし、鍔部３５と吸引段差部２９との間に所定の間隙（クリアランスＣ２）を有して配置している。また、吸引段差部２９にも、さらに段差部３４の延在した他方側端部と互いに所定の間隙（クリアランスＣ２）を有して配置する第２の吸引段差部２９ｂを形成したことが特徴である。

実施例２と異なるのは、このプランジャ２０に設けた段差部３４の略中央に設けた鍔部３５構造と吸引部２８に設けた第２の吸引段差部２９ｂの構造のみで、他の電磁弁の構造は変わるところはない。従って、ソレノイド２１への通電が行われると、吸引部２８とプランジャ２０との間に磁気吸引力が発生してプランジャ２０は他方側に移動し、ストロークを生じる。このプランジャ２０のストロークにより、ダンパー室３３の空間容積は圧縮されるが、圧縮された空間容積をプランジャ前室３１に開放するところのクリアランスＣ２とラップ長Ｌは、実施例２と変わるところがないため同様に、所定のストローク値まではダンピング作用は一定となすことができる。

そして、さらにストロークが大きくなれば、さらに延在した段差部３４と第２の吸引段差部２９ｂとのラップが実施されるので、ストロークが大きくなるにつれラップ長Ｌも長くなって圧縮された空間容積は開放されにくく、ダンピング作用が増加することとなる。よって、図５（ｂ）に示すように、プランジャ２０の減衰効果も所定のストロークまでに対しては略一定値とし、これ以上のストロークに対しては減衰効果を増加させることが可能となる。この減衰効果特性パターンは上記する実施例２と同様、クリアランスＣ２や鍔部３５の幅によって変えられることは言うまでもない。

これにより、低電流が印加されるストロークの小さい領域でも、好適に減衰効果を確保して制振性と応答性を実現させ、高電流が印加されるストロークの大きい領域では、減衰効果を大きくして制振性を良好にすることができる。

〔実施例４の構成〕
本発明の実施例４を図６に示す。図６（ａ）は、実施例４における電磁弁１のプランジャ要部の拡大断面図であり、（ｂ）はプランジャ２０のストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図である。
実施例１と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

本実施例の電磁弁１には、実施例１の電磁弁１と同様にプランジャ２０の他方側端部に段差部３４を設け、プランジャ収容部２５に吸引部２８と対向して配置することによりダンパー室３３を構成することに変わりがなく、実施例１と異なるのは図６（ａ）に示すように、プランジャ２０の段差部３４を変更するのでなく、このプランジャ２０の段差部３４とラップしてクリアランスＣ２を形成する吸引段差部２９の構造を変えたことである。吸引段差部２９は、実施例１と同様に、プランジャ収容部２５の他方側端部と吸引部２８との交差部にプランジャ収容部２５の内径部より小径となる内径部を有する段差構造であって、この吸引段差部２９の内径部をさらに溝加工により溝部３６を形成して所謂内側に突き出す形状の鍔部３８を形成する。つまり、吸引部２８から所定の距離を隔ててプランジャ収容部２５の内側に所定の幅を有して突き出す鍔部３８を設けた構造となっており、鍔部３８の所定の幅を最大ラップ長Ｌとしてなし、この鍔部３８とプランジャ２０の段差部３４との間に所定の間隙（クリアランスＣ２）を有して配置したものである。

実施例１と異なるのは、この吸引段差部２９が所定の幅を有する鍔部３８に変わった構造のみで、他の電磁弁の構造は変わるところはない。従って、ソレノイド２１への通電が行われると、吸引部２８とプランジャ２０との間に磁気吸引力が発生してプランジャ２０は他方側に移動し、ストロークが生じる。このプランジャ２０のストロークにより、ダンパー室３３の空間容積は圧縮されるが、圧縮された空間容積をプランジャ前室３１に開放するところのクリアランスＣ２とラップ長が、吸引段差部２９の鍔部３８の幅に依存して決まる構成であるため、プランジャ２０のストロークに関係して、例えば、初期時において鍔部３８とプランジャ２０の段差部３４がラップされていない場合には、図６（ｂ）に示すように、プランジャ２０の変位によってダンパー室３３の空間容積は圧縮されるが、段差部３４にラップがないことで圧縮される空間容積はプランジャ前室３１に瞬時に開放されて、ダンピング作用が生じることがない。

また、さらにストロークが大きくなれば、ラップ長Ｌが大きくなってクリアランスＣ２の影響を受けてダンピング作用が効き始める。そしてストロークが大きくなってラップ長Ｌが吸引段差部２９の鍔部３８の幅と同じとなるまでダンピング作用が増大し、それ以上ストロークが大きくなってもダンピング作用は変わることなく一定のまま維持される。よって、図６（ｂ）に示すようなプランジャ２０の減衰効果特性が得られる。

なお、図６（ｂ）に示す初期時のラップありと注記された特性線は、上記と同様な作用を示すものであるが、初期時に既にラップされていることから、プランジャ２０のストロークが生じる領域からダンピング作用を効かすことが可能となり、初期時から所定のダンピング作用を得て、ストロークを大きくするにつれダンピング作用を増加させ、所定のストローク以上ではダンピング作用を増加させない場合の特性を示す。なお、この所定のストロークからダンピング作用を略一定値とすることは吸引段差部２９の鍔部３８の幅の設定で任意に変えられることができる。

これにより、高電流が印加されるストロークの大きい領域で、過剰にダンピング作用を効かすことなく応答性と制振性のバランスのとれた好適な電磁弁特性とすることができる。

（ａ）は電磁弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）は要部の拡大断面図である（実施例１）。 （ａ）はプランジャのストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図であり、（ｂ）は吸引力を示す特性図である（実施例１）。 （ａ）は電磁弁の要部の拡大断面図であり、（ｂ）はプランジャのストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図である（実施例１の変形例）。 （ａ）は電磁弁の要部の拡大断面図であり、（ｂ）はプランジャのストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図である（実施例２）。 （ａ）は電磁弁の要部の拡大断面図であり、（ｂ）はプランジャのストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図である（実施例３）。 （ａ）は電磁弁の要部の拡大断面図であり、（ｂ）はプランジャのストロークに対する減衰効果の概略を示す特性図である（実施例４）。 （ａ）は電磁弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）は要部の拡大断面図である（従来例）。

符号の説明

１ 電磁弁
２ 電磁アクチュエータ
３ スプール弁
４ スプール
５ スリーブ
９ ポート
２０ プランジャ
２１ ソレノイド
２２ コアステータ
２３ ヨーク
２４ 樹脂部
２５ プランジャ収容部（収容部）
２６ 軸受部
２７ フランジ部
２８ 吸引部
２９ 吸引段差部
２９ｂ 第２の吸引段差部
３０ 段付シャフト
３１ プランジャ前室
３２ プランジャ後室
３３ ダンパー室
３４ 段差部
３５、３８ 鍔部
３６ 溝部
３９ 呼吸孔
Ｃ１、Ｃ２ クリアランス
Ｌ ラップ長（重なりの長さ）

Claims (8)

1. プランジャと、
   該プランジャと連動して、スリーブ内を往復移動し、前記スリーブのポートを開閉することにより流体の流量または圧力を制御するスプールと、
   往復移動方向の他方側には前記スプールを付勢する付勢手段と、
   往復移動方向の一方側には前記プランジャを吸引する磁力を発生するソレノイドと、
   前記プランジャを往復移動自在に収容する収容部、ならびに往復移動方向の他方側に前記プランジャを吸引する前記磁力が働く吸引部を有し、前記プランジャと磁気回路を形成するコアステータとを備える電磁弁であって、
   前記プランジャは、前記吸引部と同軸に対向して配置され、対向する端部の外周部に外径部より小径となる段差部を形成し、
   前記コアステータは、前記収容部の他方側端部と前記吸引部との交差部に前記収容部の内径部より小径となる吸引段差部を形成して、
   前記段差部は前記吸引段差部との間に所定の間隙を有して移動可能に配置され、前記吸引段差部と重なりを形成するとともに前記収容部との間に空間を形成して、
   前記プランジャの往復移動に対して前記重なりと前記空間の大きさを可変にするよう構成されることを特徴とする電磁弁。
2. 請求項１に記載の電磁弁において、
   前記プランジャは、前記段差部と前記吸引段差部との間隙が、前記外径部と前記収容部との間隙よりも大きな間隙となるよう構成されることを特徴とする電磁弁。
3. 請求項１または２に記載の電磁弁において、
   前記プランジャは、前記段差部の軸方向の段差長さが前記プランジャの最大変位量以上であることを特徴とする電磁弁。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁弁において、
   前記プランジャは、前記段差部と前記吸引段差部とが前記ソレノイドが非励磁状態の初期時において、軸方向に重なって配置されることを特徴とする電磁弁。
5. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁弁において、
   前記プランジャは、前記段差部と前記吸引段差部とが前記ソレノイドが非励磁状態の初期時において、軸方向に重ならずに配置されることを特徴とする電磁弁。
6. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁弁において、
   前記プランジャは、前記段差部の他方側端部に鍔部を残して溝加工され、前記鍔部と前記吸引段差部とが所定の間隙を有して配置されることを特徴とする電磁弁。
7. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁弁において、
   前記プランジャは、前記段差部の軸方向の段差長さの略中央に前記鍔部を残して溝加工され、前記鍔部および前記鍔部の他方側端部に形成された溝部の外周と前記吸引段差部とが所定の間隙を有して配置されることを特徴とする電磁弁。
8. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電磁弁において、
   前記コアステータは、前記吸引段差部の軸方向他方側で前記吸引部と所定の距離だけ離れた位置に、前記収容部の内側から径方向に突き出す鍔部を残して溝加工され、前記鍔部と前記段差部とが所定の間隙を有して配置されることを特徴とする電磁弁。
   

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