JP2009174623A - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイルに供給される電流に応じたプランジャの移動によりスプールを作動させる電磁弁に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic valve that operates a spool by movement of a plunger according to a current supplied to a coil.
従来より、コイルに供給される電流に応じたプランジャの移動によりスプールを作動させる電磁弁として、下記特許文献1に示す電磁弁装置が知られている。この電磁弁装置は、コイルに電流を供給することにより、ヨーク、収容部、吸引部およびプランジャによって構成された磁気回路に磁束を流す。これにより、吸引部とプランジャとの間に磁気吸引力が発生する。このとき、コイルに供給する電流値が制御されることでプランジャがスプールを反リニアソレノイド方向へ押す力を調整し、出力ポートから流出する作動油の油圧が調整される。
ところで、プランジャの外周面やこのプランジャを収容する収容部の内周面にはニッケル・リンの非磁性材料によるめっきや窒化処理等の表面処理が施されている。これにより、プランジャが、ヨーク、収容部および吸引部を有するステータコアに吸着されることなく当該ステータコア内を滑らかに摺動できるように収容部に支持される。 By the way, the outer peripheral surface of the plunger and the inner peripheral surface of the accommodating portion for accommodating the plunger are subjected to surface treatment such as plating or nitriding with a non-magnetic material of nickel / phosphorus. Accordingly, the plunger is supported by the housing portion so that the plunger can smoothly slide in the stator core without being attracted to the stator core having the yoke, the housing portion, and the suction portion.
しかしながら、例えば、ステータコアに窒化処理を施すと窒素が不純物となり磁気特性(磁気ヒステリシス)が悪化する場合があり、この場合ヒステリシスの増加を招くという問題がある。また、表面処理をプランジャやステータコアに施すことから、コスト低減の阻害要因ともなっている。 However, for example, when the nitriding process is performed on the stator core, nitrogen may become an impurity and the magnetic characteristics (magnetic hysteresis) may be deteriorated. In this case, there is a problem that the hysteresis is increased. Further, since the surface treatment is applied to the plunger and the stator core, it is an impediment to cost reduction.
また、プランジャのスプール側端部とステータコアの吸引部との間に生じる径方向の磁気吸引力により、プランジャがそのスプール側外周面にてステータコアに押し付けられて支持されることとなる。このようにプランジャがそのスプール側外周面のみで支持されるため、磁気吸引力が大きくなるとプランジャの摺動不良(ヒステリシス大)が生じるという問題がある。 Further, the plunger is pressed against and supported by the stator core on the outer peripheral surface of the spool by the radial magnetic attractive force generated between the spool side end of the plunger and the attraction portion of the stator core. As described above, since the plunger is supported only by the outer peripheral surface of the spool, there is a problem that when the magnetic attractive force is increased, the plunger is poorly slid (large hysteresis).
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、磁気特性の悪化を防止し得る電磁弁を提供することにある。別の目的は、プランジャの摺動不良を防止し得る電磁弁を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve capable of preventing deterioration of magnetic characteristics. Another object is to provide an electromagnetic valve that can prevent poor sliding of the plunger.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項1の電磁弁では、コイル(22)への通電により磁気回路の一部を構成するヨーク部(31)とコア部(32)とを有するステータコア(23)であって、前記ヨーク部と前記コア部とを連結する薄肉部(33)により前記磁気回路における磁路断面積を低減するステータコアと、前記ステータコア内に配置されて前記コア部との間に生じる磁気吸引力により軸方向に移動するプランジャ(24)と、前記ステータコアに取り付けられる弁スリーブ(70)と、前記弁スリーブに摺動自在に案内支持されて前記プランジャの移動に応じて作動するスプール(80)と、を備える電磁弁(10)であって、前記プランジャの反スプール側外周面(25b)と前記ヨーク部の内周面(34)との間に配置される第1のブッシュ(40)の内周側の樹脂部材(42)と、前記プランジャのスプール側外周面(26a)と前記コア部の内周面(35)との間に配置される第2のブッシュ(50)の内周側の樹脂部材(51)とにより前記プランジャの外周面を摺動自在に支持することを技術的特徴とする。 In order to achieve the above object, in the electromagnetic valve according to claim 1, the yoke portion (31) and the core portion (32) that constitute a part of the magnetic circuit by energizing the coil (22) A stator core (23) having a stator core that reduces a magnetic path cross-sectional area in the magnetic circuit by a thin-walled portion (33) that connects the yoke portion and the core portion, and disposed in the stator core. A plunger (24) that moves in the axial direction by a magnetic attractive force generated between the valve, a valve sleeve (70) that is attached to the stator core, and is slidably guided and supported by the valve sleeve to move the plunger. A solenoid valve (10) that operates in response to the spool (80), the non-spool side outer peripheral surface (25b) of the plunger and the inner peripheral surface (34) of the yoke portion. Between the resin member (42) on the inner peripheral side of the first bush (40) disposed between the outer peripheral surface (26a) of the plunger and the inner peripheral surface (35) of the core portion. A technical feature is that the outer peripheral surface of the plunger is slidably supported by the resin member (51) on the inner peripheral side of the second bush (50) disposed on the inner surface.
請求項1の発明では、プランジャは、その外周面にて、当該プランジャの反スプール側外周面とヨーク部の内周面との間に配置される第1のブッシュの内周側の樹脂部材と、当該プランジャのスプール側外周面とコア部の内周面との間に配置される第2のブッシュの内周側の樹脂部材とにより摺動自在に支持されている。 In the first aspect of the present invention, the plunger has, on its outer peripheral surface, a resin member on the inner peripheral side of the first bush disposed between the outer surface on the side opposite to the spool of the plunger and the inner peripheral surface of the yoke portion. The plunger is slidably supported by a resin member on the inner peripheral side of the second bush disposed between the spool-side outer peripheral surface of the plunger and the inner peripheral surface of the core portion.
これにより、プランジャの外周面やステータコアの内周面にニッケル・リンの非磁性材料によるめっきや窒化処理等の表面処理を施す必要がないので、磁気特性が改善されてヒステリシスを低減することができる。
したがって、ステータコアへの表面処理等による磁気特性の悪化を防止することができる。また、プランジャやステータコアへの表面処理を廃止することができるので、ステータコアの製造コストを低減することができる。
This eliminates the need for surface treatment such as plating or nitriding with a non-magnetic material of nickel and phosphorus on the outer peripheral surface of the plunger or the inner peripheral surface of the stator core, thereby improving the magnetic characteristics and reducing hysteresis. .
Therefore, it is possible to prevent deterioration of magnetic characteristics due to surface treatment or the like on the stator core. Further, since the surface treatment on the plunger and the stator core can be eliminated, the manufacturing cost of the stator core can be reduced.
また、プランジャは、第1のブッシュおよび第2のブッシュを介して、反スプール側外周面およびスプール側外周面の軸方向両側にてステータコアに摺動自在に支持されている。このため、径方向の磁気吸引力によるプランジャをステータコアに押し付ける力がプランジャの軸方向両側に分散して作用することとなり、プランジャの摺動不良を防止することができる。 The plunger is slidably supported by the stator core via the first bush and the second bush on both sides in the axial direction of the non-spool side outer peripheral surface and the spool side outer peripheral surface. For this reason, the force that presses the plunger against the stator core by the magnetic attracting force in the radial direction acts on both sides of the plunger in the axial direction, and the sliding failure of the plunger can be prevented.
特に、ステータコアは、ヨーク部とコア部とが薄肉部により連結されて一体に形成されているので、ヨーク部とコア部とが磁気抵抗部となる隙間を介して対向するように別体で形成される場合と比較して同軸度が小さくなり、さらにプランジャの摺動不良が抑制される。 In particular, the stator core is integrally formed by connecting the yoke part and the core part by a thin part, so that the yoke part and the core part are formed separately so as to face each other through a gap serving as a magnetoresistive part. Compared with the case where it is done, a coaxial degree becomes small and also the sliding failure of a plunger is suppressed.
請求項2の発明では、第2のブッシュは、磁気吸引力により軸方向に移動したプランジャに当接する当接部を有する。これにより、第2のブッシュは、上述したプランジャを摺動自在に支持する支持機能に加えて、磁気吸引力に応じて軸方向に移動したプランジャが当接部に当接することにより当該プランジャを所定の位置までの移動に制限するストッパ機能を兼ね備えることができる。 In the invention of claim 2, the second bush has an abutting portion that abuts on the plunger moved in the axial direction by the magnetic attractive force. Thereby, in addition to the above-described support function for slidably supporting the plunger, the second bush moves in the axial direction in accordance with the magnetic attraction force, so that the plunger is in contact with the contact portion. It is possible to provide a stopper function that restricts the movement to the position.
以下、本発明の一実施形態について図1および図2を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る電磁弁10の構成概要を示す断面図である。図2(A)は、スプール側ブッシュ50の正面図であり、図2(B)は、スプール側ブッシュ50を側面からみた一部断面図である。
電磁弁10は、例えば、車両用自動変速機のオイルパン内部において油圧制御に用いられるもので、ソレノイド部20と、そのソレノイド部20の一端に設けられたスプール部60とによって構成されている。ソレノイド部20は、主に、磁性材料により有底円筒状に形成されるカバー21、コイル22、ステータコア23、プランジャ24、反スプール側ブッシュ40およびスプール側ブッシュ50等を備えており、スプール部60は弁スリーブ70とスプール80等を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
The
ステータコア23は、磁性材料により一体に成型されたヨーク部31、コア部32および薄肉部33を備えている。ステータコア23は、コイル22を、ヨーク部31、コア部32および薄肉部33と、ヨーク部31の反スプール側の外周に嵌合される溝部27とでもって覆うようにして構成されている。当該ステータコア23は、ヨーク部31に嵌合された溝部27の外周がカバー21の底部に嵌合し、コア部32の外周がカバー21の開口端に嵌合することで、カバー21内に収容されている。
The
コイル22への通電により、カバー21と、ステータコア23のヨーク部31およびコア部32と、プランジャ24でもって磁気回路が構成される。薄肉部33は、上記磁気回路において、ヨーク部31とコア部32との間の磁束の漏れを低減してコア部32とプランジャ24との間の磁気吸引力を増加させる磁気抵抗部としての役割を果たす(図1参照)。
By energizing the
ステータコア23には、ヨーク部31側に内周面34を有するヨーク部側内周穴と、コア部32側に内周面35を有するコア部側内周穴とが形成されており、ヨーク部側内周穴の内径は、コア部側内周穴の内径よりも大きくなるように形成されている。
The
反スプール側ブッシュ40は、磁性材料、例えば、SPCC等の冷間圧延鋼鈑をリング状に形成したブッシュ本体41を備えており、このブッシュ本体41の内周側にはテフロン(登録商標)等により樹脂被膜42が形成されている。反スプール側ブッシュ40の軸方向長さは、プランジャ24に必要なストロークよりも長くなるように設定されている。また、反スプール側ブッシュ40の内径は、上記ヨーク部側内周穴の内径よりも僅かに小さくなるように設定されている。当該反スプール側ブッシュ40は、そのブッシュ本体41の外周面にて、ステータコア23の内周面34の反スプール側に形成される段部36に嵌合されている(図1参照)。
The anti-spool-side bush 40 includes a bush body 41 formed of a magnetic material, for example, a cold rolled steel plate such as SPCC in a ring shape, and a Teflon (registered trademark) or the like is provided on the inner peripheral side of the bush body 41. Thus, the resin film 42 is formed. The axial length of the anti-spool side bush 40 is set to be longer than the stroke required for the
図2に示すように、スプール側ブッシュ50は、ポリプロピレン樹脂等の樹脂材料からなる略円筒状の支持部51とこの支持部51より外径の大きな略円筒状の当接部52とを一体に備えている。支持部51および当接部52には、後述するようにスプール側ブッシュ50をステータコア23およびプランジャ24に組み付けたとき、当該スプール側ブッシュ50の反スプール側とスプール側とを連結して油路を確保するための溝51a,52aがそれぞれ4箇所形成されている。スプール側ブッシュ50は、支持部51の外周面が内周面35に嵌合するとともに当接部52のスプール側面が内周面34と内周面35との間の段部37に当接してステータコア23内に固定されている(図1参照)。
As shown in FIG. 2, the spool-
当接部52の軸方向長さは、磁気吸引力により後述するばね91の付勢力に抗してスプール側へ移動するプランジャ24が通常の移動範囲を超えたときに当接部52に当接するように設定されている。これにより、当接部52は、磁気吸引力によりスプール側へ移動したプランジャ24を所定の位置までの移動に制限するストッパ機能を備えることとなる。
The axial length of the
プランジャ24は、磁性材料からなるプランジャ本体25と、このプランジャ本体25のスプール側端部に同軸的に形成された穴25aに嵌合される磁性材料からなるシャフト26とでもって構成されている。シャフト26は、プランジャ本体25からスプール側へ突出している。
The
プランジャ本体25の外周面25b、すなわちプランジャ24の反スプール側外周面は、反スプール側ブッシュ40の樹脂被膜42により摺動自在に支持されている。また、シャフト26の外周面26a、すなわちプランジャ24のスプール側外周面は、スプール側ブッシュ50の支持部51により摺動自在に支持されている。これにより、プランジャ24は、ステータコア23内に同軸的であって摺動自在に支持されることとなる。
The outer
このプランジャ24は、プランジャ本体25とステータコア23のコア部32との間に生じる磁気吸引力により、当該コア部32に近接する軸方向(スプール側)に移動する。
The
このようにソレノイド部20が構成されることにより、コイル22への通電に応じて、カバー21、ステータコア23およびプランジャ24とでもって磁気回路が構成されることとなる。このとき、プランジャ24のプランジャ本体25を摺動自在に支持する反スプール側ブッシュ40の内周面には樹脂被膜42が形成されているので、反スプール側ブッシュ40を介してステータコア23のヨーク部31とプランジャ24のプランジャ本体25との間で磁束が漏れることもない。また、プランジャ24のシャフト26を摺動自在に支持するスプール側ブッシュ50の支持部51は樹脂材料により形成されているので、スプール側ブッシュ50を介してステータコア23のコア部32とプランジャ24との間で磁束が漏れることもない。
By configuring the
カバー21の開口端側に位置するコア部32の外側面には、スプール80を摺動可能に嵌装する弁スリーブ70が配設されている。そして、カバー21の開口側筒状端部21aを、弁スリーブ70に形成されたフランジ部71とコア部32とを接合させた状態でかしめることにより、ソレノイド部20とスプール部60とが一体結合されている。
A
弁スリーブ70には、径の異なる第1弁孔72と第2弁孔73が形成されるとともに、この第2弁孔73に接続するばね収容孔74が形成されている。これら各弁孔72、73およびばね収容孔74は、ステータコア23およびプランジャ24と同軸上に延びるように形成されている。
The
スプール80には、第1弁孔72に嵌合する第1ランド部81および第2ランド部82と、第2弁孔73に嵌合する第3ランド部83が設けられており、第2ランド部82と第3ランド部83は互いに隣接して設けられている。
The
第1ランド部81および第2ランド部82は軸方向に所定量離間して設けられ、小径部84によって互いに連結されている。小径部84に対応して環状溝75が前記弁スリーブ70に形成され、この環状溝75に制御圧を出力する出力ポート76が連通されている。
The
また、弁スリーブ70には、第1ランド部81および第2ランド部82の互いに対向する端面にそれぞれ対応して開口する排出ポート77および供給ポート78が形成されている。さらに、弁スリーブ70には、ばね収容孔74に開口するドレンポート79が形成されている。なお、スプール80の一端には、プランジャ24のシャフト26のスプール側端面に当接するシャフト部85が突設されている。
Further, the
ばね収容孔74の開口端はその内周面に形成されたねじ孔に螺合するプラグ90によって閉塞され、このプラグ90とスプール80の間にばね91が設けられている。スプール80は、ばね91の付勢力によってプランジャ24に向けて押圧され、これにより、スプール80のシャフト部85を介してプランジャ24が、通常カバー21の底面に当接する初期位置に保持されている。かかるプランジャ24の初期位置において、プランジャ24のスプール側端縁は、コア部32の端部に軸方向にてほぼ一致するように配置されている(図1参照)。
The open end of the
このように構成される本第1実施形態に係る電磁弁10の作用について、以下に説明する。コイル22が非励磁状態の場合には、スプール80は、ばね91の付勢力によりプランジャ24を反スプール方向に押圧し、プランジャ24をカバー21の底面に当接する初期位置に保持している。この非励磁状態においては、出力ポート76は、供給ポート78との連通が遮断されているとともに、排出ポート77に連通され、これによって出力ポート76は低圧に保持されている。
The operation of the
一方、コイル22に通電して励磁すると、カバー21、ステータコア23およびプランジャ24でもって磁気回路が構成されて、ステータコア23のコア部32とプランジャ24のプランジャ本体25との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力により、プランジャ本体25がコア部32側へ引き寄せられて、スプール80がばね91の付勢力に抗して反プランジャ方向に移動する。この移動により、第2ランド部82が供給ポート78を開口し始めるとともに、第1ランド部81が排出ポート77の開口面積を制限し始めるので、出力ポート76の制御圧は次第に上昇される。
On the other hand, when the
このように本第1実施形態に係る電磁弁10では、コイル22に通電される電流値に応じてステータコア23のコア部32とプランジャ24のプランジャ本体25との間で発生する磁気吸引力と、ばね91の付勢力とがバランスする位置にスプール80が保持され、これによって上記制御圧はコイル22に通電された電流値に応じた圧力に制御される。
As described above, in the
以上説明したように、本第1実施形態に係る電磁弁10では、プランジャ24は、その外周面25b,26aにて、当該プランジャ24の反スプール側の外周面(プランジャ本体25の外周面25b)とヨーク部31の内周面34との間に配置される反スプール側ブッシュ40の樹脂被膜42と、当該プランジャ24のスプール側の外周面(シャフト26の外周面26a)とコア部32の内周面35との間に配置されるスプール側ブッシュ50の支持部51とにより摺動自在に支持されている。
As described above, in the
これにより、プランジャ24の外周面25b,26aやステータコア23の内周面34,35にニッケル・リンの非磁性材料によるめっきや窒化処理等の表面処理を施す必要がないので、磁気特性が改善されてヒステリシスを低減することができる。
したがって、ステータコア23への表面処理等による磁気特性の悪化を防止することができる。また、プランジャ24やステータコア23への表面処理を廃止することができるので、ステータコア23の製造コストを低減することができる。
This eliminates the need to subject the outer
Therefore, it is possible to prevent deterioration of magnetic characteristics due to surface treatment or the like on the
また、プランジャ24は、反スプール側ブッシュ40およびスプール側ブッシュ50を介して、反スプール側外周面であるプランジャ本体25の外周面25bおよびスプール側外周面であるシャフト26の外周面26aの軸方向両側にてステータコア23に摺動自在に支持されている。このため、径方向の磁気吸引力によるプランジャ24をステータコア23に押し付ける力がプランジャ24の軸方向両側に分散して作用することとなり、プランジャ24の摺動不良を防止することができる。
In addition, the
特に、ステータコア23は、ヨーク部31とコア部32とが薄肉部33により連結されて一体に形成されているので、ヨーク部とコア部とが磁気抵抗部となる隙間を介して対向するように別体で形成される場合と比較して同軸度が小さくなり、さらにプランジャ24の摺動不良が抑制される。
In particular, since the
また、本第1実施形態に係る電磁弁10では、スプール側ブッシュ50は、磁気吸引力により軸方向に移動したプランジャ24のプランジャ本体25のスプール側端部に当接する当接部52を有する。これにより、スプール側ブッシュ50は、上述したプランジャ24のシャフト26を摺動自在に支持する支持機能に加えて、磁気吸引力に応じて軸方向に移動したプランジャ本体25が当接部52に当接することによりプランジャ24を所定の位置までの移動に制限するストッパ機能を兼ね備えることができる。
Further, in the
さらに、本第1実施形態に係る電磁弁10では、プランジャ24のシャフト26は樹脂材料からなるスプール側ブッシュ50により摺動自在に支持されているので、スプール側ブッシュ50を介して上記磁気回路における磁束が漏れることもない。したがって、シャフト26に高価な非磁性材料を使用せずに安価な磁性材料を使用することが可能となる。
Furthermore, in the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
(1)反スプール側ブッシュ40は、そのブッシュ本体41の内周面に樹脂被膜42が形成されることに限らず、例えば、ポリプロピレン樹脂等の樹脂材料をリング状にして形成されてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, You may actualize as follows, and even in that case, an effect | action and effect equivalent to the said embodiment are acquired.
(1) The anti-spool side bush 40 is not limited to the resin film 42 formed on the inner peripheral surface of the bush main body 41, and may be formed in a ring shape from a resin material such as polypropylene resin.
(2)スプール側ブッシュ50の当接部52は、支持部51とともに樹脂材料により一体に形成されることに限らず、例えば、非磁性材料により形成されてもよい。
(2) The
10…電磁弁
20…ソレノイド部
22…コイル
23…ステータコア
24…プランジャ
25…プランジャ本体
25b…外周面
26…シャフト
26a…外周面
31…ヨーク部
32…コア部
33…薄肉部
34,35…内周面
40…反スプール側ブッシュ(第1のブッシュ)
41…ブッシュ本体
42…樹脂被膜(樹脂部材)
50…スプール側ブッシュ(第2のブッシュ)
51…支持部(樹脂部材)
52…当接部
60…スプール部
70…弁スリーブ
80…スプール
DESCRIPTION OF
41 ... Bushing body 42 ... Resin coating (resin member)
50 ... Spool side bush (second bush)
51. Supporting part (resin member)
52 ... Contact
Claims (2)
前記ステータコア内に配置されて前記コア部との間に生じる磁気吸引力により軸方向に移動するプランジャと、
前記ステータコアに取り付けられる弁スリーブと、
前記弁スリーブに摺動自在に案内支持されて前記プランジャの移動に応じて作動するスプールと、
を備える電磁弁であって、
前記プランジャの反スプール側外周面と前記ヨーク部の内周面との間に配置される第1のブッシュの内周側の樹脂部材と、前記プランジャのスプール側外周面と前記コア部の内周面との間に配置される第2のブッシュの内周側の樹脂部材とにより前記プランジャの外周面を摺動自在に支持することを特徴とする電磁弁。 A stator core having a yoke part and a core part that constitute a part of a magnetic circuit by energizing a coil, and a magnetic path cross-sectional area in the magnetic circuit is reduced by a thin part connecting the yoke part and the core part A stator core to be
A plunger that is arranged in the stator core and moves in an axial direction by a magnetic attractive force generated between the core portion;
A valve sleeve attached to the stator core;
A spool that is slidably guided and supported by the valve sleeve and operates according to the movement of the plunger;
A solenoid valve comprising:
A resin member on the inner peripheral side of the first bush disposed between the outer peripheral surface on the side opposite to the spool of the plunger and the inner peripheral surface of the yoke portion, the outer peripheral surface on the spool side of the plunger and the inner periphery of the core portion An electromagnetic valve characterized in that an outer peripheral surface of the plunger is slidably supported by a resin member on an inner peripheral side of a second bush disposed between the two surfaces.
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