JP2010096284A

JP2010096284A - 電磁弁

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Publication number: JP2010096284A
Application number: JP2008268038A
Authority: JP
Inventors: Seito Watanabe; 聖人渡邊; Kazuhiro Honma; 和博本間; Kenro Takahashi; 建郎高橋
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-04-30
Anticipated expiration: 2028-10-17
Also published as: JP5209434B2

Abstract

【課題】吸引特性のフラット領域を拡大することができる電磁弁を提供する。
【解決手段】ソレノイド１２内のヨーク２１とコア２３をガイド２４で連結し、ヨーク２１及びコア２３内側にプランジャ３１を収容する。プランジャ３１外側面及びコア２３内側面の摺接部位で磁気受渡部を構成し、コア２３でプランジャ３１を吸引して上動する。プランジャ３１先端にプランジャ一般部７１より小径の凸部を突設して段差を形成する。コア２３基端部に突出部９１を形成してコア一般部８１より小径の小径部９２を形成する。プランジャ３１吸引開始時にプランジャ一般部７１の外側面８２とコア一般部８１の内側面３３が近接又は摺接する部位で第一吸引領域８５を形成し、プランジャ３１を吸引して移動した後に、凸部７２の外側面８２と小径部９２の内側面３３が近接又は摺接を開始する部位で第二吸引領域１０１を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば油圧を制御する電磁弁に関する。

従来、自動車の自動変速機の油圧回路において油圧を制御する際には、図４に示すような電磁弁８０１が用いられていた。

この電磁弁８０１のカバー８１１内には、ソレノイド８１２が収容されており、該ソレノイド８１２内には、円筒状のヨーク８１３が図中下側に内嵌されている。該ヨーク８１３の上側には、鍔部８１４を有したコア８１５が収容されており、該コア８１５と前記ヨーク８１３とは、円筒状がガイド８１６によって離間した状態で連結されている。

前記ヨーク８１３及び前記コア８１５の内側には、円柱状のプランジャ８２１が上下動自在に収容されており、該プランジャ８２１は、その外側面が前記ヨーク８１３の内側面及び前記コア８１５の内側面に摺接するように構成されている。

これにより、このプランジャ８２１は、前記ヨーク８１３及び前記コア８１５との摺接部が磁気受渡部を形成するように構成されており、前記ソレノイド８１２からの磁力発生時には、前記コア８１５側に吸引されて移動し、ノズル８３１内に設けられたスプール弁８３２を移動できるように構成されている。

しかしながら、このような従来の電磁弁８０１にあっては、ソレノイド８１２の通電に伴ってプランジャ８２１をコア８１５側に移動する場合、前記プランジャ８２１と前記コア８１５とのラップ代が増加するに従って吸引力が低下してしまう（図４中矢示Ｃ参照）。

これにより、吸引特性のフラット領域が短くなるという問題があった。

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、吸引特性のフラット領域を拡大す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、プランジャの外側面とコアの内側面との対向部位が前記プランジャ作動時の磁気受渡部を構成する電磁弁において、前記プランジャの前記外側面及び前記コアの前記内側面に段差を形成して前記磁気受渡部を多段構造とし、前記プランジャが前記コアに吸引される際に前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とが近接又は摺接する第一領域と、前記プランジャが前記コアに吸引されて移動した後に前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とが近接又は摺接を開始する第二領域とを設定した。

すなわち、前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とに段差が形成され、前記プランジャ作動時に磁気が受け渡される磁気受渡部が多段構造とされており、前記プランジャが前記コアに吸引される際に前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とが近接又は摺接する第一領域と、前記プランジャが前記コアに吸引されて移動した後に前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とが近接又は摺接を開始する第二領域とが形成されている。

このため、前記コアで前記プランジャの吸引を開始した移動開始時には、前記第一領域において、前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とが近接又は摺接することで磁気が受け渡され、この第一領域で生ずる吸引力によって前記プランジャが移動される。

そして、前記プランジャが前記コアに吸引され移動した後には、前記第二領域において、前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とが近接又は摺接を開始する。

これにより、前記第一領域でのラップ代の増大に伴って前記プランジャの吸引力が低下し始めた際には、前記第二領域にて生じた吸引力が前記プランジャに加えられる。

また、請求項２の電磁弁においては、前記プランジャの先端に一般部より小径の凸部を突設する一方、前記コアの基端部に内側へ向けて突出する突出部を設け、当該コアの基端部に前記凸部の挿通を許容する小径部を形成して前記多段構造を形成した。

すなわち、前記プランジャの先端には、一般部より小径の凸部が突設されており、当該プランジャの先端部には、大径の一般部と小径の前記凸部とによって段差が形成される。

また、前記コアの基端部には、内側へ向けて突出した突出部が設けられ段差が形成されており、当該コアの基端部には、前記凸部の挿通を許容する小径部が形成されている。

このため、前記コアで前記プランジャの吸引を開始した移動開始時には、前記プランジャの一般部の外側面が前記コアの一般部の内側面に近接又は摺接することで、磁気の受渡が行われる前記第一領域が形成される。

このとき、前記プランジャの先端に突設された前記凸部は、当該プランジャの一般部より小径に形成されているため、前記コアの一般部に対して近接又は摺接することは無い。しかし、前記プランジャが前記コアに吸引され移動することによって、前記凸部が前記コアの基端部に形成された小径部に挿通した際には、当該凸部の外側面が前記小径部の内側面への近接又は摺接するため、磁気の受渡が行われる前記第二領域が形成される。

さらに、請求項３の電磁弁では、前記プランジャの一般部の外形寸法をＤｐとし前記凸部の外形寸法をＤｐ１とした際にＤｐ１／Ｄｐが０．５７以上０６９以下となるように設定するとともに、前記コアの一般部での内径寸法をＤｃとし前記小径部での内径寸法をＤｃ１とした際にＤｃ１／Ｄｃが０．５７以上０．７０以下となるように設定し、かつ前記プランジャの一般部から前記凸部先端までの突出量をＬｐとし前記コアの先端から前記小径部までの奥行寸法をＬｃとした際にＬｐ／Ｌｃが０．２７以上０．３３以下となるように設定した。

すなわち、前記プランジャの一般部の外形寸法をＤｐとし前記凸部の外形寸法をＤｐ１とした際にＤｐ１／Ｄｐが０．５７以上０６９以下となるように設定するとともに、前記コアの一般部での内径寸法をＤｃとし前記小径部での内径寸法をＤｃ１とした際にＤｃ１／Ｄｃが０．５７以上０．７０以下となるように設定し、かつ前記プランジャの一般部から前記凸部先端までの突出量をＬｐとし前記コアの先端から前記小径部までの奥行寸法をＬｃとした際にＬｐ／Ｌｃが０．２７以上０．３３以下となるように設定することで、前記コアによる前記プランジャの吸引特性のフラット領域を効率的に拡大できることが実験により求めらている。

以上説明したように本発明の請求項１の電磁弁にあっては、前記コアで前記プランジャを吸引する場合、前記第一領域による前記プランジャの吸引力が低下し始めた際に、前記第二領域にて生じた吸引力を前記プランジャに加えることによって、前記プランジャの移動に伴って前記第一領域による吸引力が低下した際に、前記第二領域で生じた吸引力で、低下傾向にある吸引力を高めることができる。

これにより、前記コアによる前記プランジャの吸引特性のフラット領域を拡大することができ、作動特性の向上を図ることができる。

また、請求項２の電磁弁においては、前記プランジャの先端に一般部より小径の凸部を突設することで、当該プランジャの先端部に大径の一般部と小径の前記凸部による段差を形成するとともに、前記コアの基端部に内側へ向けて突出した突出部を設けて段差を形成し、当該コアの基端部に前記凸部の挿通を許容する小径部を形成することによって、前記第一領域と前記第二領域とを形成することができる。

さらに、請求項３の電磁弁では、前記プランジャの一般部の外形寸法をＤｐとし前記凸部の外形寸法をＤｐ１とした際にＤｐ１／Ｄｐが０．５７以上０６９以下となるように設定するとともに、前記コアの一般部での内径寸法をＤｃとし前記小径部での内径寸法をＤｃ１とした際にＤｃ１／Ｄｃが０．５７以上０．７０以下となるように設定し、かつ前記プランジャの一般部から前記凸部先端までの突出量をＬｐとし前記コアの先端から前記小径部までの奥行寸法をＬｃとした際にＬｐ／Ｌｃが０．２７以上０．３３以下となるように設定することによって、前記コアによる前記プランジャの吸引特性のフラット領域を拡大することができる。

これにより、前記コアによる前記プランジャの吸引特性を理想特性に近付けることができる。

以下、本発明の一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、例えば自動車の自動変速機における油圧回路で油圧を制御するものである。

この電磁弁１は、円筒容器状のカバー１１を備えており、該カバー１１内には、ソレノイド１２が内嵌されている。該ソレノイド１２の端面には、ノズル１３の鍔部１４が面接されており、該鍔部１４の周縁部は、前記カバー１１の端縁が折曲されてなるカシメ部１５によって固定されている。

前記ソレノイド１２内には、円筒状のヨーク２１が図中下側に内嵌されており、このヨーク２１の上側には、鍔２２を有したコア２３が収容されている。該コア２３の先端部には円筒状のガイド２４の一端部が外嵌しており、該ガイド２４の他端部には前記ヨーク２１の先端部が内嵌し該ヨーク２１と前記コア２３とが前記ガイド２４によって連結されている。

前記ヨーク２１及び前記コア２３の内側には、プランジャ３１が上下動自在に収容されており、該プランジャ３１は、その外側面が前記ヨーク２１の内側面３２及び前記コア２３の内側面３３に摺接するように構成されている。

これにより、このプランジャ３１は、前記ヨーク２１及び前記コア２３との摺接部分が磁気受渡部を構成するように構成されており、前記ソレノイド１２による磁力発生時には、励磁された前記コア２３によって前記プランジャ３１が吸引されて上動することで、前記カバー１１より延出した前記ノズル１３内のスプール弁４１を移動できるように構成されている。

前記ヨーク２１の先端部には、先端へ向かうに従って中心側に傾斜したヨーク側傾斜面５１が形成されており、先細り形状に形成されている。また、前記コア２３の先端部にも、先端へ向かうに従って中心側に傾斜したコア側傾斜面５２が形成されており、先細り形状に形成されている。これにより、前記ヨーク２１及び前記コア２３は、その先端部に磁束が集中するように構成されている。

前記プランジャ３１は、円筒状に形成されており、当該プランジャ３１の周縁部には、軸方向に貫通した貫通穴６１が形成されている。これにより、当該プランジャ３１が軸方向へ移動する際に、当該プランジャ３１の先端側と基端側とで流体を通流できるように構成されており、当該プランジャ３１の作動が容易となるように構成されている。

このプランジャ３１の先端には、図中左側の要部拡大図に示すように、プランジャ一般部７１より小径の凸部７２が中央部に突設されており、当該プランジャ３１の先端部には、前記プランジャ一般部７１と前記凸部７２とによって段差が形成されている。

また、前記コア２３のコア一般部８１での内径寸法は、前記プランジャ３１の前記プランジャ一般部７１を挿通できる大きさに設定されており、前記コア２３が励磁され前記プランジャ３１の吸引を開始する際に、前記プランジャ一般部７１での外側面８２と前記コア一般部８１での内側面３３とが近接又は摺接する箇所で磁気の受渡を行う第一吸引領域８５が形成されるように構成されている。

前記コア２３の基端部には、内側へ向けて突出する突出部９１が全周に渡って一体形成されており、当該コア２３の基端部には、前記コア一般部８１より小径の小径部９２が形成されている。これにより、当該コア２３の内側面３３には、段差が形成されており、前記プランジャ３１の前記外側面８２及び前記コア２３の前記内側面３３が構成する磁気受渡部は多段構造を構成している。

前記小径部９２は、前記凸部７２の挿通を許容する大きさに設定されており、前記コア２３が前記プランジャ３１を吸引して移動した後に、前記プランジャ３１の前記凸部７２での外側面８２と前記コア２３の前記小径部９２を形成した前記突出部９１での内側面３３とが近接又は摺接を開始する箇所に第二吸引領域１０１が形成されるように構成されている。

そして、図２に示すように、前記プランジャ３１における前記プランジャ一般部７１での外形寸法をＤｐとし、前記凸部７２での外形寸法をＤｐ１とした際に、Ｄｐ１／Ｄｐが０．５７以上０６９以下となるように設定されており、前記コア２３における前記コア一般部８１での内径寸法をＤｃとし、前記小径部９２での内径寸法をＤｃ１とした際に、Ｄｃ１／Ｄｃが０．５７以上０．７０以下となるように設定されている。また、前記プランジャ３１における前記プランジャ一般部７１から前記凸部７２先端までの突出量をＬｐとし、前記コア２３の先端から前記小径部９２までの奥行寸法をＬｃとした際に、Ｌｐ／Ｌｃが０．２７以上０．３３以下となるように設定されており、これらの関係は、実験により求められた最良パターン（ベストモード）である。

以上の構成にかかる本実施の形態において、前記プランジャ３１の外側面８２と前記コア２３の内側面３３とに段差が形成され、前記プランジャ３１作動時に磁気が受け渡される磁気受渡部が多段構造とされており、前記プランジャ３１が前記コア２３に吸引される際に前記プランジャ３１の外側面８２と前記コア２３の内側面３３とが近接又は摺接する第一吸引領域８５と、前記プランジャ３１が前記コア２３に吸引されて上動した後に前記プランジャ３１の外側面８２と前記コア２３の内側面３３とが近接又は摺接を開始する第二吸引領域１０１とが形成されている。

このため、前記コア２３で前記プランジャ３１の吸引を開始した移動開始時には、前記第一吸引領域８５において、前記プランジャ３１の外側面８２と前記コア２３の内側面３３とが近接又は摺接することで磁気が受け渡され、この第一吸引領域８５で生ずる吸引力によって前記プランジャ３１が移動される。

そして、前記プランジャ３１が前記コア２３に吸引され移動した後には、前記第二吸引領域１０１において、前記プランジャ３１の外側面８２と前記コア２３の内側面３３とが近接又は摺接を開始し、吸引力が生ずる。

これにより、前記第一吸引領域８５でのラップ代の増大に伴って、前記プランジャ３１の吸引力が低下し始めた際には、前記第二吸引領域１０１にて生じた吸引力を前記プランジャ３１に加えることができ、前記プランジャ３１の移動に伴って前記第一吸引領域８５で低下した吸引力を、前記第二吸引領域１０１で生じた吸引力で補うことができる。

したがって、前記コア２３による前記プランジャ３１の吸引特性のフラット領域を拡大することができ、当該電磁弁１の作動特性を向上することができる。

具体的な構造を挙げて説明すると、前記プランジャ３１の先端には、プランジャ一般部７１より小径の凸部７２が突設されており、当該プランジャ３１の先端部には、大径のプランジャ一般部７１と小径の前記凸部７２とによって段差が形成されている。また、前記コア２３の基端部には、内側へ向けて突出した突出部９１が設けられ段差が形成されており、当該コア２３の基端部には、前記凸部７２の挿通を許容する小径部９２が形成されている。

このため、前記コア３で前記プランジャ３１の吸引を開始した移動開始時には、前記プランジャ３１のプランジャ一般部７１での外側面８２が前記コア２３のコア一般部８１での内側面３３に近接又は摺接することで、磁気の受渡が行われる前記第一吸引領域８５が形成される。

このとき、前記プランジャ３１の先端に突設された前記凸部７２は、当該プランジャ３１のプランジャ一般部７１より小径に形成されているため、前記コア２３のコア一般部８１に対して十分に離れている。

そして、前記プランジャ３１が前記コア２３に吸引され移動することによって、前記凸部７２が前記コア２３の基端部に形成された小径部９２に挿入されると、当該凸部７２での外側面８２が前記小径部９２での内側面３３に近接又は摺接し、磁気の受渡が行われる前記第二吸引領域１０１が形成される。

このように、前記プランジャ３１の先端にプランジャ一般部７１より小径の前記凸部７２を突設することで、当該プランジャ３１の先端部に大径のプランジャ一般部７１と小径の前記凸部７２による段差を形成するとともに、前記コア２３の基端部に内側へ向けて突出した前記突出部９１を設けて段差を形成し、当該コア２３の基端部に前記凸部７２が挿通可能な前記小径部９２を形成することによって、前記第一吸引領域８５と前記第二吸引領域１０１とを形成することができる。

そして、前記プランジャ３１のプランジャ一般部７１の外形寸法をＤｐとし、前記凸部７２の外形寸法をＤｐ１とした際に、Ｄｐ１／Ｄｐが０．５７以上０６９以下となるように設定するとともに、前記コア２３のコア一般部８１での内径寸法をＤｃとし、前記小径部９２での内径寸法をＤｃ１とした際に、Ｄｃ１／Ｄｃが０．５７以上０．７０以下となるように設定し、かつ前記プランジャ３１のプランジャ一般部７１から前記凸部７２先端までの突出量をＬｐとし、前記コア２３の先端から前記小径部９２までの奥行寸法をＬｃとした際に、Ｌｐ／Ｌｃが０．２７以上０．３３以下となるように設定することによって、前記コア２３による前記プランジャ３１の吸引特性のフラット領域を拡大することができる。

ここで、図３は、各部の寸法を前述した値に設定した場合の磁場解析計算結果を示す図であり、図中には、従来構造での磁場解析計算結果も破線で示されている。

この図からも解るように、前記コア２３による前記プランジャ３１の吸引を開始し移動を開始してからストローク量が増加するに従って低下していた吸引力を増大することができ、当該吸引特性のフラット領域を拡大できることが確認できた。

これにより、前記コア２３による前記プランジャ３１の吸引特性を理想特性に近付けることができる。

本発明の一実施の形態を示す説明図である。同実施の形態の各所での関係を示す説明図である。同実施の形態の磁場解析計算結果を示す図である。従来の電磁弁を示す説明図である。

符号の説明

１電磁弁
２１ヨーク
２３コア
３１プランジャ
３３内側面
７１プランジャ一般部
７２凸部
８１コア一般部
８２外側面
８５第一吸引領域
９１突出部
９２小径部
１０１第二吸引領域

Claims

プランジャの外側面とコアの内側面との対向部位が前記プランジャ作動時の磁気受渡部を構成する電磁弁において、
前記プランジャの前記外側面及び前記コアの前記内側面に段差を形成して前記磁気受渡部を多段構造とし、前記プランジャが前記コアに吸引される際に前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とが近接又は摺接する第一領域と、前記プランジャが前記コアに吸引されて移動した後に前記プランジャの前記外側面と前記コアの前記内側面とが近接又は摺接を開始する第二領域とを設定したことを特徴とする電磁弁。
前記プランジャの先端に一般部より小径の凸部を突設する一方、
前記コアの基端部に内側へ向けて突出する突出部を設け、当該コアの基端部に前記凸部の挿通を許容する小径部を形成して前記多段構造を形成したことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
前記プランジャの一般部の外形寸法をＤｐとし前記凸部の外形寸法をＤｐ１とした際にＤｐ１／Ｄｐが０．５７以上０６９以下となるように設定するとともに、
前記コアの一般部での内径寸法をＤｃとし前記小径部での内径寸法をＤｃ１とした際にＤｃ１／Ｄｃが０．５７以上０．７０以下となるように設定し、
かつ前記プランジャの一般部から前記凸部先端までの突出量をＬｐとし前記コアの先端から前記小径部までの奥行寸法をＬｃとした際にＬｐ／Ｌｃが０．２７以上０．３３以下となるように設定したことを特徴とする請求項２記載の電磁弁。