JP2018123840A

JP2018123840A - 電磁弁

Info

Publication number: JP2018123840A
Application number: JP2017014107A
Authority: JP
Inventors: 武三浦; Takeshi Miura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-01-30
Filing date: 2017-01-30
Publication date: 2018-08-09

Abstract

【課題】ソレノイド部のサイズが小型化された電磁弁を得る。
【解決手段】貫通穴２１１を有し、コイル２２が巻回されたボビン２１と、ボビン２１を収容するケース１と、ボビン２１の貫通穴２１１の内部を、コイル２２への通電に伴い発生する磁束により軸方向に移動する円筒状のプランジャ５と、プランジャ５の内周側に挿入される、円筒状に形成された円筒部８１を有する非磁性体のパイプ８と、ケース１に取り付けられ、パイプ８の円筒部８１の内周側に挿入される円柱状の突部３１を有する磁性体のコア３とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、電磁弁に関する。

電磁弁のソレノイド部は、巻枠となるボビンと、ボビンに巻回されたコイルとで構成されるコイルＡＳＳＹを備えて構成される。コイルＡＳＳＹには、プランジャ（可動鉄心）に磁気を伝達するためのコア（固定鉄心）が取り付けられる。特許文献１には、円筒状のコアの内周側に、円筒状のガイドスリーブが配置され、さらに、ガイドスリーブの内周側にプランジャが配置された電磁弁が開示されている。

特許第４０５５６２７号公報

電磁弁を小型にすることで、例えば、エンジンのレイアウトの自由度を向上させることができる。したがって、電磁弁におけるソレノイド部のサイズを小型化することは有益である。特許文献１に開示されているような構成では、ソレノイド部の径方向のサイズは、プランジャの径、円筒状のガイドスリープの径、および円筒状のコアの径に影響されるところが大きい。そのため、ソレノイド部の径方向のサイズを小さくする方法として、ボビンの樹脂材の薄肉化、コイルＡＳＳＹを外装する樹脂材の薄肉化等があるが、そのような樹脂材の薄肉化では、ソレノイド部のサイズを小型化することは困難であった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ソレノイド部のサイズが小型化された電磁弁を得ることを目的とする。

この発明に係る電磁弁は、貫通穴を有し、コイルが巻回されたボビンと、ボビンを収容するケースと、ボビンの貫通穴の内部を、コイルへの通電に伴い発生する磁束により軸方向に移動する円筒状のプランジャと、プランジャの内周側に挿入される、円筒状に形成された円筒部を有する非磁性体のパイプと、ケースに取り付けられ、パイプの円筒部の内周側に挿入される円柱状の突部を有する磁性体のコアとを備える。

この発明によれば、ソレノイド部のサイズが小型化された電磁弁を得ることができる。

実施の形態１に係る電磁弁の断面図である。コアの形状を示す図である。パイプの形状を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電磁弁１００の構成を示す図である。図２はコア３の形状を示す図である。図３はパイプ８の形状を示す図である。電磁弁１００は、例えば、車両に搭載されるオイルコントロールバルブに適用される。

図１に示すように、電磁弁１００は、ソレノイド部２０とバルブ部３０とから構成される。ソレノイド部２０は、ケース１、コイルＡＳＳＹ２、コア３、ボス４、プランジャ５等を備えて構成される。ソレノイド部２０は、磁気回路を構成する。バルブ部３０は、スプール６およびハウジング９等を備えて構成される。

コイルＡＳＳＹ２は、巻枠としてのボビン２１と、ボビン２１に巻回されたコイル２２とからなる。コイルＡＳＳＹ２は、ケース１内に収容される。ケース１は、コイルＡＳＳＹ２を保護する磁性体部品である。コイル２２への通電は、コネクタ１０の端子１１を介して行われる。

ボビン２１は、軸方向に貫通する貫通穴２１１を有する。貫通穴２１１の内径は、内部にプランジャ５を配置することが可能な内径とする。貫通穴２１１の内周面と、プランジャ５の外周面との間には、所定の隙間が設けられる。プランジャ５は、可動鉄心である。コイル２２への通電に伴い磁束が発生すると、プランジャ５は、貫通穴２１１の内部を軸方向に移動する。

図２に示すように、コア３は、突部３１およびフランジ部３２を有する。コア３は、固定鉄心である。突部３１は、フランジ部３２の中央に円柱状に突設される。

図３に示すように、パイプ８は、円筒部８１、および円筒部８１の一端に形成されたフランジ部８２を有する。パイプ８は、非磁性体である。円筒部８１の内径は、コア３の突部３１を挿入可能な内径とする。

プランジャ５は、円筒状であり、軸方向に設けられた穴である軸受け部５１を有する。軸受け部５１の内径は、パイプ８の円筒部８１を挿入可能な内径とする。

コア３の突部３１の外周面とパイプ８の円筒部８１の内周面との間の隙間を第１の隙間とする。パイプ８の円筒部８１の外周面とプランジャ５の内周面との間の隙間を第２の隙間とする。第１の隙間と第２の隙間との合計は、例えば、全周約０．６ｍｍ未満となるようにし、小さな値とする。これは、エアギャップによる磁気損失を低減するためである。また、第２の隙間を小さくすることで、可動鉄心であるプランジャ５のガタつきを抑えることができる。一方、ボビン２１の内周面とプランジャ５の外周面との間の隙間は、全周約０．６ｍｍ以上とし、大きな値とする。ボビン２１とプランジャ５との接触を回避するとともに、プランジャ５の移動に伴う、空気の移動通路を確保するためである。

ボス４は、円筒部４１、および円筒部４１の一端に形成されたフランジ部４２を有する。ボス４は、固定鉄心である。円筒部４１の内径は、プランジャ５に連結されるスプール６を挿入可能な内径とする。

コア３は、コア３の突部３１が、パイプ８の円筒部８１の内周側に挿入された状態で、ケース１に取り付けられる。パイプ８は、円筒部８１が、軸受け部５１の内周側に挿入され、フランジ部８２が、コイルＡＳＳＹ２とコア３との間に挟まれた状態で、ケース１に取り付けられる。ボス４は、コア３が取り付けられた側とはプランジャ５を介して軸方向反対側から、ケース１に取り付けられる。

従来のように、円筒状のコアの内周側に、円筒状のガイドスリーブが配置され、さらに、ガイドスリーブの内周側にプランジャが配置される構成では、ガイドスリーブの内周とプランジャの外周とが摺動面となっていた。
一方、実施の形態１は、プランジャ５に軸受け部５１を設け、軸受け部５１の内周側に、コア３の突部３１およびパイプ８の円筒部８１が挿入されるように構成した。これにより、プランジャ５の軸受け部５１の内周と、パイプ８の円筒部８１の外周とが摺動面となる。このように構成することで、ボビン２１に形成する貫通穴２１１の径を小さくすることができ、従来に比べ、ソレノイド部の径方向のサイズを小型化することができる。

スプール６は、プランジャ５に連結される。プランジャ５が連結された側とは軸方向反対側となるスプール６の端部は、付勢部材７に当接する。付勢部材７は、例えば、スプリングである。付勢部材７は、スプール６をソレノイド部２０側に付勢する。ハウジング９は、中空状であり、内部にスプール６および付勢部材７を収容する。スプール６は、ハウジング９内を移動し、流体の流路および流体の流量を切り換える弁体である。

次に動作について説明する。
コイル２２への通電がＯＦＦ時には、プランジャ５は、付勢部材７の付勢力でコア３側に位置する。図１は、コイル２２への通電がＯＦＦ時の状態を示している。

コイル２２への通電がＯＮになると、ボス４側に発生する磁気吸引力により、プランジャ５が付勢部材７の付勢力に抗してボス４側に移動する。これにより、スプール６が移動し、流体の流路および流体の流量が切り換わる。スプール６の移動量は、ボス４側に発生する磁気吸引力によって決まり、ボス４側に発生する磁気吸引力は、コイル２２に供給される電流の大きさによって決まる。

図１に示すように、流体が、第１の流路１２からハウジング９に到達した際、スプール６の移動量により、流体の流路が第２の流路１３となるか第３の流路１４となるかが決まるとともに、当該流路を流れる流体の流量が決まる。

以上のように、この実施の形態１に係る電磁弁によれば、貫通穴２１１を有し、コイル２２が巻回されたボビン２１と、ボビン２１を収容するケース１と、ボビン２１の貫通穴２１１の内部を、コイル２２への通電に伴い発生する磁束により軸方向に移動する円筒状のプランジャ５と、プランジャ５の内周側に挿入される、円筒状に形成された円筒部８１を有する非磁性体のパイプ８と、ケース１に取り付けられ、パイプ８の円筒部８１の内周側に挿入される円柱状の突部３１を有する磁性体のコア３とを備えるようにした。これにより、ソレノイド部２０のサイズが小型化された電磁弁を得ることができる。

実施の形態１に係る電磁弁によれば、従来の電磁弁と同等の磁気吸引力を維持した上で、ソレノイド部２０のサイズを小型化することができるため、エンジンのレイアウトの自由度を向上させることができる。

また、コア３の形状が簡素化されるため、加工費用を抑えることができる。

また、コイルＡＳＳＹ２について、径方向のサイズが小さくなることに伴い、従来の電磁弁と同じコイル巻き数では、コイル抵抗が小さくなる。そこで、従来の電磁弁と同じコイル抵抗にする場合、コイル巻き数をさらに増やすことができる。これにより、ソレノイド部２０の磁気吸引力を増加させ、エンジンの振動に対する耐振性を向上させた電磁弁を得ることができる。

また、コイルＡＳＳＹ２について、径方向のサイズが小さくなることに伴い、従来の電磁弁と同じコイル巻き数では、コイル抵抗が小さくなる。そこで、従来の電磁弁と同じコイル巻き数で、かつ従来の電磁弁と同じコイル抵抗にする場合、コイルの線径をさらに細くすることができる。これにより、コイルＡＳＳＹ２の軸方向に対するサイズを小型化することができる。

ボビン２１の内周面とプランジャ５の外周面との間の隙間が、パイプ８の円筒部８１の外周面とプランジャ５の内周面との間の隙間より大きくなるように構成した。これにより、プランジャ５の移動に伴う、空気の移動通路を確保することができる。また、プランジャ５のガタつきを抑え、かつ磁気損失を低減することができる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ケース、２コイルＡＳＳＹ、３コア、４ボス、５プランジャ、６スプール、７付勢部材、８パイプ、９ハウジング、１０コネクタ、１１端子、１２第１の流路、１３第２の流路、１４第３の流路、２０ソレノイド部、２１ボビン、２２コイル、３０バルブ部、３１突部、３２フランジ部、４１円筒部、４２フランジ部、５１軸受け部、８１円筒部、８２フランジ部、１００電磁弁、２１１貫通穴。

Claims

貫通穴を有し、コイルが巻回されたボビンと、
前記ボビンを収容するケースと、
前記ボビンの前記貫通穴の内部を、前記コイルへの通電に伴い発生する磁束により軸方向に移動する円筒状のプランジャと、
前記プランジャの内周側に挿入される、円筒状に形成された円筒部を有する非磁性体のパイプと、
前記ケースに取り付けられ、前記パイプの前記円筒部の内周側に挿入される円柱状の突部を有する磁性体のコアと
を備えた電磁弁。
前記ボビンの内周面と前記プランジャの外周面との間の隙間が、前記パイプの前記円筒部の外周面と前記プランジャの内周面との間の隙間より大きいことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
車両に搭載されるオイルコントロールバルブに適用されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電磁弁。