JP4199711B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、印加電流に応じでスプールを変位させて加圧流体を制御する電磁弁に関し、さらに詳細にはロッドを円滑に変位させるロッド支持部材に関する。

電磁弁は、電磁部のコイルに印加した電流値に応じてプランジャを電磁吸引し、スプール弁部のスプールが摺動して油圧制御が行われている。前記電磁部は、カバー、コイル、可動鉄心、固定鉄心、ロッド及びロッドを支持する支持部材が備わっており、ロッドの両端部は、支持部材により保持され、ロッド及びロッドに固定された固定鉄心が軸方向に摺動自在に収容されている。ロッドの一方の端部はスプール弁部のスプールに当接して電磁吸引力を伝達し、他方の端部は出入りするロッドを収容する油溜り室が設けられている。

従来、この種の電磁弁は、コイル１６の励磁によって可動するプランジャ１７を備え、同プランジャ１７によってスプール２０に荷重を負荷するシャフト１８と、前記シャフト１８が挿入されて摺動自在に該シャフト１８を支持する内周面を有する第１油溜り室２３及び貫通孔２５とを備えたカバー１４とコア１５とを備えている。前記内周面には軸心方向に沿って連通溝３９ａ、３９ｂが形成されている。前記カバー１４及びコア１５における第１端面２８ａ及び接合面３０には、カバー１４の第１油溜り室２３及びコア１５の貫通孔２５の開口面積よりも大きい断面積を有する段部４０ａ、４０ｂが形成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−４１３３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載される電磁弁は、軸心方向に連通溝３９ａ、３９ｂを形成する必要があるため加工コストが増大する。さらに、連通溝３９ａ、３９ｂの内径面の仕上げ加工の際、断続切削になるためバリが発生する。このため、発生したバリの除去作業に時間を要し、電磁弁がコスト高の要因になるという不具合があった。
本発明は、前記の不具合を解決するためになされたもので、軸心方向に連通溝を設けることなく油溜り室を形成することを特徴とした電磁弁を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明は、固定鉄心及びヨーク部材の外周に設けられたソレノイドの励磁により軸心方向に変位する可動鉄心と、
前記可動鉄心に嵌挿されたロッド部材と、
前記ヨーク部材に嵌挿されたアダプタと、
前記固定鉄心及び前記アダプタにそれぞれ装着され前記ロッド部材の両端を支持する軸受部材と、
を有した電磁弁において、
前記アダプタに装着される軸受部材は、
前記アダプタの内周面及び前記ロッド部材の外周面に周接するボール部材と、
前記ボール部材を回転自在に支持し前記アダプタの内周面と前記ロッド部材の外周面に配設された保持器と、
を備え、
前記アダプタを前記ヨーク部材に対し軸心方向に摺動自在に設け、前記可動鉄心が変位した際前記アダプタの内周面と前記ロッド部材の端面部との間に油溜り室が形成され、
前記アダプタの移動により前記油溜り室の容積を可変することを特徴とする。
本発明によれば、ロッド部材が挿入されるアダプタ部材に軸心方向に溝を設ける必要がないため、加工コストを低減することができる。また、アダプタ部材の内径を加工する際軸心方向の溝が形成されないためバリが発生せず、アダプタ部材の尚径加工が容易である。さらに、油溜り室の容積が可変により該油溜り室の圧力を緩和することが可能になるので。ロッド部材の動きが速くなるので、結果として電磁弁の応答速度を速くすることができる。

本発明は、ロッド部材が挿入されるアダプタ部材に軸心方向に溝を設ける必要がないため、加工コストを低減することができる。また、アダプタ部材の内径を加工する際軸心方向の溝が形成されないためバリが発生せず、アダプタ部材の尚径加工が容易である。さらに、油溜り室の容積が可変により該油溜り室の圧力を緩和することが可能になるので。ロッド部材の動きが速くなるので、結果として電磁弁の応答速度を速くすることができる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０について図面により詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０の概略構造を示す縦断面図である。図２及び図３は軸受４３、４５の拡大詳細図である。
比例電磁弁３０は、磁性体の金属材料であるハウジング３１を有し、該ハウジング３１は円筒部３２とフランジ部３３とを備える。なお、前記円筒部３２は固定鉄心として機能する。前記ハウジング３１の内方には、軸心方向に嵌合孔３４が貫通して形成される。前記ハウジング３１の円筒部３２に対向して同軸上に磁性体からなる円筒形状のヨーク３６が配設される。

ハウジング３１及びヨーク３６の外周にはソレノイド３７が配設され、該ソレノイド３７はボビン３７ａにコイル３７ｂが巻き回され、磁性体のカバー３８によって覆われている。前記ソレノイド３７の一端部には前記ヨーク３６が当接しており、該ヨーク３６の径大部３６ａがカバー３８により一体化され、その段差部３６ｂの内穴にアダプタ３９が装着される。なお、ヨーク３６の一端部には非磁性体のエンドカバー４０が当接しており、該エンドカバー４０に前記カバー３８の一端が固着されている。前記ヨーク３６には、ハウジング３１の嵌合孔３４と同軸に穴４１が形成されており、該穴４１に可動鉄芯４２が軸心方向に変位自在に遊嵌されている。前記可動鉄芯４２の固定鉄心３２側には、非磁性体のスペーサ４２ａが固着されている。前記スペーサ４２ａは、可動鉄芯４２の移動を規制するストッパとして機能し、また、可動鉄芯４２が固定鉄心３２に吸着されることを防止する。前記嵌合孔３４には、軸受４３が軸心方向に摺動自在に嵌挿され、該軸受４３はロッド４４の一端部を支承する。ロッド４４の他端部はアダプタ３９の嵌合孔３９ａに軸心方向に摺動自在に嵌挿された軸受４５に支承されている。

参照符号５０はスリーブで、ハウジング３１に当接した状態でカバー３８の一端を例えば加締めることによりハウジング３１に一体化される。前記スリーブ５０には、嵌合孔３４と同軸にスリーブ孔５１が穿設され、該スリーブ孔５１にスプール５２が摺動自在に嵌挿されている。前記スリーブ孔５１には、ハウジング３１から順に図示しないタンクとスリーブ孔５１とを連通するタンク通路５３と、図示しないアクチュエータとスリーブ孔５１とを連通する制御通路５４と、図示しないポンプとスリーブ孔５１とを連通する供給通路５５と、図示しないタンクとスリーブ孔５１とを連通するタンク通路５６とを備える。

前記スプール５２は、第１のランド部５７、第２のランド部５８が間隔をおいて軸心方向に沿って形成されており、これらのランド部５７、５８の間には該ランド部５７、５８の一端部に連通する環状溝５９が画成される。なお、前記環状溝５９はスプール５２の外周面の軸心方向に形成される。
さらに、環状溝５９には軸径方向に連通孔６０が穿設され、該連通孔６０は軸心方向に穿設されたガイド孔６１に連通し、該ガイド孔６１にはピストン６２が摺動自在に嵌挿されている。なお、前記ガイド孔６１は該ガイド孔６１内の圧力により矢印Ｘ方向のフィードバッグ力を発生させるフィードバッグ室６１ａの機能を有する。

前記ピストン６２は図示しないポンプの加圧流体が連通孔６０よりフィードバッグ室６１ａに導かれる。これにより、ピストン６２は矢印Ｙ方向に変位し、その一端部がアジャスタ６３に当接する。なお、スプール５２に嵌挿されたピストン６２が加圧されて該ピストン６２がアジャスタ６３に当接された状態で、フィードバッグ室６１ａの油圧力により前記スプール５２を矢印Ｘ方向にフィードバッグ力を作用させることは周知の技術である。
スプール６２は環状溝５９によりポンプ（図示しない）から供給通路５５に供給される作動油を制御通路５４とタンク通路５６とに分配するための分配室が形成されている。そして、スプール５２が軸心方向に変位すると、供給通路５５から制御通路５４に連通する隙間と制御通路５４からタンク通路５６に連通する隙間が変化し制御通路の出力圧が変化する。

図２は、ロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際に、該ロッド４４の一端部を支承する軸受（第１の軸受機構）４３の略構造図である。
図２において、軸受４３は円筒形状の保持器（保持部材）４６に軸心方向の略中央で円周方向に球形状の穴３５が複数個、例えば６個（図示しない）が穿設され、該穴３５にボール（球状部材）４７が軸支されている。前記ボール４７はその球面の一部が前記保持器４６の内周面及び外周面より突出している。従って、軸受４３が嵌合孔３４に嵌挿され、該軸受４３の保持器４６の内穴にロッド４４が挿入された状態では、ボール４７の球面の一部が穴３５より突出し嵌合孔３４の内周面及びロッド４４の外周面に係合し、ロッド４４の変位に対応して矢印Ｙ方向またはＸ方向に移動することができる。そこで、ロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際、軸受４３が該ロッド４４の変位に対応して移動する。そして保持器４６の一端部（図２で右端部）または他端部（図２で左端部）が夫々スプール５２の端部または可動鉄芯４２の一端部に当接することにより、軸受４３がロッド４４から脱落するのを防止する。

図３はロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際に、該ロッド４４の他端部を支承する軸受（第２の軸受機構）４５の概略構造図である。
図３において、軸受４５は円筒形状の保持器（保持部材）４８に軸心方向の略中央で円周方向に球形状の穴３５が複数個、例えば６個（図示しない）が穿設され、該穴３５にボール（球状部材）４９が軸支されている。前記保持器４８はアダプタ３９に固定されず軸心方向に変位自在に配設されている。前記ボール４９はその球面の一部が前記保持器４８の内周面及び外周面より突出している。従って、軸受４５がアダプタ３９の嵌合孔３９ａに嵌挿され、該軸受４５の保持器４８の内穴４８ａにロッド４４が挿入された状態では、ボール４９の球面の一部が嵌合孔３９ａの内周面及びロッド４４の外周面に係合し、ロッド４４の変位に対応して保持器４８及びボール４９が一体になって矢印Ｙ方向またはＸ方向に移動することができる。
そこで、ロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際、ロッド４４の他端部の端面近傍とアダプタ３９の嵌合孔３９ａとの囲繞により形成される部位に油溜り室４４ａが形成される。前記油溜り室４４ａは、ロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際に潤滑油が貯留される機能を有する。これにより、油溜り室４４ａの容積は可変になるので該油溜り室４４ａ内の油の圧力を緩和することができ、ロッド４４の動きが速くなるので、結果として電磁弁の応答速度を速くすることができる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
図１において、比例電磁弁３０はソレノイド３７のコイル３７ｂに通電する電流値を制御することで、ロッド４４でスプール５２を矢印Ｙ方向に押す電磁力が調整され、この電磁力と、フィードバック室６１ａに導入された制御圧によってスプール５２を矢印Ｘ方向に押す力と、ばね部材６４がスプール５２を矢印Ｘ方向に押す弾発力との三つの力が釣り合う位置までスプール５２を軸心方向に移動させ、それによって制御通路５４の制御圧が調整される。この結果、ソレノイド３７のコイル３７ｂに通電する電流値に応じた制御圧が得られる。
図１においてソレノイド３７は非励磁であって、スプール５２がばね部材６４の弾発力により矢印Ｘ方向に変位し、第１のランド部５７及び環状溝５９によってタンク通路５３と制御通路５４とが連通状態に確保され、第２のランド部５８により供給通路５５が閉塞されている。この場合、ロッド４４は軸受４３、４５に支承されながらスプール５２に押圧されて矢印Ｘ方向に変位する。

ソレノイド３７に電流を印加すると、電磁力が発生し、ロッド４４は矢印Ｙ方向に作動しスプール５２がばね部材６４の弾発力に抗して矢印Ｙ方向に変位する。このため、ロッド４４は軸受４３、４５と共に矢印Ｙ方向に変位し、スプール５２をＹ方向に押圧する。
このとき、ロッド４４の他端部の端面近傍とアダプタ３９の嵌合孔３９ａとに囲繞により形成される部位に油溜り室４４ａ（図３参照）が形成されるので、該油溜り室４４ａに正圧または負圧が発生した際、アダプタ３９が圧力を緩和する方向に変位することにより正圧または負圧を緩和することができる。
本発明は比例電磁弁３０について説明したが、通常の電磁弁にも適用できる。

本発明の実施の形態に係る電磁弁の概略構造を示す縦断面図である。 図１の一方の軸受の概略構造を示す縦断面図である。 図１の他方の軸受の構造を示す縦断面図である。

符号の説明

３０ 電磁弁
３１ ハウジング
３２ 円筒部
３４ 嵌合孔
３６ ヨーク
３７ ソレノイド
３９ アダプタ
４２ 可動鉄芯
４３、４５ 軸受
４６、４８ 保持器
４７、４９ ボール
５０ スリーブ
５２ スプール

Claims (1)

1. 固定鉄心及びヨーク部材の外周に設けられたソレノイドの励磁により軸心方向に変位する可動鉄心と、
   前記可動鉄心に嵌挿されたロッド部材と、
   前記ヨーク部材に嵌挿されたアダプタと、
   前記固定鉄心及び前記アダプタにそれぞれ装着され前記ロッド部材の両端を支持する軸受部材と、
   を有した電磁弁において、
   前記アダプタに装着される軸受部材は、
   前記アダプタの内周面及び前記ロッド部材の外周面に周接するボール部材と、
   前記ボール部材を回転自在に支持し前記アダプタの内周面と前記ロッド部材の外周面に配設された保持器と、
   を備え、
   前記アダプタを前記ヨーク部材に対し軸心方向に摺動自在に設け、前記可動鉄心が変位した際前記アダプタの内周面と前記ロッド部材の端面部との間に油溜り室が形成され、
   前記アダプタの移動により前記油溜り室の容積を可変することを特徴とする電磁弁。

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