JP6094059B2 - 比例電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は電磁弁に関し、さらに詳細には圧力や流量を制御することができる比例電磁弁に関する。

従来、この種の比例電磁弁は図５に示されるように、アッセンブリ部材５０は図示しないブラケットに支持されるヨーク５１と、該ヨーク５１の上端部に外嵌したガイド５２と、該ガイド５２の上部に下端部が内嵌したコア５３とに構成されており、該コア５３と前記
ガイド５２と前記ヨーク５１に包囲された内部空間５４には、プランジャ５５が上下動自在に保持されている。
プランジャ５５には、ロッド５６が貫通した状態でその上方突出部はブッシュ５７を介してコア５３に上下動自在に支持されている。そして、ガイド５２により性能に大きな影響を及ぼすヨーク５１の中心とコア５３の中心の同軸・位置決めを行い、ヨーク５１、コア５３にそれぞれ設けられたブッシュ５７、５８を介して上下動自在に支持されている（例えば、特許文献１参照。）。

図６に示すようにリニアソレノイド６０は、ヨーク部６１の中心とコア部６２の中心の同軸・位置決めを、薄肉部６３を用いてヨーク部６１とコア部６２を一体部品とすることで行っており、プランジャ６４が往復移動自在にヨーク部６１に支持されている。プランジャ６４の外周面や、このプランジャ６４を収容するヨーク６１の収容部には、プランジャ６４がヨーク６１の収容部内を滑らかに摺動できるように、非磁性材料によるめっき等の表面処理が施してある。

特開２００２−１８８７４４号公報 特開２００２−２２２７１０号公報

特許文献１の場合は、図８に示すようにヨーク５１の中心とコア５３の中心の同軸・位置決めを、該ヨーク５１の収容部５１ａ、及びコア５３の収容部５３ａを、それぞれガイド５２に嵌合させることによって、ヨーク５１の収容部５１ａの中心とコア５３の収容部５３ａの中心の同軸（図８で実線表示）を確保している。
しかし、機械加工誤差によって、ヨーク５１に嵌合されているブッシュ５８の中心（図８で二点鎖線表示）が、前記のヨーク５１及びコア収容部５３ａの中心（図８で実線表示）に対して例えば、距離Ａ１だけずれ、一方、コア５３に嵌合されているブッシュ５７の中心（図８で二点鎖線表示）が、前記のヨーク５１及びコア収容部５３ａの中心（図８で実線表示）に対して例えば、距離Ａ２だけずれた場合、ロッド５６は、距離Ａ１と距離Ａ２の分だけヨーク５１及びコア収容部５３ａの中心（図８で実線表示）に対して傾いてブッシュ５７、５８に摺動支持される。

プランジャ５５が滑らかに摺動するためには、ブッシュ５７、５８とロッド５６との摺動クリアランスに、傾きによる噛み込みを避けられるだけの隙間を設ける必要があり、その分、プランジャ５５が偏心しやすい。この結果、ヨーク５１及びコア収容部５３ａとプランジャ５５との間に働く径方向の吸引力が増加してプランジャ５５の摺動抵抗が大きくなり、油圧ヒステリシスが悪化する。
本発明は、係る課題を解決するためになされたもので、ヨークとコアの中央にシャフトを打ち込んで連結し、該シャフトに倣ってヨークとコアの同軸度を確保し、プランジャの傾きに影響されず、安価に油圧ヒステリシスの改善ができることを特徴した比例電磁弁を提供すること目的とする。

上記の課題を達成するために本発明は、
スリーブに摺動自在に嵌挿されたスプールにより油圧供給口を形成する調圧部と、前記調圧部に一体的に取り付けられた電磁部と、を有する電磁弁において、
スリーブに摺動自在に嵌挿されたスプールにより油圧供給口を形成する調圧部と、前記調圧部に一体的に取り付けられた電磁部と、
を有する電磁弁において、
前記電磁部は、
前記調圧部のスプールに同軸上に位置する軸部材と、
前記軸部材に摺動自在に嵌挿された移動体と、
前記軸部材の一端に設けた圧入部により該軸部材の一端に固定されたヨーク部と、
前記移動体の他端に設けた圧入部により前記軸部材の他端に固定されたコア部材と、
前記ヨーク部材及び前記コア部材の外周部に嵌挿されたソレノイド組立体と、
前記ソレノイド組立体の外周部が嵌挿され一端が前記コア部材のフランジに加締められたボディ部材と、
前記軸部材の他端を圧入した前記コア部材に該軸部材に隣接して設けられ前記移動体の吸引力を前記調圧部に付勢するプッシャ部材と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１記載の比例電磁弁において、
前記プッシャ部材は、円周方向に均等に配置した少なくとも２個以上の脚部が基部に一体に形成され、前記基部は球面状で脚部と一体的に形成されており、前記脚部をコア部材に設けた溝部に嵌挿し、前記プッシャ部材は前記軸部材にガイドされつつ、プランジャの吸引力を前記調圧部に付加することを特徴とする。

ヨークの中心とコアの中心と、プランジャの摺動方向軸（ガイド軸）の３つの軸がいずれもシャフトに倣うセンタシャフト構造になっているため、該プランジャが傾いて組みつけられることを防止でき、プランジャの傾きによる噛み込みを避けるための隙間をプランジャの支持部に設ける必要が無く、摺動クリアランスを従来構造より低減させることが可能となり、プランジャの偏心により発生する径方向の吸引力の発生が低減され、油圧ヒステリシスの改善が見込まれる。
さらに、センタシャフト構造を可能にするために、コアに設けた複数個の溝と、該溝に嵌挿する脚部とを有するプッシャにより吸引力をスプールに伝達することができる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁の概略構造を示す略縦断面である。 本発明の実施の形態に係る電磁部の概略構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るコアとプッシャの係合状態を示す説明図で、（Ａ）はコア、プッシャの係合前の状態を示し、（Ｂ）はコア、プッシャの係合後の状態を示す。 本発明の実施の形態に係る比例電磁弁の電磁部の組立順序を示す説明図である。 従来の電磁弁の概略構造を示す略縦断面図である。 従来の他の電磁弁の概略構造を示す略縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る比例電磁弁の概略構造を示す模写図である。 従来の電磁弁の概略構造を示す模写図である。

以下、本発明に係る比例電磁弁につき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る比例電磁弁１０の構成を示す略縦断面図である。
図１に示す比例電磁弁１０は、電磁弁１１、調圧部１２から構成され、調圧部１は電磁弁１１の励磁に応答して軸心方向に移動する。
先ず、電磁弁１１について説明する。電磁弁１１は図１及び図２に示すように、スプール３１（図１参照）に同軸状にシャフト（軸部材）１３に可動鉄心の機能を有するプランジャ（移動体）１４が摺動自在に嵌挿されている。

シャフト１３はその両端（図１及び図２で左右端）がそれぞれヨーク１５、コア（コア部材）１６に圧入されている。ヨーク１５は開口部１５ａを形成しかつ有底を有する円筒形状であって、該有底にはシャフト１３の一端（図１及び図２で右端）に圧入する孔１５ｂが穿設されている。
これにより、ヨーク１５の中心とコア１６の中心と、プランジャ１４の摺動方向軸（ガイド軸）の３つの軸がいずれもシャフト１３に倣うセンタシャフト構造になっているため、該プランジャ１４が傾いて組みつけられることを防止でき、プランジャ１４の傾きのための余剰隙間を設ける必要が無く、摺動クリアランスを従来構造より低減させることが可能となり、プランジャ１４の偏心により発生する径方向の吸引力の発生が減され、油圧ヒステリシスの改善が見込まれる。

コア１６はヨーク１５に対向して設けられた段付円筒形状であって、ボディ２４に嵌着する大径部１６ａと、ヨーク１５の外径と略同径を形成する小径部１６ｂと、シャフト１３の他端（図１及び図３で左端）を圧入する孔１６ｃと、プッシャ（プッシャ部材）１８を嵌挿する溝１６ｄが形成されている。ヨーク１５の孔１５ｂの中心及びコア１６の孔１６ｃには中実状のシャフト１３が圧入されて該シャフト１３を介して該ヨーク１５の中心とコア１６７の中心との同軸を保持することができる。なお、シャフト１３は中実状に代わって円筒状でもよい。
図３に示すように、コア１６の溝１６ｄは孔１６ｃを中心にして該孔１６ｃの外方の円周方向に複数個、例えば３個が均等に形成されている。溝１６ｄは断面が略Ｃ字状であって、該Ｃ字状の開口部が孔１６ｃの外周面に連通するように設けられている。

参照符号１７はシャフト１３に嵌挿されたスペーサであって、プランジャ１４がシャフト１３に沿って移動した際、該プランジャ１４とコア１６との密着を防止する機能を有する。
参照符号１８はコア１６の溝１６ｄに嵌挿するプッシャであって、図３に示すように軸心方向に該溝１６ｄに嵌挿する脚部１８ａが均等に複数個、例えば３個が形成されており、該脚部１８ａの基部１８ｂ（図３で上部）は球面状に形成されて脚部１８ａと一体的に結合されている。
これにより、プッシャ１８はシャフト１３にガイドされつつコア１６に設けられた溝１６ｄに脚部１８ａを挿入して、プランジャ１４の吸引力を調圧部１２に付加するようになっている。

さらに、センタシャフト構造を可能にするために、コア１６に設けた３箇所の溝１６ｄと、該溝１６ｄに嵌挿する脚部１８ａを有するプッシャ１８により電磁部１１の吸引力を調圧部１２のスプール３１に伝達することができる。この場合、プッシャ１８と、コア１６に設けられた溝１６ｄとの隙間には、電磁部１１内でプランジャ１４の往復運動により発生する油量を、スリーブ２９に設けたドレン穴（図示しない）へ出し入れする際に、阻害しないだけの余裕面積を確保してある。
なお、プッシャ１８の基部１８ｂは球面状に代わって平面状でもよい。
参照符号２１はコイル組立体を示すもので、図１に示すソレノイドコイル２２、該ソレノイドコイル２２に一体になった端子２３が設けられており、該コイル組立体２１は外周部を円筒形状のボディ（ボディ部材）２４の内周面に嵌挿している。

次に、シャフト１３乃至ボディ２４を組み付けて電磁部１１を生成する組立手順を図４により説明する。
図４（Ａ）示すように、シャフト１３の一端（図４で右端）をヨーク１５の孔１５ｂに圧入し、シャフト１３とヨーク１５の各端面を整合する。
シャフト１３、ヨーク１５を一体にした状態で図４（Ｂ）に示すように、シャフト１３をプランジャ１４の孔１４ａに嵌挿し、該プランジャ１４の外周面をヨーク１５の開口部１５ａに挿入する。このとき、プランジャ１４の両端面にはシャフト１３に嵌挿したスペーサ１７が係合し、プランジャ１４とヨーク１５との密着を防止している。

次いで、シャフト１３、プランジャ１４、ヨーク１５及びスペーサ１７を一体にした状態で図４（Ｃ）に示すように、シャフト１３の他端（図４で左端）をコア１６の孔１６ｃに圧入し、該シャフト１３の他端の端面と孔１６ｃの端面とを整合する。よって、コア１６の中心及びヨーク１５の中心はシャフト１３を介して同軸に確保される。
そして、図４（Ｄ）に示すように、コイル組立体２１を構成するソレノイドコイル２２の内周面２２ａにヨーク１５及びコア１６の外周面を嵌挿してコイル組立体２１が形成される。
次いで、図４（Ｅ）のように、ボディ２４の内周面２４ａにコイル組立体２１の外周面を嵌挿し、ボディ２４の端部２４ｂを加締めて電磁部１１が生成される。

次に調圧部１２について説明する。
参照符号２９はスリーブで、電磁部１１に当接した状態で、コア１６の一端の外周部を例えば、図示しない加締めることにより電磁部１１と一体化される。前記スリーブ２９には、スリーブ孔３０が穿設され、該スリーブ孔３０にスプール３１が摺動自在に嵌挿されている。前記スリーブ２９には、電磁部１１から順に図示しないタンクとスリーブ孔３０とを連通するタンク通路３２と、図示しないアクチュエータとスリーブ孔３０とを連通する制御通路３３と、図示しないポンプとスリーブ孔３０とを連通する供給通路３４と、を備える。

前記スプール３１は、第１のランド部３５、第２のランド部３６が間隔をおいて軸心方向に沿って形成されており、第１のランド部３５によりタンク通路３２と制御通路３３との連通制御が行われ、第２のランド部３６により制御通路３３と供給通路３４との連通制御が行われる。
バルブ本体２９の外端部（図１で左端部）には、スリーブ孔３０と同軸状に大径の取付孔３７が設けられ、該取付孔３７にアジャスタ３８が嵌挿されている。スプール３１の一端（図１で左端）とアジャスタ３８との間にはスプール３１をプッシャ１８に当接する方向に付勢するばね部材３９が介装されている。

本発明に係る比例電磁弁１０は、基本的には以上のように構成されており、次に動作について説明する。
図１において、ソレノイドコイル２１の励磁による吸引力によりプランジャ１４は、シャフト１３をガイドにして矢印Ｘ方向に移動し、プッシャ１８を介してスプール３１がばね部材３９の弾発力に抗して矢印Ｘ方向に変位し、該スプール３１の変位によりバルブ本体２９内の通路を連通・遮断する。
ソレノイドコイル２１が非励磁になるとばね部材３９の弾発力によりスプール３１が矢印Ｙ方向に移動し、該スプール３１の端面（図１で右端）がプッシャ１８の先端（図１で左端）に接触し、矢印Ｙ方向に変位する。

本発明の実施に係る比例電磁弁１０は、図７に示すようにヨーク１５の中心とコア１６の中心との同軸を同時に、プランジャ１４の摺動軸もシャフト１３に倣わせ、これらの両軸を同一とさせる。シャフト１３にガイドと摺動の２機能をもたせることにより、高精度要求部品の数を減少させることができる。
コア１６において圧入されたシャフト１３を保持しつつ、シャフト１３の外径とプッシャ用孔である溝１６ｄによりプッシャ１８の脚部１８ｂをガイドし、プランジャ１４からの吸引力を該プッシャ１８が受持して調圧部１２に伝達することができる。
さらに、プッシャ１８と、コア１６に設けられた溝１６ｄとの隙間には、電磁部１１内でプランジャ１４の往復運動により発生する油量を、図示しないスリーブ２９に設けたドレン穴へ出し入れする際に、阻害しないだけの余裕面積を確保してある。

１０ 比例電磁弁 １１ 電磁部
１２ 調圧部 １３ シャフト
１４ プランジャ １５ ヨーク
１６ コア １７ スペーサ
１８ プッシャ ２０ キャップ
２１ コイル組立体 ２２ ソレノイド
２３ 端子 ２４ ボディ
２９ バルブ本体 ３０ スリーブ孔
３１ スプール ３２ タンク通路
３３ 制御回路 ３４ 供給回路

Claims (2)

1. スリーブに摺動自在に嵌挿されたスプールにより油圧供給口を形成する調圧部と、前記調圧部に一体的に取り付けられた電磁部と、を有する電磁弁において、
   前記電磁部は、
   前記調圧部のスプールに同軸上に位置する軸部材と、
   前記軸部材に摺動自在に嵌挿された移動体と、
   前記軸部材の一端に設けた圧入部により該軸部材の一端に固定されたヨーク部と、
   前記移動体の他端に設けた圧入部により前記軸部材の他端に固定されたコア部材と、
   前記ヨーク部材及び前記コア部材の外周部に嵌挿されたソレノイド組立体と、
   前記ソレノイド組立体の外周部が嵌挿され一端が前記コア部材のフランジに加締められたボディ部材と、
   前記軸部材の他端を圧入した前記コア部材に該軸部材に隣接して設けられ前記移動体の吸引力を前記調圧部に付勢するプッシャ部材と、
   を備えたことを特徴とする。
2. 請求項１記載の比例電磁弁において、
   前記プッシャ部材は、円周方向に均等に配置した少なくとも２個以上の脚部が基部に一体に形成され、前記基部は球面状で脚部と一体的に形成されており、前記脚部をコア部材に設けた溝部に嵌挿し、前記プッシャ部材は前記軸部材にガイドされつつ、プランジャの吸引力を前記調圧部に付加することを特徴とする。

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