JP6223297B2

JP6223297B2 - 電磁弁

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Publication number: JP6223297B2
Application number: JP2014156398A
Authority: JP
Inventors: 雄希北見; 寛人吉野谷; 秀剛渡邉; 龍介鈴木
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: CN105318016B; JP2016033394A; CN105318016A

Description

本発明は、電磁弁に関する。

電磁弁は、例えば、特許文献１乃至４にも示されるように、弁本体部と、電磁コイルアッセンブリーとを主な要素として含んで構成されている。このような電磁弁における弁本体部の円筒状部は、吸引子、および、プランジャユニット機構部を内側に有している。プランジャユニット機構部は、プランジャと、プランジャの先端部に設けられる弁体と、弁体を弁本体部の弁座に向けて押圧する方向にプランジャを付勢するコイルスプリングとを備えている。プランジャと弁体とは、軸線方向に相互に所定量移動可能に連結されている。

このような電磁弁において、特許文献１における図１にも示されるように、プランジャの連結部が挿入され係合される弁体のガイド溝を形成する内周面に連なる部分と挿入されたプランジャの連結部のボス部の外周面との間には、所定の隙間が形成されているものが提案されている。このような所定の隙間が形成されることにより、吸引子が励磁されることによりプランジャが吸引子に近接される場合、先ず、プランジャだけが、プランジャばねの付勢力に抗して弁本体部の弁座に対し離隔された吸引子に近接される。これにより、プランジャと吸引子との間に形成される吸引力がより大きくなったとき、上述の所定の隙間が零となるようにプランジャの連結部の上述のボス部の外周面が弁体のガイド溝を形成する内周面に連なる部分に当接しプランジャの移動に伴い弁体のニードル部が、弁座のポートから離隔されることとなる。特許文献１乃至４にも開示されるように、このようなプランジャの連結部が上述の所定の隙間が零となるように移動し弁体に係合した後、弁体のニードル部を弁座のポートから離隔させるまでの一連の動作が、一般に、キック動作と呼称されている。このようなキック動作は、プランジャと弁体とが係合する際の衝撃力が、弁体の弁座のポートからの離隔に利用され、また、プランジャが吸引子に近接され吸引力がより大きくなったタイミングで、弁体のニードル部が弁座のポートから離隔されるので電磁コイルを含めた電磁弁を小型化する事ができる。

また、例えば、特許文献５にも示されるように、電磁コイルが通電された作動初期において、プランジャを動作させる推力を向上させるべく、プランジャと吸引子（特許文献４においてはコアと呼称されている）とが非常に接近した状態で磁束を集中させるように、プランジャの突出部の先端の断面形状と吸引子の突出部の先端の断面形状とが鋭角になるように形成されるものが提案されている。

特開２０１３−１３７０９４号公報特開２００１−４１３４０号公報特開２００３−３０１９６２号公報実公平６−１６１７４号公報特許第５４２７２１０号公報

上述のような電磁弁において、所望のキック動作およびプランジャのリフト量に応じたプランジャと吸引子との間に形成される吸引力が最適となるようにプランジャユニット機構部および電磁コイルを設定する必要があるが、比較的高い圧力が供給される電磁弁においては、弁体を弁座のポートから離隔させるために比較的大きな吸引力が必要となる。比較的大きな吸引力を発生するプランジャユニット機構部および電磁コイル等は外形寸法が大となるので電磁コイルユニットを含めた電磁弁全体が大型化することとなる。また、仮にプランジャユニット機構部を構成する各部品の寸法管理が適当でない場合、プランジャのリフト量がばらつき、キック動作のタイミングが、吸引力が極大となるタイミングに対しばらつく虞がある。従って、プランジャユニット機構部を構成する各部品の寸法管理は、比較的高い精度が要求される。このような場合、製造コストが嵩む虞がある。

以上の問題点を考慮し、本発明は、電磁弁であって、比較的高い圧力が供給される電磁弁においても、電磁弁の小型化を図ることができ、しかも、プランジャユニット機構部を構成する各部品の寸法管理の精度に左右されることなくキック動作のタイミングに応じた吸引力を最適に制御できる電磁弁を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る電磁弁は、第１の通路に接続される入口ポートと、第２の通路に接続される出口ポートとを有し、入口ポートおよび出口ポートに連通し、出口ポートを開閉制御する弁体およびプランジャを有するプランジャユニットを移動可能に収容する収容部を備える弁本体部と、磁力によりプランジャを引き寄せる吸引子、および、吸引子に対し離隔する方向にプランジャを付勢するコイルスプリングを有し、プランジャユニットに、出口ポートを開閉制御する動作を行わせるプランジャユニット駆動機構と、を備え、プランジャユニット駆動機構が作動しない場合、プランジャにおける弁体保持部の開口端の内周縁と弁体の外周面との間に形成される所定の隙間が、プランジャの移動方向に沿ったプランジャの大径部における吸引子に向かい合う端部に形成されコイルスプリングを収容する円筒状部の角部とプランジャユニット駆動機構を構成する吸引子の端部におけるプランジャの大径部の円筒状部の角部に向き合う角部との相互間距離に等しく設定されることを特徴とする。

また、吸引子におけるプランジャに向かい合う端部に形成される凹部を形成する底面とプランジャの大径部の円筒状部の端面との相互間の第１の距離が、プランジャの端部のテーパ面と吸引子の端部のテーパ面との相互間の第２の距離以上に設定されてもよい。

本発明に係る電磁弁によれば、プランジャユニット駆動機構が作動しない場合、プランジャにおける弁体保持部の開口端の内周縁と弁体の外周面との間に形成される所定の隙間が、プランジャの移動方向に沿ったプランジャの大径部の円筒状部の角部とプランジャユニット駆動機構を構成する吸引子の端部におけるプランジャの大径部における吸引子に向かい合う端部に形成されコイルスプリングを収容する円筒状部の角部に向き合う角部との相互間距離に等しく設定されることにより、プランジャユニット駆動機構を構成する吸引子が作動されたとき、プランジャの移動方向に沿ったプランジャの大径部の円筒状部の角部とプランジャユニット駆動機構を構成する吸引子の端部におけるプランジャの大径部の円筒状部の角部に向き合う角部とが、最も近接し共通の平面上にあるので吸引子およびプランジャの大径部相互間に形成される吸引力が極大となり、従って、吸引力が効率よくキック動作に作用し、結果として、比較的高い圧力が供給される電磁弁においても、電磁弁の小型化を図ることができ、しかも、プランジャユニット機構部を構成する各部品の寸法管理の精度に左右されることなくキック動作のタイミングに応じた吸引力を最適に制御できる。

本発明に係る電磁弁の一例の要部を部分的に示す断面図である。本発明に係る電磁弁の一例の構成を概略的に示す断面図である。図２に示される例における一部を拡大して示す部分断面図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図２に示される例における吸引子およびプランジャが励磁された状態においてキック動作の説明に供される部分断面図である。図２に示される例における吸引子およびプランジャが励磁された状態を示す断面図である。プランジャおよび吸引子の端部のテーパ角度に応じた吸引力の特性をあらわす特性線を示す特性図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、比較例１および比較例２であるプランジャおよび吸引子を示す部分断面図である。図２に示されるプランジャおよび吸引子の吸引力の特性をあらわす特性線を示す特性図である。変形例１であるプランジャおよび吸引子を示す部分断面図である。プランジャおよび吸引子の端部のテーパ角度に応じた吸引力の特性をあらわす特性線を示す特性図である。

図２は、本発明に係る電磁弁の一例の構成を、配管用パイプとともに概略的に示す。

図２において、電磁弁は、例えば、常閉型の電磁弁とされ、空調機器内の冷媒回路における配管に配置されている。電磁弁は、ボール弁３４を有しプランジャチューブ２６内に移動可能に配されるプランジャ２８と、プランジャ２８の下端部に連結されるボールキャップ３６内に収容される弁体としてのボール弁３４と、プランジャチューブ２６の一端に結合される弁本体部１０と、プランジャチューブ２６の一端を閉塞する吸引子２４と、プランジャチューブ２６の外周部に配されプランジャ２８および吸引子２４を選択的に励磁する電磁コイルユニットと、を主な要素として含んで構成されている。

電磁コイルユニットは、プランジャチューブ２６の外周部に配されるコイル部２０と、コイル部２０を覆い内側に収容する磁性体からなるケーシング１６とを主な要素として構成されている。

コイル部２０は、リード線２２を介して図示が省略される駆動制御部に電気的に接続されている。小ネジ１８がケーシング１６の取付孔を介して吸引子２４の雌ネジ孔に捻じ込まれることにより、ケーシング１６は、吸引子２４に固定されている。

吸引子２４がコイル部２０により励磁される場合、磁力により後述するプランジャ２８が吸引子２４に引き寄せられる。吸引子２４におけるプランジャ２８に向かい合う端部には、図１に拡大されて示されるように、凹部２４Ｒが形成されている。凹部２４Ｒ内には、孔３２ａを有するバッファプレート３２が、消音部材として配されている。吸引子２４における凹部２４Ｒの開口端部には、テーパ面２４ｂｅを有する円錐状断面の端部２４ＢＥが連なっている。このテーパ面２４ｂｅにより、バッファプレート３２が容易に凹部２４Ｒに装着可能となる。テーパ面２４ｂｅと凹部２４Ｒの開口端とが交差する環状の交線２４Ｃｄが形成されている。テーパ面２４ｂｅは、後述するプランジャ２８の端部２８ＴＥのテーパ面のテーパ角度αと同様な所定のテーパ角度、例えば、４５°以上１８０°未満の角度とされ、好ましくは、９０°に設定されている。

プランジャ２８は、図２に示されるように、プランジャチューブ２６内における吸引子２４の端部と後述する弁本体部１０内の弁座１０Ｖとの間で、吸引子２４と同心上に移動可能に配されている。プランジャ２８は、大径部と、大径部に連なり弁本体部１０内のボールキャップ収容部１０Ａに挿入される小径部とから構成されている。プランジャ２８は、その中心軸線に沿って連通路２８ａを大径部および小径部の内部に有している。吸引子２４の端部に向かい合う連通路２８ａの一端の拡大部２８ｂには、コイルスプリング３０の一端が受け止められ収容されている。コイルスプリング３０は、プランジャ２８を吸引子２４に対し離隔する方向に、即ち、弁本体部１０の弁座１０Ｖに向けて付勢するものとされる。連通路２８ａの他端は、貫通路２８ｃを介して後述する弁本体部１０のボールキャップ収容部１０Ａ内に連通している。貫通路２８ｃは、連通路２８ａの他端に対し直交するようにプランジャ２８の小径部を貫通している。プランジャ２８の小径部の端部には、ボールキャップ３６が接合されている。プランジャ２８の小径部およびボールキャップ３６の外周面とボールキャップ収容部１０Ａを形成する内周面との間には、図３に拡大されて示されるように、所定の隙間が形成されている。ボールキャップ３６内においてプランジャ２８の小径部の端部の内側に形成される凹部２８Ｒを形成する端面とボール弁３４との間には、コイルスプリング３８が設けられている。コイルスプリング３８は、ボール弁３４を保持するボールキャップ３６の開口端３６ｂに向けてボール弁３４を付勢するものとされる。ボールキャップ３６の開口端３６ｂは、上述の凹部２８Ｒの開口端に向き合うように形成されている。ボールキャップ３６の開口端３６ｂの直径は、ボール弁３４の直径よりも小であって、後述する出口ポート１０ＰＥの内径よりも大に設定されている。その際、ボールキャップ３６の内部空間におけるプランジャ２８の中心軸線に沿った高さは、ボール弁３４が移動し得るように、ボール弁３４の直径よりも大に設定されている。

これにより、図３に示されるように、ボール弁３４が弁座１０Ｖに当接している場合、ボールキャップ３６の開口端の内周縁３６ＥＳとボール弁３４の外周面との間に所定の隙間ΔＥＤが形成されることとなる。一方、プランジャ２８の大径部における上述の吸引子２４に向かい合う端部には、図１に拡大されて示されるように、円筒状部２８ｔｅが形成されている。円筒状部２８ｔｅの端面には、連通路２８ａの一端が開口している。吸引子２４が励磁される場合、円筒状部２８ｔｅは、図５に示されるように、上述のバッファプレート３２に当接するまで凹部２４Ｒ内に挿入される。円筒状部２８ｔｅの下端部は、テーパ面を有する円錐状断面の端部２８ＴＥが連なっている。端部２８ＴＥは、吸引子２４の端部２４ＢＥのテーパ面２４ｂｅに向き合っている。端部２８ＴＥのテーパ面は、所定のテーパ角度α、例えば、４５°以上１８０°未満の角度とされ、好ましくは、９０°に設定されている。吸引子２４が励磁されていない場合、図１に示されるように、吸引子２４の凹部２４Ｒを形成する内周面とプランジャ２８の大径部の円筒状部２８ｔｅの端面との相互間の第１の距離としての距離ＣＬＢが、端部２８ＴＥのテーパ面と吸引子２４の端部２４ＢＥのテーパ面２４ｂｅとの相互間の第２の距離としての距離ＣＬＡ以上に設定されている。また、プランジャ２８の移動方向に沿ったプランジャ２８の大径部の円筒状部２８ｔｅの角部２８Ｃｄと上述の吸引子２４の交線２４Ｃｄとの相互間距離ΔＤは、上述の所定の隙間ΔＥＤと略同一に設定されている。これにより、吸引子２４が励磁された場合、図４（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、プランジャ２８およびボールキャップ３６が、所定距離ΔＥＤ移動したタイミングにおいて、プランジャ２８の大径部の円筒状部２８ｔｅの角部２８Ｃｄと上述の交線２４Ｃｄとが、最も近接し共通の平面ＰＬ上にあるので吸引子２４およびプランジャ２８の大径部相互間に形成される吸引力が極大となる。従って、プランジャ２８およびボールキャップ３６が、所定距離ΔＥＤ移動したタイミング、所謂、キック動作開始タイミングと吸引子２４およびプランジャ２８の大径部相互間に形成される吸引力が極大となるタイミングとが、一致することとなる。

また、ボールキャップ３６は、その開口部３６ｂの中心軸線に対し略直交するように複数個の細孔３６ａを有している。これにより、ボールキャップ３６の外周部とボールキャップ３６の内周部とは、細孔３６ａを介して連通することとなる。

なお、プランジャ２８は、斯かる例に限られることなく、特許文献４にも示されるような、小径部を有することなく、大径部のみからなるものであってもよい。

弁本体部１０は、金属材料、例えば、真鍮、ステンレス鋼、アルミニウム合金等により作られ、プランジャ２８の小径部およびボールキャップ３６を収容するボールキャップ収容部１０Ａを内側に有している。ボールキャップ収容部１０Ａには、プランジャ２８の中心軸線に対し略直交する軸線上に第１の通路としての一次側配管用パイプ１２の一端が接続される入口ポート１０ＰＩと、プランジャ２８の中心軸線と共通の軸線上に第２の通路としての二次側配管用パイプ１４の一端が接続される出口ポート１０ＰＥと、が形成されている。

ボールキャップ収容部１０Ａ内に開口する出口ポート１０ＰＥの開口端部には、環状の弁座１０Ｖが形成されている。弁座１０Ｖには、図３に示されるように、弁体としてのボール弁３４が選択的に当接するものとされる。これにより、出口ポート１０ＰＥが閉塞状態とされる。

プランジャ２８およびボール弁３４を含んでなるプランジャユニットの駆動機構は、電磁コイルユニットと、コイルスプリング３０とを含んで構成されている。

斯かる構成において、コイル部２０により吸引子２４、プランジャ２８が励磁されない場合、図１および図３に示されるように、ボール弁３４が弁座１０Ｖに当接することにより、一次側配管用パイプ１２からの流体が遮断される。

一方、コイル部２０により吸引子２４、プランジャ２８が励磁される場合、先ず、プランジャ２８におけるボールキャップ３６が、図４（Ｂ）に示されるように、弁座１０Ｖから離隔する方向に所定距離ΔＥＤだけ移動せしめられる。次に、図５に示されるように、プランジャ２８がボール弁３４を伴ってさらに上昇せしめられるとき、ボール弁３４が弁座１０Ｖに対し離隔され出口ポート１０ＰＥを開状態とし、ボールキャップ収容部１０Ａ内の高圧の流体が、出口ポート１０ＰＥに排出される。従って、一次側配管用パイプ１２からの作動流体が図２の矢印Ｆの示す方向に沿って二次側配管用パイプ１４に供給されることとなる。その後、吸引子２４、プランジャ２８が励磁されない場合、コイルスプリング３０の付勢力により、プランジャ２８が吸引子２４に対し離隔され、ボール弁３４が弁座１０Ｖに当接することにより、一次側配管用パイプ１２からの作動流体が遮断される。

上述のプランジャ２８および吸引子２４とは形状の異なる図７（Ａ）および（Ｂ）に示される比較例１および２を参照し、吸引子およびプランジャの端部の断面形状、相互間距離が、吸引子およびプランジャ相互間に発生する吸引力に及ぼす影響を以下に説明する。

図６は、縦軸に吸引子およびプランジャ相互間に形成される吸引力Ｆ（Ｎ）をとり、横軸にプランジャのリフト位置（Ｌ）をとり、所定のテーパ角におけるプランジャのリフト位置に応じた吸引力の変化をあらわす特性線Ｑｓ、Ｑｔおよび特性線Ｑｆを示す。特性線Ｑｆは、図７（Ａ）に示されるような、比較例１としての吸引子４およびプランジャ８の組み合わせの場合におけるリフト位置に応じた吸引力Ｆの変化をあらわし、特性線Ｑｓ，Ｑｔは、それぞれ、図７（Ｂ）に示されるような、比較例２としての吸引子２およびプランジャ６の組み合わせの場合におけるリフト位置に応じた吸引力Ｆの変化をあらわしている。なお、プランジャのリフト位置が原点Ｏから離れ、大になるにつれて吸引子とプランジャとの相互間距離も大となる。即ち、リフトＡの領域における吸引子とプランジャとの相互間距離は、リフトＢおよびリフトＣの領域に比して小となる。

比較例１における吸引子４およびプランジャ８における互いに向かい合う端面４ａおよび８ａは、平坦面に形成されている。

比較例２におけるプランジャ６における吸引子２に向かい合う端面部６ａは、所定のテーパ角βを有する円錐台状の断面を有し、吸引子２における一方の端面部には、プランジャ６の端面部６ａが嵌り合う比較的浅い凹部２Ｒが形成されている。凹部２Ｒの内周面には、プランジャ５の円錐台状の端面が当接するテーパ面２ａが形成されている。なお、特性線Ｑｓにおけるプランジャ６の端面部６ａのテーパ角βは、特性線Ｑｔにおけるプランジャ６の端面部６ａのテーパ角βよりも小に設定されている。

比較例２において、図６における特性線Ｑｓ、Ｑｔから明らかなように、プランジャ６の端面部６ａのテーパ角βが小になるに従い、特性線Ｑｓの勾配が、特性線Ｑｔの勾配に対し小となり、特性線Ｑｓが緩やかな曲線となる。

また、所定のリフト位置Ｌｂ以上のリフトＣ領域の場合、吸引力Ｆの値は、特性線Ｑｓの場合が最も大きくなる。即ち、リフトＣ領域の場合において、吸引力Ｆの値は、特性線Ｑｓ、Ｑｔ，Ｑｆが得られる吸引子４およびプランジャ８の組み合わせの中で、最もテーパ角βが小さい形態が最大となる。

さらに、リフト位置Ｌｂ以下であってリフト位置Ｌａ以上のリフトＢ領域の場合、吸引力Ｆの値は、特性線Ｑｔの場合が最も大きくなる。すなわち、リフトＢ領域において、吸引力Ｆの値は、特性線Ｑｓ、Ｑｔが得られる吸引子２およびプランジャ６の組み合わせの中で、プランジャ６の端面部６ａのテーパ角βが大きい形態の方が大となる。

そして、リフト位置Ｌａ未満のリフトＡ領域の場合、吸引力Ｆの値は、特性線Ｑｆの場合が最も大きくなる。すなわち、リフトＡ領域の場合、吸引力Ｆは、吸引子４およびプランジャ８における互いに向かい合う端面４ａおよび８ａが平坦面のとき、最大となる。

このように、リフトＡ領域、リフトＢ領域，リフトＣ領域のそれぞれにおいて、最大吸引力が得られるテーパ角βは、変化する。このような理由に基づいて所望のリフト位置において最大吸引力が得られるようにテーパ角βを設定することとなる。

即ち、例えば、弁座のポートの径が大きい場合、ポート径に応じた最大の流量を流すためには、弁体を弁座から大きく離隔させる必要がある。この場合、プランジャと吸引子との距離が大きいとき、大きな吸引力が必要になる。そのため、最も小さいテーパ角度を有する端面部を有するプランジャが選択される（比較例２参照）。一方、弁座のポート径が小さい場合、ポート径に応じた最大の流量を流すためには、弁体を弁座から離隔させる量は小さい。この場合、プランジャと吸引子との距離が小さいとき、大きな吸引力が必要になる。そのため、テーパ角度１８０°を有する端面部を有するプランジャが選択される（比較例１参照）。

図８は、縦軸に吸引子およびプランジャ相互間に形成される吸引力Ｆ（Ｎ）をとり、横軸にプランジャのリフト位置（Ｌ）をとり、プランジャのリフト位置に応じた吸引力の変化をあらわす特性線Ｑｄおよび特性線Ｑｅを示す。なお、プランジャのリフト位置が原点Ｏから離れ、大になるにつれて吸引子とプランジャとの相互間距離も、大となる。

特性線Ｑｅは、本願発明に係る電磁弁の一例に用いられる吸引子２４およびプランジャ２８の組み合わせの場合におけるリフト位置に応じた吸引力の変化をあらわしている。特性線Ｑｄは、図９に示されるような、本願発明に係る電磁弁の変形例１としての吸引子３およびプランジャ５の組み合わせの場合におけるリフト位置に応じた吸引力の変化をあらわしている。吸引子３における一方の平坦な端面部には、円柱断面形の凹部３Ｒが形成されており、プランジャ５における向かい合う平坦な端面部に、凹部３Ｒに嵌り合う突起部５Ｐが形成されている。突起部５Ｐは、平坦な端面に形成される円筒状の突起とされる。即ち、吸引子３およびプランジャ５における向かい合う端面は、いかなるテーパ面も形成されていない形状とされる。なお、上述した吸引子３の凹部３Ｒを形成する内周面３Ｒｂとプランジャ５の突起部５Ｐの端面との相互間の距離ＣＬＢが、吸引子３の端面とプランジャ５の円筒状の突起５Ｐの基部までの距離ＣＬＡ以上に設定されるとともに、突起部５Ｐの端面と吸引子３の端面との距離ΔＤと上述の隙間ΔＥＤとが略同一に設定されてもよい。

コイル部２０により吸引子２４、プランジャ２８が励磁される場合における一連のキック動作において、プランジャ２８におけるボールキャップ３６が、図４（Ｂ）に示されるように、弁座１０Ｖの周辺から離隔する方向に所定距離ΔＥＤだけ移動せしめられる場合、図８において、プランジャ２８は、ボールキャップ３６の端面が弁座１０Ｖの周囲に当接したリフト位置Ｌ３から所定距離ΔＥＤだけ離隔したリフト位置Ｌｏまで移動せしめられる。そのリフト位置Ｌｏ（以下、キック位置ともいう）においては、図４（Ｂ）に示されるように、ボールキャップ３６の開口部３６ｂの周縁がボール弁３４の外周部に当接される。

特性線Ｑｅにおけるキック位置Ｌｏに対応する吸引力Ｆは、上述したように、プランジャ２８の大径部の円筒状部２８ｔｅの角部２８Ｃｄと上述の吸引子２４の交線２４Ｃｄとが、最も近接し共通の平面ＰＬ上にあるので吸引子２４およびプランジャ２８相互間の吸引力Ｆは、所定の極大値Ｆ１に到達することとなる。従って、吸引力Ｆが、所定の極大値Ｆ１に到達するとき、キック動作が可能となるので吸引子２４およびプランジャ２８相互間の吸引力Ｆが、効率よくキック動作に作用し、結果として、電磁弁の小型化が図られる。

なお、特性線Ｑｄにおけるキック位置Ｌｏに対応する吸引力Ｆも、同様に、所定の極大値Ｆ１に到達するとき、キック動作が可能となるので吸引子３およびプランジャ５相互間の吸引力Ｆが、効率よくキック動作に作用し、結果として、電磁弁の小型化が図られる。

その際、特性線Ｑｅにおいては、上述した吸引子２４の凹部２４Ｒを形成する内周面とプランジャ２８の大径部の円筒状部２８ｔｅの端面との相互間の距離ＣＬＢが、端部２８ＴＥのテーパ面と吸引子２４の端部２４ＢＥのテーパ面２４ｂｅとの相互間の距離ＣＬＡ以上に設定されているので特性線Ｑｅが所定のキック位置Ｌｏにおいて安定した緩やかな曲線となる。なお、キック位置Ｌｏが、例えば、リフト位置Ｌ２と一致した場合、上述のプランジャ２８の移動方向に沿ったプランジャ２８の大径部の円筒状部２８ｔｅの角部２８Ｃｄと上述の吸引子２４の交線２４Ｃｄとの相互間距離ΔＤは、上述の隙間ΔＥＤと同一に設定されることとなる。リフト位置Ｌ２は、例えば、プランジャ２８の移動方向に沿ったプランジャ２８の大径部の円筒状部２８ｔｅの角部２８Ｃｄと上述の吸引子２４の交線２４Ｃｄとが最も近接した位置とされる。

また、仮に、キック位置Ｌｏが、部品の製造誤差等により、リフト位置Ｌ１からリフト位置Ｌ２までの範囲で偏倚した場合であっても、緩やかな曲線である特性線Ｑｅから明らかなように、吸引力Ｆは、リフト位置Ｌ１からリフト位置Ｌ２までの範囲で極大値Ｆ１近傍に維持されるのでキック位置に供される吸引力のばらつきが、少ないこととなる。

一方、変形例１においては、図９に示されるように、上述した吸引子３の凹部３Ｒを形成する内周面とプランジャ５の突起部５Ｐの端面との相互間の距離ＣＬＢが、吸引子３の端面とプランジャ５の円筒状の突起５Ｐの基部までの距離ＣＬＡ以上に設定されるとともに、上述の距離ΔＤと上述の隙間ΔＥＤとが略同一に設定されている場合であっても、特性線Ｑｄに示されるように、キック位置がリフト位置Ｌ１からリフト位置Ｌ２までの範囲で偏倚した場合、吸引力Ｆの値は、極大値Ｆ１近傍に安定せず、徐々に増大するので吸引力がばらつく虞がある。

さらに、プランジャ２８の端部２８ＴＥにおけるテーパ面のテーパ角度αが、１８０°よりも小さくなる場合、図１０に示されるように、吸引力Ｆの特性は、特性線Ｑａよりも緩やかな曲線である特性線Ｑｂ，Ｑｃとなる傾向にある。図１０は、縦軸に吸引子およびプランジャ相互間に形成される吸引力Ｆ（Ｎ）をとり、横軸にプランジャのリフト位置（Ｌ）をとり、プランジャのリフト位置に応じた吸引力の変化をあらわす特性線Ｑａ，Ｑｂ，および特性線Ｑｃを示す。なお、プランジャのリフト位置が原点Ｏから離れ、大になるにつれて吸引子とプランジャとの相互間距離も、大となる。特性線Ｑａは、図９に示されるような、上述の変形例１としての吸引子３およびプランジャ５の組み合わせの場合におけるリフト位置に応じた吸引力Ｆの変化をあらわしている。即ち、吸引子３およびプランジャ５における向かい合う端面は、いかなるテーパ面も形成されていない形状とされる。

特性線Ｑｂ，Ｑｃは、それぞれ、上述の吸引子２４およびプランジャ２８の組み合わせの場合におけるリフト位置に応じた吸引力の変化をあらわしている。その際、特性線Ｑｂにおけるプランジャ２８の端部のテーパ角αは、特性線Ｑｃにおけるプランジャ２８の端部のテーパ角αよりも大に設定されている。特性線Ｑｂ，Ｑｃから明らかなように、プランジャ２８の端部のテーパ角αが小さくなるにつれて、所定のキック位置となるリフト位置Ｌｋ近傍において通過する特性線が緩やかとなる。

従って、本発明の電磁弁の一例においては、吸引力特性がフラットに近い位置で弁開作動を行うことで、リフト量のばらつきによる吸引力のばらつきが小さくなり、作動性が安定するので部品の寸法公差を比較的大きく設定できることとなる。

なお、上述した本発明に係る電磁弁の一例は、所謂、弁体に対しキック動作を行わせる構成が、吸引子、プランジャおよびボールキャップ、ボール弁を含んで構成されるものに適用されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、特許文献１乃至３に示されるような構成に適用されてもよい。また、上述の例においては、吸引子２４の凹部２４Ｒを形成する内周面とプランジャ２８の大径部の円筒状部２８ｔｅの端面との相互間の第１の距離としての距離ＣＬＢが、端部２８ＴＥのテーパ面と吸引子２４の端部２４ＢＥのテーパ面２４ｂｅとの相互間の第２の距離としての距離ＣＬＡ以上に設定されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、一端部に凸部を有する吸引子の凸部を形成する外周面とその凸部が挿入されるプランジャの大径部の円筒状部の端面との相互間の第１の距離が、吸引子の端部のテーパ面とプランジャの端部のテーパ面との相互間の第２の距離以上に設定されてもよい。

１０弁本体
２０コイル部
２４吸引子
２４ＢＥ端部
２８プランジャ
２８ＴＥ端部
３４ボール弁
３６ボールキャップ

Claims

第１の通路に接続される入口ポートと、第２の通路に接続される出口ポートとを有し、
該入口ポートおよび該出口ポートに連通し、該出口ポートを開閉制御する弁体およびプランジャを有するプランジャユニットを移動可能に収容する収容部を備える弁本体部と、
磁力により前記プランジャを引き寄せる吸引子、および、該吸引子に対し離隔する方向に該プランジャを付勢するコイルスプリングを有し、前記プランジャユニットに、前記出口ポートを開閉制御する動作を行わせるプランジャユニット駆動機構と、を備え、
前記プランジャユニット駆動機構が作動しない場合、前記プランジャにおける弁体保持部の開口端の内周縁と前記弁体の外周面との間に形成される所定の隙間が、前記プランジャの移動方向に沿ったプランジャの大径部における前記吸引子に向かい合う端部に形成され前記コイルスプリングを収容する円筒状部の角部と前記プランジャユニット駆動機構を構成する前記吸引子の端部における前記プランジャの大径部の円筒状部の角部に向き合う角部との相互間距離に等しく設定されることを特徴とする電磁弁。
前記吸引子における前記プランジャに向かい合う端部に形成される凹部を形成する底面と前記プランジャの大径部の円筒状部の端面との相互間の第１の距離が、該プランジャの端部のテーパ面と該吸引子の端部のテーパ面との相互間の第２の距離以上に設定されていることを特徴とする請求項１記載の電磁弁。