JP6609972B2

JP6609972B2 - 電磁弁

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Publication number: JP6609972B2
Application number: JP2015077913A
Authority: JP
Inventors: かおり藤田; 敏夫村上; 樹小野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2019-11-27
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Description

本発明は、コイルに供給される電流に応じて作動流体の圧力を制御する電磁弁に関する。

従来、電磁力を発生するソレノイド部と、弁孔を有する筒状のスリーブと、弁孔内で軸方向移動する軸状のスプールとを備え、スプールの軸方向移動によって、作動流体の圧力を制御する電磁弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の電磁弁は、電磁コイルに供給される電流に応じて軸方向移動するプランジャを有するソレノイド部と、プランジャと同軸上に配置された内筒状のスリーブと、スリーブに形成された弁孔に収容され、プランジャの軸方向移動に伴ってスリーブの内面を摺動するスプールとを有する。

ソレノイド部は、電磁コイルと、電磁コイルを支持する磁性体からなる筒状のカバー部材（ソレノイドケース）と、磁性体からなるコア部材（ソレノイドコア）と、カバー部材に対して軸方向移動するプランジャとを有する。コア部材は、その中心部に軸方向に貫通した貫通孔を有し、この貫通孔に軸状のシャフトが挿通されている。また、コア部材におけるスリーブとは反対側の端部には、プランジャの一端部が嵌入する凹部が形成された円筒ヨーク部が設けられている。

電磁コイルに通電されると、プランジャが電磁力によってコア部材の円筒ヨーク部における凹部の底面に向かって軸方向に吸引される。凹部の内周面とプランジャの外周面との間には、僅かな隙間（エアギャップ）が形成され、電磁コイルで発生した磁束は、このエアギャップを含む磁路に沿って電磁コイルの周囲を周回する。

プランジャは、電磁コイルの磁力によってシャフトと共に軸方向に進退移動し、シャフトを介してスプールを押圧することで、スプールを弁孔内で移動させる。これにより、弁孔内における作動流体の流路が切り替わり、制御対象装置への作動流体の供給圧力が変化する。

シャフトは、コア部材の貫通孔内に配置された第１の軸受ブッシュによって軸方向に移動可能に支持されている。また、プランジャは、カバー部材の内部に配置された第２の軸受ブッシュによって軸方向移動可能に支持されている。

特開２０１４−１０５７２６号公報

上記のように構成された電磁弁では、プランジャ及びシャフトを円滑に軸方向移動させるために、第１の軸受ブッシュとシャフトとの間、及び第２の軸受ブッシュとプランジャとの間には、僅かな隙間が形成されている必要がある。この隙間が大きいと、コア部材及びカバー部材に対するプランジャ及びシャフトのガタが大きくなり、コア部材における凹部の内周面とプランジャの外周面との間のエアギャップの幅が変動してしまい、電磁コイルに供給される電流に応じたスプールの押圧力が得られないおそれがある。一方、第１及び第２の軸受部ブッシュとプランジャ及びシャフトとの間の隙間が小さいと、プランジャ及びシャフトの円滑な摺動性が損なわれる。

特許文献１に記載の電磁弁では、コア部材及びカバー部材の内側に第１の軸受ブッシュ及び第２の軸受ブッシュが電磁コイルで発生する磁束の磁路中に配置されるので、磁気効率の低下を招来している。また、コア部材及びカバー部材の加工誤差に加え、第１及び第２の軸受ブッシュの径方向の寸法誤差が第１及び第２の軸受ブッシュとプランジャ及びシャフトとの隙間の大きさに影響する。このため、プランジャ及びシャフトの円滑な軸方向移動を確保するため、コア部材及びカバー部材に対するプランジャ及びシャフトのガタを許容し、これに伴ってコア部材における凹部の内周面とプランジャの外周面との間のエアギャップを大きく設定する必要があった。

しかし、コア部材における凹部の内周面とプランジャの外周面との間のエアギャップを大きく設定すると、電磁コイルで発生する磁束の磁路における磁気抵抗が大きくなり、磁気効率の低下を招来するため、例えば電磁コイルにおける巻線の巻き数を多くすること等により、電磁コイルで発生し得る磁力を高める必要がある。このことは、電磁弁の小型化を図る上での制約となっていた。

そこで、本発明は、プランジャ及びシャフトの円滑な摺動性を確保しながら、小型化を図ることが可能な電磁弁を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、作動流体が流通する複数のポートが形成された円筒状のスリーブ、前記スリーブの内部における軸方向移動によって前記ポートを開放及び閉塞する軸状のスプール、及び前記スプールを前記スリーブに対して軸方向移動させるソレノイド部を備え、前記ソレノイド部は、電流の供給を受けて磁力を発生させる筒状の電磁コイルと、前記電磁コイルを包囲する磁性体からなるカバー部材と、前記電磁コイルの中心軸に沿って軸方向移動可能に支持され、前記スプールに軸方向の移動力を付与するシャフトと、前記シャフトと共に軸方向移動可能なプランジャと、前記電磁コイルに発生する磁力によって前記プランジャを吸引する磁性体コアと、を備え、前記カバー部材は、前記電磁コイルの外周側を覆う外側筒部、前記電磁コイルの前記スリーブとは反対側の端部を覆う第１底部、前記電磁コイルの前記第１底部側の端部と前記プランジャとの間に介在する内側筒部、及び前記内側筒部よりも径方向内方に突出して形成され、前記プランジャと軸方向に対向する第２底部を有し、前記磁性体コアは、前記シャフトと前記電磁コイルとの径方向間に介在して前記プランジャ及び前記カバー部材の前記内側筒部と軸方向に対向し、前記シャフトを挿通させる挿通孔が中心部に形成された円筒部、及び前記円筒部と前記カバー部材の前記外側筒部とを連結するフランジ部を有し、前記シャフトは、前記磁性体コアに形成された第１軸受部と、前記カバー部材の前記第２底部に形成された第２軸受部とによって支持され、前記第１軸受部は、前記磁性体コアの前記円筒部が軸方向の一部において前記シャフトの外周面に摺接するように径方向内方に突出して形成され、前記第２軸受部は、前記カバー部材の前記第２底部に前記プランジャから突出した前記シャフトを摺動自在に保持する摺動孔を設けることによって形成され、前記摺動孔の内周面が前記シャフトの外周面に摺接する摺接面であり、前記カバー部材の前記第２底部には、前記シャフトに沿って前記プランジャ側に突出した環状の突部が設けられると共に、前記摺動孔から外方に突出した前記シャフトの端部を収容する収容孔が形成されており、前記突部は、その内面が前記摺接面に含まれ、前記収容孔は、その内面が前記シャフトの前記端部の外周面に隙間を介して対向し、前記シャフトは、前記端部が常に前記摺動孔から外方に突出し、かつ前記カバー部材における前記収容孔の開口端面から外方に突出しない、電磁弁を提供する。

本発明によれば、プランジャ及びシャフトの円滑な摺動性を確保しながら、小型化を図ることが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁の構成例における断面図であり、（ａ）は電磁コイルが通電された通電状態における断面図であり、（ｂ）は非通電状態における断面図である。第１の実施の形態に係る電磁弁におけるソレノイド部及びその周辺部の拡大図である。（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、（ｄ）は図１（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁の構成例における断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る電磁弁における第２軸受部の周辺部を拡大して示す拡大図であり、（ａ）は通電状態を、（ｂ）は非通電状態を、それぞれ示す。（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。（ａ）〜（ｆ）は、第３の実施の形態の変形例における突起を、第２底部の内面の平面視で示す説明図である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁の構成及び動作について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る電磁弁の構成例を示す断面図であり、図１（ａ）は通電状態を示し、図１（ｂ）は非通電状態を示している。図２は、図１（ａ）に示す電磁弁におけるソレノイド部及びその周辺部の拡大図である。図３（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、図３（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、図３（ｄ）は、図１（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。なお、図３（ａ）では、シャフト、プランジャ、及びカバー部材の一部のみを図示し、図３（ｂ）では、シャフト、プランジャ、及びコア部材の一部のみを図示している。

電磁弁１は、電磁コイル２０に供給される電流に応じて軸方向移動するプランジャ２４を有するソレノイド部２と、プランジャ２４と同軸上に配置された筒状のスリーブ４と、スリーブ４に形成された弁孔４ａに収容され、プランジャ２４の軸方向移動に伴ってスリーブ４の内面を摺動するスプール３とを有して構成されている。

スリーブ４は、図略のオイルポンプから供給される作動流体が流通する複数のポートが形成された円筒状の部材である。より具体的には、スリーブ４は、作動流体が供給される供給ポート４１と、ソレノイド部２の非通電状態において供給ポート４１と連通し、作動流体を制御対象（例えば電子制御式自動変速装置のクラッチ）に出力する出力ポート４２と、ソレノイド部２の通電状態において出力ポート４２と連通し、作動流体を排出する排出ポート４３と、出力ポート４２から流出した作動流体の一部がフィードバックポート孔４４ａを介して流入するフィードバックポート４４と、コイルばね６を収容するばね室４５ａを内部に有する筒部４５とを有している。

筒部４５は、スリーブ４におけるソレノイド部２とは反対側の端部に設けられ、その開口４５ｂが蓋部材７によって閉塞されている。蓋部材７は、その外周面に形成された雄ねじが筒部４５の内周面に形成された雌ねじ部に螺合しており、スリーブ４に対する軸方向の位置が調整可能に取り付けられている。

スプール３は、スリーブ４の内部における軸方向移動によって供給ポート４１，出力ポート４２，排出ポート４３，及びフィードバックポート４４を開放及び閉塞する軸状の部材である。また、スプール３は、ソレノイド部２側から順に、第１ランド部３１と、第１ランド部３１よりも大径の第２ランド部３２と、第２ランド部３２よりも細径の細径部３３と、第３ランド部３４とを有している。

また、スプール３は、第３ランド部３４のソレノイド部２と反対側の軸方向端面に当接するコイルばね６によって弾性的にソレノイド部２側に付勢されている。第１ランド部３１のソレノイド部２側の軸方向端面には、ソレノイド部２側に配置されたシャフト２２の先端部２２１が常時、当接している。

ソレノイド部２は、電流の供給を受けて磁力を発生させる筒状の電磁コイル２０と、電磁コイル２０を包囲する筒状のカバー部材２１と、電磁コイル２０の中心軸Ｃに沿って軸方向移動可能に支持され、スプール３に移動力を付与するシャフト２２と、電磁コイル２０に発生する磁力によってプランジャ２４を吸引する磁性体コアとしてのコア部材２３と、カバー部材２１及びコア部材２３に対して軸方向移動するプランジャ２４とを有する。カバー部材２１，コア部材２３及びプランジャ２４は磁性体からなり、電磁コイル２０が発生する磁束の磁路Ｇを構成する。

電磁コイル２０は、カバー部材２１に形成された環状のコイル収容空間２１ａに収容され、かつ、樹脂からなるボビン２０ａによって封止されている。電磁コイル２０は、カバー部材２１の外周に固定されたコネクタ部２０１から励磁電流の供給を受けて磁束を発生させる。

カバー部材２１は、図２に示すように、電磁コイル２０の外周側を覆う外側筒部２１０と、電磁コイル２０のスリーブ４とは反対側の端部を覆う第１底部２１１と、電磁コイル２０の第１底部２１１側の端部とプランジャ２４との間に介在する内側筒部２１３と、内側筒部２１３よりも径方向内方に突出して形成され、プランジャ２４と軸方向に対向する第２底部２１４とを一体に有している。第２底部２１４には、シャフト２２に沿ってプランジャ２４側に突出した環状の突部２１５が設けられている。突部２１５の先端面２１５ａには、電子コイル２０への非通電状態において、プランジャ２４の第２底部２１４側の端面２４ｃが当接する。

内側筒部２１３は、図３（ａ）に示すように、その内周面２１３ａがプランジャ２４の外周面２４ａと直接対向する。ここで、「直接対向する」とは、内外周面間に他の部材が介在することなく、両周面が直に向かい合うことをいう。プランジャ２４の外周面２４ａとカバー部材２１の内側筒部２１３の内周面２１３ａとの間の隙間をＨ_１とすると、プランジャ２４の外径が１０ｍｍ程度である場合、Ｈ_１は、例えば０．２ｍｍである。

コア部材２３は、シャフト２２を挿通させる挿通孔２３１ａが中心部に形成された円筒部２３１と、円筒部２３１とカバー部材２１の外側筒部２１０とを連結するフランジ部２３２と、円筒部２３１のフランジ部２３２側とは反対側の端部における周縁部から軸方向に突出して形成された鍔部２３３とを一体に有している。円筒部２３１は、シャフト２２と電磁コイル２０との径方向間に介在し、かつプランジャ２４及びカバー部材２１の内側筒部２１３と軸方向に対向している。

鍔部２３３は、図３（ｂ）に示すように、その内周面２３３ａがプランジャ２４の外周面２４ａと直接対向する円筒状である。プランジャ２４の外周面２４ａとコア部材２３における鍔部２３３の内周面２３３ａとの間の隙間をＨ_２とすると、Ｈ_２は、例えば０．１ｍｍである。

鍔部２３３の内周側の空間は、プランジャ２４の軸方向におけるスリーブ４側の端部２４１が嵌入する凹部２３４として形成されている。コア部材２３の円筒部２３１とカバー部材２１の第２底部２１４との軸方向間には、プランジャ２４が収容される収容空間２ａが形成されている。

プランジャ２４は、シャフト２２に外嵌され、シャフト２２と共に軸方向移動可能に収容空間２ａ内に収容されている。プランジャ２４には、中心部に軸方向に貫通した貫通孔２４ｂが形成され、この貫通孔２４ｂ内にはシャフト２２が圧入されている。

シャフト２２は、コア部材２３の円筒部２３１に形成された第１軸受部５１と、カバー部材２１の第２底部２１４に形成された第２軸受部５２とによって軸方向移動可能に支持されている。ここで、シャフト２２の表面硬度は、第１軸受部５１及び第２軸受部５２の表面硬度よりも大きく設定されている。これにより、シャフト２２は円滑に摺動する。

シャフト２２は、コア部材２３における円筒部２３１の挿通孔２３１ａを挿通し、その軸方向におけるスプール３側の先端部２２１がコア部材２３のフランジ部２３２側から突出する。コア部材２３のフランジ部２３２から突出したシャフト２２の先端部２２１は、スプール３の一端に当接し、スプール３をその中心軸Ｃに沿って軸方向の一側に押圧する。これにより、スプール３に軸方向の移動力が付与される。

また、シャフト２２には、その外周にプランジャ２４がコア部材２３に当接した際の衝撃を緩和するスペーサ２２０が固定されている。

第１軸受部５１は、コア部材２３の円筒部２３１が軸方向の一部においてシャフト２２の外周面２２ａに摺接するように径方向内方に突出して形成され、その突出部の内面がシャフト２２の外周面２２ａと摺接する摺接面５１ａとして形成されている。第１軸受部５１の内径は、シャフト２２の外径よりも僅かに大きく形成されている。

第２軸受部５２は、プランジャ２４から突出したシャフト２２を摺動自在に保持する摺動孔２１４ａをカバー部材２１の第２底部２１４に設けることによって形成されている。また、第２軸受部５２の内周面は、シャフト２２の外周面２２ａと摺接する摺接面５２ａとして形成されている。この摺動孔２１４ａは、カバー部材２１の第２底部２１４を軸方向に貫通して形成され、プランジャ２４から突出したシャフト２２が摺動孔２１４ａを貫通し、シャフト２２の基端部２２２がカバー部材２１から外方に露呈している。第２軸受部５２の内径は、シャフト２２の外径よりも僅かに大きく形成されている。

本実施の形態では、摺動孔２１４ａの内面が環状の突部２１５の内面を含んでおり、突部２１５の内面は、第２軸受部５２の摺接面５２ａの一部となっている。すなわち、第２軸受部５２は、突部２１５を含んで、摺動孔２１４ａを内周面とする円筒状に第２底部２１４から突出して形成されている。つまり、本実施の形態では、第２軸受部５２が、第２底部２１４の厚みと、突部２１５の底部２１４からの突出高さ分の長さに形成されている。

第１軸受部５１及び第２軸受部５２の内径は、略同等に設定されており、第１軸受部５１及び第２軸受部５２の内径とシャフト２２の外径との差は、シャフト２２の外径が４ｍｍ程度である場合、例えば０．０２ｍｍである。

ここで、第１軸受部５１の摺接面５１ａにおける軸方向距離Ｌ_１の中間点である軸方向中心位置をＯ_１、第２軸受部５２の摺接面５２ａにおける軸方向距離Ｌ_２の中間点である軸方向中心位置をＯ_２とすると、図２に示すように、軸方向中心位置Ｏ_１及び軸方向中心位置Ｏ_２との中間点である軸受間中心位置Ｍが凹部２３４の軸方向範囲内にあるように構成されている。ここで、「軸方向範囲内」とは、コア部材２３の円筒部２３１の軸方向におけるプランジャ２４側の端面２３１ｂから鍔部２３３の先端部までの軸方向距離Ｌの範囲内をいう。端面２３１ｂは、凹部２３４の底面として形成されている。

次に、電磁弁１の動作について説明する。電磁コイル２０に電流が供給されると、図１（ａ）及び図２に示すように、カバー部材２１、コア部材２３、及びプランジャ２４を磁束が通過する磁路Ｇが形成される。

この磁路Ｇにおける磁束の経路は、コア部材２３のフランジ部２３２→カバー部材２１の外側筒部２１０→カバー部材２１の第１底部２１１→カバー部材２１の内側筒部２１３→プランジャ２４の外周部→コア部材２３の鍔部２３３→コア部材２３の円筒部２３１の外周部→コア部材２３のフランジ部２３２となる。

このように形成された磁路Ｇを通過する磁束に応じて電磁力が発生し、この電磁力によってプランジャ２４が軸方向におけるスリーブ４側に吸引され、シャフト２２がスプール３を押圧する。そして、スプール３が図１（ａ）に示すように筒部４５側に軸方向移動するため、供給ポート４１と出力ポート４２との連通がスプール３の第２ランド部３２によって遮断される一方、出力ポート４２と排出ポート４３とがスプール３の細径部３３の外周側を介して連通する。

一方、電磁コイル２０へ電流の供給を停止すると、スプール３が図１（ｂ）に示すようにソレノイド部２側へ移動するため、供給ポート４１と出力ポート４２とが細径部３３の外周側を介して連通する一方、出力ポート４２と排出ポート４３との連通がスプール３の第３ランド部３４によって遮断される。すなわち、電磁弁１は、スプール３の軸方向移動によって、供給ポート４１、出力ポート４２、及び排出ポート４３の間の連通状態を切り替えている。

このように、電磁弁１は、供給ポート４１と出力ポート４２との間の作動流体の流路面積、及び出力ポート４２と排出ポート４３との間の流路面積を変化させることにより、電磁弁１を通過する作動流体の圧力を制御する。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下の作用及び効果を得ることができる。

（１）電磁弁１は、シャフト２２がコア部材２３に形成された第１軸受部５１と、カバー部材２１の第２底部２１４に形成された第２軸受部５２とによって支持されているので、例えば特許文献１に記載の電磁弁のように第１及び第２の軸受ブッシュを備えている場合に比較して、径方向における寸法誤差が低減され、プランジャ２４及びシャフト２２のガタが抑制される。これにより、プランジャ２４の外周面２４ａとコア部材２３における鍔部２３３の内周面２３３ａとの間のエアギャップを小さくできる。すなわち、プランジャ２４及びシャフト２２の円滑な摺動性を確保しつつ、電磁弁１の小型化を図ることができる。

（２）第２軸受部５２が、第２底部２１４側に摺動孔２１４ａを設けることによって形成されているので、例えば特許文献１に記載の電磁弁のようにカバー部材とプランジャと間に配置された第２の軸受ブッシュが磁束を通過させる磁路上に介在することによる磁束密度の低下を防止することができ、磁気抵抗を低減できる。これにより、電磁弁１の大型化を抑制することができる。

（３）軸方向中心位置Ｏ_１及び軸方向中心位置Ｏ_２との中間点である軸受間中心位置Ｍが凹部２３４の軸方向範囲内にあるので、プランジャ２４の端部２４１に作用する磁気吸引力によるシャフト２２への荷重を第１軸受部５１及び第２軸受部５２において略均等に分散することができる。これにより、プランジャ２４及びシャフト２２の径方向におけるガタが防止され、シャフト２２の軸方向における円滑な摺動性が確保される。

（４）カバー部材２１の内側筒部２１３は、その内周面２１３ａがプランジャ２４の外周面２４ａと直接対向しているので、例えば内側筒部２１３と外周面２４ａとの間に特許文献１に記載の第１及び第２の軸受ブッシュが介在している場合に比較して、カバー部材２１とプランジャ２４との間のエアギャップを小さくすることができる。すなわち、電磁弁１の小型化を図ることができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る変形例について図４を参照して説明する。図４は、第２の実施の形態に係る電磁弁１のソレノイド部２及びその周辺部の構成例を示している。

第２の実施の形態に係る電磁弁は、その第２底部２１４Ａが本実施の形態に係る第２底部２１４と形状が異なる他は本実施の形態に係る電磁弁１と同様に構成されている。図４において、第１の実施の形態について説明したものと実質的に同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

本変形例に係る第２底部２１４Ａには、摺動孔２１４ａから外方に突出したシャフト２２の基端部２２２を収容する収容孔２１４Ｂが形成され、収容孔２１４Ｂの内面がシャフト２２の基端部２２２における外周面２２ａと隙間を介して対向している。

シャフト２２は、摺動孔２１４ａを挿通し、第２軸受部５２から外方に向かって軸方向に突出している。第２軸受部５２から突出したシャフト２２の基端部２２２は、収容孔２１４Ｂ内に配置され、その外周面２２ａが収容孔２１４Ｂの内面と隙間を介して対向している。すなわち、シャフト２２の基端部２２２は、収容孔２１４Ｂの開口端面２１４Ｃから突出せずに、収容孔２１４Ｂ内に収容されている。

このように構成された変形例に係る電磁弁によれば、第１の実施の形態について述べた作用及び効果に加え、プランジャ２４が収容空間２ａ内において最も第２底部２１４Ａ側に移動した場合にも、シャフト２２がカバー部材２１における開口端面２１４Ｃから突出しないので、例えば電磁弁を取付対象装置に組付ける際に、不用意にシャフト２２へ衝撃を加え、ソレノイド部２の機能を損ねてしまうことがない。これにより、電磁弁を取付対象装置に安全に取り付けることができる。

［第３の実施の形態］
次に本発明の第３の実施の形態について、図５を参照して説明する。図５において、第１の実施の形態について説明したものと実質的に同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図５（ａ）及び（ｂ）は、本実施の形態に係る電磁弁における第２軸受部５２の周辺部を拡大して示す拡大図であり、（ａ）は通電状態を、（ｂ）は非通電状態を、それぞれ示す。図５（ｃ）は、図５（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。

第１の実施の形態では、カバー部材２１の第２底部２１４からシャフト２２に沿って、環状の突部２１５が突出して設けられていたが、本実施の形態では、環状の突部２１５に替えて、カバー部材２１の第２底部２１４の収容空間２ａ側の面に複数の島状の突起２１６が設けられている。この突起２１６は、例えば鍛造によって形成することができる。

本実施の形態に係る電磁弁は、環状の突部２１５に替えて突起２１６が設けられた他は、第１の実施の形態と同様に構成されている。また、本実施の形態では、第２軸受部５２が環状の突部２１５を含まないため、シャフト２２の軸方向における第２軸受部５２の長さが第１の実施の形態よりも短く形成されている。

突起２１６は、摺動孔２１４ａの径方向外側、すなわち第２軸受部５２の外側に設けられている。第２底部２１４の内面２１４ｂからの突起２１６の高さは、例えば第１の実施の形態における環状の突部２１５と同じ高さである。本実施の形態では、第２底部２１４に２つの突起２１６が設けられているが、突起２１６の数は１つでもよく、３つ以上でもよい。また、本実施の形態では、突起２１６が円柱状であり、その先端面２１６ａが平坦な面であるが、突起２１６は半球形状であってもよい。突起２１６が円柱状である場合、その先端面２１６ａの直径は、環状に形成された第２底部２１４の内面２１４ｂの径方向幅の３分の２以下であることが望ましい。

プランジャ２４の端面２４ｃは、電磁コイル２０に通電されると突起２１６から離間し、電磁コイル２０への非通電時には、コイルばね６の付勢力によって突起２１６の先端面２１６ａに押し付けられる。すなわち、突起２１６は、カバー部材２１の第２底部２１４においてコイルばね６の付勢力をシャフト２２及びプランジャ２４を介して受ける受け部として機能する。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態について述べた作用及び効果に加え、第２軸受部５２の摺接面５２ａとシャフト２２の外周面２２ａとの間の僅かな隙間等から収容空間２ａに進入した作動流体の表面張力により、プランジャ２４の円滑な移動が妨げられることが抑制される。つまり、例えばカバー部材２１の第２底部２１４に突起２１６が設けられていない場合には、第２底部２１４の内面２１４ｂにプランジャ２４の端面２４ｃが広い面積で接触し、電磁コイル２０への通電時に、第２底部２１４の内面２１４ｂとプランジャ２４の端面２４ｃとの間の作動流体の表面張力によってプランジャ２４の移動が妨げられるおそれがあるが、本実施の形態によれば、プランジャ２４の移動が円滑になる。これにより、プランジャ２４及びシャフト２２の動作のスムース化ならびに高応答化が可能となる。

また、本実施の形態によれば、第２底部２１４に摺動孔２１４ａを形成する際に収容空間２ａ側にバリが発生したとしても、突起２１６により、このバリがプランジャ２４に接触してしまうことを抑制できる。これにより、バリ取り加工を簡略化することも可能となる。

［第３の実施の形態の変形例］
次に、図６（ａ）〜（ｆ）を参照して、突起２１６の配置を変形した第３の実施の形態の複数の変形例について説明する。図６（ａ）〜（ｆ）は、各変形例における突起２１６を、図５（ａ）のＥ−Ｅ線断面で見た第２底部２１４の内面２１４ｂの平面視で示す説明図である。

図６（ａ）は、第２底部２１４の内面２１４ｂから突出して形成された突起２１６の数を３つにした変形例を示す。この３つの突起２１６のそれぞれには、電磁コイル２０への非通電時に、プランジャ２４の端面２４ｃが当接する。このように３つ以上の突起２１６を設ける場合には、第２底部２１４の内面２１４ｂをその正面から見たとき、これらの突起２１６の中心点を結んだ多角形の中に摺動孔２１４ａの少なくとも一部が含まれるようにすることが望ましい。このように複数の突起２１６を配置することにより、電磁コイル２０の非通電時におけるプランジャ２４の傾きが抑制される。

図６（ｂ）は、２つの突起２１６を第２底部２１４の内面２１４ｂの外縁に設けた変形例である。このような突起２１６の配置によっても、第３の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。

図６（ｃ）は、１つの突起２１６を第２底部２１４の摺動孔２１４ａの近傍に設けた変形例であり、図６（ｄ）は、１つの突起２１６を第２底部２１４の内面２１４ｂの外縁に設けた変形例である。このように、１つの突起２１６を設けた場合でも、作動流体の表面張力によってプランジャ２４の移動が妨げられることを抑制することができる。

図６（ｅ）及び（ｆ）は、複数の突起２１６を摺動孔２１４ａの周囲に設ける場合において、第２底部２１４に摺動孔２１４ａを形成する前後の状態を示す。図６（ｅ）は、摺動孔２１４ａを形成する前の状態を示している。この状態において、第２底部２１４の内面２１４ｂには、円柱状の第１突部２１７ａと、この第１突部２１７ａを挟むように形成された第２突部２１７ｂ及び第３突部２１７ｃとを有する突起２１７が形成されている。そして、第１突部２１７ａが形成された部分にドリル等の切削工具によって摺動孔２１４ａを形成すると、第２突部２１７ｂ及び第３突部２１７ｃの部分が切削されずに残ることにより、図６（ｂ）に示すように２つの突起２１６が形成される。このように複数の突起２１６を形成することにより、カバー部材２１の加工が容易となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…電磁弁、２…ソレノイド部、２ａ…収容空間、３…スプール、４…スリーブ、４ａ…弁孔、７…蓋部材、２０…電磁コイル、２０ａ…ボビン、２１…カバー部材、２１ａ…コイル収容空間、２２…シャフト、２２ａ…外周面、２３…コア部材、２４…プランジャ、２４ａ…外周面、２４ｂ…貫通孔、３１…第１ランド部、３２…第２ランド部、３３…細径部、３４…第３ランド部、４１…供給ポート、４２…出力ポート、４３…排出ポート、４４…フィードバックポート、４４ａ…フィードバックポート孔、４５…筒部、４５ａ…ばね室、４５ｂ…開口、５１…第１軸受部、５１ａ…摺接面、５２…第２軸受部、５２ａ…摺接面、２０１…コネクタ部、２１０…外側筒部、２１１…第１底部、２１３…内側筒部、２１３ａ…内周面、２１４…第２底部、２１４ａ…摺動孔、２１４ｂ…内面、２１４Ａ…底部、２１４Ｂ…収容孔、２１４Ｃ…開口端面、２１５…突部、２１６…突起、２１６ａ…先端面、２１７…突起、２１７ａ…第１突部、２１７ｂ…第２突部、２１７ｃ…第３突部、２２０…スペーサ、２２１…先端部、２２２…基端部、２３１…円筒部、２３１ａ…挿通孔、２３１ｂ…端面、２３２…フランジ部、２３３…鍔部、２３３ａ…内周面、２３４…凹部、２４１…端部

Claims

作動流体が流通する複数のポートが形成された円筒状のスリーブ、前記スリーブの内部における軸方向移動によって前記ポートを開放及び閉塞する軸状のスプール、及び前記スプールを前記スリーブに対して軸方向移動させるソレノイド部を備え、
前記ソレノイド部は、
電流の供給を受けて磁力を発生させる筒状の電磁コイルと、
前記電磁コイルを包囲する磁性体からなるカバー部材と、
前記電磁コイルの中心軸に沿って軸方向移動可能に支持され、前記スプールに軸方向の移動力を付与するシャフトと、
前記シャフトと共に軸方向移動可能なプランジャと、
前記電磁コイルに発生する磁力によって前記プランジャを吸引する磁性体コアと、を備え、
前記カバー部材は、前記電磁コイルの外周側を覆う外側筒部、前記電磁コイルの前記スリーブとは反対側の端部を覆う第１底部、前記電磁コイルの前記第１底部側の端部と前記プランジャとの間に介在する内側筒部、及び前記内側筒部よりも径方向内方に突出して形成され、前記プランジャと軸方向に対向する第２底部を有し、
前記磁性体コアは、前記シャフトと前記電磁コイルとの径方向間に介在して前記プランジャ及び前記カバー部材の前記内側筒部と軸方向に対向し、前記シャフトを挿通させる挿通孔が中心部に形成された円筒部、及び前記円筒部と前記カバー部材の前記外側筒部とを連結するフランジ部を有し、
前記シャフトは、前記磁性体コアに形成された第１軸受部と、前記カバー部材の前記第２底部に形成された第２軸受部とによって支持され、
前記第１軸受部は、前記磁性体コアの前記円筒部が軸方向の一部において前記シャフトの外周面に摺接するように径方向内方に突出して形成され、
前記第２軸受部は、前記カバー部材の前記第２底部に前記プランジャから突出した前記シャフトを摺動自在に保持する摺動孔を設けることによって形成され、前記摺動孔の内周面が前記シャフトの外周面に摺接する摺接面であり、
前記カバー部材の前記第２底部には、前記シャフトに沿って前記プランジャ側に突出した環状の突部が設けられると共に、前記摺動孔から外方に突出した前記シャフトの端部を収容する収容孔が形成されており、
前記突部は、その内面が前記摺接面に含まれ、
前記収容孔は、その内面が前記シャフトの前記端部の外周面に隙間を介して対向し、
前記シャフトは、前記端部が常に前記摺動孔から外方に突出し、かつ前記カバー部材における前記収容孔の開口端面から外方に突出しない、
電磁弁。
前記磁性体コアには、前記電磁コイルへの通電時に前記プランジャの端部が嵌入する凹部が形成され、
前記第１軸受部の軸方向中心位置と前記第２軸受部の軸方向中心位置との中間点である軸受間中心位置が前記凹部の軸方向範囲内にある、
請求項１に記載の電磁弁。
前記カバー部材の前記内側筒部は、その内周面が前記プランジャの外周面と直接対向する、
請求項１又は２に記載の電磁弁。