JP6645112B2

JP6645112B2 - 電磁弁

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Description

本発明は、供給ポートおよび出力ポートを有する筒状のスリーブに対してスプール弁を軸方向移動させるソレノイド部を備えた電磁弁に関する。

従来、作動油が供給される供給ポートおよび作動油を出力する出力ポートを有する筒状のスリーブと、スリーブに形成された弁孔内で軸方向移動して供給ポートと出力ポートとの間の流路面積を変化させるスプール弁と、励磁電流の供給を受けて作動し、スプール弁を軸方向の一側に押圧するソレノイド部とを備えた電磁弁が、例えば車両の自動変速機の油圧装置を制御するために用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の電磁弁のソレノイド部は、電磁コイルと、電磁コイルで発生した磁束の磁路となるソレノイドコアと、ソレノイドコアに対して軸方向に移動するプランジャと、プランジャと一体に軸方向移動するシャフトと、シャフトに外嵌された環状のストッパとを有している。電磁コイルに励磁電流が供給されると、プランジャがソレノイドコアに対して軸方向移動し、シャフトがスプール弁を押圧する。

特開２０１４−１８５７４８号公報

図６（ａ）は、従来の電磁弁９のソレノイド部の構成例を示す構成図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部を拡大して示す拡大図である。図６（ａ）では、軸線Ｏよりも上側に電磁弁９の非作動状態（非通電状態）を示し、軸線Ｏよりも下側に電磁弁９の電磁コイル９０に定格電流値の励磁電流が供給された作動状態を示している。

図６に示すように、電磁弁９のソレノイド部は、電磁コイル９０の磁力によって、ソレノイドコア９１に対してプランジャ９２が軸方向移動するように構成されている。電磁コイル９０、ソレノイドコア９１、およびプランジャ９２は、ソレノイドケース９００に収容されている。

ソレノイドコア９１は、プランジャ９２と一体に軸方向移動するシャフト９３を中心部に挿通させる円筒部９１１と、円筒部９１１の一端部における外周端部からプランジャ９２側に向かって軸方向に延出された環状の延出部９１２と、円筒部９１１の他端部から外方に突出する環板状の鍔部９１３とを有している。延出部９１２は、円筒部９１１から遠ざかるに連れて外径が小さくなるテーパ部９１４、およびテーパ部９１４の先端部からさらに軸方向に沿って延びる円環状の延設部９１５によって形成されている。

図６（ｂ）に拡大して示すように、テーパ部９１４の外周面９１４ａは、延設部９１５側ほど外径が小さくなる円錐状である。延設部９１５の外周面９１５ａは、テーパ部９１４の外周面９１４ａの最小径部と同一の外径を有する円筒状である。また、延出部９１２の内周面９１２ａは、テーパ部９１４および延設部９１５に亘って同一の内径で形成され、プランジャ９２の外周面９２ａに対向する。

ソレノイドコア９１の円筒部９１１とプランジャ９２との間には、シャフト９３に外嵌された非磁性体からなる環状のストッパ９４が介在している。プランジャ９２がソレノイドコア９１側（円筒部９１１側）に接近すると、ソレノイドコア９１の円筒部９１１とプランジャ９２との間にストッパ９４が挟まれ、これによりプランジャ９２のソレノイドコア９１側への軸方向移動が規制される。ストッパ９４は、ソレノイドコア９１およびプランジャ９２における残留磁気によってプランジャ９２がソレノイドコア９１から離間しなくなることを防止している。

電磁コイル９０に励磁電流が供給されると、その磁力によってプランジャ９２がソレノイドコア９１に対して円筒部９１１側に移動する。シャフト９３は、プランジャ９２と一体に移動して、スプール弁９５をスリーブ９６に対して移動させる。また、電磁コイル９０への励磁電流の供給が遮断されると、図略のスプリングの復元力によってスプール弁９５がソレノイド部側に移動すると共に、プランジャ９２がソレノイドコア９１の円筒部９１１から離間する。

上記のように構成された電磁弁９を精度よく制御するためには、電磁コイル９０に一定の励磁電流を供給した場合に、プランジャ９２のソレノイドコア９１に対する軸方向の位置が変化しても、プランジャ９２に作用する軸力（ソレノイドコア９１側への吸引力）の変動が少ないことが望ましい。また、電磁コイル９０に供給される励磁電流に対してプランジャ９２が受ける軸力が大きい方が、省電力および電磁弁の小型化の観点から望ましい。一般に、電磁コイル９０に一定の励磁電流を供給した場合にプランジャ９２に作用する軸力は、プランジャ９２のソレノイドコア９１に対する可動範囲の中央部で大きくなり、可動範囲の両端部で小さくなる傾向にある。

電磁弁９において、プランジャ９２がソレノイドコア９１の円筒部９１１から最も離れた位置にあるときにプランジャ９２に作用する軸力を大きくするには、図６（ｂ）に仮想線（二点鎖線）で示すように、延出部９１２における延設部９１５の径方向の厚みを厚くすると共に、テーパ部９１４の外周面９１４ａの軸方向に対する傾斜角θを大きくすることが有効である。しかし、このように延出部９１２の形状を変更すると、プランジャ９２がソレノイドコア９１の円筒部９１１に接近したときに、プランジャ９２に作用する磁力の径方向の成分が大きくなり、軸方向の成分（前記軸力）が小さくなってしまうという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、プランジャがソレノイドコアに対する可動範囲の端部にあるときのプランジャに作用する軸力の低下を抑制し、以ってプランジャの軸方向の位置による軸力の変動を抑制す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、作動油が供給される供給ポートおよび作動油を出力する出力ポートが形成された筒状のスリーブと、前記スリーブに形成された弁孔に軸方向移動可能に収容され、その軸方向移動によって前記供給ポートと前記出力ポートとの間の流路面積を変化させるスプール弁と、励磁電流の供給を受けて作動し、前記励磁電流の大きさに応じた押圧力で前記スプール弁を軸方向の一側に押圧するソレノイド部と、前記スプール弁を前記ソレノイド部側に付勢する付勢部材とを備え、前記ソレノイド部は、前記励磁電流によって磁束を発生させる電磁コイルと、前記スリーブに対して固定され、前記磁束の磁路となる固定コアと、前記磁束を受けて前記固定コアに対して軸方向に移動するように構成され、円筒状の外周面と前記弁孔の軸線に対して垂直な平坦面である軸方向端面とを有するプランジャと、前記プランジャと一体に軸方向移動して前記スプール弁を押圧するシャフトと、前記シャフトに外嵌され、前記プランジャと前記固定コアとの間に介在して前記プランジャの軸方向移動を規制する非磁性体からなる規制部材とを有し、前記固定コアは、前記シャフトを挿通させる挿通孔が中心部に形成され、前記プランジャの前記軸方向端面と軸方向に対向する範囲に形成された対向面および前記規制部材が当接する当接面を有する円筒部と、前記円筒部の外周端部から前記プランジャ側に向かって軸方向に延出され、その外周面の少なくとも一部が先端部ほど外径が小さくなるテーパ状に形成されると共に内周面が前記プランジャの外周面に対向する環状の延出部とを含み、前記円筒部の前記対向面は、その少なくとも一部が前記当接面よりも前記プランジャ側に位置しており、前記プランジャが前記固定コアの前記円筒部に接近したとき、前記対向面および前記軸方向端面を通過する磁束によって前記プランジャが前記固定コアに吸引される、電磁弁を提供する。

本発明に係る電磁弁によれば、プランジャがソレノイドコアに対する可動範囲の端部にあるときのプランジャに作用する軸力の低下を抑制することができ、これによりプランジャの軸方向の位置による軸力の変動を抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電磁弁の構成をバルブボディと共に示す断面図である。電磁弁のソレノイド部を拡大して示す拡大図であり、（ａ）は非作動状態を示し、（ｂ）は作動状態を示す。ソレノイドコアの断面斜視図である。所定の励磁電流を電磁弁の電磁コイルに供給したときに、プランジャの変位量に応じて軸力がどのように変化するかを示すグラフである。（ａ）及び（ｂ）は、ソレノイドコアの形状を変更した変形例を示す断面図である。従来の電磁弁のソレノイド部の構成例を示し、（ａ）はソレノイド部の断面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す拡大図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る電磁弁につき、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電磁弁の構成をバルブボディと共に示す断面図である。図２は、電磁弁のソレノイド部を拡大して示す拡大図であり、（ａ）は非作動状態を示し、（ｂ）は作動状態を示す。図３は、ソレノイドコアの断面斜視図である。

電磁弁１は、ソレノイド部２と、筒状のスリーブ３と、スリーブ３に収容されたスプール弁４と、スプール弁４をソレノイド部２側に付勢する付勢部材としての復帰用スプリング１０とを備えている。ソレノイド部２は、励磁電流の供給を受けて作動し、励磁電流の大きさに応じた押圧力でスプール弁４を軸方向の一側（復帰用スプリング１０側）に押圧する。この電磁弁１は、例えば車両用自動変速機の油圧装置を制御する流体制御弁として使用される。

電磁弁１は、図１に示すように、バルブボディ５に形成された嵌合穴５０にスリーブ３が嵌合した状態で使用される。バルブボディ５には、作動油を供給する供給通路５１と、作動油を制御対象（例えば車両用自動変速機の油圧装置）に導く出力通路５２と、出力通路５２に連通するフィードバック通路５３とが形成されている。供給通路５１には、図略のオイルポンプから吐出された作動油が供給される。また、嵌合穴５０は、その奥側が作動油を図略のドレンタンクに導くドレン通路５４として形成されている。

（スリーブ３の構成）
スリーブ３は、円筒状の本体部３ａおよび鍔部３ｂを有し、鍔部３ｂを後述するソレノイドコア２１の鍔部２１３に当接させてソレノイドケース２５に取り付けられている。スリーブ３には、スプール弁４を収容する弁孔３０が設けられている。以下、弁孔３０の中心軸線を軸線Ｏとし、この軸線Ｏに平行な方向を軸方向といい、軸線Ｏに直交する方向を径方向という。

弁孔３０には、スプール弁４が軸方向移動可能に収容されている。図１では、軸線Ｏよりも上側に電磁弁１の非作動状態（非通電状態）を示し、軸線Ｏよりも下側に電磁弁１の電磁コイル２０に定格電流値の励磁電流が供給された作動状態を示している。

スリーブ３の本体部３ａには、供給通路５１に連通する供給ポート３１、出力通路５２に連通する出力ポート３２、フィードバック通路５３に連通するフィードバックポート３３、およびドレン通路５４に連通するドレンポート３４が形成されている。供給ポート３１には、供給通路５１から作動油が供給される。出力ポート３２からは、出力通路５２に作動油が出力される。フィードバックポート３３は、絞り孔３３１を通過した作動油が内部に供給される。ドレンポート３４は、スリーブ３の外周面に形成された図略の溝を介してドレン通路５４に連通している。

また、スリーブ３の本体部３ａには、供給ポート３１と出力ポート３２との間に第１中間ポート３５が形成され、出力ポート３２とドレンポート３４との間に第２中間ポート３６が形成されている。

スリーブ３の本体部３ａにおける鍔部３ｂとは反対側の端部の内面には、ねじ部３ｃが設けられている。弁孔３０の一端は、ねじ部３ｃに螺合する栓体３００によって閉塞され、栓体３００とスプール弁４の軸方向端面との間には、復帰用スプリング１０が圧縮された状態で配置されている。

弁孔３０は、フィードバックポート３３よりも鍔部３ｂ側の第１孔部３０ａ、およびフィードバックポート３３よりも栓体３００側の第２孔部３０ｂからなり、第２孔部３０ｂの内径は、第１孔部３０ａの内径よりも大径に形成されている。供給ポート３１、出力ポート３２、およびドレンポート３４は、軸線Ｏに沿って並列し、第１孔部３０ａに開口している。

出力ポート３２には、制御対象から作動油を電磁弁１を介して排出する際に、作動油に交じって出力通路５２から異物が流入することを抑制するためのストレーナ６が嵌着されている。

（スプール弁４の構成）
スプール弁４は、鍔部３ｂ側から栓体３００側に向かって、第１乃至第５のランド４１〜４５が形成されている。第２乃至第５のランド４２〜４５の外径はそれぞれ等しく、かつ第１のランド４１の外径よりも大きく形成されている。第１のランド４１の外周面は、第１孔部３０ａの内面に摺接し、第２乃至第５のランド４２〜４５のランドは、第２孔部３０ｂの内面に摺接する。

第１のランド４１は、鍔部３ｂ側の端面がソレノイド部２のシャフト２３に当接している。第１のランド４１および第２のランド４２は、軸線Ｏに沿って隣接して形成され、第２のランド４２における第１のランド４１側の端面の面積は、第１のランド４１における第２のランド４２側の端面の面積よりも大きく形成されている。第１のランド４１および第２のランド４２は、フィードバックポート３３に供給された作動油のフィードバック圧の受圧面積の差によって、スプール弁４を栓体３００側に押圧する押圧力を発生させる。

第２のランド４２は、スプール弁４の軸方向移動に応じて供給ポート３１と第１中間ポート３５との間の流路面積を変化させる。第３のランド４３は、スプール弁４の軸方向移動に応じて第１中間ポート３５と出力ポート３２との間の流路面積を変化させる。つまり、スプール弁４は、その軸方向移動によって、供給ポート３１と出力ポート３２との間の流路面積を変化させる。

また、第４のランド４４は、スプール弁４の軸方向移動に応じて出力ポート３２と第２中間ポート３６との間の流路面積を変化させ、第５のランド４５は、スプール弁４の軸方向移動に応じて第２中間ポート３６とドレンポート３４との間の流路面積を変化させる。これにより、スプール弁４の軸方向移動によって出力ポート３２から出力される作動油の圧力が変化する。

（ソレノイド部２の構成）
ソレノイド部２は、励磁電流によって磁束を発生させる電磁コイル２０と、電磁コイル２０への通電により発生する磁束の磁路となる固定コアとしてのソレノイドコア２１と、電磁コイル２０の磁束を受けてソレノイドコア２１に対して軸方向に移動する円筒状のプランジャ２２と、プランジャ２２と一体に軸方向移動してスプール弁４を押圧するシャフト２３と、シャフト２３に外嵌されてプランジャ２２の軸方向移動を規制する規制部材としてのストッパ２４と、有底円筒状のソレノイドケース２５とを有している。ソレノイドコア２１、プランジャ２２、およびソレノイドケース２５は、鉄等の磁性体からなる。シャフト２３およびストッパ２４は、オーステナイト系ステンレスやアルミニウム等の非磁性体からなる。

電磁コイル２０は、ソレノイドケース２５の内周側で樹脂からなる筒状のボビン２００に巻き回されている。ボビン２００には、ソレノイドケース２５外に露出し、かつ電磁コイル２０に接続された外部接続用のコネクタピン（図示せず）を内蔵するコネクタ部２０１が連結部２０２を介して一体に設けられている。

ソレノイドコア２１は、シャフト２３を挿通させる挿通孔２１０（図３参照）が中心部に形成された円筒状の円筒部２１１と、円筒部２１１の外周端部からプランジャ２２側に向かって軸方向に延出された環状の延出部２１２とを含み、さらに円筒部２１１におけるスリーブ３側の一端部から外方に突出して形成された鍔部２１３を一体に有している。

円筒部２１１の外周面２１１ａは、ボビン２００の内周面に対向している。ボビン２００は、軸方向の一端部が鍔部２１３に突き当てられている。延出部２１２の内側における円筒部２１１の軸方向端面は、プランジャ２２と軸方向に対向する対向面２１１ｂおよびストッパ２４が当接する当接面２１１ｃによって形成されている。当接面２１１ｃは、軸方向に対して垂直な平坦面である。当接面２１１ｃには、プランジャ２２がソレノイドコア２１の円筒部２１１側に移動したとき、ストッパ２４が面接触する。

円筒部２１１の対向面２１１ｂは、当接面２１１ｃの外周囲に形成されたテーパ面であり、その外周側（延出部２１２側）ほどプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとの軸方向の距離が短くなっている。対向面２１１ｂにおける内周端の軸方向位置は、当接面２１１ｃとの軸方向位置と同じである。すなわち、対向面２１１ｂの内周端は、当接面２１１ｃとの間に段差を有することなく、当接面２１１ｃに連続して形成されている。

本実施の形態では、当接面２１１ｃの外周側におけるプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとの対向面２１１ｂの全体がテーパ面として形成されているが、これに限らず、対向面２１１ｂの一部が、その外周側ほどプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとの軸方向の距離が短くなるテーパ面によって形成されていてもよい。すなわち、円筒部２１１の対向面２１１ｂは、その少なくとも一部が当接面２１１ｃよりもプランジャ２２側に位置していればよい。換言すれば、円筒部２１１は、当接面２１１ｃの外周側におけるプランジャ２２との対向面２１１ｂの少なくとも一部が、当接面２１１ｃよりもプランジャ２２側に膨出していればよい。

図２（ａ）および（ｂ）に拡大して示すように、延出部２１２は、その外周面２１２ａの少なくとも一部が、先端部ほど外径が小さくなるテーパ状に形成されると共に、内周面２１２ｂがプランジャ２２の外周面２２ａに対向する。より具体的には、延出部２１２は、円筒部２１１から軸方向に遠ざかるに連れて外径が小さくなるテーパ部２１４、およびテーパ部２１４の先端部からさらに軸方向に沿って延びる円環状の延設部２１５によって構成されている。延設部２１５における径方向の厚みは一定であり、テーパ部２１４の径方向の厚みは円筒部２１１側の基端部から延設部２１５側の先端部に向うにつれて薄くなる。

延出部２１２の外周面２１２ａは、テーパ部２１４の外周面２１４ａおよび延設部２１５の外周面２１５ａによって形成され、延出部２１２の内周面２１２ｂは、テーパ部２１４の内周面２１４ｂおよび延設部２１５の内周面２１５ｂによって形成されている。テーパ部２１４の内径および延設部２１５の内径は同一かつ軸方向に一定であり、延出部２１２の内周面２１２ｂは軸線Ｏと平行である。

ソレノイドケース２５は、円筒状の本体部２５１と、底部２５２と、底部２５２から軸線Ｏに沿って突出した円筒状の突出部２５３と、本体部２５１における底部２５２とは反対側の端部に形成された加締め部２５４とを有している。本体部２５１と突出部２５３との間には、電磁コイル２０およびボビン２００の軸方向の一部が収容されている。加締め部２５４は、スリーブ３の鍔部３ｂをソレノイドコア２１の鍔部２１３に加締めている。これにより、ソレノイドコア２１がスリーブ３に対して軸方向移動不能かつ相対回転不能に固定されている。

プランジャ２２は、その中心部に形成された挿通孔２２０にシャフト２３が挿通された円筒状である。ソレノイドコア２１の円筒部２１１と軸方向に対向するプランジャ２２の軸方向端面２２ｂは、軸線Ｏに対して垂直な平坦面である。なお、プランジャ２２には、ソレノイドコア２１側の円筒部２１１側の軸方向端面２２ｂとソレノイドケース２５の底部２５２側の軸方向端面２２ｃとの間を軸方向に貫通する図略の油流通孔が形成されている。この油流通孔によって、プランジャ２２が軸方向に移動する際に、プランジャ２２がソレノイドケース２５内の作動油から受ける抵抗が低減される。

シャフト２３は、例えばプランジャ２２の挿通孔２２０に圧入されることによってプランジャ２２に固定され、プランジャ２２と一体に軸方向に移動する。シャフト２３は、その先端部２３１が復帰用スプリング１０の付勢力によってスプール弁４に当接し、後端部２３２はソレノイドケース２５の底部２５２に対向している。

プランジャ２２は、ソレノイドケース２５の突出部２５３の内側に配置された軸受ブッシュ２６により、軸方向移動可能に支持されている。また、シャフト２３は、ソレノイドコア２１の円筒部２１１の内側に配置された軸受ブッシュ２７により、軸方向移動可能に支持されている。

ストッパ２４は、プランジャ２２とソレノイドコア２１の円筒部２１１との間に介在している。ストッパ２４は、軸方向の厚みが一定で、その中心部に形成された中心孔２４０にシャフト２３が挿通された円環板状である。また、ストッパ２４は、プランジャ２２の軸方向端面２２ｂに接触した状態で、プランジャ２２およびシャフト２３と共に軸方向に移動する。

（電磁弁１の動作）
次に、電磁弁１の動作について図１および図２を参照して説明する。また、以下の説明では、シャフト２３の後端部２３２がソレノイドケース２５の底部２５２に当接したときのプランジャ２２の軸方向位置を原位置とし、この原位置からのプランジャ２２の軸方向への移動距離をプランジャ２２の変位量という。

電磁コイル２０に励磁電流が供給されない電磁弁１の非作動状態では、シャフト２３が復帰用スプリング１０の付勢力をスプール弁４を介して受け、シャフト２３の後端部２３２がソレノイドケース２５の底部２５２に当接する。このとき、供給ポート３１と出力ポート３２とが第１中間ポート３５を介して連通すると共に、出力ポート３２と第２中間ポート３６との連通がスプール弁４の第４のランド４４によって遮断され、第２中間ポート３６とドレンポート３４との連通がスプール弁４の第５のランド４５によって遮断される。

図２（ａ）は、非作動状態におけるソレノイド部２の要部を示している。この状態では、ソレノイドコア２１の延出部２１２の内周面２１２ｂのうち、少なくとも延設部２１５の内周面２１５ｂがプランジャ２２の外周面２２ａに対向する。

図２（ａ）に示す非作動状態から、電磁コイル２０に励磁電流が供給されて電磁弁１が作動状態となると、電磁コイル２０の磁力によってプランジャ２２がソレノイドコア２１の円筒部２１１側に変位する。図２（ｂ）は、電磁コイル２０に定格電流値の励磁電流が供給されてプランジャ２２の変位量が最大となったときの状態を示している。この状態では、ストッパ２４がプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとソレノイドコア２１における円筒部２１１の当接面２１１ｃとの間に挟まれ、プランジャ２２のさらなる軸方向移動が規制される。

また、プランジャ２２が図２（ｂ）に示す位置までソレノイドコア２１の円筒部２１１側に変位することにより、シャフト２３が復帰用スプリング１０の付勢力に抗してスプール弁４を軸方向移動させ、出力ポート３２とドレンポート３４とが第２中間ポート３６を介して連通すると共に、供給ポート３１と第１中間ポート３５との連通がスプール弁４の第２のランド４２によって遮断され、第１中間ポート３５と出力ポート３２との連通が第３のランド４３によって遮断される。

図２（ｂ）では、電磁コイル２０への通電により発生する磁束φの主な流れを破線で模式的に示している。この磁束φは、ソレノイドコア２１の延出部２１２における内周面２１２ｂからプランジャ２２に流れ込む第１の磁束φ_１と、ソレノイドコア２１における円筒部２１１の対向面２１１ｂからプランジャ２２に流れ込む第２の磁束φ_２とを含んでいる。

第２の磁束φ_２の磁路では、ソレノイドコア２１における円筒部２１１の対向面２１１ｂが、外周側ほどプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとの軸方向の距離が短くなるテーパ面によって形成されていることにより、図６に示した従来例のものよりも磁気抵抗が小さくなっている。これにより、プランジャ２２の変位量が最大値付近となったときの第２の磁束φ_２の磁束密度が上記従来例のものよりも高くなり、プランジャ２２に作用する軸力が大きくなる。なお、プランジャ２２の変位量が小さいときには、主として第１の磁束φ_１によってプランジャ２２に軸力が作用するが、プランジャ２２の変位量が大きくなると、第１の磁束φ_１によってプランジャ２２に作用する力は径方向の成分の割合が高くなり、プランジャ２２に作用する軸力には寄与しなくなる。

また、図２（ａ）に示すように対向面２１１ｂの内周端と外周端との軸方向の間隔を軸方向間隔ｇとすると、この軸方向間隔ｇは、ストッパ２４の厚みｔ（図２（ｂ）参照）よりも小さい。これにより、ストッパ２４がソレノイドコア２１における円筒部２１１の当接面２１１ｃに当接したとき、円筒部２１１の対向面２１１ｂはプランジャ２２の軸方向端面２２ｂに接触せず、プランジャ２２の軸方向端面２２ｂと対向面２１１ｂとの間には隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓにより、電磁コイル２０に供給される励磁電流が低下したときにソレノイドコア２１およびプランジャ２２の残留磁気によってプランジャ２２がソレノイドコア２１から離間しなくなることが抑止されている。

ストッパ２４の厚みｔは、例えば０．８〜１．０ｍｍである。ストッパ２４の厚みｔと、対向面２１１ｂの内周端と外周端との軸方向間隔ｇとの差は、例えば０．１ｍｍ以上である。この差の寸法の上限値は、特に限定されないが、ストッパ２４の厚みｔの半分以下であることが望ましい。この軸方向間隔ｇは、ソレノイドコア２１における円筒部２１１の対向面２１１ｂと当接面２１１ｃとの間の軸方向の間隔の最大値に相当する。

（プランジャ２２の変位量と軸力との関係）
図４は、所定の励磁電流を電磁コイル２０に供給したときに、プランジャ２２の変位量に応じてプランジャ２２に作用する軸力がどのように変化するかを示すグラフである。図４のグラフに示す実線は、本実施の形態に係る電磁弁１におけるプランジャ２２の変位量と軸力との関係を示している。同グラフにおける破線は、図６を参照して説明した従来例に係る電磁弁９におけるプランジャ９２の変位量と軸力との関係を示している。

図４のグラフにおける横軸の左端は、プランジャ２２の原位置（変位量：０）を示し、この横軸におけるＡ点は、ストッパ２４がソレノイドコア２１における円筒部２１１の当接面２１１ｃに当接したときのプランジャ２２の位置を示す。また、図４のグラフにおける縦軸は、上側ほどプランジャ２２に作用する軸力が高いことを示している。

図４に示すように、本実施の形態に係る電磁弁１では、従来例に係る電磁弁９に比較して、プランジャ２２の変位量の最大値付近において特に大きくプランジャ２２に作用する軸力が増大している。これは、本実施の形態に係る電磁弁１では、プランジャ２２がソレノイドコア２１の円筒部２１１に接近したときに、従来例に係る電磁弁９に比較して、第２の磁束φ_２の磁束密度が高くなるためであると考えられる。また、本実施の形態に係る電磁弁１では、プランジャ２２の変位量の最大値付近においてプランジャ２２に作用する軸力が増大することにより、プランジャ２２の変位量に対する軸力の変動が抑制されている。つまり、図４に示すグラフの実線が平坦化されている。

（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、プランジャ２２がソレノイドコア２１に対する可動範囲の円筒部２１１側の端部にあるときの軸力の低下を抑制することができ、これによりプランジャ２２の軸方向の位置による軸力の変動を抑制することが可能となる。

また、プランジャ２２がソレノイドコア２１の円筒部２１１に近い位置にあるときの軸力を第２の磁束φ_２によって大きくすることができることから、例えばソレノイドコア２１の延出部２１２における延設部２１５の径方向の厚みを厚くすると共にテーパ部２１４の外周面２１４ａの軸方向に対する傾斜角θ（図２（ａ）参照）を大きくしてプランジャ２２の変位量が小さいときの軸力を大きくしても、プランジャ２２の変位量が大きいときの軸力が大きく低下してしまうことがない。このことによっても、プランジャ２２の軸方向の位置による軸力の変動を抑制することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、ストッパ２４がソレノイドコア２１における円筒部２１１の当接面２１１ｃとプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとの間に挟まれたときでも、ソレノイドコア２１における円筒部２１１の対向面２１１ｂとプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとの間には隙間Ｓが形成されるので、ソレノイドコア２１およびプランジャ２２の残留磁気によってプランジャ２２がソレノイドコア２１から離間しなくなることが抑止される。

またさらに、本実施の形態によれば、ソレノイドコア２１における円筒部２１１の対向面２１１ｂが、外周側ほどプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとの距離が短くなるテーパ面によって形成されているので、この対向面２１１ｂを旋削によって容易に形成することができる。よって、例えば従来例に係る電磁弁９に対する製造コストの上昇が抑えられる。

［変形例］
図５（ａ）は、上記説明した実施の形態のソレノイドコア２１の形状を変更した変形例に係るソレノイドコア２１Ａを示す断面図である。図５（ｂ）は、同じくソレノイドコア２１の形状を変更した変形例に係るソレノイドコア２１Ｂを示す断面図である。図５（ａ）および（ｂ）において、図１等を参照して説明した実施の形態に係るソレノイドコア２１と共通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。

実施の形態に係るソレノイドコア２１では、ソレノイドコア２１における円筒部２１１の対向面２１１ｂが、外周側ほどプランジャ２２の軸方向端面２２ｂとの距離が短くなるテーパ面によって形成された場合について説明したが、図５（ａ）に示すソレノイドコア２１Ａでは、円筒部２１１の対向面２１１ｂが、当接面２１１ｃよりもプランジャ２２側に位置し、かつソレノイドコア２１Ａの挿通孔２１０の中心軸線Ｃに対して垂直な平坦面によって形成されている。

また、図５（ｂ）に示すソレノイドコア２１Ｂでは、円筒部２１１の対向面２１１ｂが、当接面２１１ｃよりもプランジャ２２側に位置する平坦面２１１ｂ_１と、当接面２１１ｃと平坦面２１１ｂ_１との間のテーパ面２１１ｂ_２とによって形成されている。平坦面２１１ｂ_１は、ソレノイドコア２１Ｂの挿通孔２１０の中心軸線Ｃに対して垂直な平坦面である。テーパ面２１１ｂ_２は、外周側ほどプランジャ２２に近接すると共に内径が大きくなるように形成されている。

ソレノイドコア２１Ａにおける円筒部２１１の対向面２１１ｂと当接面２１１ｃとの間の軸方向間隔ｇ_１、およびソレノイドコア２１Ｂにおける円筒部２１１の平坦面２１１ｂ_１と当接面２１１ｃとの間の軸方向間隔ｇ_２は、何れもストッパ２４の厚みｔよりも小さい。

これらの変形例に係るソレノイドコア２１Ａおよびソレノイドコア２１Ｂによっても、プランジャ２２がソレノイドコア２１Ａ，２１Ｂに対する可動範囲の円筒部２１１側の端部にあるときの軸力の低下を抑制することができ、これによりプランジャ２２の軸方向の位置による軸力の変動を抑制することが可能となる。

以上、本発明を実施の形態および変形例に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態や変形例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
１０…復帰用スプリング（付勢部材）
２…ソレノイド部
２０…電磁コイル
２１…ソレノイドコア（固定コア）
２１１…円筒部
２１１ｂ…対向面
２１１ｃ…当接面
２１２…延出部
２２…プランジャ
２２ｂ…軸方向端面
２３…シャフト
２４…ストッパ（規制部材）
３…スリーブ
４…スプール弁

Claims

作動油が供給される供給ポートおよび作動油を出力する出力ポートが形成された筒状のスリーブと、
前記スリーブに形成された弁孔に軸方向移動可能に収容され、その軸方向移動によって前記供給ポートと前記出力ポートとの間の流路面積を変化させるスプール弁と、
励磁電流の供給を受けて作動し、前記励磁電流の大きさに応じた押圧力で前記スプール弁を軸方向の一側に押圧するソレノイド部と、
前記スプール弁を前記ソレノイド部側に付勢する付勢部材とを備え、
前記ソレノイド部は、
前記励磁電流によって磁束を発生させる電磁コイルと、
前記スリーブに対して固定され、前記磁束の磁路となる固定コアと、
前記磁束を受けて前記固定コアに対して軸方向に移動するように構成され、円筒状の外周面と前記弁孔の軸線に対して垂直な平坦面である軸方向端面とを有するプランジャと、
前記プランジャと一体に軸方向移動して前記スプール弁を押圧するシャフトと、
前記シャフトに外嵌され、前記プランジャと前記固定コアとの間に介在して前記プランジャの軸方向移動を規制する非磁性体からなる規制部材とを有し、
前記固定コアは、
前記シャフトを挿通させる挿通孔が中心部に形成され、前記プランジャの前記軸方向端面と軸方向に対向する範囲に形成された対向面および前記規制部材が当接する当接面を有する円筒部と、
前記円筒部の外周端部から前記プランジャ側に向かって軸方向に延出され、その外周面の少なくとも一部が先端部ほど外径が小さくなるテーパ状に形成されると共に内周面が前記プランジャの外周面に対向する環状の延出部とを含み、
前記円筒部の前記対向面は、その少なくとも一部が前記当接面よりも前記プランジャ側に位置しており、前記プランジャが前記固定コアの前記円筒部に接近したとき、前記対向面および前記軸方向端面を通過する磁束によって前記プランジャが前記固定コアに吸引される、
電磁弁。
前記規制部材が前記固定コアにおける前記円筒部の前記当接面に当接したとき、前記プランジャの軸方向端面と前記対向面との間に隙間が形成される、
請求項１に記載の電磁弁。
前記固定コアにおける前記円筒部の前記対向面は、その少なくとも一部が外周側ほど前記プランジャの軸方向端面との距離が短くなるテーパ面によって形成されている、
請求項１又は２に記載の電磁弁。