JP6784120B2 - 電磁弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両の自動変速機に使用される電磁弁装置に関する。

車両の自動変速機には、変速機構を制御するためのコントロールバルブが設けられている。このコントロールバルブは、電磁弁装置を使用して変速機構に対して所定の大きさの油圧を供給・停止することにより、変速機構を制御する。

このような電磁弁装置は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１の電磁弁装置は、ＯＮ／ＯＦＦタイプの電磁弁であって、この電磁弁装置は、弁体を収容したノズルと、弁体を駆動するためのソレノイドとを備えている。ソレノイドは円筒状のケースの内部に、コイルを巻き付けたボビン体と、固定側のコアと、コイルの中心部で往復動するプランジャピンを収容している。電磁弁装置は、ソレノイドのコイルに通電することでプランジャピンを往復動させ、プランジャピンの先端で弁体を開閉させる。

特開２００３−２０７０６９号公報

自動変速機に使用されるオン・オフタイプの電磁弁装置は、油中で使用されることを前提としているため、ケースと樹脂部材との間に隙間が存在し、装置内部の油の漏洩、及び外部からの油や水などの液体の浸入を防ぐ構造になっていない。また、従来技術の電磁弁装置は、樹脂製のボビン体に金属製のコアをインサート成型して固定していたため、インサートされる樹脂部材と金属部材の界面から、油の漏洩や外部からの油や水の浸入がある。そのため、大気中などの防油性や防水性を要求される環境においては使用できず、用途が自動変速機に限定される問題がある。

本発明は、ケース内部からの油漏れや外部からの油や水の浸入がなく、防油性及び防水性に優れ、大気中など様々な環境で使用することができる電磁弁装置を提供することを目的とする。

本発明の電磁弁装置は、次のような構成を有することを特徴とする。
（１）軸方向一端側から他端側に延びる貫通孔を有する円筒状のコア。
（２）前記貫通孔内に軸方向に移動可能に挿入され、軸方向他端側が前記コアから突出するプランジャピン。
（３）内側に前記コアを支持して軸方向に延びる貫通空間と、外周面に前記貫通空間の中心軸を基準として周方向に延びる凹溝部と、を有する円筒状ボビン体を備えた第１の樹脂部材。
（４）前記ボビン体の凹溝部に巻かれたコイル。
（５）前記コイルの周面、前記ボビン体の周面及び前記コアの他端側の周面を覆う第２の樹脂部材。
（６）前記第２の樹脂部材を覆い、内部に前記コア、プランジャピン、ボビン体及びコイルを収容し、軸方向他端側が開口した円筒状のケース。
（７）前記第２の樹脂部材の周面全周に設けられた周方向の溝と、この溝に嵌め込まれて前記第２の樹脂部材と前記ケースとの隙間を封じる円環状の第１のシール部材。
（８）前記コアの他端側の周面全周に設けられた周方向の溝と、この溝に嵌め込まれて前記コアと前記ボビン体との隙間を封じる円環状の第２のシール部材。

本発明において、以下の構成とすると良い。
（１）前記第１の樹脂部材が、前記ケースの軸方向他端側の開口部から突出して設けられたノズル部を備え、
前記ノズル部の内部に軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記ノズル部の中空部内に、前記コアの軸方向他端側が嵌め込まれ、
前記ノズル部の中空部の内周と前記コアの軸方向他端側の外周の間に前記第２のシール部材が配置される。
（２）前記コアの一端側の周面全周と前記第２の樹脂部材の内面との間に密着配置され、前記コアと前記第２の樹脂部材との隙間を封じる円環状の第３のシール部材を備える。
（３）前記コアの軸方向一端側に外周側に突出したフランジ部を備え、前記ボビン体の一端側の表面と、前記フランジ部との間に第３のシール部材が配置される。
（４）前記ケースの内径が、軸方向一端側が他端側に対し小径となっており、前記第１のシール部材がこの小径部の内面に密着する。
（５）前記コアの外径が、軸方向他端側が小径となっており、前記第２のシール部材がこの小径部の外周部に配置される。

本発明によれば、ケース内面と樹脂部材の隙間を塞ぐ第１のシール部材１１と、コアと樹脂製ボビン体の境界面を塞ぐ第２のシール部材１２とにより、電磁弁内部の油をケース外に漏らすことを効果的に防止することが可能になり、漏油性及び防水性に優れた電磁弁装置を得ることができる。

図１は、第１実施形態の電磁弁装置を中央で縦に切断した斜視図である。 図２は、第１実施形態の電磁弁装置の縦断面図である。

［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
本発明の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。本実施形態において軸とは、円筒状コア１の長手方向に沿った中心軸をいい、単に周方向あるいは軸方向と言った場合は、中心軸の周方向あるいは中心軸の軸方向を示す。軸方向一端側が図中上方を、軸方向他端側が図中下方を示す。

本実施形態の電磁弁装置は、軸方向一端側から他端側に延びる貫通孔１ａを有する円筒状のコア１を備える。コア１の貫通孔１ａ内には、軸方向に移動可能にプランジャピン２が挿入される。プランジャピン２の軸方向他端側がコア１から突出する。コア１の軸方向一端側には、コイル５の励磁により軸方向他端側に吸着される吸着プレート２ａが固定され、この吸着プレート２ａの中心に、プランジャピン２の軸方向一端側が取り付けられている。

コア１の外側には、円筒状のボビン体４を備えた第１の樹脂部材３が設けられる。ボビン体４は、その中心部に軸方向に延びる貫通空間４ａを有し、この貫通空間４ａの内側にコア１が支持される。ボビン体４の外周面には、貫通空間４ａの中心軸を基準として周方向に延びる凹溝部４ｂが設けられる。この凹溝部４ｂにコイル５が巻かれる。第１の樹脂部材３には、ケース８の軸方向他端側の開口部から突出してノズル部６が設けられる。ノズル部６の内部には軸方向一端側から他端側に向かって軸方向に延びる中空部６ａが設けられ、この中空部６ａ内の軸方向一端側には、コア１の軸方向他端側が嵌め込まれる。

コイル５の周面、ボビン体４の周面及びコア１の他端側の周面外側には、これらを覆う第２の樹脂部材７が設けられる。第２の樹脂部材７の外側には、軸方向他端側が開口した円筒状のケース８が設けられる。ケース８は、開口部である軸方向他端側の外径が大きく、底側である軸方向一端側の外径が一段小さくなっている。ケース８は、第２の樹脂部材７を覆い、内部にコア１、プランジャピン２、ボビン体４及びコイル５を収容する。

ケース８の開口部には、開口部を塞ぐように円形の金属板９が嵌め込まれる。金属板９の中央にはコア１の軸方向他端側を挿入する開口部が設けられ、この開口部の軸方向一端側の縁に、コア１の軸方向他端側の外周に設けられた段部８ａが当たることで、コア１と金属板９が位置決めされる。金属板９における開口部の周囲には、等間隔で複数の穴が設けられ、この穴内に樹脂が充填された状態で、金属板９は第１の樹脂部材３にインサート成型により固定される。

金属板９の外周部は第１の樹脂部材３および第２の樹脂部材７の外周面よりも周方向外側にフランジ状に突出する。ケース８の開口部の内周面には、金属板９の外周が入り込む段部８ａが設けられ、ケース８の開口部の縁が金属板９の外周を抱え込むように加締められ、ケース８と金属板９が固定される。

第２の樹脂部材７の周面全周には、周方向に延びる溝１０が設けられる。この溝１０内には、第２の樹脂部材７とケース８との隙間を封じる円環状の第１のシール部材１１が嵌め込まれる。ケース８の内径が、軸方向一端側が他端側に対し小径となっており、第１のシール部材１１がこの小径部の内面に密着する。第１のシール部材１１としては、例えば、Ｏ−リングが使用できるが、他の形状のシール部材であっても良い。後述する第２のシール部材１２および第３のシール部材１３も同様である。

コア１の他端側の外周面の全周には、周方向に延びる溝１０が設けられる。この溝１０内には、円環状の第２のシール部材１２が嵌め込まれる。コア１の外径は軸方向他端側が小径となっており、この小径部の外周部に第２のシール部材１２が配置される。第２のシール部材１２は、ノズル部６の中空部６ａの内周とコア１の軸方向他端側の外周との間に密着して配置され、コア１とボビン体４との隙間を封じる。

コア１の軸方向一端側の周面全周には、外周側に突出したフランジ部１ｂが設けられる。このフランジ部１ｂの軸方向他端側の表面と、第２の樹脂部材７に設けられたボビン体４の一端側表面との間に、円環状の第３のシール部材１３が配置される。この第３のシール部材１３は、コア１と第２の樹脂部材７との隙間を封じる。

ノズル部６は、内部に軸方向に繋がる中空部６ａを有する略円筒状である。ノズル部６の軸方向一端側には、プランジャピン２を挿入するピン受入部６ｂが中空部６ａに設けられる。ノズル部６には、中空部６ａと連通する第１ポート６ｃと第２ポート６ｄが設けられる。ノズル部６の中空部６ａの軸方向他端側には、プランジャピン２によって駆動されて第１ポート６ｃと第２ポート６ｄ間を開閉する球状の弁体６ｅが収容される。弁体６ｅは、中空部６ａ内に挿入されたコイルばね６ｆによって軸方向一端側に押圧される。コイルばね６ｆに抗してコイル５が励磁され、プランジャピン２が下方に移動されると弁体６ｅが軸方向他端側に移動し、弁が解放される。
本発明の電磁弁装置は、次のような構成を有することを特徴とする。（１）磁性材から構成された有底筒状のケースであって、軸方向一方側が開口し、この開口に臨む周縁が内側に折り曲げられた加締め部を有するケースと、（２）ケースの内部に筒状ケースと同軸に配置され、軸方向一方側から他方側に貫通する貫通穴を有し、両端が開口する筒状のコイルボビンと、（３）前記コイルボビンの外周に巻かれたコイルと、（４）磁性材から構成され、前記コイルボビンの内側に前記コイルボビンと同軸に配置され、軸方向に貫通する貫通穴を有する筒状のステータコアと、（５）磁性材から構成され、前記貫通穴の内部において、前記ステータコアと同軸に且つ軸方向に移動可能に配置されたプランジャと、（６）磁性材から構成され、前記ケースの底面と前記ステータコアとの間に配置される円環状コアと、（７）前記コイルの励磁により前記プランジャの軸方向移動により開閉動作する弁と、（８）前記円環状コア及び前記ステータコアが、前記ケースの底部と前記加締め部との間に挟み込まれて固定され、（９）更に、前記円環状コアにおける前記ステータコアに向き合う面には、前記ステータコアの端部が係合する段部が設けられ、（１０）前記円環状コアは、前記段部に係合するステータコアの端部により径方向の位置決めがなされている。

ノズル部６の軸方向他端側の外径は、金属板９から軸方向他端側で１段小径となっており、その小径部よりも軸方向他端側で更に１段小径となっている。２段階に小径となったノズル部６の各段の外周には、電磁弁装置を自動変速機のバルブボディなどに取り付けた場合に、ノズル部６とバルブボディの密封性を確保するＯ−リングなどのシール部材６ｈが、それぞれ設けられる。

［１−２．作用］
（１）電磁弁装置の製作方法
本実施形態の電磁弁装置を製作するには、次のようにする。

(a) 第１の樹脂部材３に金属板９をインサート成型し、両者を固定した後、第１の樹脂部材３に設けられたボビン体４の外周の凹溝部４ｂにコイル５を巻き付ける。

(b) モールド成形法により、第２の樹脂部材７によってボビン体４とコア１の周囲を覆うように成形し、第２の樹脂部材７、ボビン体４およびコア１を固定する。第２の樹脂部材７の周面の溝１０に第１のシール部材１１を嵌め込む。

(c) コア１の軸方向他端側の外周に設けられた溝１０に第２のシール部材１２を嵌め込むと共に、コア１の軸方向一端側に設けられたフランジ部１ｂの軸方向他端側に第３のシール部材１３を嵌め込む。第２のシール部材１２と第３のシール部材１３を嵌め込んだコア１を、ボビン体４の貫通空間４ａの内部に軸方向一端側から挿入する。

(d) コア１、ボビン体４および第２の樹脂部材７が固定された状態で、軸方向一端側からコア１の貫通孔１ａにプランジャピン２を挿入し、プランジャピン２の軸方向一端に吸着プレート２ａを取り付ける。

(e) コア１、ボビン体４、第２の樹脂部材７およびプランジャピン２からなる部品を軸方向他端側からケース８に挿入し、金属板９の外周の縁をケース８の開口部内周の段部８ａに押し当て位置決めした状態で、ケース８の開口部の縁を内側に加締めて金属板９を固定する。この時、ケース８の内周面と第２の樹脂部材７との隙間は、第１のシール部材によって塞がれる。

(f) ノズル部６の中空部６ａ内に、第１ポート６ｃの軸方向他端側から弁体６ｅおよびコイルばね６ｆを挿入し、第１ポート６ｃの軸方向他端側にリング状のキャップ６ｇをはめ込んで、弁体６ｅおよびコイルばね６ｆの外れ止めとする。

（２）シール機能
本実施形態の電磁弁装置では、図２に示すように、第１のシール部材１１、第２のシール部材１２および第３のシール部材１３が設けられ、これらのシール部材により電磁弁装置内部から外部に油が漏れることを防止するとともに、外部から水などが浸入することも防止する。

第１のシール部材１１は、第２の樹脂部材７とケース８との隙間を封じる。そのため、図２のＡに示すように、ケース８の開口部と第２の樹脂部材７との隙間や、図２のＢに示す金属板９と第１の樹脂部材３の界面を経由して、油や水が電磁弁装置内に浸入することを防止する。

第２のシール部材１２は、コア１の外周面と第１の樹脂部材３の内周面の間に設けられる。そのため、図２のＣに示すように、バルブボディからノズル部６を経由して侵入した油が、コア１とボビン体４との隙間に入り込むことを防止する。また、図２のＤに示すように、ケース８の開口部とノズル部６の隙間、およびノズル部６の内周面とコア１の外周面の隙間を通って、外部の水がノズル内部やバルブボディに浸入することも防止する。

第３のシール部材１３は、コア１の軸方向一端側と第２の樹脂部材７との間に設けられる。そのため、図２のＥに示すように、コア１の内周面とプランジャピン２の隙間を通って、ノズル側から侵入する油がコア１とボビン体４との隙間に入り込むことを防止する。

［１−３．効果］
本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。

（１）従来は、ボビン体４の成型時にインサート成型していたコア１を、成型後のボビン体４に挿入することで、シール部材をコア１の外周に配置することが可能となる。これにより、電磁弁装置の外部と内部を遮断し、気密構造化され、油や水の漏洩及び浸入を防止することができる。その結果、電磁弁装置の使用場所が油中使用を前提とした自動変速機に限定されることがなくなり、電磁弁装置の用途が広がる。
（２）ノズル部６の内部に軸方向に延びる中空部６ａが設けられ、ノズル部６の中空部６ａ内に、コア１の軸方向他端側が嵌め込まれ、ノズル部６の中空部６ａの内周とコア１の軸方向他端側の外周の間に第２のシール部材１２が配置されているので、ケース８から突出している樹脂製ノズルにおいて、円筒状コア１とノズル内面との隙間からの浸入を防止できる。
（３）コア１の一端側の周面全周と第２の樹脂部材７の内面との間に密着配置され、コア１と第２の樹脂部材７との隙間を封じる円環状の第３のシール部材１３を備えているので、コア１とプランジャピン２との軸方向他端側からの浸入が防止される。
（４）コア１の軸方向一端側に外周側に突出したフランジ部１ｂを備え、ボビン体４の一端側の表面と、フランジ部１ｂとの間に第３のシール部材１３が配置され、フランジとボビン体４によって第３のシール材１３が挟み込まれるので、シール材の位置決めが容易にできる。
（５）ケース８の内径が、軸方向一端側が他端側に対し小径となっており、第１のシール部材１１がこの小径部の内面に密着しているので、ケース８を大径部側から樹脂部材にかぶせることができ、ケース８の嵌め込み作業が容易である。
（６）コア１の外径が、軸方向他端側が小径となっており、第２のシール部材１２がこの小径部の外周部に配置されているので、コア１をノズル部６に嵌め込む作業が容易である。

［２．他の実施形態］
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。以上の実施形態は例として提示したものであって、その他の様々な形態で実施されることが可能である。発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲、要旨、その均等の範囲に含まれる。以下、その一例を示す。

（１）ケース８と内部の各部材の固定は、金属板９とケース８の加締め加工によらず、ねじ込み、圧入、ねじ止めなどの他の構造でもよい。

（２）第１実施形態は、第１の樹脂部材３の一部にノズル部６を設けたが、ボビン体４を有する第１の樹脂部材３とノズル部６が別体に構成され、両者を加締めやねじ止めで固定してもよい。

（３）第２の樹脂部材７によってコイル５や第１の樹脂部材３を覆う方法としては、第１実施形態のインサート成型以外に、別々に成型した樹脂部材を嵌め合わせて固定してもよい。

（４）ノズル部６がノーマルハイタイプの電磁弁装置にも適用できる。

１…コア、１ａ…貫通孔、１ｂ…フランジ部、２…プランジャピン、２ａ…吸着プレート、３…第１の樹脂部材、４…ボビン体、４ａ…貫通空間、４ｂ…凹溝部、５…コイル、６…ノズル部、６ａ…中空部、６ｂ…ピン受入部、６ｃ…第１ポート、６ｄ…第２ポート、６ｅ…弁体、６ｆ…コイルばね、６ｇ…キャップ、６ｈ…シール部材、７…第２の樹脂部材、８…ケース、８ａ…段部、９…金属板、１０…溝、１１…第１のシール部材、１２…第２のシール部材、１３…第３のシール部材。

Claims (6)

1. 軸方向一端側から他端側に延びる貫通孔を有する円筒状のコアと、
   前記貫通孔内に軸方向に移動可能に挿入され、軸方向他端側が前記コアから突出するプランジャピンと、
   内側に前記コアを支持して軸方向に延びる貫通空間と、外周面に前記貫通空間の中心軸を基準として周方向に延びる凹溝部と、を有する円筒状ボビン体を備えた第１の樹脂部材と、
   前記ボビン体の凹溝部に巻かれたコイルと、
   前記コイルの周面、前記ボビン体の周面及び前記コアの他端側の周面を覆う第２の樹脂部材と、
   前記第２の樹脂部材を覆い、内部に前記コア、プランジャピン、ボビン体及びコイルを収容し、軸方向他端側が開口した円筒状のケースと、
   を備えた電磁弁装置において、
   前記第２の樹脂部材の周面全周に設けられた周方向の溝と、この溝に嵌め込まれて前記第２の樹脂部材と前記ケースとの隙間を封じる円環状の第１のシール部材と、
   前記コアの他端側の周面全周に設けられた周方向の溝と、この溝に嵌め込まれて前記コアと前記ボビン体との隙間を封じる円環状の第２のシール部材と、
   を備えた電磁弁装置。
2. 前記第１の樹脂部材が、前記ケースの軸方向他端側の開口部から突出して設けられたノズル部を備え、
   前記ノズル部の内部に軸方向に延びる中空部が設けられ、
   前記ノズル部の中空部内に、前記コアの軸方向他端側が嵌め込まれ、
   前記ノズル部の中空部の内周と前記コアの軸方向他端側の外周の間に前記第２のシール部材が配置されている請求項１に記載の電磁弁装置。
3. 前記コアの一端側の周面全周と前記第２の樹脂部材の内面との間に密着配置され、前記コアと前記第２の樹脂部材との隙間を封じる円環状の第３のシール部材を備えた請求項１または請求項２に記載の電磁弁装置。
4. 前記コアの軸方向一端側に外周側に突出したフランジ部を備え、前記ボビン体の一端側の表面と、前記フランジ部との間に第３のシール部材が配置されている請求項３に記載の電磁弁装置。
5. 前記ケースの内径が、軸方向一端側が他端側に対し小径となっており、前記第１のシール部材がこの小径部の内面に密着している請求項１から請求項４のいずれかに記載の電磁弁装置。
6. 前記コアの外径が、軸方向他端側が小径となっており、前記第２のシール部材がこの小径部の外周部に配置されている請求項１から請求項５のいずれかにに記載の電磁弁装置。