JPH05296362A - ソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プランジャ駆動力を確保しつつ体格や消費電力
を削減可能なソレノイドバルブを提供する。 【構成】コイル１に通電すると有ギャップ磁気回路のコ
アに設けられたギャップを実質的に縮小する方向にプラ
ンジャ５が駆動され、コイル１への通電を遮断するとス
プリング６が前記ギャップを実質的に拡大方向にプラン
ジャ５を移動させる。プランジャ５に連動する弁体７は
プランジャ５の上記往復動作により弁孔２１ｃを開閉す
る。ベース（コア）２に設けられた摺動孔２１ａがプラ
ンジャ５を摺動自在に保持し、しかもプランジャ５の外
周面が摺動孔２１ａに面するベース２の内周面に当接す
るので、ベース２とプランジャ５との間の磁気抵抗は大
幅に小さくなり、小型軽量で大駆動力のソレノイドバル
ブを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はソレノイドバルブに関す
る。本発明のソレノイドバルブは例えば、自動変速機な
どの油圧制御回路に提供される。

【０００２】

【従来の技術】実開昭６２ー１２８２８６号公報に示さ
れるソレノイドバルブの一例を図７に示す。１００はコ
イル、１０１、１０２、１０３はコイルを囲む有ギャッ
プ磁気回路の静止部をなす磁性部材、１０４は有ギャッ
プ磁気回路の可動部をなすプランジャ、１０５はプラン
ジャ１０４を弁閉方向に付勢するスプリング、１０６は
有ギャップ磁気回路のギャップ空間、１０７はプランジ
ャ１０４を摺動自在に保持する非磁性部材を素材とする
スリーブ、１０８は弁孔、１０９は弁孔開閉用の弁体、
１１０、１１１は流体出入口、１１２はゴムシール部材
である。また、連通孔１１３はギャップ空間１０６の伸
縮に伴う流体出入用の通路である。

【０００３】このソレノイドバルブではコイル１００に
通電すると、スプリング１０５に抗してプランジャ１０
４がギャップ空間１０６の消滅方向に移動し、それによ
りプランジャ１０４と一体成形された弁体１０９が弁孔
１０８を開ける。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のソレノイドバルブでは、プランジャ１０４を摺
動自在に保持する非磁性部材であるスリーブ１０７の厚
さだけ、磁性部材１０３とプランジャ１０４との間に磁
気的なギャップが生じ、起磁力一定とすればその分だけ
生成磁束量が減少し、駆動力が減少するという問題があ
った。もちろん、その分、コイル巻数及び印加電圧の増
大または磁気回路の大型化を図ればプランジャ駆動力が
増加するが、その結果、ソレノイドバルブの体格及び消
費電力が増大してしまう。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、体格や消費電力を増大することなくプランジャ駆
動力を増大可能なソレノイドバルブを提供することを、
その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のソレノイドバル
ブは、励磁用のコイルと、前記コイルを囲む有ギャップ
磁気回路の静止部を構成するコアと、前記コアのギャッ
プを拡縮する方向に往復可能なプランジャと、前記ギャ
ップの拡大方向に前記プランジャを付勢するスプリング
と、前記プランジャに付勢されて弁孔を開閉する弁体と
を備えるソレノイドバルブにおいて、前記コアは、前記
プランジャを摺動自在に保持するとともに内周面が前記
プランジャの外周面に当接するプランジャ摺動孔を備え
ることを特徴としている。

【０００７】

【作用】コイルに通電すると有ギャップ磁気回路のコア
に設けられたギャップを実質的に縮小する方向にプラン
ジャが駆動され、コイルへの通電を遮断するとスプリン
グが前記ギャップを実質的に拡大する方向にプランジャ
を移動させる。プランジャに連動する弁体はプランジャ
の上記往復動作により弁孔を開閉する。

【０００８】特に本発明では、コアに設けられた摺動孔
がプランジャを摺動自在に保持し、しかもプランジャの
外周面が摺動孔に面するコアの内周面に当接するので、
コアとプランジャとの間の磁気抵抗は大幅に小さくな
る。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のソレノイド
バルブでは、コアがプランジャを摺動自在に保持する摺
動孔を有し、この摺動孔に接するコアの内周面がプラン
ジャの外周面に当接するので、従来のようにコアとプラ
ンジャとの間に非磁性のスプールを介在させる構成に比
べて格段に磁束を増加することができ、小型軽量でプラ
ンジャ駆動力が大きなソレノイドバルブを実現できる。

【００１０】更に本発明によれば可動のプランジャの摺
動孔におけるコアとプランジャとの当接により、この摺
動孔の空間内に強磁界が発生せずこの強磁界に磁性鉄粉
が吸引されて、それによりプランジャの動きが阻害され
ることがない。また、そのために例えば図７に示すよう
な老化しやすいゴムシール部材１１２を省略することも
できる。

【００１１】

【実施例】

（第１実施例）本発明の一実施例のソレノイドバルブを
図１に示す。このソレノイドバルブは、樹脂を素材とす
る円筒状のスプール１ａで囲包された励磁用のコイル１
を備え、コイル１を囲む有ギャップ磁気回路の静止部
（本発明でいうコア）としてベース２、ヨーク３及びプ
レート４が配設されている。ベース２の内部にはプラン
ジャ５、スプリング６、弁体７が収容されている。

【００１２】ベース２は、スプール１ａの内周面に嵌入
された高透磁性の円筒部材であって、両端貫通の流体貫
通孔２１を有する。流体貫通孔２１は、図１中、上端側
の径大孔部（本発明でいうプランジャ摺動孔）２１ａ
と、図１中、下端側の径小孔部２１ｂと、径大孔部２１
ａと径小孔部２１ｂとを連通する最も径小な弁孔２１ｃ
とからなる。ベース２の図１中、下端部はスプール１ａ
から突出している。

【００１３】ヨーク３は、スプール１ａを囲包する上端
開口の高透磁性カップ状部材であって、その底部にはベ
ース２の下端部が密接しつつ貫通する底孔３１が貫孔さ
れている。プレート４は、外周部下面がヨーク３の上端
面に接する高透磁性の輪板部材であって、その中央部に
は孔４１が流体貫通孔２１に連通しつつ貫孔されてい
る。プレート４の図１中、下面はスプール１ａの上端面
にワッシャ８を介して接しており、プレート４の下面と
ベース２の上端（本発明でいう内端）との間には、所定
長さのギャップが形成されている。

【００１４】プランジャ５は、ベース２の径大孔部２１
ａに摺動自在に保持される高透磁性の円筒部材であっ
て、その内部には両端貫通のプランジャ孔５１が貫孔さ
れている。図２に示すように、プランジャ５の下端部に
は球弁座部５２が形成されており、プランジャ孔５１は
球弁座部５２を貫通して形成されている。弁体７は非磁
性金属からなるボールであって、弁孔２１ｃの直上に配
設され、プランジャ５の球弁座部５２により図中、下方
に付勢されている。

【００１５】スプリング６はプランジャ５のプランジャ
孔５１に収容されており、その基端はプレート４の下面
にワッシャ８を介して係止され、その先端はプランジャ
５の球弁座部５２を弁閉方向に付勢している。なお図１
は弁体７が弁孔２１ｃを閉鎖している状態を示し、この
状態においてプランジャ５の上端とワッシャ８の下面と
の間に可変ギャップ空間ｄが形成されている。また、ス
プリング６の外径はプランジャ孔５１の直径より僅かに
小さく形成されており、スプリング６の上端部は可変ギ
ャップ空間ｄに隣接している。このスプリング６の上端
部はスプリング６の伸長時にもほとんど隙間が生じない
密着巻き部６１となっており、密着巻き部６１の軸方向
長さは可変ギャップ空間ｄの軸方向の最大長さ以上とさ
れている。この結果、プランジャ孔５１中の流体はスプ
リング６の密着巻き部６１の各巻間の隙間を径方向に横
断して可変ギャップ空間ｄにほとんど流出入できない構
成となっている。

【００１６】ワッシャ８は、その中央孔の回りに軸方向
スプリング６側に屈曲する小筒部８１を有しており、小
筒部８１の外周面はスプリング６の密着巻き部６１の内
周面に隣接して垂下している。以下、このソレノイドバ
ルブの組立を説明する。まずコイル１内蔵のスプール１
ａにベース２を嵌入し、ベース２の径大孔部２１ａに弁
体７、プランジャ５を入れ、プランジャ孔５１にスプリ
ング６を入れる。次にスプール１ａをヨーク３に収容
し、ベース２をヨーク３の底孔３１から突出させ、ヨー
ク３及びスプール１ａの上端面にワッシャ８及びプレー
ト４を被せ、ヨーク３とプレート４とを溶接する。

【００１７】以下、このソレノイドバルブの動作を説明
する。コイル１に通電すると、ベース２、ヨーク３、プ
レート４及びプランジャ５からなる有ギャップ磁気回路
に磁束が形成され、可変ギャップ空間ｄにおいてプラン
ジャ５がプレ−ト４に吸引され、スプリング６が圧縮さ
れ、可変ギャップ空間ｄが消滅する。それにより弁体７
が流体力により上方に押され、弁孔２１ｃが開弁され
る。これにより流体は、流体貫通孔２１、プランジャ孔
５１及び孔４１を貫通して図中、下から上へソレノイド
バルブを軸方向に貫通しつつ直線状に流れる。

【００１８】コイル１への通電を遮断すると磁束が消滅
し、スプリング６がプランジャ５を押し下げ、弁体７が
弁孔２１ｃを閉鎖する。そして可変ギャップ空間ｄが最
大長さとなる。これにより流体の流れが遮断される。プ
ランジャ５が下降する弁閉時にプランジャ孔５１中の流
体はプランジャ孔５１に面するプランジャ５の内周面と
スプリング６の外周面との間の隙間を通じて主に可変ギ
ャップ空間ｄの部位に流入し、同様にプランジャ５が上
昇する弁開時に上記隙間を通じて可変ギャップ空間ｄの
部位からプランジャ孔５１中へ流出する。

【００１９】このソレノイドバルブはその軸方向両端面
に流体出入り口を個別に１個、有するだけであるので、
配管の取り回しが簡単であり、配管の屈曲により流体方
向を自在に変更できる。また、弁体７及び弁孔２１ｃを
コイル１の内部に収容できるので、従来のソレノイドバ
ルブに比較して軸方向長さを短縮できる。本実施例にお
いて重要な点は、ベース２の径大孔部（プランジャ摺動
孔）２１ａにおいて、プランジャ５がベース２に摺動自
在に接していることである。従来のソレノイドバルブで
は、図７で説明したようにプランジャ１０４は非磁性部
材を素材とするスリーブ１０７により摺動自在に保持さ
れ、スリーブ１０７を介してリング状のプレート（コ
ア）１０３がプランジャ１０４に近接配置される。この
ために従来のソレノイドバルブでは全体としてのギャッ
プ長が大きくなり、必要磁束量を確保するための起磁力
が大きいという不具合がある。この実施例によれば、ベ
ース２の径大孔部２１ａにプランジャ５を直接、摺動自
在に保持させる構造を採用したので、この部位における
磁気抵抗が格段に減少し、必要磁束量を確保するための
起磁力が大幅に小さくなり、そのためにコイル体格及び
消費電力の削減、それに伴うソレノイドバルブの小型化
を実現することができる。

【００２０】なお、ベース２の径大孔部２１ａの直径よ
りプランジャ５の外径を多少小さくして、緩く嵌合する
ことにより両者間の摩擦力を減らすことができる。この
ようにプランジャ５の外径を多少小さくしても、プラン
ジャ５の外周面の一部は少なくともベース２に当接して
おり、磁気飽和が生じない限り磁気抵抗の大幅な増大は
生じない。

【００２１】更に本実施例の重要な点はプレート４のプ
ランジャ５側の表面に非磁性のワッシャ８を配設した点
にある。ワッシャ８はプランジャ５がプレート４に吸着
された場合でも両者の間にワッシャ８の厚さに等しいギ
ャップを確保する。このようにすれば、通電遮断時に残
留磁束によりプランジャ５がプレート４に強く吸着され
ることがなく、そのためにスプリング６の反力を強める
必要がなく、そのためにスプリング６の反力によりプラ
ンジャ５の吸着力が減勢されることがない。

【００２２】なお、上記した従来のソレノイドバルブ
（図７参照）では、非磁性のスリーブ１０７の部位にギ
ャップが残るためにこのようなワッシャ８を設ける必要
は無く、当然上記したワッシャを設けることによる効果
は生じない。。以下、変形態様を説明する。ただし、共
通機能を有する構成要素には同一符号を付す。

【００２３】図３に示す態様では、ヨーク３をアングル
状のプレートとしている。図４に示す態様では、径大孔
部２１ａをもつ高透磁性のスリーブ２１８ａを、径小孔
部２１ｂ及び弁孔２１ｃをもつ円筒２１９ａに嵌着して
ベース２を構成している。図５に示す態様では、ワッシ
ャ８の代わりに、プレート４の表面に非磁性物質の層８
９を塗布により形成している。 （実施例２）他の実施例を図６に示す。ただし、共通機
能を有する構成要素には同一符号を付す。

【００２４】この実施例では、プランジャ５の内周面の
上端部に樹脂製のスリーブ９の下部を嵌入している。ス
リーブ９の外周面の上部はプレート４の孔４１の内周面
に摺動自在に接している。プランジャ５の外周部の下端
部には段付面５３が形成され、段付面５３より下の下端
部の外周面５４は段付面５３より上の主部の外周面５５
より径小となっている。

【００２５】また、ベース２の径大孔部２１ａは、上部
の径大孔部２１０ａと、径大孔部２１０ａより径小の径
大孔部２１１ａとから構成され、径大孔部２１０ａと径
大孔部２１１ａとの間に段付面２１２ａが形成されてい
る。そして、プランジャ５の下端部の外周面５４はベー
ス２の径大孔部２１１ａに摺動自在に接し、プランジャ
５の主部の外周面５５はベース２の径大孔部２１０ａに
摺動自在に接している。プランジャ５の上記下端部の外
径は、スリーブ９の外径に等しくされている。

【００２６】このようにすれば、プランジャ５の上端部
に近接して可変ギャップ空間ｄが形成されるとともに、
プランジャ５の下端部に近接して可変ギャップ空間ｄ’
が形成される。更に、プランジャ５の主部の外周面５５
には軸方向に溝５６が複数本、形成されており、溝５６
は可変ギャップ空間ｄ、ｄ’を連通している。次にこの
ソレノイドバルブの動作を説明する。

【００２７】通電によりプランジャ５が上動すると、上
側の可変ギャップ空間ｄが縮小し、下側の可変ギャップ
空間ｄ’が拡大される。そして、可変ギャップ空間ｄ中
の流体は溝５６を通じて下側の可変ギャップ空間ｄ’に
流れ込む。同様にプランジャ５が下動する場合には可変
ギャップ空間ｄ’から可変ギャップ空間ｄへ溝５６を通
じて流体が送られる。可変ギャップ空間ｄとｄ’との空
間変化量は等しく設計されているので、可変ギャップ空
間ｄ、ｄ’と外部との流体の授受は不必要となり、この
授受（呼吸作用）により磁性鉄粉が強磁界の可変ギャッ
プ空間ｄ内部に入り込んで、プランジャ５の作動を阻害
することが防止される。

【００２８】なお、可変ギャップ空間ｄ、ｄ’の空間変
化量はできるだけ等しいことが望ましいが、もし差があ
っても強磁界の可変ギャップ空間ｄにおける外部から可
変ギャップ空間ｄへの流体流入の低減を図ることがで
き、可変ギャップ空間ｄへの異物侵入を減少できる。こ
の実施例においても、プランジャ５の外周面はベース２
の内周面に当接し、それにより磁気抵抗を低減してい
る。更にこの実施例では、プランジャ５の外周面に連通
用の溝５６を設けているが、このように溝５６を凹設す
れば、溝５６の面積だけプランジャ５の摩擦抵抗を削減
できるという優れた効果を奏することができる。

【００２９】また、上記した溝５６と同様に実施例１及
び２において、プランジャ５の外周面に軸方向又は周方
向に溝を設けることもできる。このようにすれば、プラ
ンジャ５とベース２との接触面積を削減して両者間の摩
擦を減らすことができる。ここで、溝５６はプランジャ
５とベース２との間の磁気抵抗を増大するように考えら
れるが、溝５６以外の部位で両者は接しており、しかも
この密接部位の面積が充分広いので、溝５６を凹設して
も、磁気飽和が生じない限り磁気抵抗が急増して磁束が
大幅減少することは無い。また、上記したプランジャ５
の外周面に溝を設ける代わりに、ベース２の内周面に溝
を設けてもよい。図６においてプランジャ５の下端部５
９は樹脂体としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のソレノイドバルブの一実施例を示す断
面図、

【図２】図１のソレノイドバルブのプランジャの斜視
図、

【図３】図１のソレノイドバルブの変形態様を示す断面
図、

【図４】図１のソレノイドバルブの変形態様を示す断面
図、

【図５】図１のソレノイドバルブの変形態様を示す断面
図、

【図６】本発明のソレノイドバルブの他の実施例を示す
断面図、

【図７】従来のソレノイドバルブの一例を示す断面図、

【符号の説明】

１はコイル、２はベース（本発明でいうコア）、３はヨ
ーク（本発明でいうコア）、４はプレート（本発明でい
うコア）、５はプランジャ、６はスプリング、７は弁
体、８はワッシャ、２１はベース２の流体貫通孔、２１
ｃは弁孔、４１はプレート４の孔、５１はプランジャ
孔、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 元治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】励磁用のコイルと、前記コイルを囲む有ギ
   ャップ磁気回路の静止部を構成するコアと、前記コアの
   ギャップを拡縮する方向に往復可能なプランジャと、前
   記ギャップの拡大方向に前記プランジャを付勢するスプ
   リングと、前記プランジャに付勢されて弁孔を開閉する
   弁体とを備えるソレノイドバルブにおいて、 前記コアは、前記プランジャを摺動自在に保持するとと
   もに内周面が前記プランジャの外周面に当接するプラン
   ジャ摺動孔を備えることを特徴とするソレノイドバル
   ブ。