JPH05296363A - ソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流体の出入構造が簡単で、配管取り回しの自由
度が大きい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円
筒部（ベース）２と端板部（プレート）４との間のギャ
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
記往復動作によりベース２内部の流体貫通孔２１の一部
をなす弁孔２１ｃを開閉する。ベース２の流体貫通孔２
１及びプレート４の孔４１がプランジャ５のプランジャ
孔５１を通じて連通しているので、流体は弁開時にプラ
ンジャ５を貫通してプランジャ５の軸方向に流れる。

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適用される。

【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製のスリー
ブ、１０８は弁孔、１０９は弁孔開閉用の弁体、１１
０、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、弁孔１０８を挟んで流
体出入口１１０、１１１が互いに直角方向に配設すると
ともに、連通孔１１３を設ける必要があり、流体の出入
構造が複雑で、配管取り回しの自由度に制限があった。

【０００５】また、連通孔１１３が狭いとギャップ空間
１０６の伸縮に伴う流体出入抵抗が増大し、連通孔１１
３が広いと強磁界が生じるギャップ空間１０６の伸縮に
伴い、ギャップ空間１０６に鉄粉などが集積する。本発
明は上記問題点に鑑みなされたものであり、流体の出入
構造が複雑で、配管取り回しの自由度が大きいソレノイ
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
磁気回路の一部として前記コイル内に嵌入され、両端貫
通の流体貫通孔を有する円筒状の円筒部と、前記流体貫
通孔に連通する孔を有し、前記有ギャップ磁気回路の一
部として前記円筒部の内端にギャップを隔てて対面する
端板部と、両端貫通のプランジャ孔を有し、前記有ギャ
ップ磁気回路の一部として前記流体貫通孔に摺動自在に
保持されるプランジャと、前記プランジャに収容され、
前記プランジャを付勢するスプリングと、前記プランジ
ャに支持され、前記流体貫通孔の一部としての弁孔を開
閉する弁体と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円筒
部と端板部との間の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円筒部内部の流体貫通孔の
一部をなす弁孔を開閉する。

【０００８】特に本発明では、円筒部の流体貫通孔及び
端板部の孔がプランジャのプランジャ孔を通じて連通し
ているので、流体は弁開時にプランジャを貫通してプラ
ンジャ、円筒部、コイルの各軸方向に流れる。

【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、円筒部の流体貫通孔及び端板部の孔がプラ
ンジャのプランジャ孔を通じて連通しているので、流体
はプランジャ、円筒部、コイルの各軸方向に流れること
ができ、そのためにソレノイドバルブの流体出入り口を
ソレノイドバルブの正反対の端面に設けることができ、
流体の出入構造が簡単となり、配管取り回しの自由度が
増える。例えば、ソレノイドバルブの両端の流体出入り
口に配管をそれぞれ接続し、この配管を所望の形状に曲
げるだけで任意の方向に流体を流すことができる。また
従来のソレノイドバルブ（図７参照）のような連通孔１
１３を省略することができるという効果を奏することが
できる。

【００１０】

【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と
してベース（本発明でいう円筒部）２、ヨーク３及びプ
レート（本発明でいう端板部）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。

【００１１】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２１ａと、図１中、下端側の径小孔部２１ｂ
と、径大孔部２１ａ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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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
（ここでは２００μｍ程度）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ように密着巻き部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。

【００１５】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１ａ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。

【００１６】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。

【００１７】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。しかし、上記
説明したようにプランジャ５の内周面とスプリング６の
外周面との間の隙間は狭く、また、上記流体の流出入は
この隙間とともにスプリング６の各巻間の隙間を通じて
行われるので、結局、大きなごみ（特に磁性粉末）はス
プリング６により遮断され、可変ギャップ空間ｄの部位
に流入することが無い。その結果、ベース２の内周面と
プランジャ５の外周面との間にごみが入って、プランジ
ャ５の移動を阻害するのが防止される。特に、可変ギャ
ップ空間ｄの部位には強い磁界が生じ、この磁界により
磁性鉄粉などが集積し易い。この実施例によれば可変ギ
ャップ空間ｄの部位やプランジャ５とベース２との隙間
に磁性鉄粉が入り込んで、プランジャ５の作動を阻害す
ることが無い。

【００１８】また、ワッシャ８の小筒部８１もスプリン
グ６の密着巻き部６１を径方向に貫通する方向への流体
の移動を阻害し、その結果として可変ギャップ空間ｄへ
のごみの流入を防止する。また、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。

【００１９】更に、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。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。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。

【００２０】図４に示す態様では、スプール１ａの上端
面に径方向に可変ギャップ空間ｄの領域と外部とを連通
する連通溝１７を設けた点に特徴がある。なお、このソ
レノイドバルブはオイルタンク（図示せず）内に収容さ
れている。このようにすれば、可変ギャップ空間ｄの領
域の容積変化による可変ギャップ空間ｄの呼吸作用をこ
の連通溝１７を通じて行うことができる。そのために上
記した可変ギャップ空間ｄの磁界によりスプリング６の
内周面やワッシャ８の内周面などに堆積した磁性鉄粉が
スプリング６などを越えて可変ギャップ空間ｄ側に侵入
することが防止される。

【００２１】図５に示す態様では、ベース２の径大孔部
２１ａ及びプレート４の孔４１の両内周面を非磁性体か
らなる薄膜１８及び１９により被覆したものである。こ
のようにすると、これらベース２の径大孔部２１ａの内
周面からプレート４の孔４１の内周面にかけて付着して
いる磁性異物の吸着力を弱めて磁性異物の堆積を減らす
ことができる。 （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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。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。

【００２６】なお、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格段に増大して
磁束が大幅減少することは無い。図６においてプランジ
ャ５の下端部５９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（本発明でいう円筒部）、３は
ヨーク、４はプレート（本発明でいう端板部）、５はプ
ランジャ、６はスプリング、７は弁体、８は２１はベー
ス２の流体貫通孔、２１ｃ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一部として前記
   コイル内に嵌入され、両端貫通の流体貫通孔を有する円
   筒状の円筒部と、 前記流体貫通孔に連通する孔を有し、前記有ギャップ磁
   気回路の一部として前記円筒部の内端に所定のギャップ
   を隔てて対面する端板部と、 両端貫通のプランジャ孔を有し、前記有ギャップ磁気回
   路の一部として前記流体貫通孔に摺動自在に保持される
   プランジャと、 前記プランジャに収容され、前記プランジャを付勢する
   スプリングと、 前記プランジャに支持され、前記流体貫通孔の一部とし
   ての弁孔を開閉する弁体とを備えることを特徴とするソ
   レノイドバルブ。