JPH08254281A

JPH08254281A - 電磁弁

Info

Publication number: JPH08254281A
Application number: JP8467995A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Asaba; 毅浅場; Motohiro Sumiyoshi; 始洋住吉
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】プランジャーの応答遅れが生じない電磁弁を
提供する。【構成】電磁弁本体２の弁室５にメインプランジャー
１０を内嵌し、弁室５を先端室１１と基端室１２とに区
分する。メインプランジャー１０を第１のスプリング室
１４のリターンスプリング１７により、先端の弁部１３
が流出路８のシート７に着座するように付勢する。弁部
１３に基端室１２に連通する連通路１６を設ける。電磁
弁本体２にメインプランジャー１０を後退させるソレノ
イド１８を設ける。サブ弁室２０を中間路２２により基
端室１２と連通させる。サブ弁室２０にサブプランジャ
ー２４を内嵌し、サブプランジャー２４をボール弁２６
が中間路２２のサブシート２１に着座するようにサブス
プリング２９により付勢する。サブプランジャー２４に
孔２７を設け、サブ弁室２０が排出路３１に連通するよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流入路を閉鎖するプラ
ンジャーをソレノイドによって移動させ、流入路から流
入する流体を流出路より流出させる電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、油圧の制御を行う際には電磁弁が
用いられている。図５は、一般的な電磁弁７１を示すも
のであり、電磁弁本体７２内には弁室７３が設けられて
いる。この弁室７３には、加圧されたオイルが送られて
来る流入路７４と、弁室７３内のオイルを流出させる流
出路７５とが設けられており、前記流入路７４には円筒
状のシート部材７６が内嵌している。また、前記弁室７
３には、プランジャー７７が摺動自在に内嵌しており、
このプランジャー７７は、該プランジャー７７の先端部
に設けられたボール弁体７８が、前記シート部材７６の
開口部７６ａを閉鎖するようにリターンスプリング７９
によって付勢されている。

【０００３】一方、前記電磁弁本体７２にはソレノイド
８０が設けられており、電磁弁本体７２は、前記ソレノ
イド８０に駆動信号が加えられた際に、前記プランジャ
ー７７を前記リターンスプリング７９による付勢方向と
逆方向に移動させ、前記流入路７４より前記オイルを弁
室７３内へ流入させるとともに、このオイルを前記流出
路７５より流出させるように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
磁弁７１において、前記流出路７５より大量のオイルを
流出させたい場合には、前記流入路７４に内嵌するシー
ト部材７６の開口部７６ａの面積を大きくするととも
に、該開口部７６ａを閉鎖するボール弁体７８を大きく
しなければならない。すると、前記ボール弁体７８の受
圧面積が大きくなり、この受圧面積と前記オイルの圧力
との積によって決まる前記プランジャー７７が受ける押
圧力は強くなる。また、前記流入路７４より送られて来
るオイルの圧力が高い場合にも、前述と同様に、前記プ
ランジャー７７が受ける押圧力は強くなる。

【０００５】これらのように、前記プランジャー７７が
受ける押圧力が強くなった場合には、前記プランジャー
７７が後退しないように、リターンスプリング７９の付
勢力を高めるのが一般的であり、前記ソレノイド８０に
おいては、前記リターンスプリング７９の付勢力の増加
に伴いプランジャー７７の吸引力を高める必要性が生じ
る。つまり、前記ソレノイド８０の巻き数を増加させた
り、プランジャー７７を大型にしなければならず、電磁
弁７１が大型になってしまう。また、巻き数を増加させ
ることにより、ソレノイド８０のインダクタンスが増え
制御の遅延が懸念される一方、プランジャー７７の大型
化においては、プランジャー７７の応答性が悪くなる。

【０００６】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、プランジャーに大きな圧力が加わ
る場合であっても、プランジャーの応答遅れが生じない
電磁弁を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に発明にあっては、電磁弁本体内に設けられた弁室に、
先端に弁部が形成されたメインプランジャーを摺動自在
に内嵌し、前記弁室を、前記メインプランジャーの先端
側に形成される先端室と前記メインプランジャーの基端
側に形成される基端室とに隔成するとともに、前記電磁
弁本体に前記先端室に連通する流入路及び流出路を設
け、前記メインプランジャーを、前記弁部が前記流出路
を閉鎖する方向に付勢する一方、前記電磁弁本体に設け
られたソレノイドに駆動信号を加えて前記メインプラン
ジャーを前記付勢方向と逆方向に駆動し、前記流入路よ
り前記先端室に流入した流体を前記流出路より流出させ
る電磁弁であって、前記メインプランジャーに、前記先
端室と前記基端室とを連通する連通路を設け、前記先端
室から前記基端室へ流れ込む流体を、前記メインプラン
ジャーの駆動タイミングに同期して排出する排出手段を
設けた。

【０００８】好ましくは、前記排出手段を、前記基端室
に中間路を介して連通されたサブ弁室と、先端部に設け
られたサブ弁部が前記中間路を閉鎖する方向に付勢され
たサブプランジャーと、該サブプランジャーを前記駆動
信号に同期して駆動させ、前記中間路を開通させるサブ
ソレノイドとにより構成し、前記中間路が開通した状態
で、該中間路より前記サブ弁室に流入する流体を、当該
サブ弁室に連通した排出路より排出するようにした。

【０００９】さらに、前記連通路の断面積を、前記サブ
プランジャーを駆動させた状態での前記中間路における
通流面積よりも小さく設定した。

【００１０】

【作用】前記構成において、付勢されたメインプランジ
ャーによって流出路が閉鎖された状態においては、前記
メインプランジャーにより区分された弁室の先端室に流
入する流体は、メインプランジャーに設けられた連通路
を介して基端室へも流入し、前記先端室の圧力と前記基
端室の圧力とは、同圧に保たれる。

【００１１】そして、電磁弁本体に設けられたソレノイ
ドに駆動信号を加え、前記メインプランジャーを前記付
勢方向と逆方向、すなわち基端室側に駆動させる際に
は、基端室の流体は、前記メインプランジャーの駆動タ
イミングに同期して排出されるので、基端室の圧力は低
下する。すると、この基端室と前記先端室との間には圧
力差が生じ、この圧力差は、前記メインプランジャーを
基端室側へ駆動させる際の補助力として利用される。

【００１２】次に、メインプランジャーの駆動を停止
し、メインプランジャーによって流出路を閉鎖する際に
は、前記先端室の流体が前記連通路を介して前記基端室
へ流入し、やがて先端室の圧力と基端室の圧力とは同圧
となる。このとき、前記メインプランジャーには、先端
室の圧力によって基端室へ向けた押圧力が働くが、これ
と同時に基端室の圧力により前記先端室へ向けた戻し力
が働く。このとき、前記両室は同圧なので、受圧面積の
差によって前記戻し力が大きくなり、メインプランジャ
ーによって流出路が閉鎖される。

【００１３】また、前記基端室の流体を、サブプランジ
ャーおよびこれを駆動するサブソレノイドにより排出さ
せる構成では、前記メインプランジャーを駆動する前記
駆動信号を利用してサブプランジャーを駆動することが
可能となる。

【００１４】さらに、前記連通路の断面積を、前記サブ
プランジャーを駆動させた状態での前記中間路における
通流面積よりも小さく設定したものに関しては、サブプ
ランジャーが駆動した状態おいて、連通路を介して基端
室へ流れ込む流体の流入量は、当該基端室から排出され
る流体の排出量より少なくなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１に示すように、本実施例にかかる電磁弁
１は、電磁弁本体２内の先端側に設けられたメインバル
ブ機構３と、基端側に設けられた排出手段としてのサブ
バルブ機構４とにより構成されている。

【００１６】前記メインバルブ機構３は電磁弁本体２の
長さ方向に延在する円筒状の弁室５を有し、この弁室５
の先端部側方にはオイルが流入する流入路６が設けられ
ており、先端には非磁性体のシート７が内嵌する流出路
８が設けられている。前記弁室５には、非磁性体からな
るパイプ状の第１のガイド９を介して、円柱状のメイン
プランジャー１０が摺動自在に内嵌しており、この弁室
５は、メインプランジャー１０の先端側に形成される先
端室１１と、メインプランジャー１０の基端側に形成さ
れる基端室１２とに区分されている。

【００１７】前記メインプランジャー１０の先端部に
は、円錐台形状の弁部１３が形成されており、メインプ
ランジャー１０の内部には、前記基端室１２側に開口す
る第１のスプリング室１４が設けられている。前記弁部
１３の側壁には、前記流入路６へ向けて開口する案内孔
１５が設けられており、この案内孔１５の端部には、前
記第１のスプリング室１４に連通する連通路１６が設け
られている。また、前記第１のスプリング室１４には、
リターンスプリング１７が収容されており、このリター
ンスプリング１７によって、前記メインプランジャー１
０は、前記弁部１３が前記シート７に着座するように付
勢されている。そして、前記メインバルブ機構３は、前
記メインプランジャー１０を前記リターンスプリング１
７の付勢方向と逆方向に駆動するソレノイド１８を備え
ており、該ソレノイド１８に駆動信号が加えられた際
に、前記メインプランジャー１０を後退させ、流入路６
より流入したオイルを前記流出路８から流出させるよう
に構成されている。

【００１８】一方、前記サブバルブ機構４は、電磁弁本
体２の長さ方向に延在する前記弁室５の内径より小さな
内径を有した円筒状のサブ弁室２０を有しており、この
サブ弁室２０は、非磁性体のサブシート２１が内嵌する
中間路２２によって前記メインバルブ機構３の基端室１
２に連通している。また、前記サブ弁室２０には、非磁
性体からなるパイプ状の第２のガイド２３を介して円柱
状のサブプランジャー２４が摺動自在に内嵌しており、
このサブプランジャー２４の先端部には、すり鉢状の受
容部２５を介して球状のボール弁２６が設けられてい
る。

【００１９】また、サブプランジャー２４の先端部に
は、前記受容部２５を包囲するように複数の孔２７，・
・・が設けられており、このサブプランジャー２４の内
部には、前記孔２７，・・・に連通するとともに後方に
貫通する第２のスプリング室２８が設けられている。該
第２のスプリング室２８には、サブスプリング２９が収
容されており、このサブスプリング２９によって、前記
サブプランジャー２４は、前記ボール弁２６がサブシー
ト２１に着座するように付勢されている。

【００２０】そして、前記サブバルブ機構４は、前記サ
ブプランジャー２４をサブスプリング２９の付勢方向と
逆方向に駆動するサブソレノイド３０を備えており、該
サブソレノイド３０に駆動信号が加えられた際に、前記
サブプランジャー２４を後退させ、前記基端室１２のオ
イルを中間路２２を介して前記サブ弁室２０に流入し、
このオイルを、前記孔２７，・・・を介して第２のスプ
リング室２８に流入させるとともに、第２のスプリング
室２８の後方に設けられた排出路３１より排出するよう
に構成されている。また、前記連通路１６の断面積は、
前記サブプランジャー２４が駆動した状態における前記
サブシート２１の開口面積よりも小さく設定されてい
る。

【００２１】以上の構成にかかる本実施例において、前
記電磁弁１によって、自動車の自動変速機（ＡＴ）やブ
レーキ制御装置（ＡＢＳ）等における高圧あるいは大容
量の油圧を制御する際には、電磁弁１に設けられた前記
流入路６をオイルの供給側に接続するとともに、メイン
バルブ機構３の流出路８とサブバルブ機構４の排出路３
１とを連結して被供給側に接続する。また、メインバル
ブ機構３に設けられたソレノイド１８と、サブバルブ機
構４に設けられたサブソレノイド３０とを並列に接続す
るとともに、ＯＮ／ＯＦＦ制御された駆動信号を出力す
る駆動装置に接続する。

【００２２】そして、前記流入路６より加圧されたオイ
ルを、メインプランジャー１０の先端側に形成された先
端室１１に流入させる。このとき、このオイルは、メイ
ンプランジャー１０に設けられた案内孔１５の連通路１
６、該連通路１６に連通する第１のスプリング室１４を
介して、メインプランジャー１０の基端側に形成された
基端室１２へ流入し、前記先端室１１の圧力と前記基端
室１２の圧力とは、やがて同圧となる。

【００２３】次に、前記制御装置から出力する駆動信号
をＯＮにする。このとき、メインバルブ機構３のソレノ
イド１８とサブバルブ機構４のサブソレノイド３０との
両者には、この駆動信号が伝達され、前記メインバルブ
機構３のメインプランジャー１０は、前記サブバルブ機
構４のサブプランジャー２４の駆動タイミングに合わせ
て駆動する。すると、図２に示すように、前記サブプラ
ンジャー２４が後退し、メインプランジャー１０の基端
側に形成された基端室１２のオイルを中間路２２を介し
てサブ弁室２０へ流出させ、このオイルをサブプランジ
ャー２４に設けられた孔２７，・・・、第２のスプリン
グ室２８を介して排出路３１より排出させる。

【００２４】この排出路３１は、前記流出路８に接続さ
れるとともに低圧の被供給側に接続されているので、前
記基端室１２の圧力は次第に低下する。これにより、前
記基端室１２と前記先端室１１との間には圧力差が生じ
るので、この圧力差を、前記メインプランジャー１０を
基端室１２側へ駆動させる際の補助力Ａとして利用する
ことができる。したがって、付勢されたプランジャーを
ソレノイドによる吸引力のみによって後退させる従来の
電磁弁と比較して、本発明の電磁弁１においては、メイ
ンプランジャー１０を短時間にて後退させることができ
る。

【００２５】また、このとき前記基端室１２には、前記
先端室１１のオイルが前記連通路１６を介して流入する
が、前記連通路１６の断面積は、前記サブプランジャー
２４が駆動した状態における前記サブシート２１の開口
面積よりも小さく設定されているので、前記連通路１６
を介して基端室１２へ流れ込むオイルの流入量は、当該
基端室１２から排出されるオイルの排出量より少なくな
る。このため、前記基端室１２の圧力の低下は、効率的
に行われる。

【００２６】図４は、前記駆動信号をＯＦＦからＯＮに
した時の、本発明の電磁弁１における前記先端室１１の
圧力Ｐ１及び前記基端室１２の圧力Ｐ２と、従来の電磁
弁における弁室の圧力Ｐとを比較した図であり、本発明
の電磁弁１においては、前記基端室１２の圧力Ｐ２が前
記先端室１１の圧力Ｐ１より先行して低下することがわ
かる。また、本発明の電磁弁１における先端室１１の圧
力Ｐ１は、従来の電磁弁における弁室の圧力Ｐより短時
間でミニマム値（ＭＩＮ値）に到達していることから、
本発明の電磁弁１におけるメインプランジャー１０は、
従来の電磁弁におけるプランジャーより短時間に移動し
ていることが推測される。

【００２７】一方、前記駆動信号をＯＦＦにして、メイ
ンプランジャー１０によって流出路８を閉鎖する際に
は、前記サブプランジャー２４により前記中間路２２が
閉鎖される。すると、図３に示すように、前記先端室１
１のオイルが連通路１６を介して基端室１２へ流入し、
やがて前記先端室１１の圧力と前記基端室１２の圧力と
が同圧となる。このとき、前記メインプランジャー１０
には、先端室１１の圧力によって基端室１２側へ向けた
押圧力Ｂが働くが、これと同時に基端室１２の圧力によ
り前記先端室１１側へ向けた戻し力Ｃが働く。

【００２８】しかし、前記両室１１，１２は同圧であ
り、前記先端室１１の油圧を受けるメインプランジャー
１０の受圧面積は、前記基端室１２の油圧を受けるメイ
ンプランジャー１０の受圧面積より小さいので、前記押
圧力Ｂよりも前記戻し力Ｃは大きく働き、前記メインプ
ランジャー１０を前記流出路８側へ移動させる方向に作
用する。よって、先端室１１の圧力が基端室１２に伝達
されない従来の電磁弁のように、メインプランジャー１
０が前記先端室１１の圧力による戻し力Ｂ，Ｂのみを受
けることはなく、メインプランジャー１０による流出路
８の閉鎖を短時間にて行うことができる。

【００２９】前述したように、前記電磁弁１により高圧
あるいは大容量の油圧を制御する際に、この油圧により
前記メインプランジャー１０に大きな力を受ける場合で
あっても、メインプランジャー１０を後退させる開弁動
作時には、これを補助力Ａとして利用するとともに、閉
弁動作時には、メインプランジャー１０を先端室１１の
方向へ移動するよう働くので、前記メインプランジャー
１０の応答遅れを防止することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
流出路を閉鎖する方向に付勢されたメインプランジャー
を前記付勢方向と逆方向に駆動する開弁動作時には、排
出手段により先端室と基端室とに圧力差を生じさせ、こ
の圧力差を前記メインプランジャーを駆動させる際の補
助力として利用することができる。

【００３１】また、前記メインプランジャーにより流出
路を閉鎖する閉弁動作時には、前記先端室と前記基端室
とを同圧とすることにより、メインプランジャーの受圧
面積の差によって先端室へ向けた戻し力が大きくなとと
もに、先端室の圧力はメインプランジャーを閉じる方向
に作用する。このため、先端室の圧力が基端室に伝達さ
れない従来の電磁弁のように、メインプランジャーが前
記先端室の圧力によって基端室側に作用することはな
い。

【００３２】したがって、本発明の電磁弁により流体の
制御を行う際に、該流体の圧力によって前記メインプラ
ンジャーに大きな力が加わる場合であっても、開弁動作
時には、これを補助力として利用するとともに、閉弁動
作時には、先端室の圧力によってメインプランジャーを
閉じる方向に作用させることができるので、前記メイン
プランジャーの応答遅れを防止することができる。よっ
て、高圧の流体の制御を行う場合や、大流量の制御を行
う場合に適した電磁弁となる。また、制御する流量や圧
力が大きい場合であっても、小さい起磁力のソレノイド
でも前記メインプランジャーを作動することができるの
で、電磁弁の小型化を図ることができる。

【００３３】また、前記基端室の流体を、サブプランジ
ャーおよびこれを駆動するサブソレノイドにより排出さ
せる構成では、前記メインプランジャーを駆動する前記
駆動信号を利用してサブプランジャーを駆動することが
可能であり、駆動制御の簡素化を図ることができる。

【００３４】さらに、前記連通路の断面積を、前記サブ
プランジャーを駆動させた状態での前記中間路における
通流面積よりも小さく設定したものに関しては、サブプ
ランジャーが駆動した状態おいて、連通路を介して基端
室へ流れ込む流体の流入量は、当該基端室から排出され
る流体の排出量より少なくなるので、より効率的に前記
基端室の圧力を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】同実施例の開弁状態を示す要部拡大図である。

【図３】同実施例の閉弁状態を示す要部拡大図である。

【図４】駆動信号をＯＦＦからＯＮにした時の、本発明
の電磁弁における先端室の圧力Ｐ１及び基端室の圧力Ｐ
２と、従来の電磁弁における弁室の圧力Ｐとを示した図
である。

【図５】従来の電磁弁を示す断面図である。

【符号の説明】

１電磁弁２電磁弁本体４サブバルブ機構（排出手段）５弁室６流入路８流出路１０メインプランジャー１１先端室１２基端室１３弁部１６連通路１８ソレノイド２０サブ弁室２２中間路２４サブプランジャー２６ボール弁（サブ弁部）３０サブソレノイド３１排出路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁弁本体内に設けられた弁室に、先端
に弁部が形成されたメインプランジャーを摺動自在に内
嵌し、前記弁室を、前記メインプランジャーの先端側に
形成される先端室と前記メインプランジャーの基端側に
形成される基端室とに隔成するとともに、前記電磁弁本
体に前記先端室に連通する流入路及び流出路を設け、前
記メインプランジャーを、前記弁部が前記流出路を閉鎖
する方向に付勢する一方、前記電磁弁本体に設けられた
ソレノイドに駆動信号を加えて前記メインプランジャー
を前記付勢方向と逆方向に駆動し、前記流入路より前記
先端室に流入した流体を前記流出路より流出させる電磁
弁であって、前記メインプランジャーに、前記先端室と前記基端室と
を連通する連通路を設け、前記先端室より前記基端室へ
流入した流体を、前記メインプランジャーの駆動タイミ
ングに同期して排出する排出手段を設けたことを特徴と
する電磁弁。
【請求項２】前記排出手段を、前記基端室に中間路を
介して連通されたサブ弁室と、先端部に設けられたサブ
弁部が前記中間路を閉鎖する方向に付勢されたサブプラ
ンジャーと、該サブプランジャーを前記駆動信号に同期
して駆動させ、前記中間路を開通させるサブソレノイド
とにより構成し、前記中間路が開通した状態で、該中間路より前記サブ弁
室に流入する流体を、当該サブ弁室に連通した排出路よ
り排出することを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】前記連通路の断面積を、前記サブプラン
ジャーを駆動させた状態での前記中間路における通流面
積よりも小さく設定したことを特徴とする請求項２記載
の電磁弁。