JPH11241780A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を少なくすると共に組付を容易とす
る。 【解決手段】 電磁弁ＭＶのソレノイド部コア１１とヨ
ーク１３を連結する非磁性体のリング１２を断面Ｚ形に
形成し、その一端１２−１をヨークの外周に挿入し、他
端１２−２をヨーク１３の内周１３−１に挿入し、コア
１１，リング１２，ヨーク１３を溶接して一体とし、リ
ング１２の内周でプランジャ２１を支持する。従来コア
とヨークを連結するリングとプランジャの軸受と２つの
非磁性部材が必要であったが、これが１つですむと共に
かつ組付が容易となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ソレノイド部の
構造を簡素化した電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁弁はソレノイド部とそのプランジャ
により作動するバルブ部で構成されている。

【０００３】従来、電磁弁のソレノイド部は図５に示す
ように、固定コア５１とこれに非磁性体リング５２を介
して接続されたヨーク５３及びケース５４と、このケー
ス内に設けられた巻枠５６付コイル５５と、コイル位置
調整用のスプリング５７及び調整ねじ５８と、固定コア
５１内に設けられたロッド６３を有するプランジャ６２
と、コア５１及びヨーク内側に設けられた軸受６０およ
び６１とコア後端を塞ぐ栓５９で構成されている。な
お、プランジャ６２はロッド６３に作用するバルブ部側
からの押圧力により栓５９側に押圧されている。

【０００４】コイル５５に通電すると、磁束がコア５１
およびヨーク５３が励磁され、プランジャ６２がヨーク
５３側に吸引され、ロッド６３がバルブ部のバルブを押
圧する。この押圧力が上記バルブ側からプランジャにか
かる押圧力に打ち勝つとバルブが開く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来電磁弁は、コ
イル５５に通電した時磁束がコア５１とヨーク５３との
間に配置されたプランジャ６２を通るようにするため、
固定コア５１とヨーク５３を非磁性体リング５２で連結
すると共に、プランジャ６２を支持する軸受６０もコイ
ル５５に通電することで発生する電磁力によって、プラ
ンジャ６２がコア５１に張り付かないように非磁性体で
形成している。

【０００６】そのため、コア５１に非磁性部材を２つ組
み付ける必要があり、組付が容易でない。なお、上記コ
アとヨークの関係が逆になっている電磁弁もある。

【０００７】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、１つの非磁性部材
でコアとヨークの連結とプランジャの支持した電磁弁を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、ソレノイド
コイルと、軸方向に所定の間隔をあけて配置され前記ソ
レノイドコイルの通電により励磁される磁性体から成る
コア及びヨークと、ヨーク又はコアの内周に配置され前
記ソレノイドコイルの励磁により軸方向に移動し、この
移動によって弁を作動させる磁性体から成るプランジャ
とを有し、コアとヨークが非磁性体で結合されると共
に、プランジャがヨーク又はコアの内周に設けられた非
磁性体で軸方向に摺動可能に支持されている電磁弁にお
いて、コアとヨークを連結する非磁性体部材の内周を一
体的に内側に突出させてプランジャを支持する。

【０００９】その場合、前記非磁性部材の一端をプラン
ジャ吸引部が形成されたコア外周又は、ヨーク外周に挿
入し、他端をプランジャ吸引部が形成されていないコア
内周又はヨーク内周に挿入するがよい。

【００１０】また、非磁性部材のプランジャを支持する
内周に軸方向の連通溝を設け、潤滑性を向上させると共
にダンピングが適当となるようにするのがよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に実施の形態にかかる電磁弁
の断面を示す。この電磁弁ＭＶは比例ソレノイド部１０
とバルブ部３０により構成されている。

【００１２】比例ソレノイド部１０は、コア１１と非磁
性金属リング１２，ヨーク１３，ケース１４，環状プレ
ート１５とコイル１６，コイル巻枠１７，コイル絶縁カ
バー１８およびプランジャ２１，リテーナ２２，スプリ
ング２８，センタポスト２５，調整プラグ２８からな
り、コイル１６に通電するとコア１１，プランジャ２
１，ヨーク１３，ケース１４，プレート１５に磁束が流
れる。

【００１３】非磁性金属リング１２は断面Ｚ型に形成さ
れており、その小径の一端１２−１はヨーク１３の内径
が若干大きく形成された一端１３−１の内周に挿入さ
れ、大径の他端１２−２はコア１１の外径が若干小さく
形成された一端１１−１の外周に挿入され、リング１２
とヨーク１３，コア１１はそれぞれ溶接され一体に構成
されている。なお、ヨーク１３の内径はリング１２の内
径より微かに大きくしてある。

【００１４】コア１１，リング１２，ヨーク１３の内部
にはセンタポスト２５，スプリング２４，リテーナ２
２，プランジャ２１，ポペットバルブ３２が同一軸上に
配置されている。センタポスト２５，スプリング２４，
リテーナ２２はコア１１の内部に配置されており、スプ
リング２４はセンタポスト２４とリテーナ２２に当接し
ている。

【００１５】コア１１の一端１１−１の先端にはプラン
ジャ吸引部１１−３が設けられ、また、他端１１−２に
はセンタポスト２５と当接しその位置決めする調整プラ
グ２６が螺着され、緩まないようにナット２７，２８で
固定されている。

【００１６】プランジャ２１はリング１２を軸受として
摺動可能に支持され、リング１２とプランジャ２１の間
にはプランジャ前後の流体が流れるように隙間（クリア
ランス）が設けられている。

【００１７】また、プランジャ２１とコア１１，ヨーク
１３，リング１２で形成される各隙間は、リングとの隙
間が最も小さく、必ずリングにより摺動支持される。ま
た、プランジャ２１は非磁性金属のリング１２により支
持されるため、磁力により径方向に張り付くことはな
い。

【００１８】リング１２は軸方向断面形状Ｚ型をしてお
り、プランジャを支持する支持面の長さを長く確保でき
るのでプランジャの倒れが生じない。

【００１９】プランジャ２１の軸方向端は、一端がリテ
ーナ２３と他端がバルブ部３０のポペットバルブ３２と
当接していて、スプリング２４の反力をポペットバルブ
に伝達している。また、リテーナ２３とポペットバルブ
３２のプランジャ２１との当接面は、スプリングの反力
の軸方向の力を正確に伝達させるため球面形状に形成し
てある。これは、プランジャ２１の面を球面加工に替え
ることができる。

【００２０】プランジャ２１のリテーナ側には突起２１
−１が形成されていて、この突起部に非磁性材料で作成
されたシム２２が挿入されており、プランジャ２１がコ
ア１１に当接した際の張り付き防止している。

【００２１】バルブ部３０は、シート３１，ポペットバ
ルブ３２とフィルタ３３により構成され、シート３１は
ヨーク１３の他端１３−２に圧入固定されている。シー
ト３１には油路ａ１，ａ２，ａ３とシート面３１−２及
びバルブガイド穴３１−２が形成されており、図示省略
のポンプからの油圧が入力する油路ａ１のフィルタ３３
が挿入され、バルブガイド穴３１−２にポペットバルブ
３１が摺動可能に格納されている。ポペットバルブはス
プリング２４の反力だけを受けているときは、ポペット
バルブの円錐面３２−１が油路ａ２のシート面３１−１
に当接して塞ぐように配置されている。

【００２２】なお、ヨーク１３の他端１３−２には半径
方向にドレイン油路ａ４が設けられ、ヨーク１３の外周
には取付ボルト挿入孔３１−３を有する取付部３１−４
が設けられている。

【００２３】次に、上記電磁弁の作動原理について図２
〜図４を用いて説明する。図２は上記電磁弁を使用した
油圧システムで、ポンプＯＰが回転してポンプ圧力が上
昇し、ある設定圧力（リリーフ圧力）になると、電磁弁
ＭＶが開き、設定圧力を維持するように余剰流量をドレ
インタンクＤＴにリリーフさせる。

【００２４】ポンプの回転数Ｎｐとポンプ圧力Ｐｓの関
係を図４に示す。ポンプ回転数増加に伴いポンプ流量つ
まり余剰流量も増加するが、ポペット弁３２の開度は自
動的に大きくなり、圧力Ｐｓをほぼ一定に保つように調
整される。

【００２５】電磁弁のコイル１６に通電すると、プラン
ジャ２１がコア１１に設けられたプランジャ吸引部１１
−３に吸引されるので、電流の大きさにより弁が開き始
める設定圧力を変化させることが可能で、図３に示すよ
うに電流Ｉに対しリリーフ圧力（＝Ｐｓ）はほぼ比例的
に変化する。

【００２６】１）非通電時 ポンプＯＰが静止している場合、ポペットバルブ３２は
プランジャ２１，リテーナ２３を介してスプリング２４
の反力（セット荷重）を受け、円錐面３２−１とシート
３１のシート面３１−１が油路ａ２とａ３は遮断してい
る。

【００２７】ポンプＯＰが回転すると管路１０１の液圧
（Ｐｓ）が上昇する。ポンプ圧力Ｐｓは油路ａ１，ａ２
を通りポペットバルブ３２の円錐面３２−１に受圧する
ように導かれる。

【００２８】従って、ポペットバルブ３２には油路ａ２
の径を受圧径としたポンプ圧力Ｐｓによる油圧力Ｆｐが
作用する。ポンプ圧力Ｐｓがある設定圧力となり、この
受圧部にかかる力Ｆｐが、スプリング２４の反力Ｆｋよ
り大きくなると、ポペットバルブ３２およびプランジャ
２１はスプリング２４を撓ませるセンタポスト２５方向
へ摺動し、ポペットバルブ３２の円錐面３２−１はシー
ト面３１−１から離れ、油路ａ２とａ３が連通し、ポン
プＰからドレイン管路１０２へとドレインする。

【００２９】電磁弁のコイル１６の電流Ｉ＝０のときの
ポペットバルブ３２およびプランジャ２１に働く力の釣
り合い式は、 Ｆｐ＝Ｐｓ＊Ａｓ＝Ｆｋ＋Ｋ＊Ｘ＝Ｆｋ＋Ｆｋｘ …（１） Ａｓ：油路ａ２の断面積，Ｋ：ばね定数，Ｘ：ポペット
バルブ，プランジャの変位 となる。ここでポペットバルブはポンプからの流量をド
レインするのに必要なだけ変位する。

【００３０】（１）式からポンプ圧力Ｐｓ Ｐｓ＝（Ｆｋ＋Ｆｋｘ）／Ａｓ …（２） で表せる。変位Ｘは非常に小さく、ほぼＦｋｘ＝０と見
做すと、ポンプ圧力Ｐｓはほぼ一定となる。

【００３１】ポンプの回転数が増加すると、ポンプの吐
出流量が増大し、ポンプ圧力が高くなろうとするが、ポ
ンプ圧力が上昇しようとすると、ポペットバルブ３２は
さらにセンタポスト２５方向へと摺動し、ポペットバル
ブからドレインする流量も増加する。このときポンプ圧
力は（２）式が成り立つ圧力となる。

【００３２】ドレインする流量が増加するとポペットバ
ルブ３２の変位も増加するため、流量が増えるとポンプ
圧力は増加する傾向となる。

【００３３】２）通電時 電磁弁のコイル１６に通電すると、プランジャ吸引部１
１−３からプランジャ２１にスプリング２４の反力と反
対方向に吸引力Ｆｓが作用する。これにより、ポペット
バルブ３２には、スプリングのセット荷重Ｆｋから吸引
力Ｆｓを差し引いた力が作用する。

【００３４】このときの力の釣り合い式は、 Ｆｐ＋Ｆｓ＝Ｆｋ＋ｋ＊Ｘ …（３） となる。またポンプ圧力Ｐｓは、 Ｐｓ＝（Ｆｋ＋Ｋ＊Ｘ−Ｆｓ）／Ａｓ …（４） となる。

【００３５】つまり、非通電時（Ｉ＝０）の時よりセッ
ト荷重Ｆｋが小さくなっている。このため通電時には、
非通電のときより低いポンプ圧力Ｐｓでポペットバルブ
３２が開き、ポペットバルブの変位は非通電時より大き
くなる。

【００３６】プランジャ２１に作用する吸引力は電流に
対して比例的に変化するため、電流を変化させると図３
に示すように電流に対して比例的にポンプ圧力が変化す
る。

【００３７】上述のとおり、ポペットバルブ３２とプラ
ンジャ２１はポンプ回転数Ｎｐが増減したとき、また、
コイル１６の電流値Ｉが変化したとき、ポペットバルブ
の開度を調節するため摺動する。

【００３８】ポペットバルブ３２はシート３１に設けら
れたガイド穴３１−２により支持され摺動するので、軸
方向にスムーズに摺動する。また、プランジャ２１は非
磁性材料により形成されたリング１２により支持され摺
動するので、コイル１６に通電され、プランジャ回りに
磁界が発生し、コア１１やヨーク１３より横力が発生し
てもプランジャの摺動が妨げられることなく、軸方向に
摺動する。

【００３９】リング１２とプランジャ２１との間にはク
リアランスを設けるので、プランジャ前後の流体室の液
体がスムーズに流れ、プランジャの動きもスムーズとな
る。コイル１６の電流や、ポンプ回転数が急激に変化し
た時はプランジャの動きは急激に変化する。

【００４０】この時クリアランスの大きさにより、プラ
ンジャ前後の流体の方向に違いが発生し、クリアランス
が小さい時には、流れがスムーズでなくなり、プランジ
ャに移動を規制する抑止力（ダンピング）が働く。また
大きくすると、ダンピングが小さくなる。このようにク
リアランスによりダンピングを調節することが可能であ
る。

【００４１】クリアランスを大きくすると軸受け効果が
小さくなるため、このような場合はリング１２の内面に
軸方向の連通溝を設ける。クリアランスを小さいままダ
ンピングを変更した場合には、溝の本数、大きさにより
調節することができる。

【００４２】上記電磁弁はプランジャがヨーク側で支持
された形式となっているが、この発明はプランジャがコ
ア側で支持された形式のものにも適用できることはいう
までもない。また、上記リング１２は非磁性金属となっ
ているが、コアとヨークを液体洩れの生じないように強
固に直結できかつ摩耗の生じない非磁性部材であればよ
い。

【００４３】

【発明の効果】この発明は、電磁弁のコアとヨークを連
結する非磁性体部材の内周を内側に突出させて、プラン
ジャを支持するので、従来コアとヨークの連結とプラン
ジャの支持に必要であった２つの非磁性体からなる部材
が１つですむと共に、組付工数が少なくなる。

【００４４】また、上記非磁性体部材をそのコア又はヨ
ークの外周に挿入し、他方をヨーク又はコアの内周に挿
入したものとした場合、非磁性体部材の長さを長くする
ことなくプランジャを長い支持面で支持することが可能
となる。

【００４５】また、前記非磁性体部材の一端をプランジ
ャ吸引部が形成されたコア外周又は、ヨーク外周に挿入
し、他端をプランジャ吸引部が形成されていないコア内
周又はヨーク内周に挿入したので、必ず必要となるプラ
ンジャ吸引部の外周が非磁性体部材のコア又は、ヨーク
固定部となるため、プランジャ吸引部を確保した上、コ
ア内周又は、ヨーク内周に非磁性体部材を固定するより
も、非磁性体部材の軸方向長さを短くすることができ
る。

【００４６】また、上記非磁性体部材の内周に両端を連
通する溝を設けることにより、磁気特性を損なうことな
くプランジャの潤滑性を向上できると共に、溝の面積や
本数によってプランジャのダンピングを調整することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態にかかる電磁弁の断面図。

【図２】同電磁弁を用いた油圧システム図。

【図３】同電磁弁の電流−圧力特性図。

【図４】同電磁弁のポンプ回転数−圧力特性図。

【符号の説明】 １０…ソレノイド部 １１…コア １１−３…プランジャ吸引部 １２…非磁性材料からなるリング １３…ヨーク １４…ケース １５テンプレート １６…コイル １７…コイル巻枠 １８…コイル絶縁カバー １９…端子 ２０…抜け止めリング ２１…プランジャ ２２…シム ２３…リテーナ ２４…スプリング ２５…センタポスト ２６…調整プラグ ３０…バルブ部 ３１…シート ３２…ポペットバルブ ３３…フィルタ ＭＶ…電磁弁 ＯＰ…ポンプ ＤＴ…ドレインタンク。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 7/16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイドコイルと、軸方向に所定の間
   隔をあけて配置され前記ソレノイドコイルの通電により
   励磁される磁性体から成るコア及びヨークと、ヨーク又
   はコアの内周に配置され前記ソレノイドコイルの励磁に
   より軸方向に移動し、この移動によって弁を作動させる
   磁性体から成るプランジャとを有し、コアとヨークが非
   磁性体で結合されると共に、プランジャがヨーク又はコ
   アの内周に設けられた非磁性体で軸方向に摺動可能に支
   持されている電磁弁において、 コアとヨークを連結する非磁性体部材の内周を一体的に
   内側に突出させてプランジャを支持したことを特徴とす
   る電磁弁。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記非磁性部材は一方がコア又はヨークの外周に挿入さ
   れ、他方がヨーク又はコアの内周に挿入されていること
   を特徴とする電磁弁。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記非磁性体部材の一端をプランジャ吸引部が形成され
   たコア外周又は、ヨーク外周に挿入し、他端をプランジ
   ャ吸引部が形成されていないコア内周又はヨーク内周に
   挿入したことを特徴とする電磁弁。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、 前記非磁性体のプランジャを支持する内周に軸方向に連
   通する溝を設けたことを特徴とする電磁弁。