JPWO2012032594A1 - 電磁式リニア弁 - Google Patents
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Abstract
Description
上記構造の電磁式リニア弁においては、プランジャがハウジング内で弾性体によって支持されていることから、弁の開閉に伴って自励振動が生じる虞がある。プランジャの自励振動の発生要因としては種々のものが考えられているが、例えば、プランジャの移動に対する減衰力の低下が自励振動の発生要因の1つとして考えられている。プランジャは、移動時において、そのプランジャが配設されている第1液室内の作動液によって減衰されるが、その第1液室内に気泡が入り込んでいると、作動液による減衰効果が低下する虞がある。したがって、このような観点からプランジャの自励振動を抑制することで、電磁式リニア弁の実用性を向上させることが可能となる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い電磁式リニア弁を提供することを課題とする。
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
一端部が前記コア部と、他端部が前記貫通穴の開口と対向する状態で軸線方向に移動可能に前記第1液室内に配設され、他端部が弁体として前記開口に着座可能なプランジャと、
前記プランジャの一端部が前記コア部から離間するとともに他端部が前記開口に接近する方向である第1方向に前記プランジャを付勢する弾性体と、
前記ハウジングの周囲に配設され、前記プランジャの一端部が前記コア部に接近するとともに他端部が前記開口から離間する方向である第2方向に前記プランジャを前記弾性体の付勢力に抗して移動させるための磁界を形成するコイルと
を備え、
前記コア部の前記第1方向の側の端面に交わる前記本体部の内周部の部分に窪みが形成されている電磁式リニア弁。
その端部の内周部に前記窪みが形成されている(1)項または(2)項に記載の電磁式リニア弁。
前記本体部が、(a)強磁性材料からなる円筒形状の円筒部材と、(b)前記コア部と前記円筒部材とに外嵌され、前記コア部の端面と前記円筒部材の端面とが離れた状態で前記コア部と前記円筒部材とを連結する非磁性材料からなる円筒形状の連結部材とからなり、
前記窪みが、前記円筒部材の端面と、その端面と対向する前記コア部の端面の部分と、前記連結部材の内周面とによって区画形成されている(1)項または(2)項に記載の電磁式リニア弁。
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記窪みの容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差以上である(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の電磁式リニア弁。
前記一端部の外周部に段差面が形成されて前記一端部の外径が小さい段付形状とされ、
前記コア部が、
前記第1方向の側の端に形成されて、前記プランジャの前記段差面より前記第2方向の側の部分が挿入される凹部を有し、
前記段差面が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態において、前記窪みの前記第1方向の側の端より軸線方向における前記第2方向の側に位置する(1)項ないし(6)項のいずれか1つに記載の電磁式リニア弁。
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態において前記第1方向段差面と前記窪みの前記第1方向の側の端との間に存在している前記隙間の部分の容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差より小さい(8)項に記載の電磁式リニア弁。
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態において前記第1方向段差面と前記窪みの前記第1方向の側の端との間に存在している前記隙間の部分の容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差の1/3以上である(10)項または(11)項に記載の電磁式リニア弁。
前記第1液室が、
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態において前記プランジャ段差面と前記第2方向段差面との間に存在している前記隙間の部分の容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差より小さい(13)項に記載の電磁式リニア弁。
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態において前記プランジャ段差面と前記第2方向段差面との間に存在している前記隙間の部分の容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差の1/3以上である(15)項または(16)項に記載の電磁式リニア弁。
前記大径部と前記小径部との間の段差面が、前記プランジャ段差面として機能しており、
前記ハウジングの前記本体部が、(a)前記大径部が挿入された強磁性材料からなる第1内径部と、(b)その第1内径部に連続し、前記第1内径部の内径より小さな内径とされ、前記小径部が挿入された強磁性材料からなる第2内径部とからなり、
前記大径部の外周部と前記第1内径部との一方に、前記第1方向段差面が形成され、他方に、前記第2方向段差面が形成され、
当該電磁式リニア弁が、
前記プランジャが前記第1液室内を移動する際に、前記プランジャと前記第1内径部とが摺接することなく、前記小径部と前記第2内径部とが摺接する構造とされた(14)項ないし(17)項のいずれか1つに記載の電磁式リニア弁。
1.電磁式リニア弁の構成
図1に、実施形態の電磁式リニア弁10を示す。本電磁式リニア弁10は、高圧側の作動液路12および低圧側の作動液路14に接続されており、通常、弁体が弁座に着座することで、高圧側の作動液路12から低圧側の作動液路14への作動液の流れを禁止している。一方、弁体が弁座から離れることで、高圧側の作動液路12から低圧側の作動液路14への作動液の流れを許容し、作動液の流れを許容する際の高圧側の作動液路12内の作動液の液圧と低圧側の作動液路14内の作動液の液圧との差圧を制御可能に変更することが可能とされている。
上述した構造によって、電磁式リニア弁10は、コイル24に電流が供給されていないときには、高圧側の作動液路12から低圧側の作動液路14への作動液の流れを禁止しており、コイル24に電流を供給することによって、高圧側の作動液路12から低圧側の作動液路14への作動液の流れを許容するとともに、作動液の流れが許容される際の高圧側の作動液路12内の作動液の液圧と低圧側の作動液路14内の作動液の液圧との差圧を制御可能に変化させる構造とされている。
本電磁式リニア弁10においては、プランジャ22が段付形状とされるとともに、そのプランジャ22を保持するハウジング20の内部も段付形状とされている。このように段付形状のプランジャ22およびハウジング20を備えた電磁式リニア弁に対して、概して円柱状のプランジャ120および内径の均一なハウジング122を備えた電磁式リニア弁124を、比較例として、図3に示す。比較例の電磁式リニア弁124は、プランジャ120およびハウジング122を除き、本電磁式リニア弁10と略同様の構成であるため、プランジャ120およびハウジング122を中心に説明し、同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行うものとする。
図7に、上記電磁式リニア弁10を変形した形態の電磁式リニア弁170を示す。変形形態の電磁式リニア弁170は、プランジャ172およびハウジング174を除いて、上記電磁式リニア弁10と略同様の構成であるため、それらを中心に説明し、同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行うものとする。
Claims (18)
- 筒状の本体部と、その本体部の一端部の開口を塞ぐコア部と、そのコア部と前記本体部とによって区画される内部を前記コア部の側に位置する第1液室と前記コア部とは反対側に位置する第2液室とに区画する区画部と、前記第1液室と前記第2液室とを連通するように前記区画部を貫通する貫通穴と、前記第1液室と連通する流出ポートと、前記第2液室と連通する流入ポートとを有するハウジングと、
一端部が前記コア部と、他端部が前記貫通穴の開口と対向する状態で軸線方向に移動可能に前記第1液室内に配設され、他端部が弁体として前記開口に着座可能なプランジャと、
前記プランジャの一端部が前記コア部から離間するとともに他端部が前記開口に接近する方向である第1方向に前記プランジャを付勢する弾性体と、
前記ハウジングの周囲に配設され、前記プランジャの一端部が前記コア部に接近するとともに他端部が前記開口から離間する方向である第2方向に前記プランジャを前記弾性体の付勢力に抗して移動させるための磁界を形成するコイルと
を備え、
前記コア部の前記第1方向の側の端面に交わる前記本体部の内周部の部分に窪みが形成されている電磁式リニア弁。 - 前記窪みが、前記本体部の内周部の全周にわたって形成されている請求項1に記載の電磁式リニア弁。
- 前記コア部と前記本体部の少なくとも前記コア部に連続する部分とが、強磁性材料からなる単一の素材から一体的に成形されるとともに、前記本体部の前記コア部に連続する部分のうちの前記コア部の側の端部が、非磁性化されており、
その端部の内周部に前記窪みが形成されている請求項1または請求項2に記載の電磁式リニア弁。 - 前記コア部が、強磁性材料からなる円柱形状の部材からなり、
前記本体部が、(a)強磁性材料からなる円筒形状の円筒部材と、(b)前記コア部と前記円筒部材とに外嵌され、前記コア部の端面と前記円筒部材の端面とが離れた状態で前記コア部と前記円筒部材とを連結する非磁性材料からなる円筒形状の連結部材とからなり、
前記窪みが、前記円筒部材の端面と、その端面と対向する前記コア部の端面の部分と、前記連結部材の内周面とによって区画形成されている請求項1または請求項2に記載の電磁式リニア弁。 - 前記第1液室が、
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記窪みの容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差以上である請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の電磁式リニア弁。 - 前記窪みの容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差の2倍以上である請求項5に記載の電磁式リニア弁。
- 前記プランジャが、
前記一端部の外周部に段差面が形成されて前記一端部の外径が小さい段付形状とされ、
前記コア部が、
前記第1方向の側の端に形成されて、前記プランジャの前記段差面より前記第2方向の側の部分が挿入される凹部を有し、
前記段差面が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態において、前記窪みの前記第1方向の側の端より軸線方向における前記第2方向の側に位置する請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の電磁式リニア弁。 - 前記プランジャの一端部と他端部との間の部分である中間部と前記ハウジングの前記本体部の内部との一方が段付形状となるように、前記プランジャの外周部と前記本体部の内周部との一方に前記第1方向を向く段差面である第1方向段差面が形成されて、前記プランジャの外周面と前記本体部の内周面との隙間が、前記第1方向段差面を境に前記第2方向の側より前記第1方向の側において大きくされた請求項7に記載の電磁式リニア弁。
- 前記第1液室が、
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態において前記第1方向段差面と前記窪みの前記第1方向の側の端との間に存在している前記隙間の部分の容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差より小さい請求項8に記載の電磁式リニア弁。 - 前記第1方向段差面が、前記プランジャの外周部に形成されて、前記プランジャの中間部が、段付形状とされた請求項8または請求項9に記載の電磁式リニア弁。
- 前記第1方向段差面が、前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態において、前記窪みの前記第1方向の側の端より軸線方向における前記第1方向の側に位置する請求項10に記載の電磁式リニア弁。
- 前記第1液室が、
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態において前記第1方向段差面と前記窪みの前記第1方向の側の端との間に存在している前記隙間の部分の容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差の1/3以上である請求項10または請求項11に記載の電磁式リニア弁。 - 前記プランジャの外周部と前記本体部の内周部との他方に、前記第1方向段差面に対向するようにして前記第2方向を向く第2方向段差面が形成され、前記プランジャの中間部と前記ハウジングの前記本体部の内部との他方も段付形状とされた請求項8ないし請求項12のいずれか1つに記載の電磁式リニア弁。
- 前記プランジャの中間部と他端部との間の部分が段付形状となるように、前記プランジャの外周部に前記第1方向を向く段差面であるプランジャ段差面が形成され、
前記第1液室が、
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態において前記プランジャ段差面と前記第2方向段差面との間に存在している前記隙間の部分の容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差より小さい請求項13に記載の電磁式リニア弁。 - 前記第1方向段差面が、前記プランジャの外周部に形成されるとともに、前記第2方向段差面が、前記本体部の内周部に形成された請求項14に記載の電磁式リニア弁。
- 前記プランジャ段差面が、前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態において、前記第2方向段差面より軸線方向における前記第1方向の側に位置する請求項15に記載の電磁式リニア弁。
- 前記第1液室が、
前記プランジャの一端部と前記コア部とによって区画されるとともに、前記第2方向への前記プランジャの移動に伴って容積が減少するプランジャ−コア間液室を含んで構成され、
前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態において前記プランジャ段差面と前記第2方向段差面との間に存在している前記隙間の部分の容積が、前記プランジャの他端部が前記開口に着座している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積と前記プランジャが前記第2方向に最も移動している状態での前記プランジャ−コア間液室の容積との差の1/3以上である請求項15または請求項16に記載の電磁式リニア弁。 - 前記プランジャが、(a)前記第2方向の側に位置し、強磁性材料からなる大径部と、(b)その大径部に連続して前記第1方向の側に位置し、強磁性材料からなる小径部とを有し、
前記大径部と前記小径部との間の段差面が、前記プランジャ段差面として機能しており、
前記ハウジングの前記本体部が、(a)前記大径部が挿入された強磁性材料からなる第1内径部と、(b)その第1内径部に連続し、前記第1内径部の内径より小さな内径とされ、前記小径部が挿入された強磁性材料からなる第2内径部とからなり、
前記大径部の外周部と前記第1内径部との一方に、前記第1方向段差面が形成され、他方に、前記第2方向段差面が形成され、
当該電磁式リニア弁が、
前記プランジャが前記第1液室内を移動する際に、前記プランジャと前記第1内径部とが摺接することなく、前記小径部と前記第2内径部とが摺接する構造とされた請求項14ないし請求項17のいずれか1つに記載の電磁式リニア弁。
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