WO2020226100A1 - ソレノイドバルブ - Google Patents

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WO2020226100A1
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rod
space
axial direction
solenoid valve
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Inventor
弘行 岩永
笠置　好成
健太 古川
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イーグル工業株式会社
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    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/061—Sliding valves
    • F16K31/0613—Sliding valves with cylindrical slides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
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    • F16K31/0686—Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0693—Pressure equilibration of the armature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/0686—Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0696—Shock absorbing, e.g. using a dash-pot

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a solenoid valve used for hydraulic control of a hydraulic circuit.
  • the spool has a spool valve portion having a columnar spool housed in a sleeve and a solenoid case containing a solenoid molded body in which the stator, plunger and coil are covered with resin. It is equipped with a solenoid unit that drives in the axial direction, and is arranged between a pressure source such as a pump or accumulator and a supply destination, and by moving the spool, it is possible to supply a fluid whose pressure and flow rate are adjusted to the supply destination. It has become like.
  • the spool since the spool has a relatively large movement stroke in the sleeve, when it is moved by driving the solenoid part, the fluid inside the solenoid part may become a resistance and hinder the rapid movement of the plunger.
  • bearings are arranged between the outer peripheral surface of the plunger and the inner peripheral surface of the coil, and spaces partitioned by the bearings are formed on both sides of the plunger in the moving direction. ing.
  • a through hole that penetrates along the axial direction is formed in the center of the plunger, and the spool is arranged so that it can come into contact with one end of the rod with the tubular rod inserted and fixed in the through hole of the plunger.
  • the through hole of the plunger and the through hole of the rod are in communication with each other.
  • a through hole is formed which is open in the radial direction and communicates with one space and is open in the axial direction so as to communicate with the through hole of the rod.
  • a rod is connected to the center of the plunger, and a slit extending in the moving direction of the plunger is formed on the outer peripheral surface of the plunger. In some cases, the fluid existing in the space on both sides of the movement direction of the plunger is moved.
  • the plunger is easily moved by the bearing arranged between the outer peripheral surface of the plunger and the inner peripheral surface of the solenoid portion, but the outer peripheral surface of the plunger and the coil Since fluid does not pass through the inner peripheral surface of the rod, it is necessary to form a large through hole in the rod, which reduces the strength of the rod and deforms the rod to allow the fluid to flow in the through hole of the rod. There was a risk of disturbance. Further, in the solenoid valve of Patent Document 2, since a slit is formed at a position eccentric from the central axis of the plunger, fluid resistance acts in the radial direction of the plunger and the magnetic flux passing through the plunger is biased. There was a risk that the operation of the plunger would not be stable.
  • the present invention has been made by paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to provide a solenoid valve capable of operating a plunger smoothly and stably.
  • the solenoid valve of the present invention is used. It is a solenoid valve that reciprocates the valve body that opens and closes the valve by moving the rod with a plunger that attaches to and detaches from the stator by electromagnetic force. Spaces are formed on both sides of the plunger in the moving direction.
  • a through hole that connects one space and the other space is formed concentrically with the central axis.
  • the rod is arranged in one of the spaces with a part of the rod fitted in the through hole, and the rod communicates with the one space outside the rod in which a part of the rod is fitted in the through hole.
  • a passage is formed.
  • the fluid moves between one space and the other space through the through hole of the high-strength plunger, so that the fluid moving between the one and the other space is prevented from being disturbed. it can.
  • the through hole is formed concentrically with the central axis of the plunger, the fluid resistance is suppressed from acting unevenly in the radial direction of the plunger, and the magnetic flux acts evenly on the plunger, so that the plunger is stabilized. Can be moved in the axial direction.
  • the rod may be fitted and fixed in the through hole at a portion where a notch is formed on the outside. According to this, since the notch is formed at the position where the rod is fitted into the through hole of the plunger, a large volume of the plunger can be secured and the effective region of the magnetic flux in the plunger can be formed widely in a well-balanced manner.
  • the notch may be formed so as to extend into the one space. According to this, the fluid is guided by the notch and flows between the communication passage and one space, so that the fluid can be reliably taken in and out.
  • the notches may be evenly distributed in the circumferential direction. According to this, the fluid resistance acts on the plunger in a well-balanced manner, and the effective region of the magnetic flux in the plunger can be formed in a well-balanced manner, so that the movement of the plunger can be stabilized.
  • the fitting side end of the rod may have a tapered shape. According to this, the rod can be easily fitted into the through hole, and the fluid can be smoothly moved to the continuous passage.
  • the rod may be formed with a fitting restricting portion that contacts the end face of the plunger. According to this, the fitting depth of the rod with respect to the plunger can be determined by contacting the fitting restricting portion with the end face of the plunger.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the solenoid valve in the Example of this invention. It is a side sectional view of a solenoid valve. For convenience of explanation, the spool and the rod are shown in a side view. It is a perspective view which shows the shape of the other end side in the axial direction of a rod. It is sectional drawing which shows the fitting state of the 3rd part of a rod, and the through hole of a plunger. (A) is a side sectional view showing how the solenoid valve is turned from the off state to the on state, and (b) is a side sectional view showing how the solenoid valve is turned from the on state to the off state.
  • the solenoid valve according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the right side of the paper surface of FIG. 2 will be described as one end side in the axial direction of the solenoid valve
  • the left side of the paper surface of FIG. 2 will be described as the other end side of the solenoid valve in the axial direction.
  • the solenoid valve 1 of this embodiment is a spool type solenoid valve, which is used in a device controlled by hydraulic pressure, for example, an automatic transmission of a vehicle.
  • the solenoid valve 1 is horizontally mounted in a mounting hole of a valve housing on the device side and is used as a so-called oil-immersed solenoid valve that is immersed in hydraulic oil that is a liquid in the valve housing.
  • the solenoid valve 1 is configured such that a valve portion 2 for adjusting the flow rate of a fluid, that is, a control fluid such as hydraulic oil, is integrally attached to the solenoid portion 3.
  • a valve portion 2 for adjusting the flow rate of a fluid that is, a control fluid such as hydraulic oil
  • FIG. 2 shows an off state of the solenoid valve 1 in which the coil 34 of the solenoid molded body 31 is not energized.
  • the valve portion 2 has an input port 24, an output port 25, a discharge port 26, a drain port 27, and a feedback port 28 connected to a flow path provided in a mounting hole of the valve housing.
  • a sleeve 21 provided with openings for various ports such as the above, a spool 22 as a valve body which is liquid-tightly housed in a through hole 21a formed in the axial direction on the inner diameter side of the sleeve 21, and a spool 22 in the axial direction and the like. It is composed of a coiled spring 29 that urges the end side and a retainer 23 that holds the spring 29.
  • the sleeve 21 is formed in the order of the discharge port 26, the output port 25, the input port 24, the feedback port 28, and the drain port 27 from one end side in the axial direction to the other end side in the axial direction.
  • the spool 22 can reciprocate in the axial direction, and by reciprocating the spool 22 in the axial direction, the communication state of various ports is changed, and the pressure and flow rate of hydraulic oil are controlled. ..
  • the sleeve 21, spool 22, and retainer 23 are made of materials such as aluminum, iron, stainless steel, and resin.
  • the solenoid portion 3 is provided inside a solenoid case 30 formed of a magnetic metal material such as iron, a solenoid molded body 31 housed in the solenoid case 30, and a solenoid molded body 31. It is mainly composed of a solenoid 32 to be arranged and a plunger 4 arranged so as to be movable in the axial direction on the other side of the stator 32 in the axial direction.
  • the solenoid molded body 31 is formed by molding the coil 34 with the resin 35, and the control current is coiled from the connector of the connector portion 35a extending to the outside from the opening 30j provided on the outer diameter side of the solenoid case 30. It is designed to be supplied to 34.
  • the solenoid molded body 31 is integrally formed on the outer diameter side of the stator 32. Further, the solenoid case 30 has an opening at the other end in the axial direction, and the opening is closed by caulking and fixing the lid member 10.
  • the stator 32 is a tubular body having a through hole 32a penetrating in the axial direction in the central portion thereof, and is formed of a magnetic metal material such as iron.
  • the stator 32 is formed with a recess 32b recessed on one end side in the axial direction at the other end in the axial direction, and the recess 32b communicates with the through hole 32a.
  • a ring-shaped damper member 6 made of a non-magnetic material such as resin or rubber is fixed to the bottom of the recess 32b. Further, the other end of the spool 22 in the axial direction is in contact with the end surface of the stator 32 on the one end side in the axial direction, and the spool 22 is restricted from moving to the other side in the axial direction.
  • a first tubular body 7 made of a non-magnetic material is disposed on the other end side of the stator 32 in the axial direction, and a magnetic material is formed on the other end side of the first tubular body 7 in the axial direction.
  • a second tubular body 8 is arranged, and inside the first tubular body 7 and the second tubular body 8, a third tubular body 9 composed of a magnetic material is formed with the first tubular body 7 and the second tubular body 8. It is arranged over the second tubular body 8.
  • the inner peripheral surface of the third tubular body 9 is processed with low friction, and the slidability with respect to the plunger 4 is high.
  • the plunger 4 is formed in a cylindrical shape with a magnetic metal material such as iron, and is arranged so as to be slidable on the inner peripheral surface of the third tubular body 9.
  • the outer peripheral surface of the plunger 4 and the inner peripheral surface of the third tubular body 9 are slightly separated from each other so that almost no fluid can pass through the gap.
  • a space S1 as one space is formed on one side of the plunger 4 in the axial direction, and a space S2 as the other space is formed on the other side in the axial direction of the plunger 4.
  • the plunger 4 is formed with a through hole 4a that penetrates concentrically with the central axis.
  • the space S1 is partitioned by the plunger 4, the through hole 32a of the stator 32, the recess 32b, and the spool 22, and the space S2 is partitioned by the plunger 4, the second tubular body 8, and the lid member 10.
  • the space S3 in the sleeve 21 is partitioned from the space S1 by the spool 22, and functions as a third space different from the spaces S1 and S2.
  • the other end portion which is a third portion 53 described later, which is a part of the rod 5 inserted into the through hole 32a of the stator 32, is fitted and fixed.
  • the tip of the rod 5 on one end in the axial direction is in contact with the end face of the spool 22 on the other end in the axial direction. That is, the rod 5 is arranged in the space S1.
  • the tip of the rod 5 on the one end side in the axial direction may not be in contact with the end face on the other end side in the axial direction of the spool 22, or may be fixed.
  • the rod 5 is made of a non-magnetic material such as metal or resin, and the first portion 51, the second portion 52, and the rod 5 are formed from one end side in the axial direction to the other end side in the axial direction.
  • a third site 53 is formed.
  • the rod 5 may be made of a magnetic metal material such as iron.
  • the first part 51 has a circular shape in cross section
  • the second part 52 has a substantially regular triangle shape in cross section
  • the third part 53 has a substantially regular triangle shape in cross section smaller than the second part 52. It is made up.
  • the second portion 52 and the third portion 53 are formed by notching a columnar rod member.
  • the outer peripheral surface of the corner portion of the second portion 52 viewed from the axial direction extends flat in the axial direction along the outer peripheral surface of the first portion 51.
  • the corner portion of the third portion 53 viewed from the axial direction is arranged on the inner diameter side of the corner portion of the second portion 52, and the outer peripheral surface 53a and the second portion 52 of the corner portion of the third portion 53
  • a step portion 54 is formed from the end surface 52a on the other end side in the axial direction.
  • the cutout surfaces 55 between the corners of the second portion 52 and between the corners of the third portion 53 form the same surface extending parallel to the axial direction.
  • the fitting side end portion 53b formed at the other end in the axial direction of the third portion 53 has a shape that tapers toward the other end in the axial direction, and the tip thereof is formed orthogonal to the axial direction. There is.
  • the cutout surface 55 exemplifies a form in which the second part 52 and the third part 53 form the same plane
  • the notch surface 55 is not the same plane, for example, between the second part 52 and the third part 53.
  • a slight step or inclination may be formed in the above.
  • the fitting side end portion 53b of the third portion 53 may extend to the tip on the other end side in the axial direction without tapering.
  • the rod 5 is fitted and fixed with the third portion 53 on one end side in the axial direction of the through hole 4a of the plunger 4. That is, the outer peripheral surface 53a of the corner portion of the third portion 53 and the inner peripheral surface of the through hole 4a of the plunger 4 are in pressure contact with each other.
  • the fitting side end 53b of the third portion 53 has a tapered shape, so that the fitting side end 53b guides the third portion 53 to the edge of the through hole 4a of the plunger 4.
  • the third portion 53 is easily fitted into the through hole 4a.
  • the end surface 52a of the second portion 52 protruding toward the outer diameter side of the third portion 53 comes into contact with the end surface 4b on the one end side in the axial direction of the plunger 4. (See especially FIG. 2).
  • the fitting of the rod 5 is restricted and the fitting depth of the rod 5 with respect to the plunger 4 can be determined.
  • the rod 5 can be fixed with high accuracy. That is, the end surface 52a of the second portion 52 functions as a fitting restricting portion for the rod 5.
  • the third portion 53 of the rod 5 When the third portion 53 of the rod 5 is inserted into the through hole 4a of the plunger 4, it is the inner surface 4c of the plunger 4 that partitions the through hole 4a of the plunger 4 and the outer surface of the third portion 53 of the rod 5. A space surrounded by the notch surface 55 is formed, and the space is a communication passage P (see FIG. 4). Further, in the through hole 4a of the plunger 4, the portion where the third portion 53 of the rod 5 is not inserted is the communication passage Q, and the communication passage Q communicates with the communication passage P and opens / communicates with the space S2. doing. Three communication passages P of this embodiment are equally arranged in the circumferential direction of the third portion 53.
  • the second portion 52 is arranged on one side in the axial direction from the end surface 4b of the plunger 4, that is, in the space S1, and the notch surface 55 formed over the third portion 53 and the second portion 52 extends to the space S1. It is extending.
  • a magnetic circuit is formed by the solenoid case 30, the second tubular body 8, the third tubular body 9, the plunger 4, and the stator 32 by energizing the coil 34, and the stator is formed.
  • the plunger 4 and the rod 5 can be moved to one side in the axial direction toward the stator 32.
  • the plunger 4 moves to one side in the axial direction, the fluid in the space S1 is guided to the notch surface 55 of the second portion 52, and moves to the space S2 through the communication passage P and the communication passage Q. To do. Further, when the plunger 4 moves to one side in the axial direction, the end surface 4b of the plunger 4 comes into contact with the damper member 6 made of a non-magnetic material. As a result, the plunger 4 is prevented from sticking to the stator 32.
  • the spool is driven by the urging force of the spring 29. 22 moves to the other side in the axial direction, and the plunger 4 and the rod 5 move to the other side in the axial direction accordingly. Further, the end face on the other end side in the axial direction of the spool 22 comes into contact with the end face on the one end side in the axial direction of the stator 32, and the movement of the spool 22 is restricted.
  • the damper member 6 prevents the plunger 4 from sticking to the stator 32. Therefore, when the energization of the coil 34 is cut off, the plunger 4 and the rod 5 can be immediately moved to the other side in the axial direction by the urging force of the spring 29.
  • the fluid resistance acting on the plunger 4 by moving the fluid between the spaces S1 and S2 through the communication passages P and Q formed by using the through holes 4a formed concentrically with the central axis of the plunger 4.
  • the plunger 4 can be moved smoothly by suppressing the above. Since the third portion 53 of the rod 5 is fitted and fixed to one end side of the through hole 4a of the plunger 4 in the axial direction, a part of the through hole 4a is closed by the rod 5, but the inner peripheral surface of the plunger 4 and the rod Since the communication passage P is formed with the cutout surface 55 of the third portion of the fifth portion, it is not necessary to separately form a passage that communicates the space S1 and the space S2 at a position eccentric from the central axis of the plunger 4. ..
  • the plunger 4 when the plunger 4 is moved, the fluid resistance of the fluid flowing in and out between the space S1 and the space S2 is suppressed from acting unevenly on the plunger 4, for example, acting unevenly in the radial direction of the plunger 4.
  • the magnetic flux generated by the solenoid unit 3 acts on the plunger 4 substantially evenly, the plunger 4 can be smoothly and stably moved in the axial direction. In other words, it is possible to suppress a decrease in the thrust of the plunger 4.
  • the volume of the plunger 4 itself can be formed to be large, the strength of the plunger 4 can be ensured, the plunger 4 can be prevented from being deformed to generate turbulent flow in the through hole 4a, and the magnetic flux can be efficiently generated.
  • the solenoid valve 1 can be made smaller because it can act on.
  • a third portion having a notch surface 55 formed on the outer side thereof is fitted and fixed to one end side in the axial direction of the through hole 4a, and the rod 5 is formed by the notch formed on the inner surface 4c of the plunger 4 and the rod 5.
  • the second part 52 is arranged in the space S1, and a part of the notch surface 55 formed over the third part 53 and the second part 52 is arranged in the space S1. That is, since the cutout surface 55 is formed so as to extend from the communication passage P to the space S1 side, fluid can be reliably taken in and out of the communication passage P from the space S1. Further, since the cutout surface 55 is formed flat, the fluid can be smoothly moved.
  • the fluid resistance acts on the plunger 4 in a well-balanced manner, and the effective region of the magnetic flux in the plunger 4 can be formed in a well-balanced manner, so that the plunger 4 moves. Can be stabilized.
  • the continuous passage P that is, the form in which three notches of the rod 5 are formed in the circumferential direction of the rod 5 is illustrated, but even if one or two, or four or more notches are formed. It may be well, preferably, evenly distributed in the circumferential direction.
  • the rod 5 is a non-magnetic material
  • the rod 5 may be made of a magnetic material.
  • the communication passages P are equally arranged around the rod 5. Since the effective region of the magnetic flux in the rod 5 can be formed in a well-balanced manner, the movement of the plunger 4 and the rod 5 can be stabilized.
  • the fitting side end portion 53b of the third portion 53 is tapered, the fluid can be smoothly moved along the shape of the fitting side end portion 53b.
  • the notch (notch surface 55) forming the communication passage P together with the inner surface 4c of the plunger 4, that is, the surface for partitioning the through hole 4a was formed by notching the rod 5.
  • a groove extending in the axial direction is formed between the protrusions. It may be.
  • the rod 5 is fitted and fixed to the through hole 4a of the plunger 4, but the rod 5 is welded or bonded to a fixing member such as a bolt to the through hole 4a of the plunger 4. It may be fixed by such as.
  • the plunger 4 and the rod 5 may be integrally formed.
  • the embodiment in which the cutout surface 55 of the rod 5 is located in the communication passage P and the space S1 has been illustrated.
  • the fluid may be made movable between the spaces S1 and S2 while being able to be fitted and fixed in the space.
  • the mode in which the plunger 4 moves to the other side in the axial direction when the solenoid valve 1 is off and the plunger 4 moves to the other side in the axial direction when the solenoid valve 1 is on is illustrated.
  • the plunger 4 may move to one side in the axial direction in the off state of 1, and the plunger 4 may move to the other side in the axial direction in the on state of the solenoid valve 1.
  • the end face on one end side in the axial direction of the rod 5 in contact with the spool 22 is flat, but it may be formed on a curved surface, for example.
  • the solenoid valve of the spool type using a spool for the valve body has been described, but the present invention is not limited to this, and a solenoid valve using a globe valve, a gate valve, or the like may be used.

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Abstract

プランジャを円滑に、かつ安定して動作させることができるソレノイドバルブを提供する。　電磁力によりステータ３２に接離するプランジャ４によりロッド５を移動させて弁を開閉する弁体２２を往復移動させるソレノイドバルブ１であって、プランジャ４の移動方向の両側には一方，他方の空間Ｓ１，Ｓ２が形成されており、プランジャ４には、貫通孔４ａが中心軸と同心に形成されており、ロッド５は一方の空間Ｓ１に配置されており、プランジャ４の内面４ｃとロッド５の外面５５との間に一方の空間Ｓ１と他方の空間Ｓ２との間を連通する連通路Ｐが形成されている。

Description

ソレノイドバルブ
　本発明は、例えば油圧回路の油圧制御に用いられるソレノイドバルブに関する。
　従来の油圧制御用のソレノイドバルブとして、スリーブに収納された円柱状のスプールを有するスプール弁部と、ステータ、プランジャおよびコイルが樹脂により覆われたソレノイド成形体を収容するソレノイドケースを有しスプールを軸方向に駆動させるソレノイド部と、を具備し、ポンプやアキュムレータ等の圧力源と供給先との間に配置され、スプールを移動させることにより圧力や流量が調整された流体を供給先に供給できるようになっている。
　ところで、スプールは、スリーブ内における移動ストロークが比較的大きいため、ソレノイド部の駆動により移動する場合、ソレノイド部の内部の流体が抵抗となってプランジャの迅速な移動を阻害する虞がある。
　例えば、特許文献１に開示されているソレノイドバルブは、プランジャの外周面とコイルの内周面との間にベアリングが配設され、プランジャの移動方向の両側にベアリングにより区画された空間が形成されている。プランジャの中心には軸方向に沿って貫通する貫通孔が形成されており、該プランジャの貫通孔に筒状のロッドが挿入・固定された状態で、ロッドの一端にスプールが当接可能に配置され、プランジャの貫通孔とロッドの貫通孔は連通している。このスプールの端部には径方向に開放し一方の空間に連通するとともに軸方向に開放しロッドの貫通孔に連通可能な通孔が形成されている。プランジャが一方側に移動する際には、一方の空間内の流体が通孔、ロッドの貫通孔、プランジャの貫通孔を通じて他方の空間に移動し、プランジャが他方側に移動する際には、他方の空間内の流体がプランジャの貫通孔、ロッドの貫通孔、通孔を通じて一方の空間に移動するようになっている。このように、プランジャが移動する際に、移動方向に形成される空間の流体を移動方向とは反対側の空間に移動させることにより、プランジャに作用する流体による抵抗を小さくするようにしている。
　また、特許文献２に開示されているソレノイドバルブのように、プランジャの中心にロッドが接続されており、プランジャの外周面に該プランジャの移動方向に亘って延びるスリットが形成されており、該スリットによりプランジャの移動方向の両側の空間に存在する流体を移動させるようにしているものもある。
実願平２－１４７２８号（実開平３－１０６７０２号）のマイクロフィルム（第４，５頁、第４図） 特開２０１４－２１４８０６号公報（第４頁、第１図）
　しかしながら、特許文献１のソレノイドバルブにあっては、プランジャの外周面とソレノイド部の内周面との間に配設されるベアリングによりプランジャが移動しやすくなっているが、プランジャの外周面とコイルの内周面との間は流体が略通過しないため、ロッドに大きな貫通孔を形成する必要があり、これによりロッドの強度が低くなり、ロッドが変形してロッドの貫通孔内で流体の流れに乱れが生じる虞があった。また、特許文献２のソレノイドバルブにあっては、プランジャの中心軸から偏芯した位置にスリットが形成されているので、プランジャの径方向に流体抵抗が作用するとともにプランジャを通過する磁束に偏りが生じてプランジャの動作が安定しない虞があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、プランジャを円滑に、かつ安定して動作させることができるソレノイドバルブを提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明のソレノイドバルブは、
　電磁力によりステータに接離するプランジャによりロッドを移動させて弁を開閉する弁体を往復移動させるソレノイドバルブであって、
　前記プランジャの移動方向の両側には空間が形成されており、
　前記プランジャには、一方の空間と他方の空間とを連通する貫通孔が中心軸と同心に形成されており、
　前記ロッドは一部が前記貫通孔に嵌入された状態で前記一方の空間に配置されており、前記一部が前記貫通孔に嵌入された前記ロッドの外側には前記一方の空間に連通する連通路が形成されている。
　これによれば、強度の高いプランジャの貫通孔を通って一方の空間と他方の空間との間を流体が移動するので、一方および他方の空間の間を移動する流体に乱れが生じることを抑制できる。また、貫通孔がプランジャの中心軸と同心に形成されているので、流体抵抗がプランジャの径方向に偏って作用することが抑制されるとともに、磁束がプランジャに均等に作用するので、プランジャを安定して軸方向に移動させることができる。
　前記ロッドは、外側に切欠きが形成された箇所が前記貫通孔に嵌入固定されていてもよい。
　これによれば、ロッドのプランジャの貫通孔に嵌入される箇所に切欠きが形成されているので、プランジャの容積を大きく確保して、プランジャにおける磁束の有効領域をバランスよく広く形成できる。
　前記切欠きは前記一方の空間に延びて形成されていてもよい。
　これによれば、流体は切欠きに案内されて連通路と一方の空間との間を流れるから確実に流体を出し入れすることができる。
　前記切欠きは周方向に等配されていてもよい。
　これによれば、流体抵抗がプランジャにバランスよく作用するとともに、プランジャにおける磁束の有効領域をバランスよく形成できるのでプランジャの移動を安定させることができる。
　前記ロッドの嵌入側端部は先細り形状を成していてもよい。
　これによれば、ロッドを貫通孔に嵌入しやすく、且つ流体を連通路に円滑に移動させることができる。
　前記ロッドには、前記プランジャの端面に接触する嵌入規制部が形成されていてもよい。
　これによれば、嵌入規制部がプランジャの端面に接触することでプランジャに対するロッドの嵌入深度を決定できる。
本発明の実施例におけるソレノイドバルブの斜視図である。 ソレノイドバルブの側断面図である。尚、説明の便宜上、スプールおよびロッドについては側面図で図示する。 ロッドの軸方向他端側の形状を示す斜視図である。 ロッドの第３部位とプランジャの貫通孔との嵌入状態を示す断面図である。 （ａ）はソレノイドバルブのオフ状態からオン状態にした様子を示す側断面図、（ｂ）はソレノイドバルブのオン状態からオフ状態にした様子を示す側断面図である。
　本発明に係るソレノイドバルブを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例に係るソレノイドバルブにつき、図１から図５を参照して説明する。以下、図２の紙面右側をソレノイドバルブの軸方向一端側とし、図２の紙面左側をソレノイドバルブの軸方向他端側として説明する。
　図１に示されるように、本実施例のソレノイドバルブ１は、スプールタイプのソレノイドバルブであって、例えば車両の自動変速機等の油圧により制御される装置に用いられるものである。尚、ソレノイドバルブ１は、装置側のバルブハウジングの装着穴に水平方向に取付けられ、バルブハウジング内の液体である作動油に浸漬される、いわゆる油浸形のソレノイドバルブとして使用される。
　図１および図２に示されるように、ソレノイドバルブ１は、流体、すなわち作動油等の制御流体の流量を調整するバルブ部２がソレノイド部３に一体に取付けられて構成されている。尚、図２は、ソレノイド成形体３１のコイル３４に通電されていないソレノイドバルブ１のオフ状態を示すものである。
　先ず、バルブ部２の構造について説明する。図１および図２に示されるように、バルブ部２は、バルブハウジングの装着穴内に設けられた流路と接続される入力ポート２４、出力ポート２５、排出ポート２６、ドレンポート２７、フィードバックポート２８等の各種ポートの開口が設けられたスリーブ２１と、スリーブ２１の内径側において軸方向に形成される貫通孔２１ａに液密に収容される弁体としてのスプール２２と、スプール２２を軸方向他端側に付勢するコイル状のスプリング２９と、スプリング２９を保持するリテーナ２３と、から構成されている。
　スリーブ２１には、軸方向一端側から軸方向他端側に向けて、排出ポート２６、出力ポート２５、入力ポート２４、フィードバックポート２８、ドレンポート２７の順に形成されている。スプール２２は、軸方向に往復移動可能となっており、スプール２２を軸方向に往復移動させることにより、各種ポートの連通状態を変化させ、作動油の圧力や流量を制御するようになっている。尚、スリーブ２１、スプール２２、リテーナ２３は、アルミ、鉄、ステンレス、樹脂等の材料により形成されている。
　次に、ソレノイド部３の構造について説明する。図２に示されるように、ソレノイド部３は、鉄等の磁性を有する金属材料から形成されるソレノイドケース３０と、ソレノイドケース３０に収容されるソレノイド成形体３１と、ソレノイド成形体３１の内側に配置されるステータ３２と、ステータ３２の軸方向他方側に軸方向に移動可能な状態で配置されるプランジャ４と、から主に構成されている。
　ソレノイド成形体３１は、コイル３４を樹脂３５によりモールド成形することにより形成され、ソレノイドケース３０の外径側に設けられる開口部３０ｊから外部に延び出ているコネクタ部３５ａのコネクタから制御電流がコイル３４へ供給されるようになっている。このソレノイド成形体３１はステータ３２の外径側に一体に形成されている。また、ソレノイドケース３０は軸方向他端が開口となっており、該開口は蓋部材１０がかしめ固定されることにより閉塞されている。
　ステータ３２は、その中央部に軸方向に貫通する貫通孔３２ａを有する筒状体であり、鉄等の磁性を有する金属材料から形成される。ステータ３２は、軸方向他端に軸方向一端側に凹む凹部３２ｂが形成されており、該凹部３２ｂは貫通孔３２ａに連通している。また、凹部３２ｂの底部には、樹脂やゴムなどの非磁性体から構成されるリング状のダンパ部材６が固着されている。また、ステータ３２の軸方向一端側の端面にはスプール２２の軸方向他端部が接触しており、スプール２２は軸方向他方側への移動が規制されている。
　また、ステータ３２の軸方向他端側には非磁性体から構成される第１筒状体７が配設され、第１筒状体７の軸方向他端側には磁性体から構成される第２筒状体８が配設されており、第１筒状体７および第２筒状体８の内側には磁性体から構成される第３筒状体９が第１筒状体７および第２筒状体８に亘って配設されている。第３筒状体９は、内周面が低摩擦加工されており、プランジャ４に対する摺動性が高くなっている。
　プランジャ４は、鉄等の磁性を有する金属材料により円筒状に形成されており、第３筒状体９の内周面に摺接可能に配置されている。プランジャ４の外周面と第３筒状体９の内周面との間は僅かに離間しており、その隙間からはほとんど流体が通過しないようになっている。
　プランジャ４の軸方向一方側には、一方の空間としての空間Ｓ１が形成され、プランジャ４の軸方向他方側には、他方の空間としての空間Ｓ２が形成されている。プランジャ４には、中心軸と同心に貫通する貫通孔４ａが形成されている。空間Ｓ１は、プランジャ４、ステータ３２の貫通孔３２ａ、凹部３２ｂ、スプール２２により区画されており、空間Ｓ２は、プランジャ４、第２筒状体８、蓋部材１０により区画されている。尚、スリーブ２１内の空間Ｓ３は、スプール２２により空間Ｓ１と区画されており、空間Ｓ１，Ｓ２とは異なる第３の空間として機能している。
　プランジャ４の貫通孔４ａの軸方向一端側には、ステータ３２の貫通孔３２ａに挿通されるロッド５の一部である後述する第３部位５３である他方側端部が嵌入固定されており、ロッド５の軸方向一端側の先端がスプール２２の軸方向他端側の端面に当接している。すなわち、ロッド５は空間Ｓ１内に配置されている。尚、ロッド５の軸方向一端側の先端はスプール２２の軸方向他端側の端面に当接していなくてもよい、或いは、固定されていてもよい。
　次いで、ロッド５の構造について説明する。図２および図３に示されるように、ロッド５は、金属や樹脂などの非磁性体から構成され、軸方向一端側から軸方向他端側に向けて第１部位５１、第２部位５２、第３部位５３が形成されている。尚、ロッド５は、鉄等の磁性を有する金属材料により構成されていてもよい。
　第１部位５１は、断面視円形状を成しており、第２部位５２は断面視略正三角形状を成し、第３部位５３は第２部位５２よりも小さい断面視略正三角形状を成している。これら第２部位５２、第３部位５３は円柱状の棒部材を切欠き加工することにより形成されている。
　軸方向から見た第２部位５２の角部の外周面は、第１部位５１の外周面に沿って軸方向に平坦に延びている。また、軸方向から見た第３部位５３の角部は、第２部位５２の角部よりも内径側に配置されており、第３部位５３の角部の外周面５３ａと第２部位５２の軸方向他端側の端面５２ａとで段部５４が形成されている。また、第２部位５２の角部同士、第３部位５３の角部同士の間の切欠面５５は軸方向に平行に延びる同一面を成している。また、第３部位５３の軸方向他端部に形成される嵌入側端部５３ｂは、軸方向他端側に向けて先細りする形状を成し、その先端が軸方向に直交して形成されている。
　尚、切欠面５５は第２部位５２および第３部位５３に亘って同一平面を成す形態を例示したが、切欠面５５は同一平面ではなく、例えば、第２部位５２および第３部位５３の間で若干段差や傾斜等が形成されていてもよい。また、第３部位５３の嵌入側端部５３ｂは、先細りせずに軸方向他端側の先端まで延びていてもよい。
　図３および図４に示されるように、ロッド５は、プランジャ４の貫通孔４ａの軸方向一端側に第３部位５３が嵌入固定される。すなわち、第３部位５３の角部の外周面５３ａとプランジャ４の貫通孔４ａの内周面とは圧接されている。第３部位５３を貫通孔４ａに嵌入する際には、第３部位５３の嵌入側端部５３ｂが先細りした形状であるので、嵌入側端部５３ｂがプランジャ４の貫通孔４ａの縁部に案内されて第３部位５３を貫通孔４ａに嵌入しやすい。
　また、第３部位５３を貫通孔４ａに所定長さ嵌入すると、第３部位５３よりも外径側に張り出した第２部位５２の端面５２ａがプランジャ４の軸方向一端側の端面４ｂに接触する（特に図２参照）。このように、第２部位５２の端面５２ａがプランジャ４の軸方向一端側の端面４ｂに接触することで、ロッド５の嵌入が規制されプランジャ４に対するロッド５の嵌入深度を決定できるので、プランジャ４に対してロッド５を精度よく固定することができる。すなわち、第２部位５２の端面５２ａはロッド５の嵌入規制部として機能している。
　プランジャ４の貫通孔４ａにロッド５の第３部位５３が挿入された状態にあっては、プランジャ４の貫通孔４ａを区画するプランジャ４の内面４ｃとロッド５における第３部位５３の外面である切欠面５５に囲まれた空間が形成され、該空間は連通路Ｐ（図４参照）となっている。また、プランジャ４の貫通孔４ａの内、ロッド５の第３部位５３が挿入されない箇所は連通路Ｑとなっており、連通路Ｑは連通路Ｐと連通しているとともに空間Ｓ２に開口・連通している。本実施例の連通路Ｐは、第３部位５３の周方向に３つ等配されている。また、第２部位５２はプランジャ４の端面４ｂよりも軸方向一方側、つまり空間Ｓ１に配置されており、第３部位５３および第２部位５２に亘って形成される切欠面５５は空間Ｓ１まで延びている。
　次いで、ソレノイドバルブ１の動作について説明する。図２に示されるソレノイドバルブ１のオフ状態において、コイル３４への通電によりソレノイドケース３０、第２筒状体８、第３筒状体９、プランジャ４、ステータ３２により磁気回路を形成し、ステータ３２とプランジャ４との間に磁力を発生させることにより、図５（ａ）に示されるように、プランジャ４およびロッド５をステータ３２へ向けて軸方向一方側に移動させることができる。これにより、ロッド５の軸方向一端側の先端がスプール２２の軸方向他端側の端面を押し、スプール２２をスプリング２９の付勢力に抗して軸方向一方側に移動させ、スリーブ２１の入力ポート２４から出力ポート２５へ流れる制御流体の量を変化させることができる。
　このとき、プランジャ４が軸方向一方側に移動することに伴って、空間Ｓ１内の流体は第２部位５２の切欠面５５に案内され、連通路Ｐ、連通路Ｑを通って空間Ｓ２に移動する。また、プランジャ４が軸方向一方側に移動した際には、非磁性体から構成されるダンパ部材６にプランジャ４の端面４ｂが当接する。これにより、プランジャ４がステータ３２に張り付くことが防止される。
　また、コイル３４への通電が遮断され、ステータ３２とプランジャ４との間に発生していた磁力が相対的に弱まると、図５（ｂ）に示されるように、スプリング２９の付勢力によりスプール２２が軸方向他方側に移動し、これに伴いプランジャ４およびロッド５が軸方向他方側に移動する。また、スプール２２の軸方向他端側の端面はステータ３２の軸方向一端側の端面に当接しスプール２２の移動が規制される。
　このとき、プランジャ４が軸方向他方側に移動することに伴って、空間Ｓ２内の流体はプランジャ４の貫通孔４ａ、連通路Ｐ、第２部位５２の切欠面５５に案内され空間Ｓ１に移動する。プランジャ４およびロッド５がステータ３２へ向けて軸方向一方側に移動した状態（図５（ａ）の状態）にあっては、ダンパ部材６によりプランジャ４がステータ３２に張り付くことが防止されているので、コイル３４への通電が遮断された際には、スプリング２９の付勢力によりプランジャ４およびロッド５を即座に軸方向他方側に移動させることができる。
　このように、プランジャ４の中心軸と同心に形成された貫通孔４ａを用いて形成された連通路Ｐ、Ｑを通して空間Ｓ１および空間Ｓ２の間で流体を移動させ、プランジャ４に作用する流体抵抗を抑制してプランジャ４の移動を円滑に行うことができるようになっている。プランジャ４の貫通孔４ａの軸方向一端側にロッド５の第３部位５３が嵌入固定されているので、貫通孔４ａの一部はロッド５により閉塞されるが、プランジャ４の内周面とロッド５の第３部位の切欠面５５との間で連通路Ｐが形成されるので、プランジャ４の中心軸から偏芯した位置に空間Ｓ１および空間Ｓ２を連通する通路を別個に形成する必要がない。
　これにより、プランジャ４の移動時に、空間Ｓ１と空間Ｓ２との間で流出入する流体の流体抵抗がプランジャ４に不均一に作用、例えばプランジャ４の径方向に偏って作用することが抑制されるとともに、ソレノイド部３で発生する磁束がプランジャ４に略均等に作用するので、プランジャ４を円滑に、且つ安定して軸方向に移動させることができる。言い換えれば、プランジャ４の推力の低下を抑制することができる。
　また、プランジャ４自身の容積を大きく形成することができるので、プランジャ４の強度を確保でき、プランジャ４が変形して貫通孔４ａ内に乱流が発生することを抑制できるとともに、磁束を効率的に作用させることができるのでソレノイドバルブ１を小型とすることができる。
　また、ロッド５は、その外側に切欠面５５が形成された第３部位が貫通孔４ａの軸方向一端側に嵌入固定されており、プランジャ４の内面４ｃとロッド５に形成された切欠きである切欠面５５との間に構成される連通路Ｐとなっている。この連通路Ｐは空間Ｓ１，連通路Ｑに連通しているので、連通路Ｐおよび連通路Ｑを通して空間Ｓ１および空間Ｓ２の間で流体を移動させることができる。これによれば、貫通孔４ａと空間Ｓ１とを連通する通路をプランジャ４に別途形成する必要がないので、プランジャ４の容積を大きく確保して、プランジャ４における磁束の有効領域をバランスよく形成できる。さらに、貫通孔４ａを利用してロッド５をプランジャ４に嵌入固定しているので、プランジャ４にロッド５を固定するための取付穴を別個に形成する必要がなく、プランジャ４の加工コストを低減できる。
　また、第２部位５２は空間Ｓ１に配置されており、第３部位５３および第２部位５２に亘って形成される切欠面５５の一部は空間Ｓ１に配置されている。すなわち、切欠面５５は連通路Ｐから空間Ｓ１側まで延びて形成されているので、空間Ｓ１から連通路Ｐに確実に流体を出し入れすることができる。また、切欠面５５は平坦に形成されているので、流体を円滑に移動させることができる。
　また、連通路Ｐは、ロッド５の周囲に３つ等配されているので、流体抵抗がプランジャ４にバランスよく作用するとともに、プランジャ４における磁束の有効領域をバランスよく形成できるのでプランジャ４の移動を安定させることができる。尚、本実施例では、連通路Ｐ、すなわちロッド５の切欠きがロッド５の周方向に３つ形成される形態を例示したが、１～２つ、または４つ以上複数形成されていてもよく、好ましくは、周方向に等配されていればよい。
　また、本実施例では、ロッド５が非磁性体である形態を例示したが、磁性体により構成されていてもよく、この場合、ロッド５の周囲に連通路Ｐが等配されていることにより、ロッド５における磁束の有効領域をバランスよく形成できるのでプランジャ４およびロッド５の移動を安定させることができる。
　また、第３部位５３の嵌入側端部５３ｂが先細りしているので、嵌入側端部５３ｂの形状に沿って流体を円滑に移動させることができる。
　また、スリーブ２１内の空間Ｓ３は、スプール２２により空間Ｓ１，Ｓ２と区画されているので、空間Ｓ３内の流体に含まれるコンタミが空間Ｓ１，Ｓ２に進入し難くなっており、コンタミによりプランジャ４の動作不良が生じることを抑制できる。
　尚、本実施例では、プランジャ４の内面４ｃすなわち貫通孔４ａを区画する面とともに連通路Ｐを形成する切欠き（切欠面５５）は、ロッド５を切欠き加工することで形成されていたが、これに限られず、ロッドの外周面からプランジャ内面に圧接されるように外径側に突出する突出部が複数形成された構造とすることで、突出部間に軸方向に延びる溝が形成されるようになっていてもよい。
　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
　例えば、前記実施例では、ロッド５がプランジャ４の貫通孔４ａに対して嵌入固定される形態を例示したが、ロッド５がプランジャ４の貫通孔４ａに対してボルト等の固定部材や溶接または接着などにより固定されていてもよい。
　また、前記実施例では、ロッド５がプランジャ４と別体である形態を例示したが、プランジャ４とロッド５が一体に形成されていてもよい。
　また、前記実施例では、ロッド５の切欠面５５が連通路Ｐと空間Ｓ１に位置する形態を例示したが、例えば、プランジャに溝やスリットを設けて連通路Ｐを形成し、ロッドを貫通孔に嵌入固定可能にしつつ、空間Ｓ１，Ｓ２間で流体を移動可能とさせるようにしてもよい。
　また、前記実施例では、ソレノイドバルブ１のオフ状態においてプランジャ４が軸方向他方側に移動し、ソレノイドバルブ１のオン状態においてプランジャ４が軸方向一方側に移動する形態を例示したが、ソレノイドバルブ１のオフ状態においてプランジャ４が軸方向一方側に移動し、ソレノイドバルブ１のオン状態においてプランジャ４が軸方向他方側に移動するようなものであってもよい。
　また、前記実施例では、ソレノイドバルブ１のオン状態において、ダンパ部材６によりプランジャ４がステータ３２に非接触状態となっている形態を例示したが、プランジャ４がステータ３２に接触するようになっていてもよい。
　また、前記実施例では、スプール２２に接触するロッド５の軸方向一端側の端面が平面となっていたが、例えば曲面に形成されていてもよい。
　また、前記実施例では、弁体にスプールを用いるスプールタイプのソレノイドバルブとして説明したが、これに限られず、グローブ弁やゲート弁等を用いたソレノイドバルブであってもよい。
１　　　　　　　　ソレノイドバルブ
２　　　　　　　　バルブ部
３　　　　　　　　ソレノイド部
４　　　　　　　　プランジャ
４ａ　　　　　　　貫通孔
４ｂ　　　　　　　端面
４ｃ　　　　　　　内面
５　　　　　　　　ロッド
２１　　　　　　　スリーブ
２２　　　　　　　スプール
２９　　　　　　　スプリング
３０　　　　　　　ソレノイドケース
３２　　　　　　　ステータ
３４　　　　　　　コイル
５１　　　　　　　第１部位
５２　　　　　　　第２部位
５３　　　　　　　第３部位
５３ｂ　　　　　　嵌入側端部
５５　　　　　　　切欠面
Ｐ　　　　　　　　連通路
Ｑ　　　　　　　　連通路
Ｓ１　　　　　　　空間（一方の空間）
Ｓ２　　　　　　　空間（他方の空間）
Ｓ３　　　　　　　空間（第３の空間）

Claims (6)

  1. 　電磁力によりステータに接離するプランジャによりロッドを移動させて弁を開閉する弁体を往復移動させるソレノイドバルブであって、
    　前記プランジャの移動方向の両側には一方の空間と他方の空間とが形成されており、
    　前記プランジャには、貫通孔が中心軸と同心に形成されており、
    　前記ロッドは前記一方の空間に配置されており、前記プランジャの内面と前記ロッドの外面との間に前記一方の空間と前記他方の空間との間を連通する連通路が形成されているソレノイドバルブ。
  2. 　前記ロッドは、外側に切欠きが形成された箇所が前記貫通孔に嵌入固定されている請求項１に記載のソレノイドバルブ。
  3. 　前記切欠きは前記一方の空間に延びて形成されている請求項２に記載のソレノイドバルブ。
  4. 　前記切欠きは周方向に等配されている請求項２または３に記載のソレノイドバルブ。
  5. 　前記ロッドの嵌入側端部は先細り形状を成している請求項２ないし４のいずれかに記載のソレノイドバルブ。
  6. 　前記ロッドには、前記プランジャの端面に接触する嵌入規制部が形成されている請求項２ないし５のいずれかに記載のソレノイドバルブ。
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