JP2008303961A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】組付け精度を維持しつつ組付け作業性を向上させ得る電磁弁を提供する。
【解決手段】電磁コイル４１への通電により磁気回路の一部を構成するステータコア４２と、ステータコア４２内に摺動自在に支持されて当該ステータコア４２との間に生じる磁気吸引力により軸方向一方側に駆動されるプランジャ５０と、ステータコア４２に取り付けられる弁スリーブ７０と、弁スリーブ７０に摺動自在に案内支持されてプランジャ５０の移動に応じて作動するスプール８０と、を備える電磁弁１０であって、電磁コイル４１は、絶縁層４７を介してステータコア４２に一体に成型されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイルに供給される電流に応じたプランジャの移動によりスプールを作動させる電磁弁に関するものである。

従来より、コイルに供給される電流に応じたプランジャの移動によりスプールを作動させる電磁弁に関する技術として、下記特許文献１に示す電磁駆動装置が知られている。この電磁駆動装置は、コイルに電流を供給することにより、プランジャと、このプランジャを往復移動自在に収容し支持する収容部およびプランジャを吸引する吸引部により構成されるステータコアと、ヨークとによって構成される磁気回路に磁束を流す。これにより、吸引部とプランジャとの間に磁気吸引力が発生して、この磁気吸引力に応じてプランジャがスプールを反リニアソレノイド方向に移動させることで、作動油量が制御されて当該作動油の油圧が調整される。

また、コイルに供給される電流値が増加して最大電流値の４０％以上６０％以下の所定値になると、プランジャ、収容部、吸引部のいずれかが磁気飽和するように設定されている。このため、所定の磁気吸引力を確保しつつ最大電流値の６０％以下の所定値では磁気飽和するので、収容部に対しプランジャが偏心している場合であっても、収容部とプランジャとの間に働く径方向の磁気吸引力の上限値が低減され、収容部とプランジャとの間に働く摺動抵抗の上限値が低減される。これにより、コイルに供給される電流値に対するプランジャの往復移動位置のヒステリシスを小さくしている。
特開２００２−２２２７１０号公報

ところで、上述のコイルは、樹脂によってモールド成形された後に、上記磁気回路の一部を構成するヨークおよびステータコアにより固定されている。そして、このステータコアのプランジャ縁端近傍であって収容部と吸引部との間には、収容部と吸引部との間の磁束の漏れを低減する磁気抵抗部としての薄肉部が形成されている。

収容部と吸引部との間の磁束の漏れを抑制して吸引部とプランジャとの間の磁気吸引力を増加させるためには、上述の薄肉部の厚さを薄くする必要がある。しかし、この薄肉部の厚さを薄くし過ぎると、ステータコアの剛性が低下することとなり、コイルおよびステータコア等を有するソレノイド部をスプール等を有するスプール部に組み付ける際にステータコアが変形してしまい、このように変形したステータコアとプランジャとの同軸度が悪化するという問題が発生する。

一方、ステータコアに薄肉部を設ける代わりに、ステータコアの収容部と吸引部とを別体にするとともに収容部と吸引部との間に磁気遮断部として別部材を設けることにより、収容部と吸引部との間の磁束の漏れが抑制されて吸引部とプランジャとの間の磁気吸引力が増加する。しかし、部品点数が増加してしまい、組付け作業性も困難になるという別の問題が発生する。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、組付け精度を維持しつつ組付け作業性を向上させ得る電磁弁を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の電磁弁では、コイル（４１）への通電により磁気回路の一部を構成するステータコア（４２）と、前記ステータコア内に摺動自在に支持されて当該ステータコアとの間に生じる磁気吸引力により軸方向一方側に駆動されるプランジャ（５０）と、前記ステータコアに取り付けられる弁スリーブ（７０）と、前記弁スリーブに摺動自在に案内支持されて前記プランジャの移動に応じて作動するスプール（８０）と、を備える電磁弁であって、前記コイルは、絶縁層（４７）を介して前記ステータコアに一体に成型されることを技術的特徴とする。

請求項１の発明では、コイルは、当該コイルへの通電により磁気回路の一部を構成するステータコアと絶縁層を介して一体に成型されている。
このため、例えばコイルをボビンに巻回した後にステータコア等に組み付ける作業が廃止されて組付け作業性が向上するだけでなく、ステータコア単体の場合よりも剛性を高めることができる。これにより、ステータコアに、例えば、磁気吸引力を増加させる磁気抵抗部としての薄肉部等を形成しても、ステータコアの変形を抑制することができ、ステータコアとプランジャとの同軸度が悪化することなく組付け精度が維持され得る。

また、磁性材料という比較的剛性が高い材料でもってコイルとステータコアとを一体成型するため、例えば、比較的剛性が低い材料である樹脂材料でコイルとステータコアとを一体成型した場合に比べて剛性を高めることができる。このとき、コイルとステータコアとの間には、例えば、テフロン（登録商標）により絶縁処理を行った絶縁層が設けられるため、コイルとステータコアとの間で絶縁不良が発生することもない。
したがって、組付精度を維持しつつ組付け作業性を向上することができる。

請求項２の発明では、ステータコアのうちスプール側のプランジャに近接する部位には、上記磁気回路における磁路断面積を低減する薄肉部が設けられる。
コイルとステータコアとを一体に成型することによりステータコア単体の場合よりも剛性が高くなるので、上記磁気回路における磁路断面積を低減する薄肉部をより薄くすることができる。これにより、薄肉部における磁束の漏れが抑制されてステータコアとプランジャとの間の磁気吸引力を増加させることができる。

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電磁弁１０の構成概要を示す断面図である。図２は、図１のステータコア４２の薄肉部４５の詳細形状を示す断面図である。
電磁弁１０は、車両の自動変速機における油圧制御に用いられるもので、ソレノイド部２０と、そのソレノイド部２０の一端に設けられたスプール部６０とによって構成されている。ソレノイド部２０は、磁性材料で形成される有底円筒状のカバー３０と、電磁コイル４１および磁性材料で形成されるステータコア４２を有するコイル一体型ステータ４０と、ステータコア４２との間に生じる磁気吸引力により軸方向一方向に駆動されるプランジャ５０等を備えており、スプール部６０は弁スリーブ７０とスプール８０等を備えている。

コイル一体型ステータ４０は、フランジ部４３の外周がカバー３０の底部に嵌合し、円環状の吸引部４６の外周がカバー３０の開口端に嵌合することで、カバー３０内に収容されている。コイル一体型ステータ４０は、電磁コイル４１の外周側以外を、ステータコア４２のフランジ部４３、円筒部４４、薄肉部４５および吸引部４６でもって覆うように電磁コイル４１とステータコア４２とが一体に成型されている。その際、フランジ部４３、円筒部４４、薄肉部４５および吸引部４６の電磁コイル４１側の表面には、テフロン（登録商標）等により絶縁処理がなされて絶縁層４７が形成されている。

電磁コイル４１への通電により、カバー３０と、ステータコア４２のフランジ部４３、円筒部４４および吸引部４６と、プランジャ５０でもって磁気回路が構成される。薄肉部４５は、上記磁気回路において、円筒部４４と吸引部４６との間の磁束の漏れを低減して吸引部４６とプランジャ５０との間の磁気吸引力を増加させる磁気抵抗部としての役割を果たす（図２参照）。

ステータコア４２には、反スプール側にプランジャ５０の外径よりも僅かに大きな内周穴４８と、スプール側に内周穴４８よりも小さな内周穴４９が形成されており、内周穴４８にはプランジャ５０が同軸的であって摺動可能に挿入されている。この内周穴４８の深さは、プランジャ５０に必要なストロークより僅かに大きく設定されている。

カバー３０の開口端側に位置する吸引部４６の外側面には、スプール８０を摺動可能に嵌装する弁スリーブ７０が配設されている。そして、カバー３０の開口側筒状端部３１を、弁スリーブ７０に形成されたフランジ部７１と吸引部４６とを接合させた状態でかしめることにより、弁スリーブ７０に対してソレノイド部２０を一体結合している。これにより、カバー３０内に収納されたコイル一体型ステータ４０は、カバー３０の底部と弁スリーブ７０のフランジ部７１との間で軸方向に固定されるようになっている。

弁スリーブ７０には、径の異なる第１弁孔７２と第２弁孔７３が形成されるとともに、この第２弁孔７３に接続するばね収容孔７４が形成されている。これら各弁孔７２、７３およびばね収容孔７４は、ステータコア４２およびプランジャ５０と同軸上に延びるように形成されている。

スプール８０には、第１弁孔７２にそれぞれ嵌合する第１ランド部８１および第２ランド部８２と、第２弁孔７３に嵌合する第３ランド部８３が設けられており、第２ランド部８２と第３ランド部８３は互いに隣接して設けられている。

第１ランド部８１および第２ランド部８２は軸方向に所定量離間して設けられ、小径部８４によって互いに連結されている。小径部８４に対応して環状溝７５が前記弁スリーブ７０に形成され、この環状溝７５に制御圧を出力する出力ポート７６が連通されている。

また、弁スリーブ７０には、第１ランド部８１および第２ランド部８２の互いに対向する端面にそれぞれ対応して開口する排出ポート７７および供給ポート７８が形成されている。さらに、弁スリーブ７０には、ばね収容孔７４に開口するドレンポート７９が形成されている。なお、スプール８０の一端には、ステータコア４２の内周穴４９を貫通してプランジャ５０に当接するシャフト部８５が突設されている。

ばね収容孔７４の開口端はその内周面に形成されたねじ孔に螺合するプラグ９０によって閉塞され、このプラグ９０とスプール８０の間にばね９１が設けられている。スプール８０は、ばね９１の付勢力によってプランジャ５０に向けて押圧され、これにより、スプール８０のシャフト部８５を介してプランジャ５０が、通常カバー３０の底面に当接する初期位置に保持されている。かかるプランジャ５０の初期位置において、プランジャ５０のスプール側端縁は、ステータコア４２の薄肉部４５に軸方向にてほぼ一致するように配置されている（図１参照）。

このように構成される本実施形態に係る電磁弁１０の作用について、以下に説明する。電磁コイル４１が非励磁状態の場合には、スプール８０は、ばね９１の付勢力によりプランジャ５０を反スプール方向に押圧し、プランジャ５０をカバー３０の底面に当接する初期位置に保持している。この非励磁状態においては、出力ポート７６は、供給ポート７８との連通が遮断されているとともに、排出ポート７７に連通され、これによって出力ポート７６は低圧に保持されている。

一方、電磁コイル４１に通電して励磁すると、カバー３０と、ステータコア４２のフランジ部４３、円筒部４４および吸引部４６と、プランジャ５０でもって磁気回路が構成されて、吸引部４６とプランジャ５０との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力により、プランジャ５０が吸引部４６側へ引き寄せられて、スプール８０がばね９１の付勢力に抗して反プランジャ方向に移動する。この移動により、第２ランド部８２が供給ポート７８を開口し始めるとともに、第１ランド部８１が排出ポート７７の開口面積を制限し始めるので、出力ポート７６の制御圧は次第に上昇される。

このように本実施形態に係る電磁弁１０では、電磁コイル４１に通電される電流値に応じてステータコア４２の吸引部４６がプランジャ５０を吸引する磁気吸引力と、ばね９１の付勢力とがバランスする位置にスプール８０が保持され、これによって上記制御圧は電磁コイル４１に通電された電流値に応じた圧力に制御される。

以上説明したように、本実施形態に係る電磁弁１０では、電磁コイル４１は、当該電磁コイル４１への通電により磁気回路の一部を構成するステータコア４２と絶縁層４７を介して一体に成型されている。
このため、例えば電磁コイル４１をボビンに巻回した後にステータコア４２等に組み付ける作業が廃止されて組付け作業性が向上するだけでなく、ステータコア４２単体の場合よりもコイル一体型ステータ４０の剛性を高めることができる。これにより、ステータコア４２に、例えば、磁気吸引力を増加させる磁気抵抗部としての薄肉部４５等を形成しても、ステータコア４２の変形を抑制することができ、ステータコア４２とプランジャ５０との同軸度が悪化することなく組付け精度が維持され得る。

また、磁性材料という比較的剛性が高い材料でもって電磁コイル４１とステータコア４２とを一体成型するため、例えば、比較的剛性が低い材料である樹脂材料で電磁コイル４１とステータコア４２とを一体成型した場合に比べてコイル一体型ステータ４０の剛性を高めることができる。このとき、電磁コイル４１とステータコア４２との間には、絶縁層４７が設けられるため、電磁コイル４１とステータコア４２との間で絶縁不良が発生することもない。
したがって、組付精度を維持しつつ組付け作業性を向上することができる。

また、本実施形態に係る電磁弁１０において、ステータコア４２のうちスプール側のプランジャ５０に近接する部位には、上記磁気回路における磁路断面積を低減する薄肉部４５が設けられる。

電磁コイル４１とステータコア４２とを一体に成型することによりステータコア４２単体の場合よりもコイル一体型ステータ４０の剛性が高くなるので、上記磁気回路における磁路断面積を低減する薄肉部４５をより薄くすることができる。これにより、薄肉部４５における磁束の漏れが抑制されてステータコア４２とプランジャ５０との間の磁気吸引力を増加させることができる。

本実施形態に係る電磁弁の構成概要を示す断面図である。 図１のステータの薄肉部の詳細形状を示す断面図である。

符号の説明

１０…電磁弁
２０…ソレノイド部
４０…コイル一体型ステータ
４１…電磁コイル
４２…ステータコア
４３…フランジ部
４４…円筒部
４５…薄肉部
４６…吸引部
４７…絶縁層
５０…プランジャ
６０…スプール部
７０…弁スリーブ
８０…スプール

Claims (2)

1. コイルへの通電により磁気回路の一部を構成するステータコアと、
   前記ステータコア内に摺動自在に支持されて当該ステータコアとの間に生じる磁気吸引力により軸方向一方側に駆動されるプランジャと、
   前記ステータコアに取り付けられる弁スリーブと、
   前記弁スリーブに摺動自在に案内支持されて前記プランジャの移動に応じて作動するスプールと、
   を備える電磁弁であって、
   前記コイルは、絶縁層を介して前記ステータコアに一体に成型されることを特徴とする電磁弁。
2. 前記ステータコアのうち前記スプール側の前記プランジャに近接する部位には、前記磁気回路における磁路断面積を低減する薄肉部が設けられることを特徴とする請求項１記載の電磁弁。

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