(57)【要約】      （修正有）【課題】実用性の高い電磁式リニア弁を提供する。【解決手段】第１液室５６と第２液室５８とに区画する区画部材３０と、強磁性のコア２６とを有するハウジング２０と、コアと対向する強磁性の本体部７０，７２を有し、一端部が開口６２に着座可能に第１液室内に設けられたプランジャ２２とを備えた電磁式リニア弁において、コアが第１液室に開口する有底穴８６を有し、プランジャが、本体部から延び出すとともに有底穴に挿入され、先端部が有底穴の底に当接して本体部とコアとの当接を禁止するストッパ部７６を有し、ストッパ部と、本体部の少なくともストッパ部が延び出す部分とが、強磁性材料製の単一素材から一体的に成形され、かつ、軸線方向において、有底穴の底が、コイルケース１１０の上端よりも上方に位置するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)内部を第１液室と第２液室とに区画するとともに自身を貫通してそれら第１液室と第２液室とを連通させる貫通穴を有する区画部と、(b)前記第１液室の側の端部を構成して強磁性材料からなるコアと、(c)前記第１液室と連通する流出ポートと、(d)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、
強磁性材料からなる本体部を有し、その本体部が前記コアと対向するようにかつ自身が軸線方向に移動可能に前記第１液室内に配設され、弁体として機能する一端部が前記貫通穴の開口に着座するプランジャと、
前記プランジャの一端部が前記開口に接近する方向である接近方向に、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開口から離間する方向である離間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、
そのコイルを囲うようにして前記ハウジングの外周に固定され、前記コイルによる磁界の形成に伴って自身に磁路が形成される強磁性材料製のコイルケースと
を備えた電磁式リニア弁であって、
前記コアが、前記第１液室に開口する有底穴を有し、
前記プランジャが、
前記本体部から前記コアに向かって延び出すとともに前記コアの前記有底穴に挿入され、先端部がその有底穴の底に当接することで、前記本体部の前記コアへの当接を禁止するストッパ部を有し、
そのストッパ部と、前記本体部の少なくとも前記ストッパ部が延び出す部分とが、強磁性材料からなる単一の素材から一体的に成形されており、かつ、前記軸線方向の位置において、前記コアの前記有底穴の底が、前記コイルケースの前記離間方向の側の端よりも、さらに前記離間方向の側に位置するように構成された電磁式リニア弁。
【請求項２】
前記本体部が、
(a)前記離間方向の側に位置する大径部と、(b)その大径部に連続して前記接近方向の側に位置する小径部とを有して、段付形状とされており、
前記ハウジングが、
(c)クリアランスのある状態で前記大径部が挿入されており、強磁性材料からなる第１内径部と、(d)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、クリアランスのある状態で前記小径部が挿入されており、強磁性材料からなる第２内径部とを有し、
前記小径部と前記第２内径部とのクリアランスが、前記大径部と前記第１内径部とのクリアランスより小さくされた請求項１に記載の電磁式リニア弁。
【請求項３】
前記小径部が、前記大径部に連続する部分にくびれ部を有する請求項２に記載の電磁式リニア弁。
【請求項４】
当該電磁式リニア弁が、
前記くびれ部の前記軸線方向の長さが、前記ストッパ部の先端部が前記コアの前記有底穴の底に当接した状態での、前記大径部と前記小径部との間の段差面と、前記第１内径部と前記第２内径部との間の段差面との間の前記軸線方向の距離より長くなるように構成された請求項３に記載の電磁式リニア弁。
【請求項５】
前記プランジャが、
(a)強磁性材料からなる単一の素材から一体的に成形された円筒部材と、(b)強磁性材料からなる単一の別の素材から一体的に成形され、両端部が前記円筒部材から延び出した状態で前記円筒部材に固定的に嵌合された棒状部材とを有し、
前記円筒部材が、前記大径部を構成するとともに、前記棒状部材の前記円筒部材の一端部から延び出した部分が、前記ストッパ部を、前記棒状部材の前記円筒部材の他端部から延び出した部分が、前記小径部を、それぞれ構成する請求項２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。
【請求項６】
前記棒状部材が、
単位質量当たりの炭素含有量が、前記円筒部材が成形された素材より多い素材から成形されたものである請求項５に記載の電磁式リニア弁。
【請求項７】
前記プランジャが、
全ての部分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ように構成された請求項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。
【請求項８】
前記本体部が、前記離間方向の側の端に凸部が形成されて前記離間方向の側の端の外径が小さい段付形状とされ、
前記コアが、前記接近方向の側の端面に形成されて前記本体部の前記凸部に連続する部分が挿入される第１凹部と、その第１凹部の底面に形成されて前記凸部が挿入される第２凹部とを有し、
前記有底穴が、前記第２凹部の底面に開口し、かつ、
前記ストッパ部が、前記凸部から前記離間方向に延び出す請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
【請求項９】
前記ストッパ部が、
前記先端部が基端部より細い形状とされた請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャとそのプランジャがそれの軸線方向に移動可能に設けられるハウジングとを備え、プランジャを移動させて弁を開閉する電磁式リニア弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁式リニア弁には、(a)内部を第１液室と第２液室とに区画するとともに自身を貫通してそれら第１液室と第２液室とを連通させる貫通穴を有する区画部と、第１液室の側の端部を構成して強磁性材料からなるコアとを有するハウジングと、(b)強磁性材料からなる本体部を有し、その本体部がコアと対向しかつ自身が軸線方向に移動可能に第１液室内に配設され、弁体として機能する一端部が弁座として機能する貫通穴の開口に着座するプランジャとを備える電磁式リニア弁がある。そのようなプランジャとハウジングとを備えた電磁式リニア弁は、弁体が弁座に着座している状態において、高圧側の作動液路から低圧側の作動液路への作動液の流れを禁止し、弁体が弁座から離れている状態において、高圧側の作動液路から低圧側の作動液路への作動液の流れを許容する。さらに、弁体が弁座に接近する方向である接近方向と弁座から離間する方向である離間方向との一方にプランジャを付勢する弾性体と、その弾性体がプランジャを付勢する方向とは反対の方向にプランジャを移動させるための磁界を形成するコイルとを備えており、コイルへの通電量を制御することで、高圧側の作動液路内の作動液の液圧（以下、「高圧側作動液圧」という場合がある）と低圧側の作動液路内の作動液の液圧（以下、「低圧側作動液圧」という場合がある）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。下記特許文献には、高圧側作動液圧と低圧側作動液圧との差圧を制御可能な構造の電磁式リニア弁の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２００９４８号公報
【特許文献２】特開昭６１−９６２７７号公報
【特許文献３】特開昭６３−２１０４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構造とされた電磁式リニア弁においては、コイルによる磁界の形成に伴って、ハウジング，プランジャ等に磁束が流れることで、プランジャが軸線方向に移動させられるようになっており、ハウジング，プランジャ内を適切に磁束が流れるようにすることで、高圧側作動液圧と低圧側作動液圧との差圧を適切に制御することが可能となる。また、電磁式リニア弁においては、低コスト化，製造工程の簡素化等を図るべく、電磁式リニア弁の構造の簡素化が望まれているが、磁束の流れを考慮した上で構造の簡素化を図るべきである。このような観点から磁束の流れに工夫を凝らすことで、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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の電磁式リニア弁は、コイルを囲うようにしてハウジングの外周に固定され、コイルによる磁界の形成に伴って自身に磁路が形成される強磁性材料製のコイルケースを有し、弾性体が接近方向にプランジャを付勢するとともに、コイルが離間方向にプランジャを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電磁式リニア弁であって、コアが、第１液室に開口する有底穴を有し、プランジャが、本体部からコアに向かって延び出すとともに有底穴に挿入され、先端部がその有底穴の底に当接することで、本体部のコアへの当接を禁止するストッパ部を有し、そのストッパ部と、本体部の少なくともストッパ部が延び出す部分とが、強磁性材料からなる単一の素材から一体的に成形されており、かつ、軸線方向の位置において、コアの有底穴の底が、コイルケースの離間方向の側の端よりも、さらに離間方向の側に位置するように構成される。
【発明の効果】
【０００６】
電磁式リニア弁においては、コイルによる磁界の形成に伴ってプランジャとコアとの間に磁束が流れることで、プランジャが軸線方向に移動するようになっている。プランジャの移動に伴ってコアとプランジャとが当接すると、コアとプランジャとが磁気密着するため、コアとプランジャとの当接を禁止するストッパを設ける必要がある。一方で、低コスト化，製造工程の簡略化等を図るべく、電磁式リニア弁の部品点数を少なくすることが望まれている。そこで、プランジャとストッパとを単一の素材から一体的に成形し、プランジャの一部をストッパとして機能させることで、部品点数を少なくすることが考えられる。ただし、プランジャとストッパとを単一の素材から一体的に成形するだけでは、プランジャのストッパとして機能する部分がコアに磁気密着する虞がある。
【０００７】
本発明の電磁式リニア弁においては、プランジャとストッパとを単一の素材から一体的に成形し、プランジャの一部をストッパとして機能させるとともに、プランジャとコアとが当接する箇所が、軸線方向の位置において、コイルケースの離間方向の側の端よりも、さらに離間方向の側に位置するようにされている。つまり、ストッパとしての機能を有するプランジャとコアとが当接する箇所の近傍を磁束が流れ難くされている。このため、プランジャとストッパとを単一の素材から一体的に成形しても、その一体成形されたプランジャとコアとの磁気密着を抑制することが可能となる。したがって、本発明の電磁式リニア弁によれば、電磁式リニア弁の部品点数を少なくし、低コスト化，製造工程の簡略化等を図ることが可能となり、実用性の高い電磁式リニア弁を提供することが可能となる。
【発明の態様】
【０００８】
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，実施例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。
【０００９】
なお、下記（０）項は、請求可能発明の前提となる構成を示した態様に関する項であり、その項の態様に、その項以降に掲げる項のいずれかに記載の技術的特徴を付加した態様が、請求可能発明の態様となる。ちなみに、（０）項を引用する（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（５）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項２に（７）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項３に（８）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項２ないし請求項４のいずれか１つに（９）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項５に（１１）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項６に、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに（１２）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項７に、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに（１３）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項８に、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに（２）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項９に、それぞれ相当する。
【００１０】
（０）(a)内部を第１液室と第２液室とに区画するとともに自身を貫通してそれら第１液室と第２液室とを連通させる貫通穴を有する区画部と、(b)前記第１液室の側の端部を構成して強磁性材料からなるコアと、(c)前記第１液室と連通する流出ポートと、(d)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、
強磁性材料からなる本体部を有し、その本体部が前記コアと対向するようにかつ自身が軸線方向に移動可能に前記第１液室内に配設され、弁体として機能する一端部が前記貫通穴の開口に着座するプランジャと、
前記プランジャの一端部が前記開口に接近する方向である接近方向と前記開口から離間する方向である離間方向との一方に、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、前記接近方向と前記離間方向との他方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、
そのコイルを囲うようにして前記ハウジングの外周に固定され、前記コイルによる磁界の形成に伴って自身に磁路が形成される強磁性材料製のコイルケースと
を備えた電磁式リニア弁。
【００１１】
本項に記載された態様は、請求可能発明の前提をなす態様であり、請求可能発明の電磁式リニア弁の基本的な構成要素を列挙した態様である。本項に記載の電磁式リニア弁においては、コイルによる磁界の形成に伴って、少なくとも、コイルケース，ハウジングを構成するコア，プランジャを構成する本体部に磁路が形成され、磁束が流れるようになっている。
【００１２】
（１）当該電磁式リニア弁が、
前記弾性体が前記接近方向に前記プランジャを付勢するとともに、前記コイルが前記離間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ように構成され、
前記コアが、前記第１液室に開口する有底穴を有し、
前記プランジャが、
前記本体部から前記コアに向かって延び出すとともに前記コアの前記有底穴に挿入され、先端部がその有底穴の底に当接することで、前記本体部の前記コアへの当接を禁止するストッパ部を有し、
そのストッパ部と、前記本体部の少なくとも前記ストッパ部が延び出す部分とが、強磁性材料からなる単一の素材から一体的に成形されており、かつ、前記軸線方向の位置において、前記コアの前記有底穴の底が、前記コイルケースの前記離間方向の側の端よりも、さらに前記離間方向の側に位置するように構成された(0)項に記載の電磁式リニア弁。
【００１３】
プランジャとコアとの間には、コアとプランジャとの当接を禁止するべく、ストッパを設ける必要がある。一方で、低コスト化，製造工程の簡略化等を図るべく、電磁式リニア弁の部品点数を少なくすることが望まれている。そこで、プランジャとストッパとを単一の素材から一体的に成形し、プランジャの一部をストッパとして機能させることで、部品点数を少なくすることが考えられる。ただし、プランジャとストッパとを単一の素材から一体的に成形するだけでは、プランジャのストッパとして機能する部分がコアに磁気密着する虞がある。
【００１４】
以上のことに鑑みて、本項に記載された電磁式リニア弁においては、プランジャとストッパとを単一の素材から一体的に成形し、プランジャの一部をストッパとして機能させるとともに、コイルによる磁界の形成に伴って磁束が、コイルケースからコアを経由してプランジャに流れる方向とは反対方向において、一体成形されたプランジャとコアとが当接するようにされている。つまり、ストッパとしての機能を有するプランジャとコアとが当接する箇所の近傍を磁束が流れ難くされている。このため、プランジャとストッパとを単一の素材から一体的に成形しても、その一体成形されたプランジャとコアとの磁気密着を抑制することが可能となる。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、電磁式リニア弁の部品点数を少なくし、低コスト化，製造工程の簡略化等を図ることが可能となり、実用性の高い電磁式リニア弁を提供することが可能となる。
【００１５】
本項に記載された「ストッパ部」は、プランジャの本体部とコアとが当接する前に先端部が有底穴の底に当接するものであればよく、軸線方向の長さが有底穴の深さよりも長いものであればよい。
【００１６】
（２）前記ストッパ部が、
前記先端部が基端部より細い形状とされた(1)項に記載の電磁式リニア弁。
【００１７】
本項に記載された電磁式リニア弁によれば、プランジャとコアとの当接する箇所の面積を小さくすることが可能となり、プランジャとコアとの磁気密着をより効果的に抑制することが可能となる。本項に記載された「ストッパ部」は、先端部が基端部より小径となる段付形状であってもよく、基端部から先端部に向かうほど外径が漸減する形状であってもよい。
【００１８】
（３）前記弾性体が、
圧縮された状態で前記コアの前記有底穴内に配設されるコイルスプリングとされ、前記プランジャの前記本体部を押すことで前記プランジャを前記接近方向に付勢するように構成された(1)項または(2)項に記載の電磁式リニア弁。
【００１９】
（４）前記ストッパ部が、前記コイルスプリング内に挿入された(3)項に記載の電磁式リニア弁。
【００２０】
上記２つの項に記載の電磁式リニア弁によれば、有底穴内のスペースを有効に活用することが可能となる。また、後者の項に記載の電磁式リニア弁によれば、ストッパ部をコイルスプリングのガイドとして機能させることが可能となる。
【００２１】
（５）前記本体部が、
(a)前記離間方向の側に位置する大径部と、(b)その大径部に連続して前記接近方向の側に位置する小径部とを有して、段付形状とされており、
前記ハウジングが、
(c)クリアランスのある状態で前記大径部が挿入されており、強磁性材料からなる第１内径部と、(d)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、クリアランスのある状態で前記小径部が挿入されており、強磁性材料からなる第２内径部とを有し、
前記小径部と前記第２内径部とのクリアランスが、前記大径部と前記第１内径部とのクリアランスより小さくされた(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。
【００２２】
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。自励振動の発生は望ましくなく、従来から種々の自励振動の抑制方法が考えられている。例えば、プランジャとハウジングの内周面との間に生じる摩擦力を大きくすることで自励振動を抑制する方法が考えられる。プランジャとハウジングの内周面との摩擦力を大きくすれば、自励振動を抑制することは可能であるが、そのような摩擦力が大きくなれば、高圧側作動液圧と低圧側作動液圧との差圧の制御を適切に実行できなくなる虞がある。
【００２３】
本項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャが段付形状にされるとともに、それを保持するハウジングの内周面も段付形状にされている。さらに、小径部と第２内径部とのクリアランスが、大径部と第１内径部とのクリアランスより小さくされている。このような構造により、プランジャの移動時において、小径部と第２内径部とは摺接するが、大径部と第１内径部とは摺接しないようになっている。また、プランジャの大径部と小径部との間でプランジャの断面積が急変するため、プランジャの小径部での磁気飽和によって、プランジャとハウジングの内周面との接触部分に流れる磁束の量は、プランジャ内を流れる全ての磁束の量より少なくなっている。つまり、プランジャ内にある程度の量の磁束が流れても、プランジャとハウジングの内周面との接触部分に流れる磁束の量を減らすことが可能となっている。
【００２４】
プランジャとハウジングの内周面との接触部分に流れる磁束の量は、後に詳しく説明するが、プランジャとハウジングの内周面との間に生じる摩擦力と大きく関係しており、接触部分に流れる磁束の量が多くなれば摩擦力も大きくなる。一方、プランジャ内を流れる磁束の量は、これも後に詳しく説明するが、プランジャの移動時に生じる電磁誘導に依拠した起電力と大きく関係しており、プランジャ内を流れる磁束の量が多くなれば、その起電力も大きくなる。その起電力は、プランジャの移動を妨げる方向に生じる。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、ある程度大きな起電力を生じさせつつ、プランジャとハウジングの内周面との摩擦力を小さくすることが可能となる。つまり、プランジャとハウジングの内周面との間に大きな摩擦力を生じさせることなく、プランジャの自励振動を抑制することが可能となる。
【００２５】
（６）当該電磁式リニア弁が、
前記プランジャが前記ハウジング内を移動する際に、前記大径部と前記第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(5)項に記載の電磁式リニア弁。
【００２６】
本項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャとハウジングの内周面とが接触する際に、小径部と第２内径部とだけが接触することが明確にされている。
【００２７】
（７）前記小径部が、前記大径部に連続する部分にくびれ部を有する(5)項または(6)項に記載の電磁式リニア弁。
【００２８】
本項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャの大径部と小径部との間でプランジャの断面積をさらに急変させることが可能となる。つまり、プランジャ内にある程度の量の磁束を流すとともに、プランジャとハウジングの内周面との接触部分に流れる磁束の量を相当減らすことが可能となっている。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、プランジャとハウジングの内周面との間に生じる摩擦力を相当小さくするとともに、プランジャの自励振動を抑制することが可能となる。
【００２９】
（８）当該電磁式リニア弁が、
前記くびれ部の前記軸線方向の長さが、前記ストッパ部の先端部が前記コアの前記有底穴の底に当接した状態での、前記大径部と前記小径部との間の段差面と、前記第１内径部と前記第２内径部との間の段差面との間の前記軸線方向の距離より長くなるように構成された(7)項に記載の電磁式リニア弁。
【００３０】
本項に記載の電磁式リニア弁は、弁体と弁座とが最も離れている状態での、くびれ部の軸線方向の長さが、上記２つの段差面の間に形成される隙間の寸法より長くなるように構成されている。つまり、プランジャが最も離間方向に位置している状態での、第１内径部と第２内径部との間の段差面、つまり、第２内径部の離間方向の側の端が、軸線方向の位置において、くびれ部の中間部に位置するように構成されている。このため、プランジャが軸線方向に移動しても、小径部は、第２内径部の離間方向の側の端に摺接しないようにされており、プランジャの小径部から第２内径部に流れる磁束は、第２内径部の離間方向の側の端から接近方向に離れた位置に流れることで、ある程度分散して流れる。一方、小径部が第２内径部の離間方向の側の端に摺接すると、小径部から第２内径部の離間方向の側の端に集中して磁束が流れる。つまり、磁束が局所的に集中して流れる。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、小径部から第２内径部に流れる磁束が局所的に集中して流れることを抑制することが可能となる。
【００３１】
（９）前記プランジャが、
(a)強磁性材料からなる単一の素材から一体的に成形された円筒部材と、(b)強磁性材料からなる単一の別の素材から一体的に成形され、両端部が前記円筒部材から延び出した状態で前記円筒部材に固定的に嵌合された棒状部材とを有し、
前記円筒部材が、前記大径部を構成するとともに、前記棒状部材の前記円筒部材の一端部から延び出した部分が、前記ストッパ部を、前記棒状部材の前記円筒部材の他端部から延び出した部分が、前記小径部を、それぞれ構成する(5)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
【００３２】
本項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャの構造が具体的に限定されている。本項に記載の「棒状部材」は、接近方向の側の端部が弁体として機能するものであってもよく、接近方向の側の端部に弁体として機能するシャフトが固定的に取付けられるものであってもよい。
【００３３】
（１０）前記棒状部材が、前記接近方向の側の端部が前記開口に着座するように構成された(9)項に記載の電磁式リニア弁。
【００３４】
本項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャが、円筒部材および棒状部材の２つの部材が組み合わされて成形されたものであることが明確にされている。
【００３５】
（１１）前記棒状部材が、
単位質量当たりの炭素含有量が、前記円筒部材が成形された素材より多い素材から成形されたものである(9)項または(10)項に記載の電磁式リニア弁。
【００３６】
強磁性材料からなる素材の硬度は、一般的に、炭素含有量が多いほど高くなるが、透磁率は、炭素含有量が多いほど低くなる。つまり、炭素含有量が多いほど、強磁性材料製の素材は硬くなるが、その素材を磁束は流れ難くなる。本項に記載の電磁式リニア弁においては、有底穴の底に当接するストッパ部を構成するとともに、第２内径部に摺接する小径部を構成する棒状部材を、ある程度炭素含有量の高い強磁性材料からなる素材によって成形することが可能であり、一方、コアとの間で磁束が流れる大径部を構成する円筒部材を、ある程度炭素含有量の低い強磁性材料からなる素材によって成形することが可能である。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、他の部材と接する箇所の硬度を高くするとともに、磁束が多く流れる箇所の透磁率を高くすることが可能となる。
【００３７】
（１２）前記プランジャが、
全ての部分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ように構成された(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
【００３８】
本項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャが、複数の部材が組み合わされて成形されたものではなく、１つの素材から形成されたものであることが明確にされている。本項に記載の電磁式リニア弁によれば、複数の部材の組み合わせ工程を省くことが可能となり、さらなる低コスト化，製造工程の簡略化等を図ることが可能となる。
【００３９】
（１３）前記本体部が、前記離間方向の側の端に凸部が形成されて前記離間方向の側の端の外径が小さい段付形状とされ、
前記コアが、前記接近方向の側の端面に形成されて前記本体部の前記凸部に連続する部分が挿入される第１凹部と、その第１凹部の底面に形成されて前記凸部が挿入される第２凹部とを有し、
前記有底穴が、前記第２凹部の底面に開口し、かつ、
前記ストッパ部が、前記凸部から前記離間方向に延び出す(1)項ないし(12)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
【００４０】
従来の電磁式リニア弁では、コアの接近方向の側の端面に凹部が形成されており、その凹部に本体部の凸部が挿入されている。このため、コアとプランジャとの間を流れる磁束は、後に詳しく説明するが、凹部の外縁と凸部との間に流れる。一方、本項に記載の電磁式リニア弁では、コアの接近方向の側の端面に段付形状の凹所が形成されており、プランジャの移動に伴って、凹所の底面を構成する第２凹部に、プランジャの本体部の凸部が挿入され、凹所の外縁を構成する第１凹部に、凸部に連続する本体部の一部が挿入される。このため、コアとプランジャとの間を流れる磁束は、これも後に詳しく説明するが、第１凹部の外縁と凸部に連続する本体部の一部との間と、第２凹部の外縁と凸部との間との両方に流れる。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、コアとプランジャとの間に流れる磁束の量を多くすることが可能となり、コアとプランジャとの間に生じる磁気力を大きくすることが可能となる。
【００４１】
（１４）前記本体部が、前記離間方向の側の端に凸部が形成されて前記離間方向の側の端の外径が小さい段付形状とされ、
前記コアが、前記接近方向の側の端面に形成されて前記本体部の前記凸部に連続する部分が挿入される第１凹部と、その第１凹部の底面に形成されて前記凸部が挿入される第２凹部とを有する(0)項ないし(12)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
【００４２】
（１５）前記本体部が、
(a)前記離間方向の側に位置する大径部と、(b)その大径部に連続して前記接近方向の側に位置する小径部とを有して、段付形状とされており、
前記ハウジングが、
(c)クリアランスのある状態で前記大径部が挿入されており、強磁性材料からなる第１内径部と、(d)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、クリアランスのある状態で前記小径部が挿入されており、強磁性材料からなる第２内径部とを有し、
前記小径部と前記第２内径部とのクリアランスが、前記大径部と前記第１内径部とのクリアランスより小さくされるとともに、
前記小径部が、前記大径部に連続する部分にくびれ部を有する(0)項ないし(14)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
【００４３】
（１６）当該電磁式リニア弁が、
前記くびれ部の前記軸線方向の長さが、前記プランジャが前記軸線方向に移動しても、前記大径部と前記小径部との間の段差面と、前記第１内径部と前記第２内径部との間の段差面との間の前記軸線方向の距離より長くなるように構成された(15)項に記載の電磁式リニア弁。
【００４４】
上記３つの項に記載の電磁式リニア弁に関する説明は、先の項において説明した電磁式リニア弁の説明と重複するためここでは省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】請求可能発明の実施例である電磁式リニア弁を示す概略断面図である。
【図２】比較例の電磁式リニア弁を示す概略断面図である。
【図３】図１の電磁式リニア弁と比較例の電磁式リニア弁とを並べて示す図である。
【図４】図１の電磁式リニア弁の拡大図と比較例の電磁式リニア弁の拡大図とを並べて示す図である。
【図５】コイルへの通電量とコアの吸引力との関係を示すグラフである。
【図６】プランジャの上方への移動時の図１の電磁式リニア弁の拡大図と比較例の電磁式リニア弁の拡大図とを並べて示す図である。
【図７】プランジャのストローク量とコアの吸引力との関係を示すグラフである。
【図８】コイルへの通電量と作動液の流量との関係を示すグラフである。
【図９】変形例の電磁式リニア弁を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、請求可能発明の実施例および変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【実施例】
【００４７】
＜電磁式リニア弁の構成＞
図１に、本発明の実施例の電磁式リニア弁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。
【００４８】
電磁式リニア弁１０は、図１に示すように、中空形状のハウジング２０と、そのハウジング２０内に自身の軸線方向に移動可能に設けられたプランジャ２２と、ハウジング２０の外周に設けられた円筒状のコイル２４とを備えている。ハウジング２０は、上端部に設けられた円柱状のコア２６と、壁面を構成する概して円筒状の壁部材２８と、その壁部材２８の下端部に嵌入された有蓋円筒状の弁部材３０とを有している。コア２６と壁部材２８とは、強磁性材料により形成されており、それらコア２６と壁部材２８とは、非磁性材料により形成された円筒状のスリーブ３２を介して、離間した状態で連結されている。
【００４９】
壁部材２８は、上端部に位置する第１内径部５０と、その第１内径部５０の下方に位置するとともに、第１内径部５０の内径より小さな内径の第２内径部５２と、下端部に位置する下端部５４とに区分けすることができる。その下端部５４に、区画部としての弁部材３０が固定的に嵌入されており、その弁部材３０によってハウジング２０内が、第１液室５６と第２液室５８とに区画されている。第２液室５８はハウジング２０の下端面に開口しており、その開口が流入ポートとして機能することで、高圧側の作動液路１２が第２液室５８に接続されている。また、弁部材３０には軸線方向に貫通する貫通穴６０が形成されている。その貫通穴６０の上方の開口６２はテーパ状に形成され、その開口６２が弁座として機能している。
【００５０】
プランジャ２２は、強磁性材料により形成されており、コア２６と壁部材２８と弁部材３０とによって区画された第１液室５６内に、軸線方向に移動可能に配設されている。プランジャ２２は、外径の最も大きい大径部７０と、その大径部７０の下方に設けられ、大径部７０の外径より小さい外径の小径部７２と、その小径部７２の下方に設けられ、小径部７２の外径より小さい外径のシャフト部７４と、大径部７０の上端から上方に延び出すロッド部７６とによって構成されており、段付形状とされている。さらに、小径部７２には、その小径部７２の上端部、つまり、大径部７０に連続する部分に、小径部７２の外径より小さい外径のくびれ部７８が形成されている。
【００５１】
プランジャ２２の大径部７０は、コア２６と対向するように設けられるとともに、ハウジング２０の第１内径部５０に挿入されており、小径部７２は、第２内径部５２に挿入されている。第１内径部５０の内径は、大径部７０の外径より僅かに大きくされており、第２内径部５２の内径は、大径部７０の外径よりは小さいが、小径部７２の外径より僅かに大きくされている。大径部７０と第１内径部５０との間、および、小径部７２と第２内径部５２との間には隙間（クリアランス）が有り、プランジャ２２は、ハウジング２０内を円滑に移動できるようになっている。また、小径部７２と第２内径部５２との間のクリアランスは、大径部７０と第１内径部５０との間のクリアラスよりも小さくされている。このため、プランジャ２２の軸線とハウジング２０の軸線とがズレた場合には、プランジャ２２とハウジング２０とは、小径部７２と第２内径部５２とだけで接触するようになっている。つまり、プランジャ２２の軸線とハウジング２０の軸線とがズレても、大径部７０と第１内径部５０とは接触しないようになっている。ちなみに、大径部７０と第１内径部５０との間のクリアラス（大径部７０の外径と第１内径部５０の内径との差）は、０．４ｍｍとされ、小径部７２と第２内径部５２との間のクリアラス（小径部７２の外径と第２内径部５２の内径との差）は、０．０６ｍｍとされている。
【００５２】
プランジャ２２の小径部７２が挿入されている第２内径部５２には、その第２内径部５２の周方向の一部において軸線方向に延びるようにして切欠部８０が形成されており、その切欠部８０によって第１液室５６内の２つの液室が連通されている。詳しく言えば、第１液室５６は、ハウジング２０のコア２６と第１内径部５０とによって区画されるとともに、プランジャ２２の大径部７０が位置する第１プランジャ液室８２と、ハウジング２０の弁部材３０と下端部５４とによって区画されるとともに、プランジャ２２のシャフト部７４が位置する第２プランジャ液室８４とによって構成されており、それら２つの液室８２，８４が切欠部８０によって連通されている。ちなみに、第２プランジャ液室８４はハウジング２０の下端部５４の外壁面に開口しており、その開口が流出ポートとして機能することで、低圧側の作動液路１４が第２プランジャ液室８４、つまり、第１液室５６に接続されている。
【００５３】
プランジャ２２のシャフト部７４の下端は、半球状とされており、弁部材３０に形成された貫通穴６０の開口６２と向かい合うようにされている。そのシャフト部７４の下端は、弁体と機能しており、貫通穴６０の開口６２に着座可能とされている。つまり、シャフト部７４の下端が、弁座として機能する開口６２に着座することで、貫通穴１４６が塞がれるのである。ちなみに、プランジャ２２は強磁性材料により形成された単一の素材を加工して成形されている。その１つの素材から成形されたプランジャ２２においては、表面の硬度を高くするための表面熱処理、詳しく言えば、浸炭焼入れ処理が全表面に施されており、プランジャ２２の硬度、特に貫通穴６０の開口６２に着座するシャフト部７４の下端の硬度が高くされている。
【００５４】
また、ハウジング２０の上端部を構成するコア２６には、第１液室５６に開口する有底穴８６が形成されており、その有底穴８６にプランジャ２２の上端部を構成するロッド部７６が挿入されている。そのロッド部７６は、プランジャ２２の移動に伴って、有底穴８６内を移動可能とされており、ロッド部７６の先端部が有底穴８６の底に当接することで、プランジャ２２の上方への移動量が制限されている。つまり、ロッド部７６はストッパ部として機能している。また、有底穴８６内には、圧縮された状態のコイルスプリング８８が配設されており、そのコイルスプリング８８内にロッド部７６が挿入されている。詳しく言えば、有底穴８６の内部は段付形状とされており、コイルスプリング８８は、有底穴８６内の段差面とプランジャ２２の大径部７０の上端面とによって圧縮されるとともにロッド部７６を挿通させた状態で有底穴８６内に配設されている。このため、プランジャ２２は、弾性体としてのコイルスプリング８８の弾性力によってコア２６から離れる方向に付勢されている。つまり、プランジャ２２のシャフト部７４の下端が貫通穴６０の開口６２に接近する方向（以下、「接近方向」という場合がある）に付勢されている。なお、ロッド部７６は、段付形状とされており、先端部の外径は基端部の外径より小さくされている。
【００５５】
コア２６の下端面には、有底穴８６に連続する段付形状の凹所１００が形成されており、その凹所１００内に、プランジャ２２の上方への移動に伴って、プランジャ２２の大径部７０の上端部が挿入するようになっている。詳しく言えば、凹所１００は、コア２６の下端面に形成される第１凹部１０２と、その第１凹部１０２の底面に形成される第２凹部１０４とによって構成されている。一方、プランジャ２２の大径部７０の上端には、上方に突出する凸部１０６が形成されており、大径部７０の上端部も段付形状とされている。その大径部７０の凸部１０６はコア２６の第２凹部１０４と向かい合っており、凸部１０６に連続する大径部７０の部分は第１凹部１０２と向かい合っている。そして、プランジャ２２の上方への移動に伴って、凸部１０６は第２凹部１０４に挿入し、凸部１０６に連続する大径部７０の部分は第１凹部１０２に挿入するようになっている。ちなみに、有底穴８６は第２凹部１０４の底面に形成されており、ロッド部７６は、凸部１０６から上方に延び出している。
【００５６】
また、コイル２４は、樹脂製の保持部材１０８によってハウジング２０の外周部において保持されており、その保持部材１０８とともに、強磁性材料によって形成されたコイルケース１１０によって覆われている。そのコイルケース１１０の上端は、本電磁式リニア１０の軸線方向において、コア２６の下端面より上方に位置し、コイルケース１１０の下端は、小内径部５２の上端より下方に位置している。このため、コイル２４による磁界の形成に伴って、コイルケース１１０，コア２６，プランジャ２２，大径部５０および小径部５２に磁路が形成されるようになっている。
【００５７】
＜電磁式リニア弁の作動＞
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。
【００５８】
詳しく説明すれば、コイル２４に電流が供給されていない場合には、コイルスプリング８８の弾性力によって、プランジャ２２のシャフト部７４の先端が高圧側の作動液路１２に繋がる貫通穴６０の開口６２に着座しており、電磁式リニア弁１０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いる。この際、シャフト部７４の先端には、高圧側の作動液路１２内の作動液の液圧（以下、「高圧側作動液圧」という場合がある）と低圧側の作動液路１４内の作動液の液圧（以下、「低圧側作動液圧」という場合がある）との差に基づく力Ｆ1が作用している。この圧力差に基づく力Ｆ1とコイルスプリング８８の弾性力Ｆ2とは互いに逆向きに作用するが、弾性力Ｆ2は圧力差に基づく力Ｆ1と比較してある程度大きくされているため、電磁式リニア弁１０は、コイル２４への電流非供給時には開弁しないようになっている。
【００５９】
一方、コイル２４に電流が供給されると、磁界の形成に伴って、磁束が、コイルケース１１０，コア２６，プランジャ２２，大径部５０および小径部５２を通過する。そして、シャフト部７４の先端が貫通穴６０の開口６２から離間する方向（以下、「離間方向」という場合がある）にプランジャ２２を移動させようとする磁気力が生じる。コイル２４に電流が供給されて磁界が形成されている際に、プランジャ２２には、圧力差に基づく力Ｆ1と磁気力によってプランジャ２２が上方に付勢される力Ｆ3との和と、コイルスプリング８８の弾性力Ｆ2とが互いに逆向きに作用する。この際、圧力差に基づく力Ｆ1と磁気力による付勢力Ｆ3との和が、弾性力Ｆ2より大きい間は、シャフト部７４の先端が開口６２から離間し、高圧側の作動液路１２から低圧側の作動液路１４へ作動液が流れる。そして、高圧の作動液が低圧側の作動液路１４へ流れることで、低圧側作動液圧が増加し、圧力差に基づく力Ｆ1が減少する。その圧力差に基づく力Ｆ1が減少することで、圧力差に基づく力Ｆ1と磁気力による付勢力Ｆ3との和が、弾性力Ｆ2より小さくなれば、電磁式リニア弁１０は閉弁され、高圧側の作動液路１２から低圧側の作動液路１４への作動液の流れが阻止される。このため、低圧側作動液圧は、圧力差に基づく力Ｆ1と磁気力による付勢力Ｆ3との和が、弾性力Ｆ2より小さくなった時点の低圧側作動液圧に維持される。つまり、コイル２４への通電量を制御することで、低圧側作動液圧と高圧側作動液圧との圧力差を制御することが可能となり、低圧側作動液圧を目標とする作動液圧まで増加させることが可能となっている。
【００６０】
＜本電磁式リニア弁と他の電磁式リニア弁との比較＞
本電磁式リニア１０においては、プランジャ２２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ており、プランジャ２２の下端が弁体として機能するとともに、プランジャ２２の上端がストッパとして機能している。このように、弁体およびストッパとしての機能を有する一体成形のプランジャ２２を備えた電磁式リニア弁１０に対して、弁体としての機能を有するプランジャ１２０と、ストッパ１２２とを個別に備えた電磁式リニア弁１２４を、比較例として、図２に示す。比較例の電磁式リニア弁１２４は、プランジャ１２０，ストッパ１２２およびコア１２６を除き、本電磁式リニア弁１０と略同様の構成であるため、それらプランジャ１２０，ストッパ１２２およびコア１２６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。
【００６１】
比較例の電磁式リニア弁１２４の備えるプランジャ１２０は、強磁性材料により形成される円柱状の大径円柱部材１２８と、強磁性材料により形成されるとともに、大径円柱部材１２８の外径より小さい外径の小径円柱部材１３０とによって構成されている。大径円柱部材１２８の下端面には、有底穴１３２が形成されており、その有底穴１３２に、小径円柱部材１３０の上端から上方に突出する突出部１３４が固定的に嵌合されている。大径円柱部材１２８は、壁部材２８の第１内径部５０に挿入されており、その大径円柱部材１２８の外径は、本電磁式リニア弁１０の有するプランジャ２２の大径部７０の外径と略同じとされている。また、小径円柱部材１３０は、壁部材２８の第２内径部５２に挿入されており、その小径円柱部材１３０の外径は、本電磁式リニア弁１０の有するプランジャ２２の小径部７２の外径と略同じとされている。つまり、プランジャ１２０はハウジング２０内を円滑に軸線方向に移動できるようになっており、プランジャ１２０の軸線とハウジング２０の軸線とがズレた場合には、小径円柱部材１３０と第２内径部５２とが接触し、大径円柱部１２８と第１内径部５０とは接触しないようになっている。
【００６２】
プランジャ１２０の小径円柱部材１３０の下端部は、下方に向かうほど外径の小さくなる円錐形状とされている。その小径円柱部材１２８の下端は、弁部材３０に形成された貫通穴６０の開口６２と向かい合っており、その開口６２に着座可能とされている。また、プランジャ１２０の大径円柱部材１２８の上端には、上方に突出する凸部１４０が形成されており、その凸部１４０が、コア１２６の下端面に形成された凹所１４２に挿入可能とされている。その凹所１４２の底面には有底穴１４４が形成されており、その有底穴１４４の底面と凸部１４０の上端面との間にコイルスプリング１４６が圧縮された状態で設けられている。このコイルスプリング１４６の弾性力によって、プランジャ１２０が接近方向に付勢されており、小径円柱部材１２８の下端が貫通穴６０の開口６２に着座するようになっている。なお、有底穴１４４には、コイルスプリング１４６に囲まれるようにして非磁性材料により形成された棒状のストッパ１２２が挿入されており、そのストッパ１２２によって、プランジャ１２０の上方への移動量が制限されている。
【００６３】
上述した構造によって、比較例の電磁式リニア弁１２４においても、本電磁式リニア弁１０と同様に、コイル２４に電流が供給されていないときには、閉弁しており、コイル２４に電流を供給することによって、高圧側の作動液路から低圧側の作動液路への作動液の流れを許容するとともに、高圧側の作動液路内の作動液の液圧と低圧側の作動液路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。差圧の制御時にプランジャの軸線とハウジングの軸線とがズレた場合には、比較例の電磁式リニア弁１２４においては、プランジャ１２０の小径円柱部材１３０と第２内径部５２とが摺接するようにされており、本電磁式リニア弁１０においては、プランジャ２２の小径部７２と第２内径部５２とが摺接するようにされている。プランジャとハウジングとが摺接する際には、小径円柱部材１３０と第２内径部５２との間に生じる摩擦力は、小径部７２と第２内径部５２との間に生じる摩擦力より大きくなる傾向にある。
【００６４】
詳しく説明すれば、比較例の電磁式リニア弁１２４において、コイル２４に電流が供給された場合には、磁界が形成されて、磁束がコイルケース１１０，コア１２６，プランジャ１２０，第１内径部５０，第２内径部５２等を流れる。この際の磁力線は、図３（ａ）の矢印のように示すことができる。この図は、プランジャ１２０の軸線とハウジング２０の軸線とがズレて、プランジャ１２０の小径円柱部材１３０が、図での右側面において、第２内径部５２に接触している状態を示している。この状態でコイル２４へ通電されることによって、例えば、コア１２６からプランジャ１２０の大径円柱部材１２８の上端へ６本の磁力線に相当する磁束が流れた場合には、大径円柱部材１２８から小径円柱部材１３０へは、４本の磁力線に相当する磁束しか流れない。磁束が大径円柱部材１２８から小径円柱部材１３０に流れる際に、磁束の流れる箇所の断面積が減少し、大径円柱部材１２８と小径円柱部材１３０との間において磁気飽和が生じるためである。このため、大径円柱部材１２８から小径円柱部材１３０に流れることができなかった磁束が、大径円柱部材１２８から第１内径部５０へ、それらの間のクリアランスを介して流れる。詳しくは、大径円柱部材１２８と第１内径部５０との間において、図での左側に１本の磁力線に相当する磁束が流れ、図での右側に１本の磁力線に相当する磁束が流れる。また、大径円柱部材１２８から小径円柱部材１３０へ流れた４本の磁力線に相当する磁束は、小径円柱部材１３０と第２内径部５２とが接触している側（図での右側）に流れる。このため、プランジャ１２０には、図での右側に流れる磁束（５本の磁力線に相当）と図での左側に流れる磁束（１本の磁力線に相当）との差に相当する力が作用する。つまり、プランジャ１２０とハウジング２０との間には、４本の磁力線に相当する磁束に依拠した吸引力が生じ、小径円柱部材１３０と第２内径部５２との間に、その吸引力に応じた摩擦力が生じる。
【００６５】
一方、本電磁式リニア弁１０の有するコイル２４に通電された場合における磁力線は、図３（ｂ）の矢印のように示すことができる。この図は、プランジャ２２の軸線とハウジング２０の軸線とがズレて、プランジャ２２の小径部７２が、図での右側面において、第２内径部５２に接触している状態を示している。この状態でコイル２４へ通電されることによって、例えば、コア２６からプランジャ２２の大径部７０の上端へ６本の磁力線に相当する磁束が流れた場合には、大径部７０から小径部７２へ、２本の磁力線に相当する磁束しか流れない。本電磁式リニア弁１０のプランジャ２２には、小径部７２の上端部にくびれ部７８が形成されており、そのくびれ部７８の断面積が相当小さくされているため、そのくびれ部７８において磁気飽和が生じるためである。このため、大径部７０から小径部７２に流れることができなかった磁束が、大径部７０から第１内径部５０へ、それらの間のクリアランスを介して流れる。詳しくは、大径部７０と第１内径部５０との間において、図での左側に２本の磁力線に相当する磁束が流れ、図での右側に２本の磁力線に相当する磁束が流れる。また、大径部７０から小径部７２へ流れた２本の磁力線に相当する磁束は、小径部７２と第２内径部５２とが接触している側（図での右側）に流れる。このため、プランジャ２２には、図での右側に流れる磁束（４本の磁力線に相当）と図での左側に流れる磁束（２本の磁力線に相当）との差に相当する力が作用する。つまり、プランジャ２２とハウジング２０との間には、２本の磁力線に相当する磁束に依拠した吸引力が生じ、小径部７２と第２内径部５２との間に、その吸引力に応じた摩擦力が生じる。
【００６６】
したがって、コアからプランジャへ同じ量の磁束が流れた場合には、プランジャとハウジングの内周面との間に生じる摩擦力に関して言えば、本電磁式リニア弁１０のほうが比較例の電磁式リニア弁１２４より小さくすることが可能となっている。プランジャとハウジングの内周面との摩擦力は、プランジャが停止していても移動していても生じるものであり、プランジャの移動を阻止する力である。電磁式リニア弁は、プランジャに作用する上向きの力と下向きの力とのバランスを制御することで、高圧側の作動液路内の作動液の液圧と低圧側の作動液路内の作動液の液圧との差圧を制御するものであるため、プランジャの移動を阻止する摩擦力が大きければ、差圧の制御に影響を及ぼす虞がある。このため、本電磁式リニア弁１０においては、比較例の電磁式リニア弁１２４より、好適に高圧側の作動液圧と低圧側の作動液圧との差圧を制御することが可能となっている。
【００６７】
また、比較例の電磁式リニア弁１２４においては、図３（ａ）から解るように、プランジャ１２０の小径円柱部材１３０から第２内径部５２へ流れる磁束が、第２内径部５２の上端部に集中している。このため、小径円柱部材１３０と第２内径部５２との間の摩擦力には偏りが生じる虞がある。一方、本電磁式リニア弁１０においては、プランジャ２２に形成されたくびれ部７８の軸線方向の長さが、プランジャ２２が上下方向に移動しても、常に、大径部７０と小径部７２との間の段差面と、第１内径部５０と第２内径部５２との間の段差面との間の距離より長くなっている。つまり、プランジャ２２が上方に最も移動した状態、言い換えれば、プランジャ２２のロッド部７６の先端がコア２６の有底穴８６の底に当接した状態での、くびれ部７８の軸線方向の長さが上記２つの段差面の間の距離より長くなっている。このため、本電磁式リニア弁１０においては、第２内径部５２の上端に小径部７２が摺接せずに、図３（ｂ）に示すように、プランジャ２２の小径部７２から第２内径部５２の軸線方向での中間部に磁束が流れる。したがって、本電磁式リニア弁１０においては、小径部７２と第２内径部５２との間に生じる摩擦力の偏りを解消することが可能となる。
【００６８】
また、プランジャの移動を阻止する力は、上記摩擦力以外にも発生する場合がある。磁束が流れる状況下において導体が移動すると、電磁誘導効果によって、その導体の移動を阻止しようとする力、つまり、起電力が生じる。電磁誘導によって生じる起電力は、導体の移動速度が高くなるほど、大きくなるものであり、導体が停止している場合には発生しない。つまり、電磁式リニア弁においても、コイルへの通電時に磁束がプランジャ，ハウジング等に流れている際に、プランジャが移動すれば、上記起電力が生じる。ただし、電磁誘導によって生じる起電力は、プランジャ停止時には発生せず、プランジャが低速で移動する場合には相当小さなものとなるため、差圧の制御への影響は小さいと考えることができる。
【００６９】
電磁式リニア弁には、差圧を制御する際の自励振動の問題がある。自励振動とは、プランジャを付勢するコイルスプリングのばね定数に依拠した固有の振動数でプランジャが振動するものであり、このような振動は望ましくない。つまり、自励振動を抑制、言い換えれば、減衰することが望ましく、自励振動に対して大きな減衰力を作用させることが望ましい。上記電磁誘導によって生じる起電力は、プランジャの移動速度が高くなるほど、大きくなるものであることから、自励振動を好適に減衰することが可能である。電磁誘導によって生じる起電力は、プランジャの移動速度に依拠するが、プランジャを流れる磁束の量にも依拠する。つまり、プランジャの移動速度が同じであれば、プランジャを流れる磁束の量が多いほど、起電力は大きくなる。本電磁式リニア弁１０のプランジャ２２を流れる磁束の量は、プランジャ２２の大径部７０の外径と比較例のプランジャ１２０の大径円柱部材１２８の外径とが略同じであることから、比較例の電磁式リニア弁１２４のプランジャ１２０を流れる磁束の量と殆ど同じである。このため、本電磁式リニア弁１０は、比較例の電磁式リニア弁１２４と同等に自励振動を減衰することが可能となっている。つまり、本電磁式リニア弁１０は、比較例の電磁式リニア弁１２４と比較して、自励振動の減衰効果を低減させることなく、プランジャとハウジングの内壁面との間の摩擦力を低下させることが可能となっている。
【００７０】
また、比較例の電磁式リニア弁１２４においては、コイル２４による磁界の形成に伴ってプランジャ１２０がコア１２６に吸引されることで、プランジャ１２０の大径円柱部材１２８の上端に形成された凸部１４０が、コア１２６の下端面に形成された凹所１４２に挿入するようになっている。一方、本電磁式リニア弁１０においては、コイル２４による磁界の形成に伴ってプランジャ２２がコア２６に吸引されることで、プランジャ２２の大径部７０の上端に形成された凸部１０６が、コア２６の第２凹部１０４に挿入するとともに、凸部１０６に連続する大径部７０の上端部が、コア２６の第１凹部１０２に挿入ようになっている。
【００７１】
比較例の電磁式リニア弁１２４のプランジャ１２０がコア１２６に吸引される際に、コア１２６からプランジャ１２０の大径円柱部材１２８へ流れる磁束は、図４（ａ）に示すように、コア１２６の凹所１４２の外縁から大径円柱部材１２８の凸部１４０の外縁に流れる。一方、本電磁式リニア弁１０のプランジャ２２がコア２６に吸引される際には、コア２６からプランジャ２２の大径部７０へ流れる磁束は、図４（ｂ）に示すように、コア２６の第２凹部１０４の外縁から凸部１０６の外縁に流れるとともに、第１凹部１０２の外縁から凸部１０６に連続する大径部７０の上端部の外縁に流れる。このため、コイルケースからコアへ同じ量の磁束が流れた場合には、コアからプランジャへ流れる磁束の量に関して言えば、本電磁式リニア弁１０のほうが比較例の電磁式リニア弁１２４より多くなる。つまり、コイルへの通電量が同じであっても、本電磁式リニア弁１０のコア２６の吸引力は、比較例の電磁式リニア弁１２４のコア１２６の吸引力より大きくなる。図５に、本電磁式リニア弁１０でのコイル２４への通電量Ｉとコア２６の吸引力Ｆとの関係（実線）と、比較例の電磁式リニア弁１２４でのコイル２４への通電量Ｉとコア１２６の吸引力Ｆとの関係（点線）とを示しておく。この図からも、コイルへの通電量が同じ場合において、本電磁式リニア弁１０のコア２６の吸引力が、比較例の電磁式リニア弁１２４のコア１２６の吸引力より大きいことは明らかである。
【００７２】
また、コイルによる磁界の形成に伴ってコアがプランジャを吸引する際に、コアの吸引力Ｆは、プランジャがコアに近づくほど大きくなる。つまり、コアの吸引力Ｆは、プランジャが貫通穴６０の開口６２に着座している状態からのプランジャの上方へのストローク量Ｌが大きくなるほど大きくなる。このストローク量Ｌに対するコアの吸引力Ｆの増加勾配Ｆ／Ｌが大きいと、磁気力によるプランジャの付勢力が、プランジャの移動に伴って、大きく変化する虞がある。電磁式リニア弁は、プランジャに作用する上向きの力と下向きの力とのバランスを制御することで、差圧を制御するものであるため、コアの吸引力の増加勾配Ｆ／Ｌは小さいことが望ましい。
【００７３】
本電磁式リニア弁１０では、コア２６によるプランジャ２２の吸引に伴って、コア２６に形成された段付形状の凹所１００に、大径部７０に形成された凸部１０６とその凸部１０６に連続する大径部７０の上端部が挿入される。一方、変形例の電磁式リニア弁１２４では、コア１２６によるプランジャ１２０の吸引に伴って、コア１２６に形成された凹所１４２に、大径円柱部材１２８に形成された凸部１４０だけが挿入される。プランジャの上端部がコア内に挿入されるほど、つまり、プランジャの上方へのストローク量Ｌが増加するほど、コアからプランジャの径方向に流れる磁束の量は増加するが、このストローク量Ｌに対するコアからの径方向への磁束量の増加量に関しては、本電磁式リニア弁１０のほうが比較例の電磁式リニア弁１２４より多くなる。比較例の電磁式リニア弁１２４では、図６（ａ）に示すように、ストローク量Ｌの増加に伴って、凸部１４０と凹所１４２とが径方向において重なる部分の面積が増加するのに対して、本電磁式リニア弁１０では、図６（ｂ）に示すように、ストローク量Ｌの増加に伴って、凸部１０６と第２凹部１０４とが径方向において重なる部分の面積と、凸部１０６に連続する大径部７０の上端部と第１凹部１０２とが径方向において重なる部分の面積とが増加するためである。なお、図６では、コイル２４，壁部材２８等を省略している。
【００７４】
コアからプランジャの軸線方向に流れる磁束は、コアの吸引力に大きく寄与するが、コアからプランジャの径方向に流れる磁束は、コアの吸引力に殆ど寄与しない。このため、コアからプランジャの径方向に流れる磁束の量が増加しても、コアの吸引力はさほど増加しない。つまり、本電磁式リニア弁１０においては、コア２６の吸引力Ｆの増加勾配Ｆ／Ｌを緩やかにすることが可能となり、図７に示すように、本電磁式リニア弁１０のコア２６の吸引力Ｆの増加勾配Ｆ／Ｌ（実線）は、比較例の電磁式リニア弁１２４のコア１２６の吸引力Ｆの増加勾配Ｆ／Ｌ（点線）より小さくなる。したがって、本電磁式リニア弁１０においては、比較例の電磁式リニア弁１２４より、好適に差圧を制御することが可能となっている。
【００７５】
さらに、本電磁式リニア弁１０では、プランジャ２２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ており、プランジャ２２の下端が弁体として機能するとともに、プランジャ２２の上端がストッパとして機能している。つまり、本体部としての大径部７０および小径部７２，ストッパとしてのロッド部７６，弁体としてのシャフト部７４の全ての部分が単一の素材から一体的に成形されている。一方、変形例のリニア弁１２４では、弁体としての機能を有するプランジャ１２０と、ストッパ１２２とは個別に設けられており、プランジャ１２０は、大径円柱部材１２８および小径円柱部材１３０の２つの部材を組み合わせることで成形されている。したがって、本電磁式リニア弁１０においては、部品点数を少なくすることが可能となり、低コスト化，製造工程の簡略化等を図ることが可能となる。
【００７６】
ただし、電磁式リニア弁の部品点数を少なくするために、ストッパとプランジャとを単に一体成形すると、プランジャとともにストッパも強磁性を有することになり、差圧制御を適切に実行できない虞がある。詳しく言えば、比較例の電磁式リニア弁１２４において、磁界の形成に伴ってコイルケース１１０からコア１２６に磁束が流れる際には、図４（ａ）に示すように、コア１２６の有底穴１４４の底の近傍に磁路が形成される。このため、例えば、比較例の電磁式リニア弁１２４のプランジャ１２０とストッパ１２２とを強磁性材料により一体成形したような場合には、プランジャ１２０の上方への移動に伴ってストッパ１２２の上端が有底穴１４４の底に当接すると、ストッパ１２２の先端が有底穴１４４の底に磁気密着する。つまり、ストッパ１２２と一体化されたプランジャ１２０がコア１２６に磁気密着することになり、コイル２４への通電量を相当減少させなければプランジャ１２０を下方に移動させることができなくなる。このため、通常の電磁式リニア弁であれば、コイルへの通電量を減らせばコイルが下方に移動して、高圧側の作動液路１２から低圧側の作動液路１４への作動液の流量を減らすことが可能であるが、比較例の電磁式リニア弁１２４において、プランジャ１２０とストッパ１２２とを強磁性材料により一体成形したような場合には、ストッパ１２２とコア１２６とが当接すると、コイルへの通電量を減らしても、高圧側の作動液路１２から低圧側の作動液路１４への作動液の流量を減らすことが困難となる虞がある。
【００７７】
図８（ａ）に、比較例の電磁式リニア弁１２４のプランジャ１２０とストッパ１２２とを強磁性材料により一体成形したような場合でのコイル２４への通電量Ｉと高圧側の作動液路１２から低圧側の作動液路１４への作動液の流量Ｑとの関係を示す。図から解るように、コイル２４に電力が供給されていない状態からコイルへの通電量を増加させていくと、作動液の流量Ｑは、コイルへの通電量に応じて増加する。そして、コイルへの通電量がＩ0となると、ストッパ１２２とコア１２６とが磁気密着するため、コイルへの通電量を減らしても作動液の流量Ｑは減少せず、コイルへの通電量がＩ1まで減少したときに作動液の流量Ｑが急激に減少し０となる。このような電磁式リニア弁では、差圧制御を適切に実行することは困難である。
【００７８】
本電磁式リニア弁１０では、プランジャ２２の上端がストッパとして機能しており、そのストッパと機能する部分、つまりプランジャ２２のロッド部７６も強磁性を有しているが、そのロッド部７６の先端が当接する有底穴８６の底は、コイルケース１１０の上端より上方に位置している。このため、磁界の形成に伴ってコイルケース１１０からコア２６に磁束が流れる際には、図４（ｂ）に示すように、コア２６の有底穴８６の底から離れた箇所に磁路が形成される。このため、ロッド部７６の先端が有底穴８６の底に当接してもロッド部７６とコア２６とが磁気密着することは殆どない。また、ロッド部７６は先細りする形状とされている。つまり、ロッド部７６の基端部は、先端部を支持するとともにコイルスプリング８８をガイドするべく、外径をある程度大きくしており、ロッド部７６の先端部は、有底穴８６の底への当接面積を小さくするべく、外径を小さくしている。このため、ロッド部７６とコア２６との磁気密着が生じたとしても、その磁気密着の差圧制御への影響を殆ど無くすことが可能となっている。なお、図８（ｂ）に、本電磁式リニア弁１０でのコイル２４への通電量Ｉと高圧側の作動液路１２から低圧側の作動液路１４への作動液の流量Ｑとの関係を示しておく。図から解るように、コイル２４への通電量がＩ2となったときに、ロッド部７６が有底穴８６の底に当接しても、コイル２４への通電量を減少させることで、コイル２４への通電量に応じて作動液の流量Ｑを減少させることが可能となっている。
【変形例】
【００７９】
図９に、上記電磁式リニア弁１０を変形した電磁式リニア弁１５０を示す。変形例の電磁式リニア弁１５０は、プランジャ１５２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。
【００８０】
変形例の電磁式リニア弁１５０の備えるプランジャ１５２は、強磁性材料からなる円筒部材１５４と、その円筒部材１５４に固定的に嵌合されるとともに、強磁性材料からなる棒状部材１５６とから構成されている。棒状部材１５６の両端部は、円筒部材１５４の両端部から延び出しており、棒状部材１５６の下方に延び出す部分は、段付形状とされ、円筒部材１５４の下方に位置する円柱部１５８と、その円柱部１５８に連続し下方に延びるシャフト部１６０とに区分けすることができる。円柱部１５８の外径は上記電磁式リニア弁１０のプランジャ２２の小径部５２の外径と同じとされており、円筒部材１５４の外径は上記電磁式リニア弁１０のプランジャ２２の大径部５０の外径と同じとされている。円筒部材１５４はハウジング２０を構成する第１内径部５０に挿入され、円柱部１５８は第２内径部５２に挿入されている。したがって、円筒部材１５４が大径部として機能するとともに、円柱部１５８が小径部として機能し、変形例の電磁式リニア弁１５０においても、プランジャ１５２の軸線とハウジング２０の軸線とがズレた状態でプランジャ１５２が移動する際には、円柱部１５８と第２内径部５２とが摺接し、円筒部材１５４と第１内径部５０とは摺接しないようになっている。なお、棒状部材１５６のシャフト部１６０は、上記電磁式リニア弁１０のプランジャ２２のシャフト部７４と同じ形状とされ、そのシャフト部１６０の下端が貫通穴６０の開口６２に着座するようにされている。また、棒状部材１５６の円柱部１５４の上端部には、外径が漸減する径漸減部１６２が形成されており、その径漸減部１６２が上記電磁式リニア弁１０のプランジャ２２のくびれ部７８と同じ形状とされている。
【００８１】
棒状部材１５６の円筒部材１５４から上方に延び出す部分は、コア２６の有底穴８６に挿入されており、上記電磁式リニア弁１０のプランジャ２２のロッド部７６と同じ形状とされている。つまり、プランジャ１５２の上方への移動に伴って、棒状部材１５６の上端が有底穴８６の底に当接するようになっており、その棒状部材１５６の上端と有底穴８６の底とが当接する位置は、コイルケース１１０の上端より上方に位置するようになっている。また、円筒部材１５４の上端には、上方に突出する凸部１６４が形成されており、その凸部１６４はコア２６に形成されている第２凹部１０４と向かい合っている。そして、プランジャ１５２の上方への移動に伴って、凸部１６４は第２凹部１０４に挿入し、凸部１６４に連続する円筒部材１５４の上端部は第１凹部１０２に挿入するようになっている。
【００８２】
上述した構造によって、変形例の電磁式リニア弁１５０は、上記電磁式リニア弁１０と略同様の効果を得ることが可能となっている。さらに、変形例の電磁式リニア弁１５０において、プランジャ１５２は、単位質量あたりの炭素含有量の異なる２つの部材が組み合わされることによって成形されており、硬度と磁性とのバランスのとれたものとなっている。詳しくは、プランジャ１５２を構成する円筒部材１５４と棒状部材１５６とは、互いに異なる強磁性材料からなる素材によって成形されており、棒状部材１５６は、円筒部材１５４を構成する素材より炭素含有量が多い素材によって成形されている。強磁性材料からなる素材の硬度は、一般的に、炭素含有量が多いほど高くなるが、磁性、つまり、透磁率は、炭素含有量が多いほど低くなる。つまり、変形例の電磁式リニア弁１５０のプランジャ１５２では、ストッパおよび弁体として機能する棒状部材１５６は、磁性よりも硬度を優先したものとされており、磁界の形成に伴ってコア２６に吸引される円筒部材１５４は、硬度よりも磁性を優先したものとされている。したがって、変形例の電磁式リニア弁１５０においては、コア２６によるプランジャ１５２の吸引力を減少させること無く、ストッパおよび弁体として機能する箇所の硬度を高くすることが可能となっている。
【符号の説明】
【００８３】
１０：電磁式リニア弁    ２０：ハウジング    ２２：プランジャ    ２４：コイル    ２６：コア    ３０：弁部材（区画部材）    ５０：第１内径部    ５２：第２内径部    ５６：第１液室    ５８：第２液室    ６０：貫通穴    ６２：開口    ７０：大径部（本体部）    ７２：小径部（本体部）    ７６：ロッド部（ストッパ部）    ７８：くびれ部    ８６：有底穴    ８８：コイルスプリング（弾性体）    １０２：第１凹部    １０４：第２凹部    １０６：凸部    １１０：コイルケース    １５０：電磁式リニア弁    １５２：プランジャ    １５４：円筒部材（大径部）    １５６：棒状部材（小径部）（ストッパ部）    １５８：円柱部（小径部）    １６２：径漸減部（くびれ部）    １６４：凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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