(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動室にプランジャを摺動自在に収容し、電磁コイルへの通電を制御することにより、前記プランジャを作動させて流入口を開閉する電磁弁において、
前記プランジャの内部に、前記流入口から流入した流体を外部へ排出する排出流路を設ける一方、前記プランジャに、このプランジャを作動させるための磁気回路の外側で前記作動室を閉鎖する閉鎖部を貫通して、前記排出流路を外部へ突出させる突出部を設けたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記排出流路であって流体の入口よりも下流側を、前記プランジャの摺動方向の端面と、前記作動室の内壁面との間に形成される空間に連通したことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の自動変速機の変速制御などに用いられ、油圧回路の流路の開閉、または油圧の調整などに用いられる電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電磁弁としては、例えば図３に示したものがある（実願昭６２−１４８２２１号公報参照）。すなわち図３は従来の電磁弁を示す断面図であって、電磁弁の本体を構成するノズル１には、シート部２、カバー部３が一体に形成されている。カバー部３の内部には、ボビン４に巻き付けられた電磁コイル５が配設されている。電磁コイル５の導線の両端は一方のターミナル６、他方のターミナル７に半田付け等の手段によって取り付けられており、他方のターミナル７はウェーブワッシャ８を介してヨーク９に当接し、カバー部３に電気的に導通してボディーアースを構成している。ボビン４の内部には、ノズル１のシート部２側と後述するプレート１４と共に作動室Ａを形成するガイド１０が配設されており、プランジャ１１の摺動を容易ならしめている。プランジャ１１は、電磁コイル５に一方のターミナル６を介して電流が供給された場合（通電時）、電磁コイル５で発生した磁束が磁性体であるカバー部３、ヨーク９、プランジャ１１、シート部２で構成される磁気回路によってシート部２に吸引されて、ノズル１内部に形成された流入口１２を塞ぎ入口流路１３から流入する流体を遮断する。
【０００３】
通電が解除された場合は（非通電時）、入口流路１３から流入口１２を通って流入する流体の圧力によって押され、前記磁気回路の外側にて作動室Ａを閉鎖するプレート１４に当接することで作動を規制される（図３に示した状態）。流入口１２から流入した流体は、図４の部分平面図にも示すように、プランジャ１１の側面に設けられた側流路１５を通り、集合部１６に集められ、排出口１７から電磁弁の外に排出される。なお、ノズル１の周面に形成されたＯリング溝１８は、Ｏリング（図示しない）をはめ込み、油圧回路のハウジング（図示しない）に当接させ、もって入口側の流体と排出側の流体とを隔絶するためのものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した電磁弁を、例えば自動車の変速機の油圧回路の制御に用いる場合は、電磁弁を含む圧力回路の作動流体として、自動変速機内の潤滑油をそのまま用いるのが一般的であるが、かかる環境下では次のような問題が生ずる。
【０００５】
すなわち、作動流体中には、自動変速機内で発生したギヤの摩耗粉などの磁性粉を含む介在物が作動流体中に含まれているため、このような環境下で使用を続けると、作動流体に浮遊している磁性粉が電磁弁の通電時に発生する磁束によって、磁気回路を構成するヨーク９とプランジャ１１の磁気受渡部Ｂや、プランジャ１１とシート部２の吸引面２ａに引き寄せられる。このとき、吸引面２ａ付近に存在する介在物は、プランジャ１１が速い速度で近付くことによって発生する作動流体が排除されるときの流れに乗って吹き飛ばされるが、磁気受渡部Ｂの付近ではプランジャ１１が排除した少量の作動流体を比較的大きな排出口１７から排出するため速度が遅く、吸引された磁性粉は、磁気受渡部Ｂの付近に滞留し易くプランジャ１１とガイド１０の摺動間隙に挟まり易い。これによって、プランジャ１１のストローク速度を遅く（作動不良）したり、場合によっては、噛みこむ等してプランジャをスティックさせてしまうという事態が発生する。
【０００６】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、磁気受渡部に磁性粉が集まるのを防ぎ、長期間に亙り作動不良を起こさない電磁弁を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明にあっては、作動室にプランジャを摺動自在に収容し、電磁コイルへの通電を制御することにより、前記プランジャを作動させて流入口を開閉する電磁弁において、前記プランジャの内部に、前記流入口から流入した流体を外部へ排出させる排出流路を設ける一方、前記プランジャに、このプランジャを作動させるための磁気回路の外側で前記作動室を閉鎖する閉鎖部を貫通して、前記排出流路を外部へ突出させる突出部を設けたことを特徴とする電磁弁。
【０００８】
かかる構成において、流入口からプランジャ側へ流入した流体は、その大部分が閉鎖部を貫通する排出流路を通って電磁弁の外部へ排出される。このため、プランジャの周囲への流体の流れは僅かであり、流体中に浮遊する磁性粉などの介在物がプランジャの摺動部分に導かれる機会が非常に少なくなる。しかも、排出された流体が閉鎖部の外側に存在する環境下において使用する場合であっては、プランジャの突出部と閉鎖部との隙間をできるだけ小さくすることにより、プランジャの作動に伴いその隙間から作動室に逆流する流体の流れを僅かなものにでき、作動室に逆流する流体と共に前記介在物がプランジャの摺動部分に導かれる機会を可及的に減らすことができる。
【０００９】
また、前記構成に加え、前記排出流路であって流体の入口よりも下流側を、前記プランジャの摺動方向の端面と、前記作動室の内壁面との間に形成される空間に連通した構成とした。かかる構成においては、流体を排出流路から電磁弁の外部へ排出するとき、プランジャの端面側に形成される空間に存在する流体が排出流路へ流れ込むため、その流れによってプランジャの摺動部分周囲に達した介在物が速やかに排出流路を介して電磁弁の外部へ排出される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
【００１１】
《第１の実施の形態》
図１，２は、この発明にかかる第１の実施の形態を示す断面図である。図１，２において、図４，３と同一符号は同一部分を示すので説明を省略する。
【００１２】
この電磁弁におけるプランジャ２１には、前記シート部２ａの吸引面１９側にのみ側流路１５が設けられている。側流路１５には、プランジャ２１の内部に設けられた排出流路２２と作動室Ａとを連通する第１の連通口２３が設けられている。排出流路２２には、本発明の閉鎖部であるプレート１４を貫通し、排出流路２２を電磁弁の外部へ突出させる、本発明の突出部を構成する排出パイプ２４が、熔接、圧入等の手段によってプランジャ２１に一体に取り付けられている。排出パイプ２４の外形側は、プレート１４と小さい隙間２５を介して対面しており、プランジャ２１の軸方向の動きを阻害しない構造になっている。プレート１４に当接するプランジャ２１の端面２１ａには、例えば十字に交差する方向に切った溝２６が４本形成されており（図２参照）、プランジャ２１がシート部２側へ作動するとき、プレート１４との間に発生する流体による吸着を防止している。さらに、前記排出パイプ２４には、各溝２６のそれぞれに接して第２の連通口２７が設けられている。これにより通電時には、排出流路２２が前述した第１の連通口２３の下流側を、プランジャ２１の端面２１ａとプレート１４との間に形成される隙間、つまり本発明における空間に連通されるようになっている。
【００１３】
次に以上の構成からなる電磁弁の作用について説明する。図１に示した電磁弁の非通電時、入口流路１３から流入した作動流体は、流入口１２からプランジャ２１の回りに流入する。流入した流体は、側流路１５から第１の連通口２３、プランジャ２１から排出パイプ２４に至る排出流路２２を通って電磁弁の外に導かれる。このときプランジャ２１とガイド１０の隙間から流体が磁気受渡部Ｂの方向に流れるが、前述の排出流路２２に比べて流体抵抗が非常に大きいため極く僅かな量が流れるにすぎない。しかも、排出パイプ２４から外部へいちど排出した流体に、電磁弁が浸っているように場合であっても、排出パイプ２４の周囲の隙間２５が非常に小さいために、電磁弁の回りに浮遊する介在物が内部に逆流する機会は非常に少ない。従って、磁気受渡部Ｂの回りに介在物が存在する確率が格段に少なく、前記電磁弁を、自動車の変速機の油圧回路の制御に用いたとしても、介在物が磁気受渡部Ｂや、プランジャ２１とガイド１０との摺動部に挟まって通電時にプランジャ２１の動きを阻害するという事態の発生を長期間に亙って防ぐことができる。
【００１４】
また、プランジャ２１とプレート１４によって形成される隙間と排出流路２２とが、流体の排出側にて第２の連通口２７を介して連通されているため、プランジャ２１とガイド１０の摺動部や、隙間２５から僅かに流入してくる介在物を非通電時のプランジャ２１の動きによる流体を押しのける流れによって、連通口２７から排出流路２２を介して速やかに排出でき、磁気受渡部Ｂの回りに磁性粉が存在する確率を更に小さくすることができる。
【００１５】
《第２の実施の形態》
図３は本発明を３方弁に適用した場合の例を示す断面図である。図３において、図１，４と同一符号は同一部分を示すので説明を省略する。
【００１６】
ノズル１の入口流路１３側には、シート部材３１によって弁室Ｃが隔成されている。シート部材３１により弁室Ｃと隔てられたノズル１の内部には、断面コ字状のコア３２、非磁性体からなる円筒状のカラー３３、ヨーク３４に一体に形成されボビン４に内嵌する筒状部３４ａ、これに摺動自在に支持されたプランジャ３５が順次収容されている。ヨーク３４の排出側の端面は圧入、熔接等の手段で取り付けられたカバー３６によって閉鎖されているが、カバー３６はプラスチック材料の弾性を利用した方法で取り付けてもよい。プランジャ３５を作動させるための磁気回路は、電磁コイル５、磁性体であるカバー部３、ヨーク３４、プランジャ３５、コア３２により構成されており、ヨーク３４の筒状部３４ａとプランジャ３５との間に磁気受渡部Ｂが形成されている。カラー３３は、コア３２とヨーク３４との間を磁気絶縁することによってプランジャ３５の吸引力の低下を防止するものである。なお、コア３２とヨーク３４（円筒部３４ａ）との間に相当の空間を形成できる構成の場合にはカラー３３を廃止することも可能である。プランジャ３５の作動室Ａは、コア３２、円筒部３４ａ、前述した磁気回路の外側に位置するカバー３６により形成されており、カバー３６が本発明の閉鎖部を構成している。
【００１７】
プランジャ３５には、排出通路３７を形成する非磁性体のパイプ３８が、プランジャ３５の軸中心貫通するようカシメによって組み立てられている。なお、パイプ３８は、圧入、熔接等の手段を用いて組み立てても良い。パイプ３８の一端側はカバー３６を貫通して本発明の突出部を構成し、その他端側はコア３２を充分な隙間をもって貫通したのちシート部材３１の近傍まで延出している。パイプ３８の他端側の端部には、前述した弁室Ｃに収容された弁体３９がシート部材３１の穴３１ａに遊挿された取付部３９ａを介して一体に取り付けられている。パイプ３８の延在途中には、コア３２を貫通した先端付近に開口する第１の連通口４０と、その下流側であって、コア３２の吸引面に対向するプランジャ３５の端面の近傍に開口する第２の連通口４１がそれぞ設けられている。
【００１８】
電磁弁の非通電時には、弁体３９が流入口１２から流入する流体の圧力によって、シート部材３１に押し付けられ穴３１ａを塞ぐことにより、入口流路１３、流入口１２、ノズル１に開口する出力口４２を連通する流路を形成し、排出側への流路を遮断する（図３の状態）。通電時には、前述した磁気回路に発生する磁束によってプランジャ３５がコア３２に吸引され、弁体３９が流入口１２を塞ぎ入口流路１３から流入する流体を遮断する一方、弁体３９がシート部材３１との当接を解除されることによって、出力口４２から流入した流体がシート３１の穴３１ａを通り、パイプ３８に設けられた第１の連通口４０を経てパイプ３８の内部における排出流路３７から電磁弁の外に導かれる流路を形成する。
【００１９】
なお、プランジャ３５とコア３２とは、前述した通電時に、弁体３９がシート部材３１に当接することにより、プランジャ３５の端面とコア３２との間に隙間つまり磁気ギャップＤが形成されるよう配設されており、残留磁気による吸引力と流体による吸着力とが発生することが防止されている。また、ノズル１の外側に形成された第１のＯリング溝４３には、入口流路１３と出力口４２の間を隔絶するＯリングが、第２のＯリング溝４４には、出力口４２と排出側を隔絶するＯリングが、それぞれ配設されるようになっている。
【００２０】
本実施の形態においても、第１の実施の形態の場合と同様、流入口１２からプランジャ３５側へ流入した流体中に浮遊する介在物は、主として排出流路３７によって電磁弁の外に排出される。また、磁気ギャップＤの回りに浮遊したり、パイプ３８とコア３２の摺動部やカバー３９の側の隙間２５から流入した僅かな介在物も、電磁弁の通電時に発生するプランジャ３５の吸引作用による流体を押しのける流れによって第２の連通口を介して排出流路３７から速やかに電磁弁の外へ排出される。しかも、パイプ３７の周囲の隙間２５が非常に小さいために、電磁弁の回りに浮遊する介在物が内部に逆流する機会は非常に少ない。したがって、本実施の形態における電磁弁を自動車の変速機の油圧回路の制御に用いた場合であっても、第１の実施の形態に示した電磁弁と同様に、介在物が磁気受渡部Ｂや、プランジャ３５とヨーク３４の円筒部３４ａとの摺動部分に挟まって通電時にプランジャ３５の動きを阻害するという事態の発生を長期間に亙って防ぐことができる。
【００２１】
なお、第１の実施の形態に示した電磁弁（２方弁）、第２の実施の形態に示した電磁弁（３方弁）共、非通電時の状態で開弁しているノーマルオープンの電磁弁に本発明を適用した場合を示したが、非通電時に閉弁作動するノーマルクローズの電磁弁に適用した場合にも前述したものと同様の効果が得られる。また、前述した第１及び第２の実施の形態においては、排出流路２２，３７が、電磁弁の内部に流入した流体を積極的に外部へ排出させることを目的として設けられたものを示したが、これに限らず、本発明の電磁弁は、単にプランジャ側に流入した流体を外部へ排出させることを目的として排出流路が設けられた構成であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電磁弁においては、プランジャ側に流入した流体の大部分が閉鎖部を貫通する排出流路を通って電磁弁の外部へ排出され、流体中に浮遊する磁性粉などの介在物がプランジャの摺動部分に導かれる機会が非常に少なくなる構成としたことから、磁気回路を構成するプランジャとその他の部分との磁気受渡部に磁性体を含む介在物が集まる確率を低く抑制することができる。よって、プランジャの摺動部分に介在物が挟み込まれる確率が極めて低くなり、長期間に亙ってプランジャの作動不良やスティックを防ぐことができる。しかも、プランジャの突出部と閉鎖部との隙間をできるだけ小さくすることにより、前記磁気受渡部の回りに浮遊する介在物も、速やかに排出できるので、電磁弁の外部に排出された流体が閉鎖部の外側に存在するような環境下で使用する場合であったとしても、プランジャの良好な作動を長く継続できる効果がある。
【００２３】
これに加え、排出流路であって流体の入口よりも下流側を、プランジャの摺動方向の端面と、作動室の内壁面との間に形成される空間に連通した構成とすれば、流体を排出流路から電磁弁の外部へ排出するとき、プランジャの端面側に形成される空間に存在する流体が排出流路へ流れ込む流れによって、プランジャの摺動部分周囲に達した介在物が速やかに電磁弁の外部へ排出させることができる。よって、磁気回路を構成するプランジャとその他の部分との磁気受渡部に磁性体を含む介在物が集まる確率を、さらに低く抑制することができ、前述した効果を一層高めることができる。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【図５】図４の要部平面図である。
【符号の説明】
５    電磁コイル
１２    流入口
１４    カバー（閉鎖部）
２１    プランジャ
２１ａ  端面
２２    排出流路
２３    第１の連通口
２４    排出パイプ（突出部）
２７    第２の連通口
３５    プランジャ
３６    カバー（閉鎖部）
３７    排出流路
３８    パイプ（突出部）
４０    第１の連通口
４１    第２の連通口
Ａ    作動室
Ｂ    磁気受渡部
Ｄ    磁気ギャップ
【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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