(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電時に磁界を形成するコイルと、
前記コイルを収納する磁性材料製のコイルヨークと、
前記コイルヨークの内周側に配置されたシリンダ内を前記コイルの通電時に可動する磁性体のアーマチュアと、
前記アーマチュアの可動により作動するプランジャと、
前記シリンダ内で前記コイルの非通電時に前記アーマチュアとの間に所定の空隙をもって配置され前記コイルヨークの内周に位置する胴部を有する磁性体のボディ部材と、
前記プランジャを前記アーマチュアの方向に付勢する弾性部材と、
を備えたノーマルオープン型電磁弁において、
前記シリンダを非磁性体材料で形成し、
前記ボディ部材の胴部の外周に円筒状の磁性体のカラー部材を装着すると共に、前記カラー部材の端部を前記空隙にオーバーラップさせたことを特徴とするノーマルオープン型電磁弁。
【請求項２】
請求項１に記載のノーマルオープン型電磁弁において、
前記カラー部材の端部は前記アーマチュアが可動したときに前記アーマチュアとオーバーラップすることを特徴とするノーマルオープン型電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノーマルオープン型電磁弁およびノーマルクローズ型電磁弁の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ボディ部材とアーマチュアの両吸引面に凹凸形状を形成し、吸引面間距離が短いときに吸引面間を通過する磁束の量を低減することで、ストロークに対する吸引力の変化を抑制する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１５５７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、アーマチュアとボディ部材の両吸引面に凹凸形状を形成しなければならないため、形状の複雑化を伴い、コストアップを招くという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、部品の簡素化によるコストダウンを図りながら、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制できるノーマルオープン型電磁弁およびノーマルクローズ型電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、コイルヨークの内周側に配置されたシリンダを非磁性体材料で形成し、ボディ部材の胴部の外周に、円筒状の磁性体のカラー部材を装着すると共に、このカラー部材の端部を、コイルの非通電時にボディ部材とアーマチュアとの間に形成される空隙にオーバーラップするように構成した。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、部品の簡素化によるコストダウンを図りながら、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のノーマルオープン型電磁弁およびノーマルクローズ型電磁弁を実現するための最良の形態を、図面に示す各実施例に基づいて説明する。
【０００８】
［実施例１］
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のノーマルオープン型電磁弁Aの構成を示す縦断面図である。
実施例１のノーマルオープン型電磁弁Aは、例えば、自動車のブレーキ力を制御して車輪のロックを防止するABS（アンチスキッドブレーキシステム）等のブレーキ用油圧回路や、自動変速機の油圧回路等に設けられ、所定の油路の開閉に用いられるリニアソレノイド弁である。
【０００９】
コイル１は、電磁弁Aにおける吸引力を発生させるためのもので、通電時に磁界を形成する。
コイルヨーク２は、コイル１の周囲を覆う磁性材料（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）で形成され、コイル外側の磁路を形成する。
【００１０】
アーマチュア３は、コイルヨーク２の内周側に配置され、オイルシール用シリンダ８内を軸方向移動可能に設けられている。このアーマチュア３は、磁性材料（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）で形成されている。オイルシール用シリンダ８は、非磁性材料で形成されている。
プランジャ４は、アーマチュア３と一体に設けられ、ボディ部材５に形成された軸方向貫通孔５ａ内を軸方向移動する。
【００１１】
ボディ部材５は、磁性材料（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）で形成され、バルブハウジング９に固定されている。このボディ部材５は、コイルヨーク２の内周に位置する胴部１０を有している。胴部１０は、コイル１の非通電時、アーマチュア３との間の軸方向間に、所定の空隙（エアギャップ）をもって配置されている。
【００１２】
ボディ部材５の軸方向貫通孔５ａ内には、プランジャ４との接離により弁作用をなすシートバルブ１１が配置されている。このシートバルブ１１には、軸心油路１１ａが貫通し、そのプランジャ側端部には、オリフィス１１ｂが設けられている。軸心油路１１ａは、バルブハウジング９に形成された油路９ａと連通している。ボディ部材５の側面には、バルブハウジング９に形成された油路９ｂと連通する径方向油路５ｂが形成されている。
【００１３】
コイルスプリング（弾性部材）６は、軸方向貫通孔５ａ内であって、プランジャ４とシートバルブ１１との間に圧縮状態で介装され、プランジャ４をアーマチュア３の方向、すなわち開弁方向に付勢している。
【００１４】
カラー部材７は、ボディ部材５の胴部１０の外周に配置され、磁性材料（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）を用い、切削またはプレス加工により形成されている。このカラー部材７は、フランジ部１２と円筒部１３とを有している。
【００１５】
図２は、カラー部材７の構成を示す電磁弁Aの要部拡大図であり、フランジ部１２は、円筒部１３の第１端部１３ａ側に設けられ、コイルヨーク２とバルブハウジング９との間に挟持されている。
【００１６】
円筒部１３は、コイル１とボディ部材５の胴部１０との間に介装され、第１端部１３ａと反対側の第２端部１３ｂは、コイル１の非通電時にアーマチュア３と胴部１０との間に形成される空隙に対して、軸方向にオーバーラップしている。
【００１７】
次に、実施例１の電磁弁Aの作用効果を説明する。
図３は、電磁弁Aにおけるコイル通電時の磁場状態を示す図であり、カラー部材７の第２端部１３ｂは、コイル１への通電によりアーマチュア３が可動したとき、アーマチュア３と軸方向に対してオーバーラップする。
【００１８】
このため、オーバーラップ量が大きいほど、アーマチュア３を通過する磁束線がより多くカラー部材７へと向かい、アーマチュア３からボディ部材５へと流れる磁束線の数を減少させることができる。よって、エアギャップが小さくなるほど、アーマチュア３からボディ部材５へと流れる磁束線の減少量（磁束漏れ量）が増加する。
【００１９】
すなわち、アーマチュア３と軸方向にオーバーラップするカラー部材７を設けたことで、アーマチュア３とボディ部材５との距離が短くなるほど吸引力の増加勾配を抑制できるため、ストロークに対する吸引力特性の変化が小さく抑えられる。
【００２０】
一般的に、電磁弁では、コイルに一定電流を流した場合、プランジャのストロークと吸引力との関係は、図４に波線で示すような曲線となる。ここで、ノーマルオープン型電磁弁では、コイル非通電時をストローク最大、コイル通電時をストローク最小としている（ノーマルクローズ型電磁弁の場合は逆になる。）。つまり、ノーマルオープン型電磁弁において、吸引力は、ストロークが小さい、すなわちアーマチュアとボディ部材との間のエアギャップが小さいほど大きくなる特性を有している（磁力が距離の２乗に反比例するため）。
【００２１】
ここで、電磁弁を油圧制御弁として用いる場合、プランジャのストローク範囲内において、コイルに供給する電流に比例してアーマチュアの移動変位が変化することが、油圧制御性の観点から望ましい。すなわち、一定電流のもとでアーマチュアのストロークに影響されないフラットな吸引力特性が理想である。
【００２２】
そこで、従来の電磁弁では、アーマチュアとボディ部材の吸引面（対向面）に凹凸形状を形成し、コイル通電時に吸引面を通らない磁束線を増加させることで、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制している。図４の一点鎖線は、吸引面に凹凸形状を設けた場合のストロークに対する吸引力特性であり、凹凸形状を設けない波線と比較して、ストロークに対する吸引力特性の変化がより抑えられている。
ところが、吸引面に凹凸形状を設けた場合、アーマチュアとボディ部材の形状が複雑化するため、コストアップを伴う。
【００２３】
これに対し、実施例１の電磁弁Aでは、ボディ部材５の胴部１０の外周に円筒状のカラー部材７を装着すると共に、カラー部材７の第２端部１３ｂをコイル１の非通電時にボディ部材５とアーマチュア３との間に形成される空隙に対して軸方向にオーバーラップさせた。すなわち、カラー部材７の第２端部１３ｂを、コイル通電時にアーマチュア３と軸方向にオーバーラップするように配置した。
【００２４】
これにより、図４に実線で示すように、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制し、制御性を高めることができる。また、吸引面に凹凸形状を形成した従来技術と比較して、部品の簡素化を図ることができ、製造コストを抑えることができる。
【００２５】
また、電磁弁Aは、コイル１と胴部１０との間の空隙（サイドギャップ）にカラー部材７を介装しているため、磁気回路の磁気抵抗が小さく抑えられ、磁気回路上の磁束量を高めることができる。よって、図４を見れば明らかなように、コイル１に一定電流を流した場合の吸引力は、ストロークにかかわらず、従来の電磁弁よりも増大し、吸引効率を高めることができる。
【００２６】
［実施例２］
図５は、実施例２のノーマルオープン型電磁弁Bの構成を示す縦断面図である。
実施例２のノーマルオープン型電磁弁Bは、第１ヨーク部材１４と第２ヨーク部材１５の２部材によりコイル１の周囲を覆うコイルヨークが構成されている。第１ヨーク部材１４および第２ヨーク部材１５は、磁性材料で形成されている。
【００２７】
第２ヨーク１５部材の内周には、バーリング加工され、ボディ部材５の胴部１０の外周を覆うバーリング部１６が形成されている。このバーリング部１６の端部１６ａは、実施例１のカラー部材７と同様、コイル１の非通電時にボディ部材５とアーマチュア３との間に形成される空隙に対して軸方向にオーバーラップしている。なお、他の構成については実施例１と同様である。
【００２８】
このように、実施例２の電磁弁Bでは、コイルヨーク（第２ヨーク部材１５）のバーリング部１６の端部１６ａを、コイル通電時にアーマチュア３と軸方向にオーバーラップさせたため、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制し、制御性を高めることができる。また、吸引面に凹凸形状を形成した従来技術と比較して、部品の簡素化を図ることができ、製造コストを抑えることができる。さらに、吸引効率を高めることができる。
【００２９】
［実施例３］
図６は、実施例３のノーマルクローズ型電磁弁Cの構成を示す縦断面図である。
コイル２１は、電磁弁Cにおける吸引力を発生させるためのもので、通電時に磁界を形成する。
コイルヨーク２２は、コイル２１の周囲を覆う磁性材料で形成され、コイル外側の磁路を形成する。
【００３０】
アーマチュア２３は、コイルヨーク２２の内周側に配置され、オイルシール用シリンダ３０内を軸方向移動可能に設けられている。このアーマチュア２３は、磁性材料で形成されている。オイルシール用シリンダ３０は、非磁性材料で形成されている。
【００３１】
ボディセンタ２４は、磁性材料（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）で形成されている。このボディセンタ２４は、コイル１の非通電時、アーマチュア２３との間の軸方向間に、所定の空隙（エアギャップ）をもって配置される。
【００３２】
コイルスプリング（弾性部材）２５は、アーマチュア２３のボディセンタ側に形成された凹部２３ａに一部が収納され、アーマチュア２３とボディセンタ２４との間に圧縮状態で介装されている。このコイルスプリング２５は、アーマチュア２３をボディセンタ２４から離れる方向、すなわち閉弁方向に付勢している。
【００３３】
シート部２６は、軸方向に軸心油路２６ａが貫通し、そのアーマチュア側端部には、オリフィス２６ｂが設けられている。軸心油路２６ａは、バルブハウジング２９に形成された油路２９ａと連通している。
【００３４】
ボール弁体２７は、アーマチュア２３の弁部として組み付けられる球形状のもので、シート部２６との接離により弁作用をなす。このボール弁体２７は、例えば、ロックウェル硬さが60〜65程度の非磁性体で形成されている。
【００３５】
シートボディ２８は、シート部２６を内部に嵌合して支持している。このシートボディ２８は、磁性材料で形成されている。バルブハウジング２９のシートボディ側面には、油路２９ｂが形成されている。この油路２９ｂは、アーマチュア２３とシートボディ２８との間の空間と連通している。
【００３６】
カラー部材３１は、ボディセンタ２４の外周に配置され、磁性材料（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）を用い、切削またはプレス加工により形成されている。このカラー部材３１は、フランジ部３２と円筒部３３とを有している。
【００３７】
図７は、カラー部材３１の構成を示す電磁弁Cの要部拡大図であり、フランジ部３２は、円筒部３３の第１端部３３ａ側に設けられ、コイルヨーク２２と溶接・圧入等により固定されている。
【００３８】
円筒部３３は、コイル２１とボディセンタ２４との間に介装され、第１端部３３ａと反対側の第２端部３３ｂは、コイル２１の非通電時にアーマチュア２３とボディセンタ２４との間に形成される空隙に対して、軸方向にオーバーラップしている。
【００３９】
このように、実施例３の電磁弁Cでは、ボディセンタ２４の外周に円筒状のカラー部材３１を装着すると共に、カラー部材３１の第２端部３３ｂをコイル２１の非通電時にボディセンタ２４とアーマチュア２３との間に形成される空隙に対して軸方向にオーバーラップさせた。すなわち、カラー部材３１の第２端部３３ｂを、コイル通電時にアーマチュア２３と軸方向にオーバーラップするように配置した。
【００４０】
これにより、実施例１と同様、オーバーラップ量が大きいほど、吸引力に寄与しない磁束数が増加するため、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制し、制御性を高めることができる。また、吸引面に凹凸形状を形成した従来技術と比較して、部品の簡素化を図ることができ、製造コストを抑えることができる。
【００４１】
また、電磁弁Cは、コイル２１とボディセンタ２４との間の空間にカラー部材３１を介装しているため、磁気回路の磁気抵抗が小さく抑えられ、磁気回路上の磁束量を高めることができ、吸引効率の向上を図ることができる。
【００４２】
［実施例４］
図８は、実施例４のノーマルクローズ型電磁弁Dの構成を示す縦断面図である。
実施例４のノーマルクローズ型電磁弁Dは、第１ヨーク部材４１と第２ヨーク部材４２の２部材によりコイル１の周囲を覆うコイルヨークが構成されている。第１ヨーク部材４１および第２ヨーク部材４２は、磁性材料で形成されている。
【００４３】
第２ヨーク４２部材の内周には、バーリング加工によりボディセンタ２４の外周を覆うバーリング部４３が形成されている。このバーリング部４３の端部４３ａは、実施例３のカラー部材３１と同様、コイル１の非通電時にボディセンタ２４とアーマチュア２３との間に形成される空隙に対して軸方向にオーバーラップしている。なお、他の構成については実施例１と同様である。
【００４４】
このように、実施例４の電磁弁Dでは、コイルヨーク（第２ヨーク部材４２）のバーリング部４３の端部４３ａを、コイル通電時にアーマチュア２３と軸方向にオーバーラップさせたため、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制し、制御性を高めることができる。また、吸引面に凹凸形状を形成した従来技術と比較して、部品の簡素化を図ることができ、製造コストを抑えることができる。さらに、吸引効率を高めることができる。
【００４５】
［実施例５］
図９は、実施例５のノーマルオープン型電磁弁Eの構成を示す縦断面図である。
実施例５では、カラー部材の形状のみ実施例１と異なる。
実施例５のカラー部材５１は、ボディ部材５の胴部１０の外周に圧入または溶接により固定され、胴部１０とアーマチュア３を収容するオイルシール用シリンダ５２の先端に形成された拡径部５２ａとの間に装着されている。
【００４６】
カラー部材５１は、磁性材料を用い、切削またはプレス加工により円筒状に形成されている。カラー部材５１は、第１端部５１ａおよび第２端部５１ｂを有し、第２端部５１ｂは、コイル１の非通電時にアーマチュア３と胴部１０との間に形成される空隙に対して、軸方向にオーバーラップしている。
【００４７】
このように、実施例５の電磁弁Eでは、ボディ部材５の胴部１０の外周に円筒状のカラー部材５１を装着すると共に、カラー部材５１の第２端部５１ｂをコイル１の非通電時にボディ部材５とアーマチュア３との間に形成される空隙に対して軸方向にオーバーラップさせた。すなわち、カラー部材５１の第２端部５１ｂを、コイル通電時にアーマチュア３と軸方向にオーバーラップするように配置した。
【００４８】
これにより、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制し、制御性を高めることができる。また、吸引面に凹凸形状を形成した従来技術と比較して、部品の簡素化を図ることができ、製造コストが抑えられる。さらに、吸引効率を高めることができる。
【００４９】
［実施例６］
図１０は、実施例６のノーマルオープン型電磁弁Fの構成を示す縦断面図である。
実施例６では、カラー部材の形状のみ実施例１と異なる。
実施例６のカラー部材６１は、ボディ部材５の胴部１０の外周であって、かつ、コイル１のボビン６４の内周に圧入固定またはインサート成形されている。カラー部材６１は、磁性材料を用い、切削またはプレス加工により形成されている。このカラー部材６１は、フランジ部６２と円筒部６３とを有している。
【００５０】
フランジ部６２は、円筒部６３の第１端部６３ａ側に設けられている。このフランジ部６２は、ボビン６４に形成された凹部６４ａに嵌合され、ボビン６４とコイルヨーク２との間に挟持されている。
円筒部６３は、コイル１とボディ部材５の胴部１０との間に介装され、第１端部６３ａと反対側の第２端部６３ｂは、コイル１の非通電時にアーマチュア３と胴部１０との間に形成される空隙に対して、軸方向にオーバーラップしている。
【００５１】
このように、実施例６の電磁弁Fでは、ボディ部材５の胴部１０の外周に円筒状のカラー部材６１を装着すると共に、カラー部材６１の第２端部６３ｂをコイル１の非通電時にボディ部材５とアーマチュア３との間に形成される空隙に対して軸方向にオーバーラップさせた。すなわち、カラー部材６１の第２端部６３ｂを、コイル通電時にアーマチュア３と軸方向にオーバーラップするように配置した。
【００５２】
これにより、ストロークに対する吸引力特性の変化を抑制し、制御性を高めることができる。また、吸引面に凹凸形状を形成した従来技術と比較して、部品の簡素化を図ることができ、製造コストを抑えることができる。さらに、吸引効率を高めることができる。
【００５３】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、各実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５４】
例えば、カラー部材は、その端部がコイル通電時にアーマチュアが作動したとき、アーマチュアとオーバーラップする形状であればよい。
また、弾性部材は、コイルスプリングに限らず、板ばね等を用いてよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１のノーマルオープン型電磁弁Aの構成を示す縦断面図である。
【図２】実施例１のカラー部材７の構成を示す電磁弁Aの要部拡大図である。
【図３】電磁弁Aにおけるコイル通電時の磁場状態を示す図である。
【図４】電磁弁のストロークに対する吸引力特性図である。
【図５】実施例２のノーマルオープン型電磁弁Bの構成を示す縦断面図である。
【図６】実施例３のノーマルクローズ型電磁弁Cの構成を示す縦断面図である。
【図７】実施例３のカラー部材３１の構成を示す電磁弁Cの要部拡大図である。
【図８】実施例４のノーマルクローズ型電磁弁Dの構成を示す縦断面図である。
【図９】実施例５のノーマルオープン型電磁弁Eの構成を示す縦断面図である。
【図１０】実施例６のノーマルオープン型電磁弁Fの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  コイル
２  コイルヨーク
３  アーマチュア
４  プランジャ
５  ボディ部材
６  コイルスプリング（弾性部材）
７  カラー部材
９  バルブハウジング
１３ｂ  第２端部
１５  第２ヨーク部材（コイルヨーク）
１６  バーリング部
１６ａ  端部
２１  コイル
２２  コイルヨーク
２３  アーマチュア
２４  ボディセンタ
２５  コイルスプリング（弾性部材）
３１  カラー部材
３３ｂ  第２端部
４２  第２ヨーク部材（コイルヨーク）
４３  バーリング部
４３ａ  端部
５１  カラー部材
５１ｂ  第２端部
６１  カラー部材
６３ｂ  第２端部
【図１】
0004937937.tif 000002
【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】
0004937937.tif 000008
【図８】
0004937937.tif 000009
【図９】
0004937937.tif 000010
【図１０】
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