| 【発明の名称】 |
電磁弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】高西 孝一
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| 【要約】 |
【課題】プランジャの吸引力を細かく調整可能とし、高い制御電流で傾きを緩やかにして大きく延ばした特性カーブで圧力を降下させる圧力特性を得るようにした電磁弁を提供する。
【解決手段】圧力制御弁を作動するソレノイドのプランジャ１０に形成されているテーパ面１２と対向するソレノイドコア８に前記プランジャ１０の軸線と平行なストレート面１６を有する凹欠部１４を設け、前記プランジャのテーパ面角度θ１と前記凹欠部の深さＳと長さＬによるプランジャ１０とソレノイドコア８とのエアギャップ量の設定によってプランジャ１０の吸引力を調整するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 供給される流体の圧力を制御する圧力制御弁と、ソレノイドコイルを巻装したソレノイドコアに形成されている軸穴に摺動可能に嵌装され前記ソレノイドコイルに印加される制御電流により吸引して前記圧力制御弁の絞りを作動させるプランジャを備えたソレノイドとからなる電磁弁において、前記プランジャの吸引移動側の端面外周に軸心方向に傾斜したテーパ面を形成し、このテーパ面と対面する前記ソレノイドコアに前記プランジャの軸線と平行なストレート面を有する凹欠部を設け、前記プランジャのテーパ面角度と前記凹欠部のストレート面の深さ及び凹欠部の長さによるプランジャとソレノイドコアとのエアギャップ量の設定によってプランジャの吸引力を調整し、前記圧力制御弁の制御圧を前記プランジャの吸引力に応じた圧力特性に制御するようにしたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】 前記供給される流体の圧力を制御する圧力制御弁は前記プランジャによって作動するスプール弁とした請求項１に記載の電磁弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ソレノイドによって作動される圧力流体制御弁により流体の圧力制御を行うようにした電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流体の圧力制御を行う電磁弁としては図６で示すように、供給圧導入ポート４と制御圧導出ポート５とを備えたバルブハウジング３内に前記供給圧導入ポート４と制御圧導出ポート５とを絞り制御するスプール６が摺動可能に嵌装され、このスプール６を後述するソレノイド２のプランジャ１０に当接する方向に付勢するスプリング７とからなる圧力制御弁１と、ソレノイドコイル９を巻装したソレノイドコア８に形成されている軸穴に摺動可能に嵌装され前記ソレノイドコイル９に印加される制御電流により吸引して前記圧力制御弁１を絞り方向に作動するプランジャ１０を備え、このプランジャ１０一端を支持するディスクスプリング１１とからなるソレノイド２とによって構成されているものがある。
【０００３】前記プランジャ１０とソレノイドコア８とは図７で示すように、プランジャ１０の吸引移動側端面外周に軸心方向に角度θ１で傾斜したテーパ面１２が形成されており、前記ソレノイドコア８の軸穴１３にはプランジャ１０の軸線と平行するストレート面を有し、前記テーパ面１２と所定のエアギャップ量Ｇで対向している。
【０００４】上記の電磁弁はソレノイドコイル９に印加される制御電流によりプランジャ１０を吸引して前記圧力制御弁１のスプール６を絞り方向（図中右方向）に作動し、供給圧導入ポート４から導入する流体の圧力を制御して制御圧導出ポート５より導出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この種の電磁弁では使用する目的で圧力特性が異なっている。上記従来の電磁弁における圧力特性は、プランジャ１０のテーパ面１２の角度θ１の調整と、図６で示すように、制御圧が導かれるフイードバック室の径およびスプリング７のバネ定数の変更によって対応している。
【０００６】上記従来の圧力特性の変更手法では、プランジャ１０のテーパ面１２の角度θ１を変更してエアギャップ量Ｇを変更することにより吸引力を調整しても、プランジャ１０のストローク範囲で吸引力の変化はソレノイドコイル９に印加される制御電流と比例するだけで、プランジャ１０のストローク範囲中における吸引力を細かく行うことができない。これにより、図８で示すように、制御電流ｉの変化による圧力特性は実線曲線ａと、この実線曲線ａよりも傾きが急な点線曲線ｂの変更を行うことはできるが、高い制御電流側で実線曲線ａよりも傾きを緩やかにして大きく延ばした特性カーブ（図５のｃを参照）を得るように調整することはできない。電磁弁の使用目的においては、高い制御電流側で傾きを緩やかにして大きく延ばした特性カーブで圧力を降下させる圧力特性の制御を必要とする場合があり、このような圧力特性が得られる電磁弁が要望されている。例えば、トランスミッションのクラッチに用いる場合には、クラッチの接続、切断を滑らかにして変速時のショックを少なくするために、このような圧力特性が得られる電磁弁が望まれている。
【０００７】本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑みて、プランジャの吸引力を細かく調整可能とし、高い制御電流で傾きを緩やかにして大きく延ばした特性カーブで圧力を降下させる圧力特性を得るようにした電磁弁を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するための本発明の要旨は、供給される流体の圧力を制御する圧力制御弁と、ソレノイドコイルを巻装したソレノイドコアに形成されている軸穴に摺動可能に嵌装され前記ソレノイドコイルに印加される制御電流により吸引して前記圧力制御弁の絞りを作動させるプランジャを備えたソレノイドとからなる電磁弁において、前記プランジャの吸引移動側の端面外周に軸心方向に傾斜したテーパ面を形成し、このテーパ面と対面する前記ソレノイドコアに前記プランジャの軸線と平行なストレート面を有する凹欠部を設け、前記プランジャのテーパ面角度と前記凹欠部のストレート面の深さ及び凹欠部の長さによるプランジャとソレノイドコアとのエアギャップ量の設定によってプランジャの吸引力を調整し、前記圧力制御弁の制御圧を前記プランジャの吸引力に応じた圧力特性に制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は圧力制御弁１であり、２は前記圧力制御弁１を作動するソレノイドである。
【００１０】前記圧力制御弁１としては、例えば、供給圧導入ポート４と制御圧導出ポート５とを備えたバルブハウジング３内に前記供給圧導入ポート４と制御圧導出ポート５とを絞り制御するスプール６が摺動可能に嵌装され、このスプール６を後述するソレノイド２のプランジャ１０に当接する方向に付勢するスプリング７とからなる構成である。
【００１１】前記ソレノイド２は、ソレノイドコイル９を巻装したソレノイドコア８に形成されている軸穴に摺動可能に嵌装され前記ソレノイドコイル９に印加される制御電流により吸引して前記圧力制御弁１を絞り方向（図中右方向）に作動するプランジャ１０を備え、このプランジャ１０一端を支持するディスクスプリング１１とからなる構成である。これにより、ソレノイドコイル９の印加制御電流がゼロの時にプランジャ１０がスプリング７のスプリング力によって図１において左端の後退端に位置される。
【００１２】そこで本発明は図２で示すように、前記プランジャ１０の吸引移動側の端面外周に軸心方向に角度θ１で傾斜したテーパ面１２を形成し、このテーパ面１２と対面する前記ソレノイドコア８の軸穴１３に前記テーパ面１２とは逆方向に角度θ２で傾斜した傾斜面１５と、この傾斜面１５と連続した前記プランジャ１０の軸線と平行で、深さＳのストレート面１６とからなり、前記傾斜面１５とストレート面１６との長さＬの凹欠部１４を設けたものである。
【００１３】上記の構成による本発明の動作について説明する。ソレノイドコイル９に印加される制御電流がゼロの時のプランジャ１０の位置は図２のＡ及び図３の（Ａ）で示すように、後退端の初期位置であり、プランジャ１０のテーパ面１２の一部がソレノイドコア８の軸穴１３の一部とラップしている。
【００１４】上記の状態からソレノイドコイル９に制御電流ｉを印加して電流値を漸次増大するとソレノイドコア８によるプランジャ１０の吸引力Ｆは図４で示すように電流値に比例して漸次増大しプランジャ１０を図２のＢ及び図３（Ｂ）で示すように中間位置に移動する。尚、この図４は、ある制御電流ｉを印加したときのプランジャ１０のストロークｘとプランジャ１０に加わる吸引力Ｆを示すプランジャの吸引力特性図である。この初期位置Ａから中間位置Ｂのプランジャ１０のストロークではプランジャ１０のテーパ面１２とソレノイドコア８の軸穴１３とのラップ面積は漸次増大し、プランジャ１０の吸引力Ｆは電流値の増大に伴い傾斜直線で漸次増大する。
【００１５】しかしながら、さらに電流値を増大してプランジャ１０が前記中間位置Ｂを過ぎるとプランジャ１０のテーパ面１２はソレノイドコア８の凹欠部１４のゾーンに進入し、プランジャ１０のテーパ面１２は凹欠部１４のストレート面１６とに対向することになりエアギャップ量を拡大し磁束の流れを減少する。
【００１６】これにより、プランジャ１０の吸引力Ｆは漸次増大するものの、プランジャ１０がストロークエンドＣ（尚、ここでいうストロークエンドＣとは、制御上のストロークエンドをいい、プランジャ１０がメカ的にエンドに達した状態ではない）に移動する間で凹欠部１４の位置から前記エアギャップ量の拡大によって吸引力Ｆは低減傾向となる。すなわち、図４に示すように、高い制御電流ｉｃにおける図２のＡで示す初期位置からストロークエンドＣの間のプランジャ１０のストロークと吸引力Ｆは、初期位置Ａから中間位置Ｂまでは緩い角度ｆの傾斜線Ｆ２のように変化し、中間位置Ｂを過ぎたのちストロークエンドＣに達するまでは、比較的急な角度ｅ（＞ｆ）の傾斜線Ｆ１のように変化する。従って、ソレノイドコイル９に高い制御電流ｉｃを印加したときの吸引力Ｆは、従来の点線で示す角度ｆの傾斜線Ｆ１′上のＦｃ′となるのに対して本発明ではＦｃとなり、吸引力Ｆを低減できる。
【００１７】このようなプランジャ１０の吸引力の変化によって圧力制御弁１における制御圧は図５で示すように点線による従来の高い制御電流における曲線ａよりも傾きを緩やかにして大きく延ばした特性カーブｃで圧力を降下させる圧力特性が得られる。
【００１８】前記比較的急角度ｅの傾斜線の吸引力Ｆ１は凹欠部１４の深さＳと傾斜面１５で決まり、緩角度ｆの吸引力Ｆ２はプランジャ１０のテーパ面の傾斜角度θ１で決まり、さらにストロークｇは凹欠部１４の長さＬで決まる。従って、プランジャ１０の吸引力Ｆの調整は前記プランジャ１０のテーパ面の傾斜角度θ１及び凹欠部１４の深さＳ，傾斜面１５と長さＬを適宜設定することにより、それによるプランジャ１０の吸引力に応じて図５で示す幅広い圧力特性に対応することができる。
【００１９】上記の実施の形態では圧力制御弁１をスプール弁で説明したが、本発明はスプール弁に限定されるものではなく、ソレノイドによって作動する針状弁やその他流体の通路を絞り制御する構成に適用することが可能である。
【００２０】また、上記の実施の形態では、ソレノイドコア８に角度θ２で傾斜した傾斜面１５を形成して吸引力の調整を行っているが、精度が要求されない場合には角度θ２を９０°にしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によると、プランジャのテーパ面と対向するソレノイドコアに前記プランジャの軸線と平行なストレート面を有する凹欠部を設け、前記プランジャのテーパ面角度と前記凹欠部の深さと長さによるプランジャとソレノイドコアとのエアギャップ量の設定によってプランジャの吸引力を調整するようにした構成であるから、プランジャの吸引力を細かく調整することができると共に、幅広い圧力特性に対応することができる。また、前記凹欠部の形状のチューニングによって要求する圧力特性を容易に得ることができる。さらに、現在の電磁弁においてもソレノイドコアに凹欠部を形成するのみで所望の圧力特性を容易に得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３４７０
【氏名又は名称】豊田工機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月２７日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１３２３５７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２１日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３０９４８０ |
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