JP2005308161A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 可動子と、呼吸経路とを有する電磁駆動部を備え、可動子の往復移動による容積変化の大きさに対応して呼吸経路の容積拡大が可能な流体制御用電磁弁を提供する。
【解決手段】 弁部材３０とを有する弁部２０と、弁部材と協働して往復移動可能な可動子１４、可動子を吸引する磁力を発生するコイル１３、略有底筒状に形成され、コイルの外周を覆う固定子１１、および外部の流体を導く呼吸経路とを有する電磁駆動部１０とを備え、固定子の底部と可動子との間に流体溜り部１７が形成され、可動子の移動による流体溜り部内の流体の容積変化の影響を呼吸経路内の流体で緩和する流体制御用電磁弁において、呼吸経路は、固定子の内周１１ｃ、１１ｄ側に設けられ、外部の流体に開口する第１の呼吸通路１９と、流体溜り部に接続可能な第２の呼吸通路１８とを備えており、第１の呼吸通路と第２の呼吸通路は、略周方向に所定角度に離されて配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体制御用電磁弁に関し、例えば車両等の自動変速機などの油圧制御装置に供給する作動油を制御するスプール型電磁弁に適用して好適なものである。

流体制御用電磁弁としては、電磁駆動部の可動子としてのプランジャを駆動させることにより、プランジャとともにスプール弁を軸方向に往復移動、またはスプール弁の軸方向位置を可変にすることで、流体通路を開閉または流体通路を流れる流体流量を増減するものが知られている（特許文献１参照）。プランジャ９１４の往復移動方向の前後の空間９１６、９１７において、例えば空間９１７がほぼ閉塞されている場合には、電磁駆動部９１０に発生する電磁吸引力を利用してプランジャ９１４を往復移動させるとき、空間９１７における容積変化によるいわゆるダンパ効果によって、プランジャ９１４つまりスプール弁９３０の往復移動が妨げられる場合がある。そのため、この種の電磁駆動部９１０は、呼吸経路９１９を形成しているものがある（図９参照）。例えば、呼吸経路９１９は、図９に示すように、プランジャ９１４の両端部のうち、スプール弁とは反対側の端部に接する空間９１７を覆い、ヨーク９１１の後部に配置されたプレート９５０に明けられている。
特開２００１−２６３５２１号公報

従来技術では、呼吸経路を貫通孔など直線的な経路形状に形成しているため、例えば電磁駆動部が配置される作動油中に異物が含まれていると、場合によっては呼吸経路を通じて異物がプランジャなどの電磁駆動部内へ侵入するおそれがある。

また、出願人は、例えば制御流体の高圧制御などを行なうため、スプール弁９３０の往復移動するストローク量を増やすことを検討している。しかしながら、このようなものに従来技術を適用すると、プランジャ９１４の往復移動による空間９１７の容積変化の大きさが呼吸経路の容積より大きく、不足容積分の作動油を呼吸経路を通じて外部から電磁駆動部内へ導くため、異物が侵入するおそれがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、可動子と、呼吸経路とを有する電磁駆動部を備え、可動子の往復移動による容積変化の大きさに対応して呼吸経路の容積拡大が可能な流体制御用電磁弁を提供することにある。

また、別の目的は、可動子と、呼吸経路とを有する電磁駆動部を備え、電磁駆動部の体格の大型化をすることなく、可動子の往復移動による容積変化の大きさに対応して呼吸経路の容積拡大が可能な流体制御用電磁弁を提供することにある。

本発明の請求項１によると、流体通路を開閉する弁部材とを有する弁部と、弁部材と協働して往復移動可能な可動子、可動子を吸引する磁力を発生するコイル、略有底筒状に形成され、コイルの外周を覆う固定子、および外部の流体を導く呼吸経路とを有する電磁駆動部とを備え、固定子の底部と可動子との間に流体溜り部が形成され、可動子の移動による流体溜り部内の流体の容積変化の影響を呼吸経路内の流体で緩和する流体制御用電磁弁において、呼吸経路は、固定子の内周側に設けられ、外部の流体に開口する第１の呼吸通路と、流体溜り部に接続可能な第２の呼吸通路とを備えており、第１の呼吸通路と第２の呼吸通路は、略周方向に向かって所定の角度に離されて配置されていることを特徴とする。

これによると、可動子、コイル、コイルの外周を覆う固定子とを有する電磁駆動部に外部の流体を導く呼吸経路を備えるものであって、可動子の移動により生じる流体溜り部内の流体の容積変化の影響を呼吸経路内の流体で緩和する流体制御用電磁弁において、呼吸経路は、固定子の内周側に設けられ、外部の流体に開口する第１の呼吸通路と、流体溜り部に接続可能な第２の呼吸通路とを備えている。第１の呼吸通路と第２の呼吸通路の略周方向の配置位置が、所定の角度に離間した関係にある。これにより、呼吸経路内の流体によって、例えば容積変化した流体溜り部へその容積変化分の流体を補充するとき、第１の呼吸通路と第２の呼吸通路との間の所定の角度離間した経路分、従来の直線的な呼吸経路に比べて周方向にも経路長を長くすることができ、従って呼吸経路の容積拡大が図れる。したがって、例えば可動子の移動による容積変化の大きさに応じた所定の角度に設定することで、その容積変化の大きさに対応した呼吸経路の容積拡大が可能である。

本発明の請求項２によると、所定の角度が略１８０°であることを特徴とする。

これによると、第１の呼吸通路と第２の呼吸通路が略周方向へ離間する所定の角度は、略１８０°であることが好ましい。これにより、容積変化に対して呼吸経路内の流体を補充するために、略周方向の経路長を効果的に増やすことができるので、呼吸経路の容積を効果的に拡大することができる。

本発明の請求項３によると、流体通路を開閉する弁部材とを有する弁部と、弁部材と協働して往復移動可能な可動子、可動子を吸引する磁力を発生するコイル、略有底筒状に形成され、コイルの外周を覆う固定子、および外部の流体を導く呼吸経路とを有する電磁駆動部とを備え、固定子の底部と可動子との間に流体溜り部が形成され、可動子の移動による流体溜り部内の流体の容積変化の影響を呼吸経路内の流体で緩和する流体制御用電磁弁において、呼吸経路は、固定子の内周側に設けられ、外部の流体に開口する第１の呼吸通路と、流体溜り部に接続可能な第２の呼吸通路とを備えており、第１の呼吸通路と第２の呼吸通路の間には、流体溜り部が配置されていることを特徴とする。

これによると、可動子、コイル、コイルの外周を覆う固定子とを有する電磁駆動部に外部の流体を導く呼吸経路を備えるものであって、可動子の移動により生じる流体溜り部内の流体の容積変化の影響を呼吸経路内の流体で緩和する流体制御用電磁弁において、呼吸経路は、固定子の内周側に設けられ、外部の流体に開口する第１の呼吸通路と、流体溜り部に接続可能な第２の呼吸通路とを備えている。第１の呼吸通路と第２の呼吸通路の間には、流体溜り部が配置されている。これにより、例えば容積変化した流体溜り部へその容積変化分の流体を補充するとき、第１の呼吸通路と、流体溜り部を挟んでほぼ反対側にある第２の呼吸通路との間を迂回するので、従来の直線的な呼吸経路に比べて経路長を長くすることができる。したがって、例えば可動子の移動による容積変化の大きさに対応した呼吸経路の容積拡大が可能である。

本発明の請求項４によると、第１の呼吸通路と第２の呼吸通路とを連通する第３の呼吸通路を備え、第３の呼吸通路は、コイルにおける弁部材とは反対側の端部と、底部との間に形成されていることを特徴とする。

これによると、第１の呼吸通路と第２の呼吸通路の間に形成される周方向の経路または迂回する経路として、第３の呼吸通路を備えている。第３の呼吸通路は、コイルにおける弁部材とは反対側の端部と、底部との間に形成されていることが好ましい。例えばコイルとコイルを覆う固定子などの電磁駆動部を構成する構成部材を組付ける場合において、コイルを固定子に挿入組付けすることで第３の呼吸通路を形成することが可能となり、組付性向上が図れる。

本発明の請求項５によると、呼吸経路のうち、第３の呼吸通路内には複数の呼吸経路部が形成されており、これら呼吸経路部は、流体の流れが少なくとも一回は折り返すように配置されていることを特徴とする。

これによると、第３の呼吸通路内には複数の呼吸経路部が形成されている。これら呼吸経路部は、流体の流れが少なくとも一回は折り返すように配置されているため、第３の呼吸通路内を迷路構造にすることができる。したがって、例えば電磁駆動部の体格を大型化することなく、第３の呼吸通路の容積を大幅に増やすことができる。

本発明の請求項６によると、呼吸経路部は、底部またはコイルに設けられていることを特徴とする。

これによると、呼吸経路部は、固定子の底部またはコイルに設けられていることが好ましい。これにより、部品点数の増加防止が図れるとともに、呼吸経路の容積拡大のための迷路構造の形成が容易となる。例えばコイルを構成する巻線および巻線を保持する保持する等の樹脂成形体に、第３の呼吸通路を一体樹脂成形することで、第３の呼吸通路を迷路構造に容易に形成できる。

本発明の請求項７によると、コイルは、巻回された巻線と、巻線を保持する樹脂成形体とを備え、樹脂成形体の端面には、流体が少なくとも周方向に流通可能に、端面から底部側に延出する段差部が設けられていることを特徴とする。

これによると、コイルは、巻線と樹脂成形体とを備えており、樹脂成形体の端面には、流体が少なくとも略周方向に流通可能に、端面から底部側に向かって延出する段差部が設けられていることが好ましい。これにより、呼吸経路として、少なくとも略周方向に経路容積の拡大することが容易となる。

本発明の請求項８によると、呼吸経路のうち、少なくとも第１の呼吸通路は、磁束の流れにくい低磁気区域内に配置されていることを特徴とする。

第１の呼吸通路等の呼吸経路を固定子の内周側に設けるためには、コイルの外周面および固定子の内周面のうちの少なくとも一方に、例えば溝などを設ける必要がある。例えばコイルに溝を設けるためにはコイルを保持する樹脂成形体の肉厚を増やす必要があり電磁駆動部の体格の大型化を招くおそれがある。一方、固定子に不用意に溝を設けると、溝を設けた部分は他の部分に比べて薄肉となり磁気抵抗となるため、電流供給によりコイルに発生する電磁力を、可動子を吸引する電磁吸引力に利用する磁気効率が低下するおそれがある。

これに対して、請求項８に記載の流体制御用電磁弁では、呼吸通路少なくとも外部に開口する第１の呼吸通路を、電磁駆動部内において磁束の流れにくい低磁気区域内に配置するので、呼吸経路を配置したとしても、呼吸経路によって電磁駆動部に磁気効率の低下等の悪影響を及ぼすことなく、電磁駆動部の体格の大型化を防止することができる。

本発明の請求項９によると、低磁気区域は、内周のうち、固定子に形成された切欠き部から略軸方向に延長される範囲にある内周部の内壁であることを特徴とする。

固定子に形成された切欠き部内は、例えばコイルに外部からの電流を供給するためのコネクタ等の外部接続部あるいは空隙などの軟磁性材以外の材料からなり部材によって占められるため、磁束が流れにくい。これに対して請求項９に記載の流体制御用電磁弁では、この切欠き部の軸方向に延長される範囲にある内周部の内壁も磁束の流れ方向となるため、その内周部の内壁は、磁束が流れにくくなる。したがって、その内周部の内壁は、切欠き部内の磁束の流れ状態の影響を受けて磁束の流れにくい低磁気区域に形成される。

本発明の請求項１０によると、第１の呼吸通路および第２の呼吸通路は、内周に形成された呼吸溝であることを特徴とする。

これによると、第１の呼吸通路および第２の呼吸通路は、固定子の内周に形成された呼吸溝であるので、製造方法として特別な加工等をすることなく容易に形成でき、呼吸経路を有する電磁駆動部のコスト増加を抑えることが可能である。

以下、本発明の流体制御用電磁弁を、車両等の自動変速機の油圧制御装置に供給する作動油の油圧を制御するスプール型電磁弁に適用して、具体化した実施形態を図面に従って説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の流体制御用電磁弁の構成を示す縦断面図である。図２は、図１における固定子の内周を示す側面図である。図３は、図２の固定子の断面図であって、図３（ａ）はＩＩＩａ−ＩＩＩａからみた縦断面図、図３（ｂ）はＩＩＩｂ−ＩＩＩｂからみた縦断面図である。図４は、本実施形態の流体制御用電磁弁の電磁駆動部における呼吸経路内の流体の流れの一実施例を説明する図であって、図４（ａ）は流体制御用電磁弁を示す縦断面図、図４（ｂ）は固定子の内周を示す側面図である。なお、図６は、比較例の流体制御用電磁弁を示す縦断面図である。図７は、図６における固定子の内周を示す側面図である。図８は、比較例の流体制御用電磁弁の電磁駆動部における呼吸経路内の流体の流れの一実施例を説明する図であって、流体制御用電磁弁を示す縦断面図である。

図１に示すように、流体制御用電磁弁（以下、電磁弁と呼ぶ）は、作動油通路２７、２８、２２、２３、２４、２５を開閉する弁部材（以下、スプールと呼ぶ）３０と、スプール３０を収容するとともにスプール３０を操作可能な開口部が形成されたハウジング２１を有する弁部２０と、この弁部２０を駆動操作し、各作動油通路２７、２８、２２、２３、２４、２５を開閉制御する電磁駆動部（以下、リニアソレノイドと呼ぶ）１０と含んで構成されている。リニアソレノイド１０は、図１に示すように、略有底円筒状のヨーク１１と、ステータコア１２、可動子（以下、プランジャと呼ぶ）１４と、コイル１３と、外部からコイル１３へ電流供給を可能する外部接続端部（以下、コネクタと呼ぶ）１５とを含んで構成されている。

ハウジング２１は、図１に示すように、一端を開口する略円筒状体であって、スプール３０を往復移動可能に収容している。ハウジング２１には、出力ポート２２、入力ポート２３、フィードバックポート２４が、リニアソレノイド１０側に向かって形成されている。また、排出ポートとして、フィードバックポート２４とリニアソレノイド１０との間に、第１のドレンポート２５が形成され、さらに、出力ポート２２とリニアソレノイド１０とは反対端との間に、リニアソレノイド１０側に向かって第２のドレンポート２７、第３のドレンポート２８が形成されている。入力ポート２３は、図示しないタンクからポンプ等によって供給される作動油が流入するポートである。出力ポート２２は図示しない自動変速機の係合装置に作動油を供給するポートである。出力ポート２２とフィードバックポート２４とは電磁弁の外部で連通しており、出力ポート２２から流出する作動油の一部がフィードバックポート２４に導入される。フィードバック室２９はフィードバックポート２４と連通している。第１、第２、および第３のドレンポート２５、２７、２８はタンクに作動油を排出するポートである。ハウジング２１のリニアソレノイド１０側には、スプール３０が操作可能に開口する開口部が設けられている。

スプール３０には、反リニアソレノイド１０側から大径ランド３７、大径ランド３２、小径ランド３３がこの順で形成されている。小径ランド３３は大径ランド３７、３２よりも外径が小さい。スプール３０のリニアソレノイド１０側端部にはシャフト３６がリニアソレノイド（詳しくは、プランジャ１４）側に突出して形成されている。シャフト３６の端面はプランジャ１４の略中心部に当接している。シャフト３６はスプール３０と別体に形成されていてもよい。シャフト３６のプランジャ１４側の当接部３６ａは、図１に示すように、略球面状に形成されていることが好ましい。

なお、ここで、大径ランド３７、大径ランド３２、小径ランド３３、フィードバック室２９等は、ハウジング２１に形成された作動油通路２７、２８、２２、２３、２４を開閉する大径円筒状部を構成する。また、シャフト５８は、プランジャ２０に当接する小径円筒状部を構成する。なお、詳しくは、出力ポート２２、入力ポート２３に対向して各口径量を調整する第１の弁部を構成し、フィードバックポート２４のリニアソレノイド１０側に配置される第２の弁部を構成している。

スプール３０の反プランジャ１４側には、付勢手段としてのスプリング４０が設けられている。スプリング４０は、スプール３０をプランジャ１４側へ付勢している。スプール３０は、スプリング４０によりプランジャ１４とともに図１の右方向へ付勢される。これにより、スプール３０は、プランジャ１４と同調してハウジング２１内を往復移動することが可能である。なお、スプリング座部４１は、スプール３０を操作する開口部とは反端端の端部に螺合されており、スプリング４０を支持している。

フィードバック室２９は大径ランド３２と小径ランド３３との間に形成されており、ランドの外径差によりフィードバックされた作動油圧が作用する面積が異なる。そのため、フィードバック室２９の作動油圧は反リニアソレノイド方向にスプール３０を押圧するように作用する。電磁弁において出力される作動油圧の一部をフィードバックするのは、供給される作動油の圧力すなわち入力圧の変動により出力圧が変動することを防止するためである。スプール３０は、スプリング４０の付勢力と、コイル１３に供給される電流によりヨーク１１およびステータコア１２に発生する電磁吸引力によってプランジャ１４がスプール３０を押す力と、フィードバック室２９の作動油圧からスプール５０が受ける力とがつり合う位置で静止する。

入力ポート２３から出力ポート２２へ流れる作動油量は、ハウジング２１の内周壁と大径ランド３２の外周壁との重なり部分の長さであるシール長によって決定される。シール長が短くなると入力ポート２３から出力ポート２２へ流れる作動油量が増大し、シール長が長くなると入力ポート２３から出力ポート２２へ流れる作動油量が減少する。同様に、出力ポート２２から第１のドレンポート２８へ流れる作動油量は、ハウジング６０の内周壁と大径ランド３７の外周壁とのシール長によって決定される。

次に、リニアソレノイド１０について以下説明する。ヨーク１１とステータコア１２は固定子１０を構成している。ヨーク１１、ステータコア１２、プランジャ２０は磁性材で形成されている。ヨーク１１はコイル１３の外周を覆う外側固定子を構成し、ステータコア１２はコイル１３の内周側に配置される内周側固定子を構成している。なお、固定子は、ヨーク１１とステータコア１２とで別部材で形成されるものに限らず、例えば外周側固定子と内周側固定子とをヨーク１１で一体的に構成されるものであってもよい。

ヨーク１１はコイル１３の外周を覆っており、かしめ部１１ａと、内周１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを有する底部と、切欠き部１１ｋとを備えている。かしめ部１１ａは、丸かしめ等のかしめによりフランジ部１２ａとダイヤフラム７０と側面部２１ａを結合する。なお、ダイヤフラム７０は、外周側端部７０ａと内周側端部７０ｂとを備え、外周側端部７０ａの全周を側面部２１ａに形成されている嵌合溝に、内周側端部７０ｂの全周をシャフト３６の嵌合溝３６ｂに嵌合されている。ダイヤフラム７０は、弁部２０内を流通する作動油がリニアソレノイド２０へ流入するのを防止するためのシール部材を構成する。

底部に形成された１１ｃ、１１ｄは、それぞれコイル１３の外周、ステータコア１２（詳しくは筒状部１２ｃ）の外周に挿入可能である。内周１１ｂは、プランジャ１４の外周より小さく形成されている。これら内周１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、内周１１ｂ、内周１１ｃ、内周１１ｄの順で内径が大きくなっている。これらの内周１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、底部の内部に各内周の長さに応じた所定の段差部が形成されている。

なお、本実施形態では、図２および図３（ａ）に示すように、かしめ部１１ａおよび内周１１ｄには、切欠き部１１ｋが形成されている。そして、切欠き部１１ｋと内周１１ｃの間には、呼吸経路としての呼吸通路（以下、第１の呼吸溝と呼ぶ）１９が形成されている。図２および図３（ｂ）に示すように、第１の呼吸溝１９が形成される内周１１ｄのほぼ１８０°にある内周１１ｄ側にある内周１１ｃには、第２の呼吸溝１９が形成されている。第１の呼吸溝１９および第２の呼吸溝１８は、それぞれコイル１３の外周面、筒状部１２ｃの外周面によって区画されることで、作動油が流通可能な呼吸通路を形成している。第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８との間には、第３の呼吸通路１３ｄが配置されており、第３の呼吸通路１３ｄは、コイル１３の底部側の端面に延出された段差部１３ｃとヨーク１１の底部（詳しくは、内周１１ｄの段差部）との間に設けられている。なお、ここで、第１の呼吸溝１９、第２の呼吸溝１８、および第３の呼吸通路１３ｄは、プランジャ１４の移動による空間１８の容積変化の影響を、内部にある作動油の容積量で補充する呼吸経路を構成している。なお、切欠き部１１ｋ内には、ターミナル１３ｊおよびコネクタ１５ａが配置されており、ターミナル１３ｊおよびコネクタ１５ａは、ヨーク１１の材料である軟磁性材と異なる材料からなる部材からなる。なお、ここで、図３（ａ）および図３（ｂ）において、説明の簡便のため、コイル１３とステータコア１２をドットのハッチングで模式的に示している。

ステータコア１２は、コイル１３の内周側に配置されており、内部にプランジャ１４を移動可能に収容している。ステータコア１２のスプール３０側の端部には、ハウジング２１の開口部側にある側面部２１ａと当接するためのフランジ部１２ａが形成されている。そして、フランジ部１２ａの外周面が、ヨーク１１から延設されたかしめ部１１ａに外嵌されている。さらに、かしめ部１１ａはハウジング２１の側面部２１ａの外周面まで延設されている。かしめ部１１ａを側面部２１ａの外周面に丸かしめ等のかしめを行なうことによって、弁部２０とリニアソレノイド１０とが一体的に結合されている。

なお、本実施形態では、ステータコア１２は、フランジ部１２ａと略筒状部１２ｃとから構成され、筒状部１２ｃの外周は、内周１１ｃに挿入可能である。筒状部１２ｃにおける内周１１ｂに挿入される先端部には、内外を流通可能な連絡通路１２ｋが設けられていることが好ましい。この連絡通路１２ｋは、先端部を略径方向に切欠いた溝などの作動油が流通可能な経路であればよい。なお、プランジャ１４のスプール３０側端部に対向する筒状部１２ｃの位置には、略環状溝に形成される磁気絞り部１２ｂが設けられており、磁気絞り部１２ｂは、コイル１３に発生する電磁力によってヨーク１１およびステータコア１２に流れる磁束を、効率的にプランジャ１４に流すように形成されている。

プランジャ１４は、筒状部１２ｃの内周に収容されており、固定子１１、１２の内部を軸方向に往復移動可能である。図１に示すプランジャ１４の往復移動方向の前後には、空間１６、１７が形成されており、プランジャ１４の移動により空間１６、１７の容積が変化する。なお、プランジャ１４の内部には、空間１６と空間１７を連通する連通路１４ａが設けられていることが好ましい。この連通路１４ａはプランジャ１４の外周面と筒状部１２ｃの内周面との間の隙間で形成されていてもよい。なお、ここで、空間１６、空間１７はそれぞれ作動油の溜り部を構成する。

なお、ここで、空間１７はプランジャ１４とヨーク１１の底部（詳しくは内周１１ｂ）とで区画され、プランジャ１４の移動に応じた所定の容積に形成されている。空間１６は、プランジャ１４とダイヤフラム７０とで区画され、プランジャ１４の移動に応じた所定の容積に形成されている。空間１６、１７はプランジャ１４が所定の移動位置にあるとき、いずれも筒状部１２ｃの内周でも区画されており、プランジャ１４がヨーク１１の底部の端面に当接し、移動を規制されている場合には、空間１７はプランジャ１４と内周１１ｂのみで区画される。

コイル１３は、巻回される巻線１３ａと、巻線１３ａを支持する樹脂成形体（以下、ボビンと呼ぶ）１３ｂとを備えており、ヨーク１１とステータコア１２との軸方向間に固定されている。コイル１３は、ターミナル１３ｊを介して外部から電流が供給される構成となっている。なお、ターミナル１３ｊは巻線１３ａに電気的に接続されているとともに、コネクタ１５ａにインサート樹脂成形されている。なお、ボビン１３ｂは巻線を支持するものであればよく、巻線１３ａを巻回されるものに限らず、巻回された巻線１３ａを封止するもの等であってもよい。例えばコネクタ１５ａを、巻線１３ａを巻回されたボビン１３ｂに２次樹脂成形して、巻線１３ａを一体的に封止するようにしたもの、あるいは巻回された巻線１３ａをボビン１２ｂの樹脂材で封止するように一体形成してもよい。

なお、本実施形態では、コイル１３の段差部１３ｃは、ボビン１３ｂの端面からヨーク１１の底部（詳しくは内周１１ｃの段差部）側に向かって延出されている。段差部１３ｃとボビン１３ｂは一体樹脂成形されている。

なお、ここで、ターミナル１３ｊおよびコネクタ１５ａは、外部からコイル１３（詳しくは巻線１３ａ）へ電流を供給するための外部接続端部１５を構成している。コイル１３は、外部から電流が供給されると、プランジャ１４を吸引するための電磁力を発生する電磁力発生手段を構成している。なお、詳しくは、ターミナル１３ｊを介してコイル１３に外部から電流供給つまり通電されると、コイル１３に電磁力が発生する。コイル１３に発生した電磁力によりヨーク１１、プランジャ１４、ステータコア１２に磁束が流れるため、ヨーク１１、プランジャ１４、ステータコア１２には電磁力によって磁束が流れる磁気回路が形成される。この磁気回路に流れる磁束の流れによってステータコア１２の内周面とプランジャ１４との間に磁気吸引力が発生する。例えばプランジャ１４およびスプール３０は、スプリング７０の付勢力に抗して図１の左方向に移動する。

次に、上述の構成を備えた本実施形態の作動について以下図１、図４および図５に従って、説明する。図１に示すように、コイル１３が通電状態では、コイル１３に電流が供給されて、コイル１３に電磁力が発生する。そして電磁力に応じた磁気回路を流れる磁束の流れによって、ステータコア１２がプランジャ１４をスプール３０側に吸引する。このとき、プランジャ１４と協働するスプール３０はスプリング４０の付勢力に抗して図１の左方向に移動する。スプール３０が左方向に移動すると、ハウジング２１の内周壁とスプール３０の大径ランド３２とのシール長が長くなるとともに、内周壁と大径ランド３７とのシール長が短くなる。そのため、入力ポート２３から出力ポート２２へ流通する作動油の流量が減少し、出力ポート２２から第３のドレンポート２８へ流通する作動油の流量が増大する。その結果、出力ポート２２から流出する作動油の油圧が低下する。一方、コイル１３が非通電状態では、コイル１３への電流供給が停止され、コイル１３は電磁力を失う。この状態では、入力ポート２３から出力ポート２２へ流通する作動油の流量が増大するとともに、第３のドレンポート２８は大径ランド３７によって閉鎖されることから、出力ポート２２から流出する作動油の油圧が最大となる。

電磁弁は、コイル１３に通電する電流値を制御することで、リニアソレノイド１０がスプール３０を反リニアソレノイド１０方向へ押す力を調整し、出力ポート２２から流出する作動油の油圧を調整する。コイル１３に通電する電流値を増大させると、電流値に略比例してヨーク１１およびステータコア１２の電磁吸引力が増大し、プランジャ１４がスプール３０を反リニアソレノイド１０方向に押す力が増大する。この電磁吸引力によりプランジャ１４からスプール３０に作用する力、スプリング４０の付勢力、ならびにフィードバックされる作動油の圧力によってスプール３０が反リニアソレノイド１０方向へ押される力とがつり合う位置でスプール１４が静止する。コイル１３に通電する電流値に比例して出力ポート２２から流出する作動油が低下する。

ここで、プランジャ１４の移動による空間１６、１７の容積変化による呼吸経路１９、１８、１３ｄの作動について、図４および図５に従って説明する。なお、弁部２０からリニアソレノイド１０への作動油の流れは、ダイヤフラム７０のシールによって遮断さているため、弁部２０内の作動油の流れの詳細説明は省略する。また、空間１６はダイヤフラム７０のシール機能によって閉塞されており、空間１７に連通する連通路１４ａから、空間１６の容積変化に伴う不足容積分などの流体が補充されるため、詳細説明は省略する。以下、本実施形態では、リニアソレノイド１０内のプランジャ１４の移動による空間１７の流体の容積変化における呼吸経路１９、１８、１３ｄ内の流体の流れを説明する。図４および図５において、コイル１３の通電状態を示しており、プランジャ１４は図４のスプール３０側に向かって左方向（図４に示す白抜きの矢印方向）に移動している状態を表しており、図４および図５に示す実線の矢印方向は呼吸経路１９、１８、１３ｄ内の作動油の流れ方向を示している。なお、コイル１３の非通電状態では、プランジャ１４は図４の右方向（図４に示す白抜きの矢印方向とは反対方向）に移動し、呼吸経路１９、１８、１３ｄ内の作動油の流れ方向は、実線の矢印方向とは反対方向となる。以下、説明の簡便のため、コイル１３の通電状態（図４および図５参照）にて説明する。

コイル１３に通電開始する前には、コイル１３には電磁力が発生していないため、図４に示すように、プランジャ１４はヨーク１１の底部（詳しくは内周１１ｃの段差部）の端面に規制されており、内周１１ｂと連絡通路１２ｋは遮断されており、空間１７と、連通通路１２ｋを介した第２の呼吸溝１８とは連通していない。コイル１３に通電が開始され、コイル１３に電磁力が発生すると、プランジャ１４が図４の左方向に動き出し、連絡通路１２ｋを介して空間１７と第２の呼吸溝１８が連通する。第２の呼吸溝１８と第１の呼吸溝１９の間は、略１８０°の周方向の角度で離間されており、第３の呼吸通路を通じて、第１の呼吸溝１９内の作動油を空間１７へ、空間１７の容積変化による不足容積分の作動油を補充することが可能である。

本実施形態では、図４および図５に示すように、第３の呼吸通路１３ｄを、第２の呼吸溝１８と第１の呼吸溝１９の間を、略１８０°の周方向の角度で離間するので、所定の周方向の角度（本実施例では１８０°）分の週方向に延びる経路を設けられ、従来の直線的な呼吸経路に比べて、呼吸経路の長さを長くすることができる。この周方向に延びる経路は所定の周方向の角度に応じて長くなるので、例えばプランジャ１４の往復移動のストローク量を増やしたい場合には、プランジャ１４の往復移動による容積変化の大きさに応じて、所定の周方向の角度を有する第３の呼吸通路１３ｄを設定することで、呼吸経路１９、１８、１３ｄの容積拡大が図れる。

さらに、所定の周方向の角度による周方向に延びる経路を設定することで、プランジャ１４の往復移動による容積変化の大きさつまり呼吸量に対して呼吸経路１９、１８、１３ｄの容積を大きくすることが可能である。これにより、呼吸量に対して呼吸経路１９、１８、１３ｄ内の作動油の容積量で補充できるので、外部に開口する第１の呼吸溝１９を介して呼吸経路１９、１８、１３ｄ内へ外部の作動油が流入するのを防止することができる。したがって、呼吸量に対して不足容積分の作動油を呼吸経路１９、１８、１３ｄを通じて外部からリニアソレノイド１０内に導く必要がないので、外部の作動油に含まれる異物が呼吸経路１９、１８、１３ｄを通じてリニアソレノイド１０内に侵入するのを防止できる。

なお、さらに、図６および図７に示す比較例のように第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８との間の所定の周方向角度が略零の場合には、第３の呼吸通路１３ｄの有効な容積として、第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８の間をほぼ最短距離つまり直線で結ばれる経路となってしまい（図８参照）、呼吸経路１９、１８、１３ｄの容積拡大の効果がわずかになる可能性がある。また、比較例のような場合では、第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８との間の第３の呼吸通路１３ｄが作動油の流れの屈曲部となるため、天地方向（図６の上下方向）の下方にある第１の呼吸溝１３では、第３の呼吸通路の手前で、比較的異物が堆積し易い。これに対して本実施形態では、所定の周方向角度の範囲で、第１の呼吸溝１９および第２の呼吸溝１８を第３の呼吸通路１３ｄの両端に最大限に引き離すので、第３の呼吸通路１３ｄの容積のほぼ全てを有効な容積として利用することができる。また、第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８の軸方向の作動油の流れに対して、第３の呼吸通路１３ｄ内の作動油の流れは、少なくとも周方向に流すことが可能であり、例えば天地方向、径方向など複雑な経路の形成が可能である。これにより、比較例に比べて例えば第１の呼吸溝１３にて更に異物が堆積し易く、ニリアソレノイド１０内部への異物侵入の防止が図れる。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）プランジャ１４、コイル１３、コイル１３の外周を覆うヨークとを有するリニアソレノイド１０に外部の流体を導く呼吸経路を備えるものであって、プランジャ１４の移動により生じる空間１７内の作動油の容積変化の影響を呼吸経路内の流体で緩和する電磁弁において、呼吸経路は、ヨーク１１の内周側に設けられ、外部の流体に開口する第１の呼吸溝１９と、空間１７に接続可能な第２の呼吸溝１８とを備えている。第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８の略周方向の配置位置が、所定の角度に離間した関係にある。これにより、呼吸経路１９、１８内の作動油によって、例えばコイル１３が通電状態にあるとき、容積変化した空間１７へその容積変化分の作動油を補充するとき、第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８との間の所定の角度（本実施例では、略１８０°）離間した経路分、従来の直線的な呼吸経路に比べて周方向にも経路長を長くすることができ、従って呼吸経路１９、１８の容積拡大が図れる。したがって、例えばプランジャ１４の移動による容積変化の大きさに応じた所定の角度に設定することで、その容積変化の大きさに対応した呼吸経路１９、１８の容積拡大が可能である。

（２）なお、本実施形態では、所定の角度（本実施例では、略１８０°）離間した経路は、第３の呼吸通路１３ｄである。第３の呼吸通路１３ｄは、コイル１３におけるスプール３０側とは反対側つまりヨーク１１の底部側の端部と、ヨーク１１の底部（詳しくは、内周１１ｃの段差部）との間に形成されていることが好ましい。例えばコイル１３とコイル１３を覆うヨーク１１などのニリアソレノイド１０を構成する構成部材を組付ける場合において、コイル１３をヨーク１１に挿入組付けすることで第３の呼吸通路１１ｄを形成することが可能となり、組付性向上が図れる。

（３）なお、本実施形態では、第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８が略周方向へ離間する所定の角度は、略１８０°であることが好ましい。これにより、容積変化に対して呼吸経路内の作動油を補充するために、略周方向の経路長を効果的に増やすことができるので、呼吸経路１９、１８、１３ｄの容積を効果的に拡大することができる。

（４）なお、この場合、第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８との配置位置関係は、第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝１８の間には、空間１７が配置されているように構成してもよい。例えば容積変化した空間１７へその容積変化分の作動油を補充するとき、第１の呼吸溝１９と、空間１７を挟んでほぼ反対側にある第２の呼吸溝１８との間を迂回する経路を有するので、従来の直線的な呼吸経路に比べて経路長を長くすることができる。したがって、例えばプランジャ１４の移動による容積変化の大きさに対応した呼吸経路１９、１８、１３ｄの容積拡大が可能である。

（５）なお、外部に開口する第１の呼吸溝１９は天地方向（図１の上下方向）の下方にあるため、例え第１の呼吸溝１９へ異物が侵入する場合があったとしても、少なくとも周方向に延びる経路を有する第３の呼吸通路による比較的複雑な経路により、第１の呼吸溝１９に異物が堆積し、従ってニリアソレノイド１０内部への異物侵入の防止が図れる。

（６）コイル１３は巻線１３ａとボビン１３ｂとを備えており、樹脂成形体としてのボビン１３ｂの端面には、作動油が少なくとも周方向に可能に、端面から底部（詳しくは内周１１ｃの段差部）側に向かって延出する段差部１３ｃを設ける構成であることが好ましい。これにより、呼吸経路１９、１８、１３ｄとして、少なくとも略周方向に経路容積の拡大することが容易となる。

（７）なお、本実施形態では、呼吸経路１９、１８、１３ｄのうち、少なくとも外部に開口する第１の呼吸溝１９は、ヨーク１１の内周１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうち、切欠き部１１ｋから略軸方向に延長される範囲にある内周部の内壁に形成されている。

一般に、第１の呼吸溝１９等の呼吸経路をヨーク１１の内周側に設けるためには、コイル１３の外周面およびヨーク１１の内周面のうちの少なくとも一方に、例えば溝などを設ける必要がある。例えばコイル１３に溝を設けるためには、コイル１３つまり巻線１３ａを保持するボビン１３ｂの肉厚を増やす必要があり、リニアソレノイド１０の体格の大型化を招くおそれがある。一方、ヨーク１１に不用意に溝を設けると、溝を設けた部分は他の部分に比べて薄肉となり磁気抵抗となるため、電流供給によりコイル１３に発生する電磁力を、プランジャ１４を吸引する電磁吸引力に利用する磁気効率が低下するおそれがある。

これに対して、切欠き部１１ｋ内は、コイル１３に外部からの電流を供給するためのコネクタ１５ａ等の外部接続部１５によって占められている。なお、外部接続部１５に限らず、空隙などの軟磁性材以外の材料からなり部材によって占められているものであればよい。このため、切欠き部１１ｋ内は磁束が流れにくい。切欠き部１１ｋの軸方向に延長される範囲にある内周部の内壁も磁束の流れ方向となるため、切欠き部１１ｋの影響によりその内周部の内壁は、磁束が流れにくくなる。本実施形態では、この切欠き部の軸方向に延長される範囲にある内周部の内壁に少なくとも第１の呼吸溝１９を設けるので、呼吸経路を配置したとしても、呼吸経路によってリニアソレノイド１０に磁気効率の低下等の悪影響を及ぼすことなく、リニアソレノイド１０の体格の大型化を防止することができる。

（８）なお、呼吸経路を配置する部位としては、切欠き部１１ｋの軸方向に延長される範囲にある内周部の内壁に限らず、磁束の流れにくい低磁気区域内に配置するものであれば、いずれの区域内または領域内であってもよい。

（９）本実施形態では、呼吸経路のうち、第１の呼吸溝１９および第２の呼吸溝１８は、ヨーク１１の内周（詳しくは、内周１１ｄと内周１１ｃ）に形成された呼吸溝としたが、第１の呼吸溝１９および第２の呼吸溝１８は、コイル１３の外周を覆うヨーク１１の内周側に設けられておれば、呼吸溝、呼吸通路のいずれであってもよく、作動油を空間１７へ補充などが可能な呼吸経路であればよい。

（１０）なお、本実施形態では、第１の呼吸溝１９および第２の呼吸溝１８は、ヨーク１１の内周１１ｄおよび内周１１ｃに形成された溝であるので、製造方法として特別な加工等をすることなく容易に形成でき、呼吸経路１９、１８、１１ｄを有するリニアソレノイド１０のコスト増加を抑えることが可能である。

（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。

第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した第３の呼吸通路１３ｄを、図５に示すように、第３の呼吸通路１１３内に複数の呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆを有するものとする。図５は、実施形態に係わる電磁駆動部を示す図であって、電磁駆動部における固定子の内周を示す側面図である。

図５に示すように、第３の呼吸通路１１３は、複数（本実施例では、第１および第２の呼吸溝１９、１８を通る図示あいない対称軸に対して図５の上下にそれぞれ３つ）の呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆを有している。呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅはステータコア１２の筒状部１２ｃの外周側に配置され、周方向に延びる経路が形成されている。呼吸経路部１１３ｄの周方向に延びる半径の大きさは、呼吸経路部１１３ｅのものより大きい。呼吸経路部１１３ｆは呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅの周方向の一端側に配置され、例えば図５に示すように、呼吸経路部１１３ｄ内を流れる作動油の流れを、呼吸経路部１１３ｆを介して呼吸経路部１１３ｅに導いて、作動油の流れが折り返されるようにする。また、呼吸経路部１１３ｅは、筒状部１２ｃの外周面との間に形成される経路に接続されるときに作動油の流れが再度折り返される。

なお、第３の呼吸通路１１３は、第１の実施形態と同様に、コイル１３のボビン１３ｂの端面から延出される段差部によって形成さている。この第３の呼吸通路１１３すなわち呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆは、ボビン１３ｂの端面から延出される段差部から形成されるものに限らず、ヨーク１１の底部から延出されるように形成されるものであっても、コイル１３およびヨーク１１とは別の部材から形成されるものであってもよい。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）第１の呼吸溝１９と第２の呼吸溝２２の間に形成される周方向の経路または迂回する経路として、第３の呼吸通路１１３を、その内部に複数の呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆを備える。さらに、これらの呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆは、作動油の流れが少なくとも一回は折り返すように配置されているので、第３の呼吸通路１１３内を迷路構造にすることができる。したがって、例えばリニアソレノイド１０の体格を大型化することなく、第３の呼吸通路１１３の容積を大幅に増やすことができる。

（２）なお、本実施形態では、呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆは、コイル１３のボビン１３ｂから延出される段差部、およびヨーク１１の底部（詳しくは内周１１ｃの段差部）のうちのいずれかに設けられていることが好ましい。これにより、部品点数の増加防止が図れる。さらに、第３の呼吸通路１１３などの呼吸経路の容積拡大のための迷路構造の形成が容易となる。例えばコイル１３を構成する巻線１３ａおよび巻線１３ａを保持する保持する等の樹脂成形体１３ｂに、第３の呼吸通路１１３を一体樹脂成形することで、第３の呼吸通路１１３を迷路構造に容易に、つまり呼吸経路部１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆを容易に形成できる。

（他の実施形態）
以上説明した実施形態では、作動油を油圧制御する電磁弁で説明したが、作動油に限らず、流体通路を開閉することで流体の流体圧または流体流量を制御する電磁弁であれば、いずれの流体の流体圧または流体流量を制御する電磁弁に用いても好適である。

本発明の第１の実施形態の流体制御用電磁弁の構成を示す縦断面図である。 図１における固定子の内周を示す側面図である。 図２の固定子の断面図であって、図３（ａ）はＩＩＩａ−ＩＩＩａからみた縦断面図、図３（ｂ）はＩＩＩｂ−ＩＩＩｂからみた縦断面図である。 第１の実施形態の流体制御用電磁弁の電磁駆動部における呼吸経路内の流体の流れの一実施例を説明する図であって、図４（ａ）は流体制御用電磁弁を示す縦断面図、図４（ｂ）は固定子の内周を示す側面図である。 第２の実施形態に係わる電磁駆動部を示す図であって、電磁駆動部における固定子の内周を示す側面図である。 比較例の流体制御用電磁弁を示す縦断面図である。 図６における固定子の内周を示す側面図である。 比較例の流体制御用電磁弁の電磁駆動部における呼吸経路内の流体の流れの一実施例を説明する図であって、流体制御用電磁弁を示す縦断面図である。 従来の流体制御用電磁弁を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 電磁弁（流体制御用電磁弁）
１０ リニアソレノイド（電磁駆動部）
１１ ヨーク（外周側固定子、固定子）
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 内周
１１ｋ 切欠き部
１２ ステータコア（内周側固定子）
１２ｃ 筒状部
１２ｋ 連絡通路
１３ コイル
１３ａ 巻線
１３ｂ ボビン（樹脂成形体）
１３ｃ 段差部
１３ｄ 第３の呼吸通路
１３ｊ ターミナル
１４ プランジャ（可動子）
１４ａ 連通路
１５ 外部接続端部
１５ａ コネクタ
１６ 空間
１７ 空間（流体溜り部）
１８ 第２の呼吸溝（第２の呼吸通路）
１９ 第１の呼吸溝（第１の呼吸通路）
２０ 弁部
２２、２３、２４、２８ 作動油通路（流体通路）
２１ ハウジング
３０ スプール（弁部材）
３６ シャフト（小径円筒状部）
４０ スプリング
７０ ダイヤフラム

Claims (10)

1. 流体通路を開閉する弁部材とを有する弁部と、
   前記弁部材と協働して往復移動可能な可動子、前記可動子を吸引する磁力を発生するコイル、略有底筒状に形成され、前記コイルの外周を覆う固定子、および外部の流体を導く呼吸経路とを有する電磁駆動部とを備え、
   前記固定子の底部と前記可動子との間に流体溜り部が形成され、前記可動子の移動による前記流体溜り部内の流体の容積変化の影響を前記呼吸経路内の流体で緩和する流体制御用電磁弁において、
   前記呼吸経路は、前記固定子の内周側に設けられ、外部の流体に開口する第１の呼吸通路と、前記流体溜り部に接続可能な第２の呼吸通路とを備えており、
   前記第１の呼吸通路と前記第２の呼吸通路は、略周方向に向かって所定の角度に離されて配置されていることを特徴とする流体制御用電磁弁。
2. 前記所定の角度が略１８０°であることを特徴とする請求項１に記載の流体制御用電磁弁。
3. 流体通路を開閉する弁部材とを有する弁部と、
   前記弁部材と協働して往復移動可能な可動子、前記可動子を吸引する磁力を発生するコイル、略有底筒状に形成され、前記コイルの外周を覆う固定子、および外部の流体を導く呼吸経路とを有する電磁駆動部とを備え、
   前記固定子の底部と前記可動子との間に流体溜り部が形成され、前記可動子の移動による前記流体溜り部内の流体の容積変化の影響を前記呼吸経路内の流体で緩和する流体制御用電磁弁において、
   前記呼吸経路は、前記固定子の内周側に設けられ、外部の流体に開口する第１の呼吸通路と、前記流体溜り部に接続可能な第２の呼吸通路とを備えており、
   前記第１の呼吸通路と前記第２の呼吸通路の間には、前記流体溜り部が配置されていることを特徴とする流体制御用電磁弁。
4. 前記第１の呼吸通路と前記第２の呼吸通路とを連通する第３の呼吸通路を備え、
   前記第３の呼吸通路は、前記コイルにおける前記弁部材とは反対側の端部と、前記底部との間に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の流体制御用電磁弁。
5. 前記呼吸経路のうち、前記第３の呼吸通路内には複数の呼吸経路部が形成されており、
   これら呼吸経路部は、流体の流れが少なくとも一回は折り返すように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の流体制御用電磁弁。
6. 前記呼吸経路部は、前記底部または前記コイルに設けられていることを特徴とする請求項５に記載の流体制御用電磁弁。
7. 前記コイルは、巻回された巻線と、前記巻線を保持する樹脂成形体とを備え、
   前記樹脂成形体の端面には、流体が少なくとも略周方向に流通可能に、前記端面から前記底部側に延出する段差部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の流体制御用電磁弁。
8. 前記呼吸経路のうち、少なくとも第１の呼吸通路は、前記電磁駆動部内において磁束の流れにくい低磁気区域内に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の流体制御用電磁弁。
9. 前記低磁気区域は、前記内周のうち、前記固定子に形成された切欠き部から略軸方向に延長される範囲にある内周部の内壁であることを特徴とする請求項８に記載の流体制御用電磁弁。
10. 前記第１の呼吸通路および前記第２の呼吸通路は、前記内周に形成された呼吸溝であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の流体制御用電磁弁。

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