JP5673011B2 - 電磁式リニア弁 - Google Patents

Description

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。

電磁式リニア弁には、(a)内部を第１液室と第２液室とに区画し、それら第１液室と第２液室とを連通するように自身を貫通する貫通穴が形成された区画部を有し、作動液が充填されるハウジングと、(b)軸線方向に移動可能、かつ、その軸線方向への移動に伴って、弁座として機能する貫通穴の第１液室への開口を弁体として機能する一端部が塞ぐように第１液室内に配設された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、弁体が弁座を塞いでいる状態において、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、弁体と弁座との間に隙間が生じ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と弁座から離間する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。

特開２００１−２０８２３３号公報 特開２００３−１３０２４７号公報 特開２００７−５５５２１号公報

上記構造の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。プランジャの自励振動の発生要因としては種々のものが考えられているが、例えば、高圧側の作動液路からハウジング内に流入する作動液のプランジャへの作用が自励振動の発生要因の１つとして考えられている。このため、作動液が、高圧側の作動液路からハウジング内に勢いよく流れ込むことは望ましくない。本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、高圧側の作動液路から作動液が勢いよくハウジング内へ流入することを抑制可能な電磁式リニア弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の電磁式リニア弁は、(a)強磁性材料により形成された本体部と、その本体部の外径より小さい外径を持ち、その本体部の一端部から延び出すとともに、先端部が弁体として機能するロッド部とを有するプランジャと、(b)強磁性材料により形成されるとともに、クリアランスのある状態でプランジャの本体部が挿入されるプランジャ本体部被挿入部を有するハウジングとを備えた電磁式リニア弁であって、プランジャの本体部とハウジングのプランジャ本体部被挿入部との一方が、プランジャの軸線方向においてプランジャの本体部の一端部と他端部との間に位置するとともに、その本体部とプランジャ本体部被挿入部とのクリアランスが最も小さい最小クリアランス部を有し、前記プランジャ本体部被挿入部の内周面が、ある部分から両端に向かって内径が大きくなるような２つのテーパ形状の面となっていること、または、前記本体部の外周面が、ある部分から両端に向かって外径が小さくなるような２つのテーパ形状の面となっていることで、そのある部分が前記最小クリアランス部として機能するように構成する。

本発明の電磁式リニア弁においては、ロッド部の先端部が貫通穴の開口に着座した状態、つまり、貫通穴が形成された区画部に接触した状態で、通常、プランジャの本体部とハウジングのプランジャ本体部被挿入部との一方は最小クリアランス部において他方と接触する。このため、ロッド部の先端部が貫通穴の開口に着座した状態で、プランジャを、最小クリアランス部を支点として、ハウジング内で傾かせることが可能となっている。つまり、ロッド部の先端部を開口から離間させなくても、ロッド部の先端部と開口との隙間の大きさ、つまり、開弁量を変更することが可能とされている。したがって、本発明の電磁式リニア弁によれば、ロッド部の先端部と開口との隙間の大きさを徐々に変化させることが可能となり、高圧側の作動液路から作動液が勢いよくハウジング内へ流入することを抑制することが可能となる。

発明の態様

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。

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）項に（８）項に記載の技術的特徴と（９）項に記載の技術的特徴とを択一的に付加したものが請求項１に相当し、請求項１に（２）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（３）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（４）項および（５）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１ないし請求項４のいずれか１つに（７）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１ないし請求項５のいずれか１つに（８）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５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７に、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに（２１）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８に（２２）項および（２３）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項９に、請求項９に（２４）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項１０に、それぞれ相当する。

（０）(a)内部を第１液室と第２液室とに区画し、それら第１液室と第２液室とを連通するように自身を貫通する貫通穴が形成された区画部と、(b)前記第１液室と連通する流出ポートと、(c)前記第２液室と連通する流入ポートとを有し、作動液が充填されるハウジングと、
(A)強磁性材料により形成された本体部と、(B)その本体部の外径より小さい外径を持ち、その本体部の一端部から延び出すとともに、先端部が弁体として機能するロッド部とを有し、軸線方向に移動可能、かつ、その軸線方向への移動に伴って、弁座として機能する前記貫通穴の前記第１液室への開口を前記ロッド部の先端部が塞ぐように前記第１液室内に配設されたプランジャと、
前記ロッド部の先端部が前記貫通穴の前記開口に接近する方向と前記開口から離間する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りに設けられ、前記弾性体が前記プランジャを付勢する方向とは反対の方向に前記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
を備えた電磁式リニア弁。

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、弁体が弁座に着座し、かつ、弁体が弁座を塞いでいる状態において、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、弁体と弁座との間に隙間が生じ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。ちなみに、本明細書における「着座状態」には、弁体が弁座を塞いでいる状態だけでなく、弁体が弁座に接触している状態も含まれる。つまり、本明細書における「着座状態」には、弁体が弁座に接触しており、弁体と弁座との間に隙間が生じている状態も含まれる。

（１）前記ハウジングが、
強磁性材料により形成されるとともに、クリアランスのある状態で前記プランジャの前記本体部が挿入されるプランジャ本体部被挿入部を有し、
前記プランジャの本体部と前記プランジャ本体部被挿入部との一方が、
前記プランジャの軸線方向において前記本体部の一端部と他端部との間に位置するとともに、前記本体部と前記プランジャ本体部被挿入部とのクリアランスが最も小さい最小クリアランス部を有する(0)項に記載の電磁式リニア弁。

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。プランジャの自励振動の発生要因としては種々のものが考えられているが、例えば、高圧側の作動液路からハウジング内に流入する作動液のプランジャへの作用が自励振動の発生要因の１つとして考えられている。このため、作動液が、高圧側の作動液路からハウジング内に勢いよく流れ込むことは望ましくなく、弁体と弁座との隙間、つまり、開弁量の急増は望ましくない。

例えば、ハウジング内に殆どガタの無い状態でプランジャが挿入されている電磁式リニア弁においては、コイルへの通電によって、弁体が弁座を塞いでいる状態から弁体が弁座から離間している状態に切換えられ易く、開弁量は急増する傾向にある。一方、ハウジング内に比較的大きなガタの有る状態でプランジャが挿入されている電磁式リニア弁においては、コイルへの通電によって、まず、弁体が弁座を塞いでいる状態から、弁体が弁座に接触しているが、弁体と弁座との間に隙間が生じている状態に切換えられ、そして、弁体が弁座から離間している状態に切換えられる。つまり、ハウジング内に比較的大きなガタの有る状態でプランジャが挿入されている電磁式リニア弁においては、弁体と弁座との隙間を徐々に大きくすることが可能であり、開弁量の急増を抑制することが可能である。しかし、ハウジング内でのプランジャのガタつきは、小さいことが望ましい。

以上のことに鑑みて、本項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャの本体部とハウジングのプランジャ本体部被挿入部（以下、「被挿入部」と略す場合がある）との一方が、プランジャの軸線方向において本体部の一端部と他端部との間に位置するとともに、本体部と被挿入部とのクリアランスが最も小さい最小クリアランス部を有している。本項に記載の電磁式リニア弁においては、弁体が弁座を塞いでいる状態で、通常、プランジャの本体部とハウジングの被挿入部との一方が最小クリアランス部において他方と接触する。このため、弁体が弁座を塞いでいる状態から、プランジャを、最小クリアランス部を支点として、ハウジング内で傾かせることが可能となっており、弁体を弁座から離間させなくても、弁体と弁座との間に隙間を生じさせることが可能とされている。また、プランジャの本体部とハウジングの被挿入部とは最小クリアランス部において接触しているため、ハウジング内でのプランジャのガタつきは小さくされている。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、ハウジング内でのプランジャのガタつきを大きくすることなく、開弁量の急増を抑制し、高圧側の作動液路から作動液が勢いよくハウジング内へ流入することを抑制することが可能となる。

（２）当該電磁式リニア弁が、
前記プランジャの前記本体部と前記ハウジングの前記プランジャ本体部被挿入部との一方が前記最小クリアランス部において他方と接触し、かつ、前記ロッド部の先端部が前記開口に着座した状態で、前記プランジャの軸線の前記ハウジングの軸線に対する傾斜角の増大に伴って開弁量が増加するように構成された(1)項に記載の電磁式リニア弁。

本項に記載の電磁式リニア弁においては、開弁時のプランジャの動作が具体的に限定されている。本項に記載の電磁式リニア弁によれば、プランジャを、最小クリアランス部を支点として、ハウジング内で傾かせることが可能となっており、開弁量を徐々に増やすことが可能となる。

（３）前記ハウジングが、
(a)強磁性材料により形成され、前記プランジャの前記本体部の他端部の側の端面に対向するコア部と、(b)そのコア部と前記プランジャ本体部被挿入部とを、それらの間を磁束が流れない状態で連結する連結部とを有し、
その連結部と向かい合う前記プランジャの一部が、前記傾斜角が増大することによって前記連結部に当接するように構成された(2)項に記載の電磁式リニア弁。

電磁式リニア弁では、通常、ハウジングのコア部とプランジャとの間を磁束が流れることで、プランジャが弾性力に抗して移動させられる。このため、プランジャがハウジング内で過度に傾くと、コア部の端面とその端面に向かい合うプランジャの端面とが正対しなくなり、それら２つの端面の間の磁気抵抗が大きくなることで、プランジャを移動させるための力が低下してしまう。本項に記載の電磁式リニア弁では、プランジャの傾斜角がある程度大きくなると、言い換えれば、プランジャの傾斜角が設定角となると、プランジャの一部がハウジングの連結部に当接するようになっている。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、プランジャの過度の傾きを禁止することが可能となる。

本項に記載の「コア部」と「連結部」と「プランジャ本体部被挿入部」とは、単一の素材から一体的に成形されるものであってもよく、それぞれが個別の部材とされるものであってもよい。具体的に言えば、単一の素材から一体的に成形される場合には、例えば、コア部と連結部と被挿入部の少なくとも連結部に連続する部分とが、強磁性材料からなる単一の素材から一体的に成形されるとともに、連結部が非磁性化されていてもよい。また、それぞれが個別の部材とされる場合には、例えば、後に詳しく説明するように、非磁性材料からなる部材を連結部として機能させ、その部材を介して、コア部として機能する部材と被挿入部として機能する部材とが連結されていてもよい。

（４）前記プランジャが、前記本体部の他端部の外周面に形成された突出部を有し、その突出部が、前記傾斜角が増大することによって前記連結部に当接するように構成された(3)項に記載の電磁式リニア弁。

（５）前記連結部が、
非磁性材料により形成されるとともに、前記コア部と前記プランジャ本体部被挿入部とに外嵌され、前記コア部の端面と前記プランジャ本体部被挿入部の端面とが離れた状態で前記コア部と前記プランジャ本体部被挿入部とを連結する部材によってなり、
前記突出部が、前記コア部の端面と前記プランジャ本体部被挿入部の端面との間に位置し、前記傾斜角が増大することによって前記連結部に当接するように構成された(4)項に記載の電磁式リニア弁。

上記２つの項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャの連結部に当接する部分の構造が具体的に限定されており、後者の項に記載の電磁式リニア弁においては、ハウジングの構造が具体的に限定されている。後者の項に記載のハウジングは、内周面に周方向に延びるようにして凹部が形成された形状とされており、その凹部の底が連結部として機能するようになっている。後者の項に記載の電磁式リニア弁では、その凹部内にプランジャの突出部が位置しており、突出部をその凹部の底に好適に当接させることが可能となっている。なお、上記２つの項に記載の「突出部」は、本体部の外周面の全周にわたって形成されるもの、具体的に言えば、例えば、円環状のフランジ部であってもよく、そのフランジ部の一部が切り欠かれたものであってもよい。その切り欠かれた部分によって、後に詳しく説明するように、作動液を流れ易くすることで、第１液室から気泡を排出させやすくすることが可能となる。

（６）前記プランジャの前記本体部と前記ハウジングの前記プランジャ本体部被挿入部との一方が前記最小クリアランス部において他方と接触している状態において前記プランジャの一部が前記連結部に当接したときに、前記ロッド部の先端部が前記区画部から離れるように構成された(3)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。

本項に記載の電磁式リニア弁では、ロッド部の先端部が区画部から離れた状態、つまり、弁体が弁座から離座した状態において、プランジャの本体部とハウジングの被挿入部との一方が最小クリアランス部において他方と接触するとともに、プランジャの一部がハウジングの連結部に接触している。また、その連結部は、上述したように、磁束が流れないようにされている。つまり、プランジャは、離座した状態において、ハウジング内で２点支持されており、２つの支持点のうちの１つの支持点である連結部は非磁性部とされている。プランジャとハウジングとの接触部分に流れる磁束の量は、プランジャとハウジング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少なくなれば摩擦力も小さくなる。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、離座した状態でのプランジャとハウジングとの間に生じる摩擦力を低下させることが可能となり、プランジャの円滑な移動を担保することが可能となる。

（７）前記プランジャの前記本体部が、(a)前記ロッド部の側に位置し、強磁性材料により形成された小径部と、(b)その小径部に連続して前記ロッド部の側とは反対側に位置し、強磁性材料により形成された大径部とからなり、
前記ハウジングの前記プランジャ本体部被挿入部が、(a)前記小径部が挿入され、強磁性材料により形成された小内径部と、(b)その小内径部に連続し、前記小内径部の内径より大きな内径とされるとともに、前記大径部が挿入され、強磁性材料により形成された大内径部とからなり、
前記小径部と前記小内径部との一方が、前記最小クリアランス部を有する(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。

本項に記載の電磁式リニア弁においては、プランジャの小径部の外径は大径部の外径より小さくされており、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ようになっている。そして、その小径部、若しくは、小径部が挿入されるハウジングの小内径部に、最小クリアランス部が設けられている。このため、プランジャの小径部において磁気飽和が生じ、プランジャとハウジングの内周面との接触部分、つまり、最小クリアランス部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。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との間に生じる摩擦力を低下させることが可能となり、プランジャの円滑な移動を担保することが可能となる。

（８）前記プランジャ本体部被挿入部の内周面が、ある部分から両端に向かって内径が大きくなるような２つのテーパ形状の面となっていることで、そのある部分が前記最小クリアランス部として機能する(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。

（９）前記本体部の外周面が、ある部分から両端に向かって外径が小さくなるような２つのテーパ形状の面となっていることで、そのある部分が前記最小クリアランス部として機能する(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。

（１０）前記本体部が、一端部と他端部との間の外周面において全周にわたって径方向に突出する部分を有し、その突出する部分が前記最小クリアランス部として機能する(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。

上記３つの項に記載の電磁式リニア弁においては、最小クリアランス部の形状が具体的に限定されている。１番目の項と２番目の項に記載の「テーパ形状の面」は、本体部の外周面、若しくは、被挿入部の内周面の端に向かって形成されていればよく、端にまで形成されていなくてもよい。つまり、テーパ形状の面は、本体部の外周面、若しくは、被挿入部の内周面の一部に形成されていてもよく、全面に形成されていてもよい。また、３番目の項に記載の「突出する部分」は、単独の部材であってもよく、本体部の外周面に形成されたものであってもよい。つまり、例えば、本体部が、円柱部材と、その円柱部材に外嵌される環状部材とによって構成され、その環状部材が最小クリアランス部として機能してもよく、また、本体部が、一端部と他端部との間の一部の外径が大きくされた概して円柱形状の単一の部材であってもよい。

（１１）前記弾性体が、
前記ロッド部の先端部が前記開口に接近する方向に前記プランジャを付勢するものである(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。

本項に記載の電磁式リニア弁は、常閉弁の電磁式リニア弁に限定されている。プランジャの自励振動の発生頻度は、一般的に、常開弁の電磁式リニア弁より、常閉弁の電磁式リニア弁のほうが高いことが知られている。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁では、プランジャの自励振動の発生を抑制する効果が充分に活かされる。

（２１）前記ハウジングが、
強磁性材料により形成され、前記プランジャの前記本体部の他端部の側の端面に対向するコア部を有し、
前記本体部が、
前記他端部の側の端面に形成されて前記コアに向かって開口する有底穴と、その有底穴の内部と前記本体部の外周面とに開口する貫通路とを有し、
前記弾性体が、
前記有底穴の底と前記コアとによって圧縮された状態で前記有底穴内に配設され、前記ロッド部の先端部が前記開口に接近する方向に前記プランジャを付勢する圧縮コイルスプリングである(0)項ないし(11)項のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。

プランジャの自励振動の発生要因としては、高圧側の作動液路からハウジング内に流入する作動液のプランジャへの作用だけでなく、プランジャの移動に対する減衰力の低下も自励振動の発生要因の１つとして考えられている。プランジャは、移動時において、そのプランジャが配設されている第１液室内の作動液によって減衰されるが、その第１液室内に気泡が入り込んでいると、作動液による減衰効果が低下する虞がある。特に、コア部とプランジャのコア部に対向する側の端部とによって区画される液室であるばね室にまで気泡が入り込んでいると、プランジャの移動に伴って、プランジャとコア部とによって気泡が挟まれて圧縮されることで、作動液による減衰効果が低下する虞が有る。このため、ばね室内に気泡が入り込んでいる場合には、早急にバネ室から気泡を排出することが望ましい。ただし、ばね室には、通常、弾性体としての圧縮コイルスプリングを収容する有底穴が設けられており、その有底穴内に気泡が入り込んでしまうと、ばね室の外部に気泡を排出することは困難である。

以上のことに鑑みて、本項に記載の電磁式リニア弁においては、有底穴の内部とプランジャの外周面とに開口する貫通路をプランジャに形成している。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、有底穴内部の気泡を、貫通路を介して、プランジャの外周面とハウジングの内周面との間、つまり、ばね室の外部に排出することが可能となり、自励振動の発生を抑制することが可能となる。

（２２）前記第１液室が、
(a)前記プランジャの前記本体部の一端部の側の端面と前記ハウジングの前記区画部とによって区画されて、前記ロッド部の周りに存在するとともに、前記流出ポートと連通する弁室と、(b)その弁室より前記本体部の他端部の側に位置するプランジャ室とを含んで構成され、
前記プランジャが、
前記弁室と前記プランジャ室とを連通する連通路を有する(21)項に記載の電磁式リニア弁。

ばね室から気泡を排出しても、その排出された気泡が第１液室から低圧側の作動液路に排出されないと、再度、ばね室に入り込んでしまう虞が有る。本項に記載の電磁式リニア弁では、低圧側の作動液路が開口する弁室とプランジャ室とが連通されており、気泡を低圧側の作動液路に排出し易くされている。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、ばね室から排出された気泡が、再度、ばね室に入り込むことを抑制することが可能となる。

（２３）当該電磁式リニア弁が、前記貫通路と前記連通路とが交わらないように構成された(22)項に記載の電磁式リニア弁。

本項に記載の電磁式リニア弁においては、弁室からばね室内への作動液の流入経路と、ばね室に設けられた有底穴内からばね室の外部への作動液の流出経路とを異ならせることが可能となる。具体的には、連通路を介して、弁室内の作動液がプランジャ室に流れ込み、そのプランジャ室に流れ込んだ作動液が、ばね室にまで流れ込む。そして、そのばね室に流れ込んだ作動液が、有底穴内に流れこみ、貫通路を介して、ばね室の外部に排出される。このように、第１液室内を作動液が循環することで、有底穴内の気泡を低圧側の作動液路に好適に排出させることが可能となる。ちなみに、本項に記載の「貫通路」と「連通路」とは、貫通路と連通路との一方が他方に開口しないものであればよく、プランジャの周方向において異なる位相に位置していればよい。つまり、「貫通路」と「連通路」とは、例えば、立体交差していてもよい。

（２４）前記ハウジングが、
強磁性材料により形成されるとともに、クリアランスのある状態で前記プランジャの前記本体部が挿入されるプランジャ本体部被挿入部を有し、
前記プランジャの本体部と前記プランジャ本体部被挿入部との一方が、
前記プランジャの軸線方向において前記本体部の一端部と他端部との間に位置するとともに、前記本体部と前記プランジャ本体部被挿入部とのクリアランスが最も小さい最小クリアランス部を有し、
前記弁室と前記プランジャ室とが、前記最小クリアランス部を挟んで位置する(22)項または(23)項に記載の電磁式リニア弁。

プランジャの外周面とハウジングの内周面との間に狭い箇所が存在すると、ばね室と弁室との間の作動液の流れが円滑なものになり難い。本項に記載の電磁式リニア弁においては、最小クリアランス部を挟んで位置する弁室とプランジャ室とが、連通路によって連通されている。したがって、本項に記載の電磁式リニア弁によれば、ばね室と弁室との間の作動液の流れを円滑にすることが可能となり、その作動液の流れによって気泡をばね室から低圧側の作動液路へ排出し易くなる。

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１の電磁式リニア弁における磁束の流れとプランジャを付勢する磁気力とを示す図である。 変形例の電磁式リニア弁を示す概略断面図である。 もう１つ別の変形例の電磁式リニア弁を示す概略断面図である。 さらにもう１つ別の変形例の電磁式リニア弁を示す概略断面図である。

以下、請求可能発明の実施例およびいくつかの変形例を、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。

＜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、弁体が弁座を塞ぐことで、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、弁体と弁座との間に隙間が生じることで、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。

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。

壁部材２８は、それの内部が段付形状とされており、上端部に位置する上端部５０と、その上端部５０の下方に位置するとともに、上端部５０の内径より小さい内径の第１中間部５２と、その第１中間部５２の下方に位置するとともに、第１中間部５２の内径より小さい内径の第２中間部５４と、下端部に位置する下端部５６とに区分けすることができる。その下端部５６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５８と第２液室６０とに区画されている。第２液室６０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６０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６２が形成されている。その貫通穴６２の上方の開口６４はテーパ状に形成され、その開口６４が弁座として機能している。

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５８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、外径の最も大きい第１円柱部７０と、第１円柱部７０の下方に位置するとともに、第１円柱部７０の外径より小さい外径の第２円柱部７２と、その第２円柱部７２の下方に位置するとともに、第２円柱部７２の外径より小さい外径の接触部７４と、その接触部７４の下方に位置するとともに、接触部７４の外径より小さい外径のロッド部７６とによって構成されており、段付形状とされている。ちなみに、第１円柱部７０と第２円柱部７２と接触部７４とによって、プランジャ２２の本体部が構成されている。

プランジャ２２の第１円柱部７０は、コア部としてのコア２６と対向するように設けられるとともに、壁部材２８の上端部５０に挿入されており、第２円柱部７２は第１中間部５２に、接触部７４は第２中間部５４に、それぞれ挿入されている。つまり、壁部材２８の上端部５０と第１中間部５２と第２中間部５４とによって構成されるプランジャ本体部被挿入部に、プランジャ２２の本体部が挿入されている。また、プランジャ２２の第１円柱部７０，第２円柱部７２，接触部７４のそれぞれの外径は、壁部材２８の上端部５０，第１中間部５２，第２中間部５４のそれぞれの内径より僅かに小さくされており、プランジャ２２は、ハウジング２０内を軸線方向に円滑に移動できるようになっている。

小径部としての接触部７４が挿入されている小内径部としての第２中間部５４の内周面は、それの内径が下方に向かうほど内径が大きくなるテーパ形状とされており、その第２中間部５４と第１中間部５２との間の段差面は、それの内径が上方に向かうほど内径が大きくなるテーパ形状とされている。一方、接触部７４の外周面は、それの外径が下方に向かうほど小さくなるテーパ形状とされている。また、第１円柱部７０と第２円柱部７２との外径、および、上端部５０と第１中間部５２との内径は、概ね均一とされており、第１円柱部７０と上端部５０との間のクリアランスおよび、大径部としての第２円柱部７２と大内径部としての第１中間部５２との間のクリアランスは、接触部７４の下端部と第２中間部５４の下端部との間のクリアランスと略同じとされている。つまり、プランジャ２２と壁部材２８との間のクリアランスは、接触部７４の上端部と第２中間部５４の上端部との間において最も小さくされている。なお、図１では、クリアランスの差を明確にするべく、各クリアランスは誇張して図示されている。

このような構造によって、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の壁部材２８とは、最小クリアランス部としての第２中間部５４の上端部と接触部７４の上端部とで接触するようになっている。また、プランジャ２２の第１円柱部７０の上端面には凸部７８が形成されており、その凸部７８が、コア２６の下端面に形成された凹部８０に挿入されている。さらに、第１円柱部７０の上端の外周面には、フランジ部８２が形成されており、そのフランジ部８２が、コア２６の下端面の外縁部と壁部材２８の上端面との間に延び出している。

接触部７４の外周面には、周方向の一箇所において軸線方向に延びるようにして切欠部８４が形成されており、その切欠部８４によって第１液室５８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５８は、コア２６と壁部材２８の上端面とによって区画される第１プランジャ液室８６と、第１円柱部７０と第２円柱部７２との間の段差面と壁部材２８の上端部５０と第１中間部５２との間の段差面とによって区画される第２プランジャ液室８８と、第２円柱部７２と接触部７４との間の段差面と第１中間部５２と第２中間部５４との間の段差面とによって区画される第３プランジャ液室９０と、第２中間部５４と下端部５６との間の段差面と弁部材３０とによって区画される第４プランジャ液室９２との４つの液室によって構成されている。それら４つの液室のうちの第３プランジャ液室９０と第４プランジャ液室９２とが、切欠部８４によって連通されている。ちなみに、第４プランジャ液室９２は壁部材２８の下端部５６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４プランジャ液室９２、つまり、第１液室５８に接続されている。

また、プランジャ２２のロッド部７６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６２の開口６４と向かい合うようにされている。そのロッド部７６の下端は、開口６４に着座するようにされており、弁体として機能するものとされている。その弁体として機能するロッド部６６の下端が、弁座として機能する開口６４に着座することで、貫通穴６２を塞ぐことが可能とされている。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６２の開口６４に着座するロッド部７６の下端の硬度が高くされている。

また、プランジャ２２の上端面には有底穴１００が形成されており、その有底穴１００に圧縮コイルスプリング１０２が挿入されている。圧縮コイルスプリング１０２の上端部はプランジャ２２の上端面から突出しており、圧縮コイルスプリング１０２は、コア２６に形成された凹部８０の底面と有底穴１００の底面とによって圧縮された状態で配設されている。このため、プランジャ２２は、弾性体としての圧縮コイルスプリング１０２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のロッド部７６の下端が開口６４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。さらに、プランジャ２２には、有底穴１００の内部から径方向に延びるようにして貫通路１０４が形成されている。その貫通路１０４は、プランジャ２２の第２円柱部７２の外周面に開口しており、有底穴１００の内部と第２プランジャ液室８８とを連通している。なお、有底穴１００には、圧縮コイルスプリング１０２に囲まれるようにして棒状のストッパ１０６が挿入されており、そのストッパ１０６によって、プランジャ２２の上方への移動量が制限されている。

また、コイル２４は、樹脂製の保持部材１０７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１０７とともに、強磁性材料によって形成されたコイルケース１０８によって覆われている。コイルケース１０８は、上端部においてコア２６に固定されるとともに、下端部において壁部材２８に固定されている。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１０８，コア２６，プランジャ２２，壁部材２８に磁路が形成されるようになっている。

＜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。

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、圧縮コイルスプリング１０２の弾性力によって、プランジャ２２のロッド部７６の先端が高圧側の作動液路１２に繋がる貫通穴６２の開口６４を塞ぐことで、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、ロッド部７６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と圧縮コイルスプリング１０２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。

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１０８，コア２６，プランジャ２２，壁部材２８を通過する。そして、ロッド部７６の先端が貫通穴６２の開口６４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、圧縮コイルスプリング１０２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、ロッド部７６の先端によって塞がれていた開口６４が開き、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。

上述したように、電磁式リニア弁１０は、プランジャ２２を上方に付勢する力と下方に付勢する力とのバランスを制御することで、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ものであり、プランジャ２２を上方に付勢する力と下方に付勢する力とは同じぐらいの大きさとなることがある。また、そのプランジャ２２は、スプリング１０２によってハウジング２０内に弾性支持されていることから、プランジャ２２がそのスプリング１０２のばね定数等に依拠した固有の振動数で振動する問題、いわゆる、プランジャ２２の自励振動の問題がある。自励振動の発生要因としては、流入ポートからハウジング内へ勢いよく流入する作動液のプランジャへの作用等、種々の要因が考えられている。特に、貫通穴６２の開口６４がロッド部７６の先端によって塞がれている状態からその開口６４を作動液が流れる状態へ切換えられるとき、つまり、作動液の第１液室５８への流入初期時に、第２液室６０から開口６４を介して第１液室５８へ作動液が流れる隙間、言い換えれば、ロッド部７６の先端と開口６４との隙間が急激に拡大すると、作動液が勢いよくプランジャに作用し、プランジャ２２の自励振動が生じ易くなる。

そこで、本電磁式リニア弁１０では、作動液の第１液室５８への流入初期時に、ロッド部７６の先端が開口６４に接触した状態で作動液が流れるようすることで、ロッド部７６の先端と開口６４との隙間が急拡大しないようにされている。詳しく言えば、プランジャ２２が圧縮コイルスプリング１０２によって接近方向に付勢されることで、ロッド部７６の先端が貫通穴６２の開口６４を塞いでいる際に、プランジャ２２の軸線がハウジング２０の軸線に対して傾いた状態では、プランジャ２２は、壁部材２８の第２中間部５４の上端部に接触している。つまり、閉弁時にプランジャ２２は、開口６４と壁部材２８の第２中間部５４の上端部とにおいて、ハウジング２０内において２点支持されている。

このような状態で、コイル２４に電流が供給されると、磁界の形成に伴って、図２に示すように、磁束が、コア２６の凹部８０の外縁からプランジャ２２の凸部７８の外縁に流れる。その磁束によって、プランジャ２２がコア２６に吸引される際に、プランジャ２２を軸線方向に付勢する力が発生するとともに、径方向に付勢する力も発生する。この径方向に付勢する力によって、プランジャ２２が第２中間部５４の上端部に接触している部分を支点として傾くことで、ロッド部７６の先端が開口６４に接触した状態でロッド部７６の先端と開口６４と間に隙間が生じる。その隙間から作動液が第１液室５８へ流入するのである。そして、コイル２４への通電量を増加することで、プランジャ２２の軸線のハウジング２０の軸線に対する傾斜角も増加し、ロッド部７６の先端と開口６４との隙間が大きくなるのである。つまり、本電磁式リニア弁１０では、作動液の第１液室５８への流入初期時において、プランジャ２２の軸線のハウジング２０の軸線に対する傾斜角を変化させることで、作動液が第１液室５８へ勢いよく流入することを抑制しているのである。

ただし、プランジャ２２の軸線のハウジング２０の軸線に対する傾斜角が大きくなると、コア２６の下端面とプランジャ２２の上端面との間の磁気抵抗も大きくなるため、過度の傾斜は好ましくない。そこで、本電磁式リニア弁１０では、プランジャ２２の上端部にフランジ部８２が形成されており、プランジャ２２の軸線のハウジング２０の軸線に対する傾斜角が大きくなると、そのフランジ部８２が連結部としてのスリーブ３２に当接するようになっている。つまり、突出部としてのフランジ部８２によって、プランジャ２２の過度の傾斜が禁止されているのである。

そして、プランジャ２２のフランジ部８２がスリーブ３２に当接した後に、さらに、コイル２４への通電量を増加すると、プランジャ２２の先端は貫通穴６２の開口６４から離れ、プランジャ２２は離間方向へ移動する。つまり、プランジャ２２は、それの先端が開口６４から離れた状態、言い換えれば、離座した状態において、スリーブ３２と第２中間部５４の上端部とにおいて、ハウジング２０内において２点支持されるのである。その２つの支持点のうちの１つの支持点であるスリーブ３２は、上述したように、非磁性であり、スリーブ３２とフランジ部８２との間に磁気密着は生じない。したがって、本電磁式リニア弁１０では、プランジャ２２の離座した状態での円滑な軸線方向への移動が担保されている。

さらに、もう１つの支持点である第２中間部５４の上端部は、プランジャ２２の接触部７４に接触している。その接触部７４の外径は、接触部７４の上方に位置する第２円柱部７２の外径より小さくされており、プランジャ２２の第２円柱部７２と接触部７４との間で断面積が急減するようにされている。このため、接触部７４で磁気飽和が生じ、接触部７４に流れる磁束の量が、第２円柱部７２を流れる磁束の量より少なくなる。プランジャ２２とハウジング２０の内周面との接触部分に流れる磁束の量は、プランジャ２２とハウジング２０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少なくなれば摩擦力も小さくなる。したがって、第２中間部５４の上端部とプランジャ２２の接触部７４との間に生じる摩擦力は比較的小さくされており、プランジャ２２の円滑な移動を、さらに、担保することが可能とされている。

また、プランジャ２２が収容される液室、つまり、第１液室５８内に気泡が入り込んでいると作動液による減衰効果が低下し、プランジャの自励振動が生じ易くなる。つまり、第１液室５８内の気泡も、自励振動の発生要因の１つとして考えられている。このため、第１液室５８内に入り込んだ気泡は低圧側の作動液路１４へ排出されることが望ましい。ただし、第１液室５８の上端部、つまり、第１プランジャ液室８６に入り込んでいる気泡を、低圧側の作動液路１４に開口する第４プランジャ液室９２にまで排出させることは困難である。特に、圧縮コイルスプリング１０２を収容するための有底穴１００に入り込んでいる気泡であれば、なおさら排出させ難い。そこで、本電磁式リニア弁１０では、有底穴１００の内部から径方向に延びるようにして貫通路１０４を形成するとともに、第３プランジャ液室９０と第４プランジャ液室９２とを連通する連通路としての切欠部８４を形成している。そして、切欠部８４と貫通路１０４とを、プランジャ２２の軸線を挟んで互いに反対側に位置させている。これにより、弁室としての第４プランジャ液室９２から有底穴１００内への作動液の流入経路と、その有底穴１００内から第４プランジャ液室９２への作動液の流出経路とを異ならせることが可能となり、有底穴１００内の気泡を第４プランジャ液室９２に好適に排出させることが可能となる。

具体的に言えば、プランジャ２２は上方に移動すると、プランジャ２２の上端部が第１プランジャ液室８６内に入り込むことで、第１プランジャ液室８６の容積が減少し、作動液が第１プランジャ液室８６から第４プランジャ液室９２へ流出する。一方、プランジャ２２が下方に移動すると、第１プランジャ液室８６の容積が増加し、作動液が第４プランジャ液室９２から第１プランジャ液室８６へ流入する。したがって、プランジャ２２の下方への移動時には、第４プランジャ液室９２内の作動液が、切欠部８４を介して、プランジャ室としての第３プランジャ液室９０内に流入し、さらに、第２プランジャ液室８８を介して第１プランジャ液室８６内に流入する。第１プランジャ液室８６内への作動液の流入によって、有底穴１００内に入り込んでいた気泡が、貫通路１０４を介して第２プランジャ液室８８に排出される。そして、プランジャ２２が上方へ移動すると、作動液の第１プランジャ液室８６から第４プランジャ液室９２への流れによって、第２プランジャ液室８８内の気泡が第４プランジャ液室９２にまで排出されるのである。したがって、本電磁式リニア弁１０では、有底穴１００内の気泡を第１液室５８から排出させることが可能となり、自励振動の発生を抑制することが可能とされている。

変形例

図３に、上記電磁式リニア弁１０を変形した電磁式リニア弁１１０を示す。変形例の電磁式リニア弁１１０は、プランジャ１１２およびハウジング１１４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。

変形例の電磁式リニア弁１１０の備えるハウジング１１４は、有蓋円筒状の有蓋円筒部材１２０と、その有蓋円筒部材１２０の下端部に嵌入された弁部材３０とによって構成されている。有蓋円筒部材１２０は、円柱形状のコア部１２２と円筒部１２４とによって構成されており、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いる。ただし、円筒部１２４の上端部、つまり、円筒部１２４のコア部１２２に連続する部分は、レーザー加工によって非磁性化されており、有蓋円筒部材１２０は、強磁性を有するコア部１２２と、非磁性化された円筒部１２４の上端部（以下、「非磁性円筒部」という場合がある）１２６と、円筒部１２４からその非磁性円筒部１２６を除いた強磁性を有する部分（以下、「強磁性円筒部」という場合がある）１２８とに区分けすることが可能である。なお、図３では、コア部１２２と非磁性円筒部１２６との境界および非磁性円筒部１２６と強磁性円筒部１２８との境界を点線によって示している。

強磁性円筒部１２８は、それの内部が段付形状とされており、上端部に位置する上端部１３０と、その上端部１３０の下方に位置するとともに、上端部１３０の内径より小さい内径の第１中間部１３２と、その第１中間部１３２の下方に位置するとともに、第１中間部１３２の内径より小さい内径の第２中間部１３４と、下端部に位置する下端部１３６とに区分けすることができる。その下端部１３６に弁部材３０が固定的に嵌入されており、弁部材３０によってハウジング１１４内が、第１液室１３８と第２液室１４０とに区画されている。

プランジャ１１２は、強磁性材料により形成されており、第１液室１３８内に、軸線方向に移動可能に配設されている。プランジャ１１２は、外径の最も大きい第１円柱部１５０と、第１円柱部１５０の下方に位置するとともに、第１円柱部１５０の外径より小さい外径の第２円柱部１５２と、その第２円柱部１５２の下方に位置するとともに、第２円柱部１５２の外径より小さい外径の接触部１５４と、その接触部１５４の下方に位置するとともに、接触部１５４の外径より小さい外径のロッド部１５６とによって構成されており、段付形状とされている。なお、第１円柱部１５０の上端面には、凸部１５８が形成されている。

プランジャ１１２の第１円柱部１５０は、コア部１２２と対向するように設けられるとともに、強磁性円筒部１２８の上端部１３０に挿入されており、第２円柱部１５２は第１中間部１３２に、接触部１５４は第２中間部１３４に、それぞれ挿入されている。プランジャ１１２は、上記電磁式リニア弁１０のプランジャ２２と、フランジ部８２を除いて、略同じ形状とされており、同じ外径を有するものとされている。また、そのプランジャ１１２が挿入されているハウジング１１４の強磁性円筒部１２８は、上記電磁式リニア弁１０の壁部材２８と略同じ形状とされており、同じ内径を有するものとされている。したがって、変形例の電磁式リニア弁１１０においても、上記電磁式リニア弁１０と同様に、プランジャ１１２と強磁性円筒部１２８との間のクリアランスは、接触部１５４の上端部と最小クリアランス部としての第２中間部１３４の上端部との間において最も小さくされており、プランジャ１１２の軸線とハウジング１１４の軸線とがズレた場合には、プランジャ１１２と強磁性円筒部１２８とは、第２中間部１３４の上端部と接触部１５４の上端部とで接触するようになっている。なお、図３では、クリアランスの差を明確にするべく、各クリアランスは誇張して図示されている。

また、プランジャ１１２の上端面には有底穴１６０が形成されており、その有底穴１６０内には、圧縮コイルスプリング１０２およびストッパ１０６が配設されている。プランジャ１１２には、有底穴１６０の内部から径方向に延びるようにして２本の貫通路１６２，１６４が形成されており、それら２本の貫通路１６２，１６４は、互いに反対の方向に延び出している。つまり、２本の貫通路１６２，１６４は、周方向の２等配の位置に置いて形成されている。さらに、プランジャ１１２の接触部１５４の外周面には、周方向の２等配の位置において軸線方向に延びるようにして２本の切欠部（図３では１本の切欠部１６６のみ図示されている）が形成されており、その連通路としての切欠部１６６によって第３プランジャ液室９０と第４プランジャ液室９２とが連通されている。切欠部１６６の形成位置と貫通路１６２，１６４の形成位置とは、周方向において９０°位相がズレており、連通路としての切欠部１６６と貫通路１６２，１６４とは、交差しないようにされている。

上述した構造によって、変形例の電磁式リニア弁１１０においては、上記電磁式リニア弁１０と同様に、作動液の第１液室１３８への流入初期時において、プランジャ１１２の軸線のハウジング１１４の軸線に対する傾斜角を変化させることで、作動液が第１液室１３８へ勢いよく流入することを抑制している。また、変形例の電磁式リニア弁１１０においては、プランジャ１１２が過度に傾斜した場合には、第１円柱部１５０の上端面の外縁、つまり、第１円柱部１５０と凸部１５８との間の段差面の外縁が、連結部としての非磁性円筒部１２６に当接するようにされており、プランジャ１１２の円滑な軸線方向への移動が担保されている。さらに、変形例の電磁式リニア弁１１０においても、貫通路１６２，１６６と切欠部１６６とによって、第４プランジャ液室９２から有底穴１６０内への作動液の流入経路と、その有底穴１６０内から第４プランジャ液室９２への作動液の流出経路とを異ならせることが可能とされており、有底穴１６０内の気泡を第４プランジャ液室９２に好適に排出させることが可能とされている。

図４に、上記電磁式リニア弁１０を変形したもう１つ別の変形例の電磁式リニア弁１７０を示す。変形例の電磁式リニア弁１７０は、プランジャ１７２およびハウジング１７４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。

変形例の電磁式リニア弁１７０の備えるハウジング１７４は、コア部１８０と、壁面を構成する円筒部１８２とによって構成される有蓋円筒部材１８４を有している。その有蓋円筒部材１８４は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いるが、円筒部１８２の上端部、つまり、円筒部１８２のコア部１８０に連続する部分は、レーザー加工によって非磁性化されており、図３においてその部分である非磁性円筒部１８６を点線によって明確にしている。なお、円筒部１８２の非磁性円筒部１８６以外の部分は、強磁性を有しており、強磁性円筒部１８８という場合がある。

有蓋円筒部材１８４の強磁性円筒部１８８の内径は均一とされており、その均一な内径の強磁性円筒部１８８には、強磁性材料により形成された概して円柱形状のプランジャ本体１９０を有するプランジャ１７２が挿入されている。つまり、強磁性円筒部１８８は、プランジャ本体部被挿入部として機能している。本体部としてのプランジャ本体１９０には、それの軸線方向における中央部に、径方向に延び出す延出部１９２が形成されており、その延出部１９２の外径は、他の部分の外径より大きくなっている。このため、プランジャ本体１９０と円筒部１８２とのクリアランスは、その最小クリアランス部としての延出部１９２において最も小さくされている。ちなみに、延出部１９２の外径は円筒部１８２の内径より僅かに小さくされており、プランジャ１７２はハウジング１７４内を軸線方向に円滑に移動できるようになっている。なお、図４でも、クリアランスの差を明確にするべく、各クリアランスは誇張して図示されている。

プランジャ本体１９０の下端面には、有底穴１９４が形成されており、その有底穴１９４に、ロッド部材１９６が固定的に嵌合されている。ロッド部材１９６の下端は、有蓋円筒部材１８４の下端部に嵌合された弁部材３０に向かい合っており、その弁部材３０に形成された貫通穴６２の開口６４に着座するものとされている。また、プランジャ本体１９０の上端面にも有底穴１９８が形成されており、その有底穴１９８内には、圧縮コイルスプリング１０２およびストッパ１０６が配設されている。プランジャ本体１９０には、有底穴１９８の内部から径方向に延びるようにして貫通路２００が形成されており、その貫通路２００は、プランジャ本体１９０の外周面に開口している。さらに、プランジャ本体１９０には、それの軸線方向に延びるようにして２本の軸方向通路２０２，２０４が形成されている。１本の軸方向通路２０２は、プランジャ本体１９０の上端面と下端面とに開口しており、コア部１８０とプランジャ本体１９０とによって区画される第１プランジャ室２０６と、プランジャ本体１９０と弁部材３０とによって区画される第２プランジャ室２０８とを連通している。一方、別の軸方向通路２０４は、プランジャ本体１９０の下端面と貫通路２００に開口しており、第２プランジャ室２０８と貫通路２００の内部とを連通している。なお、プランジャ本体１９０の外周面の下端部には、非磁性材料により形成された環状部材２１０が固定的に外嵌されている。

上述した構造によって、変形例の電磁式リニア弁１７０においても、上記電磁式リニア弁１０と同様に、作動液の第１液室１３８への流入初期時において、プランジャ１７２の軸線のハウジング１７４の軸線に対する傾斜角を変化させることで、作動液が第１液室１３８へ勢いよく流入することを抑制している。また、変形例の電磁式リニア弁１７０においては、プランジャ１１２が過度に傾斜した場合には、プランジャ本体１９０の上端面の外縁、つまり、プランジャ本体１９０と凸部１５８との間の段差面の外縁が、連結部としての非磁性円筒部１８６に当接するようにされており、プランジャ１７２の円滑な軸線方向への移動が担保されている。さらに、プランジャ本体１９０の外周面の下端部には、非磁性の環状部材２１０が設けられている。このため、プランジャ１７２の離座時にプランジャ本体１９０の下端部が強磁性円筒部１８８に接触しても、プランジャ本体１９０の下端部と強磁性円筒部１８８との間に磁気密着は生じない。したがって、本電磁式リニア弁１７０では、その環状部材２１０によって、さらなる円滑な軸線方向への移動が担保されている。

変形例の電磁式リニア弁１７０においても、貫通路２００と軸方向通路２０２，２０４とによって、弁室としての第２プランジャ液室２０８から有底穴１９８内への作動液の流入経路と、その有底穴１９８内から第２プランジャ液室２０８への作動液の流出経路とを異ならせることが可能とされており、有底穴１９８内の気泡を第２プランジャ液室２０８に好適に排出させることが可能とされている。詳しく言えば、プランジャ１７２の下方への移動時に、第２プランジャ液室２０８内の作動液が、連通路としての軸方向通路２０２を介して、プランジャ室としての第１プランジャ液室２０６内に流入する。そして、プランジャ１７２が上方に移動すると、作動液の第１プランジャ液室２０６から第２プランジャ液室２０８への流れによって、有底穴１９８内に入り込んでいた気泡が、貫通路２００および軸方向通路２０４を介して第２プランジャ液室２０８に排出されるのである。

ちなみに、変形例の電磁式リニア弁１７０では、プランジャ１７２の外周面に延出部１９２が形成されており、その延出部１９２が最小クリアランス部として機能しているが、プランジャの外周面を２つのテーパ形状の面によって構成し、外径の最も大きい部分を最小クリアランス部として機能させてもよい。具体的には、図５に示すように、プランジャ２２０の外周面に、それの中央部から上端部に向かって外径が小さくなるように第１テーパ面２２２を形成するとともに、その第１テーパ面２２２の下端からプランジャ２２０の下端部に向かって外径が小さくなるように第２テーパ面２２４を形成する。つまり、第１テーパ面２２２と第２テーパ面２２４とが交わる部分が最小クリアランス部として機能する。このように２つのテーパ面２２２，２２４が形成されたプランジャ２２０を備えた電磁式リニア弁２２６も、変形例の電磁式リニア弁１７０と同様の効果を発揮する。

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（コア部） ２８：壁部材（プランジャ本体部被挿入部） ３０：弁部材（区画部） ３２：スリーブ（連結部） ５２：第１中間部（大内径部） ５４：第２中間部（小内径部）（最小クリアランス部） ５８：第１液室 ６０：第２液室 ６２：貫通穴 ６４：開口 ７０：第１円柱部（本体部） ７２：第２円柱部（本体部）（大径部） ７４：接触部（本体部）（小径部） ７６：ロッド部 ８２：フランジ部（突出部） ８４：切欠部（連通路） ９０：第３プランジャ液室（プランジャ室） ９２：第４プランジャ液室（弁室） １００：有底穴 １０２：圧縮コイルスプリング（弾性体） １１０：電磁式リニア弁 １１２：プランジャ １１４：ハウジング １２２：コア部 １２６：非磁性円筒部（連結部） １２８：強磁性円筒部（プランジャ本体部被挿入部） １３２：第１中間部（大内径部） １３４：第２中間部（小内径部）（最小クリアランス部） １３８：第１液室 １４０：第２液室 １５０：第１円柱部（本体部） １５２：第２円柱部（本体部）（大径部） １５４：接触部（本体部）（小径部） １５６：ロッド部 １６０：有底穴 １６２：貫通路 １６４：貫通路 １６６：切欠部（連通路） １７０：電磁式リニア弁 １７２：プランジャ １７４：ハウジング １８０：コア部 １８６：非磁性円筒部（連結部） １８８：強磁性円筒部（プランジャ本体部被挿入部） １９０：プランジャ本体（本体部） １９２：延出部（最小クリアランス部） １９８：有底穴 ２００：貫通路 ２０２：軸方向通路（連通路） ２０６：第１プランジャ室（プランジャ室） ２０８：第２プランジャ室（弁室） ２２０：プランジャ ２２６：電磁式リニア弁

Claims (10)

1. (a)内部を第１液室と第２液室とに区画し、それら第１液室と第２液室とを連通するように自身を貫通する貫通穴が形成された区画部と、(b)前記第１液室と連通する流出ポートと、(c)前記第２液室と連通する流入ポートとを有し、作動液が充填されるハウジングと、
   (A)強磁性材料により形成された本体部と、(B)その本体部の外径より小さい外径を持ち、その本体部の一端部から延び出すとともに、先端部が弁体として機能するロッド部とを有し、軸線方向に移動可能、かつ、その軸線方向への移動に伴って、弁座として機能する前記貫通穴の前記第１液室への開口を前記ロッド部の先端部が塞ぐように前記第１液室内に配設されたプランジャと、
   前記ロッド部の先端部が前記貫通穴の前記開口に接近する方向と前記開口から離間する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りに設けられ、前記弾性体が前記プランジャを付勢する方向とは反対の方向に前記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
   を備えた電磁式リニア弁であって、
   前記ハウジングが、
   強磁性材料により形成されるとともに、クリアランスのある状態で前記プランジャの前記本体部が挿入されるプランジャ本体部被挿入部を有し、
   前記プランジャの本体部と前記プランジャ本体部被挿入部との一方が、
   前記プランジャの軸線方向において前記本体部の一端部と他端部との間に位置するとともに、前記本体部と前記プランジャ本体部被挿入部とのクリアランスが最も小さい最小クリアランス部を有し、
   前記プランジャ本体部被挿入部の内周面が、ある部分から両端に向かって内径が大きくなるような２つのテーパ形状の面となっていること、または、前記本体部の外周面が、ある部分から両端に向かって外径が小さくなるような２つのテーパ形状の面となっていることで、そのある部分が前記最小クリアランス部として機能する電磁式リニア弁。
2. 当該電磁式リニア弁が、
   前記プランジャの前記本体部と前記ハウジングの前記プランジャ本体部被挿入部との一方が前記最小クリアランス部において他方と接触し、かつ、前記ロッド部の先端部が前記開口に着座した状態で、前記プランジャの軸線の前記ハウジングの軸線に対する傾斜角の増大に伴って開弁量が増加するように構成された請求項１に記載の電磁式リニア弁。
3. 前記ハウジングが、
   (a)強磁性材料により形成され、前記プランジャの前記本体部の他端部の側の端面に対向するコア部と、(b)そのコア部と前記プランジャ本体部被挿入部とを、それらの間を磁束が流れない状態で連結する連結部とを有し、
   その連結部と向かい合う前記プランジャの一部が、前記傾斜角が増大することによって前記連結部に当接するように構成された請求項２に記載の電磁式リニア弁。
4. 前記連結部が、
   非磁性材料により形成されるとともに、前記コア部と前記プランジャ本体部被挿入部とに外嵌され、前記コア部の端面と前記プランジャ本体部被挿入部の端面とが離れた状態で前記コア部と前記プランジャ本体部被挿入部とを連結する部材によってなり、
   前記プランジャが、前記本体部の他端部の外周面に形成された突出部を有し、その突出部が、前記コア部の端面と前記プランジャ本体部被挿入部の端面との間に位置し、前記傾斜角が増大することによって前記連結部に当接するように構成された請求項３に記載の電磁式リニア弁。
5. 前記プランジャの前記本体部が、(a)前記ロッド部の側に位置し、強磁性材料により形成された小径部と、(b)その小径部に連続して前記ロッド部の側とは反対側に位置し、強磁性材料により形成された大径部とからなり、
   前記ハウジングの前記プランジャ本体部被挿入部が、(a)前記小径部が挿入され、強磁性材料により形成された小内径部と、(b)その小内径部に連続し、前記小内径部の内径より大きな内径とされるとともに、前記大径部が挿入され、強磁性材料により形成された大内径部とからなり、
   前記小径部と前記小内径部との一方が、前記最小クリアランス部を有する請求項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。
6. 前記プランジャ本体部被挿入部の内周面が、ある部分から両端に向かって内径が大きくなるような２つのテーパ形状の面となっていることで、そのある部分が前記最小クリアランス部として機能する請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
7. 前記本体部の外周面が、ある部分から両端に向かって外径が小さくなるような２つのテーパ形状の面となっていることで、そのある部分が前記最小クリアランス部として機能する請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の電磁式リニア弁。
8. 前記ハウジングが、
   強磁性材料により形成され、前記プランジャの前記本体部の他端部の側の端面に対向するコア部を有し、
   前記本体部が、
   前記他端部の側の端面に形成されて前記コアに向かって開口する有底穴と、その有底穴の内部と前記本体部の外周面とに開口する貫通路とを有し、
   前記弾性体が、
   前記有底穴の底と前記コアとによって圧縮された状態で前記有底穴内に配設され、前記ロッド部の先端部が前記開口に接近する方向に前記プランジャを付勢する圧縮コイルスプリングである請求項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。
9. 前記第１液室が、
   (a)前記プランジャの前記本体部の一端部の側の端面と前記ハウジングの前記区画部とによって区画されて、前記ロッド部の周りに存在するとともに、前記流出ポートと連通する弁室と、(b)その弁室より前記本体部の他端部の側に位置するプランジャ室とを含んで構成され、
   前記プランジャが、前記弁室と前記プランジャ室とを連通する連通路を有し、
   当該電磁式リニア弁が、前記貫通路と前記連通路とが交わらないように構成された請求項８に記載の電磁式リニア弁。
10. 前記弁室と前記プランジャ室とが、前記最小クリアランス部を挟んで位置する請求項９に記載の電磁式リニア弁。

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