JPH0571563U - 流体制御用ソレノイド弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パイロットバルブの応答性能を向上させる。 【構成】 パイロットバルブ１５は、ハウジング１の吸
着面１Ｐに吸着される可動部材５に一体的に固定された
プッシュロッド４で閉弁方向に付勢される。この可動部
材５は、コイル２への通電停止に素早く応答して吸着面
１Ｐから引離されるのが望ましい。しかし、吸着面１Ｐ
と可動部材５との間に介在するオイルの表面張力によっ
て前記応答が素早く行われないことがある。この問題の
解決のため、可動部材５の被吸着面５ｂに溝やテーパを
形成した。これによって、前記表面張力が低減し、コイ
ル２への通電が停止されたときには、コイルばね１６の
反発力によって可動部材５は素早く吸着面１Ｐから引離
される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は流体制御用ソレノイド弁に関するものであり、特に、パイロットバル ブを開閉することによってメインバルブを開閉し、このメインバルブの開閉によ って流体制御を行なう流体制御用ソレノイド弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

４サイクルエンジン等（以下、エンジンという）においては、エンジン回転数 に応じてエンジンの吸排気弁の開閉のタイミングをずらし、出力の向上をねらう ものが知られている。

【０００３】 このような吸排気弁制御装置の中には、吸排気弁と該弁の昇降用カムとの間に 、オイル等を介在させ、その圧力をソレノイド弁を用いて制御することにより、 前記カムの形状、大きさ等を実質的に変更するようにして吸排気弁の開閉タイミ ングを調整する形式のものがある（例えば実開昭６０−１７３７７３号公報に記 載されたソレノイド弁）。

【０００４】 図４は吸排気弁制御装置の一例を示す図である。この図においては、ソレノイ ド弁１００のコイル２に通電が行われて、可動部材５がハウジング１の内筒部の 端面１Ｐに吸着され、メインバルブ１３で流体流入口１２Ａが閉塞された状態が 示されている。すなわち、当該ソレノイド弁１００は、非通電時オン（開弁）、 通電時オフ（閉弁）の構成を有している。

【０００５】 図において、１００はソレノイド弁、１０１はポンプ、１０２及び１０３は逆 止弁、１０４はシリンダ、１０５は前記シリンダ１０４内に配置されたタペット 、１０６はその作動部（ピストン）が前記シリンダ１０４内に配置された吸排気 弁、１０７は前記タペット１０５に当接するカム、そして１０８はアキュムレー タである。

【０００６】 ポンプ１０１より吐出されるオイルは、逆止弁１０２及び１０３を介してシリ ンダ１０４内に導入される。このシリンダ１０４は、ソレノイド弁１００の流体 流入口１２Ａに接続されている。また、前記ソレノイド弁１００の流体吐出口１ ２Ｂは、流体通路１０９により、アキュムレータ１０８と、前記逆止弁１０２及 び１０３の間とに接続されている。

【０００７】 このような吸排気弁制御装置においては、コイル２に通電が行われていない場 合、すなわちメインバルブ１３が後退し、流体流入口１２Ａ及び流体吐出口１２ Ｂが連通している（ソレノイド弁１００がオンとなっている）場合には、カム１ ０７が回転されてタペット１０５が下降するときに、シリンダ１０４内のオイル 圧力がアキュムレータ１０８により吸収される。したがって、オイルの圧力はあ まり上昇しない。その結果、タペット１０５とシリンダ１０４の作動部との間の 距離は短くなる。

【０００８】 逆に、この図４に示されるように、コイル２に通電が行われてメインバルブ１ ３が流体流入口１２Ａを閉塞している（ソレノイド弁１００がオフとなっている ）場合には、タペット１０５が上昇するときに、シリンダ１０４内の圧力が流体 通路１０９内の圧力よりも低くなる。その結果、逆止弁１０３を介してオイルが シリンダ１０４内に導入される。

【０００９】 一方、タペット１０５が下降するときには、シリンダ１０４内のオイル圧力は 、アキュムレータ１０８で吸収されないので、ソレノイド弁１００がオンの場合 に比較して高くなる。したがって、タペット１０５とシリンダ１０４の作動部と の間の距離が長くなり、実質的にカム１０７の形状、大きさ等が変更されたこと になって、吸排気弁１０６による吸排気のタイミングが変更される。

【００１０】 つぎに、前記ソレノイド弁１００の構造を説明する。 まず、ハウジング１内には非磁性体のガイドカラー３が配置され、該ガイドカ ラー３内には、貫通穴４Ａを有するプッシュロッド４が摺動自在に配置されてい る。このプッシュロッド４の後端部４Ｂには、可動部材５がかしめられている。 そして、このプッシュロッド４は、コイルばね６により、可動部材５を介して当 該ソレノイド弁１００の前方（メインバルブ１３側）に偏倚されている。

【００１１】 なお、パイロットバルブ１５はコイルばね１６によって当該ソレノイド弁１０ ０の後方（開口部１Ａ側）に偏倚されている。この偏倚配置により、前記プッシ ュロッド４及び可動部材５は、非通電時は後方に移動していて、ハウジング１の 内筒端面１Ｐと可動部材５との間には、間隙が生じている。前記ハウジング１の 後部には、開口部１Ａが形成されており、この開口部１Ａによって前記貫通穴４ Ａが当該ソレノイド弁１００の外部に連通されている。

【００１２】 前記ハウジング１内の、プッシュロッド４の周囲には、ボビン１９に巻回され たコイル２が配置されている。リード線２Ａを介してコイル２に通電することに より、可動部材５が、コイルばね１６の弾発力に打ち勝つように端面１Ｐに吸着 され、プッシュロッド４が前方に摺動する。

【００１３】 前記ハウジング１の前部に形成された凹部１Ｂには、シム１０、第１シリンダ １１及び第２シリンダ１２が配置され、これらは該第２シリンダ１２が前記ハウ ジング１の前端部においてかしめられることによってハウジング１に固定される 。前記シム１０は、図示されるように、当該ソレノイド弁１００の凹部１Ｂ及び 第１シリンダ１１間に配置されている。

【００１４】 パイロットバルブ１５がシート部２１に接触した場合には、可動部材５も端面 １Ｐに接触することが望ましい。したがって、当該ソレノイド弁１００の組立時 に、適当な厚みのシム１０を用いて、端面１Ｐとシート部２１との間の距離を変 更して、その作動試験を行ない、当該ソレノイド弁１００の作動特性、消費電流 等が希望する特性となるようなシム１０を採用する。またこの例では、前記シム １０は、パイロットバルブ１５の後退位置を規定する。

【００１５】 前記第１シリンダ１１の先端部には、溝１１Ｂ及びパイロットオリフィス１１ Ａが形成されると共に、該第１シリンダ１１内には、パイロットバルブ１５及び コイルばね１６が配置されている。前記パイロットバルブ１５には、その前部分 から後端面にかけて貫通する流体通路１５Ａが形成され、また、その後端部には 、径大のストッパ１５Ｂが形成されている。

【００１６】 前記コイルばね１６は、前述のように、非通電時はパイロットバルブ１５を後 方に偏倚しており、この状態では、パイロットオリフィス１１Ａは開口している 。そして、コイル２に通電が行われれば、パイロットバルブ１５が前方に移動し 、この図に示されるようにストッパ１５Ｂとシム１０との間には間隙が生じ、ま たパイロットバルブ１５の先端は、パイロットオリフィス１１Ａのシート部２１ に接触して、該パイロットオリフィス１１Ａを閉塞する。

【００１７】 前記第１，第２シリンダ１１，１２の間には、その前部にメインオリフィス１ ３Ａが穿設されたメインバルブ１３が配置されている。このメインバルブ１３は 、その後端部に配置されたコイルばね１４により、前方に偏倚されている。

【００１８】 以上の構成を有するソレノイド弁１００の動作を、つぎに説明する。 まずコイル２に通電すると、図示されるように可動部材５が端面１Ｐに吸着さ れ、プッシュロッド４が前方に摺動する。これにより、パイロットバルブ１５が シート部２１に密着して、パイロットオリフィス１１Ａが閉塞される。

【００１９】 この結果、メインオリフィス１３Ａを通過してメインバルブ背圧室Ｒ内に流入 するオイルによってメインバルブ背圧室Ｒの圧力が上昇し、この部分の圧力はメ インバルブ前室Ｆの圧力と一致する。

【００２０】 したがって、前記メインバルブ１３は、コイルばね１４の弾発力により、前方 へ移動してシ―ト部２０に当接し、流体流入口１２Ａが閉塞される。すなわち、 当該ソレノイド弁１００がオフとなる。

【００２１】 コイル２への通電を解除すると、パイロットバルブ１５、並びにプッシュロッ ド４及び可動部材５が、コイルばね１６の弾発力により、当該ソレノイド弁１０ ０の後方に移動する。

【００２２】 これにより、パイロットバルブ１５が後退してパイロットオリフィス１１Ａが 開となる。そして、メインバルブ背圧室Ｒがポンプ１０１の圧縮力の影響を受け ていない流体通路１５Ａと連通し、該メインバルブ背圧室Ｒの圧力は、メインバ ルブ前室Ｆの圧力よりも低くなる。

【００２３】 この結果、メインバルブ１３がコイルばね１４の弾発力に打ち勝って後退し、 流体流入口１２Ａ及び流体吐出口１２Ｂが連通する。すなわち、当該ソレノイド 弁１００がオンとなる。この後は、シリンダ１０４内のオイルが、流体流入口１ ２Ａを経て流体吐出口１２Ｂから流出し、オイルの圧力によって前記メインバル ブ１３は後退したままとなる。

【００２４】 なお、パイロットオリフィス１１Ａより第１シリンダ１１内に流入したオイル は、流体通路１５Ａ、並びに貫通穴４Ａ及び開口部１Ａを介して、当該ソレノイ ド弁１００の外部に流出する。また、この場合におけるプッシュロッド４及び可 動部材５のがたつきは、コイルばね６の弾発力により吸収される。この後、再び コイル２に通電を行えば、当該ソレノイド弁１００はオフとなる。

【００２５】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた。 上記ソレノイド弁では、可動部材５がハウジングの端面すなわち吸着面１Ｐに 吸着された状態すなわちパイロットバルブ１５の閉弁状態から、コイル２への通 電を停止させて開弁状態へ移行する場合、この移行タイミングが安定しているこ とが吸気弁の制御能力の上で重要である。

【００２６】 ところで、パイロットバルブ１５が閉じている状態において、可動部材５と吸 着面１Ｐとの間にはオイルの膜が介在することがある。そして、可動部材５が前 記コイル２への通電停止に応答して吸着面１Ｐから離れようとしたときに、前記 オイルの表面張力の影響で、可動部材５が吸着面１Ｐから離れる時期が一定しな いことがある。

【００２７】 すなわち、吸着面１Ｐと可動部材５との間に介在するオイルの膜は、吸着面１ Ｐと可動部材５とが引離されようとしたときに表面積が大きくなり、その結果、 これを阻止しようとする表面張力が働くものと考えられる。

【００２８】 このように、パイロットバルブ１５の開弁時期がばらつくことがあると、吸気 弁の閉弁時期にも影響が出るという問題点がある。

【００２９】 本考案は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、 コイルへの通電停止時の可動部材の応答性を改善し、パイロットバルブの開弁時 期を安定させることができる流体制御用ソレノイド弁を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】

前記の問題点を解決するために、本考案は、可動部材を吸着するすソレノイド 装置の吸着面および前記可動部材の被吸着面のいずれか一方側に複数の溝を形成 した点に第１の特徴がある。

【００３１】 また、本発明は、可動部材を吸着するすソレノイド装置の吸着面および前記可 動部材の被吸着面のいずれか一方側をテーパ面とした点に第２の特徴がある。

【００３２】

【作用】

上記の特徴を有する本考案では、吸着面または被吸着面に形成された溝または テーパによって吸着面および被吸着面の間に介在するオイルの表面張力が低減す る。

【００３３】

【実施例】

以下に、図面を参照して、本考案を詳細に説明する。図１は本考案の一実施例 を示すソレノイド弁の縦断面図である。図１において、図７と同符号は同一また は同等部分を示す。同図において、ソレノイド弁１００の流体流入口１２Ａは、 図７に示したソレノイド弁と同様、図示しない吸排気弁制御装置に接続される。

【００３４】 図１では、コイル２に通電が行われて可動部材５がハウジング１の端面１Ｐに 吸着され、流体流入口１２Ａが閉塞された状態（オフ状態）のソレノイド弁１０ ０が示されている。すなわち、当該ソレノイド弁１００は、従来のものと同様、 非通電時オン、通電時オフの構成を有している。

【００３５】 可動部材５には、該可動部材５が往復動する際にオイルの逃げ道を確保して可 動部材５の往復動を容易にするためのスリット５ａが設けられている。また、ハ ウジング１の吸着面１Ｐに吸着される可動部材５の端面（被吸着面）５ｂには、 コイル２への通電停止時に可動部材５が吸着面１Ｐから容易に離れるようにする ための溝またはテーパが形成されている。この被吸着面の詳細な形状については 図２〜図５を参照して後述する。

【００３６】 なお、ハウジング１のキャップ１７には、プッシュロッド４を前方に偏倚させ る方向に反発力が作用するコイルばね６の反発力を調整するための、調整ねじ１ ８が設けられている。この調整ねじ１８を前方（図中左側）にねじ込むことによ り、コイルばね６は圧縮されて反発力が強められ、後方に戻すことにより、コイ ルばね６が拡張して反発力が弱められる。

【００３７】 続いて、図２〜図５を参照して可動部材５の被吸着面５ｂの形状について説明 する。同図において（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。まず、図２に示し た可動部材５には、ハウジング１の吸着面１Ｐに吸着される側すなわち被吸着面 ５ｂに、Ｖ字形の溝９が放射線状に形成されている。

【００３８】 また、図３および図４に示した可動部材５では、被吸着面５ｂが、可動部材５ の中心に向かってテーパ状に形成されている。図３に示したテーパは、可動部材 ５の中心部が出っ張った凸形状であり、図４に示したテーパは、可動部材５の中 心部が引込んだ凹形状である。

【００３９】 さらに、図５に示した可動部材５では、ハウジング１の被吸着面５ｂに、ロー レット加工によって溝が施されている。

【００４０】 次に、本願考案に適用した可動部材５の応答性の良さを具体的に説明する。図 ６は、図２〜図５に示した可動部材の応答時間を従来品と比較した結果を示す図 である。図６において、縦軸には時間（ミリ秒）をとっている。

【００４１】 同図において、黒丸で示した応答時間のデータａは、コイルの通電を停止した 時点から、パイロットバルブ１５が０．２ｍｍ後退するまでの時間である。この データは、コイイル２に通電した状態、すなわち前記メインバルブ１３が閉弁さ れている状態で、メインバルブ１３にその開弁方向に１００ｋｇ／ｃｍ² の圧力 をかけ、その状態から通電を停止したときに前記パイロットバルブ１５が０．２ ｍｍ後退するまでの時間を測定して得た。

【００４２】 また、白丸で示した応答時間のデータｂは、コイルの通電を停止した時点から 、前記メインバルブ１３にかけていた圧力（１００ｋｇ／ｃｍ² ）が１０ｋｇ／ ｃｍ² 低下するまでに要した時間の測定結果である。

【００４３】 この図から分かるように、可動部材５の被吸着面に溝やテーパなどを施した本 考案の方が、従来品よりも応答速度が改善されている。中でも、Ｖ字形溝および ローレット加工で溝を施したものが最も応答速度が早い。

【００４４】 以上の説明のように、本実施例では、可動部材５の被吸着面に複数の溝を設け たりテーパを形成したりして、コイル２への通電時に可動部材５の被吸着面５ｂ とハウジング１の吸着面１Ｐとの間に介在するオイルの厚さが一様とならないよ うにした。

【００４５】 なお、本考案は、上記の実施例に示した可動部材が組込まれたソレノイド弁の みに限定されない。すなわち、本考案のソレノイ弁に組込まれる可動部材は、そ 被吸着面が、該被吸着面とハウジング１の吸着面１Ｐとの間に介在するオイルの 厚さが一様とならないような形状に構成されていればよい。したがって、例えば 前記溝はＶ字形に限らず、Ｕ字形であってもよいし、ローレット加工も網目に限 らず単一方向の平行溝であってもよい。また、前記溝やテーパはハウジング１側 の吸着面１Ｐに形成されていてもよい。

【００４６】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、パイロットバルブ開弁時に おける可動部材の応答性に及ぼすオイルの表面張力の影響がなくなり、応答速度 が早くなる。その結果、パイロットバルブの応答性能にばらつきがなくなり、吸 気弁の閉弁時期制御性能を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例を示すソレノイド弁の縦断
面図である。

【図２】 Ｖ字形溝が形成された可動部材の正面図およ
び側面図である。

【図３】 中央凸形状のテーパが形成された可動部材の
正面図および側面図である。

【図４】 中央凹形状のテーパが形成された可動部材の
正面図および側面図である。

【図５】 ローレット加工の溝が形成された可動部材の
正面図および側面図である。

【図６】 可動部材の応答速度の測定結果を示す図であ
る。

【図７】 従来の吸排気弁制御装置の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…ハウジング、 １Ｐ…吸着面、 ２…コイル、 ４
…プッシュロッド、 ５…可動部材、 ５ａ…スリッ
ト、 ５ｂ…被吸着面、 ９…Ｖ字形溝、 ９ａ…被吸
着面

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイド装置でパイロットバルブを開
   閉することによってメインバルブを開閉し、このメイン
   バルブの開閉によって流体制御を行なう流体制御用ソレ
   ノイド弁において、 パイロットバルブの後方に配置されたプッシュロッド
   と、 前記プッシュロッドに固定され、前記ソレノイド装置に
   よって駆動される可動部材とを具備し、 前記可動部材を吸着するすソレノイド装置の吸着面およ
   び前記可動部材の被吸着面のいずれか一方側に複数の溝
   を形成したことを特徴とする流体制御用ソレノイド弁。
2. 【請求項２】 ソレノイド装置でパイロットバルブを開
   閉することによってメインバルブを開閉し、このメイン
   バルブの開閉によって流体制御を行なう流体制御用ソレ
   ノイド弁において、 パイロットバルブの後方に配置されたプッシュロッド
   と、 前記プッシュロッドに固定され、前記ソレノイド装置に
   よって駆動される可動部材とを具備し、 前記可動部材を吸着するすソレノイド装置の吸着面およ
   び前記可動部材の被吸着面のいずれか一方側をテーパ面
   としたことを特徴とする流体制御用ソレノイド弁。