JPH0719367A - 流量制御用比例電磁弁および当該電磁弁におけるギャップ量の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸引面のエアギャップを、ギャップアジャス
タにより一定に調整し、エアギャップのばらつきに起因
する流量特性のばらつきを減少させることを可能にす
る。 【構成】 入力ポート１３、出力ポート１２，１４及び
ドレイン用ポート１５を有するボディ１１と各ポート１
２，１３，１４，１５を連結するバルブシリンダ（スプ
ールホール）１８に摺動可能に設けられこの摺動量によ
り出力流量を制御するスプール１７とからなる流量制御
弁２７と、入力電流によりコア３に発生する吸引力とバ
ネ力との釣り合いでプランジャ５を摺動させてスプール
１７を駆動するソレノイド１９とを備えた流量制御用比
例電磁弁において、弁体１７とプランジャ５との間にコ
ア３とプランジャ５との間のギャップ量を調整するギャ
ップアジャスタ２５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車及び産業機械の
油圧又は油流量を比例的に制御する比例電磁弁とそのギ
ャップ量の調整方法に係り、特にコアとプランジャ吸引
面のエアギャップ量をギャップ量を調整する部材（アジ
ャスタ）により調整することで、エアギャップのばらつ
きを解消させることができる流量制御用比例電磁弁及び
ギャップ調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来知られている技術としては、例えば
実開平２−３１９７０号公報に記載のものがある。この
公報には、入力流量に対する発生吸引力を外部から調整
可能に形成された例が開示されている。

【０００３】また、特開昭５９−４７５８４号公報に
は、可動コアの右端に対する鉄心の左端間の間隙を所望
の値に調整できるように構成された電磁式流体圧制御弁
が開示されている。

【０００４】さらに、特開昭５７−１７７４７７号公報
には、可動鉄心および弁体の位置を外部から調整できる
ように構成されたガス流量制御弁が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記実開平
２−３１９７０号公報開示の技術では、入力流量に対す
る発生吸引力を外部から調整可能に形成されてはいる
が、吸引面に発生するエアギャップのばらつきについて
は特に配慮されていなかった。したがって、入力電流に
対する吸引力とばね力との釣り合い点がばらつき、これ
により流量特性のばらつきが大きくなることは否めなか
った。

【０００６】また、特願昭５９−４７５８４号公報開示
の技術では、鉄心の位置を外部から調整して前記間隙の
値を調整できるようになっているが、鉄心の位置を調整
すると、ソレノイドの電磁特性が変化するので、比例電
磁弁として精度のよい流量の制御はできなくなってしま
う。

【０００７】さらに、特願昭５７−１７７４７７号公報
開示の技術では、可動鉄心および弁体の位置を外部から
調整できるように構成されてはいるが、この調整は、弁
体の最大降下量と低流量の調整のためのものであって、
エアギャップを調整して流量特性のばらつきを抑えるこ
とについては全く配慮されていない。

【０００８】本発明は、このような技術的背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、エアギャップのばらつき
を抑えることで、入力電流に対する引吸力とバネ力との
釣り合い点のばらつきを少なくし、流量制御弁の弁体の
摺動量を一定にすることによって安定した流量特性を得
ることができる流量制御用比例電磁弁を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、流量を制御するスプールを使用した流量
制御弁（以下、スプールバルブとも称する。）の弁体と
ソレノイドのプランジャのシャフト先端との間に、ソレ
ノイドのコアとプランジャ間のギャップ量を調整する部
材（以下、ギャップアジャスタとも称する。）を設け、
吸引面を構成するプランジャと一体となったシャフトが
ギャップアジャスタに当接して位置を規制するような構
造、もしくはシャフトにギャップアジャスタを装着し、
ギャップアジャスタが弁体に当接して位置を規制するよ
うな構造とし、ギャップアジャスタの位置を調整するこ
とで常にコアとプランジャとの間に一定のエアギャップ
が得られるように構成されている。

【００１０】

【作用】上記のように弁体とシャフトとの当接位置を規
定するギャップアジャスタを設け、このギャップアジャ
スタの位置を変えることによりシャフトの弁体に対する
位置が調整でき、これによって吸引面のエアギャップが
調整される。したがって、ギャップアジャスタを調整す
れば弁体を含むスプールバルブ、ボディ本体、シャフト
圧入寸法、ケース、コア、プランジャ等の寸法のばらつ
きによって発生するプランジャとコアの吸引面間のエア
ギャップのばらつきをなくすことができる。これによ
り、常に安定した吸引力特性を得ることが可能となり、
バネ力との釣り合い点のばらつきがなくなり、入力電流
に対する吸引力とバネ力との釣り合い点によって決めら
れるスプールバルブの弁体の摺動量が安定し、流量特性
のばらつきの減少により弁の精度を実質的に向上させる
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例について
説明する。

【００１２】図１は、実施例に係る流量制御用比例電磁
弁の縦断面図である。同図において、流量制御用比例電
磁弁は、ボディ１１内のスプールホール（バルブシリン
ダ）１８内に摺動自在にセットされたスプール１７を有
する流量制御弁としてのスプールバルブ２７と、スプー
ル２７を駆動する駆動手段としてのソレノイド１９とか
らなる。なお、このように構成することによりこの例の
場合、スプール１７が弁体を構成している。

【００１３】ソレノイド１９は、さらに、端子１、コイ
ル２、コア３、アジャストスクリュ７、プランジャスプ
リング６、プランジャ保持と吸引力伝達の為のシャフト
４が圧入されたプランジャ５、気密保持のためのＯリン
グ８，９及びブラケット２３からなる。一方、スプール
バルブ２７は、前記ソレノイド１９の吸引力とバランス
させるためのスプールスプリング１６と、入力ポート１
３、出力Ａポート１２、出力Ｂポート１４、ドレイン用
ポート１５、スプールホール１８を有するボディ１１
と、ソレノイド１９の吸引力によりスプールホール１８
を摺動して流量制御を行う弁体としてのスプール１７に
よって構成される。

【００１４】なお、スプール１７の先端部には、ギャッ
プ量を調整する部材としてのギャップアジャスタ２５が
設けられ、このギャップアジャスタ２５の位置を調整す
ることでコア３とプランジャ５との隙間（エアギャッ
プ）Ｌを一定にすることができる。また、スプール１７
は筒体によって形成され、これにより軸心に沿って挿通
孔３８が形成されていることになる。スプールホール１
８の図において下端は、ボディ１１の外面に開口し、そ
の開口した部分が開口部３０となっている。この開口部
３０には、スプールホール１８を閉止するためのブライ
ンドスクリュ２６が、内面に螺設された雌ねじ２８に螺
合し、開閉自在になっている。したがって、このブライ
ンドスクリュ２６を取り外せば、スプール１７内の挿通
孔３８を通ってギャップアジャスタ２５までドライバを
挿通させることができる。そのため、ギャップアジャス
タ２５はスプール１７の内面に螺設した雌ねじ２９に螺
合させて取り付けられ、ドライバを前記開口部３０から
挿入してその先端部をギャップアジャスタ２５の係合溝
３１に係合させることによってギャップアジャスタ２５
を容易に回動させることができ、これによってギャップ
アジャスタ２５の位置調整を、ボディ１１にソレノイド
１９を組み付けた状態で簡単に行える。

【００１５】このようにギュップアジャスタ２５を回転
させ、ギャップアジャスタ２５の軸方向の位置を移動さ
せると、これに伴ってギャップアジャスタ２５に当接し
ているプランジャ５と一体のシャフト４も軸方向に移動
し、この移動によってプランジャ５とコア３の端部の間
隔Ｌの調整が行われる。なお、ソレノイド１９はブラケ
ット２３、止めネジ２２ａ、２２ｂによってボデイ１１
と一体化されており、Ｏリング１０によって気密性が保
持されている。

【００１６】図２は上記のように構成された流量制御用
比例電磁弁の動作説明図、図３は実施例と従来例に係る
流量制御用比例電磁弁の特性を示す特性図である。これ
らの図を参照して、上記のように構成された流量制御用
比例電磁弁の動作について説明する。

【００１７】実施例に係る流量制御用比例電磁弁は、コ
イル２に通電されてない時は、ソレノイド１９に吸引力
は発生せず、スプールスプリング１６よりプランジャス
プリング６の方が荷重が強く設定してあるため、スプー
ル１７はプランジャ５のシャフト４を介し、ボディ１１
のスプールホール１８の端部１８ａに押し付けられてい
る。この状態の時、入力ポート１３から供給されたオイ
ルは、出力Ａポート１２側の制御部２０の隙間より出力
Ａポート１２から最大流量が出力される（図２
（Ａ））。この最大流量は、隙間の大小により任意に設
定可能である（図３ａ〜ｂ）。

【００１８】コイル２に電流が流されると、ソレノイド
１９には図１中Ｆ方向に吸引力が発生し、電流が大きく
なるに従い、吸引力も大きくなる。吸引力がプランジャ
スプリング６の弾性力に打ち勝つまで大きくなるとプラ
ンジャ５がコア３に吸引されることで、スプール１７は
Ｆ方向に移動し始め、制御部２０の隙間は徐々に小さく
なり、出力Ａポート１２からの出力流量は減少する（図
３ｂ〜ｃ）。このようにして図２（Ｂ）に示すように制
御部２０，２１の隙間が両方共０になる位置までスプー
ル７が移動すると、オイルの出力量は、スプール１７の
外径と、スプールホール１８の内径とのクリアランスか
らの洩れ量のみとなる。このときの漏れ量はほとんど０
リットル／ｍｉｎである。この状態は図２（Ｃ）に示す
ように出力Ｂポート１４側の制御部２１に隙間が発生す
るまで続く（図３ｃ〜ｄ）。そして、プランジャ５と一
体となって作動する非磁性材のスペーサ２４が、コア３
の端面３ａに接するまで制御部２１の隙間は大きくなり
続け、流量も徐々に大きくなり（図３ｄ〜ｅ）、スペー
サ２４とコア３の端面３ａが接した時スプール１７の作
動も止まり、その時から入力電流が最大になるまでの
間、出力Ｂポート１４からの出力量が最大となる（図３
ｅ〜ｆ）。このように構成し、動作させると、アジャス
トスクリュ７により、スプール１７の押付荷重を調整す
ることで、流量特性のｂ、ｃ、ｄ、ｅ点をシフトさせる
ことができる。

【００１９】図４は、エアギャップＬのばらつきによる
吸引力とバネ力との釣り合い点のばらつきを示す特性図
である。この図からわかるように、エアギャップＬの調
整機構を備えていない従来品の構造では、エアギャップ
Ｌ＝１±０．１５〔ｍｍ〕、図３のｃ点のばらつき±
０．０３〔ｍｍ〕、ｄ点のばらつき±０．０３〔ｍｍ〕
及びスペーサ２４の厚みのばらつき±０．０１〔ｍｍ〕
などのばらつきがあり、これらのすべてを考えると、エ
アギャップＬが最大の場合と、最小の場合の０．４５
〔Ａ〕でスプリング荷重セットした釣り合い点は各々図
４の１点鎖線および破線となる。この釣り合い点（入力
電流値）から流量特性をプロットしたのが図３の１点鎖
線及び破線で示した特性である。

【００２０】この実施例に係る流量制御用比例電磁弁に
よれば、ギャップアジャスタ２５により、エアギャップ
Ｌを常に一定にセットすることが可能なので、流量特性
へのばらつきはｃｄ点のばらつき±０．０３〔ｍｍ〕と
スペーサ２４のばらつき±０．０１〔ｍｍ〕のみとな
り、図４実線で示す釣り合い点となる。この釣り合い点
からプロットした流量特性は図３の斜線部内に納まり、
従来の特性と比較するとばらつきが非常に少なくなった
ことがわかる。また、これを入力電力をパラメータにと
ってみると、従来品の流量特性のばらつきが最大で±
０．１１５〔Ａ〕に対し、実施例の比例電磁弁では±
０．０２〔Ａ〕となり、約８３％もばらつきを減少させ
ることができる。これによってこの実施例に係る比例電
磁弁によれば、部品精度を上げることなくばらつきのな
い安定した特性を得ることがわかる。

【００２１】したがって、従来品では、吸引力特性、流
量特性に関係する各部の寸法公差を極力シビアにする
か、スプールバルブやカバー等の組み合わせでしか要求
性能を満足できず、コストが高くなっていたにもかかわ
らず、実施例に係る電磁比例弁によれば、構造も簡単で
あり、各部の寸法公差も大きく、言い換えればそれほど
シビアに設定する必要もなくなるのでコスト的にも有利
になる。

【００２２】なお、ギャップアジャスタ２５の調整は、
前述のようにブラインドスクリュ２６を外して、ボディ
１１にソレノイド１９を装着した状態でボディ１１の外
部からドライバなどの調整用治具を使用して実行するこ
とができるが、ソレノイド１９をボディ１１に取り付け
る前にソレノイド１９のボディ１１取付け側の端面から
のシャフト４の突出量を計測しておき、スプールホール
１８内でのスプール１７のボディ１１のソレノイド１９
の取付側の端面からの後退量を勘案して、あらかじめス
プール１７の端面からのギャップアジャスタ２５の進出
もしくは後退量を調整しておくことによってもエアギャ
ップＬの調整を行うことができる。このため、図１から
分かるようにギャップアジャスタ２５には、両端面にド
ライバの先端が嵌合するための係合溝３１および３２が
形成されている。

【００２３】なお、この実施例は、スプールバルブ２７
のスプール１７の端部にギャップアジャスタ２５を設け
た例であるが、ソレノイド１９のシャフト４の端部にギ
ャップアジャスタを設けてもよい。この例を図５に示
す。

【００２４】この図５に示した他の実施例では、ジャフ
ト４の下端部の外周に雄ねじ３３を螺設し、この雄ねじ
３３にギャップアジャスタ３４を螺合させ、スプール１
７の上端部にはギャップアジャスタ３４が当接するよう
な当接部３５が形成されている。また、この当接部３５
の中央部には挿通孔３６が形成され、ボディ１１の外部
からスプール１７の内部に挿通されたドライバの先端が
ギャップアジャスタ３４の端部に形成された係合溝３７
に係合して、調整することが可能になっている。その
他、特に説明しない各部は全て前述の図１に示した実施
例と同様に構成されている。

【００２５】このように構成することによって、この実
施例においても図１に示した実施例と同様にエアギャッ
プＬを調整することが可能になる。

【００２６】

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、本発
明によれば流量制御弁の弁体とソレノイドのプランジャ
との間にコアとプランジャとの間のギャップ量を調整す
る部材を設けたので、当該部材を調整することにより、
エアギャップのばらつきを抑えることが可能になり、こ
れによって入力電流に対する引吸力とバネ力との釣り合
い点のばらつきが抑えられ、安定した流量特性を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る流量制御用比例電磁弁の
縦断面図である。

【図２】実施例に係る流量制御用比例電磁弁の制御部を
拡大した要部断面図である。

【図３】実施例に係る流量制御用比例電磁弁の流量特性
の概要をばらつき幅を示す特性図である。

【図４】実施例に係る流量制御用比例電磁弁の入力電流
と吸引力特性、及びバネ力の釣り合いを示す特性図であ
る。

【図５】他の実施例に係るギャップアジャスタ部の詳細
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 端子 ２ コイル ３ コア ４ シャフト ５ プランジャ ６ プランジャスプリング ７ アジャストスクリュ ８，９，１０ Ｏリング １１ ボディ １２ 出力Ａポート １３ 入力ポート １４ 出力Ｂポート １５ ドレイン用ポート １６ スプールスプリング １７ スプール １８ スプールホール １９ ソレノイド ２０ Ａポート側制御部 ２１ Ｂポート側制御部 ２２ａ，２２ｂ 止めネジ ２３ ブラケット ２４ スペーサ ２５，３４ ギャップアジャスタ ２６ ブラインドスクリュ ２７ 流量制御弁（スプールバルブ） ２８，２９ 雌ねじ ３０ 開口部 ３１，３２，３７ 係合溝 ３３ 雄ねじ ３５ 当接部 ３８ 挿通孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイル供給用ポート、複数の出力ポート
   及びドレイン用ポートを有するボディと前記各ポートを
   連結するバルブシリンダに摺動可能に設けられこの摺動
   量により出力流量を制御する弁体とからなる流量制御弁
   と、入力電流によりコアに発生する吸引力とバネ力との
   釣り合いでプランジャを摺動させて前記弁体を駆動する
   ソレノイドとを備えた流量制御用比例電磁弁において、
   前記弁体と前記プランジャとの間に前記コアと前記プラ
   ンジャとの間のギャップ量を調整する部材を設けたこと
   を特徴とする流量制御用比例電磁弁。
2. 【請求項２】 前記ギャップ量を調整する部材が、前記
   弁体の前記プランジャに対向する端部に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の流量制御用比例電磁
   弁。
3. 【請求項３】 前記ギャップ量を調整する部材が、前記
   プランジャのシャフトの前記弁体に対向する端部に設け
   られていることを特徴とする請求項１記載の流量制御用
   比例電磁弁。
4. 【請求項４】 前記ギャップ量を調整する部材と、この
   ギャップ量を調整する部材の取付け対象となる部材に、
   それぞれねじが螺設され、当該ねじを介して前記ギャッ
   プ量が調整可能に構成されていることを特徴とする請求
   項２または３記載の流量制御用比例電磁弁。
5. 【請求項５】 前記ギャップ量を調整する部材に、当該
   部材を回動させるためのドライバの先端が係合可能な溝
   が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれかに記載の流量制御用比例電磁弁。
6. 【請求項６】 前記弁体の軸心に沿って挿通孔が形成さ
   れ、前記ボディのバルブシリンダの反プランジャ側の端
   面にはドライバを前記挿通孔を介して前記ギャップ量を
   調整する部材まで挿通可能な開口部が形成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の流量制御用比例電磁弁。
7. 【請求項７】 オイル供給用ポート、複数の出力ポート
   及びドレイン用ポートを有するボディと前記各ポートを
   連結するバルブシリンダに摺動可能に設けられ、この摺
   動量により出力流量を制御する弁体とからなる流量制御
   弁と、入力電流によりコアに発生する吸引力とバネ力と
   の釣り合いでプランジャを摺動させて前記弁体を駆動す
   るソレノイドとを備えた流量制御用比例電磁弁の前記コ
   アと前記プランジャとの間のギャップを調整するギャッ
   プ量の調整方法において、前記弁体と前記プランジャと
   の間に前記コアと前記プランジャとの間のギャップ量を
   調整する部材をねじ機構を介して設け、前記ギャップ量
   を調整する部材を回動させて軸方向の位置を調整するこ
   とによって前記ギャップ量を調整することを特徴とする
   ギャップ量の調整方法。
8. 【請求項８】 前記ボディに前記ソレノイドを装着した
   状態で前記ギャップ量を調整する部材をボディの外部か
   ら回動操作してギャップ量を調整することを特徴とする
   請求項７記載のギャップ量の調整方法。