特許 6321371 電磁弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6321371

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】電磁弁装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20180423BHJP

   F16K 31/08 20060101ALI20180423BHJP

   F16H 61/00 20060101ALI20180423BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/06 360

   F16K31/08

   F16K31/06 310C

   F16H61/00

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-265900(P2013-265900)

(22)【出願日】2013年12月24日

(65)【公開番号】特開2015-121289(P2015-121289A)

(43)【公開日】2015年7月2日

【審査請求日】2016年11月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220505

【氏名又は名称】日本電産トーソク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111866

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 秀明

(72)【発明者】

【氏名】甲斐 文雄

(72)【発明者】

【氏名】安田 智宏

【審査官】 山本 崇昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１４８６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０８１２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１２５７７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平４−２０３８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３３６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１５５３７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第６１９９５８７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／０６−３１／１１

Ｆ１６Ｈ ５９／００−６３／５０

Ｈ０１Ｆ ７／０６−７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボビンに対して上下方向に伸びる中心軸周りに導線が巻かれることによって構成されるコイルと、前記コイルの径方向内方において、中心軸方向に沿って移動可能に配置され、少なくとも一部に磁性体部を有するプランジャと、 前記コイルの径方向内方に固定され、前記プランジャの磁性体部と中心軸方向に対向して配置され、前記プランジャを中心軸方向に移動可能に支持する円筒部を有するコア体と、 前記中心軸方向で前記プランジャに対向し、前記プランジャを吸引したラッチ状態と前記プランジャが離反した解放状態を形成するマグネットと、前記マグネットの磁界の影響により、前記プランジャが前記コア体に対して磁気吸引される力に反発する離反方向に、前記プランジャを押圧するスプリングと、 前記コア体よりも軸方向下側に配置され、流体の入路となるインポートと流体の出路となるアウトポートと前記インポートと前記アウトポートとの間に配置され、前記入路と前記出路との間を開閉する弁体とを備える弁本体と、 前記コイルに所定の電圧を印加し通電せしめるコントロールユニットと、 前記コントロールユニットは、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向とは反対方向に移動駆動させる際に、正、または負の第一所定電圧をコイルに印加せしめ、前記プランジャを前記中心軸方向に移動させる事に伴い前記プランジャを介して前記弁体を作動させ前記入路と前記出路との間を開閉せしめる電磁弁装置であって、 前記プランジャが前記マグネットと近接したプランジャ吸着状態において、前記マグネット単体が前記プランジャを吸着するマグネット吸引力に対し、前記スプリングにより前記プランジャを前記マグネット吸着状態から離反させる離反力が大きく設定されると共に、 前記コントロールユニットは、前記プランジャが前記マグネットと近接したプランジャ吸着状態において、前記第一所定電圧に対して絶対値で小さく、且つ正負において同一の第一微小電圧を前記コイルに印加せしめると共に、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向に移動駆動させる際に、前記第一微小電圧の印加を解除すると共に、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向とは反対方向に移動駆動させるまで前記コイルに電圧を印加しない状態にする事により、前記プランジャを介して前記弁体を作動させた後、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向とは反対方向に移動駆動するまで前記コイルに電圧を印加しない状態を維持する事を特徴とした電磁弁装置。

【請求項2】

前記離反力に対し、前記マグネットによる前記マグネット吸引力と前記第一微小電圧を前記コイルに印加せしめる事により生じた前記コイルによる微小吸引力との和が上回る事を特徴とした請求項１記載の電磁弁装置。

【請求項3】

ボビンに対して上下方向に伸びる中心軸周りに導線が巻かれることによって構成されるコイルと、前記コイルの径方向内方において、中心軸方向に沿って移動可能に配置され、少なくとも一部に磁性体部を有するプランジャと、 前記コイルの径方向内方に固定され、前記プランジャの磁性体部と中心軸方向に対向して配置され、前記プランジャを中心軸方向に移動可能に支持する円筒部を有するコア体と、 前記中心軸方向で前記プランジャに対向し、前記プランジャを吸引したラッチ状態と前記プランジャが離反した解放状態を形成するマグネットと、前記マグネットの磁界の影響により、前記プランジャが前記コア体に対して磁気吸引される力に反発する離反方向に、前記プランジャを押圧するスプリングと、 前記コア体よりも軸方向下側に配置され、流体の入路となるインポートと流体の出路となるアウトポートと前記インポートと前記アウトポートとの間に配置され、前記入路と前記出路との間を開閉する弁体とを備える弁本体と、 前記コイルに所定の電圧を印加し通電せしめるコントロールユニットと、 前記コントロールユニットは、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向とは反対方向に移動駆動させる際に、正、または負の第一所定電圧をコイルに印加せしめ、前記プランジャを前記中心軸方向に移動させる事に伴い前記プランジャを介して前記弁体を作動させ前記入路と前記出路との間を開閉せしめる電磁弁装置であって、 前記プランジャが前記マグネットと近接したプランジャ吸着状態において、前記マグネット単体が前記プランジャを吸着するマグネット吸引力に対し、前記スプリングにより前記プランジャを前記マグネット吸着状態から離反させる離反力が大きく設定されると共に、 前記コントロールユニットは、前記プランジャが前記マグネットと近接したプランジャ吸着状態において、前記第一所定電圧に対して絶対値で小さく、且つ正負において同一の第一微小電圧を前記コイルに印加せしめると共に、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向に移動駆動させる際に、前記第一微小電圧の印加を解除して、前記第一所定電圧よりも絶対値で小さく、正負において逆の第二微小電圧を前記コイルに印加せしめ、 前記コントロールユニットは、前記プランジャが前記マグネットと最も離反した離反状態であって前記プランジャを前記スプリングによる離反方向とは反対方向に移動駆動させるまで、前記第一所定電圧よりも絶対値で小さく、正負において逆の第二微小電圧を前記コイルに継続して印加する事を特徴とした電磁弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気信号により作動し、弁を閉鎖状態と開放状態に切り替える電磁弁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、流体の通路を開閉するラッチ式電磁コイルが知られている。例えば、特開２００２−２５０４５７号公報には、プランジャと吸引子との間には、プランジャを吸引子から離反する方向に付勢するコイルバネなどからなる付勢部材が介装されているラッチ式電磁コイルが記載されている。

【特許文献1】特開２００２−２５０４５７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

近年、電気的な製品に対して消費電力の低減が強く求められているため、電気信号により作動される電磁弁に対しても同様の要求が高まっている。その中において、弁を開閉する際にのみ通電し、開閉後は通電を遮断しても、その状態が維持されるラッチ式の電磁弁は、電磁弁の中でも消費電力の観点から非常に有効であり、需要が高まっている。

【0004】

この点に関して、特開２００２−２５０４５７号公報のラッチ式電磁コイルでは、永久磁石の磁束と同じ方向に磁束を発生するように、コイル部材に通電することにより、プランジャを吸引子に吸着させることで弁開し、弁開後は通電を遮断しても、永久磁石の吸着力が、付勢部材より強く設定されているので、弁開位置を保持するように設定されている。また、永久磁石の磁束と逆方向に磁束を発生するようにコイル部材に通電することによって、プランジャが吸引子から離反する方向に電磁力を発生させ、付勢部材によってプランジャを吸引子から離反する方向への付勢力と相まって、永久磁石による吸着力よりも離反する力が大きくなり、プランジャを弁閉方向に駆動し、弁の弁閉後は、コイル部材への通電を停止し、付勢部材による弁閉状態を維持している。

【0005】

従って、特開２００２−２５０４５７号公報のラッチ式電磁コイルでは、弁を閉じている状態を維持する際や弁を開けている状態を維持している際には、コイルへの通電を停止し、消費電力を抑える事は可能となるものの、弁閉状態や、弁開状態では永久磁石による吸着力、あるいはスプリング等による付勢部材による付勢力のみで保持しているため、特に車両用自動変速機の油圧回路などに採用される電磁弁装置の場合には、車両に強い振動が伝わった場合などには瞬間的に弁が開放してしまったり、永久磁石によってプランジャを吸着したラッチ状態が振動により解除され、スプリングの付勢力をもって勝手に弁閉してしまう虞が有った。

【0006】

このため、付勢部材による付勢力を高める事や永久磁石の磁力を高める事で、耐振動性を高める事が考えられるが、その場合は、コイルに通電する電流値を高めるなどしてプランジャの移動時の消費電力が増大する事や、マグネットの大型化を招くという課題が有った。

【0007】

本発明の目的は、弁の弁開維持状態と弁閉維持状態を安定させると共に、弁の切り替え時における消費電力を抑えた電磁弁装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願の例示的な第１発明は、ボビンに対して上下方向に伸びる中心軸周りに導線が巻かれることによって構成されるコイルと、前記コイルの径方向内方において、中心軸方向に沿って移動可能に配置され、少なくとも一部に磁性体部を有するプランジャと、前記コイルの径方向内方に固定され、前記プランジャの磁性体部と中心軸方向に対向して配置され、前記プランジャを中心軸方向に移動可能に支持する円筒部を有するコア体と、前記中心軸方向で前記プランジャに対向し、前記プランジャを吸引したラッチ状態と前記プランジャが離反した解放状態を形成するマグネットと、前記マグネットの磁界の影響により、前記プランジャが前記コア体に対して磁気吸引される力に反発する離反方向に、前記プランジャを押圧するスプリングと、前記コア体よりも軸方向下側に配置され、流体の入路となるインポートと流体の出路となるアウトポートと前記インポートと前記アウトポートとの間に配置され、前記入路と前記出路との間を開閉する弁体とを備える弁本体と、前記コイルに所定の電圧を印加し通電せしめるコントロールユニットと、
前記コントロールユニットは、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向とは反対方向に移動駆動させる際に、正、または負の第一所定電圧をコイルに印加せしめ、前記プランジャを前記中心軸方向に移動させる事に伴い前記プランジャを介して前記弁体を作動させ前記入路と前記出路との間を開閉せしめる電磁弁装置であって、前記プランジャが前記マグネットと近接したプランジャ吸着状態において、前記マグネット単体が前記プランジャを吸着するマグネット吸引力に対し、前記スプリングにより前記プランジャを前記マグネット吸着状態から離反させる離反力が大きく設定されると共に、前記コントロールユニットは、前記プランジャが前記マグネットと近接したプランジャ吸着状態において、前記第一所定電圧に対して絶対値で小さく、且つ正負において同一の第一微小電圧を前記コイルに印加せしめると共に、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向に移動駆動させる際に、前記第一微小電圧の印加を解除すると共に、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向とは反対方向に移動駆動させるまで前記コイルに電圧を印加しない状態にする事により、前記プランジャを介して前記弁体を作動させた後、前記プランジャを前記スプリングによる離反方向とは反対方向に移動駆動するまで前記コイルに電圧を印加しない状態を維持する事を要旨としている。

【発明の効果】

【0009】

本願の例示的な第１発明によれば、少なくとも弁の開放または閉鎖を維持している一方の弁維持状態において、その状態を維持すべく微小な電圧印加に基づく微弱な電流による電磁吸着力をアシストとして活用し、一方の弁維持状態の耐振動性を向上させると共に、弁状態を切り換えるためのスプリングによる付勢力をその分強く設定出来るので、弁の状態を切り替える際の弁切換がスプリングによる付勢力によりスムーズに対応可能となると共に、弁の状態を維持する圧が増し、弁状態の維持において耐振動性能が向上する。また、他方の弁維持状態における印加電圧を無くすることにより消費電力を抑えたため、全体としての消費電力も抑えることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係る電磁弁の一例を示す断面概略図である。

【図2】図２は、実施形態に係る電磁弁を用いた電磁弁装置のシステムブロック図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る印加電圧・電流の変化を示す図である。

【図4】図４は、第２実施形態に係る印加電圧・電流の変化を示す図である。

【図5】図５は、第３実施形態に係る印加電圧・電流の変化を示す図である。

【図6】図６は、第４実施形態に係る印加電圧・電流の変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、プランジャの中心軸Ｘに沿う方向を「中心軸方向」、中心軸Ｘに直交する方向を「径方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向等の定義により、本発明に係る電磁弁の製造時および使用時の向きを限定する意図はない。また、離反方向とは、反発して距離的に離れる方向を意味し、離反するとは、反対側に離れるという動作を意味し、電圧の印加を解除するとは、変化前が正電圧であれば、０Ｖや負電圧を含み、０Ｖや負電圧の方向に電圧値を変化させることを意味し、変化前が負電圧であれば、０Ｖや正電圧を含み、０Ｖや正電圧の方向に電圧値を変化させる事を意味する。

【0012】

＜１．第１実施形態＞
本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

【0013】

図１は、実施形態に係る電磁弁の一例を示す断面概略図であり、電磁弁２は、プランジャ１を内蔵し、後述する弁の開閉操作を行うソレノイド６と、弁を内蔵する弁本体３と、ソレノイド６のコイル４に流れる電流の向きや、電流値を変化させるべくコイル４に印加する電圧を制御するコントロールユニット５を備える。尚、コントロールユニット５とコイル４とはコイル用リード線１６で接続されている。

【0014】

一方、弁本体３の中心軸下方向端部には、テーパー状に広がったインポート８を備え、図示しない流体が供給される管が接続される。また、弁本体３の径方向側面には穴状のアウトポート９が中心軸方向に向かって開口しており、内部でインポート８と連通している。更に、弁本体３のインポート８とアウトポート９との間にはボール弁１０を中心軸方向Ｘに沿って移動可能に収容する弁室１１が設けられ、ボール弁１０がプランジャ１により中心軸下方向Ｚに移動すると、インポート８からアウトポート９に至る流路を閉鎖（弁閉）し、逆にプランジャが中心軸上方向Ｙに駆動されるとボール弁１０がインポート８側の流体の圧力により中心軸上方向Ｙに移動する事により流路が開放（弁開）させる。尚、弁本体３の中心軸上方向側には、プランジャ１の先端を収容する上方向側に開口が広がった漏斗状のプランジャ収容部２２が設けられ、その奥端たる中心軸下方向側は弁室１１に連通し、プランジャ１が中心軸下方向Ｚに移動すると先端がボール弁１０に当接する様にプランジャ１の中心軸とボール弁１０の中心軸とが図中の中心軸Ｘに沿って配置されている。従って、プランジャ１が中心軸下方向Ｚに移動した場合にプランジャ１の先端がボール弁１０に当接し、ボール弁１０を中心軸下方向（弁を閉じる方向）に押圧する様に構成されている。

【0015】

他方、ソレノイド６は、中心軸Ｘの中心軸部分を円筒状に中空としたボビン１２と、このボビン１２の外周面に沿って巻回されたコイル４と、ボビン１２の径方向内側に嵌合して配置され、中心軸Ｘ上方向Ｙ端側が開口し、中心軸を軸とする中空の磁性材から成る円筒状のコア体１３と、コア体１３の径方向内側に中心軸Ｘ方向に摺動可能に支持され中心軸Ｘの下方向に先端を突出し、中心軸下方向Ｚへの摺動に伴いボール弁１０を押圧し、中心軸上方向Ｙへの摺動に伴いボール弁１０から離反する少なくとも中心軸Ｘ上方向Ｙ端側が磁性材から成るプランジャ１と、プランジャ１の中心軸Ｘ上方向端部が開口し、後述する吸引座１５と中心軸Ｘ下方向Ｚ端側の壁部分とによりスプリング１４を中心軸方向に圧縮して収容する収容部１５と、ボビン１２の径方向内側に嵌着され、プランジャ１の中心軸Ｘ上方向Ｙ側のプランジャ１端面に対向し、プランジャ１の摺動に伴いプランジャ１と密着あるいは、近接する様に配置された磁性体から成る吸引座１５と、この吸引座１５の更に中心軸Ｘ上方向Ｙ側に密着してボビン１２内側に嵌着配置され、吸引座１５を磁化する永久磁石１７と、コイル４を径方向外方から覆い、コイル４、ボビン１２，コア体１３，吸引座１５，永久磁石１７を収容固定する磁性材から成るカバー１８から構成される。

【0016】

具体的には、円筒状のカバー１８の内側にはコイル４が巻回されたボビン１２が嵌着され、このボビン１２の中空状内面にはコア体１３と吸引座１５と、永久磁石１７が嵌着されている。また、吸着座１５は中心軸部分にネジ穴が切られており、カバー１８の中心軸Ｘ方向端外側から永久磁石１７の中心軸の貫通穴を通過して、ネジ１９によって、永久磁石１７を挟持するように吸引座１５をカバー１８に固定している。また、カバー１８の中心軸Ｘ下方向側であってコア体１３の中心軸下方向Ｚ側には、プランジャ収容部２２がプランジャ先端を収容すべく大きく開口形成された弁本体３のフランジ部分３ａがコア体１３端部の周縁角部分と、カバー１８内側との間に嵌合するように固定されている。

【0017】

尚、プランジャ１は、コア体１３の中空部中心軸Ｘ方向において摺動可能に配置されている。移動範囲としては、まず上方向移動に伴いコア体１３がスプリング１４の付勢に反して圧縮し、プランジャ１の中心軸Ｘ上方向Ｙ端部が吸引座１５に接するまで移動する。一方、プランジャ１の中心軸Ｘ下方向Ｚへの移動に関しては、まずプランジャ１の下方向Ｚ先端がボール弁１０に当接し、更にボール弁１０を中心軸Ｘ下方向Ｚに移動させてインポート８側に強く押圧して弁閉するまで移動する。ところで、プランジャ１は、中心軸部における円筒状の中空部分にスプリング１４が内蔵され、常時吸引座１５に対し、中心軸Ｘの下方向、つまりボール弁１０側に付勢されておりプランジャ１の先端はスプリング１４の付勢力により安定して弁閉状態を維持する。また、スプリング１４が最も圧縮された状態、つまりプランジャ１が吸引座１５に当接、乃至最近接している状態において中心軸Ｘ下方向Ｚに離れようとする離反力が、永久磁石１７によって磁化された吸着座１５がプランジャ１の中心軸Ｘ上方向端部を吸着する吸着力を上回るよう設定されている点に本発明の一つの特徴を有している。

【0018】

コイル４への通電によって生じる磁束は、コイル４外周側から中心軸Ｘに近いコア体１３を通り、コイル４の反対側から外側のカバー１８側に戻る磁気回路を構成し、コイル４に通電される電流の方向、つまり正電流か負電流かにより磁束の方向が逆となる。また、永久磁石１７によって生じる磁束は、永久磁石１７がコイル４によって生じる磁気回路中に配置されているため、永久磁石１７によって生じる磁気回路もコイル４によって生じる磁気回路と同様に、永久磁石１７の中心軸Ｘの上方向からカバー１８、コイル４上側を通り、カバー１８外周面を通り、コイル４の反対側から中心軸Ｘに近いコア体１３、吸引座１５を通り、永久磁石１７に戻る磁気回路を形成し、磁気回路効率に優れている。

【0019】

図２は、図１を用いて説明した実施形態に係る電磁弁２が採用された電磁弁装置のシステムブロック図であり、主に車両に搭載された電動ポンプ２３と自動変速機などの油圧被供給ユニット２４間をつなぐ油路２５に電磁弁２のボール弁などの弁体を介装させ、車両のメインコントロールユニット２７からの指令信号や電動ポンプ２３側の油路２５に配置され油路２５の油圧を拾う油圧センサ２８等のセンサ信号に基づき予め設定されたアルゴリズムに従って演算回路５ａが電磁弁２のコイルに印加する電圧を決定し、駆動回路５ｂを介して電磁弁２のコイルに４に所定の電圧を印加してコイル４に所定の値、所定の方向の電流を通電する様に構成されている。

【0020】

次に、図３、図４、図５に基づき第１実施形態、第２実施形態、並びに第３実施形態に係る印加電圧・電流の変化制御について説明する。尚、図３以降、各図上段のグラフは、横軸時間に対する縦軸の電圧値変化を示し、下段は横軸の時間に対する縦軸の電流値変化を示している。

【0021】

図３は、一例として図１に示す様な電磁弁２のコイル４に印加する電圧と電流の変化の状態を示し、図１のボール弁１０を弁開状態とする際には、コントロールユニット５により横軸５０msのタイミングでコイルに比較的高い正の電圧、例えば１０Ｖを印加、つまり十分な正の電流を通電し、コイル４により発生した磁束の方向と永久磁石１７による磁束の方向を一致させる事によりプランジャ１に対し、吸引座１５方向に大きな吸引力を発生させ、スプリング１４の離反力に対し、吸引座１５側に吸引する吸引磁力が上回り、プランジャ１が中心軸Ｘ上方向Ｙに摺動して、永久磁石１７で磁化された吸引座１５に吸着される。但し、本実施形態による電磁弁２はプランジャ１が吸引座１５に吸着された際に、永久磁石１７のみによる吸引磁力よりもスプリング１４による離反力の方が大きく設定されているため、一旦プランジャ１が吸引座１５に吸着された後、図３横軸１５０ｍｓのタイミングで微弱電圧、例えば２．５Ｖを印加し、コイルに微弱電流を通電することを継続する。この場合、コイル４により発生されたプランジャ１を吸引座１５側に吸着する方向の磁力と、永久磁石１７によりプランジャ１を吸引座１５に吸着させる方向の磁力との和が、スプリング１４による離反力を上回るように設定されているおり、プランジャ１は吸引座１５に吸引された状態、つまり、弁開状態を微弱電流により維持する。

【0022】

ところで、プランジャ１が吸引座１５に吸引された弁開状態を維持する為には、プランジャ１を移動させる際の電圧値（電流値）を維持しても良いが、消費電力、発熱面より本実施形態では、電磁弁に振動が加わっても安定的に弁開状態を維持できるのに足りる必要最小限な電圧の印加に設定し、プランジャ１の移動時よりも低い電圧、電流値でプランジャ吸引状態を維持するようにしている。

【0023】

続いて、図１のボール弁１０を弁閉状態とする際には、コントロールユニット５により図３中、横軸５５０msのタイミングでコイルに比較的高い負の電圧、例えば−１０Ｖを印加、つまり十分な負の電流を通電し、スプリング１４による離反力と同じ方向にコイル４により発生した大きな磁力を加え、この合成磁力が永久磁石１７によるプランジャの吸引力を大きく上回り、瞬時に弁閉状態を完了する。因みに、弁閉レスポンスをさほど求めないのであれば詳しくは後述する様にプランジャ１の弁閉方向移動に際して、大きなマイナス電流を通電しなくても、通電を止めるだけで、スプリング１４による離反力が永久磁石１７による吸引力を上回るので、プランジャはスプリング１４による離反力のみで弁閉状態に移動可能である。

【0024】

続いてプランジャ１の先端が、スプリング１４の付勢力とコイルの電磁力で弁閉状態に成された後は、図３の横軸６５０ｍｓのタイミングで、コイル４への負電圧印加は停止され、スプリングの付勢力のみで、弁閉状態が安定的に維持される。

【0025】

＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について図３を用いて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

【0026】

図４はこの弁閉状態においても、コイルへの負電流を微弱に通電継続する第２の実施形態によるもので、図４中横軸６５０ｍｓの弁閉完了のタイミングから次の弁開タイミング、図４中左側に戻り５０ｍｓまでの間は、僅かな負電圧、例えば−２．５Ｖをコイルに印加し、コイル４による磁束方向をスプリング１４による離反力方向と一致させ、プランジャ１がボール弁１０を押圧する力を強固とするものである。特に、電磁弁を図２に示す様な車両の自動変速機などの油圧回路に採用する際には、車両の振動発生時にも弁閉状態を安定的に維持出来る為、有用となる。

【0027】

図５は第３の実施形態によるもので、弁を閉鎖状態から開放状態に切換駆動する時のみ比較的大きな正の起動電圧を印加し、その後の弁開までの弁閉維持状態は、比較的低い電圧を印加し続け、弁閉に切り換える際に、正の低電圧印加を停止し、０Ｖとすることによりバネの離反力のみでプランジャを中心軸Ｘの下方向Ｚに移動させる第３実施形態に係る印加電圧・電流の変化を示す例である。

【0028】

図５に示されるように、弁を開放維持している横軸１５０ｍｓから２．５Ｖの正の低電圧を印加し、正の微弱電流により永久磁石１７による磁力の方向とコイル４の正の電流通電による磁力の方向を一致させ、それらの総和がそれらと反対方向に作用するスプリング１４の離反力を上回り、プランジャ１を吸着座１５に吸着させた状態を維持する。

【0029】

続いて、弁を閉鎖駆動する際には、この２．５Ｖの正の低電圧の印加をストップし、図５中、横軸５５０ｍｓのタイミングで印加電圧を０ボルトに変化せしめると、永久磁石１７の磁力をスプリング１４による離反力が上回り、プランジャ１と吸着座１５との吸着が解かれ、プランジャ１がスプリング１４の離反力により吸着座１５から離れ、プランジャ１の先端がボール弁１０に当接、押圧し、ボール弁１０が弁室１１内を中心軸Ｘ下方Ｚに移動し、閉弁されると共に、スプリング１４の離反力で安定的に弁閉状態が保たれ、図中横軸５０ｍｓに示される１０Ｖの弁開起動電圧が印加されるまで弁閉状態に維持される。

【0030】

尚、図６は第４の実施形態によるもので、図５の弁開に切換えた後、横軸５０ｍｓから弁開維持状態終了の横軸５５０ｍｓまでは同様であり、弁開維持状態から弁閉に駆動切り換える際の図６中、横軸５５０ｍｓのタイミングから次の弁開駆動する図６中、左に戻り５０ｍｓのタイミングまでの間、電磁弁のコイルに負の微小電圧たる−２．５Ｖを印加するものである。つまり、正の微弱電流により弁開状態が維持されている状態において、図中横軸５５０ｍｓのタイミングで、負の微小電圧、例えば−２．５Ｖを印加し、負の微電流に伴う中心軸下方向Ｚへのコイルによる磁力に、スプリングの離反力を加え、より俊敏にプランジャ１と吸着座１５との吸着を解き、閉弁状態に切換、弁閉状況においても、コイルへの負の微小電流の通電を維持し、スプリング力とコイルへの微電流による磁力とを合わせ、安定して弁閉状態を維持する例であり、省電力と弁閉状態における耐震動性能を両立させた例である。

【0031】

また、発明が適用される具体的な電磁弁構成については、図１に示された構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよく、例えば、プランジャは、全体が磁性材料で構成されず、中心軸下方向Ｚは非磁性材としたり、吸引座１５がプランジャ１に作用する磁力方向が実施的に変わらなければ永久磁石１７も吸引座１５の径方向外側に配置しても良い。

【0032】

ところで、上記実施例や変形例では、プランジャ１を吸着座１５に吸着維持させる際の電圧（微少電流）とボール弁１０を弁開状態とする際の駆動電圧（起動電流）との比を、起動応答性と耐震動安定性面より大凡２．５Ｖと１０Ｖとして１：４程度にて最適状態にバランスさせたが、１：３から１：５程度の範囲に設定することにより、ほぼ同等な最適状態を保持できる。しかしながら、省電力性と、弁開状態の安定性の要求度合いに応じて、１：１０から１０未満：１０程度の範囲で適宜変更し、弁開時の起動応答性と弁開時の安定性、並びに省電力性とのバランスを変更する事も可能である。

【0033】

他方、上記実施例や変形例では、プランジャを軸方向下側に移動駆動させる際に、第一所定電圧とは正負において逆であって絶対値が同等の１０Ｖである第二所定電圧をコイルに印加しているが、プランジャを前記軸方向上側に移動駆動させる際の第一所定電圧に対し、プランジャを軸方向下側に移動させる際の第二所定電圧を絶対値で小さく設定し、具体的には絶対値で１０Ｖ未満に設定し、スプリングによる離反力を僅かにアシストするようにしても良い。

【0034】

更に、プランジャをボール弁に押圧弁閉維持させる際の第二微弱電圧はプランジャをマグネットから離反させる際の第二所定電圧と同等に維持しても良く、また絶対値で第一微弱電圧未満に設定し、省電力と弁閉状態の安定化を高い次元で両立させる事も可能である。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明は、油路中に配置され、油路の閉路と開路とを電気的指令に基づき切り換える電磁弁に利用でき、特に車両用自動変速機に係る油路に配置される所謂自己保持型電磁弁装置に採用して有用なものである。

【符号の説明】

【0036】

１ プランジャ
２ 電磁弁
３ 弁本体
４ コイル
５ コントロールユニット
５ａ 演算回路
５ｂ 駆動回路
６ ソレノイド
８ インポート
９ アウトポート
１０ ボール弁
１１ 弁室
１２ ボビン
１３ コア体
１４ スプリング
１５ 吸引座
１６ コイル用リード線
１７ 永久磁石
１８ カバー
１９ ネジ
２２ プランジャ収容部
２３ 電動ポンプ
２４ 油圧被供給ユニット
２７ メインコントロールユニット
２８ 油圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】