JP6571898B2 - 電磁式駆動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば建設機械の油圧回路を構成する電磁比例式油圧制御弁等に好適に用いられる電磁式駆動ユニットに関する。

近年、油圧ショベルに代表される建設機械では、燃費低減および制御性の向上を目的として、電子制御を行う機器が多く採用されている。例えば建設機械に搭載された油圧アクチュエータは、コントロールバルブによって制御され、このコントロールバルブは、電磁比例式油圧制御弁によって制御された作動油圧（パイロット圧力）によって遠隔操作される。

ここで、電磁比例式油圧制御弁には、コントローラ等から供給される制御信号の電流値（給電電流値）に比例して油圧の出力値を制御するため、電磁式駆動ユニットが組み込まれている。この電磁式駆動ユニットは、ステータ（固定鉄心）とプランジャ（可動鉄心）とが同軸に配置されており、これらステータ、プランジャを囲むように配置されたソレノイドコイルに対する給電制御を行うことにより、ステータの励磁量が可変に制御される。ステータとプランジャとの間には、ステータの励磁量に応じた吸引力が作用するので、この吸引力を駆動力として弁体等の駆動対象を駆動することができる。

ここで、電磁式駆動ユニットを用いた油圧制御弁においては、弁体に作用するばね等の弾性力や油圧力を電磁式駆動ユニットの駆動力と釣合わせ、その釣合い荷重に応じて弁体を変位させることにより、油路の開口量を調整する構成となっている。従って、より高精度な油圧制御を行うためには、電磁式駆動ユニットから出力される駆動力、即ちステータとプランジャとの間に作用する吸引力が、電磁式駆動ユニットに供給される給電電流値のみに依存することが望ましい。即ち、ステータとプランジャとの間に作用する吸引力が、ステータに対するプランジャの位置（ステータとプランジャとの間隔）に関わらず一定であることが望ましい。

これに対し、ステータのうちプランジャと対向する端部に、プランジャに向けて徐々に拡径するテーパ面を有する凹部からなる第１吸引部を設けると共に、第１吸引部よりもプランジャ側に円筒状の第２吸引部を設け、第２吸引部の内周面が第１吸引部の凹部と連続するように形成された電磁式駆動ユニットが提案されている（特許文献１参照）。

この特許文献１による電磁式駆動ユニットでは、ステータとプランジャとの間のギャップ（隙間）が小さい。このため、プランジャのステータ側の端部の外周に形成されたテーパ面が、ステータの第１吸引部の凹部に形成されたテーパ面と対面する場合には、吸引力は、主としてステータの第１吸引部とプランジャのステータ側の端面との間で発生する。一方、ステータとプランジャとの間のギャップが大きい場合には、吸引力は、主としてステータの第２吸引部の内周面とプランジャのステータ側の端部に形成されたテーパ面との間で発生する。従って、特許文献１による電磁式駆動ユニットは、ステータとプランジャとの間のギャップが大きい状態においても吸引力の低下を抑えることができ、ステータに対するプランジャの位置に関わらず、ステータとプランジャとの間に作用する吸引力をほぼ一定に保つことができる。

特開２０００−２７７３２７号公報

しかし、特許文献１による電磁式駆動ユニットにおいては、プランジャがステータに吸引されることにより両者間のギャップがさらに小さくなると、プランジャとステータとの間に発生する吸引力が急激に増大する。このため、例えばプランジャとステータとのギャップが最小値に近くなる領域では、電磁式駆動ユニットに供給される給電電流値を一定としたとしても、プランジャとステータとの間の吸引力を、一定の状態、または一定に近い状態に保つことが困難であるという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、その目的は、ステータとプランジャとの間のギャップが小さくなる領域においてプランジャに作用する吸引力が急激に増大するのを抑え、プランジャに作用する吸引力が一定の状態、または一定に近い状態のままプランジャが変位できる領域を広げることができるようにした電磁式駆動ユニットを提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、磁性体材料からなるステータと、磁性体材料からなり、前記ステータに対して同軸上に配置されるプランジャと、磁性体材料からなり、前記ステータに対して同軸上に配置され前記プランジャを摺動可能に案内する摺動穴を有するヨークと、前記ステータ、前記プランジャ、前記ヨークを囲むように配置され、給電制御により前記ステータを励磁または消磁して前記プランジャを前記ステータに対して接近または離間させるコイルとを備えた電磁式駆動ユニットに適用される。

本発明の特徴は、前記プランジャの前記ステータ側の端部に設けられ、励磁された前記ステータから磁力を受ける磁極部と、前記プランジャの前記ステータとは反対側の端部に設けられ、前記ヨークの摺動穴と摺接し磁気の受け渡しを行う摺接部と、前記磁極部の前記ステータ側の外周縁に設けられた第１縁辺と、前記ステータに設けられ、前記プランジャのステータ側端面と対面する底部を有すると共に前記プランジャ側が開口端となった有底穴として形成された筒型磁気制御部と、前記筒型磁気制御部の外周面に設けられ、前記プランジャ側に向けて漸次小径となるテーパ部とを備え、前記磁極部の外周面のうち前記第１縁辺から前記ステータとは反対側に離間した部位には、前記筒型磁気制御部の前記有底穴に侵入したときに前記筒型磁気制御部の前記開口端との間で前記ステータから離間する方向への磁力を受ける第２縁辺が設けられており、前記ステータと前記プランジャとの間には両者間の軸方向最小距離を規制するスペーサが設けられ、前記筒型磁気制御部の軸方向の長さを（Ｌ１）とし、前記プランジャの前記ステータ側端面と前記第２縁辺との間の距離を（Ｌ２）とし、前記スペーサで規制された前記ステータと前記プランジャとの軸方向の最小距離を（Ｌ３）としたときに、前記距離の和（Ｌ２＋Ｌ３）は、前記筒型磁気制御部の長さ（Ｌ１）よりも小さいことにある。

本発明によれば、プランジャの磁極部がステータから磁力（吸引力）を受けることにより、プランジャの磁極部は、ステータの筒型磁気制御部内をステータ側へと移動（接近）する。そして、磁極部の外周面に設けられた第２縁辺が筒型磁気制御部の内側に侵入すると、第２縁辺は、筒型磁気制御部の開口端との間でステータから離間する方向への磁力（吸引力）を受ける。これにより、ステータとプランジャとの間のギャップが最小距離に近づく領域において、磁極部の第１縁辺に作用するステータに接近する方向への吸引力を、磁極部の第２縁辺に作用するステータから離れる方向への吸引力によって抑制することができる。この結果、ステータとプランジャとの間のギャップが小さくなる領域において、プランジャに作用する吸引力が急激に増大するのを抑えることができる。従って、プランジャに作用する吸引力が一定もしくは一定に近い特性状態のままプランジャが変位できる領域を広げることができる。

第１の実施の形態による電磁式駆動ユニットを電磁弁に組込んだ状態で示す断面図である。 図１中のステータ、プランジャ、スペーサ等の要部を拡大して示す拡大断面図である。 プランジャがステータの筒型磁気制御部の外部にある状態で、磁束線とプランジャに作用する吸引力を示す説明図である。 プランジャがステータの筒型磁気制御部内に入り込んだ状態で、磁束線とプランジャに作用する吸引力を示す説明図である。 プランジャがスペーサに当接した状態で、磁束線とプランジャに作用する吸引力を示す説明図である。 プランジャの変位とプランジャに作用する吸引力との関係を示す特性線図である。 第１の比較例によるステータ、プランジャ、スペーサ等を示す拡大断面図である。 第２の比較例によるステータ、プランジャ、スペーサ等を示す拡大断面図である。 第２の実施の形態による電磁式駆動ユニットを電磁弁に組込んだ状態で示す断面図である。 図９中のステータ、プランジャ、スペーサ等の要部を拡大して示す拡大断面図である。 第１の変形例によるプランジャを示す図１０と同様位置の拡大断面図である。 第２の変形例によるステータ（テーパ部）を示す図２と同様位置の拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態による電磁式駆動ユニットを電磁弁に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、電磁弁１は、第１の実施の形態による電磁式駆動ユニット２と、被駆動装置である後述の制御弁ユニット２４とを備えて構成されている。電磁弁１は、電磁式駆動ユニット２によって切換操作される３ポート２位置の圧力制御弁であり、例えば可変容量型油圧ポンプ／油圧モータの傾転角制御、コントロールバルブのスプール／絞り弁の制御等に好適に用いられるものである。

まず、電磁弁駆動ユニット２について説明する。電磁式駆動ユニット２は、後述するステータ４、ヨーク８、リング９によって構成されたインナハウジング３を有している。これらステータ４、ヨーク８、リング９は、ステータ４の軸心Ｏ−Ｏと同軸上に配置されている。インナハウジング３の外周側には、後述のソレノイドアセンブリ１４が設けられ、ソレノイドアセンブリ１４を構成する後述のコイル１６に対する給電が行われることにより、後述のプランジャ５が、ヨーク８に案内されつつステータ４の軸心Ｏ−Ｏに沿う方向（軸方向）に移動する構成となっている。

ここで、ステータ４の構成について述べる。即ち、ステータ４は、大径な磁性体材料を用いて全体として段付円筒状に形成され、コイル１６に対する給電制御に応じて励磁または消磁（解磁）されるものである。ステータ４は、円板状のフランジ部４Ａと、フランジ部４Ａよりも小径な円柱状をなし、フランジ部４Ａからプランジャ５に向けて突出した固定鉄心４Ｂと、フランジ部４Ａを挟んで固定鉄心部４Ｂとは反対側（制御弁ユニット２４側）に突出した円筒状の取付筒部４Ｃとを含んでいる。取付筒部４Ｃの外周面には雄ねじ４Ｄが形成され、この雄ねじ４Ｄは制御弁ユニット２４の後述する弁ケーシング２５に螺着されている。フランジ部４Ａと固定鉄心部４Ｂの軸中心位置には、軸方向に貫通するピン挿通孔４Ｅが形成されている。固定鉄心部４Ｂのプランジャ５側（反フランジ部４Ａ側）の外周面には、固定鉄心部４Ｂの外周面よりも一段小径となった小径外周面４Ｆが形成され、この小径外周面４Ｆには、後述するリング９の一端９Ａが嵌合している。

筒型磁気制御部４Ｇは、小径外周面４Ｆのうち、プランジャ５側の端部に設けられている。図２に示すように、筒型磁気制御部４Ｇは、プランジャ５側が開口端４Ｈとなった円筒状の有底穴４Ｊとして形成され、この有底穴４Ｊは底部４Ｊ１を有している。この有底穴４Ｊには、プランジャ５がステータ４側に移動したときに後述の磁極部５Ａが入り込むものである。筒型磁気制御部４Ｇの底部４Ｊ１の軸中心位置には、ピン挿通孔４Ｅよりも僅かに大径なスペーサ取付穴４Ｋが、ピン挿通孔４Ｅと同軸上に穿設されている。ここで、筒型磁気制御部４Ｇの軸方向の長さＬ１は、開口端４Ｈから有底穴４Ｊの底部４Ｊ１までの軸方向寸法として表される。

テーパ部４Ｌは、筒型磁気制御部４Ｇの開口端４Ｈ側の外周面に設けられている。テーパ部４Ｌは、開口端４Ｈから軸方向の長さＬ１′までの範囲に形成されている。テーパ部４Ｌの外周面は、プランジャ５に向けて漸次小径となっている。一方、筒型磁気制御部４Ｇの外周面のうち底部４Ｊ１から軸方向の長さＬ１″までの範囲は、径方向の厚さ（肉厚）が一様で、固定鉄心部４Ｂの小径外周面４Ｆと等しい外径寸法を有する円筒部４Ｍとなっている。

次に、プランジャ５の構成について述べる。プランジャ５は、磁性体材料を用いて全体として円筒状に形成されている。プランジャ５は、ステータ４の軸心Ｏ−Ｏと同軸上に配置されている。プランジャ５は、ステータ４が励磁または消磁されることにより、ステータ４に対して接近または離間するものである。プランジャ５は、後述の磁極部５Ａと摺接部５Ｃとを有し、磁極部５Ａの外径寸法は摺接部５Ｃの外径寸法よりも大きく設定されている。

磁極部５Ａは、プランジャ５のステータ４側の筒型磁気制御部４Ｇ側に設けられ、励磁されたステータ４からの磁力（吸引力）を受けるものである。磁極部５Ａの外径寸法は、ステータ４の筒型磁気制御部４Ｇの内径寸法よりも僅かに小さく形成され、筒型磁気制御部４Ｇの有底穴４Ｊに入り込むことができる。磁極部５Ａのステータ４側に位置するステータ側端面５Ｂは、有底穴４Ｊの底部４Ｊ１と対面し、後述のスペーサ７に当接するものである。

摺接部５Ｃは、プランジャ５のステータ４とは反対側（ヨーク８側）に設けられている。摺接部５Ｃは磁極部５Ａよりも小さな外径寸法を有した筒体として形成されている。ここで、磁極部５Ａと摺接部５Ｃとの境界部は、磁極部５Ａの外周面から摺接部５Ｃの外周面に向けて漸次小径となるテーパ面５Ｄとなっている。摺接部５Ｃは、後述するヨーク８の摺動穴８Ｄ内に摺動可能に挿嵌され、この摺動穴８Ｄに摺接しつつヨーク８との間で磁気の受け渡しを行う。

摺接部５Ｃのヨーク８側に位置するヨーク側端面５Ｅは、後述するスクリュ１０の軸部側雄ねじ１０Ｅの先端と隙間をもって対面し、後述のサブスプリング１３が当接するものである。プランジャ５の外周面は、例えばフッ素系樹脂等の非磁性体材料からなる樹脂層５Ｆによって均一な厚みで被覆されている。この樹脂層５Ｆの厚みは、ヨーク８の摺動穴８Ｄの内周面と摺接部５Ｃとの間の摺動抵抗や樹脂層５Ｆ自体の耐久性を考慮して、例えば０．０３ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲に設定されている。プランジャ５の軸中心位置には、軸方向に貫通する中心孔５Ｇが形成されている。また、プランジャ５のうち中心孔５Ｇから径方向にずれた（偏心した）部位には、軸方向に貫通する貫通孔５Ｈが形成されている。

図２に示すように、プランジャ５の第１縁辺５Ｊは、磁極部５Ａの外周面のうちステータ４側の外周縁、即ち、磁極部５Ａの外周面とステータ側端面５Ｂとが交わる角部に設けられている。この第１縁辺５Ｊは、励磁されたステータ４の筒型磁気制御部４Ｇから、ステータ４に接近する方向への磁力（吸引力）を受けるものである（図３ないし図５参照）。

プランジャ５の第２縁辺５Ｋは、磁極部５Ａの外周面のうち第１縁辺５Ｊとは反対側に離間した部位、即ち、磁極部５Ａの外周面とテーパ面５Ｄとが交わる角部に設けられている。この第２縁辺５Ｋは、励磁されたステータ４の有底穴４Ｊに侵入したときに、筒型磁気制御部４Ｇの開口端４Ｈとの間でステータ４から離間する方向への磁力（吸引力）を受けるものである（図５参照）。

次に、ピン６、スペーサ７の構成について述べる。まず、ピン６は、プランジャ５の中心孔５Ｇ内に圧入して設けられている。ピン６は、軸方向に延在する丸棒材からなり、その途中部位がプランジャ５の中心孔５Ｇ内に圧入される。これにより、ピン６はプランジャ５と一体化されている。ピン６の軸方向の一側（ステータ４側）は、ステータ４のピン挿通孔４Ｅ内に挿通され、その端部は後述するスプール２９に当接している。ピン６の軸方向の他側（ヨーク８側）は、ヨーク８の後述する貫通孔８Ｇ内へと延び、スクリュ１０の軸部側雄ねじ１０Ｅの先端に当接している。ピン６は、プランジャ５と一体となって軸方向に移動することにより、スプール２９を軸方向に押圧する。

スペーサ７は、ステータ４とプランジャ５との間に設けられている。スペーサ７は、ステータ４に対するプランジャ５の軸方向最小距離を規制するものである。図２に示すように、スペーサ７は、円筒部７Ａと円筒部７Ａよりも大径な環状のフランジ部７Ｂとを有し、その内周側にはピン６が挿通されている。スペーサ７の円筒部７Ａは、ステータ４のスペーサ取付穴４Ｋに挿嵌され、フランジ部７Ｂは、ステータ４の有底穴４Ｊの底部４Ｊ１に当接している。スペーサ７のフランジ部７Ｂは、有底穴４Ｊの底部４Ｊ１とプランジャ５のステータ側端面５Ｂとの間に挟まれる。これにより、プランジャ５が有底穴４Ｊの底部４Ｊ１に直接当接することがなく、プランジャ５のステータ側端面５Ｂが有底穴４Ｊの底部４Ｊ１に最接近したときの両者間の軸方向の最小距離（間隔）は、スペーサ７のフランジ部７Ｂの軸方向の厚さ寸法によって規制されている。

ここで、図２に示すように、ステータ４の筒型磁気制御部４Ｇの軸方向の長さ（開口端４Ｈから有底穴４Ｊの底部４Ｊ１までの軸方向寸法）をＬ１とし、プランジャ５のステータ側端面５Ｂから第２縁辺５Ｋまでの距離（軸方向の長さ）をＬ２とし、スペーサ７によって規制されたステータ４とプランジャ５との軸方向最小距離（フランジ部７Ｂの厚さ寸法）をＬ３とすると、これらＬ１，Ｌ２，Ｌ３は下記数１の関係を満たすように設定されている。

また、前記距離Ｌ２は、前記長さＬ１に対して下記数２の関係を満たすように設定されている。

さらに、前記距離Ｌ３は、前記長さＬ１に対して下記数３の関係を満たすように設定されている。

次に、ヨーク８、リング９、スクリュ１０、サブスプリング１３等の構成について述べる。まず、ヨーク８は、ステータ４に対して同軸上に配置されている。ヨーク８は磁性体材料を用いて段付円筒状に形成されている。ここで、ヨーク８は、磁路となる底部８Ａと、底部８Ａの外周側からステータ４に向けて軸方向に延びる円筒状の長筒部８Ｂと、底部８Ａを挟んで長筒部８Ｂとは反対側に突出した取付筒部８Ｃとを含んでいる。長筒部８Ｂの内周側は摺動穴８Ｄとなり、この摺動穴８Ｄにはプランジャ５の摺接部５Ｃが摺動可能に挿嵌されている。即ち、摺動穴８Ｄは、プランジャ５の摺接部５Ｃを内包して片持ちすると共にプランジャ５を軸方向に摺動可能に案内するものである。

ヨーク８の長筒部８Ｂの外周面のうちステータ４側の端部には、長筒部８Ｂの外周面よりも一段小径となった小径外周面８Ｅが形成されている。この小径外周面８Ｅにはリング９の他端９Ｂが嵌合している。一方、ヨーク８の取付筒部８Ｃの外周面には雄ねじ８Ｆが形成され、この雄ねじ８Ｆには後述のナット２１が螺着されている。ヨーク８の底部８Ａと取付筒部８Ｃの軸中心位置には、軸方向に貫通する貫通孔８Ｇが設けられ、貫通孔８Ｇの内周面には雌ねじ８Ｈが形成されている。

リング９は、ステータ４の固定鉄心４Ｂの外周とヨーク８の長筒部８Ｂとの間に設けられている。リング９は磁性体材料を用いて円筒状に形成されている。リング９の軸方向の一側（ステータ４側）となる一端９Ａは、ステータ４の小径外周面４Ｆに嵌合して固定されている。リング９の軸方向の他側（ヨーク８側）となる他端９Ｂは、ヨーク８の小径外周面８Ｅに嵌合して固定されている。これにより、ステータ４と、ヨーク８と、リング９とが一体化されたインナハウジング３が構成されている。

スクリュ１０は、ヨーク８の貫通孔８Ｇ内に設けられている。スクリュ１０は段付円柱状に形成され、このスクリュ１０は、頭部１０Ａと、頭部１０Ａよりも小径な軸部１０Ｂとを有している。軸部１０Ｂには軸方向に離間して２つの鍔部１０Ｃ，１０Ｄが設けられている。軸部１０Ｂの外周面には軸部側雄ねじ１０Ｅが形成され、軸部側雄ねじ１０Ｅはヨーク８の雌ねじ８Ｈに螺着されている。一方、頭部１０Ａの外周面には頭部側雄ねじ１０Ｆが形成され、この頭部側雄ねじ１０Ｆにロックナット１１を螺着することにより、スクリュ１０が緩み止めされている。また、鍔部１０Ｃと鍔部１０Ｄとの間には、インナハウジング３内に油を封止するＯリング１２が設けられている。

サブスプリング１３は、スクリュ１０の軸部側雄ねじ１０Ｅの先端とプランジャ５のヨーク側端面５Ｅとの間に圧縮した状態で配置されている。サブスプリング１３は、プランジャ５のヨーク側端面５Ｅをステータ４側に押圧している。従って、スクリュ１０を正逆方向に回転させてヨーク８に対する螺入量を調整することにより、サブスプリング１３によるプランジャ５の押圧力を調整することができる。即ち、スクリュ１０は、電磁式駆動ユニット２によるプランジャ５に対する駆動力を微調整するものである。

次に、ソレノイドアセンブリ１４の構成について説明する。ソレノイドアセンブリ１４は、ステータ４、ヨーク８、リング９からなるインナハウジング３を外側から囲むように設けられている。ソレノイドアセンブリ１４は、後述するボビン１５、コイル１６、ターミナル１７、外装モールド１８、ソレノイドケーシング２０を含んで構成されている。

ボビン１５は、インナハウジング３の外周側に設けられている。ボビン１５は、インナハウジング３の外周面に嵌合する円筒状のボビン本体１５Ａと、ボビン本体１５Ａの軸方向の両端から径方向外側に張出す一対の鍔部材１５Ｂ，１５Ｃとを有している。一方の鍔部材１５Ｂには、他方の鍔部材１５Ｃから離れる方向に突出する突起部１５Ｄが設けられ、鍔部材１５Ｃには、鍔部材１５Ｂから離れる方向に突出する突起部１５Ｅが設けられている。

コイル１６は、ボビン１５のボビン本体１５Ａに巻装されることにより、ステータ４、プランジャ５、ヨーク８を外側から囲むように配置されている。コイル１６はターミナル１７に電気的に接続され、ターミナル１７を介してコイル１６に対する給電が行われる。コイル１６は、外部からの給電を制御することによりステータ４を励磁または消磁（解磁）し、プランジャ５をステータ４に対して接近または離間させるものである。

外装モールド１８は、ボビン１５に巻装されたコイル１６とボビン１５の各鍔部材１５Ｂ，１５Ｃとを外周側から覆って設けられている。この場合、外装モールド１８は、一方の鍔部材１５Ｂの突起部１５Ｄおよび他方の鍔部材１５Ｃの突起部１５Ｅに覆い被さっている。これにより、外装モールド１８は、ボビン１５全体を外側から包み込み、外装モールド１８の軸方向の一側（ステータ４側）は、鍔部材１５Ｂの突起部１５Ｄに隙間なく凹凸嵌合し、外装モールド１８の軸方向の他側（ヨーク８側）は、鍔部材１５Ｃの突起部１５Ｅに隙間なく凹凸嵌合している。

外装モールド１８の軸方向の一側には、Ｌ字状に屈曲したソケット１９が一体形成されている。ソケット１９の先端側には、プラグ（図示せず）を差込むための差込口１９Ａが形成され、差込口１９Ａ内には、コイル１６に電気的に接続されたターミナル１７の先端が配置されている。従って、ソケット１９の差込口１９Ａにプラグ（図示せず）を差込むことにより、ターミナル１７を介して外部からコイル１６に対する給電が行われる構成となっている。

ソレノイドケーシング２０は、外装モールド１８を外周側から覆っている。ソレノイドケーシング２０は、軸方向に延びる円筒状のケーシング本体２０Ａと、ケーシング本体２０Ａの軸方向の他側（ヨーク８側）から径方向内側に張出した蓋部２０Ｂとを有している。ケーシング本体２０Ａの軸方向の一側（ステータ４側）は開口端２０Ｃとなり、この開口端２０Ｃは、ステータ４のフランジ部４Ａの外周面に嵌合している。

一方、蓋部２０Ｂの中心部には軸方向に貫通するヨーク嵌合孔２０Ｄが形成され、このヨーク嵌合孔２０Ｄにはヨーク８の底部８Ａの外周面が嵌合している。この状態で、ヨーク８の取付筒部８Ｃは、ヨーク嵌合孔２０Ｄを通じて蓋部２０Ｂの外部に突出している。この取付筒部８Ｃに形成された雄ねじ８Ｆにナット２１を螺着することにより、ソレノイドケーシング２０は、インナハウジング３に対して固定されている。

Ｏリング２２は、ステータ４の固定鉄心部４Ｂと、ボビン１５の鍔部材１５Ｂと、外装モールド１８との間に設けられている。Ｏリング２３は、ヨーク８の底部８Ａと、ボビン１５の鍔部材１５Ｃと、外装モールド１８との間に設けられている。これらＯリング２２，２３は、インナハウジング３とソレノイドアセンブリ１４との間の隙間をシールすると共に、ボビン１５の鍔部材１５Ｂ，１５Ｃと外装モールド１８との境界面をシールし、この境界面からコイル１６側に水分が浸入するのを抑えるものである。

次に、電磁式駆動ユニット２に取付けられた被駆動装置である制御弁ユニット２４について説明する。制御弁ユニット２４は、電磁式駆動ユニット２に同軸に取付けられるもので、後述する弁ケーシング２５、スプール２９を含んで構成されている。

弁ケーシング２５は、段付円筒状（スリーブ状）に形成され、軸方向に延在している。弁ケーシング２５は、軸方向の一側に位置する小径筒部２５Ａと、軸方向の他側に位置する大径筒部２５Ｂと、小径筒部２５Ａと大径筒部２５Ｂとの間に位置する中間筒部２５Ｃとを有している。小径筒部２５Ａには、油圧ポンプ（図示せず）に接続される供給ポート２５Ｄと、油圧アクチュエータ（図示せず）に接続される出力ポート２５Ｅと、タンク（図示せず）に接続されるドレンポート２５Ｆとが設けられている。小径筒部２５Ａの内周面には、供給ポート２５Ｄと出力ポート２５Ｅとの間に位置するシール面２５Ｇと、出力ポート２５Ｅとドレンポート２５Ｆとの間に位置するシール面２５Ｈとが設けられている。また、中間筒部２５Ｃの外周面には雄ねじ２５Ｊが形成され、大径筒部２５Ｂの内周面には雌ねじ２５Ｋが形成されている。そして、弁ケーシング２５の雌ねじ２５Ｋにステータ４（取付筒部４Ｃ）の雄ねじ４Ｄを螺着することにより、電磁式駆動ユニット２に制御弁ユニット２４が取付けられている。

ここで、弁ケーシング２５は、３つのポート２５Ｄ，２５Ｅ，２５Ｆに別々に接続される複数の流路を有するハウジング（図示せず）内に配置され、このハウジングは、中間筒部２５Ｃの雄ねじ２５Ｊに螺着される構成となっている。このハウジングに設けられた各流路間は、出力ポート２５Ｅを挟んで小径筒部２５Ａに外嵌されたＯリング２６，２７によって隔離されている。また、大径筒部２５Ｂと中間筒部２５Ｃとの境界部には、ハウジング内に油を封止するＯリング２８が設けられている。

スプール２９は、弁ケーシング２５の内周側に軸方向に移動可能に設けられている。スプール２９は、長尺な棒状体が用いられ、弁ケーシング２５の内周側を軸方向に延びている。このスプール２９の軸中心位置には、軸方向に延びる有底の軸方向流路２９Ａが形成されている。スプール２９の外周面であって弁ケーシング２５の中間筒部２５Ｃと大径筒部２５Ｂとの境界位置には、環状のばね受板３０が取付けられている。このばね受板３０は、弁ケーシング２５の中間筒部２５Ｃの内周側に形成されたばね受部２５Ｌと軸方向で対面している。スプール２９のばね受板３０と弁ケーシング２５のばね受部２５Ｌとの間には、リターンスプリング３１が設けられている。従って、スプール２９は、リターンスプリング３１の付勢力によって常にステータ４側に押付けられ、スプール２９のステータ４側の端面はピン６に当接している。

スプール２９の外周面には、軸方向に離間して４つのランド２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ，２９Ｅが設けられている。ランド２９Ｂ，２９Ｃは同径であり、ランド２９Ｄ，２９Ｅは同径であり、ランド２９Ｃはランド２９Ｄよりも大径に設定されている。ランド２９Ｃが弁ケーシング２５のシール面２５Ｇに接触した状態では、供給ポート２５Ｄと出力ポート２５Ｅとは遮断される。スプール２９が軸方向に移動してランド２９Ｃがシール面２５Ｇから離間した状態では、供給ポート２５Ｄと出力ポート２５Ｅが連通する。これにより、油圧ポンプ（図示せず）から供給ポート２５Ｄに供給された圧油は、出力ポート２５Ｅを通じて油圧アクチュエータ（図示せず）へと導かれる。

一方、ランド２９Ｄが弁ケーシング２５のシール面２５Ｈと接触した状態では、出力ポート２５Ｅとドレンポート２５Ｆとは遮断される。スプール２９が軸方向に移動してランド２９Ｄがシール面２５Ｈから離間した状態では、出力ポート２５Ｅとドレンポート２５Ｆとが連通する。これにより、油圧アクチュエータに供給された圧油は、出力ポート２５Ｅからドレンポート２５Ｆを通じてタンク（図示せず）へと戻る。

弁ケーシング２５の小径筒部２５Ａの軸方向端面にはプレート３２が配置されている。プレート３２は、弁ケーシング２５が取付けられるハウジングの壁面（図示せず）との間に設けられたウェーブワッシャ３３により、小径筒部２５Ａの軸方向端面に常に押圧されている。これにより、スプール２９の軸方向の一側の端面とプレート３２との間には、ダンピング室３４が形成されている。スプール２９の軸方向の一側の端部にはオリフィス３５が設けられ、スプール２９の軸方向流路２９Ａは、オリフィス３５を介してダンピング室３４に連通している。

スプール２９には、径方向に貫通する径方向流路２９Ｆ，２９Ｇが、軸方向に離間して設けられている。これら各径方向流路２９Ｆ，２９Ｇは、軸方向流路２９Ａに連通している。これにより、タンク（図示せず）内の作動油は、ドレンポート２５Ｆから径方向流路２９Ｆ、軸方向流路２９Ａ、径方向流路２９Ｇを介して弁ケーシング２５の内周側に導かれる。弁ケーシング２５内に導かれた作動油は、ステータ４のピン挿通孔４Ｅを介して筒型磁気制御部４Ｇ内に導入され、さらに作動油は、プランジャ５の貫通孔５Ｈを通じてヨーク８の摺動穴８Ｄ内に導入される。このように、タンク内の作動油は、制御弁ユニット２４を構成するスプール２９の内部を通って電磁式駆動ユニット２のインナハウジング３の内部に充填される構成となっている。弁ケーシング２５の大径筒部２５Ｂとステータ４の取付筒部４Ｃとの接続部位には、弁ケーシング２５内に作動油を封止するＯリング３６が設けられている。

次に、電磁式駆動ユニット２を構成するインナハウジング３の製造方法について説明する。

まず、インナハウジング３を組立てる第１工程では、ステータ４のスペーサ取付穴４Ｋ内にスペーサ７の円筒部７Ａを圧入し、スペーサ７のフランジ部７Ｂを有底穴４Ｊの底部４Ｊ１に当接させる。次に、ステータ４の小径外周面４Ｆにリング９の一端９Ａを圧入する。この状態で、プランジャ５の中心孔５Ｇに圧入されたピン６をステータ４のピン挿通孔４Ｅに差し込む。次に、ヨーク８の摺動穴８Ｄ内にプランジャ５の摺接部５Ｃを挿嵌しながら、ヨーク８の小径外周面８Ｅをリング９の他端９Ｂに圧入する。これにより、プランジャ５をヨーク８の内部に収容した状態で、ステータ４、ヨーク８、リング９が一体化され、インナハウジング３を組立てることができる。

次に、第２工程において、ヨーク８の小径外周面８Ｅとリング９の他端９Ｂとを突合わせ溶接によって接合する。この第２工程では、ヨーク８に対するリング９の傾きを矯正した状態で、ヨーク８の小径外周面８Ｅの軸方向端面（段差部）とリング９の他端９Ｂの軸方向端面との突合わせ部に対し、全周に亘ってレーザ溶接を施すことにより、両者間を強固に接合する。

次に、第３工程において、ステータ４の小径外周面４Ｆとリング９の一端９Ａ側とを重ね溶接によって接合する。この第３工程では、ステータ４に圧入されたリング９の傾き等を調整し、ヨーク８に対するステータ４の傾きを矯正する。この状態で、ステータ４の小径外周面４Ｆとリング９の一端９Ａ側との重なり合った部分に、全周に亘ってレーザ溶接を施すことにより、両者間を強固に接合する。この場合、ステータ４の小径外周面４Ｆとリング９の一端９Ａとの接合部に形成される溶接線（図示せず）は、ステータ４の有底穴４Ｊの底部４Ｊ１よりもフランジ部４Ａ側に離間した位置に形成される。

そして、インナハウジング３が組立てられた後には、例えばコイル１６が巻装されたボビン１５をインナハウジング３の外周側に組付ける。ボビン１５に巻装されたコイル１６とボビン１５の各鍔部材１５Ｂ，１５Ｃとを、外装モールド１８によって外周側から覆う。次に、ソレノイドケーシング２０によって外装モールド１８を外周側から覆う。さらに、ソレノイドケーシング２０（ケーシング本体２０Ａ）の開口端２０Ｃをステータ４のフランジ部４Ａの外周面に嵌合すると共に、蓋部２０Ｂのヨーク嵌合孔２０Ｄをヨーク８の底部８Ａの外周面に嵌合する。

この状態で、蓋部２０Ｂの外部に突出したヨーク８（取付筒部８Ｃ）の雄ねじ８Ｆにナット２１を螺着することにより、ソレノイドケーシング２０をインナハウジング３に固定する。次に、ヨーク８の貫通孔８Ｇ内に突出したピン６の端部にサブスプリング１３の内周側を挿通し、スクリュ１０の鍔部１０Ｃ，１０Ｄ間にＯリング１２を取付ける。この状態で、ヨーク８（貫通孔８Ｇ）の雌ねじ８Ｈにスクリュ１０の軸部側雄ねじ１０Ｅを螺着する。そして、軸部側雄ねじ１０Ｅの端部がピン６の端部に当接した状態で、スクリュ１０の頭部側雄ねじ１０Ｆにロックナット１１を螺合することにより、ヨーク８に対してスクリュ１０を固定する。このようにして、電磁式駆動ユニット２を組立てることができる。

第１の実施の形態による電磁式駆動ユニット２は上述の如き構成を有するもので、以下、電磁式駆動ユニット２および制御弁ユニット２４の動作について説明する。

まず、電磁式駆動ユニット２のソケット１９に電源装置のプラグ（いずれも図示せず）を接続する。この場合、電源は直流電源および交流電源のいずれであっても良く、電源装置からターミナル１７を介してコイル１６に対する給電が行われる。

コイル１６に対する給電が行われていない状態では、スプール２９は、リターンスプリング３１によってステータ４側に付勢され、スプール２９のステータ４側の端面はピン６に当接している。このため、弁ケーシング２５の出力ポート２５Ｅとドレンポート２５Ｆとが連通し、出力ポート２５Ｅと供給ポート２５Ｄとが遮断された状態（初期状態）に保持される。

電源装置からターミナル１７を介してコイル１６に対する給電が行われると、コイル１６によって磁界（励磁力）が発生し、プランジャ５は、コイル１６に給電された電流値に応じた吸引力をもってステータ４の固定鉄心部４Ｂに吸引される。このとき、プランジャ５の摺接部５Ｃは、ヨーク８の長筒部８Ｂの摺動穴８Ｄの内周面に摺接しながらステータ４側に移動する。そして、プランジャ５は、スプール２９に作用する油圧力、リターンスプリング３１およびサブスプリング１３のばね力、固定鉄心部４Ｂから作用する吸引力が釣り合った位置で停止する。

このプランジャ５の変位が、ピン６を介してスプール２９に伝わることにより、スプール２９が弁ケーシング２５内を移動する。これにより、弁ケーシング２５の供給ポート２５Ｄと出力ポート２５Ｅとの間が連通または遮断され、出力ポート２５Ｅとドレンポート２５Ｆとの間が連通または遮断され、油圧ポンプから油圧アクチュエータに対する圧油の給排が制御される。コイル１６に対する給電が停止されると、コイル１６による磁界が消滅し、スプール２９は、リターンスプリング３１のばね力により初期状態に戻る。これにより、弁ケーシング２５の出力ポート２５Ｅとドレンポート２５Ｆとが連通し、出力ポート２５Ｅと供給ポート２５Ｄとが遮断される。

ここで、コイル１６に対する給電によってステータ４が吸引力を発生する動作について説明する。

まず、電源装置からターミナル１７を介してコイル１６に対する給電が行われると、コイル１６によって磁界が発生する。このとき、磁路を構成するステータ４、プランジャ５、ヨーク８、ソレノイドケーシング２０の内部には磁束が発生する。この場合、磁路を構成するステータ４の筒型磁気制御部４Ｇは、他の磁路構成部材（プランジャ５、ヨーク８、ソレノイドケーシング２０）と比較して体積が少ない。このため、筒型磁気制御部４Ｇには磁束が集中して高磁束密度となり、他の部分の磁路と比較して磁化が促進される。この結果、磁気に関するクーロンの法則により、筒型磁気制御部４Ｇを含むステータ４の固定鉄心部４Ｂとプランジャ５との間で吸引力（磁力）が発生する。この吸引力は軸方向成分を有し、この軸方向成分はプランジャ５をステータ４に向けて軸方向に吸引する軸方向の吸引力として作用する。

ここで、ステータ４に対するプランジャ５の位置と、プランジャ５に作用する吸引力との関係について、図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３ないし図５に図示されるステータ４、プランジャ５、スペーサ７は、磁束線を明瞭に示すためにハッチングを省略している。

まず、プランジャ５が図３に示す初期位置、即ち、磁極部５Ａの第１縁辺５Ｊが、軸方向においてステータ４の筒型磁気制御部４Ｇの開口端４Ｈと同じ位置にあるときには、プランジャ５とステータ４に対し、図３中に複数の磁束線３７で示される磁束が発生する。初期位置における磁束線３７は、磁極部５Ａの外周面、第１縁辺５Ｊおよびステータ側端面５Ｂから、筒型磁気制御部４Ｇの外周面に形成されたテーパ部４Ｌの先端に向けて斜め方向に延びる。このため、プランジャ５に作用する吸引力Ｆ１は、磁束線３７の向きに沿うことにより軸方向に対して傾斜した方向に延びる。プランジャ５は、吸引力Ｆ１の軸方向成分である軸方向の吸引力Ｆｘ１により、ステータ４に接近する方向に変位し、このプランジャ５の軸方向への変位が、スプール２９の駆動力となる。

プランジャ５がステータ４に吸引されると、プランジャ５は、図４に示す中間位置、即ち、磁極部５Ａの第１縁辺５Ｊが筒型磁気制御部４Ｇ内（有底穴４Ｊ内）に入り込んだ位置に変位する。図４の中間位置では、筒型磁気制御部４Ｇの磁化する領域が、テーパ部４Ｌの外周面が拡径するのに応じて半径方向に増加する。これにより、図４に示す磁束線３７の向きは、図３に示す初期位置に比較して半径方向に傾き、プランジャ５に作用する吸引力Ｆ２の軸方向に対する傾きは、初期位置での吸引力Ｆ１の傾きよりも大きくなる。一方、筒型磁気制御部４Ｇの磁化する領域が増加することにより、吸引力Ｆ２は、初期位置での吸引力Ｆ１よりも大きくなる。この結果、吸引力Ｆ２の軸方向成分である軸方向の吸引力Ｆｘ２は、初期位置での軸方向の吸引力Ｆｘ１と同等の値もしくは同等の値に近い値となる（Ｆｘ２≒Ｆｘ１）。

プランジャ５がさらにステータ４に吸引されると、プランジャ５は、図５に示す規制位置、即ち、プランジャ５のステータ側端面５Ｂがスペーサ７のフランジ部７Ｂに当接する位置に変位する。これにより、ステータ４とプランジャ５との間のギャップが、スペーサ７によって規制される最小距離となる。このとき、磁極部５Ａの第１縁辺５Ｊは、筒型磁気制御部４Ｇのテーパ部４Ｌから円筒部４Ｍの内周側へと変位しているため、筒型磁気制御部４Ｇの磁化する領域が半径方向にさらに増加する。これにより、図５に示す磁束線３７の向きは、図４に示す中間位置に比較してさらに半径方向に傾き、プランジャ５に作用する吸引力Ｆ３の軸方向に対する傾きは、中間位置での吸引力Ｆ２の傾きよりもさらに大きくなる。一方、プランジャ５がステータ４に対し最接近するため、プランジャ５に作用する吸引力Ｆ３は、中間位置での吸引力Ｆ２よりも大きくなる。

ここで、本実施の形態では、ステータ４の筒型磁気制御部４Ｇの軸方向の長さＬ１と、プランジャ５のステータ側端面５Ｂから第２縁辺５Ｋまでの距離Ｌ２と、スペーサ７のフランジ部７Ｂの厚さ寸法Ｌ３とは、Ｌ１＞Ｌ２＋Ｌ３の関係を満たすように構成されている。従って、プランジャ５が規制位置に向けて変位する間に、磁極部５Ａの第２縁辺５Ｋは、ステータ４の筒型磁気制御部４Ｇ内（有底穴４Ｊ内）に侵入する。

この状態で、磁極部５Ａの第２縁辺５Ｋと筒型磁気制御部４Ｇの開口端４Ｈとの間には、第２縁辺５Ｋから開口端４Ｈに向けて斜め方向に磁束が発生する。このため、第２縁辺５Ｋに対し、軸方向に対して傾斜しつつ開口端４Ｈに向かう吸引力Ｆ４が作用する。この吸引力Ｆ４の軸方向成分である軸方向の吸引力Ｆｘ４は、プランジャ５をスペーサ７から離間させる方向に作用するので、吸引力Ｆ３の軸方向成分である軸方向の吸引力Ｆｘ３とは逆向きとなる。従って、プランジャ５をステータ４に接近させる方向に作用する軸方向の吸引力Ｆｘ３の一部が、プランジャ５をステータ４から離間させる方向に作用する軸方向の吸引力Ｆｘ４によって打消される。この結果、プランジャ５が規制位置に近づく領域において、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力（Ｆｘ３−Ｆｘ４）を、初期位置における軸方向の吸引力Ｆｘ１および中間位置における軸方向の吸引力Ｆｘ２と同等の値もしくは同等の値に近い値とすることができる（Ｆｘ３−Ｆｘ４≒Ｆｘ２）。

従って、コイル１６に給電される給電電流を一定値とした場合には、図６中の特性線３８で示すように、プランジャ５が図３に示す初期位置Ｐ１、図４に示す中間位置Ｐ２、図５に示す規制位置Ｐ３へと変位する間に、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力Ｆｘを、ほぼ一定値に保つことができる。この結果、プランジャ５とステータ４との間のギャップが、スペーサ７によって規制される最小距離に接近したときに、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが急激に増大するのを抑えることができる。従って、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが一定もしくは一定に近い状態のままプランジャ５が変位できる領域、即ち、図６中のＰ１からＰ３までの領域Ａを大きく確保することができる。

ここで、プランジャ５のステータ側端面５Ｂから第２縁辺５Ｋまでの距離Ｌ２は、ステータ４の筒型磁気制御部４Ｇ（有底穴４Ｊ）の軸方向の長さＬ１に対し、０．５Ｌ１≦Ｌ２≦０．７Ｌ１の範囲に設定されている。従って、この範囲で前記距離Ｌ２を調整することにより、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが一定もしくは一定に近い状態のままプランジャ５が変位できる領域（図６中の領域Ａ）の大きさを適宜に調整することができる。この場合、前記距離Ｌ２が０．５Ｌ１よりも小さい（Ｌ２＜０．５Ｌ１）場合には、プランジャ５のステータ側端面５Ｂがステータ４に接近する前段階で、磁極部５Ａの第２縁辺５Ｋが有底穴４Ｊ内に侵入するようになる。従って、プランジャ５をステータ４に接近させるための軸方向の吸引力Ｆｘが増加する前段階で、プランジャ５をステータ４から離間させるための軸方向の吸引力Ｆｘがプランジャ５に作用してしまう。この結果、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが一定もしくは一定に近い状態のままプランジャ５が変位できる領域が狭くなる。

一方、前記距離Ｌ２が０．７Ｌ１よりも大きい（Ｌ２＞０．７Ｌ１）場合には、プランジャ５のステータ側端面５Ｂがスペーサ７に当接する直前まで、磁極部５Ａの第２縁辺５Ｋが有底穴４Ｊ内に侵入することがない。従って、プランジャ５をスペーサ７から離間させるための軸方向の吸引力Ｆｘが発生するタイミングが遅れてしまう。この結果、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが一定もしくは一定に近い状態のままプランジャ５が変位できる領域が狭くなる。このため、前記距離Ｌ２は、前記長さＬ１に対して０．５Ｌ１≦Ｌ２≦０．７Ｌ１の範囲に設定することが望ましい。

ここで、本実施の形態によるプランジャ５と、比較例によるプランジャとの相違について説明する。

図７に示すように、比較例１によるプランジャ１０１は、磁極部１０１Ａと摺接部１０１Ｂとの境界部にテーパ面１０１Ｃが形成され、磁極部１０１Ａの外周面とステータ側端面１０１Ｄとが交わる角部が第１縁辺１０１Ｅとなり、磁極部１０１Ａの外周面とテーパ面１０１Ｃとが交わる角部が第２縁辺１０１Ｆとなっている。この場合、プランジャ１０１のステータ側端面１０１Ｄが、ステータ４の有底穴４Ｊ内でスペーサ７のフランジ部７Ｂに当接した規制位置において、第２縁辺１０１Ｆは有底穴４Ｊの外部に位置するようになっている。このため、比較例１によるプランジャ１０１は、ステータ側端面１０１Ｄが規制位置に接近した状態においても、第２縁辺１０１Ｆと筒型磁気制御部４Ｇの開口端４Ｈとの間に、プランジャ１０１をステータ４から離間させる方向への吸引力が作用することがない。

図８に示すように、比較例２によるプランジャ１０２は、磁極部１０２Ａと摺接部１０２Ｂとが等しい外形寸法を有する円柱状に形成されている。従って、比較例２によるプランジャ１０２は、磁極部１０２Ａの外周面とステータ側端面１０２Ｃとが交わる角部が第１縁辺１０２Ｄとなるものの、第１の実施の形態による第２縁辺５Ｋに対応する部位が設けられていない。このため、比較例２によるプランジャ１０２は、ステータ側端面１０２Ｃがスペーサ７のフランジ部７Ｂに当接する規制位置に接近した状態においても、プランジャ１０２に対し、ステータ４から離間させる方向への吸引力が作用することがない。

従って、比較例１によるプランジャ１０１を用いた電磁式駆動ユニットにおいては、図６中の特性線３９で示すように、プランジャ１０１が初期位置Ｐ１から中間位置Ｐ２に変位する間は、プランジャ１０１をステータ４に接近させる方向に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが一定もしくは一定に近い状態となる。しかし、プランジャ１０１が中間位置Ｐ２から規制位置Ｐ３に変位する間に、プランジャ１０１をスペーサ７に接近させる方向に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが急激に増加してしまう。この結果、プランジャ１０１に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが一定もしくは一定に近い状態のままプランジャ１０１が変位できる領域が、図６中のＰ１からＰ２までの狭い領域ａとなってしまう。一方、比較例２によるプランジャ１０２を用いた電磁式駆動ユニットにおいても、比較例１と同様に、プランジャ１０２の変位とプランジャ１０２に作用する軸方向の吸引力Ｆｘとの関係は、図６中の特性線３９で示されるようになる。

このように、第１の実施の形態による電磁式駆動ユニット２は、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが一定もしくは一定に近い状態のままプランジャ５が変位できる領域が拡大されるので、プランジャ５の変位による吸引力の変化が低減される。このため、電磁式駆動ユニット２を備えた電磁弁１では、スプール２９に作用する油圧力、リターンスプリング３１およびサブスプリング１３のばね力との釣り合いに必要なプランジャ５に対する吸引力を、コイル１６に対する給電制御によって高精度に制御することができる。従って、電磁式駆動ユニット２を備えた電磁弁１が、例えば可変容量型油圧ポンプ／油圧モータの傾転角制御、コントロールバルブのスプール／絞り弁の制御等を行う油圧システムに用いられた場合には、油圧システムの制御精度を向上させることができる。

しかも、電磁式駆動ユニット２を備えた電磁弁１では、プランジャ５に作用する軸方向の吸引力Ｆｘが一定もしくは一定に近い状態のままプランジャ５が変位できる領域を拡大することにより、制御弁ユニット２４の弁ケーシング２５内におけるスプール２９のストロークを大きくすることができる。これにより、例えば供給ポート２５Ｄと出力ポート２５Ｅとの間の最大開口量、および出力ポート２５Ｅとドレンポート２５Ｆとの間の最大開口量を大きく設定することができ、これら供給ポート２５Ｄ、出力ポート２５Ｅ、ドレンポート２５Ｆを流れる圧油の流量を増大させることができる。この結果、電磁弁１による油圧力の応答を高速化することができ、この電磁弁１を含む油圧システムの応答の高速化を図ることができる。

次に、図９および図１０は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、プランジャの磁極部と摺接部の外径が同径であり、プランジャの外周面には磁極部と摺接部とを軸方向に隔てるくびれ部が設けられていることにある。なお、第２の実施の形態では第１の実施の形態と同一の構成表素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、電磁式駆動ユニット４１は、制御弁ユニット２４と共に電磁弁を構成するものである。この電磁式駆動ユニット４１は、第１の実施の形態による電磁式駆動ユニット２と同様に、ステータ４、後述するプランジャ４２、ピン６、スペーサ７、ヨーク８、リング９、ボビン１５、コイル１６、ソレノイドケーシング２０等を含んで構成されている。しかし、第２の実施の形態では、プランジャ４２の構成が第１の実施の形態によるプランジャ５とは異なるものである。

プランジャ４２は、磁性体材料を用いて全体として円筒状に形成され、ステータ４と同軸上に配置されている。プランジャ４２は、後述する磁極部４２Ａの外径寸法と摺接部４２Ｃの外径寸法が同一（同径）となり、プランジャ４２の外周面には後述のくびれ部４２Ｇが設けられている。

磁極部４２Ａは、プランジャ４２のステータ４側の端部に設けられている。磁極部４２Ａは、その外径寸法がステータ４の筒型磁気制御部４Ｇ（有底穴４Ｊ）の内径寸法よりも僅かに小さく形成され、有底穴４Ｊの内側に入り込むものである。磁極部４２Ａのステータ側端面４２Ｂは、有底穴４Ｊの底部４Ｊ１と対面しスペーサ７のフランジ部７Ｂに当接するものである。

摺接部４２Ｃは、プランジャ４２のステータ４とは反対側（ヨーク８側）の端部に設けられている。摺接部４２Ｃは、ヨーク８の摺動穴８Ｄ内に摺動可能に挿嵌され、この摺動穴８Ｄに摺接しつつヨーク８との間で磁気の受け渡しを行うものである。摺接部４２Ｃのヨーク側端面４２Ｄは、スクリュ１０の軸部側雄ねじ１０Ｅの先端と対面し、サブスプリング１３が当接している。プランジャ４２の軸中心位置には軸方向に貫通する中心孔４２Ｅが形成され、この中心孔４２Ｅ内にはピン６が圧入されている。また、プランジャ４２のうち中心孔４２Ｅから径方向に偏心した部位には、軸方向に貫通する貫通孔４２Ｆが形成されている。

くびれ部４２Ｇは、プランジャ４２の外周面に全周に亘って凹溝状に形成され、磁極部４２Ａと摺接部４２Ｃとを軸方向に隔てている。プランジャ４２は、くびれ部４２Ｇを挟んでステータ４側が磁極部４２Ａとなり、ヨーク８側が摺接部４２Ｃとなっている。図１０に示すように、プランジャ４２の第１縁辺４２Ｈは、磁極部４２Ａの外周面とステータ側端面４２Ｂとが交わる角部に設けられている。この第１縁辺４２Ｈは、励磁されたステータ４の筒型磁気制御部４Ｇから、ステータ４に接近する方向への磁力（吸引力）を受けるものである。

プランジャ４２の第２縁辺４２Ｊは、磁極部４２Ａの外周面のうち第１縁辺４２Ｈとは反対側に離間した部位、即ち、磁極部４２Ａの外周面とくびれ部４２Ｇとが交わる角部に設けられている。この第２縁辺４２Ｊは、励磁されたステータ４の有底穴４Ｊ内に侵入したときに、筒型磁気制御部４Ｇからステータ４から離間する方向への磁力（吸引力）を受けるものである。

ここで、ステータ４の筒型磁気制御部４Ｇ（有底穴４Ｊ）の軸方向の長さをＬ１とし、プランジャ４２のステータ側端面４２Ｂから第２縁辺４２Ｊまでの距離をＬ２とし、スペーサ７のフランジ部７Ｂの厚さ寸法をＬ３とすると、これらＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、上述した数１（Ｌ１＞Ｌ２＋Ｌ３）、数２（０．５Ｌ１≦Ｌ２≦０．７Ｌ１）、数３（Ｌ３＝０．２Ｌ１）の関係を満たすように設定されている。

第２の実施の形態による電磁式駆動ユニット４１は、上述の如きプランジャ４２を備えたもので、コイル１６に対する給電制御を行うことにより、ステータ４からプランジャ４２に吸引力が作用する。

ここで、プランジャ４２の第１縁辺４２Ｈがステータ４の有底穴４Ｊ内に入り込んだ後、プランジャ４２の第２縁辺４２Ｊが有底穴４Ｊ内に侵入するまでの間は、第１の実施の形態と同様に、プランジャ４２に対してステータ４に接近する方向への軸方向の吸引力が作用する。そして、プランジャ４２の第２縁辺４２Ｊが有底穴４Ｊ内に侵入すると、第２縁辺４２Ｊと筒型磁気制御部４Ｇの開口端４Ｈとの間で磁力（吸引力）が発生し、プランジャ４２をステータ４から離間させる方向への軸方向の吸引力が作用する。これにより、プランジャ４２をステータ４に接近させる軸方向の吸引力の一部を打消すことができる。この結果、プランジャ４２とステータ４との間のギャップが、スペーサ７によって規制される最小距離に接近したときに、プランジャ４２に作用する軸方向の吸引力が急激に増大するのを抑えることができる。従って、第１の実施の形態と同様に、プランジャ４２に作用する軸方向の吸引力が一定もしくは一定に近い状態のままプランジャ４２が変位できる領域を拡大することができる。

なお、第２の実施の形態では、磁性体材料からなるプランジャ４２の外周面にくびれ部４２Ｇを形成し、くびれ部４２Ｇによって磁極部４２Ａと摺接部４２Ｃとを軸方向に隔てる構成を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１１に示す第１の変形例のように、くびれ部４２Ｇに非磁性材料からなる環状部材４３を埋設することにより、一様な外径寸法を有するプランジャ４２′として形成してもよい。

また、実施の形態では、ステータ４の筒型磁気制御部４Ｇの外周面に、開口端４Ｈに向けて縮径しつつ直線的に延びるテーパ部４Ｌを設けた場合を励磁している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１２に示す第２の変形例のように、開口端４Ｈに向けて縮径しつつ曲線的に延びるテーパ部４Ｌ′を設ける構成としてもよい。

２，４１ 電磁式駆動ユニット
４ ステータ
４Ｇ 筒型磁気制御部
４Ｈ 開口端
４Ｌ，４Ｌ′ テーパ部
５，４２ プランジャ
５Ａ，４２Ａ 磁極部
５Ｂ，４２Ｂ ステータ側端面
５Ｃ，４２Ｃ 摺接部
５Ｊ，４２Ｈ 第１縁辺
５Ｋ，４２Ｊ 第２縁辺
７ スペーサ
８ ヨーク
８Ｄ 摺動穴
１６ コイル
４２Ｇ くびれ部

Claims (4)

1. 磁性体材料からなるステータと、
   磁性体材料からなり、前記ステータに対して同軸上に配置されるプランジャと、
   磁性体材料からなり、前記ステータに対して同軸上に配置され前記プランジャを摺動可能に案内する摺動穴を有するヨークと、
   前記ステータ、前記プランジャ、前記ヨークを囲むように配置され、給電制御により前記ステータを励磁または消磁して前記プランジャを前記ステータに対して接近または離間させるコイルとを備えた電磁式駆動ユニットにおいて、
   前記プランジャの前記ステータ側の端部に設けられ、励磁された前記ステータから磁力を受ける磁極部と、
   前記プランジャの前記ステータとは反対側の端部に設けられ、前記ヨークの摺動穴と摺接し磁気の受け渡しを行う摺接部と、
   前記磁極部の前記ステータ側の外周縁に設けられた第１縁辺と、
   前記ステータに設けられ、前記プランジャのステータ側端面と対面する底部を有すると共に前記プランジャ側が開口端となった有底穴として形成された筒型磁気制御部と、
   前記筒型磁気制御部の外周面に設けられ、前記プランジャ側に向けて漸次小径となるテーパ部とを備え、
   前記磁極部の外周面のうち前記第１縁辺から前記ステータとは反対側に離間した部位には、前記筒型磁気制御部の前記有底穴に侵入したときに前記筒型磁気制御部の前記開口端との間で前記ステータから離間する方向への磁力を受ける第２縁辺が設けられており、
   前記ステータと前記プランジャとの間には両者間の軸方向最小距離を規制するスペーサが設けられ、
   前記筒型磁気制御部の軸方向の長さを（Ｌ１）とし、前記プランジャの前記ステータ側端面と前記第２縁辺との間の距離を（Ｌ２）とし、前記スペーサで規制された前記ステータと前記プランジャとの軸方向の最小距離を（Ｌ３）としたときに、前記距離の和（Ｌ２＋Ｌ３）は、前記筒型磁気制御部の長さ（Ｌ１）よりも小さいことを特徴とする電磁式駆動ユニット。
2. 前記プランジャの前記ステータ側端面と前記第２縁辺との間の距離（Ｌ２）は、前記筒型磁気制御部の軸方向の長さ（Ｌ１）に対し、０．５Ｌ１≦Ｌ２≦０．７Ｌ１に設定され、
   前記スペーサによって規制される前記ステータと前記プランジャとの軸方向の最小距離（Ｌ３）は、Ｌ３＝０．２Ｌ１に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁式駆動ユニット。
3. 前記磁極部の外径は、前記摺接部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電磁式駆動ユニット。
4. 前記磁極部と前記摺接部の外径は同径であり、前記プランジャの外周面には、前記磁極部と前記摺接部とを軸方向に隔てるくびれ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電磁式駆動ユニット。

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