JP2007032689A - スプール弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スプールのランド径寸法を小さくすることで、オイルのリーク量を抑えることが考えられるが、圧縮コイルスプリングが性能を確保するために小径化できないため、スプールのランド径寸法を小さくすることを実現できなかった。
【解決手段】 小径化していない圧縮コイルスプリング５とスプール４との間に、スプール４に当接するバネ座２２を設ける。このバネ座２２は、カップ筒部４２とカップ底部４４で構成されるカップが、スプール４の軸方向の先端に被せられる構造であり、カップ鍔部４３が受けた圧縮コイルスプリング５のバネ荷重を、カップ鍔部４３→カップ筒部４２→カップ底部４４を介してスプール４の先端に伝える。このため、各ランドのランド径寸法を、圧縮コイルスプリング５のスプリング径寸法Ｂより小さく設けて、オイルのリーク量を抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧縮コイルスプリングにより軸方向の一方向へ付勢されるスプールを備えたスプール弁装置に関する。

〔従来の技術〕
流体（例えば、オイル等）の切替えや、流量調整、圧力調整を行うために、スプール弁と駆動手段（例えば、電磁アクチュエータ等）を組み合わせてなるスプール弁装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来のスプール弁装置を電磁油圧制御弁に適用した一例を、図７、図８に示す。なお、各名称の符号は、後述する実施例と共通符号としている。
この図７、図８は、入力ポート７と出力ポート８の連通度合と、出力ポート８と排出ポート９の連通度合を、スプール４の軸方向の位置によって調整する電磁油圧制御弁であり、スリーブ３、スプール４、圧縮コイルスプリング５よりなるスプール弁１と、このスプール弁１におけるスプール４を駆動する電磁アクチュエータ２とからなる。

なお、図７は、電磁アクチュエータ２がＯＦＦの状態で、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最大になるとともに、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最小（閉鎖）になるノーマリ・オープン（以下、Ｎ／Ｏ）タイプの電磁油圧制御弁である。
また、図８は、電磁アクチュエータ２がＯＦＦの状態で、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最小（閉鎖）になるとともに、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最大になるノーマリ・クローズ（以下、Ｎ／Ｃ）タイプの電磁油圧制御弁である。

〔従来技術の不具合〕
スプール弁１は、略筒状を呈したスリーブ３の内側をスプール４が軸方向へ移動して、各ポート７、８、９の連通度合の調整を行うものであるため、スリーブ３とスプール４（具体的には各ランド１４、１５、１６）との間には摺動クリアランスが存在する。油圧は摺動クリアランスを通って一部リークするため、摺動クリアランスからリークするリーク量を低減する要求がある。
摺動クリアランスにおけるオイルのシール能力は、摺動クリアランスの軸方向距離（軸方向のシール距離）と、摺動クリアランス（隙間間隔）とによって決定される。

摺動クリアランスの軸方向距離は、スプール弁１の搭載性などの制約を受ける。
また、摺動クリアランスを極めて小さくすると、加工精度を極めて高めることになるためコストアップの要因になるとともに、摺動抵抗が大きくなるためスプール４の応答性も劣化してしまう。また、摺動クリアランスを極めて小さくしても、摺動クリアランスがあることには変わりがなく、摺動クリアランスからオイルが漏れる。

そこで、スプール４の各ランド１４、１５、１６のランド径寸法を小さくすることで、摺動クリアランスにおける隙間面積を減らして、スプール弁１のオイル漏れを抑えることが考えられる。
従来の技術では、図７、図８に示すように、各ランド１４、１５、１６のランド径寸法が、圧縮コイルスプリング５のスプリング径寸法Ｂより大きい。このため、圧縮コイルスプリング５に最も近いランド（図７では排出シールランド１５、図８ではＦ／Ｂランド１６）のランド径寸法Ａも、圧縮コイルスプリング５のスプリング径寸法Ｂより大きかったため（Ａ＞Ｂ）、スプール４に圧縮コイルスプリング５のバネ受け１００を設けることができた。

（１）しかし、ランド径寸法Ａを小さくするのに伴って、スプリング径寸法Ｂも小さくすると、圧縮コイルスプリング５のスプリング性能が著しく低下するため、ランド径寸法Ａを小さくする技術を採用することができなかった。
（２）また、圧縮コイルスプリング５において、スプール４に当接する側のスプリング径寸法Ｂを小径化することも考えられる（例えば、特許文献２参照）。しかし、上記と同様、小径化した部分はスプリング性能として使用できず、スプリング性能が著しく低下するため、ランド径寸法Ａを小さくする技術を採用することができなかった。

（３）そこで、図９に示すように、スプール４の軸方向の先端に凸部１０１を設け、その凸部１０１にリング円板形状（ドーナツ形状）のバネ座２２を圧入等により取り付けることで、スプリング径寸法Ｂは従来と同じまま、ランド径寸法Ａだけ小径化する方法も考えられる。
しかし、スプール４には、凸部１０１の周囲にバネ座受面１０２が必要になるため、ランド径寸法Ａが小さくなると、バネ座受面１０２の確保ができなくなり、スプール４にバネ座２２を設置することができなくなる。

上記（１）〜（３）の理由により、従来の技術では、圧縮コイルスプリング５においてスプール４に当接する側のスプリング径寸法Ｂを大きく保ったまま、スプール４において圧縮コイルスプリング５に最も近い側でスリーブ３と摺接するランド径寸法Ａを小さくすることができなかった。
特開２００２−２４３０５７号公報 特開平５−２６２７５号公報

本発明は、上記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、圧縮コイルスプリングにおいてスプールに当接する側のスプリング径寸法Ｂを大きく保ったまま、スプールにおいて圧縮コイルスプリングに最も近い側でスリーブと摺接するランドのランド径寸法Ａを小さくすることが可能なスプール弁装置の提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のスプール弁装置におけるスプール弁の圧縮コイルスプリングは、スプールに当接するバネ座を介して当該スプールを付勢するものであり、そのバネ座は、スプールの軸方向の先端軸部の外周部を覆う「カップ筒部」と、このカップ筒部の一端において外径方向に向く鍔形状を呈し、圧縮コイルスプリングの端部が当接する「カップ鍔部」と、カップ筒部の他端の内側を閉塞し、スプールの軸方向の先端に当接して圧縮コイルスプリングのバネ荷重をスプールに伝える「カップ底部」とを一体に設けたものである。

このように、バネ座は、カップ筒部とカップ底部で構成されるカップが、スプールの軸方向の先端に被せられる構造で、そのカップに設けられたカップ鍔部が圧縮コイルスプリングに当接する構造である。
このため、「ランド径寸法Ａ」＜「スプリング径寸法Ｂ」を満足したまま、圧縮コイルスプリングのバネ荷重をスプールに伝えることができる。即ち、カップ鍔部に受けた圧縮コイルスプリングのバネ荷重を、カップ筒部とカップ底部を介してスプールに伝えることができる。

また、ランド径寸法Ａに関係なくスプリング径寸法Ｂを同一にすることができる。これにより、圧縮コイルスプリングの汎用性が高まるため、スプール弁装置の製造コストを抑えることが可能になる。
さらに、上記（３）で示した凸部１０１の周囲のバネ座受面１０２が不要であるため、ランド径寸法Ａが小さくなっても、カップ筒部とカップ底部で構成されるカップをスプールの軸方向の先端に被せることができる。即ち、ランド径寸法Ａが小さくなっても、スプールの端部にバネ座を設けることが可能になる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のスプール弁装置は、スプールの軸方向の先端軸部においてカップ筒部と径方向に接触する部分が円柱形状の外周面であり、カップ筒部において先端軸部の外周と径方向に接触する部分が円筒形状の内周面である。
このように、カップ筒部においてスプールと接触する部分は、軸方向に係合しないため、圧縮コイルスプリングのバネ荷重はカップ筒部からスプールには伝えられない。即ち、カップ鍔部が受けた圧縮コイルスプリングのバネ荷重は、カップ底部のみからスプールに伝えられる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のスプール弁装置は、スプールの軸方向の先端軸部においてカップ筒部と径方向に接触する部分が円柱形状の角部であり、カップ筒部において先端軸部の外周と径方向に接触する部分が円錐筒形状の内周面である。
このように設けられることにより、カップ筒部とスプールの接触は、円周方向の線接触になる。

〔請求項４の手段〕
例えば、カップ底部とスプールの軸方向の先端が共に平面で、バネ座が軸方向に傾く場合、平面のカップ底部と、平面のスプールの軸方向先端とが片当たりして、平面と平面との間に傾斜隙間ができる。スプールの移動により、圧縮コイルスプリングのバネ荷重が増加すると傾斜隙間が無くなり、逆に圧縮コイルスプリングのバネ荷重が減少すると、再び傾斜隙間が発生する場合がある。
この傾斜隙間が発生したり、無くなったりすることで、スプールの軸方向位置が変化する可能性がある。

そこで、請求項４に記載のスプール弁装置は、カップ底部に当接するスプールの軸方向の先端を、球面形状に設けたものである。
これにより、バネ座が軸方向に傾いても、カップ底部とスプールの軸方向の接触面積が１箇所に集中するため、傾斜隙間が発生する不具合が生じない。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のスプール弁装置は、カップ鍔部の外径側に、圧縮コイルスプリングが配置された側に向かって傾斜するバネガイドを設けたものである。
これにより、スプリング径寸法Ｂが多少異なる場合であっても、圧縮コイルスプリングをカップ鍔部で受けることができる。即ち、バネ座の汎用性が高まり、製造コストを抑えることができる。

〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のスプール弁装置におけるスプール弁は、油圧の切替あるいは油圧の調整を行う油圧制御弁である。
このため、ランド径を小径化したことで、スプール弁から漏れるオイル量を低減することが可能になる。

〔請求項７の手段〕
請求項７に記載のスプール弁装置における駆動手段は、通電により磁力を発生するコイル、軸方向へ摺動自在に支持されたプランジャ、コイルの発生する磁力によりプランジャを軸方向に磁気吸引する吸引ステータを備える電磁アクチュエータである。
即ち、スプール弁装置（例えば、電磁油圧制御弁など）において、ランド径を小径化できる。

最良の形態１のスプール弁装置は、軸方向の一方へ駆動力を発生する駆動手段（電磁アクチュエータ等）と、スプール弁とを備える。
このスプール弁は、駆動手段によって軸方向の一方へ向けて駆動されるスプールと、このスプールを軸方向の他方へ向けて付勢する圧縮コイルスプリングと、スプールを摺動自在に支持するスリーブとを備える。
ここで、スプールにおいて圧縮コイルスプリングに最も近い側でスリーブと摺接するランドのランド径寸法をＡ、圧縮コイルスプリングにおいてスプールに当接する側のスプリング径寸法をＢとした場合、Ａ＜Ｂの関係を満足する。

そして、圧縮コイルスプリングは、スプールに当接するバネ座を介してスプールを付勢するものである。
このバネ座は、スプールの軸方向の先端軸部の外周部を覆うカップ筒部と、このカップ筒部の一端において外径方向に向く鍔形状を呈し、圧縮コイルスプリングの端部が当接するカップ鍔部と、カップ筒部の他端の内側を閉塞し、スプールの軸方向の先端に当接して圧縮コイルスプリングのバネ荷重をスプールに伝えるカップ底部とを一体に設けたものである。

本発明のスプール弁装置を電磁油圧制御弁に適用した実施例１を説明する。なお、実施例１では、先ず「電磁油圧制御弁の基本構造」を説明し、その後で「実施例１の特徴」を説明する。

〔電磁油圧制御弁の基本構造〕
図２に示す電磁油圧制御弁は、例えば自動変速機の油圧制御装置に搭載されるものであり、油圧の切替あるいは油圧の調整を行う油圧制御弁を構成するスプール弁１と、このスプール弁１を駆動する駆動手段に相当する電磁アクチュエータ２とを組み合わせたものである。なお、実施例１では、電磁アクチュエータ２がＯＦＦの状態で、後述する入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最大になるとともに、後述する出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最小（閉鎖）になるＮ／Ｏタイプの電磁油圧制御弁を示す。

（スプール弁１の説明）
スプール弁１は、スリーブ３、スプール４および圧縮コイルスプリング（リターンバネ）５を備える。
スリーブ３は、図示しない油圧コントローラのケース内に挿入されるものであり、略円筒形状を呈する。
スリーブ３には、スプール４を軸方向へ摺動自在に支持する挿通穴６、オイルポンプ（油圧発生手段）のオイル吐出口に連通して入力油圧が供給される入力ポート７、スプール弁１で調圧した出力圧が出力される出力ポート８、低圧側（オイルパン等）に連通する排出ポート９が形成されている。

入力ポート７、出力ポート８、排出ポート９等のオイルポートは、スリーブ３の側面に形成された穴であり、図２右側（電磁アクチュエータ２側）から左側（反電磁アクチュエータ２側）に向けて、ダイアフラム室呼吸用のドレーンポート１１、Ｆ／Ｂ（フィードバック）ポート１２、入力ポート７、出力ポート８、排出ポート９、バネ室呼吸用のドレーンポート１３が形成されている。なお、Ｆ／Ｂポート１２は、出力ポート８と連通して、出力圧に応じたＦ／Ｂ油圧をスプール４に発生させる。

スプール４は、スリーブ３内に摺動可能に配置され、入力ポート７をシールする入力シールランド１４、排出ポート９をシールする排出シールランド１５、および入力シールランド１４より小径のＦ／Ｂランド１６を有する。そして、入力シールランド１４と排出シールランド１５の間に分配室１７を形成し、入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１６の間にＦ／Ｂ室１８を形成する。なお、Ｆ／Ｂランド１６は、Ｆ／Ｂ室１８とダイアフラム室の間をシールする。

Ｆ／Ｂランド１６のランド径は、入力シールランド１４のランド径より小径に設けられている。このため、Ｆ／Ｂ室１８に印加される油圧（出力圧）が大きくなるに従って入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１６のランド差による差圧により、スプール４には圧縮コイルスプリング５のバネ荷重に抗する軸力が発生する。これによって、スプール４の変位が安定し、入力圧の変動により出力圧が変動するのを防ぐことができる。なお、スプール４は、圧縮コイルスプリング５のバネ荷重と、電磁アクチュエータ２によるスプール４の駆動力と、入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１６のランド差による軸力とが釣り合う位置で静止するものである。

このスプール４には、電磁アクチュエータ２の内部にまで延びるシャフト１９が設けられており、そのシャフト１９の先端は、後述するプランジャ３２の端面に当接して、プランジャ３２がスプール４を直接駆動するように設けられている。

上記構成よりなるスプール弁１は、電磁アクチュエータ２の作動によってスプール４を軸方向に変位させることで、入力シールランド１４による入力ポート７と分配室１７の入力側シール長（ラップα）と、排出シールランド１５による分配室１７と排出ポート９の排出側シール長（ラップβ）との比率が変化し、その結果、出力ポート８に発生するオイルの出力圧が変化する。

圧縮コイルスプリング５は、スプール４を開弁側（入力側シール長が短くなって出力圧が高くなる側：この実施例では図２右側）に付勢する筒状に螺旋形成されたコイルスプリングであり、スリーブ３の図２左側のバネ室内に圧縮された状態で配置される。この圧縮コイルスプリング５は、一端がスリーブ３の挿通穴６の図２左端を閉塞する調整ネジ２１の底面に当接し、他端がスプール４の端部に取り付けられたバネ座２２に当接するものであり、調整ネジ２１の螺合量（ねじ込み量）により、圧縮コイルスプリング５のバネ荷重が調整できるようになっている。
なお、バネ座２２については、後述する。

（電磁アクチュエータ２の説明）
電磁アクチュエータ２は、コイル３１、プランジャ３２、ステータ３３、ヨーク３４、コネクタ３５を備える。
コイル３１は、通電されると磁力を発生して、プランジャ３２と磁気固定子（ステータ３３、ヨーク３４）を通る磁束ループを形成させるものであり、樹脂ボビン３１ａの周囲に絶縁被膜線を多数巻回したものである。

プランジャ３２は、略円柱形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）である。
このプランジャ３２は、ステータ３３の内周面と直接摺動するものである。
また、プランジャ３２は、シャフト１９の先端と直接当接しており、スプール４に伝わる圧縮コイルスプリング５のバネ荷重によってスプール４とともにプランジャ３２も開弁側（図２右側）に付勢されている。
なお、プランジャ３２内を軸方向に貫通する孔３２ａは、プランジャ３２の両端の室内を連通する呼吸孔である。

ステータ３３は、磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）よりなり、プランジャ３２を軸方向へ磁気吸引する吸引ステータ３３ａと、プランジャ３２の周囲を覆ってプランジャ３２と径方向の磁束の受け渡しを行う摺動ステータ３３ｂとを備えるものであり、吸引ステータ３３ａと摺動ステータ３３ｂは磁気遮断溝（磁気抵抗が大きくなる部分）３３ｃを介して磁気的に遮断されている。
ステータ３３の内周には、プランジャ３２を軸方向に摺動可能に支持する軸方向穴３３ｄが形成されている。この軸方向穴３３ｄは、ステータ３３の一端から他端に向けて同径の貫通穴である。

吸引ステータ３３ａは、スリーブ３とコイル３１との間に挟まれて、ヨーク３４の開口部と磁気的に結合されており、コイル３１の発生した磁力によってプランジャ３２を閉弁側（入力ポート７が閉じて出力圧が低くなる側：この実施例では図２左側）に磁気吸引する。
また、吸引ステータ３３ａは、プランジャ３２を磁気吸引した際にプランジャ３２と軸方向に交差する部分に筒部を備える。この筒部の外周面は、テーパ形状に設けられており、プランジャ３２のストローク量に対して磁気吸引力が変化しないように設けられている。

摺動ステータ３３ｂは、プランジャ３２の略全周を覆う略円筒形状を呈するものであり、ヨーク３４の底部と磁気的に結合されている。この摺動ステータ３３ｂは、プランジャ３２と直接摺動してプランジャ３２を軸方向に摺動自在に支持するとともに、プランジャ３２と径方向の磁束の受け渡しを行うものである。
ヨーク３４は、コイル３１の周囲を覆って磁束を流す略カップ状に形成された磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であり、開口端部に形成された爪部をカシメることでスリーブ３と強固に結合される。

スプール弁１と電磁アクチュエータ２の連結部分には、スリーブ３内と電磁アクチュエータ２内を区画するダイアフラム３６が設けられている。ダイアフラム３６は、略リング形状のゴム製であり、外周部がスリーブ３とステータ３３の間に挟み付けられ、中心部がシャフト１９の外周に形成された溝１９ａに嵌め合わされてスリーブ３内のオイルや異物が電磁アクチュエータ２の内部に浸入するのを防ぐものである。

コネクタ３５は、電磁油圧制御弁を制御する電子制御装置（図示しない）と接続線を介して電気的な接続を行う接続手段であり、その内部にはコイル３１の両端にそれぞれ接続される端子３５ａが配置されている。
なお、電子制御装置は、デューティ比制御によって電磁アクチュエータ２のコイル３１へ供給する通電量（電流値）を制御するものであり、コイル３１への通電量を制御することによって、圧縮コイルスプリング５のバネ荷重に抗してプランジャ３２およびスプール４の軸方向の位置をリニアに変位させることで、入力側シール長（ラップα）と、排出側シール長（ラップβ）との比率を変化させて、出力ポート８に発生する出力圧をコントロールするものである。

〔実施例１の特徴〕
スプール弁１は、スリーブ３の内側をスプール４が軸方向へ移動して、各ポート７、８、９の連通度合の調整を行うものであるため、スリーブ３とスプール４（具体的には各ランド１４、１５、１６）との間には摺動クリアランスが存在する。油圧は摺動クリアランスを通って一部がリークするため、摺動クリアランスからリークするリーク量を低減する要求がある。
摺動クリアランスにおけるオイルのシール能力は、摺動クリアランスの軸方向距離（軸方向のシール距離）と、摺動クリアランス（隙間間隔）とによって決定される。

摺動クリアランスの軸方向距離は、スプール弁１の搭載性などの制約を受ける。
一方、摺動クリアランスを極めて小さくすると、コストアップの要因になるとともに、摺動抵抗が大きくなるためスプール４の応答性も劣化してしまう。また、摺動クリアランスを極めて小さくしても、摺動クリアランスがあることには変わりがなく、摺動クリアランスからオイルが漏れる。

そこで、この実施例１では、スプール４における各ランド１４、１５、１６のランド径寸法を小さく設けることで、スリーブ３と各ランド１４、１５、１６の摺動クリアランスにおける隙間面積を減らして、スプール弁１におけるオイルのリーク量を抑えるものである。
具体的に、実施例１では、各ランド１４、１５、１６のランド径寸法は、いずれも圧縮コイルスプリング５のスプリング径寸法Ｂより小さく設けられて、スプール弁１におけるオイルのリーク量を抑えるように設けられている。

このため、圧縮コイルスプリング５に最も近いランド（実施例１では、排出シールランド１５）のランド径寸法Ａも、圧縮コイルスプリング５のスプリング径寸法Ｂより小さく設けられている。
即ち、スプール４において圧縮コイルスプリング５に最も近い側でスリーブ３と摺接する排出シールランド１５のランド径寸法をＡ、圧縮コイルスプリング５においてスプール４に当接する側のスプリング径寸法をＢ（実施例１では、スプリング径寸法Ｂは一定）とすると、「Ａ＜Ｂ」の関係を満足するように設けられている。

（実施例１の背景）
（１）しかし、摺動クリアランスからオイルが漏れるのを抑える目的で、ランド径寸法Ａを小さくするのに伴って、スプリング径寸法Ｂも小さくすると、圧縮コイルスプリング５のスプリング性能が著しく低下し、実用化できない。
（２）また、圧縮コイルスプリング５において、スプール４に当接する側のスプリング径寸法Ｂを小径化しても、小径化した部分はスプリング性能として使用できず、スプリング性能が著しく低下するため、実用化できない。
（３）さらに、図９に示すように、スプール４の先端に凸部１０１を設け、その凸部１０１にリング円板形状（ドーナツ形状）のバネ座２２を圧入等により取り付ける方法も考えられる。しかし、ランド径寸法Ａが小さくなると、バネ座受面１０２の確保ができなくなる。

（上記の不具合を解決する実施例１の技術）
上記の不具合を解決するために、この実施例１では、圧縮コイルスプリング５とスプール４との間に、スプール４に当接するバネ座２２を設け、圧縮コイルスプリング５のバネ荷重をバネ座２２を介してスプール４に伝える手段を採用する。
このバネ座２２は、図１に示されるように、カップ筒部４２とカップ鍔部４３とカップ底部４４とを一体に設けた開口周囲に鍔（フランジ）のあるカップ形状を呈するものであり、例えばステンレス等の金属板をプレス加工したり、削り出したりする等の技術により設けられている。

ここで、スプール４の圧縮コイルスプリング５側の先端には、排出シールランド１５より小径の先端軸部４１がスプール４と一体に設けられている。
この先端軸部４１は、排出シールランド１５から図示左側に向けて、円柱形状の小径軸（カップ筒部４２と径方向に接触する部分）４５、台形円錐形状のテーパ軸４６、小径円柱形状の突起４７よりなる。
そして、カップ筒部４２の軸方向長は、先端軸部４１の軸方向長より短く設けられて、バネ座２２が小径軸４５と排出シールランド１５の段差４８に接触しないように設けられている。

カップ筒部４２は、先端軸部４１の外周を覆うものであり、開口側の筒部（カップ筒部４２において先端軸部４１の外周と径方向に接触する部分：カップ鍔部４３の内周部分）４２ａは円筒形状を呈する。そして、開口側の筒部４２ａの内周面が、小径軸４５の外周面に接触することで、バネ座２２がスプール４に対して同芯に保持される。
このように、カップ筒部４２においてスプール４と接触する部分は、軸方向に係合しないため、圧縮コイルスプリング５のバネ荷重はカップ筒部４２からスプール４には伝えられない。即ち、カップ鍔部４３が受けた圧縮コイルスプリング５のバネ荷重は、カップ底部４４のみからスプール４に伝えられる。

カップ鍔部４３は、カップ筒部４２の一端（開口側）において外径方向に向く鍔形状を呈するものであり、このカップ鍔部４３の最大径はスプリング径寸法Ｂより大きく設けられ、カップ鍔部４３には、圧縮コイルスプリング５の端部が当接する。なお、圧縮コイルスプリング５のバネ荷重をカップ鍔部４３で受けることができるように、バネ座２２の材質および板厚が決定されている。
カップ底部４４は、カップ筒部４２の他端の内側を閉塞する底部分であり、スプール４の軸方向の先端（この実施例では円柱形状を呈した突起４７の先端）に当接して圧縮コイルスプリング５のバネ荷重をスプール４に伝えるものである。

（実施例１の効果）
実施例１の電磁油圧制御弁に用いられるバネ座２２は、カップ筒部４２とカップ底部４４で構成されるカップが、スプール４の軸方向の先端に被せられる構造であり、カップの開口周囲に設けられたカップ鍔部４３が受けた圧縮コイルスプリング５のバネ荷重を、カップ鍔部４３→カップ筒部４２→カップ底部４４を介してスプール４の先端に伝えるものである。
このため、各ランド１４、１５、１６のランド径寸法を、圧縮コイルスプリング５のスプリング径寸法Ｂより小さく設けて、スプール弁１におけるオイルのリーク量を抑えることができるとともに、「ランド径寸法Ａ」＜「スプリング径寸法Ｂ」を満足したまま、小径化していない圧縮コイルスプリング５のバネ荷重をスプール４に伝えることができる。即ち、オイルのリーク量を抑えたＮ／Ｏタイプの電磁油圧制御弁を提供することができる。

また、ランド径寸法Ａに関係なくスプリング径寸法Ｂを同一にすることが可能になる。これにより、圧縮コイルスプリング５の汎用性が高まるため、電磁油圧制御弁の製造コストを抑えることが可能になる。
さらに、上記（３）で示した凸部１０１の周囲のバネ座受面１０２が不要であるため、ランド径寸法Ａが小さくなっても、カップ筒部４２とカップ底部４４で構成されるカップをスプール４の軸方向の先端に被せることができ、ランド径寸法Ａが小さくなっても、スプール４の端部にバネ座２２を設けることが可能になる。

図３を参照して実施例２を説明する。なお、以下の実施例において実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記の実施例では、電磁アクチュエータ２がＯＦＦの状態で、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最大になるとともに、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最小（閉鎖）になるＮ／Ｏタイプの電磁油圧制御弁に本発明を適用した例を示した。
これに対し、この実施例２は、電磁アクチュエータ２がＯＦＦの状態で、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最小（閉鎖）になるとともに、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最大になるＮ／Ｃタイプの電磁油圧制御弁に本発明を適用した例である。

具体的には、各ランド１４、１５、１６のランド径寸法を、圧縮コイルスプリング５のスプリング径寸法Ｂより小さく設けて、スプール弁１におけるオイルのリーク量を抑えるとともに、「ランド径寸法Ａ」＜「スプリング径寸法Ｂ」を満足したまま、圧縮コイルスプリング５のバネ荷重をスプール４に伝えることができる。即ち、オイルのリーク量を抑えたＮ／Ｃタイプの電磁油圧制御弁を提供することができる。

なお、実施例２では、スプール４において圧縮コイルスプリング５に最も近い側でスリーブ３と摺接するランドはＦ／Ｂランド１６であり、そのランド径寸法をＡとしている。 また、この実施例２は、Ｆ／Ｂランド１６において圧縮コイルスプリング５に近い側が、実施例１で示した小径軸４５を兼ねるものである。

図４を参照して実施例３を説明する。
上記の実施例では、カップ筒部４２においてスプール４と接触する開口側の筒部４２ａを円筒形状に設ける例を示した。
これに対し、この実施例３では、カップ筒部４２においてスプール４と接触する開口側の筒部４２ａを円錐筒形状に設けたものである。なお、先端軸部４１における小径軸４５は、実施例１と同様、円柱形状を呈するものである。
即ち、スプール４の軸方向の先端軸部４１においてカップ筒部４２と径方向に接触する部分は、円柱形状の角であり、カップ筒部４２において先端軸部４１の外周と径方向に接触する部分は、円錐筒形状を呈した筒部４２ａの内周面である。
この実施例３のように設けられることにより、実施例１ではカップ筒部４２とスプール４の接触が円筒面の面接触であったのに対し、カップ筒部４２とスプール４の接触が円周方向の線接触になる。

図５を参照して実施例４を説明する。
上記の実施例では、突起４７を円柱形状に設けていたため、突起４７の軸方向端が軸方向に向く平面になる。このため、カップ底部４４と突起４７の先端が、共に平面になるため、バネ座２２が軸方向に傾いた場合、平面のカップ底部４４と、平面のスプール４の軸方向先端とが片当たりして、平面と平面との間に傾斜隙間ができる。
すると、スプール４が移動して圧縮コイルスプリング５のバネ荷重が増加して傾斜隙間が無くなる場合がある。逆に、スプール４が移動して圧縮コイルスプリング５のバネ荷重が減少すると、再び傾斜隙間が発生する場合がある。
カップ底部４４と突起４７の間で傾斜隙間が発生したり、無くなったりすることで、スプール４の軸方向位置が変化する可能性がある。

そこで、この実施例４では、カップ底部４４に当接するスプール４の軸方向の先端、即ち突起４７の先端を、図５に示すように、球面形状に設けたものである。
これにより、バネ座２２が軸方向に傾いたとしても、カップ底部４４とスプール４の軸方向の接触面積が１箇所に集中するため、カップ底部４４と突起４７の間に傾斜隙間が発生する不具合が生じず、傾斜隙間によりスプール４の軸方向位置が変化する不具合が生じない。

図６を参照して実施例５を説明する。
上記の実施例では、カップ鍔部４３をリング円板形状に設けた例を示した。
これに対し、この実施例５は、図６に示すように、カップ鍔部４３の外径側に、圧縮コイルスプリング５が配置された側に向かって傾斜するバネガイド４３ａを設けたものである。
このようにカップ鍔部４３の外周側にバネガイド４３ａを設けることにより、スプリング径寸法Ｂが多少異なる場合であっても、圧縮コイルスプリング５をカップ鍔部４３で受けることができる。これによって、バネ座２２の汎用性が高まり、製造コストを抑えることができる。

〔変形例〕
上記の実施例では、自動変速機の油圧制御装置に用いられる電磁油圧制御弁に本発明を適用する例を示したが、自動変速機以外の他の電磁油圧制御弁に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、三方弁に本発明を適用した例を示したが、スプール弁１は三方弁に限定されるものではない。即ち、スリーブ３とスプール４とからなるスプール弁１を駆動手段によって駆動する全てのスプール弁装置に本発明を適用することができる。
上記の実施例では、スプール弁１を駆動する駆動手段として電磁アクチュエータ２を用いる例を示したが、電動モータによる直線駆動、ピエゾスタック等を用いたピエゾアクチュエータ、油圧、負圧等の流体圧アクチュエータなど、他の駆動手段を用いても良い。

電磁油圧制御弁の要部断面図である（実施例１）。 Ｎ／Ｏタイプの電磁油圧制御弁の断面図である（実施例１）。 Ｎ／Ｃタイプの電磁油圧制御弁の断面図である（実施例２）。 電磁油圧制御弁の要部断面図である（実施例３）。 電磁油圧制御弁の要部断面図である（実施例４）。 電磁油圧制御弁の要部断面図である（実施例５）。 Ｎ／Ｏタイプの電磁油圧制御弁の断面図である（従来例１）。 Ｎ／Ｃタイプの電磁油圧制御弁の断面図である（従来例２）。 電磁油圧制御弁の要部断面図である（参考例）。

符号の説明

１ スプール弁（油圧制御弁）
２ 電磁アクチュエータ（駆動手段）
３ スリーブ
４ スプール
５ 圧縮コイルスプリング
１５ 排出シールランド（実施例１、３〜５：圧縮コイルスプリングに最も近い側でスリーブと摺接するランド）
１６ Ｆ／Ｂランド（実施例２：圧縮コイルスプリングに最も近い側でスリーブと摺接するランド）
２２ バネ座
３１ コイル
３２ プランジャ
３３ａ 吸引ステータ
４１ 先端軸部
４２ カップ筒部
４２ａ 開口側の筒部（カップ筒部において先端軸部と径方向に接触する部分）
４３ カップ鍔部
４３ａ バネガイド
４４ カップ底部
４５ 小径軸（先端軸部においてカップ筒部と径方向に接触する部分）
４７ 突起（先端軸部においてカップ底部と接触する部分）
Ａ 圧縮コイルスプリングに近い側でスリーブと摺接するランドのランド径寸法
Ｂ 圧縮コイルスプリングのスプリング径寸法

Claims (7)

1. 軸方向の一方へ駆動力を発生する駆動手段と、
   この駆動手段によって軸方向の一方へ向けて駆動されるスプール、このスプールを軸方向の他方へ向けて付勢する圧縮コイルスプリング、前記スプールを摺動自在に支持するスリーブを備えるスプール弁と、
   を具備するスプール弁装置において、
   前記スプールにおいて前記圧縮コイルスプリングに最も近い側で前記スリーブと摺接するランドのランド径寸法をＡ、
   前記圧縮コイルスプリングにおいて前記スプールに当接する側のスプリング径寸法をＢとすると、
   Ａ＜Ｂの関係にあり、
   前記圧縮コイルスプリングは、前記スプールに当接するバネ座を介して当該スプールを付勢するものであり、
   前記バネ座は、
   前記スプールの軸方向の先端軸部の外周部を覆うカップ筒部と、
   このカップ筒部の一端において外径方向に向く鍔形状を呈し、前記圧縮コイルスプリングの端部が当接するカップ鍔部と、
   前記カップ筒部の他端の内側を閉塞し、前記スプールの軸方向の先端に当接して前記圧縮コイルスプリングのバネ荷重を前記スプールに伝えるカップ底部とを一体に設けられていることを特徴とするスプール弁装置。
2. 請求項１に記載のスプール弁装置において、
   前記スプールの軸方向の先端軸部において前記カップ筒部と径方向に接触する部分は、円柱形状の外周面であり、
   前記カップ筒部において前記先端軸部の外周と径方向に接触する部分は、円筒形状の内周面であることを特徴とするスプール弁装置。
3. 請求項１に記載のスプール弁装置において、
   前記スプールの軸方向の先端軸部において前記カップ筒部と径方向に接触する部分は、円柱形状の角部であり、
   前記カップ筒部において前記先端軸部の外周と径方向に接触する部分は、円錐筒形状の内周面であることを特徴とするスプール弁装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のスプール弁装置において、
   前記カップ底部に当接する前記スプールの軸方向の先端は、球面形状に設けられていることを特徴とするスプール弁装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のスプール弁装置において、
   前記カップ鍔部の外径側には、前記圧縮コイルスプリングが配置された側に向かって傾斜するバネガイドが設けられていることを特徴とするスプール弁装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスプール弁装置において、
   前記スプール弁は、油圧の切替あるいは油圧の調整を行う油圧制御弁であることを特徴とするスプール弁装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載のスプール弁装置において、
   前記駆動手段は、磁力を発生するコイル、軸方向へ摺動自在に支持されたプランジャ、前記コイルの発生する磁力により前記プランジャを軸方向に磁気吸引する吸引ステータを備える電磁アクチュエータであることを特徴とするスプール弁装置。

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