JP2008008380A - 電磁弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スプール弁3の軸方向に2つの弁室を供給圧室6bに隣り合って対向して設け、一方はスプール4の軸方向変位が封止部8の開口量を増加させて流量を増すように作動する第1弁室6cと、他方はスプール4の軸方向変位が封止部8の開口量を減少させて流量を減らすように逆作動する第2弁室6aとを構成することによって、作動油の流れ方向をスプール4の内側から外側に向かわせ、スプール4の変位と逆方向のフローフォースを低減するとともに、絞り部18aを有するドレンポート9fが接続されたスプリング室18を設けることによるダンパー効果でスプール弁3を制振し、スプール4の速やかな、かつ安定した変位を生じさせ、油圧応答性と耐油振性を確保する。
【選択図】図1
Description
従来より、自動車用自動変速機等の油圧制御装置に用いられる、気中にて使用されて流体(例えば、作動油)の圧力の制御を行う電磁弁は、例えば特許文献1に開示されるようなものがある。この電磁弁は、図4に示すように、スプール弁101と電磁アクチュエータ102とから構成されている。電磁アクチュエータ102は、筒状に形成されるソレノイド117の磁力により、磁気回路を構成するコアステータ118、およびコアステータ118との間に生じる磁気吸引力により駆動され、推力を生じてコアステータ118内に摺動可能に収容されるプランジャ115を備える。また、コアステータ118の中心には、プランジャ115が生じる推力をスプール103に伝達し、スプール103を軸方向に変位させるシャフト130が装着されている。
スプール103は円柱状の弁体で、軸方向に沿って軸部に複数の異径の段差を備え、軸方向前側に向かって順番に、径大に形成される第1ランド111aと第2ランド111b、径小に形成される第3ランド112a、および第1ランド111aと第2ランド111b間に形成された第1段差部113aと、第2ランド111bと第3ランド112a間に形成された第2段差部113bと、第1ランド111aの後側に突出する、シャフト130と当接する第3段差部113cとを備える。
自動車用自動変速機等の油圧制御装置における油圧の制御に用いられる場合には、出力ポート109cの下流にある負荷側にはクラッチやアキュムレータといったボリューム要素が存在し、これらボリューム要素に作動油を速やかに充填し、良好な油圧応答性を得るためには、入力ポート109dの開口量を速やかに大きくして作動油の流入を増やし、同時にドレンポート109bを速やかに閉じて作動油の流出(戻り)を減らす必要がある。つまり、スプール103の速やかな変位が必要である。
請求項1の手段を採用する電磁弁では、入力ポートに連通する供給圧室の隣りに、供給圧室を挟んで対向する位置に制御圧室として機能する第1弁室と第2弁室を二つ配置して、互いをスリーブの外部に設けた作動油の流路で連通させている。従って、スプールの開弁初期時において、入力ポートから流入した作動油は、供給圧室から第1弁室に僅かに開口した封止部をスプールの内側から外側に向けて流入する。このとき作動油の流速主成分は高速であっても、流体はスプールの外側に向けてスリーブの内周壁に沿って流れるので、スプールの開弁の抵抗となるフローフォースは、外側から内側に流れるときと比べ小さくなる。
請求項2の手段を採用する電磁弁では、スプールに異径の段差を備えるに際し、径大の第1ランドと径小の第2ランドの間にランドの径差を持たせ、第1ランドと第2ランドを連結する段差部と第1ランドおよび第2ランドで囲まれる空間を流動部となし、この流動部をフィードバックポートと連通させて第2弁室としている。これは、請求項1の出力ポートとフィードバックポートが入れ替わった配置となるが、出力ポートとフィードバックポートは互いに連通されているので、請求項1と同じ作用・効果を奏する。また、第2弁室はドレンポートの開口量を調整して作動油の調量を行うが、作動油をドレンポートからドレンタンク側に流出(戻し)させる流量調整であるため、比較的簡単な手段で済み、ランドに径差をもたせるスプールの加工が簡単になる。一方、第1弁室の高精度を必要とする封止部のランド径の設定が、小径のランドを軸方向に複数個、同径で同時加工ができるため、仕上精度が確保し易く、よって油圧調整精度が向上する効果がある。
請求項3の手段を採用する電磁弁では、スプールの軸部に軸方向に貫通する連通穴を、第1弁室と第2弁室とに連通するように軸方向直角に第1弁室と第2弁室の同位置に貫通させている。これは、請求項1のスリーブまたはスリーブの外部に設けた流路で互いに連通させることと異なるが、スプールの内部で出力ポートと連通する第1弁室とフィードバックポートに連通する第2弁室は互いに連通されることとなるので、請求項1と同じ作用・効果を奏する。なお、このとき、フィードバックポートは開口の必要がないので、封栓またはスリーブの外周部が封止されるか、もしくはスリーブへのフィードバックポートの加工が省略される。
図1は、本発明の実施例1における電磁弁の構成を示す断面図である。
電磁弁1は、電磁アクチュエータ2からの推力によって弁体としてのスプール弁3を駆動することにより、スプール弁3の開口量を変えて、作動油の流量や圧力の調整を行う。この電磁弁1は、例えば、自動車用自動変速機等の油圧制御装置における油圧の制御に用いられる。
本実施例の電磁弁1の作用を説明する。
ソレノイド21への通電が行われると、磁気回路を構成するプランジャ20の前側とコアステータ22の軸受部26の後側の磁気吸引面27にて磁気吸引力が発生する。そして、プランジャ20はこの磁気吸引力によって軸方向前側に吸引され、変位する。このとき生じる推力は、シャフト30を介してスプール4に直接伝達される。この推力により、スプール4はスプリング15の付勢力に抗して軸方向前側、つまり開弁方向へ変位する。
本実施例の電磁弁1において、入力ポート9dに連通する供給圧室6bの隣りに、供給圧室6bを挟んで対向するように第1弁室6cおよび第2弁室6aの二つを配置している。第1弁室6cおよび第2弁室6aはスリーブ5またはスリーブ5の外部に設けた作動油の流路で互いに連通させている。従って、スプール弁3の開弁初期時において、入力ポート9dから流入した作動油は、供給圧室6bから第1弁室6cに僅かに開口した封止部8をスプール4の内側から外側に向けて流れる。このとき作動油の流速主成分は高速であっても、作動油はスプール4の外側に向けてスリーブ5の内周壁に沿って流れるので、スプール4の開弁の抵抗となるフローフォースは、外側から内側に向かって流れるときと比べて小さくなる。
図2は、本発明の実施例2における電磁弁の構成を示す断面図である。
実施例2の電磁弁1には、実施例1の電磁弁1と同様に、スリーブ5の内径に略一致する外径を有した複数(本例では4個、図2(b)参照)の異径の段差を備える弁体であるスプール4を備えている。本発明のスプール4は、スリーブ5の内周面を摺動する径大に形成される第1ランド11a、および径小に形成される第2ランド12bと第3ランド12cと第4ランド12aとを備えており、ランドの径差が第1ランド11aおよび第2ランド12bの間に設けられていることが実施例1と異なる。また、第1ランド11aと第2ランド12b間に形成された第1段差部13aと、第2ランド12bと第3ランド12c間に形成された第2段差部13b、および、第3ランド12cと第4ランド12a間に形成された第3段差部13cと、第1ランド11aの後側に突出する、シャフト30と当接する第4段差部13dとを備え、各段差部13a〜13dの外径は径小に形成される各径小の第4ランド12a、第2ランド12b、第3ランド12cよりさらに小径に形成されており、このことは実施例1と変わることはない。
本実施例の電磁弁1において、スプール4に異径の段差を備えるに際し、径大の第1ランド11aと径小の第2ランド12bの間にランドの径差を持たせ、第1ランド11aと第2ランド12bを連結する第1段差部13aと第1ランド11aおよび第2ランド12bで囲まれる空間を流動部6となし、この流動部6をフィードバックポート9eと連通させて第2弁室6aとしている。これは、実施例1の出力ポート9cとフィードバックポート9eが入れ替わった配置となるが、出力ポート9cとフィードバックポート9eは互いに連通されているので、作用は実施例1と変わることなく、効果も実施例1と同じ効果を奏する。さらに、第2弁室6aはドレンポート9bの開口量を調整して作動油の調量を行うが、作動油をドレンポート9bからドレンタンク側に流出(戻し)させる流量調整であるため、比較的簡単な手段で済み、ランドに径差をもたせるスプール4の加工が簡単になる。一方、第1弁室6cの高精度を必要とする封止部8のランド径の設定が、径小のランドを軸方向に複数個、同径で同時加工ができるため、仕上精度が確保し易く、よって油圧調整精度が向上する効果もある。
図3は、本発明の実施例3における電磁弁の構成を示す断面図である。
実施例3の電磁弁1には、実施例1の電磁弁1と同様に、スリーブ5の内径に略一致する外径を有した複数(本例では4個)の異径の段差を備える弁体であるスプール4を備えている。本発明のスプール4は、軸方向の異径の段差を構成する複数のランド、および各ランド間を連結する段差部は実施例1および実施例2と同じであり、異なるのはスプール4の軸部に軸方向に貫通する連通穴4aを、第1弁室6cと第2弁室6aとに連通するように軸方向直角に第1弁室6cと第2弁室6aの同位置に貫通させている(図3(b)参照)。実施例3が実施例1と異なるのは、このスプール4に設けた連通穴4aの有無のみである。図3では、実施例1と共通する構成要素は同一符号を用いている。
本実施例の電磁弁1は、スプール4の軸部に軸方向に貫通する連通穴4aを、第1弁室6cと第2弁室6aとに連通するように軸方向に直角に第1弁室6cと第2弁室6aの同位置に貫通させている。実施例3が実施例1と異なるのは、このスプール4に設けた連通穴4aの有無のみであり、実施例1と同じ作用・効果を奏する。また、スプール4側に連通穴4aを加工するのでスプール4の軽量化が図れ、スプール4の慣性力が低減できて推力に対する変位の応答性を向上させることができる。
上述した実施形態では、スプール4の軸部に複数の異径の段差を備え、軸方向に径大のランドと径小のランドを段差部によって連結して封止部8を形成し、ポートを有するスリーブ5の内周に装着することで、ポートに連通する流動部6を構成する。スプール4の変位によって、スプール4の軸方向と直交するランドの封止部端面が、直接ポートの開口量を増減することによって流量を調整する例について説明したが、これに限ることなく、スプール4のランドの外周縁部に、スプール4の径方向に向かうノッチを設けて、スプール弁3開弁初期時の作動油の流入を誘導して、円滑な作動油の流入を図って油圧の調整が可能となるノッチ付のスプール弁3に適用することも可能である。ノッチを設けることによって、円滑に、多量の作動油を得やすくなるが、このようなノッチであっても本発明はさらに安定した作動油の流入を期待できる。
2 電磁アクチュエータ
3 スプール弁
4 スプール
5 スリーブ
6 流動部
6a 第2弁室
6b 供給圧室
6c 第1弁室
8 封止部
9b ドレンポート
9c 出力ポート
9d 入力ポート
9e フィードバックポート
9f ドレンポート
11a 第1ランド
11b、12b 第2ランド
11c、12c 第3ランド
12a 第4ランド
13a 第1段差部
13b 第2段差部
13c 第3段差部
13d 第4段差部
18 スプリング室
18a 絞り部
20 プランジャ
21 ソレノイド
22 コアステータ
23 ヨーク
30 シャフト
Claims (3)
- 流体の入出力ポートと制御ポートとフィードバックポート並びにドレンポートを備えたスリーブ、および該スリーブ内に摺動自在に収容され、軸方向に異径の段差を備えて封止部と段差部を形成し、軸方向に変位することにより前記各ポートの開口量を変えるスプールを備えて、流体の流量を調整するスプール弁と、
ソレノイドの磁力により、磁気回路を構成するコアステータ、および該コアステータとの間に生じる磁気吸引力により軸方向に駆動され、推力を生じるプランジャを備える電磁アクチュエータと、
前記スプールと前記プランジャとの間に設けられ、前記プランジャが生じる前記推力を前記スプールに伝達し、前記スプールを軸方向に変位させるシャフトとを備えた電磁弁において、
前記スプール弁は、前記スプールの異径の段差が軸方向に複数のランドを備えて前記封止部を形成し、前記各ランドをそれぞれ連結する前記段差部には、前記各封止部に囲まれ、前記各ポートと連通する空間を備えて流動部を形成し、前記入力ポートに連通する前記流動部を供給圧室となし、該供給圧室に隣接して、前記供給圧室を挟んで互いに対向するように、前記フィードバックポートに連通する第1弁室と、前記出力ポートに連通する第2弁室を設けるとともに、前記スプール弁の軸方向前側に、絞り部を有する前記ドレンポートに接続されたスプリング室を配置し、
前記第1弁室では、流体が前記スプールの開弁方向と同方向に、前記スプールの内側から外側に向かって流れ、前記第2弁室では、前記スプールの開弁方向と逆方向に、前記スプールの内側から外側に向かって流れ出るように形成し、前記第1弁室と前記第2弁室とは前記スリーブまたは前記スリーブの外部において互いに連通し、前記第1弁室を形成する軸方向前後側のランドに径差を持たせることを特徴とする電磁弁。 - 請求項1に記載の電磁弁において、
前記スプール弁は、前記出力ポートに連通する前記第2弁室を形成する前記スプールの各ランドのうち、前記第2弁室の軸方向前後側のランドに径差を持たせることを特徴とする電磁弁。 - 請求項1または2に記載の電磁弁において、
前記スプール弁は、前記第1弁室と前記第2弁室とを前記スプールの軸部の内部において互いに連通することを特徴とする電磁弁。
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