JP2009036344A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁弁のスプールの振動を抑制する。
【解決手段】スリーブのエンドプレート４６にバネ力の一部（バネ力Ｆ０）を防振スプリングとして機能させてスプール４４を付勢するスプリング４８を配置すると共にスリーブ４２のスプリング受け４２ａにスプリング４８の付勢方向とは逆方向にバネ力Ｆ０の防振スプリング７０を配置する。これにより、スプリング４８の値Ｆ０分のバネ力と防振スプリング７０のバネ力Ｆ０とによりスプール４４を両端側から狭持するから、スプール４４の移動に対して効果的に制振することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁弁に関する。

従来、この種の電磁弁としては、供給ポートと出力ポートとドレンポートとが形成された円筒状のスリーブと、スリーブの内部空間に挿入され軸方向の移動に伴って各ポートの開口面積を制御するスプールと、バネ室に収納されると共にスプールの一端に取り付けられたスプリングと、スプリングの付勢力よりスプールの他端がプランジャに当接しコイルへの通電に伴ってスプリングの付勢方向とは逆方向にプランジャを吸引してスプールを移動させるソレノイド部とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電磁弁では、コイルへの通電によって吸引されるプランジャの移動と共にスプールが移動する際には、スプリングが収納されたバネ室に保留されている作動油のダンピング効果によってスプールが自励振動するのを抑制することができるとしている。
特開２００６−１１２５１４号公報

しかしながら、上述の電磁弁では、バネ室に作動油が保留されているときには上述したダンピング効果を発揮することができるものの、バネ室に作動油が保留されていないときにはその効果を発揮することはできないから、スプールに振動が生じる場合がある。特に、コイルへの通電が遮断されているときにはスプールに取り付けられたスプリングの付勢力により入出力ポート間を遮断しコイルへの通電に伴って発生するプランジャの吸引力により入出力ポート間を連通するノーマルクローズ型の電磁弁に対して、コイルへの通電が遮断された状態で入出力ポート間を連通するノーマルオープン型の電磁弁では、入出力ポート間が連通しているときにスプールにはスプリングの付勢力しか作用しない（プランジャの吸引力が作用しない）から、入力ポートに入力される作動油に比較的大きな圧力変動が生じると、スプールが大きく振動する場合が考えられる。スプールの振動は、出力ポートから出力される油圧の振動を招くから、これを効果的に抑制することが望まれる。

本発明の電磁弁は、スプールの振動を効果的に抑制することを主目的とする。

本発明の電磁弁は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電磁弁は、
入力ポートと出力ポートとドレンポートとが形成されたスリーブと、該スリーブに挿入される軸状部材であって軸方向の移動に伴って前記各ポートの連通と遮断とを行なうスプールと、該スプールを軸方向に付勢するスプリングと、を有する弁部と、コイルへの通電を伴って前記スプリングの付勢方向とは逆方向に可動部に作用する吸引力により前記スプールを軸方向に移動させるソレノイド部とを備え、前記コイルへの通電が遮断された状態で前記入力ポートと前記出力ポートとの間を連通すると共に前記ドレンポートを遮断する電磁弁であって、
前記スプールの軸方向の移動に対して弾性をもって制振する弾性部材が取り付けられてなる
ことを特徴とする。

この本発明の電磁弁では、入力ポートと出力ポートとドレンポートとが形成されたスリーブとこのスリーブに挿入される軸状部材であって軸方向の移動に伴って各ポートの連通と遮断とを行なうスプールとこのスプールを軸方向に付勢するスプリングとを有する弁部と、コイルへの通電を伴ってスプリングの付勢方向とは逆方向に可動部に作用する吸引力によりスプールを軸方向に移動させるソレノイド部とを備え、コイルへの通電が遮断された状態で入力ポートと出力ポートとの間を連通すると共にドレンポートを遮断する電磁弁において、スプールの軸方向の移動に対して弾性をもって制振する弾性部材を取り付ける。したがって、弾性部材によるダンピング効果を用いてスプールの振動を効果的に抑制することができる。ここで、「弾性部材」としては、例えば、制振用スプリングや制振用ゴムを挙げることができる。

こうした本発明の電磁弁において、前記弾性部材は、前記スプールを両端側から狭持するよう配置された２つの部材からなる部材であるものとすることもできる。こうすれば、スプールの振動をより効果的に抑制することができる。この場合、前記弾性部材の２つの部材の一方は、制振用スプリングであり、前記制振用スプリングは、前記スプリングと一体的に形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、より簡易な構成により電磁弁を形成することができる。

また、本発明の電磁弁において、前記スプールは、前記スプリングの付勢力によって前記可動部に押し当てられ、前記コイルへの通電による前記可動部の移動に連動し、前記弾性部材は、前記可動部の移動範囲を超える前記スプールの移動を規制するよう取り付けられてなるものとすることもできる。こうすれば、スプールが可動部の移動範囲を超えて移動するのを抑制すると共にスプールの振動を抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電磁弁２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電磁弁２０は、例えばオートマチックトランスミッションに組み込まれたクラッチの油圧制御に用いられるものとして構成されており、図示するように、ソレノイド部３０と、このソレノイド部３０により駆動され入力した油圧を調圧して出力する調圧バルブ部４０とを備える。

ソレノイド部３０は、底付き円筒部材としてのケース３１と、ケース３１の内周側に配置され絶縁性のボビン３２ａに絶縁導線が巻回されてなるコイル（ソレノイドコイル）３２と、ケース３１の開口端部にフランジ外周部が固定されたフランジ部３４ａとフランジ部３４ａからコイル３２の内周面に沿って軸方向に延伸された円筒部３４ｂとが形成された第１のコア３４と、ケース３１の底部に形成された凹部の内周面と接触すると共にコイル３２の内周面に沿って第１のコア３４の円筒部３４ｂと所定間隔を隔てた位置まで軸方向に延伸された円筒状の第２のコア３５と、第２のコア３５に挿入され第１のコア３４の内周面および第２のコア３５の内周面を軸方向に摺動可能なプランジャ３６と、第１のコア３４の円筒部３４ｂに挿入されプランジャ３６の先端に当接されると共に円筒部３４ｂの内周面を軸方向に摺動可能なシャフト３８とを備える。また、ソレノイド部３０は、コイル３２からの端子がケース３１の外周部に形成されたコネクタ部３９に配策されており、この端子を介してコイル３２への通電が行なわれる。

第１のコア３４の円筒部３４ｂの先端部は、外面には先端に向かうほど外径が小さくなるようテーパが形成され、内面にはシャフト３８の外径よりも大きな外径のプランジャ３６の先端部が嵌挿可能にプランジャ受け３４ｃが形成されている。プランジャ受け３４ｃには、プランジャ３６が第１のコア３４に直接当接しないよう非磁性材料により形成された環状のリング３４ｄが設けられている。

ケース３１と第１のコア３４と第２のコア３５とプランジャ３６は、いずれも純度の高い鉄などの強磁性材料により形成されており、第１のコア３４の円筒部３４ｂの端面と第２のコア３５の端面との間の空間は、非磁性体として機能するよう形成されている。なお、この空間は、非磁性体として機能させればよいから、ステンレススチールや黄銅などの非磁性金属を設けるものとしても構わない。

ソレノイド部３０では、コイル３２に通電すると、ケース３１，第２のコア３５，プランジャ３６，第１のコア３４，ケース３１の順にコイル３２の周囲を周回するよう磁束が流れる磁気回路が形成され、これにより第１のコア３４とプランジャ３６との間に吸引力が作用してプランジャ３６が吸引される。前述したように、プランジャ３６の先端には第１のコア３４の内周面を軸方向に摺動可能なシャフト３８が当接されているから、プランジャ３６の吸引に伴ってシャフト３８は前方（図中左方向）に押し出される。

調圧バルブ部４０は、図示しないバルブボディに組み込まれ、一端がソレノイド部３０のケース３１および第１のコア３４に取り付けられた略円筒状のスリーブ４２と、スリーブ４２の内部空間に挿入され一端がソレノイド部３０のシャフト３８の先端に当接されたスプール４４と、スリーブ４２の他端にネジ止めされたエンドプレート４６と、エンドプレート４６とスプール４４の他端との間に設けられてスプール４４をソレノイド部３０側の方向へ付勢するスプリング４８とを備える。なお、エンドプレート４６は、そのネジ位置を調整することにより、スプリング４８の付勢力を微調整することができるようになっている。

スリーブ４２は、その内部空間の開口部として、図１中のスリーブ４２における略中央位置に形成され図示しないオイルポンプから圧送された作動油を入力する入力ポート５２と、図１中の左寄りの位置に形成されクラッチＣＬ側に作動油を吐出する出力ポート５４と、図１中の左端の位置に形成され作動油をドレンするドレンポート５６と、図１中の右寄りの位置に形成され出力ポート５４から吐出された作動油を外部に形成された油路５８ａを介して入力してスプール４４にフィードバックするフィードバックポート５８とが形成されている。また、スリーブ４２の両端部には、スプール４４の摺動に伴ってスリーブ４２の内周面とスプール４４の外周面との間から漏れ出た作動油を排出するための排出孔５９ａ，５９ｂも形成されている。

スプール４４は、スリーブ４２の内部に挿入される軸状部材として形成されており、図１に示すように、スリーブ４２の内径と略同一の外径の円柱状の三つのランド６２，６４，６６と、図中の中央のランド６２と左側のランド６４との間を連結しランド６２，６４の外径よりも小さな外径で且つ互いのランド６２，６４から中央部に向かうほど小さな外径となるようテーパ状に形成され入力ポート５２と出力ポート５４とドレンポート５６の各ポート間を連通可能な連通部６８と、図中の中央のランド６２と右側のランド６６との間を連結しスプール４４をフィードバックするための連結部６９とを備える。

スリーブ４２には、図示するように、ソレノイド部３０側の端部から内方に突出した環状のスプリング受け４２ａが形成されており、このスプリング受け４２ａにはスプール４４をランド６６の端面からスプリング４８側に付勢する防振スプリング７０が配置されている。図２は、スプリング４８と防振スプリング７０との配置の様子を示す説明図である。図示するように、防振スプリング７０とスプリング４８とは互いに対向する向きに付勢力が作用するよう配置されており、防振スプリング７０としては値Ｆ０のバネ力となるよう設計され、スプリング４８としては値Ｆ０と値Ｆ１との和のバネ力となるよう設計されている。したがって、スプリング４８の値Ｆ０分のバネ力と防振スプリング７０のバネ力Ｆ０とが互いに打ち消し合い、見かけ上スプール４４にはスプリング４８による値Ｆ１分のバネ力のみが作用していると考えることができる。ここで、バネ力Ｆ１は、電磁弁２０としての通常の機能が得られるよう設定、即ちコイル３２への通電を調節（プランジャ３６の吸引力を調節）することによりスプール４４の移動量をリニアに調節することができるバネ力として設定されている。このように、スプリング４８の値Ｆ１分のバネ力により電磁弁２０としての機能を確保しながらスプリング４８の値Ｆ０分のバネ力と防振スプリング７０のバネ力Ｆ０とによりスプール４４を両端側からの押圧力をもって狭持するのである。この理由については後述する。

また、エンドプレート４６には、図１に示すように、スプリング４８に並列してスプリング４８よりも長さの短い防振スプリング７２が配置されている。図３は、防振スプリング７２の配置の様子を示す説明図である。なお、図３にはスプリング４８の図示は省略した。防振スプリング７２は、図示するように、スプール４４とシャフト３８とプランジャ３６とが互いに当接している状態でプランジャ３６が移動限界に達したときに、ランド６４の端面が当接するようその長さが設定されている。したがって、プランジャ３６の移動限界を超えてスプール４４がエンドプレート４６側に移動しようとしてもその移動は防振スプリング７２によって規制されることになる。

こうして構成された実施例の電磁弁２０の動作について説明する。いま、コイル３２に通電されていない場合を考える。この場合、スプール４４はスプリング４８の付勢力によりソレノイド部３０側へ移動しているから（図１の状態）、連通部６８により入力ポート５２と出力ポート５４とが連通する。したがって、入力ポート５２に入力された作動油は出力ポート５４から出力されて、クラッチＣＬに作用する油圧が上昇する。一方、コイル３２に通電されると、コイル３２に印加される電流の大きさに応じた吸引力で第１のコア３４にプランジャ３６が吸引され、これに伴って先端にスプール４４が当接されたシャフト３８が前方（図１中の左方向）に押し出され、スプール４４がスプリング４８側へ移動する。この際、スプール４４は、プランジャ３６の推力（吸引力）とスプリング４８の値Ｆ１分のバネ力と出力ポート５４からフィードバックポート５８へ入力される作動油の圧力によりスプール４４に作用するフィードバック力とが丁度釣り合う位置で停止し、スプール４４がスプリング４８側に移動するほど入力ポート５２の開口面積を狭めると共にドレンポート５６の開口面積を広げ、スプール４４が最もスプリング４８側に移動したときにランド６２により入力ポート５２が完全に塞がれると共に出力ポート５４とドレンポート５６とが連通する。これにより、クラッチＣＬに作用している油圧は下降する。このように、実施例の電磁弁２０では、コイル３２に通電されていない場合に入力ポート５２と出力ポート５４とを連通させるからノーマルオープン型のソレノイドバルブとして機能することが解る。

こうしたノーマルオープン型の実施例の電磁弁２０において、コイル３２への通電が遮断されている場合を考える。この場合、入力ポート５２と出力ポート５４とが連通している状態にあり、この状態で入力ポート５２に入力される油圧が大きく上昇すると、スプール４４はスプリング４８側に比較的大きな押圧力を受け、スプリング４８側に移動しようとする。実施例では、スプリング４８の値Ｆ０分のバネ力と防振スプリング７０のバネ力Ｆ０とによりスプール４４を両端側から押圧力を作用させて狭持するから、スプール４４に過大な振動が生じることはない。なお、バネ力Ｆ０としては、こうしたスプール４４の過大な振動を効果的に抑制できるよう実験的に求めた値を用いることができる。また、スプール４４が何らかの原因により更に大きな押圧力を受けてスプリング４８側に移動したときには、防振スプリング７２によって弾性をもってプランジャ３６の移動限界を超えるスプール４４の移動を規制するから、これによってもスプール４４の振動は抑制されることになる。

以上説明した実施例の電磁弁２０によれば、スリーブ４２のエンドプレート４６にバネ力の一部（バネ力Ｆ０）を防振スプリングとして機能させてスプール４４を付勢するスプリング４８を配置すると共にスリーブ４２のスプリング受け４２ａにスプリング４８の付勢方向とは逆方向にバネ力Ｆ０の防振スプリング７０を配置するから、スプリング４８の値Ｆ０分のバネ力と防振スプリング７０のバネ力Ｆ０とによりスプール４４を両端側からの押圧力により狭持することができ、スプール４４の移動に対して効果的に制振することができる。この結果、出力ポート５４からの出力される油圧の振動を抑制することができる。しかも、スプリング４８のバネ力の一部を防振スプリングとして機能させるから、簡易な構成により形成することができる。

また、実施例の電磁弁２０によれば、スリーブ４２のエンドプレート４６にスプリング４８と並列にスプリング４８よりも長さの短い防振スプリング７２を配置したから、スプール４４がプランジャ３６の移動範囲を超えて移動するのを規制することができる。この結果、スプール４４の移動に対して効果的に制振することができ、出力ポート５４からの出力される油圧の振動を抑制することができる。

実施例の電磁弁２０では、スプリング４８のバネ力の一部（バネ力Ｆ０）を防振スプリングとして機能させて防振スプリング７０を備えると共に防振スプリング７２を備えるものとしたが、スプリング４８のバネ力の一部を防振スプリングとして機能させて防振スプリング７０を備えるが防振スプリング７２を備えない構成とするものとしてもよいし、防振スプリング７２を備えるがスプリング４８を防振スプリングとして機能させないで防振スプリング７０を備えない構成とするものとしてもよい。

実施例の電磁弁２０では、スプリング４８を電磁弁２０としての通常の機能が得られると共に防振スプリングとしても機能するよう値Ｆ０と値Ｆ１との和のバネ力により形成するものとしたが、バネ力Ｆ０のスプリングとバネ力Ｆ１のスプリングとを別々に構成するものとしてもよい。

実施例の電磁弁２０では、スプール４４の振動を抑制するために防振スプリング７０や防振スプリング７２を用いるものとしたが、これに限られず、弾性を有する部材であれば、例えば、図４の変形例の電磁弁２０Ｂに示すように、防振スプリング７０に代えて環状の防振ゴム７０Ｂを設けると共に防振スプリング７２に代えて環状の防振ゴム７２Ｂを設けるものとしてもよい。この場合、防振スプリング７０，７２の一方だけを防振ゴムにより構成するものとしてもよいことは勿論である。

実施例の電磁弁２０では、プランジャ３６とシャフト３８とスプール４４とが当接しているだけの構成としたが、プランジャ３６とシャフト３８とスプール４４とが連結している構成とするものとしても構わない。ただし、この場合、防振スプリング７２や防振ゴム７２Ｂを設ける必要はない。

実施例の電磁弁２０では、スリーブ４２やスプール４４，スプリング４８，防振スプリング７０，７２などからなる調圧バルブ部４０をバルブボディに組み込むものとしたが、バルブボディにスリーブ部を一体的に形成すると共にこのスリーブ部にスプール４４やスプリング４８，防振スプリング７０，７２などを挿入することにより構成するものとしてもよい。ただし、この場合、防振スプリング７０を受けるスプリング受け４２ａをバルブボディ（スリーブ部）とは別の部材として形成し、スリーブ部にスプリング４８やスプール４４，防振スプリング７０，７２を挿入した後にスプリング受けをバルブボディに固定してソレノイド部を取り付ける必要がある。なお、変形例の電磁弁２０Ｂやこれらの変形例についても同様である。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電磁弁の製造産業や自動車産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての電磁弁２０の構成の概略を示す構成図である。 スプリング４８と防振スプリング７０との関係を示す説明図である。 防振スプリング７２の配置の様子を示す説明図である。 変形例の電磁弁２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，２０Ｂ 電磁弁、３０ ソレノイド部、３１ ケース、３２ コイル、３２ａ ボビン、３４ 第１のコア、３４ａ フランジ部、３４ｂ 円筒部、３４ｃ プランジャ受け、３４ｄ リング、３５ 第２のコア、３６ プランジャ、３８ シャフト、３９ コネクタ部、４０ 調圧バルブ部、４２ スリーブ、４２ａ スプリング受け、４４ スプール、４６ エンドプレート、４８ スプリング、５２ 入力ポート、５４ 出力ポート、５６ ドレンポート、５８ フィードバックポート、５８ａ 油路、５９ａ，５９ｂ 排出孔、６２，６４，６６ ランド、６８ 連通部、６９ 連結部、７０，７２ 防振スプリング，７０Ｂ，７２Ｂ 防振ゴム。

Claims (5)

1. 入力ポートと出力ポートとドレンポートとが形成されたスリーブと、該スリーブに挿入される軸状部材であって軸方向の移動に伴って前記各ポートの連通と遮断とを行なうスプールと、該スプールを軸方向に付勢するスプリングと、を有する弁部と、コイルへの通電を伴って前記スプリングの付勢方向とは逆方向に可動部に作用する吸引力により前記スプールを軸方向に移動させるソレノイド部と、を備え、前記コイルへの通電が遮断された状態で前記入力ポートと前記出力ポートとの間を連通すると共に前記ドレンポートを遮断する電磁弁であって、
   前記スプールの軸方向の移動に対して弾性をもって制振する弾性部材が取り付けられてなる
   ことを特徴とする電磁弁。
2. 前記弾性部材は、前記スプールを両端側から狭持するよう配置された２つの部材からなる部材である請求項１記載の電磁弁。
3. 請求項２記載の電磁弁であって、
   前記弾性部材の２つの部材の一方は、制振用スプリングであり、
   前記制振用スプリングは、前記スプリングと一体的に形成されてなる
   電磁弁。
4. 請求項１ないし３いずれか１項に記載の電磁弁であって、
   前記スプールは、前記スプリングの付勢力によって前記可動部に押し当てられ、前記コイルへの通電による前記可動部の移動に連動し、
   前記弾性部材は、前記可動部の移動範囲を超える前記スプールの移動を規制するよう取り付けられてなる
   電磁弁。
5. 前記弾性部材は、制振用スプリングまたは制振用ゴムにより形成されてなる部材である請求項１ないし４いずれか１項に記載の電磁弁。

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