JP2015075165A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の電磁弁のリニアソレノイドは、コンタミを含んだオイルがプランジャ摺動部に入り込んだ場合、コアステータのガイド孔に対するプランジャの円滑な往復移動が阻害されるため、適正な油圧制御を行うことが困難となるという課題があった。【解決手段】 自動車等の車両に電磁弁を搭載した際に、シャフト摺動部２７よりも車両搭載時における天地方向の天方向側（車両搭載天方向）に位置する部位に、ステータ肉厚部６１をソレノイド軸方向に貫通し、且つプランジャ室４２をスプール孔の内部（連通室３８）に連通させるステータ呼吸孔４７を設けたことにより、連通室３８とプランジャ室４２とを連通するオイル供給経路を確保することができる。これにより、呼吸体積（摺動による容積変化分）に対して十分な呼吸路を構成することができるので、コンタミを含んだオイルが、シャフト摺動部２７およびプランジャ摺動部２８へ到達し難くなる。【選択図】 図２

Description

本発明は、オイル等の流体の給排（入出力）ポートの切替制御を行うスプール制御弁のスプールをスリーブの軸線方向の先端側に駆動するソレノイドアクチュエータを備えた電磁弁に関するものである。

従来より、例えば自動変速機の油圧回路で使用されるオイルが流出入する複数のオイル給排ポートが形成された筒状のスリーブ、およびこのスリーブの内孔（軸線方向に延びるスプール孔）内に往復摺動可能に支持されるスプール、およびこのスプールをスリーブの基端側（ソレノイド側）へ付勢するリターンスプリングを有するスプールバルブ（スプール制御弁）と、このスプール制御弁のスプールをスリーブの軸線方向の先端側（スプリング側）に駆動するソレノイドアクチュエータ（以下ソレノイド）とによって構成されている。

ソレノイドは、非磁性体製のシャフトを介して、スプール３と一体移動可能に連結した磁性体製のプランジャと、通電されると周囲に磁束を発生するソレノイドコイル（以下コイル）と、このコイルの内周側に磁路を形成する筒状のコアステータと、コイルの外周側に磁路を形成する有底筒状のヨークと、コイルと外部回路との接続を行うための外部接続用コネクタとを備えている。
ソレノイドは、コイルの発生磁力によってプランジャをコアステータの磁気吸引部に引き寄せることで、スリーブの基端側のデフォルト位置（ゼロリフト位置）からスリーブの先端側のフルリフト位置へ向けてスプールをスリーブの軸線方向の一方側に駆動するように構成されている。

ここで、特許文献１には、図３に示したように、コイル１０１の発生磁力によってプランジャ１０２と有底円筒状のヨーク１０３と共に磁化される円筒状のコアステータ１０４のガイド孔内をプランジャ１０２とシャフト１０５とが直接摺動するリングコアタイプのソレノイド（電磁アクチュエータ）を備えた電磁弁が開示されている。
ここで、コアステータ１０４のガイド孔内に往復摺動可能にプランジャ１０２が支持されているので、コアステータ１０４の内周面とプランジャ１０２の外周面との間のプランジャ摺動部（摺動クリアランス）１０６内はオイルで満たされている。

そして、ソレノイドの作動時において、プランジャ１０２を往復摺動可能に収容するプランジャ室１０７の容積変化（呼吸作用）によるへばり付きを防止するために、ソレノイド外部からプランジャ室１０７にオイル供給経路を確保するという目的で、特許文献１に記載の電磁弁には、「ヨーク１０３の開口端とモールド樹脂ケース１０８との間の切欠き→コイル１０１の外周とヨーク１０３の内周との隙間→ヨーク１０３の端面とコアステータ１０４の溝底面との隙間→プランジャ室１０７」というオイル呼吸経路（図３の実線矢印参照）１０９が設けられている。
ここで、プランジャ室１０７は、プランジャ１０２の軸線方向の両端側の空間（プランジャ前後空間１１１、１１２）を含んでいる。

ところが、特許文献１に記載の電磁弁においては、ソレノイドがバルブボディの外部へ突出するように設置される外付け構造等の取付環境や、コイル１０１の外周とヨーク１０３の内周との隙間を詰めたことにより、コイル１０１の外周とヨーク１０３の内周との隙間のオイル供給経路を含むオイル呼吸経路１０９の連通状態を遮断した場合、コアステータ１０４においてシャフト摺動部（摺動クリアランス）１１３とは別の位置に軸方向油路（図３の二点鎖線矢印参照）１１４を設け、プランジャ室１０７とスリーブ１１５のスプール孔１１６の内部（連通室１１７）とを連通するオイル供給経路を直接確保する構成が考えられる。
ところが、上記のオイル供給経路の場合には、プランジャ室１０７とスリーブ１１５のスプール孔１１６との間の距離が直線的で、且つ非常に短いため、オイル給排ポート１１９からスリーブ１１５のスプール孔１１６の内部（連通室１１７）に侵入したオイルは、プランジャ室１０７への異物進入の可能性が大きいという問題が生じる。

また、特許文献２には、スリーブとカラーとで平板状の遮蔽部材を挟み支持することにより、空気／オイル混相流体が他端側内部から一端側内部へ流れ込むのを阻害するようにした電磁弁が開示されている。
そして、遮蔽部材の呼吸孔をカラーの呼吸孔よりも内周側に存在させることにより、他端側内部と一端側内部との間の流路を迷路構造にしている。
ところが、特許文献２に記載の電磁弁においては、カラーでシャフトは保持されているが、そのシャフト摺動部に異物が噛み込んでしまう可能性がある。
また、アッセブリ状態で迷路構造が成立するが、多数部品がヨークの爪部によるかしめにより組み立てられるアッセンブリでは、部品単品の精度や組み付け状態によって遮蔽部材やカラーがうまく組み付けることができず、迷路構造の流路の成立性に不安があるという問題がある。

ここで、スプール制御弁のスリーブ１１５のスプール孔１１６の内部（連通室１１７）に流入するオイル中には、自動変速機の変速機構の摩耗等により発生した金属粉（コンタミ）等の異物が混入している。
そして、このような異物がオイルと一緒にオイル給排ポート１１９を介して、連通室１１７に流入する。そして、異物を含んだオイルは、連通室１１７から軸方向油路１１４を通ってプランジャ室１０７へ流入する。
そして、コアステータ１０４とプランジャ１０２とのプランジャ摺動部１０６に異物を含んだオイルが入り込んだ場合には、コアステータ１０４のガイド孔に対するプランジャ１０２の円滑な（スムーズな）往復移動が阻害されるため、適正な油圧制御を行うことが困難となるという問題がある。
また、スプール孔１１６の内部からオイル供給経路とは別に設けたシャフト摺動部１１３に異物を含んだオイルが入り込んだ場合でも、コアステータ１０４のガイド孔に対するシャフト１０５の円滑な（スムーズな）往復移動が阻害されるため、上記と同様に、適正な油圧制御を行うことが困難となるという問題がある。

特開２０１１−２２８５６８号公報 特開２００６−０２９３５１号公報

本発明の目的は、固定コアのシャフト摺動部への異物を含んだ流体の侵入を防止することのできる電磁弁を提供することにある。また、ソレノイドの作動時において固定コアのシャフト摺動部、プランジャ摺動部内でシャフトとプランジャを円滑に往復移動させることのできる電磁弁を提供することにある。

請求項１に記載の発明（電磁弁）によれば、電磁弁を車両に搭載した際に、シャフト摺動部よりも天方向に位置する部位（つまり地方向に位置するシャフト摺動部とは別の部位）に、固定コアをその軸線方向に貫通すると共に、プランジャ室をスリーブのガイド孔の内部に連通させるステータ呼吸孔（軸方向孔）を設けたことにより、プランジャ室とスリーブのガイド孔の内部とを連通する流体経路を確保することができる。
これにより、呼吸体積（摺動による容積変化分）に対して十分な呼吸路を構成することができるので、異物を含んだ流体が、固定コアとシャフトとの間のシャフト摺動部（摺動クリアランス）、および固定コアとプランジャとの間のプランジャ摺動部（摺動クリアランス）へ到達し難くなる。

また、固定コアのステータ呼吸孔を、電磁弁を車両に搭載した際に、シャフト摺動部よりも天方向に位置する部位（つまりシャフト摺動部とは別の部位）に設置している。すなわち、流体中に含まれる異物（コンタミ）が自重により車両搭載時における天地方向の地方向側（車両搭載地方向）に沈殿するため、プランジャ室およびプランジャ摺動部に対する異物の到達性を考慮して、固定コアのステータ呼吸孔を車両搭載時における天地方向の天方向側（実車搭載方向の天方向）に設置している。
これにより、固定コアとシャフトとの間のシャフト摺動部（摺動クリアランス）、および固定コアとプランジャとの間のプランジャ摺動部（摺動クリアランス）への異物を含んだ流体の侵入を防止（または抑制）することができる。

電磁スプール制御弁（電磁弁）を示した断面図である（実施例１）。 電磁弁のリニアソレノイド周辺を示した断面図である（実施例１）。 電磁弁を示した断面図である（従来の技術）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１の構成］
図１および図２は、本発明のソレノイドを適用したリニアソレノイドを備えた電磁スプール制御弁（実施例１）を示したものである。

本実施例の電磁スプール制御弁（リニアソレノイドバルブ：以下電磁弁）は、自動変速機の油圧制御装置に設置されている。
油圧制御装置は、例えば自動車等の車両に搭載される自動変速機の変速制御に使用されるものである。この油圧制御装置は、オイルパン内のオイルを吸入して圧送するオイルポンプ（図示せず）と、複数の油路を有するバルブボディ（図示せず）と、このバルブボディに取り付けられて、バルブボディの油路と共に油圧回路を構成する複数の電磁弁と、ドライバー等から要求された変速状態を実現するように複数の電磁弁を通電制御する制御ユニット（ＴＣＵ：図示せず）とを備えている。

自動変速機のハウジングは、自動変速機ケース（トランスミッションケース）とオイルパンとを組み合わせて構成されている。
自動変速機ケースの内部には、ポンプ、タービンおよびステータ等により構成されるトルクコンバータと、このトルクコンバータのタービンに接続される多段歯車式の変速機構が収容されている。変速機構は、油圧制御装置から供給される油圧に応じて係合または解放される複数の摩擦係合要素（クラッチまたはブレーキ）を備えている。
そして、自動変速機は、各摩擦係合要素の係合または解放の組み合わせに従ってシフトレンジが切り替わる。これにより、自動変速機の変速制御が実行される。

オイルポンプは、エンジンのクランクシャフト（または電動モータ）によって回転駆動されて、自動変速機に使用する作動油（オイル）が貯留された貯留槽であるオイルパン（またはオイルタンクでも構わない）内のオイルを吸入して圧送する油圧発生手段である。このオイルポンプの吐出側には、オイル供給流路（油路）が接続されており、このオイル供給流路の下流端には、複数の電磁弁が設置されている。
これらの電磁弁のうちの少なくとも１つの電磁弁は、圧力流体である作動油（オイル）の油圧を調圧して出力するスプールバルブ（以下スプール制御弁）１と、このスプール制御弁１の弁体（スプール：後述する）をその軸線方向の一方側に駆動する電磁アクチュエータであるリニアソレノイド２とによって構成されている。

スプール制御弁１は、バルブボディのバルブ挿入溝（凹部）内に嵌合配置される円筒状のスリーブ３と、このスリーブ３のスプール孔４内に往復移動（摺動）可能に嵌挿支持されるスプール５と、このスプール５をソレノイド側（基端側、後方側、デフォルト側）へ付勢するリターンスプリング６と、このリターンスプリング６のバネ荷重を調整するアジャストスクリュー７とを備えている。

リニアソレノイド２は、非磁性体製のシャフト８を介してスプール制御弁１のスプール５と一体移動可能に連結した磁性体製のプランジャ（可動コア）９と、通電されると周囲に磁束を発生するソレノイドコイル（以下コイル）１０と、このコイル１０の内周側に磁路を形成するコイル内周側固定コア（コアステータ１１、１２、磁気抵抗部１３）と、コイル１０の外周側に磁路を形成するコイル外周側固定コア（有底円筒状のヨーク１４）と、コアステータ１１の周壁１５内に圧入嵌合された非磁性体製の遮断部品（以下カラー）１６と、コイル１０と外部回路（外部電源や外部制御回路：ＴＣＵ）との接続を行うための外部接続用コネクタ１７とを備えている。
また、リニアソレノイド２は、コイル１０とヨーク１４の底板との間に磁性体製のリングコア（コイル１０の軸線方向の他端側を覆う固定コアの一部）１８、およびこのリングコア１８をヨーク１４の底板側へ押圧する弾性力を発生するウェーブワッシャ１９を備えている。

スリーブ３は、非磁性金属により形成されている。このスリーブ３の基端側の開口端には、リニアソレノイド２と結合する結合端面、およびこの結合端面の外周側に拡がる円環状のフランジ２０が設けられている。
スリーブ３は、基端側（ソレノイド側）から先端側（スプリング側）へ向けて軸線方向に延びる円筒状の周壁を備えている。スリーブ３の周壁の内部には、軸線方向に延びるスプール孔４が形成されている。このスプール孔４は、スプール制御弁１のスプール５をスリーブ３の軸線方向へ往復摺動可能に支持すると共に、スプール５が直接摺動する摺動孔（ガイド孔、内孔）である。

スリーブ３の周壁には、オイルが流出入する複数のオイル給排ポート（２１〜２５）が、周壁の内部と外部とをスプール孔４の軸線方向に対して略垂直な半径（放射）方向に連通している。
複数のオイル給排ポート（２１〜２５）は、オイル供給流路の下流端に接続されて、スプール孔４の軸線方向に対して略垂直な半径（放射）方向に開口し、且つスプール孔４の軸線方向に所定の距離を隔てながら開口形成されている。
これらのオイル給排ポートは、オイルポンプから第１油路を介してスプール孔４の内部へオイルが供給される入力ポート（オイル供給ポート）２１、スプール孔４の内部から第２油路を介してクラッチ（またはブレーキ）へオイルを出力する出力ポート２２、およびスプール孔４の内部から第３油路を介してオイルパンへオイルを排出するドレンポート２３等を備えている。

また、スプール制御弁１には、入力ポート２１から入力されるオイルの入力圧の変動による、出力ポート２２から出力されるオイルの出力圧の変動を防止するという目的で、出力圧をフィードバックしてスプール孔４の内部へ供給し、スプール５に作用させるフィードバックポート２４も設けられている。このフィードバックポート２４は、出力ポート２２に連通する第２油路または出力ポート２２と第４油路を介して接続している。
また、スリーブ３の周壁の基端側には、コイル内周側固定コア（１１〜１３）とプランジャ９との間のプランジャ摺動部（摺動クリアランス）２８へ潤滑オイルを供給するためのサブドレンポート２５が設けられている。このサブドレンポート２５は、スプール孔４の内部から第５油路を介してオイルパンへオイルを排出する。

また、シャフト８の摺動面（外周面）とコアステータ１１の第１ガイド孔の孔壁面（内周面）との間には、シャフト摺動部（摺動クリアランス）２７が設けられている。
また、プランジャ摺動部２８は、プランジャ９の摺動面（外周面）とコアステータ１１、１２および磁気抵抗部１３の第２ガイド孔の孔壁面（内周面）との間に設けられている。
また、シャフト８の摺動面（外周面）とカラー１６の第３ガイド孔の孔壁面（内周面）には、シャフト８の外周面（摺動面）が直接摺動するシャフト摺動部（摺動クリアランス）２９が設けられている。

スプール５は、スプール制御弁１の弁体（バルブ本体）を構成するものである。このスプール５は、スリーブ３の周壁の内径寸法（スプール孔４の孔径）に略一致した外径寸法を有し、複数のオイル給排ポート（２１〜２５）の連通状態を制御する複数の大径部（以下ランド）３１〜３３を備えている。
これらのランド３１〜３３の外周面は、スプール孔４の孔壁面（周壁の内周面）と直接摺動する摺動面となっている。なお、周壁のスプール孔４の孔壁面と複数のランド３１〜３３の摺動面との間には、スプール５の往復摺動を可能とするためのスプール摺動部（摺動クリアランス）が形成されている。

また、スプール５には、隣接する２つのランド３１、３２間に形成される小径部、隣接する２つのランド３２、３３を連動可能に連結する小径軸部、非磁性体製のシャフト８を介してリニアソレノイド２のプランジャ９の第１端面３４に当接する軸方向凸部（軸方向突起）３５が一体的に形成されている。これにより、スプール制御弁１は、プランジャ９がその軸線方向に移動することで、シャフト８を介してスプール５をその軸線方向へ駆動するように構成される。
小径部の外周には、フィードバックポート２４から油圧が供給されるフィードバック室３６が形成されている。また、小径軸部の外周には、入力ポート２１と出力ポート２２またはドレンポート２３とを連通する連通室３７が形成されている。また、シャフト８の先端側と軸方向突起３５の外周には、リニアソレノイド２の内部（プランジャ室４２）とサブドレンポート２５とを連通する連通室３８が形成されている。

リターンスプリング６は、スプール５をスプール孔４内においてスリーブ３の基端側（ソレノイド側）へ向けて付勢する弾性力（付勢力）を発生する圧縮コイルスプリングである。このリターンスプリング６は、スプール孔４の先端側のスプリング収容室内において、アジャストスクリュー７の壁面（スプリング座）とスプール５のランド３１の壁面（スプリング座）との間で軸線方向に圧縮された状態で配置されている。
アジャストスクリュー７は、スリーブ３の先端側の円筒開口部の雌螺子に対する捩じ込み量（螺合量）に応じて、リターンスプリング６のバネ荷重を調整する荷重調整部材であり、円筒開口部を閉塞するプラグ（栓）またはエンドキャップとしての機能も有している。

リニアソレノイド２は、非磁性体製のシャフト８を介してスプール制御弁１のスプール５をその軸線方向の一方側（先端側）へ駆動する電磁アクチュエータである。このリニアソレノイド２は、プランジャ９、コイル１０、コイル内周側固定コア（１１〜１３）、コイル外周側固定コア（１４）、カラー１６および外部接続用コネクタ１７等を備えている。
シャフト８は、非磁性体の金属（例えばステンレス鋼等）を電磁弁のソレノイド軸方向（シャフト８、プランジャ９の往復移動方向、軸線方向）へ真っ直ぐに延長した円柱形状（丸棒形状）の連結部材である。このシャフト８は、電磁弁のスリーブ３の周壁の中心軸線上に設置されている。

シャフト８は、プランジャ９による軸線方向（ソレノイド軸方向）の一方側への駆動力をスプール５に伝えると共に、スプール５に与えられたリターンスプリング６の付勢力をプランジャ９へ伝えるものである。また、シャフト８は、プランジャ９の軸線方向の一端面に当接して、スプール５とプランジャ９とを連結する連結部である。
シャフト８は、スプール５の軸方向突起３５に当接または接触する第１接触部、およびプランジャ９の第１端面３４に当接または接触する第２接触部等を有している。
第１接触部は、シャフト８の軸線方向の一端側の端面に設けられている。また、第２接触部は、シャフト８の軸線方向の他端側の端面に設けられている。

プランジャ９は、コイル内周側固定コア（１１〜１３）の内周側でソレノイド軸方向へ往復摺動自在に嵌合配置されている。このプランジャ９は、コイル１０が通電されると励磁（磁化）される磁性金属（例えば鉄等の強磁性材料）よりなる。
プランジャ９は、コイル１０の磁力によりソレノイド軸方向の一方側へ向かって磁気吸引される可動コア（ムービングコア）である。このプランジャ９は、スプール５に伝わるリターンスプリング６の付勢力によってスプール５、シャフト８と共に、有底円筒状のヨーク１４の底板のストッパ４１へ付勢される。

プランジャ９は、コイル内周側固定コア（１１〜１３）の内部（プランジャ室４２）内に往復摺動可能に収容されている。このプランジャ室４２は、プランジャ９のソレノイド軸方向の両側に形成されるプランジャ前後空間４３、４４を含んでいる。
プランジャ前後空間４３、４４とは、リニアソレノイド２の作動時に容積が変動する第１、第２容積変化部のことである。これらのプランジャ前後空間４３、４４は、プランジャ９をその軸線方向に貫通するプランジャ呼吸孔４５を介して連通している。また、プランジャ前後空間４３、４４は、コアステータ１１とカラー１６との間に形成されるオイル供給流路４６、およびコアステータ１１をその軸線方向に貫通するステータ呼吸孔４７を介して、スリーブ３のスプール孔４の内部（連通室３８）と連通している。

プランジャ９には、プランジャ室４２内での変位に伴うプランジャ前後空間４３、４４のオイルの流動を確保するために、プランジャ９の両端面（軸線方向の前後端面）を連通するプランジャ呼吸孔４５がソレノイド軸方向に真っ直ぐに設けられている。このプランジャ呼吸孔４５は、プランジャ９の中心軸線から所定の距離だけ車両搭載時における天地方向の天方向側（天方向）に偏心した位置に設けられている。
また、プランジャ９の外周面には、コアステータ１１、１２および磁気抵抗部１３の内周面に直接摺動する摺動面が形成されている。
なお、プランジャ９の詳細は、後述する。

コイル１０は、電力の供給を受けると（電流印加または通電されると）、プランジャ９をコアステータ１１、１２の磁気吸引部（円環状の段差面）５１に引き寄せる磁力を発生する磁束発生手段（磁力発生手段）である。このコイル１０は、合成樹脂製のコイルボビン（以下ボビン）５２の円筒部の外周に、絶縁被膜を施した導線を複数回巻装したソレノイドコイルである。
そして、リニアソレノイド２においては、コイル１０が通電されると、プランジャ９、コアステータ１１、１２およびヨーク１４を磁束が集中して通る磁気回路が形成される。

コイル１０は、磁力によってスプール５、シャフト８およびプランジャ９を、スリーブ３の周壁とスプール５の軸線方向の一方側（先端側、前方側、フルリフト側）へ駆動するものである。
ここで、本実施例では、コイル１０が通電（ＯＮ）されると、スプール５、シャフト８およびプランジャ９が初期位置（デフォルト位置）からソレノイド軸方向の一方側（先端側）へストロークする。また、コイル１０への通電が停止（ＯＦＦ）されると、リターンスプリング６の付勢力によってスプール５、シャフト８およびプランジャ９がデフォルト位置へ戻される。

コイル１０は、絶縁性を有する合成樹脂（モールド樹脂材）製のボビン５２に巻装されたコイル部と、このコイル部の巻き始め端部および巻き終わり端部より外側に引き出された一対のコイルリード線を有している。
一対のコイルリード線は、ボビン５２、つまり一対の鍔状部間および円筒部の外周に巻装されるコイル１０を形成する導体（導電体）であって、外部接続用コネクタ１７の各ターミナル５３を介して、外部回路と電気接続されている。
また、コイル１０の外周部、およびコイル１０の各コイルリード線と各ターミナル５３との導通接合部は、絶縁性を有する合成樹脂（モールド樹脂材）製のソレノイドケース５４によって被覆されて保護されている。このソレノイドケース５４は、コイル１０およびボビン５２の周囲を円周方向に取り囲む円筒部、および一対のターミナル５３の先端を露出して収容するコネクタケースを有している。

コイル内周側固定コアは、プランジャ９をソレノイド軸方向の先端側に吸引するコアステータ１１と、プランジャ９の周囲と磁気の受け渡しを行うコアステータ１２と、２つのコアステータ１１、１２間の磁束の流れを低減する磁気抵抗部１３とを備えている。これらのコアステータ１１、１２および磁気抵抗部１３は、一体部品で構成されている。
コアステータ１１、１２および磁気抵抗部１３は、コイル１０が通電されると励磁（磁化）される磁性金属（例えば鉄等の強磁性材料）よりなる。また、コアステータ１１、１２は、コイル１０、プランジャ９、ヨーク１４と共に磁気回路を構成している。

コアステータ１１の内部には、シャフト８の周囲を円周方向に取り囲む円筒状の肉厚部（以下ステータ肉厚部）６１が設けられている。
コアステータ１１は、ステータ肉厚部６１の第１端面３４の外周部分から軸線方向の一方側へ突出するように設けられて、シャフト８の周囲を円周方向に取り囲む円筒状の周壁１５を備えている。
ステータ肉厚部６１の第１端面側に対して逆側（プランジャ側）の端面には、シャフト８の周囲を円周方向に取り囲む円環状のワッシャ６２が装着されている。
そして、シャフト８の外周とコアステータ１１の周壁１５の内周との間には、カラー１６を嵌合保持する円筒状の収納凹部６３が設けられている。
コアステータ１１の第１端面３４とは、収納凹部６３の底面のことである。

ステータ肉厚部６１の内部（内周）には、シャフト８の外周面（摺動面）が直接摺動する断面円形状の第１ガイド孔が形成されている。そして、シャフト８の摺動面とコアステータ１１の第１ガイド孔の孔壁面（内周面）との間には、シャフト摺動部２７が設けられている。
ステータ肉厚部６１の軸線方向の一端面には、コアステータ１１の軸線方向の一方側で、且つシャフト８およびシャフト摺動部２７の周囲を円周方向に取り囲むように円環状の第１端面３４が設けられている。また、コアステータ１１は、スリーブ３のフランジ２０とソレノイドケース５４の円環部６４との間に挟み込まれて配置される円環状のフランジ６５を備えている。

ステータ肉厚部６１には、プランジャ室４２内での変位に伴うプランジャ前後空間４３、４４のオイルの流動を確保するために、ステータ肉厚部６１の両端面（軸線方向の前後端面）を連通するステータ呼吸孔４７がソレノイド軸方向に真っ直ぐに設けられている。このステータ呼吸孔４７は、シャフト摺動部２７から所定の距離だけ車両搭載時における天地方向の天方向側（天方向）に偏心した位置に設けられている。また、ステータ呼吸孔４７は、ステータ肉厚部６１をその軸線方向に貫通すると共に、プランジャ室４２をスリーブ３のスプール孔４の内部（連通室３８）と連通している。

コアステータ１１、１２および磁気抵抗部１３は、コイル１０の内周側に配置される第１〜第３円筒部を備えている。
これらのコアステータ１１の第１円筒部、コアステータ１２の第２円筒部および磁気抵抗部１３の第３円筒部（薄肉円筒部）の内部（内周）には、プランジャ９の外周面（摺動面）が直接摺動する断面円形状の第２ガイド孔が形成されている。そして、プランジャ９の摺動面と各第１〜第３円筒部の第２ガイド孔の孔壁面（内周面）との間には、プランジャ摺動部２８が設けられている。
磁気抵抗部１３は、２つのコアステータ１１、１２を連結する薄肉部によって構成されている。
なお、コアステータ１１、１２の詳細は、後述する。

コイル外周側固定コアは、コイル１０が通電されると励磁（磁化）される磁性金属（例えば鉄等の強磁性材料）製のヨーク１４により構成されている。このヨーク１４は、有底円筒形状に形成されている。
ヨーク１４は、プランジャ９、コイル１０、コアステータ１１、１２と共に磁気回路を構成している。また、ヨーク１４の内部には、ヨーク１４以外のリニアソレノイド構成部品（コイル１０、ボビン５２、シャフト８、プランジャ９、コアステータ１１、１２等）を収容する円筒状のソレノイド収納空間が形成されている。

ヨーク１４は、コイル１０の外周側を覆う円筒部を有している。このヨーク１４は、円筒部の一端側（スプール制御弁１側）が開口し、円筒部の他端側が円板状の底板により閉塞されている。ヨーク１４の底板には、プランジャ室４２側へ突出し、且つプランジャ９の後端面が当接して係止するストッパ４１が設けられている。このストッパ４１は、リニアソレノイド２の中心軸線上に設置される軸方向突起である。
ヨーク１４の円筒部の一端側の円筒開口部には、コアステータ１１のフランジ６５の外周部分を係止する段差６６、およびスリーブ３のフランジ２０とヨーク１４の段差６６との間にコアステータ１１のフランジ６５を挟み込んだ状態で、スリーブ３のフランジ２０の外周部分にカシメ固定される爪部６７が設けられている。これにより、スプール制御弁１とリニアソレノイド２とが一体的に組み付けられる。

次に、本実施例のカラー１６の詳細を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
ここで、スプール制御弁のスリーブ３のスプール孔４の内部に流入するオイル中には、自動変速機の変速機構の摩耗等により発生した金属粉等の異物（以下コンタミ）が混入している。
そこで、コアステータ１２は、スリーブ３のスプール孔４の内部（連通室３８）に臨む側に、プランジャ室４２に対するコンタミ等の異物の侵入経路を遮断する円筒状のカラー１６を備えている。
カラー１６は、非磁性金属または合成樹脂により円筒形状（または多角筒形状または２面幅（一部平面）を有する筒形状）となるように一体的に形成されている。このカラー１６は、コアステータ１１の周壁１５の内周に圧入嵌合により固定されている。

カラー１６の軸線方向の一端面は、連通室３８に臨むように設けられている。また、カラー１６の軸線方向の他端面は、コアステータ１１のステータ肉厚部６１の第１端面３４に密着または溶着固定される円環状の第２端面７２が設けられている。
第２端面７２は、シャフト８およびシャフト摺動部２７の周囲を円周方向に取り囲むように、しかもステータ肉厚部６１の第１端面３４と対向するように設けられている。
ここで、ステータ肉厚部６１の第１端面３４とカラー１６の第２端面７２とを密着させた場合の、第１端面３４と第２端面７２との間の軸線方向の最小クリアランスは、シャフト摺動部２７、２９の摺動クリアランス以下に設定されている。

カラー１６は、コアステータ１１の周壁１５の内周面およびステータ肉厚部６１の第１端面３４との間に、スリーブ３のスプール孔４の内部（連通室３８）にステータ呼吸孔４７を連通させるオイル供給流路４６を形成する凹部を備えている。
カラー１６の凹部は、カラー１６の軸線方向に連続して形成された切欠き溝形状の軸方向凹溝７３、およびカラー１６の周方向に連続して形成された部分環状の周方向凹溝７４等によって構成されている。
軸方向凹溝７３は、ステータ呼吸孔４７の形成位置とは対称的な位置（車両搭載時における天地方向の地方向側に位置する部位）で、且つカラー１６の外周面で開口している。また、周方向凹溝７４は、シャフト８およびシャフト摺動部２７の周囲を部分的に取り囲むように設けられている。この周方向凹溝７４は、カラー１６の第２端面７２で開口している。

すなわち、プランジャ室４２に対するコンタミ等の異物の侵入経路（連通室３８→オイル供給流路４６→ステータ呼吸孔４７→プランジャ室４２）には、図１に実線矢印で示したように、連通室３８からソレノイド軸方向にオイルが流れ込む軸方向凹溝７３と、この軸方向凹溝７３の末端部分をカラー１６の円周方向に略直角に屈曲してカラー１６の円周方向に延びると共に、軸方向凹溝７３からカラー１６の円周方向にオイルが流れ込む周方向凹溝７４と、この周方向凹溝７４の末端部分をソレノイド軸方向に略直角に屈曲してソレノイド軸方向に延びると共に、周方向凹溝７４からソレノイド軸方向にオイルが流れ込むステータ呼吸孔４７とによって、オイルの流れ方向を直角方向に変更（屈曲）させる複数の第１、第２屈曲部が設けられる。これにより、プランジャ室４２に対するコンタミ等の異物の侵入経路を従来の技術（現状）よりも長くした迷路構造のオイル供給流路４６が形成される。

［実施例１の作用］
次に、本実施例のリニアソレノイド２を備えた電磁弁の作用を図１および図２に基づいて簡単に説明する。

自動変速機で使用されるオイルの圧力制御（油圧制御）を電磁弁は、スリーブ３のスプール孔４内に往復移動可能に設置されたスプール５をスリーブ３の軸線方向の先端側へ駆動するリニアソレノイド２のコイル１０の磁気吸引力と、スプール５をスリーブ３の軸線方向の他方側（スリーブ３の基端側）へ付勢するリターンスプリング６の付勢力と、フィードバック室３６に供給される油圧（出力ポートから出力された油圧の一部）との圧力バランスによってスプール５を所定の軸方向位置（ストローク位置）に保持される。
したがって、電磁弁は、スプール制御弁１のスプール５のストローク位置を制御することで、入力ポート２１と出力ポート２２との連通面積と、出力ポート２２とドレンポート２３との連通面積とを変化させる。これにより、出力ポート２２に発生する油圧が調圧される。

リニアソレノイド２のコイル１０へ電力が供給されていない場合、スプール５は、リターンスプリング６の付勢力によりソレノイド側のデフォルト位置に止まっている。
このとき、スプール５のランド３２が入力ポート２１を塞ぐ（全閉する）。また、ランド３２、３３間の小径軸部の外周に形成される連通室３７が出力ポート２２とドレンポート２３とを連通する。
このとき、オイルポンプから吐出されたオイルは、第１油路から入力ポート２１のスプール孔側端部まで到達する。そして、入力ポート２１のスプール孔側端部まで到達しているオイルは、ランド３２が入力ポート２１を塞いでいるので、スリーブ３のスプール孔４の内部への流入が阻止される。

また、クラッチ（またはブレーキ）の油圧サーボから排出（ドレン）されたオイルは、第２油路から出力ポート２２内に流入する。そして、油圧サーボから出力ポート２２まで戻されたオイルは、スリーブ３の内部の連通室３７を介してドレンポート２３からスリーブ３の外部へ流出する。そして、スリーブ３の外部へ流出したオイルは、第３油路を経てオイルパンへ排出されて、クラッチ（またはブレーキ）の油圧サーボに作用しているオイルの圧力（油圧）が下降する。
このように、本実施例の電磁弁は、コイル１０への電力の供給が成されない時に、入力ポート２１と出力ポート２２との連通が遮断されるため、ノーマリクローズタイプのソレノイドバルブとして機能する。

一方、リニアソレノイド２のコイル１０へ電力が供給されると、コイル１０を流れる電流の大きさに対応した磁気吸引力でコアステータ１１、１２の磁気吸引部５１にプランジャ９が吸引される。これに伴って、先端にスプール５が連結されたシャフト８が軸線方向の一方側へ押し出されることにより、スプール５がスリーブ３の先端側へ移動する。
このとき、スプール５は、プランジャ９の推力（磁気吸引力）と、リターンスプリング６の付勢力と、フィードバックポート２４を介してフィードバック室３６へ入力されるオイルの圧力（フィードバック油圧）によりスプール５のランド３２に作用するフィードバック力（軸力）とが釣り合う位置で停止し、スプール５がスリーブ３の先端側へ移動する程、入力ポート２１の開口面積を拡げると共に、ドレンポート２３の開口面積を狭める。

ここで、オイルポンプから吐出されたオイルは、第１油路から入力ポート２１内に流入する。そして、スプール５のストローク量の増加に従って入力ポート２１の開口面積が大きくなると、出力ポート２２から出力されて、クラッチ（またはブレーキ）の油圧サーボに作用するオイルの圧力（油圧）が大きくなる。つまり、スプール５のランド３２と入力ポート２１とのオーバーラップ量に応じて出力ポート２２からクラッチ（またはブレーキ）の油圧サーボへ出力されるオイルの圧力（油圧）が調圧される。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のリニアソレノイド２においては、例えば自動車等の車両に電磁弁を搭載した際に、シャフト摺動部２７よりも天方向に位置する部位、つまりシャフト摺動部２７とは別の部位に、コアステータ１１のステータ肉厚部６１をその軸線方向に貫通すると共に、リニアソレノイド２のプランジャ室４２をスリーブ３のスプール孔４の内部（連通室３８）に連通させるステータ呼吸孔４７を設けたことにより、連通室３８とプランジャ室４２とを連通するオイル供給経路（連通室３８→オイル供給流路４６（軸方向凹溝７３→周方向凹溝７４）→ステータ呼吸孔４７→プランジャ室４２）を確保することができる（図１及び２の実線矢印参照）。
これによって、呼吸体積（摺動による容積変化分）に対して十分な呼吸路を構成することができるので、コンタミを含んだオイルが、ステータ肉厚部６１とシャフト８との間のシャフト摺動部２７、およびステータ肉厚部６１とプランジャ９との間のプランジャ摺動部２８へ到達し難くなる。

また、ステータ呼吸孔４７を、例えば自動車等の車両に電磁弁を搭載した際に、シャフト摺動部２７よりも車両搭載時における天地方向の天方向側（車両搭載天方向）に位置する部位、つまりシャフト摺動部２７とは別の部位に設置している。すなわち、オイル中に含まれるコンタミが自重により車両搭載時における天地方向の地方向側（車両搭載地方向）に沈殿するため、プランジャ室４２およびプランジャ摺動部２８に対するコンタミの到達性を考慮して、ステータ呼吸孔４７を車両搭載時における天地方向の天方向側（車両搭載天方向または実車搭載方向の天方向）に設置することにより、ステータ肉厚部６１とシャフト８との間のシャフト摺動部２７、およびステータ肉厚部６１とプランジャ９との間のプランジャ摺動部２８へコンタミを含んだオイルの侵入を防止または抑制することができる。

また、ステータ肉厚部６１の第３端面、つまり連通室３８に臨む側の端面に、プランジャ室４２に対するコンタミ等の異物の侵入経路（オイル供給流路４６（軸方向凹溝７３→周方向凹溝７４）→ステータ呼吸孔４７）を遮断するカラー１６を密着または溶着するように取り付けている。また、ステータ肉厚部６１に対するカラー１６の圧入嵌合または溶着固定によって、ステータ肉厚部６１とカラー１６との軸線方向のシールを行うことにより、ステータ肉厚部６１とシャフト８との間のシャフト摺動部２７へのコンタミを含んだオイルの侵入を防止または抑制することができる。
また、ステータ肉厚部６１の第１端面３４とカラー１６の第２端面７２とが密着または溶着するように組み付けることにより、ステータ肉厚部６１とシャフト８との間のシャフト摺動部２７に対するコンタミ等の異物の侵入経路を遮断することができる。これにより、ステータ肉厚部６１とシャフト８との間のシャフト摺動部２７へのコンタミを含んだオイルの侵入を防止（または抑制）することができる。

また、ステータ肉厚部６１の第１端面３４とカラー１６の第２端面７２を密着させた場合の、第１端面３４と第２端面７２との間の軸線方向の最小クリアランスを、ステータ肉厚部６１とシャフト８との間のシャフト摺動部２７の摺動クリアランス以下とする。これにより、ステータ肉厚部６１とシャフト８との間のシャフト摺動部２７へのコンタミを含んだオイルの侵入を防止または抑制することができる。
したがって、シャフト摺動部２７およびプランジャ摺動部２８へコンタミが入り込み難くなるので、コイル内周側固定コアの第１、第２ガイド孔に対するシャフト８およびプランジャ９の円滑な（スムーズな）往復移動を確保できる。これにより、適正な油圧制御を行うことが可能となる。

また、ステータ肉厚部６１の周壁１５の内周面およびステータ肉厚部６１の第１端面３４との間にステータ呼吸孔４７をガイド孔の内部に連通させる迷路構造のオイル供給流路４６を形成する凹部を、カラー１６に設けたことにより、迷路構造のオイル供給流路４６の成立性を向上することができる。
従来の技術では、ヨークのかしめによるアッセンブリより迷路構造が成立していたが、ステータ肉厚部６１の周壁１５の内周面およびステータ肉厚部６１の第１端面３４とカラー１６との間に、迷路構造のオイル供給流路４６を有する構成のため、迷路構造のオイル供給流路４６の成立性を向上することができる。

また、オイル供給流路４６は、カラー１６の軸線方向に連続して形成された軸方向凹溝７３、およびシャフト８の周囲を部分的に取り囲むと共に、カラー１６の周方向に連続して形成された部分環状の周方向凹溝７４等により構成されている。
オイル供給流路４６の中で軸方向凹溝７３は、ステータ呼吸孔４７の位置とは対称的な位置で、且つカラー１６の外周面で開口している。また、オイル供給流路４６の中で周方向凹溝７４は、カラー１６の外周面で開口している。
これによって、オイル供給流路４６が形成されたカラー１６を用いて、ステータ肉厚部６１とプランジャ９との間のプランジャ摺動部２８へのコンタミ等の異物の侵入経路を、例えば連通室３８とプランジャ室４２とを直線状に連通する軸方向油路（オイル供給経路）を有する従来例と比べて長くすることができる。

また、プランジャ９の中心軸線から所定の距離だけ偏心した位置にプランジャ呼吸孔４５が設けられている。これにより、シャフト８とプランジャ９とが当接または接触している場合でも、プランジャ呼吸孔４５がシャフト８により塞がれることがなくなるので、リニアソレノイド２の作動時に、プランジャ９の軸線方向の両側に形成されるプランジャ前後空間４３、４４の容積変動が可能となり、リニアソレノイド２の作動時においてプランジャ９をその軸線方向に円滑に往復移動させることができる。
また、スプール制御弁１のスプール３とリニアソレノイド２のプランジャ９との間にシャフト８を備えている。そして、シャフト８は、スリーブ３の中心軸線上およびプランジャ９の中心軸線上に設置されて、スプール５およびプランジャ９に直接当接または接触している。これによって、プランジャ９による軸線方向の一方側への駆動力をスプール５に伝えることができ、且つスプール５に与えられたリターンスプリング６の付勢力をプランジャ９へ伝えることができる。

［変形例］
本実施例では、本発明のスプール制御弁を、自動車の自動変速機の油圧制御を行う油圧制御装置の油圧回路に組み込まれる電磁スプール制御弁（電磁弁）に適用しているが、本発明のスプール制御弁を、内燃機関（エンジン）の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）の油圧回路に組み込まれる電磁スプール制御弁（電磁油路切替弁）に適用しても良い。
また、本発明のソレノイドを、流体圧制御、流量制御、流路切替制御に用いるスプール制御弁のスプールを駆動するリニアソレノイドに適用しても良い。

また、カラー１６の軸線方向に連続して形成された軸方向流路、およびカラー１６の周方向に連続して形成された部分環状の周方向流路を有するオイル供給流路４６を設けても良い。
この場合、ステータ肉厚部６１のステータ呼吸孔４７を連通室３８に連通させるオイル供給流路４６の中で軸方向流路は、ステータ呼吸孔４７の位置とは対称的な位置、つまりシャフト摺動部２７よりも車両搭載時における天地方向の地方向側に位置する部位で、且つ連通室３８に臨むように開口させることが望ましい。
これによって、オイル供給流路４６が形成されたカラー１６を用いて、ステータ肉厚部６１とプランジャ９との間のプランジャ摺動部２８への異物の侵入経路を、例えば連通室３８とプランジャ室４２とを直線状に連通する軸方向油路（オイル供給経路）を有する従来例と比べて長くすることができる。

１ スプール制御弁（スプールバルブ）
２ リニアソレノイド
５ スプール
８ シャフト
９ プランジャ
１６ カラー（遮断部品）
２７ シャフト摺動部
２８ プランジャ摺動部
４６ オイル供給流路
４７ ステータ呼吸孔

Claims (9)

1. （ａ）流体を給排する複数の給排ポート（２１〜２５）が形成された筒状のスリーブ（３）、およびこのスリーブ（３）の内孔（４）内に往復摺動可能に支持されるスプール（５）を有するスプールバルブ（１）と、
   （ｂ）前記スリーブ（３）の中心軸線上に設置されて、前記スプール（５）に当接または接触するシャフト（８）と、
   （ｃ）このシャフト（８）を介して前記スプール（５）と一体移動可能に連結したプランジャ（９）、電力の供給を受けると前記プランジャ（９）を引き寄せる磁力を発生するコイル（１０）、およびこのコイル（１０）の内周側に磁路を形成すると共に、前記シャフト（８）と前記プランジャ（９）を往復摺動可能に支持する筒状の固定コア（１１〜１３）を有するソレノイド（２）と
   を備えた電磁弁において、
   前記固定コア（１１〜１３）は、前記シャフト（８）の外周面が直接摺動するシャフト摺動部（２７）、前記プランジャ（９）の外周面が直接摺動するプランジャ摺動部（２８）、前記プランジャ（９）を往復摺動可能に収容するプランジャ室（４２）、前記固定コア（１１〜１３）をその軸線方向に貫通すると共に、前記プランジャ室（４２）を前記内孔（４）の内部に連通させるステータ呼吸孔（４７）を有し、
   前記ステータ呼吸孔（４７）は、前記電磁弁を車両に搭載した際に、前記シャフト摺動部（２７）よりも天方向に位置する部位に設置されていることを特徴とする電磁弁。
2. 請求項１に記載の電磁弁において、
   前記内孔（４）の内部に臨む側に、前記プランジャ室（４２）に対する異物の侵入経路（４６、４７、７３、７４）を遮断する遮断部品（１６）を備えたことを特徴とする電磁弁。
3. 請求項２に記載の電磁弁において、
   前記固定コア（１１〜１３）と前記遮断部品（１６）との軸線方向のシールは、前記固定コア（１１〜１３）に対する前記遮断部品（１６）の圧入嵌合または溶着固定によって行われることを特徴とする電磁弁。
4. 請求項２または請求項３に記載の電磁弁において、
   前記遮断部品（１６）は、前記ステータ呼吸孔（４７）を前記内孔（４）の内部に連通させる迷路構造の流路（４６）を有していることを特徴とする電磁弁。
5. 請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の電磁弁において、
   前記固定コア（１１〜１３）は、その軸線方向の一方側で、且つ前記シャフト摺動部（２７）または前記シャフト（８）の周囲を周方向に取り囲むように設けられた環状の第１端面（３４）を有し、
   前記遮断部品（１６）は、前記シャフト（８）の周囲を周方向に取り囲むように、しかも前記第１端面（３４）と対向するように設けられて、前記第１端面（３４）に密着または溶着する環状の第２端面（７２）を有していることを特徴とする電磁弁。
6. 請求項５に記載の電磁弁において、
   前記第１端面（３４）と前記第２端面（７２）とを密着させた場合の、前記第１端面（３４）と前記第２端面（７２）との間の軸線方向の最小クリアランスは、前記シャフト摺動部（２７）の摺動クリアランス以下とすることを特徴とする電磁弁。
7. 請求項５または請求項６に記載の電磁弁において、
   前記固定コア（１１〜１３）は、前記第１端面（３４）の外周部分から軸線方向に突出し、且つ前記シャフト（８）の周囲を周方向に取り囲む筒状の周壁（１５）を有し、
   前記遮断部品（１６）は、前記周壁（１５）の内周面および前記第１端面（３４）との間に、前記ステータ呼吸孔（４７）を前記内孔（４）の内部に連通させる迷路構造の流路（４６）を形成する凹部（７３、７４）を有していることを特徴とする電磁弁。
8. 請求項７に記載の電磁弁において、
   前記凹部は、前記遮断部品（１６）の軸線方向に連続して形成された軸方向凹部（７３）、および前記遮断部品（１６）の周方向に連続して形成された部分環状の周方向凹部（７４）を有し、
   前記軸方向凹部（７３）は、前記ステータ呼吸孔（４７）の位置とは対称的な位置で、且つ前記遮断部品（１６）の外周面で開口しており、
   前記周方向凹部（７４）は、前記シャフト（８）および前記シャフト摺動部（２７）の周囲を部分的に取り囲むように設けられていることを特徴とする電磁弁。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の電磁弁において、
   前記プランジャ室（４２）は、前記プランジャ（９）の軸線方向の両側に形成されるプランジャ前後空間（４３、４４）を含んでいることを特徴とする電磁弁。

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