JP2015108427A - 電磁弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化及び軽量化、低コスト化を図ることができる簡単な構成でありながら、電磁コイルへの連続的な通電が不要となることで消費電力を少なく抑えることができる自己保持型の電磁弁装置を提供する。
【解決手段】弁体（２０）を着座させて排出ポート（１６）を閉じるための弁座部（３０）に弾性を有する弾性体（３１）が設置されている。弁体（２０）が弁座部（３０）から離間した状態において、弾性体（３１）が弾性変形する荷重よりも小さな荷重で弁体（２０）を弾性体（３１）に押圧するように電磁コイル（２７）に通電することで、排出ポート（１６）を閉じる一方、弁体（２０）が弁座部（３０）に着座した状態において、弾性体（３１）が弾性変形する荷重以上の荷重で弁体（２０）を弾性体（３１）に押圧するように電磁コイル（２７）に通電することで、排出ポート（１６）を開くように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、作動油が流通する油路に設置されて該油路の開閉を行うための弁体と、押圧部材を介して弁体を駆動するための電磁コイルとを備え、電磁コイルの通電を制御することにより弁体を駆動して油路の開閉を行う構造の電磁弁装置に関する。

従来、車両に搭載した自動変速機が備える変速制御用の作動油の流通路を切り替えるための切替弁装置として、電磁コイル（ソレノイドコイル）からなるアクチュエータを備えた電磁弁装置が用いられている。この種の電磁弁装置は、例えば、特許文献１に示すように、油路を開閉するための弁体と、プランジャを介して弁体を駆動するための電磁コイルとを備えており、電磁コイルの通電を制御することにより、弁体を駆動して油路の開閉を切り替える構造である。

そして、このような電磁弁装置では、単一の電磁コイルと弁体を付勢するスプリングとを備え、油路を開いている間と閉じている間のいずれか一方のみの間、電磁コイルの通電を行うように構成したものがある。例えば、電磁コイルの通電をオフしている間は、スプリングで付勢されたプランジャによって弁体が弁座部に押し付けられていることで油路を閉鎖する一方、電磁コイルの通電をオンすると、電磁コイルの電磁力でプランジャが退避することで、作動油の油圧で弁体が弁座部から離間して油路が開通するように構成する。

ところが、上記のような電磁弁では、電磁コイルの通電による油路の開閉の切替動作を行った後、車両の走行モード（走行状態）によっては、そのままの開閉状態（弁位置）を保持し続けることがある。この場合、次の開閉状態の切り替え指示が出されるまでの間、電磁コイルへの連続的な通電状態となる場合がある。これにより下記のような問題がある。

電磁コイルへの連続的な通電に必要な消費電力を車両に搭載した発電機（ＡＣＧ）の発電電力で賄う必要がある。そのため、電磁コイルへの連続的な通電による消費電力が多いと、その分、発電機による発電電力が多くなることで、車両の燃費が悪化する要因となる。また、電磁コイルへの連続的な通電による熱損失により、構成部品の熱劣化が進むおそれがある。そのため、電磁コイルの構成部品用の材料として耐熱性に優れた比較的に高価な材料を選定する必要がある。また、電磁コイルへの連続的な通電による自己発熱により、コイルの抵抗値が悪化するおそれがある。そのため、コイルの線材を大径化することや、コイルの巻数を増加するなど、必要な起磁力を確保するためにコイルの大型化が必要となる。これにより、電磁弁装置の大型化及びコスト増につながるおそれがある。

これに対して、電磁コイルへの連続的な通電を行わずに消費電力を削減するための電磁弁として、特許文献２に記載されたいわゆる自己保持型の電磁弁がある。この特許文献２の電磁弁は、軸方向に磁化された永久磁石を軸に固定していることで、流体の流路を開及び閉とした状態で永久磁石と固定磁極間の吸引力によって弁体をその位置に保持するものである。これにより、流体の流路を開及び閉とした状態でソレノイドコイル（電磁コイル）に電流を流す必要をなくして、消費電力を少なく抑えるようにしている。

しかしながら、特許文献２に記載の電磁弁は、弁体を開方向と閉方向それぞれに移動させるための２個の電磁コイルを備えており、弁体を開閉する際にこれら２個の電磁コイルを交互に駆動するようになっている。このように２個の電磁コイルを備えることで、電磁弁装置の部品点数が多くなり、装置の大型化・重量の増加、高コスト化につながるという問題がある。

特開２００６−３４８９８２号公報 特開平５−８７２６７号公報

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、部品点数を少なく抑えて装置の小型化及び軽量化、低コスト化を図ることができる簡単な構成でありながら、電磁コイルへの連続的な通電が不要となることで消費電力を少なく抑えることができる自己保持型の電磁弁装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる電磁弁装置は、油圧源（４）に連通している入力ポート（１２）と、油圧作動部（５）に連通している出力ポート（１４）と、油圧開放部（６）に連通している排出ポート（１６）とを有する作動油室（１０）と、作動油室（１０）内に設置されて排出ポート（１６）を開閉するための弁体（２０）と、弁体（２０）を着座させて排出ポート（１６）を閉じるための弁座部（３０）と、弁座部（３０）に向けて弁体（２０）を押圧するための押圧部材（２５，２６）と、押圧部材（２５，２６）を駆動するための電磁コイル（２７）と、を備え、弁座部（３０）には弾性を有する弾性体（３１）が設置されており、弁体（２０）が弁座部（３０）から離間した状態において、弾性体（３１）が弾性変形する荷重よりも小さな荷重で弁体（２０）を弾性体（３１）に押圧するように電磁コイル（２７）に通電することで、排出ポート（１６）を閉じる一方、弁体（２０）が弁座部（３０）に着座した状態において、弾性体（３１）が弾性変形する荷重以上の荷重で弁体（２０）を弾性体（３１）に押圧するように電磁コイル（２７）に通電することで、排出ポート（１６）を開くことを特徴とする。

本発明にかかる電磁弁装置によれば、電磁コイルに通電することで弁体を弁座部に押し付けて排出ポートを閉じる。その際に、弁座部の弾性体が弾性変形する荷重よりも小さな荷重で弁体を弾性体に押圧するように電磁コイルに通電することで、作動油室内の作動油から弁体にかかる油圧による荷重で弁体が弁座部に当接した状態を保持することができる。また、排出ポートを開く際には、弾性体が弾性変形する荷重以上の荷重で弁体を弾性体に押圧するように電磁コイルに通電することで、弁座部の弾性体を弾性変形させてその反発力で弁体を弁座部から離間させることができる。

このように構成したことで、排出ポートを開くときと閉じるときにのみ電磁コイルの通電が必要となり、排出ポートの開状態又は閉状態を維持している間は、電磁コイルの通電が不要となる。したがって、排出ポートの開状態と閉状態の両方を非通電状態で維持することが可能ないわゆる自己保持型の電磁弁装置を構成することができる。これにより、従来の電磁コイルへの連続的な通電による消費電力を大幅に削減することができるので、発電機による発電量を少なく抑えることができ、車両の燃費向上に寄与できる。また、従来の電磁コイルへの連続的な通電による熱損失（電磁コイルの駆動回路による熱損失を含む）を大幅に削減することができるので、電磁弁の構成部品の寿命を延ばすことができると共に、電磁弁の構成部品の材料として、耐熱性の低い比較的に低廉な材料を用いることが可能となる。さらに、電磁コイルへの連続的な通電が不要となることで、電磁コイルの自己発熱量を少なく抑えることができ、電磁コイルの抵抗値の悪化を緩和することができる。そのため、線材の大径化や巻数の増加など、必要な起磁力を確保するための電磁コイルの大型化及びコスト増を回避することができる。

また、従来構成と比較して、弁座部に弾性体を配設するだけの部品点数を少なく抑えた簡単な構成で済むため、電磁弁装置の小型化・軽量化、低コスト化を図ることができる。すなわち、本実施形態の電磁弁装置によれば、単一の電磁コイルのみを備える自己保持型の電磁弁を構成することができる。これにより、２個の電磁コイルを交互に駆動する従来の自己保持型の電磁弁装置と比較して、小型化・軽量化、及び大幅な低コスト化が可能となる。また、電磁コイルを駆動するための駆動回路は、従来構成の駆動回路からの変更が不要である。これらによって、装置構成の変更に伴うコスト増を回避することができる。

また、上記の電磁弁装置では、排出ポート（１６）を閉じるときには、電磁コイル（２７）の通電を所定時間（ＤＴ１）継続する一方、排出ポート（１６）を開くときには、電磁コイル（２７）の通電を瞬間的に行うようにしてよい。そしてこの場合、上記の所定時間（ＤＴ１）は、弁体（２０）が弁座部（３０）に当接した後、作動油室（１０）内の作動油の油圧（Ｐ）による荷重（Ｆ４）のみで弁体（２０）が弁座部（３０）に着座した状態が維持されるようになるまでの時間とすることができる。

この構成によれば、排出ポートを閉じるときには、電磁コイルに所定時間通電することで、作動油室内の作動油の油圧による荷重のみで弁体が弁座部に着座した状態を維持できるようになる。また、排出ポートを開くときには、電磁コイルに瞬間的に通電させることで、弁座部が有する弾性体の弾性力で弁体を弁座部から確実に離間させて排出ポート開くことができる。

また、上記の電磁弁装置では、排出ポート（１６）を開くときの電磁コイル（２７）の通電時間（ＤＴ２）は、排出ポート（１６）を閉じるときの電磁コイル（２７）の通電時間（ＤＴ１）よりも短い時間（ＤＴ１＞ＤＴ２）であってよい。この構成によっても、排出ポートを閉じるときには、電磁コイルに通電することで、作動油室内の作動油の油圧による荷重のみで弁体が弁座部に着座した状態を維持できるようになり、排出ポートを開くときには、電磁コイルに通電することで、弁座部が有する弾性体の弾性力で弁体を弁座部から確実に離間させることができる。

また、上記の電磁弁装置では、弁座部（３０）に設けた弾性体（３１）は、弾性を有する金属材又は樹脂材又はゴム材からなる部材であってよい。この構成によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、押圧部材から弁体を介して弾性体に付与される荷重で弾性体を弾性変形させることができ、当該弾性変形による弾性力で弁体を弁座部から離間させて排出ポートを開くことができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる電磁弁装置によれば、小型化及び軽量化、低コスト化を図ることができる簡単な構成でありながら、電磁コイルへの連続的な通電が不要となることで消費電力を少なく抑えることができる。

本発明の一実施形態にかかる電磁弁装置の構成例を示す概略図である。 排出ポート及びその近傍を示す部分拡大図である。 電磁弁装置の動作を説明するための図で、排出ポートを閉じる際の動作を示す図である。 電磁弁装置の動作を説明するための図で、排出ポートが閉じているときの状態を示す図である。 電磁弁装置の動作を説明するための図で、排出ポートを開く際の動作を示す図である。 電磁弁装置の動作を説明するための図で、排出ポートが開いているときの状態を示す図である。 電磁弁装置による排出ポートの開閉を行う際の電磁コイルの通電状態とシフトバルブに供給される制御油圧の変化を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる電磁弁装置１の構成を示す概略側断面図である。同図に示す電磁弁装置１は、自動車用の自動変速機の油圧制御装置に搭載されるものであって、油圧制御装置が備える制御用の作動油が流通する作動油室（油路）１０の開閉を切り替えるための装置である。この電磁弁装置１は、作動油室１０内の排出ポート１６を開閉するためのボール弁（弁体）２０と、ボール弁２０を駆動するためのアクチュエータ機構３とを備える。

作動油室１０には、油圧源であるオイルポンプ４に繋がれた入力油路１１に連通している入力ポート１２と、油圧作動部であるシフトバルブ５に繋がれた出力油路１３に連通している出力ポート１４と、油圧開放部であるオイルパン６に開放された排出油路１５に連通している排出ポート１６とが設けられている。また、作動油室１０内の排出ポート１６は、ボール弁２０を着座させて排出ポート１６を閉じるための弁座部３０を備える。また、入力油路１１における入力ポート１２の手前側の位置には、該入力油路１１の断面を狭小させてなるオリフィス（絞り機構）１１ａが設けられている。シフトバルブ５は、出力油路１３を介して供給される作動油の油圧（制御油圧）でスプール５ａを移動させるように構成されており、スプール５ａの位置に応じて作動油の供給先を切り替えるバルブである。また、出力油路１３には、作動油室１０からシフトバルブ５に供給される作動油の油圧（制御油圧）を検出するための油圧センサ１７が設置されている。

ボール弁２０は、排出ポート１６の周囲に設けた弁座部３０に着座することで排出ポート１６を閉じる一方、弁座部３０から離間することで排出ポート１６を開くようになっている。弁座部３０は、ボール弁２０を着座させるための円形の環状部分であって、その断面形状が作動油室１０側から排出油路１５側に向けて次第に小径化する向きに傾斜する傾斜面（テーパ面）状の部分になっている。図２に示すように、弁座部３０には、弾性体３１が取り付けられている。弾性体３１は、弁座部３０の傾斜面に沿う環状の板材である。弾性体３１は、弾性を有する金属製のバネ材とすることができる。なお、弾性体３１は、弾性金属製のバネ材以外にも、弾性を有する合成樹脂材又はゴム材などであってもよい。この弾性体３１は、ボール弁２０を当接させる面が凸向きに湾曲する湾曲面になっており、ボール弁２０によって所定以上の荷重で押圧されるとその面が弾性変形する（撓む）ことで反発力（弾性力）を生じるように構成したものである。

また、排出ポート１６には、ボール弁２０を弁座部３０から離間する方へ付勢するための第１スプリング（第１付勢手段）５１が設置されている。第１スプリング５１は、軸方向（伸縮方向）の根元側の端部５１ｂが排出油路１５の内面に取り付けられており、先端側の端部５１ａが環状の弁座部３０の中心部（中心部に設けた開口部３０ａ内）に配置されて、弁座部３０に着座したボール弁２０に当接してこれを付勢するようになっている。

アクチュエータ機構３は、弁座部３０に向けてボール弁２０を押圧するための棒状のプランジャ２５と、プランジャ２５の根元側の端部に一体に連結された可動鉄心２６と、可動鉄心２６の外周側に設けられて該可動鉄心２６を駆動するための電磁コイル２７と、電磁コイル２７を囲むヨーク２８と、可動鉄心２６及びプランジャ２５をボール弁２０側へ付勢するための第２スプリング（第２付勢手段）５２とを備える。プランジャ２５は、その先端部２５ａ側の一部が作動油室１０内に配置されており、先端部２５ａでボール弁２０を押圧して駆動する。上記のプランジャ２５と可動鉄心２６とで、ボール弁２０を押圧するための押圧部材が構成されている。

上記構成のアクチュエータ機構３では、電磁コイル２７の通電による励磁状態で、第２スプリング５２の付勢力に抗して可動鉄心２６及びプランジャ２５がボール弁２０側に移動することにより、プランジャ２５の先端部２５ａでボール弁２０を弁座部３０に向けて押圧することができる。その一方で、電磁コイル２７の通電を停止した非励磁状態では、第２スプリング５２の付勢力に従って可動鉄心２６及びプランジャ２５が電磁コイル２７側へ引き込まれる（退避する）ことにより、プランジャ２５の先端部２５ａをボール弁２０から離間させることができる。

また、上記構成の作動油室１０では、オイルポンプ４からの作動油が入力油路１１及び入力ポート１２を通って作動油室１０に流入する。そして、ボール弁２０で排出ポート１６が閉じられた状態では、作動油室１０内の作動油が出力ポート１４及び出力油路１３を通ってシフトバルブ５に流出する。また、排出ポート１６が開かれると、作動油室１０に流入した作動油の一部が排出ポート１６及び排出油路１５を通ってオイルパン６側に排出される。

次に、上記構成の電磁弁装置１による排出ポート１６の開閉動作について詳細に説明する。図３乃至図６は、電磁弁装置１の動作を説明するための図で、図３は、排出ポート１６を閉じる際の動作を示す図、図４は、排出ポート１６が閉じているときの状態を示す図、図５は、排出ポート１６を開く際の動作を示す図、図６は、排出ポート１６が開いているときの状態を示す図である。また、図７は、電磁弁装置１による排出ポート１６の開閉動作を行う際の電磁コイル２７の通電状態（オン／オフ状態）とシフトバルブ５に供給される制御油圧の変化を示すタイミングチャートである。

まず、ボール弁２０で排出ポート１６を閉じるには、図３に示すように、電磁コイル２７に通電する（電磁コイル２７の通電状態をオン状態にする）ことで可動鉄心２６及びプランジャ２５を第２スプリング５２の付勢力に抗してボール弁２０側（排出ポート１６側）に移動させる。これにより、プランジャ２５の先端部２５ａがボール弁２０に当接して該ボール弁２０を押圧する。押圧されたボール弁２０が第１スプリング５１の付勢力に抗して排出ポート１６側に移動して弁座部３０（弾性体３１）に着座（当接）する。

このとき、電磁コイル２７の推力（静推力）による荷重Ｆ２を弁座部３０の弾性体３１が弾性変形するために必要な荷重（弾性体３１が有する弾性力（バネ力））Ｆ３よりも小さな荷重とする。詳細には、電磁コイル２７の推力（静推力）による荷重Ｆ２を第１スプリング５１の付勢力Ｆ１よりも大きな荷重、かつ弾性体３１が弾性変形するために必要な荷重Ｆ３よりも小さな荷重となるようにする。これにより、電磁コイル２７の推力（静推力）による荷重Ｆ２で弾性体３１が弾性変形しないように（撓まないように）する。
すなわち、下記の関係が成り立つようにする。
第１スプリング５１の付勢力Ｆ１＜電磁コイル２７の推力による荷重Ｆ２＜弾性体３１の弾性力Ｆ３

またこのとき、所定の通電時間ＤＴ１が経過するまで電磁コイル２７の通電を継続する。ここでの通電時聞ＤＴ１は、ボール弁２０が弁座部３０に着座（当接）してからシフトバルブ５に供給される作動油による制御油圧（油圧センサ１７で検出した油圧）が高圧状態（Ｈｉ）で安定するまでの時間とする。所定の通電時間ＤＴ１が経過したら、電磁コイル２７の通電を停止する。これにより、図４に示すように、可動鉄心２６及びプランジャ２５がボール弁２０から離れる方へ退避する。しかしながら、作動油室１０内の作動油の圧力Ｐがボール弁２０に作用しているため、電磁コイル２７の通電を停止した後も当該圧力Ｐによる荷重Ｆ４が第１スプリング５１の付勢力Ｆ１に打ち勝つことでボール弁２０が弁座部３０に着座した状態が維持される。これにより、電磁コイル２７の通電を停止した後も排出ポート１６の閉状態が保持される自己保持状態となり、排出ポート１６の閉状態を継続することができる。
なおこのとき、下記の関係が成り立つ。
第１スプリング５１の付勢力Ｆ１＜作動油の圧力Ｐによる荷重Ｆ４＝圧力（制御油圧）Ｐ×ボール弁２０の受圧面積Ａ

上記の図３に示すボール弁２０で排出ポート１６を閉じる動作での電磁コイル２７の通電状態（オン／オフ状態）とシフトバルブ５に供給される制御油圧の変化は、図７のタイミングチャートにおける〔１〕に示すようになる。すなわち、電磁コイル２７への所定時間ＤＴ１の通電でシフトバルブ５に供給される制御油圧が低圧状態（Ｌｏ）から高圧状態（Ｈｉ）に切り替わる。また、図４に示すボール弁２０で排出ポート１６が閉じられた状態での電磁コイル２７の通電状態（オン／オフ状態）とシフトバルブ５に供給される制御油圧の変化は、図７のタイミングチャートにおける〔２〕に示すようになる。すなわち、ボール弁２０が弁座部３０に着座して排出ポート１６が閉状態となっている間は、電磁コイル２７の通電がオフ状態となっている。また、排出ポート１６が閉状態となっていることで、入力ポート１２から作動油室１０内に流入した作動油がすべて出力ポート１４から出力油路１３を介してシフトバルブ５に供給されるので、シフトバルブ５に供給される作動油による制御油圧が高圧状態（Ｈｉ）に維持される。

次に、閉状態の排出ポート１６を開くには、図５（ａ）に示すように、電磁コイル２７の通電を極めて短時間だけ（瞬間的に）行うことで、プランジャ２５を瞬間的にボール弁２０側に突き出す。これにより、プランジャ２５の先端部２５ａでボール弁２０を叩く動作を行い、ボール弁２０に瞬間的な衝撃（インパクト）を付与する。またこのときの電磁コイル２７から可動鉄心２６に作用する推力による荷重Ｆ５は、弁座部３０の弾性体３１を弾性変形させるために必要な荷重（弾性体３１の弾性力）Ｆ３以上の荷重となるようにする。詳細には、電磁コイル２７から可動鉄心２６に作用する推力による荷重Ｆ５が、第１スプリング５１の付勢力Ｆ１と弾性体３１の弾性力Ｆ３との合計よりも大きな荷重となるようにする。
すなわち、下記の関係が成り立つようにする。
第１スプリング５１の付勢力Ｆ１＋弾性体３１の弾性力Ｆ３＜電磁コイル２７から可動鉄心２６に作用する推力による荷重Ｆ５

これにより、プランジャ２５からボール弁２０を介して弁座部３０の弾性体３１に付与される荷重Ｆ５で弾性体３１が弾性変形する（撓む）。そうすると、図５（ｂ）に示すように、第１スプリング５１の付勢力Ｆ１と弾性体３１の弾性力（反力）Ｆ３との合力が作動油室１０内の作動油の圧力Ｐによる荷重Ｆ４に打ち勝つことで、ボール弁２０が弾性体３１から離間する方へ押し返される（バウンシング現象）。
すなわち、下記の関係が成り立つ。
第１スプリング５１の付勢力Ｆ１＋弾性体３１の弾性力Ｆ３＞作動油の圧力Ｐによる荷重Ｆ４

これにより、ボール弁２０が弁座部３０（弾性体３１）から離間して排出ポート１６が開かれ、作動油室１０内の作動油が排出ポート１６から排出油路１５を通ってオイルパン６側に排出される。つまり、ボール弁２０自体に働く慣性力が作動油室１０内の油圧Ｐに打ち勝つだけの慣性力となることで、ボール弁２０が戻り方向に動く。その間に弾性体３１とボール弁２０との隙間に作動油が流れ込み、排出ポート１６が開かれる。

図５に示す排出ポート１６を開く動作での電磁コイル２７の通電状態（オン／オフ状態）とシフトバルブ５に供給される制御油圧の変化は、図７のタイミングチャートにおける〔３〕に示すようになる。すなわち、非常に短い時間である所定時間ＤＴ２だけ電磁コイル２７の通電を実施する。これにより、排出ポート１６が開かれて作動油室１０内の油圧が低下するので、シフトバルブ５に供給される制御油圧は、高圧状態（Ｈｉ）から低圧状態（Ｌｏ）に切り替えられる。なお、排出ポート１６を開く際の電磁コイル２７の通電時間である所定時間ＤＴ２は、排出ポート１６を閉じる際の電磁コイル２７の通電時間である所定時間ＤＴ１よりも短い時間である（ＤＴ１＞ＤＴ２）。

こうしてボール弁２０が弁座部３０から離間して排出ポート１６が開かれた後は、図６に示すように、排出ポート１６を介して作動油室１０内の作動油がオイルパン６側に排出（ドレイン）される。またこのとき、ボール弁２０の開状態を阻害しないために、電磁コイル２７の通電が停止している状態では、第２スプリング５２によって可動鉄心２６及びプランジャ２５がボール弁２０から離れる方向（退避方向）に付勢されている。これにより、第１スプリング５１の付勢力でボール弁２０が弁座部３０から離間しているので、排出ポート１６が開かれた状態が維持される。したがって、電磁コイル２７の通電を停止した後も排出ポート１６の開状態が保持される自己保持状態となる。

図６に示す排出ポート１６が開かれた状態での電磁コイル２７の通電状態（オン／オフ状態）とシフトバルブ５に供給される制御油圧の変化は、図７のタイミングチャートの〔４〕に示すようになる。すなわち、ボール弁２０が弁座部３０から離間して排出ポート１６が開状態となっている間は、電磁コイル２７の通電がオフ状態となっている。また、排出ポート１６が開状態となっていることで、入力ポート１２から作動油室１０内に流入した作動油の一部が排出ポート１６からオイルパン６側に排出されるので、出力ポート１４から出力油路１３を介してシフトバルブ５に供給される作動油による制御油圧が低圧状態（Ｌｏ）に維持される。

以上説明したように、本実施形態の電磁弁装置１では、排出ポート１６に設けた弁座部３０に弾性を有する弾性体３１が設置されている。そして、ボール弁２０が弁座部３０から離間した状態において、弾性体３１が弾性変形する荷重よりも小さな荷重（弾性体３１の弾性力よりも小さな荷重）でボール弁２０を弾性体３１に押圧するように電磁コイル２７に通電することで、排出ポート１６を閉じる一方、ボール弁２０が弁座部３０に着座した状態において、弾性体３１が弾性変形する荷重以上の荷重（弾性体３１の弾性力よりも大きな荷重）でボール弁２０を弾性体３１に押圧するように電磁コイル２７に通電することで、排出ポート１６を開くように構成している。

この電磁弁装置１によれば、電磁コイル２７に通電することでボール弁２０を弁座部３０に押し付けて排出ポート１６を閉じる。その際に、弾性体３１が弾性変形する荷重よりも小さな荷重でボール弁２０を弾性体３１に押圧するように電磁コイル２７に通電することで、ボール弁２０と弁座部３０との接触面の摩擦力と、作動油室１０内の作動油からボール弁２０にかかる油圧による荷重とによって、ボール弁２０が弁座部３０に当接した状態を保持することができる。また、排出ポート１６を開く際には、弾性体３１が弾性変形する荷重以上の荷重でボール弁２０を弾性体３１に押圧するように電磁コイル２７に通電することで、弁座部３０の弾性体３１を弾性変形させてその反発力でボール弁２０を弁座部３０から離間させることができる。

このように構成したことで、排出ポート１６を開くときと閉じるときにのみ電磁コイル２７の通電が必要となり、排出ポート１６の開状態又は閉状態を維持している間は、電磁コイル２７の通電が不要となる。したがって、排出ポート１６の開状態と閉状態の両方を非通電状態で維持することが可能ないわゆる自己保持型の電磁弁装置（切替弁装置）を構成することができる。これにより、従来の電磁コイルへの連続的な通電による消費電力（電磁コイルの駆動回路による消費電力を含む）を大幅に削減することができるので、車両に搭載した発電機による発電量を少なく抑えることができ、車両の燃費向上に寄与できる。また、従来の電磁コイルへの連続的な通電による熱損失（電磁コイルの駆動回路による熱損失を含む）を大幅に削減することができるので、構成部品の寿命を延ばすことができると共に、電磁弁の構成部品の材料として、耐熱性の低い比較的に低廉な材料を用いることが可能となる。さらに、電磁コイル２７への連続的な通電が不要となることで、電磁コイル２７の自己発熱量を少なく抑えることができ、電磁コイル２７の抵抗値の悪化を緩和することができる。そのため、線材の大径化や巻数の増加など、必要な起磁力を確保するための電磁コイル２７の大型化及びコスト増を回避することができる。

また、従来構成と比較して、弁座部３０に弾性体３１を配設するだけの部品点数を少なく抑えた簡単な構成で済むため、電磁弁装置１の小型化・軽量化、低コスト化を図ることができる。すなわち、本実施形態の電磁弁装置１によれば、単一の電磁コイル２７のみを備える自己保持型の電磁弁を構成することができる。これにより、２個の電磁コイルを交互に駆動する従来の自己保持型の電磁弁装置と比較して、電磁弁装置１の小型化・軽量化、及び大幅な低コスト化が可能となる。また、電磁コイル２７を駆動するための駆動回路は、従来構成の駆動回路からの変更が不要であり、かつ、従来構成に対して電磁コイルの通電時間のみを変更する制御面での変更だけで対応が可能である。これらによって、装置構成の変更に伴うコスト増を回避することができる。

また、本実施形態の電磁弁装置１では、排出ポート１６を閉じるときには、電磁コイル２７の通電を所定時間継続する一方、排出ポート１６を開くときには、電磁コイル２７の通電を瞬間的に行うようにしている。そして、上記の所定時間は、ボール弁２０が弁座部３０に当接した後、作動油室１０内の作動油の油圧Ｐによる荷重Ｆ４のみでボール弁２０が弁座部３０に着座した状態が維持されるようになるまでの時間としている。この構成によれば、排出ポート１６を閉じるときには、電磁コイル２７に所定時間通電することで、作動油室１０内の作動油の油圧でボール弁２０が弁座部３０に着座した状態を維持できるようになる。また、排出ポート１６を開くときには、電磁コイル２７に瞬間的に通電させることで、弁座部３０が有する弾性体３１の弾性力でボール弁２０をバウンドさせて弁座部３０から確実に離間させることができる。

また、本実施形態の電磁弁装置１では、弁座部３０に設けた弾性体３１は、弾性を有する金属材からなる部材である。この構成により、簡単かつ安価な構成でありながら、プランジャ２５からボール弁２０を介して弾性体３１に付与される荷重で弾性体３１を弾性変形させることができ、当該弾性変形による弾性力でボール弁２０を弁座部３０から離間させて排出ポート１６を開くことができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では電磁弁装置１の出力ポート１４の下流側に設けた油圧作動部として、油圧による流路の切替を行うためのシフトバルブ５を示したが、本発明にかかる電磁弁装置の油圧作動部は、上記のシフトバルブ以外にも油圧で制御される他のバルブ装置や摩擦係合装置（クラッチ）などであってもよい。また、電磁弁装置を構成する弁体や弁座部及び弾性体の具体的な形状等は上記実施形態に示すものには限定されず、他の形状等であってもよい。

また、上記実施形態の電磁弁装置１では、ボール弁２０を弁座部３０から離間する方へ付勢するための第１スプリング５１を備えているが、他の手段（例えばボール弁２０の自重など）により排出ポート１６が開かれた状態でボール弁２０と弁座部３０との隙間を確保できる場合には、第１コイルスプリング５１の設置を省略することも可能である。

１ 電磁弁装置
３ アクチュエータ機構
４ オイルポンプ（油圧源）
５ シフトバルブ（油圧作動部）
６ オイルパン（油圧開放部）
１０ 作動油室
１１ 入力油路
１２ 入力ポート
１３ 出力油路
１４ 出力ポート
１５ 排出油路
１６ 排出ポート
１７ 油圧センサ
２５ プランジャ（押圧部材）
２５ａ 先端部
２６ 可動鉄心（押圧部材）
２７ 電磁コイル
２０ ボール弁（弁体）
３０ 弁座部
３１ 弾性体
５１ 第１スプリング
５２ 第２スプリング
ＤＴ１ 所定時間（通電時間）
ＤＴ２ 所定時間（通電時間）

Claims (5)

1. 油圧源に連通している入力ポートと、油圧作動部に連通している出力ポートと、油圧開放部に連通している排出ポートとを有する作動油室と、
   前記作動油室内に設置されて前記排出ポートを開閉するための弁体と、
   前記弁体を着座させて前記排出ポートを閉じるための弁座部と、
   前記弁座部に向けて前記弁体を押圧するための押圧部材と、
   前記押圧部材を駆動するための電磁コイルと、を備え、
   前記弁座部には弾性を有する弾性体が設置されており、
   前記弁体が前記弁座部から離間した状態において、前記弾性体が弾性変形する荷重よりも小さな荷重で前記弁体を前記弾性体に押圧するように前記電磁コイルに通電することで、前記排出ポートを閉じる一方、
   前記弁体が前記弁座部に着座した状態において、前記弾性体が弾性変形する荷重以上の荷重で前記弁体を前記弾性体に押圧するように前記電磁コイルに通電することで、前記排出ポートを開く
   ことを特徴とする電磁弁装置。
2. 前記排出ポートを閉じるときには、前記電磁コイルの通電を所定時間継続する一方、
   前記排出ポートを開くときには、前記電磁コイルの通電を瞬間的に行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁装置。
3. 前記所定時間は、前記弁体が前記弁座部に当接した後、前記作動油室内の作動油の油圧による荷重のみで前記弁体が前記弁座部に着座した状態が維持されるようになるまでの時間である
   ことを特徴とする請求項２に記載の電磁弁装置。
4. 前記排出ポートを開くときの前記電磁コイルの通電時間は、前記排出ポートを閉じるときの前記電磁コイルの通電時間よりも短い時間である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁装置。
5. 前記弁座部に設けた弾性体は、弾性を有する金属材又は樹脂材又はゴム材からなる部材である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁弁装置。

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