JP2019002436A - リニアソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】摺動部品の摺動性の低下が抑制されたリニアソレノイドバルブを提供する。【解決手段】リニアソレノイドバルブ１０は隙間変化抑制部４５を備えている。隙間変化抑制部４５は、スリーブ１１が有する凹形テーパ４６と、コア１５が有する凸形テーパ４７とを有している。隙間変化抑制部４５は、スリーブ１１とスプール１２とのクリアランス、および、コア１５とシャフト１６とのクリアランスの変化を抑制する。上記構成によれば、組付け時におけるスリーブ１１とコア１５との軸心ずれや傾きに起因する摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。したがって、摺動部品の摺動性の低下が抑制される。【選択図】図１

Description

本発明は、リニアソレノイドバルブに関する。

従来、ソレノイドの通電により生じる磁気的吸引力とスプリングの付勢力との釣り合いでスプールの位置を制御して、油圧を調節するリニアソレノイドバルブが知られている。
特許文献１には、摺動部品であるスプール、シャフトおよびプランジャの３つが別部品から構成され、それぞれ独立して摺動するものが開示されている。スプールはスリーブにより摺動可能に支持されており、シャフトおよびプランジャはコアにより摺動可能に支持されている。

特開２０１５−６８４８１号公報

特許文献１に開示されているようにスプール、シャフトおよびプランジャの３部品が独立して摺動する形態においては、何れかの摺動部品の摺動性が低下することがある。摺動性の低下が顕著であるときには、摺動部品がスティックして（すなわち止まって動かなくなって）、油圧制御に支障を来す場合がある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、摺動部品の摺動性の低下が抑制されたリニアソレノイドバルブを提供することである。

本発明は、油圧を制御するリニアソレノイドバルブであって、スリーブ（１１、５５、６２、１５３、２１３、２２５、２３３）、スプール（１２、７２、９４、１１２、１３２、１６２、１７２、１８２、１９２、２０２、２２３）、スプリング（１３）、コア（１５）、シャフト（１６、７４、８４、９２、１２２、１３４）およびプランジャ（１７、８２、９７、１１４、１３６）を備えている。
スリーブは、筒状であり、作動油が入力される入力ポート（２２、１５２）、および、作動油を出力する出力ポート（２３）を有している。スプールは、スリーブの内側で軸方向へ摺動可能であり、軸方向位置に応じて入力ポートの開口面積を変化させる。

コアは、筒状であり、スリーブに対して軸方向一方に設けられている。シャフトは、コアの内側で軸方向へ摺動可能であり、スプールに軸方向に当接している。プランジャは、シャフトに対して軸方向一方に設けられており、シャフトに軸方向に当接している。スプリングは、スプールを軸方向一方へ付勢している。ソレノイドは、コアの外側に設けられており、通電されるとプランジャを軸方向他方へ吸引する磁気的吸引力を発生させる。

さらに、リニアソレノイドバルブは隙間変化抑制部（４５、５１、６１、７１、８１、９１、１１１、１２１、１３１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、２０１、２１１、２２１、２３１）を備えている。隙間変化抑制部は、スリーブとスプールとのクリアランス、または、コアとシャフトとのクリアランスの変化を抑制する。
上記構成によれば、摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。このような干渉は、組付け時における一対の支持部品同士の軸心ずれや傾きに起因する場合、作動時における摺動部品の軸心ずれや傾きに起因する場合、および、油温上昇時における部品の熱膨張に起因する場合が挙げられる。したがって、摺動部品の摺動性の低下が抑制される。

また、隙間変化抑制部（４５、５１、２１１、２２１、２３１）は、スリーブおよびコアの一方が有する凹形テーパ（４６、５３）と、スリーブおよびコアの他方が有する凸形テーパ（４７、５４）とを含むことが望ましい。凹形テーパは、軸方向においてスリーブおよびコアの一方のうち他方と対向する部分に形成されており、当該一方の軸心を中心とするテーパである。凸形テーパは、スリーブおよびコアの他方の軸心を中心とするテーパであり、凹形テーパに全周接している。隙間変化抑制部は、スリーブとコアとを調心する。

上記構成によれば、凹形テーパと凸形テーパとが全周接するようにスリーブとコアとを組み付けることで、高い精度をもつ組付け装置を必要とすることなく容易にスリーブとコアとの調心が可能である。そのため、組付け時におけるスリーブとコアとの軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。このような解決手段は、発明者らの分解調査において、摺動部品のスティックが生じたものを組付け直すとスティックが解消する場合があるという知見から、発明者らが想到したものである。

また、隙間変化抑制部（６１）は、スリーブおよびコアの一方が有する凹形嵌合部（６３）と、スリーブおよびコアの他方が有する凸形嵌合部（６５）とを含むことが望ましい。凹形嵌合部は、軸方向においてスリーブおよびコアの一方のうち他方と対向する部分に形成されており、当該一方の軸心を中心とする凹部である。凸形嵌合部は、スリーブおよびコアの他方の軸心を中心とする凸部であり、凹形嵌合部に嵌合している。隙間変化抑制部は、スリーブとコアとを調心する。

上記構成によれば、凹形嵌合部と凸形嵌合部とが嵌合するようにスリーブとコアとを組み付けることで、高い精度をもつ組付け装置を必要とすることなく容易にスリーブとコアとの調心が可能である。そのため、組付け時におけるスリーブとコアとの軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

また、隙間変化抑制部（７１、８１、９１、１１１、１２１、１３１）は、シャフトおよびスプールの一方が有する第１凹状調心面（７３、９３、１１３、１２３、１３３）と、シャフトおよびスプールの他方が有する第１凸状調心面（７５、９５、１３５）とを含むことが望ましい。第１凹状調心面は、軸方向においてシャフトおよびスプールの一方のうち他方と対向する部分に形成されており、当該一方の軸心を中心とするテーパ面または球面からなる。第１凸状調心面は、シャフトおよびスプールの他方の軸心を中心とする球面からなり、第１凹状調心面に係合している。隙間変化抑制部は、シャフトおよびスプールが摺動するとき、スリーブに対してスプールを調心するとともにコアに対してシャフトを調心する。

上記構成によれば、軸方向位置に応じて第１凹状調心面と第１凸状調心面とが係合位置を適宜変えることで、スリーブに対するスプールの調心およびコアに対するシャフトの調心が可能である。そのため、作動時におけるスプールおよびシャフトの軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

また、隙間変化抑制部（８１、９１、１１１、１２１、１３１）は、シャフトおよびプランジャの一方が有する第２凹状調心面（８３、９６、１１５、１２４、１３７）と、シャフトおよびプランジャの他方が有する第２凸状調心面（８５、９８、１３８）とを含むことが望ましい。第２凹状調心面は、軸方向においてシャフトおよびプランジャの一方のうち他方と対向する部分に形成されており、当該一方の軸心を中心とするテーパ面または球面からなる。第２凸状調心面は、シャフトおよびプランジャの他方の軸心を中心とする球面からなり、第２凹状調心面に係合している。隙間変化抑制部は、シャフトおよびプランジャが摺動するとき、コアに対してシャフトおよびプランジャを調心する。

上記構成によれば、軸方向位置に応じて第２凹状調心面と第２凸状調心面とが係合位置を適宜変えることで、コアに対するシャフトおよびプランジャの調心が可能である。そのため、作動時におけるシャフトおよびプランジャの軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

また、隙間変化抑制部（１５１）は、周方向に等間隔で２つ以上設けられた入力ポートを含むことが望ましい。
上記構成によれば、入力ポートからスリーブ内の油圧制御室に流入する作動油の流線が交錯することで得られる作動油の速度の抑制効果が、各流線の交錯位置で等しくなる。そのため、油圧制御室の周方向における油圧分布の偏りが抑制される。したがって、作動時におけるスプールの軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

また、隙間変化抑制部は、スプールの軸部（１６３、１７３、１８３、１９３、２０３）が形成している縮径部（１６４、１７４、１８４、１９４、２０４）を含むことが望ましい。スプールは、スリーブとの間に油圧制御室（２６）を形成している軸部と、軸部に対して入力ポート側に設けられており、スプールの軸方向移動に伴い入力ポートを開閉する入力側ランド部（２８、３１）とを有している。軸部は、入力側ランド部から当該小径部の最小径部分までの間で連続的または段階的に外径が小さくなっている縮径部を形成している。

上記構成によれば、油温上昇時に入力側ランド部が局部的に外側へ熱膨張することが抑制される。そのため、入力ポートを閉じる位置までスプールがストロークするとき、スプールの入力側ランド部とスリーブの内壁との干渉が回避される。したがって、油温上昇時における部品の熱膨張に起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

第１実施形態によるリニアソレノイドバルブの断面図である。 図１のスプールおよびコアの組付け途中の第１状態を示す拡大図である。 図１のスプールおよびコアの組付け途中の第２状態を示す拡大図である。 第２実施形態によるリニアソレノイドバルブの断面図である。 図４のスプールおよびコアの組付け途中の第１状態を示す拡大図である。 図４のスプールおよびコアの組付け途中の第２状態を示す拡大図である。 第３実施形態によるリニアソレノイドバルブの断面図である。 第４実施形態によるリニアソレノイドバルブの断面図である。 図８のＩＸ部分拡大図である。 第５実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第６実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第７実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第８実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第９実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第１０実施形態によるリニアソレノイドバルブの断面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。 第１１実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第１２実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第１３実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第１４実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第１５実施形態によるリニアソレノイドバルブの隙間変化抑制部を示す断面図である。 第１６実施形態によるリニアソレノイドバルブの断面図である。 図２２のＸＸＩＩＩ部分拡大図である。 第１７実施形態によるリニアソレノイドバルブの摩擦低減部を示す断面図である。 第１８実施形態によるリニアソレノイドバルブの摩擦低減部を示す断面図である。 比較形態によるリニアソレノイドバルブの要部断面図である。 図２６のＸＸＶＩＩ部分を拡大して模式的に示す図である。

以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
第１実施形態のリニアソレノイドバルブを図１に示す。リニアソレノイドバルブ１０は油圧を制御するスプール弁である。リニアソレノイドバルブ１０は、例えば、自動変速機のクラッチ係合制御用の油圧を発生させる用途などに用いられる。リニアソレノイドバルブ１０は、スリーブ１１、スプール１２およびスプリング１３などから構成される弁部１４と、コア１５、シャフト１６、プランジャ１７およびソレノイド１８などから構成される駆動部１９とを備えている。

＜弁部＞
スリーブ１１は、筒状であり、摺動孔２１および複数のポート２２、２３を有している。摺動孔２１は、スリーブ１１の軸心ＡＸ１を中心としている。スリーブ１１の軸方向一方の端部にはフランジ２４が形成されている。摺動孔２１の軸方向他方の端部にはプラグ２５が設けられている。入力ポート２２には作動油が入力される。出力ポート２３は作動油を出力する。入力ポート２２は、出力ポート２３に対して軸方向一方に位置している。

スプール１２は、摺動孔２１に挿入され、スリーブ１１の内側で軸方向へ摺動可能である。スプール１２は、軸方向位置に応じて入力ポート２２の開口面積を変化させる。スプール１２は、スリーブ１１との間に油圧制御室２６を形成している軸部２７と、軸部２７に対して入力ポート２２側に設けられている入力側ランド部２８と、軸部２７に対して出力ポート２３側に設けられている出力側ランド部２９とを有している。入力側ランド部２８は、スプール１２の軸方向移動に伴い入力ポート２２を開閉する。本実施形態では、入力側ランド部２８は、軸方向一方側から順に設けられた第１入力側ランド部３１および第２入力側ランド部３２を形成している。

摺動孔２１を形成しているスプール１２の内壁は、軸方向一方側から順に設けられた第１支持部３３、第２支持部３４、第３支持部３５、第４支持部３６および第５支持部３７を形成している。第１支持部３３は第１入力側ランド部３１を支持している。第２支持部３４は第２入力側ランド部３２を支持している。第３支持部３５は入力ポート２２と出力ポート２３との間に位置している。第４支持部３６および第５支持部３７は出力側ランド部２９を支持している。

スプリング１３は、プラグ２５とスプール１２の出力側ランド部２９との間に設けられている。スプリング１３は、スプール１２を軸方向一方へ付勢している。

＜駆動部＞
コア１５は、筒状の磁性体であり、スリーブ１１に対して軸方向一方に設けられている。コア１５は、スリーブ１１側から順に摺動孔３８および摺動孔３９を有している。コア１５のうち摺動孔３９の外側に位置する部分には磁気遮断部４１が形成されている。磁気遮断部４１は、その両側と比べて薄肉状に形成されている。コア１５の軸方向他方の端部にはフランジ４２が形成されている。フランジ４２は、スリーブ１１のフランジ２４に組み合わされている。

シャフト１６は、摺動孔３８に挿入され、コア１５の内側で軸方向へ摺動可能である。シャフト１６は、スプール１２に軸方向に当接しており、スプール１２との間で軸方向力を伝達する。
プランジャ１７は、摺動孔３９に挿入されている磁性体であり、コア１５の内側で軸方向へ摺動可能である。プランジャ１７は、シャフト１６に軸方向に当接しており、シャフト１６との間で軸方向力を伝達する。

ヨーク４３は、カップ状の磁性体であり、コア１５に対して軸方向一方から被せられるように設けられている。ヨーク４３の端部はフランジ２４、４２に嵌合している。スリーブ１１およびコア１５は、かしめられたヨーク４３の端部によって一体に固定されている。

ソレノイド１８は、コア１５の外側であってヨーク４３の内側に設けられている。ソレノイド１８は、図示しないコネクタの端子を通じて通電されると磁界を発生させ、ヨーク４３、コア１５およびプランジャ１７を通る磁気回路を形成する。プランジャ１７は、コア１５の磁気遮断部４１の両側をバイパスするように軸方向他方へ移動する。つまり、ソレノイド１８は、通電されるとプランジャ１７を軸方向他方へ吸引する磁気的吸引力を発生させる。ソレノイド１８の電流が大きいほど、上記磁気的吸引力が大きくなる。

＜作動＞
以上のように構成されたリニアソレノイドバルブ１０は、ソレノイド１８の通電により生じる磁気的吸引力とスプリング１３の付勢力との釣り合いでスプール１２の位置を制御して、出力ポート２３から出力される作動油の油圧を調節する。

＜隙間変化抑制部＞
次に、リニアソレノイドバルブ１０の特徴的な構成について説明する。
リニアソレノイドバルブ１０は隙間変化抑制部４５を備えている。隙間変化抑制部４５は、スリーブ１１とスプール１２とのクリアランス、および、コア１５とシャフト１６とのクリアランスの変化を抑制するものである。第１実施形態では、隙間変化抑制部４５は、スリーブ１１の凹形テーパ４６と、コア１５の凸形テーパ４７とから構成されている。

凹形テーパ４６は、軸心ＡＸ１を中心とする凹状のテーパ面であって、スリーブ１１のうち軸方向においてコア１５と対向する部分に設けられている。凹形テーパ４６は、摺動孔２１の軸方向一方の端部に形成された凹部４８の内壁面である。すなわち、凹形テーパ４６は、フランジ２４の中央部に形成された穴の内壁面である。

凸形テーパ４７は、軸心ＡＸ２を中心とする凸状のテーパ面であって、コア１５のうち軸方向においてスリーブ１１と対向する部分に設けられている。凸形テーパ４７は、コア１５の軸方向他方の端部、すなわちフランジ４２の中央部に形成された凸部４９の外壁面である。
凸形テーパ４７は、凹形テーパ４６に全周接している。言い換えれば、コア１５は、凸形テーパ４７が凹形テーパ４６に全周接するようにスリーブ１１と組み合わされている。

このような隙間変化抑制部４５は、スリーブ１１とコア１５の調心機能をもっている。具体的には、スリーブ１１とコア１５とを互いに組み合わせるとき、特別な位置合わせをすることなく互いに近づけていくと、図２に示すように軸心ＡＸ１と軸心ＡＸ２とが一致しないことが通常である。このとき、凹形テーパ４６と凸形テーパ４７の径方向一方側の重なり距離Ｌ１が他方側の重なり距離Ｌ２と異なっている。

図２の組付け途中の状態から更にスリーブ１１とコア１５とを互いに近づけていくと、図３に示すように凸形テーパ４７が凹形テーパ４６に全周接するようにかみあい、軸心ＡＸ１と軸心ＡＸ２とが一致する。このとき、重なり距離Ｌ１が他方側の重なり距離Ｌ２とほぼ同じになる。このようにして隙間変化抑制部４５は組付け時にスリーブ１１とコア１５とを調心する。

＜効果＞
以上説明したように、第１実施形態では、リニアソレノイドバルブ１０は隙間変化抑制部４５を備えている。隙間変化抑制部４５は、スリーブ１１とスプール１２とのクリアランス、および、コア１５とシャフト１６とのクリアランスの設計値（図面値）からの変化を抑制する。
上記構成によれば、組付け時におけるスリーブ１１とコア１５との軸心ずれや傾きに起因する摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。したがって、摺動部品の摺動性の低下が抑制される。

また、第１実施形態では、隙間変化抑制部４５は、スリーブ１１が有する凹形テーパ４６と、コア１５が有する凸形テーパ４７とを含む。凹形テーパ４６は、軸方向においてスリーブ１１のうちコア１５と対向する部分に形成されており、スリーブ１１の軸心ＡＸ１を中心とするテーパである。凸形テーパ４７は、コア１５の軸心ＡＸ２を中心とするテーパであり、凹形テーパ４６に全周接している。隙間変化抑制部４５はスリーブ１１とコア１５とを調心する。

上記構成によれば、凹形テーパ４６と凸形テーパ４７とが全周接するようにスリーブ１１とコア１５とを組み付けることで、高い精度をもつ組付け装置を必要とすることなく容易にスリーブ１１とコア１５との調心が可能である。そのため、組付け時におけるスリーブ１１とコア１５との軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。このような解決手段は、発明者らの分解調査において、摺動部品のスティックが生じたものを組付け直すとスティックが解消する場合があるという知見から、発明者らが想到したものである。

［第２実施形態］
第２実施形態では、図４に示すように隙間変化抑制部５１は、コア５２の凹形テーパ５３および凸形テーパ５４と、スリーブ５５の凸形テーパ５６および凹形テーパ５７とから構成されている。

凹形テーパ５３は、軸心ＡＸ２を中心とする凹状のテーパ面であって、コア５２のうち軸方向においてスリーブ５５と対向する部分に設けられている。凹形テーパ５３は、コア５２の軸方向他方の端部に形成された環状凹部５８の内壁面の外側部分である。
凸形テーパ５４は、軸心ＡＸ２を中心とする凸状のテーパ面であって、コア５２のうち軸方向においてスリーブ５５と対向する部分に設けられている。凸形テーパ５４は、環状凹部５８の内壁面の内側部分である。

凸形テーパ５６は、軸心ＡＸ１を中心とする凸状のテーパ面であって、スリーブ５５のうち軸方向においてコア５２と対向する部分に設けられている。凸形テーパ５６は、スリーブ５５の軸方向他方の端部に形成された環状凸部５９の外側外壁面である。
凹形テーパ５７は、軸心ＡＸ１を中心とする凹状のテーパ面であって、スリーブ５５のうち軸方向においてコア５２と対向する部分に設けられている。凹形テーパ５７は、環状凸部５９の内側外壁面である。

凹形テーパ５３は、凸形テーパ５６に全周接している。凸形テーパ５４は、凹形テーパ５７に全周接している。言い換えれば、コア５２は、凹形テーパ５３が凸形テーパ５６に全周接するとともに、凸形テーパ５４が凹形テーパ５７に全周接するようにスリーブ５５と組み合わされている。

このような隙間変化抑制部５１は、スリーブ５５とコア５２の調心機能をもっている。具体的には、スリーブ５５とコア５２とを互いに組み合わせるとき、特別な位置合わせをすることなく互いに近づけていくと、図５に示すように軸心ＡＸ１と軸心ＡＸ２とが一致しないことが通常である。図５の組付け途中の状態から更にスリーブ５５とコア５２とを互いに近づけていくと、図６に示すように凹形テーパ５３が凸形テーパ５６に全周接するとともに、凸形テーパ５４が凹形テーパ５７に全周接するようにかみあい、軸心ＡＸ１と軸心ＡＸ２とが一致する。このようにして隙間変化抑制部５１は組付け時にスリーブ５５とコア５２とを調心する。

＜効果＞
以上のように、隙間変化抑制部５１のテーパを形成する凹部と凸部との関係が、第１実施形態とは逆であってもよい。それでも第１実施形態と同様に、組付け時におけるスリーブ５５とコア５２との軸心ずれや傾きに起因する摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。したがって、摺動部品の摺動性の低下が抑制される。

［第３実施形態］
第３実施形態では、図７に示すように隙間変化抑制部６１は、スリーブ６２が有する凹形嵌合部６３と、コア６４が有する凸形嵌合部６５とから構成されている。
凹形嵌合部６３は、軸方向においてスリーブ６２のうちコア６４と対向する部分に形成されており、スリーブ６２の軸心ＡＸ１を中心とする凹部である。
凸形嵌合部６５は、コア６４の軸心ＡＸ２を中心とする凸部であり、凹形嵌合部６３の内側に嵌合している。
隙間変化抑制部６１は、組付け時にスリーブ６２とコア６４とを調心する。

＜効果＞
以上のように、凹形嵌合部６３と凸形嵌合部６５とが嵌合するようにスリーブ６２とコア６４とを組み付けることで、高い精度をもつ組付け装置を必要とすることなく容易にスリーブ６２とコア６４との調心が可能である。そのため、組付け時におけるスリーブ６２とコア６４との軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

［第４実施形態］
第４実施形態では、図８および図９に示すように隙間変化抑制部７１は、スプール７２が有する第１凹状調心面７３と、シャフト７４が有する第１凸状調心面７５とから構成されている。
第１凹状調心面７３は、スプール７２のうち軸方向でシャフト７４と対向する部分、すなわち軸方向一方側の端部に形成されており、スプール７２の軸心ＡＸ３を中心とするテーパ面からなる。

第１凸状調心面７５は、シャフト７４のうち軸方向でスプール７２と対向する部分、すなわち軸方向他方側の端部に形成されている。第１凸状調心面７５は、シャフト７４の軸心ＡＸ４を中心とする球面からなり、第１凹状調心面７３に係合している。
隙間変化抑制部７１は、シャフト７４およびスプール７２が摺動するとき、スリーブ１１に対してスプール７２を調心するとともにコア１５に対してシャフト７４を調心する。

スプール７２は、第１凸状調心面７５の先端７６がスプール７２に非接触となるように、シャフト７４との間に第１逃がし空間７７を形成している。第４実施形態では、第１逃がし空間７７は、第１凹状調心面７３を形成する凹部７８の底部に位置している。

＜効果＞
以上のように、作動時に軸方向位置に応じて第１凹状調心面７３と第１凸状調心面７５とが係合位置を適宜変えることで、スリーブ１１に対するスプール７２の自動調心およびコア１５に対するシャフト７４の自動調心が可能である。そのため、作動時におけるスプール７２およびシャフト７４の軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

ここで、図２６に示す比較形態の問題点について説明する。比較形態では、シャフト３０１の端面３０２およびスプール３０３の端面３０４は共に平面である。しかし図２７に示すように微視的にみると、これら端面３０２、３０４の軸心部には、例えば旋盤等による加工痕３０５、３０６が形成されている。そのため、作動時に加工痕３０５、３０６が引っ掛かりスプール３０３およびシャフト３０１の動きが制限されることで、摺動部品の摺動性が低下する場合がある。シャフト３０１とプランジャ３０７との間でも同様である。このような問題点は、発明者らの分解調査において、スプール端面およびシャフト端面の面粗度が粗い方が摺動部品のスティックが生じ易いという結果から判明した。

上記問題点に対して、第４実施形態では、第１逃がし空間７７があることで、シャフト７４の先端７６がスプール７２に対して逃がされている。そのため、シャフト７４の先端７６がスプール７２の端面に引っ掛かることが回避され、その引っ掛かりに起因する摺動部品の摺動性の低下を防止することができる。

［第５実施形態］
第５実施形態では、図１０に示すように隙間変化抑制部８１は、第４実施形態における第１凹状調心面７３および第１凸状調心面７５に加えて、プランジャ８２が有する第２凹状調心面８３と、シャフト８４が有する第２凸状調心面８５とから構成されている。
第２凹状調心面８３は、プランジャ８２のうち軸方向でシャフト８４と対向する部分、すなわち軸方向他方側の端部に形成されており、プランジャ８２の軸心ＡＸ５を中心とするテーパ面からなる。

第２凸状調心面８５は、シャフト８４のうち軸方向でプランジャ８２と対向する部分、すなわち軸方向一方側の端部に形成されている。第２凸状調心面８５は、シャフト８４の軸心ＡＸ２を中心とする球面からなり、第２凹状調心面８３に係合している。
隙間変化抑制部８１は、シャフト８４およびプランジャ８２が摺動するとき、コア１５に対してシャフト８４およびプランジャ８２を調心する。

プランジャ８２は、第２凸状調心面８５の先端８６がプランジャ８２に非接触となるように、シャフト８４との間に第２逃がし空間８７を形成している。第５実施形態では、第２逃がし空間８７は、第２凹状調心面８３を形成する凹部８８の底部に位置している。

＜効果＞
以上のように、作動時に軸方向位置に応じて第２凹状調心面８３と第２凸状調心面８５とが係合位置を適宜変えることで、コア１５に対するシャフト８４およびプランジャ８２の自動調心が可能である。そのため、作動時におけるシャフト８４およびプランジャ８２の軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

また、第２逃がし空間８７があることで、シャフト８４の先端８６がプランジャ８２に対して逃がされている。そのため、シャフト８４の先端８６がプランジャ８２の端面に引っ掛かることが回避され、その引っ掛かりに起因する摺動部品の摺動性の低下を防止することができる。

［第６実施形態］
第６実施形態では、図１１に示すように隙間変化抑制部９１は、第５実施形態における隙間変化抑制部８１と比べて凹面および凸面の関係が逆になるように、シャフト９２の第１凹状調心面９３、スプール９４の第１凸状調心面９５、シャフト９２の第２凹状調心面９６、および、プランジャ９７の第２凸状調心面９８を設けている。また、スプール９４の先端１０を逃がす第１逃がし空間１０２と、プランジャ９７の先端１０３を逃がす第２逃がし空間１０４も設けられている。第６実施形態によれば、第５実施形態と同様の効果が得られる。

［第７実施形態］
第７実施形態では、図１２に示すように隙間変化抑制部１１１は、第５実施形態における隙間変化抑制部８１と比べて凹面が球面からなるように、スプール１１２の第１凹状調心面１１３、および、プランジャ１１４の第２凹状調心面１１５を設けている。また、シャフト７４の先端７６を逃がす第１逃がし空間１１６と、シャフト８４の先端８６を逃がす第２逃がし空間１１７も設けられている。このように隙間変化抑制部１１１の凹面が球面であっても、第５実施形態と同様の効果が得られる。

［第８実施形態］
第８実施形態では、図１３に示すように隙間変化抑制部１２１は、第６実施形態における隙間変化抑制部９１と比べて凹面が球面からなるように、シャフト１２２の第１凹状調心面１２３および第２凹状調心面１２４を設けている。また、スプール９４の先端１０を逃がす第１逃がし空間１２５と、プランジャ９７の先端１０３を逃がす第２逃がし空間１２６も設けられている。このように隙間変化抑制部１２１の凹面が球面であっても、第６実施形態と同様の効果が得られる。

［第９実施形態］
第９実施形態では、図１４に示すように隙間変化抑制部１３１は、第５実施形態に似たようなスプール１３２の第１凹状調心面１３３、シャフト１３４の第１凸状調心面１３５、プランジャ１３６の第２凹状調心面１３７、および、シャフト１３４の第２凸状調心面１３８を設けている。また、スプール１３２の先端１４１を逃がす第１逃がし空間１４２と、スプール１３２の先端１４３を逃がす第２逃がし空間１４４も設けられている。ただし第５実施形態と異なる点は、第１凸状調心面１３５および第２凸状調心面１３８が、シャフト１３４の軸方向長さと一致する直径をもつ仮想的な球１４５の球面の一部からなる点である。

このように第１凸状調心面１３５および第２凸状調心面１３８が形成されていると、シャフト１３４がその中心まわりに自由に回動することができるので、調心性が向上する。また、第１凹状調心面１３３および第２凹状調心面１３７のテーパ角度が比較的大きいため、軸が傾いたときにサイドフォースが作用し難く、摺動部品の摺動性の低下を一層抑制することができる。

［第１０実施形態］
第１０実施形態では、図１５および図１６に示すように隙間変化抑制部１５１は、周方向に等角度θ間隔で２つ以上設けられた入力ポート１５２を有している。
上記構成によれば、入力ポート１５２からスリーブ１５３内の油圧制御室２６に流入する作動油の流線が交錯することで得られる作動油の速度の抑制効果が、各流線の交錯位置で等しくなる。そのため、油圧制御室２６の周方向における油圧分布の偏りが抑制される。したがって、作動時におけるスプール１２の軸心ずれや傾きに起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

［第１１実施形態］
第１１実施形態では、図１７に示すように隙間変化抑制部１６１は、スプール１６２の軸部１６３の縮径部１６４を有している。縮径部１６４は、第２入力側ランド部３２から軸部１６３の最小径部分１６５までの間で連続的に外径が小さくなっている。第１１実施形態では、縮径部１６４の外周面はテーパ面である。テーパ面は、スプール１６２の縦断面における形状が直線である。縮径部１６４の最大外径は第２入力側ランド部３２の外径よりも小さい。

上記構成によれば、油温上昇時において、第２入力側ランド部３２のうち軸部１６３側の角部１６６が局部的に径方向外側および軸方向他方側へ熱膨張することが抑制される。そのため、入力ポート２２を閉じる位置までスプール１６２がストロークするとき、スプール１６２の第２入力側ランド部３２とスリーブ１１の第３支持部３５との干渉が回避される。したがって、油温上昇時における部品の熱膨張に起因した摺動部品と支持部品との干渉を抑制することができる。

［第１２実施形態］
第１２実施形態では、図１８に示すように隙間変化抑制部１７１は、スプール１７２の軸部１７３の縮径部１７４を有している。縮径部１７４は、入力側ランド部２８から軸部１７３の最小径部分１７５までの間で連続的に外径が小さくなっている。第１２実施形態では、縮径部１７４の外周面はテーパ面であり、縮径部１７４の最大外径は第２入力側ランド部３２の外径と同じである。
このように縮径部１７４の最大外径と第２入力側ランド部３２の外径が同じでもよい。

［第１３実施形態］
第１３実施形態では、図１９に示すように隙間変化抑制部１８１は、スプール１８２の軸部１８３の縮径部１８４を有している。縮径部１８４は、入力側ランド部２８から軸部１８３の最小径部分１８５までの間で連続的に外径が小さくなっている。第１３実施形態では、縮径部１８４の外周面は曲面１８７とテーパ面１８８との組み合わせである。つまり縮径部１８４の外周面は、縦断面形状が直線と曲線との組み合わせとなるように形成されている。
このように縮径部１８４の外周面は曲面１８７とテーパ面１８８との組み合わせであってもよい。

［第１４実施形態］
第１４実施形態では、図２０に示すように隙間変化抑制部１９１は、スプール１９２の軸部１９３の縮径部１９４を有している。縮径部１９４は、入力側ランド部２８から軸部１９３の最小径部分１９５までの間で段階的に外径が小さくなっている。第１４実施形態では、縮径部１９４の段数は１段である。
このように縮径部１９４は段階的に外径が小さくなっていてもよい。

［第１５実施形態］
第１５実施形態では、図２１に示すように隙間変化抑制部２０１は、スプール２０２の軸部２０３の縮径部２０４を有している。縮径部２０４は、第１４実施形態における縮径部１９４と比べて軸方向長さが長い。
このように縮径部２０４の軸方向長さが比較的長く設定されることにより、油温上昇時における角部１６６の熱膨張が抑制される。

［第１６実施形態］
第１６実施形態では、図２２に示すようにスプール１２の軸方向一方側の端部である入力側ランド部２８には、作動油の油圧で調心を行うための油溝２１９が形成されている。
ここで、スプール１２の軸方向他方側の端部である出力側ランド部２９には油溝が形成されていない。そのため、出力側ランド部２９が振れるようにスプール１２の姿勢が変化する可能性がある。この姿勢の変化により出力側ランド部２９とスリーブ２１３との接触面積が増加すると、摺動抵抗が増加するおそれがある。

これに対して第１６実施形態では、図２２および図２３に示すように隙間変化抑制部２１１は、第１実施形態における凹形テーパ４６と凸形テーパ４７に加えて、摩擦低減部２１２を有している。摩擦低減部２１２は、スリーブ２１３の第５支持部２１４の内周に形成されたスリーブ凸曲面である。摩擦低減部２１２は、出力側ランド部２９に線接触しており、第５支持部２１４と出力側ランド部２９との間の摩擦を低減している。

上記構成によれば、作動時に例えスプール１２の軸心ずれまたは傾きが生じたとしても、摩擦低減部２１２が出力側ランド部２９に線接触している凸曲面であるので、第５支持部２１４と出力側ランド部２９との接触面積が変化しない。そのため、スプール１２の姿勢変化にかかわらず、第５支持部２１４と出力側ランド部２９との間の摩擦力が増加しない。したがって、スプール１２の摺動性の低下を抑制することができる。

［第１７実施形態］
第１７実施形態では、図２４に示すように隙間変化抑制部２２１は、第１実施形態における凹形テーパ４６と凸形テーパ４７に加えて、摩擦低減部２２２を有している。摩擦低減部２２２は、スプール２２３の出力側ランド部２２４に形成されたスプール凸曲面である。摩擦低減部２２２は、スリーブ２２５の第５支持部２２６の内壁面（円筒面）に線接触しており、第５支持部２２６と出力側ランド部２２４との間の摩擦を低減している。

上記構成によれば、作動時に例えスプール２２３の軸心ずれまたは傾きが生じたとしても、摩擦低減部２２２が第５支持部２２６に線接触している凸曲面であるので、第５支持部２２６と出力側ランド部２２４との接触面積が変化しない。そのため、第１６実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第１８実施形態］
第１８実施形態では、図２５に示すように隙間変化抑制部２３１は、第１実施形態における凹形テーパ４６と凸形テーパ４７に加えて、摩擦低減部２３２を有している。摩擦低減部２３２は、スリーブ２３３の第５支持部２３４のうち、出力側ランド部２９との接触部分にコーティングされた潤滑膜である。この潤滑膜は、スリーブ２３３のうち当該潤滑膜以外の部分と比べて摩擦係数が小さい材料からなる。この材料としては、例えばフッ素樹脂または二硫化モリブデンなどがある。摩擦低減部２３２は、第５支持部２３４と出力側ランド部２９との間の摩擦を低減している。

上記構成によれば、作動時に例えスプール１２の軸心ずれまたは傾きが生じたとしても、第５支持部２３４と出力側ランド部２９との間の摩擦力が変化しにくい。すなわち、摩擦力の変化量が小さくなる。したがって、スプール１２の摺動性の低下を抑制することができる。

＜他の実施形態＞
他の実施形態では、前述の第１〜第１８実施形態の隙間変化抑制部を組み合わせて用いてもよい。
他の実施形態では、第１凹状調心面および第１凸状調心面が設けられず、第２凹状調心面および第２凸状調心面８５だけが設けられてもよい。
他の実施形態では、摩擦低減部としての潤滑膜は、スリーブおよびスプールの両方に設けられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０・・・リニアソレノイバルブ、
１１、５５、６２、１５３、２１３、２２５、２３３・・・スリーブ、
１２，７２，９４，１１２，１３２，１６２，１７２，１８２，１９２，２０２，２２３・・・スプール
１３・・・スプリング、 １５・・・コア、
１６，７４，８４，９２，１２２，１３４・・・シャフト、
１７，８２，９７，１１４，１３６・・・プランジャ、
１８・・・ソレノイド、 ２２，１５２・・・入力ポート、 ２３・・・出力ポート、
４５，５１，６１，７１，８１，９１，１１１，１２１，１３１，１５１，１６１，１７１，１８１，１９１，２０１，２１１，２２１，２３１・・・隙間変化抑制部

Claims (14)

1. 油圧を制御するリニアソレノイドバルブであって、
   作動油が入力される入力ポート（２２、１５２）、および、作動油を出力する出力ポート（２３）を有する筒状のスリーブ（１１、５５、６２、１５３、２１３、２２５、２３３）と、
   前記スリーブの内側で軸方向へ摺動可能であり、軸方向位置に応じて前記入力ポートの開口面積を変化させるスプール（１２、７２、９４、１１２、１３２、１６２、１７２、１８２、１９２、２０２、２２３）と、
   前記スリーブに対して軸方向一方に設けられている筒状のコア（１５）と、
   前記コアの内側で軸方向へ摺動可能であり、前記スプールに軸方向に当接しているシャフト（１６、７４、８４、９２、１２２、１３４）と、
   前記シャフトに対して軸方向一方に設けられており、前記シャフトに軸方向に当接しているプランジャ（１７、８２、９７、１１４、１３６）と、
   前記スプールを軸方向一方へ付勢しているスプリング（１３）と、
   前記コアの外側に設けられており、通電されると前記プランジャを軸方向他方へ吸引する磁気的吸引力を発生させるソレノイド（１８）と、
   前記スリーブと前記スプールとのクリアランス、または、前記コアと前記シャフトとのクリアランスの変化を抑制する隙間変化抑制部（４５、５１、６１、７１、８１、９１、１１１、１２１、１３１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、２０１、２１１、２２１、２３１）と、
   を備えるリニアソレノイドバルブ。
2. 前記スリーブおよび前記コアの一方は、当該一方の軸心を中心とする凹形テーパ（４６、５３）を、軸方向において前記スリーブおよび前記コアの他方と対向する部分に有しており、
   前記スリーブおよび前記コアの他方は、当該他方の軸心を中心とし前記凹形テーパに全周接している凸形テーパ（４７、５４）を有しており、
   前記隙間変化抑制部（４５、５１、２１１、２２１、２３１）は、前記凹形テーパおよび前記凸形テーパを含み、前記スリーブと前記コアとを調心する請求項１に記載のリニアソレノイドバルブ。
3. 前記スリーブおよび前記コアの一方は、当該一方の軸心を中心とする凹形嵌合部（６３）を、軸方向において前記スリーブおよび前記コアの他方と対向する部分に有しており、
   前記スリーブおよび前記コアの他方は、当該他方の軸心を中心とし前記凹形嵌合部に嵌合している凸形嵌合部（６５）を有しており、
   前記隙間変化抑制部（６１）は、前記凹形嵌合部および前記凸形嵌合部を含み、前記スリーブと前記コアとを調心する請求項１に記載のリニアソレノイドバルブ。
4. 前記シャフトおよび前記スプールの一方は、当該一方の軸心を中心とするテーパ面または球面からなる第１凹状調心面（７３、９３、１１３、１２３、１３３）を、軸方向において前記シャフトおよび前記スプールの他方と対向する部分に有しており、
   前記シャフトおよび前記スプールの他方は、当該他方の軸心を中心とする球面からなり、前記第１凹状調心面に係合している第１凸状調心面（７５、９５、１３５）を有しており、
   前記隙間変化抑制部（７１、８１、９１、１１１、１２１、１３１）は、前記第１凹状調心面および前記第１凸状調心面を含み、前記シャフトおよび前記スプールが摺動するとき、前記スリーブに対して前記スプールを調心するとともに前記コアに対して前記シャフトを調心する請求項１〜３のいずれか一項に記載のリニアソレノイドバルブ。
5. 前記シャフトおよび前記スプールの一方は、前記第１凸状調心面の先端（７６、１０１、１４１）が当該一方に非接触となるように、前記シャフトおよび前記スプールの他方との間に第１逃がし空間（７７、１０２、１１６、１２５、１４２）を形成している請求項４に記載のリニアソレノイドバルブ。
6. 前記シャフトおよび前記プランジャの一方は、当該一方の軸心を中心とするテーパ面または球面からなる第２凹状調心面（８３、９６、１１５、１２４、１３７）を、軸方向において前記シャフトおよび前記プランジャの他方と対向する部分に有しており、
   前記シャフトおよび前記プランジャの他方は、当該他方の軸心を中心とする球面からなり、前記第２凹状調心面に係合している第２凸状調心面（８５、９８、１３８）を有しており、
   前記隙間変化抑制部（８１、９１、１１１、１２１、１３１）は、前記第２凹状調心面および前記第２凸状調心面を含み、前記シャフトおよび前記プランジャが摺動するとき、前記コアに対して前記シャフトおよび前記プランジャを調心する請求項１〜５のいずれか一項に記載のリニアソレノイドバルブ。
7. 前記シャフトおよび前記プランジャの一方は、前記第２凸状調心面の先端（８６、１０３、１４３）が当該一方に非接触となるように、前記シャフトおよび前記プランジャの他方との間に第２逃がし空間（８７、１０４、１１７、１２６、１４４）を形成している請求項６に記載のリニアソレノイドバルブ。
8. 前記入力ポートは周方向に等間隔で２つ以上設けられており、
   前記隙間変化抑制部（１５１）は前記入力ポートを含む請求項１〜７のいずれか一項に記載のリニアソレノイドバルブ。
9. 前記スプールは、
   前記スリーブとの間に油圧制御室（２６）を形成している軸部（１６３、１７３、１８３、１９３、２０３）と、
   前記軸部に対して前記入力ポート側に設けられており、前記スプールの軸方向移動に伴い前記入力ポートを開閉する入力側ランド部（２８、３１）と、
   を有しており、
   前記軸部は、前記入力側ランド部から当該軸部の最小径部分までの間で連続的または段階的に外径が小さくなっている縮径部（１６４、１７４、１８４、１９４、２０４）を形成しており、
   前記隙間変化抑制部は前記縮径部を含む請求項１〜８のいずれか一項に記載のリニアソレノイドバルブ。
10. 前記縮径部の外周面は、前記スプールの軸心を含む断面の形状が直線、曲線、または直線と曲線との組み合わせとなるように形成されており、外径が連続的に小さくなっている請求項９に記載のリニアソレノイドバルブ。
11. 前記スプールのうち、軸方向一方側の端部を一端部（２８）とし、軸方向他方側の端部を他端部（２９）とすると、
    前記スリーブは、前記スプールの前記他端部を支持する他端支持部（２１４、２２６、２３４）を有しており、
    前記スプールの前記他端部および前記スリーブの前記他端支持部の一方は、他方との間の摩擦を低減する摩擦低減部（２１２、２２２、２３２）を有しており、
    前記隙間変化抑制部（２１１、２２１、２３１）は前記摩擦低減部（２１２、２２２、２３２）を含む請求項２〜１０のいずれか一項に記載のリニアソレノイドバルブ。
12. 前記スリーブの前記他端支持部（２１４）は、前記スプールの前記他端部に線接触するスリーブ凸曲面を有しており、
    前記摩擦低減部（２１２）は前記スリーブ凸曲面である請求項１１に記載のソレノイドバルブ。
13. 前記スプールの前記他端部（２２４）は、前記スリーブの前記他端支持部（２２６）に線接触するスプール凸曲面を有しており、
    前記摩擦低減部（２２２）は前記スプール凸曲面である請求項１１に記載のソレノイドバルブ。
14. 前記スプールの前記他端部および前記スリーブの前記他端支持部（２３４）の一方は、他方との接触部分に、当該接触部分以外の部分と比べて摩擦係数が小さい材料からなる潤滑膜を有しており、
    前記摩擦低減部（２３２）は前記潤滑膜である請求項１１に記載のソレノイドバルブ。

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