JP2020051610A - スプール弁、及びスプール弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流の変化に対する流体の流出量の変化の特性をポートに応じて異ならせることができるスプール弁５０を提供する。【解決手段】第１保持部５２ａが、外側コイルバネ８０の軸方向リア側端部、及び内側コイルバネ８１の軸方向リア側端部を保持し、第１保持部５２ａの第１面５２ａ３に、外側コイルバネ８０の軸方向リア側の端が押し当てられ、第１保持部５２ａの第２面５２ａ４に、内側コイルバネ８１の軸方向リア側の端が押し当てられ、プラグ７０が、外側コイルバネ８０の軸方向フロント側端部、及び内側コイルバネ８１の軸方向フロント側端部を保持し、プラグ７０の第３面７０ｂに、外側コイルバネ８０の軸方向フロント側の端が押し当てられ、プラグ７０の第４面７０ｄに、内側コイルバネ８１の軸方向フロント側の端が押し当てられ、非通電時における第１面５２ａ３と第３面７０ｂとの軸方向の距離Ｌ１が、外側コイルバネ８０の自由長Ｌ２よりも長い。【選択図】図５

Description

本発明は、スプール弁、及びスプール弁装置に関する。

従来、スプール弁体と、スプール弁体を軸方向に移動可能に収容するスリーブを備える弁収容体と、スプール弁体よりも軸方向の一方側に配置され、スプール弁体を軸方向の一方側から他方側に向けて付勢するコイルバネとを備えるスプール弁が知られている。

例えば、特許文献１に記載のスプール弁装置のスプール弁は、弁収容体としての弁ハウジングを備える。スプール弁体は、弁ハウジングに設けられるスリーブ内に収容され、スプール弁体よりも軸方向の一方側に設けられるコイルバネにより、軸方向の一方側から他方側に向けて付勢される。スプール弁装置は、スプール弁の他に、ソレノイドを備える。ソレノイドは、スプール弁体よりも軸方向の他方側に配置される。ソレノイドは、コイルへの通電によって発する磁力により、駆動部材としてのプランジャを軸方向の他方側から一方側に向けて移動させる。このとき、スプール弁のスプール弁体がプランジャによって押されて、コイルバネの付勢力に抗して軸方向の他方側から一方側に向けて移動する。

弁ハウジングには、ハウジング周壁を貫通する入力ポート、出力ポート、及び排出ポートが設けられる。ソレノイドの非駆動時には、流体が、入力ポートから弁ハウジングのスリーブ内に流入した後、出力ポートから流出する。ソレノイドが駆動され、スプール弁がプランジャによって押されて軸方向の他方側から一方側に向けて少しずつ移動する過程で、出力ポートから流出する流体の量が少しずつ減少する。スプール弁が更に軸方向の他方側から一方側に向けて移動すると、排出ポートから流出する流体の量が増加する。ソレノイドのコイルに供給される電流が変化すると、スプール弁体の軸方向の位置が変化する。この変化により、出力ポートから流出する流体の量、及び排出ポートから流出する流体の量を調整することができる。

２００２−３１０３２２号公報

このスプール弁装置のスプール弁は、電流の変化に対する流体の流出量の変化の特性を、出力ポートと排出ポートとで異ならせることが困難である。具体的には、電流が少しずつ増加するにつれて、出力ポートから流出する流体の量が減少する。このときの電流値の変化に対する流体の流出量の変化を示すグラフは、出力ポートと排出ポートとで互いに逆勾配になるが、同じ傾き（絶対値）になってしまう。

つまり、このスプール弁は、電流の変化に対する流体の流出量の変化の特性をポートに応じて異ならせることが困難であるという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するため、電流の変化に対する流体の流出量の変化の特性をポートに応じて異ならせることができるスプール弁を提供することを目的とする。

本願の例示的な第１発明は、スプール弁体と、前記スプール弁体を軸方向に移動可能に収容するスリーブを備える弁収容体と、前記スプール弁体よりも軸方向の一方側に配置され、前記スプール弁体を軸方向の一方側から他方側に向けて付勢するコイルバネと、前記スプール弁体の軸方向の一方側端部に設けられ、前記コイルバネの軸方向の他方側端部を保持する第１保持体と、前記コイルバネの軸方向の一方側端部を保持する第２保持体とを備え、前記スプール弁体が、軸方向の他方側から一方側に駆動される駆動部材によって軸方向の他方側から一方側に押されるスプール弁であって、前記コイルバネとしての外側コイルバネと、前記外側コイルバネの径方向内側に配置される内側コイルバネとを備え、前記第１保持体が、前記外側コイルバネの軸方向の他方側端部、及び前記内側コイルバネの軸方向の他方側端部を保持し、前記第１保持体の第１面に、前記外側コイルバネの軸方向の他方側の端が押し当てられ、前記第１保持体の第２面に、前記内側コイルバネの軸方向の他方側の端が押し当てられ、前記第２保持体が、前記外側コイルバネの軸方向の一方側端部、及び前記内側コイルバネの軸方向の一方側端部を保持し、前記第２保持体の第３面に、前記外側コイルバネの軸方向の一方側の端が押し当てられ、前記第２保持体の第４面に、前記内側コイルバネの軸方向の一方側の端が押し当てられ、前記駆動部材の非駆動時における前記第１面と前記第３面との軸方向の距離が、前記外側コイルバネの自由長よりも長い、スプール弁である。

本願の例示的な第１発明によれば、電流の変化に対する流体の流出量の変化の特性をポートに応じて異ならせることができる。

実施形態に係るスプール弁装置（非通電時）の縦断面図である。 コイルへの通電によってスプール弁体を軸方向のフロント側に移動させた状態の同スプール弁装置のスプール弁を示す縦断面図である。 同スプール弁装置におけるＡ→Ｔ特性と、Ｐ→Ａ特性とを示すグラフである。 同スプール弁装置における、ストローク〔ｍｍ〕と、電磁力〔Ｎ〕と、電流〔Ａ〕との関係を示すグラフである。 非通電時の同スプール弁装置のスプール弁における軸方向のフロント側端部を示す縦断面図である。 通電時のスプール弁における軸方向のフロント側端部を示す縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るスプール弁装置について説明する。本実施形態では、自動車等の車両に搭載される自動変速機の制御を行うスプール弁装置について説明する。また、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、図１に示す電磁弁の短手方向と平行な方向、すなわち、図１の上下方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「リア側」と記し、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「フロント側」と記す。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（θ方向）を単に「周方向」と記す。

フロント側は、本発明における一方側に相当する。また、リア側は、本発明における他方側に相当する。

なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

[実施形態]
＜全体構成＞
図１は、実施形態に係るスプール弁装置の縦断面図である。本実施形態のスプール弁装置１は、図１に示されるように、ソレノイド部１０と、スプール弁５０と、を備える。ソレノイド部１０とスプール弁５０とは、軸方向に沿って配置される。ソレノイド部１０は、コイル２９への通電により駆動部材としての軸部１１を軸方向のリア側からフロント側に向けて移動させる。図１は、コイル２９に通電していない状態のスプール弁装置１を示す。スプール弁５０は、ソレノイド部１０の軸方向の一方側としてのフロント側に位置し、軸部１１の移動とともに軸方向に移動可能なスプール弁体５２を備える。

なお、図１に示されるソレノイド部１０は、非通電状態であるので、通電時に軸部１１によって軸方向の一方側に向けて押されるスプール弁体５２は、図１においては軸方向の移動範囲内におけるリア側の端に位置する。以下、コイル２９に電流を供給していないときを、非通電時と言う。また、コイル２９に電流を供給している状態のときを、通電時と言う。

スプール弁５０は、図示しないバルブボディに装着される。バルブボディは、例えば、スプール弁５０を装着する装着孔部、複数の油路等を備える。また、バルブボディには、図示しない下側バルブボディが接続される。下側バルブボディは、例えば、複数のシフト弁、アキュムレータ、入出力ポートを備える。下側バルブボディは、図示しない油圧ポンプから供給される圧油を調圧してバルブボディに送る。バルブボディは調圧された圧油をスプール弁体５２を介して自動変速機に送油する。以下、構成部材毎に詳細に説明する。

＜ソレノイド部１０＞
ソレノイド部１０は、図１に示されるように、ヨーク２１と、コア１７と、軸部１１と、ボビン２５と、コイル２９と、ハウジング３０と、を備える。

（ハウジング３０）
ハウジング３０は、磁性金属材料製であり、軸方向の他方側としてのリア側に、底部３０ａを備える有底筒状である。本実施形態では、ハウジング３０は有底円筒状である。ハウジング３０の軸方向フロント側端部の周縁部には、軸方向のフロント側へ突出する加締め部３２を備える。加締め部３２は、径方向内側に倒されてスプール弁５０の軸方向のリア側端部を固定する。

（軸部１１）
軸部１１は、図１に示されるように、プランジャ１１ａとシャフト部１１ｂとを備える。プランジャ１１ａは、シャフト部１１ｂの軸方向のリア側に位置し、コア１７に対して軸方向に移動する。シャフト部１１ｂは、プランジャ１１ａを貫通してプランジャ１１ａに固定される。

本実施形態では、シャフト部１１ｂは、非磁性の金属材料製であり、プランジャ１１ａに設けられた装着孔部１１ａ１内に挿入されて、プランジャ１１ａの軸方向の両側から突出して延びる。シャフト部１１ｂは、ヨーク２１内の貫通孔２１ａに挿入された第１すべり軸受け３及びコア１７内の貫通孔１７ａに挿入された第２すべり軸受け４を介して支持される。コア１７及びヨーク２１の詳細については後述する。

プランジャ１１ａは、シャフト部１１ｂを固定して、コア１７に対して軸方向に移動する。本実施形態では、プランジャ１１ａは、磁性材料製であって円柱状である。プランジャ１１ａは、中心軸Ｊに沿って貫通する装着孔部１１ａ１を備える。装着孔部１１ａ１内にシャフト部１１ｂが嵌め合わされて装着される。このため、プランジャ１１ａとシャフト部１１ｂとは単一の部材からなる部分であり、プランジャ１１ａの軸方向の移動とともにシャフト部１１ｂが軸方向に移動する。

（ヨーク２１）
ヨーク２１は、軸方向のリア側に位置し、軸方向のフロント側に延びる第１円筒部２１ｂを備える。本実施形態では、ヨーク２１は、リア側に位置して円柱状であり、ボビン２５の内面２５ａに接触するヨーク本体部２１ｃと、ヨーク本体部２１ｃのフロント側の面の中央部からフロント側へ延びる第１円筒部２１ｂと、を備える。第１円筒部２１ｂの軸方向長さは、プランジャ１１ａの軸方向長さよりもやや短い。第１円筒部２１ｂの内径は、プランジャ１１ａの外径よりも大きい。このため、第１円筒部２１ｂは、プランジャ１１ａの軸方向への移動を可能にするとともに、プランジャ１１ａの軸方向への移動を案内する。

ヨーク本体部２１ｃには、中心軸Ｊに沿って貫通する貫通孔２１ａが設けられる。貫通孔２１ａの内径はシャフト部１１ｂよりも大きい。貫通孔２１ａ内にはシャフト部１１ｂを通す第１すべり軸受け３が設けられる。第１すべり軸受け３にシャフト部１１ｂが通されて、シャフト部１１ｂのリア側が支持される。

（コア１７）
コア１７は、ヨーク２１に対して軸方向のフロント側に位置し、軸方向のリア側に延びる第２円筒部１７ｂを備える。本実施形態では、コア１７は、磁性材料製であり、ハウジング３０のフロント側に配置されてハウジング３０内に固定される。コア１７は、ボビン２５の内面２５ａに接触する円柱状の大径部１７ｃと、大径部１７ｃのリア側の側面からリア側へ延びて大径部１７ｃよりも小径の第２円筒部１７ｂと、を備える。大径部１７ｃと第２円筒部１７ｂは同軸上に位置する。大径部１７ｃの径方向外側の側面１７ｃ１は、ボビン２５の内面２５ａに嵌合して固定される。第２円筒部１７ｂの軸方向のリア側端部は、リア側に進むに従って径方向内側に傾斜する突起部１７ｂ１を備える。突起部１７ｂ１は、コイル２９の通電時に、突起部１７ｂ１からプランジャ１１ａ側に延びる磁力線を集中させて、プランジャ１１ａをフロント側へ引っ張る力を増大する。

第２円筒部１７ｂの内径は、プランジャ１１ａの外径よりも大きい。このため、プランジャ１１ａは、第２円筒部１７ｂ内で移動可能である。大径部１７ｃの貫通孔１７ａ内には、第２すべり軸受け４が設けられ、第２すべり軸受け４にシャフト部１１ｂが通される。このため、第２すべり軸受け４によってシャフト部１１ｂのフロント側が支持される。したがって、軸部１１は、第１すべり軸受け３及び第２すべり軸受け４によって両端支持される。

なお、コア１７の第２円筒部１７ｂの径方向外側端面と、ヨーク２１の第１円筒部２１ｂのフロント側の径方向外側端面には、円筒状のカラー３８が装着される。カラー３８は、コア１７とヨーク２１とを、軸方向に隙間を設けて配置する。

（ボビン２５）
ボビン２５は、第１円筒部２１ｂ及び第２円筒部１７ｂの径方向外側に配置される。本実施形態では、ボビン２５は、樹脂製であり、第１円筒部２１ｂ及び第２円筒部１７ｂの径方向外側の側面２１ｄ、１７ｃ１を覆う。ボビン２５は、円筒部２５ｂと、円筒部２５ｂの軸方向両側に設けられて径方向外側へ突出するフランジ部２５ｃと、を備える。円筒部２５ｂにコイル２９が巻かれる。コイル２９が巻かれたボビン２５と、ターミナル４９とは、樹脂からなる単一の部材の部分である。

（コイル２９）
コイル２９は、ボビン２５に巻かれる。本実施形態では、コイル２９は、ボビン２５の円筒部２５ｂの径方向外側の外周面に沿って周方向に巻かれる。コイル２９の軸方向両端部はターミナル４９に設けられた端子４８に電気的に接続される。

＜スプール弁５０＞
スプール弁５０は、図１に示されるように、オイルを流入及び流出させる複数のポートを備える。本実施形態では、スプール弁５０には、３つのポートが設けられる。３つのポートは、スプール弁５０のリア側からフロント側へ向かって、入力ポート５４と、出力ポート５６と、排出ポート５８の順に配置される。入力ポート５４は、図示しない油圧タンクからポンプによって供給されるオイルが流入するポートである。出力ポート５６は図示しない自動変速機にオイルを供給又は自動変速機にからのオイルを流入させるポートである。排出ポート５８は出力ポート５６のオイルをドレインに排出するポートである。

スプール弁５０は、弁収容体としての弁ハウジング８９と、弁ハウジング８９に設けられる軸方向に延びるスリーブ６０と、スリーブ６０内に挿入されるスプール弁体５２と、スリーブ６０の軸方向の一方側の開口部６０ａに挿入されるプラグ７０とを備える。また、スプール弁５０は、スリーブ６０内に設けられ、スプール弁体５２の軸方向の一方側端部とプラグ７０の軸方向の他方側端部との間に配置されてスプール弁体５２を軸方向の他方側へ付勢するコイルバネを備える。なお、このコイルバネについては、後に詳述する。

（弁ハウジング８９）
弁ハウジング８９に設けられるスリーブ６０は、図１に示されるように、軸方向に延びて弁ハウジング８９を貫通する。スリーブ６０には、入力ポート５４と出力ポート５６と排出ポート５８とが連通する。弁ハウジング８９における軸方向のフロント側端部の内面には、雌ネジ部８９ａが設けられる。

スリーブ６０の軸方向のフロント側端部には、スリーブ６０のフロント側の開口を塞ぐプラグ７０がねじ込まれる。プラグ７０の径方向外側の面には、弁ハウジング８９の雌ネジ部８９ａにねじ込まれる雄ネジ部７０ａが設けられる。このため、プラグ７０は、弁ハウジング８９の軸方向のフロント側端部に装着される。

図２は、コイル２９への通電によってスプール弁体５２を軸方向のフロント側に移動させた状態のスプール弁装置１のスプール弁５０を示す縦断面図である。図２において、スプール弁体５２は、軸方向の移動範囲内におけるフロント側の端まで移動している状態である。コイル２９に供給する電流を調整することで、スプール弁体５２の軸方向の位置を調整することが可能である。

図３は、実施形態に係るスプール弁装置１におけるＡ→Ｔ特性と、Ｐ→Ａ特性とを示すグラフである。グラフの横軸は、コイル２９に供給される電流〔Ａ〕を示す。グラフの縦軸は、出力ポート５６からの流体の流出量〔Ｌ／ｍｉｎ〕、及び排出ポート５８からの流体の流出量〔Ｌ／ｍｉｎ〕を示す。Ａ→Ｔ特性は、電流と、出力ポート５６からの流体の流出量との関係を示す特性である。Ｐ→Ａ特性は、電流と、排出ポート５８からの流体の流出量との関係を示す特性である。

図３に示されるように、実施形態に係るスプール弁装置１では、コイル２９への通電がなされていない状態において、出力ポート５６からの流体の流出量が最大になる。コイル２９に流れる電流が０〔Ａ〕から徐々に高くなって約１４０〔Ａ〕を超え始めると、出力ポート５６からの流体の流出量が急激に低下し始める。コイル２９に流れる電流が約１８０〔Ａ〕を超えると、出力ポート５６からの流体の流出量が０〔Ｌ／ｍｉｎ〕になる。コイル２９に流れる電流が更に高くなり、約４５０〔Ａ〕を超え始めると、排出ポート５８からの流体の流出量が、０〔Ｌ／ｍｉｎ〕から緩やかに増加し始める。コイル２９に流れる電流が約８３０〔Ａ〕に達すると、排出ポート５８からの流体の流出量が最大になる。

図３から明らかなように、実施形態に係るスプール弁装置１においては、Ａ→Ｔ特性のグラフの傾き（但し、極性を反転させた場合の傾き）と、Ｐ→Ａ特性のグラフの傾きとを、大きく異ならせることができる。つまり、電流の変化に対する流体の流出量の変化の特性を、出力ポート５６と、排出ポート５８とで大きく異ならせることができる。このような効果を奏する理由については、後に詳述する。

なお、スプール弁５０のサイズに応じてグラフの最大値は上下し、且つグラフの傾きも僅かに変化するが、Ａ→Ｔ特性が急激に下降するグラフになる一方で、Ｐ→Ａ特性が緩やかに上昇するグラフになるという傾向は変わらない。

図４は、実施形態に係るスプール弁装置１における、ストローク〔ｍｍ〕と、電磁力〔Ｎ〕と、電流〔Ａ〕との関係を示すグラフである。ストローク〔ｍｍ〕は、軸部１１の軸方向のフロント側への移動量である。電流〔Ａ〕は、コイル２９に供給される電流である。電磁力〔Ｎ〕は、コイル２９の周囲に発生する磁力である。曲線のグラフは、ストロークと電流との関係を示す。

ストロークと電流との関係は、スプール弁体５２を軸方向のリア側に向けて付勢するコイルバネの付勢力によって変化する。弁ハウジング８９の雌ネジ部８９ａに対するプラグ７０の雄ネジ部７０ａのねじ込み量が調整されることで、コイルバネの付勢力が調整される。作業者は、ねじ込み量を調整することで、例えば図４に示されるように、コイル２９に１．０〔Ａ〕の電流を流したときのストロークを、１．５〔ｍｍ〕に調整することが可能である。

図５は、非通電時のスプール弁装置１のスプール弁５０における軸方向のフロント側端部を示す縦断面図である。図５に示されるように、スプール弁５０の軸方向におけるスプール弁体５２とプラグ７０との間には、外側コイルバネ８０、及び外側コイルバネ８０の径方向内側に設けられる内側コイルバネ８１が配置される。スプール弁体５２の軸方向のフロント側端部には、第１保持体としての第１保持部５２ａが設けられる。第１保持部５２ａは、外側コイルバネ８０の軸方向のリア側端部と、内側コイルバネ８１の軸方向のリア側端部とを保持する。

第１保持部５２ａは、第１保持部５２ａの軸方向のフロント側の端面から軸方向のリア側に向けて窪む第１凹部５２ａ１と、第１凹部５２ａ１の軸方向のリア側の端に設けられる第１面５２ａ３から軸方向のリア側に向けて窪む第２凹部５２ａ２とを備える。外側コイルバネ８０の軸方向のリア側端部は、第１凹部５２ａ１の径方向内側に位置した状態で、第１凹部５２ａ１によって保持される。第１面５２ａ３には、外側コイルバネ８０の軸方向のリア側の端が押し当てられる。但し、図５においては、外側コイルバネ８０の軸方向のリア側の端が、第１面５２ａ３から離間している状態である。その理由は、スプール弁体５２が軸方向の移動範囲内におけるリア側の端に位置している状態だからである。

第１凹部５２ａ１の軸方向のフロント側端部の形状は、軸方向のフロント側からリア側に向けて小径になるテーパー形状である。一方、第１凹部５２ａ１の軸方向のリア側端部の内壁形状は、軸方向に沿った円筒形状である。

以下、第２凹部５２ａ２の底面を第２面５２ａ４と言う。
内側コイルバネ８１の軸方向のリア側端部は、第２凹部５２ａ２の径方向内側に位置した状態で、第２凹部５２ａ２によって保持される。第２面５２ａ４には、内側コイルバネ８１の軸方向のリア側の端が押し当てられる。

第２凹部５２ａ２の軸方向のフロント側端部の形状は、軸方向のフロント側からリア側に向けて小径になるテーパー形状である。一方、第２凹部の軸方向のリア側端部の内壁形状は、軸方向に沿った円筒形状である。

プラグ７０は、スプール弁体５２を外側コイルバネ８０及び内側コイルバネ８１によって軸方向のフロント側からリア側に向けて付勢する付勢力を調整する機能を備える。作業者が、プラグ７０の雄ネジ部７０ａを弁ハウジング８９の雌ネジ部８９ａにねじ込むねじ込み量を調整することで、前述の付勢力が調整される。

また、プラグ７０は、外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側端部と、内側コイルバネ８１の軸方向のフロント側端部とを保持する第２保持体としての機能を備える。プラグ７０に設けられる第３面７０ｂは、軸方向において外側コイルバネ８０のフロント側の端に対向する。この第３面７０ｂには、外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側の端が押し当てられる。但し、図３においては、外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側の端が、第３面７０ｂから離間している状態である。その理由は、スプール弁体５２が軸方向の移動範囲内におけるリア側の端に位置している状態だからである。

プラグ７０は、第３面７０ｂから軸方向のリア側に向けて突出する第１凸部７０ｃと、第１凸部７０ｃの軸方向のリア側の端に設けられる第４面７０ｄから軸方向のリア側に向けて突出する第２凸部７０ｅとを備える。第４面７０ｄには、内側コイルバネ８１の軸方向のフロント側の端が押し当てられる。

第１凸部７０ｃは、外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側端部の径方向内側に位置した状態で、外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側端部を保持する。また、第２凸部７０ｅは、内側コイルバネ８１の軸方向のフロント側端部の径方向内側に位置した状態で、内側コイルバネ８１の軸方向のフロント側端部を保持する。

第１凸部７０ｃの軸方向のリア側端部の形状は、軸方向のリア側からフロント側に向かうにつれて大径になるテーパー形状である。また、第２凸部７０ｅの軸方向のリア側端部の形状は、軸方向のリア側からフロント側に向かうにつれて大径になるテーパー形状である。

第１凸部７０ｃの軸方向のフロント側端部の形状は、軸方向に沿った円柱形状である。また、第２凸部７０ｅの軸方向のフロント側端部の形状は、軸方向に沿った円柱形状である。

上述したように、図５は、非通電時のスプール弁５０を示す。図５に示されるように、非通電時、即ち、軸部１１の非駆動時、における第１面５２ａ３と第３面７０ｂとの距離Ｌ１は、外側コイルバネ８０の自由長Ｌ２よりも長い。

図６は、通電時のスプール弁５０における軸方向のフロント側端部を示す縦断面図である。図６は、スプール弁体５２を軸方向の移動範囲内のフロント側の端まで移動させたスプール弁５０を示す。図６に示されるように、スプール弁体５２が軸方向の移動範囲内のフロント側の端まで移動した状態では、第１面５２ａ３と第３面７０ｂとの距離Ｌ１が、外側コイルバネ８０の自由長Ｌ２よりも短い。

＜スプール弁装置１の作用・効果＞
（１）実施形態に係るスプール弁装置１においては、図５に示されるように、非通電時に、外側コイルバネ８０の軸方向のリア側の端が、第１面５２ａ３から離間する。あるいは、実施形態に係るスプール弁装置１においては、非通電時に、外側コイルバネ８０のフロント側の端が、第３面７０ｂから離間する。あるいは、実施形態に係るスプール弁装置１においては、非通電時に、外側コイルバネ８０の軸方向のリア側の端が、第１面５２ａ３から離間し、且つ外側コイルバネ８０のフロント側の端が、第３面７０ｂから離間する。このため、非通電時には、スプール弁体５２が外側コイルバネ８０によって付勢されない状態になる。通電時にコイルバネ２９に対して例えば図３に示されるように１００〔Ａ〕程度の電流が供給されて、スプール弁体５２が軸方向のリア側からフロント側に向けて移動したとする。このとき、内側コイルバネ８１、及び外側コイルバネ８０のうち、内側コイルバネ８１だけがスプール弁体５２に対して軸方向のリア側に向かう抗力を付与する。内側コイルバネ８１及び外側コイルバネ８０の２つがスプール弁体５２に対して抗力を付与する場合に比べて、スプール弁体５２を軸方向のフロント側に所定量だけ移動させるのに必要な電流値が低くなる。つまり、電流値が僅かに増加しただけで、スプール弁体５２が軸方向のフロント側に大きく移動する。よって、Ａ→Ｔ特性は、図３に示されるように、急激に下降するフラフになる。一方、スプール弁体５２が軸方向において排出ポート５８を開く位置まで移動すると、軸方向のフロント側に移動しようとするスプール弁体５２に対し、内側コイルバネ８１及び外側コイルバネ８０の２つが反対側に向かう抗力を発揮する。このため、内側コイルバネだけが抗力を付与する場合に比べて、スプール弁体５２を軸方向のフロント側に所定量だけ移動させるのに必要な電流値が高くなる。よって、Ｐ→Ａ特性は、図３に示されるように、緩やかに上昇するグラフになる。
実施形態に係るスプール弁装置１によれば、スプール弁体５２に対して軸方向のリア側に向かう抗力を付与するコイルバネの数を、開弁するポートに応じて異ならせるので、電流の変化に対する流体の流出量の特性をポートに応じて異ならせることができる。

（２）実施形態に係るスプール弁装置１によれば、第１凸部７０ｃ、及び第２凸部７０ｅからなる２段の凸部を備えるという簡素な構成のプラグ７０により、外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側端部を保持することができる。また、実施形態に係るスプール弁装置１によれば、簡単な構成のプラグ７０により、内側コイルバネ８１の軸方向のフロント側端部を保持することができる。

（３）実施形態に係るスプール弁装置１においては、第２保持体たるプラグ７０の第１凸部７０ｃの軸方向のリア側端部に設けられるテーパー面が、作業者によって第１凸部７０ｃの周面にセットされるときの外側コイルバネ８０を軸方向に向けて案内する。また、実施形態に係るスプール弁装置１においては、プラグ７０の第２凸部７０ｅの軸方向のリア側端部に設けられるテーパー面が、作業者によって第２凸部７０ｅの周面にセットされるときの内側コイルバネ８１を軸方向に向けて案内する。これらの結果、実施形態に係るスプール弁装置１においては、プラグ７０への外側コイルバネ８０、及び内側コイルバネ８１の組付作業性を向上させる。
よって、実施形態に係るスプール弁装置１によれば、スプール弁５０の生産性を向上させることができる。

（４）実施形態に係るスプール弁装置１においては、プラグ７０の第１凸部７０ｃの軸方向におけるフロント側端部が、軸方向に沿った円柱形状であることで、外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側端部を軸方向に沿った姿勢で保持する。このような保持により、実施形態に係るスプール弁装置１においては、外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側での座屈の発生を抑える。
また、実施形態に係るスプール弁装置１においては、プラグ７０の第２凸部７０ｅの軸方向におけるフロント側端部が、軸方向に沿った円柱形状であることで、内側コイルバネ８１の軸方向のフロント側端部を軸方向に沿った姿勢で保持する。このような保持により、実施形態に係るスプール弁装置１においては、内側コイルバネ８１の軸方向のフロント側での座屈の発生を抑えることができる。
実施形態に係るスプール弁装置１によれば、軸方向のフロント側でのバネ座屈に起因する外側コイルバネ８０と内側コイルバネ８１との接触による、Ａ→Ｔ特性、及びＰ→Ａ特性の変動を抑えることができる。

（５）実施形態に係るスプール弁装置１によれば、第１凹部５２ａ１、及び第２凹部５２ａ２からなる２段の凹部を備えるという簡単な構成のプラグ７０により、外側コイルバネの軸方向の他方側端部を保持することができる。また、実施形態に係るスプール弁装置１によれば、簡単な構成のプラグ７０により、内側コイルバネの軸方向の他方側端部を保持することができる。

なお、第１保持体と第２保持体との両方を、２段の凹部を備える保持体としてもよい。あるいは、第１保持体と第２保持体との両方を、２段の凸部を備える保持体としてもよい。但し、第１保持体と第２保持体とのうち、何れか一方を２段の凹部を備える保持体し、他方を２段の凸部を備える保持体とすると、図６に示されるように、通電時に凸部を凹部の中に収容することが可能になる。

実施形態に係るスプール弁装置１は、スプール弁体５２を軸方向のフロント側に移動させているときに、第１保持部５２ａの第１凹部５２ａ１を、プラグ７０の第２凸部７０ｅの収容スペースとして利用することが可能である。よって、実施形態に係るスプール弁装置１によれば、スリーブ６０の軸方向における省スペース化を図ることができる。

（６）実施形態に係るスプール弁装置１においては、第１保持部５２ａの第１凹部５２ａ１の軸方向のフロント側端部に設けられるテーパー面が、作業者によって第１凹部５２ａ１に入れ込まれるときの外側コイルバネ８０を軸方向に向けて案内する。また、実施形態に係るスプール弁装置１においては、第１保持部５２ａの第２凹部５２ａ２の軸方向のフロント側端部に設けられるテーパー面が、作業者によって第２凹部５２ａ２に入れ込まれるときの内側コイルバネ８１を軸方向に向けて案内する。これらの結果、実施形態に係るスプール弁装置１においては、第１保持部５２ａへの外側コイルバネ８０、及び内側コイルバネ８１の組付作業者を向上させる。
よって、実施形態に係るスプール弁装置１によれば、スプール弁５０の生産性を向上させることができる。

（７）実施形態に係るスプール弁装置１においては、第１保持部５２ａの第１凹部５２ａ１の軸方向におけるリア側端部の内壁が、軸方向に沿った円筒形状であることで、外側コイルバネ８０の軸方向のリア側端部を軸方向に沿った姿勢で保持する。このような保持により、実施形態に係るスプール弁装置１においては、外側コイルバネ８０の軸方向のリア側での座屈の発生を抑える。
また、実施形態に係るスプール弁装置１においては、第１保持部５２ａの第２凹部５２ａ２の軸方向におけるリア側端部の内壁が、軸方向に沿った円筒形状であることで、内側コイルバネ８１の軸方向のリア側端部を軸方向に沿った姿勢で保持する。このような保持により、実施形態に係るスプール弁装置１においては、内側コイルバネ８１の軸方向のリア側での座屈の発生を抑える。
実施形態に係るスプール弁装置１によれば、軸方向のリア側でのバネ座屈に起因する外側コイルバネ８０と内側コイルバネ８１との接触による、Ａ→Ｔ特性、及びＰ→Ａ特性の変動を抑えることができる。

＜スプール弁５０の組み立て方法＞
まず、プラグ７０をねじ込んでいない弁ハウジング８９を、フロント側を上に向けて垂直に立てて、弁ハウジング８９のスリーブ６０の開口を上に向ける。次に、外側コイルバネ８０を開口からスリーブ６０内に挿入し、外側コイルバネ８０の軸方向のリア側端部を、第１保持部５２ａの第１凹部５２ａ１の径方向内側に差し込む。その後、内側コイルバネ８１を開口からスリーブ６０内に挿入し、外側コイルバネ８０の径方向内側に通しながら、内側コイルバネ８１の軸方向のリア側端部を、第１保持部５２ａの第２凹部５２ａ２内に差し込む。次に、第１凸部７０ｃを内側コイルバネ８１の軸方向のフロント側端部に挿入し、且つ第２凸部７０ｅを外側コイルバネ８０の軸方向のフロント側端部に挿入しながら、プラグ７０を弁ハウジング８９にねじ込む。その後、コイル２９に所定の電流を流し、所定のストロークが得られるように、弁ハウジング８９のねじ込み量を調整する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発名とその均等の範囲に含まれる。

前述した実施形態では、スプール弁５０がソレノイド部１０に固定される例を示したが、本発明はこの例に限るものではい。スプール弁５０が図示しないバルブボディであって、ソレノイド部１０が図示しないバルブボディに固定されてもよい。この場合、バルブボディはソレノイド部に加締め部によって固定されたり、固定板部を介してバルブボディがソレノイド部１０に固定されたりしてもよい。ソレノイド部１０の代わりに、油圧シリンダー当によってスプール弁体５２を軸方向のリア側からフロント側に移動させてもよい。

また、前述した実施形態では、２本のコイルバネ（８０、８１）を使用した例を示したが、３本以上のコイルバネを同軸上に配置するとともに、径方向内側から外側に向かってコイルバネの長さが短くなるように配置してもよい。

１：スプール弁装置
１０：ソレノイド部（ソレノイド）
１１：軸部（駆動部材）
２９：コイル
５０：スプール弁
５２：スプール弁体
５２ａ：第１保持部（第１保持体）
５２ａ１：第１凹部
５２ａ２：第２凹部
５２ａ３：第１面
５２ａ４：第２面
５４：入力ポート
５６：出力ポート
５８：排出ポート
６０：スリーブ
６０ａ：開口部
７０：プラグ（第２保持体）
７０ｂ：第３面
７０ｃ：第１凸部
７０ｄ：第４面
７０ｅ：第２凸部
８０：外側コイルバネ
８１：内側コイルバネ
８９：弁ハウジング
Ｌ１：非通電時における第１面と第３面との距離
Ｌ２：外側コイルバネの自由長

Claims (8)

1. スプール弁体と、
   前記スプール弁体を軸方向に移動可能に収容するスリーブを備える弁収容体と、
   前記スプール弁体よりも軸方向の一方側に配置され、前記スプール弁体を軸方向の一方側から他方側に向けて付勢するコイルバネと、
   前記スプール弁体の軸方向の一方側端部に設けられ、前記コイルバネの軸方向の他方側端部を保持する第１保持体と、
   前記コイルバネの軸方向の一方側端部を保持する第２保持体とを備え、
   前記スプール弁体が、軸方向の他方側から一方側に駆動される駆動部材によって軸方向の他方側から一方側に押されるスプール弁であって、
   前記コイルバネとしての外側コイルバネと、
   前記外側コイルバネの径方向内側に配置される内側コイルバネとを備え、
   前記第１保持体が、前記外側コイルバネの軸方向の他方側端部、及び前記内側コイルバネの軸方向の他方側端部を保持し、
   前記第１保持体の第１面に、前記外側コイルバネの軸方向の他方側の端が押し当てられ、
   前記第１保持体の第２面に、前記内側コイルバネの軸方向の他方側の端が押し当てられ、
   前記第２保持体が、前記外側コイルバネの軸方向の一方側端部、及び前記内側コイルバネの軸方向の一方側端部を保持し、
   前記第２保持体の第３面に、前記外側コイルバネの軸方向の一方側の端が押し当てられ、
   前記第２保持体の第４面に、前記内側コイルバネの軸方向の一方側の端が押し当てられ、
   前記駆動部材の非駆動時における前記第１面と前記第３面との軸方向の距離が、前記外側コイルバネの自由長よりも長い、
   スプール弁。
2. 前記第２保持体が、前記第３面から軸方向の他方側に向けて突出する第１凸部と、前記第１凸部の軸方向の他方側の端に設けられる前記第４面から軸方向の他方側に向けて突出する第２凸部とを備え、
   前記第１凸部が、前記外側コイルバネの軸方向の一方側端部の径方向内側に位置し、
   前記第２凸部が、前記内側コイルバネの軸方向の一方側端部の径方向内側に位置する、
   請求項１に記載のスプール弁。
3. 前記第１凸部の軸方向の他方側端部の形状が、軸方向の他方側から一方側に向かうにつれて大径になるテーパー形状であり、
   前記第２凸部の軸方向の他方側端部の形状が、軸方向の他方側から一方側に向かうにつれて大径になるテーパー形状である、
   請求項２に記載のスプール弁。
4. 前記第１凸部の軸方向の一方側端部の形状が、軸方向に沿った円柱形状であり、
   前記第２凸部の軸方向の一方側端部の形状が、軸方向に沿った円柱形状である、
   請求項３に記載のスプール弁。
5. 前記第１保持体が、前記第１保持体の軸方向の一方側の端面から軸方向の他方側に向けて窪む第１凹部と、前記第１凹部の軸方向の他方側の端に設けられる前記第１面から軸方向の他方側に向けて窪む第２凹部とを備え、
   前記外側コイルバネの軸方向の他方側端部が、前記第１凹部の径方向内側に位置し、
   前記内側コイルバネの軸方向の他方側端部が、前記第２凹部の径方向内側に位置する、
   請求項２乃至４の何れか一項に記載のスプール弁。
6. 前記第１凹部の軸方向の一方側端部の形状が、軸方向の一方側から他方側に向けて小径になるテーパー形状であり、
   前記第２凹部の軸方向の一方側端部の形状が、軸方向の一方側から他方側に向けて小径になるテーパー形状である、
   請求項５に記載のスプール弁。
7. 前記第１凹部の軸方向の他方側端部の内壁形状が、軸方向に沿った円筒形状であり、
   前記第２凹部の軸方向の他方側端部の内壁形状が、軸方向に沿った円筒形状である、
   請求項６に記載のスプール弁。
8. スプール弁と、前記スプール弁のスプール弁体を軸方向に駆動する駆動部材を有するソレノイドとを備えるスプール弁装置であって、
   前記スプール弁が、請求項１乃至７の何れか一項に記載のスプール弁である、
   スプール弁装置。
   
   
   

Images