JP2696235B2 - 油圧制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧制御弁に関し、特に自動車トランスミッ
ションコントロールに使用されるような小形油圧制御弁
であって、好ましくは入力電流に比例した電磁力が得ら
れ、それに比例した弁の開度に応じた圧力が得られる電
磁比例圧力制御弁に関する。

〔従来の技術〕

一般産業用油圧システムに使用される電磁比例制御弁
はよく知られている。しかしこれを自動車用に使用しよ
うとしても、大きすぎかつ重すぎて使用上問題があっ
た。そこで小形の電磁比例圧力制御弁とし、小形で吸引
力が小さい直流電磁石を用い、そして全体として吸引力
は小さくても、例えば第６図に示すように、プランジャ
ーストロークｘに拘りなく、電流i₁′，i₂′，i₃′に対
応した点線の曲線で示すような、フラットな吸引力を示
すような直流電磁石を得る試みがなされており、かかる
試みは一般用油圧システムに使用される電磁比例制御弁
電磁石でも、例えば実公昭52-56449号公報に記載された
第７図に示すものがあった。このプランジャー（27）が
吸着する固定鉄心の凹部外周（20）に先細りのテーパー
（21）を設け、凹部外周と軸方向にエヤーギヤップ（2
2）を介して対向するプランジャー（27）のガイド（2
8）端部外周を先細りにして、プランジャー（27）が固
定鉄心（29）に吸着されるときは立上りの吸引力を大き
くし、かつプランジャーと固定鉄心との隙間（ｙ）が小
さくなるときに吸着力が急上昇することを防止してい
た。（24）はスプリングである。プランジャー（27）の
ロッド（26）は、電磁比例圧力制御弁では、減圧弁のス
プールを駆動して、入力電流に比例した電磁力により開
かれる弁の開度に応じた圧力が得られるようにされてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、かかる直流電磁石を自動車用電磁比例
圧力制御弁として使用するときは、第６図の点線曲線
i₁′，i₂′，i₃′でみて判るように、まだ立上り吸引力
F₇が不十分であり、隙間ｙが小さくなると吸引力が急激
に上昇することが避けられないという課題があった。こ
れを第７図で示す磁束（25）の流れで分析すると、通電
時に磁束（25）は半径方向に迂回して固定鉄心（29）内
を通る磁束b₁と、軸方向にプランジャー（27）を通り対
向する固定鉄心（29）に向けて隙間（ｙ）を通り固定鉄
心（29）に流れる磁束c₁とに分けられ、吸引力としては
磁束c₁のみが有効に働く。そして入力電流が大きくなる
と各磁束（25）（b₁）（c₁）はそれぞれ大きくなる。

本発明の課題はかかる軸方向磁束ｃを大きくして吸引
力の立上りを急峻にし、かつプランジャーストロークエ
ンドでの強大な吸引力の上昇を防止した直流電磁石を有
す油圧制御弁を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

このため本発明は特許請求の範囲記載の油圧制御弁を
提供することにより、上述した従来製品の課題を解決し
た。

〔実施例〕

次に本発明の実施例につき図面を参照して説明する
と、第１図は自動車用トランスミッションコントロール
等に適した小形の本発明の実施例電磁比例圧力制御弁
（１）を示す概略断面図で、減圧弁部（10）と、直流電
磁石（11）とから構成され、両者は固定装置（17）で一
体的に結合され、さらに図示しない取付フランジにより
自動車用トランスミッションに対して固定されている。
減圧弁部（10）はハウジング（３）内を軸方向に摺動可
能に嵌挿され、かつスプリング（15）に押圧されたスプ
ール（４）が、油圧供給ポート即ちＳポート（32）から
の圧力PSの油圧をエッジ（13）で絞りながらアクチュエ
ータポート即ちＡポート（31）に連通させるようにされ
ている。スプール（４）は内部連通路（ｄ）によって端
面油室（30）にＡポート（31）圧力PAが導かれている。
（12）はシールプレートである。

直流電磁石（11）は、本体（14）に固定された直流コ
イル（18）、コイル内方に一部を内蔵し、外方に本体
（14）と協働して磁路を形成する延長部（９′）を有す
る固定鉄心（９）、本体（14）内方に固定され協働して
磁路を形成するガイド（８）、及びコイル（18）に導線
（19）から電流が入力されたとき、固定鉄心（９）に、
スプリング（16）の力に抗して吸引されるようガイド
（８）に案内され軸方向に移動可能にされたプランジャ
ー（７）を含む。（６）はプランジャー（７）に固着さ
れたロッドでスプール（４）端部に当接している。本発
明ではガイド（８）と固定鉄心（９）との間には軸方向
のエヤーギヤップ（34）が介されており、固定鉄心
（９）の凹所（35）内に、プランジャー端部が（７′）
に示す点線位置まで、プランジャー（７）が固定鉄心
（９）に吸着されたとき、嵌入できるようにされてい
る。プランジャー（７）の凹所（35）内への嵌入量を制
限するために、本発明ではプランジャー外周部（37）
に、凹所（35）の係止部（36）と係合可能な突起（41）
を設けている。

作動につき説明すると、第１図示の状態は、コイル（1
8）への入力電流がない状態を示し、スプール（４）
は、両側のスプリング（15）（16）に押されて図示の位
置で均衡している。スプール（４）の断面積をＡ、Ａポ
ートの圧油の圧力をPA、スプリング（15）（16）の力を
それぞれf₁₅，f₁₆とすると、流体力、摩擦力を無視する
と、スプール（４）に働く力のバランスは、 右方向の力＝f₁₅＋PA・Ａ＝左方向の力f₁₆となり、f
₁₅，f₁₆はスプール（４）の移動量（ストローク）ｘの
関数であり、かつ上式に従って、f₁₅，f₁₆が選択され
る。

図示の状態では、スプールのエッジ（13）がハウジン
グ（３）内周縁部（38）とで形成する可変開口部（ｅ）
は最大の開度を示し、従って電磁比例圧力制御弁（１）
は、供給ポート（32）圧力PSに最も近接する圧力である
最高設定圧力に設定される。そしてコイル（18）に導線
（19）から入力電流があると、プランジャー（７）は、
固定鉄心（９）に入力電流（i₁，i₂又はi₃）に対応した
第６図実線（i₁，i₂，i₃）で示す吸引力F₇を発生させ、
スプール（４）はストロークｘに対応したスプリング力
f₁₅x，f₁₆xに応じて下記式の関係をもってバランスした
位置を保つ。

F₇＋f₁₅x＋PA・Ａ＝f₁₆x そしてプランジャー（７）はストロークエンドで
（７′）の位置まで前進し、その位置でプランジャー
（７）の突起（41）は、凹所（35）の係止部（36）と係
合して、凹所（35）への嵌入量を制御される。そしてこ
の位置ではスプール（４）のエッジ（13）は縁部（38）
とわずかにオーバーラップして可変開口部（ｅ）は最小
に絞られ電磁比例圧力制御弁（１）は最低圧力に設定さ
れる。

いまガイド（８）のエヤーギャップ（34）側端部に先
細りテーパ（42）がつけられていない第１図とは異なる
第２図及び第３図の実施例について、第６図の実線で示
すプランジャー（７）のストロークｘと吸引力F₇との関
係を示すi₁，i₂，i₃曲線が得られることについて説明す
る。

第２図に示すように、コイル（18）に電流が入力され
ると、磁束（45）が矢印のように発生する。そして本発
明ではさきの従来品（第７図）のc₁，b₁に加えて、突起
（41）を通り凹所（35）端面（36）に入る磁力線c₂が発
生するので、吸引力は立上り時に大きくなる。そして第
３図に示すようにプランジャー（７）がストロークアウ
トして（７′）の位置に来ると、凹所（35）底部（47）
との間には十分な隙間（48）が残されており、かつプラ
ンジャー（７）外周（37）と凹所（35）内周とが重なり
合うので、磁束（46）はb₁に加えてb₂，b₃とすべて半径
方向にプランジャー（７）から固定鉄心（９）に向けて
流れるので、軸方向の吸引力が小さくなり、第６図実線
i₁，i₂，i₃のように、ストロークエンドで吸引力が小さ
くなった。

しかしながら第２図の位置では、第７図で示す従来品
では発生しなかった磁束のもれl₁がガイド（８′）端部
と突起（41）との間で発生し、この磁束もれl₁は、磁束
c₁，c₂と反対方向の磁力を発生させて、プランジャー
（７）を固定鉄心（９）から離す方向に作用させるので
望ましくない。

これは両者間の間隙を大きくすれば防止できるが、小
形電磁石ではできない。そこで第１図及び第４図に示す
ように、ガイド（８）のエヤーギヤップ（34）側端部
に、先細りにテーパ（42）がつけられている。このよう
にすると、第４図示の位置で、磁束もれl₂はプランジャ
ー（７）に吸引されるようになるので、磁束もれl₁のよ
うな悪影響を防止できるものとなり、立上りの吸引力の
より大きい直流電磁石を有する電磁比例圧力制御弁を提
供するものとなった。

第５図は、第１図のＳポート（32）とＡポート（31）
の配置が逆にされたハウジング（３′）を有し、そして
第１図と同様な作動を有するよう第１図のスプール
（４）と互換性をもつスプール（４′）を有する減圧弁
部（10′）を示す。スプール（４′）には２個所の半径
方向通路を含む内部連通路（d¹）が設けられている。

なお、上記実施例では、電磁比例圧力制御弁について
述べたが、電磁比例流量／方向油圧制御弁、又は自動車
用又は一般産業用の普通のON/OFF油圧制御弁にも本発明
が実施できることはいうまでもない。

さらに好ましくは、第１図乃至第４図に示すように突
起（41）は、プランジャー（７）外周部（37）に隆起す
る大径環状部であるとよく、また凹所（36）端面（36）
は平坦端面であることが磁束c₂を強化する上で望まし
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によると、プランジャー
に突起を設けることにより軸方向の磁束ｃを大きくし
て、吸引力の立上りを急峻にし、かつプランジャースト
ロークエンドでの強大な吸引力の上昇を、固定鉄心凹所
へのプランジャーの嵌入を制限する突起を設けることに
よって防止した直流電磁石を有する油圧制御弁を提供す
るものとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例電磁比例圧力制御弁を示す概略
断面図、第２図及び第３図は第１図とは異る実施例油圧
制御弁の直流電磁石の要部断面図で、それぞれ作動の立
上り時と、ストロークエンド時の位置を示す。第４図は
第１図の直流電磁石の作動を説明する要部断面図、第５
図は第１図とは異る減圧弁部を示す要部断面図、第６図
はプランジャーストロークと吸引力との関係を示すグラ
フ、第７図は従来の油圧制御弁の直流電磁石の要部断面
図である。 １……電磁比例圧力制御弁、７……プランジャー、8,
8′……ガイド、９……固定鉄心、11……直流電磁石、3
4……エヤーギヤップ、35……凹所、36……平坦端面
（係止部）、37……プランジャー外周部、41……突起、
42……テーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−47176（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−24983（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−31806（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−173882（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガイドに案内されかつガイドとの間に軸方
   向にエヤーギヤップを介して配置された固定鉄心の凹所
   に嵌入可能にされたプランジャー外周部に突起を設け、
   前記凹所の係止部と係合してプランジャーの凹所内への
   嵌合量を制限するようにした直流電磁石を有することを
   特徴とする油圧制御弁。
2. 【請求項２】前記凹所の係止部はエヤーギヤップ側平坦
   端面であり、そして前記突起は前記プランジャー外周部
   に隆起する大径環状部である請求項１項記載の油圧制御
   弁。
3. 【請求項３】前記ガイドのエヤーギヤップ側端部は先細
   りにテーパがつけられた請求項１又は２項記載の油圧制
   御弁。
4. 【請求項４】前記油圧制御弁は電磁比例圧力制御弁であ
   る請求項１項、２項又は３項記載の油圧制御弁。