JP2829884B2 - 圧力バランス型３方弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車の自動変速機等の油圧回路に用いら
れ、流体の流路を切り換え制御する圧力バランス型３方
弁に関する。

［従来の技術］ 従来、自動車の自動変速機等の油圧回路には、流体の
流路を切り換える３方弁が用いられている。

かかる３方弁のうちボールを弁体とするボールタイプ
の３方弁を第２図に示す。すなわち、ボールタイプの３
方弁30は、流通孔31を有する固定鉄心32及び該固定鉄心
32に外嵌固着されたソレノイド33を有する電磁石部34
と、該電磁石部34に固着されたハウジング35とから構成
されている。

前記ハウジング35内部には、前記流通孔31と連通する
第１の中空部36と、該中空部36と連通孔37を介して連通
された第２の中空部38が設けられている。前記第１の中
空部36内には前記電磁石部34と中心軸を同じくするプラ
ンジャ39が、その中心軸方向へ移動自在に挿入されてい
る。前記プランジャ39の一端と前記固定鉄心32との間に
はスプリング40が設けられ、プランジャ39の他端にはプ
ッシュロッド41が延出成形されており、該プッシュロッ
ド41の先端部は前記連通孔37に遊嵌されている。

一方、前記第２の中空部38には、入力ポート42と出力
ポート43とが連通されるとともに、前記入力ポート42と
の連通部位にはテーパー状の第１の弁座44が形成され、
前記連通孔39との連通部位には、前記第１の弁座44と相
対向するテーパー状の第２の弁座45が形成されるととも
に、前記第２の中空部38内には弁体であるボール46が移
動自在に封入されている。また、前記プッシュロッド41
の先端部は、前記スプリング40に付勢されて前記連通孔
37より突出するとともに、前記ボール46を前記第１の弁
座44へと押圧している。なお、前記ソレノイド33が非励
磁状態（第２図に示した状態）にある時、前記出力ポー
ト43と前記流通孔31とは連通されている。

そして、前記ソレノイド33が励磁状態となると、固定
鉄心32が前記プランジャ39を吸引作動させるため、前記
ボ−ル46は前記入力ポート42における流体の入力圧によ
って前記第２の弁座45へ着座される。従って、前記出力
ポート43は、前記流通孔31との連通を遮断されるととも
に前記入力ポート42と連通され、流路の切り換えが行わ
れるのである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述した３方弁30にあっては、前記流
入ポート42における流体圧が常に前記ボール46に作用
し、前記プランジャ39を前記固定鉄心側へ付勢している
ことから、前記固定鉄心31の吸引力は流入ポート42にお
ける流体圧とスプリング40のスプリング荷重とによって
決定されている。このため、使用時に前記入力ポート42
の流体圧に変動が生じると固定鉄心39の吸引力に過不足
が生じてしまい、流路を切り換える際に前記プランジャ
39が適切に作動せず、前記ボール46の作動にバラツキが
生じ、前記３方弁30の流路の切り替え作動にバラツキが
生じてしまう不具合があった。

また、前記３方弁30は予め決められた流体の入力圧、
すなわち一定の制御圧においてしか使用できず、制御圧
が異なる毎に別製品をとしなければならない不都合があ
った。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、
弁体が流体の入力圧の変動に左右されずに作動すること
で、入力圧の設定を自由に行うことができる圧力バラン
ス型３方弁の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために本発明にあっては、流入孔
と第１の流出孔と第２の流出孔とを有するハウジングに
は、前記各孔を連通するとともに前記ハウジングの一端
面に開口する中空部が設けられ、前記一端面にはソレノ
イドおよび固定鉄心からなる電磁石部が密接固着され、
前記中空部には前記流入孔を開閉するとともに、前記第
１の流出孔と前記第２流出孔との連通を遮断するアーマ
チュアが摺動自在に内嵌され、該アーマチュアには前記
第１の流出孔と前記第２の流出孔とを連通するととも
に、弁座を有する連通孔が設けられ、前記ハウジング内
の流体に対して、前記アーマチュアが前記電磁石部側へ
付勢されるよう作用する前記アーマチュアの外部におけ
る受圧面積と、該受圧面積と対抗する前記連通孔の内部
における受圧面積とが等しくなるよう前記アーマチュア
が成形され、前記電磁石部側に位置する前記アーマチュ
アの開口内部には前記弁座に着脱するボールが遊嵌さ
れ、前記連通孔の内部には、前記流入孔を閉鎖するよう
前記アーマチュアを付勢し、かつ前記ボールを前記弁座
から離脱させ前記電磁石部に押圧するスプリングが内嵌
され、前記ソレノイドの励磁に伴い、前記第１の流出孔
が前記第２の流出孔との連通を遮断されるとともに、前
記流入孔と連通される圧力バランス型３方弁とした。

［作用］ 前記構成においては、前記ソレノイドが非励磁状態に
あるとき、前記スプリングは前記アーマチュアが前記流
入孔を閉鎖し、前記ボールが前記弁座から離脱するよう
付勢していることから、前記第１の流出孔は前記連通孔
を介して前記第２の流出孔と連通されている。一方、前
記ソレノイドが励磁状態にされると、前記アーマチュア
が前記固定鉄心に吸引されて前記スプリングの付勢に抗
し作動する。

このとき、前記ハウジング内の流体に対して、前記ア
ーマチュアが前記電磁石部側へ付勢されるように作用す
る前記アーマチュアの外部における受圧面積と、該受圧
面積と対抗する前記連通孔の内部における受圧面積とが
等しくなるよう前記アーマチュアが成形されているた
め、前記流体の圧力によって前記アーマチュアが摺動方
向に付勢されることがない。よって、前記固定鉄心の吸
引力に過不足が生じることがないため、前記アーマチュ
アは前記流体の圧力の影響を受けずに作動することとな
る。

一方、前記アーマチュアが作動すると前記流入孔が解
放され、前記電磁石部に押圧されている前記ボールは前
記弁座に着座する。ここで、前記ボールが前記電磁石部
に固定されず、前記アーマチュアの開口内部に遊嵌され
ている。よって、前記ハウジングと前記電磁石部とを組
み付ける際、前記両者の同軸度がずれたとしても前記連
通孔は適正に遮断されることとなる。そして、前記第１
の流出孔は、前記ボールにより前記第２の流出孔との連
通を遮断され、かつ前記ハウジング内の前記中空部を介
して前記流入孔と連通され、前記ハウジングの内部にお
ける流体の流路が切り換えられる。

［実施例］ 以下、発明にかかる一実施例を図面に従って説明す
る。すなわち、第１図に示すように圧力バランス型３方
弁１は、ハウジング２と、該ハウジング２の一端面に密
接固着された電磁石部３とから構成されている。前記ハ
ウジング２には流入孔４と、第１の流出孔５、第２の流
出孔６がそれぞれ設けられており、各孔は前記ハウジン
グ２の一端面中程部に開口する中空部７によって連通さ
れている。該中空部７内にはアーマチュアであるプラン
ジャ８が摺動自在に内嵌されており、該プランジャ８は
前記各孔間の連通を遮断するとともに、前記ハウジング
２の一端面より突出している。

前記プランジャ８は小径部９と中径部10および大径部
11を有しており、前記小径部９が前記ハウジング２と密
接し、かつ小径部９の外周面が該外周面と略垂直をなし
前記ハウジング２に開口された前記流入孔４を閉鎖して
いる。

また、前記プランジャ８には、前記第１の流出孔５と
前記第２の流出孔６とを連通する連通孔12が、前記プラ
ンジャの摺動方向中心に貫通されている。前記連通孔12
の孔壁には、前記小径部９と前記中径部10との境に段部
19が形成され、前記中径部10と前記大径部11との境は、
階段状をなすとともに弁座14が形成され、該弁座14の近
傍には穴15が切欠されている。さらに、前記連通孔12の
内部には、前記段部19に一端を支持されたスプリング13
が内嵌され、前記プランジャ８の開口内部には、ボール
16が遊嵌されている。なお、前記ハウジング７内の流体
に対する、前記プランジャ８の外部における受圧面積と
前記連通孔12の内部における受圧面積と同面積である。

一方、前記プランジャ８が突出する前記ハウジング２
の一端面には、前記電磁石部３が密接固着されている。
該電磁石部３は前記ハウジング２と同一の中心軸を有す
るとともに、固定鉄心17と該固定鉄心17を囲繞するソレ
ノイド18等より構成されている。前記固定鉄心17の端部
略中央には前記プランジャ８の開口内部まで突出する凸
部20が設けられている。そして、該凸部20には前記スプ
リング13に付勢され、前記弁座14から離脱した前記ボー
ル16が押圧されている。

かかる構成において、前記ソレノイド18が非励磁状態
にあるとき（第１図に示した状態）、前記プランジャ８
は、前記スプリング13によって付勢され前記流入孔４を
閉鎖しており、また前記ボール16も前記スプリング13に
よって付勢され、前記弁座14から離脱するとともに前記
固定鉄心17の前記凸部20へ押圧されている。このため、
前記第１の流出孔５は前記連通孔12を介して前記第２の
流出孔６と連通されている。

一方、前記ソレノイド18が励磁状態にされると、前記
プランジャ８は前記固定鉄心17に吸引されるため、前記
スプリング13の付勢に抗して作動する（第１図矢示
Ａ）。すると、前記流入孔４が解放されるとともに、前
記固定鉄心17に押圧されている前記ボール16が前記弁座
14に着座する。そして、前記第１の流出孔５は、前記ボ
ール16により前記第２の流出孔６との連通を遮断され、
かつ前記ハウジング内の前記中空部７を介して前記流入
孔４と連通状態となり、前記ハウジング２の内部におけ
る流体の流路が切り換えられる。また、前記ソレノイド
18が再び非励磁状態にされると、前記プランジャ８は前
記スプリング13によって第１図矢示Ｂ方向へ付勢される
ため、前記第１の流出孔５が再び前記第２の流出孔６と
連通されるのである。

そして、前記圧力バランス型３方弁１にあっては、前
記プランジャ８が作動するとき、前記ハウジング２内の
流体に対する前記プランジャ８の外部における受圧面積
と、前記連通孔12の内部における受圧面積とが等しいこ
とから、前記流体の圧力によって前記プランジャ８が摺
動方向（第１図矢示Ａまたは矢示Ｂ方向）に付勢される
ことがない。このため、前記プランジャ８を作動させる
前記固定鉄心17の吸引力には過不足が生じることがな
い。

よって、流体の圧力が変化した場合であっても、前記
プランジャ８が流体の圧力の影響を受けることなく正し
く作動するため、流路を切り替える際の応答性を均一に
維持することが可能となる。さらには、前記流入孔４に
おける制御圧を自由に設定することも可能となる。

また、前記プランジャ８が前記固定鉄心17に吸引され
て前記ボール16が前記弁座14に着座するとき、前記ボー
ル16は前記固定鉄心17と固定されておらず、前記プラン
ジャ８の開口内部に遊嵌されている。このため、前記ハ
ウジング２と前記電磁石部３とを組み付ける際に両者の
同軸度がずれたとしても、前記ボール16は適宜移動して
前記弁座14に着座し、前記第１の流出孔５と前記第２の
流出孔６とを確実に遮断することが可能である。

よって、前記圧力バランス型３方弁１は、製造時にお
いて前述した同軸度のずれを気にする必要がなく、また
製品の歩留りを向上させることが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の圧力バランス型３方弁に
あっては、ハウジング内の流体に対してアーマチュアが
電磁石部側へ付勢されるように作用する前記アーマチュ
アの外部における受圧面積と、該受圧面積と対抗する連
通孔の内部における受圧面積とが等しくなる構成とし
た。このため、前記アーマチュアは前記ハウジング内の
流体によってその摺動方向へ付勢されることがなく、前
記アーマチュアは流体の入力圧の影響を受けず前記電磁
石部の吸引力によって正しく作動することが可能とな
る。よって、流路を切り替える際の応答性を均一に維持
することが可能となり、さらには、入力圧を自由に設定
することも可能となる。

また、前記電磁石部側に位置する前記アーマチュアの
開口内部には、前記弁座に着脱するボールが前記電磁石
部と固定されずに遊嵌されることとした。このため、前
記ハウジングと前記電磁石部とを組み付ける際、前記両
者の同軸度がずれたとしても、前記ボールは適宜移動し
て前記アーマチュアの連通孔を遮断することができる。
よって、製造時における前述した同軸度のずれを気にす
る必要がなく、また製造時における製品の歩留りを向上
させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、 第２図は、従来例を示す断面図である。 １……圧力バランス型３方弁、２……ハウジング、３…
…電磁石部、４……流入孔、５……第１の流出孔、６…
…第２の流出孔、７……中空部、８……プランジャ（ア
ーマチュア）、12……連通孔、13……スプリング、14…
…弁座、16……ボール、17……固定鉄心、18……ソレノ
イド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流入孔と第１の流出孔と第２の流出孔とを
   有するハウジングには、前記各孔を連通するとともに前
   記ハウジングの一端面に開口する中空部が設けられ、前
   記一端面にはソレノイドおよび固定鉄心からなる電磁石
   部が密接固着され、前記中空部には前記流入孔を開閉す
   るとともに、前記第１の流出孔と前記第２流出孔との連
   通を遮断するアーマチュアが摺動自在に内嵌され、該ア
   ーマチュアには前記第１の流出孔と前記第２の流出孔と
   を連通するとともに、弁座が形成された連通孔が設けら
   れ、前記ハウジング内の流体に対して、前記アーマチュ
   アが前記電磁石部側へ付勢されるよう作用する前記アー
   マチュアの外部における受圧面積と、該受圧面積と対抗
   する前記連通孔の内部における受圧面積とが等しくなる
   よう前記アーマチュアが成形され、前記電磁石部側に位
   置する前記アーマチュアの開口内部には前記弁座に着脱
   するボールが遊嵌され、前記連通孔の内部には、前記流
   入孔を閉鎖するよう前記アーマチュアを付勢し、かつ前
   記ボールを前記弁座から離脱させ前記電磁石部に押圧す
   るスプリングが内嵌され、前記ソレノイドの励磁に伴
   い、前記第１の流出孔が前記第２の流出孔との連通を遮
   断されるとともに、前記流入孔と連通されることを特徴
   とする圧力バランス型３方弁。