JP4066686B2 - 電磁制御弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スプールとソレノイドとの間に圧力制御室を設け、該圧力制御室へ流入する油を調整する制御オリフィスを含む第２供給ポートと前記圧力制御室内の油を排出する第２ドレインポートの２ポートで構成される弁室を有して、前記圧力制御室内から排出される油のリーク量を低減できるように構成された電磁制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用自動変速機の油圧回路において、シート部からの洩れ流量を調整して制御オリフィスとシート部間の圧力を調整する２ポートの電流比例式電磁弁（いわゆるブリード式の電流比例式電磁弁）を使用するシステム構成がとられることがある。
【０００３】
この方式の電磁弁は、ステータコアとコイルの通電によりステータコアに対して摺動可能なムービングコアとを有する。ムービングコア先端にはブリード弁体が配置され、シート部材のブリード弁座を当接している。コイルへの通電によりムービングコアが動き、ブリード孔を開閉し、シート部からの洩れ流量を変化させることにより制御オリフィス以後の圧力制御室の油圧を調整する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このタイプの電流比例式電磁弁は、圧力制御室内の圧力を下げるため、シート部を全開状態にした場合、制御オリフィスを通過していることから、ドレインポートから排出される油のリーク量が大きく、油圧を供給する油圧ポンブにかかる負担が大きくなって燃費を悪化させるという問題点を生じていた。従って、上記の電流比例式電磁弁は、このままでは１システム内に数多く使用することができないことから、制御オリフィス自体を小径に形成して、シート部全開時のリーク量を低減する方法、もしくは、比較的リーク流量が少ないスプール弁式の電流比例式電磁弁を使用する方法がとられていた。
【０００５】
しかし、制御オリフィスを小径に形成する場合、油のリーク量は低減できるものの、特に低温時においては、油の流れを疎外することとなり油圧の応答性を悪化させるという課題が残されていた。
【０００６】
また、スプール弁式の電流比例式電磁弁を使用する場合、コストが高価であるという課題が残されていた。
【０００７】
さらに、このタイプの電磁制御弁では、ソレノイド部において、コイルの通電により摺動可能なムービングコアが、ステータコアに内嵌されている。この際、ムービングコアは、電磁吸引力の効率向上のために、ステータコア内を微小なクリアランスで摺動を行なうように構成されている。しかし、ソレノイドを組み付ける際に、ステータコアに無理な軸力あるいは曲げ方向に応力が掛かると、ステータコアの変形が生じ、ムービングコアの摺動性を阻害する虞れがあった。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、その目的は、廉価に形成してしかも低温時における油の流れを阻害することなく、リーク量を低減できる電磁制御弁を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる電磁制御弁は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、ソレノイドとソレノイドの作動で調整される油圧により摺動可能に配置されるスプールとソレノイドの作動で開閉可能な油通路を有するシート部材とを有し、前記シート部材と前記スプールとの間に圧力制御室を有して前記圧力制御室からの油のリーク量を低減可能に構成した電磁制御弁において、スプールがシート部材に当接した状態で、つまり圧力制御室内の油圧を最小限まで下げた状態で制御オリフィスと前記圧力制御室間に、前記スプールと前記シート部材とにより構成される前記制御オリフィスより小径の第２オリフィス部を形成している。
【００１０】
圧力制御室は、ソレノイドの作動によりシート部材の油通路を閉じると、制御オリフィスから供給される油が充填され、これによって制御オリフィスへ供給する油圧と同一の圧力となるためにスプールを移動させることができる。
【００１１】
また、ソレノイドに電流が印加されてシート部材の油通路を解放させると、圧力制御室内の油が徐々に油通路から第２ドレインポートに排出されて、圧力制御室内の圧力が低下する。圧力制御室内の圧力の低下に伴って、スプールはシート部材側に移動し、スプールがシート部材と当接する位置まで達すると、制御オリフィスと圧力制御室との間には、スプールとシート部材により第２オリフィスが形成されることから、油は制御オリフィスから第２オリフィスを通って圧力制御室内に入り、さらにシート部材の油通路を通って第２ドレインポートに排出される。このため、シート部材の油通路が全開となっている際、第２ドレインポートから排出される油のリーク量は小径の第２オリフィスを通ることから低減されることとなり、また、２ポートの弁室を有する構成は廉価に形成できることから、廉価でリーク量の少ない電磁制御弁を提供することができる。
【００１２】
又、請求項２記載の発明では、制御オリフィス、つまり第２供給ポートがシート部材付近に設けられている電磁制御弁では、前記第２オリフィスを、前記シート部材にスリットを形成して前記圧力制御室と前記制御オリフィスとに連接するように設けていることから、シート部材に小径のスリットを形成するだけで、第２オリフィスを形成することができる。また、シート部材を焼結するプレス等の型物とすれば、型の寸法によりスリット形状を管理できるため、安易にリーク流量が管理でき、廉価に構成することができる。
【００１３】
さらに、請求項３記載の発明では、制御オリフィス、つまり第２供給ポートがシート部材から離隔する位置に設けられている電磁制御弁では、制御オリフィスと圧力制御室との間にスプール内を通る流路を設けるとともに、前記シート部材を、第１シート部材と第２シート部材とに軸方向に分割して配置している。そして、前記第２シート部材に、前記スプールの流路と対向するようにスリットを形成している。そのために、圧力制御室の油の圧力が低下してスプールが第２シート部材の端面に当接する位置に移動すると、スプールと第２シート部材との間にスリット状の第２オリフィスが形成され、第１シート部材の油通路が全開となった時に、制御オリフィスから供給された油が第２オリフィスを通って第２ドレインポートに排出される。従って、第２供給ポートがシート部材から離隔された位置に配設された電磁制御弁であっても、第２ドレインポートから排出される油のリーク量を低減することが可能となる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明では、ソレノイドとソレノイドの作動で調整される油圧により摺動可能に配置されるスプールとソレノイドの作動で開閉可能な油通路を有するシート部材とを有し、前記シート部材と前記スプールとの間に圧力制御室を有して前記圧力制御室からの油のリーク量を低減可能に構成した電磁制御弁において、前記スプールが前記シート部材に当接した状態で、前記スプールが前記制御オリフィスの一部を塞ぐことによって、前記制御オリフィスより小径の第２オリフィス部を形成している。
【００１５】
圧力制御室は、ソレノイドの作動によりシート部材の油通路を閉じると、制御オリフィスから供給される油が充填され、これによって制御オリフィスへ供給する油圧と同一の圧力となるためにスプールを移動させることができる。この際、制御オリフィスはスプールの移動により圧力制御室に対して全開状態にある。また、ソレノイドに電流が印加されてシート部材の油通路を解放させることによって、圧力制御室内の油が徐々に油通路から第２ドレインポートに排出されて、圧力制御室内の圧力が低下する。この際、スプールはシート部材側に移動されるとともに制御オリフィスを徐々に塞ぐこととなる。そして、スプールがシート部材と当接すると制御オリフィスはスプールによってその一部を塞ぐことになり、制御オリフィスが小径の第２オリフィスとして形成されることとなる。
【００１６】
従って、油は制御オリフィスから第２オリフィスを通って圧力制御室内に入り、さらに油通路を通って第２ドレインポートに排出される。このため、シート部材の油通路が全開となっても第２ドレインポートから排出される油のリーク量は小径の第２オリフィスを通ることから低減されることとなり、また、特に第２オリフィスを形成するにあたって、シート部材を特に加工することがないことから、廉価でリーク量の少ない電磁制御弁を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の電磁制御弁は、例えば、一例として自動車の自動変速機に適用される電磁弁について説明するものであるが、これに限定するものではない。
【００２０】
第１の実施形態の電磁制御弁１は、図１に示すように、磁気回路を構成するヨーク１４とステータコア１１とステータコア１１の内径部を摺動可能なムービングコア１２と通電により磁場を発生する中空状のコイル１３を有して構成されるソレノイド１０と、ムービングコア１２の移動先端側（図１中、左側）で当接可能に配置されたシート部材２１と、シート部材２１の先端側で、スリーブ３１内に配置されて油圧によって摺動可能なスプール３２とを有するコントロールバルブ３０とを有して構成されている。
【００２１】
ステータコア１１は内部を中空にして円筒状に形成され、内部には、ムービングコア１２が摺動可能に配置されている。ムービングコア１２の先端部（スプール側）には小径の突起状のブリード弁体１２１が形成され後述のシート部材２１のブリード弁座に当接可能に形成されている。また、コイル１３はステータコア１１の外周側に配置されるとともにヨーク１４の内周部に内嵌されている。
【００２２】
ヨーク１４は、外円環部１４ａと内円環部１４ｂとを有して二重円環状に形成され、外円環部１４ａと内円環部１４ｂとは、ヨーク１４の後部でフランジ部１４ｃにより連接されている。図１３に示すように、内円環部１４ｂは、ステータコア１１の内周面１１ａに対して、その片側部において、通常の嵌合より緩めのクリアランスＨ（約０．１〜０．２ｍｍ）で嵌合するとともに、後部の第２固定子１１ｂに対して軸方向における通常より長めの長さＬ（約６〜８ｍｍ）で内挿されるようにフランジ部１４ｃから突出して形成されている。ステータコア１１の内周面１１ａとヨーク１４の内円環部１４ｂとの径方向片側におけるクリアランスと、内円環部１４ｂのステータコア１１の第２固定子１１ｂに対する内挿長さとは、ヨーク１４から流れる磁束を確保するために相関関係にあり、その相関関係を示す数値は、実験データを示す図１４のグラフで明らかなように、例えば、片側のクリアランスＨが、０．０５〜０．２５ｍｍの範囲において、片側のクリアランスＨが０．１ｍｍでは、内円環部１４ｂの内挿長さＬが約６ｍｍ、また、片側のクリアランスＨが０．２ｍｍでは、内円環部１４ｂの内挿長さＬが約８．５ｍｍとなり、この範囲内であれば、ヨーク１４の内円環部１４ｂとステータコア１１の第２固定子１１ｂとの間には所定の磁束が流れることとなっている。
【００２３】
つまり、内円環部１４ｂにおけるステータコア１１の第２固定子１１ｂに対する内周面との径方向片側に対するクリアランスＨと軸方向に対する内挿長さＬとが、片側のクリアランスが０.０５〜０.２５ｍｍの範囲において、約１：４０〜６０の範囲にあるように設定される。
【００２４】
なお、図１４に示すグラフは、ムービングコア１２が摺動する際の磁気吸引力を予め設定し、それに伴って、ヨーク１４からステータコア１１に流れる磁束を算出して、片側クリアランスＨに対する内挿長さＬを実験により表したものであり、グラフは、片側クリアランスが０．１５ｍｍにおいて屈折する直線を示しているが、このグラフに近似的な曲線を有する放物線として表されることもあり得る。
【００２５】
さらに、ソレノイドを組み付ける際に、ステータコア１１に軸方向の応力を発生させないようにするために、ステータコア１１の後部端面１１ｃとヨーク１４のフランジ部１４ｃの内壁面１４ｄとの間に空間部を設けて、ステータコア１１の後部端面１１ｃを、ヨーク１４のステータ受け部１４ｅからフランジ部１４ｃの内壁面１４ｄとの距離より短く設定している。
【００２６】
これによって、ソレノイド１０の組付の際、ヨーク１４はステータコア１１に対して無理な応力（軸方向応力及び曲げ方向の応力）を発生させずに挿入することができる。
【００２７】
ヨーク１４の内円環部端面１４１は、ムービングコア１２におけるブリード弁体１２１と反対側の端面と対向するように配置している。さらに、ヨーク１４に内蔵するようにスプリング１７のセット荷重を調整するアジャスタ１６が配置されている。
【００２８】
なお、ステータコア１１とムービングコア１２との間には、ステータコア１１とムービングコア１２との接触を妨げる非磁性のスペーサ１８が配置されている。
【００２９】
ヨーク１４の先端側（図１における左側）は、ステータコア１１の先端部より延設して形成され、スプール３２を摺動可能に内蔵するスリーブ３１の後端部（図１中右側）に形成された嵌合部３１１を外周側から内嵌している。
【００３０】
シート部材２１はスリーブ３１のソレノイド１０側端部内周面に嵌合して配置され、スリーブ３１の段差部と遮蔽板２２で位置決め固定されている。また、シート部材２１は、軸心中央部に油の流通するブリード孔２１１が形成されるとともに、ブリード孔２１１の回りの一方の端面には、ムービングコア１２のブリード弁体１２１と当接するブリード弁座２１２が形成され、他方の端面にはスプール３２端面が当接するスプール受け面２１３が形成されている。また、シート部材２１のスプール３２側内部は凹部に形成されてブリード制御圧室２３を形成している。
【００３１】
さらに、シート部材２１のスプール３２側端面の外周縁部の一部に、図２〜４に示すように、外周端からブリード制御圧室２３に向かって小径のスリットが形成され、スプール３２の端面がシート部材２１のスプール受け面２１３に当接したときの第２オリフィス２１４を形成している。第２オリフィス２１４の一端は、スリーブ３１の外周面の一部に形成された第２供給ポート３９に連接する制御オリフィス３３に連接されている。そして、シート部材のソレノイド１０側には、油を排出するための複数のドレイン孔２４が形成され、スリーブ３１の第２ドレインポート４０に連接されている。従って、第２供給ポート３９、制御オリフィス３３、第２オリフィス２１４、ブリード制御圧室２３、シート部材２１、ドレイン孔２４、第２ドレインポート４０で２ポートのブリード弁室２０を構成している。
【００３２】
コントロールバルブ３０は、円筒状のスリーブ３１内に段付円柱状のスプール３２が摺動可能に配置されている。スリーブ３１の内周面には先端側が小径部３１２に形成され元部側が大径部３１３に形成され、大径部３１３には２か所に円環溝部３１４Ａ・３１４Ｂが形成されている。一方の円環溝部３１４Ａには、油圧が供給される供給ポート３５が円環溝部３１４Ａに連通するように形成され、他方の円環溝部３１４Ｂには、油圧が排出されるドレインポート３７が円環溝部３１４Ｂに連通するように形成されている。また、供給ポート３５とドレインポート３７の間には、油圧が出力される出力ポート３６が配置されている。そして外周面の元部側（ソレノイド１０側）のシート部材２１付近には、前述の制御オリフィス３３に連接する第２供給ポート３９と１ドレイン孔２４に連接する第２ドレインポート４０が形成されている。
【００３３】
また、スリーブ３１の外周元部は、前述のようにソレノイド１０のヨーク１４先端部に内嵌する嵌合部３１１が形成され、ステータ１１の先端面とダイアフラム１９を間にして連結されている。なお、ダイアフラム１９の内周面はムービングコア１２に係合されてムービングコア１２とともに移動され、ブリード制御圧室２３内の油がソレノイド１０内に浸入しないようにしている。
【００３４】
スプール３２は、スリーブ３１の小径部３１２に摺動可能に嵌合する小径部３２１とスリーブ３１の大径部３１３内を摺動可能に嵌合する弁部３２２とを有し、弁部３２２の中間部には全周にわたって凹状溝３２３が形成されている。そして、シート部材２１側端面はシート部材２１のスプール受け面２１３に当接する当接面３２４が形成され、さらに小径部３２１にはスプール３２をシート部材２１側に付勢するスプリング３８が嵌入する嵌入孔３２５が形成されている。
【００３５】
また、凹状溝３２３から先端側の小径部３２１に向かってスプール３２の内部を貫通するように、フィードバック通路３２６が形成され、フィードバック通路３２６の小径部３２１への出口付近にはフィードバック通路３２６より小径のフィードバックオリフィス３２７が形成されている。
【００３６】
上記のように形成されたスリーブ３１にスプール３２を収納することによって、スリーブ３１の環状溝部３１４Ａはスプール２１の弁部３２２との間で第１環状油室Ｌ１を形成し、環状溝部３２４Ｂは弁部３２２との間で第２環状油室Ｌ２を形成している。また、スプール３２の凹状溝３２３は、スリーブ３１の大径部３１３との間で第３環状油室Ｌ３を形成することとなる。さらに、スリーブ３１の大径部３１３とスプール３２の小径部３２１との間にフィードバック圧力室Ｌ４を形成してスプール３２をシート部材２１側に移動するように圧力をかけることになる。
【００３７】
次に、上記のように構成された電磁制御弁１の作用について、図１〜６に基づいて説明する。
【００３８】
電磁制御弁１は、図１〜２に示すように、ソレノイド１０のコイル１３が通電されていないときには、ムービングコア１２がスプリング１７の付勢力で、図中左方に移動してブリード弁体１２１がシート部材２１のブリード弁座２１２に当接してブリード孔２１１を塞いでいる。ブリード孔２１１が塞がれていることによって、油圧供給源から供給された油は第２供給ポート３９から制御オリフィス３４を通ってブリード制御圧室２３内に流入されている。ブリード制御圧室２３内に流入された油は外部に排出されるところがないことから、ブリード制御圧室２３に第２供給ポート３９の供給圧力と同等の圧力を発生させてブリード制御圧室内の圧力を高め、スプリング３８の付勢力に打ち勝って、スプール３２を図１中左方に移動させている。
【００３９】
一方、スプール３２の左方への移動によって、スプール３２の凹状溝３２３、つまり第３環状油室Ｌ３が供給ポート３５、及び出力ポート３６を連通する位置に移動して供給ポート３５と出力ポート３６とを連通させ、出力ポート３６とドレインポート３７との連通を遮断させている。このときのスプールにかかる力の大きさは、スプール３２の弁部３２２の断面積にブリード制御圧室２３の供給圧を乗じたものが、スプリング３８の付勢力と、スプール３２の弁部３２２と小径部３２１との面積差にフィードバック圧力室Ｌ４の圧力を乗じたものとを加算した大きさより大きく設定されている。これによって、油圧供給源から供給された油は、例えば自動車の自動変速機の場合では、常時クラッチ側に流入されていることとなる。
【００４０】
また、ソレノイド１０のコイル１３が通電されると、図５〜６に示すように、ムービングコア１２はスプリング１７の付勢力に打ち勝って、図中、右方向に移動する。すると、ムービングコア１２のブリード弁体１２１が右方に移動することによってシート部材２１のブリード孔２１１が解放されて、ブリード制御圧室２３内の油がブリード孔２１１を通って出力側に流入してドレイン孔２４から第２ドレインポート４０を通って外部に排出される。
【００４１】
一方、スプール３２はブリード制御圧室２３内の油が排出されることによってスプール３２を押圧する圧力が低下される。従って、スプリング３８の付勢力とフィードバック圧力室Ｌ４の圧力によって、スプール３２は徐々に右方に移動される。スプール３２の右方への移動に伴って、第３環状油室Ｌ３は、供給ポート３５を遮断して供給ポート３５から出力ポート３６への連通を閉鎖し、ドレインポート３７を解放することから、出力ポート３６とドレインポート３７とを連通させて、例えば自動車の自動変速機におけるクラッチに供給していた油を排出させることとなる。
【００４２】
スプール３２の当接面３２４がシート部材２１のスプール受け面２１３に当接すると、第２供給ポート３９から供給された油は制御オリフィス３３を通って第２オリフィス２１４に流入され、第２オリフィス２１４からブリード制御圧室２３内に流入される。そして、ブリード孔２１１からドレイン孔２４及び第２ドレインポート４０に排出される。
【００４３】
従って、第２ドレインポート４０から排出される油は、制御オリフィス３３を通過して排出（リーク）されることから大量の油がリークされることになるが、シート部材２１にスリットを形成していることから、スプール３２をシート部材２１の端面に当接した状態で第２オリフィス２１４が形成され、第２オリフィス２１４から流入された油が排出される状態になると、そのリーク量は極めて少量となる。
【００４４】
従って、上記形態の電磁制御弁１では、シート部材２１の端面にスリットが形成されていることから、第２供給ポート３９がシート部材２１付近に設けるように形成されたコントロールバルブ３０に好適に使用されることとなる。
【００４５】
次に、シート部材２１に第２オリフィスを形成する第２の形態について説明する。この形態では、第２供給ポートがシート部材から離隔して配置するように形成されたコントロールバルブを有している。そして、ソレノイドとコントロールバルブとの連結は前述の形態と同様であり、図７に示すように構成されている。なお、以下の説明では、前述の形態と同様の部位、特にソレノイドついては同符号を付記するものとする。
【００４６】
すなわち、この形態の電磁制御弁５は、ソレノイド１０と、スリーブ６１にスプール６２を摺動可能に内蔵したコントロールバルブ６０とを有して構成され、ステータコア１２とスプール６２との間にはシート部材５１が配置されている。第２供給ポート６３及び制御オリフィス６４はスリーブ６１の先端側（図中左方）に配置されていて、スプール６２の内部には、油流路６２１が、第２供給ポート６３に対向する位置からスプール６２のシート部材５１との当接面６２２に至るまで延設して形成されている。
【００４７】
そしてシート部材５１は、ブリード制御圧室５３・ブリード孔５２１とを有して形成する第１シート部材５２と、第１シート部材５２とスプール６２との間に配置されて円板状に形成された第２シート部材５４とに分割して形成されている。さらに、第１シート部材５２には第２シート部材５４と反対側に複数のドレイン孔５５が形成されている。
【００４８】
第２シート部５４は、図８に示すように、円周方向に沿って、複数の油通し孔５４１が軸方向に貫通して形成され、そのうちの対称位置に配置されている２個の油通し孔５４１・５４１を軸心を通って連接するように、スプール６２側にスリット５４２が形成されている。そして、このスリット５４２が、スプール６２が第２シート部材５４の端面に当接する際に、第２オリフィス５４２として形成されることとなる。
【００４９】
従って、第２供給ポート６３から供給された油は、制御オリフィス６４から油流路６２１を通り、第２オリフィス５４２から油通し孔５４１・５４１を通ってブリード制御圧室５３内に流入されることとなる。そして、第２供給ポート６３から制御オリフィス６４、油流路６２１、第２オリフィス５４２、ブリード制御圧室５３、ブリード孔５２１を通って第２ドレインポート６９を流れる油圧回路で２ポートの弁室５０を構成することとなる。
【００５０】
一方、コントロールバルブ６０のスリーブ６１には、前述の形態と同様に供給ポート６５、出力ポート６６及びドレインポート６７とが並設して形成され、供給ポート６５の前方に第２供給ポート６３が配置されて、シート部材２１付近に１ドレイン孔６８に連通して第２ドレインポート６９が配置されている。
【００５１】
上記の電磁制御弁５は、ソレノイド１０のコイル１３が通電されていないときには、ブリード弁体１２１が第１シート部材５２のブリード弁座５２２に当接してブリード孔５２１を塞いでいる。そのため、油圧供給源から供給されて第２供給ポート６３に供給された油は制御オリフィス６４から第２シート部材５４の油通し孔５４１を通ってブリード制御圧室６３内に流入されて、スプール６２を左方に移動させている。
【００５２】
この状態では、スプール６２は供給ポート６５と出力ポート６６とを連通させ、出力ポート６６とドレインポート６７との連通を遮断させている。
【００５３】
また、ソレノイド１０のコイル１３が通電されると、ムービングコア１２は右方向に移動する。すると、第１シート部材５２のブリード孔５２１が解放されて、ブリード圧力室６３内の油がブリード孔５２１を通って出力側に流入してドレイン孔５５から第２ドレインポート６９を通って外部に排出される。
【００５４】
一方、スプール６２は徐々に右方に移動され、供給ポート６５を遮断して供給ポート６５から出力ポート６６への連通を閉鎖し、ドレインポート６７を解放することから、出力ポート６６とドレインポート６７とを連通させる。
【００５５】
スプール６２の当接面６２２が第２シート部材５４のスプール受け面５１３に当接すると、第２供給ポート６３から供給された油は制御オリフィス６４・油流路６２１を通って第２オリフィス５４２から油通し孔５４１・５４１を介してブリード制御圧室５３内に流入される。そして、第１シート部材５２のブリード孔５２１からドレイン孔５５及び第２ドレインポート６９に排出される。
【００５６】
従って、この形態においても、第２ドレインポート６９から排出される油は、制御オリフィス６４を通過して排出（リーク）されることから大量の油がリークされることになるが、第２シート部材５４にスリットを形成していることから、スプール６２を第２シート部材５４の端面に当接した状態で第２オリフィス５４２が形成され、第２オリフィス５４２から流入された油が排出される状態になると、そのリーク量は極めて少量となる。
【００５７】
次に、第３の形態による電磁制御弁７について説明する。この形態では第２供給ポートはシート部材付近に配置するように形成されたコントロールバルブを有しており、ソレノイドとコントロールバルブとの連結は前述の形態と同様であり、図９〜１２に示すように構成されている。なお、以下の説明では、前述の形態と同様の部位、特にソレノイドついては同符号を付記するものとする。
【００５８】
すなわち、この形態の電磁制御弁７は、ソレノイド１０と、スリーブ８１にスプール８２を摺動可能に内蔵したコントロールバルブ８０とを有して構成され、ステータコア１２とスプール８２との間にはシート部材７１が配置されている。そしてシート部材７１は、軸心中央部に油の流通するブリード孔７１１が形成されるとともに、ブリード孔７１１の回りの一方の端面には、ムービングコア１２のブリード弁体１２１と当接するブリード弁座７１２が形成され、他方の端面にはスプール８２端面が当接するスプール受け面７１３が形成されている。また、シート部材７１のスプール８２側内部は凹部に形成されてブリード制御圧室７３を形成している。また、シート部材７１のソレノイド１０側縁部には、複数のドレイン孔７４が形成されている。
【００５９】
コントロールバルブ８０は、円筒状のスリーブ８１内に段付円柱状のスプール８２が摺動可能に配置されている。スリーブ８１の内周面には先端側に小径部８１２、元部側に大径部８１３に形成され、大径部８１３には２か所に円環溝部８１４Ａ・８１４Ｂが形成されている。さらに、一方の円環溝部８１４Ａには、油圧が供給される供給ポート８５が円環溝部８１４Ａに連接するように形成され、他方の円環溝部８１４Ｂには、油圧が排出されるドレインポート８８が円環溝部８１４Ｂに連通するように形成されている。また、供給ポート８５とドレインポート８７との間には、油圧が出力される出力ポート８６が配置されている。そして外周面の元部側（ソレノイド１０側）のシート部材７１付近には、第２供給ポート８９と第２供給ポート８９の内側で連接される制御オリフィス８３が第２供給ポート８９より小径に形成され、さらに、シート部材７１直下にはドレイン孔７４に連接する第２ドレインポート９０が形成されている。
【００６０】
スプール８２は、スリーブ８１の小径部３１２に摺動可能に嵌合する小径部８２１とスリーブ８１の大径部８１３内を摺動可能に嵌合する弁部８２２とを有し、弁部８２２の中間部には全周にわたって凹状溝８２３が形成されている。そして、シート部材７１側端面はシート部材７１のスプール受け面７１３に当接する当接面８２４が形成され、さらに小径部８２１にはスプール８２をシート部材７１側に付勢するスプリング８８が嵌入する嵌入孔８２５が形成されている。
【００６１】
また、凹状溝８２３から先端側の小径部８２１に向かってスプール８２の内部を貫通するように、フィードバック通路８２６が形成され、フィードバック通路８２６の小径部３２１への出口付近にはフィードバック通路８２６より小径のフィードバックオリフィス８２７が形成されて、第１の形態の電磁制御弁１と同様の作用を行なう。
【００６２】
そして、スプール８２の当接面８２４付近に、図１０に示すように、制御オリフィス８３に連接する環状油室８２８が形成され、スプール８２の当接面８２４から軸方向に形成された油流路８２９に連接している。制御オリフィス８３の内周面口は、スプール８２の弁部８２２が移動することによって第２オリフィス８３０を形成することとなる（図１２参照）。そして、第２供給ポート８９から制御オリフィス８３、ブリード制御圧室７３、ブリード孔７１１を通って第２ドレインポート９０を通る油圧回路で２ポートの弁室７０を構成することとなる。
【００６３】
上記のように形成されたスリーブ８１にスプール８２を収納することによって、スリーブ８１の環状溝部８１４Ａはスプール８１の弁部８２２との間で第１環状油室Ｌ１Ａを形成し、環状溝部８２４Ｂは弁部８２２との間で第２環状油室Ｌ２Ｂを形成している。また、スプール８２の凹状溝８２３は、スリーブ８１の大径部８１３との間で第３環状油室Ｌ３Ｃを形成することとなる。さらに、スリーブ８１の大径部８１３とスプール８２の小径部８２１との間にフィードバック圧力室Ｌ４Ｄを形成してスプール８２をシート部材７１側に移動するように圧力をかけることになる。
【００６４】
次に、第３の形態の作用について図９〜１２に基づいて説明する。
【００６５】
電磁制御弁７は、図１０に示すように、ソレノイド１０のコイル１３が通電されていないときには、ムービングコア１２がシート部材７１のブリード弁座７１２に当接してブリード孔７１１を塞いでいる。油圧供給源から供給された油は第２供給ポート８９から制御オリフィス８３を通って環状油室８２８・油流路８２９からブリード制御圧室７３内に流入され、スプール８２を図１中左方に移動させている。
【００６６】
一方、スプール８２の左方への移動によって、第３環状油室Ｌ３Ｃが供給ポート８５、及び出力ポート８６を連通する位置に移動して供給ポート８５と出力ポート８６とを連通させ、出力ポート８６とドレインポート８７との連通を遮断させている。
【００６７】
また、ソレノイド１０のコイルが通電されると、図１１に示すように、ムービングコア１２は、図中右方向に移動する。すると、ムービングコア１２のブリード弁体１２１が右方に移動することによってシート部材７１のブリード孔７１１が解放されて、ブリード制御圧室７３内の油がブリード孔７１１を通って出力側に流入してドレイン孔７４から第２ドレインポート９０を通って外部に排出される。
【００６８】
一方、スプール８２は徐々に右方に移動される。スプール８２の右方への移動に伴って、第３環状油室Ｌ３Ｃは、供給ポート８５を遮断して供給ポート８５から出力ポート８６への連通を閉鎖し、ドレインポート８７を解放することから、出力ポート８６とドレインポート８７とを連通させる。
【００６９】
スプール８２の当接面８２４がシート部材７１のスプール受け面７１３に当接すると制御オリフィス８３は一部を残して閉鎖される。制御オリフィス８３の一部開口されている部位が第２オリフィス８３０（図１２参照）となる。第２供給ポート８９に供給された油は、制御オリフィス８３から第２オリフィス８３０に流入され、第２オリフィス８３０からブリード制御圧室７３内に流入される。そして、ブリード孔７１１からドレイン孔７４及び第２ドレインポート９０に排出される。
【００７０】
上記のように、ブリード制御圧室７３は、ソレノイド１０の作動によりブリード孔７１１を閉じると、制御オリフィス８３から供給される油が充填され、これによってスプールを移動させることができる。また、ソレノイド１０に電流が印加されてブリード孔７１１を解放させることによって、ブリード制御圧室７３内の油が徐々に第２ドレインポート７４に排出されて油がリークされる。この際、スプール８２はシート部材７１側に移動されるとともに制御オリフィス８３を徐々に塞ぐこととなる。そして、スプール８２がシート部材７１と当接すると制御オリフィス８３はスプール８２の弁部８２２によってその一部を塞ぐことになり、制御オリフィス８３の内周面口部が小径の第２オリフィス８３０として形成されることとなる。
【００７１】
従って、油は制御オリフィス８３から第２オリフィス８３０を通ってブリード制御圧室７３内に入り、さらにブリード孔７１１を通って第２ドレインポート９０に排出される。このため、スプール８２がシート部材７１側に移動して当接しても、第２ドレインポート９０から排出される油のリーク量は小径の第２オリフィス８３０を通ることから低減されることとなり、また、特に第２オリフィス８３０を形成するにあたって、シート部材７１を特に加工することがないことから、廉価でリーク量の少ない電磁制御弁を提供することができる。
【００７２】
また、ソレノイド１０におけるステータコア１１は、ヨーク１４に形成される内円環部１４ｂを内嵌する第２固定子１１ｂを備え、このうち円環部１４ｂのステータコア１１の第２固定子１１ｂの内周面に対する径方向片側のクリアランスＨと、軸方向出に突出する内挿長さＬとの関係が、片側のクリアランスが０.０５〜０.２５ｍｍの範囲において、前記円環部における前記ステータの内周面との径方向片側に対するクリアランスと軸方向に対する内挿長さとを、約１：４０〜６０の範囲としていることから、内円環部１４ｂからステータコア１１に流れる磁束を充分に確保することができる。
【００７３】
つまり、ソレノイド１０を組み付ける際に、ステータコア１１にヨーク１４の内円環部１４ｂとの嵌合を緩くしても、内挿長さＬを長くすることによって、ヨーク１４からステータコア１１に流れる磁束を充分に確保することができる。
【００７４】
なお、このソレノイド１０の構成は、コントロールバルブの構成が、図１に示すコントロールバルブ３０に限るものではなく、図７に示す第２の形態によるコントロールバルブ６０、あるいは、図９に示す第３の形態によるコントロールバルブ８０であってもよく、また、シート部材２１，５１，７１の有無にかかわらず、電磁制御弁として構成するものであれば、すべてに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態による電磁制御弁を示す正面断面図である。
【図２】図１における弁室を示す拡大図である。
【図３】第２オリフィスを示す拡大図である。
【図４】図３におけるＡ矢視図である。
【図５】図１の電磁制御弁におけるスプールが移動した状態を示す作用図である。
【図６】図５における弁室を示す拡大図である。
【図７】本発明の第２の形態による電磁制御弁を示す正面断面図である。
【図８】図７における電磁制御弁の第２オリフィスを示す拡大図である。
【図９】本発明の第３の形態による電磁制御弁を示す正面断面図である。
【図１０】図９の電磁制御弁の弁室を示す拡大図である。
【図１１】図１０の電磁弁におけるスプールが移動した状態を示す拡大図である。
【図１２】図１１におけるＢ矢視図である。
【図１３】図１における要部拡大図である。
【図１４】図１におけるステータコアとヨーク内円環部との径方向クリアランスと内挿長さとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１、５、７…電磁制御弁
１０…ソレノイド
１１…ステータコア
１１ｂ…第２固定子
１２…ムービングコア
１２１…ブリード弁体
１３…コイル
１４…ヨーク
１４ｂ…内円環部
２０、５０、７０…弁室
２１、５１、７１…シート部材
２１１、５２１、７１１…ブリード孔（油通路）
２１４、５４２、８３０…第２オリフィス
２３、５３、７３…ブリード制御圧室（圧力制御室）
２４…ドレイン孔
３０、６０、８０…コントロールバルブ
３２、６２、８２…スプール
３３、６４、８３…制御オリフィス
３５、６５、８５…供給ポート
３６、６６、８６…出力ポート
３７、６７、８７…ドレインポート
３９、６３、８９…第２供給ポート
４０、６９、９０…第２ドレインポート
５２…第１シート部
５４…第２シート部
６２１…油流路（流路）
Ｈ 径方向片側クリアランス
Ｌ 内挿長さ
【発明の属する技術分野】
この発明は、スプールとソレノイドとの間に圧力制御室を設け、該圧力制御室へ流入する油を調整する制御オリフィスを含む第２供給ポートと前記圧力制御室内の油を排出する第２ドレインポートの２ポートで構成される弁室を有して、前記圧力制御室内から排出される油のリーク量を低減できるように構成された電磁制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用自動変速機の油圧回路において、シート部からの洩れ流量を調整して制御オリフィスとシート部間の圧力を調整する２ポートの電流比例式電磁弁（いわゆるブリード式の電流比例式電磁弁）を使用するシステム構成がとられることがある。
【０００３】
この方式の電磁弁は、ステータコアとコイルの通電によりステータコアに対して摺動可能なムービングコアとを有する。ムービングコア先端にはブリード弁体が配置され、シート部材のブリード弁座を当接している。コイルへの通電によりムービングコアが動き、ブリード孔を開閉し、シート部からの洩れ流量を変化させることにより制御オリフィス以後の圧力制御室の油圧を調整する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このタイプの電流比例式電磁弁は、圧力制御室内の圧力を下げるため、シート部を全開状態にした場合、制御オリフィスを通過していることから、ドレインポートから排出される油のリーク量が大きく、油圧を供給する油圧ポンブにかかる負担が大きくなって燃費を悪化させるという問題点を生じていた。従って、上記の電流比例式電磁弁は、このままでは１システム内に数多く使用することができないことから、制御オリフィス自体を小径に形成して、シート部全開時のリーク量を低減する方法、もしくは、比較的リーク流量が少ないスプール弁式の電流比例式電磁弁を使用する方法がとられていた。
【０００５】
しかし、制御オリフィスを小径に形成する場合、油のリーク量は低減できるものの、特に低温時においては、油の流れを疎外することとなり油圧の応答性を悪化させるという課題が残されていた。
【０００６】
また、スプール弁式の電流比例式電磁弁を使用する場合、コストが高価であるという課題が残されていた。
【０００７】
さらに、このタイプの電磁制御弁では、ソレノイド部において、コイルの通電により摺動可能なムービングコアが、ステータコアに内嵌されている。この際、ムービングコアは、電磁吸引力の効率向上のために、ステータコア内を微小なクリアランスで摺動を行なうように構成されている。しかし、ソレノイドを組み付ける際に、ステータコアに無理な軸力あるいは曲げ方向に応力が掛かると、ステータコアの変形が生じ、ムービングコアの摺動性を阻害する虞れがあった。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、その目的は、廉価に形成してしかも低温時における油の流れを阻害することなく、リーク量を低減できる電磁制御弁を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる電磁制御弁は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、ソレノイドとソレノイドの作動で調整される油圧により摺動可能に配置されるスプールとソレノイドの作動で開閉可能な油通路を有するシート部材とを有し、前記シート部材と前記スプールとの間に圧力制御室を有して前記圧力制御室からの油のリーク量を低減可能に構成した電磁制御弁において、スプールがシート部材に当接した状態で、つまり圧力制御室内の油圧を最小限まで下げた状態で制御オリフィスと前記圧力制御室間に、前記スプールと前記シート部材とにより構成される前記制御オリフィスより小径の第２オリフィス部を形成している。
【００１０】
圧力制御室は、ソレノイドの作動によりシート部材の油通路を閉じると、制御オリフィスから供給される油が充填され、これによって制御オリフィスへ供給する油圧と同一の圧力となるためにスプールを移動させることができる。
【００１１】
また、ソレノイドに電流が印加されてシート部材の油通路を解放させると、圧力制御室内の油が徐々に油通路から第２ドレインポートに排出されて、圧力制御室内の圧力が低下する。圧力制御室内の圧力の低下に伴って、スプールはシート部材側に移動し、スプールがシート部材と当接する位置まで達すると、制御オリフィスと圧力制御室との間には、スプールとシート部材により第２オリフィスが形成されることから、油は制御オリフィスから第２オリフィスを通って圧力制御室内に入り、さらにシート部材の油通路を通って第２ドレインポートに排出される。このため、シート部材の油通路が全開となっている際、第２ドレインポートから排出される油のリーク量は小径の第２オリフィスを通ることから低減されることとなり、また、２ポートの弁室を有する構成は廉価に形成できることから、廉価でリーク量の少ない電磁制御弁を提供することができる。
【００１２】
又、請求項２記載の発明では、制御オリフィス、つまり第２供給ポートがシート部材付近に設けられている電磁制御弁では、前記第２オリフィスを、前記シート部材にスリットを形成して前記圧力制御室と前記制御オリフィスとに連接するように設けていることから、シート部材に小径のスリットを形成するだけで、第２オリフィスを形成することができる。また、シート部材を焼結するプレス等の型物とすれば、型の寸法によりスリット形状を管理できるため、安易にリーク流量が管理でき、廉価に構成することができる。
【００１３】
さらに、請求項３記載の発明では、制御オリフィス、つまり第２供給ポートがシート部材から離隔する位置に設けられている電磁制御弁では、制御オリフィスと圧力制御室との間にスプール内を通る流路を設けるとともに、前記シート部材を、第１シート部材と第２シート部材とに軸方向に分割して配置している。そして、前記第２シート部材に、前記スプールの流路と対向するようにスリットを形成している。そのために、圧力制御室の油の圧力が低下してスプールが第２シート部材の端面に当接する位置に移動すると、スプールと第２シート部材との間にスリット状の第２オリフィスが形成され、第１シート部材の油通路が全開となった時に、制御オリフィスから供給された油が第２オリフィスを通って第２ドレインポートに排出される。従って、第２供給ポートがシート部材から離隔された位置に配設された電磁制御弁であっても、第２ドレインポートから排出される油のリーク量を低減することが可能となる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明では、ソレノイドとソレノイドの作動で調整される油圧により摺動可能に配置されるスプールとソレノイドの作動で開閉可能な油通路を有するシート部材とを有し、前記シート部材と前記スプールとの間に圧力制御室を有して前記圧力制御室からの油のリーク量を低減可能に構成した電磁制御弁において、前記スプールが前記シート部材に当接した状態で、前記スプールが前記制御オリフィスの一部を塞ぐことによって、前記制御オリフィスより小径の第２オリフィス部を形成している。
【００１５】
圧力制御室は、ソレノイドの作動によりシート部材の油通路を閉じると、制御オリフィスから供給される油が充填され、これによって制御オリフィスへ供給する油圧と同一の圧力となるためにスプールを移動させることができる。この際、制御オリフィスはスプールの移動により圧力制御室に対して全開状態にある。また、ソレノイドに電流が印加されてシート部材の油通路を解放させることによって、圧力制御室内の油が徐々に油通路から第２ドレインポートに排出されて、圧力制御室内の圧力が低下する。この際、スプールはシート部材側に移動されるとともに制御オリフィスを徐々に塞ぐこととなる。そして、スプールがシート部材と当接すると制御オリフィスはスプールによってその一部を塞ぐことになり、制御オリフィスが小径の第２オリフィスとして形成されることとなる。
【００１６】
従って、油は制御オリフィスから第２オリフィスを通って圧力制御室内に入り、さらに油通路を通って第２ドレインポートに排出される。このため、シート部材の油通路が全開となっても第２ドレインポートから排出される油のリーク量は小径の第２オリフィスを通ることから低減されることとなり、また、特に第２オリフィスを形成するにあたって、シート部材を特に加工することがないことから、廉価でリーク量の少ない電磁制御弁を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の電磁制御弁は、例えば、一例として自動車の自動変速機に適用される電磁弁について説明するものであるが、これに限定するものではない。
【００２０】
第１の実施形態の電磁制御弁１は、図１に示すように、磁気回路を構成するヨーク１４とステータコア１１とステータコア１１の内径部を摺動可能なムービングコア１２と通電により磁場を発生する中空状のコイル１３を有して構成されるソレノイド１０と、ムービングコア１２の移動先端側（図１中、左側）で当接可能に配置されたシート部材２１と、シート部材２１の先端側で、スリーブ３１内に配置されて油圧によって摺動可能なスプール３２とを有するコントロールバルブ３０とを有して構成されている。
【００２１】
ステータコア１１は内部を中空にして円筒状に形成され、内部には、ムービングコア１２が摺動可能に配置されている。ムービングコア１２の先端部（スプール側）には小径の突起状のブリード弁体１２１が形成され後述のシート部材２１のブリード弁座に当接可能に形成されている。また、コイル１３はステータコア１１の外周側に配置されるとともにヨーク１４の内周部に内嵌されている。
【００２２】
ヨーク１４は、外円環部１４ａと内円環部１４ｂとを有して二重円環状に形成され、外円環部１４ａと内円環部１４ｂとは、ヨーク１４の後部でフランジ部１４ｃにより連接されている。図１３に示すように、内円環部１４ｂは、ステータコア１１の内周面１１ａに対して、その片側部において、通常の嵌合より緩めのクリアランスＨ（約０．１〜０．２ｍｍ）で嵌合するとともに、後部の第２固定子１１ｂに対して軸方向における通常より長めの長さＬ（約６〜８ｍｍ）で内挿されるようにフランジ部１４ｃから突出して形成されている。ステータコア１１の内周面１１ａとヨーク１４の内円環部１４ｂとの径方向片側におけるクリアランスと、内円環部１４ｂのステータコア１１の第２固定子１１ｂに対する内挿長さとは、ヨーク１４から流れる磁束を確保するために相関関係にあり、その相関関係を示す数値は、実験データを示す図１４のグラフで明らかなように、例えば、片側のクリアランスＨが、０．０５〜０．２５ｍｍの範囲において、片側のクリアランスＨが０．１ｍｍでは、内円環部１４ｂの内挿長さＬが約６ｍｍ、また、片側のクリアランスＨが０．２ｍｍでは、内円環部１４ｂの内挿長さＬが約８．５ｍｍとなり、この範囲内であれば、ヨーク１４の内円環部１４ｂとステータコア１１の第２固定子１１ｂとの間には所定の磁束が流れることとなっている。
【００２３】
つまり、内円環部１４ｂにおけるステータコア１１の第２固定子１１ｂに対する内周面との径方向片側に対するクリアランスＨと軸方向に対する内挿長さＬとが、片側のクリアランスが０.０５〜０.２５ｍｍの範囲において、約１：４０〜６０の範囲にあるように設定される。
【００２４】
なお、図１４に示すグラフは、ムービングコア１２が摺動する際の磁気吸引力を予め設定し、それに伴って、ヨーク１４からステータコア１１に流れる磁束を算出して、片側クリアランスＨに対する内挿長さＬを実験により表したものであり、グラフは、片側クリアランスが０．１５ｍｍにおいて屈折する直線を示しているが、このグラフに近似的な曲線を有する放物線として表されることもあり得る。
【００２５】
さらに、ソレノイドを組み付ける際に、ステータコア１１に軸方向の応力を発生させないようにするために、ステータコア１１の後部端面１１ｃとヨーク１４のフランジ部１４ｃの内壁面１４ｄとの間に空間部を設けて、ステータコア１１の後部端面１１ｃを、ヨーク１４のステータ受け部１４ｅからフランジ部１４ｃの内壁面１４ｄとの距離より短く設定している。
【００２６】
これによって、ソレノイド１０の組付の際、ヨーク１４はステータコア１１に対して無理な応力（軸方向応力及び曲げ方向の応力）を発生させずに挿入することができる。
【００２７】
ヨーク１４の内円環部端面１４１は、ムービングコア１２におけるブリード弁体１２１と反対側の端面と対向するように配置している。さらに、ヨーク１４に内蔵するようにスプリング１７のセット荷重を調整するアジャスタ１６が配置されている。
【００２８】
なお、ステータコア１１とムービングコア１２との間には、ステータコア１１とムービングコア１２との接触を妨げる非磁性のスペーサ１８が配置されている。
【００２９】
ヨーク１４の先端側（図１における左側）は、ステータコア１１の先端部より延設して形成され、スプール３２を摺動可能に内蔵するスリーブ３１の後端部（図１中右側）に形成された嵌合部３１１を外周側から内嵌している。
【００３０】
シート部材２１はスリーブ３１のソレノイド１０側端部内周面に嵌合して配置され、スリーブ３１の段差部と遮蔽板２２で位置決め固定されている。また、シート部材２１は、軸心中央部に油の流通するブリード孔２１１が形成されるとともに、ブリード孔２１１の回りの一方の端面には、ムービングコア１２のブリード弁体１２１と当接するブリード弁座２１２が形成され、他方の端面にはスプール３２端面が当接するスプール受け面２１３が形成されている。また、シート部材２１のスプール３２側内部は凹部に形成されてブリード制御圧室２３を形成している。
【００３１】
さらに、シート部材２１のスプール３２側端面の外周縁部の一部に、図２〜４に示すように、外周端からブリード制御圧室２３に向かって小径のスリットが形成され、スプール３２の端面がシート部材２１のスプール受け面２１３に当接したときの第２オリフィス２１４を形成している。第２オリフィス２１４の一端は、スリーブ３１の外周面の一部に形成された第２供給ポート３９に連接する制御オリフィス３３に連接されている。そして、シート部材のソレノイド１０側には、油を排出するための複数のドレイン孔２４が形成され、スリーブ３１の第２ドレインポート４０に連接されている。従って、第２供給ポート３９、制御オリフィス３３、第２オリフィス２１４、ブリード制御圧室２３、シート部材２１、ドレイン孔２４、第２ドレインポート４０で２ポートのブリード弁室２０を構成している。
【００３２】
コントロールバルブ３０は、円筒状のスリーブ３１内に段付円柱状のスプール３２が摺動可能に配置されている。スリーブ３１の内周面には先端側が小径部３１２に形成され元部側が大径部３１３に形成され、大径部３１３には２か所に円環溝部３１４Ａ・３１４Ｂが形成されている。一方の円環溝部３１４Ａには、油圧が供給される供給ポート３５が円環溝部３１４Ａに連通するように形成され、他方の円環溝部３１４Ｂには、油圧が排出されるドレインポート３７が円環溝部３１４Ｂに連通するように形成されている。また、供給ポート３５とドレインポート３７の間には、油圧が出力される出力ポート３６が配置されている。そして外周面の元部側（ソレノイド１０側）のシート部材２１付近には、前述の制御オリフィス３３に連接する第２供給ポート３９と１ドレイン孔２４に連接する第２ドレインポート４０が形成されている。
【００３３】
また、スリーブ３１の外周元部は、前述のようにソレノイド１０のヨーク１４先端部に内嵌する嵌合部３１１が形成され、ステータ１１の先端面とダイアフラム１９を間にして連結されている。なお、ダイアフラム１９の内周面はムービングコア１２に係合されてムービングコア１２とともに移動され、ブリード制御圧室２３内の油がソレノイド１０内に浸入しないようにしている。
【００３４】
スプール３２は、スリーブ３１の小径部３１２に摺動可能に嵌合する小径部３２１とスリーブ３１の大径部３１３内を摺動可能に嵌合する弁部３２２とを有し、弁部３２２の中間部には全周にわたって凹状溝３２３が形成されている。そして、シート部材２１側端面はシート部材２１のスプール受け面２１３に当接する当接面３２４が形成され、さらに小径部３２１にはスプール３２をシート部材２１側に付勢するスプリング３８が嵌入する嵌入孔３２５が形成されている。
【００３５】
また、凹状溝３２３から先端側の小径部３２１に向かってスプール３２の内部を貫通するように、フィードバック通路３２６が形成され、フィードバック通路３２６の小径部３２１への出口付近にはフィードバック通路３２６より小径のフィードバックオリフィス３２７が形成されている。
【００３６】
上記のように形成されたスリーブ３１にスプール３２を収納することによって、スリーブ３１の環状溝部３１４Ａはスプール２１の弁部３２２との間で第１環状油室Ｌ１を形成し、環状溝部３２４Ｂは弁部３２２との間で第２環状油室Ｌ２を形成している。また、スプール３２の凹状溝３２３は、スリーブ３１の大径部３１３との間で第３環状油室Ｌ３を形成することとなる。さらに、スリーブ３１の大径部３１３とスプール３２の小径部３２１との間にフィードバック圧力室Ｌ４を形成してスプール３２をシート部材２１側に移動するように圧力をかけることになる。
【００３７】
次に、上記のように構成された電磁制御弁１の作用について、図１〜６に基づいて説明する。
【００３８】
電磁制御弁１は、図１〜２に示すように、ソレノイド１０のコイル１３が通電されていないときには、ムービングコア１２がスプリング１７の付勢力で、図中左方に移動してブリード弁体１２１がシート部材２１のブリード弁座２１２に当接してブリード孔２１１を塞いでいる。ブリード孔２１１が塞がれていることによって、油圧供給源から供給された油は第２供給ポート３９から制御オリフィス３４を通ってブリード制御圧室２３内に流入されている。ブリード制御圧室２３内に流入された油は外部に排出されるところがないことから、ブリード制御圧室２３に第２供給ポート３９の供給圧力と同等の圧力を発生させてブリード制御圧室内の圧力を高め、スプリング３８の付勢力に打ち勝って、スプール３２を図１中左方に移動させている。
【００３９】
一方、スプール３２の左方への移動によって、スプール３２の凹状溝３２３、つまり第３環状油室Ｌ３が供給ポート３５、及び出力ポート３６を連通する位置に移動して供給ポート３５と出力ポート３６とを連通させ、出力ポート３６とドレインポート３７との連通を遮断させている。このときのスプールにかかる力の大きさは、スプール３２の弁部３２２の断面積にブリード制御圧室２３の供給圧を乗じたものが、スプリング３８の付勢力と、スプール３２の弁部３２２と小径部３２１との面積差にフィードバック圧力室Ｌ４の圧力を乗じたものとを加算した大きさより大きく設定されている。これによって、油圧供給源から供給された油は、例えば自動車の自動変速機の場合では、常時クラッチ側に流入されていることとなる。
【００４０】
また、ソレノイド１０のコイル１３が通電されると、図５〜６に示すように、ムービングコア１２はスプリング１７の付勢力に打ち勝って、図中、右方向に移動する。すると、ムービングコア１２のブリード弁体１２１が右方に移動することによってシート部材２１のブリード孔２１１が解放されて、ブリード制御圧室２３内の油がブリード孔２１１を通って出力側に流入してドレイン孔２４から第２ドレインポート４０を通って外部に排出される。
【００４１】
一方、スプール３２はブリード制御圧室２３内の油が排出されることによってスプール３２を押圧する圧力が低下される。従って、スプリング３８の付勢力とフィードバック圧力室Ｌ４の圧力によって、スプール３２は徐々に右方に移動される。スプール３２の右方への移動に伴って、第３環状油室Ｌ３は、供給ポート３５を遮断して供給ポート３５から出力ポート３６への連通を閉鎖し、ドレインポート３７を解放することから、出力ポート３６とドレインポート３７とを連通させて、例えば自動車の自動変速機におけるクラッチに供給していた油を排出させることとなる。
【００４２】
スプール３２の当接面３２４がシート部材２１のスプール受け面２１３に当接すると、第２供給ポート３９から供給された油は制御オリフィス３３を通って第２オリフィス２１４に流入され、第２オリフィス２１４からブリード制御圧室２３内に流入される。そして、ブリード孔２１１からドレイン孔２４及び第２ドレインポート４０に排出される。
【００４３】
従って、第２ドレインポート４０から排出される油は、制御オリフィス３３を通過して排出（リーク）されることから大量の油がリークされることになるが、シート部材２１にスリットを形成していることから、スプール３２をシート部材２１の端面に当接した状態で第２オリフィス２１４が形成され、第２オリフィス２１４から流入された油が排出される状態になると、そのリーク量は極めて少量となる。
【００４４】
従って、上記形態の電磁制御弁１では、シート部材２１の端面にスリットが形成されていることから、第２供給ポート３９がシート部材２１付近に設けるように形成されたコントロールバルブ３０に好適に使用されることとなる。
【００４５】
次に、シート部材２１に第２オリフィスを形成する第２の形態について説明する。この形態では、第２供給ポートがシート部材から離隔して配置するように形成されたコントロールバルブを有している。そして、ソレノイドとコントロールバルブとの連結は前述の形態と同様であり、図７に示すように構成されている。なお、以下の説明では、前述の形態と同様の部位、特にソレノイドついては同符号を付記するものとする。
【００４６】
すなわち、この形態の電磁制御弁５は、ソレノイド１０と、スリーブ６１にスプール６２を摺動可能に内蔵したコントロールバルブ６０とを有して構成され、ステータコア１２とスプール６２との間にはシート部材５１が配置されている。第２供給ポート６３及び制御オリフィス６４はスリーブ６１の先端側（図中左方）に配置されていて、スプール６２の内部には、油流路６２１が、第２供給ポート６３に対向する位置からスプール６２のシート部材５１との当接面６２２に至るまで延設して形成されている。
【００４７】
そしてシート部材５１は、ブリード制御圧室５３・ブリード孔５２１とを有して形成する第１シート部材５２と、第１シート部材５２とスプール６２との間に配置されて円板状に形成された第２シート部材５４とに分割して形成されている。さらに、第１シート部材５２には第２シート部材５４と反対側に複数のドレイン孔５５が形成されている。
【００４８】
第２シート部５４は、図８に示すように、円周方向に沿って、複数の油通し孔５４１が軸方向に貫通して形成され、そのうちの対称位置に配置されている２個の油通し孔５４１・５４１を軸心を通って連接するように、スプール６２側にスリット５４２が形成されている。そして、このスリット５４２が、スプール６２が第２シート部材５４の端面に当接する際に、第２オリフィス５４２として形成されることとなる。
【００４９】
従って、第２供給ポート６３から供給された油は、制御オリフィス６４から油流路６２１を通り、第２オリフィス５４２から油通し孔５４１・５４１を通ってブリード制御圧室５３内に流入されることとなる。そして、第２供給ポート６３から制御オリフィス６４、油流路６２１、第２オリフィス５４２、ブリード制御圧室５３、ブリード孔５２１を通って第２ドレインポート６９を流れる油圧回路で２ポートの弁室５０を構成することとなる。
【００５０】
一方、コントロールバルブ６０のスリーブ６１には、前述の形態と同様に供給ポート６５、出力ポート６６及びドレインポート６７とが並設して形成され、供給ポート６５の前方に第２供給ポート６３が配置されて、シート部材２１付近に１ドレイン孔６８に連通して第２ドレインポート６９が配置されている。
【００５１】
上記の電磁制御弁５は、ソレノイド１０のコイル１３が通電されていないときには、ブリード弁体１２１が第１シート部材５２のブリード弁座５２２に当接してブリード孔５２１を塞いでいる。そのため、油圧供給源から供給されて第２供給ポート６３に供給された油は制御オリフィス６４から第２シート部材５４の油通し孔５４１を通ってブリード制御圧室６３内に流入されて、スプール６２を左方に移動させている。
【００５２】
この状態では、スプール６２は供給ポート６５と出力ポート６６とを連通させ、出力ポート６６とドレインポート６７との連通を遮断させている。
【００５３】
また、ソレノイド１０のコイル１３が通電されると、ムービングコア１２は右方向に移動する。すると、第１シート部材５２のブリード孔５２１が解放されて、ブリード圧力室６３内の油がブリード孔５２１を通って出力側に流入してドレイン孔５５から第２ドレインポート６９を通って外部に排出される。
【００５４】
一方、スプール６２は徐々に右方に移動され、供給ポート６５を遮断して供給ポート６５から出力ポート６６への連通を閉鎖し、ドレインポート６７を解放することから、出力ポート６６とドレインポート６７とを連通させる。
【００５５】
スプール６２の当接面６２２が第２シート部材５４のスプール受け面５１３に当接すると、第２供給ポート６３から供給された油は制御オリフィス６４・油流路６２１を通って第２オリフィス５４２から油通し孔５４１・５４１を介してブリード制御圧室５３内に流入される。そして、第１シート部材５２のブリード孔５２１からドレイン孔５５及び第２ドレインポート６９に排出される。
【００５６】
従って、この形態においても、第２ドレインポート６９から排出される油は、制御オリフィス６４を通過して排出（リーク）されることから大量の油がリークされることになるが、第２シート部材５４にスリットを形成していることから、スプール６２を第２シート部材５４の端面に当接した状態で第２オリフィス５４２が形成され、第２オリフィス５４２から流入された油が排出される状態になると、そのリーク量は極めて少量となる。
【００５７】
次に、第３の形態による電磁制御弁７について説明する。この形態では第２供給ポートはシート部材付近に配置するように形成されたコントロールバルブを有しており、ソレノイドとコントロールバルブとの連結は前述の形態と同様であり、図９〜１２に示すように構成されている。なお、以下の説明では、前述の形態と同様の部位、特にソレノイドついては同符号を付記するものとする。
【００５８】
すなわち、この形態の電磁制御弁７は、ソレノイド１０と、スリーブ８１にスプール８２を摺動可能に内蔵したコントロールバルブ８０とを有して構成され、ステータコア１２とスプール８２との間にはシート部材７１が配置されている。そしてシート部材７１は、軸心中央部に油の流通するブリード孔７１１が形成されるとともに、ブリード孔７１１の回りの一方の端面には、ムービングコア１２のブリード弁体１２１と当接するブリード弁座７１２が形成され、他方の端面にはスプール８２端面が当接するスプール受け面７１３が形成されている。また、シート部材７１のスプール８２側内部は凹部に形成されてブリード制御圧室７３を形成している。また、シート部材７１のソレノイド１０側縁部には、複数のドレイン孔７４が形成されている。
【００５９】
コントロールバルブ８０は、円筒状のスリーブ８１内に段付円柱状のスプール８２が摺動可能に配置されている。スリーブ８１の内周面には先端側に小径部８１２、元部側に大径部８１３に形成され、大径部８１３には２か所に円環溝部８１４Ａ・８１４Ｂが形成されている。さらに、一方の円環溝部８１４Ａには、油圧が供給される供給ポート８５が円環溝部８１４Ａに連接するように形成され、他方の円環溝部８１４Ｂには、油圧が排出されるドレインポート８８が円環溝部８１４Ｂに連通するように形成されている。また、供給ポート８５とドレインポート８７との間には、油圧が出力される出力ポート８６が配置されている。そして外周面の元部側（ソレノイド１０側）のシート部材７１付近には、第２供給ポート８９と第２供給ポート８９の内側で連接される制御オリフィス８３が第２供給ポート８９より小径に形成され、さらに、シート部材７１直下にはドレイン孔７４に連接する第２ドレインポート９０が形成されている。
【００６０】
スプール８２は、スリーブ８１の小径部３１２に摺動可能に嵌合する小径部８２１とスリーブ８１の大径部８１３内を摺動可能に嵌合する弁部８２２とを有し、弁部８２２の中間部には全周にわたって凹状溝８２３が形成されている。そして、シート部材７１側端面はシート部材７１のスプール受け面７１３に当接する当接面８２４が形成され、さらに小径部８２１にはスプール８２をシート部材７１側に付勢するスプリング８８が嵌入する嵌入孔８２５が形成されている。
【００６１】
また、凹状溝８２３から先端側の小径部８２１に向かってスプール８２の内部を貫通するように、フィードバック通路８２６が形成され、フィードバック通路８２６の小径部３２１への出口付近にはフィードバック通路８２６より小径のフィードバックオリフィス８２７が形成されて、第１の形態の電磁制御弁１と同様の作用を行なう。
【００６２】
そして、スプール８２の当接面８２４付近に、図１０に示すように、制御オリフィス８３に連接する環状油室８２８が形成され、スプール８２の当接面８２４から軸方向に形成された油流路８２９に連接している。制御オリフィス８３の内周面口は、スプール８２の弁部８２２が移動することによって第２オリフィス８３０を形成することとなる（図１２参照）。そして、第２供給ポート８９から制御オリフィス８３、ブリード制御圧室７３、ブリード孔７１１を通って第２ドレインポート９０を通る油圧回路で２ポートの弁室７０を構成することとなる。
【００６３】
上記のように形成されたスリーブ８１にスプール８２を収納することによって、スリーブ８１の環状溝部８１４Ａはスプール８１の弁部８２２との間で第１環状油室Ｌ１Ａを形成し、環状溝部８２４Ｂは弁部８２２との間で第２環状油室Ｌ２Ｂを形成している。また、スプール８２の凹状溝８２３は、スリーブ８１の大径部８１３との間で第３環状油室Ｌ３Ｃを形成することとなる。さらに、スリーブ８１の大径部８１３とスプール８２の小径部８２１との間にフィードバック圧力室Ｌ４Ｄを形成してスプール８２をシート部材７１側に移動するように圧力をかけることになる。
【００６４】
次に、第３の形態の作用について図９〜１２に基づいて説明する。
【００６５】
電磁制御弁７は、図１０に示すように、ソレノイド１０のコイル１３が通電されていないときには、ムービングコア１２がシート部材７１のブリード弁座７１２に当接してブリード孔７１１を塞いでいる。油圧供給源から供給された油は第２供給ポート８９から制御オリフィス８３を通って環状油室８２８・油流路８２９からブリード制御圧室７３内に流入され、スプール８２を図１中左方に移動させている。
【００６６】
一方、スプール８２の左方への移動によって、第３環状油室Ｌ３Ｃが供給ポート８５、及び出力ポート８６を連通する位置に移動して供給ポート８５と出力ポート８６とを連通させ、出力ポート８６とドレインポート８７との連通を遮断させている。
【００６７】
また、ソレノイド１０のコイルが通電されると、図１１に示すように、ムービングコア１２は、図中右方向に移動する。すると、ムービングコア１２のブリード弁体１２１が右方に移動することによってシート部材７１のブリード孔７１１が解放されて、ブリード制御圧室７３内の油がブリード孔７１１を通って出力側に流入してドレイン孔７４から第２ドレインポート９０を通って外部に排出される。
【００６８】
一方、スプール８２は徐々に右方に移動される。スプール８２の右方への移動に伴って、第３環状油室Ｌ３Ｃは、供給ポート８５を遮断して供給ポート８５から出力ポート８６への連通を閉鎖し、ドレインポート８７を解放することから、出力ポート８６とドレインポート８７とを連通させる。
【００６９】
スプール８２の当接面８２４がシート部材７１のスプール受け面７１３に当接すると制御オリフィス８３は一部を残して閉鎖される。制御オリフィス８３の一部開口されている部位が第２オリフィス８３０（図１２参照）となる。第２供給ポート８９に供給された油は、制御オリフィス８３から第２オリフィス８３０に流入され、第２オリフィス８３０からブリード制御圧室７３内に流入される。そして、ブリード孔７１１からドレイン孔７４及び第２ドレインポート９０に排出される。
【００７０】
上記のように、ブリード制御圧室７３は、ソレノイド１０の作動によりブリード孔７１１を閉じると、制御オリフィス８３から供給される油が充填され、これによってスプールを移動させることができる。また、ソレノイド１０に電流が印加されてブリード孔７１１を解放させることによって、ブリード制御圧室７３内の油が徐々に第２ドレインポート７４に排出されて油がリークされる。この際、スプール８２はシート部材７１側に移動されるとともに制御オリフィス８３を徐々に塞ぐこととなる。そして、スプール８２がシート部材７１と当接すると制御オリフィス８３はスプール８２の弁部８２２によってその一部を塞ぐことになり、制御オリフィス８３の内周面口部が小径の第２オリフィス８３０として形成されることとなる。
【００７１】
従って、油は制御オリフィス８３から第２オリフィス８３０を通ってブリード制御圧室７３内に入り、さらにブリード孔７１１を通って第２ドレインポート９０に排出される。このため、スプール８２がシート部材７１側に移動して当接しても、第２ドレインポート９０から排出される油のリーク量は小径の第２オリフィス８３０を通ることから低減されることとなり、また、特に第２オリフィス８３０を形成するにあたって、シート部材７１を特に加工することがないことから、廉価でリーク量の少ない電磁制御弁を提供することができる。
【００７２】
また、ソレノイド１０におけるステータコア１１は、ヨーク１４に形成される内円環部１４ｂを内嵌する第２固定子１１ｂを備え、このうち円環部１４ｂのステータコア１１の第２固定子１１ｂの内周面に対する径方向片側のクリアランスＨと、軸方向出に突出する内挿長さＬとの関係が、片側のクリアランスが０.０５〜０.２５ｍｍの範囲において、前記円環部における前記ステータの内周面との径方向片側に対するクリアランスと軸方向に対する内挿長さとを、約１：４０〜６０の範囲としていることから、内円環部１４ｂからステータコア１１に流れる磁束を充分に確保することができる。
【００７３】
つまり、ソレノイド１０を組み付ける際に、ステータコア１１にヨーク１４の内円環部１４ｂとの嵌合を緩くしても、内挿長さＬを長くすることによって、ヨーク１４からステータコア１１に流れる磁束を充分に確保することができる。
【００７４】
なお、このソレノイド１０の構成は、コントロールバルブの構成が、図１に示すコントロールバルブ３０に限るものではなく、図７に示す第２の形態によるコントロールバルブ６０、あるいは、図９に示す第３の形態によるコントロールバルブ８０であってもよく、また、シート部材２１，５１，７１の有無にかかわらず、電磁制御弁として構成するものであれば、すべてに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態による電磁制御弁を示す正面断面図である。
【図２】図１における弁室を示す拡大図である。
【図３】第２オリフィスを示す拡大図である。
【図４】図３におけるＡ矢視図である。
【図５】図１の電磁制御弁におけるスプールが移動した状態を示す作用図である。
【図６】図５における弁室を示す拡大図である。
【図７】本発明の第２の形態による電磁制御弁を示す正面断面図である。
【図８】図７における電磁制御弁の第２オリフィスを示す拡大図である。
【図９】本発明の第３の形態による電磁制御弁を示す正面断面図である。
【図１０】図９の電磁制御弁の弁室を示す拡大図である。
【図１１】図１０の電磁弁におけるスプールが移動した状態を示す拡大図である。
【図１２】図１１におけるＢ矢視図である。
【図１３】図１における要部拡大図である。
【図１４】図１におけるステータコアとヨーク内円環部との径方向クリアランスと内挿長さとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１、５、７…電磁制御弁
１０…ソレノイド
１１…ステータコア
１１ｂ…第２固定子
１２…ムービングコア
１２１…ブリード弁体
１３…コイル
１４…ヨーク
１４ｂ…内円環部
２０、５０、７０…弁室
２１、５１、７１…シート部材
２１１、５２１、７１１…ブリード孔（油通路）
２１４、５４２、８３０…第２オリフィス
２３、５３、７３…ブリード制御圧室（圧力制御室）
２４…ドレイン孔
３０、６０、８０…コントロールバルブ
３２、６２、８２…スプール
３３、６４、８３…制御オリフィス
３５、６５、８５…供給ポート
３６、６６、８６…出力ポート
３７、６７、８７…ドレインポート
３９、６３、８９…第２供給ポート
４０、６９、９０…第２ドレインポート
５２…第１シート部
５４…第２シート部
６２１…油流路（流路）
Ｈ 径方向片側クリアランス
Ｌ 内挿長さ
Claims (4)
- 供給ポートから出力ポートへの流通、出力ポートからドレインポートへの流通の切替えを行なうスプールと、電磁吸引力により摺動可能に配置されるムービングコアを有するソレノイドと、前記ムービングコアの先端部の弁体により開閉可能に形成される油通路を有するシート部材と、前記シート部材と前記スプール端面との間に形成される圧力制御室とを有して構成され、前記圧力制御室へ流入する油を調整する制御オリフィスを含む第２供給ポートと前記圧力制御室内の油を排出する第２ドレインポートとの２ポートで構成される弁室を有する電磁制御弁であって、
前記スプールが前記シート部材に当接した状態で、前記制御オリフィスと前記圧力制御室との間には、前記スプールと前記シート部材により前記制御オリフィスより小径の第２オリフィス部が形成されることを特徴とする電磁制御弁。 - 前記制御オリフィスが前記シート部材付近に配設され、前記第２オリフィスが前記シート部材に形成されるとともに、一端が前記圧力制御室に連接されて他端が前記制御オリフィスに連接するスリット状に形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁制御弁。
- 前記制御オリフィスが前記シート部材から離隔された位置に配設され、前記シート部材が前記ソレノイド側に配置される第１シート部材と前記スプール側に配置される第２シート部材とから構成され、前記制御オリフィスが前記スプール内に形成された流路を介して前記圧力制御室に接続され、前記第２オリフィスが、前記第２シート部材に前記流路と対向するようにスリット状に形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁制御弁。
- 供給ポートから出力ポートへの流通・出力ポートからドレインポートへの流通の切替えを行なうスプールと、電磁吸引力により摺動可能に配置されるムービングコアを有するソレノイドと、前記ムービングコアの先端部の弁体により開閉可能に形成される油通路を有するシート部材と、前記シート部材と前記スプール端面との間に形成される圧力制御室とを有して構成され、前記圧力制御室内へ流入する油を調整する制御オリフィスを含む第２供給ポートと前記圧力制御室内の油を排出する第２ドレインポートとの２ポートで構成される弁室を有する電磁制御弁であって、
前記スプールが前記シート部材に当接した状態で、前記スプールが前記制御オリフィスの一部を塞ぐことによって、前記制御オリフィスに前記制御オリフィスより小径の第２オリフィス部が形成されることを特徴とする電磁制御弁。
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