JP6127633B2 - 電磁弁及び電磁弁の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ソレノイド部のコイルに供給される電流に応じて作動油を出力する電磁弁及びその製造方法に関する。

従来、例えば車両用自動変速機の油圧装置を制御する流体制御弁として、ソレノイド部のコイルに供給される電流に応じて作動油を出力する電磁弁が用いられている。この電磁弁は、弁孔を有する筒状のスリーブと、弁孔内で軸方向移動する軸状のスプールとを備え、スプールの軸方向移動によって、スリーブに形成された入力ポートと出力ポートとの間の作動油の流路面積が変化する。これにより、コイルに供給される電流に応じた制御圧の作動油が出力ポートから出力される。

スプールは、スリーブの弁孔内で滑らかに軸方向移動するよう、スプールの外周面と弁孔の内周面との間の摺動抵抗が低いことが望ましい。本出願人は、スプールに作用する摺動抵抗を低減すべく、弁孔の内周面を高圧側のポートから低圧側のポートに向かって内径が小さくなるテーパ状にした電磁弁を提案している（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の電磁弁によれば、弁孔におけるテーパ状の内周面によってスプールに調心力が作用し、スプールの弁孔に対する偏心等によって発生する流体固着力が抑制されることにより、スプールの外周面と弁孔の内周面との間の摺動抵抗を低減できる。

一方、スリーブ内におけるスプールの偏心を抑制し、スプールを滑らかに移動させるための構造を備えた油圧バルブとして、特許文献２に記載のものが知られている。この油圧バルブは、鋳造時における鋳型の型ばらしを容易にするための抜き勾配を有する複数の油溝がスリーブに形成され、この油溝内に位置するスプールの外周面に環状の段差溝が形成されている。段差溝は、その軸方向の両端部が調圧状態において油溝の軸方向両端部よりも軸方向外方に位置するように形成されている。

特開２００９−１９７８４８号公報 特開２００３−１４８６３６号公報

特許文献２に記載のスプールの構成によれば、油溝に供給される油の油圧が段差溝内において周方向に均一に作用するので、抜き勾配に起因して発生するスプールの受圧面積の偏りによるスプールの偏心を抑制することができるが、スプールの段差溝を油溝の幅にスプールの移動量を加えた寸法以上の幅で形成する必要がある。このため、複数の油溝のうち互いに隣り合う油溝間の距離を大きくしなければならず、スリーブの軸方向長さが増大してしまう。

なお、この抜き勾配に起因するスプールの受圧面積の偏りは、例えば特許文献１に記載されている電磁弁のように、各ポートを軸線を挟んで両側から鋳抜く両側鋳抜きによって抑制することができるが、この場合には、スリーブの両側に各ポートが開口するため、スリーブの外周面と、スリーブが嵌合されるバルブボディの嵌合穴の内面との間の隙間を介して漏れる作動油の漏れ量が多くなってしまう。また、この漏れ量を低減するためにポート間の間隔をあければ、スリーブの軸方向長さが増大してしまう。

そこで、本発明は、スリーブの軸方向長さの増大を抑制しながら、スリーブの弁孔内におけるスプールの偏心を抑制することが可能な電磁弁及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、［１］〜［４］の電磁弁及び電磁弁の製造方法を提供する。

［１］コイルに供給される電流に応じてプランジャが軸方向移動するソレノイド部と、前記ソレノイド部に取り付けられ、前記プランジャと同軸に形成された弁孔を有する筒状のスリーブと、前記弁孔に収容され、前記プランジャの軸方向移動に伴って前記弁孔の内面と摺動するスプールとを備え、前記スリーブは、前記弁孔に作動油を入力する入力ポートと、前記弁孔から前記スプールの位置に応じた圧力の作動油を出力する出力ポートと、前記出力ポートから出力される作動油の一部を前記弁孔に戻すためのフィードバックポートと、前記弁孔から作動油を排出する排出ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された第１中間ポートと、前記出力ポートと前記排出ポートとの間に形成された第２中間ポートとを有し、前記入力ポート、前記フィードバックポート、前記第１中間ポート、及び前記第２中間ポートは、抜き勾配を有して鋳抜きによって形成され、前記入力ポート、前記フィードバックポート、前記第１中間ポート、及び前記第２中間ポートにおいて前記スプールに加わる偏荷重が互いに打ち消し合うように、これら各ポートにおける圧力及び前記抜き勾配が設定され、前記入力ポート及び前記フィードバックポートは、前記弁孔の軸線に直交する第１の方向に開口し、前記第１中間ポート及び前記第２中間ポートは、前記第１の方向とは反対向きの第２の方向に開口している、電磁弁。

［２］前記第１中間ポートにおける前記作動油の圧力は、前記入力ポートにおける前記作動油の圧力と前記出力ポートにおける前記作動油の圧力との中間の圧力であり、前記第２中間ポートにおける前記作動油の圧力は、前記出力ポートにおける前記作動油の圧力と前記排出ポートにおける前記作動油の圧力との中間の圧力である、［１］に記載の電磁弁。

［３］前記スプールの前記第１中間ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差は、前記スプールの前記入力ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差の２倍であり、前記スプールの前記出力ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差は、前記スプールの前記入力ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差と同じであり、前記スプールの前記フィードバックポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差は、前記スプールの前記入力ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差の１．５倍である、［２］に記載の電磁弁。

［４］コイルに供給される電流に応じてプランジャが軸方向移動するソレノイド部と、前記ソレノイド部に取り付けられ、前記プランジャと同軸に形成された弁孔を有する筒状のスリーブと、前記弁孔に収容され、前記プランジャの軸方向移動に伴って前記弁孔の内面と摺動するスプールとを備えた電磁弁の製造方法であって、前記スリーブは、前記弁孔に作動油を入力する入力ポートと、前記弁孔から前記スプールの位置に応じた圧力の作動油を出力する出力ポートと、前記出力ポートから出力される作動油の一部を前記弁孔に戻すためのフィードバックポートと、前記弁孔から作動油を排出する排出ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された第１中間ポートと、前記出力ポートと前記排出ポートとの間に形成された第２中間ポートとを有し、前記入力ポート、前記フィードバックポート、前記第１中間ポート、及び前記第２中間ポートを、前記スプールに加わる偏荷重が互いに打ち消し合うように設定された抜き勾配を有して鋳抜きによって形成し、前記入力ポート及び前記フィードバックポートを前記弁孔の軸線に直交する第１の方向に開口させ、かつ前記第１中間ポート及び前記第２中間ポートを前記第１の方向とは反対向きの第２の方向に開口させる、電磁弁の製造方法。

本発明によれば、スリーブの軸方向長さの増大を抑制しながら、スリーブの弁孔内におけるスプールの偏心を抑制することが可能となる。

実施の形態に係る電磁弁をバルブボディと共に示す断面図である。 電磁弁の弁部を示す断面図である。 入力ポートの周辺部を示す図２の一部拡大図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 入力ポートにおけるスプールを示し、（ａ）は入力ポートの開口側から見た状態を、（ｂ）は入力ポートの奥側から見た状態を、それぞれ示す。

[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態に係る電磁弁につき、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電磁弁をバルブボディと共に示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る電磁弁の弁部を示す断面図である。この電磁弁１は、例えば車両用自動変速機の油圧装置を制御する流体制御弁として使用される。

電磁弁１は、コイル２０に供給される電流に応じてプランジャ２２が軸方向移動するソレノイド部２と、ソレノイド部２に取り付けられ、プランジャ２２と同軸に形成された弁孔３０を有する筒状のスリーブ３と、弁孔３０に収容され、プランジャ２２の軸方向移動に伴って弁孔３０の内面と摺動するスプール４とを備えている。

電磁弁１は、図１に示すように、バルブボディ５に形成された嵌合穴５０にスリーブ３が嵌合した状態で使用される。バルブボディ５には、作動油を供給する供給通路５１、及び作動油を制御対象（例えば車両用自動変速機の油圧装置）６１に導く出力通路５２、出力通路５２に連通したフィードバック通路５３、及びスリーブ３の弁孔３０から排出された作動油をドレンタンク６２に導くドレン通路５４が形成されている。供給通路５１には、図略のオイルポンプ６０から吐出された作動油が供給される。

（ソレノイド部２の構成）
ソレノイド部２は、コイル２０と、固定鉄心としてのソレノイドコア２１と、可動鉄心としてのプランジャ２２と、有底円筒状のソレノイドケース２３とを有し、電磁弁１における軸線Ｏ方向の一方側（図１では左側）に配置されている。プランジャ２２は、円筒状の本体部２２０、及び本体部２２０の中心部を貫通して固定されたシャフト２２１を有している。

コイル２０は、ソレノイドケース２３の内周側で樹脂からなるボビン２４に巻き回されている。ボビン２４には、ソレノイドケース２３外に露出し、かつコイル２０に接続された外部接続用のコネクタピン（図示せず）を内蔵するコネクタ部２５が連結部２６を介して一体に設けられている。

ソレノイドコア２１は、コイル２０の内側に配置され、プランジャ２２のシャフト２２１を挿通させる円筒部２１１と、円筒部２１１におけるスリーブ３側の一端部から外方に突出して形成された環状の鍔部２１２と、円筒部２１１の他端部に形成された円筒ヨーク部２１３を有している。円筒ヨーク部２１３の内径は、円筒部２１１の内径よりも大きく形成されている。

円筒部２１１は、電磁弁１の初期状態（コイル２０の非励磁状態）においてプランジャ２２の本体部２２０に対して軸線方向に間隔をもって、シャフト２２１の外周囲に配置されている。鍔部２１２は、ソレノイドケース２３の加締め部２３３に加締められている。円筒ヨーク部２１３は、電磁弁１の作動状態（コイル２０の励磁状態）においてプランジャ２２の本体部２２０の端部の外側を包囲する。図１及び図２では、軸線Ｏよりも上側に電磁弁１の作動状態を、軸線Ｏよりも下側に電磁弁１の初期状態を、それぞれ示している。

プランジャ２２は、ソレノイドケース２３内に軸受ブッシュ２７，２８を介して軸方向移動可能に支持されている。軸受ブッシュ２７は、本体部２２０とソレノイドケース２３の突出部２３２との間に配置され、軸受ブッシュ２８は、シャフト２２１とソレノイドコア２１の円筒部２１１との間に配置されている。プランジャ２２は、コイル２０への通電による電磁力の発生（コイル２０の励磁）によって初期位置からスリーブ３側に移動し、シャフト２２１に固定されたストッパ２２２がソレノイドコア２１の円筒部２１１の端面に当接する。

円筒部２１１に挿通されたプランジャ２２の先端部は、スプール４の一方の軸方向端面に当接し、コイル２０に通電されると、スプール４を軸方向に押圧する。また、プランジャ２２は、コイル２０への通電が解除されると、スリーブ３に収容された復帰用スプリング２９のばね力（復帰力）をスプール４を介して受け、初期位置に復帰する。

ソレノイドケース２３は、円筒状の本体部２３０と、底部２３１と、底部２３１から軸線Ｏに沿って突出した円筒状の突出部２３２と、本体部２３０における底部２３１とは反対側の端部に形成された加締め部２３３とを有している。本体部２３０と突出部２３２との間には、コイル２０及びボビン２４が収容されている。

（スリーブ３の構成）
スリーブ３は、円筒状の本体部３ａ及び鍔部３ｂを有し、鍔部３ｂをソレノイドコア２１の鍔部２１ｂに当接させてソレノイドケース２３（加締め部２３３）に取り付けられている。スリーブ３には、ソレノイドコア２１の円筒部２１１内に連通し、かつスプール４を軸方向移動可能に収容する弁孔３０が本体部３ａに設けられている。

弁孔３０における鍔部３ｂとは反対側の端部の内面には、ねじ部３ｃが設けられている。弁孔３０の一端は、ねじ部３ｃに螺合する栓体３００によって閉塞され、栓体３００とスプール４の軸方向の一端部との間には、復帰用スプリング２９が配置されている。

スリーブ３は、弁孔３０に作動油を入力する入力ポート３１と、弁孔３０からスプール４の軸方向の位置に応じた圧力の作動油を出力する出力ポート３２と、出力ポート３２から出力される作動油の一部を弁孔３０に戻すためのフィードバックポート３３と、弁孔３０から作動油を排出する排出ポート３４とを有している。

入力ポート３１は、スリーブ３の本体部３ａがバルブボディ５の嵌合穴５０に嵌合することで、バルブボディ５の供給通路５１に連通する。同様に、出力ポート３２は、バルブボディ５の出力通路５２に連通し、フィードバックポート３３は、バルブボディ５のフィードバック通路５３に連通する。また、排出ポート３４は、バルブボディ５のドレン通路５４に連通する。

入力ポート３１は、出力ポート３２とフィードバックポート３３との間に設けられている。排出ポート３４は、入力ポート３１との間に出力ポート３２を挟む位置に設けられている。本実施の形態では、鍔部３ｂからねじ部３ｃに向かって、排出ポート３４，出力ポート３２，入力ポート３１，及びフィードバックポート３３がこの順序に並列して設けられている。

また、スリーブ３は、入力ポート３１と出力ポート３２との間に形成された第１中間ポート３５と、出力ポート３２と排出ポート３４との間に形成された第２中間ポート３６とを有している。入力ポート３１，出力ポート３２，フィードバックポート３３，及び排出ポート３４は軸線Ｏに直交する第１の方向（図２に示す矢印Ｄ_１方向）に開口し、第１中間ポート３５及び第２中間ポート３６は、第１の方向とは反対向きの第２の方向（図２に示す矢印Ｄ_２方向）に開口している。第１中間ポート３５及び第２中間ポート３６の開口は、バルブボディ５の嵌合穴５０の内面によって閉塞されている。

入力ポート３１，出力ポート３２，フィードバックポート３３，排出ポート３４，第１中間ポート３５，及び第２中間ポート３６は、抜き勾配を有して鋳抜きによって形成されている。つまり、入力ポート３１，出力ポート３２，フィードバックポート３３，及び排出ポート３４は、第１の方向に向かって徐々に軸線Ｏ方向の幅が広くなるように形成され、第１中間ポート３５及び第２中間ポート３６は、第２の方向に向かって徐々に軸線Ｏ方向の幅が広くなるように形成されている。

図２では、スリーブ３の製造時における鋳型の輪郭を二点鎖線で示している。フィードバックポート３３，入力ポート３１，出力ポート３２，及び排出ポート３４は、それぞれ鋳型の第１乃至第４突起７１〜７４の鋳抜きによって形成される。第１中間ポート３５及び第２中間ポート３６は、それぞれ鋳型の第５及び第６突起７５，７６の鋳抜きによって形成される。スリーブ３の成形後、第１乃至第４突起７１〜７４は矢印Ｄ_１方向に抜かれ、第５及び第６突起７５，７６は矢印Ｄ_２方向に抜かれる。つまり、入力ポート３１，出力ポート３２，フィードバックポート３３，及び排出ポート３４は、矢印Ｄ_１方向への片側鋳抜きによって形成される。第１中間ポート３５及び第２中間ポート３６は、矢印Ｄ_２方向への片側鋳抜きによって形成される。

スリーブ３の製造時（鋳造時）において、第１中間ポート３５を形成するための第５突起７５は、入力ポート３１を形成するための第２突起７２と出力ポート３２を形成するための第３突起７３との間に介在する。また、第２中間ポート３６を形成するための第６突起７６は、出力ポート３２を形成するための第３突起７３と排出ポート３４を形成するための第４突起７４との間に介在する。つまり、第２乃至第４突起７２〜７４と、第５及び第６突起７５，７６とは、互い違いに配置される。

（スプール４の構成）
スプール４には、ねじ部３ｃ側から鍔部３ｂ側に向かって、第１乃至第５のランド４１〜４５が形成されている。第２乃至第４のランド４２〜４４の外径はそれぞれ等しく、かつ第１のランド４１の外径よりも大きく形成されている。フィードバックポート３３における作動油のフィードバック圧は、このフィードバック圧を受ける第１のランド４１の受圧面積と第２のランド４２の受圧面積との差によって、スプール４を鍔部３ｂ側に押圧する押圧力を発生させる。

第２のランド４２は、入力ポート３１と第１中間ポート３５との間の流路面積を変化させる。第２のランド４２の外周面４２ａは、コイル２０の非励磁状態で、弁孔３０における入力ポート３１と第１中間ポート３５との間の内面３０ａにラップ部ａ_１において重なり、入力ポート３１から第１中間ポート３５への作動油の流動を抑制する。

第３のランド４３は、第１中間ポート３５と出力ポート３２との間の流路面積を変化させる。第３のランド４３の外周面４３ａは、コイル２０の非励磁状態で、弁孔３０における第１中間ポート３５と出力ポート３２との間の内面３０ｂにラップ部ａ_２において重なり、第１中間ポート３５から出力ポート３２への作動油の流動を抑制する。

一方、コイル２０が励磁されると、図２における軸線Ｏよりも上側に示すように、入力ポート３１と出力ポート３２とが第１中間ポート３５を介して連通し、出力ポート３２から弁孔３０内におけるスプール４の軸方向位置に応じた圧力の作動油が出力される。

ラップ部ａ_１における第２のランド４２の外周面４２ａと弁孔３０の内面３０ａとの重なり部分の軸線Ｏ方向の長さは、ラップ部ａ_２における第３のランド４３の外周面４３ａと弁孔３０の内面３０ｂとの重なり部分の軸線Ｏ方向の長さと同じである。これにより、第１中間ポート３５における作動油の圧力は、入力ポート３１における作動油の圧力（供給圧）と出力ポート３２における作動油の圧力との中間の圧力となる。

第４のランド４４は、出力ポート３２と第２中間ポート３６との間の流路面積を変化させる。第４のランド４４の外周面４４ａは、コイル２０の励磁状態で、弁孔３０における出力ポート３２と第２中間ポート３６との間の内面３０ｃにラップ部ｂ_１において重なり、出力ポート３２から第２中間ポート３６への作動油の流動を抑制する。

第５のランド４５は、第２中間ポート３６と排出ポート３４との間の流路面積を変化させる。第５のランド４５の外周面４５ａは、コイル２０の励磁状態で、弁孔３０における第２中間ポート３６と排出ポート３４との間の内面３０ｄにラップ部ｂ_２において重なり、第２中間ポート３６から排出ポート３４への作動油の流動を抑制する。

一方、コイル２０への通電が遮断されると、図２における軸線Ｏよりも下側に示すように、出力ポート３２と排出ポート３４とが第２中間ポート３６を介して連通する。

ラップ部ｂ_１における第４のランド４４の外周面４４ａと弁孔３０の内面３０ｃとの重なり部分の軸線Ｏ方向の長さは、ラップ部ｂ_２における第５のランド４５の外周面４５ａと弁孔３０の内面３０ｄとの重なり部分の軸線Ｏ方向の長さと同じである。これにより、第２中間ポート３６における作動油の圧力は、出力ポート３２における作動油の圧力と排出ポート３４における作動油の圧力との中間の圧力となる。排出ポート３４は、ドレン通路５４を介してドレンタンク６２に連通しているので、排出ポート３４における作動油の圧力はゼロであり、第２中間ポート３６における作動油の圧力は、出力ポート３２における作動油の圧力の半分の圧力となる。

（スプール４の偏心抑制構造）
次に、スプール４のスリーブ３内における偏心抑制構造について説明する。

前述のように、スリーブ３の各ポート（入力ポート３１，出力ポート３２，フィードバックポート３３，排出ポート３４，第１中間ポート３５，及び第２中間ポート３６）は、片側鋳抜きによって形成されるので、軸線Ｏに平行な方向の幅が、奥側から開口側に向かって徐々に広がるように形成される。これにより、各ポートでは、スプール４を弁孔３０の内面に押し付ける偏荷重が発生する。この偏荷重が発生する理由について、入力ポート３１を例にとって図３乃至図５を参照して説明する。

図３は、入力ポート３１の周辺部を示す図２の一部拡大図である。図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図５は、入力ポート３１におけるスプール４の第２のランド４２を示し、（ａ）は入力ポート３１の開口側から見た状態を、（ｂ）は入力ポート３１の奥側から見た状態を、それぞれ示す。なお、これらの図では、入力ポート３１の抜き勾配を誇張して表している。

入力ポート３１は、図３及び図４に示すように、軸線Ｏ方向に向かい合う一対の平面３１ａ，３１ｂと、軸線Ｏの周方向に沿って湾曲した半円状の底面３１ｃと、一対の平面３１ａ，３１ｂの間でスプール４を挟んで向かい合う一対の側面３１ｄ，３１ｅとによって形成されている。一対の平面３１ａ，３１ｂ間の幅は、奥側の底面３１ｃから入力ポート３１の開口側に近づくにつれて広くなる。一対の平面３１ａ，３１ｂは、それぞれ軸線Ｏの径方向に対して傾斜しており、この傾斜が製造時における鋳型の第２突起７２（図２に示す）を鋳抜く際の抜き勾配αとなっている。抜き勾配αは、例えば０．５°から２°である。

この抜き勾配αにより、入力ポート３１における作動油から圧力を受ける第２のランド４２の外周面４２ａの軸方向長さが、入力ポート３１の奥側と開口側で異なる。つまり、図３に示すように、入力ポート３１の開口側において第２のランド４２の外周面４２ａが作動油の圧力を受ける範囲の軸方向長さをＬ_１とし、入力ポート３１の奥側において第２のランド４２の外周面４２ａが作動油の圧力を受ける範囲の軸方向長さをＬ_２とすると、Ｌ_１＞Ｌ_２となる。

この作動油の圧力を受ける範囲の軸方向長さの違いにより、スプール４は、軸線Ｏに直交する方向の偏荷重を受ける。図５（ａ）では、スプール４の第２のランド４２の外周面４２ａのうち、軸線Ｏよりも入力ポート３１の開口側で作動油の圧力を受ける受圧領域４２ｂをクロスハッチングで示している。また、図５（ｂ）では、スプール４の第２のランド４２の外周面４２ａのうち、軸線Ｏよりも入力ポート３１の奥側で作動油の圧力を受ける受圧領域４２ｃをクロスハッチングで示している。

入力ポート３１の開口側から見た受圧領域４２ｂの面積（投影面積）をＳ_１とし、入力ポート３１の奥側から見た受圧領域４２ｃの面積（投影面積）をＳ_２とすると、受圧領域４２ｂ，４２ｃの軸線Ｏ方向の幅の違いによってＳ_１＞Ｓ_２となり、Ｓ_１とＳ_２との差を受圧面積差ΔＳ_１（ΔＳ_１＝Ｓ_１−Ｓ_２）とすると、ΔＳ_１は正の値となる。また、入力ポート３１における作動油の油圧をＰ_１とすると、スプール４は、入力ポート３１の奥側に押し付けられる方向の偏荷重（Ｐ_１×ΔＳ_１）を受ける。

このような偏荷重は、出力ポート３２及びフィードバックポート３３においても同様に発生する。このため、これらの偏荷重に対する対策を施さない場合には、スプール４が弁孔３０の内面に押し付けられ、スプール４の滑らかな摺動が妨げられると共に、スプール４の外周面及び弁孔３０の内面が摩耗して作動油の漏れ量が増大してしまう。そこで、本実施の形態では、第１中間ポート３５及び第２中間ポート３６を形成すると共に、第１中間ポート３５及び第２中間ポート３６の開口を入力ポート３１，出力ポート３２，及びフィードバックポート３３の開口の反対側に設け、それぞれのポートで発生する偏荷重を相殺するようにしている。つまり、入力ポート３１，フィードバックポート３３，第１中間ポート３５，及び第２中間ポート３６においてスプール４に加わる偏荷重が互いに打ち消し合うように、これら各ポートにおける作動油の圧力及び抜き勾配が設定されている。

より具体的には、フィードバックポート３３における作動油の圧力及び受圧面積差をＰ_２，ΔＳ_２とし、第１中間ポート３５における作動油の圧力及び受圧面積差をＰ_３，ΔＳ_３とし、第２中間ポート３６における作動油の圧力及び受圧面積差をＰ_４，ΔＳ_４とすると、これらが下式（１）を満たす関係にある。
〔数１〕
Ｐ_１×ΔＳ_１＋Ｐ_２×ΔＳ_２＝Ｐ_３×ΔＳ_３＋Ｐ_４×ΔＳ_４ −（１）

ここで、式（１）の左辺は、スプール４を図２の下向き（矢印Ｄ_２方向）に押し付ける下向き偏荷重であり、式（１）の右辺は、スプール４を図２の上向き（矢印Ｄ_１方向）に押し付ける上向き偏荷重である。なお、下向き偏荷重と上向き偏荷重とは、必ずしも同一の値でなくともよく、例えば下向き偏荷重が上向き偏荷重の０．８〜１．２倍であれば、スプール４を滑らかに摺動させることができると共に、スプール４の外周面及び弁孔３０の内面の摩耗を適切に抑制することが可能となる。また、ΔＳ_１，ΔＳ_２，ΔＳ_３，ΔＳ_４は、例えば入力ポート３１，フィードバックポート３３，第１中間ポート３５，第２中間ポート３６の抜き勾配を調節することによって、所望の値に設定することが可能である。

なお、本実施の形態では、出力ポート３２に対応するランドをスプール４が有していないので、出力ポート３２における受圧面積差は考慮していない。

以下に、本発明のさらに具体的な実施の形態としての実施例について説明する。なお、この実施例は、上記の式（１）を満たすための好適な構成例として示すものであり、本発明は、この実施例に限定されるものでないことは勿論である。

本実施例では、式（１）に含まれる各要素が下記（ａ）〜（ｅ）の条件式を満たすように設定されている。また、下記（ａ）及び（ｂ）では、出力ポート３２の作動油の圧力をＰｏで表している。前述のように、フィードバック通路５３は出力通路５２に連通しているので、Ｐｏ＝Ｐ_２である。
（ａ） Ｐ_３＝（Ｐ_１＋Ｐｏ）／２
（ｂ） Ｐ_４＝Ｐｏ／２
（ｃ） ΔＳ_２＝ΔＳ_１×１．５
（ｄ） ΔＳ_３＝ΔＳ_１×２
（ｅ） ΔＳ_４＝ΔＳ_１

この場合、コイル２０に供給される励磁電流の制御によってスプール４が軸方向移動し、出力ポート３２から出力される作動油の圧力（以下、この圧力を「制御圧」という）が最小値（Ｐｏ＝０）から最大値（Ｐｏ＝Ｐ_１）まで変化しても、常に式（１）の関係式が満たされる。このことを、制御圧が最小値の場合と最大値の場合のそれぞれについて、具体的に説明する。

制御圧が最小値の場合には、Ｐ_２＝Ｐｏ＝０であるので、式（１）の左辺にあたる下向き偏荷重は、Ｐ_１×ΔＳ_１となる。また、Ｐ_４＝Ｐｏ／２＝０であるので、式（１）の右辺にあたる上向き偏荷重は、条件式（ａ）及び（ｄ）により、Ｐ_３×ΔＳ_３＝（（Ｐ_１＋Ｐｏ）／２）×ΔＳ_１×２＝Ｐ_１×ΔＳ_１となる。よって、式（１）の関係式が満たされる。

一方、制御圧が最大値の場合には、Ｐ_２＝Ｐｏ＝Ｐ_１であるので、式（１）の左辺にあたる下向き偏荷重は、条件式（ｃ）により、Ｐ_１×ΔＳ_１×２．５となる。また、式（１）の右辺にあたる上向き偏荷重は、条件式（ａ），（ｂ），（ｄ），（ｅ）により、Ｐ_３×ΔＳ_３＋Ｐ_４×ΔＳ_４＝（（Ｐ_１＋Ｐｏ）／２）×ΔＳ_１×２＋Ｐｏ／２×ΔＳ_１＝Ｐ_１×ΔＳ_１×２＋Ｐ_１×ΔＳ_１×０．５＝Ｐ_１×ΔＳ_１×２．５となる。よって、式（１）の関係式が満たされる。

このように、制御圧が最小値（Ｐｏ＝０）から最大値（Ｐｏ＝Ｐ_１）まで変化しても、式（１）の関係式が満たされ、下向き偏荷重及び上向き偏荷重が互いに相殺されることにより、スプール４を滑らかに摺動させることができ、スプール４の外周面及び弁孔３０の内面の摩耗が抑制される。

以上、本発明の電磁弁を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、入力ポート３１，出力ポート３２，フィードバックポート３３，及び排出ポート３４が第１の方向に開口し、第１中間ポート３５及び第２中間ポート３６が第２の方向に開口する場合について説明したが、これに限らず、各ポートの開口の向きはバルブボディ５の構成等に基づいて適宜変更することができる。

（２）上記実施の形態では、鍔部３ｂからねじ部３ｃに向かって、排出ポート３４，出力ポート３２，入力ポート３１，及びフィードバックポート３３がこの順序に並列する場合について説明したが、これに限らず、各ポートの位置は適宜変更することができる。

（３）上記実施の形態では、コイル２０の励磁状態において入力ポート３１から出力ポート３２に作動油が供給され、コイル２０の非励磁状態において出力ポート３２への入力ポート３１からの作動油の供給が遮断されるノーマルクローズタイプの電磁弁１に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、コイル２０の非励磁状態において入力ポート３１から出力ポート３２に作動油が供給されるノーマルオープンタイプの電磁弁に本発明を適用してもよい。

（４）電磁弁１の用途には特に制限はなく、車両用自動変速機の他、様々な用途に電磁弁１を使用することが可能である。

１…電磁弁、２…ソレノイド部、３…スリーブ、３ａ…本体部、３ｂ…鍔部、３ｃ…ねじ部、４…スプール、５…バルブボディ、２０…コイル、２１…ソレノイドコア、２１ｂ…鍔部、２２…プランジャ、２３…ソレノイドケース、２４…ボビン、２５…コネクタ部、２６…連結部、２７，２８…軸受ブッシュ、２９…復帰用スプリング、３０…弁孔、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…内面、３１…入力ポート、３１ａ，３１ｂ…平面、３１ｃ…底面、３１ｄ，３１ｅ…側面、３２…出力ポート、３３…フィードバックポート、３４…排出ポート、３５…第１中間ポート、３６…第２中間ポート、４１〜４５…第１乃至第５のランド、４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ…外周面、４２ｂ，４２ｃ…受圧領域、５０…嵌合穴、５１…供給通路、５２…出力通路、５３…フィードバック通路、５４…ドレン通路、６０…オイルポンプ、６１…制御対象、６２…ドレンタンク、７１〜７６…第１乃至第６突起、２１１…円筒部、２１２…鍔部、２１３…円筒ヨーク部、２２０…本体部、２２１…シャフト、２２２…ストッパ、２３０…本体部、２３１…底部、２３２…突出部、２３３…加締め部、３００…栓体、ａ_１，ａ_２，ｂ_１，ｂ_２…ラップ部、Ｐ_１…入力ポートにおける作動油の圧力、Ｐ_２…フィードバックポートにおける作動油の圧力、Ｐ_３…第１中間ポートにおける作動油の圧力、Ｐ_４…第２中間ポートにおける作動油の圧力、Ｐｏ…出力ポート３２の作動油の圧力、ΔＳ_１…入力ポートにおけるスプールの受圧面積差、ΔＳ_２…フィードバックポートにおけるスプールの受圧面積差、ΔＳ_３…第１中間ポートにおけるスプールの受圧面積差、ΔＳ_４…第２中間ポートにおけるスプールの受圧面積差、Ｏ…軸線、α…抜き勾配

Claims (4)

1. コイルに供給される電流に応じてプランジャが軸方向移動するソレノイド部と、
   前記ソレノイド部に取り付けられ、前記プランジャと同軸に形成された弁孔を有する筒状のスリーブと、
   前記弁孔に収容され、前記プランジャの軸方向移動に伴って前記弁孔の内面と摺動するスプールとを備え、
   前記スリーブは、前記弁孔に作動油を入力する入力ポートと、前記弁孔から前記スプールの位置に応じた圧力の作動油を出力する出力ポートと、前記出力ポートから出力される作動油の一部を前記弁孔に戻すためのフィードバックポートと、前記弁孔から作動油を排出する排出ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された第１中間ポートと、前記出力ポートと前記排出ポートとの間に形成された第２中間ポートとを有し、
   前記入力ポート、前記フィードバックポート、前記第１中間ポート、及び前記第２中間ポートは、抜き勾配を有して鋳抜きによって形成され、
   前記入力ポート、前記フィードバックポート、前記第１中間ポート、及び前記第２中間ポートにおいて前記スプールに加わる偏荷重が互いに打ち消し合うように、これら各ポートにおける圧力及び前記抜き勾配が設定され、
   前記入力ポート及び前記フィードバックポートは、前記弁孔の軸線に直交する第１の方向に開口し、
   前記第１中間ポート及び前記第２中間ポートは、前記第１の方向とは反対向きの第２の方向に開口している、
   電磁弁。
2. 前記第１中間ポートにおける前記作動油の圧力は、前記入力ポートにおける前記作動油の圧力と前記出力ポートにおける前記作動油の圧力との中間の圧力であり、
   前記第２中間ポートにおける前記作動油の圧力は、前記出力ポートにおける前記作動油の圧力と前記排出ポートにおける前記作動油の圧力との中間の圧力である、
   請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記スプールの前記第１中間ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差は、前記スプールの前記入力ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差の２倍であり、
   前記スプールの前記出力ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差は、前記スプールの前記入力ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差と同じであり、
   前記スプールの前記フィードバックポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差は、前記スプールの前記入力ポートにおける開口側と奥側との受圧面積の差の１．５倍である、
   請求項２に記載の電磁弁。
4. コイルに供給される電流に応じてプランジャが軸方向移動するソレノイド部と、前記ソレノイド部に取り付けられ、前記プランジャと同軸に形成された弁孔を有する筒状のスリーブと、前記弁孔に収容され、前記プランジャの軸方向移動に伴って前記弁孔の内面と摺動するスプールとを備えた電磁弁の製造方法であって、
   前記スリーブは、前記弁孔に作動油を入力する入力ポートと、前記弁孔から前記スプールの位置に応じた圧力の作動油を出力する出力ポートと、前記出力ポートから出力される作動油の一部を前記弁孔に戻すためのフィードバックポートと、前記弁孔から作動油を排出する排出ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された第１中間ポートと、前記出力ポートと前記排出ポートとの間に形成された第２中間ポートとを有し、
   前記入力ポート、前記フィードバックポート、前記第１中間ポート、及び前記第２中間ポートを、前記スプールに加わる偏荷重が互いに打ち消し合うように設定された抜き勾配を有して鋳抜きによって形成し、
   前記入力ポート及び前記フィードバックポートを前記弁孔の軸線に直交する第１の方向に開口させ、かつ前記第１中間ポート及び前記第２中間ポートを前記第１の方向とは反対向きの第２の方向に開口させる、
   電磁弁の製造方法。

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