JPH078677U

JPH078677U - 電磁スプール弁

Info

Publication number: JPH078677U
Application number: JP4287393U
Authority: JP
Inventors: 幹夫鈴木; 聰数藤; 孝一高西
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1993-07-12
Publication date: 1995-02-07
Anticipated expiration: 2008-07-12
Also published as: JP2597612Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】電磁制御スプール弁においてリニアソレノイ
ド部内部の油への異物及び空気の混入を防止する。【構成】電磁制御スプール弁は、圧油供給通路23、ド
レン通路25及び出力通路24に連通する各環状溝13，15，
17をもつ滑動孔４が形成された弁本体３と、滑動孔に軸
線方向に滑動自在に嵌挿され、且つ軸線方向の変位によ
り出力通路に連通する環状溝を圧油供給通路に連通する
環状溝又はドレン通路に連通する環状溝に選択的に可変
絞り開閉するように各環状溝に対応してランド部29，31
が形成されたスプール５とを備えたスプール弁部１及び
弁本体に結合され、空間部に油が充填されたソレノイド
ハウジング40，44を備え、スプールを変位作動するリニ
アソレノイド部２から構成され、そして、ドレン通路に
連通する環状溝が弁本体に形成されたドレン油路20を介
してソレノイドハウジングの空間部に連通している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電磁スプール弁、例えば圧力制御電磁スプール弁や電磁開閉スプール弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の技術における電磁スプール弁としては、例えば実開平３−１１７１７８号公報に記載されたものがある。その電磁スプール弁においては、スプール弁部とそれを作動するように同軸線関係にあるリニアソレノイド部とから構成され、例えば自動車のオートマチックトランスミッションに用いられている。

【０００３】スプール弁部は、ミッションハウジングに形成された中空横孔に埋め込まれており、スプール弁部と同軸線関係にあるリニアソレノイド部は、その基端がスプール弁部の端部に固着されて、油タンク中の油面より上方の空気中に突出している。スプール弁部において、スプールハウジング滑動孔が軸線方向に貫通して形成され、滑動孔には、スプールが軸線方向に滑動自在に嵌挿されている。

【０００４】滑動孔の内周面には、リニアソレノイド部側から順に上方に向うドレン通路が連通した大径孔部、供給通路が連通した環状溝、出力通路が連通した環状溝が形成されている、ドレン通路は、リニアソレノイド部のハウジングの上側外周面に開口している。

【０００５】弁スプールには、軸線方向の変位により出力通路に連通する環状溝を圧油供給通路に連通する環状溝又はドレン通路に連通する環状溝に選択的に可変絞り開閉するように各環状溝に対応してランド部が形成されている。そしてスプールを変位作動するリニアソレノイド部のソレノイドハウジング空間部には油が充填されている。

【０００６】上記の電磁スプール弁において、制御された励磁電流によるリニアソレノイド部の作動によりスプールが軸線方向に変位作動し、圧油供給通路とドレン通路とを遮断の上、出力通路を圧油供給通路とドレン通路と選択的に可及絞り開閉し、出力通路への油圧を制御し、ドレン通路からの油は、リニアソレノイド部のハウジングの上側外周面の開口から外部に流出する。

【０００７】その際、リニアソレノイド部の内部空間はスプールハウジングの大径孔部に接し、リニアソレノイド部における作動による呼吸作用に伴ってリニアソレノイド部内部の油は、スプールハウジングの大径孔部からドレン通路に対し流出入する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上記の従来の技術における電磁スプール弁、即ち実開平３−１１７１７８号公報に記載された電磁スプール弁においては、油圧作動機器に接続された出力通路からの油排出のドレン通路は、スプール弁部とリニアソレノイド部との接合域にまで達した上で同域において上方に伸びリニアソレノイド部の上側外周面に開口している。

【０００９】従って、油圧作動機器において発生した鉄粉や塵埃等が混入した油がスプール弁部中をリニアソレノイド部の結合部にまで流れた上で外部に流出するので、リニアソレノイド部の結合部において、その油のリニアソレノイド部内部への侵入がリニアソレノイド部の作動による呼吸作用で生じる。その結果、リニアソレノイド部内部に充填されている油に鉄粉や塵埃等が混入し、リニアソレノイド部の作動に障害をもたらす。

【００１０】又、油タンクの油面より上方の空気中の位置に設置された場合において、ドレン通路の開口がリニアソレノイド部の上側外周面であるので、油のレベルはそこまで一応保たれて、リニアソレノイド部内部の油の充填状態も保たれているとはいえ、温度変化による収縮・膨張、油の蒸発、他の個所からの漏洩等により油のレベルが低下すると忽ちリニアソレノイド部内部への空気の侵入が起り得る。その結果、油中空気の混入により電磁スプール弁の作動における油による振動吸収作用が阻害される。この考案は、上記のような欠点がない電磁スプール弁を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

この考案の電磁スプール弁は、圧油供給通路、ドレン通路及び出力通路に連通する各環状溝をもつ滑動孔が形成された弁本体と、滑動孔に軸線方向に滑動自在に嵌挿され、且つ軸線方向の変位により出力通路に連通する環状溝を圧油供給通路に連通する環状溝又はドレン通路に連通する環状溝に選択的に可変絞り開閉するように各環状溝に対応してランド部が形成されたスプールとを備えたスプール弁部及び弁本体に結合され、空間部に油が充填されたソレノイドハウジングを備え、スプールを変位作動するリニアソレノイド部から構成されている。

【００１２】そして、ドレン通路に連通する環状溝が弁本体に形成されたドレン油路を介してのみソレノイドハウジングの空間部に連通している。更には、油タンクの油面より上方の空気中の位置に設置される形式では、弁本体の取付部におけるドレン通路の開口が電磁スプール弁の最高部位より上方に位置することが好ましい。

【００１３】

【作用】

上記の電磁スプール弁において、制御された励磁電流によるリニアソレノイド部の作動によりスプールが軸線方向に変位作動し、圧油供給通路とドレン通路とを遮断の上、出力通路を圧油供給通路とドレン通路と選択的に可変絞り開閉し、出力通路への油圧を制御する。その際、リニアソレノイド部における作動による呼吸作用に伴ってリニアソレノイド部内部の油は、ドレン通路を通って環状溝を介してドレン通路に対し流出入する。

【００１４】油圧作動機器において発生した鉄粉や塵埃等が混入した油が環状溝を介してドレン通路へ流れる際、リニアソレノイド部内部は、その環状溝にはスプール弁部に軸線方向に形成されたドレン通路を介して離れているので、油圧作動機器からドレン通路への油は、リニアソレノイド部における軸線方向変位部の呼吸作動及び往復動するスプールの呼吸作動による内部の油の流出入に際し、リニアソレノイド部に侵入しない。

【００１５】そして、電磁スプール弁が油タンクの油面より上方の空気中の位置に設置された場合において、ドレン通路の開口が電磁スプール弁の最高部位より上方に位置するので、温度変化による収縮・膨張や他の個所からの漏洩等により油のレベルが多少低下しても、リニアソレノイド部内部への空気は侵入しない。

【００１６】

【実施例】

この考案の実施例における電磁スプール弁を図面に従って説明する。なお、以下の説明における左右方向は、図１における方向である。図１に示された実施例の圧力制御電磁スプール弁は、例えば自動車のオートマチック・トランスミッション用に用いられるものである。

【００１７】実施例の圧力制御電磁スプール弁は、スプール弁部１とそれを作動するように同軸線関係にあるリニアソレノイド部２とから構成されている。スプール弁部１は、ミッションハウジング（機器）の立壁部Ｈの上端部近傍に形成された中空横孔ｈに嵌着されており、スプール弁部１と同軸線関係にあるリニアソレノイド部２は、その基端がスプール弁部１の露出端に固着されて、ミッションハウジングとミッションケースとの間に形成された油タンクＴ中の油面より上方の空気中に突出している。

【００１８】スプール弁部１において、ミッションハウジング（機器）の立壁部Ｈの中空横孔ｈに嵌着された非磁性体からなる円筒形のスプールハウジング３には、滑動孔４が軸線方向に貫通して形成され、滑動孔４には、スプール５が軸線方向に滑動自在に嵌挿されている。滑動孔４の後端（右端）は、滑動孔４に調節自在に螺着された蓋栓６により密封閉鎖されている。

【００１９】滑動孔４の内周面には、リニアソレノイド部２側から順に大径孔部７、第１環状溝９、第２環状溝11、第３環状溝13、第４環状溝15、第５環状溝17及び大径孔部19が形成されている。なお、第３環状溝13の第４環状溝15側には、小突起の凹欠部が形成されている。

【００２０】第１環状溝９は、斜上方に向う部分円弧室９ａとして、第３環状溝13、第４環状溝15及び第５環状溝17は、下方に向う部分円弧室13ａ、部分円弧室15ａ及び部分円弧室17ａとして夫々スプールハウジング３の外周面に達している。第４環状溝15は、部分円弧室15ａとは別に部分円弧室９ａとは位相がずれた斜上方に向う部分円弧室15ｂとしてスプールハウジング３の外周面に達していると共に、第５環状溝17も部分円弧室17ａとは別に部分円弧室９ａとは同一位相で斜上方に向う部分円弧室17ｂとしてスプールハウジング３の外周面に達している。（図２、図３参照）

【００２１】スプールハウジング３の外周面には互に円周的に位相がずれた軸線方向のドレン溝20及びフィードバック制御圧溝21が形成され、ドレン溝20は、第１環状溝９の部分円弧室９ａと第５環状溝17の部分円弧室17ｂとを連通しており、フィードバック制御圧溝21の一端は、オリフィス22を介して第２環状溝11と連通していると共に、他端は第４環状溝15の部分円弧室15ｂに開口している。（図２、図３参照）

【００２２】ミッションハウジングの立壁部Ｈのスプール弁部嵌着域には、ポンプＰに接続された供給通路23及び油圧作動部Ａに接続された出力通路24が中空横孔ｈに開口して形成され、更に中空横孔ｈから下向きに連通するドレン通路25は、図３に示すように途中で水平方向に向きが変えられ、さらに上方向に向きが変えられ、特に立壁部Ｈの頂面の開口Ｎで外部に連通している。そして、供給通路23は第３環状溝13の部分円弧室13ａに、出力通路24は、第４環状溝15の部分円弧室15ａに、ドレン通路25は第５環状溝17の部分円弧室17ａに夫々連通している。又、大径孔部19は、外部に直接開口連通している。

【００２３】スプール５には、リニアソレノイド部２側（左側）から順に先端小径部26、第１ランド部27、第１環状溝部28、第２ランド部29、第２環状溝部30及び第３ランド部31が順次形成されている。滑動孔４は、大径孔部７・第２環状溝11間が他部より適宜量だけ小径となっており、従って、スプール５の第１ランド部27は、他のランド部より同様に小径となっている。即ち、第１ランド部27と第２ランド部29との間には段差が形成され、第１環状溝部28の両端面には、面積差が存在する。

【００２４】リニアソレノイド部２において、基端側にフランジ部41が形成された円筒状部材である磁性体からなる第１ソレノイドハウジング40の外周面には、外部の電源制御部から導線51を介して励磁電流が通電されるソレノイド42が嵌装され、フランジ部41がスプールハウジング３の先端のフランジ部（左側端面）に固着されている。内向きフランジ部43をもつ筒状体の磁性体からなる第２ソレノイドハウジング 44は、ソレノイド42の外周を覆い、その口縁部は、第１ソレノイドハウジング40 のフランジ部41及びスプールハウジング３の先端フランジ部に固着されている。

【００２５】第１ソレノイドハウジング40の中空孔及びスプールハウジング３の大径孔部７には、スプール45及び転がり軸受46、46を介して非磁性体の弁棒47が軸線方向に滑動自在に嵌挿され、弁棒47の後端部（左端部）付近には、磁性体のプランジャ 48が取付けられ、プランジャ48は、第２ソレノイドハウジング44の内向きフランジ部43の中央開口内に僅少な隙間をもって遊嵌され、先端（右端）は、円筒形先端部48ａとなり、第１ソレノイドハウジング40の後端小径部となっているヨーク部40ａに対向し、適宜の間隙で嵌まり得るようになっている。プランジャ48を貫通して連通孔49が形成され、連通孔49は、プランジャ27の往復動における呼吸作用に寄与する。

【００２６】第２ソレノイドハウジング44の内向きフランジ部43の外端面には、蓋板50が中空孔を閉鎖するように取付けられ、リニアソレノイド部２の内部空間には、油が充填されている。スプール弁部１において、スプール５の外端面と蓋栓６の内端面に形成されたばね挿着穴との間には、後端小径部32を囲繞して圧縮コイルばね33が嵌装されている。

【００２７】従って、蓋栓６は、調節された所定のねじ込み位置に捩じ込まれており、その結果、圧縮コイルばね33は、所定の予圧の初期ばね力が与えられ、スプール５は、圧縮コイルばね33の予圧の初期ばね力により付勢変位され、その先端が常時、弁棒47の右端に当接され、延いては弁棒47は、その先端（左端）が蓋板50に向って付勢変位される。

【００２８】そして、スプールハウジング３の第１環状溝９・第２環状溝11間、第２環状溝 11・第３環状溝13間及び第５環状溝17・大径孔部19間は、夫々スプール５の第１ランド部27、第２ランド部29及び第３ランド部31により、常時遮断されている。

【００２９】上記の圧力制御電磁スプール弁の作用について説明する。図１のスプール５及び弁棒47の上側半分は、ソレノイド42が励磁されていない状態を示し、下側半分は、導線51を介して制御信号による励磁電流がソレノイド 42に印加されている状態を示す。そこで、ソレノイド42が励磁されていない場合は、弁棒47の先端は、蓋板50に当接され、プランジャ48の右端面は、第１ソレノイドハウジング40のヨーク部 40ａと適宜の間隔をあけて対向している。

【００３０】ソレノイド42が励磁されていない状態では、蓋栓６の螺入調節で調節設定された圧縮コイルばね33の初期ばね力Ｆs₀（＝Ｋx₀）がスプール５に作用し、スプール５は、図１で左行し、リニアソレノイド部２の弁棒47の先端が蓋板50に当接するまで突出した最左端位置になり、出力通路24、即ち第４環状溝15は、第２ランド部29により絞られた最大開度で第３環状溝13、即ち供給通路23に連通すると共に、第３ランド部31により第５環状溝17、即ちドレン通路25と遮断される。

【００３１】従って、ポンプＰから供給通路27に供給される圧油は、第３環状溝13、第２環状溝30及び第４環状溝15を介して出力通路24へ、即ち油圧作動部Ａへ供給され、ドレン通路25を介しての油槽Ｔに流出しないので、油圧作動部Ａの油圧は増大し、最高圧にとなる。

【００３２】外部の制御装置からの制御された励磁電流が導線51を介してソレノイド42に印加されると、第１ソレノイドハウジング40、第２ソレノイドハウジング44及びプランジャ48により構成される磁力線回路が構成され、その励磁電流の大きさに応じた大きさの吸引力Ｆm がヨーク40ａとプランジャ48との間に働き、弁棒47は、スプール５を押圧し、圧縮コイルばね33を圧縮する。

【００３３】その結果、スプール５は、図１で右行し、圧縮コイルばね33のばね力Ｆｓ（＝ｋ（ｘ₀＋ｘ））と励磁電流の大きさに応じた大きさの吸引力Ｆm とが平衡するまで、即ちｘだけ変位する。励磁電流の増大に応じて、出力通路24、即ち第４環状溝15と第３環状溝13、即ち供給通路23との連通は、第２ランド部29により次第に絞られると共に、出力通路24、即ち第４環状溝15と第５環状溝17、即ちドレン通路25との連通は、第３ランド部31により次第に開放され、遂には、出力通路24は、供給通路23と遮断されると共に、ドレン通路25と最大開度で連通する。

【００３４】その際の励磁電流による制御の作動範囲において、油圧作動部Ａへ供給される圧油が第４環状溝15からフィードバック制御圧溝21、オリフィス22及び第２環状溝11を介して第１環状溝部28にも供給され、第１環状溝部18における両端面の面積差△Ａにフィードバック圧ｐを乗じた油圧ｐ・△Ａがソレノイド42の吸引力Ｆm に付加されて働く。

【００３５】その結果、スプール５は、ソレノイド42による吸引力Ｆm とフィードバック油圧力ｐ・△Ａとの和が圧縮コイルばね33のばね力Ｆs （＝Ｋ（ｘ₀＋ｘ））と平衡する位置になり、供給通路23、即ち第３環状溝13と出力通路24、即ち第４環状溝15との連通の絞りは、ソレノイド42による吸引力Ｆm 、即ち励磁電流の大きさにより設定される上記の平衡位置に応じた開度となる。

【００３６】上記の作動範囲において、励磁電流の大きさで設定される絞りに応じた油圧作動部Ａの油圧に変動が生じると、フィードバック圧ｐが変動し、それによりスプール５が変位して、第２ランド部29が、第３環状溝13と第４環状溝15との連通関係を、即ち供給通路23と出力通路24との連通関係を変動したり遮断したりして油圧の変動を吸収して励磁電流の大きさにより設定される出力油圧を維持するようにフィードバック制御が行われる。

【００３７】励磁電流の最大時には、出力通路24は、供給通路23と遮断されると共に、ドレン通路25と最大開度で連通するので、油圧作動部Ａから油は、出力通路24、第４環状溝15、第２環状溝部30、第５環状溝17及びドレン通路25を通って外部に流出する。圧力制御電磁スプール弁において、リニアソレノイド部２における軸線方向変位部の呼吸作動及び往復動するスプール５の第１ランド部27の呼吸作動による各流出入は、第１環状溝９、ドレン溝20及び第５環状溝17を介してドレン通路25により行われる。

【００３８】油圧作動部Ａは、出力通路24、即ち第４環状溝15から第２環状溝部30を介して隣接する第５環状溝17、即ちドレン通路25に連通しており、他方、リニアソレノイド部２とは、ドレン通路25に連通している第５環状溝17から更にドレン溝20を介し、第５環状溝17から最も離れている第１環状溝９によって連通している。従って、油圧作動部Ａからの油が、リニアソレノイド部２における軸線方向変位部の呼吸作動及び往復動するスプール５の第１ランド部27の呼吸作動による内部の油の流出入に際し、リニアソレノイド部２に侵入する虞れはない。

【００３９】しかも、ドレン通路25は、ミッションハウジング（機器）の立壁部Ｈの頂面に開口しているので、即ちドレン通路25を含めての圧力制御電磁スプール弁内部の全空間より上方位置においてのみ開口しているので、ドレン通路25を含めての圧力制御電磁スプール弁内部の全空間に充満している油の液位はドレン通路25の開口に維持される。従って、油圧振動の原因となる圧力制御電磁スプール弁内部空間の油中への空気の混入、即ち該空間への空気の侵入は生じない。

【００４０】又、スプール５と弁棒47の軸動による第１環状溝９を含む空間Ｓの呼吸は、ドレン溝20内の油が出入りすることにより行われるため、油圧作動部Ａからの油が空間Ｓに侵入する虞れがない。更にプランジャ48が軸動する空間Ｕの呼吸は、空間Ｓ内の油が出入りすることにより行われるため、油圧作動部Ａからの油が空間Ｕに侵入する虞れがない。

【００４１】

【考案の効果】

この考案による電磁スプール弁においては、油圧機器の作動油が出力通路スプール弁部を介してドレン通路に対し流出する際に、リニアソレノイド部における作動による呼吸作用に伴ってリニアソレノイド部内部の油もドレン油路に通じる環状溝に向うドレン油路に対し流出入するが、リニアソレノイド部内部は、その環状溝にはスプール弁部に軸線方向に形成されたドレン油路を介して離れているので、鉄粉や塵埃等が混入した油圧作動機器からドレン通路への油は、リニアソレノイド部に侵入しない。従って、リニアソレノイド部内部に充填されている油への鉄粉や塵埃等が混入によるリニアソレノイド部の作動の障害は防止される。

【００４２】そして、電磁スプール弁が油タンクの油面より上方の空気中の位置に設置された場合において、ドレン通路の開口が電磁スプール弁の最高部位より上方に位置するので、温度変化による収縮・膨張や他の個所からの漏洩等により油のレベルが多少低下しても、リニアソレノイド部内部への空気は侵入しない。従って、電磁スプール弁の作動における油による振動吸収作用が油への混入空気により阻害されるようなことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例における圧力制御電磁スプー
ル弁の断面図である。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【図３】図１のIII −III 線における断面図である。

【符号の説明】

１スプール弁部２リニアソ
レノイド部３スプールハウジング４滑動孔５スプール６蓋栓７大径孔部９第１環状
溝 11 第２環状溝 13 第３環状
溝 15 第４環状溝 17 第５環状
溝９ａ，13ａ，15ａ，15ｂ，17ａ，17ｂ部分円弧室 19 大径孔部 20 ドレン溝 21 フィードバック制御圧溝 22 オリフィ
ス 23 供給通路 24 出力通路 25 ドレン通路 26 先端小径
部 27 第１ランド部 28 第１環状
溝部 29 第２ランド部 30 第２環状
溝部 31 第３ランド部 32 後端小径
部 33 圧縮コイルばね 41 フランジ
部 40 第１ソレノイドハウジング 40ａヨーク
部 42 ソレノイド 43 内向きフ
ランジ部 44 第２ソレノイドハウジング 45 スリーブ 46 転がり軸受 47 弁棒 48 プランジャ 48ａ円筒形
先端部 49 連通孔 50 蓋板 51 導線ＣミッションケースＨ立壁部ｈ中空横孔Ｎ開口Ａ油圧作動部ＰポンプＴ油タンク

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】圧油供給通路、ドレン通路及び出力通路
に連通する各環状溝をもつ滑動孔が形成された弁本体
と、滑動孔に軸線方向に滑動自在に嵌挿され、且つ軸線
方向の変位により出力通路に連通する環状溝を圧油供給
通路に連通する環状溝又はドレン通路に連通する環状溝
に選択的に可変絞り開閉するように各環状溝に対応して
ランド部が形成されたスプールとを備えたスプール弁部
及び弁本体に結合され、空間部に油が充填されたソレノ
イドハウジングを備え、スプールを変位作動するリニア
ソレノイド部から構成され、ドレン通路に連通する環状
溝が弁本体に形成されたドレン油路を介してのみソレノ
イドハウジングの空間部に連通している電磁スプール
弁。
【請求項２】油タンクの油面より上方の空気中の位置
に設置され、弁本体の取付部におけるドレン通路の開口
が電磁スプール弁の最高部位より上方に位置する請求項
１に記載の電磁スプール弁。