JPH10122413A - 流体圧力制御用の三方電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体圧力制御中の電磁弁部品の振動や作動音
を小さくする。 【解決手段】 筒状の弁ハウジング３４と筒状のソレノ
イドコイル３３とを同軸上に配置し、弁ハウジング３４
の内周部に非磁性材製のスリーブ３９を嵌着し、このス
リーブ３９の内周側に磁性材製の筒状弁体４２を摺動自
在に嵌合する。弁ハウジング３４の外周部に入力ポート
３６を形成すると共に、該弁ハウジング３４の側壁中央
部に、筒状弁体４２の端面開口に対向する出力ポート３
７を形成し、コイルハウジング３１の側面部に排出ポー
ト３８を形成し、入力ポート３６から出力ポート３７へ
の流路と排出ポート３８への流路とをスリーブ３９で仕
切った構成とする。スリーブ３９には、排出ポート３８
に連通する流路４５を有する嵌合壁部４６を形成し、こ
の嵌合壁部４６の内周側に円筒状の弁座４７を嵌着し、
この弁座４７の内周側に固定鉄心４８を嵌着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧等の流体圧力
を制御する流体圧力制御用の三方電磁弁に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、流体圧力制御用の三方電磁弁
は、例えば自動車の自動変速機の油圧制御装置に用いら
れており、その一例が特開平４−２５８５８０号公報に
示されている。このものは、図６に示すように、筒状の
弁ハウジング１１と筒状のソレノイドコイル１２とを同
軸上に配置し、それらの内周側に筒状弁体１３（可動鉄
心）と固定鉄心１４とを同軸上に配置し、更に、筒状弁
体１３の内周側には流路形成用の内筒１５を配置してい
る。弁ハウジング１１の下端中心部に入力ポート１６が
形成され、後述するソレノイドコイル１２のＯＦＦ時に
は、入力ポート１６から内筒１５の内部に流入した油が
該内筒１５の周壁に形成された流出口１７と筒状弁体１
３の穴１８を通って、弁ハウジング１１の外周部に形成
された出力ポート１９から流出する。そして、内筒１５
の流出口１７の上方には仕切壁２０と流入口２１が形成
され、後述するソレノイドコイル１２のＯＮ時には、弁
ハウジング１１内に存在する油が筒状弁体１３の穴１８
から流入口２１を通して内筒１５内に流入し、固定鉄心
１４の上端中央部に形成された排出ポート２２から排出
される。

【０００３】この場合、出力ポート１９の圧力の制御
は、ソレノイドコイル１２のＯＮ／ＯＦＦのデューティ
比をＰＷＭ(Pulse Width Modulation)方式で制御するこ
とにより行われる。つまり、ソレノイドコイル１２のＯ
ＦＦ時には、筒状弁体１３がスプリング２３によって下
方に移動され、入力ポート１６から出力ポート１９への
流路が開放されると共に、排出ポート２２への流路が閉
鎖される。一方、ソレノイドコイル１２のＯＮ時には、
筒状弁体１３が上方に吸引され、入力ポート１６から出
力ポート１９への流路が閉鎖されると共に、排出ポート
２２への流路が開放される。従って、ソレノイドコイル
１２のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を制御することで、
出力ポート１９における平均油圧を制御できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成では、ソレノ
イドコイル１２のＯＮ／ＯＦＦに同期して筒状弁体１３
が高速度で往復動作し、急激な油の流通／遮断が繰り返
される。これにより、弁ハウジング１１内で脈動圧が発
生し、その脈動圧が弁ハウジング１１の内周面２４で直
接受けられる。このため、弁ハウジング１１に伝達され
る脈動エネルギ（脈動圧×受圧面積）が大きくなり、そ
れによって電磁弁部品の振動や作動音が大きくなる欠点
がある。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、流体圧力制御中の電
磁弁部品の振動や作動音を小さくすることができる流体
圧力制御用の三方電磁弁を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の流体圧力制御用の三方電磁弁
は、弁ハウジングの内周部に非磁性材製のスリーブを嵌
着し、このスリーブの内周側に筒状弁体を摺動自在に嵌
合し、前記弁ハウジングの外周部に入力ポートを形成す
ると共に、該弁ハウジングの側壁中央部に、前記筒状弁
体の端面開口に対向する出力ポートを形成している。こ
の場合、筒状弁体の往復動作に伴う脈動圧が筒状弁体内
で発生するが、その脈動圧の受圧面となる筒状弁体の内
周面は、その外周側に位置する弁ハウジングの内周面
（従来の受圧面）と比較して面積が小さいため、筒状弁
体に伝達される脈動エネルギ（脈動圧×受圧面積）が従
来よりも小さくなり、その分、電磁弁部品の振動や作動
音が小さくなる。しかも、入力ポートを弁ハウジングの
外周部に形成しているため、従来のように入力ポートを
中心側に配置する構成とは異なり、電磁弁自体の外径寸
法を大きくすることなく、入力ポートの開口面積を容易
に拡大でき、流入流量増大ひいては流体圧力の制御幅拡
大が容易である。更に、筒状弁体を摺動自在に嵌合する
スリーブは、入力ポートから出力ポートへの流路と排出
ポートへの流路とを仕切る仕切り部材としても機能し、
電磁弁の構成も簡単である。

【０００７】この場合、請求項２のように、固定鉄心
に、筒状弁体の内周面に微小隙間を介して対向する筒状
壁を形成し、この筒状壁に、流体を通過させるスリット
又は孔を形成するようにしても良い。このようにすれ
ば、固定鉄心→筒状壁→筒状弁体の経路で磁気抵抗の少
ない磁気回路を構成することができ、筒状弁体を効率良
く駆動できる。

【０００８】また、請求項３のように、スリーブに、排
出ポートに連通する流路を有する嵌合壁部を前記固定子
鉄心と同心状に形成し、この嵌合壁部の内周側に、筒状
弁体の排出ポート側の開口縁に対向する円筒状の弁座を
嵌着し、この弁座の内周側に固定鉄心を嵌着した構成と
しても良い。このようにすれば、スリーブに対して弁座
と固定子鉄心との双方を組み付けることができ、部品点
数削減・組付性向上を実現できると共に、これら３部品
の同心性の確保が容易であり、組付精度も向上できる。

【０００９】また、請求項４のように、筒状弁体の内部
から排出ポートへの流路は、その途中部の流路断面積を
その前後の流路断面積よりも拡大するようにしても良
い。このようにすれば、筒状弁体の内部から排出ポート
への流路がマフラ（消音器）の如き構造となり、流体噴
出及び流体脈動に対する消音効果を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図５に基づいて説明する。ここで、図１はソレノイ
ドコイル３３のＯＦＦ時の状態を示す三方電磁弁の縦断
面図、図２はソレノイドコイル３３のＯＮ時の状態を示
す三方電磁弁の縦断面図、図３は弁ハウジング３４の主
要部の正面図、図４は図１のＡ線に沿って部分的に破断
して示す右側面図、図５はソレノイドコイル３３のＯＮ
／ＯＦＦデューティ比と出力ポート３７の圧力との関係
を示す図である。

【００１１】磁性材製のコイルハウジング３１内には、
絶縁性樹脂製のコイルボビン３２に巻装されたソレノイ
ドコイル３３を収納し、該コイルボビン３２の左側面に
磁性材製の筒状の弁ハウジング３４のフランジ部３５を
宛がった状態で、コイルハウジング３１の縁部を弁ハウ
ジング３４のフランジ部３５にかしめ付けることで、こ
れら各部品を一体化している。この場合、弁ハウジング
３４の内径寸法とコイルボビン３２の内径寸法とが同一
寸法に形成され、これら両者が同軸上に連結されてい
る。弁ハウジング３４の外周部には、複数の入力ポート
３６が同一円周上に形成され、該弁ハウジング３４の左
側壁中央部には出力ポート３７が形成されている。一
方、コイルハウジング３１の右側壁には、複数の排出ポ
ート３８がコイルボビン３２の内周部に沿って形成され
ている。

【００１２】弁ハウジング３４の内周部には、耐摩耗性
のある非磁性材製のスリーブ３９が圧入固定されてい
る。このスリーブ３９の左側部分には、入力ポート３６
に対応する位置に切欠部４０が形成され、該切欠部４０
の左端と弁ハウジング３４の右側壁との間に、非磁性材
製の円環状の弁座４１が挟着されている。また、スリー
ブ３９の内周側には、可動鉄心を兼ねる磁性材製の筒状
弁体４２が摺動自在に嵌合されている。この筒状弁体４
２の左端開口縁は、弁座４１とその内周側に突出する弁
ハウジング３４の環状リブ４３とに対向している。筒状
弁体４２内の左側部分には、非磁性材製のスプリング４
４が弁ハウジング３４の左側壁との間に収納され、この
スプリング４４の弾発力によって筒状弁体４２が右方向
（固定鉄心４８側）に付勢されている。

【００１３】一方、スリーブ３９の右側部分には、排出
ポート３８に連通するスリット状の流路４５を有する嵌
合壁部４６が一体に形成され、この嵌合壁部４６がコイ
ルボビン３２の内周部に嵌合されている。この嵌合壁部
４６の内周側には、非磁性材製の円筒状の弁座４７が圧
入固定され、ソレノイドコイル３３のＯＮ／ＯＦＦに応
じて筒状弁体４２の右端開口縁が弁座４７に当接／離間
するようになっている。この弁座４７の内周側には固定
鉄心４８が圧入固定され、この固定鉄心４８の左側部分
には、筒状弁体４２の内周面に微小隙間を介して対向す
る筒状壁４９が一体に形成され、この筒状壁４９には、
流体を弁座４７側へ通過させるスリット５０が形成され
ている。

【００１４】固定鉄心４８の外周面とコイルボビン３２
の内周面との間には、スリーブ３９のスリット状の流路
４５と排出ポート３８との間を連通させる円筒状の流路
５１が形成されている。これにより、弁座４７から排出
ポート３８への流路は、その途中の円筒状の流路５１で
流路断面積が拡大され、マフラ（消音器）のような構造
となっている。また、筒状弁体４２を摺動自在に嵌合す
るスリーブ３９は、入力ポート３６から出力ポート３７
への流路と排出ポート３８への流路とを仕切る仕切り部
材としても機能している。

【００１５】以上のように構成された三方電磁弁は、常
開型のシート弁であり、出力ポート３７の出力圧の制御
は、ソレノイドコイル３３のＯＮ／ＯＦＦのデューティ
比をＰＷＭ制御することにより行われる。ソレノイドコ
イル３３のＯＦＦ時には、図１に示すように、スプリン
グ２３の弾発力により筒状弁体４２が右方向に移動さ
れ、筒状弁体４２の左端が出力ポート３７側の弁座４１
から離間して、入力ポート３６から出力ポート３７への
流路が開放されると共に、筒状弁体４２の右端が弁座４
７に当接して、排出ポート３８への流路４５が閉鎖され
る。この状態では、入力ポート３６から流入した流体が
出力ポート３７へ流れ、出力ポート３７の圧力が上昇す
る。

【００１６】一方、ソレノイドコイル３３のＯＮ時に
は、弁ハウジング３４の環状リブ４３と筒状弁体４２と
の間で磁気吸引力が働き、筒状弁体４２がスプリング２
３の弾発力に抗して左方向に吸引される。これにより、
図２に示すように、筒状弁体４２の左端が弁座４１に当
接して、入力ポート３６から出力ポート３７への流路が
閉鎖されると共に、筒状弁体４２の右端が排出ポート３
８側の弁座４７から離間して、排出ポート３８への流路
４５が開放される。この状態では、筒状弁体４２内に存
在する流体が排出ポート３８へ流れ、出力ポート３７の
圧力が低下する。

【００１７】そして、出力ポート３７の圧力を制御する
場合には、ソレノイドコイル３３のＯＮ／ＯＦＦを例え
ば５０〜７０Ｈｚ程度の周波数で切り換え、図１の状態
と図２の状態とを交互に切り換える。この際、ＯＮ時間
の比率であるデューティ比をＰＷＭ方式で制御して出力
ポート３７の平均圧力を制御するものであり、その制御
特性は、図５に示すように、デューティ比を大きくする
と、出力ポート３７の圧力が低下し、デューティ比を小
さくすると出力ポート３７の圧力が上昇する。

【００１８】圧力制御中は、ソレノイドコイル３３のＯ
Ｎ／ＯＦＦに同期して筒状弁体４２が高速度で往復動作
し、急激な油の流通／遮断が繰り返される。これによ
り、出力ポート３７の圧力を保持する筒状弁体４２内で
脈動圧が発生するが、その脈動圧の受圧面となる筒状弁
体４２の内周面は、その外周側に位置する弁ハウジング
３４の内周面（従来の受圧面）と比較して面積が小さい
ため、筒状弁体４２に伝達される脈動エネルギ（脈動圧
×受圧面積）が従来よりも小さくなり、その分、電磁弁
部品の振動や作動音を小さくできて、低騒音化の要求を
満たすことができる。

【００１９】しかも、入力ポート３６を弁ハウジング３
４の外周部に形成しているため、従来のように入力ポー
ト３６を中心側に配置する構成とは異なり、電磁弁自体
の外径寸法を大きくすることなく、入力ポート３６の開
口面積を容易に拡大でき、流入流量増大ひいては流体圧
力の制御幅拡大を容易に実現できる。更に、筒状弁体４
２を摺動自在に嵌合するスリーブ３９は、入力ポート３
６から出力ポート３７への流路と排出ポート３８への流
路とを仕切る仕切り部材としても機能するため、他の仕
切り部材を設ける必要がなく、部品点数を少なくでき
て、電磁弁の構成も簡単である。

【００２０】また、上記実施形態では、固定鉄心４８
に、筒状弁体４２の内周面に微小隙間を介して対向する
スリット５０付きの筒状壁４９を形成したので、筒状弁
体４２内の流体の通過を妨げることなく、固定鉄心４８
→筒状壁４９→筒状弁体４２の経路で磁気抵抗の少ない
磁気回路を構成することができ、筒状弁体４２を効率良
く駆動できて、ソレノイドコイル３３の小型化ひいては
電磁弁の小型化も実現できる。但し、本発明は、この構
成に限定されず、固定鉄心４８に一体に形成したスリッ
ト付きの筒状壁を筒状弁体４２の外周面に対向させるよ
うにした構成としても良い。

【００２１】また、上記実施形態では、筒状弁体４２を
摺動自在に支持するスリーブ３９に排出ポート３８側に
突出する嵌合壁部４６を形成し、この嵌合壁部４６の内
周側に円筒状の弁座４７を嵌着し、この弁座４７の内周
側に固定鉄心４８を嵌着した構成としたので、スリーブ
３９に対して弁座４７と固定子鉄心４８との双方を組み
付けることができ、組付のための部品点数を削減でき
て、組付性を向上できると共に、これら３部品の同心性
を容易に確保できて、組付精度も向上できる。

【００２２】更に、上記実施形態では、固定鉄心４８の
外周面とコイルボビン３２の内周面との間に、円筒状の
流路５１を形成し、スリーブ３９のスリット状の流路４
５と排出ポート３８との間をこの円筒状の流路５１によ
って連通させるようにしたので、弁座４７から排出ポー
ト３８への流路は、その途中の円筒状の流路５１で流路
断面積が拡大し、排出ポート３８で流路断面積が縮小す
る形態となる。これにより、排出ポート３８への流路が
マフラ（消音器）のような構造となり、このマフラ構造
によって流体噴出及び流体脈動に対する消音効果を得る
ことができ、一層の作動音低減が可能となる。

【００２３】尚、上記実施形態では、常開型のシート弁
を例示したが、常閉型のシート弁として構成しても良
く、また、シート弁に限定されず、スプール弁として構
成しても良い。また、上記実施形態では、嵌合壁部４６
にスリットを形成して流路４５を構成したが、嵌合壁部
４６の内周面に軸方向に延びる溝を形成して流路を構成
しても良い。また、上記実施形態では、筒状壁４９にス
リット５０を形成することで、弁座４７側へ流体を通過
させるようにしたが、スリット５０に代えて、貫通孔を
形成しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるソレノイドコイル
のＯＦＦ時の状態を示す三方電磁弁の縦断面図

【図２】ソレノイドコイルＯＮ時の状態を示す三方電磁
弁の縦断面図

【図３】弁ハウジングの主要部の正面図

【図４】図１のＡ線に沿って部分的に破断して示す右側
面図

【図５】ソレノイドコイルのＯＮ／ＯＦＦデューティ比
と出力ポートの圧力との関係を示す図

【図６】従来の三方電磁弁の一例を示す縦断面図

【符号の説明】

３１…コイルハウジング、３２…コイルボビン、３３…
ソレノイドコイル、３４…弁ハウジング、３６…入力ポ
ート、３７…出力ポート、３８…排出ポート、３９…ス
リーブ、４０…切欠部、４１…弁座、４２…筒状弁体、
４３…環状リブ、４４…スプリング、４５…流路、４６
…嵌合壁部、４７…弁座、４８…固定鉄心、４９…筒状
壁、５０…スリット、５１…流路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の弁ハウジングと筒状のソレノイド
   コイルとを同軸上に配置し、それらの内周側に磁性材製
   の筒状弁体と固定鉄心とを同軸上に配置して成る流体圧
   力制御用の三方電磁弁において、 前記弁ハウジングの内周部に非磁性材製のスリーブを嵌
   着し、このスリーブの内周側に前記筒状弁体を摺動自在
   に嵌合し、 前記弁ハウジングの外周部に入力ポートを形成すると共
   に、該弁ハウジングの側壁中央部に、前記筒状弁体の端
   面開口に対向する出力ポートを形成し、 前記ソレノイドコイルを収納したコイルハウジングの側
   面部に排出ポートを形成し、 前記入力ポートから前記出力ポートへの流路と前記排出
   ポートへの流路とを前記スリーブで仕切ったことを特徴
   とする流体圧力制御用の三方電磁弁。
2. 【請求項２】 前記固定鉄心には、前記筒状弁体の内周
   面に微小隙間を介して対向する筒状壁が形成され、この
   筒状壁には、流体を通過させるスリット又は孔が形成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧力制
   御用の三方電磁弁。
3. 【請求項３】 前記スリーブには、前記排出ポートに連
   通する流路を有する嵌合壁部が前記固定子鉄心と同心状
   に形成され、この嵌合壁部の内周側に、前記筒状弁体の
   排出ポート側の開口縁に対向する円筒状の弁座が嵌着さ
   れ、この弁座の内周側に前記固定鉄心が嵌着されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧力制御
   用の三方電磁弁。
4. 【請求項４】 前記筒状弁体の内部から前記排出ポート
   への流路は、その途中部の流路断面積がその前後の流路
   断面積よりも拡大されていることを特徴とする請求項１
   乃至３のいずれかに記載の流体圧力制御用の三方電磁
   弁。