JPH11287355A - 圧力制御電磁スプール弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力制御電磁スプール弁の特性を励磁電流の
変化に対する制御油圧の変化率を二段階にして、最大制
御油圧に近い範囲での制御油圧の制御を木目細かく行わ
せる。 【解決手段】 圧力制御電磁スプール弁は、弁本体10中
で滑動し、弁本体に対する軸線方向位置により弁本体の
制御出力通路22を弁本体の排出通路23及び圧油供給通路
21に対して選択的に絞り開閉乃至遮断されるように形成
された主弁スプール12と、主弁スプール中で滑動する副
弁スプール38と、主弁スプールを弁本体中で、副弁スプ
ールを主弁スプール中で、夫々同一方向に付勢する主弾
性部材32及び主弾性部材より弱い副弾性部材41と、副弁
スプールを副弾性部材の付勢方向と反対方向に押圧付勢
すると共に、間接的に主弁スプールを主弾性部材の付勢
方向と反対方向に押圧付勢する電磁駆動手段２と、主弾
性部材の付勢方向と反対方向に押圧付勢する制御出力通
路からのフィードバック圧を主弁スプールに与えるべく
環状溝部16に開口したフィードバック通路39とから構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧力制御電磁ス
プール弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のオートマチック・トランスミッ
ション用圧力制御電磁スプール弁は、図４に示すよう
に、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Ｈに形成された
中空横穴ｈに埋め込まれており、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、ミッションハウジング
Ｈとミッションケース（図示しない）との間に形成され
た油タンク中の油面より上方の空間中に突出している。

【０００３】スプール弁部１において、ミッションハウ
ジングＨに形成された中空横穴ｈに埋め込まれた非磁性
体からなる円筒形のスプールハウジング１０には、滑動
孔１１が軸線方向に貫通して形成され、滑動孔１１に
は、弁スプール６１が軸線方向に滑動自在に嵌挿されて
いる。滑動孔１１は、その後端(右端)に続くねじ孔部１
３に調節自在に螺着された蓋栓１４により密封閉塞され
ている。

【０００４】従来の圧力制御電磁スプール弁は、図４に
示すように、滑動孔１１の内周面には、リニアソレノイ
ド部２側から順に間隔をあけて大径孔部１５、第１環状
溝１６、第２環状溝１７、第３環状溝１８、第４環状溝
１９及び第５環状溝２０が形成されており、滑動孔１１
は、大径孔部１５・第１環状溝１６間が他部より適宜量
だけ小径となっている。そして、スプールハウジング１
０には、第１環状溝１６と第３環状溝１８とを連通する
オリフィスを備えたフィードバック通路４５が形成され
ている。

【０００５】第２環状溝１７の溝底から供給通路２１
が、第３環状溝１８の溝底から出力通路２２が、第４環
状溝１９の溝底及び第５環状溝２０から排出通路２３，
２４が夫々スプールハウジング１０の外周面に向って半
径方向に貫通成形されている。更に、大径孔部１５は、
スプールハウジング１０の外周面に軸線方向に形成され
た連通溝２５を介して排出通路２３に連通している。

【０００６】ミッションハウジングＨのスプール弁部嵌
着域には、ポンプＰ（図示しない）に接続された供給通
路３及び油圧作動部Ａ（図示しない）に接続された出力
通路４が中空横孔ｈに開口して形成され、更に中空横孔
ｈから下向きに外部に連通する第１ドレン通路５及び第
２ドレン通路６が形成されている。そして、スプールハ
ウジング１０の供給通路２１、出力通路２２、排出通路
２３及び排出通路２４は、夫々ミッションハウジングＨ
の供給通路３、出力通路４、第１ドレン通路５及び第２
ドレン通路６に連通している。

【０００７】弁スプール６１には、左側から順次、小径
の第１ランド部２６、第１環状溝部２７、第２ランド部
２８、第２環状溝部２９、第３ランド部３０及び後端
（右端）の小径突起部３１が形成されている。そして、
弁スプール６１の後端面（右端面）と蓋栓１４の内端面
に形成されたばね挿着穴との間には、小径突起部３１を
囲繞して圧縮コイルばね３２Ａが予圧をもって嵌装され
ている。滑動孔１１における大径孔部１５・第１環状溝
１６間の小径部に滑合する弁スプール６１の第１ランド
部２６は、他のランド部より小径となっているので、第
１ランド部２６と第２ランド部２８との間には段差が形
成され、第１環状溝部２７の両端面には、面積差が存在
する。

【０００８】リニアソレノイド部２において、基端側に
フランジ部５１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５０と、外側円筒部５
２及び内側円筒部５３が形成された磁性体からなる第２
ソレノイドハウジング５４とは、第１ソレノイドハウジ
ング５０の円筒部の先端（左端）に第２ソレノイドハウ
ジング５４の内側円筒部５３の先端（右端）が適宜の間
隔をあけて対向するように同軸線関係に位置し、第１ソ
レノイドハウジング５０の円筒部と第２ソレノイドハウ
ジング５４の内側円筒部５３との外周面には、両者に跨
って、外部の電源制御部から励磁電流が通電されるソレ
ノイド５５が嵌装されている。

【０００９】第１ソレノイドハウジング５０のフランジ
部５１がスプールハウジング１０の先端（左端）のフラ
ンジ部に固着されていると共に、第２ソレノイドハウジ
ング５４の外側円筒部５２は、ソレノイド５５の外周を
覆い、その口縁部は、第１ソレノイドハウジング５０の
フランジ部５１及びスプールハウジング１０の先端のフ
ランジ部に外周面から固着されている。、

【００１０】第１ソレノイドハウジング５０の中空孔内
には、先端（右端）は、弁スプール６１の先端（左端）
に対向接触する非磁性体の弁棒５７が滑り軸受５６を介
して軸線方向に滑動自在に嵌挿されている。弁棒５７の
左端部には、磁性体のプランジャ５８が取り付られ、プ
ランジャ５８は、第２ソレノイドハウジング５４の内側
円筒部５３内に僅少な隙間をもって遊嵌されている。

【００１１】第２ソレノイドハウジング５４の外端（左
端）には、油が充填されている第１・第２ソレノイドハ
ウジング５０，５４の内部空間を閉鎖するように蓋板５
９が取り付けられ、蓋板５９は、弁棒５７の左端に中心
部が固着された円板状板ばね６０の外周を第２ソレノイ
ドハウジング５４の端面外周に固着している。

【００１２】上記の構成において、既述のように、スプ
ールハウジング１０のねじ孔部１３に調節自在に螺着さ
れた蓋栓１４と弁スプール６１との間に圧縮コイルばね
３２Ａが予圧をもって嵌装されているので、弁スプール
６１は、蓋栓１４のねじ込位置により調節された所定の
予圧の初期ばね力により付勢変位され、その先端が常
時、円板状板ばね６０により一端が支持された弁棒５７
の右端に当接されている。そして、大径孔部１５と第１
環状溝１６とは第１ランド部２６により、第１環状溝１
６と第２環状溝１７とは第２ランド部２８により、第４
環状溝１９と第５環状溝２０とは第３ランド部３０によ
り常に遮断されている。

【００１３】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。外部の制御装置により制御された励磁電
流がソレノイド５５に印加されていない（図５における
励磁電流＝０）場合には、磁力が生じないので、吸引力
が第１ソレノイドハウジング５０のヨークとプランジャ
５８との間に働かない。そこで、図４に示すように、弁
棒５７が蓋板５９に当接するまで弁棒５７を弁スプール
６１の先端が押圧するように、スプール６１は、蓋栓１
４の螺入調節で調節設定された圧縮コイルばね３２Ａの
初期ばね力をもって付勢変位され、最左端位置にある。

【００１４】そのときには、スプールハウジング１０の
第２環状溝１７と弁スプール６１の第２環状溝部２９と
の対向肩部間の間隙が最大開度に開口しており、ポンプ
Ｐからの供給通路３に連通する供給通路２１、即ち第２
環状溝１７は、第２環状溝部２９、即ち出力通路２２に
連通する。それと共に、第３環状溝１８、即ち出力通路
２２は、第４環状溝１９、即ち排出通路２３と第３ラン
ド部３０により遮断される。

【００１５】従って、ポンプＰからの圧油は、供給通路
３、供給通路２１を介して第２環状溝１７に流入し、第
２環状溝１７と弁スプール６１の第２環状溝部２９との
対向肩部間の間隙で絞られた上、第２環状溝部２９、出
力通路２２及び出力通路４を介して油圧作動部Ａに流入
し、第３環状溝１８からは、油圧作動部Ａの作動油圧に
応じたフィードバック油圧ｐがフィードバック通路４５
を介して第１環状溝１６に伝達される。

【００１６】そして、弁スプール６１は、第１環状溝１
６における両端面の面積差ΔＡにフィードバック油圧ｐ
を乗じた油圧力ｐ・ΔＡとの和が圧縮コイルばね３２Ａ
のばね力と平衡する位置になる。かくして、油圧作動部
Ａの作動油圧は、フィードバック制御により所定の最大
使用油圧Ｐに維持される。

【００１７】外部の制御装置により制御された励磁電流
がソレノイド５５に印加されると、第１ソレノイドハウ
ジング５０、第２ソレノイドハウジング５４及びプラン
ジャ５８により磁力線回路が構成され、その制御励磁電
流の大きさに応じた大きさの吸引力が第１ソレノイドハ
ウジング５０のヨークとプランジャ５８との間に働き、
弁棒５７は、弁スプール６１を押圧する。その結果、そ
の押圧力により圧縮コイルばね３２Ａが圧縮されて弁ス
プール６１が変位する。

【００１８】一般に、押圧される圧縮コイルばねは、押
圧力に比例した圧縮量が与えられるのであるが、制御励
磁電流が微小励磁電流範囲（図６におけるＢ１以下）の
場合には、第１ソレノイドハウジング５０のヨークとプ
ランジャ５８との間の吸引力は微弱であり、その微弱な
吸引力による弁棒５７の弁スプール６１に対する押圧は
圧縮コイルばね３２Ａには微小な圧縮量を与え、弁スプ
ール６１を右方に微小に変位させるに過ぎない。

【００１９】弁スプール６１の変位量の増大は、制御励
磁電流の増大、即ち吸引力の増大に対応する。そして、
弁スプール６１は、制御励磁電流の大きさに応じた大き
さの吸引力と第１環状溝１６における両端面の面積差Δ
Ａにフィードバック油圧ｐを乗じた油圧力ｐ・ΔＡとの
和が圧縮コイルばね３２Ａのばね力と平衡する位置にな
る。

【００２０】しかし、上記のように微小励磁電流範囲で
制御励磁電流が増大しても、弁スプール６１の微小な変
位しか生じないので、作動油圧を供給油圧から低減させ
る程には第２環状溝１７と第２環状溝部２９との対向肩
部間の間隙の制御開度を絞るには到らない。従って、図
６に示すように、制御励磁電流が微小（図６におけるＢ
１以下）の場合には、作動油圧は、実質的に変化しない
ので、上記の励磁電流がソレノイド５５に印加されてい
ない場合（図４上半分参照）と同一である。

【００２１】制御励磁電流が図６におけるＢ１以上に増
大すると、制御励磁電流に応じた吸引力により弁スプー
ル６１は、圧縮コイルばね３２Ａのばね力に抗して右方
へ前進した位置になり、スプールハウジング１０の第２
環状溝１７と弁スプール６１の第２環状溝部２９との対
向肩部間の間隙の開口開度の絞りが進み、油圧作動部Ａ
の作動油圧は減少するように制御される。微小励磁電流
範囲の場合と同様にフィードバック制御で絞られた間隙
の開口開度に応じた作動油圧が維持される。

【００２２】そして、制御励磁電流がＢ２であると、弁
スプール６１の右方への変位は最大となり、スプールハ
ウジング１０の第２環状溝１７と第３環状溝１８とは弁
スプール６１の第２ランド部２８で遮断されると共に、
第３環状溝１８は、第４環状溝１９と連通する。即ち出
力通路２２は、供給通路２１と遮断されると共に排出通
路２３と連通する。従って、油圧作動部Ａの油圧は零と
なる。上記の制御特性は図６に示すように制御励磁電流
Ｂ１〜Ｂ２と油圧作動部Ａの油圧は略一次的関係にあ
る。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】圧力制御電磁スプール
弁が、例えば自動車のオートマチックミッションのクラ
ッチ作動の油圧回路に用いられた場合、従来の技術の圧
力制御電磁スプール弁の場合、クラッチ作動の制御油圧
は、圧力制御電磁スプール弁における制御励磁電流の零
値から最大値までの変化範囲において、最大制御油圧と
なる供給油圧から零値までの間で一次的に変化させられ
る。

【００２４】自動車でオートマチックミッションのクラ
ッチ作動をさせる場合、クラッチは、制御励磁電流の
零、即ち最大制御油圧において接続状態に維持されるの
であるが、クラッチ接続状態近くのクラッチ作動により
変速ショツクが生じる。そのため、最大制御油圧に近い
範囲での作動油圧の制御は、木目細かく行われる必要が
あるが、従来の技術の圧力制御電磁スプール弁の作動特
性では、それが十分に行われ難い。この発明において
は、最大制御油圧に近い範囲での作動油圧の制御を木目
細かく行い得る圧力制御電磁スプール弁を提供すること
を目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明の圧力制御電磁
スプール弁は、制御出力通路、排出通路及び圧油供給通
路が夫々連通する弁スプール滑動孔が形成された弁本体
と、弁スプール滑動孔に軸線方向に滑動自在に嵌挿され
ており、環状溝部が制御出力通路に対向連通すると共
に、軸線方向位置により排出通路と供給通路とに選択的
に絞り開閉乃至遮断されるように形成された主弁スプー
ルと、弁スプール滑動孔において主弁スプールを一方向
に付勢する主弾性部材と、主弁スプールに形成された副
弁スプール滑動孔に嵌装され、主弁スプールに対し軸線
方向に滑動自在である副弁スプールと、主弁スプールに
おいて主弾性部材より弱く、且つ主弾性部材の付勢方向
と同一方向に副弁スプールを付勢する副弾性部材と、制
御励磁電流が印加され、副弁スプールを副弾性部材の付
勢方向と反対方向に押圧付勢すると共に、間接的に主弁
スプールを主弾性部材の付勢方向と反対方向に押圧付勢
する電磁駆動手段とから構成されている。そして、主弾
性部材の付勢方向と反対方向に押圧付勢する制御出力通
路からのフィードバック圧を主弁スプールに与えるべく
前記環状溝部に開口したフィードバック通路が備えてら
れている。

【００２６】上記の圧力制御電磁スプール弁において、
電磁駆動手段に制御励磁電流が印加されていない場合に
は、磁力が生じないで、副弁スプール及び主弁スプール
は、夫々副弾性部材及び主弾性部材により限界位置にあ
って、主弁スプールの環状溝部は、供給通路に全開し、
排出通路と遮断される。従って、供給通路からの圧油
は、絞られないで環状溝部を介して制御出力通路に流入
するので、制御油圧は、供給油圧に相当する所定の最大
油圧に維持される。

【００２７】電磁駆動手段に制御励磁電流が印加される
と、制御励磁電流に応じた磁力により副弁スプールが副
弾性手段の付勢方向と反対方向に変位し、更に主弁スプ
ールが主弾性手段の付勢方向と反対方向に変位する。一
般に、弾性手段は、付加される力、即ち磁力に比例した
量で変形するのであるが、制御励磁電流が微小励磁電流
範囲の場合には、磁力が微弱であり、その微弱な磁力に
よる副弁スプールの変位は、微小であり、強い弾性手段
の付勢に抗しての主弁スプールの変位は更に極めて微小
である。

【００２８】上記のように微小範囲で制御励磁電流が増
大すると、副弁スプールが微小に変位して、副弾性部材
を押圧することにより主弁スプールが極めて微小に変位
する。この主弁スプールの極めて微小な変位では、制御
油圧を供給油圧から低減させる程には環状溝部と制御出
力通路との連通を絞るには到らない。

【００２９】次に、制御励磁電流が低励磁電流範囲の場
合には、制御励磁電流が上記の微小励磁電流範囲の場合
よりも、主弁スプール及び副弁スプールを変位させる磁
力が増大するので、主弁スプール及び副弁スプールの変
位量は、磁力に比例してそれなりに増大する。その結
果、環状溝部と供給通路との連通の絞りは増大し、その
絞りの増大により制御油圧を供給油圧から次第に低減さ
せる。

【００３０】他方、フィードバック通路の可変オリフィ
スは、制御励磁電流、即ち副弁スプールの変位量に応じ
た開度で開口させられ、副弁スプールの変位量の増大に
つれ、可変オリフィスの開度も増大して全開に到る。従
って、環状溝部から制御出力通路へ供給される圧油の一
部は、フィードバック圧となってフィードバック通路に
流れ、主弁スプールを主弾性手段の付勢に抗して変位さ
せる。

【００３１】その結果、主弁スプールには、制御励磁電
流の磁力にフィードバック油圧力が加わった力が主弾性
手段の付勢に抗して働く。そこで、制御励磁電流が低励
磁電流範囲の場合には、制御励磁電流による磁力の増大
での主弁スプールの変位の増大、即ち環状溝部と供給通
路との連通の絞りの増大には、フィードバック油圧力の
増大が加わって寄与する。従って、制御励磁電流の増大
に対応する環状溝部と供給通路との連通の絞りの増大
率、延いては制御油圧の減小率は、フィードバック油圧
力の増大が加わらない高励磁電流範囲に比し大きい。

【００３２】そして、制御励磁電流が高励磁電流範囲に
おいては、制御励磁電流の大きさに応じた磁力は、副弁
スプール共々主弁スプールを変位させ、その変位の増大
は、低励磁電流範囲の場合と異なり、フィードバック油
圧力の増大が加わらないで制御励磁電流の大きさに応じ
た磁力の増大のみによる。

【００３３】制御励磁電流の増大に対応する環状溝部と
供給通路との連通の絞りの増大率、延いては制御油圧の
減小率は、低励磁電流範囲に比し小さい。制御励磁電流
が更に増大すると、主弁スプールの変位は最大となり、
環状溝部は供給通路と遮断されると共に、排出通路に連
通され、制御油圧は零となる。上記の制御特性は制御励
磁電流と制御油圧との変化率が異なる二段階となる。

【００３４】この発明の圧力制御電磁スプール弁は、更
に、前記フィードバック通路に加えて、副弁スプールの
主弁スプールに対する位置によりフィードバック通路を
絞り開閉乃至遮断する可変オリフィスを備えていてもよ
い。その場合には、次のように作動する。

【００３５】電磁駆動手段に制御励磁電流が印加されて
いない場合には、磁力が生じないで、副弁スプール及び
主弁スプールは、夫々副弾性部材及び主弾性部材により
限界位置にあって、主弁スプールの環状溝部は、供給通
路に全開し、排出通路と遮断される。他方、可変オリフ
ィスは、フィードバック通路を遮断される。従って、供
給通路からの圧油は、絞られないで環状溝部を介して制
御出力通路に流入するので、制御油圧は、供給油圧に相
当する所定の最大油圧に維持される。

【００３６】電磁駆動手段に制御励磁電流が印加される
と、制御励磁電流に応じた磁力により副弁スプールが副
弾性手段の付勢方向と反対方向に変位し、更に主弁スプ
ールが主弾性手段の付勢方向と反対方向に変位する。一
般に、弾性手段は、付加される力、即ち磁力に比例した
量で変形するのであるが、制御励磁電流が微小励磁電流
範囲の場合には、磁力が微弱であり、その微弱な磁力に
よる副弁スプールの変位は、微小であり、強い弾性手段
に付勢に抗しての主弁スプールの変位は更に極めて微小
である。

【００３７】上記のように微小範囲で制御励磁電流が増
大しても、副弁スプールの微小な変位では、可変オリフ
ィスを開くのに到らない。又、同じく主弁スプールの極
めて微小な変位では、制御油圧を供給油圧から低減させ
る程には環状溝部と制御出力通路との連通を絞るには到
らない。従って、制御励磁電流が微小の場合には、制御
油圧は、実質的に変化しないで、励磁電流が印加されて
いない場合と同一である。

【００３８】次に、制御励磁電流が低励磁電流範囲の場
合には、制御励磁電流が上記の微小励磁電流範囲の場合
よりも、主弁スプール及び副弁スプールを変位させる磁
力が増大するので、主弁スプール及び副弁スプールの変
位量は、磁力に比例してそれなりに増大する。その結
果、環状溝部と供給通路との連通の絞りは増大し、その
絞りの増大により制御油圧を供給油圧から次第に低減さ
せる。

【００３９】他方、フィードバック通路の可変オリフィ
スは、制御励磁電流、即ち副弁スプールの変位量に応じ
た開度で開口させられ、副弁スプールの変位量の増大に
つれ、可変オリフィスの開度も増大して全開に到る。従
って、環状溝部から制御出力通路へ供給される圧油の一
部は、可変オリフィスの開度に応じたフィードバック圧
となってフィードバック通路に流れ、主弁スプールを主
弾性手段の付勢に抗して変位させる。

【００４０】その結果、主弁スプールには、制御励磁電
流の磁力にフィードバック油圧力が加わった力が主弾性
手段の付勢に抗して働き、可変オリフィスの開度の増大
につれフィードバック油圧力も増大する。そこで、制御
励磁電流が低励磁電流範囲の場合には、制御励磁電流に
よる磁力の増大での主弁スプールの変位の増大、即ち環
状溝部と供給通路との連通の絞りの増大には、フィード
バック油圧力の増大が加わって寄与する。

【００４１】従って、制御励磁電流の増大に対応する環
状溝部と供給通路との連通の絞りの増大率、延いては制
御油圧の減小率は、フィードバック油圧力の増大が加わ
らない高励磁電流範囲に比し大きい。かくして、低励磁
電流範囲においては、制御油圧の微細な調節が可能とな
る。制御励磁電流が増大し、高励磁電流範囲になると、
フィードバック通路の可変オリフィスは、全開状態とな
り、フィードバック油圧力は、最大となりそれ以上の増
大はない。

【００４２】そして、制御励磁電流が高励磁電流範囲に
おいては、制御励磁電流の大きさに応じた磁力は、副弁
スプール共々主弁スプールを変位させ、その変位の増大
は、低励磁電流範囲の場合と異なり、フィードバック油
圧力の増大が加わらないで制御励磁電流の大きさに応じ
た磁力の増大のみによる。制御励磁電流の増大に対応す
る環状溝部と供給通路との連通の絞りの増大率、延いて
は制御油圧の減小率は、低励磁電流範囲に比し小さい。

【００４３】従って、制御励磁電流が微小の場合に、制
御油圧を供給油圧と同一の油圧に維持できるので、制御
特性に制御油圧に供給油圧となる領域を設けることがで
きる。更に、前述したように制御励磁電流と制御油圧と
の変化率が異なる二段階の制御特性にすることができ
る。

【００４４】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態における圧
力制御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。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。

【００４５】スプール弁部１は、ミッションハウジング
Ｈに形成された中空横穴ｈに埋め込まれており、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、ミッシ
ョンハウジングＨとミッションケース（図示しない）と
の間に形成された油タンク中の油面より上方の空間中に
突出している。

【００４６】スプール弁部１において、ミッションハウ
ジングＨに形成された中空横穴ｈに埋め込まれた非磁性
体からなる円筒形のスプールハウジング１０には、滑動
孔１１が軸線方向に貫通して形成され、滑動孔１１に
は、主弁スプール１２が軸線方向に滑動自在に嵌挿され
ている。滑動孔１１は、その後端(右端)に続くねじ孔部
１３に調節自在に螺着された蓋栓１４により密封閉塞さ
れている。

【００４７】滑動孔１１の内周面には、リニアソレノイ
ド部２側から順に間隔をあけて大径孔部１５、第１環状
溝１６、第２環状溝１７、第３環状溝１８、第４環状溝
１９及び第５環状溝２０が形成されており、滑動孔１１
は、大径孔部１５・第１環状溝１６間が他部より適宜量
だけ小径となっている。

【００４８】第２環状溝１７の溝底から供給通路２１
が、第３環状溝１８の溝底から出力通路２２が、第４環
状溝１９の溝底及び第５環状溝２０から排出通路２３，
２４が夫々スプールハウジング１０の外周面に向って半
径方向に貫通成形されている。更に、大径孔部１５は、
スプールハウジング１０の外周面に軸線方向に形成され
た連通溝２５を介して排出通路２３に連通している。供
給通路２１の出力通路２２側には、第２環状溝１７の第
３環状溝１８側に続く凹欠部が形成されている。

【００４９】ミッションハウジングＨのスプール弁部嵌
着域には、ポンプＰ（図示しない）に接続された供給通
路３及び油圧作動部Ａ（図示しない）に接続された出力
通路４が中空横孔ｈに開口して形成され、更に中空横孔
ｈから下向きに外部に連通する第１ドレン通路５及び第
２ドレン通路６が形成されている。そして、スプールハ
ウジング１０の供給通路２１、出力通路２２、排出通路
２３及び排出通路２４は、夫々ミッションハウジングＨ
の供給通路３、出力通路４、第１ドレン通路５及び第２
ドレン通路６に連通している。

【００５０】主弁スプール１２には、左側から順次、小
径の第１ランド部２６、第１環状溝部２７、第２ランド
部２８、第２環状溝部２９、第３ランド部３０及び後端
（右端）の小径突起部３１が形成されている。そして、
主弁スプール１２の後端面（右端面）と蓋栓１４の内端
面に形成されたばね挿着穴との間には、小径突起部３１
を囲繞して第１圧縮コイルばね３２が予圧をもって嵌装
されている。

【００５１】滑動孔１１における大径孔部１５・第１環
状溝１６間の小径部に滑合する主弁スプール１２の第１
ランド部２６は、他のランド部より小径となっているの
で、第１ランド部２６と第２ランド部２８との間には段
差が形成され、第１環状溝部２７の両端面には、面積差
が存在する。

【００５２】更に、主弁スプール１２には、リニアソレ
ノイド部２側に開口した軸線方向の中心穴３３が形成さ
れており、中心穴３３からは、第１ランド部２６のラン
ド面、及び第１環状溝部２７の溝底に夫々開口した連通
路３４，３５が半径方向に貫通成形されていると共に、
第２ランド部２８の溝底に開口したフィードバック通孔
３６が半径方向に貫通成形されており、中心穴３３の底
部から小径突起部３１の端面に中心軸線に沿って貫通し
た小径の連通路３７が形成されている。

【００５３】そして、主弁スプール１２の中心穴３３に
滑動自在に嵌挿されている副弁スプール３８は、中間域
が適宜量小径となって軸線方向に伸びた環状溝３９を形
成し、内端面（右端面）に開口形成されたばね挿着穴と
主弁スプール１２の中心穴３３の底との間には、第１圧
縮コイルばね３２より弱い第２圧縮コイルばね４１が予
圧をもって嵌装されている。

【００５４】リニアソレノイド部２において、基端側に
フランジ部５１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５０と、外側円筒部５
２及び内側円筒部５３が形成された磁性体からなる第２
ソレノイドハウジング５４とは、第１ソレノイドハウジ
ング５０の円筒部の先端（左端）に第２ソレノイドハウ
ジング５４の内側円筒部５３の先端（右端）が適宜の間
隔をあけて対向するように同軸線関係に位置し、第１ソ
レノイドハウジング５０の円筒部と第２ソレノイドハウ
ジング５４の内側円筒部５３との外周面には、両者に跨
って、外部の電源制御部から励磁電流が通電されるソレ
ノイド５５が嵌装されている。

【００５５】第１ソレノイドハウジング５０のフランジ
部５１がスプールハウジング１０の先端（左端）のフラ
ンジ部に固着されていると共に、第２ソレノイドハウジ
ング５４の外側円筒部５２は、ソレノイド５５の外周を
覆い、その口縁部は、第１ソレノイドハウジング５０の
フランジ部５１及びスプールハウジング１０の先端のフ
ランジ部に外周面から固着されている。、

【００５６】第１ソレノイドハウジング５０の中空孔内
には、先端（右端）は、副弁スプール３８の先端（左
端）に対向接触する非磁性体の弁棒５７が軸受５６を介
して軸線方向に滑動自在に嵌挿されている。弁棒５７の
左端部には、磁性体のプランジャ５８が取り付られ、プ
ランジャ５８は、第２ソレノイドハウジング５４の内側
円筒部５３内に僅少な隙間をもって遊嵌されている。

【００５７】第２ソレノイドハウジング５４の外端（左
端）には、油が充填されている第１・第２ソレノイドハ
ウジング５０，５４の内部空間を閉鎖するように蓋板５
９が取り付けられ、蓋板５９は、弁棒５７の左端に中心
部が固着された円板状板ばね６０の外周を第２ソレノイ
ドハウジング５４の端面外周に固着している。

【００５８】上記の構成において、既述のように、スプ
ールハウジング１０のねじ孔部１３に調節自在に螺着さ
れた蓋栓１４と主弁スプール１２との間に第１圧縮コイ
ルばね３２が予圧をもって嵌装され、更に主弁スプール
１２と副弁スプール３８との間に第２圧縮コイルばね４
１が予圧をもって嵌装されているので、副弁スプール３
８は、蓋栓１４のねじ込位置により調節された所定の予
圧の初期ばね力により付勢変位され、その先端が常時、
円板状板ばね６０により一端が支持された弁棒５７の右
端に当接されている。

【００５９】そして、大径孔部１５と第１環状溝１６と
は第１ランド部２６により、第１環状溝１６と第２環状
溝１７とは第２ランド部２８により、第４環状溝１９と
第５環状溝２０とは第３ランド部３０により常に遮断さ
れている。

【００６０】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。外部の制御装置により制御された励磁電
流がソレノイド５５に印加されていない（図５における
励磁電流＝０）場合には、磁力が生じないで、吸引力が
第１ソレノイドハウジング５０のヨークとプランジャ５
８との間に働かない。

【００６１】そこで、図１に示すように、弁棒５７が蓋
板５９に当接するまで弁棒５７を副弁スプール３８の先
端が押圧するように、副弁スプール３８及び主弁スプー
ル１２は、蓋栓１４の螺入調節で調節設定された第１圧
縮コイルばね３２及び第２圧縮コイルばね４１の初期ば
ね力をもって付勢変位され、最左端位置にある。

【００６２】そのときには、スプールハウジング１０の
第２環状溝１７と主弁スプール１２の第２環状溝部２９
との対向肩部間の間隙が第２環状溝１７の凹欠部を含め
て最大開度に開口しており、ポンプＰからの供給通路３
に連通する供給通路２１、即ち第２環状溝１７は、第２
環状溝部２９、即ち出力通路２２に連通する。それと共
に、第３環状溝１８、即ち出力通路２２は、第４環状溝
１９、即ち排出通路２３と第３ランド部３０により遮断
される。

【００６３】他方、フィードバック通路３６は、副弁ス
プール３８により環状溝３９、即ち環状溝１６と遮断さ
れ、環状溝３９は、連通路３４を介して大径孔部１５、
即ち排出通路２３に開放されている。従って、ポンプＰ
からの圧油は、供給通路３、供給通路２１を介して第２
環状溝１７に流入し、最大開度にある第２環状溝１７と
第２環状溝部２９との対向肩部間の間隙を流れた上、第
２環状溝部２９、出力通路２２及び出力通路４を介して
のみ油圧作動部Ａに流入する。最大開度の間隙は、油圧
低減をする程度の絞りとはならないので、油圧作動部Ａ
の作動油圧は、供給油圧に相当する所定の最大使用油圧
に維持される。

【００６４】外部の制御装置により制御された励磁電流
がソレノイド５５に印加されると、第１ソレノイドハウ
ジング５０、第２ソレノイドハウジング５４及びプラン
ジャ５８により磁力線回路が構成され、その制御励磁電
流の大きさに応じた大きさの吸引力が第１ソレノイドハ
ウジング５０のヨークとプランジャ５８との間に働き、
弁棒５７は、副弁スプール３８を押圧する。その結果、
その押圧力により第２圧縮コイルばね４１が圧縮されて
副弁スプール３８が変位し、更に押圧力が主弁スプール
１２に伝達されて第１圧縮コイルばね３２が圧縮されて
主弁スプール１２が変位する。

【００６５】一般に、押圧される圧縮コイルばねは、押
圧力に比例した圧縮量が与えられるのであるが、制御励
磁電流が微小励磁電流範囲（図５におけるＡ１、例えば
０．１アンペア以下）の場合には、第１ソレノイドハウ
ジング５０のヨークとプランジャ５８との間の吸引力は
微弱であり、その微弱な吸引力による弁棒５７の副弁ス
プール３８に対する押圧は、弱い第２圧縮コイルばね４
１には微小な圧縮量を与え、副弁スプール３８を右方に
微小に変位させ、更に副弁スプール３８を介して強い第
１圧縮コイルばね３２には極めて微小な圧縮量を与え、
主弁スプール１２を右方に極めて微小に変位させるに過
ぎない。

【００６６】そして、主弁スプール１２及び副弁スプー
ル３８の変位量の増大は、制御励磁電流の増大、即ち吸
引力の増大に対応する。上記のように微小範囲で制御励
磁電流が増大しても、副弁スプール３８の微小な変位で
は、主弁スプール１２のフィードバック通路３６を開口
するのに到らない。又、同じく主弁スプール１２の極め
て微小な変位では、作動油圧を供給油圧から低減させる
程には第２環状溝１７と第２環状溝部２９との対向肩部
間の間隙の制御開度を絞るには到らない。

【００６７】従って、図５に示すように、制御励磁電流
が微小（図５におけるＡ１、例えば０．１アンペア以
下）の場合には、作動油圧は、実質的に変化しないで
（図５参照）、上記の励磁電流がソレノイド５５に印加
されていない場合（図２上半分参照）と同一である。

【００６８】次に、制御励磁電流が低励磁電流範囲（図
５におけるＡ１を超えＡ２以下、例えば０．１アンペア
を超え０．３アンペア以下）の場合には、制御励磁電流
が上記の微小励磁電流範囲の場合よりも、第１ソレノイ
ドハウジング５０のヨークとプランジャ５８との間の吸
引力、即ち第１圧縮コイルばね３２及び第２圧縮コイル
ばね４１に対する押圧力は増大するので、第１圧縮コイ
ルばね３２及び第２圧縮コイルばね４１の各圧縮量、即
ち主弁スプール１２及び副弁スプール３８の変位量は、
押圧力に比例してそれなりに増大する。

【００６９】その結果、図２下半分に示すように、主弁
スプール１２の右方への変位により第２環状溝１７と第
２環状溝部２９との対向肩部間の間隙の制御開度の絞り
が増大し、その絞りの増大により、作動油圧を供給油圧
から次第に低減させる。他方、主弁スプール１２のフィ
ードバック通路３６は、副弁スプール３８の環状溝３９
に制御励磁電流に応じた制御開度で開口させられると共
に、副弁スプール３８の環状溝３９と連通路３４とは遮
断される。

【００７０】そして、副弁スプール３８の変位量の増大
につれ、フィードバック通路３６の制御開度も増大して
全開に到る。従って、既述のように第２環状溝部２９か
ら油圧作動部Ａへ供給される圧油の一部は、その制御開
度で開口したフィードバック通路３６を通って、即ち制
御開度に対応したフィードバック油圧ｐをもって環状溝
３９及び連通路３５を介して第１環状溝１６にも供給さ
れ、第１環状溝１６における両端面の面積差ΔＡにフィ
ードバック油圧ｐを乗じたフィードバック油圧力ｐ・Δ
Ａが主弁スプール１２を右方向へ変位させるように働
く。

【００７１】その結果、第１圧縮コイルばね３２は、第
１ソレノイドハウジング５０のヨークとプランジャ５８
との間の吸引力にフィードバック油圧力が加わった押圧
力によりに圧縮されるのであるが、フィードバック通路
３６の制御開度の増大につれフィードバック油圧力も増
大する。

【００７２】そこで、制御励磁電流が低励磁電流範囲の
場合には、制御励磁電流による吸引力の増大での第１圧
縮コイルばね３２の圧縮量、即ち主弁スプール１２右方
への変位の増大、即ち、第２環状溝１７と第２環状溝部
２９との対向肩部間の間隙の制御開度の低減には、フィ
ードバック油圧力の増大が加わって寄与する。

【００７３】従って、制御励磁電流の増大に対応する第
１圧縮コイルばね３２の圧縮量の増大率、即ち、第２環
状溝１７と第２環状溝部２９との対向肩部間の間隙の制
御開度の絞りの増大率、延いては作動油圧の減小率は、
フィードバック油圧力自体、即ちその増大が加わらない
後記の高励磁電流範囲に比し大きい（図５参照）。かく
して、低励磁電流範囲においては、油圧作動部Ａの作動
油圧の微細な調節が可能となる。

【００７４】そして、主弁スプール１２は、制御励磁電
流の大きさに応じた大きさの吸引力と第１環状溝１６に
おける両端面の面積差ΔＡにフィードバック油圧ｐを乗
じた油圧力ｐ・ΔＡとの和が第１圧縮コイルばね３２の
ばね力と第２圧縮コイルばね４１のばね力との和と平衡
する位置になる。

【００７５】即ち、図２上半分に示すようにスプールハ
ウジング１０の第２環状溝１７と主弁スプール１２の第
２環状溝部２９との対向肩部間の間隙の開口開度が、制
御励磁電流に対応した制御開度になる。そのため、ポン
プＰからの圧油は、制御開度となった第２環状溝１７と
主弁スプール１２の第２環状溝部２９との対向肩部間の
間隙を通し油圧作動部Ａに流入し、油圧作動部Ａの作動
油圧は、制御開度、即ち制御励磁電流の大きさに応じた
制御圧になる（図５参照）。そのようにして制御励磁電
流が低励磁電流である場合の油圧作動部Ａの油圧のフィ
ードバック制御が行われる。

【００７６】制御励磁電流が低励磁電流範囲で増大し、
低励磁電流範囲から高励磁電流範囲（図５におけるＡ２
を超えＡ３以下、例えば０．３アンペアを超え１．０ア
ンペア以下）に移ると、弁棒５７の押圧による副弁スプ
ール３８の変位量の増大の結果、副弁スプール３８の内
端面（右端面）は、主弁スプール１２の中心穴３３の底
に当接し、その変位は抑止され、フィードバック通路３
６の制御開度は全開状態となり、フィードバック油圧力
は、最大となりそれ以上の増大はない。

【００７７】そして、制御励磁電流が高励磁電流範囲に
おいては、制御励磁電流の大きさに応じた吸引力による
弁棒５７の押圧は、副弁スプール３８を介して主弁スプ
ール１２に加わり、主弁スプール１２を右方へさせる。
その変位の増大は、低励磁電流範囲の場合と異なり、制
御励磁電流の大きさに応じた吸引力の増大のみによる。

【００７８】従って、制御励磁電流が高励磁電流範囲の
場合には、制御励磁電流による吸引力の増大での第１圧
縮コイルばね３２の圧縮量、即ち主弁スプール１２右方
への変位の増大、即ち、第２環状溝１７と第２環状溝部
２９との対向肩部間の間隙の制御開度の低減には、フィ
ードバック通路３６の制御開度が全開状態のためフィー
ドバック油圧力は既に最大となっておりそれ以上増大し
ないので、制御励磁電流の増大に対応する第１圧縮コイ
ルばね３２の圧縮量の増大率、即ち、第２環状溝１７と
第２環状溝部２９との対向肩部間の間隙の制御開度の絞
りの増大率、延いては作動油圧の減小率は、低励磁電流
範囲に比し小さい（図５参照）。

【００７９】そして、既述の低励磁電流である場合の油
圧作動部Ａの油圧作動のフィードバック制御と同様に、
主弁スプール１２は、制御励磁電流の大きさに応じた大
きさの吸引力と第１環状溝１６における両端面の面積差
ΔＡにフィードバック油圧ｐを乗じた油圧力ｐ・ΔＡと
の和が第１圧縮コイルばね３２のばね力と第２圧縮コイ
ルばね４１のばね力との和と平衡する位置になる。

【００８０】即ち、図２下半分に示すようにスプールハ
ウジング１０の第２環状溝１７と主弁スプール１２の第
２環状溝部２９との対向肩部間の間隙の開口開度が、制
御励磁電流に対応した制御開度になる。そのため、ポン
プＰからの圧油は、制御開度となった第２環状溝１７と
主弁スプール１２の第２環状溝部２９との対向肩部間の
間隙を通し油圧作動部Ａに流入し、油圧作動部Ａの作動
油圧は、制御開度、即ち制御励磁電流の大きさに応じた
制御圧になる（図５参照）。

【００８１】そして、制御励磁電流がＡ３になると、主
弁スプール１２の右方への変位は最大となり、スプール
ハウジング１０の第２環状溝１７と第３環状溝１８とは
主弁スプール１２の第２ランド部２８で遮断されると共
に、第３環状溝１８は、第４環状溝１９と連通する。即
ち出力通路２２は、供給通路２１と遮断されると共に排
出通路２３と連通する。従って、油圧作動部Ａの作動油
圧は零となる。上記の制御特性は、図５に示すように制
御励磁電流Ａ１〜Ａ３の変化に対する油圧作動部Ａの作
動油圧の変化率が異なる二段階となる。

【００８２】上記の全励磁電流範囲において弁棒５７・
プランジャ５８の往復変位によるリニアソレノイド部２
及びスプール弁部１の大径孔部１５における呼吸並びに
主弁スプール１２に対する副弁スプール３８の往復変位
による副弁スプール３８の中心穴３３における呼吸は、
夫々連通溝２５及び連通路３７を介しての第１ドレン通
路５及び第２ドレン通路６との流通により行われる。

【００８３】

【発明の効果】この発明の圧力制御電磁スプール弁にお
いては、制御励磁電流が低励磁電流から高励磁電流まで
の間の変化に対する圧力制御電磁スプール弁の制御作動
圧力を２段階の変化率の異なる制御特性にすることがで
きる。この低励磁電流範囲の間、即ち圧力制御電磁スプ
ール弁の初期作動範囲の間は、制御励磁電流が高励磁電
流範囲である通常の作動範囲に比し、制御励磁電流の変
化率に対応する圧力制御電磁スプール弁の制御作動圧力
の変化率を大きくすることができる。

【００８４】又、制御励磁電流が微小の場合には、制御
作動圧力を制御励磁電流を印加しない場合と同一にでき
ることから制御作動圧力が一定となる領域を備える制御
特性にすることができる。そのため、このような作動特
性の圧力制御電磁スプール弁を例えば自動車のオートト
ランスミッションの作動油圧機構に用いた場合には、低
圧作動油圧範囲において、微細な制御を行うこと、即ち
適切な制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態における制御励磁電流が
零乃至微小励磁電流範囲の圧力制御電磁スプール弁の断
面図である。

【図２】この発明の実施の形態における制御励磁電流が
低励磁電流範囲の圧力制御電磁スプール弁の断面図であ
る。

【図３】この発明の実施の形態における制御励磁電流が
高励磁電流範囲の圧力制御電磁スプール弁の断面図であ
る。

【図４】従来の技術における圧力制御電磁スプール弁の
断面図である。

【図５】この発明の実施の形態における圧力制御電磁ス
プール弁の圧力制御特性を示す図である。

【図６】従来の技術における圧力制御電磁スプール弁の
圧力制御特性を示す図である。

【符号の説明】

１ スプール弁部 ２ リニアソレノイド
部 ３ 供給通路 ４ 出力通路 ５ 第１ドレン通路 ６ 第２ドレン通路 １０ スプールハウジング １１ 滑動孔 １２ 主弁スプール １３ ねじ孔部 １４ 蓋栓 １５ 大径孔部 １６ 第１環状溝 １７ 第２環状溝 １８ 第３環状溝 １９ 第４環状溝 ２０ 第５環状溝 ２１ 供給通路 ２２ 出力通路 ２３，２４ 排出通路 ２５ 連通溝 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 第３ランド部 ３１ 小径突起部 ３２ 第１圧縮コイル
ばね ３３ 中心穴 ３４，３５，３７ 連
通路 ３６ フィードバック通路 ３８ 副弁スプール ３９ 環状溝 ４０ 第２圧縮コイル
ばね ５０ 第１ソレノイドハウジング ５１ フランジ部 ５２ 外側円筒部 ５３ 内側円筒部 ５４ 第２ソレノイド
ハウジング ５５ ソレノイド ５６ 転がり軸受 ５７ 弁棒 ５８ プランジャ ５９ 蓋板 ６０ 円板状板ばね Ｈ ミッションハウジング ｈ 中空横穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御出力通路、排出通路及び圧油供給通
   路が夫々連通する弁スプール滑動孔が形成された弁本体
   と、弁スプール滑動孔に軸線方向に滑動自在に嵌挿され
   ており、環状溝部が制御出力通路に対向連通すると共
   に、軸線方向位置により排出通路と供給通路とに選択的
   に絞り開閉乃至遮断されるように形成された主弁スプー
   ルと、弁スプール滑動孔において主弁スプールを一方向
   に付勢する主弾性部材と、主弁スプールに形成された副
   弁スプール滑動孔に嵌装され、主弁スプールに対し軸線
   方向に滑動自在である副弁スプールと、主弁スプールに
   おいて主弾性部材より弱く、且つ主弾性部材の付勢方向
   と同一方向に副弁スプールを付勢する副弾性部材と、副
   弁スプールを副弾性部材の付勢方向と反対方向に押圧付
   勢すると共に、間接的に主弁スプールを主弾性部材の付
   勢方向と反対方向に押圧付勢する電磁駆動手段と、主弾
   性部材の付勢方向と反対方向に押圧付勢する制御出力通
   路からのフィードバック圧を主弁スプールに与えるべく
   前記環状溝部に開口したフィードバック通路とを備えた
   圧力制御電磁スプール弁。
2. 【請求項２】 環状溝部に開口したフィードバック通路
   及び主弁スプールに対する副弁スプールの位置によりフ
   ィードバック通路を絞り開閉乃至遮断する可変オリフィ
   スを備えた請求項１に記載の圧力制御電磁スプール弁。