WO2011052371A1

WO2011052371A1 - ソレノイドバルブ

Info

Publication number: WO2011052371A1
Application number: PCT/JP2010/067884
Authority: WO
Inventors: 笠置　好成; 西ノ薗　博幸; 弘行岩永
Original assignee: イーグル工業株式会社
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2011-05-05
Also published as: EP2495482B1; US20120199771A1; JP5615286B2; EP2495482A1; EP2495482A4; US8931758B2; CN102449362B; JPWO2011052371A1; CN102449362A

Abstract

　本発明は、適切な迅速性とダンピング性能を有する安定した応答性能を有するソレノイドバルブを提供することを目的とする。本発明のソレノイドバルブにおいては、バルブスリーブ４１のソレノイドケース２１側の端部に、プランジャ２４のスプール６０側の空間に対して流体を流入出するための呼吸口４６を形成し、スプール６０が最もプランジャ２４側に配置されスプール６０のプランジャ２４側の端部とセンターポスト２７のスプール６０側の端部とが当接している状態においてプランジャ２４のスプール６０側の空間と呼吸口４６とを連通する呼吸溝６６をスプール６０に形成する。プランジャ２４のスプール６０側の空間の流体を適切な流路抵抗で排出することができるため、応答性に遅れが生じることがなく、適切なダンピング性能も確保される。

Description

ソレノイドバルブ

　本発明は、例えば油圧装置等の油圧制御に適用して好適なソレノイドバルブに関する。

　従来の油圧制御用のソレノイドバルブ（例えば日本国特許出願公開２００２－２２８０３６号公報（特許文献１）参照）としては、例えば図４に示すような構成のスプールタイプの３方リニアソレノイドが知られている。図４に示すソレノイドバルブ８０１は、電動駆動部としてのソレノイド部８０２及びバルブ部８０４を有する。

　ソレノイド部８０２は、ソレノイドケース８２１、ソレノイドケース８２１の内周側に装着されるモールド成形体８２３、及び、モールド成形体８２３の内部に埋め込まれたコイル８２２を有する。モールド成形体８２３の内周側には、軸方向に沿ってサイドリング８３７、スペーサ８３６及びセンターポスト８２７が固定されている。サイドリング８３７の内周には、プランジャ８２４が軸方向移動自在に配置され、センターポスト８２７の内周には、ロッド８２６が軸方向移動自在に配置されている。スペーサ８３６は、磁気ギャップを形成するために配置される非磁性体の部材である。なお、コイル８２２には、ソレノイドケース８２１の外部に突き出ているコネクタ８２８から制御電圧が供給される。

　バルブ部８０４は、バルブスリーブ８４１、スプール８６０、リテーナ８４５及びスプリング８４２を有する。バルブスリーブ８４１は、内部の貫通孔にスプール８６０を収容し、周壁には、図示しない制御流体が流入する入力ポート、自動変速機等の負荷に制御流体を供給する制御ポート、ドレインポート及びフィードバックポートが形成されている。スプール８６０は、バルブスリーブ８４１の内部に軸方向に移動自在に配置された部材であり、円柱状のスプール軸と、スプール軸より大径の円柱状に形成された複数のランドから構成されている。スプール８６０の先端にはリテーナ８４５の内部に装着されているスプリング８４２の後端が装着してあり、このスプリング８４２の弾性力により、スプール８６０は、常にプランジャ８２４及びロッド８２６方向に押圧されている。

　このように構成されたソレノイドバルブ８０１においては、図示せぬ制御回路からソレノイド部８０２のコイル８２２に電流が供給されることにより、コイル８２２は所望の強さで所望の向きの磁界を発生し、この磁界による電磁力によりプランジャ８２４が移動し、プランジャ８２４に一体に結合されたロッド８２６がスプール８６０の端面に接触してスプリング８４２の弾性力に抗してスプール８６０を押し、スプール８６０がバルブスリーブ８４１中をスプリング８４２方向に移動する。

　そして、コイル８２２に供給する電流量を相対的に大きくしプランジャ８２４に対して大きな電磁力を作用させると、スプール８６０がバルブ部８０４のバルブスリーブ８４１中をスプリング８４２側に移動し、制御ポートからドレインポートへ流れる制御流体の量が増大する。一方、コイル８２２に供給する電流量を相対的に小さくしプランジャ８２４に対して作用する電磁力を減少させると、スプール８６０がバルブスリーブ８４１内をソレノイド部８０２側に移動し、入力ポートから制御ポートへ流れる制御流体の量が増大する。

日本国特許出願公開２００２－２２８０３６号公報

　ところで、ソレノイドバルブにおいては、安定した電流－制御圧特性を得ることが非常に重要である。しかしながら前述したような従来のソレノイドバルブにおいては、制御開始時の応答性にバラツキが生じる場合があり、改善が望まれている。

　具体的には、例えば図４を参照して前述した従来のソレノイドバルブ８０１においては、制御開始時に、プランジャ８２４の吸引側の空間（スプール８６０側の空間、油室）に流体が存在し、かつ、プランジャ８２４がエンドプレート８３３側の端部に位置してロッド８２６とスプール８６０の端面の間に隙間が存在する場合、制御を開始してプランジャ８２４、ロッド８２６、スプール８６０に順に推力を伝えるためには、プランジャ８２４の吸引側の油室の流体を排除し（押し出して）、ロッド８２６とスプール８６０の隙間を無くす、すなわち、ロッド８２６をスプール８６０の端面に当接した状態とする必要があり、プランジャ８２４の推力により流体を押し出す時間分だけ、応答性に遅れが生じることになる。このことは、すなわち、プランジャ８２４の初期位置（ロッド８２６とスプール８６０との隙間の長さ）の相違により、制御開始時の応答性にバラツキが生じることを意味し、好ましくない。

　また、制御開始時のみならず通常作動時も含めて、またスプール８６０をスプリング８４２側に押動する場合のみならず反対側に移動させる場合をも含めて、可動部（プランジャ８２４、ロッド８２６、スプール８６０）を応答性良く作動させるためには、プランジャ８２４の吸引側の空間に存在する流体とともに、プランジャ８２４のエンドプレート８３３側の空間に存在する流体についても、その出し入れをスムーズに行う必要がある。

　そのため、従来のソレノイドバルブにおいては、プランジャ８２４のスプール８６０側に存在する流体については、バルブスリーブ８４１のソレノイド部８０２側の端部近傍に設けられるドレインポート（図４では図示しない）から出し入れする構成がとられる場合がある。しかし、そのような構成では応答性が十分ではなく遅れが生じる場合がある。

　また、プランジャ８２４の外周の隙間を通って流体をプランジャ８２４のスプール８６０側空間とエンドプレート８３３側空間とを流動させる構成がとられる場合もあるが、そのような構成においても応答性が十分ではなく遅れが生じる場合がある。

　一方、プランジャ８２４自体に呼吸溝（図４に示す例では外周油溝８５１）や貫通穴を設ける構成も提案されており、そのような構成とすればプランジャ８２４の外周の隙間のみを流路として流体を流動させる場合として流体の行き来はスムーズになるが、そのような構成では流体の流れがスムーズになり過ぎ、ダンピング効果が低下するという課題が生じる場合がある。プランジャ８２４の応答性が良過ぎると、油圧制御中にプランジャ８２４を含む移動部が自励振動状態となり、動作が不安定になる可能性がある。プランジャ８２４の作動（移動）には、流体の移動（流れ）に伴う抵抗に依存するある程度のダンピング性能も要求されるのである。

　さらにまた、プランジャ８２４のエンドプレート８３３側の空間に存在する流体については、図４に示すように、エンドプレート８３３及びソレノイドケース８２１の端面に形成された底部呼吸穴８５２を介して出し入れする構成がとられる場合がある。しかしながら、底部呼吸穴８５２や、バルブスリーブ８４１のソレノイド部８０２側の端部近傍に設けられたドレインポートから流体を出し入れする場合には、ソレノイドバルブ８０１の周囲に存在するコンタミがソレノイドバルブ８０１の内部に入る可能性があるという問題もある。コンタミがソレノイドバルブ８０１内に、特にバルブスリーブ８４１側に入らないようにするため、すなわち耐コンタミ性を向上させるためには、プランジャ８２４周りの流体の呼吸経路を極力長く、複雑にすることが望ましい。

　本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、適切な迅速性と適切なダンピング性能を有する安定した応答性能を有するとともに、耐コンタミ性の高いソレノイドバルブを提供することにある。

　上記目的を達成するために、本発明のソレノイドバルブは、内部にスプールが軸方向移動自在に配置されるバルブスリーブと、前記バルブスリーブの軸方向の一方の端部に接続されるソレノイドケースと、前記ソレノイドケースの内部に装着され、コイルを内蔵するモールド成形体と、前記モールド成形体の内部の前記バルブスリーブ側に設置されるセンターポストと、前記モールド成形体の内部の前記バルブスリーブとは反対側に設置されるサイドリングと、前記サイドリング及び前記センターポスト内に軸方向移動自在に配置され、前記コイルにより発生される磁力により軸方向に移動されるプランジャと、前記バルブスリーブの前記ソレノイドケース側の端部近傍に形成され、前記プランジャの前記スプール側の空間に対して流体を流入出するための呼吸口と、前記センターポスト及び前記スプールのいずれか一方あるいは両方に形成され、前記スプールが最も前記プランジャ側に配置され前記スプールの前記プランジャ側の端部と前記センターポストの前記スプール側の端部とが当接している状態において前記プランジャの前記スプール側の空間と前記呼吸口とを連通する流体通路を形成する呼吸溝とを有する。

　好適には、本発明のソレノイドバルブは、前記呼吸口が、前記プランジャの前記スプール側の空間に連通する前記呼吸溝と、前記バルブスリーブの外部とを連通するように形成されていることを特徴とする。

　このような構成の本発明のソレノイドバルブにおいては、プランジャのスプール側の空間に存在する流体を常に適切な流路抵抗で出し入れすることが可能となる。従って、制御時の応答性のバラツキを低減し、適切な迅速性と適切なダンピング性能を有する安定した応答性能を有するソレノイドバルブを提供することができる。例えば、制御開始時等において、プランジャのスプール側の空間に流体が存在し、かつ、プランジャがスプールとは反対側の端部に位置している場合であっても、プランジャのスプール側の空間の流体を適切な流路抵抗で排出することができるため、応答性に遅れが生じることがない。

　また好適には、本発明のソレノイドバルブは、前記呼吸口が、前記プランジャの前記スプール側の空間に連通する前記呼吸溝と、前記ソレノイドケースの前記バルブスリーブ側の端部に形成される前記ソレノイドケースの内面と前記モールド成形体の外面との間の隙間とを連通するように形成されていることを特徴とする。

　このような構成の本発明のソレノイドバルブにおいても、プランジャのスプール側の空間に存在する流体を常に適切な流路抵抗で出し入れすることが可能となる。従って、制御時の応答性のバラツキを低減し、適切な迅速性と適切なダンピング性能を有する安定した応答性能を有するソレノイドバルブを提供することができる。例えば、制御開始時等において、プランジャのスプール側の空間に流体が存在し、かつ、プランジャがスプールとは反対側の端部に位置している場合であっても、プランジャのスプール側の空間の流体を適切な流路抵抗で排出することができるため、応答性に遅れが生じることがない。

　また、特にこのような構成のソレノイドバルブにおいては、呼吸路を極力長く複雑に形成しているので、ソレノイドバルブの周囲に存在するコンタミがプランジャ付近の空間に入る可能性を低減することができ、耐コンタミ性を向上させることができる。

　また好適には、本発明のソレノイドバルブは、前記モールド成形体が、前記ソレノイドケースの前記バルブスリーブ側の端部に形成される前記ソレノイドケースの内面と前記モールド成形体の外面との間の隙間に一方の端部が連通し、当該モールド成形体の外周面に軸方向に形成される軸方向呼吸路と、前記軸方向呼吸路の他方の端部に連通し、当該モールド成形体の外周面に周方向に形成される周方向呼吸路とを有し、前記ソレノイドケースは、前記モールド成形体の前記周方向呼吸路を外部に開口する呼吸窓を有することを特徴とする。

　このような構成の本発明のソレノイドバルブにおいても、呼吸路を極力長く複雑に形成しているので、ソレノイドバルブの周囲に存在するコンタミがプランジャ付近の空間に入る可能性を低減することができ、耐コンタミ性を向上させることができる。

　また、このような構成のソレノイドバルブにおいては、特にプランジャのスプール側の空間に係る呼吸路を極力長く複雑に形成しているので、ソレノイドバルブの周囲に存在するコンタミがプランジャのスプール側の空間に入る可能性を低減することができ、耐コンタミ性を向上させることができる。

　また好適には、本発明のソレノイドバルブは、前記サイドリングが、当該サイドリングの前記バルブスリーブとは反対側の端面に形成され当該サイドリングの前記プランジャが配置される内部空間と前記サイドリングの外周とを連通する径方向溝と、前記径方向溝に一方の端部が連通し当該サイドリングの外周面に軸方向に形成される軸方向溝とを有し、前記サイドリングと前記軸方向溝の他方の端部に連通し、前記サイドリング及び前記モールド成形体の外周面に周方向に形成される周方向溝をさらに有し、前記ソレノイドケースは、前記周方向溝と外部とを連通する切り欠き部を有することを特徴とする。

　また、このような構成の本発明のソレノイドバルブによれば、特にプランジャのスプールとは反対側の空間に係る呼吸路を極力長く複雑に形成しているので、ソレノイドバルブの周囲に存在するコンタミがプランジャのスプールとは反対側の空間に入る可能性を低減することができ、耐コンタミ性を向上させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るソレノイドバルブの構成を示す図である。

図２は、本発明の第２実施形態に係るソレノイドバルブの構成を示す図である。

図３Ａは、図３Ｂ及び図３Ｃとともに本発明の第３実施形態に係るソレノイドバルブの構成を示す図であり、モールド成形体の外周面の構成を説明するための図である。

図３Ｂは、図３Ａ及び図３Ｃとともに本発明の第３実施形態に係るソレノイドバルブの構成を示す図であり、ソレノイドバルブを図３ＡのＸ－Ｘの方向から見た図であってサイドリングの端面の構成を説明するための図である。

図３Ｃは、図３Ａ及び図３Ｂとともに本発明の第３実施形態に係るソレノイドバルブの構成を示す図であり、ソレノイドバルブを図３ＡのＹ－Ｙの方向から見た図であってモールド成形体のコネクタ部及びソレノイドケースの構成を説明するための図である。

図４は、従来のソレノイドバルブの構成を示す図である。

　第１実施形態

　本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係るソレノイドバルブ１１は、スプールタイプのソレノイドバルブであって、例えば自動車の自動変速機等の油圧の制御を行うために用いられるものである。

　ソレノイドバルブ１１は、電動駆動部としてのソレノイド部（リニアソレノイド）２０と、バルブ本体４０と、リテーナ４５とを有する。バルブ本体４０に対して、軸方向Ｚに沿った一方の端部(後端)にソレノイド部２０が装着され、他方の端部（先端）にリテーナ４５が装着される。ソレノイド部２０は、ソレノイドケース２１の内部に、コイル２２を内蔵するモールド成形体２３、センターポスト２７、スペーサ３６、サイドリング３７、ロッド２６及びプランジャ２４を有する。バルブ本体４０は、一方の端部がソレノイドケース２１の一方の端部のケース開口部２５に嵌合されてソレノイド部２０と一体化される。

　コイル２２は、ソレノイドケース２１に装着されるモールド成形体２３に埋め込まれており、ソレノイドケース２１の外部に突き出ているモールド成形体２３のコネクタ部２３３に設置されたコネクタ２８から制御電圧が供給されるようになっている。コイル２２は、制御電圧に応じて所望の強さで所望の向きの磁界を発生し、プランジャ２４に軸方向Ｚの駆動力（磁気吸引力）を発生させる。その駆動力は、ロッド２６を介してスプール６０に伝達され、スプール６０を軸方向に移動させる。

　モールド成形体２３のバルブ本体４０側の端部付近には、円環状のロアプレート３５が一体成形されている。ロアプレート３５の中央開口には、センターポスト２７が嵌合される。

　また、モールド成形体２３の内周側には、軸方向に沿って各々環状のサイドリング３７、スペーサ３６及びセンターポスト２７が設置されている。サイドリング３７の内周には、プランジャ２４が軸方向移動自在に配置され、センターポスト２７の内周には、ロッド２６が軸方向移動自在に配置されている。プランジャ２４とロッド２６とは一体的に移動可能になっている。

　ロッド２６の先端２６ａ（バルブ本体４０側の端面）は、スプール６０のスプール軸６１の後端６１ａ（ソレノイド部２０側の端面）に通常状態において接触している。従って、コイル２２による磁気吸引力によりプランジャ２４及びロッド２６がバルブ本体４０側へ移動した場合には、スプール軸６１の後端６１ａがロッド２６の先端２６ａに押されて、スプール６０はリテーナ４５方向に移動される。また、コイル２２による磁気吸引力が相対的に弱まりスプリング４２の弾性力によりスプール６０がソレノイド部２０側へ移動した場合は、ロッド２６の先端２６ａがスプール軸６１の後端６１ａに押されて、プランジャ２４及びロッド２６はエンドプレート３３方向に移動される。

　スプール６０のソレノイド部２０方向への移動は、例えば図１に示すように、後述するスプール６０の第３のランド６５のソレノイド部２０側の端面がソレノイド部２０のセンターポスト２７のバルブ本体４０側の端面に当接することにより規制される。この状態において、プランジャ２４及びロッド２６がさらにエンドプレート３３側に移動した場合には、ロッド２６の先端２６ａとスプール軸６１の後端６１ａとの間には隙間が生じる。本実施形態のソレノイドバルブ１１においては、後述するように、このような隙間が生じても、制御を開始した時（再びコイル２２の磁気吸引力によりプランジャ２４及びロッド２６をバルブ本体４０側へ移動させた時）には、迅速にロッド２６の先端２６ａがスプール軸６１の後端６１ａに当接し、バラツキのない安定した応答性によりスプール６０の移動を開始できるものである。

　スプール６０の先端には、リテーナ４５の内部に装着してあるスプリング４２の後端が装着してあり、スプリング４２の弾性力により、スプール６０は、常に、プランジャ２４のロッド２６方向に押圧されている。なお、リテーナ４５は、バルブ本体４０のバルブスリーブ４１の先端に対してカシメ止めされている。

　バルブスリーブ４１の材質は特に限定されないが、例えば、アルミニウム、鉄、樹脂等が例示される。リテーナ４５の材質は特に限定されないが、例えば、鉄、ステンレス、樹脂等が例示される。

　バルブスリーブ４１には、周壁を貫通する開口として、スリーブ４１の先端側から後端側に向けて順に、図示しないドレインポート、制御ポート、入力ポート及びフィードバックポートが形成されている。

　また、バルブスリーブ４１のソレノイド部２０側の端部（後端部）近傍の周壁には、ソレノイド部２０のプランジャ２４のスプール６０側の空間に対して、バルブ本体４０の外部から流体を流入出させる呼吸口４６が形成されている。呼吸口４６は、口述するスプール６０に形成された呼吸溝６６を介してプランジャ２４のスプール６０空間に連通しており、スプール６０がソレノイド部２０側に移動された時においても、プランジャ２４のスプール６０側の空間とバルブ本体４０の外部とを連通可能に接続している。

　入力ポートは、図示しないタンクからポンプによって供給される制御流体（例えば作動油）が流入するポートである。制御ポートは、図示しない自動変速機等の制御流体要求先（負荷）に制御流体を供給するポートである。フィードバックポートと制御ポートとはソレノイドバルブ１１の外部で連通しており、制御ポートから流出する制御流体の一部がフィードバックポートに流入する。

　スプール６０は、バルブスリーブ４１の略中心に軸方向Ｚに沿って移動自在に配置されており、スプール軸６１と円柱状に形成された第１～第３のランド６３～６５とから構成されている。

　第１～第３のランド６３～６５は、スプール６０のスプリング４２の側端部から軸方向Ｚに沿って順に所定の間隔で、スプール軸６１に一体的に形成されている。

　第１～第３のランド６３～６５の外径は、スプール軸６１の外径よりも大きい。また、第１のランド６３と第２のランド６４の外径は略同じであるが、第３のランド６５の外径は、第１のランド６３と第２のランド６４の外径に比べて小さい。

　第３のランド６５のソレノイド部２０側の端面には、ソレノイド部２０のプランジャ２４のスプール６０側の空間に対して、バルブ本体４０の外部から流体を流入出させる呼吸溝６６が形成されている。スプール６０の第３のランド６５のソレノイド部２０側の端面は、スプール６０がバルブスリーブ４１の中をソレノイド部２０側に移動しセンターポスト２７のバルブ本体４０側の端面に当接することにより、スプール６０のソレノイド部２０方向への移動を規制するように形成されている。この状態、すなわち、スプール６０が最もソレノイド部２０側に移動し第３のランド６５のソレノイド部２０側の端面とセンターポスト２７のバルブ本体４０側の端面とが当接した状態において、第３のランド６５のソレノイド部２０側の端面に形成された呼吸溝６６は、ソレノイド部２０のプランジャ２４のスプール６０側の空間と、バルブスリーブ４１のソレノイド部２０側の端部（後端部）近傍の周壁に形成された呼吸口４６とを接続する。

　このような呼吸溝６６を設けることにより、プランジャ２４及びロッド２６がバルブ本体４０の方向に移動した時にプランジャ２４のスプール６０側の空間の流体を速やかに外部に排出することができ、ソレノイドバルブ１１の応答性を速くすることができる。また、プランジャ２４及びロッド２６がバルブ本体４０から離れる方向に移動した時に、プランジャ２４のスプール６０側の空間に流体を速やかに外部から流入させることができ、その場合もソレノイドバルブ１１の応答性を速くすることができる。

　特に、制御を開始する場合で、プランジャ２４がエンドプレート３３側の端部に位置してロッド２６の先端２６ａとスプール軸６１の後端６１ａとの間に隙間が存在する場合においても、プランジャ２４吸引側の油室の流体を迅速に排除し（押し出して）ロッド２６とスプール６０の隙間を無くす、すなわち、ロッド２６をスプール６０の端面に当接した状態とすることができるので、従来、応答性にバラツキが生じることが問題であった制御開始時においても、バラツキを生じることなく適切な応答性能で制御が可能となる。

　また、一方で、前述したように呼吸溝６６及びバルブスリーブ４１の呼吸口４６により形成される流体流路は、ある程度小さい断面積に形成される。その結果、流体の流入出の際の流体抵抗がプランジャ２４の移動に係るダンピング作用を発揮するものとなり、ソレノイドバルブ１１の応答性能が向上させることができる。呼吸溝６６及びバルブスリーブ４１の呼吸口４６により形成される流体流路の断面積は、具体的には、例えば約０．２～２．１ｍｍ^２が好ましい。

　バルブスリーブ４１の内部において、第２のランド６４と第３のランド６５との間には、フィードバック室６７が形成されている。第２のランド６４の外径と第３のランド６５の外径には差があるため、フィードバック室６７にフィードバックされた制御流体がスプール６０に作用する面積が異なる。そのため、面積の差（ランド６４とランド６５との外径差）により発生するフィードバック力、スプリング４２によるスプリング力、及び電流の大きさにより変化する電磁力の３つの力のバランスで、制御ポートから流出する制御流体について所望の出力圧を得ることができる。例えば、ソレノイド部２０に供給する電流を増大させるほど出力圧が減少するタイプの制御弁の場合、３つの力のバランスは、次の式（１）で表すことができる。

　［スプリング力］＝［出力圧（＝ランドの外径差に発生するフィードバック力）］＋［電磁力］　・・・（１）

　また、ソレノイド部２０に供給する電流を減少させるほど出力圧が増大するタイプの制御弁の場合には、３つの力のバランスは、次の式（２）で表すことができる。

　［スプリング力］＋［出力圧（＝ランドの外径差に発生するフィードバック力）］＝［電磁力］　・・・（２）

　スプール６０は、通常の制御状態において、軸方向Ｚに沿って一端はスプリング４２に当接しており、軸方向Ｚに沿って他端はロッド２４に当接している。そのため、スプール６０には、フィードバック室６７における制御流体の押圧力（フィードバック力）の他に、スプリング４２の押圧力（スプリング力）と、ロッド２４を介してプランジャ２４の動きによる押圧力（電磁力）とが伝達される。これらの押圧力によりスプール６０はバルブスリーブ４１内を軸方向Ｚに摺動する。

　このような構成のソレノイドバルブ１１において、スプール６０は、スプリング４２の押圧力（スプリング力）と、コイル２２に供給される電流により発生する磁界の磁器吸引力でプランジャ２４がスプール６０を押圧する力（電磁力）とフィードバック室６７の制御流体の圧力によりスプール６０が受ける押圧力（フィードバック力）とがつり合う位置で静止する。細かくは、静的にはつり合う位置でつり合っているが、実際には入力ポートとドレインポートを頻繁に開閉して制御している。

　スプール６０のバルブスリーブ４１内部での位置は、上述した力により制御され、入力ポート及び／又はドレインポートが所望の状態に開閉される。

　また、入力ポートから出力ポートへ流れる制御流体の量は、入力ポートの開口量によって決定される。入力ポートの開口量は、バルブスリーブ４１内部でのスプール６０の位置によって決定される。

　そして、このように構成されたソレノイドバルブ１１においては、図示せぬ制御回路からソレノイド部２０のコイル２２に電流が供給されることにより、コイル２２は所望の強さで所望の向きの磁界を発生し、この磁界による電磁力によりプランジャ２４が移動し、スプール６０がバルブ本体４０のバルブスリーブ４１中を移動する。

　従って、コイル２２に供給される電流量を大きくし、プランジャ２４に対して大きな電磁力を作用させると、スプール６０がバルブ本体４０のバルブスリーブ４１中を、スプリング４２側に移動する。スプール６０がバルブスリーブ４１内をスプリング４２側に移動すると、制御ポートからドレインポートへ流れる制御流体の量が増大する。

　一方、コイル２２に供給される電流量を相対的に小さくし、プランジャ２４に対して作用する電磁力を減少させると、スプール６０がバルブスリーブ４１内を、ソレノイド部２０側に移動する。スプール６０がバルブスリーブ４１内をソレノイド部２０側に移動すると、入力ポートから制御ポートへ流れる制御流体の量が増大する。

　このように、本実施形態のソレノイドバルブ１１においては、スプール６０の第３のランド６５のソレノイド部２０側の端面に呼吸溝６６を設け、バルブスリーブ４１の周壁に呼吸溝６６に連通する呼吸口４６を設けており、これらにより形成される流体流路の断面積を適切な断面積としているので、適切な迅速性と適切なダンピング性能を有する安定した応答性能を得ることができる。

　第２実施形態

　本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。本実施形態に係るソレノイドバルブ１２も、第１実施形態のソレノイドバルブ１１と同様にスプールタイプのソレノイドバルブであって、例えば自動車の自動変速機等の油圧の制御を行うために用いられるものである。

　第１実施形態のソレノイドバルブ１１では、スプール６０のソレノイド部２０側の端面となる第３のランド６５に呼吸溝６６を形成することにより、スプール６０が最もソレノイド部２０側に配置された場合において、プランジャ２４のスプール６０側の空間とバルブスリーブ４１に形成されている呼吸口４６とを接続する流体流路を形成した。

　これに対して本実施形態のソレノイドバルブ１２では、スプール６０が最もソレノイド部２０側に配置された場合に第３のランド６５のソレノイド部２０側の端面に当接するセンターポスト２７のスプール６０側の端面に呼吸溝２９を形成することにより、プランジャ２４のスプール６０側の空間とバルブスリーブ４１に形成されている呼吸口４６とを接続する流体流路を形成したものである。

　このような構成のソレノイドバルブ１２においても、ソレノイド部２０のセンターポスト２７のバルブ本体４０側の端面に呼吸溝２９を設け、バルブスリーブ４１の周壁に呼吸溝６６に連通する呼吸口４６を設けており、これらにより形成される流体流路の断面積を適切な断面積としているので、第１実施形態のソレノイドバルブ１１と同様に適切な迅速性と適切なダンピング性能を有する安定した応答性能を得ることができる。

　なお、第２実施形態のソレノイドバルブ１２においては、第１実施形態のソレノイドバルブ１１において第３のランド６５に形成していた呼吸溝６６を形成しないものとし、センターポスト２７に呼吸溝２９を形成するものとした以外の構成については、同一符号を付した第１実施形態のソレノイドバルブ１１の対応する構成と実質的に同一である。

　第３実施形態

　本発明の第３実施形態について、図３Ａ～３Ｃを参照して説明する。第３実施形態のソレノイドバルブ１３も、第１実施形態のソレノイドバルブ１１及び第２実施形態のソレノイドバルブ１２と同様にスプールタイプのソレノイドバルブであって、自動車の自動変速機等の油圧の制御を行うために用いられるものである。

　前述した第１実施形態のソレノイドバルブ１１及び第２実施形態のソレノイドバルブ１２は、プランジャ２４のスプール６０側の空間に対して流体を適切な流路抵抗で（適切な応答性能となるように）出し入れ可能にするものであった。スプールタイプのソレノイドバルブにおいては、プランジャ２４の反対側に形成される空間（エンドプレート３３側の空間）についても、プランジャ２４がバルブ本体４０側に移動する場合（プランジャ２４がエンドプレート３３から離れる方向に移動する場合）には流体が適切に流入し、プランジャ２４がエンドプレート３３側に移動する場合には流体が適切に排出されるのが望ましい。本実施形態のソレノイドバルブ１３は、プランジャ２４のスプール６０側及び反対側（エンドプレート３３側）の両方に対して、適切に流体の流動を行えるようにしたものである。

　図３Ａ～３Ｃは、第３実施形態のソレノイドバルブ１３の構成を示す図であり、図３Ａはモールド成形体２３の外周面の構成を説明するための図であり、図３Ｂはソレノイドバルブ１３を図３ＡのＸ－Ｘの方向から見た図であってサイドリング３７の端面の構成を説明するための図であり、図３Ｃはソレノイドバルブ１３を図３ＡのＹ－Ｙの方向から見た図であってモールド成形体２３のコネクタ部２３３及びソレノイドケース２１の構成を説明するための図である。

　なお、以下の説明において、第１実施形態及び第２実施形態のソレノイドバルブ１１及び１２と実質的に同一の構成については、同一の符号を付するとともにその説明は省略する。

　ソレノイドバルブ１３は、第１の実施形態のソレノイドバルブ１１及び第２実施形態のソレノイドバルブ１２の各呼吸口４６（図１及び図２参照）と同様に、バルブスリーブ４１のソレノイド部２０側の端部にプランジャ２４のスプール６０側の空間に連通する呼吸口４７が形成されている。スプール６０が最もソレノイド部２０側に配置されている時のプランジャ２４のスプール６０側の空間と呼吸口４７との間は、前述した第１実施形態のソレノイドバルブ１１のような第３のランド６５に形成された呼吸溝６６により、あるいは、前述した第２実施形態のソレノイドバルブ１２のようなセンターポスト２７に形成された呼吸溝２９により連通されているものとする。

　ソレノイドバルブ１３においてバルブスリーブ４１に形成された呼吸口４７は、第１あるいは第２実施形態のソレノイドバルブ１１あるいは１２の呼吸口４６のように外部（バルブ本体４０の周囲）との間で流体を流入出するものではなく、図３Ｃに示すように、ソレノイドケース２１の内周とモールド成形体２３の外周との間の隙間との間で流体を流入出させるように形成されている。

　ソレノイドバルブ１３においては、モールド成形体２３の外周部に、軸方向に沿って、流体流路（呼吸路）としての溝（軸方向呼吸路）２３１が形成されている。軸方向呼吸路２３１は、本実施形態においてはモールド成形体２３の外周の中心角度が１８０°ずれた対向する位置に２本形成されている。

　また、モールド成形体２３のバルブ本体４０側に設置されるロアプレート３５にも、モールド成形体２３の軸方向呼吸路２３１に連通する切り欠き部３５１が形成されている。すなわち、軸方向呼吸路２３１は、ロアプレート３５とモールド成形体２３とが一体化された構成物に対して、これらを貫通する形態の溝として形成されている。

　軸方向呼吸路２３１のバルブ本体４０側の端部は、モールド成形体２３のバルブ本体４０側の底面とソレノイドケース２１の内側底面との間の隙間に連通している。ソレノイドバルブ１３において、バルブスリーブ４１、ソレノイドケース２１及びモールド成形体２３は、各部材に適宜形成されている図示しない係合部（例えば、係合凸部と係合凹部）を係合させることにより、周方向の相対的な位置が特定の位置関係となるように設置される。バルブスリーブ４１に形成される呼吸口４７、モールド成形体２３の底面とソレノイドケース２１の底面との間に形成される隙間及びモールド成形体２３に形成される軸方向呼吸路２３１は、その状態において順次連通し、流体の流路（呼吸路）を形成する。

　モールド成形体２３のエンドプレート３３側の端部側の外周には、モールド成形体２３の外周を周方向に沿って周回するように形成された同じく流体流路（呼吸路）としての溝（周方向呼吸路）２３２が形成されている。この周方向呼吸路２３２の軸方向の位置は、モールド成形体２３をソレノイドケース２１に装着した場合に、モールド成形体２３のコネクタ部２３３が嵌合するソレノイドケース２１の切り欠き部２１０の位置に周方向呼吸路２３２が配置されるように規定される。ソレノイドケース２１の切り欠き部２１０は、コネクタ部２３３が嵌合された状態においても閉塞されずに外部に開口した呼吸窓２１１を有し、周方向呼吸路２３２は、その呼吸窓２１１を介して外部に開口され、流体が流入出される。

　前述したモールド成形体２３の軸方向呼吸路２３１は、エンドプレート３３側の端部が周方向呼吸路２３２に連通するように形成される。

　図３Ｃに２点鎖線で示すソレノイドケース２１には、前述したようにモールド成形体２３のコネクタ部２３３が嵌合される切り欠き部２１０を有する。切り欠き部２１０は、コネクタ部２３３が嵌合された状態においても閉塞されない領域であって、モールド成形体２３の周方向呼吸路２３２に連通する呼吸窓２１１と、呼吸窓２１１を確実に確保するように、また、広い開口の呼吸窓２１１を確保し流体の流入出をスムーズに行うように、コネクタ部２３３の突起部２３４に係合する係合部２１２とを有する。

　サイドリング３７のエンドプレート３３側の端面には、サイドリング３７の中央開口と外周とを連通する径方向溝３７１が形成されている。またサイドリング３７の外周部には、軸方向に沿って軸方向溝３７２が形成されている。軸方向溝３７２は、本実施形態においてはサイドリング３７の外周の中心角度が１８０°ずれた対向する位置に２本形成されており、径方向溝３７１は、この２本の軸方向溝３７２と中央開口とを各々接続するように２本形成されている。また、これら径方向溝３７１及び軸方向溝３７２は、モールド成形体２３のコネクタ部２３３に対して、各々、中心角度が９０°ずれた位置となるように形成する。

　また、モールド成形体２３のエンドプレート３３側の端面の外周角部は面取りされて面取り部２３５に形成されており、これにより、サイドリング３７との間の外周を周回するように形成された流体流路（呼吸路）３７３が形成されている。この周方向呼吸路３７３には、サイドリング３７の軸方向溝３７２が連通しており、また、周方向呼吸路３７３は、ソレノイドケース２１の切り欠き部２１０に連通している。

　その結果、プランジャ２４のエンドプレート３３側の空間であるサイドリング３７の中央開口内の空間は、サイドリング３７に形成された径方向溝３７１及び軸方向溝３７２、サイドリング３７とモールド成形体２３の間の外周部に形成される周方向呼吸路３７３、及び、ソレノイドケース２１の切り欠き部２１０を介してソレノイドバルブ１３の外部と連通する。

　このような構成のソレノイドバルブ１３においては、プランジャ２４のスプール６０側の空間、及び、プランジャ２４のエンドプレート３３側の空間の両方に対して流体を出し入れする呼吸路を形成している。従って、これら各呼吸路の断面積を適切な断面積とすることにより、適切な迅速性と適切なダンピング性能を有する安定した応答性能を有するソレノイドバルブ１３を得ることができる。

　また、本実施形態のソレノイドバルブ１３においては、コネクタ部２３３に形成した切り欠き部２１０において流体を外部と出し入れするようにしており、ソレノイド部に他の呼吸窓を設ける必要はない。

　また、モールド成形体２３の外周に形成された２本の軸方向呼吸路２３１はソレノイドケース２１の切り欠き部２１０に対して各々中心角度が９０°ずれるように形成、設置され、周方向呼吸路２３２を介して切り欠き部２１０につなげられており、プランジャ２４のスプール６０側の空間からコネクタ部２３３の切り欠き部２１０までの呼吸路は、極力長く複雑になるように確保されている。また、サイドリング３７に形成された径方向溝３７１及び軸方向溝３７２もソレノイドケース２１の切り欠き部２１０に対して各々中心角度が９０°ずれるように形成、設置され、サイドリング３７とモールド成形体２３との間の周方向呼吸路３７３を介して切り欠き部２１０につなげられており、プランジャ２４のエンドプレート３３側の空間からコネクタ部２３３の切り欠き部２１０までの呼吸路も、極力長く複雑になるように確保されている。その結果、ソレノイドバルブ１３の周囲に存在するコンタミがプランジャ２４のスプール６０側の空間、及び、プランジャ２４のエンドプレート３３側の空間に入る可能性を低減することができ、耐コンタミ性を向上させることができる。

　他の実施形態

　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

　例えば、前述した第１実施形態のソレノイドバルブ１１においては第３のランド６５に呼吸溝６６を形成することにより、また、前述した第２実施形態のソレノイドバルブ１２においてはセンターポスト２７に呼吸溝２９を形成することにより、ともにプランジャ２４のスプール６０側の空間とバルブスリーブ４１の呼吸口４６とを接続する所望の断面積の流体通路を形成するようにしていた。これに対して、第３のランド６５及びセンターポスト２７の対向する面に各々呼吸溝６６及び呼吸溝２９を形成し、これら２つの呼吸溝６６及び呼吸溝２９を合わせることにより、プランジャ２４のスプール６０側の空間とバルブスリーブ４１の呼吸口４６とを接続する所望の断面積の流体通路を形成するようにしても良い。

産業上の利用分野

　本発明に係るソレノイドバルブは、自動車の自動変速機の油圧制御等、流体の流量や圧力を制御する任意の装置において利用することができる。

Claims

　内部にスプールが軸方向移動自在に配置されるバルブスリーブと、
　前記バルブスリーブの軸方向の一方の端部に接続されるソレノイドケースと、
　前記ソレノイドケースの内部に装着され、コイルを内蔵するモールド成形体と、
　前記モールド成形体の内部の前記バルブスリーブ側に設置されるセンターポストと、
　前記モールド成形体の内部の前記バルブスリーブとは反対側に設置されるサイドリングと、
　前記サイドリング及び前記センターポスト内に軸方向移動自在に配置され、前記コイルにより発生される磁力により軸方向に移動されるプランジャと、
　前記バルブスリーブの前記ソレノイドケース側の端部近傍に形成され、前記プランジャの前記スプール側の空間に対して流体を流入出するための呼吸口と、
　前記センターポスト及び前記スプールのいずれか一方あるいは両方に形成され、前記スプールが最も前記プランジャ側に配置され前記スプールの前記プランジャ側の端部と前記センターポストの前記スプール側の端部とが当接している状態において前記プランジャの前記スプール側の空間と前記呼吸口とを連通する流体通路を形成する呼吸溝とを有することを特徴とするソレノイドバルブ。
　前記呼吸口は、前記プランジャの前記スプール側の空間に連通する前記呼吸溝と、前記バルブスリーブの外部とを連通するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ。
　前記呼吸口は、前記プランジャの前記スプール側の空間に連通する前記呼吸溝と、前記ソレノイドケースの前記バルブスリーブ側の端部に形成される前記ソレノイドケースの内面と前記モールド成形体の外面との間の隙間とを連通するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ。
　前記モールド成形体は、前記ソレノイドケースの前記バルブスリーブ側の端部に形成される前記ソレノイドケースの内面と前記モールド成形体の外面との間の隙間に一方の端部が連通し、当該モールド成形体の外周面に軸方向に形成される軸方向呼吸路と、前記軸方向呼吸路の他方の端部に連通し、当該モールド成形体の外周面に周方向に形成される周方向呼吸路とを有し、
　前記ソレノイドケースは、前記モールド成形体の前記周方向呼吸路を外部に開口する呼吸窓を有することを特徴とする請求項３に記載のソレノイドバルブ。
　前記サイドリングは、当該サイドリングの前記バルブスリーブとは反対側の端面に形成され当該サイドリングの前記プランジャが配置される内部空間と前記サイドリングの外周とを連通する径方向溝と、前記径方向溝に一方の端部が連通し当該サイドリングの外周面に軸方向に形成される軸方向溝とを有し、
　前記サイドリングと前記軸方向溝の他方の端部に連通し、前記サイドリング及び前記モールド成形体の外周面に周方向に形成される周方向溝をさらに有し、
　前記ソレノイドケースは、前記周方向溝と外部とを連通する切り欠き部を有することを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ。