JP2011256893A - 電磁弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筒状のスリーブ10の内側に軸方向に往復移動可能に設けられるスプール20は、入力ポート12を開閉する第1ランド21、及び排出ポートを開閉する第2ランドを有する。電磁アクチュエータはスプール20を軸方向の他方に移動させることで入力ポート12と排出ポートとの連通状態を切り替える。スリーブ10は、第1ランド21の入力ポート12と径方向の反対側に形成される圧力室61と、入力ポート12と圧力室61との間の流体の流れを制限する絞り部62とを有する。入力ポート12と排出ポートとが連通状態から遮断状態に移行すると、絞り部62によって圧力室61の作動油と入力ポート12の作動油とに差圧が生じ、第1ランド21とスリーブ10の内壁18との摩擦力が大きくなる。
【選択図】図1
Description
この種の電磁弁は、スリーブの内側に往復移動可能に設けられたスプールを軸方向の一方へ付勢するスプリングの付勢力と、フィードバック室に供給される油圧と、スプリングの付勢力に抗してスプールを軸方向の他方に移動させる電磁アクチュエータの吸引力とのバランスによりスプールを所定の位置に保持している。このため、電磁アクチュエータがスプールを急速に変位させると、その反動によりスプールが軸方向に揺れ動き、スリーブに形成された入力ポートの開口面積が変動することで、出力ポートから出力される油圧に振動が生じることがある。
特許文献1に記載の電磁弁では、スリーブの径方向外側に出力ポートと連通する緩衝装置を設けることで、上述した油圧の振動を抑制している。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格を小型化し、かつ、流体圧の振動を抑制することの可能な電磁弁を提供することにある。
一方、スプールが一定の位置に停止しているとき、絞り部を流体が流れ、入力ポートと圧力室との流体圧が略同じとなるので、スプールとスリーブとは略同軸に位置する。これにより、電磁弁の応答性を高めることができる。
電磁アクチュエータがスプールを移動し、第1ランドが入力ポートの開口を大きくすると、出力ポートから流体圧が出力される。すると、入力ポートから出力ポートへ流れる流体の流速が速くなり、入力ポートの流体圧が低下する。このとき、絞り部により圧力室の流体圧が維持されるので、圧力室の流体と入力ポートの流体とに差圧が生じる。このため、スプールが径方向の入力ポート側に偏り、第1ランドとスリーブの内壁との摩擦力が大きくなる。したがって、出力ポートから出力される流体圧の振動を抑制することができる。
第2ランドにより出力ポートの開閉を行うことで流体の圧力制御を行う構成の電磁弁では、第2ランドの径方向の出力ポートと反対側に圧力室を形成し、出力ポートと圧力室との間の作動流体の流れを絞り部により制限することで、出力ポートから出力される流体圧の振動を抑制することができる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による電磁弁を図1〜図3に示す。本実施形態の電磁弁1は、車両の自動変速機に用いられ、流体としての作動油の圧力制御を行うものである。
まず、電磁弁1の基本的構成を説明する。
図2に示すように、電磁弁1は、スリーブ10、スプール20、コイルスプリング30及び電磁アクチュエータ40等を備えている。
スリーブ10は、筒状に形成され、軸方向のコイルスプリング30側から順に、フィードバックポート11、入力ポート12、出力ポート13及び排出ポート14を有している。入力ポート12は、図示しない油圧ポンプに接続し、油圧ポンプから油圧が入力される。出力ポート13は、図示しない自動変速機の負荷に接続するとともに、図示しない油圧配管によりフィードバックポート11に接続している。排出ポート14は、大気開放されている。
第1ランド21はスリーブ10の内壁18と摺動し、入力ポート12を開閉する。第2ランド22はスリーブ10の内壁18と摺動し、排出ポート14を開閉する。第1ランド21及び第2ランド22は、それぞれ、径方向に凹むノッチ27、28を有している。第3ランド23は、外径が第1ランド21及び第2ランド22の外径よりも小さく形成されている。スリーブ10は、第3ランド23の外径に対応し、フィードバックポート11のコイルスプリング側の内径がフィードバックポート11の入力ポート12側の内径よりも小さく形成されている。このため、第3ランド23は、フィードバックポート11のコイルスプリング30側のスリーブ10の内壁18に摺接する。
ヨーク41は、磁性体から筒状に形成されている。ヨーク41は、軸方向の一端がスリーブ10の径外側に設けられたフランジ17にかしめられ、軸方向の他端がカバー45にかしめられている。
固定コア42は、磁性体から形成されている。固定コア42は、可動コア43を収容する円筒状の収容部46、収容部46の一方に設けられ可動コア43を吸引する吸引部47、及び収容部46と吸引部47との間で収容部46よりも肉厚の薄い磁気絞り部48を有し、一体に形成されている。
可動コア43は、磁性体から形成され、固定コア42の収容部の内側に軸方向へ往復移動可能に設けられている。
コイル44は、固定コア42とヨーク41との間で、絶縁体から形成されたボビン49に巻回され、コネクタ50の端子51と電気的に接続している。
固定コア42の軸方向に形成された孔52にプランジャ53が軸方向に往復移動可能に設けられている。プランジャ53は、一端が可動コア43に当接し、他端がスプール20の端部に当接している。
コネクタ50からコイル44に電流が供給されると、コイル44は磁界を発生し、ヨーク41、固定コア42及び可動コア43により形成された磁気回路に磁束が流れる。これにより、固定コア42の吸引部47に可動コア43が磁力によって吸引される。すると、可動コア43に当接するプランジャ53が、コイルスプリング30の付勢力に抗してスプール20をコイルスプリング30側に変位させる。
図1に示すように、スリーブ10の入力ポート12のコイルスプリング30側の内壁18には、周方向に溝60が形成されている。この溝60と第1ランド21の外壁により、第1ランド21の入力ポート12と径方向の反対側に圧力室61が形成される。第1ランド21が入力ポート12を閉塞している状態のとき、圧力室61の油圧が第1ランド21に作用する面積と、入力ポート12の油圧が第1ランド21に作用する面積とが略同じとなるように圧力室61は形成されている。このため、スプール20が停止しているとき、スプール20とスリーブ10とは略同軸になる。
スリーブ10の溝60は、圧力室61と入力ポート12との間で、開口断面積が狭く、入力ポート12と圧力室61との間の作動油の流れを制限することの可能な絞り部62を形成している。絞り部62は、入力ポート12から圧力室61に向かって開口断面積が徐々に狭くなり、再び、開口断面積が徐々に広くなっている。この開口断面積の最も狭い部分の面積と長さにより、入力ポート12と圧力室61との間を一定の時間に流れる作動油の量が設定される。
図2は、電磁アクチュエータ40のコイル44に通電されていない状態を示している。この状態で、第2ランド22は排出ポート14を開放している。このため、入力ポート12から供給される油圧は、スリーブ10の内壁18と第1ランド21との隙間、又は第1ランド21のノッチ27から連通室15に入り、排出ポート14から排出される。したがって、出力ポート13から油圧は出力されない。
このとき、入力ポート12と圧力室61との油圧は略同じである。このため、スプール20とスリーブ10とは略同軸に位置している。
このとき、入力ポート12から出力ポート13へ流れる作動油の流れが速くなるので、入力ポート12の油圧が低下する。一方、圧力室61と入力ポート12との作動油の流れは絞り部62により制限されているので、圧力室61の油圧はコイル44に通電される前と略同じ圧力に維持される。このため、圧力室61の作動油と入力ポート12の作動油とに差圧が生じ、図1の矢印Fに示すように、スプール20が径方向の入力ポート12側に偏り、第1ランド21とスリーブ10の内壁18との摩擦力が大きくなる。
本発明の第2実施形態による電磁弁を図4及び図5に示す。以下、複数の実施形態において上述した第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、電磁弁2は、自動変速機を構成する部品3等に形成された穴4に収容されている。圧力室71は、スリーブ10の径方向外側に開口している。圧力室71は、開口が穴4の内壁によって塞がれている。
本発明の第3実施形態による電磁弁の要部を図6及び図7に示す。本実施形態では、スリーブ10は、入力ポート12及び出力ポート13を有し、排出ポートを有していない。スプール20の第1ランド21は入力ポート12を開閉する。第2ランド22は、出力ポート13の入力ポート12と反対側のスリーブ10の内壁18と摺動する。
第1実施形態と同様、スプール20には、入力ポート12の周方向に溝60が形成されている。この溝60と第1ランド21の外壁により、第1ランド21の入力ポート12と径方向の反対側に圧力室61が形成される。また、スプール20の溝60は、圧力室61と入力ポート12との間で、開口断面積が狭く、入力ポート12と圧力室71との間の作動油の流れを制限することの可能な絞り部62を形成している。
本発明の第4実施形態による電磁弁の要部を図8及び図9に示す。本実施形態は、第3実施形態の変形例である。本実施形態では、スプール20の第2ランド22が出力ポート13を開閉する。第1ランド21は、入力ポート12の出力ポート13の反対側の内壁18と摺動する。
本実施形態では、スプール20には、出力ポート13の周方向に溝80が形成されている。この溝80と第2ランド22の外壁により、第2ランド22の出力ポート13と径方向の反対側に圧力室81が形成される。また、スプール20の溝は、圧力室81と出力ポート13との間で、開口断面積が狭く、出力ポート13と圧力室81との間の作動油の流れを制限することの可能な絞り部82を形成している。
上述した第1実施形態において、車両の自動変速機に用いられる電磁弁について説明した。これに対し、本発明は、油圧式のバルブタイミング調整装置等、作動油の油圧制御を行う種々の機器に用いてもよい。
上述した第1実施形態において、スリーブは、軸方向のコイルスプリング側から順に、入力ポート、出力ポート及び排出ポートを有するものとした。これに対し、本発明は、スリーブは、軸方向コイルスプリング側から順に、出力ポート、入力ポート及び排出ポートを有するものとしてもよい。第1ランドは出力ポートを開閉し、第2ランドは排出ポートを開閉する。この場合、圧力室は第1ランドの出力ポートと径方向の反対側に形成され、絞り部は圧力室と出力ポートとの間に形成される。この構成においても、出力ポート13から出力される油圧の振動を抑制することができる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
12 ・・・入力ポート、
13 ・・・出力ポート、
14 ・・・排出ポート、
10 ・・・スリーブ、
21 ・・・第1ランド、
22 ・・・第2ランド、
24 ・・・軸部、
20 ・・・スプール、
30 ・・・コイルスプリング(付勢手段)、
40 ・・・電磁アクチュエータ、
61,71,81・・・圧力室、
62,72,82・・・絞り部。
Claims (5)
- 流体圧の入力される入力ポート、流体圧を出力する出力ポート、及び流体を排出する排出ポートを有する筒状のスリーブと、
前記スリーブの内壁に摺動し前記入力ポートを開閉する第1ランド、前記スリーブの内壁に摺動し前記排出ポートを開閉する第2ランド、及び前記第1ランドと前記第2ランドとを接続する軸部を有し、前記スリーブの内側に軸方向に往復移動可能に設けられるスプールと、
前記スプールを軸方向の一方へ付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記スプールを軸方向の他方に移動させることで前記入力ポートと前記排出ポートとの連通状態を切り替え、前記出力ポートから出力される流体圧を調節する電磁アクチュエータと、を備え、
前記スリーブは、前記第1ランドの前記入力ポートと径方向の反対側に形成される圧力室と、前記入力ポートと前記圧力室との間の流体の流れを制限する絞り部とを有することを特徴とする電磁弁。 - 前記絞り部は、前記スリーブの内壁の周方向に形成された溝と前記第1ランドの径方向の外壁とにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の電磁弁。
- 前記絞り部は、前記入力ポートと前記排出ポートとが連通状態から遮断状態に移行するとき、前記入力ポートの流体と前記圧力室の流体とに差圧を生じさせることの可能な断面積に形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の電磁弁。
- 流体圧の入力される入力ポート及び流体圧を出力する出力ポートを有する筒状のスリーブと、
前記スリーブの内側に軸方向に往復移動可能に設けられ、前記スリーブの内壁に摺動し前記入力ポートを開閉する第1ランドを有するスプールと、
前記スプールを軸方向の一方へ付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記スプールを軸方向の他方に移動させることで前記入力ポートと前記出力ポートとの連通状態を切り替え、前記出力ポートから出力される流体圧を調節する電磁アクチュエータと、を備え、
前記スリーブは、前記第1ランドの径方向の前記入力ポートと反対側に形成される圧力室と、前記入力ポートと前記圧力室との間の作動流体の流れを制限する絞り部とを有することを特徴とする電磁弁。 - 流体圧の入力される入力ポート及び流体圧を出力する出力ポートを有する筒状のスリーブと、
前記スリーブの内側に軸方向に往復移動可能に設けられ、前記スリーブの内壁に摺動し前記出力ポートを開閉する第2ランドを有するスプールと、
前記スプールを軸方向の一方へ付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記スプールを軸方向の他方に移動させることで前記入力ポートと前記出力ポートとの連通状態を切り替え、前記出力ポートから出力される流体圧を調節する電磁アクチュエータと、を備え、
前記スリーブは、前記第2ランドの径方向の前記出力ポートと反対側に形成される圧力室と、前記出力ポートと前記圧力室との間の流体の流れを制限する絞り部とを有することを特徴とする電磁弁。
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