JP2597612Y2 - 電磁スプール弁 - Google Patents

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、圧油供給通路と、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を設け、
滑動孔に軸線方向に滑動自在にスプールを嵌挿し、この
スプールの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
状溝に対応してスプールにランド部を形成し、弁本体に
結合されスプールを変位作動すると共に内部空間に油が
充填されたリニアソレノイド部を設け、ドレン通路をリ
ニアソレノイド部の内部空間よりも上方の弁本体の外部
に開口させ、ドレン通路に連通する環状溝とソレノイド
ハウジングの空間部を連通するドレン油路を弁本体に形
成したものである。

【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、ドレン油路
を通って環状溝を介してリニアソレノイド部の内部空間
よりも上方の弁本体の外部に開口するドレン通路に対し
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油路を介して離れ
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。また、リ
ニアソレノイド部の内部空間に充満している液位はドレ
ン通路の開口に維持され、リニアソレノイド部の油中に
空気が混入及び侵入しない。

【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
内部の油もリニアソレノイド部の内部空間よりも上方の
弁本体の外部に開口するドレン通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。
また、リニアソレノイド部の内部の全空間に充満してい
る油の液位はドレン通路の開口に維持されるので、油圧
振動の原因となるリニアソレノイド部の油中への空気の
混入及び侵入は生じない。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−129483（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−175587（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−32268（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−117178（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−30663（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−117967（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−80904（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/124 F16K 11/00 - 11/07 F16K 3/00 - 3/36

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧油供給通路と、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
   を設け、滑動孔に軸線方向に滑動自在にスプールを嵌挿
   し、このスプールの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スプールにランド部を形成し、
   弁本体に結合されスプールを変位作動すると共に内部空
   間に油が充填されたリニアソレノイド部を設け、ドレン
   通路をリニアソレノイド部の内部空間よりも上方の弁本
   体の外部に開口させ、ドレン通路に連通する環状溝とソ
   レノイドハウジングの空間部を連通するドレン油路を弁
   本体に形成した電磁スプール弁。
2. 【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。