JP4285291B2

JP4285291B2 - 電磁弁

Info

Publication number: JP4285291B2
Application number: JP2004083858A
Authority: JP
Inventors: 孝一高西
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP2005273688A

Description

本発明は、コイルの励磁によってプランジャを駆動し、それに伴ってスプールを変位させる電磁弁に関するものである。

一般に、車両に装備された自動変速機等には電磁弁が設けられており、その電磁弁により作動油が所定の圧力に制御されるようになっている。この種の電磁弁としては、従来、例えば特開２００３−３１４７４３号に開示されているような電磁弁が知られている。

すなわち、従来の電磁弁は、図３に示すように、ソレノイド部６０と、このソレノイド部６０の一端に設けられた弁部７０とから構成されている。

弁部７０は、スリーブ７１と、このスリーブ７１に摺動可能に収容されたスプール７２とから構成されている。スプール７２上には２つのランド部７３、７４が離間して設けられ、一方のランド部７３の端縁に対応して供給ポート７５が開口され、他方のランド部７４の端縁に対応して排出ポート７６が開口され、２つのランド部７３、７４間に対応して出力ポート７７が開口されている。また、他方のランド部７４の側方に設けられたばね収納孔７８に対応してドレンポート７９が開口されている。

そして、ソレノイド部６０のコイル６１が励磁され、プランジャ６２がコア６３側へ引き寄せられると、前記スプール７２がシャフト７４を介してスリーブ７１内において変位される。これにより、スリーブ７１に設けられた作動油の流路が適宜切替えられて、供給ポート７５から供給された作動油の排出ポート７６への排出が制限され、出力ポート７７から目的とする制御圧の作動油が出力されるようになっている。

特開２００３−３１４７４３号公報（段落

、段落

〜

、図１）

上記したように、従来の電磁弁においては、一方のランド部には、供給ポートより圧力をもった作動油が供給されてその摺動部が潤滑されるのに対し、他方のランド部は排出ポートやドレーンポートに対応しているだけであるので、その摺動部には十分な潤滑作用が行われず、油切れによりスプールの摺動にスティックスリップを生じる場合がある。これによって図４のＡ部に示すようにスプールの始動時における圧力特性が不安定になる問題がある。

本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、排出ポート側に対応するランド部の摺動部における油切れを防止し、圧力特性を安定化させることである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ソレノイドユニット部によって弁スリーブに収容されたスプールを変位させる電磁弁であって、前記スプールには、少なくと２つのランド部が離間して設けられ、これら２つのランド部の一方に対応して作動油が供給される供給ポートを設け、前記２つのランド部の他方に対応して作動油が排出される排出ポートを設け、前記供給ポートと排出ポートの間に前記スプールの変位によって制御される制御圧を出力する出力ポートを設けるとともに、前記排出ポート側の前記ランド部に対応して前記供給ポートに接続された補助供給ポートを開口したことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、ソレノイドユニット部によって弁スリーブに収容されたスプールを変位させる電磁弁であって、前記スプールには、第１、第２および第３のランド部が設けられ、第１のランド部と第２のランド部は互いに隣接して設けられ、前記第２のランド部と第３のランド部は軸方向に所定量離間して設けられ、前記第１および第２のランド部の境界部に形成された段差部に対応してフィードバックポートより制御圧が導入される環状溝を形成し、前記第２および第３のランド部にそれぞれ対応して供給ポートおよび排出ポートにそれぞれ通ずる環状溝を形成し、前記第２および第３のランド部の間に対応して前記制御圧を出力する出力ポートに通ずる環状溝を形成するとともに、前記排出ポートに通ずる前記環状溝に前記供給ポートに接続された補助供給ポートを開口したことを特徴とするものである。

上記のように構成した請求項１、請求項２に係る発明によれば、供給ポートに供給された作動油は、補助供給ポートより排出ポートに対応するランド部にも供給される。そして、補助供給ポートより供給された作動油の一部は、ランド部と弁孔との嵌合隙間を流通して排出ポートおよびドレンポートよりそれぞれ排出される。

これにより、排出ポートに対応するランド部の摺動部分にも常に作動油が保持されるため、そのランド部の摺動部分において油切れを生ずることがなく、スプールの摺動作用をスムーズに行うことができ、圧力特性を安定化させることができるようになる。

以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。本実施の形態の電磁弁１０は、主として、ソレノイドユニット部１１と、そのソレノイドユニット部１１の一端に設けられたスプール弁部１２とによって構成されている。ソレノイドユニット部１１は、カバー１４、コア１５、コイル１６、プランジャ１７、およびシャフト１８等を備えており、スプール弁部１２は弁スリーブ１９とスプール２０等を備えている。

磁性体からなるカバー１４は、有底円筒状の外側筒状部２１と、この外側筒状部２１の内径よりも小径であり、外側筒状部２１よりも軸線方向の長さが短い内側筒状部２２から構成されている。前記外側筒状部２１と内側筒状部２２は同心的に形成されており、両筒状部２１、２２は底部で連なるように一体に形成されている。内側筒状部２２内の底部軸心には有底の支持孔２３が形成され、内側筒状部２２および外側筒状部２１とで形成される円筒状空間内にはコイル１６を巻回したボビン２４が嵌入固定されている。

コア１５はフランジ２６を有し、このフランジ２６の外周に外側筒状部２１の開口端部、すなわち、カバー１４の一端部が嵌合されている。コア１５は略円筒状の磁性体からなり、その軸心には前記支持孔２３と同心状の貫通孔２５が形成されている。コア１５の外周面には前記ボビン２４が外嵌され、このボビン２４の一端は前記フランジ２６の側端部にフィルタ２７を介して当接されている。内側筒状部２２に対向するコア１５の先端には凹状のヨーク部１５ａが形成されている。

内側筒状部２２とコア１５のヨーク部１５ａとによって、大径の摺動室２８が形成されている。前記摺動室２８は内側筒状部２２内に形成された第１端面２８ａとヨーク部１５ａに形成された第２端面２８ｂとを備える。そして、前記摺動室２８には磁性体からなるプランジャ１７がヨーク部１５ａ、内側筒状部２２の内周面に対して若干の間隔を介して摺動可能に配設されている。前記プランジャ１７の軸心には非磁性体からなるシャフト１８が貫通固定されている。シャフト１８の一端は支持孔２３にブッシュ２９ａを介して摺動可能に挿通されている。シャフト１８の他端はコア１５の貫通孔２５にブッシュ２９ｂを介して摺動可能に挿通され、コア１５の端面（以下、接合面３０という）よりも突出している。

コア１５の接合面３０側には、スプール２０を摺動可能に嵌装する弁スリーブ１９が配設されている。弁スリーブ１９は側端部に形成されたフランジ部３４がコア１５のフランジ２６に対して、接合された状態でカバー１４の外側筒状部２１の開口端部をかしめることにより、ソレノイドユニット部１１に対して一体的に結合されている。

また、前記弁スリーブ１９は、ソレノイドユニット部１１側から順に、段階的に径の大きくなる第１の弁孔３５、第２の弁孔３６およびばね収容孔３７が形成されている。これら各弁孔３５、３６およびばね収容孔３７は、前記カバー１４、コア１５およびプランジャ１７と同軸上に延びるように形成されている。ばね収容孔３７の開口端はその内周面に形成されたねじ孔３８に螺合するプラグ３９によって閉塞されている。プラグ３９とスプール２０の間にはばね４０が設けられ、このばね４０の付勢力によってスプール２０を前記シャフト１８側に押圧し、これによってスプール２０に当接するシャフト１８は、通常図１の上半部に示すように、プランジャ１７が摺動室２８の第１端面２８ａに当接する位置に保持されている。

前記スプール２０には、前記第１の弁孔３５に嵌合する第１のランド部４１と、前記第２の弁孔３６にそれぞれ嵌合する第２および第３のランド部４２、４３が設けられている。第１のランド部４１と第２のランド部４２は互いに隣接して設けられ、その境界部に設けられた段差部に対応して環状溝４４が前記弁スリーブ１９に形成されている。この環状溝４４にはフィードバックポート４５が開口されている。第２および第３のランド部４２、４３は軸方向に所定量離間して設けられ、小径部４６によって互いに連結されている。小径部４６に対応して環状溝４７が前記弁スリーブ１９に形成され、この環状溝４７に制御圧を出力する出力ポート４８が連通されている。出力ポート４８は、弁スリーブ１９が図略のハウジングの装着穴に装着されたとき、弁スリーブ１９の外周に形成された切り欠き部１９ａを介して前記フィードバックポート４５に連通されるようになっている。また、前記第２および第３のランド部４２、４３の互いに対向する端面にそれぞれ対応して、環状溝４９、５０が前記弁スリーブ１９に形成されている。これら環状溝４９、５０には供給ポート５１および排出ポート５２がそれぞれ連通されている。また、前記環状溝５０とばね収容孔３７との間には、環状溝５３が前記弁スリーブ１９に形成され、この環状溝５３に前記供給ポート５１に接続された補助供給ポート５４が連通されている。さらにプラグ３９にはばね収容孔３７に開口するドレンポート５５が形成されている。

上記した構成により、前記コイル１６が非励磁状態の場合、スプール２０およびシャフト１８は、ばね４０の付勢力によりプランジャ１７が摺動室２８の第１端面２８ａに当接する位置に保持されている。この非励磁状態において、供給ポート５１に作動油を供給すると、その作動油は第２のランド部４２の端面と供給ポート５１との間に形成された隙間、第２の弁孔３６を介して出力ポート４８から出力される。このとき、供給された作動油の圧力は前記隙間に応じた制御圧に制御されて出力される。

コイル１６を励磁すると、プランジャ１７がコア１５側へ引き寄せられることにより前記ばね４０の付勢力に抗してスプール２０が変位する。その結果、第２のランド部４２の前記端面と供給ポート５１との間の隙間が次第に小さくなる。逆に、第３のランド部４３の端面と、その第３のランド部４３によって当初閉塞されていた排出ポート５０との間に隙間が形成され、その隙間が次第に大きくなる。このため、出力ポート４８の制御圧は次第に低下する。

また、出力ポート４８の制御圧は、フィードバック流路４５を介して環状溝４４内に導入される。そして、この制御圧は、第１のランド部４１と第２のランド部４２の境界部に設けられた段差部に作用する。このため、第１のランド部４１と第２のランド部４２との面積差の推力がばね４０に対向して作用する。

すなわち、この電磁弁１０では、コイル１６に通電される電流値に応じて作用するプランジャ１７を引き寄せる力（コアに作用する電磁吸引力）と、ばね４０による付勢力と、フィードバックされた制御圧による力とのバランスによって、制御圧をコイル１６に通電された電流値に応じた圧力となるように制御している。

ところで、供給ポート５２に供給された作動油は、補助供給ポート５４より環状溝５３にも供給される。補助供給ポート５４より環状溝５３にも供給された作動油の一部は、環状溝５３の両側に位置する第３のランド部４３と第２の弁孔３６との嵌合隙間を流通し、環状溝５０およびばね収容孔３７を介して排出ポート５２およびドレンポート５５よりそれぞれ排出される。

これにより、スプール２０の第３のランド部４３の摺動部分には常に作動油が保持されるため、第３のランド部４８の摺動部分において油切れを生ずることがなく、スプール２０の摺動作用をスムーズに行うことができるようになる。

従って、従来のような油切れによるスプール２０のスティックスリップを防止でき、図２に示すように圧力特性を安定化させることができる効果がある。

上記した構成の電磁弁１０においては、スプール２０とシャフト１８が当接する空間部Ｃ１とプランジャ１７を収容した摺動室２８はブッシュ２９ｂに嵌合する貫通孔２５の内周に形成した切り欠き溝を介して互いに連通され、さらに摺動室２８と支持孔２３の底部はブッシュ２９ｂに嵌合する支持孔２３の内周に形成した切り欠き溝を介して互いに連通されている。従って、プランジャ１７の摺動時にはこれら切り欠き溝を作動油が流通し、プランジャ１７およびシャフト１８の動作にダンピング作用が付与される。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、コイル１６に通電する電流値の増大に応じて制御圧を低下させる圧力特性の電磁弁１０に適用した例について述べたが、これとは逆に、コイル１６に通電する電流値の増大に応じて制御圧を上昇させる圧力特性の電磁弁１０に適用することも可能である。

また、上記の実施の形態では、ばね収容孔３７に開口するドレンポート５７をプラグ３９に形成した例について述べたが、かかるドレンポート５７は従来と同様に弁スリーブ１９に形成することもでき、この場合には上記補助供給ポート５４に隣接するように設ければよい。

本発明の実施の形態を示す電磁弁の断面図である。本発明の実施の形態における圧力特性を示す図である。従来の電磁弁の断面図である。従来の電磁弁における圧力特性を示す図である。

符号の説明

１０電磁弁
１１ソレノイドユニット部
１２スプール弁部
１４カバー
１５コア
１６コイル
１７プランジャ
１９弁スリーブ
２０スプール
３５、３６弁孔
３７ばね収容孔
４１、４２、４３ランド部
４５フィードバックポート
４８出力ポート
５１供給ポート
５２排出ポート
５４補助供給ポート

Claims

ソレノイドユニット部によって弁スリーブに収容されたスプールを変位させる電磁弁であって、
前記スプールには、少なくと２つのランド部が離間して設けられ、これら２つのランド部の一方に対応して作動油が供給される供給ポートを設け、前記２つのランド部の他方に対応して作動油が排出される排出ポートを設け、前記供給ポートと排出ポートの間に前記スプールの変位によって制御される制御圧を出力する出力ポートを設けるとともに、前記排出ポート側の前記ランド部に対応して前記供給ポートに接続された補助供給ポートを開口したことを特徴とする電磁弁。
ソレノイドユニット部によって弁スリーブに収容されたスプールを変位させる電磁弁であって、
前記スプールには、第１、第２および第３のランド部が設けられ、第１のランド部と第２のランド部は互いに隣接して設けられ、前記第２のランド部と第３のランド部は軸方向に所定量離間して設けられ、前記第１および第２のランド部の境界部に形成された段差部に対応してフィードバックポートより制御圧が導入される環状溝を形成し、前記第２および第３のランド部にそれぞれ対応して供給ポートおよび排出ポートにそれぞれ通ずる環状溝を形成し、前記第２および第３のランド部の間に対応して前記制御圧を出力する出力ポートに通ずる環状溝を形成するとともに、前記排出ポートに通ずる前記環状溝に前記供給ポートに接続された補助供給ポートを開口したことを特徴とする電磁弁。