JP4692384B2 - solenoid valve - Google Patents
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Description
本発明は、気中にて使用され、流体の圧力の制御を行う電磁弁に関し、特に、スプール弁を構成するスプールの構造に関する。 The present invention relates to an electromagnetic valve that is used in the air and controls the pressure of a fluid, and more particularly to a structure of a spool that constitutes a spool valve.
〔従来の技術〕
従来より、気中にて使用されて流体(例えば、作動油)の圧力の制御を行う電磁弁は、例えば特許文献1に開示されるようなものがある。この電磁弁は、図5に示すように、スプール弁101と電磁アクチュエータ102とから構成されている。電磁アクチュエータ102は、筒状に形成されるソレノイド117と、ソレノイド117に内包されるコアステータ118とソレノイド117を収容するヨーク119、およびコアステータ118の軸受部125に向って接近・離隔するようコアステータ118内に摺動可能に配置されるプランジャ115とを備えて磁気回路を構成している。コアステータ118の軸受部125の中心には軸受部125内を挿通するシャフト130が装着され、プランジャ115の摺動とともに軸方向に沿って移動し、シャフト130の他方側がスプール103に当接している。
[Conventional technology]
Conventionally, an electromagnetic valve that is used in the air and controls the pressure of a fluid (for example, hydraulic oil) is disclosed in, for example, Patent Document 1. As shown in FIG. 5, this electromagnetic valve is composed of a
スプール弁101は、シャフト130に連接されて軸方向に摺動可能なスプール103と、スプール103を内部に収容するように配置するスリーブ105とを備えている。スプール103は軸方向に沿って軸部に複数の段差を備え、径大に形成される大径弁部112と、径小に形成される小径弁部111を有し、スリーブ105には、軸方向に沿ってスプール103の複数の段差と並設して形成される複数のポート109が配置され、互いに封止される封止部108を形成している。
The
そして、スプール弁101の一方側と電磁アクチュエータ102の他方側はかしめ加工によって接合され電磁弁100が構成される。電磁弁100の通電により、ソレノイド117に磁力が生じ、プランジャ115の磁気吸引による推力が生じ、スプール103の軸方向への適度な変位を生じさせる。スプール103の変位が、スプール103の各弁部111、112とスリーブ105の各ポート109の開口量を調整して、出力用のポート109から負荷側に供給する作動油圧を制御する。
The one side of the
このとき、出力用のポート109の下流にある負荷側にはクラッチやアキュムレータといったボリューム要素が存在し、これらボリューム要素を速やかに充填し、良好な油圧応答性を得るためには、封止部108のポート開口量を速やかに大きくして作動油の流量を増やす必要がある。しかし、スプール弁開口初期には、入力用のポート109の開口部から流入する作動油の流速主成分は高速で、この作動油の流速主成分による運動量(または動圧)は無視できないほど大きく、スプール103の段差部外周面や端面に直接作用し、プランジャ115の推力と逆方向の反力として、つまり、開口量を小さくするよう(閉弁方向)に作用する。このため、十分な開口量が速やかに取れず、良好な油圧応答性が得られないという問題があった。
At this time, there are volume elements such as a clutch and an accumulator on the load side downstream of the
そこで、図6(a)〜図6(c)に示すように、従来の電磁弁100のスプール103の各大径弁部112の間に形成される段差部106にくびれ部140を設けることが公知である。このくびれ部140は、入力用のポート109の開口部から流入する作動油の流速主成分を大径弁部112の前端面114に直接作用させず、流入する作動油の流速主成分を偏向させて、作動油の流速主成分の軸方向成分力を低減させて閉弁方向に作用する閉弁力を低減させる構造となっている。つまり、入力用のポート109に近い大径弁部112の後端面113からの作動油の流速主成分の流入角を大きく、出力用ポート109に近い大径弁部112の前端面114に向かって流出する作動油の流速主成分の流出角を小さく構成した構造である。
Therefore, as shown in FIGS. 6A to 6C, a constricted
図6(d)に流入角αと流出角βの構成を示す。図6(d)に示すように、流入側の流速主成分Voはくびれ部140の最小径部で流れの方向を転ずるときに、流体の持つ運動量の変化に相当する反力をくびれ部140の流入壁面141に作用させる。この反力は図示左方の開弁方向の開弁力Foとして作用する。一方、反転した流出側の流速主成分Vcは流出角βの斜面に沿って流出側へと流れるが、このとき流出側の流速主成分Vcが持つ運動量の軸方向成分力がこのくびれ部140の流出壁面142に作用し、これは閉弁方向の閉弁力Fcとして作用する。
FIG. 6D shows the configuration of the inflow angle α and the outflow angle β. As shown in FIG. 6D, when the flow velocity principal component Vo on the inflow side changes the flow direction at the minimum diameter portion of the
よって、速やかに十分な開口量を取って、良好な油圧応答性を得るには閉弁力Fcをより低減し、開弁力Foをより増加させるように流出角βと流入角αを選ぶ必要がある。つまり、流入角αを大きくして流出角βを小さくするか、もしくは両者の差を大きくすることによりスプール103全体に作用する閉弁方向の作用力F=Fc−Foを低減させることが可能である。なお、周方向の所定位置から流体を誘導流入させるための凹形状のノッチ150が、スプール103の異径の段差で構成される大径部112の後端面113に少なくとも一個以上設けられ(図6(c)は2個一対の場合を示す)、スプール弁開口初期時には流入量の大半をノッチ150から流入させる。
Therefore, it is necessary to select the outflow angle β and the inflow angle α so that the valve closing force Fc is further reduced and the valve opening force Fo is further increased in order to quickly take a sufficient opening amount and obtain good hydraulic response. There is. That is, by increasing the inflow angle α and decreasing the outflow angle β, or by increasing the difference between the two, it is possible to reduce the valve closing direction acting force F = Fc−Fo acting on the
〔従来技術の不具合〕
このくびれ構造を有する従来の電磁弁100では、作動油のスプール103にかかる作用力Fを低減させるには、くびれ部140の流入角αと流出角βの角度差を大きくすることが必要となる。しかし、流入側の流入角αを大きくとれば、入力側のポートからの流速主成分が剥離し、渦を生じるので、開弁方向に働く軸方向反力は小さくなって開弁方向に働く軸方向流体反力には限界が生じる。また、くびれ部140の反転後の流出角βを小さくしても、作動油の流速主成分がスプール103の流出側に近い大径弁部112の前端面114に直接作用して動圧を発生させるので、閉弁方向に閉弁力が働き、この流出角βにも制限が生じて、結局流体反力の低減もある限度以下にはできないという問題があった。
In the
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、スプール弁の開弁時に封止部のノッチから流入する作動油の流速主成分によるプランジャ推力の逆方向の反力を低減して、スプールの速やかな変位を生じさせ、油圧応答性を改善した電磁弁の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and reduces the reaction force in the reverse direction of the plunger thrust due to the main component of the flow velocity of the hydraulic oil flowing from the notch of the sealing portion when the spool valve is opened. An object of the present invention is to provide a solenoid valve that causes a quick displacement of the spool and improves the hydraulic response.
〔請求項1の手段〕
請求項1の手段を採用する電磁弁では、周方向の所定位置から作動油を誘導させるための凹形状のノッチが、スプールの異径の段差で構成される封止部の端面に設けられ、弁開口初期時には流入量の大半をノッチから流入させる構成となっている。このため、ノッチから流入する作動油の流速主成分は高速となって、この作動油の流速のもつ運動量、つまり動圧分は無視できないほど大きなものとなり、これがスプールに作用するとスプールを閉弁方向に押し戻すこととなる。しかし、請求項1の手段は、スプールの周方向に、スプール弁開口初期の作動油の流入を誘導するノッチを、作動油の流入方向がスプールの径方向と傾斜を付けて段差部外周に向かうように複数個配設するにあたり、複数のノッチは、流体の流入方向が同一方向に傾斜して、スプールの周方向に等間隔を隔てて配置し、段差部外周に旋回状流れを形成するようにしているので、ノッチを通して流入する作動油の流速主成分がスプールの段差部外周を旋回して流れ、スプールに直接作用することなく、減速して静圧に変換され出力ポートより流出する。これにより、作動油の流入主成分が直接スプールに作用するときと比べ、スプールにはプランジャ推力とは逆向きの反力が小さくなるため、スプールは速やかに変位でき、油圧調整の応答性を改善することができる。
[Means of Claim 1]
In the solenoid valve employing the means of claim 1, a concave notch for guiding the hydraulic oil from a predetermined position in the circumferential direction is provided on the end face of the sealing portion constituted by steps having different diameters of the spool, At the initial stage of valve opening, most of the inflow is introduced from the notch. For this reason, the main component of the flow velocity of the hydraulic oil flowing from the notch becomes high speed, and the momentum of the flow velocity of the hydraulic oil, that is, the dynamic pressure component is so large that it cannot be ignored. It will be pushed back to. However, according to the first aspect of the present invention, the notch that induces the inflow of the hydraulic oil at the initial stage of the spool valve opening is provided in the circumferential direction of the spool, and the inflow direction of the hydraulic oil is inclined with respect to the radial direction of the spool toward the outer periphery of the step portion. When the plurality of notches are arranged, the inflow directions of the fluid are inclined in the same direction and are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the spool so as to form a swirling flow on the outer periphery of the step portion. since it is the flow velocity the main component of the hydraulic oil flowing through the notch flows turning a stepped outer periphery of the spool, without acting directly on the spool, is converted to static pressure by decelerating flows out from the output port. As a result, compared with the case where the main component of hydraulic oil inflow directly acts on the spool, the spool has a smaller reaction force in the direction opposite to the plunger thrust, so the spool can be displaced quickly, improving the response of hydraulic adjustment. can do.
〔請求項2の手段〕
請求項2の手段を採用する電磁弁では、請求項1の手段に加え、複数のノッチは、作動油の流入方向がスプールの軸方向にも同一方向に傾斜して、スプールの周方向に等間隔を隔てて配設されており、段差部外周に螺旋状流れを形成するようにしているので、ノッチを通して流入する作動油の流速主成分がスプールの段差部外周を旋回するとともに軸方向に螺旋状に旋回して流れ、スプールに直接作用することなく、減速して静圧に変換され出力ポートより流出する。これにより、作動油の流入主成分が直接スプールに作用するときと比べ、スプールにはプランジャ推力とは逆向きの反力が小さくなることと相まって、作動油の螺旋状流れの運動量変化に伴う反力が、開弁方向に作用するため、スプールは、より速やかに変位でき、油圧調整の応答性を向上することができる。
[Means of claim 2]
In the electromagnetic valve employing the means of
本発明を実施するための最良の形態は、スプール弁開口初期時に封止部のノッチから流入する作動油の流速主成分がスプールに直接作用しないように、複数のノッチの流入方向をスプールの径方向もしくは径方向および軸方向から同一方向に傾斜させ、スプールの段差部外周を旋回もしくは螺旋状に旋回させて出力ポートから流出させる構成とすることによって、閉弁方向の反力の発生を抑制し、速やかな開弁を実現して、良好な油圧応答性を確保するものである。
以下、具体的な実施の形態を、4つの実施例について図を参照しながら説明する。ただし、実施例1、2は、本発明が適用された例を示すもので、実施例3、4は、本発明が適用されていない参考例を示すものである。
なお、以下の説明では電磁弁のスプール弁側を他方側、または前側もしくは開弁側といい、電磁アクチュエータ側を一方側、または後側もしくは閉弁側という。
The best mode for carrying out the present invention is to set the inflow direction of a plurality of notches to the diameter of the spool so that the main component of the flow velocity of hydraulic oil flowing from the notch of the sealing portion does not directly act on the spool at the initial stage of the spool valve opening. The direction of the valve or the radial direction and the axial direction are inclined in the same direction, and the outer periphery of the stepped portion of the spool is swung or spirally swung to flow out of the output port, thereby suppressing the occurrence of reaction force in the valve closing direction. It realizes quick valve opening and ensures good hydraulic response.
Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the drawings for four examples. However, Examples 1 and 2 show examples to which the present invention is applied, and Examples 3 and 4 show reference examples to which the present invention is not applied.
In the following description, the spool valve side of the electromagnetic valve is referred to as the other side, the front side or the valve opening side, and the electromagnetic actuator side is referred to as the one side, the rear side or the valve closing side.
〔実施例1の構成〕
図1は、本発明の実施例1における電磁弁の構成を示す断面図である。
[Configuration of Example 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a solenoid valve in Embodiment 1 of the present invention.
電磁弁1は、電磁アクチュエータ2からの推力によって弁体としてのスプール弁3を駆動することにより、作動油の流量や圧力の調整を行う。この電磁弁1は、例えば、自動車用自動変速機等の油圧制御装置における油圧の制御に用いられる。
The electromagnetic valve 1 adjusts the flow rate and pressure of hydraulic oil by driving a
電磁弁1は、複数の外部流路(図示せず)に通じる作動油の入出力ポート9を備える略筒状のスリーブ5と、スリーブ5内に摺動自在に収容され、軸方向に異径の段差を備えて封止部8を形成し、軸方向に変位することにより入出力ポート9の開口量を調整をするスプール4を備えるスプール弁3と、スプール弁3の軸方向一方側に配置されて、スプール4を軸方向他方側へ駆動するための推力を発生させる電磁アクチュエータ2と、電磁アクチュエータ2からスプール4に推力を伝達するシャフト30とを備えている。
The solenoid valve 1 includes a substantially
電磁アクチュエータ2は、通電により磁力を発生させるソレノイド21、ソレノイド21による磁力を推力に変換し、軸方向他方側へ変位することによりスプール4へ推力を伝達するプランジャ20、プランジャ20を軸方向へ摺動自在に収容すると共に、プランジャ20との間に磁気回路を構成するコアステータ22、ソレノイド21やコアステータ22などを包囲して収容するヨーク23、ソレノイド21とコアステータ22およびヨーク23との間を絶縁する樹脂部24とからなる。
The
また、コアステータ22には、プランジャ20の他方側に当接してプランジャ20から推力が伝達されるとともに、この推力をスプール4へ伝達するシャフト30が備えられている。なお、シャフト30とプランジャ20は、各々別体であっても一体に成形されていてもよい。
The
コアステータ22の一方側は、プランジャ20を摺動自在に収容するプランジャ収容部材として機能するプランジャ収容部25をなす。プランジャ収容部25の内部には、摺動面として高精度に加工された内周面が形成され、同様に摺動面として高精度に加工された外周面を有するプランジャ20を収容している。プランジャ収容部25の内周面とプランジャ20の外周面とは、互いに僅かな隙間(クリアランス)を形成している。なお、プランジャ20には、プランジャ収容部25内での変位に伴うプランジャ前後空間の空気または作動油の流動を確保するために、呼吸孔29が軸方向に設けられている。
One side of the
コアステータ22の他方側は、外周側にてスリーブ5と電磁アクチュエータ2との連結に用いられるフランジ部28が径方向に形成され、また、内周側には、シャフト30を軸方向へ摺動自在に保持する軸受部26が形成されている。軸受部26の一方側は、コアステータ22とプランジャ20との間の磁力を安定させるため、プランジャ20の他方側と対向するように磁気吸引面27を形成するように構成されている。また、軸受部26には、プランジャ前後空間と連通する呼吸孔31が軸方向に設けられて、後述するドレン室14を介して外部と連通している。
On the other side of the
スリーブ5は、スプール4を軸方向に摺動自在に支持する筒状部16、スリーブ5と電磁アクチュエータ2との連結に用いられるフランジ部17を有する。筒状部16は、後述する封止部8とともに作動油の流動部6を形成する。流動部6は、筒状部16の周壁を貫通して設けられたポート9を介して外部の油路と連通している。また、筒状部16の軸方向一方側、つまりフランジ部17の近傍周壁には、下方へ開口する開口部10が設けられている。そして、封止部8よりも軸方向一方側の筒状部16の内部は、この開口部10により大気圧に解放されたドレン室14を形成する。また、筒状部16の他方側には、スプール4を軸方向一方側へ付勢するスプリング15が装着されている。ここで、本実施例でのポート9は、スリーブ5の一方側から他方側に向けて、制御室ドレンポート9Cと出力ポート9Bと入力ポート9A、および他のポート9とが順次形成されている。
The
スプール4は、スリーブ5の内径に略一致する外径を有した複数の異径の段差を備える弁体で、スリーブ5の内周面を摺動する複数の大径部12と複数の小径部11、および各径部11、12の間を連結する段差部7とを有する。段差部7の外径は大径部12および小径部11よりさらに小径に形成されている。そして、各径部11、12の外周面とスリーブ5の筒状部16の内周面は液密的に封止する封止部8をなし、段差部7とスリーブ5の筒状部16の内周面は円環状の空間を形成して流動部6をなす。ここで、本実施例では、スプール4の各大径部12と段差部7と筒状部16の内周面で形成される円環状の空間である流動部6は制御室とも呼ばれ、この制御室を介して入力ポート9A、出力ポート9B、および制御室ドレンポート9Cが連通し、作動油の流入、流出を制御する。
The
スプール4の一方側終端の段差部7はシャフト状の段差構造(以下、スプールシャフト7Bと呼ぶ)をなし、ドレン室14へ同軸的に突設されている。また、スプールシャフト7Bの軸方向一方側の端部は、シャフト30の他端部に当接しており、シャフト30を介してプランジャ20から推力を伝達される。この推力を受けてスプール4が軸方向に変位することにより、封止部8での各ポート9の開口量が変わる。
The
そして、ヨーク23の他方側の先端がコアステータ22のフランジ部28およびスリーブ5のフランジ部17の外周を包囲するとともに、かしめ加工されることによりスプール弁3と電磁アクチュエータ2とが連結され、電磁弁1が構成される。
The other end of the
しかるに、スプール4は、図1(b)に示すように、入力ポート9Aと封止部8を形成する大径部12の一方側の大径部後端面12Aに、スプール弁3の開口初期時に作動油の流入を誘導し、滑らかな流量特性を得るためのノッチ50が設けられている。ノッチ50はスプール弁3の開口初期時に作動油の流入を誘導するために断面形状が凹形状のへこみであり、ノッチ50の流入方向は通常スプール4の径方向であるが、本実施例では、特に、径方向とは所定の傾斜角をもって形成されており、スプール弁開口初期の作動油の流入方向がスプール4の段差部外周に向かうようにスプール4の円周方向に複数個配置されている(図1(c)では2個1対の場合を示す)。ノッチ50は少なくとも1個以上、好ましくは対向して2個1対もしくは2対が好適で、3対以上あっても何ら構わない。また、ノッチ50は断面形状が凹形状のへこみであるが、凹形状として半月形やU字形であってもよく、また矩形状であっても良い。
However, as shown in FIG. 1 (b), the
これにより、スプール弁開口初期時の作動油の流入の流速主成分が段差部7に直接作用することなく段差部7の周方向に旋回状流れを形成することにより流速主成分が減速し、静圧に変換されて出力ポート9Bより流出する。また、ノッチ50の流入方向とスプール4の径方向となす傾斜角は、段差部7の外径との関係において任意に選ぶことができ、例えば、段差部7の外径が大きければ傾斜角も大きく、また、段差部7の外径が小さければ傾斜角も小さく設定ができる。つまり、スプール弁開口初期時の作動油の流入の流速主成分が段差部7に直接作用することなく段差部7の周方向に旋回状流れを形成させることが任意にできる。
As a result, the main component of the flow velocity of the inflow of hydraulic oil at the initial opening of the spool valve does not directly act on the stepped
なお、ノッチ50は少なくとも1個以上あれば本来の作用・効果を奏するが、好ましくは2個以上対をなして配置することを好適とすることは以下の理由による。つまり、スプール弁開口初期においてノッチ50より流入する作動油の流速主成分は、上述したように高速であり、ノッチ50の個数が少なければより高速となり易い傾向のものであり、このとき作動油の流速主成分の流入反力をノッチ50は受けることとなり、この反力も無視できない大きさをもつ。このとき、ノッチ50が1個しかない場合には、この反力はスプール4のノッチ50の1箇所に作用してスプール4の片当り状態を誘起することとなり、スプール4の円滑な変位の支障となる場合がある。
If at least one
このため、2個のノッチ50を対として対向して配置することにより、反力による片当り状態は解消できる。また、2個1対以上の、特に偶数個のノッチ50に限ることなく、3個以上の奇数個のノッチ50の場合でも周方向等間隔に配置すれば個数は奇数個であっても、また対をなしていなくても構わない。このように、複数のノッチ50を、スプール4の周方向に等間隔を隔てて、もしくは径方向に互いに対向して配置することは、スプール4を円滑に変位させるための効果を有する。
For this reason, by arranging the two
そして、大径部12が軸方向に変位、例えば他方側の開弁方向に変位することにより、入力ポート9Aの開口量が増えるとともに、制御室ドレンポート9Cの開口量が減少する。これにより、入力ポート9Aからの作動油の流入量が増えるのに反して制御室ドレンポート9Cからドレンタンクに流出する(戻る)作動油量は減るため、出力ポート9Bから流出する作動油量が増加するかまたは作動油圧が増加する。つまり、スプール4の変位により入力ポート9Aと制御室ドレンポート9Cの開口量を反比例的に変え、供給する作動油の油量や油圧を迅速に変化させることができる。
When the
〔実施例1の作用〕
本実施例の電磁弁1の作用を説明する。
ソレノイド21への通電が行われると、磁気回路を構成するプランジャ20の他方側とコアステータ22の軸受部26の一方側の磁気吸引面にて磁気吸引力が発生する。そして、プランジャ20はこの磁気吸引力によって軸方向他方側に吸引され、変位する。このとき生じる推力は、シャフト30を介してスプール4に直接伝達される。この推力により、スプール4はスプリング15の付勢力に抗して軸方向他方側、つまり開弁方向へ変位される。
[Operation of Example 1]
The operation of the solenoid valve 1 of this embodiment will be described.
When the
スプール4のこの開弁方向への変位により、入力ポート9Aはノッチ50より開弁を開始し、作動油の流入を始める。このときノッチ50から流入する作動油の流速主成分は、段差部7に直接作用することなく段差部7の外周方向に旋回状流れを形成して減速し、静圧に変換しながら出力ポート9Bから流出する。よって、スプール4は作動油の流速主成分が直接作用することはないので、速やかに作動する。
Due to the displacement of the
また、ソレノイド21への通電電流を増せば、磁気吸引力も増して、プランジャ20の推力は大きくなってスプール4の変位を変えることができる。これにより各ポート9の開口量を変えて、作動油流量が増える。作動油流量が増えても作動油の流速主成分は、段差部7に直接作用することなく段差部7の外周方向に旋回状流れを形成して減速し、静圧に変換しながら出力ポート9Bから流出する。作動油の流速主成分は相変わらず作用しないので、スプール4は速やかに作動する。
Further, if the energization current to the
ソレノイド21への通電が停止すると、プランジャ20の他方側とコアステータ22の軸受部26の一方側の磁気吸引面にて磁気吸引力が消滅する。これによりプランジャ20による推力も消滅するので、スプール4はスプリング15の付勢力により軸方向一方側へ付勢され、これに連動してプランジャ20も軸方向一方側へ速やかに変位する。これにより初期状態に戻る。
When the energization of the
〔実施例1の効果〕
本実施例の電磁弁1において、周方向の所定位置から作動油を誘導流入させるための凹形状のノッチ50が、スプール4の異径の段差で構成される封止部8の大径部後端面12Aに複数個設けられ、弁開口初期時には流入量の大半をノッチ50から流入させる。スプール4の周方向に、スプール弁開口初期の作動油の流入を誘導するノッチ50を、作動油の流入方向がスプール4の径方向と傾斜角をもって段差部外周に向かうように複数個配設しているので、ノッチ50を通して流入する作動油の流速主成分がスプール4の段差部外周を旋回して流れ、スプール4に直接作用することなく、減速して静圧に変換され出力ポート9Bより流出する。これにより、作動油の流入主成分が直接スプールに作用するときと比べ、スプール4にはプランジャ推力とは逆向きの反力が小さくなるため、スプール4は速やかに変位でき、油圧調整の応答性を改善することができる。
[Effect of Example 1]
In the solenoid valve 1 of the present embodiment, the
〔実施例2の構成〕
図2は、本発明の実施例2における電磁弁の構成を示す断面図である。
実施例2の電磁弁1には、実施例1の電磁弁1と同様に入力ポート9Aと封止部8を形成する大径部12の一方側の大径部後端面12Aに、スプール弁3の開口初期時に作動油の流入を誘導し、滑らかな流量特性を得るためのノッチ50が設けられている。ノッチ50はスプール弁3の開口初期時に作動油の流入を誘導するために断面形状がV字形状のへこみであり、ノッチ50の流入方向はスプール4の径方向と所定の傾斜角を有して、また、スプール4の軸方向にも所定の傾斜角をもって形成され、スプール弁開口初期の作動油の流入方向がスプール4の段差部外周を螺旋状に旋回するようにスプール4の周方向に複数個配置されている(図2(c)では2個対をなした場合を示す)。
[Configuration of Example 2]
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the solenoid valve according to the second embodiment of the present invention.
Similarly to the solenoid valve 1 of the first embodiment, the solenoid valve 1 of the second embodiment includes the
実施例2が実施例1と異なるのは、実施例1がスプール4の段差部7の外周に向かって流入するようにスプール4の径方向と傾斜角を設けたのに加えて、スプール4の軸方向にも少し傾斜角を設けたことである。この軸方向の傾斜角とは、図2(b)に示すように、ノッチ50の構成壁52をスプール4の軸方向と少し傾斜角をもつことによって実現している。これにより、ノッチ50の流線方向はスプール4の段差部外周方向に向かうとともに、同時に軸方向にも向かってスプール4の段差部7の外周面を螺旋状流れが形成するようになる。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
これにより、実施例1と同様に、スプール弁開口初期時の作動油の流入の流速主成分が段差部7に直接作用することなく、加えてスプール弁開口初期時の作動油の流入の流速主成分がノッチ50で剥離を起こすことなく滑らかに軸方向に流れる螺旋状流れを形成することにより、流速主成分の動圧が静圧に変換されて出力ポート9Bより流出する。このとき軸方向の螺旋状流れの運動量の変化に伴う軸方向反力がスプール4に作用し、この軸方向反力はスプール4の軸方向他方側、つまり開弁方向に作用する。なお、他の構造、構成は全く異なるところはない。図2では、実施例1と共通する構成要素は同一符号を用いている。
As a result, as in the first embodiment, the main component of the flow rate of the hydraulic oil inflow at the initial stage of the spool valve opening does not directly act on the stepped
〔実施例2の効果〕
本実施例の電磁弁1において、周方向の所定位置から作動油を誘導して流入させるためのV字形状のノッチ50が、スプール4の異径の段差で構成される封止部8の大径部後端面12Aに複数個設けられ、弁開口初期時には流入量の大半をノッチ50から流入させ、流入する作動油の流速主成分が、スプール4の段差部外周を軸方向に螺旋状流れを形成して出力ポート9Bより流出する。これにより、作動油の流速主成分は段差部7の外周部に直接作用することなく減速し、静圧に変換して出力ポート9Bより流出するので、作動油の流入主成分が直接スプールに作用するときと比べ、スプール4にはプランジャ推力とは逆向きの反力が小さくなり、加えて、ノッチ50からの作動油の流入は剥離の発生が抑制されるので、乱れのない螺旋状流れが得られ、螺旋状流れを形成する流速主成分の反力が、スプール4の開弁方向に良好に作用するため、スプール4はより速やかに変位でき、油圧調整の応答性を向上することができる。
[Effect of Example 2]
In the solenoid valve 1 of the present embodiment, the V-shaped
〔実施例3の構成〕
図3は、本発明の実施例3における電磁弁の構成を示す断面図である。
実施例3の電磁弁1には、実施例1の電磁弁1と同様にスプール4の異径の段差で構成される封止部8の入力ポート9Aの開口量を調整する大径部12の一方側の大径部後端面12Aに、スプール弁3の開口初期時に作動油の流入を誘導し、滑らかな流量特性をえるためのノッチ50が設けられている。ノッチ50はスプール弁3の開口初期時には流入量の大半をノッチ50から流入させる断面形状が凹形状のへこみであり、ノッチ50の流入方向はスプール4の径方向であり、スプール弁開口初期の作動油の流入方向がスプール4の段差部7の中心軸に向かうように、スプール4の径方向に互いに対向して対をなして複数個形成されている(図3(c)では2個対をなした場合を示す)。
[Configuration of Example 3]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the solenoid valve according to the third embodiment of the present invention.
In the solenoid valve 1 of the third embodiment, the large-
また、段差部7には、対向して対をなすノッチ50の作動油の流入方向にスリット(逃し部)51が貫通して設けられ、ノッチ50から流入する作動油の流速主成分が少なくとも段差部7の外周面に直接作用することなく、互いのノッチ50から流入する作動油の流速主成分同士がスリット51内でぶつかり合って減速するように構成されている。
Further, the
実施例3が実施例1と異なるのは、ノッチ50の流入方向が実施例1ではスプール4の段差部7の外周に向かって流入するようにスプール4の径方向と傾斜角を設けたのに対して、スプール4の径方向、つまり段差部7の中心軸に向けてストレートに配置し、その段差部7の中心軸を貫通してスリット51を設けたことである。なお、他の構造、構成は全く異なるところはない。
The third embodiment differs from the first embodiment in that the radial direction of the
また、ノッチ50は断面形状が凹形状のへこみであるが、凹形状として半月形やU字形であってもよく、また矩形状であっても良い。また、貫通するスリット51の貫通穴形状は矩形に限ることなく、長円形であっても楕円形であってもよく、ノッチ50のへこみの断面形状に対応して変化する流速主成分の状態に合わせ、任意に断面形状を選定してもよい。図3では、実施例1と共通する構成要素は同一符号を用いている。
In addition, the
〔実施例3の効果〕
本実施例の電磁弁1は、スプール4の封止部8の大径部後端面12Aに、スプール弁3の開口初期時に作動油の流入を誘導し、滑らかな流量特性を得るためのノッチ50が設けられている。ノッチ50はスプール弁3の開口初期時には流入量の大半をノッチ50から流入させる断面形状が凹形状のへこみであり、ノッチ50の流入方向はスプール4の径方向であり、スプール弁開口初期の作動油の流入方向がスプール4の段差部7の中心軸に向かうように、スプール4の周方向に互いに対向して対をなして複数個形成されている。そして、スプール4の段差部7に、ノッチ50の流入方向に貫通するスリット51を形成して逃し部を構成しているので、ノッチ50から流入する作動油の流速主成分はスプール4に直接作用することなく、スリット51内で互いにぶつかり合って減速し、静圧に変換されて、出力ポート9Bへ供給される。従って、作動油の流入主成分が直接スプールに作用するときと比べ、スプール4にはプランジャ推力とは逆向きの反力が小さいため、スプール4は速やかに変位でき、油圧調整の応答性を改善することができる。
[Effect of Example 3]
The electromagnetic valve 1 of the present embodiment has a
〔実施例4の構成〕
図4は、本発明の実施例4における電磁弁の構成を示す断面図である。
実施例4の電磁弁1には、実施例3のように、スプール4の径方向に互いに対向して対をなして周方向に複数個設けられたノッチ50の流入方向に、段差部7を貫通するスリット51を設けたスプール4に、さらにスリット51のノッチ50に近いスリット底面にノッチ50の流入方向に勾配を有するテーパ面54を設け、ノッチ50を通して流入する作動油の流速主成分がスプール4に直接作用しないように構成する(図4(c)では2個対をなした場合を示す)。テーパ面54は、図4(d)に示すように、ノッチ50が形成される大径部後端面12Aのスリット底面に、対向して対をなすノッチ50と連続して互いに向い合った勾配を設けたもので、各ノッチ50からの流れが剥離を起こさずに、滑らかな流入をさせるためのものである。
[Configuration of Example 4]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the solenoid valve according to the fourth embodiment of the present invention.
In the solenoid valve 1 of the fourth embodiment, as in the third embodiment, a stepped
実施例4が実施例3と異なるのは、このノッチ50の流入方向に勾配を有するテーパ面54の有無のみで他の構造、構成は全く異なるところはないが、テーパ面54のテーパ角度、つまり勾配は作動油の流入方向の壁面から剥離を起こさない適度な任意の角度を選ぶことができ、特に限定されるものではない。図4では、実施例1と共通する構成要素は同一符号を用いている。
The fourth embodiment differs from the third embodiment only in the presence or absence of the tapered
〔実施例4の効果〕
本実施例の電磁弁1において、周方向の所定位置から作動油を誘導させるための凹形状のノッチ50が、スプール4の異径の段差で構成される封止部8の大径部後端面12Aに設けられ、弁開口初期時には流入量の大半をノッチ50から流入させる構成となっている。ノッチ50の流入方向に形成された、スプール4の段差部7のスリット51のノッチ50に近いスリット底面に、ノッチ50の流入方向に適度な勾配を有するテーパ面54を設けているので、入力ポート9Aのノッチ50から流入する作動油流れの剥離を生じさせることなく、良好に作動油の流速主成分の軸方向反力をテーパ面54に作用させることができ、このテーパ面54に作用する反力は開弁方向であるため、作動油の流入主成分が直接スプールに作用するときと比べ、スプール4にはプランジャ推力とは逆向きの反力が小さくなることと相まって、スプール4はより速やかに変位でき、油圧調整の応答性を向上することができる。
[Effect of Example 4]
In the solenoid valve 1 of the present embodiment, the
1 電磁弁
2 電磁アクチュエータ
3 スプール弁
4 スプール
5 スリーブ
6 流動部
7 段差部
8 封止部
9 ポート
9A 入力ポート
9B 出力ポート
9C 制御室ドレンポート
11 小径部
12 大径部
12A 大径部後端面
20 プランジャ
21 ソレノイド
22 コアステータ
23 ヨーク
30 シャフト
50 ノッチ
51 スリット(逃し部)
52 構成壁
54 テーパ面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
52
Claims (2)
ソレノイドの磁力により、磁気回路を構成するコアステータ、および該コアステータとの間に生じる磁気吸引力により軸方向に駆動され、推力を生じるプランジャを備える電磁アクチュエータと、
前記スプールと前記プランジャとの間に設けられ、前記プランジャが生じる前記推力を前記スプールに伝達し、前記スプールを軸方向に変位させるシャフトとを備えた電磁弁において、
前記スプールの封止部端面に、前記スプール弁開口初期の流体の流入を誘導するノッチを、流体の流入方向が前記スプールの径方向と傾斜し、前記段差部外周に向かうように前記スプールの周方向に複数形成するにあたり、前記複数のノッチは、流体の流入方向が同一方向に傾斜して、前記スプールの周方向に等間隔を隔てて配設されており、前記段差部外周に旋回状流れを形成することを特徴とする電磁弁。 A sleeve having a fluid input / output port, and a sleeve that is slidably accommodated in the sleeve, has a step having a different diameter in the axial direction, forms a sealing portion and a step portion, and is displaced by moving in the axial direction. A spool valve that adjusts the flow rate of the fluid, and includes a spool that changes an opening amount of the entry output port;
An electromagnetic actuator including a core stator that forms a magnetic circuit by the magnetic force of the solenoid, and a plunger that is driven in the axial direction by a magnetic attraction force generated between the core stator and generates a thrust force;
An electromagnetic valve provided with a shaft provided between the spool and the plunger, which transmits the thrust generated by the plunger to the spool and displaces the spool in an axial direction.
A notch for inducing the inflow of fluid at the initial stage of the spool valve opening is formed on the end surface of the sealing portion of the spool, and the spool in such a manner that the inflow direction of the fluid is inclined with respect to the radial direction of the spool and toward the outer periphery of the stepped portion. When the plurality of notches are formed in the direction, the inflow direction of the fluid is inclined in the same direction, and is arranged at equal intervals in the circumferential direction of the spool. An electromagnetic valve characterized by forming .
前記複数のノッチは、流体の流入方向が前記スプールの軸方向にも同一方向に傾斜して、前記スプールの周方向に等間隔を隔てて配設されており、前記段差部外周に螺旋状流れを形成することを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 1,
The plurality of notches are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the spool so that the inflow direction of the fluid is inclined in the same direction in the axial direction of the spool, and spirally flows on the outer periphery of the stepped portion. An electromagnetic valve characterized by forming .
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