JP4692384B2

JP4692384B2 - 電磁弁

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Publication number: JP4692384B2
Application number: JP2006140717A
Authority: JP
Inventors: 石橋　　亮; 元良安藤; 浩之水井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: JP2007309459A

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。
特開２００５−２３３２１３号公報

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。

〔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。

〔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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

〔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。

〔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）。

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。

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。

〔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。

〔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）。

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。

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。

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。

〔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。

〔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。

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。

〔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。

（ａ）は電磁弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）はスプールの構成を示す拡大部分断面図であり、（ｃ）はスプールのＸ−Ｘ断面図である（実施例１）。（ａ）は電磁弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）はスプールの構成を示す拡大部分断面図であり、（ｃ）はスプールのＸ−Ｘ断面図である（実施例２）。（ａ）は電磁弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）はスプールの構成を示す拡大部分断面図であり、（ｃ）はスプールのＸ−Ｘ断面図である（実施例３）。（ａ）は電磁弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）はスプールの構成を示す拡大部分断面図であり、（ｃ）はスプールのＸ−Ｘ断面図であり、（ｄ）は（ｂ）の側面図である（実施例４）。は電磁弁の構成を示す断面図である（従来例１）。（ａ）は電磁弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）はスプールの構成を示す拡大部分断面図であり、（ｃ）はスプールのＸ−Ｘ断面図であり、（ｄ）はスプールのくびれ部における作動油の流速主成分の作用模式図である（従来例２）。

符号の説明

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

Claims

流体の入出力ポートを備えたスリーブ、および該スリーブ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と段差部を形成し、軸方向に変位することにより前記入出力ポートの開口量を変えるスプールを備えて、流体の流量を調整するスプール弁と、
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。
請求項１に記載の電磁弁において、
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。