電磁弁

【課題】アシスト用の電磁弁を用いることなく電磁部の駆動負荷を軽減してその小型化を図る。
【解決手段】高圧の作動油を出力する際に、図（ｃ）に示すように、圧送された作動油をスリーブ５０に形成されたアシストポート５７を介して流入させることによりスプール６０に図中左方向に向かってアシスト力が作用する。このときスプール６０には、フィードバックポート５８を介してスリーブ５０内に流入された作動油により図中右方向に向かってフィードバック力が作用しており、フィードバック力に対向する向きにアシスト力が作用することからフィードバック力の一部を打ち消すことができる。この結果、ソレノイド部から出力すべき吸引力を小さくすることができるので、アシスト用の電磁弁を用いることなくソレノイド部の駆動負荷を軽減してその小型化を図ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高圧の作動油を直接制御するダイレクト制御タイプの電磁弁と、この電磁弁に形成されているアシスト室へ作動油の供給と排出とを行う電磁三方弁とを組み合わせ、
出力圧を調圧している最中には電磁三方弁をオフとし出力圧を最大とするときには電磁三方弁をオンとして電磁三方弁からアシスト室に作動油を供給して油圧をコントロールする油圧コントローラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電磁弁では、アシスト室に供給される作動油が電磁部の駆動をアシストする方向に作用するため、電磁部の駆動負荷を軽減しつつ出力圧を安定させことができる。このため、電磁弁を小型化できると共に消費電力を抑えることができるとしている。
【特許文献１】特開２００７−１３９１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した電磁弁では、電磁弁自体は小型化できるものの、別個に三方電磁弁を設ける必要があるから、全体として十分な小型化を図ることができない。このため、例えば、車載時など油圧コントローラの設置スペースに厳しい制約があるときに設置できない場合があったり、電磁弁の消費電力は抑えられても三方電磁弁の駆動に電力が消費されて期待するほどの節電効果が得られない場合がある。
【０００４】
本発明の電磁弁は、アシスト用の電磁弁を用いることなく電磁部の駆動負荷を軽減してその小型化を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電磁弁は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の電磁弁は、
入力ポートと出力ポートとドレンポートとフィードバックポートとが形成された中空のスリーブと、前記スリーブに挿入される軸状部材であって圧送された作動流体を前記入力ポートを介して入力すると共に該入力した作動流体を前記ドレンポートからの排出を伴って前記出力ポートから出力する低出力状態と前記圧送された作動流体を該入力ポートを介して入力すると共に該入力した作動流体を該ドレンポートからの排出を伴わずに該出力ポートから出力する高出力状態と該入力ポートを遮断し該出力ポートと該ドレンポートとを連通する入力遮断状態とを軸方向の移動により切り替え可能であり前記フィードバックポートを介して流入する作動流体による流体圧としてのフィードバック力が作用するスプールと、を有する弁部と、前記スプールを軸方向に移動させる電磁部と、を備える電磁弁であって、
前記スリーブには、前記入力ポートと前記出力ポートとが連通する方向に移動する際に前記圧送された作動流体または前記出力ポートから出力された作動流体が流入されるアシストポートが形成され、
前記弁部は、前記圧送された作動流体または前記出力ポートから出力された作動流体を前記アシストポートを介して流入すると共に該流入した作動流体による流体圧としてのアシスト力を前記フィードバック力に対向して前記スプールに作用させる
ことを特徴とする。
【０００７】
この本発明の電磁弁では、入力ポートと出力ポートとドレンポートとフィードバックポートとが形成された中空のスリーブには、入力ポートと出力ポートとが連通する方向に移動する際に圧送された作動流体または出力ポートから出力された作動流体が流入されるアシストポートが形成され、弁部は、圧送された作動流体または出力ポートから出力された作動流体をアシストポートを介して流入すると共に流入した作動流体による流体圧としてのアシスト力をフィードバック力に対向してスプールに作用させる。したがって、高出力状態において弁に圧送された作動流体または出力ポートから出力された作動流体を用いてスプールに作用するフィードバック力の一部を打ち消すから、スプールの移動に必要な駆動力を小さくすることができる。この結果、アシスト用の電磁弁を用いることなく電磁部の駆動負荷を軽減してその小型化を図ることができる。
【０００８】
こうした本発明の電磁弁において、前記弁部は、前記スプールを前記電磁部側に付勢するスプリングが取り付けられ、前記電磁部側に前記フィードバック力が作用するようフィードバック室が形成されると共に該電磁部側とは逆方向に前記アシスト力が作用するようアシスト室が形成され、前記電磁部が駆動していないときには前記スプリングの付勢力により前記スプールを該電磁部側に押し付けて前記入力遮断状態とすると共に前記アシストポートを該スプールにより遮断して前記アシスト力を該スプールに作用させないものとすることもできる。電磁部が駆動していないときに入力遮断状態にあるいわゆるノーマルクローズ型の電磁弁では、高出力状態において電磁部の駆動力によりスプールを電磁部側とは逆側に押し付ける必要がある。このとき、スプールには電磁部の駆動力と対向する向きにスプリングの付勢力とフィードバック力とが作用しているが、本発明では、アシスト力がフィードバック力の一部を打ち消すから小さな駆動力をもってスプールを電磁部側とは逆側に押し付けることができる。このため、電磁部の駆動力を小さくすることができ、その結果、電磁部の駆動負荷を軽減することができる。
【０００９】
また、本発明の電磁弁において、前記弁部は、前記スプールを前記電磁部側に付勢するスプリングが取り付けられ、前記電磁部側とは逆方向に前記フィードバック力が作用するようフィードバック室が形成されると共に該電磁部側に前記アシスト力が作用するようアシスト室が形成され、前記電磁部が駆動していないときには前記スプリングの付勢力により前記スプールを該電磁部側に押し付けて前記高出力状態とすると共に前記アシスト力を該スプールに作用させるものとすることもできる。電磁部が駆動していないときに高出力状態にあるいわゆるノーマルオープン型の電磁弁では、高出力状態においてスプリングの付勢力によりスプールを電磁部側に押し付ける必要がある。このとき、スプールにはスプリングの付勢力と対向する向きにフィードバック力が作用しているが、本発明では、アシスト力がフィードバック力の一部を打ち消すから小さな付勢力をもってスプールを電磁部側に押し付けることができる。このため、スプリングの付勢力を小さくすることができ、低出力状態においては小さくなったスプリングの付勢力に打ち勝つだけの駆動力を電磁部から出力すれば足りるから、結果的に電磁部の駆動負荷を軽減することができる。
【００１０】
さらに、本発明の電磁弁において、前記スプールは、前記各ポートのうち対応するポートの形成位置に移動したときに該対応するポートを遮断する複数のランドと該ランド間を繋ぐ連結部とを有し、該ランドのうち両端のランドが内側に形成される大径ランドより外径の小さな小径ランドとして形成されてなり、前記スリーブは、一端に前記小径ランドの外径と略同じ内径の小内径部が前記大径ランドの外径と略同じ内径の大内径部との段差をもって形成され、前記スプールが他端側から挿入されたときに前記両端の小径ランドのうちの一方が前記小内径部に配置され他方が前記大内径部に配置され、該他方の小径ランドと該大内径部との隙間に隙間解消部材が取り付けられてなるものとすることもできる。こうすれば、作動流体がスリーブ内に流入したときに一方の小径ランドと隣接する大径ランドとの径差により生じる流体圧と他方の小径ランドと隣接する大径ランドとの径差により生じる流体圧とがそれぞれスプールの端部側から中心に向かって作用するので互いに相殺することができる。この態様の本発明の電磁弁において、前記弁部は、前記一方の小径ランドと該一方の小径ランドに隣接する大径ランドと前記スリーブ内の段差とにより囲まれる空間をアシスト室として形成し、前記他方の小径ランドと該他方の小径ランドに隣接する大径ランドと前記隙間解消部材とにより囲まれる空間をフィードバック室として形成するものとすることもできる。こうすれば、構成部材が少なく組付時の部材同士の寸法誤差の少ない側にアシスト室を形成してアシスト力の精度を上げることができる。また、この態様の本発明の電磁弁において、前記弁部は、前記アシスト室から作動流体を排出するアシストドレンポートが形成され、前記スプールの移動に伴って前記アシストポートを介して作動流体を流入し前記アシストドレンポートを遮断する状態と該アシストポートを遮断し該アシストドレンポートを介して作動流体を排出する状態とを切替可能であるものとすることもできる。こうすれば、アシスト力が不要となる場面でアシスト力が作用するのを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の電磁弁において、前記電磁弁は、レギュレータバルブによって調圧されたライン圧を前記入力ポートを介して入力すると共に該入力したライン圧を調圧し、油圧の供給を受けて作動するオートマチックトランスミッションに組み込まれるクラッチまたはブレーキに前記出力ポートを介して直接油圧を出力可能な弁であるものとすることもできる。ライン圧を一定圧に減圧したモジュレータ圧を入力として調圧したパイロット圧をライン圧調圧用のコントロールバルブに入力する電磁弁に比して、入力圧が高圧なライン圧であり電磁部に要求される駆動力が増大するため、本発明を適用する意義が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としての電磁弁２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、電磁弁２０の調圧バルブ部４０を組み付ける様子を示す説明図である。実施例の電磁弁２０は、例えばオートマチックトランスミッションに組み込まれたクラッチの油圧制御に用いられ、オイルポンプ１２から圧送されリニアソレノイド１４を用いてレギュレータバルブ１６により調圧された油圧（ライン油圧）から最適なクラッチ圧を生成してクラッチをダイレクトに制御可能なダイレクト制御用のリニアソレノイドバルブとして構成されている。この電磁弁２０は、初期状態において入力ポート５２と出力ポート５４とが遮断されているノーマルクローズ型のリニアソレノイドバルブとして構成され、ソレノイド部３０と、このソレノイド部３０により駆動されてライン油圧を入力すると共に入力したライン油圧を調圧して出力する調圧バルブ部４０とを備える。
【００１４】
ソレノイド部３０は、底付き円筒部材としてのケース３１と、ケース３１の内周側に配置され絶縁性のボビン３２ａに絶縁導線が巻回されてなるコイル（ソレノイドコイル）３２と、ケース３１の開口端部にフランジ外周部が固定されたフランジ部３４ａとフランジ部３４ａからコイル３２の内周面に沿って軸方向に延伸された円筒部３４ｂとが形成された第１のコア３４と、ケース３１の底部に形成された凹部の内周面と接触すると共にコイル３２の内周面に沿って第１のコア３４の円筒部３４ｂと所定間隔を隔てた位置まで軸方向に延伸された円筒状の第２のコア３５と、第２のコア３５に挿入され第１のコア３４の内周面および第２のコア３５の内周面を軸方向に摺動可能なプランジャ３６と、第１のコア３４の円筒部３４ｂに挿入されプランジャ３６の先端に当接されると共に円筒部３４ｂの内周面を軸方向に摺動可能なシャフト３８とを備える。また、ソレノイド部３０は、コイル３２からの端子がケース３１の外周部に形成されたコネクタ部３９に配策されており、この端子を介してコイル３２への通電が行なわれる。
【００１５】
第１のコア３４の円筒部３４ｂの先端部は、外面には先端に向かうほど外径が小さくなるようテーパが形成され、内面にはシャフト３８の外径よりも大きな外径のプランジャ３６の先端部が嵌挿可能にプランジャ受け３４ｃが形成されている。プランジャ受け３４ｃには、プランジャ３６が第１のコア３４に直接当接しないよう非磁性材料により形成された環状のリング３４ｄが設けられている。
【００１６】
ケース３１と第１のコア３４と第２のコア３５とプランジャ３６は、いずれも純度の高い鉄などの強磁性材料により形成されており、第１のコア３４の円筒部３４ｂの端面と第２のコア３５の端面との間の空間は、非磁性体として機能するよう形成されている。なお、この空間は、非磁性体として機能させればよいから、ステンレススチールや黄銅などの非磁性金属を設けるものとしても構わない。
【００１７】
ソレノイド部３０では、コイル３２に通電すると、ケース３１，第２のコア３５，プランジャ３６，第１のコア３４，ケース３１の順にコイル３２の周囲を周回するよう磁束が流れる磁気回路が形成され、これにより第１のコア３４とプランジャ３６との間に吸引力が作用してプランジャ３６が吸引される。前述したように、プランジャ３６の先端には第１のコア３４の内周面を軸方向に摺動可能なシャフト３８が当接されているから、プランジャ３６の吸引に伴ってシャフト３８は前方（図中左方向）に押し出される。
【００１８】
調圧バルブ部４０は、バルブボディ１００に組み込まれるものとして構成されており、一端がソレノイド部３０のケース３１および第１のコア３４に取り付けられた略円筒状のスリーブ５０と、スリーブ５０の内部空間に挿入され一端がソレノイド部３０のシャフト３８の先端に当接されたスプール６０と、スリーブ５０の他端にネジ止めされたエンドプレート４２と、エンドプレート４２とスプール６０の他端との間に設けられてスプール６０をソレノイド部３０側の方向へ付勢するスプリング４４と、スリーブ５０の内径とスプール６０の外径との隙間に圧入されてその隙間を解消する筒状部材４６とを備える。なお、エンドプレート４２は、そのネジ位置を調整することにより、スプリング４４の付勢力を微調整することができるようになっている。
【００１９】
スリーブ５０は、その内部空間の開口部として、レギュレータバルブ１６（オイルポンプ１４）から圧送された作動油を入力する入力ポート５２と、クラッチＣＬ側に作動油を吐出する出力ポート５４と、作動油をドレンするドレンポート５６と、レギュレータバルブ１６（オイルポンプ１４）から圧送された作動油を入力するアシストポート５７と、出力ポート５４から吐出された作動油を外部に形成された油路５８ａを介して入力してスプール６０にフィードバックするフィードバックポート５８と、が形成されている。各ポートは、ソレノイド部３０側から順に、アシストポート５７，ドレンポート５６，出力ポート５４，入力ポート５２，フィードバックポート５８の順に形成されている。また、スリーブ５０の両端部には、スプール６０の摺動に伴ってスリーブ５０の内周面とスプール６０の外周面との間から漏れ出た作動油を排出するための排出孔５９ａや筒状部材４６の内周面とスプール６０の外周面との間から漏れ出た作動油を排出するための排出孔５９ｂも形成されている。
【００２０】
スプール６０は、スリーブ５０の内部に挿入される軸状部材として形成されており、図１に示すように、スリーブ５０の中央部の内径と略同一の外径の円柱状の二つの大径ランド６３，６５とこの大径ランド６３，６５の外径よりも小さな外径を有し両端に配置される小径ランド６１，６７と、右側の小径ランド６１と大径ランド６３との間を連結する連結部６２と、大径ランド６３と大径ランド６５との間を連結し大径ランド６３，６５の外径よりも小さな外径で且つ互いの大径ランド６３，６５から中央部に向かうほど小さな外径となるようテーパ状に形成され入力ポート５２と出力ポート５４とドレンポート５６の各ポート間を連通可能な連通部６４と、大径ランド６５と左側の小径ランド６７との間を連結する連結部６６とを備える。
【００２１】
スリーブ５０は、図２（ａ）に示すように、右端側はスプール６０の右側の小径ランド６１が摺動して移動可能となるよう小径ランド６１の外径と略同一の内径ｄ１に形成され、中央はスプール６０の大径ランド６３，６５が摺動して移動可能となるよう大径ランド６３，６５の外径と略同一の内径ｄ２に形成され、中央より左寄りの位置では内径ｄ２より大きな内径ｄ３に形成され、左端側は内径ｄ３より大きな内径ｄ４に形成されている。これにより、スリーブ５０の左端側からスプール６０を挿入できるようになっている。なお、内径ｄ４の部分には、エンドプレート４２をネジ止めするためのネジ山４２ａが形成されている。
【００２２】
次に、こうして構成される電磁弁２０の調圧バルブ部４０の組み付けについて、図２を参照しながら説明する。まず、図２（ｂ）に示すように、図中左方向からスリーブ５０内にスプール６０が挿入される。このとき、スプール６０の小径ランド６１がスリーブ５０の内径ｄ１の部分に嵌められる位置まで挿入される。次に、図２（ｃ）に示すように、図中左方向からスリーブ５０の内壁と小径ランド６７との隙間に筒状部材４６を圧入する。この筒状部材４６は、外径が段付きに形成された筒状の部材であり、外径の最大径がスリーブ５０の内径ｄ３の部分に圧入されるよう内径ｄ３と略同一の径に形成されると共に小径ランド６７の外径に製造上の寸法誤差があっても圧入時に小径ランド６７と接触することなく且つ小径ランド６７との隙間が最小となるような内径ｄ１’に形成されている。圧入した後は、図２（ｄ）に示すように、スプリング４４を挿入してからエンドプレート４２をスプール５０に締め付けて組み付けが完了する。
【００２３】
こうして組み付けられた調圧バルブ部４０は、バルブボディ１００に組み込まれると、図１に示すように、スリーブ５０の内径ｄ１の部分と内径ｄ２の部分との段差およびスプール６０の小径ランド６１と大径ランド６３とにより囲まれた空間をアシスト室７０として形成し、スリーブ５０に圧入された筒状部材４６およびスプール６０の小径ランド６７と大径ランド６５とにより囲まれた空間をフィードバック室８０として形成する。ここで、アシストポート５７を介してアシスト室７０に流入した作動油によりスプール６０に作用する流体圧（以下、アシスト力）は、小径ランド６１と大径ランド６３との面積差により図中左方向に作用する。また、フィードバックポート５８を介してフィードバック室８０に流入した作動油によりスプール６０に作用する流体圧（以下、フィードバック力）は、小径ランド６７と大径ランド６５との面積差により図中右方向に作用する。このため、スプール６０には、アシスト力とフィードバック力とが互いに対向する向きに作用する。即ち、フィードバック力に対向してアシスト力が作用することから、フィードバック力の一部が打ち消されることになる。
【００２４】
こうして構成された実施例の電磁弁２０の動作について説明する。図３は、電磁弁２０の動作を説明する説明図である。まず、コイル３２への通電がオフされている場合を考える。この場合、スプール６０はスプリング４４の付勢力によりソレノイド部３０側へ移動しているから、ランド６５により入力ポート５２が閉塞されて入力ポート５２と出力ポート５４とが遮断されると共に連通部６４を介して出力ポート５４とドレンポート５６とが連通された状態となる（図３（ａ）参照）。したがって、クラッチＣＬには油圧は作用しない。次に、コイル３２への通電がオンされると、コイル３２に印加される電流の大きさに応じた吸引力で第１のコア３４にプランジャ３６が吸引され、これに伴ってシャフト３８が押し出されてシャフト３８の先端に当接されたスプール６０がエンドプレート４２側に移動する。これにより、入力ポート５２と出力ポート５４とドレンポート５６とが互いに連通した状態となり、入力ポート５２から入力された作動油は一部が出力ポート５４に出力されると共に残余がドレンポート５６に出力される（図３（ｂ）参照）。また、フィードバックポート５８は、油路５８ａを介して出力ポート５４と連通された状態となり、スプール６０には出力ポート５４の出力圧に応じたフィードバック力が図中右方向に作用する。したがって、スプール６０は、プランジャ３６の推力（吸引力）とスプリング４４のバネ力とフィードバック力とが丁度釣り合う位置で停止することになる。そして、コイル３２に印加される電流が大きくなる、即ちプランジャ３６の推力が大きくなると、スプール６０がエンドプレート４２側にさらに移動し、入力ポート５２の開口面積を広げると共にアシストポート５７を開口しランド６３によりドレンポート５６が閉塞されて出力ポート５４とドレンポート５６とが遮断される（図３（ｃ）参照）。これにより、クラッチＣＬを保持するための高圧の作動油が出力ポート５４から出力されることになる。また、アシストポート５７が開口されることにより、スプール６０には、アシストポート５７の開口面積に応じて流入された作動油によるアシスト力が図中左方向に作用する。このときスプール６０に作用する力の様子を図４に示す。図４（ａ）は、本実施例での様子を示し、図４（ｂ）は、比較例としてアシストポート５７が形成されていない電磁弁で高圧の作動油を出力しているときに作用する力の様子を示す。図４（ａ）に示すように、本実施例では、スプール６０には図中右方向に向かって付勢力とフィードバック力（図中ＦＢ力）とが作用し、図中左方向に向かってアシスト力（図中ＡＳ力）とプランジャ３６の吸引力とが作用する。このため、アシスト力によりフィードバック力の一部を打ち消すことができる。一方、図４（ｂ）に示すように、比較例ではアシスト力が作用せずフィードバック力を打ち消すことができないので、本実施例よりも吸引力を大きなものとする必要がある。また、コイル３２に印加する電流Ｉとスプール６０のストローク量ｓとの関係を図５に示す。図５では、実線が本実施例での関係，点線が比較例での関係を示し、ストローク量が値ｓ１の位置でアシストポート５７が開口されるものとする。図示するように、電流Ｉが値Ｉ１より小さくアシストポート５７が遮断されている状態においては、スプール６０にアシスト力が作用しないので、比較例との差異は生じない。一方、電流Ｉが値Ｉ１以上となった以降は、アシストポート５７が開口されスプール６０にアシスト力が作用しフィードバック力の一部を打ち消すので、同じ電流Ｉを印加していても比較例に比してストローク量ｓが大きなものとなる。言い換えれば、本実施例では、比較例に比して同じストローク量ｓを得るために必要な電流Ｉを小さなものとすることができる。このように、ソレノイド部３０の必要な推力（吸引力）を小さくすることができるので、ソレノイド部３０を大型化することなく、調圧バルブ部４０を適切に駆動することができる。
【００２５】
以上説明した実施例の電磁弁２０によれば、高圧の作動油を出力する際にスプリング４４の付勢力とフィードバック力とに打ち勝つような吸引力をソレノイド部３０から出力するタイプのノーマルクローズ型の電磁弁において、スリーブ５０に形成されたアシストポート５７を介して圧送された作動油を流入させスプール６０にアシスト力を作用させることによりフィードバック力の一部を打ち消すことができる。この結果、ソレノイド部３０からの必要な吸引力が小さなものとなるので、アシスト用の電磁弁を用いることなくソレノイド部３０の駆動負荷を軽減してその小型化を図ることができる。
【００２６】
実施例の電磁弁２０では、初期状態、即ちコイル３２への通電が遮断している状態で入力ポート５２と出力ポート５４とを遮断すると共に出力ポート５４とドレンポート５６とを連通するノーマルクローズ型の電磁弁として構成するものとしたが、コイル３２への通電が遮断している状態で入力ポート１５２と出力ポート１５４とを連通すると共に出力ポート１５４とドレンポート１５６とを遮断するノーマルオープン型の電磁弁として構成するものとしてもよい。図６は、変形例のノーマルオープン型の電磁弁１２０の構成の概略を示す構成図であり、図７は、電磁弁１２０の調圧バルブ部１４０を組み付ける様子を示す説明図である。この変形例の電磁弁１２０では、実施例の電磁弁２０のソレノイド部３０と同一のものを用いているから、ソレノイド部３０についての説明は省略する。変形例の電磁弁１２０では、調圧バルブ部１４０としては、バルブボディ２００に組み込まれるものとして構成されており、実施例の電磁弁２０と同様に、スリーブ１５０とスプール１６０とエンドプレート１４２とスプリング１４４と筒状部材１４６とを備える。スリーブ１５０は、その内部空間の開口部として、図示しないレギュレータバルブから圧送された作動油を入力する入力ポート１５２と、クラッチＣＬ側に作動油を吐出する出力ポート１５４と、作動油をドレンするドレンポート１５６と、レギュレータバルブから圧送された作動油を入力するアシストポート１５７と、出力ポート１５４からの作動油をバルブボディ２００の内面とスリーブ１５０の外面とにより形成された油路１５８ａを介して入力してスプール１６０にフィードバックするフィードバックポート１５８とが形成されている。各ポートは、ソレノイド部３０側から順に、フィードバックポート１５８，入力ポート１５２，出力ポート１５４，ドレンポート１５６，アシストポート１５７の順に形成されている。また、スリーブ１５０の両端部には、筒状部材１４６の内周面とスプール１６０の外周面との間から漏れ出た作動油を排出するための排出孔１５９ａやスプール１６０の摺動に伴ってスリーブ１５０の内周面とスプール１６０の外周面との間から漏れ出た作動油を排出するための排出孔１５９ｂも形成されている。スプール１６０は、スリーブ１５０の内部に挿入される軸状部材として形成されており、スリーブ１５０の中央部の内径と略同一の外径の円柱状の二つの大径ランド１６３，１６５とこの大径ランド１６３，１６５の外径よりも小さな外径を有し両端に配置される小径ランド１６１，１６７と、右側の小径ランド１６１と大径ランド１６３との間を連結する連結部１６２と、大径ランド１６３と大径ランド１６５との間を連結し大径ランド１６３，１６５の外径よりも小さな外径で且つ互いの大径ランド１６３，１６５から中央部に向かうほど小さな外径となるようテーパ状に形成され入力ポート１５２と出力ポート１５４とドレンポート１５６の各ポート間を連通可能な連通部１６４と、大径ランド１６５と左側の小径ランド１６７との間を連結する連結部１６６とを備える。また、スリーブ１５０は、図７（ａ）に示すように、左端側のやや中央寄りにスプール１６０の左側の小径ランド１６７が摺動して移動可能となるよう小径ランド１６７の外径と略同一の内径ｄ１０に形成され、左端側は内径ｄ１０より大きな内径ｄ１５に形成され、中央はスプール１６０の大径ランド１６３，１６５が摺動して移動可能となるよう大径ランド１６３，１６５の外径と略同一の内径ｄ２０に形成され、中央より右寄りの位置では内径ｄ２０より大きな内径ｄ３０に形成され、右端側は内径ｄ３０より大きな内径ｄ４０に形成されている。なお、内径ｄ１５の部分には、エンドプレート１４２をネジ止めするためのネジ山１４２ａが形成されている。
【００２７】
こうして構成される電磁弁１２０の調圧バルブ部１４０の組み付けについて、図７を参照しながら説明する。まず、図７（ｂ）に示すように、スリーブ１５０の左端にエンドプレート１４２を締め付ける。次に、図７（ｃ）に示すように、図中右方向からスプリング１４４を挿入してから、スプール１６０を挿入する。このとき、スプール１６０の小径ランド１６７が内径ｄ１０の部分に嵌められる位置まで挿入される。続いて、図７（ｄ）に示すように、図中右方向からスリーブ１５０の内壁と小径ランド１６１との隙間に筒状部材１４６を圧入して、組み付けが完了する。この筒状部材１４６は、外径が段付きに形成された筒状の部材であり、外径の最大径がスリーブ１５０の内径ｄ３０の部分に圧入されるよう内径ｄ３０と略同一の径に形成されると共に小径ランド１６１の外径に製造上の寸法誤差があっても圧入時に小径ランド１６１と接触することなく且つ小径ランド１６１との隙間が最小となるような内径ｄ１０’に形成されている。こうして組み付けられた調圧バルブ部１４０は、バルブボディ２００に組み込まれると、図６に示すように、スリーブ１５０の内径ｄ１０の部分と内径ｄ２０の部分との段差およびスプール１６０の小径ランド１６７と大径ランド１６５とにより囲まれたアシスト室１７０と、スリーブ１５０に圧入された筒状部材１４６およびスプール１６０の小径ランド１６１と大径ランド１６３とにより囲まれたフィードバック室１８０とが形成される。ここで、アシストポート１５７を介してアシスト室１７０に流入した作動油によりスプール１６０に作用するアシスト力は、小径ランド１６７と大径ランド１６５との面積差により図中右方向に作用する。また、フィードバックポート１５８を介してフィードバック室１８０に流入した作動油によりスプール１６０に作用するフィードバック力は、小径ランド１６１と大径ランド１６３との面積差により図中左方向に作用する。このため、本実施例と同様に、アシスト力とフィードバック力とが互いに対向する向きに作用する。即ち、フィードバック力に対向してアシスト力が作用することから、フィードバック力の一部が打ち消されることになる。
【００２８】
次に、こうして構成された変形例の電磁弁１２０の動作と動作中にスプール１６０に作用する力について説明する。図８は、変形例の電磁弁１２０の動作を説明する説明図であり、図９は、スプール１６０に作用する力の様子を示す説明図である。図９（ａ），（ｃ）が変形例の様子を示し、図９（ｂ），（ｄ）が比較例としてアシストポート１５７が形成されていない電磁弁での様子を示す。まず、コイル３２への通電がオフされている場合を考える。この場合、スプール１６０はスプリング１４４の付勢力によりソレノイド部３０側へ移動しているから、連通部１６４を介して入力ポート１５２と出力ポート１５４とが連通しランド１６５によりドレンポート１５６が閉塞されて出力ポート１５４とドレンポート１５６とが遮断されアシストポート１５７が開口された状態となる（図８（ａ）参照）。これにより、クラッチＣＬには最大油圧が作用する。また、フィードバックポート１５８は、油路１５８ａを介して出力ポート１５４と連通された状態となり、スプール１６０には出力ポート１５４の出力圧に応じたフィードバック力が図中左方向に作用する。また、アシストポート１５７が開口されているので、スプール１６０には、アシストポート１５７の開口面積に応じて流入された作動油によるアシスト力が図中右方向に作用する。このとき、図９（ａ）に示すように、変形例のスプール１６０には、図中右方向に向かってスプリング１４４の付勢力とアシスト力（図中ＡＳ力）とが作用し、図中左方向に向かってフィードバック力（図中ＦＢ力）が作用する。このため、アシスト力によりフィードバック力の一部を打ち消すことができる。一方、図９（ｂ）に示すように、比較例ではアシスト力が作用しないので、変形例よりもスプリング１４４の付勢力を大きなものとする必要がある。ここで、ノーマルオープン型の電磁弁では、高圧時にスプリング１４４の付勢力によりスプール１６０をソレノイド部３０側に押し戻す必要がある。このとき、付勢力と対向する向きにスプール１６０に作用しているフィードバック力に打ち勝つ必要があるが、出力圧が高圧であるためフィードバック力は大きなものとなっている。このため、スプリング１４４の付勢力としては大きなフィードバック力を上回る更に大きな力が要求されるが、変形例では、上述したように、アシスト力によってフィードバック力の一部を打ち消すから小さな付勢力でスプール１６０を押し戻すことができる。したがって、比較例に比して、スプリング１４４の付勢力を小さくすること、即ちスプリング１４４のバネ定数を小さくすることができる。次に、コイル３２への通電がオンされると、コイル３２に印加される電流の大きさに応じた吸引力で第１のコア３４にプランジャ３６が吸引され、これに伴ってシャフト３８が押し出されてシャフト３８の先端に当接されたスプール１６０がエンドプレート１４２側に移動する。これにより、入力ポート１５２と出力ポート１５４とドレンポート１５６とが互いに連通すると共にアシストポート１５７が遮断された状態となり、入力ポート１５２から入力された作動油は一部が出力ポート１５４に出力されると共に残余がドレンポート１５６に出力される（図８（ｂ）参照）。この際、コイル３２に印加される電流が大きくなるほど、即ちプランジャ３６の推力が大きくなるほど、スプール１６０がエンドプレート１４２側に移動し、入力ポート１５２の開口面積を狭めると共にドレンポート１５６の開口面積を広げ、スプリング１４４が収縮する。このとき、図９（ｃ）に示すように、スプール１６０には、図中右方向に向かってスプリング１４４の付勢力が作用し、図中左方向に向かってフィードバック力（図中ＦＢ力）とプランジャ３６の吸引力とが作用し、これらの力が丁度釣り合う位置で停止することになる。一方、比較例においても同様の力が作用するが、上述したように、変形例ではスプリング１４４のバネ定数を小さくすることができるから、スプリング１４４が収縮したときの付勢力も比較例に比して小さなものとなる（図９（ｄ）参照）。このため、比較例に比して、変形例では、低圧の作動油を出力する際にプランジャ３６の吸引力を小さなものとすることができる。コイル３２への通電がさらに大きくなると、スプール１６０は最もエンドプレート１４２寄りに移動し、ランド１６３により入力ポート１５２が閉塞されて入力ポート１５２と出力ポート１５４とが遮断されると共に連通部１６４を介して出力ポート１５４とドレンポート１５６とが連通された状態となる（図８（ｃ）参照）。したがって、クラッチＣＬには油圧は作用しない。このとき、スプリング１４４の付勢力は最大となるが、上述したようにバネ定数を小さくすることができるので、この場合も比較例に比してプランジャ３６の吸引力を小さなものとすることができる。以上のことから、ソレノイド部３０の必要な推力（吸引力）を小さくすることができるので、ソレノイド部３０を大型化することなく、調圧バルブ部１４０を適切に駆動することができる。
【００２９】
こうした変形例の電磁弁１２０によると、高圧の作動油を出力する際にフィードバック力に打ち勝つような力をスプリング１４４の付勢力とするタイプのノーマルオープン型の電磁弁において、スリーブ５０に形成されたアシストポート５７を介して圧送された作動油を流入させスプール６０にアシスト力を作用させることによりフィードバック力の一部を打ち消すことができる。これにより、スプリング１４４の付勢力を小さくすること、即ちスプリング１４４のバネ定数を小さくすることができるので、スプリング１４４の付勢力に抗してスプール１６０を移動させるのに必要なソレノイド部３０の吸引力を小さくすることができる。この結果、本実施例と同様に、アシスト用の電磁弁を用いることなくソレノイド部３０の駆動負荷を軽減してその小型化を図ることができる。
【００３０】
実施例の電磁弁２０では、レギュレータバルブ１６（オイルポンプ１４）から圧送された作動油をアシストポート５７に入力するものとしたが、出力ポート５４から出力された作動油をアシストポート５７に入力するものとしてもよい。
【００３１】
実施例の電磁弁２０では、スリーブ５０の内径ｄ１の部分と内径ｄ２の部分との段差およびスプール６０の小径ランド６１と大径ランド６３とにより囲まれた空間をアシスト室７０として形成しスリーブ５０に圧入された筒状部材４６およびスプール６０の小径ランド６７と大径ランド６５とにより囲まれた空間をフィードバック室８０として形成するものとしたが、図１０の変形例の電磁弁２２０に示すように、スリーブ２５０に圧入された筒状部材２４６およびスプール２６０の小径ランド２６１と大径ランド２６３とにより囲まれた空間をアシスト室２７０として形成しスリーブ２５０の内部の段差およびスプール２６０の小径ランド２６７と大径ランド２６５とにより囲まれた空間をフィードバック室２８０として形成するものとしてもよい。
【００３２】
実施例の電磁弁２０では、筒状部材４６を圧入するものとしたが、圧入するものに限られず、図１１の変形例の電磁弁３２０に示すように、筒状部材３４６をスリーブ３５０に挿入すると共に挿入した筒状部材３４６を別部材（例えば、エンドプレート３４２）で固定するものとしてもよい。この筒状部材３４６は、段差のないストレートの筒状の部材として形成され、圧力を加えることなくスリーブ３５０内に挿入できるような外径に形成されている。また、エンドプレート３４２は、外周面と内周面とにネジ山が形成されスリーブ３５０にネジ止めされて筒状部材３４６を固定する外プレート３４２ａと、外周面に形成されたネジ山により外プレート３４２ａの内周面にネジ止めされスプリング３４４を受ける内プレート３４２ｂとにより構成されている。図１２に電磁弁３２０の調圧バルブ部３４０を組み付ける様子を示す。まず、図１２（ａ）に示すように、図中左方向からスリーブ３５０にスプール３６０が挿入され、図１２（ｂ）に示すように、スリーブ３５０に筒状部材３４６が挿入される。そして、図１２（ｃ）に示すように、スリーブ３５０のネジ山３４２ｃに外プレート３４２ａが締め付けられ、図１２（ｄ）に示すように、スプリング３４４を挿入してから内プレート３４２ｂを外プレート３４２ａに締め付けて、組み付けが完了する。
【００３３】
実施例の電磁弁２０では、アシスト室７０には作動油の入出力ポートとして作動油が入力するアシストポート５７のみを形成したが、図１３の変形例の電磁弁４２０に示すように、アシスト室４７０から作動油を排出するためのアシスト用ドレンポート４５５が形成されているものとしてもよい。電磁弁４２０では、スプール４６０が図中左方向に移動したときにアシストポート４５７が開口されると共にランド４６１によりアシスト用ドレンポート４５５が遮断され、スプール６０が図中右方向に移動したときにアシストポート４５７が遮断されると共にアシスト用ドレンポート４５５が開口される。これにより、アシストポート４５７が遮断されたときにはアシスト室４７０から作動油が排出されるので、不要な場面でアシスト力が作用するのを抑制することができる。また、図１４の変形例の電磁弁５２０に示すように、アシスト用ドレンポート５５５をスプール５６０に取り付けられたシール部材５７２で遮断するものとしてもよい。この電磁弁５２０においては、電磁弁４２０と同様にアシストポート５５７が遮断されたときにアシスト室５７０の作動油を排出するだけでなく、シール部材５７２がスリーブ５５０の内壁と面接触することによりアシスト室５７０から作動油が漏れることのないようアシスト用ドレンポート５５５を確実に遮断するので、アシスト力を確実にスプール５６０に作用させることができる。なお、シール部材５７２のスプール５６０への取り付けは、例えば、スプール５６０をスリーブ５５０内に挿入した後に、図中右方向からスプール５６０の連結部５６２にシール部材５７２を嵌め込んでからＥリングなどの組付用部材５７４をスプール５６０に取り付けることにより行うものとすればよい。あるいは、図１５に示すように、シール部材５７２をスプール５６０の小径ランド５６１に嵌め込んでから組付用部材５７４によりスプール５６０に取り付けるものとしてもよい。この場合には、小径ランド５６１とシール部材５７２とが一体となってアシスト用ドレンポート５５５の開口と遮断とを行うことになる。
【００３４】
実施例の電磁弁２０では、オートマチックトランスミッションに組み込まれたクラッチＣＬの油圧制御に用いるものとしたが、油圧により作動する如何なる作動機構の油圧制御に用いるものとしてもよく、ダイレクト制御用ではないパイロット制御用の電磁弁などに用いるものとしてもよい。
【００３５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、電磁弁の製造産業や自動車産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例としての電磁弁２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電磁弁２０を組み付ける様子を説明する説明図である。
【図３】電磁弁２０の動作を説明する説明図である。
【図４】スプール６０に作用する力の様子を示す説明図である。
【図５】電流Ｉとストローク量ｓとの関係を示す説明図である。
【図６】変形例の電磁弁１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例の電磁弁１２０を組み付ける様子を説明する説明図である。
【図８】変形例の電磁弁１２０の動作を説明する説明図である。
【図９】スプール１６０に作用する力の様子を示す説明図である。
【図１０】変形例の電磁弁２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例の電磁弁３２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１２】変形例の電磁弁３２０を組み付ける様子を説明する説明図である。
【図１３】変形例の電磁弁４２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１４】変形例の電磁弁５２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１５】変形例の電磁弁５２０のシール部材５７２の別の取付方法の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１２ポンプ、１４リニアソレノイド、１６レギュレータバルブ、２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０電磁弁、３０ソレノイド部、３１ケース、３２コイル、３２ａボビン、３４第１のコア、３４ａフランジ部、３４ｂ円筒部、３４ｃプランジャ受け、３４ｄリング、３５第２のコア、３６プランジャ、３８シャフト、３９コネクタ部、４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０調圧バルブ部、４２，１４２，２４２，３４２エンドプレート、４２ａ，１４２ａ，３４２ｃネジ山、４４，１４４，２４４，３４４スプリング、４６，１４６，２４６，３４６筒状部材、５０，１５０，２５０，３５０，４５０，５５０スリーブ、５２，１５２，２５２，３５２，４５２，５５２入力ポート、５４，１５４，２５４，３５４，４５４，５５４出力ポート、５６，１５６，２５６，３５６，４５６，５５６ドレンポート、５７，１５７，２５７，３５７，４５７，５５７アシストポート、５８，１５８，２５８，３５８，４５８，５５８フィードバックポート、５８ａ，１５８ａ，２５８ａ，３５８ａ，４５８ａ，５５８ａ油路、５９ａ，５９ｂ，１５９ａ，１５９ｂ，２５９ａ，２５９ｂ，３５９ａ，３５９ｂ，４５９ａ，５５９ａ排出孔、６０，１６０，２６０，３６０，４６０，５６０スプール、６１，６７，１６１，１６７，２６１，２６７，３６１，３６７，４６１，４６７，５６１，５６７小径ランド、６３，６５，１６３，１６５，２６３，２６５，３６３，３６５，４６３，４６５，５６３，５６５，大径ランド、６２，６６，１６２，１６６，２６２，２６６，３６２，３６６，４６２，４６６，５６２，５６６連結部、６４，１６４，２６４，３６４，４６４，５６４連通部、７０，１７０，２７０，３７０，４７０，５７０アシスト室，８０，１８０，２８０，３８０，４８０，５８０フィードバック室、１００，２００，３００，４００，５００バルブボディ、３４２ａ外プレート，３４２ｂ内プレート、４５５，５５５アシスト用ドレンポート、５７２シール部材、５７４組付用部材。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートと出力ポートとドレンポートとフィードバックポートとが形成された中空のスリーブと、前記スリーブに挿入される軸状部材であって圧送された作動流体を前記入力ポートを介して入力すると共に該入力した作動流体を前記ドレンポートからの排出を伴って前記出力ポートから出力する低出力状態と前記圧送された作動流体を該入力ポートを介して入力すると共に該入力した作動流体を該ドレンポートからの排出を伴わずに該出力ポートから出力する高出力状態と該入力ポートを遮断し該出力ポートと該ドレンポートとを連通する入力遮断状態とを軸方向の移動により切り替え可能であり前記フィードバックポートを介して流入する作動流体による流体圧としてのフィードバック力が作用するスプールと、を有する弁部と、前記スプールを軸方向に移動させる電磁部と、を備える電磁弁であって、
前記スリーブには、前記入力ポートと前記出力ポートとが連通する方向に移動する際に前記圧送された作動流体または前記出力ポートから出力された作動流体が流入されるアシストポートが形成され、
前記弁部は、前記圧送された作動流体または前記出力ポートから出力された作動流体を前記アシストポートを介して流入すると共に該流入した作動流体による流体圧としてのアシスト力を前記フィードバック力に対向して前記スプールに作用させる
ことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記弁部は、前記スプールを前記電磁部側に付勢するスプリングが取り付けられ、前記電磁部側に前記フィードバック力が作用するようフィードバック室が形成されると共に該電磁部側とは逆方向に前記アシスト力が作用するようアシスト室が形成され、前記電磁部が駆動していないときには前記スプリングの付勢力により前記スプールを該電磁部側に押し付けて前記入力遮断状態とすると共に前記アシストポートを該スプールにより遮断して前記アシスト力を該スプールに作用させない請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
前記弁部は、前記スプールを前記電磁部側に付勢するスプリングが取り付けられ、前記電磁部側とは逆方向に前記フィードバック力が作用するようフィードバック室が形成されると共に該電磁部側に前記アシスト力が作用するようアシスト室が形成され、前記電磁部が駆動していないときには前記スプリングの付勢力により前記スプールを該電磁部側に押し付けて前記高出力状態とすると共に前記アシスト力を該スプールに作用させる請求項１記載の電磁弁。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の電磁弁であって、
前記スプールは、前記各ポートのうち対応するポートの形成位置に移動したときに該対応するポートを遮断する複数のランドと該ランド間を繋ぐ連結部とを有し、該ランドのうち両端のランドが内側に形成される大径ランドより外径の小さな小径ランドとして形成されてなり、
前記スリーブは、一端に前記小径ランドの外径と略同じ内径の小内径部が前記大径ランドの外径と略同じ内径の大内径部との段差をもって形成され、前記スプールが他端側から挿入されたときに前記両端の小径ランドのうちの一方が前記小内径部に配置され他方が前記大内径部に配置され、該他方の小径ランドと該大内径部との隙間に隙間解消部材が取り付けられてなる
電磁弁。
【請求項５】
前記弁部は、前記一方の小径ランドと該一方の小径ランドに隣接する大径ランドと前記スリーブ内の段差とにより囲まれる空間をアシスト室として形成し、前記他方の小径ランドと該他方の小径ランドに隣接する大径ランドと前記隙間解消部材とにより囲まれる空間をフィードバック室として形成する請求項４記載の電磁弁。
【請求項６】
前記弁部は、前記アシスト室から作動流体を排出するアシストドレンポートが形成され、前記スプールの移動に伴って前記アシストポートを介して作動流体を流入し前記アシストドレンポートを遮断する状態と該アシストポートを遮断し該アシストドレンポートを介して作動流体を排出する状態とを切替可能である請求項５記載の電磁弁。
【請求項７】
前記電磁弁は、レギュレータバルブによって調圧されたライン圧を前記入力ポートを介して入力すると共に該入力したライン圧を調圧し、油圧の供給を受けて作動するオートマチックトランスミッションに組み込まれるクラッチまたはブレーキに前記出力ポートを介して直接油圧を出力可能な弁である請求項１ないし６いずれか１項に記載の電磁弁。

【図１】