(57)【要約】【課題】部品点数を増やすことなくスプールの摺動抵抗を低減することができるリニアソレノイドバルブを提供する。【解決手段】リニアソレノイドバルブ１０は、スプール２２と、スプール２２の軸心ＡＸ１上の押さえ部材４１と、スプール２２と押さえ部材４１との間に設けられ、スプール２２に軸方向のバネ力を作用させるスプリング２３と、軸心ＡＸ１上のプランジャ３１と、スプール２２とプランジャ３１との間に設けられるシャフト３２と、プランジャ３１に作用する電磁力を発生させ、シャフト３２を介してスプール２２に軸方向力を作用させるソレノイド３３とを備える。リニアソレノイドバルブ１０は、ソレノイド３３の電磁力とスプリング２３のバネ力と油圧力との釣り合いによりスプール２２のストロークを制御する。スプリング２３は、スプール２２の軸心部３８に軸方向に接触しつつ押さえ部材４１の外周部４４に軸方向に接触する板ばねである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプール（２２）と、
前記スプールの軸心（ＡＸ１）上に設けられている押さえ部材（４１、５１）と、
前記スプールと前記押さえ部材との間に設けられ、前記スプールに軸方向力を作用させるスプリング（２３、６３、７３）と、
電磁力を発生させ、前記スプールに軸方向力を作用させるソレノイド（３３）と、
を備え、前記ソレノイドの電磁力と前記スプリングの軸方向力と前記スプールに作用する油圧力との釣り合いにより前記スプールのストロークを制御するリニアソレノイドバルブ（１０）であって、
前記スプリングは、前記スプールおよび前記押さえ部材の一方の軸心部（３８、５８）に軸方向に接触しつつ、前記スプールおよび前記押さえ部材の他方の外周部（４４、５４）に軸方向に接触する板ばねであるリニアソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記スプリングは、前記軸心部に軸方向に接触する中央部（４５）と、前記中央部から径方向外側に突き出すように形成され、前記外周部に軸方向に接触し、周方向に等間隔に配置された複数の脚部（４６）と、を有する請求項１に記載のリニアソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記中央部および前記軸心部の一方は、前記中央部および前記軸心部の他方へ向けて突き出す凸曲面であって当該他方と接触する接触面（３９、５９）を有する請求項２に記載のリニアソレノイドバルブ。
【請求項４】
前記スプリングは、フッ素樹脂を含んだ樹脂系材料からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載のリニアソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアソレノイドバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソレノイドの電磁力によりシャフトを介してスプール弁のスプールを押圧し、シャフトの押圧力とコイルスプリングの付勢力とスプールに作用する油圧力との釣り合いによりスプールのストロークを制御するリニアソレノイドバルブが知られている。特許文献１に開示されたリニアソレノイドバルブは、制御圧力にヒステリシスが生じることを抑制するために、スプールとコイルスプリングとの間に伝達部材を配置してコイルスプリングの残留ねじれ力を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−０６１５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、スプールおよびコイルスプリングとは別に伝達部材を設ける必要があるため、部品点数が増える。また、伝達部材にはコイルスプリングのバネ横力が作用するため、スプールの摺動抵抗を十分に低減することができない。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を増やすことなくスプールの摺動抵抗を低減することができるリニアソレノイドバルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のリニアソレノイドバルブは、スプール（２２）、押さえ部材（４１、５１）、スプリング（２３、６３、７３）、プランジャ（３１）、シャフト（３２）、およびソレノイド（３３）を備える。押さえ部材はスプールの軸心上に設けられている。スプリングは、スプールと押さえ部材との間に設けられ、スプールに軸方向力を作用させる。ソレノイドは、電磁力を発生させ、スプールに軸方向力を作用させる。リニアソレノイドバルブは、ソレノイドの電磁力とスプリングの軸方向力とスプールに作用する油圧力との釣り合いによりスプールのストロークを制御する。
【０００７】
スプリングは、スプールおよび押さえ部材の一方の軸心部（３８、５８）に軸方向に接触しつつ、スプールおよび押さえ部材の他方の外周部（４４、５４）に軸方向に接触する板ばねである。板ばねには、コイルスプリングにおけるバネ横力の原因となるコイル終端部が無い。そのため、本発明のスプリングではバネ横力が発生しないことから、スプールの摺動抵抗を低減することができる。また、従来のコイルスプリングに代えて本発明のスプリングが設けられるため、部品点数が増やさなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態のリニアソレノイドバルブの断面図。
【図２】図１のスプリングの斜視図。
【図３】第２実施形態のリニアソレノイドバルブの断面図。
【図４】第３実施形態のリニアソレノイドバルブに設けられるスプリングの斜視図。
【図５】第４実施形態のリニアソレノイドバルブに設けられるスプリングの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、リニアソレノイドバルブの複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１０】
［第１実施形態］
第１実施形態のリニアソレノイドバルブは、自動車用ドライブトレインの油圧を制御するために用いられる。先ず、リニアソレノイドバルブの基本構成について説明する。図１に示すようにリニアソレノイドバルブ１０は、スプール弁部２０およびソレノイド部３０を備える。
【００１１】
スプール弁部２０は、各種ポート２４〜２７を有するスリーブ２１と、スリーブ２１内で軸方向へ移動可能なスプール２２と、スプール２２に軸方向に作用するバネ力を発生させ、スプール２２を軸方向の一方へ付勢するスプリング２３とを有する。供給圧ポート２４には、図示しないオイルポンプから圧送された作動油が流入する。制御圧ポート２５は油圧制御対象に接続される。フィードバック圧ポート２６には、制御圧ポート２５から出力された作動油の一部が流入する。排出圧ポート２７はドレン空間に接続される。以下の説明において、スプール２２の軸方向の一方、すなわちスプリング２３がスプール２２を付勢する方を「軸方向一方」と記載する。また、スプール２２の軸方向の他方を「軸方向他方」と記載する。
【００１２】
ソレノイド部３０は、スプール２２の軸心ＡＸ１上であってスプール２２に対して軸方向一方側に設けられているプランジャ３１と、プランジャ３１とスプール２２との間に設けられているシャフト３２と、プランジャ３１に作用する電磁力を発生させるソレノイド３３とを有する。ソレノイド３３は、電磁力によりプランジャ３１を軸方向他方へ移動させ、シャフト３２を介してスプール２２に軸方向の押圧力を作用させて、スプール２２を軸方向他方へ押圧する。電磁力は、ソレノイド３３の電流に応じて変わる。
【００１３】
スプール２２は、プランジャ３１およびシャフト３２と共に軸方向へ移動して、供給圧ポート２４と制御圧ポート２５との連通度合い、および、排出圧ポート２７と制御圧ポート２５との連通度合いを変化させる。供給圧ポート２４は、スプール２２のＩＮランド２８に開閉される。排出圧ポート２７は、スプール２２のＥＸランド２９に開閉される。出力油圧は、スプール２２のストロークに応じて変化する。
【００１４】
スプール２２のストロークは、シャフト３２の押圧力（すなわちソレノイド３３の電磁力）と、スプリング２３の付勢力（すなわちスプリング２３のバネ力）と、フィードバック圧ポート２６に流入する作動油によりスプール２２に作用するフィードバック力（すなわち油圧力）とが釣り合う位置になる。油圧制御対象には、スプール８４のストロークに応じた油圧が供給される。リニアソレノイドバルブ１０は、上記の力の釣り合いによりスプール２２のストロークを制御し、供給圧力を制御する。
【００１５】
次に、リニアソレノイドバルブ１０の特徴構成について説明する。図１および図２に示すように、リニアソレノイドバルブ１０は押さえ部材４１をさらに備える。押さえ部材４１は、スプール２２に対して軸方向他方側に設けられており、外周のねじ４２がスリーブ２１の内周のねじ３５にねじ込まれることにより軸方向へ移動する。押さえ部材４１のうちスプール２２側の軸心ＡＸ１上には、軸方向他方側へ凹む凹部４３が形成されている。凹部４３の径方向外側には、スプリング２３に接触可能なように軸方向一方へ突き出す環状の外周部４４が形成されている。
【００１６】
スプリング２３は、スプール２２と押さえ部材４１との間に設けられている。スプリング２３は、スプール２２の軸心部３８に接触しつつ押さえ部材４１の外周部４４に接触する板ばねである。軸心部３８は、スプール２２とスプリング２３との間で荷重を伝達する「荷重伝達部」であり、スプリング１２の軸方向一方側の位置を規制している。外周部４４は、押さえ部材４１とスプリング２３との間で荷重を伝達する「荷重伝達部」であり、スプリング１２の軸方向他方側の位置を規制している。押さえ部材４１が軸方向へ移動させられることで、制御油圧の立ち上がりが調整される。
【００１７】
具体的には、スプリング２３は、軸心部３８に軸方向に接触する中央部４５と、中央部４５から径方向外側に突き出すように形成された複数の脚部４６とを有する。脚部４６の先端部は外周部４４に軸方向に接触している。複数の脚部４６は、周方向に等間隔に配置されている。第１実施形態では脚部４６は板状であり、２つ設けられている。スプリング２３はフッ素樹脂を含んだ樹脂系材料からなる。
【００１８】
中央部４５の軸心部３８との接触面４７は平面である。一方、軸心部３８の中央部４５との接触面３９は、中央部４５へ向けて突き出す凸曲面である。第１実施形態では、接触面３９は球面に形成されている。接触面４７と接触面３９とは点接触している。
【００１９】
（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、スプリング２３は、スプール２２の軸心部３８に接触しつつ押さえ部材４１の外周部４４に接触する板ばねである。板ばねには、コイルスプリングにおけるバネ横力の原因となるコイル終端部が無い。そのため、スプリング２３ではバネ横力が発生しないことから、スプール２２の摺動抵抗を低減することができる。また、従来のコイルスプリングに代えてスプリング２３が設けられるため、部品点数が増やさなくて済む。リニアソレノイドバルブ１０によれば、部品点数を増やすことなくスプール２２とスリーブ２１との摺動抵抗を低減することができる。
【００２０】
また、第１実施形態では、スプリング２３は、軸心部３８に軸方向に接触する中央部４５と、中央部４５から径方向外側に突き出すように形成され、先端部が外周部４４に軸方向に接触し、周方向に等間隔に配置された複数の脚部４６とを有する。これによりスプール２２と押さえ部材４１との間に板ばねのスプリング２３を設けることができる。
【００２１】
また、第１実施形態では、軸心部３８は、中央部４５へ向けて突き出す凸曲面であって中央部４５と接触する接触面３９を有する。これによりスプール２２とスプリング２３との回転方向の摺動抵抗を低減することができる。
【００２２】
また、第１実施形態では、スプリング２３は、フッ素樹脂を含む樹脂系材料からなる。フッ素樹脂を含む樹脂系材料からなるスプリング２３と金属材料からなるスプール２２との接触箇所の摩擦係数は、金属からなるスプリングとスプールとの接触箇所の摩擦係数よりも小さい。そのため、スプール２２とスプリング２３との回転方向の摺動抵抗を低減することができる。
【００２３】
ここで、例えば板ばねを金属材料で構成する場合、所望のバネ定数と強度との両立が不可能である。これに対して第１実施形態では、スプリング２３を樹脂材料で構成することで、バネ定数を所望の値まで抑える一方、強度を確保することができる。そのため、所望のバネ定数と強度との両立が可能となる。
【００２４】
［第２実施形態］
第２実施形態では、図３に示すようにスプール５２のうち押さえ部材４１側の軸心ＡＸ１上には、軸方向他方側へ凹む凹部５３が形成されている。凹部５３の径方向外側には、スプリング２３に接触可能なように軸方向一方へ突き出す環状の外周部５４が形成されている。押さえ部材４１のうちスプール５２側の軸心ＡＸ１上には、軸方向一方側へ突き出す軸心部５８が形成されている。軸心部５８の中央部４５との接触面５９は、中央部４５へ向けて突き出す凸曲面である。
【００２５】
スプリング２３は、押さえ部材４１の軸心部５８に軸方向に接触しつつ、スプール５２の外周部５４に軸方向に接触する。このように、スプリング２３とスプール５２との接触位置が径方向外側にあり、また、スプリング２３と押さえ部材４１との接触位置が径方向内側にあってもよい。それでも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
［第３実施形態］
第３実施形態では、図４に示すようにスプリング６３は４つの脚部４６を有する。このように脚部４６が４つ設けられてもよい。所望のバネ定数を得つつ強度を確保できる条件下で脚部４６の数を可及的に多くすることで、スプリング６３の搭載姿勢を安定させることができる。
【００２７】
［第４実施形態］
第４実施形態では、図５に示すようにスプリング７３は、４つの脚部４６の先端部同士を接続している環状の接続部７５を有する。接続部７５は、「荷重伝達部」であり、外周部４４に軸方向に接触する。このように脚部４６ではなく、脚部４６に接続する接続部７５が「荷重伝達部」であってもよい。それでも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
［他の実施形態］
【００２９】
他の実施形態では、スプリングの脚部は、径方向外側にまっすぐ延びず、径方向に対して斜めに延びる形状であってもよい。他の実施形態では、スプリングは、脚部を有さず、中央部から径方向外側に突き出す板状のフランジ部を有し、フランジ部に孔を形成することでバネ定数が所望の値まで抑えられていてもよい。
【００３０】
他の実施形態では、スプリングとスプールとの接触、および、スプリングと押さえ部材との接触が線接触または面接触であってもよい。
【００３１】
第１実施形態では、ソレノイドはシャフトを介してスプールに軸方向の押圧力を作用させていた。これに対して、他の実施形態では、ソレノイドはシャフトを介してスプールに軸方向の引張力を作用させてもよい。そして、スプリングはスプールに軸方向の引張力を作用させてもよい。
【００３２】
他の実施形態では、リニアソレノイドバルブは、自動車用ドライブトレインに限らず、他の装置に用いられてもよい。また、リニアソレノイドバルブは、油圧以外の圧力を制御してもよい。
【００３３】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０：リニアソレノイドバルブ
２２：スプール
２３、６３、７３：スプリング
３１：プランジャ
３２：シャフト
３３：ソレノイド
３８、５８：軸心部
４１、５１：押さえ部材
４４、５４：外周部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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