(57)【要約】【課題】圧力制御精度が向上した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、スプリング２３、プランジャ３１、シャフト３２、およびソレノイド３３を備える。スプリング２３はスプール２２を軸方向一方へ付勢する。プランジャ３１はスプール２２に対して軸方向一方側に設けられている。シャフト３２はスプール２２とプランジャ３１との間に設けられている。ソレノイド３３は、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を軸方向他方へ押圧する。リニアソレノイドバルブ１０は、シャフト３２の押圧力とスプリング２３の付勢力とスプール２２に作用する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。シャフト３２の押圧力の作用位置は、スプール２２の一端面３４に対して軸方向他方側に位置している。【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、６２）と、
前記スプールを軸方向一方へ付勢するスプリング（２３、５３）と、
前記スプール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、
前記スプールと前記プランジャとの間に設けられているシャフト（３２、７２）と、
前記プランジャに作用する電磁力を発生させ、前記シャフトを介して前記スプールを軸方向他方へ押圧するソレノイド（３３）と、
を備え、前記シャフトの押圧力と前記スプリングの付勢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、
前記シャフトの押圧力の作用位置（Ｐ１）は、前記スプールの軸方向一方側の端面（３４）に対して軸方向他方側に位置しているリニアソレノイドバルブ。
【請求項２】
スプールと、
前記スプールを軸方向一方へ付勢するスプリングと、
前記スプールに対して軸方向一方側に設けられているプランジャと、
前記スプールと前記プランジャとの間に設けられているシャフトと、
前記プランジャに作用する電磁力を発生させ、前記シャフトを介して前記スプールを軸方向他方へ押圧するソレノイドと、
を備え、前記シャフトの押圧力と前記スプリングの付勢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であって、
前記スプリングは、当該スプリングの軸方向全体が前記スプールと重なるように設けられ、
前記スプリングの付勢力の作用位置（Ｐ２）は、前記スプールの軸方向他方側の端面（３５）に対して軸方向一方側に位置しているリニアソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記シャフトの押圧力の作用位置は、前記スプリングの付勢力の作用位置に対して軸方向他方側に位置している請求項１または２に記載のリニアソレノイドバルブ。
【請求項４】
スプール（８２）と、
前記スプールに対して軸方向一方側に設けられているプランジャ（９１）と、
前記スプールと前記プランジャとの間に設けられているシャフト（９２、１０２）と、
前記スプールを軸方向他方へ引っ張るスプリング（８３）と、
前記プランジャに作用する電磁力を発生させ、前記シャフトを介して前記スプールを軸方向一方へ引っ張るソレノイド（９３）と、
を備え、前記シャフトの引張力と前記スプリングの引張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であって、
前記シャフトの引張力の作用位置（Ｐ３）は、前記スプリングの引張力の作用位置（Ｐ４）に対して軸方向一方側に位置している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、スプールとスプリングとの間に伝達部材を配置して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、ソレノイドがシャフトを介してスプールの軸方向一方側の一端面を軸方向他方へ押圧し、また、スプリングが伝達部材を介してスプールの軸方向他方側の他端面を軸方向一方へ付勢する。これにより、シャフト押圧力およびスプリング付勢力によるモーメントがスプールの傾きを強めるように作用する。そのため、スプールの外周に作用するフリクションは、スプールが軸方向一方へ移動する場合と軸方向他方へ移動する場合とで異なる。したがって、制御圧力にヒステリシスが生じ、圧力制御精度が損なわれるおそれがある。
【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、圧力制御精度が向上した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、６２、８２）、スプリング（２３、５３、８３）、プランジャ（３１、９１）、シャフト（３２、７２、９２）、およびソレノイド（３３、９３）を備える。
【０００７】
本発明の第１態様および第２態様では、スプリングはスプールを軸方向一方へ付勢する。プランジャはスプールに対して軸方向一方側に設けられている。シャフトはスプールとプランジャとの間に設けられている。ソレノイドは、プランジャに作用する電磁力を発生させ、シャフトを介してスプールを軸方向他方へ押圧する。リニアソレノイドバルブは、シャフトの押圧力と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。
【０００８】
本発明の第１態様では、シャフトの押圧力の作用位置（Ｐ１）は、スプールの軸方向一方側の端面（３４）に対して軸方向他方側に位置している。本発明の第２態様では、スプリングは、当該スプリングの軸方向全体がスプールと重なるように設けられ、スプリングの付勢力の作用位置（Ｐ２）は、スプールの軸方向他方側の端面（３５）に対して軸方向一方側に位置している。
【０００９】
これによりシャフトの押圧力の作用位置とスプリングの付勢力の作用位置との距離が従来と比べて小さくなる。そのため、シャフト押圧力およびスプリング付勢力によりスプールを傾けるように作用するモーメントが比較的小さくなり、スプールの摺動がなめらかになる。そして、スプールが軸方向一方へ移動する場合と軸方向他方へ移動する場合とでスプールの外周に作用するフリクションの差が小さくなる。したがって、制御圧力にヒステリシスが生じにくくなり、圧力制御精度が向上する。
【００１０】
さらに好適には、シャフトの押圧力の作用位置は、スプリングの付勢力の作用位置に対して軸方向他方側に位置する。これにより、モーメントはスプールを傾けるように作用するのではなく、スプールの傾きを小さくするように作用し、スプールの摺動が非常になめらかになる。したがって、制御圧力にヒステリシスがより生じにくくなり、圧力制御精度が一層向上する。
【００１１】
本発明の第３態様では、プランジャはスプールに対して軸方向一方側に設けられている。シャフトはスプールとプランジャとの間に設けられている。スプリングはスプールを軸方向他方へ引っ張る。ソレノイドは、プランジャに作用する電磁力を発生させ、シャフトを介してスプールを軸方向一方へ引っ張る。リニアソレノイドバルブは、シャフトの引張力とスプリングの引張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。シャフトの引張力の作用位置（Ｐ３）は、スプリングの引張力の作用位置（Ｐ４）に対して軸方向一方側に位置している。
【００１２】
これにより、スプールの傾きを小さくするようにモーメントが作用し、スプールの摺動が非常になめらかになる。そして、スプールが軸方向一方へ移動する場合と軸方向他方へ移動する場合とでスプールの外周に作用するフリクションの差が非常に小さくなる。したがって、制御圧力にヒステリシスがより生じにくくなり、圧力制御精度が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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のスプールとスプリングとの組付け過程を説明する図。
【図３】図１のスプリングの周辺部分の断面を示す斜視図。
【図４】図１のスプールに作用する力を説明する断面図。
【図５】第２実施形態のリニアソレノイドバルブの断面図。
【図６】図５のスプールに作用する力を説明する断面図。
【図７】第３実施形態のリニアソレノイドバルブの断面図。
【図８】図７のスプールに作用する力を説明する断面図。
【図９】第３実施形態のリニアソレノイドバルブの断面図。
【図１０】図９のスプールに作用する力を説明する断面図。
【図１１】第４実施形態のリニアソレノイドバルブの断面図。
【図１２】図１１のＸＩＩ部分拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
［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。
【００１６】
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。
【００１７】
ソレノイド部３０は、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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２２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。
【００２０】
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に示すように、スプール２２は、軸方向一方側の一端面３４から軸方向他方へ延びるように形成されたシャフト挿入穴３６を有する。シャフト３２は、軸方向一方側の大径部３７と、軸方向他方側の小径部３８とを有する。小径部３８はシャフト挿入穴３６に挿入されている。小径部３８の先端部はシャフト挿入穴３６の底に当接しており、スプール２２を軸方向他方へ押圧可能である。
【００２１】
スプール２２のＩＮランド２８とＥＸランド２９との間には、スリーブ２１の内壁とスプール２２の外壁とにより制御圧室３９が形成されている。スプリング２３は、制御圧室３９に設けられている。本実施形態では、スプリング２３は、当該スプリング２３の軸方向全体がスプール２２と重なるように設けられている。スプリング２３は、スプール２２がスリーブ２１に組み付けられる前において、図２に示すようにスプール２２の軸方向一方側から拡径されつつスプール２２の小径部まで挿入される。
【００２２】
図１に示すように、スプール弁部２０は、押さえ部材４１および固定ねじ４２をさらに有する。押さえ部材４１は、スプリング２３の軸方向他方側の位置を規制している。図３に示すように、押さえ部材４１は、スプール２２の小径部の二面幅部４３に対して周方向に係合するようにＵ字状に形成されている。スリーブ２１の制御圧ポート２５には、径方向外側に向けて大きく開口した挿入孔４４設けられている。スプール２２がスリーブ２１に組み付けられた後において、押さえ部材４１は、挿入孔４４から制御圧室３９内に挿入され、二面幅部４３に嵌合させられる。この状態でスプール２２が回転させられることにより、押さえ部材４１の外周のねじ４５がスリーブ２１の内周のねじ４６にねじ込まれ、押さえ部材４１が軸方向へ移動し、制御油圧の立ち上がりが調整される。この調整後、固定ねじ４２により押さえ部材４１の位置が固定される。
【００２３】
図１に示すように、シャフト３２の押圧力の作用位置Ｐ１は、小径部３８の先端部がシャフト挿入穴３６の底に当接する箇所である。作用位置Ｐ１は、スプール２２の一端面３４に対して軸方向他方側に位置している。つまり、作用位置Ｐ１は、一端面３４よりもソレノイド３２から遠い位置にある。
【００２４】
スプリング２３の付勢力の作用位置Ｐ２は、スプリング２３がＥＸランド２９の軸方向他方側の端面４７に当接する箇所である。作用位置Ｐ２は、スプール２２の軸方向他方側の他端面３５に対して軸方向一方側に位置している。つまり、作用位置Ｐ２は、他端面３５よりもソレノイド３２に近い位置にある。
【００２５】
図４に示すように、作用位置Ｐ１は、作用位置Ｐ２に対して軸方向一方側に位置している。作用位置Ｐ１に作用するシャフト３２の押圧力Ｆ１の向きは軸方向他方側であり、また、作用位置Ｐ２に作用するスプリング２３の付勢力Ｆ２の向きは軸方向一方側である。これにより、押圧力Ｆ１および付勢力Ｆ２によるモーメントは、スプール２２を傾けるように作用するのではなく、スプール２２の傾きを小さくするように作用する。
【００２６】
（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、シャフト３２の押圧力の作用位置Ｐ１は、スプール２２の一端面３４に対して軸方向他方側に位置している。また、スプリング２３の付勢力の作用位置Ｐ２は、スプール２２の軸方向他方側の他端面３５に対して軸方向一方側に位置している。特に第１実施形態では、作用位置Ｐ１は、作用位置Ｐ２に対して軸方向一方側に位置している。これにより、シャフト押圧力およびスプリング付勢力によるモーメントは、スプール２２の傾きを小さくするように作用し、スプール２２の摺動が非常になめらかになる。そして、スプール２２が軸方向一方へ移動する場合と軸方向他方へ移動する場合とでスプール２２の外周に作用するフリクションの差が小さくなる。したがって、制御圧力にヒステリシスが生じにくくなり、圧力制御精度が向上する。
【００２７】
［第２実施形態］
第２実施形態では、図５に示すようにスプリング５３および押さえ部材５１が第１実施形態とは異なる位置に設けられている。スプリング５３は、スプール２２に対して軸方向他方側に設けられ、スプール２２を軸方向一方へ付勢する。押さえ部材５１は、スプリング５３に対して軸方向他方側に設けられている。
【００２８】
第２実施形態では、スプリング５３の付勢力の作用位置Ｐ２は、スプール２２の他端面３５と同じ位置である。その一方で、シャフト３２の押圧力の作用位置Ｐ１は、第１実施形態と同様にスプール２２の一端面３４に対して軸方向他方側に位置している。これにより、作用位置Ｐ１と作用位置Ｐ２との距離が従来と比べて小さくなる。そのため、図６に示すようにシャフト押圧力Ｆ１およびスプリング付勢力Ｆ２によりスプール２２を傾けるように作用するモーメントが比較的小さくなり、スプール２２の摺動がなめらかになる。そして、スプール２２が軸方向一方へ移動する場合と軸方向他方へ移動する場合とでスプール２２の外周に作用するフリクションの差が小さくなる。したがって、制御圧力にヒステリシスが生じにくくなり、圧力制御精度が向上する。
【００２９】
［第３実施形態］
第３実施形態では、図７に示すようにスプール６２およびシャフト７２が第１実施形態とは異なる。スプール６２は、第１実施形態におけるシャフト挿入穴３６を有していない。シャフト７２は、第１実施形態における大径部３７に相当する部分のみを有する。シャフト７２は、スプール６２の一端面３４に当接しており、スプール６２を軸方向他方へ押圧可能である。
【００３０】
第３実施形態では、シャフト７２の押圧力の作用位置Ｐ１は、スプール６２の一端面３４と同じ位置である。その一方で、スプリング２３の付勢力の作用位置Ｐ２は、第１実施形態と同様にスプール６２の他端面３５に対して軸方向一方側に位置している。そのため、図８に示すようにシャフト押圧力Ｆ１およびスプリング付勢力Ｆ２によりスプール６２を傾けるように作用するモーメントが比較的小さくなり、スプール６２の摺動がなめらかになる。そして、スプール６２が軸方向一方へ移動する場合と軸方向他方へ移動する場合とでスプール６２の外周に作用するフリクションの差が小さくなる。したがって、制御圧力にヒステリシスが生じにくくなり、圧力制御精度が向上する。
【００３１】
［第４実施形態］
第４実施形態では、図９に示すようにスプール８２、スプリング８３およびソレノイド部９０が第１実施形態とは異なる。スプール８２は、軸方向一方側の端部に第１ばね係合部９６を有し、または、軸方向他方側の端部に第１シャフト係合部９７を有する。
【００３２】
スプリング８３は、スプール８２に対して軸方向他方側に設けられている。押さえ部材８１は、スプリング８３に対して軸方向他方側に設けられており、第２ばね係合部９８を有する。スプリング８３は、第１ばね係合部９６および第２ばね係合部９８に引っ掛けられている引張コイルからなり、スプール８２を軸方向他方へ引っ張る。
【００３３】
ソレノイド部９０のシャフト９２は、第１シャフト係合部９７とプランジャ９１の第２シャフト係合部９９とに引っ掛けられている。ソレノイド９３は、電磁力によりプランジャ９１を軸方向一方へ移動させ、シャフト９２を介してスプール８２を軸方向一方へ引っ張る。
【００３４】
リニアソレノイドバルブ１０は、シャフト９２の引張力とスプリング８３の引張力とスプール８２に作用する油圧力との釣り合いによりスプール８２のストロークを制御する。図１０に示すように、シャフト９２の引張力Ｆ３の作用位置Ｐ３は、スプリング８３の引張力Ｆ４の作用位置Ｐ４に対して軸方向一方側に位置している。これにより、シャフト引張力およびスプリング引張力によるモーメントは、スプール８２の傾きを小さくするように作用し、スプール８２の摺動が非常になめらかになる。そのため第４実施形態によれば、第１実施形態と同様に制御圧力にヒステリシスが生じにくくなり、圧力制御精度が向上する。
【００３５】
［第４実施形態の変形例］
第４実施形態の変形例では、図１１、図１２に示すように、シャフト１０２の軸方向一方側の端部１０４は、プランジャ９１を貫通するように設けられ、プランジャ９１の端部の第２シャフト係合部１０９に引っ掛けられている。シャフト１０２の軸方向他方側の端部１０５は球状に形成されており、スプール８２の端部の穴１１０に螺合された第１シャフト係合部１０７に引っ掛けられている。このようにシャフト１０２が形成されてもよい。
【００３６】
［他の実施形態］
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。
【００３７】
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】
【００３８】
１０：リニアソレノイドバルブ              ２２、６２、８２：スプール
２３、５３、８３：スプリング              ３１、９１：プランジャ
３２、７２、９２、１０２：シャフト        ３３、９３：ソレノイド
３４：一端面（スプールの軸方向一方側の端面）
３５：他端面（スプールの軸方向他方側の端面）
Ｐ１：シャフトの押圧力の作用位置          Ｐ２：スプリングの付勢力の作用位置
Ｐ３：シャフトの引張力の作用位置          Ｐ４：スプリングの引張力の作用位置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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