(57)【要約】【課題】出力圧のヒステリシスを低減する。【解決手段】スプールをスリーブ５０の各ポート５２，５４，５６を開閉する外スプール６０とソレノイド部３０のシャフト３８に当接されフィードバック室５８の開放と閉塞とを行なう内スプール７０とにより構成し、スプリング８０を、出力圧が所定圧Ｐ１のときに生じるフィードバック力により外スプール６０に作用する荷重とスプリング４４の付勢力により外スプール６０に作用する荷重との和の荷重を丁度受けるために必要な程度に設計してこれを外スプール６０と内スプール７０との間に介在させる。これにより、ソレノイド部３０により内スプール７０を押圧することによりスプリング８０を介して外スプール６０を軸方向に移動させて各ポート５２，５４，５６を開閉すると共に閉塞状態のフィードバック室５８をスプリング８０の付勢力で開放することができる。【選択図】図１
2010007778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートと出力ポートと排出ポートの各ポートが形成された中空のスリーブと、該スリーブの内部に挿入される軸状部材であって前記各ポートの連通と遮断とを行なうスプールと、該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、
前記スプールは、前記スリーブと共に出力圧を導入可能なフィードバック室を形成しフィードバック力を受けながら軸方向に移動することにより前記入力ポートからの入力圧を調圧して前記出力ポートに出力可能な第１のスプールと、前記電磁部により押圧され前記フィードバック室への出力圧の導入と遮断とを切替可能な第２のスプールと、前記第１のスプールと前記第２のスプールとの間に設けられて互いに付勢する付勢手段と、を備え、
前記付勢手段は、前記電磁部により前記第２のスプールを押圧することにより、該第２のスプールから前記付勢手段を介して前記第１のスプールが押圧されて軸方向に移動するよう形成されてなる
ことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記電磁部がオフで出力圧が略値０の初期状態のときには前記フィードバック室を開放し、出力圧が低圧状態のときには前記電磁部で前記第２のスプールを押圧することにより前記付勢手段が収縮を伴わずに前記第１のスプールが押圧されて移動することにより前記フィードバック室の開放を維持し、前記第１のスプールの移動に伴って出力圧が高圧状態となったときには押圧力を更に加えて前記電磁部により前記第２のスプールを押圧することにより前記付勢手段が収縮を伴って前記第１のスプールに対して該第２のスプールが相対的に移動することにより該第２のスプールで前記フィードバック室を閉塞することを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記電磁部をオフした初期状態で所定の初期荷重が前記第１のスプールと前記第２のスプールとに作用するよう形成されてなる請求項１または２記載の電磁弁。
【請求項４】
請求項３記載の電磁弁であって、
前記第１のスプールを前記電磁部からの押圧力の方向とは逆方向に付勢する第２の付勢手段を備え、
前記フィードバック室は、前記第２の付勢手段の付勢の方向と同方向にフィードバック力が作用するよう形成され、
前記初期荷重は、前記第２の付勢手段の付勢力と前記フィードバック力とに基づいて設定されてなる
電磁弁。
【請求項５】
請求項４記載の電磁弁であって、
前記電磁部に印加される電流が所定値未満のときには該印加される電流の変化に対して出力圧がリニアに変化し、前記電磁部に印加される電流が前記所定値以上のときには該印加される電流の変化に対して出力圧が略ステップ的に変化するよう形成され、
前記初期荷重は、前記電磁部に印加される電流が前記所定値となるときの出力圧に基づくフィードバック力により前記第１のスプールに作用する荷重と前記第２の付勢手段により前記第１のスプールに作用する荷重との和の荷重に基づいて設定されてなる
電磁弁。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載の電磁弁であって、
前記フィードバック室内の作動流体を排出する排出路が形成され、
前記第２のスプールは、前記フィードバック室の開放と共に前記排出路を遮断し、前記フィードバック室の閉塞と共に前記排出路を開放するよう形成されてなる
電磁弁。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１項に記載の電磁弁であって、
前記第１のスプールは、中空の部材であり、
前記第２のスプールは、前記第１のスプールの内部に軸方向に摺動可能に挿入され、該第１のスプールにより可動範囲が規制されてなる
電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁に関し、詳しくは、入力ポートと出力ポートと排出ポートの各ポートが形成された中空のスリーブと、該スリーブの内部に挿入される軸状部材であって前記各ポートの連通と遮断とを行なうスプールと、該スプールを軸方向に移動させる可動部材を有する電磁部と、を備える電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電磁弁としては、入力ポートや出力ポート，ドレンポートの各種ポートが形成されたスリーブとスリーブ内を進退自在に配置された中空の外スプールと外スプールの内部に挿入されフィードバック孔を開閉可能な内スプールとからなる調圧バルブ部と、内スプールを押圧する推力を発生させるリニアソレノイド部とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電磁弁では、外スプールをリニアソレノイド部側に向けて付勢する第１のスプリングと、外スプールと内スプールとの間に設けられ第１のスプリングよりも小さなばね定数で外スプールと内スプールとを互いに付勢する第２のスプリングとが設けられており、リニアソレノイド部のコイルの通電をオフした初期状態では入力ポートと出力ポートとを開放すると共にドレンポートとフィードバック孔とを閉鎖し、リニアソレノイド部のコイルに電流を印加するとリニアソレノイド部からの推力で内スプールを押圧することによりばね定数の小さな第２のスプリングの収縮を伴って内スプールが移動してフィードバック孔を開放すると共にばね定数の大きな第１のスプリングは収縮せずに外スプールの位置が維持されて入力ポートと出力ポートとを開放すると共にドレンポートを閉鎖した状態を維持し、リニアソレノイド部に印加する電流を更に大きくすると第１のスプリングも収縮して外スプールが移動することにより入力ポートと出力ポートとの通路を絞って出力圧を調圧する。
【特許文献１】特開２００５−１５５８９３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、リニアソレノイド部のコイルの通電をオフした出力圧が最大の状態から出力圧を調圧する状態に切り替える際には、リニアソレノイド部から第２のスプリングの付勢力よりも大きな推力を発生させて内スプールを移動させる必要があるから、フィードバック孔が開放して外スプールにフィードバック圧が作用するようになるまでに比較的大きな電流を印加しなければならず、ヒステリシスが生じる場合がある。こうしたヒステリシスの発生は、出力圧の応答性に影響を与えるから、できる限り小さくすることが望ましい。
【０００４】
本発明の電磁弁は、出力圧のヒステリシスを低減す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排出ポートの各ポートが形成された中空のスリーブと、該スリーブの内部に挿入される軸状部材であって前記各ポートの連通と遮断とを行なうスプールと、該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、
前記スプールは、前記スリーブと共に出力圧を導入可能なフィードバック室を形成しフィードバック力を受けながら軸方向に移動することにより前記入力ポートからの入力圧を調圧して前記出力ポートに出力可能な第１のスプールと、前記電磁部により押圧され前記フィードバック室への出力圧の導入と遮断とを切替可能な第２のスプールと、前記第１のスプールと前記第２のスプールとの間に設けられて互いに付勢する付勢手段と、を備え、
前記付勢手段は、前記電磁部により前記第２のスプールを押圧することにより、該第２のスプールから前記付勢手段を介して前記第１のスプールが押圧されて軸方向に移動するよう形成されてなる
ことを特徴とする。
【０００７】
この本発明の電磁弁では、スプールを、スリーブと共に出力圧を導入可能なフィードバック室を形成しフィードバック力を受けながら軸方向に移動することにより入力ポートからの入力圧を調圧して出力ポートに出力可能な第１のスプールと、電磁部により押圧されフィードバック室への出力圧の導入と遮断とを切替可能な第２のスプールと、第１のスプールと第２のスプールとの間に設けられて互いに付勢する付勢手段と、により構成し、付勢手段を、電磁部により第２のスプールを押圧することにより第２のスプールから付勢手段を介して第１のスプールが押圧されて軸方向に移動するよう形成する。これにより、電磁部により直接外スプールを押圧することなく、外スプールを移動させて各ポートの連通と遮断とを行なうことができる。また、付勢手段を用いてフィードバック室を開放するよう構成するものとすれば、出力圧のヒステリシスを低減することができる。
【０００８】
こうした本発明の電磁弁において、出力圧が略値０の初期状態のときには前記フィードバック室を開放し、出力圧が低圧状態のときには前記電磁部で前記第２のスプールを押圧することにより前記付勢手段が収縮を伴わずに前記第１のスプールが押圧されて移動することにより前記フィードバック室の開放を維持し、前記第１のスプールの移動に伴って出力圧が高圧状態となったときには押圧力を更に加えて前記電磁部により前記第２のスプールを押圧することにより前記付勢手段が収縮を伴って前記第１のスプールに対して該第２のスプールが相対的に移動することにより該第２のスプールで前記フィードバック室を閉塞するものとすることもできる。こうすれば、出力圧が高圧状態で電磁部の推力を小さくすることにより付勢手段からの付勢力を用いてフィードバック室を開放することができるから、付勢手段からの付勢力に対向する推力を電磁部から発生させることによりフィードバック室を開放するものに比して、より確実に出力圧のヒステリシスを低減することができる。
【０００９】
また、本発明の電磁弁において、前記付勢手段は、前記電磁部をオフした初期状態で所定の初期荷重が前記第１のスプールと前記第２のスプールとに作用するよう形成されてなるものとすることもできる。この態様の本発明の電磁弁において、前記第１のスプールを前記電磁部からの押圧力の方向とは逆方向に付勢する第２の付勢手段を備え、前記フィードバック室は、前記第２の付勢手段の付勢の方向と同方向にフィードバック力が作用するよう形成され、前記付勢手段は、前記所定の初期荷重として前記第２の付勢手段の付勢力と前記フィードバック力とに基づく荷重が前記第１のスプールと前記第２のスプールとに作用するよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、初期荷重を適正化し、電磁部に必要な推力を小さくすることができる。この場合、前記電磁部に印加される電流が所定値未満のときには該印加される電流の変化に対して出力圧がリニアに変化し、前記電磁部に印加される電流が前記所定値以上のときには該印加される電流の変化に対して出力圧が略ステップ的に変化するよう形成され、前記初期荷重は、前記電磁部に印加される電流が前記所定値となるときの出力圧に基づくフィードバック力により前記第１のスプールに作用する荷重と前記第２の付勢手段により前記第１のスプールに作用する荷重との和の荷重に基づいて設定されてなるものとすることもできる。こうすれば、初期荷重をできる限り小さくして、電磁部に必要な推力を最小限に抑えることができる。
【００１０】
さらに、本発明の電磁弁において、前記フィードバック室内の作動流体を排出する排出路が形成され、前記第２のスプールは、前記フィードバック室の開放と共に前記排出路を遮断し、前記フィードバック室の閉塞と共に前記排出路を開放するよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、フィードバック室を閉塞したときにフィードバック室内に残圧が生じるのをより確実に防止することができる。
【００１１】
また、本発明の電磁弁において、前記第１のスプールは、中空の部材であり、前記第２のスプールは、前記第１のスプールの内部に軸方向に摺動可能に挿入され、該第１のスプールにより可動範囲が規制されてなるものとすることもできる。こうすれば、シンプルな構成で第２のスプールの可動範囲を設定することができる。
【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、実施例の電磁弁２０が組み込まれた油圧回路１０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電磁弁２０は、図示するように、オイルタンク１２に貯留されている作動油をオイルポンプ１４により圧送されると共に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ＣＬ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おり、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。なお、この実施例の電磁弁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ることができる。
【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とからなる第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の先端に当接すると共に円筒部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９０に組み込まれており、一端がソレノイド部３０のケース３１により第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た中空の外スプール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と外スプール６０との間に設けられて外スプール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、外スプール６０の内部に摺動可能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内スプール７０と、外スプール６０と内スプール７０との間に設けらて外スプール６０と内スプール７０とを互いに付勢するスプリング８０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、図１中のスリーブ５０における略中央位置に形成されレギュレータバルブ１６（オイルポンプ１４）からの作動油を入力する入力ポート５２と、入力ポート５２に対してソレノイド部３０側の位置に形成されクラッチＣＬ側に作動油を吐出する出力ポート５４と、出力ポート５４に対してソレノイド部３０側の位置に形成され作動油をドレンするドレンポート５６と、後述するフィードバック室５８内の作動油を排出するための排出ポート５９と、が形成されている。また、スリーブ５０には、エンドプレート４２が取り付けられた部位の内径が外スプール６０が摺動する部位の内径よりも小さくなるよう段差部４６が形成されており、この段差部４６は外スプール６０の移動に対するストッパとして機能する。
【００２０】
外スプール６０は、スリーブ５０の内部に挿入される中空の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の内壁を軸方向に摺動する円柱状の三つのランド６２，６４，６６と、三つのランド６２，６４，６６のうちソレノイド部３０側のランド６２と中央のランド６４との間を連結しランド６２，６４の外径よりも小さな外径で且つ互いのランド６２，６４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６８と、中央のランド６４とエンドプレート４２側のランド６６との間を連結しスリーブ５０の内壁と共にスプール６０にフィードバック力を作用させるためのフィードバック室５８を形成する連結部６９とを備える。なお、エンドプレート４２側のランド６６は中央のランド６４に比して外径が小さくなっており、フィードバック力はランド６４とランド６６との面積差によりソレノイド部３０側に作用するようになっている。また、ソレノイド部３０側のランド６２は、その内径が隣接する連通部６８の内径よりも大きい段差部６２ａが形成されており、段差部６２ａにスプリング８０の一端側が当接されている。
【００２１】
内スプール７０は、外スプール６０の内壁を軸方向に摺動する円柱状の二つのランド７２，７４と、二つのランド７２，７４を連結すると共にランド７２からソレノイド部３０側に延伸しランド７２，７４よりも小さな外径のシャフト部７６と、シャフト部７６に連結されると共にソレノイド部３０のシャフト３８に当接された円柱部７８とを備える。
【００２２】
外スプール６０の連通部６８と連結部６９にはそれぞれ外部と内部とを貫通する貫通孔６８ａ，６９ａが形成され、エンドプレート４２側のランド６６にも外部と内部とを貫通する貫通孔６６ａが形成されており、内スプール７０が外スプール６０に対してソレノイド部３０側に移動しているときには、貫通孔６８ａを開放すると共にランド７４で貫通孔６６ａを遮断することにより、貫通孔６６ａを介してフィードバック室５８内の作動油が排出されるのを禁止すると共に出力ポート５４側の作動油を貫通孔６８ａ，外スプール６０と内スプール７０のランド７２，７４とにより囲まれる空間，貫通孔６９ａを順に介してフィードバック室５８に導入し、外スプール６０がエンドプレート４２側に移動すると共に外スプール６０に対して内スプール７０もエンドプレート４２側に相対移動して外スプール６０に当接したときには、ランド７２で貫通孔６８ａを遮断すると共に貫通孔６６ａを排出ポート５９と連通させることにより、出力ポート５４側の作動油がフィードバック室５８に導入されるのを禁止すると共にフィードバック室５８内の作動油を貫通孔６９ａ，外スプール６０と内スプール７０のランド７２，７４とにより囲まれる空間，貫通孔６６ａを順に介して排出ポート５９から排出する。
【００２３】
内スプール７０の円柱部７８のエンドプレート４２側の面には、スプリング８０の他端側が当接されており、スプリング８０は外スプール６０のランド６２の段差部６２ａ側からの反力により円柱部７８をソレノイド部３０側に付勢する。また、外スプール６０のソレノイド部３０側のランド６２の内壁には、ソレノイド部３０のオフ時にスプリング８０により円柱部７８がソレノイド部３０側に付勢されている状態で円柱部７８に当接してこれ以上の移動を禁止するストッパとして機能するＣ型止め輪（以下Ｃリングとする）７９が取り付けられている。
【００２４】
スプリング８０は、その詳細については後述するが、ソレノイド部３０がオフされた初期状態で収縮した状態で外スプール６０と内スプール７０との間に介在されており、出力圧が所定圧のときに外スプール６０に作用するフィードバック力により外スプール６０に作用する荷重とスプリング４４の付勢力により外スプール６０に作用する荷重を丁度受けることができるよう設計されている。
【００２５】
次に、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、実施例の電磁弁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、外スプール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６４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６８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には何らの油圧も作用しない。また、内スプール７０は、スプリング８０の付勢力により外スプール６０に対してソレノイド部３０側に押し付けられているから、出力ポート５４は貫通孔６８ａ，外スプール６０の内部空間，貫通孔６９ａを介してフィードバック室５８と連通している状態となる。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内スプール７０を押圧する。前述したように、スプリング８０は、フィードバック力とスプリング４４の付勢力とにより外スプール６０に作用する荷重を丁度受けることができる程度に設計されているから、内スプール７０が押圧されても、スプリング８０は収縮を伴うことなく外スプール６０と内スプール７０との相対的な位置関係はほぼ維持された状態のまま外スプール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、出力ポート５４はフィードバック室５８に連通された状態にあるから、外スプール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ソレノイド部３０側の方向に作用する。したがって、外スプール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室５８の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。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、外スプール６０がエンドプレート４２側に移動し、入力ポート５２の開口面積を広げると共にドレンポート５６の開口面積を狭める。コイル３２に印加される電流が更に大きくなると共にフィードバック力が大きくなると、スプリング８０が収縮して外スプール６０に対して内スプール７０がエンドプレート４２側に相対移動することにより、ランド７２により貫通孔６８ａを遮断して出力ポート５４側の作動油がフィードバック室５８に導入されるのを禁止すると共にフィードバック室５８内の作動油を排出ポート５９から排出する。従って、外スプール６０にはフィードバック力が作用しなくなるから、ソレノイド部３０から加える推力が比較的小さくても外スプール６０はエンドプレート４２側に移動して連通部６８により入力ポート５２と出力ポート５４とが連通されると共にランド６２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には最大油圧が作用することになる。なお、内スプール７０の移動は、ランド７４のエンドプレート４２側の面が外スプール６０に当接することにより停止する。このように、実施例の電磁弁２０では、コイル３２への通電がオフされ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とを連通するから、ノーマルクローズ型の電磁弁として機能することがわかる。
【００２６】
図４は、コイル３２に印加する電流Ｉと出力圧との関係を示す説明図である。図示するように、コイル３２に印加する電流Ｉが所定電流Ｉ１未満のときには電流Ｉの変化に対して出力圧が所定圧Ｐ１までリニアに変化し、コイル３２に印加する電流Ｉが所定電流Ｉ１を超えると電流Ｉの変化に対して出力圧が所定圧Ｐ１からステップ的に変化することが分かる。前述したスプリング８０は、実施例では、出力圧が所定圧Ｐ１のときに生じるフィードバック力により外スプール６０に作用する荷重とスプリング４４の付勢力により外スプール６０に作用する荷重との和の荷重を丁度受けることができるように設計されている。これにより、コイル３２に印加する電流Ｉを上昇させて所定電流Ｉ１に至ると、内スプール７０が外スプール６０に対して相対的に移動を始めてフィードバック室５８を閉塞し、フィードバック室５８が閉塞してフィードバック圧が小さくなった後は比較的小さな電流の上昇で外スプール６０を移動させて出力圧を最大油圧の状態とすることができる。従って、ソレノイド部３０に必要な推力を小さくすることができ、ソレノイド部３０の小型化を図ることができる。
【００２７】
以上説明した実施例の電磁弁２０によれば、スプールを外スプール６０とソレノイド部３０のシャフト３８に当接される内スプール７０とにより構成し、スプリング８０を、出力圧が所定圧Ｐ１のときに生じるフィードバック力により外スプール６０に作用する荷重とスプリング４４の付勢力により外スプール６０に作用する荷重との和の荷重を丁度受けるために必要な程度に設計してこれを外スプール６０と内スプール７０との間に介在させるから、ソレノイド部３０により内スプール７０を押圧することによりスプリング８０を介して外スプール６０を軸方向に移動させてスリーブ５０に形成された入力ポート５２や出力ポート５４，ドレンポート５６の開閉を行なうことができる。また、ソレノイド部３０からの推力を加えて内スプール７０を移動させることによりフィードバック室５８を閉塞してフィードバック力が作用しないようにし、ソレノイド部３０からの推力を小さくすることによりスプリング８０の付勢力を用いて内スプール７０を移動させてフィードバック室５８を開放するから、フィードバック室が閉塞された状態からソレノイド部３０からの推力を加えてフィードバック室を開放させるものに比して、フィードバック圧の復帰を素早く行なうことができ、出力圧のヒステリシスをより低減させることができる。もとより、出力ポート５４の出力圧が高圧状態のときに内スプール７０によりフィードバック室５８を閉塞して外スプール６０にフィードバック力が作用しないようにするから、ソレノイド部３０で必要な推力を小さくすることができ、ソレノイド部３０の小型化を図ることができる。
【００２８】
実施例の電磁弁２０では、ランド７２，７４を用いてフィードバック室５８の開放と閉塞とを切り替えるよう内スプール７０を構成するものとしたが、これに限定されるものではなく、図５に例示する変形例の電磁弁１２０に示すように、ボール１７２を用いてフィードバック室１５８の開放と閉塞とを切り替えるものとしてもよい。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は、バルブボディ１９０に組み込まれており、実施例の電磁弁２０と同様に、スリーブ１５０と、外スプール１６０と、内スプール１７０と、エンドプレート１４２と、エンドプレート１４２をスプリング受けとして外スプール１６０をソレノイド部３０側に付勢するスプリング１４４と、外スプール１６０と内スプール１７０との間に介在して互いに付勢するスプリング１８０とを備える。スリーブ１５０は、入力ポート１５２と、出力ポート１５４と、ドレンポート１５６と、出力ポート１５４側の出力圧をスリーブ１５０とバルブボディ１９０とにより囲まれる油路１５７ａを介してフィードバック室１５８内に導入するためのフィードバック孔１５７と、フィードバック室１５８内の作動油を排出するための排出ポート１５９と、が形成されている。外スプール１６０は、スリーブ１５０の内部に挿入される中空の軸状部材として形成されており、スリーブ１５０の内壁を軸方向に摺動する円柱状の三つのランド１６２，１６４，１６６と、三つのランド１６２，１６４，１６６のうちソレノイド部３０側にランド１６２と中央のランド１６４との間を連結し入力ポート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１６８と、中央のランド１６４とエンドプレート１４２側のランド１６６との間を連結しスリーブ１５０の内壁と共にスプール１６０にフィードバック力を作用させるためのフィードバック室１５８を形成する連結部１６９とを備える。なお、エンドプレート１４２側のランド１６６は中央のランド１６４に比して外径が小さくなっており、フィードバック力はランド１６４とランド１６６との面積差によりソレノイド部３０側に作用するようになっている。また、外スプール１６０は連結部１６９に外部と内部とを貫通する貫通孔１６９ａが形成され、この貫通孔１６９ａが形成された部位にはランド１６６の内部に固定された中空の仕切り部材１６７と外スプール１６０の内径を一部分だけ小さくした部位とにより内部空間１６０ａが形成されている。仕切り部材１６７にはランド１６６と共に外部と内部を貫通する貫通孔１６７ａが形成されると共にフィードバック孔１５７と内部空間１６０ａとを貫通孔１６７ａを介して連通する連通孔１６７ｂが形成されており、外スプール１６０の内径を一部分だけ小さくした部位により連通孔１６４ａが形成されている。内スプール１７０は、内部空間１６０ａに配置されたボール１７２と、連通孔１６４ａの内径よりも十分に細い先端形状をもって連通孔１６４ａに挿入してボール１７２に当接するシャフト部１７４と、シャフト部１７４に連結すると共にソレノイド部３０のシャフト３８に当接され外スプール１６０のランド１６２よりも十分に内径が小さな円柱部１７８とを備える。従って、内スプール１７０が外スプール１６０に対してソレノイド部３０側に移動しているときには、出力圧によりボール１７２が連通孔１６４ａを閉塞すると共に連通孔１６７ｂを開放することにより、フィードバック室１５８内の作動油が排出されるのを禁止すると共に出力ポート１５４側の作動油を油路１５７ａ，フィードバック孔１５７，貫通孔１６７ａ，連通孔１６７ｂ，貫通孔１６９ａを順に介してフィードバック室１５８に導入し、外スプール１６０がエンドプレート１４２側に移動すると共に外スプール１６０に対して内スプール１７０もエンドプレート１４２側に相対移動したときには、シャフト部１７４でボール１７２をエンドプレート１４２側に押し付けて連通孔１６７ｂを閉塞すると共に連通孔１６４ａを開放することにより、出力ポート１５４側の作動油がフィードバック室１５８に導入されるのを禁止すると共にフィードバック室１５８内の作動油を貫通孔１６９ａ，連通孔１６４ａ，外スプール１６０とシャフト部１７４との隙間を順に介して排出ポート１５９から排出する。なお、外スプール１６０のソレノイド部３０側のランド１６２の内壁には、ソレノイド部３０のオフ時にスプリング１８０により円柱部１７８がソレノイド部３０側に付勢されている状態で円柱部１７８に当接してこれ以上の移動を禁止するストッパとして機能するＣリング１７９が取り付けられている。スプリング１８０は、実施例の電磁弁２０と同様に、ソレノイド部３０への通電がオフされた初期状態で収縮して外スプール１６０と内スプール１７０との間に介在されており、出力圧が所定圧のときに外スプール１６０に作用するフィードバック力により外スプール１６０に作用する荷重とスプリング１４４の付勢力により外スプール１６０に作用する荷重を丁度受けることができるよう設計されている。
【００２９】
次に、こうして構成された変形例の電磁弁１２０の動作について説明する。図６は、変形例の電磁弁１２０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、外スプール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、ランド１６４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１６８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６（ａ）参照）。したがって、クラッチＣＬには何らの油圧も作用しない。また、内スプール１７０は、スプリング１８０の付勢力により外スプール１６０に対してソレノイド部３０側に押し付けられているから、出力ポート１５４は油路１５７ａ，フィードバック孔１５７，貫通孔１６７ａ，連通孔１６７ｂ，貫通孔１６９ａを介してフィードバック室１５８と連通している状態となる。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内スプール１７０を押圧する。スプリング１８０は、フィードバック力とスプリング１４４の付勢力とにより外スプール１６０に作用する荷重を丁度受けることができる程度に設計されているから、内スプール１７０が押圧されても、スプリング１８０は収縮を伴うことなく外スプール１６０と内スプール１７０との相対的な位置関係はほぼ維持された状態のまま外スプール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とが互いに連通した状態となり、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６（ｂ）参照）。また、出力ポート１５４はフィードバック室１５８に連通された状態にあるから、外スプール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ソレノイド部３０側の方向に作用する。したがって、外スプール１６０は、プランジャ３６の推力（吸引力）とスプリング１４４のバネ力とフィードバック室１５８の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。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、外スプール１６０がエンドプレート１４２側に移動し、入力ポート１５２の開口面積を広げると共にドレンポート１５６の開口面積を狭める。コイル３２に印加される電流が更に大きくなると共にフィードバック力が大きくなると、スプリング１８０が収縮して外スプール１６０に対して内スプール１７０がエンドプレート１４２側に相対移動することにより、シャフト部１７４がボール１７２を押圧してボール１７２により連通孔１６７ｂを閉塞すると共に連通孔１６４ａを開放して出力ポート１５４側の作動油がフィードバック室１５８に導入されるのを禁止すると共にフィードバック室１５８内の作動油を連通孔１６４ａ，外スプール１６０とシャフト部１７４とにより形成される隙間を介して排出ポート１５９から排出する。従って、外スプール１６０にはフィードバック力が作用しなくなるから、ソレノイド部３０から加える推力が比較的小さくても外スプール１６０はエンドプレート１４２側に移動して連通部１６８により入力ポート１５２と出力ポート１５４とが連通されると共にランド１６２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とが遮断される（図６（ｃ）参照）。これにより、クラッチＣＬには最大油圧が作用することになる。なお、内スプール１７０の移動は、ボール１７２が連通孔１６７ｂが形成された部位に当接することにより停止する。
【００３０】
変形例の電磁弁１２０では、フィードバック室１５８内から作動油を排出ポート１５９から排出するための連通孔１６４ａを外スプール１６０の内径を一部分だけ小さくすることにより形成するものとしたが、図７に例示する変形例の電磁弁１２０Ｂに示すように、連通孔１６５ａが形成された仕切り部材１６５を外スプール１６０の内部に別体として設けるものとしてもよい。
【００３１】
実施例の電磁弁２０や変形例の電磁弁１２０，１２０Bでは、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、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。
【００３２】
実施例の電磁弁２０や変形例の電磁弁１２０，１２０Ｂでは、スリーブ５０，１５０を含む調圧バルブ部４０，１４０をバルブボディ９０，１９０に組み込むものとしたが、バルブボディにスリーブ部を一体的に形成すると共にこのスリーブ部にスプールなどを挿入することにより電磁弁を構成するものとしてもよい。
【００３３】
実施例の電磁弁２０や変形例の電磁弁１２０，１２０Ｂ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、流体圧により作動する如何なる作動機構の流体圧制御に用いるものとしてもよい。
【００３４】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、スリーブ５０が「スリーブ」に相当し、ソレノイド部３０が「電磁部」に相当し、外スプール６０が「第１のスプール」に相当し、内スプール７０が「第２のスプール」に相当し、スプリング８０が「付勢手段」に相当する。また、スプリング４４が「第２の付勢手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【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】実施例の電磁弁２０を備える油圧回路１０を部分的に示す部分構成図である。
【図３】実施例の電磁弁２０の動作を説明する説明図である。
【図４】電流Ｉと出力圧との関係を示す説明図である。
【図５】変形例の電磁弁１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例の電磁弁１２０の動作を説明する説明図である。
【図７】変形例の電磁弁１２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  油圧回路、１２  オイルタンク、１４  オイルポンプ、１６  レギュレータバルブ、２０，１２０，１２０Ｂ  電磁弁、３０  ソレノイド部、３１  ケース、３２  コイル、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、４０，１４０，１４０Ｂ  調圧バルブ部、４２，１４２  エンドプレート、４４，１４４  スプリング、４６，６２ａ  段差部、５０，１５０  スリーブ、５２，１５２  入力ポート、５４，１５４  出力ポート、５６，１５６  ドレンポート、５８，１５８  フィードバック室、５９，１５９  排出ポート、６０，１６０  外スプール、６２，６４，６６，７２，７４，１６２，１６４，１６６  ランド、６６ａ，６８ａ，６９ａ，１６７ａ，１６９ａ  貫通孔、６８，１６８  連通部、６９，１６９  連結部、７０，１７０  内スプール、７６，１７４  シャフト部、７８，１７８  円柱部、７９，１７９  Ｃリング、８０，１８０  スプリング、９０，１９０  バルブボディ、１５７  フィードバック孔、１５７ａ  油路、１６０ａ  内部空間、１６４ａ，１６５ａ，１６７ｂ  連通孔、１６５，１６７  仕切り部材、１７２  ボール。
【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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