(57)【要約】【課題】電磁弁のスリーブの外部に制御圧力の急激の変化を防止するダンパ機構を設けることにより、作動油の低温時の応答性を損なうことなく安定した制御圧力を維持できるようにする。【解決手段】電磁弁６０は、ハウジング１１の外周に嵌装されたカバー２１が軸状のスリーブ２４に加締めて固定されている。スリーブ２４には、スプール２７が摺動自在に嵌挿されている。スリーブ外周部６１にはダンパピストン６２が摺動自在に嵌挿され、該ダンパピストン６２に対向してダンパストッパ６４が固着されている。ダンパピストン６２とダンパストッパ６４の間にはばね部材６５が配設され、該ばね部材６５の弾発力によりダンパピストン６２が押圧されている。スリーブ外周部６１と、ダンパピストン６２と、ダンパストッパ６４及びばね部材６５でダンパ機構を構成している。【選択図】図２
2008286381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの外周にカバーを介してコイルを配置すると共に該ハウジングに嵌合孔を形成し、前記嵌合孔に嵌挿された軸受機構により前記カバーに嵌挿された可動鉄心と一体になったロッドを備えた電磁弁において、
前記ハウジングに固着したスリーブに制御圧力の急激な変化により該スプールの振動を防止するダンパ機構を設けたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
請求項１記載の電磁弁において、前記ダンパ機構はスリーブの内孔に摺動自在に嵌挿されたスプールの内部に設けられ、
前記スリーブに穿設されたスリーブ孔と、
前記スリーブ孔に摺動自在に嵌挿されたスプールと、
前記スプールに形成されたダンパ室に摺動自在に嵌挿されたダンパピストンと、
前記ダンパピストンに対向して前記ダンパ室に係着されたダンパストッパと、
前記ダンパピストン及び前記ダンパストッパ間に配設されたばね部材と、
を備え、
前記ダンパピストンに作用する制御圧力により該ダンパピストンに発生する付勢力は前記ばね部材の弾発力により制御されて前記スプールの油圧振動を防止することを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項１記載の電磁弁において、前記ダンパ機構はスリーブの外周部に設けられ、
前記スリーブに摺動自在に嵌挿されたスプールと、
前記スリーブの外周部に摺動自在に設けられたダンパピストンと、
前記スリーブの外周部に嵌挿されると共に前記スプールの外周部に係合するばね部材と、
前記スリーブの外周部にダンパピストンに対向して固着されると共に前記ばね部材に係合するダンパストッパと、
を備え、
前記ダンパピストンに作用する制御圧力により該ダンパピストンに発生する付勢力は前記ばね部材の弾発力により制御されて前記スプールの油圧振動を防止することを特徴とする電磁弁。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印加電流に応じてスプールを変位させて加圧流体を制御する電磁弁に関し、さらに詳細には低温時の応答性を損なうことなく安定した制御圧力を得ることができる電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電磁弁は電磁力を発生するリニアソレノイド部と、加圧流体を制御するバルブ部とからなり、前記リニアソレノイド部はコイルが巻装される中空の固定鉄心と、前記コイルへの通電によって該固定鉄心に吸引される可動鉄心である可動コアと、固定鉄心の吸引による前記可動コアの変位を、該固定鉄心を挟んで反固定鉄心側に配設されたバルブ部に伝達すべく前記可動コアに固定され、該可動コアの中空部を通じて反固定鉄心側に延伸しバルブボディに摺動自在に嵌挿されるスプールに当接する出力杆とを備え、油圧部の油路の切り換えを制御するスプールは制御圧力を力としてフィードバックができる構造を形成している。
係る電磁弁は制御圧力の急変時にスプールの振動による油圧脈動が発生することがある。そこで、油圧脈動によるスプールの振動を防止するために、バルブボディにスプールの端面が臨むと共に戻しバネを収容するダンパ室と、該ダンパ室に真横に隣接する油溜め室とを設け、ダンパ室及び油溜め室間の隔壁の上部にダンパ室及び油溜め室間を連通するオリフィスを設けている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１３０５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている油圧制御弁において、低温時は加圧流体の粘度が非常に高くなるため、ダンパ室及び油溜め室間を連通するオリフィスを加圧流体が通過する抵抗が極端に高くなり応答性が悪くなる。応答性をよくするためにオリフィス径を大きくすると、通常使用時にダンパの効果がなくなることになる。
本発明は、前記の不具合を解決するためになされたもので、スプールの内部にダンパ室を設けて制御圧力の急激な変化を防止する電磁弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を達成するために、請求項１記載の発明は、ハウジングの外周にカバーを介してコイルを配置すると共に該ハウジングに嵌合孔を形成し、前記嵌合孔に嵌挿された軸受機構により前記カバーに嵌挿された可動鉄心と一体になったロッドを備えた電磁弁において、
前記ハウジングに固着したスリーブに制御圧力の急激な変化により該スプールの振動を防止するダンパ機構を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、スプールの内部に制御圧力の急激の変化を防止するダンパ機構を設けることにより、加圧流体の低温時の応答性を損なうことなく安定した制御圧力を維持することができる。ダンパ室を電磁弁に対して別体に形成して外部に設置する場合と比較して省スペースで済むため低コストにすることができる。
【０００５】
請求項２記載の発明において、前記ダンパ機構はスリーブの内孔に摺動自在に嵌挿されたスプールの内部に設けられ、
前記スリーブに穿設されたスリーブ孔と、
前記スリーブ孔に摺動自在に嵌挿されたスプールと、
前記スプールに形成されたダンパ室に摺動自在に嵌挿されたダンパピストンと、
前記ダンパピストンに対向して前記ダンパ室に係着されたダンパストッパと、
前記ダンパピストン及び前記ダンパストッパ間に配設されたばね部材と、
を備え、
前記ダンパピストンに作用する制御圧力により該ダンパピストンに発生する付勢力は前記ばね部材の弾発力により制御されて前記スプールの油圧振動を防止することを特徴とする。
請求項３記載の発明において、前記ダンパ機構はスリーブの外周部に設けられ、
前記スリーブに摺動自在に嵌挿されたスプールと、
前記スリーブの外周部に摺動自在に設けられたダンパピストンと、
前記スリーブの外周部に嵌挿されると共に前記スプールの外周部に係合するばね部材と、
前記スリーブの外周部にダンパピストンに対向して固着されると共に前記ばね部材に係合するダンパストッパと、
を備え、
前記ダンパピストンに作用する制御圧力により該ダンパピストンに発生する付勢力は前記ばね部材の弾発力により制御されて前記スプールの油圧振動を防止することを特徴とする電磁弁。
本発明によれば、スプールの内部に形成されたダンパ室に同軸状にダンパピストン、ダンパストッパ及びばね部材に設けることにより、ダンパ機構の構造が簡単になり省スペースで済むため低コストになり、保守管理が容易である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、スプールの内部に制御圧力の急激の変化を防止するダンパ機構を設けることにより、加圧流体の低温時の応答性を損なうことなく安定した制御圧力を維持することができる。また、ダンパ室を電磁弁に対して別体に形成して外部に設置する場合と比較して省スペースで済むため低コストにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る電磁弁につき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る電磁弁１０の概略構成を示す縦断面図である。
電磁弁１０は、磁性体の金属材料であるハウジング１１を有し、該ハウジング１１は円筒部１２とフランジ部１３とを備える。前記ハウジング１１の内方には、嵌合孔１４が貫通して形成される。この場合、前記円筒部１２は固定鉄心としての機能を有する。嵌合孔１４に嵌着された軸受機構１５は軸心方向に沿って比較的に肉厚が薄い円筒形状のリテーナ１６と、該リテーナ１６に嵌挿される磁性体の金属製のボール１７とを備え、後述するロッド１８が軸心方向に変位するときのガイド機能を有する。
ハウジング１１の外周にはコイル１９が配設され、該コイル１９はボビン２０に巻き回されたカバー２１によって覆われている。カバー２１の内周面には、ハウジング１１の嵌合孔１４と同軸に穴２２が形成されており、該穴２２にはロッド１８に固着された可動鉄心２３が変位自在に遊嵌されている。
【０００８】
参照符号２４は円筒状のスリーブを示すもので、ハウジング１１に当接した状態でカバー２１の一端を例えば加締めることにより該ハウジング１１と一体化される。前記スリーブ２４には、嵌合孔１４と同軸にスリーブ孔２５及び２６が穿設され、該スリーブ孔２５及び２６にスプール２７が摺動自在に嵌挿されている。前記スリーブ２４には、フランジ１１側からフィードバックポート２８、入力ポート２９、出力ポート３０及びドレーンポート３１がこの順序で形成されている。
入力ポート２９は、図示しないタンクからポンプによって供給されるか加圧流体が流入する機能を有する。出力ポート３０は、図示しない自動変速機等の作動装置に加圧流体を供給するポートである。フィードバッグポート２８及び出力ポート３０間は図示しない油路を介して連通しており、該出力ポート２９から流出する加圧流体の一部がフィードバッグポート２８に流入する。これによって、出力ポート３０にはコイル１９及び可動鉄心２３等によりなるソレノイド（図示しない）の出力に対応した加圧流体を導出することができる。なお、ドレーンポート３1は、図示しないタンクに加圧流体を排出する機能を有する。
【０００９】
前記スプール２７は、スリーブ孔２５及び２６のそれぞれに摺動自在に嵌挿される小径部３２、大径部３３と、略中心部の軸心方向に穿設された有底が形成される円筒状の孔部３４と、を備える。小径部３２の端面（図１で左端）はロッド１８の一端（図１で右端）に後述するばね部材３５の弾発力に付勢されて常時、当接している。前記ばね部材３５は、スリーブ孔２６に収納されており、一端（図１で左端）がスプール２７の端面（図１で左端面）に当接し、他端（図１で右端）がスリーブ２４の端面に螺着されたアジャスタ３６の凹部に当接している。この場合、ばね部材３５の弾発力の調整はアジャスタ３６の締め込み量によりなされ、該アジャスタ３６の締め込み量の加減によりスプール２７をロッド１８への押力(もしくは付勢力)が調整される。これにより、スプール２７は、コイル１９の励磁により可動鉄心２３及びロッド１８の移動によりばね部材３５の弾発力に抗して矢印Ｙ方向に付勢され、コイル１９の非励磁によってばね部材４３の弾発力により矢印Ｘ方向に付勢されることにより、ロッド１８と協動してスリーブ２４内を矢印Ｙ方向及びＸ方向に変位するようになる。
【００１０】
前記スプール２７の大径部３３には、該スプール２７の軸心方向の位置に応じて入力ポート２９及び出力ポート３０間を接続・遮断するランド３７と、出力ポート３０及びドレーンポート３１間を接続・遮断するランド３８と、を軸心方向に沿って備える。前記ランド３７及び３８は軸方向に間隔を置いて設けられ、これらのランド３７、３８は大径部３３の外径より小さい軸部３９によって接続されている。よって、ランド３７及びランド３８と、軸部３９とは直径方向に段差が形成されスリーブ孔２６に対して直径方向に開口部４０が形成されている。前記開口部４０はランド３７及び３８間を連結する油路として機能する。
さらに、小径部３２とランド３７との間にはフィードバック室４１が形成され、小径部３２とランド３７との外径差によりフィードバックされた圧力流体が作用する受圧面積が異なる。よって、フィードバック室４１に流入した圧力流体はスプール２７を常時、矢印Ｙ方向に押圧するように作用している。
一方、スプール２７は、ばね部材３５の弾発力と、コイル１９に供給される電流により固定鉄心１２に発生する電磁力によってロッド１８がスプール２７を押す力と、フィードバック室４１の圧力流体からのスプール２７が受ける力とが釣り合う位置で静止する。
【００１１】
入力ポート２９から出力ポート３０に流入する加圧流体の流量は、スリーブ２４の内周壁４８とランド３７の外周壁との重合部分のシール長によって決定される。すなわち、シール長が短くなると入力ポート２９から出力ポート３０へ流れる流体の流量が増大し、シール長が長くなると入力ポート２９から出力ポート３０へ流れる流体の流量が減少する。同様に、出力ポート３０からドレーンポート３１へ流れる流体の流量は、スリーブ２４の内周壁４９とランド３８の外周壁とのシール長によって決定される。
【００１２】
フィードバック室４１は孔部３４に連通するダンパ油路４２と連通している。
前記孔部３４はダンパ室としての機能を有し、その奥部にダンパピストン４３が摺動自在に嵌挿され、かつ孔部３４の開口部の端面（図１で右端）に該ダンパピストン４３に対向してダンパストッパ４４が固着されている。前記ダンパピストン４３は一側が有底により閉塞され、他側が円筒状を有した軸状部材に形成されている。ダンパピストン４３とダンパストッパ４４の間に配設されたばね部材４５は、一端がピストン４３に形成された孔部４７の端面（図１で左側壁内端面）に当接され、他端がストッパ４４の端面（図１で左端面）に当接されている。ここで、孔部３４と、ダンパピストン４３と、ダンパストッパ４４及びばね部材４５はダンパ機構４６を構成している。
【００１３】
前記ダンパ機構４６は下記のように機能する。例えば、スプール２７が矢印Ｙ方向に変位し、出力ポート３０に作用している加圧流体の圧力、すなわち油圧力が下がった場合には、該出力ポート３０より図示しない油路を介してフィードバックポート２８よりダンパ油路４２介してダンパピストン４３に作用していた油圧力も下がり、ダンパピストン４３に作用していた押圧力はばね部材４５の弾発力よりも小さくなるので、該ダンパピストン４３は矢印Ｘ方向に変位し、該ダンパピストン４３から油圧力を出力ポート３０へ供給する。これにより、ダンパピストン４３に作用していた油圧力の急激の変動が生じても、該油圧力の急激の変動を減衰することができる。
一方、スプール２７が矢印X方向に変位し、出力ポート３０に作用していた油圧力が上がった場合には、フィードバックポート２８よりダンパ油路４２介してダンパピストン４３に作用していた油圧力も上がり、ダンパピストン４３に作用していた押圧力はばね部材４５の弾発力よりも大きくなるので、ダンパピストン４３は矢印Ｙ方向に変位し、該ダンパピストン４３内に油圧力を導くようになり、ダンパピストン４３に作用する油圧力の急激な変動を減衰することができる。
なお、ダンパ機構４６による減衰の程度はダンパ室、すなわち孔部３４の容積及びダンパ油路４２の面積により調整することが可能である。
なお、参照符号５０、５１は図示しない電源に接続する端子である。
【００１４】
本発明の第一の実施の形態に係る電磁弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
図１はコイル１９が非励磁の状態を示しており、スプール２７はばね部材３５の弾発力により矢印Ｘ方向に変位し、ロッド１８と共に可動鉄心２３がスプール２７と協動して矢印Ｘ方向の左動限位置に確保されている。よって、ランド３７により入力ポート２９と出力ポート３０間は接続され、ランド３８により出力ポート３０とドレーンポート３１は遮断されている。
コイル１９に電流が印加されると、ハウジング１１及びコイル１９等により発生する励磁力によってロッド１８及び可動鉄心２３が矢印Ｙ方向に移動を開始し、該ロッド１８の先端（図１で右端）がスプール２７の一端（図１で左端）に当接し、ロッド１８及び可動     鉄心２３の移動と共にスプール２７が矢印Ｙ方向に変位して、ランド３７とスリーブ孔２６の内周壁４８とのシール長が長くなり、ランド３８とスリーブ孔２７の内周壁４９とのシール長が短くなる。これにより、入力ポート２９から出力ポート３０へ流れる圧力流体の流量が減少し、該出力ポート３０から流出する圧力流体の圧力が下降する。
【００１５】
電磁弁１０は、コイル１９に通電する電流値を制御することで該コイル１９がスプール２７を矢印Ｙ方向に変位させる押圧力を調整し、出力ポート３０から流出する加圧流体の圧力、すなわち油圧力（制御圧力）を調整する。例えば、コイル１９に通電する電流値を増大させると、電流値に比例して固定鉄心１２の電磁力が増大し、ロッド１８がスプール２７を矢印Ｙ方向）に変位させる押圧力が増大する。この電磁力によりロッド１８からスプール２７に作用する押圧力と、ばね部材３５の弾発力及びフィードバッグされる油圧力によってスプール２７が矢印Ｙ方向へ変位される押圧力とが釣り合う位置でスプール３１は停止する。したがって、コイル２１に通電する電流値に比例して出力ポート３０から流出する油圧力が低下する。
【００１６】
ここで、出力ポート３０の油圧力が低下すると、該出力ポート３０より図示しない油路を介してフィードバックポート２８よりダンパ油路４２を通ってダンパピストン４３に作用していた油圧力（制御圧力）も下がり、ダンパピストン４３に作用していた押圧力はばね部材４５の弾発力よりも小さくなるので、該ダンパピストン４３は矢印Ｘ方向に変位し、該ダンパピストン４３から油圧力を出力ポートへ供給する。これにより、ダンパピストン４３に作用していた油圧力（制御圧力）の急激の変動が生じても、該油圧力の急激の変動を減衰することができる。
一方、出力ポート３０に作用していた油圧力（制御圧力）が上がった場合には、フィードバックポート２８よりダンパ油路４２を介してダンパピストン４３に作用していた油圧力（制御圧力）も上がり、ダンパピストン４３に作用していた押圧力はばね部材４５の弾発力よりも大きくなるので、ダンパピストン４３は矢印Ｙ方向に変位し、該ダンパピストン４３内に油圧力（制御圧力）を導くようになり、ダンパピストン４３に作用する油圧力（制御圧力）の急激な変動を減衰することができる。
【００１７】
図２は、本発明の第二の実施の形態に係る電磁弁６０の概略構成を示す縦断面図である。
図２中、図１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明は省略する。図２において、スリーブ２４の外周部６１には、円筒形状のダンパピストン６２が軸心方向に摺動自在に設けられている。さらにスリーブ２４の外周部６３には、ダンパピストン６２に対して間隔をおいてダンパストッパ６４がねじ機構（図示しない）または圧入により取着されている。前記ダンパピストン６２とダンパストッパ６４との間にはスリーブ２４の外周部６１に挿通されたばね部材６５が配設されている。
前記ダンパピストン６４は、例えばスプール２７に作用する加圧流体により矢印Ｙ方向に変位し、該スプール２７に加圧流体が作用しないときはばね部材６５の弾発力により矢印Ｘ方向に変位する。
【００１８】
本発明の第二の実施の形態に係る電磁弁６０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
図２はコイル１９が非励磁の状態を示しており、スプール２７はばね部材３５の弾発力により矢印Ｘ方向に変位し、ロッド１８と共に可動鉄心２３がスプール２７と協動して矢印Ｘ方向の左動限位置に確保されている。よって、ランド３７により入力ポート２９と出力ポート３０間は接続され、ランド３８により出力ポート３０とドレーンポート３１は遮断されている。
コイル１９に電流が印加されると、ハウジング１１及びコイル１９等により発生する励磁力によってロッド１８及び可動鉄心２３が矢印Ｙ方向に移動を開始し、該ロッド１８の先端（図１で右端）がスプール２７の一端（図１で左端）に当接し、ロッド１８及び可動     鉄心２３の移動と共にスプール２７が矢印Ｙ方向に変位して、ランド３７とスリーブ孔２６の内周壁４８とのシール長が長くなり、ランド３８とスリーブ孔２７の内周壁４９とのシール長が短くなる。これにより、入力ポート２９から出力ポート３０へ流れる圧力流体の流量が減少し、該出力ポート３０から流出する圧力流体の圧力が下降する。
【００１９】
電磁弁６０は、コイル１９に通電する電流値を制御することで該コイル１９がスプール２７を矢印Ｙ方向に変位させる押圧力を調整し、出力ポート３０から流出する加圧流体の圧力、すなわち油圧力（制御圧力）を調整する。例えば、コイル１９に通電する電流値を増大させると、電流値に比例して固定鉄心１２の電磁力が増大し、ロッド１８がスプール２７を矢印Ｙ方向）に変位させる押圧力が増大する。この電磁力によりロッド１８からスプール２７に作用する押圧力と、ばね部材３５の弾発力及びフィードバッグされる油圧力によってスプール２７が矢印Ｙ方向へ変位される押圧力とが釣り合う位置でスプール３１は停止する。したがって、コイル２１に通電する電流値に比例して出力ポート３０から流出する油圧力が低下する。
【００２０】
ここで、出力ポート３０の油圧力が低下すると、該出力ポート３０より図示しない油路を介してダンパピストン６２に作用していた油圧力（制御圧力）も下がり、ダンパピストン６２に作用していた押圧力はばね部材６５の弾発力よりも小さくなるので、該ダンパピストン６２は矢印Ｘ方向に変位し、該ダンパピストン６２から油圧力を出力ポートへ供給する。これにより、ダンパピストン６２に作用していた油圧力（制御圧力）の急激の変動が生じても、該油圧力の急激の変動を減衰することができる。
一方、出力ポート３０に作用していた油圧力（制御圧力）が上がった場合には、図示しない油路を介してダンパピストン６２に作用していた油圧力（制御圧力）も上がり、ダンパピストン６２に作用していた押圧力はばね部材６５の弾発力よりも大きくなるので、ダンパピストン６２は矢印Ｙ方向に変位し、該ダンパピストン６２内に油圧力（制御圧力）を導くようになり、ダンパピストン６２に作用する油圧力（制御圧力）の急激な変動を減衰することができる。
【００２１】
本発明に係る電磁弁は制御圧力の急激な変化を防止するため、スリーブの外部に該制御圧力の急激な変化を防止するダンパ機構を設け、該ダンパ機構は制御圧力が高くなった場合には、ダンパピストンはダンパ容積を増す方向に変位することで制御圧力の過剰な上昇を防止し、制御圧力が低くなった場合には、ダンパ容積を減ずる方向に変位することで過剰な低下を防止している。よって、スプールの変位時における制御圧力は安定して油圧振動が発生せず、電磁力に比例した所望の制御圧力を維持することができる。
さらに、ダンパ機構はスプールの動作を妨げることがないため、低温時の応答性の著しい悪化は防止することができる。
本発明の実施の形態に係る電磁弁は、比例電磁弁の形態について説明したが、比例電磁弁の機能を有しない電磁弁についても使用するとことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るダンパ機構を内蔵した電磁弁の概略縦断面図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係るダンパ機構を外装した電磁弁の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０、６０  電磁弁                    １１  ハウジング
１２  円筒部（固定鉄心）              １３  フランジ部
１８  ロッド                          ２３  可動鉄心
２４  スリーブ                        ２５、２６  スリーブ孔
２７  スプール                        ２８  フィードバッグポート
２９  入力ポート                      ３０  出力ポート
３１  ドレーンポート                  ３５、４５、６５  ばね部材
３７、３８  ランド                    ４１  フィードバック室
４３、６２  ダンパピストン            ４４、６４  ダンパストッパ
４８、４９  内周壁
【図１】
2008286381.tif 000003
【図２】
2008286381.tif 000004