(57)【要約】【課題】  出力有効ストロークの短縮化を招くことなく、電磁アクチュエータのＯＦＦ時のオイル消費を抑える。【解決手段】  リターンスプリング５を、出力無効ストロークＬ１の変化範囲においてスプール４を閉弁方向へ付勢する閉弁用スプリング５ａと、出力有効ストロークＬ２の変化範囲においてスプール４を閉弁方向へ付勢する出力調整用スプリング５ｂとで設け、閉弁用スプリング５ａの軸方向のバネ定数を低く設ける。これにより、出力有効ストロークＬ２において出力調整用スプリング５ｂの付勢力が強まる不具合を回避でき、出力有効ストロークＬ２が短くなる不具合を回避できる。出力無効ストロークＬ１では、バネ定数の低い閉弁用スプリング５ａの付勢力によってスプール４を閉弁方向へ付勢することで、出力無効ストロークＬ１を長くでき、電磁アクチュエータ２のＯＦＦ時におけるスプール弁１の内部のオイル漏れを抑えることができる。【選択図】  図１
2007270996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に入力ポートと出力ポートが設けられたスリーブと、このスリーブ内で軸方向へ摺動可能に支持され、前記入力ポートと前記出力ポートの連通度合を調整可能なスプールと、このスプールが前記入力ポートを閉塞する閉弁側に前記スプールを付勢するリターンスプリングと、このリターンスプリングの付勢力に抗して前記スプールを開弁側へ駆動する電磁アクチュエータとを備える常閉型電磁スプール弁において、
前記スリーブ内における前記スプールの軸方向のストローク範囲において、前記出力ポートから流体の出力を行わない軸方向範囲を出力無効ストロークＬ１とし、前記出力ポートから流体の出力を行う軸方向範囲を出力有効ストロークＬ２とした場合、
前記リターンスプリングは、前記出力無効ストロークＬ１の変化範囲において前記スプールを閉弁方向へ付勢する閉弁用スプリングと、前記出力有効ストロークＬ２の変化範囲において前記スプールを閉弁方向へ付勢する出力調整用スプリングとを備え、
前記閉弁用スプリングの軸方向のバネ定数は、前記出力調整用スプリングの軸方向のバネ定数より、低く設けられていることを特徴とする常閉型電磁スプール弁。
【請求項２】
請求項１に記載の常閉型電磁スプール弁において、
前記閉弁用スプリングと前記出力調整用スプリングは、前記スプールに対して並列に付勢力が作用するように設けられて、
前記電磁アクチュエータが通電されて前記スプールが開弁方向に移動すると、先ず前記閉弁用スプリングが圧縮された後に、前記出力調整用スプリングが圧縮されるように設けられ、
前記電磁アクチュエータの通電が停止された状態の時、前記出力調整用スプリングを軸方向に圧縮する部材の軸方向対向距離Ｌ３は、前記出力調整用スプリングの自由長Ｌ４より長く設定され、
前記軸方向対向距離Ｌ３から前記自由長Ｌ４を差し引いたバネ隙間Ｌ５は、前記出力無効ストロークＬ１と略同じに設けられていることを特徴とする常閉型電磁スプール弁。
【請求項３】
請求項１に記載の常閉型電磁スプール弁において、
前記閉弁用スプリングと前記出力調整用スプリングは、中間可動部材を介して軸方向に直列に配置されて、前記スプールに付勢力が作用するように設けられて、
前記電磁アクチュエータが通電されて前記スプールが開弁方向に移動すると、先ず主に前記閉弁用スプリングが圧縮されて、前記中間可動部材が前記スリーブに設けられた固定部材に当接してから、前記出力調整用スプリングが主に圧縮されるように設けられ、
前記電磁アクチュエータの通電が停止された状態の時、前記中間可動部材における前記固定部材に対する可動当接部と、前記固定部材における前記中間可動部材に対する固定当接部との対向距離Ｌ６は、前記出力無効ストロークＬ１と略同じに設けられていることを特徴とする常閉型電磁スプール弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力ポートと出力ポートの連通度合をスプールの移動位置に応じて調整可能な常閉型電磁スプール弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術）
常閉型電磁スプール弁の一例として、図３に示されるように、入力ポートと出力ポートの連通度合（入力側シール長α）と、出力ポートと排出ポートの連通度合（排出側シール長β）とを、スプールの移動位置（ストローク量）に応じて調整して、出力ポートに生じる油圧を制御する電磁油圧制御弁（常閉型電磁スプール弁の一例）が搭載された自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この電磁油圧制御弁は、軸方向に入力ポート、出力ポート、排出ポートが設けられたスリーブと、このスリーブ内で軸方向へ摺動可能に支持され、入力ポートと出力ポートの連通度合を調整可能なスプールと、このスプールが入力ポートを閉塞する閉弁側にスプールを付勢するリターンスプリングと、このリターンスプリングの付勢力に抗してスプールを開弁側へ駆動する電磁アクチュエータとを備える。
【０００３】
（従来技術の問題点）
スリーブ内でスプールが摺動自在に支持されるように、スリーブとスプールには径方向クリアランスが介在する。このため、図４中の矢印Ａに示すように、電磁アクチュエータがＯＦＦ（通電停止）状態でも、入力ポートに供給された油圧の一部が、径方向クリアランスを介して排出ポートから漏れる。即ち、電磁アクチュエータがＯＦＦ状態であっても、内部漏れにより常にオイルが消費される。
【０００４】
このため、自動変速機に搭載されるオイルポンプは、本来の必要分（摩擦係合装置の係合油圧等）に加え、内部漏れによるオイル消費を補填するための油圧を発生させる必要があり、オイルポンプに大きなポンプ能力が要求される。即ち、オイルポンプを多く回転させたり、オイルポンプの体格を大型化する必要がある。
このオイルポンプは、エンジンの出力を用いて駆動されるものであるため、オイルポンプに大きなポンプ能力が要求されて、オイルポンプの駆動エネルギーが大きくなることにより、車両の燃費の悪化を招いてしまう。
【０００５】
電磁アクチュエータのＯＦＦ状態における内部漏れを低減する手段として、スプールのストローク範囲のうち、出力ポートから油圧出力を行わない出力無効ストロークＬ１の増加が有効である。
しかし、リターンスプリングのバネ定数を変更せずに出力無効ストロークＬ１を増加させても、スプールのストローク範囲のうち、出力ポートから油圧出力を行う出力有効ストロークＬ２において、リターンスプリングの付勢力が強まるため、結果的に出力有効ストロークＬ２が短くなってしまう｛図２（ｂ）参照｝。
【０００６】
そこで、出力有効ストロークＬ２におけるリターンスプリングの付勢力を弱める目的で、リターンスプリングのバネ定数を低くして、出力無効ストロークＬ１を増加させることが考えられる。
しかし、閉弁力が弱まることで、スプールが振動し易くなり、油圧振動が発生する可能性が高まるとともに、スプールのストローク範囲に対して電磁アクチュエータの駆動電流の制御範囲が小さくなるため、出力油圧の制御が悪化する要因となる｛図２（ｃ）参照｝。
【特許文献１】特開２００６−０４６６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力有効ストロークＬ２の短縮化を招くことなく、油圧振動の発生を招くことなく、駆動電流に対する出力油圧の制御の悪化を招くことなく、出力無効ストロークＬ１を増加させて、電磁アクチュエータのＯＦＦ時における流体（例えばオイル等）の消費を抑えることができる常閉型電磁スプール弁の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［請求項１の手段］
請求項１における常閉型電磁スプール弁のリターンスプリングは、出力無効ストロークＬ１の変化範囲においてスプールを閉弁方向へ付勢する閉弁用スプリングと、出力有効ストロークＬ２の変化範囲においてスプールを閉弁方向へ付勢する出力調整用スプリングとを備え、閉弁用スプリングの軸方向のバネ定数が、出力調整用スプリングの軸方向のバネ定数より低く設けられている。
この構成を採用することにより、出力無効ストロークＬ１ではスプールを閉弁用スプリングによって閉弁方向に付勢し、出力有効ストロークＬ２ではスプールを出力調整用スプリングによって閉弁方向に付勢するようにできる。これによって、出力有効ストロークＬ２において出力調整用スプリングの付勢力が強まる不具合を回避でき、出力有効ストロークＬ２が短くなる不具合を回避することができる。
また、出力有効ストロークＬ２においては、バネ定数の高い出力調整用スプリングの付勢力がスプールに与えられるため、スプールの振動が抑えられ、油圧振動の発生が防がれる。
さらに、出力有効ストロークＬ２においては、バネ定数の高い出力調整用スプリングの付勢力がスプールに与えられるため、電磁アクチュエータの駆動電流に対してスプールのストロークが増加する不具合を回避でき、駆動電流に対する出力油圧の制御を良好に保つことができる。
【０００９】
一方、出力無効ストロークＬ１では、バネ定数の低い閉弁用スプリングの付勢力によってスプールを閉弁方向へ付勢するため、出力無効ストロークＬ１を長く設定しても、出力ポートから油圧が発生するストローク位置（以下、出力開始位置）において、スプールにかかるリターンスプリングの付勢力を小さくすることができる。
このように、出力無効ストロークＬ１を長く設定しても、出力開始位置においてリターンスプリングの付勢力を小さくできるため、出力無効ストロークＬ１を長く設定することが可能となる。そして、出力無効ストロークＬ１を長くすることで、電磁アクチュエータのＯＦＦ状態における入力ポートの流体通過が抑えられ、電磁アクチュエータのＯＦＦ時における流体（例えばオイル等）の消費を抑えることができる。
【００１０】
［請求項２の手段］
請求項２における常閉型電磁スプール弁の閉弁用スプリングと出力調整用スプリングは、スプールに対して並列に付勢力が作用するように設けられ、電磁アクチュエータが通電されてスプールが開弁方向に移動すると、先ず閉弁用スプリングが圧縮された後に、出力調整用スプリングが圧縮されるように設けられている。
そして、電磁アクチュエータの通電が停止された状態の時、出力調整用スプリングを軸方向に圧縮する部材の軸方向対向距離Ｌ３は、出力調整用スプリングの自由長Ｌ４より長く設定され、軸方向対向距離Ｌ３から自由長Ｌ４を差し引いたバネ隙間Ｌ５は、出力無効ストロークＬ１と略同じに設けられている。
【００１１】
［請求項３の手段］
請求項３における常閉型電磁スプール弁の閉弁用スプリングと出力調整用スプリングは、中間可動部材を介して軸方向に直列に配置されて、スプールに付勢力が作用するように設けられ、電磁アクチュエータが通電されてスプールが開弁方向に移動すると、先ず主に閉弁用スプリングが圧縮されて、中間可動部材がスリーブに設けられた固定部材に当接してから、出力調整用スプリングが主に圧縮されるように設けられている。
そして、電磁アクチュエータの通電が停止された状態の時、中間可動部材における固定部材に対する可動当接部と、固定部材における中間可動部材に対する固定当接部との対向距離Ｌ６は、出力無効ストロークＬ１と略同じに設けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最良の形態１の常閉型電磁スプール弁は、軸方向に入力ポートと出力ポートが設けられたスリーブと、このスリーブ内で軸方向へ摺動可能に支持され、入力ポートと出力ポートの連通度合を調整可能なスプールと、このスプールが入力ポートを閉塞する閉弁側にスプールを付勢するリターンスプリングと、このリターンスプリングの付勢力に抗してスプールを開弁側へ駆動する電磁アクチュエータとを備える。
スリーブ内におけるスプールの軸方向のストローク範囲において、出力ポートから流体の出力を行わない軸方向範囲を出力無効ストロークＬ１とし、出力ポートから流体の出力を行う軸方向範囲を出力有効ストロークＬ２とする。
リターンスプリングは、出力無効ストロークＬ１の変化範囲においてスプールを閉弁方向へ付勢する閉弁用スプリングと、出力有効ストロークＬ２の変化範囲においてスプールを閉弁方向へ付勢する出力調整用スプリングとを備えるものであり、閉弁用スプリングの軸方向のバネ定数は、出力調整用スプリングの軸方向のバネ定数より、低く設けられている。
【実施例１】
【００１３】
実施例１では、先ず「従来構造の常閉型電磁スプール弁」を説明し、その後で「実施例１の特徴」を説明する。
〔従来構造の常閉型電磁スプール弁の説明〕
図３に示す常閉型電磁スプール弁は、例えば自動変速機の油圧制御装置に搭載される電磁油圧制御弁の一例であり、油圧の切替あるいは油圧の調整を行うスプール弁１と、このスプール弁１を駆動する電磁アクチュエータ２とを組み合わせたものであり、電磁アクチュエータ２がＯＦＦ状態で、後述する入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最小（閉塞状態）になるとともに、後述する出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最大になる。
【００１４】
（スプール弁１の説明）
スプール弁１は、スリーブ３、スプール４およびリターンスプリング５を備える。
スリーブ３は、図示しない油圧コントローラのケース内に挿入されるものであり、略円筒形状を呈する。
スリーブ３には、スプール４を軸方向へ摺動自在に支持する挿通穴６、オイルポンプ（油圧発生手段）から油路や切替弁等を介して油圧が供給される入力ポート７、スプール弁１で調圧した出力圧が出力される出力ポート８、低圧側（オイルパン等）に連通する排出ポート９が形成されている。
【００１５】
入力ポート７、出力ポート８、排出ポート９等のオイルポートは、スリーブ３の側面に形成された穴であり、図３左側（反電磁アクチュエータ２側）から右側（電磁アクチュエータ２側）に向けて、バネ室呼吸用のドレーンポート１１、Ｆ／Ｂ（フィードバック）ポート１２、入力ポート７、出力ポート８、排出ポート９、ダイアフラム室呼吸用のドレーンポート１３が形成されている。なお、Ｆ／Ｂポート１２は、出力ポート８と連通して、出力圧に応じたＦ／Ｂ油圧をスプール４に発生させる。
【００１６】
スプール４は、スリーブ３内に摺動可能に配置され、入力ポート７をシールする入力シールランド１４、排出ポート９をシールする排出シールランド１５、および入力シールランド１４より小径のＦ／Ｂランド１６を有する。そして、入力シールランド１４と排出シールランド１５の間に分配室１７を形成し、入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１６の間にＦ／Ｂ室１８を形成する。
なお、入力シールランド１４は、分配室１７とＦ／Ｂ室１８の間をシールし、排出シールランド１５は、分配室１７とダイアフラム室１９の間をシールし、Ｆ／Ｂランド１６は、Ｆ／Ｂ室１８とバネ室２０の間をシールする。
【００１７】
Ｆ／Ｂランド１６のランド径は、入力シールランド１４のランド径より小径に設けられている。このため、Ｆ／Ｂ室１８に印加される油圧（出力圧）が大きくなるに従って入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１６のランド差による差圧により、スプール４にはリターンスプリング５のバネ荷重に抗する軸力（以下、Ｆ／Ｂ力Ｆｆｂと称す）が発生する。このＦ／Ｂ力Ｆｆｂによって、スプール４の変位が安定し、入力圧の変動により出力圧が変動するのを防ぐことができる。なお、スプール４は、リターンスプリング５のバネ荷重と、電磁アクチュエータ２によるスプール４の駆動力と、入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１６のランド差による軸力とが釣り合う位置で静止するものである。
【００１８】
このスプール４には、電磁アクチュエータ２の内部にまで延びるシャフト２１が設けられており、そのシャフト２１の先端は、後述するプランジャ３２の端面に当接して、プランジャ３２がスプール４を直接駆動するように設けられている。なお、シャフト２１は、スプール４と別体のものであっても良い。
【００１９】
上記構成よりなるスプール弁１は、電磁アクチュエータ２の作動によってスプール４を軸方向に変位させることで、入力シールランド１４による入力ポート７と分配室１７の入力側シール長αと、排出シールランド１５による分配室１７と排出ポート９の排出側シール長βとの比率が変化し、その結果、出力ポート８に発生するオイルの出力圧が変化する。
【００２０】
従来技術に用いられるリターンスプリング５は、スプール４を閉弁側（入力側シール長αが長くなる側：図３右側）に付勢する筒状に螺旋形成された１つのコイルスプリングであり、電磁アクチュエータ２がＯＦＦの状態（入力側シール長αが最大の状態）で、バネ室２０内において微小量だけ軸方向に圧縮された状態で配置される。このリターンスプリング５は、一端がスリーブ３の挿通穴６の図３左端を閉塞する調整ネジ２２の底面に当接し、他端がスプール４の端部に当接するものであり、調整ネジ２２の螺合量（ねじ込み量）により、リターンスプリング５のバネ荷重が調整できるようになっている。
【００２１】
（電磁アクチュエータ２の説明）
電磁アクチュエータ２は、コイル３１、プランジャ（ムービングコア：アーマチャ）３２、ステータ３３、ヨーク３４、コネクタ３５を備える。
コイル３１は、通電されると磁力を発生して、プランジャ３２と磁気固定子（ステータ３３、ヨーク３４）を通る磁束ループを形成させるものであり、樹脂ボビン３１ａの周囲に絶縁被膜線を多数巻回したものである。
【００２２】
プランジャ３２は、略円柱形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）である。
このプランジャ３２は、ステータ３３の内周面と直接摺動するものである。なお、プランジャ３２とステータ３３の間にカップ材が介在されるものであっても良い。
また、プランジャ３２は、シャフト２１の先端と直接当接しており、スプール４に伝わるリターンスプリング５のバネ荷重によってスプール４とともにプランジャ３２も閉弁側（図３右側）に付勢されている。なお、シャフト２１とプランジャ３２が結合されたものであっても良い。
ここで、プランジャ３２内を軸方向に貫通する孔３２ａは、プランジャ３２の両端の室内を連通する呼吸孔である。
【００２３】
ステータ３３は、磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）よりなり、プランジャ３２を軸方向へ磁気吸引する吸引ステータ３３ａと、プランジャ３２の周囲を覆ってプランジャ３２と径方向の磁束の受け渡しを行う摺動ステータ３３ｂとを備えるものであり、吸引ステータ３３ａと摺動ステータ３３ｂは薄肉化された磁気抵抗部３３ｃによって磁気的に遮断されている。
ステータ３３の内周には、プランジャ３２を軸方向に摺動可能に支持する軸方向穴３３ｄが形成されている。この軸方向穴３３ｄは、ステータ３３の一端から他端に向けて同径の貫通穴である。なお、吸引ステータ３３ａがプランジャ３２と軸方向に対向する構造であっても良い。
【００２４】
吸引ステータ３３ａは、スリーブ３とコイル３１との間に挟まれて、ヨーク３４の開口部と磁気的に結合されており、コイル３１の発生した磁力によってプランジャ３２を開弁側（入力側シール長αが短くなる側：図３左側）に磁気吸引する。
また、吸引ステータ３３ａは、プランジャ３２を磁気吸引した際にプランジャ３２と軸方向に交差する部分に筒部を備える。この筒部の外周面は、テーパ形状に設けられており、プランジャ３２のストローク量に対して磁気吸引力が変化しないように設けられている。
【００２５】
摺動ステータ３３ｂは、プランジャ３２の略全周を覆う略円筒形状を呈するものであり、ヨーク３４の底部と磁気的に結合されている。この摺動ステータ３３ｂは、プランジャ３２と直接摺動してプランジャ３２を軸方向に摺動自在に支持するとともに、プランジャ３２と径方向の磁束の受け渡しを行うものである。
ヨーク３４は、コイル３１の周囲を覆って磁束を流す略カップ状に形成された磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であり、開口端部に形成された爪部をカシメることでスリーブ３と強固に結合される。
【００２６】
スプール弁１と電磁アクチュエータ２の連結部分には、スリーブ３内と電磁アクチュエータ２内を区画するダイアフラム３６が設けられている。ダイアフラム３６は、略リング形状のゴム製であり、外周部がスリーブ３とステータ３３の間に挟み付けられ、中心部がシャフト２１の外周に形成された溝に嵌め合わされてスリーブ３内のオイルや異物が電磁アクチュエータ２の内部に侵入するのを防ぐものである。
【００２７】
コネクタ３５は、出力ポート８の出力油圧を制御する電子制御装置（図示しない）と接続線を介して電気的な接続を行う接続手段であり、その内部にはコイル３１の両端にそれぞれ接続される端子３５ａが配置されている。
なお、電子制御装置は、デューティ比制御によって電磁アクチュエータ２のコイル３１へ供給する通電量（電流値）を制御するものであり、コイル３１への通電量を制御することによって、リターンスプリング５のバネ荷重に抗してプランジャ３２およびスプール４の軸方向の位置をリニアに変位させることで、入力側シール長αと排出側シール長βとの比率を変化させて、出力ポート８に発生する出力油圧をコントロールするものである。
【００２８】
（従来構造の常閉型電磁スプール弁の作動例）
次に、従来構造の常閉型電磁スプール弁の作動例を、スプール４のストローク量（横軸）と、スプール４を閉弁側へ押し戻す力（Ｆ：縦軸）との関係を示した図２（ａ）を参照して説明する。
なお、図２中において、リターンスプリング５がスプール４を閉弁側へ押し戻すバネ力Ｆｓｐを一点鎖線、Ｆ／Ｂ室１８に加わる出力油圧によりスプール４を閉弁側へ押し戻すＦ／Ｂ力Ｆｆｂを破線、バネ力Ｆｓｐ＋Ｆ／Ｂ力Ｆｆｂの合力（トータル閉弁力）を実線で示す。
【００２９】
（ａ）電磁アクチュエータ２に駆動電流を徐々に印加して、リターンスプリング５のバネ力Ｆｓｐよりも電磁アクチュエータ２の開弁力Ｆｓｏｌが上回ると、スプール４は通電停止位置Ｉ１からストロークを開始する。スプール４のストローク量の増加に伴って、入力側シール長αが徐々に小さくなるとともに、排出側シール長βが徐々に大きくなる。
スプール４の移動開始の初期は、入力側シール長αが少しだけ短くなった状態であっても、排出側シール長βがまだ短い状態であるため、入力ポート７からスリーブ３内に導かれたオイルは排出ポート９から排出されて、出力ポート８からは油圧出力が行われない。（ｂ）スプール４のストローク量が出力開始位置Ｉ２に達すると、入力ポート７からスリーブ３内に導かれるオイル量と、排出ポート９から排出されるオイル量が釣り合う。
【００３０】
（ｃ）スプール４が出力開始位置Ｉ２からさらにストロークすると、入力側シール長αが短くなり、排出側シール長βが長くなることで、入力ポート７からスリーブ３内に導かれるオイル量が、排出ポート９から排出されるオイル量を上回り、出力ポート８から油圧出力を行う。そして、さらにスプール４のストローク量が増加することにより、さらに入力ポート７と出力ポート８の連通度合が高まり、逆に出力ポート８と排出ポート９の連通度合が下がることとなり、スプール４のストローク量の増加に伴い出力ポート８の油圧出力が大きくなる。
（ｄ）電磁アクチュエータ２の駆動電流が使用可能範囲の上限値に達することで、電磁アクチュエータ２の開弁力Ｆｓｏｌが最大値（図中、Ｆｓｏｌ−ｍａｘ）に達し、スプール４の最大ストローク位置Ｉ３が決定され、出力ポート８から最大油圧が発生する。
【００３１】
ここで、スプール４のストローク範囲において、出力ポート８から油圧出力を行わない軸方向の長さ（Ｉ１〜Ｉ２）を「出力無効ストロークＬ１」と称し、出力ポート８から油圧出力を行う軸方向範囲（Ｉ２〜Ｉ３）を「出力有効ストロークＬ２」と称する。
【００３２】
〔実施例１の特徴〕
スプール弁１は、スリーブ３の内側をスプール４が軸方向へ移動して、各ポート７、８、９の連通度合の調整を行うものであるため、スリーブ３とスプール４（具体的には各ランド１４、１５、１６）との間には摺動クリアランスが存在する。このため、電磁アクチュエータ２がＯＦＦ状態（閉弁状態）であっても、入力ポート７に供給された油圧の一部が、図４の矢印Ａに示すように、摺動クリアランスを通って排出ポート９からリークする。即ち、電磁アクチュエータ２がＯＦＦ状態（閉弁状態）であっても、スプール弁１の内部のオイル漏れにより、常にオイルが消費される。
【００３３】
このため、自動変速機に搭載されるオイルポンプは、本来の必要分（摩擦係合装置の係合油圧等）に加え、内部のオイル漏れによるオイル消費を補填するための油圧を発生させる必要があり、オイルポンプに大きなポンプ能力が要求される。これにより、オイルポンプを多く回転させたり、オイルポンプの体格を大型化する必要がある。
このオイルポンプは、エンジンの出力を用いて駆動されるものであるため、オイルポンプに大きなポンプ能力が要求されて、オイルポンプの駆動エネルギーが大きくなることにより、車両の燃費の悪化を招いてしまう。
【００３４】
上記の事情に鑑みて、スプール弁１の内部のオイル漏れを低減する要求がある。
電磁アクチュエータ２のＯＦＦ状態における入力ポート７のシール能力は、（１）入力シールランド１４の外径と、この入力シールランド１４と摺接する挿通穴６の内径との隙間による「摺動クリアランス」と、（２）入力ポート７から分配室１７までを入力シールランド１４が塞ぐ軸方向の「出力無効ストロークＬ１」とによって決定される。
【００３５】
摺動クリアランスを極めて小さくすると、加工精度が高まることでコストアップの要因になるとともに、摺動抵抗が大きくなるためスプール４の応答性も劣化してしまう。
そこで、出力無効ストロークＬ１を長くすることで、スプール弁１の内部のオイル漏れを抑えることが考えられる。
しかし、リターンスプリング５のバネ定数を変更せずに出力無効ストロークＬ１を増加させると、図２（ｂ）に示すように、スプール４のストローク範囲のうち、出力ポート８から油圧出力を行う出力有効ストロークＬ２におけるバネ力Ｆｓｐ（一点鎖線）が高まることになり、結果的に出力有効ストロークＬ２が短くなってしまう。
【００３６】
そこで、出力有効ストロークＬ２におけるリターンスプリング５のバネ力Ｆｓｐ（一点鎖線）を下げる目的で、リターンスプリング５のバネ定数を低くして、出力無効ストロークＬ１を増加させることが考えられる。
しかし、リターンスプリング５の閉弁力が低下することで、スプール４が振動し易くなり、油圧振動が発生する可能性が高まる。また、図２（ｃ）に示すように、スプール４のストローク範囲に対して電磁アクチュエータ２の駆動電流の制御範囲が小さくなるため、出力油圧の制御が悪化する要因となる。
【００３７】
（上記の不具合を解決する実施例１の技術）
この実施例１の電磁油圧制御弁は、出力無効ストロークＬ１を従来構成よりも長く設定するとともに、リターンスプリング５に新規な技術を採用して、上記の不具合を解決するものである。次に実施例１のリターンスプリング５について図１の概略図を参照して説明する。
実施例１のリターンスプリング５は、出力無効ストロークＬ１の変化範囲においてスプール４を閉弁方向へ付勢する閉弁用スプリング５ａと、出力有効ストロークＬ２の変化範囲においてスプール４を閉弁方向へ付勢する出力調整用スプリング５ｂとからなる。
出力調整用スプリング５ｂのバネ定数は、上述した「従来構造におけるリターンスプリング５」と同じバネ定数（あるいは、「従来構造におけるリターンスプリング５」より閉弁用スプリング５ａのバネ力を差し引いたバネ定数）のものであり、閉弁用スプリング５ａの軸方向のバネ定数は、出力調整用スプリング５ｂの軸方向のバネ定数より低く設けられている。閉弁用スプリング５ａのバネ定数は、極めて低いもので、電磁アクチュエータ２のＯＦＦ時にスプール４を出力開始位置Ｉ２に押し戻し、且つ電磁アクチュエータ２に小さな開弁力が発生した場合に、その小さな開弁力に負けてスプール４を出力開始位置Ｉ２側へ移動させるものである。
【００３８】
具体的に、この実施例１の出力調整用スプリング５ｂと閉弁用スプリング５ａは、スプール４と調整ネジ２２の軸方向間に並列に配置されたコイルスプリングであり、スプール４に対して並列に付勢力が作用するように配置されている。
そして、電磁アクチュエータ２が通電されてスプール４を開弁方向に移動すると、先ず閉弁用スプリング５ａが軸方向に圧縮された後に、出力調整用スプリング５ｂが軸方向に圧縮される。
ここで、電磁アクチュエータ２のＯＦＦ時、出力調整用スプリング５ｂを軸方向に圧縮する部材の軸方向対向距離Ｌ３は、出力調整用スプリング５ｂの自由長Ｌ４より長く設定されている。また、軸方向対向距離Ｌ３から自由長Ｌ４を差し引いたバネ隙間Ｌ５は、出力無効ストロークＬ１と略同じに設けられている。
【００３９】
（実施例１の常閉型電磁スプール弁の作動例）
次に、実施例１の常閉型電磁スプール弁の作動例を、スプール４のストローク量（横軸）と、スプール４を閉弁側へ押し戻す力（Ｆ：縦軸）との関係を示した図２（ｄ）を参照して説明する。
なお、図中では、閉弁用スプリング５ａがスプール４を閉弁側へ押し戻すバネ力Ｆｓｐ１を一点鎖線、出力調整用スプリング５ｂがスプール４を閉弁側へ押し戻すバネ力Ｆｓｐ２を二点鎖線、Ｆ／Ｂ室１８に加わる出力油圧によりスプール４を閉弁側へ押し戻すＦ／Ｂ力Ｆｆｂを破線、バネ力Ｆｓｐ＋Ｆ／Ｂ力Ｆｆｂの合力（トータル閉弁力）を実線で示す。ここでバネ力Ｆｓｐは、バネ力Ｆｓｐ１とバネ力Ｆｓｐ２の合力（図中、三点鎖線）である。
【００４０】
（ａ）電磁アクチュエータ２に駆動電流を印加して、閉弁用スプリング５ａのバネ力Ｆｓｐ１よりも電磁アクチュエータ２の開弁力Ｆｓｏｌが上回ると、スプール４は通電停止位置Ｉ１からストロークを開始する。スプール４のストローク量の増加に伴って、入力側シール長αが徐々に小さくなるとともに、排出側シール長βが徐々に大きくなる。
スプール４の移動開始の初期は、入力側シール長αが少しだけ短くなった状態であっても、排出側シール長βがまだ短い状態であるため、入力ポート７からスリーブ３内に導かれたオイルは排出ポート９から排出されて、出力ポート８からは油圧出力が行われない。（ｂ）スプール４のストローク量が出力開始位置Ｉ２に達すると、出力調整用スプリング５ｂの付勢力がスプール４に作用するようになるとともに、入力ポート７からスリーブ３内に導かれるオイル量と、排出ポート９から排出されるオイル量が釣り合う。
【００４１】
（ｃ）電磁アクチュエータ２に駆動電流をさらに印加して、閉弁用スプリング５ａのバネ力Ｆｓｐ１と出力調整用スプリング５ｂのバネ力Ｆｓｐ２のバネ合力（Ｆｓｐ１＋Ｆｓｐ２）よりも電磁アクチュエータ２の開弁力Ｆｓｏｌが上回ることで、スプール４が出力開始位置Ｉ２からさらにストロークする。すると、入力側シール長αが短くなり、排出側シール長βが長くなることで、入力ポート７からスリーブ３内に導かれるオイル量が、排出ポート９から排出されるオイル量を上回り、出力ポート８から油圧出力を行う。そして、さらにスプール４のストローク量が増加することにより、さらに入力ポート７と出力ポート８の連通度合が高まり、逆に出力ポート８と排出ポート９の連通度合が下がることとなり、スプール４のストローク量の増加に伴い出力ポート８の油圧出力が大きくなる。
（ｄ）電磁アクチュエータ２の駆動電流が使用可能範囲の上限値に達することで、電磁アクチュエータ２の開弁力Ｆｓｏｌが最大値（図中、Ｆｓｏｌ−ｍａｘ）に達し、スプール４の最大ストローク位置Ｉ３が決定され、出力ポート８から最大油圧が発生する。
【００４２】
（実施例１の効果）
実施例１の常閉型電磁スプール弁は、上述したように、リターンスプリング５を、出力無効ストロークＬ１の変化範囲においてスプール４を閉弁方向へ付勢する閉弁用スプリング５ａと、出力有効ストロークＬ２の変化範囲においてスプール４を閉弁方向へ付勢する出力調整用スプリング５ｂとに分け、閉弁用スプリング５ａの軸方向のバネ定数を低く設ける構成を採用している。
これにより、出力無効ストロークＬ１ではスプール４を閉弁用スプリング５ａにより閉弁方向に付勢し、出力有効ストロークＬ２ではスプール４を出力調整用スプリング５ｂによって閉弁方向に付勢するようにして、出力調整用スプリング５ｂと閉弁用スプリング５ａの作用範囲を分けるとができる。これによって、出力有効ストロークＬ２において出力調整用スプリング５ｂの付勢力が強まる不具合｛図２（ｂ）参照｝を回避でき、出力有効ストロークＬ２が短くなる不具合を回避することができる。
【００４３】
また、出力有効ストロークＬ２においては、従来構成と同様のバネ定数の高い出力調整用スプリング５ｂの付勢力がスプール４に与えられるため、スプール４の振動が抑えられ、出力ポート８の出力油圧に油圧振動の発生する不具合が回避される。
さらに、出力有効ストロークＬ２においては、バネ定数の高い出力調整用スプリング５ｂの付勢力がスプール４に与えられるため、電磁アクチュエータ２の駆動電流に対してスプール４のストロークが増加する不具合｛図２（ｃ）参照｝を回避でき、駆動電流に対する出力油圧の制御を良好に保つことができる。
【００４４】
一方、出力無効ストロークＬ１では、バネ定数の低い閉弁用スプリング５ａの付勢力によってスプール４を閉弁方向へ付勢するため、出力無効ストロークＬ１を長く設定しても、出力ポート８から油圧が発生する出力開始位置Ｉ２において、スプール４にかかるリターンスプリング５の付勢力（Ｆｓｐ１＋Ｆｓｐ２）を小さくすることができる。
このように、出力無効ストロークＬ１を長く設定しても、出力開始位置Ｉ２においてスプール４にかかるリターンスプリング５の付勢力（Ｆｓｐ１＋Ｆｓｐ２）を小さくできるため、出力無効ストロークＬ１を長く設定することが可能となる。そして、この実施例１に示すように、出力無効ストロークＬ１を長くすることで、電磁アクチュエータ２のＯＦＦ状態における入力ポート７のオイル通過が抑えられ、電磁アクチュエータ２のＯＦＦ時におけるスプール弁１の内部のオイル漏れを抑えることができる。
【００４５】
このように、電磁アクチュエータ２のＯＦＦ時におけるスプール弁１の内部のオイル漏れが抑えられるため、自動変速機に搭載されるオイルポンプの負担が減る。この結果、オイルポンプのポンプ能力を下げることが可能となり、オイルポンプの小型化を図ることが可能になるとともに、オイルポンプの駆動エネルギーが小さくなることにより、車両の燃費を向上させることが可能になる。
【００４６】
さらに、この実施例１の出力調整用スプリング５ｂと閉弁用スプリング５ａは、スプール４に対して並列に配置されているため、出力無効ストロークＬ１と出力有効ストロークＬ２とを容易に分けることができる。
【実施例２】
【００４７】
図５を参照して実施例２を説明する。なお、実施例２において上記実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
この実施例２の出力調整用スプリング５ｂと閉弁用スプリング５ａは、スプール４と調整ネジ２２の軸方向間に直列に配置されたコイルスプリングであり、スプール４に対して直列に付勢力が作用するように配置されている。
【００４８】
具体的に、出力調整用スプリング５ｂと閉弁用スプリング５ａは、中間可動部材５ｃを介して軸方向に直列に配置されて、スプール４に付勢力が作用するように設けられている。
そして、電磁アクチュエータ２が通電されてスプール４が開弁方向に移動すると、先ず主に閉弁用スプリング５ａが圧縮され、続いて、中間可動部材５ｃがスリーブ３に設けられた調整ネジ２２（固定部材の一例）に当接してから、出力調整用スプリング５ｂが主に圧縮されるようになっている。ここで、電磁アクチュエータ２のＯＦＦ時、中間可動部材５ｃにおける可動当接部５ｃ’と、調整ネジ２２における固定当接部２２’との対向距離Ｌ６は、出力無効ストロークＬ１と略同じに設けられている。
この実施例２の構成を採用しても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
〔変形例〕
上記実施例で示すスプール弁１および電磁アクチュエータ２の構造は説明のための一例であり、上記実施例で示したスプール弁１の構造および電磁アクチュエータ２の構造に本発明は限定されるものではない。また、スプール弁１の一例として三方弁を示したが、二方弁や、四方弁など、他のスプール弁構造であっても良い。即ち、少なくても入力ポート７と出力ポート８を持つ常閉型電磁スプール弁であれば、本発明を適用することができるものである。
【００５０】
上記の実施例では、自動変速機の油圧制御装置に用いられる電磁油圧制御弁に本発明を適用する例を示したが、自動変速機以外の他の電磁油圧制御弁に本発明を適用しても良い。また、常閉型電磁スプール弁の用途は、油圧に限定されるものではなく、オイルの吐出流量の制御を行う電磁油量制御弁に適用しても良い。さらに、常閉型電磁スプール弁の制御流体は、オイルに限定されるものではなく、他の液体流体はもちろん、ガス等の気体流体の吐出圧や吐出量の制御を行う常閉型電磁スプール弁に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】常閉型電磁スプール弁の要部概略断面図である（実施例１）。
【図２】作動説明のためのグラフ
【図３】常閉型電磁スプール弁の具体的構造例の断面図である。
【図４】電磁アクチュエータのＯＦＦ時におけるオイル漏れの説明図である。
【図５】常閉型電磁スプール弁の要部概略断面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００５２】
１    スプール弁
２    電磁アクチュエータ
３    スリーブ
４    スプール
５    リターンスプリング
５ａ  閉弁用スプリング
５ｂ  出力調整用スプリング
５ｃ  中間可動部材
５ｃ’可動当接部
７    入力ポート
８    出力ポート
２２    調整ネジ（固定部材）
２２’  固定当接部
Ｌ１  出力無効ストローク
Ｌ２  出力有効ストローク
Ｌ３  軸方向対向距離
Ｌ４  自由長
Ｌ５  バネ隙間
Ｌ６  対向距離
【図１】
2007270996.tif 000003
【図２】
2007270996.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007270996.tif 000006
【図５】
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