JPH1038122A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁束が通る隙間の磁気抵抗を可及的に抑制で
き、かつ、流路の流通面積を可及的に拡張することので
きる電磁弁を提供する。 【解決手段】 排出ポートＣを開閉するプランジャ２０
と、排出ポートＣに連通する流路４４と、プランジャ２
０に対向して配置されたコア３１と、プランジャ２０と
コア３１とを結ぶ磁気回路を形成して磁気吸引力により
プランジャ２０を移動させる電磁コイル３０と、プラン
ジャ２０を電磁コイル３０とは逆方向に移動させる圧縮
ばね２５とを備えた電磁弁において、プランジャ２０と
コア３１との相対移動を許容し、かつ、磁束が通る隙間
３８が、流路４４を避けた位置に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両の自
動変速機の油圧制御装置に用いられる電磁弁に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動変速機には歯車変速機構や
摩擦係合装置が設けられており、摩擦係合装置の係合・
解放により変速が実行される。この摩擦係合装置に油圧
を供給する油圧制御装置には電磁弁が用いられており、
電磁弁のデューティ比を制御することにより摩擦係合装
置に作用する油圧の調整が行われる。この電磁弁の一例
として、本出願人が先に提案した特願平７−３１８６０
７号がある。

【０００３】この電磁弁は、磁性体により構成された筒
状のヨークの内部に、磁性体からなる弁体と、弁体を移
動させる電磁コイルと、弁体を電磁コイルとは逆方向に
移動させる弾性体と、弁体の隣に設けられた磁性体とし
てのコアとが配置されている。弁体とコアとは相対移動
可能な隙間をおいて配置されている。また、ヨークの内
部には、油圧源に連通される入口流路と、シフトバルブ
に連通される出口流路と、オイルパンに連通される排出
流路とが形成されている。

【０００４】上記構成の電磁弁は、電磁コイルがオフさ
れている場合には、弾性体の弾性力により弁体が所定方
向に押圧されて入口流路と出口流路との間の流入ポート
が開放されて油圧がシフトバルブに供給される一方、出
口流路と排出流路との間の排出ポートが弁体により閉じ
られる。また、電磁コイルがオンされると、ヨークと弁
体とコアとを結ぶ磁気回路が形成され、磁気吸引力によ
り弁体が弾性体の弾性力に抗して移動する。その結果、
流入ポートが弁体により閉じられ、排出ポートが開放さ
れてシフトバルブに供給されていた油圧が排出流路から
排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような電磁弁で
は、弁体が磁気吸引力により移動されるため、磁気吸引
力の強弱により弁体の作動応答性が左右される。したが
って、磁束が通る部位、具体的には弁体とコアとの隙間
を可及的に狭く設定して磁気抵抗を軽減することが望ま
しい。

【０００６】一方、上記のような自動変速機において
は、シフトバルブに作用する油圧の供給・排出を迅速に
行うことが要求される場合がある。したがって、電磁弁
の流路の流通面積を可及的に拡張し、大流量の流通を確
保することが望ましい。

【０００７】しかし、従来の電磁弁においては、磁束の
通る隙間が流体の流路の一部を構成していたため、弁体
の作動応答性の向上と、大流量の確保とを両立させるこ
とができなかった。

【０００８】この発明は上記事情を背景としてなされた
もので、磁束が通る隙間の磁気抵抗を可及的に抑制で
き、かつ、流路の流通面積を可及的に拡張することので
きる電磁弁を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的
を達成するために請求項１に記載された発明は、ポート
を開閉する弁体と、前記ポートに連通する流路と、前記
弁体に対向して配置された磁性体と、前記弁体と前記磁
性体とを結ぶ磁気回路を形成して磁気吸引力により前記
弁体を移動させる電磁コイルと、前記弁体を前記電磁コ
イルとは逆方向に移動させる弾性体とを備えた電磁弁に
おいて、前記弁体と前記磁性体との相対移動を許容し、
かつ、磁束が通る隙間が、前記流路を避けた位置に形成
されていることを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、磁束の通る隙間
を可及的に狭く設定して磁気抵抗を抑制し、弁体に作用
する磁気吸引力を高めて弁体の作動応答性を向上させ、
かつ、流路の流通面積を可及的に拡張して大流量の流通
を確保することができる。

【００１１】請求項２の発明は、前記弁体が筒状に形成
され、この弁体の内部に前記磁性体が配置されているこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の作用を得られるほか、弁体と磁性体とが径方向に配置
されることで軸線方向の配置スペースを可及的に狭める
ことができ、電磁弁の小型化に寄与できる。

【００１３】請求項３の発明は、前記弁体に設けられ、
前記電磁コイルまたは前記弾性体の動力とは逆方向の流
体圧が作用する第１受圧面と、前記電磁コイルまたは前
記弾性体の動力により移動された前記弁体が当接される
当接面と、前記弁体に設けられ、かつ、この弁体が前記
当接面に当接された状態で前記第１受圧面に作用する流
体圧に対抗する流体圧が作用する第２受圧面とを備えて
いることを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載した発明によれば、請求項
１または請求項２と同様の作用を得られるほか、弁体を
当接面に当接した状態では、第２受圧面に作用する流体
圧が、第１受圧面に作用する流体圧を低減させる。した
がって、弁体を移動させるために必要な電磁コイルの磁
気吸引力または弾性体の弾性力を可及的に抑制すること
ができ、弁体の作動応答性が一層向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明を図面に基づい
て説明する。図１はこの発明の一実施例に係る電磁弁１
の全体構成を示す断面図、図２は電磁弁１の要部を示す
拡大断面図である。この電磁弁１は、たとえば自動変速
機（図示せず）の油圧制御装置に用いられる。

【００１６】図において、２は磁性体、例えば鋼により
一体的に形成されたヨークで、ヨーク２は円筒状の大径
部３と、大径部３の一端側に設けた内向きのフランジ４
と、フランジ４の内周端から大径部３の外側へ向けて突
出された円筒状の小径部５とを有する。大径部３、小径
部５は同一の軸線Ａを中心としており、小径部５には軸
線Ａを中心として貫通する断面円形の固定孔６が設けら
れている。

【００１７】また、内向きフランジ４の内周端には大径
部３の内方空間へ向けて突出された円筒状のスリーブ７
が設けられている。スリーブ７には、その外周面から内
周面に到達する切り欠き８が設けられている。

【００１８】前記小径部５には出口流路９が形成され、
出口流路９が切り欠き８に連通されている。出口流路９
は自動変速機の摩擦係合装置に油圧を供給・遮断するシ
フトバルブ（図示せず）に連通されている。なお、小径
部５の外周にはＯリング１０，１１が装着され、電磁弁
１の装着部位における密封性を維持している。

【００１９】さらに、ヨーク２の内部には非磁性体、例
えばプラスチックにより一体成形されたシャフト１２が
挿入されている。シャフト１２は、固定孔６に嵌合固定
された第１軸部１３と、大径部３の内部側において第１
軸部１３の端部に一体的に設けられた第２軸部１４とを
有する。

【００２０】また、シャフト１２の内部には、第１軸部
１３の端面から第２軸部１４に到達する入口流路１５が
設けられている。第１軸部１３には、外周面に開口され
た流路１６が複数形成され、流路１６が入口流路１５に
連通されている。さらに、第１軸部１３には外向きのフ
ランジ１７が形成され、フランジ１７の端部には当接面
１８が形成されている。当接面１８とスリーブ７の端面
とはほぼ同一平面に設定されている。なお、スリーブ７
には環状の凹部１９が形成されており、凹部１９にフラ
ンジ１７が嵌合されている。

【００２１】一方、シャフト１２の第２軸部１４の外周
には、軸線Ａ方向に移動可能な円筒状の弁体としてのプ
ランジャ２０が取り付けられている。プランジャ２０は
磁性体、例えば鋼により一体成形されており、プランジ
ャ２０の内径は第２軸部１４と液密に摺動する値であ
る。

【００２２】プランジャ２０におけるスリーブ７側の端
部には、当接面１８との間に流入ポートＢを形成する第
１受圧面２１が形成されている。第１受圧面１８の内径
はフランジ１７の外径よりも小さく設定され、第１受圧
面１８の外径はフランジ１７の外径よりも大きく設定さ
れている。

【００２３】また、フランジ２０におけるスリーブ７と
は反対側の外周には、フランジ２２が形成されている。
フランジ２２の一方、つまりスリーブ７とは反対側の箇
所には、環状の第２受圧面２３が形成されている。第２
受圧面２３は、スリーブ７から離れるにつれて小径とな
るような傾斜を備えている。また、第２受圧面２３の内
周側には環状の当接面２４が形成されている。当接面２
４は軸線Ａとほぼ直交している。

【００２４】そして、スリーブ７とフランジ２２との間
には弾性体としての圧縮ばね２５が装着され、圧縮ばね
２５の弾性力によりプランジャ２０がスリーブ７から離
れる方向に押圧されている。

【００２５】前記大径部３の内部に挿入されたボビン２
６は非磁性体、例えばプラスチックにより一体成形され
たもので、スリーブ７の外周に一端側を装着された円筒
部２７と、円筒部２７の一端側、つまりフランジ４側の
外周面に設けた外向きのフランジ２８と、円筒部２７の
他端側の外周面に設けた外向きのフランジ２９とを有す
る。フランジ２８はフランジ４の内面に当接しており、
フランジ２８とフランジ４との当接面間にはＯリング３
０Ａを装着してある。また、ボビン２６には電磁コイル
３０を巻き付けてある。

【００２６】一方、大径部３の内部には、シャフト１２
と同一軸線Ａを中心として配置された磁性体、例えば鋼
により一体成形されたコア３１が設けられている。コア
３１は軸部３２と、軸部３２の外端側に設けたフランジ
３３とを備えている。フランジ３３の外周にはヨーク２
の大径部３が当接され、大径部３の端部が内側にカシメ
られてコア３１が固定されている。

【００２７】また、軸部３２の先端には凹部３４が形成
されており、シャフト１２の第２軸部１４の端部に設け
られた凸部３５が凹部３４に嵌合されている。また、軸
部３２の外周面３６とプランジャ２０の内周面３７との
間には所定の隙間３８が設定され、プランジャ２０と軸
部３２との軸線Ａ方向および円周方向の相対移動を許容
している。

【００２８】また、ボビン２６の内方には環状のスペー
サ３９が配置されており、スペーサ３９の内方にコア３
１の軸部３２が挿入されている。なお、スペーサ３９は
非磁性体、例えばプラスチックにより一体成形されてい
る。このようにして、軸部３２とスペーサ３９との間に
排出流路４０が形成されている。排出流路４０はコア３
１に設けられた流路４１を介して自動変速機のオイルパ
ン（図示せず）に連通している。

【００２９】さらに、スペーサ３９におけるプランジャ
２０側の端部には環状の当接面４３が形成されている。
当接面４３の内径はプランジャ２０の当接面２４の外径
よりも小さく設定されている。また、スペーサ３９の当
接面４３とシャフト１３の当接面１８との軸線Ａ方向の
距離は、プランジャ２０の軸線Ａ方向の長さよりも長く
設定されている。

【００３０】このようにして、プランジャ２０の当接面
２４とスペーサ３９の当接面４３との間に排出ポートＣ
が形成されている、また、ボビン２６とプランジャ２０
との間には、出口流路９と排出ポートＣとを連通する流
路４４が形成されている。さらに、前記隙間３８は、流
路４４を避けた位置に配置されている。

【００３１】なお、スペーサ３９の外周にはＯリング４
４が装着され、当該部位の密封性を維持している。ま
た、コア３３には環状の凹部４５が形成されており、ス
ペーサ３９の端部が凹部４５に嵌合されている。

【００３２】上記構成の電磁弁１は、電磁コイル３０が
オフされた状態では、図１に示すように圧縮ばね２５の
弾性力によりプランジャ２０がスペーサ３９側に押圧さ
れる。このため、シャフト１３の当接面１８とプランジ
ャ２０の第１受圧面２１とが離れて流入ポートＢが開放
する。また、プランジャ２０の当接面２４とコア３１の
当接面４３とが当接して排出ポートＣが閉じられる。そ
の結果、入口流路１５側の油圧が出口流路９を介してシ
フトバルブに供給される。

【００３３】一方、電磁コイル３０がオンされると、ヨ
ーク２とプランジャ２０とコア３１とを結ぶ磁気回路が
形成され、その磁気吸引力により図２に示すようにプラ
ンジャ２０が圧縮ばね２５の弾性力に抗してシャフト１
３側に移動する。このため、プランジャ２０の第１受圧
面２１とシャフト１３の当接面１８とが当接して流入ポ
ートＢが閉じられる一方、プランジャ２０の当接面２４
とコア３１の当接面４４とが離れて排出ポートＣが開放
される。

【００３４】その結果、シフトバルブ側の油圧が流路４
４、排出ポートＣを介してオイルパンに排出される。な
お、図２の状態から電磁コイル３０をオフすれば、図１
の状態に復帰することは勿論である。

【００３５】このように、上記電磁弁１では、プランジ
ャ２０とコア３２との相対移動を許容し、かつ、磁束が
通る隙間３８が、流路４４を避けた位置に配置されてい
る。したがって、隙間３８を可及的に狭く設定して磁気
抵抗を抑制すれば、プランジャ２０を動作させる磁気吸
引力が高められ、プランジャ２０の作動応答性が向上す
る。また、流路４４の流通面積を可及的に拡大設定して
大流量の流通を確保することができる。

【００３６】また、上記電磁弁１によれば、プランジャ
２０の内方にコア３１の軸部３２が挿入され、プランジ
ャ２０軸部３２とが径方向に配置されることで軸線Ａ方
向の配置スペースを可及的に狭めることができ、電磁弁
１の小型化に寄与できる。

【００３７】さらに、プランジャ２０の軸線Ａ方向の両
端には第１受圧面２１と第２受圧面２３とが形成されて
いる。そして、第２受圧面２３には所定の傾斜が設定さ
れているため、図１の状態で第１受圧面２１に流体圧が
作用すると同時に、第２受圧面２３にも流体圧が作用す
る。

【００３８】この第１受圧面２１に作用する油圧はプラ
ンジャ２０をコア３１側に押圧する動力となり、第２油
圧面２３に作用する油圧はプランジャ２０をシャフト１
３側に押圧する動力となり打ち消し合う。このため、電
磁コイル３０をオンしてプランジャ２０をシャフト１３
側に移動させる際に、プランジャ２０を圧縮ばね２５お
よび第１当接面２１に作用する流体圧に打ち勝つために
必要な磁気吸引力を可及的に抑制することが可能とな
る。したがって、なるべく小さな動力でプランジャ２０
を動作させることができ、プランジャ２０の作動応答性
が一層向上する。

【００３９】なお、上記実施例において、プランジャ２
０をコア３１側に移動させるための弾性体として引っ張
りばねを利用してもよい。さらにまた、ばねのほかにエ
ラストマーの弾性力によりプランジャ２０を移動させる
構成を採用してもよい。

【００４０】また、スペーサ３９と第２受圧面２３との
間に圧縮ばねを装着し、電磁コイル３０がオフ状態で排
出ポートＣが開放され、電磁コイル３０のオン状態で排
出ポートＣが閉じられる構成の電磁弁を構成することも
可能である。このように構成した場合、磁気回路の形成
と排出ポートＣの開放とが逆のタイミングで行われる
が、磁気吸引力を可及的に高める効果と流路４４の流量
の増大を実現する効果とを得られることは上記実施例と
同様である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、磁束の通る隙間を可及的に狭く設定して磁気抵抗
を抑制し、弁体に作用する磁気吸引力を高めて弁体の作
動応答性を向上させ、かつ、流路の流通面積を可及的に
拡張して大流量の流通を確保することができる。

【００４２】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の効果を得られるほか、弁体と磁性体とが径方向に配置
されることで軸線方向の配置スペースを可及的に狭める
ことができ、電磁弁の小型化に寄与できる。

【００４３】請求項３に記載した発明によれば、請求項
１または請求項２と同様の効果を得られるほか、弁体を
当接面に当接した状態では、第２受圧面に作用する流体
圧が、第１受圧面に作用する流体圧を低減させる。した
がって、弁体を移動させるために必要な電磁コイルの磁
気吸引力または弾性体の弾性力を可及的に抑制すること
ができ、弁体の作動応答性が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の電磁弁の概略構成を示す
断面図である。

【図２】図１の電磁弁の要部を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１８ 当接面 ２０ プランジャ（弁体） ２１ 第１受圧面 ２３ 第２受圧面 ２５ 圧縮ばね（弾性体） ３０ 電磁コイル ３１ コア（磁性体） ３８ 隙間 ４４ 流路 Ｃ 排出ポート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポートを開閉する弁体と、前記ポートに
   連通する流路と、前記弁体に対向して配置された磁性体
   と、前記弁体と前記磁性体とを結ぶ磁気回路を形成して
   磁気吸引力により前記弁体を移動させる電磁コイルと、
   前記弁体を前記電磁コイルとは逆方向に移動させる弾性
   体とを備えた電磁弁において、 前記弁体と前記磁性体との相対移動を許容し、かつ、磁
   束が通る隙間が、前記流路を避けた位置に形成されてい
   ることを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記弁体が筒状に形成され、この弁体の
   内部に前記磁性体が配置されていることを特徴とする請
   求項１に記載の電磁弁。
3. 【請求項３】 前記弁体に設けられ、前記電磁コイルま
   たは前記弾性体の動力とは逆方向の流体圧が作用する第
   １受圧面と、前記電磁コイルまたは前記弾性体の動力に
   より移動された前記弁体が当接される当接面と、前記弁
   体に設けられ、かつ、この弁体が前記当接面に当接され
   た状態で前記第１受圧面に作用する流体圧に対抗する流
   体圧が作用する第２受圧面とを備えていることを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の電磁弁。