リニアソレノイドバルブ
【課題】 非通電時の供給ポートシール長さを長くとれないため、供給ポートに供給された作動油がこのシール長さ部分を通って排出ポートに流れ、作動油の消費流量が増加する問題がある。
【解決手段】 コア１５のヨーク部３１の先端とプランジャ１８の端縁とを、非通電時にアンダラップの関係となるように設定して供給ポート５０のシール長さを増大させ、前記プランジャをストッパ当接位置に向けて押圧するばね５４を、セット荷重が前記プランジャの初期ストローク位置でのコアによる吸引力を上回らないようにばね常数を設定するとともに、前記プランジャのストッパ当接位置でセット荷重が０以上となるように設定した。
【解決手段】 コア１５のヨーク部３１の先端とプランジャ１８の端縁とを、非通電時にアンダラップの関係となるように設定して供給ポート５０のシール長さを増大させ、前記プランジャをストッパ当接位置に向けて押圧するばね５４を、セット荷重が前記プランジャの初期ストローク位置でのコアによる吸引力を上回らないようにばね常数を設定するとともに、前記プランジャのストッパ当接位置でセット荷重が０以上となるように設定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドの通電によりプランジャを駆動してスプールを変位させるリニアソレノイドバルブ、特にオートマチックトランスミッションのクラッチ圧を制御するのに好適なリニアソレノイドバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、オートマチックトランスミッションに用いられるクラッチ圧制御用のリニアソレノイドバルブは、変速段に対応したクラッチ油圧を制御することで、クラッチの締結、開放を行うようになっている。この種のオートマチックトランスミッションにおいては、リニアソレノイドバルブはクラッチと対で使用されることから、変速段数によって複数のリニアソレノイドバルブが搭載される。そして、変速段によってクラッチを開放状態に保つために、ソレノイドを非通電状態にしてクラッチ油圧が０状態に保持される。従って、アイドル時のニュートラル制御により、すべてのクラッチを開放状態に保持する必要があるため、すべてのリニアソレノイドバルブが非通電状態で使用される機会が生ずる。
【０００３】
従来、非通電時のコアとプランジャは、アンダラップによる作動不良を防止するために、例えば、特許文献１に記載されているように、僅かにオーバラップする関係に設定されている。
【特許文献１】特開平１１−１３２３５７号公報（段落００１３、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したように、非通電時のコアとプランジャが、オーバラップする関係、ないしは図６に示すように、非通電時のコア１５の端縁とプランジャ１８の端縁とが軸方向に一致（ラップ量０）する関係に設定されていると、供給ポート５０部のシール長さＳ０をあまり長くとれないため、供給ポート５０に供給された作動油がこのシール長さ部分のスプール２０と弁スリーブ１９との嵌合隙間を通って排出ポートに流れ、これにより、作動油の消費流量が増加するようになる。
【０００５】
特に、オートマチックトランスミッションに用いられるクラッチ圧制御用のリニアソレノイドバルブにおいては、アイドル時のニュートラル制御により、複数のリニアソレノイドバルブがすべて非通電状態に保持されるため、消費流量のトータル流量が多くなる。従って、そのトータル流量に基づいてポンプ容量を決定しなければならないため、容量の大きなポンプを必要とし、車両の燃費低減を阻害する要因になる。
【０００６】
また、非通電時の供給ポート部のシール長さを長くするために、プランジャおよびスプールのストロークを増加させようとすると、ソレノイドを現状のものよりも大型化しない限り、吸引力の低下を招き、リニアソレノイドバルブの信頼性、応答性が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、ヨーク部の先端とプランジャの端縁とを、非通電時にアンダラップの関係となるように設定して供給ポート部のシール長さを増大させたリニアソレノイドバルブを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ソレノイドユニット部によって弁スリーブに収容されたスプールを変位させるリニアソレノイドバルブであって、前記ソレノイドユニット部は、ソレノイドと、このソレノイドに供給される電流に応じて移動するプランジャと、前記ソレノイドの通電に伴い前記プランジャを吸引するコアとを備え、前記弁スリーブには、非通電時は前記スプールによって閉塞され通電によるスプールの変位によって開口されて出力ポートに接続される供給ポートと、非通電時は開口されて出力ポートに接続され通電によるスプールの変位によって閉止される排出ポートと、前記供給ポートと排出ポートの間に設けられ制御圧を出力する出力ポートと、前記制御圧を前記スプールに形成した面積差を有するフィードバック部に導くフィードバックポートとを設け、前記コアのプランジャとの対向面に、前記プランジャの一端を収容可能な収容凹部を開口した円筒状のヨーク部を設け、このヨーク部の先端と前記プランジャの端縁とを非通電時に所定量離間したアンダラップの関係となるように設定して前記供給ポート部のシール長さを増大させ、前記プランジャに作用する吸引力に抗し、かつ前記フィードバック部に作用するフィードバック力と同方向に前記スプールを介してプランジャを押圧するばねを設け、このばねを、セット荷重が前記プランジャの初期ストローク位置でのコアによる吸引力を上回らないようにばね常数を設定するとともに、前記プランジャのストッパ当接位置でセット荷重が０以上となるように設定したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ヨーク部の外周に、前記収容凹部の開口端に近づくにつれて断面積が減少するテーパ部を形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した請求項１、２に係る発明によれば、ソレノイドの非通電状態におけるコアとプランジャとのラップ量をアンダラップとすることで、そのアンダラップ量だけ非通電時の供給ポート部のシール長さを増大させることができ、これにより、供給ポートから供給された作動油がスプールのランド部と弁スリーブの嵌合隙間を介して排出ポート側に流れる消費流量を低減させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。本実施の形態のリニアソレノイドバルブ１０は、主として、ソレノイドユニット部１１と、そのソレノイドユニット部１１の一端に設けられたスプール弁部１２とによって構成されている。ソレノイドユニット部１１は、カバー１４、コア１５、内筒１６、ソレノイド１７、およびプランジャ１８等を備えており、スプール弁部１２は弁スリーブ１９とスプール２０等を備えている。
【００１２】
磁性体からなるカバー１４は、有底円筒状をなし、このカバー１４の底部側に全体として筒状をなす磁性体からなる内筒１６が収納されている。また、カバー１４の開口部側に、貫通穴を形成した磁性体からなるコア１５が収納されている。コア１５にはカバー１４の開口端側にフランジ部２１が形成されているとともに、このフランジ部２１よりカバー１４の底部側に突設する円筒部２２が形成されている。内筒１６にはカバー１４の底部側にフランジ部２３が形成されているとともに、このフランジ部２３よりカバー１４の開口端側に突設する円筒部２４が形成されている。
【００１３】
コア１５の円筒部２２と内筒１６の円筒部２４は軸方向に所定量離間して対向配置され、これら円筒部２２、２４の外周に非磁性体からなるステンレスリング２５の両端が嵌合されている。これによってコア１５と内筒１６は、磁気的に分離された状態で互いに同心に保持されている。内筒１６の内周には磁性体からなるプランジャ１８が摺動可能に嵌合されている。
【００１４】
前記内筒１６のフランジ部２３はカバー１４の底部に嵌合され、コア１５のフランジ部２１はカバー１４の開口端に嵌合され、これら両フランジ部２１、２３の間に環状空間部２６が両円筒部２２、２４の周りに形成されている。環状空間部２６にはソレノイド１７を巻回したボビン２７が嵌入固定されている。
【００１５】
前記内筒１６に対向するコア１５の一端には、前記プランジャ１８の外径より僅かに大きな内径の収容凹部３０が所定の深さに亘って開口され、これによってコア１５の一端に円筒状のヨーク部３１を形成している。収容凹部３０にはプランジャ１８の端部が収容可能となっており、収容凹部３０の深さはプランジャ１８のストローク量よりも僅かに小さめに設定されている。前記ヨーク部３１の外周には、前記収容凹部３０の開口端に近づくにつれて断面積が減少するテーパ部３２が形成されている。
【００１６】
かかるヨーク部３１は、ソレノイド１７と、コア１５、内筒１６、プランジャ１８、およびカバー１４とで構成される磁気回路におけるコア１５とプランジャ１８間の磁気受渡し部を構成している。
【００１７】
カバー１４の開口端側に位置するコア１５の端面には、スプール２０を摺動可能に嵌装する弁スリーブ１９が配設されている。そして、カバー１４の開口側筒状端部１４ａを、弁スリーブ１９に形成されたフランジ部３４とコア１５のフランジ部２１とを接合させた状態でかしめることにより、弁スリーブ１９に対してソレノイドユニット部１１を一体結合している。これにより、カバー１４内に収納されたコア１５と内筒１６は、カバー１４の底部と弁スリーブ１９のフランジ部３４との間で軸方向に固定されるようになっている。
【００１８】
前記弁スリーブ１９には、径の異なる第１の弁孔３５と第２の弁孔３６が形成されるとともに、この第２の弁孔３６に接続するばね収容孔３７が形成されている。これら各弁孔３５、３６およびばね収容孔３７は、前記コア１５およびプランジャ１８と同軸上に延びるように形成されている。
【００１９】
前記スプール２０には、前記第１の弁孔３５にそれぞれ嵌合する第１および第２のランド部４１、４２と、前記第２の弁孔３６に嵌合する第３のランド部４３が設けられている。第２のランド部４２と第３のランド部４３は互いに隣接して設けられ、その境界部に段差部４４が設けられている。段差部４４に連通するフィードバックポート４５が弁スリーブ１９に形成されている。
【００２０】
前記第１および第２のランド部４１、４２は軸方向に所定量離間して設けられ、小径部４６によって互いに連結されている。小径部４６に対応して環状溝４７が前記弁スリーブ１９に形成され、この環状溝４７に制御圧を出力する出力ポート４８が連通されている。出力ポート４８は、図略の連通路を介して前記フィードバックポート４５に連通されている。また、前記弁スリーブ１９には、前記第１および第２のランド部４１、４２の互いに対向する端面にそれぞれ対応して開口する排出ポート４９および供給ポート５０が形成されている。さらに、前記弁スリーブ１９には、ばね収容孔３７に開口するドレンポート５１が形成されている。
【００２１】
なお、前記スプール２０の一端には、コア１５の貫通穴を貫通してプランジャ１８に当接するシャフト部５２が突設されている。
【００２２】
前記ばね収容孔３７の開口端はその内周面に形成されたねじ孔に螺合するプラグ５３によって閉塞され、このプラグ５３とスプール２０の間にばね５４が設けられている。スプール２０はばね５４の付勢力によってプランジャ１８に向けて押圧され、これにより、スプール２０のシャフト部５２を介してプランジャ１８が、通常（ソレノイド１７の非通電時）カバー１４の底面に当接するストッパ当接位置に保持される。
【００２３】
かかるプランジャ１８のストッパ当接位置においては、図２に詳細図示するように、コア１５のヨーク部３１の端縁とプランジャ１８の端縁とはΔＳ量だけ離間したアンダラップの関係にされ、このアンダラップ量ΔＳだけ前記供給ポート５０部のシール長さＳ１を増加するようにしている。
【００２４】
すなわち、従来におけるヨーク部３１の端縁とプランジャ１８の端縁は、図６に示すように、軸方向に一致する関係に設定されているか、あるいは僅かにオーバラップする関係に設定されているのに対し、本実施の形態においては、プランジャ１８のストッパ当接位置が前述したアンダラップ量ΔＳだけ図の右方向にシフトされた形になっている。このため、このプランジャ１８とともに移動するスプール２０も、非通電時においては図６に比べて右方向にΔＳだけシフトされた位置に保持される。従って、従来、図６に示すようにシール長さがＳ０であった供給ポート５０部の弁スリーブ１９と第１のランド部４１とのシール長さがΔＳだけ増加したＳ１（Ｓ１＝Ｓ０＋ΔＳ）となる。
【００２５】
このように、コア１５のヨーク部３１の端縁とプランジャ１８の端縁とがアンダラップの関係に設定されたことにより、プランジャ１８のストロークに対する吸引力が、図３に示すように、プランジャ１８の端縁がヨーク部３１の端縁に一致するまでのアンダラップ領域ΔＳにおいては、右下がりの吸引力特性ＦＩとなる。しかしながら、プランジャ１８のストロークが前記アンダラップ領域ΔＳを越えて大きくなると、ヨーク部３１に形成したテーパ部３２の影響も相俟って、プランジャ１８のストロークに対して吸引力がほとんど変化しないほぼフラットな吸引力特性となる。
【００２６】
また、前記した供給ポート５０部におけるシール長さＳ１をソレノイド１７の非通電時にも確保するために、ソレノイド１７の非通電時における前記ばね５４のセット荷重Ｆ０が、図３に示すように、０以上となるように設定されている。これにより、前記アンダラップにより、スプール２０のストローク量が増加したにも拘らず、非通電時においてはプランジャ１８がカバー１４の底面に当接するストッパ当接位置ＳＡに確実に保持されるようになる。
【００２７】
さらに、前記ばね５４のばね常数は、図３に示すように、プランジャ１８の初期ストローク位置（ストッパ当接位置ＳＡから油圧立上がりストローク位置ＳＢまでの間）でのばね５４のセット荷重ＦＸが、前記吸引力ＦＩを上回らないように設定されている。これにより、プランジャ１８の初期ストローク位置においても、吸引力とばね５４とのバランスにとって、スプール２０は安定的にストロークでき、作動不良を起こさないようになる。
【００２８】
なお、図示してないが、前記供給ポート５０には、圧油供給源より図略のレギュレータバルブによって低圧に制御された作動油が供給されるようになっており、また、出力ポート４８より出力された作動油は、図略のオートマチックトランスミッションの各クラッチに供給されるようになっている。
【００２９】
次に、上記した構成の本実施の形態における作用について説明する。
【００３０】
ソレノイド１７が非通電の状態においては、スプール２０は、ばね５４の付勢力によりプランジャ１８を図１の右方向に押圧し、プランジャ１８をカバー１４の底面に当接するストッパ当接位置に保持している。この非通電状態においては、出力ポート４８は、供給ポート５０との連通が遮断されているとともに、排出ポート４９に連通され、これによって出力ポート４８は低圧に保持されている。
【００３１】
ソレノイド１７に通電されると、プランジャ１８がコア１５側へ引き寄せられることにより、前記ばね５４の付勢力に抗してスプール２０が変位する。その結果、第２のランド部４２が供給ポート５０を開口し始めるとともに、第１のランド部４１が排出ポート４９の開口面積を制限し始めるので、出力ポート４８の制御圧は次第に上昇され、この制御圧によってクラッチ油圧が制御される。
【００３２】
前記制御圧は、また、フィードバックポート４５に導入され、第２のランド部４２と第３のランド部４３の境界部に設けられた段差部４４に作用する。このため、第２のランド部４２と第３のランド部４３との面積差と制御圧との積によって求められるフィードバック力がばね５４の付勢方向と同方向に作用する。
【００３３】
すなわち、かかるリニアソレノイドバルブ１０においては、ソレノイド１７に通電される電流値に応じてコア１５がプランジャ１８を吸引する吸引力と、ばね５４の付勢力および前記フィードバック力の合力とがバランスする位置にスプール２０が保持され、これによって制御圧はソレノイド１７に通電された電流値に応じた圧力に制御される。
【００３４】
図４は、本実施の形態におけるリニアソレノイドバルブ１０の圧力特性を示すもので、ソレノイド１７に通電される電流値が小さな領域においては、スプール２０が排出ポート４９を閉止するに至らず、圧力は上昇しない。この状態においては、スプール２０はばね５４の付勢力と吸引力との釣り合いによって制御される。ソレノイド１７に通電される電流値が大きくなると、それに伴って吸引力も増加するため、スプール２０が排出ポート４９を閉止し、圧力が立ち上がる。従って、その後は前述したように、スプール２０が吸引力とばね５４の付勢力とフィードバック力とに基づいて制御されるため、図４に示すように、ソレノイド１７に通電される電流値の増大に比例して出力ポート４８より出力される制御圧が上昇される。
【００３５】
ところで、本実施の形態においては、ソレノイド１７の非通電状態におけるコア１５とプランジャ１８とのラップ量をアンダラップとすることで、このアンダラップ量ΔＳだけ非通電時の供給ポート５０部のシール長さＳ１を増大させたので、供給ポート５０から供給された作動油が、シール長さＳ１部分のスプール２０のランド部４２と弁スリーブ１９の嵌合隙間を介して排出ポート４９に流れる消費流量を低減させることができる。
【００３６】
図５は、本実施の形態におけるリニアソレノイドバルブ１０の流量特性Ａを実線で示し、従来における流量特性Ｂを破線で示して両者を比較したものである。同図より、流量特性Ａにおける非通電時の消費流量は、流量特性Ｂにおける非通電時の消費流量に比して、流量ΔＬだけ低減していることが分かる。
【００３７】
従って、本実施の形態におけるリニアソレノイドバルブを変速段に対応したクラッチ圧を制御するオートマチックトランスミッションに用いた場合には、複数のリニアソレノイドバルブのそれぞれの非通電時における消費流量のトータル流量を大幅に低減することができるようになり、容量の小さなポンプの使用が可能となり、小型、軽量化によって車両の燃費向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態を示すリニアソレノイドバルブの断面図である。
【図２】図１の要部を拡大した図である。
【図３】本発明の実施の形態における吸引力とばね荷重との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における圧力特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における流量特性を示す図である。
【図６】図２に対応する従来図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０… リニアソレノイドバルブ、１１…ソレノイドユニット部、１２…スプール弁部、１４…カバー、１５…コア、１７…ソレノイド、１８…プランジャ、１９…弁スリーブ、２０…スプール、３０…収容凹部、３１…ヨーク部、３２…テーパ部、３５、３６…弁孔、４１、４２、４３…ランド部、４５…フィードバックポート、４８…出力ポート、４９…排出ポート、５０…供給ポート、５４…ばね。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドの通電によりプランジャを駆動してスプールを変位させるリニアソレノイドバルブ、特にオートマチックトランスミッションのクラッチ圧を制御するのに好適なリニアソレノイドバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、オートマチックトランスミッションに用いられるクラッチ圧制御用のリニアソレノイドバルブは、変速段に対応したクラッチ油圧を制御することで、クラッチの締結、開放を行うようになっている。この種のオートマチックトランスミッションにおいては、リニアソレノイドバルブはクラッチと対で使用されることから、変速段数によって複数のリニアソレノイドバルブが搭載される。そして、変速段によってクラッチを開放状態に保つために、ソレノイドを非通電状態にしてクラッチ油圧が０状態に保持される。従って、アイドル時のニュートラル制御により、すべてのクラッチを開放状態に保持する必要があるため、すべてのリニアソレノイドバルブが非通電状態で使用される機会が生ずる。
【０００３】
従来、非通電時のコアとプランジャは、アンダラップによる作動不良を防止するために、例えば、特許文献１に記載されているように、僅かにオーバラップする関係に設定されている。
【特許文献１】特開平１１−１３２３５７号公報（段落００１３、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したように、非通電時のコアとプランジャが、オーバラップする関係、ないしは図６に示すように、非通電時のコア１５の端縁とプランジャ１８の端縁とが軸方向に一致（ラップ量０）する関係に設定されていると、供給ポート５０部のシール長さＳ０をあまり長くとれないため、供給ポート５０に供給された作動油がこのシール長さ部分のスプール２０と弁スリーブ１９との嵌合隙間を通って排出ポートに流れ、これにより、作動油の消費流量が増加するようになる。
【０００５】
特に、オートマチックトランスミッションに用いられるクラッチ圧制御用のリニアソレノイドバルブにおいては、アイドル時のニュートラル制御により、複数のリニアソレノイドバルブがすべて非通電状態に保持されるため、消費流量のトータル流量が多くなる。従って、そのトータル流量に基づいてポンプ容量を決定しなければならないため、容量の大きなポンプを必要とし、車両の燃費低減を阻害する要因になる。
【０００６】
また、非通電時の供給ポート部のシール長さを長くするために、プランジャおよびスプールのストロークを増加させようとすると、ソレノイドを現状のものよりも大型化しない限り、吸引力の低下を招き、リニアソレノイドバルブの信頼性、応答性が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、ヨーク部の先端とプランジャの端縁とを、非通電時にアンダラップの関係となるように設定して供給ポート部のシール長さを増大させたリニアソレノイドバルブを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ソレノイドユニット部によって弁スリーブに収容されたスプールを変位させるリニアソレノイドバルブであって、前記ソレノイドユニット部は、ソレノイドと、このソレノイドに供給される電流に応じて移動するプランジャと、前記ソレノイドの通電に伴い前記プランジャを吸引するコアとを備え、前記弁スリーブには、非通電時は前記スプールによって閉塞され通電によるスプールの変位によって開口されて出力ポートに接続される供給ポートと、非通電時は開口されて出力ポートに接続され通電によるスプールの変位によって閉止される排出ポートと、前記供給ポートと排出ポートの間に設けられ制御圧を出力する出力ポートと、前記制御圧を前記スプールに形成した面積差を有するフィードバック部に導くフィードバックポートとを設け、前記コアのプランジャとの対向面に、前記プランジャの一端を収容可能な収容凹部を開口した円筒状のヨーク部を設け、このヨーク部の先端と前記プランジャの端縁とを非通電時に所定量離間したアンダラップの関係となるように設定して前記供給ポート部のシール長さを増大させ、前記プランジャに作用する吸引力に抗し、かつ前記フィードバック部に作用するフィードバック力と同方向に前記スプールを介してプランジャを押圧するばねを設け、このばねを、セット荷重が前記プランジャの初期ストローク位置でのコアによる吸引力を上回らないようにばね常数を設定するとともに、前記プランジャのストッパ当接位置でセット荷重が０以上となるように設定したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ヨーク部の外周に、前記収容凹部の開口端に近づくにつれて断面積が減少するテーパ部を形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した請求項１、２に係る発明によれば、ソレノイドの非通電状態におけるコアとプランジャとのラップ量をアンダラップとすることで、そのアンダラップ量だけ非通電時の供給ポート部のシール長さを増大させることができ、これにより、供給ポートから供給された作動油がスプールのランド部と弁スリーブの嵌合隙間を介して排出ポート側に流れる消費流量を低減させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。本実施の形態のリニアソレノイドバルブ１０は、主として、ソレノイドユニット部１１と、そのソレノイドユニット部１１の一端に設けられたスプール弁部１２とによって構成されている。ソレノイドユニット部１１は、カバー１４、コア１５、内筒１６、ソレノイド１７、およびプランジャ１８等を備えており、スプール弁部１２は弁スリーブ１９とスプール２０等を備えている。
【００１２】
磁性体からなるカバー１４は、有底円筒状をなし、このカバー１４の底部側に全体として筒状をなす磁性体からなる内筒１６が収納されている。また、カバー１４の開口部側に、貫通穴を形成した磁性体からなるコア１５が収納されている。コア１５にはカバー１４の開口端側にフランジ部２１が形成されているとともに、このフランジ部２１よりカバー１４の底部側に突設する円筒部２２が形成されている。内筒１６にはカバー１４の底部側にフランジ部２３が形成されているとともに、このフランジ部２３よりカバー１４の開口端側に突設する円筒部２４が形成されている。
【００１３】
コア１５の円筒部２２と内筒１６の円筒部２４は軸方向に所定量離間して対向配置され、これら円筒部２２、２４の外周に非磁性体からなるステンレスリング２５の両端が嵌合されている。これによってコア１５と内筒１６は、磁気的に分離された状態で互いに同心に保持されている。内筒１６の内周には磁性体からなるプランジャ１８が摺動可能に嵌合されている。
【００１４】
前記内筒１６のフランジ部２３はカバー１４の底部に嵌合され、コア１５のフランジ部２１はカバー１４の開口端に嵌合され、これら両フランジ部２１、２３の間に環状空間部２６が両円筒部２２、２４の周りに形成されている。環状空間部２６にはソレノイド１７を巻回したボビン２７が嵌入固定されている。
【００１５】
前記内筒１６に対向するコア１５の一端には、前記プランジャ１８の外径より僅かに大きな内径の収容凹部３０が所定の深さに亘って開口され、これによってコア１５の一端に円筒状のヨーク部３１を形成している。収容凹部３０にはプランジャ１８の端部が収容可能となっており、収容凹部３０の深さはプランジャ１８のストローク量よりも僅かに小さめに設定されている。前記ヨーク部３１の外周には、前記収容凹部３０の開口端に近づくにつれて断面積が減少するテーパ部３２が形成されている。
【００１６】
かかるヨーク部３１は、ソレノイド１７と、コア１５、内筒１６、プランジャ１８、およびカバー１４とで構成される磁気回路におけるコア１５とプランジャ１８間の磁気受渡し部を構成している。
【００１７】
カバー１４の開口端側に位置するコア１５の端面には、スプール２０を摺動可能に嵌装する弁スリーブ１９が配設されている。そして、カバー１４の開口側筒状端部１４ａを、弁スリーブ１９に形成されたフランジ部３４とコア１５のフランジ部２１とを接合させた状態でかしめることにより、弁スリーブ１９に対してソレノイドユニット部１１を一体結合している。これにより、カバー１４内に収納されたコア１５と内筒１６は、カバー１４の底部と弁スリーブ１９のフランジ部３４との間で軸方向に固定されるようになっている。
【００１８】
前記弁スリーブ１９には、径の異なる第１の弁孔３５と第２の弁孔３６が形成されるとともに、この第２の弁孔３６に接続するばね収容孔３７が形成されている。これら各弁孔３５、３６およびばね収容孔３７は、前記コア１５およびプランジャ１８と同軸上に延びるように形成されている。
【００１９】
前記スプール２０には、前記第１の弁孔３５にそれぞれ嵌合する第１および第２のランド部４１、４２と、前記第２の弁孔３６に嵌合する第３のランド部４３が設けられている。第２のランド部４２と第３のランド部４３は互いに隣接して設けられ、その境界部に段差部４４が設けられている。段差部４４に連通するフィードバックポート４５が弁スリーブ１９に形成されている。
【００２０】
前記第１および第２のランド部４１、４２は軸方向に所定量離間して設けられ、小径部４６によって互いに連結されている。小径部４６に対応して環状溝４７が前記弁スリーブ１９に形成され、この環状溝４７に制御圧を出力する出力ポート４８が連通されている。出力ポート４８は、図略の連通路を介して前記フィードバックポート４５に連通されている。また、前記弁スリーブ１９には、前記第１および第２のランド部４１、４２の互いに対向する端面にそれぞれ対応して開口する排出ポート４９および供給ポート５０が形成されている。さらに、前記弁スリーブ１９には、ばね収容孔３７に開口するドレンポート５１が形成されている。
【００２１】
なお、前記スプール２０の一端には、コア１５の貫通穴を貫通してプランジャ１８に当接するシャフト部５２が突設されている。
【００２２】
前記ばね収容孔３７の開口端はその内周面に形成されたねじ孔に螺合するプラグ５３によって閉塞され、このプラグ５３とスプール２０の間にばね５４が設けられている。スプール２０はばね５４の付勢力によってプランジャ１８に向けて押圧され、これにより、スプール２０のシャフト部５２を介してプランジャ１８が、通常（ソレノイド１７の非通電時）カバー１４の底面に当接するストッパ当接位置に保持される。
【００２３】
かかるプランジャ１８のストッパ当接位置においては、図２に詳細図示するように、コア１５のヨーク部３１の端縁とプランジャ１８の端縁とはΔＳ量だけ離間したアンダラップの関係にされ、このアンダラップ量ΔＳだけ前記供給ポート５０部のシール長さＳ１を増加するようにしている。
【００２４】
すなわち、従来におけるヨーク部３１の端縁とプランジャ１８の端縁は、図６に示すように、軸方向に一致する関係に設定されているか、あるいは僅かにオーバラップする関係に設定されているのに対し、本実施の形態においては、プランジャ１８のストッパ当接位置が前述したアンダラップ量ΔＳだけ図の右方向にシフトされた形になっている。このため、このプランジャ１８とともに移動するスプール２０も、非通電時においては図６に比べて右方向にΔＳだけシフトされた位置に保持される。従って、従来、図６に示すようにシール長さがＳ０であった供給ポート５０部の弁スリーブ１９と第１のランド部４１とのシール長さがΔＳだけ増加したＳ１（Ｓ１＝Ｓ０＋ΔＳ）となる。
【００２５】
このように、コア１５のヨーク部３１の端縁とプランジャ１８の端縁とがアンダラップの関係に設定されたことにより、プランジャ１８のストロークに対する吸引力が、図３に示すように、プランジャ１８の端縁がヨーク部３１の端縁に一致するまでのアンダラップ領域ΔＳにおいては、右下がりの吸引力特性ＦＩとなる。しかしながら、プランジャ１８のストロークが前記アンダラップ領域ΔＳを越えて大きくなると、ヨーク部３１に形成したテーパ部３２の影響も相俟って、プランジャ１８のストロークに対して吸引力がほとんど変化しないほぼフラットな吸引力特性となる。
【００２６】
また、前記した供給ポート５０部におけるシール長さＳ１をソレノイド１７の非通電時にも確保するために、ソレノイド１７の非通電時における前記ばね５４のセット荷重Ｆ０が、図３に示すように、０以上となるように設定されている。これにより、前記アンダラップにより、スプール２０のストローク量が増加したにも拘らず、非通電時においてはプランジャ１８がカバー１４の底面に当接するストッパ当接位置ＳＡに確実に保持されるようになる。
【００２７】
さらに、前記ばね５４のばね常数は、図３に示すように、プランジャ１８の初期ストローク位置（ストッパ当接位置ＳＡから油圧立上がりストローク位置ＳＢまでの間）でのばね５４のセット荷重ＦＸが、前記吸引力ＦＩを上回らないように設定されている。これにより、プランジャ１８の初期ストローク位置においても、吸引力とばね５４とのバランスにとって、スプール２０は安定的にストロークでき、作動不良を起こさないようになる。
【００２８】
なお、図示してないが、前記供給ポート５０には、圧油供給源より図略のレギュレータバルブによって低圧に制御された作動油が供給されるようになっており、また、出力ポート４８より出力された作動油は、図略のオートマチックトランスミッションの各クラッチに供給されるようになっている。
【００２９】
次に、上記した構成の本実施の形態における作用について説明する。
【００３０】
ソレノイド１７が非通電の状態においては、スプール２０は、ばね５４の付勢力によりプランジャ１８を図１の右方向に押圧し、プランジャ１８をカバー１４の底面に当接するストッパ当接位置に保持している。この非通電状態においては、出力ポート４８は、供給ポート５０との連通が遮断されているとともに、排出ポート４９に連通され、これによって出力ポート４８は低圧に保持されている。
【００３１】
ソレノイド１７に通電されると、プランジャ１８がコア１５側へ引き寄せられることにより、前記ばね５４の付勢力に抗してスプール２０が変位する。その結果、第２のランド部４２が供給ポート５０を開口し始めるとともに、第１のランド部４１が排出ポート４９の開口面積を制限し始めるので、出力ポート４８の制御圧は次第に上昇され、この制御圧によってクラッチ油圧が制御される。
【００３２】
前記制御圧は、また、フィードバックポート４５に導入され、第２のランド部４２と第３のランド部４３の境界部に設けられた段差部４４に作用する。このため、第２のランド部４２と第３のランド部４３との面積差と制御圧との積によって求められるフィードバック力がばね５４の付勢方向と同方向に作用する。
【００３３】
すなわち、かかるリニアソレノイドバルブ１０においては、ソレノイド１７に通電される電流値に応じてコア１５がプランジャ１８を吸引する吸引力と、ばね５４の付勢力および前記フィードバック力の合力とがバランスする位置にスプール２０が保持され、これによって制御圧はソレノイド１７に通電された電流値に応じた圧力に制御される。
【００３４】
図４は、本実施の形態におけるリニアソレノイドバルブ１０の圧力特性を示すもので、ソレノイド１７に通電される電流値が小さな領域においては、スプール２０が排出ポート４９を閉止するに至らず、圧力は上昇しない。この状態においては、スプール２０はばね５４の付勢力と吸引力との釣り合いによって制御される。ソレノイド１７に通電される電流値が大きくなると、それに伴って吸引力も増加するため、スプール２０が排出ポート４９を閉止し、圧力が立ち上がる。従って、その後は前述したように、スプール２０が吸引力とばね５４の付勢力とフィードバック力とに基づいて制御されるため、図４に示すように、ソレノイド１７に通電される電流値の増大に比例して出力ポート４８より出力される制御圧が上昇される。
【００３５】
ところで、本実施の形態においては、ソレノイド１７の非通電状態におけるコア１５とプランジャ１８とのラップ量をアンダラップとすることで、このアンダラップ量ΔＳだけ非通電時の供給ポート５０部のシール長さＳ１を増大させたので、供給ポート５０から供給された作動油が、シール長さＳ１部分のスプール２０のランド部４２と弁スリーブ１９の嵌合隙間を介して排出ポート４９に流れる消費流量を低減させることができる。
【００３６】
図５は、本実施の形態におけるリニアソレノイドバルブ１０の流量特性Ａを実線で示し、従来における流量特性Ｂを破線で示して両者を比較したものである。同図より、流量特性Ａにおける非通電時の消費流量は、流量特性Ｂにおける非通電時の消費流量に比して、流量ΔＬだけ低減していることが分かる。
【００３７】
従って、本実施の形態におけるリニアソレノイドバルブを変速段に対応したクラッチ圧を制御するオートマチックトランスミッションに用いた場合には、複数のリニアソレノイドバルブのそれぞれの非通電時における消費流量のトータル流量を大幅に低減することができるようになり、容量の小さなポンプの使用が可能となり、小型、軽量化によって車両の燃費向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態を示すリニアソレノイドバルブの断面図である。
【図２】図１の要部を拡大した図である。
【図３】本発明の実施の形態における吸引力とばね荷重との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における圧力特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における流量特性を示す図である。
【図６】図２に対応する従来図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０… リニアソレノイドバルブ、１１…ソレノイドユニット部、１２…スプール弁部、１４…カバー、１５…コア、１７…ソレノイド、１８…プランジャ、１９…弁スリーブ、２０…スプール、３０…収容凹部、３１…ヨーク部、３２…テーパ部、３５、３６…弁孔、４１、４２、４３…ランド部、４５…フィードバックポート、４８…出力ポート、４９…排出ポート、５０…供給ポート、５４…ばね。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドユニット部によって弁スリーブに収容されたスプールを変位させるリニアソレノイドバルブであって、
前記ソレノイドユニット部は、ソレノイドと、このソレノイドに供給される電流に応じて移動するプランジャと、前記ソレノイドの通電に伴い前記プランジャを吸引するコアとを備え、
前記弁スリーブには、非通電時は前記スプールによって閉塞され通電によるスプールの変位によって開口されて出力ポートに接続される供給ポートと、非通電時は開口されて出力ポートに接続され通電によるスプールの変位によって閉止される排出ポートと、前記供給ポートと排出ポートの間に設けられ制御圧を出力する出力ポートと、前記制御圧を前記スプールに形成した面積差を有するフィードバック部に導くフィードバックポートとを設け、
前記コアのプランジャとの対向面に、前記プランジャの一端を収容可能な収容凹部を開口した円筒状のヨーク部を設け、このヨーク部の先端と前記プランジャの端縁とを非通電時に所定量離間したアンダラップの関係となるように設定して前記供給ポート部のシール長さを増大させ、
前記プランジャに作用する吸引力に抗し、かつ前記フィードバック部に作用するフィードバック力と同方向に前記スプールを介してプランジャを押圧するばねを設け、このばねを、セット荷重が前記プランジャの初期ストローク位置でのコアによる吸引力を上回らないようにばね常数を設定するとともに、前記プランジャのストッパ当接位置でセット荷重が０以上となるように設定したことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。
【請求項２】
請求項１において、前記ヨーク部の外周に、前記収容凹部の開口端に近づくにつれて断面積が減少するテーパ部を形成したことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。
【請求項１】
ソレノイドユニット部によって弁スリーブに収容されたスプールを変位させるリニアソレノイドバルブであって、
前記ソレノイドユニット部は、ソレノイドと、このソレノイドに供給される電流に応じて移動するプランジャと、前記ソレノイドの通電に伴い前記プランジャを吸引するコアとを備え、
前記弁スリーブには、非通電時は前記スプールによって閉塞され通電によるスプールの変位によって開口されて出力ポートに接続される供給ポートと、非通電時は開口されて出力ポートに接続され通電によるスプールの変位によって閉止される排出ポートと、前記供給ポートと排出ポートの間に設けられ制御圧を出力する出力ポートと、前記制御圧を前記スプールに形成した面積差を有するフィードバック部に導くフィードバックポートとを設け、
前記コアのプランジャとの対向面に、前記プランジャの一端を収容可能な収容凹部を開口した円筒状のヨーク部を設け、このヨーク部の先端と前記プランジャの端縁とを非通電時に所定量離間したアンダラップの関係となるように設定して前記供給ポート部のシール長さを増大させ、
前記プランジャに作用する吸引力に抗し、かつ前記フィードバック部に作用するフィードバック力と同方向に前記スプールを介してプランジャを押圧するばねを設け、このばねを、セット荷重が前記プランジャの初期ストローク位置でのコアによる吸引力を上回らないようにばね常数を設定するとともに、前記プランジャのストッパ当接位置でセット荷重が０以上となるように設定したことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。
【請求項２】
請求項１において、前記ヨーク部の外周に、前記収容凹部の開口端に近づくにつれて断面積が減少するテーパ部を形成したことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−７１０７４（Ｐ２００６−７１０７４Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５８６２３（Ｐ２００４−２５８６２３）
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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