特開 2024-176413 電磁比例弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176413

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】電磁比例弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20241212BHJP

【ＦＩ】

F16K31/06 305V

F16K31/06 305M

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094925

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(72)【発明者】

【氏名】谷口 和成

(72)【発明者】

【氏名】古野 貴広

(72)【発明者】

【氏名】梶田 大介

(72)【発明者】

【氏名】吉原 孝典

(72)【発明者】

【氏名】嶋本 雅夫

【テーマコード（参考）】

3H106

【Ｆターム（参考）】

3H106DA04

3H106DA23

3H106DB02

3H106DB12

3H106DB23

3H106DB32

3H106DC09

3H106DC18

3H106DD09

3H106EE21

3H106GB15

3H106GC03

3H106GC11

3H106GC15

3H106KK03

(57)【要約】

【課題】エアが混入した油環境で使用してもダンパ効果を確保し耐振性を向上させることができる電磁比例弁を提供する。
【解決手段】本発明にかかる電磁比例弁１００は、少なくとも入力ポート１２０と出力ポート１２２とドレンポート１２６とを有するスリーブ１０２と、スリーブ内に摺動可能に支持されたスプール１０４と、スプールを駆動する電磁部１０６と、スプールを初期位置に向かって付勢するスプリング１１０と、スリーブ内においてスプリングが収容されたスプリング室１１０ａと、スリーブに形成されスプリング室の上方向から外部に貫通するオリフィス１３０と、スリーブの一端１０８に螺合される有底円筒であってスプリングに当接してその圧縮量を調節するアジャスタ１２８と、アジャスタの内周に形成されオリフィスに向かって傾斜する傾斜面１４２と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも入力ポートと出力ポートとドレンポートとを有するスリーブと、
前記スリーブ内に摺動可能に支持されたスプールと、
前記スプールを駆動する電磁部と、
前記スプールを初期位置に向かって付勢するスプリングと、
前記スリーブ内において前記スプリングが収容されたスプリング室と、
前記スリーブに形成され前記スプリング室の上方向から外部に貫通するオリフィスと、
前記スリーブの開口端に螺合される有底円筒であって前記スプリングに当接してその圧縮量を調節するアジャスタと、
前記アジャスタの内周に形成され前記オリフィスに向かって傾斜する傾斜面と、を備えることを特徴とする電磁比例弁。

【請求項2】

前記アジャスタの底面には、前記スプリングの内側で前記スプールに向かって突出した凸部が形成されていて、
前記凸部は、前記スプリングの座巻よりも前記スプールに近い位置まで突出していることを特徴とする請求項１に記載の電磁比例弁。

【請求項3】

前記スリーブの外周面は、所定のハウジングで密閉される大径部と、該ハウジングとの間に隙間を有して外部に連通する小径部とを有し、
前記スリーブに形成され前記下方にドレンポートが連通するドレン室の上方向から前記大径部に貫通する貫通穴と、
前記スリーブの外周面に形成され前記貫通穴から前記小径部まで連通する連通溝と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁比例弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のポートが形成されたスリーブを有する電磁比例弁に関する。

【背景技術】

【0002】

一例として電磁弁は、スリーブと、スリーブの内側に摺動可能に支持されたスプールとを備え、スリーブの端部に取り付けられた電磁部のソレノイドコイルが励磁されることで生じる吸引力によって、スプールを変位させて所定の制御圧を出力する。

【0003】

特許文献１には、入力ポートと連通する供給圧室と、フィードバックポートと連通する第１弁室と、出力ポートと連通する第２弁室と、スプリング室とを有する電磁弁が記載されている。この電磁弁では、供給圧室を挟んで互いに対向するように第１弁室と第２弁室を配置し、さらにスプリング室に絞り部（オリフィス）を有するドレンポートを接続している。

【0004】

特許文献１では、第１弁室と第２弁室を、供給圧室に隣り合って対向して設けている。これにより、作動油の流れ方向をスプールの内側から外側に向かわせて、スプールの変位と逆方向のフローフォースを低減している。さらにスプリング室のドレンポートに絞り部を設けることにより、ダンパ効果でスプール弁が制振されるため、流入流量が不安定になる外的要因に対する耐油振性が確保できる、としている。

【0005】

特許文献２には、スリーブの外周面にばね室（スプリング室）と対応する部分に油たまり環状溝を刻設した電磁弁が記載されている。この電磁弁では、油たまり環状溝とばね室とを連通する絞り孔（オリフィス）を油たまり環状溝の下部に設け、さらに油たまり環状溝の上部をドレン通路によって嵌合穴外部と連通させている。なおドレン通路は、スリーブの外周面に油たまり環状溝からスリーブ端に向かって形成されている。

【0006】

この電磁弁では、油たまり環状溝の上部がドレン通路によって嵌合穴外部と連通しているので、作動油を油たまり環状溝の上部まで貯めることができ、絞り孔で連通したばね室に作動油を保留しておくことができる。このため特許文献２では、スプール弁は、ばね室に保留された作動油のダンピング効果により自励振動することが防止される、としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８－８３８０号公報

【特許文献2】特開２００６－１１２５１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし特許文献１、２の電磁弁では、スプリング室の下方向から外部に貫通するオリフィスを通って油が抜ける構造となっている。このため、エア（気泡）が混入した油環境で使用すると、エアが混入した油がスプリング室の下方向から流れ込んで、スプリング室にエアが徐々に溜まることになる。そして、スプリング室に溜まったエアは、抜けることがないため、スプリング室がエアで満たされてダンパ効果を維持できず、油圧振動が発生する可能性がある。

【0009】

本発明は、このような課題に鑑み、エアが混入した油環境で使用してもダンパ効果を確保し耐振性を向上させることができる電磁比例弁を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明にかかる電磁比例弁の代表的な構成は、少なくとも入力ポートと出力ポートとドレンポートとを有するスリーブと、スリーブ内に摺動可能に支持されたスプールと、スプールを駆動する電磁部と、スプールを初期位置に向かって付勢するスプリングと、スリーブ内においてスプリングが収容されたスプリング室と、スリーブに形成されスプリング室の上方向から外部に貫通するオリフィスと、スリーブの開口端に螺合される有底円筒であってスプリングに当接してその圧縮量を調節するアジャスタと、アジャスタの内周に形成されオリフィスに向かって傾斜する傾斜面と、を備えることを特徴とする。

【0011】

上記構成では、スリーブに形成されたオリフィスが、スプリング室の上方向から外部に貫通していて、さらにアジャスタの内周に形成された傾斜面が、オリフィスを塞ぐことなくオリフィスに向かって傾斜している。このため、エアが混入した油がスプリング室の下方向から流れ込んだ場合であっても、エアは、スプリング室内において上方に向かって移動しながらアジャスタの傾斜面によってオリフィスに向かって導かれ、オリフィスを通ってスプリング室の外部に排出される。したがって上記構成によれば、エアが混入した油環境で使用してもダンパ効果を確保し耐振性を向上させることができる（自励振動の抑制）。

【0012】

上記のアジャスタの底面には、スプリングの内側でスプールに向かって突出した凸部が形成されていて、凸部は、スプリングの座巻よりもスプールに近い位置まで突出していることが好ましい。

【0013】

このように、アジャスタの底面に形成された凸部が、スプリングの座巻よりもスプールに近い位置まで突出しているので、スプリングの座巻にエアが溜まることを防止することができる。これにより、スプリング室に流れ込んだエアを、オリフィスから外部により確実に排出することができる。

【0014】

上記のスリーブの外周面は、所定のハウジングで密閉される大径部と、ハウジングとの間に隙間を有して外部に連通する小径部とを有し、スリーブに形成され下方にドレンポートが連通するドレン室の上方向から大径部に貫通する貫通穴と、スリーブの外周面に形成され貫通穴から小径部まで連通する連通溝と、を備えることが好ましい。

【0015】

これにより、ドレンポートの下方向からエアが流れ込んだ場合であっても、エアは、ドレン室内において上方に向かって移動し、貫通穴を通ってスリーブの外周面の大径部に導かれ、さらに連通溝によって小径部まで導かれて、小径部とハウジングの隙間を通って外部に排出される。このようにして、ドレンポートの下方向から流れ込んだエアを外部に排出することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、エアが混入した油環境で使用してもダンパ効果を確保し耐振性を向上させることができる電磁比例弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態における電磁比例弁の全体構成図である。

【図2】図１の電磁比例弁のスリーブおよびアジャスタを示す図である。

【図3】図１の電磁比例弁の要部を示す図である。

【図4】本発明の他の実施形態における電磁比例弁の全体構成図である。

【図5】図４の電磁比例弁のスリーブおよびアジャスタを示す図である。

【図6】図４の電磁比例弁の要部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0019】

図１は、本発明の実施形態における電磁比例弁１００の全体構成図である。電磁比例弁１００は、弁の開度に応じて油の流量を調整できる比例弁であって、通常時（非通電時）には弁が開いていて駆動時（通電時）に弁が閉じるノーマルオープン型である。

【0020】

電磁比例弁１００は、ほぼ筒状のスリーブ１０２（図２参照）と、スリーブ１０２の内側に摺動可能に支持されたスプール１０４と、スプール１０４を駆動する電磁部１０６とを備える。図１では、電磁比例弁１００の中心軸Ｏよりも上側に非通電時の状態を示し、中心軸Ｏよりも下側に通電時の状態を示している。

【0021】

スリーブ１０２の一端１０８にはスプリング１１０が内蔵されている。スリーブ１０２の他端１１２には電磁部１０６が取り付けられている。スプリング１１０は、スプール１０４を電磁部１０６に向かって、すなわち初期位置に向かって付勢している。

【0022】

電磁部１０６は、コイル１１４とプランジャ１１６とを有し、コイル１１４が励磁されることによってプランジャ１１６を移動させて、スプール１０４をスプリング１１０に向かって移動させる。電磁部１０６のスプール１０４側にはストッパ１１８が備えられていて、スリーブ１０２の他端１１２に突き当てられている。

【0023】

スリーブ１０２は、作動油が供給される入力ポート１２０と、電磁比例弁１００が開の時に作動油を出力する出力ポート１２２と、フィードバックポート１２４と、ドレンポート１２６とを有する。出力ポート１２２は分岐して一部の作動油がフィードバックポート１２４に戻される。フィードバックポート１２４の周囲は内径が広くなっていて、これをフィードバック室１２４ａという。ドレンポート１２６の周囲は内径が広くなっていて、これをドレン室１２６ａという。

【0024】

スプリング１１０の周囲も内径が広くなっていて、これをスプリング室１１０ａという。スプリング室１１０ａは、スリーブ１０２内においてスプリング１１０が収容された空間である。スプリング１１０は、スプリング室１１０内でアジャスタ１２８に当接している。

【0025】

アジャスタ１２８は、スリーブ１０２の一端１０８に螺合される有底円筒であって（図２参照）、回転させることでスプリング１１０の圧縮量を調節して、スプリング１１０の荷重を調整する。なおスリーブ１０２の一端１０８は、図２に示すように開口端となっている。またスリーブ１０２には、オリフィス１３０が形成されている。オリフィス１３０は、図１に示すようにスプリング室１１０ａの上方向から外部に貫通する。

【0026】

またスプール１０４には、スリーブ１０２の各ポートを開閉するための複数の異径の段差が形成されている。第１ランド１３２は、ドレンポート１２６を開閉する。第２ランド１３４は、入力ポート１２０を開閉する。第３ランド１３６は、フィードバック室１２４ａに面している。

【0027】

電磁部１０６が非励磁のとき、スプール１０４は、スプリング１１０に押されて図１の上側に示すように電磁部１０６側に寄って位置している。このとき、入力ポート１２０と出力ポート１２２が連通し、作動油が出力される。この状態を、電磁比例弁１００が開であるという（ノーマルオープン）。

【0028】

電磁部１０６が励磁されると、スプール１０４は、電磁部１０６のプランジャ１１６に押されて図１の下側に示すように図示左方向に移動する。このとき第２ランド１３４によって入力ポート１２０が閉鎖されるとともに、出力ポート１２２とドレンポート１２６が連通する。このため、出力ポート１２２の圧力はドレンポート１２６と同じになり、常圧になるため、出力側には圧力は伝わらない。この状態を、電磁比例弁１００が閉であるという。

【0029】

ここで、フィードバックポート１２４に印加される圧力は出力ポート１２２と同じになる。電磁比例弁１００が閉の時はフィードバックポート１２４も常圧になるが、電磁比例弁１００が開であるときは入力ポート１２０の圧力（高圧）がフィードバックポート１２４にもかかる。

【0030】

第２ランド１３４の径は第３ランド１３６よりも大きくなっていて、径の差によって受圧面積が変わることから、フィードバック室１２４ａの内圧によってスプール１０４はスプリング１１０に向かって付勢される。この付勢力をフィードバック力という。これにより、フィードバック力と電磁部１０６のプランジャ推力がスプリング力と釣り合うように構成される。

【0031】

図２は、図１の電磁比例弁１００のスリーブ１０２およびアジャスタ１２８を示す図である。図３は、図１の電磁比例弁１００の要部を示す図である。なお図３は、図１の中心軸Ｏよりも上側に示された電磁比例弁１００の非通電時の状態を示している。

【0032】

アジャスタ１２８は、図２に示す底面１４０と傾斜面１４２とを有する。アジャスタ１２８の底面１４０には凸部１４４が形成されている。凸部１４４は、図３に示すようにスプリング１１０の内側で底面１４０からスプール１０４に向かって寸法Ｌａだけ突出している。

【0033】

またアジャスタ１２８の底面１４０には、スプリング１１０の座巻１１１が当接している。スプリング１１０の座巻１１１は、底面１４０に当接した状態で底面１４０から寸法Ｌｂの長さを有する（図では二巻き）。図３に示すように寸法Ｌａは寸法Ｌｂより大きく、凸部１４４は、スプリング１１０の座巻１１１よりもスプール１０４に近い位置まで突出している。

【0034】

アジャスタ１２８の内周には傾斜面１４２が形成されている。傾斜面１４２は、スリーブ１０２に形成されたオリフィス１３０に向かって傾斜していて、さらにオリフィス１３０の手前まで延びてオリフィス１３０を塞ぐことがない。スリーブ１０２の外周面１４８は、図２に示す大径部１５０と小径部１５２とを有する。大径部１５０は、図３に示すように所定のハウジング１５４で密閉される。小径部１５２は、ハウジング１５４との間に隙間１５６を有して外部に連通する。

【0035】

またオリフィス１３０は、スプリング室１１０ａの上方向から外部に貫通して、スリーブ１０２の小径部１５２と連通している。このため電磁比例弁１００では、図３の矢印Ａに示すように、スプール１０４の移動によるスプリング室１１０ａの容積変動に応じて、オリフィス１３０を通じて外部から作動油を吸ったり、外部に吐いたりすることができる。

【0036】

また電磁比例弁１００は、オリフィス１３０がスプリング室１１０ａの上方から外部に貫通しているだけでなく、アジャスタ１２８の内周に形成された傾斜面１４２が、オリフィス１３０を塞ぐことなくオリフィス１３０に向かって傾斜している。

【0037】

このため、エア（気泡）が混入した油がドレンポート１２６から流れ込むような油環境で電磁比例弁１００を使用した場合であっても、エアは、矢印Ｂに示すようにスプリング室１１０ａ内において上方に向かって移動しながら、アジャスタ１２８の傾斜面１４２によってオリフィス１３０に向かって導かれる。さらにエアは、矢印Ｃに示すようにオリフィス１３０を通ってスプリング室１１０ａからスリーブ１０２の小径部１５２に導かれ、さらにハウジング１５４との隙間１５６を介して外部に排出される。

【0038】

これにより電磁比例弁１００は、エアが混入した油環境で使用しても、スプリング室１１０ａ内にエア溜まりが生じることがなく、スプリング室１１０ａ内を作動油で常に満たすことができるため、ダンパ効果を確保することができる。このため、スプール１０４の高速な移動を緩和することができ、スプール１０４の自励振動を抑えることが可能となり、耐振性を向上させることができる。

【0039】

さらに電磁比例弁１００は、アジャスタ１２８の底面１４０に形成された凸部１４４が、スプリング１１０の座巻１１１よりもスプール１０４に近い位置まで突出しているので、スプリング１１０の座巻１１１にエアが溜まることを防止することができる。これにより、スプリング室１１０ａに流れ込んだエアを、オリフィス１３０から外部により確実に排出することができる。

【0040】

図４は、本発明の他の実施形態における電磁比例弁１００Ａの全体構成図である。図５は、図４の電磁比例弁１００Ａのスリーブ１０２Ａおよびアジャスタ１２８を示す図である。図６は、図４の電磁比例弁１００Ａの要部を示す図である。

【0041】

電磁比例弁１００Ａは、上記のスリーブ１０２に代えて、図４に示す貫通穴１５８と連通溝１６０を有するスリーブ１０２Ａを備える点で電磁比例弁１００と異なる。貫通穴１５８は、スリーブ１０２Ａに形成され、図６に示すようにドレン室１２６ａの上方向から大径部１５０に貫通する。連通溝１６０は、図５および図６に示すようにスリーブ１０２Ａの外周面１４８Ａに形成され、貫通穴１５８から小径部１５２まで連通する。

【0042】

これにより、エアが混入した油環境で電磁比例弁１００Ａを使用して、ドレンポート１２６の下方向からエアが流れ込んだ場合であっても、エアは、図６の矢印Ｄに示すように、ドレン室１２６ａ内において上方に向かって移動し、貫通穴１５８を通ってスリーブ１０２Ａの外周面１４８Ａの大径部１５０に導かれる。

【0043】

さらにエアは、矢印Ｄに示すように大径部１５０から連通溝１６０によって小径部１５２まで導かれて、小径部１５２とハウジング１５４の隙間１５６を通って外部に排出される。このようにして電磁比例弁１００Ａは、スプリング室１１０ａに流れ込んだエアを、オリフィス１３０から外部に排出するだけでなく、ドレンポート１２６からドレン室１２６ａに流れ込んだエアも貫通穴１５８および連通溝１６０によって外部に排出することができる。

【0044】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、複数のポートが形成されたスリーブを有する電磁比例弁として利用することができる。

【符号の説明】

【0046】

１００、１００Ａ…電磁比例弁、１０２、１０２Ａ…スリーブ、１０４…スプール、１０６…電磁部、１０８…スリーブの一端、１１０…スプリング、１１１…スプリングの座巻、１１０ａ…スプリング室、１１２…スリーブの他端、１１４…コイル、１１６…プランジャ、１１８…ストッパ、１２０…入力ポート、１２２…出力ポート、１２４…フィードバックポート、１２６…ドレンポート、１２４ａ…フィードバック室、１２６ａ…ドレン室、１２８…アジャスタ、１３０…オリフィス、１３２…第１ランド、１３４…第２ランド、１３６…第３ランド、１４０…アジャスタの底面、１４２…アジャスタの傾斜面、１４４…アジャスタの凸部、１４８、１４８Ａ…スリーブの外周面、１５０…スリーブの大径部、１５２…スリーブの小径部、１５４…ハウジング、１５６…隙間、１５８…スリーブの貫通穴、１６０…スリーブの連通溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】