JP2005101345A - リニアソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】
性能を低下させることなく全長方向についての小型化が実現されたリニアソレノイドバルブを提供すること。
【解決手段】
コイル１３と、コイル１３内に設けられる略円筒形状を呈するリアヨーク１２と、リアヨーク１２の一端側１２ａに非磁性体ＮＭを介して連結されるフロントヨーク１１と、フロントヨーク１１に対向し、リアヨーク１２の内周面１２ｓにより摺動可能に支持されるプランジャ１４と、コイル１３、リアヨーク１２、フロントヨーク１１及びプランジャ１４が同軸に収容される円筒状のケース１５と、プランジャ１４の一端側１４ａに位置し、コイル１３への通電量に応じてプランジャ１４と共に往復移動するスプール３０とを備えるリニアソレノイドバルブバルブＬＳにおいて、リアヨーク１２の他端側１２ｂにはプランジャ１４の他端側１４ｂをリアヨーク１２の内周面１２ｓ内にて係止するカバーＣＶが設けられる構成としたこと。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油圧装置へ供給する制御油圧を制御信号（コイルへ通電する電流の大きさ）に基づいて調圧するリニアソレノイドバルブに関する。

従来のこの種のリニアソレノイドバルブとしては、後述の特許文献１に記載のものが公知となっている。

この特許文献１に記載のリニアソレノイドバルブは、磁気駆動部と、弁スリーブと、スプールとにより構成されている。磁気駆動部は、同軸的に一体結合されたヨーク及びステータと、それらの間に同軸的に設けられた電磁コイルと、ステータの中心部の内周面に摺動自在に支持されたプランジャを主要な部材としている。ステータの外端部には、自由状態では平面状のディスクスプリングと中央部が外側に盛り上がったカバープレートがかしめ固定され、プランジャの外端部はディスクスプリングの中央部に取り付けられている。プランジャの内端部にはロッドが圧入固定されてスプール側に向けて突出している。

流体流路を形成する弁スリーブは、一端のフランジ部がヨークを間に挟んでステータにかしめられてヨーク及びステータと同軸的に固定されている。スプールは、弁スリーブの内孔に摺動自在に支持されると共にプランジャに固定したロッドの先端に当接し、磁気駆動部によって駆動される構成となっている。
特開２０００−３９０８３号公報（図１参照）

しかしながら、上記のリニアソレノイドバルブにおいては、プランジャがディスクスプリングによって支持されている関係上、プランジャの外端部をステータの内周面に対して常に外側に位置させる必要がある。さらには、プランジャとディスクスプリングの外側に、プランジャの初期位置（ストローク原点）を設定するためのカバープレートを、構成上さらに設けなければならない。この場合、プランジャのストローク方向（リニアソレノイドバルブの全長方向）について考えると、ステータとカバープレートの間のスペースが効率よく使われているとは言い難く、小型化の余地が残っている。

よって、本発明では、性能を低下させることなく全長方向についての小型化が実現されたリニアソレノイドバルブを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、コイルと、コイル内に設けられる略円筒形状を呈するリアヨークと、リアヨークの一端側に非磁性体を介して連結されるフロントヨークと、フロントヨークに対向し、リアヨークの内周面により摺動可能に支持されるプランジャと、コイル、リアヨーク、フロントヨーク及びプランジャが同軸に収容される円筒状のケースと、プランジャの一端側に位置し、コイルへの通電量に応じてプランジャと共に往復移動するスプールとを備えるリニアソレノイドバルブにおいて、リアヨークの他端側にはプランジャの他端側を前記リアヨークの内周面内にて係止するカバーが設けられる構成としたことである。

好ましくは、請求項２に記載の様に、リアヨークにおける一端側と他端側との間には、リアヨークの一端側の外径より大きくリアヨークの他端側の外径より小さな外径を備える段部が形成される構成とすると良い。

好ましくは、請求項３に記載の様に、カバーは、リアヨークの他端側にかしめ固定される構成とすると良い。

好ましくは、請求項４に記載の様に、スプールは、球状部を介してプランジャの一端側に当接する構成とすると良い。

請求項１に記載の発明によれば、プランジャがリアヨークの内周面により摺動可能に支持されると共に、リアヨークの他端側にかしめ固定されて設けられたカバーによってプランジャの他端側がリアヨークの内周面内にて係止される構成となっている。このため、リアヨークの他端側をスペース効率よく構成でき、リニアソレノイドバルブの小型化を実現することができる。

請求項２に記載の発明によれば、リアヨークにおける一端側と他端側との間に形成された段部により、リニアソレノイドバルブの性能の低下につながる“磁気飽和”の発生を、プランジャのストローク範囲全域にわたって、つまり、プランジャの他端側がどの位置にあっても防止することができ、プランジャをリアヨークの内周面により摺動可能に支持し、プランジャの他端側をカバーによりリアヨークの内周面内にて係止する構成においても“磁気飽和”は発生しない。その結果、性能を低下させることなく全長方向についての小型化が実現されたリニアソレノイドバルブを提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、プランジャの他端側をリアヨークの内周面内にて係止するカバーが、かしめ固定という簡単な構造でリアヨークの他端側に設けられている。その結果、リアヨークの他端側の構造を簡略化することができ、製造コストの低減を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、プランジャに作用する吸引力をスプールに効率よく伝えることができ、リニアソレノイドバルブの品質を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。図１は、本発明に係わるリニアソレノイドバルブＬＳの構成を示す断面図である。なお、本実施形態においては、リニアソレノイドバルブＬＳを、自動車の変速機におけるクラッチの作動油の油圧制御に適用する場合について説明する。

リニアソレノイドバルブＬＳは、磁気駆動部１０と、流体流路を形成するスリーブ２０と、磁気駆動部１０により駆動されるスプール３０とにより構成されている。まず、磁気駆動部１０を構成する各部材について説明する。

磁気駆動部１０は、フロントヨーク１１と、リアヨーク１２と、コイル１３と、プランジャ１４と、ケース１５とを備えている。

磁性体からなるフロントヨーク１１及びリアヨーク１２は、いずれも略円筒形状を呈している。リアヨーク１２の一端側１２ａには、フロントヨーク１１が非磁性体ＮＭを介して同軸に連結されている。このフロントヨーク１１とリアヨーク１２の連結に関しては、例えば『ＭＩＭ成形』と称される生産技術を適用し、フロントヨーク１１及びリアヨーク１２の材料として磁性材である鉄系材料、非磁性部ＮＭの材料として非磁性材であるＳＵＳ系材料を用いて、フロントヨーク１１とリアヨーク１２とを非磁性体ＮＭを介して、一体に型成形することも可能である。

リアヨーク１２の他端側１２ｂには、非磁性体からなる円板状のカバーＣＶが、かしめ固定されている。カバーＣＶには複数のドレン孔ＣＶＤ（図１においては２箇所のみ示されている）が設けられており、リニアソレノイドバルブＬＳ内の作動油が同部位を通過して後述するタンク（図示省略）へとドレンされる構成となっている。

また、リアヨーク１２における一端側１２ａと他端側１２ｂとの間には、一端側１２ａの外径より大きく他端側１２ｂの外径より小さな外径を備える段部１２ｃが形成されている。この段部１２ｃは、リニアソレノイドバルブＬＳの性能の低下につながる“磁気飽和”の発生を防止する目的で、磁気回路中のリアヨーク１２とプランジャ１４との間を通過する磁束の通り道をプランジャ１４のストローク範囲全域にわたって十分に確保するために設けられている。

コイル１３は樹脂によって円筒状にモールディングされ、非磁性体ＮＭを介して互いに連結されたフロントヨーク１１及びリアヨーク１２の外周に設けられている。

磁性体からなる円柱状のプランジャ１４は、リアヨーク１２の内周面１２ｓにより摺動可能に支持されている。プランジャ１４はフロントヨーク１１と同軸上で対向しており、このフロントヨーク１１におけるプランジャ１４が対向する面には、非磁性体からなるリング状のストッパＳＴが設けられている。また、プランジャ１４の側面には溝１４ｇが形成されており、この溝１４ｇと前述のカバー部材ＣＶのドレン孔を介して作動油中の異物をタンク（図示省略）へとドレンすることが可能となっている。

プランジャ１４の一端側１４ａには、後述するスプール３０が球状部３０ｂを介して当接している。ここで、スプール３０は、後述するスリーブ２０の内孔２０ａに嵌合されたバルブストッパ３４とスプール３０との間に配設されたスプリング３５によって磁気駆動部１０側に向かって付勢されているため、当接するプランジャ１４も同方向に付勢された状態にある。つまり、プランジャ１４の他端側１４ｂは、付勢された状態で前述のカバーＣＶに当接した状態となっており、プランジャ１４の他端側１４ｂが、カバーＣＶによって、リアヨーク１２の内周面１２ｓ内にて係止される構成となっている。

以上のフロントヨーク１１、リアヨーク１２、コイル１３及びプランジャ１４が、磁性体からなる円筒状のケース１５内に同軸に収容される構成となっている。

ターミナル１６は、前述のコイル１３から導出されるワイヤ（図示省略）と電気的に接続された状態となっている。コイル１３への通電は、カプラー１７に接続される電源供給用のワイヤーハーネス（図示省略）を介して行われる構成となっている。カプラー１７内のターミナル１６を介してコイル１３に電源が供給されると、ケース１５、リアヨーク１２、プランジャ１４、フロントヨーク１１によって磁気回路が構成され、フロントヨーク１１とプランジャ１４との間に吸引力が発生する。

次に、流体流路を形成するスリーブ２０と、上述の磁気駆動部１０により駆動されるスプール３０について説明する。

スリーブ２０は、その内孔２０ａに磁気駆動部１０のフロントヨーク１１を嵌合することにより、フロントヨーク１１及びリアヨーク１２と同軸に固定されている。スリーブ２０には、出力ポート２１、入力ポート２２、排出ポート２４およびフィードバックポート２３が形成されている。出力ポート２１は、変速機のクラッチ（図示省略）に作動油を供給するポートであり、この出力ポート２１を介して供給される作動油の油圧に応じてクラッチが係合もしくは解放される構成となっている。入力ポート２２は、タンク（図示省略）からオイルポンプ（図示省略）によって供給される作動油が流入するポートである。フィードバックポート２３と入力ポート２２とは連通路（図示省略）により連通されており、入力ポート２２に流入する作動油がフィードバックポート２３に導入される。フィードバック室２５は、フィードバックポート２３と連通している。排出ポート２４は、タンク（図示省略）に作動油を排出するポートである。

スプール３０は、スリーブ２０の内孔２０ａにより摺動自在に支持されている。スプール３０には、出力ポート２１と入力ポート２２の間の連通を制御する大径ランド３１と、入力ポート２２と排出ポート２４との間の連通を制御する大径ランド３２が形成され、さらに、フィードバック室２５より磁気駆動部１０側にあたる内孔２０ａと嵌合する小径ランド３３が形成されている。ここで、フィードバック室２５は大径ランド３１と小径ランド３３との間に形成されているため、フィードバック室２５内の油圧は、ランド径の差により、スプール３０を磁気駆動部１０とは反対側に押圧するように作用する。つまり、フィードバック室２５は、コイル１３への通電量変化に対応するスプール３０のストローク変位量の感度を増大させる機能を果している。

また、前述した通り、スプール３０は、スリーブ２０の内孔２０ａに嵌合されたバルブストッパ３４との間に配設されたスプリング３５によって磁気駆動部１０側に向かって付勢され、その球状部３０ｂを介してプランジャ１４の一端側１４ａに当接している。球状部３０ｂは、プランジャ１４に作用する吸引力をスプール３０に効率よく伝えるためのものである。

以下、リニアソレノイドバルブＬＳの作動について簡単に説明する。

リニアソレノイドバルブＬＳのコイル１３に電流が供給されない場合には、図１に示される様に、スプリング３５によって付勢されたスプール３０及びプランジャ１４は、プランジャ１４の他端側１４ｂがカバーＣＶに当接して停止されている。この場合、出力ポート２１と入力ポート２２とが連通しているため、オイルポンプ（図示省略）を経由して入力ポート２２から流入する作動油の油圧が出力ポート２１側にも作用し、出力ポート２１に連結する変速機のクラッチ（図示省略）は作動状態となっている。

コイル１３が通電されると、プランジャ１４への吸引力の作用により、プランジャ１４と、その球状部３０ｂを介してプランジャ１４に当接するスプール３０とが、スプリング３５の付勢力に抗してストロークする。この場合、通電量が増加するにつれて出力ポート２１と入力ポート２２を連通する隙間が徐々に狭まっていき、ある電流値に達した時点で、出力ポート２１と入力ポート２２とを連通する隙間が完全に閉塞される。この場合、入力ポート２２側の作動油の油圧が出力ポート２１側には作用しなくなり、入力ポート２２側の圧力が徐々に低下し、作動状態にあったクラッチ（図示省略）は非作動の状態へと切替えられる。

コイル１３への通電量がさらに増加すると、プランジャ１４とスプール３０がさらにストロークし、入力ポート２２と排出ポート２４とが連通される。この場合、入力ポート２２から流入する作動油は、排出ポート２４を介してタンク（図示省略）側にドレンされる状態となっている。

コイル１３への通電量がさらに増加して所定の値を越えると、プランジャ１４の一端側１４ａがリング状のストッパＳＴを介してフロントヨーク１１に当接し、プランジャ１４とスプール３０のストロークが停止される。

以上説明したように、本発明のリニアソレノイドバルブＬＳによれば、プランジャ１４がリアヨーク１２の内周面１２ｓによりその全長内において摺動可能に支持されると共に、リアヨーク１２の他端側１２ｂにかしめ固定されて設けられたカバーＣＶによってプランジャ１４の他端側１４ｂがリアヨーク１２の内周面１２ｓ内にて係止される構成となっているため、リアヨーク１２の他端側１２ｂをスペース効率よく構成でき、リニアソレノイドバルブＬＳの小型化を実現することができる。さらに、リアヨーク１２における一端側１２ａと他端側１２ｂとの間には、一端側１２ａの外径より大きく他端側１２ｂの外径より小さな外径を備える段部１２ｃが形成されている。この段部１２ｃにより、リニアソレノイドバルブＬＳの性能の低下につながる“磁気飽和”の発生を、プランジャ１４のストローク範囲全域にわたって、つまり、プランジャ１４の他端側１４ｂがどの位置にあっても防止することができ、プランジャ１４をリアヨーク１２の内周面１２ｓにより摺動可能に支持し、プランジャ１４の他端側１４ｂをカバーＣＶによりリアヨーク１２の内周面１２ｓ内にて係止する構成においても“磁気飽和”は発生しない。その結果、性能を低下させることなく全長方向についての小型化が実現されたリニアソレノイドバルブＬＳを提供することができる。

本発明のリニアソレノイドバルブの構成を示す断面図である。

符号の説明

ＬＳ リニアソレノイドバルブ
１１ フロントヨーク
１２ リアヨーク
１２ａ 一端側
１２ｂ 他端側
１２ｃ 段部
１２ｓ 内周面
１３ コイル
１４ プランジャ
１４ａ 一端側
１４ｂ 他端側
１５ ケース
３０ スプール
３０ｂ 球状部
ＮＭ 非磁性体
ＣＶ カバー

Claims (4)

1. コイルと、
   該コイル内に設けられる略円筒形状を呈するリアヨークと、
   該リアヨークの一端側に非磁性体を介して連結されるフロントヨークと、
   該フロントヨークに対向し、前記リアヨークの内周面により摺動可能に支持されるプランジャと、
   前記コイル、前記リアヨーク、前記フロントヨーク及び前記プランジャが同軸に収容される円筒状のケースと、
   前記プランジャの一端側に位置し、前記コイルへの通電量に応じて前記プランジャと共に往復移動するスプールと
   を備えるリニアソレノイドバルブにおいて、
   前記リアヨークの他端側には前記プランジャの他端側を前記リアヨークの内周面内にて係止するカバーが設けられることを特徴とするリニアソレノイドバルブ。
2. 前記リアヨークにおける一端側と他端側との間には、前記リアヨークの一端側の外径より大きく前記リアヨークの他端側の外径より小さな外径を備える段部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のリニアソレノイドバルブ。
3. 前記カバーは、前記リアヨークの他端側にかしめ固定されることを特徴とする請求項２に記載のリニアソレノイドバルブ。
4. 前記スプールは、球状部を介して前記プランジャの一端側に当接することを特徴とする請求項３に記載のリニアソレノイドバルブ。

Images