CN101617156B

CN101617156B - 电磁阀

Info

Publication number: CN101617156B
Application number: CN2008800059489A
Authority: CN
Inventors: 中井雅也; 国分隆弘
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: US7950416B2; WO2008155929A1; DE112008000543T5; JP4900074B2; CN101617156A; US20080308757A1; DE112008000543B4; JP2008309298A

Abstract

本发明提供一种电磁阀，具有：圆筒状的套筒，其形成有输入口、输出口、排放口和反馈口；阀柱，其插入于该套筒中，形成有用于堵塞各口的多个台肩和用于使各口之间连通的连通部，在位于输入口周围的台肩的端缘形成有输入缺口，并在位于排放口周围的台肩的端缘形成有排放缺口，设定输入缺口的轴向上的高度Hin和排放缺口的轴向上的高度Hdr，以使Hin与Hin和Hdr之和的比例α(＝Hin/(Hin+Hdr))在大于等于0.72(优选为0.85以上)且小于1.0的范围内。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及电磁阀，具体地说，涉及具有如下构件的电磁阀，即，该电磁阀具有：套筒，其具有内部空间，并在其上形成有输入口、输出口和排放口且；阀柱(spool)，其是插入于所述内部空间内的轴状构件，通过轴向上的移动能够将各个口之间连通和遮断；电磁部，其用于使该阀柱沿轴向移动。

背景技术

以往，作为该种电磁阀提出了具有如下构件的电磁阀，即，具有：套筒，其形成有输入口、输出口、排放口和反馈口作为油流出流入的各种口，且具有圆柱状的阀室；阀柱，其是插入于阀室内的轴状构件，具有外径与阀室的内径大致相同的圆柱形状的多个台肩(land)和以外径小于台肩外径的圆柱形状使各口之间连通的连通部；电磁元件(solenoid)，其使阀柱沿轴向移动(例如，参照专利文献1)。在该电磁阀中，在台肩的端缘形成有缺口(notch)，通过缺口将从输入口输入的一部分工作油从排放口排出，由此能够抑制工作油的压力发生变动。

专利文献1：JP特开2004-176895号公报。

发明内容

在上述电磁阀中，通过缺口将工作油从排放口排放，由此能够抑制工作油的压力发生过大的变动而顺利地进行调压控制，但从输出口输出的流量减少了与排放相应的量，从而降低了输出压力。因此，为了获得所要求的输出油压，需要提高用于压送工作油的泵的转速等，从而增大了能量的消耗。

本发明的电磁阀的主要目的在于，能够实现顺畅的调压控制同时在不增大能量消耗的基础上抑制输出压的下降。

本发明的电磁阀为达到上述的目的而采用了如下的手段。

本发明的电磁阀的主旨在于，具有：套筒，其具有内部空间，并在其上形成有输入口、输出口和排放口；阀柱，其是插入在所述内部空间内的轴状构件，通过在轴向上的移动使各个口之间连通和遮断；电磁部，其使该阀柱沿轴向移动，其中，

在所述套筒和所述阀柱中的一个上形成有输入缺口，以使工作油通过缺口流入至所述输入口，并且，在所述套筒和所述阀柱中的一个上形成有排放缺口，以使工作油通过缺口从所述排放口排放出，

所述输入缺口和所述排放缺口形成为，在将该输入缺口的轴向的长度设为Hin，且将该排放缺口的轴向的长度设为Hdr时，0.72≤Hin/(Hin+Hdr)＜1.0成立。

在该本发明的电磁阀中，在套筒和阀柱中的一个上形成有输入缺口，以使工作油通过缺口流入至所述输入口，并且，在套筒和阀柱中的一个上形成有排放缺口，以使工作油通过缺口从所述排放口排放出；输入缺口和排放缺口形成为，在将输入缺口的轴向的长度设为Hin，且将排放缺口的轴向的长度设为Hdr时，0.72≤Hin/(Hin+Hdr)≤1.0成立。因此，通过形成输入缺口和排放缺口能够实现顺畅的调压控制，并且能够减少通过排放缺口从排放口流出的工作油的量而高效地输出所输入的工作油。其结果，能够在不增大油压发生源的驱动所需的能量的基础上确保所需的工作油的输出。

在这样的本发明的电磁阀中，所述输入缺口和所述排放缺口也能够形成为，0.85≤Hin/(Hin+Hdr)＜1.0成立。这样，能够在制造公差的范围内尽量减少通过排放缺口从排放口流出的工作油的量，从而能够使本发明的效果进一步得到体现。

另外，在本发明的电磁阀中，所述电磁阀是如下这样的阀，通过所述输入口来输入由调节器阀调压后的管路压力，并且对所输入的所述管路压力进行调压，通过所述输出口直接将油压输出至接受油压的供给而动作的安装在自动变速器上的离合器或制动器中。与以往那样将管路压力减压为一定压力而以调节压作为输入且调压并输出的电磁阀相比，对于本发明的电磁阀，由于输入压力为管路压力，所以形成非常大的高压，因此，与以往在调压时从排放口流出的工作油的量变多，即所需的能量也变得非常大的情况相比，根据本发明的电磁阀，无需使油压发生源驱动所需的能量变大，就能使离合器或制动器快速地进行动作。

进而，在本发明的电磁阀中，输入缺口或/和所述排放缺口可以形成为圆弧状，所述输入缺口或/和所述排放缺口也可以形成为V字状。在前者的情况下，能够使工作油的流量相对于阀柱的移动变动得比较大，在后者的情况下，能够使工作油的流量相对于阀柱的移动变动得比较小。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施例的电磁阀20的概略结构的结构图。

图2是表示阀柱44外观的外观立体图。

图3是从正面观察阀柱44的主视图。

图4是表示输入缺口62a高度Hin与输入缺口62a高度Hin和排放缺口64a高度Hdr之和的比例Hin/(Hin+Hdr)，与作为喷出流量和消耗流量的比例的喷出效率α之间的关系的说明图。

图5是表示变形例的电磁阀20B的概略结构的结构图。

图6是表示变形例的阀柱44B外观的外观立体图。

图7是表示变形例的电磁阀120的概略结构的结构图。

具体实施方式

接着，使用实施例来说明用于实施本发明的最佳实施方式。

图1是表示作为本发明的一实施例的电磁阀20的概略结构的结构图。实施例的电磁阀20例如是直接控制用的线性电磁阀，用于对安装于自动变速器中的离合器进行油压控制，能够基于从油泵12压送并利用线性电磁元件14通过调节器阀16调压后的油压(管路油压)生成最佳的离合器压力，来直接控制离合器CL，如图所示，所述电磁阀20具有电磁元件部30和调压阀部40，该调压阀部40被该电磁元件部30驱动来输入管路油压，并且调节所输入的管路油压来进行输出。

电磁元件部30具有：壳体31，其为带底的圆筒构件；线圈32，其配置在壳体31的内周侧，绝缘导线缠绕在绝缘性的线轴32a上；第一铁心(core)34，其形成有凸缘外周部固定在壳体31的开口端部的凸缘部34a和从凸缘部34a沿着线圈32的内周面在轴向延伸的圆筒部34b；圆筒状的第二铁心35，其与壳体31的内周面相接触，并且沿着线圈32的内周面在轴向延伸直到与第一铁心34的圆筒部34b隔开规定间隔的位置；柱塞(plunger)36，其插入至第二铁心35中，能够在第二铁心35的内周面和第一铁心34的内周面上沿轴向滑动；轴38，其插入至第一铁心34的圆筒部34b中，与柱塞36的前端相抵接，并且能够在圆筒部34b的内周面上沿轴向滑动。另外，在电磁元件部30的外周部设置有与线圈32电连接的端子39，能够通过端子39向线圈32供电。

壳体31、第一铁心34、第二铁心35和柱塞36都由高纯度的铁等强磁性材料形成，第一铁心34的圆筒部34b的端面与第二铁心35的端面之间的空间作为非磁性体来发挥功能，另外，该空间只要能作为非磁性体发挥功能即可，可以是设置有不锈钢或黄铜等非磁性金属的结构。

在这样的电磁元件部30中，在通过端子39对线圈32进行通电时，形成磁通量所流动的磁路，磁路按壳体31、第二铁心35、柱塞36、第一铁心34和壳体31的顺序围绕线圈32的周围，由此在第一铁心34与柱塞36之间作用有吸引力，从而柱塞36被吸引。如上所述，在柱塞36的前端抵接有能够在第一铁心34的内周面上沿轴向滑动的轴38，因此，随着柱塞36被吸引而将轴38向前方(图中的左方)推出。

调压阀部40具有：大致圆筒状的套筒42，其一端安装在电磁元件部30的壳体31和第一铁心34上；阀柱44，其插入于套筒42的内部空间中，且一端与电磁元件部30的轴38的前端相连接；端板(end plate)46，其紧固在套筒42的另一端上；螺旋弹簧48，其设置在端板46与阀柱44的另一端之间，向电磁元件部30侧的方向对阀柱44施力。另外，通过调整端板46的螺钉位置，能够对螺旋弹簧48的作用力进行微调。

作为套筒42的内部空间的开口部，形成有：输入口52，其形成于图中的套筒42上的大致中央位置，用于输入从未图示的油泵压送出的工作油；输出口54，其形成于图中的靠左侧的位置，用于向离合器CL侧喷出工作油；排放口56，其形成于图中的左端的位置，用于排放工作油；反馈口58，其形成于图中的靠右侧的位置，通过形成于外部的油路58a来输入从输出口54喷出的工作油，以对阀柱44进行反馈。另外，在套筒42的两端部也形成有排出孔59a、59b，所述排出孔59a、59b用于排出随着阀柱44的滑动而从套筒42的内周面与阀柱44的外周面之间泄漏出的工作油。

阀柱44形成为插入套筒42内部的轴状构件，如图所示，该阀柱44具有：三个台肩62、64、66，其形成为外径与套筒42的内径大致相同的圆柱状；连通部68，其使图中的中央的台肩62与左侧的台肩64之间连接，并以外径小于台肩62、64的外径，且从两个台肩62、64开始越向中央部靠近外径越小的方式形成为锥形状，从而能够使输入口52、输出口54和排放口56的各口之间连通；连接部69，其使图中的中央的台肩62与右侧的台肩66之间连接，以对阀柱44进行反馈。

图2是表示阀柱44的外观的外观立体图，图3是从正面观察阀柱44的主视图。如图1～图3所示，在位于输入口52的周边的台肩62上，且在该台肩62的连通部68侧的端缘上，围绕轴心以180度的角度间隔形成有圆弧状的缺口(以下，称为输入缺口62a)，且该输入缺口62a在阀柱44的轴向上的距台肩62端面的高度为“Hin”(参照图3)；在位于排放口56的周围的台肩64上，且在该台肩64的连通部68侧的端缘上，围绕上述轴心以180度的角度间隔形成圆弧状的缺口(以下，称为排放缺口64a)，且该排放缺口64a在阀柱44的轴向上的距台肩64端面的高度为“Hdr”(参照图3)。另外，关于输入缺口62a的高度Hin和排放缺口64a的高度Hdr的设定，将在后面进行叙述。

对这样构成的实施例的电磁阀20的动作进行说明。现在，考虑线圈32未被通电的情况。在该情况下，阀柱44借助螺旋弹簧48的作用力，移动到电磁元件部30侧(图1的状态)，因此，输入口52与输出口54通过连通部68连通，并且排放口56通过排放缺口64a连通。因此，输入至输入口52的工作油从输出口54输出，并且输入至输入口52的一部分工作油通过排放缺口64a从排放口56排出，在这种情况下作用于离合器CL上的油压上升。另一方面，当对线圈32通电时，以与施加至线圈32的电流的大小相应的吸引力将柱塞36吸引至第一铁心34，伴随于此，向前方(图1中的左方)推出前端与阀柱44相连接的轴38，由此使阀柱44向螺旋弹簧48侧移动。此时，阀柱44停止在柱塞36的推力(吸引力)、螺旋弹簧48的作用力和因从输出口54向反馈口58输入的工作油的压力而作用于阀柱44上的反馈力正好达到平衡的位置上，阀柱44越向螺旋弹簧48侧移动，输入口52的开口面积越小，并且排放口56的开口面积越大，当阀柱44移动至最靠螺旋弹簧48侧时，台肩62将输入口52完全堵塞，并且使输出口54与排放口56连通。由此，使作用于离合器CL上的油压下降。由此可知，在线圈32未通电的情况下，使输入口52与输出口54连通，从而使实施例的电磁阀20作为常通型的电磁阀发挥功能。

在此，上述的输入缺口62a的高度Hin和排放缺口64a的高度Hdr以使下式(1)成立的方式来设计。图4表示输入缺口62a高度Hin与输入缺口62a高度Hin和排放缺口64a高度Hdr之和的比例Hin/(Hin+Hdr)，与作为喷出流量和消耗流量的比例的喷出效率α之间的关系。在此，所谓“消耗流量”表示，在稳定状态(指维持向离合器CL供给油压的状态)下输入至输入口52的工作油的流量中未从输出口54喷出而被消耗(排出)的工作油的流量；而所谓“喷出流量”表示，在过渡状态(开始向离合器CL供给油压的状态)下输入至输入口52的工作油的流量中从输出口54喷出的工作油的流量。为了恰当地进行上述实施例的电磁阀20的动作，关于输入缺口62a的高度Hin与排放缺口64a的高度Hdr之和的高度，因其受到套筒42、阀柱44的规格的制约而不能够自由地决定，但能够按使喷出效率α尽量大的要求来决定比例Hin/(Hin+Hdr)，然后为了得到该比例Hin/(Hin+Hdr)，确定输入缺口62a的高度Hin和排放缺口64a的高度Hdr，由此能够减少消耗流量，并且增大喷出流量。因此，无需增大用于驱动油泵的动力(能量)，就能够迅速地使油压作用到离合器CL上。在实施例中，当将比例Hin/(Hin+Hdr)的值设为0.72来确定输入缺口62a的高度Hin和排放缺口64a的高度Hdr时，能够确认离合器CL的响应性比以往的离合器提高14％以上。如图所示，比例Hin/(Hh1+Hdr)的值越接近1.0，喷出效率α越大，因而考虑到由制造公差造成的偏差，优选值为0.85以上。

0.72≤Hin/(Hin+Hdr)＜1.0 (1)

根据以上说明的实施例的电磁阀20，能够在位于输入口52周围的台肩62上并在该台肩62的连通部68侧的端缘上形成输入缺口62a，在位于排放口56周围的台肩64上并在该台肩的连通部68侧的端缘上形成排放缺口64a，并且设定输入缺口62a的高度Hin和排放缺口64a的高度Hdr，使比例Hin/(Hin+Hdr)在大于等于0.72(优选为0.85以上)小于1.0的范围内，由此能够减少消耗流量，并且增大喷出流量。其结果，无需增大用于驱动油泵的动力(能量)，就能够使油压迅速地作用到离合器CL上，从而能够提高离合器CL的响应性。

在实施例的电磁阀20中，在阀柱44的台肩62上形成有输入缺口62a，并且在台肩64上形成有排放缺口64a，但并不限定在阀柱44上形成上述缺口，也可以在套筒42形成输入缺口并形成排放缺口。图5示出该情况下的变形例的电磁阀20B的一个例子。在变形例的电磁阀20B中，如图所示，在套筒42的形成有输入口52的部位的内缘上形成有输入缺口62b，在形成有排放口56的部位的内缘上形成有排放缺口64b。另外，除了像上述那样使输入缺口62b和排放缺口64b都形成在套筒42上以外，也可以使输入缺口形成在阀柱的台肩上而使排放缺口形成在套筒上，还可以使输入缺口形成在套筒上而使排放缺口形成在阀柱的台肩上。

在实施例的电磁阀20中，输入缺口62a与排放缺口64a围绕轴中心以180度的角度间隔各形成两个，也可以只形成一个，还可以形成三个以上。但是，为了使阀柱44的动作变稳定，优选以相等的角度间隔形成二个以上。

在实施例的电磁阀20中，输入缺口62a和排放缺口64a的形状形成为圆弧状，但也不限于圆弧状，如图6中例示的阀柱44B所示，也可以使输入缺口62c和排放缺口64c形成为V字状等。在该情况下，与输入缺口和排放缺口形成为圆弧状的情况相比，工作油的压力变动更小。另外，除了像这样使输入缺口和排放缺口形成为同一形状以外，还可以使输入缺口和排放缺口形成为不同的形状，例如使输入缺口形成为圆弧状而使排放缺口形成为V字状等。

在实施例的电磁阀20中，构成为在线圈32未通电时使输入口52与输出口54相连通的常通型的线性电磁阀，但也可以构成为在线圈未通电时堵塞输入口的常闭型的线性电磁阀。图7表示变形例的电磁阀120的概略结构。另外，在变形例的电磁阀120的各结构中，对与实施例的电磁阀20相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。如图所示，作为套筒142的内部空间的开口部形成有：输入口152，其形成于图中的套筒142中的大致中央位置，用于输入从未图示的油泵压送出的工作油；输出口154，其形成于图中的靠右侧的位置，用于向离合器CL侧喷出工作油；排放口156，其形成于图中的右端的位置，用于排放工作油；反馈口158，其形成于图中的靠左侧位置，通过形成于外部的油路158a来输入从输出口154输出的工作油，以对阀柱144进行反馈。另外，阀柱144具有：三个台肩162、164、166，其形成为外径与套筒142的内径大致一致的圆柱状；连通部168，其使图中的中央的台肩162与右侧的台肩164之间连接，并以外径小于台肩162、164的外径，且从两个台肩162、164开始越向中央部靠近外径越小的方式形成为锥形状，由此能够使输入口152、输出口154和排放口156的各口之间连通；连接部169，其使图中的中央的台肩162与左侧的台肩166之间连接，以对阀柱144进行反馈。另外，在阀柱144上，在位于输入口152的周围的台肩162上并在该台肩162的连通部168侧的的端缘上，圆弧状的输入缺口162a围绕轴心以180度的角度间隔形成，并且，该输入缺口162a在阀柱144的轴向上的距台肩162的端面的高度为“Hin”；在位于排放口156的周围的台肩164上并在该台肩164的连通部168侧的端缘上，圆弧状的排放缺口164a围绕上述轴心以180度的角度间隔形成，并且，该排放缺口64a在阀柱144的轴向上的距台肩164的端面的高度为“Hdr”。该输入缺口高度Hin和排放缺口高度Hdr满足上述式(1)。在这样构成的变形例的电磁阀120中，在线圈32未通电的情况下，阀柱144借助螺旋弹簧148的作用力移动到电磁元件部30侧(图7的状态)，由台肩162堵塞输入口152，并且通过连通部168使输出口154与排放口156连通。因此，使作用于离合器CL上的油压下降。另一方面，在对线圈32通电时，在以与施加至线圈32中的电流的大小相应的吸引力将柱塞36吸引至第一铁心34，伴随于此，向前方(图7中的左方)推出前端与阀柱144相连接的轴38，由此使阀柱144向螺旋弹簧148侧移动。此时，阀柱144停止在柱塞36的推力(吸引力)、螺旋弹簧148的作用力和因从输出口154向反馈口158输入的工作油的压力而作用于阀柱144上的反馈力正好达到平衡的位置上，阀柱144越向螺旋弹簧148侧移动，输入口152的开口面积越大，并且排放口56的开口面积越小，当阀柱144移动到最靠螺旋弹簧148侧时，输入口152与输出口154完全连通。因此，使作用于离合器CL上的油压上升。这样，在线圈32未通电时堵塞输入口152，变形例的电磁阀120作为常闭阀型的电磁阀发挥功能。

实施例的电磁阀20用于对安装于自动变速器中的离合器CL进行油压控制，但也可以用于通过油压进行动作的任何动作机构的油压控制。

以上，使用实施例对用于实施本发明的最佳实施方式进行了说明，但本发明并不受这样的实施例的任何限定，在不脱离本发明主旨的范围内，理应能够以各种方式来实施。

产业上的可利用性

本发明能够应用到电磁阀的制造产业上。

Claims

1.一种电磁阀，具有：套筒，其具有内部空间，并在其上形成有输入口、输出口和排放口；阀柱，其是插入在所述内部空间内的轴状构件，随着在轴向上的移动能够使各个口之间连通和遮断；电磁部，其使该阀柱沿轴向移动，其中，

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其中，

所述输入缺口和所述排放缺口形成为，0.85≤Hin/(Hin+Hdr)＜1.0成立。

3.根据权利要求1所述的电磁阀，其中，

所述电磁阀能够通过所述输入口来输入由调节器阀调压后的管路压力，并且对所输入的所述管路压力进行调压，通过所述输出口直接将油压输出至接受油压的供给而动作的安装在自动变速器上的离合器或制动器。

4.根据权利要求2所述的电磁阀，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁阀，其中，

所述输入缺口或/和所述排放缺口形成为圆弧状。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁阀，其中，

所述输入缺口或/和所述排放缺口形成为V字状。