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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Solenoidventil und genauer ein
Solenoidventil mit einer Buchse, die einen Innenraum aufweist, der
mit einem Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss und einem Entleerungsanschluss
ausgebildet ist, einem Steuerkolben, der ein axiales Teil ist, das
in den Innenraum eingeführt ist, und das in der Lage ist,
durch eigene axiale Bewegungen zwischen den einzelnen Anschlüssen
zu verbinden und abzutrennen, und einem Solenoidabschnitt, der den
Steuerkolben axial bewegt.
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Stand der Technik
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Bisher
war als Solenoidventil dieser Art eines mit einer Buchse vorgeschlagen,
die einen zylindrischen Ventilkörper aufweist, der mit
einem Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss, einem Entleerungsanschluss
und einem Rückstellanschluss als verschiedene Arten von
Anschlüssen ausgebildet ist, die es einem Öl ermöglichen,
ein- und auszuströmen, einem Steuerkolben, der ein axiales
Teil ist, das in den Ventilkörper eingefügt ist,
und das eine Vielzahl von zylindrischen Anschlussflächen
aufweist, die jeweils einen Außendurchmesser aufweisen,
der im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des Ventilkörpers
ist, und einem zylindrischen Verbindungsabschnitt, der einen Außendurchmesser aufweist,
der kleiner als ein Außendurchmesser jeder Anschlussfläche
ist und die einzelnen Anschlüsse verbindet, und ein Solenoid,
das den Steuerkolben axial bewegt aufweist (siehe zum Beispiel Patentschrift
1). In diesem Solenoidventil sind in den Endkanten der Anschlussflächen
Kerben ausgebildet, und es ist beschrieben, dass ein Teil des Arbeitsöls, das
von dem Eingangsanschluss aus eingebracht wird, durch die Kerben
aus dem Entleerungsanschluss entleert wird, wodurch eine Druckschwankung
des Arbeitsöls unterdrückt werden kann.
- [Patentschrift
1] JP-A-2004-176895
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Offenbarung der Erfindung
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Mit
dem voranstehend beschriebenen Solenoidventil wird das Arbeitsöl
aus dem Entleerungsanschluss durch die Kerben entleert, wobei ein übermäßig
werden der Druckschwankung des Arbeitsöls unterdrückt
wird, und eine gleichmäßige Druckregulierungssteuerung
realisiert werden kann, aber eine Strömungsrate, die von
dem Abgabeanschluss abgegeben wird, sinkt in Entsprechung zu der
Entleerung, und ein Abgabedruck verringert sich. Zum Erreichen eines
erforderlichen Abgabeöldrucks ist es daher notwendig, zum
Beispiel die Anzahl der Umdrehungen einer Pumpe zu erhöhen, die
das Arbeitsöl unter Druck speist, und ein Energieverbrauch
steigt.
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Das
Solenoidventil der vorliegenden Erfindung weist als grundsätzliche
Aufgabe auf, das Sinken eines Abgabedrucks ohne Erhöhung
eines Energieverbrauchs zu unterdrücken, während
eine gleichmäßige Druckregulierungssteuerung realisiert
wird.
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Das
Solenoidventil der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Mittel
aufgenommen, um die voranstehend beschriebene grundsätzliche
Aufgabe zu erfüllen:
Das Solenoidventil der vorliegenden
Erfindung weist als Inhalt Folgendes auf:
Umfassen einer Buchse,
die einen Innenraum aufweist, der mit einem Eingangsanschluss, einem
Abgabeanschluss und einem Entleerungsanschluss ausgebildet ist,
eines Steuerkolbens, der ein axiales Teil ist, das in den Innenraum
eingefügt ist und das in der Lage ist, infolge seiner axialen
Bewegungen die einzelnen Anschlüsse zu verbinden und abzutrennen,
und eines Solenoidabschnitts, der den Steuerkolben axial bewegt;
wobei
eine Eingangskerbe in einem der Bauteile aus Buchse und Steuerkolben
ausgebildet ist, so dass ein Arbeitsöl durch die Kerbe
in den Eingangsanschluss strömen kann, während
eine Entleerungskerbe in einem der Bauteile aus Buchse und Steuerkolben
ausgebildet ist, so dass das Arbeitsöl durch die Kerbe aus
dem Entleerungsanschluss entleert werden kann, und
die Eingangskerbe
und die Entleerungskerbe ausgebildet sind, ein Verhältnis 0,72 ≤ Hin/(Hin + Hdr) < 1,0 zu erfüllen,
in dem Hin eine axiale Länge der Eingangskerbe bezeichnet,
und Hdr eine axiale Länge der Entleerungskerbe bezeichnet.
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In
dem Solenoidventil der vorliegenden Erfindung ist die Eingangskerbe
in einem der Bauteile aus Buchse und Steuerkolben so ausgebildet,
dass das Arbeitsöl durch die Kerbe in den Eingangsanschluss strömen
kann, während die Entleerungskerbe in einem der Bauteile
aus Buchse und Steuerkolben so ausgebildet ist, dass das Arbeitsöl
aus dem Entleerungsanschluss durch die Kerbe entleert werden kann;
und die Eingangskerbe und die Entleerungskerbe sind so ausgebildet,
um ein Verhältnis von 0,72 ≤ Hin/(Hin
+ Hdr) < 1,0zu
erfüllen, in dem Hin die axiale Länge der Eingangskerbe
bezeichnet, und Hdr die axiale Länge der Entleerungskerbe
bezeichnet. Entsprechend wird durch das Ausbilden der Eingangskerbe
und der Entleerungskerbe eine gleichmäßige Druckregulierungssteuerung
realisiert, und die Menge des Arbeitsöls, das durch die
Entleerungskerbe aus dem Entleerungsanschluss strömt, kann
verringert werden, um das eingebrachte Arbeitsöl wirkungsvoll
abzugeben. Als Ergebnis kann die notwendige Abgabe des Arbeitsöls
sichergestellt werden, ohne eine Energie zu erhöhen, die
zum Antreiben einer Öldruckerzeugungsquelle erforderlich
ist.
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In
einem derartigen Solenoidventil der vorliegenden Erfindung kann
die Eingangskerbe und die Entleerungskerbe ebenfalls so ausgebildet
werden, um ein Verhältnis von 0,85 ≤ Hin/(Hin
+ Hdr) < 1,0zu
erfüllen. Somit kann die Menge des Arbeitsöls, das
durch die Entleerungskerbe aus dem Entleerungsanschluss strömt, innerhalb
des Bereichs einer Herstellungstoleranz zum Äußersten
verringert werden, und die Vorteile der vorliegenden Erfindung können
noch deutlicher werden.
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Nebenbei
kann in dem Solenoidventil der vorliegenden Erfindung das Solenoidventil
als Ventil konfiguriert werden, zu dem durch den Eingangsanschluss
ein Leitungsdruck eingebracht wird, der durch ein Regulatorventil
reguliert wird, das den eingebrachten Leitungsdruck reguliert, und
das in der Lage ist, durch den Abgabeanschluss einen Öldruck direkt
zu einer Kupplung oder einer Bremse abzugeben, die in einem automatischen
Getriebe eingebaut ist, das dadurch betätigt wird, dass
es mit dem Öldruck versorgt wird. In einem Solenoidventil
wie dem des Stands der Technik wird ein Leitungsdruck auf einen
konstanten Druck verringert, ein Modulatordruck wird eingebracht
und reguliert, und der regulierte Druck wird abgegeben, während
in dem Solenoidventil der vorliegenden Erfindung der eingebrachte Druck
der Leitungsdruck ist, und deswegen ein sehr hoher Druck ist. Entsprechend
wird die Menge des Arbeitsöls groß, das wegen
der Druckregulierung aus dem Entleerungsanschluss ausströmt,
es wird nämlich die notwendige Energie auffallend groß.
Gemäß dem Solenoidventil der vorliegenden Erfindung
kann jedoch die Kupplung oder Bremse schnell betätigt werden,
ohne die Energie zu vergrößern, die zum Antreiben
einer Öldruckerzeugungsquelle erforderlich ist.
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Außerdem
können in dem Solenoidventil der vorliegenden Erfindung
die Eingangskerbe und/oder die Entleerungskerbe bogenförmig
ausgebildet sein, und die Eingangskerbe und/oder die Entleerungskerbe
können ebenfalls V-förmig ausgebildet sein. In dem
ersten Fall kann die Strömungsratenschwankung des Arbeitsöls
relativ zu der Bewegung des Steuerkolbens vergleichsweise groß gemacht werden,
und in dem letzteren Fall kann die Strömungsratenschwankung
des Arbeitsöls relativ zu der Bewegung des Steuerkolbens
relativ klein gemacht werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1:
Dabei handelt es sich um eine Strukturansicht, die den Aufbau der
Struktur eines Solenoidventils 20 zeigt, das eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2:
Dabei handelt es sich um eine perspektivische Ansicht von außen,
die die äußere Erscheinung eines Steuerkolbens 44 zeigt.
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3:
Dabei handelt es sich um eine Vorderansicht, mit der der Steuerkolben 44 von
seiner Vorderseite aus betrachtet wird.
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4:
Dabei handelt es sich um ein erläuterndes Diagramm, das
das Verhältnis zwischen den Anteilen Hin/(Hin + Hdr) der
Höhe Hin einer Eingangskerbe 62a zu der Summe
der Höhe Hin der Eingangskerbe 62a und der Höhe
Hdr einer Entleerungskerbe 64a ist, und einem Abgabewirkungsgrad α,
der den Anteil einer Abgabeströmungsrate zu einer Verbrauchsströmungsrate
darstellt.
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5:
Dabei handelt es sich um eine Strukturansicht, die die Anordnung
der Struktur eines Solenoidventils 20B in einer abgeänderten
Ausführungsform zeigt.
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6:
Dabei handelt es sich um eine perspektivische Ansicht von außen,
die die äußere Erscheinung eines Steuerkolbens 44B in
einer abgeänderten Ausführungsform zeigt.
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7:
Dabei handelt es sich um eine Strukturansicht, die die Anordnung
der Struktur eines Solenoidventils 120 in einer abgeänderten
Ausführungsform zeigt.
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Beste Art zum Ausführen
der Erfindung
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Als
Nächstes wird die beste Art zum Ausführen der
vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit den Ausführungsformen
beschrieben.
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1 ist
eine Strukturansicht, die die Anordnung der Struktur eines Solenoidventils 20 zeigt,
das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Das Solenoidventil 20 der Ausführungsform wird zum
Beispiel für die Öldrucksteuerung einer Kupplung
eingesetzt, die in einem automatischen Getriebe eingebaut ist, und
es ist als Linearsolenoidventil für eine direkte Steuerung
ausgelegt, in der der optimale Kupplungsdruck von einem Öldruck
(Leitungsöldruck) erzeugt wird, der unter Druck von einer Ölpumpe 12 gespeist
wird, und durch ein Regulierungsventil 16 mit einem Linearsolenoid 14 reguliert
wird, wodurch die Kupplung CL direkt steuerbar ist. Wie aus der
Figur ersichtlich ist, hat das Solenoidventil 20 einen
Solenoidabschnitt 30 und einen Druckregulatorventilabschnitt 40,
der durch den Solenoidabschnitt 30 angetrieben wird, um
den Leitungsöldruck da hinein einzubringen und den eingebrachten Leitungsöldruck
zu regulieren und abzugeben.
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Der
Solenoidabschnitt 30 hat ein Gehäuse 31,
das ein zylindrisches Teil mit Boden ist, eine Spule 32,
die an der inneren Umfangsseite des Gehäuses 31 angeordnet
ist, und in der ein isolierter Draht um eine isolierende Haspel 23a gewickelt
ist, einen ersten Kern 34, der mit einem Flanschabschnitt 34a ausgebildet
ist, und mit seinem äußeren Flanschumfangsteil
an dem offenen Endteil des Gehäuses 31 befestigt
ist, und einen Zylinderabschnitt 34b, der sich in der axialen
Richtung des Solenoidventils entlang von dessen innerer Umfangsfläche
der Spule 32 von dem Flanschabschnitt 34a erstreckt,
einem zylindrischen zweiten Kern 35, der in Berührung
mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 31 liegt
und der sich axial zu einer Position erstreckt, die um einen vorbestimmten
Abstand von dem Zylinderabschnitt 34b des ersten Kerns 34 beabstandet
ist, entlang der inneren Umfangsfläche der Spule 32,
einen Kolben 36, der in den zweiten Kern 35 eingefügt
ist und der axial gleitfähig an der inneren Umfangsfläche des
zweiten Kerns 35 und der inneren Umfangsfläche
des ersten Kerns 34 ist, und einen Schaft 38,
der in den Zylinderabschnitt 34b des ersten Kerns 34 eingefügt
ist, der gegen das distale Ende des Kolbens 36 in Anlage
ist und der axial gleitfähig an der inneren Umfangsfläche
des Zylinderabschnitts 34b ist. Nebenbei ist der Solenoidabschnitt 30 an
seinem äußeren Umfangsteil mit einem Anschluss 39 bereitgestellt,
der mit der Spule 32 elektrisch verbunden ist, und er kann
Leistung durch den Anschluss 39 zu der Spule 32 zuführen.
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Das
Gehäuse 31, der erste Kern 34, der zweite
Kern 35 und der Kolben 36 sind alle aus Eisen oder
einem ähnlichen ferromagnetischen Material hoher Reinheit
ausgebildet, und der Raum zwischen der Endfläche des Zylinderabschnitts 34b des
ersten Kerns 34 und der Endfläche des zweiten
Kerns 35 ist ausgebildet, um als nicht magnetischer Stoff
zu funktionieren. Da im Übrigen der Raum als nicht magnetischer
Stoff funktionieren kann, kann ein nicht magnetisches Metall wie
zum Beispiel rostfreier Stahl oder Messing gut eingesetzt werden.
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Wenn
in einem solchen Solenoidabschnitt 30 die Spule 32 durch
den Anschluss 39 mit Energie beaufschlagt ist, wird ein
magnetischer Kreis ausgebildet, in dem magnetische Flüsse
um die Spule 32 in der Reihenfolge des Gehäuses 31,
des zweiten Kerns 35, des Kolbens 36, des ersten
Kerns 34 und des Gehäuses 31 strömen,
wodurch eine Anziehungskraft zwischen dem ersten Kern 34 und
dem Kolben 36 wirkt, und der Kolben 36 angezogen
wird. Wie zuvor erwähnt wurde, ist der Schaft 38,
der an der inneren Umfangsfläche des ersten Kerns 34 axial gleitfähig
ist, in Anlage an dem distalen Ende des Kolbens 36 gehalten,
so dass der Schaft 38 folgend auf die Anziehung des Kolbens 36 nach
vorne hinaus (in der Figur nach links) geschoben wird.
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Der
Druckregulierungsventilabschnitt 40 hat eine im Wesentlichen
zylindrische Buchse 42, deren eines Ende an dem Gehäuse 31 und
dem ersten Kern 34 des Solenoidabschnitts 30 montiert
ist, und einen Steuerkolben 44, der in den Innenraum der Buchse 42 eingefügt
ist, und dessen eines Ende mit dem distalen Ende des Schafts 38 des
Solenoidabschnitts 30 verbunden ist, eine Endplatte 46,
die an dem anderen Ende der Buchse 42 angeschraubt ist,
und eine Spiralfeder 48, die zwischen der Endplatte 46 und
dem anderen Ende des Steuerkolbens 44 zurückgehalten
wird, und die den Steuerkolben 44 zu der Seite des Solenoidabschnitts 30 drängt.
Nebenbei kann die Endplatte 46 die drängende Kraft
der Spiralfeder 48 durch das Einstellen der Schraubenpositionen
dieser Endplatte fein einstellen.
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Als
die Öffnungen des Innenraums ist die Buchse 42 mit
einem Eingangsanschluss 52, der an einer im Wesentlichen
in der Mitte liegenden Position der Buchse 42 in der Figur
ausgebildet ist, und in den das Arbeitsöl, das von der Ölpumpe
unter Druck gespeist wird, die nicht dargestellt ist, eingebracht
wird, mit einem Abgabeanschluss 54, der an einer etwas linken
Position in der Figur ausgebildet ist, und von dem das Arbeitsöl
an die Seite der Kupplung CL abgegeben wird, einem Entleerungsanschluss 56,
der an der Position eines linken Endes in der Figur ausgebildet
ist, und von dem das Arbeitsöl entleert wird, und einem
Rückstellanschluss 58 ausgebildet, der an einer
etwas rechten Position in der Figur ausgebildet ist, und in den
das Arbeitsöl durch einen außerhalb ausgebildeten Öldurchtritt 58a eingebracht
wird, das von dem Abgabeanschluss 54 abgegeben wird, um den
Steuerkolben 44 zurückzuführen. Nebenbei
sind Auslassöffnungen 59a und 59b, die
dazu dienen, das Arbeitsöl, das zwischen der inneren Umfangsfläche der
Buchse 42 und der äußeren Umfangsfläche
des Steuerkolbens 44 infolge des Gleitens des Steuerkolbens 44 ausgeflossen
ist, herauszulassen, in beiden Endteilen der Buchse 42 ausgebildet.
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Der
Steuerkolben 44 ist als axiales Teil ausgebildet, das innerhalb
der Buchse 42 eingefügt ist, und wie aus der Figur
ersichtlich ist, hat er drei zylindrische Anschlussflächen 62, 64 und 66,
die jeweils einen Außendurchmesser aufweisen, der im Wesentlichen
gleich dem Innendurchmesser der Buchse 42 ist, einen Verbindungsanschluss 68,
der die in der Figur in der Mitte liegende Anschlussfläche 62 und links
liegende Anschlussfläche 64 verbindet, der in einer
konischen Form ausgebildet ist, und einen Außendurchmesser
aufweist, der kleiner als die Außendurchmesser der Anschlussflächen 62 und 64 ist, und
der von den zwei Anschlussflächen 62 und 64 zu dessen
mittleren Teil hin kleiner wird, und der in der Lage ist, zwischen
den einzelnen Anschlüssen aus Eingangsanschluss 52,
Abgabeanschluss 54 und Entleerungsanschluss 56 zu
verbinden, und einen Verbindungsabschnitt 69, der die mittlere
Anschlussfläche 62 und die rechte Anschlussfläche 66 in
der Figur verbindet, und der dazu dient, den Steuerkolben 44 zurückzuführen.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht von außen, die die äußere
Erscheinung des Steuerkolbens 44 darstellt, während 3 eine
Vorderansicht ist, in der der Steuerkolben 44 von dessen
Vorderseite aus betrachtet wird. Wie aus 1 bis 3 ersichtlich
ist, ist die Anschlussfläche 62, die nahe dem Eingangsanschluss 52 angeordnet
ist, an ihrer Endkante an der Seite des Verbindungsabschnitts 68 in einer
solchen Weise mit bogenförmigen Kerben (im Folgenden „Eingangskerben 62a” bezeichnet)
ausgebildet, dass diese Kerben einen Winkelabstand von 180° um
die Achse des Steuerkolbens 44 aufweisen, und dass die
axiale Höhe der Eingangskerben 62a von der Endfläche
der Anschlussfläche 62 „Hin” beträgt
(siehe 3), während die Anschlussfläche 64,
die nahe dem Entbehrungsanschluss 56 ausgebildet ist, an
ihrer Endkante an der Seite des Verbindungsabschnitts 68 mit
bogenförmigen Kerben (im Folgenden als „Entleerungskerbe 64a” bezeichnet) auf
eine solche Weise ausgebildet ist, dass diese Kerben ähnlich
einen Winkelabstand von 180° um die Achse des Steuerkolbens 44 aufweisen,
und dass die axiale Höhe der Entleerungskerben 64a von
der Endfläche der Anschlussfläche 64 „Hdr” beträgt
(siehe 3). Im Übrigen werden die Einstellungen
der Höhe Hin der Eingangskerben 62a und der Höhe
Hdr der Entleerungskerben 64a später erläutert.
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Der
Betrieb des Solenoidventils 20 der Ausführungsform,
die derart angeordnet ist, wird beschrieben. Nun soll ein Fall berücksichtigt
werden, in dem die Spule 32 nicht mit Energie beaufschlagt
ist. In diesem Fall wird die Spule 44 durch die drängende Kraft
der Spiralfeder 48 zu der Seite des Solenoidabschnitts 30 bewegt
(der Zustand der 1), so dass der Eingangsanschluss 52 und
der Abgabeanschluss 54 durch den Verbindungsabschnitt 68 verbunden
sind, und der Entleerungsanschluss 56 durch die Entleerungskerben 64a verbunden
ist. Entsprechend wird das Arbeitsöl, das in den Eingangsanschluss 52 eingebracht
wird, von dem Abgabeanschluss 54 abgegeben, während
ein Teil des Arbeitsöls, das in den Eingangsanschluss 52 eingebracht wird,
durch die Entleerungskerben 64a aus dem Entleerungsanschluss 56 entleert
wird, und der Öldruck ansteigt, der auf die Kupplung CL
wirkt. Wenn andererseits die Spule 32 mit Energie beaufschlagt
wird, wird der Kolben 36 durch eine Anziehungskraft, die der
Größenordnung eines Stroms entspricht, der an die
Spule 32 angelegt wird, zu dem ersten Kern 34 angezogen,
und folglich wird der Schaft 38 mit der Spule 44 mit
dessen distalen Ende verbunden nach vorne hinausgeschoben (in 1 nach
links), wodurch der Steuerkolben 44 an die Seite der Spiralfeder 48 bewegt
wird. Bei dieser Gelegenheit wird der Steuerkolben 44 an
einer Position angehalten, in der der Schub (Anziehungskraft) des
Kolbens 36, die drängende Kraft der Spiralfeder 48 und
eine Rückstellkraft, die durch den Druck des Arbeitsöls,
das aus dem Abgabeanschluss 54 in den Rückstellanschluss 58 eingebracht
wird, auf den Steuerkolben 44 ausgeübt wird, gerade
im Gleichgewicht sind. Wenn der Steuerkolben 44 mehr an
die Seite der Spiralfeder 48 bewegt wird, wird die Öffnungsfläche
des Eingabeanschlusses 52 kleiner gemacht, und die offene
Fläche des Entleerungsanschlusses 56 wird größer
gemacht, und wenn der Steuerkolben 44 am stärksten
an die Seite der Spiralfeder 48 bewegt wurde, ist der Eingangsanschluss 52 vollständig
durch die Anschlussfläche 62 geschlossen, und
der Abgabeanschluss 54 und der Entleerungsanschluss 56 sind
in Verbindung. Somit sinkt der Öldruck, der auf die Kupplung
CL wirkt. Auf diese Weise hält das Solenoidventil 20 der
Ausführungsform den Eingangsanschluss 52 und den
Abgabeanschluss 54 in dem Fall in Verbindung, in dem die Spule 32 nicht
mit Energie beaufschlagt ist, und es wird daher verstanden, dass
das Solenoidventil 20 als Solenoidventil einer normalerweise
offenen Art funktioniert.
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Wie
zuvor erwähnt wurde, ist hier die Höhe Hin der
Eingangskerben 62a und die Höhe Hdr der Entleerungskerben 64a,
so konstruiert, dass die Gleichung (1) erfüllt ist, die
im Folgenden gegeben ist. 4 zeigt
das Verhältnis zwischen der Proportion Hin/(Hin + Hdr)
der Höhe Hin der Eingangskerben 62a zu der Summe
der Höhe Hin der Eingangskerben 62a und der Höhe
Hdr der Entleerungskerben 64a und dem Abgabewirkungsgrad α,
der dem Anteil einer Abgabeströmungsrate zu einer Verbrauchsströmungsrate
entspricht. Hier bezeichnet die „Verbrauchsströmungsrate” die
Strömungsrate des Arbeitsöls, das in einem gleichmäßigen
Zustand (einem Zustand, in dem die Zufuhr des Öldrucks
zu der Kupplung CL beibehalten wird) verbraucht wird (ausgestoßen
wird), ohne von dem Abgabeanschluss 54 abgegeben zu werden,
in der Strömungsrate des Arbeitsöls, das in den
Eingabeanschluss 52 eingebracht wird, und die „Abgabeströmungsrate” bezeichnet
die Strömungsrate des Arbeitsöls, die von dem Abgabeanschluss 54 abgegeben
wird, in der Strömungsrate des Arbeitsöls, die
in den Eingabeanschluss 52 eingebracht wird, in einem Übergangszustand
(einem Zustand, in dem die Zufuhr des Öldrucks zu der Kupplung
CL begonnen wird). Durch das geeignete Durchführen des
voranstehend beschriebenen Betriebs des Solenoidventils 20 der Ausführungsform
sind die Höhe der Summe zwischen den Höhen Hin
der Eingangskerben 62a und die Höhe Hdr der Entleerungskerben 64a Beschränkungen
ausgesetzt, die den Abmessungen der Buchse 42 und des Steuerkolbens 44 zuzuschreiben
sind, und nicht beliebig eingestellt werden können. Es
ist jedoch zu verstehen, dass die Proportion Hin/(Hin + Hdr) so
eingestellt ist, um den Abgabewirkungsgrad α so groß wie
möglich zu machen, weswegen die Höhe Hin der Eingangskerben 62a und
die Höhe Hdr der Entleerungskerben 64a so eingestellt
ist, um diese Proportion Hin/(Hin + Hdr) zu erreichen, wodurch die
Verbrauchsströmungsrate verringert werden kann, und die
Abgabeströmungsrate erhöht werden kann. Entsprechend
ist es dem Öldruck möglich, schnell auf die Kupplung
CL zu wirken, ohne eine Leistung (Energie) zum Antreiben der Ölpumpe
zu vergrößern. In der Ausführungsform
wurde bestätigt, dass, wenn die Höhe Hin der Eingangskerben 62a und
die Höhe Hdr der Entleerungskerben 64a mit der Proportion
Hin/(Hin + Hdr) eingestellt sind, die einem Wert von 0,72 entspricht,
die Erwiderung der Kupplung CL um 14% oder mehr im Vergleich zu
einem Erzeugnis gemäß Stand der Technik verbessert
ist. Wie aus der Figur ersichtlich ist, wird der Abgabewirkungsgrad α größer,
wenn das Verhältnis Hin/(Hin + Hdr) nahe an einen Wert
von 1,0 gerät, so dass ein Wert von zumindest 0,85 erwünscht
ist, wenn eine Verteilung berücksichtigt wird, die Herstellungstoleranzen
zuzuschreiben ist. 0,72 ≤ Hin/(Hin
+ Hdr) < 1,0 (1)
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Gemäß dem
Solenoidventil 20 der Ausführungsform, soweit
es bisher beschrieben wurde, ist die Anschlussfläche 62,
die nahe dem Eingangsanschluss 52 ausgebildet ist, mit
den Eingangskerben 62a in ihrer Endkante an der Seite der
Verbindungsöffnung 68 ausgebildet, während
die Anschlussfläche 64, die nahe dem Entleerungsanschluss 56 ausgebildet
ist, mit den Entleerungskerben 64a in ihrer Endkante an
der Seite des Verbindungsabschnitts 68 ausgebildet ist,
und die Höhe Hin der Eingangskerben 62a und die
Höhe Hdr der Entleerungskerben 64a sind so eingestellt,
dass die Proportion Hin/(Hin + Hdr) innerhalb des Bereichs zwischen
zumindest 0,72 (bevorzugt zumindest 0,85) und 1,0 fallen können,
so dass die Verbrauchsströmungsrate gesenkt werden kann,
und die Abgabeströmungsrate vergrößert
werden kann. Als Ergebnis kann dafür gesorgt werden, dass
der Öldruck schnell auf die Kupplung CL wirkt, und die
Erwiderungsfähigkeit der Kupplung CL kann verbessert werden,
ohne die Leistung (Energie) zum Antreiben der Ölpumpe zu
erhöhen.
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In
dem Solenoidventil 20 der Ausführungsform ist
die Anschlussfläche 62 des Steuerkolbens 44 mit
den Eingangskerben 62a ausgebildet, und dessen Anschlussfläche 64 ist
mit den Entleerungskerben 64a ausgebildet. Jedoch ist die
Erfindung nicht auf Kerben beschränkt, die in dem Steuerkolben 44 ausgebildet
sind, sondern es können auch Eingangskerben und ebenfalls
Entleerungskerben in der Buchse 42 ausgebildet sein. Ein
Beispiel eines Solenoidventils 20B einer abgeänderten
Ausführungsform in diesem Fall ist aus 5 ersichtlich.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist in dem Solenoidventil 20B der abgeänderten
Ausführungsform eine Eingangskerbe 62b in der
Innenkante des Teils der Buchse 42 ausgebildet, das mit
einem Eingangsanschluss 52 ausgebildet ist, und eine Entleerungskerbe 64b ist
in der Innenkante des Teils davon ausgebildet, das mit einem Entleerungsanschluss 56 ausgebildet
ist. Im Übrigen ist es abgesehen von der Anordnung, in
der die Eingangskerbe 62b und die Entleerungskerbe 64b in der
Buchse 42 ausgebildet sind, wie voranstehend beschrieben
wurde, ebenfalls möglich, dass eine Eingangskerbe in der
Anschlussfläche eines Steuerkolbens ausgebildet ist, während
eine Entleerungskerbe in einer Buchse ausgebildet ist, und dass
eine Eingangskerbe in einer Buchse ausgebildet ist, während eine
Entleerungskerbe in der Anschlussfläche eines Steuerkolbens
ausgebildet ist.
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In
dem Solenoidventil 20 der Ausführungsform sind
die zwei Eingangskerben 62a und die zwei Entleerungskerben 64a in
Winkelabständen von 180° um die Achse ausgebildet,
aber eine Eingangskerbe und eine Entleerungskerbe können
gut ausgebildet sein, und drei oder mehr Eingangskerben und drei oder
mehr Entleerungskerben können gut ausgebildet sein. Jedoch
ist es wünschenswert, um den Betrieb des Steuerkolbens 44 zu
stabilisieren, dass zwei oder mehr Eingangskerben und zwei oder
mehr Entleerungskerben in gleichmäßigen Winkelabständen ausgebildet
sind.
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In
dem Solenoidventil 20 der Ausführungsform ist
die Form der Eingangskerben 62a und der Entleerungskerben 64a bogenförmig
ausgebildet, aber die Erfindung ist nicht auf die Form eines Bogens
beschränkt. Wie aus einem Steuerkolben 44B ersichtlich
ist, der in 6 dargestellt ist, können
Eingangskerben 62c und Entleerungskerben 64c gut beispielhaft
in einer V-Form ausgebildet sein. In diesem Fall wird die Druckschwankung
des Arbeitsöls noch immer kleiner als in der Anordnung,
in der die Eingangskerben und die Entleerungskerben in der Form
eines Bogens ausgebildet sind. Nebenbei können abgesehen
von der Anordnung, in der solche Eingangskerben und Entleerungskerben
in identische Form gebracht werden, Eingangskerben und Entleerungskerben
gut in unterschiedlichen Formen auf eine solche Weise ausgebildet
sein, dass die ersteren in der Form eines Bogens ausgebildet sind, während
die letzteren in der V-Form ausgebildet sind.
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Das
Solenoidventil 20 der Ausführungsform ist als
das Linearsolenoidventil der normalerweise offenen Art ausgebildet,
in dem der Eingangsanschluss 52 und der Abgabeanschluss 54 in
Verbindung gehalten sind, wenn die Spule 32 nicht mit Energie
beaufschlagt ist, aber ein Solenoidventil kann auch als Linearsolenoidventil
einer normalerweise geschlossenen Art ausgelegt sein, in der ein
Eingangsanschluss geschlossen ist, wenn eine Spule nicht mit Energie
beaufschlagt ist. 7 zeigt den Aufbau der Anordnung
eines Solenoidventils 120 in einer abgeänderten
Ausführungsform. Im Übrigen sind in den verschiedenen
Bestandteilen des Solenoidventils 120 der abgeänderten
Ausführungsform die Bestandteile, die denen des Solenoidventils 120 der Ausführungsform
gleich sind, mit identischen Bezugszeichen und Zeichen bezeichnet,
und deren Beschreibung wird ausgelassen. Wie aus der Figur ersichtlich
ist, ist eine Buchse 142 ausgebildet und als der Öffnungen
von deren Innenraum mit einem Eingangsanschluss 152, der
in einer im Wesentlichen mittleren Position der Buchse 142 in
der Figur ausgebildet ist, und in den ein Arbeitsöl eingebracht
wird, das von einer Ölpumpe, die nicht dargestellt ist,
unter Druck gespeist wird, einem Abgabeanschluss 154, der
an einer etwas rechten Position in der Figur ausgebildet ist, und
von dem das Arbeitsöl an die Seite einer Kupplung CL abgegeben
wird, einem Entleerungsanschluss 156, der an der Position
eines rechten Endes in der Figur ausgebildet ist, und von dem das
Arbeitsöl entleert wird, und einem Rückstellanschluss 158,
der an einer etwas linken Position in der Figur ausgebildet ist,
und in den das Arbeitsöl, das von dem Abgabeanschluss 154 abgegeben
wird, durch einen Öldurchtritt 158a, der außerhalb
ausgebildet ist, eingebracht wird, um den Steuerkolben 144 zurückzuführen.
Nebenbei hat der Steuerkolben 144 drei zylindrische Anschlussflächen 162, 164 und 166 von
denen jede einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen
gleich dem Innendurchmesser der Buchse 142 ist, einen Verbindungsabschnitt 168, der
den mittleren Anschluss 162 und einen rechten Anschluss 164 in
der Figur verbindet, der in einer konischen Form ausgebildet ist,
und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als
der Außendurchmesser der Anschlussflächen 162 und 164,
und der von den zwei Anschlussflächen 162 und 164 zu dem
mittleren Teil hin kleiner wird, und der in der Lage ist, die einzelnen
Anschlüsse aus Eingangsanschluss 152, Abgabeanschluss 154 und
Entleerungsanschluss 156 zu verbinden, und einen Verbindungsabschnitt 169,
der die mittlere Anschlussfläche 162 und die linke
Anschlussfläche 166 in der Figur verbindet, und
der dazu dient, den Steuerkolben 144 zurückzuführen.
Nebenbei ist in dem Steuerkolben 144 die Anschlussfläche 162,
die nahe dem Eingangsanschluss 152 angeordnet ist, mit
bogenförmigen Eingangskerben 162a in ihrer Endkante
an der Seite des Verbindungsabschnitts 168 auf eine solche
Weise ausgebildet, dass diese Kerben einen Winkelabstand von 180° um
die Achse des Steuerkolbens 144 aufweisen, und dass die
axiale Höhe der Eingangskerben 162a von der Endfläche
der Anschlussfläche 162 „Hin” beträgt,
während die Anschlussfläche 164, die nahe
dem Entleerungsanschluss 156 angeordnet ist, mit bogenförmigen
Entleerungskerben 164a in ihrer Endkante an der Seite des
Verbindungsabschnitts 168 auf eine solche Weise ausgebildet
ist, dass diese Kerben ähnlich einen Winkelabstand von
180° um die Achse des Steuerkolbens 144 aufweisen,
und dass die axiale Höhe der Entleerungskerben 64a von der
Endfläche der Anschlussfläche 164 „Hdr” beträgt. Wie
voranstehend erläutert wurde, sind die Höhe der Eingangskerbe
Hin und die Höhe der Entleerungskerbe Hdr so ausgebildet,
dass sie die Gleichung (1) zu erfüllen. In dem Solenoidventil 120 der
abgeänderten Ausführungsform, das somit angeordnet
ist, ist in einem Fall, in dem eine Spule 32 nicht mit
Energie beaufschlagt ist, der Steuerkolben 144 an die Seite
eines Solenoidabschnitts 30 durch die drängende Kraft
einer Spiralfeder 148 bewegt (der Zustand der 7),
der Eingangsanschluss 152 ist durch die Anschlussfläche 162 geschlossen,
und der Abgabeanschluss 154 und der Entleerungsanschluss 156 sind durch
den Verbindungsabschnitt 168 in Verbindung. Entsprechend
sinkt ein Öldruck, der auf die Kupplung CL wirkt. Wenn
die Spule 32 andererseits mit Energie beaufschlagt wird,
wird ein Kolben 36 durch eine Anziehungskraft zu einem
ersten Kern 34 angezogen, die der Größenordnung
eines Stroms entspricht, der an die Spule 32 angelegt wird,
und folglich wird ein Schaft 38 mit dem Steuerkolben 144,
der mit dessen distalen Ende verbunden ist, nach vorne hinausgeschoben
(nach links in 7), wodurch der Steuerkolben 144 an
die Seite der Spiralfeder 148 bewegt wird. Bei dieser Gelegenheit
wird der Steuerkolben 144 an einer Position angehalten,
an der der Schub (Anziehungskraft) des Kolbens 36, die
drängende Kraft der Spiralfeder 148 und eine Rückstellkraft,
die durch den Druck des Arbeitsöls, das von dem Abgabeanschluss 154 in
den Rückstellanschluss 158 eingebracht wird, die
auf die Steuerkolben 144 ausgeübt wird, gerade
ausgeglichen sind. Da der Steuerkolben 144 mehr an die
Seite der Spiralfeder 148 bewegt wird, wird die Öffnungsfläche
des Eingangsanschlusses 152 größer gemacht,
und die Öffnungsfläche des Entleerungsanschlusses 56 wird
kleiner gemacht, und wenn der Steuerkolben 144 am stärksten
an die Seite der Spiralfeder 148 bewegt wurde, sind der
Eingangsanschluss 152 und der Abgabeanschluss 154 vollständig
miteinander in Verbindung. Entsprechend steigt der Öldruck,
der auf die Kupplung CL wirkt. Auf diese Weise schließt
das Solenoidventil 120 der abgeänderten Ausführungsform
den Eingangsanschluss 152, wenn die Spule 32 nicht
mit Energie beaufschlagt ist, und es wird daher verstanden, dass das
Solenoidventil 120 als Solenoidventil einer normalerweise
geschlossenen Art funktioniert.
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Das
Solenoidventil 20 der Ausführungsform wurde für
die Öldrucksteuerung der Kupplung CL eingesetzt, die in
dem automatischen Getriebe eingesetzt ist, aber es kann auch gut
für eine Öldrucksteuerung eines beliebigen Arbeitsmechanismus
eingesetzt werden, der durch einen Öldruck betätigt
wird.
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Obwohl
die beste Art zum Ausführen der vorliegenden Erfindung
im Folgenden in Zusammenhang mit den Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist die vorliegende Ausführungsform
nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt,
sondern es ist natürlich eine Tatsache, dass die vorliegende
Erfindung auf verschiedene Weisen innerhalb eines Bereichs ausgeführt
sein kann, die nicht von ihrem Inhalt abweicht.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung ist in der Herstellungsindustrie von Solenoidventilen
anwendbar.
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Zusammenfassung
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In
einem Solenoidventil mit einer zylindrischen Buchse, die mit einem
Eingangsanschluss, einem Abgabeanschluss, einem Entleerungsanschluss und
einem Rückstellanschluss ausgebildet ist, und einem Steuerkolben,
der in die Buchse eingefügt ist, und der mit einer Vielzahl
von Anschlussflächen zum Schließen der einzelnen
Anschlüsse ausgebildet ist, und einem Verbindungsabschnitt
zum Verbinden der einzelnen Anschlüsse, ist eine Eingangskerbe
in einer Endkante der Anschlussfläche ausgebildet, die nahe
dem Eingangsanschluss angeordnet ist, während eine Entleerungskerbe
in einer Endkante der Anschlussfläche ausgebildet ist,
die nahe dem Entleerungsanschluss angeordnet ist, und eine axiale Höhe
Hin der Eingangskerbe und eine axiale Höhe Hdr der Entleerungskerbe
sind so eingestellt, dass das Verhältnis α (=
Hin/(Hin + Hdr)) der Höhe Hin zu der Summe der Höhen
Hin und Hdr innerhalb eines Bereichs von zumindest 0,72 (bevorzugt
0,85) und kleiner als 1,0 fällt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-176895
A [0002]