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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Linearsolenoidvorrichtung und
ein elektromagnetisches Ventil mit dieser. Die Linearsolenoidvorrichtung
hat: eine erregbare Spule; einen bewegbaren Kern; einen ersten festen
Kern als ein magnetisches Bauteil mit einer Aussparung, die ein
Ende des bewegbaren Kerns aufnehmen kann; einen zweiten festen Kern als
ein magnetisches Bauteil mit einer Innenumfangsfläche,
die den bewegbaren Kern gleitbar stützt; und ein ringförmiges
nichtmagnetisches Bauteil, das den ersten festen Kern und den zweiten
festen Kern koaxial miteinander verbindet. Die Linearsolenoidvorrichtung
kann durch eine Anziehungskraft angetrieben werden, die bei Erregung
der Spule auf den bewegbaren Kern in Richtung zu dem ersten festen Kern
aufgebracht wird.
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Stand der Technik
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Ein
herkömmlich vorgeschlagenes elektromagnetisches Ventil
dieser Art hat einen Kolben, ein Joch mit einer Innenumfangsfläche,
die den Kolben gleitbar stützt, und einen Kern mit einer
Aussparung und einem verjüngten Abschnitt. Die Aussparung kann
eine Spitze des Kolbens aufnehmen, wenn der Kolben bewegt wird,
und der verjüngte Abschnitt hat einen Außendurchmesser,
der in einem vorbestimmten Winkel geneigt ist (siehe beispielsweise
Patentdokument 1). In diesem elektromagnetischen Ventil sind das
Joch und der Kern durch einen zylindrischen rostfreien Stahlring
miteinander verbunden, der als ein nichtmagnetischer Körper
vorgesehen ist. Der zylindrische rostfreie Stahlring isoliert magnetisch
das Joch und den Kern voneinander und hält das Joch und
den Kern koaxial.
- [Patentdokument 1]: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. JP-A-2006-118701
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Falls
eine Gleitbarkeit des Kolbens in dieser Art von elektromagnetischem
Ventil nicht ausreichend ist, ist es erfordert, dass ein relativ
großer magnetischer Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche des
Jochs und einer Außenumfangsfläche des Kolbens
eingestellt wird, um die Gleitbarkeit sicherzustellen. Dies verringert
eine magnetische Wirksamkeit. Da eine Verringerung der magnetischen
Wirksamkeit eine Verringerung der Anziehungskraft des Kolbens verursacht,
ist ein großes Solenoid erfordert, um die erforderte Anziehungskraft
des Kolbens sicherzustellen.
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtungsleistungsfähigkeit
durch Verbessern einer Gleitbarkeit eines bewegbaren Kerns in einer
Linearsolenoidvorrichtung und einem elektromagnetischem Ventil zu
verbessern.
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Die
Linearsolenoidvorrichtung und das elektromagnetische Ventil der
vorliegenden Erfindung verwenden die folgende Einrichtung, um die
vorstehende Hauptaufgabe zu lösen.
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Eine
Linearsolenoidvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung hat: eine erregbare Spule; einen bewegbaren Kern; einen
ersten festen Kern als ein magnetisches Bauteil mit einer Aussparung,
die ein Ende des bewegbaren Kerns aufnehmen kann; einen zweiten
festen Kern als ein magnetisches Bauteil mit einer Innenumfangsfläche,
die den bewegbaren Kern gleitbar stützt; und ein ringförmiges
nichtmagnetisches Bauteil, das den ersten festen Kern und den zweiten
festen Kern koaxial miteinander verbindet. Die Linearsolenoidvorrichtung
kann durch eine Anziehungskraft angetrieben werden, die bei Erregung
der Spule auf den bewegbaren Kern in Richtung zu dem ersten festen
Kern aufgebracht wird. Die Linearsolenoidvorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, dass das nichtmagnetische Bauteil so ausgebildet
ist, dass eine Innenumfangsfläche des nichtmagnetischen
Bauteils zusammen mit einer Innenumfangsfläche des zweiten
festen Kerns als eine Gleitfläche funktioniert, entlang
der der bewegbare Kern gleiten kann.
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Die
Linearsolenoidvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung hat: eine erregbare Spule; einen bewegbaren Kern; einen
ersten festen Kern als ein magnetisches Bauteil mit einer Aussparung,
die ein Ende des bewegbaren Kerns aufnehmen kann; einen zweiten
festen Kern als ein magnetisches Bauteil mit einer Innenumfangsfläche,
die den bewegbaren Kern gleitbar stützt; und ein ringförmiges
nichtmagnetisches Bauteil, das den ersten festen Kern und den zweiten
festen Kern koaxial miteinander verbindet. Die Linearsolenoidvorrichtung
kann durch eine Anziehungskraft angetrieben werden, die bei Erregung
der Spule auf den bewegbaren Kern in Richtung zu dem ersten festen
Kern aufgebracht wird. Das nichtmagnetische Bauteil ist so ausgebildet, dass
eine Innenumfangsfläche des nichtmagnetischen Bauteils
zusammen mit einer Innenumfangsfläche des zweiten festen
Kerns als eine Gleitfläche funktioniert, entlang der der
bewegbare Kern gleiten kann. Mit diesem Aufbau kann eine Gleitbarkeit
des bewegbaren Kerns verbessert werden. Als eine Folge kann ein
magnetischer Spalt zwischen dem zweiten festen Kern und dem bewegbaren
Kern verringert werden, wodurch eine magnetische Wirksamkeit verbessert
werden kann und eine Leistungsfähigkeit der Vorrichtung
verbessert werden kann.
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In
der Linearsolenoidvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann das
nichtmagnetische Bauteil so ausgebildet sein, dass die Innenumfangsfläche
des nichtmagnetischen Bauteils und die Innenumfangsfläche
des zweiten festen Kerns miteinander bündig abschließen.
In der Linearsolenoidvorrichtung dieses Aspekts der vorliegenden
Erfindung können die Innenumfangsfläche des nichtmagnetischen
Bauteils und die Innenumfangsfläche des zweiten festen Kerns
durch Bearbeiten einer Innenwand ausgebildet sein, nachdem das nichtmagnetische
Bauteil und der zweite feste Kern einstückig aneinander
gefügt worden sind. In diesem Fall kann eine Koaxialeigenschaft
zwischen dem ersten festen Kern und dem zweiten festen Kern im Vergleich
zu dem Fall verbessert werden, in dem die jeweiligen Innenumfangsflächen
des ersten festen Kerns, des zweiten festen Kerns und des nicht
magnetischen Bauteils separat bearbeitet werden und die drei Bauteile
dann zusammengebaut werden. Eine Gleitbarkeit des bewegbaren Kerns
kann deshalb verbessert werden. Dies ermöglicht eine Verringerung
eines magnetischen Spalts zwischen dem zweiten festen Kern und dem bewegbaren
Kern. Darüber hinaus können der zweite feste Kern
und das nichtmagnetische Bauteil als ein integrales bzw. einstückiges
Bauteil im Hinblick auf eine Teilegenauigkeit angesehen werden.
Demzufolge ist es nur notwendig, den Herstellungsfehler zwischen
zwei Bauteilen zu berücksichtigen, d. h. zwischen dem integralen
Bauteil und dem ersten festen Kern. Als eine Folge kann die Innenumfangsfläche
des ersten festen Kerns näher zu der Seite des bewegbaren
Kerns sein, und der magnetische Spalt zwischen dem ersten festen
Kern und dem bewegbaren Kern kann verringert werden, wodurch die
magnetische Wirksamkeit weiter verbessert werden kann.
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In
der Linearsolenoidvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann der
erste feste Kern einen verjüngten Abschnitt mit einem Außendurchmesser haben,
der in Richtung zu einem Öffnungsende der Aussparung verringert
ist. Das nichtmagnetische Bauteil kann an den ersten festen Kern
an einem Anlageabschnitt gefügt sein, der an einem Außenumfang
des nichtmagnetischen Bauteils ausgebildet ist, so dass das nichtmagnetische
Bauteil nicht an dem verjüngten Abschnitt anliegt. In diesem
Fall kann ungeachtet der Herstellungstoleranz des ersten festen Kerns
und des nichtmagnetischen Bauteils eine Genauigkeit des verjüngten
Abschnitts aufrechterhalten werden, wenn der erste feste Kern und
das nichtmagnetische Bauteil zusammengebaut werden. Eine gewünschte
magnetische Wirksamkeit kann deshalb erhalten werden. In der Linearsolenoidvorrichtung gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der verjüngte Abschnitt
einen Spitzenabschnitt haben, der an seiner Spitze ausgebildet ist,
und der Spitzenabschnitt kann eine vorbestimmte Dicke an seiner
Endfläche haben. Das nichtmagnetische Bauteil kann an den
ersten festen Kern an dem Anlageabschnitt gefügt sein,
so dass das magnetische Bauteil nicht an dem Spitzenabschnitt anliegt.
In diesem Fall kann eine Genauigkeit des Spitzenabschnitts auch
aufrechterhalten werden, wodurch die gewünschte magnetische
Wirksamkeit zuverlässig erhalten werden kann.
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In
der Linearsolenoidvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann der
bewegbare Kern durch einen zylindrischen Abschnitt, der einen annähernd gleichmäßigen
Außendurchmesser hat, und einen verjüngten Abschnitt
ausgebildet sein, der einen Außendurchmesser hat, der zu
dessen Ende verringert ist, das an der Seite des ersten festen Kerns
gelegen ist. Der verjüngte Abschnitt kann so ausgebildet
sein, dass ein bewegbarer Bereich des zylindrischen Abschnitts nicht über
die Gleitfläche hinaus reicht. In diesem Fall stößt
der bewegbare Kern nicht an einem Ende (Kante) des nichtmagnetischen
Bauteils an, selbst dann nicht, falls der bewegbare Kern in einem etwas
geneigten Zustand gleitet. Als eine Folge kann eine Behinderung
eines gleichmäßigen Gleitens des bewegbaren Kerns
verhindert werden.
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Ein
elektromagnetisches Ventil gemäß der vorliegenden
Erfindung hat die Linearsolenoidvorrichtung gemäß einem
der vorstehenden Aspekte der vorliegenden Erfindung und ein Druckregelventil,
das gemäß einem Antreiben der Linearsolenoidvorrichtung öffnet
und schließt.
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Da
das elektromagnetische Ventil der vorliegenden Erfindung die Linearsolenoidvorrichtung
gemäß einem der vorstehenden Aspekte der vorliegenden
Erfindung hat, können dieselben Effekte wie die der Linearsolenoidvorrichtung
der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Beispielsweise können
die folgenden Effekte erhalten werden: eine Gleitbarkeit des bewegbaren
Kerns kann verbessert werden; die magnetische Wirksamkeit kann verbessert
werden; die Vorrichtungsleistungsfähigkeit kann verbessert werden;
die Koaxialeigenschaft zwischen dem ersten festen Kern und dem zweiten
festen Kern kann im Vergleich zu dem Fall verbessert werden, in
dem die jeweiligen Innenumfangsflächen des ersten festen Kerns,
des zweiten festen Kerns und des nichtmagnetischen Bauteils separat
bearbeitet werden und die drei Bauteile dann zusammengebaut werden;
ungeachtet der Herstellungstoleranz des ersten festen Kerns und
des nichtmagnetischen Bauteils kann eine Genauigkeit des verjüngten
Abschnitts aufrechterhalten werden, wenn der erste feste Kern und
das nichtmagnetische Bauteil zusammengebaut werden, wodurch eine
gewünschte magnetische Wirksamkeit erhalten werden kann;
und der bewegbare Kern stößt nicht an das Ende
(die Kante) des nichtmagnetischen Bauteils, selbst dann nicht, falls
der bewegbare Kern in einem etwas geneigten Zustand gleitet, wodurch eine
Behinderung eines gleichmäßigen Gleitens des bewegbaren
Kerns verhindert werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Strukturdiagramm, das schematisch einen Aufbau eines elektromagnetischen Ventils 20 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Abstandhalters 37.
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3 ist
eine perspektivische Querschnittsansicht, die jeweilige Querschnitte
eines ersten Kerns 34, eines nichtmagnetischen Körpers 33 und eines
zweiten Kerns 35 zeigt.
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4 ist
eine perspektivische Querschnittsansicht, die einen Querschnitt
eines Zustands zeigt, nachdem der erste Kern 34, der nichtmagnetische Körper 33 und
der zweite Kern 35 zusammengebaut worden sind.
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5 ist
eine vergrößerte Teilansicht, die den ersten Kern 34,
den zweiten Kern 35 und den nichtmagnetischen Körper 33 in
einem Solenoidabschnitt 30 zeigt.
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BESTE FORMEN ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Nachstehend
werden beste Formen zum Ausführen der Erfindung auf der
Basis einer Ausführungsform beschrieben.
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1 ist
ein Strukturdiagramm, das schematisch einen Aufbau eines elektromagnetischen Ventils 20 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das elektromagnetische Ventil 20 der
Ausführungsform ist als ein Linearsolenoidventil zur Verwendung
in beispielsweise einer hydraulischen Steuerung einer Kupplung und
einer Bremse aufgebaut, die in einem automatischen Getriebe enthalten
sind. Wie in der Figur gezeigt ist, hat das elektromagnetische Ventil 20 einen
Solenoidabschnitt 30 und einen Druckregelventilabschnitt 40,
der durch den Solenoidabschnitt 30 angetrieben wird, um
einen aufgenommenen Öldruck zu regeln und den resultierenden Öldruck
abzugeben.
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Der
Solenoidabschnitt 30 hat ein Gehäuse 30 als
ein zylindrisches Bauteil mit Boden, eine Spule 32, einen
ersten Kern 34, einen zylindrischen zweiten Kern 35,
einen ringförmigen nichtmagnetischen Körper 33,
einen Kolben 36 und einen Schaft 38. Die Spule 32 ist
an der Innenumfangsseite des Gehäuses 31 angeordnet
und hat eine isolierte Wicklung, die um einen isolierenden Spulenkörper 32a gewickelt
ist. Der erste Kern 34 ist durch einen Flanschabschnitt 34a,
dessen Außenumfang an einem Öffnungsende des Gehäuses 31 fixiert
ist, und einen zylindrischen Abschnitt 34b ausgebildet,
der sich axial von dem Flanschabschnitt 34a entlang einer
Innenumfangsfläche der Spule 32 erstreckt. Der
zylindrische zweite Kern 35 berührt eine Innenumfangsfläche
einer Aussparung, die in einem Boden des Gehäuses 31 ausgebildet
ist, und erstreckt sich axial entlang der Innenumfangsfläche
der Spule 32 zu einer Position, die in einem vorbestimmten
Abstand von dem zylindrischen Abschnitt 34b des ersten Kerns 34 angeordnet
ist. Der ringförmige nichtmagnetische Körper 33 verbindet
den ersten Kern 34 und den zweiten Kern 35 koaxial
miteinander. Der Kolben 36 ist in den zweiten Kern 35 eingesetzt
und ist entlang einer Innenumfangsfläche des zweiten Kerns 35 axial
gleitbar. Der Schaft 38 ist in den zylindrischen Abschnitt 34b des
ersten Kerns 34 eingesetzt, liegt an einer Spitze des Kolbens 36 an
und ist entlang einer Innenumfangsfläche des zylindrischen
Abschnitts 34b axial gleitbar. In dem Solenoidabschnitt 30 ist
ein Anschluss von der Spule 32 in einem Verbinderabschnitt 39 angeordnet,
der an dem Außenumfang des Gehäuses 31 ausgebildet
ist. Die Spule 32 wird über den Anschluss erregt.
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Der
erste Kern 34 hat eine Aussparung 34c entlang
einer Innenfläche eines Spitzenabschnitts des zylindrischen
Abschnitts 34b und einen verjüngten Abschnitt 34d entlang
einer Außenfläche des Spitzenabschnitts des zylindrischen
Abschnitts 34b. Die Aussparung 34c ist so ausgebildet,
dass der Spitzenabschnitt des Kolbens 36 darin passeingesetzt werden
kann. Der Kolben 36 hat einen größeren
Außendurchmesser als der Schaft 38. Der verjüngte
Abschnitt 34d hat einen Außendurchmesser, der
in Richtung zu dessen Spitze verringert ist. Ein ringförmiger
Abstandshalter 37, der aus einem nichtmagnetischen Material
hergestellt ist, ist in der Aussparung 34c so angeordnet,
dass der Kolben 36 nicht direkt an dem ersten Kern 34 anliegt.
Der Abstandshalter 37 dient dazu, zu verhindern, dass sich
der Kolben 36 aufgrund eines Restmagnetismus, der aufgebracht wird,
wenn die Spule 32 entregt wird, nicht mehr von dem ersten
Kern 34 lösen lässt. 2 zeigt
eine Querschnittsansicht des Abstandshalters 37. Wie in der
Figur gezeigt ist, hat der Abstandshalter 27 eine abgerundete
Außenumfangsfläche, um zu verhindern, dass der
Abstandshalter 37 an der Außenumfangsfläche
steht, wenn der Abstandshalter 37 in die Aussparung 34c des
ersten Kerns 34 in einem Zusammenbauvorgang eingesetzt
wird.
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Das
Gehäuse 31, der erste Kern 34, der zweite
Kern 35 und der Kolben 36 sind aus einem ferromagnetischen
Material, wie hochreinem Eisen, hergestellt. Es sei angemerkt, dass
eine Außenfläche des Kolbens 36 mit einem
nichtmagnetischen Material wie Nickel und Phosphor überzogen
ist, und dass dieser Überzug eine nichtmagnetische Schicht
bildet. Der nichtmagnetische Körper 33 ist aus
einem nichtmagnetischen Metall, wie rostfreier Stahl und Messing,
hergestellt und isoliert magnetisch den ersten Kern 34 und
den zweiten Kern 35 als magnetische Körper voneinander. 3 zeigt
jeweilige perspektivische Querschnittsansichten des ersten Kerns 34, des
zweiten Kerns 35 und des nichtmagnetischen Körpers 33. 4 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Zustands, in dem der erste Kern 34,
der zweite Kern 35 und der nichtmagnetische Körper 33 zusammengebaut
sind.
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist der nichtmagnetische Körper 33 als
ein zylindrisches Bauteil mit einer Wanddicke ausgebildet, die zwischen
seinem mittleren Teil und seinen Enden in der Axialrichtung variiert.
Ein dünner Wandabschnitt 33a mit einem Innendurchmesser
r1 ist an einem Ende des nichtmagnetischen Körpers 33 ausgebildet,
ein dünner Wandabschnitt 33b mit einem Innendurchmesser
r2 ist an seinem anderen Ende ausgebildet, und ein dicker Wandabschnitt 33c mit
einem Innendurchmesser r3 ist in der Mitte ausgebildet. Der erste
Kern 34 hat einen Stufenabschnitt 34e mit einem
Außendurchmesser r4, der annähernd gleich dem
Innendurchmesser r1 des dünnen Wandabschnitts 33a ist. Der
nichtmagnetische Körper 33 und der erste Kern 34 können
durch Pressen des dünnen Wandabschnitts 33a in
den Stufenabschnitt 34e aneinandergefügt sein.
Die axiale Länge des dünnen Wandabschnitts 33a des
nichtmagnetischen Körpers 33, der in den Stufenabschnitt 34e des
ersten Kerns 34 zu pressen ist, ist so gestaltet, dass
der dicke Wandabschnitt 33c den verjüngten Abschnitt 34e des ersten
Kerns 34 und einen Spitzenabschnitt 34f des verjüngten
Abschnitts 34d nicht berührt, wenn ein Anlageabschnitt 33e an
einer Spitze des dünnen Wandabschnitts 33a an
dem Stufenabschnitt 34e des ersten Kerns 34 anliegt
(siehe eingekreiste vergrößerte Ansicht in 4).
In der Ausführungsform ist in Anbetracht der Herstellungstoleranz
des nichtmagnetischen Körpers 33 und des ersten
Kerns 34 die axiale Länge des dünnen
Wandabschnitts 33a des nichtmagnetischen Körpers 33 so
gestaltet, dass der erzeugte Spalt in solch einen Bereich minimiert
ist, dass der dicke Wandabschnitt 33c nicht den verjüngten
Abschnitt 34d und den Spitzenabschnitt 34f berührt.
Es sei angemerkt, dass die Dicke des Spitzenabschnitts 34f so
eingestellt ist, dass eine flache Anziehungseigenschaft erhalten
werden kann, die eine kleine Änderung der Anziehungskraft
in Bezug auf einen Hub des Kolbens 36 aufweist. Der zweite
Kern 35 hat einen Stufenabschnitt 35a mit einem
Außendurchmesser r5, der annähernd gleich dem
Innendurchmesser r2 des dünnen Wandabschnitts 33b ist. Der
nichtmagnetische Körper 33 und der zweite Kern 35 können
durch Pressen des dünnen Wandabschnitts 33b in
den Stufenabschnitt 35a aneinandergefügt sein.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist die Dicke des dicken Wandabschnitts 33c des
nichtmagnetischen Körpers 33 so gestaltet, dass
eine Innenumfangsfläche 33d des dicken Wandabschnitts 33c und
eine Innenumfangsfläche 35b des zweiten Kerns 35 bündig miteinander
abschließen. In der Ausführungsform sind der nichtmagnetische
Körper 33 und der zweite Kern 35 durch
Pressbearbeiten wie Kaltschmieden geformt. Der dünne Wandabschnitt 33b des
nichtmagnetischen Körpers 33 wird dann in den
Stufenabschnitt 35a des zweiten Kerns 35 gepresst,
und der nichtmagnetische Körper 33 und der zweite
Kern 35 werden durch Hartlöten oder dergleichen
aneinandergefügt. Eine Innenwand des nichtmagnetischen Körpers 33 und
des Kerns 35, die auf diese Weise gefügt sind,
wird dann einem Schneiden unterzogen. Der nichtmagnetische Kern 33 und
der zweite Kern 35, die auf diese Weise ausgebildet sind,
können als ein integrales Bauteil im Hinblick auf eine
Maßgenauigkeit betrachtet werden. Demzufolge kann durch
Fügen des ersten Kerns 34 an das integrale Bauteil
eine Teilegenauigkeit im Vergleich zu dem Fall verbessert werden,
wo die Innenumfangsfläche 33d des dicken Wandabschnitts 33c des
nichtmagnetischen Körpers 33 und die Innenumfangsfläche 35b des
zweiten Kerns 35 separat ausgebildet sind und der erste
Kern 34, der nichtmagnetische Körper 33 und
der zweite Kern 35 dann aneinandergefügt werden.
Die Innenumfangsfläche 33d des dicken Wandabschnitts 33c des
nichtmagnetischen Körpers 33, die auf diese Weise
ausgebildet ist, funktioniert zusammen mit der Innenumfangsfläche 35b des
zweiten Kerns 35 als eine Gleitfläche, die den
Kolben 36 gleitbar stützt.
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5 ist
eine vergrößerte Teilansicht, die den ersten Kern 34,
den zweiten Kern 35 und den nichtmagnetischen Körper 33 in
dem Solenoidabschnitt 30 zeigt. In der Figur kennzeichnet „C1” einen
Spalt zwischen der Außenumfangsfläche (nicht einschließlich
der nichtmagnetischen Schicht) des Kolbens 36 und der Innenumfangsfläche 35b des zweiten
Kerns 35, und „C2” kennzeichnet einen
Spalt zwischen der Außenumfangsfläche (nicht einschließlich
der nichtmagnetischen Schicht) des Kolbens 36 und der Innenumfangsfläche
der Aussparung 34c des ersten Kerns 34. Je kleiner
der Spalt C1, desto mehr ist die magnetische Wirksamkeit verbessert und
desto mehr ist die Anziehungskraft des Kolbens 36 erhöht.
Je kleiner der Spalt C1 jedoch ist, desto mehr ist in der Regel
die Gleitbarkeit des Kolbens 36 verschlechtert. Wie vorstehend
beschrieben ist, funktioniert die Innenumfangsfläche 33d des
dicken Wandabschnitts 33c des nichtmagnetischen Körpers 33 zusammen
mit der Innenumfangsfläche 35b des zweiten Kerns 35 als
eine Gleitfläche, die den Kolben 36 gleitbar stützt.
Der Abstand, um den sich der Kolben 36 über die
Gleitfläche hinaus bewegt, ist deshalb kürzer
als in dem Fall, in dem nur die Innenumfangsfläche 35b des
zweiten Kerns 35 als die Gleitfläche funktioniert.
Als eine Folge ist die Gleitbarkeit des Kolbens 36 verbessert.
Demzufolge kann der Spalt C1 um den Betrag verringert werden, der
zu der Verbesserung der Gleitbarkeit des Kolbens 36 korrespondiert,
und die magnetische Wirksamkeit kann demzufolge verbessert werden.
Darüber hinaus muss der Spalt C2 zwischen der Außenumfangsfläche
des Kolbens 36 und der Innenumfangsfläche der Aussparung 34c des
ersten Kerns 34 so gestaltet sein, dass der Kolben 36 den
ersten Kern 34 nicht berührt, selbst dann nicht,
falls der Kolben 36 sich in einem geneigten Zustand hin-
und herbewegt. Da der Abstand, um den sich der Kolben 36 über
die Gleitfläche hinaus bewegt, verringert ist, kann der
Spalt C2 auch verringert werden, wodurch demzufolge die magnetische
Wirksamkeit auch verbessert werden kann.
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Wie
in 5 gezeigt ist, ist der Kolben 36 durch
einen zylindrischen Abschnitt 36a und einen verjüngten
Abschnitt 36b gebildet. Der zylindrische Abschnitt 36a hat
einen gleichmäßigen Durchmesser und gleitet entlang
der Innenumfangsfläche 35b des zweiten Kerns 35.
Der verjüngte Abschnitt 36b hat einen Durchmesser,
der zu seinem Ende hin verringert ist, das an der Seite des ersten
Kerns 34 gelegen ist. Der Anfangspunkt des verjüngten
Abschnitts 36b (der Grenzpunkt zwischen dem zylindrischen
Abschnitt 36a und dem verjüngten Abschnitt 36b)
ist so gestaltet, dass ein bewegbarer Bereich des zylindrischen
Abschnitts 36a nicht über die Innenumfangsfläche 33b des
nichtmagnetischen Körpers 33 und die Innenumfangsfläche 35b des
zweiten Kerns 35 (die Gleitfläche) hinausgeht.
Dies dient dazu, zu verhindern, dass eine Außenumfangsfläche
des zylindrischen Abschnitts 36a an einer Kante 33f des
dicken Wandabschnitts 33c des nichtmagnetischen Körpers 33 hart
eingreift, wenn sich der Kolben 36 in einem geneigten Zustand
hin- und herbewegt.
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Wenn
die Spule 33 in diesem Solenoidabschnitt 30 erregt
wird, wird ein magnetischer Kreis ausgebildet, in dem ein magnetischer
Fluss um die Spule 32 herum in der Reihenfolge des Gehäuses 31,
des zweiten Kerns 35, des Kolbens 36, des ersten
Kerns 34 und des Gehäuses 31 fließt.
Als eine Folge wird eine Anziehungskraft zwischen dem ersten Kern 34 und
dem Kolben 36 verursacht, wodurch der Kolben 36 angezogen
wird. Wie vorstehend beschrieben ist, liegt der Schaft 38,
der entlang der Innenumfangsfläche des ersten Kerns 34 axial
gleitbar ist, an der Spitze des Kolbens 36 an. Der Schaft 38 wird
deshalb nach vorne gedrückt (in der Figur nach links),
wenn der Kolben 36 angezogen wird.
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Der
Druckregelventilabschnitt 40 ist als ein Element aufgebaut,
das in einem Ventilkörper (nicht gezeigt) aufgenommen ist.
Der Druckregelventilabschnitt 40 hat eine annähernd
zylindrische Hülse 50, einen Steuerkolben 60,
eine Endplatte 42 und eine Feder 44. Ein Ende
der Hülse 50 ist an dem Gehäuse 31 und
dem ersten Kern 34 des Solenoidabschnitts 30 befestigt.
Der Steuerkolben 60 ist in den Innenraum der Hülse 50 eingesetzt
und ein Ende von ihm liegt an einer Spitze des Schafts 38 des
Solenoidabschnitts 30 an. Die Endplatte 42 ist
in das andere Ende der Hülse 40 geschraubt. Die
Feder 44 ist zwischen der Endplatte 42 und dem
anderen Ende des Steuerkolbens 60 vorgesehen und spannt
den Steuerkolben 60 in Richtung zu dem Solenoidabschnitt 30 vor.
Es sei angemerkt, dass die Endplatte 42 die Vorspannkraft
der Feder 44 durch Einstellen der Schraubposition feineinstellen
kann.
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Die
Hülse 50 hat einen Eingangsanschluss 52,
einen Ausgangsanschluss 54, einen Ableitungsanschluss 56 und
einen Rückkopplungsanschluss 58 als Öffnungen
der Innenfläche der Hülse 50. Der Eingangsanschluss 52 ist
ungefähr in der Mitte der Hülse 50 in 1 ausgebildet
und nimmt ein Arbeitsfluid auf. Der Ausgangsanschluss 54 ist
an einer linken Position (an der Seite der Feder 44) in 1 ausgebildet
und gibt das Arbeitsfluid ab. Der Ableitungsanschluss 56 ist
an der Position am Weitesten links in 1 ausgebildet
und leitet das Arbeitsfluid ab. Der Rückkopplungsanschluss 58 ist
an einer rechten Position (an der Seite des Solenoidabschnitts 30)
in 1 ausgebildet. Der Rückkopplungsanschluss 58 nimmt
das Arbeitsfluid von dem Ausgangsanschluss 54 über
einen Öldurchgang 58a auf, der durch eine Innenfläche
des Ventilkörpers und eine Außenfläche der
Hülse 50 ausgebildet ist, und führt das
aufgenommene Arbeitsfluid zu dem Steuerkolben 60 zurück. Die
Hülse 50 hat des Weiteren Abgabeanschlüsse 59a, 59b an
ihren beiden Enden. Die Abgabeanschlüsse 59a, 59b geben
das Arbeitsfluid ab, das zwischen einer Innenumfangsfläche
der Hülse 50 und einer Außenumfangsfläche
des Steuerkolbens 60 entweicht, wenn der Steuerkolben 60 gleitet.
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Der
Steuerkolben 60 ist als ein schaftförmiges Bauteil
ausgebildet, das in die Hülse 50 eingesetzt ist.
Wie in 1 gezeigt ist, hat der Steuerkolben 60 drei
zylindrische Anschlussflächen 62, 64, 66, einen
verbindenden Abschnitt 68 und einen Verbindungsabschnitt 69.
Die Anschlussflächen 62, 64, 66 haben
einen Außendurchmesser, der annähernd gleich dem
Innendurchmesser der Hülse 50 ist. Der verbindende
Abschnitt 68 verbindet die mittlere Anschlussfläche 62 und
die linke (an der Seite der Feder 44) Anschlussfläche 64 in
der Figur. Der verbindende Abschnitt 68 hat einen Außendurchmesser, der
kleiner ist als der der Anschlussflächen 62, 64 ist, und
ist verjüngt, so dass der Außendurchmesser von den
Anschlussflächen 62, 64 zu der Mitte
hin verringert ist. Der verbindende Abschnitt 68 kann den
Eingangsanschluss 52, den Ausgangsanschluss 54 und den
Ableitungsanschluss 56 miteinander verbinden. Der Verbindungsabschnitt 69 verbindet
die mittlere Anschlussfläche 62 und die rechte
(an der Seite des Solenoidabschnitts 30) Anschlussfläche 66 in
der Figur miteinander und bildet zusammen mit der Innenwand der
Hülse 50 eine Rückkopplungskammer 70 zum
Aufbringen einer Rückkopplungskraft auf den Steuerkolben 60.
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Ein
Betrieb des elektromagnetischen Ventils 20 der Ausführungsform,
das auf diese Weise aufgebaut ist, wird nun beschrieben. Es wird
angenommen, dass die Spule 32 entregt worden ist. In diesem Zustand
hat sich der Steuerkolben 60 in Richtung zu dem Solenoid 30 durch
die Vorspannkraft der Feder 44 bewegt. Der Eingangsanschluss 52 und
der Ausgangsanschluss 54 sind deshalb miteinander durch den
verbindenden Abschnitt 68 verbunden, und der Ausgangsanschluss 54 und
der Ableitungsanschluss 56 sind durch die Anschlussfläche 64 voneinander getrennt.
Demzufolge wird ein Öldruck auf den Ausgangsanschluss 54 aufgebracht.
Wenn die Spule 32 andererseits erregt wird, wird der Kolben 36 in
Richtung zu dem ersten Kern 34 durch die Anziehungskraft
gemäß der Größe eines auf die
Spule 32 aufgebrachten Stroms angezogen. Der Schaft 38,
an dessen Spitze der Steuerkolben 60 anliegt, wird deshalb nach
vorne herausgedrückt, und der Steuerkolben 60 wird
in Richtung zu der Feder 44 bewegt. Zu dieser Zeit stoppt
der Steuerkolben 60 an einer Position, wo die Druckkraft
(Anziehungskraft) des Kolbens 36, die Federkraft der Feder 44 und
die Rückkopplungskraft, die von dem Rückkopplungsanschluss 58 auf
den Steuerkolben 60 aufgebracht wird, im Gleichgewicht sind.
Je mehr der Steuerkolben 60 in Richtung zu der Feder 44 bewegt
wird, desto mehr ist der Öffnungsbereich des Eingangsanschlusses 52 verringert
und desto mehr ist der Öffnungsbereich des Ableitungsanschlusses 56 erhöht.
Wenn der Steuerkolben 60 in vollem Ausmaß in Richtung
zu der Feder 44 bewegt ist, ist der Eingangsanschluss 52 durch
die Anschlussfläche 62 vollständig geschlossen
und der Ausgangsanschluss 54 und der Ableitungsanschluss 56 sind
miteinander verbunden. Deshalb wird kein Öldruck auf den
Ausgangsanschluss 54 aufgebracht. In der Ausführungsform
kann durch Verbessern der magnetischen Wirksamkeit des Solenoidabschnitts 30 eine
erforderte Anziehungskraft des Kolbens 36 durch Verwenden
eines kleinen Solenoidabschnitts 30 sichergestellt werden.
Das elektromagnetische Ventil 20 der Ausführungsform
kann somit verkleinert werden.
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Gemäß dem
elektromagnetischen Ventil 20 der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform sind die Innenumfangsfläche 33d des
dicken Wandabschnitts 33c des nichtmagnetischen Körpers 33 und
die Innenumfangsfläche 35b des zweiten Kerns 35 ausgebildet,
um bündig miteinander abzuschließen. Die Innenumfangsfläche 33d des
dicken Wandabschnitts 33c des nichtmagnetischen Körpers 33 funktioniert
deshalb zusammen mit der Innenumfangsfläche 35b des
zweiten Kerns 35 als eine Gleitfläche zum gleitbaren
Stützen des Kolbens 36. Eine Gleitbarkeit des
Kolbens 36 kann somit verbessert werden. Dies ermöglicht
eine Verringerung des Spalts C1 zwischen der Außenumfangsfläche
des Kolbens 36 und der Innenumfangsfläche 35b des zweiten
Kerns 35 und eine Verringerung des Spalts C2 zwischen der
Außenumfangsfläche des Kolbens 36 und
der Innenumfangsfläche der Aussparung 34c des
ersten Kerns. Als eine Folge kann die magnetische Wirksamkeit verbessert
werden, und die Leistungsfähigkeit des elektromagnetischen
Ventils 20 kann verbessert werden. Da darüber
hinaus die Innenumfangsfläche 33d des dicken Wandabschnitts 33c des
nichtmagnetischen Körpers 33 und die Innenumfangsfläche 35b des
zweiten Kerns 35 durch Schneiden der Innenwand ausgebildet
werden, nachdem der nichtmagnetische Körper 33 und
der zweite Kern 35 aneinandergefügt worden sind,
kann demzufolge eine Teilegenauigkeit im Vergleich zu dem Fall verbessert
werden, in dem die Innenumfangsfläche 33d des
dicken Wandabschnitts 33c des nichtmagnetischen Körpers 33 und
die Innenumfangsfläche 35b des zweiten Kerns separat
ausgebildet sind und der erste Kern 34, der nichtmagnetische Körper 33 und
der zweite Kern 35 dann aneinandergefügt werden.
Als eine Folge kann die Gleitbarkeit des Kolbens 36 weiter
verbessert werden. Dies ermöglicht eine Verringerung eines
magnetischen Spalts zwischen dem zweiten Kern 35 und dem
Kolben 36. Darüber hinaus können der
zweite Kern 35 und der nichtmagnetische Körper 33 als
ein integrales Bauteil im Hinblick auf eine Teilegenauigkeit betrachtet
werden. Demzufolge ist es nur notwendig, den Herstellungsfehler
zwischen zwei Bauteilen zu berücksichtigen, d. h. dem integralen
Bauteil und dem ersten Kern 34. Als eine Folge kann die
Innenumfangsfläche des ersten Kerns 34 näher
zu der Seite des Kolbens 36 sein und der magnetische Spalt zwischen
dem ersten Kern und dem Kolben 36 kann verringert werden,
wodurch die magnetische Wirksamkeit weiter verbessert werden kann.
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Darüber
hinaus sind gemäß dem elektromagnetischen Ventil 20 der
Ausführungsform der nichtmagnetische Form 33 und
der erste Kern 34 aneinandergefügt, wobei der
Anlageabschnitt 33e an der Spitze des dünnen Wandabschnitts 33a an
dem Stufenabschnitt 34e so anliegt, dass der dicke Wandabschnitt 33c den
verjüngten Abschnitt 34d nicht berührt.
Wenn der nichtmagnetische Körper 33 und der erste
Kern 34 aneinandergefügt sind, kann demzufolge
verhindert werden, dass der verjüngte Abschnitt 34d und
der Spitzenabschnitt 34f aufgrund der Herstellungstoleranz
des nichtmagnetischen Körpers 33 und des ersten
Kerns 34 durch den dicken Wandabschnitt 33c verformt
werden. Als eine Folge kann die Genauigkeit des verjüngten
Abschnitts 34d und des Spitzenabschnitts 34f gewährleistet
werden.
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Darüber
hinaus ist gemäß dem elektromagnetischen Ventil 20 der
Ausführungsform der Anfangspunkt des verjüngten
Abschnitts 36b so gestaltet, dass der bewegbare Bereich
des zylindrischen Abschnitts 36a nicht über die
Gleitfläche hinausgeht. Es kann deshalb verhindert werden,
dass die Außenumfangsfläche des zylindrischen
Abschnitts 36a mit der Kante 33f des dicken Wandabschnitts 33c des nichtmagnetischen
Körpers 33 hart eingreift, wenn sich der Kolben 36 in
einem geneigten Zustand hin- und herbewegt.
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In
der Ausführungsform entspricht der Kolben 36 einem „bewegbaren
Kern”, der erste Kern 34 entspricht einem „ersten
festen Kern”, der zweite Kern 35 entspricht einem „zweiten
festen Kern”, und der nichtmagnetische Körper 33 entspricht
einem „nichtmagnetischen Bauteil”.
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In
dem elektromagnetischen Ventil 20 der Ausführungsform
werden die Innenumfangsfläche 33d des nichtmagnetischen
Körpers 33 und die Innenumfangsfläche 35b des
zweiten Kerns 35 durch Schneiden der Innenwand ausgebildet,
nachdem der nichtmagnetische Körper 33 und der
zweite Kern 35 aneinandergefügt worden sind. Jedoch
können der nichtmagnetische Körper 33 und
der zweite Kern 35 alternativ aneinandergefügt
werden, nachdem die Innenumfangsfläche 33d des
nichtmagnetischen Körpers 33 und die Innenumfangsfläche 35b des
zweiten Kerns 35 separat ausgebildet worden sind. Es sei
angemerkt, dass eine Maßgenauigkeit in diesem Fall etwas
verringert ist.
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In
dem elektromagnetischen Ventil 20 der Ausführungsform
ist der Kolben 36 durch den zylindrischen Abschnitt 36a,
der einen gleichmäßigen Durchmesser hat, und den
verjüngten Abschnitt 36a gebildet, der einen Durchmesser
hat, der zu seinem Ende hin verringert ist, das an der Seite des
ersten Kerns 34 angeordnet ist. Jedoch muss der verjüngte Abschnitt 36a nicht
notwendigerweise ausgebildet sein.
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Das
elektromagnetische Ventil 20 der Ausführungsform
ist beschrieben, um in einer hydraulischen Steuerung einer Kupplung
und einer Bremse verwendet zu werden, die in einem automatischen Getriebe
enthalten sind. Jedoch kann das elektromagnetische Ventil alternativ
bei einer Fluiddrucksteuerung irgendeines Betätigungsmechanismus
verwendet werden, der durch einen Fluiddruck betätigt wird.
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In
der Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung in der
Form des elektromagnetischen Ventils beschrieben, das den Solenoidabschnitt 30 und den
Druckregelventilabschnitt 40 hat. Jedoch kann die vorliegende
Erfindung in der Form einer Solenoidvorrichtung sein.
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Es
sollte zu verstehen sein, dass, obwohl die besten Formen zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung vorstehend auf der Basis der Ausführungsform
beschrieben worden sind, die vorliegende Erfindung nicht auf die
vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt
ist und in verschiedenen Formen ausgeführt werden kann,
ohne von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die
vorliegende Erfindung kann in der Herstellungsindustrie von elektromagnetischen
Ventilen und dergleichen verwendet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
zweiter Kern 35, der einen Kolben gleitbar stützt,
und ein erster Kern 34, der eine Aussparung 34c hat,
die ein Ende des Kolbens aufnehmen kann, sind durch einen ringförmigen
nichtmagnetischen Körper 33, der aus rostfreiem
Stahl oder dergleichen hergestellt ist, koaxial aneinandergefügt. Eine
Innenumfangsfläche 33d des magnetischen Körpers 33 und
eine Innenumfangsfläche 35b des zweiten Kerns 35 schließen
bündig miteinander ab durch Schneiden einer Innenwand,
nachdem der nichtmagnetische Körper 33 und der
zweite Kern 35 durch Hartlöten oder dergleichen
aneinandergefügt worden sind. Die Innenumfangsfläche 33d des
nichtmagnetischen Körpers 33 funktioniert somit
zusammen mit der Innenumfangsfläche 35b des zweiten Kerns 35 als
eine Gleitfläche, die den Kolben gleitbar stützt.
Eine Gleitbarkeit des Kolbens kann somit verbessert werden. Als
eine Folge kann ein magnetischer Spalt verringert werden, wodurch
eine Leistungsfähigkeit eines elektromagnetischen Ventils verbessert
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-118701
A [0002]