JP2006064076A - 油圧電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐コンタミ性を向上しつつ油圧特性の安定化を図る。
【解決手段】 ソレノイド１５内のプランジャ収容室２１にプランジャ２２を上下動自在に収容し、プランジャ２２のピン２３をコア１７の中心穴２５を挿通して下方へ延出する。ノズル３１に弁室４３を形成し、弁室４３をドレンポート４４を介して外部に連通する。弁室４３下部に円形穴４５を有したシート４６をインサート成形し、シート４６下部に、入力ポート４８が接続された出力ポート４７を設ける。シート４６上面の高さ位置をドレーンポート４４より低位置に設定し、シート４６上にオイルが貯留される貯留空間５１が形成する。ピン２３下端面を平面状に形成し、円形穴４５より大径に設定する。ピン２３下端面の周縁部に、円形穴４５の外周部に設定されたリング状の弁座部に離着座する当たり面を設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油圧を制御する油圧電磁弁に関する。

従来、自動車の自動変速機を構成する油圧経路には、油圧電磁弁が使用されている。

このような油圧電磁弁では、ダンピング不足によりソレノイド可動部が暴れ、油圧特性が乱れることがある。このため、ソレノイド内部にオイルを充填してダンピングを得ることで油圧安定性を確保していた。

しかしながら、このような油圧電磁弁にあっては、ソレノイド内部の磁気回路にオイルが流れることとなる。すると、磁気回路を構成する吸引部にコンタミ（鉄粉）が付着してスティックしたり、低温時には、オイルの粘性が増大し油圧ヒステリシスが大きくなるなど、油圧特性に悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、耐コンタミ性を向上しつつ油圧特性の安定化を図ることができる油圧電磁弁を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の請求項１の油圧電磁弁においては、ソレノイドでプランジャを上下駆動し、該プランジャより下方へ延出した円柱状のピンの下端部を弁室に設けられたシートに対して上下動して該シートに開設された円形穴を開閉することによって、入力ポートより前記シート下部の出力ポートに供給された油圧を、前記シートの前記円形穴を介して当該シート上部の前記弁室に連通したドレーンポートより排出する開弁状態と、前記入力ポートからの油圧を前記出力ポートから出力する閉弁状態とを形成する油圧電磁弁であって、前記シート上面の高さ位置を前記ドレーンポートより低位置に設定し、当該シート上にオイルが貯留する貯留空間を形成する一方、前記ピンの下端面を、前記シートの前記円形穴より大径の平面形状に形成し、前記円形穴の外周部に設定された弁座部に離着座する当たり面を前記下端面の周縁部に設定した。

すなわち、シートの円形穴を閉鎖するピンの下端面の周縁部には、前記シートの円形穴の外周部に設定された弁座部に離着座する平面形状の当たり面が設定されており、前記シート上には、オイルを貯留する貯留空間が形成されている。

このため、前記ピンの前記当たり面が前記シートの弁座部に対して開弁状態から密着した閉弁状態へ移行する際には、前記当たり面と前記弁座部との間に生ずる油膜ダンピングが得られる。

また、請求項２の油圧電磁弁では、前記シート上面における前記円形穴の径に対する前記ピンの前記下端面の径の比率を１．３から１．５の範囲内に設定した。

すなわち、シート上面における円形穴の径に対するピンの下端面の径の比率を、１．３未満とすると油膜ダンピング効果が著しく低下し、また１．５を越えると油膜ダンピング効果が著しく増大することが実験により求められている。このため、前記比率を、１．３〜１．５の範囲内に設定することがより望ましい。

さらに、請求項３の油圧電磁弁においては、前記プランジャが収容されたプランジャ収容室と前記弁室との間に、前記ピンに外嵌して該ピンの外周空間を密閉し前記弁室内のオイルの前記プランジャ室への進入を阻止するコンタミブロックを設けるとともに、該コンタミブロックと前記弁室間の高さ位置に、前記弁室より上昇したオイルを外部へ逃がす逃げ穴を設定する一方、該逃げ穴と前記弁室間の高さ位置に、前記ピンを包囲するブッシュを配設し、該ブッシュの内側面と前記ピンの外周面との間に、少なくとも前記開弁状態において前記オイルで満たされる円筒状のオイル保持空間を形成した。

すなわち、上下駆動されるピンの外周部には、ブッシュが配設されており、該ブッシュの内側面と前記ピンの外周面との間には、オイルで満たされる円筒状のオイル保持空間が形成されている。

このため、前記ピンが前記ブッシュに対して上下駆動される開弁状態では、前記オイル保持空間に保持されたオイルの剪断力が前記ピンに生じ、剪断ダンピングが得られる。

加えて、請求項４の油圧電磁弁では、前記ブッシュの内側面から前記ピンの外周面までの離間距離に対する前記ピンの外周面に対面する前記ブッシュの内側面の高さ寸法の比率を３１から１３６の範囲内に設定した。

すなわち、ブッシュの内側面からピンの外周面までの離間距離に対する前記ピンの外周面に対面するブッシュの内側面の高さ寸法の比率を、３１未満にすると前記剪断ダンピング効果が著しく低下し、また１３６を越えると前記剪断ダンピング効果が著しく増大することが実験により求められている。このため、前記比率を、３１〜１３６の範囲内に設定することがより望ましい。

以上説明したように本発明の請求項１の油圧電磁弁にあっては、ピンの当たり面がシートの弁座部に対して開弁状態から密着した閉弁状態へ移行する際に、前記当たり面と前記弁座部との間に生じる油膜ダンピングを得ることができる。

このため、ソレノイド内部にオイルを充填してダンピング力を得なければならなかった従来と比較して、磁気回路を構成する吸引部にコンタミ（鉄粉）が付着してスティックしたり、オイルの粘性が増大する低温時に油圧ヒステリシスが大きくなるといった不具合を防止しつつ、油圧特性の安定化を図ることができる。

また、請求項２の油圧電磁弁では、シート上面における円形穴の径に対するピンの下端面の径の比率を１．３〜１．５に設定することにより、適切な油膜ダンピング効果を得ることができる。

さらに、請求項３の油圧電磁弁においては、ピンがブッシュに対して上下駆動される開弁状態にて、前記ピンとブッシュ間に形成されたオイル保持空間のオイルの剪断力を、剪断ダンピングとして利用することができる。

このため、前記ピンが上下駆動される開弁状態の全域においても、ダンピング効果を得ることができるため、油圧特性をより向上することができる。

加えて、請求項４の油圧電磁弁では、ブッシュの内側面からピンの外周面までの離間距離に対する前記ピンの外周面に対面するブッシュの内側面の高さ寸法の比率を、３１〜１３６に設定することにより、適切な剪断ダンピング効果を得ることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる油圧電磁弁１を示す図であり、該油圧電磁弁１は、例えばオートマチックトランスミッションの油圧回路で油圧を制御するものである。

この油圧電磁弁１は、合成樹脂製の樹脂成型品１１を備えており、カバー１２内に収容された前記樹脂成型品１１の部位には、ボビン１３が形成されている。該ボビン１３には、コイル１４が巻回されており、ソレノイド１５が形成されている。該ソレノイド１５の内側空間の下部には、吸着面１６を備えたコア１７が内嵌されており、上部には、ヨーク１８が内嵌され、磁気回路１９が構成されている。

該ヨーク１８と前記コア１７との間には、プランジャ収容室２１が形成されており、該プランジャ収容室２１には、前記コア１７の吸着面１６に吸引されるプランジャ２２が上下動自在に収容されている。該プランジャ２２には、上下に貫通する円筒状のピン２３が設けられており、該ピン２３は、上方へ突出した上端部がブッシュ２４を介して前記ヨーク１８に支持される一方、下方へ突出した下端部は、前記コア１７の中心穴２５を挿通して下方へ延出している。

前記カバー１２より下方に突出した前記樹脂成型品１１の部位には、ノズル３１が形成されており、該ノズル３１と前記ボビン１３との間には、金属製のブラケット３２がインサート成形されている。これにより、前記ノズル３１を油圧回路が形成されたブロック３３の挿入穴３４へ挿入するとともに、当該油圧電磁弁１より延出した前記ブラケット３２を前記ブロック３２の取付面３５に固定できるように構成されている。

このノズル３１は、基端側を構成する大径部４１と、先端側を構成する小径部４２とで構成されている。前記大径部４１には、前記ピン２３の下端部が達する弁室４３が形成されており、該弁室４３は、ドレンポート４４を介してノズル３１外部に連通している。前記弁室４３の下部には、円形穴４５を有したリング板状のシート４６がインサート成形されており、該シート４６の下部には、下方へ延在する出力ポート４７が形成されている。該出力ポート４７には、前記小径部４２の側面に開口する入力ポート４８が接続されており、該入力ポート４８から加圧されたオイルが供給されるように構成されている。

これにより、前記プランジャ２２より延出したピン２３の下端部を前記シート４６に対して上下動して該シート４６に開設された前記円形穴４５を開閉することで、図１中左方に示した開弁状態Ｏでは、前記入力ポート４８から前記出力ポート４７に供給された油圧を、前記シート４６の前記円形穴４５を介して前記弁室４３に連通した前記ドレーンポート４４より外部へ排出できるように構成されている。また、図１中右方に示した閉弁状態Ｃでは、前記入力ポート４８からの油圧を前記出力ポート４７から直接出力できるように構成されている。

前記シート４６は、その上面の高さ位置が前記ドレーンポート４４より低位置に設定されており、当該シート４６上には、前記円形穴４５を介してドレンポート４４より排出されるオイルが貯留される貯留空間５１が形成されている。

前記ピン２３の下端面は、図２にも示すように、平面状に形成されているとともに、前記シート４６の前記円形穴４５の径より大きな径に設定されている。また、前記ピン２３の下端面には、前記円形穴４５の外周部に設定されたリング状の弁座部６１に離着座する当たり面６２が、当該下端面の周縁部にリング状に形成されている。前記円形穴４５の端部には、面取り６３，６３が施されており、前記ピン２３の下端面にも面取り６４が施されている。この面取り６３，６３が施された前記円形穴４５のシート４６上面側の半径をｒ１とするとともに、面取り６４が施された前記ピン２３の下端面の半径をｒ２とすると、前記半径ｒ２に対する前記半径ｒ１の比率、つまりｒ２／ｒ１は、１．３〜１．５の範囲内に設定されている。

一方、前記プランジャ収容室２１の下部には、図１に示したように、前記ピン２３に外嵌して該ピン２３と前記コア１７の内側面との空間を密閉するコンタミブロック７１が設けられており、該コンタミブロック７１の内側面と前記ピン２３の外周面とのクリアランスは、前記弁室４３内のオイルの前記プランジャ室２１への進入を阻止できる寸法に管理されている。このコンタミブロック７１の下部には、外部に連通する逃げ穴７２が開設されており、前記弁室４３より上昇したオイルを外部へ逃がせるように構成されている。

この逃げ穴７２と前記弁室４３間の高さ位置には、前記ピン２３を包囲するブッシュ８１が設けられており、図３にも示すように、該ブッシュ８１の内側面８２と前記ピン２３の外周面８３との間には、少なくとも前記開弁状態Ｏにおいて前記弁室４３から上昇したオイルで満たされる円筒状のオイル保持空間８４が形成されている。

そして、前記ブッシュ８１の内側面８１から前記ピン２３の外周面８３までの軸受けクリアランスをｈとするとともに、前記ピン２３の外周面８３に対面する前記ブッシュ８１の内側面８２の高さ寸法をＬとした際に、前記軸受けクリアランスｈに対する前記高さ寸法Ｌの比率、つまりＬ／ｈは、３１〜１３６の範囲内に設定されている。

以上の構成にかかる本実施の形態にあっては、シート４６の円形穴４５を閉鎖するピン２３の下端面の周縁部には、前記シート４６の円形穴４５の外周部に設定された弁座部６１に離着座する平面形状の当たり面６２が設定されており、前記シート４６上には、オイルを貯留する貯留空間５１が形成されている。

このため、前記ピン２３の前記当たり面６２が前記シート４６の弁座部６１が開弁状態Ｏから密着した閉弁状態Ｃへ移行する際には、前記当たり面６２と前記弁座部６１との間に生ずる油膜ダンピングを得ることができる。このときの弁部減衰力Ｆ２を、図２中の式１に示す。

このため、ソレノイド１５内部にオイルを充填してダンピング力を得なければならなかった従来と比較して、磁気回路１９を構成するコア１７の吸引部１６にコンタミ（鉄粉）が付着してスティックしたり、オイルの粘性が増大する低温時に油圧ヒステリシスが大きくなるといった不具合を防止しつつ、油圧特性の安定化を図ることができる。

そして、面取り６４が施された前記ピン２３の下端面の半径ｒ２に対する面取り６３，６３が施された円形穴４５のシート４６上面側の半径ｒ１の比率は、１．３〜１．５の範囲内に設定されている。

ここで、シート４６上面における円形穴４５の前記半径ｒ１に対するピン２３の下端面の半径ｒ２の比率を、１．３未満とすると油膜ダンピング効果が著しく低下し、また１．５を越えると油膜ダンピング効果が著しく増大することが実験により求められている。このため、前記比率を、１．３〜１．５の範囲内に設定することにより、適切な油膜ダンピング効果を得ることができる。

また、上下駆動される前記ピン２３の外周部には、ブッシュ８１が配設されており、該ブッシュ８１の内側面８２と前記ピン２３の外周面８３との間には、オイルで満たされる円筒状のオイル保持空間８４が形成されている。

このため、前記ピン２３が前記ブッシュ８１に対して上下駆動される開弁状態Ｏでは、前記オイル保持空間８４に保持されたオイルの剪断力が前記ピン２３に生じ、この剪断力を剪断ダンピングとして利用することができる。このときの軸受部減衰力Ｆ１を、図３中の式２に示す。

これにより、前記ピン２３が上下駆動される開弁状態Ｏの全域においても、ダンピング効果を得ることができるため、油圧特性をより向上することができる。

そして、前記ブッシュ８１の内側面８１から前記ピン２３の外周面８３までの軸受けクリアランスをｈとするとともに、前記ピン２３の外周面８３に対面する前記ブッシュ８１の内側面８２の高さ寸法をＬとした際に、前記軸受けクリアランスｈに対する前記高さ寸法Ｌの比率は、３１〜１３６の範囲内に設定されている。

ここで、前記ブッシュ８１の内側面８２から前記ピン２３の外周面８３までの軸受けクリアランスｈに対する前記ピン２３の外周面８３に対面するブッシュ８１の内側面８２の高さ寸法Ｌの比率を、３１未満にすると前記剪断ダンピング効果が著しく低下し、また１３６を越えると前記剪断ダンピング効果が著しく増大することが実験により求められている。このため、前記軸受けクリアランスｈに対する前記高さ寸法Ｌの比率を、３１〜１３６に設定することにより、適切な剪断ダンピング効果を得ることができる。

本発明の一実施の形態を示す断面図ある。 図１のＡ部を示す拡大図である。 図１のＢ部を示す拡大図である。

符号の説明

１ 油圧電磁弁
１５ ソレノイド
１９ 磁気回路
２１ プランジャ収容室
２２ プランジャ
２３ ピン
４６ 弁室
４４ ドレンポート
４５ 円形穴
４６ シート
４７ 出力ポート
４８ 入力ポート
８４ オイル保持空間
Ｃ 閉弁状態
Ｏ 開弁状態

Claims (4)

1. ソレノイドでプランジャを上下駆動し、該プランジャより下方へ延出した円柱状のピンの下端部を弁室に設けられたシートに対して上下動して該シートに開設された円形穴を開閉することによって、入力ポートより前記シート下部の出力ポートに供給された油圧を、前記シートの前記円形穴を介して当該シート上部の前記弁室に連通したドレーンポートより排出する開弁状態と、前記入力ポートからの油圧を前記出力ポートから出力する閉弁状態とを形成する油圧電磁弁であって、
   前記シート上面の高さ位置を前記ドレーンポートより低位置に設定し、当該シート上にオイルが貯留する貯留空間を形成する一方、
   前記ピンの下端面を、前記シートの前記円形穴より大径の平面形状に形成し、前記円形穴の外周部に設定された弁座部に離着座する当たり面を前記下端面の周縁部に設定したことを特徴とする油圧電磁弁。
2. 前記シート上面における前記円形穴の径に対する前記ピンの前記下端面の径の比率を１．３から１．５の範囲内に設定したことを特徴とする請求項１記載の油圧電磁弁。
3. 前記プランジャが収容されたプランジャ収容室と前記弁室との間に、前記ピンに外嵌して該ピンの外周空間を密閉し前記弁室内のオイルの前記プランジャ室への進入を阻止するコンタミブロックを設けるとともに、該コンタミブロックと前記弁室間の高さ位置に、前記弁室より上昇したオイルを外部へ逃がす逃げ穴を設定する一方、
   該逃げ穴と前記弁室間の高さ位置に、前記ピンを包囲するブッシュを配設し、該ブッシュの内側面と前記ピンの外周面との間に、少なくとも前記開弁状態において前記オイルで満たされる円筒状のオイル保持空間を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の油圧電磁弁。
4. 前記ブッシュの内側面から前記ピンの外周面までの離間距離に対する前記ピンの外周面に対面する前記ブッシュの内側面の高さ寸法の比率を３１から１３６の範囲内に設定したことを特徴とする請求項３記載の油圧電磁弁。
   

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