JP2015007454A - リニアソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向長さの大幅な短縮を可能にしたリニアソレノイドバルブを提供する。【解決手段】バルブ３を，弁案内孔７，及びこの弁案内孔７の内周面に開口する複数のポート８〜１０を有するバルブボディ４と，ポート８〜１０間の連通及び遮断を制御するように弁案内孔７に摺動自在に嵌装される中空円筒状の弁体５と，この弁体５を一定の摺動方向へ付勢する戻しばね６とで構成し，リニアソレノイド２を，弁体５の中空部に収容されるコイル組立体１８と，このコイル組立体１８に囲繞され，このコイル組立体１８のボビン２２と共に弁体５に連結される中空円筒状のヨーク１９と，このヨーク１９と軸方向に隣接して弁体５に連結される可動コア２１と，この可動コア２１に対向しながらヨーク１９の中空部に相対摺動可能に挿入されてバルブボディ４に連結される固定コア２０とで構成した。【選択図】 図１

Description

本発明は，リニアソレノイドと，これにより作動されるバルブとよりなるリニアソレノイドバルブの改良に関する。

かゝるリニアソレノイドバルブとして，特許文献１に開示されるようなものが広く知られている。

特開２０１１−１１２０６１号公報

上記特許文献１に記載されるようなリニアソレノイドバルブでは，バルブを，弁案内孔，及びこの弁案内孔の内周面に開口する複数のポートを有するバルブボディと，前記ポート間の連通及び遮断を制御すべく前記弁案内孔に摺動自在に嵌装される中実の弁体と，この弁体を一定の摺動方向へ付勢する戻しばねとで構成し，またソレノイドを，バルブボディの軸方向一端に連結されるハウジングと，このハウジングに収容されるコイル組立体と，前記ハウジングの一端部に連結されて前記コイル組立体に囲繞されるヨークと，前記ハウジングの他端部に接続されて，前記ヨークと軸方向に隣接する固定コアと，この固定コアに対向するように前記ヨークの中空部に摺動可能に挿入される可動コアとで構成し，前記弁体から延びて前記固定コアを貫通する弁杆を前記可動コアに連接しており，こうしたものでは，バルブ及びリニアソレノイドが互いに軸方向に連結されることになるため，リニアソレノイドバルブは，軸方向にかなり長いものとなり，その短縮化が要請されている。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，軸方向長さの大幅な短縮を可能にした前記リニアソレノイドバルブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，リニアソレノイドと，これにより作動されるバルブとよりなるリニアソレノイドバルブにおいて，前記バルブを，弁案内孔，及びこの弁案内孔の内周面に開口する複数のポートを有するバルブボディと，前記ポート間の連通及び遮断を制御するように前記弁案内孔に摺動自在に嵌装される中空円筒状の弁体と，この弁体を一定の摺動方向へ付勢する戻しばねとで構成する一方，前記リニアソレノイドを，前記弁体の中空部に収容されるコイル組立体と，このコイル組立体に囲繞され，このコイル組立体のボビンと共に前記弁体に連結される中空円筒状のヨークと，このヨークと軸方向に隣接して前記弁体に連結される可動コアと，この可動コアに対向しながら前記ヨークの中空部に相対摺動可能に挿入されて前記バルブボディに連結される固定コアとで構成し，前記可動コアが，前記コイル組立体のコイルへの通電量に応じて前記戻しばねの付勢力に抗しながら前記固定コア側に前記弁体と共に変位するようにしたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記コイル組立体の，前記弁体に連結した前記ボビンに，前記コイルに連なる給電端子を保持して前記バルブボディの外方に突出するカプラを固設したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記バルブボディに，給電端子を保持するカプラを固設し，前記コイル及び前記給電端子間を可撓性のリード線を介して接続したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，バルブとリニアソレノイドとが，バルブがリニアソレノイドを囲繞する同心配置の状態となり，これによりリニアソレノイドバルブの軸方向長さは，バルブ及びリニアソレノイドを軸方向に並べて連結した従来のリニアソレノイドバルブに比して略半減し，リニアソレノイドバルブを軸方向に大幅にコンパクト化させることができる。しかも弁体は，リニアソレノイドバルブの，磁束を通すハウジングを兼ねることになるから，部品点数の削減をもたらし，構造の簡素化をも図ることができる。

本発明の第２の特徴によれば，弁体の移動時には，コイル組立体のボビンに固設されたカプラも移動するが，カプラに接続される外部のリードが撓むことで，支障を来すことはない。

本発明の第３の特徴によれば，弁体及びコイル組立体の動きに応じてリード線が撓むことで，カプラを固定のバルブボディに支持させることができる。

本発明の第１実施形態に係るリニアソレノイドバルブの縦断側面図。 本発明の第２実施形態を示す，図１との対応図。

本発明の実施形態を，添付図面に基づいて以下に説明する。

先ず図１に示す本発明の第１実施形態の説明より始める。リニアソレノイドバルブ１は，リニアソレノイド２と，これにより作動されるバルブ３とよりなっている。バルブ３は例えば自動車の変速用であり，バルブボディ４，弁体５及び戻しばね６を構成要素とする。

バルブボディ４は非磁性材製であって，一端に端壁４ａを一体に有する円胴部４ｂと，この円胴部４ｂの他端の開放口を閉鎖する蓋体４ｃとで構成される。円胴部４ｂの内周面は弁案内孔７とされ，その内周面には，入力ポート８，出力ポート９，排出ポート１０及びフィードバックポート１１が開口するように設けられる。その際，出力ポート９の両側に入力ポート８及び排出ポート１０が配置され，フィードバックポート１１は，出力ポート９と反対側で入力ポート８に隣接して配置される。入力ポート８は，油圧ポンプ１２の吐出側に接続され，出力ポート９は，油圧変速制御機構１３の入力側に接続され，排出ポート１０はオイルリザーバ１４に開放される。

弁体５は磁性材製であって，前記弁案内孔７に摺動自在に嵌装される中空円筒状のスプール型に形成されており，入力ポート８及び出力ポート９間を遮断すると共に出力ポート９及び排出ポート１０間を連通する後退位置Ａと，出力ポート９を，入力ポート８及び排出ポート１０の何れとも遮断する中立位置Ｂと，出力ポート９及び排出ポート１０間を遮断すると共に，入力ポート８及び出力ポート９間を連通する前進位置Ｃとの間を直線的に変位するようになっている。弁体５の中空部は，一端が弁体５と一体の端壁５ａで閉鎖され，他端が開放されており，バルブボディ４の端壁４ａ及び弁体５の端壁５ａ間に，弁体５を前記後退位置Ａ側へ付勢する戻しばね６が縮設される。

この弁体５において，フィードバックポート１１に対応する部分から端壁５ａに至る端部５ａが，バルブボディ４の弁案内孔７の内周面との間に環状油路１５を画成するように小径に形成され，バルブボディ４の端壁４ａ及び弁体５の端壁５ａ間には，上記環状油路１５に連通する反力室１６が画成される。上記フィードバックポート１１は，上記環状油路１５及び出力ポート９に連通される。したがって，反力室１６には，出力ポート９の圧力が導入され，出力ポート９の圧力に対応した反力が弁体５を後退方向に作用するようになっている。

一方，リニアソレノイド２は，前記弁体５，コイル組立体１８，ヨーク１９，固定コア２０及び可動コア２１を構成要素とする。したがって，前記弁体５は，バルブ３及びリニアソレノイド２に共通した構成要素となる。

コイル組立体１８は，弁体５の内周面に嵌装されてその端壁５ａに一方のボビンフランジ２２ａを当接させるボビン２２と，このボビン２２に巻装されるコイル２３とで構成される。前記弁体５の端壁５ａには，ボビン２２の中空部中程まで延びる中空円筒状のヨーク１９が一体に連設される。またボビン２２の中空部には，ヨーク１９と軸方向に並ぶ磁性材製の可動コア２１が嵌装され，この可動コア２１は，弁体５の内周面に嵌合してボビン２２の他方のボビンフランジ２２ｂに当接するフランジ２１ａを一体に有している。このフランジ２１ａを外方より押えるように，前記蓋体４ｃが前記バルブボディ４の開放口に嵌合して固定される。

前記ヨーク１９の内周面には軸受ブッシュ２５が嵌着されており，プランジャ状の固定コア２０が嵌装され，この固定コア２０は，その一端が前記弁体５の端壁５ａに当接し，他端がヨーク１９の内端より突出して前記可動コア２１の内端に対向するように配置される。

この固定コア２０には，これを支持する固定軸２６が貫通しており，この固定軸２６の一端部は前記バルブボディ４の端壁４ａに固定され，その他端部は，可動コア２１の中心孔２７を貫通して前記蓋体４ｃに固定される。

可動コア２１の内端面には，先端側を小径とする截頭円錐面２８と，この截頭円錐面２８に囲繞される円形の固定コア受容凹部２９とが形成される。可動コア２１の中心孔２７には，固定コア受容凹部２９の底面に配置されるストッパフランジ３０ａを持った非磁性のカラー３０が圧入により固定される。固定コア受容凹部２９には，可動コア２１の作動時，固定コア２０の先端部が受容され，ストッパフランジ３０ａが固定コア２０の先端部に当接することで可動コア２１の前進限が規制されるようになっている。

前記ボビン２２のボビンフランジ２２ｂの外端面には，コイル２３に連なる給電端子３２を保持するカプラ３３が突設され，このカプラ３３は，蓋体４ｃの透孔３４を貫通して外部に突出している。

次に，この実施形態の作用について説明する。

コイル２３の非通電時には，弁体５が戻しばね６の付勢力をもって可動コア２１を蓋体４ｃに当接させる後退限に保持している。このとき，弁体５は，後退位置Ａを占めて入力ポート８及び出力ポート９間を遮断すると共に出力ポート９及び排出ポート１０間を連通する。

いま，コイル２３への通電を開始すると，コイル２３周りに発生する磁束が，弁体５，ヨーク１９，固定コア２０，可動コア２１，弁体５へと流れることで，固定コア２０及び可動コア２１間に，可動コア２１を前進させる吸引力，即ち前進推力が発生する。

而して，コイル２３への電流を増加させていくと，可動コア２１の前進推力が比例的に増加し，可動コア２１は，固定コア２０の可動コア受容凹部２９内に進入するように直線的に前進する。この可動コア２１には，その外周に弁体５が一体的に連結しているので，弁体５は，可動コア２１の前進に応じて，後退位置Ａから中立位置Ｂを経て前進位置Ｃへ，即ち出力ポート９及び排出ポート１０間を遮断すると共に，入力ポート８及び出力ポート９間を連通する状態へと作動する。

この間，コイル組立体１８も弁体５と一体となって移動するので，ボビン２２に一体に形成されて蓋体４ｃの透孔３４から外部に突出したカプラ３３も移動することになるが，カプラ３３に接続される外部のリードが撓むことで，支障を来すことはない。

ところで，バルブ３は，弁案内孔７，及びこの弁案内孔７の内周面に開口する複数のポート８〜１０を有するバルブボディ４と，ポート８〜１０間の連通及び遮断を制御するように弁案内孔７に摺動自在に嵌装される中空円筒状の弁体５と，この弁体５を後退方向へ付勢する戻しばね６とで構成され，またリニアソレノイド２は，弁体５の中空部に収容されるコイル組立体１８と，このコイル組立体１８に囲繞され，このコイル組立体１８のボビン２２と共に弁体５に連結される中空円筒状のヨーク１９と，このヨーク１９と軸方向に隣接して弁体５に連結される可動コア２１と，この可動コア２１に対向しながらヨーク１９の中空部に相対摺動可能に挿入されてバルブボディ４に連結される固定コア２０とで構成されるので，バルブ３とリニアソレノイド２とは，バルブ３がリニアソレノイド２を囲繞する同心配置の状態となり，このリニアソレノイドバルブ１の軸方向長さは，バルブ及びリニアソレノイドを軸方向に並べて連結した従来のリニアソレノイドバルブに比して略半減することになり，リニアソレノイドバルブ１を軸方向に大幅にコンパクト化させることができる。しかも弁体５は，リニアソレノイドバルブ１の，磁束を通すハウジングを兼ねることになるから，部品点数の削減をもたらし，構造の簡素化をも図ることができる。

次に，図２に示す本発明の第２実施形態について説明する。

この第２実施形態では，固定の蓋体４ｃに，給電端子１３２を保持するカプラ１３３が一体に形成され，その給電端子１３２とコイル２３とが可撓性のリード線３７を介して接続される。そのリード線３７は，カプラ１３３にスナップ係合されるカバー３８によって覆われる。その他の構成は，前実施形態と同様であるので，図２中，前実施形態に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。

この第２実施形態によれば，弁体５及びコイル組立体１８の動きに応じてリード線３７が撓むので，カプラ１３３を固定の蓋体４ｃに支持させることができる。また撓みを生じるリード線３７は，カバー３８に覆われるので，他物と干渉することもない。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１・・・・・リニアソレノイドバルブ
２・・・・・リニアソレノイド
３・・・・・バルブ
４・・・・・バルブボディ
５・・・・・弁体
６・・・・・戻しばね
７・・・・・弁案内孔
８，９，１０・・・ポート（入力ポート，出力ポート，排出ポート）
１８・・・・コイル組立体
１９・・・・ヨーク
２０・・・・固定コア
２１・・・・可動コア
２２・・・・ボビン
２３・・・・コイル
３２，１３２・・・給電端子
３３，１３３・・・カプラ
３７・・・・リード線

Claims (3)

1. リニアソレノイド（２）と，これにより作動されるバルブ（３）とよりなるリニアソレノイドバルブにおいて，
   前記バルブ（３）を，弁案内孔（７），及びこの弁案内孔（７）の内周面に開口する複数のポート（８〜１０）を有するバルブボディ（４）と，前記ポート（８〜１０）間の連通及び遮断を制御するように前記弁案内孔（７）に摺動自在に嵌装される中空円筒状の弁体（５）と，この弁体（５）を一定の摺動方向へ付勢する戻しばね（６）とで構成する一方，
   前記リニアソレノイド（２）を，前記弁体（５）の中空部に収容されるコイル組立体（１８）と，このコイル組立体（１８）に囲繞され，このコイル組立体（１８）のボビン（２２）と共に前記弁体（５）に連結される中空円筒状のヨーク（１９）と，このヨーク（１９）と軸方向に隣接して前記弁体（５）に連結される可動コア（２１）と，この可動コア（２１）に対向しながら前記ヨーク（１９）の中空部に相対摺動可能に挿入されて前記バルブボディ（４）に連結される固定コア（２０）とで構成し，
   前記可動コア（２１）が，前記コイル組立体（１８）のコイル（２３）への通電量に応じて前記戻しばね（６）の付勢力に抗しながら前記固定コア（２０）側に前記弁体（５）と共に変位するようにしたことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。
2. 請求項１記載のリニアソレノイドバルブにおいて，
   前記コイル組立体（１８）の，前記弁体（５）に連結した前記ボビン（２２）に，前記コイル（２３）に連なる給電端子（３２）を保持して前記バルブボディ（４）の外方に突出するカプラ（３３）を固設したことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。
3. 請求項１記載のリニアソレノイドバルブにおいて，
   前記バルブボディ（４）に，給電端子（１３２）を保持するカプラ（１３３）を固設し，前記コイル（２３）及び前記給電端子（１３２）間を可撓性のリード線（３７）を介して接続したことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。

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