JP2021534356A - 二つのレベルの機械的圧力調整を提供するオン／オフソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

本発明は、圧力応答性スライド機構を備えたソレノイドバルブデバイス（１０）に関するものであり、当該デバイスは、液体の流動のための少なくとも三つのチャネル（３０（Ｐ），３２（Ａ），３４（Ｔ））を具備する本体（２）と、三つのフローチャネルのうちの第１のチャネルと第２のチャネルとの間の流体連通がある位置と、第２のチャネルと第３のチャネルとの間に流体連通がある位置との間で加圧流体によって本体（２）内を移動することができるスライド（４）を形成する手段と、少なくとも一つの第１の圧力しきい値（Ｐｈ）および少なくとも一つの第２の圧力しきい値（Ｐｂ、Ｐｂ＜Ｐｈ）の中から、スライドの移動のためのアクティブ化しきい値を選択するための手段（１４，１５）と、スライドの少なくとも上記アクティブ化しきい値（Ｐｈ，Ｐｂ）を調整するための手段（６，１２，１６，２２）とを具備する。

Description

本発明は、二つのレベルの機械的圧力調整を提供する、例えばオン／オフ型のソレノイドバルブに関するものであり、そのそれぞれは互いに独立して調整することができる。

本発明は、特に、それが直接または間接的に取り付けられるビークルのエンジンオイルポンプの制御に適用可能である。

ある用途に関して、機械的な圧力調整しきい値を持たない、圧力に反応しないスライドを備えた機構を有するオン／オフソレノイドバルブ、あるいは二つの調整しきい値（しきい値は可変ではないか、あるいは一つのしきい値のみが可変である）を伴って圧力に反応するスライドを備えたオン／オフソレノイドバルブが知られている。

圧力に反応するスライド機構を備えているが、機械的な圧力調整しきい値が一つしかないバルブもまた知られている。

調整可能なしきい値がないか、あるいはただ一つの調整可能なしきい値を持つ、圧力に反応するスライド機構を備えた比例ソレノイドバルブもまた知られている。さらに、これらのソレノイドバルブはまた、可変電流を生成できる電気制御システム（例えばＰＷＭ）と、場合によってはスレービングループの管理のための機器とを必要とする。

特にオイルポンプ用途のための、そして特に自動車分野における、二つの調整可能な調整しきい値を提供する、オン／オフソレノイドバルブ型のデバイスを創出する必要がある。

本発明は、第一に、圧力に反応するスライドを備えた機構を備えたソレノイドバルブ型デバイスに関し、当該デバイスは、
・少なくとも三つの液体フローチャネルを具備する本体と、
・上記三つのフローチャネルのうちの第１のチャネルと第２のチャネルとの間に流体連通が存在する第１の位置と、上記第２のチャネルと第３のチャネルとの間に流体連通が存在する第２の位置との間で、圧力下の流体によって上記本体内で変位することができるスライドを形成する手段と、
・少なくとも一つの第１の圧力しきい値（Ｐｈ）および少なくとも一つの第２の圧力しきい値（Ｐｂ、ここでＰｂ＜Ｐｈ）の中から、上記スライドの変位のためのアクティブ化圧力しきい値を選択する手段と、
・上記スライドのアクティブ化のために、少なくとも上記第１のしきい値（Ｐｈ）および少なくとも上記第２のしきい値（Ｐｂ）を調整（規制）する手段と
を具備する。

したがって、電磁型のものであってもよい手段は、上記スライドの少なくとも一つの第１のアクティブ化圧力しきい値（Ｐｈ）および少なくとも一つの第２のアクティブ化圧力しきい値（Ｐｂ、ここでＰｂ＜Ｐｈ）の中から上記スライドのアクティブ化圧力しきい値を選択するためだけでなく、これらのしきい値を調整するために使用されてもよい。圧力しきい値の選択後、この流体圧力が選択されたアクティブ化圧力しきい値よりも高い場合、スライドを圧力下の流体によって変位させることができる。

したがって、大規模生産の状況では、形成されたアセンブリにおけるコンポーネントの寸法のばらつきの影響を排除するために、二つのしきい値の可能な調整を使用することによって、二つの機械的調整レベルの値のばらつきを最小化するために本発明を利用することができる。

そうしたデバイスは、特に移動ビークルにおける、例えば内燃機関のためのポンプ型システム、例えばオイルポンプに設置されて、それを制御するソレノイドバルブとして使用することができる。

一実施形態によれば、本発明に係るデバイスは、
・スライドを第１の位置に保持しようとする第１のスプリングと、
・電磁アクチュエータと、
・上記スライドが圧力下の流体によって作動させられる前に（この圧力が選択されるアクティブ化圧力しきい値よりも高い場合）、上記スライドの上記アクティブ化圧力しきい値を選択するために、非アクティブ位置とアクティブ位置との間で（一方向または他の方向に）、上記電磁アクチュエータを使用してデバイス内で変位させることが可能な可動コアと
を具備する。

次に、本発明は、圧力下の流体によって第１の位置と第２の位置との間でスライドを作動させる前に、電磁アクチュエータの作動および非作動によって選択できる少なくとも二つの機械的な圧力調整レベルを提供することができる。

本発明に係るデバイスの一つの特定の実施形態によれば、アクティブ化圧力しきい値の一つを調整する手段は、スライドへの第１のスプリングの長手方向の支持力を調整する手段を含むことができる。

例えば、これらの手段は、それに対してスプリングが当接するストッパーと、長さＬにわたって可動コアに挿入されたニードルとを具備する。

この長さＬは調整可能であってもよく、かつ／またはデバイスはまた、上記ストッパーの圧力または変形を規制する手段を具備することができる。

本発明に係るデバイスの一つの特定の実施形態によれば、上記スライドの他のアクティブ化圧力しきい値を調整する手段は、デバイス内の可動コアの非アクティブ位置を調整する手段を具備する。

上記可動コアの非アクティブ位置を調整する手段は、上記可動コアに対して調整可能に圧接する要素を具備することができる。

例えば、そうしたデバイスは、固定コアと、この固定コアと可動コアとの間に配置された第２のスプリングとを具備し、上記可動コアへの上記要素の圧接は、この第２のスプリングを多かれ少なかれ圧縮する。

上記可動コアに対して調整可能に圧接する上記要素は、デバイスの端部プラグを具備することができ、そのために、圧接を例えばねじ込みによって調整することができる。

そうしたデバイスは、固定コアと、この固定コアと可動コアとの間に配置された第２のスプリングとを具備することができ、上記可動コアへの固定コアの、例えばねじ込みによって調整される圧接は、この第２のスプリングを多かれ少なかれ圧縮する。

本発明に係るデバイスでは、二つの圧力調整レベル間の差Ｐｈ−Ｐｂは、好ましくは、１バールから７バールの間である。

一実施形態では、本発明に係るデバイスはまた、例えば、ＰＷＭ型の可変電流を生成することができる、電磁アクチュエータに電力を供給する手段を具備することができる。

本発明に係るデバイスは、電磁アクチュエータが作動させられたときに推進動作を生じさせるタイプのものであってもよい。

変形例として、本発明に係るデバイスは、電磁アクチュエータが作動させられたときに引っ張り動作を生じさせるタイプのものであってもよい。

本発明はまた、本発明に係るソレノイドバルブ型デバイスを具備する油圧回路に関する。

本発明はまた、ポンプおよび本発明に係るソレノイドバルブ型デバイスを具備するポンプ、例えばオイルポンプに関する。

本発明はまた、本発明に係るソレノイドバルブ型デバイスを作動させる方法に関し、当該方法においては、
・上記スライドのアクティブ化圧力しきい値が第１の圧力しきい値（Ｐｈ）である場合、流体が圧力Ｐで注入されて、上記スライドを第１の位置から第２の位置へと変位させ、圧力Ｐは第１の圧力しきい値（Ｐｈ）よりも大きく、
・上記スライドのアクティブ化圧力しきい値が第２の圧力しきい値（Ｐｂ）である場合、流体が圧力Ｐで注入されて、上記スライドを第１の位置から第２の位置へと変位させ、圧力Ｐは第２の圧力しきい値（Ｐｂ）よりも大きい。

本発明はまた、本発明に係るソレノイドバルブ型デバイスを作動させる方法に関し、当該方法においては、
・上記スライドのアクティブ化圧力しきい値が第１の圧力しきい値（Ｐｈ）である場合、可動コアは、上記電磁アクチュエータを使用してデバイス内で変位されられて、アクティブ化圧力を上記スライドの第２のアクティブ化圧力しきい値（Ｐｂ）に調整し、
・流体が圧力Ｐで注入されて、上記スライドを第１の位置から第２の位置へと変位させ、圧力Ｐは第２の圧力しきい値（Ｐｂ）よりも大きい。

本発明はまた、本発明に係るソレノイドバルブ型のデバイスを作動させる方法に関し、当該方法においては、
・上記スライドのアクティブ化圧力しきい値が第２の圧力しきい値（Ｐｂ）である場合、可動コアは、上記電磁アクチュエータを使用してデバイス内で変位させられて、アクティブ化圧力を上記スライドの第１のアクティブ化圧力しきい値（Ｐｈ）に調整し、
・流体が圧力Ｐで注入されて、上記スライドを第１の位置から第２の位置へと変位させ、圧力Ｐは第１の圧力しきい値（Ｐｂ）よりも大きい。

以下、本発明の例示的な実施形態について添付の図面を参照して説明する。

作動させられたときに推進動作を生じさせるソレノイドのための、本発明に係るデバイスの特定の実施形態を示す図である。 本発明に係るデバイスの一実施形態の特定の態様を示す図である。 本発明に係るデバイスの一実施形態の特定の態様を示す図である。 本発明に係るデバイスの一実施形態の特定の態様を示す図である。 本発明に係るデバイスの一実施形態に関する圧力変動グラフである。 本発明に係るデバイスの一実施形態のオイルポンプへの適用を示す図である。 本発明に係るデバイスの一実施形態のオイルポンプへの適用を示す図である。 本発明に係るデバイスの一実施形態のオイルポンプへの適用を示す図である。 本発明に係るデバイスの一実施形態のオイルポンプへの適用を示す図である。 作動させられたときに引っ張り動作を生じさせるソレノイドのための、本発明に係るデバイスの別な特定の実施形態を示す図である。 本発明に係るデバイスの他の特定の実施形態の一実施形態に関する圧力変動グラフである。

類似または同一の技術要素は、図中において同じ参照番号で示されている。

本発明は、二つの異なる圧力しきい値Ｐｂ（低圧）、Ｐｈ（高圧）によってソレノイドバルブのスライドの開閉を制御するために使用することができる。これらの各しきい値は、スライドに適用されるスプリングの圧縮状態によって規定される。第１の圧縮状態では、スプリングがスライドに第１の力を加え、スライド内の圧力（以下で説明する例では、デバイスの第１のチャネル内）が圧力しきい値Ｐｂを超えて、必要な流体接続を引き起こすことを要求する（以下で説明する例では、第１のチャネルと第２のチャネルとの間）。第２の圧縮状態では、スプリングがスライドに力を加え、スライド内の圧力（以下で説明する例では、第１のチャネル内）が圧力しきい値Ｐｈを超えて、必要な流体接続を引き起こすことを要求する（以下で説明する例では、第１のチャネルと第２のチャネルとの間）（Ｐｈ＞Ｐｂ）。手段が、これら二つの圧力しきい値を調整（または決定）するために使用できる。

図１は、本発明に係るソレノイドバルブ１０の一実施形態を示している。

この実施形態は、電磁アクチュエータ、例えば「オン／オフ」ソレノイド（すなわちアクティブ状態と非アクティブ状態との間で動作する）を利用する、圧力しきい値がアクティブである（または高圧しきい値と低圧しきい値との間の移行をアクティブ化する）ソレノイドバルブに関し、推力は、アクチュエータによって圧力しきい値をアクティブにすることによって生成できる。

以下、ソレノイドの使用について説明するが、本発明は、他のタイプの電磁アクチュエータが使用される例もカバーする。

ソレノイドは、（少なくとも一つの低圧しきい値と一つの高圧しきい値の中から）圧力しきい値を選択するために、または高圧しきい値と低圧しきい値との間の移行をアクティブ化するために使用される。だが、いったん圧力しきい値が選択されると、スライドの移動は、上記しきい値に対する、バルブ内への流体入口の圧力に依存する。

この例では、ソレノイドバルブ１０は、軸線ＡＡ'に沿って、第１の端部１０_１と第２の端部１０_２との間で長手方向に延びる。

それは、この軸線ＡＡ'に沿って長手方向に延びる本体２を具備する。

図示されている例では、この本体は、横方向供給チャネル３０（チャネル「Ｐ」または入口チャネル），チャネル３２（チャネル「Ａ」または出口チャネル）および端部供給チャネル３４（「Ｔ」チャネルまたはベント）を具備する。例えばオイルなどの流体は、これらの供給チャネルを通って循環できる。異なるチャネルを分配するためのその他のジオメトリーは本発明の枠組み内で創出することができる。例えば、チャネルＰ（入口）はバルブの端部に存在してもよく、一方、チャネル「Ｔ」および「Ａ」は横方向に配置される。変形例として、図１および図６のチャネル「Ｐ」および「Ａ」を反転させることができる。別の変形例として、チャネルＡ（出口）を端部に置くことができ、一方、チャネル「Ｐ」および「Ｔ」は横方向に配置される。以下の説明は、図１に示される構成について与えられるが、本発明はまた、その他の可能な構成、特に上記のものにも適用可能である。

本体２は内側が中空である。それは、二つの横方向供給チャネル３０，３２間の、または横方向供給チャネル３２と端部チャネル３４との間の流体または油圧連通（これは流体が循環できることを意味する）を確立するために、その中でスライド４が二つの位置の間で変位することができる内部円筒形キャビティ２ｃを具備する。図１では、チャネル３０と３２との間の流体連通は遮断され、流体圧力はＰｂ未満である（例えば、全てのチャネルは大気圧である）。

円筒形キャビティ２ｃは、支持ケーシング１３によって区切られた別の円筒形キャビティ１３ｃによって延長されるが、これはまた、このキャビティ１３ｃの周りに配置されたソレノイド１５を保持することができるコンパートメント２０を画定する。このキャビティへの供給手段が提供される。ソレノイドに電流が供給されると、電流がソレノイドを通過するときに生成される磁場と相互作用する磁気特性を有する可動コア１４は、このキャビティ１３ｃ内で変位させられる。

スプリング８は、端部チャネル３４の側面においてデバイスおよび本体２の第１の端部１０_１に位置するストッパー１２と、スライド４の支持面との間に配置される。ストッパーは、流体がチャネル３４に流れるために、その周りに通路を残す。例えば、円筒形キャビティ２ｃの端部は、外側に向かって先細になっている円錐形部分によって延長することができる。ストッパー１２の幅または直径は、スプリングの支持のために十分なものに制限することができる。このスプリングが当接する表面は、軸線ＡＡ'に垂直または実質的に垂直である。このスプリングは、この軸線ＡＡ'に沿って長手方向の力を加える。このスプリングは、スライドを第２の端部１０２に向かって押しやる。この流体の圧力がスライドへスプリングによって加えられる圧力よりも大きくなると、バルブ内に追加された流体が、このスプリング作用に抗して、スライドをその二つの位置の間で移動させる。

少なくとも二つの異なるレベルＰｂおよびＰｈ間で、スライド４にスプリング８によって加えられる圧力を選択するための手段が使用される。使用されるＰｂおよびＰｈの値に応じて、バルブ内への流体入口は、この流体の圧力がそれぞれ圧力ＰｂおよびＰｈを超えると、反対の力を加えて、スライドをその二つの位置の間で切り替えることができる。

図示されている例では、スライド４は、本体２の内側の円筒形キャビティの直径よりも小さい外径を有する中央の円筒形部分４１（図２Ａ参照）を具備する。したがって、チャンバーまたは内部キャビティ３６は、スライド４の外面と本体の内面との間に形成される。スライドのこの中央の円筒形部分４１は、二つの端部４２，４３によって延長されるが、これらもまた、本体２の内径に実質的に等しい外径を有する実質的に円筒形であり、その中ではそれらを並進変位で案内することができる。これらの二つの端部４２の一つは、バルブ供給チャネルの一つ３２を部分的に閉じることができる。長手方向に、内部キャビティ３６は、それぞれ端部４２および４３の端面４２_１および４３_１によって区切られている。実際、端部４２，４３は、必要な方向（図１の左方向）への変位を容易にするために、これらの部分によってキャビティ３６に入る流体に提供される表面積が互いに異なり、この流体が適用される端部４２の表面積が端部４３の表面積よりも大きくなるようにすることができる。

例えば、スライドは、チャネル３０および３２間の流体連通が、チャネル３２を部分的に閉鎖し、キャビティ３６がチャネル３０に面するように配置されたスライドの端部４２によって遮断される初期位置にあってもよい。変形例として、端部４２は、チャネル３０および３２間に配置することができるが、これは、チャネル３０および３２間の連通を確立するためのスライドのより長い移動距離を意味する。次に、その間で供給チャネル３２を通る流体入口が循環できる供給チャネル３２および３４間に流体連通が確立される。より一般的には、バルブは、代替的に、チャネル３０および３２間の、次いでチャネル３２および３４間の流体または油圧接続を確立し、逆も同様である。さらにより一般的には、バルブは、代替的に、チャネル「Ａ」，「Ｐ」および「Ｔ」の分布に関係なく、第一にチャネル「Ｐ」および「Ａ」間の、次いでチャネル「Ａ」および「Ｔ」間の、あるいは逆の、流体または油圧接続を確立することができる。

十分に高い圧力Ｐ（スライド４にスプリング８によって加えられる圧力よりも高い）が、この流体によって、このキャビティ３６内に、したがってスライド４にも加えられると、スライドは図１の左側に向かって変位することができ、スプリング８を圧縮する。これにより、供給チャネル３０および３２間の流体連通が解放され、そして供給チャネル３２および３４間の流体連通が遮断される。供給チャネル３０を通ってキャビティ３６に入る流体は、この場合、チャネル３２に向かって循環することができる。

本明細書に示される実施形態では、実質的に円筒形の長手方向ニードル６は、第１の端部１０_１（または端部チャネル３４）の側面に配置された第１の端部と、（ソレノイド１５の作用の下で変位する）可動コア１４に挿入された第２の端部とを具備する。このニードルはストッパー１２に固定されている。

ニードル６は、（その中でスライドすることができる）固定コア２６を貫通し、その中でその第２の端部が保持される可動コア１４に長さＬにわたって侵入する（図２Ａ）。言い換えれば、軸線ＡＡ'に沿って、ソレノイドバルブの第１の端部１０_１から始まり、第２の端部１０_２に向かって、ニードル６、ニードルが貫通する固定コア２６、次いでその中にニードルが挿入される可動コア１４が全て順番通りに存在する。ニードルが可動コア内に挿入される長さＬが大きいほど、スプリング８はより圧縮され、圧力しきい値の一つ（この場合は、しきい値Ｐｂ）が高くなる。言い換えれば、低圧Ｐｂは、ニードル６を可動コアに多かれ少なかれ深く挿入することによって調整（または決定）される。

変形例として、低圧Ｐｂを調整するために、可変荷重または応力をスプリング８に、より正確にはバルブの第１の端部１０_１の側面に位置するスプリングの端部に加えることが可能である。この可変荷重または応力は、スプリングの端部に適用される金属要素の塑性変形によって獲得でき、この要素はおそらくストッパー１２である。この変形例は図２Ｃに示されている。

次に、圧力しきい値Ｐｈの調整について説明する。

スプリング１６は、第一に固定コア２６の表面２６_１に圧力を加え、第二に可動コア１４の支持面１４_１に圧力を加える（図２Ａ、図２Ｂ）。これら支持面のそれぞれは、軸線ＡＡ'に垂直または実質的に垂直である。このスプリング１６は、この軸線ＡＡ'に沿って長手方向の力を加え、可動コアを第２の端部１０_２に向かって押しやろうとする。バルブの内側では、可動コア１４は、第一に、支持面１４_１に圧接するこのスプリング１６の端部と、第二に、それに対して可動コアが圧力を加えるプラグとも呼ばれる端部要素２２との間に配置される。この端部要素２２の位置は、例えば、ソレノイドバルブの固定部分に、例えば図１および図６に示されるインサート成形部品３９にねじ込むことによって調整することができる。

この調整は、高圧Ｐｈの値を固定するために使用される。

言い換えれば、静止している（ソレノイドによって作動させられていない）可動コア１４の位置は、要素２２の位置およびスプリング１６の作用によってもたらされる。可動要素１４がより多く（またはより少なく）バルブ内に挿入されると、高圧Ｐｈに対応するニードル６の位置が調整される（静止しているバルブのさらに奥にある可動コアの位置は、スプリング８によってスライドに加えられる圧力を減少させる）。適切な調整がなされたとき、要素２２は、得られた調整が変更されないように、蓋を形成すると共にソレノイドバルブの固定部分に（例えばインサート成形部品３９上に）固定することができる部分２４によって覆われてもよい。

したがって、低圧Ｐｂを調整（または固定）する第１の手段と、高圧Ｐｈを調整（または固定）する第２の手段とが存在し、これら二つの手段は、これら二つの手段において可動コアが使用される場合でも互いに独立している。

可動コア１４は、ソレノイドに供給する電流を変化させることにより、軸線ＡＡ'に沿って一方向または他の方向に変位して、スプリング８を多かれ少なかれ圧縮し、したがって、スライド４を変位させ、これによってチャネル３０および３２または３２および３４間に流体または油圧接続を提供するために、チャンバー３６内で加えられる圧力しきい値（ＰｈまたはＰｂ）を選択することができる。

それに沿って可動コアが変位させられる長さは、バルブの動作のために可動スライド４が変位させられる長さよりも短い。可動コア１４の変位の目的は、キャビティ３６内に加えられる圧力を変化させて、「高」圧力Ｐｈと呼ばれる圧力と、「低」圧力Ｐｂと呼ばれる圧力との間でスライド４を変位させることである（Ｐｂ＜Ｐｈ）。

言い換えれば、
・デバイスの第１の動作状態（図１に示す例では、この状態はソレノイドに電流が供給されている状態である）では、可動コア１４は、スライドの変位によってチャネル３０および３２間の流体接続を可能とするために、チャンバー３６に加えられる圧力Ｐが少なくともＰｂに等しくなるように配置され、
・デバイスの第２の動作状態（図１に示す例では、この状態はソレノイドに電流が供給されていない状態である）では、可動コアは、スライドの変位によってチャネル３０および３２間の流体接続を可能にするために、チャンバー３６に加えられる圧力Ｐが少なくともＰｈに等しくなるように配置される。

以下、そうしたデバイスの作動の例を説明する。

ソレノイドに電流が供給されていない場合、圧力しきい値はＰｈである。供給チャネル３０を通って流入する流体の圧力Ｐはスライド４に機械的に作用し、スプリング８の作用とは逆にそれを変位させようとする。この圧力ＰがＰｈより高くなると、チャネル３２および３４間の流体または油圧接続（最初は開放状態）は遮断され、チャネル３０および３２間の流体または油圧接続によって置き換えられる。

ソレノイドに電流が供給されている場合、圧力しきい値はＰｂである。供給チャネル３０を通って入る流体の圧力Ｐはスライドに機械的に作用し、スプリング８の作用に抗してスライドを変位させようとするが、これは、可動コア１４、ニードルおよびストッパーからなるアセンブリの変位から生じる力によって低減される。圧力ＰがＰｂより大きくなると（Ｐｂ＜Ｐｈ）、チャネル３２および３４間の流体または油圧の連通が遮断され、供給チャネル３０および３２間の流体接続に置き換えられる。

上で説明したように、圧力Ｐｂの規制は、可動コア１４内にニードル６を含むアセンブリが多かれ少なかれ深く挿入され、次いで剛体ニードル・ストッパー・可動コアのアセンブリを形成する結果である。

圧力Ｐｈの調整は、可動コアの固定移動値を規定する要素２２の多かれ少なかれ深い挿入を利用する、（ソレノイドによって作動させられない位置での）可動コアの位置によってもたらされる。

上記のさまざまな例では、ソレノイドに電流が供給される状態と電流が供給されない状態とは、それぞれ、しきい値ＰｂおよびＰｈに関連付けられる。

図６を参照して以下に示す場合は逆になる。この逆の例では、図１と同じ原理で動作するソレノイドバルブの場合にも当てはまるが、チャネル３０内にではなくチャネル３２内に導入される圧力Ｐの影響下で、スライドは左から右へと移動する（図１）。チャネル「Ａ」は、この場合、ソレノイドの側面におけるチャネル３０になり、チャネル「Ｔ」は本体の底面においてチャネル３４になる。

図１および図６において、参照符号２３および３３は、それぞれ、電気接続手段（例えばケーブル）および取り付けタブを指している。

図３は、上記のような本発明に係るバルブの動作を示している。これは、供給チャネル３０内の圧力Ｐ_３０の関数としての供給チャネル３２内の圧力Ｐ_３２の変化を表している。

圧力しきい値ＰｂおよびＰｈ（それぞれの調整（規制）範囲は不連続線の二重矢印で示されている）は横軸に表されている。

ソレノイドがアクティブでない場合（曲線Ｉ）、しきい値は圧力Ｐｈによって規定される。供給チャネル３０内の圧力が、この圧力Ｐｈよりも低い場合、供給チャネル３０および３２間の連通は遮断される。

供給チャネル３０内の圧力が、この圧力Ｐｈよりも高い場合、供給チャネル３０および３２間の連通は開放される。これは、Ｐ＞Ｐｈについての曲線Ｉの上昇部分（供給チャネル３２内の圧力が供給チャネル３０内の圧力に近づく）を説明している。

ソレノイドがアクティブな場合（曲線ＩＩ）、しきい値は圧力Ｐｂによって規定される。供給チャネル３０内の圧力が、この圧力Ｐｂよりも低い場合、供給チャネル３０および３２間の連通は閉じられる。

供給チャネル３０内の圧力が、この圧力Ｐｂよりも高い場合、供給チャネル３０および３２間の連通は開いている。これは、Ｐ＞Ｐｂの場合の曲線ＩＩの上昇部分を説明している（ここでも、供給チャネル３２内の圧力は供給チャネル３０内の圧力と同様である）。

図４Ａ〜５Ｂは、上記のような本発明に係るバルブの、油圧ポンプ５０、好ましくはベーンポンプまたはギアポンプなどの可変ジオメオリーポンプへの適用を示す。この場合、使用される流体はオイルである。

図４Ａに対応する第１の状態では、ソレノイドに電流は入力されず、チャンバー３６内の圧力Ｐは圧力しきい値Ｐｈよりも低い。この場合、両方ともポンプ５０に接続されているチャネル３０および３２間に流体または油圧の連通はないが、チャネル３２および３４間には流体または油圧の連通があり、チャネル３２に接続された（ポンプ５０の）チャンバーからチャネル３４へのオイルの循環を解放する。

図４Ｂに対応する第２の状態では、再びソレノイドに電流が入力されず、チャンバー３６内の圧力Ｐは圧力しきい値Ｐｈよりも高い。この場合、両方ともポンプ５０に接続されているチャネル３０および３２間に流体または油圧の連通はあるが、チャネル３２および３４間には流体または油圧の連通はもはやない。これは、上述しかつこのチャネル３２に接続されたチャンバーにオイルを供給することを可能にする。

図５Ａに対応する第３の状態では、電流がソレノイドに入力され、チャンバー３６内の圧力Ｐは圧力しきい値Ｐｂよりも低い。この場合、両方ともポンプ５０に接続されたチャネル３０および３２間に流体または油圧の連通はないが、チャネル３２および３４間には流体または油圧通の連通があり、チャネル３２に接続されたポンプのチャンバーからチャネル３４へオイルの循環を解放する。

図５Ｂに対応する第４の状態では、電流は依然としてソレノイドに入力されており、チャンバー３６内の圧力Ｐは圧力しきい値Ｐｂよりも高い。この場合、両方ともポンプ５０に接続されたチャネル３０および３２間に流体または油圧の連通はあるが、チャネル３２および３４間の流体または油圧の連通はもはやない。これは、上述しかつこのチャネル３２に接続されたチャンバーにオイルを供給することを可能にする。

上記のさまざまな状態は、上記の順序で時系列に、または別の順序で達成できる。

図６は、本発明に係るソレノイドバルブ１００の別の例示的な実施形態を示している。

先の図におけるそれと同じ参照数字は、同じかまたは対応する技術要素を指している。

この実施形態は、電磁アクチュエータ、例えば「オン／オフ」ソレノイド（すなわちアクティブ状態と非アクティブ状態の間で動作する）を利用する、圧力しきい値がアクティブである（あるいは低圧しきい値と高圧しきい値との間の移行をアクティブ化する）ソレノイドバルブに関する。引っ張り力は、アクチュエータによって圧力しきい値をアクティブ化することにより発生させることができる。

この実施形態では、左方向への可動コアの移動停止を意味するワッシャー３７の存在が注目される。このワッシャーは本体の一部を形成しても、しなくてもよい。

この実施形態では、ニードル６は、可動コア１４'内で第２の端部によって所定の位置に保持されているが、固定コア２６'を貫通していない。言い換えれば、軸線ＡＡ'に沿って、ソレノイドバルブの第１の端部１０_１から始まり、第２の端部１０_２に向かって、ニードル６、（前と同じように低圧を調整するために）その中にニードルが特定の長さにわたって挿入される可動コア１４'、次いで固定コア２６'が全て順番通りに存在する。

可動コア１４'内へのニードル６の挿入長さは低圧Ｐｂの値を固定することができる。可動コア内へのニードルの挿入長さが増加するにつれて、スプリング８はますます圧縮され、圧力しきい値の一つ（この場合、しきい値Ｐｂ）が増加する。言い換えれば、低圧Ｐｂは、ニードル６を可動コア内に多かれ少なかれ深く挿入することによって調整（または決定）される。

変形例として、低圧Ｐｂを調整するために、そして先の実施形態のように、可変荷重または応力をスプリング８に、より正確には、バルブの第１の端部１０_１の側においてスプリングの端部に加えることが可能である。この可変荷重または応力は、スプリングの端部に適用される金属要素の塑性変形によって獲得でき、この要素はおそらくストッパー１２である。この変形例は図２Ｃに示されている。

次に、圧力しきい値Ｐｈの調整について説明する。

スプリング１６'は、第一に固定コア２６'の表面２６'_１に圧力を加え、第二に可動コア１４'の支持面１４'_１に圧力を加える。これらの支持面のそれぞれは、軸線ＡＡ'に垂直または実質的に垂直である。このスプリングは、この軸線ＡＡ'に沿って長手方向の力を加え、可動コアを第１の端部１０_１に向かって押圧しようとする。バルブの内側で、スプリング１６'は、第一に支持面１４'_１と、第二に固定コア２６'との間に配置される。この固定コア２６'の位置は、例えば、ソレノイドバルブの固定部分、例えば図６に示されるようなインサート成形部品３９へのねじ込みによって調整することができる。

この調整は高圧Ｐｈの値を決定するために使用される。

言い換えれば、静止している（ソレノイドによって作動されていない）可動コア１４'の位置は要素２６'の位置およびスプリング１６'の作用に起因する。高圧Ｐｈは、可動コア１４'をバルブ内に多かれ少なかれ深く挿入することによって調整される。適切な調整がなされたとき、要素２６'は、得られた調整が変更されないように、蓋を形成すると共にソレノイドバルブの固定部分に（例えばインサート成形部品３９上に）固定することができる部分２４によって覆われてもよい。

したがって、低圧Ｐｂを調整（または決定）する第１の手段と、高圧Ｐｈを調整（または決定）する第２の手段とがあり、これらの二つの手段は互いに独立している。

可動コア１４'は、ソレノイドに供給される電流の変化によって、軸線ＡＡ'に沿って一方向または他の方向に変位して、スプリング８を多かれ少なかれ圧縮し、したがってスライド４を変位させるためにチャンバー３６内で加えられる圧力しきい値（ＰｈまたはＰｂ）を選択することができる。

それに沿って可動コアが変位させられる長さは、バルブの動作のために可動スライド４が変位させられる長さよりも短い。可動コア１４'の変位の目的は、キャビティ３６内で加えられる圧力Ｐを変化させて、スライド４を「高」圧力Ｐｈと呼ばれる圧力と、「低」圧力Ｐｂと呼ばれる圧力との間で変位させることである（Ｐｂ＜Ｐｈ）。

言い換えると、
・デバイスの第１の動作状態（図６に示される例では、この状態はソレノイド１５に電流が供給されている状態である）において、可動コア１４'は、チャンバー３６内に加えられる圧力Ｐが、スライドの変位によってチャネル３０および３２間の接続を可能にするために、少なくともＰｈに等しくなるように配置され、
・デバイスの第２の動作状態（図６に示される例では、この状態はソレノイド１５に電流が供給されていない状態である）においては、可動コア１４'は、チャンバー３６内に加えられる圧力Ｐが、スライドの変位によってチャネル３０および３２間の接続を可能にするために、少なくともＰｂに等しくなるように配置される。

次に、そうしたデバイスの作動例を提示する。

ソレノイドに電流が供給されると、供給チャネル３０を通って入る流体の圧力がスライド４に機械的に作用し、スプリング８の作用に抗してスライド４を変位させようとし、これはニードル６および可動コア１４'からなるアセンブリの変位によって生じる力によって増進させられる。その結果、圧力Ｐが増加すると、チャネル３２および３４間の初期流体または油圧接続が遮断され、チャネル３０および３２間の流体または油圧接続に置き換えられる。これは、「高圧」しきい値と呼ばれる圧力しきい値Ｐｈの近くで発生する。

ソレノイドに電流が供給されていない場合、供給チャネル３０を通って入る流体の圧力がスライドに機械的に作用し、スプリング８の作用に抗してスライドを変位させようとする。その結果、圧力Ｐが増加すると、チャネル３２および３４間の初期流体または油圧連通が遮断され、供給チャネル３０および３２間の流体または油圧接続によって置き換えられる。これは、しきい値Ｐｈ未満の圧力しきい値Ｐｂの近くで発生する。

圧力Ｐｂの規制は、可動コア１４'にニードル６を含むアセンブリを多かれ少なかれ深く挿入し、次いで剛体ニードル・ストッパー・可動コアのアセンブリを形成する結果である。

圧力Ｐｈの調整は、可動コア１４'の固定移動距離の値を規定する固定コア２６'の多かれ少なかれ深い挿入の結果である。

図７は、図６を参照して上で説明した、本発明に係るバルブの動作を示す。これは、供給チャネル３０内の圧力Ｐ_３０の関数としての供給チャネル３２内の圧力Ｐ_３２の変化を表している。

不連続線の二重矢印で示されるそれぞれの調整（規制）範囲を伴う圧力ＰｂおよびＰｈは横軸に表されている。

ソレノイドがアクティブでない場合（曲線ＩＩ'）、しきい値は圧力Ｐｂによって規定される。供給チャネル３０内の圧力がこの圧力Ｐｂよりも低い場合、供給チャネル３０および３２間の連通は遮断される。

供給チャネル３０内の圧力がこの圧力Ｐｂよりも高い場合、供給チャネル３０および３２間の連通は開いている。これは、Ｐ＞Ｐｂについて曲線ＩＩ'の上昇部分を説明している（供給チャネル３２内の圧力は供給チャネル３０内の圧力と同様である）。

ソレノイドがアクティブな場合（曲線Ｉ'）、しきい値は圧力Ｐｈによって規定される。供給チャネル３０内の圧力がこの圧力Ｐｈよりも低い場合、供給チャネル３０および３２間の連通は遮断される。

供給チャネル３０内の圧力がこの圧力Ｐｈよりも高い場合、供給チャネル３０および３２間の連通は開いている。これは、Ｐ＞Ｐｂについて曲線Ｉ'の上昇部分を説明している（ここでも、供給チャネル３２内の圧力は供給チャネル３０内の圧力と同様である）。

図６および図７を参照して説明した実施形態に係るソレノイドバルブは、油圧ポンプ、好ましくはベーンポンプまたはギアポンプなどの可変ジオメトリーポンプに適用することができる。その場合、使用される流体はオイルである。図４Ａ〜５Ｂの回路図と同一または類似の回路図は、アクティブ化中に引っ張り動作を生じるバルブに適合した動作を伴うように作成できる。

想定される実施形態に関係なく、ソレノイドに供給される電流を一方向または他の方向に変更することによって、あるしきい値から別のしきい値へと変更することが可能である。

想定される実施形態に関係なく、目的は、好ましくは、１バールと７バールとの間、例えば約２バールに等しい二つの調整圧力レベルの間の差Ｐｈ−Ｐｂを得ることである。そうした圧力レベルは、自動車エンジン用のオイルポンプへの適用に適している。

上で説明した実施形態では、ソレノイドは、例えばスイッチまたはリレーを介して、それに接続された定電圧源によって給電される。

変形例として、ソレノイドは比例制御されてもよく、これによって、低圧しきい値レベルＰｂと高圧しきい値レベルＰｈとの間の、いくつかの可能なしきい値レベルを制御することによる調整を実現することが可能となる。この場合、ソレノイドへの給電は、可変電流を生成できる電気制御システム（ＰＷＭなど）を使用する。したがって、ＰｂとＰｈとの間の一つまたはいくつかのレベルを規定することができ、それぞれが、ＰｂおよびＰｈに対応する二つの位置の間の可動コアの中間位置に対応する。その中間位置には、ＰＷＭに適用される循環比の選択によって決定される電流によって到達する。

１ ソレノイドバルブ型デバイス
２ 本体
２ｃ 円筒形キャビティ
４ 可動スライド
６ 長手方向ニードル
８ 第１のスプリング
１０ ソレノイドバルブデバイス
１０_１ 第１の端部
１０_２ 第２の端部
１２ ストッパー
１３ 支持ケーシング
１３ｃ 円筒形キャビティ
１４ 可動コア
１４_１ 支持面
１４' 可動コア
１４'_１ 支持面
１５ 電磁アクチュエータ
１６ 第２のスプリング
１６' 第２のスプリング
２０ コンパートメント
２２ 端部プラグ
２４ 部分
２６ 固定コア
２６_１ 表面
２６' 固定コア
２６'_１ 表面
３０ 第１のチャネル（横方向供給チャネル）
３２ 第２のチャネル（横方向供給チャネル）
３４ 第３のチャネル（端部供給チャネル）
３６ 内部キャビティ
３７ ワッシャー
３９ インサート成形部品
４１ 円筒形部分
４２ 端部
４２_１ 端面
４３ 端部
４３_１ 端面
５０ 油圧ポンプ
１００ ソレノイドバルブ型デバイス

Claims (18)

1. 圧力に反応するスライド機構を備えたソレノイドバルブ型デバイス（１，１００）であって、
   少なくとも三つの液体フローチャネル（３０，３２，３４）を具備する本体（２）と、
   前記三つのフローチャネル（３０，３２，３４）のうちの第１のチャネル（３０）と第２のチャネル（３２）との間に流体連通が存在する第１の位置と、前記第２のチャネル（３２）と第３のチャネル（３４）との間に流体連通が存在する第２の位置との間で、圧力下の流体によって前記本体（２）内で変位することができるスライド（４）を形成する手段と、
   少なくとも一つの第１の圧力しきい値（Ｐｈ）および少なくとも一つの第２の圧力しきい値（Ｐｂ、ここでＰｂ＜Ｐｈ）の中から、前記スライドの変位のためのアクティブ化圧力しきい値を選択する手段（１４，１４'，１５）と、
   前記スライドのアクティブ化のために、少なくとも前記第１のしきい値（Ｐｈ）および少なくとも前記第２のしきい値（Ｐｂ）を調整する手段（６，１２，１６，２２，１６'，２６'）と
   を具備するデバイス。
2. 前記スライドを前記第１の位置に保持しようとする第１のスプリング（８）と、
   電磁アクチュエータ（１５）と、
   可動コア（１４，１４'）であって、前記スライドの前記アクティブ化圧力しきい値を選択するために、前記電磁アクチュエータ（１５）を使用して、非アクティブ位置とアクティブ位置との間で、前記デバイス内で変位させることが可能な可動コア（１４，１４'）と
   を具備する、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記スライドの前記アクティブ化圧力しきい値（Ｐｂ）のうちの一つを調整する手段（６，１２，１６，１４，１４'）は、前記スライド（４）への前記第１のスプリング（８）の長手方向支持力を調整する手段を具備する、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記スライドへの前記第１のスプリング（８）の長手方向支持力を調整する前記手段は、それに対して前記スプリングが圧接するストッパー（１２）と、長さＬにわたって前記可動コア（１４）内に挿入されたニードルと、を具備する、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記長さＬは調整可能であり、かつ／またはデバイスはさらに、前記ストッパー（１２）の圧力または変形を調整する手段を具備する、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記スライドの他のアクティブ化圧力しきい値（Ｐｈ）を調整する前記手段（１４，２２，１４'，２６'）は、前記デバイス内での前記可動コア（１４，１４'）の非アクティブ位置を調整する手段を具備する、請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載のデバイス。
7. 前記可動コア（１４）の前記非アクティブ位置を調整する前記手段（２２，２６'）は、前記可動コアに対して調整可能に当接する要素（２２，２６'）具備する、請求項６に記載のデバイス。
8. 固定コア（２６）と、この固定コアと前記可動コアとの間に配置された第２のスプリング（１６）と、を具備し、前記可動コアに前記要素（２２，２６'）を押圧することで前記第２のスプリング（１６）が多かれ少なかれ圧縮される、請求項７に記載のデバイス。
9. 前記可動コアに対して調整可能に当接する前記要素（２２）は、前記デバイスの端部プラグ（２２）を具備し、そのために、当接が例えばねじ込みによって調整される、請求項７または請求項８に記載のデバイス。
10. 固定コア（２６'）と、この固定コアと前記可動コアとの間に配置された第２のスプリング（１６'）と、を具備し、例えば前記可動コアに前記固定コア（２６'）をねじ込み、前記第２のスプリング（１６）を多かれ少なかれ圧縮することによって調整される、請求項７に記載のデバイス。
11. 例えばＰＷＭ型の可変電流を発生させることができる、前記電磁アクチュエータ（１５）に電力を供給する手段をさらに具備する、請求項２ないし請求項１０のいずれか１項に記載のデバイス。
12. 二つの圧力レベル間の差Ｐｈ−Ｐｂが１バールから７バールである、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のデバイス。
13. 作動中に推力動作を生じさせるタイプの、請求項１ないし請求項１２のいずれか１に項記載のデバイス。
14. 作動中に引っ張り動作を生じさせるタイプの、請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載のデバイス。
15. ポンプ（５０）および請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載のソレノイドバルブ型デバイスを具備するポンプ（５０）、例えばオイルポンプの油圧回路。
16. 前記スライドの前記アクティブ化圧力しきい値が前記第１の圧力しきい値（Ｐｈ）である場合、流体が圧力Ｐで注入されて、前記スライド（４）を前記第１の位置から前記第２の位置へと変位させ、前記圧力Ｐは前記第１の圧力しきい値（Ｐｈ）よりも高く、
    前記スライドの前記アクティブ化圧力しきい値が前記第２の圧力しきい値（Ｐｂ）である場合、流体が圧力Ｐで注入されて、前記スライド（４）を前記第１の位置から前記第２の位置へと変位させ、前記圧力Ｐは前記圧力しきい値（Ｐｂ）よりも高いが、前記第１の圧力しきい値（Ｐｈ）未満である、請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載のソレノイドバルブ型デバイスを作動させる方法。
17. 前記スライドの前記アクティブ化圧力しきい値が前記第１の圧力しきい値（Ｐｈ）である場合、前記可動コアは、前記電磁アクチュエータ（１５）を使用して前記デバイス内で変位させられ、前記アクティブ化圧力を前記スライドの第２のアクティブ化圧力しきい値（Ｐｂ）へと調整し、
    流体が圧力Ｐで注入されて、前記スライド（４）を前記第１の位置から前記第２の位置へと変位させ、前記圧力Ｐは前記第２の圧力しきい値（Ｐｂ）よりも高いが、前記第１の圧力しきい値（Ｐｈ）未満である、請求項２ないし請求項１１のいずれか１項に記載のソレノイドバルブ型デバイスを作動させる方法。
18. 前記スライドの前記アクティブ化圧力しきい値が前記第２の圧力しきい値（Ｐｂ）である場合、前記可動コアは、前記電磁アクチュエータ（１５）を使用して前記デバイス内で変位させられ、前記アクティブ化圧力を前記スライドの第１のアクティブ化圧力しきい値（Ｐｈ）へと調整し、
    流体が圧力Ｐで注入されて、前記スライド（４）を前記第１の位置から前記第２の位置へと変位させ、前記圧力Ｐは前記第１の圧力しきい値（Ｐｈ）よりも高い、請求項２ないし請求項１１のいずれか１項に記載のソレノイドバルブ型デバイスを作動させる方法。

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