JP2022163848A - リニアソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブの組付け精度及び製品の信頼性を維持しつつ、製造コストの低減が図られるリニアソレノイドバルブを提供する。【解決手段】本実施形態のリニアソレノイドバルブ１は、スリーブ１０、スプール２０、リニアソレノイド３０及びケース４０を備える。リニアソレノイド３０は、コア３１及びコイル３２により構成される。ケース４０は、リニアソレノイド３０を保持しており、一方の端部４１が開口した有底筒状をなしている。コイル３２は、スリーブ１０に向けて突出した突起部３３を有する封止部３４により樹脂封止されている。スリーブ１０は端部１１において突起部３３に向けて開口するとともに、突起部３３と反対側及びスリーブ１０の径方向外側が閉塞した凹部１３を有し、凹部１３に突起部３３が係合した状態でケース４０の開口側の端部４１に固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、リニアソレノイドバルブに関する。

従来、車両におけるオートマティックトランスミッションに油圧制御用のリニアソレノイドバルブを備えるものがある。当該リニアソレノイドバルブは、磁気駆動装置を構成する電磁部と、電磁部の駆動に基づいて油圧を制御する調圧部とから構成されている。調圧部は円筒壁に複数の流体通路を有する円筒状のスリーブと、スリーブの内側に設けられる串形状の弁体であるスプールとを含む。電磁部はコアとコイルとを含む。そして、コイルに通電することで、スプールをスリーブ内で往復移動させて流体通路の開閉が行われる。当該リニアソレノイドバルブでは、スリーブの一端に形成したフランジをコアとコイルとを保持するケースの一端をかしめて固定する構成が広く採用されている。このような構成の例として、特許文献１には、スリーブの位置決めのための構成として、コイルを樹脂封止するボビンにスリーブに向けて突出した突起を設けて、当該突起をスリーブのフランジに形成した切り欠きに係合させる構成が開示されている。

特開２０１１－１３３０４７号公報

しかしながら、特許文献１に開示構成では、スリーブのフランジに形成された切り欠きが軸方向に貫通するとともに外周面に開口しているため、切り欠きを介して外部からケース内に異物が混入する恐れがあり、製品の信頼性を低下させている。

また、スリーブをダイキャストにより成形するに際は、スリーブの外形を付与する上型と下型との間に、スリーブの内側形状を付するスライドピンを差し込んで筒状のキャビティを形成して、当該キャビティに溶湯を高温・高圧で注入する。そして、スリーブのフランジに切り欠きを設けるには、通常、ダイキャスト成形時にフランジとなる部分に軸方向に貫通する貫通孔を形成しておき、ダイキャスト成形後に外周部を切削除去して貫通孔を外周面に開口させる。この方法では、ダイキャスト成形時に貫通孔を形成するためにスライドピンの一部を上型又は下型に当接させなければならない。そのため、成形型が劣化しやすくなり、製造コストが増加する。また、外周部を切削除去する際には、切削用のバイトが貫通孔に到達すると、バイトが切削対象と当接しない状態と当接する状態とを繰り返す断続切削が行われることとなる。そのため、成形精度が低下するとともにバイトの寿命が短くなって製造コストが増加する。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、スリーブの組付け精度を維持しつつ、製品の信頼性の向上と製造コストの低減が図られるリニアソレノイドバルブを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、円筒壁に流体通路を有するスリーブと、該スリーブ内に軸方向に往復移動可能に設けられたスプールと、リニアソレノイドを構成するコア及びコイルと、該コア及びコイルを保持するケースとを備え、上記リニアソレノイドにより上記スプールを軸方向に移動させて上記流体通路の連通状態を変更可能に構成されたリニアソレノイドバルブであって、
上記ケースは、一端が開口した有底筒状をなしており、
上記コイルは、上記スリーブに向けて突出した突起部を有する封止部により樹脂封止されており、
上記スリーブは、上記コイル側の端部において上記突起部に向けて開口するとともに、少なくとも上記突起部と反対側及び上記スリーブの径方向外側が閉塞した凹部を有し、該凹部に上記突起部が係合した状態で上記ケースの開口側の端部に固定されている、リニアソレノイドバルブにある。

上記リニアソレノイドバルブにおいては、スリーブの端部に形成された凹部に、コイルの封止部に設けられた突起部が係合することにより、スリーブの周方向の位置決めがなされている。そして、凹部は突起部と反対側及びスリーブの径方向外側が閉塞しているため、該凹部を介して外部からケース内に異物が混入することが抑制され、製品の信頼性の向上が図られる。

また、仮に、スリーブの組付け時にスリーブが周方向に位置ズレした場合には、突起部が凹部に嵌合されずにスリーブが押し上げられた状態となる。その結果、目視によって位置ズレを検知しやすくなるため、スリーブが周方向の位置ズレした状態で取り付けられることを防止でき、スリーブの組付け精度が向上される。

また、凹部は突起部と反対側が閉塞しているため、スリーブをダイキャストにより成形する際に、凹部の形成のためにスライドピンの一部を上型又は下型に当接させる必要がない。それゆえ、成形型の劣化が抑制されて製造コストの増加を抑制できる。また、凹部は径方向外側が閉塞しているため、ダイキャスト成形後に外周部を切削除去する際に、切削用のバイトが凹部に到達せずに連続切削を維持できる。これにより、成形精度を維持しつつバイトの寿命を長く保つことができ、製造コストの低減を図ることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、スリーブの組付け精度を維持しつつ、製品の信頼性の向上と製造コストの低減が図られるリニアソレノイドバルブを提供することができる。

実施形態１における、リニアソレノイドバルブの縦断面図。 実施形態１における、リニアソレノイドバルブのスプールを含まない分解斜視図。 実施形態１における、封止部の側面図。 実施形態１における、封止部の上面図。 実施形態１における、リニアソレノイドバルブの斜視一部拡大図。

上記スリーブの一端には、拡径するとともに上記凹部が形成されたスリーブフランジ部が設けられており、該スリーブフランジ部は、上記ケースに挿入されて上記ケースの開口側の端部にかしめられていることが好ましい。この場合は、凹部を形成する領域の確保が容易となるとともに、スリーブフランジ部を介してスリーブをかしめることにより、スリーブを確実に固定することができる。

上記コアは、上記スリーブ側の端部において拡径してなるコアフランジ部を有しており、該コアフランジ部は上記スリーブフランジ部と上記コイルとの間に位置するとともに、一部を切り欠いてなる切り欠き部が設けられており、上記突起部は上記切り欠き部を介して上記凹部に係合している。仮に、突起部がコアフランジ部に干渉しないようにするために、コアフランジ部の径方向外側に突起部が位置するようにした場合には、リニアソレノイドの体格が大型化してしまうが、コア切り欠き部を設けた上記構成とすることにより、体格が大型化することなく、突起部とコアフランジ部との干渉を防止することができる。

上記封止部は上記コイルに導通する接続端子を保持するコネクタ部を有し、上記ケースの上記開口側の端部には上記コネクタ部を露出させるように切り欠かれたケース切り欠き部が形成されており、上記突起部は上記コネクタ部に形成されていることが好ましい。この場合は、封止部に突起部を設ける領域を確保しやすくなるとともに、組み付け作業時にコネクタ部側から目視したときに、突起部とスリーブの凹部との係合状態を確認しやすくなるため、組付け作業性が向上する。

（実施形態１）
上述のリニアソレノイドバルブの実施形態について、図１～図５を用いて説明する。
本実施形態のリニアソレノイドバルブ１は、スリーブ１０、スプール２０、リニアソレノイド３０、ケース４０を備える。
スリーブ１０は、円筒壁に流体通路１５を有する。
スプール２０は、スリーブ１０内に軸方向Ｙに往復移動可能に設けられている。
リニアソレノイド３０は、コア３１及びコイル３２により構成される。
ケース４０は、リニアソレノイド３０を保持している。
そして、リニアソレノイド３０はスプール２０を軸方向Ｙに移動させて流体通路１５の連通状態を変更可能に構成されている。

さらに、ケース４０は、一方の端部４１が開口した有底筒状をなしている。
コイル３２は、スリーブ１０に向けて突出した突起部３３を有する封止部３４により樹脂封止されている。
スリーブ１０は、コイル３２側の端部１１において突起部３３に向けて開口するとともに、少なくとも突起部３３と反対側及びスリーブ１０の径方向外側が閉塞した凹部１３を有し、凹部１３に突起部３３が係合した状態でケース４０の開口側の端部４１に固定されている。

以下、本実施形態のリニアソレノイドバルブ１について、詳述する。
リニアソレノイドバルブ１は、車両のオートマティックトランスミッション制御用のリニアソレノイドアッセンブリや、自動車等のエンジン出力をコントロールする可変バルブタイミング機構に用いられるオイルコントロールバルブに使用することができる。

本実施形態のリニアソレノイドバルブ１によれば、図１に示すように、コア３１の周囲に設けられたコイル３２に、図示しないバッテリーから供給される電力を導くことにより発生する磁力を利用して、スプール２０をスリーブ１０内で往復移動させて流体通路１５を開閉する構成を有している。なお、本実施形態では、スプール２０の中心軸２０ａの軸方向をＹとし、軸方向Ｙにおいて、リニアソレノイド３０からスリーブ１０に向かう方向を上方Ｙ１とし、反対方向を下方Ｙ２とし、軸方向Ｙに直交する方向を径方向Ｘとする。

本実施形態では、図１に示すように、リニアソレノイド３０に備えられたコア３１は、第１コア３１１、第２コア３１２及び磁気遮断部３１３を有する。第１コア３１１は磁性体からなるとともに筒状をなしており、上方Ｙ１の端部に径方向Ｘに拡径したコアフランジ部３１４を有する。コアフランジ部３１４の上面３１４ａは平面上となっている。第２コア３１２も磁性体からなるとともに筒状をなしており、第１コア３１１の軸方向Ｙの他端側に同軸上に設けられている。磁気遮断部３１３は非磁性体からなるとともにリング状をなしており、第１コア３１１と第２コア３１２との間に介在している。本実施形態では、第１コア３１１、第２コア３１２及び磁気遮断部３１３は一体化して一部品となっている。

図１、図２に示すように、コアフランジ部３１４には、後述する封止部３４に設けられた突起部３３とコアフランジ部３１４とが互いに干渉しないように、コア切り欠き部３１５が形成されている。コア切り欠き部３１５の形状は特に限定されず、正しい組付態様において突起部３３への干渉が防止される形状であればよい。また、コア切り欠き部３１５の成形方法も特に限定されないが、本実施形態ではプレス加工により成形しており、これにより、コア切り欠き部３１５においてバリが発生することが防止されている。

図１に示すように、コア３１の内側には、可動鉄心を構成するプランジャ３１６が挿通されている。プランジャ３１６には、潤滑油が流動可能なように軸方向Ｙに沿って貫通する油路３１６ａが形成されている。

本実施形態では、図１に示すように、コイル３２は樹脂製のボビン３２１に巻回された状態で、封止部３４により樹脂封止されて筒状をなしている。コイル３２には、コイル３２に導通して外部から電力を供給するための接続端子３５が設けられている。図１、図２に示すように、封止部３４は接続端子３５を保持するコネクタ部３６を有している。コネクタ部３６は、封止部３４から径方向Ｘの外方に突出して形成されている。コネクタ部３６は筒状をなすとともに下方Ｙ２が開口してなる開口部３４２を有している。開口部３４２の内側には接続端子３５が露出されている。開口部３４２は電力供給用の端子が挿入されて接続端子３５と接続されて、コイル３２に電力が供給されるように構成されている。

図１～図３に示すように、封止部３４はスリーブ１０に向けて突出した突起部３３を有する。本実施形態では、突起部３３は、封止部３４におけるコネクタ部３６の上方Ｙ１の端面から突出している。本実施形態では、突起部３３は一つ設けられているが、これに限定されず、突起部３３は複数設けられていてもよい。

図１、図２及び図５に示すように、封止部３４の上方Ｙ１にはスリーブ１０が設けられている。スリーブ１０は円筒状をなしており、円筒壁に複数の流体通路１５を有する。そして、スリーブ１０におけるコイル３２側、すなわち下方Ｙ２の端部１１には、突起部３３に対向する位置に凹部１３が設けられている。本実施形態では、スリーブ１０の端部１１に拡径されてなるスリーブフランジ部１２が形成されており、該スリーブフランジ部１２に凹部１３が設けられている。図１、図２に示すように、凹部１３はスリーブフランジ部１２の下面１２ａにおいて、突起部３３に向けて開口するように形成されており、凹部１３の突起部３３と反対側は閉塞している。また、凹部１３の径方向Ｘの外側も閉塞しており、本例では凹部１３の側周面はいずれも閉塞している。従って、凹部１３は下方Ｙ２にのみ開口しており、軸方向Ｙにスリーブフランジ部１２を貫通しておらず、径方向Ｘの外側にも開口していない。なお、本例では、スリーブフランジ部１２の下面１２ａは、コアフランジ部３１４の上面３１４ａと平行に延びる平面となっており互いの接触面積が広く確保されている。これにより、仮に、凹部１３の形成位置がズレた場合でも凹部１３が下面１２ａ内に形成されて、凹部１３が径方向Ｘに開口することが防止されている。

図１に示すように、スリーブ１０の内側には、スプール２０が挿通されている。スプール２０は棒状をなしており、スプール２０の側周面には、スリーブ１０の流体通路１５を開閉するための溝２１が複数形成されている。スプール２０の上方Ｙ１には、付勢部材としてのバネ（図示せず）が設けられている。当該バネは、スプール２０を下方Ｙ２に付勢している。スプール２０の下方Ｙ２の端部２３はプランジャ３１６に当接している。

図１に示すように、コア３１と、コイル３２を含む封止部３４及びプランジャ３１６はケース４０に収容されている。コア３１は、コアフランジ部３１４に形成されたコア切り欠き部３１５に封止部３４の突起部３３が位置するように組付けられている。ケース４０は有底筒状をなしており、上方Ｙ１の端部４１が開口している。端部４１の周壁は薄肉に形成されており、ケース４０の内壁面に第１段差部４２が形成されている。そして、第１段差部４２がコアフランジ部３１４に当接して、コア３１の軸方向Ｙの位置決めがなされている。

図１、図２に示すように、ケース４０の底部にはケース４０の内側に隆起してプランジャ３１６の下面３１６ｂに当接してプランジャ３１６の下方位置を規制する規制突起４３が形成されている。さらに、ケース４０の側壁において下方Ｙ２領域は径方向に縮小してなる第２段差部４５が形成されている。第２段差部４５の内側面には、封止部３４の下面３４ａが当接している。

図２に示すように、ケース４０にはケース４０の一部を切り欠いてなるケース切り欠き部４４が形成されている。そして、図１に示すように、ケース切り欠き部４４を介してコネクタ部３６が露出してケース４０の外方に位置するように構成されている。

図１に示すように、プランジャ３１６の軸方向Ｙの上方Ｙ１にはスプール２０が配置されるとともに、封止部３４の上方Ｙ１には、スリーブ１０の凹部１３内に封止部３４の突起部３３が位置した状態でスリーブ１０が配置されている。これにより、スリーブ１０の端部１１に形成されたスリーブフランジ部１２がケース４０内に位置している。そして、ケース４０の上方Ｙ１の端部４１を内側にかしめることでスリーブフランジ部１２を封止部３４に対して押圧してスリーブ１０がケース４０に固定されている。

以上のように構成されたリニアソレノイドバルブ１では、接続端子３５を介してコイル３２に通電されることにより発生した磁界によって、プランジャ３１６が第１コア３１１に引き寄せられる。これにより、プランジャ３１６がスプール２０を上方Ｙ１に付勢して、スプール２０が上方Ｙ１に移動することとなる。一方、スプール２０は、上方Ｙ１に設けられた付勢部材としてのバネ（図示せず）により下方Ｙ２に付勢されている。これにより、コイル３２への通電が停止されるとプランジャ３１６による付勢が解除され、スプール２０及びプランジャ３１６は下方Ｙ２に移動することとなる。その結果、スプール２０はスリーブ１０内を軸方向Ｙに往復移動可能となっている。これにより、スリーブ１０の流体通路１５の開閉状態が制御されることとなる。

次に本実施形態のリニアソレノイドバルブ１の作用効果について詳述する。
本実施形態のリニアソレノイドバルブ１においては、スリーブ１０の端部１１に形成された凹部１３に、コイル３２の封止部３４に設けられた突起部３３が係合することにより、スリーブ１０の周方向の位置決めがなされている。そして、凹部１３は突起部３３と反対側及びスリーブ１０の径方向外側が閉塞しているため、凹部１３を介して外部からケース４０内に異物が混入することが抑制されて、製品の信頼性の向上が図られる。

また、仮に、スリーブ１０の組付け時にスリーブ１０が周方向に位置ズレした場合には、突起部３３が凹部１３に嵌合されずにスリーブ１０が押し上げられた状態となる。その結果、目視によって位置ズレを検知しやすくなるため、スリーブ１０が周方向の位置ズレした状態で取り付けられることを防止でき、スリーブ１０の組付け精度が向上される。

また、凹部１３は突起部３３と反対側が閉塞しているため、スリーブ１０をダイキャスト成形する際に、凹部１３の形成のためにスライドピンの一部を上型又は下型に当接させる必要がない。それゆえ、成形型の劣化が抑制されて製造コストの増加を抑制できる。また、凹部１３は径方向外側が閉塞しているため、ダイキャスト成形後に外周部を切削除去する際に、切削用のバイトが凹部１３に到達せずに連続切削を維持できる。これにより、成形精度を維持しつつバイトの寿命を長く保つことができ、製造コストの低減を図ることができる。

また、本実施形態１では、スリーブ１０におけるコイル３２側の端部１１には、拡径するとともに凹部１３が形成されたスリーブフランジ部１２を有し、スリーブフランジ部１２は、ケース４０に挿入されてケース４０の開口側の端部４１にかしめられている。これにより、凹部１３を形成する領域の確保が容易となるとともに、スリーブフランジ部１２を介してスリーブ１０をかしめることにより、スリーブ１０を確実に固定することができる。

また、本実施形態１では、コア３１はスリーブ１０側の端部において拡径してなるコアフランジ部３１４を有しており、コアフランジ部３１４はスリーブフランジ部１２とコイル３２との間に位置するとともに、コアフランジ部３１４の一部を切り欠いてなるコア切り欠き部３１５が設けられて。そして、突起部３３はコア切り欠き部３１５を介して凹部１３に係合している。仮に、突起部３３がコアフランジ部３１４に干渉しないようにするために、コアフランジ部３１４の径方向Ｘ外側に突起部３３が位置するようにした場合には、リニアソレノイド３０の体格が大型化するが、コア切り欠き部３１５を設けた上記構成とすることにより、体格が大型化することなく、突起部３３とコアフランジ部３１４との干渉を防止することができる。

また、本実施形態１では、封止部３４はコイル３２に導通する接続端子３５を保持するコネクタ部３６を有し、ケース４０の開口側の端部４１にはコネクタ部３６を露出させるように切り欠かれたケース切り欠き部４４が形成されており、突起部３３はコネクタ部３６に形成されている。これにより、封止部３４に突起部３３を設ける領域を確保しやすくなるとともに、組み付け作業時にコネクタ部３６側から目視したときに、突起部３３とスリーブ１０の凹部１３との係合状態を確認しやすくなるため、組付け作業性が向上する。

以上のごとく、本実施形態によれば、スリーブ１０の組付け精度を維持しつつ、製品の信頼性の向上と製造コストの低減が図られるリニアソレノイドバルブ１を提供することができる。

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において種々の実施形態に適用することが可能である。

１…リニアソレノイドバルブ、１０…スリーブ、１２…スリーブフランジ部、１３…凹部、１５…流体通路、２０…スプール、３０…リニアソレノイド、３１…コア、３２…コイル、３３…突起部、３４…封止部、３６…コネクタ部、４０…ケース、４４…ケース切り欠き部、３１４…コアフランジ部、３１５…コア切り欠き部

Claims (4)

1. 円筒壁に流体通路を有するスリーブと、該スリーブ内に軸方向に往復移動可能に設けられたスプールと、リニアソレノイドを構成するコア及びコイルと、該コア及びコイルを保持するケースとを備え、上記リニアソレノイドにより上記スプールを軸方向に移動させて上記流体通路の連通状態を変更可能に構成されたリニアソレノイドバルブであって、
   上記ケースは、一方の端部が開口した有底筒状をなしており、
   上記コイルは、上記スリーブに向けて突出した突起部を有する封止部により樹脂封止されており、
   上記スリーブは、上記コイル側の端部において上記突起部に向けて開口するとともに、少なくとも上記突起部と反対側及び上記スリーブの径方向外側が閉塞した凹部を有し、該凹部に上記突起部が係合した状態で、上記ケースの開口側の端部に固定されている、リニアソレノイドバルブ。
2. 上記スリーブにおける上記コイル側の端部には、拡径するとともに上記凹部が形成されたスリーブフランジ部が設けられており、該スリーブフランジ部は、上記ケースに挿入されて上記ケースの開口側の端部にかしめられている、請求項１に記載のリニアソレノイドバルブ。
3. 上記コアは上記スリーブ側の端部において拡径してなるコアフランジ部を有しており、該コアフランジ部は上記スリーブフランジ部と上記コイルとの間に位置するとともに、一部を切り欠いてなるコア切り欠き部が設けられており、上記突起部は上記コア切り欠き部を介して上記凹部に係合している、請求項２に記載のリニアソレノイドバルブ。
4. 上記封止部は上記コイルに導通する接続端子を保持するコネクタ部を有し、上記ケースの上記開口側の端部には上記コネクタ部を露出させるように切り欠かれたケース切り欠き部が形成されており、上記突起部は上記コネクタ部に形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のリニアソレノイドバルブ。

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