JP3570004B2 - 電磁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ハウジング内に、コイル、固定コア、作動杆が一体的に取着された可動コア、とを備えた電磁装置に関するもので、この電磁装置は、例えば自動車の自動変速機における油圧制御用のバルブを制御するアクチュエータとして用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁装置について図３により説明する。
尚、本図には電磁装置によってその動作が制御されるバルブ部Ｖが含まれて示される。
電磁装置Ｓは以下により構成される。
１は、左端が開口し、右端に底部１Ａを有する有底筒状のハウジングであり、底部１Ａから開口側に向かって可動コア案内孔１Ｂが穿設されたガイド突部１Ｃが突出して形成される。
ハウジング１の開口はフランジ状のヨーク２Ａによって閉塞され、ヨーク２Ａには、ハウジング１内に向かって突出する（図３において右方）第１の固定コア２Ｂと、外側方Ａ（図３において左方）に向かって突出する第２の固定コア２Ｃが一体的に形成される。
以下、フランジ状のヨーク２Ａ、第１の固定コア２Ｂ、第２の固定コア２Ｃとによって形成される部材を単に固定コア２という。
又、ハウジング１内にあって、固定コア２及びガイド突部１Ｃの外周には、周囲にコイル３が巻回わされたコイルボビン４が収納配置され、更に、可動コア案内孔１Ｂ内には作動杆５が一体的に取着された可動コア６が移動自在に配置される。
作動杆５の一端５Ａは、ガイド筒部１Ｃの底部近傍にあって、可動コア案内孔１Ｂと同芯に穿設された軸受嵌合孔１Ｄ内に嵌合配置される平軸受Ｊにて移動自在に支持される。
又、作動杆５の他端５Ｂは、固定コア２の長手方向Ｘ−Ｘの中心に貫通して穿設された軸受嵌合孔２Ｄ内に嵌合配置される平軸受Ｊにて移動自在に支持される。すなわち、作動杆５は、その両端５Ａ，５Ｂが平軸受Ｊにて移動自在に支持されるもので、これによって可動コア６は可動コア案内孔１Ｂ内にあって固定コア２に向けて進退自在に配置される。
この平軸受Ｊは環状をなすもので、、その外周が軸受嵌合孔２Ｄ，１Ｄに嵌合され、その内方に作動杆挿通孔Ｊ１が貫通して穿設され、この孔に作動杆５が挿通して支持されるものであり、この平軸受Ｊは作動杆５の摺動抵抗を低減させること、及び均一な摺動抵抗を保持する、為に用いられるもので、例えば銅の上に青銅粉末を焼結した後に四フッ化エチレン樹脂と鉛の混合物を含浸させて形成する。
【０００３】
前記電磁装置Ｓによって制御されるバルブ部Ｖは以下よりなる。
弁本体７は、内部に長手方向Ｘ−Ｘに沿って弁体案内孔８が穿設され、その右方端には、ソレノイド部Ｓを案内する為の案内孔７Ａが穿設され、左方端にはメネジ孔７Ｂが形成される。
案内孔７Ａ及びメネジ孔７Ｂは弁体案内孔８と同芯に形成される。
前記弁体案内孔８には、図３において右方より第１から第６の流路Ｐ１〜Ｐ６が開口して穿設され、前記各流路Ｐ１〜Ｐ６は弁本体７の下面に開口する。そして、弁体案内孔８内には前記流路の開口を制御する弁体９が移動自在に配置される。前記第１の流路Ｐ１は弁体９の一端を収容するよう形成され、変速機のミッションケースの如き油溜１０に開放される。第２の流路Ｐ２、第５の流路Ｐ５は油溜１０に開放される。第３の流路Ｐ３は、油圧作動部１１に連なる制御油路１２に接続され、第４の流路Ｐ４は、油圧源１３に連なる高圧油路１４に接続される。又、第６の流路Ｐ６は、弁体９の他端が臨む反力室１５に連通するとともにオリフィス１６を介して制御油路１２に接続される。一方、弁本体９の左方端に形成したメネジ孔７Ｂにはスプリング調整ネジ１７が螺着されて該メネジ孔７Ｂが閉塞されるもので、スプリング調整ネジ１７と弁体９の他端との間には弁体９を押圧するスプリング１８が縮設されるもので、弁体９はスプリング１８の弾性力によって図において右方へ押圧付勢される。（スプリング１８は反力室１５内に縮設されることになる）
そして、電磁装置Ｓの固定コア２の外周部分（具体的には第２の固定コア２Ｃ）を弁本体７の案内孔７Ａ内に挿入配置することによってリニアソレノイドバルブが形成される。
【０００４】
そして、電磁装置Ｓの通電時には、可動コア６から作動杆５に働く電磁推力により弁体９がスプリング１８の反発力に抗して左方へ変位すると、第２及び第３の流路Ｐ２，Ｐ３間を遮断するとともに、第３及び第４の流路Ｐ３，Ｐ４間を導通させ、高圧油路１４から制御油路１２に油圧が供給される。そして、その油圧は油圧作動部１１に直ちに供給される外、オリフィス１６を介して反力室１５にも伝達し、その油圧による押圧力とスプリング１８のバネ力とが反力として弁体９に作用し、これを作動杆５側へ押圧する。その結果、弁体９は、作動杆５の電磁推力と上記反力との釣合いを図るように左右動し、油圧作動部１１には、電磁装置Ｓに流れる電流値に比例した油圧を供給することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の電磁装置によると、特に固定コア２に配置された平軸受Ｊの外側端面Ｊ２は、固定コア２に穿設された軸受嵌合孔２Ｄを介して外側方Ａに向かって直接的に開口する。
すなわち、平軸受Ｊの外側端面Ｊ２は油溜１０に連なる弁本体７の第１の流路Ｐ１に臨んで開口する。
一方、油溜１０内にあっては、自動車の運転時において、オイルミストが発生するもので、このオイルミストは、第１の流路Ｐ１に開口する固定コア２の軸受嵌合孔２Ｄから平軸受Ｊの外側端面Ｊ２に達し、作動杆５の外周と平軸受Ｊの作動杆挿通孔Ｊ１との間に形成される微小なる環状の摺動間隙内に侵入する。
ここで、油溜１０内に生ずるオイルミスト中には、例えばバルブ部Ｖの作動部分において発生する摩耗粉、あるいは他の駆動部において発生する摩耗粉、等によるコンタミ（異物）が含まれるもので、前記摺動間隙内にオイルミストが侵入するとコンタミもまた同時に侵入することになる。
以上によると、コンタミによって作動杆５と平軸受Ｊの作動杆挿通孔Ｊ１との摺動面に摩耗が生じ、その摺動抵抗が増加すること、及び磁路上エアギャップのズレによる正常荷重発生変動が生ずること、から
（１）電流値に比例した作動杆の正確な位置制御が得られない。
（２）電流値に対する作動杆の良好な応答速度が得られない。
という不具合を生ずる。
更には、摺動面の摩耗を低減する為に、作動杆、平軸受の材料の選定及び表面処理の選定に多大なる開発工数を必要とするものであった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み成されたもので、作動杆の正確な位置制御と、良好な作動杆の応答速度を得ることのできる電磁装置を提供することを主目的とする。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
前記目的を達成する為に、本発明は、有底筒状のハウジングに、コイル、固定コア、作動杆が一体的に取着された可動コアを収納配置するとともに、前記作動杆が平軸受によって移動自在に支持された電磁装置において、
固定コアの長手方向Ｘ−Ｘの中心には軸受嵌合孔が貫通して穿設されるとともに軸受嵌合孔に平軸受Ｊが嵌合配置され、
前記平軸受の作動杆挿通孔に、平軸受の外側端から内側端に向かい、その溝断面積が徐々に減少される螺線溝を穿設したことを第１の特徴とする。
【０００８】
又、本発明は、前記第１の特徴に加え、螺線溝を、溝巾を一定とし、溝深さを外側端から内側端に向けて徐々に減少させたことを第２の特徴とする。
【０００９】
又、本発明は、前記第１の特徴に加え、螺線溝を、溝深さを一定とし、溝巾を外側端から内側端に向けて徐々に減少させたことを第３の特徴とする。
【００１０】
【作用】
第１の特徴によると、外側方に開口する軸受嵌合孔内に侵入するコンタミを含んだオイルミストは、平軸受の作動杆挿通孔と作動杆との摺動間隙、内に侵入するものであり、作動杆の左右動時において、このコンタミは螺線溝内にカキ落とされて螺線溝内に収納される。
そして、この螺線溝は、外側端側の螺線溝の溝断面積を大としたので、摺動間隙に侵入するコンタミは、その侵入の初期において効果的に除去される。
又、長期に渡る使用に際しても、コンタミが螺線溝内から作動杆挿通孔内へとあふれ出ることが抑止される。
而して、摺動間隙を常に清浄な状態に保持できるので、作動杆の摺動抵抗を常に一定に保持することができるとともに作動杆挿通孔と作動杆との摺動摩耗を低減できる。
【００１１】
又、第２の特徴によると、平軸受の長手方向の長さを短縮することが可能となった。
【００１２】
更に第３の特徴によると、平軸受の径方向の長さを短縮することが可能となった。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明になる電磁装置の一実施例を図により説明する。
尚、従来と同一構造部分については同一符号を使用して説明を省略する。
図１には本発明の電磁装置Ｓの第１実施例が示される。
又、図２には本発明の電磁装置に用いられる平軸受が示される。
平軸受Ｊは、内部を作動杆挿通孔Ｊ１が長手方向に沿って貫通して穿設された環状をなすものであり、作動杆挿通孔Ｊ１の内側面には外側端Ｊ２から内側端Ｊ３に向かって螺線溝２０が穿設される。
そして、この螺線溝２０の左端は外側端Ｊ２に開口し、右端は内側端Ｊ３に開口するとともに螺線溝２０の溝断面積Ｅは、外側端Ｊ２側が大なる溝断面積をなし、内側端Ｊ３側に向かうにつれて溝断面積Ｅが小をなす。
図２に示される螺線溝２０は溝深さＤを一定とし溝巾Ｈを外側端Ｊ２から内側端Ｊ３に向けて順次小とすることによって形成された。
【００１４】
そして、この平軸受Ｊは固定コア２の軸受嵌合孔２Ｄ内に嵌合配置されるもので、作動杆５の他端５Ｂが、この平軸受Ｊの作動杆挿通孔Ｊ１内に挿通して配置される。
すなわち、平軸受Ｊは、軸受嵌合孔２Ｄに嵌合配置されるとともに平軸受Ｊの外側端Ｊ２が外側方Ａ（図１において左方）に向かって開口し、内側端Ｊ３はハウジング１内に向かって開口する。
一方、可動コア６に取着された作動杆５の一端５Ａはハウジング１の底部近傍に配置された平軸受Ｊに摺動自在に支持され、作動杆５の他端５Ｂは、固定コア２に配置された平軸受Ｊの作動杆挿通孔Ｊ１に摺動自在に支持される。
【００１５】
以上によると、油溜１０内に生起するオイルミストが固定コア２の外側端面２Ｅに開口する軸受嵌合孔２Ｄ内に侵入すると、コンタミを含んだオイルミストは作動杆５の外周と平軸受Ｊの作動杆挿通孔Ｊ１とによって形成される摺動間隙内へ侵入する。
そして、このオイルミストは平軸受Ｊの外側端Ｊ２から内側端Ｊ３に向かって長手軸方向にその摺動間隙を流れる。
一方、螺線溝２０はこの摺動間隙に開口するもので、且つ螺線溝２０はオイルミストの流れ方向（長手方向）に略直交して開口するものである。
而して電磁装置の動作によって作動杆５が左右動すると、オイルミスト中に含まれるコンタミは螺線溝２０内に効果的にカキ落とされて該螺線溝２０内に収納される。
コンタミが溝内に効果的にカキ落とされることは螺線溝によって達成されるもので、平軸受Ｊの長手方向に平行溝を穿設した場合にあっては、コンタミは溝に沿って流れることになるので溝内へコンタミがカキ落とされるという効果を奏することができない。
以上のことから、摺動間隙内にコンタミが侵入することは抑止されるので作動杆５の摺動抵抗を増加させることがない。
【００１６】
又、本発明における螺線溝２０にあっては、螺線溝２０の溝断面積Ｅを、外側端Ｊ２側において大とし、内側端Ｊ３に向かうにつれてその溝断面積Ｅを小としたので、コンタミは摺動間隙への侵入の初期において大なる溝断面積Ｅを有する外側端Ｊ２側の螺線溝２０にて大きく除去され、内側端Ｊ３側の螺線溝２０内へのコンタミの侵入を低く抑止することができる。
一方、内側端Ｊ３側の溝断面積Ｅを小としたことによると、螺線溝２０に沿って流れる流路抵抗をその内側端Ｊ３側の螺線溝２０にて大とすることができたので螺線溝２０内に収納されたコンタミが螺線溝２０を介してハウジング１内へ侵入することが抑止される。
従って、長期間における使用時にあって、コンタミが螺線溝２０から作動杆挿通孔Ｊ１内へあふれ出るという不具合及びコンタミが螺線溝２０を介してハウジング１内へ侵入するという不具合は解消されるもので、作動杆５の摺動抵抗を長期間に渡ってほぼ一定に保持することができるとともに作動杆５及び可動コア６の摺動間隙における摺動部の摩耗発生を大きく抑止できたものである。
【００１７】
尚、外側端Ｊ２から内側端Ｊ３へ向かう螺線溝２０の溝断面積Ｅを大とした場合、螺線溝２０内にコンタミをカキ落として収納することはできるものの逆に螺線溝２０を流れる流路抵抗が少なくなることから螺線溝２０内に収納されたコンタミがハウジング１内へ侵入する恐れがあり、可動コア６と可動コア案内孔１Ｂとの摺動間隙内にコンタミが侵入し、可動コア６の移動を阻害することがある。
【００１８】
又、外側端Ｊ２から内側端Ｊ３へ向かう螺線溝２０の溝断面積Ｅを小とした場合、外側端Ｊ２側の螺線溝２０内において短期間の間にコンタミが作動杆挿通孔Ｊ１内にあふれ出し、長期間に渡って一定の摺動抵抗を維持することができない。
【００１９】
更に又、可動コア６の往復動時において、可動コア６が収納される室、例えば可動コア案内孔１Ｂ内の室容積が増減して、室内の圧力が変化するものであるが、この圧力変動に対し平軸受Ｊの螺線溝２０はブリージング効果（呼吸孔効果）を奏するので、可動コア６、作動杆５の移動に対して何等の抵抗となるものでない。
すなわち、前述の如く、コンタミは大なる溝断面積Ｅを有する外側端Ｊ２側の螺線溝２０にて除去され、小なる溝断面積Ｅを有する内側端Ｊ３側の螺線溝２０への侵入が低く抑止されたので、螺線溝２０がコンタミによって完全に閉塞されることがないからである。
【００２０】
以上の如く、作動杆５の摺動抵抗を、長期間に渡ってほぼ一定の低摺動抵抗状態に安定保持することができたことによると、
▲１▼電流値に比例した作動杆５の正確な位置制御を長期間に渡って安定して制御できる。
而して、かかる電磁装置を、油圧制御弁の駆動用アクチュエータとして使用した際、電流値に比例した正確な油圧制御を行なうことができる。
▲２▼電流値に比例した作動杆５の良好な応答速度を得ることができるもので、上記と同様に油圧制御弁に用いた場合、応答性の秀れた油圧制御を行なうことができる。
▲３▼平軸受Ｊの作動杆挿通孔Ｊ１と作動杆５との間に形成される摺動間隙は、常に清浄なる状態に保持されるので、平軸受Ｊ、作動杆５の材質、表面処理、の選択を極めて簡単に行なうことができるので開発コストの低減を達成できる。
【００２１】
又、螺線溝２０を形成するに、その溝巾Ｈを一定とし、その溝深さＤを外側端Ｊ２から内側端Ｊ３に向けて徐々に減少させたことによると、平軸受Ｊの長手方向を短くすることができる。
【００２２】
更に、螺線溝２０の溝深さＤを一定とし、その溝巾Ｈを外側端Ｊ２から内側端Ｊ３に向けて徐々に減少させたことによると、平軸受Ｊを小径にできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の電磁装置の第１の特徴によると、作動杆の摺動抵抗を長期に渡ってほぼ一定の低摺動抵抗状態に安定保持できたので、作動杆の正確な位置制御と、良好な作動杆の応答速度を得ることができるとともに平軸受、作動杆の材質選定、表面処理の選定を極めて簡単に行なうことができ、更には、従来の電磁装置への適応を容易に図ることができる。
又、第２の特徴によると、平軸受の長手方向を短くすることができ、更に第３の特徴によると、平軸受の径方向を小径とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる電磁装置の一実施例を示すバルブ部を含む縦断面図。
【図２】図１に用いられる平軸受の拡大縦断面図。
【図３】従来の電磁装置を示すバルブ部を含む縦断面図。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 固定コア
２Ｄ 軸受嵌合孔
５ 作動杆
６ 可動コア
Ｊ 平軸受
Ｊ１ 作動杆挿通孔
Ｊ２ 外側端
Ｊ３ 内側端
２０ 螺線溝
Ｄ 溝深さ
Ｈ 溝巾

Claims (3)

1. 有底筒状のハウジングに、コイル、固定コア、作動杆が一体的に取着された可動コアを収納配置するとともに、前記作動杆が平軸受によって移動自在に支持された電磁装置において、
   固定コア２の長手方向Ｘ−Ｘの中心には軸受嵌合孔２Ｄが貫通して穿設されるとともに軸受嵌合孔２Ｄに平軸受Ｊが嵌合配置され、
   前記平軸受の作動杆挿通孔Ｊ１に、平軸受Ｊの外側端Ｊ２から内側端Ｊ３に向かい、その溝断面積Ｅが徐々に減少される螺線溝２０を穿設したことを特徴とする電磁装置。
2. 前記螺線溝を、溝巾Ｈを一定とし、溝深さＤを外側端Ｊ２から内側端Ｊ３に向けて徐々に減少させたことを特徴とする請求項１記載の電磁装置。
3. 前記螺線溝を、溝深さＤを一定とし、溝巾Ｈを外側端Ｊ２から内側端Ｊ３に向けて徐々に減少させたことを特徴とする請求項１記載の電磁装置。

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