JP3952727B2 - リニアソレノイドバルブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイド駆動装置に係り、特に自動変速機の油圧制御回路等に用いられるリニアソレノイドバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リニアソレノイドバルブは、図１０及び図１１に示すものがあり、ソレノイド部（駆動装置）１1 ，１2 及び調圧バルブ部２から構成されている。図１０に示すソレノイド部（駆動装置）１1 は、ヨーク４とステータコア３とで挟むようにコイル５を収納し、またステータコアに対向してプランジャ６を設け、該プランジャに圧入したシャフト７を、ステータコア３に形成した中心孔３ａを貫通して、調圧バルブ部２のスプール８に当接している。また、上記プランジャ６は、その一端部を板バネ９により前記ヨーク４に支持されていると共に、該プランジャ６と一体のシャフト７の他端部がブッシュ１０を介してステータコア３に支持されている。更に、前記ヨーク４の一端は、非磁性体のエンドプレート１１にて閉塞されており、またステータコア３のプランジャ６と対向する側面には非磁性体のストッパ１２が設けられている。
【０００３】
一方、図１１に示すソレノイド部１2 は、ステータコア３の外径側にコイル５を嵌合すると共に、該コイル５をケース（ヨーク）４に収納し、また該ケース４内にて、前記ステータコア３の先端に対向してプランジャ６を配置し、該プランジャ６に圧入されているシャフト７を、ブッシュ１０，１０を介してステータコア３に支持して構成されている。更に、該シャフト７は、ステータコア３の中心孔３ａを貫通して調圧バルブ部２のスプール８に当接し、またケース４の一端は非磁性体のエンドプレート１１により閉塞されている。
【０００４】
上記ソレノイド部１1 及び１2 は、コイル５に流れる電流に基づき、ヨーク（ケース）４、プランジャ６及びステータコア３を通る磁気回路Ａを形成し、テーパ面からなるプランジャ６及びステータコア３の吸引部Ｓにより、上記コイル５に流れる電流値に応じた吸引力をプランジャ６に発生し、該吸引力によるプランジャ６の移動が、ブッシュ１０にて支持されているシャフト７を介してスプール８に伝達され、調圧バルブ部２を操作する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記リニアソレノイドバルブのソレノイド部（駆動装置）１1 ，１2 は、図１０及び図１１に示すいずれのものも、ステータコア３とプランジャ６との間で吸引力を発生するため、コイル５の内径側にステータコアが存在し、その分コイル５が大径に構成されている。更に、プランジャの吸引力をブッシュ１０にて支持されているシャフト７を介してスプール８に伝達するため、ステータコア３は、シャフト７及びブッシュ１０が存在する分だけ大径に構成する必要がある。従って、上記ソレノイド部１1 ，１2 は、コンパクトに構成することが困難であり、かつ小型化すると、所定吸引力、従って所定ストロークを保持することが困難になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、従来必要であったステータコアをなくすことにより、上述した課題を解決したリニアソレノイドバルブを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、コイル（２９）と、該コイルを巻付けかつ非磁性体からなるボビン（２６）と、該ボビンの両端部に配置される強磁性体からなるエンド部（２８ａ，２８ｂ）と、強磁性体からなるプランジャ（２２）と、強磁性体からなるヨーク（２５）と、を有するソレノイド駆動装置（２１１〜２１５）と、
バルブ本体（３５）と、該バルブ本体に摺動自在に嵌挿しているスプール（８）と、を有し、前記プランジャのストロークに基づき出力圧を調圧する調圧バルブ部（２）と、を備え、
前記コイル（２９）、ボビン（２６）及びエンド部（２８ａ，２８ｂ）は一体に組立てられて、軸方向に同一径からなる円筒状の中空部（２３ａ）を有するコイルアッセンブリ（２３）を構成し、
軸方向において前記コイル（２９）よりも長くかつ前記コイルアッセンブリの中空部よりも短い前記プランジャ（２２）を、前記円筒状の中空部（２３ａ）に摺動自在に嵌挿すると共に、前記コイルアッセンブリ（２３）に軸受部（３３）を介在して支持し、
前記軸受部（３３）は、薄肉の非磁性体からなると共に前記プランジャ（２２）の外周面に一体に設けられ、前記プランジャの全ストローク範囲において、前記軸受部が、常に前記ボビン（２６）に接触してなり、かつ前記軸受部の軸方向外側の両端面（ｅ，ｇ）は、前記プランジャの最大ストローク状態にあって、その移動方向端面が前記ボビン（２６）の端部に略々整列するように配置され、
前記ボビン（２６）と、該ボビンの両端部に配置される前記エンド部（２８ａ，２８ｂ）とが、一体に形成されて、
前記プランジャの一端（２２ａ）と前記スプール（８）の一端（８ｅ，８ｇ）が直接当接してなる、
ことを特徴とするリニアソレノイドバルブである。
【０００９】
なお、上記軸受部は、テフロン（登録商標）、２硫化モリブデン等の自己潤滑性材料のコーティング、メッキ処理（Ｎｉ−Ｐ，ＤＬＣ等）、窒化処理（タフトライド等）、クロマイジング等の表面処理、又はブッシュ、ベアリングを含む概念であり、かつ上記薄肉とは、軸受部の中空部への押圧・嵌挿によりコイルアッセンブリが変形しない程度の厚さである。
【００１０】
請求項２に係る本発明は、前記軸受部（３３）は、前記プランジャの外周面に非磁性材料のコーティング又は表面処理を施すことにより設けられてなる、請求項１記載のリニアソレノイドバルブにある。
【００１１】
なお、上記表面処理は、溶融メッキ、金属浸透メッキ、電気メッキ、金属溶射法、合せ板法、真空蒸着法、スパッタ、気相成長法、窒化、化成処理、拡散接合を含む概念である。
【００１３】
請求項３に係る本発明は、前記軸受部（３３）は、所定間隔（ｂ）を隔てて少なくとも２個環状に設けられてなる、
請求項１又は２記載のリニアソレノイドバルブにある。
【００１５】
請求項４に係る本発明は、前記ヨーク（２５）が、前記コイルアッセンブリ（２３）の外周面に密着して嵌合してなる、
請求項１ないし３のいずれか記載のリニアソレノイドバルブにある。
【００１７】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、請求項記載の構成と図面に示す実施例の対応を容易にして本発明の理解の迅速化を図る便宜的なものであり、これにより本発明の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によると、コイル、ボビン及びエンド部を一体に組立てたコイルアッセンブリに円筒状の中空部を形成し、該中空部に、プランジャを摺動自在に嵌挿すると共に軸受部を介在して支持したので、コンパクト化、特に径方向のコンパクト化を図ることができると共に、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
更に、薄肉の非磁性体からなる軸受部によりプランジャを支持するので、プランジャに対する磁気引渡し部分のクリアランス（空気層）を正確に保持して、径方向のコンパクト化を図ると共に、プランジャの移動が滑らかになることと相俟って、ソレノイド駆動装置の作動を正確にかつ長期に亘り維持することができる。
【００２０】
請求項２に係る本発明によると、軸受部は、コーティング又は表面処理により設けられるので、上記磁気引渡し部となるクリアランスを小さな値に保持して、更なる径方向のコンパクト化を図ることができる。
【００２１】
請求項１に係る本発明によると、プランジャの全ストローク範囲において、非磁性体の軸受部が非磁性体からなるボビンに常に接触しているので、軸受部に鉄粉等の微小異物が集中することを防止して、プランジャの滑らかな移動を保持することができる。
【００２２】
請求項３に係る本発明によると、軸受部が所定間隔を隔てて設けられているので、プランジャの移動に対する摩擦抵抗が低減し、プランジャを滑らかに移動することができる。
【００２３】
請求項１に係る本発明によると、ボビンとエンド部とが一体に形成されるので、中空部の孔加工を容易にかつ高い精度で行うことができ、ボビンとエンド部との同軸度精度を容易に向上して、前記プランジャの支持精度を向上して径方向のコンパクト化を図ることができると共に、磁気効率を向上することができる。
【００２４】
請求項４に係る本発明によると、ヨークがコイルアッセンブリの外周面に密着して嵌合するので、コイルアッセンブリによるプランジャの支持精度にヨークが影響を及ぼすことはなく、径方向のコンパクト性を保持しつつ、従来高い精度を必要とした加工公差を緩和することができ、コストの低減を図ることができる。
【００２５】
請求項１に係る本発明によると、調圧バルブ部のスプールの一端にプランジャ一端を直接当接して、調圧バルブ部を調圧操作するので、従来必要であったシャフトが不要となり、径方向のコンパクト化が図れると共にコストダウンを図ることができ、更にプランジャの磁束通過断面積を確保でき、磁気効率の向上が図れるため、径方向のコンパクト化が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施例を示す図であり、リニアソレノイドバルブ２０1 は、図１に示すように、ソレノイド部（ソレノイド駆動装置）２１1 及び調圧バルブ部２とからなり、該ソレノイド部２１1 は、図２（ａ）に示すプランジャ２２、図２（ｂ）に示すコイルアッセンブリ２３及び図３に示すヨーク２５を備えている。
【００２７】
コイルアッセンブリ２３は、ステンレススチール（ＳＵＳ）等の非磁性金属製（必ずしも金属に限らず合成樹脂等の非磁性体であればよい）のボビン２６にマグネットワイヤ２７が巻付けられているコイル２９と、電磁軟鉄等の強磁性体からなり強磁性体部を構成するエンド部２８ａ，２８ｂと、前記コイル２９に電流を供給するターミナル３４とを備えており、上記エンド部２８ａ，２８ｂは、ボビン２６の軸方向両端部に配置されている。上記両エンド部２８ａ，２８ｂ及びボビン２６は、溶接、ロー付け、焼結接合又は接着等により一体に形成されている。なお、上記エンド部を構成する電磁軟鉄は、純鉄を９５［％］以上、好ましくは略々９９［％］以上（小数点第１位で四捨五入して９９［％］以上）含むものが望ましい。
【００２８】
前記コイルアッセンブリ２３は、上記ターミナル３４部分を除いて円筒状に形成されており、該アッセンブリの中心には、軸方向に同一径からなる中空部２３ａが形成されている。そして、該中空部２３ａには上記プランジャ２２が摺動自在に嵌挿している。該プランジャ２２は、外周面が軸方向に同一径からなり、かつコイル２９より軸方向に長く構成されており、詳しくは前記ボビン２６の底部２６ａ、即ちプランジャ２２に接しているボビン部分より所定量ｍ長く構成されており、かつその調圧バルブ部側の端面２２ａは、外周側が先細形状となる縁部３０が形成されている。該縁部３０は、プランジャストロークと略々同一量に相当する軸方向長さｌを有しており、その内側面３０ａが斜めからなると共に外周面３０ｂがプランジャ２２の同一径で直線状に延びて、断面直角３角形状に形成されている。なお、該縁部３０は、上述した直角３角形状が好ましいが、内径面３０ａを曲面又は異なる傾斜角の多段傾斜面としてもよく、要は、縁部３０の先端に向って磁気飽和が現出する先細形状であればよい。
【００２９】
該プランジャの一端面２２ａは、上記縁部３０によりその内径側が凹部３１となっており、該凹部に調圧バルブ部２のスプール８の先端８ｅが当接している。一方、該プランジャ２２におけるバルブ部２から離れた側の他端面２２ｂには所定高さｈからなる球面状の突部（当接部）３２が一体に形成されており、該突部（当接部）の表面には非磁性材料のコーティング又は表面処理が施されている。なお、上記突部（当接部）３２は、球面に限らず、円柱、方体形、ドーナツ形等のどのような形状でもよく、更に凸形状でなくとも、部分的にプランジャとヨークとが当接する当接部であればよい。また、プランジャ端面に限らず、ヨーク２５の底部２５ｃに一体成形された突部（当接部）に非磁性体のコーティング又は表面処理を施すようにしてもよく、要は、取り付け状態（コイル２９へ流れる電流が０［Ａ］の状態）において、ヨークとプランジャの磁極を切り離すことができればよい。
【００３０】
また、プランジャ２２の外周面には所定間隔ｂ離れて環状２列の軸受部３３１，３３２がコーティングされている。なお、該軸受部３３は、テフロン（登録商標）、２硫化モリブデン等の自己潤滑性材料のコーティング、メッキ処理（Ｎｉ−Ｐ，ＤＬＣ等）、窒化処理（タフトライド等）、クロマイジング等の表面処理、又はブッシュ、ベアリング等の薄肉の非磁性材料からなり、かつコーティングに限らず、接着又は嵌合等のどのような固定方法でもよく、更にはマスキングして必要部分ｂを、窒化処理、クロマイジング等の表面処理、メッキ又は薄膜製造、拡散接合等により表面に耐摩耗性金属又は低摩擦性金属を接合、結合又はコーティングしてもよい。また、該軸受部は、環状に２列に限らず、３列、４列等の多数列でも、また全面に連続していてもよい。更に、該軸受部は、プランジャ２２の全ストローク範囲内において、常に非磁性体のボビン２６に接しており、具体的には、その一方の端部ｅが、プランジャ２２の非励磁状態で前記突部３２がヨーク２５に当接した状態で、前記ボビン２６の端面ｆに略々整列する位置にあることが望ましく、また他の端部ｇが前記縁部３０の基部に近い位置にあることが望ましい。即ち、上記軸受部３３，３３の両端面ｅ，ｇは、プランジャ２２の最大ストローク状態にあって、その移動方向側端部が、ボビン底２６ａの端部に略々整列するように配置され、従って前記軸受部外側面の間隔と最大プランジャストロークとの和が、ボビン２６の底部２６ａの長さに略々相当する。
【００３１】
前記ヨーク２５は、強磁性材料からなり、深絞り又は冷間鍛造等の塑性金属加工によりコップ状に形成されており、かつ一部分２５ａが前記ターミナル用に切欠かれている。上記ヨークの材料は、冷間鍛造等の塑性加工の容易な炭素量の少ない低炭素鋼が好ましく、かつ強磁性を有する鉄分の多い材料、例えばＦｅ略々９９［％］以上（小数点第１位で四捨五入した値）、具体的にはＦｅ、９９．２１［％］以上、Ｆｅ、９８．８８６［％］の電磁軟鉄（ＳＵＹ−０〜３）が好ましい。該ヨーク２５は、前記コイルアッセンブリ２３を嵌合して内部に納め、かつ先端部２５ｂを、後述する調圧バルブ部２のバルブ本体３５のフランジ部３５ｆと共にカシメることにより、ソレノイド部２１1 がバルブ部２と一体に組付けられ、またその底部２５ｃに前記プランジャの突部３２が当接し得る。
【００３２】
一方、調圧バルブ部２は、バルブ本体３５及び該本体内に摺動自在に嵌挿しているスプール８を有しており、該バルブ本体３５に抜止め・固着されたエンドプレート３６とスプール８の先端との間にスプリング３７が縮設されている。スプール８は、２個の大径のランド部８ａ，８ｂ及び１個の小径ランド部８ｃを有しており、またバルブ本体３５は、自動変速機の油圧回路におけるライン圧等にモジュレータバルブを介して接続して、所定油圧が供給される入力ポート３５ａ、調圧バルブの制御油室等の出力部に連通している出力ポート３５ｂ、該出力ポートからの油路に連通しているフィードバックポート３５ｃ及びドレーンポート３５ｄを有している。
【００３３】
従って、上記スプール８は、上記スプリング３７と、フィードバックポート３５ｃからの油圧によるランド部８ｂ，８ｃの面積差による付勢力とにより、その先端部８ｅが前記プランジャ２２の凹部３１に常に当接して、一体に移動する。
【００３４】
ついで、上述した実施例による作用について説明する。ターミナル３４からコイル２９に電流が供給されると、非磁性体からなるボビン２６は磁気回路を構成しないので、強磁性体からなる、ヨーク２５、一方のエンド部２８ａ、プランジャ２２、他方のエンド部２８ｂに流れる磁気回路Ａが形成される。また、ヨーク２５の底面２５ｃとプランジャ２２の他端面２２ｂとの間は、非磁性体の突部３２により所定量ｈの空隙が保持されているので、該部分から磁束が漏れることはない。また、プランジャ２２は、一方のエンド部２８ａと所定長さｍにて対接しており、かつ後述するように、該エンド部２３とプランジャ２２とは少ないクリアランスで対向しているので、高い磁気効率での磁気回路を維持できる。該磁気回路Ａに基づき、プランジャ２２の一端面２２ａと他方のエンド部３０ｂとが吸引部Ｓとなって、プランジャ２２が他方のエンド部２８ｂに引きつけられて図１の左方向に移動する。この際、上記吸引部Ｓを構成するプランジャ２２の一端面２２ａは、先細形状（断面直角３角形状）の縁部３０が形成されており、磁気流路となる断面積の小さい先細形状の先端部が、上記コイル２９に流れる電流値とプランジャのストローク量に応じて磁気飽和状態となる。これにより、各電流値におけるプランジャ２２のストローク量に対する吸引力特性が、比較的フラットな特性となる。また、プランジャ２２は、常に他方のエンド部２８ｂと軸方向にオーバラップしており、所定の磁束引渡し部を確保している。具体的には、プランジャ２２とヨーク２５との磁束通過断面積を略々同等にすることが、コンパクト化及び磁気効率上好ましいので、そのように設定されているが、この場合、プランジャの最大ストロークにおいても３［ｍｍ］以上オーバラップしていると、磁気飽和することが少なく、磁束が空気中に漏れにくい。
【００３５】
そして、上記プランジャ２２のストローク量に基づき、スプール８がスプリング３７に抗して一体に移動し、該スプール８の位置が制御される。これにより、出力ポート３５ｂは、切欠きｋを有する入力ポート３５ａと、ドレーンポート３５ｄとの流通割合が制御され、出力ポート３５ｂからの出力圧がリニアに調圧される。
【００３６】
前記コイル２９への電流を切断すると、スプリング３７の付勢力により、スプール８及びそれと一体のプランジャ２２が軸方向圧に移動する。そして、プランジャ２２の他端面２２ｂに設けられている突部３２がヨーク２５の底面２５ｃに衝突する。この際、上記突部３２は球面状からなり、またヨーク２５は低炭素鋼等の比較的軟らかい金属からなり、かつ冷間鍛造等により形成されているので、上記衝撃は和らげられ、プランジャ２２は所定位置に復帰する。
【００３７】
また、上記プランジャ２２は、軸受部３３を介してボビン２６の底部２６ａ又はエンド部２８ａ，２８ｂに直接支持されており、従来必要とされたコイルの内径側に位置するステータコアをなくすことができ、その分ソレノイド部をコンパクト化、特に径方向にコンパクト化することが可能となり、またコイル２９のワイヤ２７の巻数を多くしてその分磁力を大きくし、プランジャのロングストローク化が可能となる。更に、上記ステータコアをなくすことにより、従来必要であったステータコアとプランジャとの間の径方向のクリアランス（空気層）、及びステータコアとコイルとの間の径方向のクリアランス（空気層）の２つの空気層をなくすことができ、径方向のコンパクト化が可能となる。
【００３８】
また、プランジャ２２の一端面２２ａにて直接スプール８を操作するので、従来必要であったシャフトをなくすことができ、その分ソレノイド部、特に径方向寸法のコンパクト化が可能となり、またプランジャ全体を磁気回路として、充分な磁束通過面積を確保でき、プランジャの小径化による径方向のコンパクト化が可能となり、また大きなコイル巻きスペースに対応することが可能となる。更に、一体形成されるボビン２６及び両エンド部２８ａ，２８ｂの同一径からなる円筒状の中空部２３ａは、孔加工を高い精度でかつ容易に行うことが可能となり、ボビン２６及び両エンド部２８ａ，２８ｂとの同軸精度を正確に出すことが容易に可能となり、これにより従来必要であったステータコアとプランジャとのクリアランスを小さくでき、及びヨークとプランジャとのクリアランス、即ち２つの磁気引渡し部分の空気層を小さくでき、磁気効率を向上すると共に、これによる径方向のコンパクト化及び加工コストの低減化を図ることができる。
【００３９】
更に加えて、前記ボビンとプランジャとの間に設ける前記軸受部３３1 ，３３2 は、薄肉構造からなるので、プランジャとコアアッセンブリとの間のクリアランス（磁気引渡し部分の空気層）を更に小さくでき、磁気効率向上及びそれに伴う径方向のコンパクト化を図ることができる。
【００４０】
また、前記軸受部３３1 ，３３2 を非磁性体で構成すると共に、プランジャの全ストローク範囲において、常に非磁性体からなるボビン２６のみに前記軸受部３３1 ，３３2 が位置してプランジャ２２を摺動支持するので、摺動部に磁極ができず、油中に含まれる鉄粉等の微小異物が該摺動部分に集中することが回避され、該異物によるプランジャの摺動不良を防止することができる。更に、軸受部３３1 ，３３2 を所定間隔離れて設置すると、プランジャの移動に対する摩擦抵抗を低減でき、油圧応答性を向上すると共に、油圧ヒステリシスを低減することができる。
【００４１】
特に、磁気回路Ａが屈曲して磁束が密となる一方のエンド部２８ａのボビン側端部分とそれに対応するプランジャ部分は、磁気による異物の集中が生じ易いが、該部分に非磁性体の軸受部３３1 が存在して、上記異物の集中が回避され、かつその端面ｍは、プランジャ２２の突部３２がヨーク２５の底部２５ｃに当接した状態で、ボビン端と略々整列しているため、上記非磁性体からなる軸受部３３が、一方のエンド部２８ａとプランジャ２２との間の磁気回路（磁束）に影響を与えることはない。また、バルブ部側の軸受部３３2 は、縁部３０に近接して配置され、磁束が密になり異物の集中が生じ易い部分であるが、上記非磁性体からなる軸受部３３の存在により上記異物の集中が回避され、かつその端面ｇは、縁部３０の基部に近接して位置し、上述した縁部による吸引特性に影響を及ぼすことはない。
【００４２】
従来、組立て時のヨークとステータコアの傾きによるプランジャのラジアル荷重の増加に基づく摺動不良及び磁気スティックを防止するため、ヨークとステータコアとの同軸を厳しく管理する必要があったが、上記実施例によると、一体に組付けられているコイルアッセンブリ２３は、前記塑性加工されたヨーク２５にカッポと嵌合して組立てられ、かつ上述したように、該コイルアッセンブリにプランジャが摺動自在に支持されるので、上記ヨークのコイルアッセンブリへの嵌合が、上記摺動に対して影響を及ぼすことはなく、加工公差を緩和することが可能となってコストダウンを図ることができる。
【００４３】
また、前記プランジャ２２の一端面に設けた突部３２は、非磁性体からなるため、取付け状態でのヨーク２５とプランジャ２２との磁力を切り離すことができ、またヨークは、コップ形状に一体成形されるので、磁気特性の良い材料でかつ冷鍛加工等で安価に製造することができる。
【００４４】
なお、上述したソレノイド部のコンパクト化は、略々同じ吸引力及び同じストローク範囲を有する従来のものに対しての比較であり、従来のものと略々同じソレノイド部を用いた場合、同じストローク範囲での吸引力の向上、及び同じ吸引力でのロングストローク化が図れることは勿論である。
【００４５】
ついで、図３ないし図８に沿って、他の実施例について説明する。なお、これら他の実施例は、先の実施例（第１の実施例）に対して吸引部Ｓが相違するだけで、他の部分は概ね第１の実施例と同一であり、専ら吸引部のみを説明して、他の部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図３及び図４は、第２の実施例によるリニアソレノイドバルブ２０2 を示す図で、第１の実施例と同様に、先細形状の縁部３０をプランジャ２２の端面２２ａに設けたものである。本実施例のソレノイド部２１2 は、プランジャ２２の一端面２２ａの外径部分に、第１の実施例と同様な先細形状（詳しくは断面が直角３角形状からなる）の縁部３０が形成されているが、第１の実施例の凹部は存在せず、縁部３０の底部３０ｄから円筒状の突部４０が形成されている。該突部４０の高さは、縁部３０の先端部３０ｅに整列する高さ（ｌ）であることが製作上好ましいが、これに限らず、更に高くてもまた低くてもよい。従って、該プランジャ２２の端面２２ａは、上記縁部３０及び円筒状の突部４０により、環状の３角形状の溝４１が形成されることと同様な形状となる。
【００４７】
また、強磁性体からなる他方のエンド部２８ｂは、そのバルブ部側が内径方向に延びて底部２８ｃを形成しており、凹皿状に構成されている。該底部２８ｃも、エンド部と一体に同じ強磁性材料により構成されており、かつその中心部に小径の孔３０ｄが形成されている。該孔２８ｄには、スプール８の先端に形成された小径のピン８ｇが挿通しており、該ピンの先端が前記プランジャの一端面２２ａに当接している。
【００４８】
本実施例は、以上のような構成に基づき、第１の実施例と同様に、コイル２９に流れる電流に基づき、ヨーク２５→一方のエンド部２８ａ→プランジャ２２→他方のエンド部２８ｂ→ヨーク２５を経由する磁気回路が形成され、かつ他方のエンド部２８ｂとプランジャ２２の一端面の縁部２８により、先細部分が磁気飽和となって、電流値とプランジャのストローク量に応じた吸引力が得られる。
【００４９】
本実施例にあっては、更に加えて、プランジャ２２の円筒突部４０と、他方のエンド部２８ｂの底部２８ｃとを通過する磁気回路が発生し、該円筒突部４０とエンド部底部２８ｃとの吸引力が、上記縁部３０及びエンド部２８ｂとの吸引力に付加的に加えられ、その分大きな吸引力が得られる。
【００５０】
該吸引力に基づくプランジャ２２の移動は、一体のピン８ｇを介してスプール８に伝達され、調圧バルブ部２が電流値に対応した調圧を行う。
【００５１】
図５及び図６は、第３の実施例によるリニアソレノイドバルブ２０3 を示す図で、先細形状の縁部３０が、他方のエンド部２８ｂに形成されている点が先の実施例と異なる。該ソレノイド部２１3 のボビン２６は、そのバルブ部側部２６ｂが肉厚に形成され、かつその内径側が底部２６ａに向って斜めに形成されている。該ボビン２６と一体に形成された強磁性体からなる他方のエンド部２８ｂは、その内径側が上記ボビンの斜め部分に合致するように、先細形状に突出した縁部３０が形成されている。
【００５２】
該縁部３０は、その内周面３０ｂがボビン底部２６ａ及びエンド部２８ａ，２８ｂの円筒状の内周面に合致するように、軸縁方向に同一径で形成されており、かつその反対面３０ａが所定角度の傾斜面からなり、断面が直角３角形状に形成されている。なお、該縁部は、第１の実施例で述べたように、直角３角形状に限らず、電流値とプランジャのストローク量に応じて先端部分から磁気飽和となる先細形状であれば足りる。また、プランジャ２２の一端面２２ａは平坦面から構成されている。
【００５３】
従って、本実施例によっても同様に、コイル２９に流れる電流に基づき、ヨーク２５→一方のエンド部２８ａ→プランジャ２２→他方のエンド部２８ｂ→ヨーク２５を経由する磁気回路が形成され、かつ他方のエンド部２８ｂの縁部３０とプランジャ２２の一端面２２ａにより吸引部Ｓが形成される。該吸引部Ｓは、先の実施例に対して先細形状の縁部３０がプランジャ中側にあるかエンド部側にあるか相違しているが、これは相対的なことであって、先の実施例と同様であり、コイル２９に流れる電流値とプランジャのストローク量に応じて、先細形状の縁部３０の先端部から磁気飽和となって、電流値とプランジャのストローク量に応じた吸引力が得られる。
【００５４】
図７及び図８は、第４の実施例によるリニアソレノイドバルブ２０4 を示す図で、第３の実施例において第２の実施例を対応させたものである。即ち、本ソレノイド部２１4 は、第３の実施例と同様に縁部３０が他方のエンド部２８ｂに形成されており、かつ該他方のエンド部２８ｂに底部２８ｃが形成されている。
【００５５】
従って、第３の実施例と同様に、ヨーク２５→一方のエンド部２８ａ→プランジャ２２→他方のエンド部２８ｂ→ヨーク２５の磁気回路が形成され、かつ他方のエンド部２８ｂの縁部３０とプランジャ２２の一端面２２ａとにより、コイル電流値とプランジャのストローク量に応じたプランジャストロークを得る吸引部Ｓが形成される。更に加えて、第２の実施例と同様に、プランジャ２２の一端面２２ａと他方のエンド部２８ｂの底部２８ｃとの間に吸引力が付加的に発生して、その分大きな吸引力が得られる。
【００５６】
図９は、第３の実施例を一部変更した実施例を示すもので、プランジャ２２の他端２２ｂに設けていた非磁性体の突部（当接部）３２の代りに、非磁性体のリング５０をヨーク２５の底部２５ｃに固定したものである。該リング５０は、ステンレスチール等の金属、ゴム、合成樹脂等のどのような非磁性材料でもよいが、ゴム等の緩衝作用を有するものが好ましい。そして、該リング５０は、ヨーク底部２５ｃに形成した凹部２５ｄに嵌合、接着等により固着されている。なお、上記当接部となるリング５０は、リング形状に限らず、円盤状プレート等の他の形状のものでもよく、またヨーク底部に限らず、プランジャの端面２２ｂに固定してもよい。
【００５７】
また、他方のエンド部２８ｂの底部２８ｃにも、上記リング５０と同様な形状からなるリング５１が嵌合、接着等により固定されており、該リング５１は、ゴム等の緩衝作用を有する材料からなることが好ましい。
【００５８】
従って、本実施例のリニアソレノイド２０5 のソレノイド部２１5 は、コイル２９への通電が断たれると、スプリング３７によりプランジャ２２が復帰するが、この際ゴム等の緩衝材からなるリング５０にプランジャの端面２２ｂが当り、衝撃を和らげると共に衝突音の発生を抑える。また、非磁性体によるリング５０により、ヨーク底部２５ｃとプランジャ端面２２ｂとの間に空隙ｈを保持して、簡単な構成でヨーク底部とプランジャ端面との間の磁束の切り離しを確実に行うことができる。
【００５９】
また、他方のエンド部２８ｂの底部２８ｃに設けられたリング５１は、コイル２９に大きな電流が流れて、プランジャ２２が勢いよく吸引された場合、プランジャ端面２２ａが、該ゴム等の緩衝材からなるリング５１に当接して、その衝撃を和らげると共に衝突音の発生を防止する。なお、該リング５１は、非磁性体である場合、底部２８ｃとプランジャ２２との間の吸引力を低減して、コイル２９の非通電に際してのプランジャ２２の戻りを確保し、また磁性体で構成した場合、プランジャ２２の吸引力を高め、特にプランジャ２２の最大ストローク時、プランジャ２２の端面２２ａとリング５１とを吸着してその状態を保持し得る。
【００６０】
なお、上記リング５０は、図９に示すように、第４の実施例への適用に限らず、プランジャ２２に設けた突部３２の代りに設けるもので、第１〜第３の実施例にも同様に適用できることは勿論である。また、他方のエンド部底部２８ｃに設けたリング５１は、いわゆるストッパであるので、必要であれば当然に他の実施例にも設けることが可能であり、また必要でなければ、当然に設ける必要がない。また、上記リング５０は、リング形状に限らず、突部３２と同様に突部形状、その他段部形状等、プランジャとヨーク底部との間に所定空隙ｈを構成する形状であれば、どのようなものでもよい。
【００６１】
また、前記図１及び図２（第１の実施例）で説明した軸受部は、図３及び図４（第２の実施例）、図５及び図６（第３の実施例）、図７，図８（第４の実施例）、並びに図９（第４の実施例の変形例）に示すものにおいても、同様に適用されていることは勿論である。また、上述したソレノイド部を用いたリニアソレノイドバルブは、フィードバック圧をスプールの面積差によって受けているが、これに限らず、他のタイプの調圧バルブ部に適用することも可能であり、また上記ソレノイド部（ソレノイド駆動装置）は、リニアソレノイドバルブ以外のソレノイド駆動装置としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例によるリニアソレノイドバルブの全体断面図。
【図２】上記第１の実施例を示す図で、（ａ）はプランジャ、（ｂ）はコイルアッセンブリ、（ｃ）はヨークをそれぞれ示す。
【図３】本発明に係る第２の実施例によるリニアソレノイドバルブの全体断面図。
【図４】上記第２の実施例を示す図で、（ａ）はプランジャ、（ｂ）はコイルアッセンブリ、（ｃ）はヨークをそれぞれ示す。
【図５】本発明に係る第３の実施例によるリニアソレノイドバルブの全体断面図。
【図６】上記第３の実施例を示す図で、（ａ）はプランジャ、（ｂ）はコイルアッセンブリ、（ｃ）はヨークをそれぞれ示す。
【図７】本発明に係る第４の実施例によるリニアソレノイドバルブの全体断面図。
【図８】上記第４の実施例を示す図で、（ａ）はプランジャ、（ｂ）はコイルアッセンブリ、（ｃ）はヨークをそれぞれ示す。
【図９】上記第４の実施例を一部変更した実施例を示すリニアソレノイドバルブの全体を示す断面図。
【図１０】従来の技術によるリニアソレノイドバルブを示す全体断面図。
【図１１】従来の技術による他のリニアソレノイドバルブを示す全体断面図。
【符号の説明】
２ 調圧バルブ部
８ 可動部（スプール）
２０1 〜２０5 リニアソレノイドバルブ
２１1 〜２１5 ソレノイド部
２２ プランジャ
２２ａ 一端面
２２ｂ 他端面
２３ コイルアッセンブリ
２３ａ 中空部
２５ ヨーク
２５ｃ 底部
２６ ボビン
２６ａ 底部
２８ａ，２８ｂ エンド部
２８ｃ 底部
２９ コイル
３０ 縁部
３３ 軸受部
Ａ 磁気回路
Ｓ 吸引部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイド駆動装置に係り、特に自動変速機の油圧制御回路等に用いられるリニアソレノイドバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リニアソレノイドバルブは、図１０及び図１１に示すものがあり、ソレノイド部（駆動装置）１1 ，１2 及び調圧バルブ部２から構成されている。図１０に示すソレノイド部（駆動装置）１1 は、ヨーク４とステータコア３とで挟むようにコイル５を収納し、またステータコアに対向してプランジャ６を設け、該プランジャに圧入したシャフト７を、ステータコア３に形成した中心孔３ａを貫通して、調圧バルブ部２のスプール８に当接している。また、上記プランジャ６は、その一端部を板バネ９により前記ヨーク４に支持されていると共に、該プランジャ６と一体のシャフト７の他端部がブッシュ１０を介してステータコア３に支持されている。更に、前記ヨーク４の一端は、非磁性体のエンドプレート１１にて閉塞されており、またステータコア３のプランジャ６と対向する側面には非磁性体のストッパ１２が設けられている。
【０００３】
一方、図１１に示すソレノイド部１2 は、ステータコア３の外径側にコイル５を嵌合すると共に、該コイル５をケース（ヨーク）４に収納し、また該ケース４内にて、前記ステータコア３の先端に対向してプランジャ６を配置し、該プランジャ６に圧入されているシャフト７を、ブッシュ１０，１０を介してステータコア３に支持して構成されている。更に、該シャフト７は、ステータコア３の中心孔３ａを貫通して調圧バルブ部２のスプール８に当接し、またケース４の一端は非磁性体のエンドプレート１１により閉塞されている。
【０００４】
上記ソレノイド部１1 及び１2 は、コイル５に流れる電流に基づき、ヨーク（ケース）４、プランジャ６及びステータコア３を通る磁気回路Ａを形成し、テーパ面からなるプランジャ６及びステータコア３の吸引部Ｓにより、上記コイル５に流れる電流値に応じた吸引力をプランジャ６に発生し、該吸引力によるプランジャ６の移動が、ブッシュ１０にて支持されているシャフト７を介してスプール８に伝達され、調圧バルブ部２を操作する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記リニアソレノイドバルブのソレノイド部（駆動装置）１1 ，１2 は、図１０及び図１１に示すいずれのものも、ステータコア３とプランジャ６との間で吸引力を発生するため、コイル５の内径側にステータコアが存在し、その分コイル５が大径に構成されている。更に、プランジャの吸引力をブッシュ１０にて支持されているシャフト７を介してスプール８に伝達するため、ステータコア３は、シャフト７及びブッシュ１０が存在する分だけ大径に構成する必要がある。従って、上記ソレノイド部１1 ，１2 は、コンパクトに構成することが困難であり、かつ小型化すると、所定吸引力、従って所定ストロークを保持することが困難になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、従来必要であったステータコアをなくすことにより、上述した課題を解決したリニアソレノイドバルブを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、コイル（２９）と、該コイルを巻付けかつ非磁性体からなるボビン（２６）と、該ボビンの両端部に配置される強磁性体からなるエンド部（２８ａ，２８ｂ）と、強磁性体からなるプランジャ（２２）と、強磁性体からなるヨーク（２５）と、を有するソレノイド駆動装置（２１１〜２１５）と、
バルブ本体（３５）と、該バルブ本体に摺動自在に嵌挿しているスプール（８）と、を有し、前記プランジャのストロークに基づき出力圧を調圧する調圧バルブ部（２）と、を備え、
前記コイル（２９）、ボビン（２６）及びエンド部（２８ａ，２８ｂ）は一体に組立てられて、軸方向に同一径からなる円筒状の中空部（２３ａ）を有するコイルアッセンブリ（２３）を構成し、
軸方向において前記コイル（２９）よりも長くかつ前記コイルアッセンブリの中空部よりも短い前記プランジャ（２２）を、前記円筒状の中空部（２３ａ）に摺動自在に嵌挿すると共に、前記コイルアッセンブリ（２３）に軸受部（３３）を介在して支持し、
前記軸受部（３３）は、薄肉の非磁性体からなると共に前記プランジャ（２２）の外周面に一体に設けられ、前記プランジャの全ストローク範囲において、前記軸受部が、常に前記ボビン（２６）に接触してなり、かつ前記軸受部の軸方向外側の両端面（ｅ，ｇ）は、前記プランジャの最大ストローク状態にあって、その移動方向端面が前記ボビン（２６）の端部に略々整列するように配置され、
前記ボビン（２６）と、該ボビンの両端部に配置される前記エンド部（２８ａ，２８ｂ）とが、一体に形成されて、
前記プランジャの一端（２２ａ）と前記スプール（８）の一端（８ｅ，８ｇ）が直接当接してなる、
ことを特徴とするリニアソレノイドバルブである。
【０００９】
なお、上記軸受部は、テフロン（登録商標）、２硫化モリブデン等の自己潤滑性材料のコーティング、メッキ処理（Ｎｉ−Ｐ，ＤＬＣ等）、窒化処理（タフトライド等）、クロマイジング等の表面処理、又はブッシュ、ベアリングを含む概念であり、かつ上記薄肉とは、軸受部の中空部への押圧・嵌挿によりコイルアッセンブリが変形しない程度の厚さである。
【００１０】
請求項２に係る本発明は、前記軸受部（３３）は、前記プランジャの外周面に非磁性材料のコーティング又は表面処理を施すことにより設けられてなる、請求項１記載のリニアソレノイドバルブにある。
【００１１】
なお、上記表面処理は、溶融メッキ、金属浸透メッキ、電気メッキ、金属溶射法、合せ板法、真空蒸着法、スパッタ、気相成長法、窒化、化成処理、拡散接合を含む概念である。
【００１３】
請求項３に係る本発明は、前記軸受部（３３）は、所定間隔（ｂ）を隔てて少なくとも２個環状に設けられてなる、
請求項１又は２記載のリニアソレノイドバルブにある。
【００１５】
請求項４に係る本発明は、前記ヨーク（２５）が、前記コイルアッセンブリ（２３）の外周面に密着して嵌合してなる、
請求項１ないし３のいずれか記載のリニアソレノイドバルブにある。
【００１７】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、請求項記載の構成と図面に示す実施例の対応を容易にして本発明の理解の迅速化を図る便宜的なものであり、これにより本発明の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によると、コイル、ボビン及びエンド部を一体に組立てたコイルアッセンブリに円筒状の中空部を形成し、該中空部に、プランジャを摺動自在に嵌挿すると共に軸受部を介在して支持したので、コンパクト化、特に径方向のコンパクト化を図ることができると共に、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
更に、薄肉の非磁性体からなる軸受部によりプランジャを支持するので、プランジャに対する磁気引渡し部分のクリアランス（空気層）を正確に保持して、径方向のコンパクト化を図ると共に、プランジャの移動が滑らかになることと相俟って、ソレノイド駆動装置の作動を正確にかつ長期に亘り維持することができる。
【００２０】
請求項２に係る本発明によると、軸受部は、コーティング又は表面処理により設けられるので、上記磁気引渡し部となるクリアランスを小さな値に保持して、更なる径方向のコンパクト化を図ることができる。
【００２１】
請求項１に係る本発明によると、プランジャの全ストローク範囲において、非磁性体の軸受部が非磁性体からなるボビンに常に接触しているので、軸受部に鉄粉等の微小異物が集中することを防止して、プランジャの滑らかな移動を保持することができる。
【００２２】
請求項３に係る本発明によると、軸受部が所定間隔を隔てて設けられているので、プランジャの移動に対する摩擦抵抗が低減し、プランジャを滑らかに移動することができる。
【００２３】
請求項１に係る本発明によると、ボビンとエンド部とが一体に形成されるので、中空部の孔加工を容易にかつ高い精度で行うことができ、ボビンとエンド部との同軸度精度を容易に向上して、前記プランジャの支持精度を向上して径方向のコンパクト化を図ることができると共に、磁気効率を向上することができる。
【００２４】
請求項４に係る本発明によると、ヨークがコイルアッセンブリの外周面に密着して嵌合するので、コイルアッセンブリによるプランジャの支持精度にヨークが影響を及ぼすことはなく、径方向のコンパクト性を保持しつつ、従来高い精度を必要とした加工公差を緩和することができ、コストの低減を図ることができる。
【００２５】
請求項１に係る本発明によると、調圧バルブ部のスプールの一端にプランジャ一端を直接当接して、調圧バルブ部を調圧操作するので、従来必要であったシャフトが不要となり、径方向のコンパクト化が図れると共にコストダウンを図ることができ、更にプランジャの磁束通過断面積を確保でき、磁気効率の向上が図れるため、径方向のコンパクト化が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施例を示す図であり、リニアソレノイドバルブ２０1 は、図１に示すように、ソレノイド部（ソレノイド駆動装置）２１1 及び調圧バルブ部２とからなり、該ソレノイド部２１1 は、図２（ａ）に示すプランジャ２２、図２（ｂ）に示すコイルアッセンブリ２３及び図３に示すヨーク２５を備えている。
【００２７】
コイルアッセンブリ２３は、ステンレススチール（ＳＵＳ）等の非磁性金属製（必ずしも金属に限らず合成樹脂等の非磁性体であればよい）のボビン２６にマグネットワイヤ２７が巻付けられているコイル２９と、電磁軟鉄等の強磁性体からなり強磁性体部を構成するエンド部２８ａ，２８ｂと、前記コイル２９に電流を供給するターミナル３４とを備えており、上記エンド部２８ａ，２８ｂは、ボビン２６の軸方向両端部に配置されている。上記両エンド部２８ａ，２８ｂ及びボビン２６は、溶接、ロー付け、焼結接合又は接着等により一体に形成されている。なお、上記エンド部を構成する電磁軟鉄は、純鉄を９５［％］以上、好ましくは略々９９［％］以上（小数点第１位で四捨五入して９９［％］以上）含むものが望ましい。
【００２８】
前記コイルアッセンブリ２３は、上記ターミナル３４部分を除いて円筒状に形成されており、該アッセンブリの中心には、軸方向に同一径からなる中空部２３ａが形成されている。そして、該中空部２３ａには上記プランジャ２２が摺動自在に嵌挿している。該プランジャ２２は、外周面が軸方向に同一径からなり、かつコイル２９より軸方向に長く構成されており、詳しくは前記ボビン２６の底部２６ａ、即ちプランジャ２２に接しているボビン部分より所定量ｍ長く構成されており、かつその調圧バルブ部側の端面２２ａは、外周側が先細形状となる縁部３０が形成されている。該縁部３０は、プランジャストロークと略々同一量に相当する軸方向長さｌを有しており、その内側面３０ａが斜めからなると共に外周面３０ｂがプランジャ２２の同一径で直線状に延びて、断面直角３角形状に形成されている。なお、該縁部３０は、上述した直角３角形状が好ましいが、内径面３０ａを曲面又は異なる傾斜角の多段傾斜面としてもよく、要は、縁部３０の先端に向って磁気飽和が現出する先細形状であればよい。
【００２９】
該プランジャの一端面２２ａは、上記縁部３０によりその内径側が凹部３１となっており、該凹部に調圧バルブ部２のスプール８の先端８ｅが当接している。一方、該プランジャ２２におけるバルブ部２から離れた側の他端面２２ｂには所定高さｈからなる球面状の突部（当接部）３２が一体に形成されており、該突部（当接部）の表面には非磁性材料のコーティング又は表面処理が施されている。なお、上記突部（当接部）３２は、球面に限らず、円柱、方体形、ドーナツ形等のどのような形状でもよく、更に凸形状でなくとも、部分的にプランジャとヨークとが当接する当接部であればよい。また、プランジャ端面に限らず、ヨーク２５の底部２５ｃに一体成形された突部（当接部）に非磁性体のコーティング又は表面処理を施すようにしてもよく、要は、取り付け状態（コイル２９へ流れる電流が０［Ａ］の状態）において、ヨークとプランジャの磁極を切り離すことができればよい。
【００３０】
また、プランジャ２２の外周面には所定間隔ｂ離れて環状２列の軸受部３３１，３３２がコーティングされている。なお、該軸受部３３は、テフロン（登録商標）、２硫化モリブデン等の自己潤滑性材料のコーティング、メッキ処理（Ｎｉ−Ｐ，ＤＬＣ等）、窒化処理（タフトライド等）、クロマイジング等の表面処理、又はブッシュ、ベアリング等の薄肉の非磁性材料からなり、かつコーティングに限らず、接着又は嵌合等のどのような固定方法でもよく、更にはマスキングして必要部分ｂを、窒化処理、クロマイジング等の表面処理、メッキ又は薄膜製造、拡散接合等により表面に耐摩耗性金属又は低摩擦性金属を接合、結合又はコーティングしてもよい。また、該軸受部は、環状に２列に限らず、３列、４列等の多数列でも、また全面に連続していてもよい。更に、該軸受部は、プランジャ２２の全ストローク範囲内において、常に非磁性体のボビン２６に接しており、具体的には、その一方の端部ｅが、プランジャ２２の非励磁状態で前記突部３２がヨーク２５に当接した状態で、前記ボビン２６の端面ｆに略々整列する位置にあることが望ましく、また他の端部ｇが前記縁部３０の基部に近い位置にあることが望ましい。即ち、上記軸受部３３，３３の両端面ｅ，ｇは、プランジャ２２の最大ストローク状態にあって、その移動方向側端部が、ボビン底２６ａの端部に略々整列するように配置され、従って前記軸受部外側面の間隔と最大プランジャストロークとの和が、ボビン２６の底部２６ａの長さに略々相当する。
【００３１】
前記ヨーク２５は、強磁性材料からなり、深絞り又は冷間鍛造等の塑性金属加工によりコップ状に形成されており、かつ一部分２５ａが前記ターミナル用に切欠かれている。上記ヨークの材料は、冷間鍛造等の塑性加工の容易な炭素量の少ない低炭素鋼が好ましく、かつ強磁性を有する鉄分の多い材料、例えばＦｅ略々９９［％］以上（小数点第１位で四捨五入した値）、具体的にはＦｅ、９９．２１［％］以上、Ｆｅ、９８．８８６［％］の電磁軟鉄（ＳＵＹ−０〜３）が好ましい。該ヨーク２５は、前記コイルアッセンブリ２３を嵌合して内部に納め、かつ先端部２５ｂを、後述する調圧バルブ部２のバルブ本体３５のフランジ部３５ｆと共にカシメることにより、ソレノイド部２１1 がバルブ部２と一体に組付けられ、またその底部２５ｃに前記プランジャの突部３２が当接し得る。
【００３２】
一方、調圧バルブ部２は、バルブ本体３５及び該本体内に摺動自在に嵌挿しているスプール８を有しており、該バルブ本体３５に抜止め・固着されたエンドプレート３６とスプール８の先端との間にスプリング３７が縮設されている。スプール８は、２個の大径のランド部８ａ，８ｂ及び１個の小径ランド部８ｃを有しており、またバルブ本体３５は、自動変速機の油圧回路におけるライン圧等にモジュレータバルブを介して接続して、所定油圧が供給される入力ポート３５ａ、調圧バルブの制御油室等の出力部に連通している出力ポート３５ｂ、該出力ポートからの油路に連通しているフィードバックポート３５ｃ及びドレーンポート３５ｄを有している。
【００３３】
従って、上記スプール８は、上記スプリング３７と、フィードバックポート３５ｃからの油圧によるランド部８ｂ，８ｃの面積差による付勢力とにより、その先端部８ｅが前記プランジャ２２の凹部３１に常に当接して、一体に移動する。
【００３４】
ついで、上述した実施例による作用について説明する。ターミナル３４からコイル２９に電流が供給されると、非磁性体からなるボビン２６は磁気回路を構成しないので、強磁性体からなる、ヨーク２５、一方のエンド部２８ａ、プランジャ２２、他方のエンド部２８ｂに流れる磁気回路Ａが形成される。また、ヨーク２５の底面２５ｃとプランジャ２２の他端面２２ｂとの間は、非磁性体の突部３２により所定量ｈの空隙が保持されているので、該部分から磁束が漏れることはない。また、プランジャ２２は、一方のエンド部２８ａと所定長さｍにて対接しており、かつ後述するように、該エンド部２３とプランジャ２２とは少ないクリアランスで対向しているので、高い磁気効率での磁気回路を維持できる。該磁気回路Ａに基づき、プランジャ２２の一端面２２ａと他方のエンド部３０ｂとが吸引部Ｓとなって、プランジャ２２が他方のエンド部２８ｂに引きつけられて図１の左方向に移動する。この際、上記吸引部Ｓを構成するプランジャ２２の一端面２２ａは、先細形状（断面直角３角形状）の縁部３０が形成されており、磁気流路となる断面積の小さい先細形状の先端部が、上記コイル２９に流れる電流値とプランジャのストローク量に応じて磁気飽和状態となる。これにより、各電流値におけるプランジャ２２のストローク量に対する吸引力特性が、比較的フラットな特性となる。また、プランジャ２２は、常に他方のエンド部２８ｂと軸方向にオーバラップしており、所定の磁束引渡し部を確保している。具体的には、プランジャ２２とヨーク２５との磁束通過断面積を略々同等にすることが、コンパクト化及び磁気効率上好ましいので、そのように設定されているが、この場合、プランジャの最大ストロークにおいても３［ｍｍ］以上オーバラップしていると、磁気飽和することが少なく、磁束が空気中に漏れにくい。
【００３５】
そして、上記プランジャ２２のストローク量に基づき、スプール８がスプリング３７に抗して一体に移動し、該スプール８の位置が制御される。これにより、出力ポート３５ｂは、切欠きｋを有する入力ポート３５ａと、ドレーンポート３５ｄとの流通割合が制御され、出力ポート３５ｂからの出力圧がリニアに調圧される。
【００３６】
前記コイル２９への電流を切断すると、スプリング３７の付勢力により、スプール８及びそれと一体のプランジャ２２が軸方向圧に移動する。そして、プランジャ２２の他端面２２ｂに設けられている突部３２がヨーク２５の底面２５ｃに衝突する。この際、上記突部３２は球面状からなり、またヨーク２５は低炭素鋼等の比較的軟らかい金属からなり、かつ冷間鍛造等により形成されているので、上記衝撃は和らげられ、プランジャ２２は所定位置に復帰する。
【００３７】
また、上記プランジャ２２は、軸受部３３を介してボビン２６の底部２６ａ又はエンド部２８ａ，２８ｂに直接支持されており、従来必要とされたコイルの内径側に位置するステータコアをなくすことができ、その分ソレノイド部をコンパクト化、特に径方向にコンパクト化することが可能となり、またコイル２９のワイヤ２７の巻数を多くしてその分磁力を大きくし、プランジャのロングストローク化が可能となる。更に、上記ステータコアをなくすことにより、従来必要であったステータコアとプランジャとの間の径方向のクリアランス（空気層）、及びステータコアとコイルとの間の径方向のクリアランス（空気層）の２つの空気層をなくすことができ、径方向のコンパクト化が可能となる。
【００３８】
また、プランジャ２２の一端面２２ａにて直接スプール８を操作するので、従来必要であったシャフトをなくすことができ、その分ソレノイド部、特に径方向寸法のコンパクト化が可能となり、またプランジャ全体を磁気回路として、充分な磁束通過面積を確保でき、プランジャの小径化による径方向のコンパクト化が可能となり、また大きなコイル巻きスペースに対応することが可能となる。更に、一体形成されるボビン２６及び両エンド部２８ａ，２８ｂの同一径からなる円筒状の中空部２３ａは、孔加工を高い精度でかつ容易に行うことが可能となり、ボビン２６及び両エンド部２８ａ，２８ｂとの同軸精度を正確に出すことが容易に可能となり、これにより従来必要であったステータコアとプランジャとのクリアランスを小さくでき、及びヨークとプランジャとのクリアランス、即ち２つの磁気引渡し部分の空気層を小さくでき、磁気効率を向上すると共に、これによる径方向のコンパクト化及び加工コストの低減化を図ることができる。
【００３９】
更に加えて、前記ボビンとプランジャとの間に設ける前記軸受部３３1 ，３３2 は、薄肉構造からなるので、プランジャとコアアッセンブリとの間のクリアランス（磁気引渡し部分の空気層）を更に小さくでき、磁気効率向上及びそれに伴う径方向のコンパクト化を図ることができる。
【００４０】
また、前記軸受部３３1 ，３３2 を非磁性体で構成すると共に、プランジャの全ストローク範囲において、常に非磁性体からなるボビン２６のみに前記軸受部３３1 ，３３2 が位置してプランジャ２２を摺動支持するので、摺動部に磁極ができず、油中に含まれる鉄粉等の微小異物が該摺動部分に集中することが回避され、該異物によるプランジャの摺動不良を防止することができる。更に、軸受部３３1 ，３３2 を所定間隔離れて設置すると、プランジャの移動に対する摩擦抵抗を低減でき、油圧応答性を向上すると共に、油圧ヒステリシスを低減することができる。
【００４１】
特に、磁気回路Ａが屈曲して磁束が密となる一方のエンド部２８ａのボビン側端部分とそれに対応するプランジャ部分は、磁気による異物の集中が生じ易いが、該部分に非磁性体の軸受部３３1 が存在して、上記異物の集中が回避され、かつその端面ｍは、プランジャ２２の突部３２がヨーク２５の底部２５ｃに当接した状態で、ボビン端と略々整列しているため、上記非磁性体からなる軸受部３３が、一方のエンド部２８ａとプランジャ２２との間の磁気回路（磁束）に影響を与えることはない。また、バルブ部側の軸受部３３2 は、縁部３０に近接して配置され、磁束が密になり異物の集中が生じ易い部分であるが、上記非磁性体からなる軸受部３３の存在により上記異物の集中が回避され、かつその端面ｇは、縁部３０の基部に近接して位置し、上述した縁部による吸引特性に影響を及ぼすことはない。
【００４２】
従来、組立て時のヨークとステータコアの傾きによるプランジャのラジアル荷重の増加に基づく摺動不良及び磁気スティックを防止するため、ヨークとステータコアとの同軸を厳しく管理する必要があったが、上記実施例によると、一体に組付けられているコイルアッセンブリ２３は、前記塑性加工されたヨーク２５にカッポと嵌合して組立てられ、かつ上述したように、該コイルアッセンブリにプランジャが摺動自在に支持されるので、上記ヨークのコイルアッセンブリへの嵌合が、上記摺動に対して影響を及ぼすことはなく、加工公差を緩和することが可能となってコストダウンを図ることができる。
【００４３】
また、前記プランジャ２２の一端面に設けた突部３２は、非磁性体からなるため、取付け状態でのヨーク２５とプランジャ２２との磁力を切り離すことができ、またヨークは、コップ形状に一体成形されるので、磁気特性の良い材料でかつ冷鍛加工等で安価に製造することができる。
【００４４】
なお、上述したソレノイド部のコンパクト化は、略々同じ吸引力及び同じストローク範囲を有する従来のものに対しての比較であり、従来のものと略々同じソレノイド部を用いた場合、同じストローク範囲での吸引力の向上、及び同じ吸引力でのロングストローク化が図れることは勿論である。
【００４５】
ついで、図３ないし図８に沿って、他の実施例について説明する。なお、これら他の実施例は、先の実施例（第１の実施例）に対して吸引部Ｓが相違するだけで、他の部分は概ね第１の実施例と同一であり、専ら吸引部のみを説明して、他の部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図３及び図４は、第２の実施例によるリニアソレノイドバルブ２０2 を示す図で、第１の実施例と同様に、先細形状の縁部３０をプランジャ２２の端面２２ａに設けたものである。本実施例のソレノイド部２１2 は、プランジャ２２の一端面２２ａの外径部分に、第１の実施例と同様な先細形状（詳しくは断面が直角３角形状からなる）の縁部３０が形成されているが、第１の実施例の凹部は存在せず、縁部３０の底部３０ｄから円筒状の突部４０が形成されている。該突部４０の高さは、縁部３０の先端部３０ｅに整列する高さ（ｌ）であることが製作上好ましいが、これに限らず、更に高くてもまた低くてもよい。従って、該プランジャ２２の端面２２ａは、上記縁部３０及び円筒状の突部４０により、環状の３角形状の溝４１が形成されることと同様な形状となる。
【００４７】
また、強磁性体からなる他方のエンド部２８ｂは、そのバルブ部側が内径方向に延びて底部２８ｃを形成しており、凹皿状に構成されている。該底部２８ｃも、エンド部と一体に同じ強磁性材料により構成されており、かつその中心部に小径の孔３０ｄが形成されている。該孔２８ｄには、スプール８の先端に形成された小径のピン８ｇが挿通しており、該ピンの先端が前記プランジャの一端面２２ａに当接している。
【００４８】
本実施例は、以上のような構成に基づき、第１の実施例と同様に、コイル２９に流れる電流に基づき、ヨーク２５→一方のエンド部２８ａ→プランジャ２２→他方のエンド部２８ｂ→ヨーク２５を経由する磁気回路が形成され、かつ他方のエンド部２８ｂとプランジャ２２の一端面の縁部２８により、先細部分が磁気飽和となって、電流値とプランジャのストローク量に応じた吸引力が得られる。
【００４９】
本実施例にあっては、更に加えて、プランジャ２２の円筒突部４０と、他方のエンド部２８ｂの底部２８ｃとを通過する磁気回路が発生し、該円筒突部４０とエンド部底部２８ｃとの吸引力が、上記縁部３０及びエンド部２８ｂとの吸引力に付加的に加えられ、その分大きな吸引力が得られる。
【００５０】
該吸引力に基づくプランジャ２２の移動は、一体のピン８ｇを介してスプール８に伝達され、調圧バルブ部２が電流値に対応した調圧を行う。
【００５１】
図５及び図６は、第３の実施例によるリニアソレノイドバルブ２０3 を示す図で、先細形状の縁部３０が、他方のエンド部２８ｂに形成されている点が先の実施例と異なる。該ソレノイド部２１3 のボビン２６は、そのバルブ部側部２６ｂが肉厚に形成され、かつその内径側が底部２６ａに向って斜めに形成されている。該ボビン２６と一体に形成された強磁性体からなる他方のエンド部２８ｂは、その内径側が上記ボビンの斜め部分に合致するように、先細形状に突出した縁部３０が形成されている。
【００５２】
該縁部３０は、その内周面３０ｂがボビン底部２６ａ及びエンド部２８ａ，２８ｂの円筒状の内周面に合致するように、軸縁方向に同一径で形成されており、かつその反対面３０ａが所定角度の傾斜面からなり、断面が直角３角形状に形成されている。なお、該縁部は、第１の実施例で述べたように、直角３角形状に限らず、電流値とプランジャのストローク量に応じて先端部分から磁気飽和となる先細形状であれば足りる。また、プランジャ２２の一端面２２ａは平坦面から構成されている。
【００５３】
従って、本実施例によっても同様に、コイル２９に流れる電流に基づき、ヨーク２５→一方のエンド部２８ａ→プランジャ２２→他方のエンド部２８ｂ→ヨーク２５を経由する磁気回路が形成され、かつ他方のエンド部２８ｂの縁部３０とプランジャ２２の一端面２２ａにより吸引部Ｓが形成される。該吸引部Ｓは、先の実施例に対して先細形状の縁部３０がプランジャ中側にあるかエンド部側にあるか相違しているが、これは相対的なことであって、先の実施例と同様であり、コイル２９に流れる電流値とプランジャのストローク量に応じて、先細形状の縁部３０の先端部から磁気飽和となって、電流値とプランジャのストローク量に応じた吸引力が得られる。
【００５４】
図７及び図８は、第４の実施例によるリニアソレノイドバルブ２０4 を示す図で、第３の実施例において第２の実施例を対応させたものである。即ち、本ソレノイド部２１4 は、第３の実施例と同様に縁部３０が他方のエンド部２８ｂに形成されており、かつ該他方のエンド部２８ｂに底部２８ｃが形成されている。
【００５５】
従って、第３の実施例と同様に、ヨーク２５→一方のエンド部２８ａ→プランジャ２２→他方のエンド部２８ｂ→ヨーク２５の磁気回路が形成され、かつ他方のエンド部２８ｂの縁部３０とプランジャ２２の一端面２２ａとにより、コイル電流値とプランジャのストローク量に応じたプランジャストロークを得る吸引部Ｓが形成される。更に加えて、第２の実施例と同様に、プランジャ２２の一端面２２ａと他方のエンド部２８ｂの底部２８ｃとの間に吸引力が付加的に発生して、その分大きな吸引力が得られる。
【００５６】
図９は、第３の実施例を一部変更した実施例を示すもので、プランジャ２２の他端２２ｂに設けていた非磁性体の突部（当接部）３２の代りに、非磁性体のリング５０をヨーク２５の底部２５ｃに固定したものである。該リング５０は、ステンレスチール等の金属、ゴム、合成樹脂等のどのような非磁性材料でもよいが、ゴム等の緩衝作用を有するものが好ましい。そして、該リング５０は、ヨーク底部２５ｃに形成した凹部２５ｄに嵌合、接着等により固着されている。なお、上記当接部となるリング５０は、リング形状に限らず、円盤状プレート等の他の形状のものでもよく、またヨーク底部に限らず、プランジャの端面２２ｂに固定してもよい。
【００５７】
また、他方のエンド部２８ｂの底部２８ｃにも、上記リング５０と同様な形状からなるリング５１が嵌合、接着等により固定されており、該リング５１は、ゴム等の緩衝作用を有する材料からなることが好ましい。
【００５８】
従って、本実施例のリニアソレノイド２０5 のソレノイド部２１5 は、コイル２９への通電が断たれると、スプリング３７によりプランジャ２２が復帰するが、この際ゴム等の緩衝材からなるリング５０にプランジャの端面２２ｂが当り、衝撃を和らげると共に衝突音の発生を抑える。また、非磁性体によるリング５０により、ヨーク底部２５ｃとプランジャ端面２２ｂとの間に空隙ｈを保持して、簡単な構成でヨーク底部とプランジャ端面との間の磁束の切り離しを確実に行うことができる。
【００５９】
また、他方のエンド部２８ｂの底部２８ｃに設けられたリング５１は、コイル２９に大きな電流が流れて、プランジャ２２が勢いよく吸引された場合、プランジャ端面２２ａが、該ゴム等の緩衝材からなるリング５１に当接して、その衝撃を和らげると共に衝突音の発生を防止する。なお、該リング５１は、非磁性体である場合、底部２８ｃとプランジャ２２との間の吸引力を低減して、コイル２９の非通電に際してのプランジャ２２の戻りを確保し、また磁性体で構成した場合、プランジャ２２の吸引力を高め、特にプランジャ２２の最大ストローク時、プランジャ２２の端面２２ａとリング５１とを吸着してその状態を保持し得る。
【００６０】
なお、上記リング５０は、図９に示すように、第４の実施例への適用に限らず、プランジャ２２に設けた突部３２の代りに設けるもので、第１〜第３の実施例にも同様に適用できることは勿論である。また、他方のエンド部底部２８ｃに設けたリング５１は、いわゆるストッパであるので、必要であれば当然に他の実施例にも設けることが可能であり、また必要でなければ、当然に設ける必要がない。また、上記リング５０は、リング形状に限らず、突部３２と同様に突部形状、その他段部形状等、プランジャとヨーク底部との間に所定空隙ｈを構成する形状であれば、どのようなものでもよい。
【００６１】
また、前記図１及び図２（第１の実施例）で説明した軸受部は、図３及び図４（第２の実施例）、図５及び図６（第３の実施例）、図７，図８（第４の実施例）、並びに図９（第４の実施例の変形例）に示すものにおいても、同様に適用されていることは勿論である。また、上述したソレノイド部を用いたリニアソレノイドバルブは、フィードバック圧をスプールの面積差によって受けているが、これに限らず、他のタイプの調圧バルブ部に適用することも可能であり、また上記ソレノイド部（ソレノイド駆動装置）は、リニアソレノイドバルブ以外のソレノイド駆動装置としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例によるリニアソレノイドバルブの全体断面図。
【図２】上記第１の実施例を示す図で、（ａ）はプランジャ、（ｂ）はコイルアッセンブリ、（ｃ）はヨークをそれぞれ示す。
【図３】本発明に係る第２の実施例によるリニアソレノイドバルブの全体断面図。
【図４】上記第２の実施例を示す図で、（ａ）はプランジャ、（ｂ）はコイルアッセンブリ、（ｃ）はヨークをそれぞれ示す。
【図５】本発明に係る第３の実施例によるリニアソレノイドバルブの全体断面図。
【図６】上記第３の実施例を示す図で、（ａ）はプランジャ、（ｂ）はコイルアッセンブリ、（ｃ）はヨークをそれぞれ示す。
【図７】本発明に係る第４の実施例によるリニアソレノイドバルブの全体断面図。
【図８】上記第４の実施例を示す図で、（ａ）はプランジャ、（ｂ）はコイルアッセンブリ、（ｃ）はヨークをそれぞれ示す。
【図９】上記第４の実施例を一部変更した実施例を示すリニアソレノイドバルブの全体を示す断面図。
【図１０】従来の技術によるリニアソレノイドバルブを示す全体断面図。
【図１１】従来の技術による他のリニアソレノイドバルブを示す全体断面図。
【符号の説明】
２ 調圧バルブ部
８ 可動部（スプール）
２０1 〜２０5 リニアソレノイドバルブ
２１1 〜２１5 ソレノイド部
２２ プランジャ
２２ａ 一端面
２２ｂ 他端面
２３ コイルアッセンブリ
２３ａ 中空部
２５ ヨーク
２５ｃ 底部
２６ ボビン
２６ａ 底部
２８ａ，２８ｂ エンド部
２８ｃ 底部
２９ コイル
３０ 縁部
３３ 軸受部
Ａ 磁気回路
Ｓ 吸引部
Claims (4)
- コイルと、該コイルを巻付けかつ非磁性体からなるボビンと、該ボビンの両端部に配置される強磁性体からなるエンド部と、強磁性体からなるプランジャと、強磁性体からなるヨークと、を有するソレノイド駆動装置と、
バルブ本体と、該バルブ本体に摺動自在に嵌挿しているスプールと、を有し、前記プランジャのストロークに基づき出力圧を調圧する調圧バルブ部と、を備え、
前記コイル、ボビン及びエンド部は一体に組立てられて、軸方向に同一径からなる円筒状の中空部を有するコイルアッセンブリを構成し、
軸方向において前記コイルよりも長くかつ前記コイルアッセンブリの中空部よりも短い前記プランジャを、前記円筒状の中空部に摺動自在に嵌挿すると共に、前記コイルアッセンブリに軸受部を介在して支持し、
前記軸受部は、薄肉の非磁性体からなると共に前記プランジャの外周面に一体に設けられ、前記プランジャの全ストローク範囲において、前記軸受部が、常に前記ボビンに接触してなり、かつ前記軸受部の軸方向外側の両端面は、前記プランジャの最大ストローク状態にあって、その移動方向端面が前記ボビンの端部に略々整列するように配置され、
前記ボビンと、該ボビンの両端部に配置される前記エンド部とが、一体に形成されて、
前記プランジャの一端と前記スプールの一端が直接当接してなる、
ことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。 - 前記軸受部は、前記プランジャの外周面に非磁性材料のコーティング又は表面処理を施すことにより設けられてなる、
請求項１記載のリニアソレノイドバルブ。 - 前記軸受部は、所定間隔を隔てて少なくとも２個環状に設けられてなる、
請求項１又は２記載のリニアソレノイドバルブ。 - 前記ヨークが、前記コイルアッセンブリの外周面に密着して嵌合してなる、
請求項１ないし３のいずれか記載のリニアソレノイドバルブ。
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