JP4313876B2 - 電磁式の方向切換え弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定した通り、巻枠に配置されたコイルと前記巻枠に固着された磁極と磁束案内子と可動磁極子とから成る磁石部並びに、複数の通路と該通路への圧力媒体流を制御する少なくとも１つの弁とを有する液圧部を配備した形式の電磁式の方向切換え弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記形式の方向切換え弁は、多種多様の構造で公知であり、かつ殊に自動車のオートマティックトランスミッションにおいて、例えばギア切換えをレリーズするため、或いは圧力媒体の圧力レベルを、トランスミッションの実際に伝達すべきトルクに適合するために使用される。
【０００３】
前記の要件は、方向切換え弁の構造を可能な限り低廉にすると共に、正確にかつ長期の運転期間にわたって確実に満たされねばならない。
【０００４】
例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３７６８１号明細書に開示されている方向切換え弁は、その製作費が比較的コスト高である。それというのは磁極体と液圧部が一体的な構造群として纏められており、この一体的な構造群は、比較的コストをかけて切削加工されねばならないからである。更にこの構造は、コイルの無通電状態で閉弁されている方向切換え弁に局限されており、かつ、無通電状態で開弁される構造に簡単には転用することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、比較的低廉な構造にも拘わらず、優れた耐久性並びに比較的高い精密度を可能にする電磁式の方向切換え弁を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、磁極が、外部から組付け可能な位置決めエレメントによって巻枠に固定されている。
【０００７】
本発明の電磁式の方向切換え弁は、従来技術に対比して、外部から組付け可能な位置決めエレメントによって巻枠に固定された別個に構成された極構成群に基づいて、高い精密度と長い耐用寿命が得られると共に、格別低廉に製作できるという利点を有している。これは殊に、巻枠と一体的に形成されておりかつプラスチックから射出成形法で製造できる液圧部によって得られる。圧力媒体案内路に対する横通路はこのような液圧部では、高価な切削作業なしに得られる。本発明の方向切換え弁は、少数の構成部品数で済ますことができ、かつ僅かな経費で、無通電状態で開弁する弁も無通電状態で閉弁する弁も共に実現することができる。流入通路、作業通路及び戻し通路を配置することにより、振れた可動磁極子の戻しが圧力媒体の圧力によって行なわれる。従って可動磁極子のための戻しばねは不要である。更に可動磁極子をガイドするのに圧力は使用されないので、圧力媒体から生じるダストによる損傷は十分に回避される。同等のことは、可動磁極子室についても当て嵌まり、該可動磁極子室は、液圧回路に対して分離されている故に、圧力媒体と接触することはない。方向切換え弁の製造プロセスにおいて、可動磁極子の作業空隙及び弁ストロークは、空隙の補正によって、かつ比較的僅かなトレランス寸法に基づいて、狭い限界範囲に維持することができるので、本発明の方向切換え弁は、低廉な構造にも拘わらず、高い精度で製作することができる。その他の利点或いは有利な実施形態は、請求項２以降に記載した構成手段及び図面の詳細な説明から明らかである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【０００９】
図１に図示した電磁式の方向切換え弁１０は、磁石部１１と液圧部１２とに分節される。磁石部１１は殊に、巻枠１４に巻成された電気的に作動制御可能なコイル１３から成っている。前記巻枠１４は射出成形法でプラスチックから製作されており、かつ、圧力媒体を通路へ導く液圧部１２と一体的に結合されている。巻枠１４内には、その縦軸線に対して対称的に、１つの連続的なかつ内径を数回段付けされた切欠部１５が延びている。該切欠部１５内には、磁極１７と可動磁極子１８と支承ピン１９とから成る予め組立てられた極構成群１６が外部から挿入されている。その場合、該極構成群１６は、液圧部１２に対面した方の、磁極１７の第１端部が前記切欠部１５の段部２３に当接するまで該切欠部１５内へ挿入される。これによって磁極１７の反対の第２端部は、中央の直ぐ下までコイル１３の内部へ侵入している。
【００１０】
磁極１７はその第１端部の領域内に周方向の環状溝２２を有している。該環状溝２２の壁は、磁極１７の終端位置で、巻枠１４に形成されたスロット２４の壁と合致し、該スロットは巻枠１４を半径方向で貫通している。液圧部１２寄りの側では前記スロット２４に平行に、巻枠１４の内部で盲穴状に終わる戻し通路４５が延びている。
【００１１】
スロット２４内へは、図２に示した導磁材料から成る差込みプレート２５が外部から挿入されている。該差込みプレート２５は、組立方向で見て前端部には、互いに結合された２つの平行な保持爪２６を形成するために、軸方向の縦切欠３０（図２）を有している。該縦切欠３０は差込みプレート２５のほぼ中央域で湾曲部で終わっている。縦切欠３０もしくは差込みプレート２５の寸法は、巻枠１４内のスロット２４の寸法もしくは磁極１７の環状溝２２の寸法に調和されている。差込みプレート２５は組立済み状態ではその両方の保持爪２６によって磁極１７を環状溝２２の領域で抱き締め、これによって巻枠１４に対する特定の終端位置に該磁極１７を位置決めして固定する。同時に磁極１７は接触によって差込みプレート２５と磁気的に接点接続される。
【００１２】
図１では、戻し通路４５に対向して、全部で２つの接触舌片２７の１つが図示されている。この一方の接触舌片２７は巻枠１４内へプレス嵌めされており、かつ図示は省いたが、コイル１３の電圧供給を保証するために該コイル１３と接続されている。
【００１３】
差込みプレート２５の両端部はその終端位置では巻枠１４のスロット２４から突出している。両端部の少なくとも一方の端部は、導磁材料から成るＵ字形又はスリーブ形の磁束案内子２８と結合されている。確実な磁気結合は殊に有利には、両構成部分を互いにリベット締結することによって得られる。磁束案内子２８は磁石部１１の縦辺に沿って延びており、この磁石部の端面を被覆するカバー区分２９へ続き、かつコイル１３の内部へ侵入するリング状カラー３２で終わっている。該リング状カラー３２は磁極１７及び切欠部１５の壁と相俟って、可動磁極子室３３と呼ばれる区域を画成し、該可動磁極子室内で、方向切換え弁１０の可動磁極子１８が縦方向運動可能にガイドされている。可動磁極子１８はこれをガイドするために、中央の支承ピン１９を有し、該支承ピンは分離不能に可動磁極子１８とかしめ締結されている。該支承ピン１９は、磁極１７内に形成された連続的な軸方向孔３４を貫通している。磁極１７の内部に位置する端部で、支承ピン１９の孔内には、該支承ピン１９よりも小さな外径を有する焼入れの施された弁ピン３５がプレス嵌めされている。該弁ピン３５はその自由端部で、液圧部１２内に設けられた第１弁３１の第１弁部材３６と協働する。この第１弁３１は、コイル１３の無通電状態では第１弁部材３６によって封止されている弁座３７を有している。第１弁部材３６として本実施例では模範的に球が使用される。
【００１４】
磁石部１１の方向で第１弁３１の上位に配置された第２弁４１は、第２弁部材３８と第２弁座３９とによって形成される。第２弁部材３８は、磁極１７に面した方の弁ピン３５の区分にカラーの形で形成されており、第２弁座３９はストッパプレート４２内に形成された貫通孔４０によって構成されている。ストッパプレート４２は、焼入れ鋼から製作されており、かつ液圧部１２への挿入部分として射出成形されている。
【００１５】
第１弁３１は、液圧部１２内に延びていて切欠部１５の終端区分によって形成された流入通路４３と、該流入通路に対して直角に配置されていて該流入通路４３に交接する消費器通路４４との間の圧力媒体連通路を制御する。この圧力媒体連通路は方向切換え弁１０の切換え位置で、つまりコイル１３の通電状態で開かれている。その場合同時に、消費器通路４４と戻し通路４５との間の圧力媒体連通路を制御する第２弁４１は閉弁されている。従って圧力媒体流は流入通路４３から消費器通路４４へ流れることができる。
【００１６】
戻し通路４５は、磁石部１１に対面した方の液圧部１２の側に配置されており、かつ軸方向間隔をおいて消費器通路４４に対して平行に延びている。消費器通路４４と戻し通路４５との接続は、切欠部１５の通路区分４６によって行なわれ、該通路区分の、戻し通路４５への開口部に第２弁座３９が位置している。コイル１３の非通電状態では第１弁部材３６は、圧力媒体の圧力によって第１弁座３７へ圧着され、これによって流入通路４３と消費器通路４４との間の圧力媒体連通を中断する。方向切換え弁１０のこの不作用位置では、第２弁部材３８は第２弁座３９から離間されているので、圧力媒体は消費器通路４４から戻し通路４５へ流出することができる。コイル１３の通電もしくは無通電によって方向切換え弁１０は両切換え位置の一方へ切換え可能である。
【００１７】
図３には磁極１７を配備した方向切換え弁１０の第２の実施形態が図示されており、前記磁極１７は、外部から組立可能なかつ保持爪２６を有する差込みプレート２５によって巻枠１４に対して位置決めされている。すでに説明した第１の実施形態とは異なって第２の実施形態では、流入通路４３と消費器通路４４との間の圧力媒体連通路は、コイル１３の無通電状態の不作用位置では開かれており、或いは通電状態の切換え位置では閉じられている。これは、液圧部１２内に設けた、いわゆる二重座止弁５０によって得られる。この二重座止弁５０では、本実施例において球として例示した単個の弁部材５１は、互いに向き合っている２つの弁座５２，５３を同時に制御する。このために弁部材５１は両弁座５２，５３間に配置されている。第１弁座５２は液圧部１２の消費器通路への流入通路４３の開口部位に一体に成形されており、第２弁座５３は、連続する切欠部１５によって形成された通路区分４６への消費器通路４４の開口部位に位置しており、前記通路区分４６は消費器通路４４を戻し通路４５と接続している。第２弁座５３は弁座スリーブ５４に形成されており、該弁座スリーブは通路区分４６内に圧入されている。前記弁座スリーブ５４は、弁座スリーブ５４の内径よりも小さな外径を有する弁ピン３５によって貫通されている。該弁ピン３５の自由端部には弁部材５１が当接している。該弁部材５１は、流入通路４３内の圧力によって第２弁座５３に圧着され、これによって戻し通路４５を液圧的に遮断する。コイル１３の通電状態では、可動磁極子１８と磁極１７との間の磁気的な吸引力は、弁部材５１に対して作用する力を生ぜしめ、この作用力によって弁部材５１は、流入する液圧媒体の液圧力に抗して第１弁座５２へ圧着される。通路区分４６を介して今や消費器通路４４は戻し通路４５と液圧的に結合される。
【００１８】
本発明の思想範囲を逸脱することなしに前記実施例に改変又は補充を加え得るのは勿論のことである。なおここで念のために付記しておくが、焼入れ処理の施された弁ピン３５もしくはストッパプレート４２が使用されるのは、格別に耐摩耗性の方向切換え弁１０を必要とする場合だけである。適用例がこれを必要としない場合には、支承ピン１９を、弁ピン３５の長さ分だけ一体的に延長し、かつ／又はストッパプレート４２を完全に省くことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】無通電閉弁型の本発明による電磁式方向切換え弁の縦断面図である。
【図２】単個部品としての差込みプレートの平面図である。
【図３】無通電開弁型の本発明による電磁式方向切換え弁の縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 電磁式方向切換え弁、 １１ 磁石部、 １２ 液圧部、 １３ コイル、 １４ 巻枠、 １５ 切欠部、 １６ 極構成群、 １７ 磁極、 １８可動磁極子、 １９ 支承ピン、 ２２ 環状溝、 ２３ 段部、 ２４ スロット、 ２５ 差込みプレート、 ２６ 保持爪、 ２８ 磁束案内子、 ２９ カバー区分、 ３０ 縦切欠、 ３１ 第１弁、 ３２ リング状カラー、３３ 可動磁極子室、 ３４ 軸方向孔、 ３５ 弁ピン、 ３６ 第１弁部材、 ３７ 弁座、 ３８ 第２弁部材、 ３９ 第２弁座、 ４０ 貫通孔、４１ 第２弁、 ４２ ストッパプレート、 ４３ 流入通路、 ４４ 消費器通路、 ４５ 戻し通路、 ４６ 通路区分、 ５０ 二重座止弁、 ５１ 弁部材、 ５２ 第１弁座、 ５３ 第２弁座、 ５４ 弁座スリーブ

Claims (5)

1. 巻枠（１４）に配置されたコイル（１３）と前記巻枠（１４）に固着された磁極（１７）と磁束案内子（２８）と可動磁極子（１８）とから成る磁石部（１１）並びに、複数の通路（４３，４４，４５）と該通路への圧力媒体流を制御する少なくとも１つの弁（３１）とを有する液圧部（１２）を配備しており、前記磁極（１７）が、外部から組付け可能な位置決めエレメント（２５）によって前記巻枠（１４）に固定されており、前記巻枠（１４）と前記液圧部（１２）が、射出成形によりプラスチックから製造可能な一体的な構成部分を形成している形式の電磁式の方向切換え弁において、
   前記磁極（１７）が１つの環状溝（２２）又は少なくとも２つの互いに向き合った溝区分を有しており、前記環状溝又は溝区分が、前記磁極（１７）の組付け状態で、前記巻枠（１４）内を半径方向外向きに通じる切欠部（２４）と整合しており、前記位置決めエレメント（２５）が２つの保持爪（２６）を備えた差込みプレートであり、かつ前記切欠部（２４）内へ外部から挿入されており、前記切欠部（２４）内に挿入されている前記位置決めエレメント（２５）の前記保持爪（２６）が前記磁極（１７）を前記環状溝（２２）の領域または前記少なくとも２つの互いに向き合った溝区分の領域で挟持し、前記巻枠（１４）に対する終端位置に前記磁極（１７）を位置決めして固定し、前記位置決めエレメント（２５）が導磁性材料から成り、かつ前記磁石部（１１）の前記磁束案内子（２８）と導磁結合式に結合されていることを特徴とする、電磁式の方向切換え弁。
2. 位置決めエレメント（２５）が、少なくとも一方の端部へ向かって開いた縦切欠（３０）を有する差込みプレートである、請求項１記載の電磁式の方向切換え弁。
3. 切欠部（２４）がスロット状に形成されている、請求項１又は２記載の電磁式の方向切換え弁。
4. 方向切換え弁（１０）が３ポート２位置切換え弁として構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電磁式の方向切換え弁。
5. 液圧部（１２）の少なくとも１つの弁（３１）が球座弁として構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電磁式の方向切換え弁。

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