JP4587983B2 - ソレノイドバルブの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の自動変速機におけるソレノイドバルブの取付構造に関する。

例えば、自動車の自動変速機では、油圧を制御するためにソレノイドバルブ（電磁弁）が用いられる。このようなソレノイドバルブは、従来、例えば特許文献１に記載されているように、コントロールバルブユニットにおけるバルブボディの取付面に形成されたバルブ穴に対して取り付けられる。即ち、ソレノイドバルブの先端側（バルブ本体として機能する調圧部の側）が前記バルブ穴に挿入された状態で、ソレノイドバルブが前記バルブボディに取り付けられる。
なお特許文献１では、断面Ｌ字形の固定用ブラケットの一端側を、ソレノイドバルブのソレノイド部のコアに圧入によって一体的に取り付け、この固定用ブラケットの他端側を、バルブボディの他面（前記取付面に対して直角でバルブ穴の軸方向に平行な面）にネジ止めした取付構造が提案されている。この取付構造は、従来、ソレノイドバルブのソレノイド部と取付面との間に挟みこまれるか、或いは前記ソレノイド部のヨークに溶接によって固定されていた固定用ブラケットの一端側を、コアに一体的に取り付ける構造とすることによって、固定用ブラケットの挟み込み部や溶接部に起因する寸法誤差を無くしてソレノイドバルブの取付精度を向上させ、また、挟み込み部の隙間に起因するガタツキや溶接による磁気特性の劣化を防止しようとするものである。

特開２０００−２２０７６２号公報

しかし、上述したソレノイドバルブの取付構造には、次のような問題があった。即ち、第１に、固定用ブラケットの一端側をソレノイド部のコアに圧入し固定するという面倒な工程が必要になり、高い生産性が確保困難であるという問題があった。
また第２に、固定用ブラケットの他端側のネジ止め部分に必要な隙間（ネジ軸と、ネジ軸を貫通させるバルブ穴との間の隙間）によって、固定用ブラケットのバルブボディに対する取付位置がばらつくため、結果としてソレノイドバルブ全体の取付位置もばらつくことになり、必ずしも高い取付精度を実現できないという問題があった。
そこで本発明は、ソレノイドバルブの取付精度が従来よりも向上し、溶接や圧入工程を必要としない簡単な作業で取り付けが可能となるソレノイドバルブの取付構造を提供することを目的としている。

本願の請求項１に記載した第１発明は、バルブボディに開口するバルブ穴に挿入されるバルブ本体と、該バルブ本体に一体的に連結されたバルブ駆動用のソレノイドとを備えたソレノイドバルブの取付構造において、
前記ソレノイドバルブを前記バルブボディに取り付ける固定用ブラケットを備え、
前記バルブボディには、前記バルブ穴が開口する前記ソレノイドバルブの取付面と、該取付面に対する裏面側に配置されて前記バルブ穴の軸直角方向に対して傾斜した当接面と、が形成され、
前記固定用ブラケットは、前記取付面に沿って伸びて前記ソレノイドバルブに係合される係合部と、前記当接面に接合するとともに前記バルブ穴の中心軸方向へ延伸された付勢部と、前記係合部と前記付勢部とを連結する連結部と、該連結部に形成されて押圧手段によって当該固定用ブラケットを前記バルブボディに押圧固定する固定部と、を備え、
前記固定用ブラケットで前記ソレノイドバルブを前記バルブボディに取り付ける際、前記押圧手段による押圧力に対して、前記付勢部が前記当接面から受ける反力により前記係合部が前記ソレノイドバルブを前記バルブ穴に押し込む方向の力を発生させることを特徴とする。

そして、本願第１発明のより好ましい態様としては、請求項２に記載のように、前記連結部と前記付勢部の連結は鈍角になるように形成される態様でもよい。
また、請求項３に記載のように、前記固定用ブラケットは、弾性変形する部材で構成される態様でもよい。

また、請求項４に記載したように、前記付勢部が接合する前記当接面は、前記バルブボディの鋳造工程において抜き勾配として製作された面である態様でもよい。

本願の請求項１に記載した第１発明のソレノイドバルブの取付構造では、ソレノイドバルブを、次のようにして、溶接や圧入作業を必要とすることなく、容易に取り付けられる。即ち、まずソレノイドバルブのバルブ本体をバルブ穴に挿入する。次に、固定用ブラケットの係合部をソレノイドバルブに係合させ、固定用ブラケットの付勢部をバルブボディの当接面に当接させて、固定用ブラケットを固定部において押圧手段によってバルブボディに固定すればよい。
そして、上述したように容易に実現された取付状態では、押圧手段による押圧力に対して、前記付勢部が前記当接面から受ける反力により前記係合部がソレノイドバルブをバルブ穴に押し込む方向の力を発生させることによって、ソレノイドバルブの先端（バルブ本体の先端）がバルブ穴の奥面に当接するか僅かな隙間で対向し、ソレノイドバルブがバルブボディに対して固定状態に取り付けられる。

このため、本発明のソレノイドバルブの取付構造であると、上述したように溶接や圧入作業を必要とすることなく、容易にソレノイドバルブが取り付けられる。
また、固定用ブラケットの取付位置は、従来のようにネジ止めによって決まるのではなく、前述の付勢部の作用により、前記係合部がソレノイドバルブを前記バルブ穴に最大限押し込んだ位置となる。このため、取付状態においては、必ずソレノイドバルブの先端がバルブ穴の奥面に当接するか僅かな隙間で対向した状態となり、ソレノイドバルブの各ポートと対応するバルブボディの油路との連結精度（ずれ量の少なさ）が格段に高くなる。ソレノイドバルブの各ポートと対応するバルブボディの油路との連結精度が格段に高くなると、油の管路抵抗やリーク量を大幅に抑えることができるという利点がある。

また、請求項４に記載のように、バルブボディが鋳造工程を経て製作され、鋳造工程において抜き勾配として製作された面によって、前記当接面が構成されている態様であると、前記当接面を機械加工等によって形成する工程が不要となり、生産性及びコスト面で有利となる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。
（第１形態例）
まず第１形態例（本願の第１発明の形態例）を説明する。
図１は、本例のソレノイドバルブの取付構造を示す断面図、図２（ａ）は、本例における固定用ブラケット１０の斜視図、図２（ｂ）は、本例における固定用ブラケット１０の係合部の拡大断面図である。なお図１や図２（ｂ）は、固定用ブラケット１０によって、ソレノイドバルブ２０が、コントロールバルブユニットにおけるバルブボディ１に取り付けられた状態を示している。また、図１における符号６０は、固定用ブラケット１０を固定するためのボルトを示している。

まず、ソレノイドバルブ２０の構造を、図１によって説明する。
ソレノイドバルブ２０は、ソレノイド部２０ａと調圧部２０ｂ（バルブ本体）を有する。このソレノイドバルブ２０は、コントロールバルブユニットにおけるバルブボディ１の取付面２に形成されたバルブ穴３に対して取り付けられる。即ち、ソレノイドバルブ２０の先端側が前記バルブ穴３に挿入された状態で、ソレノイドバルブ２０がバルブボディ１に取り付けられる。なお、ソレノイドバルブ２０の先端側とは、バルブ本体として機能する調圧部２０ｂの側であり、図１における左側である。これに対し、ソレノイドバルブ２０の後端側とは、ソレノイド部２０ａの側であり、図１における右側である。

ソレノイド部２０ａは、ハウジングとしての鉄製のヨーク２１の内部に、バルブ開閉のための（即ち、後述するプランジャ２７やスプール弁４３を駆動するための）磁界を発生するコイル（ソレノイド）２３が配置されている。コイル２３は、周囲の樹脂部材２３ａと樹脂成形により一体化されている。コイル２３の内周側には、コア２５及びプランジャ２７が配置されている。コア２５は、鉄製の円筒型部材であり、前記先端側より（ソレノイド部２０ａにおける調圧部２０ｂに近い位置）に配置されている。プランジャ２７も鉄製で、前記後端側より（ソレノイド部２０ａにおける調圧部２０ｂから遠い位置）に配置されている。プランジャ２７は、その中央部の穴に圧入されたシャフト２７ａを有する。シャフト２７ａは、プランジャ２７から前記先端側に向けて、コア２５の内部へと突出している。シャフト２７ａは、コア２５の内周面の軸受２５ａにより摺動自在に支持されている。一方、プランジャ２７の後端部は、円板状のスプリング２９により支持されている。スプリング２９は、プランジャ２７を半径方向に支持しているが、軸方向にはほとんど拘束しない。これらの軸受２５ａ及びスプリング２９により、プランジャ２７は、バルブ穴３の中心軸方向（バルブ長手方向及びバルブ移動方向を意味する。）に移動可能に支持されている。

なお、上記のヨーク２１、コア２５、及びプランジャ２７によって、コイル２３を取り巻く磁気回路が構成されている。
また、ヨーク２１の後端はカバー３１で塞がれている。
また、コイル２３の周囲の樹脂部材２３ａは、その一部で半径方向に突出しており、突出部分で端子ピン３３が保持されている。端子ピン３３は、コイル２３と電気的に接続されている。端子ピン３３は、コイル２３に電流を供給するためのソケット３５と結合されている。

次に、調圧部２０ｂは、円筒形の鉄製スリーブ４１の内部に、軸方向に移動自在にスプール弁４３が組み込まれている。スリーブ４１の円筒面には複数のポート４５が設けられており、各ポート４５は、取付状態においてバルブボディ１の対応する油路（図示省略）と向き合って連結される位置に形成されている。スプール弁４３が軸方向に移動すると、ポート４５が開閉される。
スリーブ４１の先端には、キャップ４７が圧入固定されている。キャップ４７とスプール弁４３の間には、スプリング４９が、軸方向に圧縮された状態で配置されている。スプリング４９は、スプール弁４３を軸方向における前記後端側に付勢している。なお本例の場合、キャップ４７の先端面は、スリーブ４１の先端面と同一の平面上に配置されるか、或いはスリーブ４１の先端面よりも内側（後端側）に配置される。即ち、スリーブ４１の先端面が、ソレノイドバルブ２０の最も先端側の面を構成している。
スリーブ４１は、前記後端側の端部に形成された拡径部（つば状部分）４１ａおいてヨーク２１にかしめ固定されている。これにより、ソレノイド部２０ａと調圧部２０ｂが連結されている。また、スプール弁４３は前述のシャフト２７ａと同軸上（バルブ穴３の中心軸線上）にあり、スプール弁４３の後端は、スプリング４９の付勢力によって前述のシャフト２７ａの先端に接触している。

次に、ソレノイドバルブ２０の動作を説明する。図１は、コイル２３が磁力を発生していない状態である。調圧部２０ｂのスプリング４９の付勢力によって、スプール弁４３及びプランジャ２７が前記後端側に押され、ストローク０の基準位置にある。
コイル２３に電流が供給されると、ヨーク２１、コア２５、及びプランジャ２７によって構成される磁気回路の働きで、プランジャ２７が磁力によって前記先端側へ移動する。プランジャ２７は、スプリング４９の力に打ち勝って調圧部２０ｂに向かって移動する。プランジャ２７の移動に伴ってスプール弁４３も移動し、何れかのポート４５が開き、或いは閉じる。

本例のソレノイドバルブ２０は、リニアソレノイドバルブである。コイル２３への供給電流値に応じて磁界の強さが変わり、プランジャ２７及びスプール弁４３の移動量と位置が変わる。これにより、出力ポートの圧力を所定の範囲でリニアに制御することができる。スプール弁４３の最大ストロークは、例えば、３ｍｍ程度の僅かなものであり、ソレノイドバルブ２０の高い取付精度が要望される。

次に、固定用ブラケット１０の構成を含むソレノイドバルブ２０の取付構造を説明する。
バルブボディ１には、前記取付面２に対する裏面側に、前記バルブ穴３の軸直角方向（バルブ穴３の中心軸線に対して直角な方向）に対して傾斜した当接面４が形成されている。なお、前記取付面２は、バルブ穴３の軸直角方向に略平行な面となっている。また、バルブボディ１の外周における上記取付面２と当接面４の間に位置する面（図１における上面）は、ボルト６０の軸部６０ａをねじ込むネジ穴５ａが形成されたネジ穴面５となっている。このネジ穴面５は、バルブ穴３の軸方向に平行（取付面２に対して直角）となっている。なお、ネジ穴５ａの周囲にはボス（厚肉部）５ｂが形成されている。またネジ穴５ａの設置位置は、当接面４よりも取付面２に近い位置となっている。
またバルブボディ１は、鋳造工程を経て製作され、鋳造工程において抜き勾配として製作された面によって、前記当接面４が構成されている。また当接面４は、ネジ穴面５から遠ざかるにつれ、取付面２から遠ざかる方向に傾斜している。即ち、押圧手段であるボルト６０によって固定用ブラケット１０が図１における下方に押されると、当接面４からの反力によって固定用ブラケット１０がソレノイドバルブ２０の軸方向先端側に押される構成となっている。

そして固定用ブラケット１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、前記ネジ穴面５に沿って配置される中間板状部１１（連結部）と、この中間板状部１１の一端側（取付面２の側）から取付面２に沿って伸びてソレノイドバルブ２０に係合する係合部１２と、中間板状部１１の他端側（当接面４の側）から前記当接面４に沿って伸びて前記当接面４に接合する当接面接合部１３（付勢部）と、を有する。
ここで、中間板状部１１には、ボルト６０の軸部６０ａを挿通するためのネジ挿通開口１４（固定部）が形成されている。ネジ挿通開口１４は、固定用ブラケット１０の軸方向の移動を許容すべく、バルブ穴３の中心軸方向の長手寸法が軸部６０ａの外径よりも格段に大きな長穴であり、その幅寸法（上記中心軸方向に直角な方向の寸法）が軸部６０ａの外径よりも僅かに大きくなっている。なお、このネジ挿通開口１４の設置位置は、当接面接合部１３よりも係合部１２に近い位置となっている。
また係合部１２には、後述する括れ部４１ｂが僅かな隙間ではまり込むＵ字形の切り欠き１５が形成されている。

一方、ソレノイドバルブ２０のスリーブ４１に外径が小さい括れ部（くびれぶ）４１ｂが形成され、この括れ部４１ｂが前記切り欠き１５内に嵌挿することによって、固定用ブラケット１０の係合部１２がソレノイドバルブ２０に係合する構成となっている。
なお、上記括れ部４１ｂを構成する先端側の内端面４１ｃ（図２（ｂ）に示す）は、取付状態において、通常は取付面２と同一平面となる。つまり、固定用ブラケット１０の係合部１２の内面と取付面２との間は、通常は密着状態（隙間Ｓ＝０）となる。但し、図２（ｂ）に示すように、上記括れ部４１ｂを構成する先端側の内端面４１ｃは、取付面２よりも後端側に僅かに突出する構成、即ち取付状態において、内端面４１ｃと取付面２の間に僅かな大きさＳ（Ｓ＞０）の隙間が存在する構成（スリーブ４１の先端とバルブ穴３の奥面が当接する構成）であっても良い。

なお、ボルト６０は、前記係合部１２がソレノイドバルブ２０（上記括れ部４１ｂ）に係合した状態で前記当接面接合部１３が軸直角方向から前記当接面４に押し付けられるように、固定用ブラケット１０をバルブボディ１に対して押し付ける押圧手段を構成する。また、図１に符号６１で示す部材は、ボルト６０の頭部と前記中間板状部１１の間に装着されるワッシャであり、ボルト６０の緩み止めなどの作用を発揮する。
そして、ソレノイドバルブ２０は、次のようにしてバルブボディ１に固定されている。即ち、前記ボス５ｂと中間板状部１１の間には隙間が形成され、ボルト６０（押圧手段）による押し付け力に対して前記傾斜面４から前記当接面接合部１３が受ける軸方向の反力により、前記係合部１２がソレノイドバルブ２０を前記バルブ穴３に押し込む方向の力を作用させることによって、前記係合部１２が取付面２に当接し、ソレノイドバルブ２０がバルブボディ１に対してガタツキ無く固定状態に取り付けられる。

次に、ソレノイドバルブ２０の取付手順について説明する。
ソレノイドバルブ２０は、次のようにして、溶接や圧入作業を必要とすることなく、容易に取り付けられる。即ち、まずソレノイドバルブ２０の先端側（調圧部２０ｂの側）をバルブ穴３に挿入する。次に、固定用ブラケット１０の係合部１２を前記括れ部４１ａに係合させ（即ち、前記括れ部４１ａを前記切り欠き１５にはめ込み）、固定用ブラケット１０の当接面接合部１３を前記傾斜面４に対向させるとともに、前記ネジ挿通開口１４が前記ネジ穴５ａに対向するように固定用ブラケット１０を配置する。その後、ボルト６０の軸部６０ａをネジ挿通開口１４に挿通しネジ穴５ａにねじ込むことによって、前述した取付状態が実現される。なお、ボルト６０装着前の状態で、固定用ブラケット１０が前述の取付状態（前記係合部１２が取付面２に当接した状態）に完全になっていない場合でも、ボルト６０をねじ込むにつれ、固定用ブラケット１０が傾斜面４に沿ってバルブ穴３の軸方向に移動することによって、前記係合部１２と取付面２の密着性が高まり、上述の取付状態が容易に実現される。

以上説明したソレノイドバルブの取付構造であると、上述したように溶接や圧入作業を必要とすることなく、容易にソレノイドバルブが取り付けられる。
また、固定用ブラケット１３の取付位置は、従来のようにネジ止めによって決まるのではなく、前述の当接面接合部１３が受ける反力により、前記係合部１２がソレノイドバルブ２０を前記バルブ穴３に最大限押し込んだ位置となる。このため、取付状態においては、必ず前記係合部１２が取付面２に当接した状態となり、ソレノイドバルブ２０の各ポートと対応するバルブボディ１の油路との連結精度（ずれ量の少なさ）が格段に高くなる。何故なら、この場合、スリーブ４１の括れ部（くびれぶ）４１ｂから各ポート４５までの寸法精度（穴加工精度）と、バルブボディ１における取付面２から各油路までの寸法精度（穴加工精度）によってのみ上記連結精度が決まるからである。ソレノイドバルブ２０の各ポートと対応するバルブボディ１の油路との連結精度が格段に高くなると、油の管路抵抗やリーク量を大幅に抑えることができるという利点がある。

また本例では、バルブ穴３の中心軸方向におけるボルト６０の取付位置が、取付面２の側に片寄っている。このため、支点と力点と作用点の関係で、距離が近いほど作用点に作用する力が大きくなり、ソレノイドバルブ２０をしっかり密着固定することができる。
また本例では、バルブボディ１が鋳造工程を経て製作され、鋳造工程において抜き勾配として製作された面によって、前記当接面４が構成されている。このため、前記当接面４を鋳造工程後の機械加工等によって形成する工程が不要となり、生産性及びコスト面で有利となる。

（他の形態例）
次に他の形態例を説明する。
図３及び図４は、固定用ブラケット１０の当接面接合部１３（付勢部）やバルブボディ１の当接面４の他の形態例を示す側面図である。
固定用ブラケット１０の当接面接合部１３（付勢部）は、図３（ａ）〜（ｃ）や図４（ａ）〜（ｂ）に示すような態様でもよい。即ち、固定用ブラケット１０の当接面接合部１３（付勢部）は、中間板状部１１（連結部）との角度が、鈍角であることが望ましいが、直角でもよいし、鋭角でもよい。直角又は鋭角でも、当接面接合部１３（付勢部）の先端部内面の角度θ（当接面４に対する角度）が、図４に示すように傾斜していれば、固定用ブラケット１０は容易に取付可能である。
また、バルブボディ１の当接面４は、図３（ａ）や図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、傾斜していない面（軸直角な面）であってもよい。

なお、本発明は上述した形態例に限られず、各種の変形や応用があり得る。
例えば、上述した形態例におけるソレノイドバルブの具体例は、あくまで一例であって、他の構成であってもよいし、他の種類（リニアソレノイドバルブ以外のもの）のソレノイドバルブでもよいことは、いうまでもない。

第１形態例のソレノイドバルブの取付構造を示す断面図である。 （ａ）は第１形態例における固定用ブラケットの斜視図、（ｂ）は同例における固定用ブラケットの係合部の拡大断面図である。 他の形態例のソレノイドバルブの取付構造を示す要部側面図である。 他の形態例のソレノイドバルブの取付構造を示す要部側面図である。

符号の説明

１ バルブボディ
１ａ 接合面
１ｂ アッパーボディ
１ｃ ロアーボディ
２ 取付面
３ バルブ穴
４ 当接面
５ａ ネジ穴
１０ 固定用ブラケット
１１ 中間板状部（連結部）
１２ 係合部
１３ 当接面接合部（付勢部）
１４ ネジ挿通開口（固定部）
２０ ソレノイドバルブ
２０ｂ 調圧部（バルブ本体）
２３ コイル（ソレノイド）
６０ ボルト（押圧手段）
６０ａ 軸部
７０ 固定用ブラケット
８１ スリット

Claims (4)

1. バルブボディに開口するバルブ穴に挿入されるバルブ本体と、該バルブ本体に一体的に連結されたバルブ駆動用のソレノイドとを備えたソレノイドバルブの取付構造において、
   前記ソレノイドバルブを前記バルブボディに取り付ける固定用ブラケットを備え、
   前記バルブボディには、前記バルブ穴が開口する前記ソレノイドバルブの取付面と、該取付面に対する裏面側に配置されて前記バルブ穴の軸直角方向に対して傾斜した当接面と、が形成され、
   前記固定用ブラケットは、前記取付面に沿って伸びて前記ソレノイドバルブに係合される係合部と、前記当接面に接合するとともに前記バルブ穴の中心軸方向へ延伸された付勢部と、前記係合部と前記付勢部とを連結する連結部と、該連結部に形成されて押圧手段によって当該固定用ブラケットを前記バルブボディに押圧固定する固定部と、を備え、
   前記固定用ブラケットで前記ソレノイドバルブを前記バルブボディに取り付ける際、前記押圧手段による押圧力に対して、前記付勢部が前記当接面から受ける反力により前記係合部が前記ソレノイドバルブを前記バルブ穴に押し込む方向の力を発生させることを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
2. 前記連結部と前記付勢部の連結は鈍角になるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブの取付構造。
3. 前記固定用ブラケットは、弾性変形する部材で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のソレノイドバルブの取付構造。
4. 前記付勢部が接合する前記当接面は、前記バルブボディの鋳造工程において抜き勾配として製作された面であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のソレノイドバルブの取付構造。

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