JP4678900B2 - 接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドに印加した電流に応じて流体圧力を制御する比例可変力ソレノイド流体制御バルブに関し、更に詳細には、制御流体システム中の圧力振動に対するバルブ反応安定性を向上させる接極子減衰手段付き比例可変力ソレノイド流体制御バルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
1991年1月29日発行の本願出願人の米国特許第4、988、074号に、略線形の比例流体制御を維持しながら製造コストが比較的低くてサイズがコンパクトな比例可変力ソレノイド流体制御バルブを記載している。
この特許取得済み比例可変力ソレノイド流体制御バルブは、外側の鋼鉄製ソレノイドハウジングと、アルミニウムバルブ部材ハウジングとから成るとともに、これらのハウジングは、前記鋼鉄製ソレノイドハウジング上の各タブを前記アルミニウムバルブ部材ハウジングの各領域周辺に捲縮させる等して力学的に接合させたものである。
【0003】
前記比例可変力ソレノイド流体制御バルブは、強磁性(例えば、鋼鉄)接極子を含むとともに、この接極子は、コアレス・ソレノイド・ボビンの穿孔内において前記接極子の両端部で低弾性率バネに懸架されて、電磁コイルに印加した電流に応じて閉弁位置に対応する位置と全開弁位置に対応する位置との間で往復運動可能な移動を行う。
この接極子の位置の制御は、電磁コイルの電磁場の可変力と永久リング磁石の磁場の力とを、前記バルブをこのバルブの閉弁位置に向かって付勢する圧縮コイルバネの力と釣り合わせることによって行われる。
前記電磁コイル、前記ボビン及び前記接極子は、前記鋼鉄製ソレノイドハウジング中に常駐し、この鋼鉄製ソレノイドハウジングによって接極子に電磁場の磁束が集中するようになっている。前記接極子の端部上の前記流体制御バルブは、前記アルミニウムバルブ部材ハウジングに内設した弁座に対して相対移動して流体入口を各々の流体排出ポートに連通させ、各々の流体制御ポートの流体圧力を印加した電流の大きさに比例して調整するようになっている。
【0004】
上述した特許取得済み比例可変力ソレノイド流体制御バルブの市販製品は、ステンレス鋼のボールバルブと、ノズル中に圧入させた別個のステンレス鋼の弁座とを含むように改造したものである。
前記ボールバルブは、前記弁座と、電磁コイルに印加した電流の大きさに比例して前記弁座に対して相対移動するロッド状の円筒形状の鋼鉄製接極子との間のステンレス鋼のケージ中に捕捉されている。
この接極子が前記弁座に対して相対移動して前記バルブを作動させる間、前記ボールバルブを、前記バルブ部材ハウジング中の流体圧力によって、且つ前記ボビン中の前記ボールバルブケージ中に密閉されていることによって、前記接極子の端部に追従させる。
前記流体入口は、このボールバルブを開弁させることによって各々の流体排出ポートに連通し、電磁コイルに印加した電流の大きさに比例して各々の流体制御ポートの流体圧力を調節するようになっている。
【0005】
前記バルブ部材ハウジングには、2段階の高フロー能を発揮するスプールバルブを内設しており、この高フロー能では、先ず前記吸入ポートに供給した加圧流体を、各々の流体制御ポートを迂回するように送給するので、前記加圧流体は、前記スプールバルブの端部まで流れ、前記スプールバルブを、コイルバネの力を調節することによって前記ボールバルブに合わせて前設定したクラッキング圧力にしたがって、各々の流体制御ポートに対してゼロ流体フロースプール位置から最大流体フロースプール位置まで相対移動させるようになっている。
この後、第2段階の操作では、前記スプールバルブを電磁コイルの電流の大きさに比例して最小フロースプール位置と最大フロースプール位置の間で移動させることによって各々の流体制御ポート経由の流体フローを制御することに係わる。
このような現在まで市販用に製造した比例可変力ソレノイド流体制御バルブは、クランププレート、ボルト、又はその両方を外側のノズル溝に係合させることによって、鋳造アルミニウム変速機本体又はケースに操作可能的に取り付けている。
【0006】
また、1997年3月18日発行の米国特許第5、611、370号は、略線形の比例流体圧力制御を維持しながらバルブの製造と構造を簡略化した、ソレノイド及び制御バルブの略非磁性共通ハウジングを含む比例可変力ソレノイド流体制御バルブを説明している。
【0007】
自動車の電子制御式自動変速機又はその他の複雑な油圧制御システムにおいて前記比例可変力ソレノイド圧力制御バルブを使用する場合、この制御流体システムには、油圧及び/又は電気機械の「ノイズ」源が数多くあり、この「ノイズ」は、関連のシステム構成要素中に調和共鳴振動を発生させることによってシステム不安定性を開始させたり又は悪化させたりする場合がある。
システムの油圧振動不安定性によって、車両の性能又は信頼性に影響する有害なバルブ性能特性を招く場合がある。
自動車の変速機において、通常、前記比例可変力ソレノイド圧力制御バルブは、多くの臨界システムパラメータを制御するので、このバルブの性能は、一貫したもので、且つ安定したものでなければならない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
圧力制御ソレノイドを非制御振動反応させることによって前記ソレノイドが固有の電子システムノイズ及び/又は油圧システムノイズに反応すると、流体システム全体が不安定になるおそれがある。
【0009】
本発明の目的は、制御流体システムにおいて、特に、電子制御式油圧自動変速機用途に使用する場合において、ノイズに対するバルブ反応安定性を向上させた比例可変力ソレノイド流体制御バルブを提供することにある。
【0010】
さらに本発明の目的は、接極子減衰手段によって制御流体システム中のノイズに対するバルブ反応安定性を向上させた比例可変力ソレノイド流体制御バルブを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述不都合を解消するためにこの発明は、ソレノイドコイルを内蔵したハウジングと、前記ソレノイドコイル内の穿孔に配置され、前記ソレノイドコイルに印加した電流に応じて移動可能な接極子と、前記接極子の後端部に近接して配置された永久磁石からなるリングマグネットと、ソレノイドコイル電流に対するバルブ流体圧力反応を設定する方向に前記接極子を付勢する手段と、排出ポートに接続され、ボールバルブに制御されながら流体を受け入れる減衰チャンバとを備えており、前記接極子は前記減衰チャンバ内に前端部を有し、減衰部材は前記接極子の前端部と協働して一緒に移動し、前記減衰チャンバ中に受け入れられ、前記減衰部材は前記ボールバルブと係合してその位置を制御し、また前記減衰チャンバの壁から間隔を置いて配置され、流体制御システム中の圧力振動によって生じた非線形バルブ反応を低減させるべく、前記減衰部材の外側外周面と前記減衰チャンバとの間に流体の減衰のための間隙を設けることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
流体制御システム中の流体圧力を制御する比例可変力ソレノイド流体制御バルブは、ソレノイドコイルを内蔵したハウジングと、前記ソレノイドコイルに印加した電流に応じて移動可能な接極子と、ソレノイドコイル電流に対するバルブ流体圧力反応を設定する方向に前記接極子を付勢する付勢バネとから成る。前記流体制御システム中の圧力振動によって生じた非線形バルブ反応を低減させるべく、接極子前端部が流体減衰チャンバ中に常駐する減衰部材と協働又は係合する。
【0013】
本発明の実施例によると、前記接極子は、この接極子の前端部に連結又は係合した接極子減衰ディスク等の減衰部材を含む又は協働するとともに、前記減衰部材は、前記接極子前端部に近設した流体減衰チャンバであって、制御流体システム又は制御流体回路中の電気的ノイズ、機械的ノイズ及び/又は油圧ノイズによって生じた圧力振動を軽減又は減衰させるべく前記減衰部材を受け入れる前記流体減衰チャンバ中にて前記接極子と一緒に移動するものであり、これによって、バルブ反応安定性が向上する。
このために、前記減衰部材の断面積と、前記減衰部材の外周と前記減衰チャンバの協働壁との間の間隙と、を選択する。
前記減衰部材は、接極子と一体形成したり、又はプレスばめ等で接極子に連結したりすることができる。
あるいはその代わりに、前記減衰部材を、圧力振動を低減又は減衰させるべく前記接極子と分離して前記接極子を前記減衰部材に係合させることができる。
【0014】
本発明の1実施例においては、前記減衰チャンバは、流体排出ポート近傍のバルブハウジング又はノズルハウジングに内設しているが、但し、この発明はこれに限定するものではない。
【0015】
前記減衰部材は、ソレノイドユニットのサイズを縮小しながら磁束を前記接極子の中にそのまま送り込む改良型磁束キャリアになるように鋼鉄等の透磁性材料で作ることができるが、但し、この発明はこれに限定するものではない。
【0016】
この発明の上記目的とその他の目的、特徴及び長所は、以下の添付図面に基づいて後述する更に詳細な説明によって自明になるであろう。
【0017】
本発明は、流体制御システム中の加圧流体の圧力を電気入力信号の電流レベルに比例して制御する比例可変力ソレノイド流体制御バルブとその方法を提供するものである。本発明の1実施例においては、前記比例可変力ソレノイド流体制御バルブは、流体圧力制御バルブに係合した接極子であって、ソレノイドハウジング中のコイルボビンに載設したソレノイドに印加した電流に応じて移動可能な前記接極子と、前記ソレノイドに供給した電流レベルに対するバルブ流体圧力反応(即ち、流体圧力対ソレノイド電流)を設定する方向に前記接極子を付勢する手段とから成る。
【0018】
【実施例】
図1を見ると、比例可変力ソレノイド流体制御バルブ10は、バルブハウジング又はノズルハウジング19aに内設したバルブ部材12及び付随のバルブ構成要素と、略円柱状のソレノイドハウジング19bに内設したソレノイド14と、を含むとともに、ここでは教示内容を引用で述べる本願出願人の米国特許第4、988、074号に記述した一般的なタイプの流体制御バルブになるようにしたものである。
米国特許第4、988、074号にしたがって、前記バルブハウジング19aは、アルミニウムで作ることができ、前記ソレノイドハウジング19bは、鋼鉄又はその他の強磁性材料で構成することができる。
このバルブハウジング19aとソレノイドハウジング19bは、米国特許第4、988、074号に説明したように、ソレノイドハウジング19bの各タブ(図示せず)をバルブハウジング19aの環状ショルダ一面にわたって捲縮することによって接合したり、又は、米国特許第5、611、370号にしたがって、透磁性が殆ど無い又は透磁性の無い略非磁性材料で作られた単一の共同ハウジングとして形成したりすることができ、このために、ここでは上記米国特許第4、988、074号及び第5、611、370号の教示内容を引用で述べる。
【0019】
上記共通ハウジング又は単一ハウジングに特に適した材料は、バブル部材12とソレノイド14を受け入れる所要のハウジング構造に鋳造又は噴射成型で形成したアルミニウムとアルミニウム合金又は熱可塑性樹脂から成る。
この共通ハウジングは、ソレノイド14を包囲するハウジング部又はハウジング領域と、前記バルブ12と付随のバルブ構成要素を包囲するノズルハウジング部又はノズルハウジング領域とを含む。
【0020】
図1を見ると、ソレノイド14は、前記ソレノイドハウジング19b(又は、前記共通ハウジング実施例のソレノイドハウジング部)に内設し、成型プラスチックボビン18の円柱面に巻回したソレノイドコイル16を含むとともに、前記ボビン18は、このボビン18の長手方向軸線を貫く円柱形状の穿孔20を有する。
このボビン18は、ガラスを充填した熱可塑性樹脂で作られている。
このプラスチック製のボビン18の前記穿孔20内に、強磁性材料(例えば鋼鉄)で形成した軸線方向に延伸した略円柱形の接極子22を、この接極子の一番外側の後端部22aに取り付けた薄い低弾性率のバネ24で懸架している。
【0021】
この板状のバネ24は、ここでは開示内容を引用で述べる上記米国特許第4、988、074号に記載したタイプである。
即ち、このバネは、完全な硬質のオーステナイトステンレス鋼等、非常に細い非磁性オーステナイトステンレス鋼から形成したものであり、前記米国特許第4、988、074号の図5に図示したバネ構造に対して極めて低率のバネになる。
このバネ24の内側外周部は、接極子22の後端部22aに取り付けた半硬質真鍮プレート環状リテーナ部材23と半硬質真鍮環状リテーナ27によって取り付けられ、ボビン18内で軸線長手方向に自由移動する接極子22を懸架するようになっている。
この接極子の反対側の前端部22bは、オプションの類似の板バネ26によって支持されている。
後述する減衰チャンバ80中に受け入れられた減衰部材25の軸線方向外周部によって支持される以外に、接極子22の前端部22bが支持されない場合、前記板バネ26を図1の実施例から省略することができる。
【0022】
前記バネ24の外側外周部は、コイルボビン18の拡径環状端部フランジ18hと、アルミニウム合金(例えば、Al合金6061 T6)で作られたバルブハウジングキャップ又はバルブハウジングクロージャ46の対向環状端部との間に取り付けている。
前記ソレノイドハウジング19bは、図示したように前記キャップ又はクロージャ46に重置した環状端部フランジ19eを含むとともに、集積公差に対応するために前記フランジ19eと前記キャップ又はクロージャ46の間にウエーブワッシャ47を介設している。
【0023】
図1に示すように、接極子22の前端部22bは、減衰部材25と協働するとともに、次にこの減衰部材25が鋼鉄製のボールバルブ38に係合する。
このボールバルブ38は、前記バルブハウジング又はノズルハウジング19a中に圧入したボールバルブケージインサート21上の環状弁座21aと協働する。
このボールバルブ38と弁座21aは、後述するように流体を各々の第2排出ポート74に分流させる流体分流バルブを形成する。
前記減衰部材25の円柱形の軸線方向シャフト部25aを、接極子22と同軸になるべく、且つ前記減衰部材25を接極子22上に固定すべく、図示したように接極子22の前端部22b中の円柱形穴ぐりに圧入する。
前記接極子の前端部に電磁束を集中させるために、ここでは引用で述べる前記米国特許第4、988、074号にしたがってオプションのカーボン・スチィール・フラックス・ワッシャWをボビン18中の窪部に内設することができる。
【0024】
前記電磁ソレノイドコイル16の軸線方向後方寄りの前記ボビン18の後端部の環状窪部36に、軸線方向磁化リングマグネット34を内設している。
このリングマグネット34は、コンパクトなソレノイドになる縮小サイズのマグネットが使用できるSm−Co又はNd2 Fe14B等の希土永久磁石材料で形成したものである。
このリングマグネット34は、前記電磁コイル16に印加する電流が無い場合でも、接極子22を実質的に飽和させる永久磁界を発生する。
したがって、接極子22を閉弁位置(ボールバルブ38が弁座21aに着座した位置)に相当する図1に示す軸線方向位置と、開弁位置(ボールバルブ38が弁座21aから離れた位置)に相当する図1の左側の軸線方向位置と、の間で移動させるためには、比較的小さな磁界で済む。
【0025】
このボールバルブ38は、図示したように接極子22の前端部22bと弁座21aの間のステンレス鋼製のインサート21中に機械加工したり又は形成したりした平坦面の窪部又はケージ中に両側方向から密封されて受け入れられている。
このバルブ構造において、このボールバルブ38は、コイルバネ42によって前記接極子22の前端部22bに付勢当接させるので、このボールバルブに作用する流体圧力によって、且つ前記インサート21中に捕らえられたことによって、接極子22の弁座21aに接近離間する方向の移動に追従する。
【0026】
コイルバネ42(バネ付勢手段)は、前記接極子22の後端部22aと、前記バルブハウジングキャップ又はクロージャ46の中央の軸線方向に突出した突起46aと、の間の円柱形の接極子穴ぐりの中に捕らえられている。
前記突起46aは、このコイルバネ42の端部を前記バルブハウジングキャップ46の内面又は壁に係合した状態で前記コイルバネ42を受け入れている。
接極子22は、ソレノイドコイル16を消磁させると、前記コイルバネ42によって閉弁位置まで付勢される。
前記バルブハウジングキャップ又はクロージャ46は、図示したようにバネ24を捕らえるためにボビン18の円柱形穴ぐり中に受け入れられた円柱形の外面を含む。
【0027】
前記ボビン18上にプラスチック製のコネクタ体52を載設するとともに、このコネクタ体52は、ソレノイドハウジング19b中の適切な開口部19fからソレノイドハウジング19bの外に出ている。
電気接点54(1つだけ図示)は、前記ボビン18と前記コネクタ体52中の各々の穴とに貫設している。
かかる電気接点54は、前記米国特許第4、988、074号に説明がある。
前記電気接点54の端部は、電磁コイル16のワイヤに連結し、可変電流源(図示せず)から電流信号を受信する。
【0028】
本発明の1実施例によると、接極子22の減衰部材25は、接極子22の前端部22b中に受け入れられるシャフト部25aに載設した略ディスク形状の部分、つまりディスク部25bを含む。
このディスク部25bは、質量を軽減するカップ状のディスク端部をボールバルブ側に形成する円柱形の窪部又はキャビティを有するとともに、接極子22とシャフト部25aの長手方向軸線から半径方向に延出している。
この接極子22の減衰部材25は、ソレノイドユニットのサイズを縮小しながら磁束をそのまま接極子の端部22b中に送り込む改良型磁束キャリアになる鋼鉄等の強磁性材料から成ることができる。
あるいはその代わりに、本発明は特定の減衰材料に限定するものではないので、接極子22の減衰部材25をガラスで充填した熱可塑性樹脂等のプラスチック材料又はその他の非透磁性材料で構成することができる。
【0029】
前記カップ状のディスク端部又はディスク部25bは、前記バルブハウジング又はノズルハウジング19aに内設した円柱形の減衰チャンバ80と協働する円柱形の外側外周面25cを含み、制御流体システム又は制御流体回路、即ちバルブ部材12によって制御される自動変速機回路等の流体システム又は流体回路、における電気的ノイズ、機械的ノイズ及び/又は油圧ノイズによって生じる圧力振動を低減又は減衰させるようになっている。
このために、減衰部材25の円柱形の外側外周面25cと、円柱形のチャンバ壁80aとの間に、調節した隙間がある。
前記減衰チャンバ80は、前記バルブハウジング又はノズルハウジング19a中に機械加工したり又は形成したりしたものであり、各々の第2排出ポート74(二つの排出ポートを図示し、図面の水平面の中と外に延出する二つの追加排出ポートを図示せず)に連通している。
【0030】
前記バルブを油圧変速機の流体中に完全に浸漬させる自動変速機用途の作用では、通常、前記減衰チャンバ80中には、ある程度の空気が存在するが、圧倒的に油圧流体を有する。
【0031】
本発明の実施例によると、減衰部材25の断面積の選択及び減衰部材25の外側外周面25cと減衰チャンバ80の前記チャンバ壁80aとの間の隙間の選択では、制御流体システム又は流体回路中のノイズによって生じる圧力振動であって、非線形バルブ反応性能を生じさせる場合がある前記圧力振動を低減又は減衰させることに有効な選択を行う。
前記ディスク部25bの範例断面積(減衰部材25の外径を使って算出した断面積)は、0.039平方インチにすることができる(減衰部材のディスク部の外径0.54インチ)。
この減衰部材25の範例断面積の場合、ギアシフト油圧回路を制御する油圧自動変速機用途の使用に適した図1に示す比例可変力ソレノイド流体制御バルブに対して、約0.005インチの範例半径方向間隙を前記ディスク表面25cと前記チャンバ壁80aの間に設けることができる。
更に一般的には、0.0003平方インチ乃至0.0004平方インチの範囲内の減衰領域を得るためには、0.550インチ乃至0.551インチの内径を有する減衰チャンバにおいて、0.540インチ乃至0.542インチの範囲内のディスク部外径と、0.070インチ乃至0.074インチの範囲内の前記外側外周面25cの軸線方向長手と、に対して、前記半径方向隙間を0.004インチ乃至0.0055インチの範囲内にすることができるが、但し、本発明はこれに限定するものではない。
実際、減衰チャンバ80と減衰部材25は、前記外側外周面25cと前記チャンバ壁80aとの間の制限隙間領域を貫いて移動しなければならない圧倒的に油圧流体に占有される捕捉量の流体を提供するものであり、前記流体は、そのように行うことで、制御流体システム又は制御流体回路中の電気的ノイズ、機械的ノイズ及び/又は油圧ノイズによって生じた圧力振動を低減又は減衰させる。
【0032】
前記バルブハウジング又はノズルハウジング19aは、アルミニウム合金スプール67(例えば、Al合金6262)を受け入れる略円柱形の構造を有する長手方向の通路66を含むとともに、前記スプール67は、スプール端部領域が緊密なはめあいで滑動するように前記通路66中に受け入れられ、軸線方向に往復運動可能的に移動する。
【0033】
前記ハウジング19aは、鋳造アルミニウム変速機本体(図示せず)又はその他の流体制御システムにおける穴又はチャンバ(図示せず)に内設されている。
このバルブハウジング19a上の外側OリングシールS1、S2は、変速機ハウジングを密封するとともに、変速機油圧回路の供給と制御のライン又は回路(図示せず)を分離する。
【0034】
前記バルブハウジング19aは、加圧流体供給又は吸入ポート72と、複数の制御ポート83と、前記制御ポート83に付随する複数の第1排出ポート81と、前記ボールバルブ38に付随する複数の第2排出ポート74と、を含む。
このバルブハウジング19aは、前記ボールバルブ38に連通するとともに次に前記第2排出ポート74に連通する前記減衰チャンバ80を含む。
当該ポートは、このバルブハウジング19a中に鋳造や機械加工したり又は形成したりすることができる。
前記制御ポート83、第1排出ポート81、及び第2排出ポート74は、前記バルブハウジング19aの周りに円周方向に離間させている。
通常、このバルブハウジング19a上には、二つの制御ポート83と、四つの第1排出ポート81と、四つの第2排出ポート74とを配設している。
このノズルハウジング19a上に管状流体フィルタスクリーンアセンブリFSAをリテーナ75で保持し、Oリング77で前記ノズルハウジング19aに封着している。
この管状流体フィルタスクリーンアセンブリは、図示したように前記吸入ポート72と前記制御ポート83に重置したフィルタスクリーンFを含み、フィルタサポートリングR中の各々の重置開口部OPから流体が流れることができるとともに、この流体中に存在するかもしれない有害なゴミ屑の粒子が入らないようにする。このフィルタスクリーンFは、前記サポートリングRに支持されている。
【0035】
前記吸入ポート72は、環状チャンバ73に連通し、次に、このチャンバ73が、前記スプール67の半径方向流体通路67aに連通している。
この流体通路67aは、オリフィスプラグ67hをプレスばめした前記スプール67の長手方向中央通路67bに連通している。
【0036】
前記バルブハウジング19aには、二段階の操作を行う滑動式スプール67を内設し、第1段階では、前記スプール67の前端部67cを、バネ68によって付勢されながら図1に示したようにハウジング停止端壁(インサート21の近傍)に当接させた状態で、且つソレノイドコイル16に電流を印加させないまま前記ボールバルブ38を弁座21aに着座させた状態で、加圧流体を前記吸入ポート72に供給する。
バネ68は、端部クロージャ69に当接している。
このため、流入する流体フローは、前記制御ポート83を迂回させてその代わりにスプール67の流体、中央通路67a、67bとオリフィスプラグ67hとを経てインサート21の軸線方向流体通路に流れるように指向させる。
先ず前記ボールバルブ38をコイルバネ42の力によって弁座21aに着座させる。
前記制御ポート80に対する最小流体フロースプールバルブ位置に対応するスプール67の位置は、環状スプール制御ランド67eが吸入ポート72に連通しない場合に現れる。
但し、一旦、流体が弁座21aに達すると、流体圧力は、スプール67をバネ68に抗して図1の右に移動させるまで増大し、排出ポート81を閉じた状態で環状スプール制御ランド67eを吸入ポート72に連通させるのに充分である。
このスプール67の位置は、制御ポート83に対する最大流体フロースプールバルブ位置に対応し、環状スプール制御チャンバが吸入ポート72に連通する。
また、前記スプール制御ランド67eを吸入ポート72に連通させると、スプール67の端部67dが通路67gから制御ポート83に連通する。
したがって、定常フロー状態を実現すると、スプール67の両端部が均一の流体圧力を受ける。
【0037】
この後に、第2段階の操作は、前記最小フロースプール位置と最大フロースプール位置の間をスプールバルブが移動することによって制御ポート83経由の流体フローを制御することに係わる。
前記スプールバルブの移動は、流体を弁座21aから排出ポート74経由で外に分流させることによって制御し、流体圧力を線形比例して変化させるようになっている。
例えば、電流を前記電気接点54経由で電磁コイル16に供給して電磁場を発生させるとともに、この電磁場が、ボールバブル38に作用する流体圧力の力以外に、コイルバネ42と、バネ24の僅かな力とに打ち勝って、接極子22をソレノイドコイル16に印加された電流レベルに線形比例して移動させる。
前記ボールバルブ38は、接極子22と一緒に移動するので、このボールバルブ38はソレノイドコイル16に印加された電流に線形比例して開くとともに、スプールバルブ部材端部に作用する流体圧力をアンバランスにすべく流体を排出ポート74から分流させ、バルブハウジング19aの制御ポート83と排出ポート81に対して上記最小及び最大流体フロースプール位置の間でスプールバルブ位置を線形比例して制御させるようになっている。
このため、制御された流体フローが、接極子22の線形移動に応じてボールバルブ38の開度に正比例して制御ポート83から得られるとともに、次に、前記接極子22の線形移動は、ソレノイド14のソレノイドコイル16に供給された電流の量に正比例する。
【0038】
上述したように上記軸線方向スプール移動によって、ソレノイドコイル16に印加された電流の増加に比例して制御ポート83の流体圧力が線形減少するマイナス利得モードの流体フロー制御になる。
但し、前記米国特許第5、611、370号に記載のように、プラス利得モードの流体フロー制御も、ソレノイドコイル16中の電流の流れを反転させることによって、且つソレノイドコイル16中に電流が流れた状態で接極子22の位置によって決まる全開弁位置のボールバルブ38で供給圧力を吸入ポート72から導入することによって、前記比例可変力ソレノイド流体制御バルブ10で得ることができる。
【0039】
この比例可変力ソレノイド流体制御バルブ10がマイナス利得モードやプラス利得モードで作動することに関係なく、前記接極子22の減衰部材25と減衰チャンバ80は、制御流体システム又は制御流体回路中の電気的ノイズ、機械的ノイズ及び/又は油圧ノイズによって生じた流体圧力振動であって、次に非線形バルブ反応動作を発生させる場合がある前記流体圧力振動を協働して低減又は減衰させる。
電子制御式自動車変速機用途において、制御流体システム又は制御流体回路中の電気機械ノイズは、変速機制御モジュール(例えば、チョップパルス幅制御信号)と、変速機本体中のクラッチバルブ又はシフトバルブの振動とに起因する場合があるので、流体圧力振動と非線形バルブ反応を発生させることがある。
【0040】
図2を見ると、本発明の別の実施例を図示しており、図1の類似機能を指定するためにプライム符号を付記した類似の参照数字を使用する。
図2の実施例が図1と異なる点は、減衰部材25’のディスク部25b’が、カップ形状でなくて、むしろ、図示した平らなディスク構造を設けて、上述したように円柱形の外面25c’がチャンバ80’の円柱形壁80a’と協働することである。
図1の板バネ26は、図2に存在しない。
接極子22’の減衰部材25’は、図1で上述した方式でチャンバ80’と協働するようにチャンバ80’中に受け入れられて、制御流体システム又は制御流体回路中のノイズによって生じた流体圧力振動を低減又は減衰させるようになっている。
【0041】
図3を見ると、本発明の更に別の実施例を図示しており、図1の類似機能を指定するためにダブルプライム符号を付記した類似の参照数字を使用する。
図3の実施例が図1と異なる点は、減衰部材25’’が接極子22’’から分離し、接極子22’’に連結していないことである。
むしろ、円柱形の減衰チャンバ80’’中に常駐するこの分離したカップ状の減衰部材又はディスク25’’は、図示したように前記接極子22’’の前端部22b’’中に堅固にプレスばめした円柱形のプラグ27’’によって係合されている。
このために、前記プラグ27’’は、減衰部材又はディスク25’’と概略ポイント接触する丸いノーズ27a’’を含む。
前記接極子22’’の減衰部材又はディスク25’’は、前記ディスクの円柱形外面25c’’が円筒形チャンバ80’と協働するように図1で上述した方式でチャンバ80’中に受け入れられ、制御流体システム又は制御流体回路中のノイズによって生じた流体圧力振動を低減又は減衰させるようになっている。
【0042】
図2と図3の各実施例は、図1の実施例と同様に作用し、減衰部材25’、25’’と夫々の減衰チャンバ80’、80’’とが協働することによって制御流体システムにおいて流体圧力を制御するとともに圧力振動に対するバルブ反応安定性を向上させるようになっている。
【0043】
本発明の上記各実施例においては、バネ68、68’、68’’を省略することができるとともに、既にここでは引用で述べた前記米国特許第5、611、370号に記載のようにスプールを付勢するために流体圧力を利用することができる。
【0044】
この発明の電子変速機の比例可変力ソレノイド流体制御バルブと流体制御装置の特定の好適な実施例を詳細に図示説明したが、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく改変することができるということを理解する必要がある。
【0045】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、制御流体システムにおいて、特に電子制御式油圧自動変速機用途に使用する場合において、ノイズに対するバルブ反応安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す比例可変力ソレノイド流体制御バルブの長手方向断面図である。
【図2】この発明の他の第1の実施例を示す比例可変力ソレノイド流体制御バルブの長手方向断面図である。
【図3】この発明の他の第2の実施例を示す比例可変力ソレノイド流体制御バルブの長手方向断面図である。
【符号の説明】
10 比例可変力ソレノイド流体制御バルブ
12 バルブ部材
14 ソレノイド
16 ソレノイドコイル
18 成型プラスチックボビン
18h 拡径環状端部フランジ
19a バルブハウジング又はノズルハウジング
19b ソレノイドハウジング
19f 開口部
20 穿孔
21 ボールバルブケージインサート
21a 弁座
22 接極子
22a 後端部
22b 前端部
23 半硬質真鍮プレート環状リテーナ部材
24 バネ
25 減衰部材
25a 軸線方向シャフト部
25c 外側外周面
25d ディスク部
26 板バネ
27 半硬質真鍮環状リテーナ
34 軸線方向磁化リングマグネット
36 環状窪部
38 ボールバルブ
42 コイルバネ
46 バルブハウジングキャップ又はバルブハウジングクロージャ
47 ウエーブワッシャ
52 コネクタ体
54 電気接点
66 通路
67 スプール
67a 半径方向流体通路
67b 長手方向中央通路
67c 前端部
67d 端部
67e 環状スプール制御ランド
67h オリフィスプラグ
67g 通路
68 バネ
72 吸入ポート
73 環状チャンバ
74 第2排出ポート
80 減衰チャンバ
80a チャンバ壁
81 第1排出ポート
83 制御ポート
Claims (8)
- ソレノイドコイルを内蔵したハウジングと、前記ソレノイドコイル内の穿孔に配置され、前記ソレノイドコイルに印加した電流に応じて移動可能な接極子と、前記接極子の後端部に近接して配置された永久磁石からなるリングマグネットと、ソレノイドコイル電流に対するバルブ流体圧力反応を設定する方向に前記接極子を付勢する手段と、排出ポートに接続され、ボールバルブに制御されながら流体を受け入れる減衰チャンバとを備えており、前記接極子は前記減衰チャンバ内に前端部を有し、減衰部材は前記接極子の前端部と協働して一緒に移動し、前記減衰チャンバ中に受け入れられ、前記減衰部材は前記ボールバルブと係合してその位置を制御し、また前記減衰チャンバの壁から間隔を置いて配置され、流体制御システム中の圧力振動によって生じた非線形バルブ反応を低減させるべく、前記減衰部材の外側外周面と前記減衰チャンバとの間に流体の減衰のための間隙を設けることを特徴とする接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ。
- 前記減衰部材を前記接極子の前端部に連結したことを特徴とする請求項1に記載の接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ。
- 前記減衰部材は、前記接極子と分離するとともに、前記接極子の前端部に係合されることを特徴とする請求項1に記載の接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ。
- 前記減衰部材の前記前端部中にカップ状のキャビティを有することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ。
- 前記減衰チャンバを、流体制御バルブが常駐するノズルハウジング中に区画したことを特徴とする請求項1に記載の接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ。
- 前記減衰チャンバを流体排出ポートに近設したことを特徴とする請求項1に記載の接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ。
- 前記接極子が鋼鉄で作られたことを特徴とする請求項6に記載の接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ。
- 前記接極子は、前記接極子に磁束を送り込むために透磁性材料で作られたことを特徴とする請求項1に記載の接極子減衰式比例可変力ソレノイド流体制御バルブ。
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