JP6093781B2 - 単軸受のワンピースコアソレノイド - Google Patents

Description

本発明は、ソレノイド弁、特に液圧制御流体の制御に利用されるソレノイド弁、及び液圧流体に沈めて機能することができるような弁に関する。

自動車の自動変速機は、典型的に、トルクコンバータ及びクラッチを含む複数の構成要素を有し、この場合、係合及び解放の状態を制御しなければならない。当初、このような構成要素は、流体圧力ロジック構成要素によって制御された。１９８０年代にほぼ始まる時代に、ますます多くの自動車変速機が生産されており、この場合、トルクコンバータ及びクラッチの制御は、電子ロジック制御に引き継がれ、この制御では、ソレノイド弁を利用して、流体圧力によって作動される変速機の様々な構成要素の動作を作動させるか又は解除する液圧制御流体を制御する。現在、これらのソレノイド弁の多くは、変速機流体内に気密封止されている。したがって、ソレノイド作動弁は液圧流体内に沈められる。

自動車の変速機に利用される大部分のソレノイド弁は、非磁性のボビンに巻き付けられたコイルを有する。コイルを包囲して、ソレノイド弁の磁気ループの部分を提供するのは、ケーシングである。ボビンの内径に、典型的に、磁束管及び極片がある。磁束管及び極片の内側に、弁部材に接触するアーマチュアが摺動可能に装着される。磁束管と極片とを整列させるために、また磁束管と極片との間の近接した軸方向分離を維持するために、非磁性材料の整列チューブが設けられる。このようなソレノイド弁の例は、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２１９２４号明細書の精査によって確認される。

様々な製造のため、個々のソレノイド弁の電流／力動作は僅かに変化することがある。変速機の最適性能を達成するために、ソレノイド弁を校正することが望ましい。以前には、校正は機械的に行われたが、米国特許第７，４７４，９４８号明細書に明らかにされているように、ソレノイド弁の校正はソフトウェア方法を利用して達成されることが好ましいことが確認されている。ソレノイドが電子的に校正されるとき、ソレノイドの動作は、可能な限り変速機内のその動作の寿命にわたって一貫していることが望ましい。前述したように、自動車の変速機のソレノイドは、変速機流体内に沈められることが多い。車両の運転中及び変速機の様々なギヤ、シャフト及び軸受の摩耗のため、金属粒子が汚染物質として変速機流体に発生される。これらの汚染物質は、ソレノイド弁を透過する磁場に引きつけられるので、ソレノイド弁内に頻繁に留まる可能性がある。前に言及したように、大部分のソレノイド弁は、ケーシング及び別個の磁束管と極片を有する。様々な構成要素の間に境界面がある箇所では、時間の経過につれて、金属成分が様々な構成要素の間の境界面内に留まることがある。金属成分が様々な構成要素の境界面内に留まった場合、様々な構成要素の磁束効率又は密度を修正し、これによって、ソレノイド弁の校正された初期設定からソレノイド弁の動作を変更することができる。特に沈められた環境において、ソレノイド弁が沈められる液圧流体からの金属汚染物質の存在にもかかわらず、時間の経過にわたってより一定の動作を有するソレノイド弁を提供することが望ましい。

上記及び他の要求を明らかにするために、本発明の構想が提案される。本発明の好ましい実施形態では、一体成形のケース、磁束管及び極片を有するソレノイド弁が提供される。したがって、ケーシング、磁束管及び極片の間の不連続性が排除され、ソレノイド弁の動作が時間の経過にわたってより一貫する。さらに、ソレノイド弁の磁束密度が以降に記載するように改良されるように動作上の改良が行われる。

本発明のさらなる適用範囲は、以下に提供する詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、説明目的のみのために意図されるに過ぎず、本発明の範囲を限定するようには意図されないことを理解すべきである。

本発明は、詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるであろう。

本発明による通常低い制御圧力のソレノイド弁の断面図である。 本発明による通常高い制御圧力のソレノイド弁の断面図である。 本発明による通常高い制御圧力の他のソレノイド弁の断面図である。 本発明による通常低い制御圧力の他のソレノイド弁の断面図である。

１つ又は複数の好ましい実施形態の次の説明は、本質的に単に例示的なものに過ぎず、本発明、その適用、又は用途を限定するようには決して意図されない。

図１を参照すると、本発明による浸漬可能なソレノイド弁は、液圧装置本体１０を含むバルブ部材を有することができる。液圧装置本体１０は、軸方向の一般に管状の通路１２を有する。液圧装置本体１０は、排気圧又は溜めと接続するための横方向の十字穴１４を有する。液圧装置本体１０は、さらに、拡大直径部分１８を交差して、供給圧力と接続される流路を提供する一連の非同心の軸方向ボア１６を有する。多次元の十字穴２０は、入口／出口を所望の制御圧力と接続するために設けられる。液圧装置本体１０は金属製の一次本体２２を有し、シール部材（図示せず）を配置するための環状溝２６と２８を有する外側スリーブ部材２４によって覆われた下方先端を有する。

制御入口／出口２０及び供給入口通路１６及び排気出口１４の間の流体流れを制御するために、スプール弁３０が管状通路１２内に摺動可能に装着される。スプール弁３０は、加圧された供給部１６と制御入口／出口２０と、又は排気口１４と制御入口／出口２０とを同様に交互に接続することができる着地部３２を有する。スプール弁３０はばね３６によって付勢され、液圧装置本体１０の底部に設けられたバランス室３８によって圧力付勢される。

ソレノイド弁７には、強磁性ケーシング４２も設けられる。ケーシング４２は、その下端に沿って、タブ４４のそれらの曲げを補助するために一連のスロットを有し、タブは、液圧ハウジングの傾斜部分４６に接触して、この傾斜部分をケーシングに捕捉する。ケーシング４２は、その下端に沿って一般に開口し、その頂端４８で閉鎖している。ケーシング４２は一般に管状の外被を形成する。ケーシング４２は、機械加工、深絞り又は鍛造することが可能である。

磁束管５０は、ケーシングと一体形成され、一般にそこから軸方向に延びる。磁束管５０は、その外径とケーシング４２の内壁との間に軸方向に延びる環状空間を画定する。磁束管５０は、第２の極片部分５４と一体接続されかつ磁束チョーク５６によってそこから分割された第１の部分５２を有する。

アーマチュア６０が摺動可能に装着され、磁束管５０によって整列される。典型的に、アーマチュアは、その外径がニッケルのような非磁性材料で被覆された強磁性体であろう。アーマチュア６０は、ケーシングの頂端４８との磁気ラッチを防止するための接触ディンプル６２を有する。アーマチュア６０はまた、スプール弁３０のステム部分６６に接触して、運動を付与するための下方ディンプル６４を有する。アーマチュアはまた、アーマチュアの一時的な運動中の液圧流体の通過を可能にするために一連の長手方向スロット６８を有する。

ケーシング４２と磁束管５０との間の軸方向に延びる環状空間内に、コイル及びボビン組立体７０が位置決めされる。コイル及びボビン組立体は、その内径に沿って、磁束管５０の対応する任意選択の肩部７４に接触する任意選択の肩部７２を有する。コイル７６は、アーマチュア６０の運動を活性化するように作動される。当業者に周知のように、ボビンは、典型的に非金属材料から作られ、この部分のためにポリマー材料が特定されることが多い。ボビンの頂部はクラッシュタワー７８を有する。極片部分５４の上方の軸方向面８２に沿って、コイルボビン組立体７０及び磁束管５０の極片部分５４の下端に軸方向に、磁束座金８０が当接している。磁束座金８０は、ケーシング４２の半径方向の干渉境界面８４を介して磁束管５０の極片部分の軸方向端部とケーシング４２とを接続する。底部の軸方向表面８６は、液圧装置本体１０によりシール可能に当接される。磁束座金８０の頂部の軸方向表面８２も、ボビン７１を圧縮して、シール可能に係合する。

ソレノイド７はまた、銅製ワイヤのような非磁性材料である移動止め具９０を有し、この移動止め具により、アパーチュアが底部に達すること又は磁束座金８０に磁気的にラッチすることが防止される。電流をコイル７６に供給するために電気コネクタ９２が設けられる。ソレノイド７の活性化は、コイル７６を通して電流を伝達することによって行われる。この電流により、一般に、磁束管５０がケーシング４２と接続する領域に最高の電流密度を有する磁場が発生される。磁束管５０がケーシングと接続する領域に不連続性がないので、磁束密度が従来のソレノイドに対してまた所定の固定電流に関して改良され、アーマチュア６０の活性化力が従来のソレノイド組立体と比べて増大される。ケーシングの上方部分を磁束管５０に包み込む磁束ループが形成される。磁束チョークのため、磁束ループは、アーマチュア内にスキップし、次にアーマチュアを通して極片部分５４に出る。磁束ループは、アーマチュア６０が最少の磁気抵抗の箇所に到達するように試みさせ、したがって、磁束ループが磁束管の上方部分からアーマチュア内に、次にアーマチュアから磁束管５４の極片部分内に、下方に磁束座金８０内に、次にケーシング４２内に戻って形成されるように、アーマチュア６０が下方に移動するようにさせる。液圧装置本体１０に向かうアーマチュア６０の下方移動は、通常低いソレノイドがスプール弁３０を下方に押すようにさせ、着地部３２が供給入口１６と制御圧力吸入口／出口２０とを接続させる。

図２を参照すると、通常高いソレノイド１０７が設けられる。ソレノイド１０７は通常高いソレノイドであり、このことは、電流が印加されないときに供給部が制御圧力と通常接続されることを意味する。ソレノイド１０７が作動されると、アーマチュア１６０は、付勢ばね１６３の力に対抗して上方に移動する。ソレノイド１０７の液圧装置本体１１０は、図１の液圧装置本体１０と同様である。スプール弁１３０はまた、ステム部分６６を有しないこと以外、前述のスプール弁３０と同様である。ソレノイド弁のケース１４２は、液圧装置本体１１０から上方に延びる一般に開口した端部を有する。磁束管１５０は、液圧装置本体１１０の反対側にある磁束管１５０の端部に隣接する磁束チョーク１５６を有する。磁束座金１８０は、一般に液圧装置本体１１０の反対側にあるケーシング１４２の端部に設けられ、磁束座金により電気コネクタ１９２も装着される。装着部１６５が磁束座金１８０の開口内に位置決めされて、付勢ばね１６３を位置決めする。

図３を参照すると、通常高いソレノイド２０７が設けられる。ソレノイド２０７は、内側の金属製ライナ２１３を有する外側のポリマー部分２１１を有する液圧装置本体２１０を有する点でソレノイド７と１０７とは異なる。液圧装置本体２１０の十字穴２２０は供給部と接続され、制御部は軸方向の入口／出口２１６と接続される。排気入口／出口の通路は十字穴２１４によって提供される。ばね付勢のスプール弁２３０は、クラウン部材２６４を介してアーマチュア２６０と係合する。ソレノイド弁２０７は、磁束チョーク２５６が、ケーシング２４２の閉端２４８に幾分より近い磁束管２５０の端部にある点でソレノイド弁７と１０７とは異なる。ケーシングの閉端２４８は、付勢ばね２６３用のばね装着部２６５の配置を可能にするために貫通開口２４９を有する。ソレノイド７と同様の方法で、磁束座金２８０は磁束管２５０の軸方向端部２５１に当接する。磁束座金２８０の外側の半径方向縁部２８４は、磁気的な磁束接続を達成するためにケーシング２４２と半径方向の干渉境界面を有する。ケーシング及び磁束管の境界面との軸方向接触によってアーマチュアの磁気ラッチを維持するために、同様に移動止め具２９０が設けられる。

ソレノイド３０７は、軸方向入口３１６を有する液圧装置本体３１０を有するソレノイド２０７の液圧部分と本質的に同一の液圧部分を有し、軸方向入口は、供給部に接続された十字穴３２０内の制御圧力に接続される。ソレノイド３０７は、制御圧力３１６と供給部３７０とを接続するために図面の方向に下方に作動されるアーマチュア３６０を有する通常低いソレノイドである。ケーシング３４２は、液圧装置本体３１０に向かう開放端を有する。

本発明の説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、したがって、本発明の主旨から逸脱しない別形態は本発明の範囲内に含まれるように意図される。このような別形態は、本発明の精神と範囲からの逸脱とは見なされない。

Claims (13)

1. ソレノイド弁組立体であって、
   管状の外被を形成する強磁性ケーシングと、
   前記ケーシングと一体形成されかつ前記ケーシングから軸方向に延びる磁束管であって、前記ケーシングと前記磁束管との間に軸方向に延びる環状空間を画定し、前記ケーシングと接続された第１の部分と、前記第１の部分と一体であるが、磁束チョークによって前記第１の部分から分割された第２の部分とを有する磁束管と、
   弁部材に運動を付与するために前記磁束管内で整列されかつ摺動可能に装着されたアーマチュアと、
   前記アーマチュアを活性化するために前記軸方向に延びる環状空間内に位置決めされたコイル及びボビン組立体と、
   前記磁束管に軸方向に当接し、かつ前記ケーシングとの半径方向の干渉を介して前記磁束管と前記ケーシングとを磁気的に接続する強磁性の磁束座金と、
   を備えるソレノイド弁組立体。
2. 前記ソレノイド弁が浸漬可能である請求項１に記載のソレノイド弁。
3. 前記磁束座金が、前記弁部材の反対側の前記ケーシングの軸方向側面にある請求項１に記載のソレノイド弁。
4. 前記磁束座金が、前記弁部材に隣接する前記ケーシングの側面にある請求項１に記載のソレノイド弁。
5. 前記磁束チョークが、前記弁部材に隣接する前記磁束管の端部にある請求項１に記載のソレノイド弁。
6. 前記磁束管の前記磁束チョークが、前記弁部材の反対側の前記磁束管の端部にある請求項１に記載のソレノイド弁。
7. 前記磁束座金が前記コイル及びボビン組立体に軸方向荷重を加える請求項１に記載のソレノイド弁。
8. 前記ソレノイド弁用の電気コネクタが前記磁束座金に配置される請求項１に記載のソレノイド弁。
9. 前記ケーシングの頂端が、前記ソレノイド弁用の電気コネクタを装着する請求項１に記載のソレノイド弁。
10. 前記ボビンが前記磁束座金に対して肩部を有する請求項７に記載のソレノイド弁。
11. 前記ケーシングが鍛造される請求項１に記載のソレノイド弁。
12. 前記ケーシングが深絞りされる請求項１に記載のソレノイド弁。
13. ソレノイド弁組立体であって、
    液圧装置本体であって、少なくとも１つの入口と１つの出口とを有する軸方向の管状通路を有する液圧装置本体と、
    前記入口と前記出口との間の流体流れを制御する前記液圧装置本体の管状通路内に摺動可能に装着されたスプール弁と、
    前記液圧装置本体と接続された強磁性ケーシングであって、管状の外被を形成する強磁性ケーシングと、
    前記ケーシングと一体形成されかつ前記ケーシングから軸方向に延びる磁束管であって、前記ケーシングと前記磁束管との間に軸方向に延びる環状空間を画定し、前記ケーシングと接続された第１の部分と、前記第１の部分と一体であるが、磁束チョークによって前記第１の部分から分割された第２の部分とを有する磁束管と、
    前記スプール弁に運動を付与するために前記磁束管内で整列されかつ摺動可能に装着されたアーマチュアと、
    前記アーマチュアを活性化するために前記軸方向に延びる環状空間内に位置決めされたコイル及びボビン組立体と、
    前記磁束管に軸方向に当接し、かつ前記ケーシングとの半径方向の干渉を介して前記磁束管と前記ケーシングとを磁気的に接続する強磁性の磁束座金と、
    を備えるソレノイド弁組立体。
    

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