JP6178852B2 - 自動圧力調節特徴部を有する２方向流れ制御ソレノイド - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年８月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／６９５，４６８号明細書のＰＣＴ国際出願である。上記の出願の開示は、参照により本出願に組み込まれる。

本発明は、ソレノイド弁、特にアキュムレータと変速機の液圧システムとの接続に利用することができる水中に浸せるソレノイド弁に関する。

自動車変速機を有する大部分の自動車両は、複数のソレノイド弁を使用することによって電子制御される液圧システムを利用する。液圧システムは、典型的に、液圧ポンプによって動力供給され、液圧ポンプは、変速機と接続されたエンジンによって、または車両エンジンによって動力供給される電気システムによって動力供給されるポンプを介して直接に、のいずれかにより、動力供給される。ある自動変速機では、車両と関連するエンジンが始動される前に利用可能である加圧流体源を車両の変速機システムに設けることが望ましい。この液圧エネルギ源を提供するために、２つの主な選択がある。１つの選択は、車両電気システムによって（車両用バッテリからの電力供給によって）電力供給することができるポンプを設けることである。第２の選択は、エンジンが動作している間に充填し、次に車両の再始動の際に排出されるべき貯蔵状態に保持することができる加圧アキュムレータを提供することである。アキュムレータシステムに利用することができるソレノイド弁を提供することが望ましく、ソレノイド弁は、アキュムレータを充填維持するために車両電気システムにドレンを有せず、車両の初期始動の間にアキュムレータの充填をダンプするために急速に作動することができる。

上記の要求を満たすために、かつ他の利点を提供するために、本発明の構想が提案される。本発明は、ソレノイド弁用に極の１つを提供する液圧本体を有するソレノイド弁を提案する。液圧本体は、一体的なポペットを有するアーマチュア用の軸受面を提供する中央ボアを有する。ポペットは、液圧本体と一体である弁座によりシールする。

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。

本発明の好ましい実施形態のソレノイド弁の断面図である。 図１の部分の拡大図である。

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及び図２を参照すると、本発明によるソレノイド弁７が示されている。ソレノイド弁７は、略円形の平坦部１２と略円筒状の側壁１４とを有する打ち抜かれた強磁性ケーシング１０を有する。ケーシング１０内に、非磁性のボビン１８内に巻き付けられるコイル１６が位置決めされる。電気コネクタ２０は、電流をコイル１６に選択的に供給するために設けられる。コイル１６及びボビン１８の略円筒状の空洞内に、液圧本体２２が位置決めされる。液圧本体２２は、軸受面を提供する中央の多重直径の軸方向ボア２４を有する。本体２２は強磁性材料により製作される。本体２２はまた、変速機システムの圧力に接続された第１の略軸方向のポート２６と、液圧アキュムレータに接続されかつ中央ボア２４と交差する第２の横方向又は側面ポート２８とを有する。第１のポート２６と第２のポート２８との間に、一体的な円錐座３０が位置決めされる。本体２２は、その軸方向最端部３２を介してケーシングの平坦部１２と軸方向に直接磁気接触する。本体２２はまた、最適な半径方向の磁気接続のために本体の半径方向最端部３６とケーシングの円筒状の側壁１４との間に典型的に干渉部を有する一体的なリングフランジ３４を有する。フランジ３４の面３８に、本体は、ケーシング１０内にボビン１８を捕捉して、位置決めすることが可能である。図示したように、本体２２は、磁束チョーク４４によって極４２に対して磁束分離される一体的な磁束戻り部材４０を形成する。第１のポート２６と第２のポート２８との間に、又はむしろ第１のポート２６と円錐座３０との間に、弁座４８とチェックボール部材５０とボールリテーナ５１とを含むチェック弁を有する第３のポート４６がある。本体は、本体をシールするためにシールリング５４の配置を可能にするための３つの環状溝５２を有する。

中央ボア２４内に摺動可能に取り付けられ、本体の軸受面２４によって同軸に整列された表面を提供する外径を有するのは、アーマチュア６０である。アーマチュアは、典型的に、強磁性部材であり、内径６４と外径６６とを有する一体的に形成されたポペット６２を有する。ポペットは、弁の面６８の外径縁部が当初最初にシールすることを確実にするために、より浅い（弁座３０の弁の面よりも水平により近く角度付けされる）円錐形の弁の面６８を有する。弁６８は、中央ボア２４の直径と同一の直径で弁座３０と接触することが望ましい。上に指摘した要求の達成を妨げる要因に対して、第１に、ポペットの最大外径６６は、中央ボア２４内へのアーマチュア６０の配置を可能にするために、中央ボア２４の直径よりも小さくなければならない。第２に、弁の面６８は、機械加工公差のため幾何学的に完全に先鋭でなく、ポペットの頂部の半径が制御される。したがって、ポペットの接触直径６７はポペット外径６６よりも小さい。中央ボア２４の直径に対するポペットの接触直径６７の比率（ポペットシール比率）は、０．９５よりも大きくなければならない。

アーマチュア６０は、アーマチュアの軸方向面７２と交差する多重直径の中央通路７０を有する。アーマチュアの軸方向面７２は、中央通路７０のため第１のポート２６の液圧にさらされる。アーマチュア６０は、ばね７４によって本体の弁座３０に向かって付勢され、ばねは、アーマチュアに設けられたばね座部７６に当接する最端部を有する。アーマチュアは環状溝７８を有し、ここに、圧力で圧縮可能なシールリング８０及び圧力ブロック８２が配置される。アーマチュアは、軸方向面７２と第２のポート２８との間で中央通路７０及びアーマチュアの外径を軸方向に交差するクロスボア８１を有する。クロスボア８１は、シールリング８０にわたってより大きな圧力差の維持を補助する。アーマチュアはまた、保持クリップ８４が取り付けられた環状溝を有する。保持クリップは、蛇行ベントインサート８６を保持し、このインサートはポリマー材料から典型的に製作され、かつその外周縁に形成された螺旋状経路又は溝８８を有する。螺旋状経路は、アーマチュア６０とプラグ極片９０との間の動作領域に終端する任意の流体が蛇行経路に追従するようにさせ、これによって、液圧流体内の金属削りくず及び／又は他の金属性汚染物質又は他の汚染物質が透過して、アーマチュア６２と極片９０との間の領域に到達するのを阻止する。極片９０は、本体の最端部３２に略隣接して位置決めされ、同様にケーシングの平坦部１４と接触している。極片９０は、典型的に強磁性材料から製作され、本体２２内にシールされ、外側シール９２は極片の環状溝内に配置される。

第１のポート２６内に、変速機流体内の金属不純物がアーマチュアと極片９０との間で移動するのを同様に阻止する永久磁石９４が取り付けられる。

本体２２と一体的な弁座を有することによって、本体の中央ボア２４によって整列されるアーマチュアを有することによって、またアーマチュアと一体的なポペットを有することによって、高水準の同心精度を維持することができ、寸法公差による漏洩の可能性が小さくなる。

第２のポート２８は、典型的に、アキュムレータと接続される。第３のポート４６は、さらにアキュムレータと接続される供給オリフィスとして作用する。アキュムレータ内への充填動作中、流体が第１のポート又はシステムポート２６を通して流れ、次にチェックボール５０を持ち上げ、アキュムレータ（図示せず）内に流れる。典型的に、本体の中央ボア２４及びポペット６２の接触直径の間のディファレンシャル領域に作用するばね７４及び圧力は、そのシール位置の下方にアーマチュア６０を保持する。アキュムレータが完全に充填されると、ばね力は、本体の円錐座３０に対してアーマチュアの半径を保持して、低い漏洩の境界面を提供する。ばね７４は、本体の中央ボア２４及びポペット６２の接触直径の間のディファレンシャル領域に対して作用する第２のポート２８におけるアキュムレータ圧力に対抗して保持する程度に十分な負荷を有する。チェックボール５０は、流体が第３のポート４６を通過して戻るのを防止する。流体はアーマチュアの中央通路を通して流れることが可能であるので、アーマチュアはバランスされ、軸方向面７２に作用する圧力のため僅かな付勢力があり、ばねの付勢力に加えて弁座からアーマチュアを持ち上げるように作用する流体圧力よりも大きな領域である。アキュムレータを排出するために、コイル１６が作動されて、アーマチュア６０が極片９０に向かって移動するようにさせ、次に、流体が第２のポート２８から第１のポート又はシステムポート２６に流れる。蓄積圧力がシステム圧力よりも大きい場合、中実の励磁リング７８がエラストマーシール８０を締め付け、エラストマーシールを強制して本体の中央ボア２４と接触させ、アーマチュア６０の外径をシールする。アーマチュアが、磁気的に励磁するソレノイドコイル１６によって上方に引っ張られると、シール８０は、本体の中央ボア２４から解放され、ドラグのない作動を可能にする。排出されると、非常に高い流量が磁石９４をフラッシュし、汚染物を変速機に戻し、変速機内のフィルタによって濾過される。

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変形形態は本発明の範囲内に含まれるように意図される。このような変形形態は、本発明の精神と範囲からの逸脱とは見なされない。

Claims (15)

1. ソレノイド弁であって、
   強磁性ケーシングと、
   前記ケーシング内に位置決めされたコイルと、
   前記コイル内に位置決めされた強磁性の液圧本体であって、第１及び第２のポートを有する軸方向軸受面と、前記ポートの間の一体的な座部を有する中央ボアとを有し、前記本体が前記ソレノイドの磁束戻りを提供する強磁性の液圧本体と、
   前記本体の中央ボアと接触しかつこれによって整列される外径表面を有する前記中央ボア内に摺動可能に取り付けられたアーマチュアであって、０．９５よりも大きいシール比率を有する一体的なポペットを有し、前記本体の第１のポートと略反対側の前記アーマチュアの軸方向面を前記本体の第１のポートの液圧に露出させる貫通路を有するアーマチュアと、
   前記コイルの励磁まで前記本体の第２のポートから前記本体の第１のポートへの流れを防止するために前記アーマチュアの前記ポペットを付勢するばねと、
   を備えるソレノイド弁。
2. 前記座部が円錐形である請求項１に記載のソレノイド弁。
3. 前記アーマチュア、前記ポペットが円錐形であり、前記ポペットの水平に対する角度が前記座部の面の水平に対する角度よりも小さい請求項２に記載のソレノイド弁。
4. 前記第１のポートが前記本体の軸方向最端部にあり、前記第２のポートが前記液圧本体のクロスボアにある請求項１に記載のソレノイド弁。
5. 前記本体が磁束チョークを提供する請求項１に記載のソレノイド弁。
6. 前記本体が前記ケーシングとの直接磁気接触を提供する請求項１に記載のソレノイド弁。
7. 前記本体が外側フランジリングを有する請求項１に記載のソレノイド弁。
8. 前記本体が、前記第１のポート内に位置決めされた永久磁石を有する請求項１に記載のソレノイド弁。
9. 前記本体が、前記第１のポートと、内部にチェック弁が設置された前記座部との間に第３のポートを有する請求項１に記載のソレノイド弁。
10. 前記アーマチュアが前記貫通路内に螺旋状ベントを有する請求項１に記載のソレノイド弁。
11. 前記アーマチュアが、前記第２のポートと前記アーマチュアの軸方向面との間に、前記アーマチュアと前記本体の圧力印加されたシールを有する請求項１に記載のソレノイド弁。
12. 前記アーマチュアが、前記貫通路と、当該アマーチャの軸方向面と前記シールとの間の前記アーマチュアの外径部分とを、交差するクロスボアを有する請求項１１に記載のソレノイド弁。
13. 前記ソレノイド弁が、前記本体の最端部に略隣接する前記本体内に位置決めされた極片をさらに含む請求項１に記載のソレノイド弁。
14. 前記本体が、半径方向接触と軸方向接触とを介して前記ケーシングとの直接磁気接触を有する請求項１に記載のソレノイド弁。
15. ソレノイド弁であって、
    略閉鎖した端部と略円筒状の側端部とをするケーシングと、
    前記ケーシング内に位置決めされたコイルと、
    前記ケーシングとの軸方向及び半径方向の直接磁気接触を有する前記コイル内に位置決めされた強磁性の液圧本体であって、軸受面を有する多重直径の中央ボアと、第１の軸方向ポートと第２の側面ポートと、前記第１のポートと第２のポートとの間に位置決めされた円錐座とを有し、前記第１のポートと前記円錐座との間に、内部にチェック弁を有する第３のポートを有し、磁束チョークによって前記本体の部分から分離された一体接続された磁束戻り部材を有する強磁性の液圧本体と、
    前記本体の最端部に隣接して前記本体に略位置決めされた極片と、
    前記液圧本体の前記軸受面と接触する外径面を有する前記本体の前記中央ボア内に摺動可能に取り付けられたアーマチュアであって、前記円錐座の前記角度よりも小さい円錐角度を有しかつ０．９５よりも大きいシール比率を有する一体的なポペットを有し、前記第１のポートと略反対側の前記アーマチュアの軸方向面を前記第１のポートの液圧に露出させる貫通孔を有し、前記軸方向面と前記第２のポートとの間にシール部材を有するアーマチュアと、
    前記円錐座に向かって前記アーマチュアのポペットを付勢するばねと、
    を備えるソレノイド弁。

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