JPH0420107B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動変速機（伝達装置）に利用され
るようなソレノイドバルブに関する。

従来、自動車に利用されるような流体変速機の
バルブをマイクロプロセツサにより制御すること
が提案されており、このマイクロプロセツサに
は、道路上での速度、スロツトル位置及びエンジ
ン回転数（rpm）のような変数を感知するセンサ
が備えられ、このセンサによりパルス幅調整バル
ブにパルスが送られ、このバルブにより変速機の
クラツチ又は制御クラツチを直接作動させるスプ
ールバルブが制御されるようになつている。

この種のパルス幅調整バルブにおいては、流体
の圧力を正確に制御できることが望ましい。

活用しうるスペースは極めて小さく、従つて、
パルス幅調整モードにおいて、一定圧の流体を供
給するについて有効に機能する小型バルブが要求
される。

従つて、この発明の目的は、ソレノイドバルブ
であつて、小型であり、且つ最小の数の部品を利
用して所望の圧力制御を行なうと共に、パルス幅
調整モード又は定常状態の指向形態において利用
できるソレノイドバルブを提供することである。

この発明において、パルス幅調整バルブはバル
ブハウジングを含み、このハウジングには横壁、
横壁から軸心方向に延びる一体延長部、及び横壁
の周縁から前記軸心方向延長部が延びるのと反対
の軸心方向に延びる一体周縁壁が備えられてい
る。ソレノイドバルブは更に、ポール部片を含む
ポール部材を備えており、このポール部片はハウ
ジングの軸心方向内方へ延びている。又ポール部
材からはそれと一体の横壁が半径方向外方へ延び
て、前記ハウジングの周縁壁に係合し、そこに連
結される。ポール部片はポールを貫通する軸心方
向の開口を備えると共に、円錐形の第１座を画定
している。ハウジングの軸心方向延長部は、前記
ポール部片の開口と整合する軸心方向の開口を備
え、インサートが軸心方向延長部の軸心方向開口
に位置されると共に、第２座を画定している。球
体が第１座及び第２座間に挿入配置されて、これ
らの座の間で限定された運動を行なう。スプリン
グ装置が球体を第２座に係合させるように押圧し
ている。インサートは、それが位置する開口の壁
から隔置された部分であつて、軸心方向延長部の
外部へ通路を画定しながら延びる部分を備える。
ハウジングとポール部材は環状空間を画定し、こ
の空間にコイル装置が位置されていて、インサー
トの軸心方向開口に流体が適用され、且つコイル
が消勢されると、スプリング装置が球体を第２座
に保持して、インサートの軸心方向開口を通る流
体は防止するが、ポールの軸心方向開口を介し
て、インサートにより球体の周囲に画定された通
路と、第１座との間の連通がもたらされ、又ソレ
ノイドが付勢されると、球体は第１座に向けて引
かれて、ポールの軸心方向開口への連通状態が閉
塞されて、インサートの軸心方向開口から、第２
座を通り、且つインサートにより画定された通路
を通り、軸心方向延長部の外方への流動が許容さ
れる。

第１図において、この発明のソレノイドバルブ
は制御装置と共にパルス調整バルブに利用される
ことが好ましく、ここではマイクロプロセツサ１
０がセンサ１１，１２及び１３からの信号を受信
するようになつており、このセンサは道路速度、
スロツトル位置及びエンジン回転数をモニターし
て、信号をマイクロプロセツサ１０へ送り、それ
によりソレノイドバルブ１５，１６及び１７が制
御される。ソレノイドバルブ１５，１６はパルス
幅が調整されるもので、パイロツト作動スプール
バルブ１８，１９を制御する機能を有し、又ソレ
ノイドバルブ１７は、オン−オフ型のもので、ス
プールバルブ２０を制御するようになつている。
スプールバルブ１８は圧力流体をポンプ２１か
ら、バルブ１５、ソレノイドバルブ１６，１７及
びスプールバルブ１９，２０へ送るように作動す
る。スプールバルブ１９は、スプールバルブ２０
がクラツチ２３を制御するのと同様に、クラツチ
２２のような変速機の一部を制御するようになつ
ている。

第２〜５図において、この発明のソレノイドバ
ルブ１５又は１６はハウジング２６を備え、これ
には軸心方向延長部２８を有する横壁２７と、一
体周縁壁２９が設けられている。バルブは更に、
一体横壁３２から軸心方向内方に延びる軸心方向
ポール３１を有するポール部材を含み、前記一体
横壁３２は周縁壁２９へ延びると共にそれに対し
て、例えば壁部２９の端部３３を壁部３２の周縁
上に屈曲させることにより連結される。

ポール３１には軸心方向開口３４と、下端にお
ける第１バルブ座３５が備えられ、それの間にバ
ルブ室６０が画成される。ポール３１の端部はテ
ーパを有している。軸心方向延長部２８には開口
３６が設けられ、そこにインサート３７が圧力嵌
合されている。インサート３７の上端部は第２の
円錐形のバルブ座３８を画定している。球体３９
がこれらの座３５，３８間に挿入配置されて、限
定された運動を行なうようになつている。インサ
ート３７は４０におけるような平坦部を備え、こ
の平坦部は球体３９の領域から延長部２８の外部
へ延びる軸心方通路４１を画定している。座３８
に隣接する溝４２が、球体周囲の流動を可能にす
る。

圧縮スプリング４３の形態を有するスプリング
装置と、スプリング４３と一体の部分４４は開口
内で、孔部を有し加圧嵌合され、且つ溶接された
ピン４５と、開口の狭部４６との間に挿入され
て、球体を第２座38方向に押圧している。横入口
４７がインサートの軸心方向開口４８に設けら
れ、軸心方向開口の下端はプラグ５３により閉鎖
されている。

ハウジング２６とポール部材３０は環状空所４
９を画定し、そこに、コイル保持部５０と環状コ
イル５１を含むコイル装置が配置される。図示の
ように、球体３９の大部分がハウジングの横壁２
７内のバルブ室部分６２に載置されている。

使用時、Ｏ−リング５２ａ，５２ｂが延長部の
周囲に設けられて、バルブは、これが利用される
変速機のような装置の適切位置に挿入できる。

コイルが消勢されると、スプリング４３が球体
３９を第１座３８に押圧し、従つて入口４７から
通路４８を通る流動が存在しない。しかし、通路
４１、球体３９の周囲の溝４２、及び通路３４を
通して、通常は油溜め又は排出部に連結される外
部への連通が自由に得られる。

コイルが付勢されると、球体３９は第３図にお
いて上方に、座３５へ引きつけられ、従つて流体
が入口４７から通路４８を介して、球体３９を通
過し、通路４１を介して外部へ流動できる。圧力
源からの流体は、球体３９が座３５に着座するこ
とにより、開口３４から流出することが防止され
る。

コイル５１により誘導される磁束は、中央ポー
ル３１からフランジ３２へ、壁部２９及び端面２
７を通り、球体３９と孔３６の間の空隙を横断し
て、中央ポール３１への経路を流れる。ここで座
３８、そしてこの場合はインサート３７全体が非
磁性材料であつて、従つて何ら認識できる磁束を
保有しない。

磁束保有要素の材料は通常、低炭素軟鋼又は焼
結された鉄であり、又非磁性座材料は通常、耐久
性を有するようにオーステナイト・ステンレスス
チールであるが、任意の非磁性材料とすることが
できる。

パルス幅調整形態において、任意の所定周波数
において、各サイクル間の「オン」から「オフ」
への時間を調整することにより、制御された出力
圧力が得られる。バルブは30〜100ヘルツの作動
周波数で利用されるが、それより高い、又は低い
周波数も利用できる。作動周波数は通常一定であ
り、「オン」時間の長さが、適当な出力圧力をも
たらすためにサイクル内で変えられる。理論的に
は、出力圧力はバルブが「オフ」の時は零であ
り、入力圧力はバルブが「オン」の時は零であ
る。しかし、流体回路中の摩擦、慣性及び弾性に
より、出力圧力は「オン」から「オフ」の時間比
に依り、零と入力圧力の間の平均をとるようにな
る。

これは常閉のバルブであるから、消勢状態で
は、球体はスプリングの偏倚力により入力圧力を
閉塞しなければならない。一般に「逃がし圧力」
即ち「漏れ開始」圧力は、バルブの末端ユーザに
よつて特定される。この「逃がし圧力」の校正
は、実際の流体圧力又は機械的な手段を用いて球
体の入力側はこの圧力を加え、ピン４５をスプリ
ング４３に向けて押し込むことにより、球体が入
力側をちようど閉塞するようにスプリング４３を
調節することによつて行なわれる。それからロー
ルピンはキヤリブレーション状態を維持するた
め、所定位置に溶接又は機械的に固定される。

0.076mm（0.003″）〜0.254mm（0.010″）の間隔が
球体３９と穴３６の間に維持されて、それらの間
の空隙を最小にし、必要な力を最小にすべく磁気
回路を最適状態にすることが好ましい。この間隔
は非常に小さいから、球体に周囲を流体が流れ、
且つ過度に拘束されずに排出ポートから流出させ
るため、そして球体に作用する流体の力を最小に
するため、溝４２が必要になる。一方の座に着座
している時の球体と、他方の座の間の距離は、
0.152mm（0.006″）〜0.381mm（0.015″）の範囲にあ
る。

必要とされる小型包装寸法のものから所望の機
能を得るために、球体を閉塞部材として、そして
電機子として利用することが基本的に必要にな
る。

コイルからのリード線が端部フランジを通過
し、それから標準クイツクコネクタに取付けら
れ、このコネクタはマイクロプロセツサからのワ
イヤーも受入れている。

代表例において、コイルは100ヘルツ（毎秒当
りのサイクル）の周波数で付勢され、この場合は
各サイクルに対して10ｍｓ（ミリセカンド＝１／100 秒）の作動時間が許容される。出力圧力は付勢信
号の持続時間を、10ｍｓの時間枠内に維持するこ
とにより、変更される。信号が長く適用される
と、それだけ平均出力圧力は入力圧力に接近す
る。理想としては、入力圧力に対する出力圧力の
比が、可能サイクル時間に対する付勢時間の比の
直線関数であり、即ち「オン」時間が３ｍｓ（又
は可能10ｍｓの30％）において、出力圧力は入力
圧力の30％となる。実際には、球体を離座させる
ために、ほぼ1.6ｍｓの時間がかかる。この遅延
は、球体の慣性とスプリング力に打勝つのに十分
な磁力が確立されるまでに必要な時間によるもの
である。同様に、コイル電流が遮断された場合、
球体が常閉位置まで戻るためにほぼ1.5ｍｓかか
る。この装置は入力圧力の10％〜90％において、
出力油圧を正確に線型制御できる。

第６，７図における好ましい実施例において、
明瞭にするため類似部品には、活字ａを付けて類
似引用数字を付している。インサート３７ａは、
開口３６ａの下端に圧力嵌合される円筒プラグ部
５５と、小径であると共に座３８ａが形成された
円筒部５６を含む。インサート３７ａの軸心方向
開口４８ａは流入口を画定している。本体２６ａ
の半径方向通路４７ａは、インサート３７ａの小
径部５６と開口３６ａの間の空間又は通路５８か
ら延びている。消勢状態では流体は圧力装置から
通路４７ａ、球体３９ａの周囲の空間５８、そし
て通路３４ａから油溜めへ流れる。ソレノイドが
付勢されると、流体は流入口４８ａから通路５８
を通り、流出通路４７ａへ流れる。

かくして本発明によれば、流体の流動する経路
は短くなり、従つてソレノイドバルブの全体形状
を非常に小さくすることができる。更に、この形
態のものは、圧力嵌合プラグが省略されると共
に、機械加工による平坦部４０が省略されること
から、安価に製造できる。

又、第６図に示されるように、壁部２９ａは、
横壁２７ａではなく横壁３２ａの一部として形成
される。このような構成のものは、リード線を本
体２６ａ付近に配置しなければならない場合に利
用できる。

図示のバルブは特に、パルス幅調整形態で利用
されるように設計されているが、これはオン−オ
フ、又は定常指向モードにおいても利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のソレノイドバルブを利用す
るマイクロプロセツサ装置の概略図、第２図はこ
の発明のソレノイドバルブの立面図、第３図はソ
レノイドバルブの垂直断面図、第４図は第３図の
４−４線に沿う概略断面図、第５図は第３図の５
−５線に沿う概略断面図、第６図は修正された形
態のソレノイドバルブの垂直断面図、第７図は第
６図の７−７線に沿う概略断面図である。 １５，１６，１７……ソレノイドバルブ、２６
……ハウジング、２７……横壁、２８……軸心方
向延長部、２９……周縁壁、３０……ポール部
材、３１……ポール部片、３２……ポール部片の
横壁、３４……ポール部片の軸心方向開口、３５
……第１円錐座、３６……軸心方向延長部の軸心
方向開口、３７……インサート、３８……第２
座、３９……球体、４３……スプリング装置、４
８……インサートの軸心方向開口、４９……環状
空間、５０，５１……コイル装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バルブハウジング２６，２６ａと、コイル装
   置５０，５１と、第１座３５と第２座３８を有す
   るバルブ室６０を含むポール部片３０，３０ａ
   と、第１座３５と第２座の間に挿入されると共に
   これらの座の間で限定された動きを行なう球体３
   ９と、前記バルブハウジング２６，２６ａが第１
   の横壁２７，２７ａと該第１の横壁から前記バル
   ブ室６０から離れるよう軸心方向に延びる延長部
   ２８，２８ａを有すること、 前記ポール部片３０，３０ａが半径方向外方に
   延びる第２の横壁３２，３２ａ及び前記バルブ室
   ６０に隣接して軸心方向内方に延びるポール部片
   ３１を有すること、 前記第１の横壁２７，２７ａと第２の横壁３
   ２，３２ａの間に延びると共にこれらに接続され
   た周縁壁２９，２９ａと、 前記ポール部片３１がその内端部分において前
   記第１座３５を有し且つ軸心方向開口３４を有す
   ること、 および前記ハウジング２６，２６ａの前記軸心
   方向延長部２８，２８ａが軸心方向開口３６を有
   することからなるソレノイドバルブにおいて、 前記球体３９を前記第２座３８と係合するよう
   弾性的に押圧するスプリング装置４３，４４と、 前記軸心方向延長部２８，２８ａの前記軸心方
   向開口３６に非磁性材料製のインサート３７，３
   ７ａが備えられ、該インサートはその内端部分が
   前記第２座３８を形成すると共に軸心方向に沿つ
   て開口４８を有し、また前記軸心方向開口３６の
   壁部から隔置された表面部分４０，５６を有して
   前記軸心方向延長部２８，２８ａの外部へと通ず
   る通路４１，５８を画成しており、 流体が前記軸心方向開口４８に適用されコイル
   ５１が消勢されている場合に前記スプリング装置
   ３３，４４が前記球体３９を前記第２座３８に対
   して保持して前記軸心方向開口４８を閉鎖すると
   共に前記通路４１，５８と前記ポール部片３１の
   軸心方向開口３４の間の連通を許容し、前記コイ
   ル５１が付勢されている場合に前記球体３９が前
   記第１座３５に引き寄せられて前記ポール部片３
   １の軸心方向開口３４への連通を遮断し前記軸心
   方向開口４８から前記通路４１，５８への流れを
   許容することを特徴とするソレノイドバルブ。 ２ 前記軸心方向開口４８の一部として、前記軸
   心方向延長部２８及び前記インサート３７に整列
   した横入口４７を含む、特許請求の範囲第１項記
   載のソレノイドバルブ。 ３ 前記横入口４７への連通を維持しながら前記
   インサート３７の前記軸心方向開口４８の端部を
   閉鎖するプラグ５３を含む、特許請求の範囲第２
   項記載のソレノイドバルブ。 ４ 前記インサート３７が前記ハウジング２６の
   前記軸心方向開口３６に圧力嵌合され、前記表面
   部分４０が前記インサート３７の両側にある平坦
   表面である、特許請求の範囲第１項から第３項の
   何れかに記載のソレノイドバルブ。 ５ 前記インサート３７ａが前記ハウジング２６
   ａの前記軸心方向開口３６に圧力嵌合されたプラ
   グ部５５と、前記第２座３８に隣接する前記軸心
   方向開口３６よりも小径の円筒部５６を含み、前
   記インサート３７ａと前記軸心方向開口３６の間
   の環状通路５８を画成し、前記軸心方向延長部２
   ８ａが該延長部の外部から前記環状通路への通路
   の一部として横入口４７ａを含む、特許請求の範
   囲第１項記載のソレノイドバルブ。 ６ 前記ポール部材３１の前記軸心方向開口３４
   が前記第１座３５に隣接して狭部４６を有し、該
   狭部を介して前記スプリング装置４３，４４の突
   起部分４４が突出する、特許請求の範囲第１項か
   ら第５項の何れかに記載のソレノイドバルブ。 ７ 前記スプリング装置４３，４４が、前記ポー
   ル部片３１の前記軸心方向開口３４の前記狭部４
   ６と前記軸心方向開口３４に圧力嵌合されたピン
   ４５の間にある圧縮スプリング４３である、特許
   請求の範囲第６項記載のソレノイドバルブ。 ８ 前記球体３９の大部分は前記バルブハウジン
   グ２６，２６ａの横壁２７，２７ａに設けられた
   バルブ室部分６２内に配置されており、球体３９
   と横壁２７，２７ａとの間の間〓が0.076mmから
   0.254mmの範囲内にある、特許請求の範囲第１項
   から第７項の何れかに記載のソレノイドバルブ。 ９ 前記第１座３５と前記第２座３８が向い合つ
   た円錐台形の表面からなる、特許請求の範囲第１
   項から第８項の何れかに記載のソレノイドバル
   ブ。 １０ 前記球体３９が一方の座と係合している場
   合の他の座との間の間〓は0.15mmから0.38mmの範
   囲内にある、特許請求の範囲第１項から第９項の
   何れかに記載のソレノイドバルブ。 １１ 前記コイル５１はバルブをパルス幅調整モ
   ードで作動せしめる、特許請求の範囲第１項から
   第１０項の何れかに記載のソレノイドバルブ。 １２ コイル５１が30から100ヘルツの作動周波
   数で付勢され、油圧が入力圧力の10から90パーセ
   ントの間で正確に線形制御されうる、特許請求の
   範囲第１１項記載のソレノイドバルブ。