JPH05126275A

JPH05126275A - リニアソレノイドバルブ

Info

Publication number: JPH05126275A
Application number: JP3315495A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Miki; 修昭三木; Akira Suzuki; 明鈴木; Takeya Oka; 武弥岡; Kiyohiko Sugiura; 清彦杉浦; Isato Omi; 勇人近江; Toshio Matsubara; 俊夫松原
Original assignee: NSK Ltd; Aisin AW Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1991-11-04
Publication date: 1993-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】調圧作用時の油圧振動を生じてもこの振動が
増幅するのを防止すると共に、シャフトのセンタリング
精度を向上させる。【構成】弁スリーブ５内をスプール６が摺動案内され
る調圧弁部２と、外周にコイル組立体３１を配置したコ
ア３０の中央孔にリニア型転がりベアリング３５を介し
てシャフト３３が摺動自在に支持される電磁石部３とか
らなるリニアソレノイドバルブ１において、前記ベアリ
ング３５のケージを樹脂で形成する。調圧作用時に振動
が生じても、ベアリング３５のケージが軽量であるため
振動が増幅されない。精密成形性を有する樹脂を使用す
ることにより、ケージの精度が良好となり、シャフト３
３がスプール６を常時正確に押圧し、出力圧の特性が悪
化しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧制御装置の油圧回
路に使用するリニアソレノイドバルブに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】リニアソレノイドバルブは、調圧弁部と
電磁石部とから構成されており、電磁石部に、電流値に
対応するプランジャ吸引力を発生させると、該吸引力
と、調圧弁部のスプールに作用するスプリング付勢力及
びフィードバック圧とがバランスして該スプールを所定
位置に移動し、調圧弁部が、該位置に応じて供給ポート
からの供給圧を所定油圧に調圧して出力ポートから出力
するようになっている。

【０００３】上記のリニアソレノイドバルブにおいて
は、プランジャ吸引力をスプールに伝えるシャフトを支
持するために、円筒形状のケージとこのケージのポケッ
ト孔に嵌入されたボールとで構成されるリニア型転がり
ベアリングが使用されている。そして、上記のケージと
して、電磁石の影響を受けないこと、温度変化による膨
張収縮が少ないこと、耐油性に優れていること等の点か
ら、従来は黄銅製のものが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のリニアソレノイ
ドバルブは調圧バルブであるため、油圧振動が生じやす
く、この振動に応じて電磁石部も振動し、電磁石部にお
けるシャフトの振動に応じてベアリングにも振動を生ず
る。この際、従来の黄銅製のケージは重いために慣性に
より振動が増幅されやすく、調圧弁部におけるスプール
の振動を助長するという問題点があった。

【０００５】また、シャフトを支持するためのベアリン
グはその軸方向寸法が長いため、ケージのセンタリング
精度を向上させる必要がある。即ち、ベアリングにより
支持されるシャフトのセンタリングが悪いと、スプール
に軸方向以外の力が作用することとなり、スプールの傾
ぎにより摺動抵抗が増加し、結果的に出力圧の特性を悪
化させるからである。したがって、ケージは製作時の精
度が必要であると同時に、使用時においてもその精度を
維持するように、寸法安定性、耐熱性、耐油性にも優れ
ている必要がある。しかしながら、従来の黄銅製のケー
ジは、寸法安定性、耐熱性、耐油性には優れてはいるも
もの、孔開けやカシメなどの機械加工を高精度に施すの
が困難であり、良好な精度を持つものを得ようとする
と、量産性に劣り、ベアリングのコストが高くなるとい
う問題点があった。

【０００６】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、調圧作用
時の油圧振動を生じてもこの振動が増幅するのを防止す
ると共に、低コストでシャフトのセンタリング不良によ
る出力圧の特性悪化防止を可能としたリニアソレノイド
バルブを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、供給ポート、出力ポート、ドレーンポー
ト及びフィードバック圧室を有する弁スリーブ内をスプ
ールが摺動案内される調圧弁部と、外周にコイル組立体
を配置したコアの中央孔にリニア型転がりベアリングを
介してシャフトが摺動自在に支持される電磁石部とから
構成され、前記スプールと前記シャフトが当接する状態
で前記調圧弁部と前記電磁石部とが一体に連結・固定さ
れており、前記電磁石部による荷重と出力圧フィードバ
ック荷重とを作用して、これら荷重をバランスされるこ
とにより、供給圧を前記電磁石部への入力信号に対応し
た出力圧に調整して出力するリニアソレノイドバルブに
おいて、前記リニア型転がりベアリングのケージを樹脂
で形成したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成からなるリニアソレノイドバルブで
は、油圧振動により振動が生じ、シャフトの振動に応じ
てベアリングが振動した場合に、ベアリングのケージが
軽量であるため、振動の増幅が防止される。また、ベア
リングのケージは樹脂で形成されているので、精密成形
が可能な樹脂を選択することでシャフトのセンタリング
精度が良くなり、その結果、スプールに軸方向以外の力
が作用せず傾ぐことなく摺動するので、出力油圧の特性
が良好に保たれる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１０】リニアソレノイドバルブ１は、図１に示す
ように、調圧弁部２及び電磁石部３から構成されてい
る。さらに、調圧弁部２は、弁スリーブ５及びスプール
６を備えており、弁スリーブ５は、その内部軸方向にス
プリング７を収容する孔９と、それに続いてスプール６
を摺動案内する大径の案内孔１０及び小径の案内孔１１
が貫通して形成されている。そして、上記案内孔１０に
対応する弁スリーブ５の外周部には半径方向に開口した
ドレーンポート１２、出力ポート１３及び供給ポート１
５が順次形成されており、かつこれらポートの案内孔部
分には環状溝がそれぞれ形成されている。なお、供給ポ
ート１５部分には３角形状の切欠き１５ａが形成されて
おり、該切欠き１５ａは、後述するスプールでの絞り量
を調整して供給油圧を所定出力圧に調圧すると共に油圧
の振動を押さえるためのものである。また、符号１６で
示すものは、後述するスプール段差によるフィードバッ
ク圧室を形成するもので、油路と連通せずに閉塞されて
おり、また１７は、室１９の油圧変化を逃がすための開
放通路であり、さらに１８はスプリング用孔９の開放通
路である。

【００１１】また、スプール６は、前記大径の案内孔１
０部分に摺接する２個のランド部２０，２１及び前記小
径の案内孔１１に摺接する１個のランド部２２を有して
おり、さらに一方の大径ランド部２１にはフィードバッ
ク圧用の油孔２３が貫通して形成されている。そして、
他方の大径ランド部２０は、出力ポート１３及びドレー
ンポート１２を絞り連通して、出力ポート１３の出力圧
が所定圧以上になることを規制し、また一方の大径ラン
ド部２１は、供給ポート１５と出力ポート１３とを絞り
連通して、供給ポート１５からの供給圧をスプール６の
位置に対応した圧力に調圧して出力ポート１３から出力
圧として出力する。なお、これらポート及びランドはオ
ーバーラップにて形成され、通常時は、供給ポート１５
と出力ポート１３との絞り連通のみにより調圧される。
また、一方の大径ランド部２１とそれに隣接する小径ラ
ンド部２２により、面積差によるフィードバック圧室２
５が形成されており、該室２５にフィードバック圧用油
孔２３から出力圧が供給され、スプール６をスプリング
７に抗する方向にフィードバック圧を作用する。さら
に、スプール６は、その一端にスプリング保持用突起部
６ａが形成されていると共に、他端に所定長さの足部６
ｂが形成されている。

【００１２】前記弁スリーブ５における孔９の後端部分
にはネジ９ａが形成されており、該ネジ９ａに調整ボル
ト２６が螺合している。そして、該調整ボルト２６と前
記スプール６のスプリング保持用突起部６ａとの間には
コイルスプリング７が縮設されており、該スプリング７
の付勢力は調整ボルト２６を回転することにより調整さ
れる。さらに、弁スリーブ５の後端部には回り止め具２
７が設けられており、該止め具２７により調整ボルト２
６が所定位置に固定されている。また、弁スリーブ５の
前端側は、外径方向に拡がったフランジ部５ａとなって
おり、該フランジ部５ａにて調圧弁部２が電磁石部３に
固定される。

【００１３】一方、電磁石部３は、円筒形状のコア３０
及び該コアの外周部に配設されたコイル組立体３１を有
しており、コイル組立体３１にはコネクタ３２を介して
所定電流が供給されて、電磁石Ｍを構成している。さら
に、コア３０はその調圧弁部側がフランジ部３０ａにな
っており、またコア３０の中央孔にはスリーブ３４の中
にリニア型転がりベアリング３５を介してシャフト３３
が摺動自在に支持されている。該シャフト３３の一端
は、前記調圧弁部２のスプール６に当接しており、かつ
該当接部の近傍において、コア３０にネジ止めされ弁ス
リーブ５及びコア３０の両フランジ部５ａ及び３０ａに
て挟持された皿バネ部材３６に支持されている。また、
シャフト３３の一端にはテーパ溝が形成され、このテー
パ溝に嵌入して皿バネ部材３６との間にフッソゴム製の
アダプタ３７が取り付けらている。そして、皿バネ部材
３６は、シャフト３３が動き始める時に微電流でも動く
ようにアダプタ３７を介して補助的にシャフト３３を左
側に押すと共に、シャフト３３が右側に戻る時にアダプ
タ３７を介して押し戻されようになっている。また、該
シャフト３３の他端部にはプランジャ３８が一体に固定
されており、該プランジャ３８は、前記電磁石Ｍに吸引
されて軸方向に移動しう得る。

【００１４】さらに、コイル組立体３１の外周には、円
筒状のケース３９が固定されており、該ケース３９の前
端面にはキャップ４０がカシメられて固定され、該ケー
ス３９及びキャップ４０にて電磁石部３が密閉されてい
る。一方、ケース３９の調圧弁部側は、段部３９ａが形
成されていると共にカシメ部３９ｂとなっており、段部
３９ａにコアフランジ部３０ａを当接した状態で、該コ
アフランジ部３０ａ及び弁スリーブフランジ部５ａとを
カシメ部３９ａにて挟むことにより、調圧弁部２と電磁
石部３とが一体に連結・固定されている。

【００１５】そして、上記のリニア型転がりベアリング
３５は、図２及び図３に示すように、周囲に多数のポケ
ット孔４１ａを有する円筒形状のケージ４１と、このケ
ージ４１のポケット孔４１ａ内に嵌入されたボール４２
とで構成されている。そして、ボール４２は高炭素クロ
ム軸受鋼（φ１．０／ＳＵＪ２）で形成され、一方、ケ
ージ４１はポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂で
形成されている。具体的には、ケージ４１は、ＰＰＳ樹
脂にフィラーとしてグラフアイト（ＧＦ）を２０％ブレ
ンドしたものを用いて射出成形により高精度に作成され
ている。ここで、ポケット孔４１ａの形状は、ボール４
２が外面及び内面から露出しかつ回転可能な状態で保持
するために球の両側をカットしたような形状が必要であ
るが、射出成形時にＰＰＳ樹脂の弾性を利用して鋳抜き
部のボールを抜くことでこの形状のポケット孔４１ａを
形成する。また、ポケット孔４１ａへのボール４２の固
定も、ＰＰＳ樹脂の弾性を利用して圧入により行う。な
お、ＰＰＳ樹脂にブレンドするフィラーとしては、上記
のＧＦの他に、ケージ４１に求められる特性に応じて、
カーボンファイバー、ＭｏＳ₂、ポリ四フッ化エチレン
等が使用され、これらの配合割合は必要に応じて適宜決
められるものである。

【００１６】次に、上記構成からなる本実施例のリニア
ソレノイドバルブの作動について、自動変速機の油圧制
御装置におけるライン圧制御用として用いられる場合に
沿って説明する。

【００１７】油圧ポンプから供給油圧が供給ポート１５
に供給されている状態において、コイル組立体３１に所
定電流が供給される。すると、電磁石Ｍが励磁されてプ
ランジャ３７を吸引し、シャフト３３を介してスプール
６に左方向の荷重Ｆを作用する。この状態においては、
調圧弁部２にはスプリング７の付勢力Ｆｓｐがスプール
６を右方向に押圧作用し、かつフィードバック圧室２５
に作用する付勢力即ち大径ランド部２１の面積Ａ₁と小
径ランド部２２の面積Ａ₂の差に作用する出力圧Ｐから
なる付勢力（Ｐ（Ａ₁−Ａ₂））がスプール６を左方向
に押圧作用し、これに対してプランジャ３７からの吸引
力Ｆがバランスしている。即ち、Ｆ＝Ｆｓｐ−（Ａ₁−Ａ₂）Ｐとなり、従って出力圧Ｐは、Ｐ＝（Ｆｓｐ−Ｆ）／（Ａ₁−Ａ₂）となる。

【００１８】即ち、供給ポート１５からの供給油圧は、
プランジャ３７の吸引力Ｆが大きいと低くなるように調
圧され、該調圧が出力ポート１５から出力されて、プラ
イマリレギュレータバルブ（図示せず）の調圧ポートに
供給される。ここで、電磁石部３に供給される電流が大
きい程プランジャ吸引力も高くなるので、供給電流値が
大きい程出力圧Ｐは小さくなるように、供給電流と出力
圧とは所定勾配からなる略比例関係となっている。これ
により、リニアソレノイドバルブ１は、供給電流が大→
小になるに従い高い出力圧を出力し、従ってライン圧が
高くなるように制御される。

【００１９】このようにして自動変速機においては、供
給電流に応じた調圧作用が行われるが、この調圧作用が
頻繁に行われると、リニアソレノイドバルブ１自体に油
圧振動が発生する。この際、シャフト３３の振動に応じ
てベアリング３５も振動するが、ベアリング３５のケー
ジ４１はＰＰＳ樹脂からなり軽量であるため、ケージが
黄銅製のものに比べてこの振動の増幅が少なくて済む。
さらに、ケージ４１は精密成形性に優れたＰＰＳ樹脂に
より形成されてその精度が良く、シャフト３３のセンタ
リングが良好な状態となっているので、シャフト３３が
スプール６を押圧する時にスプール６に軸方向以外の力
が作用せず、したがってスプール６が傾いだ状態で摺動
することがなく、常時スムーズに摺動するため、出力圧
の特性が悪化するのが防止される。

【００２０】また、ＰＰＳ樹脂を成形して作成されたケ
ージ４１は、寸法安定性、耐熱性、耐油性、耐磨耗性、
絶縁性にも優れているので、従来の黄銅製のケージを使
用したものと同様の性能をも十分に維持することができ
る。

【００２１】なお、上述の実施例では、リニアソレノイ
ドバルブをライン圧制御に用いた実施例について説明し
たが、これに限らず、他の自動変速機の油圧制御装置、
さらには工作機械等の他の機械の油圧制御装置にも同様
に適用できることは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
調圧作用時においてリニアソレノイドバルブ自体に振動
が発生し、これがシャフト及びベアリングの振動を引き
起こしたとしても、ベアリングのケージは樹脂製で軽量
であり、振動が増幅するのを押さえられることから、油
圧振動の安定化を図ることができる。

【００２３】また、ケージの材質に樹脂を使用したこと
により、ベアリングの製造においてケージへの機械加工
が省略されるので、量産性が良くなってベアリングのコ
ストを低くすることができる。

【００２４】特に、ケージを構成する樹脂としてポリフ
ェニレンスルフィド樹脂を使用することにより、シャフ
トを支持するベアリングのケージの精度がよくなり、シ
ャフトがスプールを常時正確に押圧するので、出力圧の
特性悪化の防止を低コストで達成することができる。ま
た、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、寸法安定性、耐
熱性、耐油性、耐磨耗性、絶縁性にも優れており、本発
明のリニアソレノイドバルブは、上記の効果を奏する上
に、従来の黄銅製のケージを使用したものと同様の性能
をも十分に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるリニアソレノイドバル
ブ断面図である。

【図２】ベアリングの側面図である。

【図３】ベアリングの一部拡大断面図である

【符号の説明】

１リニアソレノイドバルブ２調圧弁部３電磁石部５弁スリーブ６スプール１２ドレーンポート１３出力ポート１５供給ポート２５フィードバック室３０コア３１コイル組立体３３シャフト３５リニア型転がりベアリング４１ケージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡武弥愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エイ・ダブリユ株式会社内 (72)発明者杉浦清彦愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エイ・ダブリユ株式会社内 (72)発明者近江勇人神奈川県茅ケ崎市浜見平５−６−501 (72)発明者松原俊夫埼玉県久喜市東５丁目９−10 パレドールソレイユ203号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給ポート、出力ポート、ドレーンポー
ト及びフィードバック圧室を有する弁スリーブ内をスプ
ールが摺動案内される調圧弁部と、外周にコイル組立体
を配置したコアの中央孔にリニア型転がりベアリングを
介してシャフトが摺動自在に支持される電磁石部とから
構成され、前記スプールに前記シャフトが当接する状態
で前記調圧弁部と前記電磁石部とが一体に連結・固定さ
れており、前記電磁石部による荷重と出力圧フィードバ
ック荷重とを作用して、これら荷重をバランスされるこ
とにより、供給圧を前記電磁石部への入力信号に対応し
た出力圧に調整して出力するリニアソレノイドバルブに
おいて、前記リニア型転がりベアリングのケージを樹脂
で形成したことを特徴とするリニアソレノイドバルブ。