WO2022176710A1 - ソレノイドバルブ - Google Patents

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flange portion
iron core
solenoid valve
movable iron
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惟寛 川戸
弘行 岩永
政輝 星
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イーグル工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a solenoid valve that controls working fluid.
  • Valves used to control working fluid in various industrial fields have a valve seat and a valve element that can be separated from and attached to the valve seat. Pressure and flow rate can be controlled.
  • valves include butterfly valves in which the disc has a pivot axis, lift valves in which the disc moves perpendicular to the valve seat of the valve opening, and even parallel to the valve seat of the valve opening.
  • a typical valve form is a spool valve in which a spool, which is a valve body, moves.
  • the direction of movement of the spool and the direction of flow of the working fluid intersect, and the fluid pressure of the working fluid is less likely to act in the direction of movement of the spool, so the responsiveness of the spool to the driving force is high. It's becoming
  • the solenoid valve of Patent Document 1 is known.
  • the solenoid valve of Patent Document 1 is an oil-immersed solenoid valve that is horizontally mounted in a mounting hole of a valve housing of a hydraulically controlled device such as an automatic transmission of an automobile, and is immersed in hydraulic oil in the valve housing. is.
  • the solenoid valve of Patent Document 1 is mainly composed of a valve portion having a cylindrical spool housed in a sleeve and a solenoid portion for driving the spool, and the sleeve is connected to one axial end of the solenoid portion.
  • a solenoid molded body in which a coil is molded from a resin and accommodated in the solenoid case; a stator arranged at one axial end side inside the solenoid molded body; and an inner side of the solenoid molded body a side ring that is a yoke arranged on the other axial end side of the side ring; a plunger that is a movable iron core arranged axially movably inside the side ring; an end plate that closes the other end of the solenoid case; It has
  • the side ring is composed of a cylindrical portion disposed inside the solenoid molded body, and an annular flange portion projecting radially outward from the end portion of the cylindrical portion on the end plate side.
  • a notch is formed in a part of the outer edge.
  • the solenoid molded body has a connector portion projecting radially outward from a portion of the circumferential direction.
  • the spring provided in the valve section urges the spool toward the end plate.
  • a magnetic circuit is formed by the solenoid case, the stator, the side ring, and the plunger, and a magnetic force is generated between the stator and the plunger to move the plunger toward the stator, thereby moving the spool. is moved away from the end plate against the biasing force of the spring to vary the amount of working fluid flowing from the input port to the output port of the sleeve.
  • the flange portion of the side ring is formed with a notch portion into which the end portion of the solenoid molded body is fitted.
  • the magnetic resistance between the plunger and the stator is increased, and the magnitude of the magnetic force generated between the plunger and the stator is not uniform in the circumferential direction, which may affect the movement of the plunger.
  • the present invention has been made with a focus on such problems, and an object of the present invention is to provide a solenoid valve capable of exerting a magnetic force on a movable iron core in a well-balanced manner.
  • the solenoid valve of the present invention is a valve body; a sleeve in which the valve body is housed; a solenoid case having one end connected to the sleeve and the other end closed; a solenoid molded body housed in the solenoid case; a yoke having a tubular portion disposed inside the solenoid molded body and a flange portion projecting radially outward from the other end of the tubular portion; a movable iron core arranged axially movably inside the yoke, A solenoid valve that moves the valve body together with the movable iron core by energizing the coil of the solenoid molded body, The flange portion has a continuous annular outer peripheral surface and is arranged on the other end side of the solenoid molded body.
  • the annular outer peripheral surface of the flange portion is continuously formed in an annular shape, so that the magnetic efficiency can be improved and the magnetic force can be applied to the movable core. It can work well in balance.
  • the solenoid molded body and the yoke can be assembled separately, the relative assembly direction of the solenoid molded body and the yoke is not limited, and the assembly work can be easily performed.
  • the other end of the solenoid case may be closed by a lid member, and the lid member and the flange portion may be in annular contact with each other in the axial direction.
  • a large annular contact area can be ensured between the lid member and the flange portion, so that contaminants are less likely to enter the space of the movable iron core on the lid member side.
  • the lid member may be made of a magnetic material. As a result, since the lid member is made of a magnetic material, the magnetic efficiency is improved, and the magnetic force can be applied to the movable iron core in a well-balanced manner.
  • the other end of the solenoid case may be closed by the flange portion.
  • the magnetic efficiency is improved, and the magnetic force can be applied to the movable iron core in a well-balanced manner.
  • the flange portion may be crimped and fixed to the solenoid case. Thereby, a magnetic circuit can be reliably formed between the flange portion and the solenoid case.
  • the space on the other end side of the movable iron core is partitioned in a non-communicating state with the external space of the solenoid case,
  • the movable iron core is formed with a through hole that communicates a space on the other end side of the movable iron core and a space on the one end side of the movable iron core,
  • the flange portion may have a convex portion that can come into contact with a portion of the movable core that is different from the through hole.
  • FIG. 1 is a side sectional view showing a solenoid valve in Example 1 of the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the solenoid valve viewed from the other end in the axial direction; (a) is an OFF state of a solenoid valve, and (b) is an enlarged side cross-sectional view of a main part showing an ON state of a solenoid valve.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view showing a solenoid valve in Example 2 of the present invention;
  • FIG. 1 A solenoid valve according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. Hereinafter, the right side of the paper surface of FIG. 1 is defined as one axial end side of the solenoid valve, and the left side of the paper surface of FIG. 1 is defined as the other axial end side of the solenoid valve.
  • the solenoid valve 1 of the present embodiment is a spool type solenoid valve, and is used in a hydraulically controlled device such as an automatic transmission of a vehicle.
  • the solenoid valve 1 is used as a so-called oil-immersed solenoid valve that is mounted horizontally in a mounting hole of a valve housing on the device side and immersed in hydraulic oil, which is a liquid in the valve housing.
  • a solenoid valve 1 is constructed by integrally attaching a valve portion 2 to a solenoid portion 3 for adjusting the flow rate of a control fluid such as hydraulic oil. 1 shows an OFF state of the solenoid valve 1 in which the coil 36 of the solenoid molded body 31 is not energized.
  • the valve portion 2 includes various ports such as an input port 24, an output port 25, a discharge port 26, a drain port 27, a feedback port 28, etc., which are connected to flow paths provided in mounting holes of the valve housing.
  • a sleeve 21 provided with a port opening, a spool 22 as a valve element liquid-tightly accommodated in a through hole 21a formed axially on the inner diameter side of the sleeve 21, and the spool 22 on the other axial end side. It is composed of a coiled spring 29 that biases and a retainer 23 that holds the spring 29 .
  • the sleeve 21 is formed with a discharge port 26, an output port 25, an input port 24, a feedback port 28, and a drain port 27 in this order from one axial end to the other axial end.
  • the spool 22 can be reciprocated in the axial direction, and by reciprocating the spool 22 in the axial direction, the communication state of various ports is changed to control the pressure and flow rate of hydraulic oil.
  • the sleeve 21, spool 22, and retainer 23 are made of materials such as aluminum, iron, stainless steel, and resin.
  • the solenoid portion 3 includes a cylindrical solenoid case 30, a solenoid molded body 31 housed in the solenoid case 30, and a stator arranged inside the solenoid molded body 31 at one end in the axial direction.
  • a side ring 33 as a yoke arranged on the other axial end side inside the solenoid molded body 31, an end plate 34 as a cover member for closing the opening of the other axial end of the solenoid case 30, and a stator.
  • a plunger 35 as a movable iron core arranged in a space surrounded by a cylindrical body 7, a side ring 33, and an end plate 34, which will be described later, so as to be axially movable.
  • the solenoid case 30 is a cylindrical body made of a magnetic metal material such as iron, and has a sleeve 21 connected to one end in the axial direction.
  • an opening 30a penetrating in the radial direction is formed in the lower portion of the other axial end of the solenoid case 30 by cutting it from the other axial end (see FIG. 2).
  • a crimped portion 30b is provided in a C-shaped axial view, that is, at a portion other than the opening 30a. It is clamped by the crimped portion 30b and the flange portion 33b of the side ring 33. As shown in FIG.
  • the end plate 34 is made of a magnetic metal material such as iron, and is a disk having a slightly larger diameter than the flange portion 33 b of the side ring 33 .
  • a convex portion 34 a that protrudes toward the plunger 35 is formed at the radial center of the end plate 34 .
  • the solenoid molded body 31 is formed by molding a coil 36 with a resin 37, and a connector portion 37a projecting radially outward from the other end in the radial direction and having a substantially L-shaped cross section formed by a root portion and a terminal portion. have.
  • the base portion of the connector portion 37a is fitted into the opening 30a of the solenoid case 30 from the other end side in the axial direction, and the terminal portion of the connector portion 37a is arranged outside the solenoid case 30 so as to extend to the one end side. .
  • a control current is supplied to the coil 36 from the terminal portion of the connector portion 37a.
  • the stator 32 is a cylindrical body having a stepped through-hole 32a penetrating in the axial direction at its central portion, and is made of a magnetic metal material such as iron.
  • the through-hole 32a has a large-diameter hole portion 32b at the other end in the axial direction, and a small-diameter hole portion 32c having a smaller diameter than the large-diameter hole portion 32b at the one end in the axial direction.
  • An annular surface perpendicular to the axial direction formed between the inner peripheral surface forming the large-diameter hole portion 32b and the inner peripheral surface forming the small-diameter hole portion 32c of the stator 32 is coated with a non-metallic material such as resin or rubber.
  • a ring-shaped damper member 6 made of a magnetic material is fixed. Further, the other axial end of the spool 22 can contact one axial end of the stator 32, and the movement of the spool 22 toward the other axial end is restricted.
  • the side ring 33 is made of a magnetic metal material such as iron.
  • the side ring 33 includes a cylindrical portion 33a that extends in the axial direction and is disposed inside the solenoid molded body 31, and the other end in the axial direction of the cylindrical portion 33a, that is, the end portion on the end plate 34 side, that protrudes radially outward.
  • An annular flange portion 33b is formed. The flange portion 33b is arranged on the other end side of the solenoid molded body 31 in the axial direction.
  • the flange portion 33b has an outer circumference and an inner circumference formed concentrically and with substantially constant thickness, and an outer peripheral surface 33c of the flange portion 33b is continuous in the circumferential direction. It extends circularly.
  • the flange portion 33b has an annular outer peripheral surface 33c that does not have a notched portion, and is formed in a ring shape when viewed in the axial direction. That is, the annular outer peripheral surface 33c of the flange portion 33b is in contact with the inner peripheral surface 30c of the solenoid case 30 in an arc shape.
  • a lower portion of the annular outer peripheral surface 33c of the flange portion 33b, that is, a portion in the circumferential direction is exposed to the outside through the opening 30a of the solenoid case 30.
  • a tubular body 7 made of a non-magnetic material is arranged between the stator 32 and the side ring 33 .
  • a bush 9 made of a non-magnetic material is arranged over the tubular body 7 and the side ring 33 .
  • the plunger 35 is formed in a columnar shape from a magnetic metal material such as iron, and is arranged inside the bush 9 so as to be slidable.
  • the outer peripheral surface of the plunger 35 and the inner peripheral surface of the bush 9 are slightly spaced apart.
  • a space S1 is formed on the other axial end side of the plunger 35 and is partitioned in a non-communicating state with the external space of the solenoid case 30.
  • a space S1 is formed on the axial one end side of the plunger 35 in a non-communicating state with the external space of the solenoid case 30.
  • a partitioned space S2 is formed.
  • the plunger 35 is formed with a through hole 35a penetrating in parallel with the central axis at an eccentric position to communicate the space S1 and the space S2.
  • the space S1 is defined by the plunger 35, the side ring 33, and the end plate 34
  • the space S2 is defined by the plunger 35, the through hole 32a of the stator 32, and the spool 22.
  • a space S3 inside the sleeve 21 is divided into spaces S1 and S2 by the spool 22. As shown in FIG.
  • the other end of the rod 5 that is slidably inserted into the small-diameter hole 32c of the stator 32 is in contact with the end surface 35b on the one end side of the plunger 35, and one end of the rod 5 is in contact with the other end of the spool 22. ing.
  • One end of the rod 5 may not be in contact with the end face 35b of the plunger 35 on the one end side when the current is turned off.
  • the projection 34a of the end plate 34 is in contact with the center of the end surface 35d of the plunger 35 on the other axial end side. Specifically, the convex portion 34a of the end plate 34 abuts on the end surface 35d of the plunger 35 at a position different from the through hole 35a, thereby restricting the movement of the plunger 35 toward the other end in the axial direction.
  • one axial end of the rod 5 pushes the end surface of the spool 22 on the other axial end side to move the spool 22 toward the one axial end side against the urging force of the spring 29 , so that the input port 24 of the sleeve 21 is released from the input port 24 of the sleeve 21 .
  • the amount of control fluid flowing to output port 25 can be varied.
  • the end surface 35b of the plunger 35 abuts against the damper member 6, thereby restricting the movement toward the one end in the axial direction.
  • the fluid in the space S2 moves to the space S1 through the through hole 35a of the plunger 35.
  • the fluid in the space S2 can be prevented from acting as resistance to the movement of the plunger 35 toward the one end in the axial direction, and the responsiveness of the solenoid valve 1 can be enhanced.
  • the flange portion 33b of the side ring 33 has a continuous annular outer peripheral surface 33c and is arranged on the other end side of the solenoid molded body 31. According to this, since the annular outer peripheral surface 33c of the flange portion 33b is continuously formed in an annular shape, a notch is not formed in the flange portion 33b, and the flange portion 33b has a uniform shape in the circumferential direction. The magnetic efficiency is good, and the magnetic force can be applied to the plunger 35 in a well-balanced manner.
  • the assembly direction of the solenoid molded body 31 and the side ring 33 in the relative circumferential direction is not limited, and the assembly work can be easily performed.
  • end plate 34 is in annular contact with the annular flange portion 33b in the axial direction and has no notch, a large contact area can be secured, and contamination is prevented from entering the space S1. Hard to invade.
  • the end plate 34 is made of a magnetic material, the volume of the portion forming the magnetic circuit is large, and the magnetic efficiency can be improved. Furthermore, since the end plate 34 has a disc shape without notches in the circumferential direction, the magnetic force can be applied to the plunger 35 in a well-balanced manner.
  • the end plate 34 is sandwiched between the caulked portion 30b of the solenoid case 30 and the flange portion 33b of the side ring 33, the end plate 34, the flange portion 33b of the side ring 33, the end plate 34, and the solenoid case 30 are held together.
  • a magnetic circuit can be reliably formed.
  • Spaces S1 and S2 are formed on both sides of the plunger 35 in the axial direction, and are separated from the external space of the solenoid valve 1 in a non-communicating state. is formed. Further, the end plate 34 is formed with a convex portion 34a that protrudes toward the plunger 35, and the convex portion 34a abuts on the end face 35d of the plunger 35 at a position different from the through hole 35a.
  • the through hole 35a of the plunger 35 is not blocked by the end plate 34 by abutting the projection 34a when the plunger 35 moves toward the end plate 34, the space on the one end side of the plunger 35 in the axial direction is closed.
  • the fluid can be smoothly moved between S2 and the space S2 on the other axial end side.
  • the spaces S1 and S2 are partitioned in a non-communicating state with the external space of the solenoid valve 1, contaminants are less likely to enter from the external space.
  • the solenoid case 30 has an opening 30a through which a connector portion 37a projecting in the radial direction of the solenoid molded body 31 extends. It is exposed to the outside through an opening 30 a of the case 30 . According to this, since a part of the annular outer peripheral surface 33c of the flange portion 33b is exposed to the outside through the opening 30a, the magnetic flux generated between the solenoid case 30 and the flange portion 33b in the opening 30a is blocked by the connector portion 37a. It is difficult to be distorted, and it is easy to generate magnetic flux in a well-balanced manner. Further, since the connector portion 37a does not interfere with the flange portion 33b when assembling the solenoid valve 1, the assembling work can be easily performed.
  • the connector portion 37a since the other end surface of the connector portion 37a is radially flush with the other end surface of the portion of the solenoid molded body 31 disposed on the inner diameter side of the solenoid case 30, the connector portion 37a can be easily manufactured.
  • the opening 30a is provided with a relief margin and a crimping jig when the solenoid case 30 is deformed by the force applied during crimping. , and the crimped portion 30b can be easily crimped even in the vicinity of the opening 30a.
  • the end plate 34 is made of a magnetic material, but the end plate may be made of a non-magnetic material such as resin.
  • the side ring 330 of the solenoid valve 10 of the second embodiment includes a tubular portion 330a arranged inside the solenoid molded body 31 and a flange portion 330b projecting radially outward from the other axial end of the tubular portion 33a. , and a lid portion 330d for closing the opening of the flange portion 330b.
  • the lid portion 330d is thinner in the axial direction than the flange portion 330b, and the end face of the lid portion 330d on the other axial end side extends flush with the end face of the flange portion 330b on the other axial end side.
  • a protrusion 330e that protrudes toward the plunger 35 is formed at the radial center of the lid 330d.
  • the projection 330e abuts on the end surface 35d of the plunger 35 at a position different from the through hole 35a.
  • the flange portion 330b of the side ring 330 is clamped between the crimped portion 30b and the other axial end surface of the solenoid molded body 31 by crimping the crimped portion 30b of the solenoid case 30 .
  • the flange portion 330b and the lid portion 330d of the side ring 330 are integrally formed, it is possible to prevent contamination from entering the space S1 from the external space.
  • the side ring 330 is provided with a protrusion 330e that abuts on the end face 35d of the plunger 35 at a position different from the through hole 35a when the solenoid valve 10 is off.
  • the through hole 35a of the plunger 35 is not closed by 330d, and the fluid can be smoothly moved between the space S1 and the space S2.
  • the side ring 330 of this embodiment is attached by clamping the flange portion 330b between the caulked portion 30b of the solenoid case 30 and the other end surface of the solenoid molded body 31 in the axial direction
  • the side ring 330 may be attached by being sandwiched between the crimped portion 30b of the solenoid case 30 and the cylindrical body 7.
  • the flange portion 330b is located on the other end surface of the solenoid molded body 31 in the axial direction. They do not have to be in contact with each other.
  • the other end of the rod 5 is in contact with the end surface 35b of the plunger 35, and one end of the rod 5 is in contact with one end of the spool 22.
  • it may be fixed to the spool 22 by a fixing member such as a bolt, or by welding or adhesion.
  • the plunger 35 is in a non-contact state with the stator 32 by the damper member 6 when the solenoid valve 1 is on.
  • the connector portion 37a of the solenoid molded body 31 is arranged on the one axial end side of the flange portion 33b, and in Example 2, the connector portion 37a is arranged on the one axial end side of the flange portion 330b.
  • a part of the connector part may be arranged on the outer diameter side of the annular outer peripheral surface of the flange part.
  • the flange portion may be arranged on the other end side in the axial direction of the portion of the solenoid molded body that is arranged on the inner diameter side of the solenoid case, that is, the portion of the solenoid molded body other than the connector portion.
  • the plunger 35 is formed with the through hole 35a.
  • the plunger 35 is not limited to this. Communicating grooves may be formed.
  • the space S1 on the other axial end side of the plunger 35 and the space S2 on the one axial end side of the plunger 35 are not in communication with the external space of the solenoid valve.
  • one or both of the spaces S1 and S2 may communicate with the external space of the solenoid valve.
  • the plunger 35 does not need to have the through hole 35a because the spaces S1 and S2 can breathe with the external space.
  • the other end of the solenoid case 30 is closed by the end plate 34, and in the second embodiment, the flange portion 330b of the side ring 33 closes the other end of the solenoid case 30.
  • the solenoid case is not limited thereto. You may have a cover part which closes the other end of.
  • the side ring and the stator are separate bodies, but the side ring and the stator may be formed integrally. In that case, it is preferable to form a portion where the cross-sectional area of the magnetic flux flow path is narrow in the middle of the portion extending in the axial direction so that a strong magnetic force acts on the movable iron core.
  • the spool type solenoid valve using a spool as the valve body has been described, but the present invention is not limited to this, and may be a solenoid valve using a globe valve, a gate valve, or the like.
  • Solenoid valve 2 Valve part 3 Solenoid part 10 Solenoid valve 30 Solenoid case 30a Opening 30b Crimped part 31 Solenoid molded body 32 Stator 33 Side ring (yoke) 33a cylindrical portion 33b flange portion 33c annular outer peripheral surface 34 end plate (lid member) 34a Convex portion 35 Plunger (movable iron core) 35a Through hole 36 Coil 37a Connector portion 330 Side ring 330a Cylindrical portion 330b Flange portion 330d Lid portion 330e Protrusions S1 to S3 Space

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Abstract

可動鉄心に対して磁力をバランスよく作用させることができるソレノイドバルブを提供する。 弁体22と、弁体22が収納されるスリーブ21と、一端にスリーブ21が接続され、他端が閉塞されるソレノイドケース30と、ソレノイドケース30内に収容されるソレノイド成形体31と、ソレノイド成形体31の内側に配置される筒状部33a及び筒状部33aの他端から外径側に張り出すフランジ部33bを有するヨーク33と、ヨーク33の内側に軸方向に移動可能に配置される可動鉄心35と、を備え、ソレノイド成形体31のコイル36への通電により可動鉄心35とともに弁体22を移動させるソレノイドバルブ1であって、フランジ部33bは、連続する環状外周面33cを有し、ソレノイド成形体31の他端側に配設されている。

Description

ソレノイドバルブ
 本発明は、作動流体を制御するソレノイドバルブに関する。
 様々な産業分野で作動流体の制御を行うために利用されている弁は、弁座と、弁座に対して離接可能な弁体を備え、弁開度が調節されることで作動流体の圧力や流量が制御可能となっている。
 このような弁には、弁体が回動軸を有するバタフライ弁、弁体が弁開口の弁座に対して直交するように移動するリフト弁、さらには弁開口の弁座に対して平行に弁体であるスプールが移動するスプール弁が代表的な弁形態として挙げられる。これらの弁の中でもスプール弁は、スプールの移動方向と作動流体が流れる方向が交差しており、スプールの移動方向に作動流体の流体圧が作用し難いため、駆動力に対するスプールの応答性が高くなっている。
 スプール弁として、例えば、特許文献1のソレノイドバルブが知られている。特許文献1のソレノイドバルブは、自動車の自動変速機等の油圧により制御される装置のバルブハウジングの装着穴に水平方向に取付けられ、バルブハウジング内の作動油に浸漬される油浸型のソレノイドバルブである。
 特許文献1のソレノイドバルブは、スリーブに収納された円柱状のスプールを有するバルブ部と、スプールを駆動させるソレノイド部と、から主に構成されており、ソレノイド部は、軸方向一端にスリーブが接続される筒状のソレノイドケースと、コイルが樹脂によりモールド成形されソレノイドケース内に収容されるソレノイド成形体と、ソレノイド成形体の内側の軸方向一端側に配置されるステータと、ソレノイド成形体の内側の軸方向他端側に配置されるヨークであるサイドリングと、サイドリングの内側に軸方向に移動可能に配置される可動鉄心であるプランジャと、ソレノイドケースの他端を閉塞するエンドプレートと、を備えている。
 サイドリングは、ソレノイド成形体の内側に配置される筒状部と、筒状部のエンドプレート側の端部から外径側に張り出す環状のフランジ部と、から構成されており、フランジ部の外縁の一部には切欠き部が形成されている。また、ソレノイド成形体は、周方向の一部に外径側に張り出すコネクタ部を備えている。これらサイドリングとソレノイド成形体は、切欠き部にソレノイド成形体の端部が嵌合されることで、周方向の相対移動が規制された状態で一体的に組み立てることができるようになっている。
 コイルが非通電状態のときには、バルブ部に設けられたスプリングによりスプールがエンドプレート側に付勢されている。また、コイルが通電状態のときには、ソレノイドケース、ステータ、サイドリング、及びプランジャにより磁気回路を形成し、ステータとプランジャとの間に磁力を発生させることによりプランジャをステータ側に移動させ、これによりスプールをスプリングの付勢力に抗してエンドプレートとは反対側に移動させ、スリーブの入力ポートから出力ポートへ流れる作動流体の量を変化させることができるようになっている。
国際公開第2019/017271号(第6頁、第1図)
 しかしながら、特許文献1のソレノイドバルブにあっては、サイドリングのフランジ部にソレノイド成形体の端部が嵌合される切欠き部が形成されているため、フランジ部における切欠き部とソレノイドケースとの間の磁気抵抗が大きくなり、プランジャとステータとの間で生じる磁力の大きさが周方向で均一とならず、プランジャの移動に影響を与える虞があった。
 本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、可動鉄心に対して磁力をバランスよく作用させることができるソレノイドバルブを提供することを目的とする。
 前記課題を解決するために、本発明のソレノイドバルブは、
 弁体と、
 前記弁体が収納されるスリーブと、
 一端に前記スリーブが接続され、他端が閉塞されるソレノイドケースと、
 前記ソレノイドケース内に収容されるソレノイド成形体と、
 前記ソレノイド成形体の内側に配置される筒状部及び該筒状部の他端から外径側に張り出すフランジ部を有するヨークと、
 前記ヨークの内側に軸方向に移動可能に配置される可動鉄心と、を備え、
 前記ソレノイド成形体のコイルへの通電により前記可動鉄心とともに前記弁体を移動させるソレノイドバルブであって、
 前記フランジ部は、連続する環状外周面を有し、前記ソレノイド成形体の他端側に配設されている。
 これによれば、フランジ部の環状外周面が連続して環状に形成されることから、フランジ部は周方向に均等な形状であるため、磁気効率を向上でき、かつ可動鉄心に対して磁力をバランスよく作用させることができる。加えて、ソレノイド成形体とヨークとを別々に組み立てることができるため、ソレノイド成形体とヨークとの相対的な組み立て方向が限定されず、組み立て作業を簡便に行うことができる。
 前記ソレノイドケースの他端は、蓋部材により閉塞されており、前記蓋部材と前記フランジ部とは軸方向に環状に当接していてもよい。
 これにより、蓋部材とフランジ部との間の環状の当接面積を広く確保できるため、可動鉄心の蓋部材側の空間にコンタミが侵入しにくい。
 前記蓋部材は磁性体から構成されていてもよい。
 これにより、蓋部材が磁性体であるため、磁気効率が向上し、かつ可動鉄心に対して磁力をバランスよく作用させることができる。
 前記ソレノイドケースの他端が前記フランジ部により閉塞されていてもよい。
 これにより、ヨークのフランジ部によりソレノイドケースの他端が閉塞されるため、磁気効率が向上し、かつ可動鉄心に対して磁力をバランスよく作用させることができる。
 前記フランジ部が前記ソレノイドケースとかしめ固定されていてもよい。
 これにより、フランジ部とソレノイドケースとの間の磁気回路を確実に形成できる。
 前記可動鉄心の前記他端側の空間は前記ソレノイドケースの外部空間と非連通状態で区画されており、
 前記可動鉄心には、前記可動鉄心の前記他端側の空間と前記可動鉄心の一端側の空間とを連通する貫通孔が形成されており、
 前記フランジ部には、前記可動鉄心における前記貫通孔とは異なる部位に当接可能な凸部を有していてもよい。
 これにより、可動鉄心が軸方向他端側に移動したときに凸部に当接し、貫通孔がフランジ部により閉塞されないため、可動鉄心の一端側の空間と他端側の空間との間で流体を円滑に移動させることができる。
本発明の実施例1におけるソレノイドバルブを示す側断面図である。 ソレノイドバルブを軸方向他端側から見た一部断面図である。 (a)はソレノイドバルブのオフ状態、(b)はソレノイドバルブのオン状態を示す要部拡大側断面図である。 本発明の実施例2におけるソレノイドバルブを示す側断面図である。
 本発明に係るソレノイドバルブを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
 実施例1に係るソレノイドバルブにつき、図1及び図2を参照して説明する。以下、図1の紙面右側をソレノイドバルブの軸方向一端側とし、図1の紙面左側をソレノイドバルブの軸方向他端側として説明する。
 図1に示されるように、本実施例のソレノイドバルブ1は、スプールタイプのソレノイドバルブであって、例えば車両の自動変速機等の油圧により制御される装置に用いられるものである。尚、ソレノイドバルブ1は、装置側のバルブハウジングの装着穴に水平方向に取付けられ、バルブハウジング内の液体である作動油に浸漬される、いわゆる油浸形のソレノイドバルブとして使用される。
 ソレノイドバルブ1は、流体、すなわち作動油等の制御流体の流量を調整するバルブ部2がソレノイド部3に一体に取付けられて構成されている。尚、図1は、ソレノイド成形体31のコイル36に通電されていないソレノイドバルブ1のオフ状態を示すものである。
 先ず、バルブ部2の構造について説明する。図1に示されるように、バルブ部2は、バルブハウジングの装着穴内に設けられた流路と接続される入力ポート24、出力ポート25、排出ポート26、ドレンポート27、フィードバックポート28等の各種ポートの開口が設けられたスリーブ21と、スリーブ21の内径側において軸方向に形成される貫通孔21aに液密に収容される弁体としてのスプール22と、スプール22を軸方向他端側に付勢するコイル状のスプリング29と、スプリング29を保持するリテーナ23と、から構成されている。
 スリーブ21には、軸方向一端側から軸方向他端側に向けて、排出ポート26、出力ポート25、入力ポート24、フィードバックポート28、ドレンポート27の順に形成されている。スプール22は、軸方向に往復移動可能となっており、スプール22を軸方向に往復移動させることにより、各種ポートの連通状態を変化させ、作動油の圧力や流量を制御するようになっている。尚、スリーブ21、スプール22、リテーナ23は、アルミ、鉄、ステンレス、樹脂等の材料により形成されている。
 次に、ソレノイド部3の構造について説明する。図1に示されるように、ソレノイド部3は、筒状のソレノイドケース30と、ソレノイドケース30に収容されるソレノイド成形体31と、ソレノイド成形体31の内側の軸方向一端側に配置されるステータ32と、ソレノイド成形体31の内側の軸方向他端側に配置されるヨークとしてのサイドリング33と、ソレノイドケース30の軸方向他端の開口を閉塞する蓋部材としてのエンドプレート34と、ステータ32、後述する筒状体7、サイドリング33、エンドプレート34により囲まれた空間内に軸方向に移動可能な状態で配置される可動鉄心としてのプランジャ35と、から主に構成されている。
 ソレノイドケース30は、鉄等の磁性を有する金属材料から形成される筒状体であり、軸方向一端にスリーブ21が接続されている。また、ソレノイドケース30の軸方向他端の下部には、径方向に貫通する開口30aが軸方向他端側から切り欠かれて形成されている(図2参照。)。
 また、ソレノイドケース30の軸方向他端には、軸方向視C字状、すなわち開口30a以外の部位にかしめ部30bが設けられており、かしめ部30bが内径側にかしめられることによりエンドプレート34がかしめ部30bとサイドリング33のフランジ部33bとにより狭持されている。
 このエンドプレート34は、鉄等の磁性を有する金属材料から形成されており、サイドリング33のフランジ部33bよりも僅かに大径を成す円板である。このエンドプレート34の径方向中心には、プランジャ35側に突出する凸部34aが形成されている。
 ソレノイド成形体31は、コイル36を樹脂37によりモールド成形することにより形成され、径方向の他端に外径方向に張り出し、根本部分と端子部分とにより断面略L字状をなすコネクタ部37aを有している。コネクタ部37aの根元部分は、ソレノイドケース30の開口30aに軸方向他端側から嵌合されており、コネクタ部37aの端子部分は、ソレノイドケース30の外部において一端側に延びて配置されている。このコネクタ部37aの端子部分から制御電流がコイル36へ供給されるようになっている。
 ステータ32は、その中央部に軸方向に貫通する段付きの貫通孔32aを有する筒状体であり、鉄等の磁性を有する金属材料から形成される。貫通孔32aは、軸方向他端側の部位が大径孔部32bとなっており、軸方向一端側の部位が大径孔部32bよりも小径の小径孔部32cとなっている。
 また、ステータ32における大径孔部32bを構成する内周面と小径孔部32cを構成する内周面との間に形成される軸方向に直交する環状面には、樹脂やゴムなどの非磁性体から構成されるリング状のダンパ部材6が固着されている。また、ステータ32の軸方向一端にはスプール22の他軸方向他端が接触可能となっており、スプール22は軸方向他端側への移動が規制されている。
 サイドリング33は、鉄等の磁性を有する金属材料から形成される。サイドリング33は、軸方向に延びソレノイド成形体31の内側に配置される筒状部33aと、筒状部33aの軸方向他端、すなわちエンドプレート34側の端部から外径側に張り出す環状のフランジ部33bと、が形成されている。このフランジ部33bは、ソレノイド成形体31よりも軸方向他端側に配置されている。
 図1及び図2に示されるように、フランジ部33bは、外周と内周とが同心円状かつ略一定の肉厚に形成されており、フランジ部33bの外周面33cは、周方向に連続して円環状に延びている。言い換えれば、フランジ部33bは、切り欠かれた部分を有さない環状外周面33cを有しており、軸方向視リング状に形成されている。すなわち、フランジ部33bの環状外周面33cは、ソレノイドケース30の内周面30cに亘って円弧状に接するようになっている。
 また、フランジ部33bの環状外周面33cの下部、すなわち周方向の一部は、ソレノイドケース30の開口30aを通じて外部に露出している。
 また、ステータ32とサイドリング33との間には、非磁性体から構成される筒状体7が配設されている。この筒状体7とサイドリング33の内側には非磁性体から構成されるブッシュ9が筒状体7とサイドリング33に亘って配設されている。
 プランジャ35は、鉄等の磁性を有する金属材料により円柱状に形成されており、ブッシュ9の内側に摺接可能に配置されている。プランジャ35の外周面とブッシュ9の内周面との間は僅かに離間している。
 プランジャ35の軸方向他端側にはソレノイドケース30の外部空間と非連通状態で区画された空間S1が形成され、プランジャ35の軸方向一端側にはソレノイドケース30の外部空間と非連通状態で区画された空間S2が形成されている。プランジャ35には、偏芯した位置に中心軸と平行に貫通する貫通孔35aが形成されており、空間S1と空間S2とを連通している。
 具体的には、空間S1は、プランジャ35、サイドリング33、エンドプレート34により区画されており、空間S2は、プランジャ35、ステータ32の貫通孔32a、スプール22により区画されている。尚、スリーブ21内の空間S3は、スプール22により空間S1,S2と区画されている。
 プランジャ35の一端側の端面35bには、ステータ32の小径孔部32cに摺動可能に挿通されるロッド5の他端が接触しており、ロッド5の一端がスプール22の他端に当接している。尚、ロッド5の一端は電流のOFF時にプランジャ35の一端側の端面35bに当接していないものであってもよい。
 次いで、ソレノイドバルブ1の動作について説明する。図3(a)に示されるように、ソレノイドバルブ1のオフ状態において、スプリング29(図1参照。)の付勢力によりスプール22が軸方向他端側に付勢され、これに伴いプランジャ35およびロッド5が軸方向他端側に移動している。
 このとき、プランジャ35の軸方向他端側の端面35dの中心にエンドプレート34の凸部34aが当接している。詳細には、エンドプレート34の凸部34aは、プランジャ35の端面35dにおける貫通孔35aと異なる位置に当接しており、これによりプランジャ35の軸方向他端側への移動が規制されている。
 図3(b)に示されるように、ソレノイドバルブ1のオン状態において、コイル36への通電によりソレノイドケース30、エンドプレート34、サイドリング33、プランジャ35、ステータ32により磁気回路が形成され、ステータ32とプランジャ35との間に磁力が発生することにより、プランジャ35およびロッド5はステータ32側に向けて軸方向に移動する。
 これにより、ロッド5の軸方向一端がスプール22の軸方向他端側の端面を押し、スプール22をスプリング29の付勢力に抗して軸方向一端側に移動させ、スリーブ21の入力ポート24から出力ポート25へ流れる制御流体の量を変化させることができる。尚、プランジャ35の端面35bがダンパ部材6に当接することで軸方向一端側への移動が規制される。
 また、スプール22が軸方向一端側に移動したときには、プランジャ35の貫通孔35aを通って空間S2の流体が空間S1に移動するようになっている。これにより、空間S2の流体がプランジャ35の軸方向一端側への移動の抵抗となることを抑制でき、ソレノイドバルブ1の応答性を高めることができる。
 また、コイル36への通電が遮断され、ステータ32とプランジャ35との間に発生していた磁力が相対的に弱まると、スプリング29の付勢力によりスプール22が軸方向他端側に移動し、これに伴いプランジャ35およびロッド5が軸方向他端側に移動する(図
1、図3(a)参照。)。このとき、プランジャ35の貫通孔35aを通って空間S1の流体が空間S2に移動するようになっている。これにより、空間S1の流体がプランジャ35の軸方向他端側への移動の抵抗となることを抑制でき、ソレノイドバルブ1の応答性を高めることができる。
 以上説明したように、サイドリング33のフランジ部33bは、連続する環状外周面33cを有し、ソレノイド成形体31の他端側に配設されている。これによれば、フランジ部33bの環状外周面33cが連続して環状に形成されるため、フランジ部33bに切欠きが形成されることなく、フランジ部33bは周方向に均等な形状であるので磁気効率が良く、かつプランジャ35に対して磁力をバランスよく作用させることができる。
 加えて、サイドリング33は周方向に均等な形状であるため、ソレノイド成形体31とサイドリング33との相対的な周方向の組み立て方向が限定されず、組み立て作業を簡便に行うことができる。
 また、エンドプレート34は、切欠きが形成されていない軸方向視円環状のフランジ部33bに対し軸方向に環状に当接しているため、当該当接面積を広く確保でき、空間S1にコンタミが侵入しにくい。
 また、エンドプレート34は磁性体により構成されているため、磁気回路を構成する部分の体積が大きく、磁気効率を高められる。さらに、エンドプレート34は周方向に切り欠きの無い円板状を成しているので、プランジャ35に対して磁力をバランスよく作用させることができる。
 また、エンドプレート34は、ソレノイドケース30のかしめ部30bとサイドリング33のフランジ部33bとにより狭持されているため、ソレノイドケース30、エンドプレート34、サイドリング33のフランジ部33bとの間で磁気回路を確実に形成できる。
 また、プランジャ35の軸方向両側にはソレノイドバルブ1の外部空間と非連通状態で区画された空間S1,S2が形成されており、プランジャ35には、空間S1と空間S2を連通する貫通孔35aが形成されている。また、エンドプレート34には、プランジャ35側に突出する凸部34aが形成されており、凸部34aには、プランジャ35の端面35dにおける貫通孔35aと異なる位置に当接するようになっている。
 これによれば、プランジャ35がエンドプレート34側に移動したときに凸部34aに当接することで、プランジャ35の貫通孔35aがエンドプレート34により閉塞されないため、プランジャ35の軸方向一端側の空間S2と軸方向他端側の空間S2との間で流体を円滑に移動させることができる。また、空間S1,S2は、ソレノイドバルブ1の外部空間と非連通状態で区画されているため、外部空間からコンタミが侵入しにくい。
 また、ソレノイドケース30は、ソレノイド成形体31の外径方向に張り出すコネクタ部37aが延出される開口30aを備え、フランジ部33bの環状外周面33cの下部、すなわち周方向の一部は、ソレノイドケース30の開口30aを通じて外部に露出している。これによれば、フランジ部33bの環状外周面33cの一部が開口30aを通じて外部に露出しているので、開口30aにおけるソレノイドケース30とフランジ部33bとの間で生じる磁束がコネクタ部37aにより阻害されにくく、磁束をバランスよく生じさせやすい。また、ソレノイドバルブ1の組み立て時にコネクタ部37aがフランジ部33bに干渉しないため、組み立て作業を簡便に行うことができる。
 また、コネクタ部37aの他端面は、ソレノイド成形体31におけるソレノイドケース30の内径側に配置される部分の他端面と径方向に面一に形成されているため、コネクタ部37aを製造しやすい。
 また、コネクタ部37aの他端面はサイドリング33のフランジ部33bよりも軸方向一端側に位置するため、開口30aがかしめ時に作用する力によってソレノイドケース30が変形する際の逃げ代かつかしめ治具の移動可能領域となり、開口30a近辺においてもかしめ部30bを簡便にかしめることができる。
 尚、本実施例では、エンドプレート34が磁性体により構成される形態を例示したが、エンドプレートは樹脂等の非磁性体により構成されていてもよい。
 次に、実施例2に係るソレノイドバルブにつき、図4を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
 本実施例2のソレノイドバルブ10のサイドリング330は、ソレノイド成形体31の内側に配置される筒状部330aと、筒状部33aの軸方向他端から外径側に張り出すフランジ部330bと、フランジ部330bの開口を閉塞する蓋部330dと、を備えている。この蓋部330dは、フランジ部330bよりも軸方向の厚みが薄く、かつ蓋部330dの軸方向他端側の端面はフランジ部330bの軸方向他端側の端面と面一に延びている。
 また、蓋部330dの径方向中心には、プランジャ35側に突出する凸部330eが形成されている。この凸部330eは、ソレノイドバルブ10のオフ状態において、プランジャ35の端面35dにおける貫通孔35aと異なる位置に当接するようになっている。
 サイドリング330のフランジ部330bは、ソレノイドケース30のかしめ部30bがかしめられることにより、かしめ部30bとソレノイド成形体31の軸方向他端面との間で狭持されている。
 このように、ソレノイドケース30の軸方向他端がフランジ部330bの一部を構成する蓋部330dにより閉塞されているため、磁気回路を構成する部分の体積が増え、磁気効率が向上するとともに、プランジャ35に対して磁力をバランスよく作用させることができる。
 また、サイドリング330のフランジ部330bは、ソレノイドケース30のかしめ部30bによりかしめ固定されているので、ソレノイドケース30とサイドリング330のフランジ部330bとの間で磁気回路を確実に形成できる。
 また、ソレノイドケース30の軸方向他端を閉塞する蓋部材をサイドリング330と別に用意しなくて済むので部品点数を減らすことができ、組み立て作業を簡便に行うことができる。
 また、サイドリング330のフランジ部330bと蓋部330dとが一体に形成されているので、外部空間から空間S1内にコンタミが侵入することを防止できる。
 また、サイドリング330には、ソレノイドバルブ10のオフ状態において、プランジャ35の端面35dにおける貫通孔35aと異なる位置に当接する凸部330eが設けられているため、ソレノイドバルブ10のオフ状態において蓋部330dによりプランジャ35の貫通孔35aが閉塞されず、空間S1と空間S2との間で流体を円滑に移動させることができる。
 尚、本実施例のサイドリング330は、フランジ部330bがソレノイドケース30のかしめ部30bとソレノイド成形体31の軸方向他端面との間で狭持されることで取付けられる形態を例示したが、サイドリング330は、ソレノイドケース30のかしめ部30bと筒状体7との間で狭持されることで取付けられてもよく、この場合、フランジ部330bはソレノイド成形体31の軸方向他端面に当接していなくてもよい。
 以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
 例えば、前記実施例1,2では、プランジャ35の端面35bにロッド5の他端が接触し、ロッド5の一端がスプール22の一端に当接している形態を例示したが、ロッド5はプランジャ35またはスプール22にボルト等の固定部材や溶接または接着などにより固定されていてもよい。
 また、前記実施例1,2では、ソレノイドバルブ1のオン状態において、ダンパ部材6によりプランジャ35がステータ32に非接触状態となっている形態を例示したが、プランジャ35がステータ32に接触するようになっていてもよい。
 また、前記実施例1では、ソレノイド成形体31のコネクタ部37aがフランジ部33bよりも軸方向一端側、前記実施例2では、コネクタ部37aがフランジ部330bよりも軸方向一端側に配置される形態を例示したが、これに限られず、フランジ部の環状外周面の外径側にコネクタ部の一部が配置されていてもよい。言い換えれば、フランジ部は、ソレノイド成形体におけるソレノイドケースの内径側に配置される部分、すなわちソレノイド成形体におけるコネクタ部以外の部分よりも軸方向他端側に配置されていればよい。
 また、前記実施例1,2では、プランジャ35に貫通孔35aが形成される形態を例示したが、これに限られず、プランジャ35には貫通孔35aに代えて側面に空間S1と空間S2とを連通する溝が形成されていてもよい。
 また、前記実施例1,2では、プランジャ35の軸方向他端側の空間S1と、プランジャ35の軸方向一端側の空間S2と、は、ソレノイドバルブの外部空間と非連通状態となっている形態を例示したが、空間S1,S2の一方または両方がソレノイドバルブの外部空間と連通していてもよい。尚、空間S1,S2の両方がソレノイドバルブの外部空間と連通する場合、空間S1,S2がそれぞれ前記外部空間と呼吸できるため、プランジャ35に貫通孔35aを形成しなくてもよい。
 また、実施例1では、エンドプレート34、実施例2ではサイドリング33のフランジ部330bによりソレノイドケース30の他端が閉塞される形態を例示したが、これに限られず、ソレノイドケースが該ソレノイドケースの他端を閉塞する蓋部を有していてもよい。
 また、前記実施例1,2では、サイドリングとステータとが別体であったが、サイドリングとステータとが一体に形成されていてもよい。その場合は、軸方向に延びる部分の途中で磁束流路の断面積が幅狭になっている部分が形成され、可動鉄心に磁力が強く作用するようにすることが好ましい。
 また、前記実施例では、弁体にスプールを用いるスプールタイプのソレノイドバルブとして説明したが、これに限られず、グローブ弁やゲート弁等を用いたソレノイドバルブであってもよい。
1        ソレノイドバルブ
2        バルブ部
3        ソレノイド部
10       ソレノイドバルブ
30       ソレノイドケース
30a      開口
30b      かしめ部
31       ソレノイド成形体
32       ステータ
33       サイドリング(ヨーク)
33a      筒状部
33b      フランジ部
33c      環状外周面
34       エンドプレート(蓋部材)
34a      凸部
35       プランジャ(可動鉄心)
35a      貫通孔
36       コイル
37a      コネクタ部
330      サイドリング
330a     筒状部
330b     フランジ部
330d     蓋部
330e     凸部
S1~S3    空間

Claims (6)

  1.  弁体と、
     前記弁体が収納されるスリーブと、
     一端に前記スリーブが接続され、他端が閉塞されるソレノイドケースと、
     前記ソレノイドケース内に収容されるソレノイド成形体と、
     前記ソレノイド成形体の内側に配置される筒状部及び該筒状部の一端から外径側に張り出すフランジ部を有するヨークと、
     前記ヨークの内側に軸方向に移動可能に配置される可動鉄心と、を備え、
     前記ソレノイド成形体のコイルへの通電により前記可動鉄心とともに前記弁体を移動させるソレノイドバルブであって、
     前記フランジ部は、連続する環状外周面を有し、前記ソレノイド成形体の他端側に配設されているソレノイドバルブ。
  2.  前記ソレノイドケースの他端は、蓋部材により閉塞されており、前記蓋部材と前記フランジ部とは軸方向に環状に当接している請求項1に記載のソレノイドバルブ。
  3.  前記蓋部材は磁性体から構成されている請求項2に記載のソレノイドバルブ。
  4.  前記ソレノイドケースの他端が前記フランジ部により閉塞されている請求項1に記載のソレノイドバルブ。
  5.  前記フランジ部が前記ソレノイドケースとかしめ固定されている請求項4に記載のソレノイドバルブ。
  6.  前記可動鉄心の他端側の空間は前記ソレノイドケースの外部空間と非連通状態で区画されており、
     前記可動鉄心には、前記可動鉄心の他端側の空間と前記可動鉄心の一端側の空間とを連通する貫通孔が形成されており、
     前記フランジ部には、前記可動鉄心における前記貫通孔とは異なる部位に当接可能な凸部を有している請求項4または5に記載のソレノイドバルブ。
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