(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
長手方向に貫通する貫通孔を有すると共に外周にコイルが設けられた筒状部材が、有底円筒形状のケース内で、前記貫通孔を前記ケースの開口方向に沿わせた向きで設けられており、
前記貫通孔内の外部オイルの侵入が規制された領域内で前記長手方向に移動可能に収容されたプランジャが、前記コイルへの通電により、非駆動位置から駆動位置まで移動することで、スプールを前記長手方向に移動させるように構成されたソレノイドバルブにおいて、
前記長手方向で対向する前記筒状部材と前記ケースの底壁との間に、前記貫通孔が位置する内径側と前記ケースの周壁が位置する外径側とを連絡する連絡路が、前記長手方向から見た前記筒状部材の半径線に沿って設けられており、
前記ソレノイドバルブが前記筒状部材を水平方向に沿わせた向きで配置された状態において、
前記長手方向から見て前記連絡路は、当該連絡路の前記外径側の開口が、前記貫通孔の中心を通る水平線と、当該水平線よりも下側を通る下側水平線との間で、前記ケースの周壁に対向するように設けられており、
前記下側水平線の位置が、前記ケース内に侵入して前記ケース内に滞留する流体との干渉を避けた位置に設定されており、
前記ケースの周壁では、当該ケースの開口方向における前記底壁とは反対側に、鉛直線方向における上側で開口する切欠部が、設けられており、
前記外部オイルの侵入が規制された領域が、前記連絡路と、前記筒状部材の外周と前記ケースの周壁の内周との隙間と、前記切欠部とを介して、前記ケースの外部に連絡していることを特徴とするソレノイドバルブ。
前記長手方向から見て前記連絡路は、前記貫通孔の中心を通る鉛直線を挟んだ一方側と他方側に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載のソレノイドバルブ。
前記長手方向から見て前記連絡路は、前記貫通孔の中心を通る鉛直線を挟んだ一方側と他方側で、前記鉛直線を挟んで対称となる位置に設けられていることを特徴とする請求項2に記載のソレノイドバルブ。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】実施の形態にかかるソレノイドバルブを説明する図である。
【
図2】実施の形態にかかるソレノイドバルブを説明する図である。
【
図3】アンダーラップとオーバーラップを説明する図である。
【
図4】変形例にかかるソレノイドバルブを説明する図である。
【
図5】従来例にかかるソレノイドバルブを説明する図である。
【0020】
図1は、実施の形態にかかるソレノイドバルブ1を説明する図であり、(a)は、プランジャ7が非駆動位置に配置されている状態を示す断面図であって、(b)は、(a)における領域Bの拡大図であって、プランジャ7が駆動位置に配置されたときに対応する図である。
図2は、ソレノイドバルブ1のリニアソレノイド4側を説明する図であり、(a)は断面図、(b)は、
図1におけるA−A断面図であり、(c)は、
図2の(b)におけるA−A断面図である。
図3は、アンダーラップとオーバーラップを説明する図である。
【0021】
ソレノイドバルブ1は、オイルOLを調圧して出力するスプールバルブ2と、このスプールバルブ2の弁体であるスプール3を、スプールバルブ2の長手方向に沿う軸線X方向に駆動するリニアソレノイド4と、から構成されており、このソレノイドバルブ1は、例えば、プーリの作動油圧を調圧するコントロールバルブに、制御圧を出力するために用いられている。
【0022】
スプールバルブ2では、バルブスリーブ21の円筒状の周壁部211の内側に、当該周壁部211を軸線X方向(長手方向)に貫通するガイド孔22が設けられている。
このガイド孔22の内側には、当該ガイド孔22の内径と整合する外径の大径部31、32を有するスプール3が挿入されており、ガイド孔22においてスプール3は、軸線X方向に摺動移動可能に設けられている。
【0023】
ガイド孔22では、長手方向(軸線X方向)における一方側(リニアソレノイド4とは反対側)の端部に、アジャスタ37が嵌入しており、このアジャスタ37により、スプリングSpの軸線X方向の一端の位置決めがされている。
スプリングSpの他端は、スプール3の端部に設けられたスプリング係合部331に、軸線X方向から係合しており、この状態においてスプリングSpは、アジャスタ37とスプール3との間で軸線X方向に圧縮された状態で設けられている。
そのため、スプール3は、圧縮されたスプリングSpから作用する付勢力で、リニアソレノイド4側に常時付勢されている。
【0024】
スプール3を内部に収容した周壁部211では、軸線X方向における他方側(リニアソレノイド4側)の端部に、後記するコアアッシー5のフランジ部511に接合されるフランジ部212が、軸線Xの径方向外側に延出して設けられている。
【0025】
バルブスリーブ21の周壁部211には、オイルの給排ポート(入力ポート23、出力ポート24、ドレンポート25)が、周壁部211を軸線Xの径方向に貫通して設けられている。
実施の形態では、リニアソレノイド4側から順番に、入力ポート23、出力ポート24、ドレンポート25となっており、ガイド孔22内を軸線X方向に移動するスプール3により、出力ポート24と連通する給排ポートが、入力ポート23とドレンポート25の間で切り替えられるようになっている。
【0026】
スプールバルブ2では、図示しないオイルポンプからのオイルOLが、入力ポート23を介してガイド孔22の内部に供給されるようになっており、このスプールバルブ2で調圧されたオイルが、出力ポート24を通って、コントロールバルブなどに供給されると共に、余剰のオイルが、ドレンポート25を通って、オイルパン側に排出されるようになっている。
【0027】
スプール3は、ガイド孔22の内径と整合する外径の大径部31、32を有しており、これら大径部31と大径部32は、ガイド孔22の内径より小さい外径の小径部34で接続されている。
また、大径部32におけるアジャスタ37との対向面には、スプリングSpが係合するスプリング係合部331が、突出して形成されている。
【0028】
実施の形態では、後記するリニアソレノイド4のプランジャ7が、非駆動位置に配置されているときに、スプリングSpにより付勢されたスプール3が、当該スプール3の当接部36を、最もリニアソレノイド4側(図中右側)に配置させるようになっている。
【0029】
ここで、実施の形態では、軸線X方向における大径部31と大径部32の互いの対向部には、大径部31、32よりも僅かに外径の小さい段部311、321が設けられており、この段部311、321の部分が、小径部34の外周の空間Sxと、入力ポート23およびドレンポート25とを連通させる隙間Sy、Syを形成している。
【0030】
そのため、プランジャ7が駆動位置に配置された状態において、出力ポート24は、入力ポート23およびドレンポート25との連通が完全に遮断されない状態(アンダーラップ状態)で保持されるようになっている。
【0031】
ここで、大径部31、32に段部311、321が形成されていない場合には、プランジャ7が駆動位置に配置された状態で、出力ポート24は、入力ポート23およびドレンポート25との連通が完全に遮断された状態(オーバーラップ状態)で保持されることになる。
【0032】
そのため、実施の形態にかかるソレノイドバルブ1では、出力ポート24が、入力ポート23およびドレンポート25との連通が完全に遮断されないアンダーラップ状態であるので、出力ポート24と入力ポート23およびドレンポート25との連通が完全に遮断されたオーバーラップ状態のソレノイドバルブよりも、ソレノイドバルブ1が調圧位置から変化した際のオイルの流量変化の立ち上がりが優れており、コントロールバルブに出力する制御圧の応答性もまた優れている(
図3参照)。
【0033】
図1に示すように、スプール3では、大径部31のリニアソレノイド4側に、リニアソレノイド4側のロッド6との当接部36が、大径部31よりも小さい外径で設けられており、スプール3と同軸に配置されたロッド6は、共通の軸線X上で、スプール3の当接部36に当接している。
【0034】
図2の(a)に示すように、リニアソレノイド4は、非磁性材料からなるロッド6を介して、スプール3を軸線X方向の一方側へ駆動する電磁アクチュエータであり、コアアッシー5と、コアアッシー5の外周に固定されたコイル55と、コアアッシー5の内側で軸線X方向に摺動移動可能に設けられたロッド6およびプランジャ7と、コアアッシー5を収容する円筒形状のケース9と、ケース9の一端側の開口を塞ぐ円板状のカバー板10と、を有している。
【0035】
コアアッシー5は、コイル55への通電により励磁(磁化)される強磁性材料で形成されており、フランジ部511を有するロッド支持部51と、フランジ部521を有するプランジャ支持部52と、ロッド支持部51とプランジャ支持部52とを連結する連結リング53と、から構成されている。
【0036】
ロッド支持部51では、円筒状の基部510の一端に、径方向外側に延出するフランジ部511が設けられており、基部510の中心には、当該基部510を長手方向に貫通する貫通孔541が設けられている。
基部510においてフランジ部511は、軸線X周りの周方向の全周に亘って設けられており、このフランジ部511は、軸線X方向から見てリング形状を成している。
【0037】
プランジャ支持部52では、円筒状の基部520の一端に、径方向外側に延出するフランジ部521が設けられており、基部520の中心には、当該基部520を長手方向に貫通する貫通孔542が設けられている。
基部520においてフランジ部521は、軸線X周りの周方向の全周に亘って設けられており、このフランジ部521は、軸線X方向から見てリング形状を成している。
【0038】
ロッド支持部51の基部510と、プランジャ支持部52の基部520と、連結リング53は、それぞれ同じ外径を有しており、連結リング53が、軸線X方向における一方側に位置する基部510と、他方側に位置する基部520とに、それぞれインロー状に係合することで、ロッド支持部51とプランジャ支持部52と連結リング53とが、同軸上で連結されて、コアアッシー5を形成している。
【0039】
この状態において、コアアッシー5の内側には、ロッド支持部51の貫通孔541と、プランジャ支持部52の貫通孔542と、連結リング53の貫通孔543と、が同軸上で互いに連通した支持孔54が形成されており、この支持孔54における貫通孔541の部分でロッド6が軸線X方向に移動可能に支持されると共に、貫通孔542と貫通孔543の部分で、プランジャ7が軸線X方向に移動可能に支持されている。
【0040】
さらに、コアアッシー5では、ロッド支持部51のフランジ部511と、プランジャ支持部52のフランジ部521とが、軸線X方向に最も離れて位置しており、これらフランジ部511、521の間に、コイル55が設置されている。
【0041】
このコイル55は、絶縁被膜を施した導線を樹脂製のボビン56の外周に複数回巻装して形成されており、実施の形態では、コイル55の内周を覆うボビン56が、ロッド支持部51の基部510と、連結リング53と、プランジャ支持部52の基部520とに跨がって外挿されている。
【0042】
コイル55の外周は、コアアッシー5に外挿されたケース9の周壁部91に所定間隔で囲まれている。
ケース9の周壁部91は、強磁性材料で形成されており、この周壁部91の他端91bは、プランジャ支持部52のフランジ部521に軸線X方向から当接したカバー板10の外周に、かしめ止めされている。
そのため、ケース9は、周壁部91とカバー板10とから有底円筒形状に形成されている。
【0043】
ケース9は、周壁部91をコアアッシー5に外挿して設けられており、この状態において周壁部91の一端91aは、前記したバルブスリーブ21のフランジ部212に、かしめ止めされている。
【0044】
このバルブスリーブ21のフランジ部212には、ロッド支持部51のフランジ部511が、軸線X方向から接合しており、この状態においてコアアッシー5とバルブスリーブ21は、一端91aと他端91bがカシメられたケース9により、共通の軸線X上で互いに連結された状態で保持されている。
【0045】
ロッド支持部51の貫通孔541では、非磁性材料で形成されたロッド6が、軸線X方向に移動可能に設けられており、ガイド孔22内に突出させたロッド6の先端6aは、ロッド6の軸線X方向の進退移動に伴って、ガイド孔22内に出没するようになっている。
【0046】
プランジャ支持部52の貫通孔542と連結リング53の貫通孔543は、ロッド支持部51の貫通孔541の内径D2よりも大きい内径D1で形成されており、これら貫通孔542と貫通孔543とが連なる領域に、強磁性材料からなる円柱状のプランジャ7が収容されている。
【0047】
このプランジャ7は、貫通孔542、543の内径D1と整合する外径で形成されており、プランジャ7の軸線X方向の長さL1は、貫通孔542と貫通孔543とが連なる領域の軸線X方向の長さL2よりも短くなっており、貫通孔542と貫通孔543とが連なる領域においてプランジャ7は、軸線X方向に摺動移動可能に設けられている。
【0048】
実施の形態では、プランジャ7は、当該プランジャ7の軸線X方向の長さL1と、貫通孔542と貫通孔543とが連なる領域の軸線X方向の長さL2の差分(L2−L1)に応じた隙間の範囲内で、軸線X方向に移動するようになっている。
そのため、このプランジャ7の軸線X方向の移動に伴って、プランジャ7の一端7a側に形成される空間S1と、他端7b側に形成される空間S2の容積が、増減するようになっている。
【0049】
実施の形態では、プランジャ7を軸線X方向に貫通する貫通孔71が設けられており、プランジャ7を挟んだ一方側の空間S1と他方側の空間S2とが、貫通孔71を介して互いに連通している。
この貫通孔71は、貫通孔542内の流体(例えば、オイル)が、当該貫通孔71を通って、空間S1と空間S2の間の移動することで、貫通孔542内でのプランジャ7の軸線X方向の移動をスムースに行えるようにするために設けられている。
【0050】
ケース9の周壁部91では、軸線X周りの周方向における一部の領域に切欠部911が設けられており、周壁部91における切欠部911が設けられた領域では、コイル55と外部回路(外部電源や外部制御回路)との接続を行うための外部接続用のコネクタ86が設けられている。
【0051】
軸線X方向においてコネクタ86は、カバー板10寄りに位置しており、コアアッシー5のフランジ部511に連結する樹脂製の接続板87と共に、ケース9の周壁部91に沿って配置されている。
そのため、周壁部91における切欠部911周りの領域が、接続板87により覆われており、ソレノイドバルブ1の外部を流れる汚れたオイルが、切欠部911からケース9の内部に直接流入しないようにされている。
【0052】
リニアソレノイド4では、コネクタ86に接続された外部電源からの電力の供給を受けてコイル55が通電されると、プランジャ7と、コアアッシー5と、ヨークとして機能するコアアッシー5のフランジ部521と、を磁束が集中して通る磁気回路が形成されて、プランジャ7が、コイル55の磁力により、非駆動位置から、駆動位置に向けて移動するようになっている。
【0053】
実施の形態では、コイル55への通電により生じた磁力により、プランジャ7が、図中左側の駆動位置まで移動すると、プランジャ7に対して同軸に配置されたロッド6が、プランジャ7により押されて、当該ロッド6の先端6aをガイド孔22内に突出させる方向に変位する。
これにより、スプール3が、ロッド6により押されてリニアソレノイド4から離れる方向に変位する結果、スプール3は、出力ポート24とドレンポート25とを互いに連通させた位置に到達するようになっている。
【0054】
また、コイル55への通電が停止されると、プランジャ7を駆動位置に向けて移動させる方向に作用する磁力が消失する。
そうすると、スプール3には、当該スプール3をリニアソレノイド4側に移動させる方向の付勢力がスプリングSpから作用しているので、このスプリングSpの付勢力は、ロッド6を介してプランジャ7に入力されて、プランジャ7が非駆動位置まで戻されるようになっている。
【0055】
前記したように、プランジャ支持部52のフランジ部521は、軸線X方向から見てリング状を成しており、このフランジ部521のカバー板10との対向面には、フランジ部521の外径側と内径側とを連絡する溝523が形成されている(
図2の(b)、(c)参照)。
この溝523は、軸線X方向から見たフランジ部の半径線Lmに沿う直線状に形成されており、この溝523の外径側の端部523aは、ケース9の周壁部91の内側に開口しており、内径側の端部523bは、プランジャ支持部52の貫通孔542の内周に開口している。
【0056】
そのため、プランジャ支持部52のフランジ部521と、カバー板10との間の領域では、溝523が、プランジャ7が収容された貫通孔542の空間S2と、ケース9の周壁部91とコイル55との間の隙間Saとを連絡する連絡路(呼吸路)として機能するようになっている。
【0057】
ここで、車両に搭載された状態のコントロールバルブにおいて、ソレノイドバルブ1が軸線Xを水平線に沿わせた向きで、コネクタ86を鉛直線VL方向における上側に向けて配置されている場合を例に挙げて説明する。
【0058】
この場合には、鉛直方向における上側で開口するケース9の切欠部911は、コネクタ86の接続板87で覆われているものの、コネクタ86および接続板87と、ケース9の周壁部91との間に僅かな隙間Sbと、切欠部911を通って、汚れたオイルOLがケース9の内部に侵入することがある(
図2の(a)、矢印参照)。
【0059】
この浸入したオイルは、自重により、コイル55とケース9の周壁部91との間の隙間Saを通って、鉛直方向における下側に向け移動し(
図2の(b)、矢印参照)、最終的に、ケース9内の鉛直方向における下側に溜まることになる。
【0060】
ここで、下側に向けて移動するオイルOLが、前記した溝523に流入すると、汚れたオイルOLが、プランジャ7を収容する貫通孔542内まで到達することがあり、この場合には、汚れたオイルに含まれる夾雑物が、プランジャ7の軸線X方向の摺動移動を阻害する可能性がある。
【0061】
そのため、実施の形態では、隙間Saを通って下側に移動する汚れたオイルが、溝523に流入し難くなるように、溝523を設ける位置を設定している。
【0062】
具体的には、溝523の外径側の端部523aが上方を向いて開口していると、隙間Saを移動するオイルが溝523内に積極的に流入してしまう。
【0063】
また、ケース9の下部には、ケース9内の隙間Saを下方に向けて移動した汚れたオイルが溜まっている。この溜まったオイル内に溝523の外径側の端部523aが位置していると、プランジャ7が駆動位置に向けて移動する際の負圧により、汚れたオイルが吸引されてしまう。
【0064】
そのため、実施の形態では、鉛直線VLに直交する水平線HL1よりも下側であって、ケース9内の下部に溜まったオイルOLの高さを示す下側水平線HL2よりも上側の領域(図中、R1で示す角度範囲)内で、外径側の端部523aが、フランジ部521の外周に開口するように、溝523が設けられている。
【0065】
以上の通り、実施の形態では、
(1)長手方向に貫通する支持孔54(貫通孔541、542、543)を有すると共に外周にコイル55が設けられたコアアッシー5(筒状部材)が、有底円筒形状のケース9内で、支持孔54をケース9の開口方向(軸線X方向)に沿わせた向きで設けられており、
支持孔54内で軸線X方向に移動可能に収容されたプランジャ7が、コイル55への通電により、ケース9のカバー板10に当接した非駆動位置から、カバー板10から離間した駆動位置まで移動することで、スプール3を軸線X方向に移動させるように構成されたソレノイドバルブ1において、
軸線X方向で対向するコアアッシー5のフランジ部521と、カバー板10との間に、支持孔54(貫通孔542)が位置する内径側と、ケース9の周壁部91が位置する外径側とを連絡する溝523が、軸線X方向から見たコアアッシー5の基部520の半径線Lmに沿って設けられており、
ソレノイドバルブ1がコアアッシー5の基部520を水平方向に沿わせた向きで配置された状態において、
軸線X方向から見た溝523は、当該溝523の外径側の端部523aが、支持孔54(貫通孔542)の中心を通る水平線HL1と、当該水平線HL1よりも下側を通る下側水平線HL2との間で、ケース9の周壁部91に対向するように設けられており、
下側水平線HL2の位置が、ケース9内に侵入してケース9内の下部に滞留するオイルOL(流体)との干渉を避けた鉛直線方向の位置に設定されている構成とした。
【0066】
このように構成すると、溝523の外径側の開口が、水平線HL1よりも下側を向くので、ケース9内に侵入したのち、ケース9の周壁部91に沿って自重で下側に移動する流体(汚れを含んだオイル)が、溝523に流入して、プランジャ7が配置された貫通孔542が位置する内径側に流入することを好適に抑制できる。
また、下側水平線HL2の位置が、ケース9内に滞留する流体(汚れを含んだオイル)との干渉を避けた位置であって、ケース9内に侵入する流体中の夾雑物の侵入を避けることができる位置に設定されているので、溝523の外径側の開口が、ケース9内に滞留する流体(汚れを含んだオイル)内に位置することがない。
これにより、プランジャ7の移動により負圧が生じても、ケース9内に滞留する流体(汚れを含んだオイル)が、溝523を介して吸引されることがないので、このことによっても、プランジャ7が配置された貫通孔542が位置する内径側に流入することを好適に抑制できる。
【0067】
(2)コアアッシー5は、ケース9の周壁部91の内径に整合する外径のフランジ部521を有しており、
溝523は、コアアッシー5のフランジ部521において、カバー板10との対向面に設けられている構成とした。
【0068】
このように構成すると、コアアッシー5のフランジ部521と、ケース9のカバー板10との間の領域では、プランジャ7が収容された貫通孔542の空間S2と、ケース9の周壁部91とコイル55との間の隙間Saとを連絡する連絡路が、溝523から形成される。
そして、軸線Xの軸方向で、切欠部911と溝523とがオフセットしているので、汚れたオイルが溝523内に流入しても、流入したオイルが、プランジャ7が収容された貫通孔542に速やかに到達することがないので、オイルに含まれる夾雑物で、プランジャ7の軸線X方向の移動が阻害されることを好適に防止できる。
【0069】
(3)ソレノイドバルブ1は、コントロールバルブの制御圧を出力する制御用のソレノイドバルブであり、
コントロールバルブは、自動変速機の油圧駆動される要素(例えば、プーリ)に供給される油圧を調圧する調圧弁であるものとした。
【0070】
このように構成すると、貫通孔542への汚れたオイルの流入が好適に防止されて、プランジャ7の軸線X方向の移動を精度良く行うことができるので、ソレノイドバルブ1から出力されるコントロールバルブの制御圧を精度良く制御できる。
これにより、油圧駆動される要素を精度良く制御することができる
【0071】
(4)ソレノイドバルブ1では、
スプール3が、軸線X方向に沿うガイド孔22を有するバルブスリーブ21(筒状ケース)内で、軸線X方向に進退移動可能に設けられていると共に、
バルブスリーブ21では、ガイド孔22とバルブスリーブ21の外部とを連通させる給排ポートとして、オイルの入力ポート23と、出力ポート24と、ドレンポート25とが、軸線X方向に順番に並んでおり、
スプール3では、
ガイド孔22の内径に整合する外径の大径部31(第1大径部)と、ガイド孔22の内径に整合する外径の大径部32(第2大径部)との間にガイド孔22の内径よりも小さい外径の小径部34が設けられており、
大径部31と大径部32は、ガイド孔22における入力ポート23とドレンポート25の軸線X方向の開口を封止可能な軸線X方向の幅を有しており、
軸線X方向における大径部31と大径部32の小径部34側には、外径がガイド孔22の内径よりも小さい段部311、321が、入力ポート23とドレンポート25の軸線X方向の幅X1よりも広い幅をあけて形成されており、
スプール3が、入力ポート23とドレンポート25を大径部31と大径部32で封止する位置に配置された状態で、入力ポート23およびドレンポート25と、ガイド孔22との連通が、完全に遮断されないように構成した。
【0072】
このように構成すると、プランジャ7が駆動位置に配置された状態において、出力ポート24は、入力ポート23およびドレンポート25との連通が完全に遮断されない状態(アンダーラップ状態)で保持される。
そのため、アンダーラップ状態のソレノイドバルブ1は、出力ポート24は、入力ポート23およびドレンポート25との連通が完全に遮断されたオーバーラップ状態のソレノイドバルブよりも、ソレノイドバルブ1が調圧位置から変化した際のオイルの流量変化の立ち上がりが優れており、コントロールバルブに出力する制御圧の応答性もまた優れたものとなる(
図3参照)。
【0073】
前記した実施の形態では、コアアッシー5のフランジ部521におけるケース9のカバー板10との対向面に、連絡路となる溝523が1つ設けられている場合を例示した。
溝523を設ける位置と数は、この態様に限定される者ではなく、前記した水平線HL1と下側水平線HL2との間で、溝523の外径側の端部523aが開口している範囲内で、適宜変更可能である。
【0074】
例えば、
図4の(a)、(b)に示すように、軸線X方向から見て、溝523が、支持孔54(貫通孔542)の中心を通る鉛直線VLを挟んだ一方側と他方側に、それぞれ、1つまたは複数ずつ設けられている構成としても良い。
この場合において、
図4の(a)に示すように、一方側の溝523と、他方側の溝523とが、鉛直線VLを挟んで対象となる位置に設けられている構成としても良い。
このようにすることによっても、前記した実施の形態の場合と同様の作用、効果が奏されることになる。