JP5644664B2 - ソレノイドバルブ - Google Patents

Description

本発明は、外部コネクタとヨークの嵌合部（外部コネクタの根元部）に呼吸通路の外部開口部が設けられるリニアソレノイド（電磁アクチュエータ）を備えたソレノイドバルブ（電磁弁）に関し、例えば、車両用自動変速機の油圧制御装置に用いて好適な技術に関する。

図２、図３を参照して背景技術を説明する。この背景技術に用いる符号（図２および図３の符号）は、後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と同一機能物に同一符号を付したものである。
図２、図３に示すように、外部コネクタ６とヨーク１の嵌合部βに呼吸通路５の外部開口部５ａが設けられるリニアソレノイド４と、このリニアソレノイド４により駆動されるバルブＶ（図面はスプール弁）とを結合してなるソレノイドバルブが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
なお、特許文献１は、リングコア８（摺動コア７と、ヨーク１のカップ底部との磁気の受渡しを行なう磁性体リング）を用いたソレノイドバルブを示すものであり、特許文献２はリングコア８を用いないソレノイドバルブを示すものである。

上述したように、呼吸通路５の外部開口部５ａが外部コネクタ６の根元部に設けられるソレノイドバルブでは、外部コネクタ６がヨーク１の上側（天地方向の天側）に向けて配置されると、外部開口部５ａがヨーク１の上側において開口することになる。
そのため、「上方から落下する異物｛例えば、図３（ｂ）の図示右側に示すように、自動変速機のメカ部からオイル飛沫が落下する場合等｝」や「オイル中で緩やかに落下する異物｛例えば、図３（ｂ）の図示左側に示すように、オイルパン内に油中配置された場合等｝」が、外部開口部５ａから呼吸通路５の内部に入り易くなる。

特許文献１、２に開示される呼吸通路５は、図３に示すように、「外部コネクタ６とヨーク１の嵌合部β（外部コネクタ６の根元部）」と、「プランジャ３とヨーク１の底部との間に形成される容積変動室α」と、を最短距離で連通するものであった。
このため、外部コネクタ６が上側に配置された場合、外部開口部５ａから呼吸通路５に侵入した異物は、容積変動室α（プランジャ３の摺動部）に容易に到達してしまう。このため、容積変動室αに到達した異物によって、プランジャ３の摺動不良が発生する懸念がある。
即ち、従来技術のソレノイドバルブでは、外部コネクタ６が上側に向けて配置された場合には、異物の侵入により誤作動が発生する懸念があった。

特許第４５６９３７１号公報 特開２００３−３２９１６４号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部コネクタの配置方向にかかわらず（即ち、外部コネクタが上側に向けて配置される場合であっても）、異物が容積変動室（プランジャの摺動部）に到達しない信頼性に優れたソレノイドバルブの提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１のソレノイドバルブは、車両用自動変速機の油圧制御装置に装着された状態で車両に搭載されるものであって、ヨーク周方向の外部コネクタ側に、呼吸通路の外部開口部と内部開口部の両方を設けるとともに、呼吸通路に、外部コネクタ側からヨークの周方向の反対側まで伸びる周方向迂回路を設けるものであり、周方向迂回路は、ヨークの周方向へ折り返すＵターン部を備える。
そして、外部開口部および内部開口部は、ヨークの周方向の天方向に設けられるとともに、周方向迂回路のＵターン部は、外部開口部と内部開口部の途中に設けられて、Ｕターン部における頂部（底部）が、ヨークの周方向の地方向に位置していることを特徴とする。
これにより、外部開口部から侵入した異物は、異物自身の重力によって周方向迂回路の下部、つまりＵターン部の頂部（底部）に溜まり、内部開口部に到達しなくなる。
このように、呼吸通路にＵターン部を備える周方向迂回路を設けたことにより、外部コネクタが上側に向けて配置される場合であっても、異物が容積変動室（プランジャの摺動部）に到達しない。このため、ソレノイドバルブの作動不良の発生を防ぎ、信頼性を高めることができる。

［請求項２の手段］
請求項２の内部開口部は、コイルの内側に挿入配置されるステータ部品（例えば、摺動コア等）と、ヨークのカップ底部との磁気の受渡しを行なうリングコアに設けられるものである。

［請求項３の手段］
請求項３の周方向迂回路は、コイルをモールドするコイルモールド樹脂の外周面に形成された溝によって設けられる。
このように、周方向迂回路がコイルモールド樹脂の外周面に形成される溝で設けられるため、複雑な周方向迂回路であっても容易に形成することができる。

リニアソレノイドに設けられる呼吸通路の説明図である（実施例）。 ソレノイドバルブの断面図である（従来例）。 異物の侵入経路を示す説明図である（従来例）。

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
ソレノイドバルブは、
・有底で略円筒状のカップ形状を呈する磁性体製のヨーク１と、
・このヨーク１の内部に収容されて通電により磁力を発生するコイル２と、
・このコイル２の発生磁力により直線方向へ変位するプランジャ３と、
を有するリニアソレノイド４を具備する。

プランジャ３とヨーク１の底部との間には、プランジャ３の変位に伴って容積が変動する容積変動室αが形成される。
リニアソレノイド４の内部には、「容積変動室α」と「ヨーク１の外部」とを連通する呼吸通路５が設けられる。
呼吸通路５の外部開口部５ａは、外部コネクタ６とヨーク１との嵌合部β（外部コネクタ６の根元部）に設けられる。

呼吸通路５の内部開口部５ｂは、コイル２の内側に挿入配置されるステータ部品（摺動コア７）と、ヨーク１のカップ底部との磁気の受渡しを行なうリングコア８に設けられる。このリングコア８は、内部開口部５ｂが外部コネクタ６と同じ円周方向に向けて組み付けられる。そして、呼吸通路５には、外部コネクタ６側（外部開口部５ａおよび内部開口部５ｂが設けられる側）から、ヨーク１の周方向の反対側まで伸びる周方向迂回路９が設けられる。

本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。以下における実施例は具体的な一例を示すものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
なお、以下の実施例において上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。また、以下では、図１の左側を左、右側を右として説明するが、この左右方向は実際の搭載方向にかかるものではない。

この実施例に示すソレノイドバルブは、車両用自動変速機の油圧制御装置に搭載されるものであり、油路の切替制御や油圧制御を行なうバルブＶ（例えば、スプール弁やボール弁等：図２参照）と、このバルブＶを駆動するリニアソレノイド４とを結合したものである。

バルブＶは、油圧制御装置において内部に多数の油路を形成するオイルサーキットハウジング（油路ケース）に挿入配置されるものであり、
・オイルサーキットハウジングの内部に直接挿入されるバルブボディ１０と、
・このバルブボディ１０の内部で変位する弁体と、
・この弁体をリニアソレノイド４が配置される側（右側）へ付勢するリターンスプリングと、
を備えて構成される。

リニアソレノイド４は、リターンスプリングの付勢力に抗して弁体をリターンスプリングが配置される側（左側）に駆動するものであり、
（ａ）有底で略円筒状のカップ形状を呈する磁性体製のヨーク１と、
（ｂ）通電により磁力を発生するコイル２と（符号、図２参照）、
（ｃ）このコイル２をモールドしてヨーク１の内部に収容されるとともに、一部がヨーク１の外部において外部コネクタ６を成すコイルモールド樹脂１１と、
（ｄ）コイル２の発生磁力により直線方向へ変位するプランジャ３と、
（ｅ）コイル２の発生した磁力によってプランジャ３を左側へ磁気吸引する磁気吸引コア、プランジャ３の周囲を覆ってプランジャ３を直接摺動させる円筒形状を呈してプランジャ３と径方向の磁気の受渡しを行なう摺動コア７、磁気吸引コアと摺動コア７の磁気遮断を行なう磁気遮断部を備え、磁気吸引コア、磁気遮断部、摺動コア７が一体に設けられた磁性体製のステータコア１２と、
（ｆ）摺動コア７（ステータ部品に相当する）とヨーク１のカップ底部との磁気の受渡しを行なう磁性体製のリングコア８と、
（ｇ）この摺動コア７をヨーク１のカップ底部に向けて押し付ける付勢リング１３と、
を備える。

ヨーク１は、コイル２の周囲を覆って磁束を流す磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）であり、内部にリニアソレノイド４の構成部品（コイルモールド樹脂１１＋ステータコア１２＋リングコア８＋付勢リング１３等）を組み込んだ後、左端部に形成された爪部をバルブボディ１０にカシメることで、バルブＶとリニアソレノイド４が強固に結合される。

コイル２は、通電されると磁力を発生して、ヨーク１、磁気吸引コア、摺動コア７、プランジャ３を通る磁束ループを形成させるものであり、樹脂性のボビン（１次成形樹脂）の周囲に、絶縁被覆が施された導線（エナメル線等）を多数巻回したものである。

コイルモールド樹脂１１は、ボビンとともにコイル２をモールドして外部コネクタ６を形成する２次成形樹脂である。
外部コネクタ６は、ヨーク１の開口端側に形成された略コ字形の切欠部１ａからヨーク１の外部へ突出配置されて、ソレノイドバルブを制御する電子制御装置（図示しないＡＴ−ＥＣＵ）と電気的な接続を行うための結合手段であり、この外部コネクタ６の内部にはコイル２の両端にそれぞれ接続されるコネクタ端子６ａが配置されている。

コイルモールド樹脂１１は、コイル２の巻回が完了し、且つコネクタ端子６ａの組付け（コイル端との電気的接続を含む）が完了したボビンを、樹脂成形型（コイルモールド樹脂１１の形状を決定する型）の内部にセットし、その樹脂成形型に樹脂（例えば、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ナイロン系樹脂等）を流し込んで略円筒形に形成したものである。
そして、略円筒形の内周面には、ステータコア１２の筒部が挿入配置される。また、略円筒形の外周面（外部コネクタ６を除く部分）は、ボビンの内部に挿入配置される。

プランジャ３は、略円柱形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）であり、上述したように、摺動コア７の内周面と直接摺動するものである。このプランジャ３には、バルブＶに配置されたリターンスプリングの付勢力が弁体やシャフトを介して伝達されるものである。即ち、プランジャ３は、弁体とともにリターンスプリングによって右側へ付勢されるものである。
なお、図１に示すプランジャ３の内部には、軸方向に貫通する呼吸孔３ａが形成されている。

リングコア８は、略円盤形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）であり、内周には摺動コア７との接触面積の増加を図る筒面が設けられ、右面にはヨーク１のカップ底部と接触する円板面が設けられている。

付勢リング１３は、ボビン（あるいはコイルモールド樹脂１１）とリングコア８との間で圧縮されて、少なくとも軸方向に弾性変形可能な弾性体（バネ材やゴム材）である。
具体的に、付勢リング１３は、ウエーブワッシャ、皿バネなど金属製のリング弾性体、あるいはＯリングあるいはリング円板ゴムなどのゴム製のリング弾性体である。

プランジャ３とヨーク１の底部との間には、プランジャ３の変位に伴って容積が変動する容積変動室αが形成される。
コイル２の発生磁力とリターンスプリングの付勢力とによりプランジャ３を左右方向へ変位させるには、容積変動室αを容積変動可能にする必要がある。
そこで、この実施例のリニアソレノイド４は、容積変動室αとヨーク１の外部とを連通する呼吸通路５を備える。

この呼吸通路５は、ヨーク１の外部に開口する外部開口部５ａと、容積変動室αに開口する内部開口部５ｂとを備えるものであり、外部開口部５ａは、外部コネクタ６とヨーク１との嵌合部β（外部コネクタ６の根元部）に設けられる。
なお、ヨーク１のカップ底部の中心部には、内側に突出する凸部１ｂが設けられており、プランジャ３がヨーク１のカップ底部に押し付けられた状態であっても、プランジャ３がヨーク１のカップ底部の間に隙間が形成される。

ここで、摺動コア７の先端（右端）は、ヨーク１のカップ底部との間に隙間を成すように設けられているが、カップ底部に当接するリングコア８を設けると、リングコア８によって呼吸通路５が遮断されてしまう。
そこで、この実施例では、リングコア８の右面（カップ底部に当接する側の面）に、外周側と内周側を連通する呼吸溝を形成し、この呼吸溝を内部開口部５ｂとして用いている。
なお、この実施例では、内部開口部５ｂをリングコア８に形成する例を示すが、ヨーク１のカップ底部にリングコア８の内外を連通させる内部開口部５ｂ（呼吸溝）を設けても良い。

この実施例のソレノイドバルブは、図１に示すように、ヨーク１の上側に外部コネクタ６が配置された状態で車両に搭載される。即ち、外部コネクタ６が天地方向の上側に配置された状態で車両に搭載されるものである。
一方、内部開口部５ｂは、外部コネクタ６（外部開口部５ａ）と同じ円周方向に設けられる。即ち、内部開口部５ｂは、車両搭載状態においてプランジャ３の上方に向けて配置されるものである。

そして、呼吸通路５は、外部開口部５ａと内部開口部５ｂの途中において、外部コネクタ６側（車両搭載時の上側）から、ヨーク１の周方向の反対側（車両搭載時の下側）まで伸びる周方向迂回路９が設けられている。

ここで、外部開口部５ａと内部開口部５ｂが外部コネクタ６と同じ方向（車両搭載時の上側）に設けられ、且つ周方向迂回路９が外部コネクタ６側（車両搭載時の上側）から、ヨーク１の周方向の反対側（車両搭載時の下側）まで伸びるということは、
（ｉ）周方向迂回路９はヨーク１の周方向に少なくとも１回転するか、
（ｉｉ）周方向迂回路９はヨーク１の周方向へ折り返すＵターン部９ａを備えるか、
の少なくとも一方を採用することが考えられる。

そこで、この実施例の周方向迂回路９は、図１に示すように、周方向迂回路９はヨーク１の周方向へ折り返すＵターン部９ａを備えるものであり、呼吸通路５はこのＵターン部９ａを必ず通って連通するものである。
そして、このＵターン部９ａ（周方向迂回路９の一部）は、車両搭載時にヨーク１の周方向の地方向（下部）に達するものである。

このＵターン部９ａを含む周方向迂回路９は、ヨーク１の内周面に挿し入れられるコイルモールド樹脂１１の外周面に形成された溝１１ａによって設けられるものである。
具体的に、コイルモールド樹脂１１の外周面には、ヨーク１の内周面（円筒面）にほぼ密着する凸面１１ｂと、この凸面１１ｂより僅かに凹んで設けられてヨーク１との間に隙間を成す溝１１ａ（凹面）が設けられ、ヨーク１の内周面と溝１１ａの隙間によって周方向迂回路９が設けられるものである。

（実施例の効果１）
この実施例のソレノイドバルブは、上述したように、外部開口部５ａと内部開口部５ｂの両方を上側（外部コネクタ６の方向）に設けるとともに、呼吸通路５に上側（外部コネクタ６側）から下側（ヨーク１の周方向の反対側）まで伸びる周方向迂回路９を設け、周方向迂回路９の途中にＵターン部９ａを設けたものである。
このため、外部コネクタ６を上側に向けて配置し、外部開口部５ａから異物が侵入しても、外部開口部５ａから侵入した異物は異物自身の重力によって周方向迂回路９の下部（Ｕターン部９ａにおける重力方向の底部分）に溜まり、内部開口部５ｂに到達しなくなる。
このように、呼吸通路５に周方向迂回路９を設けたことにより、外部コネクタ６が上側に配置されても、異物が容積変動室α（プランジャ３の摺動部）に到達しない。このため、ソレノイドバルブの作動不良の発生を防ぎ、信頼性を高めることができる。

（実施例の効果２）
ヨーク１の内周面に周方向迂回路９を成す溝１１ａを形成しようとすると、加工性が悪く、コストアップの要因になる。
これに対し、この実施例では、上述したように、コイルモールド樹脂１１の外周面の溝１１ａによって周方向迂回路９を設けている。
このように、周方向迂回路９が、コイルモールド樹脂１１の外周面の溝１１ａで設けられるため、複雑な周方向迂回路９であってもコイルモールド樹脂１１の成形型によって容易に形成することができ、コスト上昇を抑えることができる。

上記の実施例では、リングコア８を用いたソレノイドバルブに本発明を適用する例を示したが、リングコア８を用いないソレノイドバルブに本発明を適用しても良い。

１ ヨーク
２ コイル
３ プランジャ
４ リニアソレノイド
５ 呼吸通路
５ａ 外部開口部
５ｂ 内部開口部
６ 外部コネクタ
７ 摺動コア（ステータ部品）
８ リングコア
９ 周方向迂回路
９ａ Ｕターン部
１１ コイルモールド樹脂
１１ａ 溝
α 容積変動室
β 嵌合部

Claims (3)

1. 有底で略円筒状のカップ形状を呈する磁性体製のヨーク（１）と、このヨーク（１）の内部に収容されて通電により磁力を発生するコイル（２）と、このコイル（２）の発生磁力により直線方向へ変位するプランジャ（３）とを有し、
   前記プランジャ（３）と前記ヨーク（１）の底部との間に前記プランジャ（３）の変位に伴って容積が変動する容積変動室（α）が形成されるリニアソレノイド（４）を具備するものであって、車両用自動変速機の油圧制御装置に装着された状態で車両に搭載されるソレノイドバルブにおいて、
   前記リニアソレノイド（４）は、前記容積変動室（α）と前記ヨーク（１）の外部とを連通する呼吸通路（５）を備え、
   この呼吸通路（５）は、前記ヨーク（１）の外部に開口する外部開口部（５ａ）と、前記容積変動室（α）に開口する内部開口部（５ｂ）とを備え、
   前記外部開口部（５ａ）は、前記コイル（２）の通電を行なう外部コネクタ（６）と前記ヨーク（１）との嵌合部（β）に設けられ、
   前記内部開口部（５ｂ）は、前記ヨーク（１）の周方向において前記外部コネクタ（６）と同じ円周方向に設けられ、
   前記呼吸通路（５）は、前記外部コネクタ（６）側から、前記ヨーク（１）の周方向の反対側まで伸びる周方向迂回路（９）を備え、
   前記周方向迂回路（９）は、前記ヨーク（１）の周方向へ折り返すＵターン部（９ａ）を備えており、
   前記外部開口部（５ａ）および前記内部開口部（５ｂ）は、前記ヨーク（１）の周方向の天方向に設けられるとともに、前記周方向迂回路（９）の前記Ｕターン部（９ａ）は、前記外部開口部（５ａ）と前記内部開口部（５ｂ）の途中に設けられて、前記Ｕターン部（９ａ）における頂部が、前記ヨーク（１）の周方向の地方向に位置していることを特徴とするソレノイドバルブ。
2. 請求項１に記載のソレノイドバルブにおいて、
   前記内部開口部（５ｂ）は、前記コイル（２）の内側に挿入配置されるステータ部品（７）と、前記ヨーク（１）のカップ底部との磁気の受渡しを行なうリングコア（８）に設けられることを特徴とするソレノイドバルブ。
3. 請求項１または請求項２に記載のソレノイドバルブにおいて、
   前記周方向迂回路（９）は、前記コイル（２）をモールドし、前記ヨーク（１）の開口部から前記ヨーク（１）の内部に挿し入れられるコイルモールド樹脂（１１）の外周面に形成された溝（１１ａ）によって設けられることを特徴とするソレノイドバルブ。

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