JPS61500030A - スナップ式係合弁ハウジングを備える電磁作動流体圧弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 スナップ式係合弁ハウジングを備える電磁作動流体圧弁装置技術分野 本発明は、電磁動作流体圧弁装置を使用することに関する。

背景技術 ソレノイド動作流体圧弁は、多くの応用がなされてきている。

ボーヘット（Ｂｏｕｖｅｔ）等は、１９８２年３月２３付で発行されそして“三 方向電気動作流体圧配電器”という名称の米国特許第２．３２０，７８１号にお いて、電磁コイルを付勢することによって変位された磁気ボールを用いるソレノ イド動作流体圧弁装置を説明している。コマロフ（Ｋｏｍａｒｏｆｆ）等は、１ ９７２年５月９日付で発行されそして“二つの座部を有する電磁動作弁”という 名称の米国特許第３．．６６１．１８３号において、杏−ル弁を弁座部から移動 させるためにアーマチャを変位させる複合電磁動作弁装置について記述している 。エノケルト（Ｅｃｋｅｒｔ）等は、１９６８年８月６日付で発行されそして゛ 同一物を作るためのプラスチック制御弁及び方法”という名称の米国特許第３， ３９５．８９０号において、ボール弁が満たされていないプラスチックの外側の 薄い層とかみ合うことによって流体を通さないかめ合いが生じるソレノイド動作 流体圧ボール弁について記述している。ジオルダナ（Ｇｉｏｒｄａｎａ）は、１ ９７４年１２月２４日付で発行されそして“三方向ソレノイド弁”の名称の米国 特許第３，８５６，２６０号において、付勢されるときにボール弁を弁座部から 離すように引きつけるソレノイド弁装置を説明している。

これらの従来技術に関する特許によれば、信頼性のあるソレノイド弁を提供する こだめに、多数の部品と相互に適応する機構を一般的に使用しているソレノイド 動作流体圧弁機構の変形が開示されている。

電子自動伝動装置の出現で、その伝動装置内で流体の流れを生み出すための簡単 で、信頼性が高くそして高速で動作する電磁流体圧弁装置の需要が存在してきて いる。流体圧弁装置は、はぼ瞬間的に応答しなければならず、伝動装置の流体を 漏らしてはならず、できるだけ少ない部品を備えなければならず、そして安価で 容易に組み立てられる構造を有しなければならない。

発明の開示 本発明は、流体の流れを形成するために、弁をほぼ瞬間的に応答して変位させる 電磁動作流体圧弁装置を備えている。流体圧弁は、一方の端部が開いていて他方 の端部がそこから延びているブツシュで囲まれている円柱状のハウジングを有し ている。このハウジングは、うず電流を除去するために複数の縦方向の開口部を 有している。ハウジング内には円柱状のボビンが配置されており、このボビンは 、電気巻線を支持していてそしてその内部が空洞になっている。コア部材は、ハ ウジングの開いた端部に囲んでいてそしてボビン開口部内で延びている円形ポス トを有している。磁化不能なスリーブは、一定の断面積間隙を与えるために、ハ ウジングの内部に配置されていて、そして円柱形のアーマチャの一方の端部に取 り付けられている。アーマチャの他方の端部は、開口部を有していて、そしてボ ビン開口部内に延びている。ポストは、コイルバネの一方の端部を受け入れる開 口部を有しており、コイルハネの他方の端部は、アーマチャ開口部に受け入れら れている。

外部弁ケーシングは、ハウジングブソリュ上に固定されていて、空洞の壁に配置 されたみそを有する内部空洞を有している。ケーシングの周囲の周辺ボスを有す る内部弁ケーシングは、周辺ボス及びみぞを漏れ防止にスナップ式に係合させる ことによって内部空洞内に適合されており、そしてガラス・ボール弁は、内部弁 ケーシング中の内側の内部空洞内で捕らえられる。ボール弁は、浮動性ドライブ ・ピンによって外部弁ケーシング弁座部と密封的にかみ合うように保持されてい て、ドライブ・ピンの他方の端部は、アーマチャに隣接している。巻き線を付勢 するとアーマチャがほぼ瞬間的に応答して変位し、それによってボール弁は、弁 座部に対して移動しそして流体の流れが生み出される。

本発明の電磁動作流体圧弁装置は、はぼ瞬間的に応答するように設計されている 。流体の流れの力を克服しそして応答時間を減少させるために、この装置は、コ イルを付勢することによって生した初期変位力を減少させるように設計されてい る。この設計は、アーマチャとブツシュとの間に配置された磁化不能なスリーブ の形状に一定の間隙を与えることによって達成されている。さらに、ボール弁は わずかに移動し、その結果ソレノイドが最大の力で動作しているとはボール弁の 必要な変位が達成される。装置は、コア・ポストの端部をアーマチャとの間に残 留間隙を与え、この残留間隙は、巻線の内部にありそれによってアーマチャ及び ポストの磁気ロックアツプを阻止している。円柱状ハウジング中の縦方向のすき 間、すなわち開口部は、ハウジングの周辺に形成する電流の流れを断ち切りそし て阻止する。この結果、磁束の流れが巻線、アーマチャ、コア及びハウジングを 通り所望の流れの経路内に集中し、高速応答を達成する手助けとなる。

ガラス・ボール弁は、外部弁ケーシング又は内部弁ケーシングのいずれかのナイ ロン弁座部に対してしっかり固定されていて漏れ防止用の弁を提供している。さ らに、浮動性ピンは、製造公差の積重ねを補償しそして調整問題を除去するため に、アーマチャの統合部分というよりむしろ分離部分として設計されている。

内部弁ケーシング及び外部弁ケーシングは、弁ケーシングの漏れを阻止し、そし て組立を大いに簡略する相互適応を有している。

流体圧弁装置は、゛はめ込み式”の組立て方法によって容易に組み立てられ、こ の方法によってボール弁が内部ケーシングと外部ゲージングとの間に配置され、 ケーシングがスナップ式に保合され、浮動性ドライブ・ピンが内部弁ケーシング 中の開口部内に挿入され、アーマチャ及びコイルハネがブツシュ内に配置され、 そして外部弁ケーシングがブツシュ上のハウジングに固定されていてボビンおコ ア片が全てハウジング内に前もって挿入されている。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の電磁動作流体圧弁装置の等鶏口、第２図は、第１図の流体圧 弁装置の分解部品配列図、第３図は、第１図の線３−３についての断面図であっ て弁装置が閉した位置にいる状態を示す図、 第４図は、第３図の断面図であって弁装置が開いた位置にいる状態を示す図であ る。

発明を実施するための最良の形態 特に第１、及び２図を参照して、電磁動作流体圧弁装置を一般的に数値１０によ って示す。弁装置１０は、円柱状の金属性ハウジング１２を備えており、このハ ウジング１２は、その周辺に配置された複数の縦方向の開口部１４を有している 。ハウジング１２の端部１６は開いており、そして反対側に配置された端部１８ は、そこから延びている円柱状のブツシュ１９を有している。外部弁ケーシング ４０は、ブツシュ１９及びハウジング端部１８の上に固定されており環状シール ４２及び各種の流体の流れ開口部４３．４４．４９を備えている。コア部材２０ は、ハウジング１２の開口端部１６−を取り囲んでおり、そして着磁不能な非導 通ボビン３０の内部開口部３２に延びている円柱状コア・ポスト２２を有してい る。非磁性体ワッシャ２６は、コア・ポスト２２の端部上に配置されている。、 コイルハネ３９は、コア開口部２３及びアーマチャ内の相補開口部３１に受け入 れられている。ボビン３０は、ハウジング内に位置しており、電気巻線３４を支 持している。円柱状金属性アーマチャ３６は、一方の端部３５をボビン３０の開 口部３２内に位置させ、他方の端部の周辺に着磁不能プラス・スリーブ３８を固 定している。スリーブ３８は、アーマチャ３６の端部３３にか又はブツシュ１９ の開口部１７内にかのいずれかに取り付けられている。アーマチャ３６は、すき ま開口部３７を備え、この開口部３７は、ハウジングすきま開口部１５と共に、 うず電流を弁装置の流体ロックアツプとを阻止する。着磁不能スリーブ３８とア ーマチャ３６の関連端部３３とがブノンユ１９の開口部１７内に配置されている 。アーマチャ３６は、自由に運動ができる金属性ドラブ・ピン５０に接っしてお り、このドライブ・ピンは、その他方の端部でガラス・ホール弁６０とかみ合う 。ガラス・ボール弁６０は、内部弁ケーシング７０の内側の内部空洞７５内に位 置しており、空洞７５は、内部弁ケーシング７０の弁座部７２とケーシング４０ の弁座部４５とによって囲まれている。みぞ４８は、外部弁ケーシング空洞４６ の壁の周囲に配置されており、そして弁ケーシングをスナップ式に係合し且保証 するために内部弁ケーシング７０の周辺ボスを受け入れている。この方法によっ て、流体が装置の動作中にケーシングを通して漏れないように漏れに対して安全 対策を施している。

ボール弁６０は、ガラスから作られており、そして弁ケーシング４０．７０のナ イロン材料と係合して漏れを防いでいる。外部弁ケーシング４０は弁座部４５を 備え、そして内部弁ケーシング７０は弁座部７２を備えており、これらの弁座部 は、ガラス・ボール弁６０によって係合されているとき、どんな流体も各弁座部 を通して漏れないようにしている。

金属性ドライブ・ピン５０が浮動性であることによって、アーマチャ３６とガラ ス・ボール弁６０との間の整列の問題が除去される。ピン５０がアーマチャ３６ の統合部分に取り付けられていないので、公差変動を与える補償法が存在しそし てピンをボール弁６０について調整することにおける問題は存在しない。

内部弁ケーシング７０は、ナイロン材料から作られておりそして外部弁ケーシン グ４０と容易に組立てられスナップ式に係合させられるようになっている。スナ ップ式係台構造は、流体漏れしないことが証明されており、そして、ガラス・ボ ール弁６ｏを弁座部４５．７２と流体漏れしないようにかみ合わせることによっ てどんな流体も電磁弁装置の流体圧弁部を通して漏れないようにしている。漏れ は弁装置が取り付けられている装置内の流体の流れ及び圧力を減少するので、流 体がその装置の弁部分を通して漏れないことが極めて重要である。

はぼ瞬間的に応答する電磁流体圧弁装置を与えるために、本発明の装置は、アー マチャが変位する間、最大可能力を生み出す。

ソレノイドの動作中に発生する最大力を利用するために、装置は、ボール弁をほ んのわずかたけ動作変位させて弁の必要な動作を達成する。

流体圧弁装置の断面図である第３図を参照して、アーマチャ３６とブツシュ１９ との間の一定の断面積間隙が非磁性スリーブ３８によって与えられている。この 構成によって磁束の流れがこの領域内に集中し、そしてアーマチャに作用してい る力が増大する。

アーマチ）３６の端部３５とコア・ポスト２２の端部との間に位置する間隙部Ａ が存在しており、この間隙部は、ワッシャ２６によって与えられる残留間隙部を 含んでおり、巻線３４によって周囲に配置されている。インダクタンスは、電磁 装置１０の臨界領域での磁束の流れによって影響される。間隙Ａによってインダ クタンスが与えられ、そしてアーマチャの運動がポスト方向にされる。ハウジン グ、巻線、ブツシュ、アーマチャ及びコア内の矢印（第４図）は、磁束の流れの 経路を示している。ブツシュ、スリーブ、及びアーマチャ３６の端部３５の累積 領域は、磁束の流れを集中させそして流体の流れの力を克服する高速応答性を達 成するために、アーマチャ３６の端部とポスト２２との間隙領域Ａよりも大きい 。

電磁装置の応答時間を増大させるために、電流は、円柱状ハウジング内で円状の 経路を含む最小の抵抗を有する経路を通って流れる。うず電流というこの円状の 流れを除去するために、縦方向の開口部１４及びすき間１５がハウジング１２内 に設けられている。この開口部１４及びすき間１５によってうず電流が除去され 、そして第４図に示されるように磁束の流れるルートが与えられる。

しかし、開口部１４は、ハウジング１２の領域がアーマチャとコイルとの結合領 域より小さくなるようなそれ程大きな領域を累積的に含んでいない。すなわち、 金属ハウジング１２の合計領域は、コアとアーマチャとの結合領域に少くとも等 しいか又はより太き（なければならない。この関係は、磁束線を集中させそして 高速応答時間を達成するのに貢献する。

第３図は、電磁流体圧弁装置を示しておりホール弁６０が閉じた位置で弁座部４ ５とかみ合っている。この閉じた位置において、流体はボート４３を通って内側 の内部空洞７５に流れ込まない。

流体は、ボート４９を通って内側の内部空洞７５に流れ込み、そしてボート４４ を通って４４を通って外部に流れ出ず。第４図は弁装置１０が引っ込っている状 態を示しており、巻き線３４を付勢後、弁６０は弁座部７２とかみ合っている。

巻き線３４を付勢することによって磁束の流れが矢印によって示されるように与 えられ、この磁束の流れによってアーマチャ３６がコア・ポスト２２の方向に高 速移動される。この高速応答によってドライブ・ピン５０が相応して急速に引き 込まれ、この動作によってボール弁６０が弁座部４５から押しのけられそして弁 座部７２とかみ合うようになる。こうして流体は、ボート４３を通って内側の内 部空洞７５に流れ込みそしてボート４９を通って外部流出する。

組立及び動作 電磁作動流体圧弁装置１０は、容易に組み立てられそして動作される。巻き線３ ４はボビン３０上に配置され、このボビンは、ハウシング１２に挿入されていて 、そして金属性コア２０は、ハウジング１２の開いた端部１６内に系を通したよ うに挿入されている。内部弁ケーシング７０は、内側の内部空洞内でガラス・ホ ール弁６０を受けいれており、そしてケーシング７０は、空洞４６内に配置され そしてスナップ式にケーシング４０と係合させる。

ドライブ・ピン５０は、内部弁ケーシング７０の開口部７３内に挿入され、そし てアーマチャ３６及びコイルスプリング３９は、ブツシュ１９内に挿入されてい る。それから、外部弁ケーシング４０は、ブツシュ−１９上に、そしてハウジン グ端部１８に対して固定されている。

コイル巻き線３４を付勢すると、第４図に示される磁気の流れの経路が形成され 、そしてアーマチャ３６がポスト２０方向に高速で引き込まれる。ボール弁６０ に流体圧力がかかると、ドライブ・ピン５０がアーマチャ３６と共に運動するの で、ホール弁６０は、弁座部４５とかみ合わなくなり、そして弁座部７２とがみ 合うようになる。装置の流体圧弁部の設計は、設計選択の問題であることを明白 に理解されたい。内側の内部空洞７５は、内部か又は外部弁ケーシングかいずれ かに配置することができる。ボール弁６０が通常開いた位置にあり、それによっ てアーマチャ３６が引き込まれてドライブ・ピン５０をボール弁６０方向に移動 し弁座部４５をかみ合わせてそしてその弁を閉しるように、弁装置を設計するこ とができる。弁座部及びボートの流れの方向は、すべて特定の適応に対して設計 選択の問題であり、そして弁装置のそのような設計変更は、木質的に、本発明の 一部ではないか装置の各種の設計変更に十分台まれる。

電磁作動流体圧弁装置は、最小数の部品から組み立てられて漏れ防止用の流体圧 弁装置にほぼ瞬間的な応答を与える。電磁弁装置は、流体圧弁を動作するために 初期付勢において最大利用可能な力を利用していて、これによって流体の流れの 圧力か容易に克服されそして高速応答が与えられる。

産業上の利用可能性 電磁作動流体圧弁装置は、自動伝動装置と共に使用される。

結論 本発明が実施例と関連して説明されているけれども、これは、本発明の例証であ って決っしてそれに制限されるものでばないという事を理解されたい。当業者が 本発明について多数の変更やイ」加をすることができると予期することが合理的 であり、そしてそのような変更や付加を本発明に相当するものとして請求の範囲 内に含むことを意図している。

国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の縦方向の開口部を配設し一方の端部にブッシュを配置したハウジング と、前記ブッシュとは反対側の前記ハウジングの端部に対する端部包囲手段を与 え且つ前記ハウジングの内側に突出しそして開口部を有する縦方向のコア・ポス トを有するコアと、 前記コア・ポストを受け入れる中央の開口部を有するボビンと、 前記ボビンによって支持されそして前記コア・ポストを取り囲んでいる巻線手段 と、 一方の端部が前記ボビンの中央の開口部に受け入れられそして前記コア・ポスト の開口部に向いあって配置された開口部を有しており他方の端部が前記ブッシュ 内に配置されており前記ハウジング内で縦方向に移動することができるアーマチ ャと、前記コア・ポスト開口部とアーマチャ開口部とによって受け入れられてい る弾性手段と、 前記ブッシュと前記アーマチャの他方の端部との間に配置され、そして、前記ア ーマチャと前記ブッシュとの間に磁化不能の一定の断面積の間隙を与えるスリー ブ手段と、前記ブッシュの上に固定されていてそして内部空洞を有していて周辺 のみぞがその空洞の周囲に配置されている外部弁ケーシングと 前記内部空洞内に配置され前記周辺のぞによって受け入れられて前記外部弁ケー シングをスナップ式に係合させるための周辺ボスを有した内部弁ケーシングと、 内部弁ケーシングと外部弁ケーシングとの間に配置された弁空洞と、 前記弁空洞内に配置された弁部材と、 前記弁部材と前記アーマチャとに係合する自由に浮動することができるドライブ ・ピンと を備え前記巻線手段が前記アーマチャと関連するドライブ・ピンをほぼ瞬間的に 移動するように付勢することを特徴とする高速応答電磁流体圧弁装置。
2. ２．流体ロックアップを防ぐために前記アーマチャ及びハウジング内に配置され たすき間手段を備える請求の範囲第１項記載の弁装置。
3. ３．前記スリーブ手段が前記アーマチャの端部の周囲に圧入されそして、前記ブ ッシュに関してそれとともに移動する請求の範囲第１項記載の弁装置。
4. ４．前記流体圧弁装置と伝動装置内の開口部との間にシールを与えるために前記 外部弁ケーシングの外部の周囲に配置されたシール手段を備える請求の範囲第１ 項記載の弁装置。
5. ５．前記弾性手段が前記応答を達成するために所定の応答を有するバネを備える 請求の範囲第１項記載の弁装置。
6. ６．前記アーマチャが前記巻線を付勢することによって前記コアポスト方向に引 き込まれる請求の範囲第１項記載の弁装置。
7. ７．前記アーマチャとコア・ポストとの間にあってそして、前記巻線によって取 り巻かれた間隙を備える請求の範囲第１項記載の弁装置。
8. ８．前記ブッシュ、スリーブ及び前記アーマチャの他方の端部の累積する対向領 域が、高速応答時間を達成するために、前記アーマチャの一方の端部とコア・ポ ストとの間の領域より実質的に大きい請求の範囲第１項記載の弁装置。
9. ９．前記ハウジング内の縦方向の開口部が、うず電流を実質的に除去するために 、十分な大きさからなる請求の範囲第１項記載の弁装置。
10. １０．電磁流体圧弁装置によって油圧弁をほぼ瞬間的に応答動作させるための方 法において、前記装置がボビン支持巻線手段を配置していてそして前記ボビン内 に中央に配置した開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの端部を取り囲 んでいてそして前記ボビン開口部内に縦方向に突き出ているポストを有するコア 部材と、一方の端部が前記ボビン開口部に受けいれられていてそして、他方の端 部がハウジングブッシュ内に受け入れられているアーマチャと、前記ハウジング の端部にありそして前記ブッシュの周囲にある内部弁ケーシング及び外部弁ケー シングとを備えており、 （ａ）前記ポストとアーマチャとの間に弾性手段を配置する段階と、 （ｂ）前記内部弁ケーシングと外部弁ケーシングとの間に配置された弁空洞手段 内にボール弁部材を配置する段階を、（ｃ）前記内部弁ケーシングの周囲の周辺 ボスを前記外部ケーシングの空洞部の周囲に配設された相補形状のみぞにかみ合 わせることによって前記内部弁ケーシングと前記外部弁ケーシングとを漏れ防止 連結固定してそれらの間に前記ボール弁部材を捕獲されるように前記外部弁ケー シングの空洞部内に前記内部弁ケーシングを固定する段階と、（ｄ）前記ボール 弁部材と前記アーマチャとの間にドライブ・ピン部材を配置して前記巻線手段を 付勢することによって前記アーマチャを実質的に瞬間的に移動させて前記弁空洞 手段に対して前記ボール弁部材が移動されるように前記外部弁ケーシングを前記 ハウジングに取り付ける段階とを備えることを特徴とする方法。
11. １１．前記アーマチャの他方の端部の周囲に磁化不能なスリーブ手段を設けて前 記スリーブ手段が前記ブッシュに対して前記アーマチャと共に移動するようにす る段階を備える請求の範囲第１０項記載の方法。
12. １２．前記アーマチャが前記巻線手段を付勢する段階によって前記ポスト方向に 引き込まれる請求の範囲第１０項記載の方法。
13. １３．前記ブッシュ、スリーブ及び前記アーマチャの他方の端部との累積する対 向面積が前記アーマチャの一方の端部と前記ポストとの間の領域より実質的に大 きくなるように弁装置を設ける段階を備える請求の範囲第１０項記載の方法。
14. １４．うず電流の効果を実質的に除去するために、縦方向の開口部を前記ハウジ ング内に設ける段階を有する請求の範囲第１０項記載の方法。
15. １５．うず電流を実質的に除去して液体ロックアップを阻止するために、縦方向 の開口部手段を前記アーマチャ内に設ける段階を有する請求の範囲第１０項記載 の方法。
16. １６．一方の端部に配置されたブッシュを有する全体的に円柱状のハウジングと 、 前記ハウジングの内部に突き出ている縦方向のコア・ポストを備えるコアと、 前記ポストを受け入れる中央の開口部を有するボビンと、前記ボビンによって支 持されそして前記コア・ポストを取り囲んでいる巻線手段と、 前記ハウジング内に縦方向に移動可能でありそして一方の端部が前記コア・ポス トに対向して配置されているアーマチャと、前記コア・ポストと前記アーマチャ との間に配置された弾性手段と、 磁化不能な一定の断面積の間隙を与えるために、前記アーマチャと前記ハウジン グとの間に配置されたスリーブ手段と、前記ハウジングに固定され、そして内部 空洞を有し周辺のみぞが前記内部空洞の周囲に配置されている外部弁ケーシング と、前記内部空洞内に配置され、そして前記周辺のみぞによって受け入れられる 前記外部弁ケーシングとの漏れ防止スナップ式係合を行なう周辺ボスを有する内 部弁ケーシングと、前記内部弁ケーシングと外部弁ケーシングとの間に配置され た弁空洞部と、 前記弁空洞部内に配置された弁部材と、前記弁部材とアーマチャとの間に設置さ れた浮動性のドライブピンと を備え前記巻線手段が付勢可能であり前記アーマチャ及び関連するドライブピン をほぼ瞬間的に移動することを特徴とする高速電磁流体圧弁装置。
17. １７．流体ロックアップを阻止するために、前記アーマチャ及びハウジング内に 配置されたすき間手段を備える請求の範囲第１６項記載の流体圧弁装置。
18. １８．うず電流を実質的に除去するために、前記アーマチャ及びハウジング内に 配置したすき間手段を備える請求の範囲第１６項記載の流体圧弁装置。