(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線方向に往復移動する可動コアと、
前記可動コアの往復移動方向の一方側に設置され、前記可動コアと当接して前記可動コアとともに往復移動し、流路を開閉する可動部材と、
往復移動自在に前記可動部材を支持する軸受け部材と、
往復移動自在に前記可動コアを支持する収容部材と、
前記可動コアに対し往復移動方向の一方側に前記可動コアと向き合って設置され、前記可動コアおよび前記収容部材と磁気回路を形成している吸引部材と、
前記可動コアに向け往復移動方向の他方に前記可動部材を付勢している付勢手段と、
通電することにより前記吸引部材に向け往復移動方向の一方に前記可動コアを吸引する磁力を発生する電磁駆動部と、
を備える電磁弁装置であって、
前記可動コアまたは前記吸引部材の一方は他方と向き合う側に対向凹部を有し、前記可動コアが前記吸引部材に向け往復移動方向の一方に移動すると、前記可動コアまたは前記吸引部材の他方は前記対向凹部内に進入し、
前記可動コアと前記可動部材との当接箇所において、前記可動コアまたは前記可動部材の一方は当接凹面を有し、前記可動コアまたは前記可動部材の他方は前記当接凹面と当接する当接凸面を有し、
前記可動コアの外周側面と前記収容部材の内周側面との間に、前記当接凹面と前記当接凸面との当接箇所を支持箇所として往復移動方向に沿った軸線に対し前記可動コアが傾斜可能な前記対向凹部側へ向かって拡大する隙間が形成されていることを特徴とする電磁弁装置。
【請求項２】
前記当接凹面は円錐凹面であり、前記当接凸面は球面であることを特徴とする請求項１記載の電磁弁装置。
【請求項３】
前記可動コアまたは前記可動部材の一方は前記当接凹面からさらに凹んだ嵌合穴を有し、前記可動コアまたは前記可動部材の他方は前記当接凸面から突出している嵌合突部を有し、前記嵌合突部は前記軸線に対し前記可動部材が傾斜可能に前記嵌合凹部に嵌合していることを特徴とする請求項１または２記載の電磁弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動コアを往復移動自在に支持する収容部材と、可動コアとの間に磁気吸引力が働く吸引部材とを別体にしている電磁弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁弁装置として、可動コアを往復移動自在に収容する収容部材と、可動コアとの間に磁気吸引力が働く吸引部材とを別体にしている電磁弁装置として、特開２０００−２３０６６０号公報、特開平１０−１２２４１２号公報および特許第２８３４５５２号公報に開示されているものが知られている。
【０００３】
特開２０００−２３０６６０号公報の電磁弁装置では、図３に示すように、可動コア２００とシャフト２０２とが平面同士で当接している。収容部材２０４と吸引部材２０６との軸がずれていても、吸引部材２０６と収容部材２０４との軸ずれに合わせ可動コア２００はシャフト２０２と軸をずらすことができる。可動コア２００の往復移動方向に沿った軸線と直交する方向に収容部材２０４と可動コア２００との間に形成されるギャップ、所謂サイドギャップを極力小さくすることにより、吸引部材２０６に可動コア２００を吸引する磁気吸引力が高まる。
【０００４】
しかしながら、可動コア２００と吸引部材２０６とが互いに向き合う面が平面であるから、可動コア２００と吸引部材２０６とが可動コア２００の往復移動方向に形成する間隔、つまり主ギャップが大きいほど、図２の曲線１００に示すように磁気吸引力が小さくなる。可動コア２００と吸引部材２０６との主ギャップが最も大きいときに吸引部材２０６に可動コア２００を吸引するため、電磁駆動部であるコイルの巻数を増やし大きな磁気吸引力を発生する必要がある。特に、主ギャップの最大値で決定される流体流量を増加したり、吸引部材から離れる方向に可動コアが大きな流体圧力を受ける場合、磁気吸引力を増加するために電磁駆動部が大きくなるという問題がある。
【０００５】
特開平１０−１２２４１２号公報に開示される電磁弁装置では、図４に示すように、吸引部材２１６に凹部２１８が形成されている。主ギャップが大きいときに凹部２１８の内周側面と可動コア２１０との最短距離は、平面同士で向き合う構成に比べ小さくなっている。したがって、図２の曲線１１０に示すように、主ギャップが大きいとき、吸引部材２１６に可動コア２１０を吸引する磁気吸引力が曲線１００に比べ大きくなる。
【０００６】
特許第２８３４５５２号公報に開示される電磁弁装置では、図５に示すように、可動コア２２０と吸引部材２２６とがテーパ面同士で向き合っている。主ギャップが大きくても、テーパ面同士の垂直距離、つまり最短距離は短い。したがって、図２の曲線１１０と同様に、主ギャップが大きいとき、吸引部材２２６に可動コア２２０を吸引する磁気吸引力が曲線１００に比べ大きくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１０−１２２４１２号公報および特許第２８３４５５２号公報に開示される電磁弁装置では、可動コア２１０、２２０にシャフト２１２、２２２が圧入されているので、収容部材２１４、２２４と吸引部材２１６、２２６との軸ずれに合わせ可動コア２１０、２２０はシャフト２１２、２２２に対し軸をずらすことができない。収容部材２１４、２２４と吸引部材２１６、２２６との軸ずれにより、可動コア２１０、２２０と収容部材２１４、２２４との摺動抵抗が増加することを防止するため、可動コア２１０、２２０と収容部材２１４、２２４とのサイドギャップを予め大きくする必要がある。すると、図２の曲線１１０に示すように、吸引部材２１６と可動コア２１０との間に働く磁気吸引力が全体的に小さくなる。
【０００８】
本発明の目的は、小型の電磁弁装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、可動コアと可動部材との当接状態を維持する電磁弁装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１または２記載の電磁弁装置によると、可動コアまたは吸引部材の一方は他方と向き合う側の端部に対向凹部を有し、可動コアが吸引部材に近づくと、可動コアまたは吸引部材の他方は対向凹部内に進入する。可動コアと吸引部材との間に可動コアの往復移動方向に形成される主ギャップが大きいときにも、可動コアまたは吸引部材の他方と対向凹部との最短距離は主ギャップよりも小さい。ここで主ギャップとは、可動コアまたは吸引部材の他方と対向凹部の底面との間に可動コアの往復移動方向に形成されるギャップである。したがって、主ギャップが大きくても所望の磁気吸引力で吸引部材側に可動コアを吸引できる。
【００１０】
さらに、可動コアと可動部材とは当接凹面と当接凸面とにより当接しているので、当接凸面は当接凹面に沿って当接凹面の中心に案内される。したがって、可動コアと可動部材との当接箇所は殆どずれない。さらに、可動コアの外周側面と収容部材の内周側面との間に、当接凹面と当接凸面との当接箇所を支持箇所として往復移動方向に沿った軸線に対し可動コアが傾斜可能な隙間が形成されている。収容部材と吸引部材との間に軸ずれがあると、軸ずれに合わせ可動コアが傾斜する。
【００１１】
したがって、収容部材と吸引部材との間に軸ずれが生じていても、可動コアまたは吸引部材の一方に形成した対向凹部と、可動コアまたは吸引部材の他方とが軸線と直交する方向に形成するギャップがほとんど変化しない。したがって、可動コアまたは吸引部材の他方と対向凹部とが接触することなく、可動コアまたは吸引部材の他方と対向凹部との最短距離を極力小さくすることができる。さらに、収容部材と可動コアとの間のサイドギャップも、収容部材と吸引部材との軸ずれに合わせ可動コアが傾斜する程度に極力小さくすることができる。可動コアと吸引部材との間に働く磁気吸引力が全体的に大きくなるので、電磁弁装置を小型化できる。
また、可動コアが傾斜することにより収容部材と吸引部材との軸ずれを吸収するので、各部品の加工および組み付けに高い精度を要求されない。したがって、製造コストが低減する。
【００１２】
本発明の請求項３記載の電磁弁装置によると、嵌合突部は軸線に対し可動部材が傾斜可能に嵌合凹部に嵌合している。何らかの要因で衝撃荷重が加わり可動コアと可動部材が遠ざかり嵌合突部が嵌合凹部から抜けても、嵌合突部が当接凹面内に位置している限り、当接凹面に案内され嵌合突部は嵌合凹部に再び嵌合する。したがって、可動コアと可動部材との当接状態を維持できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す実施例を図に基づいて説明する。
本発明の一実施例による電磁弁装置を自動変速機の油圧制御弁装置に用いた例を図１に示す。図１に示す電磁弁装置１０は、自動変速機の係合装置であるクラッチまたはブレーキに供給する作動油の油圧を制御する電磁三方弁装置である。
ヨーク１２、収容部材１４、ベースハウジング２０および可動コア３０は磁性材で形成され、電磁弁装置１０の磁気回路を構成している。収容部材１４はヨーク１２とカバー１６との間に挟持され、ヨーク１２にかしめ固定されている。
【００１４】
ベースハウジング２０は、シャフト４０を往復移動自在に支持する吸引部材としての吸引部２２と、流入ポート７０、制御ポート７２およびドレインポート７４を形成するポート部２８とを一体に形成している。流入ポート７０、制御ポート７２およびドレインポート７４は特許請求の範囲に記載した流路を構成している。流入ポート７０は高圧の油圧供給源と接続し、制御ポート７２は図示しない油流路を介して自動変速機のクラッチまたはブレーキと接続し、ドレインポート７４は低圧のドレイン側に開口している。
【００１５】
吸引部２２は可動コア３０に対し可動コア３０の往復移動方向の一方側に可動コア３０と向き合って設置されている。吸引部２２の可動コア３０側端部に、円筒状の対向凹部２４が形成されている。吸引部２２の内周壁はシャフト４０を往復移動自在に支持している。つまり、吸引部２２はシャフト４０の軸受け部材を兼ねている。
【００１６】
可動コア３０は収容部材１４の内周側面に往復移動自在に支持されている。収容部材１４の内周側面と可動コア３０の外周側面とが形成するサイドギャップは、収容部材１４と吸引部２２との軸ずれにより可動コア３０の往復移動方向に沿った軸線９０に対し可動コア３０が傾斜できる程度の大きさに設定されている。
【００１７】
収容部材１４の内周側面および可動コア３０の外周側面の少なくとも一方にニッケルメッキ等により非磁性膜を形成し、収容部材１４と可動コア３０との摺動抵抗を低減することが望ましい。収容部材１４と可動コア３０との摺動抵抗が許容できるのであれば、非磁性膜を形成する必要はない。可動コア３０は円筒状に形成されており、軸線９０方向両側が開口している。可動コア３０のシャフト４０側に、当接凹面としての円錐凹面３２が形成されている。嵌合穴３４は円錐凹面３２からさらに凹んで形成されている。
【００１８】
シャフト４０は可動コア３０に対し往復移動方向の一方側に設置されている。シャフト４０は、吸引部２２に貫挿され、吸引部２２の内壁により往復移動自在に支持されており、軸線９０に対し傾斜不能である。シャフト４０は後述するボール５０とともに可動部材を構成している。シャフト４０の可動コア３０側に、当接凸面としての球面４２が形成されている。球面４２は可動コア３０の円錐凹面３２と当接している。嵌合突部４４は球面４２から突出しており、嵌合穴３４に嵌合している。嵌合突部４４の周囲に形成される嵌合穴３４との間隔は、収容部材１４と吸引部２２との軸ずれにより軸線９０に対し可動コア３０が傾斜できる程度の大きさに設定されている。シャフト４０は、付勢手段としてのスプリング４８の付勢力により可動コア３０に向け可動コア３０の往復移動方向の他方に付勢されている。
【００１９】
ボール５０は、流入ポート７０から流入する作動油によりシャフト４０に向けて圧力を受けている。弁座部材５２はポート部２８の内壁に取り付けられている。弁座部材５２は弁座５４を有し、ボール５０は弁座５４に着座可能である。フィルタ５８は弁座部材５２の流入ポート７０側に取り付けられており、作動油中の異物を除去する。
ボビン６２に巻回された電磁駆動部としてのコイル６０は収容部材１４および吸引部２２の外周を取り囲んで配設されている。
【００２０】
次に、電磁弁装置１の作動について説明する。
コイル６０への通電オフ時、スプリング４８の付勢力により、シャフト４０は可動コア３０に向け図１の上方に付勢されている。ボール５０は流入ポート７０から流入する作動油の圧力によりポート部２８の内壁に形成されている弁座５６に着座する。この状態で、シャフト４０とボール５０とは当接していない。流入ポート７０から流入した作動油は制御ポート７２から自動変速機のクラッチまたはブレーキに供給されるので、クラッチまたはブレーキは係合状態になる。
【００２１】
コイル６０への通電オン時、スプリング４８の付勢力に抗し可動コア３０は吸引部２２に向けて吸引される。可動コア３０とともにシャフト４０が図１の下方に移動しボール５０と当接するので、ボール５０は弁座５６から離座し弁座５４に着座する。制御ポート７２とドレインポート７４とが連通するので、自動変速機のクラッチまたはブレーキに供給されていた作動油はドレインポート７４から排出されクラッチまたはブレーキに加わる油圧が低下する。したがって、クラッチまたはブレーキが解除状態になる。
図示しないエンジン制御装置でコイル６０に供給する制御電流をデューティ比制御することにより制御ポート７２に接続するクラッチまたはブレーキに加わる油圧が調整され、クラッチまたはブレーキの係合状態が制御される。
【００２２】
本実施例では、吸引部２２の対向凹部２４の底面と可動コア３０との間に可動コア３０の往復移動方向に形成される主ギャップが大きいとき、対向凹部２４の内周側面２６と可動コア３０との最短距離は小さい。したがって、主ギャップが大きいとき、可動コア３０と吸引部２２との間に働く磁気吸引力が増加する。可動コア３０が吸引部２２側に近づいても対向凹部２４の内周側面２６と可動コア３０との最短距離はほとんど変化しないので、可動コア３０と吸引部２２との間に働く磁気吸引力はほぼ一定である。
【００２３】
シャフト４０は、スプリング４８により常に可動コア３０に向けて付勢されているので、シャフト４０の球面４２は円錐凹面３２により円錐凹面３２の中心に案内される。したがって、可動コア３０とシャフト４０との当接箇所は殆ど変化しない。部品の加工誤差や組付誤差により収容部材１４と吸引部２２との間に軸ずれが生じており、可動コア３０が収容部材１４から軸線９０と直交する方向に力を受けても、円錐凹面３２が円錐凹面３２の中心に球面４２を案内するので、可動コア３０とシャフト４０との当接箇所は変化せず、可動コア３０は、円錐凹面３２と球面４２との当接箇所を支持箇所として軸線９０に対し傾斜する。したがって、収容部材１４と吸引部２２との間に軸ずれが生じていても、対向凹部２４の内周側面２６と可動コア３０とのギャップは全周にわたり殆ど変化せず、内周側面２６と可動コア３０とは接触しない。したがって、対向凹部２４の内周側面２６と可動コア３０とのギャップを極力小さくすることができる。
【００２４】
収容部材１４の内周側面と可動コア３０の外周側面との間に形成されるサイドギャップは、収容部材１４と吸引部２２との間に軸ずれがあるときに、軸線９０に対し可動コア３０が傾斜できる程度の大きさであればよいので、極力小さくすることができる。したがって、可動コア３０と吸引部２２との間に働く磁気吸引力が全体として大きくなる。したがって、図２の曲線１２０に示すように、主ギャップの大きさに関わらず磁気吸引力がほぼ一定であり、磁気吸引力が全体的に大きくなる。コイル６０の巻数を増加することなく磁気吸引力が増加するので、電磁弁装置を小型化できる。
【００２５】
以上説明した本発明の上記実施例では、可動コア３０に当接凹面としての円錐凹面３２を形成し、シャフト４０に当接凸面としての球面４２を形成した。可動コアに当接凸面を形成し、シャフトに当接凹面を形成してもよい。
また、吸引部２２に対向凹部２４を形成し、可動コア３０が対向凹部２４内に進入する構成にした。これに対し、可動コアに対向凹部を形成してもよい。
【００２６】
また電磁弁装置の構成によって、吸引部で直接シャフト４０を軸受けするのではなく、吸引部とは別部材の軸受け部材でシャフト４０を往復移動自在に支持してもよい。
また上記実施例では、自動変速機に用いられる圧力制御弁装置としての三方弁に本発明の電磁弁装置を用いた。これ以外にも、二方弁、あるいは流量制御弁装置として本発明の電磁弁装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電磁弁装置を示す断面図である。
【図２】本実施例と従来例との、主ギャップと磁気吸引力との関係を示す特性図である。
【図３】従来例１の主要部を示す模式的断面図である。
【図４】従来例２の主要部を示す模式的断面図である。
【図５】従来例３の主要部を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１０      電磁弁装置
１２      ヨーク
１４      収容部材
２０      ベースハウジング
２２      吸引部（吸引部材、軸受け部材）
２４      対向凹部
２６      内周側面
３０      可動コア
３２      円錐凹面（当接凹面）
３４      嵌合穴
４０      シャフト（可動部材）
４２      球面（当接凸面）
４４      嵌合突部
４８      スプリング（付勢手段）
５０      ボール（可動部材）
６０      コイル（電磁駆動部）
９０      軸線
【図１】
0004022855.tif 000002
【図２】
0004022855.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004022855.tif 000005
【図５】
0004022855.tif 000006