(57)【要約】  油圧バルブアセンブリ（１０）はバルブ本体（１２）を含んでおり、バルブ本体（１２）はバルブ穴（１６）と、バルブ本体（１２）の中に移動自在に支持されて油圧を制御するバルブ部材（１８）とを有する。油圧バルブアセンブリはまた、筐体（５４）の中に支持されたソレノイドコイル（５６）を含むソレノイドアセンブリ（１４）を含んでいる。電機子（６６）がバルブ部材（１８）に動作可能に接続され、極片（６８）が筐体（５４）の中に固定して支持されている。極片（６８）は、電機子（６６）に面するキャステレート形シャント部（７０）を有する。電機子（６６）は、ソレノイドコイル（５６）を流れる電流によって生成される電磁束の影響を受けて極片（６８）に向かって移動でき、それによってバルブ本体を制御する。
2012516422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機の制御モジュールに使用される油圧バルブアセンブリ（１０）であって、前記アセンブリが、
バルブ部材（１８）を有するバルブ本体（１０）であって、前記バルブ部材（１８）が、前記バルブ本体（１２）の中に移動自在に支持されて油圧を制御する、バルブ本体（１２）と、
筐体（５４）、前記筐体（５４）の中に支持されているソレノイドコイル（５６）、前記バルブ部材（１８）に動作可能に接続されている電機子（６６）、および前記筐体（５４）の中に固定して支持されている極片（６８）を含むソレノイドアセンブリ（１４）と、
を備え、
前記極片（６８）は、前記電機子（６６）に面するキャステレート形シャント部（７０）を有し、前記電機子（６６）は、前記ソレノイドコイル（５６）を流れる電流によって生成される電磁束の影響を受けて前記極片（６８）に向かって移動でき、それによって前記バルブ本体を制御する油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項２】
前記極片（６８）は環状ベース（７２）を含んでおり、前記キャステレート形シャント部（７０）は、前記環状ベース（７２）の周囲に環状に設置された一連のキャステレート形部分（７４）を含む、請求項１に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項３】
前記環状に設置されたキャステレート形部分は、平坦な平削り状の先端（７８）で終わる１対の傾斜した立ち上がり部（７６）を含む、請求項２に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項４】
前記極片は、前記環状に設置されたキャステレート形部分（７４）の各々の間に設置されたシャント谷部（８０）を含む、請求項２に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項５】
前記極片（６８）は中央開口部（８２）を含み、前記バルブ部材（１８）は、前記中央開口部（８２）を通って延びかつ前記電機子（６６）によって動作可能に係合されて、前記バルブ部材（１８）を予め定められた位置間で移動させるプッシュロッド（４４）を含む、請求項１に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項６】
前記バルブ穴（１６）は開放端（５０）を含んでおり、前記バルブ本体（１２）は、前記バルブ穴（１６）の前記開放端（５０）を閉じる役割を果たす栓（４８）を含んでおり、付勢部材（４６）が前記栓（４６）と前記バルブ部材（１８）との間に設置されて、前記バルブ部材（１８）を前記ソレノイドアセンブリ（１４）によって生成される電磁力と反対の方向に付勢する、請求項５に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項７】
前記極片（６８）が粉末金属から作製される、請求項１に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項８】
自動変速機の制御モジュールに使用される油圧バルブアセンブリ（１０）であって、前記アセンブリが、
バルブ穴（１６）と、バルブ本体（１０）の中に予め定められた位置間で移動自在に支持されるバルブ部材（１８）、圧縮油圧作動油の供給源と前記バルブ穴（１６）との間の流体連通を確立する少なくとも１つの圧力供給ポート（２６）、および前記バルブ穴（１６）と、前記油圧バルブによって制御されるべき構成要素との間の流体連通を確立する少なくとも１つの圧力制御ポート（２８）を有するバルブ本体（１２）と、
筐体（５４）、前記筐体（５４）の中に支持されるソレノイドコイル（５６）、前記バルブ部材（１８）に動作可能に接続された電機子（６６）、および前記筐体（５４）の中に固定して支持される極片（６８）を含んでいるソレノイドアセンブリ（１４）と、
を備え、
前記極片（６８）は、環状ベース（７２）、その中に延びる中央開口部（８２）、および前記電機子（６６）に面するキャステレート形シャント部（７０）を有し、前記バルブ部材（１８）は、前記中央開口部（８２）を通って延びかつ前記電機子（６６）によって動作可能に係合されるプッシュロッド（４４）を含んでおり、前記キャステレート形シャント部（７０）は、前記環状ベース（７２）の周囲に設置された一連のキャステレート形部分（７４）を含んでおり、前記環状に設置されたキャステレート形部分は、平坦な平削り状の先端（７８）で終わる１対の傾斜した立ち上がり部（７６）を含んでおり、前記電機子（６６）は、前記ソレノイドコイル（５６）を流れる電流によって生成される電磁束の影響を受けて前記極片（６８）に向かって移動でき、それによって前記バルブ部材（１８）を、前記プッシュロッド（４４）を通じて前記予め定められた位置間で移動させ、それによって油圧作動油を前記圧力制御ポート（２６）から前記バルブ穴（１６）を通って前記圧力供給ポート（２８）へと導く、油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項９】
前記極片は、前記環状に設置されたキャステレート形部分（７４）の各々の間に設置されたシャント谷部（８０）を含む、請求項８に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項１０】
前記バルブ穴（１６）は開放端（５０）を含んでおり、前記バルブ本体（１２）は、前記バルブ穴（１６）の前記開放端（５０）を閉じる役割を果たす栓（４８）を含んでおり、付勢部材（４６）が前記栓（４８）と前記バルブ部材（１８）との間に設置されて、前記バルブ部材（１８）を、前記ソレノイドアセンブリ（１４）によって生成される電磁力と反対の方向に付勢する、請求項８に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【請求項１１】
前記極片（６８）は粉末金属から作製される、請求項８に記載の油圧バルブアセンブリ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にソレノイド作動式バルブに関し、より詳しくは、自動変速機の制御モジュールに用いられる、キャステレート形（ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ）シャントを備える極片を持つソレノイド作動式油圧バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、陸上車には、３つの基本的な構成要素からなるパワートレインが必要である。これらの構成要素には、動力装置（内燃機関等）、動力伝達装置および車輪がある。構成要素である動力伝達装置は通常、単に「変速機」と呼ばれる。変速機において、エンジンのトルクと速度がその輸送機械のけん引力需要にしたがって変換される。
【０００３】
ほとんどの自動変速機の制御は、変速機内の各種の構成要素を油圧で作動させることによって行われる。それゆえ、これらの装置のための安定した油圧を提供することが重要である。この目的を達成するために、ポンプを利用して、変速機の制御と作動のための圧縮油圧作動油を提供する。これに加えて、油圧作動油の二次流れによってクラッチおよびギアアセンブリの潤滑と冷却が行われる。通常、ポンプは、エンジンからの動力取り出しによって機械的に駆動される。それゆえ、ポンプから供給される油圧は、エンジン速度の上昇に応答してポンプの速度が上昇すると高くなる。油圧作動式の装置はそれを作動させるために加えられる所与の圧力に関して、予め決められたとおりに、精密に応答するため、油圧の不正確な制御は、自動変速機の不正確な動作と制御の原因となる。
【０００４】
エンジン速度の変化に伴う、ポンプにより供給される油圧の変化に対処するために、自動変速機は通常、複数の油圧バルブを利用して変速機内の油圧作動油の流れを制御する、油圧制御モジュールを含んでいる。当業界で知られている変速機制御モジュールにおいて一般的に利用されているタイプのバルブは、バルブ本体の中に摺動自在に設置されたバルブ部材を含んでいてもよく、このバルブ部材は、バルブ本体の各種のポートの上を前後に移動し、ポートとポートとの間の作動油の流れを導き、制御する。バルブ本体は一般に、これに対応して制御モジュール内に形成された穴の中に受けられる。
【０００５】
ソレノイドは、電気エネルギーを機械エネルギー、特に短いストロークの機械運動に変換するために使用される、よく知られた電磁機器である。そのために、ソレノイドは電気信号に応答してバルブを作動させるために利用されてきた。たとえば、当業界においては、ソレノイドを利用して、リターンスプリングの付勢力に対抗してバルブ部材を一方向に付勢することが知られている。ソレノイドへの電源供給が中断されると、リターンスプリングはバルブ部材を付勢して、その最初の位置に戻す。バルブ部材は、電機子の動作によって一方向に、またリターンスプリングによって反対方向に付勢される。電機子は、コイルを流れる電流によって誘導される電磁束の影響を受けて、極片に向かって駆動される。
【０００６】
極片はシャント部を有し、このシャント部は、電機子に面し、電機子を最も効率的に引き付けるように磁束を整形するように設計される。この目的を達成するために、自動車用変速機に使用される油圧制御バルブにおいて一般に利用される極片では、微細な環状の先端で終わる、テーパのついた非対称の形状のシャントが利用されていることが多い。残念ながら、このタイプのシャントは、高価な精密機械を必要とし、比較的繊細である。それゆえ、製造コストの点以上に、耐用年数も短くなりがちである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、当業界では依然として、バルブアセンブリ製造の低コスト化と同時に、電機子ひいてはバルブ部材を精密に移動させるような最適な磁束の整形を助ける堅牢な極片を備えるソレノイドアセンブリを有する油圧バルブが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、自動変速機の制御モジュールに利用できる油圧バルブアセンブリにおける当業界での不利点を克服する。アセンブリは、バルブ穴を持つバルブ本体と、バルブ本体の中に、予め定められた位置間で移動自在に支持されるバルブ部材を含んでいる。少なくとも１つの圧力制御ポートが、圧縮油圧作動油の供給源とバルブ穴との間の流体連通を確立する。これに加えて、少なくとも１つの圧力供給ポートが、バルブ穴と、油圧バルブによって制御されるべき構成要素との流体連通を確立する。油圧バルブアセンブリはまた、筐体と、筐体の中に支持されるソレノイドコイルを含むソレノイドアセンブリも含んでいる。電機子がバルブ部材に動作可能に接続され、極片が筐体内に固定して支持される。極片は、電機子に面するキャステレート形シャント部を有する。電機子は、ソレノイドコイルを流れる電流のパルスによって生成される電磁束の影響を受けて極片に向かって移動でき、それによってバルブ部材を予め定められた位置間で移動させ、それによって油圧作動油を圧力制御ポートからバルブ穴を通って圧力供給ポンプへと導く。
【０００９】
極片のキャステレート形シャントは、電機子ひいてはバルブ部材を精密に移動させるように、磁束を最適に整形するのを助ける。これに加えて、その堅牢な構造によって、極片とバルブアセンブリの製造コストも削減される。
【００１０】
本発明のその他の目的、特徴および利点は、添付の図面に関連付けながら以下の説明を読んで本発明に対する理解が深まれば、容易に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の油圧バルブアセンブリの１つの代表的な実施形態の立面斜視図である。
【図２】本発明の油圧バルブアセンブリの１つの代表的な実施形態の断面図である。
【図３】本発明のキャステレート形シャントを有する極片の１つの代表的な実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の油圧バルブアセンブリが、図１と図２において、概して１０で示されており、図中、同様の番号は同様の構造物を指すのに使用される。油圧バルブ１０は、油圧変速機の制御モジュールの構成要素として特に有益である。しかしながら、以下の説明から、当業者は、本発明の油圧バルブ１０が油圧制御モジュールでの使用のみに限定されることはないと認識するであろう。それゆえ、以下の説明の中でそのような制御モジュールに言及するのは、文脈上の目的のためであり、本発明の特徴をよりよく説明しようとしているにすぎない。油圧バルブ１０は、概して１２で示されるバルブ本体と、概して１４で示されるソレノイドアセンブリを含んでいる。これらの構成要素のどちらについても、図１と図２を参照しながら以下でより詳しく説明する。
【００１３】
より具体的には、図に描かれている１つの代表的な実施形態において、バルブ本体１２は、これに対応して油圧制御モジュール（図示せず）に形成された穴の中に受けられるようになされた円筒形のスリーブ状要素を画定してもよい。制御モジュールは、当業界で一般的に知られているように、バルブ本体１２に供給される圧縮作動油の供給源（油圧ポンプ等）と連通している。バルブ本体１２は、これに対応する制御モジュールの穴の中に、当業界で知られているどの方法で固定して保持されてもよい。しかしながら、この図に描かれている代表的な例において、バルブ本体は穴の中に滑り嵌めの状態で挿入され、バルブ本体とこれに対応する穴の内周との間の接触によって保持されるように設計されている。しかしながら、当業者は、バルブ本体のフランジを油圧モジュールと相互接続させるためのファスナだけでなく、当業界で一般的に知られているその他いくつの方法を使ってバルブ本体を取り付けてもよいと認識するであろう。
【００１４】
バルブ本体１２は、バルブ穴１６と、バルブ本体１２の中に、予め定められた位置間で移動自在に支持される、概して１８で示されるバルブ部材を含んでおり、これについて以下でより詳しく説明する。バルブ部材１８は複数のランド２０、２２および２４を含んでおり、これらのランドはバルブ穴１６と密封係合状態に設置され、バルブ本体１２の中を流れる油圧作動油の流れを導くために利用される。小径部２１がランド２０と２２との間に延びていてもよく、小径部２３がランド２２と２４との間に延びていてもよい。バルブ本体１２は少なくとも１つの圧力供給ポート２６を含んでおり、これは圧縮油圧作動油の供給源とバルブ穴１６との間の流体連通を確立する。バルブ本体１２はまた、少なくとも１つの圧力制御ポート２８を含んでおり、これはバルブ穴１６と、油圧バルブとバルブ穴１６によって制御されるべき構成要素との間の流体連通を確立する。こうした構成要素には、各種のクラッチ、シンクロナイザまたは、変速機の中に一般的に見られるその他の油圧作動式構成要素がいくつ含まれていてもよい。
【００１５】
本明細書で説明されている代表的な例では、バルブ本体は１対の圧力制御ポート２８を備え、これがバルブ穴１６と、油圧バルブによって制御される少なくとも１つの構成要素との間の流体連通を確立する。バルブ本体１２はまた、油圧バルブアセンブリ１０がその「オフ」の位置にあるときにバルブ本体から圧縮作動油を排出するための少なくとも１つの排出ポート３０を備えていてもよい。バルブ本体１２はまた、圧力供給ポート２６と制御ポート２８の略反対側に形成されたフィードバックチャネル３２を含んでいる。フィードバックチャネル３２は一般に、バルブ本体１２に沿って軸方向に延び、ポート３４、３６および３８を介してバルブ穴１６と流体連通している。ポート３４と３８は、バルブ本体１２の上で相互に反対に設置され、バルブ穴１６と制御チャンバ４０、４２との間の流体連通を確立する。制御チャンバ４０、４２は、バルブ穴１６と、バルブ部材１８の両端に設置されたランド２０と２４によって画定される。ポート３６により、特定の動作条件下で、バルブ穴１６から相対する制御チャンバ４０、４２への圧縮作動油の連通が提供され、これがバルブ穴１６の中のバルブ部材１８の運動を制御する手段となる。
【００１６】
バルブ部材１８はプッシュロッド４４を含んでおり、これは、ソレノイドアセンブリ１４により機械的に影響を受けて、図２で見て右側にバルブ部材１８を移動させる。付勢部材４６が、ソレノイドアセンブリ１４によって誘導される運動とは反対の方向にバルブ部材１８を付勢するために利用され、これについて以下でより詳しく説明する。本明細書で説明されている代表的な実施形態において、付勢部材は、バルブ部材１８のランド２４と、バルブ穴の、閉じられる前の開放している端５０を閉じる栓４８との間に設置されたコイル状のリターンスプリング４６である。以下の説明から、当業者は、バルブ本体１２、バルブ部材１８のほか、関連付けられているすべてのポートおよびその他の関連構造が、本発明のソレノイド作動式油圧バルブに必要な機能を果たしながら、種々の形態をとれると認識するであろう。それゆえ、本発明の油圧バルブは、バルブ本体１２およびすべての関連構成要素の、本明細書で説明されている具体的な構造に一切限定されない。
【００１７】
バルブ本体１２はソレノイドアセンブリ１４に、ソレノイドアセンブリ１４をバルブ本体１２の中を流れる油圧作動油と接触しないように液密状態に動作可能に取り付けられる。この目的を達成するために、プッシュロッド４４は、バルブ本体１２とソレノイドアセンブリ１４との間に固定してクランプされたダイアフラム５２の開口部を通って受けられる。ソレノイドアセンブリ１４は、筐体または「カン（ｃａｎ）」５４と、筐体５４の中でボビン５８の周囲に支持されるソレノイドコイル５６を含んでいる。ソレノイドコイル５６は、当業界で一般的に知られているように、ボビン５８の周囲に巻き付けられ、コイル５６を流れる電流を受けたときに電磁束を生成するワイヤで構成される。この目的を達成するために、ソレノイドアセンブリ１４は、図１に示されるコネクタアセンブリ６０を介して電源と連通する。
【００１８】
磁束管６２が筐体５４の中に固定して取り付けられ、内部空間６４を画定する。電機子６６は、磁束管６２によって画定される空間６４の中に、電磁束の影響を受けて移動できるように支持されており、これについて以下でより詳しく説明する。電機子６６はまた、電機子６６が磁束管６２によって画定される空間６４の中で往復運動できるようにするベントポート６７を備えていてもよい。ソレノイドアセンブリ１４はまた、概して６８で示される極片を含んでおり、これは筐体５４の中に固定して支持され、電機子６６の反対に設置される。図３に最もよく示されているように、極片６８は、概して７０で示されるキャステレート形シャント部を有しており、これは図２に示されているように、電機子６６に面する。電機子６６は、ソレノイドコイル５６を流れる電流のパルスによって生成される電磁束の影響を受けて、極片１８に向かって移動できる。すると、電機子６６は、プッシュロッド４４を通じてバルブ部材１８に作用し、バルブ部材１８を予め定められた位置間で移動させる。圧縮油圧作動油は、圧力供給ポート２６からランド２０、２２または２４を通過して、バルブ穴１６を通り、圧力制御ポート２８または排出ポート３０から出るように流れ、これはソレノイドアセンブリ１４とリターン付勢部材４６の動作に応答して移動されるバルブ部材１８のバルブ穴内の位置によって決まる。圧縮された油圧作動油はまた、フィードバックチャネル３２の中を流れ、バルブ部材１８の両側の圧力のバランスをとる。このようにして、油圧バルブアセンブリ１０は、油圧作動油を圧力供給ポート２６からバルブ穴１６を通って、必要に応じて圧力制御ポート２８または排出ポート３０に導くように制御される。
【００１９】
図３を特に参照すると、極片６８は環状ベース７２を含んでいる。キャステレート形シャント部７０は、概して７４で示される、環状に設置された一連のキャステレート形部分（ｃａｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を含んでおり、これらは環状ベース７２の周囲に設置されている。より詳しくは、環状に設置されたキャステレート形部分７４の各々は１対の傾斜した立ち上がり部７６を含み、これらは平坦な平削り状の上部７８で終わる。しかしながら、当業者は、キャステレート形部分７４が他の幾何学形状を画定していてもよく、平坦な平削り状の上部７８で終わる１対の傾斜した立ち上がり部７６に限定されないことを認識するであろう。たとえば、キャステレート形部分７４は、平坦な平削り状の上部で終わる１対の軸方向に延びる側壁を含んでいてもよく、その上部は軸方向に延びる側壁間に延びる。同様に、キャステレート形部分７４は、本発明の範囲から逸脱することなく、その他の幾何学的表面によって画定されてもよい。
【００２０】
極片６８はまた、環状に設置されたキャステレート形部分７４の各々の間に設置されたシャント谷部８０を含んでいる。本明細書で説明されている実施形態において、極片６８は、バルブ部材１８のプッシュロッド４４の一部を収容するようになされた中央開口部８２を含んでいる。１つの実施形態において、極片６８は、粉末金属から作製される。しかしながら、当業者は、極片６８を適当などの材料から製造してもよいと認識するであろう。環状に設置されたキャステレート形部分７４は、電機子６６ひいてはバルブ部材１８を精密に移動させるように、磁束を最適に整形するのを助ける。これに加えて、環状に設置されたキャステレート形部分が平坦な平削り状の上部７８で終わっているため、極片６８は、微細な環状の先端で終わる非対称の形状を利用した、当業界で一般的に知られている極片より堅牢である。このようにして、本発明の極片は、当業界で知られているバルブアセンブリより製造コストが安い。
【００２１】
本発明を、事例的に説明した。理解すべき点として、これまでに使用した用語は、限定ではなく、説明のための語句という性質を持つと意図されている。上記の教示から、本発明への多数の変化形や改変形を創出することが可能である。したがって、特許請求の範囲内で、具体的に説明されたもの以外の方法で本発明を実施してもよい。
【図１】
2012516422.tif 000003
【図２】
2012516422.tif 000004
【図３】
2012516422.tif 000005
【国際調査報告】
2012516422.tif 000006
2012516422.tif 000007