专利名称：线性电磁装置以及电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种线性电磁装置以及具有该线性电磁装置的电磁阀，所述线性电磁装置具有能够通电的线圈；可动件；作为磁性构件的第一固定件，形成有能够容置所述可动件一端部的凹部；作为磁性构件的第二固定件，形成有用于支撑所述可动件自由滑动的内周面；环状的非磁性构件，用于将所述第一固定件与所述第二固定件连接为同轴，随着对所述线圈通电，能够利用作用于所述第一固定件侧的吸引力来驱动所述可动件。
背景技术：
以往，提出了具有如下结构的电磁阀，即该电磁阀具有柱塞(phmger);磁轭(yoke)，形成有用于能够支撑柱塞自由滑动的内周面；铁心，形成有通过柱塞的移动能够容置柱塞前端的凹部，并且形成有外径以规定角度倾斜的锥部(例如参照专利文献1)。在该电磁阀中，由作为非磁性体的圆筒状的不锈钢环将磁轭与铁心连接起来，从而能够将磁轭与铁心进行磁分离，并将磁轭与铁心相互保持在同轴上。
专利文献l: JP特开2006-118701号公报
发明内容
在上述类型的电磁阀中，在柱塞的滑动性不充分的情况下，为确保滑动性而必须将磁轭内周面与柱塞外周面之间的磁间隙(magnetic clearance)设定得比较大，从而导致磁效率降低。由于磁效率的降低会导致柱塞的吸引力的下降，所以为确保所要求的柱塞的吸引力而必须使电磁部(solenoid)大型化。
本发明的线性电磁装置以及电磁阀目的在于，进一步提高装置的性能并使可动件的滑动性变良好。
本发明的线性电磁装置以及电磁阀为达到上述目的采用了以下的手段。本发明的线性电磁装置具有能够通电的线圈；可动件；作为磁性构件的第一固定件，形成有能够容置该可动件的一端部的凹部；作为磁性构件的
第二固定件，形成有能够支撑所述可动件自由滑动的内周面；环状的非磁性构件，用于将所述第一固定件与所述第二固定件连接为同轴，随着对所述线圈通电，能够利用作用于所述第一固定件侧的吸引力来驱动所述可动件，其特征在于，所述非磁性构件形成为，该非磁性构件的内周面与所述第二固定件的内周面一起作为所述可动件自由滑动的滑动面发挥作用。
在该本发明的线性电磁装置中具有能够通电的线圈；可动件；作为磁性构件的第一固定件，形成有能够容置可动件的一端部的凹部；作为磁性构件的第二固定件，形成有能够支撑可动件自由滑动的内周面；环状的非磁性构件，用于将第一固定件与第二固定件连接为同轴，随着对线圈通电，能够利用作用于第一固定件侧的吸引力来驱动可动件，非磁性构件形成为，该非磁性构件的内周面与第二固定件的内周面一起作为可动件自由滑动的滑动面发挥作用。由此，能够使可动件的滑动性更加良好。其结果，能够縮小第二固定件与可动件之间的磁间隙，从而能够提高磁效率，能够进一步提高装置的性能。
在这样的本发明的线性电磁装置中，所述非磁性构件也能够形成为，该非磁性构件的内周面与所述第二固定件的内周面为一个面上。在该实施方式的本发明的线性电磁装置中，所述非磁性构件的内周面和所述第二固定件的内周面也能够通过在使所述非磁性构件和所述第二固定件接合为一体的状态下对内壁实施加工来形成。这样一来，与分别对第一固定件的内周面、第二固定件的内周面和非磁性构件的内周面进行独自加工后再将该三个构件组装起来的情况相比，能够进一步提高第一固定件与第二固定件的同轴性，从而能够使可动件的滑动性变得更好。其结果，不仅能够縮小第二固定件与可动件之间的磁间隙，而且由于在部件精度上能够将第二固定件与非磁性构件认为是一体构件，所以考虑一体构件与第一固定件这二个构件之间的制造误差即可，因而能够使第一固定件的内周面进一步接近可动件侧，从而能够减小第一固定件与可动件之间的磁间隙，且能够进一步提高磁效率。
另外，本发明的线性电磁装置中，所述第一固定件形成有越接近所述凹部的开口端外径越小的锥部，所述非磁性构件以不与所述锥部抵接的方式用形成在外周的抵接部与所述第一固定件相接合。这样一来，能够不受制于第一固定件、非磁性构件的制造公差而在组装第一固定件、非磁性构件时保持锥部的精度，能够获得所期望的磁效率。该实施方式的本发明的线性电磁装置中，在所述锥部的前端形成有端面具有规定壁厚的前端部，所述非磁性构件以不与所述前端部相抵接的方式用所述抵接部与所述第一固定件相接合。这样也能够保持前端部的精度，从而能够可靠地获得所期望的磁效率。
进而，在本发明的线性电磁装置中，所述可动件包括外径大致均匀的圆柱部和越朝向所述第一固定件侧的端部外径越小的锥部，所述锥部形成为，所述圆柱部的可动范围不超出所述滑动面。这样一来，可动件即使在以略为倾斜的状态滑动的情况下也不会与非磁性构件的端缘(边缘)相抵接，这样能够防止可动件的顺畅滑动受到破坏。
本发明的电磁阀具有如上述各实施方式中任一项所述的本发明的线性电磁装置和随着该线性电磁装置的驱动进行开闭的调压阀。
本发明的电磁阀因为具有如上述各实施方式中任一项所述的本发明的线性电磁装置，所以能够起到与本发明的线性电磁装置所起到的效果同样的效果，例如能够使可动件的滑动性变得更好的效果、能够进一步提高磁效率的效果；进一步提高装置的性能的效果；与对第一固定件的内周面、第二固定件的内周面和非磁性构件的内周面进行分别独自加工后再将该三个构件组装起来的情况相比，能够使第一固定件第二固定件的同轴性变得更好的效果；不受限于第一固定件及非磁性构件的制造公差而能够在组装第一固定件和非磁性构件时保持锥部的精度，且能够获得所期望的磁效率的效果；即使可动件以略为倾斜的状态滑动的情况下，也不会与非磁性构件的端缘(边缘)相抵接，从而防止可动件的顺畅滑动受到破坏的效果等。
图1是表示作为本发明一实施例的电磁阀20的结构概略的结构图。图2是表示隔片37剖面的剖视图。
图3是表示第一铁心34、非磁性体33和第二铁心35各自剖面的剖面立体图。
图4是表示组装了第一铁心34、非磁性体33和第二铁心35后的状态下的剖面的剖面立体图。图5是放大表示电磁部30中的第一铁心34、第二铁心35和非磁性体 33的局部放大图。
具体实施例方式
下面，使用实施例来说明用于实施本发明的最佳实施方式。
图1是表示作为本发明的一实施例的电磁阀20的结构概略的结构图。 实施例的电磁阀20构成为在例如安装于自动变速器中的离合器、制动器的 油压控制中使用的线性电磁阀，如图所示，该电磁阀20具有电磁部30; 调压阀部40，对由该电磁部30驱动而输入的油压进行调整并将其输出。
电磁部30具有壳体31，其为带底圆筒构件；线圈32，其配置于壳体 31内周侧，并通过将绝缘导线缠绕在绝缘性的线轴32a上而形成；第一铁心 34，其包括外周部固定于壳体31开口端部的凸缘部34a和从凸缘部34a沿着 线圈32的内周面向轴向延伸的圆筒部34b;圆筒状的第二铁心35，其与形 成在壳体31的底部的凹部的内周面相接触，并且沿着线圈32的内周面向轴 向延伸到与第一铁心34的圆筒部34b空开规定间隔的位置；环状的非磁性 体33，其用于将第一铁心34与第二铁心35连接在同轴上；柱塞36，其插 入于第二铁心35中，且能够沿轴向在第二铁心35的内周面上滑动；轴38， 其插入于第一铁心34的圆筒部34b中，与柱塞36的前端相抵接，并且能够 沿轴向在圆筒部34b的内周面上滑动。另外，在电磁部30中，来自线圈32 的端子被配置在形成于壳体31外周部的连接器部39上，通过该端子能够对 线圈32进行通电。
在第一铁心34的圆筒部34b的前端部的内表面，形成有外径比轴38更 大且柱塞36的前端部能够插入的凹部34c，并且在该前端部的外表面形成有 越向前端外径越小的锥部34d。在该凹部34c配置有由非磁性材料形成的环 状的隔片(spacer) 37，以使柱塞36不与第一铁心34直接抵接。隔片37用 于防止因在截断对线圈32的通电时起作用的残留磁气而使柱塞36不从第一 铁心34离开。该隔片37的剖视图参见图2。如图所示，隔片37的外周面形 成为圆弧状，可以在安装时将隔片37放入第一铁心34的凹部34c中时，防 止隔片37以外周面立起来。
壳体31、第一铁心34、第二铁心35和柱塞36均由高纯度的铁等强磁性材料形成。另外，使用例如镍及磷等非磁性材对柱塞36的外表面进行电 镀，由此形成非磁性层。另外，非磁性体33由例如不锈钢及黄铜等非磁性 金属形成，以对作为磁性体的第一铁心34与第二铁心35进行磁分离。图3 表示第一铁心34、第二铁心35和非磁性体33各自的剖面立体图，图4表示 安装了第一铁心34、第二铁心35、非磁性体33的状态下的剖面立体图。
如图3所示，非磁性体33形成为在轴向的中央部和端部的壁厚发生变 化的筒状构件，在该非磁性体33的一端形成有具有内径rl的薄壁部33a， 在其另一端形成有具有内径r2的薄壁部33b，在中央部形成有具有内径i-3 的厚壁部33c。在第一铁心34形成有具有与薄壁部33a的内径rl大致相同(直 径)大小的外径r4的阶梯部34e，通过将薄壁部33a压入至该阶梯部34e上， 能够使非磁性体33与第一铁心34接合起来。在此，设计压入至第一铁心34 的阶梯部34e上的非磁性体33的薄壁部33a的轴向长度，使得在薄壁部33a 的前端的抵接部33e与第一铁心34的阶梯部34e相抵接的状态下，厚壁部 33c不与第一铁心34的锥部34d及其前端部34f接触(参照图4中的以圆圈 起来的放大图)。在实施例中，薄壁部33a的轴向长度的设计为，考虑非磁 性体33和第一铁心34的制造公差，并在不使厚壁部33c与锥部34d和前端 部34f接触的范围内尽量不产生间隙。另外，调整前端部34f的壁厚，以能 够获得相对于柱塞36的行程而吸引力变化小的均匀的吸引力特性。另外， 在第二铁心35形成有具有直径大小与薄壁部33b内径r2大致相同的外径r5 的阶梯部35a，通过将薄壁部33b压入至该阶梯部35a，能够使非磁性体33 与第二铁心35接合起来。
如图4所示，设计非磁性体33的厚壁部33c的壁厚，使得厚壁部33c 的内周面33d与第二铁心35的内周面35b成为相互不存在阶梯的一个面。 在实施例中，通过冷锻等冲压加工使非磁性体33的形状和第二铁心35的形 状成形，将非磁性体33的薄壁部33b压入至第二铁心35的阶梯部35a上， 并使用钎焊等使两者接合起来，其后再切削加工内壁，由此形成非磁性体33 的厚壁部33c的内周面33d和第二铁心35的内周面35b。由此，由于在尺寸 精度上能够认为非磁性体33与第二铁心35为一体构件，所以通过将第一铁 心34与上述一体构件相接合，从而与使非磁性体33的厚壁部33c的内周面 33d和第二铁心35的内周面35b分别独自形成后再使第一铁心34、非磁性体33与第二铁心35相互接合的情况相比，能够提高部件精度。这样形成的 非磁性体33的厚壁部33c的内周面33d能够与第二铁心35的内周面35b — 起作为支撑柱塞36自由滑动的滑动面来发挥作用。
图5是放大显示电磁部30中的第一铁心34、第二铁心35和非磁性体 33的局部放大图。在此，图中的附图标记"C1"表示柱塞36的外周面(不包 含非磁性层)与第二铁心35的内周面35b之间的间隙'，附图标记"C2"表示 柱塞36的外周面(未包含非磁性层)与第一铁心34的凹部34c的内周面之 间的间隙。该间隙C1越小越能够提高磁效率且提高柱塞36的吸引力，但使 柱塞36的滑动性恶化。如上所述，由于非磁性体33的厚壁部33c的内周面 33d能够与第二铁心35的内周面35b —起作为支撑柱塞36自由滑动的滑动 面来发挥作用，所以与仅仅以第二铁心35的内周面35b作为滑动面的情况 相比，能够使柱塞36超出滑动面而移动的距离变短，从而提高柱塞36的滑 动性。因此，由于提高柱塞36的滑动性，所以相应地能够减小间隙C1，并 能提高能够磁效率，另外，需要将柱塞36的外周面与第一铁心34的凹部34c 的内周面之间的间隙C2设计为，即使柱塞36以倾斜的状态进行往复移动也 不会使柱塞36与第一铁心34相接触，但是，由于通过縮短柱塞36超出滑 动面而移动的距离，也能够縮小间隙C2，所以由此也能够提高磁效率。
另外，如图5所示，柱塞36由直径均匀且沿第二铁心35的内周面35b 滑动的圆柱部36a和越接近第一铁心34侧的端部其直径越小的锥部36b形 成，锥部36b的起始点(圆柱部36a与锥部36b之间的边界点)设计为，圆 柱部36a的可动范围不超出非磁性体33的内周面33b和第二铁心35的内周 面35b (滑动面)。这是为了抑制在柱塞36以倾斜的状态进行往复移动时， 由圆柱部36a的外周面对非磁性体33的厚壁部33c的边缘33f产生变形。
在这样的电磁部30中，当对线圈32通电时，形成磁通流通的磁路，并 且磁通按壳体31、第二铁心35、柱塞36、第一铁心34、壳体31的顺序围 绕线圈32周围，由此使第一铁心34与柱塞36之间作用有吸引力来吸引柱 塞36。如上所述，由于在柱塞36的前端抵接有能够沿第一铁心34的内周面 向轴向滑动的轴38，所以随着柱塞36的吸引，将轴38向前方(图中的左方) 推出。
调压阀部40安装在未图示的阀体中，该调压阀部40具有大致圆筒状的套筒50，其一端安装于电磁部30的壳体31和第一铁心34上；滑阀60， 其插入套筒50的内部空间中，且一端与电磁部30的轴38的前端相抵接-， 端板42，其通过螺钉紧固在套筒50的另一端上；弹簧44，其设置在端板42 与滑阀60的另一端之间，用于对滑阀60向电磁部30侧的方向施力。另外， 端板42通过调整螺钉位置，能够对弹簧44的作用力进行微调整。
套筒50作为内部空间的开口部形成有输入口52，形成在图1中的套 筒50中的大致中央位置，用于输入工作油；输出口54，其形成在图1中的 靠左侧(弹簧44侧)的位置，用于喷出工作油；排放口 56，其形成在图1 中的左端的位置，用于排放工作油；反馈口 58，其形成在图1中的靠右侧(电 磁部30侧)的位置，通过由阀体的内表面和套筒50的外表面形成的油路58a 输入来自输出口 54的工作油，并向滑阀60反馈。另外，在套筒50的两端 部也形成有排出孔59a、 59b，该排出孔59a、 5%用于排出随着滑阀60的滑 动而从套筒50的内周面与滑阀60的外周面之间泄漏出的工作油。
滑阀60形成为插入于套筒50内部的轴状构件，如图1所示，该滑阀60 具有圆柱状的三个台肩62、 64、 66，其外径与套筒50的内径大致相同； 连通部68，其将图中的中央的台肩62与靠左侧(弹簧44侧)的台肩64之 间连接起来，并且，以比台肩62、 64的外径更小的外径，且从各台肩62、 64分别越向中央部外径越小的方式形成为锥状，以能够将输入口 52、输出 口54和排放口56的各出入口之间相互连通起来；连接部69，其将图中的中 央的台肩62与靠右侧(电磁部30侧)的台肩66之间连接起来，且与套筒 50的内壁共同形成用于使反馈力作用于滑阀60上的反馈室70。
接着，对这样构成的实施例的电磁阀20的动作进行说明。现在考虑截 断对线圈32通电的状态。在该状态下，滑阀60利用弹簧44的作用力向电 磁部30侧移动，因而通过连通部68将输入口 52与输出端口54连通起来， 并且由台肩64截断输出口 54和排放口 56。因此，油压作用于输出口54。 另一方面，当对线圈32通电时，利用与施加在线圈32上的电流大小相应的 吸引力将柱塞36吸引至第一铁心34，随之使前端抵接有滑阀60的轴38向 前方推出，以使滑阀60向弹簧44侧移动。此时，滑阀60停止在柱塞36的 推力(吸引力)、弹簧44的弹簧力与从反馈口 58作用于滑阀60上的反馈 力三者正好相互平衡的位置上，滑阀60越向弹簧44侧移动则越使输入口 52的开口面积越狭小，并且使排放口 56的开口面积变大，当滑阀60移动至最 靠近弹簧44侧时由台肩62完全堵塞输入口 52，同时使输出口 54与排放口 56连通起来。由此，油压不会作用于输出口 54。在实施例中，通过提高电 磁部30的磁效率，能够确保使用小型的电磁部30所要求的对柱塞36的吸 引力，因而能够使实施例的电磁阀20小型化。
根据以上所说明的实施例的电磁阀20，使非磁性体33的厚壁部33c的 内周面33d与第二铁心35的内周面35b形成为不存在有阶梯的一个面，将 非磁性体33的厚壁部33c的内周面33d与第二铁心35的内周面35b —起作 为用于支撑柱塞36自由滑动的滑动面来发挥作用，因而能够进一步提高柱 塞36的滑动性。其结果，能够縮小柱塞36的外周面与第二铁心35的内周 面35b之间的间隙Cl、以及柱塞36的外周面与第一铁心的凹部34c的内周 面之间的间隙C2，因而能够提高磁效率，并能够进一步提高电磁阀20的性 能。并且，非磁性体33的厚壁部33c的内周面33d和第二铁心35的内周面 35b是通过在非磁性体33与第二铁心35相接合的状态下切削加工内壁而形 成的，因而与非磁性体33的厚壁部33c的内周面33d与第二铁心35的内周 面35b分别独自形成来使第一铁心34、非磁性体33与第二铁心35相互接合 的情况相比，能够提高部件精度，并且能够进一步提高能够柱塞36的滑动 性。其结果，不仅能够缩小第二铁心35与柱塞36之间的磁间隙，而且在部 件精度上可以将第二铁心35与非磁性体33认为是一体构件，因而考虑该一 体构件与第一铁心34这二个构件间的制造误差即可，能够使第一铁心34的 内周面进一步接近柱塞36顶lj，且能够縮小第一铁心34与柱塞36之间的磁 间隙，从而能够进一步提高磁效率。
另外，根据实施例的电磁阀20，使薄壁部33a的前端的抵接部33e与阶 梯部34e相抵接，并且使厚壁部33c不与锥部34d接触，在该状态下，使非 磁性体33和第一铁心34相接合，因而能够防止在使非磁性体33与第一铁 心34相接合时因为非磁性体33、第一铁心34的制造公差，由厚壁部33c造 成锥部34d及前端部34f发生变形。其结果能够确保锥部34d及前端部34f 的精度。
进而，根据实施例的电磁阀20，将柱塞60的锥部36b的起始点设计为， 使圆柱部36a的可动范围不超出滑动面，因而能够抑制在柱塞36以倾斜的状态进行往复移动时，由圆柱部36a的外周面使非磁性体33的厚壁部33c 的边缘33f产生变形。
在此，实施例的柱塞36相当于"可动件"，第一铁心34相当于"第一 固定件"，第二铁心35相当于"第二固定件"，非磁性体33相当于"非磁 性构件"。
在实施例的电磁阀20中，非磁性体33的内周面33d和第二铁心35的 内周面35b是通过在使非磁性体33与第二铁心35接合的状态下切削加工内 壁而形成的，但是，虽然尺寸精度会低一些，但也还是可以在使非磁性体33 的内周面33d与第二铁心35的内周面35b分别独自形成后再使非磁性体33 与第二铁心35相接合。
在实施例的电磁阀20中，柱塞36由直径均匀的圆柱部36a和越靠近第 一铁心34侧的端部直径越小的锥部36a形成，但也可以不形成这样的锥部 36a。
实施例的电磁阀20用于对安装于自动变速器中的离合器及制动器进行 油压控制，也可以用于对利用流体压力而动作的任何动作机构进行流体压力 控制。
在实施例中，以具有电磁部30和调压阀部40的电磁阀的实施方式对本 法进行说明，但也可以以电磁装置的实施方式来说明本发明。
以上，使用实施例对用于实施本发明的最佳实施方式进行了说明，但本 发明并不受这样的实施例的任何限定，在不超出本发明宗旨的范围内理应能 够以各种实施方式来实施。
产业上的可利用性
本发明能够被应用到电磁阀的制造产业等上。
权利要求
1.一种线性电磁装置，具有能够通电的线圈；可动件；作为磁性构件的第一固定件，形成有能够容置该可动件的一端部的凹部；作为磁性构件的第二固定件，形成有能够支撑所述可动件自由滑动的内周面；环状的非磁性构件，用于将所述第一固定件与所述第二固定件连接为同轴，随着对所述线圈通电，能够利用作用于所述第一固定件侧的吸引力来驱动所述可动件，其特征在于，所述非磁性构件形成为，该非磁性构件的内周面与所述第二固定件的内周面一起作为所述可动件自由滑动的滑动面发挥作用。
2. 根据权利要求1所述的线性电磁装置，其特征在于，所述非磁性构 件形成为，该非磁性构件的内周面与所述第二固定件的内周面处于一个面 上。
3. 根据权利要求2所述的线性电磁装置，其特征在于，所述非磁性构 件的内周面与所述第二固定件的内周面是通过在使所述非磁性构件与所述 第二固定件接合为一体的状态下对内壁实施加工来形成的。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的线性电磁装置，其特征在于， 所述第一固定件形成有越接近所述凹部的开口端外径越小的锥部， 所述非磁性构件以不与所述锥部抵接的方式用形成在外周的抵接部与所述第一固定件相接合。
5. 根据权利要求4所述的线性电磁装置，其特征在于， 在所述锥部的前端形成有端面具有规定壁厚的前端部， 所述非磁性构件还以不与所述前端部相抵接的方式用所述抵接部与所述第一固定件相接合。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的线性电磁装置，其特征在于， 所述可动件包括外径大致均匀的圆柱部和越朝向所述第一固定件侧的端部外径越小的锥部，所述锥部形成为，所述圆柱部的可动范围不超出所述滑动面。
7. —种电磁阀，其具有如权利要求1至6中任一项所述的线性电磁装 置和随着该线性电磁装置的驱动进行开闭的阀装置。
全文摘要
由形成为环状的不锈钢等非磁性体(33)，将能够支撑柱塞自由滑动的第二铁心(35)与形成有能够容置柱塞端部的凹部(34c)的第一铁心(34)连接为同轴。非磁性体(33)的内周面(33d)和第二铁心(35)的内周面(35b)，在通过钎焊等使非磁性体(33)与第二铁心(35)相接合后切削加工内壁而形成，并成为不存在阶梯的一个面。由此，能够将非磁性体(33)的内周面(33d)与第二铁心(35)的内周面(35b)一起作为用于支撑柱塞自由滑动的滑动面来发挥作用，因而能够提高柱塞的滑动性。其结果，能够减小磁间隙，从而能够提高电磁阀的性能。
文档编号F16K31/06GK101680568SQ20088001954
公开日2010年3月24日 申请日期2008年11月11日 优先权日2007年11月21日
发明者中井雅也, 国分隆弘 申请人:爱信艾达株式会社