JP2000170946A - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動ロッドを可動プランジャにかしめ固定し
た際における肉の盛り上がり部を段差凹部内に吸収する
ことにより、可動プランジャ及び駆動ロッドのストロー
ク量精度の低下を防止する。 【解決手段】 ケーシング内に設けられた電磁コイルへ
の通電量に応じて消励磁する固定コアと、該固定コアの
吸引力によってケーシング内を摺動自在に設けられ、内
部軸方向にロッド固定用孔４８ａが形成された可動プラ
ンジャ４８とを備えている。前記ロッド固定用孔内に挿
通して駆動ロッド４９を、後端面４８ｄ側をかしめるこ
とにより可動プランジャに固定するようになっている。
そして、可動プランジャ４８の後端面４８ｄ内周部に環
状の段差凹部５５を形成し、この底面５５ａにかしめ部
５６を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧回路の
流路を切り換える流路切換弁や圧力調整弁などに用いら
れる電磁アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の電磁アクチュエータとし
ては、例えば特開平２−１２９４７７号公報などに記載
された圧力調整弁に適用されたものが知られている。

【０００３】すなわち、この圧力調整弁は、図４に示す
ように調圧弁部１と電磁アクチュエータ２とからなり、
該調圧弁部１は、弁スリーブ３とスプール弁４とから構
成されている。弁スリーブ３はスプリング５を収容する
収容孔３ａとスプール弁４を摺動案内する案内孔３ｂと
を有していると共に、外周部に供給ポート６と排出ポー
ト７及び出力ポート８がそれぞれ形成されている。

【０００４】前記スプール弁４は、２つのランド部４
ａ，４ｂと小径ランド部４ｃとを備え、軸方向の摺動に
伴い該ランド部４ａ，４ｂによって各ポート６〜８の開
口面積を所定割合いで相対的に変化させて交互に連通す
るようになっている。

【０００５】一方、電磁アクチュエータ２は、磁性材の
筒状ケーシング９内に設けられた筒状の電磁コイル１０
内側に磁性材の筒状固定コア１１が収容されていると共
に、ケーシング９の内部後端側に固定コア１１によって
吸引される磁性材の可動プランジャ１２が設けられてい
る。また、この可動プランジャ１２には、前記固定コア
１１の内部を筒状ベアリング１３を介して軸方向へ摺動
するステンレス材の駆動ロッド１４の後端部１４ａが固
定されており、この駆動ロッド１４の先端部１４ｂが前
記スプール弁４の端軸４ｄに軸方向からスプリング５の
ばね力に抗して押圧してスプール弁４を所定位置に摺動
させるようになっている。

【０００６】そして、前記駆動ロッド１４の可動プラン
ジャ１２に対する固定方法としては、図５に示すように
外周に環状溝１４ｃが形成された駆動ロッド１４の後端
部１４ａを可動プランジャ１２のロッド固定用孔１２ａ
内に挿通し、その後、可動プランジャ１２の一端面１２
ｂ側中央孔１２ａの孔縁付近を輪かしめ１５することに
より該端面部位１２ｃを変形させて、環状溝１４ｃ内に
肉を食い込ませる。これによって、駆動ロッド１４を可
動プランジャ１２に固定するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁アクチュエータにあっては、前述のように、駆動ロ
ッド１４の固定方法として、可動プランジャ１２の一端
面１２ｂを輪かしめ１５することにより行うようになっ
ているため、かしめ力によって輪かしめ１５部位と反対
側の部位１２ｄが一端面１２ｂから外方へ大きく盛り上
がってしまう。このため、可動プランジャ１２の最大後
退位置を規制するリアカバー１６と可動プランジャ１２
の一端面１２ｂとの間に盛り上がった変形部位１２ｄ分
Ｄだけ規制位置の位置ずれが生じ、これによって駆動ロ
ッド１４のストローク量精度が低下してしまうおそれが
ある。この結果、スプール弁４による各ポート６〜８に
対する開閉精度の低下を招くおそれがある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の電
磁アクチュエータの実情に鑑みて案出されたもので、請
求項１記載の発明は、ケーシングの内部に設けられた電
磁コイルと、該電磁コイルに対する通電量に応じて消励
磁する固定コアと、該固定コアの吸引力によってケーシ
ング内に摺動自在に設けられて、内部軸方向にロッド固
定用孔が貫通形成された可動プランジャと、前記ロッド
固定用孔内に挿通して、可動プランジャのロッド固定用
孔の孔縁付近の一端面内周部をかしめることにより可動
プランジャに固定される駆動ロッドとを備えた電磁アク
チュエータにおいて、前記可動プランジャの一端面内周
部に段差凹部を形成し、該段差凹部の底面にかしめ部を
形成したことを特徴としている。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記段差凹部をほ
ぼ円環状に形成すると共に、かしめ部を円環状に形成し
たことを特徴としている。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記ケーシングの
内部に駆動ロッドを軸方向へ摺動自在に支持する軸受を
設けると共に、該軸受の一端面を前記可動プランジャの
かしめ側の一端面に対向配置し、かつ軸受の一端面に可
動プランジャの一端面を当接させた位置で一方向の最大
ストローク量を規制したことを特徴としている。

【００１１】本発明によれば、駆動ロッドをかしめ固定
する場合に、可動プランジャの一端面側の段差凹部の底
面をかしめるようにしたため、たとえかしめによる肉の
盛り上がりが生じても、この盛り上がり部が段差凹部内
に吸収された形になり、該段差凹部より外方へは突出し
ない。したがって、駆動ロッドのストローク量に影響を
与えられることはない。

【００１２】

【発明の実施の形態】図３は本発明の電磁アクチュエー
タを内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いられる
油圧回路の流路切換弁に適用した一実施形態を示してい
る。

【００１３】まず、バルブタイミング制御装置の概略を
説明すると、機関のクランク軸からタイミングチェーン
を介して回転力が伝達されるスプロケットと、一端部に
スリーブがボルト固定され、かつ外周に吸気弁を開閉す
るカムを有するカムシャフトと、スプロケットの筒状本
体と該筒状本体内に挿通された前記スリーブとの間に設
けられた位相変換機構と、該位相変換機構を機関運転状
態に応じてカムシャフト軸方向へ移動させる油圧回路２
０とを備えている。

【００１４】前記位相変換機構は、スリーブと筒状本体
との間に噛合された筒状歯車と軸方向へ摺動して筒状歯
車を一方向へ押圧するピストンとから構成されている。

【００１５】前記油圧回路２０は、図３に示すように前
記ピストンの前後に形成された図外の進角側油室及び遅
角側油室に作動油を相対的に給排するようになってお
り、オイルパン２１内の作動油をオイルポンプにより流
路切換弁３０方向に圧送する供給通路２２と、流路切換
弁３０から分岐して各油室に接続される第１，第２油通
路２３，２４と、流路切換弁３０の両端部に接続され
て、各油通路２３，２４を介して各油室から排出された
作動油をオイルパン２１内に戻す第１，第２ドレン通路
２５，２６とを備えている。

【００１６】前記流路切換弁３０は、図３に示すよう
に、切換弁部３１と該切換弁部３１を作動させる比例ソ
レノイド型の電磁アクチュエータ３５とからなり、前記
切換弁部３１は、シリンダブロック２７の側部に形成さ
れた保持孔２７ａ内に挿通固定された筒状のバルブボデ
ィ３２と、該バルブボディ３２内の弁孔３３に摺動自在
に設けられて流路を切り換えるスプール弁体３４とから
構成されている。

【００１７】前記バルブボディ３２は、周壁のほぼ中央
位置に供給通路２２の下流端と弁孔３３とを連通する供
給ポート３６が貫通形成されていると共に、該供給ポー
ト３６の両側に前記第１，第２油通路２３，２４の他端
部と弁孔３３とを連通する第１ポート３７及び第２ポー
ト３８が夫々貫通形成されている。また、周壁の両端部
には、両ドレン通路２５，２６と弁孔３３とを連通する
第３，第４ポート３９，４０が貫通形成されている。ま
た、このバルブボディ３２は、アルミニウム材によって
形成されて非磁性体になっている。

【００１８】前記スプール弁体３４は、小径軸部の中央
に供給ポート３６を開閉する大径な第１弁部４１を有し
ていると共に、両端部に第３，第４ポート３９，４０を
開閉する大径な第２，第３弁部４２，４３を有してい
る。また、スプール弁体３４は、前端側の支軸３４ａの
一端縁に有する傘部３４ｂと弁孔３３の前端側内周壁に
有するスプリングシートとの間に弾装された円錐状のバ
ルブスプリング４４によって図中右方向、つまり第１弁
部４１によって供給ポート３６と第２油通路２４とを連
通する方向に付勢されている。また、このスプール弁体
３４は、バルブボディ３２と同じ熱膨張係数のアルミニ
ウム材によって形成され、その外面全体にＮｉ，Ｐ，Ｐ
ＴＦＥを含んだ耐蝕性，耐摩耗性に優れたメッキ層が施
こされている。

【００１９】前記電磁アクチュエータ３５は、図３に示
すように円筒状の磁性材で形成されたケーシング４５の
内周部に設けられた電磁コイル４６と、ケーシング４５
の前端部に圧入固定されて、電磁コイル４６への通電量
に応じて消励磁する筒状の固定コア４７と、ケーシング
４５の内周側に一体に有する保持筒４５ａの内側に軸方
向へ摺動自在に設けられた筒状の可動プランジャ４８
と、該可動プランジャ４８の内部軸方向に貫通形成され
たロッド固定用孔４８ａ内に挿通固定された駆動ロッド
４９とから主として構成されている。

【００２０】前記電磁コイル４６は、コネクタ５０を介
してコントローラ５１から制御電流が出力されるように
なっている。このコントローラ５１は、機関回転数セン
サなどの各種センサからの情報信号に基づいて現在の機
関運転状態を検出している。

【００２１】また、固定コア４７は、先端側に連結用フ
ランジ部４７ａを一体に有すると共に、内部軸方向に有
する貫通孔４７ｂの可動プランジャ４８側内周に駆動ロ
ッド４９の先端部４９ａ側を軸方向へ摺動自在に支持す
る筒状の第１軸受５２が設けられている。一方、前記保
持筒４５ａの可動プランジャ４８側内周には、同じく駆
動ロッド４９の後端部４９ｂ側を軸方向へ摺動自在に支
持する筒状の第２軸受５３が設けられている。また、こ
の両軸受５２，５３は、軸方向から対向する端面５２
ａ，５３ａが可動プランジャ４８が摺動する摺動用孔５
４内に臨設されていると共に、内部軸方向に複数の油孔
５２ｂ，５２ｃ、５３ｂ，５３ｃが夫々形成されてい
る。

【００２２】前記可動プランジャ４８は、両軸受５２，
５３間に有する摺動用孔５４内を前後に摺動し、外周面
に摺動用孔５４内に有する潤滑油を摺動に伴って前後方
向へ置換流動させる油通路溝４８ｂが軸方向に沿って形
成されていると共に、その前方へのストローク量は前端
面４８ｃが第１軸受５２の一端面５２ａに当接する位
置、及び後方へのストローク量は後端面４８ｄが第２軸
受５３の一端面５３ａに当接する位置によって規制され
ている。

【００２３】前記駆動ロッド４９は、図２にも示すよう
に先端部４９ａがスプール弁体３４の傘部３４ｂの球面
状前端面に当接している一方、後端部４９ｂが第２軸受
５３を貫通してケーシング４５後端部内の収容溝内に臨
んでいる。また、後端部４９ｂの可動プランジャ４８の
後端面４８ｄ付近に環状溝４９ｃが形成されている。さ
らに、この駆動ロッド４９は、可動プランジャ４８の後
端面４８ｄ内周部をかしめていることによって、可動プ
ランジャ４８に固定されており、したがって、そのスト
ローク量は可動プランジャ４８と同一になり、このスト
ローク量に応じてスプール弁体３４を所定の位置に摺動
させて各ポート３６〜４０を相対的に開閉するようにな
っている。

【００２４】また、この駆動ロッド４９は、表面が軟窒
化処理による窒化層が施されて、非磁性体となってい
る。したがって、漏洩磁束が生じない。

【００２５】そして、前記可動プランジャ４８の後端面
４８ｄの内周部、つまりかしめを行う部位には、図１及
び図２に示すように、環状の段差凹部５５が形成されて
いる。この段差凹部５５は、底面５５ａから後端面４８
ｄまでの深さＨがかしめ時に発生する盛り上り部５５ｃ
の高さよりも高く設定されている。

【００２６】したがって、この実施形態によれば、装置
の製造時に、可動プランジャ４８に駆動ロッド４９を固
定する際には、図２に示すように可動プランジャ４８の
ロッド固定用孔４８ａ内に駆動ロッド４９を挿通して環
状溝４９ｃを基準に位置決めを行い、次に段差凹部５５
の底面５５ａ内周側を所定のパンチによってかしめを行
う。これによって、変形肉５５ｂが環状溝４９ｃ内に食
い込んで圧着すると共に、かかるかしめ部５６付近のロ
ッド固定用孔４８ａの内周面が駆動ロッド４９の外周面
に圧接することによって駆動ロッド４９が可動プランジ
ャ４８に強固に固定される。このとき、かしめ部５６の
外周側にはかしめ力によって盛り上がり部５５ｃが形成
されるが、この盛り上がり部５５ｃの高さが段差凹部５
５内に吸収される形になり、後端面４８ｄより外方へは
突出しない。このため、電磁アクチュエータ３５の作動
時において、可動プランジャ４８がバルブスプリング４
４のばね力で後方へ最大ストロークした際には、第２軸
受５３の前端面５３ａに可動プランジャ４８のかしめ盛
り上がり部５５ｃが当接することなく、後端面４８ｄが
直接当接して規制するため、該可動プランジャ４８のス
トローク量精度の低下が防止される。この結果、駆動ロ
ッド４９のストローク量精度の低下も防止され、スプー
ル弁体３４の摺動位置を常時高精度に制御することがで
きる。また、油通路溝４８ｄによって摺動用孔５４内の
潤滑油が前後方向へ置換流動するため、可動プランジャ
４８は常時円滑に摺動することが可能になる。

【００２７】また、バルブボディ３２とスプール弁体３
４は、熱膨張係数が同一であるため、両者３３，３４間
に温度変化によるクリアランスの発生が防止される。こ
のため、各ポート３６〜４０の開閉性能が向上する。さ
らに、両者３２，３４ともに非磁性体であるため、残留
磁気によるヒステリシスがない。

【００２８】尚、油圧回路２０などによる位相変換機構
の作動制御については、説明を省略する。

【００２９】また、本発明は前記実施形態の構成に限定
されるものではなく、例えば可動プランジャ４８の最大
後退ストローク時の規制を第２軸受５３に代えてケーシ
ング４５の内部後壁面とすることも可能であり、また、
かしめ位置を可動プランジャ４８の後端面４８ｄ側ばか
りか前端面４８ｃ側、あるいは前端面４８ｃ側のみとす
ることも可能である。また、電磁アクチュエータ３５の
適用対象を従来のような圧力調整弁などにすることも可
能である。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る電磁アクチュエータによれば、可動プランジャの端
面にかしめ部が形成される段差凹部を形成したため、か
しめの盛り上がり部による可動プランジャのストローク
量精度の低下が防止される。この結果、駆動ロッドのス
トローク量精度の低下も防止され、例えばスプール弁体
による流路の常時高精度な開閉制御が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＡ部拡大図

【図２】本実施形態に供される可動プランジャと駆動ロ
ッドとの断面図。

【図３】本発明の電磁アクチュエータの一実施形態を示
す縦断面図図。

【図４】従来の電磁アクチュエータが適用された圧力調
整弁の縦断面図。

【図５】可動プランジャと駆動ロッドのかしめ部の拡大
断面図。

【符号の説明】

３５…電磁アクチュエータ ４５…ケーシング ４６…電磁コイル ４７…固定コア ４８…可動プランジャ ４８ａ…ロッド固定用孔 ４８ｂ…油通路溝 ４８ｃ…前端面 ４８ｄ…後端面 ４９…駆動ロッド ５５…段差凹部 ５５ａ…底面 ５６…かしめ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H106 DA03 DA07 DA08 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DB38 DC09 DC19 DD09 EE48 GA22 JJ02 KK03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングの内部に設けられた電磁コイ
   ルと、該電磁コイルに対する通電量に応じて消励磁する
   固定コアと、該固定コアの吸引力によってケーシング内
   に摺動自在に設けられて、内部軸方向にロッド固定用孔
   が貫通形成された可動プランジャと、前記ロッド固定用
   孔内に挿通して、可動プランジャのロッド固定用孔の孔
   縁付近の一端面内周部をかしめることにより可動プラン
   ジャに固定される駆動ロッドとを備えた電磁アクチュエ
   ータにおいて、 前記可動プランジャの一端面内周部に段差凹部を形成
   し、該段差凹部の底面にかしめ部を形成したことを特徴
   とする電磁アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記段差凹部をほぼ円環状に形成すると
   共に、かしめ部を円環状に形成したことを特徴とする請
   求項１記載の電磁アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記ケーシングの内部に駆動ロッドを軸
   方向へ摺動自在に支持する軸受を設けると共に、該軸受
   の一端面を前記可動プランジャのかしめ側の一端面に対
   向配置し、かつ軸受の一端面に可動プランジャの一端面
   を当接させた位置で一方向の最大ストローク量を規制し
   たことを特徴とする請求項１または２記載の電磁アクチ
   ュエータ。