JP2004301294A

JP2004301294A - 電磁弁

Info

Publication number: JP2004301294A
Application number: JP2003097286A
Authority: JP
Inventors: Kanehisa Nagasaki; 兼久長崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP4055627B2

Abstract

【課題】ステータコア５とガイドスリーブ１３との間に高い同軸精度を達成し、効率の高い磁気回路Ｍｃを確保しながらも、コストの上昇および組立工数の増加を来さない電磁弁１を提供することにある。
【解決手段】ステータコア５をヨーク２とは別体として同芯的に配置し、ステータコア５とガイドスリーブ１３とを嵌合可能な最小な隙間にて高い同軸精度を確保し、サイドギャップＧｓを最小に抑制することで効率的な磁気回路Ｍｃを達成している。スプリング部１５の付勢力によりステータコア５の鍔部５ａをヨーク２の他端部２ａに付勢して面接触状態に密着させている。スプリング部１５はガイドスリーブ１３のフランジ部１３ｄに一体的に形成されているので、別体のウェーブワッシャを用いる必要がない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアと可動子とを、隙間いわゆるサイドギャップが比較的小さく、同芯的に配置した電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両などの内燃機関に用いられる電磁弁にあっては、例えば電磁式油圧制御弁として設けられたものがある。この電磁式油圧制御弁は、内燃機関の吸気バルブあるいは排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを変更する機能に適用され、吸排気可変バルブタイミング機構の遅角油圧室および進角油圧室に対して油圧源の油圧を選択的に給排する（例えば特許文献１参照）。
あるいは、自動変速機の多板クラッチや多板ブレーキの油圧係合要素を駆動する電磁油圧制御弁にあっては、通電状態に応じ直接または増圧バルブを介して間接的に係合圧力を給排、又は昇降する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３５７２７８号公報（第２−４頁、図２）
【０００４】
電磁式油圧制御弁の構造としては図３に示すものが登場している。すなわち、ソレノイドコイル５０を有して内筒部５１ａおよび外筒部５１ｂを一体に形成した二重筒状のヨーク５１内には、可動子５２を備えたプランジャ５３が軸方向に移動可能に配設されている。ヨーク５１の開口端部は蓋板部材５４により密閉されており、蓋板部材５４にプランジャ５３を摺動可能に支持する筒状の軸受部５５を嵌着している。
【０００５】
蓋板部材５４には、遅角油圧室および進角油圧室に連通する遅角ポートおよび進角ポート（いずれも図示せず）をそれぞれ形成した長尺スリーブ５６を連結している。可動子５２は、プランジャ５３の摺動に伴って軸受部５５に対して接離方向に変位し、コップ状のガイドスリーブ５８に摺動可能に嵌合されている。ガイドスリーブ５８は、ヨーク５１の内筒部５１ａと同芯的に位置し、ガイドスリーブ５８と内筒部５１ａとの間には、内筒部５１ａから可動子５２に対して磁気回路Ｍｃを形成するサイドギャップＧｓが形成されている。この場合、二重筒状のヨーク５１は、内筒部５１ａと外筒部５１ｂとをプレス成形などにより一体的に設けているので、組付時に内筒部５１ａとガイドスリーブ５８との同軸性を高精度に調整し難く、両者の干渉を避けるためにサイドギャップＧｓの幅寸法を大きく設定せざるを得ない事情があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、幅寸法を大きく設定したサイドギャップＧｓでは、ヨーク５１から可動子５２に対して効率の高い磁気回路Ｍｃを構成することが難しくなる。そこで、図４に示すように内筒部５１ａをヨーク５１から分離して別体のステータコア５１ｃとして、ステータコア５１ｃとガイドスリーブ５８との間に嵌合可能な小さな隙間にて高い同軸精度を達成し、サイドギャップＧｓの幅寸法を最小に抑制して効率の高い磁気回路Ｍｃを確保している。しかしながら、内筒部５１ａを分離して別体のステータコア５１ｃとしたため、効率的な磁気回路Ｍｃを確保すべく付勢部材としてウェーブワッシャ６０を用いてステータコア５１ｃの鍔部５１ｄをヨーク５１の内面部５９に面接触状態に密着させる必要がある。このため、単体のウェーブワッシャ６０を別個に必要とし、コストの上昇を招くとともに組立工数が増えて生産性に影響する不都合がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的はステータコアとガイドスリーブとの間に高い同軸精度を達成し、サイドギャップの幅寸法を最適に設定して効率の高い磁気回路を確保しながらも、別体のウェーブワッシャが不要になり、コストの上昇および組立工数の増加を来さず良好な生産性を維持できる電磁弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（請求項１について）
内部にソレノイドコイルが巻回されたボビンを収容したヨークは、一端開口部が蓋板部材により閉鎖されている。軸受部は、蓋板部材に設けられてソレノイドコイルに対する通電あるいは電流量に応じてプランジャを軸方向に摺動可能に支持する。筒状のステータコアは、別体のヨーク内に同芯的に配置されて一端部がボビンの一端開口部とヨークの他端部との間に挟持された鍔部を有する。ソレノイドコイル内に配設された非磁性体製のガイドスリーブは、一端部が嵌合可能な小さな隙間を介してステータコアを同軸的に位置せしめ、他端部が主ギャップ部を共有する軸受部の外径側と嵌合可能な小さな隙間を介して同軸的に位置し且つ蓋板部材とボビンの他端開口部との間に挟持されている。可動子は、ガイドスリーブ内に軸方向に摺動可能に設けられ、プランジャの摺動に伴って軸受部に対して接離方向に変位する。又、可動子はガイドスリーブの外径に対して略一定の薄い板厚および摺動クリアランスを介して同軸的に位置されており、この結果、可動子はステータコア並びに主ギャップ部を共有する軸受部と高い精度の同軸で且つ摺動可能に保持される。ガイドスリーブの他端部に一体に形成した付勢部により、ボビンを介してステータコアの鍔部をヨークの他端部に面接触状態に密着させる。
【０００９】
ステータコアをヨークとは別体として同芯的に配置し、ガイドスリーブと嵌合可能な小さな隙間を介して高い同軸精度を確保し、小さな隙間いわゆるサイドギャップを最小に抑制することで磁気抵抗を減らし効率的な磁気回路を達成している。また、ステータコアをヨークとは別体としながらも、スプリング部の付勢力によりステータコアの鍔部をヨークの他端部に付勢して面接触状態に密着させているので、効率的な磁気回路を損なうことがない。しかも、スプリング部はガイドスリーブの他端部に一体的に形成しているので、別体のウェーブワッシャを用いる従来と異なり、コストの上昇および組立工数の増加を来さず良好な生産性を維持することができる。
【００１０】
（請求項２について）
付勢部であるスプリング部は、プレスなどによりガイドスリーブに容易に一体成形することができる。
【００１１】
（請求項３について）
蓋板部材とボビンと軸受部とがなす隅角部には、シール部材を液密状態に介在させている。このため、オイルが軸受部からガイドスリーブ内に浸入した際、隅角部がシール部材により液密にシールされてオイルが外部に洩れ出すことがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の第１実施例を示す図１において、電磁弁１は、例えば電磁式油圧制御弁として自動変速機の多板クラッチや多板ブレーキの油圧係合要素を駆動する機構に適用され、係合要素への直接的な圧力あるいは間接的に増圧バルの圧力を給排あるいは昇降するようになっている（弁部については図示せず）。
【００１３】
電磁弁１は、外郭として磁性体材料からキャップ状に形成されたヨーク２を有している。ヨーク２の一端開口部２ｂは蓋板部材６により液密に閉鎖され、ヨーク２は内部に巻枠としてのボビン３に巻回したソレノイドコイル４を配設している。ボビン３の内周面には、短筒状の支持筒部がステータコア５として嵌着されている。ステータコア５は、ヨーク２から分離して独立させた別体であってヨーク２と同芯的に配置されている。ステータコア５の一端部に形成した鍔部５ａは、ボビン３の一端開口部３ａとヨーク２の他端部２ａとの間に挟持されている。この場合、ヨーク２の他端部２ａは段付き短筒状になっており、鍔部５ａの先端外周部５ｂと段部２ｃとの間に調芯用のクリアランスＣｐ（例えば０．０３〜３．０ｍｍ）を径方向に確保している。尚、ヨーク２は段付きのない短筒状でステータコア５と単に平面のみで当接する形態であってもよい。
【００１４】
ヨーク２の一端開口部２ｂを閉鎖した蓋板部材６には、プランジャ７を軸方向に摺動可能に支持する筒状の軸受部８を軸方向の任意の相対位置に調整固定ができる形態で嵌着している。蓋板部材６には、供給圧ポートおよび制御ポートや排出ポートを形成し弁体を直接あるいは間接的に保持するスリーブ９がＯ−リング１０を介して連結されている。
【００１５】
プランジャ７の先端部７ａには、ソレノイドコイル４に対する通電あるいは電流量に応じて軸受部８の凹形状部８ａや鉛直面部８ｂの主ギャップ部Ｇに発生する磁気力により押す方向に変位する可動子１２が相互の軸ずれを許容できる形態で当接されている。軸受部８および可動子１２は、キャップ状のガイドスリーブ１３とそれぞれ小さな間隙で嵌合し、高い精度で同軸に保持されている。ガイドスリーブ１３は、磁気効率の観点から非磁性体材料（例えばステンレススチール）により薄肉に形成されており、その径小筒部１３ａは可動子１２を摺動可能に収容し、中間筒部１３ｂはボビン３と軸受部８との間に挟まれている。この状態では、サイドギャップＧｓおよび主ギャップ部Ｇを介する磁気回路Ｍｃが二点鎖線で示すように形成される。
【００１６】
ガイドスリーブ１３のテーパ部１３ｃは、シール部材としてのＯ−リング１４を介して蓋板部材６および軸受部８がなす三角形状の隅角部に密着して液密状態にシールしている。このため、油圧によりオイルが軸受部８からガイドスリーブ１３内に浸入しても、隅角部におけるＯ−リング１４のシールによりオイルが外部に洩れ出すことがない。
ガイドスリーブ１３の先端に形成したフランジ部１３ｄには、例えば図２の（イ）に示すように、打出しにより一体に波状に膨出させたスプリング部１５が形成され、蓋板部材６とボビン３の他端開口部３ｂとの間に介在している。フランジ部１３ｄのスプリング部１５は弾性変形可能な付勢部をなしており、その弾性力によりボビン３を介してステータコア５の鍔部５ａをヨーク２の他端部２ａに軸方向に押圧付勢して面接触状態に密着させている。
【００１７】
上記構成において、ソレノイドコイル４に対する通電時に駆動電流が所定量以下の場合、プランジャ７に嵌着するリターンスプリング１６の荷重により、プランジャ７とこれに当接する可動子１２がガイドスリーブ１３のコップ状底面に当接する待機位置に付勢されている。ソレノイドコイル４に対する駆動電流が所定量以上の場合、可動子１２が軸受部８の凹形状部８ａおよび鉛直面部８ｂの主ギャップ部Ｇに発生する磁気力により吸引されてリターンスプリング１６に対抗してプランジャ７とともに弁体を変位せしめ、通電状態に応じて制御油圧の給排あるいは昇降をさせている。
【００１８】
上記実施例では、ステータコア５をヨーク２から分離して調芯作用により高い同軸精度を確保し、サイドギャップＧｓを最小に抑制して効率的な磁気回路Ｍｃを達成している。また、ステータコア５をヨーク２から分離して独立させながらも、スプリング部１５の付勢力によりステータコア５の鍔部５ａをヨーク２の他端部２ａに付勢して面接触状態に密着させているので、効率的な磁気回路Ｍｃを損なうことがない。しかも、スプリング部１５はガイドスリーブ１３のフランジ部１３ｄに一体的に形成しているので、別体のウェーブワッシャを用いる従来と異なり、コストの上昇および組立工数の増加を来さず良好な生産性を維持することができる。
【００１９】
図２の（ロ）は本発明の第２実施例を示す。第２実施例では、ガイドスリーブ１３のフランジ部１３ｄに複数の突片状のスプリング部１５を切起しにより一体に形成している。この場合、スプリング部１５の切起し状態は、同一方向に指向していてもよいし、互いに一つ置きに異なる方向に指向していてもよい。
【００２０】
図２の（ハ）は本発明の第３実施例を示す。第３実施例では、ガイドスリーブ１３のフランジ部１３ｄに切起しなどによりスプリング部１５を径方向に曲成した複数の板ばね片として一体に形成している。
【００２１】
なお、上記実施例のスプリング部１５はウェーブワッシャ状、ジクザグ状あるいは捩じりばね状に切起こして形成してもよく、要はボビン３を付勢してステータコア５の鍔部５ａをヨーク２の他端部２ａに密着させることができるものであればよい。また、本発明に係る電磁弁１は、車両の自動変速機の油圧係合要素を駆動する機構や内燃機関の給排気バルブタイミング機構に適用する自動電磁式油圧制御弁に限らず、空気、オイルや水などの流体の駆動流路を切替える電磁式の流路切替弁や圧力制御弁あるいは流量制御弁に適用してもよい。その他、本発明の具体的な実施にあたっては、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁弁の縦断面図である（第１実施例）。
【図２】（イ）は第１実施例において一部破断して示すガイドスリーブの正面図、（ロ）は第２実施例において一部破断して示すガイドスリーブの正面図、（ハ）は第３実施例において一部破断して示すガイドスリーブの正面図である。
【図３】ヨークとステータコアとが一体の電磁弁を示す縦断面図である（従来）。
【図４】ヨークとステータコアとが別体の電磁弁を示す縦断面図である（従来）。
【符号の説明】
１電磁弁
２ヨーク
３ボビン
４ソレノイドコイル
５ステータコア
６蓋板部材
７プランジャ
８軸受部
１２可動子
１３ガイドスリーブ
１４Ｏ−リング（シール部材）
１６リターンスプリング
１５スプリング部（付勢部）
２ａヨークの他端部
２ｂヨークの一端開口部
３ａボビンの一端開口部
３ｂボビンの他端開口部
５ａ鍔部
８ａ主ギャップ部の凹形状部
８ｂ主ギャップ部の鉛直面部
１３ｄフランジ部
Ｇｓサイドギャップ
Ｇ主ギャップ部
Ｃｐクリアランス
Ｍｃ磁気回路

Claims

内部にソレノイドコイルが巻回されたボビンを収容し、一端開口部が蓋板部材により閉鎖されたヨークと、
前記蓋板部材に設けられて前記ソレノイドコイルに対する通電あるいは電流量に応じてプランジャを軸方向に摺動可能に支持し、外径部に対して同軸的に設ける凹形状部または鉛直面部の主ギャップ部を共有した軸受部と、
前記ヨーク内に同芯的に配置され、一端部が前記ボビンの一端開口部と前記ヨークの他端部との間に挟持された鍔部を有し、前記ヨークとは別体の筒状のステータコアと、
前記ソレノイドコイル内に配設されて一端部が嵌合可能な小さな隙間を介して前記ステータコアを同軸的に位置せしめ、他端部が前記主ギャップ部を有する前記軸受部の外径と同軸的に嵌合し且つ前記蓋板部材と前記ボビンの他端開口部との間に挟持された非磁性体製のガイドスリーブと、
このガイドスリーブ内に軸方向に摺動可能に設けられ、前記プランジャの摺動に伴って前記軸受部に対して接離方向に変位する、又は前記軸受部の前記主ギャップ部の凹形状部内に隙間をもって同芯的に位置する可動子とを備え、
前記ガイドスリーブの他端部に一体に形成した付勢部により、前記ボビンを介して前記ステータコアの前記鍔部を前記ヨークの他端部に面接触状態に密着させることを特徴とする電磁弁。
前記付勢部は弾性変形可能なスプリング部であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
前記蓋板部材と前記ボビンと前記軸受部とがなす隅角部には、シール部材を液密状態に介在させていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁弁。