JP2004301295A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】螺旋溝１１を旋削のみにより形成することができ、磁気回路Ｍｃの呼吸路の形成に要する加工工程数が減って製作コストが減少し、プランジャ７と軸受部８とが芯ずれを起こさず摺動がたを生じない電磁弁１を提供する。
【解決手段】プランジャ７の外周面あるいは軸受部８の内周面のいずれか一方にプランジャ７の摺動方向に対して交差する方向にヨーク２内を外部と連通させる螺旋溝１１を形成している。螺旋溝１１はプランジャ７の摺動方向に対して交差する方向に指向するので、螺子切りなどに使用する旋削加工することで済み、磁気回路の呼吸路の形成に要する加工工程数が減って製作コストが減少する。螺旋溝１１がプランジャ７の摺動方向に対して交差することに伴い、プランジャ７と軸受部８とが芯ずれを起こすことがない。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電および無通電に応じてプランジャが軸方向に移動する電磁弁に係り、特にはプランジャを軸受部に摺動可能に設けた電磁弁に関する。
【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７に示すものが一般的である。すなわち、ソレノイドコイル５０を有するキャップ状のヨーク５１内には、可動子５２を備えたプランジャ５３が主ギャップＧに相当する間隔だけ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。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をそれぞれ形成したスリーブ５６を連結している。軸受部５５の内周面には、軸受部５５の内外を連通させ、サイドギャップＧｓを含む磁気回路Ｍｃの呼吸路を確保すべくストレートな縦形の直線溝５７が軸方向に複数条にわたって刻設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、縦形の直線溝５７すなわち磁気回路Ｍｃの呼吸路の形成にあたっては、鍛造および旋削の双方の加工が必要になり工程数が増えて製作コストが増加する不都合がある。また、使用に伴ってプランジャ５３と軸受部５５とが直線溝５７に起因して芯ずれを起こして摺動がたが大きくなる。また、直線溝５７では、異物を噛み込み易く、プランジャ５３と軸受部５５との間の摺動クリアランスに異物が堆積して摺動抵抗が増大したり、最悪の場合には摺動ロックを起こす恐れがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は条溝部を旋削のみにより形成することができ、磁気回路の呼吸路の形成に要する加工工程数が減って製作コストが減少し、プランジャと軸受部とが芯ずれを起こさず摺動がたを生ぜず、しかも異物を噛み込み難く、摺動抵抗の増大をもたらさず摺動ロックを抑制できる電磁弁を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（請求項１について）
ヨークはソレノイドコイルを収容しており、ソレノイドコイルに対する通電および無通電に応じて筒状の軸受部はプランジャを軸方向に摺動可能に支持する。プランジャの外周面あるいは軸受部の内周面のいずれか一方にプランジャの摺動方向に対して交差するようにヨーク内を外部に連通させる条溝部を磁気回路の呼吸路として周方向に形成している。
条溝部は、プランジャの摺動方向に対して交差する方向に形成されているので、螺子切りなどに使用する旋削加工することで済み、磁気回路の呼吸路の形成に要する加工工程数が減って製作コストが減少する。条溝部がプランジャの摺動方向に対して交差することに伴い、プランジャと軸受部とが芯ずれを起こさず摺動がたを生ずることがない。また、プランジャの摺動方向に対して交差する条溝部では、異物を噛み込み難く摺動抵抗の増大をもたらさず摺動ロックを抑制することができる。
【０００８】
（請求項２について）
条溝部は螺旋溝からなるので、螺旋溝はプランジャの摺動方向に直角または略直角状態に交差する構成となって請求項１と同様な効果が得られる。
【０００９】
（請求項３について）
条溝部に加えて、異物を取り込むプール用の周溝を形成しているので、周溝に浸入した磨耗粉などの異物を確実に収容することができて耐異物性が大幅に向上する。
【００１０】
（請求項４について）
条溝部の中間部に異物を取り込むプール用の中繰り溝を形成しているので、請求項３と同様に中繰り溝に浸入した異物を確実に収容することができて耐異物性が大幅に向上する。
（請求項５について）
ヨークに設けた蓋板部材とソレノイドコイルを巻回したボビンと軸受部とがなす隅角部には、シール部材を液密に介在させている。このため、オイルが軸受部に取付けられたガイドスリーブに浸入した際、オイルが外部に洩れ出ることがない。
【００１１】
【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ブ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）。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、ヨーク２内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５がステータコアとして嵌着されている。支持筒部５の先端開口部に形成された鍔部５ａは、ボビン３の外側開口部３ａとヨーク２の閉鎖端部２ａとの間に挟持されている。
【００１２】
ヨーク２の開口端部２ｂは蓋板部材６により密閉されており、蓋板部材６はプランジャ７を摺動可能に支持する筒状の軸受部８を嵌着している。蓋板部材６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をそれぞれ形成したスリーブ９をＯ−リング１０を介して連結している。軸受部８における軸穴８ｂの内周面には、軸受部８の内外を連通させて後述する磁気回路Ｍｃの呼吸路を確保すべく、断面略半円形の螺旋溝１１が例えば五条の条溝部として周方向に連続形成されている。これにより、螺旋溝１１は軸受部８の周方向に指向するので、螺旋溝１１はプランジャ７の摺動方向と直角あるいは略直角方向に交差するように構成されている。
【００１３】
プランジャ７の先端部７ａは、可動子１２が軸部１２Ａと軸ずれを許容する形態で当接され、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のボス部８ａの主ギャップＧに発生する磁気力により押す方向に変位する。軸受部８および可動子１２には、段付きコップ状のガイドスリーブ１３が取付けられている。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は軸受部８の外径部と同軸的に嵌合されている。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に密着し、先端のフランジ部１３ｄは蓋板部材６とボビン３の内側開口部３ｂとの間に介在している。このため、蓋板部材６とボビン３と軸受部８とがなす隅角部は、Ｏ−リング１４によりシールされて、ガイドスリーブ１３内に浸入したオイルが洩れ出すことがない。
なお、ガイドスリーブ１３は支持筒部５と同軸的に配置され、両者の間に磁気回路ＭｃをなすサイドギャップＧｓを両者が嵌合可能な小さな隙間にて最小に抑制して形成している。
【００１４】
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に加わるリターンスプリングの荷重あるいは弁体に発生する油圧反力（いずれも図示せず）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のボス部８ａに吸引されてリターンスプリングの荷重あるいは弁体の油圧反力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。
【００１５】
このようにソレノイドコイル４に対する通電に伴い、プランジャ７が軸方向に摺動するが、螺旋溝１１はプランジャ７の摺動方向に対して交差する方向に形成されているので、螺子切りなどに使用する旋削加工することで済み、磁気回路Ｍｃの呼吸路の形成に要する加工工程数が減って製作コストが減少する。螺旋溝１１がプランジャ７の摺動方向に対して交差することに伴い、プランジャ７と軸受部８とが芯ずれを起こさず摺動がたを生ずることがない。この場合、図２の（イ）に示す従来例と（ロ）に示す本実施例とを比較することにより、従来例の摺動クリアランスｔより本実施例での摺動クリアランスＴが小さくなることが分かる。
【００１６】
また、プランジャ７の摺動方向に対して交差する螺旋溝１１では、図３にプランジャ３１に環状溝３０を形成した一般構造で示す場合と同様に、プランジャ３１と軸受部３３との間の摺動クリアランス３２に異物が侵入し難い。このため、螺旋溝１１では、異物を噛み込み難く摺動抵抗の増大をもたらさず摺動ロックを抑制することができる。また、螺旋溝１１は、軸方向の単位長さ当たりの実効長さ寸法が事実上長くなるため、その容積が実質的に増加して異物の収容能力が高くなり耐異物性が向上する。
【００１７】
図４は本発明の第２実施例を示す。第２実施例が第１実施例と異なるところは、図１の断面略半円形の螺旋溝１１に代わって、断面略矩形の螺旋溝１５を設けるとともに略中央部に幅広なプール用の周溝１６を形成している。第２実施例では、螺旋溝１５に加えて、異物を取り込むプール用の幅広な周溝１６を形成しているので、磨耗粉などの異物を磁気回路Ｍｃに侵入させることなく周溝１６に確実に収容することができて耐異物性が大幅に向上する。この場合、周溝１６に代わって螺旋溝１５の中間部に中繰り溝を形成してもよい。
【００１８】
図５は本発明の第３実施例を示す。第３実施例では図１の螺旋溝１１に代わって、斜溝１７を介して互いに連通する複数の環状溝１８を条溝部として形成している。
図６は本発明の第４実施例を示す。第４実施例では、図１の螺旋溝１１を軸受部８に形成する代わりに、プランジャ７の外表面に螺旋溝１９として設けている。
【００１９】
（変形例）
上記実施例では条溝部を螺旋溝１１、１５、１９として設けたが、条溝部はプランジャ７の摺動方向に交差するように指向するものであればよい。螺旋溝１１、１５、１９の形状は断面略半円形や断面略矩形に限らず、半楕円形をはじめ山形、台形、三日月形Ｍ形、Ｗ形あるいは三角形などであってもよい。
【００２０】
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）、（ロ）は従来例と本実施例とを比較するために示すプランジャの横断面図である。
【図３】環状溝を形成したプランジャの一般構造を示す縦断面図である。
【図４】電磁弁の縦断面図である（第２実施例）。
【図５】環状溝を形成したプランジャの拡大斜視図である（第３実施例）。
【図６】電磁弁の縦断面図である（第４実施例）。
【図７】従来の電磁式油圧制御弁を示す縦断面図である。
【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
７ プランジャ
８ 軸受部
１１、１５、１９ 螺旋溝（条溝部、呼吸路）
１２ 可動子
１３ ガイドスリーブ
１４ Ｏ−リング（シール部材）
１６ 周溝（条溝部、呼吸路）
１７ 斜溝（条溝部、呼吸路）
１８ 環状溝（条溝部、呼吸路）
Ｍｃ 磁気回路

Claims (5)

1. 内部にソレノイドコイルを収容したヨークと、
   このヨーク内に設けられて前記ソレノイドコイルに対する通電および無通電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軸受部とを備え、
   前記プランジャの外周面あるいは前記軸受部の内周面のいずれか一方に前記プランジャの摺動方向に対して交差するように前記ヨーク内を外部に連通させる条溝部を磁気回路の呼吸路として周方向に形成したことを特徴とする電磁弁。
2. 前記条溝部は螺旋溝からなることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記条溝部に加えて、異物を取り込むプール用の周溝を形成し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。
4. 前記条溝部の中間部に異物を取り込むプール用の中繰り溝を形成し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。
5. 前記ヨークに設けた蓋板部材と前記ソレノイドコイルを巻回したボビンと前記軸受部とがなす隅角部には、シール部材を液密に介在させていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電磁弁。

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