JP4055627B2 - 電磁弁 - Google Patents
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Description
【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
14 O−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 (3)
- 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。
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