JPWO2011036731A1 - 油圧制御電磁弁 - Google Patents

油圧制御電磁弁

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Abstract

遅角油圧室３４から排出されてポート２１からポート２０へ導出されるドレンオイルの一部を、スプール弁１７のランド部１７ａ外周に設けたオイル導入溝１８を通して、カップ部材１４とプランジャ１５の間の摺動軸受け部１４ｄに導入し潤滑油として作用させる。また、カップ部材１４の内部の異物は、プランジャ１５の往復摺動に伴い、カップ穴部１４ｂからカップ外空間Ｂに排出される。

Description

この発明は、内燃機関の油圧アクチュエータへ供給する油圧を制御する油圧制御電磁弁に関する。
これまで、内燃機関の油圧アクチュエータの油路を開閉して油圧を制御する油圧制御電磁弁において、ソレノイド部可動子の軸受け構造が種々考案されている。例えば特許文献１に提案された電磁弁は、スプール弁に連結した可動子の外周と固定子の内周との間に非磁性の薄いカップ部材を設置する構成にし、このカップ部材に対して可動子を摺動させることで軸受けとして機能させている。
特開２００１−１８７９７９号公報
従来の油圧制御電磁弁は以上のように構成されているので、可動子とカップ部材の摺動軸受け部には、油路を閉塞したスプール弁のメタルシールから漏れ出たオイルしか導入されない。そのため、可動子の摩擦抵抗が増大して摺動軸受け部の摩耗及び焼付きが起こると共に、摺動性が低下するという課題があった。また、摺動性の低下は、可動子の摺動を規制するためのストッパになるカップ部材底部に、摩耗粉等の異物が滞留することによっても引き起こされる。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、カップ部材を用いた軸受け構造において、可動子とカップ部材の摺動軸受け部の耐摩耗性に優れ、異物排出性能を有する油圧制御電磁弁を提供することを目的とする。
この発明の油圧制御電磁弁は、電磁吸引力を受けて軸方向に往復摺動する可動子と、可動子を軸方向に往復摺動自在に収容する軸受けであって、軸方向の一方側に底部を有し、他方側に開口した非磁性のカップ部材と、カップ部材を軸方向に収容し、コイルを外装して電磁吸引力を発生する固定子と、油圧アクチュエータへオイルを供給するポートと油圧アクチュエータからドレンオイルを排出するポートとを有するハウジングと、ハウジング内に軸方向に往復摺動自在に収容され、可動子と一体に往復摺動して各ポートを開閉するスプール弁と、ハウジング内のドレンオイルを、カップ部材と可動子の摺動軸受け部に導入するオイル導入経路とを備えるものである。
この発明によれば、ハウジング内のドレンオイルをカップ部材と可動子の摺動軸受け部に導入することにより、摺動軸受け部の潤滑油として作用させ、耐摩耗性に優れた油圧制御電磁弁を提供する。
この発明の実施の形態１に係る油圧制御電磁弁の構成を示す断面図であり、無通電時の状態を示す。 図１に示す油圧制御電磁弁の通電時の状態を示す断面図である。 図１に示す油圧制御電磁弁のカップ部材とその周辺の構成を示す断面図である。 図１に示す油圧制御電磁弁をＸＸ線に沿って切断した断面図である。 この発明の実施の形態２に係る油圧制御電磁弁を、図１に示すＸＸ線に相当する位置で切断した断面図である。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る油圧制御電磁弁の無通電時の構成を示す断面図であり、図２に通電時の状態を示す。ここでは、説明の便宜上、油圧制御電磁弁のコネクタ部６が配設された方向を上、スプリング１９が配設された方向を下とする。
図１，２に示すように、遅角油圧室３４及び進角油圧室３６を有する油圧アクチュエータは、ポンプ３０から油圧の供給を受けて作動する。この際、本実施の形態１に係る油圧制御電磁弁が、ポンプ３０から油圧アクチュエータへ供給されるオイル流量を制御するために用いられる。
油圧制御電磁弁において、ボビン１は樹脂成形により筒状に形成され、その外周にはコイル２が巻回されている。コイル２の始端と終端はそれぞれに対応したターミナル３に接続されており、ターミナル３からコイル２へ電流が印加される。ボビン１の貫通穴には、固定子としてのコア４及びボス８が挿入されている。コア４は、コア筒部４ａが上方からボビン１の内部に挿入し、コア鍔部４ｂがボビン１の上端部に冠着し、コア底部４ｃがボビン１の貫通穴を塞いでいる。また、ボス８は、磁気吸引部８ａが下方からボビン１の内部に挿入されている。
コイル成形体７は、これらボビン１、コイル２、ターミナル３及びコア４をインサート部品として、外装樹脂部５にて一体的に樹脂成形して構成する。また、外装樹脂部５には、コネクタ部６も一体的に形成している。コイル成形体７の外周は、磁気回路を構成する筒状のケース９が周設されている。このケース９の上端部は、内側へ折り曲げた形状のケース折り曲げ部９ａになっており、その内周部にコア鍔部４ｂが嵌合することで磁路を形成すると共にコア４とケース９の同軸を形成している。ケース９の下端部は、厚みを薄くしてケース階段部９ｂが形成されており、この段差の部分をボス鍔部８ｂに嵌合させる。また、このケース階段部９ｂにボス鍔部８ｂに続けて、油圧制御電磁弁を固定するためのブラケット１０と後述するハウジング１６とを挿入し、その下端をかしめてケースかしめ部９ｃとすることで、それぞれの部品を一体的、同軸的に保持する構成となっている。なお、コイル成形体７の下端部、外周面、及び内部には、それぞれ気密性を確保するためのＯリング１１，１２，１３が設置されている。
図３に、油圧制御電磁弁のカップ部材とその周辺の構成を拡大した断面図を示す。カップ部材１４は、非磁性薄板から形成され、有底筒状のコア４の内部に挿入されて軸受けとして機能する。カップ部材１４の内部には、所定のクリアランスをもって、可動子であるプランジャ１５が上下軸方向に往復摺動自在に収容されている。以下、カップ部材１４の内周面とプランジャ１５の外周面が摺動する部分を摺動軸受け部１４ｄと称す。カップ部材１４の上側にはカップ底部１４ａが形成され、このカップ底部１４ａの中央にはカップ穴部（カップ部材の貫通穴）１４ｂが穿設されている。カップ底部１４ａは、プランジャ１５の上端面と当接することで、無通電時のプランジャ１５の移動を規制するためのストッパとして機能する。カップ部材１４の下端部は、拡径してその内部にボス８の磁気吸引部８ａを収容し、ボビン１の下端面まで達し、その開口周縁にはカップ鍔部（位置決め部材）１４ｃが形成されている。このカップ鍔部１４ｃがボビン１の下端面に掛止することで、カップ部材１４の上下軸方向の位置が決定され、これにより、カップ底部１４ａがコア底部４ｃから離間してカップ外空間Ｂが形成される。なお、位置決め部を摺動軸受け部１４ｄとは異なる部位に形成できるので、位置決めに伴う荷重によって摺動軸受け部１４ｄが変形することがなくなり、従って軸受け機能低下を防止することができる。また、位置決め部は、カップ鍔部１４ｃではなく、開口周縁を外側に折り曲げた折り曲げ部や、外側に突設した係止凸部であってもよい。
プランジャ１５の下端側には、スプール弁１７が連結されている。このスプール弁１７の下端部にはスプリング１９が設置され、プランジャ１５及びスプール弁１７が常に上方向へ付勢されている。図１に示す無通電時、プランジャ１５はスプリング１９の付勢力により上方向へ移動する。一方、図２に示す通電時、プランジャ１５は、ボス８の磁気吸引部８ａの電磁吸引力を受けてスプリング１９の付勢力に逆らって下方向へ移動する。プランジャ１５の移動範囲は、上方向にはプランジャ１５の上端部とカップ底部１４ａが当接する位置まで、下方向にはスプール弁１７の下端部がハウジング１６の底部に当接する位置までである。また、プランジャ１５の中心には、上下軸方向に貫通して呼吸穴として機能するプランジャ穴部１５ａが形成されており、プランジャ１５が動作する際にプランジャ１５の上下空間の容積変化をこのプランジャ穴部１５ａが吸収することにより、プランジャ１５が正常に動作できる。また、カップ部材１４を薄板で形成して弾性材として機能させると共に、カップ底部１４ａをコア底部４ｃから離間させることにより、プランジャ１５の上端部がカップ底部１４ａに当接した場合でも、当接の衝撃がコア４に伝達することがないので、当接時の異音を確実に防止することができる。
以上が油圧制御電磁弁のソレノイド部である。
次に、流量規制部を説明する。
流量規制部は、複数のポート２０〜２４を有する略筒型のハウジング１６と、ハウジング１６の内部に上下軸方向に摺動可能に収容されるスプール弁１７と、スプール弁１７を常に上方向に付勢するスプリング１９とから構成される。上述した通り、スプール弁１７の上端部がプランジャ１５に連結しているので、プランジャ１５の移動量に従ってスプール弁１７が移動する。これにより、スプール弁１７に形成された複数のランド部１７ａ〜１７ｄが各ポート２０〜２４の開口する方向と量を制御して油圧を制御する。
ポート２２は、ポンプ３０がオイルタンク３１から供給する油圧の通路である油路３２に連通して、オイルをハウジング１６内へ導入する。ポート２１は、油路３３に連通して、遅角油圧室３４へオイルを供給すると共に遅角油圧室３４からオイルを排出する。ポート２３は、油路３５に連通して、進角油圧室３６へオイルを供給すると共に進角油圧室３６からオイルを排出する。ポート２０は、油路３７に連通して、遅角油圧室３４から排出されたオイルをオイルタンク３１へ導出する。ポート２４は、油路３８に連通して、進角油圧室３６から排出されたオイルをオイルタンク３１へ導出する。
図４に、油圧制御電磁弁を図１に示すＸＸ線に沿って切断した断面図を示す。ランド部１７ａ〜１７ｄのうち、最も上側に形成されたランド部１７ａには、ランド部１７ａの断面中心に対して対称２箇所に、上下軸方向に連通するオイル導入溝（オイル導入経路）１８が形成されている。油圧制御電磁弁に電流が印加され、図２の通り、スプール弁１７が下方向に移動した際、ポート２２からポート２３へオイルが流れ（油圧アクチュエータへのオイル供給）、ポート２１からポート２０へドレンオイルが流れる（油圧アクチュエータからのオイル排出）。後者のポート２１からポート２０へ流れたドレンオイルはそのままポート２０から油路３７を通ってオイルタンク３１へ導出されるが、その支流として、スプール弁１７のオイル導入溝１８にドレンオイルが導入される。このドレンオイルは、スプール弁１７の周囲に形成されたソレノイド内空間Ａを経由して、プランジャ１５とカップ部材１４の間の摺動軸受け部１４ｄに導入され、潤滑油として作用する。これにより、摺動軸受け部１４ｄの摩擦を緩和して、プランジャ１５の摩耗及び焼付けを防止することができる。
なお、摺動軸受け部１４ｄに導入するオイルは、遅角油圧室３４から排出されたドレンオイルであるため、ソレノイド部内に圧力を生じることがなく、プランジャ１５の摺動性に影響しない。
ただし、プランジャ１５は、摺動による微小な摩耗は避けられず、その摩耗粉が発生する。また、摺動軸受け部１４ｄに導入したドレンオイルは、内燃機関内部の潤滑油であるため、そもそも微細な摩耗粉等が混入している。更に、摺動軸受け部１４ｄは、巻回されたコイル２の内部に位置するため、通電時のコイル２の発熱により高温になりやすい。そのため、導入したドレンオイルも高温になりやすく、その場合にはドレンオイルの劣化が促進され、スラッジ状に堆積する原因になり得る。これら摩耗粉及び固化・劣化オイルといった異物は、プランジャ１５の上下軸方向の摺動によって摺動軸受け部１４ｄから排出され、プランジャ１５の上下方向の空間に掃き出されて滞留していく。本実施の形態１の油圧制御電磁弁においては、プランジャ１５の下方向に掃き出された異物はソレノイド内空間Ａを経由して、ハウジング１６に形成された外部開放ポート２５から外部に排出されるため問題とならない。また、プランジャ１５の上方向に掃き出された異物も、一旦はカップ底部１４ａに付着するが、カップ穴部１４ｂからカップ外空間Ｂに排出されるため、カップ部材１４の内部に滞留し続けることはない。なお、カップ外空間Ｂに滞留した異物は、プランジャ１５の上下端を貫通するプランジャ穴部１５ａを通ってソレノイド内空間Ａに排出される。このようにして、摩耗粉及び劣化オイルの滞留に起因したプランジャ１５の動作不良を防止し、摺動軸受け部１４ｄの信頼性を確保することができる。
以上より、実施の形態１によれば、油圧制御電磁弁を、電磁吸引力を受けて軸方向に往復摺動する可動子であるプランジャ１５と、プランジャ１５を軸方向に往復摺動自在に収容する軸受けであって、軸方向の一方側にカップ底部１４ａを有し、他方側に開口した非磁性のカップ部材１４と、カップ部材１４を軸方向に収容し、コイル２を外装して電磁吸引力を発生する固定子となるコア４およびボス８と、油圧アクチュエータへオイルを供給すると共にドレンオイルを排出するポート２０〜２４を有するハウジング１６と、ハウジング１６内に軸方向に往復摺動自在に収容され、プランジャ１５と一体に往復摺動して各ポート２０〜２４を開閉するスプール弁１７と、ハウジング１６内のドレンオイルをカップ部材１４とプランジャ１５の摺動軸受け部１４ｄに導入するオイル導入経路として、スプール弁１７のランド部１７ａの外周に設けた軸方向のオイル導入溝１８とを備えるように構成した。このため、摺動軸受け部１４ｄに導入するドレンオイルを潤滑油として作用させて、プランジャ１５とカップ部材１４の摩擦による摩耗及び焼付きを防止することができ、耐摩耗性に優れた油圧制御電磁弁を提供することができる。また、摺動軸受け部１４ｄに導入するオイルにドレンオイルを用いることにより、ソレノイド部内に圧力を生じることがないので、プランジャ１５の摺動性に影響しない。更に、簡単な加工でオイル導入溝１８を追加することができる。
また、実施の形態１によれば、カップ部材１４のカップ底部１４ａにカップ穴部１４ｂを設ける構成にした。このため、摺動軸受け部１４ｄに導入したオイルがカップ部材１４の内部に滞留して摩耗粉等の異物と共に固化したり、コイル２の発熱による温度上昇でオイルが劣化したりしても、その固化・劣化オイルをプランジャ１５の摺動によりカップ底部１４ａからカップ外空間Ｂへ排出することができる。これにより、プランジャ１５の動作不良を防止することができる。また、カップ穴部１４ｂを設けることによりカップ底部１４ａが弾性部として機能するので、プランジャ１５当接時の異音を防止することができる。
また、実施の形態１によれば、カップ部材１４のカップ底部１４ａとコア４のコア底部４ｃを離間させてカップ外空間Ｂを形成するための位置決め部として、カップ部材１４の開口周縁にカップ鍔部１４ｃを設ける構成にした。このため、カップ部材１４の内部の異物等を、カップ穴部１４ｂを通してカップ外空間Ｂへ排出することができ、プランジャ１５の摺動性悪化を防止することができる。なお、カップ外空間Ｂに排出され、余剰に堆積した異物等は、プランジャ１５のプランジャ穴部１５ａを通りソレノイド内空間Ａを経由して外部開放ポート２５から外部へ排出可能である。また、プランジャ１５がカップ底部１４ａに当接した時の衝撃がコア４へ伝達されないため、異音を確実に防止することができる。更に、位置決め部を摺動軸受け部１４ｄとは異なる部位、即ちカップ部材１４の開口周縁に形成できるので、位置決めに伴う荷重によって摺動軸受け部１４ｄが変形することがなくなり、従って軸受け機能低下を防止することができる。
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る油圧制御電磁弁を、図１に示すＸＸ線に相当する位置で切断した断面図である。本実施の形態２の油圧制御電磁弁は、図４に示すオイル導入溝１８の代わりに、図５に示すクリアランス４０を設けた以外は上記実施の形態１と同じ構成であるため、図１〜図３を援用して説明する。
図５に示すように、ランド部１７ａの外径をハウジング１６の内径より小さくしてランド部１７ａ全周にオイル導入経路となるクリアランス４０を形成し、ポート２１からポート２０へ流れるドレンオイルの一部を、このクリアランス４０からソレノイド内空間Ａを経由してプランジャ１５とカップ部材１４の摺動軸受け部１４ｄに導入する。従来の電磁弁は、ランド部１７ａの外周をメタルシールとして機能させるため、このメタルシールから漏れ出るオイル量では摺動軸受け部１４ｄの潤滑油に用いるには不十分であった。これに対し、本実施の形態２のランド部１７ａには所定幅のクリアランス４０が設けられているので、このクリアランス４０から漏れ出るドレンオイルを摺動軸受け部１４ｄの潤滑油として作用させることができる。これにより、上記実施の形態１と同様に、摺動軸受け部１４ｄの摩擦を緩和して、プランジャ１５の摩耗及び焼付けを防止することができる。
以上より、実施の形態２によれば、オイル導入経路として、スプール弁１７のランド部１７ａの外周とハウジング１６の内周のクリアランス４０を形成する構成にした。このため、ランド部１７ａの外径寸法とハウジング１６の内径寸法を調整することで、簡単にオイル導入経路を設けることができる。そして、クリアランス４０を設けることにより、ドレンオイルを摺動軸受け部１４ｄの潤滑油として作用させ、耐摩耗性に優れた油圧制御電磁弁を提供することができる。
なお、上記実施の形態１，２に係る油圧制御電磁弁は、スプール弁１７に４つのランド部１７ａ〜１７ｄを設けたが、これに限定されるものではなく、オイル導入溝１８又はクリアランス４０を形成するための少なくとも１つのランド部１７ａが設けてあれば足りる。
また、上記実施の形態１，２では、油圧制御電磁弁のポート２１に遅角油圧室３４を、ポート２３に進角油圧室３６を連通させたが、逆に、ポート２１に進角油圧室３６を、ポート２３に遅角油圧室３４を連通させて、進角油圧室３６のドレンオイルを摺動軸受け部１４ｄへ導入してもよい。
以上のように、この発明に係る油圧制御電磁弁は、油圧アクチュエータから排出されるドレンオイルを摺動軸受け部の潤滑油に用いるようにしたので、摺動軸受け部に非磁性のカップ部材を用いる油圧制御電磁弁に用いるのに適している。
この発明は、内燃機関の油圧アクチュエータへ供給する油圧を制御する油圧制御電磁弁に関する。
これまで、内燃機関の油圧アクチュエータの油路を開閉して油圧を制御する油圧制御電磁弁において、ソレノイド部可動子の軸受け構造が種々考案されている。例えば特許文献１に提案された電磁弁は、スプール弁に連結した可動子の外周と固定子の内周との間に非磁性の薄いカップ部材を設置する構成にし、このカップ部材に対して可動子を摺動させることで軸受けとして機能させている。
特開２００１−１８７９７９号公報
従来の油圧制御電磁弁は以上のように構成されているので、可動子とカップ部材の摺動軸受け部には、油路を閉塞したスプール弁のメタルシールから漏れ出たオイルしか導入されない。そのため、可動子の摩擦抵抗が増大して摺動軸受け部の摩耗及び焼付きが起こると共に、摺動性が低下するという課題があった。また、摺動性の低下は、可動子の摺動を規制するためのストッパになるカップ部材底部に、摩耗粉等の異物が滞留することによっても引き起こされる。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、カップ部材を用いた軸受け構造において、可動子とカップ部材の摺動軸受け部の耐摩耗性に優れ、異物排出性能を有する油圧制御電磁弁を提供することを目的とする。
この発明の油圧制御電磁弁は、電磁吸引力を受けて軸方向に往復摺動する可動子と、可動子を軸方向に往復摺動自在に収容する軸受けであって、軸方向の一方側に底部を有し、他方側に開口した非磁性のカップ部材と、カップ部材を軸方向に収容し、コイルを外装して電磁吸引力を発生する固定子と、油圧アクチュエータへオイルを供給するポートと油圧アクチュエータからドレンオイルを排出するポートとを有するハウジングと、ハウジング内に軸方向に往復摺動自在に収容され、可動子と一体に往復摺動して各ポートを開閉するスプール弁と、ハウジング内のドレンオイルを、カップ部材と可動子の摺動軸受け部に導入するオイル導入経路とを備え、オイル導入経路は、スプール弁のランド部の外周に設けた軸方向の溝であり、カップ部材は、底部に貫通穴を設けたことを特徴とするものである。
この発明によれば、ハウジング内のドレンオイルをカップ部材と可動子の摺動軸受け部に導入することにより、摺動軸受け部の潤滑油として作用させ、耐摩耗性に優れた油圧制御電磁弁を提供する。
この発明の実施の形態１に係る油圧制御電磁弁の構成を示す断面図であり、無通電時の状態を示す。 図１に示す油圧制御電磁弁の通電時の状態を示す断面図である。 図１に示す油圧制御電磁弁のカップ部材とその周辺の構成を示す断面図である。 図１に示す油圧制御電磁弁をＸＸ線に沿って切断した断面図である。 この発明の実施の形態２に係る油圧制御電磁弁を、図１に示すＸＸ線に相当する位置で切断した断面図である。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る油圧制御電磁弁の無通電時の構成を示す断面図であり、図２に通電時の状態を示す。ここでは、説明の便宜上、油圧制御電磁弁のコネクタ部６が配設された方向を上、スプリング１９が配設された方向を下とする。
図１，２に示すように、遅角油圧室３４及び進角油圧室３６を有する油圧アクチュエータは、ポンプ３０から油圧の供給を受けて作動する。この際、本実施の形態１に係る油圧制御電磁弁が、ポンプ３０から油圧アクチュエータへ供給されるオイル流量を制御するために用いられる。
油圧制御電磁弁において、ボビン１は樹脂成形により筒状に形成され、その外周にはコイル２が巻回されている。コイル２の始端と終端はそれぞれに対応したターミナル３に接続されており、ターミナル３からコイル２へ電流が印加される。ボビン１の貫通穴には、固定子としてのコア４及びボス８が挿入されている。コア４は、コア筒部４ａが上方からボビン１の内部に挿入し、コア鍔部４ｂがボビン１の上端部に冠着し、コア底部４ｃがボビン１の貫通穴を塞いでいる。また、ボス８は、磁気吸引部８ａが下方からボビン１の内部に挿入されている。
コイル成形体７は、これらボビン１、コイル２、ターミナル３及びコア４をインサート部品として、外装樹脂部５にて一体的に樹脂成形して構成する。また、外装樹脂部５には、コネクタ部６も一体的に形成している。コイル成形体７の外周は、磁気回路を構成する筒状のケース９が周設されている。このケース９の上端部は、内側へ折り曲げた形状のケース折り曲げ部９ａになっており、その内周部にコア鍔部４ｂが嵌合することで磁路を形成すると共にコア４とケース９の同軸を形成している。ケース９の下端部は、厚みを薄くしてケース階段部９ｂが形成されており、この段差の部分をボス鍔部８ｂに嵌合させる。また、このケース階段部９ｂにボス鍔部８ｂに続けて、油圧制御電磁弁を固定するためのブラケット１０と後述するハウジング１６とを挿入し、その下端をかしめてケースかしめ部９ｃとすることで、それぞれの部品を一体的、同軸的に保持する構成となっている。なお、コイル成形体７の下端部、外周面、及び内部には、それぞれ気密性を確保するためのＯリング１１，１２，１３が設置されている。
図３に、油圧制御電磁弁のカップ部材とその周辺の構成を拡大した断面図を示す。カップ部材１４は、非磁性薄板から形成され、有底筒状のコア４の内部に挿入されて軸受けとして機能する。カップ部材１４の内部には、所定のクリアランスをもって、可動子であるプランジャ１５が上下軸方向に往復摺動自在に収容されている。以下、カップ部材１４の内周面とプランジャ１５の外周面が摺動する部分を摺動軸受け部１４ｄと称す。カップ部材１４の上側にはカップ底部１４ａが形成され、このカップ底部１４ａの中央にはカップ穴部（カップ部材の貫通穴）１４ｂが穿設されている。カップ底部１４ａは、プランジャ１５の上端面と当接することで、無通電時のプランジャ１５の移動を規制するためのストッパとして機能する。カップ部材１４の下端部は、拡径してその内部にボス８の磁気吸引部８ａを収容し、ボビン１の下端面まで達し、その開口周縁にはカップ鍔部（位置決め部材）１４ｃが形成されている。このカップ鍔部１４ｃがボビン１の下端面に掛止することで、カップ部材１４の上下軸方向の位置が決定され、これにより、カップ底部１４ａがコア底部４ｃから離間してカップ外空間Ｂが形成される。なお、位置決め部を摺動軸受け部１４ｄとは異なる部位に形成できるので、位置決めに伴う荷重によって摺動軸受け部１４ｄが変形することがなくなり、従って軸受け機能低下を防止することができる。また、位置決め部は、カップ鍔部１４ｃではなく、開口周縁を外側に折り曲げた折り曲げ部や、外側に突設した係止凸部であってもよい。
プランジャ１５の下端側には、スプール弁１７が連結されている。このスプール弁１７の下端部にはスプリング１９が設置され、プランジャ１５及びスプール弁１７が常に上方向へ付勢されている。図１に示す無通電時、プランジャ１５はスプリング１９の付勢力により上方向へ移動する。一方、図２に示す通電時、プランジャ１５は、ボス８の磁気吸引部８ａの電磁吸引力を受けてスプリング１９の付勢力に逆らって下方向へ移動する。プランジャ１５の移動範囲は、上方向にはプランジャ１５の上端部とカップ底部１４ａが当接する位置まで、下方向にはスプール弁１７の下端部がハウジング１６の底部に当接する位置までである。また、プランジャ１５の中心には、上下軸方向に貫通して呼吸穴として機能するプランジャ穴部１５ａが形成されており、プランジャ１５が動作する際にプランジャ１５の上下空間の容積変化をこのプランジャ穴部１５ａが吸収することにより、プランジャ１５が正常に動作できる。また、カップ部材１４を薄板で形成して弾性材として機能させると共に、カップ底部１４ａをコア底部４ｃから離間させることにより、プランジャ１５の上端部がカップ底部１４ａに当接した場合でも、当接の衝撃がコア４に伝達することがないので、当接時の異音を確実に防止することができる。
以上が油圧制御電磁弁のソレノイド部である。
次に、流量規制部を説明する。
流量規制部は、複数のポート２０〜２４を有する略筒型のハウジング１６と、ハウジング１６の内部に上下軸方向に摺動可能に収容されるスプール弁１７と、スプール弁１７を常に上方向に付勢するスプリング１９とから構成される。上述した通り、スプール弁１７の上端部がプランジャ１５に連結しているので、プランジャ１５の移動量に従ってスプール弁１７が移動する。これにより、スプール弁１７に形成された複数のランド部１７ａ〜１７ｄが各ポート２０〜２４の開口する方向と量を制御して油圧を制御する。
ポート２２は、ポンプ３０がオイルタンク３１から供給する油圧の通路である油路３２に連通して、オイルをハウジング１６内へ導入する。ポート２１は、油路３３に連通して、遅角油圧室３４へオイルを供給すると共に遅角油圧室３４からオイルを排出する。ポート２３は、油路３５に連通して、進角油圧室３６へオイルを供給すると共に進角油圧室３６からオイルを排出する。ポート２０は、油路３７に連通して、遅角油圧室３４から排出されたオイルをオイルタンク３１へ導出する。ポート２４は、油路３８に連通して、進角油圧室３６から排出されたオイルをオイルタンク３１へ導出する。
図４に、油圧制御電磁弁を図１に示すＸＸ線に沿って切断した断面図を示す。ランド部１７ａ〜１７ｄのうち、最も上側に形成されたランド部１７ａには、ランド部１７ａの断面中心に対して対称２箇所に、上下軸方向に連通するオイル導入溝（オイル導入経路）１８が形成されている。油圧制御電磁弁に電流が印加され、図２の通り、スプール弁１７が下方向に移動した際、ポート２２からポート２３へオイルが流れ（油圧アクチュエータへのオイル供給）、ポート２１からポート２０へドレンオイルが流れる（油圧アクチュエータからのオイル排出）。後者のポート２１からポート２０へ流れたドレンオイルはそのままポート２０から油路３７を通ってオイルタンク３１へ導出されるが、その支流として、スプール弁１７のオイル導入溝１８にドレンオイルが導入される。このドレンオイルは、スプール弁１７の周囲に形成されたソレノイド内空間Ａを経由して、プランジャ１５とカップ部材１４の間の摺動軸受け部１４ｄに導入され、潤滑油として作用する。これにより、摺動軸受け部１４ｄの摩擦を緩和して、プランジャ１５の摩耗及び焼付けを防止することができる。
なお、摺動軸受け部１４ｄに導入するオイルは、遅角油圧室３４から排出されたドレンオイルであるため、ソレノイド部内に圧力を生じることがなく、プランジャ１５の摺動性に影響しない。
ただし、プランジャ１５は、摺動による微小な摩耗は避けられず、その摩耗粉が発生する。また、摺動軸受け部１４ｄに導入したドレンオイルは、内燃機関内部の潤滑油であるため、そもそも微細な摩耗粉等が混入している。更に、摺動軸受け部１４ｄは、巻回されたコイル２の内部に位置するため、通電時のコイル２の発熱により高温になりやすい。そのため、導入したドレンオイルも高温になりやすく、その場合にはドレンオイルの劣化が促進され、スラッジ状に堆積する原因になり得る。これら摩耗粉及び固化・劣化オイルといった異物は、プランジャ１５の上下軸方向の摺動によって摺動軸受け部１４ｄから排出され、プランジャ１５の上下方向の空間に掃き出されて滞留していく。本実施の形態１の油圧制御電磁弁においては、プランジャ１５の下方向に掃き出された異物はソレノイド内空間Ａを経由して、ハウジング１６に形成された外部開放ポート２５から外部に排出されるため問題とならない。また、プランジャ１５の上方向に掃き出された異物も、一旦はカップ底部１４ａに付着するが、カップ穴部１４ｂからカップ外空間Ｂに排出されるため、カップ部材１４の内部に滞留し続けることはない。なお、カップ外空間Ｂに滞留した異物は、プランジャ１５の上下端を貫通するプランジャ穴部１５ａを通ってソレノイド内空間Ａに排出される。このようにして、摩耗粉及び劣化オイルの滞留に起因したプランジャ１５の動作不良を防止し、摺動軸受け部１４ｄの信頼性を確保することができる。
以上より、実施の形態１によれば、油圧制御電磁弁を、電磁吸引力を受けて軸方向に往復摺動する可動子であるプランジャ１５と、プランジャ１５を軸方向に往復摺動自在に収容する軸受けであって、軸方向の一方側にカップ底部１４ａを有し、他方側に開口した非磁性のカップ部材１４と、カップ部材１４を軸方向に収容し、コイル２を外装して電磁吸引力を発生する固定子となるコア４およびボス８と、油圧アクチュエータへオイルを供給すると共にドレンオイルを排出するポート２０〜２４を有するハウジング１６と、ハウジング１６内に軸方向に往復摺動自在に収容され、プランジャ１５と一体に往復摺動して各ポート２０〜２４を開閉するスプール弁１７と、ハウジング１６内のドレンオイルをカップ部材１４とプランジャ１５の摺動軸受け部１４ｄに導入するオイル導入経路として、スプール弁１７のランド部１７ａの外周に設けた軸方向のオイル導入溝１８とを備えるように構成した。このため、摺動軸受け部１４ｄに導入するドレンオイルを潤滑油として作用させて、プランジャ１５とカップ部材１４の摩擦による摩耗及び焼付きを防止することができ、耐摩耗性に優れた油圧制御電磁弁を提供することができる。また、摺動軸受け部１４ｄに導入するオイルにドレンオイルを用いることにより、ソレノイド部内に圧力を生じることがないので、プランジャ１５の摺動性に影響しない。更に、簡単な加工でオイル導入溝１８を追加することができる。
また、実施の形態１によれば、カップ部材１４のカップ底部１４ａにカップ穴部１４ｂを設ける構成にした。このため、摺動軸受け部１４ｄに導入したオイルがカップ部材１４の内部に滞留して摩耗粉等の異物と共に固化したり、コイル２の発熱による温度上昇でオイルが劣化したりしても、その固化・劣化オイルをプランジャ１５の摺動によりカップ底部１４ａからカップ外空間Ｂへ排出することができる。これにより、プランジャ１５の動作不良を防止することができる。また、カップ穴部１４ｂを設けることによりカップ底部１４ａが弾性部として機能するので、プランジャ１５当接時の異音を防止することができる。
また、実施の形態１によれば、カップ部材１４のカップ底部１４ａとコア４のコア底部４ｃを離間させてカップ外空間Ｂを形成するための位置決め部として、カップ部材１４の開口周縁にカップ鍔部１４ｃを設ける構成にした。このため、カップ部材１４の内部の異物等を、カップ穴部１４ｂを通してカップ外空間Ｂへ排出することができ、プランジャ１５の摺動性悪化を防止することができる。なお、カップ外空間Ｂに排出され、余剰に堆積した異物等は、プランジャ１５のプランジャ穴部１５ａを通りソレノイド内空間Ａを経由して外部開放ポート２５から外部へ排出可能である。また、プランジャ１５がカップ底部１４ａに当接した時の衝撃がコア４へ伝達されないため、異音を確実に防止することができる。更に、位置決め部を摺動軸受け部１４ｄとは異なる部位、即ちカップ部材１４の開口周縁に形成できるので、位置決めに伴う荷重によって摺動軸受け部１４ｄが変形することがなくなり、従って軸受け機能低下を防止することができる。
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る油圧制御電磁弁を、図１に示すＸＸ線に相当する位置で切断した断面図である。本実施の形態２の油圧制御電磁弁は、図４に示すオイル導入溝１８の代わりに、図５に示すクリアランス４０を設けた以外は上記実施の形態１と同じ構成であるため、図１〜図３を援用して説明する。
図５に示すように、ランド部１７ａの外径をハウジング１６の内径より小さくしてランド部１７ａ全周にオイル導入経路となるクリアランス４０を形成し、ポート２１からポート２０へ流れるドレンオイルの一部を、このクリアランス４０からソレノイド内空間Ａを経由してプランジャ１５とカップ部材１４の摺動軸受け部１４ｄに導入する。従来の電磁弁は、ランド部１７ａの外周をメタルシールとして機能させるため、このメタルシールから漏れ出るオイル量では摺動軸受け部１４ｄの潤滑油に用いるには不十分であった。これに対し、本実施の形態２のランド部１７ａには所定幅のクリアランス４０が設けられているので、このクリアランス４０から漏れ出るドレンオイルを摺動軸受け部１４ｄの潤滑油として作用させることができる。これにより、上記実施の形態１と同様に、摺動軸受け部１４ｄの摩擦を緩和して、プランジャ１５の摩耗及び焼付けを防止することができる。
以上より、実施の形態２によれば、オイル導入経路として、スプール弁１７のランド部１７ａの外周とハウジング１６の内周のクリアランス４０を形成する構成にした。このため、ランド部１７ａの外径寸法とハウジング１６の内径寸法を調整することで、簡単にオイル導入経路を設けることができる。そして、クリアランス４０を設けることにより、ドレンオイルを摺動軸受け部１４ｄの潤滑油として作用させ、耐摩耗性に優れた油圧制御電磁弁を提供することができる。
なお、上記実施の形態１，２に係る油圧制御電磁弁は、スプール弁１７に４つのランド部１７ａ〜１７ｄを設けたが、これに限定されるものではなく、オイル導入溝１８又はクリアランス４０を形成するための少なくとも１つのランド部１７ａが設けてあれば足りる。
また、上記実施の形態１，２では、油圧制御電磁弁のポート２１に遅角油圧室３４を、ポート２３に進角油圧室３６を連通させたが、逆に、ポート２１に進角油圧室３６を、ポート２３に遅角油圧室３４を連通させて、進角油圧室３６のドレンオイルを摺動軸受け部１４ｄへ導入してもよい。

Claims (6)

  1. 内燃機関の油圧アクチュエータの油圧を制御する油圧制御電磁弁において、
    電磁吸引力を受けて軸方向に往復摺動する可動子と、
    前記可動子を前記軸方向に往復摺動自在に収容する軸受けであって、前記軸方向の一方側に底部を有し、他方側に開口した非磁性のカップ部材と、
    前記カップ部材を前記軸方向に収容し、コイルを外装して前記電磁吸引力を発生する固定子と、
    前記油圧アクチュエータへオイルを供給するポートと前記油圧アクチュエータからドレンオイルを排出するポートを有するハウジングと、
    前記ハウジング内に前記軸方向に往復摺動自在に収容され、前記可動子と一体に往復摺動して前記各ポートを開閉するスプール弁と、
    前記ハウジング内の前記ドレンオイルを、前記カップ部材と前記可動子の摺動軸受け部に導入するオイル導入経路とを備えることを特徴とする油圧制御電磁弁。
  2. オイル導入経路は、スプール弁のランド部の外周に設けた軸方向の溝であることを特徴とする請求項１記載の油圧制御電磁弁。
  3. オイル導入経路は、スプール弁のランド部の外周とハウジングの内周の隙間であることを特徴とする請求項１記載の油圧制御電磁弁。
  4. カップ部材は、底部に貫通穴を設けたことを特徴とする請求項１記載の油圧制御電磁弁。
  5. カップ部材の底部と固定子の底部を離間させる位置決め部を備えることを特徴とする請求項４記載の油圧制御電磁弁。
  6. 位置決め部は、カップ部材の開口周縁に設けたことを特徴とする請求項５記載の油圧制御電磁弁。
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