(57)【要約】【課題】  固定鉄心の磁気抵抗を低減できる電磁弁を提供すること。【解決手段】  固定鉄心５２を軸方向に貫通する支持孔524内に摺動自在に支持されるとともにアマチュア５４の移動をスプール弁４（スプール弁体４１）に伝達する非磁性体のシャフト５５を備え、アマチュア５４には軸方向に貫通する呼吸孔540を設け、シャフト５５の外周には軸方向に延びる溝551〜554を設け、溝551〜554を呼吸孔540に連通させた。【選択図】      図２
2010071358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通する支持孔が設けられ、コイルへの通電により磁束が形成される固定鉄心と、
軸方向に貫通する呼吸孔が設けられ、前記固定鉄心に形成される磁束によって前記固定鉄心側に吸引されるアマチュアと、
流体通路を流通する作動油の流れを制御するスプール弁と、
前記支持孔内に摺動自在に支持され、前記アマチュアの移動を前記スプール弁に伝達する非磁性体のシャフトと
を備えた電磁弁であって、
前記シャフトの外周には、軸方向に延びる溝が設けられており、
該溝は前記呼吸孔に連通している
ことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁弁において、
前記溝は複数設けられていることを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁弁において、
前記溝は、周方向等間隔に設けられていることを特徴とする電磁弁。
【請求項４】
請求項１に記載の電磁弁において、
前記シャフトにおける前記アマチュアとの当接部には、前記支持孔の内径よりも大きなフランジ部が一体に設けられていることを特徴とする電磁弁。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁弁において、
前記フランジ部は、前記アマチュアと前記固定鉄心との間に介在されることで前記スプール弁のストッパとして機能することを特徴とする電磁弁。
【請求項６】
請求項１に記載の電磁弁において、
前記呼吸孔は、前記アマチュアの軸中心に形成されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項７】
軸方向に貫通する支持孔が設けられ、コイルへの通電により磁束が形成される固定鉄心と、
軸中心位置に軸方向に貫通する呼吸孔が設けられ、前記固定鉄心に形成される磁束によって前記固定鉄心側に吸引されるアマチュアと、
流体通路を流通する作動油の流れを制御するスプール弁と、
前記支持孔内に摺動自在に支持され、前記アマチュアの移動を前記スプール弁に伝達する非磁性体のシャフトと、
を備えた電磁弁であって、
該シャフトには、外周に開口する軸方向に延びる溝と、前記シャフトの軸方向一端側の内周に設けられた前記呼吸孔と連通する連通孔とが形成されており、
前記溝と前記連通孔は、軸方向に重なる部分を有し、この重なる部分によって前記溝と前記連通孔が連通している
ことを特徴とする電磁弁。
【請求項８】
請求項７に記載の電磁弁において、
前記溝と前記連通孔との連通部分によって前記アマチュアのダンピング機能を有する絞りを構成することを特徴とする電磁弁。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁弁において、
前記シャフトにおける前記アマチュアとの当接部には、外周側に延出するフランジ部が設けられていることを特徴とする電磁弁。
【請求項１０】
軸方向に貫通する支持孔が設けられ、コイルへの通電により磁束が形成される固定鉄心と、
軸方向に貫通する呼吸孔が設けられ、前記固定鉄心に形成される磁束によって前記固定鉄心側に吸引されるアマチュアと、
流体通路を流通する作動油の流れを制御するスプール弁と、
前記支持孔内に摺動自在に支持され、前記アマチュアの移動を前記スプール弁に伝達する非磁性体のシャフトと、
を備えた電磁弁であって、
前記シャフトは、外周の前記支持孔との間の摺動範囲に作動油が保持される作動油保持部を有し、該作動油保持部は、前記呼吸孔に連通している
ことを特徴とする電磁弁。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の電磁弁において、
前記シャフトは前記アマチュアに対して径方向に移動可能に設けられていることを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧の制御を行うスプール式の電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体通路を流通する作動油の流れを制御するスプール弁を備える一方、固定鉄心に形成される磁束によって吸引されるアマチュアの移動を非磁性体のシャフトを介してスプール弁に伝達する電磁弁が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載の電磁弁では、アマチュアの軸方向両側に滞留する作動油ないし空気がアマチュアの移動を妨げないように、アマチュア及び固定鉄心に呼吸孔が設けられている。
【特許文献１】特開２００８−８３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の電磁弁においては、固定鉄心に呼吸孔が設けられているため、これが磁気抵抗となってしまう、という問題があった。本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、固定鉄心の磁気抵抗を低減できる電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明の電磁弁は、固定鉄心を軸方向に貫通する支持孔内に摺動自在に支持されるとともにアマチュアの移動をスプール弁に伝達する非磁性体のシャフトを備え、アマチュアには軸方向に貫通する呼吸孔を設け、上記シャフトの外周には軸方向に延びる溝を設け、該溝を上記呼吸孔に連通させた。
【発明の効果】
【０００５】
よって、固定鉄心ではなくシャフトに呼吸孔となる溝を形成したため、固定鉄心の磁気抵抗を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の電磁弁を実現する最良の形態を、図面に基づき説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本実施例１の電磁弁１が適用された内燃機関のバルブタイミング制御装置VTCの油圧供給回路である。
【０００８】
VTCは油圧駆動タイプであり排気側に適用され、油圧を用いてクランクシャフト（ハウジング２０）に対するカムシャフト２２（ベーンロータ２１）の回転位相を連続的に変化させる可変バルブタイミング機構２と、可変バルブタイミング機構２の作動油を供給し又は排出する油圧給排機構３と、油圧給排機構３の作動を制御することでバルブタイミングを可変制御する制御手段（コントローラCU）と、を有している。
【０００９】
可変バルブタイミング機構２は、内径方向に突出する複数（本実施例１では４つ）のシュー20a〜20dを有してクランクシャフトにより回転駆動されるハウジング２０と、ハウジング２０に収容され、外径方向に突出する複数（本実施例１では４つ）のベーン21a〜21dを有してカムシャフト２２を回転駆動するベーンロータ２１とを備えている。各シュー20a〜20dと各ベーン21a〜21dとの間には作動油室である進角室A1〜A4及び遅角室R1〜R4が形成されている。
【００１０】
油圧給排機構３は、進角室A1〜A4又は遅角室R1〜R4へ作動油を供給し、排出することによって、ベーンロータ２１（カムシャフト２２）をハウジング２０（クランクシャフト）に対して所定角度だけ正逆回転させる。これにより、クランクシャフトに対するカムシャフト２２の回転位相が変更され、バルブタイミングが進角側又は遅角側へ可変される。油圧給排機構３は、図１に示すように、油圧供給源であるポンプPと、流体通路（油流路３１，３２等）と、流路切換弁（電磁弁１）とを有している。
【００１１】
油流路は、２系統の通路、すなわち各進角室A1〜A4に対して作動油を給排する進角通路３１、及び各遅角室R1〜R4に対して作動油を給排する遅角通路３２を有している。両通路３１,３２には、メインオイルギャラリーである供給通路３０と第1、第2ドレン通路３３,３４が、電磁弁１を介して接続されている。供給通路３０には、オイルパン３５内の油を圧送するポンプPが設けられている。ポンプPとしては、例えば一方向の可変容量ベーンポンプを用いることができる。第1、第2ドレン通路３３，３４の下流端はオイルパン３５に連通している。オイルパン３５は大気圧に開放されている。
【００１２】
進角通路３１は、電磁弁１と各進角室A1〜A4との間に設けられており、4本の分岐通路311,312,313,314を有している。分岐通路311〜314は、それぞれ進角室A1〜A4に連通している。遅角通路３２は、電磁弁１と各遅角室R1〜R4との間に設けられており、4本の分岐通路321,322,323,324を有している。分岐通路321〜324は、それぞれ遅角室R1〜R4に連通している。
【００１３】
電磁弁１は、流路を切り替えることで可変バルブタイミング機構１への作動油の供給又は排出を制御する流路切換弁である。電磁弁１は、直動式のソレノイド弁（電磁駆動弁）であって、４ポート３位置の方向制御弁であり、スプール弁４及び電磁ソレノイド５を有している。
【００１４】
スプール弁４は、油流路３１，３２等を流通する作動油の流れを制御するバルブであり、シリンダヘッドに固定されたバルブボディ４０と、バルブボディ４０の内部に摺動自在に設けられたスプール弁体４１とを有している。バルブボディ４０には、供給通路３０と連通する供給ポート400、進角通路３１と連通する進角ポート401、遅角通路３２と連通する遅角ポート402、第1ドレン通路３３と連通する第1ドレンポート403、及び第2ドレン通路３４と連通する第2ドレンポート404が形成されている。スプール弁体４１が移動するのに応じて、進角ポート401や遅角ポート402が開閉される。
【００１５】
電磁ソレノイド５は、スプール弁４の作動を制御するソレノイドであり、スプール弁４のバルブボディ４０に一体に固定されている。電磁ソレノイド５は、円筒状の磁性体であるケース５０と、ケース５０の内周側に設置されたコイル５１と、ケース５０の軸方向両端に固定された第１固定鉄心５２及び第２固定鉄心５３と、第２固定鉄心５３の内周側に設置され、その一端面が第１固定鉄心５２の端面と対向している可動鉄心（アマチュア５４）と、第１固定鉄心５２の内周側に設置され、一端がスプール弁体４１に、他端がアマチュア５４に当接しているシャフト５５と、を有している。
【００１６】
コイル５１は、コネクタ５６（図２参照）及びハーネスを介してコントローラCUに接続されている。コイル５１へ通電されると、ケース５０と第１及び第２固定鉄心５２，５３とによって磁気回路（磁路）が形成され、アマチュア５４と第１固定鉄心５２との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力によりアマチュア５４が駆動され、シャフト５５を介してスプール弁体４１を押圧移動させる。スプール弁体４１が移動するのに応じて、バルブボディ４０の進角ポート401や遅角ポート402が開閉される。
【００１７】
コントローラCUは電子制御ユニットであり、機関回転数を検出するクランク角センサや吸入空気量を検出するエアフローメータ、スロットルバルブ開度センサ、機関の水温を検出する水温センサ等の各種センサ類からの信号によって、現在の機関運転状態を検出する。また、コントローラCUは、機関運転状態に応じて、ポンプPの作動を制御するほか、電磁弁１のコイル５１にパルス制御電流を通電し、又は通電を遮断して、流路の切り替え制御を行う。
【００１８】
まず、スプール弁４の構成を説明する。図２は、電磁弁１の軸方向における部分断面図である。スプール弁体４１は断面ではなく側面を示し、シャフト５５及びアマチュア５４は側面を示すとともに部分的に断面を示す。以下、説明のため、電磁弁１の軸心方向にｘ軸を設け、電磁ソレノイド５に対してスプール弁４が設けられている側を正方向とする。
【００１９】
スプール弁体４１は、x軸正方向側から順に、第１ランド部411と、第２ランド部412と、第３ランド部413と、を有している。第１〜第３ランド部411〜413の径は同じに設けられている。第２ランド部412のx軸方向幅は、第１、第３ランド部411,413よりも小さく設けられている。第１ランド部411と第２ランド部412の間に第１軸部414が設けられ、第２ランド部412と第３ランド部413の間に第２軸部415が設けられ、第３ランド部413のx軸負方向側に第３軸部416が設けられている。第１、第２軸部414,415の径は略等しく、第３軸部416の径は第１、第２軸部414,415の径よりもやや大きく設けられている。第３軸部416のx軸負方向側の端には、フランジ部417が設けられている。
【００２０】
バルブボディ４０は略円筒状であり、x軸正方向側に収容部４２、x軸負方向側に連結部４３を有している。収容部４２には、スプール弁体４１を収容する収容室420が形成されている。収容室420の内径は第１〜第３ランド部411〜413の外径に略等しい。連結部４３には、収容室420よりも大径のドレン室430が形成されている。連結部４３のx軸負方向側の開口端には、フランジ部431が形成されている。フランジ部431の内周には段差部432が設けられており、段差部432にはシール部材４４が設置されている。フランジ部431は後述する電磁ソレノイド５の第１固定鉄心５２のx軸正方向側の面に当接して設置されており、シール部材４４はこの当接部における液密性を確保している。
【００２１】
ドレン室430のx軸正方向側の面とスプール弁体４１のフランジ部417のx軸正方向側の面との間には、x軸負方向側に向かうにつれて徐々に径が小さくなるリターンスプリング４５が押し縮められた状態で設置されている。リターンスプリング４５は、スプール弁体４１をバルブボディ４０に対してx軸負方向側に常時付勢している。
【００２２】
収容部４２には、x軸正方向側から順に、第１ドレンポート403、進角ポート401、供給ポート400、遅角ポート402、及び第２ドレンポート404が形成されている。連結部４３のx軸正方向側の端には、第３ドレンポート405が形成されている。第１〜第３ドレンポート403,404,405はドレン通路３３，３４等を介してオイルパン３５と連通している。第１ランド部411は第１ドレンポート403を開閉し、第２ランド部412は供給ポート400を開閉し、第３ランド部413は第２ドレンポート404を開閉する。第３ドレンポート405は、スプール弁体４１の移動に関わらず常に開かれており、ドレン室430は略大気圧に保たれている。
【００２３】
次に、電磁ソレノイド５の構成を説明する。
コイル５１は円筒状に巻かれ、樹脂等の絶縁体により全体を被覆された状態でケース５０の内部に設置されている。コイル５１はコネクタ５６に接続されている。
【００２４】
第１固定鉄心５２は本体部520と嵌合部521とフランジ部522とを有している。本体部520は円柱状の部分であり、その直径はコイル５１の内径に略等しい。嵌合部521は本体部520のx軸負方向側に形成された凹部であり、本体部520を所定深さまで円筒状に刳り抜いた形状を有している。嵌合部521の底面523は、後述するアマチュア５４の端面に対向する磁気吸引面を構成している。フランジ部522は本体部520のx軸正方向側に形成された、コイル５１の外径よりも僅かに大きな直径を有する鍔状部である。第１固定鉄心５２には、所定の径を有する支持孔524がその軸方向（x軸方向）に貫通形成されている。
【００２５】
本体部520がx軸正方向側からコイル５１の内周に挿入されることで、コイル５１の開口端を塞ぐように第１固定鉄心５２が設置されている。フランジ部522のx軸正方向側の面は、スプール弁４のバルブボディ４０のフランジ部431におけるx軸負方向側の面に当接している。フランジ部522のx軸負方向側の面とコイル５１のx軸正方向側の端との間には、シール部材５７が設置されている。コイル５１への通電により、第１固定鉄心５２には、主に支持孔524を除く部分に磁束が形成される。
【００２６】
第２固定鉄心５３は本体部530とフランジ部531とを有している。本体部530は円筒状であり、その外径はコイル５１の内径に略等しい。フランジ部531は本体部530のx軸負方向側に形成された鍔状部であり、第１固定鉄心５２のフランジ部522と同様の直径を有する円板である。本体部530のx軸負方向側の端はフランジ部531により蓋をされている。フランジ部531の中央にはx軸正方向側に盛り上がった当接部532が設けられている。本体部530がコイル５１のx軸負方向側からコイル５１の内周に挿入されることで、コイル５１の開口端を塞ぐように第２固定鉄心５３が設置されている。コイル５１への通電により、第２固定鉄心５３には磁束が形成される。
【００２７】
アマチュア５４は、円柱状の可動鉄心であり、その直径は第２固定鉄心５３の本体部530の内径より僅かに小さい。アマチュア５４には、所定の径を有する呼吸孔540がその軸方向（x軸方向）に貫通形成されている。呼吸孔540は、アマチュア５４の軸中心に形成されており、軸中心位置で軸方向に貫通している。アマチュア５４は、x軸正方向側から第２固定鉄心５３（本体部530）の内周側に設置され、そのx軸正方向側の端面が第１固定鉄心５２のx軸負方向側の端面（嵌合部521の底面523）と対向している。
【００２８】
アマチュア５４は第２固定鉄心５３に対して摺動自在に設けられており、コイル５１への通電時に第１固定鉄心５２に形成される磁束によって第１固定鉄心５２の側（x軸正方向側）に吸引される。第１固定鉄心５２の嵌合部521の内径は、アマチュア５４の直径よりも若干大きく設けられており、アマチュア５４がx軸正方向側へ移動する際、アマチュア５４は嵌合部521の内部に収容される。一方、コイル５１への非通電時には、リターンスプリング４５の付勢力が後述するシャフト５５を介してアマチュア５４に伝達され、アマチュア５４がx軸負方向へ移動する。この移動は、アマチュア５４のx軸負方向側の端面が当接部532に当接することで規制される。
【００２９】
ケース５０はスプール弁４のバルブボディ４０に固定されており、コイル５１等の部品を収容するとともに、ケース５０の外周側にはコネクタ５６が固定設置されている。ケース５０のx軸正方向側の端には内周側に折り曲げられた爪部501が形成されており、爪部501によってバルブボディ４０のフランジ部431と第１固定鉄心５２のフランジ部522とをかしめ、コイル５１に共締め固定している。ケース５０のx軸負方向側の端には内周側に折り曲げられた爪部502が形成されており、爪部502によって第２固定鉄心５３のフランジ部531をかしめ、コイル５１に締め付け固定している。
【００３０】
第１固定鉄心５２の支持孔524の内部には、非磁性体のシャフト５５が設置されている。シャフト５５の外径は支持孔524の内径に略等しいか僅かに小さく、その軸方向長さは第１固定鉄心５２の軸方向長さよりも僅かに大きい。シャフト５５のx軸正方向側の端はスプール弁体４１のフランジ部417のx軸負方向側の面に当接している。シャフト５５のx軸負方向側の端はアマチュア５４のx軸正方向側の面に当接している。すなわちシャフト５５は、アマチュア５４とスプール弁体４１とに接してこれらをつなぐとともに、支持孔524の内部に摺動自在に支持され、アマチュア５４の移動をスプール弁体４１に伝達する。
【００３１】
シャフト５５は樹脂成形によってなり、その外周には、シャフト軸方向（x軸方向）に延びる溝551,552,553,554が複数（本実施例１では４本）設けられている。図３〜図６は、シャフト５５を示す。図３は、シャフト５５をx軸負方向側から見た正面図である。図４は、シャフト５５を軸直方向から見た側面図である。図５は、図３のA-A断面を示す。図６（a）は、図４のB-B断面を示す。図６（b）は、図４のC-C断面を示す。
【００３２】
図４に示すように、溝551〜554は、シャフト５５の軸方向両端を除く軸方向大部分に、シャフト５５の外周に開口して設けられている。図６に示すように、溝551〜554は軸心の周りに（周方向で）等間隔に設けられており、シャフト５５の軸直方向断面は十字形状となっている。
【００３３】
アマチュア５４との当接部であるシャフト５５のx軸負方向側の端には、フランジ部555が外周側に延出して一体形成されている。フランジ部555の外径は、第１固定鉄心５２の支持孔524の内径（シャフト５５の軸部の外径）よりも大きく、かつ嵌合部521の内径よりも小さく設けられている。フランジ部555は、アマチュア５４と第１固定鉄心５２（嵌合部521の底面523）との間に介在されることで、アマチュア５４のx軸正方向側への移動を規制し、アマチュア５４及びスプール弁４（スプール弁体４１）のストッパとして機能する。
【００３４】
シャフト５５のx軸負方向側の端の内周には、シャフト５５の軸中心位置に連通孔556が形成されている（図５参照）。連通孔556は、シャフト５５のx軸負方向側の端（アマチュア５４と当接する面）から、シャフト５５の軸方向長さの１／３弱の深さまで（樹脂成形により）穿設されている。連通孔556の内径は、アマチュア５４の軸中心部に設けられた呼吸孔540の内径に略等しい。シャフト５５のフランジ部555は呼吸孔540の周囲を取り囲むようにアマチュア５４に当接しており、フランジ部555の中心に位置する連通孔556は呼吸孔540にそのまま連続し、呼吸孔540に連通している。
【００３５】
図５に示すように、溝551〜554と連通孔556は、シャフト軸方向（x軸方向）に重なる部分αを有している。図６（b）に示すように、シャフト軸方向から見て、連通孔556はその外周における僅かな部分αにおいて各溝551〜554と重なり合っている。この重なる部分αによって、各溝551〜554と連通孔556が連通している。言い換えると、連通孔556（呼吸孔540）と溝551〜554との連通は、この重なる部分αによってのみ許容され、両者の間の流通はある程度制限されている。
【００３６】
溝551〜554と連通孔556が連通することで、溝551〜554はアマチュア５４の呼吸孔540に連通している。一方、溝551〜554には作動油が保持されており、シャフト５５は、その外周における支持孔524との間の摺動範囲に、作動油が保持される作動油保持部を有していることとなる。よって、この作動油保持部（溝551〜554）は、呼吸孔540に連通しており、溝551〜554と連通孔556との連通部分αによって、アマチュア５４のダンピング機能を有する絞りを構成している。
【００３７】
（作用）
スプール弁体４１は、コントローラCUからの制御電流によって、リターンスプリング４５のばね力に抗してx軸正方向側における最大位置または所定の中間位置に移動制御されるようになっている。コイル５１への通電によって磁界が発生し、コイル５１の周囲に設置されたケース５０、及び第１、第２固定鉄心５２、５３内に磁束が形成される。この磁束により、アマチュア５４は第１固定鉄心５２の側に吸引されて、リターンスプリング４５のばね力に抗して移動する。
【００３８】
アマチュア５４に作用する吸引力はシャフト５５を介してスプール弁体４１に伝達され、スプール弁体４１はアマチュア５４及びシャフト５５と一体になってx軸正方向へ移動する。通電により吸引力の強さが適宜制御されることで、スプール弁体４１の位置が調整される。吸引力が弱まると、リターンスプリング４５のばね力はシャフト５５を介してアマチュア５４に伝達され、アマチュア５４はスプール弁体４１及びシャフト５５と一体になってx軸正方向へ移動する。
【００３９】
図２は、電磁ソレノイド５の非通電時の電磁弁の状態を示す（OFF時）。アマチュア５４はx軸負方向側に最大変位しており、アマチュア５４のx軸正方向側の空間Aの体積は最大である一方、アマチュア５４のx軸負方向側の空間Bの体積は最小である。スプール弁体４１は、リターンスプリング４５のばね力によってx軸負方向側に最大変位しており、第１ドレンポート403と進角ポート401との連通が遮断され、供給ポート400と進角ポート401が連通され（供給ポート400と遅角ポート402との連通が遮断され）、かつ遅角ポート402と第２ドレンポート404とが連通される位置にある。
【００４０】
この状態で、シャフト５５のx軸正方向側の端は第１固定鉄心５２からドレン室430の内部に僅かに突出しており、ドレン室430と（x軸正方向側の）溝551〜554とが連通している。シャフト５５のx軸負方向側の端（フランジ部555）は第１固定鉄心５２のx軸負方向側の端と一致した位置にある。溝551〜554のx軸負方向側部分（連通孔556との重なり部分α）は、嵌合部521の内部に位置している。
【００４１】
図７は、電磁弁１の軸方向における部分断面図であり（シャフト５５及びアマチュア５４は側面を示す）、電磁ソレノイド５の通電時に、スプール弁体４１が中間位置（x軸正方向側の最大位置とx軸負方向側の最大位置との間の所定位置）に移動した状態を示す（中間時）。アマチュア５４はx軸正方向側に所定距離だけ変位しており、空間Aの体積はOFF時よりも減少する一方、空間Bの体積はOFF時よりも増えている。スプール弁体４１は、リターンスプリング４５のばね力に抗してx軸正方向側に上記所定距離だけ変位しており、第１ドレンポート403と進角ポート401との連通が遮断され、供給ポート400と進角ポート401及び遅角ポート402との連通が遮断され、かつ遅角ポート402と第２ドレンポート404とが連通される位置にある。
【００４２】
この状態で、シャフト５５のx軸正方向側の端は第１固定鉄心５２からドレン室430の内部に突出しており、ドレン室430と（x軸正方向側の）溝551〜554とが連通している。シャフト５５のx軸負方向側の端（フランジ部555）は嵌合部521の内部に位置している。溝551〜554のx軸負方向側の端は嵌合部521の底面523付近に位置しており、溝551〜554は僅かに空間Aと連通している。
【００４３】
図８は、電磁弁１の軸方向における部分断面図であり（シャフト５５及びアマチュア５４は側面を示す）、電磁ソレノイド５の通電時に、スプール弁体４１がx軸正方向側の最大位置に移動した状態を示す（完全ON時）。アマチュア５４はx軸正方向側に最大変位しており、空間Aの体積は最小である一方、空間Bの体積は最大となっている。スプール弁体４１は、リターンスプリング４５のばね力に抗してx軸正方向側に最大変位しており、第１ドレンポート403と遅角ポート402が連通され、供給ポート400と遅角ポート402が連通され（供給ポート400と進角ポート401との連通が遮断され）、かつ遅角ポート402と第２ドレンポート404との連通が遮断される位置にある。
【００４４】
この状態で、シャフト５５のx軸正方向側の端は第１固定鉄心５２からドレン室430の内部に最大限突出しており、ドレン室430と（x軸正方向側の）溝551〜554とが連通している。シャフト５５のフランジ部555は嵌合部521の底面523に当接している。溝551〜554のx軸負方向側の端は支持孔524の中にある。アマチュア５４のx軸正方向側への移動はフランジ部555により規制され、フランジ部555によってアマチュア５４（のx軸正方向側の面）と第1固定鉄心５２（嵌合部521の底面523）との接触が防止されている。
【００４５】
このように、アマチュア５４がx軸方向に移動する際、アマチュア５４の軸方向両側、すなわち空間A及び空間Bの体積がそれぞれ変化する。空間A,Bには作動油ないし空気が滞留している。アマチュア５４の呼吸孔540は、（シャフト５５の連通孔556及び溝551〜554を介して）空間Aと空間Bを連通している。アマチュア５４が移動する際、上記滞留する作動油ないし空気が呼吸孔540を通って移動することで、アマチュア５４の移動を妨げないようにしており、これにより空間A,Bの体積変化を補償して、アマチュア５４の円滑な移動を実現している。
【００４６】
また、シャフト５５の溝551〜554は呼吸孔として働き、ドレン室430と空間Aとを連通し、また、連通孔556を介してドレン室430とアマチュア５４の呼吸孔540ないし空間Bとを連通している。よって、空間A,B内の圧力が大気圧に開放され、一定圧に保たれることで、アマチュア５４の駆動制御が安定する。
【００４７】
（従来例との対比における作用効果）
特許文献１に記載の従来例は、第１固定鉄心を軸方向に貫通する呼吸孔を、シャフトの支持孔とは別に第１固定鉄心の（支持孔の外周側の）内部に形成された孔として有している。また、アマチュアを軸方向に貫通する呼吸孔を、アマチュアの軸心位置から外れた外周側に有している。ここで、コイルは円筒状であるため、磁束は、第１固定鉄心において、支持孔の外周側に、第１固定鉄心の中心軸に関して対称に発生する。また、磁束は、アマチュアにおいて、軸心位置の外周側に、軸心に関して対称に作用する。
【００４８】
しかし、従来例では、呼吸孔を、シャフトの支持孔とは別に第１固定鉄心内（支持孔の外周側）に有しているため、呼吸孔が設けられた部分だけ透磁率が低下し、これが磁気抵抗となってしまう。また、呼吸孔を、アマチュアの軸心位置から外れた外周側に有しているため、呼吸孔が設けられた部分だけ磁気吸引力が低下してしまう。
【００４９】
これに対し、本実施例1の電磁弁１では、第1固定鉄心５２の内部（支持孔524の外周側）ではなくシャフト５５の外周（支持孔524の内周側）に呼吸孔となる溝551〜554を形成したため、アマチュア５４の駆動制御を安定化できると同時に、第１固定鉄心５２において透磁率が低下する部位がなくなるため、磁気抵抗を軸心周りで均等にしつつこれを低減できる。
また、シャフト５５の溝551〜554がアマチュア５４の呼吸孔540に連通しているため、ドレン室430が溝551〜554を介して空間Aだけでなく空間Bとも連通し、これによりアマチュア５４の駆動制御を安定化しつつ、アマチュア５４の移動をより円滑にすることができる。
また、アマチュア５４の呼吸孔540をその軸心位置に設けたため、磁気吸引力が軸心周りに均等に作用し、バランスがよい。
【００５０】
また、シャフト５５の外周に溝551〜554を形成したため、シャフト５５の外周には、作動油が流通することとなる。すなわち、シャフト５５は、その外周における支持孔524との間の摺動範囲に作動油が保持される作動油保持部を有していることとなる。このようにシャフト５５の外周に作動油を積極的に回すことによって、シャフト５５と第１固定鉄心５２（支持孔524）との間に油膜を形成し、摺動抵抗を下げることができる。よって、シャフト５５の作動をより円滑にできる。また、摺動範囲を常に潤滑することで、シャフト５５及び第１固定鉄心５２（支持孔524）の磨耗を減じることができる。
【００５１】
また、（樹脂成形により）シャフト５５の肉を外周において取り去ることで溝551〜554を形成したため、シャフト５５を軽量化できる。よって、電磁弁１の作動時に、移動するシャフト５５の慣性質量を小さくでき、推力（磁気吸引力）に対する変位の応答性を向上することができる。
【００５２】
溝551〜554は複数（本実施例１では４本）設けられている。このため、第1固定鉄心５２の軸方向前後における作動油ないし空気の流通をより促進でき、第1固定鉄心５２の磁気抵抗を低減しつつアマチュア５４の作動をより円滑にすることができる。また、シャフト５５の外周の潤滑をより促進でき、かつシャフト５５の慣性質量をより小さくすることができる。ここで、複数（4本）の溝551〜554はシャフト５５の軸心周りで等間隔に設けられているため、第1固定鉄心５２の内部を作動油ないし空気がバランスよく流通する。よって、シャフト５５やアマチュア５４等に余計な力が作用することを防止でき、電磁弁１の作動をより円滑にできる。
【００５３】
また、シャフト５５はアマチュア５４とは別体に設けられており、アマチュア５４に対して径方向に移動可能に設けられている。よって、組み付け時にシャフト５５を支持孔524に設置するだけでよく（シャフト５５は支持孔524に支持されることで位置決めされる）、シャフト５５をアマチュア５４に圧入やかしめ等により固定する必要がない。よって、圧入等の工程を省略できるほか、シャフト５５とアマチュア５４を同軸に設けるための寸法管理を省略することができ、コストを低減できる。
【００５４】
そして、シャフト５５のアマチュア５４側の端部（アマチュア５４との当接部）には、フランジ部555をシャフト５５と一体に成形している。このフランジ部555は支持孔524の内径よりも大きい。よって、シャフト５５をアマチュア５４等に固定しなくても、シャフト５５が（径方向に）倒れたり、（軸方向に）支持孔524から抜けたりすることを防止できる。
【００５５】
また、このフランジ部555は、アマチュア５４と第１固定鉄心５２との間に介在されることで、アマチュア５４及びスプール弁４（スプール弁体４１）のストッパとして機能している。従来は、磁性体のシャフトにおいて非磁性体のストッパ部材を別途設けていた。しかし、この構成では、通電をOFFしたときでもシャフトが磁化されてスプール弁体に吸着し、応答性が低下するおそれがあった。これに対し、本実施例１では、非磁性体のシャフト５５にフランジ部555を一体に設け、これをストッパとして機能させている。よって、シャフト５５の磁化を回避して上記不都合を回避できると同時に、ストッパ部材等を別途設ける必要がなくなり、コストを低減することができる。
【００５６】
シャフト５５のx軸負方向側の内周には、アマチュア５４の呼吸孔540と連通する連通孔556が設けられている。溝551〜554と連通孔556は、軸方向に重なる部分αを有し、この重なる部分αによって溝551〜554と連通孔556が連通している。このようにシャフト５５に連通孔556を設けているため、アマチュア５４の軸心位置に呼吸孔540を設けた場合であっても、この呼吸孔540と空間A及び溝551〜554の両方とを効率的に連通することができる。
【００５７】
一方、溝551〜554と連通孔556との連通部分（重なる部分α）によって絞りを構成し、この連通部分αにおいて作動油等が流通可能な量を一定程度に抑制しているため、これがダンピング機能を発揮して振動を抑制し、外的要因により流通量が不安定になる場合でも、電磁弁１を安定して作動させることができる。
【００５８】
［実施例１の効果］
以下、実施例１から把握される本発明の電磁弁の効果を列挙する。
【００５９】
（１）軸方向に貫通する支持孔524が設けられ、コイル５１への通電により磁束が形成される固定鉄心（第1固定鉄心５２）と、軸方向に貫通する呼吸孔540が設けられ、固定鉄心（第1固定鉄心５２）に形成される磁束によって固定鉄心側に吸引されるアマチュア５４と、流体通路（油流路３１，３２等）を流通する作動油の流れを制御するスプール弁４と、支持孔524内に摺動自在に支持され、アマチュア５４の移動をスプール弁４（スプール弁体４１）に伝達する非磁性体のシャフト５５と、を備えた電磁弁１であって、シャフト５５の外周には、軸方向に延びる溝551〜554が設けられており、溝551〜554は呼吸孔540に連通していることとした。
【００６０】
よって、アマチュア５４の移動を円滑にして電磁弁１の応答性を向上しつつ、アマチュア５４の駆動制御を安定化できると同時に、磁気抵抗を低減できる、という効果を有する。
【００６１】
（２）溝551〜554は複数（４本）設けられていることとした。
【００６２】
よって、作動油ないし空気の流通をより促進でき、アマチュア５４の作動をより円滑にすることができる。また、シャフト５５の外周の潤滑をより促進でき、かつシャフト５５の慣性質量をより小さくして応答性を向上することができる。
【００６３】
（３）溝551〜554は、周方向等間隔に設けられていることとした。
【００６４】
よって、作動油ないし空気をバランスよく流通させ、シャフト５５やアマチュア５４等に余計な力が作用することを防止でき、電磁弁１の作動をより円滑にできる。
【００６５】
（４）シャフト５５におけるアマチュア５４との当接部には、支持孔524の内径よりも大きなフランジ部555が一体に設けられていることとした。
【００６６】
よって、シャフト５５をアマチュア５４等に固定しなくても、シャフト５５が倒れたり抜けたりすることを防止できる。
【００６７】
（５）フランジ部555は、アマチュア５４と固定鉄心（第1固定鉄心５２）との間に介在されることでスプール弁４のストッパとして機能することとした。
【００６８】
よって、ストッパ部材等を別途設ける必要がなくなり、コストを低減することができる。
【００６９】
（６）呼吸孔540は、アマチュア５４の軸中心に形成されていることとした。
【００７０】
よって、磁気吸引力をバランスよく作用させることができ、電磁弁１の作動を安定化できる。
【００７１】
（７）軸方向に貫通する支持孔524が設けられ、コイル５１への通電により磁束が形成される固定鉄心（第1固定鉄心５２）と、軸中心位置に軸方向に貫通する呼吸孔540が設けられ、固定鉄心に形成される磁束によって固定鉄心側に吸引されるアマチュア５４と、流体通路を流通する作動油の流れを制御するスプール弁４と、支持孔524内に摺動自在に支持され、アマチュア５４の移動をスプール弁４に伝達する非磁性体のシャフト５５と、を備えた電磁弁１であって、シャフト５５には、外周に開口する軸方向に延びる溝551〜554と、シャフト５５の軸方向一端側の内周に設けられた呼吸孔540と連通する連通孔556とが形成されており、溝551〜554と連通孔556は、軸方向に重なる部分αを有し、この重なる部分αによって溝551〜554と連通孔556が連通していることとした。
【００７２】
よって、上記（１）（６）と同様の効果のほか、アマチュア５４の軸心位置に呼吸孔540を設けた場合であっても、アマチュア５４がシャフト５５と当接する側の空間（空間A）及び溝551〜554と呼吸孔540とを効率的に連通することができるという効果を得ることができる。
【００７３】
（８）溝551〜554と連通孔556との連通部分αによってアマチュア５４のダンピング機能を有する絞りを構成することとした。
【００７４】
これにより振動を抑制し、電磁弁１を安定して作動させることができる。
【００７５】
（９）上記（８）において、シャフト５５におけるアマチュア５４との当接部には、外周側に延出するフランジ部555が設けられていることとした。
【００７６】
よって、さらに上記（４）と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
（１０）軸方向に貫通する支持孔524が設けられ、コイル５１への通電により磁束が形成される固定鉄心（第1固定鉄心５２）と、軸方向に貫通する呼吸孔540が設けられ、固定鉄心に形成される磁束によって固定鉄心側に吸引されるアマチュア５４と、流体通路を流通する作動油の流れを制御するスプール弁４と、支持孔524内に摺動自在に支持され、アマチュア５４の移動をスプール弁４に伝達する非磁性体のシャフト５５と、を備えた電磁弁１であって、シャフト５５は、外周の支持孔524との間の摺動範囲に作動油が保持される作動油保持部（溝551〜554）を有し、作動油保持部は、呼吸孔540に連通していることとした。
【００７８】
よって、摺動抵抗を下げてシャフト５５の作動をより円滑にできるとともに、シャフト５５及び第１固定鉄心５２の磨耗を減じることができる。
【００７９】
（１１）シャフト５５はアマチュア５４に対して径方向に移動可能に設けられていることとした。
【００８０】
よって、組み付け時にシャフト５５をアマチュア５４に圧入等により固定する工程を省略することができる。
【００８１】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００８２】
例えば、実施例１では、本発明の電磁弁を排気側のVTCに適用することとしたが、吸気側に適用してもよい。また、VTC以外の油圧制御装置に適用することとしてもよい。
【００８３】
実施例１では溝551〜554を４本設けたが、溝の数はこれに限られない。例えば、図９〜図１１は、シャフト５５の溝（溝と連通孔556との重なり部分）のバリエーション（変形例）であり、図６（a）と同様、図４のB-Bの位置におけるシャフト５５の軸直方向断面を示す。連通孔556の位置を破線で示す。図９で、溝は軸対称に２本設けられている。溝と連通孔556との重なり部分（絞りとなる流路断面積）は、実施例１よりも小さい。図１０で、溝は軸対称に３本設けられている。溝の断面積は実施例１より大きく、溝と連通孔556との重なり部分（絞りとなる流路断面積）も、実施例１より大きい。図１１で、溝は軸対称に５本設けられている。溝の断面積は実施例１より小さく、溝と連通孔556との重なり部分（絞りとなる流路断面積）も、実施例１より小さい。
すなわち、アマチュア５４のダンピング効果をもたらす絞りを連通孔556の大きさのみによって調整することは困難である。このため、図９〜図１１のように、溝の本数や大きさを変更することで同時に絞りを調整し、ダンピング機能を効果的に得ることとしてもよい。
【００８４】
実施例１ではシャフト５５をアマチュア５４と別体に設け、シャフト５５はアマチュア５４に対して分離可能に設置したが、シャフト５５をアマチュア５４に対して分離不能に設置してもよい。例えば、シャフト５５をアマチュア５４内に圧入等して固定することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１の電磁弁が適用された内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧供給回路である。
【図２】実施例１の電磁弁の軸方向における部分断面図である（OFF時）。
【図３】実施例１のシャフトの軸方向正面図である。
【図４】実施例１のシャフトの軸直方向側面図である。
【図５】図３のA-A断面を示す。
【図６】図４のB-B断面（a）とC-C断面（b）を示す。
【図７】実施例１の電磁弁の軸方向における部分断面図である（中間時）。
【図８】実施例１の電磁弁の軸方向における部分断面図である（完全ON時）。
【図９】他の実施例のシャフトの軸直方向断面を示す。
【図１０】他の実施例のシャフトの軸直方向断面を示す。
【図１１】他の実施例のシャフトの軸直方向断面を示す。
【符号の説明】
【００８６】
１  電磁弁
４  スプール弁
３１，３２  油流路（流体通路）
５１  コイル
５２  第1固定鉄心（固定鉄心）
５２４  支持孔
５４  アマチュア
５４０  呼吸孔
５５  シャフト
５５１〜５５４  溝
【図１】
2010071358.tif 000003
【図２】
2010071358.tif 000004
【図３】
2010071358.tif 000005
【図４】
2010071358.tif 000006
【図５】
2010071358.tif 000007
【図６】
2010071358.tif 000008
【図７】
2010071358.tif 000009
【図８】
2010071358.tif 000010
【図９】
2010071358.tif 000011
【図１０】
2010071358.tif 000012
【図１１】
2010071358.tif 000013