(57)【要約】【課題】コストアップすることなく、プランジャ２２の表面に鉄系異物が集積するのを防止し磁気特性の変動を抑えることができる電磁弁１を提供することにある。【解決手段】平板状の遮蔽部材６をスリーブ８とカラー５とで挟み支持することにより、空気／オイル混相流体が他端側内部１５から一端側内部２６へ流れ込むのを阻害する。さらに、遮蔽部材６の呼吸穴３８をカラー５の呼吸穴３２よりも内周側に存在させることにより、他端側内部１５と一端側内部２６との間の流路を迷路状にする。これにより、スプール弁２から電磁アクチュエータ３へ向かう流路における鉄系異物の沈殿が促進され、プランジャ２２の表面に集積される鉄系異物の量が低減する。この結果、コストアップすることなく、電磁弁１の磁気特性の変動を抑えることができる。【選択図】図１
2006029351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の入出力ポートが形成されたスリーブ、およびこのスリーブに摺動自在に支持され、軸方向に変位することにより前記入出力ポートを開閉するスプールを有するスプール弁と、
ソレノイドへの通電により磁気回路を構成するステータ、およびこのステータとの間に生じる磁気吸引力により軸方向一方側に駆動されるプランジャを有する電磁アクチュエータと、
前記スプールと前記プランジャとの間に設けられ、前記プランジャが受ける磁気吸引力を前記スプールに伝達し、前記スプールを軸方向一方側へ変位させるシャフトと、
前記スプールと前記プランジャとの間に配置され、前記シャフトを摺動自在に支持するカラーと、
前記スプールと前記カラーとの間に配置され、前記流体が前記スプール弁から前記電磁アクチュエータの方へ流れるのを阻害する遮蔽部材と
を備えた電磁弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁弁において、
前記カラーおよび前記遮蔽部材は、各々に、前記プランジャおよび前記シャフトの変位に伴って吸排気を行う呼吸穴が形成され、
前記遮蔽部材の呼吸穴は、前記カラーの呼吸穴よりも内周側に形成されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁弁において、
前記カラーおよび前記遮蔽部材は、各々に、前記プランジャおよび前記シャフトの変位に伴って吸排気を行う呼吸穴が形成され、
前記カラーの呼吸穴は、前記カラーの一端側で前記遮蔽部材の呼吸穴よりも外周側に開口し、前記カラーの他端側で前記カラーの一端側の開口部よりも内周側に開口し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、電磁アクチュエータにより作動し、流路の切替を行う電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
従来より、各種の流体回路が形成されたボディ等に嵌挿され、流路の切替を行う電磁弁が公知である。この電磁弁は、例えば、エンジンのバルブ可変タイミング装置（以下、ＶＶＴと呼ぶ）の可変要素に油圧を供給する油圧回路が形成されたボディに嵌挿され、オイルの流れを切り替えるオイルフローコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと呼ぶ）として油路の切替を行う。
【０００３】
従来の電磁弁１００は、図４に示すように、ボディ等に嵌挿され各種流路と連結されるスプール弁１０１と、スプール弁１０１を磁気吸引力により作動させる電磁アクチュエータ１０２とを備える。そして、スプール弁１０１は、流体の入出力ポート１０３が形成されたスリーブ１０４、およびスリーブ１０４に摺動自在に支持され、軸方向に変位することにより入出力ポート１０３を開閉するスプール１０５を有し、電磁アクチュエータ１０２は、ソレノイド１０６への通電により磁気回路を構成するステータ１０７、およびステータ１０７との間に生じる磁気吸引力により軸方向一方側（図示左方側）に駆動されるプランジャ１０８を有する。
【０００４】
また、スプール１０５とプランジャ１０８との間には、プランジャ１０８が受ける磁気吸引力をスプール１０５に伝達し、スプール１０５を軸方向一方側へ変位させるシャフト１０９が設けられ、さらにスプール１０５とプランジャ１０８との間には、シャフト１０９を摺動自在に支持するカラー１１０が配置されている。なお、プランジャ１０８は非磁性材料からなるカップ１１１に収容され、プランジャ１０８とステータ１０７との吸引密着による作動不能が防止されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そして、ソレノイド１０６へ通電が行われると、プランジャ１０８とステータ１０７との間に磁気吸引力が発生し、プランジャ１０８が軸方向一方側へ駆動される。これに伴いシャフト１０９およびスプール１０５が軸方向一方側へ変位し、入出力ポート１０３の連通状態が変化することで流路が切り替わる。
【０００６】
また、カラー１１０、プランジャ１０８およびスリーブ１０４には、各々に、プランジャ１０８、シャフト１０９およびスプール１０５の変位に伴って吸排気を行う呼吸穴１１２、１１３、１１４が形成されている。そして、呼吸穴１１２、１１３では、スプール弁１０１から漏出した流体と空気とが混相状態で流動している。なお、呼吸穴１１４では、大気圧のエンジン内部とスリーブ１０４の内部との間の吸排気が行われている。
【０００７】
〔従来技術の不具合〕
しかし、呼吸穴１１２、１１３を流動する流体は、磁気回路をなすプランジャ１０８とステータ１０７との間にも流れ込む。このため、流体に含まれる鉄系異物がプランジャ１０８の表面に集積し、電磁弁１００の磁気特性が変動する虞がある。磁気特性が変動すると、ソレノイド１０６への通電量とスプール１０５の変位量との相関が変動し、流路切替に支障が発生する。
【０００８】
なお、電磁弁１００を、ＶＶＴのＯＣＶに用いる場合、鉄系異物の集積に対し、ボディやカムシャフト等の洗浄レベルを上げることにより異物量を低減する、または、鉄系異物の集積量を見込んでプランジャ１０８の外径およびカップ１１１の内径を高精度に仕上げる、といった対策が考えられる。しかし、いずれの対策もコストアップになる。
【特許文献１】特開２００１−１０８１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、コストアップすることなく、プランジャの表面に鉄系異物が集積するのを防止し磁気特性の変動を抑えることが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】
【００１０】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の電磁弁では、スプールとカラーとの間に、流体がスプール弁から電磁アクチュエータの方へ流れるのを阻害する遮蔽部材が配置されている。
これにより、流体に含まれる鉄系異物は、流体が電磁アクチュエータに浸入する前に沈殿しやすくなる。この結果、スプールとカラーとの間に遮蔽部材を配置するという、簡易かつ安価な構成により、プランジャの表面に集積される鉄系異物の量を低減することができ、電磁弁の磁気特性の変動を抑えることができる。
【００１１】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の電磁弁では、遮蔽部材の呼吸穴が、カラーの呼吸穴よりも内周側に形成されている。
これにより、スプール弁から電磁アクチュエータへ向かう流路が迷路状になるので、スプール弁から電磁アクチュエータへ向かう流体の流れがさらに阻害される。この結果、スプール弁から電磁アクチュエータへ向かう流路における鉄系異物の沈殿を促進することができるので、プランジャの表面に集積される鉄系異物の量をさらに低減することができる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の電磁弁では、カラーの呼吸穴が、カラーの一端側で遮蔽部材の呼吸穴よりも外周側に開口し、カラーの他端側でカラーの一端側の開口部よりも内周側に開口している。
これにより、遮蔽部材の呼吸穴とカラーの呼吸穴とは、確実に迷路を形成するので、スプール弁から電磁アクチュエータへ向かう流路における鉄系異物の沈殿が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
最良の形態１の電磁弁は、流体の入出力ポートが形成されたスリーブ、およびスリーブに摺動自在に支持され、軸方向に変位することにより入出力ポートを開閉するスプールを有するスプール弁と、ソレノイドへの通電により磁気回路を構成するステータ、およびステータとの間に生じる磁気吸引力により軸方向一方側に駆動されるプランジャを有する電磁アクチュエータと、スプールとプランジャとの間に設けられ、プランジャが受ける磁気吸引力をスプールに伝達し、スプールを軸方向一方側へ変位させるシャフトと、スプールとプランジャとの間に配置され、シャフトを摺動自在に支持するカラーと、スプールとカラーとの間に配置され、流体がスプール弁から電磁アクチュエータの方へ流れるのを阻止する遮蔽部材とを備える。また、カラーおよび遮蔽部材は、各々に、プランジャおよびシャフトの変位に伴って吸排気を行う呼吸穴が形成され、遮蔽部材の呼吸穴は、カラーの呼吸穴よりも内周側に形成されている。
【００１４】
最良の形態２の電磁弁では、カラーの呼吸穴が、カラーの一端側で遮蔽部材の呼吸穴よりも外周側に開口し、カラーの他端側でカラーの一端側の開口部よりも内周側に開口している。
【実施例１】
【００１５】
〔実施例１の構成〕
実施例１の電磁弁１の構成を図１および図２に基づいて説明する。
電磁弁１は、例えば、ＶＶＴの可変要素に油圧を供給する油圧回路が形成されたボディに嵌挿され、ＯＣＶとして油路の切替を行う。この電磁弁１は、図１に示すように、ボディに嵌挿され各種の油路と連結されるスプール弁２と、スプール弁２を磁気吸引力により作動させる電磁アクチュエータ３と、電磁アクチュエータ３からスプール弁２に磁気吸引力を伝達するシャフト４と、シャフト４を摺動自在に支持するカラー５と、カラー５の一端側に配置される遮蔽部材６とを備える。
【００１６】
スプール弁２は、流体の入出力ポート７が形成されたスリーブ８、およびスリーブ８に摺動自在に支持され、軸方向に変位することにより入出力ポート７を開閉するスプール９を有する。
【００１７】
スリーブ８は、一端側にスプリング１３を内蔵している。そして、スプリング１３は、スプール９の一端側に当接し、スプール９を軸方向他方側（図示右方側）へ付勢する。また、スリーブ８は、他端側に呼吸穴１４が形成されている。そして、呼吸穴１４は、電磁アクチュエータ３の作動に伴い、大気圧のエンジン内部とスリーブ８の他端側内部１５との間で吸排気を行う。
【００１８】
スプール９は、スリーブ８の内径に略一致する外径を有し、スリーブ８の内周を摺動する複数の大径部１７と、各大径部１７の間に形成される小径部１８とを有する。そして、小径部１８を介して入出力ポート７が連通する。
【００１９】
電磁アクチュエータ３は、ソレノイド２０への通電により磁気回路を構成するステータ２１、およびステータ２１との間に生じる磁気吸引力により軸方向一方側（図示左方側）に駆動されるプランジャ２２を有する。
【００２０】
ステータ２１は、スリーブ８とソレノイド２０との間に配置される略円環板状の磁性体金属であり、ステータ２１の内周部２３とプランジャ２２との間には、図２に示すようにギャップＧが形成される。なお、内周部２３は、プランジャ２２の変位量に対し磁気吸引力が変化しないように、テーパ状に形成されている。
【００２１】
プランジャ２２は、ステータ２１に磁気吸引される略円柱状の磁性体金属であり、ステータ２１の内側に配置されるカップ２４に軸方向へ摺動自在に収容されている。なお、カップ２４は、非磁性体金属であり、プランジャ２２とステータ２１とが磁気吸引により密着しプランジャ２２が変位不能になるのを防止している。また、プランジャ２２には軸方向に貫通する呼吸穴２５が形成され、カップ２４の一端側内部２６と他端側内部２７との間で吸排気を行う。
【００２２】
ソレノイド２０は、樹脂性のボビン２８に装着された巻回コイルである。ソレノイド２０の内側には、カップ２４に収容されたプランジャ２２が配置されている。ソレノイド２０の外側および他端側は磁性体金属のヨーク２９で覆われ、磁束が通過する。また、ヨーク２９の一端側先端はかしめられスリーブ８に結合し、これにより、スプール弁２と電磁アクチュエータ３とが強固に結合している。なお、スプール弁２と電磁アクチュエータ３との結合部には、シール用のＯリング３０が介在する。
【００２３】
シャフト４は、スプール９とプランジャ２２との間に介在し、プランジャ２２が受ける磁気吸引力をスプール９に伝達し、スプール９を軸方向一方側へ変位させる。なお、スプール９、シャフト４およびプランジャ２２は、各々、別体であってもよく、これら３つの内の２つが一体に成形されていてもよく、３つ全てが一体に成形されていてもよい。
【００２４】
カラー５は、他端側がカップ２４に嵌挿され、スプール９とプランジャ２２との間に配置されている。また、カラー５の外周側には軸方向に貫通する呼吸穴３２が形成されている。呼吸穴３２は、流体を軸方向に通過させ、カップ２４の一端側内部２６とスリーブ８の他端側内部１５との間で吸排気を行う。また、カラー５の一端側には筒部３４が形成され、筒部３４の内部は流体を径方向に通過させる流動部３５をなす。
【００２５】
遮蔽部材６は、スプール９とカラー５との間に配置される平板状の部材であり、より具体的には、外周縁部がスリーブ８とカラー５とで挟まれ支持されている円環板状の部材である。また、遮蔽部材６の内側にはシャフト４が配置され、シャフト４の外周面と遮蔽部材６の内周縁との間に隙間が形成されている。この隙間は、呼吸穴３２とともに、流体を軸方向に通過させ、カップ２４の一端側内部２６とスリーブ８の他端側内部１５との間で吸排気を行う呼吸穴３８である。なお、呼吸穴３８と呼吸穴３２とは流動部３５により連結され、一端側内部２６と他端側内部１５との間では、吸排気のいずれの場合でも、流体が軸方向→径方向→軸方向に流れる。このように、カップ２４の一端側内部２６とスリーブ８の他端側内部１５との間の流路は迷路状になっている。これにより、遮蔽部材６は、流体がスプール弁２から電磁アクチュエータ３の方へ流れるのを阻害する。
【００２６】
〔実施例１の作用〕
実施例１の電磁弁１の作用を説明する。
ソレノイド２０へ通電が行われると、プランジャ２２、ステータ２１およびヨーク２９に磁束が通され、磁気回路が構成される。これにより、ステータ２１とプランジャ２２との間に磁気吸引力が発生し、プランジャ２２は軸方向一方側へ駆動される。この磁気吸引力は、シャフト４を介してスプール９に伝達され、スプール９はスプリング１３の付勢力に抗して軸方向一方側へ変位する。また、通電量の低減により磁気吸引力が低下したり、通電の停止により磁気吸引力が消滅したりすると、スプリング１３の付勢力により、スプール９は軸方向他方側へ変位する。このようにして、入出力ポート７の連通状態が切り替わる。
【００２７】
このようなスプール９の変位に伴い、呼吸穴２５はカップ２４の一端側内部２６と他端側内部２７との間で吸排気を行い、呼吸穴３２、３８は一端側内部２６とスリーブ８の他端側内部１５との間で吸排気を行い、呼吸穴１４は他端側内部１５とエンジン内部との間で吸排気を行う。なお、吸排気される空気は、スプール弁２から漏出したオイルと混相状態になっており、空気／オイル混相流体として流動している。
【００２８】
〔実施例１の効果〕
実施例１の電磁弁１では、平板状の遮蔽部材６が、スリーブ８とカラー５とで挟まれ支持され、空気／オイル混相流体が他端側内部１５から一端側内部２６へ流れ込むのを阻害している。
これにより、空気／オイル混相流体は電磁アクチュエータ３の方に流れるのを阻害される。このため、空気／オイル混相流体に含まれる鉄系異物は、空気／オイル混相流体が電磁アクチュエータ３に浸入する前に沈殿しやすくなる。この結果、スプール９とカラー５との間に平板状の遮蔽部材６を配置する（より具体的には、平板状の遮蔽部材６をスリーブ８とカラー５とで挟み込んで支持する）という、簡易かつ安価な構成により、プランジャ２２の表面に集積される鉄系異物の量を低減することができ、電磁弁１の磁気特性の変動を抑えることができる。
【００２９】
実施例１の電磁弁１では、遮蔽部材６の呼吸穴３８は、カラー５の呼吸穴３２よりも内周側に存在する。
これにより、他端側内部１５と一端側内部２６との間の空気／オイル混相流体の流路は迷路状になる。この結果、スプール弁２から電磁アクチュエータ３へ向かう流路における鉄系異物の沈殿を促進することができるので、プランジャ２２の表面に集積される鉄系異物の量をさらに低減することができる。
【実施例２】
【００３０】
実施例２の電磁弁１では、図３に示すように、遮蔽部材６の外周縁部よりも内周側の部分が軸方向一端側へ膨出する膨出部４０をなす。そして、膨出部４０の内部が、流体を径方向に通過させる流動部３５をなす。すなわち、実施例２では、カラー５に筒部３４を設けて流動部３５を形成するのではなく、遮蔽部材６に膨出部４０を設けて流動部３５を形成している。また、カラー５の呼吸穴３２は、カラー５の一端面から他端面に向かい斜め（すなわち、外周側から内周側）に形成されている。このため、カラー５の呼吸穴３２は、カラー５の一端面で遮蔽部材６の呼吸穴３８よりも外周側に開口し、カラー５の他端面でカラー５の一端面の開口部４２よりも内周側に開口している。この結果、呼吸穴３２、３８と流動部３５とが迷路状に連結されるので、スプール弁２から電磁アクチュエータ３へ向かう流路における鉄系異物の沈殿が促進される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は電磁弁の部分断面図であり、（ｂ）はカラーの正面図であり、（ｃ）はカラーの部分断面図であり、（ｄ）はカラーの背面図である（実施例１）。
【図２】ステータとプランジャとの間のギャップを示す説明図である。
【図３】（ａ）は電磁弁の部分断面図であり、（ｂ）はカラーの正面図であり、（ｃ）はカラーの部分断面図であり、（ｄ）はカラーの背面図である（実施例２）。
【図４】（ａ）は電磁弁の部分断面図であり、（ｂ）はカラーの正面図であり、（ｃ）はカラーの部分断面図であり、（ｄ）はカラーの背面図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３２】
１    電磁弁
２    スプール弁
３    電磁アクチュエータ
４    シャフト
５    カラー
６    遮蔽部材
７    入出力ポート
８    スリーブ
９    スプール
２０  ソレノイド
２１  ステータ
２２  プランジャ
３２  呼吸穴
３８  呼吸穴
４２  開口部
【図１】
2006029351.tif 000003
【図２】
2006029351.tif 000004
【図３】
2006029351.tif 000005
【図４】
2006029351.tif 000006