(57)【要約】【課題】  流体の流量を切り替える電磁弁を構成する部材であって複数の可動部材（シャフト及びプランジャ）を簡単な手段で高精度に支持する。【解決手段】  一端側がプランジャ１１内部に挿入固定されていてプランジャ１１の駆動動作をスプール２に伝達するシャフト１３と、シャフト１３のみを支持することとし、上記シャフト１３の一端側からプランジャ１１の内部に至る領域でパイプ状をした第１筒部１６ａを用いてシャフト１３を摺動可能に支持した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体の給排を行う複数のポートが形成されたハウジングと、磁気回路及びこの磁気回路により駆動されるプランジャを収めたソレノイド部と、上記ハウジング内を移動しこの移動量に応じて上記ポートを介して流れる作動流体の給排量を規定するスプールと、一端側が上記プランジャに固定され該プランジャの駆動動作を上記スプールに伝達するシャフトと、上記プランジャの内部に至るパイプ状をした第１筒部を有し該シャフトを支持する支持手段とを備えた電磁弁。
【請求項２】
上記支持手段の一端側に上記第１筒部の軸心と直交する板状の折曲部を有し、この折曲部は上記ハウジングと上記ソレノイド部の不動部材間に挟まれて固定されていることを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
上記支持手段は、上記折曲部からさらに上記第１筒部と同心でかつ該第１筒部を包囲するようにして折り返された如き筒状の第２筒部を有することを特徴とする請求項２記載の電磁弁。
【請求項４】
上記支持手段の一端側に位置する上記折曲部と上記支持手段の他端側に位置する上記第２筒部の端部が、上記ソレノイド部内の不動部材に押し付けられて固定されていることを特徴とする請求項３記載の電磁弁。
【請求項５】
板状の非磁性材をプレス加工により筒状に成形して得た部材を上記支持手段としたこと特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、作動流体の流量および給排を切り替える電磁弁に関する。
する。
【背景技術】
【０００２】
この電磁弁は磁気的な力により往復移動させられるプランジャや、このプランジャの動きを弁部に伝えるシャフトなどを有する。これらプランジャやシャフトは電磁弁を駆動する際に軸長手方向に一体的に往復動するため、軸支持手段が必要となる。
【０００３】
これまで、様々な軸支持手段を使用した電磁弁が知られている。例えば、（ａ）プランジャ組立体の軸部を、ベース部材に形成されていて軸部外径より若干大きく設定されたガイド孔で支持する構造がある（例えば、特許文献１参照）。また、（ｂ）プランジャ外周と軸部の両方をそれぞれ別のガイドで摺動支持する構成例や、また、１つのガイドでプランジャの外周側面と、プランジャに固定されたシャフト（ロッド）の外周面を摺動可能に支持する構造例がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、上記（ａ）の公知技術では、プランジャ部から完全に外れた軸部を支持するだけでプランジャ組立体部分の支持がないので支持が不安定であり磁気発生力が傾いた際の軸支持部にかかる抵抗が大きく摺動異常に至る可能性が高いことが考えられる。また、上記（ｂ）の公知技術は、前者の構造例（特許文献２の図２、４）ではプランジャの外周と軸部の両方をそれぞれ別のガイドで摺動支持するために部品間の積み上げ公差により、それぞれの同軸を確保することが困難であるため摺動異常が懸念されるし、後者の構造例（特許文献２の図３）では小径のシャフト（ロッド）外周面と大径のプランジャ外周面の２つの支持箇所を１つのガイド（支持手段）で支持するもので、このガイドによる支持箇所が異なる径であるため、加工や、組み立ての積み上げ誤差を含んだ箇所を支持することになり支持精度を上げることが困難であり、摺動異常に結びつきやすい。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８０９３５号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、従来技術では、２つの可動部材のうちの一方しか支持がないため支持が不安定であったり、或いは、加工や、組み立ての積み上げ誤差を含んだ箇所を支持するため同軸精度など支持精度の向上が困難であり、摺動部に異常を生じる可能性がある。
【０００７】
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、簡易な構造で、軸受け性能を向上し摺動性に優れた軸受構造をもつ電磁弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る電磁弁は、一端側がプランジャ内部に挿入固定されていてプランジャの駆動動作をスプールに伝達するシャフトを該シャフトのみを支持手段で支持することとし、上記シャフトの一端側からプランジャの内部に至るパイプ状をした第１筒部でシャフトを摺動可能に支持した構成である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、シャフトだけをシャフトの一端側からプランジャの内部にわたり共通に支持するので、部材間の誤差積み上げを最低限にすることができ、軸受け性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による電磁弁の断面図であり、図２は右側面図、図３は図１のＡ−Ａ矢印断面図である。これらの図において、電磁弁１００は流体の流量および給排を切り替える弁であり、大別してハウジング１とソレノイド部４０からなる。
【００１１】
ハウジング１は筒構造をしていて、その外径部には作動流体の給排を行う複数のポートが形成されている。本例は内燃機関のバルブタイミング制御用オイル流量調整電磁弁であり、略円筒形状の外周スリーブ面に開口し図示しないオイルポンプからの作動油の供給を受ける被供給ポート５１、作動油を図示しない油圧アクチュエータの進角側油圧室へ供給するための進角側供給ポート５２、作動油を油圧アクチュエータの遅角側油圧室へ供給するための遅角側供給ポート５３、進角側油圧室から作動油を排出する進角側ドレンポート５４、遅角側油圧室からの作動油を排出する遅角側ドレンポート５５、後述するスプールの両端部に生じる漏出油による圧力やスプール移動時のエア圧力を大気へ開放する２つの端部ドレンポート５６、５７が形成されている。
【００１２】
また、ハウジング１の内径部には各油の通路を形成するための複数の仕切り部５８が形成されている。さらに、図１中で右側、ソレノイド部４０に結合固定される側の端部には、外周スリーブ面よりも大きな径を有する大径基端部５９が形成されている。この大径基端部５９は後述するプレート１４と重ねられて、ケーシング４の端部を折り曲げた折り曲げ片４ｆによりかしめられてケーシング４と一体化されている。
【００１３】
ハウジング１の内部にはスプール２が軸方向、図１中で左右方向に移動可能に嵌合している。スプール２は軸方向の長さが短い円柱状の複数のランド部６０と、２つのランド部６０間に位置し、該ランド部６０から括れた小径の複数の凹部６１とを有している。スプール２が軸方向に移動し、その移動量に応じて、ランド部６０および凹部６１も変位して上記各ポートとの関係位置が変わり、上記した各ポートの開度が変わることによって上記ポートを介して流れる作動流体の給排量が変わる。こうして、スプール２の移動量で作動流体の給排量が規定され、油圧アクチュエータへの供給油量と排出油量が調節される。
【００１４】
図１において、スプール２の左端部とハウジング１との間には伸張性のコイル状をしたスプリング３が介装されていて、スプール２は常時このスプリング３により右側、つまり、ソレノイド４０側に付勢されている。シャフト１３はその一端側がプランジャ１１と一体化されている。プランジャ１１の駆動時における動作はシャフト１３を介してスプール２に伝達される。
【００１５】
次に、磁気回路及びこの磁気回路により駆動されるプランジャ等を収めたソレノイド部４０の構造について説明する。図２、図３にも示すとおり、ケーシング４は磁気回路を構成する略円筒状の容器である。該ケーシング４の外周面部には本電磁弁をエンジンのシリンダヘッド等への取り付けの際に、ボルト等により締結するためのブラケット１８が溶接等の手段により固定されている。
【００１６】
図１に示すようにソレノイド部４０の軸方向の右端部は、ケーシング４の端部が内側に折り曲げられている。この折り曲げられた部位を折り曲げ部４ａとすると、折り曲げ部４ａに抜け止めされるようにしてコイル体５の本体部がＯリング１９を介して収容されている。コイル体５の本体部であってその左端部はプレート１４に接している。プレート１４および大径基端部５９はケーシング４の端部に設けられた折り曲げ片４ｆを折り曲げ、かしめることでケーシング４内に保持されている。
一方、ケーシング４の右端部に設けられた折り曲げ部４ａの端部には円形の打ち抜き穴が形成されていて、さらに、この打ち抜き穴には少なくとも１つの切り欠き部４ｂ（図２参照）が形成されている。
【００１７】
コイル体５は、ケーシング４から外部に突出したコネクタ部６を有し、ケーシング４の内部にはボビン７、コイル８等のコイル体の本体部が位置していて、コイル外装部５ａが樹脂モールド成形により一体的に形成されている。コイル体５にはボビン７、コイル８、ターミナル９、及び後述するコア１０がそれぞれインサート成形されている。ボビン７はコイル８が巻線される巻線部７ａとターミナル９の挿入部７ｂから概略構成されている。
【００１８】
コア１０は磁気回路構成部品であり、つば部１０ａと筒部１０ｂとから構成されている。つば部１０ａにはボビン７のターミナル挿入部７ｂが挿入される切り欠き部１０ｃ（図３参照）と樹脂通し改善のための複数の切り欠き部が形成されている。
筒部１０ｂにはその内周部でプランジャ収容部１０ｄが形成されていて、このプランジャ収容部１０ｄの周面部には油抜き用の複数の凹部１０ｅ（図１および図３参照）が形成されている。
【００１９】
可動子であるプランジャ１１は筒状をしていて、プランジャ収容部１０ｄに収容されていて、軸方向に移動可能である。ここで、コア１０とプランジャ１１との間にはある程度のクリアランスがとってあり、プランジャ１１は第１筒部１６ａで支持されたシャフト１３と一体に可動である。プランジャ１１は、コア１０が設けられた側と反対側に磁気吸引部１１ａを有している。この磁気吸引部１１ａには非磁性部材（例えばゴム）１２が圧入固定もしくは焼付け固定されており、磁気吸引力によりプランジャ１１がボス１５に向けて移動する際に、プランジャのストップ部となる。
【００２０】
プランジャ１１はその中心に穴が形成されていて、この穴に非磁性材料で形成されたシャフト１３が圧入固定されている。こうして、シャフト１３はプランジャ１１と一体化されているので、プランジャ１１の動作と共に軸方向に移動可能でその一方の端面がスプール２の端面と常時当接していて、スプール２もシャフト１１と一体的に軸方向に移動可能になっている。
【００２１】
コイル体５への通電をオフにするとスプリング３の力でスプール２が押動され、それに伴いシャフト１３を介してプランジャ１１も右方に移動させられる。そこで、その移動停止の位置規制が必要となる。
コア１０には、プランジャ１１の上記一方の位置規制を行う非磁性体で形成されたストッパ２０が圧入により固定されている。また、プランジャ１１の軸方向両端面にはそれぞれ、当接時の吸着を防止するための非磁性材料が固定されている。本例ではゴムを焼き付けて固定している。
【００２２】
図１において、ケース４の軸方向左端部には、その内周面部に全周にわたる段部である全周段部４ｃが形成されている。この全周段部４ｃには磁気回路を構成するドーナツ型のプレート１４の外周面１４ａが全周段部４ｃの全周にわたり当接して取り付けられている。プレート１４の中央部に形成された穴部の内周面１４ｂにはボス１５が圧入固定されている。
【００２３】
ボス１５は略筒状をしていて、プレート１４側の圧入側とは反対側の端面部には座ぐり加工で形成した如き有底円形凹部１５ｄが形成されていて、この有底円形凹部１５ｄに磁気吸引部１５ａと、プランジャ対向面１５ｂが形成されている。ボス１５の内径部１５ｃには、非磁性材料で形成された支持手段１６の略パイプ状の第１筒部１６ａがボス１５と同軸に挿入されている。
【００２４】
ここで、第１筒部１６ａの右方の先端部は、プランジャ１１の磁気吸引側内周に形成された拡径部１１ｂに入り込むように形成されている。拡径部１１ｂはプランジャ１１に挿入固定されたシャフト１３の挿入時の入り口近傍領域でシャフト１３より大径でかつ、同心に形成された穴であり、挿入可能なクリアランスで第１筒部１６ａが入り込める内径寸法を有している。
【００２５】
この拡径部１１ｂ内を利用して第１筒部１６ａがプランジャ１１の内側まで入り込むことで、プランジャ１１がシャフト１３を介して第１筒部１６ａで支持され、プランジャ１１の磁気吸引部１１ａをも摺動支持することができ、磁気偏心力等によりプランジャ１１と一体のシャフト１３に傾き（偏心荷重）が作用したときでも、支持点と荷重点が同部位のため、常に軸受としての第１筒部１６ａには鉛直方向の荷重しか作用しない。従って、作用点が異なり第１筒部１６ａとシャフト１３が点、線当たりになるのを防止することができ、常にシャフト１３を安定して支持することができる。
【００２６】
第１筒部１６ａは、シャフト１３のみを支持するもので、シャフト１３の一端側からプランジャ１１の内部に至るパイプ状の部材であり、この第１筒部１６ａでシャフト１３を摺動可能に支持している。より詳しくいえば、シャフト１３の一端側つまり、ボス１５で包囲された部位からプランジャ１１の内部に至る領域でシャフト１３を支持するのであり、単一の部材で同一のシャフト１３を支持するのあるから、部材間の誤差積み上げを最低限にすることができ、軸受け性能が向上する。
【００２７】
第１筒部１６ａは、以下に述べるように支持手段１６の一部である折曲部１６ｂを一体に構成してこの折曲部１６ｂを用いて第１筒部１６ａをソレノイド部４０に固定することで格別の利益を得るが、部材間の誤差積み上げを最低限にするという利益を得るのであれば、第１筒部１６ａだけの構成で折曲部１６ｂを用いずに、例えば第１筒部１６ａの外周部をボス１５の内周部に固定する構成でもよい。
【００２８】
本例の支持手段１６は、第１筒部１６ａの左端部に当該第１筒部１６ａの軸線と直交する円板状の折曲部１６ｂを形成していて、第１筒部１６ａの外径部がボス１５に形成された穴の内径部１５ｃと挿入関係にあり、第１筒部１６ａの内径部でシャフト１３を軸方向に摺動可能に支持している。
【００２９】
第１筒部１６ａと一体の折り曲げ部１６ｂはプレート１４と大径基端部５９との間にオイル漏れ防止のためのＯリング１７の弾性を利用して挟持固定されている。この挟持固定は、コイル体５、プレート１４、大径基端部５９等を折り曲げ部４ａと折り曲げ片４ｆとで挟持した構成によって保持されている。ここで、プレート１４は、磁気回路構成部品との軸心が確保される様構成されている。即ちプレート１４は、外周面１４ａとケーシング４の全周段部４ｃ及び、内周面１４ｂとボス１５の圧入部で同軸的かつ鉛直に挿入固定され、一方ケーシング４の折曲げ部側とコア１０のつば部１０ａの外周で同軸的に挿入固定されることで、プレート１４は磁気回路を構成するコア１０、ボス１５との軸心が確保されている。
【００３０】
そこで、板状の折曲部１６ｂが当該電磁弁の不動部材たるプレート１４に密着させられて取り付け状態が保持されることで、第１筒部１６ａも磁気回路構成部品との直角度、平行度が確保され、磁気偏心力によるプランジャ１１即ちシャフト１３の傾きに対しても、優れた軸受け性能を得ることができる。
さらに、上記折曲部１６ｂと密着する不動部材が、ハウジング１（大径基端部５９）とケース４（プレート１４）であり、これらハウジング１とソレノイド部４０間で折曲部が挟持されて取り付け状態が保持されることで、安定した保持状態を維持することができる。
【００３１】
図１、図４、図５を参照しつつ、電磁弁非駆動時と駆動時におけるシャフト及びプランジャ支持の態様を説明する。図１、図４において、電磁弁はコイル８への通電がオフの状態であり、スプリング３の弾性によりスプール２、シャフト１３、プランジャ１１は一体的に右行してプランジャ１１がストッパ２０に当接している。このとき、非磁性材部１２はプランジャ対向面１５ｂから離間している。また、拡径部１１ｂにおいて第１筒部１６ａの端部は深さが浅い方向に移動しているものの、第１筒部１６ａは拡径部１１ｂ内に位置し、このとき、拡径部１１ｂは軸方向で右方に第１筒部１６ａの進入を許容する余裕寸法を有している。
【００３２】
図４において、コイル８への通電がオンになると、スプリング３の弾性に抗して磁気的な力によりプランジャが左行する。このとき、第１筒部１６ａの先端部がプランジャ１１内でシャフト１３を支持しているので、動作において、プランジャ１１の振れが防止される。スプール２、シャフト１３、プランジャ１１は一体的に左行して、図５に示すように非磁性部１２がプランジャ対向面１５ｂに当接するまで移動する。この過程でシャフト１３は第１筒部１６ａ内部を摺動し、また、第１筒部１６ａは拡径部１１ｂ内に進入する。
以上のように、この実施の形態１によれば、パイプ状の支持手段でシャフトのみを摺動支持するので、部品間の誤差種上げを最低限にすることができる。また、支持手段の折り曲げ部をプレートとハウジングで挟持固定したので、製品軸心に対し、ガイド同軸度と直角度を確保することができ、軸受け性能が向上する。支持手段の先端部は、プランジャの内周に入り込み延長されているので、プランジャ磁気吸引部を含めた部位まで支持することができ、偏心荷重に対する摺動抵抗低減が可能となる。
【００３３】
実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２による電磁弁２００の断面図であり、すでに説明した図１〜図４に示した構成と共通の部分を含んでいるので、共通部分については同じ符号を付して説明は省略する。
【００３４】
図６において、本例における支持手段１６０は、シャフト１３のみを支持する支持部であってシャフト１３の一端側からプランジャの内部に至るパイプ状をした非磁性材料からなる第１筒部１６０ａを有しており、この第１筒部１６０ａでシャフト１３を摺動可能に支持する。また、支持手段１６０は第１筒部１６０ａの軸心と直交する板状の折曲部１６０ｂを有し、この折曲部１６０ｂが当該電磁弁２００の不動部材であるボス１５に形成された有底円形凹部１５ｄの底部に密着させられて取り付け状態が保持され、さらに、該折曲部１６０ｂの先に、第１筒部１６０ｂと同心でかつ該第１筒部１６０ｂを包囲するようにして折り返された如き筒状の第２筒部１６０ｃを一体に有し、この第２筒部１６０ｃ内にプランジャ１１が可動に保持されている。
【００３５】
このように、本例の支持手段１６０は、第１筒部１６０ａ、折曲部１６０ｂ、第２筒部１６０ｃの３つの構成部からなり、第１筒部１６０ａは、前記実施の形態１と同様に、シャフト１３のみを支持しシャフト１３の一端側からプランジャ１１の内部に至るパイプ状をした部材であり、この第１筒部１６ａでシャフト１３を摺動可能に支持している。
【００３６】
つまり、第１筒部１６０ａによって、シャフト１３の一端側からプランジャ１１の内周部に至る領域でシャフト１３を支持するのであり、単一の支持手段を用いて同一のシャフト１３を支持するのであるから、部材間の誤差積み上げを最低限にすることができ、軸受け性能が向上する。
【００３７】
本例の支持手段の固定方法につい説明する。本例の支持手段の一端側に位置する折曲部１６０ｂと、他端側に位置する第２筒部１６０ｃの端部とを、ソレノイド部４０内の不動部材、例えば、ボス１５とストッパ２０とに密着させて挟んで固定する。
【００３８】
以上のように、この実施の形態２においても、ボス１５における折曲部１６０ｂとの密着面を構成する有底円形凹部１５ｄの底面部をシャフト１３の軸心との直角度が確保されるよう構成し、かつ、折曲部１６０ｂを当該電磁弁の不動部材たるボス１５の上記底面部に密着させて取り付けることで、第１筒部１６０ａもシャフト１３の軸心との精度（平行度）が確保される。
なお、このように挟んで固定するのでなく、例えば、第２筒部１６０ｃの外周部をコア１０の内径部に嵌合させた上で該第２筒部１６０ｃの端部をストッパ２０に形成した段部に係合させて固定することもできる。
【００３９】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３における支持手段１６、図８は実施の形態３における支持手段１６０の各外観斜視図を示す。これら各支持手段の形状は何れも筒形状をしており、板状の非磁性材をプレス加工により筒状に成形して得ることとする。かかるプレス加工によれば、シャフト１３との摺動部の表面硬度をシャフト１３と同等レベルに加工することができ、表面処理を別途行うことなく、耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態1による電磁弁の全体を示す断面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１における矢印Ａ−Ａ断面図である。
【図４】実施の形態1による電磁弁の要部を拡大して示した断面図である。
【図５】実施の形態1による電磁弁動作時の要部を拡大して示した断面図である。
【図６】実施の形態２による電磁弁の要部を拡大して示した断面図である。
【図７】実施の形態３による支持手段の外観斜視図である。
【図８】実施の形態３による支持手段の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  プランジャ、１３  シャフト、１６ａ  第１筒部、１００，２００  電磁弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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