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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-28
(45)【発行日】2023-09-05
(54)【発明の名称】電磁切換弁
(51)【国際特許分類】
   F16K 31/06 20060101AFI20230829BHJP
【FI】
F16K31/06 305Z
【請求項の数】 14
(21)【出願番号】P 2019200832
(22)【出願日】2019-11-05
(65)【公開番号】P2021076132
(43)【公開日】2021-05-20
【審査請求日】2022-09-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000177612
【氏名又は名称】株式会社ミクニ
(74)【代理人】
【識別番号】100106312
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 敬敏
(72)【発明者】
【氏名】小笠原 俊樹
(72)【発明者】
【氏名】上田 晟司
(72)【発明者】
【氏名】米村 航哉
(72)【発明者】
【氏名】高▲崎▼ 斉
(72)【発明者】
【氏名】抱石 良輔
【審査官】橋本 敏行
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-061005(JP,A)
【文献】特開2014-037848(JP,A)
【文献】特開2019-157901(JP,A)
【文献】特開2015-025462(JP,A)
【文献】特開2014-041995(JP,A)
【文献】特開2017-089777(JP,A)
【文献】特開2009-063022(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16K 31/06-31/11
39/00-51/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
作動油の供給又は排出を行う油路に連通するポートを画定するスリーブと、
前記スリーブ内において所定の軸線方向に往復動自在に配置されて前記ポートを開閉するスプールと、
前記軸線方向に伸長する貫通路を有するプランジャ、前記プランジャに対して起磁力を及ぼすステータを含む電磁アクチュエータと、
前記プランジャと前記スプールの間に介在して駆動力を伝達する筒状の伝達部材と、を備え、
前記ステータは、前記伝達部材を挿通させる挿通孔を含み、
前記伝達部材は、前記プランジャの貫通路と対向する対向壁と、前記対向壁よりも前記プランジャ側に形成されて前記貫通路と連通する第1内部通路と、前記挿通孔よりも前記プランジャ側において前記第1内部通路を径方向に開口する第1開口部と、前記対向壁よりも前記スプール側に形成された第2内部通路と、前記挿通孔よりも前記スプール側において前記第2内部通路を径方向に開口する第2開口部とを含む、
ことを特徴とする電磁切換弁。
【請求項2】
前記第2開口部は、前記軸線方向に隔てて複数形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁切換弁。
【請求項3】
前記第1内部通路の通路面積は、前記貫通路の通路面積以上の大きさである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電磁切換弁。
【請求項4】
前記第1開口部の通路面積は、前記第1内部通路の通路面積以上の大きさである、
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項5】
前記挿通孔において前記伝達部材の周りに画定される隙間の通路面積は、前記第1開口部の通路面積以下の大きさである、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項6】
前記第2開口部の通路面積は、前記第2内部通路の通路面積以上の大きさである、
ことを特徴とする請求項1ないし5いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項7】
前記伝達部材は、前記スリーブ内に配置される大径筒部と、前記ステータの挿通孔に挿通される小径筒部を含み、
前記小径筒部は、前記対向壁、前記第1内部通路、前記第1開口部、前記第2内部通路、及び前記第2開口部を含み、
前記大径筒部は、前記第2内部通路、及び前記第2開口部を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項8】
前記伝達部材は、前記小径筒部と前記大径筒部と境界に形成される環状段差部を含み、
前記ステータは、前記軸線方向において前記環状段差部に対向する環状対向部を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の電磁切換弁。
【請求項9】
前記伝達部材は、前記第2内部通路を前記スプールに向けて開口させる開口部を画定すると共に前記スプールと当接する環状当接部を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし8いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項10】
前記ステータは、前記軸線方向において前記プランジャと対向する環状対向面と、前記プランジャの外周面と対向し得る環状内壁面と、を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし9いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項11】
前記プランジャは、前記貫通路の周りにおいて、前記伝達部材の端部を受け入れて当接させる受入れ凹部を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし10いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項12】
前記スリーブは、前記伝達部材が配置される内部空間と前記油路を連通させる連通路を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし11いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項13】
前記スプールは、前記伝達部材の前記第2内部通路と前記油路を連通させる連通路を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし11いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【請求項14】
前記伝達部材は、樹脂材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし13いずれか一つに記載の電磁切換弁。
【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スプールを作動させて作動油の油路を切り換える電磁切換弁に関し、特に、自動車や二輪車等の車両に搭載の内燃エンジンにおける吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期(バルブタイミング)を変更するバルブタイミング変更装置に適用される電磁切換弁に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電磁切換弁としては、スリーブ、スリーブ内において摺動自在に配置されるスプール、及びスプールを休止位置に戻すリターンスプリングを含むスプール弁と、コイル、プランジャ、ステータを含む電磁アクチュエータと、プランジャとスプールの間に介在して駆動力を伝達する筒状のシャフトを備えた電磁スプール弁が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
この電磁スプール弁においては、プランジャの呼吸通路と連通するシャフト呼吸孔をシャフトに設け、シャフト呼吸孔と連通する呼吸孔及び外面呼吸溝をスリーブに設けて、スプール内を通るオイル排出経路とアクチュエータ呼吸経路とを独立させることにより、ププランジャ側への異物の侵入を防ぐようにしたものである。
【0004】
しかしながら、この電磁スプール弁においては、アクチュエータ呼吸経路も作動油に晒される領域であり、作動油内の異物は、スリーブの呼吸孔及びシャフトの呼吸孔を通してシャフト内に吸い込まれる虞がある。そして、シャフト内に吸い込まれた異物は、プランジャの呼吸通路を通してプランジャの背面空間まで容易に達し、異物の噛み込みによるプランジャの摩耗やロックを生じる虞がある。
一方、プランジャの呼吸通路に連通する作動油の通路を狭くし過ぎると、ダッシュポットと同様の構造となり、ダンパ作用が生じて、プランジャが正常に作動しなくなる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2009-63022号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化を図りつつ、電磁アクチュエータのプランジャ側への異物の侵入を抑制ないし防止できる電磁切換弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の電磁切換弁は、作動油の供給又は排出を行う油路に連通するポートを画定するスリーブと、スリーブ内において所定の軸線方向に往復動自在に配置されてポートを開閉するスプールと、軸線方向に伸長する貫通路を有するプランジャ、プランジャに対して起磁力を及ぼすステータを含む電磁アクチュエータと、プランジャとスプールの間に介在して駆動力を伝達する筒状の伝達部材とを備え、ステータは、伝達部材を挿通させる挿通孔を含み、伝達部材は、プランジャの貫通路と対向する対向壁と、対向壁よりもプランジャ側に形成されて貫通路と連通する第1内部通路と、挿通孔よりもプランジャ側において第1内部通路を径方向に開口する第1開口部と、対向壁よりもスプール側に形成された第2内部通路と、挿通孔よりもスプール側において第2内部通路を径方向に開口する第2開口部とを含む、構成となっている。
【0008】
上記構成の電磁切換弁において、第2開口部は、軸線方向に隔てて複数形成されている、構成を採用してもよい。
【0009】
上記電磁切換弁において、第1内部通路の通路面積は、貫通路の通路面積以上の大きさである、構成を採用してもよい。
【0010】
上記電磁切換弁において、第1開口部の通路面積は、第1内部通路の通路面積以上の大きさである、構成を採用してもよい。
【0011】
上記電磁切換弁において、挿通孔において伝達部材の周りに画定される隙間の通路面積は、第1開口部の通路面積以下の大きさである、構成を採用してもよい。
【0012】
上記電磁切換弁において、第2開口部の通路面積は、第2内部通路の通路面積以上の大きさである、構成を採用してもよい。
【0013】
上記電磁切換弁において、伝達部材は、スリーブ内に配置される大径筒部と、ステータの挿通孔に挿通される小径筒部を含み、小径筒部は、対向壁、第1内部通路、第1開口部、第2内部通路、及び第2開口部を含み、大径筒部は、第2内部通路、及び第2開口部を含む、構成を採用してもよい。
【0014】
上記電磁切換弁において、伝達部材は、小径筒部と大径筒部と境界に形成される環状段差部を含み、ステータは、軸線方向において環状段差部に対向する環状対向部を含む、構成を採用してもよい。
【0015】
上記電磁切換弁において、伝達部材は、第2内部通路をスプールに向けて開口させる端部を画定すると共にスプールと当接する環状当接部を含む、構成を採用してもよい。
【0016】
上記電磁切換弁において、ステータは、軸線方向においてプランジャと対向する環状対向面と、プランジャの外周面と対向し得る環状内壁面とを含む、構成を採用してもよい。
【0017】
上記電磁切換弁において、プランジャは、貫通路の周りにおいて、伝達部材の端部を受け入れて当接させる受入れ凹部を含む、構成を採用してもよい。
【0018】
上記電磁切換弁において、スリーブは、伝達部材が配置される内部空間と油路を連通させる連通路を含む、構成を採用してもよい。
【0019】
上記電磁切換弁において、スプールは、伝達部材の第2内部通路と油路を連通させる連通路を含む、構成を採用してもよい。
【0020】
上記電磁切換弁において、伝達部材は、樹脂材料により形成されている、構成を採用してもよい。
【発明の効果】
【0021】
上記構成をなす電磁切換弁によれば、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化を達成しつつ、電磁アクチュエータのプランジャ側への異物の侵入を抑制ないし防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】本発明の電磁切換弁が内燃エンジンのバルブタイミング変更装置に適用された場合の構成図である。
図2】本発明の第1実施形態に係る電磁切換弁をスリーブ側から視た分解斜視図である。
図3】本発明の第1実施形態に係る電磁切換弁を電磁アクチュエータ側から視た分解斜視図である。
図4】第1実施形態に係る電磁切換弁に含まれる電磁アクチュエータの分解斜視図である。
図5】第1実施形態に係る電磁切換弁に含まれる伝達部材を示す外観斜視図である。
図6図5に示す伝達部材を、軸線を通る面で切断した斜視断面図である。
図7】第1実施形態に係る電磁切換弁の動作を説明するものであり、スプール及びプランジャが休止位置に位置する状態を示す断面図である。
図8】第1実施形態に係る電磁切換弁の動作を説明するものであり、スプール及びプランジャが前進移動して最大移動位置に位置する状態を示す断面図である。
図9】第1実施形態に係る電磁切換弁において、プランジャが前進移動した際のプランジャ及び伝達部材の周りにおける作動油の流れ状態を示す断面図である。
図10】第1実施形態に係る電磁切換弁において、プランジャが後退移動した際のプランジャ及び伝達部材の周りにおける作動油の流れ状態を示す断面図である。
図11】本発明の第2実施形態に係る電磁切換弁を示す断面図である。
図12】本発明の第3実施形態に係る電磁切換弁を示す断面図である。
図13】本発明の第4実施形態に係る電磁切換弁を示すものであり、プランジャが休止位置に位置する状態を示す断面図である。
図14】本発明の第4実施形態に係る電磁切換弁を示すものであり、プランジャが前進移動して最大移動位置に位置する状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
本発明の第1実施形態に係る電磁切換弁V1は、内燃エンジンのバルブタイミング変更装置Mに適用されるものである。
電磁切換弁V1は、コントロールユニットECUにより、車両及び内燃エンジンの運転状態に応じて適宜駆動制御される。
【0024】
エンジン本体EBは、電磁切換弁V1を嵌め込む嵌合孔H、オイルパン1内の作動油がオイルポンプ2を経て供給される供給油路3、電磁切換弁V1からオイルパン1に向けて作動油が排出される排出油路4、バルブタイミング変更装置Mの遅角室RC及び進角室ACの一方に連通する第1油路5、バルブタイミング変更装置Mの遅角室RC及び進角室ACの他方に連通する第2油路6を備えている。
【0025】
バルブタイミング変更装置Mは、カムシャフトCSと一体的に回転するベーンロータ7、ベーンロータ7を所定角度範囲で相対回転可能に収容すると共にクランクシャフトに連動して回転するハウジングロータ8を備えている。
そして、ハウジングロータ8の内部空間とベーンロータ7とにより、作動油の供給及び排出が行われる進角室AC及び遅角室RCが画定されている。
【0026】
ここでは、バルブタイミング変更装置Mが吸気側のカムシャフトCSに適用される場合、第1油路5が進角室ACに接続され、第2油路6が遅角室RCに接続される。
一方、バルブタイミング変更装置Mが排気側のカムシャフトCSに適用される場合、第1油路5が遅角室RCに接続され、第2油路6が進角室ACに接続される。
【0027】
電磁切換弁V1は、図2及び図3に示すように、スリーブ10、スプール20、付勢バネ30、シール部材40,50、伝達部材60、電磁アクチュエータAを備えている。
電磁アクチュエータAは、図4図7図8に示すように、プランジャ70、ガイドスリーブ80、ステータ90、シール部材100、ブラケット110、インナーヨーク120、モールドユニット130、シール部材140、アウターヨーク150を備えている。
【0028】
スリーブ10は、アルミニウム等の金属材料により軸線Sを中心とする円筒状に形成され、図2図3図7に示すように、外周面11、シール溝11a、供給ポート11b、排出ポート11c,11d、第1ポート11e、第2ポート11f、連通路11g,11h,11i、内周面12、内周面13、受け部14、フランジ部15を備えている。
【0029】
外周面11は、軸線Sを中心とする円筒面として形成され、エンジン本体EBの嵌合孔Hに嵌合される。
シール溝11aは、シール部材40を嵌め込むべく、外周面11において環状溝として形成されている。
供給ポート11bは、供給油路3と連通する。排出ポート11c,11dは、排出油路4と連通する。第1ポート11eは、第1油路5と連通する。第2ポート11fは、第2油路6と連通する。
連通路11gは、スリーブ10の端部に形成されて、付勢バネ30が配置される空間を排出油路4に連通させる。
連通路11hは、スリーブ10の端部寄りにおいて径方向に開口し、付勢バネ30が配置される空間を排出油路4に連通させる。
連通路11iは、スリーブ10の内周面13の領域において、伝達部材60が配置される内部空間SSを排出油路4に連通させる。
【0030】
内周面12は、軸線Sを中心とする円筒面として形成され、スプール20の外周面21を密接させて摺動自在にガイドする。
内周面13は、軸線Sを中心とし、内周面12よりも大きい内径でかつフランジ部15に向けて末拡がる円錐状の面として形成され、伝達部材60が配置された状態で伝達部材60の周りに内部空間SSが確保されるように形成されている。
受け部14は、スプール20の第1端部26を受け止めてスプール20を最大前進位置に停止させる役割をなすと共に、付勢バネ30の一端部を受け止める役割をなす。
フランジ部15は、ステータ90に接合されると共にアウターヨーク150の端部がカシメ処理されて、電磁アクチュエータAと連結固定される。また、フランジ部15には、ステータ90と協働してシール部材50を挟み込むように収容する環状凹部15aが設けられている。
【0031】
スプール20は、図2図3図7に示すように、軸線S方向に伸長するように形成され、外周面21、第1弁部22、第2弁部23、凹部24、受け部25、第1端部26、第2端部27を備えている。
外周面21は、スリーブ10の内周面12を摺動するべく、軸線Sを中心とする円筒状に形成され、内周面12の内径と略同径又は僅かに小さい外径をなす。
第1弁部22は、軸線S方向において第1ポート11eの開口幅よりも広い外周面21を画定するように形成され、軸線S方向に移動することにより、スリーブ10の第1ポート11eを開閉する。
第2弁部23は、軸線S方向において第2ポート11fの開口幅よりも広い外周面21を画定するように形成され、軸線S方向に移動することにより、スリーブ10の第2ポート11fを開閉する。
凹部24は、第1端部26の側において、付勢バネ30を伸縮自在に収容するように形成されている。
受け部25は、凹部24に収容された付勢バネ30の他端部を受けるべく、凹部24の底壁として形成されている。
第1端部26は、環状端面として形成され、スリーブ10の受け部14に対して離脱可能に当接する。
第2端部27は、軸線S方向において伝達部材60の環状当接部62dと当接するべく、軸線Sを中心とする円環状でかつ凸状湾曲面として形成されている。
【0032】
付勢バネ30は、圧縮型のコイルバネであり、一端部がスリーブ10の受け部14に当接し、他端部がスプール20の受け部25に当接するように組み付けられている。
そして、付勢バネ30は、休止状態にあるとき、図7に示すように、プランジャ70を休止位置まで後退させ、第1弁部22が第1ポート11eと供給ポート11bとの連通を遮断すると共に第1ポート11eと排出ポート11cを連通させ、第2弁部23が第2ポート11fと供給ポート11bを連通させると共に第2ポート11fと排出ポート11dとの連通を遮断する位置にスプール20を停止させる付勢力を及ぼす。
【0033】
シール部材40は、ゴム製のOリングであり、スリーブ10のシール溝11aに嵌め込まれて、エンジン本体EBとスリーブ10の間をシールする。
シール部材50は、ゴム製のOリングであり、スリーブ10のフランジ部15の環状凹部15aに配置されて、スリーブ10とステータ90の間をシールする。
【0034】
伝達部材60は、プランジャ70とスプール20の間に介在して駆動力を伝達するべく、樹脂材料により軸線S方向に伸長する筒状に形成されており、図5ないし図7に示すように、ステータ90の挿通孔91aに挿通される小径筒部61、スリーブ10内の内周面13の領域に配置される大径筒部62、環状段差部63を備えている。
【0035】
小径筒部61は、端部61a、対向壁61b、第1内部通路61c、2つの第1開口部61d、第2内部通路61e、2つの第2開口部61fを備えている。
端部61aは、軸線Sを中心とする円環状でかつ凸状湾曲面として形成され、プランジャ70の受入れ凹部75に当接する。
対向壁61bは、軸線S方向において、プランジャ70の貫通路74と対向する遮断壁として形成されている。
第1内部通路61cは、軸線S方向において対向壁61bよりもプランジャ70側に形成され、プランジャ70の貫通路74と連通するべく、軸線S方向に伸長する円筒孔をなす。
第1内部通路61cの通路面積は、貫通路74の通路面積と同等か又はそれ以上の大きさに形成されている。ここで、第1内部通路61cの通路面積とは、軸線Sに垂直な断面における第1内部通路61cの通路面積であり、貫通路74の通路面積とは、軸線Sに垂直な断面における貫通路74の通路面積である。
第1開口部61dは、図7及び図8に示すように、軸線S方向においてステータ90の挿通孔91aよりもプランジャ70側に形成され、第1内部通路61cを径方向に開口する円形孔をなす。
第1開口部61dの通路面積は、第1内部通路61cの通路面積と同等か又はそれ以上の大きさに形成されている。ここで、第1開口部61dの通路面積とは、円形孔をなす2つの第1開口部61dの通路面積である。
第2内部通路61eは、軸線S方向において対向壁61bよりもスプール20側に形成され、軸線S方向に伸長する円筒孔をなす。
第2内部通路61eの内径(通路面積)は、第1内部通路61cの内径(通路面積)よりも大きく形成されている。
第2開口部61fは、図7及び図8に示すように、軸線S方向においてステータ90の挿通孔91aよりもスプール20側に形成され、第2内部通路61eを径方向に開口する円形孔をなす。
第2開口部61fの通路面積は、第2内部通路61eの通路面積と同等か又はそれ以上の大きさに形成されている。ここで、第2開口部61fの通路面積とは、円形孔をなす2つの第2開口部61fの通路面積であり、第2内部通路61eの通路面積とは、軸線Sに垂直な断面における第2内部通路61eの通路面積である。
【0036】
大径筒部62は、第2内部通路62a、4つの第2開口部62b、第1開口部62bの周りに形成された4つの肉抜き部62c、環状当接部62dを備えている。
第2内部通路62aは、第2内部通路61eと連通するべく、軸線S方向において対向壁61bよりもスプール20側に形成されて軸線S方向に伸長する円筒孔をなす。
第2内部通路62aの内径(通路面積)は、第2内部通路61eの内径(通路面積)よりも大きく形成されている。
第2開口部62bは、図7及び図8に示すように、軸線S方向においてステータ90の挿通孔91aよりもスプール20側に形成され、第2内部通路62aを径方向に開口する略矩形孔をなす。
第2開口部62bの通路面積は、第2内部通路62aの通路面積と同等か又はそれ以上の大きさに形成されている。ここで、第2開口部62bの通路面積とは、略矩形孔をなす4つの第2開口部62bの通路面積であり、第2内部通路62aの通路面積とは、軸線Sに垂直な断面における第2内部通路62aの通路面積である。
肉抜き部62cは、第1開口部62bの周りの領域が大径筒部62の外周面から径方向の内側に凹むように形成されている。これによれば、伝達部材60がスリーブ20内に配置されたとき、伝達部材60と内壁面13との間において、作動油の流れを可能にする十分な隙間空間を確保することができる。
環状当接部62dは、第2内部通路62aをスプール20に向けて開口させる開口部を画定すると共にスプール20の第2端部27と当接するべく、軸線Sを中心とする円環状でかつ凹状テーパ面として形成されている。
【0037】
環状段差部63は、小径筒部61と大径筒部62の境界に形成され、軸線S方向においてステータ90の環状対向部91eと対向する。
上記構成において、第2開口部61fと第2開口部62bとは、軸線S方向において隔てて配置されている。すなわち、伝達部材60には、複数の第2開口部61f,62bが軸線S方向に隔てて形成されている。
【0038】
プランジャ70は、鉄等の強磁性材料を用いて、軸線S方向に伸長する円柱状に形成され、図4及び図7に示すように、外周面71、第1端部72、第2端部73、貫通路74、受入れ凹部75を備えている。
【0039】
外周面71は、ガイドスリーブ80の内壁面81により、軸線S方向に摺動自在にガイドされる。
第1端部72は、軸線Sに垂直な環状平坦面をなす。
第2端部73は、軸線Sに垂直な環状平坦面をなすと共に、休止位置において、ガイドスリーブ80のストッパ83に当接する。
貫通路74は、軸線S上に配置されると共に軸線S方向に伸長して、第1端部72から第2端部73まで貫通する円筒孔をなす。
受入れ凹部75は、第1端部72の貫通路74の周りにおいて、伝達部材60の端部61aを受け入れて当接させるべく、軸線Sを中心とする円環状でかつ凹状テーパ面として形成されている。
【0040】
ガイドスリーブ80は、薄板の金属材料を深絞り成形して、軸線Sを中心とする有底円筒状に形成され、図4及び図7に示すように、内壁面81、底壁面82、底壁面82から突出するストッパ83、フランジ部84を備えている。
内壁面81は、プランジャ70を軸線S方向に摺動自在にガイドする。
ストッパ83は、軸線S方向において底壁面82から内側に突出して形成され、プランジャ70の休止位置を規定する役割をなす。
このように、ストッパ83が内側に突出して形成されているため、プランジャ70がストッパ83に当接した状態で、プランジャ70の第2端部73と底壁面82との間に隙間空間が画定される。これにより、プランジャ70がガイドスリーブ80の底壁面82に密着して作動不能になるのを防止できる。
フランジ部84は、径方向において伝達部材60を外側から覆うように多段円錐状に形成された領域を含み、シール部材100と共にステータ90とブラケット110の間に挟み込まれて固定される。
【0041】
上記ガイドスリーブ80とプランジャ70の関係において、プランジャ70が付勢バネ30を圧縮する向きの前進位置に位置するとき、図8及び図9に示すように、ガイドスリーブ80の内壁面81及び底壁面82とプランジャ70の第2端部73とにより、プランジャ70が休止位置に後退移動可能な後退移動空間RSが画定される。
【0042】
ステータ90は、磁路の一部を形成すると共にコイル132への通電によりプランジャ70に対して起磁力を及ぼすべく、強磁性材料を用いて形成され、多段円柱状をなすフロントヨーク91と略円盤状をなすエンドヨーク92をカシメ処理することにより一体的に固定されたものである。
ステータ90は、図4及び図7に示すように、挿通孔91a、環状対向面91b、環状内壁面91c、ガイド部91d、環状対向部91e、接合面92a,92bを備えている。
【0043】
挿通孔91aは、伝達部材60の小径筒部61を所定の隙間Gをおいて挿通させるべく、軸線Sを中心とする円筒孔をなす。
ここで、挿通孔91aにおいて伝達部材60の周りに画定される隙間Gの通路面積は、第1開口部61dの通路面積以下の大きさに形成されている。隙間Gの通路面積とは、軸線Sに垂直な断面における環状をなす隙間Gの通路面積である。
尚、隙間Gは、作動油の粘性抵抗が増大しない範囲で極力小さくすることが好ましい。
環状対向面91bは、軸線S方向においてプランジャ70の第1端部72と対向するべく、円環状の平坦面をなす。
環状内壁面91cは、プランジャ70が前進移動した状態において、プランジャ70の外周面71と径方向に所定隙間をおいて対向するべく、軸線Sを中心とする略円筒面をなす。
ガイド部91dは、軸線Sを中心とする円環状でかつ凹状テーパ面として形成され、伝達部材60をステータ90の挿通孔91aに挿入する際に、伝達部材60の端部61aを軸線S上に向けてガイドする役割をなす。
環状対向部91eは、軸線S方向において伝達部材60の環状段差部63と対向するべく、軸線Sを中心とする円環状をなす。
接合面92a,92bは、組付け状態において、シール部材50,100と密接すると共に、スリーブ10のフランジ部15とブラケット110に挟み込まれて固定されるべく、平坦面をなす。
【0044】
上記ステータ90とプランジャ70の関係において、プランジャ70が休止位置に位置するとき、図7及び図10に示すように、ステータ90の環状対向面91b及び環状内壁面91cとプランジャ70の第1端部72とにより、プランジャ70が付勢バネ30を圧縮する向きに前進移動可能な前進移動空間FSが画定される。
【0045】
シール部材100は、ゴム製のOリングであり、ステータ90の接合面92bとガイドスリーブ80のフランジ部84の間に配置されて、ステータ90とガイドスリーブ80の接合領域をシールする。
【0046】
ブラケット110は、金属材料を用いて形成され、環状部111、取付け部112を備えている。
環状部111は、モールドユニット130とステータ90(エンドヨーク92)に挟み込まれると共に、アウターヨーク150の嵌合凹部152に嵌め込まれて固定される。
取付け部112は、アウターヨーク150の外側に延出して、エンジン本体EBにネジ等により固定される。
【0047】
インナーヨーク120は、磁路の一部を形成するものであり、強磁性材料を用いて鍔付きの有底円筒状に形成され、図4及び図7に示すように、円筒部121、鍔部122を備えている。
円筒部121は、その内側にガイドスリーブ80が嵌め込まれ、その外側にモールドユニット130のボビン131が嵌め込まれるように形成されている。
鍔部122は、アウターヨーク150の嵌合凹部153に嵌め込まれて、カシメ処理により固定される。
【0048】
モールドユニット130は、図4及び図7に示すように、インナーヨーク120の円筒部121に嵌め込まれる樹脂製のボビン131、ボビン131に巻回された励磁用のコイル132、コイル132の周りを覆う円筒部と一体的に形成されて端子を囲繞するコネクタ133を備えている。
【0049】
シール部材140は、ゴム製のOリングであり、インナーヨーク120の鍔部122とモールドユニット130のボビン131の間に配置されて、ボビン131とインナーヨーク120の間をシールする。
【0050】
アウターヨーク150は、磁路の一部を形成するものであり、強磁性材料を用いて円筒状に形成され、図4及び図7に示すように、円筒部151、嵌合凹部152、嵌合凹部153を備えている。
円筒部151は、軸線Sを中心とする円筒状に形成され、モールドユニット130のコイル132が巻回された領域、インナーヨーク120の鍔部122、ブラケット110の環状部111、ステータ90(エンドヨーク92)、スリーブ10のフランジ部15を径方向の外側から覆うように形成されている。
嵌合凹部152は、軸線S方向にブラケット110の環状部111、ステータ90(エンドヨーク92)、スリーブ10のフランジ部15を嵌め込んだ状態で、先端側領域にカシメ処理を施すことにより、環状部111、ステータ90(エンドヨーク92)及びフランジ部15を固定する。
嵌合凹部153は、インナーヨーク120の鍔部122を嵌め込んだ状態で、先端側領域にカシメ処理を施すことにより、鍔部122を固定する。
【0051】
次に、電磁切換弁V1の切換動作について説明する。
先ず、コイル132が非通電の状態において、プランジャ70は、スプール20及び伝達部材60を介して、付勢バネ30の付勢力により、図7に示すように、第2端部73がストッパ83に当接した休止位置に停止している。
また、スプール20は、伝達部材60を介してプランジャ70の休止位置に対応する後退位置に停止している。
この後退位置において、スプール20の第1弁部22は、第1ポート11eと供給ポート11bの間の油路を閉塞し、かつ、第1ポート11eと排出ポート11cの間の油路を開放した状態にある。
また、スプール20の第2弁部23は、第2ポート11fと供給ポート11bの間の油路を開放し、かつ、第2ポート11fと排出ポート11dの間の油路を閉塞した状態にある。
このとき、第1油路5は作動油が排出され、第2油路6は作動油が供給される。
【0052】
続いて、コイル132が適宜通電されて起磁力が発生すると、プランジャ70は、付勢バネ30の付勢力に抗しつつ前進移動して、図8に示すように、スプール20の第1端部26が受け部14に当接して、スプール20は最大前進位置に位置決めされる。
この最大前進位置において、スプール20の第1弁部22は、第1ポート11eと供給ポート11bの間の油路を開放し、かつ、第1ポート11eと排出ポート11cの間の油路を閉塞した状態にある。
また、スプール20の第2弁部23は、第2ポート11fと供給ポート11bの間の油路を閉塞し、かつ、第2ポート11fと排出ポート11dの間の油路を開放した状態にある。
このとき、第1油路5は作動油が供給され、第2油路6は作動油が排出される。
【0053】
尚、コイル132の通電が適宜制御されて、スプール20を中間位置に停止させることもできる。
この中間位置において、スプール20の第1弁部22は、第1ポート11eと供給ポート11bの間の油路を閉塞し、かつ、第1ポート11eと排出ポート11cの間の油路を閉塞した状態にある。
また、スプール20の第2弁部23は、第2ポート11fと供給ポート11bの間の油路を閉塞し、かつ、第2ポート11fと排出ポート11dの間の油路を閉塞した状態にある。
このとき、第1油路5及び第2油路6は、共に作動油の供給及び排出が遮断される。
【0054】
上記切換動作をなす電磁切換弁V1が、例えば、内燃エンジンの吸気側のカムシャフトCSのバルブタイミング変更装置Mに適用された場合、第1油路5が進角室ACに接続され、第2油路6が遅角室RCに接続される。
したがって、プランジャ70が休止位置にあるとき、吸気バルブのバルブタイミングが遅角位置に保持され、運転条件に応じてプランジャ70が前進移動することにより、吸気バルブのバルブタイミングが進角位置に位置付けられる。
一方、上記切換動作をなす電磁切換弁V1が、例えば、内燃エンジンの排気側のカムシャフトCSのバルブタイミング変更装置Mに適用された場合、第1油路5が遅角室RCに接続され、第2油路6が進角室ACに接続される。
したがって、プランジャ70が休止位置にあるとき、排気バルブのバルブタイミングが進角位置に保持され、運転条件に応じてプランジャ70が前進移動することにより、排気バルブのバルブタイミングが遅角位置に位置付けられる。
【0055】
次に、上記切換動作をなす電磁切換弁V1において、プランジャ70及び伝達部材60の周りの作動油の流れについて説明する。
プランジャ70が休止位置から前進移動すると、図9に示すように、前進移動空間FS内の作動油は、矢印で示すように、伝達部材60の第1開口部61d及び第1内部通路61cを経てプランジャ70の貫通路74を通り、プランジャ70の背後に画定される後退移動空間RSに流れ込む。これにより、プランジャ70は、円滑に前進移動することができる。
【0056】
ここでは、第1内部通路61cの通路面積は貫通路74の通路面積以上の大きさに形成され、又、第1開口部61dの通路面積は第1内部通路61cの通路面以上の大きさに形成されているため、作動油が前進移動空間FSから後退移動空間RSに移動する際に、絞り抵抗によるダンパ効果等が生じるのを防止することができ、プランジャ70を円滑に作動させることができる。
また、プランジャ70の前進移動に伴って、プランジャ70の外周面71が径方向においてステータ90の環状内壁面91cと微小隙間をおいて対向すると共に、プランジャ70の第1端部72が軸線S方向においてステータ90の環状対向面91bと対向するため、第1端部72及び環状対向面91bとに囲まれた前進移動空間FS内の作動油が、積極的に第1開口部61d及び第1内部通路61cに指向させられ、前進移動空間FSから後退移動空間RSに向かう作動油の流れが促進される。
【0057】
一方、スリーブ10の内部空間SSにおいては、伝達部材60は、プランジャ70に押されてスプール20と一緒に前進移動する。
ここで、ステータ90の挿通孔91aにおいて伝達部材60の小径筒部61の周りに画定される隙間Gの通路面積は、第1開口部61dの通路面積以下の大きさ、すなわち、粘性抵抗が増大しない範囲で極力小さく形成されているため、内部空間SS内の作動油、特に異物は、挿通孔91aを経て前進移動空間FS内に流れ難くなっている。
【0058】
この状態において、内部空間SS内の作動油は、環状段差部63と環状対向部91dの離隔距離が広がることから、例えば図9中の矢印で示すように、伝達部材60の第2内部通路61e内の作動油が第2開口部61fから内部空間SSに流れ、又、伝達部材60の外側の内部空間SS内の作動油が第2開口部62bから第2内部通路62a,61e内に流れ、又は、排出ポート11d及び排出油路4の近傍の作動油が連通11iを通して内部空間SS内に流れ込む。このように、内部空間SS内の作動油は、全体的には伝達部材60の周りで循環する。
【0059】
プランジャ70が前進位置から休止位置に向けて後退移動すると、後退移動空間RS内の作動油は、図10中の矢印で示すように、プランジャ70の貫通路74を経て伝達部材60の第1内部通路61c及び第1開口部61dを通り、プランジャ70の前側に画定される前進移動空間FSに流れ込む。これにより、プランジャ70は、円滑に後退移動することができる。
【0060】
ここでは、前述同様に、第1内部通路61cの通路面積は貫通路74の通路面積以上の大きさに形成され、又、第1開口部61dの通路面積は第1内部通路61cの通路面以上の大きさに形成されているため、作動油が後退移動空間RSから前進移動空間FSに移動する際に、絞り抵抗によるダンパ効果等が生じるのを防止することができ、プランジャ70を円滑に作動させることができる。
【0061】
一方、スリーブ10の内部空間SSにおいては、伝達部材60は、付勢バネ30の付勢力により、スプール20と一緒にプランジャ70に追従して後退移動する。
ここで、ステータ90の挿通孔91aにおいて伝達部材60の小径筒部61の周りに画定される隙間Gの通路面積は、前述同様に、第1開口部61dの通路面積以下の大きさ、すなわち、粘性抵抗が増大しない範囲で極力小さく形成されているため、内部空間SS内の作動油、特に異物は、挿通孔91aを経て前進移動空間FS内に流れ難くなっている。
【0062】
この状態において、内部空間SS内の作動油は、環状段差部63と環状対向部91dの離隔距離が狭くなることから、例えば図10中の矢印で示すように、伝達部材60の外側の内部空間SS内の作動油が伝達部材60の第2開口部61fから第2内部通路61e内に流れ、又、伝達部材60の内側の第2内部通路62a,61eの作動油が第2開口部62bから伝達部材60の外側の内部空間SSに流れ、又は、内部空間SS内の作動油が連通11iを通して排出ポート11d及び排出油路4に流れ出る。このように、内部空間SS内の作動油は、全体的には伝達部材60の周りで循環する。
【0063】
ここでは、第2開口部61fと第2開口部62bが軸線S方向に隔てて形成され、第2開口部61fの通路面積が第2内部通路61eの通路面積以上の大きさに形成され、又、第2開口部62bの通路面積が第2内部通路62aの通路面積以上の大きさに形成されている。
これにより、伝達部材60の外側の内部空間SS内の作動油を、伝達部材60の内側の第2内部通路61e,62aに積極的に流れ込ませ、又は、伝達部材60の内側の第2内部通路61e,62a内の作動油を伝達部材60の外側の内部空間SSに積極的に流れ込ませて、伝達部材60の内側と外側とで循環させることができる。
また、伝達部材60の環状段差部63が軸線S方向においてステータ90の環状対向部91dと対向するため、両者の離隔距離の変動により、作動油を積極的に内部空間SS内で循環させることができる。
【0064】
したがって、内部空間SS内の作動油に異物が混入していた場合、異物が挿通孔91aを通してプランジャ70の作動領域に流れ込むのを阻止できる。これにより、異物の噛み込みによるプランジャ70の摩耗やロックを防止することができる。
仮に、作動油内の異物がスプール20の周りにおいて噛み込んだ場合は、プランジャ70を適宜往復駆動することにより、噛み込み状態を解消することができる。
【0065】
上記構成をなす電磁切換弁V1によれば、筒状をなす伝達部材60の内側にプランジャ70の貫通路74と対向する対向壁61bを遮断壁として設け、又、ステータ90の挿入孔91aと伝達部材60の間に画定される隙間Gを極力小さくして、スプール20側の作動油がプランジャ70側に直接流れ込むのを規制している。
そして、伝達部材60の周りを満たす作動油は伝達部材60の周りで循環させ、プランジャ70の周りを満たす作動油はプランジャ70の周りで循環させるようにしたことにより、部品の増加を招くことなく、構造の簡素化を達成しつつ、電磁アクチュエータAのプランジャ70側への異物の侵入を抑制ないし防止することができる。
それ故に、プランジャ70の摩耗やロックの発生を抑制ないし防止でき、電磁アクチュエータAを正常に作動させることができる。
【0066】
図11は、本発明の第2実施形態に係る電磁切換弁V2を示すものであり、ステータを変更した以外は、前述の第1実施形態と同様である。したがって、同一の構成及び動作については同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施形態に係る電磁切換弁V2は、スリーブ10、スプール20、付勢バネ30、シール部材40,50、伝達部材60、プランジャ70、ガイドスリーブ80、ステータ190、シール部材100、ブラケット110、インナーヨーク120、モールドユニット130、シール部材140、アウターヨーク150を備えている。
【0067】
ステータ190は、所定厚さの強磁性材料からなる金属板のプレス成形により、多段筒状部と円盤部とが一体的に形成されたものであり、図11に示すように、挿通孔191、環状対向面192、環状内壁面193、環状対向部194、接合面195,196を備えている。
挿通孔191は、伝達部材60の小径筒部61を、隙間Gをおいて挿通させるものであり、孔深さが第1実施形態に係るステータ90の挿通孔91aに比べて浅くなっている。
したがって、孔深さが浅くなった分だけ、作動油の粘性抵抗を受ける面積も小さくなり、それ故に、隙間Gを挿通孔91aに比べてより小さくできる。
【0068】
環状対向面192、環状内壁面193、接合面195,196は、第1実施形態に係るステータ90の環状対向面91b、環状内壁面91c、接合面92a,92bにそれぞれ対応する。
環状対向部194は、軸線S方向において伝達部材60の環状段差部63と対向するべく環状凹部の底面として形成されており、その作用については、第1実施形態に係るステータ90の環状対向部91dと同様である。
【0069】
第2実施形態に係る電磁切換弁V2によれば、電磁切換弁V1と同様に、伝達部材60の周りを満たす作動油は伝達部材60の周りで循環させ、プランジャ70の周りを満たす作動油はプランジャ70の周りで循環させるようにしたことにより、部品の増加を招くことなく、構造の簡素化を達成しつつ、電磁アクチュエータAのプランジャ70側への異物の侵入を抑制ないし防止することができる。
それ故に、プランジャ70の摩耗やロックの発生を抑制ないし防止でき、電磁アクチュエータAを正常に作動させることができる。特に、ステータ190が一体成形品であるため、部品の製造コストを低減できる。
【0070】
図12は、本発明の第3実施形態に係る電磁切換弁V3を示すものであり、スリーブ及びスプールの一部を変更した以外は、前述の第1実施形態と同様である。したがって、同一の構成及び動作については同一の符号を付して説明を省略する。
第3実施形態に係る電磁切換弁V3は、スリーブ210、スプール220、付勢バネ30、シール部材40,50、伝達部材60、プランジャ70、ガイドスリーブ80、ステータ90、シール部材100、ブラケット110、インナーヨーク120、モールドユニット130、シール部材140、アウターヨーク150を備えている。
【0071】
スリーブ210は、第1実施形態に係るスリーブ10の連通路11iを廃止した以外は第1実施形態と同様であり、外周面11、シール溝11a、供給ポート11b、排出ポート11c,11d、第1ポート11e、第2ポート11f、連通路11g,11h、内周面12、内周面13、受け部14、フランジ部15を備えている。
【0072】
スプール220は、外周面21、第1弁部22、第2弁部23、凹部24、受け部25、第1端部26、第2端部27、連通路228を備えている。
連通路228は、軸線Sを中心に軸線S方向に貫通する円筒孔として形成され、伝達部材60の第2内部通路62a,61eを連通路11g及び排出油路4に連通させて、作動油の流れを可能する。
連通路228は、第1実施形態に係るスリーブ10の連通孔11iと同様の作用をなすものであり、伝達部材60の往復移動に伴って、伝達部材60の内側と外側の内部空間SS内における作動油の循環流れを補助する。
【0073】
上記構成をなす電磁切換弁V3によれば、電磁切換弁V1,V2と同様に、伝達部材60の周りを満たす作動油は伝達部材60の周りで循環させ、プランジャ70の周りを満たす作動油はプランジャ70の周りで循環させるようにしたことにより、部品の増加を招くことなく、構造の簡素化を達成しつつ、電磁アクチュエータAのプランジャ70側への異物の侵入を抑制ないし防止することができる。
それ故に、プランジャ70の摩耗やロックの発生を抑制ないし防止でき、電磁アクチュエータAを正常に作動させることができる。
【0074】
図13及び図14は、本発明の第4実施形態に係る電磁切換弁V4を示すものであり、スリーブ及びスプールの一部を変更した以外は、前述の第1実施形態と同様である。したがって、同一の構成及び動作については同一の符号を付して説明を省略する。
第4実施形態に係る電磁切換弁V4は、スリーブ310、スプール320、付勢バネ30、シール部材40,50、伝達部材60、プランジャ70、ガイドスリーブ80、ステータ90、シール部材100、ブラケット110、インナーヨーク120、モールドユニット130、シール部材140、アウターヨーク150を備えている。
【0075】
スリーブ310は、アルミニウム等の金属材料により軸線Sを中心とする円筒状に形成され、外周面311、シール溝311a、供給ポート311b、排出ポート311c、第1ポート311d、第2ポート311e、内周面312、内周面313、受け部314,314a、フランジ部315を備えている。
【0076】
外周面311は、軸線Sを中心とする円筒面として形成され、エンジン本体EBの嵌合孔Hに嵌合される。
シール溝311aは、シール部材40を嵌め込むべく、外周面311において環状溝として形成されている。
供給ポート311bは、供給油路3と連通する。排出ポート311cは、排出油路4と連通する。第1ポート311dは、第1油路5と連通する。第2ポート311eは、第2油路6と連通する。
【0077】
内周面312は、軸線Sを中心とする円筒面として形成され、スプール320の外周面321を密接させて摺動自在にガイドする。
内周面313は、軸線Sを中心とし、内周面312よりも大きい内径でかつフランジ部315に向けて末拡がる円錐状の面として形成され、伝達部材60が配置された状態で伝達部材60の周りに内部空間SSが確保されるように形成されている。
受け部314は、スプール320の第1端部327を受け止めてスプール320を最大前進位置に停止させる役割をなす。受け部314aは、付勢バネ30の一端部を受け止める役割をなす。
フランジ部315は、ステータ90に接合されると共にアウターヨーク150の端部がカシメ処理されて、電磁アクチュエータAと連結固定される。また、フランジ部315には、ステータ90と協働してシール部材50を挟み込むように収容する環状凹部315aが設けられている。
【0078】
スプール320は、軸線S方向に伸長するように形成され、外周面321、第1弁部322、第2弁部323、小径部324、凹部325、受け部326、第1端部327、第2端部328、連通路329を備えている。
外周面321は、スリーブ310の内周面312を摺動するべく、軸線Sを中心とする円筒状に形成され、内周面312の内径と略同径又は僅かに小さい外径をなす。
第1弁部322は、軸線S方向において第1ポート311dの開口幅よりも広い外周面321を画定するように形成され、軸線S方向に移動することにより、スリーブ310の第1ポート311dを開閉する。
第2弁部323は、軸線S方向において第2ポート311eの開口幅よりも広い外周面321を画定するように形成され、軸線S方向に移動することにより、スリーブ310の第2ポート311eを開閉する。
小径部324は、第1弁部322と第2弁部323の間に形成され、スリーブ310の内周面312と協働して、作動油の流れを許容する空間を画定する。
凹部325は、第1端部327の側において、付勢バネ30を伸縮自在に収容するように形成されている。
受け部326は、凹部325に収容された付勢バネ30の他端部を受けるべく、凹部325の底壁として形成されている。
第1端部327は、環状端面として形成され、スリーブ310の受け部314に対して離脱可能に当接する。
第2端部328は、軸線S方向において伝達部材60の環状当接部62dと当接するべく、軸線Sを中心とする円環状でかつ凸状湾曲面として形成されている。
連通路329は、軸線S方向に貫通する円筒孔として形成され、伝達部材60の第2内部通路62a,61eを排出ポート311cに連通させる。
【0079】
次に、電磁切換弁V4の切換動作について説明する。
先ず、コイル132が非通電の状態において、プランジャ70は、スプール320及び伝達部材60を介して、付勢バネ30の付勢力により、図13に示すように、第2端部73がストッパ83に当接した休止位置に停止している。
また、スプール320は、伝達部材60を介してプランジャ70の休止位置に対応する後退位置に停止している。
この後退位置において、スプール320の第1弁部322は、第1ポート311dと供給ポート311bの間の油路を閉塞し、かつ、第1ポート311dと排出ポート311cの間の油路を開放した状態にある。
また、スプール320の第2弁部323は、第2ポート311eと供給ポート311bの間の油路を開放し、かつ、第2ポート311eと排出ポート311cの間の油路を閉塞した状態にある。
このとき、第1油路5は作動油が排出され、第2油路6は作動油が供給される。
【0080】
続いて、コイル132が適宜通電されて起磁力が発生すると、プランジャ70は、付勢バネ30の付勢力に抗しつつ前進移動して、図14に示すように、第1端部327が受け部314に当接して、スプール320は最大前進位置に位置決めされる。
この最大前進位置において、スプール320の第1弁部322は、第1ポート311dと供給ポート311bの間の油路を開放し、かつ、第1ポート311dと排出ポート311cの間の油路を閉塞した状態にある。
また、スプール320の第2弁部323は、第2ポート311eと供給ポート311bの間の油路を閉塞し、かつ、第2ポート311eと排出ポート311cの間の油路を、内部空間SS、第2開口部62b,61f、第2内部通路62a,61e及び連通路329を介して、開放した状態にある。
このとき、第1油路5は作動油が供給され、第2油路6は作動油が排出される。
【0081】
尚、コイル132の通電が適宜制御されて、スプール320を中間位置に停止させることもできる。
この中間位置において、スプール320の第1弁部322は、第1ポート311dと供給ポート311bの間の油路を閉塞し、かつ、第1ポート311dと排出ポート311cの間の油路を閉塞した状態にある。
また、スプール320の第2弁部323は、第2ポート311eと供給ポート311bの間の油路を閉塞し、かつ、第2ポート311eと排出ポート311cの間の油路を閉塞した状態にある。
このとき、第1油路5及び第2油路6は、共に作動油の供給及び排出が遮断される。
【0082】
上記切換動作をなす電磁切換弁V4が、例えば、内燃エンジンの吸気側のカムシャフトCSのバルブタイミング変更装置Mに適用された場合の動作と、内燃エンジンの排気側のカムシャフトCSのバルブタイミング変更装置Mに適用された場合の動作は、前述の第1実施形態に係る電磁切換弁V1と同様である。
【0083】
次に、上記切換動作をなす電磁切換弁V4において、プランジャ70及び伝達部材60の周りの作動油の流れについて説明する。
プランジャ70が休止位置から前進移動すると、図14に示すように、前進移動空間FS内の作動油は、矢印で示すように、伝達部材60の第1開口部61d及び第1内部通路61cを経てプランジャ70の貫通路74を通り、プランジャ70の背後に画定される後退移動空間RSに流れ込む。これにより、プランジャ70は、円滑に前進移動することができる。
【0084】
ここでも、前述の第1実施形態と同様に、第1内部通路61cの通路面積は貫通路74の通路面積以上の大きさに形成され、又、第1開口部61dの通路面積は第1内部通路61cの通路面以上の大きさに形成されているため、作動油が前進移動空間FSから後退移動空間RSに移動する際に、絞り抵抗によるダンパ効果等が生じるのを防止することができ、プランジャ70を円滑に作動させることができる。
また、プランジャ70の前進移動に伴って、プランジャ70の外周面71が径方向においてステータ90の環状内壁面91cと微小隙間をおいて対向すると共に、プランジャ70の第1端部72が軸線S方向においてステータ90の環状対向面91bと対向するため、第1端部72及び環状対向面91bとに囲まれた前進移動空間FS内の作動油が、積極的に第1開口部61d及び第1内部通路61cに指向させられ、前進移動空間FSから後退移動空間RSに向かう作動油の流れが促進される。
【0085】
一方、スリーブ310の内部空間SSにおいては、伝達部材60は、プランジャ70に押されてスプール320と一緒に前進移動する。
ここで、ステータ90の挿通孔91aにおいて伝達部材60の小径筒部61の周りに画定される隙間Gの通路面積は、第1開口部61dの通路面積以下の大きさ、すなわち、粘性抵抗が増大しない範囲で極力小さく形成されているため、内部空間SS内の作動油、特に異物は、挿通孔91aを経て前進移動空間FS内に流れ難くなっている。
【0086】
この状態において、内部空間SS内の作動油は、環状段差部63と環状対向部91eの離隔距離が広がることから、例えば図14中の矢印で示すように、伝達部材60の第2内部通路61e内の作動油が第2開口部61fから内部空間SSに流れ、又、伝達部材60の外側の内部空間SS内の作動油が第2開口部62bから第2内部通路62a,61e内に流れ、又は、第2ポート311eから内部空間SSに流れ込む作動油の流れと共に連通路329から排出ポート311cに向けて流れる。このように、内部空間SS内の作動油は、全体的には伝達部材60の周りで循環すると共に連通路329から排出ポート311cに向けて流れる。
【0087】
プランジャ70が前進位置から休止位置に向けて後退移動すると、後退移動空間RS内の作動油は、図13中の矢印で示すように、プランジャ70の貫通路74を経て伝達部材60の第1内部通路61c及び第1開口部61dを通り、プランジャ70の前側に画定される前進移動空間FSに流れ込む。これにより、プランジャ70は、円滑に後退移動することができる。
【0088】
ここでは、前述同様に、第1内部通路61cの通路面積は貫通路74の通路面積以上の大きさに形成され、又、第1開口部61dの通路面積は第1内部通路61cの通路面以上の大きさに形成されているため、作動油が後退移動空間RSから前進移動空間FSに移動する際に、絞り抵抗によるダンパ効果等が生じるのを防止することができ、プランジャ70を円滑に作動させることができる。
【0089】
一方、スリーブ310の内部空間SSにおいては、伝達部材60は、付勢バネ30の付勢力により、スプール320と一緒にプランジャ70に追従して後退移動する。
ここで、ステータ90の挿通孔91aにおいて伝達部材60の小径筒部61の周りに画定される隙間Gの通路面積は、前述同様に、第1開口部61dの通路面積以下の大きさ、すなわち、粘性抵抗が増大しない範囲で極力小さく形成されているため、内部空間SS内の作動油、特に異物は、挿通孔91aを経て前進移動空間FS内に流れ難くなっている。
【0090】
この状態において、内部空間SS内の作動油は、環状段差部63と環状対向部91dの離隔距離が狭くなることから、例えば図13中の矢印で示すように、伝達部材60の外側の内部空間SS内の作動油が伝達部材60の第2開口部61fから第2内部通路61e内に流れ、又、伝達部材60の第2内部通路62a,61e内の作動油が第2開口部62bから伝達部材60の外側の内部空間SSに流れ、又は、排出ポート311cに通じる連通路329内の作動油が第2内部通路62a,61eに向けて流れる。このように、内部空間SS内の作動油は、全体的には伝達部材60の周りで循環する。
【0091】
ここでは、前述同様に、第2開口部61fと第2開口部62bが軸線S方向に隔てて形成され、第2開口部61fの通路面積が第2内部通路61eの通路面積以上の大きさに形成され、又、第2開口部62bの通路面積が第2内部通路62aの通路面積以上の大きさに形成されている。
これにより、伝達部材60の外側の内部空間SS内の作動油を、伝達部材60の内側の第2内部通路61e,62aに積極的に流れ込ませ、又は、伝達部材60の内側の第2内部通路61e,62a内の作動油を伝達部材60の外側の内部空間SSに積極的に流れ込ませて、伝達部材60の内側と外側とで循環させることができる。
また、伝達部材60の環状段差部63が軸線S方向においてステータ90の環状対向部91dと対向するため、両者の離隔距離の変動により、作動油を積極的に内部空間SS内で循環させることができる。
【0092】
したがって、内部空間SS内の作動油に異物が混入していた場合、異物が挿通孔91aを通してプランジャ70の作動領域に流れ込むのを阻止できる。これにより、異物の噛み込みによるプランジャ70の摩耗やロックを防止することができる。
仮に、作動油内の異物がスプール320の周りにおいて噛み込んだ場合は、プランジャ70を適宜往復駆動することにより、噛み込み状態を解消することができる。
【0093】
上記構成をなす電磁切換弁V4によれば、筒状をなす伝達部材60の内側にプランジャ70の貫通路74と対向する対向壁61bを遮断壁として設け、又、ステータ90の挿入孔91aと伝達部材60の間に画定される隙間Gを極力小さくして、スプール320側の作動油がプランジャ70側に直接流れ込むのを規制している。
そして、伝達部材60の周りを満たす作動油は伝達部材60の周りで循環させ、プランジャ70の周りを満たす作動油はプランジャ70の周りで循環させるようにしたことにより、部品の増加を招くことなく、構造の簡素化を達成しつつ、電磁アクチュエータAのプランジャ70側への異物の侵入を抑制ないし防止することができる。
それ故に、プランジャ70の摩耗やロックの発生を抑制ないし防止でき、電磁アクチュエータAを正常に作動させることができる。
特に、スプール320が両端側に二つのランド部(第1弁部322,第2弁部323)を有する構成であるため、その全長を短くでき、全体として電磁切換弁V4の小型化を達成することができる。
【0094】
上記実施形態においては、伝達部材として、小径部61及び大径部62を有する伝達部材60を示したが、これに限定されるものではなく、単一の外径からなる筒状部材を伝達部材として適用してもよい。
上記実施形態において、伝達部材として、樹脂材料により形成された伝達部材60を示したが、これに限定されるものではなく、その他の非磁性材料により形成された伝達部材を採用してもよい。
【0095】
上記実施形態においては、伝達部材の第2開口部として、軸線S方向に隔てて配置された複数の第2開口部61f,62bを有する伝達部材60を示したが、これに限定されるものではなく、開口面積の大きい単一の第2開口部を採用してもよい。
【0096】
上記実施形態においては、伝達部材60が、スプール20,220、320から離脱可能に別個の部品として形成された場合を示したが、これに限定されるものではなく、伝達部材がスプールに固着された構成を採用してもよく、又、伝達部材がスプールと一体形成された構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、電磁切換弁V1,V2,V3,V4がエンジン本体EBの嵌合孔Hに嵌合される場合を示したが、これに限定されるものではなく、それ以外の場所に装着されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0097】
以上述べたように、本発明の電磁切換弁によれば、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化を達成しつつ、電磁アクチュエータのプランジャ側への異物の侵入を抑制ないし防止することができるため、自動車等に搭載されるエンジンに適用できるのは勿論のこと、二輪車等の他の車両に搭載されるエンジンにおいても有用であり、さらに他の油圧機器等において作動油の流れを制御する際にも有用である。
【符号の説明】
【0098】
S 軸線
3 供給油路
4 排出油路
5 第1油路
6 第2油路
V1,V2,V3,V4 電磁切換弁
SS 内部空間
10,210,310 スリーブ
11b,311b 供給ポート
11c,11d,311c 排出ポート
11e,311d 第1ポート
11f,311e 第2ポート
11i、228,329 連通路
20,220,320 スプール
60 伝達部材
61 小径筒部
61a 端部
61b 対向壁
61c 第1内部通路
61d 第1開口部
61e 第2内部通路
61f 第2開口部
62 大径筒部
62a 第2内部通路
62b 第2開口部
62d 環状当接部
63 環状段差部
A 電磁アクチュエータ
70 プランジャ
71 外周面
74 貫通路
75 受入れ凹部
90,190 ステータ
91a,191 挿通孔
91b,192 環状対向面
91c,193 環状内壁面
91e,194 環状対向部
図1
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