| 【発明の名称】 |
電磁制御弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】小林 愛樹
【氏名】関谷 睦生
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| 【要約】 |
【課題】プランジャ１６のロッド１５を支承する軸受がプランジャ１６の当接によって磁化されるのを防止するための非磁性部材１７，１８をプランジャ１６の端部に設ける必要をなくす。
【解決手段】プランジャ１６のロッド１５の両端部を支承する第一軸受１１と第二軸受１２において、ボール１４を内蔵するリテーナ３３が非磁性部材からなり、そのリテーナ３３の片側端部に形成した鍔部３３ａがプランジャ１６の端部に面するように構成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流体通路接続用の複数のポートを有するハウジングと、このハウジング内に軸方向へ摺動可能に収容され、前記ポートを開閉するスプールと、前記ハウジングの軸方向一端に固定されて周囲にソレノイドコイルが巻回され、その磁束を通す磁気回路部と、この磁気回路部に軸方向へ摺動可能に内蔵され、その磁気回路部に生じる磁気吸引力で軸方向に作動可能なプランジャと、このプランジャの軸心部に貫通固定されたプランジャロッドと、このプランジャロッドの両端側を軸方向へ摺動可能に支承する第一軸受及び第二軸受とを備えた電磁制御弁において、前記第一軸受及び第二軸受は、ボールを内蔵した非磁性部材からなるリテーナと、このリテーナの片側端部に形成されて前記プランジャの端部に面する鍔部とを有していることを特徴とする電磁制御弁。
【請求項２】 流体通路接続用の複数のポートを有するハウジングと、このハウジング内に軸方向へ摺動可能に収容され、前記ポートを開閉するスプールと、前記ハウジングの軸方向一端に固定されて周囲にソレノイドコイルが巻回され、その磁束を通す磁気回路部と、この磁気回路部に軸方向へ摺動可能に内蔵され、その磁気回路部に生じる磁気吸引力で軸方向に作動可能なプランジャと、このプランジャの軸心部に貫通固定されたプランジャロッドと、このプランジャロッドの両端側を軸方向へ摺動可能に支承する第一軸受及び第二軸受とを備えた電磁制御弁において、ボールを内蔵した非磁性部材からなるリテーナを有してプランジャの磁気吸引側を支承する第一軸受を保持し、前記磁気回路部の一部を構成するボス部材と、このボス部材の内部に設けた絞り部と、前記ボス部材の内部でその絞り部を挟む両側に形成されたスプール側及びプランジャ側の大径穴部とを有し、前記スプール側の大径穴部に前記第一軸受が圧入保持され、且つ、前記プランジャ側の大径穴部には前記プランジャの磁気吸引側の端部が嵌入可能で、その嵌入時に、プランジャの吸引側の端部に設けられたリング状の非磁性部材が前記絞り部に当接するように構成したことを特徴とする電磁制御弁。
【請求項３】 絞り部は、ボス部材とは別体の磁性部材からなって前記ボス部材の内部に圧入保持されていることを特徴とする請求項２記載の電磁制御弁。
【請求項４】 絞り部の内部には、リテーナの一部がプランジャ側に向って突出していることを特徴とする請求項２または請求項３記載の電磁制御弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば内燃機関の吸・排気系のバルブ開閉タイミングを油圧で制御するバルブタイミング可変装置などにおいて、その油圧を適正制御するための電磁制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、例えば特開平７−１５１２５７号公報に開示された従来の電磁制御弁を示す断面図、図１０は図９の要部拡大断面図である。図９において、１は電磁制御弁のハウジングであり、このハウジング１は流体通路接続用の複数のポート２ａ〜２ｅおよび３ａ〜３ｅを有している。４はハウジング１内に所定範囲で軸方向へ摺動可能に収容されて前記ポート２ａ〜２ｅおよび３ａ〜３ｅを開閉するスプール、５はハウジング１の軸方向一端に連結固定されたヨークであり、このヨーク５は内筒部（内径部）５ａと外筒部（外径部）５ｂとを有する円筒状の磁性体からなっている。
【０００３】６はヨーク５内に嵌挿されたコイルボビン、７はそのコイルボビン６の外周に巻回されたソレノイドコイル（以下、単にコイルという）、８はヨーク５の外筒部５ｂの端部に嵌着されたコアであり、このコア８は前記コイルボビン６内に嵌合した円筒状のボス部８ａを有する磁性体からなっている。９はコイル７に電気的に接続されたターミナル、１０はそのターミナル９をモールドしている樹脂部、１１は前記ヨーク５の内筒部５ａ内に設けられた第一軸受、１２はコア８のボス部８ａ内に設けられた第二軸受であり、これらの第一軸受１１と第二軸受１２は同一構造のもので、詳しくは、その一方の第一軸受１１を図１０に示すように、軸方向両端に内向き鍔部１３ａを有するレース（外輪）１３と、このレース１３の円筒部内に嵌着されたリテーナ３４と、このリテーナ３４に保持されたボール１４とからなっている。ここで、前記レース１３は磁性体からなり、前記リテーナ３４は非磁性体からなり、前記ボール１４はステンレス（非磁性体）からなるものである。
【０００４】１５は第一軸受１１と第二軸受１２とによって軸方向へ摺動可能に両端側が支承されたプランジャロッド（以下、単にロッドという）であり、このロッド１５は非磁性体からなっている。１６は前記ロッド１５に一体的に保持されたプランジャであり、このプランジャ１６は磁性体からなるもので、その軸心部に貫通固定された前記ロッド１５と共に軸方向へ移動可能となっている。１６ａは前記プランジャ１６の磁気吸引側（第一軸受１１側）の端部外周に形成されて第一軸受１１側が漸次小径となるテーパ面、１６ｂはそのテーパ面１６ａの小径側の端面に設けられた環状の座ぐり部、１７はその座ぐり部１６ｂに嵌着されたリング状の非磁性部材であり、この非磁性部材１７は前記座ぐり部１６ｂから第一軸受１１側に突出している。１８は前記プランジャ１６の第二軸受１２側の端部に固着されたリング状の非磁性部材である。
【０００５】１９はスプール４をロッド１５に対する当接方向に付勢するスプリング、２０はハウジング１の軸方向他端部に螺合された調整ナットであり、この調整ナット２０は前記スプリング１９を圧縮している。２１はオイルタンク、２２はオイルポンプ、２３はそのオイルポンプ２２とポート２ｃとを連通する油圧供給路、２４は二次側のポート３ｄを制御室２５に接続する油圧通路、２６は二次側のポート３ｂと制御室２７とを接続する油圧通路、２８はポート２ａに接続されたドレン通路、２９はポート２ｅに接続されたドレン通路である。
【０００６】次に動作について説明する。コイル７の非通電時には、プランジャ１６に磁気吸引力が発生せず、スプリング１９の付勢力によるスプール４の移動でプランジャ１６は第一軸受１１から離れた位置（図９の状態）に保持される。この状態では、オイルポンプ２２からの作動油が一方の制御室２５に圧送供給され、他方の制御室２７からはドレン通路２８を介してオイルタンク２１内に戻り油が排出される。次いで、前記コイル７に通電されると、そのコイル７に生じる磁界によりヨーク５の内筒部５ａとプランジャ１６との間に発生する磁気吸引力によって、プランジャ１６とスプール４がスプリング１９の付勢力に抗して移動する。これにより、プランジャ１６は、移動方向前端の非磁性部材１７が第一軸受１１のレース１３に当接した位置で停止する。この停止位置では、オイルポンプ２２からの作動油が前記他方の制御室２７に圧送供給され、前記一方の制御室２５からはドレン通路２９を介してオイルタンク２１内に戻り油が排出される。
【０００７】このような従来の電磁制御弁は、プランジャ１６の両端にリング状の非磁性部材１７，１８を配設し、これらの非磁性部材１７，１８を第一軸受１１および第二軸受１２に当接させる構成となっていることにより、金属製の第一軸受１１とプランジャ１６との磁化吸着を防止し、コイル７の電流遮断時にスプリング１９の付勢力でプランジャ１６を第一軸受１１から離れる方向へスムーズに移動させることができるというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁制御弁は以上のように構成されているので、磁性体からなるプランジャ１６の吸引側端面に設けられた非磁性部材１７によって、金属製の第一軸受１１と前記プランジャ１６との磁化吸着を防止することができるが、その反面、金属製の軸受は部品コストが高く、かつ、プランジャ１６にあっても前記磁化吸着を防止するための非磁性部材１７を設けなければならず、電磁制御弁のコスト低減を図る点でネックになるという課題があった。そこで、前記軸受を非磁性部材で構成することも考えられるが、軸受を単に非磁性部材で構成したのでは、その非磁性軸受によって、プランジャ対向面の磁路面積が極端に減少し、プランジャの吸引力が減少して電磁制御弁の適正作動が得られなくなるという課題があった。
【０００９】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、プランジャのロッドを軸方向へ摺動可能に支承する軸受がプランジャの当接時に磁化するのを防止するための非磁性部材をプランジャの端部に設ける必要をなくし、前記軸受の大幅なコスト低減を可能とする電磁制御弁を得ることを目的とする。
【００１０】また、この発明は、軸受のリテーナを非磁性部材で形成するものでありながら、プランジャの磁気吸引力が前記リテーナで損なわれることのない信頼性の高い電磁制御弁を得ることを目的とする。
【００１１】さらに、この発明は、磁気回路部の一部を構成して軸受を内蔵するボス部材の構造を単純化でき、そのボス部材の生産コストを低減することができる電磁制御弁を得ることを目的とする。
【００１２】さらに、この発明は、磁気回路部の一部を構成するボス部材に内蔵した軸受がプランジャの当接によって磁化するのを防止でき、しかも、プランジャの磁気吸引力を確保することができる電磁制御弁を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電磁制御弁は、流体通路接続用の複数のポートを有するハウジングと、このハウジング内に軸方向へ摺動可能に収容され、前記ポートを開閉するスプールと、前記ハウジングの軸方向一端に固定されて周囲にソレノイドコイルが巻回され、その磁束を通す磁気回路部と、この磁気回路部に軸方向へ摺動可能に内蔵され、その磁気回路部に生じる磁気吸引力で軸方向に作動可能なプランジャと、このプランジャの軸心部に貫通固定されたプランジャロッドと、このプランジャロッドの両端側を軸方向へ摺動可能に支承する第一軸受及び第二軸受とを備えた電磁制御弁において、前記第一軸受及び第二軸受は、ボールを内蔵した非磁性部材からなるリテーナと、このリテーナの片側端部に形成されて前記プランジャの端部に面する鍔部とを有しているものである。
【００１４】この発明に係る電磁制御弁は、流体通路接続用の複数のポートを有するハウジングと、このハウジング内に軸方向へ摺動可能に収容され、前記ポートを開閉するスプールと、前記ハウジングの軸方向一端に固定されて周囲にソレノイドコイルが巻回され、その磁束を通す磁気回路部と、この磁気回路部に軸方向へ摺動可能に内蔵され、その磁気回路部に生じる磁気吸引力で軸方向に作動可能なプランジャと、このプランジャの軸心部に貫通固定されたプランジャロッドと、このプランジャロッドの両端側を軸方向へ摺動可能に支承する第一軸受及び第二軸受とを備えた電磁制御弁において、ボールを内蔵した非磁性部材からなるリテーナを有してプランジャの磁気吸引側を支承する第一軸受を保持し、前記磁気回路部の一部を構成するボス部材と、このボス部材の内部に設けた絞り部と、前記ボス部材の内部でその絞り部を挟む両側に形成されたスプール側及びプランジャ側の大径穴部とを有し、前記スプール側の大径穴部に前記第一軸受が圧入保持され、且つ、前記プランジャ側の大径穴部には前記プランジャの磁気吸引側の端部が嵌入可能で、その嵌入時に、プランジャの吸引側の端部に設けられたリング状の非磁性部材が前記絞り部に当接するように構成したものである。
【００１５】この発明に係る電磁制御弁は、絞り部が、ボス部材とは別体の磁性部材からなって前記ボス部材の内部に圧入保持されているものである。
【００１６】この発明に係る電磁制御弁は、絞り部の内部に、リテーナの一部がプランジャ側に向って突出しているものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による電磁制御弁を示す断面図、図２は図１の要部拡大断面図であり、図９および図１０と同一または相当部分には同一符号を付して説明する。図１において、３０は電磁制御弁の磁気回路部であり、この磁気回路部３０は、ハウジング１の軸方向一端に固定されたヨーク５に内蔵され且つ外周にコイル７が巻回されたコイルボビン６と、このコイルボビン６の一端内部に嵌合保持された円筒状のボス部８ａを一体に有するコア８と、前記コイルボビン６の他端内部に嵌合保持されたボス部材３１とからなっている。ここで、前記コイルボビン６とコア８およびボス部材３１は、前記コイル７の通電時に発生する磁束を通す磁性部材からなっている。
【００１８】上述のように構成された磁気回路部３０の内部にプランジャ１６が軸方向へ摺動可能に収容され、そのプランジャ１６の軸心部に貫通固定されたロッド１５の両端部を支承する第一軸受１１と第二軸受１２とにおいて、第一軸受１１は前記ボス部材３１内に、且つ、第二軸受１２は前記コア８のボス部８ａ内にそれぞれ圧入保持されており、それらの第一軸受１１および第二軸受１２の具体的構成について以下に説明する。すなわち、第一軸受１１と第二軸受１２は同一構造をなしてロッド１５上で左右対称に配置されているもので、ボス部材３１内およびコア８のボス部８ａ内にそれぞれ圧入保持された環状のレース（外輪）３２と、金属製のボール１４を内蔵して前記レース３２内に圧入保持されたリテーナ３３とからなっている。ここで、第一軸受１１および第二軸受１２のそれぞれのリテーナ３３は樹脂等の非磁性部材からなり、それらのリテーナ３３の片側（プランジャ１６側）の端部には、プランジャ１６の端部に面する外向きの鍔部３３ａが一体形成されている。
【００１９】３ａ，３ｂはハウジング１が有する二次側の２つのポート、２０Ａはスプール４をプランジャ１６側に付勢するスプリング（機械的付勢手段）１９の押え部材であり、上記実施の形態１による電磁制御弁のその他の構成は図７，図８と同様のため、説明を省略する。
【００２０】次に動作について説明する。コイル７の非通電時にプランジャ１６は、図１，図２に示すように、スプリング１９の付勢力で第一軸受１１から引き離されて第二軸受１２に当接した状態に保持されている。この状態において、コイル７に通電されると、プランジャ１６の第一軸受１１側に発生する磁気吸引力によって、前記プランジャ１６がスプリング１９の付勢力に抗して第一軸受１１側に移動し、その第一軸受１１のリテーナ３３の鍔部３３ａに前記プランジャ１６の磁気吸引側端部が当接してスプール４が所定の開閉位置に切り替えられる。この状態からコイル７が電流遮断されると、スプリング１９の付勢力により、スプール４とロッド１５を介してプランジャ１６が第一軸受１１から引き離される。
【００２１】ここで、第一軸受１１のリテーナ３３が磁性部材からなっていると、そのリテーナ３３の鍔部３３ａがプランジャ１６の吸着状態で磁化されることから、コイル７の電流遮断時にプランジャ１６が前記鍔部３３ａから離れ難くなるが、この発明の実施の形態１では、前記鍔部３３ａを有するリテーナ３３の全体を樹脂等の非磁性部材で形成したことにより、コイル７の電流遮断時にスプリング１９の付勢力でプランジャ１６を前記鍔部３３ａから速やかに引き離し移動させることができる。
【００２２】以上説明した実施の形態１によれば、プランジャ１６に貫通固定されたロッド１５の両端部を支承する第一軸受１１と第二軸受１２のそれぞれのリテーナ３３が樹脂等の非磁性部材からなるように構成したので、従来の電磁制御弁に用いられている金属製軸受の場合のように、プランジャ１６の磁化吸着を防止するためのリング状の非磁性部材を前記プランジャ１６の端部に設ける必要がなく、このため、電磁制御弁のコスト低減が図れるという効果がある。また、上述のように、樹脂等の非磁性部材からなるリテーナ３３の片側端部には鍔部３３ａを一体形成し、この鍔部３３aに対してコイル７通電時のプランジャ１６を当接させるように構成したので、コイル７の電流遮断時にスプリング１９の付勢力でプランジャ１６を前記リテーナ３３から速やかに引き離し移動させることができ、このため、コイル７の電流遮断時にスプリング１９によるプランジャ１６の応答作動性が向上するという効果がある。
【００２３】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形態２による電磁制御弁を示す断面図、図４は図３の要部拡大断面図である。図において、３１ａはボス部材３１の内周面に一体形成された環状の内向き鍔部からなる絞り部であり、この絞り部３１ａによって、前記ボス部材３１の内部はスプール４側の大径穴部３１ｂとプランジャ１６側の大径穴部３１ｃとに仕切り形成されている。
【００２４】すなわち、この実施の形態２では、上記実施の形態１におけるボス部材３１の内周面に、該ボス部材３１の内径よりも小径で且つプランジャ１６のロッド１５よりも大径の中心穴部を有する環状の絞り部３１ａを設けることにより、前記ボス部材３１の内部において、前記絞り部３１ａを挟む両側にスプール４側の大径穴部３１ｂとプランジャ１６側の大径穴部３１ｃとを形成し、前記絞り部３１ａの中心穴部に前記ロッド１５を摺動自在に挿通させると共に、スプール４側の大径穴部３１ｂ内に第一軸受１１を圧入保持させ、且つ、プランジャ１６側の大径穴部３１ｃ内にはプランジャ１６のテーパ面１６ａが嵌入可能な構成としたものである。ここで、前記プランジャ１６は、磁気吸引側の端部となるテーパ面１６ａの小径端部にリング状の非磁性部材１７が設けられたものである。なお、この実施の形態２による電磁制御弁のその他の構成は図１および図２と同一のため、その同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２５】次に動作について説明する。図３，図４はコイル７の非通電時の状態であり、プランジャ１６はスプリング１９の付勢力でボス部材３１の絞り部３１ａから引き離されており、この状態から前記コイル７に通電されると、第一軸受１１側に発生する磁気吸引力でプランジャ１６がスプリング１９の付勢力に抗して第一軸受１１側に移動し、プランジャ１６のテーパ面１６ａがボス部材３１の大径穴部３１ｃ内に嵌入してプランジャ１６端部の非磁性部材１７がボス部材３１の絞り部３１ａに当接することにより、前記プランジャ１６は停止する。
【００２６】ここで、樹脂等の非磁性部材からなるリテーナ３３の鍔部３３ａがプランジャ１６の端部に対向露出し、その露出面部である前記鍔部３３ａの面積が大きい場合、プランジャ１６端部との対向面部における磁路面積が極減するため、コイル７の通電時にプランジャ１６を第一軸受１１側に移動させるための磁気吸引力が非磁性の前記鍔部３３ａで大幅に減少する可能性がある。
【００２７】しかしながら、この実施の形態２では、樹脂等の非磁性部材からなるリテーナ３３が、磁性部材からなる円筒状のボス部材３１に内蔵され、しかも、前記リテーナ３３の鍔部３３ａとプランジャ１６との間が前記ボス部材３１の絞り部３１ａで遮られているため、コイル７の通電時にプランジャ１６を第一軸受１１側に移動させるための磁気吸引力が非磁性のリテーナ３３の鍔部３３ａによって損なわれるようなことがなく、磁気吸引力によるプランジャ１６の軸方向移動をスムーズに且つ確実に遂行させることができる。
【００２８】以上説明した実施の形態２によれば、非磁性部材からなってボール１４を内蔵し且つプランジャ１６側の端部に外向きの鍔部３３ａが一体形成されたリテーナ３３を有する第一軸受１１を、磁性部材からなるボス部材３１内に圧入保持させ、そのボス部材３１の内周面に一体形成された内向き鍔状の絞り部３１ａによって、非磁性のリテーナ３３の鍔部３３ａとプランジャ１６との軸方向対向面間を遮るように構成したので、コイル７の通電時にプランジャ１６を第一軸受１１側に移動させるための磁気吸引力が非磁性のリテーナ３３の鍔部３３ａで損なわれるのを磁性のボス部材３１の絞り部３１ａで防止することが可能になるという効果がある。また、この実施の形態２によれば、第一軸受１１の組付時に、ボス部材３１内のスプール４側の大径穴部３１ｂ内に第一軸受１１を嵌入してリテーナ３３の鍔部３３ａをボス部材３１の絞り部３１ａに当接させることにより、第一軸受１１をボス部材３１内の所定箇所に確実に位置決めすることができ、このため、第一軸受１１の組付作業性が向上するという効果がある。さらに、この実施の形態２によれば、磁気吸引力によるプランジャ１６の移動終端では、当該プランジャ１６の端部がボス部材３１と一体の絞り部３１ａに当接することにより、プランジャ１６の移動ストロークが常に一定化し、そのストロークが変化しないので、電磁制御弁の開閉精度が向上するという効果がある。さらには、第一軸受１１および第二軸受１２の軸受コストの低減およびそれに伴う電磁制御弁のコスト低減、ならびに軽量化を図ることが可能という効果がある。
【００２９】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形態３による電磁制御弁の要部を示す断面図であり、図において、３５はボス部材３１の内部に設けた絞り部であり、この絞り部３５は、ボス部材３１及びレース３２並びにリテーナ３３のそれぞれとは別体の磁性部材からなって前記ボス部材３１のプランジャ１６側の大径穴部３１ｃ内に圧入保持されている。このような絞り部３５としては、例えばリングやワッシャ等が適用される。
【００３０】すなわち、上記実施の形態２では、ボス部材３１の内周面におけるプランジャ１６側に絞り部３１ａを一体形成したが、この実施の形態３では、上述のようにボス部材３１などとは別体の磁性部材からなる絞り部３５を前記ボス部材３１内に圧入保持させ、その絞り部３５にレース３２とリテーナ３３の端面を当接させると共に、前記絞り部３５をプランジャ１６端面の非磁性部材１７に対向させたものである。なお、この実施の形態３の他の構成は、上記実施の形態２と同一のため、その同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３１】以上説明した実施の形態３によれば、ボス部材３１と絞り部３５とを分離して両者を磁性部材で個々に形成し、その絞り部３１を前記ボス部材３１の内部に圧入保持させるように構成したので、ボス部材３１の構造が単純化し、且つ、そのボス部材３１内に絞り部３５を圧入するだけで、それら両者を一体的ユニット化状態に簡単に組付けることができ、このため、生産性が向上すると共にコスト低減が図れるという効果がある。
【００３２】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形態４による電磁制御弁の要部を示す断面図であり、図において、３３ｂはリテーナ３３におけるプランジャ１６側の端部に一体形成された小径円筒部であり、この小径円筒部３３ｂは、ボス部材３１内に圧入保持された絞り部３５の内部に嵌め込まれてプランジャ１６側に突出している。すなわち、この実施の形態４では、上記実施の形態３におけるリテーナ３３のプランジャ１６側の端部に小径円筒部３３ｂを一体形成すると共に、絞り部３５を前記小径円筒部３３ｂの外径とほぼ同一の内径に形成し、その絞り部３５内に前記小径円筒部３３ｂを嵌め込むことにより、前記絞り部３５を介して前記小径円筒部３３ｂをプランジャ１６側に突出させたものである。なお、この実施の形態４の他の構成は、上記実施の形態３と同一のため、その同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３３】以上のように構成した実施の形態４によれば、上記実施の形態３と同様の効果が得られることに加え、非磁性部材からなるリテーナ３３の小径円筒部３３ｂが磁性部材からなる絞り部３５を介してプランジャ１６側に突出し、プランジャ１６のスプール４側への移動時には、そのプランジャ１６が前記小径円筒部３３ｂの端部に当接するので、その当接によって第一軸受１１とプランジャ１６が磁化吸着されるようなことがないという効果がある。しかも、前記小径円筒部３３ｂの外周には磁性部材からなる絞り部３５が嵌め込まれ、その絞り部３５がプランジャ１６の端面の一部に対向しているので、プランジャ１６の磁気吸引力を十分に確保することができるという効果がある。
【００３４】実施の形態５．図７はこの発明の上記実施の形態１から上記実施の形態４のうちのいずれかによる電磁制御弁を備えたバルブタイミング調整装置を示す断面図である。図において、４１は内燃機関の吸・排気弁を開閉駆動するためのカム４１ａを有するカムシャフト、４２はカムシャフト４１の一端に設けられたタイミングプーリまたはタイミングスプロケットであり、このタイミングプーリまたはタイミングスプロケット４２は内燃機関のクランクシャフトにタイミングベルトまたはタイミングチェーンを介して連動するものである。５０はカムシャフト４１に取付けられたバルブタイミング可変用のアクチュエータであり、このアクチュエータ５０は、作動油として内燃機関の潤滑油で駆動されることにより、カムシャフト４１の変位角度を変化させて、図示しない吸気弁または排気弁の開閉タイミングを連続的に変化させるものである。５１はアクチュエータ５０のハウジングであり、カムシャフト４１に対して回動自在に取付られている。
【００３５】５２はハウジング５１に固定されたケース、５３はカムシャフト４１に連結固定されてケース５２内に収納されたベーン式のロータであり、このロータ５３はケース５２に対して所定角度範囲で相対回動可能となっている。５４はケース５２に固定されたカバー、５５はそのカバー５４の開口部を閉塞するプレート、５６はロータ５３に設けられたロック用のホルダ、５７はハウジング５１に摺動可能に内蔵されたロックピンであり、このロックピン５７は、前記ホルダ５６に係脱可能に係合してロータ５３の回動を拘束したり、その拘束を解除したりするものである。５８はロックピン５７をホルダ５６に対する係合方向に付勢するスプリング、５９はホルダ５６内に作動油を導入するロック解除用油路であり、このロック解除用油路５９からホルダ５６内に導入された作動油でロックピン５７がスプリング５８に抗して移動し、そのロックピン５７がホルダ５６内から抜け出すことにより、ロータ５３の拘束が解除されるようになっている。６０は空気穴、６１はロータ５３をカムシャフトに固定している軸ボルト、６２は空気穴である。
【００３６】６３はカムシャフト４１およびロータ５３に設けられた第１油路であり、この第１油路６３はロータ５３を遅角方向に移動させるための後述する遅角油圧室７４に連通している。６４は同じくカムシャフト４１よびロータ５３に設けられた第２油路であり、この第２油路６４はロータ５３を進角方向に移動させるための後述する進角油圧室７５に連通している。
【００３７】８０はアクチュエータ５０に作動油を供給してその油量を制御するオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）であり、このＯＣＶ８０は、上記実施の形態１または上記実施の形態２による電磁制御弁からなるもので、図７中のＯＣＶ８０は、図１または図３の電磁制御弁を左右反転して配置したものである。８１はオイルパン、８２はオイルポンプ、８３はオイルフィルタ、８４はオイルポンプ８２の吐出側とＯＣＶ８０のポート（オイル供給ポート）２ｃとをオイルフィルタ８３を介して接続するオイル供給管路、８５はＯＣＶ８０の二次側のポート３ｂとアクチュエータ５０の第１油路６３とを接続する第１管路、８６はＯＣＶ８０の二次側のポート３ａとアクチュエータ５０の第２油路６４とを接続する第２管路、８７はＯＣＶ８０のポート（ドレンポート）２ｂ，２ｄに接続されたドレン管路である。
【００３８】１００は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）であり、主に吸入空気量センサ、スロットルセンサ、水温センサ、クランク角センサ、カム角センサ（いずれも図示せず）等からの信号に基づき、インジェクタ、イグナイタ、ＯＣＶ８０を駆動して、燃焼噴射量、添加時期およびバルブ開閉タイミングをそれぞれ制御すると共に、イグニッションスイッチのＯＦＦ後におけるＯＣＶ８０の開弁時期を制御するものである。
【００３９】図８は図７のＡ−Ａ線に沿った矢視図であり、同図において、６５はロータ５３の回転胴部、６６〜６９はその回転胴部６５の外周に凸設された複数のベーン、７０はケース５２の内周面に凸設された複数（ベーン６６〜６９と同数）のシュー、７１は前記各シュー７０の先端に設けられたチップシールであり、このチップシール７１は図７中に示すバックスプリング７２の付勢力でロータ５３の回転胴部６５に摺動可能に押圧されている。７３は前記各ベーン６６〜６９の先端に設けられたチップシールであり、このチップシール７３の場合もバックスプリング（図示せず）を備えてケース５２の内周面に摺接している。
【００４０】７４は前記ベーン６６〜６９を遅角方向に移動させるための遅角油圧室、７５は前記ベーン６６〜６９を進角方向に移動させるための進角油圧室であり、これらの遅角油圧室７４および進角油圧室７５は、ケース５２とロータ５３との間でシュー７０とベーン６６〜６９との間に形成された扇柱状空間から成って作動油が供給されるものである。
【００４１】７６は１つのベーン６６に設けられて当該ベーン６６両側の遅角油圧室７４と進角油圧室７５とを連通する連通油路、７７はその連通油路７６の途中に凹設された移動溝であり、この移動溝７７の途中にロック解除用油路５９が連通している。７８は移動溝７７内を移動するスライドプレートであり、このスライドプレート７８によって連通油路７６が分断され、遅角油圧室７４と進角油圧室７５との間で油漏れが生じないようにしている。また、スライドプレート７８は、遅角油圧室７４内の油圧が高いときに進角油圧室７５側に移動し、進角油圧室７５内の油圧が高いときに遅角油圧室７４側に移動して油路を切り替える切替弁の機能を奏するものである。
【００４２】以上において、遅角油圧室７４および進角油圧室７５は、ハウジング５１とケース５２とロータ５３とカバー５４とで囲まれており、遅角油圧室７４は第１油路６３に連通し、この第１油路６３から作動油が供給され、また、進角油圧室７５は第２油路６４に連通し、この第２油路６４から作動油が供給される。そして、遅角油圧室７４と進角油圧室７５に供給される作動油の油量に応じて、ロータ５３がハウジング５１に対して相対回動し、遅角油圧室７４と進角油圧室７５のそれぞれの体積が変化するものである。
【００４３】次に、アクチュエータ５０及びＯＣＶ８０の動作について説明する。内燃機関の停止状態では、ロータ５３がハウジング１に対して進角方向へ最大に相対回動した最大遅角位置にあり、このとき、オイルポンプ８２も停止しており、第１油路６３および第２油路６４には作動油が供給されず、ロック解除用油路５９にも作動油が供給されないので、アクチュエータ５０内の油圧は低くなっている。このため、ロックピン５７はスプリング５８の付勢力でホルダ５６内に嵌入係合してハウジング５１とロータ５３とをロックした状態にある。
【００４４】そのロック状態から内燃機関が始動すると、オイルポンプ８２が稼動し、ＯＣＶ８０に供給される作動油の圧力が上昇するため、ＯＣＶ８０から第１管路８５および第１油路６３を介してアクチュエータ５０内の遅角油圧室７４に作動油が供給される。このとき、遅角油圧室７４の油圧によって、スライドプレート７８が進角油圧室７５側に移動し、遅角油圧室７４とロック解除用油路５９とが連通し、このロック解除用油路５９からホルダ５６内に供給された作動油でロックピン５７がスプリング５８の付勢力に抗して押動されることにより、ロックピン５７がホルダ５６内から抜け出して、ハウジング５１とロータ５３とのロックが解除される。
【００４５】しかしながら、遅角油圧室７４には作動油が供給されているので、ロータ５３の各ベーン６６〜６９は遅角方向のシュー７０に押圧当接した状態にあり、このため、ロックピン５７によるハウジング５１とロータ５３のロックが解除されても、それらのハウジング５１とロータ５３とは遅角油圧室７４の油圧で押し付け合い、振動や衝撃を低減・解消する。
【００４６】次に、ロータ５３を進角させるために、作動油がＯＣＶ８０によって第２管路８６から第２油路６４を介して進角油圧室７５に供給され、その油圧が進角油圧室７５から連通油路７６に伝わってスライドプレート７８を押圧することにより、スライドプレート７８は遅角油圧室７４側に移動する。そのスライドプレート７８の移動によって、ロック解除用油路５９は連通油路７６の進角油圧室７５側に連通し、進角油圧室７５からロック解除用油路５９に油圧が伝えられ、その油圧でロックピン５７がスプリング５８の付勢力に抗してハウジング５１側に移動し、ロックピン５７とホルダ５６との係合が解除される。
【００４７】その係合解除状態において、ＯＣＶ８０の開閉で供給油量が調節されることにより、遅角油圧室７４と進角油圧室７５の油量が調整され、ハウジング５１に回動に対してロータ５３が進角または遅角方向に回動する。例えば、ロータ５３が最大進角した場合、ロータ５３は各ベーン６６〜６９が遅角油圧室７４側のシュー７０に当接した状態で回動する。また、遅角油圧室７４の油圧を進角油圧室７５の油圧よりも大きくした場合、ロータ５３はハウジング５１に対して遅角方向に回動する。
【００４８】このように、遅角油圧室７４および進角油圧室７５への供給油圧が調節されることにより、ハウジング５１に対するロータ５３の遅角・進角が調整される。おの際、チップシール７１，７３によって遅角油圧室７４と進角油圧室７５との間での作動油の漏れが防止される。なお、ＯＣＶ８０の供給油圧は、ハウジング５１に対する加圧量を決定するクランク角センサからの信号により、ＥＣＵ１００で演算されてフィードバック制御される。
【００４９】以上説明した実施の形態５のように、上記実施の形態１から上記実施の形態４のいずれかによる電磁制御弁をバルブタイミング調整装置の油圧制御系統のＯＣＶ８０として適用することにより、内燃機関の吸・排気系のバルブ開閉タイミングを適正制御でき、その制御精度が向上するという効果がある。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電磁制御弁のプランジャに貫通固定されたロッドの両端部を軸方向へ摺動可能に支承する第一軸受と第二軸受において、ボールを内蔵するリテーナが非磁性部材からなり、そのリテーナの片側端部に形成した鍔部がプランジャの端部に面するように構成したので、非磁性部材からなるリテーナがプランジャの当接によって磁化されるようなことがなく、このため、従来の金属製軸受の場合のように、リテーナの磁化によるプランジャの吸着を防止するために、プランジャの端部に別部品であるリング状の非磁性部材を装着する必要がなく、このため、軸受コストの大幅な低減が可能になるという効果がある。
【００５１】この発明によれば、ボールを内蔵した非磁性部材からなるリテーナを有してプランジャの磁気吸引側を支承する第一軸受を保持して磁気回路部の一部を構成するボス部材が、当該ボス部材の内部に設けた絞り部と、当該ボス部材を挟む両側に形成されたスプール側及びプランジャ側の大径穴部とを有し、スプール側の大径穴部に第一軸受が圧入保持され、プランジャ側の大径穴部にはプランジャの磁気吸引側の端部が嵌入可能で、その嵌入時にプランジャの磁気吸引側の端部に設けられた非磁性部材が当接するように構成したので、第一軸受の非磁性部材からなるリテーナとプランジャの磁気吸引側の端部との間に磁性部材からなるボス部材の絞り部が介在することにより、プランジャを第一軸受側に移動させるための磁気吸引力が非磁性の前記リテーナで損なわれるようなことがなく、このため、磁気吸引力によるプランジャの移動を確実かつスムーズに遂行させることができるという効果がある。また、第一軸受とボス部材との組付けに際しては、ボス部材のスプール側の大径穴部に第一軸受を圧入してリテーナをボス部材の絞り部に当接させることにより、ボス部材の内部所定位置に第一軸受を確実に位置決めすることができ、このため、第一軸受の組付作業性が向上するという効果がある。さらには、磁気吸引力で移動するプランジャの端部が前記ボス部材の絞り部に当接することにより、プランジャの移動ストロークが常に一定化するため、電磁制御弁の開閉精度が向上するという効果がある。
【００５２】この発明によれば、磁気回路部の一部を軸受を内蔵するボス部材の内部に設けた絞り部が、前記ボス部材とは別体の磁性部材からなって前記ボス部材の内部に圧入保持されるように構成したので、ボス部材と絞り部を個々に形成することが可能となってボス部材の構造が単純化し、しかも、ボス部材の内部に絞り部を圧入するだけで、それら両者を簡単に組付けユニット化することができ、このため、生産性が向上すると共にコスト低減が図れるという効果がある。
【００５３】この発明によれば、ボス部材の絞り部の内部にリテーナの一部をプランジャ側に向って突出させるように構成したので、プランジャの磁気吸引力による移動時には、そのプランジャが非磁性のリテーナの端部に当接することとなり、このため、プランジャと軸受との磁気吸着を防止することができるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月４日（１９９９．１０．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６６４７４
【弁理士】
【氏名又は名称】田澤 博昭 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８１３５（Ｐ２００１−１０８１３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２８３３９７ |
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