JP2006029351A - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an electromagnetic valve that is operated by an electromagnetic actuator and switches a flow path.
〔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。
[Conventional technology]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetic valve that is inserted into a body or the like in which various fluid circuits are formed and switches a flow path is known. This solenoid valve is, for example, an oil flow control valve (fitted to a body in which a hydraulic circuit for supplying hydraulic pressure to variable elements of a valve variable timing device (hereinafter referred to as VVT) of an engine is formed to switch the flow of oil. Hereinafter, the oil path is switched as OCV).
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。
As shown in FIG. 4, the conventional
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)。
A
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。
When the
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。
The
〔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。
[Problems with conventional technology]
However, the fluid flowing through the
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。
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can prevent the accumulation of iron-based foreign matter on the surface of the plunger and suppress fluctuations in magnetic characteristics without increasing the cost. Is to provide.
〔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。
[Means of Claim 1]
In the electromagnetic valve according to the first aspect, a shielding member that inhibits fluid from flowing from the spool valve toward the electromagnetic actuator is disposed between the spool and the collar.
Thereby, the iron-type foreign material contained in the fluid is likely to settle before the fluid enters the electromagnetic actuator. As a result, the amount of iron-based foreign matter accumulated on the surface of the plunger can be reduced by a simple and inexpensive configuration in which a shielding member is disposed between the spool and the collar, and the magnetic characteristics of the solenoid valve are fluctuated. Can be suppressed.
〔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。
[Means of claim 2]
In the electromagnetic valve according to claim 2, the breathing hole of the shielding member is formed on the inner peripheral side with respect to the collar breathing hole.
As a result, the flow path from the spool valve to the electromagnetic actuator becomes a labyrinth, which further hinders the flow of fluid from the spool valve to the electromagnetic actuator. As a result, precipitation of iron-based foreign matter in the flow path from the spool valve to the electromagnetic actuator can be promoted, so that the amount of iron-based foreign matter accumulated on the surface of the plunger can be further reduced.
〔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。
[Means of claim 3]
In the solenoid valve according to
Accordingly, the breathing hole of the shielding member and the breathing hole of the collar surely form a maze, so that the precipitation of iron-based foreign matter in the flow path from the spool valve to the electromagnetic actuator is promoted.
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。 The solenoid valve of the best mode 1 includes a sleeve in which an input / output port for fluid is formed, a spool valve that is slidably supported by the sleeve, and has a spool that opens and closes the input / output port by being displaced in the axial direction; A stator that forms a magnetic circuit by energizing the solenoid, an electromagnetic actuator having a plunger driven on one side in the axial direction by a magnetic attraction generated between the stator, and a spool is provided between the plunger and the plunger. The magnetic attraction force received is transmitted to the spool, and the shaft that displaces the spool in one axial direction, the collar that is disposed between the spool and the plunger, and that slidably supports the shaft, and between the spool and the collar. And a shielding member that prevents fluid from flowing from the spool valve toward the electromagnetic actuator. Further, the collar and the shielding member are each formed with a breathing hole for performing intake and exhaust according to the displacement of the plunger and the shaft, and the breathing hole of the shielding member is formed on the inner peripheral side with respect to the collar breathing hole. .
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。 In the solenoid valve according to the best mode 2, the collar breathing hole opens on the outer peripheral side of the shielding member on one end side of the collar, and the inner peripheral side on the other end side of the collar than the opening on one end side of the collar. Open to the side.
〔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。
[Configuration of Example 1]
A configuration of the solenoid valve 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
For example, the solenoid valve 1 is inserted into a body in which a hydraulic circuit that supplies hydraulic pressure to the variable elements of the VVT is formed, and switches an oil path as an OCV. As shown in FIG. 1, the electromagnetic valve 1 includes a spool valve 2 that is fitted into a body and connected to various oil passages, an
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。
The spool valve 2 includes a
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The shaft 4 is interposed between the
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。
The other end of the
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。
The shielding
〔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。
[Operation of Example 1]
The operation of the solenoid valve 1 according to the first embodiment will be described.
When the
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。
With such displacement of the
〔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。
[Effect of Example 1]
In the solenoid valve 1 according to the first embodiment, the
This prevents the air / oil mixed phase fluid from flowing toward the
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。
In the solenoid valve 1 according to the first embodiment, the
Thereby, the flow path of the air / oil mixed phase fluid between the other end side inside 15 and the one end side inside 26 becomes a maze shape. As a result, precipitation of iron-based foreign matter in the flow path from the spool valve 2 to the
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。
In the solenoid valve 1 of the second embodiment, as shown in FIG. 3, a portion on the inner peripheral side with respect to the outer peripheral portion of the shielding
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic valve 2
Claims (3)
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。 A sleeve in which an input / output port for fluid is formed, and a spool valve that is slidably supported by the sleeve and has a spool that opens and closes the input / output port by being displaced in the axial direction;
A stator that forms a magnetic circuit by energizing the solenoid, and an electromagnetic actuator having a plunger that is driven on one side in the axial direction by a magnetic attractive force generated between the stator and the stator;
A shaft that is provided between the spool and the plunger, transmits a magnetic attraction force received by the plunger to the spool, and displaces the spool in one axial direction;
A collar disposed between the spool and the plunger and slidably supporting the shaft;
An electromagnetic valve comprising a shielding member disposed between the spool and the collar and preventing the fluid from flowing from the spool valve toward the electromagnetic actuator.
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。 The solenoid valve according to claim 1,
Each of the collar and the shielding member is formed with a breathing hole that performs intake and exhaust according to the displacement of the plunger and the shaft.
The solenoid valve according to claim 1, wherein the breathing hole of the shielding member is formed on an inner peripheral side with respect to the breathing hole of the collar.
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。 The solenoid valve according to claim 1,
Each of the collar and the shielding member is formed with a breathing hole that performs intake and exhaust according to the displacement of the plunger and the shaft.
The breathing hole of the collar opens on the outer peripheral side of the breathing hole of the shielding member on one end side of the collar, and opens on the inner peripheral side of the opening on the one end side of the collar on the other end side of the collar. A solenoid valve characterized by that.
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