JP2013061005A - 電磁スプール弁 - Google Patents

Abstract

【課題】スプール内を介してプランジャの両側の呼吸を行なう電磁スプール弁において、プランジャに異物が達するのを防ぐ。
【解決手段】「スプール内ドレン穴６」と「プランジャ２の前側の第１空間Ａ」の間に、「流路面積を絞る絞り部」と「この絞り部の周囲を覆う容積空間」とからなる３つの異物トラップ（第１〜第３異物トラップＸ１〜Ｘ３）を設ける。また、プランジャ２の後側の第２空間Ｂを、第１空間Ａのみに連通させる。これにより、スプール内ドレン穴６に排出された異物が後方へ流れたとしても、異物が第１〜第３異物トラップＸ１〜Ｘ３によってトラップされ、異物がプランジャ２に達するのを防ぐことができる。この結果、プランジャ摺動部の摩耗や摺動不良を防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁アクチュエータによりスプール弁を駆動する電磁スプール弁に関し、特にプランジャの軸方向の両側の空間が、スプール内を介してドレン空間に連通する電磁スプール弁に関するものであり、例えば、油圧式の可変バルブタイミング装置（バリアブル・バルブ・タイミング：以下、ＶＶＴと称す）に用いて好適な技術に関する。

以下の明細書中では、説明の便宜上、
・スプールおよびプランジャの移動方向（軸方向）を前後方向と称し、
・電磁アクチュエータの駆動力（軸力）によりスプールおよびプランジャが移動する方向を前（フロント：図１左側参照）、
・リターンスプリングの付勢力によりスプールおよびプランジャが移動する方向を後（リヤ：図１右側参照）、
と称する。
この前後方向は、説明のためのものであって、実際の搭載方向を限定するものではない。

背景技術の具体的な一例として、特許文献１を説明する。
特許文献１は、エンジン（内燃機関）によって駆動されるカムシャフトの進角量を可変するＶＶＴに関する技術であり、
・進角室と遅角室の油圧差によってカムシャフトの進角量の可変を行なう可変カムシャフトタイミング機構（バリアブル・カムシャフト・タイミング：以下、ＶＣＴと称す）と、・進角室と遅角室の油圧差をコントロールするオイルフロー・コントロール・バルブ（以下、ＯＣＶと称す：電磁スプール弁の一例）と、
が用いられている。

特許文献１に開示されるＯＣＶを、図４を参照して説明する。なお、以下の符号は、後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と同一機能物に同一符号を付したものである。
ＯＣＶ１は、四方弁構造を採用したスプール弁５と、このスプール弁５を駆動する電磁アクチュエータ３（リニアソレノイド）とを結合したものである。

特許文献１のスプール弁５は、スプール４の中心に、ドレン空間に連通するスプール内ドレン穴６が形成されている。
そして、電磁アクチュエータ３におけるプランジャ２の軸方向の両側の空間が、スプール４内に形成されたスプール内ドレン穴６を介してドレン空間に連通する。
なお、以下では、プランジャ２の軸方向の両側の空間のうち、プランジャ２に接する前側の空間（プランジャ２に近い側の空間）を第１空間Ａと定義し、プランジャ２に接する後側の空間（プランジャ２から離れた側の空間）を第２空間と定義して説明する。

特許文献１の技術は、スプール内ドレン穴６から第１空間Ａに至る呼吸通路１０１、１０２、１０３が直線的（ストレート）に伸びて設けられていた。
このため、スプール内ドレン穴６に排出された作動油（進角室および遅角室から排出された作動油）が容易にプランジャ２まで達してしまう。
その結果、スプール内ドレン穴６に排出された作動油に含まれる異物もプランジャ摺動部まで容易に達してしまう。プランジャ摺動部に達した異物は、プランジャ摺動部の摩耗を引き起こすとともに、摺動不良の要因になってしまう。

特開２００３−９７７５６号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スプール内を介してプランジャの両側の呼吸を行なう電磁スプール弁において、プランジャに異物が達するのを防ぐことのできる信頼性の高い電磁スプール弁の提供にある。

［請求項１の手段］
電磁スプール弁は、スプール内ドレン穴と第１空間との間に、「流路面積を絞る絞り部」と「この絞り部の周囲を覆う容積空間」とからなる１つまたは複数の異物トラップを介在させ、１つまたは複数の異物トラップを介して第１空間をスプール内ドレン穴に連通させるものである。このため、１つまたは複数の異物トラップによって異物がプランジャの前部に達するのを防ぐことができる。
また、第２空間は、異物の到達が阻止される第１空間のみに連通するものであるため、異物がプランジャの後部に達するのを防ぐことができる。
このように、異物トラップによって異物がプランジャに達するのを防ぐことができるため、プランジャ摺動部の摩耗を抑えることができるとともに、摺動不良の発生を未然に防ぐことができ、結果的に電磁スプール弁の信頼性を高めることができる。

［請求項２の手段］
異物トラップは、２つ以上設けられる。
これにより、第１空間に達する異物の量を、より確実に抑えることができ、電磁スプール弁の信頼性を高めることができる。

［請求項３の手段］
異物トラップの１つは、スプール端絞り部（スプール内ドレン穴の後側の絞り部）と、カップ内容積空間（カップシャフトの内部空間）とで構成される第１異物トラップである。
スプール端絞り部を通過した流体は、カップ内容積空間で減速する。これにより、流体の流れが遅くなり、異物をカップ内容積空間内に留めることができ、異物がプランジャ側に侵入するのを防ぐことができる。

［請求項４の手段］
異物トラップの１つは、カップ絞り部（カップシャフトの径方向に貫通形成された穴）と、カップ外容積空間（カップシャフトの周囲を覆う空間）とで構成される第２異物トラップである。
カップ絞り部を通過した流体は、カップ外容積空間で減速する。これにより、流体の流れが遅くなり、異物をカップ外容積空間内に留めることができ、異物がプランジャ側に侵入するのを防ぐことができる。

［請求項５の手段］
異物トラップの１つは、隙間絞り部（カップシャフトに設けられた小径筒部とカラーの隙間）と、第１空間とで構成される第３異物トラップである。
隙間絞り部を通過した流体は、第１空間で減速する。これにより、流体の流れが遅くなり、異物を第１空間に留めることができ、異物が第２空間に侵入するのを防ぐことができる。

また、カラーは、プランジャを磁気吸引する部品で、コイルの通電時に磁力を生じる部品であるため、カップシャフトの内部に侵入した鉄系異物を、カラーのスプール側（特に、カップシャフトの内部）に留めることができ、鉄系異物がカラーよりプランジャ側に侵入するのを防ぐことができる。
さらに、第１空間に到達した鉄系異物がカラーに吸引されることで、第１空間に到達した鉄系異物がプランジャに達するのを防ぐことができる。

［請求項６の手段］
第１空間とプランジャ内呼吸孔は、カップシャフトの底部（プランジャに直接当接する部分）に形成された径方向溝のみを介して連通する。
これにより、第１空間からプランジャ内呼吸孔へ至る連通路を複雑化（曲折化）することができるため、第２空間への異物の侵入がより困難となる。その結果、第２空間に異物が侵入するのを防ぐことができる。

［請求項７の手段］
スプール内に設けられるスプール内ドレン穴は、第１、第２空間をドレン空間に連通させる呼吸通路の機能の他に、スプール弁の出力ポートから排出される作動油をドレン空間に導く作動油排出通路の機能を備えるものである。
このように、スプール内ドレン穴が作動油排出通路の機能を備えるものであっても、上記［請求項１の手段］で示したように、第１、第２空間への異物の到達が防がれる。このため、プランジャ摺動部の摩耗を抑えることができるとともに、プランジャの摺動不良の発生を未然に防ぐことができ、電磁スプール弁の信頼性を高めることができる。

［請求項８の手段］
請求項８の電磁スプール弁は、ＶＣＴにおける進角ポートと遅角ポートの油圧差をコントロールするＯＣＶであり、スプール内ドレン穴は、第１、第２空間をドレン空間に連通させる呼吸通路の機能の他に、進角ポートおよび遅角ポートを介して排出される作動油をドレン空間に導く作動油排出通路の機能を備えるものである。
このように、スプール内ドレン穴が進角ポートおよび遅角ポートを介して排出される作動油の作動油排出通路の機能を備えるものであっても、上記［請求項１の手段］で示したように、第１、第２空間への異物の到達が防がれる。このため、プランジャ摺動部の摩耗を抑えることができるとともに、プランジャの摺動不良の発生を未然に防ぐことができ、ＯＣＶの信頼性を高めることができる。

（ａ）ＯＣＶの軸方向に沿う断面図、（ｂ）プランジャに当接するカップシャフトのカップ底部を後方から見た図である（実施例）。 呼吸通路説明のためのＯＣＶの要部断面図である（実施例）。 ＶＶＴの概略図である（実施例）。 ＯＣＶの軸方向に沿う断面図である（従来例）。

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
電磁スプール弁１（後述する実施例ではＯＣＶ）は、通電量に応じた起磁力によって軸方向へ駆動されるプランジャ２を有する電磁アクチュエータ３と、プランジャ２によって軸方向へ駆動されるスプール４を有するスプール弁５とを具備し、プランジャ２の軸方向の両側の空間（第１空間Ａおよび第２空間Ｂ）が、スプール４内に形成されたスプール内ドレン穴６を介してドレン空間に連通するものである。

スプール４には、スプール内ドレン穴６の後側（プランジャ２に近い側）に、スプール内ドレン穴６より流路面積の小さいスプール端絞り部７が設けられる。
プランジャ２とスプール４の間には、有底のカップ形状を呈し、プランジャ２の軸力をスプール４に伝達するカップシャフト８が設けられる。

そして、第１空間Ａは、流路面積を絞る絞り部と、この絞り部の周囲を覆う容積空間とからなる１つまたは複数の異物トラップ（後述する実施例では第１〜第３異物トラップＸ１〜Ｘ３）を介してスプール内ドレン穴６に連通する。
さらに、第２空間Ｂは、第１空間Ａのみに連通する。

以下において本発明をＶＶＴのＯＣＶ１に適用した具体的な一例（実施例）を図面を参照して説明する。以下の実施例は具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
なお、以下の実施例において、上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。

（ＶＶＴの説明）
ＶＶＴは、車両走行用のエンジンに搭載されるものであり、
・カムシャフト（例えば、吸気バルブ用カムシャフト等）に取り付けられてカムシャフトの進角量を連続的に可変することでバルブ（例えば、吸気バルブ等）の開閉タイミングを連続的に可変可能なＶＣＴ１１と、
・このＶＣＴ１１の作動を油圧制御するＯＣＶ１を用いた油圧回路１２と、
・ＯＣＶ１を電気的に制御するＥＣＵ１３（エンジン・コントロール・ユニットの略）と、
から構成されている。

ＶＣＴ１１は、エンジンのクランクシャフトに同期して回転駆動されるシューハウジング１４と、このシューハウジング１４に対して相対回転可能に設けられ、カムシャフトと一体に回転するベーンロータ１５とを備えるものであり、シューハウジング１４内に構成される油圧アクチュエータによってシューハウジング１４に対してベーンロータ１５を相対的に回転駆動して、カムシャフトを進角側あるいは遅角側へ変化させるものである。

シューハウジング１４は、エンジンのクランクシャフトにタイミングベルトやタイミングチェーン等を介して回転駆動されるスプロケットにボルト等によって結合されて、スプロケットと一体回転するものである。このシューハウジング１４の内部には、図３に示すように、略扇状の凹部１４ａが複数（この実施例１では３つ）形成されている。なお、シューハウジング１４は、図３において時計方向に回転するものであり、この回転方向が進角方向である。
一方、ベーンロータ１５は、カムシャフトの端部に位置決めピン等で位置決めされて、ボルト等によってカムシャフトの端部に固定されるものであり、カムシャフトと一体に回転する。

ベーンロータ１５は、シューハウジング１４の凹部１４ａ内を進角室αと遅角室βに区画するベーン１５ａを備えるものであり、ベーンロータ１５はシューハウジング１４に対して所定角度内で回動可能に設けられている。
進角室αは、油圧によってベーン１５ａを進角側へ駆動するための油圧室であって、ベーン１５ａの反回転方向側の凹部１４ａ内に形成されるものであり、逆に、遅角室βは油圧によってベーン１５ａを遅角側へ駆動するための油圧室であって、ベーン１５ａの回転方向側の凹部１４ａ内に形成されるものである。なお、進角室αと遅角室βの液密性は、シール部材１６等によって保たれる。

油圧回路１２は、進角室αおよび遅角室βのオイルを給排して、進角室αと遅角室βに油圧差を発生させてベーンロータ１５をシューハウジング１４に対して相対回転させるための手段であり、クランクシャフト等によって駆動されるオイルポンプ１７から圧送されるポンプ油圧を進角室αまたは遅角室βの一方に調量供給するとともに、進角室αまたは遅角室βの油圧を調量排圧することが可能なＯＣＶ１を備える。

ＯＣＶ１は、四方弁構造を有するスプール弁５と、このスプール弁５を駆動する電磁アクチュエータ３とを結合した電磁スプール弁であり、スプール弁５がエンジン部品（シリンダヘッド等）に形成されたＯＣＶ装着穴（内周面が円筒形状を呈する穴）の内部に挿入されるとともに、電磁アクチュエータ３がエンジン部品に固定されるものである。

スプール弁５は、
・エンジン部品に設けられたＯＣＶ装着穴に挿入配置されるスリーブ２１と、
・このスリーブ２１の内部において軸方向へ摺動自在に支持され、各ポートの連通状態を調整するスプール４と、
・このスプール４を後方へ付勢するリターンスプリング２２と、
を備える。

（スリーブ２１の説明）
スリーブ２１は、略円筒形状を呈し、外周面がＯＣＶ装着穴に対して微細なクリアランスを介して挿入配置される。
スリーブ２１の内部には、スプール４を軸方向へ摺動自在に支持する摺動穴２３が形成され、この摺動穴２３の内周面においてスプール４を軸方向へ摺動自在に支持する。

スリーブ２１には、複数の入出力ポートが形成されている。
具体的に、スリーブ２１の径方向には、オイルポンプ１７のオイル吐出口に連通する入力ポート２４、進角室αに通じる進角ポート２５、遅角室βに通じる遅角ポート２６が設けられている。
これらの径方向のポートは、スリーブ２１の前側から後側に向かって、進角ポート２５、入力ポート２４、遅角ポート２６の順に配置されている。
一方、スリーブ２１の前端には、ドレン空間（ドレンパンに通じる空間）に通じるドレンポート２７が設けられている。

（スプール４の説明）
スプール４は、略円筒形状を呈し、外周面がスリーブ２１の内周面に対して微細なクリアランスを介して挿入配置される。
そして、スプール４が後方から前方へスライド変位することで、各ポートの切替え状態が変化して、遅角状態（カムシャフトを遅角側へ駆動する状態）、保持状態（カムシャフトの進角量を保持する状態）および進角状態（カムシャフトを進角側へ駆動する状態）が達成される。

スプール４の外周には、スリーブ２１に対してスプール４が軸方向の中間位置に駆動された状態において、進角ポート２５を閉塞する第１ランド３１（進角ポート閉塞用の大径部）と、遅角ポート２６を閉塞する第２ランド３２（遅角ポート閉塞用の大径部）とが設けられている。

スプール４の外周には、第１ランド３１と第２ランド３２の間に全周溝３３（小径部）が設けられている。
この全周溝３３は、入力ポート２４と常に連通するものであり、
（ｉ）スプール４が前方へ移動した際に入力ポート２４と進角ポート２５を連通して進角室αの油圧を上昇させ、
（ｉｉ）スプール４が後方へ移動した際に入力ポート２４と遅角ポート２６を連通して遅角室βの油圧を上昇させる分配室の機能を果たすものである。

スプール４は、上述したように略円筒形状を呈するものであり、スプール４の内部には、軸方向に延び、前方においてドレンポート２７と常時連通するスプール内ドレン穴６が形成されている。

スプール４における第１ランド３１の前方には、径方向に貫通した進角用排出ポート３４が設けられている。この進角用排出ポート３４は、スプール４が後方へ移動した際に進角ポート２５とスプール内ドレン穴６とを連通して、進角室αの油圧を下降させるためのものである。

スプール４における第２ランド３２の後方には、径方向に貫通した遅角用排出ポート３５が設けられている。この遅角用排出ポート３５は、スプール４が前方へ移動した際に遅角ポート２６とスプール内ドレン穴６とを連通して、遅角室βの油圧を下降させるためのものである。

スプール４の後端には、進角用排出ポート３４または遅角用排出ポート３５からスプール内ドレン穴６の内部に排出された作動油を積極的に前方（ドレンポート２７側）へ流し、後方（電磁アクチュエータ３側）に流れるのを防ぐ手段として、スプール内ドレン穴６より流路面積の小さいスプール端絞り部７が設けられている。

このスプール端絞り部７の流路面積は、上述したスプール内ドレン穴６の流路面積、進角用排出ポート３４の流路面積、遅角用排出ポート３５の流路面積より小さいものである。具体的には、スプール内ドレン穴６の流路面積＞進角用排出ポート３４の流路面積（あるいは進角ポート２５の流路面積）≒遅角用排出ポート３５の流路面積（あるいは遅角ポート２６の流路面積）＞スプール端絞り部７の流路面積の関係に設けられている。

（リターンスプリング２２の説明）
リターンスプリング２２は、スプール４を後方へ向けて付勢する圧縮コイルスプリングである。
ここで、スリーブ２１は、ドレンポート２７の周囲に、軸方向に対して垂直な環状壁３６を備えており、この環状壁３６と、スプール４に設けたバネ受段差３７（スプール内ドレン穴６の前側で前方に拡径する部位の段差）の間で軸方向に圧縮された状態で組付けられるものである。
なお、リターンスプリング２２が配置されるバネ室（スプール４の前部に設けられる容積変動室）は、ドレンポート２７を介してドレン空間と連通するものである。

（電磁アクチュエータ３の説明）
電磁アクチュエータ３は、コイル４１、プランジャ２、カップガイド４３、磁気吸引ステータ４４、カラー４５、磁気受渡ステータ４６、ヨーク４７、ステー４８およびコネクタ４９を備える。
コイル４１は、通電されるとプランジャ２を磁気吸引するための磁力を発生する磁力発生手段であり、樹脂製のコイルボビンの周囲に絶縁被覆された導線（エナメル線等）を多数巻回したものである。

プランジャ２は、コイル４１の発生する磁力によりリターンスプリング２２の付勢力に打ち勝ってスプール４を前方へ駆動する磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）によって形成された円柱体であり、カップガイド４３の内周面において軸方向へ摺動自在に支持される。

磁気吸引ステータ４４は、プランジャ２を前方へ磁気吸引するものであり、スリーブ２１とコイル４１との間に挟まれて配置される円盤部４４ａと、この円盤部４４ａの磁束をプランジャ２の近傍まで導く筒状部４４ｂとからなる磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であって、プランジャ２と筒状部４４ｂとの軸方向間に磁気吸引ギャップ（メインギャップ）が形成される。
筒状部４４ｂは、プランジャ２が前方へ移動した際、軸方向に交差可能に設けられている。また、筒状部４４ｂの端部にはテーパが形成されており、このテーパによってプランジャ２のストローク量に対して磁気吸引力が変化しない特性に設けられている。

カラー４５は、磁気吸引ステータ４４の筒状部４４ｂの内部に挿入配置され、プランジャ２の前端と対向してプランジャ２の磁気吸引力を高める円環状の磁性体部品である。
このカラー４５は、例えば磁性体の金属板（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）を円環状にプレス加工したものであり、スリーブ２１の後端に形成された段差とカップガイド４３との間に挟まれて固定される。

磁気受渡ステータ４６は、カップガイド４３を介してプランジャ２の周囲と径方向の磁気の受け渡しを行なうものであり、カップガイド４３を介してプランジャ２の外周を覆うとともに、コイルボビンの内周に挿入配置される円筒部４６ａ、およびこの円筒部４６ａから外径方向に向かって形成され、外周縁においてヨーク４７と磁気結合されるフランジ部４６ｂからなる磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であり、円筒部４６ａとプランジャ２の径方向間に磁束受渡ギャップ（サイドギャップ）が形成される。

ヨーク４７は、コイル４１の周囲を覆う円筒形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であり、前端に形成された爪部をカシメることでスリーブ２１と結合される。

カップガイド４３は、電磁アクチュエータ３の内部のオイルが外部に漏れないように、電磁アクチュエータ３の内部においてオイルが導かれる範囲を区画する手段であり、筒形カップ形状を呈する非磁性体材料（例えば、ステンレス等）によって設けられる。
カップガイド４３の前端には、径方向に広がる拡径フランジ部が設けられており、この拡径フランジ部がスリーブ２１（具体的には、スリーブ２１の後端に配置されたＯリング５１）と磁気吸引ステータ４４との間に挟まれることで、カップガイド４３の内外のシールが成される。
なお、スリーブ２１の後部外周に配置されたＯリング５２は、ＯＣＶ装着穴からオイルが漏れるのを防ぐためのものである。

ステー４８は、ＯＣＶ１をエンジン部品に結合するための手段であり、ヨーク４７の前端に形成された段差部と磁気吸引ステータ４４との間に挟まれて固定されている。なお、ステー４８は、ヨーク４７に溶接結合されるなど、他の技術で電磁アクチュエータ３に結合されるものであっても良い。
そして、上述したように、スプール弁５をＯＣＶ装着穴の内部に挿入し、電磁アクチュエータ３のステー４８をエンジン部品に締結することで、ＯＣＶ１がエンジンに組付けられる。

コネクタ４９は、コイル４１等を樹脂モールドする２次成形樹脂の一部によって形成された結合手段であり、その内部には、コイル４１の導線端部とそれぞれ接続されるターミナル端子４９ａが配置されている。このターミナル端子４９ａは、一端がコイルボビンに差し込まれた状態で２次成形樹脂に樹脂モールドされたものであり、ターミナル端子４９ａの他端がコネクタ４９内において露出配置されている。

（ＥＣＵ１３の説明）
ＥＣＵ１３は、エンジン運転状態に応じた「目標の位相角」を算出する機能を備えるとともに、シューハウジング１４に対するベーンロータ１５の「実際の位相角」を検出する手段を備え、「実際の位相角」が「目標の位相角」となるようにコイル４１の通電制御を実施するように設けられている。
具体的な一例として、ＥＣＵ１３は、デューティ比制御によりコイル４１へ供給する電流量を制御するものであり、コイル４１の供給電流量を制御することで、スプール４の軸方向の位置をリニアにスライド制御し、エンジン運転状態に応じた作動油圧を進角室αおよび遅角室βに発生させてカムシャフトの進角量を可変制御する。

（プランジャ２への異物到達の防止手段の説明）
プランジャ２は、上述したように、カップガイド４３の内部で軸方向へ摺動するものである。プランジャ２が軸方向へ移動するには、プランジャ２の後端とカップガイド４３の底部との間に形成される第２空間Ｂの容積を変動可能に設ける必要がある。
この第２空間Ｂは、プランジャ２の中心部において軸方向に貫通形成されたプランジャ内呼吸孔５３を介して、スプール４とプランジャ２の間の空間に連通するものである。
また、スプール４とプランジャ２の間の空間は、上述したスプール端絞り部７およびスプール内ドレン穴６を介してドレンポート２７に連通するものである。

ここで、プランジャ２とスプール４の間には、有底のカップ形状を呈し、プランジャ２の軸力をスプール４に伝達するカップシャフト８が設けられている。
このカップシャフト８は、前側に大径筒部が設けられ、後側に小径筒部が設けられた２段筒形状を呈する非磁性体材料（例えば、ステンレス等）によって設けられたプレス加工品である。そして、カップ開口部（大径筒部の前側）がスプール４の後端に形成された小径部の周囲に外嵌され、カップ底部がプランジャ２の前端に当接して、プランジャ２の軸力をスプール４に伝えるとともに、リターンスプリング２２の付勢力をプランジャ２に伝えるように設けられている。

このような構成を採用するため、スプール４とプランジャ２の間の空間は、
・カップシャフト８内のカップ内容積空間Ｃと、
・カラー４５の前側で、カップシャフト８の周囲を覆うカップ外容積空間Ｄと、
・カラー４５の後側でプランジャ２に接する第１空間Ａと、
に区画される。

この実施例のＯＣＶ１は、スプール内ドレン穴６の内部に排出された作動油（進角ポート２５および遅角ポート２６からスプール内ドレン穴６の内部に排出した作動油）が第１空間Ａおよび第２空間Ｂに到達するのを防ぐ手段として、
（ａ）流路面積を絞る絞り部と、この絞り部の周囲を覆う容積空間とからなる異物トラップ（この実施例では第１〜第３異物トラップＸ１〜Ｘ３）を介して第１空間Ａがスプール内ドレン穴６に連通するように設けられるとともに、
（ｂ）第２空間Ｂが第１空間Ａのみに連通するように設けられている。

上記（ａ）を具体的に説明する。
この実施例のＯＣＶ１は、スプール内ドレン穴６と第１空間Ａとの間に、３つの異物トラップ（第１〜第３異物トラップＸ１〜Ｘ３）を設けている。
第１異物トラップＸ１は、
・スプール４の後端のスプール端絞り部７と、
・カップシャフト８内のカップ内容積空間Ｃと、
で構成される。

スプール端絞り部７は、進角室αおよび遅角室βからスプール内ドレン穴６に排出された作動油が電磁アクチュエータ３側に流れるのを防ぐ機能に加え、異物トラップの絞り部の機能を兼ねるものである。このスプール端絞り部７は、カップシャフト８における大径筒部の中心部で開口するものであり、カップシャフト８における大径筒部の内径寸法は、スプール端絞り部７の内径寸法より十分に大きく設けられている。

スプール端絞り部７を通過してカップ内容積空間Ｃに浸入した作動油は、カップ内容積空間Ｃで拡散して減速する。これにより、カップ内容積空間Ｃにおいて作動油の流れを遅くすることができ、作動油に含まれる異物をカップ内容積空間Ｃ内に留めることができる。
このように、第１異物トラップＸ１によって、異物がカップシャフト８よりプランジャ２側に侵入する量を減らすことができる。

第２異物トラップＸ２は、
・カップシャフト８の大径筒部の径方向に貫通形成されたカップ絞り部５４と、
・カップシャフト８の周囲を覆うカップ外容積空間Ｄと、
で構成される。

カップ絞り部５４は、カラー４５における大径筒部（スプール４とカップガイド４３で挟まれる部分）の内径側で開口するものであり、カップ絞り部５４を通過してカップ外容積空間Ｄに浸入した作動油が、カップ外容積空間Ｄで拡散して減速するように設けられている。これにより、カップ外容積空間Ｄにおいて作動油の流れを遅くすることができ、作動油に含まれる異物をカップ外容積空間Ｄ内に留めることができる。
特に、この実施例では、カラー４５における大径筒部が、スリーブ２１に設けられる摺動穴２３の内径寸法より大きく設けられているため、作動油に含まれる異物をカラー４５における大径筒部に留めることができる。
このように、第２異物トラップＸ２によって、異物がカップシャフト８よりプランジャ２側に侵入する量を減らすことができる。

第３異物トラップＸ３は、
・カップシャフト８に設けられた小径筒部（筒状部４４ｂに挿入される部分）とカラー４５の径方向の隙間による隙間絞り部５５と、
・第１空間Ａと、
で構成される。

隙間絞り部５５を通過した作動油は、第１空間Ａで減速する。これにより、作動油の流れが遅くなり、異物を第１空間Ａに留めることができ、異物が第２空間Ｂに侵入するのを防ぐことができる。
また、カラー４５は、コイル４１の通電時に磁力が生じる部品であるため、カップシャフト８の内部に侵入した鉄系異物を、カラー４５のスプール４側（特に、カップシャフト８の内部）に留めることができ、鉄系異物がカラー４５よりプランジャ２側に侵入するのを防ぐことができる。
さらに、第１空間Ａに鉄系異物が到達しても、その鉄系異物がカラー４５に吸引されることで、第１空間Ａに到達した鉄系異物がプランジャ２に達するのを抑えることができる。

スプール内ドレン穴６から第１空間Ａに至る呼吸通路は、『スプール内ドレン穴６→スプール端絞り部７→カップ内容積空間Ｃ→カップ絞り部５４→カップ外容積空間Ｄ→隙間絞り部５５→第１空間Ａ（図２中の矢印参照）』によって設けられる。

上記（ｂ）を具体的に説明する。
この実施例のＯＣＶ１は、上述したように、第２空間Ｂがプランジャ内呼吸孔５３を介して第１空間Ａのみに連通するように設けられている。
カップシャフト８のカップ底部は、プランジャ２に直接当接し、第１空間Ａとプランジャ内呼吸孔５３は、カップシャフト８のカップ底部に形成された径方向に延びる径方向溝５６のみを介して連通するものである。

具体的に、カップシャフト８のカップ底部とプランジャ内呼吸孔５３は、共にプランジャ２の軸心上に同軸的に配置されるものであり、カップシャフト８のカップ底部（プランジャ２に当接する部分）の直径寸法がプランジャ内呼吸孔５３の内径寸法より大きく設けられている。
このため、第１空間Ａからプランジャ内呼吸孔５３へ至るには、径方向に延びる径方向溝５６を通る必要があり、第１空間Ａからプランジャ内呼吸孔５３へ至る連通路を複雑化（曲折化）することができる。

スプール内ドレン穴６から第２空間Ｂに至る呼吸通路は、『スプール内ドレン穴６→スプール端絞り部７→カップ内容積空間Ｃ→カップ絞り部５４→カップ外容積空間Ｄ→隙間絞り部５５→第１空間Ａ→径方向溝５６→プランジャ内呼吸孔５３→第２空間Ｂ（図２中の矢印参照）』によって設けられる。

（実施例の効果１）
この実施例のＯＣＶ１は、上述したように、スプール内ドレン穴６と第１空間Ａの間に、「流路面積を絞る絞り部」と「この絞り部の周囲を覆う容積空間」とからなる３つの異物トラップ（第１〜第３異物トラップＸ１〜Ｘ３）を設けている。また、第２空間Ｂを第１空間Ａのみに連通させている。
これにより、スプール内ドレン穴６に排出された異物（作動油に混入した異物）が作動油とともに後方へ流れたとしても、異物が第１〜第３異物トラップＸ１〜Ｘ３によってトラップされるため、異物がプランジャ２に達するのを防ぐことができる。
このため、プランジャ摺動部の摩耗を抑えることができるとともに、プランジャ２の摺動不良の発生を未然に防ぐことができる。その結果、ＯＣＶ１の信頼性を高め、ＶＶＴの信頼性を高めることができる。

（実施例の効果２）
この実施例のＯＣＶ１は、上述したように、第１空間Ａとプランジャ内呼吸孔５３がカップシャフト８のカップ底部に設けられた径方向溝５６のみを介して連通するものであり、第１空間Ａからプランジャ内呼吸孔５３へ至る連通路が複雑化（曲折化）している。
これにより、第２空間Ｂへの異物の侵入を困難にできるため、第２空間Ｂに異物が侵入する不具合を回避することができる。

上記の実施例では、バルブハウジングの一例としてスリーブ２１（筒状の部材）を用いる例を示したが、バルブハウジングはスリーブ２１に限定されるものではなく、内部に油路が形成される部材にスプール４を挿入する摺動穴２３を直接形成したバルブハウジング（スリーブ２１を用いないもの）であっても良い。

上記の実施例では、ＶＶＴに用いられるＯＣＶ１に本発明を適用する例を示したが、電磁スプール弁の用途は限定されるものではない。
また、上記の実施例では、四方弁構造のスプール弁５を用いる例を示したが、スプール弁５は四方弁構造に限定されるものではなく、三方弁構造や五方弁以上の切替数を有するスプール弁５であっても良い。
具体的な一例として、例えば、自動変速機用の三方弁構造の電磁スプール弁に本発明を適用しても良い。

１ ＯＣＶ（電磁スプール弁）
２ プランジャ
３ 電磁アクチュエータ
４ スプール
５ スプール弁
６ スプール内ドレン穴
７ スプール端絞り部（第１異物トラップにおける絞り部）
８ カップシャフト
１１ ＶＣＴ（可変カムシャフトタイミング機構）
２５ 進角ポート（スプール内ドレン穴に作動油を排出可能な出力ポート）
２６ 遅角ポート（スプール内ドレン穴に作動油を排出可能な出力ポート）
４５ カラー
５３ プランジャ内呼吸孔
５４ カップ絞り部（第２異物トラップにおける絞り部）
５５ 隙間絞り部（第３異物トラップにおける絞り部）
５６ 径方向溝
α 進角室
β 遅角室
Ａ 第１空間（第３異物トラップにおける容積空間）
Ｂ 第２空間
Ｃ カップ内容積空間（第１異物トラップにおける容積空間）
Ｄ カップ外容積空間（第２異物トラップにおける容積空間）
Ｘ１ 第１異物トラップ
Ｘ２ 第２異物トラップ
Ｘ３ 第３異物トラップ

Claims (8)

1. 通電量に応じた起磁力によって軸方向へ駆動されるプランジャ（２）を有する電磁アクチュエータ（３）と、前記プランジャ（２）によって軸方向へ駆動されるスプール（４）を有するスプール弁（５）とを具備し、
   前記プランジャ（２）の軸方向の両側の空間が、前記スプール（４）内に形成されたスプール内ドレン穴（６）を介してドレン空間に連通する電磁スプール弁（１）において、
   前記スプール（４）は、前記スプール内ドレン穴（６）の前記プランジャ（２）に近い側に、前記スプール内ドレン穴（６）より流路面積の小さいスプール端絞り部（７）が設けられ、
   前記プランジャ（２）と前記スプール（４）の間には、有底のカップ形状を呈し、前記プランジャ（２）の軸力を前記スプール（４）に伝達するカップシャフト（８）が設けられ、
   前記プランジャ（２）の軸方向の両側の空間のうち、前記スプール（４）に近い側で前記プランジャ（２）に接する空間を第１空間（Ａ）と定義し、前記スプール（４）から離れた側で前記プランジャ（２）に接する空間を第２空間（Ｂ）と定義した場合、
   前記第１空間（Ａ）は、流路面積を絞る絞り部と、この絞り部の周囲を覆う容積空間とからなる１つまたは複数の異物トラップを介して前記スプール内ドレン穴（６）に連通し、
   前記第２空間（Ｂ）は、前記第１空間（Ａ）のみに連通することを特徴とする電磁スプール弁。
2. 請求項１に記載の電磁スプール弁（１）において、
   前記異物トラップは、前記スプール内ドレン穴（６）と前記第１空間（Ａ）との間に、２つ以上設けられることを特徴とする電磁スプール弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の電磁スプール弁（１）において、
   前記異物トラップの１つは、
   前記スプール端絞り部（７）と、
   前記カップシャフト（８）内のカップ内容積空間（Ｃ）と、
   で構成される第１異物トラップ（Ｘ１）であることを特徴とする電磁スプール弁。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電磁スプール弁（１）において、
   前記異物トラップの１つは、
   前記カップシャフト（８）の径方向に貫通形成されたカップ絞り部（５４）と、
   前記カップシャフト（８）の周囲を覆うカップ外容積空間（Ｄ）と、
   で構成される第２異物トラップ（Ｘ２）であることを特徴とする電磁スプール弁。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電磁スプール弁（１）において、
   前記プランジャ（２）と前記スプール（４）の間には、前記プランジャ（２）の磁気吸引力を高める円環状のカラー（４５）が設けられ、
   前記異物トラップの１つは、
   前記カップシャフト（８）に設けられた小径筒部と前記カラー（４５）の隙間による隙間絞り部（５５）と、
   前記第１空間（Ａ）と、
   で構成される第３異物トラップ（Ｘ３）であることを特徴とする電磁スプール弁。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電磁スプール弁（１）において、
   前記プランジャ（２）の内部には、前記第１空間（Ａ）と前記第２空間（Ｂ）を連通するプランジャ内呼吸孔（５３）が設けられ、
   前記カップシャフト（８）の底部は、前記プランジャ（２）に直接当接し、
   前記第１空間（Ａ）と前記プランジャ内呼吸孔（５３）は、前記カップシャフト（８）の底部に形成された径方向に延びる径方向溝（５６）のみを介して連通することを特徴とする電磁スプール弁。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電磁スプール弁（１）において、
   前記スプール内ドレン穴（６）は、前記第１、第２空間（Ａ、Ｂ）を前記ドレン空間に連通させる呼吸通路の機能の他に、前記スプール弁（５）の出力ポートから排出される作動油を前記ドレン空間に導く作動油排出通路の機能を備えることを特徴とする電磁スプール弁。
8. 請求項７に記載の電磁スプール弁（１）において、
   この電磁スプール弁（１）は、可変カムシャフトタイミング機構（１１）における進角室（α）に通じる進角ポート（２５）と、前記可変カムシャフトタイミング機構（１１）における遅角室（β）に通じる遅角ポート（２６）とを備え、前記進角室（α）と前記遅角室（β）の油圧差をコントロールするものであり
   前記スプール内ドレン穴（６）は、前記第１、第２空間（Ａ、Ｂ）を前記ドレン空間に連通させる呼吸通路の機能の他に、前記進角室（α）に通じる前記進角ポート（２５）および前記遅角室（β）に通じる前記遅角ポート（２６）を介して排出される作動油を前記ドレン空間に導く作動油排出通路の機能を備えることを特徴とする電磁スプール弁。

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