JP4457723B2 - 電磁アクチュエータのシール構造 - Google Patents

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Description

本発明はソレノイドを有して、電磁的に弁体が駆動される電磁アクチュエータに係わり、特に電磁アクチュエータのバルブボディ部が嵌入配置されるブロックとの流体流路のシール構造に関する。
従来、車両制御に用いる流体の制御弁としては電磁弁が使用されており、各種装置に取付け性を考慮した構成が提案されている。(例えば、特許文献1の図1)
この特許文献1に示される電磁弁においては、流体通路の異なる液圧装置に応じて、バルブボディ部が軸周方向に位置合わせさせるために、バルブボディ部14、ソレノイド部16、及び取付ブラケット18より構成される電磁弁10は、
組み付けに際しては、ポート20b〜20fがそれぞれ流体通路24〜32に位置合わせされるように、スプールハウジング20を軸周に回転させると共に、取付ブラケット18及びソレノイド部16を所要の角度に位置あわせた状態で、取付ブラケット18に設け、かしめ用突起18dにより、バルブボディ部14、ソレノイド部16、及び取付ブラケット18を互いにかしめ固定する内容が開示されている。
特開平10−122404号公報
しかし、上記した特許文献1における電磁弁のシール構造においては、例えば、エンジン冷却などの油圧制御に用いられる電磁弁の場合には、シリンダブロックとカムカバーが分離された部品で構成されているため、各部品の組み付け時の軸ずれあるいは熱変形によって、電磁弁のバルブボディ部が挿入できなかったり、電磁弁のバルブボディ部が、軸方向に対して垂直方向の応力を受けるため、バルブが動作せずロックしてしまうという課題がある。
この課題を解決するためには、電磁弁のバルブボディ部を挿入するバルブボディ部の先端にシール部材を嵌入し、シリンダブロックの端面でシール部材を押し付ける構造がある。しかし、電磁弁のバルブボディ部が取り付けられるカムカバーの取付け穴の外周面に放射状に複数の油路が形成される流体流路を有する構造の場合には、取付け穴の外周面に沿って油路間で油が漏れる問題が発生する。
よって、本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、バルブボディ部と流体流路間のシール性を確保することが可能となる電磁アクチュエータのシール構造を提供することを技術的課題とする。
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、外部の流路に接続される開口部が形成される略円筒状のバルブボディ部と、該バルブボディ部の内部に収容される弁体を駆動するソレノイド部とを有する電磁アクチュエータと、前記流路が形成されて前記バルブボディ部が嵌入される嵌入部を有するブロックとの取付け構造であって、外周にシール部材が嵌着される傾斜面が形成される溝部を有する前記バルブボディ部と、前記バルブボディ部の軸方向に幅を有する前記シール部材と、前記シール部材を前記軸方向に付勢する付勢手段を備え、前記シール部材は弾性部材であるとともに、前記ブロックと接触する前記軸方向に平行な面に鋭角を有する変形部が付勢され、前記シール部材の前記変形部は、付勢される状態において、前記ブロックに形成された流路側に入り込む構成とすることである
また、上記の課題を解決するために講じた他の技術的手段は、バルブボディ部は、外周にシール部材が嵌着される傾斜面とシール部材の内径よりも大きな外径からなる段差部から形成される溝部を有するように構成することである
さらに上記の課題を解決するために講じた他の技術的手段は、傾斜面はバルブボディ部とシール部材との接触面に形成されるように構成することである。
請求項1に記載した発明によれば、電磁アクチュエータのバルブボディ部の外周にはシール部材が嵌着されており、付勢部材によって電磁アクチュエータのバルブボディ部の軸方向において、シール部材は付勢されるので、ブロックとバルブボディ部との軸方向に垂直な面でのシールは確保される。また同時に、バルブボディ部が嵌入される軸方向にシール部材は幅を有している。このシール部材は付勢されると、バルブボディ部の溝部に形成される傾斜面に沿って移動する。この結果、ブロックの嵌入部の内周面とバルブボディ部の外周面との周上のシールについても同時に確保できる。また、シール部材は弾性部材であり、付勢される方向に鋭角の形状を有する。つまり、シール部材は付勢される方向の先端が先細りしているので、付勢される状態においては、付勢される方向に対して垂直方向に膨らんでシールが確保される。しかして、構成部材のシール方向に対して効果的にシールが確保できる。また、シール部材の変形部は、付勢される状態において、ブロックに形成された流路側に入り込むように変形するので、構成部材のブロックとバルブボディ外周面のシールが効果的に確保できる。
また、請求項2に記載の発明によれば、バルブボディ部は外周にシール部材が嵌着される傾斜面とシール部材の内径よりも大きな外径からなる段差部から形成される溝部を有する。しかして、バルブボディにシール部材を組付けた後にバルブボディをブロックに組付ける際に、シール部材が段差部によってバルブボディから脱落したり脱落しかかるのを防止することができ、確実にシールを確保することができる。
た、請求項に記載の発明によれば、さらにシールを確保するために、シール部材と接する電磁アクチュエータのバルブボディ部を傾斜面で構成する。しかして、シール部材が付勢されるとき、シール部材はバルブボディ部の傾斜面に沿って移動し、さらに移動方向に対して垂直方向に膨らむように変形するので、効果的にシールが確保できる。
図1は本発明の電磁アクチュエータEACTの構成を示す部分断面図である。この電磁アクチュエータEACTは、内燃機関の可変バルブタイミング制御を行なう、図示しない本体装置のシリンダヘッドCLHおよびカムカバーCACに搭載されている。シリンダヘッドCLHには、電磁アクチュエータEACTから本体装置に戻る油の戻り油路ODRNが形成されており、またカムカバーCACには、電磁アクチュエータEACTのバルブボディ部VBの軸に対して、放射状に複数の油路OP1、OP2、および、OP3が形成されている。電磁アクチュエータEACTは、バルブボディ部VB、ソレノイド部SL、および、電磁アクチュエータEACTをカムカバーCACに取付けるためのブラケットBKTから構成されている。ボルトBLTは、ブラケットBKTを介して電磁アクチュエータEACTをカムカバーCACに固定するとともに、シール部材SMを付勢する。
バルブボディ部VBは、カムカバーCACに嵌入されるバルブハウジングVH、その内部に、軸方向に摺動可能に配置されるバルブVLV、およびバルブVLVをソレノイド部SOL方向に付勢するためのスプリングFSPで構成されている。バルブハウジングVHは略円筒状の部材であり、その一端(図1示右端部)には、フランジ部FRGが取付けられている。
バルブボディ部VBには、その内部と、バルブボディ部VBが固定されるシリンダヘッドCLHおよびカムカバーCACに形成される油路ODRN、OP1、OP2、およびOP3に連結するように、ポートPDRN、POP1、POP2、およびPOP3が形成されている。バルブボディ部VBの内径には、ほぼ等しい外径を有するバルブVLVが同軸に配設されている。
バルブボディ部VBの図1示左端部は、先端部TPに略円錐面の傾斜面VIPを有する溝部GPが形成されている。この溝部GPには、シール部材SMが嵌着される。このシール部材SMはシール対象とする流体の内容によって決定されるが、主なものとしては、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチロールゴム、フッ素ゴム、およびエチレンプロピレンゴムなどの合成ゴムである。図1示バルブVLVの右端には、ソレノイド部SOLのプランジャーPLGと当接するように、ボールBOLが配設されている。
ソレノイド部SOLは、外筒であるケースCASEの内側に配置される樹脂のボビンにコイルCOILが巻回されている。さらに軸方向には、コイルCOILへの通電による電磁力によって、バルブ部VBのバルブVLVを駆動させるプランジャーPLGおよびシャフトSFTが配置されている。このシャフトSFTは、プランジャーPLGに略同軸となるように圧入されている。このシャフトSFTと一体のプランジャーPLGは、軸受けであるブッシュPBSH、およびSBSHで摺動可能に支持されている。
プランジャーPLGの周りには、磁気回路を形成するためのフロントヨークFY、リアヨークRY、および、ケースCASEが配置されている。そして、コイルCOILとコネクタCNTとは電気的にスプリングRSPで接続されている。このスプリングRSPは、組み付け時に互いの部品の位置決め誤差を吸収できる。そして、キャップCAPは、リアヨークRYに圧入されてコイルCOILに対してシールを確保するとともに、プランジャーPLGの原位置(コイルCOILの非通電時のプランジャーPLGの位置)を決める。
図2は、バルブハウジングVHの先端部TPに嵌着されるシール部材SMの、組み付け前後を示す概略図である。略円筒状を有し、バルブハウジングVHの軸方向に略台形の断面を有するシール部材SMは、バルブハウジングVHに嵌着されると、外径が略同じとなるように構成されている。バルブハウジングVHの溝部GPに形成される傾斜面VIPと、シール部材SMの内周に形成される傾斜面SIPとは密着できるように設計されている。
図3は、シール部材SMがシリンダヘッドCLHとバルブハウジングVHとの間に組み付けられる前後のようすを示す。シール部材SMは、バルブハウジングVHがシリンダヘッドCLH側に付勢されるにつれて、シリンダヘッドCLHの内周面に当接して接触した部分が変形する。それに伴って、シール部材SMの変形部DPは、バルブVLVの傾斜面VIPに沿って、油路OP1側に移動する。そして、シール部材SMの鋭角を有する変形部DPの先端は、シリンダヘッドCLHとバルブハウジングVHとの隙間を埋めるように、油路OP1側に入り込むように変形する。その結果、バルブハウジングVHの外周面と油路OP1とのシールが確保できる。さらに、シール部材SMは、シリンダヘッドCLHとバルブハウジングVHの外周との間に配置されているので、シリンダヘッドCLHとバルブハウジングVHとの周間のシールも確保される。以上の結果、油路ODRNと油路OP1との間のシールが確保されるとともに、油路ODRNと油路OP2との間のシールも確保できる。このため、バルブVLVの周方向に放射状に配置される油路間のシール、つまり、油路OP1と油路OP2とのシールも確保される。
図4は電磁アクチュエータEACTの作動の状態を示す概略図である。図4(a)のようにソレノイド部SOLへの通電がなされていない状態では, バルブVLVは図4示右側にスプリングFSPで付勢されている。この結果、油路OP1からバルブVLVに流入する油は、ポートPOP1を経て油路OP3に流れる。また、ソレノイド部への通電がなされると、プランジャーPLGが図4示左側に動くので、それに伴ってバルブVLVも左側に移動する。するとポートPOP1はポートPOP2と繋がるので、油路OP1からバルブVLVに流入する油は、油路OP2に流れるように制御される。
本発明の実施の形態の概要を示す部分断面図。 本発明のシール部材の組み付け前後を示す概略図。 図2におけるシール部材の変形のようすを示す概略図。 本発明の別の実施の形態の作動の概要を示す概略図。
符号の説明
BKT ブラケット
BLT 締め付けボルト(付勢手段)
BOL ボール
CAC カムカバー
CAP キャップ
CASE ケー
LH シリンダヘッド(ブロック)
CNT コネクタ
COIL コイル
DP 変形部
EACT 電磁アクチュエータ
FRG フランジ部
FSP スプリング
FY フロントヨーク
GP 溝部
OP1,OP2,OP3,ODRN 油路(流路)
PBSH ブッシュ
PLG プランジャ
RSP スプリング
RSFT リアシャフト
RY リアヨーク
SBSH ブッシュ
SFT シャフト
SIP 傾斜面
SL シール
SP スペーサー
SM シール部材
SOL ソレノイド部
TP 先端部
VB バルブボディ部
VLV バルブ
VH バルブハウジング
VIP 傾斜面

Claims (3)

  1. 外部の流路に接続される開口部が形成される略円筒状のバルブボディ部と、該バルブボディ部の内部に収容される弁体を駆動するソレノイド部とを有する電磁アクチュエータと、前記流路が形成されて前記バルブボディ部が嵌入される嵌入部を有するブロックとの取付け構造であって、外周にシール部材が嵌着される傾斜面が形成される溝部を有する前記バルブボディ部と、前記バルブボディ部の軸方向に幅を有する前記シール部材と、前記シール部材を前記軸方向に付勢する付勢手段を備え、
    前記シール部材は弾性部材であるとともに、前記ブロックと接触する前記軸方向に平行な面に鋭角を有する変形部が付勢され、
    前記シール部材の前記変形部は、付勢される状態において、前記ブロックに形成された流路側に入り込むことを特徴とする電磁アクチュエータの取付け構造。
  2. 前記バルブボディ部は、外周にシール部材が嵌着される傾斜面と前記シール部材の内径よりも大きな外径からなる段差部から形成される溝部を有する請求項1に記載の電磁アクチュエータの取付け構造。
  3. 前記傾斜面は前記バルブボディ部と前記シール部材との接触面に形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電磁アクチュエータの取付け構造。
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