(57)【要約】【課題】  外部取り付け用の取付金具が簡単かつ確実に固定されているオイルコントロールバルブを提案すること。【解決手段】  オイルコントロールバルブ１では、スプール２２がソレノイド３によって軸線方向に往復移動してポートが切り換えられる。ソレノイド３の外側ステータ部材４２の前端には円環状カシメ部分４２ｃが形成され、ここに、前方からバルブボデー２１の後端の円環状フランジ２１１および取付金具４の円環状部分４ａがこの順序で装着され、この状態で円環状カシメ部分４２ｃをカシメることにより、取付金具４の円環状部分４ａを挟み、バルブボデー２１の後端がソレノイド３の前端に同軸状態で連結固定されている。取付金具４を同時に固定でき、スポット溶接による場合よりも確実に取り付けることができ、取付金具４を挟むことにより、バルブボデー２１のカシメ固定部分が変形することもない。【選択図】  図１
2006038103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のバルブボデーと、この中に同軸状態に装着されたスプールと、このスプールをバルブ軸線方向に移動させるためのソレノイドと、外部取り付け用の取付金具とを有し、前記スプールの軸線方向の移動位置に応じて、前記バルブボデーおよび前記スプールの間に区画形成される作動油通路を切り換え可能なオイルコントロールバルブにおいて、
前記バルブボデーの後端部分が、前記取付金具を介して、前記ソレノイドの円筒状の外側ステータの前端部分にカシメ固定されていることを特徴とするオイルコントロールバルブ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ソレノイドの前記外側ステータの前端開口縁部分に形成されている円環状カシメ部分と、
前記バルブボデーの後端部分に形成されている円環状フランジと、
前記取付金具に形成されている円環状部分とを有し、
前記円環状カシメ部分の内側に、前方から前記円環状フランジおよび前記円環状部分がこの順序で同軸状態に装着され、
この状態で、前記円環状カシメ部分を半径方向の内側にカシメることにより、前記円環状フランジが、前記円環状部分を挟み、前記円筒状ハウジングにカシメ固定されていることを特徴とするオイルコントロールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドによってスプールの軸線方向の移動位置を制御することにより、作動油通路を切り換え可能となっている自動車用エンジンのバルブタイミング調整機構の制御弁などに用いられているオイルコントロールバルブに関するものである。更に詳しくは、所定の部位に取り付けるための取付金具を備えたオイルコントロールバルブの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに搭載されているエンジンには、運転条件に応じて吸排気弁の開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング調整機構が搭載されている。バルブタイミング調整機構は油圧回路によって駆動され、油圧回路の切り換え制御は、ソレノイド式のオイルコントロールバルブによって行われるように構成されている。オイルコントロールバルブを備えたバルブタイミング調整機構は例えば下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
図８（ａ）は、一般的に使用されているオイルコントロールバルブの一例を示す縦断面図である。この図に示すように、オイルコントロールバルブ１００は、円筒状のバルブボデー１０１およびこの内側に同軸状態に配置されたスプール１０２を備えたバルブ本体部分１０３と、スプール１０２を軸線方向に往復移動させるためのソレノイド１０４から基本的に構成されている。バルブボデー１０１には、その軸線方向に沿って所定の間隔で作動油流通用の複数のポート（貫通孔）が形成されており、スプール１０２にはその外周面に沿って複数の作動油通路が形成されている。スプール１０２の軸線方向の移動位置に応じて、バルブボデー側のポートとスプール側の作動油通路との連通状態が切り換わり、これにより、油圧源（図示せず）から当該オイルコントロールバルブ１００を経由してバルブタイミング調整機構（図示せず）に到る油圧回路が切り換わる。
【０００４】
スプール１０２を移動させるためのソレノイド１０４は、外側円筒１０５ａおよび内側円筒１０５ｂが一体形成されているステータ１０５と、外側円筒１０５ａの内側位置において円筒状に巻かれているコイル１０６と、この内側において同軸状態で対向配置されている円筒状のヨーク１０７および円筒状のプランジャ１０８とを備えている。ヨーク１０７はステータ１０５に固定されており、コイル１０６に通電すると、ヨーク１０７とプランジャ１０８の間に発生する磁力によって、プランジャ１０８が軸線方向に移動する。プランジャ１０８には円柱状のシャフト１０９が同軸状態で圧入固定されており、シャフト１０９の先端がスプール１０２の後端に当接しているので、プランジャ１０８によってスプール１０２が軸線方向に移動する。また、スプール１０２の先端にはコイルばね１１０が圧縮状態で装着され、非励磁状態では、スプール１０２はプランジャ１０８の側に付勢され、そのノーマル位置に保持されている。
【０００５】
ここで、ソレノイド１０４のステータ１０５における外側円筒１０５ａの前端部分に、バルブボデー１０１の後端部分が同軸状態で連結固定されている。また、外側円筒１０５ａの外周面には、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、バルブ１００を所定の部位に取り付けるために用いる取付金具１２０が固定されている。この取付金具１２０は、外側円筒１０５ａの外周面部分に対応した円弧板部分１２１と、この円弧板部分１２１の前側の縁から前方および外方に延びている傾斜状突起部分１２２と、この傾斜状突起部分１２２の先端に形成された取付板部分１２３とを備えており、取付板部分１２３には取り付け用のねじ穴１２４が形成されている。この形状の取付金具１２０は、ステータ１０５の外側円筒１０５ａの外周面にスポット溶接によって固定されている。
【特許文献１】特開平７−１３９３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、スポット溶接による溶接強度の信頼性は一般に低いので、取付金具１２０を確実にソレノイド１０４に固定できないおそれがある。取付金具１２０の取付強度が低いと、バルブ１００をがたつきなく、所定の部位に固定できないなどの弊害が発生する。
【０００７】
本発明の課題は、この点に鑑みて、取付金具が確実に固定された構成のオイルコントロールバルブを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、円筒状のバルブボデーと、この中に同軸状態に装着されたスプールと、このスプールをバルブ軸線方向に移動させるためのソレノイドと、外部取り付け用の取付金具とを有し、前記スプールの軸線方向の移動位置に応じて、前記バルブボデーおよび前記スプールの間に区画形成される作動油通路を切り換え可能なオイルコントロールバルブにおいて、前記バルブボデーの後端部分が、前記取付金具を介して、前記ソレノイドの円筒状の外側ステータの前端部分にカシメ固定されていることを特徴としている。
【０００９】
かかるカシメ固定構造を構成するためには、前記ソレノイドの前記外側ステータの前端開口縁部分に円環状カシメ部分を形成し、前記バルブボデーの後端部分に円環状フランジを形成し、前記取付金具に円環状部分を形成しておき、前記円環状カシメ部分の内側に、前方から前記円環状フランジおよび前記円環状部分をこの順序で同軸状態に装着し、この状態で、前記円環状カシメ部分を半径方向の内側にカシメることにより、前記円環状フランジを、前記円環状部分を挟み、前記円筒状ハウジングにカシメ固定すればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のオイルコントロールバルブでは、取付金具を挟み、バルブボデーの後端部分がソレノイドの外側ステータの前端部分にカシメ固定されている。したがって、取付金具をスポット溶接などの別工程で取り付ける作業が不要になる。また、スポット溶接に比べて確実に取付金具をバルブに固定することができる。さらには、取付金具は、ソレノイドの円筒状外周面にスポット溶接するための円弧板部分が不要となるので、全体としてフラットで単純な形状のものとすることができる。
【００１１】
これに加えて、バルブボデーがアルミニウムなどの金属素材から形成されている場合であっても、取付金具を介してカシメ固定されるので、硬度の低いバルブボデーのカシメ固定部分が変形して、確実なカシメ固定構造を形成できないといった弊害も発生しないという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して本発明を適用したオイルコントロールバルブの一例を説明する。
【００１３】
（全体構成）
図１（ａ）は本例のオイルコントロールバルブをその軸線を含む平面で切断した場合の縦断面図であり、図１（ｂ）は励磁状態を示す部分縦断面図であり、図２は当該バルブの構成部品を組立順に上から配列した部品図である。これらの図面を参照して説明すると、本例のオイルコントロールバルブ１は、バルブ本体部分２と、この後端に同軸状態に取り付けられているソレノイド３と、これらバルブ本体部分２とソレノイド３の連結部分に取り付けられている取付金具４から構成されている。取付金具４によって、オイルコントロールバルブ１は不図示の固定側部材に固定されるようになっている。
【００１４】
バルブ本体部分２は、円筒状のバルブボデー２１と、この内部に同軸状態で挿入されているスプール２２を備えている。スプール２２の先端部の内部にはばね受けとして機能する衝撃吸収板２３が配置されており、この衝撃吸収板２３とスプール２２の先端部分に形成したばね受け用凹部２２ａとの間に、コイルばね２４が装着されている。ソレノイド３が非励磁状態においては、コイルばね２４のばね力によって、スプール２２は図１（ａ）に示すノーマル位置にある。ソレノイド３が励磁されると、スプール２２はソレノイド３によってばね力に逆らって先端側に押される。図１（ｂ）は、スプール２２が軸線１ａに沿って先端側に最大に移動した最大移動位置の状態を示してある。
【００１５】
バルブボデー２１には、軸線１ａの方向に沿って所定の間隔で、当該バルブボデー外周壁を円弧状に切り取った形状のバルブポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅが形成されている。スプール２２は、バルブボデー２１の内周面２１ｆの内径寸法に対応する外径寸法を備えた大径部分の間に小径部分２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが軸線方向に沿って所定の間隔で形成されている。例えば、スプール２２が図１（ａ）に示すノーマル位置にある場合には、各ポート２１ａ〜２１ｅは閉鎖状態に保持され、この位置からスプール２２が図１（ｂ）の最大移動位置まで移動すると、ポート２１ｂと２１ｃが小径部分２２ｃを介して連通し、ポート２１ｄと２１ｅが小径部分２２ｄを介して連通した状態に切り換わる。この結果、当該オイルコントロールバルブ１を介して構成される油圧回路（図示せず）が切り換わることになる。
【００１６】
この構成のバルブ本体部分２の後端に取り付けられているソレノイド３は、同心状態に配置したステータ３１、コイル３２およびヨーク３３を備えたステータアセンブリ３４と、軸線１ａの方向に往復移動可能なプランジャ３５とを有している。プランジャ３５はヨーク３３に対して後側から同軸状態で対向配置された円筒形状のものであり、その中空部には前側から円筒状のシャフト３６が圧入されている。シャフト３６はヨーク３３の中心を遊びのある状態で貫通して前方に延びており、その先端面３６ａがスプール２２の後端面２２ｅに当接している。この当接状態は、先に述べたコイルばね２４のばね力によって保持されている。コイル３２に通電すると、ヨーク３３とプランジャ３５の間に磁力が発生してプランジャ３５が軸線１ａの方向に移動する。プランジャ３５に圧入されているシャフト３６の先端がスプール２２に当接しているので、プランジャ３５によってスプール２２が軸線１ａの方向に移動する。
【００１７】
（ステータの構成）
本例のステータ３１は、外側円筒４１からなる外側ステータ４２と、内側円筒４３を備えたバックステータ４４（内側ステータ）の二部品から構成されている。図３には外側ステータ４２を示してあり、図４にはバックステータ４４を示してある。これらの図も参照して説明すると、バックステータ４４は、内側円筒４３の後端に円盤状の端板部分４５が一体成形された形状をしている。外側ステータ４２の後端部分には、後端面から所定の幅および長さで矩形状に切り取った開口部４２ａが形成されている。また、後端縁には薄肉のカシメ部分４２ｂが形成されており、ここに、バックステータ４４の端板部分４５の外周縁部分４５ａがカシメ固定され、ステータ３１が構成されている。
【００１８】
内側円筒４３の軸長は外側円筒４１の略半分であり、同心状態に配置された外側円筒４１および内側円筒４３の間の円環状空間および、これよりも前方の外側円筒４３の内側部分には、円筒状のコイルボビン４６の外周面に巻き付けられたコイル３２が配置されている。コイルボビン４６の後端部分には、外側ステータ４２に形成されている開口部４２ａから半径方向の外側に引き出されて外部接続用端子部４７となっている部位が一体形成されている。
【００１９】
円筒状のコイルボビン４６の内側には、その後端開口の側からバックステータ４４の内側円筒４３が同軸状態で挿入されており、その前端開口の側からはカップガイド５０が装着されている。カップガイド５０は、後述の図５から分かるように、後端が封鎖されている小径部分５１と、この小径部分５１の前端にテーパ状部分５２を介して連続して大径部分５３と、大径部分５３の前端開口縁から半径方向の外側に広がっている円環状のフランジ部分５４を備えた形状をしている。小径部分５１は内側円筒４３にはめ込まれており、大径部分５３はコイルボビン４６の内側にはめ込まれた状態となっており、また、フランジ部分５４が前側からコイルボビン４６の円環状前端面に当接している。
【００２０】
ここで、円筒状のプランジャ３５は、カップガイド５０の小径部分５１の内側に、当該小径部分５１の内周面に沿って軸線１ａの方向に摺動可能な状態で挿入されている。ヨーク３３は、その大径部分５３を挟み、コイルボビン４６の内側に前方から同軸状態に圧入固定されている。ヨーク３３は、大径のフランジ部分３３ａと、このフランジ部分３３ａの後端面から同軸状態で後方に突出している本体部分３３ｂとを備えており、この本体部分３３ｂがカップガイド５０の大径部分５３を挟み、コイルボビン４６の内側に圧入固定されている。
【００２１】
ヨーク３３の本体部分３３ｂの先端部分は、先細りの円錐台形状をしており、その小径の先端面にはプランジャ３５の先端部分を受入可能な所定深さの円形凹部３３ｃが形成されている。したがって、本体部分３３ｂの先端面は細幅の円環状先端面３３ｄとなっており、これがプランジャ３５の円環状先端面３５ａに対峙している。ヨーク３３の前端側のフランジ部分３３ａはステータ３１の外側円筒４１の内側にはめ込み可能な大きさとされており、このフランジ部分３３ａとカップガイド５０のフランジ部分５４の間に、Ｏリング５６が配置されている。
【００２２】
（プランジャの空気抜き構造）
次に、図５はプランジャ３５およびシャフト３６を取り出して示す説明図および横断面図である。プランジャ３５は磁性材料からなる円筒形状のものであり、その中空部３５ｂに前側から圧入されているシャフト３６は非磁性材料からなる円筒形状をしている。例えば、シャフト３６は、ステンレススチール製の薄肉絞り加工品であり、その先端３６ａが封鎖され、後端が開口部３６ｂのままとなっている。また、シャフト３６における後端側の圧入部分よりも前側の部位、すなわち、プランジャ３５の端面３５ａから突出している突出部分には、その外周壁部分を貫通して延びる空気穴３６ｄ（連通穴）が形成されている。したがって、シャフト３６をプランジャ３５に圧入した状態では、この空気穴３６ｄを介して、シャフト３６の中空部３６ｅと外側との連通状態が確保されている。
【００２３】
ここで、プランジャ３５はカップガイド５０の、後端が封鎖されている小径部分５１に摺動可能な状態で挿入されている。したがって、ここに、先端が封鎖されている円筒状のシャフト３６を圧入すると、シャフト３６の中空部３６ｅおよびプランジャ３５の中空部３５ｂは密閉空間となり、プランジャ３５の軸線方向の移動が阻止されてしまう。本例では、シャフト３６の外周面に空気穴３６ｄを形成してあるので、ここを介して空気あるいは潤滑油が流通するので、プランジャ３５の円滑な移動が確保される。
【００２４】
シャフト３６の外周壁部分に空気穴３６ａを開ける代わりに、図６に示す形状のシャフト３６Ａを用いることも可能である。このシャフト３６Ａは、例えばステンレススチールなどの非磁性金属材料を絞り加工することにより製作したものであり、その軸線方向の前側半部は、先端が封鎖された小径の円筒部分３６１とされており、その後側半分は大径の円筒部分３６２とされている。また、大径の円筒部分３６２の外周面部分には絞り加工によって、軸線方向に延びる空気抜き溝３６３（連通溝）が形成されている。本例では９０度間隔で４本の円弧状断面の空気抜き溝３６３が形成されている。これらの空気抜き溝３６３の底が小径の円筒部分３６２の外周面に一致している。
【００２５】
この形状のシャフト３６Ａの後側部分は、その大径の円筒部分３６２の前端側がプランジャ３５から突出した状態となるように、当該プランジャ３５の中空部３５ｂに圧入される。この結果、各空気抜き溝３６３の前端がプランジャ２５のの前端から外部に露出した状態になり、これらの空気抜き溝３６３を介して、シャフト３６Ａおよびプランジャ３５の中空部が外部と連通した状態が形成される。この構成のシャフト３６Ａを用いる場合においても、絞り加工によって簡単に製造できるので、従来にようにプランジャ３５の内周面に空気抜き用のスプライン溝を刻む構成に比べて、簡単かつ廉価に製造できるという利点がある。
【００２６】
（取付金具の固定構造）
次に、図７（ａ）、（ｂ）は取付金具４を示す正面図および側面図である。図１、３および図７を主に参照して、取付金具４、ソレノイド３およびバルブ本体部分２の固定構造を説明する。バルブ本体２のバルブボデー２１の後端には前側部分よりも大径の円環状フランジ２１１が一体形成されている。一方、ソレノイド３における外側ステータ４２の前端部分には、内径が僅かに大きくなった薄肉の一定幅の円環状カシメ部分４２ｃが形成されている。この円環状カシメ部分４２ｃには図３に示すように、円周方向の３箇所の部位に所定幅のすり割り４２ｄが形成されている。
【００２７】
一方、取付金具４は、円環状部分４ａと、この円環状部分４ａの外周面部分から一定の幅で半径方向に延びている突出板部分４ｂとを備えており、突出板部分４ｂの先端にはねじ穴４ｃが形成されている。円環状部分４ａは、バルブボデー２１における円環状フランジ２１１の前側に隣接して形成されている外周面部分２１２が丁度はまり込む内径寸法とされている。また、円環状カシメ部分４２ｃにはめ込み可能な外径寸法とされている。同様に、バルブボデー２１の円環状フランジ２１１も、円環状カシメ部分４２ｃにはめ込み可能な外径寸法とされている。さらに、円環状カシメ部分４２ｃの幅は、これらの部分２１１、４ａの板厚の合計よりも僅かに広い寸法とされている。
【００２８】
ここで、ヨーク３３のフランジ部分３３ａは、外側ステータ４２の内側において、円環状カシメ部分４２ｃに隣接する内周面部分にはめ込まれている。したがって、バルブボデー２１の円環状フランジ２１１を、その内側にＯリング６１を装着した状態で、円環状カシメ部分４２ｃにはめ込み、ヨークフランジ３３ａに当接状態にする。次に、取付金具４の円環状部分４ａを円環状カシメ部分４２ｃにはめ込み、バルブボデー２１の円環状フランジ２１１に当接状態にする。すなわち、円環状カシメ部分４２ｃにおける広幅のすり割り４２ｄを通して突出部分４ｂを外側に引き出した状態で、取付金具４をはめ込む。しかる後に、円環状カシメ部分４２ｃを半径方向の内側にカシメることにより、外側ステータ４２の前端部分に、バルブボデー２１の円環状フランジ２１１および取付金具４がカシメ固定された状態を形成できる。
【００２９】
このように、本例では、外側ステータ４２の前端部分に形成した円環状カシメ部分４２ｃをカシメることにより、取付金具４の円環状部分４ａを介して、バルブボデー２１の円環状フランジ２１１をソレノイド３の前端部分に連結固定している。バルブボデー２１は一般にアルミニウム合金から形成されており、カシメ固定構造を形成するにはその硬度が十分でない場合がある。しかるに、本例では、硬度の高い金属材料からなる取付金具４を挟み、カシメ固定を行っているので、バルブボデー２１の円環状フランジ２１１を変形させることなく、確実にカシメ固定構造を形成できる。
【００３０】
また、カシメ固定によって取付金具４も同時に外側ステータ４２に固定される。従来では、取付金具４として、外側ステータ４２の円形外周面に当接可能な円弧板部分を形成したものを用いており、当該円弧板部分をスポット溶接によって外側ステータ４２に固定しているのが一般的である。スポット溶接は接合強度の信頼性が低く、取付不良状態が発生するおそれがある。しかるに、本例のようにカシメ固定構造とすれば、取付強度の信頼性が高いという利点がある。これに加えて、取付金具４はほぼフラットな部材でよいので、製作も容易であり、コストも低減できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用したオイルコントロールバルブの縦軸断面図、およびそのプランジャが移動した状態を示す部分縦軸断面図である。
【図２】図１のオイルコントロールバルブの構成部品を示す部品図である。
【図３】外側ステータを示す断面図、前側端面図、後側端面図、および平面図である。
【図４】バックステータを示す断面図および前側端面図である。
【図５】プランジャ、シャフトおよびカップガイドを示す断面図である。
【図６】シャフトの別の例を示す縦断面図および横断面図である。
【図７】取付金具の正面図および側面図である。
【図８】従来のオイルコントロールバルブの縦断面図、および取付金具の取付構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  オイルコントロールバルブ
１ａ  軸線
２  バルブ本体部分
３  ソレノイド
４  取付金具
４ａ  円環状部分
４ｂ  突起部分
４ｃ  ねじ穴
２１  バルブボデー
２１１  円環状フランジ
２２  スプール
３１  ステータ
３２  コイル
３３  ヨーク
３４  ステーアアセンブリ
３５  プランジャ
３６  シャフト
４１  外側円筒
４２  外側ステータ部材
４２ｃ  円環状カシメ部分
４２ｄ  すり割り
５０  カップガイド
【図１】
2006038103.tif 000003
【図２】
2006038103.tif 000004
【図３】
2006038103.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006038103.tif 000009
【図８】
2006038103.tif 000010