(57)【要約】【課題】  ソレノイドバルブをエンジンのシリンダヘッドに挿入する際、ソレノイドバルブの段差によるカバー開口部に設けられたオイルシールとの挿入抵抗を低減し、エンジンの組立て効率を改善すること。【解決手段】  バルブ部材１３を収容するスリーブ１１と、前記バルブ部材１３を駆動するソレノイド２０とを接続してあるソレノイドバルブ１００であって、前記スリーブ１１と前記ソレノイド２０との接続部に生じる段差を解消する段差解消部材を設けてあるソレノイドバルブ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ部材を収容するスリーブと、前記バルブ部材を駆動するソレノイドとを接続してあるソレノイドバルブであって、前記スリーブと前記ソレノイドとの接続部に生じる段差を解消する段差解消部材を設けてあるソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記段差解消部材は、前記接続部に装着可能なＯリングである請求項１に記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記段差解消部材は、前記接続部に外方より装着可能な組立式の樹脂リングである請求項１に記載のソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流路を切替えるために使用するソレノイドバルブに関する。より詳細には、本発明は、自動車等のエンジンの可変バルブタイミング装置や自動変速機等の油圧回路において、オイルチャンネルを切替えるために使用するソレノイドバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、エンジンの組立工程のうちの一つに、エンジン本体に設けた可変バルブタイミング装置にソレノイドバルブを挿入して取り付ける工程がある。ソレノイドバルブは、通常、エンジンを覆っているカバーに設けられた開口部から内側のシリンダヘッドに挿入され、エンジンに組み付けられる。そして、エンジンの内部は高圧のオイルが循環するため、ソレノイドバルブを組み付けた後にオイル漏れが起こらないように高度な気密性が要求される。このため、エンジンのカバーの開口部には、ソレノイドバルブとの高い気密性を保持するためのオイルシールが設けられている。ソレノイドバルブをカバーに設けられた開口部からシリンダヘッドに挿入すると、このオイルシールがソレノイドバルブの外表面に常時当接した状態となるため、エンジンの気密状態が形成される。
【０００３】
一般に、ソレノイドバルブは、オイルチャンネルを切替えるバルブ部材、バルブ部材を駆動するソレノイド等から構成されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のソレノイドバルブは、バルブ部材を収容するスリーブと、ソレノイドを収容するケースとを連結してなる従来の代表的なソレノイドバルブである。図５は、特許文献１に記載される従来のソレノイドバルブを、エンジンのシリンダヘッドに挿入する様子を示しており、（ａ）挿入途中の状態、および（ｂ）挿入後の状態をそれぞれ示す模式断面図である。
【０００４】
ソレノイドバルブの駆動手段であるソレノイドは、一般に、樹脂製ボビンに巻回したコイルと、コイルおよび樹脂製ボビンの軸方向（挿入方向）における両端側および内周側に位置し、ケースと共に磁気回路を形成する磁性体からなるフロントヨークおよびリアヨークと、コイルへの給電時にそれぞれのヨークとの間に発生する磁気吸引力によって駆動される磁性体からなるプランジャとを備えている。
【０００５】
このような構成のため、従来のソレノイドバルブでは、スリーブの端部とケースの端部との連結部分において、樹脂製ボビンに巻回したコイルの厚み等に起因する段差（図５（ａ）のｈ）が生じていた。このような段差を有するソレノイドバルブをシリンダヘッドに挿入すると、図５（ａ）に示すように段差側面がカバーに設けられたオイルシールに直接当たるため、これが非常に大きな挿入抵抗となり、組立て効率の悪化の原因となっていた。また、この挿入抵抗に抗してソレノイドバルブを無理に挿入しようとすると、オイルシールが損傷するおそれもあった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３３１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ソレノイドバルブをエンジンのシリンダヘッドに挿入する際、ソレノイドバルブの段差によるカバー開口部に設けられたオイルシールとの挿入抵抗を低減し、エンジンの組立て効率を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るソレノイドバルブの特徴構成は、バルブ部材を収容するスリーブと、前記バルブ部材を駆動するソレノイドとを接続してあるソレノイドバルブであって、前記スリーブと前記ソレノイドとの接続部に生じる段差を解消する段差解消部材を設けてある点にある。
【０００９】
本構成のソレノイドバルブであれば、段差解消部材が、スリーブとソレノイドとの接続部に生じる段差を解消することができるので、オイルシールが設けられたカバーの開口部からシリンダヘッドにソレノイドバルブを挿入する際の段差によるオイルシールとの挿入抵抗を低減し、エンジンの組立て効率を改善することができる。
【００１０】
本発明のソレノイドバルブでは、前記段差解消部材は、前記嵌合接続部に装着可能なＯリングであってもよい。
【００１１】
本構成のごとく、Ｏリングを使用することとすれば、簡単かつ安価な構成でありながら、オイルシールとの挿入抵抗を低減し、エンジンの組立て効率を改善することができる。
【００１２】
本発明のソレノイドバルブでは、前記段差解消部材は、前記接続部に外方より装着可能な組立式の樹脂リングであってもよい。
【００１３】
本構成のごとく、組立式の樹脂リングを使用することによっても、簡単かつ安価な構成でありながら、シリンダヘッドにソレノイドバルブを挿入する際の段差によるオイルシールとの挿入抵抗を低減し、エンジンの組立て効率を改善することができる。さらに、樹脂リングは組立式であることから、ソレノイドバルブのメンテナンス時において樹脂リングの交換を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
初めに、本明細書および図面において、便宜上、ソレノイドバルブの挿入方向の挿入先端側を遠位側とし、その端部を遠位端と規定する。また、挿入手前側を近位側とし、その端部を近位端と規定する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるソレノイドバルブ１００を示す断面図である。ソレノイドバルブ１００は、バルブ部材１３を収容するスリーブ１１と、このバルブ部材１３を駆動するソレノイド２０とを備えており、スリーブ１１とソレノイド２０とはソレノイドバルブ１００の挿入方向において略同軸に接続されている。また、ソレノイド２０は、例えば、略円筒形の磁性体からなるケース１に収容されている。
【００１７】
スリーブ１１は内部にバルブ部材１３を収容している。このバルブ部材１３は、スリーブ１１内部において挿入方向に摺動可能に構成されている。バルブ部材１３の近位側には嵌合部１３ｂが設けてあり、この嵌合部１３ｂには鉄製の球１３ａが圧入されている。また、スリーブ１１内部の遠位側にはコイルスプリング１４が配設されており、バルブ部材１３をソレノイド２０の方向に常時付勢している。これにより、バルブ部材１３は、球１３ａを介して、後述する出力軸１０およびプランジャ７を近位側に付勢している。
【００１８】
ソレノイドバルブ１００の駆動手段であるソレノイド２０は、従来のソレノイドバルブにおいて使用されるソレノイドと同様の構成である。すなわち、ソレノイド２０は、樹脂製ボビン３に巻回したコイル２と、磁性体からなるフロントヨーク４およびリアヨーク５と、コイル２への給電時にそれぞれのヨークとの間に発生する磁気吸引力によって駆動される磁性体からなるプランジャ７と、プランジャ７に一体的に取り付けられた出力軸１０とを備えている。以下、ソレノイドバルブ１００を構成する各部材について説明する。
【００１９】
樹脂製ボビン３には、例えば、インサート成形により、フロントヨーク４、リアヨーク５、および磁気遮蔽部材６が挿入方向に一体的に形成されている。フロントヨーク４は、コイル２および樹脂製ボビン３の遠位側から内周部にかけて位置し、ケース１と共に磁気回路を形成している。リアヨーク５は、コイル２および樹脂製ボビン３の近位側から内周部にかけて位置し、ケース１と共に磁気回路を形成している。コイル２に通電を行うと、フロントヨーク４およびリアヨーク５は磁束を発生させることができる。また、フロントヨーク４とリアヨーク５との間には、例えば、アルミ製の非磁性体からなる磁気遮蔽部材６が設けてあり、両者の磁束が干渉することを防止している。
【００２０】
フロントヨーク４は、近位端において磁気遮蔽部材６と当接するコーン部４ａ、コーン部４ａの内周側に形成された径方向の段差部分である当接部４ｂ、コーン部４ａの遠位側に隣接して設けたフランジ部４ｃ、フロントヨーク４を貫通し出力軸１０が通る内孔４ｄ、およびフロントヨーク４の遠位側に設けた略円筒形状の嵌合部４ｅを備えている。コーン部４ａは、磁束を集中させるために近位側に向けてテーパー形状にされている。当接部４ｂは、コイル２に通電されてプランジャ７が遠位側に移動したときにプランジャ７の遠位端が当接する部分であり、プランジャ７または出力軸１０のストローク調整のためのドーナツ状のスペーサ１９を収容している。フランジ部４ｃは、コーン部４ａからケース１に磁気回路を接続するように、ケース１の遠位側内周面に圧入嵌合されて固定されている。内孔４ｄには、プランジャ７に圧入された出力軸１０を、内孔内周面において摺動可能に支持する金属製の環状のブッシュ９ａが圧入嵌合されている。嵌合部４ｅの外周部は、スリーブ１１の近位端がかしめ嵌合されている。
【００２１】
リアヨーク５は、遠位端において磁気遮蔽部材６と当接する摺動部５ａ、摺動部５ａの近位側に隣接してブッシュ９ｂが圧入嵌合されている嵌合部５ｂ、およびリアヨーク５の近位端においてキャップ１２の開口端１２ａが圧入嵌合される嵌合部５ｃを備えている。摺動部５ａは、リアヨーク５の遠位側内周部に形成されており、プランジャ７と摺動可能に当接している。この摺動部５ａは、フロントヨーク４およびリアヨーク５に磁束が発生すると、ケース１と共にプランジャ７およびフロントヨーク４にわたって磁気回路を形成する。摺動部５ａの近位側に形成された嵌合部５ｂには、プランジャ７を摺動自在に支持する金属製の環状のブッシュ９ｂが圧入嵌合されている。嵌合部５ｃには、プランジャ７の近位端と当接してプランジャ７を制止する略有底円筒形状のキャップ１２の開口端１２ａが圧入嵌合され、これにより、プランジャ７の作動油が漏れないようにシールしている。キャップ１２は、磁気抵抗が大きくなるように浸炭焼入れされている。このため、キャップ１２は内部に磁束を通すことはない。また、キャップ１２の底面内側に形成された凸状の当接部１２ｂは、プランジャ７の近位端と略点接触で当接することができるので、キャップ１２はプランジャ７に磁気吸引力を及ぼすことはない。
【００２２】
磁気遮蔽部材６は、前述のようにフロントヨーク４とリアヨーク５との間において、両者に当接した状態で設けられている。磁気遮蔽部材６は、例えば、アルミ製の大きな磁気抵抗を有する環状構造体であるため、フロントヨーク４およびリアヨーク５が励磁された場合、磁束は磁気遮蔽部材６を通過することなく、リアヨーク５からプランジャ７を通ってフロントヨーク４へと向かう磁気回路を形成することができる。
【００２３】
プランジャ７は、上述のフロントヨーク４、リアヨーク５、磁気遮蔽部材６、およびキャップ１２によって形成された内周面において、挿入方向に摺動可能に支持されている。プランジャ７には出力軸１０が圧入固定されている。この出力軸１０の遠位端は、球１３ａに当接している。出力軸１０およびバルブ部材１３は、互いに球１３ａを介して押圧するように配置されている。球１３ａは、出力軸１０およびバルブ部材１３の挿入方向における中心軸がずれたとしても、モーメントを発生させずに挿入方向に押圧力を伝達させるように機能する。また、スリーブ１１内部の遠位側に設けられたコイルスプリング１４は、バルブ部材１３を近位側に付勢している。この付勢力は球１３ａを介してソレノイド２０の出力軸１０およびプランジャ７に伝達される。そして、この付勢力はキャップ１２の当接部１２ｂに達している。
【００２４】
本実施形態のソレノイドバルブ１００は、上述のように、スリーブ１１とソレノイド２０とをソレノイドバルブ１００の挿入方向において接続して構成したものである。ここで、ソレノイド２０は樹脂製ボビン３に巻回したコイル２を含むため、スリーブ１１よりも大きな外径を有している。このため、図２に示すように、スリーブ１１とソレノイド２０との接続部には段差ｈが生じている。ソレノイドバルブ１００をエンジンのシリンダヘッド５０に挿入する際、この段差ｈはエンジンのカバー５１の開口部に設けられたオイルシール５２と干渉し、非常に大きな挿入抵抗となり得る。そこで、本実施形態のソレノイドバルブ１００では、この段差に段差解消部材として、Ｏリング３０を設けている。
【００２５】
図２において、（ａ）はソレノイドバルブ１００にＯリング３０を装着する前の状態を示す斜視図であり、（ｂ）はＯリング３０を装着したソレノイドバルブ１００をエンジンのシリンダヘッドに挿入する途中の状態を示す一部断面図である。図２のように、ソレノイドバルブ１００のスリーブ１１とソレノイド２０との接続部にＯリング３０を設けると、接続部に生じる段差ｈの側面がオイルシール５２に直接当たらないので、ソレノイドバルブ１００の挿入時の挿入抵抗が低減され、エンジンの組立て効率を改善することができる。さらに、Ｏリングは簡単な部品であるためそれ自体が安価であり、またＯリング装着のためにソレノイドバルブ１００の設計変更や改良等を行う必要がないので、製造コストの面においてメリットが大きい。
【００２６】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態によるソレノイドバルブ２００を、エンジンのシリンダヘッド５０に挿入する途中の状態を示す一部断面図である。ソレノイドバルブ２００は、段差解消部材として、スリーブ１１とソレノイド２０との接続部に外方より装着可能な組立式の樹脂リング４０を使用していることを除いては第１実施形態と同様の構成であるので、以下、組立式の樹脂リング４０についてのみ説明する。
【００２７】
図４は、本実施形態の組立式の樹脂リング４０において、（ａ）組立て前の状態、（ｂ）組立て後の状態をそれぞれ示す平面図および断面図である。樹脂リング４０は、一対の第１部材４１と第２部材４２とを組み合わせて構成されるものである。より詳細に説明すると、第１部材４１は第１係合部４３を有しており、第２部材４２は第２係合部４４を有している。ここで、第１部材４１および第２部材４２のそれぞれ開いている側を向き合わせ、両者を接触状態にして外方から付勢すると、第１係合部４３および第２係合部４４が互いに係合し合って一体となり、樹脂リング４０が完成する。なお、第１部材４１および第２部材４２には、自動組立装置等による組立てができるように、チャックが把持可能な把持部４５，４６が設けられている。
【００２８】
このように、ソレノイドバルブ２００の段差解消部材として、組立て式の樹脂リング４０を使用すれば、上記第１実施形態に記載した作用効果と同様に、ソレノイドバルブ１００の挿入抵抗を低減させることができる。また、第１実施形態と同様に、このような組立て式の樹脂リング４０は安価であると共に、ソレノイドバルブ２００の設計変更や改良等を行う必要がないので、製造コストの面においてもメリットが大きい。さらに、スリーブ１１とソレノイド２０との接続部に外方より樹脂リング４０を装着することができるので、ソレノイドバルブ２００のメンテナンス時においても樹脂リング４０の交換を容易に行うことができるという利点がある。
【００２９】
（別実施形態）
本発明では、シリンダヘッド５０に挿入したときのソレノイドバルブ１００の位置決めをより正確に行うために、例えば、ブラケットのような位置設定部材を、ソレノイドバルブ１００のケース１に設けることも可能である。この場合、位置設定部材は、エンジン側の適切な位置（例えば、シリンダヘッド５０を覆っているカバー５１）に固定することができる。ソレノイドバルブ１００の位置決め精度が向上することにより、振動等によるソレノイドバルブ１００の緩みやオイル漏れ等のトラブルが減少し、エンジン全体としての信頼性が向上する。
【００３０】
なお、本発明は上記の実施の形態および図面に記載される構成に限定されるものではなく、自動車等のエンジンの可変バルブタイミング装置の他にも、例えば、自動変速機等の油圧回路において適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態によるソレノイドバルブを示す断面図
【図２】（ａ）ソレノイドバルブにＯリングを装着する前の状態を示す斜視図、（ｂ）Ｏリングを装着したソレノイドバルブをエンジンのシリンダヘッドに挿入する途中の状態を示す一部断面図
【図３】本発明の第２実施形態によるソレノイドバルブを、エンジンのシリンダヘッドに挿入する途中の状態を示す一部断面図
【図４】第２実施形態の組立式の樹脂リングにおいて、（ａ）組立て前の状態、（ｂ）組立て後の状態をそれぞれ示す平面図および断面図
【図５】従来のソレノイドバルブを、エンジンのシリンダヘッドに挿入する様子であって、（ａ）挿入途中の状態、および（ｂ）挿入後の状態をそれぞれ示す模式断面図
【符号の説明】
【００３２】
１１  スリーブ
１３  バルブ部材
２０  ソレノイド
１００  ソレノイドバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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