(57)【要約】【課題】構造が簡単で信頼性が高く、エンジンの搭載性を損なわない電磁弁を提供する。【解決手段】この電磁弁は、スリーブ１３とこのスリーブ１３中に摺動可能に配設されたスプール１７とを有し、このスプール１７は、その内部に形成されたドレイン流路１９と、このドレン流路１９と前記スプール１７外周と連通する連通開口２９とを有する電磁弁において、連通開口２９が形成されたドレイン流路１９の内周面２５に、スプール１７外周側からドレイン流路１９への作動流体の流入を許容するがドレイン流路１９からスプール１７外周側への作動流体及びエアの流出を阻止する薄板状の邪魔板状弁３３を装着している。【選択図】図１
2007255510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプール（１７）内部にドレイン流路（１９）が形成され、このドレイン流路（１９）と前記スプール（１７）外周とを連通する連通開口（２９）が形成された電磁弁において、
前記連通開口（２９）が形成された前記ドレイン流路（１９）の内周面（２５）に、前記スプール（１７）外周側から前記ドレイン流路（１９）への作動流体の流入を許容するが前記ドレイン流路（１９）から前記スプール（１７）外周側への作動流体及びエアの流出を阻止する薄板状の弁部材（３３，４１，５１）を装着したことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記弁部材（３３，４１，５１）は、前記ドレン流路（１９）の内周面に嵌合される保持部（３５，４３）と、この保持部（３５，４３）に一体に形成され前記連通開口（２９）を覆う弁体（３９，４７）とを有していることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記連通開口（２９）は、スプール（１７）の周方向両側に形成され、前記保持部（３５）は、前記連通開口（２９）から軸方向にシフトした位置に装着され、この保持部（３５）から前記スプール（１７）の両側に形成された連通開口（２９）に向けて腕部（３７）が軸方向にそれぞれ延在し、この腕部（３７）に前記連通開口（２９）を覆う前記弁体（３９）がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記連通開口（２９）は、スプール（１７）の周方向両側に形成され、前記保持部（４３）は、前記連通開口（２９）から軸方向にシフトした位置に装着され、この保持部（４３）から前記両側に形成された２つの連通開口（２９）の間の部分に腕部（４５）が延在し、この腕部（４５）の周方向両側に前記連通開口（２９）を覆う前記弁体（４７）がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
【請求項５】
スプール（１７）内部にドレイン流路（１９）が形成され、このドレイン流路（１９）と前記スプール（１７）外周とをそれぞれ連通する第１の連通開口（２９）と第２の連通開口（６５）が軸方向に離間して形成された電磁弁において、
前記第１の連通開口（２９）および第２の連通開口（６５）が形成された前記ドレイン流路（１９）の内周面（２５）にそれぞれ配設され、前記スプール（１７）外周側から前記ドレイン流路（１９）への作動流体の流入を許容するが前記ドレイン流路（１９）から前記スプール（１７）外周側への作動流体及びエアの流出を阻止する薄板状の第１の弁部材（４１）及び第２の弁部材（７１）と、
これら第１の弁部材（４１）と第２の弁部材（７１）とを連結する連結部材（６９）と、
を有する連結弁部材（６７）を備えたことを特徴とする電磁弁。
【請求項６】
前記第１の弁部材（４１）及び第２の弁部材（７１）は、前記ドレン流路（１９）の内周面に嵌合される保持部（４３）と、この保持部（４３）に一体に形成され前記連通開口（２９）を覆う弁体（４７）とをそれぞれ有し、前記連結部材（６９）は前記第１の弁部材（４１）の保持部（４３）と前記第２の弁部材（７１）の保持部（４３）にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項５に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部にドレン流路を有するスリーブに逆止弁を設けた電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのカムシャフトに搭載されているＶＣＴ（可変カムシャフトタイミングシステム、以下ＶＣＴという。）のアクチュエータは、油圧制御弁から供給される油圧によってカムの位相を変更もしくは保持するもので、カムのトルク、エンジン側の油圧等の諸条件から仕様が決定される。
【０００３】
しかし近年、エンジン動力系のフリクション低減のため、直打からロッカーアームを使用する方法に構造変更がなされ、大きなカムトルク変動が発生する傾向が強まっている。また、燃費削減を目的として油圧ポンプの低吐出能力化が進んでいるため、低回転、高油温条件においてエンジン油圧が従来に比べ大幅に低下する。このため、従来の体格では、大きなトルク変動を抑えきれず、ローターベーンの位相が変動することによってＶＣＴ内のドレン側の部屋が負圧になり、これにより油圧制御弁のドレン流路からエアを吸引してしまい変動がさらに助長されてしまうことがあった。
【０００４】
これに対する対策として、特許文献１に示すように、ＶＣＴ内の流路に１方向弁を挿入する方法がある。この文献にもあるように、チェック弁の装着位置は、負圧発生源に近いＶＣＴ内が望ましい。しかしながら、回転部分にチェック弁を装着すると、エンジン（カム）回転数の変化に伴いチェック弁が受ける遠心力が変動し、チェック弁摺動抵抗がばらつき、作動精度が低下するおそれがある。また、ＶＣＴは、カムシャフトに取り付けられているため、カムがエンジンバルブを作動させる際、強いトルク変動を生ずる。このため、チェック弁のシール部分に振動をもたらし、これはエンジン爆発から生ずる振動と相まってシール部分の異常磨耗を引き起こし、これが信頼性の低下につながるという問題点があった。また、この特許文献１のように従来構造にそのままチェック弁を追加するのは、エンジンの搭載性を悪化させるおそれがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０２７１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することをその課題とし、構造が簡単で信頼性が高く、エンジンへの搭載性を損なわない電磁弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、スプール（１７）内部にドレイン流路（１９）が形成され、このドレイン流路（１９）とスプール（１７）外周とを連通する連通開口（２９）が形成された電磁弁において、連通開口（２９）が形成されたドレイン流路（１９）の内周面（２５）に、スプール（１７）外周側からドレイン流路（１９）への作動流体の流入を許容するがドレイン流路（１９）からスプール（１７）外周側への作動流体の流出を阻止する薄板状の弁部材（３３，４１，５１）を装着した手段を採用している。この手段によれば、スプール外周側に負圧が発生しても、弁部材の弾性による自己復帰力と負圧によって連通開口を確実に閉鎖し、エアー大量に吸引することを防止することができる。また、弁部材は薄板状に軽量に形成されているから、遠心力による摺動負荷変動の影響を受けにくく高い精度の動作が可能となるとともに、エンジンバルブの作動やエンジンの爆発に伴う振動の影響も受けにくく信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、弁部材（３３，４１，５１）は、ドレン流路（１９）の内周面に嵌合される保持部（３５，４３）と、この保持部（３５，４３）に一体に形成され連通開口（２９）を覆う弁体（３９，４７）とを有している手段を採用している。したがって、弁部材の保持機能と弁機能を分離し、弁部材を確実にドレン流路（１９）に保持することができるとともに、弁機能の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、連通開口（２９）は、スプール（１７）の周方向両側に形成され、保持部（３５）は、連通開口（２９）から軸方向にシフトした位置に装着され、この保持部（３５）からスプール（１７）の両側に形成された連通開口（２９）に向けて腕部（３７）が軸方向にそれぞれ延在し、この腕部（３７）に連通開口（２９）を覆う弁体（３９）がそれぞれ形成されている手段を採用しており、また、連通開口（２９）は、スプール（１７）の周方向両側に形成され、保持部（４３）は、連通開口（２９）から軸方向にシフトした位置に装着され、この保持部（４３）から両側に形成された２つの連通開口（２９）の間の部分に腕部（４５）が延在し、この腕部（４５）の周方向両側に連通開口（２９）を覆う弁体（４７）がそれぞれ形成されている手段を採用している。したがって、弁部材の信頼性及び装着性を向上させることができる。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、スプール（１７）内部にドレイン流路（１９）が形成され、このドレイン流路（１９）と前記スプール（１７）外周とをそれぞれ連通する第１の連通開口（２９）と第２の連通開口（６５）が軸方向に離間して形成された電磁弁において、第１の連通開口（２９）および第２の連通開口（６５）が形成された前記ドレイン流路（１９）の内周面（２５）にそれぞれ配設され、スプール（１７）外周側から前記ドレイン流路（１９）への作動流体の流入を許容するがドレイン流路（１９）からスプール（１７）外周側への作動流体の流出を阻止する薄板状の第１の弁部材（４１）及び第２の弁部材（７１）と、これら第１の弁部材（４１）と第２の弁部材（７１）とを連結する連結部材（６９）とを有する連結弁部材（６７）を備えた手段を採用し、また、第１の弁部材（４１）及び第２の弁部材（７１）は、ドレン流路（１９）の内周面に嵌合される保持部（４３）と、この保持部（４３）に一体に形成され連通開口（２９）を覆う弁体（４７）とをそれぞれ有し、連結部材（６９）は第１の弁部材（４１）の保持部（４３）と第２の弁部材（７１）の保持部（４３）にそれぞれ接続されている手段を採用している。したがって、２つの弁部材を一体に構成することができ、装着性が向上するとともにコストの削減を図ることができる。
【００１１】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図７を参照して説明する。
【００１３】
図１ないし図３は、ＶＣＴに使用される本発明の電磁弁の第１の実施形態を示す図である。この図において、電磁弁１０はスリーブ１３を有している。このスリーブ１３の軸方向所定位置の両側には、ＶＣＴのアクチュエータ遅角室に連通する一対の遅角室ポート１５が形成されている。一方、このスリーブ１３の内側には、スプール１７が往復動可能に挿入されており、このスプール１７には、その内部に軸方向にドレイン流路１９が形成されている。また、このスプール１７の軸方向所定位置の外周には、周方向に環状溝２１が形成されている。この環状溝２１の底面２３には、ドレイン流路１９の内周面２５の内径より幅狭の対向する面取り面２７が形成されており、前記内周面２５と交差する部分にドレイン開口２９が形成されている。そして、スプール１７が移動して遅角室ポート１５が環状溝２１を望むような位置に来ると、遅角室ポート１５から流入した作動油は、環状溝２１を通ってドレイン開口２９からドレイン流路１９に排出されるようになっている。なお、このスプール１７は、ソレノイド側シャフト３１によって軸方向に駆動されるようになっている。
【００１４】
このような構成において、ドレイン流路１９の内周面２５のドレイン開口２９には、邪魔板状弁３３が装着されている。図３はこの邪魔板状弁３３を展開した状態を示しており、帯状の保持部３５を有している。この帯状の保持部３５は、ドレイン流路１９の内周面２５に嵌合当接して保持される部分で、その長手方向両端部からは腕部３７が突出して形成されている。そして、この腕部３７にドレイン開口２９を閉鎖する弁体３９が形成されている。このような邪魔板状弁３３は、まず金属製の薄板からエッチング、プレス等によって図３に示すような平板状の型板３３ａを製作する。次いで、この平板状の型板３３ａを、ドレイン流路１９の内周面２５より若干大径に円筒状に成型して邪魔板状弁３３を製造する。この邪魔板状弁３３は、この状態、すなわち内周面２５より若干大径に円筒状に成型した状態を基準として所定の弾性を有し撓みに対して復元力を有している。そして、この邪魔板状弁３３を、その弾性に抗して外径をすぼめた状態で、その帯状の保持部３５を、ドレイン流路１９のドレイン開口２９から軸方向にシフトした位置にはめ込み、弁体３９をドレイン開口２９を覆うようにはめ込んで装着する。
【００１５】
このように構成された電磁弁１０において、作動油がＶＣＴアクチュエータ遅角室から遅角室ポート１５を通ってスプール１７の環状溝２１に流入してくると、その圧力が、邪魔板状弁３３の弁体３９をその弾性力に抗して内方に押圧する。すると、弁体３９は図２中３９ｂで示す位置に移動し、作動油は矢印Ｆで示すようにドレイン流路１９に流入する。
【００１６】
一方、スリーブ１３の遅角室ポート１５内に負圧が発生した場合は、弁体３９は、その本来の弾性力によってドレイン開口２９を閉鎖するとともに、さらにその負圧によって強く内周面２５に押圧される。したがって、ドレイン開口２９を確実に閉鎖することができる。
【００１７】
このように、この電磁弁１０にあっては、ドレイン開口２９が形成されたドレイン流路１９の内周面２５に、スプール１７外周側からドレイン流路１９への作動油の流入を許容するがドレン流路１９からスプール１７外周側への作動流体及びエアの流出を阻止する薄板状の邪魔板状弁３３を装着しているから、作動流体がＶＣＴアクチュエータ遅角室から遅角室ポート１５を通って環状溝部２１に流入してきた場合には、邪魔板状弁３３が開状態となり、作動流体をドレン流路１９に排出し、逆に、ＶＣＴアクチュエータ遅角室側に位相変動による負圧が発生しても、邪魔板状弁３３の弾性による自己復帰力と負圧によってドレイン開口２９を確実に閉鎖することができ、したがってエアーの大量吸引を防止することができる。また、邪魔板状弁３３は、薄板状に軽量に形成されているから、エンジンバルブの作動やエンジンの爆発に伴う振動の影響も受けにくく高い精度の動作が可能になり、又信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、この邪魔板状弁３３は、ドレイン流路１９の内周面２５に嵌合される保持部３５とこの保持部３５に一体に形成されドレイン開口２９を覆う弁体３９を有し、ドレイン開口２９はスプール１７の両側に形成され、保持部３５はドレイン開口２９から軸方向にシフトした位置に周方向に延びて配設され、この保持部３５からドレイン開口２９に向けて腕部３７が軸方向にそれぞれ突出して形成され、この腕部３７に弁体３９がそれぞれ形成されているから、保持機能とシール機能をそれぞれ分担することができ、保持部３５で弁体３９を確実に保持することができるとともに、弁体３９を必要に応じて確実に作動させることができる。
【００１９】
さらに、この邪魔板状弁３３は、薄板をエッチング、プレス等で展開状態で形成し、その後円筒状に成型することで、シール部と保持部分の成型、ばね力付与を同時に製造することができ、したがって、簡単、低コストな一方向弁を提供することができる。また、薄板で形成するため、従来のスプールにほとんどそのまま装着することができる。したがって、電磁弁を大型化する必要がなく、エンジンへの搭載要件をほとんど変更する必要もない。
【００２０】
次に、図４ないし図６は本発明の第２の実施の形態である電磁弁４０を示す図である。この電磁弁４０は、第１の実施形態の邪魔板状弁を別の形態のものに変更したものである。したがって、他の部分、スリーブ１３、スプール１７等、第１の実施の形態と同一構成の部分には同一符号を付しいる。
【００２１】
ドレイン流路１９の内周面２５のドレイン開口２９には、邪魔板状弁４１が装着されている。図６（ａ）はこの邪魔板状弁４１を展開した状態を示しており、帯状の保持部４３を有している。この帯状の保持部４３は、ドレイン流路１９の内周面２５に当接して保持される部分で、その長手方向中央部からは腕部４５が突出して形成されている。そして、この腕部４５の両側にドレイン開口２９を閉鎖する弁体４７が形成されている。このような邪魔板状弁４１は、まず金属製の薄板からエッチング、プレス等によって図３（ａ）に示すような平板状の型板４１ａを製作する。次いで、この平板状の型板４１ａを、ドレイン流路１９の内周面２５より若干大径に円筒状に成型して邪魔板状弁４１を製造する。そして、この邪魔板状弁４１を、その弾性に抗して外径をすぼめた状態で、その帯状の保持部４３をドレイン流路１９の内周面２５のうちドレイン開口２９から軸方向にシフトした位置に周方向にはめ込み、弁体４７をドレイン開口２９を覆うようにはめ込んで装着する。
【００２２】
このように、この邪魔板状弁４１にあっては、腕部４５の両側に弁体４７が形成されており、第１の実施形態の腕部３７に比して幅広の部分で弁体４７を保持しているから、高い剛性で弁体４７を保持することができ、作動圧を高く設定することができる。
【００２３】
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す邪魔板状弁の他の例を示す図である。この邪魔板状弁５１の型板５１ａは、図６（ａ）の邪魔板状弁４１の弁体４７に多数の帯状薄肉部５３を形成したものである。このようにすることによって、弁体４７の撓み剛性を低く抑えることができ、したがって低油圧でも作動するようにして弁の作動感度を上げたものでである。
【００２４】
このように構成された電磁弁４０において、作動油がＶＣＴアクチュエータ遅角室から遅角室ポート１５を通ってスプール１７の環状溝２１に流入してくると、その圧力が、邪魔板状弁４１の弁体４７をその弾性力に抗して内方に押圧する。すると、弁体４７は図５中４７ｂで示す位置に移動し、作動流体は矢印Ｆで示すようにドレイン流路１９に流入する。
【００２５】
一方、スリーブ１３の環状溝２１内に負圧が発生した場合は、弁体４７は、その本来の弾性力によってドレイン開口２９を閉鎖しており、さらにその負圧によって弁体３９はより強く内周面２５に押圧される。したがって、ドレイン開口２９を確実に閉鎖することができる。
【００２６】
図７は、図４に示す邪魔板状弁４１をＶＣＴアクチュエータ進角室側にも設けた電磁弁６０を示すものである。この図において、スリーブ１３の遅角室ポート１５と軸方向反対の側には、ＶＣＴアクチュエータ進角室に連通する進角室ポート６１が形成されている。また、スプール１７の進角室ポート６１近傍にも環状溝６３が形成されており、この環状溝６３にもドレイン流路１９に連通するドレイン開口６５が形成されている。そして、スリーブ１３とスプール１７は、進角室ポート６１と環状溝６３とが連通する図７に示す位置と、遅角室ポート１５と環状溝２１が連通する図４に示す位置とを採りうるようになっている。
【００２７】
このような電磁弁６０において、ドレイン流路１９の内周面２５には邪魔板状弁６７が装着されている。この邪魔板状弁６７は、第１の実施形態の邪魔板状弁４１を２つ繋ぎ合わせたものである。すなわち、２つの邪魔板状弁４１をその保持部４３を内側にして対称位置に配置し保持部４３同士を連結部６９で接続したものである。なお、これら２つの邪魔板状弁４１と連結部６９とは薄板から一体で打ち抜いてもよいし、邪魔板状弁４１に連結部６９を溶接等で接続しても良い。このような邪魔板状弁６７は、一方の弁体４７を遅角室側のドレイン開口２９を覆うように配置し、他方の弁体４７を進角室側のドレイン開口６５を覆うように配置し、それぞれの保持部４３をドレイン流路１９の内周面２５に嵌合させて装着されている。
【００２８】
このような構成において、スプール１７をスリーブ１３に対して進角室ポート６１と環状溝６３とが連通する図７に示す位置にすると、ＶＣＴアクチュエータ進角室からの作動流体が進角室側のドレイン開口６５を通ってドレイン流路１９に排出される。また、スプール１７をスリーブ１３に対して遅角室ポート１５と環状溝２１とが連通する図４に示す位置にすると、ＶＣＴアクチュエータ遅角室からの作動流体が遅角室側のドレイン開口２９を通ってドレイン流路１９に排出される。
【００２９】
このように、この電磁弁６０にあっては、２つの邪魔板状弁４１を連結部６９で接続して邪魔板状弁６７を形成しているから、ドレイン流路に対して容易に装着することができる。さらに、全体形状を打ち抜き等で一度に成型するようにすれば、製造コストも大幅に削減することができる。
【００３０】
なお、上記邪魔板状弁６７においては、図４に示す邪魔板状弁４１を２つ組み合わせているが、これに限る必要はなく、図１に示す邪魔板状弁３３を使用してもよいのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態である電磁弁を示す概略縦断面図。
【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】図１に示す電磁弁で使用されている邪魔板状弁の展開状態における形状を示す平面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態である電磁弁を示す概略縦断面図。
【図５】図４においてＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図６】（ａ）は図４に示す電磁弁で使用されている邪魔板状弁の展開状態における形状を示す平面図、（ｂ）は邪魔板状弁の他の例を示す図。
【図７】本発明の第３の実施の形態である電磁弁を示す概略縦断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１０    電磁弁
１３    スリーブ
１７    スプール
１９    ドレイン流路
２５    内周面
２９    ドレイン開口
３３    邪魔板状弁
３５    保持部
３７    腕部
３９    弁体
４０    電磁弁
４１    邪魔板状弁
４３    保持部
４５    腕部
４７    弁体
６０    電磁弁
６５    ドレイン開口
６７    邪魔板状弁
６９    連結部
７１    邪魔板状弁
【図１】
2007255510.tif 000003
【図２】
2007255510.tif 000004
【図３】
2007255510.tif 000005
【図４】
2007255510.tif 000006
【図５】
2007255510.tif 000007
【図６】
2007255510.tif 000008
【図７】
2007255510.tif 000009