JP2001173806A - 流体制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸長を延ばすことなく隣接流体通孔間の流体
の漏れを防止し、隣接流体通孔から異物が進入すること
を防止する流体制御弁を提供する。 【解決手段】 スリーブ３１の軸方向に互いに隣接する
流体通孔３３、３４、３５はスリーブ３１の軸方向およ
び周方向に離れて形成されている。スリーブ３１の外周
壁において、流体通孔３３、３４、３５の周囲に環状の
凹部３３ａ、３４ａ、３５ａが形成されている。凹部３
３ａ、３４ａ、３５ａからスリーブ３１の周方向反対側
に溝３３ｂ、３４ｂ、３５ｂが形成されている。スリー
ブ３１の軸方向において、各溝の幅は流体通孔を含む各
凹部の幅よりも狭い。フィルタ部６１は凹部３３ａ、３
４ａ、３５ａに嵌合し、取付部６４は溝３３ｂ、３４
ｂ、３５ｂに嵌合している。取付部６４の凹凸が嵌合す
ることにより、フィルタ部６１はスリーブ３１に取り付
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体通孔から異物
が進入することを防止する流体制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−３０６７８３号公報に開示さ
れているように、軸方向に往復移動自在にスプール（弁
部材）を収容するスリーブ（収容部材）に複数のポート
（流体通孔）を形成し、スプールが軸方向に往復移動す
ることにより、ポート間を流れる流体流量を制御する流
体制御弁が知られている。このような流体制御弁では、
軸方向に隣接するポートの周方向位置をずらし周方向に
離して形成している。ポート間のシール長がスリーブの
軸方向ではなく軸の斜め方向に形成されるので、隣接す
るポート間の距離を短くしてもポート間のシール長を確
保することができる。したがって、スリーブの軸長を短
くし流体制御弁を小型化できる。ここで述べるシール長
とは、スリーブの内周壁および外周壁における両方のシ
ール長を表している。

【０００３】流体中には異物が混入していることがあ
り、スプールとスプールを往復移動自在に収容するスリ
ーブとの摺動部に流体通孔から異物が進入すると、スプ
ールが摺動不良を起こすおそれがある。特開平５−３０
６７８３号公報に開示されている流体制御弁では、流体
が流入する供給ポートを網目部分で覆うことにより、供
給ポートから弁内に異物が進入することを防止してい
る。網目部分は脚部の弾力性によりスリーブに取り付け
られている。網目部分の取り付け構造として、スリーブ
の外周壁に設けた溝に脚部が嵌合するものと、脚部が供
給ポートからスリーブ内に入り込んでいるものとがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フィルタおよび脚部は
流体をシールする部材ではないので、外周壁に形成した
溝を流体が満たすと考えられる。スリーブの外周壁に溝
を設けると、スリーブの内周壁におけるシール長は変化
しないが、スリーブの外周壁において溝に隣接するポー
トと溝とのシール長が短くなる。シール長を長くするた
めには、スリーブの軸長を長くしなければならない。特
開平５−３０６７８３号公報に開示されている流体制御
弁では、供給ポートだけを網目部分で覆っている。しか
し、流体が弁内に流入するポートが隣接している場合、
異物が弁内に進入することを防止するため、隣接する両
方のポートの周方向に溝が形成される。したがって、隣
接する溝と溝とのシール長を確保するため、さらにスリ
ーブを長くする必要がある。

【０００５】また、スリーブ内に脚部が入り込む構造で
は、溝が周方向に延びていないため隣接するポートと溝
とのシール長は確保できる。しかしながら、網目部分の
周方向長さを十分に確保できないので、網目部分の面積
をポートの通路面積よりも大きくすることが困難であ
る。網目部分の面積が小さいと網目部分が異物で早く詰
まるおそれがある。本発明の目的は、軸長を延ばすこと
なく隣接流体通孔間の流体の漏れを防止し、隣接流体通
孔から異物が進入することを防止する流体制御弁を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
流体制御弁によると、収容部材の外周壁において隣接流
体通孔の少なくとも一つの周囲に凹部を形成し、この凹
部にフィルタ部を嵌合しているので、隣接流体通孔から
異物が弁内に進入することを防止している。また、凹部
から収容部材の外周壁の周方向反対側に延び隣接流体通
孔を含む凹部よりも収容部材の軸方向の幅が狭い溝を形
成し、この溝に取付部を嵌合している。軸方向における
溝の幅が凹部の幅よりも狭いので、収容部材の軸長を延
ばすことなく隣接する溝と凹部とのシール長を収容部材
の外周壁において確保できる。本発明の請求項２記載の
流体制御弁によると、フィルタ部の面積が流体通孔の通
路面積よりも広いので、フィルタ部が目詰まりを起こし
にくい。

【０００７】本発明の請求項３に記載した構成の流体制
御弁では、第１流体通孔、流入通孔および第２流体通孔
から異物が進入する可能性があるので、収容部材の軸方
向に隣接するこれら３つの隣接流体通孔にフィルタ部材
を取り付けることが望ましい。収容部材の軸長を長くす
ることなく、隣接する溝と凹部とのシール長を確保でき
る。本発明の請求項４記載の流体制御弁によると、電磁
駆動部により弁部材を駆動するので、弁部材の移動位置
を高精度に制御できる。したがって、弁部材を中間位置
に保持し流体流量を高精度に調整できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図に基づいて説明する。エンジンのバルブタイ
ミング調整装置の油圧制御弁に本発明の流体制御弁を適
用した一実施例を図２に示す。作動油としてエンジンの
潤滑油が使用されている。図２は、油圧制御弁１の径方
向外側に突出する樹脂材１７と後述するフィルタ部材６
０とを同一断面で示すように、突出している樹脂材１７
の根本で断面を折り曲げている。図２は電磁駆動部１０
への電流供給を遮断した状態を示している。

【０００９】油圧制御弁１は、電流を供給することによ
り磁気吸引力を発生する電磁駆動部１０、ならびに、可
動部材２０とともに弁部材としてのスプール４０が往復
移動するスプール制御弁３０からなる。スプール４０が
往復移動することにより、遅角油圧室７５および進角油
圧室７６に供給する作動油量と、遅角油圧室７５および
進角油圧室７６から排出する作動油量とを調整する。電
磁駆動部１０のヨーク１１とスプール制御弁３０の収容
部材としてのスリーブ３１とは固定コア１２によりかし
め固定されている。

【００１０】電磁駆動部１０は、ヨーク１１、固定コア
１２、ボビン１５、ボビン１５に巻回されたコイル１
６、および可動部材２０を有している。ヨーク１１およ
び固定コア１２は固定子を構成している。ヨーク１１、
固定コア１２および可動部材２０の可動コア２１は磁性
材で形成されており、磁気回路を構成している。ヨーク
１１は内周筒部１１ａを有しており、内周筒部１１ａの
内周側に可動部材２０を収容している。固定コア１２は
内周筒部１２ａおよび外周筒部１２ｂを有している。

【００１１】ボビン１５およびコイル１６は内周筒部１
１ａおよび内周筒部１２ａと外周筒部１２ｂとの間に収
容されている。ボビン１５およびコイル１６は樹脂材１
７により固定されている。コイル１６は、巻端をターミ
ナル１８に接続しており、ターミナル１８から制御電流
を供給される。コイル１６に制御電流が供給されると、
スプール４０と当接している付勢手段としてのスプリン
グ５０の付勢力に抗し、可動コア２１は固定コア１２の
内周筒部１２ａに向け吸引される。スプリング５０の付
勢力はスリーブ３１の軸方向、つまり可動部材２０の往
復移動方向の一方である図２の矢印Ｂ方向に働く。コイ
ル１６に電流を供給することにより発生する磁力は、可
動部材２０の往復移動方向の他方である図２の矢印Ａ方
向に可動コア２１を吸引するように働く。

【００１２】可動部材２０は、可動コア２１と、可動コ
ア２１の軸中央に圧入されているシャフト２２とを有し
ている。シャフト２２は軸受部材２５、２６により両端
を軸受けされている。Ｏリング２９は、固定コア１２と
スリーブ３１との間に配設され、固定コア１２とスリー
ブ３１との間から作動油が漏れ出すことを防止してい
る。

【００１３】スプール制御弁３０は、スリーブ３１およ
びスプール４０を有している。スリーブ３１の所定の周
壁位置に、作動油が通過する複数の流体通孔３２、３
３、３４、３５、３６が形成されている。図示していな
いが、流体通孔３２、３３、３４、３５、３６と連通す
る流体通孔を有するハウジングがスリーブ３１の外周壁
に当接している。スリーブ３１の流体通孔と油路とを接
続する接続部材をハウジングに取り付けている。流体通
孔３２、３３、３４、３５、３６は互い違いにスリーブ
３１の径方向反対側に配置されている。流体通孔３２、
３３、３４、３５、３６は、スリーブ３１の軸方向に隣
接している流体通孔同士がスリーブ３１の軸方向および
周方向に離れて形成されている隣接流体通孔である。流
体通孔間のシールは、スリーブ３１の内周側において
は、スリーブ３１の内周壁とスプール４０の各大径部と
の当接により行われ、スリーブ３１の外周においては、
スリーブ３１の外周壁とハウジングの内周壁との当接に
より行われる。

【００１４】ポンプ７０は油タンク７１から吸い上げた
作動油を油路７２から流入通孔としての流体通孔３４に
供給している。第１ドレイン通孔としての流体通孔３
２、第２ドレイン通孔としての流体通孔３６はそれぞれ
油路７３、７４を介し油タンク７１に向け開放されてい
る。第１流体通孔としての流体通孔３３は油路７８を介
して進角油圧室７６と連通し、第２流体通孔としての流
体通孔３５は油路７７を介して遅角油圧室７５と連通し
ている。

【００１５】図１に示すように、スリーブ３１の外周壁
には、流体通孔３３、３４、３５の周囲に環状の凹部３
３ａ、３４ａ、３５ａが形成されている。凹部３３ａ、
３４ａ、３５ａからスリーブ３１の周方向反対側に溝３
３ｂ、３４ｂ、３５ｂが形成されている。溝３３ｂ、３
４ｂ、３５ｂの途中に矩形溝３３ｃ、３４ｃ、３５ｃが
形成されている。スリーブ３１の軸方向において、各溝
の幅は流体通孔を含む各凹部の幅よりも狭い。

【００１６】図１、図３および図４に示すように、スリ
ーブ３１の外周壁において、溝３４ｂと凹部３５ａとの
シール長ｄ２は、溝３４ｂと凹部３３ａとのシール長ｄ
１よりも長い。また、凹部３４ａと溝３５ｂとのシール
長ｄ４は、凹部３４ａと溝３３ｂとのシール長ｄ３より
も長い。

【００１７】図２に示すように、スプール４０は、スリ
ーブ３１の内壁に軸方向に摺動可能に支持されている。
スプール４０は、スリーブ３１の内径とほぼ同じ径を有
するランド部である大径部４１、４２、４３、４４と、
これら大径部を連結する小径部とから構成されている。
スプール４０の可動部材２０側端面はシャフト２２の端
面と当接している。スプリング５０は一方の端部をスプ
ール４０の反可動部材２０側の端面に当接し、他方の端
部をプレート５１に当接している。スプリング５０は図
１の矢印Ｂ方向にスプール４０を付勢している。プレー
ト５１は、円環状の薄板であり、中央に貫通孔５１ａが
形成されている。

【００１８】図１に示すように、フィルタ部材６０は、
フィルタ部６１および取付部６４からなる。フィルタ部
６１は、ステンレスの薄板で網目状に形成されているメ
ッシュ部６２とメッシュ部６２をインサート成形してい
る環状部６３とからなる。メッシュ部６２の面積は流体
通孔３３、３４、３５の通路面積よりも大きい。取付部
６４は環状部６３と樹脂で一体成形され、環状部６３か
らそれぞれ周方向反対側に延びている。取付部６４の反
環状部側に凹凸が形成されている。図５の（Ａ）に示す
ように、取付部６４の途中に薄肉部６４ａが形成されて
いるので、取付部６４を容易に開くことができる。した
がって、スリーブ３１にフィルタ部材６０を取り付ける
作業が容易になる。互いの凹凸が嵌合することにより、
フィルタ部６１はスリーブ３１に取り付けられている。
各フィルタ部６１は凹部３３ａ、３４ａ、３５ａに嵌合
し、各取付部６４は溝３３ｂ、３４ｂ、３５ｂに嵌合し
ている。フィルタ部材６０は作動油をシールしないの
で、流体通孔３３、３４、３５のいずれかに作動油が流
れていると、凹部および溝を作動油が満たす。

【００１９】次に油圧制御弁１の作動について説明す
る。 (1) 図２はコイル１６に電流を供給していない状態を示
し、可動コア２１には磁気吸引力が作用しておらず、ス
プール４０および可動部材２０はスプリング５０の付勢
力により図２に示す位置にある。このとき、スプール制
御弁３０の流体通孔３４と流体通孔３５との間が連通
し、流体通孔３３と流体通孔３４との間および流体通孔
３５と流体通孔３６との間が遮断されることにより、ポ
ンプ７０から流体通孔３４、３５を通り作動油が遅角油
圧室７５に供給される。同時に、流体通孔３２と流体通
孔３３との間が連通するので、進角油圧室７６の作動油
が油タンク７１へ排出される。

【００２０】(2) コイル１６に制御電流が供給される
と、スプリング５０の付勢力に抗し可動コア２１が図２
の矢印Ａ方向、つまり内周筒部１２ａに向けて吸引され
る。スプール４０は可動部材２０とともに図２の矢印Ａ
方向に移動し、プレート５１に係止される。すると、ス
プール制御弁３０の流体通孔３３と流体通孔３４との間
が連通し、流体通孔３４と流体通孔３５との間および流
体通孔３３と流体通孔３２との間が遮断されることによ
り、ポンプ７０から流体通孔３４、３３を通り進角油圧
室７６に作動油が供給される。同時に流体通孔３５と流
体通孔３６との間が連通するので、遅角油圧室７５の作
動油が油タンク７１へ排出される。

【００２１】スプール４０の位置は、可動コア２１に働
く磁気吸引力とスプリング５０の付勢力との釣り合いに
より決定される。コイル１６に供給する電流値と発生す
る磁力とは比例するので、コイル１６に供給する電流値
を制御することによりスプール４０の位置を線形制御で
きる。したがって、遅角油圧室７５および進角油圧室７
６に供給または両油圧室から排出される作動油量はスプ
ール４０の位置により調整できる。

【００２２】バルブタイミング調整装置をカムで駆動す
る場合、カムの変動トルクは遅角側に大きく働く。した
がって、変動トルクに抗してバルブタイミングを進角側
に設定するため、進角油圧室７６に加える油圧は遅角油
圧室７５に加える油圧よりも高い。進角油圧室７６に作
動油を供給する場合、凹部３３ａ、３４ａ、および溝３
３ｂ、３４ｂを作動油が満たし、凹部３５ａおよび溝３
５ｂはドレイン圧に開放されることがある。また、遅角
油圧室７５に作動油を供給する場合、凹部３４ａ、３５
ａ、および溝３４ｂ、３５ｂを作動油が満たし、凹部３
３ａおよび溝３３ｂはドレイン圧に開放されることがあ
る。したがって、進角油圧室７６に作動油を供給すると
きの溝３４ｂと凹部３５ａとの差圧は、遅角油圧室７５
に作動油を供給するときの溝３４ｂと凹部３３ａとの差
圧よりも高い。また、進角油圧室７６に作動油を供給す
るときの凹部３４ａと溝３５ｂとの差圧は、遅角油圧室
７５に作動油を供給するときの凹部３４ａと溝３３ｂと
の差圧よりも高い。本実施例では、溝３４ｂと凹部３５
ａとのシール長ｄ２を溝３４ｂと凹部３３ａとのシール
長ｄ１よりも長く、凹部３４ａと溝３５ｂとのシール長
ｄ４を凹部３４ａと溝３３ｂとのシール長ｄ３よりも長
くなるように設定することにより、差圧の高い側のシー
ル長を長くしている。

【００２３】以上説明した本発明の実施の形態を示す上
記実施例では、スリーブ３１の軸方向において、フィル
タ部材６０の取付部を６４を嵌合する溝の幅を、流体通
孔を含みフィルタ部材６０のフィルタ部６１を嵌合する
凹部の幅よりも狭くしている。したがって、スリーブ３
１の軸長を長くすることなく隣接する凹部と溝とのシー
ル長を確保できる。また、流体通孔３３、３４、３５の
通路面積よりもメッシュ部６２の面積を大きくしている
ので、流体中の異物によりメッシュ部６２が目詰まりを
起こすことを低減している。本実施例のように作動流体
としてエンジンの潤滑油を使用する油圧制御弁では、作
動流体中に異物が混入しやすいので、効果的である。

【００２４】上記実施例では流体通孔がすべて隣接流体
通孔であったが、同じ軸方向上に隣接して形成されてい
る流体通孔と特許請求の範囲に記載した隣接流体通孔と
が混在していてもよい。また、メッシュ部６２をステン
レスで形成し、取付部６４を樹脂で成形したが、フィル
タ部材全体を樹脂で一体成形してもよい。また、フィル
タ部材をステンレスで円弧状に形成し、円弧状に形成し
たフィルタ部材の弾性でスリーブにフィルタ部材を取り
付けてもよい。この場合、溝は接続している必要はな
く、フィルタ部材が嵌合できる範囲で形成されていれば
よい。

【００２５】上記の実施例では、電磁駆動部を構成する
コイルに供給する電流値を制御することにより、弁部材
であるスプールを中間位置に保持し、スプールの位置に
より流体流量を制御する油圧制御弁について説明した。
これ以外にも、弁部材を中間位置に保持することなく流
体通路を全開または全閉し、流体流量を二種類に制御す
る流体制御弁に本発明の構成を適用できる。また、電磁
駆動部に代え、作動流体圧力でスプールを往復駆動する
流体制御弁に本発明の構成を適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるフィルタ部材を嵌合し
たスリーブの外周壁全周を示す展開図である。

【図２】本実施例による油圧制御弁を示す断面図であ
る。

【図３】図２のIII 方向矢視図である。

【図４】図２のIV方向矢視図である。

【図５】（Ａ）はスリーブに嵌合する前のフィルタ部材
の状態を示し、（Ｂ）はスリーブに嵌合した後のフィル
タ部材の状態を示している。

【符号の説明】

１ 油圧制御弁（電磁弁） １０ 電磁駆動部 １１ ヨーク（固定子） １２ 固定コア（固定子） １６ コイル ２１ 可動コア ３０ スプール制御弁 ３１ スリーブ（収容部材） ３２、３３、３４、３５、３６ 流体通孔 ３３ａ、３４ａ、３５ａ 凹部 ３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ 溝部 ４０ スプール（弁部材） ４１、４２、４３、４４ 大径部 ５０ スプリング（付勢手段） ６０ フィルタ部材 ６１ フィルタ部 ６２ メッシュ部 ６３ 環状部 ６４ 取付部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H002 BA01 BB01 BC01 BD04 BE02 BE08 3H053 AA02 AA31 BA04 BB02 BC01 BD05 DA11 3H066 AA04 BA19 BA38 3H106 DA08 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DB38 DC09 DC20 DD02 DD09 EE39 EE42 GC20 KK03 KK17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の周壁を貫通し軸方向に離れている
   複数の流体通孔を有する収容部材であって、前記収容部
   材の軸方向に隣接し、かつ前記収容部材の周方向に離れ
   ている隣接流体通孔を前記複数の流体通孔に有し、前記
   収容部材の外周壁において前記隣接流体通孔の少なくと
   も一つの周囲に凹部を形成し、前記凹部から前記外周壁
   の周方向反対側に延び前記隣接流体通孔を含む前記凹部
   よりも前記収容部材の軸方向の幅が狭い溝を形成してい
   る収容部材と、 前記収容部材内に収容され前記収容部材の軸方向に移動
   することにより前記流体通孔間を流れる流体流量を制御
   する弁部材と、 前記凹部に嵌合し前記隣接流体通孔を覆うフィルタ部、
   ならびに前記溝に嵌合し前記収容部材に前記フィルタ部
   を取り付ける取付部を有するフィルタ部材と、 を備えることを特徴とする流体制御弁。
2. 【請求項２】 前記フィルタ部の面積は前記隣接流体通
   孔の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記
   載の流体制御弁。
3. 【請求項３】 前記収容部材は、作動流体を排出する第
   １ドレイン通孔、作動流体が出入りする第１流体通孔、
   作動流体供給側から作動流体が流入する流入通孔、作動
   流体が出入りする第２流体通孔、作動流体を排出する第
   ２ドレイン通孔を前記隣接流体通孔として前記収容部材
   の軸方向にこの順で有し、前記第１流体通孔、前記流入
   通孔および前記第２流体通孔を前記フィルタ部が覆って
   いることを特徴とする請求項１または２記載の流体制御
   弁。
4. 【請求項４】 少なくとも前記収容部材の軸方向の一方
   に前記弁部材を付勢する付勢手段と、前記収容部材の軸
   方向の他方に前記弁部材を駆動する電磁駆動部とを備え
   ることを特徴とする請求項１、２または３記載の流体制
   御弁。