JP5509737B2 - ソレノイドバルブの取付構造 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関等に備えられているソレノイドバルブの取付構造に関する。
特許文献１には、金属製のスリーブ（本発明におけるバルブボディ、スリーブに相当）と樹脂製のバルブケース（本発明におけるカバーに相当）とを、インサート成形により一体化する取付構造が開示されている。具体的にはインサート成形前に、スリーブの外周面にプライマーを塗布し、スリーブがバルブケースを形成する樹脂に対して接合される。
しかしながら、特許文献１に開示されているオイルコントロールバルブ（本発明におけるソレノイドバルブに相当）の取付構造は、金属製のスリーブと樹脂製のバルブケースのように、異なる材質によって熱膨張係数の差がある場合の、熱変形の対策について何ら開示がない。すなわち、スリーブとバルブケースとをインサート成形により一体成形しても、流体の熱や内燃機関からの熱により樹脂製のカバーに熱変形や熱劣化が発生して、スリーブとバルブケースとの間に隙間が生じ、意図せず二つの油孔（本発明における二つの流体通路に相当）が連通するおそれがある。特に、金属製のスリーブと樹脂製のバルブケース等、異なる材質によって熱膨張係数の差が発生する場合には、樹脂製のバルブケースが金属製のスリーブから離れて、意図せず二つの油孔が連通するおそれがある。
特開２００６−２９１６６号公報
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱変形による樹脂製カバーの熱変形を抑制し、意図せず二つの流体通路が連通することを抑制できるソレノイドバルブの取付構造を提供することにある。
上記の技術的課題を解決するために本発明にて講じられた第１の技術的手段は、少なくとも二つ以上の流体通路が形成されている有底筒状のバルブボディと、前記バルブボディに内蔵されたスプールと、前記スプールを駆動するソレノイドと、で構成されたソレノイドバルブの、インサート成形による樹脂製カバーへの取付構造において、前記バルブボディの外周には複数の鍔部が形成され、前記鍔部は、前記バルブボディの軸方向に貫通孔が形成される第１の鍔部と、前記貫通孔を有さない第２の鍔部と、から構成され、前記第１の鍔部は少なくとも前記バルブボディ軸方向両端側に設けられ、前記第２の鍔部は前記第１の鍔部の間に設けられ、前記第１の鍔部の外径は、前記第２の鍔部の外径よりも大きいことを特徴とするソレノイドバルブの取付構造としたことである。
上記の技術的課題を解決するために本発明にて講じられた第２の技術的手段は、少なくとも二つ以上の流体通路が形成されている有底筒状のスリーブと、前記スリーブに内蔵されたスプールと、前記スプールを駆動するソレノイドと、で構成されたソレノイドバルブの、インサート成形による樹脂製カバーへの取付構造において、前記スリーブの外周にはバルブボディが設けられ、前記バルブボディの軸方向に貫通孔が形成される第１の鍔部と、前記貫通孔を有さない第２の鍔部と、を備え、前記第１の鍔部は少なくとも前記バルブボディ軸方向両端側に設けられ、前記第２の鍔部は前記第１の鍔部の間に設けられ、前記第１の鍔部の外径は、前記第２の鍔部の外径よりも大きいことを特徴とするソレノイドバルブの取付構造としたことである。
請求項１の発明によると、バルブボディをインサート物としてインサート成形した際に、第１の鍔部に形成されている貫通孔にカバーを形成する樹脂が流れ込み、流れ込んだ樹脂が第１の鍔部と樹脂とを接合し、カバーとバルブボディとが剥離することを抑制できる。また、第２の鍔部が形成されることで、バルブボディとカバーとの接合する距離が伸びてソレノイドバルブの外部に流体が漏れ出すことを抑制する。そして、第１の鍔部の外径は、第２の鍔部の外径よりも大きいため、貫通孔に樹脂が流れ込む際、第２の鍔部が障害になることが少なく、インサート成形時にカバーを形成する樹脂の温度を上げたり、射出圧力を上げたりしなくても、樹脂の溶着不良等の不都合を抑制できる。
更に請求項１の発明では、ソレノイドバルブを構成するスリーブの機能をバルブボディが備える構成とした。そのため、カバーとバルブボディとの間にＯリング等のシール材を設ける必要がないため、簡素な構成とすることができる。
請求項２の発明によると、請求項１の発明と同様にバルブボディをインサート物としてインサート成形した際に、第１の鍔部に形成されている貫通孔にカバーを形成する樹脂が流れ込み、流れ込んだ樹脂が第１の鍔部と樹脂とを接合し、カバーとバルブボディとが剥離することを抑制できる。また、第２の鍔部が形成されることで、バルブボディとカバーとの接合する距離が伸びてソレノイドバルブの外部に流体が漏れ出すことを抑制する。
更に請求項２の発明では、ソレノイドバルブを構成するスリーブとインサート物であるバルブボディを別体にした。そのため、万一ソレノイドバルブが故障した際に、バルブボディからスリーブを含めたソレノイドバルブを取り外し、新たなソレノイドバルブを取付けることができる。よって、カバー及びバルブボディはそのまま流用でき、交換部品が少なく、また交換作業性が向上できる。
請求項３の発明によると、スリーブとバルブボディとは、略同一の熱膨張係数を有する材料で形成される。そのため、流体の熱や内燃機関等の外部からの熱により熱膨張が発生しても、スリーブとバルブボディとの隙間が大きくなることを抑制し、意図せず二つの流体通路が連通したり、ソレノイドバルブの外部に流体が漏れたりことを抑制できる。
請求項５の発明によると、第１の鍔部と第２の鍔部とは交互に設けられることで、貫通孔に樹脂が流れ込む際、第２の鍔部が障害になることが少なく、インサート成形時にカバーを形成する樹脂の温度を上げたり、射出圧力を上げたりしなくても、樹脂の溶着不良等の不都合を抑制できる。
請求項６の発明によると、貫通孔は、鍔部の周方向に複数形成されているため、鍔部とカバーとが強固に固定される箇所が増して、カバーとバルブボディとが剥離することをより効果的に抑制できる。
請求項７の発明によると、貫通孔の一部は、鍔部の周方向外周面に開口しているため、効率よく貫通孔に樹脂を流し込むことができる。
請求項８の発明によると、貫通孔は、バルブボディの軸方向側面視において、長円形状をなしているため、より多くの樹脂が貫通孔に流れ込み、鍔部とカバーとがより強固に固定されるため、カバーとバルブボディとが剥離することを好適に抑制できる。
請求項９または請求項１０の発明によると、貫通孔は、バルブボディの軸方向側面視において、円または多角形状をなしているため、簡単な加工で貫通孔を形成できる。
本発明の第１実施形態に係るソレノイドバルブの取付構造を示す断面図。 本発明の第１実施形態に係るバルブボディの断面図。 本発明の第２実施形態に係るソレノイドバルブの取付構造を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係るバルブボディの斜視図。 本発明の貫通孔の変形例を示すバルブボディの断面図。 本発明の貫通孔の変形例を示すバルブボディの断面図。 本発明の貫通孔の変形例を示すバルブボディの断面図。 本発明の貫通孔の変形例を示すバルブボディの断面図。
以下、本発明の第１実施形態を図１、図２に基づいて説明する。
本実施形態のソレノイドバルブは、五つの流体通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅが形成されている有底筒状のバルブボディ１０と、バルブボディ１０に摺動可能に内蔵されたスプール１２と、スプール１２を駆動するソレノイド部１３とで構成される。
バルブボディ１０は、アルミニウム合金等の金属で形成され、有底筒状をなしている。また、バルブボディ１０の外周面には、バルブボディ１０の筒内と連通する五つの流体通路１０ａ乃至１０ｅが形成されている。更に、バルブボディ１０の外周面には、周方向に連続する鍔部１０ｆ、１０ｇが延在し、かつ、鍔部１０ｆ、１０ｇがバルブボディ１０の軸方向に複数形成されている。
シリンダヘッドカバー１１は、樹脂材料で形成され、前述したバルブボディ１０を内臓するための取付穴１１ｅを有する。また、シリンダヘッドカバー１１には、バルブボディ１０に形成された流体通路１０ａ乃至１０ｄと対向する位置に、流体通路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが形成されている。
スプール１２は、バルブボディ１０の筒内に備えられている。スプール１２がバルブボディ１０の軸方向に移動することにより、流体通路１０ａ乃至１０ｅの連通を許可または禁止する。図１においては、流体通路１０ｂ、１１ｂと流体通路１０ｃ、１１ｃとの連通を許可し、流体通路１０ａ、１１ａと流体通路１０ｂ、１１ｂとの連通を禁止し、流体通路１０ｄ、１１ｄと流体通路１０ｅとの連通を許可している。また、スプール１２には、後述するソレノイド部１３と接続され、図示しないＥＣＵから制御信号が送られると、ソレノイド部１３が駆動してスプール１２をバルブボディ１０の軸方向に移動させる。
ソレノイド部１３は、バルブボディ１０の軸方向の一端に備えられ、図示しないボルトやかしめ等の締結部材でバルブボディ１０に固定されている。
次に、バルブボディ１０の外周面に形成された鍔部１０ｆ、１０ｇについて説明する。
前述した通り、バルブボディ１０の外周面には、周方向に連続する鍔部１０ｆ、１０ｇが延在し、かつ、鍔部１０ｆ、１０ｇがバルブボディ１０の軸方向に複数形成されている。そして、鍔部１０ｆは鍔部１０ｇよりもバルブボディ１０の径外方向に突出している。また、鍔部１０ｆと鍔部１０ｇとは、バルブボディ１０の軸方向に交互に形成されている。鍔部１０ｆには、バルブボディ１０の軸方向に長円形状をなす貫通孔１０ｈが形成されている。本実施形態においては、四箇所形成されている。
上記の通り構成された、本実施形態のソレノイドバルブの取付構造によれば、バルブボディ１０の外周面に鍔部１０ｆ、１０ｇが形成されていることにより、バルブボディ１０をインサート物としてインサート成形した際に、隣り合う鍔部１０ｆ、１０ｇの間にシリンダヘッドカバー１１を形成する樹脂が流れ込む。このため、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１０とで異なる材質によって形成され、熱膨張係数の差が発生してもバルブボディ１０の鍔部１０ｆ、１０ｇの両側面とシリンダヘッドカバー１１とが接触（接着）しているため、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１０とが剥離することを抑制できる。
また、鍔部１０ｆには、バルブボディ１０の軸方向に貫通孔１０ｈが形成されているため、バルブボディ１０をインサート物としてインサート成形した際に、鍔部１０ｆに形成されている貫通孔１０ｈにシリンダヘッドカバー１１を形成する樹脂が流れ込み、鍔部１０ｈとシリンダヘッドカバー１１とが強固に固定（包持）されるため、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１０とで異なる材質によって形成され、熱膨張係数の差が発生しても、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１０とが剥離することを抑制できる。
更に、鍔部１０ｆが、鍔部１０ｇよりもバルブボディ１０の径外方向に突出しているため、インサート成形時にシリンダヘッドカバー１１を形成する樹脂の温度を上げたり、射出圧力を上げたりしなくても、樹脂同士の溶着不良等の不都合を抑制しつつ貫通孔１０ｈに樹脂を流し込むことができる。
第１実施形態では、ソレノイドバルブを構成するスリーブの機能をバルブボディ１０が備える構成とした。そのため、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１０との間にＯリング等のシール材を設ける必要がないため、簡素な構成とすることができる。
以下、本発明の第２実施形態を図３、図４に基づいて説明する。尚、第１実施形態と同一の部品に対しては、第１実施形態の符号と同一にしてある。
本実施形態のソレノイドバルブは、四つの流体通路１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが形成されている筒状のバルブボディ１００と、五つの流体通路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅが形成されている有底筒状のスリーブ１１０と、スリーブ１１０に摺動可能に内蔵されたスプール１２と、スプール１２を駆動するソレノイド部１３とで構成される。
バルブボディ１００は、アルミニウム合金等の金属で形成され、筒状をなしている。また、バルブボディ１００の外周面には、バルブボディ１００の筒内と連通する四つの流体通路１００ａ乃至１００ｄが形成されている。バルブボディ１００の外周面には、周方向に連続する鍔部１００ｆ、１００ｇが延在し、かつ、鍔部１００ｆ、１００ｇがバルブボディ１００の軸方向に複数形成されている。
スリーブ１１０は、アルミニウム合金等の金属で形成され、有底筒状をなしている。また、スリーブ１１０の外周面には、スリーブ１１０の筒内と連通する五つの流体通路１１０ａ乃至１１０ｅが形成されている。流体流路１１０ａ乃至１１０ｄは、前述したバルブボディ１００の流体通路１００ａ乃至１００ｄと対向する位置に設けられ、各々の流体通路が連通している。スリーブ１１０の外径は、バルブボディ１００の内径と略同一に設定され、スリーブ１１０の外周面とバルブボディ１００の内周面とが接合する。
Ｏリング１１１は、スリーブ１１０の外周面かつ後述する取付穴１１ｅの開口側に設けられている。Ｏリング１１１は、バルブボディ１００とスリーブ１１０との間の微小隙間からソレノイドバルブの外部に流体が漏れ出すことを防止するために設けられている。
バルブボディ１００とスリーブ１１０とは、略同一の熱膨張係数を有する材料で形成すると良い。流体の熱や内燃機関等の外部からの熱により、バルブボディ１００及びスリーブ１１０に熱が作用して膨張しても、バルブボディ１００とスリーブ１１０との間の隙間が大きくなってしまうことが抑制できる。バルブボディ１００とスリーブ１１０とで、異なる材料で形成する場合であっても、同一の熱膨張係数もしくは熱膨張係数がほぼ等しい（近接する）材料で形成するとよい。この場合、少なくともバルブボディ１００とスリーブ１１０との間の隙間からＯリング１１１を突破して、ソレノイドバルブの外部へ流体が漏れ出すことを防止できる程度の熱膨張係数の差の範囲内にする必要がある。
シリンダヘッドカバー１１は、樹脂材料で形成され、前述したバルブボディ１００及びスリーブ１１０を内臓するための取付穴１１ｅを有する。また、シリンダヘッドカバー１１には、バルブボディ１００に形成された流体通路１００ａ乃至１００ｄと対向する位置に、流体通路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが形成されている。
スプール１２は、スリーブ１１０の筒内に備えられている。スプール１２がスリーブ１１０の軸方向に移動することにより、流体通路１００ａ乃至１００ｅの連通を許可または禁止する。図１においては、流体通路１００ｂ、１１０ｂ、１１ｂと流体通路１００ｃ、１１０ｃ、１１ｃとの連通を許可し、流体通路１００ａ、１１０ａ、１１ａと流体通路１０ｂ、１１０ｂ、１１ｂとの連通を禁止し、流体通路１００ｄ、１１０ｄ、１１ｄと流体通路１１０ｅとの連通を許可している。また、スプール１２には、後述するソレノイド部１３と接続され、図示しないＥＣＵから制御信号が送られると、ソレノイド部１３が駆動してスプール１２をスリーブ１１０の軸方向に移動させる。
ソレノイド部１３は、スリーブ１１０の軸方向の一端に備えられ、図示しないボルトやかしめ等の締結部材でスリーブ１１０に固定されている。
次に、バルブボディ１００の外周面に形成された鍔部１００ｆ、１００ｇについて説明する。
前述した通り、バルブボディ１００の外周面には、周方向に連続する鍔部１００ｆ、１００ｇが延在し、かつ、鍔部１００ｆ、１００ｇがバルブボディ１００の軸方向に複数形成されている。そして、鍔部１００ｆは鍔部１００ｇよりもバルブボディ１００の径外方向に突出している。また、鍔部１００ｆと鍔部１００ｇとは、バルブボディ１００の軸方向に交互に形成されている。鍔部１００ｆには、バルブボディ１００の軸方向に長円形状をなす貫通孔１００ｈが形成されている。本実施形態においては、四箇所形成されている。
上記の通り構成された、本実施形態のソレノイドバルブの取付構造によれば、バルブボディ１００の外周面に鍔部１００ｆ、１００ｇが形成されていることにより、バルブボディ１００をインサート物としてインサート成形した際に、隣り合う鍔部１００ｆ、１００ｇの間にシリンダヘッドカバー１１を形成する樹脂が流れ込む。このため、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１００とで異なる材質によって形成され、熱膨張係数の差が発生してもバルブボディ１００の鍔部１００ｆ、１００ｇの両側面とシリンダヘッドカバー１１とが接触（接着）しているため、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１０とが剥離することを抑制できる。
また、鍔部１００ｆには、バルブボディ１００の軸方向に貫通孔１００ｈが形成されているため、バルブボディ１００をインサート物としてインサート成形した際に、鍔部１００ｆに形成されている貫通孔１００ｈにシリンダヘッドカバー１１を形成する樹脂が流れ込み、鍔部１００ｈとシリンダヘッドカバー１１とが強固に固定（包持）されるため、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１００とで異なる材質によって形成され、熱膨張係数の差が発生しても、シリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１００とが剥離することを抑制できる。
更に、鍔部１００ｆが、鍔部１００ｇよりもバルブボディ１００の径外方向に突出しているため、インサート成形時にシリンダヘッドカバー１１を形成する樹脂の温度を上げたり、射出圧力を上げたりしなくても、樹脂同士の溶着不良等の不都合を抑制しつつ貫通孔１００ｈに樹脂を流し込むことができる。
尚、第１及び第２実施形態では、鍔部１０ｆ、１０ｇの形状が、バルブボディ１０の軸方向断面が、コの字状である場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、半円形状やＶ字形状でもよい。
本発明の貫通孔１０ｈ（１００ｈ）の変形例を図５乃至図８に示す。以下に示す変形例は、第１実施形態、第２実施形態共に適用可能である。
図５に示すバルブボディ１０（１００）は、貫通孔１０ｉ（１００ｉ）の一部が鍔部１０ｆ（１００ｆ）の周方向外周面に開口している。そのため、シリンダヘッドカバー１１を形成する樹脂が効率よく貫通孔１０ｉ（１００ｉ）に流れ込む。よって、より確実にシリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１０（１００）とが剥離することを抑制できる。
図６に示すバルブボディ１０（１００）は、バルブボディ１０（１００）の軸方向側面視において、貫通孔１０ｊ（１００ｊ）が円形状であると共に、貫通孔１０ｊ（１００ｊ）の一部が鍔部１０ｆ（１００ｆ）の周方向外周面に開口している。そのため、簡単な加工で貫通孔１０ｊ（１００ｊ）を形成できると共に、シリンダヘッドカバー１１を形成する樹脂が効率よく貫通孔１０ｊ（１００ｊ）に流れ込む。よって、より確実にシリンダヘッドカバー１１とバルブボディ１０（１００）とが剥離することを抑制できる。
図７に示すバルブボディ１０（１００）は、バルブボディ１０（１００）の軸方向側面視において、貫通孔１０ｋ（１００ｋ）が円形状である。そのため、簡単な加工で貫通孔１０ｋ（１００ｋ）を形成できる。
図８に示すバルブボディ１０（１００）は、バルブボディ１０（１００）の軸方向側面視において、貫通孔１０ｌ（１００ｌ）が四角形状である。そのため、簡単な加工で貫通孔１０ｌ（１００ｌ）を形成できる。
１０・・・バルブボディ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ・・・流体通路
１０ｆ、１０ｇ・・・鍔部
１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌ・・・貫通孔
１１・・・シリンダヘッドカバー（カバー）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ・・・流体通路
１１ｅ・・・取付穴
１２・・・スプール
１３・・・ソレノイド部（ソレノイド）
１００・・・バルブボディ
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ・・・流体通路
１００ｆ、１００ｇ・・・鍔部
１００ｈ、１００ｉ、１００ｊ、１００ｋ、１００ｌ・・・貫通孔
１１０・・・スリーブ
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ・・・流体通路
１１１・・・Ｏリング

Claims (10)

  1. 少なくとも二つ以上の流体通路が形成されている有底筒状のバルブボディと、
    前記バルブボディに内蔵されたスプールと、
    前記スプールを駆動するソレノイドと、で構成されたソレノイドバルブの、インサート成形による樹脂製カバーへの取付構造において、
    前記バルブボディの外周には複数の鍔部が形成され、
    前記鍔部は、前記バルブボディの軸方向に貫通孔が形成される第１の鍔部と、
    前記貫通孔を有さない第２の鍔部と、から構成され、
    前記第１の鍔部は少なくとも前記バルブボディ軸方向両端側に設けられ、
    前記第２の鍔部は前記第１の鍔部の間に設けられ、
    前記第１の鍔部の外径は、前記第２の鍔部の外径よりも大きいことを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
  2. 少なくとも二つ以上の流体通路が形成されている有底筒状のスリーブと、
    前記スリーブに内蔵されたスプールと、
    前記スプールを駆動するソレノイドと、で構成されたソレノイドバルブの、インサート成形による樹脂製カバーへの取付構造において、
    前記スリーブの外周にはバルブボディが設けられ、
    前記バルブボディの軸方向に貫通孔が形成される第１の鍔部と、
    前記貫通孔を有さない第２の鍔部と、を備え、
    前記第１の鍔部は少なくとも前記バルブボディ軸方向両端側に設けられ、
    前記第２の鍔部は前記第１の鍔部の間に設けられ、
    前記第１の鍔部の外径は、前記第２の鍔部の外径よりも大きいことを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
  3. 請求項２において、
    前記スリーブと前記バルブボディとは、略同一の熱膨張係数を有する材料で形成されることを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
  4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
    前記樹脂製カバーが、前記バルブボディの少なくとも前記鍔部を包持することを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
  5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項において、前記第１の鍔部と前記第２の鍔部とは交互に設けられることを特徴とするソレノイドバルブの取り付け構造。
  6. 請求項１乃至請求項５の何れか一項において、
    前記貫通孔は、前記鍔部の周方向に複数形成されていることを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
  7. 請求項６において、
    前記貫通孔の一部は、前記鍔部の周方向外周面に開口していることを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
  8. 請求項１乃至請求項６の何れか一項において、
    前記貫通孔は、前記バルブボディの軸方向側面視において、長円形状をなしていることを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
  9. 請求項１乃至請求項６の何れか一項において、
    前記貫通孔は、前記バルブボディの軸方向側面視において、円形状をなしていることを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
  10. 請求項１乃至請求項６の何れか一項において、
    前記貫通孔は、前記バルブボディの軸方向側面視において、多角形状をなしていることを特徴とするソレノイドバルブの取付構造。
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