JP5622024B2 - オイルコントロールバルブ用バルブケース - Google Patents

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Description

本発明は、オイルコントロールバルブのスプールを収容するバルブケースに関する。
オイルコントロールバルブのスプールを収容するバルブケースとしては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。樹脂製のシリンダヘッドカバーの外殻部にバルブケースをインサート成形すると、樹脂が収縮する際にバルブケースと外殻部との接合面に隙間が生じることがある。この問題を解消するため、特許文献１に記載のバルブケースは、フランジ部に複数の貫通孔を備えて構成されている。この構成によれば、貫通孔内に充填された樹脂の収縮に伴って、フランジ部の上側の樹脂と下側の樹脂とがフランジ部を挟持するため、バルブケースと外殻部との密着状態を維持できるとされている。
特開２００９−２９３５５５号公報（第００２３段、図３等参照）
特許文献１に記載のバルブケースの主要部は、スプールを収容する円筒状の収容部に油路が形成されただけの構成となっている。従って、円筒状の収容部を覆う樹脂の充填圧や収縮圧等が径内側方向に作用すると、これらの圧力に対抗する構造がなく、収容部が変形してしまうおそれがある。このような変形を防止するために、収容部の厚みを大きくして耐圧性を向上させることが考えられるが、このような方策は軽量化のためにシリンダヘッドカバーを樹脂化した流れと逆行する。
このような従来品のバルブケースの別の問題について、図７に基づいて説明する。図７（ａ）は従来品のバルブケース１０６を樹脂製のシリンダヘッドカバー３にインサート成形した後の断面図を示し、図７（ｂ）はインサート成形時の断面図を示す。なお、図７（ｂ）において、中子１３２以外の金型については図示を省略している。
バルブケース１０６をシリンダヘッドカバー３に固定するため、円筒空間１２１を有する収容部１１１の両端に樹脂により固定部３ａ，３ｂが成形される。固定部３ａ，３ｂは円筒空間１２１に挿嵌されるスプールの動きを阻害しないように、円筒空間１２１と同径以上の径を有する必要がある。また、収容部１１１の先端側（図中、右側）には、オイルを排出するためのドレーン空間１２２を成形する必要がある。
上記要件を満たすため、図７（ｂ）に示すように、スライドピン１３１と中子１３２を用いてインサート成形を行うのが一般的である。即ち、バルブケース１０６の位置決め用のスライドピン１３１として、円筒空間１２１と同径の円柱状のスライドピン１３１を用いて、これを円筒空間１２１に挿入することによって、円筒空間１２１と同径の固定部３ａ，３ｂが成形される。また、凸状の中子１３２を配置することにより、円筒空間１２１と連通するドレーン空間１２２が成形される。
上記成形方法によると、スライドピン１３１の先端部で固定部３ａを成形するために、スライドピン１３１の先端まで収容部１１１の内径と同じ径を有するストレート状のスライドピン１３１を用いる必要がある。しかし、スライドピン１３１の先端の径が、円筒空間１２１と同径（厳密には一回り小さい）であると、スライドピン１３１を円筒空間１２１に挿入する際に、スライドピン１３１の先端が収容部１１１の端面に衝突しやすい。その結果、バルブケース１０６に傷や変形が生じたり、スライドピン１３１が円筒空間１２１にうまく挿入されず成形ラインが停止したりするおそれがある。
本発明は以上の課題に鑑みてなされたもので、インサート成形時の耐圧性に優れ、スライドピンとの干渉を回避可能なオイルコントロールバルブ用のバルブケースを提供することを目的とする。
本発明に係る樹脂インサート成形用のバルブケースの特徴構成は、オイルコントロールバルブのスプールを収容する円筒空間が形成された収容部と、前記円筒空間に対してＬ字状に交差するドレーン空間が形成された縦壁部と、を一体的に備えて構成され、前記縦壁部は、前記収容部の肉厚より小さい肉厚で形成されると共に、前記ドレーン空間の奥行き方向に垂直な平面における輪郭が円弧状に形成される点にある。
本特徴構成を備えたバルブケースによれば、バルブケースのインサート成形時に、収容部を径内方向に押しつぶすような樹脂の充填圧や収縮圧が作用すると、収容部と一体的に形成された縦壁部がこのような圧力に対する補強材の役割を果たす。その結果、バルブケースの耐圧性が向上する。
さらに、収容部の先端側は縦壁部と一体的に構成されており、収容部と縦壁部との外面を樹脂で覆うように成形すればよいので、従来品のように収容部の先端側に円筒空間と同径の固定部を成形する必要がない。従って、スライドピンの先端形状をストレート状とする必要がない。例えばスライドピンの先端形状を先細のテーパ形状等にすれば、スライドピンを円筒空間に挿入する際に、スライドピンが収容部の端面に衝突することを回避でき、円滑な挿入が実現できる。また、バルブケース内にドレーン空間が設けられているので、インサート成形時にドレーン空間を成形するための中子を用意する必要がない。
他の特徴構成は、前記収容部と前記縦壁部とが接続する隅角部の外面をＲ形状とした点にある。
本特徴構成によれば、隅角部の外面近傍に生じる応力集中を抑制することができるので、バルブケースの耐圧性をさらに向上させることができる。また、樹脂を充填する際の隅角部における樹脂の流動が滑らかになるので、樹脂とバルブケースとの間に隙間が生じたり、樹脂厚にムラが生じたりすることを抑制できる。また、隅角部にエッジが存在しないので、隅角部近傍の樹脂にクラックが発生するのを抑制することができる。
他の特徴構成は、前記隅角部の内面をＲ形状とした点にある。
本特徴構成によれば、隅角部の内面近傍に生じる応力集中を抑制することができるので、バルブケースの耐圧性をさらに向上させることができる。
他の特徴構成は、前記収容部の外周面に前記収容部を支持する台部を一体的に形成し、且つ、前記台部の底面を前記縦壁部の端面の高さと一致するように構成してある点にある。
本特徴構成のごとく、台部の底面を縦壁部の端面の高さと一致するように構成すれば、バルブケースを配置する金型を、平面状とすることができるので簡素化できるとともに、インサート成形時にバルブケースを安定した状態で配置しやすくなる。
他の特徴構成は、前記台部の肉厚は前記縦壁部の肉厚より大きく形成される点にある。また、他の特徴構成は、前記台部に、前記円筒空間と前記台部の外側とに亘って貫通する油路が形成されている点にある。
本特徴構成のごとく、油路を台部に形成するようにすれば、油路の位置に関係なく台部を収容部全体に亘って設けることができるので、バルブケースを金型に配置する際の安定性が向上し、インサート成形の作業性や精度が向上する。また、ドレーン空間及び油路の開口端面が同一平面上に位置するので、樹脂がこれらの空間に充填されないようにするための金型を、バルブケースを配置する平面状の金型と兼用することができ、金型の簡素化が可能となる。
オイルコントロールバルブの取付位置を示す模式図である。 本発明に係るバルブケースの斜視図である。 別の実施形態に係るバルブケースの斜視図である。 本発明に係るバルブケースを示す断面図である。 別の実施形態に係るバルブケースを示す断面図である。 別の実施形態に係るバルブケースを示す断面図である。 従来品のバルブケースを示す断面図である。
以下、本発明に係るバルブケースをシリンダヘッドカバーにインサート成形する場合の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るバルブケース６を備えたオイルコントロールバルブ５を、シリンダヘッドカバー３に取り付けた状態を示したものである。シリンダブロック１及びシリンダヘッド２はアルミダイカスト製で、エンジン作動時の高熱環境に耐え得るよう設計されている。シリンダヘッド２の上部には、機密性を保つためのガスケット４を介してシリンダヘッドカバー３が取り付けられる。シリンダヘッドカバー３はエンジン軽量化のため、樹脂成形されたものである。
オイルコントロールバルブ５は、シリンダヘッドカバー３の上部にインサート成形により取り付けられ、バルブケース６とスプール7とを有してなる。オイルコントロールバルブ５は、例えば図示しない弁開閉時期制御装置の制御用の油路と接続され、スプール７をバルブケース６内で移動させることにより、弁開閉時期制御装置の必要部位にオイルを供給し、あるいはオイルを排出できるように構成されている。ここでは、図示しないＥＣＵからの信号により電磁ソレノイド８が駆動され、スプール７が移動するよう構成されている。
図2は、本実施形態に係るバルブケース６の斜視図である。バルブケース６は、スプール７を挿嵌するための円筒空間２１が形成された収容部１１と、オイルを排出するためのドレーン空間２２が形成された縦壁部１２とを備えている。収容部１１と縦壁部１２は隅角部１３で接続されて、一体的に構成される。また、縦壁部１２が延出している方向と同方向に、収容部１１から台部１５が延出して設けられる。台部１５には、円筒空間２１と台部１５の外側とに亘って貫通する油路１６が形成され、この油路１６が、例えば上記弁開閉時期制御装置の制御用の油路と接続される。尚、油路１６は必ずしも台部１５を貫通するように構成する必要はなく、台部１５を形成していない収容部１１の周壁に形成してもよい。
図２に示したバルブケース６の縦壁部１２は角を有するように構成されているが、図３に示した別の実施形態に係るバルブケース６のように、縦壁部１２の内面及び外面をＲ形状とすることもできる。このように縦壁部１２をＲ形状に構成すると、縦壁部１２における応力集中、ひいては隅角部１３に生じる応力集中を緩和することができ、バルブケース６の耐圧性を向上させることができるので好適である。
図４（ａ）は、本実施形態に係るバルブケース６を樹脂製のシリンダヘッドカバー３にインサート成形した後の断面図を示し、図４（ｂ）は、インサート成形時の断面図を示す。なお、図４（ｂ）は本実施形態の説明に用いる金型３０のみを表示しており、その他の金型については図示を省略している。バルブケース６は縦壁部１２を備えているので、バルブケース６をシリンダヘッドカバー３にインサート成形する際に、円筒状の収容部１１を径内方向に押しつぶすような樹脂の充填圧や収縮圧が作用しても耐えることができる。
本発明に係るバルブケース６をインサート成形する場合は、従来品（図７参照）のように樹脂で固定部３ａを成形する必要がないので、スライドピン１３１のごとく先端までストレート状とする必要がない。その結果、図４（ｂ）に示すように、スライドピン３１の先端形状を先細のテーパ形状に構成することによって、スライドピン３１を円筒空間２１に挿入する際に、スライドピン３１が収容部１１の端面に衝突することを回避できる。また、バルブケース６内にドレーン空間２２が設けられているので、インサート成形時にドレーン空間２２を成形するための中子を用意する必要がない。従って、金型３０のコストダウンを図ることができるとともに、スライドピン３１の先端形状を中子と合うように調整する必要がない。
また、本実施形態のバルブケース６においては、収容部１１と縦壁部１２とが接続する隅角部１３の外面１３ａ及び内面１３ｂをいずれもＲ形状としている。従って、隅角部１３に生じる応力集中を緩和することができ、バルブケース６の耐圧性をさらに向上させることができる。また、樹脂を充填する際の隅角部１３付近における樹脂の流動が滑らかになるので、シリンダヘッドカバー３とバルブケース６との間に隙間が生じたり、樹脂厚にムラが生じたりすることを抑制できる。また、隅角部１３にエッジが存在しないので、隅角部１３近傍の樹脂にクラックが発生するのを抑制することができる。
さらに、本実施形態のバルブケース６においては、台部１５の底面１５ａを縦壁部１２の端面１２ａの高さと一致するように構成してある。従って、バルブケース６を配置する金型３０を平面状とすることができるので、金型３０を簡素化できるとともに、インサート成形時にバルブケース６を安定した状態で配置しやすくなる。また、台部１５に油路１６が形成されているので、油路１６が存在する領域も含めた広い台部１５を形成することができる。従って、バルブケース６を金型３０に配置する際の安定性が一層向上し、インサート成形の作業性や精度が向上する。また、ドレーン空間２２及び油路１６の開口端面が同一平面上に位置するので、樹脂がこれらの空間に充填されないようにするための金型を、バルブケース６を配置する平面状の金型３０と兼用することができ、金型の簡素化が可能となる。
縦壁部１２は、収容部１１を径内方向に押しつぶすような樹脂の充填圧や収縮圧に対して形状的に高い剛性を有するので、縦壁部１２の材料厚を収容部１１よりも小さくすることができる。そうすれば、バルブケース６全体としての軽量化を図ることができ、好適である。
円筒空間２１におけるスプール８の円滑な摺動を確保するため、収容部１１の内壁は切削加工により仕上げることが望ましい。一方、ドレーン空間２２はオイルの排出口としての役割が果たせれば十分であるので、縦壁部１２の内壁は仕上げ加工を省略することにより、バルブケース６のコストダウンを図ることができる。
別の実施形態に係るバルブケース６の断面図を図５及び図６に示す。図５に示したバルブケース６は、縦壁部１２の端面１２ａが台部１５の底面１５ａよりも高い位置に形成されている。また、図６に示したバルブケース６は、台部１５の底面１５ａが縦壁部１２の端面１２ａよりも高い位置に形成されている。これらのように構成すると、インサート成形時にバルブケース６を配置する金型の形状に凹凸を設ける必要が生じるが、バルブケース６の小型化・軽量化を図ることができる。
本発明は、オイルコントロールバルブのスプールを収容するバルブケースに適用することができる。
５ オイルコントロールバルブ
６ バルブケース
７ スプール
１１ 収容部
１２ 縦壁部
１２ａ 縦壁部の端面
１３ 隅角部
１３ａ 隅角部（外面）
１３ｂ 隅角部（内面）
１５ 台部
１５ａ 台部の底面
１６ 油路
２１ 円筒空間
２２ ドレーン空間

Claims (6)

  1. オイルコントロールバルブのスプールを収容する円筒空間が形成された収容部と、
    前記円筒空間に対してＬ字状に交差するドレーン空間が形成された縦壁部と、を一体的に備えて構成され、
    前記縦壁部は、前記収容部の肉厚より小さい肉厚で形成されると共に、前記ドレーン空間の奥行き方向に垂直な平面における輪郭が円弧状に形成される樹脂インサート成形用のバルブケース。
  2. 前記収容部と前記縦壁部とが接続する隅角部の外面をＲ形状とした請求項１に記載のバルブケース。
  3. 前記隅角部の内面をＲ形状とした請求項２に記載のバルブケース。
  4. 前記収容部の外周面に前記収容部を支持する台部を一体的に形成し、且つ、前記台部の底面を前記縦壁部の端面の高さと一致するように構成してある請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブケース。
  5. 前記台部の肉厚は前記縦壁部の肉厚より大きく形成される請求項４に記載のバルブケース。
  6. 前記台部に、前記円筒空間と前記台部の外側とに亘って貫通する油路が形成されている請求項４又は５に記載のバルブケース。
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