JP2001173806A - 流体制御弁 - Google Patents
流体制御弁Info
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Abstract
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
が進入することを防止する流体制御弁に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
たスリーブの外周壁全周を示す展開図である。
る。
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。
Claims (4)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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