JP6065849B2 - オイルコントロールバルブの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの可変動弁機構などに用いられるオイルコントロールバルブの製造方法に関し、特にオイルコントロールバルブのハウジング内にチェック弁を装着する方法に関する。

従来よりエンジンの可変動弁機構（Variable Valve Timing：以下、ＶＶＴと略称する）としては、エンジンオイルを作動油として、吸気バルブの動作タイミングを可変とするように動作する油圧式のものが広く用いられている。このようなＶＶＴに供給する油圧の制御には電磁駆動式のオイルコントロールバルブ（Oil Control Valve：以下、ＯＣＶと略称する）が用いられる。

すなわち、ＯＣＶは、その進角側および遅角側の各吐出ポートからそれぞれＶＶＴの進角側および遅角側の各油圧室にオイルを供給して、吸気バルブの動作タイミングを進角させたり、反対に遅角させたりするものである。但し、オイルを供給する進角側または遅角側の油路の圧力が高いと逆方向の流れが生じることがあり、このことがＶＶＴの動作を不安定にするおそれがあった。

この問題に対し、例えば特許文献１に開示されているように、ＯＣＶの進角側および遅角側の各吐出ポートにチェック弁を装着し、逆方向の流れを阻止するようにしたものがある。このものでは、帯状の薄い金属板からなる弁フィルタシートを、吐出ポートの開口を覆うようにＯＣＶのハウジングに外側から巻き付けて、リード弁タイプのチェック弁を構成している。

そのようなチェック弁をＯＣＶのハウジングの内部に配設することも考えられ、この場合は、前記弁フィルタシートのような帯状の板ばね部材を巻回して、ハウジングにその端部の開口から挿入することになる。そして、このような作業の具体例として特許文献２には、エンジンの動弁系における油圧式ラッシュアジャスタのボディの空間内に逆止弁を装着する方法が記載されている。

この特許文献２に記載の油圧式ラッシュアジャスタにおいては、まず、帯状に成形した金属製または樹脂製の板ばね部材を巻回して、その装着状態よりも小径となるように縮径させる。そして、シリンダヘッドの上部に開口するボディの空間内に上方から挿入して、その内周面に開口する給油口を覆うように装着する。

特開２００７−２３９９５１号公報 ＷＯ２０１０／１４３２８４号公報

ところが、前記のようにチェック弁として用いる板ばね部材は、金属製であっても樹脂製であっても薄くて変形し易いものなので、これを巻回して縮径状態に保ちながら、あまり大きくはないハウジングの開口に挿入して装着する作業は、容易なものではない。

このため、作業中に誤って板ばね部材を縮径させ過ぎたり、無理にこじったりしてしまい、板ばね部材が材料の降伏点を超えて変形（塑性変形）するおそれがある。こうなると、巻回して装着した板ばね部材の一部に変形が残ってしまい、チェック弁としてポートを十分に密閉できなくなったり、ＯＣＶのスプールとの接触によって噛み込みなどの不具合を引き起こしたりするおそれがある。

かかる点に鑑みて本発明の目的は、例えばＶＶＴの油圧制御などに用いられるＯＣＶの製造時に、チェック弁として用いる板ばね部材を、塑性変形を生じさせることなく容易にＯＣＶのハウジング内に挿入して装着できるようにすることである。

前記の目的を達成するために本発明は、板ばね部材を筒状に巻回してなるチェック弁を、オイルコントロールバルブのハウジングに、その端部の開口から挿入して装着するという製造方法が対象である。

そして、前記板ばね部材の巻回方向の一端部には係合片を突設する一方、他端側の所定部位には前記係合片を係止する係止部を設けておいて、まず、前記板ばね部材を巻回して前記係合片を係止部に係止させることにより、前記ハウジング内における装着状態よりも小径の縮径状態とする。この縮径状態の板ばね部材を前記ハウジングの端部の開口からその内部に挿入した後に、前記係合片の係止部による係止状態を解除して拡径させることにより、前記ハウジングの内周面に装着する。

すなわち、チェック弁として用いる板ばね部材は一般的に、金属製または樹脂製で所要の弾性を有する薄板材を帯状に成形して、ＯＣＶのハウジング内に装着された状態よりも大径の筒状に巻回する。この板ばね部材を前記のように縮径させてハウジング内に挿入し、装着位置において拡径させれば、それ自体の弾発力によってハウジングの内周面に密着するようになり、そこに開口するポートを覆うように装着できる。

そして、前記の方法によれば、係合片を係止部によって係止することで、板ばね部材を適度な縮径状態に保持することができるので、この板ばね部材を容易にハウジング内に挿入し、装着することが可能になる。仮に板ばね部材にさらに縮径するような力が加わったとしても、係合片が係止部によって係止されていることで、板ばね部材のさらなる縮径は抑制できる。しかも、挿入作業が容易になることから、板ばね部材をこじったり、誤って無理な力を加えてしまうこと自体が少なくなる。

好ましいのは前記係合片を、板ばね部材の一端部から外方に延びるとともに、その巻回方向について内側に延びるように設けることであり、これを係止する係止部は、前記係止片の挿入可能なスリットによって構成すればよい。こうすれば、前記係止片をスリットに挿入して係止することで、板ばね部材がそれ以上、縮径しないように保持しながら、必要に応じて容易に係止状態を解除することができる。

また、上述のように縮径状態とした板ばね部材をハウジングの端部の開口からその内部に挿入する際には、前記縮径状態の板ばね部材よりも大径のガイド筒を前記ハウジングの開口に挿入し、その先端部を前記板ばね部材の装着位置の手前に位置付ける。そして、このガイド筒の内周面を滑らせるようにして、前記板ばね部材をハウジング内の装着位置まで挿入すればよい。こうすれば、仮に途中で係止状態が解除されてしまっても、板ばね部材を塑性変形させることなく装着位置まで挿入できる。

本発明に係るオイルコントロールバルブの製造方法によれば、チェック弁として用いる板ばね部材を巻回し、その係合片を係止部により係止することによって適度な縮径状態に保持することができるので、この板ばね部材を容易にハウジング内に挿入することができる。これにより、挿入する途中で板ばね部材が過度に縮径されたり、こじられたりして塑性変形してしまい、チェック弁としての機能が損なわれることを防止できる。

本発明の実施の形態に係るオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）の一例を示す概略構成図である。 ＯＣＶのハウジング内にチェック弁として装着する板ばね部材の斜視図である。 板ばね部材をＯＣＶのハウジングにその端部の開口から挿入する作業を示した斜視図である。 板ばね部材をチェック弁の装着位置まで挿入する作業の説明図である。 板ばね部材を挿入する際に内径ガイドを用いる他の実施形態に係る図４相当図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態ではエンジンの動弁系に装備された可変動弁機構（ＶＶＴ）のオイルコントロールバルブ（Oil Control Valve：以下、ＯＣＶという）に本発明を適用した場合について説明する。

−ＯＣＶの概略構成−
図１に示すようにＯＣＶ１は、一例として５ポートのスプール弁であって、一端（図の左端）が開口する円筒状のハウジング２内に、その長手方向の軸線Ｘに沿って往復動するようにスプール３を収容したものである。このスプール３を電磁ソレノイド４によって駆動し位置を変更することによって、ＯＣＶ１からＶＶＴ（図示せず）の進角側または遅角側の油圧室へ向かうように、油圧回路５を介してエンジンオイル（以下、単にオイルという）を供給することができる。

すなわち、前記ハウジング２にはその軸線Ｘの方向に延びるスプール３の収容室２０が形成され、この収容室２０に臨むハウジング２の内周面には、長手方向である軸線Ｘ方向の一側（図の左側）から順番に、幅広の浅溝からなる３つの円環状のリセス２０ａ〜２０ｃが形成されている。そして、これらのリセス２０ａ〜２０ｃのそれぞれの溝底面には、進角側ポート２１，２２、供給ポート２３、および遅角側ポート２４，２５が開口している。

前記進角側ポート２１，２２および遅角側ポート２４，２５は、それぞれ進角側油路５ａおよび遅角側油路５ｂによってＶＶＴの進角側および遅角側の油圧室に連通されており、これら各油圧室との間でオイルの供給または排出が行われる。一方、供給ポート２３は、供給油路５ｃによって図示しないオイルポンプの吐出口に連通されており、このオイルポンプによって汲み上げられたオイルが供給される。

なお、図示は省略するが、スプール３の内部には軸線Ｘ方向に延びる油路が形成されるとともに、所定部位でスプール３の外周に開口している。この開口がリセス２０ａ，２０ｃに連通すると、前記のように進角側ポート２１，２２や遅角側ポート２４，２５に排出されてきたオイルが、ハウジング２の他端部に形成されたドレンポート２６からドレンされることになる。

また、ＯＣＶ１は、図示しないエンジンのＥＣＵ（Electronic Control Unit）から印加される電流に応じて電磁ソレノイド４の発生する電磁力が変化し、この電磁力とコイルばね６のばね力との釣り合いによってスプール３の位置が決定される。そして、このスプール３の位置に応じて、進角側ポート２１，２２や遅角側ポート２４，２５と供給ポート２３との連通量（例えば、連通部分の流路断面積）が変化する。

これにより、進角側ポート２１，２２から進角側の油路５ａに対して吐出されるオイルの流量が変化し、或いは、遅角側ポート２４，２５から遅角側の油路５ｂに対して吐出されるオイルの流量が変化する。このようなオイルの流量の変化によってＯＣＶ１は、ＶＶＴを進角側または遅角側に動作させて、エンジンの吸気バルブの動作タイミングを進角側または遅角側に変更することができる。

−チェック弁−
前記の如くＯＣＶ１は、エンジンの吸気バルブの動作タイミングを変更するために進角側ポート２１，２２または遅角側ポート２４，２５から進角側または遅角側の油路５ａ，５ｂに対してオイルを吐出するものであるが、この際、それらの油路５ａ，５ｂの圧力が高いと逆方向の流れが生じることがあり、このことがＶＶＴの動作を不安定にするおそれがあった。

そこで、本実施形態では、ＯＣＶ１のハウジング２に形成された供給ポート２３にリード弁タイプのチェック弁７（以下、巻チェック弁７という）を装着して、オイルの逆流を阻止するようにしている。すなわち、図１に表れているように、供給ポート２３の収容室２０に臨む開口を覆うようにして、ハウジング２のリセス２０ｂの内周面に巻チェック弁７が配設されている。

この巻チェック弁７は、薄い帯状に成形された鋼製の板ばね部材７０からなり、図２の上段に一例を示すように、この板ばね部材７０を筒状に巻回して、前記のようにハウジング２のリセス２０ｂの内周面に装着した状態よりも大径になるように湾曲させたものである。この板ばね部材７０を縮径させて、前記リセス２０ｂの内周面に装着すれば、それ自体の弾発力によって板ばね部材７０がリセス２０ｂの内周面に密着し、供給ポート２３の開口を覆う巻チェック弁７となる。

そして、オイルポンプから吐出されたオイルが供給油路５ｃによって供給ポート２３に供給されてくると、その油圧によって押し上げられて板ばね部材７０、即ち巻チェック弁７が開弁し、オイルがハウジング２の収容室２０内に流入するようになる。また、そのようなオイルの流れに逆向きの流れが生じようとすれば、巻チェック弁７はその弾発力によって再びリセス２０ｂの内周面に密着し、供給ポート２３の開口を閉ざす。

−ＯＣＶハウジングへのチェック弁の装着−
ところで、前記の巻チェック弁７をハウジング２内に装着するためには、前記のように巻回した板ばね部材７０をさらに縮径させて、ハウジング２の一端の開口部２ａに挿入することになる。しかし、板ばね部材７０は薄くて変形し易いものなので、これを弾発力に抗して縮径させた状態に保持しながら、あまり大きくはないハウジング２の開口部２ａに挿入するのは容易ではない。

このため、作業中に誤って板ばね部材７０を縮径させ過ぎたり、無理にこじったりしてしまい、板ばね部材７０が材料の降伏点を超えて変形（塑性変形）するおそれがある。こうなると、前記のように装着した巻チェック弁７の一部に変形が残ってしまい、供給ポート２３を十分に密閉できなくなったり、スプール３との接触によって噛み込みなどの不具合を引き起こしたりするおそれがある。

そこで、本実施形態では前記図２に表れているように、帯状の板ばね部材７０の長手方向（巻回方向）の一端部に係合片７１を設ける一方、他端側の所定部位には前記係合片７１を挿入して係止させることのできるスリット７２（係止部）を設けている。前記係合片７１は、板ばね部材７０の一端縁における幅方向の中間部から外方に延びる矩形片であり、少しだけ巻回方向の内側に折り曲げられて延びている。

そして、図２に矢印で示すように板ばね部材７０を巻回して、その他端側に外周側から一端部を重ね合わせるとともに、その一端縁から外方の斜め内向きに延びる前記係合片７１を、板ばね部材７０の他端側のスリット７２に挿入する。こうすると、板ばね部材７０の一端縁における幅方向の両端部がスリット７２の周縁部に当接して、板ばね部材７０のそれ以上の縮径が阻止される。

また、そのように縮径された板ばね部材７０は弾発力によって拡径しようとするため、その一端側の部分には、他端側におけるスリット７２よりも先端側の部分が内周側から押し付けられるとともに、スリット７２を通過した係合片７１の先端部はスリット７２の周縁部に内周側から押し付けられる。つまり、係合片７１がスリット７２に引っ掛かって係止されるようになるが、この係止状態は、例えば板ばね部材７０に適当な向きの力を加えることによって容易に解除することができる。

ここで、前記板ばね部材７０の他端側におけるスリット７２の位置は、前記のように板ばね部材７０を巻回して一端部の係合片７１を挿入した状態で、この板ばね部材７０が適度な縮径状態になるように設定されている。この適度な縮径状態とは、巻回された板ばね部材７０がハウジング２の開口部２ａを無理なく通過可能であり、且つ、湾曲し過ぎて塑性変形を生じることのない状態である。前記のように係合片７１をスリット７２によって係止することで、板ばね部材７０は適度な縮径状態に保持される。

こうして適度な縮径状態に保持した板ばね部材７０をＯＣＶ１のハウジング２の一端の開口部２ａからその内部に挿入する。このときには、図３、４に一例を示すように、前記適度な縮径状態とした板ばね部材７０よりも内径が大きく、且つ前記ハウジング２の開口部２ａよりも外形の小さなガイド筒８を使用する。図示のガイド筒８は例えば樹脂製であって、円筒状の本体部の一端部にはラッパ状の拡径部８ａが設けられている。

このガイド筒８を、図示のように他端側からハウジング２の開口部２ａに挿入し、軸線Ｘ方向に挿し入れたガイド筒８の他端部（先端部）を、図４に示すようにハウジング２内周のリセス２０ｂの手前に位置付ける。そして、図３に示すようにガイド筒８の内部にその拡径部８ａから前記板ばね部材７０を挿入し、図４に示すようにガイド筒８の内周面を滑らせてハウジング２内に押し入れる。

この際、図示はしないが、例えば棒状の冶具などによって板ばね部材７０を押してゆけばよく、こうして押し入れられた板ばね部材７０がガイド筒８の他端部から押し出されて、巻チェック弁７の装着位置であるリセス２０ｂ内に到達する。また、仮に、ガイド筒８内で係合片７１のスリット７２による係止状態が解除されてしまっても、板ばね部材７０をリセス２０ｂまで押し入れることができる。

そして、リセス２０内に到達した板ばね部材７０を、例えば前記棒状の冶具などによって軽く押圧し、スリット７２から係合片７１を離脱させる（係止状態を解除する）と、板ばね部材７０はそれ自体の弾発力によって拡径し、リセス２０ｂの内周面に張り付くようになる。また、ガイド筒８から押し出された後に自然にスリット７２から係合片７１が離脱することもあるが、この場合も板ばね部材７０は拡径し、リセス２０ｂの内周面に張り付くようになる。つまり、板ばね部材７０、即ち巻チェック弁７がハウジング２内の所定の位置に装着される。

以上、説明したように本実施形態に係るＯＣＶ１の製造方法によると、塑性変形を生じることのない適度の縮径状態に保って、板ばね部材７０を容易にハウジング２内に挿入することができる。挿入する際に仮に板ばね部材７０をさらに縮径させるような力が加わったとしても、係合片７１がスリット７２に係止されているので、板ばね部材７０のさらなる縮径は抑制される。しかも、挿入作業が容易になることから、板ばね部材７０をこじったり、誤って無理な力を加えてしまうこと自体が少なくなる。

よって、ハウジング２内に挿入する途中で板ばね部材７０が過度に縮径されたり、こじられたりして材料の降伏点を超えて塑性変形してしまい、巻チェック弁７として供給ポート２３を十分に密閉できなくなったり、或いはスプール３との接触によって噛み込みなどの不具合を引き起こしたりすることが防止される。つまり、本実施形態によれば、板ばね部材７０をハウジング２内に装着する際に、巻チェック弁７としての機能が損なわれることを防止できる。

−他の実施形態−
本発明は、前記の実施形態の記載に限定されるものではない。前記実施形態の記載は、あくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定しない。すなわち、前記実施形態では、板ばね部材７０の長手方向の一端部に係合片７１を形成し、これを係止部であるスリット７２に挿入するようにしているが、これに限ることはなく、例えばＬ字状の係合片を、同様にＬ字状に形成した係止部のよって係止させるようにしてもよい。

また、前記のように係合片７１を係止部（スリット７２）によって係止することによって適度の縮径状態に保持するだけでなく、板ばね部材７０のさらなる縮径をより確実に阻止するために、内側にガイド棒を設置することもできる。すなわち、図５に示すように、ハウジング２内に挿入したガイド筒８の内側に所定の間隔を空けて円柱状のガイド棒９を設置し、ガイド筒８との間の円環状の隙間を通過させて板ばね部材７０を挿入するようにしてもよい。

こうすれば、前記実施形態のようにガイド筒８の内周面を滑らせるようにして板ばね部材７０を押してゆく途中で、仮に係合片７１のスリット７２による係止状態が解除されてしまい、その上さらに板ばね部材７０に縮径させるような力が加わったとしても、この板ばね部材７０の過度の縮径はガイド棒９によって阻止することができる。

さらに、そのようなガイド棒９を使用するのであれば、前記実施形態のように板ばね部材７０に係合片７１や係止部（スリット７２）を設ける必要もなく、単に縮径させた板ばね部材を、ガイド筒８とガイド棒９との間の隙間を通過させて挿入することも考えられる。但し、ガイド筒８とガイド棒９との間の隙間は狭いので、ここを通過させて薄い板ばね部材７０を押してゆくのは容易ではなく、前記実施形態のようにする方が作業が容易なものになる。

さらにまた前記実施形態は、エンジンのＶＶＴの油圧制御に用いるＯＣＶ１について説明したが、本発明は、それ以外の種々のオイルコントロールバルブ、例えばオイルポンプの容量制御に用いるものにも適用可能であり、また、エンジン以外の例えばトランスミッションなどに用いられるオイルコントロールバルブにも適用可能である。

本発明は、エンジンなどに装備されるオイルコントロールバルブの製造時に、チェック弁として用いる板ばね部材を、塑性変形を生じさせることなく容易にハウジングの内部に挿入し装着できるので、例えば量産エンジンなどに適用して効果が高い。

１ オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）
２ ＯＣＶのハウジング
２ａ ハウジングの一端の開口部
２０ スプールの収容室
２０ｂ リセス（チェック弁の装着されるハウジングの内周面）
３ スプール
４ 電磁ソレノイド
７ チェック弁
７０ 板ばね部材
７１ 係合片
７２ スリット（係止部）

Claims (1)

1. 板ばね部材を筒状に巻回してなるチェック弁を、オイルコントロールバルブのハウジングにその端部の開口から挿入して装着するオイルコントロールバルブの製造方法であって、
   前記板ばね部材の巻回方向の一端部には係合片が突設される一方、他端側の所定部位には前記係合片を係止する係止部が設けられており、
   前記板ばね部材を巻回して前記係合片を係止部に係止させることにより、前記ハウジング内における装着状態よりも小径の縮径状態とし、
   この縮径状態の板ばね部材を前記ハウジングの端部の開口からその内部に挿入した後に、前記係合片の係止部による係止状態を解除して拡径させることにより、前記ハウジングの内周面に装着することを特徴とするオイルコントロールバルブの製造方法。

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