特許 5976372 ポペットバルブ圧入構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5976372

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】ポペットバルブ圧入構造

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20160809BHJP

   F16K 1/48 20060101ALI20160809BHJP

   F16K 1/32 20060101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/06 305L

   F16K1/48 Z

   F16K1/32 C

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-96133(P2012-96133)

(22)【出願日】2012年4月20日

(65)【公開番号】特開2013-224681(P2013-224681A)

(43)【公開日】2013年10月31日

【審査請求日】2015年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220505

【氏名又は名称】日本電産トーソク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088100

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 千明

(72)【発明者】

【氏名】佐貫 宏典

(72)【発明者】

【氏名】藪下 聡

(72)【発明者】

【氏名】高井 貴志

【審査官】 柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３０５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８０６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１０３６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４５０１４０７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

Ｆ１６Ｋ １／３２

Ｆ１６Ｋ １／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動軸に設けられた弁体に、一端側から他端側へ向けて外形寸法が縮径する略テーパ状のテーパ部が設けられ、前記弁体の周面を通流口の開口縁部に当接して前記通流口を閉鎖した閉鎖状態と、前記作動軸を軸方向へ移動して前記開口縁部及び前記弁体間の間隙を変化して通流量を制御する制御状態とを形成する比例電磁弁におけるポペットバルブ圧入構造であって、前記弁体の挿入穴への作動軸の圧入部分に外側に突出した突出部が形成されたポペットバルブ圧入構造において、
前記圧入部分に前記挿入穴内における前記圧入部分の状態として、前記開口縁部に当接する前記弁体周面のシール部と、前記突出部が位置する圧入部とを前記作動軸の軸方向にて異なる位置に設定し、前記弁体の周面から前記挿入穴までの肉厚が、前記シール部での肉厚より前記圧入部での肉厚が厚肉となるように設定したことを特徴とするポペットバルブ圧入構造。

【請求項2】

前記シール部での肉厚より肉厚の大きな方向に前記突出部を複数設けたことを特徴とする請求項１記載のポペットバルブ圧入構造。

【請求項3】

前記テーパ部の縮径側に位置する前記弁体の先端が当接し、当該弁体の軸方向の移動を規制する突き当て部を前記作動軸に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のポペットバルブ圧入構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、比例制御弁用のポペットバルブ圧入構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車の自動変速機の油圧回路において油圧を制御する際には、電磁弁が用いられており、該電磁弁には、通流量をオンオフ制御するオンオフタイプが知られている（例えば、特許文献１）。

【0003】

このようなオンオフタイプの電磁弁８０１としては、図３に示すようなものが挙げられる。

【0004】

この電磁弁８０１のカバー８１１を内には、ソレノイド８１２が収容されており、該ソレノイド８１２内には、コア８１３が設けられている。該コア８１３には、作動軸８１４が上下動自在に挿通しており、前記コア８１３より上方へ延出した前記作動軸８１４の上端部には、前記コア８１３に吸引される円板状の被吸引部８１５が固定されている。

【0005】

前記コア８１３より下方へ延出した前記作動軸８１４の下端側は、シート部材８２１の上面に設けられた上部シート穴８２２を挿通しており、この部位には、該上部シート穴８２２を開閉する上部弁体８２３が設けられている。

【0006】

前記作動軸８１４の下端部は、前記シート部材８２１に設けられた下部シート穴８３１を挿通しており、該シート部材８２１より下側へ延出した前記作動軸８１４の部分には、前記下部シート穴８３１を開閉する下部弁体８３２が設けられている。

【0007】

すなわち、前記作動軸８１４の先端部には、小径円柱状の弁耐圧入部８４１が形成されており、該弁耐圧入部８４１に前記下部弁体８３２が固定されている。前記弁耐圧入部８４１の外周面には、先端側凸条８４２と基端側凸条８４３とが周面に沿って形成されており、前記下部弁体８３２は、合成樹脂で形成されている。

【0008】

これにより、前記下部弁体８３２の差込穴８５１へ前記弁耐圧入部８４１を圧入する際に、該弁耐圧入部８４１の前記各凸条８４２，８４３が前記差込穴８５１を広げながら当該差込穴８５１を進むとともに、圧入停止位置において前記差込穴８５１を外側に広げる力が作用することで、当該下部弁体８３２の不用意な抜けを防止できるように構成されている。

【0009】

このような電磁弁８０１において、前記下部シート穴８３１の通流量の制御を行う際には、前記下部弁体８３２を、テーパー形状のポペットバルブに変更する必要がある。

【0010】

これにより、このポペットバルブの前記下部シート穴８３１への挿入量を制御することで、当該ポペットバルブと前記下部シート穴８３１との間に形成される間隙面積を変動し、通流量を制御できるように構成する。

【0011】

【特許文献1】特開２００５−５１３３９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、このようなポペットバルブ圧入構造にあっては、ポペットバルブで下部シート穴８３１を閉鎖した状態において、当該下部シート穴８３１の開口縁部に当接する前記ポペットバルブ周面のシール部における裏側に基端側凸条８４３が配置されてしまう。

【0013】

この場合、前記シール部での変形が大きくなるため、真円度の精度確保が困難となる。これにより、前記下部シート穴８３１でのリーク性能が低下する恐れがあった。

【0014】

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、ポペットバルブのシール部での変形を抑えることでリーク性能を確保することができるポペットバルブ圧入構造を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

前記課題を解決するために本発明の請求項１のポペットバルブ圧入構造にあっては、作動軸に設けられた弁体に、一端側から他端側へ向けて外形寸法が縮径する略テーパ状のテーパ部が設けられ、前記弁体の周面を通流口の開口縁部に当接して前記通流口を閉鎖した閉鎖状態と、前記作動軸を軸方向へ移動して前記開口縁部及び前記弁体間の間隙を変化して通流量を制御する制御状態とを形成する比例電磁弁におけるポペットバルブ圧入構造であって、前記弁体の挿入穴への作動軸の圧入部分に外側に突出した突出部が形成されたポペットバルブ圧入構造において、前記圧入部分に前記挿入穴内における前記圧入部分の状態として、前記開口縁部に当接する前記弁体周面のシール部と、前記突出部が位置する圧入部とを前記作動軸の軸方向にて異なる位置に設定し、前記弁体の周面から前記挿入穴までの肉厚が、前記シール部での肉厚より前記圧入部での肉厚が厚肉となるように設定した。

【0016】

すなわち、弁体の挿入穴に作動軸の圧入部分を圧入した状態において、該圧入部分に突設された突出部が位置する弁体の圧入部は、通流口の開口縁部に当接する当該弁体周面のシール部と異なる位置に設定されている。

【0017】

このため、前記圧入部と前記シール部とが前記作動軸の軸方向で同位置に設定され、前記シール部の真下に前記突出部が配置される従来と比較して、前記弁体の前記挿入穴の壁面を外側に押圧する前記突出部に起因した前記シール部の変形が抑制される。

【0018】

また、前記弁体の周面から前記挿入穴までの肉厚は、前記シール部での肉厚より前記圧入部での肉厚が厚肉となるように設定されている。

【0019】

このため、前記弁体の前記挿入穴の壁面を外側に押圧する前記突出部が薄肉部分に形成された場合と比較して、前記押圧による変形の吸収代が大きくなり、当該弁体周面への影響が抑えられる。

【0020】

また、請求項２のポペットバルブ圧入構造においては、前記シール部での肉厚より肉厚の大きな方向に前記突出部を複数設けた。

【0021】

すなわち、前記突出部は、肉厚の大きな方向に複数設けられており、これら突出部による当該弁体の抜け防止効果が高められ、かつ弁体周面への影響が抑制される。

【0022】

さらに、請求項３のポペットバルブ圧入構造では、前記テーパ部の縮径側に位置する前記弁体の先端が当接し、当該弁体の軸方向の移動を規制する突き当て部を前記作動軸に設けた。

【0023】

すなわち、弁体を圧入部分に圧入した際には、テーパ部の縮径側に位置する前記弁体の先端が作動軸に設けられた突き当て部に当接することで、前記弁体の軸方向への移動が規制され、位置決めされる。

【発明の効果】

【0024】

以上説明したように本発明の請求項１のポペットバルブ圧入構造にあっては、圧入部分に突設された突出部が位置する弁体の圧入部を、通流口の開口縁部に当接する当該弁体周面のシール部と異なる位置に設定したので、前記圧入部と前記シール部とが前記作動軸の軸方向で同位置に設定され前記シール部の真下に前記突出部が配置される従来と比較して、前記弁体の挿入穴の壁面を外側に押圧する前記突出部に起因した前記シール部の変形を抑制することができる。

【0025】

また、前記弁体の周面から前記挿入穴までの肉厚を、前記シール部での肉厚より前記圧入部での肉厚が厚肉となるように設定したので、前記弁体の前記挿入穴の壁面を外側に押圧する前記突出部が薄肉部分に形成された場合と比較して、前記押圧による変形の吸収代を大きくすることができ、当該弁体周面への影響を抑えることができる。

【0026】

これらにより、前記弁体周面の前記シール部での変形を抑えることができ、当該シール部での真円度の精度の確保が容易となり、当該弁体で開閉する通流口でのリーク性能を向上することができる。

【0027】

また、請求項２のポペットバルブ圧入構造においては、突出部を肉厚の大きな方向に複数設けることによって、これら突出部による当該弁体の抜け防止効果を高めることができるとともに、前記弁体周面への影響も抑制することができる。

【0028】

さらに、請求項３のポペットバルブ圧入構造では、弁体を圧入部分に圧入した際には、テーパ部の縮径側に位置する前記弁体の先端が作動軸に設けられた突き当て部に当接することで、前記弁体の軸方向への移動を規制し、当該弁体を位置決めすることができる。

【0029】

これにより、突出部が位置する弁体の圧入部と、通流口の開口縁部に当接する弁体周面のシール部との位置関係を、所定の位置に位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の一の実施の形態を示す説明図である。

【図2】同実施の形態の効果を示す説明図である。

【図3】従来例の電磁弁を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。

【0032】

図１は、本実施の形態にかかるポペットバルブ圧入構造を備えた比例電磁弁１を示す図であり、該比例電磁弁１は、主に内燃機関の燃料供給系統で使用され、燃料の流量を制御するものである。

【0033】

この比例電磁弁１は、金属製円筒状のカバー１１を備えており、該カバー１１は、図中右方側の先端側へ向けて開口した容器状に形成されている。該カバー１１の基端面１２には、凸部１３が膨出形成されており、当該カバー１１は前記凸部１３が構成する小径部１４と大径部１５とによって構成されている。該大径部１５には、ボビン１６にコイル１７が巻回されてなるソレノイド１８が内嵌されており、該ソレノイド１８の先端側には、中間部材１９及び抜け止め部材２１が配設されている。該抜け止め部材２１は、前記カバー１１にカシメ構造等で固定されており、前記ソレノイド１８等の内蔵部品の不用意な離脱を防止できるように構成されている。

【0034】

前記ソレノイド１８の基端側には、当該ソレノイド１８で励磁されるコア３２が内嵌されており、該コア３２は、その基端部が前記小径部１４に内嵌した状態で前記カバー１１に固定されている。また、前記ソレノイド１８の先端側には、ヨーク３１の一部が内嵌されており、当該ヨーク３１の端部は、前記コア３２から離間するとともに当該コア３２に対向して配置されている。該ヨーク３１の他端部は、前記抜け止め部材２１に内嵌しており、該抜け止め部材２１を介して前記カバー１１に磁気的に接続されている。このヨーク３１には、ノズル部材３３の基端部３４が内嵌された状態で固定されている。

【0035】

前記コア３２と前記ヨーク３１との間には、プランジャー４１が軸方向へ移動自在に収容されており、該プランジャー４１には、作動軸４２が挿通した状態で固定されている。前記プランジャー４１より基端側へ延出した前記作動軸４２は、第一軸受け４３を介して前記コア３２に移動自在に支持されており、前記プランジャー４１より先端側へ延出した前記作動軸４２は、第二軸受け４４を介して、前記ノズル部材３３の前記基端部３４に移動自在に支持されている。

【0036】

このノズル部材３３は、前記基端部３４より先端側に大径の鍔部５１が形成されており、該鍔部５１の先端側には、油圧回路等に挿入される小径のノズル部５２が形成されている。当該ノズル部材３３には、長さ方向に貫通する貫通穴５３が設けられており、該貫通穴５３の中途部には、内側へ突出したリング部５４によって縮径部分が形成されている。これにより、前記貫通穴５３は、前記リング部５４より基端側の基端側弁室５５と、先端側の先端側弁室５６とが形成されており、前記基端側弁室５５は、出力ポート５７を介して外部へ連通している。

【0037】

前記リング部５４で包囲された通流口６１は、その内径寸法が先端側から基端側へ向かうに従って縮径するように構成されており、当該リング部５４には、すり鉢状の傾斜面６２が形成されている。該傾斜面６２の基端側には、中心軸と平行な内面を有する平行穴６３が設けられており、該平行穴６３と前記傾斜面６２との交差部分は、当該通流口６１の開口縁部を構成するとともに、弁体が離着座する弁座部６４を構成している。

【0038】

一方、前記作動軸４２の先端部には、小径の圧入ピン７１が一体形成されており、該圧入ピン７１は、前記通流口６１を挿通する長さに設定されている。前記圧入ピン７１の基端側の部位には、側方へ突出した突き当て部７２が一体形成されており、該突き当て部７２より先端側には、側方へ突出した基端側突出部７３が形成されている。該基端側突出部よりさらに先端側には、側方へ突出した先端側突出部７４が前記基端側突出部７３から離間して配設されている。

【0039】

この圧入ピン７１には、金属製のポペットバルブ８１が先端側から圧入された状態で固定されている。該ポペットバルブ８１は、一端側から他端側へ向けて外形寸法が縮径する略テーパ状のテーパ部８２と、該テーパ部８２の基端に形成された円柱状の円柱部８３と、該円柱部８３の端面より先端側へ延出した小径円柱部８４とによって構成されており、当該ポペットバルブ８１には、前記圧入ピン７１が圧入される長さ方向に貫通した挿入穴８５が設けられている。この挿入穴８５で形成された前記テーパ部８２の端部には、円形リング状の一端面８６が形成されており、当該ポペットバルブ８１を前記圧入ピン７１に圧入した状態で、前記テーパ部８２の縮径側に位置する前記一端面８６が前記突き当て部７２に当接して当該ポペットバルブ８１の前記圧入ピン７１での軸方向への挿入位置が規制されるように構成されている。

【0040】

また、前記挿入穴８５の内径寸法は、前記圧入ピン７１の外形寸法とほぼ同寸法に設定されており、前記ポペットバルブ８１を前記圧入ピン７１に圧入した圧入状態では、前記各突出部７３，７４が前記挿入穴８５の内側面に圧接されるように構成されている。

【0041】

前記圧入状態において、図２にも示したように、前記弁座部６４に当接する前記ポペットバルブ８１周面のシール部９１と、前記基端側突出部７３が位置する前記基端側圧入部９２とは、前記作動軸４２の軸方向にて異なる位置に設定されており、前記ポペットバルブ８１周面から前記挿入穴８５までの肉厚が、前記シール部９１での肉厚より前記基端側圧入部９２での肉厚が厚肉となるように設定されている。また、前記圧入状態において、前記ポペットバルブ８１周面から前記挿入穴８５までの肉厚が、前記シール部９１での肉厚より、前記先端側突出部７４が位置する前記先端側圧入部９３での肉厚が厚肉となるように設定されている。そして、前記シール部９１での肉厚より肉厚の大きな方向、すなわち図中右側に前記基端側及び先端側突出部７３，７４が設けられている。

【0042】

前記圧入状態において、前記テーパ部８２の縮径側に位置する前記一端面８６から前記弁座部６４に当接する前記シール部９１までの軸方向での離間距離Ｒ１より、前記一端面８６から前記基端側圧入部９２までの軸方向での基端側圧入代Ｒ２が長くなるように設定されており、前記一端面８６から前記先端側圧入部９３までの軸方向での先端側圧入代Ｒ３がさらに長くなるように設定されている。

【0043】

そして、前記ポペットバルブ８１の前記小径円柱部８４の外周部には、コイルスプリング１０１が設けられており、該コイルスプリング１０１の一端は、前記テーパ部８２の端面に当接している。このコイルスプリング１０１は、前記貫通穴５３が構成する入力ポート１０２に固定された抜け止め１０３と前記ポペットバルブ８１との間に弾持されており（図１参照）、当該コイルスプリング１０１によって前記作動軸４２は、基端側へ付勢されている。

【0044】

これにより、前記ソレノイド１８への通電を遮断した非通電時には、前記コイルスプリング１０１の付勢力によって前記作動軸４２に設けられた前記ポペットバルブ８１が基端側に付勢され、前記シール部９１が前記弁座部６４に密着して前記通流口６１を閉鎖した閉弁状態１１１を形成できるように構成されており、前記入力ポート１０２から前記出力ポート５７へのオイルの通流を阻止できるように構成されている。

【0045】

また、前記ソレノイド１８に加えられる電流が制御された制御時には、前記作動軸４２に設けられた前記ポペットバルブ８１の先端側への移動量を制御することで、前記弁座部６４と前記シール部９１間に形成される間隙面積を調整できるように構成されており、これにより前記入力ポート１０２から前記出力ポート５７へのオイルの通流を制御する制御状態１２１を形成できるように構成されている。

【0046】

以上の構成にかかる本実施の形態において、ポペットバルブ８１の挿入穴８５に作動軸４２の圧入部分である圧入ピン７１を圧入する際には、該圧入ピン７１に突設された各突出部７３，７４が前記ポペットバルブ８１の前記挿入穴８５を押し広げながら移動する。

【0047】

そして、前記ポペットバルブ８１に前記圧入ピン７１を圧入した圧入状態においては、該圧入ピン７１に突設された各突出部７３，７４が位置する前記ポペットバルブ８１の各圧入部９２，９３は、当該ポペットバルブ８１が開閉する通流口６１の開口縁部が構成する弁座部６４に当接する当該ポペットバルブ８１周面のシール部９１と異なる位置に設定されている。

【0048】

このため、図２中左方に示したように、前記各圧入部９２，９３と前記シール部９１とが前記作動軸４２の軸方向で同位置に設定され、前記シール部９１の真下に前記基端側突出部７３が配置される場合と比較して、前記ポペットバルブ８１の前記挿入穴８５の壁面を外側に押圧する前記基端側突出部７３に起因した前記シール部９１の変形を抑制することができる。

【0049】

また、前記ポペットバルブ８１の周面から前記挿入穴８５までの肉厚は、前記シール部９１での肉厚より前記基端側圧入部９２での肉厚が厚肉となるように設定されている。

【0050】

このため、前記ポペットバルブ８１の前記挿入穴８５の壁面を外側に押圧する前記基端側突出部７３が薄肉部分に形成される場合と比較して、前記押圧による変形の吸収代が大きくなり、当該ポペットバルブ８１周面への影響を抑えることができる。

【0051】

さらに、前記ポペットバルブ８１のテーパ部８２の縮径側に位置する一端面８６から前記基端側圧入部９２までの軸方向での基端側圧入代Ｒ２を、前記一端面８６から前記シール部９１までの軸方向での離間距離Ｒ１より、十分に長く設定したので、前記基端側突出部７３通過時に生じ得る変形の復元を可能とするとともに、前記基端側圧入部９２にて前記ポペットバルブ８１周面で生じた変形の前記シール部９１への影響を防止することができる。

【0052】

これらにより、前記ポペットバルブ８１周面の前記シール部９１での変形を抑えることができ、当該シール部９１での真円度の精度の確保が容易となり、前記ポペットバルブ８１で開閉する前記通流口６１でのリーク性能を向上することができる。

【0053】

また、前記各突出部７３，７４は、ポペットバルブ８１において肉厚の大きな先端側に複数設けられており、これら突出部７３，７４による当該ポペットバルブ８１の不用意な抜け防止効果を高めることができるとともに、前記ポペットバルブ８１周面への影響も抑制することができる。

【0054】

さらに、前記ポペットバルブ８１を前記圧入ピン７１に圧入した際には、前記ポペットバルブ８１のテーパ部８２の縮径側に位置する前記ポペットバルブ８１の一端が作動軸４２に設けられた突き当て部７２に当接することで、前記ポペットバルブ８１の軸方向への移動を規制し、当該ポペットバルブ８１を位置決めすることができる。

【0055】

これにより、前記各突出部７３，７４が位置するポペットバルブ８１の各圧入部９２，９３と、前記通流口６１の弁座部６４に当接するポペットバルブ８１周面の前記シール部９１との位置関係を一定位置に保つことができる。

【0056】

なお、本実施の形態では、内燃機関の燃料供給系統における燃料の流量制御用に前記比例電磁弁１を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば油圧回路の流量制御に用いる流量制御用の比例電磁弁１として用いても良い。

【符号の説明】

【0057】

１ 比例電磁弁
４２ 作動軸
６１ 通流口
６４ 弁座部
７１ 圧入ピン
７２ 突き当て部
７３ 基端側突出部
７４ 先端側突出部
８１ ポペットバルブ
８２ テーパ部
８５ 挿入穴
９１ シール部
９２ 基端側圧入部
９３ 先端側圧入部
１１１ 閉弁状体
１２１ 制御状態

【図1】

【図2】

【図3】