CN1576612A - 带滤油器的油道转换阀 - Google Patents

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Abstract

一种油道转换阀(10)，形成在其圆筒套管(15)上的油孔(11，17，18)覆盖有各自的滤油器(40)。滤油器通过卷绕弹性金属条带而形成为筒形，该金属条带具有形成在其上面的多个过滤孔(41)。滤油器由于自身的弹性紧密地绕圆筒套管(15)的外周紧贴。在滤油器筒(40)的重叠端(42，43)的一个重叠端或全部重叠端上，形成有接触部分(44，45)，使得接触部分与另一个重叠端啮合，以阻止滤油器筒被来自滤油器内部而作用于其上的油压所扩大。滤油器可确保阻止外来颗粒进入套管(15)，该滤油器覆盖着与其紧密接触的油孔。

Description

带滤油器的油道转换阀
技术领域
本发明涉及一种用于转换油道的阀，更具体地说涉及一种使用在所述阀当中的滤油器，用于防止包含在油当中的外来颗粒进入转换阀中。
背景技术
这种类型的阀的示例公开在JP-A-2000-346006当中。具有预定油压的油通过油道转换阀被供应给致动器，例如用于内燃机的可变阀正时机构。通过对油道进行转换，油被供应给用于提前阀正时的腔室或用于滞后阀正时的腔室。该阀包括阀部分和驱动部分，该驱动部分用于电磁驱动包含在阀部分中的阀体。在这种类型的阀中，有必要阻止包含在油当中的外来颗粒进入阀的内部空间。为此目的，在传统的阀装置中，在连接阀和内燃机的油道中布置有一个滤油器。
在传统的阀装置中，很难阻止在滤油器和阀之间的油道中所产生的外来颗粒进入阀腔室中。因此，优选将滤油器布置在尽可能靠近阀的位置。然而，由于管路布置方面的限制，不能够自由地选择滤油器的位置。
发明内容
基于上述问题而提出本发明，本发明的目的是提供一种改进的油道转换阀，在其中滤油器可以被容易地布置在最靠近阀腔室的位置处。
根据本发明的油道转换阀，例如用于对内燃机可变阀正时机构(VVT)的致动器中的油压进行控制。包含在油箱中的油被油泵向上泵送且加压，受压的油通过阀的入口孔被供应到阀中。供应给阀的油，通过阀的第一致动器孔被送至VVT致动器的第一腔室，或者通过阀的第二致动器孔被送至VVT致动器的第二腔室。该阀用于选择性地转换油道。
本发明的阀包括一个圆筒套管和一个阀体；该套管具有入口孔和多个致动器孔，该阀体可滑动地布置在套管中且被电磁驱动，用于转换油道。入口孔和多个致动器孔覆盖有各自的滤油器以阻止包含在油中的外来颗粒进入套管中，其中油通过所述入口孔和多个致动器孔流入和流出。滤油器通过卷绕具有多个过滤孔的弹性金属条带而制成。当金属条带被卷绕时，金属条带的两端彼此重叠，从而形成内重叠部分和外重叠部分。卷绕后的滤油器的直径被制成小于套管的直径，使得滤油器由于自身的弹性绕圆筒套管外周而紧贴，其中滤油器环绕该套管而布置。
在一个或两个重叠端上形成有接触部分，使得接触部分与另一个重叠端啮合。这样，可以阻止滤油器筒被来自滤油器内部而作用于其上的油压所扩大。靠近重叠部分形成有朝向滤油器直径减少方向而进一步偏压滤油器筒的偏压部分。接触部分可以形成为三角形形状，并朝向另一个重叠部分突伸。接触部分被制成具有一个曲率，该曲率与卷绕成圆筒形的滤油器筒的曲率不同，以确保两个重叠部分之间的紧密接触。在靠近主接触部分处形成有一个或多个辅助接触部分，以增强两个重叠部分之间的紧密接触。
根据本发明，滤油器可以容易地被布置，以覆盖油道转换阀的油孔，从而滤油器可以确保阻止包含在油中的外来颗粒进入阀中。通过参考附图和优选实施例，可以更好地理解本发明的其他目的和特征。
附图说明
图1是一个沿图2中I-I线截取的剖视图，显示包括本发明第一实施例滤油器的油道转换阀；
图2是显示整个阀装置的示意图；
图3是一个放大的侧视图，显示了在其中布置滤油器的阀的小径部分；
图4是显示本发明第二实施例的滤油器的剖视图；
图5是显示本发明第三实施例的滤油器的剖视图；
图6是一个沿图2中I-I线截取的剖视图，显示包括本发明第四实施例滤油器的油道转换阀；
图7A是显示本发明第五实施例的滤油器的平面图；
图7B是一个从图7A中的VIIB方向所视的侧视图，显示图7A中所示的滤油器；
图8是一个显示小径部分的放大侧视图，其中在该小径部分中布置有图7A所示的滤油器。
具体实施方式
以下将参考附图1-3来描述本发明的第一实施例。首先参考图2来描述整个阀装置，其中使用了油道转换阀10(以下也称作阀)。阀10用于内燃机的可变阀正时机构(VVT)的控制操作。
在油箱1中的油通过油道21被向上泵送，且被泵2加压。受压的油通过入口孔11被引导至阀10中，并通过致动器孔17、18被进一步供应给VVT的致动器。油通过排出孔12被排出，并通过油道22返回到油箱1。阀10包括阀部分13和驱动部分14。阀部分13包括圆筒套管15和可滑动地位于套管15当中的阀体16(如图1所示)。套管15具有入口孔11和致动器孔17、18。致动器孔17通过油道23连接到使VVT提前的致动器提前腔室上，另一个致动器孔18通过油道24连接到使VVT滞后的致动器滞后腔室上。
驱动部分14在其中包含有柱塞和用于驱动该柱塞的线圈。通过连接器19供电来使该线圈通电。柱塞的一端邻接阀体16，以在线圈通电时朝图2中向左的方向驱动该阀体。阀体16由弹簧向右偏压。阀体16根据供应给线圈的电能而位于套管15内的适当位置，进而使致动器孔17、18中的任一个与入口孔11相通。这样，油可以选择性地供给VVT的提前腔室或滞后腔室。
圆筒形套管15具有三个小径部分32和三个具有较大直径的法兰31。法兰31用来限定小径部分32的轴向长度。入口孔11和致动器孔17、18朝向各个小径部分32的外周而开口。圆筒形的滤油器40环绕每个小径部分32的外周而布置，以覆盖孔11、17和18。滤油器40由薄的弹性金属板制成，其上面均匀地形成有多个孔41(参见图3)。过滤孔的直径为“d”。
现在参考图1和3来详细描述滤油器40。尽管将在下面描述覆盖致动器孔17的滤油器40，但覆盖入口孔11和致动器孔18的其他滤油器40也是相同的。如图1所示，宽度为Lf(参考图3)的金属条带被卷绕，并环绕小径部分32的外周而布置。金属条带的第二端在金属条带的第一端上重叠，从而形成了内重叠部分43和外重叠部分42。重叠部分42、43在周向上的长度可以任意地设置成适当的长度。
内重叠部分43和外重叠部分42分别包括接触部分45、44。内重叠部分43的接触部分45向外突伸，以和外重叠部分42啮合；而外重叠部分42的接触部分44向内突伸，以和内重叠部分43啮合。因此，阻止了油流经重叠部分43、42，即包含在油当中的外来颗粒不会流经重叠部分43、42。接触部分45、44两者都通过弯曲形成滤油器40的金属条带的两端而形成。当扩大滤油器40直径的力作用在滤油器40上时，滤油器40的周向长度趋向于扩展，进而使得啮合的接触部分45、44进一步紧固地彼此啮合在一起。因此，可以阻止滤油器40的直径被扩大。
如图1所示，在滤油器40的一个部分上形成有偏压部分46。偏压部分46用于在减少滤油器40直径的方向上向滤油器40施加偏压力。换句话说，滤油器40环绕在套管15的外周而布置，以通过偏压力与其进一步紧密接触，且偏压力阻止滤油器40的直径被内部的油压所扩大。
如图3所示，在小径部分32的两个轴端处形成有小台阶33。小台阶33的直径稍微大于小径部分32的直径。滤油器40在小台阶33的两个轴端处受到支承。结果使得，在小径部分32和滤油器40之间形成了小的周向空间。油流经该小的周向空间，进而油不仅在布置致动器孔17的部位处流经滤油器40，而且还在其他所有的部分处流经滤油器40。因此，滤油器40的所有周向区域都用作了过滤表面。
如图3所示，滤油器40的轴向长度Lf稍微小于法兰31之间的距离Ls，使得滤油器40可以容易地布置在法兰31之间的空间内。然而，Ls和Lf要使得滤油器40的一个轴端和法兰31之间的间隙D不大于过滤孔41的直径d，从而不能够穿过过滤孔41的外来颗粒也不会穿过间隙D。滤油器40的轴向长度Lf要使得，即使滤油器40的一个轴端接触法兰31，间隙D也总是小于孔尺寸d。换句话说，轴向长度Lf要满足公式：(Lf+d)＞Ls。
在将具有弹性的薄金属条带卷绕以形成滤油器40之后，滤油器40环绕在小径部分32的外周而布置。逆着卷绕后滤油器40的弹性，形成内重叠部分43的第一端和形成外重叠部分42的第二端之间的距离被强行扩大，从而小径部分32通过了滤油器40的被扩大开口。在套管15放置在滤油器40内之后，释放扩大滤油器40开口的力。这样，滤油器40环绕小径部分32的外周而放置，并由于滤油器40自身的弹性而与其紧密接触。
以下将总结上述第一实施例所具有的优势。包括接触部分44、45和偏压部分46的滤油器40，可以由具有过滤孔41的单个金属条带整体制成。因此，滤油器40的制造过程很简单。因为滤油器40由弹性金属板制成，可以不使用其他部件而靠其自身的弹性紧密得连接到套管15的外周上。由于偏压部件46的偏压力，滤油器40进一步紧密地接触套管15的外周。当油压朝向扩大滤油器40直径方向而作用于滤油器40时，由于接触部分44、45彼此啮合，可以阻止滤油器40被扩大。
因为滤油器40绕与其相接触的套管15而布置，即在最靠近阀10的位置绕套管15而布置，以覆盖入口孔11和致动器孔17、18，所以可以确保阻止在连接阀10和VVT致动器的油道23、24中产生的外来颗粒进入阀10。此外，覆盖入口孔11的滤油器40可以确保包含在油箱1和油道21当中的外来颗粒进入阀10。
此外，由于间隙D被制成小于过滤孔41的直径d，外来颗粒不能够通过在法兰31和滤油器40的轴端之间的间隙D进入阀10。并且，由于接触部分44、45彼此啮合，阻止了外来颗粒通过重叠部分42、43进入阀10。
以下参考附图4来描述作为本发明第二实施例的滤油器50。在该实施例中，通过对第一实施例中的滤油器40进行轻微地修改而得到该滤油器50。滤油器50也由薄的弹性金属板制成，包括内重叠部分53和外重叠部分52。以三角形形状朝向内重叠部分53突伸出来的接触部分54，形成在外重叠部分52的第二端(外重叠部分52的端部)附近上。因为接触部分54接触内重叠部分53，所以可以阻止油中的外来颗粒通过重叠部分52、53进入阀10的内部空间。
滤油器50的直径被制成小于小径部分32的直径。为了将滤油器50绕小径部分32的外周布置，强行打开滤油器50的封闭端。在滤油器50绕小径部分32的外周布置之后，其由于自身的弹性而紧固地紧贴到小径部分32的外周上。因此，没有必要提供其他任何的部件来保持滤油器50的位置。
图5所示是本发明第三实施例的滤油器50。通过对第二实施例的形状稍微修改，得到这里所示的第三实施例的滤油器50。即，除了接触部分54之外，在外重叠部分52上形成有两个辅助接触部分57。外重叠部分52的端部、接触部分54、辅助接触部分57依次布置。辅助接触部分57的形状类似于接触部分54的形状，其中该接触部分54的形状是三角形。至少要形成一个辅助接触部分57，但也可以形成多于两个的辅助接触部分57。
如果接触部分54和内重叠部分53之间的接触由于某种原因例如磨耗而变得松弛，辅助接触部分57可以充当接触部分54的隆起(roll)。因此，可以进一步确保保持内重叠部分53和外重叠部分52之间的接触。尽管接触部分54和辅助接触部分57在外重叠部分52上面形成，以使得它们朝向内重叠部分53突伸，但是接触部分54和辅助接触部分57两者都可以在内重叠部分53上面形成，以朝向外重叠部分52突伸。可选地，接触部分54和辅助接触部分57可以在内重叠部分53和外重叠部分52两者上面形成。
如图6所示是本发明第四实施例的滤油器60。在该实施例中，通过和前面所述实施例相同的方式来卷绕薄弹性金属板，来形成滤油器60。然而，滤油器60被卷绕成具有三个不同的曲率。基本上圆筒形的圆筒部分68形成在滤油器60的中间部分，而分别具有不同曲率的一个接触部分64和另一个接触部分65，分别在外重叠部分62和内重叠部分63上形成。接触部分64朝向内重叠部分63弯曲，以与其接触；接触部分65被形成使得朝向外重叠部分62隆起，以与其接触。
在滤油器60布置在套管15上之前，滤油器60的直径被制成小于小径部分32的直径。当滤油器60绕小径部分32布置时，圆筒部分68的曲率变得等于在其上支承滤油器60的小台阶33的曲率。另一方面，接触部分64、65的曲率与小台阶33的曲率不相等。因此，接触部分64接触内重叠部分63，且接触部分65接触外重叠部分62。从而，当滤油器60绕套管15布置时，滤油器60由于自身的弹性紧贴到套管15上，且通过具有彼此不同曲率的接触部分64、65进一步加强了紧贴力。可以确保阻止外来颗粒通过接触部分62、63进入阀10的内部空间。
参考图7A、7B和8来描述本发明的第五实施例60。在该实施例中，滤油器60基本上与第四实施例相同，但是在滤油器60的两个轴侧上额外形成了一对凸起69，如图7B更好地表示。凸起69在外重叠部分62上形成。如图8所示，在法兰31的侧面形成有与凸起69相啮合的凹陷34。凹陷34的位置使得当凸起69与凹陷34啮合时重叠部分62、63并不覆盖致动器孔17。通过使凸起69与凹陷34啮合，可以阻止滤油器60相对于套管15旋转。
因为致动器孔17仅由滤油器60的单层部分所覆盖，即由圆筒部分68所覆盖，流入或流出致动器孔17的油不会流经重叠部分62、63。因此，可以减少在油流动过程中油压的损失。
如上所述描述了覆盖致动器孔17的滤油器，覆盖入口孔11另一个致动器孔18的滤油器也可以类似地形成和布置。在套管15中的各个孔的位置可以进行不同的修改。上述的每个实施例可以单独使用，也可以与其他实施例结合使用。
尽管本发明已经参考前述实施例进行描述和说明，但是很明显地，本技术领域的一般技术人员能够不偏离所附的权利要求所限定的范围，进行各种形式和细节的变化。

Claims (12)

1.一种油道转换阀(10)，包括：
圆筒套管(15)，其具有多个孔(11，17，18)，油通过所述孔流动；
阀体(16)，其可滑动地设置在所述圆筒套管中，所述阀体在套管中被移动，以使得套管的所述多个孔被有选择地打开或关闭，从而转换油道；和
滤油器(40，50，60)，其紧密地环绕圆筒套管(15)的外周以覆盖所述孔，使得阻止包含在油中的外部颗粒进入套管中，其中：
所述滤油器(40，50，60)通过卷绕具有第一端和第二端的条带而形成圆筒形状，其中第二端重叠在第一端上，第一端形成一个内重叠部分(43，53，63)，第二端形成一个外重叠部分(42，52，62)；以及
所述内重叠部分和外重叠部分中的至少任意一个包括一个接触部分(44，45，54，64，65)，该接触部分朝向所述内重叠部分和外重叠部分中的另外一个而突伸。
2.如权利要求1所述的油道转换阀(10)，其中所述内重叠部分(43)和外重叠部分(42)都包括各自的接触部分(44，45)；且当扩大滤油器(40)直径的力作用在滤油器上面时，所述这些接触部分紧固地彼此啮合。
3.如权利要求1所述的油道转换阀(10)，其中所述滤油器(10)包括一个偏压部分(46)，其朝向减少滤油器直径的方向偏压所述滤油器。
4.如权利要求1所述的油道转换阀(10)，其中所述滤油器(40，50，60)在连接到套管上之前被卷绕成圆筒形，使得所述滤油器的直径被制成小于所述套管的直径。
5.如权利要求1-4中任一所述的油道转换阀(10)，其中所述接触部分(44，45)在所述第一端和/或所述第二端的附近形成。
6.如权利要求5所述的油道转换阀(10)，其中在靠近所述接触部分(54)处形成有一个或多个辅助接触部分(57)。
7.如权利要求4-6中任一所述的油道转换阀(10)，其中所述接触部分(54)在所述套管(15)的径向方向上成三角形形状突伸出来。
8.如权利要求4或5所述的油道转换阀(10)，其中形成在重叠部分(62，63)上的接触部分(64，65)，被弯曲成具有一个曲率，该曲率与卷绕成圆筒形状(68)的滤油器的曲率不同。
9.如权利要求1-8中任一所述的油道转换阀(10)，其中在套管上在所述滤油器的两个轴侧处形成有法兰(31)，该法兰的直径大于套管(15)外周的直径，其中所述滤油器环绕所述套管的外周而布置；以及
所述滤油器(40)的轴侧和法兰(31)之间的间隙(D)小于形成在所述滤油器中的孔(41)的直径(d)。
10.如权利要求9所述的油道转换阀(10)，其中在所述滤油器(60)的轴侧上形成有一个凸起(69)，在法兰(31)的面向所述滤油器轴侧的轴向侧壁上形成有一个凹陷(34)；以及
所述凸起(69)与所述凹陷(34)啮合，使得所述滤油器(60)不会绕套管(15)的外周旋转。
11.如权利要求10所述的油道转换阀(10)，其中所述凸起(69)在所述外重叠部分(62)的两个轴侧上形成。
12.如权利要求1所述的油道转换阀(10)，其中所述滤油器(40)由弹性材料制成；所述外重叠部分(42)由于弹性材料的弹性朝向所述内重叠部分(43)偏压，使得所述滤油器(40)紧密地绕圆筒套管(15)的外周紧贴。
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