DE10213834A1 - Solenoidventil mit verbesserter magnetischer Anziehungskraft - Google Patents

Solenoidventil mit verbesserter magnetischer Anziehungskraft

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DE10213834A1 DE2002113834 DE10213834A DE10213834A1 DE 10213834 A1 DE10213834 A1 DE 10213834A1 DE 2002113834 DE2002113834 DE 2002113834 DE 10213834 A DE10213834 A DE 10213834A DE 10213834 A1 DE10213834 A1 DE 10213834A1
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Futoshi Kawamura
Yoshiyuki Murao
Masahiko Ochiai
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Abstract

Bei einem Solenoidventil ist ein Nabenabschnitt (152c) einstückig mit einem Anziehungsabschnitt (152a) eines Statorkerns (152) an einer Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts (152a) ausgebildet. Der Nabenabschnitt (152c) hat eine abgeschrägte Außenumfangsfläche (52a) und eine abgeschrägte Innenumfangsfläche (52b). Ein Tauchkolben (106) hat einen Verbindungskanal (161), der sich durch den Tauchkolben (106) im Allgemeinen entlang einer Mittelachse des Tauchkolbens (106) erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Solenoidventil, das einen Schieber (Tauchkolben) hat, der hin- und her bewegbar gestützt ist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein solenoidbetätigtes Öldruck-Steuerventil, das einen Öldruck von einer Öldruckquelle bezüglich einer Verzögerungsöldruckkammer (Kammern) und einer Vorrückungsöldruckkammer (Kammern) eines Einlass/Auslassventilmechanismusses mit variabler Zeitgebung wahlweise zuführt oder aus diesen auslässt, der eine Ventilzeitgebung von zumindest einem Einlassventil oder einem Auslassventil einer Verbrennungskraftmaschine ändert.
Die ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-38126, die ungeprüfte Deutsche Patentoffenlegungsschrift Nr. 195 04 185 sowie die ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-118062 offenbaren ein Solenoidventil, das einen Schieber (Tauchkolben) hat, der hin- und herbewegbar gestützt ist. Das Solenoidventil hat des weiteren eine Spule, eine Feder, einen Stator und ein Schieberstützelement. Die Spule erzeugt eine magnetische Durchflutung zum Anziehen des Schiebers in einer der Hin- und Herbewegungsrichtungen des Schiebers. Die Feder erzeugt eine Druckkraft zum Drücken des Schiebers in der anderen von den Hin- und Herbewegungsrichtungen des Schiebers. Der Stator bildet einen magnetischen Kreis zusammen mit dem Schieber, und er hat einen Anziehungsabschnitt zum Anziehen des Schiebers. Das Schieberstützelement ist radial innerhalb des Stators angeordnet und stützt den Schieber hin- und herbewegbar.
Darüber hinaus offenbart die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-187979 auch ein derartiges Solenoidventil. Bei dem in der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-187979 offenbarten Solenoidventil ist ein distales Ende des Schiebers (Tauchkolben) abgeschrägt. Aufgrund des abgeschrägten distalen Endes ist ein Kontaktflächeninhalt zwischen dem Schieber und dem becherförmigen nicht-magnetischen Körper (Tauchkolbenführung) reduziert, und somit wird ein größerer reibungsbedingter Verschleiß an der Kontaktfläche zwischen dem Schieber und dem nicht-magnetischen Körper erzeugt. Darüber hinaus bewirkt das abgeschrägte distale Ende des Schiebers eine höhere Gefahr bezüglich eines Eindringens von Fremdkörpern und Staub zwischen dem Schieber und dem nicht-magnetischen Körper, wodurch ein nicht korrekter Schiebevorgang des Schiebers hervorgerufen wird.
Darüber hinaus besteht der nicht-magnetische Körper aus dünnem rostfreiem Stahl, um so eine magnetische Wirkung zu verbessern. Falls eine Wanddicke des nicht-magnetischen Körpers vergrößert ist, um die Festigkeit des nicht-magnetischen Körpers zu verbessern, dann ist daher die magnetische Wirkung reduziert. Deswegen muss der nicht-magnetische Körper eine dünne Wand haben, um eine stabile Anziehungskraft für den Schieber vorzusehen, auch wenn dies ein erhöhtes Risiko einer Beschädigung des nicht-magnetischen Körpers durch die zwischen dem Schieber und dem nicht-magnetischen Körper erzeugte Reibung hervorruft. Um die Reibung zwischen dem Schieber und dem nicht- magnetischen Körper zu reduzieren, kann die Schräge von dem abgeschrägten distalen Ende des Schiebers entfernt werden.
Jedoch bewirkt die Beseitigung der Schräge von dem abgeschrägten distalen Ende des Schiebers eine Reduzierung der stabilen Anziehungskraft für den Schieber.
Darüber hinaus offenbaren die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-244984 sowie die deutsche ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 195 04 185 ein anderes Solenoidventil. Das Solenoidventil hat ein Ventilelement, das sich zusammen mit einem Schieber hin- und herbewegt, um Fluidkanäle zu öffnen und zu schließen oder um eine Fluidströmung in den Fluidkanälen zu vergrößern und zu verringern.
Jedes der in der ungeprüften Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-244984 und der ungeprüften Deutschen Patentoffenlegungsschrift Nr. 195 04 185 offenbarten Solenoidventilen hat einen Entlastungskanal, der in dem Schieber vorgesehen ist. Der Entlastungskanal ist mit Räumen in Verbindung, die angrenzend an entgegengesetzten axialen Enden des Schiebers angeordnet sind. Somit kann der Verbindungskanal eine Erzeugung einer übermäßigen Druckdifferenz zwischen den Räumen unterdrücken und er ermöglicht eine behutsame axiale Bewegung des Schiebers.
Die ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-244984 offenbart insbesondere den Entlastungskanal in der Gestalt einer Spiralnut, die sich entlang einer äußeren Umfangsfläche des Schiebers zwischen den axialen Enden des Schiebers erstreckt. Die ungeprüfte Deutsche Patentoffenlegungsschrift Nr. 195 04 185 offenbart den Entlastungskanal in der Gestalt eines axialen Kanals, der sich zwischen den axialen Enden des Schiebers nahe einer äußeren Umfangsfläche des Schiebers erstreckt. Bei derartigen Entlastungskanälen ist es nicht möglich, die Erzeugung einer übermäßigen Druckdifferenz zwischen den Räumen zu unterdrücken, die jeweils an entgegengesetzten axialen Enden des Schiebers vorgesehen sind.
Jedoch ist der in der ungeprüften Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-244984 offenbarte Entlastungskanal und der in der ungeprüften Deutschen Patentoffenlegungsschrift Nr. 195 04 185 offenbarte Entlastungskanal an oder nahe der äußeren Umfangsfläche des Schiebers vorgesehen, so dass ein magnetischer Widerstand in dem Schieber vergrößert ist, der einen Teil eines magnetischen Kreises bildet und somit ist eine magnetische Durchlässigkeit des Schiebers reduziert, was eine Reduzierung der magnetischen Permeabilität zum Anziehen des Schiebers hervorruft.
Die vorliegende Erfindung richtet sich an die vorstehend genannten Nachteile. Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Solenoidventil vorzusehen, das für eine verbesserte magnetische Anziehungskraft zum Anziehen eines Schiebers sorgt. Es ist ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, ein Solenoidventil vorzusehen, das eine Möglichkeit zum Eindringen von Fremdkörpern und Staub zwischen einem Schieber und einem nicht-magnetischen Körper reduzieren kann, ohne dass eine magnetische Anziehungskraft zum Anziehen des Schiebers reduziert wird.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein Solenoidventil vorgesehen, das einen Schieber, eine Feder, eine Spule, ein erstes Statorsegment, ein zweites Statorsegment und einen nicht-magnetischen Körper aufweist. Der Schieber ist axial hin- und herbewegbar. Die Feder erzeugt eine Druckkraft zum Drücken des Schiebers in einer ersten axialen Richtung des Solenoidventils. Die Spule erzeugt eine magnetische Durchflutung zum Anziehen des Schiebers in einer zweiten axialen Richtung, die entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung ist. Das erste Statorsegment hat einen Anziehungsabschnitt und einen Nabenabschnitt. Der Anziehungsabschnitt liegt dem Schieber axial gegenüber und zieht den Schieber in der zweiten axialen Richtung bei einer Erzeugung einer magnetischen Durchflutung durch die Spule an. Der Nabenabschnitt steht axial von einer Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts zu dem Schieber vor. Der Nabenabschnitt hat eine abgeschrägte Außenumfangsfläche und eine abgeschrägte Innenumfangsfläche. Das zweite Statorsegment bildet zusammen mit dem Schieber und dem ersten Statorsegment einen magnetischen Kreis. Das zweite Statorsegment hat einen Röhrenabschnitt. Der Röhrenabschnitt des zweiten Statorsegments ist von dem Nabenabschnitt axial beabstandet, und er ist zumindest teilweise radial außerhalb des Schiebers angeordnet. Der nicht-magnetische Körper ist zumindest teilweise radial innerhalb des Röhrenabschnitts des zweiten Statorsegments so angeordnet, dass er den Schieber in sich gleitbar stützt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann der Schieber durch jenen Schieber ersetzt werden, der axial hin- und herbewegbar ist und einen Verbindungskanal aufweist, der sich durch den Schieber hindurch im Allgemeinen entlang einer Mittelachse des Schiebers erstreckt. Der Verbindungskanal des Schiebers ist zumindest mit einem ersten Seitenraum in Verbindung, der sich an einer ersten axialen Seite des Schiebers befindet, und er ist außerdem mit zumindest einem zweiten Seitenraum in Verbindung, der sich an einer zweiten axialen Seite des Schiebers befindet. Darüber hinaus kann das erste Statorsegment des vorstehend beschriebenen Aufbaus durch jenes erste Statorsegment ersetzt werden, das einen Anziehungsabschnitt aufweist. Der Anziehungsabschnitt liegt dem Schieber axial gegenüber und zieht den Schieber in der zweiten axialen Richtung bei einer Erzeugung einer magnetischen Durchflutung durch die Spule an. Außerdem kann das zweite Statorsegment durch jenes zweite Statorsegment ersetzt werden, das einen magnetischen Kreis zusammen mit dem Schieber und dem ersten Statorsegment bildet und einen Röhrenabschnitt hat. Der Röhrenabschnitt des zweiten Statorsegments ist zumindest teilweise radial außerhalb des Schiebers angeordnet.
Die Erfindung wird zusammen mit ihren weiteren Gesichtspunkten, Merkmalen und Vorteilen aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht des solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils;
Fig. 3A zeigt eine Querschnittsansicht eines Statorkerns des solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils;
Fig. 3B zeigt eine Querschnittsansicht einer Tauchkolbenführung des solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils;
Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Anziehungskraft, die zwischen einem Statorkern und einem Tauchkolben erzeugt wird, und einer Hubversetzung des Tauchkolbens für verschiedene äußere Schrägungswinkel eines Nabenabschnitts eines Statorkerns;
Fig. 5 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Anziehungskraft, die zwischen einem Statorkern und einem Tauchkolben erzeugt wird und einer Hubversetzung eines Tauchkolbens für verschiedene innere Schrägungswinkel des Nabenabschnitts des Statorkerns;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Solenoidventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 zeigt eine ausschnittartige Querschnittsansicht eines Spulenkörpers des Solenoidventils;
Fig. 8 zeigt eine ausschnittartige Querschnittsansicht einer Abwandlung des Spulenkörpers;
Fig. 9 zeigt eine ausschnittartige Querschnittsansicht einer anderen Abwandlung des Spulenkörpers;
Fig. 10 zeigt ähnlich wie die Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Solenoidventils bei maximal verzögerter Winkelposition; und
Fig. 11 zeigt ähnlich wie die Fig. 6 und 10 eine Querschnittsansicht des Solenoidventils bei maximal vorgerückter Winkelposition.
Erstes Ausführungsbeispiel
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben. Die Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils 1. Die Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptmerkmals des Steuerventils 1.
Das Steuerventil 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist ein Solenoidventil (Ölsteuerventil oder einfach als OCV abgekürzt), das Öl bezüglich einer Verzögerungsöldruckkammer 2 und einer Vorrückungsöldruckkammer 3 eines Ventileinstellsystems mit linear variabler Zeitgebung wahlweise zuführen oder ablassen kann. Das Ventileinstellsystem mit variabler Zeitgebung ändert die Öffnungszeitgebung und die Schließzeitgebung (Ventilzeitgebung) eines entsprechenden Einlassventils (nicht gezeigt) linear, das zum Beispiel in einem Zylinderkopf einer Viertakt-Kolbenkraftmaschine (Verbrennungskraftmaschine) angeordnet ist, wie zum Beispiel eine Kraftmaschine mit doppelter obenliegender Nockenwelle (DOHC) (die nachfolgend zur Vereinfachung als die Kraftmaschine bezeichnet wird).
Das Ventileinstellsystem mit variabler Zeitgebung hat einen Zeitgebungsrotor (nicht gezeigt), eine Einlassnockenwelle (nicht gezeigt), einen Einlassventilmechanismus mit variabler Zeitgebung, ein Hydraulikschaltsystem und ein Kraftmaschinensteuersystem (nachfolgend einfach als ECU bezeichnet). Der Zeitgebungsrotor dient als ein Gehäuseelement, das durch eine Kurbelwelle (Antriebswelle) der Kraftmaschine gedreht wird. Die Einlassnockenwelle dient als eine angetriebene Welle, die bezüglich des Zeitgebungsrotors drehbar angeordnet ist. Der Einlassventilmechanismus mit variabler Zeitgebung hat einen Flügelrotor (nicht gezeigt). Der Flügelrotor dient als ein Flügelelement, das an der Einlassnockenwelle gesichert ist und an dem Zeitgebungsrotor drehbar aufgenommen ist. Das Hydraulikschaltsystem führt wahlweise den Öldruck zu der Verzögerungsöldruckkammer 2 und der Vorrückungsöldruckkammer 3 des Einlassventilmechanismusses mit variabler Zeitgebung zu, oder es lässt ihn aus diesem aus. Die ECU steuert das Steuerventil 1, das in dem Hydraulikschaltsystem angeordnet ist.
Das Hydraulikschaltsystem hat einen ersten Ölzuführungskanal (Ölkanal an der Seite der Verzögerungsöldruckkammer) 11 und einen zweiten Ölzuführungskanal (Ölkanal an der Seite der Vorrückungsöldruckkammer) 12. Der erste Ölzuführungskanal 11 führt den Öldruck bezüglich der Verzögerungsöldruckkammer 2 zu, oder er lässt ihn aus dieser aus. Der zweite Ölzuführungskanal 12 führt den Öldruck bezüglich der Vorrückungsöldruckkammer 3 zu, oder er lässt ihn aus dieser aus. Der erste und der zweite Ölzuführungskanal 11, 12 sind in dem Zylinderkopf der Kraftmaschine ausgebildet, und sie dienen außerdem als Auslassölkanäle zum Auslassen von Öl aus der Verzögerungsöldruckkammer 2 und der Vorrückungsöldruckkammer 3.
Ein Druckölzuführungskanal (Ölkanal an der Seite der Öldruckquelle) 10 sowie ein erster und ein zweiter Ölauslasskanal (Ölkanäle an der Auslassseite) 14, 15 sind durch in dem Steuerventil 1 ausgebildete Ölkanäle mit dem ersten und dem zweiten Ölzuführungskanal 11, 12 verbunden. Der erste Ölauslasskanal 14 ist der Ölauslasskanal an der Seite der Verzögerungsöldruckkammer zum Auslassen des Öls aus der Verzögerungsöldruckkammer 2. Der zweite Ölauslasskanal 15 ist der Ölauslasskanal an der Seite der Vorrückungsöldruckkammer zum Auslassen des Öls aus der Vorrückungsöldruckkammer 3.
Eine Ölpumpe (Öldruckquelle) 4 ist in dem Druckölzuführungskanal 10 eingefügt. Die Ölpumpe 4 saugt ein Kraftmaschinenöl (das als ein Arbeitsfluid dient) aus einer Ölwanne (Auslass) an, die das Kraftmaschinenöl vorübergehend speichert, und sie lässt das Öl zu verschiedenen Abschnitten der Kraftmaschine ab. Auslassenden des ersten und des zweiten Ölauslasskanals 14, 15 sind mit der Ölwanne in Verbindung. Die Ölpumpe 4 dreht sich synchron mit der Kurbelwelle der Kraftmaschine, um so das Öl zu den verschiedenen Abschnitten der Kraftmaschine in jenen Mengen zu Pumpen, die proportional zu einer Kraftmaschinendrehzahl ist.
Das Steuerventil 1 hat einen Ventilabschnitt und einen Elektromagnetantriebsabschnitt. Der Ventilabschnitt führt den Öldruck der Ölpumpe 4 zu der Verzögerungsöldruckkammer 2 und der Vorrückungsöldruckkammer 3 des Ventilmechanismusses mit variabler Zeitgebung zu oder lässt ihn aus diesem aus, indem ein Spulenkörper (der als ein Ventilelement dient) 6 innerhalb einer Buchse 5 (die als ein Ventilgehäuse dient) hin- und herbewegt wird. Der Elektromagnetantriebsabschnitt erzeugt eine magnetische Anziehungskraft, wenn ihm ein elektrischer Strom zugeführt wird. Das Steuerventil 1 wird auf der Grundlage eines von der ECU zugeführten elektrischen Antriebsstroms gesteuert, um den ersten und den zweiten Ölzuführungskanal 11, 12 mit dem Druckölzuführungskanal 10 und dem ersten und dem zweiten Ölauslasskanal 14, 15 wahlweise zu verbinden.
Der Ventilabschnitt hat die zylindrische Buchse 5 und den Spulenkörper 6. Die Buchse 5 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Ölzuführungskanal 11, 12 und dem Druckölzuführungskanal 10 und dem ersten und dem zweiten Ölauslasskanal 14, 15 angeordnet. Der Spulenkörper 6 ist gleitbar in der Buchse 5 aufgenommen. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist eine Feder 7 zwischen einem distalen Ende der Buchse 5 und einer distalen Endseite des Spulenkörpers 6 vorgesehen. Die Feder 7 dient als eine Schieberdrückeinrichtung zum Erzeugen einer Druckkraft zum Drücken des Spulenkörpers 6 in einer ersten axialen Richtung (nach rechts gemäß der Fig. 1) zu dem Elektromagnetantriebsabschnitt, das heißt zu einer Seite einer maximal verzögerten Winkelposition.
Ein Eingabeanschluss (Zuführungsanschluss) 20 ist an der axialen Mitte der Umfangswand (untere Seite gemäß der Fig. 1) der Buchse 5 ausgebildet und mit dem Druckölzuführungskanal 10 in Verbindung, der an der Seite der Ölpumpe 4 vorgesehen ist. Ein Verzögerungsanschluss (erste Öffnung) 21 ist in der Umfangswand (obere Seite gemäß der Fig. 1) der Buchse 5 ausgebildet und mit dem ersten Ölzuführungskanal 11 an der Seite der Verzögerungsölkammer 2 in Verbindung. Darüber hinaus ist ein Vorrückungsanschluss (22) in der Umfangswand (obere Seite gemäß der Fig. 1) der Buchse 5 ausgebildet und mit dem zweiten Ölzuführungskanal 12 an der Seite der Vorrückungsölkammer 3 in Verbindung. Ein erster sowie ein zweiter Auslassanschluss (erste und zweite Auslassöffnung) 24, 25 sind in der Umfangswand (Fig. 1) der Buchse 5 an der rechten Seite des Eingabeanschlusses 20 und mit dem ersten und mit dem zweiten Ölauslasskanal 14, 15 jeweils in enger Verbindung. Ein ringartiger Vorderwandabschnitt 26 ist an dem einen axialen Ende (distales Ende) der Buchse 5 ausgebildet. Ein Flanschabschnitt 28 ist an dem anderen axialen Ende der Buchse 5 ausgebildet. Der Flanschabschnitt 28 der Buchse 5 ist an einem verstemmten Abschnitt 27 (was später beschrieben wird) des Elektromagnetantriebsabschnitts gesichert.
Der Spulenkörper 6 ist in der Buchse 5 axial hin- und herbewegbar gestützt. Darüber hinaus ist der Spulenkörper 6 koaxial zu einem Tauchkolben 45 (was später beschrieben wird) und einer Welle 46 (was später beschrieben wird) des Elektromagnetantriebsabschnitts. Wenn eine von dem Elektromagnetantriebsabschnitt auf den Spulenkörper 6 aufgebrachte axiale Kraft erhöht wird, um die Druckkraft (Federkraft) der Feder 7 zu überschreiten, die in der ersten axialen Richtung (nach rechts gemäß der Fig. 1) des Steuerventils 1 ausgeübt wird, dann wird der Spulenkörper 6 in einer zweiten axialen Richtung (nach links gemäß der Fig. 1) entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung bewegt. Wenn die Druckkraft (Federkraft) der Feder 7 die von dem Elektromagnetantriebsabschnitt auf den Spulenkörper 6 aufgebrachte axiale Kraft überschreitet, dann wird der Spulenkörper 6 darüber hinaus durch die Feder 7 in der ersten axialen Richtung gedrückt (nach rechts gemäß der Fig. 1).
Erste bis vierte Stegabschnitte sind axial entlang der Außenumfangsfläche des Spulenkörpers 6 von dem rechten Ende bis zu dem linken Ende gemäß der Fig. 1 angeordnet. Ein erster ausgesparter Ölkanal 31 ist in Umfangsrichtung um die Außenumfangsfläche (zwischen dem ersten Stegabschnitt und dem zweiten Stegabschnitt) des Spulenkörpers 6 ausgebildet. Ein zweiter ausgesparter Ölkanal 32 ist in Umfangsrichtung um die Außenumfangsfläche (zwischen dem zweiten Stegabschnitt und dem dritten Stegabschnitt) des Spulenkörpers 6 ausgebildet. Ein dritter ausgesparter Ölkanal 33 ist in Umfangsrichtung um die Außenumfangsfläche (zwischen dem dritten Stegabschnitt und dem vierten Stegabschnitt) des Spulenkörpers 6 ausgebildet. Ein Abschnitt 34 mit kleinem Durchmesser, dessen Außendurchmesser kleiner ist als jener des vierten Stegabschnitts, ist an dem distalen Ende (das linke Ende gemäß der Fig. 1) des Spulenkörpers 6 ausgebildet. Die Feder 7 ist um eine Außenumfangsfläche des Abschnitts 34 mit kleinem Durchmesser herum angeordnet. Ein Verbindungsabschnitt 35, dessen Außendurchmesser kleiner ist als jener des ersten Stegabschnitts, ist an einem hinteren Ende (rechtes Ende gemäß der Fig. 1) des Spulenkörpers 6 ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 hat der Elektromagnetantriebsabschnitt eine Statorkern 41, ein Joch 42, eine Solenoidspule (Spule) 44, einen Tauchkolben 45, die Welle 46 und eine Tauchkolbenführung 47. Der Statorkern 41 dient als ein erstes Statorsegment. Das Joch 42 dient als ein zweites Statorsegment. Die Solenoidspule 44 ist um eine Spulenhaspel 43 gewickelt. Der Tauchkolben 45 dient als ein Schieber (beweglicher Kern), der in der zweiten axialen Richtung (nach links gemäß der Fig. 1) durch die magnetische Durchflutung der Solenoidspule 44 angezogen wird und sich somit bewegt. Die Welle 46 bewegt sich axial zusammen mit dem Hauptkolben 45. Die Tauchkolbenführung 47 nimmt den Tauchkolben 45 hin- und herbewegbar auf. Der Tauchkolben 45 hat einen Verbindungskanal (nicht gezeigt). Der Verbindungskanal des Tauchkolbens 45 ist mit Räumen in Verbindung, die jeweils angrenzend an axialen Enden des Tauchkolbens 45 angeordnet sind, um so eine behutsame Bewegung des Tauchkolbens 45 zu ermöglichen.
Der Statorkern 41 besteht aus einem magnetischen Material, um einen Teil eines magnetischen Kreises zusammen mit dem Tauchkolben 45 und dem Joch 42 zu bilden. Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, hat der Stator 41 einen ringartigen Anziehungsabschnitt 51, einen abgeschrägten Nabenabschnitt 52, einen zylindrischen Wandabschnitt 53 und einen ringartigen Flanschabschnitt 54. Der Anziehungsabschnitt 51 zieht den Tauchkolben 45 in der zweiten axialen Richtung an. Der Anziehungsabschnitt 51 hat ein Aufnahmeloch 51a, das sich axial durch den Anziehungsabschnitt 51 erstreckt und die Welle 46 aufnimmt. Der Nabenabschnitt 52 ist einstückig mit dem Anziehungsabschnitt 51 an einer Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts 51 ausgebildet. Der Nabenabschnitt 52 ist von einer distalen Endfläche eines inneren Röhrenabschnitts 56 (was später beschrieben wird) des Jochs 42 um einen vorbestimmten Abstand axial beabstandet. Der zylindrische Wandabschnitt 53 hat eine zylindrische Form, und er erstreckt sich in der zweiten axialen Richtung von der Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts 51. Der Flanschabschnitt 54 erstreckt sich radial nach außen von einem Ende des zylindrischen Wandabschnitts 53.
Der Nabenabschnitt 52 des Statorkerns 41 ist so abgeschrägt, dass sich ein Außendurchmesser des Nabenabschnitts 52 fortlaufend von der Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts 51 zu dem inneren Röhrenabschnitt 56 verringert, und dass sich ein Innendurchmesser des Nabenabschnitts 52 von der Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts 51 zu dem inneren Röhrenabschnitt 56 vergrößert. Der vorstehend beschriebene Aufbau des Nabenabschnitts 52 reduziert ein Austreten eines magnetischen Flusses aus dem Statorkern 41 zu einer Außenumfangsfläche des Tauchkolbens 45, und er erhöht den Betrag des magnetischen Flusses aus dem Statorkern 41 zu dem gegenüberliegenden axialen Ende des Tauchkolbens 45. Insbesondere ist die Außenumfangsfläche des Nabenabschnitts 52 als eine äußere Schräge 52a ausgebildet, die in einen vorbestimmten Schrägungswinkel abgeschrägt ist. Eine Innenumfangsfläche des Nabenabschnitts 52 ist als eine innere Schräge 52b ausgebildet, die in einem vorbestimmten Schrägungswinkel abgeschrägt ist.
Aus Experimenten wurde herausgefunden, dass die Anziehungskraft, die beim Erregen der Solenoidspule 44 zwischen dem Tauchkolben 45 und dem Statorkern 41 (insbesondere der Anziehungsabschnitt 51 und der Nabenabschnitt 52 des Statorkerns 41) erzeugt wird, ungeachtet einer Hubversetzung des Tauchkolbens 45 im Wesentlichen konstant sein kann, wenn der Schrägungswinkel (äußere Schrägungswinkel) der äußeren Schräge 52a auf einen vorbestimmten Schrägungswinkel θa festgelegt ist, und wenn der Schrägungswinkel (innerer Schrägungswinkel) der inneren Schräge 52b auf einen vorbestimmten Schrägungswinkel θb festgelegt ist. Hierbei ist die Hubversetzung als eine Versetzung (oder eine Distanz) des Tauchkolbens 45 von dessen Anfangsposition (in den Fig. 1 und 2 gezeigt) definiert, wenn der Solenoidspule 44 keine elektrische Leistung zugeführt wird. Insbesondere unter Bezugnahme auf die Fig. 3A, 4 und 5 ist der äußere Schrägungswinkel der äußeren Schräge 52a des Nabenabschnitts 52 auf den Schrägungswinkel θa festgelegt (zum Beispiel 11 bis 18°), der zwischen der Außenumfangsfläche der äußeren Schräge 52a und einer ersten imaginären axialen Linie definiert ist, die sich parallel zu einer Mittelachse des Statorkerns 51 von einem Basiskern der äußeren Schräge 52a erstreckt, wie dies in der Fig. 3A gezeigt ist. Darüber hinaus ist der innere Schrägungswinkel der inneren Schräge 52b des Nabenabschnitts 52 auf den Schrägungswinkel θb festgelegt (zum Beispiel 1 bis 8°), der zwischen der Innenumfangsfläche der inneren Schräge 52b und einer zweiten imaginären axialen Linie definiert ist, die sich parallel zu der Mittelachse des Statorkerns 41 von einem Basisende der inneren Schräge 52b erstreckt, wie dies in der Fig. 3A gezeigt ist. Der äußere Schrägungswinkel θa der äußeren Schräge 52a beträgt vorzugsweise ungefähr 16°, und der innere Schrägungswinkel θb der inneren Schräge 52b beträgt vorzugsweise ungefähr 3°. Darüber hinaus ist zu beachten, dass die in der Fig. 4 gezeigte grafische Darstellung bei einem fixen inneren Schrägungswinkel θb = 3° erhalten wurde, und dass die in der Fig. 5 gezeigte grafische Darstellung bei einem fixen äußeren Schrägungswinkel θa = 16° erhalten wurde.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 besteht das Joch 42 aus einem magnetischen Material und bildet einen Teil eines magnetischen Kreises zusammen mit dem Tauchkolben 45 und dem Statorkern 41. Das Joch 42 hat einen zylindrischen äußeren Röhrenabschnitt 55, den zylindrischen inneren Röhrenabschnitt 56 und einen ringartigen Verbindungsabschnitt 57. Der äußere Röhrenabschnitt 55 bedeckt Außenumfangsabschnitte der Spulenhaspel 43 und der Solenoidspule 44. Der innere Röhrenabschnitt 56 ist zwischen der Außenumfangsfläche des Tauchkolbens 45 und einer Innenumfangsfläche der Spulenhaspel 43 angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 57 verbindet den äußeren Röhrenabschnitt 55 mit dem inneren Röhrenabschnitt 56. Ein Dichtelement 59 ist an einem hinteren Ende des inneren Röhrenabschnitts 56 des Jochs 42 angebracht, um eine Öffnung des inneren Röhrenabschnitts 56 zu schließen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 besteht die Spulenhaspel 43 aus einem vorwiegend aus Harz gegossenen Produkt, das als ein zylindrischer Körper ausgebildet ist. Die Spulenhaspel 43 hat einen zylindrischen Abschnitt und Flanschabschnitte. Die Solenoidspule 44 ist um den zylindrischen Abschnitt der Spulenhaspel 43 mit einer vorbestimmten Anzahl Wicklungen gewickelt. Die Flanschabschnitte der Spulenhaspel 43 sind jeweils an entgegengesetzten Enden des zylindrischen Abschnitts der Spulenhaspel 43 ausgebildet. Wenn der Solenoidspule 44 der Antriebsstrom zugeführt wird, dann erzeugt die Solenoidspule 44 die magnetische Durchflutung zum Anziehen des Tauchkolbens 45 zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 in der zweiten axialen Richtung (in der Hubrichtung). In diesem Zeitraum wird die Versetzung des Tauchkolbens 45 von dessen Anfangsposition auf der Grundlage des Grads der magnetischen Durchflutung bestimmt. Darüber hinaus ist ein Stecker 50 einstückig mit einem freiliegenden Abschnitt eines Gussharzelementes (ein gegossenes Hilfsharzprodukt) 48 vergossen, das aus dem Joch 42 freiliegt. Anschlüsse (Außenverbindungsanschlüsse) 49 zum elektrischen Verbinden der Solenoidspule 44 mit einer Fahrzeugbatterie sind als Einlageteile in den Stecker 50 vergossen.
Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist der Tauchkolben 45 der zylindrische magnetische Körper, der aus einem magnetischen Material besteht und darin ein axiales Loch 60 hat. Ein hinteres Ende der Welle 46 ist mittels einer Presspassung innerhalb des axialen Lochs 60 gesichert. Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist die Welle 46 darüber hinaus koaxial zu dem Tauchkolben 45 und dem Spulenkörper 6 des Ventilabschnitts angeordnet und verbindet den Spulenkörper 6 und den Tauchkolben 45. Ein distales Ende der Welle 46 liegt an dem Verbindungsabschnitt 35 an, der an dem hinteren Ende (rechtes Ende gemäß der Fig. 1) des Spulenkörpers 6 des Ventilabschnitts angeordnet ist. Wenn der Tauchkolben 45 zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 durch die magnetische Durchflutung angezogen wird, die in der Solenoidspule 44 beim Erregen der Solenoidspule 44 erzeugt wird, dann bewegt sich der Spulenkörper 6 des Ventilabschnitts zusammen mit dem Tauchkolben 45 und der Welle 46 in der zweiten axialen Richtung (nach links gemäß der Fig. 1). Wenn darüber hinaus die magnetische Durchflutung der Solenoidspule 44 durch Blockieren der elektrischen Leistungszufuhr zu der Solenoidspule 44 blockiert wird, dann bewegt sich der Spulenkörper 6 zusammen mit dem Tauchkolben 45 und der Welle 46 in der ersten axialen Richtung (nach rechts gemäß der Fig. 1) durch die Druckkraft der Feder 7.
Die Tauchkolbenführung 47 ist ein nicht-magnetischer Körper (becherförmiges Element), das aus einem nicht-magnetischen Material wie zum Beispiel dünner rostfreier Stahl besteht. Wie dies in den Fig. 1 bis 3B gezeigt ist, ist die Tauchkolbenführung 47 in einer vorbestimmten zylindrischen Form mit einem geschlossenen Basisende (Becherform) zum Beispiel durch einen Pressvorgang eines nicht-magnetischen Materials ausgebildet. Die Tauchkolbenführung 47 hat einen Flanschabschnitt 61, einen zylindrischen Umfangswandabschnitt 62 und einen Basiswandabschnitt 63. Der Flanschabschnitt 61 ist zwischen dem Flanschabschnitt der Spulenhaspel 43 und dem Flanschabschnitt 54 des Statorkerns 41 eingeklemmt. Der Umfangswandabschnitt 62 erstreckt sich von einem Innenumfangsende des Flanschabschnitts 61 zu dem hinteren Ende in der axialen Richtung. Der Basiswandabschnitt 63 bedeckt das hintere Ende des Tauchkolbens 45.
Ein Außendurchmesser eines Vorderteils oder eines Abschnitts mit großem Durchmesser 65 des Umfangswandabschnitt 62, der sich an der Vorderseite eines Stufenabschnitts 64 der Umfangswand 62 befindet, ist größer als jener eines hinteren Teils oder eines Abschnitts 66 mit kleinem Durchmesser des Umfangswandabschnitt 62, der sich an der Hinterseite der Stufe 64 der Umfangswand 62 befindet. Der Abschnitt 65 mit großem Durchmesser der Umfangswand 62 ist zwischen einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Wandabschnitts 53 des Statorkerns 41 und einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Spulenhaspel 43 angeordnet. Der Abschnitt 66 mit kleinem Durchmesser der Umfangswand 62 ist zwischen einer Innenumfangsfläche des inneren Röhrenabschnitts 56 des Jochs 42 und der Außenumfangsfläche des Tauchkolbens 45 angeordnet. Der Stufenabschnitt 64, der den Abschnitt 65 mit großem Durchmesser und den Abschnitt 66 mit kleinem Durchmesser verbindet, erstreckt sich radial über einen Raum, der axial zwischen dem inneren Röhrenabschnitt 56 des Jochs 42 und dem Nabenabschnitt 52 des Statorkerns 41 definiert ist.
Der Flanschabschnitt 61 der Tauchkolbenführung 47 wird mit dem Flanschabschnitt 28 der Buchse 5 fluiddicht verbunden, indem der an dem linken Ende des äußeren Röhrenabschnitts 55 des Jochs 42 gemäß der Fig. 1 ausgebildete verstemmte Abschnitt 27 gegen den Flanschabschnitt 28 der Buchse 5 verstemmt wird. Ein Dichtelement 67 wie zum Beispiel ein O-Ring zum Unterdrücken eines Ölaustritts ist zwischen dem Flanschabschnitt 61 der Tauchkolbenführung 47 und dem Flanschabschnitt 54 des Statorkerns 41 angebracht. Darüber hinaus ist ein Dichtelement 69 wie zum Beispiel ein O-Ring zum Unterdrücken eines Ölaustritts zwischen dem Flanschabschnitt 54 des Statorkerns 41 und dem Flanschabschnitt 28 der Buchse 5 angeordnet.
Die axiale Bewegung des Spulenkörpers 6, des Tauchkolbens 45 und der Welle 46 in der ersten axialen Richtung (nach rechts gemäß der Fig. 1) wird dann begrenzt, wenn die hintere Endfläche (rechte Endfläche gemäß der Fig. 1) des Spulenkörpers 6 an einen Stopper 71 einer maximal verzögerten Winkelposition anschlägt. Der Stopper 71 einer maximal verzögerten Winkelposition ist in einer ringartigen Form ausgebildet und an einer Innenumfangsfläche des Statorkerns 41 gesichert. Darüber hinaus wird die axiale Bewegung des Spulenkörpers 6, des Tauchkolbens 45 und der Welle 46 in der zweiten axialen Richtung (nach links gemäß der Fig. 1) begrenzt, wenn die vordere Endfläche (linke Endfläche gemäß der Fig. 1) des Spulenkörpers 6 gegen einen Stopper 72 einer maximal vorgerückten Winkelposition anschlägt. Der Stopper 72 einer maximalen vorgerückten Winkelposition ist in einer ringartigen Form ausgebildet und an dem distalen Ende der Buchse 5 gesichert.
Die ECU bestimmt den gegenwärtigen Betriebszustand der Kraftmaschine auf der Grundlage von Signalen, die von einem Kurbelwinkelsensor zum Messen einer Kraftmaschinendrehzahl, einem Kraftmaschinenlastsensor und einer Luftdurchsatzmessvorrichtung zum Messen der Einlassluftströmungsmenge übertragen werden. Darüber hinaus bestimmt die ECU auf der Grundlage der von dem Kurbelwinkelsensor und dem Nockenwellensensor übertragenen Signalen eine relative Rotationsposition des Zeitgebungsrotors (Gehäuseelement) hinsichtlich der Einlassnockenwelle und dem Flügelrotor (Flügelelement), und sie bestimmt außerdem eine Zwischensperrposition der Einlassnockenwelle und des Flügelrotors. Die ECU kann den Steuerungszustand des solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils 1 (das heißt ein Hub des Spulenkörpers 6, des Tauchkolbens 45 und der Welle 46) linear ändern, indem der entsprechende Antriebsstrom in die Solenoidspule 44 des Elektromagnetantriebsabschnitts eingespeist wird, um die gewünschte geeignete Öffnungszeitgebung und Schließzeitgebung des entsprechenden Einlassventils und/oder Auslassventils der Kraftmaschine auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und der Kraftmaschinenlast zu erzielen.
Ein Betrieb des solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils 1 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 kurz beschrieben.
Wenn der Antriebsstrom der Solenoidspule 44 des Elektromagnetantriebsabschnitts zugeführt wird, dann wird um die Solenoidspule 44 herum der magnetische Fluss erzeugt. Der magnetische Fluss tritt durch das Joch 42, den Tauchkolben 45 und den Statorkern 41 hindurch. Da die nicht-magnetische Tauchkolbenführung 47 zwischen dem Tauchkolben 45 und dem Joch 42 angeordnet ist, gelangen der Tauchkolben 45 und das Joch 42 nicht miteinander in Kontakt, und die Anziehungskraft wird auf den Tauchkolben 45 ausgeübt, um den Tauchkolben 45 zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 zu schieben. Wenn sich der Tauchkolben 45 in der zweiten axialen Richtung bewegt, dann wird die axiale Kraft von dem Tauchkolben 45 über die Welle 46 auf den Spulenkörper (Ventilelement) 6 geleitet. In diesem Zeitraum kann der Spulenkörper 6 an irgendeiner axialen Position relativ zu der Buchse 5 aufgrund der Druckkraft von der Feder 7 gehalten werden, die in dem Ventilabschnitt vorgesehen ist. Und zwar können die Öffnungszeitgebung und die Schließzeitgebung des Einlassventils linear geändert werden.
Als nächstes wird die maximal verzögerte Winkelposition beschrieben.
Wenn der in den Solenoid 44 eingespeiste Antriebsstrom gleich wie oder kleiner als sein Minimalwert ist, dann wird die magnetische Durchflutung der Solenoidspule 44 gleich wie oder kleiner als ihr Minimalwert. Somit wird der Tauchkolben 45 nicht zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 angezogen. In diesem Zeitraum ändert sich die Position des Spulenkörpers 6 des Spulenkörpersteuerventils und des Tauchkolbens 45 zu der maximal verzögerten Winkelposition, oder sie wird auf diese festgelegt. Somit werden der Eingabeanschluss 20, der mit dem Druckölzuführungskanal 10 an der Seite der Ölpumpe 4 in Verbindung ist, und der Verzögerungsanschluss 21, der mit dem ersten Ölzuführungskanal 11 an der Seite der Verzögerungsöldruckkammer 2 in Verbindung ist, durch den zweiten Ölkanal 32 miteinander verbunden, der an der äußeren Umfangsfläche des Spulenkörpers 6 vorgesehen ist. Darüber hinaus werden der Vorrückungsanschluss 22, der mit dem zweiten Ölzuführungskanal 12 an der Seite der Vorrückungsöldruckkammer 3 in Verbindung ist, und der zweite Auslassanschluss 25, der mit dem zweiten Ölauslasskanal 15 an der Auslassseite in Verbindung ist, durch den dritten Ölkanal 33 miteinander verbunden, der an der Außenumfangsfläche des Spulenkörpers 6 vorgesehen ist. Somit ändert sich der Steuerungszustand des solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils 1 zu der maximal verzögerten Winkelposition (Fig. 1) (oder er wird auf diese festgelegt), bei der der Öldruck der Ölpumpe 4 der Verzögerungsöldruckkammer 2 des Einlassventilmechanismus mit variabler Zeitgebung zugeführt wird, während das in der Vorrückungsöldruckkammer 3 enthaltene Öl ausgelassen wird.
Da das Öl der Verzögerungsöldruckkammer 2 zugeführt wird und das in der Vorrückungsöldruckkammer 3 enthaltene Öl ausgelassen wird, dreht sich das Flügelelement relativ zu dem Gehäuseelement des Einlassventilmechanismus mit variabler Zeitgebung zu der Seite der maximal verzögerten Winkelposition durch den Öldruck, der der Verzögerungsöldruckkammer 2 zugeführt wird. Somit können die Öffnungszeitgebung und die Schließzeitgebung (Ventilzeitgebung) des Einlassventils der Kraftmaschine zum Beispiel während der Leerlaufperiode der Kraftmaschine stark verzögert werden. Infolge dessen ist es möglich, eine Überlappungsperiode (das heißt eine Periode, während der sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil gleichzeitig offen sind) zu beseitigen, um den Verbrennungszustand der Kraftmaschine zu stabilisieren. Kann während des Kraftmaschinenbetriebs bei hoher Drehzahl und hoher Last die maximale Abgabeleistung der Kraftmaschine dadurch erreicht werden, dass die Schließzeitgebung des Einlassventils auf die geeignete Zeitgebung verzögert wird.
Nun wird die maximal vorgerückte Winkelposition beschrieben.
Wenn der in den Solenoid 44 eingespeiste elektrische Antriebsstrom gleich wie sein Maximalwert ist, dann erreicht die magnetische Durchflutung der Solenoidspule 44 ihren Maximalwert. Somit wird der Tauchkolben 45 zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Startorkerns 51 angezogen. In diesem Zeitraum ändert sich die Position des Spulenkörpers 6 und des Tauchkolbens 45 zu der maximal vorgerückten Winkelposition (oder sie wird auf diese festgelegt). Somit werden der Verzögerungsanschluss 21, der mit dem ersten Ölzuführungskanal 11 an der Seite der Verzögerungsöldruck (2) in Verbindung ist, und der erste Auslassanschluss 24, der mit dem ersten Ölauslasskanal 14 an der Auslassseite in Verbindung ist, durch den ersten Ölkanal 31 miteinander verbunden, der an der Außenumfangsfläche des Spulenkörpers 6 angeordnet ist. Gleichzeitig werden der Eingabeeinfluss 20, der mit dem Druckölzuführungskanal 10 an der Seite der Ölpumpe 4 in Verbindung ist, und der Vorrückungsanschluss 22, der mit dem zweiten Ölzuführungskanal 12 an der Seite der Vorrückungsöldruckkammer 3 in Verbindung ist, durch den zweiten Ölkanal 32 miteinander verbunden, der an der Außenumfangsfläche des Spulenkörpers 6 angeordnet ist. Somit ändert sich der Steuerungszustand des solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils 1 zu der maximal vorgerückten Winkelposition (oder er wird auf diese festgelegt), bei der der Öldruck von der Ölpumpe 4 der Vorrückungsöldruckkammer 3 des Einlassventilmechanismuses mit variabler Zeitgebung zugeführt wird, während das in der Verzögerungsöldruckkammer 2 enthaltene Öl ausgelassen wird.
Da das Öl der Vorrückungsöldruckkammer 3 zugeführt wird und das Öl aus der Verzögerungsöldruckkammer 2 ausgelassen wird, dreht sich das Flügelelement relativ zu dem Gehäuseelement zu der Seite der maximal vorgerückten Winkelposition durch den Öldruck, der der Vorrückungsöldruckkammer 3 zugeführt wird. Somit können die Öffnungszeitgebung und die Schließzeitgebung (Ventilzeitgebung) des Einlassventils der Kraftmaschine zum Beispiel während des Kraftmaschinenbetriebs bei mittlerer Drehzahl und bei mittlerer Last stark vorgerückt werden, um die Überlappungsperiode zu vergrößern, so dass eine Selbst-EGR-Menge (verbleibendes Gas in der entsprechenden Verbrennungskammer) vermehrt wird, um die Verbrennungstemperatur zu reduzieren. Infolgedessen werden schädliche Komponenten (HC und NOx) reduziert, die in den Emissionen enthalten sind. In diesem Fall werden außerdem Pumpenverluste der Kraftmaschine reduziert, und somit wird der Kraftstoffverbrauch reduziert.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, hat bei dem solenoidbetätigten Öldrucksteuerventil 1 das distale Ende (das sich an der Seite des Statorkerns 41 befindet) des Tauchkolbens 45 des Elektromagnetantriebsabschnitts anders als bei dem Stand der Technik im Wesentlichen keine Schräge. Somit ist die Reibung zwischen dem Tauchkolben 45, der aus dem magnetischen Material besteht, und der Tauchkolbenführung 47 reduziert, die aus dem nicht-magnetischen Material besteht und den Tauchkolben 45 axial Hin- und Her verschiebbar stützt. Außerdem ist die Gefahr eines Eindringens von Fremdkörpern und Staub zwischen dem Tauchkolben 45 und der Tauchkolbenführung 47 reduziert. Infolgedessen kann die Wanddicke der Tauchkolbenführung 47, die aus dünnen rostfreien Stahl besteht, so minimiert werden, dass die magnetische Wirkung verbessert ist. Daher ist die magnetische Wirkung des magnetischen Kreises verbessert, der aus dem Statorkern 41, dem Tauchkolben 45 und dem Joch 42 gebildet ist. Somit wird die stabile wirksame Anziehungskraft auf den Tauchkolben 45 ausgeübt, um den Tauchkolben 45 zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 anzuziehen (in der zweiten axialen Richtung, d. h. nach links gemäß der Fig. 1).
Darüber hinaus wird die magnetische Durchflutung in der Solenoidspule 44 erzeugt, wenn der elektrische Strom in die Solenoidspule 45 des Elektromagnetantriebsabschnitts eingespeist wird. Aufgrund der magnetischen Durchflutung der Solenoidspule 44 wird die Anziehungskraft auf den Tauchkolben 45 ausgeübt, um den Tauchkolben 45 zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 anzuziehen (in der zweiten axialen Richtung, d. h. nach links gemäß der Fig. 1). Die Außenumfangsfläche und die Innenumfangsfläche des Nabenabschnitts 52 sind abgeschrägt. Und zwar ist die äußere Schräge 52a, die in dem Schrägungswinkel θa = 11-18° abgeschrägt ist, an der Außenumfangsfläche des Nabenabschnitts 52 des Statorkerns 41 vorgesehen ist. Darüber hinaus ist die innere Schräge 52b, die in dem Schrägungswinkel θb = 1-8° abgeschrägt ist, an der Innenumfangsfläche des Nabenabschnitts 52 des Statorkerns 41 vorgesehen. Mit diesem Aufbau des Nabenabschnitts 52 des Statorkerns 41 wird ein Austreten des magnetischen Flusses zu der Außenumfangsfläche des Tauchkolbens 45 reduziert, und der Betrag des zwischen dem distalen Ende des Tauchkolbens 45 und dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 erzeugten magnetischen Flusses ist erhöht, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Somit wird die stabile Anziehungskraft auf den Tauchkolben 45 ausgeübt, um den Tauchkolben 45 zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 anzuziehen (in der zweiten axialen Richtung), ohne dass eine Vergrößerung eines Außendurchmessers und/oder einer axialen Länge des solenoidbetätigten Ölsteuerventils 1 erforderlich ist. Infolgedessen kann die Steuerbarkeit des solenoidbetätigten Öldrucksteuerventils 1 weiter verbessert werden.
Auch wenn der Tauchkolben 45 den Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 erreicht, kann darüber hinaus eine Reduzierung der Antriebskraft unterdrückt werden, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Somit kann die stabile Anziehungskraft für den Tauchkolben 45 vorgesehen werden, um den Tauchkolben 45 zu dem Anziehungsabschnitt 51 des Statorkerns 41 anzuziehen (in der zweiten axialen Richtung). Die abgeschrägte Innenumfangsfläche und die abgeschrägte Außenumfangsfläche des Nabenabschnitts 52 des Statorkerns 41 des Elektromagnetantriebsabschnitts ermöglichen eine Herstellung des Statorkerns 41 mittels eines Kaltpressvorgangs, bei dem die abgeschrägte Innenumfangsfläche und die abgeschrägte Außenumfangsfläche des Nabenabschnitts 51 eine Verjüngung bilden. Im Vergleich mit einem durch einen Schneidvorgang hergestellten Statorkern ermöglicht der durch den Kaltpressvorgang hergestellte Statorkern 41 eine Verbesserung der Produktivität des Statorkerns 41 und außerdem eine Reduzierung der Herstellungskosten des Statorkerns 41. Somit ist es möglich, ein relativ kleines solenoidbetätigtes Öldrucksteuerventil 1 bei geringeren Herstellungskosten vorzusehen.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann folgendermaßen abgewandelt werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Erfindung auf das solenoidbetätigte Öldrucksteuerventil 1 angewendet, das den Öldruck bezüglich der Verzögerungsöldruckkammer 2 und der Vorrückungsöldruckkammer 3 des Einlassventilmechanismuses mit variabler Zeitgebung wahlweise zuführt oder ihn aus diesen auslässt, und das die Öffnungszeitgebung und die Schließzeitgebung des Einlassventils der Kraftmaschine linear ändert. Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf ein solenoidbetätigtes Öldrucksteuerventil 1 angewendet werden, das Öldruck bezüglich einer Verzögerungsöldruckkammer und einer Vorrückungsöldruckkammer eines Abgasventilmechanismus mit variabler Zeitgebung zuführt oder ihn aus diesen auslässt, und das eine Öffnungszeitgebung und eine Schließzeitgebung eines Abgasventils einer Kraftmaschine linear ändert. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auf ein solenoidbetätigtes Öldrucksteuerventil angewendet werden, das Öldruck jeder Verzögerungsöldruckkammer und jeder Vorrückungsöldruckkammer eines Einlass/Auslassventilmechanismus mit variabler Zeitgebung wahlweise zuführt oder aus diesen auslässt, und das eine Öffnungszeitgebung und eine Schließzeitgebung von jedem Einlassventil und einem Auslassventil einer Kraftmaschine linear ändert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Solenoidventil gemäß der vorliegenden Erfindung als das solenoidbetätigte Öldrucksteuerventil 1 verwendet, das den Öldruck von der Ölpumpe (Öldruckquelle) 4 bezüglich der Verzögerungsöldruckkammer 2 und der Vorrückungsöldruckkammer 3 des Einlassventilmechanismus mit variabler Zeitgebung wahlweise zuführt oder aus diesen auslässt. Jedoch kann das Solenoidventil gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem als ein solenoidbetätigtes Öldrucksteuerventil verwendet werden, das einen Öldruck (Leitungsdruck) von einer Ölpumpe (Öldruckquelle) bezüglich einer Vielzahl Hydraulikservos wahlweise zuführt oder aus diesen auslässt, die ein Hydraulikeingriffselement eines Automatikgetriebes antreibt (zum Beispiel eine hydraulische Mehrscheibenkupplung, eine hydraulische Mehrscheibenbremse, eine Bandbremse). Außerdem kann das Solenoidventil gemäß der vorliegenden Erfindung als ein solenoidbetätigtes Fluidkanalschaltventil verwendet werden, das einen Fluidkanal zum Leiten eines Fluids wie zum Beispiel Luft, Öl oder Wasser schaltet.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Statorkern 41 als das erste Statorsegment vorgesehen, das axial an der Seite des Ventilabschnitts angeordnet ist, und das Joch 42 ist als das zweite Statorsegment vorgesehen, das axial an jener Seite angeordnet ist, die der Seite des Ventilabschnitts entgegengesetzt ist. Jedoch kann das Joch als das erste Statorsegment vorgesehen sein, das axial an der Seite des Ventilabschnitts angeordnet ist, und der Statorkern kann als das zweite Statorsegment vorgesehen sein, das axial an jener Seite angeordnet ist, die der Seite des Ventilabschnitts entgegengesetzt ist. Darüber hinaus ist das Solenoidventil gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das solenoidbetätigte Öldrucksteuerventil 1, das den Ventilabschnitt hat, der ein Doppelauslass- Spulenkörperventil mit Ölzuführungskanälen an dessen Umfangswänden ist. Jedoch kann das Solenoidventil gemäß der vorliegenden Erfindung ein solenoidbetätigtes Öldrucksteuerventil sein, das einen Ventilabschnitt hat, der ein Einfachauslass-Hohlspulenkörperventil mit Ölzuführungskanälen an dessen Umfangswänden ist. Darüber hinaus kann das Solenoidventil gemäß der vorliegenden Erfindung ein solenoidbetätigtes Öldrucksteuerventil sein, das einen Ventilabschnitt hat, der ein Einfachauslass-Hochspulenkörperventil mit Ölzuführungskanälen an dessen distalen Endwand ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein Öldrucksteuerventil für ein Ventilzeitgebungseinstellsystem einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 11 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 ist das Öldrucksteuerventil 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ein Solenoidventil (Ölsteuerventil oder einfach als OCV abgekürzt). Das Steuerventil 1 kann Öl zu einer Verzögerungsölkammer 100 und einer Vorrückungsöldruckkammer 200 des variablen Ventilzeitgebungseinstellsystems wahlweise zuführen oder aus diesen auslassen. Das variable Ventilzeitgebungseinstellsystem ändert eine Öffnungszeitgebung und eine Schließzeitgebung eines entsprechenden Einlassventils (nicht gezeigt) linear, das zum Beispiel in einem Zylinderkopf einer 4-Takt-Kolbenkraftmaschine (Verbrennungskraftmaschine) wie zum Beispiel eine Kraftmaschine mit doppelter obenliegender Nockenwelle (DOHC) angeordnet ist (nachfolgend einfach als die Kraftmaschine bezeichnet).
Das variable Ventilzeitgebungseinstellsystem gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat einen Zeitgebungsrotor (nicht gezeigt), einen variablen Ventilzeitgebungsmechanismus, ein Hydraulikschaltsystem und ein Kraftmaschinensteuersystem (nachfolgend als ECU). Der Zeitgebungsrotor dient als ein Gehäuseelement, das durch eine Kurbelwelle (Antriebswelle) der Kraftmaschine gedreht wird. Der variable Ventilzeitgebungsmechanismus hat eine Einlassnockenwelle (nicht gezeigt), die als eine angetriebene Welle dient und drehbar bezüglich dem Zeitgebungsrotor angeordnet ist. Das Hydraulikschaltsystem führt den Öldruck bezüglich der Verzögerungsöldruckkammer 100 und der Vorrückungsöldruckkammer 200 des variablen Ventilzeitgebungsmechanismuses zu oder lässt ihn aus diesen aus. Die ECU steuert das Steuerventil 1, das in dem Hydraulikschaltsystem angeordnet ist.
Das Hydraulikschaltsystem hat einen ersten Ölzuführungskanal (Ölkanal an der Seite der Verzögerungsöldruckkammer) 101 und einen zweiten Ölzuführungskanal (Ölkanal an der Seite der Vorrückungsöldruckkammer 201). Der erste Ölzuführungskanal 101 führt den Öldruck bezüglich der Verzögerungsöldruckkammer 100 zu oder lässt ihn aus dieser aus. Der zweite Ölzuführungskanal 201 führt den Öldruck bezüglich der Vorrückungsöldruckkammer 200 zu oder lässt ihn aus dieser aus. Der erste und der zweite Ölzuführungskanal 101, 201 sind in dem Zylinderkopf der Kraftmaschine ausgebildet und dienen außerdem als Ölauslasskanäle zum Auslassen von Öl aus der Verzögerungsöldruckkammer 100 bzw. der Vorrückungsöldruckkammer 200.
Ein Druckölzuführungskanal (Ölzuführungskanal an der Seite der Öldruckquelle) 301 und ein Ölauslasskanal (Ölkanal an der Auslassseite) 302 sind mit dem ersten Ölzuführungskanal 101 und dem zweiten Ölzuführungskanal 201 durch Ölkanäle des Steuerventils 1 verbunden.
Eine Ölpumpe (Öldruckquelle) 300 ist in dem Druckölzuführungskanal 301 eingefügt. Die Ölpumpe 300 saugt ein Kraftmaschinenöl, das als ein Arbeitsfluid dient, aus einer Ölwanne (Auslass) an, die das Kraftmaschinenöl vorübergehend speichert, und sie lässt das Öl zu verschiedenen Abschnitten der Kraftmaschine aus. Ein Auslassende des Ölauslasskanals 302 ist mit der Ölwanne in Verbindung. Die Ölpumpe 300 dreht sich synchron mit der Kurbelwelle der Kraftmaschine, um das Öl zu den verschiedenen Abschnitten der Kraftmaschine in der Menge zu pumpen, die proportional zu einer Kraftmaschinendrehzahl ist.
Das Öldrucksteuerventil 1 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 weiter beschrieben.
Das Steuerventil 1 hat ein Spulenkörpersteuerventil (nachfolgend als der Ventilabschnitt bezeichnet) B und einen Elektromagnetantriebsabschnitt S. Der Ventilabschnitt B führt den Öldruck von der Ölpumpe 300 bezüglich der Verzögerungsöldruckkammer 100 und der Vorrückungsöldruckkammer 200 des variablen Ventilzeitgebungsmechanismuses zu oder lässt ihn aus diesen aus, indem sich ein Spulenkörper (der als ein Ventilelement dient) 103 innerhalb einer Buchse (die als ein Ventilgehäuse dient) 102 hin- und herbewegt. Der Elektromagnetantriebsabschnitt S erzeugt eine magnetische Anziehungskraft, wenn ein elektrischer Strom dem Elektromagnetantriebsabschnitt S zugeführt wird. Das Steuerventil 1 wird auf der Grundlage eines elektrischen Antriebsstroms gesteuert, der von der ECU zugeführt wird, um wahlweise den ersten und den zweiten Ölzuführungskanal 101, 201 mit dem Druckölzuführungskanal 301 und dem Ölauslasskanal 302 zu verbinden.
Der Ventilabschnitt B hat die zylindrische Buchse 102 und den Spulenkörper 103. Die Buchse 102 ist zwischen den ersten und dem zweiten Ölzuführungskanal 101, 201 sowie dem Druckölzuführungskanal 301 und dem Ölauslasskanal 302 angeordnet. Der Spulenkörper 103 ist in der Buchse 102 gleitbar aufgenommen.
Die Buchse 102 hat eine Öffnung 102a an einem axialen Ende, das dem Elektromagnetantriebsabschnitt S gegenüberliegt. Die Öffnung 102a der Buchse 102 ermöglicht einen Eingriff eines Tauchkolbens (der als ein Schieber dient) 106 des Elektromagnetantriebsabschnitts S mit dem Spulenkörper 102 (insbesondere mit einem festen zylindrischen Abschnitt 103b mit kleinem Durchmesse des Spulenkörpers 103), um eine Antriebskraft auf den Spulenkörper 103 aufzubringen.
Wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist, dringt eine Vielzahl radiale Öffnungen 121, 122, 123 durch eine Umfangswand der Buchse 102 in vorbestimmten Positionen und dient als Fluidkanäle zum Leiten des Arbeitsfluids. Insbesondere ist ein Eingabeanschluss (Zuführungsanschluss) 122 an der axialen Mitte der Umfangswand der Buchse 102 ausgebildet und mit dem Druckölzuführungskanal 301 an der Seite der Ölpumpe 300 in Verbindung. Ein Verzögerungsanschluss 123 ist in der Umfangswand der Buchse 102 an der rechten Seite des Eingabeanschlusses 122 gemäß der Fig. 6 ausgebildet und mit dem ersten Ölzuführungskanal 101 an der Seite der Verzögerungsöldruckkammer 100 in Verbindung. Ein Vorrückungsanschluss 121 ist in der Umfangswand der Buchse an der linken Seite des Eingabeanschlusses 122 gemäß der Fig. 6 ausgebildet und mit dem zweiten Ölzuführungskanal 201 an der Seite der Vorrückungsöldruckkammer 200 in Verbindung. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel sind ringartige Vertiefungen 123a, 121a, 122a in der Umfangswand der Buchse 102 ausgebildet, um den Verzögerungsanschluss 123, den Vorrückungsanschluss 121 und den Eingabeanschluss 122 mit dem ersten Ölzuführungskanal 101, dem zweiten Ölzuführungskanal 201 bzw. dem Druckölzuführungskanal 301 ungeachtet einer Anbringungsorientierung des Steuerventils 1 zu verbinden. Ein Auslassanschluss 124 ist in einer axialen Endwand der Buchse 102 an jener Seite ausgebildet, die dem Elektromagnetantriebsabschnitt S entgegengesetzt ist, und er ist mit dem Ölauslasskanal 302 in Verbindung.
Der Spulenkörper hat einen hohlen zylindrischen Abschnitt 103a mit großem Durchmesser und den vollen bzw. massiven zylindrischen Abschnitt 103b mit kleinem Durchmesser. Ein Ende des hohlen zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser, das mit dem festen zylindrischen Abschnitt 103b mit kleinem Durchmesse verbunden ist, ist das geschlossene volle Ende. Das andere Ende des hohlen zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser ist das offene Ende, und es ist mit dem Auslassanschluss 124 der Buchse 102 in Verbindung. Der zylindrische Abschnitt 103a mit großem Durchmesser öffnet und schließt die Öffnungen 121, 122, 123 der Buchse 102. Der zylindrische Abschnitt 103b mit kleinem Durchmesser liegt an dem Tauchkolben 106 des Elektromagnetanziehungsabschnitts S an. Der zylindrische Abschnitt 103a mit großem Durchmesser ist durch eine Innenumfangswand der Buchse 102 axial hin- und herbewegbar gestützt. Der zylindrische Abschnitt 103a mit großem Durchmesser hat Abschnitte 131, 132, 133, 134 mit großem Durchmesser und Vertiefungen 135, 136, 137. Die Abschnitte 131, 132, 133, 134 mit großem Durchmesser werden auch als Stegabschnitte bezeichnet, deren Außendurchmesser im Wesentlichen gleich ist wie ein Innendurchmesser der Buchse 102. Benachbarte Abschnitte 131, 132, 133, 134 mit großem Durchmesser sind durch die entsprechende Vertiefung 135, 136, 137 verbunden. Genauer gesagt erstreckt sich ein erster ausgesparter Ölkanal 135 in Umfangsrichtung um die äußere Umfangswand des Spulenkörpers 103 zwischen dem ersten Stegabschnitt 131 und dem zweiten Stegabschnitt 132. Ein zweiter ausgesperrter Ölkanal 136 erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Außenumfangswand des Spulenkörpers 103 zwischen dem zweiten Stegabschnitt 132 und dem dritten Stegabschnitt 133. Ein dritter ausgesperrter Ölkanal 137 erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Außenumfangswand des Spulenkörpers 103 zwischen dem dritten Stegabschnitt 133 und dem vierten Stegabschnitt 134.
Der zweite Ölkanal 136 ist stets mit dem Druckölzuführungskanal 302 durch den Eingabeanschluss 122 in Verbindung, und er ist wahlweise mit dem Verzögerungsanschluss 123 oder dem Vorrückungsanschluss 121 in Abhängigkeit von der axialen Position des Spulenkörpers 103 verbunden. Der erste Ölkanal 135 und der dritte Ölkanal 137 des Spulenkörpers 103 sind mit dem Vorrückungsanschluss 121 bzw. dem Verzögerungsanschluss 123 der Buchse 102 in Abhängigkeit von der axialen Position des Spulenkörpers 103 in Verbindung. Der erste Ölkanal 135 und der dritte Ölkanal 137 des Spulenkörpers 103 sind außerdem direkt mit einem ersten Auslasskanal (Verbindungskanal) 138a in Verbindung, der sich axial in dem zylindrischen Abschnitt 103a mit großem Durchmesser des Spulenkörpers 103 erstreckt und durch ein Ende (linkes Ende gemäß der Fig. 6) des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser dringt.
Der zylindrische Abschnitt 103a mit großem Durchmesser und der zylindrische Abschnitt 103b mit kleinem Durchmesser 103b mit kleinem Durchmesser sind koaxial zu dem Tauchkolben 106.
Eine Feder 108 ist zwischen dem axialen Ende des Spulenkörpers 103 und dem gegenüberliegenden axialen Ende der Buchse 102 nahe dem Auslassanschluss 124 vorgesehen. Die Feder 108 dient als eine Schieberdrückeinrichtung zum Drücken des Spulenkörpers 103 in einer ersten axialen Richtung des Ventils 1 (nach rechts gemäß der Fig. 6) zu dem Elektromagnetantriebsabschnitt S. Wenn dem Elektromagnetantriebsabschnitt S keine elektrische Leistung zugeführt wird, dann liegt der zylindrische Abschnitt 103a mit großem Durchmesser des Spulenkörpers 103 an einem Stopper 159 eines Stators 105 an, der nachfolgend näher beschrieben wird. Eine maximale axiale Versetzung L des Spulenkörpers 103 ist somit durch den Stopper 159 des Stators 105 begrenzt.
Weitere Einzelheiten des Spulenkörpers 103 werden später beschrieben.
Der Elektromagnetantriebsabschnitt S hat eine Solenoidspule 104, den Stator 105, den Tauchkolben (der als der Schieber dient) 106 und eine Tauchkolbenführung (nicht-magnetischer Körper) 107.
Die Solenoidspule hat eine Haspel 141 und eine Spule 142, die um die Haspel 141 herumgewickelt ist. Enden der Spule 142 sind mit Anschlüssen 143 elektrisch verbunden, um elektrische Leistung aufzunehmen. Die Anschlüsse 143 sind als Einlageteile innerhalb eines Harzabschnittes nahe der Haspel 141 oder eines Joches 151 vergossen.
Der Stator 105 und der Tauchkolben 106 stehen aus einem magnetischen Material und bilden einen magnetischen Kreis. Der Stator 105 hat ein Joch 151 und einen Statorkern 152. Der Statorkern 152 dient als ein erstes Statorsegment, und das Joch 151 dient als ein zweites Statorsegment.
Das Joch 151 hat einen inneren Röhrenabschnitt 151a und einen äußeren Röhrenabschnitt 151b. Die Haspel 141 und die Spule 142 sind zwischen dem inneren Röhrenabschnitt 151a und dem äußeren Röhrenabschnitt 151b aufgenommen. Der innere Röhrenabschnitt 151a dient als einen innere Röhre und ist um eine Außenumfangsfläche des Tauchkolbens 106 angeordnet und radial gegenüber dem Tauchkolben 106 angeordnet. Die Spule 142 ist radial innerhalb des äußeren Röhrenabschnitts 151b angeordnet. Ein Anziehungsabschnitt 152a des Statorkerns 152 ist radial innerhalb der Spule 142 angeordnet. Ein Flanschabschnitt 152b des Statorkerns 152 ist einstückig mit dem Anziehungsabschnitt 152a ausgebildet und hat einen größeren Durchmesser als der Anziehungsabschnitt 152a. Der Flanschabschnitt 152b des Statorkerns 152 ist direkt mit dem äußeren Röhrenabschnitt 151b in Kontakt. Ein Verstemmungsabschnitt 151c, der als eine Verbindungseinrichtung dient, ist an einem Ende des äußeren Röhrenabschnitts 151b ausgebildet, das der Buchse 102 zugewandt ist. Der innere Röhrenabschnitt 151a des Jochs 151 und der Anziehungsabschnitt 152a des Statorkerns 152 liegen sich axial gegenüber, und ein vorbestimmter Raum Mg ist zwischen dem inneren Röhrenabschnitt 151a des Jochs 151 und dem Anziehungsabschnitt 152a des Statorkerns 152 in einer Hin- und Herbewegungsrichtung des Tauchkolbens 106 vorgesehen. Eine radiale Dicke eines Nabenabschnitts 152c, der an einem axialen Ende des Anziehungsabschnitts 152a des Statorkerns 152 ausgebildet ist, reduziert sich fortlaufend zu dem Tauchkolben 106.
Der Tauchkolben 106 ist ein im allgemeinen zylindrischer Körper und hin- und her bewegbar in dem inneren Röhrenabschnitt 151a des Joches 151 durch die Tauchkolbenführung 107 aufgenommen, die aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildet ist, was nachfolgend näher beschrieben wird.
Einzelheiten des Tauchkolbens 106 werden zusammen mit dem Spulenkörper 103 beschrieben, der sich zusammen mit dem Tauchkolben 1006 hin und her bewegt.
Die Tauchkolbenführung 107 ist aus einem nicht-magnetischen Material wie zum Beispiel rostfreier Stahl ausgebildet und hat eine Becherform. Die Tauchkolbenführung 107 hat einen zylindrischen Abschnitt 107a und einen Flanschabschnitt 107b. Der zylindrische Abschnitt 107a hat ein geschlossenes Basisende, und der Flanschabschnitt 107b dient als ein Verbindungsabschnitt.
Die Tauchkolbenführung 107 ist im Inneren des Röhrenabschnitts 151a des Jochs 151 angeordnet. Anders gesagt ist das Joch 151 außerhalb der Tauchkolbenführung 107 angeordnet. Der Anziehungsabschnitt 152a des Statorkerns 152 ist im Inneren der Tauchkolbenführung 107 angeordnet.
Der Flanschabschnitt 107b der Tauchkolbenführung 107 ist mit dem Statorkern 152 und der Buchse 102 fluiddicht durch einen O-Ring 158 verbunden, wobei der Verstemmungsabschnitt 151c des Jochs 151 gegen einen Flanschabschnitt 102b der Buchse 102 verstemmt wird, um den Flanschabschnitt 152b des Statorkerns 153 gegen den Flanschabschnitt 102b der Buchse 102 zu drücken.
Der Tauchkolben 106 und ein sich hin- und herbewegender Aufbau zum Hin- und Herbewegen des Kolbens 106 werden unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben. Der sich hin- und herbewegende Aufbau gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann eine magnetische Anziehungskraft verbessern, ohne dass der Aufbau vergrößert wird, und er kann außerdem eine Erzeugung eines übermäßigen Fluiddrucks unterdrücken, der auf den Tauchkolben 106 aufgebracht wird.
Der Tauchkolben 106 hat einen Verbindungskanal 161, der sich axial durch den Tauchkolben 106 entlang einer Mittelachse des Tauchkolbens 106 erstreckt. Darüber hinaus erstreckt sich eine Öffnung (eine Endvertiefung oder ein Verbindungskanal) 139b diametral durch das axiale Ende des Spulenkörpers 103, der an den Tauchkolben 106 anliegt, wie dies in der Fig. 7 gezeigt ist. Die Öffnung 139b des Spulenkörpers 103 ist mit dem Verbindungskanal 161 in Verbindung und bildet einen Teil eines Entlastungskanals zusammen mit dem Verbindungskanal 161. Um eine Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens 106 zu ermöglichen, sind Arbeitsfluidräume oder Hin- und Herbewegungsräume G6a, G6b jeweils an den axialen Seiten (erste und zweite axiale Seite) des Tauchkolbens 106 vorgesehen. Der Verbindungskanal 161 des Tauchkolbens 106 und die Öffnung 139b des Spulenkörpers 103 sind mit dem Raum (erster Hin- und Herbewegungsraum des Tauchkolbens oder erster Seitenraum) G6a und dem Raum (zweiter Hin- und Herbewegungsraum des Tauchkolbens oder zweiter Seitenraum) G6b verbunden, die sich angrenzend an dem ersten bzw. dem zweiten axialen Ende des Tauchkolbens 106 befinden.
Wenn sich der Tauchkolben 106 in der einen oder in der anderen Richtung axial bewegt, dann wird ein Überdruck in einem der Räume G6a, G6b erzeugt, und ein Unterdruck wird in dem anderen der Räume G6a, G6b erzeugt. Der Verbindungskanal 161 des Tauchkolbens 106 und die Öffnung 139b des Spulenkörpers 103 leitet den Überdruck in dem einen der Räume G6a, G6b zu dem anderen der Räume G6a, G6b und umgekehrt. Somit wird eine Druckdifferenz zwischen dem Raum G6a und dem Raum G6b während der axialen Bewegung des Tauchkolbens 106 stark reduziert. Infolgedessen kann ein Widerstand gegen die axiale Bewegung des Tauchkolbens 106 stark reduziert werden, der durch die Druckdifferenz zwischen dem Raum G6a und dem Raum G6b erzeugt wird.
Darüber hinaus strömt der durch die Spule 104 erzeugte magnetische Fluss hauptsächlich entlang einem Außenumfangsabschnitt des zylindrischen Tauchkolbens 106, so dass der Verbindungskanal 161, der entlang der Mittelachse des Tauchkolbens 106 ausgebildet ist, den Verlauf des magnetischen Flusses im Wesentlichen nicht beeinflusst.
Arbeitsfluidräume oder Hin- und Herbewegungsräume (erster und zweiter Hin- und Herbewegungsraum des zylindrischen Abschnitts 103b mit großem Durchmesser oder zweite Seitenräume) G3a, G3b sind angrenzend an axialen Enden (erstens und zweites axiale Ende) des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser des Spulenkörpers 103 jeweils angeordnet. Die Hin- und Her Bewegungsräume G3a, G3b sind zwischen dem zylindrischen Abschnitt 103a mit großem Durchmesser des Spulenkörpers 103 und der Buchse 102 definiert. Der Statorkern 152 hat ein axiales Durchgangsloch, das durch den Statorkern 152 dringt. Der zylindrische Abschnitt 103b mit kleinem Durchmesser in dem axialen Durchgangsloch des Statorkerns 152 aufgenommen. Ein Außenumfangsverbindungskanal 139a ist zwischen einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 103b mit kleinem Durchmesser und einer Innenumfangsfläche des Statorkerns 152 definiert. Der Außenumfangsverbindungskanal 139a ist mit dem Hin- und Herbewegungsraum G6b des Tauchkolbens 106 und außerdem mit dem Hin- und Herbewegungsraum G3a des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser in Verbindung. Darüber hinaus dringt ein zweiter Auslasskanal (Verbindungskanal) 138b durch die Umfangswand des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser in einer radialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser. Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist der Verbindungskanal 161 des Tauchkolbens 106 mit dem Hin- und Herbewegungsraum G3a des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser durch die Öffnung 139b des zylindrischen Abschnitts 103b mit kleinem Durchmesser, dem Hin- und Herbewegungsraum G6b des Tauchkolbens 106, dem Außenumfangsverbindungskanal 139a des zylindrischen Abschnitts 103b mit kleinem Durchmesser und der Öffnung 102a der Buchse 102 (die Öffnung 102a der Buchse 102 dient auch als ein Teil des Hin- und Herbewegungsraums G3a) in Verbindung. Darüber hinaus ist der Hin- und Herbewegungsraum G3a des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser mit dem Hin- und Her­ bewegungsraum G3b des zylindrischen Abschnitts 103a mit kleinem Durchmesser durch den zweiten Auslasskanal 138b und den ersten Auslasskanal 138b des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser in Verbindung.
Auf diese Weise ist es möglich, die Arbeitsfluidräume zum Aufnehmen des Arbeitsfluids zu vergrößern, das aus den Arbeitsfluidräumen G6a, G6b beim Ausdehnen und Reduzieren der Arbeitsfluidräume G6b, G6b durch die Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens 106 ausgelassen wird. Es ist somit möglich, einen Innendurchmesser des Verbindungskanals 161 zu reduzieren, der zum Unterdrücken einer Erzeugung der übermäßigen Druckdifferenz zwischen dem Raum G6a und dem Raum G6b erforderlich ist, d. h. einer Erzeugung des übermäßigen Fluiddrucks.
Infolgedessen ermöglicht der kleine Durchmesser des Verbindungskanals 161 eine Minimierung bei der Reduzierung des Querschnittsflächeninhalts des Tauchkolbens 106, was eine Verbesserung der magnetischen Leitfähigkeit des Tauchkolbens 106 verglichen mit einem Verbindungskanal ermöglicht, der einen viel größeren Innendurchmesser hat, auch wenn der Verbindungskanal 161 den Querschnittsflächeninhalt des Tauchkolbens 106 reduziert.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, besteht die Tauchkolbenführung 107 darüber hinaus aus dem dünnen nicht- magnetischen Material und hat den Flanschabschnitt 107b und den zylindrischen Abschnitt 107a. Der Flanschabschnitt 107b dient als ein Verbindungsabschnitt. Der zylindrische Abschnitt 107a hat das geschlossene Basisende und stützt den Tauchkolben 106 axial bewegbar.
Durch diesen Aufbau kann der zylindrische Abschnitt 107a der Tauchkolbenführung 107 zwischen dem Stator 105 und dem Tauchkolben 106 angeordnet sein, d. h. er kann entlang der Innenumfangsfläche des Stators 105 angeordnet sein, ohne dass eine Abweichung der Mittelachse des zylindrischen Abschnitts 107a der Tauchkolbenführung 107 von der Mittelachse des Stators 105 hervorgerufen wird. Es ist somit möglich, eine Abweichung zwischen der Mittelachse des Stators 105 und der Mittelachse des Tauchkolbens 106 zu unterdrücken. Darüber hinaus besteht die Tauchkolbenführung 107 aus dem dünnen nicht-magnetischen Material. Es ist somit mögl 10465 00070 552 001000280000000200012000285911035400040 0002010213834 00004 10346ich, einen Innendurchmesser des Stators 105 zu minimieren, der im allgemeinem einem Außendurchmesser des Tauchkolbens 106 entspricht. Infolgedessen ist es möglich, eine radiale Größe des Elektromagnetantriebsabschnitts S zu reduzieren und somit eine radial Größe des Steuerventils 1 zu reduzieren, ohne dass die magnetische Anziehungskraft reduziert wird.
Überschüssiges Arbeitsfluid, das in dem Hin- und Herbewegungsraum G3a enthalten ist, wird durch den zweiten Auslasskanal 138b, den ersten Auslasskanal 138a und den Auslassanschluss 124 zu dem Ölauslasskanal 302 zurückgeführt. Somit kann ein Fluiddruck in jedem der Arbeitsfluidräume G6a, G6b im allgemeinen auf denselben konstanten niedrigen Druck wie in dem Ölauslasskanal 202 aufrecht erhalten werden, der mit dem Auslassanschluss 124 der Buchse 102 in Verbindung ist.
Die maximal axiale Versetzung L des Spulenkörpers 103 ist durch die Anlage des zylindrischen Abschnitts 103a mit großem Durchmesser des Spulenkörpers 103 an dem Stopper 159 des Stators 105 begrenzt. Somit wird die Druckkraft der Feder 108 im Wesentlichen nicht auf das geschlossene Basisende des zylindrischen Abschnitts 107 der Tauchkolbenführung 107 aufgebracht, die den Tauchkolben 106 axial bewegbar aufnimmt, wenn dem Elektromagnetantriebsabschnitt S keine elektrische Leistung zugeführt wird.
Somit kann eine Wanddicke der Tauchkolbenführung 107 reduziert werden, solange die Wand der Tauchkolbenführung 107 nicht durch den niedrigen Druck beschädigt wird, der in dem Ölauslasskanal 302 herrscht. Infolgedessen ist es möglich, die radiale Größe des Elektromagnetantriebsabschnitts S zu reduzieren und somit die radial Größe des Steuerventils 1 zu reduzieren, ohne dass die magnetische Anziehungskraft reduziert wird.
Ein Betrieb des Steuerventils 1 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 beschrieben.
Zunächst wird eine maximal verzögerte Winkelposition des in der Fig. 10 gezeigten Steuerventils beschrieben.
Gemäß der Fig. 10 wird der Spule 142 des Steuerventils 1 keine elektrische Leistung zugeführt, und somit wird keine elektromagnetische Anziehungskraft auf den Tauchkolben 106 aufgebracht. Infolgedessen werden der Spulenkörper 103 und der Tauchkolben 106 zu der in der Fig. 10 gezeigten Position durch die Druckkraftfeder 108 gedrückt. In diesem Zeitraum gelangen der Eingabeanschluss 122 und der Verzögerungsanschluss 123 der Buchse 102 des Ventilabschnitts B durch den zweiten Ölkanal 136 des Spulenkörpers 103 miteinander in Verbindung, und der Eingabeanschluss 122 und der Vorrückungsanschluss 121 werden voneinander getrennt. Somit werden der Druckölzuführungskanal 301 und der erste Ölkanal 101 durch den Eingabeanschluss 122 und den Verzögerungsanschluss 123 miteinander in Verbindung gebracht. Und zwar wird das Öl aus der Ölpumpe 300 der Verzögerungsöldruckkammer 100 zugeführt. Gleichzeitig gelangt der Vorrückungsausschluss 121 mit dem Auslassanschluss 124 durch den ersten Ölkanal 135 in Verbindung, so dass das Öl in der Vorrückungsöldruckkammer 200 der Ölwanne zurückgeführt wird. In diesem Zustand ist der Spulenkörper 103 von dem Auslassanschluss 124 über den Abstand L entfernt angeordnet, wie dies in der Fig. 10 gezeigt ist.
Als nächstes wird die maximal vorgerückte Winkelposition des in der Fig. 11 gezeigten Steuerventils 1 beschrieben.
Wenn der Spule 142 von der ECU ein elektrischer Steuerstrom zugeführt wird, dann wird die elektromagnetische Kraft auf der Grundlage des elektrischen Steuerstroms erzeugt. Wenn die elektromagnetische Kraft in der Solenoidspule 104 erzeugt wird, dann fließt der magnetische Fluss, der der elektromagnetischen Kraft entspricht, in den Stator 105 und den Tauchkolben 106, die den magnetischen Kreis bilden. Somit wird der Tauchkolben 106 zu dem Anziehungsabschnitt 152a des Stators 105 in einer zweiten axialen Richtung des Ventils 1 (nach links gemäß der Fig. 11) angezogen.
In diesem Zeitraum sind der Eingabeanschluss 122 und der Vorrückungsanschluss 121 der Buchse 102 des Ventilabschnitts B durch den zweiten Ölkanal 136 des Spulenkörpers 103 miteinander in Verbindung. Darüber hinaus sind der Eingabeanschluss 122 und der Verzögerungsanschluss 123 voneinander getrennt. Somit gelangen der Druckölzuführungskanal 301 und der zweite Ölkanal 201 durch den Eingabeanschluss 122 und den Vorrückungsanschluss 121 miteinander in Verbindung. Und zwar wird das Öl aus der Ölpumpe 300 zu der Vorrückungsöldruckkammer 200 zugeführt. Gleichzeitig gelangt der Verzögerungsanschluss 123 mit dem Auslassanschluss 124 durch den dritten Ölkanal 137 in Verbindung, so dass das Öl in der Verzögerungsöldruckkammer 100 zu der Ölwanne durch den Ölauslasskanal 302 zurückkehrt.
In diesem Zustand wird das Steuerventil 1 in der maximal vorgerückten Winkelposition gehalten, wie dies in der Fig. 11 gezeigt ist, wenn der elektrische Steuerstrom gleich dem vorbestimmten Wert ist (zum Beispiel der Maximalwert des Antriebsstroms oder der Zwischenwert zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert des Antriebsstroms).
Abwandlungen des zweiten Ausführungsbeispieles werden beschrieben.
Als eine erste Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels kann der in den Fig. 6, 7, 10 und 11 gezeigte Spulenkörper 103 durch einen in der Fig. 8 gezeigten Spulenkörper 103 ersetzt werden.
Wie dies in der Fig. 8 gezeigt ist, hat der zylindrische Abschnitt 103b mit kleinem Durchmesser des Spulenkörpers 103 einen axialen Verbindungskanal 103b1, der durch den zylindrischen Abschnitt 103b mit kleinem Durchmesser in der axialen Richtung dringt. Wenn sich der Tauchkolben 106 axial bewegt, dann wird somit das durch den Verbindungskanal 161 des Tauchkolbens 106 ausgelassene Arbeitsfluid zu dem Hin- und Herbewegungsraum G3a durch den axialen Verbindungskanal 103b1 und den zweiten Auslasskanal 138b geleitet. Durch diesen Aufbau können ähnliche Vorteile wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
Als eine zweite Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels ist ein in der Fig. 9 gezeigter Spulenkörper 103 anstelle des in den Fig. 6, 7, 10 und 11 gezeigten Spulenkörpers 103 vorgesehen. Der in den Fig. 6, 7, 10 und 11 gezeigte Spulenkörper 103 besteht aus dem nicht-magnetischen Material. Jedoch besteht ein Hauptkörper des in der Fig. 9 gezeigten Spulenkörpers 103 aus einem magnetischen Material. Ein Röhrenabschnitt 103b2, der aus einem nicht-magnetischen Material besteht, ist an dem Ende des zylindrischen Abschnitts 103b mit kleinem Durchmesser des Spulenkörpers 103 gesichert und liegt an dem Tauchkolben 106 an. Und zwar ist der nicht-magnetische Röhrenabschnitt 103b2 zwischen dem Tauchkolben 106 und dem Spulenkörper 103 angeordnet, die aus dem magnetischen Material bestehen. Somit ist der Spulenkörper 103 (genauer gesagt ein Abschnitt des Spulenkörpers 103 außer dem Röhrenabschnitt 103b2) durch den Röhrenabschnitt 103b2 magnetisch isoliert und wird somit nicht direkt durch den Tauchkolben 106 magnetisiert, der durch die elektromagnetische Kraft der Solenoidspule 104 magnetisiert wird.
Des weiteren besteht der Stopper 159 des Stators 105, der die maximale axiale Versetzung L des Spulenkörpers 103 begrenzt, aus einem nicht-magnetischen Material. Somit ist der Spulenkörper 103 durch den nicht-magnetischen Stopper 159 des Stators 105 magnetisch isoliert und wird nicht direkt durch den Tauchkolben 106 magnetisiert.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel hat der Nabenabschnitt 152c des Statorkerns 152 die abgeschrägte Außenumfangsfläche und die abgeschrägte Innenumfangsfläche. Es ist jedoch möglich, die Schräge von zumindest einer der abgeschrägten Außenumfangsfläche und der abgeschrägten Innenumfangsfläche des Nabenabschnitts 152c zu beseitigen, falls dies erwünscht ist.
Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen werden in einfacher Weise für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich. Die Erfindung ist daher nicht auf die spezifischen Einzelheiten, die darstellenden Geräte und Beispielen beschränkt, die gezeigt und beschrieben sind.
Bei einem Solenoidventil ist ein Nabenabschnitt (52, 152c) einstückig mit einem Anziehungsabschnitt (51, 152a) eines Statorkerns (41, 152) an einer Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts (51, 152a) ausgebildet. Der Nabenabschnitt (52, 152c) hat eine abgeschrägte Außenumfangsfläche (52a) und eine abgeschrägte Innenumfangsfläche (52b). Ein Tauchkolben (106) hat einen Verbindungskanal (161), der sich durch den Tauchkolben (106) im Allgemeinen entlang einer Mittelachse des Tauchkolbens (106) erstreckt.

Claims (18)

1. Solenoidventil mit:
einem Schieber (45, 106), der axial hin- und herbewegbar ist;
einer Feder (7, 108), die eine Druckkraft zum Drücken des Schiebers (45, 106) in einer ersten axialen Richtung des Solenoidventils erzeugt;
einer Spule (44, 104), die eine magnetische Durchflutung zum Anziehen des Schiebers (45, 106) in einer zweiten axialen Richtung erzeugt, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist;
einem ersten Statorsegment (41, 152) mit:
einem Anziehungsabschnitt (51, 152a), der dem Schieber (45, 106) axial gegenüberliegt und den Schieber (45, 106) in der zweiten axialen Richtung bei einer Erzeugung der magnetischen Durchflutung durch die Spule (44, 104) anzieht; und
einem Nabenabschnitt (52, 152c), der von einer Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts (51, 152a) zu dem Schieber (45, 106) axial vorsteht, wobei der Nabenabschnitt (52, 152c) eine abgeschrägte Außenumfangsfläche (52a) und eine abgeschrägte Innenumfangsfläche (52b) aufweist;
einem zweiten Statorsegment (42, 151), das einen magnetischen Kreis zusammen mit dem Schieber (45, 106) und dem ersten Statorsegment (41, 152) bildet und einen Röhrenabschnitt (56, 151a) hat, wobei der Röhrenabschnitt (56, 151a) von dem Nabenabschnitt (52, 152b) axial beabstandet ist und zumindest teilweise radial außerhalb des Schiebers (45, 106) angeordnet ist; und
einem nicht-magnetischen Körper (47, 107), der zumindest teilweise radial innerhalb des Röhrenabschnitts (56, 151a) des zweiten Statorsegments (42, 151) angeordnet ist, um den Schieber (45, 106) in sich gleitbar zu stützen.
2. Solenoidventil gemäß Anspruch 1, wobei:
die abgeschrägte Außenumfangsfläche (52a) des Nabenabschnitts (52, 152c) in einem vorbestimmten Schrägungswinkel (θa) abgeschrägt ist, der in einem Bereich von 11 bis 18° ist und zwischen der abgeschrägten Außenumfangsfläche (52a) und einer ersten imaginären axialen Linie definiert ist, die sich parallel zu einer Mittelachse des ersten Statorsegments (41, 152) von einem Basisende der abgeschrägten Außenumfangsfläche (52a) erstreckt; und
die abgeschrägte Innenumfangsfläche (52b) des Nabenabschnitts (52, 152c) in einem vorbestimmten Schrägungswinkel (θb) abgeschrägt ist, der in einem Bereich von 1 bis 8° ist und zwischen der abgeschrägten Innenumfangsfläche (52b) und einer zweiten imaginären axialen Linie definiert ist, die sich parallel zu der Mittelachse des ersten Statorsegments (41, 152) von einem Basisende der abgeschrägten Innenumfangsfläche (52b) erstreckt.
3. Solenoidventil gemäß Anspruch 2, wobei der vorbestimmte Schrägungswinkel (θa) der abgeschrägten Außenumfangsfläche (52a) des Nabenabschnitts (52, 152c) ungefähr 16° beträgt, und wobei der vorbestimmte Schrägungswinkel (θb) der abgeschrägten Innenumfangsfläche (52b) des Nabenabschnitts (52, 152c) ungefähr 3° beträgt.
4. Solenoidventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein axiales Ende des Schiebers (45, 106), das dem Anziehungsabschnitt (51, 152) des ersten Statorsegments (41, 152) gegenüberliegt, im Wesentlichen keine Schräge hat.
5. Solenoidventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Solenoidventil ein solenoidbetätigtes Öldrucksteuerventil ist, das einen Öldruck von einer Öldruckquelle (4, 300) einer Verzögerungsöldruckkammer (2, 100) und einer Vorrückungsöldruckkammer (3, 200) eines variablen Einlass/Auslassventilzeitgebungsmechanismusses wahlweise zuführt und aus diesen auslässt, der eine Öffnungszeitgebung und eine Schließzeitgebung von zumindest einem Einlassventil oder einem Auslassventil einer Verbrennungskraftmaschine ändert.
6. Solenoidventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die abgeschrägt Außenumfangsfläche (52a) des Nabenabschnitts (52, 152c) und die abgeschrägte Innenumfangsfläche (52b) des Nabenabschnitts (52, 152c) ineinander übergehen.
7. Solenoidventil mit:
einem Schieber (106), der axial hin- und herbewegbar ist und einen Verbindungskanal (161) aufweist, der sich durch den Schieber (106) im Allgemeinen entlang einer Mittelachse des Schiebers (106) erstreckt, wobei der Verbindungskanal (161) zumindest mit einem ersten Seitenraum (G6a) in Verbindung ist, der sich an einer ersten axialen Seite des Schiebers (106) befindet, und wobei er außerdem mit zumindest einem zweiten Seitenraum (G6b, G3a, G3b) in Verbindung ist, der sich an einer zweiten axialen Seite des Schiebers (106) befindet;
einer Feder (108), die eine Druckkraft zum Drücken des Schiebers (106) in einer ersten axialen Richtung des Solenoidventils erzeugt;
einer Spule (104), die eine magnetische Durchflutung zum Anziehen des Schiebers (106) in einer zweiten axialen Richtung erzeugt, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist;
einem ersten Statorsegment (152), das einen Anziehungsabschnitt (152a) aufweist, wobei der Anziehungsabschnitt (152a) dem Schieber (106) axial gegenüberliegt und den Schieber (106) in der zweiten axialen Richtung bei einer Erzeugung der magnetischen Durchflutung durch die Spule (104) anzieht;
einem zweiten Statorsegment (151), das einen magnetischen Kreis zusammen mit dem Schieber (106) und dem ersten Statorsegment (152) bildet und einen Röhrenabschnitt (151a) hat, wobei der Röhrenabschnitt (151a) zumindest teilweise radial außerhalb des Schiebers (106) angeordnet ist; und
einem nicht-magnetischen Körper (107), der zumindest teilweise radial innerhalb des Röhrenabschnitts (151a) des zweiten Statorsegments (151) angeordnet ist, um den Schieber (106) in sich gleitbar zu stützen.
8. Solenoidventil gemäß Anspruch 7, das des weiteren Folgendes aufweist:
ein Ventilelement (103), das axial hin- und herbewegbar angeordnet ist und gegen den Schieber (106) durch die Druckkraft der Feder (108) so drückt, dass sich das Ventilelement (103) zusammen mit dem Schieber (106) bewegt, wobei das Ventilelement (103) zumindest einen Verbindungskanal (103b1, 138a, 138b, 139a, 139b) definiert, der mit dem Verbindungskanal (161) des Schiebers (106) und mit dem zumindest einen zweiten Seitenraum (G6b, G3a, G3b) in Verbindung ist; und
ein Ventilgehäuse (102), das das Ventilelement (103) aufnimmt.
9. Solenoidventil gemäß Anspruch 8, wobei:
der zumindest eine erste Seitenraum (G6a) einen ersten Hin- und Herbewegungsraum (G6a) des Schiebers (106) aufweist, der angrenzend an einem ersten axialen Ende des Schiebers (106) angeordnet ist und eine axiale Bewegung des Schiebers (106) in der ersten axialen Richtung ermöglicht; und
der zumindest eine zweite Seitenraum (G6b) einen zweiten Hin- und Herbewegungsraum (G6b) des Schiebers (106) aufweist, der angrenzend an einem zweiten axialen Ende des Schiebers (106) angeordnet ist und eine axiale Bewegung des Schiebers (106) in der zweiten axialen Richtung ermöglicht.
10. Solenoidventil gemäß Anspruch 9, wobei:
der zumindest eine Verbindungskanal (139b), der durch das Ventilelement (103) definiert ist, eine Endvertiefung (139b) aufweist, die in einem Ende des Ventilelementes (103) gegenüber dem Verbindungskanal (161) des Schiebers (106) ausgebildet ist; und
die Endvertiefung (139b) des Ventilelementes (103) sich diametral durch das eine Ende des Ventilelementes (103) erstreckt und mit dem Verbindungskanal (161) des Schiebers (106) und dem zweiten Hin- und Herbewegungsraum (G6b) des Schiebers (106) in Verbindung ist.
11. Solenoidventil gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei:
das Ventilelement (103) einen zylindrischen Abschnitt (103a) mit großem Durchmesser und einen zylindrischen Abschnitt (103b) mit kleinem Durchmesser aufweist, wobei der zylindrische Abschnitt (103b) mit kleinem Durchmesser an dem Schieber (106) anliegt; und
der zumindest eine zweite Seitenraum (G6b, G3a, G3b) zumindest einen ersten oder einen zweiten Hin- und Herbewegungsraum (G3a, G3b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser aufweist, die angrenzend an dem ersten bzw. dem zweiten axialen Ende des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser angeordnet sind, um so eine Hin- und Herbewegung des Ventilelementes (103) zu ermöglichen.
12. Solenoidventil gemäß Anspruch 11, wobei:
das erste Statorsegment (152) ein axiales Durchgangsloch (139a) aufweist, das axial durch das erste Statorsegment (52) dringt und den zylindrischen Abschnitt (103b) mit kleinem Durchmesser des Ventilelementes (103) aufnimmt, wobei eine Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (103a) mit kleinem Durchmesser des Ventilelementes (103) zusammen mit einer Innenumfangsfläche des ersten Statorsegmentes (152) einen Außenumfangsverbindungskanal (139a) definiert;
der Außenumfangsverbindungskanal (139a) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit kleinem Durchmesser des Ventilelementes (103) mit dem zweiten Hin- und Herbewegungsraum (G6b) des Schiebers (106) und außerdem mit dem ersten Hin- und Herbewegungsraum (G3a) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser des Ventilelementes (103) in Verbindung ist; und
der zumindest eine Verbindungskanal (139a, 139b), der durch das Ventilelement (103) definiert ist, den Außenumfangsverbindungskanal (139a) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit kleinem Durchmesser des Ventilelementes (103) aufweist.
13. Solenoidventil gemäß Anspruch 12, wobei:
der zylindrische Abschnitt (103a) mit großem Durchmesser des Ventilelementes (103) Folgendes aufweist:
einen ersten Auslasskanal (138a), der sich in einer axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser erstreckt und durch das zweite axiale Ende des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser dringt, so dass der erste Auslasskanal (138a) mit dem zweiten Hin- und Herbewegungsraum (G3b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser in Verbindung ist; und
einen zweiten Auslasskanal (138b), der durch eine Wand des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser dringt und mit dem ersten Auslasskanal (138b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser und außerdem mit dem ersten Hin- und Herbewegungsraum (G3a) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser in Verbindung ist; und
der zumindest eine Verbindungskanal (138a, 138b, 139a, 139b), der durch das Ventilelement (103) definiert ist, hat den ersten Auslasskanal (138a) und den zweiten Auslasskanal (138b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser.
14. Solenoidventil gemäß Anspruch 13, wobei:
das Ventilgehäuse (102) einen Auslassanschluss (124) zum Auslassen eines Arbeitsfluids aus dem Solenoidventil aufweist; und
der Auslassanschluss (124) des Ventilgehäuses (102) mit zumindest einem des ersten und des zweiten Hin- und Herbewegungsraumes (G3a, G3b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser des Ventilelementes (103) in Verbindung ist.
15. Solenoidventil gemäß Anspruch 8, wobei:
das Ventilelement (103) einen zylindrischen Abschnitt (103a) mit großem Durchmesser und einen zylindrischen Abschnitt (103b) mit kleinem Durchmesser hat, wobei der zylindrische Abschnitt (103b) mit kleinem Durchmesser an dem Schieber (106) anliegt;
der zumindest eine zweite Seitenraum (G6b, G3a, G3b) zumindest einen ersten oder einen zweiten Hin- und Herbewegungsraum (G3a, G3b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser aufweist, die angrenzend an einem ersten bzw. einem zweiten axialen Ende des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser angeordnet sind, um so eine Hin- und Herbewegung des Ventilelementes (103) zu ermöglichen;
der zylindrische Abschnitt (103b) mit kleinem Durchmesser einen axialen Verbindungskanal (103b1) aufweist, der sich durch den zylindrischen Abschnitt (103b) mit kleinem Durchmesser in einer axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts (103b) mit kleinem Durchmesser erstreckt und mit dem Verbindungskanal (161) des Schiebers (106) in Verbindung ist;
der zylindrische Abschnitt (103a) mit großem Durchmesser Folgendes aufweist:
einen ersten Auslasskanal (138a), der sich in einer axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser erstreckt und mit dem axialen Verbindungskanal (103b1) des zylindrischen Abschnitts (103b) mit kleinem Durchmesser in Verbindung ist, wobei der erste Auslasskanal (138a) durch das zweite axiale Ende des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser dringt, so dass der erste Auslasskanal (138a) mit dem zweiten Hin- und Herbewegungsraum (G3b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser in Verbindung ist; und
einen zweiten Auslasskanal (138b), der durch eine Wand des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser dringt und mit dem ersten Auslasskanal (138a) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser und außerdem mit dem ersten Hin- und Herbewegungsraum (G3a) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser in Verbindung ist; und
der zumindest eine Verbindungskanal (139b), der durch das Ventilelement (103) definiert ist, hat den axialen Verbindungskanal (103b1) des zylindrischen Abschnitts (103b) mit kleinem Durchmesser, den ersten Auslasskanal (138a) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser und den zweiten Auslasskanal (138b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser.
16. Solenoidventil gemäß Anspruch 15, wobei:
das Ventilelement (103) aus einem magnetischen Material besteht;
der Schieber (106) aus einem magnetischen Material besteht; und
ein Ende des zylindrischen Abschnitts (103b) mit kleinem Durchmesser, das an dem Schieber (106) anliegt, einen Röhrenabschnitt (103b2) aufweist, der aus einem nicht- magnetischen Material besteht.
17. Solenoidventil gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei:
das Ventilgehäuse (102) einen Auslassanschluss (124) zum Auslassen eines Arbeitsfluids aus dem Solenoidventil aufweist; und
der Auslassanschluss (124) des Ventilgehäuses (102) mit zumindest dem ersten oder dem zweiten Hin- und Herbewegungsraum (G3a, G3b) des zylindrischen Abschnitts (103a) mit großem Durchmesser des Ventilelementes (103) in Verbindung ist.
18. Solenoidventil gemäß einem der Ansprüche 7 bis 17, wobei das erste Statorsegment (152) einen Nabenabschnitt (152c) aufweist, der axial von einer Außenumfangsseite des Anziehungsabschnitts (152a) zu dem Schieber (106) vorsteht, wobei der Nabenabschnitt (152c) eine abgeschrägte Außenumfangsfläche und eine abgeschrägte Innenumfangsfläche aufweist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004062193B4 (de) * 2003-12-25 2014-12-18 Denso Corporation Magnetspulenschieberventil
DE102004050387B4 (de) * 2003-10-16 2017-01-26 Denso Corporation Ölstrom-Steuerventil
WO2021149019A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-29 Padmini Vna Mechatronics Pvt. Ltd. An improved idle air control valve with enhanced efficiency
DE102017000053B4 (de) 2017-01-06 2024-04-11 Thomas Magnete Gmbh Ventil mit Kunststoffventilhülse

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