JP2002250461A

JP2002250461A - 電磁油圧制御弁

Info

Publication number: JP2002250461A
Application number: JP2001047371A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Sakai; 俊行酒井
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】バルブ体を長くすることなく、かつバルブ体
を構成するスプールがスリーブ内で傾くことによって、
シール性能の低下、異常な摩耗を起こすことがない構成
を実現することをその課題とする。【解決手段】バルブ体を構成する可動コアに、ソレノイ
ドのヨークと摺接する少なくとも１つの第１の突起部
と、スプールにはスリーブと摺接する少なくとも１つの
第２の突起部を形成し、スリーブに対してバルブ体が一
定の姿勢を保つことができるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気バルブ
または排気バルブの開弁タイミングを調整するバルブタ
イミング調整装置などに利用される、油圧を連続的に制
御するための電磁油圧制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電磁油圧制御弁として
は、例えば特開平７−１３９３１９に示されるものが知
られている。この電磁油圧制御弁では、油圧装置へ供給
する油圧を連続的に調整ために、円形断面で軸方向に延
びる穴が形成されたスリーブと、スリーブの穴内で摺動
し、軸方向の位置によって油圧を切替えるように作用す
る複数のランドを有するスプールバルブを、ソレノイド
によって作動させる構成となっている。また、スプール
バルブの軸がスリーブの穴に対して傾き、ランドが穴に
対して偏心したり、その姿勢が一定せずに不安定になる
ことで、油圧の切替え性能が変動したり、スリーブ部と
の間で異常な摩耗を起こすことがないように、スプール
バルブの先端部および中間部分に、油圧切替え作動をす
るランドとは別に、摺動ガイド部が設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電磁油
圧制御弁の構成では、摺動ガイド部が油圧切替えのラン
ドと共にスリーブ部の軸上に設けているために、スプー
ルバルブを長く構成する必要があった。この結果、電磁
油圧制御弁も大型になり、電磁油圧制御弁が組み込まれ
る油圧装置の大型化をもたらすという問題があった。

【０００４】そこで、本発明はスプールバルブを短く
し、かつスプールバルブがスリーブ内でその姿勢が一定
しないために生じる、バルブ体の異常な摩耗等の問題を
起さない構成を実現することをその課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明で講じた手段は、油路を有するスリーブと、
前記スリーブ内を軸方向に摺動して、油路を切替えるラ
ンドを有するスプールと、コイル、可動コアおよびヨー
クを有するソレノイドとを備え、前記スプールと前記可
動コアが一体的にバルブ体を構成する電磁油圧制御弁に
おいて、前記可動コアに前記ヨーク内で摺接する第１の
突起と、前記スプールに前記スリーブ内で摺接する第２
の突起部を形成し、前記バルブ体の軸心に対し、前記第
１の突起と前記第２の突起が互いに対称に対となるよう
に構成したことである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１に、本発明に関る電磁油圧制御弁
１０を示す。電磁油圧制御弁１０は、バルブタイミング
調整装置（図示せず）等に使用される、油圧を連続的に
制御する機能を有するものである。電磁油圧制御弁１０
の一端側には、ソレノイド３が取付けられている。ソレ
ノイド３は略筒状のハウジング３０を有し、略筒状のハ
ウジング３０内には、ハウジング３０の内周面に対し
て、径方向に所定の間隔を持って、軸方向に延び、円筒
状の空間を形成するように、ヨーク６０が配置されてい
る。ヨーク６０は、その軸心部分に軸方向に延びる円形
の穴６３を有し、穴６３の一方側、すなわち図１におい
て、その左側は開放され、他方側には底部６１が形成さ
れている。ヨーク６０は、その軸方向で中間部分が非磁
性体部６０ｂで、非磁性体部６０ｂを挟み両側端がそれ
ぞれ磁性体部６０ａ、６０ｃとによって１体的に構成さ
れた部材である。

【０００７】ハウジング３０とヨーク６０との間に形成
された円筒状の空間内には、導電線のコイル２１が配置
されている。コイル２１の導電線は、ハウジング３０の
外側に設けられた接続端子（図示せず）に接続され、コ
イル２１に電流が供給できるように構成されている。本
電磁油圧制御弁１０が油圧装置に取付けられたときは、
接続端子（図示せず）に電流供給用の制御装置（図示せ
ず）が接続され、ソレノイド３が制御される。

【０００８】さらに、ヨーク６０の穴６３には、ヨーク
６０の軸方向に摺動可能に挿入された磁性体からなる棒
状の可動コア７０が配置されている。可動コア７０は、
その一方端がヨーク６０の穴６３の開放端側から突出す
る長さを有している。さらに、可動コア７０の他端６７
には、穴６３の底部６１の近傍で内周面に設けられた段
付き部６２との間に、圧縮スプリング８０が取付けら
れ、可動コア７０を穴６３の開放端側方向に常時押し出
すように作用力を及ぼしている。可動コア７０の軸心部
分には、穴７１が可動コア７０の軸に沿って貫通するよ
うに形成され、穴７１には後述するスプール５０の一方
側が延びて形成された端部軸５２が貫通して挿入され、
スプール５０と可動コア７０は互いに一体に組み付けら
れバルブ体５を構成している。また、可動コア７０の外
径上には螺旋状の溝７３が形成され、これによって可動
コア７０の両端面の油圧をバランスさせ、油圧に妨げら
れずに可動コア７０をヨーク６０内で移動できるように
なっている。

【０００９】ヨーク６０の開放端は、ヨーク６０の端部
を折り曲げるようにカシメることによって、接合部分２
９で油洩れを生じさせないように密着して接合されてい
る。

【００１０】スリーブ２３の軸に沿って穴３４が形成さ
れ、穴３４にはスプール５０が、軸方向に移動可能に配
置されている。スプール５０は、スリーブ２３の穴３４
とほぼ同じ径を有し、穴３４と摺接し作動油をシールす
るよう機能する複数の大径部であるランド５３、５４
と、ランド５３、５４を連結する小径部５５を有してい
る。ランド５３、５４のシール性能に対する温度変化の
影響を最小にするように、スプール５０は、前記スリー
ブ２３と同一材料、たとえばアルミニューム材料等の軽
量で非磁性体の材料で構成されている。

【００１１】スリーブ２３の穴３４の径方向には、穴３
４と連通し、穴３４へまたは穴３４からの作動油の油路
となる複数の開口部２４、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２
６ｂが形成される。そして、開口部２４は油圧供給源か
らの作動油を受け、開口部２５ａと開口部２５ｂは制御
対象となる油圧作動装置と接続され作動油の給排をし、
開口部２６ａ、開口部２６ｂ及び２７は油圧開放路、す
なわちドレインへに連通されて、スプール５０の作動に
よって油路を切替えて油圧装置を制御するように構成さ
れている。

【００１２】コイル２１への電流は、制御回路（図示せ
ず）から供給される。そして、その電流の大きさは、一
定電圧の電流を所定の周波数でＯＮ及びＯＦＦして、さ
らにこのＯＮとＯＦＦの時間の比率を変化させる、いわ
ゆるデューテ制御によって制御される。

【００１３】バルブ体５は、ソレノイド３の巻線部２１
に通電されたとき、その供給される電流の大きさに比例
して、圧縮スプリング８０の作用力に抗しながら、移動
する。すなわち、コイル２１に電流が供給されると、コ
イル２１によって発生された磁力線は、ヨーク６０の一
方側の磁性体部６０ａ側から、ヨーク６０の中央の非磁
性体部６０ｂを迂回するように可動コア７０を透過し、
再びヨーク６０の他方側の磁性体部６０ｃへと行き、さ
らにコイル２１を収納しているハウジング３０を通って
戻る。この過程で、磁性体部６０ａと可動コア７０の間
に吸引力が発生する。この電流の大きさに応じた吸引力
と、圧縮スプリング８０の付勢力とがバランスする位置
にバルブ体５の位置が調整される。

【００１４】図１は、ソレノイド３にある大きさの電流
が与えられ、スプール５０のランド５３、５４は、油圧
作動装置(図示せず)への開口部２５ａ、２５ｂを、それ
ぞれ閉じる位置に制御されている状態を示している。そ
して、このときは油圧作動装置(図示せず)への作動油の
供給はない。

【００１５】ソレノイド３への電流が大きくしていく
と、圧縮スプリング８０の付勢力に抗してバルブ体５
は、ヨーク６０側の先端部５２ａが、ヨーク６０の穴６
３の底部６１と当接する位置まで移動し、スプール５０
が図１において最も右方に移動した位置になる。そし
て、油圧供給源の開口部２４は、油圧作動装置(図示せ
ず)への開口部２５ａに同通し、開口部２５ｂはドレイ
ンへの開口部２６ｂと２７へと同通する。次に、供給さ
れる電流を小さくしていくと、圧縮スプリング８０の付
勢力によって、スプール５０は、図１に示す最も左方に
移動し、その端面部５７がスリーブ２３の穴３４の底部
２８と当接する。そして、油圧供給源の開口部２４を開
口部２５ｂに、開口部２５ａをドレインへの開口部２６
ａへと接続し油圧を切替える。尚、電流量に応じて上記
した位置の任意の中間にバルブ体５を位置させることが
できる構成となっている。

【００１６】上記のように、バルブ体５の可動コア７０
は、スリーブ２３の穴３４内を移動し、かつそのスプー
ル５０のランド５３、５４はスリーブ２３と高寸法精度
で嵌合し、各油路への油圧の切替えを行う。このため、
穴３４でバルブ体５が傾いて、ランド５３、５４が穴３
４に対して偏心したり、その姿勢が一定しないとき、油
圧のシール性能が低下し、切替えが不安定なる。これを
防止する手段として、バルブ体５をガイドする構成が設
けられている。即ち、図２と図４に示されるように、ス
リーブ２３側のスプール５０の先端部に位置する、ラン
ド５３の外径部分の１部分を軸方向に延長して形成した
第２の突起５８が、図４に示されるように２個所、スプ
ール５０の中心を挟んで対向する位置に設けられてい
る。この突起５８は、全円周を有する円筒形状を呈して
いないため、穴３４ａとで油圧をシールする機能を有せ
ずに、バルブ体５のガイド機能のみを持つ。このため、
前記した従来技術のスプールバルブの先端に設けられた
摺動ガイド部のようにランド５３と切り離して、別に形
成する必要がなく、スプール５０を短くすることができ
る。

【００１７】さらにバルブ体５の中間部分で、その可動
コア７０の外径部分が、スリーブ２３のヨーク６０との
接合端部で穴３４の内径とほぼ同一径に形成されたガイ
ド穴３５によって支持されている。

【００１８】また、さらにバルブ体５は、図２に示すよ
うにその右方の端、即ち可動コア７０の端部は、その外
径が徐々に減少するようにテーパ状部７５を形成され、
このテーパ状部７５の円周上に２個所、可動コア７０の
外径を減少させずに延長して形成された第１の突起７２
が設けられている。

【００１９】作動の安定性から第１と第２の突起の数は
２個所以上の方が望ましいが、後述する作動上の原理か
らすると、第１と第２の突起の数はそれぞれ１個所であ
っても良い。また第１と第２の突起７２，５８の位置
は、第１の突起７２の１つと第２の突起５８の１つとで
対を構成し、各対の第１の突起７２と第２の突起５８
を、バルブ体５の中心に対し互いに対称に配置してい
る。

【００２０】以上のように構成されたバルブ体５の作動
を説明する。上記構成から明らかなように、テーパ状部
７５の円周面上に形成された第１の突起７２は、可動コ
ア７０の他の部分よりヨーク６０の磁性体部６０ａに近
接するように突出している。このためソレノイド３に通
電されたとき、その磁力線を第１の突起７２が優先的に
受ける。そして、２個所ある第１の突起７２の内で、よ
りヨーク６０の穴６３の内壁６４に近い方が、内壁６４
側に吸引される。どちらが吸引されるかは、製品の製造
時に決まり、作動にするときは常に決まった１方側の第
１の突起７２が吸引される。前述のように、バルブ体５
はその中間部分でガイド穴３５によって支持され、さら
に、スプール５０の先端部５７側には、第１の突起７２
とバルブ体５の中心に対して対向して第２の突起５８が
配置されている。このため、第１の突起７２が内壁６４
側に吸引されると、バルブ体５にガイド穴３５による支
持部が支点として作用し、対として対向して配置されて
いる第２の突起５８がスリーブ２３の穴３４ａ内周に摺
動するように当接してバルブ体５をガイドする。

【００２１】

【発明の効果】このように構成された電磁油圧制御弁１
０では、バルブ体５は常にその作動時にスリーブ２３に
対して一定の姿勢を保つ。そして、穴３４の軸方向に移
動することにより、スプール５０のランド５３，５４は
安定した油圧切替え性能を発揮することができるように
なる。また、第２の突起５８はランド５３の外径を延長
して形成しているため、穴３４ａのエッジ部と干渉し、
異状な摩耗、または作動不良の発生を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁油圧制御弁の断面図である。

【図２】本発明に係る電磁油圧制御弁のバルブ体の側面
である。

【図３】図２におけるＡ矢視図である。

【図４】図２におけるＢ矢視図である。

【符号の説明】

３ソレノイド５バルブ体１０電磁油圧制御弁２１コイル２３スリーブ５０スプールバルブ５３ランド５４ランド５８第２の突起６０ヨーク６０ａ磁性体部７０可動コア７２第１の突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油路を有するスリーブと、前記スリーブ内を軸方向に摺動して、油路を切替えるラ
ンドを有するスプールと、コイル、可動コアおよびヨークを有するソレノイドとを
備え、前記スプールと前記可動コアが一体的にバルブ体を構成
する電磁油圧制御弁において、前記可動コアに前記ヨーク内で摺接する第１の突起と、
前記スプールに前記スリーブ内で摺接する第２の突起部
を形成し、前記バルブ体の軸心に対し、前記第１の突起
と前記第２の突起が互いに対称に対となるように構成し
たことを特徴とする電磁油圧制御弁。
【請求項２】前記第２の突起は、前記スリーブ内にあっ
て、前記スプールの前記ランドの外径の１部分を軸方向
に延長して形成したことを特徴とする請求項１に記載す
る電磁油圧制御弁。
【請求項３】前記可動コアは磁性材料で形成し、前記ス
プールは非磁性材料で形成したことを特徴とする請求項
１または２に記載する電磁油圧制御弁。