JP2008063950A - Solenoid control valve and hydraulic drive unit using the solenoid control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば内燃機関の吸気側または排気側の機関弁のバルブリフトを機関運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブリフト可変機構などに用いられる電磁制御弁に関する。 The present invention relates to an electromagnetic control valve used for, for example, a variable valve lift mechanism of an internal combustion engine that variably controls a valve lift of an intake side or exhaust side engine valve of the internal combustion engine in accordance with an engine operating state.
この種の従来の電磁制御弁としては、例えば以下の特許文献1や2に記載されているものが知られている。
As this type of conventional electromagnetic control valve, for example, those described in
特許文献1に記載された電磁制御弁は、内燃機関のシリンダヘッドに設けられて、弁休止状態と弁作動状態を切り換える弁休止機構を制御するもので、有底円筒状のバルブボディと、該バルブボディ内に軸線方向へ移動可能に設けられたスプール弁及びパイロット弁と、パイロット弁を駆動するためのソレノイドとから構成されている。
An electromagnetic control valve described in
前記パイロット弁は、前記ソレノイドへの消、励磁作用によりボール弁体を開閉作動させて前記スプール弁を介して入力、出力ポートを選択的に開閉することにより、前記弁休止機構に弁休止状態油圧と弁作動状態油圧を給排するように切り換え制御するようになっている。 The pilot valve opens and closes the ball valve body by turning off and exciting the solenoid, and selectively opens and closes the input and output ports via the spool valve, thereby allowing the valve pause mechanism to provide a valve pause state hydraulic pressure. And switching control to supply and discharge the hydraulic pressure in the valve operating state.
一方、特許文献2に記載された電磁制御弁は、内燃機関の機関弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御機構に適用されたもので、バルブボディの内部に軸線方向へ移動可能に設けられたスプール弁と、該スプール弁を、プランジャを介して一方向へ移動させるソレノイドとから主として構成されている。
On the other hand, the electromagnetic control valve described in
そして、機関運転状態に応じてコントローラから前記ソレノイドへ消、励磁に伴い前記スプール弁が軸線方向へ移動して、バルブボディの周壁に形成された複数の入、出力ポート及びドレンポートを相対的に選択して作動油の流路を切り換える。これによって、バルブタイミング制御機構の進角、遅角油室に作動油を給排することにより、機関弁の開閉時期を可変制御するようになっている。
しかしながら、前記特許文献1に記載された電磁制御弁は、ソレノイドによってパイロット弁を開閉作動するようになっていることから、スプール弁を一方向か他方向の2方向だけにオン、オフ的に移動させるだけで、該スプール弁を任意の移動位置に保持することができない。したがって、弁休止状態と弁作動状態の2つの制御しかできず、任意の状態に制御することができない。
However, since the electromagnetic control valve described in
一方、特許文献2に記載の電磁制御弁は、スプール弁をソレノイドによって任意の移動位置に保持することが可能ではあるが、ソレノイドなどに対する外乱などによってスプール弁の位置が不安定になるおそれがある。このスプール弁の移動位置が不安定になると、バルブボディ内の作動油が高圧部から低圧部へ洩れてしまい、進角、遅角油室に対して所望の油圧を供給することができなくなる。かかる現象は、特に、スプール弁の軸方向の長さが短い場合や、軸方向の移動ストローク量が小さい場合に顕著になる。
On the other hand, the electromagnetic control valve described in
また、前記従来の各電磁制御弁としてソレノイドへの通電量に応じてスプール弁の移動を制御する比例制御型のものを用いた場合には、前記スプール弁を任意の移動位置に制御することも比較的容易になるが、前記ソレノイドに対する外乱などが発生すると、通電量も変化してスプール弁の移動位置を精度良く制御することができない。 Further, when a proportional control type that controls the movement of the spool valve in accordance with the energization amount to the solenoid is used as each of the conventional electromagnetic control valves, the spool valve may be controlled to an arbitrary movement position. Although it becomes relatively easy, if a disturbance to the solenoid occurs, the energization amount also changes and the moving position of the spool valve cannot be accurately controlled.
本発明は、前記従来における各電磁制御弁の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項1に記載の発明は、通電量に応じて駆動力を比例制御可能な電磁駆動部と、軸線方向の移動位置に応じて複数の開口孔を選択的に開閉し、前記電磁駆動部の駆動力によって一方向へ摺動するスプール弁と、該スプール弁を前記電磁駆動部による駆動方向と反対方向から付勢して前記スプール弁の移動位置を変化させる付勢手段と、を備え、前記付勢手段は、前記電磁駆動部の駆動力によるスプール弁の移動位置に応じて付勢力を段階的に変化可能に形成されていることを特徴としている。
The present invention has been devised in view of the technical problems of the conventional electromagnetic control valves, and the invention according to
この発明によれば、比例制御された電磁駆動部の駆動力によってスプール弁が付勢手段の付勢力に抗して所定量だけ一方向へ移動すると、この時点から付勢手段の付勢力が段階的に増加して、前記電磁駆動部の所定の通電量までの間、つまり所定の駆動力が発生している間は、たとえ外乱などによる影響を受けたとしても前記駆動力に抗してスプール弁を中間位置に停止状態に保持することが可能になる。 According to this invention, when the spool valve moves in one direction by a predetermined amount against the urging force of the urging means by the proportionally controlled driving force of the electromagnetic driving unit, the urging force of the urging means is stepped from this point. In the period up to a predetermined energization amount of the electromagnetic drive unit, that is, while a predetermined drive force is generated, even if it is affected by a disturbance or the like, the spool is resisted against the drive force. It becomes possible to hold the valve in a stopped state at an intermediate position.
その後、電磁駆動部への通電量が所定以上になると、前記付勢手段の増加された付勢力に打ち勝って前記スプール弁をさらに一方向へ所望の位置まで移動させることができる。 Thereafter, when the energization amount to the electromagnetic drive unit becomes a predetermined amount or more, the spool valve can be further moved in one direction to a desired position by overcoming the increased biasing force of the biasing means.
請求項2および3に記載の発明は、請求項1に記載の発明をさらに具体化したものである。
The inventions described in
請求項4に記載の発明は、電磁制御弁を内燃機関の例えば吸気弁などのバルブリフトを可変にする油圧駆動装置としてのバルブリフト可変機構に適用したもので、作動油を吐出する油圧ポンプと、該油圧ポンプから圧送された作動油の流路を切り換えてアクチュエータに油圧を給排する電磁制御弁と、該電磁制御弁への通電量制御するコントローラと、を備えた油圧駆動装置であって、前記電磁制御弁は、バルブボディの一端側に設けられて、通電量に応じて駆動力を比例制御可能な電磁駆動部と、前記バルブボディの内部に軸線方向へ移動自在に設けられ、移動位置に応じて複数の供給ポートと出力ポート及びドレンポートを選択的に開閉して流路を切り換えるスプール弁と、前記スプール弁を前記電磁駆動部の駆動力と反対方向へ摺動付勢する付勢手段と、前記付勢手段は、前記電磁駆動部の駆動力によるスプール弁の移動位置に応じて付勢力を段階的に変化可能に形成されていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, an electromagnetic control valve is applied to a variable valve lift mechanism as a hydraulic drive device that varies a valve lift of an internal combustion engine such as an intake valve, and a hydraulic pump that discharges hydraulic oil; A hydraulic drive device comprising: an electromagnetic control valve that switches a flow path of hydraulic oil pumped from the hydraulic pump to supply and discharge hydraulic pressure to the actuator; and a controller that controls the amount of current supplied to the electromagnetic control valve. The electromagnetic control valve is provided on one end side of the valve body, and is provided with an electromagnetic drive unit capable of proportionally controlling the driving force in accordance with the energization amount, and is provided in the valve body so as to be movable in the axial direction. A spool valve that selectively opens and closes a plurality of supply ports, output ports, and drain ports according to the position to switch the flow path, and the spool valve is slid in a direction opposite to the driving force of the electromagnetic drive unit. And biasing means for said biasing means is characterized in that it is stepwise changeable form the biasing force in accordance with the movement position of the spool valve by the driving force of the electromagnetic drive unit.
以下、本発明に係る電磁制御弁を内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁のバルブリフト量を可変制御するバルブリフト可変機構(油圧駆動装置)に適用した実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、この実施形態では、一気筒当り2つの吸気弁1,1を備えた内燃機関に適用したものである。
Hereinafter, an embodiment in which an electromagnetic control valve according to the present invention is applied to a variable valve lift mechanism (hydraulic drive device) that variably controls a valve lift amount of an engine valve that is an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine will be described in detail with reference to the drawings. Describe. In this embodiment, the present invention is applied to an internal combustion engine having two
すなわち、図7〜図11に示すように、シリンダヘッド上に回転自在に軸受されたカムシャフト1に、気筒毎に低速用カム2(弁停止用カム)と、この低速用カム2の側部に配置された1つの高速用カム4と、この高速用カム4の側部に配置された中速用カム5がそれぞれ設けられていると共に、カムシャフト2の下方に前記低速用カム3と中速用カム5にそれぞれ対応した2つの第1ロッカアーム6と第2ロッカアーム7が設けられている。また、この両ロッカアーム6,7の中央位置には、前記高速用カム4に対向した高速用カムフォロア8が揺動自在に配置されている。
That is, as shown in FIGS. 7 to 11, a
また、前記第1ロッカアーム6と第2ロッカアーム7との間には、該両者6、7を適宜連係あるいは連係を解除する第1連係切換機構9が設けられていると共に、第2ロッカアーム7と高速用カムフォロア8との間には、該両者6,8を適宜連係あるいは連係を解除する第2連係切換機構10が設けられている。
Also, a first
前記低速用カム3は、低回転時に対応する一方の吸気弁1を僅かに開閉させていわゆる弁停止状態を創成するカムプロフィールに形成されている。また、前記中速用カム5は、内燃機関の低回転時から中回転時において要求されるバルブリフト特性を満足するカムプロフィールに形成されている一方、高速用カム4は、高回転時において要求されるバルブリフト特性を満足する形状、つまり中速用カム5に比べてバルブリフト量と開弁期間を大きくするプロフィールに形成されている。
The low-
前記第1ロッカアーム6は、平面から見て前後に長いほぼ長方形に形成されて、基端部6aがカムシャフト2と並行に設けられたロッカシャフト11に揺動自在に支持されていると共に、先端部6bが前記一方の吸気弁1のステム頂部1aに当接していると共に、先端部6b側の切欠部6cに低速用カム3が摺接するローラ12aが回転自在に設けられている。また、この第1ロッカアーム6は、第2ロッカアーム7側の一側部に、後述する第1レバー部材17を収容する切欠孔が形成されている。
The
前記第2ロッカアーム7は、前記第1ロッカアーム6の一側部側面に隣接配置されて、基端部7aが前記ロッカシャフト11に揺動自在に支持されていると共に、先端部7bが前記他方の吸気弁1のステム頂部1aに当接していると共に、先端部7b側のほぼ中央位置に形成された矩形孔内に、前記中速用カム5が摺接するローラ12bが回転自在に設けられている。
The
前記高速用カムフォロア8は、第2ロッカアーム7の一側部に形成された矩形状の空間部内に配置され、基端部8aが前記空間部の対向側壁に両端部が支持された支軸13に揺動自在に支持されていると共に、先端部8bが図9,図10に示すように、各吸気弁1、1と当接する部位を有さず、上面に高速用カム4に摺接するカムフォロア部8cが円弧状に突出形成されている。また、この高速用カムフォロア8は、下部の下面と第2ロッカアーム7の下壁の上面間に弾装されたロストモーションスプリング14によって上方に付勢されていると共に、後端部下部に一体に設けられた規制突部15が第2ロッカアーム7の基端部7a上面に形成された規制凹部16に当接した時点で最大上方揺動位置が規制されるようになっている。
The high-
前記第1連係切換機構9は、図9、図10に示すように、前記第1ロッカアーム6の切欠孔内に揺動自在に収容された第1レバー部材17と、第2ロッカアーム7の一側部に前記切欠孔方向へ一体に突設されて、前記第1レバー部材17の上端部17aが適宜当接係合する突起部18と、前記第1レバー部材17の下端部17bに連係した第1油圧駆動部19と、該第1油圧駆動部19に油圧を給排する油圧回路20とを備えている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the first
前記第1レバー部材17は、ほぼくの字形状に折曲形成されて、第1ロッカアーム6の切欠孔の対向側壁に両端部が固定された枢支ピン21にほぼ中央の挿通孔17cを介して揺動自在に支持されている。また、上端部17aの上面が前記突起部18の先端下面に回動しながら係合可能になっていると共に、ほぼ円弧状に折曲された下端部17bの内端面が前記第1油圧駆動部19に当接している。
The
また、この第1レバー部材17は、第1ロッカアーム6の上部壁内に設けられた第1付勢機構22によって前記突起部18との係合が解除される方向に付勢されている。この第1付勢機構22は、第1ロッカアーム6の上部壁内に形成された円柱状の摺動用穴22aと、該摺動用穴22aの内部に摺動自在に設けられて、先端部が前記第1レバー部材17の上部内側面に当接したプランジャ22bと、摺動用穴22a内に弾装されて、プランジャ22bが前記内側面を押し出して第1レバー部材17を係合解除方向に付勢するコイルスプリング22cとから構成されている。
Further, the
前記第2連係切換機構10は、図11に示すように、第2ロッカアーム7の先端部7b下部に有する第2レバー部材23と、高速用カムフォロア8のカムフォロア部8cの下部先端に形成されて、前記第2レバー部材23の上端部23aが適宜当接係合する凹状段部24と、前記第2レバー部材23の下端部23bに連係し、前記同じ油圧回路20から油圧が給排される第2油圧駆動部25とを備えている。
As shown in FIG. 11, the second
前記第2レバー部材23は、第2ロッカアーム7の下部壁に両端部が固定された枢支ピン34にほぼ中央の挿通孔23cを介して揺動自在に支持されている。また、上端部23aの上面が前記段部24の下面に回動しながら係脱可能になっていると共に、ほぼ円弧状に折曲された下端部23bの内端面が前記第2油圧駆動部25に当接している。
The
また、この第2レバー部材23は、第2ロッカアーム7の下部壁内に設けられた第2付勢機構26によって前記段部24との係合が解除される方向に付勢されている。この第2付勢機構26は、第2ロッカアーム7の下部壁内に形成された円柱状の摺動用穴26aと、該摺動用穴26aの内部に摺動自在に設けられて、先端部が前記第2レバー部材23の上部側面から横方向に突設された押圧片23dに当接したプランジャ26bと、摺動用穴26a内に弾装されてプランジャ26bを介して押圧片23dの内面を押し出して第2レバー部材23を係合解除方向に付勢する図外のコイルスプリングとから構成されている。
The
前記第1,第2油圧駆動部19,25は、第1、第2ロッカアーム6,7の各基端部6a、7aの下壁端部にそれぞれ形成されたシリンダ19a、25aと、このシリンダ19a、25a内に摺動自在に設けられて、前端面が前記各レバー部材下端部17b、23bにそれぞれ当接する作動ピストン19b、25bと、該各作動ピストン19b、25bの後端側に形成された油圧室19c、25cとを備えている。
The first and second
前記油圧回路20は、図7に示すように、前記ロッカシャフト11の内部軸方向及び各ロッカアーム6,7の各基端部6a、7aの内部に形成されて、前記各油圧室19c、25cに連通する第1、第2油圧通路27,28と、この各油圧通路27,28を介して前記各油圧室19c、25c内にオイルパン35内の作動油を供給するオイルポンプ31と、該オイルポンプ31の下流側に設けられてコントローラ32からの制御信号によって前記油圧通路27,28とドレン通路29とを切り換える一つの電磁制御弁33とから構成されている。
As shown in FIG. 7, the
この電磁制御弁33は、図1〜図3に示すように、シリンダヘッドの外部に固定される有底円筒状のバルブボディ36と、該バルブボディ36の一端側に設けられた電磁駆動部37と、バルブボディ36の内部に軸心方向へ移動(摺動)自在に収容されて、前記電磁駆動部37の駆動力によって一方向へ移動するスプール弁38と、該スプール弁38を前記電磁駆動部37の駆動力と反対方向から段階的に付勢する付勢手段と、から主として構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
前記バルブボディ36は、一端が閉塞された内部にスプール弁38を収容する弁孔39が形成されていると共に、周壁のほぼ中央位置に、前記弁孔39に開口した供給ポート36aが径方向から穿設されている。また、該供給ポート36aの両側位置に、前記弁孔39に開口して、前記油圧通路27,28にそれぞれ独立して連通する第1、第2出力ポート36b、36cが径方向から穿設されていると共に、第2出力ポート36cの側部位置に、前記ドレン通路29を介して前記オイルパン35に連通するドレンポート36dが径方向に沿って穿設されている。さらに、バルブボディ36の周壁内には、一端が前記第1出力ポート36bの近傍に径方向から穿設されたドレン孔36eに開口し、他端が前記ドレンポート36dに開口した連通路36fが形成されている。
The
前記電磁駆動部37は、いわゆる比例制御型であって、ケーシング37aの内部に配置された円筒状の電磁コイル40と、ケーシング37aの外端部に固定されて電磁コイル40によって消、励磁されるほぼ有蓋円筒状の固定ヨーク41と、該固定ヨーク41の内部に摺動自在に収容された可動プランジャ(可動ヨーク)42と、該可動プランジャ42の一端に固定されて、先端縁が前記スプール弁36の軸方向の一端縁に当接した駆動軸43などから構成されている。前記電磁コイル40は、前記コントローラ32から通電あるいは非通電されると共に、前記通電時の通電量が比例的に増減制御されるようになっている。
The
前記スプール弁38は、弁軸38aの外周面に前記各供給ポート36aや第1,第2出力ポート36b、36c及びドレンポート36dを自身の移動位置に応じて選択的に開閉する3つの弁体である円柱状の第1〜第3ランド部43〜45が所定間隔をもって一体に形成されている。前記弁軸38aは、電磁駆動部37側の一端縁に前記駆動軸43が当接する円板状の係止部46が一体に設けられていると共に、他端縁には円板状の第1スプリングリテーナ47が一体に設けられている。また、この第1スプリングリテーナ47の外端には、スプール弁38の図1中、最大右方向の移動位置を規制する小径円柱状の規制部48が設けられている。
The
前記付勢手段は、前記弁孔39の先端部内に収容され、弁孔39の底面と第1スプリングリテーナ47との間に弾装されてスプール弁38を常時電磁駆動部37方向(図中左側方向)へ付勢する第1ばね部材49と、弁孔39の後端部内に収容されて、第2スプリングリテーナ51を介してスプール弁38の右方向の所定移動位置から第1ばね部材49と共同してばね付勢力を付与する第2ばね部材50とを備えている。
The biasing means is accommodated in the tip of the
前記第1、第2ばね部材49、50は、コイルスプリングによって形成され、スプール弁38に対して同一方向へ付勢していると共に、コイル径が第1よりも第2ばね部材50の方が大きく形成されている。この第2ばね部材50は、第2スプリングリテーナ51と弁孔39の段差壁39aとの間に弾装されて、該第2スプリングリテーナ51を前記ケーシング37aの前端面に押圧している。
The first and
前記第2スプリングリテーナ51は、図1、図4A、Bに示すように、カップ状に形成されて、円盤状の底壁51aと該底壁51aの外周縁から立ち上がった円筒壁51bとからなり、前記底壁51aのほぼ中央位置に前記スプール弁38の弁軸38aの先端部が摺動自在に嵌挿する嵌挿孔51cが形成されていると共に、該嵌挿孔51cから径方向に沿った切欠溝51dが形成されている。この切欠溝51bによって、前記弁軸38aに対して第2スプリングリテーナ51を取り付ける際に、弁軸38aの径方向外部から嵌入させて嵌挿孔51cに簡単に嵌挿させるようになっている。
As shown in FIGS. 1, 4A, and B, the
また、前記第2スプリングリテーナ51は、図1及び図4Bに示すように、その軸方向の長さLが、前記スプール弁38が最大左方向に位置している場合に、底壁51aの内面と前記係止部46の対向面との間に所定幅の隙間Cが形成されるように設定されていると共に、スプール弁38が所定長さだけ右方向へ移動した際に、前記係止部46の対向面が底壁51aの内面に当接し、スプール弁38がそれ以上に右方向へ移動すると第2ばね部材50のばね力が作用するように構成されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 4B, the
前記コントローラ32は、内燃機関の回転信号や、冷却水温信号、潤滑油の温度信号、スロットルバルブの開度信号を入力してこれらの検出値に基づいて前記電磁制御弁33の電磁コイル40に制御電流を出力する。
The
したがって、この実施形態によれば、機関始動後のアイドル運転中の極低回転時から所定の低回転域では、コントローラ32から電磁制御弁33への通電が遮断されている。したがって、スプール弁38は、図1に示すように、第1ランド部43と第3ランド部45が供給ポート36aと出力ポート36b、36cとの連通を遮断すると共に、出力ポート36b、36cとドレンポート36dとを連通させる。このため、オイルポンプ31から圧送された作動油は、第1、第2油圧通路27,28から第1、第2油圧室19c、25cへの供給が遮断されると共に、第2油圧室25c内の作動油が第2油圧通路28からドレンポート36dを介してオイルパン35内に戻される。
Therefore, according to this embodiment, the energization from the
このため、各作動ピストン19b、25bが各レバー部材17,23の下端部17b、23bを押圧しない。したがって、第1、第2ロッカアーム6,7は、それぞれの低速用、中速用カム3、5のカムプロフィールにしたがって揺動すると共に、高速用カムフォロア8も高速用カム4のリフトにしたがって揺動されるものの、各レバー部材17,23が各付勢機構22,26のコイルスプリングのばね力によって上端部17a、23aとこれに対応する突起部18及び段部24との係合が解除されて図9及び図11に示す位置にそれぞれ保持されるため、高速用カムフォロア8はロストモーション機能が発揮されて、第2ロッカアーム7に対して高速用カム4のリフト伝達がなされない。
For this reason, each
このため、各ロッカアーム6,7は、ロッカシャフト11を介して低速用カム3と、中速用カム5のそれぞれのカムプロフィールにしたがって揺動し、一方の吸気弁1は第1ロッカアーム6の微少な揺動ストロークによって極低バルブリフト特性で開閉作動する一方、他方の吸気弁1は、第2ロッカアーム7の所定のバルブリフト特性による開閉作動を行なう。つまり、一方の吸気弁1は、作動休止状態になる。したがって、かかる運転領域における燃費の向上が図れる。また、一方の吸気弁1は、第1ロッカアーム6により極低バルブリフト作動することから排気ガス中のスラッジなどによるバルブシートとのステックなどの発生が防止される。
Therefore, the
機関が低回転域から定常運転域である中回転域に移行した場合は、コントローラ32から電磁制御弁33にオン信号が出力されて、スプール弁38が、図2に示すように、第1ばね部材49のばね力に抗して右方向へ移動して、係止部46が第2スプリングリテーナ51の底壁51aの内面に当接する。この中間移動位置では、第1ランド部43は供給ポート36aと第2出力ポート36cとの連通を遮断し続け、第2ランド部44も第2出力ポート36cとドレンポート36dとを連通し続けるが、第3ランド部45が供給ポート36aと第1出力ポート36bとを連通させ、同時に第1出力ポート36bとドレン孔36bとの連通を遮断する。
When the engine shifts from the low rotation range to the middle rotation range, which is a steady operation range, an ON signal is output from the
これにより、オイルポンプ31の作動油圧が第1油圧通路27から第1油圧室19cに供給されて、第1作動ピストン19bを押圧する。このため、第1レバー部材17は、図10に示すように、コイルスプリング22cのばね力に抗して回動し、上端部17aが突起部18の下面に係合当接し、これにより、第1ロッカアーム6と第2ロッカアーム7が一体に連結される。このため、第1ロッカアーム6は、ローラ12aが低速用カム3から浮き上がって、第2ロッカアーム7の揺動ストロークに追従して揺動する。このため、両吸気弁1,1は、中速用カム5のカムプロフィールにしたがった中バルブリフト特性で開閉作動する。この結果、十分な出力トルクと燃費の両方の要求を満足することができる。
As a result, the hydraulic pressure of the
一方、機関が高回転域に移行した場合は、コントローラ32からの制御電流の通電量が増加されて、電磁駆動部37の駆動力が大きくなって、スプール弁38が、図3に示すように、係止部46を介して第2スプリングリテーナ51を右方向へ押圧するため、今度は第1、第2ばね部材49,50の合成ばね力に抗してさらに右方向へ移動する。
On the other hand, when the engine shifts to the high speed range, the amount of control current supplied from the
これによって、第3ランド部45が供給ポート36aと第1出力ポート36bとの連通を維持しつつ第1ランド部43が供給ポート36aと第2出力ポート36cとを連通させると共に、第3ランド部45が第2出力ポート36cとドレンポート36dとの連通を遮断する。
Thus, the
したがって、オイルポンプ31から圧送された作動油圧は、第1油圧通路27の他に第2油圧通路28にも供給されて、両方の油圧室19c、25c内に油圧が供給されて、該第2油圧室25c内の高圧化に伴い第2作動ピストン25bも進出する。したがって、第2作動ピストン25bは、第2レバー部材23を第2付勢機構26のコイルスプリングのばね力に抗して図11中反時計方向に回動させる。これによって、第2レバー部材23の上端部23aが段部24に係合して、第2ロッカアーム7と高速用カムフォロア8とを一体的に連結する。
Therefore, the hydraulic pressure pumped from the
このため、各ロッカアーム6,7は、高速用カム4のプロフィールにしたがって揺動し、つまり、各ロッカアーム6、7の各ローラ12a12bが低速用カム3と中速用カム5から浮き上がって当接が回避されて、高速用カムフォロア8の揺動に追従して揺動する。このため、両吸気弁1、1は、高速用カム4のプロフィールにしたがって、高いバルブリフト特性にしたがって開閉作動する。この結果、吸気充填効率が高くなって出力トルクの向上が図れる
このように、本実施形態によれば、機関運転状態に応じてバルブリフト特性を切り換えることにより、機関性能を十分に発揮させることができることは勿論のこと、第1レバー部材17を、リフト量が最も小さい第1ロッカアーム6の切欠孔11内に収容する一方、この第1レバー部材17に当接係合する突起部18を前記切欠孔11側の第2ロッカアーム7の側部に設けたため、かかる第1レバー部材17と突起部18とのレイアウトの自由度が向上すると共に、ロッカアーム上方への突出がなくなり、装置全体のコンパクト化が図れる。
Therefore, the
そして、前記電磁制御弁33は、前述のように、スプール弁38の初期移動時には、比例制御された電磁駆動部37によって第1ばね部材49のばね力に抗して一方向へ所定量だけ移動し、係止部46が第2スプリングリテーナ51に当接した時点で第2ばね部材50のばね力が加わることから、この時点から全体の付勢力が段階的に増加する。
As described above, when the
すなわち、スプール弁38は、図5A,B、図6に示すように、電磁駆動部37への比例的な通電量に応じて移動するが、通電初期(I1領域)では、この推力によって第1ばね部材49のばね力のみに抗して移動する。そして、係止部46が第2スプリングリテーナ51に当接した段階で、第2ばね部材50の付勢力が作用することから、図6に示すように、前記電磁駆動部37への通電量が比例的に上昇するものの、前記電磁駆動部37への所定の通電量(I2)までの間は、スプール弁38は移動せずに中間位置(M)に保持される。つまり、この中間位置では、たとえ外乱などによる影響を受けたとしても前記電磁駆動部37の駆動力に抗してスプール弁38を中間位置に停止状態に保持することが可能になる。
That is, as shown in FIGS. 5A, 5B, and 6, the
したがって、スプール弁38の中間移動位置を安定かつ高精度に制御することが可能になる。この結果、吸気弁1,1のバルブリフト量の制御精度の向上が図れる。
Accordingly, the intermediate movement position of the
その後、電磁駆動部37への通電量が所定以上(I3)になると、前記第1、第2ばね部材49,50の増加された付勢力に打ち勝ってスプール弁38をさらに一方向へ所望の位置まで移動させることができる。
Thereafter, when the energization amount to the
なお、スプール弁38が最大右方向位置に移動した後に、機関運転状態の変化に対応して電磁駆動部37への通電量を適宜減少させることにより、スプール弁38はその左方向への移動位置に応じて第1、2ばね部材49、50の付勢力の合成力あるいは第1ばね部材49の単独のばね力が選択的に作用する。
After the
しかも、前記電磁制御弁33は、2つ設ける必要はなく、一つで3つのカム3,4,5をそれぞれ作動制御することができるので、コストを大幅に低減することが可能になる。
In addition, it is not necessary to provide two
図12は第2の実施の形態を示し、第1ばね部材49をスプール弁38の先端側に代えて電磁駆動部37側の第2ばね部材50の内周側に二重状態に並列に配置したものである。
FIG. 12 shows a second embodiment, in which the
すなわち、前記スプール弁38の弁軸38aの後端部側、つまり第2スプリングリテーナ51と第2ランド部44との間に、大径な円盤状の第1スプリングリテーナ52が一体的に設けられ、該第1スプリングリテーナ52の一端面と弁孔39の段差部との間に第1ばね部材49が弾装されている。
That is, a large-diameter disk-shaped
したがって、電磁駆動部37への通電に伴ってスプール弁38が第1ばね部材49を圧縮変形させつつ図中右方向へ所定量移動すると、係止部46が第2スプリングリテーナ51に当接して、ここからスプール弁38に第2ばね部材50のばね力が作用するようになっている。
Therefore, when the
よって、前記第1の実施の形態と同様な作用効果が得られると共に、特にこの実施の形態では、第1、第2ばね部材49,50を内外二重に並列に配置したことから、電磁制御弁33全体の軸方向の長さを短くすることが可能になる。この結果、装置の小型化と軽量化を図ることができる。
Therefore, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained. In particular, in this embodiment, the first and
図13は第3の実施の形態を示し、第1の実施の形態の構造をベースとして付勢手段をさらに一つ増加させて3段階にしたものである。 FIG. 13 shows a third embodiment, in which the urging means is further increased by one based on the structure of the first embodiment, and is made into three stages.
すなわち、前記第2スプリングリテーナ51の外周側に大径な第3スプリングリテーナ53が並設されていると共に、該第3スプリングリテーナ53の外周部と弁孔39の段差壁39aの間に第3ばね部材54が弾装されている。前記第3スプリングリテーナ53は、第2スプリングリテーナ51とほぼ相似形の大径カップ状に形成され、中央にスプール弁38の弁軸38aが遊挿される孔が貫通形成されている。また、第3スプールリテーナ53の周壁の内周面には、図13Bに示すように、第2スプリングリテーナ51の一端部外周面に有する環状突部51aが軸方向へ摺動可能に保持するガイド溝55が軸方向に沿って短く形成されている。
That is, a
したがって、スプール弁38が、第1ばね部材49のばね力に抗して電磁駆動部37の駆動力によって図中右方向へ所定量移動すると、係止部46が第2スプリングリテーナ51に当接して、ここから第2ばね部材50のばね力が作用し始めて、スプール弁38が一旦この中間移動位置に保持される。その後、電磁駆動部37への通電量が比例的に増加して所定以上になると、スプール弁38が、第1,第2ばね部材49,50のばね力に抗してさらに右方向へ所定量移動すると、今度は前記環状突部55がガイド溝55の端縁に当接して、ここから第3スプリングリテーナ53を介して第3ばね部材54のばね力が作用し始める。このため、スプール弁38は、この第3ばね部材54のばね力によってかかる第2の中間位置に保持される。
Therefore, when the
また、その後、電磁駆動部37への通電量がさらに増加すると、スプール弁38は全てのばね部材49、50、54のばね力に抗して右方向へ移動して、各ランド部43〜45による各ポート36a〜36eの開閉作動を行う。
When the energization amount to the
このように、この実施の形態では、スプール弁38を軸方向の2つの中間移動位置に安定に保持することが可能になることから、前記各ポート36a〜36eの安定しかつ精度良く開閉することが可能になる。
As described above, in this embodiment, the
図14は第4の実施の形態を示し、第1実施の形態における付勢手段の位置を逆に配置したものである。 FIG. 14 shows a fourth embodiment, in which the positions of the urging means in the first embodiment are reversed.
すなわち、弁軸38aの電磁駆動部37側の端部に円盤状の第1スプリングリテーナ47を一体的に設け、この第1スプリングリテーナ47と弁孔39の段差壁39aとの間にスプール弁38を左方向へ付勢する第1ばね部材49が弾装されている。一方、弁孔39の先端側の内周に円環状の第2スプリングリテーナ51が軸方向へ摺動自在に設けられ、この第2スプリングリテーナ51と前記弁孔39の底面との間に第2ばね部材50が弾装されている。なお、前記第2スプリングリテーナ51の中央位置には、スプール弁38の弁軸38aの規制部48が挿通可能な挿通孔51aが貫通形成されている。また、前記弁軸38aの先端側、つまり規制部48の基端部には、前記第2スプリングリテーナ51と離接可能なフランジ部55が一体に設けられている
したがって、この実施の形態によれば、電磁駆動部37への通電に伴ってスプール弁38が第1ばね部材49のばね力に抗して右方向へ所定量移動すると、前記フランジ部55が第2スプリングリテーナ51に当接して、ここから第2ばね部材50のばね力が作用し始める。よって、この時点から所定通電量の間までは、スプール弁38をこの中間位置に安定に保持することができる。
That is, a disc-shaped
したがって、この第4の実施の形態も第1の実施の形態と同様な作用効果が得られる。 Therefore, the fourth embodiment can provide the same operation and effect as the first embodiment.
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、前記バルブリフト可変機構を大小リフトの2段式とし、これを吸気弁側と排気弁側にそれぞれ設け、本発明の電磁制御弁を用いて両方のバルブリフト可変機構を切り換え制御することも可能である。すなわち、例えば、両電磁駆動部に対して通電しない場合は、電磁制御弁によって作動油圧を供給せずに吸気・排気側ともにバルブリフトを小リフトに制御する。次に、電磁駆動部への通電によってスプール弁を右方向へ移動させることにより、供給ポートから第1出力ポートを介して吸気側のバルブリフト可変機構のみを作動させて吸気弁を大リフトに制御する一方、第2出力ポートへの作動油圧の供給が停止されていることから排気側のバルブリフト可変機構は作動せずに排気弁が小リフトを維持する。 The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments, and the variable valve lift mechanism is a two-stage type of large and small lifts, which are respectively provided on the intake valve side and the exhaust valve side, and the electromagnetic control according to the present invention. It is also possible to switch and control both variable valve lift mechanisms using a valve. That is, for example, when both the electromagnetic drive units are not energized, the valve lift is controlled to a small lift on both the intake and exhaust sides without supplying the hydraulic pressure by the electromagnetic control valve. Next, by energizing the electromagnetic drive unit, the spool valve is moved to the right to operate only the variable valve lift mechanism on the intake side from the supply port via the first output port, thereby controlling the intake valve to a large lift. On the other hand, since the supply of hydraulic pressure to the second output port is stopped, the variable valve lift mechanism on the exhaust side does not operate and the exhaust valve maintains a small lift.
さらに電磁駆動部37への通電量が増加してスプール弁がさらに右方向へ移動して、今度は第2出力ポートも供給ポートに連通させて排気側のバルブリフト可変機構も作動させる。これにより、吸気弁と排気弁の両方を大リフト制御することが可能になる。
Further, the energization amount to the
このように、本発明の電磁制御弁は、吸気・排気弁の両方のバルブリフト可変機構を同時に制御することが可能であるから、吸気側と排気側にそれぞれ別個に電磁制御弁を設ける場合に比較して製造コストや組み付けコストを大幅に低減できる。 As described above, the electromagnetic control valve of the present invention can simultaneously control the variable valve lift mechanisms of both the intake and exhaust valves. Therefore, when the electromagnetic control valves are separately provided on the intake side and the exhaust side, respectively. In comparison, manufacturing costs and assembly costs can be greatly reduced.
また、前記バルブリフト可変機構ばかりか、バルブタイミング可変機構、さらには他の装置にも適用することが可能である。 Further, it can be applied not only to the variable valve lift mechanism but also to a variable valve timing mechanism, and also to other devices.
前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
(イ)前記アクチュエータは、内燃機関の機関弁のリフト量を機関状態に応じて可変制御するバルブリフト可変機構であることを特徴とする請求項4に記載の油圧駆動装置。
(ロ)前記バルブリフト可変機構は、機関弁のリフト量を少なくとも2段階に切り換え制御することを特徴とする(イ)に記載の油圧駆動装置。
(ハ)前記バルブリフト可変機構は、機関弁のリフト量を少なくとも3段階に切り換え制御することを特徴とする(イ)に記載の油圧駆動装置。
The technical ideas other than the invention described in the claims, as grasped from the embodiment, will be described below.
(A) The actuator is a hydraulic valve drive mechanism according to
(B) The hydraulic valve drive mechanism according to (a), wherein the variable valve lift mechanism controls the lift amount of the engine valve in at least two stages.
(C) The variable valve lift mechanism switches and controls the lift amount of the engine valve in at least three stages.
1…吸気弁
2…カムシャフト
3…低速用カム
4…高速用カム
5…中速用カム
6…第1ロッカアーム
7…第2ロッカアーム
9…第1連係切換機構
10…第2連係切換機構
20…油圧回路
27・28…油圧通路
31…オイルポンプ
33…電磁制御弁
36…バルブボディ
36a…供給ポート
36b・36c…第1、第2出力ポート
37…電磁駆動部
38…スプール弁
38a…弁軸
43〜45…第1〜第3ランド部
46…係止部
47・51…第1、第2スプリングリテーナ
49・50…第1、第2ばね部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
軸線方向の移動位置に応じて複数の開口孔を選択的に開閉し、前記電磁駆動部の駆動力によって一方向へ移動するスプール弁と、
該スプール弁を前記電磁駆動部による駆動方向と反対方向から付勢して前記スプール弁の移動位置を変化させる付勢手段と、を備え、
前記付勢手段は、前記電磁駆動部の駆動力によるスプール弁の移動位置に応じて付勢力を段階的に変化可能に形成されていることを特徴とする電磁制御弁。 An electromagnetic drive unit capable of proportionally controlling the driving force in accordance with the energization amount;
A spool valve that selectively opens and closes a plurality of opening holes in accordance with a movement position in the axial direction, and moves in one direction by a driving force of the electromagnetic drive unit;
Urging means for urging the spool valve from a direction opposite to the driving direction by the electromagnetic driving unit to change the movement position of the spool valve;
The electromagnetic control valve according to claim 1, wherein the urging means is formed such that the urging force can be changed stepwise in accordance with a moving position of the spool valve by the driving force of the electromagnetic driving unit.
前記スプール弁の前記電磁駆動部側の一端部に係止部を固定し、
かつ、前記一端部に、前記係止部に対して軸方向から離接可能なスプリングリテーナを移動可能に設け、
該スプリングリテーナの前記係止部と反対側の端面に前記付勢手段の第2ばね部材を弾接させ、
前記スプール弁が前記電磁駆動部の駆動力により前記第1ばね部材の付勢力に抗して一方向へ所定量だけ移動した際に、前記係止部がスプリングリテーナに当接して前記第2ばね部材の付勢力が段階的に作用するように構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の電磁制御弁。 Providing a first spring member of the biasing means for constantly biasing the spool valve in the other direction;
A locking portion is fixed to one end portion of the spool valve on the electromagnetic drive portion side,
And, at the one end portion, a spring retainer that is detachable from the locking portion in the axial direction is provided movably,
The second spring member of the urging means is elastically contacted to the end surface of the spring retainer opposite to the locking portion;
When the spool valve moves by a predetermined amount in one direction against the urging force of the first spring member by the driving force of the electromagnetic driving portion, the locking portion abuts against a spring retainer and the second spring The electromagnetic control valve according to claim 1, wherein the biasing force of the member acts in a stepwise manner.
前記電磁制御弁は、
バルブボディの一端側に設けられて、通電量に応じて駆動力を比例制御可能な電磁駆動部と、
前記バルブボディの内部に軸線方向へ移動自在に設けられ、移動位置に応じて複数の供給ポートと出力ポート及びドレンポートを選択的に開閉して流路を切り換えるスプール弁と、
前記スプール弁を前記電磁駆動部の駆動力と反対方向へ付勢する付勢手段と、
前記付勢手段は、前記電磁駆動部の駆動力によるスプール弁の移動位置に応じて付勢力を段階的に変化可能に形成されていることを特徴とする油圧駆動装置。
A hydraulic pump that discharges hydraulic oil, an electromagnetic control valve that switches a flow path of hydraulic oil pumped from the hydraulic pump to supply and discharge hydraulic pressure to the actuator, and a controller that controls the amount of current supplied to the electromagnetic control valve; A hydraulic drive device comprising:
The electromagnetic control valve is
An electromagnetic drive unit provided on one end side of the valve body and capable of proportionally controlling the drive force in accordance with the energization amount;
A spool valve which is provided in the valve body so as to be movable in the axial direction, and selectively opens and closes a plurality of supply ports, output ports and drain ports according to the movement position, and switches the flow path;
An urging means for urging the spool valve in a direction opposite to the driving force of the electromagnetic driving unit;
The hydraulic drive device according to claim 1, wherein the biasing means is formed such that the biasing force can be changed stepwise in accordance with a moving position of the spool valve by the driving force of the electromagnetic driving unit.
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JP2006239698A JP2008063950A (en) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | Solenoid control valve and hydraulic drive unit using the solenoid control valve |
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JP2012149597A (en) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Denso Corp | Valve timing adjusting device |
-
2006
- 2006-09-05 JP JP2006239698A patent/JP2008063950A/en not_active Abandoned
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