JP2009138537A - 可変動弁装置の電磁制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】スプール弁が、各ランド部と各ポートの孔縁とに噛み込んだコンタミを効果的に切断、粉砕してスプール弁のロックを防止する。
【解決手段】バルブボディ３６の両端部に設けられた２つの電磁駆動部３７、３７’と、供給ポート３６ａと第１、第２出力ポート３６ｂ、３６ｃ及びドレンポート３６ｄを選択的に開閉して流路を切り換えるスプール弁３８と、該スプール弁を中立位置に付勢するコイルスプリング５２と、を備えている。例えば一方側に移動しているスプール弁を中立位置に戻す際には、一方の電磁コイル４０’をオフすると共に、他方の電磁コイル４０に一時的にオン信号を出力することによって、スプール弁がコイルスプリングのばね力と他方の電磁コイル４０の推力との強い合成力によって移動してコンタミを切断、粉砕する。
【選択図】図２

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やバルブタイミングを機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置に用いられる電磁制御弁に関する。

この種の従来の内燃機関の可変動弁装置の電磁制御弁としては、例えば以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

前記可変動弁装置は、カムシャフトに設けられたリフト高さの異なる３つの第１〜第３カムと、一気筒あたり２つ設けられた吸気弁を前記最小カムリフトの第１カムによって開閉するメインロッカアームと、該メインロッカアームに回動可能に支持されて、中リフト高さの第２カムの回動に応じて揺動する第１サブロッカアームと、高リフト高さの第３カムの回動に応じて揺動する第２サブロッカアームと、前記第１サブロッカアームに対して第１サブロッカアームと第２サブロッカアームとを選択的に連結、解除する連結切換機構と、該連結切換機構の第１，第２圧力室に作動油をそれぞれ供給して、前記各ロッカアームを選択的に切り換えて吸気弁の弁停止状態と弁作動状態を切り換える作動圧供給手段と、を備えている。

該作動圧供給手段は、オイルポンプから各圧力室に供給される作動油の流路を切り換える２つの電磁制御弁を備え、この各電磁制御弁は、有底円筒状の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がソレノイドへの通電に伴いリターンスプリングのばね力に抗して軸方向の一方向へ移動して前記流路を切り換える。一方、前記ソレノイドへの通電を遮断するとスプール弁がリターンスプリングのばね力によって他方向へ移動して元の位置に復帰して、流路を閉止するようになっている。
特開２００１−１５２８２１号公報

ところで、前記電磁制御弁のバルブボディ内に流入した作動油には、金属粉などのいわゆるコンタミが多く混入しており、このコンタミが前記スプール弁の軸方向の移動中に該スプール弁の弁体の外周縁とバルブボディに形成された通路孔の孔縁との間に噛み込まれて、前記スプール弁をロックさせてしまい、前記流路の切り換え作動が阻害されるおそれがある。この結果、例えば弁停止状態から通常の全気筒運転状態に移行させることができなくなり、機関の出力不足を招くなどのおそれがある。

本発明は、前記従来における可変動弁装置の電磁制御弁の技術的課題に鑑みて案出されたもので、前記電磁制御弁は、筒状のバルブボディの周壁に穿設された複数の通路孔と、前記バルブボディの内部に軸方向へ摺動自在に設けられて、前記複数の通路孔を選択的に開閉するスプール弁と、該スプール弁を軸方向の中立位置に付勢する付勢機構と、前記バルブボディの軸方向の両端側に設けられて、前記スプール弁をそれぞれのソレノイドを介して軸方向へ摺動させる一対の電磁駆動部と、を備えていることを特徴としている。

この発明によれば、例えば一方のソレノイドへ通電されると、前記スプール弁は付勢機構の付勢力に抗して一方向へ移動するが、この一方向の位置から他方向へ移動させる場合には、前記一方のソレノイドへの通電がオフされると同時に他方のソレノイドへ通電される。このため、スプール弁は、少なくとも中立位置までは付勢機構の付勢力と他方のソレノイドの吸引力との合成力によって強制的に戻される。したがって、バルブボディの作動油に混入したコンタミが、例えばスプール弁の弁体の外周縁とバルブボディの通路孔の孔縁との間に噛み込まれようとすると、スプール弁に対する前記強い合成力によって切断、粉砕される。

これにより、コンタミの噛み込みによるスプール弁のロックを確実に防止することができる。

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に適用した実施例を図面に基づいて詳述する。なお、この実施例では、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。

前記バルブリフト可変機構は、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。

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。

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。

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、図８に示すように、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。また、この第１ロッカアーム６は、前記先端部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と共に、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。

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。また、この先端部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。

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１１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。

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(図７参照)。

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。

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付勢手段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付勢手段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。

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下側の側部に有する第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。

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。

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付勢手段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付勢手段２６は、図７に示すように、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。

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。

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２つのドレン通路２９、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。

この電磁制御弁３３は、図１〜図３に示すように、５ポート３位置弁であって、シリンダヘッドの外側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の両端部に設けられた一対の第１、第２電磁駆動部３７、３７’と、前記バルブボディ３６の内部に軸心方向へ移動（摺動）自在に収容されて、前記各電磁駆動部３７、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を軸方向の中立位置に保持する付勢手段と、から主として構成されている。

前記バルブボディ３６は、両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に開口した通路孔である供給ポート３６ａが径方向に沿って穿設されている。また、該供給ポート３６ａの反対側の両側位置に、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通路孔である第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、供給ポート３６ａの両側部位置に、前記各ドレン通路２９、２９を介して前記オイルパン３５に連通する通路孔である２つのドレンポート３６ｄ、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の両端部内には、弁孔３９の両端部に形成された大径な円形状の空間部Ｃ，Ｃと前記ドレンポート３６ｄ、３６ｄとを連通する２つの連通路３６ｅ、３６ｅが軸方向に沿って形成されている。

前記第１、第２電磁駆動部３７、３７’は、いわゆるパルス制御型であって、各ケーシング３７ａ、３７ａ’の内部に配置された円筒状のソレノイドである電磁コイル４０、４０’と、各ケーシング３７ａ、３７ａ’の外端部に固定されて電磁コイル４０、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、４１’と、該各固定ヨーク４１、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、４２’と、該可動プランジャ４２、４２’のそれぞれの一端に固定されて、先端縁が前記スプール弁３６の軸方向の両端面に軸方向から当接する駆動軸４３、４３’などから構成されている。

前記駆動軸４３，４３’は、内部軸方向へ自由に後退移動可能になっているが、内部に弾装されたばね力の小さなスプリングによって互いにスプール弁３６方向へ付勢されており、各電磁コイル４０，４０’のいずれか一方に通電されると、いずれかの駆動軸４３，４３’によってスプール弁３６を互いに対向する方向へ進出移動するようになっている。

前記電磁コイル４０、４０’は、前記コントローラ３２からパルスによる通電(オン)あるいは非通電(オフ)の制御電流が供給されると共に、前記通電時の通電量が一定となるように制御されるようになっている。

前記スプール弁３８は、弁軸３８ａの軸方向のほぼ中央側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、３６ｄを、自身の移動位置に応じて選択的に開閉する２つの弁体である円柱状の第１、第２ランド部４４、４５が所定間隔をもって一体に形成されていると共に、第１電磁駆動部３７と第１ランド部４４との間に円環状のガイド部４６が一体に設けられている。また、弁軸３８ａの第２電磁駆動部３７’側の一端側には付勢機構が設けられている。なお、前記バルブボディ３６に形成された前記各ポート３６ａ〜３６ｃの外側には、コンタミなどを濾過するフィルタが設けられている。

前記付勢機構は、前記弁孔３９の第２電磁駆動部３７’側の端部に形成された円柱状の保持穴４７と、前記弁軸３８ａの一端部側に軸方向へ所定間隔をもって設けられた一対の円環状のストッパ部４８，４９と、該ストッパ部４８，４９間に一対の第１、第２スプリングリテーナ５０，５１を介して弾装されたばね部材であるコイルスプリング５２と、前記スプール弁３８の軸方向の移動に伴って各スプリングリテーナ５０，５１を介して前記コイルスプリング５２を圧縮変形させて前記スプール弁３８を中立位置方向へ移動させる規制部と、を備えている。

前記各スプリングリテーナ５０，５１は、弁軸３８ａの外周面に摺動自在な円筒部と、該円筒部の外端縁から径方向に沿って延設されたフランジ部５０ａ、５１ａとによって断面ほぼＬ字形状に形成されており、該両フランジ部５０ａ、５１ａの対向する内面間にコイルスプリング５２が弾装されていると共に、該各フランジ部５０ａ、５１ａの内周側外面が前記各ストッパ部４８，４９の対向面に当接している。

また、前記規制部は、前記保持穴４７の底面側の孔縁部４７ａと、前記第２電磁駆動部３７’のケーシング３７ａ’の開口縁３７ｂ’とから構成され、前記スプール弁３８が、例えば図１中右方向へ移動すると、前記第１フランジ部５０ａの外周側外面が前記開口縁３７ｂ’に当接し、逆に左方向へ移動すると第２フランジ５１ａの外周側外面が前記孔縁部４７ａにそれぞれ弾接して、前記コイルスプリング５２を圧縮変形させてその反力によってスプール弁３８を中立位置に付勢するようになっている(図２、図３参照)。

そして、前記第１、第２電磁駆動部３７，３７’の各電磁コイル４０，４０’への通電時における推力特性は、図４の実線で示すように、通電(オン)初期に比較的急激に立ち上がって、その後、なだらかな立ち上がりとなり、全体的に通電初期の大きな推力をそのまま維持する形となる。これに対して、例えば従来のオン−オフ型の電磁駆動部の場合は、一点鎖線で示すように、通電(オン)初期は推力が小さく、その後、徐々に上昇して後半で大きく増加する特性となる。したがって、本実施例の各電磁駆動部３７，３７’の通電による推力は、前記従来のオン−オフ型に比べると通電初期の段階から大きな差(α)があり、実用領域ではさらに大きな差(β)になっている。なお、前記両者の比較は電流値を一定としたときのスプール弁３８の各ポジジョンにおける推力特性を示している。

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の各電磁コイル４０、４０’に制御パルス電流を出力するようになっている。

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から各電磁コイル４０，４０’への通電が遮断されている。したがって、前記スプール弁３８は、図１に示すように、コイルスプリング５２のばね力によって中立位置に保持され、第１ランド部４４と第２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と各ドレンポート３６ｄ、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、両油圧室１９ｃ、２５ｃ内の作動油が各油圧通路２７，２８から各ドレンポート３６ｄ及びドレン通路２９を介してオイルパン３５内に戻される。

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が各付勢手段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。

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の所定の中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、前記一方の吸気弁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。

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から第２電磁コイル４０’に通電信号(オン)が出力されて、駆動軸４３’が進出すると、第１スプリングリテーナ５０のフランジ部５０ａが孔縁部４７ａに軸方向から当接すると共に、第２スプリングリテーナ５１を介してコイルスプリング５２を圧縮変形させる。

このため、前記スプール弁３８は、図２に示すように、コイルスプリング５２のばね力に抗して左方向へ移動して、第２ランド部４５は供給ポート３６ａと第２出力ポート３６ｃとの連通を遮断すると共に、ドレンポート３６ｄとの連通を継続し、第１ランド部４４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とドレンポート孔３６ｄとの連通を遮断する。

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。

一方、機関が高回転域に移行した場合は、図５Ａに示すように、コントローラ３２から第１電磁コイル４０に通電(オン)信号が出力される一方、同時に第２電磁コイル４０’へ非通電（オフ）の信号が出力される。したがって、図３に示すように、第１電磁駆動部３７の駆動軸４３が進出してスプール弁３８を右方向へ押圧すると、第２スプリングリテーナ５１のフランジ部５１が開口縁３７ｂ’に当接してコイルスプリング５２を圧縮変形する。このため、スプール弁３８は、このばね力に抗して右方向へ移動するが、移動当初は第１電磁コイル４０の推力とコイルスプリング５２のばね力との合成力によって速やかに右方向へ移動するが、中立位置を通過するとコイルスプリング３８のばね力に抗してさらに右方向へ移動する。

これによって、第１ランド部４４が供給ポート３６ａと第１出力ポート３６ｂとの連通を遮断すると共に、該第１出力ポート３６ｂとドレンポート３６ｄとを連通し、同時に第２ランド部４５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２出力ポート３６ｃとドレンポート３６ｄとの連通を遮断する。

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２油圧通路２８から第２油圧室２５ｃ内に供給されて、該第２油圧室２５ｃ内の高圧化に伴い第２作動ピストン２５ｂが進出する。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付勢手段２６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。

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。

また、前記中回転領域からアイドリングなどの低回転領域に移行した場合は、図５Ｂに示すように、前記第２電磁コイル４０’への通電がオフされると同時に、第１電磁コイル４０も基本的にはオフされるが、このとき、第１電磁コイル４０に極めて短時間の間、一時的に通電（オン）して、その後オフされる。したがって、スプール弁３８は、コイルスプリング５２のばね力と第１電磁コイル４０の一時的な吸引力との合成力が作用して、図２の右方向へ速やかに移動して中立位置に戻される。

また、前記高回転領域から低回転領域へ移行した場合にも、前記第１電磁コイル４０への通電がオフされると同時に、第２電磁コイル４０’も基本的にオフされるが、該第２電磁コイル４０’に極めて短時間の間、一時的に通電(オン)して、その後オフされる。したがって、スプール弁３８は、前述と同じく、コイルスプリング５２のばね力と第２電磁コイル４０’への一時的な吸引力との合成力が作用して左方向へ速やかに移動して中立位置に戻される。

このように、スプール弁３８が、左右いずれかに移動位置から中立位置へ移動する際には、一方の電磁コイルへの通電オフと同時に他方の電磁コイルへ一時的に通電してパルス電圧を印加することから、スプール弁３８は、少なくとも中立位置まではコイルスプリング５２の付勢力と他方の電磁コイルの吸引力との合成力によって強制的に戻される。したがって、前記フィルターを通過してバルブボディ３６内の作動油に混入した小さなコンタミが、例えばスプール弁３８の第１、第２ランド部４４，４５の外周縁と前記各ポート３６ｂ、３６ｃの孔縁との間に噛み込まれようとすると、スプール弁３８に対する前記強い合成力によって切断、粉砕される。

これにより、コンタミの噛み込みによるスプール弁のロックを確実に防止することができる。

図６は前記コイルスプリング５２のばね力と前記各電磁コイル４０，４０’の一時的な通電による吸引力(推力)との合成力との特性を示したもので、この図は前記合成力を見やすくするために、一方をプラス、マイナスを反転して表示している。したがって、例えば、第１、第２電磁コイル４０，４０’への通電による推力(破線１，２)とコイルスプリング５２のばね反力(実線)の差分でスプール弁３８を移動することを表しており、(１)Ｐｏｓが低リフトなどのスプール弁３８が最大一方向へ移動した状態、(２)Ｐｏｓが高リフトなどのスプール弁３８が最大他方向へ移動した状態、(Ｎ)Ｐｏｓがスプール弁３８の中立位置状態を示している。

この図から明らかなように、前記スプール弁３８が、中立位置(Ｎ)に戻る際には、前記コイルスプリング５２のばね力の他に、前記第１あるいは第２電磁コイル４０，４０’の吸引力が作用することから、スプール弁３８の全体の推力が大きくなり、従来のオン−オフ型の電磁制御弁のスプール弁の推力特性(一点鎖線)に比較して十分に大きくなることが明らかである。

このため、前述のように、前記各ランド部４４，４５と各孔縁に挟まれたコンタミを確実に切断、粉砕することが可能になる。

しかも、前記各電磁コイル４０，４０’のアシスト吸引力によって、スプール弁３８の中立位置への移動応答性が向上する。この結果、バルブリフト可変機構の切り換え応答性が向上する。

また、例えば中リフトから高リフトへ切り換える場合、あるいは高リフトから中リフトに切り換える場合には、第２電磁コイル４０’への通電をオフすると同時に第１電磁コイル４０に通電をオンするか、あるいはその逆に第１電磁コイル４０をオフすると同時に、第２電磁コイル４０’にオンすることから、スプール弁３８は中立位置で停止することなく最大右方向あるいは左方向へ速やかに移動する。

したがって、スプール弁３８の移動応答性が向上することから、前記バルブリフト可変機構の切り換え応答性が向上する。

しかも、かかる左右方向の移動性が向上することから、この場合にもコンタミを有効に切断、粉砕することが可能になる。この結果、スプール弁３８のロックを確実の防止することが可能になる。

また、前記大きな吸引力（推力）特性をもつ２つの電磁駆動部３７、３７’を用いることによって、コイルスプリング５２の大きなばねセット荷重に設定することができることから、前記両電磁コイル４０，４０’への非通電時において、機関振動などの外乱によるスプール弁３８の軸方向の振動を効果的に抑制することができる。

さらに、前記電磁制御弁３３は、従来のように２つ設ける必要がなく、一つで対応することが可能になることから、レイアウトの自由が向上すると共に、コストの低減化が図れる。

本発明は、前記実施例の構成に限定されるものではなく、可変動弁装置としては、前記各カムを切り換えるバルブリフト可変機構の他に、例えばベーンタイプのバルブタイミング制御機構などの油圧によって制御し得るいずれの機構に適用することが可能である。また、吸気弁側の他に排気弁側にも適用可能である。

本発明の実施例に係る電磁制御弁の概略を示す縦断面図である。 同電磁制御弁の作用を説明する縦断面図である。 同電磁制御弁のさらに異なる作用を説明する縦断面図である。 本実施例におけるソレノイドの推力特性と従来のソレノイドの推力特性を比較して示す特性図である。 Ａは本実施例におけるスプール弁を一方向へ移動させる両電磁コイルへの通電の切り換え特性図、Ｂはスプール弁を中立位置に移動させるための両電磁コイルへの通電制御特性図である。 本実施例における第１、第電磁コイルの推力とコイルスプリングのばね力との合成力特性を示すグラフである。 本発明にかかる電磁制御弁が適用された内燃機関のバルブリフト可変機構の要部正面図である。 図７のＸ矢視図である。 バルブリフト可変機構の作用を示す図７のＡ−Ａ線断面図である。 同バルブリフト可変機構の作用を示す同図７のＡ−Ａ線断面図である。 同バルブリフト可変機構の作用を示す同図７Ｂ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

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
３７ｂ’…開口縁(規制部)
３８…スプール弁
３８ａ…弁軸
４７…保持穴
４７ａ…孔縁(規制部)
４４，４５…第１、２ランド部(弁体)
４８，４９…ストッパ部(付勢機構)
５０、５１…第１、第２スプリングリテーナ(付勢機構)
５２…コイルスプリング(付勢機構)

Claims (6)

1. 機関運転状態に応じて流路を切り換えて可変機構へ制御油圧を給排することにより機関弁の作動状態を変化させる可変動弁装置の電磁制御弁であって、
   前記電磁制御弁は、筒状のバルブボディの周壁に穿設された複数の通路孔と、
   前記バルブボディの内部に軸方向へ摺動自在に設けられて、前記複数の通路孔を選択的に開閉するスプール弁と、
   該スプール弁を軸方向の中立位置に付勢する付勢機構と、
   前記バルブボディの軸方向の両端側に設けられて、前記スプール弁をそれぞれのソレノイドを介して軸方向へ摺動させる一対の電磁駆動部と、
   を備えたことを特徴とする可変動弁装置。
2. 請求項１に記載の可変動弁装置の電磁制御弁において、
   前記付勢機構は、前記スプール弁の一端部側に軸方向へ所定間隔をもって設けられた一対のストッパ部と、該ストッパ部間に一対のスプリングリテーナを介して弾装されたばね部材と、前記スプール弁の軸方向の移動に伴って各スプリングリテーナを介して前記ばね部材を圧縮変形させて前記スプール弁を中立位置方向へ移動させる規制部と、を備えたことを特徴とする可変動弁装置の電磁制御弁。
3. 請求項１または２に記載の可変動弁装置の電磁制御弁において、
   前記電磁制御弁のソレノイドをリニアソレノイドによって構成したことを特徴とする可変動弁装置の電磁制御弁。
4. 請求項１または２に記載の可変動弁装置の電磁制御弁において、
   前記電磁制御弁は、ソレノイドの磁力特性が、通電初期の立ち上がり変化率が大きくなった後に、所定範囲で変化率の小さなほぼフラット状に変化するソレノイドを用いたことを特徴とする可変動弁装置の電磁制御弁。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変動弁装置の電磁制御弁において、
   前記スプール弁が中立位置以外のポジションから中立位置方向へ移動が切り換えられる際には、通電状態にあった前記一方のソレノイドへの通電をオフすると共に、前記スプール弁が中立位置に復帰移動する前に他方のソレノイドへ一時的に通電するように構成したことを特徴とする可変動弁装置の電磁制御弁。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変動弁装置の電磁制御弁において、
   前記スプール弁が中立位置以外のポジションから中立位置を通過して反対側への切り換えられる際には、通電状態にあった前記一方のソレノイドへの通電をオフすると同時に、他方のソレノイドへ通電するように構成したことを特徴とする可変動弁装置の電磁制御弁。

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