JP2012002239A - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用され、流体圧の制御を行うスプール式の電磁弁に関する。 The present invention relates to a spool-type electromagnetic valve that is applied to, for example, a valve timing control device for an internal combustion engine and controls fluid pressure.
例えば内燃機関のバルブタイミング制御装置のように一対の作動室を有する油圧アクチュエータを電磁弁により制御する場合、従来では、電磁弁のバルブボディ内に摺動自在に設けられたスプールの軸方向位置を制御することにより、オイルポンプ等から作動油が導入される導入通路及び前記各作動室の作動油を排出する排出通路と、一方の作動室に連通する第1通路及び他方の作動室に連通する第2通路と、の各連通状態を切り換えることによって行われているが、近年では、搭載性の向上を目的として当該電磁弁の小型化が要求されていることから、例えば以下の特許文献1に記載されたようなものが提案されている。 For example, when a hydraulic actuator having a pair of working chambers is controlled by an electromagnetic valve, such as a valve timing control device for an internal combustion engine, conventionally, the axial position of a spool slidably provided in the valve body of the electromagnetic valve is conventionally set. By controlling, an introduction passage through which hydraulic oil is introduced from an oil pump or the like, a discharge passage through which the hydraulic oil is discharged from each working chamber, a first passage communicating with one working chamber, and a second working chamber communicate with each other. Although it is performed by switching each communication state with the second passage, in recent years, since the miniaturization of the solenoid valve is required for the purpose of improving the mountability, for example, the following Patent Document 1 Some have been proposed.
この電磁弁では、前記各通路との連通を切り換える一対の大径状のランド部をスプールの両端部に設け、バルブボディの軸方向中間部の周壁に設けられた前記導入通路に連通する導入開口部及び同バルブボディの一端側の端壁に設けられた前記排出通路に連通する排出部と、バルブボディの一端側の周壁に設けられた前記第1通路に連通する第1開口部及び同バルブボディの他端側の周壁に設けられた前記第2通路に連通する第2開口部と、を切り換えるように構成されている。そして、スプールの軸方向位置に応じ、第1開口部がスプールの前記両ランド部間に形成された小径部の外周側を介して導入開口部に連通すると共に第2開口部がスプールの内周部を介して排出部に連通する状態と、第1、第2開口部が導入開口部と排出部のいずれにも連通しない状態と、第1開口部がこれに対向するランド部の側方を介して排出部に連通すると共に第2開口部が前記小径部の外周側を介して導入開口部に連通する状態と、の3つの状態が構成されるようになっていて、これら各状態を切り換えると共にその連通量を制御して前記各作動室内の作動油圧を調整することにより、バルブタイミング制御装置に係る油圧アクチュエータの制御に供されている。 In this solenoid valve, a pair of large-diameter land portions for switching communication with the passages are provided at both end portions of the spool, and the introduction opening communicates with the introduction passage provided in the peripheral wall of the valve body in the axial direction. And a discharge portion that communicates with the discharge passage provided on one end side wall of the valve body, a first opening that communicates with the first passage provided on the peripheral wall on one end side of the valve body, and the valve The second opening portion communicating with the second passage provided in the peripheral wall on the other end side of the body is configured to be switched. In accordance with the axial position of the spool, the first opening communicates with the introduction opening via the outer peripheral side of the small-diameter portion formed between the two land portions of the spool, and the second opening is the inner periphery of the spool. A state in which the first and second openings are not in communication with either the introduction opening or the discharge portion, and a side of the land portion where the first opening faces the side. And a state where the second opening communicates with the introduction opening via the outer peripheral side of the small-diameter portion, and these three states are switched. At the same time, by controlling the amount of communication and adjusting the hydraulic pressure in each of the working chambers, the hydraulic actuator according to the valve timing control device is controlled.
しかしながら、前記従来の電磁弁にあっては、その内径がほぼ均一となるように構成されたバルブボディの周壁に単に前記各開口部がそれぞれ貫通形成されているのみであることから、とりわけ、スプールの移動によって導入開口部及び排出部と第1、第2開口部との連通が開始される際、すなわちスプールの前記各ランド部が第1、第2開口部を開口し始める際、その開口面積を十分に確保することができないという問題があった。 However, in the conventional solenoid valve, since the openings are simply formed through the peripheral wall of the valve body that is configured so that the inner diameter thereof is substantially uniform, When the communication between the introduction opening and the discharge portion and the first and second openings is started by the movement of the first opening, that is, when each of the land portions of the spool starts to open the first and second openings, the opening area thereof There was a problem that it was not possible to secure enough.
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたもので、スプールのランド部が開口部を開口し始める際の開口面積を十分確保し得る電磁弁を提供するものである。 The present invention has been devised in view of such technical problems, and provides an electromagnetic valve that can sufficiently secure an opening area when a land portion of a spool starts to open the opening.
本発明は、とりわけ、バルブボディの周壁にそれぞれ貫通形成されスプールに設けられた一対のランド部により開閉される第1、第2開口部の内周側端部に環状溝を設けると共に、該環状溝の軸方向両端部を除く位置に前記各ランド部を摺動自在に支持するガイド部を設けたことを特徴としている。 In particular, the present invention provides an annular groove at the inner peripheral side end of the first and second openings that are opened and closed by a pair of land portions that are respectively formed through the peripheral wall of the valve body and provided on the spool. A guide portion that slidably supports each land portion is provided at a position excluding both axial end portions of the groove.
したがって、本発明によれば、ガイド部によってランド部の良好な摺動性を維持しつつ、環状溝によってランド部が開口部を開口し始める際の開口面積を十分確保することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to secure a sufficient opening area when the land portion starts to open the opening portion by the annular groove while maintaining good slidability of the land portion by the guide portion.
以下、本発明に係る電磁弁の実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、本実施の形態では、この電磁弁を、従来と同様、内燃機関の油圧式バルブタイミング制御装置に適用したものを示している。 Embodiments of a solenoid valve according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the electromagnetic valve is applied to a hydraulic valve timing control device for an internal combustion engine, as in the prior art.
まず、本発明に係る電磁弁が適用される油圧式バルブタイミング制御装置について説明すれば、このバルブタイミング制御装置1は、図1に示すように、図外の内燃機関の例えば吸気側のカムシャフト2に設けられ、油圧を利用して図外のクランクシャフトに対するカムシャフト2の回転位相を連続的に変化させる位相変換機構3と、該位相変換機構3に油圧を給排する油圧給排手段4と、該油圧給排手段の作動を制御する制御手段5と、を備えている。
First, a hydraulic valve timing control apparatus to which the electromagnetic valve according to the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 1, the valve timing control apparatus 1 is, for example, a camshaft on the intake side of an internal combustion engine not shown. 2, a phase conversion mechanism 3 that continuously changes the rotational phase of the
前記位相変換機構3は、外周部に一体に形成された複数の歯部6aをもって図外のタイミングチェーンを介して前記クランクシャフトに連係されたハウジング6と、カムシャフト2の端部に一体回転可能に固定され、ハウジング6内において該ハウジング6と相対回動可能に収容されたベーンロータ7と、から主として構成されている。そして、ベーンロータ7の外周には、その外周面がハウジング6の内周面に摺接するように構成された例えば4つのベーン7baが周方向に所定間隔をもって径方向外側に突設されている一方、ハウジング6の内周には、その内周面がベーンロータ7の環状基部7a外周面に摺接する例えば4つのシュー6bがベーンロータ7の相対回動範囲に相当する所定間隔をもって径方向内側に突設され、ハウジング6の内周面と各ベーン7bの間及び環状基部7aと各シュー6bの間はそれぞれ所定のシール部材をもって液密にシールされている。かかる構成から、前記両者6,7間には、前記各ベーン7bによって隔成される一対の作動油室である遅角室Pr及び進角室Paが構成されていて、かかる一対の両室Pr,Pa内において、一方側の室に作動油を供給すると共に他方側の室内の作動油を排出することにより、ベーンロータ7の回転位相が制御されるようになっている。なお、前記複数のベーン7b及びこれに対応する複数のシュー6bの数は4つに限定されるものではなく、内燃機関の仕様等に応じて任意に設定可能である。
The phase conversion mechanism 3 can rotate integrally with a
また、前記各ベーン7bの1つには、図外の付勢部材によりベーンロータ7に対して軸直角方向へ突出するように付勢されたロックピン7cが出没自在に収容されていて、ベーンロータ7が最遅角側へと移動した際に対向する図外のピン係合穴にロックピン7cが係合することで、特に機関停止時において当該最遅角状態が維持されるようになっている。これによって、機関始動時やアイドル運転時等における機関の安定化に供されている。
Further, one of the
前記油圧給排手段4は、オイルパン9内に貯留された作動油を圧送する油圧供給源であるポンプ8と、該ポンプ8によって圧送された作動油を後記の電子コントロールユニット10からの制御信号に応じて遅角室Pr又は進角室Paの一方に供給すると共に他方の作動油をオイルパン9へ導く流路切替弁である電磁弁EVと、該電磁弁EV及びオイルパン9と遅角室Pr及び進角室Paとを連通する油通路Lと、から主として構成されている。そして、電磁弁EVを介して遅角室Pr又は進角室Paの作動油を給排することでベーンロータ7をハウジング6に対し正逆回転させ、これによって、クランクシャフトに対するカムシャフト2の回転位相を変更するようになっている。
The hydraulic supply / discharge means 4 includes a
前記油通路Lは、電磁弁EVにおける後記の遅角ポートP1と遅角室Prとを連通し、遅角室Prに対して作動油を給排する第1通路である遅角通路L1と、電磁弁EVにおける後記の進角ポートP2と進角室Paとを連通し、進角室Paに対して作動油を給排する第2通路である進角通路L2と、オイルパンTとポンプ8の吸入口とを連通する吸入通路L0と、電磁弁EVにおける後記の導入ポートP3とポンプ8の吐出口とを連通し、ポンプ8により吐出された作動油を位相変換機構3側へと導くメインオイルギャラリーである導入通路L3と、電磁弁EVにおける後記の排出ポートP4とオイルパン9とを連通し、排出ポートP4から排出された作動油をオイルパン9へと還流するドレン通路L4と、から主として構成されている。このように、当該油通路Lは、2系統に分岐構成され、これを電磁弁EVによって切り替えるようになっている。
The oil passage L communicates a later-described retardation port P1 and the retardation chamber Pr in the electromagnetic valve EV, and a retardation passage L1 that is a first passage for supplying and discharging hydraulic oil to and from the retardation chamber Pr; In the solenoid valve EV, an advance port P2 described later and an advance chamber Pa are communicated, and an advance passage L2, which is a second passage for supplying and discharging hydraulic oil to and from the advance chamber Pa, an oil pan T, and a pump 8 A suction passage L0 that communicates with the suction port of the solenoid valve EV, an introduction port P3 described later in the solenoid valve EV, and a discharge port of the
前記電磁弁EVは、いわゆるスライドスプール形の4ポート3位置の電磁式切換弁であって、例えば非通電状態を現した図2に示すように、前記電子コントロールユニット10からの制御電流に基づき発生する電磁力をもって後記のスプール23を駆動するソレノイドを構成するソレノイド構成部11(本発明に係るアクチュエータ)と、前記スプール23の軸方向位置に応じて後述するバルブボディ22に設けられた各ポートP1〜P4の連通状態を切り替える弁(バルブ)を構成するバルブ構成部21と、から主として構成され、前記ソレノイド構成部11の外装を構成する後記のヨーク12のバルブボディ側の端部外周に取り付けられた縦断面ほぼL字形状をなす所定のブラケット29を介し図外の内燃機関のシリンダヘッドにボルトによって固定されている。
The electromagnetic valve EV is a so-called slide spool type four-port three-position electromagnetic switching valve, which is generated based on a control current from the
前記ソレノイド構成部11は、磁性体によりほぼ円筒状に形成されたヨーク12と、該ヨーク12の内周側に収容配置されたコイル13と、その一端部に有する各フランジ部14b,15bを介してヨーク12の各端部に固定されると共にその他端側の各筒状部14a,15aがコイル13の内周側に収容され、互いに対峙するよう配置された磁性体からなる第1固定鉄心14及び第2固定鉄心15と、該第2固定鉄心15の内周側に摺動自在に収容配置された磁性体からなる可動鉄心であるアーマチュア16と、前記第1固定鉄心14の内周側に収容され、その一端面が後記のスプール23の他端面に当接すると共に、その他端面が前記アーマチュア16の一端面に当接するように設けられた非磁性体からなるロッド17と、を備えている。
The
前記ヨーク12は、例えば鉄等の磁性金属材料によってコイル13の外周を囲繞するように構成されていて、その一端部(X軸正方向側の端部)が、当該端部に設けられた爪部12aを介してバルブボディ22の他端部に設けられた後記のフランジ部22aにカシメ固定されている一方で、その他端部が、当該端部に設けられた爪部12bを介して第2固定鉄心の一端部に設けられた前記フランジ部15bにカシメ固定されている。
The
前記コイル13は、樹脂材料によってほぼ円筒状に形成されたボビン18の外周に巻回され、ヨーク12の一端部に固定された樹脂製のコネクタ19及びこれに接続される図外のハーネスを介して電子コントロールユニット10に接続されている。そして、この電子コントロールユニット10から通電されることで、第1、第2固定鉄心14,15とアーマチュア16によって磁路が形成され、これによって、第1固定鉄心14とアーマチュア16の間に磁気吸引力が発生することとなる。
The
ここで、前記電子コントロールユニット10は、機関回転数を検出するクランク角センサや吸入空気量を検出するエアフローメータ等の各種センサ類からの信号に基づいて機関運転状態を検出し、該機関運転状態に応じて電磁弁EVのコイル13に制御電流を通電し又はこれを遮断することで、後述するような油通路Lの切り替えが行われる。
Here, the
前記第1固定鉄心14は、例えば鉄等の磁性金属材料によってほぼ円筒状に形成されてなり、軸方向に沿って延出する筒状部14aの後端部(X軸正方向側の端部)に拡径状のフランジ部14bが一体に設けられている。そして、筒状部14aが第2固定鉄心15及びアーマチュア16と対峙するようにコイル13(ボビン18)の一端側内周において同軸上に収容配置され、フランジ部14bがボビン18とバルブボディ22とにより挟持された状態で固定されると共に、ヨーク12の周壁に磁気結合されている。なお、フランジ部14bの軸方向両端面とこれに対向するボビン18及びバルブボディ22の軸方向端面との間には周知のOリング20が介装されることによりそれぞれ液密にシールされていて、コイル13側や外部への作動油の漏出が抑制されている。
The first fixed iron core 14 is formed in a substantially cylindrical shape by a magnetic metal material such as iron, for example, and extends in the axial direction at the rear end portion (the end portion on the X-axis positive direction side). ) Is provided with an enlarged
また、前記筒状部14aの先端部には、その中央部に、アーマチュア16の一端部に対応する形状を有する凹部14cが穿設されている。この凹部14cは、コイル13の非通電時には、第1固定鉄心14とアーマチュア16との間にいわゆるエアギャップ(メインギャップ)が形成される一方、コイル13の通電時には、当該通電により発生した磁気吸引力によって第1固定鉄心14に引きつけられたアーマチュア16の一端部が嵌合状態に収容されると共にその内側壁によって当該アーマチュア16の移動が規制されるようになっている。さらに、この筒状部14aの先端部外周には、円錐状のテーパ部14dが設けられていて、このテーパ部14dにより、アーマチュア16の移動に伴う磁気吸引力の変化が抑制され、当該磁気吸引力を一定とする特性が維持されるようになっている。
Further, a
一方、前記第2固定鉄心15も、例えば鉄等の磁性金属材料によりほぼ円筒状に形成されてなり、軸方向へと延出する筒状部15aの後端部(X軸負方向側の端部)に拡径状のフランジ部15bが一体に設けられていて、筒状部15aが第1固定鉄心14と対峙するかたちでコイル13(ボビン18)の他端側内周においてほぼ同軸上に収容配置されると共に、フランジ部15bがボビン18とコネクタ19とにより挟持された状態で固定されると共に、ヨーク12の周壁に磁気結合されている。
On the other hand, the second fixed iron core 15 is also formed in a substantially cylindrical shape by a magnetic metal material such as iron, for example, and has a rear end portion (end on the X-axis negative direction side) that extends in the axial direction. And a
前記アーマチュア16は、例えば鉄等の磁性金属材料によって第2固定鉄心15の内径より僅かに小さい外径を有するほぼ円筒状に形成されてなり、第2固定鉄心15の筒状部15aの内周にほぼ同軸上に配置されることで、該第2固定鉄心15との間に微小の径方向隙間であるエアギャップ(サイドギャップ)が形成されるようになっている。また、かかるアーマチュア16の内周部には、所定の内径に設定されたいわゆる呼吸孔16aが当該アーマチュア16の軸線方向に沿って貫通形成されていて、この呼吸孔16aによってメインギャップに充満した作動油をコネクタ19側へと逃がすことで、当該作動油中におけるアーマチュア16の軸方向移動が確保されている。かかる構成により、アーマチュア16は、第2固定鉄心15の内周において、その内周壁にガイドされるようにして当該第2固定鉄心15に対して相対移動可能となっており、コイル13の通電時には、第1固定鉄心14に形成される磁束によって当該第1固定鉄心14側へと吸引されることで、その一端(X軸正方向端)が凹部14cの内側面に当接するまでの範囲内で軸方向移動するようになっている。
The
前記ロッド17は、例えばステンレスやアルミニウム等の非磁性材料によりアーマチュア16側へと開口する有底円筒状に形成されたものであって、第1固定鉄心14の内周側に相対移動可能に収容配置されると共に後記のリターンスプリング26の付勢力に基づいたスプール23からの押圧力によってアーマチュア16側(X軸負方向側)へと常時付勢されることで、その両端がアーマチュア16及びスプール23の各対向端面に常時当接し、これにより、アーマチュア16及びスプール23と一体となって移動するようになっている。
The
また、このロッド17の内周には、その開口部を介してアーマチュア16の呼吸孔16aに接続する連通路17aが構成されると共に、当該ロッド17の一端側(X軸正方向の端部側)の周壁には、前記連通路17aに接続する長孔状をなす4つの呼吸孔17bがそれぞれ周方向においてほぼ等間隔に貫通形成されていて、該各呼吸孔17bを介して後記のドレン室25に充満した作動油を、連通路17aを通じアーマチュア16の呼吸孔16a側へ逃がすことで、前記アーマチュア16と同様、当該作動油中における当該ロッド17の軸方向移動が確保されている。さらに、かかるロッド17の他端部には拡径状のフランジ部17cが設けられていて、このフランジ部17cが、当該ロッド17の進出移動(X軸正方向側への移動)時における最大移動量を規制するストッパとして機能すると共に、当該フランジ部17cによりアーマチュア16の呼吸孔16aの一端開口縁を囲繞することで、当該呼吸孔16aと連通路17aとの接続性の向上に供されている。
Further, a
前記バルブ構成部12は、そのほぼ全体が図外のシリンダヘッドに嵌挿され、前記各通路L1〜L4に接続される後記の各ポートP1〜P4を有するバルブボディ22と、該バルブボディ22内に摺動自在に収容配置され、その軸方向位置によって前記各ポートP1〜P4の連通状態を切り替えるスプール23と、を備えている。
The
前記バルブボディ22は、例えばアルミニウム等の非磁性金属材料からなるほぼ円筒状を呈し、具体的には、アルミダイキャストによって形成され、その表面にはアルマイト処理やニッケルメッキ等の表面処理が施されている。そして、このバルブボディ22は、その内周側に、スプール23を摺動自在に収容するスプール収容室24が軸線方向に沿って設けられていて、その周壁には、遅角通路L1と接続する遅角ポートP1(本発明に係る第1開口部)、進角通路L2と接続する進角ポートP2(本発明に係る第2開口部)及び導入通路L3と接続する導入ポートP3(本発明に係る導入開口部)が、それぞれ周方向に沿って一定の軸方向幅W0をもって貫通形成されると共に、その一端壁(X軸正方向側の端壁)には、排出通路L4と接続する排出ポートP4(本発明に係る排出開口部)が、軸線方向に沿って貫通形成されている。なお、これら遅角ポートP1、進角ポートP2及び導入ポートP3は、それぞれ周方向においてほぼ等間隔に3つずつ設けられている。さらに、このバルブボディ22の他端部外周には、ヨーク12の爪部12aによる前述したカシメ固定に供するフランジ部22aが拡径形成されていて、かかるカシメによって、当該フランジ部22aが第1固定鉄心14のフランジ部14bと共にボビン18の一端部(X軸正方向側の端部)に共締め固定されている。
The
前記スプール収容室24は、スプール23の後記の各ランド部31,32の外径D1よりも僅かに大きい内径dによって当該各ランド部31,32の外周面と摺接するように構成されていて、その一端側が排出ポートP4として貫通形成されている一方、その他端側には、スプール23に設けられた後記の連通孔23c及び排出孔23bを介して排出ポートP4に連通するドレン室25が拡径形成されている。
The
このドレン室25は、スプール収容室24の内径dに対し段差状に拡径形成されると共に、スプール収容室24の他端側に向かって開口形成されていて、当該スプール収容室24の他端側において、スプール23の後記の第2ランド部32と第1固定鉄心14及びロッド17とにより画成され、進角室Paから排出された作動油を、当該ドレン室25に臨むようにしてスプール23に設けられた前記連通孔23c及び排出通路23bを介して排出ポートP4へと排出することに供される。また、かかるドレン室25内には、スプール23をX軸負方向へと常時付勢するリターンスプリング26が収容配置されている。すなわち、このリターンスプリング26は、その一端(X軸負方向端)が、ドレン室25を拡径形成することによって一端外周部に形成された段部22bに着座する一方、その他端が、スプール23の他端側外周部に設けられた後記の段部23aに着座することにより、バルブボディ22とスプール23との間に弾装されている。このように、リターンスプリング26を排出ポートP4の反対側に構成されるドレン室25内に配置する構成とすることで、作動油の排出時においてリターンスプリング26が当該作動油の通流抵抗となってしまうおそれがなく、これによって、作動油の排出効率の向上に供されている。
The
前記遅角ポートP1は、バルブボディ22の他端側においてスプール収容室24内に臨むように設けられ、スプール23の後記の第2ランド部32により開閉可能に構成されている。一方、前記進角ポートP2は、バルブボディ22の一端側においてスプール収容室24内に臨むように設けられ、スプール23の後記の第1ランド部31により開閉可能に構成されている。また、前記導入ポートP3は、遅角ポートP1と進角ポートP2との間であってスプール23の前記各ランド部31,32のいずれにも閉塞されない軸方向位置において、スプール収容室24内における後記の第1、第2ランド部31,32間に画成される導入室27に臨むように設けられている。
The retard port P <b> 1 is provided on the other end side of the
一方、前記スプール23は、その移動範囲内において導入ポートP3に常時対向する位置に段差縮径状に形成され、バルブボディ22の内径dよりも若干小さい所定の外径D2に設定された第1小径部30(本発明に係る小径部)と、該第1小径部30の軸方向両側において遅角ポートP1及び進角ポートP2に対向する位置に設けられ、バルブボディ22の内径dとほぼ同一の外径D1に設定された一対の第1ランド部31及び第2ランド部32(本発明に係る一対のランド部)と、第2ランド部32に対し第1小径部30と反対側に隣設され、当該第1小径部30とほぼ同一の外径D2に設定された第2小径部33と、該第2小径部33における第2ランド部32と反対側の端部に段差状に拡径形成され、リターンスプリング26の他端側の着座に供する段部23aと、その内周側に設けられ、一端側(X軸正方向側)が排出ポートP4へ臨むように開口形成された排出通路23bと、該排出通路23bとドレン室25とを連通する連通孔23cと、を有している。
On the other hand, the
前記第1、第2ランド部31,32は、それぞれ対応する前記各ポートP1,P2の軸方向幅W0よりも大きい所定の軸方向幅W1に設定されていて、図2、図5に示すように前記両ポート31,32を同時に開口できることは勿論、図4に示すように前記両ポート31,32を同時に閉塞することも可能な構成となっている。
The first and
前記排出通路23bは、スプール23の一端から第2小径部33と径方向にてオーバーラップするような所定の軸方向位置まで軸線方向に沿って穿設されており、前記連通孔23cは、スプール23の他端側において、ドレン室25と排出通路23bの内端部とを連通するように、当該スプール23の径方向に沿って貫通形成されている。このような構成により、進角室Paからドレン室25に排出された作動油を、連通路23c及び排出通路23bを通じてバルブボディ22の一端側に設けられた排出ポートP4へと導くようになっている。このように、スプール23の両端側を、排出通路23b及び連通孔23cを介して連通可能に構成して、排出ポートP4をバルブボディ22の一端側にのみ設ける構成とすることで、この排出ポートP4をバルブボディ22の両端側に設ける場合に比べ、当該バルブボディ22の軸方向長さを短縮することが可能となり、電磁弁EVの小型化に供されている。
The
また、前記バルブボディ22の内周面には、特に図2、図3に示すように、遅角ポートP1及び進角ポートP2の軸方向両端に相当する軸方向位置に、対をなす第1環状溝41及び第2環状溝42がそれぞれ周方向に沿って連続して切欠形成されている。すなわち、当該両環状溝41,42は、軸方向において相互に隔成されるようにして設けられると共に、少なくとも前記各ポートP1,P2の内側開口端においてそれぞれの開口幅が拡大するように前記各ポートP1,P2の軸方向両端とX軸方向においてオーバーラップするように設けられていて、本実施形態では、その溝中心が前記各ポートP1,P2の軸方向両端とほぼ一致するように設けられている。また、これら両環状溝41,42は、縦断面がほぼ矩形状となるように形成されると共に、当該矩形の各角部に相当する部分にそれぞれ面取り形状の導入部41a,42aが設けられていて、該導入部41a,42aによって作動油の円滑な流動に図れるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3 in particular, the
また、上述のようにして前記両環状溝41,42が設けられることによって、当該両環状溝41,42間には、それぞれ一定の軸方向幅W3をもって径方向内側に突出し、スプール23の移動時に前記各ランド部31,32に摺接して当該スプール23の移動を案内するガイド部としての突起であるガイド用突起43が、周方向に沿って連続して設けられている。すなわち、これらのガイド用突起43は、前記各ポートP1,P2の軸方向中間部にあたる軸方向位置に、当該各ポートP1,P2が形成された周方向範囲を除いた全周にバルブボディ22と一体に設けられていて、その内径は前記バルブボディ22の内径dと同一となっている。このような構成から、前記両ガイド用突起43は、スプール23の静止時には前記各ランド部31,32の外周面に当接することによって当該スプール23を支持し、スプール23移動時には、前記各ランド部31,32に摺接して当該スプール23の移動を案内することで、このスプール23の円滑な移動に供されている。
In addition, by providing the
また、前記バルブボディ22の内周面には、スプール23の第1小径部30を囲繞するように、導入ポートP3の軸方向幅とほぼ同一の溝幅に設定された第3環状溝44が、周方向に沿って連続して設けられている。これによって、導入ポートP3を介して導入室27内に導入される作動油量の増大化が図られ、この結果、より多くの作動油を前記各ポートP1,P2に供給することが可能となっている。
A third
以下、本実施形態に係る電磁弁EVの作用について、図2、図4及び図5に基づいて説明する。 Hereinafter, the operation of the electromagnetic valve EV according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 4, and 5.
まず、前記電磁弁EVは、例えば機関始動時ないしアイドル運転時など電子コントロールユニット10からコイル13に制御電流が通電されない状態では、スプール23にはリターンスプリング26の付勢力のみが作用するため、当該スプール23は、図2に示すように、ロッド17を介してアーマチュア16を押しのけて、X軸負方向側へと最大偏倚した、最も後退した状態となる(以下、「第1状態」という。)。このような状態にあっては、前記両ポートP1,P2に対し前記両ランド部31,32がX軸負方向側に偏倚した状態となり、遅角ポートP1が導入室27を介して導入ポートP3と連通する一方、進角ポートP2が排出ポートP4と直接連通することとなる。これにより、位相変換機構3において、遅角室Prに作動油が供給されると共に進角室Paの作動油が排出されることとなり、カムシャフト2の相対回転位相が最遅角側に制御され、機関の良好な始動性や、アイドル運転時の機関の安定性及び燃費向上などに供される。
First, when the control current is not supplied to the
続いて、例えば通常運転に移行して所定の運転状態で保持されることになると、スプール23を中間位置で保持するような所定の制御電流がコイル13に通電され、該コイル13の周囲に磁界が発生し、このコイル23の周囲に設けられたヨーク12及び第1、第2固定鉄心14,15に形成された磁束に基づいてアーマチュア16が第1固定鉄心14側へと吸引されることとなる。すなわち、アーマチュア16がロッド17を介してスプール23を押しのけるようにリターンスプリング26の付勢力に抗してX軸正方向側へ進出移動することで、スプール23が図4に示すような中間位置へと進出した状態となる(以下、「第2状態」という。)。かかる状態では、遅角ポートP1が第2ランド部32により閉塞されると共に、進角ポートP2が第1ランド部31により閉塞されることとなる。これによって、位相変換機構3において、遅角室Pr及び進角室Paの両室内の油圧が保持され、例えばポンプ8等の無駄なエネルギ消費の削減に供される。
Subsequently, for example, when the operation shifts to the normal operation and is held in a predetermined operation state, a predetermined control current for holding the
さらに、例えば高回転運転状態へと移行した場合などは、最大の制御電流がコイル13に通電され、前記吸引力が最大となることから、図5に示すように、アーマチュア16、ロッド17及びスプール23がリターンスプリング26の付勢力に抗してX軸正方向側へさらに進出することにより、X軸正方向側へと最大偏倚した、最も進出した状態となる(以下、「第3状態」という。)。かかる状態では、前記両ポートP1,P2に対し前記両ランド部31,32がX軸正方向側へ偏倚した状態となって、遅角ポートP1がドレン室25、連通孔23c及び排出通路23bを介して排出ポートP4と連通する一方、進角ポートP2が導入室27を介して導入ポートP3と連通することとなる。これにより、位相変換機構3において、遅角室Prの作動油が排出されると共に進角室Paに作動油が供給されることとなり、カムシャフト2の相対回転位相が最進角側に制御され、機関の高出力化に供される。
Further, for example, when the operation state is changed to the high rotation operation state, the maximum control current is supplied to the
ここで、本実施形態に係る電磁弁EVでは、遅角ポートP1及び進角ポートP2の軸方向両端に一対の第1、第2環状溝41,42が設けられていることから、例えば前記第1状態から第3状態へ直接移行する場合や、前記第2状態を経て第3状態へ移行する場合など、スプール23による油通路Lの連通状態の切換時であって遅角ポートP1及び進角ポートP2を開口し始める際、すなわち遅角ポートP1及び進角ポートP3が導入ポートP3ないし排出ポートP4と連通し始める際に、当該各環状溝41,42によって、従来技術と比べてより多くの作動油を通流させることが可能となる。
Here, in the solenoid valve EV according to the present embodiment, since the pair of first and second
具体的には、前記各環状溝41,42を設けたことにより、前記各ランド部31,32により開口される前記各ポートP1,P2の内側端部の軸方向範囲を拡張することが可能となり、これによって、当該各ポートP1,P2が開口し始める際の作動油の通流量を増大させることができる。
Specifically, by providing the
したがって、前記バルブ構成部11の軸方向長さを延長することなく、前記各ポートP1,P2が開口し始める際の当該各ポートP1,P2の十分な開口面積を確保することに供される。換言すれば、前記電磁弁EVの小型化に寄与しつつ、作動油の十分な通流量を確保することができる。
Therefore, it is provided to ensure a sufficient opening area of each of the ports P1, P2 when the ports P1, P2 start to open without extending the axial length of the
さらには、前記一対の環状溝41,42を一体の環状溝として設けるのではなく、前記両ポートP1,P2が開口し始める際の開口面積の増大化に供する位置、すなわち当該各環状溝41,42が最も有効に作用し得る前記両ポートP1,P2の軸方向端部のみにそれぞれ独立して配置して、当該両環状溝41,42間にガイド用突起43をそれぞれ形成するようにしたことで、このガイド用突起43によってスプール23を支持することが可能となっている。これにより、スプール23の支持性の向上が図れ、当該スプール23の安定した摺動を確保することもできる。
Further, the pair of
換言すれば、前記一対の環状溝41,42を一体化してしまうと、当該環状溝が設けられる軸方向範囲においてはスプール23を支持することができないために、当該スプール23の摺動に供する前記各ランド部31,32の軸方向端縁が前記一体化した環状溝の軸方向端縁に引っ掛かるなど、スプール23の支持面積が不足することにより、当該スプール23の摺動性の悪化を招来してしまうおそれがある。
In other words, if the pair of
これに対して、本実施形態に係る電磁弁EVでは、前記各環状溝41,42を独立して設けることにより、当該各環状溝41,42を必要最小限に留めてガイド用突起43を形成するようにしたため、スプール23(前記各ランド部31,32)の不支持領域を前記各環状溝41,42の軸方向範囲内に留めることが可能になると共に、該各環状溝41,42を独立して設けることで当該各環状溝41,42の軸方向範囲を最小限に抑えることが可能となることから、スプール23の摺動性の悪化を招来してしまうおそれがない。
On the other hand, in the electromagnetic valve EV according to the present embodiment, by providing the
また、より直接的には、前記各ランド部31,32よりも小さい軸方向幅に設定されている前記各ポートP1,P2の軸方向範囲の中間部にガイド用突起43を設けたことで、軸方向においてガイド用突起43とスプール収容室24の周壁との少なくとも2点で前記各ランド部31,32を支持することが可能となり、これによって、スプール23の安定した摺動が得られることとなる。
More directly, by providing the
このように、本実施形態によれば、遅角ポートP1及び進角ポートP2の軸方向両端に第1、第2環状溝41,42を設けると共に、当該両環状溝41,42間にガイド用突起43を設けたことで、ガイド用突起43をもって前記各ランド部31,32の良好な摺動性を維持しながら、前記両環状溝41,42によって前記各ランド部31,32が前記各ポートP1,P2を開口し始める際における当該各ポートP1,P2の開口面積を十分に確保することができる。換言すれば、バルブ構成部21について軸方向の大型化を伴うことなく、かつ、スプール23の摺動性を犠牲にすることなく、前記各ポートP1,P2を開口し始める際の作動油の通流量を十分に確保することができる。
As described above, according to the present embodiment, the first and second
また、前記ガイド用突起43を前記両環状溝41,42の軸方向中間位置に配置したことにより、当該ガイド用突起43の配置のバランスが良好となり、前記両環状溝41,42によって得られる前記作動油の通流量の増大作用を、前記各ポートP1,P2の相互間において均一にすることができる。つまり、言い換えれば、ガイド用突起43を軸方向に偏在させないことにより、前記各環状溝41,42を介した前記各ポートP1,P2の軸方向両端の開口面積を均一に設定することが可能となり、これによって、当該各ポートP1,P2の軸方向両端における作動油の通流量の増大作用に偏りが生じてしまうおそれがない。
Further, by arranging the
しかも、前記ガイド用突起43は、スプール収容室24の周壁において前記各ポートP1,P2が形成された周方向範囲を除く全周に設けられていることから、当該ガイド用突起43の加工性が良好となり、生産性の向上が図れる。この結果、前記電磁弁EVに係る製造コストの低廉化に供される。
Moreover, since the
さらには、前記ガイド用突起43は、バルブボディ22と一体に形成されていることによっても、当該ガイド用突起43の加工性が良好となり、前記電磁弁EVに係る製造コストの低廉化に供される。
Furthermore, the
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記第1、第2環状溝41,42の形状(断面形状)や溝幅、溝深さ等の具体的な仕様については、使用目的や適用する装置の仕様等によってそれぞれ自由に変更することができる。
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment. For example, specific specifications such as the shape (cross-sectional shape), groove width, and groove depth of the first and second
また、前記電磁弁EVのソレノイド構成部11によって構成される作動源であるアクチュエータは、電気的又は電磁的な手段により作動するものであればよく、前述のようないわゆる電磁石(ソレノイド)を用いたものに限定されるものではない。
Further, the actuator that is an operation source configured by the
前記実施の形態から把握される特許請求の範囲における各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。 The technical ideas other than the invention described in each claim within the scope of the claims ascertained from the embodiment will be described below.
(a)請求項1に記載の電磁弁において、
前記ガイド部は、前記環状溝の軸方向中間位置に配置されていることを特徴とする電磁弁。
(A) In the solenoid valve according to claim 1,
The electromagnetic valve according to claim 1, wherein the guide portion is disposed at an intermediate position in the axial direction of the annular groove.
かかる構成とすることで、ガイド部の配置のバランスが良好となり、環状溝によって得られる前記作動油の通流量増大作用を、第1、第2開口部の軸方向両端において均一にすることができる。換言すれば、ガイド部を軸方向に偏在させないことにより、第1、第2開口部の軸方向両端における環状溝を含めた開口面積を均一に設定することが可能となり、これによって、当該環状溝を介した前記作動油の通流量増大作用に偏りが生じてしまうおそれがない。 By adopting such a configuration, the balance of the arrangement of the guide portions becomes good, and the operation of increasing the flow rate of the hydraulic oil obtained by the annular groove can be made uniform at both axial ends of the first and second openings. . In other words, by not unevenly distributing the guide portion in the axial direction, it becomes possible to set the opening area including the annular grooves at both ends in the axial direction of the first and second openings uniformly. There is no possibility that the operation flow rate increasing action of the hydraulic oil through the gap will be biased.
(b)請求項1に記載の電磁弁において、
前記ガイド部は、前記第1開口部及び第2開口部を除き、前記バルブボディの内周面に沿って全周に設けられていることを特徴とする電磁弁。
(B) In the solenoid valve according to claim 1,
The guide valve is provided on the entire circumference along the inner circumferential surface of the valve body except for the first opening and the second opening.
かかる構成とすることで、ガイド部の加工性が良好となり、生産性の向上が図れる。この結果、当該電磁弁に係る製造コストの低廉化に供される。 By adopting such a configuration, the workability of the guide portion is improved and the productivity can be improved. As a result, the manufacturing cost of the solenoid valve is reduced.
(c)請求項1に記載の電磁弁において、
前記ガイド部は、前記バルブボディと一体に形成されていることを特徴とする電磁弁。
(C) In the solenoid valve according to claim 1,
The electromagnetic valve characterized in that the guide portion is formed integrally with the valve body.
かかる構成とすることで、ガイド部の加工性が良好となり、生産性の向上が図れる。この結果、当該電磁弁に係る製造コストの低廉化に供される。 By adopting such a configuration, the workability of the guide portion is improved and the productivity can be improved. As a result, the manufacturing cost of the solenoid valve is reduced.
(d)請求項1に記載の電磁弁において、
前記スプールの両端側は、該スプール内周に設けられた連通孔を介して相互に連通可能に構成され、
前記排出開口部は、前記バルブボディの軸方向一端側にのみ設けられていることを特徴とする電磁弁。
(D) In the solenoid valve according to claim 1,
Both ends of the spool are configured to be able to communicate with each other through a communication hole provided in the inner periphery of the spool,
The electromagnetic valve according to claim 1, wherein the discharge opening is provided only on one axial end side of the valve body.
かかる構成とすることで、排出開口部をバルブボディの軸方向両端側に設ける場合に比べてバルブボディの軸方向長さを短縮することが可能となり、当該電磁弁のさらなる小型化に供される。 With this configuration, it is possible to reduce the axial length of the valve body as compared with the case where the discharge openings are provided on both ends in the axial direction of the valve body, and the size of the solenoid valve is further reduced. .
(e)前記(d)に記載の電磁弁において、
前記スプールは、所定の付勢手段により一方側へと付勢されて前記アクチュエータへの通電により前記付勢手段の付勢力に抗して移動するように構成され、
前記付勢手段は、前記スプールの軸方向他端側に配置されていることを特徴とする電磁弁。
(E) In the solenoid valve according to (d),
The spool is configured to be biased to one side by a predetermined biasing means and to move against the biasing force of the biasing means by energizing the actuator,
The solenoid valve according to claim 1, wherein the biasing means is disposed on the other axial end side of the spool.
かかる構成とすることで、作動油の排出時において付勢手段が抵抗となってしまうおそれがない。これにより、作動油の排出効率の向上に供される。 With such a configuration, there is no possibility that the biasing means becomes a resistance when the hydraulic oil is discharged. As a result, the hydraulic oil discharge efficiency is improved.
EV…電磁弁
11…ソレノイド構成部(アクチュエータ)
22…バルブボディ
23…スプール
30…第1小径部(小径部)
31…第1ランド部(一対のランド部)
32…第2ランド部(一対のランド部)
41…第1環状溝(環状溝)
42…第2環状溝(環状溝)
43…ガイド用突起(ガイド部)
P1…第1開口部(遅角ポート)
P2…第2開口部(進角ポート)
P3…導入開口部(導入ポート)
P4…排出開口部(排出ポート)
EV ...
22 ...
31 ... 1st land part (a pair of land part)
32 ... 2nd land part (a pair of land part)
41 ... 1st annular groove (annular groove)
42 ... Second annular groove (annular groove)
43 ... Guide for guide (guide part)
P1 ... 1st opening (retarding port)
P2 ... Second opening (advance port)
P3 ... Introduction opening (introduction port)
P4 ... discharge opening (discharge port)
Claims (3)
通電することにより前記スプールを軸方向に移動させるアクチュエータと、
内部に前記スプールが摺動自在に収容され、前記各ランド部により開閉される複数の開口部が貫通形成されたバルブボディと、を備え、
前記バルブボディは、前記小径部に対向する位置において内外周を連通するように設けられた導入開口部と、前記導入開口部の軸方向両側において内外周を連通するようにそれぞれ設けられ、前記各ランド部の軸方向位置により開口面積が変化する第1開口部及び第2開口部と、前記スプールの両端側を低圧部に連通する排出開口部と、前記第1開口部及び第2開口部のそれぞれの内周側端部に設けられた環状溝と、前記各環状溝の軸方向両端を除く部位にそれぞれ設けられ、前記各ランド部を摺動自在に支持するガイド部と、を有することを特徴とする電磁弁。 A spool having a pair of large-diameter land portions on both sides of the small-diameter portion;
An actuator for moving the spool in the axial direction by energization;
A valve body in which the spool is slidably housed and a plurality of openings that are opened and closed by the land portions are formed.
The valve body is provided so as to communicate the inner and outer peripheries on both sides in the axial direction of the introduction opening and the introduction opening provided so as to communicate the inner and outer peripheries at a position facing the small diameter portion. A first opening and a second opening, the opening area of which varies depending on the axial position of the land, a discharge opening that communicates both ends of the spool with the low-pressure part, and the first opening and the second opening. An annular groove provided on each inner peripheral side end, and a guide part provided on each of the annular grooves excluding both ends in the axial direction and slidably supporting each land part. Characteristic solenoid valve.
通電することにより前記スプールを軸方向に移動させるアクチュエータと、
内部に前記スプールが摺動自在に収容され、前記各ランド部により開閉される複数の開口部が貫通形成されたバルブボディと、を備え、
前記バルブボディは、前記小径部に対向する位置において内外周を連通するように設けられた導入開口部と、前記導入開口部の軸方向両側において内外周を連通するようにそれぞれ設けられ、前記各ランド部の軸方向位置により開口面積が変化する第1開口部及び第2開口部と、前記スプールの両端側を低圧部に連通する排出開口部と、前記第1開口部及び第2開口部のそれぞれの内周側端部に設けられた環状溝と、前記各環状溝の軸方向両端を除く部位にそれぞれ設けられ、前記各ランド部に当接する突起部と、を有することを特徴とする電磁弁。 A spool having a pair of large-diameter land portions on both sides of the small-diameter portion;
An actuator for moving the spool in the axial direction by energization;
A valve body in which the spool is slidably housed and a plurality of openings that are opened and closed by the land portions are formed.
The valve body is provided so as to communicate the inner and outer peripheries on both sides in the axial direction of the introduction opening and the introduction opening provided so as to communicate the inner and outer peripheries at a position facing the small diameter portion. A first opening and a second opening, the opening area of which varies depending on the axial position of the land, a discharge opening that communicates both ends of the spool with the low-pressure part, and the first opening and the second opening. An electromagnetic wave comprising: an annular groove provided at each inner peripheral end; and a protrusion provided at each of the annular grooves excluding both ends in the axial direction and contacting each land. valve.
通電することにより前記スプールを軸方向に移動させるアクチュエータと、
内部に前記スプールが摺動自在に収容され、前記各ランド部により開閉される複数の開口部が貫通形成されたバルブボディと、を備え、
前記バルブボディは、前記小径部に対向する位置において内外周を連通するように設けられた導入開口部と、前記導入開口部の軸方向両側において内外周を連通するようにそれぞれ設けられ、前記各ランド部の軸方向位置により開口面積が変化する第1開口部及び第2開口部と、前記スプールの両端側を低圧部に連通する排出開口部と、前記第1開口部及び第2開口部の内周側端部であって、前記第1開口部及び第2開口部における前記スプールの両端側にそれぞれ設けられた第1環状溝及び第2環状溝と、を有することを特徴とする電磁弁。 A spool having a pair of large-diameter land portions on both sides of the small-diameter portion;
An actuator for moving the spool in the axial direction by energization;
A valve body in which the spool is slidably housed and a plurality of openings that are opened and closed by the land portions are formed.
The valve body is provided so as to communicate the inner and outer peripheries on both sides in the axial direction of the introduction opening and the introduction opening provided so as to communicate the inner and outer peripheries at a position facing the small diameter portion. A first opening and a second opening, the opening area of which varies depending on the axial position of the land, a discharge opening that communicates both ends of the spool with the low-pressure part, and the first opening and the second opening. An electromagnetic valve having an inner peripheral side end portion, and a first annular groove and a second annular groove respectively provided at both end sides of the spool in the first opening portion and the second opening portion. .
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