JP2013061005A - Electromagnetic spool valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁アクチュエータによりスプール弁を駆動する電磁スプール弁に関し、特にプランジャの軸方向の両側の空間が、スプール内を介してドレン空間に連通する電磁スプール弁に関するものであり、例えば、油圧式の可変バルブタイミング装置(バリアブル・バルブ・タイミング:以下、VVTと称す)に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to an electromagnetic spool valve that drives a spool valve by an electromagnetic actuator, and more particularly to an electromagnetic spool valve in which spaces on both sides in the axial direction of a plunger communicate with a drain space via a spool. The present invention relates to a technique suitable for use in a variable valve timing device (variable valve timing: hereinafter referred to as VVT).
以下の明細書中では、説明の便宜上、
・スプールおよびプランジャの移動方向(軸方向)を前後方向と称し、
・電磁アクチュエータの駆動力(軸力)によりスプールおよびプランジャが移動する方向を前(フロント:図1左側参照)、
・リターンスプリングの付勢力によりスプールおよびプランジャが移動する方向を後(リヤ:図1右側参照)、
と称する。
この前後方向は、説明のためのものであって、実際の搭載方向を限定するものではない。
In the following specification, for convenience of explanation,
・ The moving direction (axial direction) of the spool and plunger is called the front-rear direction,
-The direction in which the spool and plunger move by the driving force (axial force) of the electromagnetic actuator is forward (front: see the left side of Fig. 1),
-The direction in which the spool and plunger move due to the biasing force of the return spring is rearward (rear: see the right side of Fig. 1)
Called.
This front-rear direction is for explanation, and does not limit the actual mounting direction.
背景技術の具体的な一例として、特許文献1を説明する。
特許文献1は、エンジン(内燃機関)によって駆動されるカムシャフトの進角量を可変するVVTに関する技術であり、
・進角室と遅角室の油圧差によってカムシャフトの進角量の可変を行なう可変カムシャフトタイミング機構(バリアブル・カムシャフト・タイミング:以下、VCTと称す)と、・進角室と遅角室の油圧差をコントロールするオイルフロー・コントロール・バルブ(以下、OCVと称す:電磁スプール弁の一例)と、
が用いられている。
Patent Document 1 will be described as a specific example of the background art.
Patent Document 1 is a technology related to VVT that varies the advance amount of a camshaft driven by an engine (internal combustion engine).
・ Variable camshaft timing mechanism (variable camshaft timing: hereinafter referred to as VCT) that changes the amount of camshaft advance by the hydraulic pressure difference between the advance chamber and retard chamber; An oil flow control valve (hereinafter referred to as OCV: an example of an electromagnetic spool valve) that controls the hydraulic pressure difference in the chamber;
Is used.
特許文献1に開示されるOCVを、図4を参照して説明する。なお、以下の符号は、後述する[発明を実施するための形態]および[実施例]と同一機能物に同一符号を付したものである。
OCV1は、四方弁構造を採用したスプール弁5と、このスプール弁5を駆動する電磁アクチュエータ3(リニアソレノイド)とを結合したものである。
The OCV disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG. In addition, the following code | symbol attaches | subjects the same code | symbol to the same function thing as [the form for inventing] and [Example] which are mentioned later.
The OCV 1 is a combination of a
特許文献1のスプール弁5は、スプール4の中心に、ドレン空間に連通するスプール内ドレン穴6が形成されている。
そして、電磁アクチュエータ3におけるプランジャ2の軸方向の両側の空間が、スプール4内に形成されたスプール内ドレン穴6を介してドレン空間に連通する。
なお、以下では、プランジャ2の軸方向の両側の空間のうち、プランジャ2に接する前側の空間(プランジャ2に近い側の空間)を第1空間Aと定義し、プランジャ2に接する後側の空間(プランジャ2から離れた側の空間)を第2空間と定義して説明する。
In the
The spaces on both sides of the
In the following, among the spaces on both sides in the axial direction of the
特許文献1の技術は、スプール内ドレン穴6から第1空間Aに至る呼吸通路101、102、103が直線的(ストレート)に伸びて設けられていた。
このため、スプール内ドレン穴6に排出された作動油(進角室および遅角室から排出された作動油)が容易にプランジャ2まで達してしまう。
その結果、スプール内ドレン穴6に排出された作動油に含まれる異物もプランジャ摺動部まで容易に達してしまう。プランジャ摺動部に達した異物は、プランジャ摺動部の摩耗を引き起こすとともに、摺動不良の要因になってしまう。
In the technique of Patent Document 1,
For this reason, the hydraulic oil discharged to the
As a result, foreign matter contained in the hydraulic oil discharged to the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スプール内を介してプランジャの両側の呼吸を行なう電磁スプール弁において、プランジャに異物が達するのを防ぐことのできる信頼性の高い電磁スプール弁の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a reliability that can prevent foreign matter from reaching the plunger in an electromagnetic spool valve that breathes on both sides of the plunger through the inside of the spool. High solenoid spool valve.
[請求項1の手段]
電磁スプール弁は、スプール内ドレン穴と第1空間との間に、「流路面積を絞る絞り部」と「この絞り部の周囲を覆う容積空間」とからなる1つまたは複数の異物トラップを介在させ、1つまたは複数の異物トラップを介して第1空間をスプール内ドレン穴に連通させるものである。このため、1つまたは複数の異物トラップによって異物がプランジャの前部に達するのを防ぐことができる。
また、第2空間は、異物の到達が阻止される第1空間のみに連通するものであるため、異物がプランジャの後部に達するのを防ぐことができる。
このように、異物トラップによって異物がプランジャに達するのを防ぐことができるため、プランジャ摺動部の摩耗を抑えることができるとともに、摺動不良の発生を未然に防ぐことができ、結果的に電磁スプール弁の信頼性を高めることができる。
[Means of claim 1]
The electromagnetic spool valve has one or a plurality of foreign matter traps composed of a “throttle portion for narrowing the flow path area” and a “volume space covering the periphery of the throttling portion” between the drain hole in the spool and the first space. The first space is communicated with the drain hole in the spool via one or more foreign matter traps. For this reason, it can prevent that a foreign material reaches the front part of a plunger by one or a plurality of foreign material traps.
Further, since the second space communicates only with the first space in which the arrival of the foreign matter is prevented, the foreign matter can be prevented from reaching the rear portion of the plunger.
As described above, since the foreign matter can be prevented from reaching the plunger by the foreign matter trap, the wear of the plunger sliding portion can be suppressed, and the occurrence of the sliding failure can be prevented beforehand. The reliability of the spool valve can be increased.
[請求項2の手段]
異物トラップは、2つ以上設けられる。
これにより、第1空間に達する異物の量を、より確実に抑えることができ、電磁スプール弁の信頼性を高めることができる。
[Means of claim 2]
Two or more foreign matter traps are provided.
As a result, the amount of foreign matter reaching the first space can be more reliably suppressed, and the reliability of the electromagnetic spool valve can be improved.
[請求項3の手段]
異物トラップの1つは、スプール端絞り部(スプール内ドレン穴の後側の絞り部)と、カップ内容積空間(カップシャフトの内部空間)とで構成される第1異物トラップである。
スプール端絞り部を通過した流体は、カップ内容積空間で減速する。これにより、流体の流れが遅くなり、異物をカップ内容積空間内に留めることができ、異物がプランジャ側に侵入するのを防ぐことができる。
[Means of claim 3]
One of the foreign matter traps is a first foreign matter trap including a spool end throttle portion (a throttle portion on the rear side of the drain hole in the spool) and a cup internal volume space (internal space of the cup shaft).
The fluid that has passed through the spool end throttle portion decelerates in the cup internal volume space. Thereby, the flow of the fluid is slowed, the foreign matter can be retained in the cup volume space, and the foreign matter can be prevented from entering the plunger side.
[請求項4の手段]
異物トラップの1つは、カップ絞り部(カップシャフトの径方向に貫通形成された穴)と、カップ外容積空間(カップシャフトの周囲を覆う空間)とで構成される第2異物トラップである。
カップ絞り部を通過した流体は、カップ外容積空間で減速する。これにより、流体の流れが遅くなり、異物をカップ外容積空間内に留めることができ、異物がプランジャ側に侵入するのを防ぐことができる。
[Means of claim 4]
One of the foreign matter traps is a second foreign matter trap composed of a cup constriction portion (a hole formed through the cup shaft in the radial direction) and a cup outer volume space (a space covering the periphery of the cup shaft).
The fluid that has passed through the cup restrictor decelerates in the cup outer volume space. As a result, the flow of the fluid is slowed, the foreign matter can be retained in the cup outer volume space, and the foreign matter can be prevented from entering the plunger side.
[請求項5の手段]
異物トラップの1つは、隙間絞り部(カップシャフトに設けられた小径筒部とカラーの隙間)と、第1空間とで構成される第3異物トラップである。
隙間絞り部を通過した流体は、第1空間で減速する。これにより、流体の流れが遅くなり、異物を第1空間に留めることができ、異物が第2空間に侵入するのを防ぐことができる。
[Means of claim 5]
One of the foreign matter traps is a third foreign matter trap configured by a gap restricting portion (a gap between the small diameter cylindrical portion provided on the cup shaft and the collar) and the first space.
The fluid that has passed through the gap restrictor decelerates in the first space. Thereby, the flow of the fluid becomes slow, the foreign matter can be retained in the first space, and the foreign matter can be prevented from entering the second space.
また、カラーは、プランジャを磁気吸引する部品で、コイルの通電時に磁力を生じる部品であるため、カップシャフトの内部に侵入した鉄系異物を、カラーのスプール側(特に、カップシャフトの内部)に留めることができ、鉄系異物がカラーよりプランジャ側に侵入するのを防ぐことができる。
さらに、第1空間に到達した鉄系異物がカラーに吸引されることで、第1空間に到達した鉄系異物がプランジャに達するのを防ぐことができる。
The collar is a part that magnetically attracts the plunger and generates magnetic force when the coil is energized, so iron-based foreign matter that has entered inside the cup shaft is moved to the spool side of the collar (particularly inside the cup shaft). It can be fastened and iron-based foreign matter can be prevented from entering the plunger side from the collar.
Furthermore, since the iron-based foreign matter that has reached the first space is attracted to the collar, the iron-based foreign matter that has reached the first space can be prevented from reaching the plunger.
[請求項6の手段]
第1空間とプランジャ内呼吸孔は、カップシャフトの底部(プランジャに直接当接する部分)に形成された径方向溝のみを介して連通する。
これにより、第1空間からプランジャ内呼吸孔へ至る連通路を複雑化(曲折化)することができるため、第2空間への異物の侵入がより困難となる。その結果、第2空間に異物が侵入するのを防ぐことができる。
[Means of claim 6]
The first space and the in-plunger breathing hole communicate with each other only through a radial groove formed in the bottom portion of the cup shaft (a portion that directly contacts the plunger).
Thereby, since the communicating path from the first space to the in-plunger breathing hole can be complicated (bent), it becomes more difficult for foreign matter to enter the second space. As a result, foreign matter can be prevented from entering the second space.
[請求項7の手段]
スプール内に設けられるスプール内ドレン穴は、第1、第2空間をドレン空間に連通させる呼吸通路の機能の他に、スプール弁の出力ポートから排出される作動油をドレン空間に導く作動油排出通路の機能を備えるものである。
このように、スプール内ドレン穴が作動油排出通路の機能を備えるものであっても、上記[請求項1の手段]で示したように、第1、第2空間への異物の到達が防がれる。このため、プランジャ摺動部の摩耗を抑えることができるとともに、プランジャの摺動不良の発生を未然に防ぐことができ、電磁スプール弁の信頼性を高めることができる。
[Means of Claim 7]
The drain hole in the spool provided in the spool has a function of a breathing passage for communicating the first and second spaces with the drain space, and also discharges the hydraulic oil discharged from the output port of the spool valve to the drain space. It has the function of a passage.
Thus, even if the drain hole in the spool has a function of the hydraulic oil discharge passage, as shown in the above [Means of Claim 1], the foreign matter can be prevented from reaching the first and second spaces. Can be removed. For this reason, while being able to suppress wear of a plunger sliding part, generation | occurrence | production of the sliding failure of a plunger can be prevented beforehand and the reliability of an electromagnetic spool valve can be improved.
[請求項8の手段]
請求項8の電磁スプール弁は、VCTにおける進角ポートと遅角ポートの油圧差をコントロールするOCVであり、スプール内ドレン穴は、第1、第2空間をドレン空間に連通させる呼吸通路の機能の他に、進角ポートおよび遅角ポートを介して排出される作動油をドレン空間に導く作動油排出通路の機能を備えるものである。
このように、スプール内ドレン穴が進角ポートおよび遅角ポートを介して排出される作動油の作動油排出通路の機能を備えるものであっても、上記[請求項1の手段]で示したように、第1、第2空間への異物の到達が防がれる。このため、プランジャ摺動部の摩耗を抑えることができるとともに、プランジャの摺動不良の発生を未然に防ぐことができ、OCVの信頼性を高めることができる。
[Means of Claim 8]
The electromagnetic spool valve according to
Thus, even if the drain hole in the spool has the function of the hydraulic oil discharge passage for the hydraulic oil discharged through the advance port and the retard port, the above-mentioned [Means of Claim 1] is shown. Thus, the arrival of foreign matter to the first and second spaces is prevented. For this reason, while being able to suppress wear of a plunger sliding part, generation | occurrence | production of the sliding failure of a plunger can be prevented beforehand and the reliability of OCV can be improved.
図面を参照して[発明を実施するための形態]を説明する。
電磁スプール弁1(後述する実施例ではOCV)は、通電量に応じた起磁力によって軸方向へ駆動されるプランジャ2を有する電磁アクチュエータ3と、プランジャ2によって軸方向へ駆動されるスプール4を有するスプール弁5とを具備し、プランジャ2の軸方向の両側の空間(第1空間Aおよび第2空間B)が、スプール4内に形成されたスプール内ドレン穴6を介してドレン空間に連通するものである。
[Description of Embodiments] [Mode for carrying out the invention] will be described with reference to the drawings.
The electromagnetic spool valve 1 (OCV in the embodiment described later) has an
スプール4には、スプール内ドレン穴6の後側(プランジャ2に近い側)に、スプール内ドレン穴6より流路面積の小さいスプール端絞り部7が設けられる。
プランジャ2とスプール4の間には、有底のカップ形状を呈し、プランジャ2の軸力をスプール4に伝達するカップシャフト8が設けられる。
The
Between the
そして、第1空間Aは、流路面積を絞る絞り部と、この絞り部の周囲を覆う容積空間とからなる1つまたは複数の異物トラップ(後述する実施例では第1〜第3異物トラップX1〜X3)を介してスプール内ドレン穴6に連通する。
さらに、第2空間Bは、第1空間Aのみに連通する。
The first space A includes one or a plurality of foreign matter traps (a first to a third foreign matter trap X1 in the embodiments described later) including a throttle portion for reducing the flow path area and a volume space covering the periphery of the throttle portion. To the in-
Furthermore, the second space B communicates only with the first space A.
以下において本発明をVVTのOCV1に適用した具体的な一例(実施例)を図面を参照して説明する。以下の実施例は具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
なお、以下の実施例において、上記[発明を実施するための形態]と同一符号は、同一機能物を示すものである。
A specific example (example) in which the present invention is applied to the OCV 1 of the VVT will be described below with reference to the drawings. The following examples are specific examples, and it goes without saying that the present invention is not limited to the examples.
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the above-mentioned [Mode for Carrying Out the Invention] denote the same functional objects.
(VVTの説明)
VVTは、車両走行用のエンジンに搭載されるものであり、
・カムシャフト(例えば、吸気バルブ用カムシャフト等)に取り付けられてカムシャフトの進角量を連続的に可変することでバルブ(例えば、吸気バルブ等)の開閉タイミングを連続的に可変可能なVCT11と、
・このVCT11の作動を油圧制御するOCV1を用いた油圧回路12と、
・OCV1を電気的に制御するECU13(エンジン・コントロール・ユニットの略)と、
から構成されている。
(Explanation of VVT)
VVT is mounted on a vehicle running engine.
A
A
An ECU 13 (an abbreviation of engine control unit) for electrically controlling the OCV 1;
It is composed of
VCT11は、エンジンのクランクシャフトに同期して回転駆動されるシューハウジング14と、このシューハウジング14に対して相対回転可能に設けられ、カムシャフトと一体に回転するベーンロータ15とを備えるものであり、シューハウジング14内に構成される油圧アクチュエータによってシューハウジング14に対してベーンロータ15を相対的に回転駆動して、カムシャフトを進角側あるいは遅角側へ変化させるものである。
The
シューハウジング14は、エンジンのクランクシャフトにタイミングベルトやタイミングチェーン等を介して回転駆動されるスプロケットにボルト等によって結合されて、スプロケットと一体回転するものである。このシューハウジング14の内部には、図3に示すように、略扇状の凹部14aが複数(この実施例1では3つ)形成されている。なお、シューハウジング14は、図3において時計方向に回転するものであり、この回転方向が進角方向である。
一方、ベーンロータ15は、カムシャフトの端部に位置決めピン等で位置決めされて、ボルト等によってカムシャフトの端部に固定されるものであり、カムシャフトと一体に回転する。
The
On the other hand, the
ベーンロータ15は、シューハウジング14の凹部14a内を進角室αと遅角室βに区画するベーン15aを備えるものであり、ベーンロータ15はシューハウジング14に対して所定角度内で回動可能に設けられている。
進角室αは、油圧によってベーン15aを進角側へ駆動するための油圧室であって、ベーン15aの反回転方向側の凹部14a内に形成されるものであり、逆に、遅角室βは油圧によってベーン15aを遅角側へ駆動するための油圧室であって、ベーン15aの回転方向側の凹部14a内に形成されるものである。なお、進角室αと遅角室βの液密性は、シール部材16等によって保たれる。
The
The advance chamber α is a hydraulic chamber for driving the
油圧回路12は、進角室αおよび遅角室βのオイルを給排して、進角室αと遅角室βに油圧差を発生させてベーンロータ15をシューハウジング14に対して相対回転させるための手段であり、クランクシャフト等によって駆動されるオイルポンプ17から圧送されるポンプ油圧を進角室αまたは遅角室βの一方に調量供給するとともに、進角室αまたは遅角室βの油圧を調量排圧することが可能なOCV1を備える。
The
OCV1は、四方弁構造を有するスプール弁5と、このスプール弁5を駆動する電磁アクチュエータ3とを結合した電磁スプール弁であり、スプール弁5がエンジン部品(シリンダヘッド等)に形成されたOCV装着穴(内周面が円筒形状を呈する穴)の内部に挿入されるとともに、電磁アクチュエータ3がエンジン部品に固定されるものである。
The OCV 1 is an electromagnetic spool valve in which a
スプール弁5は、
・エンジン部品に設けられたOCV装着穴に挿入配置されるスリーブ21と、
・このスリーブ21の内部において軸方向へ摺動自在に支持され、各ポートの連通状態を調整するスプール4と、
・このスプール4を後方へ付勢するリターンスプリング22と、
を備える。
The
A
A
A
Is provided.
(スリーブ21の説明)
スリーブ21は、略円筒形状を呈し、外周面がOCV装着穴に対して微細なクリアランスを介して挿入配置される。
スリーブ21の内部には、スプール4を軸方向へ摺動自在に支持する摺動穴23が形成され、この摺動穴23の内周面においてスプール4を軸方向へ摺動自在に支持する。
(Description of sleeve 21)
The
A
スリーブ21には、複数の入出力ポートが形成されている。
具体的に、スリーブ21の径方向には、オイルポンプ17のオイル吐出口に連通する入力ポート24、進角室αに通じる進角ポート25、遅角室βに通じる遅角ポート26が設けられている。
これらの径方向のポートは、スリーブ21の前側から後側に向かって、進角ポート25、入力ポート24、遅角ポート26の順に配置されている。
一方、スリーブ21の前端には、ドレン空間(ドレンパンに通じる空間)に通じるドレンポート27が設けられている。
The
Specifically, in the radial direction of the
These radial ports are arranged in the order of an advance port 25, an
On the other hand, a
(スプール4の説明)
スプール4は、略円筒形状を呈し、外周面がスリーブ21の内周面に対して微細なクリアランスを介して挿入配置される。
そして、スプール4が後方から前方へスライド変位することで、各ポートの切替え状態が変化して、遅角状態(カムシャフトを遅角側へ駆動する状態)、保持状態(カムシャフトの進角量を保持する状態)および進角状態(カムシャフトを進角側へ駆動する状態)が達成される。
(Description of spool 4)
The
Then, when the
スプール4の外周には、スリーブ21に対してスプール4が軸方向の中間位置に駆動された状態において、進角ポート25を閉塞する第1ランド31(進角ポート閉塞用の大径部)と、遅角ポート26を閉塞する第2ランド32(遅角ポート閉塞用の大径部)とが設けられている。
On the outer periphery of the
スプール4の外周には、第1ランド31と第2ランド32の間に全周溝33(小径部)が設けられている。
この全周溝33は、入力ポート24と常に連通するものであり、
(i)スプール4が前方へ移動した際に入力ポート24と進角ポート25を連通して進角室αの油圧を上昇させ、
(ii)スプール4が後方へ移動した際に入力ポート24と遅角ポート26を連通して遅角室βの油圧を上昇させる分配室の機能を果たすものである。
A circumferential groove 33 (small diameter portion) is provided between the first land 31 and the
The
(I) When the
(Ii) When the
スプール4は、上述したように略円筒形状を呈するものであり、スプール4の内部には、軸方向に延び、前方においてドレンポート27と常時連通するスプール内ドレン穴6が形成されている。
As described above, the
スプール4における第1ランド31の前方には、径方向に貫通した進角用排出ポート34が設けられている。この進角用排出ポート34は、スプール4が後方へ移動した際に進角ポート25とスプール内ドレン穴6とを連通して、進角室αの油圧を下降させるためのものである。
An advance
スプール4における第2ランド32の後方には、径方向に貫通した遅角用排出ポート35が設けられている。この遅角用排出ポート35は、スプール4が前方へ移動した際に遅角ポート26とスプール内ドレン穴6とを連通して、遅角室βの油圧を下降させるためのものである。
A
スプール4の後端には、進角用排出ポート34または遅角用排出ポート35からスプール内ドレン穴6の内部に排出された作動油を積極的に前方(ドレンポート27側)へ流し、後方(電磁アクチュエータ3側)に流れるのを防ぐ手段として、スプール内ドレン穴6より流路面積の小さいスプール端絞り部7が設けられている。
At the rear end of the
このスプール端絞り部7の流路面積は、上述したスプール内ドレン穴6の流路面積、進角用排出ポート34の流路面積、遅角用排出ポート35の流路面積より小さいものである。具体的には、スプール内ドレン穴6の流路面積>進角用排出ポート34の流路面積(あるいは進角ポート25の流路面積)≒遅角用排出ポート35の流路面積(あるいは遅角ポート26の流路面積)>スプール端絞り部7の流路面積の関係に設けられている。
The flow path area of the spool
(リターンスプリング22の説明)
リターンスプリング22は、スプール4を後方へ向けて付勢する圧縮コイルスプリングである。
ここで、スリーブ21は、ドレンポート27の周囲に、軸方向に対して垂直な環状壁36を備えており、この環状壁36と、スプール4に設けたバネ受段差37(スプール内ドレン穴6の前側で前方に拡径する部位の段差)の間で軸方向に圧縮された状態で組付けられるものである。
なお、リターンスプリング22が配置されるバネ室(スプール4の前部に設けられる容積変動室)は、ドレンポート27を介してドレン空間と連通するものである。
(Description of return spring 22)
The
Here, the
Note that a spring chamber (a volume variation chamber provided at the front portion of the spool 4) in which the
(電磁アクチュエータ3の説明)
電磁アクチュエータ3は、コイル41、プランジャ2、カップガイド43、磁気吸引ステータ44、カラー45、磁気受渡ステータ46、ヨーク47、ステー48およびコネクタ49を備える。
コイル41は、通電されるとプランジャ2を磁気吸引するための磁力を発生する磁力発生手段であり、樹脂製のコイルボビンの周囲に絶縁被覆された導線(エナメル線等)を多数巻回したものである。
(Description of electromagnetic actuator 3)
The
The
プランジャ2は、コイル41の発生する磁力によりリターンスプリング22の付勢力に打ち勝ってスプール4を前方へ駆動する磁性体金属(例えば、鉄:磁気回路を構成する強磁性材料)によって形成された円柱体であり、カップガイド43の内周面において軸方向へ摺動自在に支持される。
The
磁気吸引ステータ44は、プランジャ2を前方へ磁気吸引するものであり、スリーブ21とコイル41との間に挟まれて配置される円盤部44aと、この円盤部44aの磁束をプランジャ2の近傍まで導く筒状部44bとからなる磁性体金属(例えば、鉄:磁気回路を構成する強磁性材料)であって、プランジャ2と筒状部44bとの軸方向間に磁気吸引ギャップ(メインギャップ)が形成される。
筒状部44bは、プランジャ2が前方へ移動した際、軸方向に交差可能に設けられている。また、筒状部44bの端部にはテーパが形成されており、このテーパによってプランジャ2のストローク量に対して磁気吸引力が変化しない特性に設けられている。
The
The
カラー45は、磁気吸引ステータ44の筒状部44bの内部に挿入配置され、プランジャ2の前端と対向してプランジャ2の磁気吸引力を高める円環状の磁性体部品である。
このカラー45は、例えば磁性体の金属板(例えば、鉄:磁気回路を構成する強磁性材料)を円環状にプレス加工したものであり、スリーブ21の後端に形成された段差とカップガイド43との間に挟まれて固定される。
The
The
磁気受渡ステータ46は、カップガイド43を介してプランジャ2の周囲と径方向の磁気の受け渡しを行なうものであり、カップガイド43を介してプランジャ2の外周を覆うとともに、コイルボビンの内周に挿入配置される円筒部46a、およびこの円筒部46aから外径方向に向かって形成され、外周縁においてヨーク47と磁気結合されるフランジ部46bからなる磁性体金属(例えば、鉄:磁気回路を構成する強磁性材料)であり、円筒部46aとプランジャ2の径方向間に磁束受渡ギャップ(サイドギャップ)が形成される。
The
ヨーク47は、コイル41の周囲を覆う円筒形状を呈した磁性体金属(例えば、鉄:磁気回路を構成する強磁性材料)であり、前端に形成された爪部をカシメることでスリーブ21と結合される。
The
カップガイド43は、電磁アクチュエータ3の内部のオイルが外部に漏れないように、電磁アクチュエータ3の内部においてオイルが導かれる範囲を区画する手段であり、筒形カップ形状を呈する非磁性体材料(例えば、ステンレス等)によって設けられる。
カップガイド43の前端には、径方向に広がる拡径フランジ部が設けられており、この拡径フランジ部がスリーブ21(具体的には、スリーブ21の後端に配置されたOリング51)と磁気吸引ステータ44との間に挟まれることで、カップガイド43の内外のシールが成される。
なお、スリーブ21の後部外周に配置されたOリング52は、OCV装着穴からオイルが漏れるのを防ぐためのものである。
The
The front end of the
The O-
ステー48は、OCV1をエンジン部品に結合するための手段であり、ヨーク47の前端に形成された段差部と磁気吸引ステータ44との間に挟まれて固定されている。なお、ステー48は、ヨーク47に溶接結合されるなど、他の技術で電磁アクチュエータ3に結合されるものであっても良い。
そして、上述したように、スプール弁5をOCV装着穴の内部に挿入し、電磁アクチュエータ3のステー48をエンジン部品に締結することで、OCV1がエンジンに組付けられる。
The
Then, as described above, the
コネクタ49は、コイル41等を樹脂モールドする2次成形樹脂の一部によって形成された結合手段であり、その内部には、コイル41の導線端部とそれぞれ接続されるターミナル端子49aが配置されている。このターミナル端子49aは、一端がコイルボビンに差し込まれた状態で2次成形樹脂に樹脂モールドされたものであり、ターミナル端子49aの他端がコネクタ49内において露出配置されている。
The
(ECU13の説明)
ECU13は、エンジン運転状態に応じた「目標の位相角」を算出する機能を備えるとともに、シューハウジング14に対するベーンロータ15の「実際の位相角」を検出する手段を備え、「実際の位相角」が「目標の位相角」となるようにコイル41の通電制御を実施するように設けられている。
具体的な一例として、ECU13は、デューティ比制御によりコイル41へ供給する電流量を制御するものであり、コイル41の供給電流量を制御することで、スプール4の軸方向の位置をリニアにスライド制御し、エンジン運転状態に応じた作動油圧を進角室αおよび遅角室βに発生させてカムシャフトの進角量を可変制御する。
(Description of ECU 13)
The
As a specific example, the
(プランジャ2への異物到達の防止手段の説明)
プランジャ2は、上述したように、カップガイド43の内部で軸方向へ摺動するものである。プランジャ2が軸方向へ移動するには、プランジャ2の後端とカップガイド43の底部との間に形成される第2空間Bの容積を変動可能に設ける必要がある。
この第2空間Bは、プランジャ2の中心部において軸方向に貫通形成されたプランジャ内呼吸孔53を介して、スプール4とプランジャ2の間の空間に連通するものである。
また、スプール4とプランジャ2の間の空間は、上述したスプール端絞り部7およびスプール内ドレン穴6を介してドレンポート27に連通するものである。
(Description of means for preventing foreign matter from reaching plunger 2)
As described above, the
The second space B communicates with the space between the
The space between the
ここで、プランジャ2とスプール4の間には、有底のカップ形状を呈し、プランジャ2の軸力をスプール4に伝達するカップシャフト8が設けられている。
このカップシャフト8は、前側に大径筒部が設けられ、後側に小径筒部が設けられた2段筒形状を呈する非磁性体材料(例えば、ステンレス等)によって設けられたプレス加工品である。そして、カップ開口部(大径筒部の前側)がスプール4の後端に形成された小径部の周囲に外嵌され、カップ底部がプランジャ2の前端に当接して、プランジャ2の軸力をスプール4に伝えるとともに、リターンスプリング22の付勢力をプランジャ2に伝えるように設けられている。
Here, between the
The
このような構成を採用するため、スプール4とプランジャ2の間の空間は、
・カップシャフト8内のカップ内容積空間Cと、
・カラー45の前側で、カップシャフト8の周囲を覆うカップ外容積空間Dと、
・カラー45の後側でプランジャ2に接する第1空間Aと、
に区画される。
In order to employ such a configuration, the space between the
A volume space C in the cup in the
A volume space D outside the cup covering the periphery of the
A first space A in contact with the
It is divided into.
この実施例のOCV1は、スプール内ドレン穴6の内部に排出された作動油(進角ポート25および遅角ポート26からスプール内ドレン穴6の内部に排出した作動油)が第1空間Aおよび第2空間Bに到達するのを防ぐ手段として、
(a)流路面積を絞る絞り部と、この絞り部の周囲を覆う容積空間とからなる異物トラップ(この実施例では第1〜第3異物トラップX1〜X3)を介して第1空間Aがスプール内ドレン穴6に連通するように設けられるとともに、
(b)第2空間Bが第1空間Aのみに連通するように設けられている。
In the OCV 1 of this embodiment, the hydraulic oil discharged into the spool drain hole 6 (the hydraulic oil discharged into the
(A) The first space A is formed through a foreign substance trap (in this embodiment, the first to third foreign substance traps X1 to X3) including a throttle part that restricts the flow path area and a volume space that covers the periphery of the throttle part. It is provided so as to communicate with the
(B) The second space B is provided so as to communicate only with the first space A.
上記(a)を具体的に説明する。
この実施例のOCV1は、スプール内ドレン穴6と第1空間Aとの間に、3つの異物トラップ(第1〜第3異物トラップX1〜X3)を設けている。
第1異物トラップX1は、
・スプール4の後端のスプール端絞り部7と、
・カップシャフト8内のカップ内容積空間Cと、
で構成される。
The above (a) will be specifically described.
The OCV 1 of this embodiment is provided with three foreign matter traps (first to third foreign matter traps X1 to X3) between the
The first foreign matter trap X1 is
A
A volume space C in the cup in the
Consists of.
スプール端絞り部7は、進角室αおよび遅角室βからスプール内ドレン穴6に排出された作動油が電磁アクチュエータ3側に流れるのを防ぐ機能に加え、異物トラップの絞り部の機能を兼ねるものである。このスプール端絞り部7は、カップシャフト8における大径筒部の中心部で開口するものであり、カップシャフト8における大径筒部の内径寸法は、スプール端絞り部7の内径寸法より十分に大きく設けられている。
The spool
スプール端絞り部7を通過してカップ内容積空間Cに浸入した作動油は、カップ内容積空間Cで拡散して減速する。これにより、カップ内容積空間Cにおいて作動油の流れを遅くすることができ、作動油に含まれる異物をカップ内容積空間C内に留めることができる。
このように、第1異物トラップX1によって、異物がカップシャフト8よりプランジャ2側に侵入する量を減らすことができる。
The hydraulic fluid that has passed through the spool
Thus, the amount of foreign matter entering the
第2異物トラップX2は、
・カップシャフト8の大径筒部の径方向に貫通形成されたカップ絞り部54と、
・カップシャフト8の周囲を覆うカップ外容積空間Dと、
で構成される。
The second foreign matter trap X2 is
A
A cup outer volume space D covering the periphery of the
Consists of.
カップ絞り部54は、カラー45における大径筒部(スプール4とカップガイド43で挟まれる部分)の内径側で開口するものであり、カップ絞り部54を通過してカップ外容積空間Dに浸入した作動油が、カップ外容積空間Dで拡散して減速するように設けられている。これにより、カップ外容積空間Dにおいて作動油の流れを遅くすることができ、作動油に含まれる異物をカップ外容積空間D内に留めることができる。
特に、この実施例では、カラー45における大径筒部が、スリーブ21に設けられる摺動穴23の内径寸法より大きく設けられているため、作動油に含まれる異物をカラー45における大径筒部に留めることができる。
このように、第2異物トラップX2によって、異物がカップシャフト8よりプランジャ2側に侵入する量を減らすことができる。
The
In particular, in this embodiment, since the large-diameter cylindrical portion in the
Thus, the amount of foreign matter entering the
第3異物トラップX3は、
・カップシャフト8に設けられた小径筒部(筒状部44bに挿入される部分)とカラー45の径方向の隙間による隙間絞り部55と、
・第1空間Aと、
で構成される。
The third foreign matter trap X3 is
A small-diameter cylindrical portion provided on the cup shaft 8 (portion inserted into the
・ First space A,
Consists of.
隙間絞り部55を通過した作動油は、第1空間Aで減速する。これにより、作動油の流れが遅くなり、異物を第1空間Aに留めることができ、異物が第2空間Bに侵入するのを防ぐことができる。
また、カラー45は、コイル41の通電時に磁力が生じる部品であるため、カップシャフト8の内部に侵入した鉄系異物を、カラー45のスプール4側(特に、カップシャフト8の内部)に留めることができ、鉄系異物がカラー45よりプランジャ2側に侵入するのを防ぐことができる。
さらに、第1空間Aに鉄系異物が到達しても、その鉄系異物がカラー45に吸引されることで、第1空間Aに到達した鉄系異物がプランジャ2に達するのを抑えることができる。
The hydraulic oil that has passed through the
Further, since the
Furthermore, even if the iron-based foreign matter reaches the first space A, the iron-based foreign matter is attracted to the
スプール内ドレン穴6から第1空間Aに至る呼吸通路は、『スプール内ドレン穴6→スプール端絞り部7→カップ内容積空間C→カップ絞り部54→カップ外容積空間D→隙間絞り部55→第1空間A(図2中の矢印参照)』によって設けられる。
The breathing passage from the
上記(b)を具体的に説明する。
この実施例のOCV1は、上述したように、第2空間Bがプランジャ内呼吸孔53を介して第1空間Aのみに連通するように設けられている。
カップシャフト8のカップ底部は、プランジャ2に直接当接し、第1空間Aとプランジャ内呼吸孔53は、カップシャフト8のカップ底部に形成された径方向に延びる径方向溝56のみを介して連通するものである。
The above (b) will be specifically described.
As described above, the OCV 1 of this embodiment is provided such that the second space B communicates only with the first space A via the
The cup bottom portion of the
具体的に、カップシャフト8のカップ底部とプランジャ内呼吸孔53は、共にプランジャ2の軸心上に同軸的に配置されるものであり、カップシャフト8のカップ底部(プランジャ2に当接する部分)の直径寸法がプランジャ内呼吸孔53の内径寸法より大きく設けられている。
このため、第1空間Aからプランジャ内呼吸孔53へ至るには、径方向に延びる径方向溝56を通る必要があり、第1空間Aからプランジャ内呼吸孔53へ至る連通路を複雑化(曲折化)することができる。
Specifically, the cup bottom of the
For this reason, in order to reach the in-
スプール内ドレン穴6から第2空間Bに至る呼吸通路は、『スプール内ドレン穴6→スプール端絞り部7→カップ内容積空間C→カップ絞り部54→カップ外容積空間D→隙間絞り部55→第1空間A→径方向溝56→プランジャ内呼吸孔53→第2空間B(図2中の矢印参照)』によって設けられる。
The breathing passage from the
(実施例の効果1)
この実施例のOCV1は、上述したように、スプール内ドレン穴6と第1空間Aの間に、「流路面積を絞る絞り部」と「この絞り部の周囲を覆う容積空間」とからなる3つの異物トラップ(第1〜第3異物トラップX1〜X3)を設けている。また、第2空間Bを第1空間Aのみに連通させている。
これにより、スプール内ドレン穴6に排出された異物(作動油に混入した異物)が作動油とともに後方へ流れたとしても、異物が第1〜第3異物トラップX1〜X3によってトラップされるため、異物がプランジャ2に達するのを防ぐことができる。
このため、プランジャ摺動部の摩耗を抑えることができるとともに、プランジャ2の摺動不良の発生を未然に防ぐことができる。その結果、OCV1の信頼性を高め、VVTの信頼性を高めることができる。
(Effect 1 of an Example)
As described above, the OCV 1 of this embodiment includes a “throttle portion for narrowing the flow path area” and a “volume space covering the periphery of the throttling portion” between the
Thereby, even if the foreign matter (foreign matter mixed in the hydraulic oil) discharged into the
For this reason, wear of the plunger sliding portion can be suppressed, and occurrence of poor sliding of the
(実施例の効果2)
この実施例のOCV1は、上述したように、第1空間Aとプランジャ内呼吸孔53がカップシャフト8のカップ底部に設けられた径方向溝56のみを介して連通するものであり、第1空間Aからプランジャ内呼吸孔53へ至る連通路が複雑化(曲折化)している。
これにより、第2空間Bへの異物の侵入を困難にできるため、第2空間Bに異物が侵入する不具合を回避することができる。
(
In the OCV 1 of this embodiment, as described above, the first space A and the in-
Thereby, since it is difficult for foreign matter to enter the second space B, it is possible to avoid a problem that foreign matter enters the second space B.
上記の実施例では、バルブハウジングの一例としてスリーブ21(筒状の部材)を用いる例を示したが、バルブハウジングはスリーブ21に限定されるものではなく、内部に油路が形成される部材にスプール4を挿入する摺動穴23を直接形成したバルブハウジング(スリーブ21を用いないもの)であっても良い。
In the above embodiment, an example in which the sleeve 21 (cylindrical member) is used as an example of the valve housing has been described. However, the valve housing is not limited to the
上記の実施例では、VVTに用いられるOCV1に本発明を適用する例を示したが、電磁スプール弁の用途は限定されるものではない。
また、上記の実施例では、四方弁構造のスプール弁5を用いる例を示したが、スプール弁5は四方弁構造に限定されるものではなく、三方弁構造や五方弁以上の切替数を有するスプール弁5であっても良い。
具体的な一例として、例えば、自動変速機用の三方弁構造の電磁スプール弁に本発明を適用しても良い。
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the OCV 1 used in the VVT has been shown, but the application of the electromagnetic spool valve is not limited.
Moreover, although the example which uses the
As a specific example, the present invention may be applied to, for example, an electromagnetic spool valve having a three-way valve structure for an automatic transmission.
1 OCV(電磁スプール弁)
2 プランジャ
3 電磁アクチュエータ
4 スプール
5 スプール弁
6 スプール内ドレン穴
7 スプール端絞り部(第1異物トラップにおける絞り部)
8 カップシャフト
11 VCT(可変カムシャフトタイミング機構)
25 進角ポート(スプール内ドレン穴に作動油を排出可能な出力ポート)
26 遅角ポート(スプール内ドレン穴に作動油を排出可能な出力ポート)
45 カラー
53 プランジャ内呼吸孔
54 カップ絞り部(第2異物トラップにおける絞り部)
55 隙間絞り部(第3異物トラップにおける絞り部)
56 径方向溝
α 進角室
β 遅角室
A 第1空間(第3異物トラップにおける容積空間)
B 第2空間
C カップ内容積空間(第1異物トラップにおける容積空間)
D カップ外容積空間(第2異物トラップにおける容積空間)
X1 第1異物トラップ
X2 第2異物トラップ
X3 第3異物トラップ
1 OCV (Electromagnetic spool valve)
2
25 Lead angle port (Output port that can discharge hydraulic oil to drain hole in spool)
26 Retarded port (Output port that can discharge hydraulic oil to the drain hole in the spool)
45
55 Gap throttling part (throttling part in the third foreign matter trap)
56 radial groove α advance chamber β retard chamber A 1st space (volume space in the 3rd foreign substance trap)
B 2nd space C Volume space in the cup (volume space in the 1st foreign material trap)
D Volume space outside the cup (volume space in the second foreign substance trap)
X1 First foreign matter trap X2 Second foreign matter trap X3 Third foreign matter trap
Claims (8)
前記プランジャ(2)の軸方向の両側の空間が、前記スプール(4)内に形成されたスプール内ドレン穴(6)を介してドレン空間に連通する電磁スプール弁(1)において、
前記スプール(4)は、前記スプール内ドレン穴(6)の前記プランジャ(2)に近い側に、前記スプール内ドレン穴(6)より流路面積の小さいスプール端絞り部(7)が設けられ、
前記プランジャ(2)と前記スプール(4)の間には、有底のカップ形状を呈し、前記プランジャ(2)の軸力を前記スプール(4)に伝達するカップシャフト(8)が設けられ、
前記プランジャ(2)の軸方向の両側の空間のうち、前記スプール(4)に近い側で前記プランジャ(2)に接する空間を第1空間(A)と定義し、前記スプール(4)から離れた側で前記プランジャ(2)に接する空間を第2空間(B)と定義した場合、
前記第1空間(A)は、流路面積を絞る絞り部と、この絞り部の周囲を覆う容積空間とからなる1つまたは複数の異物トラップを介して前記スプール内ドレン穴(6)に連通し、
前記第2空間(B)は、前記第1空間(A)のみに連通することを特徴とする電磁スプール弁。 An electromagnetic actuator (3) having a plunger (2) driven in the axial direction by a magnetomotive force according to the amount of energization, and a spool valve (5) having a spool (4) driven in the axial direction by the plunger (2) And
In the electromagnetic spool valve (1), the spaces on both sides in the axial direction of the plunger (2) communicate with the drain space via the drain hole (6) in the spool formed in the spool (4).
The spool (4) is provided with a spool end throttle (7) having a smaller flow area than the drain hole (6) in the spool on the side close to the plunger (2) of the drain hole (6) in the spool. ,
Between the plunger (2) and the spool (4), a cup shaft (8) is provided which has a bottomed cup shape and transmits the axial force of the plunger (2) to the spool (4).
Of the spaces on both sides in the axial direction of the plunger (2), the space in contact with the plunger (2) on the side close to the spool (4) is defined as a first space (A) and is separated from the spool (4). When the space in contact with the plunger (2) on the other side is defined as the second space (B),
The first space (A) communicates with the drain hole (6) in the spool via one or a plurality of foreign matter traps each including a throttle portion for reducing the flow path area and a volume space covering the periphery of the throttle portion. And
The electromagnetic spool valve, wherein the second space (B) communicates only with the first space (A).
前記異物トラップは、前記スプール内ドレン穴(6)と前記第1空間(A)との間に、2つ以上設けられることを特徴とする電磁スプール弁。 Electromagnetic spool valve (1) according to claim 1,
Two or more foreign matter traps are provided between the drain hole (6) in the spool and the first space (A).
前記異物トラップの1つは、
前記スプール端絞り部(7)と、
前記カップシャフト(8)内のカップ内容積空間(C)と、
で構成される第1異物トラップ(X1)であることを特徴とする電磁スプール弁。 In the electromagnetic spool valve (1) according to claim 1 or 2,
One of the foreign traps is
The spool end throttle (7);
A cup internal volume space (C) in the cup shaft (8);
An electromagnetic spool valve characterized by being a first foreign matter trap (X1) comprising:
前記異物トラップの1つは、
前記カップシャフト(8)の径方向に貫通形成されたカップ絞り部(54)と、
前記カップシャフト(8)の周囲を覆うカップ外容積空間(D)と、
で構成される第2異物トラップ(X2)であることを特徴とする電磁スプール弁。 In the electromagnetic spool valve (1) according to any one of claims 1 to 3,
One of the foreign traps is
A cup squeeze portion (54) formed to penetrate in the radial direction of the cup shaft (8);
A cup outer volume space (D) covering the periphery of the cup shaft (8);
An electromagnetic spool valve characterized by being a second foreign matter trap (X2) comprising:
前記プランジャ(2)と前記スプール(4)の間には、前記プランジャ(2)の磁気吸引力を高める円環状のカラー(45)が設けられ、
前記異物トラップの1つは、
前記カップシャフト(8)に設けられた小径筒部と前記カラー(45)の隙間による隙間絞り部(55)と、
前記第1空間(A)と、
で構成される第3異物トラップ(X3)であることを特徴とする電磁スプール弁。 In the electromagnetic spool valve (1) according to any one of claims 1 to 4,
Between the plunger (2) and the spool (4), an annular collar (45) for increasing the magnetic attractive force of the plunger (2) is provided,
One of the foreign traps is
A narrowing portion (55) formed by a gap between the small diameter cylindrical portion provided on the cup shaft (8) and the collar (45);
The first space (A);
An electromagnetic spool valve characterized by being a third foreign matter trap (X3).
前記プランジャ(2)の内部には、前記第1空間(A)と前記第2空間(B)を連通するプランジャ内呼吸孔(53)が設けられ、
前記カップシャフト(8)の底部は、前記プランジャ(2)に直接当接し、
前記第1空間(A)と前記プランジャ内呼吸孔(53)は、前記カップシャフト(8)の底部に形成された径方向に延びる径方向溝(56)のみを介して連通することを特徴とする電磁スプール弁。 In the electromagnetic spool valve (1) according to any one of claims 1 to 5,
Inside the plunger (2), there is provided an in-plunger breathing hole (53) communicating the first space (A) and the second space (B),
The bottom of the cup shaft (8) directly contacts the plunger (2),
The first space (A) and the in-plunger breathing hole (53) communicate with each other only through a radially extending groove (56) formed in the bottom of the cup shaft (8). Solenoid spool valve to do.
前記スプール内ドレン穴(6)は、前記第1、第2空間(A、B)を前記ドレン空間に連通させる呼吸通路の機能の他に、前記スプール弁(5)の出力ポートから排出される作動油を前記ドレン空間に導く作動油排出通路の機能を備えることを特徴とする電磁スプール弁。 In the electromagnetic spool valve (1) according to any one of claims 1 to 6,
The drain hole (6) in the spool is discharged from the output port of the spool valve (5) in addition to the function of a breathing passage for communicating the first and second spaces (A, B) with the drain space. An electromagnetic spool valve having a function of a hydraulic oil discharge passage that guides hydraulic oil to the drain space.
この電磁スプール弁(1)は、可変カムシャフトタイミング機構(11)における進角室(α)に通じる進角ポート(25)と、前記可変カムシャフトタイミング機構(11)における遅角室(β)に通じる遅角ポート(26)とを備え、前記進角室(α)と前記遅角室(β)の油圧差をコントロールするものであり
前記スプール内ドレン穴(6)は、前記第1、第2空間(A、B)を前記ドレン空間に連通させる呼吸通路の機能の他に、前記進角室(α)に通じる前記進角ポート(25)および前記遅角室(β)に通じる前記遅角ポート(26)を介して排出される作動油を前記ドレン空間に導く作動油排出通路の機能を備えることを特徴とする電磁スプール弁。 Electromagnetic spool valve (1) according to claim 7,
The electromagnetic spool valve (1) includes an advance port (25) communicating with an advance chamber (α) in the variable camshaft timing mechanism (11), and a retard chamber (β) in the variable camshaft timing mechanism (11). A retarding port (26) communicating with the valve, and controlling a hydraulic pressure difference between the advance chamber (α) and the retard chamber (β), and the drain hole (6) in the spool includes the first, In addition to the function of a breathing passage for communicating the second space (A, B) with the drain space, the advance port (25) leading to the advance chamber (α) and the retard chamber (β) An electromagnetic spool valve comprising a function of a hydraulic oil discharge passage that guides hydraulic oil discharged through the retard port (26) to the drain space.
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