JP2014025518A - Fluid control valve and valve timing adjustment system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体の流れを制御する流体制御弁、および、これを用いたバルブタイミング調整システムに関する。 The present invention relates to a fluid control valve that controls the flow of fluid and a valve timing adjustment system using the fluid control valve.
従来、スリーブの内側への異物の侵入を抑制するフィルタを備えた流体制御弁が知られている。例えば、特許文献1に記載された流体制御弁では、スリーブに形成されたポートを塞ぐようにしてフィルタを設け、流体に含まれる異物のスリーブ内側への侵入を抑制している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fluid control valve including a filter that suppresses entry of foreign matter into the inside of a sleeve is known. For example, in the fluid control valve described in
特許文献1の流体制御弁では、フィルタは、長方形の薄板状に形成されており、筒状のスリーブの外壁に沿って巻き付けられるようにして設けられている。また、フィルタには多数の小孔を有する濾過部が形成されており、当該濾過部を通過する流体に含まれる異物がスリーブ内側に侵入するのを規制可能となっている。
ところで、特許文献1の流体制御弁では、濾過部は、フィルタ本体の中央を含む所定の範囲において長方形状に形成されている(特許文献1の図4参照)。そのため、フィルタ本体の長手方向の両端部においては、濾過部の短手方向の辺を境に剛性が大きく異なっている。これは、濾過部の短手方向の辺が、フィルタ本体の長手方向に延びる中心線に対し垂直となるよう形成されているためである。
よって、フィルタは、スリーブに巻き付けられると、フィルタ本体の濾過部の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する。フィルタ本体が変曲点で大きく屈曲すると、変曲点に応力が集中し、フィルタの破断を招くおそれがある。フィルタが破断すると、フィルタはその機能を喪失し、流体に含まれる異物がスリーブ内側へ侵入することが懸念される。スリーブ内側に侵入した異物がスリーブとスプールとの間に噛み込まれると、流体制御弁の作動不良を招くおそれがある。
In the fluid control valve of
By the way, in the fluid control valve of
Therefore, when the filter is wound around the sleeve, the vicinity of the side in the short direction of the filtering portion of the filter body becomes an inflection point and bends greatly. If the filter main body is bent greatly at the inflection point, stress concentrates on the inflection point, and the filter may be broken. When the filter breaks, the filter loses its function, and there is a concern that foreign matters contained in the fluid may enter the sleeve. If foreign matter that has entered the inside of the sleeve is caught between the sleeve and the spool, the fluid control valve may malfunction.
また、特許文献1の流体制御弁では、フィルタは、スリーブに巻き付けられると、フィルタ本体の濾過部の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲するため、当該変曲点とスリーブの外壁との間に大きな隙間が形成されるおそれがある。変曲点とスリーブの外壁との間に形成された隙間が大きい場合、流体に含まれる異物が当該隙間を経由してスリーブ内側に侵入するおそれがある。
また、特許文献1の流体制御弁では、フィルタは、長手方向の両端部同士が重なるようにしてスリーブに巻き付けられている。よって、スリーブに巻き付けられた状態の環状のフィルタには、周方向の一部に濾過部が形成されていない部分が生じる。そのため、この部分が流体の流れを妨げ、流体制御弁の性能が低下するおそれがある。
また、特許文献1には、流体制御弁をバルブタイミング調整システムに適用することが記載されている。上述のように流体制御弁に作動不良が生じたり、流体制御弁の性能が低下したりすると、バルブタイミング調整システムによる吸排気弁の開閉タイミングの調整に大きな影響を与えるおそれがある。
Further, in the fluid control valve of
Moreover, in the fluid control valve of
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スリーブ内側への異物の侵入を規制するフィルタの機能を長期に亘り維持可能な流体制御弁、および、これを用いたバルブタイミング調整システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to use a fluid control valve capable of maintaining the function of a filter that regulates the entry of foreign matter into the sleeve for a long period of time, and the same. It is to provide a valve timing adjustment system.
本発明の流体制御弁は、スリーブとスプールとフィルタとを備えている。スリーブは、筒状に形成され、流体が流入または流出可能なよう外壁と内壁とを接続するポートを有している。スプールは、スリーブの内側で往復移動しポートを開閉することにより、ポートを経由する流体の流れを制御する。フィルタは、長方形の薄板状に形成される本体、および、当該本体を板厚方向に貫く微細な穴が多数形成されたメッシュ部を有している。フィルタは、ポートを塞ぐようスリーブに巻き付けられ、本体の長手方向の端部同士が接続されるようにして設けられる。フィルタは、流体がメッシュ部を流通するとき、流体に含まれる異物のスリーブの内側への侵入を規制可能である。 The fluid control valve of the present invention includes a sleeve, a spool, and a filter. The sleeve is formed in a cylindrical shape and has a port that connects the outer wall and the inner wall so that fluid can flow in or out. The spool reciprocates inside the sleeve to open and close the port, thereby controlling the flow of fluid through the port. The filter has a main body formed in a rectangular thin plate shape, and a mesh portion in which a large number of fine holes penetrating the main body in the thickness direction are formed. The filter is wound around the sleeve so as to close the port, and is provided so that the longitudinal ends of the main body are connected to each other. When the fluid flows through the mesh portion, the filter can restrict the intrusion of foreign matters contained in the fluid into the sleeve.
本発明では、フィルタのメッシュ部は、長方形部および三角形部からなる。長方形部は、本体の中央を含む所定の範囲において長方形状に形成されている。三角形部は、長方形部の長手方向の両端の少なくとも一方に三角形状に形成され、三辺のうち一辺が長方形部の短手方向の辺に一致するよう接している。このように、本発明では、メッシュ部のうち三角形部の一辺が長方形部の短手方向の辺に接するようにして形成されている。そのため、本体は、長方形部の短手方向の辺から本体の縁端部へ向かうに従い、剛性が徐々に大きくなるよう形成されている。これは、三角形部の長方形部に接する辺以外の二辺が、本体の長手方向に延びる中心線に対し傾斜するよう形成されているためである。
よって、フィルタをスリーブに巻き付けたとき、本体は一端から他端にかけて滑らかに湾曲し、「本体の長方形部の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する」のを抑制することができる。これにより、「本体の変曲点に応力が集中することでフィルタが破断する」といった事態を回避することができる。
In this invention, the mesh part of a filter consists of a rectangular part and a triangular part. The rectangular portion is formed in a rectangular shape within a predetermined range including the center of the main body. The triangular portion is formed in a triangular shape on at least one of both ends in the longitudinal direction of the rectangular portion, and is in contact with one side of the three sides so as to coincide with the short side of the rectangular portion. Thus, in the present invention, one side of the triangular portion of the mesh portion is formed so as to be in contact with the short side of the rectangular portion. Therefore, the main body is formed so that the rigidity gradually increases as it goes from the side in the short direction of the rectangular portion toward the edge of the main body. This is because two sides other than the side in contact with the rectangular part of the triangular part are formed to be inclined with respect to the center line extending in the longitudinal direction of the main body.
Therefore, when the filter is wound around the sleeve, the main body is smoothly curved from one end to the other end, and it is possible to suppress the fact that the vicinity of the side in the short direction of the rectangular portion of the main body becomes an inflection point and bends greatly. . As a result, a situation such as “the filter breaks due to stress concentration at the inflection point of the main body” can be avoided.
また、本発明では、フィルタをスリーブに巻き付けたとき、本体の長方形部の短手方向の辺近傍が大きく屈曲するのを抑制できるため、フィルタとスリーブの外壁との間に形成される隙間を小さくすることができる。これにより、流体に含まれる異物がフィルタとスリーブの外壁との間の隙間を経由してスリーブの内側へ侵入するのを抑制することができる。
このように、本発明では、スリーブ内側への異物の侵入を規制するフィルタの機能を長期に亘り維持することができる。したがって、スリーブとスプールとの間に異物が噛み込むことにより生じる流体制御弁の作動不良を長期に亘り抑制することができる。
Further, in the present invention, when the filter is wound around the sleeve, it is possible to prevent the vicinity of the side in the short direction of the rectangular portion of the main body from being greatly bent, so that the gap formed between the filter and the outer wall of the sleeve is reduced. can do. Thereby, it can suppress that the foreign material contained in the fluid penetrate | invades into the inside of a sleeve via the clearance gap between a filter and the outer wall of a sleeve.
Thus, in the present invention, the function of the filter that restricts the entry of foreign matter into the sleeve can be maintained for a long time. Therefore, it is possible to suppress a malfunction of the fluid control valve caused by a foreign matter biting between the sleeve and the spool for a long time.
以下、本発明の複数の実施形態による流体制御弁を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による流体制御弁、および、これを適用したバルブタイミング調整システムを図1〜4に示す。
Hereinafter, fluid control valves according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
1 to 4 show a fluid control valve according to a first embodiment of the present invention and a valve timing adjusting system to which the fluid control valve is applied.
バルブタイミング調整システム10は、例えば車両に搭載され、図2に示すように、流体制御弁1、バルブタイミング調整装置2、ポンプ3および電子制御ユニット(以下、「ECU」という)4等を備えている。
図3に示すように、駆動力伝達系では、内燃機関(以下、「エンジン」という)90の駆動軸としてのクランクシャフト91に固定されるスプロケット92と、従動軸としてのカムシャフト93、94に固定されるスプロケット13、95とにチェーン96が巻き掛けられ、クランクシャフト91からカムシャフト93、94に駆動力が伝達される。前述のスプロケット13および後述のベーンロータ12は、それぞれ、バルブタイミング調整装置2の一部を構成している。カムシャフト93は吸気弁97を開閉駆動し、カムシャフト94は排気弁98を開閉駆動する。本実施形態のバルブタイミング調整装置2は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、スプロケット13をチェーン96に、ベーンロータ12をカムシャフト93に接続し、吸気弁97のバルブタイミングを調整する。
The valve
As shown in FIG. 3, in the driving force transmission system, a
図2に示すように、バルブタイミング調整装置2は、ハウジング11およびベーンロータ12等を備えている。
ハウジング11は、例えば金属により略円筒状に形成されている。ハウジング11は、周方向にスプロケット13を有している。また、ハウジング11は、内部に扇形状の収容室14を3つ有している。
As shown in FIG. 2, the valve timing adjusting
The
ベーンロータ12は、ハウジング11の3つの収容室14のそれぞれに収容されるようにして設けられるベーン15を有している。ベーン15のそれぞれは、収容室14を進角室16および遅角室17に仕切っている。当該進角室16または遅角室17に作動油が流入すると、ベーンロータ12は、ハウジング11に対し、図2に示す進角方向または遅角方向に相対回転する。
The
また、バルブタイミング調整装置2は、3つのベーン15のうちの1つに設けられるストッパピストン18を備えている。ストッパピストン18は、略円筒状に形成され、ベーン15に形成された孔内で軸方向に往復移動可能に設けられている。ストッパピストン18は、ハウジング11に形成された嵌合穴19に嵌合可能である。嵌合穴19は、ベーンロータ12がハウジング11に対し最遅角位置にあるときのストッパピストン18に対応する位置に形成されている。ストッパピストン18は、進角室16または遅角室17に作動油が流入すると、嵌合穴19から抜け出る方向に移動する。
Further, the valve
図1(A)に示すように、流体制御弁1は、スリーブ20、スプール30およびフィルタ40等を備えている。
スリーブ20は、例えば金属により略円筒状に形成されている。スリーブ20は、ポート21、22、23を有している。ポート21、22、23は、それぞれ、スリーブ20の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。
As shown in FIG. 1A, the
The
本実施形態では、図1(A)に示すように、ポート21、22、23は、スリーブ20の軸方向にこの順で等間隔で形成されている。また、ポート21、22、23は、それぞれ、互いに対向する位置に形成、すなわち、2つずつ形成されている。また、スリーブ20の一方の端部は板部24で塞がれており、当該板部24には、スリーブ20の内側と外側とを連通するドレンポート25が形成されている。また、スリーブ20の外壁のポート21、22、23に対応する位置には、それぞれ、環状の溝部26が形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the
スプール30は、例えば金属により略円筒状に形成されている。スプール30は、スリーブ20の内側に収容されている。スプール30の外径は、スリーブ20の内径よりやや小さく形成されている。これにより、スプール30は、スリーブ20の内側で軸方向に往復移動可能である。
スプール30は、軸方向の中央の外壁に環状の流通溝部32を有している。流通溝部32は、スプール30の径方向内側へ凹むようにして形成され、軸方向に所定の幅を有している。スプール30の流通溝部32の軸方向の両側には、流通溝部32から軸方向に所定の間隔を空けて流通穴部34、35が形成されている。流通穴部34、35は、スプール30の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。流通溝部32のドレンポート25側に流通穴部34が形成され、流通溝部32のドレンポート25とは反対側に流通穴部35が形成されている。これにより、流通溝部32と流通穴部34との間には閉塞部31が形成され、流通溝部32と流通穴部35との間には閉塞部33が形成されている。
The
The
上記構成により、スプール30がスリーブ20の内側において可動範囲内で軸方向に移動するとき、ポート21は流通穴部34と連通する状態、閉塞部31に閉塞される状態、および、流通溝部32と連通する状態のいずれかとなり、ポート22は常に流通溝部32と連通する状態となり、ポート23は流通溝部32と連通する状態、閉塞部33に閉塞される状態、および、流通穴部35と連通する状態のいずれかとなる。
例えば、スプール30がスリーブ20に対し図1(A)に示す位置にあるとき、流通溝部32とポート23とが連通し、ポート21と流通穴部34とが連通するため、スリーブ20の外側から内側にポート22を経由して流体が流入すると、流体は、流通溝部32およびポート23を経由してスリーブ20の外側へ流出する。また、このとき、スリーブ20の外側から内側にポート21を経由して流体が流入すると、流体は、流通穴部34、スプール30の内側およびドレンポート25を経由してスリーブ20の外側へ流出する。
With the above configuration, when the
For example, when the
スプール30が図1(A)に示す位置からドレンポート25側に移動すると、ポート21は閉塞部31により閉塞され、ポート23は閉塞部33により閉塞される。そのため、このときスリーブ20の外側から内側にポート22を経由して流入した流体は、流通溝部32に留まり、スリーブ20の外側への流出が規制される。スプール30がこの位置からさらにドレンポート25側に移動すると、流通溝部32とポート21とが連通し、ポート23と流通穴部35とが連通するため、スリーブ20の外側から内側にポート22を経由して流体が流入すると、流体は、流通溝部32およびポート21を経由してスリーブ20の外側へ流出する。また、このとき、スリーブ20の外側から内側にポート23を経由して流体が流入すると、流体は、流通穴部35、スプール30の内側およびドレンポート25を経由してスリーブ20の外側へ流出する。
このように、スプール30は、スリーブ20の内側で往復移動し、各ポートを開閉することにより、各ポートを経由する流体の流れを制御可能である。
When the
In this way, the
フィルタ40は、例えばステンレス等の金属により形成され、図1(B)に示すように、スリーブ20に取り付けられる前の状態では、長方形の薄板状に形成される本体41、および、当該本体41を板厚方向に貫く微細な穴が多数形成されたメッシュ部42を有している。メッシュ部42の微細な穴は、例えばエッチング加工等により本体41に形成されている。メッシュ部42には微細な穴が多数形成されているため、流体は、メッシュ部42を流通することにより、フィルタ40の一方の面側から他方の面側、または、他方の面側から一方の面側へ流れることができる。
The
フィルタ40は、図1(A)に示すように、ポート21、22、23のそれぞれを塞ぐようスリーブ20に巻き付けられ、本体41の長手方向の端部同士が接続されるようにして設けられている。すなわち、本実施形態では、フィルタ40は3つ設けられている。フィルタ40は、本体41の短手方向の幅がスリーブ20の溝部26の軸方向の幅と概ね同じのため、スリーブ20の軸方向への移動が規制されている。
フィルタ40は、流体がメッシュ部42を流通するとき、流体に含まれる異物のスリーブ20内側への侵入を規制可能である。フィルタ40のメッシュ部42の形状等については、後に詳述する。
As shown in FIG. 1A, the
When the fluid flows through the
本実施形態では、流体制御弁1は、図1(A)に示すように、電磁駆動部50を備えている。電磁駆動部50は、可動コア51、ステータ52、コイル53およびコネクタ54等を有している。電磁駆動部50は、スリーブ20のドレンポート25とは反対側の端部に取り付けられている。
In the present embodiment, the
可動コア51は、例えば鉄等の磁性材料により略円筒状に形成されている。可動コア51の一方の端部と、スプール30の端部との間には、筒状の中間部材55が設けられている。また、スプール30のドレンポート25側の端部と、スリーブ20の板部24との間には、付勢部材としてのスプリング27が設けられている。スプリング27は、スプール30を電磁駆動部50側に付勢している。これにより、中間部材55および可動コア51は、ドレンポート25とは反対側に付勢されている。
The
ステータ52は、例えば鉄等の磁性材料により環状に形成され、中間部材55が内側に位置した状態で、スリーブ20のドレンポート25とは反対側の端部に接するようにして設けられている。
コイル53は、筒状に形成され、可動コア51の径方向外側に位置するようにして設けられている。
コネクタ54は、樹脂により筒状に形成され、内側に銅等の金属からなる端子56が埋設されている。端子56は、一方の端部がコネクタ54の内側の空間に露出し、他方の端部がコイル53に接続している。
The
The
The
図示しないバッテリから端子56を経由してコイル53に電力が供給されると、コイル53の周囲に磁束が生じる。これにより、ステータ52および可動コア51に磁束が流れ、磁気抵抗が減少するよう可動コア51がステータ52側へ吸引される。その結果、スプール30は、スプリング27の付勢力に抗して可動コア51および中間部材55によって押され、ドレンポート25側へ移動する。バッテリからコイル53への電力の供給が停止すると、コイル53周囲の磁束が消滅するため、スプール30は、スプリング27の付勢力により電磁駆動部50側へ移動する。このように、スプール30は、電磁駆動部50により駆動されることで、スリーブ20内で軸方向に往復移動する。
When electric power is supplied from a battery (not shown) to the
図2に示すように、ポンプ3は、流体を吸入および吐出可能な流体ポンプであり、流体としての作動油をオイルパン5内から汲み上げ、バルブタイミング調整装置2に供給可能に設けられている。ここで、流体制御弁1は、ポンプ3とバルブタイミング調整装置2との間に設けられている。
ポンプ3の吐出口は、供給通路6により流体制御弁1のポート22に接続している。また、流体制御弁1のポート21は、進角通路7によりバルブタイミング調整装置2の進角室16に接続している。また、流体制御弁1のポート23は、遅角通路8によりバルブタイミング調整装置2の遅角室17に接続している。また、流体制御弁1のドレンポート25は、ドレン通路9によりオイルパン5に接続している。
ポンプ3は、作動油を流体制御弁1のポート21、22、23を経由して進角室16または遅角室17に供給することで、ベーンロータ12をハウジング11に対し進角方向または遅角方向に相対回転させる。ここで、ポンプ3は、特許請求の範囲における「流体供給源」に対応している。
As shown in FIG. 2, the pump 3 is a fluid pump capable of sucking and discharging fluid, and is provided so that hydraulic fluid as fluid can be pumped from the
The discharge port of the pump 3 is connected to the
The pump 3 supplies the hydraulic oil to the
ECU4は、演算手段としてのCPU、記憶手段としてのROM、RAM、入出力手段等を有する小型のコンピュータであり、車両の各部に設けられたセンサからの信号等に基づき、ROMに格納されたプログラムに従い車両各部の機器および装置類の作動を制御する。
本実施形態では、ECU4は、流体制御弁1およびポンプ3の作動を制御する。例えば、ECU4は、流体制御弁1の電磁駆動部50に供給する電力を調節することによりスプール30を往復駆動し、ポート22とポート21またはポート23との接続を切り替える。また、ECU4は、ポンプ3の作動を制御することにより、ポンプ3から進角室16または遅角室17へ供給する作動油の吐出量および吐出圧を制御する。
このように、ECU4は、ポンプ3および流体制御弁1の作動を制御することにより、ベーンロータ12をハウジング11に対し進角方向または遅角方向に相対回転させることで、吸気弁97の開閉タイミングを調整する。ここで、ECU4は、特許請求の範囲における「制御手段」に対応している。
The ECU 4 is a small computer having a CPU as a calculation means, a ROM, a RAM as a storage means, an input / output means, etc., and a program stored in the ROM based on signals from sensors provided in each part of the vehicle. The operation of equipment and devices in each part of the vehicle is controlled accordingly.
In the present embodiment, the ECU 4 controls the operation of the
In this manner, the ECU 4 controls the operation of the pump 3 and the
次に、フィルタ40のメッシュ部42の形状等について詳細に説明する。
図1(B)、(C)に示すように、本実施形態では、メッシュ部42は、長方形部421、三角形部422および延伸部423からなる。
長方形部421は、本体41の中央を含む所定の範囲において長方形状に形成されている。長方形部421は、短手方向の幅が、本体41の短手方向の幅より小さく形成されており、長手方向が本体41の長手方向と同じになるよう形成されている。これにより、長方形部421の周囲には、「微細な穴が形成されていない部分」が形成されている。
Next, the shape and the like of the
As shown in FIGS. 1B and 1C, in this embodiment, the
The
三角形部422は、長方形部421の長手方向の両端に三角形状に形成されている。すなわち、本実施形態では、三角形部422は、1つのフィルタ40あたり2つ形成されている。三角形部422は、三辺のうち一辺が長方形部421の短手方向の辺に一致するよう接している。また、本実施形態では、三角形部422は、長方形部421に接する辺以外の二辺が直線状に形成されている。
延伸部423は、三角形部422の長方形部421に接する辺以外の二辺により形成される頂点424近傍から長方形部421とは反対側へ延びるようにして形成されている(図1(C)参照)。本実施形態では、延伸部423は、長方形状に形成されている。
The
The extending
このように、本実施形態では、メッシュ部42のうち三角形部422の一辺が長方形部421の短手方向の辺に接するようにして形成されている。そのため、本体41は、長方形部421の短手方向の辺から本体41の縁端部へ向かうに従い、剛性が徐々に大きくなるよう形成されている。これは、三角形部422の長方形部421に接する辺以外の二辺が、本体41の長手方向に延びる中心線Lに対し傾斜するよう形成されているためである。
よって、図4(A)に示すように、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41は、スリーブ20の外壁に形成された溝部26に沿って、一端から他端にかけて滑らかに湾曲する(図4(B)参照)。そのため、「本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する」のを抑制することができる。これにより、「本体41の変曲点に応力が集中することでフィルタ40が破断する」といった事態を回避することができる。
また、本実施形態では、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が大きく屈曲するのを抑制できるため、フィルタ40とスリーブ20の外壁との間に形成される隙間S1を小さくすることができる。これにより、流体に含まれる異物がフィルタ40とスリーブ20の外壁との間の隙間S1を経由してスリーブ20の内側へ侵入するのを抑制することができる。
Thus, in the present embodiment, one side of the
Therefore, as shown in FIG. 4A, when the
Further, in the present embodiment, when the
なお、フィルタ40は、スリーブ20に巻き付けられた状態で、本体41の両端部同士が例えばレーザ溶接により接合されている。本実施形態では、溶接箇所は、延伸部423の両側に設定されている。フィルタ40は、スリーブ20に巻き付けられ、両端部が接合されて環状になった状態で、スリーブ20に対し周方向に相対回転し得る(図4(A)参照)。
本実施形態では、メッシュ部42が延伸部423を含むため、フィルタ40は、スリーブ20に巻き付けられた状態において、周方向のほぼ全ての範囲でメッシュ部42が形成されていることとなる。そのため、フィルタ40が各ポートに対しどのような回転位置にあったとしても、流体がフィルタ40を経由してスリーブ20の内側へ流入するとき、または、スリーブ20の内側から外側へ流出するときの流路抵抗を低減することができる。
In addition, the
In the present embodiment, since the
次に、本発明の比較例1、2を示すことにより、比較例1、2に対する上述の本実施形態の有利な点を明らかにする。
図5(A)に示すように、比較例1のフィルタ40の本体41には、メッシュ部42として三角形部422および延伸部423は形成されておらず、長方形部421のみ形成されている。そのため、比較例1のフィルタ40は、従来のフィルタと同様、本体41の長手方向の両端部においては、長方形部421の短手方向の辺を境に剛性が大きく異なっている。これは、長方形部421の短手方向の辺が、本体41の長手方向に延びる中心線Lに対し垂直となるよう形成されているためである。
よって、図5(B)に示すように、比較例1のフィルタ40は、スリーブ20に巻き付けられると、本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点Pとなり大きく屈曲する。本体41が変曲点Pで大きく屈曲すると、変曲点Pに応力が集中し、フィルタ40の破断を招くおそれがある。フィルタ40が破断すると、フィルタ40はその機能を喪失し、流体に含まれる異物がスリーブ20内側へ侵入することが懸念される。スリーブ20内側に侵入した異物がスリーブ20とスプール30との間に噛み込まれると、流体制御弁1の作動不良を招くおそれがある。
また、比較例1のフィルタ40は、スリーブ20に巻き付けられると、本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点Pとなり大きく屈曲するため、当該変曲点Pとスリーブ20の外壁との間に大きな隙間S2が形成されるおそれがある。変曲点Pとスリーブ20の外壁との間に形成された隙間S2が大きい場合、流体に含まれる異物が当該隙間S2を経由してスリーブ20内側に侵入するおそれがある。
Next, by showing Comparative Examples 1 and 2 of the present invention, advantages of the above-described embodiment with respect to Comparative Examples 1 and 2 will be clarified.
As shown in FIG. 5A, the
Therefore, as shown in FIG. 5B, when the
Further, when the
図5(C)に示すように、比較例2のフィルタ40の本体41には、メッシュ部42として三角形部422は形成されておらず、長方形部421および延伸部423のみ形成されている。そのため、比較例2のフィルタ40は、従来のフィルタおよび比較例1のフィルタ40と同様、本体41の長手方向の両端部においては、長方形部421の短手方向の辺を境に剛性が大きく異なっている。よって、比較例2のフィルタ40は、比較例1と同様、スリーブ20に巻き付けられると、本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する。そのため、比較例1と同様の問題が生じ得る。
As shown in FIG. 5C, the
このように、メッシュ部42として三角形部422を含まない比較例1、2では、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41が変曲点で大きく屈曲し種々の問題が生じる。一方、本発明の第1実施形態では、メッシュ部42として三角形部422を含むため、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41は一端から他端にかけて滑らかに湾曲する。よって、「本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する」のを抑制することができ、上述の問題を解決することができる。
Thus, in Comparative Examples 1 and 2 that do not include the
次に、バルブタイミング調整システム10の作動を説明する。なお、図2は、エンジン始動前、すなわちエンジン90が停止し、流体制御弁1がオフ状態の時のバルブタイミング調整システム10の状態を示している。
<エンジン始動時>
エンジン90が停止している状態ではストッパピストン18は嵌合穴19に嵌合している。エンジン90を始動した直後の状態では、進角室16および遅角室17にポンプ3から十分に作動油が供給されていない。そのため、ストッパピストン18は嵌合穴19に嵌合した状態を維持し、クランクシャフト91に対しカムシャフト93は最遅角位置に保持されている。これにより、作動油が進角室16および遅角室17に供給されるまでの間、カムシャフト93が受けるトルク変動によりハウジング11とベーンロータ12とが衝突することによる打音の発生が防止される。
Next, the operation of the valve
<When starting the engine>
When the
<エンジン始動後>
エンジン始動後、ポンプ3から作動油が吐出されると、供給通路6、流体制御弁1のポート22、ポート23および遅角通路8を経由して、遅角室17に作動油が供給される。遅角室17に供給された作動油の油圧により、ストッパピストン18が嵌合穴19から抜け出す。これにより、ベーンロータ12のハウジング11に対する相対回転が許容される。以降、ECU4は、進角室16および遅角室17の油圧を制御することにより、クランクシャフト91に対するカムシャフト93の位相差を調整することができる。
<After starting the engine>
When the hydraulic oil is discharged from the pump 3 after the engine is started, the hydraulic oil is supplied to the
<進角作動時>
バルブタイミング調整装置2を進角制御するとき、ECU4は、流体制御弁1に供給する駆動電流を制御し流体制御弁1を制御することにより、ポンプ3と進角通路7とを接続し、遅角通路8とオイルパン5とを接続する。ポンプ3から吐出される作動油は、供給通路6、流体制御弁1および進角通路7を経由し、進角室16に供給される。一方、遅角室17の作動油は、遅角通路8、流体制御弁1およびドレン通路9を経由し、オイルパン5に排出される。進角室16の油圧は、ベーン15に作用し、ベーンロータ12を進角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ12は、ハウジング11に対し進角方向に相対回転する。
<Advance angle operation>
When the valve
<遅角作動時>
バルブタイミング調整装置2を遅角制御するとき、ECU4は、流体制御弁1に供給する駆動電流を制御し流体制御弁1を制御することにより、ポンプ3と遅角通路8とを接続し、進角通路7とオイルパン5とを接続する。ポンプ3から吐出される作動油は、供給通路6、流体制御弁1および遅角通路8を経由し、遅角室17に供給される。一方、進角室16の作動油は進角通路7、流体制御弁1およびドレン通路9を経由し、オイルパン5に排出される。遅角室17の油圧がベーン15に作用し、ベーンロータ12を遅角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ12は、ハウジング11に対して遅角方向に相対回転する。
<At retarded angle operation>
When the valve
<中間位相保持作動時>
ベーンロータ12が目標位相に到達すると、ECU4は流体制御弁1に供給する駆動電流を制御し流体制御弁1を制御することにより、ポンプ3と、遅角通路8および進角通路7との接続を遮断し、遅角室16および進角室17からオイルパン5に作動油が排出されることを規制する。そのため、ベーンロータ12は目標位相に保持される。
<When the intermediate phase is maintained>
When the
<エンジン停止時作動>
バルブタイミング調整装置2の作動中にエンジン停止が指示されると、ベーンロータ12は、上記遅角作動時と同様の作動によりハウジング11に対して遅角方向に回転し、最遅角位置で回転が停止する。この状態において、ECU4は、ポンプ3の作動を停止するとともに、流体制御弁1によって遅角通路8とオイルパン5とを接続する。これにより、遅角室17の圧力が低下する。その結果、ストッパピストン18は、嵌合穴19に嵌合する。
<Operation when the engine is stopped>
When the engine stop is instructed during the operation of the valve
以上説明したように、(1)本実施形態では、フィルタ40のメッシュ部42は、長方形部421および三角形部422を含む。長方形部421は、本体41の中央を含む所定の範囲において長方形状に形成されている。三角形部422は、長方形部421の長手方向の両端に三角形状に形成され、三辺のうち一辺が長方形部421の短手方向の辺に一致するよう接している。このように、本実施形態では、メッシュ部42のうち三角形部422の一辺が長方形部421の短手方向の辺に接するようにして形成されている。そのため、本体41は、長方形部421の短手方向の辺から本体41の縁端部へ向かうに従い、剛性が徐々に大きくなるよう形成されている。よって、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41は一端から他端にかけて滑らかに湾曲し、「本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する」のを抑制することができる。これにより、「本体41の変曲点に応力が集中することでフィルタ40が破断する」といった事態を回避することができる。
As described above, (1) in this embodiment, the
また、本実施形態では、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が大きく屈曲するのを抑制できるため、フィルタ40とスリーブ20の外壁との間に形成される隙間S1を小さくすることができる。これにより、作動油に含まれる異物がフィルタ40とスリーブ20の外壁との間の隙間S1を経由してスリーブ20の内側へ侵入するのを抑制することができる。
このように、本実施形態では、作動油に含まれる異物のスリーブ20内側への侵入を規制するフィルタ40の機能を長期に亘り維持することができる。したがって、スリーブ20とスプール30との間に異物が噛み込むことにより生じる流体制御弁1の作動不良を長期に亘り抑制することができる。
Further, in the present embodiment, when the
Thus, in this embodiment, the function of the
また、(2)本実施形態では、フィルタ40のメッシュ部42は、三角形部422の長方形部421に接する辺以外の二辺により形成される頂点424近傍から長方形部421とは反対側へ延びる延伸部423をさらに含んでいる。よって、フィルタ40は、スリーブ20に巻き付けられた状態において、周方向のほぼ全ての範囲でメッシュ部42が形成されていることとなる。そのため、フィルタ40が各ポートに対しどのような回転位置にあったとしても、作動油がフィルタ40を経由してスリーブ20の内側へ流入するとき、または、スリーブ20の内側から外側へ流出するときの流路抵抗を低減することができる。
(2) In this embodiment, the
また、(3)本実施形態では、フィルタ40のメッシュ部42の三角形部422は、長方形部421に接する辺以外の二辺が直線状に形成されている。そのため、三角形部422を容易に形成することができる。よって、加工コストを低減することができる。
また、(4)本実施形態では、流体制御弁1をバルブタイミング調整システム10に適用する例を示した。上述のように流体制御弁1は、作動油に含まれる異物のスリーブ20内側への侵入を規制するフィルタ40の機能を長期に亘り維持することができ、流体制御弁1の作動不良を長期に亘り抑制することができるため、バルブタイミング調整システム10のような、異物を含み得る作動油で駆動するシステムに対し好適である。
Moreover, (3) In this embodiment, the
Moreover, (4) In this embodiment, the example which applies the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態による流体制御弁のフィルタを図6(A)に示す。
第2実施形態のフィルタ40は、メッシュ部42が長方形部421および三角形部422のみからなる。すなわち、第1実施形態と異なり、メッシュ部42は延伸部423を含んでいない。
第2実施形態では、メッシュ部42が三角形部422を含むよう形成されていることにより、第1実施形態と同様、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41は一端から他端にかけて滑らかに湾曲し、「本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する」のを抑制することができる。
(Second Embodiment)
A filter of a fluid control valve according to the second embodiment of the present invention is shown in FIG.
In the
In the second embodiment, since the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態による流体制御弁のフィルタを図6(B)に示す。
第3実施形態では、フィルタ40のメッシュ部42の三角形部422は、長方形部421に接する辺以外の二辺が円弧状、すなわち、曲線状に形成されている。これにより、第2実施形態と同様、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41は一端から他端にかけて滑らかに湾曲し、「本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する」のを抑制することができる。
(Third embodiment)
The filter of the fluid control valve according to the third embodiment of the present invention is shown in FIG.
In the third embodiment, the
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態による流体制御弁のフィルタを図6(C)に示す。
第4実施形態では、フィルタ40のメッシュ部42の三角形部422は、長方形部421に接する辺以外の二辺が円弧状、すなわち、曲線状に形成されている。なお、当該円弧状の辺の円弧の向きは、第3実施形態と逆である。
これにより、第3実施形態と同様、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41は一端から他端にかけて滑らかに湾曲し、「本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する」のを抑制することができる。
(Fourth embodiment)
The filter of the fluid control valve according to the fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.
In the fourth embodiment, the
Thus, as in the third embodiment, when the
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態による流体制御弁のフィルタを図6(D)に示す。
第5実施形態では、フィルタ40のメッシュ部42の三角形部422は、長方形部421に接する辺以外の二辺が波形状、すなわち、曲線状に形成されている。これにより、第2実施形態と同様、フィルタ40をスリーブ20に巻き付けたとき、本体41は一端から他端にかけて滑らかに湾曲し、「本体41の長方形部421の短手方向の辺近傍が変曲点となり大きく屈曲する」のを抑制することができる。
(Fifth embodiment)
The filter of the fluid control valve according to the fifth embodiment of the present invention is shown in FIG.
In the fifth embodiment, the
(他の実施形態)
上述の複数の実施形態のフィルタは、構成上の阻害要因がなければ、互いに組み合わせてもよい。例えば、第3〜5実施形態のフィルタに、メッシュ部として、三角形部から延びる延伸部を形成してもよい。
(Other embodiments)
The filters of the above-described plurality of embodiments may be combined with each other as long as there are no structural obstruction factors. For example, you may form the extending | stretching part extended from a triangular part as a mesh part in the filter of 3rd-5th embodiment.
上述の第1実施形態では、メッシュ部の延伸部と本体の縁端部との間に、「微細な穴が形成されない部分」が形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、延伸部は、本体の縁端部まで延びるようにして形成されることとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、三角形部、または、三角形部と延伸部との組は、長方形部の長手方向の両端のうち一方のみに形成されることとしてもよい。
In the first embodiment described above, an example in which “a portion where a fine hole is not formed” is formed between the extending portion of the mesh portion and the edge portion of the main body is shown. On the other hand, in other embodiment of this invention, an extending | stretching part is good also as forming so that it may extend to the edge part of a main body.
In another embodiment of the present invention, the triangular part or the pair of the triangular part and the extending part may be formed only on one of the longitudinal ends of the rectangular part.
また、本発明の他の実施形態では、バルブタイミング調整システムを、排気弁のバルブタイミングを調整するために用いてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、流体制御弁を、バルブタイミング調整システムに限らず、例えば自動変速機など、油圧により駆動する他の装置やシステムに適用することもできる。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
In another embodiment of the present invention, a valve timing adjustment system may be used to adjust the valve timing of the exhaust valve.
In another embodiment of the present invention, the fluid control valve is not limited to the valve timing adjustment system, and can be applied to other devices and systems driven by hydraulic pressure, such as an automatic transmission.
Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various forms without departing from the gist thereof.
1 ・・・・・流体制御弁
20 ・・・・スリーブ
21、22、23 ・・・ポート
30 ・・・・スプール
40 ・・・・フィルタ
41 ・・・・本体
42 ・・・・メッシュ部
421 ・・・長方形部
422 ・・・三角形部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記スリーブの内側で往復移動し前記ポートを開閉することにより、前記ポートを経由する流体の流れを制御するスプール(30)と、
長方形の薄板状に形成される本体(41)、および、当該本体を板厚方向に貫く微細な穴が多数形成されたメッシュ部(42)を有し、前記ポートを塞ぐよう前記スリーブに巻き付けられ前記本体の長手方向の端部同士が接続されるようにして設けられ、流体が前記メッシュ部を流通するとき、流体に含まれる異物の前記スリーブ内側への侵入を規制可能なフィルタ(40)と、を備え、
前記メッシュ部は、前記本体の中央を含む所定の範囲において長方形状に形成される長方形部(421)、および、当該長方形部の長手方向の両端の少なくとも一方に三角形状に形成され三辺のうち一辺が前記長方形部の短手方向の辺に一致するよう接する三角形部(422)からなることを特徴とする流体制御弁(1)。 A cylindrical sleeve (20) having ports (21, 22, 23) connecting the outer wall and the inner wall so that fluid can flow in or out;
A spool (30) that reciprocates inside the sleeve and controls the flow of fluid through the port by opening and closing the port;
A main body (41) formed in a rectangular thin plate shape, and a mesh portion (42) formed with a large number of fine holes penetrating the main body in the thickness direction, are wound around the sleeve so as to close the port. A filter (40) provided so that ends in the longitudinal direction of the main body are connected to each other and capable of restricting entry of foreign matters contained in the fluid into the sleeve when the fluid flows through the mesh portion; With
The mesh part is formed in a triangular shape at least one of the rectangular part (421) formed in a rectangular shape in a predetermined range including the center of the main body and the longitudinal direction of the rectangular part, and is formed of three sides A fluid control valve (1), comprising a triangular part (422) in contact with one side so as to coincide with a side of the rectangular part in the short direction.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の流体制御弁と、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジング(11)と、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内に形成された収容室(14)を進角室(16)および遅角室(17)に仕切り、流体が前記流体制御弁の前記ポートを経由して前記進角室または前記遅角室に流入することにより前記ハウジングに対し相対回転するベーンロータ(12)と、
流体を前記流体制御弁の前記ポートを経由して前記進角室または前記遅角室に供給することで、前記ベーンロータを前記ハウジングに対し相対回転させる流体供給源(3)と、
前記流体供給源および前記流体制御弁の作動を制御することにより前記ベーンロータを前記ハウジングに対し進角方向または遅角方向に相対回転させることで前記吸気弁および前記排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整する制御手段(4)と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整システム。 A valve timing adjustment system for adjusting the opening / closing timing of at least one of the intake valve (97) and the exhaust valve (98) that the driven shaft (93, 94) opens / closes by torque transmission of the drive shaft (91) of the internal combustion engine (90). 10)
The fluid control valve according to any one of claims 1 to 6,
A housing (11) rotating with one of the drive shaft or the driven shaft;
Rotating together with the other of the drive shaft or the driven shaft, the storage chamber (14) formed in the housing is partitioned into an advance chamber (16) and a retard chamber (17), and a fluid is supplied to the fluid control valve. A vane rotor (12) that rotates relative to the housing by flowing into the advance chamber or the retard chamber through a port;
A fluid supply source (3) for rotating the vane rotor relative to the housing by supplying fluid to the advance chamber or the retard chamber via the port of the fluid control valve;
By controlling the operation of the fluid supply source and the fluid control valve, the vane rotor is rotated relative to the housing in the advance direction or the retard direction, thereby opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve. Control means (4) to adjust;
A valve timing adjustment system comprising:
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