JP6187312B2

JP6187312B2 - ソレノイドバルブ

Info

Publication number: JP6187312B2
Application number: JP2014035771A
Authority: JP
Inventors: 仁樹向出; 稲摩　直人; 直人稲摩
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: JP2015161197A

Description

本発明は、流体の供給先を切り替え可能なソレノイドバルブに関する。

従来、流体の給排制御にソレノイドバルブが利用されてきた（例えば特許文献１）。特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、ソレノイドバルブとして油圧制御弁が用いられる。この油圧制御弁では、弁開閉時期制御装置の進角室と連通する進角路、遅角室と連通する遅角路、及びロック機構に連通するロック油通路が、互いに異なるポートに接続される。一方、油圧制御弁から排出された油が流通する排出路は、一つのポートに接続される。

特開２００３−１７２１０９号公報

特許文献１に記載の技術は、油圧制御弁から油を排出する排出路が共通利用されているので、ロック油通路の油を排出する時に進角路や遅角路からも油が油圧制御弁に流通してきている場合には、進角路や遅角路からの油によりロック油通路から排出される油の流れが妨げられ、弁開閉時期制御装置の相対回転位相をロック位相とする場合にロック機構の動作が遅延する可能性がある。この場合、エンジン始動時にロック機構によりロックされていない状態となり得るので、エンジンの始動不良となったり燃料の不完全燃焼の原因となったりする。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、流体を中間ロック機構から素早く排出することが可能なソレノイドバルブを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るソレノイドバルブの特徴構成は、ハウジングに挿入された状態で取り付けられ、周壁部にポンプから吐出された流体が供給されるメインポート、内燃機関のバルブタイミングを進角側又は遅角側に制御する位相制御機構に連通する第１ポート、前記バルブタイミングを最遅角タイミング及び最進角タイミングの中間で固定する中間ロック機構と連通するサブポート、前記位相制御機構から前記第１ポートに戻された流体が外部に排出されることを許容する第２ポート、及び前記中間ロック機構から前記サブポートに戻された流体が外部に排出されることを許容する第３ポートを有するスリーブと、前記スリーブの一端部から他端部まで往復移動可能に設けられたスプールと、前記スプールの端部に設けられ、前記スプールを駆動するソレノイド部と、を備え、前記スプールの移動に伴い、前記サブポートと前記第３ポートとが連通する時、前記サブポートと前記第３ポートとを連通する流路が、前記メインポート、前記第１ポート、及び前記第２ポートから独立して構成され、前記スプールが前記スリーブの端部に位置する時、前記サブポートと前記第３ポートとを連通する溝部を構成する第１の溝部、第２の溝部、及び第３溝部が隣接して前記スプールの外周面に形成されており、前記スプールが前記スリーブの一端部に位置する時、前記第１の溝部及び前記第２の溝部が前記サブポートと前記第３ポートとを連通し、前記スプールが前記スリーブの他端部に移動した時に、前記第２の溝部及び前記第３溝部が前記サブポートと前記第３ポートとを連通する点にある。

このような特徴構成とすれば、中間ロック機構からサブポートに戻された流体をソレノイドバルブ外に排出する際には第３ポートのみから排出することができる。また、位相制御機構から第１ポートに戻された流体は、第３ポートには流通しないようにすることができる。このため、サブポートに戻された流体をソレノイドバルブ外に排出するにあたり、サブポートに戻された流体の流れが、他のポートを流通する流体により妨げられることがないので、中間ロック機構からの流体の排出を素早く行うことができる。したがって、内燃機関のバルブタイミングを所期の位置に固定するまでの時間を短くすることが可能となる。

また、このような構成とすれば、サブポートと第３ポートとを連通する流路を、スプールを貫通して設ける必要がないので、当該流路を容易に構成することができる。したがって、ソレノイドバルブの製造コストを低減できる。

また、このような構成とすれば、第３ポートから流体が排出されている状態としつつ、他のポートの給排状態を自由に設定することができる。

また、前記溝部は、前記スプールの両端部のうち、前記ソレノイド部が設けられた端部とは異なる端部に設けられていると好適である。このような構成とすれば、第３ポートをスリーブにおけるスプールの先端の側に設けることができるので、第３ポートの開口面積を大きく設定することが可能となる。このため、流体の流路抵抗を小さくすることができるので、第３ポートに戻された流体を素早くソレノイドバルブの外側に排出し易くできる。

ソレノイドバルブが適用された弁開閉時期制御装置の断面図である。図１のII−II線におけるロック状態の断面を示した図である。図１のII−II線におけるロック解除状態の断面を示した図である。図１のII−II線における最遅角位相状態の断面を示した図である。ソレノイドバルブのポジションと作動油の給排状態を示した図である。第２進角ポジションのソレノイドバルブの状態を示した図である。第１進角ポジションのソレノイドバルブの状態を示した図である。ロック解除ポジションのソレノイドバルブの状態を示した図である。第１遅角ポジションのソレノイドバルブの状態を示した図である。第２遅角ポジションのソレノイドバルブの状態を示した図である。

本発明に係るソレノイドバルブは、弁開閉時期制御装置が有する中間ロック機構が、最遅角タイミング及び最進角タイミングの中間で固定したバルブタイミングを円滑に解除可能に構成される。以下、本実施形態のソレノイドバルブ１００について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るソレノイドバルブ１００によりオイルの給排が行われる弁開閉時期制御装置１の側方断面図である。図２−図４は、図１のII−II線における各種状態の断面を示した図である。弁開閉時期制御装置１は、内燃機関Ｅとしてのエンジンを駆動源として備える車両や、エンジン及び電動モータを含む駆動源を備えるハイブリッド車両に搭載される。

弁開閉時期制御装置１は、駆動側回転部材としての外部ロータ１２と、従動側回転部材としての内部ロータ２とを備えて構成される。外部ロータ１２は、内燃機関Ｅのクランク軸９２に対して同期回転する。内部ロータ２は、内燃機関Ｅのカム軸９１に対して一体回転すると共に外部ロータ１２に対して相対回転可能に同軸に配置される。本実施形態では、弁開閉時期制御装置１は、外部ロータ１２と内部ロータ２との軸芯Ｘを中心にした相対回転位相（相対回転角）の設定により、吸気弁９３の開閉タイミングを制御する。

図２に示されるように、外部ロータ１２には、径方向内側に突出する複数個の突出部１４が回転方向Ｓに沿って互いに離間させて形成され、外部ロータ１２と内部ロータ２とにより流体圧室４が形成される。流体圧室４は、ベーン２２によって回転方向Ｓに沿って進角室４１と遅角室４２とに仕切られている。遅角室４２にオイルが供給されると、遅角室４２の容積が大きくなり、外部ロータ１２に対する内部ロータ２の相対回転位相が相対回転方向のうち遅角方向（矢印Ｓ２で示される方向）に移動（変位）される。進角室４１にオイルが供給されると、進角室４１の容積が大きくなり、相対回転位相が相対回転方向のうち進角方向（矢印Ｓ１で示される方向）に移動（変位）される。ベーン溝２１とベーン２２との間にはスプリング２３が配設され、ベーン２２は径方向外側に付勢される。これにより、進角室４１と遅角室４２との間でのオイルの漏洩を防止している。

図１及び図２に示されるように、各進角室４１に連通するよう、進角通路４３が内部ロータ２及びカム軸９１に形成される。また、各遅角室４２に連通するよう、遅角通路４４が内部ロータ２及びカム軸９１に形成される。進角通路４３及び遅角通路４４はソレノイドバルブ１００の所定のポートに接続される。

ソレノイドバルブ１００を制御することによって、進角室４１及び遅角室４２に対してオイルを供給、排出、又は給排を保持し、ベーン２２に当該オイルの流体圧力を作用させる。このようにして、相対回転位相を進角方向Ｓ１又は遅角方向Ｓ２へ変位させ、或いは、任意の位相に保持する。

また、図１に示されるように、内部ロータ２とフロントプレート１１とに亘ってトーションスプリング３が設けられる。トーションスプリング３は、カム軸９１のトルク変動に基づく遅角方向Ｓ２への平均変位力に抗するよう、内部ロータ２を進角側に付勢する。これにより、相対回転位相を円滑かつ迅速に進角方向Ｓ１へ変位させることが可能となる。

このような構成により、内部ロータ２は外部ロータ１２に対して軸芯Ｘの回りに一定の範囲内で円滑に相対回転移動可能である。外部ロータ１２と内部ロータ２とが相対回転移動可能な一定の範囲、即ち最進角位相と最遅角位相との位相差は、流体圧室４の内部でベーン２２が変位可能な範囲に対応する。遅角室４２の容積が最大となるのが最遅角位相であり、進角室４１の容積が最大となるのが最進角位相である。最遅角位相となった場合には、内燃機関Ｅのバルブ（吸気弁９３や図示しない排気弁）の開閉タイミングであるバルブタイミングが最遅角タイミングとなり、最進角位相となった場合には、バルブタイミングが最進角タイミングとなる。

中間ロック機構６は、内燃機関Ｅの始動直後等のオイルの流体圧力が安定しない状況において、外部ロータ１２と内部ロータ２とを所定の相対位置に保持することで、外部ロータ１２と内部ロータ２との相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間ロック位相に拘束する。このように相対回転位相を中間ロック位相に保持することにより、バルブタイミングが最遅角タイミング及び最進角タイミングの中間で固定され、クランク軸９２の回転位相に対するカム軸９１の回転位相を適正に維持し、内燃機関Ｅの安定的な回転を実現する。

本実施形態では、中間ロック機構６は、図１及び図２に示されるように、中間ロック通路６１と、中間ロック溝６２と、収容部６３と、プレート状の２つの中間ロック部材６４と、スプリング６５と、を備えて構成される。

中間ロック通路６１は、内部ロータ２とカム軸９１とに形成され、中間ロック溝６２とソレノイドバルブ１００とを接続する。ソレノイドバルブ１００を制御することによって、中間ロック溝６２へのオイルの給排を切換えることができる。中間ロック溝６２は、内部ロータ２の外周面２ａに周方向に延在して形成されており、相対回転方向に一定の幅を有している。収容部６３は、外部ロータ１２の二箇所に形成されている。二つの中間ロック部材６４は各収容部６３に夫々配設され、収容部６３から径方向に出退可能である。このため、本実施形態では中間ロック部材６４は外部ロータ１２に形成される。スプリング６５は収容部６３に配設され、各中間ロック部材６４を径方向内側、即ち、中間ロック溝６２の側に付勢する。

中間ロック溝６２からオイルが排出されていると、２つの中間ロック部材６４の夫々が突出して中間ロック溝６２の夫々に嵌入することにより、中間ロック溝６２の所定の位置に各中間ロック部材６４が夫々同時に係止することとなる。この結果、図２に示されるように、外部ロータ１２に対する内部ロータ２の相対回転位相が上述した中間ロック位相に拘束される。ソレノイドバルブ１００を制御して、中間ロック溝６２にオイルを供給すると、図３に示されるように、両方の中間ロック部材６４が中間ロック溝６２から収容部６３へ引退して相対回転位相の拘束が解除され、内部ロータ２は相対回転移動自在となる。

弁開閉時期制御装置１は、上述した中間ロック機構６に加え、最遅角ロック機構７も備えている。最遅角ロック機構７は、アイドリング運転時等の低速回転時において、外部ロータ１２と内部ロータ２とを所定の相対位置に保持することで、相対回転位相を最遅角位相に拘束する。即ち、カム軸９１のトルク変動に基づく遅角方向Ｓ２及び進角方向Ｓ１の変位力に拘らず、内部ロータ２が相対回転移動しないため、安定したアイドリング運転状態を実現できる。

最遅角ロック機構７は、図２に示されるように、最遅角ロック通路７１と、最遅角ロック溝７２と、収容部７３と、プレート状の最遅角ロック部材７４と、スプリング７５と、を備えている。本実施形態では、最遅角ロック通路７１は、複数の進角通路４３のうちの一つと併用して構成される。最遅角ロック部材７４は、２つの中間ロック部材６４のうち進角方向Ｓ１の側の中間ロック部材６４と同一の部材である。同様に、収容部７３は、二つの収容部６３のうち進角方向Ｓ１の側の収容部６３と同一であり、スプリング７５は、その収容部６３に配設されるスプリング６５と同一である。

このような構成において、最遅角ロック溝７２からオイルが排出されていると、最遅角ロック部材７４は最遅角ロック溝７２に突出する。図４に示されるように、最遅角ロック溝７２に最遅角ロック部材７４が係止されると、内部ロータ２の外部ロータ１２に対する相対回転移動が拘束され、相対回転位相が最遅角位相に保持される。ソレノイドバルブ１００を制御して相対回転位相を進角側へ変位させようとすると、最遅角ロック溝７２にオイルが供給され、最遅角ロック部材７４が最遅角ロック溝７２から収容部７３へ引退する。即ち、相対回転位相の拘束は解除される。相対回転位相が最遅角位相以外の位相であるときは、最遅角ロック部材７４は最遅角ロック溝７２と位置ずれしているため、内部ロータ２の外周面２ａに摺接するだけである。

このような構成において、図２に示されるような中間ロック状態において、ソレノイドバルブ１００により中間ロック通路６１へオイルが供給されれば、図３に示されるように、中間ロックが解除された状態となる。その後、ソレノイドバルブ１００による中間ロック通路６１へのオイルの供給が継続して行われる限りは、中間ロック溝６２にオイルが供給され続けるため、中間ロック部材６４が中間ロック溝６２に突入することはない。

図４に示されるように、相対回転位相が最遅角位相に変位し、最遅角ロック部材７４が最遅角ロック溝７２に対向すると、最遅角ロック部材７４（６４）が最遅角ロック溝７２に突入し、最遅角ロック状態となる。

次に、本実施形態に係るソレノイドバルブ１００について説明する。図６−図１０に示されるように、ソレノイドバルブ１００は、スリーブ１１０とスプール１２０とソレノイド部１３０とを備えて構成される。スリーブ１１０は、周壁部１１１と、当該周壁部１１１の軸方向一方の側の開口部を閉じる蓋状の底部１１２とを有して形成される。周壁部１１１には、進角通路４３、遅角通路４４、中間ロック通路６１、弁開閉時期制御装置１にオイルを供給する供給源としてのポンプＰの吐出路Ｐ１、排出路１７１、及び排出路１７２が夫々連通して設けられる。

スリーブ１１０は、メインポート１５１、第１ポート１５２、サブポート１５３、第２ポート１５４、第３ポート１５５を有して構成する。メインポート１５１は、周壁部１１１にポンプＰから吐出された流体としてのオイルが供給される。本実施形態では、メインポート１５１はメインポート１５１Ａとメインポート１５１Ｂとの一対から構成される。ポンプＰの吐出路Ｐ１には逆止弁１９０が設けられ、当該逆止弁１９０の下流側でメインポート１５１Ａ及びメインポート１５１Ｂに連通するよう吐出路Ｐ１が分岐される。

第１ポート１５２は、バルブタイミングを進角側及び遅角側に制御する位相制御機構に連通する。バルブタイミングを進角側及び遅角側に制御する位相制御機構とは、上記弁開閉時期制御装置１が相当し、具体的には進角室４１及び遅角室４２にあたる。本実施形態では、第１ポート１５２は進角室４１に連通する第１ポート１５２Ａ及び遅角室４２に連通する第１ポート１５２Ｂの一対からなる。したがって、第１ポート１５２Ａには進角通路４３が連通して設けられ、第１ポート１５２Ｂには遅角通路４４が連通して設けられる。

サブポート１５３は、中間ロック機構６と連通する。中間ロック機構６には、中間ロック通路６１を介してオイルが供給される。したがって、サブポート１５３は中間ロック通路６１と連通して設けられる。

第２ポート１５４は、位相制御機構から第１ポート１５２に戻された流体としてのオイルがスリーブ１１０の外部に排出されることを許容する。このため、第２ポート１５４とオイルパン１７０とに亘って排出路１７１が連通して設けられる。上述したように第１ポート１５２は第１ポート１５２Ａ及び第１ポート１５２Ｂの一対からなる。したがって、夫々の第１ポート１５２に対して独立してオイルを排出できるように、第２ポート１５４も第２ポート１５４Ａ及び第２ポート１５４Ｂの一対から構成される。

第３ポート１５５は、中間ロック機構６からサブポート１５３に戻された流体としてのオイルがスリーブ１１０の外部に排出されることを許容する。このため、第３ポート１５５とオイルパン１７０とに亘って排出路１７２が連通して設けられる。

スリーブ１１０は、ハウジングの内部に挿入された状態で取り付けられる。ハウジングとは、上述した進角通路４３、遅角通路４４、中間ロック通路６１、ポンプＰ、及びオイルパン１７０に連通する連通路が設けられ、スリーブ１１０を支持する。

スプール１２０はスリーブ１１０の一端部から他端部まで往復移動可能に設けられる。したがって、スプール１２０は、スリーブ１１０の軸方向に沿って往復移動可能に設けられる。

本実施形態では、スプール１２０は、軸方向両側に開口部を有して形成される。これにより、スプール１２０の一端部から他端部まで往復移動する場合にスプール１２０に作用する空気抵抗を低減することができるので、スプール１２０が前記軸方向に沿って素早く移動することが可能となる。

ソレノイド部１３０は、上述したハウジングの外側に吐出した状態でスプール１２０の端部に設けられる。ソレノイド部１３０には、通電によって磁界を発生させ、周方向に沿って配置されるコイル１３１と、発生した磁界によってコイル１３１の径方向内側で往復移動するプランジャ１３２を備えて構成される。

プランジャ１３２はスプール１２０の一端側に設けられる。スプール１２０の一端側とは、本実施形態ではスプール１２０の軸方向両端部のうち、スリーブ１１０の底部１１２に対向しない側の端部である。したがって、コイル１３１に通電してプランジャ１３２を往復移動制御し、スプール１２０をスリーブ１１０内で駆動することが可能となる。

ソレノイドバルブ１００は、コイル１３１に供給する電力の設定により、スプールスプリング１３９の付勢力に抗して、スプール１２０を任意の位置に操作できるように構成されている。本実施形態では、具体的な操作位置（ポジション）としてスプール１２０は、第２進角ポジションＰＡ２と、第１進角ポジションＰＡ１と、ロック解除ポジションＰＬと、第１遅角ポジションＰＢ１と、第２遅角ポジションＰＢ２との五つのポジションに操作できるように構成されている。図５には、第２進角ポジションＰＡ２と、第１進角ポジションＰＡ１と、ロック解除ポジションＰＬと、第１遅角ポジションＰＢ１と、第２遅角ポジションＰＢ２とに操作した際のオイルの給排の概要が示される。

第２進角ポジションＰＡ２では、図６に示されるように、第１ポート１５２Ａにのみオイルが供給され、第１ポート１５２Ｂとサブポート１５３とからオイルが排出される。第１進角ポジションＰＡ１では、図７に示されるように、第１ポート１５２Ａとサブポート１５３とにオイルが供給され、第１ポート１５２Ｂからオイルが排出される。ロック解除ポジションＰＬでは、図８に示されるように、サブポート１５３にのみオイルが供給され、第１ポート１５２Ａ及び第１ポート１５２Ｂは閉塞（オイルの給排を阻止）される。第１遅角ポジションＰＢ１では、図９に示されるように、第１ポート１５２Ｂとサブポート１５３とにオイルが供給され、第１ポート１５２Ａからオイルが排出される。第２遅角ポジションＰＢ２では、図１０に示されるように、第１ポート１５２Ｂにのみオイルが供給され、第１ポート１５２Ａ及びサブポート１５３からオイルが排出される。

本実施形態では、コイル１３１に電力を供給しない状態でスプール１２０は、第２進角ポジションＰＡ２にあり、コイル１３１に供給する電力を所定値増大させることにより第１進角ポジションＰＡ１、ロック解除ポジションＰＬ、第１遅角ポジションＰＢ１、第２遅角ポジションＰＢ２の順序で切り換えられる。

このように複数のポジションを配置したことにより、スプール１２０を中央位置のロック解除ポジションＰＬに操作した状態から、コイル１３１に供給される電流値を所定値低減することで、第１進角ポジションＰＡ１に移行し、更に、第２進角ポジションＰＡ２に移行させることが可能となる。同様に、スプール１２０を中央位置のロック解除ポジションＰＬに操作した状態から、コイル１３１に供給される電流値を所定値増大させることにより、第１遅角ポジションＰＢ１に移行し、更に、第２遅角ポジションＰＢ２に移行させることが可能となる。

次に、図６−図１０を用いて、夫々のポジションにおけるソレノイドバルブ１００の状態について説明する。
ここで、スプール１２０の外周面には、径方向に突出する凸状部からなる、外端部１６０、第１ランド部１６１、第２ランド部１６２、第３ランド部１６３、第４ランド部１６４、第５ランド部１６５、及び根元側凸部１６６が、夫々、スプール１２０の先端側から根元側に位置をずらして設けられる。

コイル１３１に電力が供給されない状態では、スプール１２０は図６に示す第２進角ポジションＰＡ２にある。このポジションでは、スプール１２０がスリーブ１１０の端部に位置し、この時、ポンプＰから供給されたオイルは、スプール１２０の第４ランド部１６４と第５ランド部１６５とにより形成される第５溝部１８５を介して第１ポート１５２Ａに供給される。また、スプール１２０が第２進角ポジションＰＡ２にある時には、第１ポート１５２Ｂからのオイルが、第３ランド部１６３と第４ランド部１６４とにより形成される第４溝部１８４を介して第２ポート１５４Ｂに流通される。更に、スプール１２０の外周面において、外端部１６０と第１ランド部１６１とにより形成されたサブポート１５３と第３ポート１５５とを連通する溝部としての第１溝部１８１を介して、サブポート１５３からのオイルが第３ポート１５５に流通される。

これにより、第１ポート１５２Ａから進角通路４３を介して進角室４１にオイルが供給されると共に、遅角室４２のオイルが遅角通路４４から第１ポート１５２Ｂに送られ、第２ポート１５４Ｂから排出される。その結果、相対回転位相は進角方向Ｓ１に変位する。また、中間ロック溝６２のオイルが排出されるため、進角方向Ｓ１に変位する際に、中間ロック機構６の一対の中間ロック部材６４がスプリング６５の付勢力により中間ロック溝６２に係合して中間ロック位相にロックすることも可能となる。

図７に示す第１進角ポジションＰＡ１では、第２進角ポジションＰＡ２と同様に、ポンプＰから供給されたオイルは、第５溝部１８５を介して第１ポート１５２Ａに供給される。また、第１ポート１５２Ｂからのオイルが、第４溝部１８４を介して第２ポート１５４Ｂに流通される。更に、この第１進角ポジションＰＡ１では、ポンプＰからメインポート１５１Ｂに供給されたオイルが、スプール１２０の第２ランド部１６２と第３ランド部１６３とにより形成される第３溝部１８３を介してサブポート１５３に流通される。

これにより、第１ポート１５２Ａから進角通路４３を介して進角室４１にオイルが供給されると共に、遅角室４２のオイルが遅角通路４４から第１ポート１５２Ｂに送られ、第２ポート１５４Ｂから排出される。その結果、相対回転位相は進角方向Ｓ１に変位する。また、相対回転位相が中間ロック位相にある場合には、サブポート１５３からのオイルによる圧力が一対の中間ロック部材６４に作用し、スプリング６５に抗して中間ロック部材６４をシフトさせ中間ロック機構６のロックを解除する。

また、この第１進角ポジションＰＡ１に操作した場合には、中間ロック部材６４を内部ロータ２の外周面から離間させ、中間ロック部材６４から内部ロータ２に作用する抵抗を解除した状態で、相対回転位相を進角方向Ｓ１に変位させることが可能となる。

図８に示すロック解除ポジションＰＬでは、第５ランド部１６５が第１ポート１５２Ａを閉塞し、第４ランド部１６４が第１ポート１５２Ｂを閉塞する位置関係になる。これと同時にメインポート１５１Ｂがサブポート１５３に連通する位置関係になる。つまり、第１ポート１５２Ａと第１ポート１５２Ｂとでオイルが遮断され、サブポート１５３にオイルが供給される。

これにより、ロック解除ポジションＰＬでは、相対回転位相が中間ロック位相にある場合には、サブポート１５３からのオイルの油圧が中間ロック通路６１を介して一対の中間ロック部材６４に作用し、スプリング６５に抗して中間ロック部材６４をシフトさせ中間ロック機構６のロック状態を解除する。

図９に示す第１遅角ポジションＰＢ１では、ポンプＰからメインポート１５１Ａに供給されたオイルは、第５溝部１８５を介して第１ポート１５２Ｂに流通される。また、第１ポート１５２Ａからのオイルが、第５ランド部１６５と根元側凸部１６６とにより形成される第６溝部１８６を介して第２ポート１５４Ａに流通される。

更に、この第１遅角ポジションＰＢ１では、ポンプＰからメインポート１５１Ｂに供給されたオイルが、第３溝部１８３を介してサブポート１５３に流通される。

これにより、第１ポート１５２Ｂから遅角通路４４を介して遅角室４２にオイルが供給されると共に、進角室４１のオイルが進角通路４３から、第１ポート１５２Ａに送られ、第２ポート１５４Ａから排出される。その結果、相対回転位相は遅角方向Ｓ２に変位する。また、相対回転位相が中間ロック位相にある場合には、サブポート１５３からのオイルが一対の中間ロック部材６４に作用し、スプリング６５に抗して中間ロック部材６４をシフトさせ中間ロック機構６のロックを解除する。

また、この第１遅角ポジションＰＢ１では、中間ロック部材６４を内部ロータ２の外周面から離間させることになるので、中間ロック部材６４から内部ロータ２に作用する抵抗を解除した状態で相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変位させることが可能となる。

図１０に示す第２遅角ポジションＰＢ２では、スプール１２０がスリーブ１１０の端部に位置し、この時、第１遅角ポジションＰＢ１と同様に、ポンプＰから供給されたオイルは、第５溝部１８５を介して第１ポート１５２Ｂに流通される。また、第１ポート１５２Ａからのオイルが、第６溝部１８６を介して第２ポート１５４Ａに流通される。更に、サブポート１５３と第３ポート１５５とを連通する溝部としての第２溝部１８２が、スプール１２０の外周面において、第１ランド部１６１と第２ランド部１６２とにより形成される。したがって、サブポート１５３からのオイルが第２溝部１８２を介して第３ポート１５５に流通することが可能となる。

これにより、第１ポート１５２Ｂから遅角通路４４を介して遅角室４２にオイルが供給されると共に、進角室４１のオイルが進角通路４３から第１ポート１５２Ａに送られ、第２ポート１５４Ａから排出される。その結果、相対回転位相は遅角方向Ｓ２に変位する。また、中間ロック溝６２のオイルが排出されるため遅角方向Ｓ２に変位する際に、一対の中間ロック部材６４がスプリング６５の付勢力により収容部６３に係合し、最遅角ロック位相に達すると一方の中間ロック部材６４が収容部７３に係合してロック状態に移行する。

このように、ソレノイドバルブ１００は、スプール１２０の移動に伴い、図６に示される第２進角ポジションＰＡ２や、図１０に示される第２遅角ポジションＰＢ２のように、サブポート１５３と第３ポート１５５とが連通する時、サブポート１５３と第３ポート１５５とを連通する流路が、メインポート１５１、第１ポート１５２、及び第２ポート１５４から独立して構成される。

すなわち、図６に示される第２進角ポジションＰＡ２や図１０に示される第２遅角ポジションＰＢ２では、サブポート１５３と第３ポート１５５とは第１溝部１８１又は第２溝部１８２により連通され、メインポート１５１Ａ、メインポート１５１Ｂ、第１ポート１５２Ａ、第１ポート１５２Ｂ、第２ポート１５４Ａ、及び第２ポート１５４Ｂとは第２ランド部１６２又は第３ランド部１６３により遮断される。このため、中間ロック通路６１からサブポート１５３に流通してきたオイルは、第３ポート１５５のみから排出され、当該オイルが第２ポート１５４Ａ、及び第２ポート１５４Ｂから排出されることも無いし、遅角通路４４から第１ポート１５２Ｂに流通してきたオイル或いは進角通路４３から第１ポート１５２Ａに流通してきたオイルが第３ポート１５５から排出されることも無い。したがって、中間ロック通路６１からサブポート１５３に流通してきたオイルをスムーズに第３ポート１５５から排出することが可能となる。

また、図６−図１０に示されるように、スプール１２０がスリーブ１１０の一端部に移動した時にサブポート１５３と第３ポート１５５とを連通する第１の溝部に相当する第１溝部１８１と、スプール１２０がスリーブ１１０の他端部に移動した時にサブポート１５３と第３ポート１５５とを連通する第２の溝部に相当する第２溝部１８２とは、互いに隣接して設けられる。このため、ソレノイドバルブ１００を第３ポート１５５から流体を排出している状態としつつ、他のポートの給排状態を自由に設定することができる。

更に、本実施形態では、第１溝部１８１と第２溝部１８２は、スプール１２０の両端部のうち、ソレノイド部１３０が設けられた端部とは異なる端部に設けられる。特に本実施形態では、中間ロック通路６１からサブポート１５３に流通してきたオイルを、第３ポート１５５を介してオイルパン１７０に排出する際に用いられる第１溝部１８１が、スプール１２０の先端側に設けられている。このため、第３ポート１５５の開口面積を大きくすることができるので、第３ポート１５５からオイルを排出し易くできる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、サブポート１５３と第３ポート１５５とを連通する第１溝部１８１及び第２溝部１８２がスプール１２０の外周面に形成されているとして説明したが、第１溝部１８１及び第２溝部１８２を、スプール１２０を貫通して設けることも可能である。

上記実施形態では、第１溝部１８１と第２溝部１８２とが互いに隣接しているとして説明したが、第１溝部１８１と第２溝部１８２とは隣接させないで設けることも可能である。

上記実施形態では、第１溝部１８１及び第２溝部１８２は、スプール１２０の両端部のうち、ソレノイド部１３０が設けられた端部とは異なる端部に設けられているとして説明したが、第１溝部１８１及び第２溝部１８２をソレノイド部１３０設けられた端部の側に設けることも可能である。

上記実施形態では、第１ポート１５２Ａには進角通路４３が連通して設けられ、第１ポート１５２Ｂには遅角通路４４が連通して設けられるとして説明したが、第１ポート１５２Ａには遅角通路４４を連通して設け、第１ポート１５２Ｂには進角通路４３を連通して設けることも可能である。

本発明は、流体の供給先を切り替え可能なソレノイドバルブに用いることが可能である。

６：中間ロック機構
１００：ソレノイドバルブ
１１０：スリーブ
１１１：周壁部
１２０：スプール
１３０：ソレノイド部
１３２：プランジャ
１５１:メインポート
１５２：第１ポート
１５３：サブポート
１５４：第２ポート
１５５：第３ポート
１８１：第１溝部（第１の溝部）
１８２：第２溝部（第２の溝部）
Ｅ：内燃機関
Ｐ：ポンプ

Claims

ハウジングに挿入された状態で取り付けられ、周壁部にポンプから吐出された流体が供給されるメインポート、内燃機関のバルブタイミングを進角側又は遅角側に制御する位相制御機構に連通する第１ポート、前記バルブタイミングを最遅角タイミング及び最進角タイミングの中間で固定する中間ロック機構と連通するサブポート、前記位相制御機構から前記第１ポートに戻された流体が外部に排出されることを許容する第２ポート、及び前記中間ロック機構から前記サブポートに戻された流体が外部に排出されることを許容する第３ポートを有するスリーブと、
前記スリーブの一端部から他端部まで往復移動可能に設けられたスプールと、
前記スプールの端部に設けられ、前記スプールを駆動するソレノイド部と、を備え、
前記スプールの移動に伴い、前記サブポートと前記第３ポートとが連通する時、前記サブポートと前記第３ポートとを連通する流路が、前記メインポート、前記第１ポート、及び前記第２ポートから独立して構成され、
前記スプールが前記スリーブの端部に位置する時、前記サブポートと前記第３ポートとを連通する溝部を構成する第１の溝部、第２の溝部、及び第３溝部が隣接して前記スプールの外周面に形成されており、
前記スプールが前記スリーブの一端部に位置する時、前記第１の溝部及び前記第２の溝部が前記サブポートと前記第３ポートとを連通し、前記スプールが前記スリーブの他端部に移動した時に、前記第２の溝部及び前記第３溝部が前記サブポートと前記第３ポートとを連通するソレノイドバルブ。
前記溝部は、前記スプールの両端部のうち、前記ソレノイド部が設けられた端部とは異なる端部に設けられている請求項１に記載のソレノイドバルブ。