JP6581475B2 - solenoid valve - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、内燃機関の吸気弁や排気弁のバルブタイミングを運転状態に応じて可変制御するバルブタイミング制御装置に用いられる電磁弁に関する。 The present invention relates to, for example, an electromagnetic valve used in a valve timing control device that variably controls the valve timing of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine according to an operating state.
従来から内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いられる電磁弁としては種々提供されており、その一つとして以下の特許文献1に記載されたものがある。 Conventionally, various electromagnetic valves used in a valve timing control device for an internal combustion engine have been provided, and one of them is described in Patent Document 1 below.
概略を説明すれば、この電磁弁は、内燃機関のシリンダブロックに形成されたバルブ穴に挿入固定された円筒状のバルブボディと、該バルブボディの内部に軸方向に沿って摺動自在に設けられた円筒状のスプール弁と、前記スプール弁を一方向に付勢するバルブスプリングと、前記バルブボディの軸方向一端部に固定されて、スプール弁をバルブスプリングのばね力に抗して他方向へ押圧するソレノイドと、を備えている。 Briefly, this electromagnetic valve is provided with a cylindrical valve body inserted and fixed in a valve hole formed in a cylinder block of an internal combustion engine, and provided in the valve body so as to be slidable along the axial direction. A cylindrical spool valve, a valve spring that urges the spool valve in one direction, and an axial end of the valve body that is fixed to one end of the valve body in the other direction against the spring force of the valve spring. And a solenoid for pressing the
前記バルブボディは、周壁に複数のポートが径方向に沿って貫通形成されている一方、前記スプール弁は、周壁の軸方向の前後端部や中央の外周に複数のランド部が形成されていると共に、周壁の軸方向所定位置に、内部の通路孔に連通するドレン孔が貫通形成されている。また、スプール弁は、軸方向のソレノイド側の一端部にソレノイドの可動鉄心に軸方向から当接した小径円筒状の伝達軸部を一体に有し、該伝達軸部の周壁にいわゆる呼吸孔が貫通形成されている。 The valve body is formed with a plurality of ports penetrating along the radial direction in the peripheral wall, while the spool valve is formed with a plurality of land portions at the front and rear end portions in the axial direction of the peripheral wall and the outer periphery in the center. In addition, a drain hole communicating with the internal passage hole is formed at a predetermined position in the axial direction of the peripheral wall. Further, the spool valve integrally has a small-diameter cylindrical transmission shaft portion that is in axial contact with the movable iron core of the solenoid at one end portion on the solenoid side in the axial direction, and a so-called breathing hole is formed in the peripheral wall of the transmission shaft portion. It is formed through.
そして、コントロールユニットから前記ソレノイドへの通電、非通電によって前記スプール弁を軸方向へ移動させることにより、前記各ポートを開閉させることにより、オイルポンプから圧送された作動油をベーンロータなどで隔成された進角油圧室と遅角油圧室に選択的に給排して、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更するようになっている。 Then, by moving the spool valve in the axial direction by energizing or de-energizing the solenoid from the control unit, the hydraulic oil pumped from the oil pump is separated by a vane rotor or the like by opening and closing each port. The relative advance phase of the camshaft with respect to the crankshaft is changed by selectively supplying and discharging to the advanced hydraulic chamber and the retarded hydraulic chamber.
しかしながら、特許文献1に記載の電磁弁にあっては、前記スプール弁が多くのランド部や伝達軸部などに起因して全体の構造が複雑になっているため、該スプール弁を製造加工するにあたり多数の加工が必要になり、加工工数の増加による製造作業能率の低下とコストの高騰が余儀なくされている。 However, in the electromagnetic valve described in Patent Document 1, the spool valve has a complicated overall structure due to many land portions, transmission shaft portions, and the like, and thus the spool valve is manufactured and processed. In this case, a large number of processes are required, and a reduction in manufacturing work efficiency and an increase in cost due to an increase in the number of processing steps are forced.
本発明は、スプール弁などの製造作業能率の向上を図り得る電磁弁を提供することを目的としている。 An object of this invention is to provide the solenoid valve which can aim at the improvement of manufacturing work efficiency, such as a spool valve.
請求項1に記載の発明は、複数のポートが形成された筒状のバルブボディと、該バルブボディの内部に軸方向へ摺動自在に設けられ、摺動位置に応じて前記複数のポートの開閉切り換えを行う筒状のスプール弁と、該スプール弁の軸方向の両端面にそれぞれ形成された保持部と、一端部が前記両保持部のうち一方側の保持部に保持されて、前記スプール弁を前記バルブボディの軸方向の一方側へ付勢する付勢部材と、前記バルブボディの軸方向一端側に設けられ、前記付勢部材の付勢力に抗して前記スプール弁を前記バルブボディの軸方向の他方側へ移動させるソレノイド部と、軸方向の一端部が前記スプール弁の前記両保持部のうち他方側の保持部に保持され、他端部が前記ソレノイド部の可動鉄心に軸方向から当接して、前記可動鉄心とスプール弁を軸方向から連係する連係部材と、
を備え、
前記スプール弁は、該スプール弁の軸線の中央を軸直角方向に延びる径方向線を中心として対称形状に形成されていることを特徴としている。
The invention according to claim 1 is provided with a cylindrical valve body in which a plurality of ports are formed, and is provided in the valve body so as to be slidable in the axial direction. A cylindrical spool valve that switches between opening and closing, holding portions formed on both axial end faces of the spool valve, and one end portion held by one holding portion of the holding portions, An urging member for urging the valve toward one axial side of the valve body; and an urging member provided on one axial end side of the valve body, the spool valve against the urging force of the urging member. A solenoid part to be moved to the other side in the axial direction, and one end part in the axial direction are held by the holding part on the other side of the two holding parts of the spool valve, and the other end is pivoted on the movable iron core of the solenoid part Abutting from the direction, the movable iron core and A coupling member that links a pool valve from the axial direction,
With
The spool valve is characterized in that it is formed in a symmetric shape with a radial line extending in the direction perpendicular to the center of the axis of the spool valve as a center .
本発明によれば、スプール弁と連係部材を別体に構成したことから、1つの部品にかかる加工工数が削減されて電磁弁の製造作業能率の向上を図ることができる。 According to the present invention, since the spool valve and the linking member are configured separately, the number of processing steps for one component can be reduced, and the manufacturing work efficiency of the solenoid valve can be improved.
以下、本発明に係る電磁弁を内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、前記バルブタイミング制御装置は、内燃機関の吸気弁側に設けられている。 Hereinafter, an embodiment in which an electromagnetic valve according to the present invention is applied to a valve timing control device for an internal combustion engine will be described with reference to the drawings. The valve timing control device is provided on the intake valve side of the internal combustion engine.
前記バルブタイミング制御装置は、図1に示すように、機関のクランクシャフトにより図外のタイミングチェーンを介して回転駆動される駆動回転体であるスプロケット1と、機関前後方向に沿って配置されて、前記スプロケット1に対して相対回転可能に設けられた吸気側のカムシャフト2と、前記スプロケット1とカムシャフト2との間に配置されて、該両者1,2の相対回転位相を変換する位相変更機構3と、該位相変更機構3を最遅角位相位置でロックさせるロック機構4と、前記位相変更機構3とロック機構4をそれぞれ作動させる油圧回路5と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the valve timing control device is arranged along a sprocket 1 that is a driving rotary body that is rotationally driven by a crankshaft of an engine via a timing chain (not shown), and in the longitudinal direction of the engine. An
前記スプロケット1は、ほぼ肉厚円板状に形成されて、外周に前記タイミングチェーンが巻回された歯車部1aを有していると共に、後述するハウジングの後端開口を閉塞するリアカバーとして構成され、中央には前記カムシャフト2の一端部が回転自在に支持される支持孔が貫通形成されている。
The sprocket 1 is formed in a substantially thick disk shape, has a gear portion 1a around which the timing chain is wound, and is configured as a rear cover that closes a rear end opening of the housing described later. In the center, a support hole through which one end of the
前記カムシャフト2は、図外のシリンダヘッドに複数のカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には機関弁である吸気弁を開作動させる複数の卵型の回転カムが軸方向の位置に一体的に固定されていると共に、前記一端部の内部軸心方向に後述するカムボルト6が螺着されるボルト孔が形成されている。
The
前記位相変更機構3は、図1に示すように、前記スプロケット1に軸方向から一体的に設けられたハウジング7と、前記カムシャフト2の一端部に軸方向から固定され、前記ハウジング7内に回転自在に収容された従動回転体であるベーンロータ8と、前記ハウジング7の内部の作動室が、後述するハウジング本体の内周面に突設された4つのシュー9と前記ベーンロータ8とによって隔成された遅角作動室及び進角作動室であるそれぞれ4つの遅角油圧室10及び進角油圧室11と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the phase changing mechanism 3 includes a
前記ハウジング7は、焼結金属によって一体に形成された円筒状のハウジング本体7aと、プレス成形によって形成され、前記ハウジング本体7aの前端開口を閉塞する図外のフロントカバーと、後端開口を閉塞するリアカバーである前記スプロケット1と、から構成されている。前記ハウジング本体7aとフロントカバー及びスプロケット1とは、前記各シュー9の各ボルト挿通孔を貫通する4本のボルト12によって共締め固定されている。前記フロントカバーは、中央に比較的大径な挿通孔が貫通形成されていると共に、該挿通孔の外周側内周面で各油圧室10,11内をシールするようになっている。
The
前記ベーンロータ8は、金属材によって一体に形成され、前記カムシャフト2の一端部にカムボルト6によって固定されたロータ部13と、該ロータ部13の外周面に円周方向のほぼ90°等間隔位置に放射状に突設された4つのベーン14a〜14dとから構成されている。
The
前記ロータ部13は、比較的大径な円筒状に形成され、中央の内部軸方向に前記カムボルト6の軸部が挿入される挿通孔13aが貫通形成されていると共に、中央の後端面にカムシャフト2の一端部が嵌合する嵌合穴13bが形成されている。
The
一方、前記各ベーン14a〜14dは、その突出長さが比較的短く形成されて、それぞれが前記各シュー9の間に配置されていると共に、円周方向の巾がほぼ同一に設定されて厚肉なプレート状に形成されている。前記各ベーン14a〜14dの外周面と前記各シュー9の先端には、それぞれ前記ハウジング本体7aの内周面と前記ロータ部13の外周面との間をシールするシール部材15a、15bがそれぞれ設けられている。
On the other hand, each of the
また、前記ベーンロータ8は、図1中、反時計方向(遅角方向)へ相対回転すると、第1ベーン14aの一側面が対向する前記一つのシュー9の対向側面に形成された突起面に当接して最大遅角側の回転位置が規制されるようになっている。また、図1中、時計方向(進角方向)へ相対回転すると、同じく第1ベーン14aの他側面が対向する他のシュー9の対向側面に当接して最大進角側の回転位置が規制されるようになっている。
Further, when the
このとき、他のベーン14b〜14dは、両側面が円周方向から対向する各シュー9の対向面に当接せずに離間状態にある。したがって、ベーンロータ8とシュー9との当接精度が向上すると共に、後述する各油圧室10,11への油圧の供給速度が速くなってベーンロータ8の正逆回転応答性が良好になる。
At this time, the
前記各ベーン14a〜14dの正逆回転方向の両側面と各シュー9の両側面との間に、前述した各遅角油圧室10と各進角油圧室11が隔成されており、各遅角油圧室10と各進角油圧室11は、前記ロータ部13の内部にほぼ径方向に沿って形成された図外の遅角通路孔と進角通路孔を介して油圧回路5にそれぞれに連通している。
The retard
前記ロック機構4は、ハウジング7に対してベーンロータ8を最遅角側の回転位置にロック保持するものである。
The
すなわち、このロック機構4は、図1及び図2に示すように、前記スプロケット1の内周側の所定位置に形成された図外のロック穴と、前記ベーンロータ8の第1ベーン14aの内部軸方向に形成された摺動用孔17に進退動自在に設けられ、先端部が前記ロック穴に係脱するロックピン16と、該ロックピン16をロック穴方向へ付勢する図外のコイルスプリングと、前記ロック穴の内部に形成され、供給された油圧によって前記ロックピン16を前記コイルスプリングのばね力に抗して前記各ロック穴を後退移動させて係合を解除する解除用受圧室と、該解除用受圧室に油圧を供給するロック通路と、から主として構成されている。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the
前記ロック穴は、スプロケット1の内側面の前記ベーンロータ8の最遅角側の回転位置に対応した位置に形成されている。
The lock hole is formed at a position corresponding to the rotational position of the innermost surface of the sprocket 1 on the most retarded side of the
前記ロックピン16は、先端部の受圧面に前記解除用受圧室に供給された油圧を受けて後退移動してロック穴から抜け出すことによりロックが解除されると共に、前記受圧面に油圧が作用しない場合は、前記コイルスプリングのばね力によって先端部がロック穴の内部に係入してベーンロータ8をハウジング7に対してロックするようになっている。
The
前記油圧回路5は、図1及び図2に示すように、前記各遅角油圧室10に対して遅角通路孔を介して油圧を給排する遅角通路18と、各進角油圧室11に対して進角通路孔を介して油圧を給排する進角通路19と、前記解除用受圧室に対して油圧を給排する前記ロック通路と、前記各遅角、進角通路18,19に作動油を選択的に供給するオイルポンプ20と、機関運転状態に応じて前記遅角通路18と進角通路19の流路を切り換える電磁弁である単一の電磁切換弁21と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the hydraulic circuit 5 includes a
前記遅角通路18と進角通路19は、それぞれの一端部が前記電磁切換弁21の後述するバルブボディ30の遅角、進角ポート36,37に接続されている一方、他端側が前記遅角、進角通路孔を介して前記各遅角油圧室10と各進角油圧室11にそれぞれ連通している。
One end of each of the
前記ロック通路は、前記遅角通路18に連通して、前記遅角油圧室10に給排される油圧が解除用受圧室に給排されるようになっている。
The lock passage communicates with the
前記オイルポンプ20は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するトロコイドポンプなどの一般的なものであって、アウタ、インナロータの回転によってオイルパン22内から吸入通路20aを介して吸入された作動油が吐出通路20bを介して吐出されて、その一部がメインオイルギャラリーM/Gから内燃機関の各摺動部などに供給されると共に、他が前記電磁切換弁21側に供給されるようになっている。なお、吐出通路20bの下流側には、図外の濾過フィルタが設けられていると共に、該吐出通路20bから吐出された過剰な作動油を、ドレン通路22を介してオイルパン22に戻して適正な流量に制御する流量制御弁が設けられている。
The oil pump 20 is a general one such as a trochoid pump that is rotationally driven by an engine crankshaft, and discharges hydraulic oil sucked from the
前記電磁切換弁21は、図1〜図3に示すように、4ポート3位置の比例型弁であって、シリンダブロックのバルブ穴内に挿入保持される円筒状のバルブボディ30と、該バルブボディ30の内部軸方向に形成された摺動孔30a内に摺動自在に設けられた円筒状のスプール弁31と、前記バルブボディ30の軸方向一端部に有する端壁30bの内底面と前記スプール弁31の軸方向一端部との間に弾装されて、スプール弁31を図2中、右方向へ付勢する付勢部材であるバルブスプリング32と、前記バルブボディ30の軸方向の他端部に設けられて、前記スプール弁31をバルブスプリング32のばね力に抗して図中左方向へ移動させるソレノイド部33と、から主として構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
前記バルブボディ30は、アルミニウム合金材によって形成されて、一端部側の端壁30bの中央に外部に連通するドレン孔34が貫通形成されていると共に、周壁の軸方向のほぼ中央位置には前記オイルポンプ20の吐出通路20bに連通する供給ポート35が径方向に沿って貫通形成されている。また、前記供給ポート35の前記ソレノイド部33側の側部には、前記遅角通路18に連通する遅角ポート36が径方向に沿って貫通形成され、端壁30b側の側部には、前記進角通路19に連通する進角ポート37が径方向に沿って貫通形成されている。また、前記供給ポート35と遅角ポート36及び進角ポート37は、それぞれ外周側にシリンダブロックのバルブ穴の内周面と協働して形成されたグルーブ溝を有している。
The
また、バルブボディ30は、ソレノイド部33側に後端周壁39が一体に設けられ、この後端周壁39の内部に前記摺動用孔30aより大きな内径の円筒状の圧入用溝39aが形成されている。また、後端周壁39の外周部前端部に形成された円環状のシール溝には、外周部が前記バルブ穴の内周面に弾接してシールするオイルシール38が嵌着固定されていると共に、円筒状の後端周壁39の外端面内周側に形成された円環状の保持溝には、後述するキャップスリーブ50のフランジ部50bに軸方向から当接してシールするシールリング40が嵌着固定されている。
Further, the
前記スプール弁31は、アルミニウム合金材によって一体に形成され、図4A,Bに示すように、円筒状に形成されて、軸線の中央を軸直角方向に延びる径方向線Xを中心として左右対称形状に形成されていると共に、内部軸方向に前記ドレン孔34と連通する油通路であるドレン通路31aが貫通形成されている。ここで、前述した「ほぼ対称形状」とは、スプール弁31をバルブボディ30内に組み付ける際に、第1、第2ランド部42,43のどちらをソレノイド部33側に組み付けたとしても成立する形状であって、円筒状の第1、第2ランド部42,43の形状が互いに異なっているものも含む。
The
このスプール弁31は、中央の小径軸部41の両端部にバルブボディ30の摺動用孔30aの内周面に摺動して前記各ポート35〜37の開口面積を可変にする円筒状の第1、第2ランド部42、43を有していると共に、前記小径軸部41の外周には、前記摺動用孔30aの内周面と協働して通路を構成する円筒状の環状溝41aが形成されている。また、前記両ランド部42,43は、各外端面に前記ドレン通路31aの両端に連通する保持部(凹部)である円環状の第1、第2凹溝42a、43aが形成されている。
This
また、前記スプール弁31のソレノイド部33側の第1凹溝42aには、連係部材である連係ロッド44が挿入保持されている。なお、圧入による保持でもよい。この連係ロッド44は、図2及び図5A,Bに示すように、合成樹脂材によって内部中空のラッパ状に形成されており、内部軸方向に形成された通路部44aと、軸方向の一端部、つまりスプール弁31側の一端部である大径円筒部44bと、他端部である小径円筒部44cと、大径円筒部44bと小径円筒部44cとの間に形成された傾斜状の段差筒部44dと、から構成されている。
A
前記大径円筒部44bは、先端部外周面が前記第1凹溝42aの内周面に軸方向から圧入固定されていると共に、中央位置には、前記遅角ポート36に連通可能な軸方向に沿った長孔状の2つの第1連通孔44eが径方向に沿って貫通形成されている。この第1連通孔44eは、大径円筒部44bの外周面と後述する摺動用孔30aとの間の隙間を介して後述の遅角ポート36に適宜連通するようになっている。
The large-diameter
前記小径円筒部44cは、先端部に小円形状の2つの第2連通孔44fが径方向に沿って貫通形成されていると共に、先端縁がソレノイド部33の後述するプランジャ51の前端面中央に前記バルブスプリング32のばね力を介して軸方向から当接している。前記第2連通孔44fは、後述するプランジャ51の良好な移動を確保するためのいわゆる呼吸用孔と油排出用として機能するようになっている。
The small-diameter
前記段差筒部44dは、大径円筒部44bと小径円筒部44cを連続して連結した滑らかな傾斜状に形成されている。
The stepped
前記バルブスプリング32は、一端部が前記バルブボディ30の端壁30bの内底面に弾接していると共に、他端部がスプール弁31の第2凹溝43aの底面に弾接して、前記スプール弁31をソレノイド部33方向に付勢している。
One end of the
前記バルブボディ30の後端周壁39の圧入用溝39aには、ソレノイド部33の一部を構成する磁性部材45が圧入固定されている。この磁性部材45は、図6A,Bに示すように、鉄系金属材によって全体が段差円筒状に形成され、バルブボディ30側の大径な固定部である固定部45aと、該固定部45aの端縁に段差部45cを介して一体に設けられた有底状の小径な嵌合部45bと、から構成されて、全体が前記連係ロッド44の外周側に該連係ロッド44を囲繞するように配置されている。
A
前記固定部45aは、外周面が前記圧入用溝39aの内周面に圧入固定されていると共に、その軸方向の長さが圧入用溝39aの軸方向長さとほぼ同じに形成されている。
The outer peripheral surface of the fixing
前記嵌合部45bは、底壁45dの中央に前記連係ロッド44の小径円筒部44cが摺動可能なガイド孔45eが貫通形成されていると共に、後述するブラケット48の嵌合孔48c内に嵌合している。
The
前記段差部45cは、固定部45aから嵌合部45bに掛けて下り傾斜状に形成されて、その内周面45fが前記連係ロッド44の最大軸方向の移動を阻害しない大きさに形成されている。
The
また、前記磁性部材45の内周面と連係ロッド44の外周面との間には、前記第1連通孔44eと連通するラッパ状の隙間通路55が形成されている。
Further, a trumpet-shaped
前記ソレノイド部33は、図1〜図3に示すように、磁性材からなる円筒状のケーシング46と、該ケーシング46の内周側に固定された円筒状のコイル47と、前記ケーシング46の前端部にカシメ固定されて、電磁弁全体をシリンダブロックに固定する磁性材の第1固定鉄心となるブラケット48と、前記コイル47の内周側に固定された第2固定鉄心である磁性材の円筒部49と、該円筒部49の内周側に有底円筒状のキャップスリーブ50を介して軸方向へ摺動可能な円柱状の可動鉄心であるプランジャ51と、から主として構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
前記ケーシング46は、平板を円筒状に丸めて対向端部に有する凹凸部46a、46bを係合させて形状保持していると共に、バルブボディ30側の先端部にカシメ用の4つの爪部46cが一体に設けられている。
The
前記コイル47は、後端部にECU54にハーネスを介して電気的に接続されるコネクタ52が一体に形成されていると共に、前記ECU54から通電された制御電流によって消励磁されるようになっている。
The
前記ブラケット48は、プレス成形によって一体に形成されて、大径状の円環部48aと、該円環部48aの外周縁に一体に形成された固定用アーム48bと、から構成されている。前記円環部48aは、図7にも示すように、中央に前記磁性部材45の嵌合部45bが、磁性材のキャップスリーブ50を介してすきま嵌めによって嵌合する嵌合孔48cが形成されていると共に、この嵌合孔48cの孔縁には磁束が通流する円筒状の突起部48dがコイル47の内周軸方向に沿って一体に突設されている。前記固定用アーム48bは、シリンダブロックに固定されるボルトが挿通されるボルト挿通孔48eが貫通形成されている。
The
前記キャップスリーブ50は、ステンレス材によって薄肉円筒状に形成され、その軸方向の長さが前記プランジャ51の移動長さよりも長く形成されて上げ底状の底壁50aによってプランジャ51の最大後退移動を規制するようになっていると共に、前端縁に一体に設けられたフランジ部50bが前記シールリング40の一側面に弾接している。
The
また、このキャップスリーブ50は、前記フランジ部50b側の内周面が前記磁性部材45の嵌合部45bの外周面に圧接していると共に、外周面が前述のように前記突起部48cの内周面に微小なエアギャップCを介して径方向から対峙している。
In addition, the
前記プランジャ51は、内部軸心方向に移動性を確保するための貫通孔51aが形成されていると共に、先端側に前記連係ロッド44の小径円筒部44bの先端面が軸方向から当接する円環状のスペーサ53が設けられている。そして、このプランジャ51は、前記コイル47への通電による励磁によってブラケット48及び円筒部49の磁力によってスプール弁41方向へ移動するようになっている。
The
すなわち、前記コイル47への通電に伴って発生する磁界は、図7の矢印で示すように、ケーシング46からブラケット48の円環部48aに流入し、ここから突起部48d側と前記エアギャップCを介して磁性部材45の嵌合部45b及び円筒部49に流入して、プランジャ51に対してスプール弁41方向へ吸引力を発生させるようになっている。特に、前記磁性部材45は、プランジャ51に対する磁力をアシストしてスプール弁41方向への吸引力を増加させるようになっている。
That is, the magnetic field generated by energizing the
前記ECU54は、内部のコンピュータが図外のクランク角センサ(機関回転数検出)やエアーフローメータ、機関水温センサ、機関温度センサ、スロットルバルブ開度センサおよびカムシャフト2の現在の回転位相を検出するカム角センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、前述したように、前記コイル47に制御電流を出力、または通電を遮断して前記スプール弁31の移動位置を制御し、前記各ポートを選択的に切換制御するようになっている。
In the
すなわち、ソレノイド部33は、図2、図8及び図9に示すように、前記ECU54の制御電流と前記バルブスプリング32との相対的な圧力によって、前記スプール弁31を前後軸方向の3つのポジジョンに移動させる。つまり、3つのポジション移動によってバルブボディ30の前記供給、遅角、進角ポート35、36、37を相対的に連通あるいは遮断させ、また同時に進角ポート37あるいは遅角ポート36をドレン孔34、ドレン通路31aに連通させ、さらに供給ポート35に対して遅角ポート36と進角ポート37との連通を遮断するようになっている。
〔本実施形態の作動〕
以下、本実施形態のバルブタイミング制御装置の具体的な作動を説明する。
That is, as shown in FIGS. 2, 8, and 9, the
[Operation of this embodiment]
Hereinafter, a specific operation of the valve timing control device of this embodiment will be described.
まず、例えば、イグニッションスイッチをオフ操作して機関を停止させた場合には、ECU54からのソレノイド部33(コイル47)への通電も遮断されることから、スプール弁31は、図2に示すように、バルブスプリング32のばね力によって最大右方向の位置に保持される(第1ポジジョン)。このとき、スプール弁31の第1ランド部43によってバルブボディ50の進角ポート37とドレン孔34を連通させ、第2ランド部42によって供給ポート35と遅角ポート36が環状溝41aを介して連通させる。このため、前記各進角油圧室11内の作動油は、図2の破線矢印に示すように、進角通路19及び進角ポート37を通ってドレン孔34からオイルパン22に排出されて、各進角油圧室11は低圧状態になる。
First, for example, when the engine is stopped by turning off the ignition switch, the energization to the solenoid portion 33 (coil 47) from the
この機関停止時は、前記オイルポンプ20の駆動も停止されることから、前記遅角油圧室10には油圧が供給されることがないので、前記ベーンロータ8はカムシャフト2に作用する交番トルクの負のトルクによって、スプロケット1に対して反時計方向(最遅角方向)へ相対回転する。よって、吸気弁は、バルブタイミングが最遅角の位相に制御される。
When the engine is stopped, the drive of the oil pump 20 is also stopped, so that no hydraulic pressure is supplied to the retard
なお、この時点においてベーンロータ8が最遅角位置に保持されると、ロック機構4のロックピン16がコイルスプリングのばね力によって進出して、ロック穴に係入してベーンロータ8はハウジング7にロックされた状態になる。
At this time, when the
次に、イグニッションスイッチをオン操作して機関を始動させると、これに伴いオイルポンプ20も駆動して、吐出通路20bに吐出された油圧は、図2の実線矢印で示すように、環状溝41aから遅角ポート36及び遅角通路18を通って各遅角油圧室10内に供給され、該各遅角油圧室10内が高圧状態になる。
したがって、前記ベーンロータ8は、最遅角の位置に相対回転した状態が維持されていることから、吸気弁のバルブタイミングが遅角側に制御された状態になり、よって、機関始動性が良好になる。
Next, when the engine is started by turning on the ignition switch, the oil pump 20 is also driven, and the hydraulic pressure discharged to the
Accordingly, since the
また、この時点では、前記ロック通路を介して解除用受圧室に遅角油圧室10と同じ油圧が供給されるが、クランキング初期の時点では解除用受圧室内の油圧が上昇しないことから、ロックピン16はロック穴24内に係入してロックされた状態となる。したがって、前記交番トルクによるベーンロータ8のばたつきなどを抑制することできる。
At this time, the same hydraulic pressure as that of the retarded
その後、各遅角油圧室10の油圧の上昇に伴い、ロック通路を介して解除用受圧室に供給された油圧が高くなると、前記ロックピン16をコイルスプリングのばね力に抗して後退移動させてロック穴とのロック状態が解除する。これによって、ベーンロータ8はフリーな状態になる。
Thereafter, when the hydraulic pressure supplied to the release pressure receiving chamber via the lock passage increases as the hydraulic pressure of each retarded
なお、このとき、前記各進角油圧室11は、前述したように低圧状態が維持されている。
At this time, each of the advance
次に、機関が例えばアイドリング運転から定常運転に移行すると、前記ECU54からソレノイド部33のコイル47に所定量の電流が供給され、この磁力の吸引力によってプランジャ51が、左方向へ僅かに移動する。これにより、スプール弁31は、図8に示すように、連係ロッド44の押圧力によって、バルブスプリング32のばね力に抗して図中左方向へ僅かに移動する(第2ポジション)。この状態では、第1,第2ランド部42,43によって遅角ポート36と進角ポート37の両方が閉止される。
Next, for example, when the engine shifts from idling operation to steady operation, a predetermined amount of current is supplied from the
このため、前記各遅角油圧室10と進角油圧室11は、それぞれの内部からの作動油の排出がなくなると同時に、オイルポンプ20から圧送された作動油も、各油圧室11,12への供給が遮断される。これにより、ベーンロータ8は、図1に示すように最遅角と最進角の間の中間位置に保持される。
Therefore, each of the retarded
したがって、吸気弁は、バルブタイミングが最遅角と最進角の間の中間位相に制御され、定常運転時の機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。 Therefore, the valve timing of the intake valve is controlled to an intermediate phase between the most retarded angle and the most advanced angle, so that the engine rotation can be stabilized and fuel consumption can be improved during steady operation.
次に、例えば、機関の定常運転から高回転高負荷域に移行した場合は、ECU54からソレノイド部33のコイル47にさらに大きな電流が供給されて、プランジャ51の押圧力によってスプール弁31が、図9に示すように、バルブスプリング32のばね力に抗して最大左方向へ移動する(第3ポジション)。これによって、遅角ポート36が、第1連通孔44eを介して前記ドレン通路31aに連通する。
Next, for example, when the engine shifts from a steady operation to a high rotation / high load region, a larger current is supplied from the
したがって、各遅角油圧室10内の油圧は、図9の破線矢印で示すように、前記遅角ポート36から隙間通路55及び第1連通孔44e、通路部44aを通ってドレン通路31aに流入し、ここからドレン孔34を介してオイルパン22内に排出される。このため、各遅角油圧室10内が低圧状態になる。
Accordingly, the hydraulic pressure in each retarded
一方、各進角油圧室11には、オイルポンプ20から圧送された作動油が、図9の実線矢印で示すように、前記グルーブ溝から進角ポート37と進角通路19を通って各進角通路孔を介して各進角油圧室11に供給されて、該各進角油圧室11内が高圧状態になる。
On the other hand, hydraulic oil pumped from the oil pump 20 is advanced into each advance
よって、ベーンロータ8は、図1の位置から時計方向へ回転して最大進角側へ相対回転する。これによって、吸気弁のバルブタイミングが最進角位相になって排気弁のバルブオーバーラップが大きくなり、吸気充填効率が高くなって機関の出力トルクの向上が図れる。
Therefore, the
このように、機関の運転状態に応じて、ECU54が電磁切換弁21に所定の通電量で通電、あるいは通電を遮断して前記スプール弁31の軸方向の移動位置を制御する。これによって、前記位相変更機構3とロック機構4を制御してスプロケット1に対するカムシャフト2の最適な相対回転位置に制御することから、バルブタイミングの制御精度の向上が図れる。
Thus, the
本実施形態では、前記スプール弁31と連係ロッド44を別部材で構成したことから、スプール弁31と連係ロッド44を一体に形成した場合と比較して1つの部品の構造上の複雑化を抑制できる。したがって、製造作業能率の向上を図ることができる。ここで、連係ロッド44を樹脂材により形成することによって、比較的構造の複雑な連係ロッド44を容易に成形することができ、一方、スプール弁31を金属材によって形成することによって、第1、第2ランド部42,43などの寸法精度が要求される部位の形成を可能としている。
In this embodiment, since the
また、本実施形態では、前記スプール弁31を、軸線の中央を軸直角方向に延びる径方向線Xを中心としてほぼ対称形状に形成したことから、構造が簡素化されて加工作業が簡単になる。この結果、スプール弁31の製造作業能率の向上が図れる。
Further, in the present embodiment, the
また、スプール弁31を左右対称形状に形成したことによって、該スプール弁31を前記バルブボディ30内に他の構成部品と一緒に組み付ける際に、左右いずれの方向からも挿入して組み付けることができるので、組み付け作業が容易になると共に、組み付け管理も容易になる。
Further, since the
スプール弁31の両端面に、バルブスプリング32及び連係ロッド44のどちらでも保持可能であるほぼ同じ形状の第1凹溝42aと第2凹溝43aを形成して、この両凹溝42a、43aを利用して連係ロッド44の大径円筒部44bを圧入固定すると共に、バルブスプリング32の一端部を弾持させることができるので、前記組み付け性の向上と共に、両凹溝42a、43aの有効利用が図れる。
A first
前記連係ロッド44を、一般的なプランジャ51に固定するのではなく、スプール弁31の第1凹溝42aに挿入保持したことから、プランジャ51の重量軽減化が図れる。このため、プランジャ51の慣性重量が小さくなってコイル47への消励磁に伴う軸方向の移動性が向上する。
Since the
前記連係ロッド44は、合成樹脂材によって形成されていることから、スプール弁31全体の軽量化が図れるため、該スプール弁31自体の慣性重量が小さくなって軸方向の移動性が向上する。しかも、連係ロッド44を射出成形などで成形できるので製造作業も容易になると共に、形状や構造の自由な変更も可能になる。
Since the
前記ブラケット48の嵌合孔48c内に磁性部材45の嵌合部45bを挿入したことによって、前記コイル47で発生する磁力をアシストすることができ、プランジャ51を速やかに移動させることが可能になる。この結果、スプール弁31の移動応答性が向上する。
By inserting the
スプール弁31の構造の簡素化に伴い電磁切換弁21の全体構造を簡素にすることができと共に、各通路孔や各ポートなどの油圧回路も単純化できることから、製造作業能率の向上が図れ、製造作業コストの低減化が図れる。
With the simplification of the structure of the
本実施形態では、前記遅角油圧室10や進角油圧室11への油圧制御用と解除用受圧室への油圧制御用の2つの機能を単一の電磁切換弁21によって行うようにしたため、機関本体へのレイアウトの自由度が向上すると共に、コストの低減化が図れる。
In the present embodiment, the single
さらに、電磁切換弁21のスプール弁31の摺動位置によって各通路孔を閉止してベーンロータ8を中間位相位置に保持することから、この保持性が向上する。
Furthermore, since each passage hole is closed by the sliding position of 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、前記電磁弁をバルブタイミング制御装置に適用した場合を示したが、バルブタイミング制御装置以外の例えば車両の自動変速機などの他の機器類に適用することも可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and the case where the electromagnetic valve is applied to a valve timing control device has been shown. However, other than the valve timing control device, for example, other automatic transmissions of vehicles, etc. It is also possible to apply to equipment.
また、前記保持部としては、円環状の各凹溝42a、43aに限らず、バルブスプリング32を保持できればよいことから、例えば、凸部であってもよい。
Further, the holding portion is not limited to the annular
さらに、バルブタイミング制御装置を吸気側ばかりか排気側に適用することも可能である。 Further, the valve timing control device can be applied not only to the intake side but also to the exhaust side.
1…スプロケット
2…カムシャフト
2a…一端部
3…位相変更機構
4…ロック機構
5…油圧回路
7…ハウジング
7a…ハウジング本体
9…ベーンロータ
11…遅角油圧室
12…進角油圧室
18…遅角通路
19…進角通路
20…オイルポンプ
21…電磁切換弁(電磁弁)
30…バルブボディ
31…スプール弁
31a…ドレン通路
32…バルブスプリング
33…ソレノイド部
34…ドレン孔
35…供給ポート
36…遅角ポート
37…進角ポート
42…第1ランド部
42a…第1凹溝(保持部、凹部)
43…第2ランド部
43a…第2凹溝(保持部、凹部)
44…連係ロッド(連係部材)
44a…通路部
44e…第1連通孔
44f…第2連通孔
45…磁性部材
45e…ガイド孔
46…ケーシング
47…コイル
48…ブラケット(第1固定鉄心)
49…円筒部(第2固定鉄心)
51…プランジャ(可動鉄心)
55…隙間通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
DESCRIPTION OF
43 ...
44. Linking rod (linking member)
44a ...
49 ... Cylindrical part (second fixed iron core)
51 ... Plunger (movable iron core)
55. Clearance passage
Claims (11)
該バルブボディの内部に軸方向へ摺動自在に設けられ、摺動位置に応じて前記複数のポートの開閉切り換えを行う筒状のスプール弁と、
該スプール弁の軸方向の両端面にそれぞれ形成された保持部と、
一端部が前記両保持部のうち一方側の保持部に保持されて、前記スプール弁を前記バルブボディの軸方向の一方側へ付勢する付勢部材と、
前記バルブボディの軸方向一端側に設けられ、前記付勢部材の付勢力に抗して前記スプール弁を前記バルブボディの軸方向の他方側へ移動させるソレノイド部と、
軸方向の一端部が前記スプール弁の前記両保持部のうち他方側の保持部に保持され、他端部が前記ソレノイド部の可動鉄心に軸方向から当接して、前記可動鉄心とスプール弁を軸方向から連係する連係部材と、
を備え、
前記スプール弁は、該スプール弁の軸線の中央を軸直角方向に延びる径方向線を中心として対称形状に形成されていることを特徴とする電磁弁。 A tubular valve body formed with a plurality of ports;
A cylindrical spool valve provided inside the valve body so as to be slidable in the axial direction, and performing switching between opening and closing of the plurality of ports according to a sliding position;
Holding portions respectively formed on both axial end faces of the spool valve;
An urging member having one end portion held by one of the holding portions and urging the spool valve toward one side in the axial direction of the valve body;
A solenoid portion that is provided on one axial end side of the valve body and moves the spool valve to the other axial side of the valve body against the biasing force of the biasing member;
One end portion in the axial direction is held by the holding portion on the other side of the two holding portions of the spool valve, and the other end portion is in contact with the movable iron core of the solenoid portion from the axial direction so that the movable iron core and the spool valve are A linkage member linked from the axial direction;
With
The solenoid valve is characterized in that the spool valve is formed in a symmetric shape with a radial line extending in a direction perpendicular to the center of the axis of the spool valve as a center .
前記連係部材は、合成樹脂材によって形成されていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 1,
The electromagnetic valve, wherein the linking member is formed of a synthetic resin material.
前記保持部は、凹部であることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 1,
The electromagnetic valve, wherein the holding part is a concave part.
前記一対の凹部は、それぞれ前記付勢部材の一端部及び前記連係部材の一端部のどちらでも保持可能に形成されていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 3 ,
The pair of recesses are formed so as to be able to be held at either one end of the biasing member or one end of the linkage member.
前記連係部材は、内部に前記スプール弁の内部軸方向に沿って貫通形成された油通路に連通する通路部が形成され、前記一端部の周壁に前記複数のポートのいずれかに連通する第1連通孔が貫通形成されていると共に、前記他端部の周壁に前記通路部と外部とを連通する第2連通孔が貫通形成されていることを特徴とする The solenoid valve according to claim 1,
The linking member has a passage portion communicating with an oil passage formed therethrough along the internal axial direction of the spool valve, and a first communicating with one of the plurality of ports on the peripheral wall of the one end portion. A communication hole is formed in a penetrating manner, and a second communication hole that communicates the passage portion and the outside is formed through the peripheral wall of the other end portion.
前記ソレノイド部は、通電されることによって前記可動鉄心を磁力によって軸方向の一方側へ付勢するコイルと、該コイルに磁界が発生した状態で、前記可動鉄心とともに磁気回路を形成して前記可動鉄心を軸方向へ吸引する固定鉄心と、を有し、
前記バルブボディは、軸方向の一端側に前記連係部材を囲繞した状態で固定された筒状の磁性部材を有し、
該磁性部材は、前記バルブボディの一端側に固定された固定部と、前記固定鉄心の内周側に嵌合配置された嵌合部と、から構成されていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 1,
The solenoid unit energizes the movable iron core to one side in the axial direction by a magnetic force when energized, and forms a magnetic circuit together with the movable iron core in a state in which a magnetic field is generated in the coil. A fixed iron core that sucks the iron core in the axial direction;
The valve body has a cylindrical magnetic member fixed in a state surrounding the linkage member on one end side in the axial direction,
The magnetic member is composed of a fixed portion fixed to one end side of the valve body, and a fitting portion fitted and arranged on the inner peripheral side of the fixed iron core.
前記磁性部材の固定部の内周面と前記連係部材の大径な一端部の外周面との間に隙間通路が形成されていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 6 ,
A solenoid valve, wherein a gap passage is formed between an inner peripheral surface of the fixed portion of the magnetic member and an outer peripheral surface of one end portion having a large diameter of the linkage member.
前記連係部材は、前記一端部が前記スプール弁の他方側の凹部内に固定されていると共に、他端部が前記可動鉄心の軸方向の一端面に当接していることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 7 ,
The electromagnetic valve characterized in that the one end portion of the linking member is fixed in a recess on the other side of the spool valve, and the other end portion is in contact with one axial end surface of the movable iron core. .
前記磁性部材の嵌合部は、有底筒状に形成されて、この底壁に前記連係部材の小径な他端部が挿通される挿通孔が貫通形成されていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 8 ,
An electromagnetic valve characterized in that the fitting portion of the magnetic member is formed in a bottomed cylindrical shape, and an insertion hole through which the other end portion having a small diameter of the linking member is inserted is formed in the bottom wall. .
前記連係部材の第2連通孔は、前記スプール弁が前記ソレノイド部方向へ最大に移動した位置で、前記磁性部材の底壁の外面から軸方向へ離間して前記可動鉄心側に位置していることを特徴とする電磁弁。 The electromagnetic valve according to claim 9,
The second communication hole of the linking member is located at the movable iron core side in the axial direction away from the outer surface of the bottom wall of the magnetic member at the position where the spool valve has moved to the maximum in the solenoid part direction. A solenoid valve characterized by that.
前記スプール弁は、両端部に前記各ポートを開閉する円筒状の2つのランド部を有していると共に、該両ランド部の間の小径軸部の外周に円筒状の環状溝が形成されていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 10 ,
The spool valve has two cylindrical land portions that open and close the ports at both ends, and a cylindrical annular groove is formed on the outer periphery of the small-diameter shaft portion between the land portions. An electromagnetic valve characterized by
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