WO2015129484A1 - ソレノイドバルブ - Google Patents

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WO2015129484A1
WO2015129484A1 PCT/JP2015/053950 JP2015053950W WO2015129484A1 WO 2015129484 A1 WO2015129484 A1 WO 2015129484A1 JP 2015053950 W JP2015053950 W JP 2015053950W WO 2015129484 A1 WO2015129484 A1 WO 2015129484A1
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WO
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port
spool
advance
retard
solenoid valve
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PCT/JP2015/053950
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English (en)
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Inventor
向出仁樹
稲摩直人
鈴木重光
Original Assignee
アイシン精機株式会社
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    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34466—Locking means between driving and driven members with multiple locking devices

Definitions

  • the present invention relates to a solenoid valve capable of switching a fluid supply destination.
  • a solenoid valve has been used for fluid supply and discharge control (for example, Patent Document 1).
  • a hydraulic control valve is used as a solenoid valve.
  • the advance passage communicating with the advance chamber of the valve timing control device, the retard passage communicating with the retard chamber, and the lock oil passage communicating with the lock mechanism are connected to different ports.
  • a discharge path through which oil discharged from the hydraulic control valve flows is connected to one port.
  • an object of the present invention is to provide a solenoid valve capable of quickly discharging a fluid from an intermediate lock mechanism.
  • the characteristic configuration of the solenoid valve according to the present invention includes a main port which is attached in a state of being inserted into a housing and supplied with a fluid discharged from a pump, and a valve timing of an internal combustion engine is advanced. Or a first port that communicates with a phase control mechanism that controls to the retard angle side, a subport that communicates with an intermediate lock mechanism that fixes the valve timing between the most retarded angle timing and the most advanced angle timing, A sleeve having a second port that allows the fluid returned to one port to be discharged to the outside, and a third port that allows the fluid returned from the intermediate lock mechanism to the sub-port to be discharged to the outside.
  • a spool that is reciprocally movable from the first end to the second end, which are both ends of the sleeve, and the spool And a solenoid unit that drives the spool, and the flow path that connects the sub port and the third port when the sub port communicates with the third port as the spool moves.
  • a solenoid unit that drives the spool, and the flow path that connects the sub port and the third port when the sub port communicates with the third port as the spool moves.
  • first groove portion and the second groove portion are adjacent to each other.
  • first groove portion and the second groove portion are provided at an end portion on a side far from the solenoid portion among both end portions of the spool.
  • the third port can be provided on the side of the tip of the spool in the sleeve, the opening area of the third port can be set large. For this reason, since the flow path resistance of the fluid can be reduced, the fluid returned to the third port can be easily discharged out of the solenoid valve quickly.
  • the first port includes an advance port that communicates with a phase control mechanism that controls the valve timing to the advance side, and a retard port that communicates with a phase control mechanism that controls the valve timing to the retard side.
  • the spool is in the vicinity of one of the first end and the second end, and the main port communicates with one of the advance port and the retard port, When the other of the advance port and the retard port communicates with the second port, the second of the spool is closer to one of the first end and the second end of the sleeve. It is preferable that the opening area of the port is small.
  • the opening area of the second port is reduced as the spool approaches one of the first end and the second end of the sleeve while the lock mechanism is in an intermediate lockable state.
  • the speed of displacement to the intermediate lock phase that fixes the valve timing between the most retarded angle timing and the most advanced angle timing can be reduced.
  • An annular groove is formed in the spool, and the advance port or the retard port opens to a part of the circumferential wall portion of the sleeve in the circumferential direction, and communicates with the annular groove according to the position of the spool.
  • the second port opens at a position different from a portion of the peripheral wall portion where the advance port and the retard port open in the moving direction of the spool, and depends on the position of the spool.
  • the main port communicates with the advance port and the retard port communicates with the second port to advance the valve timing.
  • the spool is further moved toward one of the first end and the second end of the sleeve to discharge the fluid returned from the intermediate lock mechanism via the subport, and is fixed at the intermediate lock phase. Maintain an intermediate locking mechanism where possible.
  • the opening area of the annular groove with respect to the retard port increases, the opening area of the annular groove with respect to the second port decreases.
  • the flow rate of the fluid discharged from the retard port through the second port is reduced, and the speed of displacement to the intermediate lock phase is reduced, and the intermediate lock phase is easily shifted.
  • FIG. 2 is a view showing a cross section in an unlocked state taken along line II-II in FIG. It is the figure which showed the cross section of the most retarded angle phase state in the II-II line of FIG. It is the figure which showed the position of the solenoid valve, and the supply / discharge state of hydraulic fluid. It is the figure which showed the state of the solenoid valve of the 2nd advance angle position which concerns on 1st Embodiment.
  • a solenoid valve according to the present invention is configured such that an intermediate locking mechanism of a valve opening / closing timing control device can smoothly release a valve timing fixed between the most retarded angle timing and the most advanced angle timing.
  • the solenoid valve 100 of the present embodiment will be described in detail.
  • FIG. 1 is a side sectional view of a valve opening / closing timing control device 1 in which oil is supplied and discharged by a solenoid valve 100 according to the present embodiment.
  • 2 to 4 are cross-sectional views of various states taken along line II-II in FIG.
  • the valve opening / closing timing control device 1 is mounted on a vehicle including an engine as the internal combustion engine E as a drive source, or a hybrid vehicle including a drive source including an engine and an electric motor.
  • the valve opening / closing timing control device 1 includes an external rotor 12 as a driving side rotating member and an internal rotor 2 as a driven side rotating member.
  • the external rotor 12 rotates in synchronization with the crankshaft 92 of the internal combustion engine E.
  • the inner rotor 2 is disposed coaxially so as to rotate integrally with the cam shaft 91 of the internal combustion engine E and to be rotatable relative to the outer rotor 12.
  • the valve opening / closing timing control device 1 controls the opening / closing timing of the intake valve 93 by setting the relative rotation phase (relative rotation angle) around the axis X of the external rotor 12 and the internal rotor 2. .
  • the outer rotor 12 is formed with a plurality of projecting portions 14 projecting radially inward and spaced apart from each other along the rotational direction S.
  • a pressure chamber 4 is formed.
  • the fluid pressure chamber 4 is partitioned into an advance chamber 41 and a retard chamber 42 along the rotation direction S by the vanes 22.
  • the volume of the retard chamber 42 increases, and the relative rotational phase of the inner rotor 2 with respect to the outer rotor 12 is retarded in the relative rotational direction (the direction indicated by the arrow S2). Moved (displaced).
  • an advance passage 43 is formed in the internal rotor 2 and the camshaft 91 so as to communicate with each advance chamber 41.
  • a retard passage 44 is formed in the internal rotor 2 and the cam shaft 91 so as to communicate with each retard chamber 42.
  • the advance passage 43 and the retard passage 44 are connected to a predetermined port of the solenoid valve 100.
  • a torsion spring 3 is provided across the inner rotor 2 and the front plate 11.
  • the torsion spring 3 biases the internal rotor 2 toward the advance side so as to resist the average displacement force in the retarding direction S2 based on the torque fluctuation of the cam shaft 91.
  • the relative rotational phase can be displaced smoothly and quickly in the advance angle direction S1.
  • the inner rotor 2 can smoothly rotate relative to the outer rotor 12 around the axis X within a certain range.
  • a certain range in which the outer rotor 12 and the inner rotor 2 can move relative to each other, that is, the phase difference between the most advanced angle phase and the most retarded angle phase corresponds to the range in which the vane 22 can be displaced inside the fluid pressure chamber 4. To do. It is the most retarded phase that the volume of the retard chamber 42 is maximized, and the most advanced angle phase that the volume of the advance chamber 41 is maximized.
  • valve timing that is the opening / closing timing of the valve (intake valve 93 or exhaust valve not shown) of the internal combustion engine E is the most retarded timing, and when the most advanced angle phase is reached.
  • the valve timing is the most advanced timing.
  • the intermediate lock mechanism 6 holds the outer rotor 12 and the inner rotor 2 at a predetermined relative position in a situation where the fluid pressure of the oil is not stable, such as immediately after the start of the internal combustion engine E, so that the outer rotor 12 and the inner rotor 2 are held.
  • the relative rotational phase of the phase is restricted to an intermediate lock phase between the most retarded angle phase and the most advanced angle phase.
  • the intermediate lock mechanism 6 includes an intermediate lock passage 61, an intermediate lock groove 62, an accommodating portion 63, two plate-like intermediate lock members 64, And a spring 65.
  • the intermediate lock passage 61 is formed in the internal rotor 2 and the camshaft 91, and connects the intermediate lock groove 62 and the solenoid valve 100. By controlling the solenoid valve 100, oil supply to and discharge from the intermediate lock groove 62 can be switched.
  • the intermediate lock groove 62 is formed on the outer peripheral surface 2a of the inner rotor 2 so as to extend in the circumferential direction, and has a certain width in the relative rotational direction.
  • the accommodating part 63 is formed in two places of the external rotor 12.
  • the two intermediate lock members 64 are disposed in the respective accommodating portions 63 and can be withdrawn and retracted from the accommodating portions 63 in the radial direction. For this reason, in this embodiment, the intermediate lock member 64 is formed in the external rotor 12.
  • the spring 65 is disposed in the accommodating portion 63 and biases each intermediate lock member 64 radially inward, that is, toward the intermediate lock groove 62 side.
  • each of the two intermediate lock members 64 protrudes and fits into each of the intermediate lock grooves 62, whereby each intermediate lock member 64 is placed in a predetermined position of the intermediate lock groove 62. Will be locked at the same time.
  • the relative rotational phase of the inner rotor 2 with respect to the outer rotor 12 is constrained by the above-described intermediate lock phase.
  • the valve opening / closing timing control device 1 includes a most retarded angle locking mechanism 7 in addition to the intermediate locking mechanism 6 described above.
  • the most retarded angle locking mechanism 7 holds the outer rotor 12 and the inner rotor 2 at a predetermined relative position during low speed rotation such as idling operation, thereby restraining the relative rotation phase to the most retarded angle phase. That is, since the internal rotor 2 does not move relative to each other regardless of the displacement force in the retarding direction S2 and the advance direction S1 based on the torque fluctuation of the cam shaft 91, a stable idling operation state can be realized.
  • the most retarded angle locking mechanism 7 includes a most retarded angle lock passage 71, a most retarded angle lock groove 72, a housing portion 73, a plate-shaped most retarded angle lock member 74, and a spring 75.
  • the most retarded angle lock passage 71 is configured in combination with one of the plurality of advance angle passages 43.
  • the most retarded angle lock member 74 is the same member as the intermediate lock member 64 on the advance angle direction S1 side of the two intermediate lock members 64.
  • the accommodation portion 73 is the same as the accommodation portion 63 on the side of the advance direction S ⁇ b> 1 among the two accommodation portions 63
  • the spring 75 is the same as the spring 65 disposed in the accommodation portion 63.
  • the constraint on the relative rotational phase is released.
  • the relative rotational phase is a phase other than the most retarded angle phase
  • the most retarded angle lock member 74 is displaced with respect to the most retarded angle lock groove 72 and therefore only makes sliding contact with the outer peripheral surface 2 a of the inner rotor 2. .
  • the most retarded lock member 74 (64) is the most retarded. It enters into the lock groove 72 and becomes the most retarded lock state.
  • the solenoid valve 100 includes a sleeve 110, a spool 120, and a solenoid unit 130.
  • the sleeve 110 is formed to include a peripheral wall portion 111 and a lid-shaped bottom portion 112 that closes an opening portion on one axial side of the peripheral wall portion 111.
  • the peripheral wall 111 includes an advance passage 43, a retard passage 44, an intermediate lock passage 61, a discharge passage P1, a discharge passage 171 and a discharge passage of a pump P as a supply source for supplying oil to the valve timing control device 1. 172 are provided in communication with each other.
  • the sleeve 110 includes a main port 151, a first port 152, a sub port 153, a second port 154, and a third port 155.
  • the main port 151 is supplied with oil as a fluid discharged from the pump P to the peripheral wall 111.
  • the main port 151 is composed of a pair of a main port 151A and a main port 151B.
  • a check valve 190 is provided in the discharge path P1 of the pump P, and the discharge path P1 is branched on the downstream side of the check valve 190 so as to communicate with the main port 151A and the main port 151B.
  • the first port 152 communicates with a phase control mechanism that controls the valve timing to the advance side and the retard side.
  • the phase control mechanism for controlling the valve timing to the advance side and the retard side corresponds to the valve opening / closing timing control device 1, and specifically corresponds to the advance chamber 41 and the retard chamber 42.
  • the first port 152 includes a pair of a first port 152A that communicates with the advance chamber 41 and a first port 152B that communicates with the retard chamber 42. Accordingly, the advance passage 43 is provided in communication with the first port 152A, and the retard passage 44 is provided in communication with the first port 152B.
  • the sub port 153 communicates with the intermediate lock mechanism 6. Oil is supplied to the intermediate lock mechanism 6 through an intermediate lock passage 61. Therefore, the sub port 153 is provided in communication with the intermediate lock passage 61.
  • the second port 154 allows oil as fluid returned from the phase control mechanism to the first port 152 to be discharged to the outside of the sleeve 110. For this reason, the discharge path 171 is provided in communication between the second port 154 and the oil pan 170.
  • the first port 152 includes a pair of the first port 152A and the first port 152B. Therefore, the second port 154 is also composed of a pair of the second port 154A and the second port 154B so that oil can be discharged independently from each of the first ports 152.
  • the third port 155 allows oil as fluid returned from the intermediate lock mechanism 6 to the sub port 153 to be discharged to the outside of the sleeve 110. For this reason, a discharge path 172 is provided in communication between the third port 155 and the oil pan 170.
  • the sleeve 110 is attached in a state of being inserted into the housing.
  • the housing is provided with a communication passage that communicates with the advance passage 43, the retard passage 44, the intermediate lock passage 61, the pump P, and the oil pan 170, and supports the sleeve 110.
  • the spool 120 is provided so as to be able to reciprocate from the first end to the second end, which are both ends of the sleeve 110. Therefore, the spool 120 is provided so as to be capable of reciprocating along the axial direction of the sleeve 110.
  • the first end portion is the end portion of the sleeve 110 on the side close to the solenoid portion 130
  • the second end portion is the end portion of the sleeve 110 on the side far from the solenoid portion 130.
  • the spool 120 is formed with openings on both sides in the axial direction. As a result, the air resistance acting on the spool 120 when the spool 120 reciprocates from the first end to the second end of the sleeve 110 can be reduced, so that the spool 120 moves quickly along the axial direction. It becomes possible to do.
  • the solenoid part 130 is provided at the end of the spool 120 in a state of being discharged to the outside of the housing.
  • the solenoid unit 130 includes a coil 131 that generates a magnetic field by energization and is arranged along the circumferential direction, and a plunger 132 that reciprocates radially inward of the coil 131 by the generated magnetic field.
  • the plunger 132 is provided on one end side of the spool 120.
  • the one end side of the spool 120 is an end portion on the side that does not face the bottom portion 112 of the sleeve 110, that is, a second end portion, of both axial end portions of the spool 120. Therefore, it is possible to drive the spool 120 within the sleeve 110 by energizing the coil 131 to control the plunger 132 to reciprocate.
  • the solenoid valve 100 is configured such that the spool 120 can be operated to an arbitrary position against the urging force of the spool spring 139 by setting the power supplied to the coil 131.
  • the spool 120 includes a second advance angle position PA2, a first advance angle position PA1, an unlock position PL, a first retard angle position PB1, and a second operation position (position). It is configured so that it can be operated in five positions, the retard position PB2.
  • FIG. 5 shows the oil supply when the second advance position PA2, the first advance position PA1, the unlock position PL, the first retard position PB1, and the second retard position PB2 are operated. A summary of excretion is shown.
  • the oil is supplied only to the first port 152A, and the oil is discharged from the first port 152B and the subport 153.
  • the first advance angle position PA1 oil is supplied to the first port 152A and the subport 153, and the oil is discharged from the first port 152B.
  • the unlock position PL oil is supplied only to the subport 153, and the first port 152A and the first port 152B are closed (preventing oil supply / discharge).
  • the first retard position PB1 as shown in FIG. 9, oil is supplied to the first port 152B and the subport 153, and the oil is discharged from the first port 152A.
  • the second retard position PB2 oil is supplied only to the first port 152B, and oil is discharged from the first port 152A and the subport 153.
  • the spool 120 is in the second advance angle position PA2 in a state where no power is supplied to the coil 131.
  • the first advance angle position PA1 By increasing the power supplied to the coil 131 by a predetermined value, the first advance angle position PA1, the unlock position. Switching is made in the order of PL, first retardation position PB1, and second retardation position PB2.
  • the current value supplied to the coil 131 is reduced by a predetermined value from the state in which the spool 120 is operated to the unlock position PL at the center position, so that the first advance angle position PA1. It is possible to shift to the second advance position PA2.
  • the current value supplied to the coil 131 is increased by a predetermined value to shift to the first retard position PB1, and further to the second retard position. It is possible to shift to the corner position PB2.
  • an outer end portion 160, a first land portion 161, a second land portion 162, a third land portion 163, and a fourth land portion 164 are formed of convex portions protruding in the radial direction.
  • the fifth land portion 165 and the root-side convex portion 166 are provided with their positions shifted from the tip side to the root side of the spool 120, respectively.
  • the spool 120 In a state where power is not supplied to the coil 131, the spool 120 is in the second advance position PA2 shown in FIG. In this position, the spool 120 is positioned at the first end of the sleeve 110, and at this time, the oil supplied from the pump P is formed by the fourth land portion 164 and the fifth land portion 165 of the spool 120. It is supplied to the first port 152A via the five groove portion 185. Further, when the spool 120 is in the second advance angle position PA2, the oil from the first port 152B passes through the fourth groove portion 184 formed by the third land portion 163 and the fourth land portion 164, and the second port. 154B.
  • the subport 153 formed by the outer end portion 160 and the first land portion 161 is connected to the subport 153 via the first groove portion 181 serving as a groove portion communicating with the third port 155. Oil is circulated through the third port 155.
  • the oil supplied from the pump P is supplied to the first port 152A via the fifth groove portion 185, similarly to the second advance angle position PA2. Further, the oil from the first port 152B flows through the fourth groove 184 to the second port 154B. Further, at the first advance angle position PA1, the oil supplied from the pump P to the main port 151B passes through the third groove portion 183 formed by the second land portion 162 and the third land portion 163 of the spool 120. It is distributed to the subport 153.
  • the intermediate lock member 64 When the first advance angle position PA1 is operated, the intermediate lock member 64 is separated from the outer peripheral surface of the inner rotor 2 and the resistance acting on the inner rotor 2 from the intermediate lock member 64 is released.
  • the rotational phase can be displaced in the advance direction S1.
  • the fifth land portion 165 closes the first port 152A
  • the fourth land portion 164 closes the first port 152B.
  • the main port 151B communicates with the sub port 153. That is, the oil is blocked at the first port 152A and the first port 152B, and the oil is supplied to the subport 153.
  • the oil supplied from the pump P to the main port 151A is circulated to the first port 152B via the fifth groove 185.
  • the oil from the first port 152A is circulated to the second port 154A via the sixth groove portion 186 formed by the fifth land portion 165 and the root side convex portion 166.
  • the oil supplied from the pump P to the main port 151B is circulated to the subport 153 via the third groove portion 183.
  • the intermediate lock member 64 In the first retard position PB1, the intermediate lock member 64 is separated from the outer peripheral surface of the internal rotor 2, so that the relative rotational phase is released with the resistance acting on the internal rotor 2 from the intermediate lock member 64 being released. Can be displaced in the retarding direction S2.
  • the spool 120 is positioned at the second end of the sleeve 110.
  • the oil supplied from the pump P is the fifth retard angle position PB2. It flows through the groove portion 185 to the first port 152B. Further, the oil from the first port 152A flows through the sixth groove 186 to the second port 154A.
  • a second groove portion 182 as a groove portion communicating with the sub port 153 and the third port 155 is formed by the first land portion 161 and the second land portion 162 on the outer peripheral surface of the spool 120. Therefore, the oil from the sub port 153 can flow to the third port 155 via the second groove portion 182.
  • the solenoid valve 100 moves along with the sub port 153 and the third port as the spool 120 moves, as in the second advance position PA2 shown in FIG. 6 and the second retard position PB2 shown in FIG.
  • the flow path that communicates the sub port 153 and the third port 155 is configured not to communicate with the main port 151, the first port 152, and the second port 154.
  • the flow path connecting the sub port 153 and the third port 155 does not communicate with the main port 151, the first port 152, and the second port 154.
  • the sub port 153 and the third port 155 are independent of other ports.
  • the sub port 153 and the third port 155 communicate with each other by the first groove 181 or the second groove 182, and
  • the port 151A, the main port 151B, the first port 152A, the first port 152B, the second port 154A, and the second port 154B are blocked by the second land portion 162 or the third land portion 163.
  • the oil flowing from the intermediate lock passage 61 to the sub port 153 is discharged only from the third port 155, and the oil is not discharged from the second port 154A and the second port 154B.
  • the oil flowing from the passage 44 to the first port 152B or the oil flowing from the advance passage 43 to the first port 152A is not discharged from the third port 155. Therefore, the oil that has circulated from the intermediate lock passage 61 to the sub port 153 can be smoothly discharged from the third port 155.
  • a first groove 181 corresponding to a first groove that communicates the sub port 153 and the third port 155;
  • the second groove 182 corresponding to the second groove that communicates the sub port 153 and the third port 155 when the spool 120 moves to the second end of the sleeve 110 is provided adjacent to each other. For this reason, the supply / discharge state of other ports can be freely set while the solenoid valve 100 is in a state of discharging the fluid from the third port 155.
  • the first groove portion 181 and the second groove portion 182 are provided at the end portion far from the solenoid portion 130 among the both end portions of the spool 120.
  • the first groove portion 181 that is used when the oil flowing from the intermediate lock passage 61 to the sub port 153 is discharged to the oil pan 170 through the third port 155 is provided on the front end side of the spool 120. It has been. For this reason, since the opening area of the third port 155 can be increased, oil can be easily discharged from the third port 155.
  • FIG. 11 shows the state of the solenoid valve at the second advance position PA2 of the solenoid valve 100 according to the present embodiment
  • FIG. 12 shows the state of the solenoid valve at the second retard position PB2.
  • the first port 152A is an advance port 152A that communicates with a phase control mechanism that controls the valve timing of the internal combustion engine E to the advance side
  • the first port 152B is an internal combustion engine. The description will be made assuming that the delay port 152B communicates with a phase control mechanism that controls the valve timing of E to the retard side.
  • the advance port 152A has a main advance port opening area Ta due to the positional relationship between the fifth land portion 165 and the advance port 152A. It communicates with port 151A. Further, from the positional relationship between the fourth land portion 164 and the retard port 152B, the fourth groove portion 184 communicates with the retard port 152B through the retard port opening area Tb, and the drain port with respect to the second port 154B. It communicates with the opening area Tc.
  • the advance port opening area Ta changes at a constant ratio, the amount of change in the retard port opening area Tb, which is the opening area of the fourth groove 184 with respect to the retard port 152B, and the opening of the fourth groove 184 with respect to the second port 154B.
  • the drain port opening area Tc which is the area, is configured to be in conflict with the amount of change.
  • the spool 120 is in the vicinity of the end portion (first end portion) closer to the solenoid portion 130 with respect to the sleeve 110, the main port 151A communicates with the advance port 152A, and the retard port 152B is the second port.
  • the opening area of the second port 154B decreases as the spool 120 approaches the first end of the sleeve 110.
  • the spool 120 when the spool 120 is set to the second advance angle position PA2, the displacement speed of the relative rotation phase toward the advance angle side can be reduced, and the relative rotation between the external rotor 12 and the internal rotor 2 can be reduced.
  • the intermediate lock mechanism 6 can be operated so as to be securely fixed at the intermediate lock phase.
  • the movement operation in one direction toward the end portion (first end portion) near the solenoid portion 130 of the spool 120 with respect to the sleeve 110 is performed as shown in FIG.
  • the first advance position PA1 according to the present embodiment corresponding to the above, after the outer rotor 12 and the inner rotor 2 are quickly relatively rotated in the advance direction S1, the second advance position PA2 shown in FIG.
  • the relative rotational phase between the outer rotor 12 and the inner rotor 2 can be displaced to the intermediate lock phase at a low speed.
  • the relative rotational phase detected by the phase sensor deviates from the intermediate lock phase to the advance side. If it is determined, the spool 120 of the solenoid valve 100 is set to the second retardation position PB2.
  • the retardation port 152B has the retardation port opening area Ub from the positional relationship between the fourth land portion 164 and the retardation port 152B.
  • the sixth groove portion 186 communicates with the advance port 152A through the advance port opening area Ua, and the drain port with respect to the second port 154A. It communicates with the opening area Uc.
  • the retardation port opening area Ub changes at a constant ratio, the amount of change in the advance port opening area Ua that is the opening area of the sixth groove 186 with respect to the advance port 152A, and the opening of the sixth groove 186 with respect to the second port 154A.
  • the drain port opening area Uc which is the area, is configured to be in conflict with the amount of change.
  • the spool 120 is in the vicinity of the end portion (second end portion) far from the solenoid portion 130 with respect to the sleeve 110, the main port 151A communicates with the retard port 152B, and the advance port 152A is the second port.
  • the opening area of the second port 154A decreases as the spool 120 approaches the second end of the sleeve 110.
  • the intermediate lock mechanism 6 can be operated so as to be securely fixed at the intermediate lock phase.
  • the first retard position according to the present embodiment corresponding to FIG. 9 is obtained by moving the sleeve 110 in one direction toward the end portion (second end portion) far from the solenoid portion 130 of the spool 120.
  • the external rotor 12 and the internal rotor 2 are rapidly rotated relative to each other in the retarding direction S2 so as to quickly shift to the desired valve opening / closing timing, and then at the second retarding position PB2 shown in FIG.
  • the relative rotational phase between the rotor 12 and the inner rotor 2 can be displaced to the intermediate lock phase at a low speed.
  • first groove portion 181 and the second groove portion 182 that communicate with the sub port 153 and the third port 155 are described as being formed on the outer peripheral surface of the spool 120. It is also possible to provide the second groove 182 through the spool 120.
  • first groove portion 181 and the second groove portion 182 are described as being adjacent to each other. However, the first groove portion 181 and the second groove portion 182 may be provided without being adjacent to each other.
  • first groove portion 181 and the second groove portion 182 have been described as being provided at the end portions of the spool 120 that are different from the end portions where the solenoid portion 130 is provided. It is also possible to provide the groove portion 181 and the second groove portion 182 on the end portion side where the solenoid portion 130 is provided.
  • the advance passage 43 is provided in communication with the first port 152A and the retard passage 44 is provided in communication with the first port 152B. It is also possible to provide the angular passage 44 in communication and provide the first port 152B with the advance passage 43 in communication.
  • the present invention can be used for a solenoid valve capable of switching a fluid supply destination.

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Abstract

流体を中間ロック機構から素早く排出可能なソレノイドバルブを提供する。ソレノイドバルブは、ポンプから吐出された流体が供給されるメインポート、位相制御機構に連通する第１ポート、中間ロック機構と連通するサブポート、位相制御機構から第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、及び中間ロック機構から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、当該スリーブの第１端部から第２端部まで往復移動可能に設けられたスプールと、当該スプールの端部に設けられ、スプールを駆動するソレノイド部とを備え、サブポートと第３ポートとを連通する流路が、他の流路に連通しないで構成される。

Description

ソレノイドバルブ
　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。このため、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、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、前記スリーブの両端部である第１端部から第２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ポートに連通しないで構成される点にある。
　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、前記スプールが前記第１端部に位置する時に前記サブポートと前記第３ポートとを連通する第１の溝部と、前記スプールが前記第２端部に位置する時に前記サブポートと前記第３ポートとを連通する第２の溝部とが前記スプールの外周面に形成されていると好適である。
　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、前記第１の溝部と前記第２の溝部とは、互いに隣接すると好適である。
　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、前記第１の溝部と前記第２の溝部とは、前記スプールの両端部のうち、前記ソレノイド部から遠い側の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。
　また、前記第１ポートが、前記バルブタイミングを進角側に制御する位相制御機構に連通する進角ポートと、前記バルブタイミングを遅角側に制御する位相制御機構に連通する遅角ポートとを備えて構成され、前記スプールが前記第１端部および前記第２端部の何れか一方の近傍にあって、前記メインポートが前記進角ポート及び前記遅角ポートのうちの一方と連通し、前記進角ポート及び前記遅角ポートのうちの他方が前記第２ポートと連通するとき、前記スプールが前記スリーブの前記第１端部および前記第２端部の何れか一方に近づくほど前記第２ポートの開口面積が小さくなるように構成されていると好適である。
　このような構成とすれば、ロック機構を中間ロック可能な状態にしつつ、スプールがスリーブの第１端部および第２端部の何れか一方に近づくほど第２ポートの開口面積を小さくすることで、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位相に変位する速度を低下させることができる。これにより、中間ロック機構による固定操作が行われる前に、中間ロック位相を越えて変位する事態を防止することができ、中間ロック位相で確実に固定されるように中間ロック機構を作動させることができる。
　また、前記スプールに環状溝が形成され、前記進角ポートあるいは前記遅角ポートが前記スリーブの周壁部のうち周方向の一部に開口して、前記スプールの位置に応じて前記環状溝に連通可能であり、前記第２ポートが、前記周壁部のうち前記進角ポート及び前記遅角ポートが開口している部位とはスプールの移動方向で異なる位置に開口すると共に、前記スプールの位置に応じて前記環状溝と連通可能であり、前記スリーブに対して前記スプールが往復移動するとき、前記進角ポートあるいは前記遅角ポートに対する前記環状溝の開口面積の変化量と、前記第２ポートに対する前記環状溝の開口面積の変化量とが相反するように構成してあると好適である。
　例えば、スプールをスリーブの第１端部及び第２端部の一方に向けて移動させるとき、メインポートを進角ポートに連通させ、遅角ポートを第２ポートに連通させて、バルブタイミングを進角側又は遅角側に迅速に制御する。この後、スプールをスリーブの前記第１端部及び第２端部の一方に向けて更に移動させることにより、中間ロック機構からサブポートを介して戻された流体を排出して、中間ロック位相で固定可能に中間ロック機構を維持する。このとき、遅角ポートに対する環状溝の開口面積は増大するものの、第２ポートに対する環状溝の開口面積は減少する。これにより、遅角ポートから第２ポートを通して排出する流体流量が減少し、中間ロック位相に変位する速度を低下させて中間ロック位相に移行し易くなる。
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１の実施形態に係る第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の実施形態に係る第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。 第１の実施形態に係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の実施形態に係る第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１の実施形態に係る第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。 第２の実施形態に係る第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２の実施形態に係る第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。 スプールストロークと開口面積との関係を示すグラフである。
１．第１の実施形態
　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の両端部である第１端部から第２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。本実施形態では第１端部とはスリーブ１１０におけるソレノイド部１３０に近い側の端部であり、第２端部とはスリーブ１１０におけるソレノイド部１３０から遠い側の端部である。
　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がスリーブ１１０の第１端部から第２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、すなわち第２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の第１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の第２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に連通しないで構成される。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に連通しないとは、サブポート１５３と第３ポート１５５とが、他のポートから独立していることを意味する。
　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の第１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の第２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から遠い側の端部に設けられる。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。
２．第２の実施形態
　次に、ソレノイドバルブ１００の第２の実施形態について説明する。上記第１の実施形態では、第５溝部１８５と第６溝部１８６との溝幅（スプール１２０の往復移動に沿った長さ）が同程度に示したが、本実施形態では、第６溝部１８６の溝幅が第５溝部１８５の溝幅よりも小さく構成される。図１１には本実施形態に係るソレノイドバルブ１００の第２進角ポジションＰＡ２におけるソレノイドバルブの状態が示され、図１２には第２遅角ポジションＰＢ２のソレノイドバルブの状態が示される。
　以下では理解を容易にするために、第１ポート１５２Ａが、内燃機関Ｅのバルブタイミングを進角側に制御する位相制御機構に連通する進角ポート１５２Ａであり、第１ポート１５２Ｂが、内燃機関Ｅのバルブタイミングを遅角側に制御する位相制御機構に連通する遅角ポート１５２Ｂであるとして説明する。
　図１１に示すように、スプール１２０が第２進角ポジションＰＡ２にある場合には、第５ランド部１６５と進角ポート１５２Ａとの位置関係から進角ポート１５２Ａが進角ポート開口面積Ｔａでメインポート１５１Ａと連通する。また、第４ランド部１６４と遅角ポート１５２Ｂとの位置関係から、第４溝部１８４が遅角ポート１５２Ｂに対して遅角ポート開口面積Ｔｂで連通すると共に、第２ポート１５４Ｂに対してドレンポート開口面積Ｔｃで連通する。
　そして、第２進角ポジションＰＡ２の近傍に設定された場合には、スリーブ１１０に対するスプール１２０のソレノイド部１３０に近い側の端部（第１端部）における往復移動に際し、図１３に示すように、進角ポート開口面積Ｔａは一定比率で変化し、遅角ポート１５２Ｂに対する第４溝部１８４の開口面積である遅角ポート開口面積Ｔｂの変化量と、第２ポート１５４Ｂに対する第４溝部１８４の開口面積であるドレンポート開口面積Ｔｃの変化量とが相反するように構成してある。
　したがって、スプール１２０がスリーブ１１０に対してソレノイド部１３０に近い側の端部（第１端部）の近傍にあって、メインポート１５１Ａが進角ポート１５２Ａと連通し、遅角ポート１５２Ｂが第２ポート１５４Ｂと連通するとき、スプール１２０がスリーブ１１０の第１端部に近づくほど第２ポート１５４Ｂの開口面積が小さくなる。
　これにより、スプール１２０が第２進角ポジションＰＡ２に設定された場合には、相対回転位相の進角側への変位速度を低下させることができ、外部ロータ１２と内部ロータ２との相対回転が中間ロック位相で確実に固定されるように中間ロック機構６を作動させることができる。
　このように、通常のエンジン停止時に中間ロック位相で固定する場合、スリーブ１１０に対するスプール１２０のソレノイド部１３０に近い側の端部（第１端部）に向けた一方向の移動操作により、図７に相当する本実施形態に係る第１進角ポジションＰＡ１において、外部ロータ１２と内部ロータ２とを進角方向Ｓ１に迅速に相対回転させた後、図１１に示す第２進角ポジションＰＡ２において、外部ロータ１２と内部ロータ２との相対回転位相を中間ロック位相に低速で変位させることができる。
　また、中間ロック機構６が非ロック状態にある状況で内燃機関Ｅを始動する場合には、位相センサ（図示せず）で検知される相対回転位相が中間ロック位相から進角側に外れていることを判定した場合には、ソレノイドバルブ１００のスプール１２０を第２遅角ポジションＰＢ２に設定する。
　また、図１２に示すように、スプール１２０が第２遅角ポジションＰＢ２にある場合には、第４ランド部１６４と遅角ポート１５２Ｂとの位置関係から遅角ポート１５２Ｂが遅角ポート開口面積Ｕｂでメインポート１５１Ａと連通する。また、第５ランド部１６５と進角ポート１５２Ａとの位置関係から、第６溝部１８６が進角ポート１５２Ａに対して進角ポート開口面積Ｕａで連通すると共に、第２ポート１５４Ａに対してドレンポート開口面積Ｕｃで連通する。
　そして、第２遅角ポジションＰＢ２の近傍に設定された場合には、スリーブ１１０に対するスプール１２０のソレノイド部１３０から遠い側の端部（第２端部）における往復移動に際し、図１３に示すように、遅角ポート開口面積Ｕｂは一定比率で変化し、進角ポート１５２Ａに対する第６溝部１８６の開口面積である進角ポート開口面積Ｕａの変化量と、第２ポート１５４Ａに対する第６溝部１８６の開口面積であるドレンポート開口面積Ｕｃの変化量とが相反するように構成してある。
　したがって、スプール１２０がスリーブ１１０に対してソレノイド部１３０から遠い側の端部（第２端部）の近傍にあって、メインポート１５１Ａが遅角ポート１５２Ｂと連通し、進角ポート１５２Ａが第２ポート１５４Ａと連通するとき、スプール１２０がスリーブ１１０の第２端部に近づくほど第２ポート１５４Ａの開口面積が小さくなる。
　これにより、スプール１２０が第２遅角ポジションＰＢ２に設定された場合には、相対回転位相の遅角側への変位速度を低下させることができ、外部ロータ１２と内部ロータ２との相対回転が中間ロック位相で確実に固定されるように中間ロック機構６を作動させることができる。
　このように、スリーブ１１０に対するスプール１２０のソレノイド部１３０から遠い側の端部（第２端部）に向けた一方向の移動操作により、図９に相当する本実施形態に係る第１遅角ポジションＰＢ１において、所望の弁開閉時期に速く移行するように、外部ロータ１２と内部ロータ２とを遅角方向Ｓ２に迅速に相対回転させた後、図１２に示す第２遅角ポジションＰＢ２において、外部ロータ１２と内部ロータ２との相対回転位相を中間ロック位相に低速で変位させることができる。
３．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
　１５２Ａ：進角ポート
　１５２Ｂ：遅角ポート
　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

Claims (6)

  1. 　ハウジングに挿入された状態で取り付けられ、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、
    　前記スリーブの両端部である第１端部から第２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ポートに連通しないソレノイドバルブ。
  2. 　前記スプールが前記第１端部に位置する時に前記サブポートと前記第３ポートとを連通する第１の溝部と、前記スプールが前記第２端部に位置する時に前記サブポートと前記第３ポートとを連通する第２の溝部とが前記スプールの外周面に形成されている請求項１に記載のソレノイドバルブ。
  3. 　前記第１の溝部と前記第２の溝部とは、互いに隣接する請求項２に記載のソレノイドバルブ。
  4. 　前記第１の溝部と前記第２の溝部とは、前記スプールの両端部のうち、前記ソレノイド部から遠い側の端部に設けられている請求項２又は３に記載のソレノイドバルブ。
  5. 　前記第１ポートが、前記バルブタイミングを進角側に制御する位相制御機構に連通する進角ポートと、前記バルブタイミングを遅角側に制御する位相制御機構に連通する遅角ポートとを備えて構成され、
    　前記スプールが前記第１端部および前記第２端部の何れか一方の近傍にあって、
    　前記メインポートが前記進角ポート及び前記遅角ポートのうちの一方と連通し、前記進角ポート及び前記遅角ポートのうちの他方が前記第２ポートと連通するとき、前記スプールが前記スリーブの前記第１端部および前記第２端部の何れか一方に近づくほど前記第２ポートの開口面積が小さくなるように構成されている請求項１から４のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ。
  6. 　前記スプールに環状溝が形成され、
    　前記進角ポートあるいは前記遅角ポートが前記スリーブの周壁部のうち周方向の一部に開口して、前記スプールの位置に応じて前記環状溝に連通可能であり、
    　前記第２ポートが、前記周壁部のうち前記進角ポート及び前記遅角ポートが開口している部位とはスプールの移動方向で異なる位置に開口すると共に、前記スプールの位置に応じて前記環状溝と連通可能であり、
    　前記スリーブに対して前記スプールが往復移動するとき、前記進角ポートあるいは前記遅角ポートに対する前記環状溝の開口面積の変化量と、前記第２ポートに対する前記環状溝の開口面積の変化量とが相反するように構成してある請求項５に記載のソレノイドバルブ。
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