JP4014025B2 - Spool valve device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプール弁装置に関し、例えば内燃機関の動弁装置において、吸気弁または排気弁の弁作動特性を変更するための油圧式の制御機構に使用される。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の装置として、例えば特開2000−170941号公報に開示されたスプールバルブボディ構造が知られている。このスプールバルブボディ構造では、スプールバルブボディに、スプールバルブが摺動自在に収容されるスリーブと、該スリーブが挿入されるスプールバルブ室と、オイル導入通路と、リリーフ開口と、内燃機関の動弁装置に設けられる可変バルブタイミング切換機構に連通する1つの作動油圧供給開口とが設けられ、スプールバルブボディの、スプールバルブの軸線方向での端面には、電磁バルブが取り付けられる電磁バルブボディが結合される。そして、オイル導入通路と作動油圧供給開口との連通および遮断、作動油圧供給開口とリリーフ開口との遮断および連通は、電磁バルブで制御される油圧に応じて移動するスプールバルブにより制御される。また、オイル導入通路は、スプールバルブ室の軸線方向から見て、スプールバルブ室と重なるように設けられるので、スプールバルブボディが、前記軸線方向と直交する方向で小型化される。
【0003】
また、スプール弁からなる切換弁であって、Pポート(入口ポートに相当)から流入する流体が流出する2つの出口ポートであるAポートおよびBポート(いずれも出口ポートに相当)を備えたものも知られている(社団法人日本バルブ工業会編「バルブ用語事典」、第1版第2刷、オーム社(1991年1月30日)、P.85,86(図テ・11))。この切換弁では、Rポート(戻り口)に連通する孔がスプールの内部に形成され、スプールが一方に移動したとき、Bポートが前記孔を介してRポートに連通する。そして、スプールを収容する弁ボディの、スプールの軸線方向に沿う側面に、電磁石により駆動されるパイロット弁が結合される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者の従来技術では、スプールバルブの位置を制御する電磁バルブは、スプールバルブボディの端面に結合される電磁バルブボディに取り付けられるため、スプールバルブボディおよび電磁バルブボディから構成される弁装置が、前記軸線方向に大型化して、前記軸線方向での寸法に制約がある箇所では、前記弁装置の取付けが困難となる難点があった。
【0005】
また、後者の従来技術では、各ポートが前記軸線方向に並んで弁ボディに設けられるスプール弁の構造上、ポート数の増加に起因する弁ボディの前記軸線方向での大型化が、A,Bポートに対してRポートが共用されることで抑制され、さらにパイロット弁が弁ボディの側面に結合されることでも、前記軸線方向での切換弁の大型化が抑制される。しかしながら、弁ボディには、P,A,B,Rポートが前記軸線方向に並んで設けられるため、切換弁の前記軸線方向での小型化が徹底されなかった。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1ないし請求項4記載の発明は、第1,第2出口ポートを有するスプール弁装置の、スプール孔の軸線方向でのさらなる小型化を図ること、さらに、入口ポートの加工を容易にし、しかもスプールの移動の応答性を向上させること、さらに、スプール弁装置のメンテナンス性を向上させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項1記載の発明は、スプールが摺動自在に嵌合されるスプール孔が形成されると共に該スプール孔にそれぞれ一端が開放する入口ポートと出口ポートとドレンポートとが形成される第1弁ボディと、前記スプールの位置を制御する位置制御手段が取り付けられる第2弁ボディとが、前記スプール孔の軸線方向と平行な結合面で結合されて構成される弁ボディを備え、前記スプールの位置に応じて、前記入口ポートと前記出口ポートとの間、および前記ドレンポートと前記出口ポートとの間の流体の遮断および流通が行われるスプール弁装置において、前記出口ポートは第1出口ポートと第2出口ポートとを含み、前記入口ポートの他端は前記結合面に開口し、前記第1出口ポート、前記第2出口ポートおよび前記ドレンポートの他端は前記結合面以外の前記第1弁ボディの外面に開口し、前記スプールの内部には連通ポートが形成され、前記スプールが第1位置を占めるとき、前記第1出口ポートは前記ドレンポートから遮断されると共に前記入口ポートに連通され、前記第2出口ポートは前記入口ポートから遮断されると共に前記連通ポートを介して前記ドレンポートに連通され、前記スプールが第2位置を占めるとき、前記第1出口ポートは前記入口ポートから遮断されると共に前記ドレンポートに連通され、前記第2出口ポートは前記入口ポートに連通されると共に前記連通ポートから遮断され、前記位置制御手段は、前記スプールに作用するパイロット流体の圧力を制御するパイロット圧制御弁であり、前記入口ポートは前記結合面に開口する溝から形成され、前記入口ポートには、前記第2弁ボディに形成されて前記パイロット圧制御弁に連通する連通路が連通され、前記パイロット圧制御弁は、前記軸線方向と直交する平面上にほぼ作動軸線を有し、かつ前記軸線方向と直交する方向から見て、前記スプール孔と重なる位置に取り付けられ、前記スプール弁装置が機器に取り付けられた状態で、前記パイロット圧制御弁は前記機器の上方から脱着自在に取り付けられるスプール弁装置である。
【0008】
この請求項1記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、第1,第2出口ポートを有するスプール弁装置において、スプールの第1位置では、第2出口ポートはスプールの内部に形成される連通ポートを介してドレンポートに連通され、スプールの第2位置では、第1出口ポートは、該ドレンポートに連通されるので、該ドレンポートを第1,第2出口ポートで共用できること、そして位置制御手段は、スプール孔の軸線方向と平行な結合面で第1弁ボディに結合される第2弁ボディに取り付けられることから、スプール弁装置が軸線方向で小型化されるうえ、入口ポートの他端は第1弁ボディの第2弁ボディとの結合面に開口するため、第1弁ボディの外面において、入口ポートを第1,第2出口ポートおよびドレンポートと軸線方向に並んで開口させる必要がないので、その分、弁ボディ、ひいてはスプール弁装置が軸線方向でさらに小型化される。
また、入口ポートは結合面に開口する溝から形成されるため、その加工が容易になると共に、スプール孔および連通路に連通させるための形成位置の自由度が大きいので、特に、第2弁ボディに形成される連通路の通路形状を簡素化することができて、連通路の加工が容易になるうえ、連通路での圧力損失を減少させて、スプールの移動の応答性を向上させることができる。
パイロット圧制御弁は、その作動軸線が軸線方向と直交する平面上にあり、かつ軸線方向と直交する方向から見てスプール孔と重なる位置に取り付けられるため、その重なる分、スプール弁装置が軸線方向で小型化される。しかも、スプール弁装置が機器に取り付けられた状態で、パイロット圧制御弁が該機器の上方から脱着自在に第2弁ボディに取り付けられるので、機器に取り付けられた状態でのパイロット圧制御弁の脱着が容易になり、スプール弁装置のメンテナンス性が向上する。
【0009】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のスプール弁装置において、前記機器は、カム軸を備える内燃機関であり、前記弁ボディは、前記内燃機関への取付面と、前記取付面から突出する円筒部とを有し、前記スプール弁装置が前記内燃機関に取り付けられた状態で前記円筒部が前記カム軸に当接して前記カム軸の回転軸線の方向での前記カム軸の位置を規定するものである。
【0010】
この請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、円筒部はカム軸に当接して、回転軸線の方向でのカム軸の位置を規定するので、弁ボディはカム軸の位置決め部材を兼ねることができる。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1記載のスプール弁装置において、前記第1弁ボディと前記第2弁ボディとは、1本のノックピンにより位置決めされた状態で1本のボルトにより一体に結合されて仮組みされるものである。
【0012】
この請求項3記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、第1弁ボディと第2弁ボディとは、1本のノックピンにより位置決めされたうえで1本のボルトにより結合されて仮組みされるため、その結合が容易である。また、スプール弁装置は、仮組みされた後に機器に取り付けられるので、機器への組付けが容易になる。
【0013】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載のスプール弁装置において、前記第1弁ボディには、前記スプール弁装置の外部からの前記流体が流入する導入ポートが形成され、前記第2弁ボディには、前記導入ポートと前記入口ポートとを連通させて前記導入ポートの前記流体を前記入口ポートに導く連通路が形成され、前記導入ポートと前記連通路との間にフィルタが設けられるものである。
【0014】
この請求項4記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、導入ポートに流入した流体は、流体に混入している金属粉等の異物がフィルタにより除かれた後、連通路を通って入口ポートに達する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図1ないし図13を参照して説明する。
図1は、本発明に係るスプール弁装置が、油圧制御弁装置として使用される機器としての多気筒内燃機関の動弁装置に設けられる油圧式の弁作動特性変更機構の説明図であり、シリンダヘッドを上方からシリンダの中心軸線方向で見たものを示し、その一部が断面で示されている。なお、図1は、単なる説明図であるので、油圧制御弁装置と動弁装置との間での寸法関係は、実際のものとは一致していない。
【0016】
車両に搭載される前記内燃機関は頭上カム軸式の動弁装置Vを備え、該動弁装置Vは、シリンダブロックの上端に結合されるシリンダヘッド1と、該シリンダヘッド1の上端に結合されるヘッドカバーとにより形成される動弁室2内に配置される。
【0017】
前記シリンダブロックに形成される各シリンダに摺動自在に嵌合されるピストンとシリンダヘッド1との間には燃焼室が形成され、シリンダヘッド1には、前記各燃焼室に連通する吸気ポートおよび排気ポートが形成され、さらに前記ピストンにより駆動されるクランク軸の1/2の回転数で回転駆動されるカム軸3が、カム軸3の回転軸線L1の方向に間隔をおいてシリンダヘッド1に一体成形される複数のカムホルダの挿通孔に挿通されて、そのジャーナル部にて回転自在に支持される。前記燃焼室毎に、シリンダヘッド1に摺動自在に支持される1対の吸気弁および1対の排気弁は、カム軸3、該カム軸3に設けられるカム4〜6、ロッカ軸7、該ロッカ軸7に揺動自在に支持されるロッカアーム、および弁作動特性変更機構Tを備える動弁装置Vにより作動され、それぞれ、所定のタイミングで前記吸気ポートの燃焼室側の1対の開口および前記排気ポートの燃焼室側の1対の開口を開閉する。
【0018】
前記内燃機関の一部の気筒は、低負荷運転時等の燃費重視の運転時に休止され、そのために、動弁装置Vには、部分気筒休止運転時に前記吸気弁および前記排気弁を閉弁状態に保つための弁作動特性変更機構Tが設けられる。
【0019】
以下、図1を参照して、主として、前記吸気弁側に設けられる弁作動特性変更機構Tについて説明する。
カム軸3には、前記燃焼室毎に、吸気カム4と、吸気カム4を挟んで両側に位置する1対の休止カム5と、さらに吸気カム4および両休止カム5を挟んで両側に位置する1対の排気カム6とが設けられる。吸気カム4および排気カム6は、ベース円部と所定のリフト量および作動角を有するノーズ部とからなるカムプロフィルを有し、休止カム5は、吸気カム4および排気カム6のベース円部と同一半径のベース円部のみからなるカムプロフィルを有し、部分気筒休止運転時に、前記吸気弁および前記排気弁を閉弁状態に維持する。
【0020】
シリンダヘッド1にボルトにより締結される複数のロッカ軸ホルダの挿通孔に挿通されるロッカ軸7には、前記各燃焼室に対応して、1対の駆動ロッカアーム8,9と、両者の間に配置される自由ロッカアーム10とが揺動自在に支持される。
【0021】
各駆動ロッカアーム8,9の一端部には、休止カム5に滑り接触するスリッパ8a,9aが形成され、その他端部には、前記吸気弁に当接するタペットねじ8b,9bが設けられる。一方、自由ロッカアーム10の一端部には、吸気カム4に転がり接触するローラ10aが回転自在に支持され、該自由ロッカアーム10は、シリンダヘッド1に支持されるロストモーション機構のばねにより吸気カム4に向けて付勢される。
【0022】
そして、駆動ロッカアーム8,9と自由ロッカアーム10との間に跨って、駆動ロッカアーム8,9と自由ロッカアーム10との連結および連結解除を切換可能とする弁作動特性変更機構Tが設けられる。弁作動特性変更機構Tは、駆動ロッカアーム8と自由ロッカアーム10とを連結可能な連結ピストン11と、駆動ロッカアーム9と自由ロッカアーム10とを連結可能な連結ピン12と、連結ピン12の移動を規制すると共に駆動ロッカアーム8,9と自由ロッカアーム10とを連結解除状態にする解除ピストン13と、連結ピストン11に連結ピン12を当接させかつ連結ピン12に解除ピストン13を当接させる戻しばね14と、駆動ロッカアーム8に形成されて連結ピストン11を移動させる作動油が給排され、かつ戻しばね14が収容される第1油圧室15と、駆動ロッカアーム9に形成されて解除ピストン13を移動させる作動油が給排され第2油圧室16とを備える。
【0023】
円筒状の各ロッカ軸7の中空部には、該中空部に挿入されたパイプ17により、パイプ17とロッカ軸7との間に形成される第1作動油路18およびパイプ17の中空部により形成される第2作動油路19が区画形成される。そして、第1油圧室15は、駆動ロッカアーム8に形成された連通路20を介して第1作動油路18に常時連通し、第2油圧室16は、駆動ロッカアーム9およびパイプ17に形成された連通路21を介して第2作動油路19に常時連通する。
【0024】
第1,第2作動油路18,19は、シリンダヘッド1に形成される2つの第1,第2油路22,23をそれぞれ介して、シリンダヘッド1に取り付けられる後述するスプール弁装置からなる油圧制御弁装置Cにより、シリンダヘッド1に形成される高圧油路(図示されず)およびドレン油路24に選択的に連通される。この高圧油路は、油圧源であるオイルポンプの吐出ポートに連通して、油圧制御弁装置Cの後述する入口ポート44に作動油を供給し、ドレン油路24は動弁室2内に開放している。
【0025】
一方、ロッカ軸25に揺動自在に支持される1対の駆動ロッカアーム26と1対の自由ロッカアーム27との間に跨って設けられる前記排気弁側の弁作動特性変更機構は、駆動ロッカアーム26と自由ロッカアーム27とを連結可能な連結ピストンと、該連結ピストンの移動を規制すると共に駆動ロッカアーム26と自由ロッカアーム27とを連結解除状態にする解除ピストンとを備え、それらピストンが、吸気側の弁作動特性変更機構Tと同様に、第1,第2作動油路18,19の作動油の油圧により作動される。
【0026】
そして、全気筒運転時には、車両の運転状態に応じて制御される油圧制御弁装置Cにより、第1作動油路18は第1油路22を介して前記高圧油路に連通されて、その作動油が高油圧となる一方、第2作動油路19は第2油路23を介してドレン油路24に連通されて、その作動油が低油圧となる。その結果、第1,第2油圧室15,16の油圧の差圧により連結ピストン11が、連結ピン12および解除ピストン13を押圧し、連結ピストン11と連結ピン12との当接面を自由ロッカアーム10内に位置させ、かつ連結ピン12と解除ピストン13との当接面を駆動ロッカアーム9内に位置させて、駆動ロッカアーム8,9と自由ロッカアーム10とが連結状態になる。これによって、駆動ロッカアーム8,9の揺動が吸気カム4のカムプロフィルにより規定されて、前記吸気弁が所定の開閉時期およびリフト量で開閉され、同様にして、前記排気弁が所定の開閉時期およびリフト量で開閉される。
【0027】
また、部分気筒休止運転時には、油圧制御弁装置Cにより、第1作動油路18は第1油路22を介してドレン油路24に連通されて、その作動油が低油圧となる一方、第2作動油路19は第2油路23を介して前記高圧油路に連通されて、その作動油が高油圧となる。その結果、第1油圧室15は低油圧となり、第2油圧室16は高油圧となって、図1に示される状態から、第1,第2油圧室15,16の油圧の差圧により解除ピストン13が、連結ピストン11および連結ピン12を押圧し、連結ピストン11と連結ピン12との当接面を、駆動ロッカアーム8と自由ロッカアーム10との間に位置させ、連結ピン12と解除ピストン13との当接面を、駆動ロッカアーム9と自由ロッカアーム10との間に位置させて、駆動ロッカアーム8と自由ロッカアーム10と、および駆動ロッカアーム9と自由ロッカアーム10が連結解除状態になる。これによって、駆動ロッカアーム8,9の揺動が、休止カム5のカムプロフィルによりそれぞれ規定されて、前記吸気弁が閉弁状態になり、同様にして前記排気弁も閉弁状態になって、当該気筒は休止状態になる。
【0028】
以下、図2〜図5を参照して、油圧制御弁装置Cの構造を詳細に説明する。油圧制御弁装置Cは、シリンダヘッド1への取付面31bを有する第1弁ボディ31と該第1弁ボディ31の平面状の結合面31aに合わせられる平面状の結合面32aを有する第2弁ボディ32とからなる弁ボディ30と、第1弁ボディ31に形成されるスプール孔33(図5参照)に摺動自在に嵌合されるスプール34と、第2弁ボディ32に取り付けられる位置制御手段としてのパイロット圧制御弁35とを備え、弁ボディ30およびスプール34によりスプール弁が構成される。ここで、第1弁ボディ31の外面である取付面31b、および両結合面31a,32aは、相互に平行になっている。パイロット圧制御弁35は、第2弁ボディ32に形成される取付部36の挿入孔36aに挿入され、第2弁ボディ32にボルトB1で締結されるブラケット37を介して第2弁ボディ32に固定される。
【0029】
弁ボディ30がシリンダヘッド1に取り付けられる前に、第1弁ボディ31と第2弁ボディ32とは、1本の筒状のノックピン38(図6参照)により位置決めされた後、1本のボルトB2により一体に結合されて仮組みされる。そして、弁ボディ30は、取付面31bから突出する円筒部31cが、回転軸線L1(図1参照)の方向でのシリンダヘッド1の端部に位置する前記カムホルダの挿通孔に嵌合された後、図2に図示されるように、ノックピン38の中空部と第1,第2弁ボディ31,32とに渡って同軸に形成される挿通孔H1、第1,第2弁ボディ31,32に渡って同軸に形成される2つの挿通孔H2および第1弁ボディ31に形成される1つの挿通孔H3にそれぞれ挿通されるボルトB3(図1参照)により、シリンダヘッド1に締結される。
【0030】
図1,図2,図4,図6を参照すると、弁ボディ30がシリンダヘッド1に締結された状態で、弁ボディ30の上部に位置するパイロット圧制御弁35は、挿入孔36aが斜め上方を含む上方に向かって開放していること、およびボルトB1が前記上方に向かって緩められることから、前記内燃機関の上方から脱着自在である。また、弁ボディ30がシリンダヘッド1に締結された状態で、円筒部31cの端面はカム軸3の端面に当接して、回転軸線L1の方向でのカム軸3の位置を規定する。そのため、弁ボディ30は、カム軸3の位置決め部材を兼ねている。
【0031】
図5,図8に示されるように、第1弁ボディ31に形成されるスプール孔33は、一方の側面(図2,図5,図8で右側面)から第1方向(図2の左右方向に相当。以下、特に断らない限り、左右方向とは、図2での左右方向を意味するものとする。)と平行な中心軸線L2を有する円孔(図6にスプール孔33の円形の断面が示されている。)からなる有底の孔である。そして、いずれもその一端部がスプール孔33に開放すると共に、他端部が取付面31bに開口する開口部40a,41a,42aを有するドレンポート40、第1出口ポート41および第2出口ポート42が、左方から中心軸線L2の方向(以下、単に「軸線方向A」という。)に順次、間隔をおいて形成され、さらに取付面31bには、それら開口部40a,41a,42aの周囲に1つのOリングR1が装着される溝D1が形成される。これらポート40,41,42は、第1弁ボディ31において、中心軸線L2を含むと共に取付面31bと平行な平面上で、第1方向(すなわち、軸線方向A)と直交する方向である第2方向(図2上下方向に相当。以下、特に断らない限り、上下方向とは、図2での上下方向を意味するものとする。)において、円筒部31cの側部、すなわち上部に位置する。さらに、図3,図6,図7に示されるように、第1弁ボディ31には、ドレンポート40の左下方位置で、取付面31bに直交する第3方向に平行に延びて、取付面31bおよび結合面31aに開口するように第1弁ボディ31を貫通する導入ポート43が形成され、さらに取付面31bには、導入ポート43の開口部43aの周囲にOリングR2が装着される溝D2が形成される。
【0032】
そして、弁ボディ30がシリンダヘッド1に締結された状態で、導入ポート43は前記高圧油路に、第1出口ポート41は第1油路22に、第2出口ポート42は第2油路23に、ドレンポート40はドレン油路24に、それぞれ取付面31bにて連通する。それゆえ、導入ポート 43 には油圧制御弁装置Cの外部からの作動油が流入する。
【0033】
図3を併せて参照すると、ドレンポート40内には、スプール孔33の周壁45の一部であって後述する油圧室の側壁の一部を形成する半円筒形状の突出壁45aが、ドレンポート40の、スプール孔33の底面33a側(左側)の壁面40bからスプール孔33の開口部33b側(右側)の壁面40cに向かって延びる。また、さらに図9も併せて参照すると、第2出口ポート42は、第2出口ポート42の、スプール孔33の開口部33b側(右側)の壁面42cにスプール孔33に開放して形成される切欠きからなる連通部46を有する。
【0034】
図5,図7,図8を参照すると、第1弁ボディ31には、結合面31aに開口する長細く延びた形状、この実施例ではほぼ直角に屈曲したL字形状の開口部44aを有する1条の溝からなる入口ポート44が形成され、該入口ポート44において作動油の流れの下流側に位置する一端部44bは、第1出口ポート41と第2出口ポート42との軸線方向Aでの間において、スプール孔33に開放し、入口ポート44において作動油の流れの上流側に位置する他端部44cは、隔壁47を隔てて導入ポート43に隣接する。それゆえ、第1弁ボディ31において、導入ポート43と入口ポート44とは相互に連通しないように分離して設けられる。そして、入口ポート44は、スプール孔33においては、軸線方向Aで第1出口ポート41および第2出口ポート42の間であって、しかも取付面31bに直交する方向から見て第1出口ポート41および第2出口ポート42の間にあるOリングR1と重なる位置で開放している(図5参照)。また、第1出口ポート41および第2出口ポート42の間にあるOリングR1は、中心軸線L2を含みかつ取付面31bに直交する断面での形状が「コ」字状または「U」字状とされて剛性が高められた壁部31dに設けられる。そして、該壁部31dは、入口ポート44の軸線方向Aでの幅に対応して軸線方向Aでの幅がやや大きくなっている。なお、入口ポート44には、円筒部31cの内側空間に開放する油孔48が形成され、該油孔48を通じて供給される作動油により、シリンダヘッド1に軸支されるカム軸3の前記ジャーナル部の潤滑および円筒部31cとカム軸3との当接面の潤滑が行われる。
【0035】
一方、図10,図11を参照すると、第2弁ボディ32には、導入ポート43の、結合面31aでの開口部43bの形状に整合する開口部51aを有し凹部からなる第1連通路51が形成され、さらに、結合面32aに開口して入口ポート44の開口部44aの形状に整合する長細く延びた形状、この実施例ではほぼ直角に屈曲したL字形状の開口部52aを有する一条の溝からなる第2連通路52が形成され、第1連通路51と第2連通路52とは、第2連通路52において作動油の流れの上流側に位置する端部に隣接して、隔壁47に対向すると共に両連通路51,52の間の隔壁55に形成された孔からなる第3連通路53により連通される。また、第1,第2連通路51,52の、結合面32aでの開口部51a,52aの周囲には、1つのOリングR3(図5参照)が装着される溝D3が形成される。さらに、図6,図11に示されるように、第2弁ボディ32には、第1連通路51に開放してパイロット圧制御弁35に連通する第4連通路54が形成される。
【0036】
そして、図6に示されるように、導入ポート43と第1連通路51との間にはフィルタ56が設けられる。フィルタ56は、円錐台形状の本体部56aが導入ポート43内に収納された状態で、OリングR3の一部を利用して形成された取付部56bが、第1弁ボディ31と第2弁ボディ32との結合面31a,32aにより挟持されて、弁ボディ30内に組み込まれる。それゆえ、導入ポート43に流入した作動油は、作動油に混入している金属粉等の異物がフィルタ56により除かれた後、第1連通路51に流入し、さらに第3連通路53を経て第2連通路52に流入した後、入口ポート44に達する。
【0037】
図5を参照すると、スプール34は、その先端部に形成されるピストン部34a、複数のランドおよび環状溝からなる複数のグルーブを有する。ピストン部34aは、スプール孔33の径よりも小さい径の円柱形状を呈し、かつスプール孔33の底面33aに当接可能な先端面を有する小径部34a1と、小径部34a1よりも大径の円柱形状を呈し、突出壁45aを含むスプール孔33の周壁45の周壁面49に全周で接触する大径部34a2とから構成される。このピストン部34aは、スプール孔33の底面33aおよび突出壁45aの内周面を含むスプール孔33の周壁面49との間に圧力室である油圧室50を形成し、該油圧室50に供給されるパイロット作動油の油圧は、パイロット圧制御弁35により、機関運転状態に応じて制御される。
【0038】
そして、図5に示されるように、スプール34は、ピストン部34aの前記先端面が底面33aと当接する第1位置(図5に示される位置)を占めるとき、ドレンポート40と第1出口ポート41との間にある第1周壁面49aに全周で接触する第1ランド34bと、第1出口ポート41内に位置する第2ランド34cと、軸線方向Aでの一端部が入口ポート44と第2出口ポート42との間にある第3周壁面49cに全周で接触し、軸線方向Aでの他端部がスプール孔33の開口部33b側の第4周壁面49dに、周方向で連通部46を除いて接触する第3ランド34dとを有する。また、大径部34a2と第1ランド34bとの間、第1ランド34bと第2ランド34cとの間および第2ランド34cと第3ランド34dとの間には、第1グルーブ34e、第2グルーブ34fおよび第3グルーブ34gがそれぞれ形成される。
【0039】
この第1位置において、第1ランド34bは軸線方向Aで第2所定幅W2で第1周壁面49aと接触し、第2ランド34cは、第1出口ポート41と入口ポート44との間にある第2周壁面49bとの間に、軸線方向Aで第2所定幅W2よりも小さい第1所定幅W1の間隙を形成し、第3ランド34dの一端部は、軸線方向Aで第2所定幅W2で第3周壁面49cと接触する。また、第3ランド34dの他端部と第4周壁面49dとの間には、連通部46により、第2出口ポート42内に軸線方向Aで第1所定幅W1の間隙が形成される。
【0040】
スプール34の内部には、中心軸線L2と同軸の円孔と径方向の孔とからなる有底の連通ポート57が形成される。連通ポート57は、スプール34の基端部で開口する開口部側にあって第3ランド34dの内部に位置する大径部57aと、大径部57aから底面33aに向かって延びて、大径部57aよりも小径の小径部57bと、径方向の孔からなる複数の、例えば4つの連通孔57cとからなる。大径部57aは、スプール孔33の開口部33bを塞ぐと共にスプール34の最大移動量を設定する調整自在のキャップ58と連通ポート57の段部との間に装着される戻しばね59を収容する収容室を形成し、戻しばね59は、ピストン部34aの先端面が底面33aと当接するようにスプール34を付勢する。
【0041】
それゆえ、スプール34が第1位置を占めるときは、第1出口ポート41が入口ポート44に第3グルーブ34gを介して連通して、作動油の流通を許容し、第2出口ポート42がドレンポート40に連通部46および連通ポート57を介して連通して、作動油の流通を許容する一方、第2出口ポート42が入口ポート44から遮断されて、作動油の流通が遮断され、第1出口ポート41がドレンポート40から遮断されて、作動油の流通が遮断される。
【0042】
また、油圧室50のパイロット作動油の油圧が高圧となって、スプール34が、戻しばね59のばね力に抗して右方に移動し、キャップ58に当接する第2位置を占めるときは、図12に示されるように、第2出口ポート42が入口ポート44に第3グルーブ34gを介して連通して、作動油の流通を許容し、第1出口ポート41がドレンポート40に第1グルーブ34eを介して連通して、作動油の流通を許容する一方、第1出口ポート41が入口ポート44から遮断されて、作動油の流通が遮断され、第2出口ポート42がドレンポート40から遮断されて、作動油の流通が遮断される。
【0043】
この第2位置において、第1ランド34bは、第1周壁面49aとの間に軸線方向Aで第1所定幅W1の間隙を形成し、第2ランド34cは軸線方向Aで第2所定幅W2で第2周壁面49bと接触し、第3ランド34dの一端部は、第3周壁面49cとの間に第1所定幅W1の間隙を形成し、第3ランド34dの他端部は、連通部46の部分において軸線方向Aで第2所定幅W2で第4周壁面49dと接触する。
【0044】
ここで、図5,図12,図13を参照して、スプール34の位置と各ポート40〜42,44の開閉との関係を説明する。スプール34が第1位置から第2位置に移動するとき、先ず、スプール34が第1所定幅W1の移動量で移動した第1中間位置では、第1出口ポート41が入口ポート44から遮断され、そして第2出口ポート42がドレンポート40から遮断され、第2出口ポート42と入口ポート44とが、そして第1出口ポート41とドレンポート40とが、いずれも遮断状態に維持される。そして、スプール34がさらに第2位置に向かって変位して、第2所定幅W2の移動量で移動した第2中間位置を越えると、第1出口ポート41と入口ポート44とが、そして第2出口ポート42とドレンポート40とがいずれも遮断状態を維持する一方、第2出口ポート42が入口ポート44に第3グルーブ34gを介して連通し、第1出口ポート41がドレンポート40に第1グルーブ34eを介して連通する。このように、第1中間位置および第2中間位置の間では、第1,第2出口ポート41,42が入口ポート44から遮断され、かつドレンポート40からも遮断される。また、スプール34が第2位置から第1位置に移動するときも、図13から明らかなように、第2中間位置および第1中間位置の間では、第1,第2出口ポート41,42が入口ポート44から遮断され、かつドレンポート40からも遮断される。
【0045】
一方、油圧室50の油圧を制御してスプール34の軸線方向Aでの位置を制御するために、パイロット作動油の油圧を制御するパイロット圧制御弁35は、図6に示されるように、ソレノイドにより駆動される弁体60で開閉される流入孔61および排出孔62と、流量制御部63を開閉する弁体60の位置に対応して流入孔61および排出孔62に択一的に連通される制御孔64とを有する三方電磁弁から構成される。
【0046】
流入孔61は第4連通路54を介して第1連通路51に連通され、制御孔64は、第2弁ボディ32に形成されて結合面32aに開口する第2パイロット通路65に連通され、第2パイロット通路65は、第1弁ボディ31に形成されて、一端が結合面31aに開口し、他端が油圧室50に開放する第1パイロット通路66と結合面31a,32aにて連通する。排出孔62は、第2弁ボディ32に形成されて結合面32aに開口する第2排出通路67に連通され、第2排出通路67は、第1弁ボディ31に形成されて、一端が結合面31aに開口し他端がスプール孔33に開放する第1排出通路68と結合面31a,32aにて連通する。なお、結合面32aでの第2パイロット通路65および第2排出通路67の開口部の周囲には、OリングR4(図5参照)が装着される溝D4(図10参照)が形成される。
【0047】
第1パイロット通路66および第1排出通路68は、図8にも示されるように、取付面31bと直交する方向である前記第3方向と平行に直線状に延びて形成され、第1パイロット通路66は軸線方向Aで底面33aよりも大径部34a2寄りに位置し、第1排出通路68は、取付面31bから見てドレンポート40内に位置して(図3参照)、第1グルーブ34eを介してドレンポート40と常時連通する。さらに、第2パイロット通路65および第2排出通路67は、それぞれ、第1パイロット通路66および第1排出通路68と同一の直線上で延びている。
【0048】
そして、パイロット圧制御弁35は、内燃機関の運転状態である機関回転数等に応じてその作動が制御され、消磁状態で戻しばね69のばね力により弁体60が流入孔61を閉じる常閉弁であり、励磁状態で、弁体60が流入孔61を開くと共に流量制御部63を閉じて、排出孔62が制御孔64から遮断される。それゆえ、パイロット圧制御弁35が消磁状態にあるときは、油圧室50のパイロット作動油は、第1,第2パイロット通路66,65、制御孔64、流量制御部63、排出孔62、第2,第1排出通路67,68およびドレンポート40を経てドレン油路24から排出されるため、油圧室50の油圧が低圧となり、スプール34は第1位置を占める。また、パイロット圧制御弁35が励磁状態にあるときは、第1連通路51の作動油の一部がパイロット作動油として、第4連通路54、流入孔61、制御孔64および第2,第1パイロット通路65,66を経て油圧室50に供給されるため、油圧室50が高油圧となり、スプール34は第2位置を占める。
【0049】
また、パイロット圧制御弁35は、その弁体60の移動方向である作動軸線L3が、図6に示されるように、上下方向を指向するように第2弁ボディ32の挿入孔36aの中に挿入されて取り付けられる。それゆえ、パイロット圧制御弁35は、その作動軸線L3が軸線方向Aと直交する平面上にほぼ位置し、しかも軸線方向Aと直交する方向から見て、スプール孔33と重なる位置に取り付けられて、図3に示されるように、その全体が第1弁ボディ31から軸線方向Aで突出しないようにされる。
【0050】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
図1,図5を参照すると、油圧制御弁装置Cのスプール34が第1位置を占めるとき、導入ポート43から入口ポート44に流入した高圧の作動油は、第1出口ポート41から第1油路22および第1作動油路18を経て第1油圧室15に供給されて、第1油圧室15が高油圧となり、一方、第2出口ポート42は、連通ポート57を介してドレンポート40に連通するため、第2油圧室16の作動油は、第2作動油路19、第2油路23、第2出口ポート42、連通ポート57を経てドレンポート40からドレン油路24を通って動弁室2内に排出され、第2油圧室16が低油圧となる。その結果、前述のように前記内燃機関は全気筒で運転される。
【0051】
そして、図1,図12を参照すると、油圧制御弁装置Cのスプール34が第2位置を占めるとき、第1出口ポート41はドレンポート40に連通するため、第1油圧室15の作動油は、第1作動油路18、第1油路22、第1出口ポート41を経てドレンポート40からドレン油路24を通って動弁室2内に排出され、第1油圧室15が低油圧となり、一方、導入ポート43から入口ポート44に流入した高圧の作動油は、第2出口ポート42から第2油路23および第2作動油路19を経て第2油圧室16に供給されて、第2油圧室16が高油圧となる。その結果、前述のように内燃機関の一部の気筒が休止されて、前記内燃機関は部分気筒休止運転される。
【0052】
このように、第1,第2出口ポート41,42を有する油圧制御弁装置Cにおいて、パイロット圧制御弁35によりその位置が制御されるスプール34の第1位置では、第2出口ポート42はスプール34の内部の連通ポート57を介してドレンポート40に連通され、スプール34の第2位置では、第1出口ポート41は、ドレンポート40に連通されるので、ドレンポート40を第1,第2出口ポート41,42で共用できること、そしてパイロット圧制御弁35は、スプール孔33の軸線方向Aと平行な結合面32aで第1弁ボディ31に結合される第2弁ボディ32に取り付けられることから、油圧制御弁装置Cが軸線方向Aで小型化されるうえ、入口ポート44の開口部44aは第1弁ボディ31の第2弁ボディ32との結合面31aに開口するため、第1弁ボディ31の取付面31bにおいて、入口ポート44を第1,第2出口ポート41,42およびドレンポート40と軸線方向Aに並んで開口させる必要がない。その結果、入口ポート44は、スプール孔33においては、軸線方向Aで第1出口ポート41および第2出口ポート42の間であって、しかも取付面31bから見て第1出口ポート41および第2出口ポート42の間にあるOリングR1と重なる位置で開放するように第1弁ボディ31に形成されるので、取付面31bでの開口部41a,42a,40aはもちろん、第1,第2出口ポート41,42およびドレンポート40のうち、相互に隣接するポート41,42;40,41同士も、軸線方向Aで近接して配置させることができるので、第1弁ボディ31、ひいては油圧制御弁装置Cが軸線方向Aで小型化される。また、第1出口ポート41および第2出口ポート42の間にあるOリングR1は、剛性が高い壁部31dに設けられるので、その剛性に対応してシール圧を高めることで十分なシール性が確保されると共に、該壁部31dは、軸線方向Aでの幅がやや大きいので、Oリングに対して十分な面積を確保してシール面を設けることができて、油圧制御弁装置Cのシリンダヘッド1への組付け時にOリングが変形しても十分なシール性を確保できる。
【0053】
結合面31aに開口する入口ポート44および導入ポート43は、油圧制御弁装置Cがノックピン38により位置決めされた後にボルトB2により結合されて仮組みされる第1,第2弁ボディ31,32の結合時に、OリングR3によりシールされるので、入口ポート44が取付面31b以外の面に開口しているにも拘わらず、油圧制御弁装置Cのシリンダヘッド1への取付けの際には、第1,第2出口ポート41,42、ドレンポート40および導入ポート43が開口する取付面31bでのシールが確実になされるように、油圧制御弁装置Cが取り付けられればよいので、油圧制御弁装置Cのシリンダヘッド1への取付けが容易になる。また、油圧制御弁装置Cは、仮組みされた後にシリンダヘッド1に取り付けられるので、油圧制御弁装置Cのシリンダヘッド1への組付けが容易になる。
【0054】
入口ポート44は、結合面31aに開口する長細く延びた形状の開口部44aを有する1条の溝から形成されるため、その加工が容易になると共に、スプール孔33、および第2弁ボディ32に形成されてパイロット圧制御弁35に連通する第1〜第3連通路51〜53に連通させるための形成位置の自由度が大きいので、特に、第2弁ボディ32に形成される第1〜第3連通路51〜53の通路形状を簡素化することができて、第1〜第3連通路51〜53の加工が容易になるうえ、第1〜第3連通路51〜53での圧力損失を減少させて、スプール34の移動の応答性を向上させることができる。さらに、入口ポート44が溝から形成されるため、導入ポート43の形成位置の自由度も大きくなる。
【0055】
また、導入ポート43から入口ポート44に至る作動油の通路において、作動油の上流側の位置にパイロット圧制御弁35に連通する第1連通路51が形成され、それよりも下流側の位置で入口ポート44がスプール孔33に開放するので、スプール34の移動により、入口ポート44が第1出口ポート41から第2出口ポート42に切り換わる際にも、その切換えに起因する第1連通路51での圧力変動の影響が小さくなって、第1連通路51の作動油がパイロット作動油として供給される油圧室50の油圧が安定し、スプール34は第2位置を安定して維持できて、スプール34により、入口ポート44を第1出口ポート41から第2出口ポート42へ切り換えるための動作が安定する。
【0056】
パイロット圧制御弁35は、その作動軸線L3が軸線方向Aと直交する平面上にあり、かつ軸線方向Aと直交する方向から見てスプール孔33と重なる位置に取り付けられるため、その重なる分、油圧制御弁装置Cが軸線方向Aで小型化され、しかもパイロット圧制御弁 35の全体が第1弁ボディ31から軸線方向Aで突出しないようにされるので、油圧制御弁装置Cが軸線方向Aで一層小型化される。
【0057】
また、油圧制御弁装置Cが前記内燃機関のシリンダヘッド1に取り付けられた状態で、弁ボディ30の上部に位置するパイロット圧制御弁35は、挿入孔36aが斜め上方を含む上方に向かって開放していること、およびボルトB1が上方に向かって緩められることから、パイロット圧制御弁35が上方から脱着自在に第2弁ボディ32に取り付けられるので、前記内燃機関に取り付けられた状態でのパイロット圧制御弁35の脱着が容易になり、油圧制御弁装置Cのメンテナンス性が向上する。
【0058】
第1弁ボディ31に形成される導入ポート43と入口ポート44とが隔壁47により分離されて、導入ポート43が、第2弁ボディ32に形成される第1〜第3連通路51〜53を介して入口ポート44と連通することで、フィルタ56を第1,第2弁ボディ31,32の結合面31a,32aを利用して容易に固定することができる。そして、該フィルタ56は、第1弁ボディ31の導入ポート43内にその本体が収納され、その取付部56bが第1弁ボディ31と第2弁ボディ32との結合面31a,32aにより挟持された状態で、弁ボディ30内に組み込まれるので、弁ボディ30がシリンダヘッド1に取り付けられる際に、フィルタ56が、脱落したり、または他の部材に当たって変形することがなく、フィルタ56を備えた油圧制御弁装置Cの組付け性が向上する。
【0059】
第1弁ボディ31と第2弁ボディ32とは、1本のノックピン38により位置決めされたうえで1本のボルトB2により結合されるため、その結合が容易であり、しかもノックピン38の中空部を、弁ボディ30をシリンダヘッド1に固定するためのボルトB3の挿通孔H1として利用することで、第1,第2弁ボディ31,32のさらなる締結と、弁ボディ30のシリンダヘッド1への取付けが同時にしかも同一のボルトB3により行われ、組付け性が向上するとともに、部品点数が削減される。
【0060】
スプール34の第1中間位置および第2中間位置の間では、入口ポート44が、第1出口ポート41および第2出口ポート42から遮断されて、入口ポート44と両出口ポート41,42との間での作動油の流通が行われないので、各ポート40〜42,44およびスプール34の形成に当たって、それらの高い寸法精度を実現するための高コストの加工が不要となり、比較的低コストで、かつ第1出口ポート41と第2出口ポート42との切換えが確実に行われ、しかも切換え直後は、第1,第2出口ポート41,42のうち、入口ポート44に連通する一方のポートは直ちに高油圧となり、ドレンポート40に連通する他方のポートは直ちに低油圧となるので、作動油による駆動対象の作動の迅速性である弁作動特性変更機構Tの弁作動特性変更の迅速性が向上する。
【0061】
油圧室50に対して、パイロット作動油を給排する通路である第1,第2パイロット通路66,65と、第1,第2排出通路68,67とは、取付面31bと直交する方向に平行に直線状に延びて形成されるので、パイロット圧制御弁35と油圧室50とを、最短距離で接続することができ、スプール34の応答性が向上する。さらに、油圧室50に開口する第1パイロット通路66は、油圧室50から軸線方向Aに直交する方向に直線状に延びるので、第1弁ボディ31が軸線方向Aで小型化される。
【0062】
ドレンポート40内に、油圧室50を形成する半円筒形状の突出壁45aが、ドレンポート40の、油圧室50側の壁面40bから軸線方向Aで対向する側の壁面40cに向かって延びるので、軸線方向Aと直交する方向から見て、油圧室50とドレンポート40とが重なるように配置されて、油圧室50が形成される第1弁ボディ31が軸線方向Aで小型化される。
【0063】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
弁作動特性変更機構Tは、前記実施例では吸気弁および排気弁を休止させるものであったが、吸気弁または排気弁を常時開閉作動させるものにおいて、リフト量、作動角またはカム位相を機関運転状態に応じて変更するものであってもよい。
【0064】
スプール弁装置は、前記実施例では動弁装置Vの油圧制御弁装置Cとして使用されたが、内燃機関の他の油圧制御装置または流体圧制御装置のために使用することもでき、さらに内燃機関以外の機械の油圧制御装置または流体圧制御装置に使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスプール弁装置が油圧制御弁装置として使用される多気筒内燃機関の動弁装置に設けられる油圧式の弁作動特性変更機構の説明図である。
【図2】油圧制御弁装置の正面図である。
【図3】油圧制御弁装置の後面図である。
【図4】図3のIV矢視図である。
【図5】図2のVa−Va線および一部Vb−Vb線での断面図であり、スプールが第1位置にあるときの図である。
【図6】図2のVIa−VIa線および一部図3のVIb−VIb線での断面図である。
【図7】図4のVII−VII矢視図である。
【図8】図7のVIII−VIII線断面図である。
【図9】図3のIX−IX線断面図である。
【図10】図4のX−X矢視図である。
【図11】図10のXI−XI線断面図である。
【図12】図5と同様の図であり、スプールが第2位置にあるときの図である。
【図13】スプールの位置と各ポートの開閉との関係を説明する図である。
【符号の説明】
1…シリンダヘッド、2…動弁室、3…カム軸、4,5,6…カム、7…ロッカ軸、8,9…駆動ロッカアーム、10…自由ロッカアーム、11…連結ピストン、12…連結ピン、13…解除ピストン、14…戻しばね、15,16…油圧室、17…パイプ、18,19…作動油路、20,21…連通路、22,23…油路、24…ドレン油路、25…ロッカ軸、
30…弁ボディ、31…第1弁ボディ、31a…結合面、31b…取付面、32…第2弁ボディ、32a…結合面、33…スプール孔、34…スプール、35…パイロット圧制御弁、36…取付部、37…ブラケット、38…ノックピン、
40…ドレンポート、41…第1出口ポート、42…第2出口ポート、43…導入ポート、44…入口ポート、44a…開口部、45…周壁、46…連通部、47…隔壁、48…油孔、49…周壁面、50…油圧室、
51〜54…連通路、55…隔壁、56…フィルタ、57…連通ポート、58…キャップ、59…戻しばね、60…弁体、61…流入孔、62…排出孔、63…流量制御部、64…制御孔、65,66…パイロット通路、67,68…排出通路、69…戻しばね、
V…動弁装置、L1…回転軸線、L2…中心軸線、L3…作動軸線、T…弁作動特性変更機構、C…油圧制御弁装置、B1〜B3…ボルト、H1〜H3…挿通孔、A…軸線方向、R1〜R4…Oリング、D1〜D4…溝、W1,W2…幅。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spool valve device, and is used, for example, in a valve operating device of an internal combustion engine as a hydraulic control mechanism for changing valve operating characteristics of an intake valve or an exhaust valve.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of device, for example, a spool valve body structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-170941 is known. In this spool valve body structure, a sleeve in which the spool valve is slidably accommodated in the spool valve body, a spool valve chamber into which the sleeve is inserted, an oil introduction passage, a relief opening, and a valve for an internal combustion engine One operating hydraulic pressure supply opening communicating with a variable valve timing switching mechanism provided in the apparatus is provided, and an end surface of the spool valve body in the axial direction of the spool valve is coupled with an electromagnetic valve body to which the electromagnetic valve is attached. The The communication between the oil introduction passage and the hydraulic pressure supply opening and the cutoff and the cutoff and communication between the hydraulic pressure supply opening and the relief opening are controlled by a spool valve that moves according to the hydraulic pressure controlled by the electromagnetic valve. Further, since the oil introduction passage is provided so as to overlap the spool valve chamber when viewed from the axial direction of the spool valve chamber, the spool valve body is reduced in size in a direction orthogonal to the axial direction.
[0003]
Also, a switching valve comprising a spool valve, which has two outlet ports A port and B port (both corresponding to the outlet port) from which the fluid flowing in from the P port (corresponding to the inlet port) flows out Is also known (Japan Valve Industry Association, “Valve Dictionary”, 1st edition, 2nd edition, Ohmsha (January 30, 1991), P.85, 86 (Fig. 11)). In this switching valve, a hole communicating with the R port (return port) is formed inside the spool, and when the spool moves to one side, the B port communicates with the R port through the hole. A pilot valve driven by an electromagnet is coupled to a side surface of the valve body that houses the spool along the axial direction of the spool.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the former prior art, since the electromagnetic valve for controlling the position of the spool valve is attached to the electromagnetic valve body coupled to the end face of the spool valve body, a valve device composed of the spool valve body and the electromagnetic valve body is provided. There is a difficulty that it is difficult to mount the valve device at a location where the size is increased in the axial direction and the dimension in the axial direction is restricted.
[0005]
In the latter prior art, due to the structure of the spool valve in which each port is provided in the valve body side by side in the axial direction, the increase in the size of the valve body in the axial direction due to the increase in the number of ports is It is suppressed by sharing the R port with respect to the port, and further, the enlargement of the switching valve in the axial direction is also suppressed by connecting the pilot valve to the side surface of the valve body. However, since the P, A, B, and R ports are provided in the valve body side by side in the axial direction, the switching valve has not been thoroughly downsized in the axial direction.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the invention according to claims 1 to 4 is directed to the spool valve device having the first and second outlet ports in the axial direction of the spool hole. Further downsizingWhen,In addition, the inlet port can be easily machined and the responsiveness of spool movement can be improved.When,Furthermore, it aims at improving the maintainability of a spool valve apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a first valve in which a spool hole into which a spool is slidably fitted is formed, and an inlet port, an outlet port and a drain port each having one end opened in the spool hole. A valve body configured by coupling a body and a second valve body to which a position control means for controlling the position of the spool is attached with a coupling surface parallel to the axial direction of the spool hole; Accordingly, in the spool valve device in which the fluid is blocked and distributed between the inlet port and the outlet port and between the drain port and the outlet port, the outlet port is connected to the first outlet port and the first outlet port. The other end of the inlet port is open to the coupling surface, and the other end of the first outlet port, the second outlet port, and the drain port is a front port. Opening to the outer surface of the first valve body other than the coupling surface, a communication port is formed inside the spool, and when the spool occupies the first position, the first outlet port is blocked from the drain port. And when the spool occupies a second position, the first outlet port is communicated with the inlet port, the second outlet port is disconnected from the inlet port and communicated with the drain port through the communication port. Is shut off from the inlet port and communicated with the drain port, the second outlet port is communicated with the inlet port and shut off from the communication port, and the position control means is a pilot fluid acting on the spool A pilot pressure control valve for controlling the pressure of the inlet port, wherein the inlet port is formed by a groove opening in the coupling surface, The port is connected to a communication passage formed in the second valve body and communicating with the pilot pressure control valve, and the pilot pressure control valve has a substantially operating axis on a plane orthogonal to the axial direction, The spool valve device is attached to a position overlapping with the spool hole when viewed from a direction orthogonal to the axial direction.The machineThe pilot pressure control valve is attached to the vessel.Of the equipmentThe spool valve device is detachably attached from above.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the following effects can be obtained. That is, in the spool valve device having the first and second outlet ports, in the first position of the spool, the second outlet port is communicated with the drain port via the communication port formed inside the spool, and the second spool port is provided. In the position, the first outlet port communicates with the drain port, so that the drain port can be shared by the first and second outlet ports, and the position control means has a coupling surface parallel to the axial direction of the spool hole. Since it is attached to the second valve body that is coupled to the first valve body, the spool valve device is reduced in size in the axial direction, and the other end of the inlet port is the coupling surface of the first valve body with the second valve body Therefore, on the outer surface of the first valve body, there is no need to open the inlet port side by side with the first and second outlet ports and the drain port in the axial direction. It, therefore the spool valve device is further miniaturized in the axial direction.
In addition, since the inlet port is formed from a groove that opens to the coupling surface, the processing is facilitated, and the degree of freedom of the formation position for communicating with the spool hole and the communication path is large. It is possible to simplify the shape of the communication path formed in the first and second, to facilitate the processing of the communication path, to reduce pressure loss in the communication path, and to improve the responsiveness of spool movement. it can.
The pilot pressure control valve is mounted at a position where its operating axis is on a plane orthogonal to the axial direction and overlaps with the spool hole when viewed from the direction orthogonal to the axial direction. It is miniaturized with. Moreover, with the spool valve device attached to the equipment, the pilot pressure control valveOf the equipmentSince it is attached to the second valve body so as to be detachable from above, it is easy to detach the pilot pressure control valve in a state where it is attached to the device, and the maintenance performance of the spool valve device is improved.
[0009]
The invention according to
[0010]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the following effect can be obtained. That is,Since the cylindrical portion abuts on the camshaft and defines the position of the camshaft in the direction of the rotation axis, the valve body can also serve as a camshaft positioning member.
[0011]
The invention according to
[0012]
According to the invention described in
[0013]
The invention according to claim 4 is the spool valve device according to any one of claims 1 to 3,An introduction port through which the fluid from the outside of the spool valve device flows is formed in the first valve body, and the introduction port and the inlet port are communicated with the second valve body to connect the introduction port. A communication path for guiding the fluid to the inlet port is formed, and a filter is provided between the introduction port and the communication path.Is.
[0014]
According to the invention described in claim 4, in addition to the effect of the invention described in the cited claim, the following effect is exhibited. That is,The fluid flowing into the introduction port reaches the inlet port through the communication path after foreign matter such as metal powder mixed in the fluid is removed by the filter..
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is an explanatory view of a hydraulic valve operating characteristic changing mechanism provided in a valve operating device of a multi-cylinder internal combustion engine as a device in which a spool valve device according to the present invention is used as a hydraulic control valve device. A head viewed from above in the direction of the central axis of the cylinder is shown, and a part of the head is shown in cross section. Since FIG. 1 is merely an explanatory diagram, the dimensional relationship between the hydraulic control valve device and the valve operating device does not match the actual one.
[0016]
The internal combustion engine mounted on the vehicle includes an overhead camshaft type valve gear V, which is coupled to the upper end of the cylinder block and the upper end of the cylinder head 1. And a
[0017]
A combustion chamber is formed between the piston slidably fitted to each cylinder formed in the cylinder block and the cylinder head 1, and the cylinder head 1 includes an intake port communicating with each combustion chamber and An exhaust port is formed, and a
[0018]
Some cylinders of the internal combustion engine are deactivated during fuel-intensive operation such as during low-load operation. For this reason, the valve operating device V has the intake valve and the exhaust valve closed during partial cylinder deactivation operation. A valve operating characteristic changing mechanism T is provided for maintaining the above.
[0019]
Hereinafter, the valve operating characteristic changing mechanism T provided on the intake valve side will be mainly described with reference to FIG.
The
[0020]
The
[0021]
[0022]
A valve operating characteristic changing mechanism T is provided between the
[0023]
The hollow portion of each
[0024]
The first and second
[0025]
On the other hand, the valve operating characteristic changing mechanism on the exhaust valve side provided between the pair of
[0026]
During all-cylinder operation, the first
[0027]
In the partial cylinder deactivation operation, the hydraulic control valve device C causes the first
[0028]
Hereinafter, the structure of the hydraulic control valve device C will be described in detail with reference to FIGS. The hydraulic control valve device C includes a
[0029]
Before the
[0030]
Referring to FIGS. 1, 2, 4, and 6, in the state where the
[0031]
As shown in FIGS. 5 and 8, the
[0032]
Then, with the
[0033]
Referring also to FIG. 3, a semi-cylindrical protruding
[0034]
Referring to FIGS. 5, 7, and 8, the
[0035]
On the other hand, referring to FIGS. 10 and 11, the
[0036]
As shown in FIG. 6, a
[0037]
Referring to FIG. 5, the
[0038]
As shown in FIG. 5, when the
[0039]
In this first position, the
[0040]
Inside the
[0041]
Therefore, when the
[0042]
Further, when the hydraulic pressure of the pilot hydraulic oil in the
[0043]
In this second position, the
[0044]
Here, the relationship between the position of the
[0045]
On the other hand, in order to control the hydraulic pressure of the
[0046]
The
[0047]
As shown in FIG. 8, the
[0048]
The operation of the pilot
[0049]
Further, the pilot
[0050]
Next, operations and effects of the embodiment configured as described above will be described.
Referring to FIGS. 1 and 5, when the
[0051]
1 and 12, when the
[0052]
In this way, in the hydraulic control valve device C having the first and
[0053]
The
[0054]
Since the
[0055]
Further, in the hydraulic oil passage from the
[0056]
The pilot
[0057]
In addition, the pilot
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
Between the first intermediate position and the second intermediate position of the
[0061]
The first and
[0062]
Since the semi-cylindrical
[0063]
Hereinafter, an example in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration.
In the above embodiment, the valve operating characteristic changing mechanism T is for stopping the intake valve and the exhaust valve. However, in the case where the intake valve or the exhaust valve is always opened and closed, the lift amount, the operating angle, or the cam phase is controlled by the engine operation. You may change according to a state.
[0064]
Although the spool valve device is used as the hydraulic control valve device C of the valve operating device V in the above embodiment, the spool valve device can also be used for other hydraulic control devices or fluid pressure control devices of the internal combustion engine. It can also be used for a hydraulic control device or a fluid pressure control device of other machines.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a hydraulic valve operating characteristic changing mechanism provided in a valve operating device of a multi-cylinder internal combustion engine in which a spool valve device according to the present invention is used as a hydraulic control valve device.
FIG. 2 is a front view of a hydraulic control valve device.
FIG. 3 is a rear view of the hydraulic control valve device.
4 is a view taken along arrow IV in FIG. 3;
5 is a cross-sectional view taken along the line Va-Va and a part of the line Vb-Vb in FIG. 2, and is a view when the spool is in the first position.
6 is a cross-sectional view taken along line VIa-VIa in FIG. 2 and partly taken along line VIb-VIb in FIG. 3;
7 is a view taken along arrow VII-VII in FIG. 4;
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
10 is a view taken in the direction of arrows XX in FIG. 4;
11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
FIG. 12 is a view similar to FIG. 5 when the spool is in the second position.
FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between the position of the spool and the opening / closing of each port.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head, 2 ... Valve chamber, 3 ... Cam shaft, 4, 5, 6 ... Cam, 7 ... Rocker shaft, 8, 9 ... Drive rocker arm, 10 ... Free rocker arm, 11 ... Connection piston, 12 ... Connection pin , 13 ... Release piston, 14 ... Return spring, 15, 16 ... Hydraulic chamber, 17 ... Pipe, 18, 19 ... Hydraulic oil passage, 20, 21 ... Communication passage, 22, 23 ... Oil passage, 24 ... Drain oil passage, 25 ... Rocker shaft,
30 ... Valve body, 31 ... First valve body, 31a ... Coupling surface, 31b ... Mounting surface, 32 ... Second valve body, 32a ... Coupling surface, 33 ... Spool hole, 34 ... Spool, 35 ... Pilot pressure control valve, 36 ... Mounting part, 37 ... Bracket, 38 ... Dowel pin,
40 ... Drain port, 41 ... First outlet port, 42 ... Second outlet port, 43 ... Introduction port, 44 ... Inlet port, 44a ... Opening, 45 ... Surrounding wall, 46 ... Communication part, 47 ... Bulk, 48 ... Oil Hole, 49 ... peripheral wall, 50 ... hydraulic chamber,
51-54 ... Communication path, 55 ... Bulkhead, 56 ... Filter, 57 ... Communication port, 58 ... Cap, 59 ... Return spring, 60 ... Valve element, 61 ... Inlet hole, 62 ... Discharge hole, 63 ... Flow control unit, 64 ... Control hole, 65,66 ... Pilot passage, 67,68 ... Discharge passage, 69 ... Return spring,
V: Valve operating device, L1: Rotating axis, L2: Center axis, L3: Operating axis, T: Valve operating characteristic changing mechanism, C: Hydraulic control valve device, B1-B3: Bolt, H1-H3: Insertion hole, A ... Axial direction, R1-R4 ... O-ring, D1-D4 ... groove, W1, W2 ... width.
Claims (4)
前記出口ポートは第1出口ポートと第2出口ポートとを含み、前記入口ポートの他端は前記結合面に開口し、前記第1出口ポート、前記第2出口ポートおよび前記ドレンポートの他端は前記結合面以外の前記第1弁ボディの外面に開口し、前記スプールの内部には連通ポートが形成され、前記スプールが第1位置を占めるとき、前記第1出口ポートは前記ドレンポートから遮断されると共に前記入口ポートに連通され、前記第2出口ポートは前記入口ポートから遮断されると共に前記連通ポートを介して前記ドレンポートに連通され、前記スプールが第2位置を占めるとき、前記第1出口ポートは前記入口ポートから遮断されると共に前記ドレンポートに連通され、前記第2出口ポートは前記入口ポートに連通されると共に前記連通ポートから遮断され、
前記位置制御手段は、前記スプールに作用するパイロット流体の圧力を制御するパイロット圧制御弁であり、前記入口ポートは前記結合面に開口する溝から形成され、前記入口ポートには、前記第2弁ボディに形成されて前記パイロット圧制御弁に連通する連通路が連通され、
前記パイロット圧制御弁は、前記軸線方向と直交する平面上にほぼ作動軸線を有し、かつ前記軸線方向と直交する方向から見て、前記スプール孔と重なる位置に取り付けられ、前記スプール弁装置が機器に取り付けられた状態で、前記パイロット圧制御弁は前記機器の上方から脱着自在に取り付けられることを特徴とするスプール弁装置。A spool hole in which the spool is slidably fitted is formed, and a first valve body in which one end is opened in the spool hole, and a position of the spool is defined. A second valve body to which a position control means to be controlled is attached, comprising a valve body configured to be coupled by a coupling surface parallel to the axial direction of the spool hole, and depending on the position of the spool, In the spool valve device in which the fluid is blocked and distributed between the outlet port and between the drain port and the outlet port,
The outlet port includes a first outlet port and a second outlet port, the other end of the inlet port opens to the coupling surface, and the other ends of the first outlet port, the second outlet port, and the drain port are Opening to the outer surface of the first valve body other than the coupling surface, a communication port is formed inside the spool, and when the spool occupies the first position, the first outlet port is blocked from the drain port. The second outlet port is disconnected from the inlet port and communicated with the drain port via the communication port, and the spool occupies the second position, and the first outlet is communicated with the inlet port. The port is disconnected from the inlet port and communicated with the drain port, and the second outlet port is communicated with the inlet port and connected to the communication port. Is cut off,
The position control means is a pilot pressure control valve that controls a pressure of a pilot fluid acting on the spool, and the inlet port is formed by a groove that opens in the coupling surface, and the inlet port includes the second valve. A communication passage formed in the body and communicating with the pilot pressure control valve is communicated;
The pilot pressure control valve has a generally operating axis on a plane perpendicular to the axial direction, and viewed from the direction perpendicular to the axial direction, is mounted at a position overlapping with the spool hole, said spool valve device in a state attached to the equipment, the pilot pressure control valve is a spool valve and wherein the mounted detachably from above of the device.
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