JP5281614B2 - solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用され、流体圧の制御を行うスプール式の電磁弁に関する。 The present invention relates to a spool-type electromagnetic valve that is applied to, for example, a valve timing control device for an internal combustion engine and controls fluid pressure.
例えば内燃機関のバルブタイミング制御装置のように一対の作動室を有する油圧アクチュエータを電磁弁により制御する場合、従来では、電磁弁のバルブボディ内に摺動自在に設けられたスプールの軸方向位置を制御することにより、オイルポンプ等から作動油が導入される導入通路及び前記各作動室の作動油を排出する排出通路と、一方の作動室に連通する第１通路及び他方の作動室に連通する第２通路と、の各連通状態を切り換えることによって行われているが、近年では、搭載性の向上を目的として当該電磁弁の小型化が要求されていることから、例えば以下の特許文献１に記載されたようなものが提案されている。
For example, when a hydraulic actuator having a pair of working chambers is controlled by an electromagnetic valve, such as a valve timing control device for an internal combustion engine, conventionally, the axial position of a spool slidably provided in the valve body of the electromagnetic valve is conventionally set. By controlling, an introduction passage through which hydraulic oil is introduced from an oil pump or the like, a discharge passage through which the hydraulic oil is discharged from each working chamber, a first passage communicating with one working chamber, and a second working chamber communicate with each other. Although it is performed by switching each communication state with the second passage, in recent years, since the miniaturization of the solenoid valve is required for the purpose of improving the mountability, for example, the following
この電磁弁では、前記各通路との連通を切り換える一対の大径状のランド部をスプールの両端部に設け、バルブボディの軸方向中間部の周壁に設けられた前記導入通路に連通する導入開口部及び同バルブボディの一端側の端壁に設けられた前記排出通路に連通する排出部と、バルブボディの一端側の周壁に設けられた前記第１通路に連通する第１開口部及び同バルブボディの他端側の周壁に設けられた前記第２通路に連通する第２開口部と、を切り換えるように構成されている。そして、スプールの軸方向位置に応じ、第１開口部がスプールの前記両ランド部間に形成された小径部の外周側を介して導入開口部に連通すると共に第２開口部がスプールの内周部を介して排出部に連通する状態と、第１、第２開口部が導入開口部と排出部のいずれにも連通しない状態と、第１開口部がこれに対向するランド部の側方を介して排出部に連通すると共に第２開口部が前記小径部の外周側を介して導入開口部に連通する状態と、の３つの状態が構成されるようになっていて、これら各状態を切り換えると共にその連通量を制御して前記各作動室内の作動油圧を調整することにより、バルブタイミング制御装置に係る油圧アクチュエータの制御に供されている。 In this solenoid valve, a pair of large-diameter land portions for switching communication with the passages are provided at both end portions of the spool, and the introduction opening communicates with the introduction passage provided in the peripheral wall of the valve body in the axial direction. And a discharge portion that communicates with the discharge passage provided on one end side wall of the valve body, a first opening that communicates with the first passage provided on the peripheral wall on one end side of the valve body, and the valve The second opening portion communicating with the second passage provided in the peripheral wall on the other end side of the body is configured to be switched. In accordance with the axial position of the spool, the first opening communicates with the introduction opening via the outer peripheral side of the small-diameter portion formed between the two land portions of the spool, and the second opening is the inner periphery of the spool. A state in which the first and second openings are not in communication with either the introduction opening or the discharge portion, and a side of the land portion where the first opening faces the side. And a state where the second opening communicates with the introduction opening via the outer peripheral side of the small-diameter portion, and these three states are switched. At the same time, by controlling the amount of communication and adjusting the hydraulic pressure in each of the working chambers, the hydraulic actuator according to the valve timing control device is controlled.
しかしながら、前記従来の電磁弁にあっては、その内径がほぼ均一となるように構成されたバルブボディの周壁に単に前記各開口部がそれぞれ貫通形成されているのみであることから、とりわけ、スプールの移動によって導入開口部及び排出部と第１、第２開口部との連通が開始される際、すなわちスプールの前記各ランド部が第１、第２開口部を開口し始める際、その開口面積を十分に確保することができないという問題があった。 However, in the conventional solenoid valve, since the openings are simply formed through the peripheral wall of the valve body that is configured so that the inner diameter thereof is substantially uniform, When the communication between the introduction opening and the discharge portion and the first and second openings is started by the movement of the first opening, that is, when each of the land portions of the spool starts to open the first and second openings, the opening area thereof There was a problem that it was not possible to secure enough.
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたもので、スプールのランド部が開口部を開口し始める際の開口面積を十分確保し得る電磁弁を提供するものである。 The present invention has been devised in view of such technical problems, and provides an electromagnetic valve that can sufficiently secure an opening area when a land portion of a spool starts to open the opening.
本発明は、とりわけ、バルブボディの周壁にそれぞれ貫通形成されスプールに設けられた一対のランド部により開閉される第１、第２開口部の内周側端部に環状溝を設けると共に、該環状溝の軸方向両端部を除く位置に前記各ランド部を摺動自在に支持するガイド部を設けたことを特徴としている。 In particular, the present invention provides an annular groove at the inner peripheral side end of the first and second openings that are opened and closed by a pair of land portions that are respectively formed through the peripheral wall of the valve body and provided on the spool. A guide portion that slidably supports each land portion is provided at a position excluding both axial end portions of the groove.
したがって、本発明によれば、ガイド部によってランド部の良好な摺動性を維持しつつ、環状溝によってランド部が開口部を開口し始める際の開口面積を十分確保することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to secure a sufficient opening area when the land portion starts to open the opening portion by the annular groove while maintaining good slidability of the land portion by the guide portion.
以下、本発明に係る電磁弁の実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、本実施の形態では、この電磁弁を、従来と同様、内燃機関の油圧式バルブタイミング制御装置に適用したものを示している。 Embodiments of a solenoid valve according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the electromagnetic valve is applied to a hydraulic valve timing control device for an internal combustion engine, as in the prior art.
まず、本発明に係る電磁弁が適用される油圧式バルブタイミング制御装置について説明すれば、このバルブタイミング制御装置１は、図１に示すように、図外の内燃機関の例えば吸気側のカムシャフト２に設けられ、油圧を利用して図外のクランクシャフトに対するカムシャフト２の回転位相を連続的に変化させる位相変換機構３と、該位相変換機構３に油圧を給排する油圧給排手段４と、該油圧給排手段の作動を制御する制御手段５と、を備えている。
First, a hydraulic valve timing control apparatus to which the electromagnetic valve according to the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 1, the valve
前記位相変換機構３は、外周部に一体に形成された複数の歯部６ａをもって図外のタイミングチェーンを介して前記クランクシャフトに連係されたハウジング６と、カムシャフト２の端部に一体回転可能に固定され、ハウジング６内において該ハウジング６と相対回動可能に収容されたベーンロータ７と、から主として構成されている。そして、ベーンロータ７の外周には、その外周面がハウジング６の内周面に摺接するように構成された例えば４つのベーン７ｂａが周方向に所定間隔をもって径方向外側に突設されている一方、ハウジング６の内周には、その内周面がベーンロータ７の環状基部７ａ外周面に摺接する例えば４つのシュー６ｂがベーンロータ７の相対回動範囲に相当する所定間隔をもって径方向内側に突設され、ハウジング６の内周面と各ベーン７ｂの間及び環状基部７ａと各シュー６ｂの間はそれぞれ所定のシール部材をもって液密にシールされている。かかる構成から、前記両者６，７間には、前記各ベーン７ｂによって隔成される一対の作動油室である遅角室Ｐｒ及び進角室Ｐａが構成されていて、かかる一対の両室Ｐｒ，Ｐａ内において、一方側の室に作動油を供給すると共に他方側の室内の作動油を排出することにより、ベーンロータ７の回転位相が制御されるようになっている。なお、前記複数のベーン７ｂ及びこれに対応する複数のシュー６ｂの数は４つに限定されるものではなく、内燃機関の仕様等に応じて任意に設定可能である。
The
また、前記各ベーン７ｂの１つには、図外の付勢部材によりベーンロータ７に対して軸直角方向へ突出するように付勢されたロックピン７ｃが出没自在に収容されていて、ベーンロータ７が最遅角側へと移動した際に対向する図外のピン係合穴にロックピン７ｃが係合することで、特に機関停止時において当該最遅角状態が維持されるようになっている。これによって、機関始動時やアイドル運転時等における機関の安定化に供されている。
Further, one of the
前記油圧給排手段４は、オイルパン９内に貯留された作動油を圧送する油圧供給源であるポンプ８と、該ポンプ８によって圧送された作動油を後記の電子コントロールユニット１０からの制御信号に応じて遅角室Ｐｒ又は進角室Ｐａの一方に供給すると共に他方の作動油をオイルパン９へ導く流路切替弁である電磁弁ＥＶと、該電磁弁ＥＶ及びオイルパン９と遅角室Ｐｒ及び進角室Ｐａとを連通する油通路Ｌと、から主として構成されている。そして、電磁弁ＥＶを介して遅角室Ｐｒ又は進角室Ｐａの作動油を給排することでベーンロータ７をハウジング６に対し正逆回転させ、これによって、クランクシャフトに対するカムシャフト２の回転位相を変更するようになっている。
The hydraulic supply / discharge means 4 includes a
前記油通路Ｌは、電磁弁ＥＶにおける後記の遅角ポートＰ１と遅角室Ｐｒとを連通し、遅角室Ｐｒに対して作動油を給排する第１通路である遅角通路Ｌ１と、電磁弁ＥＶにおける後記の進角ポートＰ２と進角室Ｐａとを連通し、進角室Ｐａに対して作動油を給排する第２通路である進角通路Ｌ２と、オイルパンＴとポンプ８の吸入口とを連通する吸入通路Ｌ０と、電磁弁ＥＶにおける後記の導入ポートＰ３とポンプ８の吐出口とを連通し、ポンプ８により吐出された作動油を位相変換機構３側へと導くメインオイルギャラリーである導入通路Ｌ３と、電磁弁ＥＶにおける後記の排出ポートＰ４とオイルパン９とを連通し、排出ポートＰ４から排出された作動油をオイルパン９へと還流するドレン通路Ｌ４と、から主として構成されている。このように、当該油通路Ｌは、２系統に分岐構成され、これを電磁弁ＥＶによって切り替えるようになっている。
The oil passage L communicates a later-described retardation port P1 and the retardation chamber Pr in the electromagnetic valve EV, and a retardation passage L1 that is a first passage for supplying and discharging hydraulic oil to and from the retardation chamber Pr; In the solenoid valve EV, an advance port P2 described later and an advance chamber Pa are communicated, and an advance passage L2, which is a second passage for supplying and discharging hydraulic oil to and from the advance chamber Pa, an oil pan T, and a pump 8 A suction passage L0 that communicates with the suction port of the solenoid valve EV, an introduction port P3 described later in the solenoid valve EV, and a discharge port of the
前記電磁弁ＥＶは、いわゆるスライドスプール形の４ポート３位置の電磁式切換弁であって、例えば非通電状態を現した図２に示すように、前記電子コントロールユニット１０からの制御電流に基づき発生する電磁力をもって後記のスプール２３を駆動するソレノイドを構成するソレノイド構成部１１（本発明に係るアクチュエータ）と、前記スプール２３の軸方向位置に応じて後述するバルブボディ２２に設けられた各ポートＰ１〜Ｐ４の連通状態を切り替える弁（バルブ）を構成するバルブ構成部２１と、から主として構成され、前記ソレノイド構成部１１の外装を構成する後記のヨーク１２のバルブボディ側の端部外周に取り付けられた縦断面ほぼＬ字形状をなす所定のブラケット２９を介し図外の内燃機関のシリンダヘッドにボルトによって固定されている。
The electromagnetic valve EV is a so-called slide spool type four-port three-position electromagnetic switching valve, which is generated based on a control current from the
前記ソレノイド構成部１１は、磁性体によりほぼ円筒状に形成されたヨーク１２と、該ヨーク１２の内周側に収容配置されたコイル１３と、その一端部に有する各フランジ部１４ｂ，１５ｂを介してヨーク１２の各端部に固定されると共にその他端側の各筒状部１４ａ，１５ａがコイル１３の内周側に収容され、互いに対峙するよう配置された磁性体からなる第１固定鉄心１４及び第２固定鉄心１５と、該第２固定鉄心１５の内周側に摺動自在に収容配置された磁性体からなる可動鉄心であるアーマチュア１６と、前記第１固定鉄心１４の内周側に収容され、その一端面が後記のスプール２３の他端面に当接すると共に、その他端面が前記アーマチュア１６の一端面に当接するように設けられた非磁性体からなるロッド１７と、を備えている。
The
前記ヨーク１２は、例えば鉄等の磁性金属材料によってコイル１３の外周を囲繞するように構成されていて、その一端部（Ｘ軸正方向側の端部）が、当該端部に設けられた爪部１２ａを介してバルブボディ２２の他端部に設けられた後記のフランジ部２２ａにカシメ固定されている一方で、その他端部が、当該端部に設けられた爪部１２ｂを介して第２固定鉄心の一端部に設けられた前記フランジ部１５ｂにカシメ固定されている。
The
前記コイル１３は、樹脂材料によってほぼ円筒状に形成されたボビン１８の外周に巻回され、ヨーク１２の一端部に固定された樹脂製のコネクタ１９及びこれに接続される図外のハーネスを介して電子コントロールユニット１０に接続されている。そして、この電子コントロールユニット１０から通電されることで、第１、第２固定鉄心１４，１５とアーマチュア１６によって磁路が形成され、これによって、第１固定鉄心１４とアーマチュア１６の間に磁気吸引力が発生することとなる。
The
ここで、前記電子コントロールユニット１０は、機関回転数を検出するクランク角センサや吸入空気量を検出するエアフローメータ等の各種センサ類からの信号に基づいて機関運転状態を検出し、該機関運転状態に応じて電磁弁ＥＶのコイル１３に制御電流を通電し又はこれを遮断することで、後述するような油通路Ｌの切り替えが行われる。
Here, the
前記第１固定鉄心１４は、例えば鉄等の磁性金属材料によってほぼ円筒状に形成されてなり、軸方向に沿って延出する筒状部１４ａの後端部（Ｘ軸正方向側の端部）に拡径状のフランジ部１４ｂが一体に設けられている。そして、筒状部１４ａが第２固定鉄心１５及びアーマチュア１６と対峙するようにコイル１３（ボビン１８）の一端側内周において同軸上に収容配置され、フランジ部１４ｂがボビン１８とバルブボディ２２とにより挟持された状態で固定されると共に、ヨーク１２の周壁に磁気結合されている。なお、フランジ部１４ｂの軸方向両端面とこれに対向するボビン１８及びバルブボディ２２の軸方向端面との間には周知のＯリング２０が介装されることによりそれぞれ液密にシールされていて、コイル１３側や外部への作動油の漏出が抑制されている。
The first fixed iron core 14 is formed in a substantially cylindrical shape by a magnetic metal material such as iron, for example, and extends in the axial direction at the rear end portion (the end portion on the X-axis positive direction side). ) Is provided with an enlarged
また、前記筒状部１４ａの先端部には、その中央部に、アーマチュア１６の一端部に対応する形状を有する凹部１４ｃが穿設されている。この凹部１４ｃは、コイル１３の非通電時には、第１固定鉄心１４とアーマチュア１６との間にいわゆるエアギャップ（メインギャップ）が形成される一方、コイル１３の通電時には、当該通電により発生した磁気吸引力によって第１固定鉄心１４に引きつけられたアーマチュア１６の一端部が嵌合状態に収容されると共にその内側壁によって当該アーマチュア１６の移動が規制されるようになっている。さらに、この筒状部１４ａの先端部外周には、円錐状のテーパ部１４ｄが設けられていて、このテーパ部１４ｄにより、アーマチュア１６の移動に伴う磁気吸引力の変化が抑制され、当該磁気吸引力を一定とする特性が維持されるようになっている。
Further, a
一方、前記第２固定鉄心１５も、例えば鉄等の磁性金属材料によりほぼ円筒状に形成されてなり、軸方向へと延出する筒状部１５ａの後端部（Ｘ軸負方向側の端部）に拡径状のフランジ部１５ｂが一体に設けられていて、筒状部１５ａが第１固定鉄心１４と対峙するかたちでコイル１３（ボビン１８）の他端側内周においてほぼ同軸上に収容配置されると共に、フランジ部１５ｂがボビン１８とコネクタ１９とにより挟持された状態で固定されると共に、ヨーク１２の周壁に磁気結合されている。
On the other hand, the second fixed iron core 15 is also formed in a substantially cylindrical shape by a magnetic metal material such as iron, for example, and has a rear end portion (end on the X-axis negative direction side) that extends in the axial direction. And a
前記アーマチュア１６は、例えば鉄等の磁性金属材料によって第２固定鉄心１５の内径より僅かに小さい外径を有するほぼ円筒状に形成されてなり、第２固定鉄心１５の筒状部１５ａの内周にほぼ同軸上に配置されることで、該第２固定鉄心１５との間に微小の径方向隙間であるエアギャップ（サイドギャップ）が形成されるようになっている。また、かかるアーマチュア１６の内周部には、所定の内径に設定されたいわゆる呼吸孔１６ａが当該アーマチュア１６の軸線方向に沿って貫通形成されていて、この呼吸孔１６ａによってメインギャップに充満した作動油をコネクタ１９側へと逃がすことで、当該作動油中におけるアーマチュア１６の軸方向移動が確保されている。かかる構成により、アーマチュア１６は、第２固定鉄心１５の内周において、その内周壁にガイドされるようにして当該第２固定鉄心１５に対して相対移動可能となっており、コイル１３の通電時には、第１固定鉄心１４に形成される磁束によって当該第１固定鉄心１４側へと吸引されることで、その一端（Ｘ軸正方向端）が凹部１４ｃの内側面に当接するまでの範囲内で軸方向移動するようになっている。
The
前記ロッド１７は、例えばステンレスやアルミニウム等の非磁性材料によりアーマチュア１６側へと開口する有底円筒状に形成されたものであって、第１固定鉄心１４の内周側に相対移動可能に収容配置されると共に後記のリターンスプリング２６の付勢力に基づいたスプール２３からの押圧力によってアーマチュア１６側（Ｘ軸負方向側）へと常時付勢されることで、その両端がアーマチュア１６及びスプール２３の各対向端面に常時当接し、これにより、アーマチュア１６及びスプール２３と一体となって移動するようになっている。
The
また、このロッド１７の内周には、その開口部を介してアーマチュア１６の呼吸孔１６ａに接続する連通路１７ａが構成されると共に、当該ロッド１７の一端側（Ｘ軸正方向の端部側）の周壁には、前記連通路１７ａに接続する長孔状をなす４つの呼吸孔１７ｂがそれぞれ周方向においてほぼ等間隔に貫通形成されていて、該各呼吸孔１７ｂを介して後記のドレン室２５に充満した作動油を、連通路１７ａを通じアーマチュア１６の呼吸孔１６ａ側へ逃がすことで、前記アーマチュア１６と同様、当該作動油中における当該ロッド１７の軸方向移動が確保されている。さらに、かかるロッド１７の他端部には拡径状のフランジ部１７ｃが設けられていて、このフランジ部１７ｃが、当該ロッド１７の進出移動（Ｘ軸正方向側への移動）時における最大移動量を規制するストッパとして機能すると共に、当該フランジ部１７ｃによりアーマチュア１６の呼吸孔１６ａの一端開口縁を囲繞することで、当該呼吸孔１６ａと連通路１７ａとの接続性の向上に供されている。
Further, a
前記バルブ構成部１２は、そのほぼ全体が図外のシリンダヘッドに嵌挿され、前記各通路Ｌ１〜Ｌ４に接続される後記の各ポートＰ１〜Ｐ４を有するバルブボディ２２と、該バルブボディ２２内に摺動自在に収容配置され、その軸方向位置によって前記各ポートＰ１〜Ｐ４の連通状態を切り替えるスプール２３と、を備えている。
The
前記バルブボディ２２は、例えばアルミニウム等の非磁性金属材料からなるほぼ円筒状を呈し、具体的には、アルミダイキャストによって形成され、その表面にはアルマイト処理やニッケルメッキ等の表面処理が施されている。そして、このバルブボディ２２は、その内周側に、スプール２３を摺動自在に収容するスプール収容室２４が軸線方向に沿って設けられていて、その周壁には、遅角通路Ｌ１と接続する遅角ポートＰ１（本発明に係る第１開口部）、進角通路Ｌ２と接続する進角ポートＰ２（本発明に係る第２開口部）及び導入通路Ｌ３と接続する導入ポートＰ３（本発明に係る導入開口部）が、それぞれ周方向に沿って一定の軸方向幅Ｗ０をもって貫通形成されると共に、その一端壁（Ｘ軸正方向側の端壁）には、排出通路Ｌ４と接続する排出ポートＰ４（本発明に係る排出開口部）が、軸線方向に沿って貫通形成されている。なお、これら遅角ポートＰ１、進角ポートＰ２及び導入ポートＰ３は、それぞれ周方向においてほぼ等間隔に３つずつ設けられている。さらに、このバルブボディ２２の他端部外周には、ヨーク１２の爪部１２ａによる前述したカシメ固定に供するフランジ部２２ａが拡径形成されていて、かかるカシメによって、当該フランジ部２２ａが第１固定鉄心１４のフランジ部１４ｂと共にボビン１８の一端部（Ｘ軸正方向側の端部）に共締め固定されている。
The
前記スプール収容室２４は、スプール２３の後記の各ランド部３１，３２の外径Ｄ１よりも僅かに大きい内径ｄによって当該各ランド部３１，３２の外周面と摺接するように構成されていて、その一端側が排出ポートＰ４として貫通形成されている一方、その他端側には、スプール２３に設けられた後記の連通孔２３ｃ及び排出孔２３ｂを介して排出ポートＰ４に連通するドレン室２５が拡径形成されている。
The
このドレン室２５は、スプール収容室２４の内径ｄに対し段差状に拡径形成されると共に、スプール収容室２４の他端側に向かって開口形成されていて、当該スプール収容室２４の他端側において、スプール２３の後記の第２ランド部３２と第１固定鉄心１４及びロッド１７とにより画成され、進角室Ｐａから排出された作動油を、当該ドレン室２５に臨むようにしてスプール２３に設けられた前記連通孔２３ｃ及び排出通路２３ｂを介して排出ポートＰ４へと排出することに供される。また、かかるドレン室２５内には、スプール２３をＸ軸負方向へと常時付勢するリターンスプリング２６が収容配置されている。すなわち、このリターンスプリング２６は、その一端（Ｘ軸負方向端）が、ドレン室２５を拡径形成することによって一端外周部に形成された段部２２ｂに着座する一方、その他端が、スプール２３の他端側外周部に設けられた後記の段部２３ａに着座することにより、バルブボディ２２とスプール２３との間に弾装されている。このように、リターンスプリング２６を排出ポートＰ４の反対側に構成されるドレン室２５内に配置する構成とすることで、作動油の排出時においてリターンスプリング２６が当該作動油の通流抵抗となってしまうおそれがなく、これによって、作動油の排出効率の向上に供されている。
The
前記遅角ポートＰ１は、バルブボディ２２の他端側においてスプール収容室２４内に臨むように設けられ、スプール２３の後記の第２ランド部３２により開閉可能に構成されている。一方、前記進角ポートＰ２は、バルブボディ２２の一端側においてスプール収容室２４内に臨むように設けられ、スプール２３の後記の第１ランド部３１により開閉可能に構成されている。また、前記導入ポートＰ３は、遅角ポートＰ１と進角ポートＰ２との間であってスプール２３の前記各ランド部３１，３２のいずれにも閉塞されない軸方向位置において、スプール収容室２４内における後記の第１、第２ランド部３１，３２間に画成される導入室２７に臨むように設けられている。
The retard port P <b> 1 is provided on the other end side of the
一方、前記スプール２３は、その移動範囲内において導入ポートＰ３に常時対向する位置に段差縮径状に形成され、バルブボディ２２の内径ｄよりも若干小さい所定の外径Ｄ２に設定された第１小径部３０（本発明に係る小径部）と、該第１小径部３０の軸方向両側において遅角ポートＰ１及び進角ポートＰ２に対向する位置に設けられ、バルブボディ２２の内径ｄとほぼ同一の外径Ｄ１に設定された一対の第１ランド部３１及び第２ランド部３２（本発明に係る一対のランド部）と、第２ランド部３２に対し第１小径部３０と反対側に隣設され、当該第１小径部３０とほぼ同一の外径Ｄ２に設定された第２小径部３３と、該第２小径部３３における第２ランド部３２と反対側の端部に段差状に拡径形成され、リターンスプリング２６の他端側の着座に供する段部２３ａと、その内周側に設けられ、一端側（Ｘ軸正方向側）が排出ポートＰ４へ臨むように開口形成された排出通路２３ｂと、該排出通路２３ｂとドレン室２５とを連通する連通孔２３ｃと、を有している。
On the other hand, the
前記第１、第２ランド部３１，３２は、それぞれ対応する前記各ポートＰ１，Ｐ２の軸方向幅Ｗ０よりも大きい所定の軸方向幅Ｗ１に設定されていて、図２、図５に示すように前記両ポート３１，３２を同時に開口できることは勿論、図４に示すように前記両ポート３１，３２を同時に閉塞することも可能な構成となっている。
The first and
前記排出通路２３ｂは、スプール２３の一端から第２小径部３３と径方向にてオーバーラップするような所定の軸方向位置まで軸線方向に沿って穿設されており、前記連通孔２３ｃは、スプール２３の他端側において、ドレン室２５と排出通路２３ｂの内端部とを連通するように、当該スプール２３の径方向に沿って貫通形成されている。このような構成により、進角室Ｐａからドレン室２５に排出された作動油を、連通路２３ｃ及び排出通路２３ｂを通じてバルブボディ２２の一端側に設けられた排出ポートＰ４へと導くようになっている。このように、スプール２３の両端側を、排出通路２３ｂ及び連通孔２３ｃを介して連通可能に構成して、排出ポートＰ４をバルブボディ２２の一端側にのみ設ける構成とすることで、この排出ポートＰ４をバルブボディ２２の両端側に設ける場合に比べ、当該バルブボディ２２の軸方向長さを短縮することが可能となり、電磁弁ＥＶの小型化に供されている。
The
また、前記バルブボディ２２の内周面には、特に図２、図３に示すように、遅角ポートＰ１及び進角ポートＰ２の軸方向両端に相当する軸方向位置に、対をなす第１環状溝４１及び第２環状溝４２がそれぞれ周方向に沿って連続して切欠形成されている。すなわち、当該両環状溝４１，４２は、軸方向において相互に隔成されるようにして設けられると共に、少なくとも前記各ポートＰ１，Ｐ２の内側開口端においてそれぞれの開口幅が拡大するように前記各ポートＰ１，Ｐ２の軸方向両端とＸ軸方向においてオーバーラップするように設けられていて、本実施形態では、その溝中心が前記各ポートＰ１，Ｐ２の軸方向両端とほぼ一致するように設けられている。また、これら両環状溝４１，４２は、縦断面がほぼ矩形状となるように形成されると共に、当該矩形の各角部に相当する部分にそれぞれ面取り形状の導入部４１ａ，４２ａが設けられていて、該導入部４１ａ，４２ａによって作動油の円滑な流動に図れるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3 in particular, the
また、上述のようにして前記両環状溝４１，４２が設けられることによって、当該両環状溝４１，４２間には、それぞれ一定の軸方向幅Ｗ３をもって径方向内側に突出し、スプール２３の移動時に前記各ランド部３１，３２に摺接して当該スプール２３の移動を案内するガイド部としての突起であるガイド用突起４３が、周方向に沿って連続して設けられている。すなわち、これらのガイド用突起４３は、前記各ポートＰ１，Ｐ２の軸方向中間部にあたる軸方向位置に、当該各ポートＰ１，Ｐ２が形成された周方向範囲を除いた全周にバルブボディ２２と一体に設けられていて、その内径は前記バルブボディ２２の内径ｄと同一となっている。このような構成から、前記両ガイド用突起４３は、スプール２３の静止時には前記各ランド部３１，３２の外周面に当接することによって当該スプール２３を支持し、スプール２３移動時には、前記各ランド部３１，３２に摺接して当該スプール２３の移動を案内することで、このスプール２３の円滑な移動に供されている。
In addition, by providing the
また、前記バルブボディ２２の内周面には、スプール２３の第１小径部３０を囲繞するように、導入ポートＰ３の軸方向幅とほぼ同一の溝幅に設定された第３環状溝４４が、周方向に沿って連続して設けられている。これによって、導入ポートＰ３を介して導入室２７内に導入される作動油量の増大化が図られ、この結果、より多くの作動油を前記各ポートＰ１，Ｐ２に供給することが可能となっている。
A third
以下、本実施形態に係る電磁弁ＥＶの作用について、図２、図４及び図５に基づいて説明する。 Hereinafter, the operation of the electromagnetic valve EV according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 4, and 5.
まず、前記電磁弁ＥＶは、例えば機関始動時ないしアイドル運転時など電子コントロールユニット１０からコイル１３に制御電流が通電されない状態では、スプール２３にはリターンスプリング２６の付勢力のみが作用するため、当該スプール２３は、図２に示すように、ロッド１７を介してアーマチュア１６を押しのけて、Ｘ軸負方向側へと最大偏倚した、最も後退した状態となる（以下、「第１状態」という。）。このような状態にあっては、前記両ポートＰ１，Ｐ２に対し前記両ランド部３１，３２がＸ軸負方向側に偏倚した状態となり、遅角ポートＰ１が導入室２７を介して導入ポートＰ３と連通する一方、進角ポートＰ２が排出ポートＰ４と直接連通することとなる。これにより、位相変換機構３において、遅角室Ｐｒに作動油が供給されると共に進角室Ｐａの作動油が排出されることとなり、カムシャフト２の相対回転位相が最遅角側に制御され、機関の良好な始動性や、アイドル運転時の機関の安定性及び燃費向上などに供される。
First, when the control current is not supplied to the
続いて、例えば通常運転に移行して所定の運転状態で保持されることになると、スプール２３を中間位置で保持するような所定の制御電流がコイル１３に通電され、該コイル１３の周囲に磁界が発生し、このコイル２３の周囲に設けられたヨーク１２及び第１、第２固定鉄心１４，１５に形成された磁束に基づいてアーマチュア１６が第１固定鉄心１４側へと吸引されることとなる。すなわち、アーマチュア１６がロッド１７を介してスプール２３を押しのけるようにリターンスプリング２６の付勢力に抗してＸ軸正方向側へ進出移動することで、スプール２３が図４に示すような中間位置へと進出した状態となる（以下、「第２状態」という。）。かかる状態では、遅角ポートＰ１が第２ランド部３２により閉塞されると共に、進角ポートＰ２が第１ランド部３１により閉塞されることとなる。これによって、位相変換機構３において、遅角室Ｐｒ及び進角室Ｐａの両室内の油圧が保持され、例えばポンプ８等の無駄なエネルギ消費の削減に供される。
Subsequently, for example, when the operation shifts to the normal operation and is held in a predetermined operation state, a predetermined control current for holding the
さらに、例えば高回転運転状態へと移行した場合などは、最大の制御電流がコイル１３に通電され、前記吸引力が最大となることから、図５に示すように、アーマチュア１６、ロッド１７及びスプール２３がリターンスプリング２６の付勢力に抗してＸ軸正方向側へさらに進出することにより、Ｘ軸正方向側へと最大偏倚した、最も進出した状態となる（以下、「第３状態」という。）。かかる状態では、前記両ポートＰ１，Ｐ２に対し前記両ランド部３１，３２がＸ軸正方向側へ偏倚した状態となって、遅角ポートＰ１がドレン室２５、連通孔２３ｃ及び排出通路２３ｂを介して排出ポートＰ４と連通する一方、進角ポートＰ２が導入室２７を介して導入ポートＰ３と連通することとなる。これにより、位相変換機構３において、遅角室Ｐｒの作動油が排出されると共に進角室Ｐａに作動油が供給されることとなり、カムシャフト２の相対回転位相が最進角側に制御され、機関の高出力化に供される。
Further, for example, when the operation state is changed to the high rotation operation state, the maximum control current is supplied to the
ここで、本実施形態に係る電磁弁ＥＶでは、遅角ポートＰ１及び進角ポートＰ２の軸方向両端に一対の第１、第２環状溝４１，４２が設けられていることから、例えば前記第１状態から第３状態へ直接移行する場合や、前記第２状態を経て第３状態へ移行する場合など、スプール２３による油通路Ｌの連通状態の切換時であって遅角ポートＰ１及び進角ポートＰ２を開口し始める際、すなわち遅角ポートＰ１及び進角ポートＰ３が導入ポートＰ３ないし排出ポートＰ４と連通し始める際に、当該各環状溝４１，４２によって、従来技術と比べてより多くの作動油を通流させることが可能となる。
Here, in the solenoid valve EV according to the present embodiment, since the pair of first and second
具体的には、前記各環状溝４１，４２を設けたことにより、前記各ランド部３１，３２により開口される前記各ポートＰ１，Ｐ２の内側端部の軸方向範囲を拡張することが可能となり、これによって、当該各ポートＰ１，Ｐ２が開口し始める際の作動油の通流量を増大させることができる。
Specifically, by providing the
したがって、前記バルブ構成部１１の軸方向長さを延長することなく、前記各ポートＰ１，Ｐ２が開口し始める際の当該各ポートＰ１，Ｐ２の十分な開口面積を確保することに供される。換言すれば、前記電磁弁ＥＶの小型化に寄与しつつ、作動油の十分な通流量を確保することができる。
Therefore, it is provided to ensure a sufficient opening area of each of the ports P1, P2 when the ports P1, P2 start to open without extending the axial length of the
さらには、前記一対の環状溝４１，４２を一体の環状溝として設けるのではなく、前記両ポートＰ１，Ｐ２が開口し始める際の開口面積の増大化に供する位置、すなわち当該各環状溝４１，４２が最も有効に作用し得る前記両ポートＰ１，Ｐ２の軸方向端部のみにそれぞれ独立して配置して、当該両環状溝４１，４２間にガイド用突起４３をそれぞれ形成するようにしたことで、このガイド用突起４３によってスプール２３を支持することが可能となっている。これにより、スプール２３の支持性の向上が図れ、当該スプール２３の安定した摺動を確保することもできる。
Further, the pair of
換言すれば、前記一対の環状溝４１，４２を一体化してしまうと、当該環状溝が設けられる軸方向範囲においてはスプール２３を支持することができないために、当該スプール２３の摺動に供する前記各ランド部３１，３２の軸方向端縁が前記一体化した環状溝の軸方向端縁に引っ掛かるなど、スプール２３の支持面積が不足することにより、当該スプール２３の摺動性の悪化を招来してしまうおそれがある。
In other words, if the pair of
これに対して、本実施形態に係る電磁弁ＥＶでは、前記各環状溝４１，４２を独立して設けることにより、当該各環状溝４１，４２を必要最小限に留めてガイド用突起４３を形成するようにしたため、スプール２３（前記各ランド部３１，３２）の不支持領域を前記各環状溝４１，４２の軸方向範囲内に留めることが可能になると共に、該各環状溝４１，４２を独立して設けることで当該各環状溝４１，４２の軸方向範囲を最小限に抑えることが可能となることから、スプール２３の摺動性の悪化を招来してしまうおそれがない。
On the other hand, in the electromagnetic valve EV according to the present embodiment, by providing the
また、より直接的には、前記各ランド部３１，３２よりも小さい軸方向幅に設定されている前記各ポートＰ１，Ｐ２の軸方向範囲の中間部にガイド用突起４３を設けたことで、軸方向においてガイド用突起４３とスプール収容室２４の周壁との少なくとも２点で前記各ランド部３１，３２を支持することが可能となり、これによって、スプール２３の安定した摺動が得られることとなる。
More directly, by providing the
このように、本実施形態によれば、遅角ポートＰ１及び進角ポートＰ２の軸方向両端に第１、第２環状溝４１，４２を設けると共に、当該両環状溝４１，４２間にガイド用突起４３を設けたことで、ガイド用突起４３をもって前記各ランド部３１，３２の良好な摺動性を維持しながら、前記両環状溝４１，４２によって前記各ランド部３１，３２が前記各ポートＰ１，Ｐ２を開口し始める際における当該各ポートＰ１，Ｐ２の開口面積を十分に確保することができる。換言すれば、バルブ構成部２１について軸方向の大型化を伴うことなく、かつ、スプール２３の摺動性を犠牲にすることなく、前記各ポートＰ１，Ｐ２を開口し始める際の作動油の通流量を十分に確保することができる。
As described above, according to the present embodiment, the first and second
また、前記ガイド用突起４３を前記両環状溝４１，４２の軸方向中間位置に配置したことにより、当該ガイド用突起４３の配置のバランスが良好となり、前記両環状溝４１，４２によって得られる前記作動油の通流量の増大作用を、前記各ポートＰ１，Ｐ２の相互間において均一にすることができる。つまり、言い換えれば、ガイド用突起４３を軸方向に偏在させないことにより、前記各環状溝４１，４２を介した前記各ポートＰ１，Ｐ２の軸方向両端の開口面積を均一に設定することが可能となり、これによって、当該各ポートＰ１，Ｐ２の軸方向両端における作動油の通流量の増大作用に偏りが生じてしまうおそれがない。
Further, by arranging the
しかも、前記ガイド用突起４３は、スプール収容室２４の周壁において前記各ポートＰ１，Ｐ２が形成された周方向範囲を除く全周に設けられていることから、当該ガイド用突起４３の加工性が良好となり、生産性の向上が図れる。この結果、前記電磁弁ＥＶに係る製造コストの低廉化に供される。
Moreover, since the
さらには、前記ガイド用突起４３は、バルブボディ２２と一体に形成されていることによっても、当該ガイド用突起４３の加工性が良好となり、前記電磁弁ＥＶに係る製造コストの低廉化に供される。
Furthermore, the
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記第１、第２環状溝４１，４２の形状（断面形状）や溝幅、溝深さ等の具体的な仕様については、使用目的や適用する装置の仕様等によってそれぞれ自由に変更することができる。
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment. For example, specific specifications such as the shape (cross-sectional shape), groove width, and groove depth of the first and second
また、前記電磁弁ＥＶのソレノイド構成部１１によって構成される作動源であるアクチュエータは、電気的又は電磁的な手段により作動するものであればよく、前述のようないわゆる電磁石（ソレノイド）を用いたものに限定されるものではない。
Further, the actuator that is an operation source configured by the
前記実施の形態から把握される特許請求の範囲における各請求項に記載した発明以外の技術的思想について、以下に説明する。 The technical ideas other than the invention described in each claim within the scope of the claims ascertained from the embodiment will be described below.
（ａ）請求項１に記載の電磁弁において、
前記ガイド部は、前記環状溝の軸方向中間位置に配置されていることを特徴とする電磁弁。
(A) In the solenoid valve according to
The electromagnetic valve according to
かかる構成とすることで、ガイド部の配置のバランスが良好となり、環状溝によって得られる前記作動油の通流量増大作用を、第１、第２開口部の軸方向両端において均一にすることができる。換言すれば、ガイド部を軸方向に偏在させないことにより、第１、第２開口部の軸方向両端における環状溝を含めた開口面積を均一に設定することが可能となり、これによって、当該環状溝を介した前記作動油の通流量増大作用に偏りが生じてしまうおそれがない。 By adopting such a configuration, the balance of the arrangement of the guide portions becomes good, and the operation of increasing the flow rate of the hydraulic oil obtained by the annular groove can be made uniform at both axial ends of the first and second openings. . In other words, by not unevenly distributing the guide portion in the axial direction, it becomes possible to set the opening area including the annular grooves at both ends in the axial direction of the first and second openings uniformly. There is no possibility that the operation flow rate increasing action of the hydraulic oil through the gap will be biased.
（ｂ）請求項１に記載の電磁弁において、
前記ガイド部は、前記第１開口部及び第２開口部を除き、前記バルブボディの内周面に沿って全周に設けられていることを特徴とする電磁弁。
(B) In the solenoid valve according to
The guide valve is provided on the entire circumference along the inner circumferential surface of the valve body except for the first opening and the second opening.
かかる構成とすることで、ガイド部の加工性が良好となり、生産性の向上が図れる。この結果、当該電磁弁に係る製造コストの低廉化に供される。 By adopting such a configuration, the workability of the guide portion is improved and the productivity can be improved. As a result, the manufacturing cost of the solenoid valve is reduced.
（ｃ）請求項１に記載の電磁弁において、
前記ガイド部は、前記バルブボディと一体に形成されていることを特徴とする電磁弁。
(C) In the solenoid valve according to
The electromagnetic valve characterized in that the guide portion is formed integrally with the valve body.
かかる構成とすることで、ガイド部の加工性が良好となり、生産性の向上が図れる。この結果、当該電磁弁に係る製造コストの低廉化に供される。 By adopting such a configuration, the workability of the guide portion is improved and the productivity can be improved. As a result, the manufacturing cost of the solenoid valve is reduced.
（ｄ）請求項１に記載の電磁弁において、
前記スプールの両端側は、該スプール内周に設けられた連通孔を介して相互に連通可能に構成され、
前記排出開口部は、前記バルブボディの軸方向一端側にのみ設けられていることを特徴とする電磁弁。
(D) In the solenoid valve according to
Both ends of the spool are configured to be able to communicate with each other through a communication hole provided in the inner periphery of the spool,
The electromagnetic valve according to
かかる構成とすることで、排出開口部をバルブボディの軸方向両端側に設ける場合に比べてバルブボディの軸方向長さを短縮することが可能となり、当該電磁弁のさらなる小型化に供される。 With this configuration, it is possible to reduce the axial length of the valve body as compared with the case where the discharge openings are provided on both ends in the axial direction of the valve body, and the size of the solenoid valve is further reduced. .
（ｅ）前記（ｄ）に記載の電磁弁において、
前記スプールは、所定の付勢手段により一方側へと付勢されて前記アクチュエータへの通電により前記付勢手段の付勢力に抗して移動するように構成され、
前記付勢手段は、前記スプールの軸方向他端側に配置されていることを特徴とする電磁弁。
(E) In the solenoid valve according to (d),
The spool is configured to be biased to one side by a predetermined biasing means and to move against the biasing force of the biasing means by energizing the actuator,
The solenoid valve according to
かかる構成とすることで、作動油の排出時において付勢手段が抵抗となってしまうおそれがない。これにより、作動油の排出効率の向上に供される。 With such a configuration, there is no possibility that the biasing means becomes a resistance when the hydraulic oil is discharged. As a result, the hydraulic oil discharge efficiency is improved.
ＥＶ…電磁弁
１１…ソレノイド構成部（アクチュエータ）
２２…バルブボディ
２３…スプール
３０…第１小径部（小径部）
３１…第１ランド部（一対のランド部）
３２…第２ランド部（一対のランド部）
４１…第１環状溝（環状溝）
４２…第２環状溝（環状溝）
４３…ガイド用突起（ガイド部）
Ｐ１…第１開口部（遅角ポート）
Ｐ２…第２開口部（進角ポート）
Ｐ３…導入開口部（導入ポート）
Ｐ４…排出開口部（排出ポート）
EV ...
22 ...
31 ... 1st land part (a pair of land part)
32 ... 2nd land part (a pair of land part)
41 ... 1st annular groove (annular groove)
42 ... Second annular groove (annular groove)
43 ... Guide for guide (guide part)
P1 ... 1st opening (retarding port)
P2 ... Second opening (advance port)
P3 ... Introduction opening (introduction port)
P4 ... discharge opening (discharge port)
Claims (2)
通電することにより前記スプールを軸方向に移動させるアクチュエータと、
内部に前記スプールが摺動自在に収容され、前記各ランド部により開閉される複数の開口部が貫通形成されたバルブボディと、を備え、
前記バルブボディは、
前記小径部に対向する位置において内外周を連通するように設けられた導入開口部と、
前記導入開口部の軸方向両側において内外周を連通するようにそれぞれ設けられ、前記各ランド部の軸方向位置により開口面積が変化する第１開口部及び第２開口部と、
前記スプールの両端側を低圧部に連通する排出開口部と、
前記第１開口部及び第２開口部のそれぞれの内周側端部に設けられた複数の環状溝と、
前記複数の環状溝と環状溝の間にそれぞれ設けられ、前記各ランド部を摺動自在に支持するガイド部と、
を有することを特徴とする電磁弁。 A spool having a pair of large-diameter land portions on both sides of the small-diameter portion;
An actuator for moving the spool in the axial direction by energization;
A valve body in which the spool is slidably housed and a plurality of openings that are opened and closed by the land portions are formed.
The valve body is
An introduction opening provided to communicate the inner and outer circumferences at a position facing the small-diameter portion;
A first opening and a second opening which are provided so as to communicate with inner and outer peripheries on both sides in the axial direction of the introduction opening, and whose opening area varies depending on the axial position of each land;
A discharge opening that communicates both ends of the spool with the low pressure part;
A plurality of annular grooves provided at inner end portions of each of the first opening and the second opening;
A guide portion provided between each of the plurality of annular grooves and the annular groove, and slidably supporting each land portion;
A solenoid valve characterized by comprising:
通電することにより前記スプールを軸方向に移動させるアクチュエータと、
内部に前記スプールが摺動自在に収容され、前記各ランド部により開閉される複数の開口部が貫通形成されたバルブボディと、を備え、
前記バルブボディは、
前記小径部に対向する位置において内外周を連通するように設けられた導入開口部と、
前記導入開口部の軸方向両側において内外周を連通するようにそれぞれ設けられ、前記各ランド部の軸方向位置により開口面積が変化する第１開口部及び第２開口部と、
前記スプールの両端側を低圧部に連通する排出開口部と、
前記第１開口部及び第２開口部のそれぞれの内周側端部に設けられた複数の環状溝と、
前記複数の環状溝と環状溝の間にそれぞれ設けられ、前記各ランド部に当接する突起部と、を有することを特徴とする電磁弁。 A spool having a pair of large-diameter land portions on both sides of the small-diameter portion;
An actuator for moving the spool in the axial direction by energization;
A valve body in which the spool is slidably housed and a plurality of openings that are opened and closed by the land portions are formed.
The valve body is
An introduction opening provided to communicate the inner and outer circumferences at a position facing the small-diameter portion;
A first opening and a second opening which are provided so as to communicate with inner and outer peripheries on both sides in the axial direction of the introduction opening, and whose opening area varies depending on the axial position of each land;
A discharge opening that communicates both ends of the spool with the low pressure part;
A plurality of annular grooves provided at inner end portions of each of the first opening and the second opening;
An electromagnetic valve comprising: a plurality of annular grooves and protrusions provided between the annular grooves and contacting each land portion.
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