(57)【要約】  可変バルブタイミング調整装置用電磁弁３０は、可変バルブタイミング調整装置２０に作動流体の給排を行う複数のポート４３，４４，４５，４６，４７が形成された円筒形状のバルブハウジング４０と、バルブハウジング４０内を軸方向に移動し、当該移動量に応じてポート４３，４４，４５，４６，４７を介して流れる作動流体の給排量を調整する、大径部からなる第１−第４ランド部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄと第１−第４ランド部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを接続する小径部からなる凹部４１ｅ，４１ｆ，４１ｇとで構成されるスプール４１と、スプール４１を駆動する磁気回路の可動子であるプランジャを収めるソレノイド部５０とを備え、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃのエッジ部４１ｂ´，４１ｃ´、またはエッジ部４１ｂ´，４１ｃ´に対応するバルブハウジング４０ｃの穴縁に中央電流値近傍の作動流体量を調整するノッチ部６０またはテーパ溝６１または貫通孔６２を形成した。
2010007712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを進角方向に付勢する付勢部材を備えた可変バルブタイミング調整装置に給排する作動流体量を調整する可変バルブタイミング調整装置用電磁弁において、
前記可変バルブタイミング調整装置に前記作動流体の給排を行う複数のポートが形成された円筒形状のバルブハウジングと、
前記バルブハウジング内を軸方向に移動し、当該移動量に応じて前記ポートを介して流れる前記作動流体の給排量を調整する、大径部からなる複数のランド部と当該ランド部を接続する小径部からなる凹部とで構成されるスプールと、
前記スプールを駆動する磁気回路の可動子であるプランジャを収めるソレノイド部とを備え、
前記複数のランド部のエッジ部、または前記エッジ部に対応するバルブハウジングの穴縁に中間電流値近傍の作動流体量を調整する溝部を形成したことを特徴とする可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項２】
溝部は、ランド部の円周方向に連続して形成したことを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項３】
溝部は、スプールの軸方向に沿って深さを徐々に変化させたテーパ形状であることを特徴とする請求項２記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項４】
溝部は、ランド部の円周方向に不連続に形成したことを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項５】
溝部は、スプールの軸方向に沿って周方向の溝幅を徐々に変化させた弦形状であることを特徴とする請求項４記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項６】
溝部は、ランド部に対して半円以下の円弧状であることを特徴とする請求項５記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項７】
溝部は、ランド部の円周方向、またはバルブハウジングの穴縁の円周方向に略均等な間隔で形成したことを特徴とする請求項４記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項８】
対向するランド部のエッジ部に同一形状の溝部を形成したことを特徴とする請求項２記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項９】
対向するランド部のエッジ部に同一形状の溝部を形成したことを特徴とする請求項４記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項１０】
溝部は、切削加工により形成することを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項１１】
クランクシャフトからの駆動力を吸気カムシャフトあるいは排気カムシャフトへ伝達するハウジングと、前記ハウジングに固定され、内部に突出して複数の油圧室を形成する複数のシューを有するケースと、前記吸気カムシャフトあるいは排気カムシャフトの端部に固定され、前記油圧室を進角側油圧室と遅角側油圧室とに区画する複数のベーンを有するロータと、前記ロータを進角方向に付勢する付勢部材とを備えた可変バルブタイミング調整装置と、
前記可変バルブタイミング調整装置の前記進角側油圧室および前記遅角側油圧室に給排する作動流体量を調整する電磁弁とを備え、
前記電磁弁は、
前記可変バルブタイミング調整装置に前記作動流体の給排を行う複数のポートが形成された円筒形状のバルブハウジングと、
前記バルブハウジング内を軸方向に移動し、当該移動量に応じて前記ポートを介して流れる前記作動流体の給排量を調整する、大径部からなる複数のランド部と当該ランド部を接続する小径部からなる凹部とで構成されるスプールと、
前記スプールを駆動する磁気回路の可動子であるプランジャを収めるソレノイド部とを備え、
前記複数のランド部のエッジ部、または前記エッジ部に対応するバルブハウジングの穴縁に中間電流値近傍の作動流体量を調整する溝部を形成することを特徴とする可変バルブタイミング調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸気弁と排気弁の開閉タイミングを変化させるための可変バルブタイミング調整装置を制御する電磁弁および可変バルブタイミング調整システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンのクランクシャフトと同期回転するタイミングプーリやチェーンスプロケットによってカムシャフトを駆動する際に、タイミングプーリとカムシャフトとの間にベーン式の可変バルブタイミング装置を設けることによって、クランクシャフトに対してカムシャフトを相対的に回転させ、クランクシャフトの回転に対するカムシャフトの回転を遅角、進角させることにより、吸気弁や排気弁の作動タイミングをエンジンの回転に対してシフトして、排気ガスの低減や燃費の向上を図る構成が知られている。【０００３】
さらに、上述の可変バルブタイミング装置を制御する電磁弁として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この種の電磁弁の一例を図８に示す。この電磁弁３０は、ソレノイド部５０によって駆動されるスプール４１と、スプール４１をその軸方向に摺動可能に収容し、油圧経路が形成されるバルブハウジング４０で構成される。このバルブハウジング４０には、スプール４１によって開閉されオイル供給源に連絡する油供給ポート４５と、可変バルブタイミング装置に連絡する進角側および遅角側ポート４３，４４とを備え、さらに油供給ポート４５と進角側および遅角側ポート４３，４４を連通させる連通路９０が形成されている。【０００４】
電磁弁３０は、可変バルブタイミング装置の中間保持動作において、可変バルブタイミング装置への油圧供給を閉塞し、微小流量を供給することで制御する。その際、油圧経路などからの油のリークが存在し、中間保持動作の安定性が低下する。そのため、特許文献１では連通路９０を設け、油圧経路などからリークする油量を補う油量を供給し、可変バルブタイミング調整装置の中間保持動作における安定性を確保している。【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１４５５２号公報
【０００６】
従来の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁は以上のように構成されているので、可変バルブタイミング装置の中間保持動作において連通路を介して油供給量を増加させることが可能であるが、例えば可変バルブタイミング調整装置を進角側に動作させた場合、電磁弁が大流量の油を油供給ポートに供給する。その際、進角側ポートは油の供給側となっているため連通路を通じてオイルが供給されるが、遅角側ポートは油の排出側となっているため、当該連通路を通じて油供給ポートのオイルの一部が常に排出される状態となり、電磁弁全体として油のリーク量が増加してしまうという課題があった。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、可変バルブタイミング調整装置を進角側あるいは遅角側に動作させた場合に電磁弁全体として油のリーク量を増加させることなく、さらに可変バルブタイミング調整装置を中間保持状態に動作させた場合においても十分な油供給量を確保することができる可変バルブタイミング調整装置用電磁弁および可変バルブタイミング調整システムを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００８】
この発明に係る可変バルブタイミング調整装置用電磁弁は、可変バルブタイミング調整装置に作動流体の給排を行う複数のポートが形成された円筒形状のバルブハウジングと、バルブハウジング内を軸方向に移動し、当該移動量に応じて前記ポートを介して流れる作動流体の給排量を調整する、大径部からなる複数のランド部と当該ランド部を接続する小径部からなる凹部とで構成されるスプールと、スプールを駆動する磁気回路の可動子であるプランジャを収めるソレノイド部とを備え、複数のランド部のエッジ部、または前記エッジ部に対応するバルブハウジングの穴縁に中間電流値近傍の作動流体量を調整する溝部を形成したものである。
【０００９】
この発明によれば、可変バルブタイミング調整装置に作動流体の給排を行う複数のポートが形成された円筒形状のバルブハウジングと、バルブハウジング内を軸方向に移動し、当該移動量に応じて前記ポートを介して流れる作動流体の給排量を調整する、大径部からなる複数のランド部と当該ランド部を接続する小径部からなる凹部とで構成されるスプールと、スプールを駆動する磁気回路の可動子であるプランジャを収めるソレノイド部とを備え、複数のランド部のエッジ部、または前記エッジ部に対応するバルブハウジングの穴縁に中間電流値近傍の作動流体量を調整する溝部を形成するように構成したので、可変バルブタイミング調整装置を中間保持動作させた場合、即ち電磁弁を中間電流値近傍で制御する場合にも作動流体の流量を増量することができ、可変バルブタイミング調整装置を安定して制御することができる。また、溝部において作動流体の流体特性を調整することができる。さらに、可変バルブタイミング調整装置を進角側あるいは遅角側に制御した場合に油がリークするのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る可変バルブタイミング調整システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る可変バルブタイミング調整装置および電磁弁の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る電磁弁の構成を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る電磁弁のノッチ部の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る電磁弁電流と油流量の関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態２に係る電磁弁の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る電磁弁の構成を示す図である。
【図８】従来の電磁弁の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る可変バルブタイミング調整システムの構成を示す図、図２は実施の形態１に係る可変バルブタイミング調整装置および電磁弁の構成を示す図である。なお、図２の可変バルブタイミング調整装置は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
可変バルブタイミング（以下、ＶＶＴと称する）調整システムは、エンジンの排気側のカムシャフト１０、カムシャフト１０の端部に設けられたエンジンのクランクシャフト（図示せず）に対するカムシャフト１０の相対的位相角を調整するＶＶＴ調整装置２０、クランクシャフト内部に形成された進角側油通路３１および遅角側油通路３２により接続される電磁弁３０、および油供給路３３を介して電磁弁３０に油を供給するオイルポンプ３４などで構成されている。【００１２】
ＶＶＴ調整装置２０は、クランクシャフトと同期回転するハウジング２１、内部に突出して油圧室２３を形成する複数のシュー２２ａを有するケース２２、このケース２２の油圧室２３をハウジング２１の反対側から遮蔽するカバー２４、およびハウジング２１、ケース２２およびカバー２４を一体に固定する締結ボルト２５により構成されている。【００１３】
ケース２２の内部に配設されたロータ２６は、ボス部２６ａと、このボス部２６ａの外周部から半径方向外側に突出して油圧室２３を進角側油圧室２３ａと遅角側油圧室２３ｂとに区画する複数のベーン２６ｂとで構成されている。さらにロータ２６の各ベーン２６ｂの先端部には、シュー２２ａと接触して進角側油圧室２３ａと遅角側油圧室２３ｂとの間の油の流動を遮断するシール部材２６ｃが設けられている。このシール部材２６ｃと進角側油圧室２３ａとの間には、ハウジング２１やケース２２、カバー２４など外側に位置する回転体と、内部に位置する回転体であるロータ２６との相対位置を固定するロック機構２７が設けられている。さらに、ロータ２６のベーン２６ｂとケース２２のシュー２２ａとの間に、ベーン２６ｂを進角方向に付勢するアシストスプリング２８が配設されている。【００１４】
電磁弁３０は、円筒状のバルブハウジング４０、このバルブハウジング４０内に収容されるスプール４１、このスプール４１を初期位置（ソレノイド部５０側）に付勢するコイルスプリング４２、およびコイルスプリング４２の付勢力に抗してスプール４１を矢印Ｘ方向に摺動させるソレノイド部５０とから概略構成されている。バルブハウジング４０の外周部には、進角側油通路３１、遅角側油通路３２、油供給路３３、進角側ドレン路３５、遅角側ドレン路３６にそれぞれ対応する進角側ポート４３、遅角側ポート４４、油供給ポート４５、進角側ドレンポート４６、遅角側ドレンポート４７が形成されている。進角側ポート４３および遅角側ポート４４は、油供給ポート４５、進角側ドレンポート４６、遅角側ドレンポート４７に対して斜め向かいの位置に設けられている。【００１５】
スプール４１の外周部には、バルブハウジング４０の内径に相当する外径を有する第１ランド部４１ａ、第２ランド部４１ｂ、第３ランド部４１ｃおよび第４ランド部４１ｄが形成され、第１ランド部４１ａと第２ランド部４１ｂとの間、第２ランド部４１ｂと第３ランド部４１ｃとの間、および第３ランド部４１ｃと第４ランド部４１ｄとの間には凹部４１ｅ、４１ｆおよび４１ｇがそれぞれ形成されている。第２ランド部４１ｂのスプール４１軸方向長さはバルブハウジング４０の進角側ポート４３の開口幅より若干大きく形成され、第３ランド部４１ｃのスプール４１軸方向長さは遅角側ポート４４の開口幅より若干大きく形成されている。バルブハウジング４０の一端はソレノイド部５０のハウジングに固定され、スプール４１の他端はソレノイド部５０内のロッド５１に当接している。【００１６】
このように構成された電磁弁３０は、エンジンの運転状態に関する情報に基づいてＥＣＵ（図示せず）から出力される制御信号により、ソレノイド部５０に磁気吸引力が生じ、この磁気吸引力に応じてロッド５１が矢印Ｘ方向に移動し、このロッド５１の端部に当接しているスプール４１も一体的に軸方向に摺動する。スプール４１の摺動ストローク量はソレノイド部５０内に印加される電流値に比例して変化するため、エンジンの運転状態に応じて電流値を変化させることにより制御することができる。このスプール４１の摺動移動により進角側油通路３１および遅角側油通路３２と、油供給路３３および、進角側ドレン路３５または遅角側ドレン路３６とを相対的に切り替える制御を行う。【００１７】
図３は、実施の形態１に係る電磁弁のバルブハウジングとスプールの構成を示す図である。さらに図３（ａ）はＶＶＴ調整装置の遅角側動作時の電磁弁、図３（ｂ）は中間保持動作時の電磁弁、図３（ｃ）は進角側動作時の電磁弁を示す図である。さらに、図３（ｄ）は図３（ｂ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。まず、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて進角側油通路３１および遅角側油通路３２と、油供給路３３および進角側ドレン路３５または遅角側ドレン路３６とを相対的に切り替える電磁弁３０の制御について説明する。【００１８】
図３（ａ）に示すＶＶＴ装置２０の遅角側動作では、ソレノイド部５０に印加される電流値に応じてコイルスプリング４２のスプリング力に抗してスプール４１が所定の位置まで摺動移動し、進角側油通路３１と進角側ドレン路３５が連通し、油供給路３３と遅角側油通路３２とが連通する。これにより、油供給路３３および遅角側油通路３２を経由して遅角側油圧室２３ｂ内に油が導入され、進角側油圧室２３ａから進角側油通路３１および進角側ドレン路３５を経由して油が排出される。なお、ＶＶＴ調整装置２０が基準位置に制御され、電磁弁３０の通電がＯＦＦの状態においても、図３（ａ）の制御状態が維持される。【００１９】
図３（ｂ）に示すＶＶＴ装置２０の中間保持動作では、ソレノイド部５０に印加される電流値に応じてコイルスプリング４２のスプリング力に抗してスプール４１が所定の位置まで摺動移動し、油供給路３３は進角側油通路３１と遅角側油通路３２のどちらにも連通していない状態を維持する。この油供給路３３が進角側および遅角側油通路３１，３２と連通していない状態においても、第２ランド部４１ｂとバルブハウジング４０の仕切り部４０ａ、および第３ランド部４１ｃとバルブハウジング４０の仕切り部４０ｂとのクリアランス部からリークする油に加えて、後述するノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃを通じて流れる油の流量が進角側油通路３１および遅角側油通路３２に供給される。【００２０】
図３（ｃ）に示すＶＶＴ装置２０の進角側動作では、ソレノイド部５０に印加される電流値に応じてコイルスプリング４２のスプリング力に抗してスプール４１が所定の位置まで摺動移動し、油供給路３３と進角側油通路３１とが連通し、遅角側油通路３２と遅角側ドレン路３６とが連通する。これにより、油供給路３３および進角側油通路３１を経由して進角側油圧室２３ａ内に油が導入され、遅角側油圧室２３ｂから遅角側油通路３２および遅角側ドレン路３６を経由して油が排出される。【００２１】
次に、図３（ｂ）および図３（ｄ）を用いて第２ランド部４１ｂと第３ランド部４１ｃに設けたノッチ部６０について説明する。第２ランド部４１ｂと第３ランド部４１ｃの向かい合うそれぞれのエッジ部４１ｂ´，４１ｃ´の円周上にそれぞれ等間隔に３つのノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃを形成している。エッジ部４１ｂ´上のノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃとエッジ部４１ｃ´上のノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃとは、それぞれ対向する位置に配設され、同一形状に形成されている。同一形状の各ノッチ部６０を対向する位置に設けることにより、進角側油通路３１および遅角側油通路３２に供給する油の流量特性が均一となる。【００２２】
図４は、第３ランド部４１ｃのエッジ部４１ｃ´に設けたノッチ部６０ａを示す図である。ノッチ部６０ａは、第３ランド部４１ｃのエッジ部４１ｃ´を弦形状に、即ち周方向の溝幅がスプール４１の軸方向に沿って徐々に変化するように切り欠いて形成している。さらに、ノッチ部６０ａは半円以下の円弧形状に形成されており、エッジ部４１ｃ´とノッチ部６０ａとが９０°以上の角度で交差するので、加工の際にバリが発生するのを抑制することができる。ノッチ部６０の形成方法としては、例えば第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃの径外方向からエンドミルなどにより切削する加工方法などが挙げられる。高精度の加工が可能な切削加工によりノッチ部６０を形成することができるので、油の流量特性を高精度に調整することができる。【００２３】
第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃに複数のノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃを設けることにより、油供給路３３から進角側および遅角側油通路３１，３２に供給される油の流量が増加し、ＶＶＴ調整装置２０の中間保持動作を安定的に維持するために必要となる油流量を十分に確保することができる。次に、電磁弁３０の制御電流値と油流量との関係について説明する。【００２４】
図５は、電磁弁３０への制御電流値と、電磁弁３０の開度に対応する電磁弁３０内の油流量との関係を示すグラフである。
電磁弁３０の進角側油通路３１および遅角側油通路３２の開度は、図５に示すようにＥＣＵからソレノイド部５０に印加される制御電流値により決定される。即ち、電磁弁制御電流値が中心線Ｙに対して遅角側領域にある場合には、図３（ａ）に示したように油供給路３３が遅角側油通路３２と連通してＶＶＴ調整装置２０を遅角方向へ移動させるために遅角側油圧室２３ｂに油圧が供給され、進角側油圧室２３ａの油圧が排出されるように油の流れが設定される。この遅角側領域では、制御電流値が小さくなれば遅角側ポート４４の開度が大きくなり遅角側油圧室２３ｂへの油流量が増える。【００２５】
この遅角側領域では、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃに設けたノッチ部６０が、油供給路３３と遅角側油通路３２とが連通した油供給側に位置しており、ノッチ部６０に対応するバルブハウジング４０の内径部でシールされるため、ノッチ部６０を介して油が進角側ドレン路３５に排出されることはなく、電磁弁３０全体として油のリーク量が増加することはない。【００２６】
一方、電磁弁制御電流値が中心線Ｙに対して進角側領域にある場合には、図３（ｃ）に示したように油供給路３３が進角側油通路３１と連通してＶＶＴ調整装置２０を進角方向へ移動させるために進角側油圧室２３ａに油圧が供給され、遅角側油圧室２３ｂの油圧が排出されるように油の流れが設定される。この進角側領域では、制御電流値が大きくなれば進角側ポート４３の開度が大きくなり進角側油圧室２３ａへの油流量が増える。【００２７】
この進角側領域では、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃに設けたノッチ部６０が、油供給路３３と進角側油通路３１とが連通した油供給側に位置しており、ノッチ部６０に対応するバルブハウジング４０の内径部でシールされるため、ノッチ部６０を介して油が遅角側ドレン路３６に排出されることはなく、電磁弁３０全体として油のリーク量が増加することはない。【００２８】
また、エンジンの運転状態に応じて中心線Ｙで示す中間電流値が制御電流値（Ｒ点あるいはＱ点）となる場合が存在する。
排気側ＶＶＴ調整装置に代表されるようにＶＶＴ調整装置２０内にベーン２６ｂを進角側に付勢するアシストスプリング２８を有している場合には、エンジンの運転状態によって、カムシャフト１０の遅角方向のトルクとアシストスプリング２８による付勢トルクが釣り合う点が存在する。通常、この釣り合う点でＶＶＴ調整装置２０を中間保持する場合には、電磁弁３０は中間電流値（Ｑ点）で制御される。ＶＶＴ調整装置２０の中間保持動作時の電磁弁３０は、図３（ｂ）に示したように油供給路３３が進角側油通路３１および遅角側油通路３２のどちらとも連通しておらず、第２ランド部４１ｂと仕切り部４０ａ、および第３ランド部４１ｃと仕切り部４０ｂとのクリアランス部から漏れ出る油が進角側油圧室２３ａおよび遅角側油圧室２３ｂに供給されている。【００２９】
このように、中間電流値（Ｑ点）での保持の場合には、電磁弁３０からの供給流量はクリアランスからの漏れ分しかなく著しく低下している。一方カムシャフト１０での変動トルクがロータ２６に作用することにより、ロータ２６は目標となる制御角度を中心におよそ２°の範囲で振れており、この振れが原因となり、油圧室２３ａ、２３ｂ及び油通路３１、３２には油圧脈動が生じている。ＶＶＴ調整装置２０内部の油圧室２３ａ、２３ｂ及び油通路３１、３２にはそれぞれ構成部品間の隙間から漏れる油が存在しており、油圧脈動により、これら隙間からの漏れ量が大きくなる場合がある。このように漏れが大きい場合には、油供給量不足が発生しＶＶＴ調整装置２０の安定した制御が困難となる。そこで、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃに設けた複数のノッチ部６０を介して油を供給し、進角側および遅角側油通路３１，３２への油流量を増加させている。このノッチ部６０を形成することにより、中間電流値においても油流量をＲ点で維持することができ、ＶＶＴ調整装置２０の中間保持動作を安定して制御するのに十分な油流量を確保することができる。【００３０】
一方、吸気側ＶＶＴ調整装置に代表されるようにＶＶＴ調整装置２０内にアシストスプリング２８を有さない場合、カムシャフト１０の遅角方向のトルクに抗してＶＶＴ調整装置２０を中間保持するために、電磁弁３０は中間電流値より常に高電流側のＰ点で制御される。電磁弁制御電流（Ｐ点）では、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃと仕切り部４０ａ，４０ｂとのクリアランス部から漏れ出る油流量に対してより大きい流量の油が進角側油圧室２３ａに供給されているため、ＶＶＴ調整装置２０の中間保持動作の安定性が損なわれることは少ない。【００３１】
以上のように、この実施の形態１によれば、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃのエッジ部４１ｂ´，４１ｃ´にノッチ部６０を設けるように構成したので、電磁弁３０を電磁弁制御電流の中間電流値近傍で制御する場合にも、ノッチ部６０を介して進角側および遅角側油通路３１，３２への油流量を増加させることができ、ＶＶＴ調整装置２０の安定した制御が可能となる。さらに、進角側および遅角側油通路３１，３２に供給される油の流量特性を均一化することができる。さらに、実車での走行時に最も高頻度で使用する中間保持領域での流量を増すことができ、例えば流量が少なく油が停滞することにより発生するコンタミやオイルスラッジがＯＣＶ内部に堆積することを防止することができる。【００３２】
また、この実施の形態１によれば、複数のノッチ部６０を第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃのエッジ部４１ｂ´，４１ｃ´の円周上に不連続に設けるように構成したので、ランド部４１ｂ，４１ｃの一部にエッジ部が存在し、バルブハウジング４０とスプール４１との間の隙間に異物が侵入するのを防止することができる。【００３３】
さらに、この実施の形態１によれば、ノッチ部６０の周方向の溝幅がスプール４１の軸方向に沿って徐々に変化するように構成したので、電磁弁制御電流の中間電流値近傍からの油流量の立ち上がりが早くなり、電磁弁制御電流の少しの変化で油流量が変化し、中間電流値近傍の電磁弁３０の制御応答性能が向上する。【００３４】
さらに、この実施の形態１によれば、ノッチ部６０を半円以下の円弧状に形成したので、ノッチ部６０と第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃのエッジ部４１ｂ´，４１ｃ´とを９０°以上で交差させることができ、ノッチ部６０を形成加工する際にバリ発生を抑制することができる。【００３５】
さらに、この実施の形態１によれば、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃそれぞれに、３つのノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃを等間隔に形成するように構成したので、ハウジング４０に形成した各ポート４３，４４，４５，４６，４７とスプール４１の位置関係が異なった場合にも油流量のばらつきを低減することができる。【００３６】
さらに、この実施の形態１によれば、ノッチ部６０を切削により形成加工するように構成したので、切削加工により高精度の加工が可能となり、電磁弁の流量特性を高精度に調整することができる。【００３７】
なお、上述した実施の形態１では、一つのランド部４１ｂ，４１ｃの円周方向に等間隔で３つのノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃを形成する構成を示したが、一つのランド部４１ｂ，４１ｃの円周方向に等間隔で４つのノッチ部６０を形成してもよく、ノッチ部６０を形成する個数は特に限定されるものではない。【００３８】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係る電磁弁の構成を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。上述した実施の形態１では、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃのエッジ部４１ｂ´，４１ｃ´に弦形状のノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃを設ける構成を示したが、この実施の形態２では第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃのエッジ部にテーパ溝６１を設ける構成を示す。【００３９】
テーパ溝６１は、第２ランド部４１ｂと第３ランド部４１ｃの向かい合うそれぞれのエッジ部の円周上に周方向に連続して形成されている。さらに、テーパ溝６１は、スプール４１の軸方向に沿って徐々に深さが変化するテーパ形状の溝であり、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃ側に進むに連れ溝が浅くなり、凹部４１ｆ側に進むにつれ溝が深くなるように形成されている。このテーパ溝６１も切削加工などにより形成することができる。【００４０】
ＶＶＴ調整装置２０を中間保持する場合、図６に示すように電磁弁３０では、油供給路３３が進角側油通路３１と遅角側油通路３２のどちらにも連通していない状態を維持する。第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃと仕切り部４０ａ，４０ｂとのクリアランス部からリークする油に加え、テーパ溝６１を通じて流れる油の流量が進角側および遅角側油通路３１，３２に供給される。テーパ溝６１を設けることにより、ＶＶＴ調整装置２０を中間保持する場合においても、図５において示したＲ点での油流量を確保することができる。【００４１】
一方、ＶＶＴ調整装置２０の遅角側動作の場合、電磁弁３０では油供給路３３と遅角側油通路３２が連通する方向にスプール４１が移動し、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃに設けたテーパ溝６１が、油供給路３３と遅角側油通路３２とが連通した油供給側に位置していることから、テーパ溝６１を介して流量が増加した油が進角側ドレン路３５に排出されることはなく、電磁弁３０全体として油のリーク量が増加することはない。【００４２】
同様に、進角側動作の場合、電磁弁３０では油供給路３３と進角側油通路３１が連通する方向にスプール４１が移動し、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃに設けたテーパ溝６１が、油供給路３３と進角側油通路３１とが連通した油供給側に位置していることから、テーパ溝６１を介して流量が増加した油が遅角側ドレン路３６に排出されることはなく、電磁弁３０全体として油のリーク量が増加することはない。【００４３】
以上のように、この実施の形態２によれば、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃのエッジ部４１ｂ´，４１ｃ´の円周上に周方向に連続してテーパ溝６１を形成するように構成したので、電磁弁制御電流の中間電流値近傍で制御する場合にも、テーパ溝６１を介して進角側および遅角側油通路３１，３２への油流量を増加させることができ、ＶＶＴ調整装置２０の安定した制御が可能となる。さらに、進角側および遅角側油通路３１，３２に供給される油の流量特性を均一化することができる。また、連続加工が可能となり加工が容易となることから製造コストを抑制することができる。【００４４】
また、この実施の形態２によれば、テーパ溝６１の深さがスプール４１の軸方向に沿って徐々に変化するよう構成したので、電磁弁制御電流の中間電流値近傍からの油流量の立ち上がりが早くなり、電磁弁制御電流の少しの変化で油流量が変化し、電磁弁制御電流の中間電流値近傍の制御応答性能が向上する。【００４５】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る電磁弁の構成を示す図である。上述した実施の形態１および２では、第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃにノッチ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃあるいはテーパ溝６１を設ける構成を示したが、この実施の形態３では第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃに接するバルブハウジング４０ｃに貫通孔６２を設ける構成を示す。【００４６】
貫通孔６２は、第２ランド部４１ｂと第３ランド部４１ｃとの間の油流路と進角側油通路３１および遅角側油通路３２が連通するように、バルブハウジング４０ｃの穴縁に形成されている。この貫通孔６２も切削加工などにより形成することができる。ＶＶＴ調整装置２０を中間保持する場合、図７に示すように電磁弁３０では、油供給路３３が進角側油通路３１と遅角側油通路３２のどちらにも連通していない状態を維持する。第２および第３ランド部４１ｂ，４１ｃと仕切り部４０ａ，４０ｂとのクリアランス部からリークする油に加え、貫通孔６２を通じて流れる油が進角側油通路３１および遅角側油通路３２に供給される。貫通孔６２を設けることにより、ＶＶＴ調整装置２０を中間保持する場合においても、図５において示したＲ点での油流量を確保することができる。【００４７】
一方、ＶＶＴ調整装置２０の遅角側動作の場合、電磁弁３０では油供給路３３と遅角側油通路３２が連通する方向にスプール４１が移動し、第３ランド部４１ｃ近傍に形成した貫通孔６２は遅角側油通路３２と連通した状態を維持し、第２ランド部４１ｂ近傍に形成した貫通孔６２は第２ランド部４１ｂにより塞がれて進角側油通路３１とは連通しない。このように、貫通孔６２は油排出側に開口していないことから、貫通孔６２を介して流量が増加した油が進角側ドレン路３５に排出されることはなく、電磁弁３０全体として油のリーク量が増加することはない。【００４８】
同様に、進角側動作の場合、電磁弁３０では油供給路３３と進角側油通路３１が連通する方向にスプール４１が移動し、第２ランド部４１ｂ近傍に形成した貫通孔６２は進角側油通路３１と連通した状態を維持し、第３ランド部４１ｃ近傍に形成した貫通孔６２は第３ランド部４１ｃにより塞がれて遅角側油通路３２とは連通しない。このように、貫通孔６２は油排出側に開口していないことから、貫通孔６２を介して流量が増加した油が遅角側ドレン路３６に排出されることはなく、電磁弁３０全体として油のリーク量が増加することはない。【００４９】
以上のように、この実施の形態３によれば、ＶＶＴ調整装置２０を中間保持する場合に第２ランド部４１ｂと第３ランド部４１ｃとの間の油流路と進角側油通路３１および遅角側油通路３２が連通するようバルブハウジング４０ｃの穴縁に貫通孔６２を設けるように構成したので、電磁弁制御電流の中間電流値近傍で制御する場合にも、貫通孔６２を介して進角側および遅角側油通路３１，３２への油流量を増加させることができ、ＶＶＴ調整装置２０の安定した制御が可能となる。さらに、進角側および遅角側油通路３１，３２に供給する油の流量特性を均一化することができる。【００５０】
なお、上記実施の形態３では、バルブハウジング４０ｃの穴縁に二つの貫通孔６２を設ける構成を示したが、複数の貫通孔６２をバルブハウジング４０ｃの穴縁の円周方向に略均等な間隔で設けるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、この発明に係る可変バルブタイミング調整装置用電磁弁は、可変バルブタイミング調整装置を進角側あるいは遅角側に動作させた場合に電磁弁全体として油のリーク量を増加させることなく、さらに可変バルブタイミング調整装置を中間保持状態に動作させた場合においても十分な油供給量を確保できるようにするため、可変バルブタイミング調整装置に作動流体の給排を行う複数のポートが形成された円筒形状のハウジングと、ハウジング内を軸方向に移動し、当該移動量に応じて前記ポートを介して流れる作動流体の給排量を調整する、大径部からなる複数のランド部と当該ランド部を接続する小径部からなる凹部とで構成されるスプールと、スプールを駆動する磁気回路の可動子であるプランジャを収めるソレノイド部とを備え、複数のランド部のエッジ部、または前記エッジ部に対応するハウジングの穴縁に中間電流値近傍の作動流体量を調整する溝部を形成するよう構成したので、エンジンにおけるクランクシャフトに対してカムシャフトを相対的に回転させるために設けられる可変バルブタイミング調整装置用電磁弁などに用いるのに適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月22日(2010.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを進角方向に付勢する付勢部材を備えた可変バルブタイミング調整装置に給排する作動流体量を調整する可変バルブタイミング調整装置用電磁弁において、
前記可変バルブタイミング調整装置に前記作動流体の給排を行う複数のポートが形成された円筒形状のバルブハウジングと、
前記バルブハウジング内を軸方向に移動し、当該移動量に応じて前記ポートを介して流れる前記作動流体の給排量を調整する、大径部からなる複数のランド部と当該ランド部を接続する小径部からなる凹部とで構成されるスプールと、
前記スプールを駆動する磁気回路の可動子であるプランジャを収めるソレノイド部とを備え、
前記複数のランド部のエッジ部、または前記エッジ部に対応するバルブハウジングの穴縁に中間電流値近傍の作動流体量を調整する溝部を形成したことを特徴とする可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項２】
溝部は、ランド部の円周方向に連続して形成したことを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項３】
溝部は、スプールの軸方向に沿って深さを徐々に変化させたテーパ形状であることを特徴とする請求項２記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項４】
溝部は、ランド部の円周方向に不連続に形成したことを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項５】
溝部は、ランド部に対して半円以下の円弧状であることを特徴とする請求項４記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項６】
溝部は、ランド部の円周方向、またはバルブハウジングの穴縁の円周方向に略均等な間隔で形成したことを特徴とする請求項４記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項７】
対向するランド部のエッジ部に同一形状の溝部を形成したことを特徴とする請求項２記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項８】
対向するランド部のエッジ部に同一形状の溝部を形成したことを特徴とする請求項４記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項９】
溝部は、切削加工により形成することを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング調整装置用電磁弁。
【請求項１０】
クランクシャフトからの駆動力を吸気カムシャフトあるいは排気カムシャフトへ伝達するハウジングと、前記ハウジングに固定され、内部に突出して複数の油圧室を形成する複数のシューを有するケースと、前記吸気カムシャフトあるいは排気カムシャフトの端部に固定され、前記油圧室を進角側油圧室と遅角側油圧室とに区画する複数のベーンを有するロータと、前記ロータを進角方向に付勢する付勢部材とを備えた可変バルブタイミング調整装置と、
前記可変バルブタイミング調整装置の前記進角側油圧室および前記遅角側油圧室に給排する作動流体量を調整する電磁弁とを備え、
前記電磁弁は、
前記可変バルブタイミング調整装置に前記作動流体の給排を行う複数のポートが形成された円筒形状のバルブハウジングと、
前記バルブハウジング内を軸方向に移動し、当該移動量に応じて前記ポートを介して流れる前記作動流体の給排量を調整する、大径部からなる複数のランド部と当該ランド部を接続する小径部からなる凹部とで構成されるスプールと、
前記スプールを駆動する磁気回路の可動子であるプランジャを収めるソレノイド部とを備え、
前記複数のランド部のエッジ部、または前記エッジ部に対応するバルブハウジングの穴縁に中間電流値近傍の作動流体量を調整する溝部を形成することを特徴とする可変バルブタイミング調整システム。
【国際調査報告】
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