(57)【要約】【課題】カムプロフィールの切り替えを行うカムシフト機構に用いられるソレノイドにおいて、ソレノイドピンの摩耗を抑制する。【解決手段】ソレノイドピン３が突出位置に移動され、ソレノイドピン３のフランジ３１が第１当接部２４に当接する際に、当該第１当接部２４の係合溝２４ａのカム面２４ｂによってフランジ３１に回転力が与えられてソレノイドピン３が回転する。また、ソレノイドピン３が突出位置から引込位置に移動され、フランジ３１が第２当接部２５に当接する際に、当該第２当接部２５の係合溝２５ａのカム面２５ｂによってフランジ３１に回転力が与えられてソレノイドピン３が回転する。このようにソレノイドピン３が回転することにより、カムユニットのガイド溝内面へのソレノイドピン３の接触面（側面）を変更することができるので、ソレノイドピン３の摩耗を抑制することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに対してスライド可能に設けられ、突出位置と引込位置との間において往復移動されるソレノイドピンを備えたソレノイドであって、
前記ソレノイドピンの前記ハウジング内部側の端部に円形のフランジが一体的に形成されているとともに、
前記ハウジング内部に設けられ、前記ソレノイドピンが突出位置に移動された際に前記フランジが当接する第１当接部と前記ソレノイドピンが引込位置に移動された際に前記フランジが当接する第２当接部とを備え、
前記ソレノイドピンのフランジの外周には、複数の係合突起または係合溝が周方向に沿って一定ピッチで形成されており、
前記第１当接部には、前記フランジの係合突起または係合溝に係合可能であり、前記フランジに前記ソレノイドピンの中心軸を中心として回転させる力を付与するカム面を有する複数の係合溝または係合突起が形成されているとともに、
前記第２当接部には、前記フランジの係合突起または係合溝に係合可能であり、前記フランジに前記ソレノイドピンの中心軸を中心として前記第１当接部のカム面と同じ向きに回転させる力を付与するカム面を有する複数の係合溝または係合突起が形成されており、
前記第１当接部の前記カム面と前記第２当接部の前記カム面とは周方向において相互に１／２ピッチずれていることを特徴とするソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの可変動弁系に用いられるソレノイドに関し、さらに詳しくは、カムプロフィールの切り替えを行うカムシフト機構に用いられるソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの可変動弁系への機能要求として、「ＩＮ・ＥＸ気筒休止」、「ＥＸ多段可変」等がある。これらを実現する機構として、カムプロフィールが異なる複数のカム（機関バルブを駆動するカム）が設けられたカムユニット（カムキャリア）を、インナーシャフト（カムシャフト）に軸方向にスライド可能に配置し、そのカムユニットのスライドにより、カムプロフィールを切り替えるカムシフト機構が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
こうしたカムシフト機構において、カムプロフィールの切り替えは、ソレノイド（電磁アクチュエータ）を用い、カムユニットに設けられた螺旋溝（ガイド溝）にソレノイドピンを挿入し、インナーシャフト（カムユニット）の回転力を利用してカムユニットを軸方向にスライドさせることにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５２０３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、カムシフト機構にあっては、ソレノイドピンの側面がカムユニットの螺旋溝の側面に接触することによりカムユニットがスライドするようになっており、そのソレノイドピンの螺旋溝側面への接触は同一側面となる。このため、ソレノイドピンの摩耗が発生するおそれがある。特に、インナーシャフト（カムユニット）の高回転下においてカムユニットをスライドさせる場合、ソレノイドピン側面と螺旋溝側面との間に発生する面圧が高くなるので、ソレノイドピンの摩耗が発生しやすくなる。
【０００６】
本発明は、そのような課題を解決するためになされたものであり、カムプロフィールの切り替えを行うカムシフト機構に用いられるソレノイドにおいて、ソレノイドピンの摩耗を抑制することが可能な構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ハウジングに対してスライド可能に設けられ、突出位置と引込位置との間において往復移動されるソレノイドピンを備えたソレノイドであって、前記ソレノイドピンの前記ハウジング内部側の端部に円形のフランジが一体的に形成されているとともに、前記ハウジング内部に設けられ、前記ソレノイドピンが突出位置に移動された際に前記フランジが当接する第１当接部と前記ソレノイドピンが引込位置に移動された際に前記フランジが当接する第２当接部とを備えている。前記ソレノイドピンのフランジの外周には、複数の係合突起または係合溝が周方向に沿って一定ピッチで形成されている。前記第１当接部には、前記フランジの係合突起または係合溝に係合可能であり、前記フランジに前記ソレノイドピンの中心軸を中心として回転させる力を付与するカム面を有する複数の係合溝または係合突起が形成されている。前記第２当接部には、前記フランジの係合突起または係合溝に係合可能であり、前記フランジに前記ソレノイドピンの中心軸を中心として前記第１当接部のカム面と同じ向きに回転させる力を付与するカム面を有する複数の係合溝または係合突起が形成されている。そして、前記第１当接部の前記カム面と前記第２当接部の前記カム面とは周方向において相互に１／２ピッチずれていることを特徴としている。
【０００８】
本発明のソレノイドにあっては、ソレノイドピンが突出位置に移動され、ソレノイドピンのフランジが第１当接部に当接する際に、当該第１当接部の係合溝（係合突起）のカム面によってフランジに回転力が与えられてソレノイドピンが回転する。また、ソレノイドピンが突出位置から引込位置に移動され、フランジが第２当接部に当接する際に、当該第２当接部の係合溝（係合突起）のカム面によってフランジに回転力が与えられてソレノイドピンが回転する。このように、ソレノイドピンの往復移動によりフランジが第１当接部または第２当接部に当接するごとにソレノイドピンが回転するので、カムユニットのガイド溝内面へのソレノイドピンの接触面（側面）を変更することができる。これにより、ソレノイドピンの摩耗を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のソレノイドによれば、ソレノイドピンの往復移動に伴って当該ソレノイドピンが回転するので、カムユニットのガイド溝内面へのソレノイドピンの接触面（側面）を変更することが可能となり、ソレノイドピンの摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】カムシフト機構の一例を示す概略構成図である。
【図２】カムユニットの螺旋溝内におけるソレノイドピンの移動を説明するための図である。
【図３】本発明のソレノイドの実施形態を示す側面図である。
【図４】図３のソレノイドの縦断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図３のソレノイドのハウジングの縦断面図である。
【図７】図３のソレノイドのハウジングに設けた第１当接部の係合溝と第２当接部の係合溝との位置関係を示す図である。
【図８】図３のソレノイドの要部断面斜視図である。
【図９】図３のソレノイドのソレノイドピンの斜視図である。
【図１０】図３のソレノイドのハウジングの要部断面斜視図である。
【図１１】図３のソレノイドのハウジングの要部断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
まず、本発明のソレノイドを適用するカムシフト機構２００の例について、図１を参照して説明する。
【００１３】
−カムシフト機構−
この例のカムシフト機構２００は、インナーシャフト（カムシャフト）２０１、カムユニット２０２、及び、２つのソレノイド１などを備えている。それら２つのソレノイド１は、例えば図示しないステーによってカムハウジングに支持（固定）されている。なお、図１には１つのソレノイド１のみを示している。
【００１４】
カムユニット２０２は、円筒状の部材であって、インナーシャフト２０１に外装されている。カムユニット２０２は、インナーシャフト２０１にスプライン嵌合されており、インナーシャフト２０１と一体回転可能である。また、そのスプライン嵌合によりカムユニット２０２はインナーシャフト２０１の軸方向にスライド移動可能となっている。このスライドによって、カムユニット２０２は、後述する２つのカム２２１，２２２のいずれか一方を選択する位置に切り替えられる。
【００１５】
カムユニット２０２の両端部には、それぞれ、カムプロフィールが異なる２つのカム２２１，２２２が設けられている。それら２つのカムのいずれかのカム２２１またはカム２２２がロッカアーム（図示せず）を介して機関バルブ（例えば排気バルブ：図示せず）を駆動するようになっている。２つのカム２２１，２２２は、インナーシャフト２０１の軸方向に隣接して設けられており、図１において右側のカム２２１が相対的にカムロブの大きな高リフトカムであり、左側のカム２２２が相対的にカムロブの小さな低リフトカムである。なお、この例のカムシフト機構２００が適用されるエンジンは４バルブ式（ＤＯＨＣ式）のエンジン（１気筒に吸気バルブ及び排気バルブがそれぞれ２つずつ配置のエンジン）であるので、１つのカムユニット２０２の両端部にそれぞれ２つのカム２２１，２２２が機関バルブに対応して設けられている。
【００１６】
カムユニット２０２の中央部の外周には螺旋溝（ガイド溝）２２３が形成されている。螺旋溝２２３は、カムユニット２０２の外周においてそれぞれ周方向に延びるように形成された右勝手の溝２２３ａ及び左勝手の溝２２３ｂと、それら２つの溝２２３ａ，２２３ｂが合流した合流溝２２３ｃとを有し、全体としてＹ字状に形成されている。このような形状の螺旋溝２２３に対向するように２つのソレノイド１が配置されている。なお、図１には１つのソレノイド１のみを記載している。
【００１７】
そして、カムユニット２０２を図１の左側にスライド移動させる場合には、右勝手の溝２２３ａに一方のソレノイド１のソレノイドピン３を挿入する。右勝手の溝２２３ａにソレノイドピン３を挿入すると、インナーシャフト２０１の回転に伴うカムユニット２０２の回転により、図２に示すように、ソレノイドピン３の側面が螺旋溝２２３の側面に接触（当接）し、カムユニット２０２が図１の左側にスライドする。これにより、カムロブの大きなカム２２１（高リフトカム）がロッカアーム（図示せず）に当接するようになる。一方、他方のソレノイド１のソレノイドピン３を左勝手の溝２２３ｂに挿入すると、カムユニット２０２が図１の右側にスライドして、ロッカアームが当接するカムが、カムロブの小さなカム２２２（低リフトカム）に切り替わる。このように、この例のカムシフト機構２００では、螺旋溝２２３へのソレノイドピン３の挿入によるカムユニット２０２のスライドによってカムプロフィールを切り替えることができる。
【００１８】
−ソレノイド−
次に、ソレノイド１の実施形態について図３〜図１１を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態のソレノイド１は、ソレノイドピン３、コイル４、コア５、及び、ハウジング２などによって構成されている。
【００２０】
ハウジング２は、段付きの円筒形状の部材であって、ハウジング本体２１とピンガイド部２２とを有する。ハウジング本体２１にはコア５及びコイル４が内蔵されている。コア５は段付きの円筒状の部材である。コイル４は円環状に形成されており、コア５の小径部の周囲を囲うように配置されている。また、ハウジング本体２１の内部には、コア５とピンガイド部２２との間に円筒中空部２３が設けられている。
【００２１】
ピンガイド部２２は、中空円筒形状に形成されたスリーブ部材であって、このピンガイド部２２内にソレノイドピン３が軸方向（Ｘ方向）にスライド可能（摺動及び回転自在）に配置されている。ソレノイドピン３の端部（コア５側の端部）にはフランジ３１が一体形成されており、このフランジ３１が上記円筒中空部２３内に配置されている。なお、円形のフランジ３１の外径は、円筒中空部２３の内径に対して僅かに小さく設定されており、円筒中空部２３内においてフランジ３１が、ソレノイドピン３の中心軸を中心として回転可能である。
【００２２】
ハウジング２（円筒中空部２３）には、ソレノイドピン３がＸ１方向（突出方向）に移動した際にフランジ３１が当接して当該ソレノイドピン３の移動を規制する第１当接部２４が設けられている。また、ハウジング２（円筒中空部２３）には、ソレノイドピン３がＸ２方向（引込方向）に移動した際にフランジ３１が当接して当該ソレノイドピン３の移動を規制する第２当接部２５が設けられている。したがって、ソレノイドピン３は、上記第１当接部２４にて移動が規制される突出位置と上記第２当接部２５にて移動が規制される引込位置との間において往復移動が可能となっている。
【００２３】
そして、ソレノイドピン３のフランジ３１は永久磁石によって構成されており、その磁力がコア５に作用することにより、フランジ３１が第２当接部２５（引込位置）に吸着保持される。この状態から、コイル４への通電が行われると、フランジ３１とコア５との間に反発力が発生し、その反発力によりソレノイドピン３が突出方向（Ｘ１方向）に移動（前進）し、フランジ３１が第１当接部２４に当接すると、ソレノイドピン３が突出位置に配置される（ピン突出状態）。また、このピン突出状態から、コイル４への通電が停止されると、フランジ３１がコア５側に吸引され、これによりソレノイドピン３が引込方向（Ｘ２方向）に移動（後退）し、フランジ３１が第２当接部２５に当接すると、ソレノイドピン３が引込位置に配置される（ピン引込状態）。
【００２４】
このように、本実施形態のソレノイド１にあっては、コイル４への通電により、ソレノイドピン３を突き出すことができ、その突き出したソレノイドピン３を図１及び図２に示すカムユニット２０２の螺旋溝２２３内に挿入することができる。また、コイル４への通電を停止することにより、突き出したソレノイドピン３を引込位置に戻すことができる。
【００２５】
−特徴部分−
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。
【００２６】
まず、上記した構造のカムシフト機構２００にあっては、図２に示すように、ソレノイドピン３の側面がカムユニット２０２の螺旋溝２２３の側面に接触することによりカムユニット２０２がスライドするようになっており、そのソレノイドピン３の螺旋溝２２３側面への接触は同一側面となる。このようにソレノイドピン３の同一側面が螺旋溝２２３の側面に接触し続けると、ソレノイドピン３の摩耗が発生するおそれがある。特に、インナーシャフト２０１（カムユニット２０２）の高回転下においてカムユニット２０２をスライドさせる場合、ソレノイドピン３側面と螺旋溝２２３側面との間に発生する面圧が高くなるので、ソレノイドピン３の摩耗が発生しやすくなる。
【００２７】
このような点を解消するため、本実施形態では、ソレノイドピン３の往復移動に伴ってソレノイドピン３を回転させ、当該ソレノイドピン３の螺旋溝２２３への接触面（側面）を変更することで、ソレノイドピン３の摩耗を抑制する。その具体的な構成について図４〜図１１を参照して以下に説明する。
【００２８】
ソレノイドピン３のフランジ３１の外周には、複数の係合突起（係合歯）３１ａ・・３１ａが周方向に沿って一定ピッチｐで形成されている。
【００２９】
ハウジング２に設けた第１当接部２４には、上記フランジ３１の係合突起３１ａに係合可能な係合溝２４ａ・・２４ａが円筒中空部２３の内周に沿って一定ピッチｐ（フランジ３１の係合突起３１ａと同じピッチ）で形成されている。また、第２当接部２５には、上記フランジ３１の係合突起３１ａに係合可能な係合溝２５ａ・・２５ａが円筒中空部２３の内周に沿って一定ピッチｐ（フランジ３１の係合突起３１ａと同じピッチ）で形成されている。
【００３０】
第１当接部２４の各係合溝２４ａは、それぞれ、フランジ３１にソレノイドピン３の中心軸を中心として回転（ソレノイドピン３側から見て左向きに回転）させる力を付与するカム面（ピン中心軸（Ｘ方向）に対して傾斜する傾斜面）２４ｂを有する。また、第２当接部２５の各係合溝２５ａは、それぞれ、フランジ３１にソレノイドピン３の中心軸を中心として、上記第１当接部２４のカム面２４ｂと同じ向きに回転（ソレノイドピン３側から見て左向きに回転）させる力を付与するカム面（ピン中心軸（Ｘ方向）に対して傾斜する傾斜面）２５ｂを有する。そして、図６及び図７に示すように、第１当接部２４の係合溝２４ａのカム面２４ｂと、第２当接部２５の係合溝２５ａのカム面２５ｂとは周方向において相互に１／２ピッチ（ｐ／２）ずれている。なお、第１当接部２４の係合溝２４ａのカム面２４ｂの傾斜角と、第２当接部２５の係合溝２５ａのカム面２５ｂの傾斜角とは同じである。
【００３１】
以上の構造のソレノイド１において、ソレノイドピン３が突出位置に移動（Ｘ１方向への移動）され、フランジ３１が第１当接部２４に当接する際に、そのフランジ３１の各係合突起３１ａがそれぞれ第１当接部２４の係合溝２４ａに嵌り込む。このとき、係合溝２４ａのカム面（傾斜面）２４ｂによってフランジ３１に回転力が与えられソレノイドピン３が回転（左向きに回転）する。
【００３２】
また、ソレノイドピン３が突出位置から引込位置に移動（Ｘ２方向への移動）され、フランジ３１が第２当接部２５に当接する際にソレノイドピン３が回転する。つまり、第１当接部２４（突出位置）からフランジ３１が軸方向（Ｘ２方向）に沿って第２当接部２５（引込位置）に向けて平行移動しても、第１当接部２４の係合溝２４ａのカム面２４ｂと第２当接部２５の係合溝２５ａのカム面２５ｂとの位相が１／２ピッチ（ｐ／２）ずれているので、フランジ３１の係合突起３１ａが第２当接部２５の係合溝２５ａに嵌り込む際に、当該係合溝２５ａのカム面（傾斜面）２５ｂによってフランジ３１の回転力が与えられて、ソレノイドピンが上記と同じ向きに回転（左向きに回転）する。さらに、ソレノイドピン３が引込位置から突出位置に移動（Ｘ１方向への移動）され、フランジ３１が第１当接部２４に当接する際にソレノイドピン３が回転（左向きに回転）する。
【００３３】
このように、本実施形態のソレノイド１によれば、ソレノイドピン３の往復移動によりフランジ３１が第１当接部２４または第２当接部２５に当接するごとに、当該ソレノイドピン３が回転するので、図１に示すカムユニット２０２のガイド溝２２３内面へのソレノイドピン３の接触面（側面）を変更することができる。これにより、ソレノイドピン３の摩耗を抑制することができる。
【００３４】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３５】
例えば、以上の実施形態では、ソレノイドピン３のフランジ３１に係合突起３１ａを設け、ハウジング２の第１当接部２４及び第２当接部２５にそれぞれ係合溝２４ａ，２５ａを設けているが、本発明はこれに限られることなく、ソレノイドピン３のフランジ３１に係合溝を設け、ハウジング２の第１当接部２４及び第２当接部２５にそれぞれ係合突起を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、エンジンの可変動弁系に用いられるソレノイドに利用可能であり、さらに詳しくは、カムプロフィールの切り替えを行うカムシフト機構に用いられるソレノイドに有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ソレノイド
２  ハウジング
２１  ハウジング本体
２２  ピンガイド部
２３  円筒中空部
２４  第１当接部
２４ａ  係合溝
２４ｂ  カム面
２５  第２当接部
２５ａ  係合溝
２５ｂ  カム面
３  ソレノイドピン
３１  フランジ
３１ａ  係合突起
４  コイル
５  コア
２００  カムシフト機構
２０１  インナーシャフト
２０２  カムユニット
２２１，２２２  カム
２２３  螺旋溝
【図１】
2017072067.tif 000003
【図２】
2017072067.tif 000004
【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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【図９】
2017072067.tif 000011
【図１０】
2017072067.tif 000012
【図１１】
2017072067.tif 000013