(57)【要約】【課題】ロック機構の挙動の不安定化を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁を提供する。【解決手段】油圧制御弁３６は、バルブボディ３７の頭部３７ｂ側の軸部３７ｃに、遅角ポート４２と進角ポート４３及びロックポート４４が軸方向に並んで貫通形成されている。スリーブ３８は、内部軸方向に第１、第２油通路４７，４８が軸方向に沿って形成されていると共に、第１油通路の下流側にロックポート４４からバルブ収容孔６７への作動油の逆流を規制する第２逆止弁６２が設けられている。この第２逆止弁は、バルブシート６３の通路孔６３ａを開閉する第２ボール弁体６４と、該第２ボール弁体を、通路孔を閉塞する方向へ付勢する第２チェックスプリング６５と、から主として構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動室に対して作動油を給排制御することによって機関弁の開閉タイミングを可変制御し、かつロック機構に対して作動油を給排制御することによって位相変更機構の作動をロックあるいはロックを解除する内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁であって、
前記油圧制御弁は、
周壁に前記作動室に連通する作動ポートと前記ロック機構に連通するロックポートが貫通形成された筒状のバルブボディと、
前記バルブボディの内部に、軸方向の移動が規制された状態で配置され、内部に油通路が形成されたスリーブと、
前記スリーブの内部に配置され、前記油通路への作動油の導入を許容し、前記油通路から外部への作動油の排出を規制する第１逆止弁と、
前記スリーブの内部に配置され、前記油通路からロックポートへの作動油の流れを許容し、前記ロックポートから前記油通路への流れを規制する第２逆止弁と、
前記バルブボディと前記スリーブとの間に前記バルブボディの軸方向へ移動可能に配置され、前記バルブボディの軸方向における移動位置に応じて前記油通路に対して前記作動ポート及び前記ロックポートとを連通及び非連通とするスプール弁と、
を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁であって、
前記油通路は、前記スリーブの内部軸方向において前記作動油が導入される一端から他端に向かって仕切壁を介して２つに分岐形成され、
前記第２逆止弁は、前記２つの油通路のうち、１つに設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁であって、
前記第１逆止弁は、前記スリーブの前記両油通路の一端部側に形成されたバルブ収容凹部内に配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁であって、
前記第１逆止弁と第２逆止弁のそれぞれの弁体は、ボール弁体であることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁であって、
前記ロックポートは、前記油通路の前記バルブボディの軸方向において前記作動ポートよりも下流側に形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁。
【請求項６】
クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室が形成されたハウジングと、
カムシャフトに固定され、前記ハウジングの作動室を第１作動室と第２作動室に仕切ると共に、前記ハウジングに相対回転可能に設けられたベーンロータと、
オイルポンプから圧送された作動油を、前記第１作動室と第２作動室に選択的に給排する油圧制御弁と、を備え、
前記油圧制御弁は、
周壁に前記第１、第２作動室に連通する第１，第２作動ポートと前記ロック機構に連通するロックポートが貫通形成された筒状のバルブボディと、
前記バルブボディの内部に、軸方向の移動が規制された状態で配置され、内部に油通路が形成されたスリーブと、
前記スリーブの内部に配置され、前記油通路への作動油の導入を許容し、前記油通路から外部への作動油の排出を規制する第１逆止弁と、
前記スリーブの内部に配置され、前記油通路からロックポートへの作動油の流れを許容し、前記ロックポートから前記油通路への流れを規制する第２逆止弁と、
前記バルブボディと前記スリーブとの間に前記バルブボディの軸方向へ移動可能に配置され、前記バルブボディの軸方向における移動位置に応じて前記油通路に対して前記各作動ポート及び前記ロックポートとを連通及び非連通とするスプール弁と、
を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記ベーンロータに有する複数のベーンのうち少なくとも一つに、前記第１作動室と第２作動室を連通する連通孔が設けられ、該連通孔の連通状態を切り換え可能な連通制御機構を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項８】
クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室が形成されたハウジングと、
カムシャフトに固定され、前記ハウジングの作動室を第１作動室と第２作動室に仕切ると共に、前記ハウジングに相対回転可能に設けられたベーンロータと、
前記ベーンロータ内に配置された油圧制御弁と、
を備え、
前記油圧制御弁は、
周壁に前記第１、第２作動室に連通する第１，第２作動ポートとロック機構に連通するロックポートが貫通形成された筒状のバルブボディと、
前記バルブボディの内部に、軸方向の移動が規制された状態で配置され、内部に油通路が形成されたスリーブと、
前記スリーブの内部に配置され、前記油通路からロックポートへの作動油の流れを許容し、前記ロックポートから前記油通路への流れを規制する逆止弁と、
前記バルブボディと前記スリーブとの間に前記バルブボディの軸方向へ移動可能に配置され、前記バルブボディの軸方向における移動位置に応じて、前記油通路に対して前記各作動ポート及び前記ロックポートとを連通及び非連通とするスプール弁と、
を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記逆止弁は、前記油通路の前記バルブボディの軸方向において前記作動ポートに連通する第１開口孔よりも下流側にあることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁と内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いられる油圧制御弁としては、以下の特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
この油圧制御弁は、オイルポンプから圧送された油圧が、スリーブの軸方向の一端部に形成された供給ポートからスリーブ内部に供給される。この油圧は、中空ピストンの軸方向の移動位置に応じてスリーブの貫通開口部からバルブボディ(ブッシュ)の遅角側ポートあるいは進角側ポートからハウジング内の複数の遅角作動室や進角作動室に選択的に供給されてスプロケットに対するカムシャフトの相対回転位相を変更するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７５９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記スプロケットとカムシャフトとの相対回転位置をロック穴とロックピンによって規制するロック機構を設ける場合には、機関駆動中にカムシャフトに発生する交番トルクなどに起因して、前記ロック穴内の作動油がロック通路内に逆流してロック穴内が低圧となり、ロックピンがロック穴に入り込んでロックされるおそれがある。この結果、ロック機構の挙動の不安定化を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、ロック機構の挙動の不安定化を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好ましい態様によれば、油圧制御弁は、バルブボディの内部に、軸方向の移動が規制された状態で配置され、内部に油通路が形成されたスリーブと、前記スリーブの内部に配置され、前記油通路への作動油の導入を許容し、前記油通路から外部への作動油の排出を規制する第１逆止弁と、前記スリーブの内部に配置され、前記油通路からロックポートへの作動油の流れを許容し、前記ロックポートから前記油通路への流れを規制する第２逆止弁と、前記バルブボディと前記スリーブとの間に前記バルブボディの軸方向へ移動可能に配置され、前記バルブボディの軸方向における移動位置に応じて前記油通路に対して作動ポート及び前記ロックポートを連通及び非連通とするスプール弁と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロック機構の挙動の不安定化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の第１実施形態を断面して示す全体構成図である。
【図２】本実施形態に供されるベーンロータが中間位相の回転位置に制御された状態を示すバルブタイミング制御装置の全体概略図である。
【図３】本実施形態に供される連通制御機構を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本実施形態に供される油圧制御弁の分解斜視図である。
【図５】本実施形態に供される油圧制御弁の縦断面図である。
【図６】本実施形態に供される第２逆止弁を示す一部断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本実施形態の油圧制御弁に作動油が供給された状態におけるスプール弁の第１ポジションを示す縦断面図である。
【図９】本実施形態の油圧制御弁に作動油が供給された状態におけるスプール弁の第２ポジションを示す縦断面図である。
【図１０】本実施形態の油圧制御弁のスプール弁の第３ポジションを示す縦断面図である。
【図１１】本実施形態の油圧制御弁のスプール弁の第４ポジションを示す縦断面図である。
【図１２】本実施形態の油圧制御弁のスプール弁の第５ポジションを示す縦断面図である。
【図１３】本実施形態におけるベーンロータが最進角の相対回転位置に制御された状態を示している。
【図１４】本実施形態におけるベーンロータが最遅角の相対回転位置に制御された状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁及び内燃機関のバルブタイミング制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は内燃機関の排気弁側に適用した第１実施形態のバルブタイミング制御装置の断面図、図２は同バルブタイミング制御装置の全体構成図である。
【００１２】
まず、バルブタイミング制御装置は、図１及び図２に示すように、機関のクランクシャフトにより図外のタイミングチェーンを介して回転駆動される駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、機関前後方向に沿って配置されて、タイミングスプロケット１に対して相対回転可能に設けられた排気側のカムシャフト２と、タイミングスプロケット１とカムシャフト２との間に配置されて、該両者１，２の相対回転位相を変換する位相変更機構３と、該位相変更機構３を最遅角と最進角との間の中間位相位置でロックさせる一対のロック機構４、４と、位相変更機構３の後述する一部の遅角作動室１０と進角作動室１１との連通または遮断を切り換え制御する一対の連通制御機構５、５と、位相変更機構３とロック機構４、４及び連通制御機構５を作動させる油圧回路６と、を備えている。なお、駆動回転体としては、タイミングベルトによって回転力が伝達されるタイミングプーリであっても良い。
【００１３】
タイミングスプロケット１は、円盤状に形成されて、外周にタイミングチェーンが巻回される歯車部１ａと、中央に貫通形成されて、カムシャフト２の一端部２ａの外周に回転自在に支持される軸受孔１ｂとを有している。また、タイミングスプロケット１は、外周部の円周方向４箇所に雌ねじ孔(図示せず)が周方向の等間隔位置に形成されている。
【００１４】
また、このタイミングスプロケット１は、後述するハウジングの後端開口を、液密的に閉塞するリアカバーとして構成されている。
【００１５】
カムシャフト２は、図外のシリンダヘッド上に複数のカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には図外の機関弁である排気弁を開作動させる複数の卵型の回転カムが軸方向の位置に一体的に固定されている。また、カムシャフト２の一端部２ａの内部軸心方向には、後述するカムボルト(バルブボディ３７)が螺着される雌ねじ孔２ｂが形成されている。
【００１６】
位相変更機構３は、図１及び図２に示すように、タイミングスプロケット１に軸方向から一体的に設けられ、内部に作動室が形成されたハウジング７と、カムシャフト２の一端部２ａに後述するバルブボディ３７を介して軸方向から固定され、ハウジング７内に回転自在に収容された従動回転体であるベーンロータ８と、ハウジング７の内部の作動室が、後述するハウジング本体１２の内周面に突設された４つのシュー９とベーンロータ８とによって仕切られたそれぞれ４つの作動室である遅角作動室１０及び第２作動室である進角作動室１１と、を備えている。
【００１７】
ハウジング７は、圧粉金属を焼結して成形されたいわゆる焼結金属材によって一体に形成された円筒状のハウジング本体１２と、プレス成形によって形成され、ハウジング本体１２の前端開口を閉塞するフロントカバー１３と、後端開口を閉塞するタイミングスプロケット１と、から構成されている。
【００１８】
ハウジング本体１２は、ほぼ円筒状に形成されて、内周面に４つのシュー９が突設されていると共に、該各シュー９の内部軸方向に４つのボルト挿入孔１２ａがそれぞれ貫通形成されている。
【００１９】
フロントカバー１３は、タイミングスプロケット１よりも比較的大きな肉厚に形成されて、中央に大径な挿入孔１３ａが貫通形成されている。また、フロントカバー１３は、前記挿入孔１３ａを除く内周面とベーンロータ８の対向一側面との間で各遅角、進角作動室１０、１１内をシールするようになっている。また、外周部の周方向４箇所に、それぞれボルト１４が挿入される４つのボルト挿入孔(図示せず)が貫通形成されている。
【００２０】
そして、タイミングスプロケット１とハウジング本体１２及びフロントカバー１３は、それぞれのボルト挿入孔１３ａを挿入してタイミングスプロケット１の各雌ねじ孔に螺着する４本のボルト１４によって軸方向から結合されている。
【００２１】
ベーンロータ８は、同じく焼結金属材によって一体に形成され、カムシャフト２の一端部２ａにバルブボディ２７によって固定されたロータ部１５と、該ロータ部１５の外周面に円周方向のほぼ９０°等間隔位置に放射方向へ突設された４つのベーン１６ａ〜１６ｄと、から構成されている。
【００２２】
ロータ部１５は、比較的大径な円筒状に形成され、外周の径方向から対向する位置に一対の大径突部１５ａ、１５ｂが一体に設けられている。この２つの大径突部１５ａ、１５ｂは、それぞれほぼ同一長さの円弧状に形成されて、一方の大径突部１５ａは第１ベーン１６ａの付け根部から第２ベーン１６ｂ方向へ周方向に沿って延出している。他方の大径突部１５ｂは、第３ベーン１６ｃの付け根部から第４ベーン１６ｄ方向へ周方向に沿って延出している。
【００２３】
また、ロータ部１５の中央の内部軸方向には、カムシャフト２の雌ねじ孔２ｂと連続するボルト挿入孔１５ｃが貫通形成されている。ロータ部１５の後端面に形成された円形状の嵌合溝１５ｄには、カムシャフト２の一端部２ａの先端部が回転軸方向から嵌合している。
【００２４】
第１〜第４ベーン１６ａ〜１６ｄは、それぞれが各シュー９の間に配置されており、第１ベーン１６ａと第３ベーン１６ｃは前記各大径突部１５ａ、１５ｂの存在によって径方向の長さが短く形成されている。前記大径突部１５ａ、１５ｂには、前記各ロック機構４，４の一部が設けられている。
【００２５】
各ベーン１６ａ〜１６ｄの外周面と各シュー９の先端には、それぞれハウジング本体１２の内周面とロータ部１５の外周面との間をシールするシール部材１７ａ、１７ｂがそれぞれ設けられている。
【００２６】
また、ベーンロータ８は、図１３に示すように、進角側(時計方向)へ相対回転すると、第２ベーン１６ｂの他側面が対向する第２シュー９の段差状の対向側面９ｂに当接して最大進角側の回転位置が規制されるようになっている。また、ベーンロータ８が、図１４に示すように、遅角側(反時計方向)へ相対回転すると、第１ベーン１６ａの一側面が対向する第１シュー９の段差状の対向側面９ａに当接して最大遅角側の回転位置が規制されるようになっている。
【００２７】
このとき、他のベーン１６ｃ、１６ｄは、両側面が円周方向から対向する各シュー９の対向面に当接せずに離間状態にある。したがって、各ベーン１６ａ〜１６ｄと各シュー９との当接精度が向上すると共に、後述する各作動室１０，１１への作動油（油圧）の供給速度が速くなってベーンロータ８の正逆回転の応答性が良好になる。
【００２８】
各ベーン１６ａ〜１６ｄの正逆回転方向の両側面と各シュー９の両側面との間に、前述したそれぞれ４つの遅角作動室１０ａ〜１０ｄと進角作動室１１ａ〜１１ｄが設けられている。各遅角作動室１０ａ〜１０ｄと各進角作動室１１ａ〜１１ｄは、ロータ部１５の内周面から内部径方向に沿って形成されたそれぞれ４つの遅角通路孔１８と進角通路孔１９に連通している。この各遅角、進角通路孔１８，１９は、後述する油圧制御弁３６を介して油圧回路６に連通している。
【００２９】
さらに、前記ロータ部１５のフロントカバー１３側の端面には、フロントカバー１３の挿入孔１３ａの内周に挿入される円筒状の突起部１５ｅが一体に設けられている。この突起部１５ｅの先端部外周側には、トーションスプリング２５が設けられている。
【００３０】
このトーションスプリング２５は、外周側の一端部２５ａがフロントカバー１３に固定された支持ピン１３ｂに係止している一方、内周側の他端部２５ｂが突起部１５ｅの所定位置に係止している。これによって、トーションスプリング２５は、ベーンロータ８を常時進角側へ付勢するようになっている。
【００３１】
各ロック機構４、４は、ハウジング７に対してベーンロータ８を最遅角側の回転位置（図２に示す位置）に保持するものである。
【００３２】
すなわち、この各ロック機構４、４は、図１及び図２に示すように、フロントカバー１３の内側面の所定位置に形成された２つのロック穴２０、２０と、ロータ部１５の第１大径突部１５ａと第２大径突部１５ｂの内部軸方向にそれぞれ形成されたピン収容孔２１、２１と、該各ピン収容孔２１，２１に進退動自在に設けられ、小径な先端部がロック穴２０、２０に係脱するロックピン２２、２２と、該各ロックピン２２、２２を各ロック穴２０、２０方向へ付勢するコイルスプリング２３、２３と、各ロック穴２０，２０に油圧を供給して各ロックピン２２、２２を各コイルスプリング２３のばね力に抗して各ロック穴２０、２０から後退移動させて係合を解除するロック通路２４、２４と、から主として構成されている。
【００３３】
以下では、便宜上、２つのロック機構４，４のうち一方側について説明する。
【００３４】
前記ロック穴２０は、ロックピン２２の小径な先端部の外径よりも大径な円形状に形成されていると共に、タイミングスプロケット１の内側面のベーンロータ８の最遅角と最進角との間の中間の相対回転位置に対応した位置に形成されている。
【００３５】
ロックピン２２は、先端部の受圧面にロック穴２０にロック通路２４から供給された油圧を受けて後退移動してロック穴２０から抜け出してロックが解除される。また、ロックピン２２は、ロック穴２０に油圧が供給されない場合は、コイルスプリング２３のばね力によって先端部がロック穴２０の内部に係入してベーンロータ８のハウジング７に対する相対回転を規制するようになっている。
【００３６】
図３は図２のＢ−Ｂ線断面図であって、前記連通制御機構５の構成を示している。
【００３７】
連通制御機構５は、図２及び図３に示すように、第２、第４ベーン１６ｂ、１６ｄの幅方向にそれぞれ貫通形成され、該各ベーン１６ｂ、１６ｄを挟んで隣り合う第２遅角作動室１０ｂと第２進角作動室１１ｂ及び第４遅角作動室１０ｄと第４進角作動室１１ｄをそれぞれ連通する連通孔２６と、該各連通孔２６のほぼ中間位置に軸方向に沿って貫通形成されたピン収容孔２７にそれぞれ摺動自在に設けられる弁体としての連通ピン２８と、該各連通ピン２８とフロントプレート１６との間に介装され、各連通ピン２８をリヤプレート１７側へと付勢するコイルスプリング２９と、から主として構成されている。
【００３８】
連通孔２６は、図２に示すように、各ベーン１６ｂ、１６ｄにおいて、ロータ部１５側のそれぞれの付け根部近傍に形成されている。すなわち、この連通孔２６は、前記各ベーン１６ｂ、１６ｄの幅方向に沿って形成されている。
【００３９】
連通ピン２８は、図３に示すように、先端側に向かって段差縮径状に形成され、その大径部２８ａの後端側内周にばね収容溝２８ｄ内に、コイルスプリング２９が弾装されている。また、大径部２８ａの軸方向の中間部には、周方向に連続する環状溝３０が切欠形成されている。この環状溝３０は、連通孔２６の内径とほぼ同じ溝幅に設定されて、連通ピン２８が最も進出した状態において連通孔２６とほぼ過不足なく重合し、連通ピン２８の後退に伴い重合量が減少して、一定以上後退することで連通ピン２８の大径部２８ａによって連通孔２６の連通が遮断される構成となっている。このようにして、環状溝３０と連通孔２６との重合量である連通孔２６の通路断面積に基づいて、第２遅角作動室１０ｂと第２進角作動室１１ｂ、第４遅角作動室１０ｄと第４進角作動室１１ｄのそれぞれの連通切換制御が可能となっている。
【００４０】
また、前記ピン収容孔２７には、連通ピン２８の段部２８ｃに基づいて、各小径部２８ｂの周域に、ピン収容孔２７との間に受圧室３１が隔成されている。該各受圧室３１は、各ロック通路２４から分岐形成された連通機構通路３２と連通している。そして、該連通機構通路３２から導入される解除圧としての油圧がそれぞれ連通ピン２８の段部２８ｃへ作用することで、該連通ピン２８がコイルスプリング２９の付勢力に抗して後退可能となっている。
【００４１】
この際、各連通ピン２８は、各ロックピン２２よりも早く後退可能な構成となっている。具体的には、連通ピン２８の段部２８ｃの受圧面積が、ロックピン２２の先端部の先端面の受圧面積よりも大きく設定されている。なお、かかる設定以外にも、その他の手段として、例えば連通制御機構５のコイルスプリング２９のばね定数自体やセット荷重を、それぞれロック機構４のコイルスプリング２３のばね定数やセット荷重よりも小さく設定することにより、連通ピン２８を相対的に早く後退させることも可能である。
【００４２】
油圧回路６は、図１及び図２に示すように、カムシャフト２の内部径方向及び軸方向などに形成された供給通路３４と、該供給通路３４の下流側に設けられて、吐出通路３５ａから供給通路３４に作動油圧を吐出するオイルポンプ３５と、ロータ部１５の内部軸方向に設けられて、機関運転状態に応じて供給通路３４に対して前記各遅角通路孔１８と各進角通路孔１９及びロック通路２４などの流路を切り換える油圧制御弁３６と、各遅角、進角作動室１０ａ〜１０ｄ，１１ａ〜１１ｄからの作動油を、油圧制御弁３６を介してオイルパン３３に排出する排出通路３３ａと、を備えている。
【００４３】
供給通路３４は、カムシャフト２の軸受部やカムシャフト２の内部軸方向に形成されて、下流端部がオイルポンプ３５の吐出通路３５ａと連通している。また、この供給通路３４は、上流端部がカムシャフト２の雌ねじ孔２ｂの底部２ｃに連通していると共に、該底部２ｃを介して後述する第２逆止弁６２の導入口４７ａ臨んでいる。
【００４４】
オイルポンプ３５は、一般的な例えばベーンタイプあるいはトロコイドタイプのものが用いられている。
【００４５】
図４は油圧制御弁３６の分解斜視図、図５は油圧制御弁３６の縦断面図である。
【００４６】
油圧制御弁３６は、図１にも示すように、ベーンロータ８をカムシャフト２の一端部２ａに軸方向から固定するカムボルトとして機能し、鉄系金属材からなるバルブボディ３７と、該バルブボディ３７の内部軸方向に貫通形成されたバルブ孔３７ａ内に収容配置されたスリーブ３８と、該スリーブ３８の外周面とバルブ孔３７ａの内周面との間に配置されたスプール弁３９と、該スプール弁３９を図５の左方向へ付勢するバルブスプリング４０と、スプール弁３９を前記バルブスプリング４０のばね力に抗して他方向へ押し出すアクチュエータである電磁アクチュエータ４１と、から主として構成されている。
【００４７】
バルブボディ３７は、バルブ孔３７ａによって内部中空状の円筒状に形成されており、外周面が六角面に形成された頭部３７ｂと、ベーンロータ８のロータ部１５のボルト挿入孔１５ｃに挿入する軸部３７ｃと、該軸部３７ｃの先端部外周に形成されて、カムシャフト２の雌ねじ孔２ｂに螺着する雄ねじ部３７ｄと、から構成されている。
【００４８】
頭部３７ｂは、バルブボディ３７がカムシャフト２に締結された状態では、フロントカバー１３の挿入孔１３ａ内に配置されて、軸部３７ｃの付け根側のフランジ部３７ｅの着座面３７ｆがロータ部１５のボルト挿入孔１５ｃの開口縁側の周面に着座している。
【００４９】
軸部３７ｃは、図４にも示すように、軸方向の雄ねじ部３７ｄ寄りの位置に第１作動ポートである遅角ポート４２が周壁の十字径方向へ４つ貫通形成されている。また、軸部３７ｃの各遅角ポート４２から頭部３７ｂ寄りの位置には、第２作動ポートである進角ポート４３が周壁の十字径方向へ４つ貫通形成されている。さらに、該各進角ポート４３から頭部３７ｂ寄り、つまり、軸部３７ｃの頭部３７ｂとの付け根部付近に、第３作動ポートであるロックポート４４が同じく周壁の十字径方向へ４つ貫通形成されている。
【００５０】
各遅角ポート４２と各進角ポート４３は、それぞれの内側開口がバルブ孔３７ａに臨み、外側開口が各遅角通路孔１８と各進角通路孔１９にそれぞれグルーブ溝１８ａ、１９ａを介して径方向から連通している。また、各ロックポート４４は、前記２つのロック通路２４にグルーブ溝２４ａを介して連通していると共に、各ロック通路２４から分岐した連通機構通路３２に連通している。
【００５１】
また、軸部３７ｃの先端部の内周には、図４にも示すように、円環状の環状溝４５が形成されている。この環状溝４５は、所定の軸方向長さに形成されていると共に、バルブ孔３７ａの内径よりも大径に形成されて、内端に径方向に沿った段差面４５ａが形成されている。
【００５２】
前記軸部３７ｃは、内周面の前記遅角ポート４２の近傍に円環通路３７ｇが形成されている。
【００５３】
前記スリーブ３８は、例えば、合成樹脂材あるいは金属材によって円筒状に形成されて、スリーブ本体３８ａと、該スリーブ本体３８ａの軸方向の一端部に一体に有するフランジ部３８ｂと、から構成されている。
【００５４】
図６はスリーブ３８の軸方向の他端部を一部断面して示す斜視図であって、後述する第２逆止弁６２を主として示している。
【００５５】
前記スリーブ本体３８ａは、図６にも示すように、内部に一体に設けられた仕切壁４６によって第１油通路４７と第２油通路４８が軸方向に沿って仕切られていると共に、前記フランジ部３８ｂ側の内部にバルブ収容凹部４９が形成されている。また、スリーブ本体３８ａは、フランジ部３８ｂ側の軸方向の一端部３８ｃの前記バルブ収容凹部４９に対応する部位の外径がやや大径状に形成されている。さらに、一端部３８ｃの内周面に図外の複数の案内溝が軸方向に沿って形成されている。この各案内溝は、後述する第１逆止弁５４の第１ボール弁体５５の外周面との間を通流する作動油をスリーブ本体３８ａの内部に案内する機能を有している。
【００５６】
前記仕切壁４６は、図６に示すように、軸直角方向の断面が十字形状に形成されて、中央軸部４６ａを中心としてクロス状の２つの仕切部４６ｂ、４６ｃによって構成されている。また、バルブ収容凹部４９側の端部には、第２油通路４８の軸方向端部を閉塞する端壁４６ｄが一体に設けられている。さらに、仕切壁４６の中央軸部４６ａの軸方向一端部には、該中央軸部４６ａを延長した形でバルブ収容凹部４９方向へ突出した突部５０が設けられている。
【００５７】
前記第１油通路４７と第２油通路４８は、スリーブ本体３８ａの軸方向に沿って並行に形成されて、前記十字状の仕切壁４６を介して互いに径方向の対称位置、つまり１８０°の対称位置に２つずつ形成されている。また、各油通路４７，４８は、仕切壁４６によってそれぞれが断面扇状に形成されており、これによって、大きな通路断面積を確保している。
【００５８】
そして、前記２つの第１油通路４７（４７ａ、４７ｂ）のうち、１つの第１油通路４７の下流側（バルブ収容凹部４９と軸方向で反対側）には、第２逆止弁６２が設けられている。この第２逆止弁６２については具体的に後述する。
【００５９】
前記スリーブ本体３８ａは、第１油通路４７側の軸方向の一端部に前記バルブ収容凹部４９に臨む導入口４７ａが形成されている。またスリーブ本体３８ａのほぼ中央位置には、第１油通路４７に開口した矩形状の第１開口孔４７ｂが径方向に貫通形成されている。この第１開口孔４７ｂは、スプール弁３９の後述する第３連通孔３９ｈを介して各遅角ポート４２あるいは各進角ポート４３に適宜連通するようになっている。また、スリーブ本体３８ａの軸方向後端側には、第１油通路４７に開口した円形状のロック通路孔４７ｃが径方向に貫通形成されている。
【００６０】
スリーブ本体３８ａは、第２油通路４８の端壁４６ｄの近傍に流入口４８ａが径方向に貫通形成されている。この流入口４８ａは、スプール弁３９の移動位置に応じて遅角ポート４２と第２油通路４８とを連通するようになっている。
【００６１】
また、スリーブ本体３８ａは、第２油通路４８側の軸方向の他端部側に円形状の第２開口孔４８ｂが貫通形成されている。この第２開口孔４８ｂは、スプール弁３９を介してロックポート４４に適宜連通するようになっている。また、第２油通路４８の他端部には、排出口４８ｃが形成され、この排出口４８ｃが後述する円筒部材６０を介して排出通路３３ａとオイルパン３３に開口している。
【００６２】
また、前記端壁４６ｄは、遅角ポート４２からスプール弁３９を介して第２油通路４８方向へ作動油を案内する傾斜面４６ｅが形成されている。
【００６３】
フランジ部３８ｂは、図５に示すように、環状溝４５の内部に配置されていると共に、バルブスプリング４０の軸方向の一端部が弾持されるスプリングリテーナ５２と、後述するバルブシート５６との間に軸方向から挟み込まれるように配置されている。
【００６４】
すなわち、スプリングリテーナ５２は、金属プレートで円環状に形成されて、外周部５２ｂが軸方向に沿って断面ほぼＬ字形状に折曲形成されていると共に、中央に大径な挿入孔５２ａが貫通形成されている。前記外周部５２ｂは、外周面が環状溝４５の内周面に圧入されていると共に、環状の前端壁が環状溝４５の段差面４５ａに軸方向から当接している。前記フランジ部３８ｂは、外径がスプリングリテーナ５２の外周部５２ｂの内径よりも小さく形成されている。
【００６５】
したがって、組み付け後において、フランジ部３８ｂの外周面とスプリングリテーナ５２の外周部５２ｂとの間に、径方向クリアランスが形成されている。また、フランジ部３８ｂの前端面と該前端面と軸方向で対向するバルブシート５６の対向面との間には、軸方向クリアランスが形成されている。これらの径方向及び軸方向のクリアランスの存在によって、スリーブ３８全体が、バルブボディ３７に対して径方向及び軸方向へ僅かに移動可能に保持されている。
【００６６】
前記バルブ収容凹部４９には、作動油を供給通路３４から第１油通路４７方向のみに流入を許容する第１逆止弁５４が収容配置されている。この第１逆止弁５４は、第１ボール弁体５５と、該第１ボール弁体５５が離着座する第１バルブシート５６と、第１ボール弁体５５を第１バルブシート５６方向へ付勢する第１チェックスプリング５７と、から構成されている。
【００６７】
第１ボール弁体５５は、金属材によって球状に形成されていると共に、外径がバルブ収容凹部４９の内径よりも十分小さく形成されて、外面とバルブ収容凹部４９の内周面との間に比較的大きな隙間通路が形成されている。
【００６８】
第１バルブシート５６は、円板プレート状に形成されて、第１ボール弁体５５の方向へ膨出変形した中央部位に通路孔５６ａが貫通形成されている。また、バルブシート５６は、外周部が環状溝４５の内周側に軸方向から挿入配置されていると共に、円環状の固定部５８の環状溝４５内周面への軸方向の押圧力によって外周部の前端面がスプリングリテーナ５２の外周部の軸方向端縁に当接配置されている。
【００６９】
第１ボール弁体５５は、前記通路孔５６ａの孔縁に離着座して通路孔５６ａを開閉するようになっている。
【００７０】
第１チェックスプリング５７は、そのばね力が通路孔５６ａから第１ボール弁体５５に作用する所定の作動油圧によって圧縮変形してボール弁体５５を後退移動させて通路孔５６ａを開く程度の大きさに設定されている。
【００７１】
前記固定部５８は、金属材あるいは合成樹脂材によって形成されて、外周面が環状溝４５の内周面に軸方向から圧入されている。また、固定部５８の中央には、カムシャフト２の雌ねじ孔２ｂの底部２ｃ側と通路孔５６ａとを連通する通孔５８ａが貫通形成されている。なお、前記固定部５８は、環状溝４５に対して雌雄ねじによるねじ込みにより固定することも可能である。
【００７２】
また、第１バルブシート５６と固定部５８との間に濾過フィルタ５９が挟み込まれて固定されている。この濾過フィルタ５９は、一般的なもので、外周部５９ａが固定部５８とバルブシート５６との間に挟まれて固定され、中央部のフィルタ部５９ｂを通過する作動油内の塵等を捕集するようになっている。
【００７３】
前記スプール弁３９は、図４及び図５に示すように、ほぼ円筒状に形成されて、内周面がスリーブ本体３８ａの外周面を軸方向へ摺動可能に設けられている。また、スプール弁３９は、外周面の軸方向中央側に円環状の３つの第１〜第３ランド部３９ｃ、３９ｂ、３９ｃがほぼ等間隔に配置形成されていると共に、軸方向両端部に円環状のガイド部３９ｄ、３９ｅが形成されている。
【００７４】
第１ランド部３９ａと第１ガイド部３９ｄとの間には、グルーブ溝を介してロックポート４４に適宜連通する第１連通孔３９ｆが貫通形成されている。この第１連通孔３９ｆは、前記スリーブ３８のロック通路孔４７ｃに常時連通している。
【００７５】
第１ランド部３９ａと第２ランド部２９ｂとの間には、グルーブ溝を介してロックポート４４と第２油通路４８を適宜連通する第２連通孔３９ｇが貫通形成されている。この第２連通孔３９ｇは、前記スリーブ３８の第２開口孔４８ｂに常時連通している。
【００７６】
第２ランド部３９ｂと第３ランド部３９ｃとの間には、グルーブ溝を介して前記進角ポートに適宜連通する第３連通孔３９ｈが貫通形成されている。この第３連通孔３９ｈは、スリーブ３８の第１開口孔４７ｂに適宜連通可能になっている。
【００７７】
第３ランド部３９ｃは、外周面に前記遅角ポート４２に適宜連通する円環状のグルーブ溝３９ｊが形成されている。このグルーブ溝３９ｊは、その溝幅が比較的大きく形成されている。また、第３ランド部３９ｃと第２ガイド部３９ｅとの間には、バルブボディ３７の円環通路３７ｇを介して遅角ポート４２に適宜連通する第４連通孔３９ｉが貫通形成されている。
【００７８】
前記バルブスプリング４０は、軸方向の一端部が前述したようにスプリングリテーナ５２の前端壁に弾接している。一方、軸方向の他端部は、スプール弁３９の第２ガイド部３９ｅ側の軸方向端面に弾接して、スプール弁３９を電磁アクチュエータ４１方向へ付勢している。
【００７９】
前記スプール弁３９の第１ガイド部３９ｄ側の軸方向端面には、電磁アクチュエータ４１によって、図１中右方向への押圧力を受けてスプール弁３９に伝達する円筒部材６０が設けられている。
【００８０】
この円筒部材６０は、金属材によって一体に形成され、図３及び図５に示すように、外径が軸方向で大小径状に形成され、ほぼ中央に有する段差部６０ｃを挟んでスプール弁３９側の大径筒部６０ａと、電磁アクチュエータ４１側の小径筒部６０ｂと、を有している。
【００８１】
大径筒部６０ａは、軸方向の一端部がスプール弁３９の軸方向端面に軸方向から当接していると共に、スリーブ本体３８ａの軸方向の他端部(スプール弁３９側)外周に摺動可能に嵌合している。
【００８２】
小径筒部６０ｂは、有底状に形成されて、底壁６０ｄの先端面に電磁アクチュエータ４１のプッシュロッド７５が軸方向から当接して、電磁アクチュエータ４１が通電されない場合は、スプール弁３９を、バルブスプリング４０のばね力と協働して軸方向の所定位置(図５に示す第１ポジション)に保持している。
【００８３】
また、大径筒部６０ａと段差部６０ｃの一部には、第２油通路内を通った作動油を外部に排出する複数の排出用孔６０ｅが径方向に沿って貫通形成されている。この各排出用孔６０ｅは、軸方向に長い矩形状に形成されて、円筒部材６０の円周方向の９０°位置に等間隔で４つ有している。
【００８４】
前記バルブボディ３７の頭部３７ｂ側の他端部内には、ストッパ部材６１が圧入固定されている。このストッパ部材６１は、金属材あるいは合成樹脂材によって円環状に形成され、このストッパ部材６１の役割は、バルブボディ３７内に各構成部品を組み込んだ際のスプール弁３９や円筒部材６０の抜け出しを規制するものである。つまり、バルブボディ３７内にスリーブ３８やスプール弁３９、円筒部材６０及び第１逆止弁５４などの各構成部品を収容した状態では、バルブスプリング４０のばね力でスプール弁３９がバルブボディ３７の頭部３７ｂ側の他端部内から外側へ抜け出てしまう。そこで、各構成部材を収容した状態でストッパ部材６１を、円筒部材６０を介してバルブボディ３７の他端部内に圧入することによってスプール弁３９の抜けだし方向の移動を規制するものである。各構成部品の組み立て後は、ストッパとして機能しなくなり、円筒部材６０の大径筒部６０ａの外周面の案内として機能するようになっている。
【００８５】
前記第２逆止弁６２は、図５及び図６に示すように、第１油通路４７の２つあるうちの一方側の第１開口孔４７ｂよりも下流端側に配置されており、第１油通路４７の下流側にスリーブ３８と一体に設けられた第２バルブシート６３と、該第２バルブシート６３に離着座する第２ボール弁体６４と、該第２ボール弁体６４を第２バルブシート６３方向に付勢する第２チェックスプリング６５と、一方の第１油通路４７の下流端に圧入固定されて、前記第２チェックスプリング６５の一端を弾持する第１スプリングリテーナ６６と、から構成されている。
【００８６】
前記第２バルブシート６３は、第１油通路４７の下流側をバルブ収容孔６７に仕切るほぼ三角形の仕切壁として構成され、この中央に第１油通路４７とバルブ収容孔６７とを連通する通路孔６３ａが軸方向に貫通形成されている。
【００８７】
前記第２ボール弁体６４は、例えば金属球体によって形成され、通路孔６３ａの軸方向一端孔縁に離着座して第１油通路４７とバルブ収容孔６７とを連通、あるいは連通路を遮断するようになっている。
【００８８】
また、前記バルブ収容孔６７は、スリーブ３８のロック通路孔４７ｃに連通してと共に、第２バルブシート６３の通路孔６３ａに連通している。
【００８９】
前記電磁アクチュエータ４１は、図１に示すように、合成樹脂材のケーシング７１と、該ケーシング７１の内部に磁性材のボビン７２を介して収容されたソレノイド７３と、ボビン７２の内部に軸方向へ摺動可能に設けられた円柱状の可動鉄心７４と、該可動鉄心７４の先端部に一体的に結合されて、先端部の押圧部７５ａが円筒部材６０の小径筒部６０ｂの底壁６０ｄに軸方向から当接するプッシュロッド７５と、を備えている。
【００９０】
前記ケーシング７１は、下端部にシリンダヘッドに固定されるブラケット７１ａを一体に有すると共に、上端部にＥＣＵであるコントロールユニット７６に電気的に接続されるコネクタ部７１ｂが設けられている。このコネクタ部７１ｂは、ほぼ全体がケーシング７１内に埋設された一対の端子片７１ｃの各一端部が前記ソレノイド７３に接続されている一方、外部に露出した各他端部がコントロールユニット７６側の雄コネクタの端子に接続されている。なお、このケーシング７１は、前端部側に設けられたシールリング７７によってシリンダヘッドの保持溝に液密的に支持されている。
【００９１】
可動鉄心７４は、ソレノイド７３への非通電時には、第１バルブスプリング４０のばね力によってスプール弁３９と円筒部材６０、プッシュロッド７５を介して後退移動するようになっている。
【００９２】
ソレノイド７３は、コントロールユニット７６から通電されることによって励磁されて可動鉄心７４を進出移動、つまりスプール弁３９をバルブスプリング４０のばね力に抗して図１の右方向へ移動させるようになっている。
【００９３】
スプール弁３９は、ソレノイド７３への非通電と通電中の通電量に応じて前記スプール弁３９は図１の最大左方向位置から最大右方向位置の間で連続的に移動制御される。
【００９４】
すなわち、ソレノイド７３に対するコントロールユニット７６から非通電あるいは通電量に応じて可動鉄心７４及びプッシュロッド７５を第１バルブスプリング４０のばね力に抗して図１の右方向（前方）へ押圧してスプール弁３９の移動位置を、図８〜図１２に示す第１ポジション〜第５ポジションに連続的に移動させるようになっている。
【００９５】
コントロールユニット７６は、内部のコンピュータが図外のクランク角センサ（機関回転数検出）やエアーフローメータ、機関水温センサ、機関温度センサ、スロットルバルブ開度センサおよびカムシャフト２の現在の回転位相を検出するカム角センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力している。これによって、現在の機関運転状態を検出するようになっている。また、コントロールユニット７６は、前述したように、電磁アクチュエータ４１のソレノイド７３への通電を遮断してスプール弁３９を第１ポジションに制御するか、ソレノイド７３へパルス信号を出力して通電量(デューティ比)を制御して、第２ポジション〜第５ポジションとなるように連続的に可変制御するようになっている。
〔本実施形態の作用効果〕
すなわち、イグニッションスイッチがオフされて機関停止状態になると、オイルポンプ３５も停止されて吐出通路３５ａから作動油が供給されないと共に、コントロールユニット７６からソレノイド７３への通電もなく非通電状態となっている。
【００９６】
したがって、スプール弁３９は、図７に示すように、バルブスプリング４０のばね力で最大左方向の第１ポジションの移動位置に保持されている。この最大左方向の移動位置は、後退移動した可動鉄心７４がケーシング７１の底壁に皿ばね７８を介して弾接することによって規制される。
【００９７】
このとき、第１逆止弁５４は、第１ボール弁体５５が第１チェックスプリング５７のばね力によって第１バルブシート５６に着座して通路孔５６ａを閉塞している。
【００９８】
次に、イグニッションスイッチがオンされて機関が始動を開始すると、オイルポンプ３５も駆動して吐出通路３５ａに作動油を圧送する。つまり、始動初期の作動油は、図８の矢印で示すように、第１逆止弁５４の第１ボール弁体５５が第１チェックスプリング５７のばね力に抗して後退移動して、第１バルブシート５６から離間しつつ通路孔５６ａを開く。このとき、第１ボール弁体５５は、油圧によって突部５０に当接するまで最大に後退移動して供給作動油の十分な流量を確保する。
【００９９】
このため、オイルポンプ３５から供給通路３４内に流入した作動油は、通孔５８ａと濾過フィルタ５９を通って２つの第１油通路４７に流入する。さらに、ここから第１開口孔４７ｂとスプール弁３９の第３連通孔３９ｈを通って進角ポート４３に流入して各進角通路孔１９から各進角作動室１１内に供給される。
【０１００】
また、この状態では、遅角ポート４２が第３ランド部３９ｃの端部によって閉塞されていることから、各遅角作動室１０からの作動油の排出及び供給が阻止されている。
【０１０１】
同時に、スプール弁３９は、ロックポート４４と第２連通孔３９ｇ及び第２油通路４８を連通させることから、ロック穴２内の作動油はロック通路２４からロックポート４４、第２連通孔３９ｇ、第２油通路４８を通って円筒部材６０の排出用孔６０ｅ、排出通路３３ａからオイルパン３６内に排出される。
【０１０２】
このため、各ロック機構４によるベーンロータ８のロック状態が維持されると共に、ロック通路２４から連通制御機構５の受圧室３１に油圧が供給されない。したがって、連結ピン２８は、図３に示すように、コイルスプリング２９のばね力によって最大上方位置に保持されて連通孔２６と環状溝３０を連通状態としている。
【０１０３】
前記各進角作動室１１内に供給された作動油によって内圧が上昇すると共に、第２、第４進角作動室１１ｂ、１１ｄ内の作動油が環状溝３０と連通孔２６を通って第２、第４遅角作動室１１０ｂ、１０ｄに供給される。
【０１０４】
このため、ベーンロータ８は、各進角作動室１１内への作動油の供給量が多くなることから進角方向へ回転しつつ、各遅角作動室１０へも作動油が供給されているので、カムシャフト２に作用する交番トルクによってばたつきが発生する。これによって、機関停止時にたとえロックピン２８がロック穴２０に係入することなくロックが解除されていたとしても、前記ばたつきによるラチェット作用によってベーンロータ８を中間回転位置に移動させることができる。
【０１０５】
次に、機関運転状態の変化に伴って、コントロールユニット７６からソレノイド７３への通電量が大きくなると、スプール弁３９は、図９に示す第２ポジションまで僅かに右方向へ移動する。
【０１０６】
この状態では、第１開口孔４７ｂと第３連通孔３９ｈ及び進角ポート４３との連通状態が維持されていることから、各進角作動室１１内に作動油が供給されて内圧が上昇する。
【０１０７】
同時に、第１油通路４７に流入した作動油が第２逆止弁６２の第２ボール弁体６４が第２チェックスプリング６５のばね力に抗して後退して第２バルブシート６３の通路孔６３ａを開く。したがって、作動油は、矢印で示すように、第１連通路３９ｄからロック通路孔４７ｃ、ロックポート４４を通って各ロック通路２４から各ロック穴２０に供給される。これによって、各ロックピン２２が各ロック穴２０から後退してベーンロータ８のハウジング７に対するロックを解除する。
【０１０８】
また、前記各ロック通路２４内の作動油は、連通制御機構５の各連通機構通路３２を介して各受圧室３１内に流入する。これによって、各連通ピン２８は、各コイルスプリング２９のばね力に抗して後退移動する(図３の一点鎖線)。このため、各連通ピン２８は、大径部２８ａの外周面が連通孔２６を閉塞して、該連通孔２６と環状溝３０との連通が遮断される。よって、第２、第４進角作動室１１ｂ、１１ｄと第２、第４遅角作動室１０ｂ、１０ｄとの連通が遮断されるので、各進角作動室１１ｂ、１１ｄから各遅角作動室１０ｂ、１０ｄへの作動油の流入が阻止される。
【０１０９】
ここから、コントロールユニット７６からソレノイド７３への通電量がさらに大きくなると、スプール弁３９は、図１０に示す第３ポジションまで僅かに右方向へ移動する。この第３ポジションでは、各遅角ポート４２が、スプール弁３９のグルーブ溝３９ｊとバルブボディ３７の円環通路３７ｇ及び第４連通孔３９ｉを介して第２油通路４８に連通する。
【０１１０】
これによって、各遅角作動室１０内の作動油は、前記各流路を通って第２油通路４８の排出口４８ｃ、排出用孔６０ｅ、排出通路３３ａからオイルパン３３内に排出される。
【０１１１】
したがって、前記各進角作動室１１内の油圧が上昇する一方、各遅角作動室１０内の油圧が低下する。このため、ベーンロータ８は、図１３に示すように、時計方向へ回転して最大進角側へ相対回転する。
【０１１２】
次に、ここから、コントロールユニット７６からソレノイド７３への通電量がさらに大きくなると、スプール弁３９は、図１１に示す第４ポジションまで僅かに右方向へ移動する。この第４ポジションでは、第１油通路４７とロックポート４４の連通状態が維持されて、ロックが解除されていると共に、連通制御機構５によって各遅角作動室１０ｂ、１０ｄと各進角作動室１１ｂ、１１ｄとの連通が遮断されている。同時に、スプール弁３９の第２ランド部３９ｂが各進角ポート４３を閉塞すると共に、第３ランド部３９ｃも各遅角ポート４２を閉塞した状態になる。
【０１１３】
このため、各遅角作動室１０や各進角作動室１１の作動油の供給あるいは排出が停止されて、各遅角作動室１０と各進角作動室１１内に作動油が保持された状態になる。
【０１１４】
この第４ポジションは、機関運転状態を検出したコントロールユニット７６によって第１ポジションから移行される場合や、第３ポジションから移行される場合であって、前記各遅角、進角作動室１０，１１内の油圧変動がなくなる。このため、ベーンロータ８は、図２に示すように、最遅角と最進角の間の中間位置に保持される。
【０１１５】
したがって、排気弁は、バルブタイミングが最遅角と最進角の間の所定の中間位相位置に制御される。
【０１１６】
さらに、コントロールユニット７６からソレノイド７３への通電量がさらに大きくなると、スプール弁３９は、図１２に示すように、さらに僅かに右方向へ移動して第５ポジションとなる。
【０１１７】
この第５ポジションでは、第４ポジションと同じく、第１油通路４７とロックポート４４の連通状態が維持されてロックが解除されていると共に、各遅角作動室１０ｂ、１０ｄと各進角作動室１１ｂ、１１ｄとの連通が遮断されている。
【０１１８】
同時に、スプール弁３９の第３連通孔３９ｈと各遅角ポート４２が連通されると共に、第２連通孔３９ｇと各進角ポート４３が連通される。
【０１１９】
このため、供給通路３４から第１逆止弁５４を介して第１油通路４７に導入された作動油は、矢印で示すように、第１開口孔４７ｂ、第３連通孔３９ｈ、各遅角ポート４２、遅角通路孔１８を通って各遅角作動室１０に供給される。一方、各進角作動室１１内の作動油は、進角通路孔１９から各進角ポート４３、第２連通孔３９ｈから第２油通路４８内に流入して排出口４８ｃ、排出用孔６０ｅ、排出通路３３ａを通ってオイルパン３３に排出される。
【０１２０】
したがって、前記各遅角作動室１０の油圧が上昇する一方、各進角作動室１１内の油圧が低下する。よって、ベーンロータ８は、図１４に示すように、時計方向へ回転して最大遅角側へ相対回転する。
【０１２１】
これらの制御は、コントロールユニット７６からの通電量(デューティ比)を制御してスプール弁３９の移動位置を第１から第５ポジションの間で適宜変更することができる。したがって、各遅角作動室１０あるいは各進角作動室１１に対してオイルポンプ３５の吐出圧を供給通路３４から第１油通路４７から選択的に供給することにより、ベーンロータ８の相対回転位相を変更する、いわゆる通常制御であるＯＰＡ制御を行うようになっている。
【０１２２】
特に、前記第４ポジションの制御は、第１ポジションと第５ポジションの間のいずれかの中間位置に保持できる。これによって、ベーンロータ８を最遅角位置と最進角位置の間のいずれの位置にも保持することができる。つまり、例えば、最遅角位置寄りとか最進角位置寄り、さらには最遅角位置と最進角位置のほぼ中間位置などに自由に制御することが可能である。
【０１２３】
この結果、機関運転状態の変化に応じて排気弁の開閉タイミングを自由に設定できるので、燃費の向上や高い機関性能を引き出すことが可能になる。
【０１２４】
なお、本実施形態における遅角、進角ポートの閉止や連通が遮断されている状態とは、スプール弁の各ランド部によって遅角、進角ポートが塞がれている状態を言い、各ランド部とバルブ孔の間のクリアランスを介して若干連通している状態も含む。
【０１２５】
そして、本実施形態では、第１油通路４７の内部に第２逆止弁６２を設けて、第１油通路４７からロックポート４４を介してロック穴２０に供給された作動油の逆流を規制した。
【０１２６】
このため、ロックピン２２がロック穴２０から抜け出てロックが解除されている状態において、カムシャフト２の交番トルクなどがベーンロータ８に作用したとしても、ロック穴２０内の作動油がロック通路２４に逆流してしまうことがなくなる。
【０１２７】
したがって、ロックピン２２が、不意にロック穴２０に係入してロックされことがなくなり、ベーンロータ８の常時円滑かつ自由な相対回転が得られる。
【０１２８】
換言すれば、ロック機構４の挙動の不安定化を抑制することができことから、排気弁のバルブタイミング制御精度を向上させることが可能になる。
【０１２９】
前記第２逆止弁６２は、２つの第１油通路４７、４７のうち、一方の第１油通路４７のみに設けることによって、他の第１油通路４７側の作動油の流動抵抗が小さくなる。このため、前記スプール弁３９の第２ポジションにおいて、各進角作動室１１と連通制御機構５を介した各進角作動室１１から各遅角作動室１０への作動油の供給時間が短くなる。つまり、前記各作動室１０，１１への作動油の充填が不十分な状態において、第２逆止弁６２が存在しない第１油通路４７からの作動油の供給が優先的にかつ速やかに各作動室１０，１１に作動油が供給されることから、作動油の供給不足による装置内での異音の発生を抑制できる。
【０１３０】
また、機関停止時には、ベーンロータ８がトーションスプリング２５によって最進角側へデフォルトされることから、機関に始動性が良好になる。
【０１３１】
さらに、前記油圧制御弁３６は、スリーブ３８の内部に作動油供給用の第１油通路４７と作動油排出用の第２油通路４８が設けられていると共に、この第２油通路４８に連通する排出流路がバルブボディ３７の内部軸方向に形成されている。つまり、各遅角作動室１０や各進角作動室１１から排出された作動油を、第２油通路４８を利用してオイルパン３３に排出するようにした。このため、バルブボディ３７には、遅角ポート４２や進角ポート４３、ロックポート４４以外に排出ポートなどの特別なポートを形成する必要がなくなる。したがって、バルブボディ３７の軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。
【０１３２】
このように、バルブボディ３７の軸方向長さの短尺化が図れることによって、バルブタイミング制御装置全体の小型化と軽量化を図ることができる。
【０１３３】
しかも、前記スリーブ３８は、主として第１油通路４７，第２油通路４８が軸方向に沿って形成されているだけであるから、その外径を大きく取る必要がない。したがって、バルブボディ３７全体の外径を十分に小さくすることができる。
【０１３４】
このように、バルブボディ２７の軸方向長さの短尺化の他に、外径の縮径化によってバルブタイミング制御装置全体の小型化と軽量化をさらに促進することができる。
【０１３５】
また、本実施形態では、遅角ポート４２から第２油通路４８に流入する作動油は、傾斜面４６ｅに沿って案内されながら第２油通路４８へ速やかに流入させることができる。したがって、作動油の良好な流動抵抗が抑制されて円滑な流動性が得られことから、この点でもバルブタイミングの制御精度が向上する。
【０１３６】
また、機関停止時には、第１逆止弁５４がバルブシート５６の通路孔５６ａを閉塞して、各進角作動室１１からの作動油の逆流を阻止することから、該各進角作動室１１内に作動油を保持することが可能になる。したがって、機関の再始動時における各進角作動室１１の油圧の立ち上がりが良好になり、ベーンロータ８を最進角側へ速やかに相対回転させることできる。
【０１３７】
また、前記スプール弁３９は、スリーブ３８がクリアランスを介して径方向及び軸方向へ僅かに移動できることから、左右軸方向への移動中にスリーブ３８の外周面に引っ掛かることなくスムーズに移動することができる。よって、各ポート４２〜４４の開閉制御精度の低下を抑制できる。
【０１３８】
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、排気弁側ばかりか吸気弁側に適用することも可能である。また、油圧制御弁を、バルブタイミング制御装置以外の他の機器類に適用することも可能である。さらに、アクチュエータとしては、電磁アクチュエータの他に、油圧を用いた油圧アクチュエータであっても良い。
【０１３９】
また、本発明は、前記連通制御機構５を有さないバルブタイミング制御装置に適用することも可能である。
【０１４０】
また、スプール弁と円筒部材を一体に形成することも可能である。
【０１４１】
以上説明した実施形態に基づく内燃機関のバルブタイミング制御装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
【０１４２】
その一つの態様において、作動室に対して作動油を給排制御することによって機関弁の開閉タイミングを可変制御し、かつロック機構に対して作動油を給排制御することによって位相変更機構の作動をロックあるいはロックを解除する内燃機関のバルブタイミング制御装置の油圧制御弁であって、前記油圧制御弁は、周壁に前記作動室に連通する作動ポートと前記ロック機構に連通するロックポートが貫通形成された筒状のバルブボディと、前記バルブボディの内部に、軸方向の移動が規制された状態で配置され、内部に油通路が形成されたスリーブと、前記スリーブの内部に配置され、前記油通路への作動油の導入を許容し、前記油通路から外部への作動油の排出を規制する第１逆止弁と、前記スリーブの内部に配置され、前記油通路からロックポートへの作動油の流れを許容し、前記ロックポートから前記油通路への流れを規制する第２逆止弁と、前記バルブボディと前記スリーブとの間に前記バルブボディの軸方向へ移動可能に配置され、前記バルブボディの軸方向における移動位置に応じて前記油通路に対して前記作動ポート及び前記ロックポートとを連通及び非連通とするスプール弁と、を有している。
【０１４３】
さらに好ましくは、前記油通路は、前記スリーブの内部軸方向において前記作動油が導入される一端から他端に向かって仕切壁を介して２つに分岐形成され、前記第２逆止弁は、前記２つの油通路のうち、１つに設けられている。
【０１４４】
さらに好ましくは、前記第１逆止弁は、前記スリーブの前記両油通路の一端部側に形成されたバルブ収容凹部内に配置されている。
【０１４５】
さらに好ましくは、前記第１逆止弁と第２逆止弁のそれぞれの弁体は、ボール弁体である。
【０１４６】
さらに好ましくは、前記ロックポートは、前記油通路の前記バルブボディの軸方向において前記作動ポートよりも下流側に形成されている。
【０１４７】
別の好ましい態様として、クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室が形成されたハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジングの作動室を第１作動室と第２作動室に仕切ると共に、前記ハウジングに相対回転可能に設けられたベーンロータと、オイルポンプから圧送された作動油を、前記第１作動室と第２作動室に選択的に給排する油圧制御弁と、を備え、
前記油圧制御弁は、周壁に前記第１、第２作動室に連通する第１，第２作動ポートと前記ロック機構に連通するロックポートが貫通形成された筒状のバルブボディと、前記バルブボディの内部に、軸方向の移動が規制された状態で配置され、内部に油通路が形成されたスリーブと、前記スリーブの内部に配置され、前記油通路への作動油の導入を許容し、前記油通路から外部への作動油の排出を規制する第１逆止弁と、前記スリーブの内部に配置され、前記油通路からロックポートへの作動油の流れを許容し、前記ロックポートから前記油通路への流れを規制する第２逆止弁と、前記バルブボディと前記スリーブとの間に前記バルブボディの軸方向へ移動可能に配置され、前記バルブボディの軸方向における移動位置に応じて前記油通路に対して前記各作動ポート及び前記ロックポートとを連通及び非連通とするスプール弁と、を有している。
【０１４８】
さらに好ましくは、前記ベーンロータに有する複数のベーンのうち少なくとも一つに、前記第１作動室と第２作動室を連通する連通孔が設けられ、該連通孔の連通状態を切り換え可能な連通制御機構を有している。
【０１４９】
別の好ましい態様として、クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室が形成されたハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジングの作動室を第１作動室と第２作動室に仕切ると共に、前記ハウジングに相対回転可能に設けられたベーンロータと、
前記ベーンロータ内に配置された油圧制御弁と、を備え、
前記油圧制御弁は、
周壁に前記第１、第２作動室に連通する第１，第２作動ポートとロック機構に連通するロックポートが貫通形成された筒状のバルブボディと、前記バルブボディの内部に、軸方向の移動が規制された状態で配置され、内部に油通路が形成されたスリーブと、前記スリーブの内部に配置され、前記油通路からロックポートへの作動油の流れを許容し、前記ロックポートから前記油通路への流れを規制する逆止弁と、
前記バルブボディと前記スリーブとの間に前記バルブボディの軸方向へ移動可能に配置され、前記バルブボディの軸方向における移動位置に応じて、前記油通路に対して前記各作動ポート及び前記ロックポートとを連通及び非連通とするスプール弁と、を有している。
【０１５０】
さらに好ましくは、前記逆止弁は、前記油通路の前記バルブボディの軸方向において前記作動ポートに連通する第１開口孔よりも下流側にある。
【符号の説明】
【０１５１】
１…タイミングプーリ、２…カムシャフト、２ａ…一端部、２ｂ…雌ねじ孔、３…位相変更機構、４…ロック機構、５…連通制御機構、６…油圧回路、７…ハウジング、８…ベーンロータ、９…シュー、１０…遅角作動室、１１…進角作動室、１５…ロータ部、１６ａ〜１６ｄ…ベーン、１８…遅角通路孔、１９…進角通路孔、３５…オイルポンプ、３６…油圧制御弁、３７…バルブボディ(カムボルト)、３７ａ…バルブ孔、３７ｂ…頭部、３７ｃ…軸部、３７ｄ…雄ねじ部、３８…スリーブ、３９…スプール弁、３９ａ…第１ランド部、３９ｂ…第２ランド部、３９ｃ…第３ランド部、３９ｆ…第１連通孔、３９ｇ…第２連通孔、３９ｈ…第３連通孔、３９ｉ…第４連通孔、４０…バルブスプリング、４１…電磁アクチュエータ(アクチュエータ)、４２…遅角ポート(第１作動ポート)、４３…進角ポート(第２作動ポート)、４４…ロックポート(第３作動ポート)、４７…第１油通路、４７ｃ…ロック通路孔、４８…第２油通路、４８ｃ…排出口、５４…第１逆止弁、５５…第１ボール弁体、５６…バルブシート、５７…第１チェックスプリング、５８…固定部、５９…濾過フィルタ、６０…円筒部材、６０ｅ…排出用孔、６１…ストッパ部材、６２…第２逆止弁、６３…第２バルブシート、６３ａ…通路孔、６４…第２ボール弁体、６５…第２チェックスプリング、６６…スプリングリテーナ、７１…ソレノイド、７１…ケーシング、７５…プッシュロッド、７６…コントロールユニット
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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