(57)【要約】【課題】作動油供給対象の駆動が安定するよう制御弁を保持可能な制御弁保持装置を提供する。【解決手段】制御弁３は、ドレンポート７３、７４が形成された筒状のスリーブ６７と、スリーブ６７の内側に設けられるスプール６８とを有し、バルブタイミング調整装置２を駆動制御する。制御弁保持装置４は、保持部８０およびカバー部９０を備える。保持部８０は、鉛直方向下側にドレンポート７３、７４が露出するよう制御弁３を保持可能である。カバー部９０は、保持部８０の鉛直方向下側を覆うようにして設けられ、ドレンポート７３、７４を経由してバルブタイミング調整装置２から排出される作動油を貯留可能な貯留室９１を保持部８０との間に形成する。カバー部８０は、保持部８０が制御弁３を保持した状態のとき鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポート７３の開口部よりも上の位置に、貯留室９１の内部と外部とを接続する排出口９２を有する。【選択図】図１
2011094548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油供給源からの作動油が流入する流入ポート、作動油供給対象への作動油が流出する流出ポート、および前記作動油供給対象からの作動油が排出されるドレンポートが形成された筒状のスリーブと、当該スリーブの内側に往復移動可能に設けられるスプールとを有し、当該スプールを往復移動させることにより前記流入ポートと前記流出ポートとの連通、ならびに前記流出ポートと前記ドレンポートとの連通の切り替えを行うことで、前記作動油供給対象への作動油の供給、ならびに前記作動油供給対象からの作動油の排出を制御する制御弁を保持する制御弁保持装置であって、
鉛直方向下側に前記ドレンポートが露出するよう前記制御弁を保持可能な保持部と、
前記保持部の鉛直方向下側を覆うようにして設けられ、前記ドレンポートを経由して前記作動油供給対象から排出される作動油を貯留可能な貯留室を前記保持部との間に形成するカバー部と、
を備え、
前記カバー部または前記保持部は、前記保持部が前記制御弁を保持した状態のとき鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポートの開口部よりも上の位置に、前記貯留室の内部と外部とを接続する排出口を有することを特徴とする制御弁保持装置。
【請求項２】
前記カバー部は、前記貯留室を形成する内壁のうち鉛直方向に最も下となる部分が、前記保持部が前記制御弁を保持した状態のとき鉛直方向の最も下の位置にあるドレンポートの開口部よりも下に位置することを特徴とする請求項１に記載の制御弁保持装置。
【請求項３】
前記保持部と前記カバー部とは、一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の制御弁保持装置。
【請求項４】
内燃機関の駆動軸のトルク伝達により従動軸が開閉する吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整システムであって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御弁保持装置と、
前記制御弁保持装置に保持される前記制御弁と、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内に形成された収容室を進角室および遅角室に仕切り、作動油が前記作動油供給源から前記流入ポートおよび前記流出ポートを経由して前記進角室または前記遅角室に流入することにより前記ハウジングに対し相対回転可能なベーンロータと、
を備える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】
本発明は、制御弁を保持する制御弁保持装置およびそれを用いたバルブタイミング調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動油を供給する作動油供給源と作動油が供給される作動油供給対象との間に設けられ、作動油供給対象への作動油の供給、および作動油供給対象からの作動油の排出を制御する制御弁が公知である（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示された制御弁は、作動油供給源からの作動油が流入する流入ポート、作動油供給対象への作動油が流出する流出ポート、および作動油供給対象からの作動油が排出されるドレンポートが形成された筒状のスリーブを有している。この制御弁は、スリーブの内側に設けられたスプールを往復移動させることにより流入ポートと流出ポートとの連通、ならびに流出ポートとドレンポートとの連通の切り替えを行うことで、作動油供給対象への作動油の供給、ならびに作動油供給対象からの作動油の排出を制御している。特許文献１では、作動油供給対象としてバルブタイミング調整装置が選択されている。また、制御弁を経由してバルブタイミング調整装置の進角室または遅角室に作動油を供給し、進角室または遅角室に供給される作動油の圧力によりバルブタイミング調整装置を駆動することが示されている。
【０００３】
ところで、ドレンポートの開口部と大気とが常に接する状態で制御弁が設置されている場合、作動油供給対象の内部の作動油に圧力変動が生じることで、ドレンポートの開口部近傍に負圧が発生することがある。ドレンポートの開口部近傍に負圧が発生すると、スリーブとスプールとの間のクリアランスを通じて、ドレンポートの作動油供給対象側の作動油に気泡が混入するおそれがある。作動油供給対象と制御弁との間の流路の作動油、あるいは作動油供給対象の内部の作動油に前記気泡が存在する状態となった場合、作動油に圧力が加わると気泡が圧縮され、作動油供給対象に所定量の作動油を供給しても所望の駆動量を得られなくなる。これにより、「作動油供給対象の駆動が不安定になる」という問題が生じる。特許文献１では、作動油供給対象がバルブタイミング調整装置であり、吸気弁を開閉駆動するカムシャフトは、吸気弁からのスプリング反力等により、正負に脈動する変動トルクを受ける。バルブタイミング調整装置内部を遅角室と進角室とに仕切るベーンロータはカムシャフトに接続されているため、カムシャフトが変動トルクを受けると、装置内部（遅角室および進角室）の圧力が変動する。このとき、作動油に気泡が混入した状態では、「ベーンロータがばたつく」おそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５０３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、特許文献１では、ドレンポートが鉛直方向上側を向くようにして制御弁を保持する構成が示されている。以下、「制御弁を保持する部材または部材群」を便宜上「制御弁保持装置」という。特許文献１では、制御弁が制御弁保持装置に保持された状態のとき、ドレンポートは鉛直方向上側を向いている。ドレンポートの鉛直方向上側には制御弁保持装置に孔（流体溜め部）が形成され、ドレンポートから排出された作動油が前記流体溜め部に貯留されるようになっている。この構成によって、ドレンポートから排出される作動油でドレンポートの開口部近傍を満たし、ドレンポートの開口部と大気とが接するのを回避している。これにより、スリーブとスプールとの間のクリアランスを通じて、作動油に気泡が混入するのを抑制している。
【０００６】
しかしながら、特許文献１ではドレンポートが鉛直方向上側に向くようにして制御弁が保持される構成のため、作動油中の異物（ばりや摩擦粉など）がスプール近傍に沈殿および堆積し易いといえる。スプール近傍に異物があると、スプールの往復移動時、スリーブとスプールとの間に異物が噛み込まれ、スプールの円滑な往復移動が妨げられるおそれがある。スプールが円滑に往復移動しない場合、「作動油供給対象を良好に駆動制御できなくなる」という問題が生じる。
【０００７】
また、特許文献１に開示された制御弁は、「進角室に連通可能なドレンポート」および「遅角室に連通可能なドレンポート」の２つのドレンポートを有しているため、２つのドレンポートの流体溜め部の両方に作動油が貯留されるまでの時間が長くなることが懸念される。両方の流体溜め部に作動油が貯留されるまでは、「スリーブとスプールとの間のクリアランスを通じて、作動油に気泡が混入する」という問題を回避できない。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、作動油供給対象の駆動が安定するよう制御弁を保持可能な制御弁保持装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、安定した駆動が可能なバルブタイミング調整システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、制御弁を保持する制御弁保持装置である。本発明の制御弁保持装置が保持対象とする制御弁は、作動油供給源からの作動油が流入する流入ポート、作動油供給対象への作動油が流出する流出ポート、および作動油供給対象からの作動油が排出されるドレンポートが形成された筒状のスリーブと、当該スリーブの内側に往復移動可能に設けられるスプールとを有している。ここで、本発明では、制御弁として、流出ポートおよびドレンポートが、それぞれスリーブに１つ以上づつ形成されているものを想定している。すなわち、前記制御弁は、流出ポートおよびドレンポートを、それぞれ１つまたは複数有している。この制御弁は、スプールを往復移動させることにより流入ポートと流出ポートとの連通、ならびに流出ポートとドレンポートとの連通の切り替えを行うことで、作動油供給対象への作動油の供給、ならびに作動油供給対象からの作動油の排出を制御する。作動油供給対象は、供給される作動油の圧力により、その駆動が制御される。
【００１０】
本発明の制御弁保持装置は、保持部とカバー部とを備える。保持部は、鉛直方向下側にドレンポートが露出するよう前記制御弁を保持可能である。カバー部は、保持部の鉛直方向下側を覆うようにして設けられ、ドレンポートを経由して作動油供給対象から排出される作動油を貯留可能な貯留室を保持部との間に形成する。そして、カバー部または保持部は、保持部が前記制御弁を保持した状態のとき鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポートの開口部よりも上の位置に、貯留室の内部と外部とを接続する排出口を有する。
【００１１】
上記構成により、内燃機関の初回始動時、ドレンポートを経由して作動油供給対象からの作動油が貯留室に排出されると、貯留室に貯留される作動油の液面が徐々に鉛直方向上側に移動する。作動油の液面が前記排出口に達すると、作動油は、排出口を経由して貯留室の外部へ排出される。このとき、作動油の液面は、排出口の下端とほぼ同じ位置、かつ、鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポートの開口部よりも上の位置となる。以降、作動油の液面の位置は、排出口の下端とほぼ同じ位置に保たれる。この状態では、ドレンポートの開口部近傍は作動油で常に満たされ、ドレンポートの開口部と大気とが接することはない。そのため、ドレンポートの開口部近傍に負圧が生じたとしても、「制御弁のスリーブとスプールとの間のクリアランスを通じて、作動油に気泡が混入する」のを防ぐことができる。これにより、作動油供給対象と制御弁との間の流路の作動油、あるいは作動油供給対象の内部の作動油に気泡が存在するという事態を回避することができる。したがって、制御弁を経由して作動油が供給される作動油供給対象の駆動を安定にすることができる。
【００１２】
また、本発明では、保持部が制御弁を保持した状態では、ドレンポートは鉛直方向下側を向いて貯留室に露出している。そのため、貯留室内の作動油中に異物が混入していたとしても、スリーブ内側に位置するスプールに異物が堆積するのを防ぐことができる。これにより、制御弁のスリーブとスプールとの間に異物が噛み込まれるのを低減することができる。その結果、スプールの円滑な往復移動を維持できる。したがって、作動油供給対象を良好に駆動制御することができる。
【００１３】
さらに、本発明では、制御弁が複数のドレンポートを有する場合、複数のドレンポートから排出される作動油は共通（単一）の貯留室に貯留されるため、作動油が複数のドレンポートのうちの１つからのみ排出されたとしても他のドレンポートの開口部近傍も含め作動油で満たすことができる。したがって、本発明では、制御弁が複数のドレンポートを有する場合でも、比較的短時間で全てのドレンポートの開口部近傍を作動油で満たすことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、カバー部は、貯留室を形成する内壁のうち鉛直方向に最も下となる部分（貯留室の底面）が、保持部が前記制御弁を保持した状態のとき鉛直方向の最も下の位置にあるドレンポートの開口部よりも下に位置する。この構成では、貯留室内の作動油にばりや摩擦粉等の異物が混入していた場合、この異物は、前記貯留室の底面に沈殿する。本発明では、上述のように、鉛直方向の最も下の位置にあるドレンポートは、前記貯留室の底面よりも上に位置する。そのため、作動油中の異物がドレンポートの開口部を経由して制御弁の内部に侵入するのを抑制することができる。これにより、制御弁のスリーブとスプールとの間に異物が噛み込まれるのをより低減することができる。その結果、スプールの円滑な往復移動を維持できる。したがって、作動油供給対象を良好に駆動制御することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、保持部とカバー部とは、一体に形成されている。これにより、制御弁保持装置の部材点数を低減できる。したがって、制御弁保持装置の製造コストを低減することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、内燃機関の駆動軸のトルク伝達により従動軸が開閉する吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整システムである。本発明のバルブタイミング調整システムは、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御弁保持装置と、当該制御弁保持装置に保持される前記制御弁と、駆動軸または従動軸の一方とともに回転するハウジングと、駆動軸または従動軸の他方とともに回転し、ハウジング内に形成された収容室を進角室および遅角室に仕切り、作動油が作動油供給源から前記制御弁の流入ポートおよび流出ポートを経由して進角室または遅角室に流入することによりハウジングに対し相対回転可能なベーンロータと、を備える。
【００１７】
本発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御弁保持装置を用いて前記制御弁を保持する構成のため、進角室または遅角室の作動油、あるいは進角室または遅角室と制御弁との間の流路の作動油に気泡が存在する事態を回避することができる。したがって、進角室または遅角室の作動油の圧力により駆動するバルブタイミング調整システムの駆動を安定にすることができる。また、作動油に気泡が存在する事態を回避することができるため、従動軸が受ける変動トルクによるベーンロータのばたつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整システムを示す断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整システムを図１に示す。バルブタイミング調整システム１は、バルブタイミング調整装置２、当該バルブタイミング調整装置２を駆動制御する制御弁３、および当該制御弁３を保持する制御弁保持装置４からなる。
【００２０】
まず、バルブタイミング調整装置２について、図１および２に基づいて説明する。
バルブタイミング調整装置２は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、図示しない内燃機関の吸気弁のバルブタイミングを調整するものである。バルブタイミング調整装置２は、ハウジング１０およびベーンロータ３０等を有している。
【００２１】
ハウジング１０は、チェーンスプロケット１１、シューハウジング１２から構成されている。シューハウジング１２は仕切部材としてのシュー１２１、１２２、１２３（図２参照）と、環状の周壁１２４と、周壁１２４を挟んでチェーンスプロケット１１と反対側に位置するフロントプレート１２５とを有し、一体に形成されている。シューハウジング１２はボルト１３によってチェーンスプロケット１１と同軸上に固定されている。チェーンスプロケット１１は、図示しない内燃機関の駆動軸としてのクランクシャフトと結合して駆動力を伝達され、クランクシャフトとともに回転する。
【００２２】
クランクシャフトの駆動力は、バルブタイミング調整装置２を経由して従動軸としてのカムシャフト７に伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト７は、チェーンスプロケット１１に対し所定の位相差をおいて回転可能にチェーンスプロケット１１に挿入されている。また、カムシャフト７は、軸受８により、回転可能に支持されている。
【００２３】
ベーンロータ３０は、カムシャフト７の軸方向端面と当接している。カムシャフト７、ベーンロータ３０およびブッシュ１４は、ボルト１５により同軸上に結合されている。ベーンロータ３０とカムシャフト３との回転方向の位置決めは、ベーンロータ３０およびカムシャフト７に位置決めピン１６を嵌合することにより成される。カムシャフト７、ハウジング１０およびベーンロータ３０は図１に示す矢印Ｘ方向から見て時計方向に回転する。以下、この回転方向をクランクシャフトに対するカムシャフト７の進角方向とする。
【００２４】
図２に示すように、台形に形成されたシュー１２１、１２２、１２３は、周壁１２４から径内方向に延びており、周壁１２４の周方向にほぼ等間隔に設けられている。シュー１２１、１２２、１２３により周方向に所定角度範囲で３箇所形成された間隙にはそれぞれベーン１３１、１３２、１３３を収容する扇状の収容室４０が３室形成されている。
【００２５】
ベーンロータ３０は、カムシャフト７と軸方向端面で結合するボス部１３４と、ボス部１３４の外周側に周方向にほぼ等間隔に配置されたベーン１３１、１３２、１３３とを有している。ベーンロータ３０は、ハウジング１０に対し相対回転可能にハウジング１０内に収容されている。ベーン１３１、１３２、１３３は、各収容室４０内に回転可能に収容されている。各ベーンは、各収容室４０を仕切り、各収容室４０を遅角室と進角室とに二分している。図２に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、ハウジング１０に対するベーンロータ３０の遅角方向、進角方向を表している。
【００２６】
各シューとボス部１３４との間、ならびに各ベーンと周壁１２４の内周壁との間に形成されている摺動隙間には、シール部材１７が配設されている。シール部材１７は、ボス部１３４および各ベーンの外周壁に設けた溝に嵌合しており、ばね等により各シューおよび周壁１２４の内周壁に向けて付勢されている。この構成により、シール部材１７は各遅角室と各進角室との間に作動油が漏れることを防止している。
【００２７】
ベーン１３１には、円筒状のガイドリング１８が圧入されている。円筒状に形成されたストッパピン１９は、ガイドリング１８に軸方向に摺動可能に収容されている。嵌合リング２０は、フロントプレート１２５に形成された凹部１２６に圧入保持されている。ストッパピン１９は、嵌合リング２０に嵌合可能である。ストッパピン１９および嵌合リング２０の嵌合側はテーパ状に形成されているので、ストッパピン１９は嵌合リング２０に滑らかに嵌合する。付勢手段としてのスプリング２１は、嵌合リング２０側にストッパピン１９を付勢している。ストッパピン１９、嵌合リング２０、およびスプリング２１はハウジング１０に対するベーンロータ３０の相対回転を拘束する拘束手段を構成している。
【００２８】
ストッパピン１９のフロントプレート１２５側に形成された油圧室２２、ならびにストッパピン１９の外周に形成された油圧室２３に供給される作動油の圧力は、嵌合リング２０からストッパピン１９が抜け出す方向に働く。油圧室２２は後述する進角室４５と接続し、油圧室２３は遅角室４１と接続している。ストッパピン１９の先端部は、ハウジング１０に対し最遅角位置にベーンロータ３０が位置するとき嵌合リング２０に嵌合可能である。ストッパピン１９が嵌合リング２０に嵌合した状態において、ハウジング１０に対するベーンロータ３０の相対回転は拘束されている。
【００２９】
ハウジング１０に対しベーンロータ３０が最遅角位置から進角側に回転すると、ストッパピン１９と嵌合リング２０との回転方向位置がずれることにより、ストッパピン１９は嵌合リング２０に嵌合不能になる。
図２に示すように、シュー１２１とベーン１３１との間に遅角室４１が形成され、シュー１２２とベーン１３２との間に遅角室４２が形成され、シュー１２３とベーン１３３との間に遅角室４３が形成されている。また、シュー１２３とベーン１３１との間に進角室４５が形成され、シュー１２１とベーン１３２との間に進角室４６が形成され、シュー１２２とベーン１３３との間に進角室４７が形成されている。
【００３０】
図１に示すように、軸受８により支持されているカムシャフト７の外周壁には、環状通路２４０および環状通路２４２が形成されている。環状通路２４０は、カムシャフト７およびベーンロータ３０のボス部１３４の内部に形成された遅角通路２１１に接続している。また、環状通路２４２は、カムシャフト７およびベーンロータ３０のボス部１３４の内部に形成された進角通路２２１に接続している。
【００３１】
図２に示すように、遅角通路２１１は、遅角室４１、４２、４３に連通する遅角通路２４３、２４４、２４５に接続している。また、進角通路２２１は、進角室４５、４６、４７に連通する進角通路２４６、２４７、２４８に接続している。
【００３２】
次に、制御弁３について、図１に基づいて説明する。
制御弁３は、電磁スプール弁であり、電磁駆動部６１と弁部６６とからなる。電磁駆動部６１は、ヨーク６２、固定コア６３、可動コア６４およびコイル６５を有している。ヨーク６２、固定コア６３および可動コア６４は、磁性材で形成されており、磁気回路を構成している。コイル６５は、通電により上記磁気回路を通る磁束を発生させる。コイル６５は、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）７９に電気接続されており、通電を制御されることによって、固定コア６３と可動コア６４との間に発生させる磁気吸引力を変化させて可動コア６４を駆動する。
【００３３】
弁部６６は、スリーブ６７およびスプール６８を有している。スリーブ６７は、筒状に形成され、内壁と外壁とを接続する流入ポート７０、流出ポート７１、流出ポート７２、ドレンポート７３、およびドレンポート７４が所定の位置に形成されている。このように、本実施形態では、流出ポートおよびドレンポートは、それぞれ２つずつ形成されている。また、流出ポート７１および流出ポート７２は、スリーブ６７の軸方向に概ね直線的に並ぶようにして形成されている。同様に、ドレンポート７３およびドレンポート７４も、スリーブ６７の軸方向に概ね直線的に並ぶようにして形成されている。流入ポート７０は、スリーブ６７の所定の位置に１つ形成されている。より具体的には、スリーブ６７の軸方向において、ドレンポート７３とドレンポート７４との間に流出ポート７１および流出ポート７２が形成され、流出ポート７１と流出ポート７２との間に流入ポート７０が形成されている。
【００３４】
スプール６８は、スリーブ６７との間に所定量のクリアランスを有し、スリーブ６７の内壁により軸方向へ往復移動可能に支持されている。スプール６８は、スリーブ６７の内径とほぼ同じ外径のランド７５およびランド７６を有している。ランド７５およびランド７６は、スリーブ６７の内壁に摺接する。スプール６８の可動コア６４とは反対側の端部は、スプール６８を可動コア６４側へ付勢するスプリング６９と接している。したがって、電磁駆動部６１が可動コア６４を往復駆動することにより、スプール６８がスリーブ６７内を往復移動する。スプール６８は、電磁駆動部６１のコイル６５への通電に従って電磁駆動される。
【００３５】
図１は、ＥＣＵ７９により制御弁３のコイル６５への通電がオフに制御された状態を示している。この状態において、スプール６８はスプリング６９に付勢されることにより図１の左方向に定位する。このとき、流入ポート７０と流出ポート７１とは連通している。また、流出ポート７２とドレンポート７４とは連通している。
【００３６】
ＥＣＵ７９により制御弁３のコイル６５への通電がオンされて所定のデューティー比に制御されると、スプール６８は、スプリング６９の付勢力に抗して図３右方向へ吸引され、スプリング６９の付勢力と電磁駆動部６１の固定コア６３と可動コア６４との間の吸引力とが釣り合う位置に定位する。このとき、スプール６８が、ランド７５が流出ポート７１を塞ぎ、ランド７６が流出ポート７２を塞ぐ位置で定位した場合、流入ポート７０と流出ポート７１との間、および流入ポート７０と流出ポート７２との間は遮断される。しかしながら、このとき、実際には、ランド７５と流出ポート７１との隙間、およびランド７６と流出ポート７２との隙間を通り、遅角通路２１０および進角通路２２０の両方に、ポンプ５０から僅かではあるが作動油が供給され圧力が加わっている。
【００３７】
ＥＣＵ７９により制御弁３のコイル６５への通電のデューティー比が制御されることで、スプール６８が図３右方向へさらに移動すると、流入ポート７０と流出ポート７２とが連通し、流出ポート７１とドレンポート７３とが連通する。
このように、制御弁３のコイル６５への通電のデューティー比が制御されることによってスプール６８が往復移動し、スリーブ６７内でのスプール６８の位置により各ポート間の連通の状態が変化する。
【００３８】
図１に示すように、流出ポート７１と環状通路２４０とは、遅角通路２１０により接続されている。また、流出ポート７２と環状通路２４２とは、進角通路２２０により接続されている。さらに、流入ポート７０と作動油供給源としてのポンプ５０とは、供給通路２０７により接続されている。ポンプ５０は、オイルパン５１内の作動油を吸い出し、当該作動油を供給通路２０７および流入ポート７０を経由して制御弁３内部に流入させる。
【００３９】
上述の構成により、制御弁３の流入ポート７０と流出ポート７１とが連通した状態では、ポンプ５０からの作動油は、供給通路２０７、流入ポート７０、流出ポート７１、遅角通路２１０、環状通路２４０、遅角通路２１１、２４３、２４４および２４５を経由して遅角室４１、４２、４３へ供給される。このとき、流出ポート７２とドレンポート７４とは連通しているため、進角室４５、４６、４７の作動油は、進角通路２４６、２４７、２４８、２２１、環状通路２４２、進角通路２２０、流出ポート７２を経由してドレンポート７４から排出される。
【００４０】
一方、制御弁３の流入ポート７０と流出ポート７２とが連通した状態では、ポンプ５０からの作動油は、供給通路２０７、流入ポート７０、流出ポート７２、進角通路２２０、環状通路２４２、進角通路２２１、２４６、２４７および２４８を経由して進角室４５、４６、４７へ供給される。このとき、流出ポート７１とドレンポート７３とは連通しているため、遅角室４１、４２、４３の作動油は、遅角通路２４３、２４４、２４５、２１１、環状通路２４０、遅角通路２１０、流出ポート７１を経由してドレンポート７３から排出される。
【００４１】
流入ポート７０と流出ポート７１との間、および流入ポート７０と流出ポート７２との間が遮断された状態では、各遅角室および各進角室への作動油の供給、ならびに各遅角室および各進角室からの作動油の排出は停止する。
【００４２】
次に、制御弁保持装置４について、図１に基づいて説明する。
制御弁保持装置４は、保持部８０およびカバー部９０からなる。
本実施形態では、保持部８０は、図示しない内燃機関の上部に取り付けられるヘッドカバーの一部を構成している。保持部８０は、例えばアルミなどの金属により形成されている。保持部８０には、制御弁３のスリーブ６７の形状に概ね対応する形状の収容空間８１が形成されている。当該収容空間８１は、保持部８０の鉛直方向下側に形成された開口８２を通じて、保持部８０の鉛直方向下側の空間に接続している。
【００４３】
保持部８０は、収容空間８１にスリーブ６７が保持部８０に対し所定の角度で挿入された状態で制御弁３を保持する。このとき、保持部８０は、開口８２を通じて鉛直方向下側にドレンポート７３および７４が露出するよう制御弁３を保持する。
カバー部９０は、例えばステンレスや鉄などの金属により形成されている。カバー部９０は、保持部８０の鉛直方向下側を覆うようにして設けられている。より詳細には、カバー部９０は、保持部８０に形成された開口８２を覆うようにして保持部８０の鉛直方向下側に取り付けられている。ここで、保持部８０とカバー部９０との間は、液密にシールされていることが望ましい。
【００４４】
また、カバー部９０は、保持部８０との間に貯留室９１を形成している。貯留室９１は、ドレンポート７３および７４から排出される作動油を貯留可能である。なお、本実施形態では、カバー部９０は、保持部８０の鉛直方向下側の形状に概ね対応する形状に形成され、保持部８０の鉛直方向下側に沿うようにして設けられている。そのため、貯留室９１の容積を小さくでき、貯留室９１を、ドレンポート７３および７４から排出される作動油によって比較的短時間で満たすことができる。
【００４５】
本実施形態では、カバー部９０は、保持部８０が制御弁３を保持した状態のとき鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポート、すなわちドレンポート７３の開口部よりも上の位置に、貯留室９１の内部と外部とを接続する排出口９２を有している。つまり、図１に示すように、制御弁３は、排出口９２の下端とドレンポート７３の開口部の上端との距離が概ね所定値ｄ１となるよう、保持部８０に保持されている。
【００４６】
また、カバー部９０は、貯留室９１を形成する内壁のうち鉛直方向に最も下となる部分（貯留室９１の底面）が、保持部８０が制御弁３を保持した状態のとき鉛直方向の最も下の位置にあるドレンポート、すなわちドレンポート７４の開口部よりも下に位置する。つまり、図１に示すように、制御弁３は、貯留室９１の底面とドレンポート７４の開口部の下端との距離が概ね所定値ｄ２となるよう、保持部８０に保持されている。
【００４７】
上述の構成により、内燃機関の初回始動時、ドレンポート７３または７４を経由してバルブタイミング調整装置２からの作動油が貯留室９１に排出されると、貯留室９１に貯留される作動油の液面が徐々に鉛直方向上側に移動する。作動油の液面が排出口９２に達すると、作動油は、排出口９２を経由して貯留室９１の外部へ排出される。このとき、作動油の液面は、排出口９２の下端とほぼ同じ位置、かつ、ドレンポート７３の開口部よりも上の位置となる。以降、作動油の液面の位置は、排出口９２の下端とほぼ同じ位置に保たれる。この状態では、ドレンポート７３および７４の開口部近傍は作動油で常に満たされ、ドレンポート７３および７４の開口部と大気とが接することはない。なお、排出口９２を経由して貯留室９１の外部へ排出された作動油は、図示しない内燃機関を経由してオイルパン５１に戻る。
【００４８】
続いて、バルブタイミング調整システム１の作動について、図１および２に基づいて説明する。
＜内燃機関停止時＞
内燃機関停止状態ではストッパピン１９は嵌合リング２０に嵌合している。内燃機関を始動直後の状態では、遅角室４１、４２、４３、進角室４５、４６、４７、油圧室２２および油圧室２３にポンプ５０から十分に作動油が供給されないので、ストッパピン１９は嵌合リング２０に嵌合した状態を維持し、カムシャフト７はクランクシャフトに対し最遅角位置に保持されている。これにより、作動油が各油圧室に供給されるまでの間、カムシャフト７が受ける変動トルクによりハウジング１０とベーンロータ３０とが揺動振動して衝突し打音が発生することが防止される。
【００４９】
＜内燃機関始動後＞
内燃機関始動後、ポンプ５０から作動油が十分に供給されると、油圧室２２または油圧室２３に供給される作動油の油圧によりストッパピン１９が嵌合リング２０から抜け出すので、ハウジング１０に対しベーンロータ３０は相対回転自在である。そして、各遅角室および各進角室に加える油圧を制御することにより、クランクシャフトに対するカムシャフト７の位相差を調整する。
【００５０】
＜遅角作動時＞
内燃機関の運転時、制御弁３への通電をオフした状態では、スプール６８はスプリング６９の荷重により図１に示す位置にある。このとき、流入ポート７０と流出ポート７１とは連通し、流出ポート７２とドレンポート７４とは連通した状態である。制御弁３がこの切替状態（図１参照）にあると、ポンプ５０から吐出された作動油は、供給通路２０７を通り、制御弁３の流入ポート７０からスリーブ６７に流入する。
【００５１】
制御弁３の流入ポート７０から流入した作動油は、流出ポート７１から流出し、遅角通路２１０、環状通路２４０、遅角通路２１１、２４３、２４４、２４５を通り遅角室４１、４２、４３に供給される。また、進角室４５、４６、４７の作動油は進角通路２４６、２４７、２４８、２２１、環状通路２４２、進角通路２２０、流出ポート７２を経由し、ドレンポート７４から貯留室９１に排出される。
【００５２】
内燃機関の初回始動後、作動油がドレンポート７４から貯留室９１に排出され続けた場合、貯留室９１内の作動油の液面は、上昇し排出口９２に達する。作動油の液面が排出口９２に達すると、作動油は、排出口９２を経由して貯留室９１の外部に排出される。この排出された作動油は、内燃機関を経由してオイルパン５１に戻る。
このように各遅角室に作動油が供給され、各進角室から作動油が排出されることにより、ベーンロータ３０は、３室ある遅角室４１、４２、４３から作動油圧を受け、ハウジング１０に対し遅角側に回転する。
【００５３】
＜進角作動時＞
制御弁３への通電をオンすると、スプリング６９の荷重に抗して加わる電磁駆動部６１の電磁力により、スプール６８は図１の右方向に移動する。すると、流入ポート７０と流出ポート７２とが連通し、流出ポート７１とドレンポート７３とが連通した状態となる。制御弁３がこの切替状態にあると、ポンプ５０から吐出された作動油は、供給通路２０７を通り、制御弁３の流入ポート７０からスリーブ６７に流入する。
【００５４】
制御弁３の流入ポート７０から流入した作動油は、流出ポート７２から流出し、進角通路２２０、環状通路２４２、進角通路２２１、２４６、２４７、２４８を通り進角室４５、４６、４７に供給される。また、遅角室４１、４２、４３の作動油は遅角通路２４３、２４４、２４５、２１１、環状通路２４０、遅角通路２１０、流出ポート７１を経由し、ドレンポート７３から貯留室９１に排出される。
【００５５】
作動油がドレンポート７３から貯留室９１に排出され続けた場合、貯留室９１内の作動油は、排出口９２を経由して貯留室９１の外部に排出される。この排出された作動油は、内燃機関を経由してオイルパン５１に戻る。
このように各進角室に作動油が供給され、各遅角室から作動油が排出されることにより、ベーンロータ３０は、３室ある進角室４５、４６、４７から作動油圧を受け、ハウジング１０に対し進角側に回転する。
【００５６】
＜中間保持作動時＞
ベーンロータ３０が目標位相に到達すると、ＥＣＵ７９は制御弁３に供給する駆動電流のデューティ比を制御し、所定の位置にスプール６８を保持する。このとき、流入ポート７０と流出ポート７１との間、および流入ポート７０と流出ポート７２との間は遮断された状態となる。制御弁３がこの切替状態にあると、各遅角室および各進角室への作動油の供給、ならびに各遅角室および各進角室からの作動油の排出は停止する。これにより、ベーンロータ３０とハウジング１０との位相差が、目標の位相差で保持される。
なお、この状態では、上述したように、作動油の流量を規制するランド７５、７６と流出ポート７１、７２との隙間を通り、遅角通路２１０および進角通路２２０の両方に、ポンプ５０から僅かに作動油が供給され圧力が加わっている。
【００５７】
上述の各作動状態においては、内燃機関の運転中、吸気弁を開閉駆動するカムシャフト７は、吸気弁からのスプリング反力等により、正負に脈動する変動トルクを受ける。バルブタイミング調整装置２内部を進角室と遅角室とに仕切るベーンロータ３０はカムシャフト７に接続されているため、カムシャフト７が変動トルクを受けると、装置内部（遅角室および進角室）の圧力が変動する。このとき、遅角室に連通するドレンポート７３の開口部近傍、および進角室に連通するドレンポート７４の開口部近傍には、負圧が生じることがある。本実施形態では、内燃機関の初回始動以降、制御弁保持装置４の貯留室９１に常に作動油が貯留されている。つまり、ドレンポート７３およびドレンポート７４の開口部近傍は、常に作動油で満たされ、大気と接することがない。そのため、ドレンポート７３およびドレンポート７４の開口部近傍に負圧が生じても、「制御弁３のスリーブ６７とスプール６８との間のクリアランスを通じて、作動油に気泡が混入する」のを防ぐことができる。
また、本実施形態では、進角室または遅角室の作動油、あるいは進角室または遅角室と制御弁３との間の流路の作動油に気泡が存在する事態を回避することができるため、カムシャフト７が変動トルクを受けても、ベーンロータ３０がばたつくのを抑制することができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態では、制御弁保持装置４は、保持部８０とカバー部９０とを備える。保持部８０は、鉛直方向下側にドレンポート７３、７４が露出するよう制御弁３を保持可能である。カバー部９０は、保持部８０の鉛直方向下側を覆うようにして設けられ、ドレンポート７３、７４を経由してバルブタイミング調整装置２から排出される作動油を貯留可能な貯留室９１を保持部８０との間に形成する。そして、カバー部９０または保持部８０は、保持部８０が制御弁３を保持した状態のとき鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポート７３の開口部よりも上の位置に、貯留室９１の内部と外部とを接続する排出口９２を有する。
【００５９】
上記構成により、内燃機関の初回始動時、ドレンポート７３、７４を経由してバルブタイミング調整装置２からの作動油が貯留室９１に排出されると、貯留室９１に貯留される作動油の液面が徐々に鉛直方向上側に移動する。作動油の液面が排出口９２に達すると、作動油は、排出口９２を経由して貯留室９１の外部へ排出される。このとき、作動油の液面は、排出口９２の下端とほぼ同じ位置、かつ、鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポート７３の開口部よりも上の位置となる。以降、作動油の液面の位置は、排出口９２の下端とほぼ同じ位置に保たれる。この状態では、ドレンポート７３、７４の開口部近傍は作動油で常に満たされ、ドレンポート７３、７４の開口部と大気とが接することはない。そのため、ドレンポート７３、７４の開口部近傍に負圧が生じたとしても、「制御弁３のスリーブ６７とスプール６８との間のクリアランスを通じて、作動油に気泡が混入する」のを防ぐことができる。これにより、バルブタイミング調整装置２と制御弁３との間の流路の作動油、あるいはバルブタイミング調整装置２の内部の作動油に気泡が存在するという事態を回避することができる。したがって、制御弁３を経由して作動油が供給されるバルブタイミング調整装置２の駆動を安定にすることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、保持部８０が制御弁３を保持した状態では、ドレンポート７３、７４は鉛直方向下側を向いて貯留室９１に露出している。そのため、貯留室９１内の作動油中に異物が混入していたとしても、スリーブ６７の内側に位置するスプール６８に異物が堆積するのを防ぐことができる。これにより、制御弁３のスリーブ６７とスプール６８との間に異物が噛み込まれるのを低減することができる。その結果、スプール６８の円滑な往復移動を維持できる。したがって、バルブタイミング調整装置２を良好に駆動制御することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、複数のドレンポート（ドレンポート７３、７４）から排出される作動油は共通（単一）の貯留室９１に貯留されるため、作動油が複数のドレンポートのうちの１つからのみ排出されたとしても他のドレンポートの開口部近傍も含め作動油で満たすことができる。したがって、本実施形態では、比較的短時間で全てのドレンポートの開口部近傍を作動油で満たすことができる。
【００６２】
また、本実施形態では、カバー部８０は、貯留室９１を形成する内壁のうち鉛直方向に最も下となる部分（貯留室９１の底面）が、保持部８０が制御弁３を保持した状態のとき鉛直方向の最も下の位置にあるドレンポート７４の開口部よりも下に位置する。この構成では、貯留室９１内の作動油にばりや摩擦粉等の異物が混入していた場合、この異物は、貯留室９１の底面に沈殿する。本実施形態では、上述のように、鉛直方向の最も下の位置にあるドレンポート７４は、貯留室９１の底面よりも上に位置する。そのため、作動油中の異物がドレンポート７４の開口部を経由して制御弁３の内部に侵入するのを抑制することができる。これにより、制御弁３のスリーブ６７とスプール６８との間に異物が噛み込まれるのをより低減することができる。その結果、スプール６８の円滑な往復移動を維持できる。したがって、バルブタイミング調整装置２を良好に駆動制御することができる。
【００６３】
本実施形態では、バルブタイミング調整システム１は、バルブタイミング調整装置２、バルブタイミング調整装置２を駆動制御する制御弁３、および制御弁３を保持する制御弁保持装置４を備えている。本実施形態では、上述の制御弁保持装置４を用いて制御弁３を保持する構成のため、進角室または遅角室の作動油、あるいは進角室または遅角室と制御弁３との間の流路の作動油に気泡が存在する事態を回避することができる。したがって、進角室または遅角室の作動油の圧力により駆動するバルブタイミング調整システム１の駆動を安定にすることができる。また、作動油に気泡が存在する事態を回避することができるため、カムシャフト７が受ける変動トルクによるベーンロータ３０のばたつきを抑制することができる。
【００６４】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、制御弁保持装置の保持部またはカバー部は、樹脂により形成されていてもよい。また、保持部およびカバー部は、同種の金属または樹脂により一体に形成されていてもよい。この場合、制御弁保持装置の部材点数を低減できる。したがって、制御弁保持装置の製造コストを低減することができる。
【００６５】
上述の実施形態では、カバー部に、貯留室の内部と外部とを接続する排出口が形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、保持部が制御弁を保持した状態のとき鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポートの開口部よりも上の位置に排出口が形成されるのであれば、排出口は、保持部に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、鉛直方向の最も上の位置にあるドレンポートの開口部よりも上の位置に排出口が位置する状態となるのであれば、制御弁は、保持部に対し、どのような角度で挿入および保持されていてもよい。
【００６６】
また、本発明の他の実施形態では、制御弁のスリーブに形成される流出ポートおよびドレンポートは、それぞれ、２つに限らず、１つまたは３つ以上形成されていてもよい。
上述の実施形態では、制御弁保持装置の保持部が内燃機関のヘッドカバーの一部として形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、保持部は、ヘッドカバー以外の部材の一部として、あるいは単独の部材として形成され、設けられることとしてもよい。
【００６７】
また、本発明の他の実施形態では、バルブタイミング調整装置を、排気弁のバルブタイミングを調整するために用いてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、上述の制御弁保持装置および制御弁を、バルブタイミング調整装置に限らず、例えば自動変速機など、油圧により駆動する他の機器にも用いることができる。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１：バルブタイミング調整システム、２：バルブタイミング調整装置（作動油供給対象）、３：制御弁、４：制御弁保持装置、５０：ポンプ（作動油供給源）、６７：スリーブ、６８：スプール、７０：流入ポート、７１、７２：流出ポート、７３、７４：ドレンポート、８０：保持部、９０：カバー部、９１：貯留室、９２：排出口
【図１】
2011094548.tif 000003
【図２】
2011094548.tif 000004