(57)【要約】【課題】  異物の噛み込みによる作動不良を防止する圧力制御装置を提供する。【解決手段】  スリーブ４１の内部空間４１０に作動油を供給するサブ供給ポート４１８と内部空間４１０とを連通する開口は、開口端部４４１、４４２によって形成される。開口端部４４１と摺動するスプール４３の端部４３４には、溝４３６が形成されている。溝４３６がサブ供給ポート４１８に連通しているとき、サブ供給ポート４１８に流入する作動油に含まれる異物は溝４３６に溜まる。スプール４３の往復移動によって溝４３６が内部空間４１０と連通すると、溝４３６に溜まっている異物は、開口縁部４４１の内壁４４３と端部４３４の外壁４３５との間の作動油の流れによって内部空間４１０に放出される。これにより、内壁４４３と外壁４３５との間に異物が挟み込まれることを防止し、異物の噛み込みによる作動不良を防止することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体が流入または流出する複数の作動流体室（２４１、２４２、２４３、２５１、２５２、２５３、３２１）を有する外部装置（２０）に供給される作動流体の圧力を制御する圧力制御装置（１）であって、
外部の作動流体供給源（１５）と連通し複数の前記作動流体室に供給される作動流体を内部空間（４１０）に流入する流入ポート（４１８）、前記外部装置が有する複数の前記作動流体室と連通する複数の作動流体室連通ポート（４１４、４１６、４１７）、及び、作動流体を貯留する作動流体貯留部（１２）の内部と連通するドレンポート（４１９）を有するスリーブ（４１）と、
前記スリーブの内部に前記スリーブの中心軸方向に往復移動可能に設けられ、前記流入ポートと前記内部空間とを連通する開口を形成する開口縁部（４４１）に摺動する摺動部（４３４）を有し、前記スリーブの中心軸方向の位置に対応して前記流入ポートと複数の前記作動流体室連通ポートとの連通および遮断を切り換えるスプール（４３）と、
前記スプールを駆動する駆動部（４５）と、
前記駆動部の作動を制御する制御部（４７）と、
を備え、
前記摺動部は、前記スプールが一の方向に移動すると前記流入ポートに連通し前記スプールが他の方向に移動すると前記ドレンポートに連通する溝（４３６、４３８）を有することを特徴とする圧力制御装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記スプールの移動範囲が所定の移動範囲内である状態が所定の時間継続すると、前記溝を前記ドレンポートと連通するよう前記スプールを駆動することを特徴とする請求項１に記載の圧力制御装置。
【請求項３】
内燃機関の駆動軸（６）から従動軸（７）まで駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記従動軸によって開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整システム（１０）であって、
前記駆動軸及び前記従動軸の一方の第一軸とし、他方の第二軸とすると、
前記第一軸と一体に回転可能なタイミングプーリ（２２）、前記タイミングプーリに一体に設けられるハウジング（２１、２３）、及び、前記ハウジングの内部において前記第二軸の端部に固定され前記ハウジングの内部を前記作動流体室としての進角室と遅角室とに仕切るベーンロータ（３０）を有する前記外部装置としての位相調整部（２０）と、
請求項１または２に記載の圧力制御装置と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整システム。
【請求項４】
前記溝は、前記スプールの往復移動の方向に複数形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記スプールが一の方向に移動すると複数の前記溝を前記流入ポートに連通し、前記スプールが他の方向に移動すると複数の前記溝を前記ドレンポートに連通することを特徴とする請求項４に記載の圧力制御装置。
【請求項６】
内燃機関の駆動軸（６）から従動軸（７）まで駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記従動軸によって開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整システム（１０）であって、
前記駆動軸及び前記従動軸の一方の第一軸とし、他方の第二軸とすると、
前記第一軸と一体に回転可能なタイミングプーリ（２２）、前記タイミングプーリに一体に設けられるハウジング（２１、２３）、及び、前記ハウジングの内部において前記第二軸の端部に固定され前記ハウジングの内部を前記作動流体室としての進角室と遅角室とに仕切るベーンロータ（３０）を有する前記外部装置としての位相調整部（２０）と、
請求項４または５に記載の圧力制御装置（４０）と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整システム。
【請求項７】
前記ベーンロータに形成される前記作動流体室としてのベーンロータ室（３２１）に往復移動可能に収容され、前記ハウジングに形成されるハウジング孔（２３２、２３３）に嵌合すると前記バルブのバルブタイミングを所定のタイミングとするよう前記タイミングプーリに対する前記ベーンロータの回転位相を固定する固定用部材（２８）を備え、
前記固定用部材が前記ハウジング孔に嵌合しているとき、複数の前記溝は、前記ベーンロータ室に供給される作動流体が流入する前記流入ポートとしてのサブ供給ポートと連通し、
前記固定用部材の前記ハウジング孔への嵌合が解除されバルブタイミングを前記所定のタイミングより進角側とするとき、複数の前記溝のうち一の溝（４３６）は前記ドレンポートに連通するとともに複数の前記溝のうち他の溝（４３８）は前記流入ポートに連通し、
前記固定用部材の前記ハウジング孔への嵌合が解除されバルブタイミングを前記所定のタイミングより遅角側とするとき、複数の前記溝は前記ドレンポートと連通することを特徴とする請求項６に記載の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、作動流体が流入または流出する複数の作動流体室を有する外部装置に供給される作動流体の圧力を制御する圧力制御装置、及び、それを用いるバルブタイミング調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを調整可能なバルブタイミング調整システムが知られている。バルブタイミング調整システムは、クランクシャフトと一体に回転可能なハウジング、カムシャフトと一体に回転可能なベーンロータを備え、ハウジングが有する進角室及び遅角室の圧力を変更しベーンロータを相対回転させることによってバルブタイミングを調整する。
【０００３】
進角室及び遅角室の圧力は、外部に設けられるオイルポンプから供給される作動油の圧力を制御する圧力制御部によって制御される。圧力制御部は、複数のポートを有するスリーブ、及び、スリーブの内部を往復移動するスプールなどから構成され、スリーブに対するスプールの相対位置によってオイルポンプが吐出する作動油が供給される供給ポートと供給ポートを除く他のポートとの連通または遮断を制御する。例えば、特許文献１には、バルブタイミングが所定の比較的狭い範囲内において保持されている状態においてスプールを強制的に往復移動させ、スリーブの内部に溜まっている異物を外部に排出するバルブタイミング調整システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１６５８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のバルブタイミング調整システムでは、スリーブの内部に作動流体を流入する流入ポートを有している。流入ポートを形成する開口縁部とスリーブとは常時摺動しているため、当該開口縁部に溜まる異物を外部に排出することができない。このため、異物の噛み込みによってバルブタイミング調整システムが確実に作動しなかったり、スリーブ及びスプールの摺動面が損傷したりするおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、異物の噛み込みによる作動不良を防止する圧力制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、作動流体が流入または流出する複数の作動流体室を有する外部装置に供給される作動流体の圧力を制御する圧力制御装置であって、スリーブ、スプール、駆動部、及び、制御部を備える。
スリーブは、外部の作動流体供給源と連通し複数の作動流体室に供給される作動流体を内部空間に流入する流入ポート、外部装置が有する複数の作動流体室と連通する複数の作動流体室連通ポート、及び、作動流体を貯留する作動流体貯留部の内部と連通するドレンポートを有する。スプールは、スリーブの内部にスリーブの中心軸方向に往復移動可能に設けられ、流入ポートとスリーブの内部空間とを連通する開口を形成する開口縁部に摺動する摺動部を有し、スリーブの中心軸方向の位置に対応して流入ポートと複数の作動流体室連通ポートとの連通および遮断を切り換える。駆動部は、スプールを駆動する。制御部は、駆動部の作動を制御する。
本発明の圧力制御装置は、スプールが一の方向に移動すると流入ポートに連通しスプールが他の方向に移動するとドレンポートに連通する溝を摺動部が有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の圧力制御装置では、スプールは、内部空間に作動流体を流入する流入ポートの開口縁部に摺動する摺動部を有している。スプールの摺動部には、スプールの位置に応じて流入ポートまたはドレンポートに連通する溝が形成されている。当該溝が流入ポートに連通しているとき、流入ポートに流入する作動流体に含まれる異物は溝に溜まる。溝がスプールの移動によってドレンポートに連通すると、溝に溜まっている異物は、作動流体の流れによってドレンポートを介して外部に放出される。これにより、流入ポートの開口縁部の近傍に溜まる異物を外部に排出することができ、スリーブとスプールとの間における異物の噛み込みを防止することができる。したがって、異物の噛み込みによる作動不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムの断面図である。
【図２】図１のＩＩ部断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ部拡大図である。
【図４】本発明の第一実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムにおける異物排出処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第一実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムにおける異物排出処理の作用を説明する断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムにおける異物排出処理の作用を説明する断面図であって、図５とは異なる作用を説明する断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムの要部拡大図である。
【図８】本発明の第二実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムにおける異物排出処理の作用を説明する断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムにおける異物排出処理の作用を説明する断面図であって、図８とは異なる作用を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による圧力制御装置を適用するバルブタイミング調整システムを図１、２に示す。バルブタイミング調整システム１０は、図示しない内燃機関の「駆動軸」及び「第一軸」としてのクランク軸６に対し「従動軸」及び「第二軸」としてのカム軸７を相対回転させることによってクランク軸６に対するカム軸７の回転位相を設定し、カム軸７が開閉駆動する図示しない吸気バルブのバルブタイミングを調整する。バルブタイミング調整システム１０は、クランク軸６からカム軸７までの駆動力伝達系に設けられている。
【００１２】
バルブタイミング調整システム１０は、「外部装置」としての位相調整部２０、及び、「圧力制御装置」としての圧力制御部１を備えている。
【００１３】
位相調整部２０は、シューハウジング２１、リアプレート２２、フロントプレート２３、ベーンロータ３０などから構成されている。シューハウジング２１及びフロントプレート２３は、特許請求の範囲に記載の「ハウジング」に相当する。リアプレート２２は、特許請求の範囲に記載の「タイミングプーリ」に相当する。
【００１４】
シューハウジング２１は、円筒状の筒部２１１及び複数のシュー２１２、２１３、２１４を有している。筒部２１１の中心軸方向の二つの端部には、それぞれリアプレート２２及びフロントプレート２３が設けられている。シューハウジング２１、リアプレート２２及びフロントプレート２３は、三本のボルト２０１、２０２、２０３（図２参照）によって相対回転不能に固定されている。
【００１５】
シュー２１２、２１３、２１４は、筒部２１１の回転方向において所定の距離を隔てた複数の箇所から径内方向に向かって突出している。回転方向において隣り合うシュー２１２、２１３、２１４の間には、ベーンロータ３０が有するベーン３２、３３、３４が位置する。
【００１６】
リアプレート２２は、シューハウジング２１の一方の開口を塞ぐよう設けられている。リアプレート２２は、タイミングチェーン８を介してクランク軸６と連繋するスプロケット２２１を有している。内燃機関が駆動しているとき、クランク軸６からスプロケット２２１に内燃機関が発生する回転トルクが伝達されると、シューハウジング２１、リアプレート２２及びフロントプレート２３は、クランク軸６と連動して一定の方向に回転する。
【００１７】
フロントプレート２３は、シューハウジング２１に対してリアプレート２２が設けられる反対側に設けられ、シューハウジング２１の他方の開口を塞ぐよう設けられている。
【００１８】
フロントプレート２３のシューハウジング２１とは反対側には、フロントプレート２３から突出するよう形成される第一係止ピン２３１が設けられている。第一係止ピン２３１は、位相調整部２０の中心軸Ａｃ１に対して偏心しかつ略平行に設けられている。後述するベーンロータ３０のボス部３１において、シューハウジング２１に対してフロントプレート２３が設けられる側と同じ側に設けられるフロントボス部３１３には、フロントプレート２３に対して対向するよう形成されるアーム３１４、及び、第二係止ピン３１５が設けられている。第二係止ピン３１５は、アーム３１４からフロントプレート２３に向かって突出するよう形成され、中心軸Ａｃ１に対して偏心しかつ略平行に設けられている。第二係止ピン３１５から中心軸Ａｃ１までの距離は、第一係止ピン２３１から中心軸Ａｃ１までの距離とおなじになっている。
【００１９】
フロントボス部３１３とフロントプレート２３との間にはアシストスプリング２６が設けられている。アシストスプリング２６は、いわゆる、渦巻きスプリングであって、その中心は、中心軸Ａｃ１上に設けられている。アシストスプリング２６の内周側端部２６１は、フロントボス部３１３に巻回されている。アシストスプリング２６の外周側端部２６２は、第一係止ピン２３１及び第二係止ピン３１５のうち回転位相に応じたピンに係止可能となっている。
【００２０】
アシストスプリング２６の外周側端部２６２は、クランク軸６に対するカム軸７の回転位相が中間ロック位相よりも遅角側に変化した状態においては第一係止ピン２３１に係止される。このとき、第二係止ピン３１５が外周側端部２６２から離れるため、ベーンロータ３０は、アシストスプリング２６のねじり弾性変形によって進角側の中間ロック位相へ向かって付勢される。第一実施形態では、ベーンロータ３０を進角側に付勢するアシストスプリング２６の付勢力は、遅角側に偏った変動トルクの平均値よりも大きくなるよう設定されている。
【００２１】
また、アシストスプリング２６の外周側端部２６２は、クランク軸６に対するカム軸７の回転位相が中間ロック位相よりも進角側に回転位相が変化した状態においては第二係止ピン３１５に係止される。このとき、第一係止ピン２３１が外周側端部２６２から離れるため、アシストスプリング２６によるベーンロータ３０への付勢は制限される。
【００２２】
ベーンロータ３０は、シューハウジング２１、リアプレート２２及びフロントプレート２３が形成する内部空間にシューハウジング２１の中心軸と同一軸上に収容されている。ベーンロータ３０の中心軸方向の二つの端部は、それぞれリアプレート２２及びフロントプレート２３と摺動するよう設けられている。ベーンロータ３０は、円筒状のボス部３１、複数のベーン３２、３３、３４などから形成されている。
【００２３】
ボス部３１は、ボス本体部３１１、ボス本体部３１１のリアプレート２２側にリアプレート２２を軸方向に貫通しつつカム軸７に締結されるリアボス部３１２、ボス本体部３１１のフロントプレート２３側にフロントプレート２３を軸方向に貫通して開口するフロントボス部３１３を有する。ボス部３１は、カム軸７に対して固定されている。これにより、ベーンロータ３０は、カム軸７と連動しシューハウジング２１と同一方向に回転可能、かつ、シューハウジング２１に対して相対回転可能に設けられている。
【００２４】
ベーン３２、３３、３４は、ボス部３１のボス本体部３１１の周方向において所定の距離を隔てた複数の箇所から径外方向に向かって突出するよう形成されている。ベーン３２、３３、３４は、隣り合うシュー２１２、２１３、２１４との間に作動油が流入または流出する「作動流体室」としての進角室２４１、２４２、２４３、及び、遅角室２５１、２５２、２５３を形成する。
具体的には、シュー２１２とベーン３２との間には進角室２４１が形成され、ベーン３２とシュー２１３との間には遅角室２５１が形成されている。また、シュー２１３とベーン３３との間には進角室２４２が形成され、ベーン３３とシュー２１４との間には遅角室２５２が形成されている。また、シュー２１４とベーン３４との間には進角室２４３が形成され、ベーン３４とシュー２１２との間には遅角室２５３が形成されている。
【００２５】
ベーン３２は、フロントプレート２３に対するベーンロータ３０の回転位相をロックする「固定用部材」としてのロックピン２８を収容する「作動流体室」及び「ベーンロータ室」としてのロックピン収容室３２１を有する。ロックピン収容室３２１には、作動油が流入または流出する。
【００２６】
一方、フロントプレート２３には、フロントプレート２３の回転方向に延びるよう形成される溝状の規制孔２３２、及び、規制孔２３２の進角側端部の底面に開口する有底円筒孔状のロック孔２３３が形成されている。（図２参照）。規制孔２３２及びロック孔２３３は、特許請求の範囲に記載の「ハウジング孔」に相当する。
【００２７】
規制孔２３２は、バルブタイミング調整システム１０における最遅角位相及び最進角位相の間の所定の位相から最進角位相に至るまでの規制位相領域において、ロックピン収容室３２１と中心軸Ａｃ１の方向に対向する。また、ロック孔２３３は、中間ロック位相においてロックピン収容室３２１と中心軸Ａｃ１の方向に対向する。
【００２８】
ロックピン収容室３２１には、ロックピン２８と同軸上にロックスプリング３２２が収容されている。ロックスプリング３２２は、ベーン３２に固定されるリテーナ３２３と、ロックピン２８との間に設けられている。ロックスプリング３２２は、ロックピン２８をフロントプレート２３側に付勢する。ロックピン収容室３２１に流入または流出する作動油の圧力とロックスプリング３２２の付勢力とのバランスによって、ロックピン２８は、ロックピン収容室３２１における中心軸Ａｃ１方向への往復移動が制御される。
【００２９】
ロックピン２８が規制孔２３２及びロック孔２３３のいずれからも外れている状態において、ロックピン収容室３２１から作動油が排出されると、ロックピン２８はフロントプレート２３側へ移動し、規制孔２３２に進入する。その後、規制位相領域に規制された回転位相が変動トルクやアシストスプリング２６の付勢力などの作用を受けて中間ロック位相に達すると、ロックピン２８はさらにフロントプレート２３側へと移動し、ロック孔２３３に嵌合する。これにより、回転位相が中間ロック位相にてロックされる。
【００３０】
一方、ロックピン２８がロック孔２３３に嵌合した状態において、ロックピン収容室３２１に所定圧以上の作動油が導入されると、ロックピン２８はリアプレート２２側に移動し、規制孔２３２及びロック孔２３３から外れる。これにより、回転位相のロック及び規制が解除されるため、回転位相に応じたバルブタイミングの自由な調整が可能となる。
【００３１】
位相調整部２０では、ロックピン２８による回転位相のロックが解除された状態において、進角室２４１、２４２、２４３に作動油が流入し、かつ、遅角室２５１、２５２、２５３からの作動油が流出すると、回転位相が進角側へ変化する。この回転位相の進角側への変化に応じてバルブタイミングが進角する。一方、ロックピン２８による回転位相のロックが解除された状態において、遅角室２５１、２５２、２５３から作動油が流出し、かつ、遅角室２５１、２５２、２５３から作動油が流出すると、回転位相が遅角側へ変化する。この回転位相の遅角側への変化に応じてバルブタイミングが遅角する。
【００３２】
また、位相調整部２０では、ロックピン２８のロック孔２３３への嵌合によって内燃機関の最適な始動性を確保する回転位相としての中間ロック位相を設定可能である。クランク軸６に対するカム軸7の回転位相が中間ロック位相になると、内燃機関が始動するときのシリンダへの吸入空気量が吸気バルブの閉弁遅延により過度に減少することを抑制し、内燃機関を良好に始動する。
【００３３】
圧力制御部１は、「スリーブ」としてのスリーブボルト４１、スプール４３、「駆動部」としてのソレノイド４５、制御部４７などから構成されている。
【００３４】
スリーブボルト４１は、ボス部３１に収容されている。スリーブボルト４１は、略筒状に形成され、頭部４１１、ねじ部４１２などから構成されている。スリーブボルト４１には、図１に示すように、頭部４１１の軸方向端部からねじ部４１２の軸方向端部に向かって、順に第一ドレンポート４１３、進角ポート４１４、メイン供給ポート４１５、遅角ポート４１６、ロックポート４１７、「流入ポート」としてのサブ供給ポート４１８、及び、「ドレンポート」としての第二ドレンポート４１９が設けられている。このうち、第一ドレンポート４１３及び第二ドレンポート４１９は、スリーブボルト４１の軸方向の二つの端部にそれぞれ形成されている。進角ポート４１４、遅角ポート４１６、及び、ロックポート４１７は、特許請求の範囲に記載の「作動流体室連通ポート」に相当する。
【００３５】
頭部４１１は、ボス部３１においてカム軸７の中心軸方向に延びるよう筒状に形成されている。頭部４１１は、スリーブボルト４１の中心軸Ａｃ１の方向に延びるよう形成される「スリーブの内部空間」としての内部空間４１０が形成されている。内部空間４１０には、頭部４１１の外壁に形成される第一ドレンポート４１３、進角ポート４１４、メイン供給ポート４１５、遅角ポート４１６、ロックポート４１７、サブ供給ポート４１８、及び、ねじ部４１２の内部に形成されている第二ドレンポート４１９が連通している。内部空間４１０には、スプール４３が摺動可能に収容されている。
ねじ部４１２は、頭部４１１より外径が小さい略筒状に形成されている。ねじ部４１２は、スリーブボルト４１がカム軸７の内部に挿入されるとき、カム軸７の内壁とねじ結合する。これにより、スリーブボルト４１はカム軸７と一体となって回転する。
【００３６】
第一ドレンポート４１３は、頭部４１１のねじ部４１２と接続する側とは反対側の端部に形成されている。第一ドレンポート４１３は、還流油路１１を介して「作動流体貯留部」としてのオイルパン１２の内部と連通している。第一ドレンポート４１３は、内部空間４１０の作動油をオイルパン１２に還流する。
進角ポート４１４は、フロントボス部３１３が有する進角メイン通路３５と連通している。進角メイン通路３５は、それぞれ対応する進角室２４１、２４２、２４３と連通する進角分岐通路３５１、３５２、３５３と連通している。
メイン供給ポート４１５は、ボス本体部３１１が有するメイン供給通路３６及びメイン供給通路３６に連通する供給油路１４を介して「作動流体供給源」としてのオイルポンプ１５と連通している。メイン供給通路３６の途中には、リード式の逆止弁３６１が設けられている。オイルポンプ１５は、内燃機関の駆動に伴ってクランク軸６により駆動されるメカポンプであり、内燃機関が駆動している間はオイルパン１２から吸入した作動油を継続的に吐出する。
遅角ポート４１６は、ボス本体部３１１が有する遅角メイン通路３７と連通している。遅角メイン通路３７は、それぞれ対応する遅角室２５１、２５２、２５３と連通する遅角分岐通路３７１、３７２、３７３と連通している。
ロックポート４１７は、ボス部３１が有するロック作動通路３８を介してロックピン収容室３２１と連通している。
サブ供給ポート４１８は、メイン供給通路３６と連通するサブ供給通路３９と連通している。サブ供給ポート４１８は、サブ供給通路３９を通じてオイルポンプ１５が供給する作動油を内部空間４１０に流入する。サブ供給通路３９の途中には、リード式の逆止弁３９１が設けられている。
第二ドレンポート４１９は、頭部４１１のねじ部４１２側の端部からねじ部４１２にかけて形成されている。第二ドレンポート４１９は、還流油路１３を介してオイルパン１２の内部と連通している。第二ドレンポート４１９は、内部空間４１０の作動油をオイルパン１２に還流する。
【００３７】
スプール４３は、内部空間４１０に往復移動可能に収容されている。スプール４３は、頭部４１１側の端部が後述するソレノイド４５が有するロッド４６と当接している。また、ねじ部４１２側の端部にはスプリング４４の一端が当接している。スプリング４４の他端は、スリーブボルト４１の内壁に当接しており、スプール４３をねじ部４１２から離れる方向に付勢している。スプール４３のスリーブボルト４１に対する位置は、ロッド４６の駆動力とスプリング４４の付勢力とのバランスによって決定される。
【００３８】
スプール４３は、中心軸方向に内部油路４３０を有している。内部油路４３０は、頭部４１１側の軸方向端部及びねじ部４１２側の軸方向の二つの端部に開口４３１、４３２を有する。また、スプール４３は、径方向に形成され内部油路４３０を連通する複数の径方向連通路４３３を有する。径方向連通路４３３は、スプール４３の移動位置に応じて遅角ポート４１６及びロックポート４１７の少なくとも一方と連通可能なよう形成されている。スプール４３は、中心軸Ａｃ１方向の位置に応じてスリーブボルト４１が有する複数のポートどうしを選択的に連通し、回転位相を変化させる。
【００３９】
ソレノイド４５は、フロントプレート２３に対してシューハウジング２１とは反対側に設けられている。ソレノイド４５は、ソレノイド４５が有するロッド４６がスプール４３の第一ドレンポート４１３から突出可能な頭部４１１側の端部に当接するよう設けられている。ソレノイド４５は、制御部４７が出力する出力電流の大きさに応じて中心軸Ａｃ１の方向の駆動力を発生する。当該駆動力によってスリーブボルト４１に対するスプール４３の相対位置が制御される。
【００４０】
制御部４７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポートなどからなるマイクロコンピュータによって構成されている。制御部４７は、図示しない上位の車両運転制御部からのバルブタイミングに関する指令に応じてソレノイド４５に出力する出力電流の大きさを決定する。
【００４１】
圧力制御部１は、制御部４７及びソレノイド４５によってスリーブボルト４１に対するスプール４３の相対位置を制御し、進角室２４１、２４２、２４３、遅角室２５１、２５２、２５３、及び、ロックピン収容室３２１への作動油の流入または流出を制御する。これにより、位相調整部２０におけるシューハウジング２１に対するベーンロータ３０の相対回転角が制御され、クランク軸６に対するカム軸７の回転位相が制御される。
【００４２】
次に、バルブタイミング調整システム１０におけるバルブタイミングの調整方法を説明する。スプール４３の移動方向として、図１においてスプール４３がソレノイド４５側に移動するときを「一の方向」としての「進角側」に移動するとし、図１においてスプール４３がねじ部４１２側に移動するときを「他の方向」としての「遅角側」に移動するとする。
【００４３】
（１）進角作動
駆動中の内燃機関においてクランク軸６に対するカム軸７の実回転位相（以下、「カム軸実位相」という）がクランク軸６に対するカム軸７の目標回転位相（以下、「カム軸目標位相」という）に対する許容偏差より遅角側にあるなどの運転条件が成立するとき、制御部４７は、ソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を制御しスプール４３を進角側に移動する。スプール４３が進角側に移動すると、進角ポート４１４とメイン供給ポート４１５とが連通し、作動油が進角室２４１、２４２、２４３に流入する。また、遅角ポート４１６と第一ドレンポート４１３及び第二ドレンポート４１９とが径方向連通路４３３及び内部油路４３０を介して連通し、遅角室２５１、２５２、２５３から作動油が流出する。このとき、ロックポート４１７とサブ供給ポート４１８とは連通しているため、ロックピン収容室３２１に作動油が流入する。これにより、バルブタイミングは、進角側に変更される。
【００４４】
（２）保持作動
駆動中の内燃機関においてカム軸実位相がカム軸目標位相に対する許容偏差内にあるなどの運転条件が成立するとき、制御部４７は、ソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を進角ポート４１４及び遅角ポート４１６と他のポートとが遮断されるようスプール４３を移動する。これにより、進角室２４１、２４２、２４３及び遅角室２５１、２５２、２５３に作動油が留められる。このとき、ロックポート４１７とサブ供給ポート４１８とは連通しているため、ロックピン収容室３２１には作動油が流入する。これにより、バルブタイミングは保持される。
【００４５】
（３）遅角作動
駆動中の内燃機関においてカム軸実位相がカム軸目標位相に対する許容偏差より進角側にあるなどの運転条件が成立するとき、制御部４７は、ソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を制御しスプール４３を遅角側に移動する。スプール４３が遅角側に移動すると、進角ポート４１４と第一ドレンポート４１３及び第二ドレンポート４１９とが径方向連通路４３３及び内部油路４３０を介して連通し、進角室２４１、２４２、２４３から作動油が流出する。また、遅角ポート４１６とメイン供給ポート４１５とが連通し、作動油が遅角室２５１、２５２、２５３に流入する。このとき、ロックポート４１７とサブ供給ポート４１８とは連通しているため、ロックピン収容室３２１に作動油が流入する。これにより、バルブタイミングは遅角側に変更される。
【００４６】
（４）ロック作動
駆動中の内燃機関において、例えば、作動油の圧力が低下するアイドル運転時などには、制御部４７はソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を０％とする。出力電流のｄｕｔｙ比を０％とすると、進角ポート４１４とメイン供給ポート４１５とが連通し、スリーブボルト４１の内壁とスプール４３の外壁との間の隙間により流量が絞られた作動油が進角室２４１、２４２、２４３に流入する。また、遅角ポート４１６と第一ドレンポート４１３及び第二ドレンポート４１９とが径方向連通路４３３及び内部油路４３０を介して連通し、遅角室２５１、２５２、２５３から作動油が流出する。このとき、ロックポート４１７と第一ドレンポート４１３及び第二ドレンポート４１９とが径方向連通路４３３及び内部油路４３０を介して連通し、ロックピン収容室３２１から作動油が流出する。
【００４７】
ベーンロータ３０には、進角室２４１、２４２、２４３への作動油の流入により発生する回転力、及び、アシストスプリング２６の復原力が図２に示す進角方向に作用するとともに、カム軸７からの変動トルクが平均的に図２に示す遅角方向に偏って作用する。これらの力がベーンロータ３０に作用するとロックピン２８が規制孔２３２に嵌合し、回転位相が規制位相領域内に収まるよう規制される。これにより、規制位相領域内の中間ロック位相にてロックピン２８がロック孔２３３に嵌合し易くなり、内燃機関の駆動中において回転位相を確実にロックすることが可能となる。
【００４８】
（５）停止作動
車両運転制御部などの停止指令に応じて内燃機関の駆動を停止させると、制御部４７はソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を０％とする。これにより、ロック作動時と同様に、進角ポート４１４がメイン供給ポート４１５と連通し、スリーブボルト４１の内壁とスプール４３の外壁との間の隙間により絞られた作動油が進角室２４１、２４２、２４３に流入する。また、遅角ポート４１６及びロックポート４１７が第一ドレンポート４１３及び第二ドレンポート４１９と連通し、遅角室２５１、２５２、２５３及びロックピン収容室３２１から作動油が流出する。これにより、規制位相領域内の中間ロック位相において、ロックピン２８がロック孔２３３に嵌合し易くなり、内燃機関の回転が完全に停止するまでの間において回転位相を確実にロックすることが可能である。
【００４９】
（６）始動作動
車両運転制御部などの始動指令に応じて内燃機関を始動させると、制御部４７はソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を制御することによってスプール４３を進角側に移動する。スプール４３を移動すると、進角ポート４１４とメイン供給ポート４１５とが連通し、ロック作動時のときよりも多い流量の作動油が進角室２４１、２４２、２４３に流入する。また、遅角ポート４１６及びロックポート４１７が第一ドレンポート４１３及び第二ドレンポート４１９と連通し、遅角室２５１、２５２、２５３及びロックピン収容室３２１から作動油が流出する。すなわち、始動作動時には、遅角室２５１、２５２、２５３及びロックピン収容室３２１から作動油が流出する状態を維持しつつ、進角室２４１、２４２、２４３に流入する作動油の流量がロック作動時のときよりも多くなるように制御される。これより、始動期間中には、中間ロック位相を維持したまま作動油が進角室２４１、２４２、２４３に流入するため、進角作動に備えることが可能となる。
【００５０】
第一実施形態による圧力制御装置を適用するバルブタイミング調整システム１０では、サブ供給ポート４１８の近傍であってスリーブボルト４１の内壁と摺動するスプール４３の部位の形状に特徴がある。ここでは、スプール４３の形状について図３に基づいて説明する。
【００５１】
図３は、サブ供給ポート４１８が形成される部位の近傍の拡大断面図である。サブ供給ポート４１８は、スリーブボルト４１が有する内部空間４１０と連通可能に形成されており、スリーブボルト４１の内壁には、サブ供給ポート４１８と内部空間４１０とを連通する開口を形成する開口縁部が設けられている。ここでは、便宜的に、第二ドレンポート４１９側の開口縁部を開口縁部４４１とし、サブ供給ポート４１８と内部空間４１０とを連通する開口のみでなくロックポート４１７と内部空間４１０とを連通する開口を形成する開口縁部を開口縁部４４２とする。
【００５２】
サブ供給ポート４１８の近傍に位置するスプール４３の端部４３４は、有底筒状に形成されている。端部４３４の内部はスプール４３が有する内部油路４３０と連通している。端部４３４は、特許請求の範囲に記載の「摺動部」に相当する。
【００５３】
端部４３４の径方向外側の外壁４３５は、開口縁部４４１、４４２に摺動可能に設けられている。外壁４３５には、溝４３６を形成する凹部４３７が設けられている。
【００５４】
サブ供給ポート４１８と内部空間４１０とを連通する開口には、サブ供給通路３９からサブ供給ポート４１８に流れる作動油に含まれる異物が流れてくる。図５に示すようにサブ供給ポート４１８と内部空間４１０とがスプール４３によって遮断されていても開口縁部４４１と内壁４４３とは摺動するよう設けられているため、開口縁部４４１の内壁４４３と端部４３４の外壁４３５との間に作動油が流通可能な隙間が形成されている。すなわち、サブ供給ポート４１８に流入する作動油は、当該隙間を通って開口縁部４４１に対してサブ供給ポート４１８とは反対側の内部空間４１０に流れている。これにより、サブ供給ポート４１８に流れる作動油に含まれる異物Ａ１は、図５の矢印Ｆａ５に示すように作動油の流れによって流され、溝４３６に溜まる。
【００５５】
第一実施形態による圧力制御装置を適用するバルブタイミング調整システム１０では、図４に示すフローチャートに従ってサブ供給ポート４１８と内部空間４１０とを連通する開口の近傍に溜まる異物を外部に排出する。以下、その異物排出処理について図４〜６に基づいて説明する。
【００５６】
バルブタイミング調整システム１０の異物排出処理は、内燃機関が駆動している間、図４に示すフローチャートに従って連続的に実行される。
最初に、ステップ（以下、「Ｓ」とする）１０１において、制御部４７は、ソレノイド４５に出力する出力電流が所定の範囲内であるか否かを判定する。バルブタイミング調整システム１０では、例えば、バルブタイミング調整システム１０を搭載する車両が高速道路を走行しているときなどでは、吸気バルブのバルブタイミングがほとんど変化しない。このとき、制御部４７が出力する出力電流もほとんど変化しないため、所定の範囲内に制御される。制御部４７が出力する出力電流が所定の範囲内となるとき、スリーブボルト４１に対するスプール４３の移動範囲は、特許請求の範囲に記載の「所定の移動範囲内」となる。そこで、Ｓ１０１においては、例えば、進角室２４１、２４２、２４３及び遅角室２５１、２５２、２５３に作動油がほとんど流入していない状態で出力電流が所定の範囲内であると制御部４７が判定すると、Ｓ１０２に進む。また、例えば、進角室２４１、２４２、２４３または遅角室２５１、２５２、２５３に作動油が多く流入している状態で出力電流が所定の範囲から外れていると制御部４７が判定すると、今回の異物排出処理を終了する。
【００５７】
次に、Ｓ１０２において、出力電流が所定の範囲内となってから経過した時間（以下、「経過時間」という）をカウントする。
【００５８】
次に、Ｓ１０３においてカウントされた経過時間が所定の時間より長いか否かを判定する。制御部４７では、制御部４７がソレノイド４５に出力する出力電流が所定の範囲内となってからの時間が所定の時間より長いか否かを判定する。経過時間が所定の時間より長いと制御部４７が判定すると、Ｓ１０４に進む。経過時間が所定の時間以下であると制御部４７が判定すると、今回の異物排出処理を終了する。
【００５９】
次にＳ１０４において、異物排出制御を実行する。具体的には、制御部４７は、スリーブボルト４１に対するスプール４３の位置が図５の状態から図６の状態となるよう出力電流をソレノイド４５に出力する。このとき、溝４３６の軸方向の長さを長さＤとし、スプール４３の移動距離Ｓとすると、端部４３４の外壁４３５と摺動する開口縁部４４１の内壁４４３の軸方向の長さＬは、式（１）によって表される。
Ｄ＜Ｌ＜Ｓ          ・・・（１）
図６に示す白抜き矢印ＷＦ６の方向に移動距離Ｓを移動したスプール４３では、溝４３６が図６に示すように内部空間４１０と連通する。溝４３６に溜まっている異物Ａ１は、内壁４４３と外壁４３５との間の隙間を通る作動油の流れによって図６の矢印Ｆａ６のように内部空間４１０に放出される。内部空間４１０に放出された異物Ａ１は、第二ドレンポート４１９を通って圧力制御部１の外部に排出される。
【００６０】
次にＳ１０５において、Ｓ１０２でカウントしていた経過時間をリセットし、経過時間を０とする。これにより、今回の異物排出処理を終了する。
【００６１】
（ａ）第一実施形態による圧力制御部１を備えるバルブタイミング調整システム１０では、スプール４３は、常時作動油が流入するサブ供給ポート４１８の開口縁部４４１に摺動する端部４３４を有している。すなわち、開口縁部４４１は、スリーブボルト４１に対してスプール４３が往復移動するための端部４３４の軸受けとなっている。端部４３４の外壁４３５に形成されている溝４３６は、サブ供給ポート４１８と連通しているとき、サブ供給ポート４１８を流れる作動油に含まれる異物Ａ１が溜まる。溝４３６に溜まっている異物Ａ１は、異物排出処理におけるスプール４３の往復移動によって内部空間４１０と溝４３６とが連通すると、内部空間４１０に放出される。これにより、サブ供給ポート４１８と内部空間４１０とを連通する開口の近傍に溜まる異物Ａ１を第二ドレンポート４１９を介して圧力制御部１の外部に排出することができる。したがって、スリーブボルト４１とスプール４３との間への異物Ａ１の噛み込みを防止し、異物Ａ１の噛み込みによる作動不良を防止することができる。
【００６２】
（ｂ）また、スリーブボルト４１とスプール４３との摺動面に異物が入り込むことを防止することができるため、当該摺動面に入り込んだ異物によって摺動面が傷つくことを防止することができる。したがって、圧力制御部１を備えるバルブタイミング調整システム１０の性能低下を防止することができる。
【００６３】
（ｃ）また、吸気バルブのバルブタイミングが頻繁に調整されない時間帯では異物が特定の箇所に溜まりやすいため、確実に異物を排出しないと異物の噛み込みによる圧力制御部の作動不良が起こるおそれがある。バルブタイミング調整システム１０では、制御部４７は、ソレノイド４５に出力する出力電流が所定の範囲内であって、出力電流が所定の範囲内となってから経過した時間が所定の時間より長くなると、スプール４３を遅角側に移動し異物排出制御を実行する。これにより、異物の蓄積具合に応じて異物を確実に排出することができる。
【００６４】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態による圧力制御装置を図７〜９に基づいて説明する。第二実施形態は、形成される溝の数及び溝が形成される場所が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
第二実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムは、スプール４３の端部４３４に二つの溝４３６、４３８を有する。溝４３６を形成する凹部４３７と溝４３８を形成する凹部４３９とは、スプール４３が往復移動する方向に並ぶよう設けられている。
【００６６】
第二実施形態のバルブタイミング調整システムでは、制御部４７が出力する出力電流の大きさに応じて、二つの溝４３６、４３８の連通先が変更される。以下、第二実施形態のバルブタイミング調整システムにおける異物排出処理について、図７〜９に基づいて説明する。
【００６７】
第二実施形態のバルブタイミング調整システムでは、当該バルブタイミング調整システムが設けられる内燃機関がアイドリング状態のとき、制御部４７はソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を０％とする。このとき、第二実施形態のバルブタイミング調整システムでは、バルブタイミングは中間ロック位相に保持されている。中間ロック位相が保持されている状態では、図７に示すように、二つの溝４３６、４３８は、サブ供給ポート４１８に連通している。サブ供給ポート４１８には、サブ供給通路３９からオイルポンプ１５が供給する作動油が流入するため、作動油に含まれる異物は、矢印Ｆａ７のようにサブ供給ポート４１８と内部空間４１０とを連通する開口の近傍に集まりやすくなっている。当該開口の近傍に集まる異物Ａ２は、開口縁部４４１と端部４３４との間の隙間を作動油が流れるため、主に開口縁部４４１に近い側の溝４３６に溜まる。
【００６８】
第二実施形態のバルブタイミング調整システムでは、当該バルブタイミング調整システムが設けられる内燃機関がアイドリング状態から走行状態に移行すると、吸気バルブのバルブタイミングは、中間ロック位相から進角側または遅角側に変更される。
【００６９】
第二実施形態では、吸気バルブのバルブタイミングが中間ロック位相から進角側に変更されるとき、制御部４７はソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を、例えば、４０％とする。このとき、図８に示すように、スプール４３は、図７の状態から白抜き矢印ＷＦ８の方向に移動する。このスプール４３の移動によって、異物Ａ２が溜まっている溝４３６は、開口縁部４４１に対してサブ供給ポート４１８とは反対側の内部空間４１０と連通する。溝４３６が内部空間４１０と連通すると、溝４３６に溜まっている異物Ａ２は、内部空間４１０に放出される（図８の矢印Ｆａ８）。このとき、溝４３８は、開口縁部４４１に対してサブ供給ポート４１８側に位置し、サブ供給ポート４１８と連通している。これにより、サブ供給ポート４１８を流れる作動油に含まれる異物Ｂ２は、溝４３８に溜まる（図８の矢印Ｆｂ８）。
【００７０】
また、第二実施形態では、吸気バルブのバルブタイミングが遅角側に変更されるとき、制御部４７はソレノイド４５に出力する出力電流のｄｕｔｙ比を、例えば、１００％とする。このとき、図９に示すように、スプール４３は、図７の状態または図８の状態から白抜き矢印ＷＦ９の方向に移動する。このスプール４３の移動によって、異物Ｂ２が溜まっている溝４３８は、開口縁部４４１に対してサブ供給ポート４１８とは反対側の内部空間４１０と連通する。溝４３８が内部空間４１０と連通すると、溝４３８に溜まっている異物Ｂ２は、内部空間４１０に放出される（図９の矢印Ｆｂ９）。このとき、溝４３６は、開口縁部４４１に対してサブ供給ポート４１８とは反対側に位置し、内部空間４１０と連通している。
【００７１】
第二実施形態による圧力制御装置を備えるバルブタイミング調整システムは、作動油に含まれる異物を溜めることができる溝を複数有している。複数の溝は、スプール４３が往復移動する方向に並ぶよう形成されている。複数の溝は、第二実施形態のバルブタイミング調整システムが吸気バルブのバルブタイミングを調整する間、スリーブボルト４１に対するスプール４３の位置に応じてサブ供給ポート４１８または内部空間４１０に連通する。具体的には、バルブタイミングを中間ロック位相から進角または遅角に変更するときや、バルブタイミングを進角から遅角に変更するときなどに二つの溝４３６、４３８がサブ供給ポート４１８または内部空間４１０に連通し、溝４３６、４３８に溜まっている異物Ａ２、Ｂ２を内部空間４１０に放出する。これにより、通常のバルブタイミングの調整において、常時摺動している開口縁部４４１と端部４３４との間に異物を挟み込むことを防止し、外部に確実に排出することができる。したがって、第二実施形態は、第一実施形態の効果（ａ）、（ｂ）を奏するとともに、特別な制御をすることなく通常のバルブタイミング制御において異物を排出することができる。
【００７２】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、「圧力制御装置」としての圧力制御部は、バルブタイミング調整システムに適用されるとした。しかしながら、「圧力制御装置」が適用されるシステムはこれに限定されない。例えば、オートマチックトランスミッションの複数のクラッチの作動を制御する作動油の圧力制御部に用いられてもよい。
【００７３】
（イ）上述の実施形態では、バルブタイミング調整システムは、吸気バルブのバルブタイミングを調整するものとした。しかしながら、排気バルブのバルブタイミングの調整に適用されてもよい。
【００７４】
（ウ）第一実施形態では、スプールが「一の方向」としての進角側に移動するとき、溝はサブ供給ポートに連通し、スプールが「他の方向」としての遅角側に移動するとき、ドレンポートと連通する内部空間と連通するとした。しかしながら、「一の方向」及び「他の方向」はこれに限定されない。スプールの往復移動において「一の方向」を移動の一の方向とし、当該一の方向とは反対の方向を「他の方向」としてもよい。
【００７５】
（エ）第一実施形態では、溝は一つ形成されるとした。また、第二実施形態では、溝は二つ形成されるとした。しかしながら、形成される溝の数はこれに限定されない。スプールのねじ部側の端部において周方向に複数形成されてもよい。
【００７６】
（オ）上述の実施形態では、「圧力制御装置」としての圧力制御部のスリーブボルト及びスプールは、位相調整部の内部に設けられるとした。しかしながら、スリーブボルト及びスプールは、位相調整部の外部に設けられてもよい。
【００７７】
（カ）上述の実施形態では、クランク軸を第一軸とし、カム軸を第二軸とした。しかしながら、クランク軸を第二軸とし、カム軸を第一軸としてもよい。
【００７８】
以上、本発明はこのような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形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１            ・・・圧力制御部（圧力制御装置）、
１０          ・・・バルブタイミング調整システム、
１２          ・・・オイルパン（作動流体貯留部）、
１５          ・・・オイルポンプ（作動流体供給源）、
２０          ・・・位相調整部（外部装置）、
２４１、２４２、２４３・・・進角室（作動流体室）、
２５１、２５２、２５３・・・遅角室（作動流体室）、
４１          ・・・スリーブボルト（スリーブ）、
４１０        ・・・空間（スリーブの内部空間）、
４１４        ・・・進角ポート（作動流体室連通ポート）、
４１６        ・・・遅角ポート（作動流体室連通ポート）、
４１７        ・・・ロックポート（作動流体室連通ポート）、
４１８        ・・・サブ供給ポート（流入ポート）、
４１９        ・・・第二ドレンポート（ドレンポート）、
４３          ・・・スプール、
４３４        ・・・摺動部、
４３６、４３８・・・溝。
４４１        ・・・開口縁部、
４５          ・・・ソレノイド（駆動部）、
４７          ・・・制御部。
【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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