JP2012036768A - ボルト一体型オイルコントロールバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの外周面上に形成された油溝に繋がるよう同ハウジングに形成された孔を、そのハウジングの内周面にリセス溝を形成することなく同内周面の適正開口範囲全体に亘って開口させる。
【解決手段】バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様を変更するオイルコントロールバルブ１０は、円筒状のハウジング１６と、そのハウジング１６内で軸線方向に移動するスプール１７とを備える。ハウジング１６においては、その外周面に油路と繋がる油溝１８を周方向に延びるように区画形成する凸部１９が設けられるとともに、その油溝１８とハウジング１６の内周面とを繋ぐようにハウジング１６に径方向に直線状に延びる孔１６ｂが形成される。この孔１６ｂの内形は同孔１６ｂの延びる方向について一定となるように形成される。また、凸部１９はハウジング１６とは別体のリング部材を同ハウジング１６の外周面に固定することで設けられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ボルト一体型オイルコントロールバルブに関する。

自動車等の車両に搭載される内燃機関として、燃費改善や出力向上等を意図して、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのバルブタイミングを可変とするためのバルブタイミング可変機構を設けたものが実用化されている。こうした内燃機関では、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排を通じてカムシャフトの端部に固定された同機構の可動部材を動作させ、それによってカムシャフトのクランクシャフトに対する相対回転位相を変更するようにしている。このようにクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することで、内燃機関においてバルブタイミングが可変とされる。

バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排は、同機構とオイルポンプとを繋ぐ油圧回路を構成する複数の油路を通じて行われる。また、油圧回路における複数の油路の途中には、それら油路によるバルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様を変更するオイルコントロールバルブが設けられる。そして、このオイルコントロールバルブを用いてバルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様を変更することで、同機構の可動部材が動作して上述したようにクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相が変更される。

ところで、バルブタイミング可変機構においては、同機構を作動させる際の応答性を向上させることや、油圧回路の油路における同機構とオイルコントロールバルブとの間の部分からのオイル漏れを抑制することが要求されている。こうした要求に応えるためには、油圧回路の油路におけるオイルコントロールバルブとバルブタイミング可変機構との間の部分の長さを短くすることが望ましい。そして、上記の部分を短くするための具体的な手法としては、例えば特許文献１に示されるように、バルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトに固定するためのボルトとしての機能と上記オイルコントロールバルブとしての機能とを併せ持つボルト一体型オイルコントロールバルブを用いることが考えられる。

同文献におけるボルト一体型オイルコントロールバルブは、カムシャフトの端部にねじ締結されることで上記可動部材をカムシャフトに固定する円筒状のハウジングと、そのハウジング内で軸線方向に移動することの可能なスプールとを備えている。また、上記ハウジングには、油圧回路における複数の油路とハウジングの内周面とをそれぞれ繋ぐように、且つハウジングの径方向に直線状に延びるように形成された複数の孔が形成されている。そして、上記ハウジング内のスプールをその軸線方向における任意の位置に変位させて上記複数の孔の同ハウジングの内周面側の開口を同スプールの弁部によって解放したり閉塞したりすることにより、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様が変更されて同機構の可動部材が動作される。

ただし、上記文献のようにボルト一体型オイルコントロールバルブを用いる場合、同バルブがカムシャフトにねじ締結されたとき、油圧回路における複数の油路と同バルブのハウジング側に形成された複数の孔との同ハウジングの周方向についての位置合わせを行うことが難しくなる。このため、ハウジングの外周面に周方向に延びる油溝を形成し、その油溝によって油圧回路の油路とハウジングの孔との周方向についての位置ずれが生じたときに両者を繋ぐことが考えられる。そして、上記油溝は、例えば、ハウジングの外周面に形成される複数の凸部により同外周面上に区画形成されることとなる。

また、上記ボルト一体型オイルコントロールバルブにおいては、スプールの軸線方向についての位置調節により、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様が適切に変更される（切り換えられる）ようにしなければならない。言い換えれば、スプールの軸線方向についての位置調節により、ハウジングに形成された複数の孔の同ハウジングの内周面側の開口がスプールの弁部によって適切に解放されたり閉塞されたりするよう、それら孔をハウジングの内周面における上記軸線方向についての適切な範囲（以下、適正開口範囲という）全体に亘って開口させなければならない。

ここで、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての幅が等しく、且つそれらの上記軸線方向についての位置が互いに合っていれば、それら適正開口範囲と油溝とを繋ぐようにハウジングにおいて径方向に直線状に延びる孔を形成することが可能になる。なお、この孔の形成を容易にする観点では同孔をハウジングの径方向に直線状に延びるように形成することが好ましく、そうした理由によって上記孔がハウジングの径方向に直線状に延びるように形成される。

しかし、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての幅、及び同軸線方向についての位置に関しては、バルブタイミング可変機構に繋がる油圧回路の油路の形成位置に関係する設計上の制約、及び、ボルト一体型オイルコントロールバルブのスプールにおける弁部の位置に関係する設計上の制約がある。このことから、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての幅が必ずしも等しくなるとは限らず、また上記適正開口範囲と上記油溝との上記軸線方向についての位置が必ずしも互いに合致するようになるとも限らない。そして、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての幅が等しくない場合や、それらの上記軸線方向についての位置が合わない場合、ハウジングの径方向に直線状に延びる孔をハウジングの外周面上に区画形成された油溝に繋ぐように形成したとき、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、上記孔をハウジングの内周面における上記適正開口範囲全体に亘って開口させることができなくなるおそれがある。

こうした問題に対処するため、ハウジングの内周面において上記適正開口範囲全体に亘ってハウジングの軸線方向に延びるとともに上記孔に繋がるリセス溝を、同ハウジングの内周面全周に亘って形成することが考えられる。この場合、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての幅が等しくなかったり、それらの上記軸線方向についての位置が合わなかったりしても、ハウジングに形成された孔が上記リセス溝を通じて適正開口範囲全体に亘って開口するようになる。従って、ボルト一体型オイルコントロールバルブにおけるスプールの軸線方向についての位置調節により、ハウジングに形成された孔（正確にはリセス溝）の同ハウジングの内周面側の開口がスプールの弁部によって適切に解放されたり閉塞されたりするようになる。更に、それによってバルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様が適切に変更される（切り換えられる）ようになる。

特表２００９−５１５０９０公報（段落［００４０］〜［００４４］、［００５０］、図２ａ、図３）

ボルト一体型オイルコントロールバルブにおいて、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての幅が等しくなかったり、それらの上記軸線方向についての位置が合わなかったりしても、そのハウジングの内周面に上述したようにリセス溝を形成することで、上記問題の発生を回避することができるようにはなる。すなわち、上記油溝に繋がる孔を、ハウジングの内周面における上記適正開口範囲全体に亘って開口させることができなくなる、という問題の発生を回避することができるようにはなる。

ただし、ハウジングの内周面にその全周に亘るリセス溝を形成するにあたっては、その形成の難易度が極めて高いことから同形成に多大の時間を要するとともに、その形成を行う際の形成精度の向上も困難になる。また、リセス溝の形成に上述したように多大な時間がかかることに加え、同リセス溝を形成するための刃具が特殊なものとなる関係から、ボルト一体型オイルコントロールバルブの製造コスト上昇を招くことは避けられない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ハウジングの外周面上に形成された油溝に繋がるよう同ハウジングに形成された孔を、そのハウジングの内周面にリセス溝を形成することなく同内周面の適正開口範囲全体に亘って開口させることのできるボルト一体型オイルコントロールバルブを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明によれば、ボルト一体型オイルコントロールバルブの円筒状のハウジングが、バルブタイミング可変機構の可動部材を動作させるべく同機構に対しオイルの給排を行う複数の油路の途中に設けられ、且つ上記可動部材をカムシャフトに固定すべく同カムシャフトの端部にねじ締結される。このハウジングの内部には、同ハウジングの軸線方向に移動することの可能なスプールが設けられる。また、ハウジングにおいては、上記複数の油路にそれぞれ繋がる複数の油溝を同ハウジングの外周面上に周方向に延びるように区画形成するための凸部が設けられるとともに、上記複数の油溝とハウジングの内周面とをそれぞれ繋ぐように同ハウジングの径方向に直線状に伸びる複数の孔が形成される。そして、ハウジング内のスプールを軸線方向に変位させて上記複数の孔における同ハウジングの内周面側の開口を解放したり閉塞したりすることにより、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様を変更して可動部材を動作させる。この可動部材の動作を通じて内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相が可変とされる。

上記ボルト一体型オイルコントロールバルブにおいては、スプールの軸線方向についての位置調節により、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様が適切に変更される（切り換えられる）ようにしなければならない。言い換えれば、スプールの軸線方向についての位置調節により、ハウジングに形成された複数の孔の同ハウジングの内周面側の開口がスプールによって適切に解放されたり閉塞されたりするよう、それら孔をハウジングの内周面における上記軸線方向についての適切な範囲（以下、適正開口範囲という）全体に亘って開口させなければならない。

ここで、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての幅が等しくない場合や、それらの上記軸方向についての位置が合わない場合、ハウジングにおける孔が次のように形成される。すなわち、同孔がハウジングの内周面における上記適正開口範囲全体に亘って開口するように、且つ上記油溝に繋がるように、同孔におけるハウジングの軸線方向についての径が大きくされる。具体的には、上記孔をハウジングの軸線方向を長径とする長孔や楕円孔としたり、同孔を大径化したりすることが行われる。なお、これらのように孔を形成したときにも、その孔の形成を容易に行うことを意図して、同孔がハウジングの径方向について直線状に延びるように形成される。更に、同じく上記孔の形成を容易に行うことを意図して、その孔の内形が同孔の延びる方向（径方向）について一定となるようにもされる。

ただし、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての幅が等しくなかったり、上記適正開口範囲と上記油溝とのハウジングの軸線方向についての位置が合わなかったりする場合に、上述したようにハウジングに孔を形成すると、次のような問題が生じる。すなわち、その孔を上記適正開口範囲全体に亘って孔を開口させつつ上記油溝に繋がるようにすべく、同孔におけるハウジングの軸線方向についての径が大きくされると、上記油溝を区画形成するための凸部をハウジングの外周面に一体形成することが困難になる。これは、上述したように孔を形成すると、その孔によってハウジングの外周面における上記凸部を一体形成するための部分が削られた状態となるためである。

この点、請求項１記載の発明における凸部は、ハウジングとは別体の取付部材に形成されており、その取付部材をハウジングの外周面に固定することで同外周面に油溝を区画形成するものとされる。このため、ハウジングに形成される孔に関して、上述したようにハウジングの軸線方向についての径を大きくしたとしても、ハウジングの外周面に凸部を設けることができ、更には同凸部によりハウジングの外周面上に油溝を区画形成することができる。なお、この場合、ハウジングに形成された孔における同ハウジングの内周面側の開口を上記適正開口範囲全体に亘って開口させることを意図して、ハウジングの内周面に上記適正開口範囲全体に亘ってハウジングの軸線方向に延び且つ上記孔に繋がるリセス溝を、同ハウジングの内周面全周に亘って形成する必要はない。従って、請求項１記載の発明によれば、ハウジングの外周面上に形成された油溝に繋がるとともに同ハウジングに径方向に直線状に延びるように形成された孔を、そのハウジングの内周面にリセス溝を形成することなく同内周面の適正開口範囲全体に亘って開口させることができる。

請求項２記載の発明によれば、ボルト一体型オイルコントロールバルブのハウジングは、バルブタイミング可変機構の可動部材を貫通した状態で同可動部材を内燃機関のカムシャフトに固定する。また、ハウジングの外周面上に油溝を区画形成するための凸部が形成された取付部材は、ハウジングの外周面と可動部材の内周面との間に位置するように同ハウジングの外周面に固定される。また、上記取付部材の凸部に関しては、その取付部材のハウジングの外周面への固定時に可動部材の内周面に対し弾性的に圧接されて同内周面との間でのシール性を確保可能な材料で形成される。

ここで、バルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトに固定すべく、ボルト一体型オイルコントロールバルブのハウジングがカムシャフトの端部にねじ締結される際、可動部材の製造誤差や組付誤差、並びに、ハウジングやカムシャフトの製造誤差などに起因して、そのハウジングの凸部に対し可動部材側からの局所的な力が作用するおそれがある。

しかし、この凸部に関しては、上述した材料で形成されているため、可動部材側からの局所的な力を受けたときに弾性変形し、それによって上記局所的な力を逃がすことが可能である。従って、上記局所的な力が凸部に作用しても、その力によってハウジングが軸線方向について湾曲するように変形することはない。更に、そのハウジングの湾曲に伴って、ボルト一体型オイルコントロールバルブによりバルブタイミング可変機構に対しオイルを給排する際のオイルの流量特性が適正状態から変化したり、ハウジング内のスプールを軸線方向について移動させることができなくなったりすることもない。

また、凸部を上述した材料で形成することにより、可動部材側からの局所的な力を上記凸部で受けたときにも同凸部が弾性変形し、それによって可動部材の内周面に対し凸部を弾性的に圧接させた状態が保持されるため、同内周面との間でのシール性が確保されるようになる。従って、上記局所的な力が凸部に作用したとき、その凸部により区画形成される油溝からオイルが漏れることは抑制される。

請求項３記載の発明によれば、取付部材が凸部の形成されたシート状の素材をハウジングの外周面に円筒状に巻き付けることによって形成されており、その取付部材をハウジングの外周面に固定することで同外周面に凸部が設けられるため、その凸部によるハウジングの外周面上での油溝の区画形成を容易に行うことができる。

第１実施形態のバルブタイミング可変機構、及び、同機構を動作させる油圧回路を示す略図。 バルブタイミング可変機構における可動部材の固定態様を示す断面図。 第１モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。 第２モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。 第３モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。 第４モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。 第５モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。 ハウジングにおける外周面周り及び内周面周りの従来構造を示す断面図。 第１実施形態におけるハウジングの外周面周り及び内周面周りの構造を示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態のハウジングに形成される孔の内形を示す略図。 第１実施形態においてハウジングの外周面に凸部を設けるためのリング部材を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態においてハウジングの外周面に凸部を設けるための円筒部材を示す断面図、及びその円筒部材を展開した状態を示す平面図。

［第１実施形態］
以下、本発明を自動車用エンジンのバルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様を変更するボルト一体型オイルコントロールバルブに具体化した第１実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。

図１に示されるように、バルブタイミング可変機構１は、内燃機関のカムシャフト２（例えば吸気カムシャフト）に対しボルトにより固定された可動部材３と、カムシャフト２と同一軸線上に上記可動部材３を囲むように設けられて内燃機関のクランクシャフトの回転が伝達されるケース４とを備えている。このケース４の内周面には、カムシャフト２の軸線に向かって突出する突部５が周方向について所定の間隔をおいて複数形成されている。また、可動部材３の外周面には、カムシャフト２の軸線から離れる方向に突出する複数のベーン６がそれぞれ上記各突部５の間に位置するように形成されている。これにより、ケース４内における各突部５の間に位置する部分が、ベーン６により進角側油圧室７と遅角側油圧室８とに区画されている。

そして、進角側油圧室７にオイルを供給するとともに遅角側油圧室８からオイルを排出すると、可動部材３がケース４に対し図中の右回転方向に相対回転してカムシャフト２のクランクシャフトに対する相対回転位相が進角側に変化し、それによって内燃機関の機関バルブ（この例では吸気バルブ）のバルブタイミングが進角側に変化する。また、遅角側油圧室８にオイルを供給するとともに進角側油圧室７からオイルを排出すると、可動部材３がケース４に対し図中左回転方向に相対回転してカムシャフト２のクランクシャフトに対する相対回転位相が遅角側に変化し、それによって内燃機関の機関バルブのバルブタイミングが遅角側に変化する。

また、バルブタイミング可変機構１は、可動部材３のケース４に対する相対回転を禁止する禁止動作を行うとともに、その相対回転を許可状態とする許可動作を行うロック機構２２を備えている。このロック機構２２に関しては、上記禁止動作を通じて可動部材３のケース４に対する相対回転位置をその相対回転範囲の中間の位置にて固定するとともに、その固定が行われた状態での上記許可動作を通じて可動部材３のケース４に対する相対回転を許可した状態となる。なお、ロック機構２２の許可動作は、同機構２２の解除室２２ａへのオイルの供給を通じて同解除室２２ａの油圧を上昇させることによって行われる。また、ロック機構２２の禁止動作は、同機構２２の解除室２２ａからのオイルの排出を通じて同解除室２２ａの油圧を低下させることによって行われる。

上記ロック機構２２の禁止動作が行われるときの内燃機関のバルブタイミング、すなわちクランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相に関しては、内燃機関における始動時やアイドリング時に適した状態となる相対回転位相に設定される。従って、内燃機関における始動時やアイドリング時には、内燃機関のバルブタイミングを同機関の始動やアイドリングに適した状態となるようロック機構２２によって固定可能であり、そうした固定を通じて内燃機関の始動やアイドリングを良好な状態で行うことができるようになる。

バルブタイミング可変機構１において、進角側油圧室７及び遅角側油圧室８、並びにロック機構２２の解除室２２ａに対するオイルの給排は、同機構１とオイルポンプ９とを繋ぐ油圧回路を構成する複数の油路を通じて行われる。この油圧回路における複数の油路の途中には、それら油路によるバルブタイミング可変機構１に対するオイルの給排態様を変更するオイルコントロールバルブ１０が設けられている。そして、このオイルコントロールバルブ１０を用いてバルブタイミング可変機構１に対するオイルの給排態様を変更することで、同機構１の可動部材３が動作して上述したようにクランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相が変更されたり、同機構１のロック機構２２が動作されたりする。

オイルコントロールバルブ１０は、オイルポンプ９に対し供給油路１１を介して接続されるとともに、そのオイルポンプ９により汲み上げられるオイルを貯留するためのオイルパン１２に対し排出油路１３を介して接続されている。なお、上記供給油路１１に関しては、オイルポンプ９の下流側で二つに分岐してオイルコントロールバルブ１０に対し二ヶ所で繋がっている。また、オイルコントロールバルブ１０は、バルブタイミング可変機構１の進角側油圧室７に対し進角側油路１４を介して接続されるとともに、同機構１の遅角側油圧室８に対し遅角側油路１５を介して接続されている。更に、オイルコントロールバルブ１０は、バルブタイミング可変機構１に設けられたロック機構２２の解除室２２ａに対し解除用油路２３を介して接続されている。

そして、オイルコントロールバルブ１０は、エンジン運転状態等に応じて、複数の動作モードのうちのいずれかのモードで動作される。こうしたオイルコントロールバルブ１０の動作モードとしては、例えば以下のような第１〜第５モードがあげられる。

（第１モード）
このモードは、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相を進角させ、それによって内燃機関のバルブタイミングを進角側に変化させるためのものである。このモードでは、供給油路１１が進角側油路１４及び解除用油路２３に接続されるとともに遅角側油路１５が排出油路１３に接続されるよう、オイルコントロールバルブ１０が動作される。これにより、バルブタイミング可変機構１において、進角側油圧室７及びロック機構２２の解除室２２ａにオイルが供給されるとともに、遅角側油圧室８からオイルが排出される。その結果、ロック機構２２が許可動作状態にされるとともに、バルブタイミング可変機構１の可動部材３がケース４に対し図中右回転方向に相対回転して内燃機関のバルブタイミングが進角側に変化する。

（第２モード）
このモードは、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相を遅角させ、それによって内燃機関のバルブタイミングを遅角側に変化させるためのものである。このモードでは、供給油路１１が遅角側油路１５及び解除用油路２３に接続されるとともに進角側油路１４が排出油路１３に接続されるよう、オイルコントロールバルブ１０が動作される。これにより、バルブタイミング可変機構１において、遅角側油圧室８及びロック機構２２の解除室２２ａにオイルが供給されるとともに、進角側油圧室７からオイルが排出される。その結果、ロック機構２２が許可動作状態にされるとともに、バルブタイミング可変機構１の可動部材３がケース４に対し図中左回転方向に相対回転して内燃機関のバルブタイミングが進角側に変化する。

（第３モード）
このモードは、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相を一定に保持し、それによって内燃機関のバルブタイミングを保持状態とするためのものである。このモードでは、供給油路１１が解除用油路２３に接続されるとともに、進角側油路１４、遅角側油路１５が供給油路１１及び排出油路１３に対し遮断状態とされるよう、オイルコントロールバルブ１０が動作される。これにより、バルブタイミング可変機構１において、ロック機構２２の解除室２２ａにオイルが供給されるとともに、進角側油圧室７及び遅角側油圧室８に対するオイルの給排が禁止される。その結果、ロック機構２２が許可動作状態とされた状況のもと、バルブタイミング可変機構１における可動部材３のケース４に対する相対回転が停止して内燃機関のバルブタイミングが保持状態とされる。

（第４モード）
このモードは、内燃機関の運転終了過程で、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相を最遅角状態とした後、徐々に進角させる際に実行されるものである。このモードでは、供給油路１１が進角側油路１４に接続されるとともに、遅角側油路１５及びロック機構２２の解除用油路２３が排出油路１３に接続されるよう、オイルコントロールバルブ１０が動作される。これにより、バルブタイミング可変機構１において、進角側油圧室７にオイルが供給されるとともに、遅角側油圧室８及びロック機構２２の解除室２２ａからオイルが排出される。その結果、バルブタイミング可変機構１の可動部材３がケース４に対し図中右回転方向に相対回転して内燃機関のバルブタイミングが進角側に変化する。そして、ロック機構２２の禁止動作が行われる状態まで内燃機関のバルブタイミングが進角すると、ロック機構２２の禁止動作が行われて可動部材３のケース４に対する相対回転位置が固定される。

（第５モード）
このモードは、内燃機関の始動時やアイドリング時に、ロック機構２２の禁止動作により、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相を始動時やアイドリング時に適した状態に固定するためのものである。このモードでも、第４モードと同じく、供給油路１１が進角側油路１４に接続されるとともに、遅角側油路１５及びロック機構２２の解除用油路２３が排出油路１３に接続されるよう、オイルコントロールバルブ１０が動作される。これにより、バルブタイミング可変機構１において、進角側油圧室７にオイルが供給されるとともに、遅角側油圧室８及びロック機構２２の解除室２２ａからオイルが排出される。その結果、ロック機構２２が禁止動作状態に保持されて内燃機関のバルブタイミング、すなわちクランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相が内燃機関の始動時やアイドリング時に適した状態に固定される。

ところで、バルブタイミング可変機構１においては、同機構１を作動させる際の応答性を向上させることや、油圧回路の油路（進角側油路１４、遅角側油路１５、解除用油路２３）における同機構１とオイルコントロールバルブ１０との間の部分からのオイル漏れを抑制することが要求されている。こうした要求に応えるためには、油圧回路の上記油路におけるオイルコントロールバルブ１０とバルブタイミング可変機構１との間の部分の長さを短くすることが望ましい。そして、上記の部分を短くするための具体的な手法として、本実施形態では上記オイルコントロールバルブ１０を、バルブタイミング可変機構１の可動部材３をカムシャフト２に固定するためのボルトとしての機能を併せ持つボルト一体型オイルコントロールバルブとしている。

ここで、上記ボルト一体型オイルコントロールバルブとして機能するオイルコントロールバルブ１０を用いた可動部材３のカムシャフト２への固定について、図２を参照して詳しく説明する。

同図に示されるように、オイルコントロールバルブ１０は、バルブタイミング可変機構１の可動部材３を貫通する円筒状のハウジング１６と、そのハウジング１６内で軸線方向に移動することの可能な棒状のスプール１７とを備えている。ハウジング１６において、その一端側（図中右側）にはカムシャフト２の端部にねじ締結されるボルト部１６ａが形成されており、他端側（図中左側）にはボルト部１６ａがカムシャフト２の端部にねじ締結されたときに同カムシャフト２の端面との間に可動部材３を挟み込んで固定するフランジ部１６ｃが形成されている。

オイルコントロールバルブ１０のボルト部１６ａがカムシャフト２の端部にねじ締結された状態にあって、そのカムシャフト２の端面とオイルコントロールバルブ１０のフランジ部１６ｃとの間に挟み込まれる上記可動部材３は、フロントブッシュ２４、ロータ３ａ、リヤブッシュ２５、及び支持体２６を備えている。可動部材３のロータ３ａには、上述したベーン６が形成されている。このロータ３ａとフランジ部１６ｃとの間にはフロントブッシュ２４が設けられるとともに、同ロータ３ａとカムシャフト２の端面との間にはリヤブッシュ２５及び支持体２６が設けられている。そして、上記可動部材３がオイルコントロールバルブ１０のボルト部１６ａがカムシャフト２の端部にねじ締結されたとき、上記ロータ３ａ、フロントブッシュ２４、リヤブッシュ２５、及び支持体２６は、カムシャフト２に対し一体回転可能に固定されるとともに、カムシャフト２の軸線方向について固定される。

上記支持体２６は、内燃機関のクランクシャフトからの回転伝達を受けるスプロケット２７をカムシャフト２に対し相対回転できるよう支持している。また、上記スプロケット２７にはバルブタイミング可変機構１のケース４が固定されている。そして、内燃機関のクランクシャフトの回転がスプロケット２７に伝達されると、同スプロケット２７及びケース４がカムシャフト２の軸線を中心に回転する。こうしたスプロケット２７及びケース４の回転は、そのケース４内のオイルを介して可動部材３に伝達され、その後にカムシャフト２に伝達されるようになる。従って、バルブタイミング可変機構１の可動部材３をケース４に対し相対回転させると、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相が変化し、その変化に対応して内燃機関のバルブタイミングが変化する。

次に、オイルコントロールバルブ１０の詳細な構造について図３〜図７を参照して説明する。なお、図３〜図７はそれぞれ、オイルコントロールバルブ１０の動作モードを上述した第１〜第５モードとした状態を示す断面図である。

これらの図（例えば図３）に示されるオイルコントロールバルブ１０においては、そのスプール１７がハウジング１６内に設けられたコイルスプリング２０の付勢力によって軸線方向に付勢されている。そして、このコイルスプリング２０の付勢力に抗してスプール１７を押圧するアクチュエータ２１、及び上記コイルスプリング２０によって、スプール１７の軸線方向についての移動が実現される。すなわち、アクチュエータ２１のスプール１７に対する押圧力を調整すると、その押圧力とコイルスプリング２０の付勢力とが釣り合うようスプール１７が軸線方向に移動する。こうしたスプール１７の移動を通じて、同スプール１７の軸線方向についての位置調整が行われる。

オイルコントロールバルブ１０のハウジング１６には、油圧回路における複数の油路（供給油路１１、進角側油路１４、遅角側油路１５、解除用油路２３）とハウジング１６の内周面とをそれぞれ繋ぐように、且つハウジング１６の径方向に直線状に延びるように複数の孔１６ｂが形成されている。また、ハウジング１６におけるアクチュエータ２１側（図中左側）の開口端は、油圧回路における複数の油路のうちの排出油路１３と繋がるとともに、スプール１７の内部に形成された排出通路１７ａと連通している。なお、この排出通路１７ａに関しては、スプール１７におけるアクチュエータ２１側（図中左側）の端部にて開口するとともに、スプール１７の軸線方向に延びて同スプール１７の軸線方向のほぼ中央の外周面でも開口している。

そして、上記ハウジング１６内のスプール１７をその軸線方向における任意の位置、例えば図３〜図７に示される位置に変位させることにより、上記複数の孔１６ｂの同ハウジング１６の内周面側の開口がスプール１７の弁部１７ｂによって解放されたり閉塞されたりする。これにより、オイルコントロールバルブ１０が第１〜第５モードといった複数の動作モードのうちのいずれかの動作モードとされる。こうした動作モードの切り換えを通じてバルブタイミング可変機構１（図１）に対するオイルの給排態様が変更される。そして、バルブタイミング可変機構１に対するオイルの給排態様の変更により、同機構１の可動部材３が動作してクランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相が変更されたり、同機構１のロック機構２２が動作されたりする。

ただし、ボルト一体型のオイルコントロールバルブ１０を用いる場合、同バルブ１０をカムシャフト２の端部にねじ締結したとき、油圧回路の油路（供給油路１１、進角側油路１４、遅角側油路１５、解除用油路２３）と図３等に示されるハウジング１６における複数の孔１６ｂとの同ハウジング１６の周方向についての位置合わせを行うことが難しくなる。このため、ハウジング１６の外周面に周方向に延びる油溝１８を形成し、その油溝１８によって油圧回路の上記油路とハウジング１６の孔１６ｂとの周方向についての位置ずれが生じたときに両者を繋ぐことが考えられる。こうした油溝１８に関しては、例えば、ハウジング１６の外周面に全周に亘って延びるように設けられた複数の凸部１９によって形成される。詳しくは、ハウジング１６の外周面とバルブタイミング可変機構１の可動部材３（図２）の内周面との間に、上記複数の凸部１９によって油溝１８が区画形成される。

また、図３等のオイルコントロールバルブ１０においては、図３〜図７に示されるようなスプール１７の軸線方向についての位置調節により、バルブタイミング可変機構１（図１）に対するオイルの給排態様が適切に変更される（切り換えられる）ようにしなければならない。言い換えれば、スプール１７の軸線方向についての位置調節により、ハウジング１６における複数の孔１６ｂの同ハウジング１６の内周面側の開口がスプール１７の弁部１７ｂによって適切に解放されたり閉塞されたりするよう、それら孔１６ｂを上記内周面における上記軸線方向についての適切な範囲の全体に亘って開口させなければならない。なお、こうした孔１６ｂにおける開口すべき適切な範囲について、以下の説明では適正開口範囲Ｈと称する。

図８は、ハウジング１６の内周面における各適正開口範囲Ｈを示したものである。
従来は、ハウジング１６の内周面にその軸線方向について上記各適正開口範囲Ｈ全体に亘って延びるとともに上記内周面の全周に亘って延びるリセス溝８１をそれぞれ形成しつつ、それらリセス溝８１と各油溝１８とをハウジング１６において径方向に延びる孔８２によって繋ぐようにしていた。また、従来は、上記油溝１８がハウジング１６の外周面に一体形成されて同外周面の全周に亘って伸びる複数の凸部８３によって区画形成されるとともに、それら油溝１８と各リセス溝８１とを繋ぐ上記孔８２が同孔８２の形成を容易にする観点からハウジング１６の径方向に直線状に延びるように形成されていた。なお、図８において、ハウジング１６の内周面における範囲ｈで示される部分には、上述した第４モード（図６）や第５モード（図７）において、解除用油路２３をスプール１７内部の排出通路１７ａに繋ぐためのリセス溝８４が形成されている。

ここで、上記適正開口範囲Ｈと上記油溝１８とのハウジング１６の軸線方向についての幅、及び同軸線方向についての位置に関しては、バルブタイミング可変機構１（図１）に繋がる油路の形成位置に関係する設計上の制約、及び、オイルコントロールバルブ１０のスプール１７における弁部１７ｂの位置に関係する設計上の制約がある。このことから、上記適正開口範囲Ｈと上記油溝１８とのハウジング１６の軸線方向についての幅が必ずしも等しくなるとは限らず、また上記適正開口範囲Ｈと上記油溝１８との上記軸線方向についての位置が必ずしも互いに合致するようになるとも限らない。

上記構成（図８）を採用すれば、適正開口範囲Ｈと油溝１８とのハウジング１６の軸線方向についての幅が等しくなかったり、それらの上記軸線方向についての位置が合わなかったりしても、ハウジング１６に形成された孔８２が上記リセス溝８１を通じて適正開口範囲Ｈ全体に亘って開口するようにはなる。その結果、オイルコントロールバルブ１０におけるスプール１７（図３〜図７）の軸線方向についての位置調節により、ハウジング１６に形成された孔８２（正確にはリセス溝８１）の同ハウジング１６の内周面側の開口がスプール１７の弁部１７ｂによって適切に解放されたり閉塞されたりするようになる。更に、それによってバルブタイミング可変機構１に対するオイルの給排態様が適切に変更される（切り換えられる）ようにもなる。

ただし、上記構成（図８）において、ハウジング１６の内周面にその全周に亘るリセス溝８１を形成するにあたっては、その形成の難易度が極めて高いことから同形成に多大の時間を要するとともに、その形成を行う際の形成精度の向上も困難になる。また、リセス溝８１の形成に上述したように多大な時間がかかることに加え、同リセス溝８１を形成するための刃具が特殊なものとなる関係から、オイルコントロールバルブ１０の製造コスト上昇を招くことは避けられない。

次に、上記問題に対処するための本実施形態のオイルコントロールバルブ１０におけるハウジング１６の構造について、図９〜図１１を参照して詳しく説明する。
図９に示される上記ハウジング１６においては、孔１６ｂが適正開口範囲Ｈ全体に亘って開口するように且つ油溝１８に繋がるように、同孔１６ｂにおけるハウジング１６の軸線方向についての径が図８の孔８２と比較して大きくされる。こうした孔１６ｂの具体例を図１０に示す。なお、同図において、（ａ）は上記孔１６ｂを適正開口範囲Ｈ全体と重なるまで大径化した例であり、（ｂ）は孔１６ｂを上記軸線方向が長径となる長孔とした例であり、（ｃ）孔１６ｂを上記軸線方向が長径となる楕円孔とした例である。ちなみに、図１０（ｂ）及び（ｃ）の例における孔１６ｂの長径については、適正開口範囲Ｈ全体と重なる長さとされている。これらのように孔１６ｂを形成したときにも、その孔１６ｂの形成を容易に行うことを意図して、図９に示されるように同孔１６ｂがハウジング１６の径方向について直線状に延びるように形成される。更に、同じく孔１６ｂの形成を容易に行うことを意図して、孔１６ｂの内形が同孔１６ｂの延びる方向、すなわちハウジング１６の径方向について一定となるようにもされる。

しかし、上述したように孔１６ｂを形成した場合、上記油溝１８を区画形成すべく、図８に示されるように凸部８３をハウジング１６の外周面に一体形成することが困難になる。なお、同図における孔８２周りの破線は、同図のハウジング１６に仮に図９の孔１６ｂを形成した場合の同孔１６ｂの形成位置を示している。この破線から分かるように、ハウジング１６に上記孔１６ｂを形成した場合、図８の例では、各凸部８３のうち、最もフランジ部１６ｃ寄り（図中左寄り）に位置する凸部８３をハウジング１６の外周面に一体形成することが困難になる。これは、上述したように孔１６ｂ（図８の破線）を形成すると、その孔１６ｂによってハウジング１６の外周面における上記凸部８３（最もフランジ部１６ｃ寄りの凸部８３）を一体形成するための部分が削られた状態となるためである。

こうしたことを考慮して、本実施形態では、図９に示されるように凸部１９がハウジング１６とは別体とされている。詳しくは、凸部１９に関しては、図１１に示される鉄などの金属性のリング部材３１（１９）をハウジング１６の外周面に圧入等により固定することで、ハウジング１６の外周面に設けられて同外周面上に油溝１８を区画形成するものとされる。言い換えれば、本実施形態の凸部１９は、ハウジング１６とは別体のリング部材３１に形成されており、そのリング部材３１をハウジング１６の外周面に図９に示すように固定することで同外周面に油溝１８を区画形成するものとされる。

このため、ハウジング１６の孔１６ｂを図９のような形状に形成したとしても、ハウジング１６の外周面上に凸部１９（最もフランジ部１６ｃ寄りのものを含む）を設けることができ、更には同凸部１９によりハウジング１６の外周面上に油溝１８を区画形成することができる。なお、この場合、ハウジング１６に形成された孔１６ｂにおける同ハウジング１６の内周面側の開口を上記適正開口範囲Ｈ全体に亘って開口させることを意図して、ハウジング１６の内周面に図８のようなリセス溝８１を形成する必要はない。従って、そのリセス溝８１の形成に関係する上述した問題の発生を回避することができる。

また、図９のハウジング１６において範囲ｈで示される部分には、図８のリセス溝８４に代えて、ハウジング１６の径方向に直線状に延びる孔３２が形成される。この孔３２の内形は、同孔３２の延びる方向（径方向）について一定となっている。また、孔３２のハウジング１６の外周面側の開口は、同ハウジング１６の外周面に設けられた凸部１９、すなわち同外周面に固定された図１１のリング部材３１によって閉塞される。そして、上記凸部１９（リング部材３１）によってハウジング１６の外周面側の開口が閉塞された孔３２に関しては、上記リセス溝８４（図８）と同様、第４モード（図６）や第５モード（図７）において解除用油路２３をスプール１７内部の排出通路１７ａに繋ぐためのものとして機能する。このようにリセス溝８４と同じ機能を上記孔３２及び上記凸部１９（リング部材３１）によって果たすことができるため、上記リセス溝８４を形成する必要はなくなる。従って、同リセス溝８４を形成するための手間と費用を省くことが可能になる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）ハウジング１６の外周面上に形成された油溝１８に繋がるとともに同ハウジング１６に径方向に直線状に延びるように形成された孔１６ｂを、そのハウジング１６の内周面にリセス溝を形成することなく同内周面の適正開口範囲Ｈ全体に亘って開口させることができる。従って、上記リセス溝を形成せずとも、スプール１７の軸線方向についての位置調節により、上記孔１６ｂにおけるハウジング１６の内周面側の開口がスプール１７の弁部１７ｂによって適切に解放されたり閉塞されたりし、それによってバルブタイミング可変機構１に対するオイルの給排態様が適切に変更されるようになる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１２に基づき説明する。
この実施形態は、第１実施形態における複数のリング部材３１（図１１）を結合して一つの部材（以下、円筒部材という）とすることで、ハウジング１６の外周面に複数の凸部１９をより簡単に設けることができるようにしたものである。

図１２（ａ）は、円筒部材３３を軸線方向に切断した状態を示す断面図である。この円筒部材３３は、鉄等の金属により形成されている。そして、円筒部材３３は、第１実施形態における各リング部材３１（図１１）に相当する複数のリング部３３ａと、それらリング部３３ａを同一軸線上に予め定められた間隔をおいて配置した状態で互いに結合する結合部３３ｂとを備えている。

こうした円筒部材３３に関しては、図１２（ａ）の一転鎖線で示される位置にて切り離して図１２（ｂ）に示されるようにシート状に展開することが可能となっている。言い換えれば、図１２（ｂ）に示されるシート状の素材３４を図１２（ａ）に示されるように円筒状としつつハウジング１６（図９）の外周面に巻き付けることにより、図１２（ａ）のような円筒部材３３が形成されるとともに同円筒部材３３がハウジング１６の外周面に固定される。

このようにして円筒部材３３がハウジング１６の外周面に固定されると、その外周面に凸部１９が設けられる。言い換えれば、こうした凸部１９（リング部３３ａに相当）が形成されたシート状の素材３４からなる円筒部材３３を上述したようにハウジング１６の外周面に固定することで、その外周面に円筒部材３３の各リング部３３ａによりそれぞれ凸部１９が設けられる。そして、これら凸部１９によりハウジング１６の外周面上に油溝１８が区画形成される。なお、このように区画形成された油溝１８は、図１２（ａ）に示される円筒部材３３における各リング部３３ａの間に位置することとなる。

この実施形態によれば、第１実施形態に記載した（１）の効果に加え、以下に示す効果が得られる。
（２）ハウジング１６の外周面に円筒部材３３を簡単に固定することができるため、その固定を通じてハウジング１６の外周面上に各凸部１９を設けることも簡単になる。従って、それら凸部１９によるハウジング１６の外周面上での油溝１８の区画形成を容易に行うことができ、それによってオイルコントロールバルブ１０の生産性を向上させることができるようになる。

［その他の実施形態］
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第１実施形態において、ハウジング１６の外周面に設けられる凸部１９に関しては、可動部材３の内周面に対し弾性的に圧接されて同内周面との間でのシール性を確保可能な材料、例えば樹脂やゴムといった材料によって形成することも可能である。この場合、ハウジング１６の外周面と可動部材３の内周面との間に位置するように同ハウジング１６の外周面に固定されるリング部材３１が樹脂やゴムといった材料によって形成される。こうした材料によって形成されたリング部材３１をハウジング１６の外周面に固定することにより、その外周面に上記材料によって形成された凸部１９が設けられる。

ここで、可動部材３をカムシャフト２に固定すべく、オイルコントロールバルブ１０のハウジング１６がカムシャフト２の端部にねじ締結される際、可動部材３の製造誤差や組付誤差、並びに、ハウジング１６やカムシャフト２の製造誤差などに起因して、そのハウジング１６の凸部１９に対し可動部材３側からの局所的な力が作用するおそれがある。

しかし、上記凸部１９に関しては、上述した材料で形成されているため、可動部材３側からの局所的な力を受けたときに弾性変形し、それによって上記局所的な力を逃がすことが可能である。従って、上記局所的な力が凸部１９に作用しても、その力によってハウジング１６が軸線方向について湾曲するように変形することはない。更に、そのハウジング１６の湾曲に伴って、オイルコントロールバルブ１０によりバルブタイミング可変機構１に対しオイルを給排する際のオイルの流量特性が適正状態から変化したり、ハウジング１６内のスプール１７を軸線方向について移動させることができなくなったりすることもない。

また、上記凸部１９を上述した材料で形成することにより、可動部材３側からの局所的な力を上記凸部１９で受けたときにも同凸部１９が弾性変形し、それによって可動部材３の内周面に対し凸部１９を弾性的に圧接させた状態が保持されるため、同内周面との間でのシール性が確保されるようになる。従って、上記局所的な力が凸部１９に作用したとき、その凸部１９により区画形成される油溝１８からオイルが漏れることは抑制される。

・第２実施形態におけるハウジング１６の外周面に設けられる凸部１９に関して、上記と同様、可動部材３の内周面に対し弾性的に圧接されて同内周面との間でのシール性を確保可能な材料（樹脂やゴムなど）により形成してもよい。この場合、ハウジング１６の外周面と可動部材３の内周面との間に位置するように同ハウジング１６の外周面に固定される円筒部材３３が樹脂やゴムといった材料によって形成される。こうした材料によって形成された円筒部材３３をハウジング１６の外周面に固定することにより、その外周面に上記材料によって形成された凸部１９が設けられる。この場合も上記と同等の効果が得られる。

・第２実施形態において、円筒部材３３に関しては、図１２（ｂ）のように展開できないよう円筒状の形状に固定されたものであってもよい。この場合、円筒部材３３のハウジング１６の外周面に対する固定は、圧入等によって実現される。

１…バルブタイミング可変機構、２…カムシャフト、３…可動部材、３ａ…ロータ、４…ケース、５…突部、６…ベーン、７…進角側油圧室、８…遅角側油圧室、９…オイルポンプ、１０…オイルコントロールバルブ、１１…供給油路、１２…オイルパン、１３…排出油路、１４…進角側油路、１５…遅角側油路、１６…ハウジング、１６ａ…ボルト部、１６ｂ…孔、１６ｃ…フランジ部、１７…スプール、１７ａ…排出通路、１７ｂ…弁部、１８…油溝、１９…凸部、２０…コイルスプリング、２１…アクチュエータ、２２…ロック機構、２２ａ…解除室、２３…解除用油路、２４…フロントブッシュ、２５…リヤブッシュ、２６…支持体、２７…スプロケット、３１…リング部材（取付部材）、３２…孔、３３…円筒部材（取付部材）、３３ａ…リング部、３３ｂ…結合部、３４…素材。

Claims (3)

1. 可動部材の動作によりクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構と、前記可動部材を動作させるべく前記バルブタイミング可変機構に対しオイルの給排を行う複数の油路とを備えた内燃機関に適用され、
   前記複数の油路の途中に設けられて前記可動部材を前記カムシャフトに固定すべく同シャフトの端部にねじ締結される円筒状のハウジングと、そのハウジング内で軸線方向に移動することの可能なスプールと、前記複数の油路にそれぞれ繋がる複数の油溝を前記ハウジングの外周面上に周方向に延びるように区画形成すべく同外周面に設けられた凸部と、前記ハウジングに径方向に直線状に延びて複数の前記油溝と同ハウジングの内周面とをそれぞれ繋ぐように形成された複数の孔とを備え、
   前記スプールを前記軸線方向に変位させて前記複数の孔における前記ハウジングの内周面側の開口を解放したり閉塞したりすることにより、前記バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排態様を変更して前記可動部材を動作させるボルト一体型オイルコントロールバルブにおいて、
   前記孔は、その内形が同孔の延びる方向について一定となるように形成されるものであり、
   前記凸部は、前記ハウジングとは別体の取付部材に形成されており、その取付部材を前記ハウジングの外周面に固定することで同外周面に前記油溝を区画形成する
   ことを特徴とするボルト一体型オイルコントロールバルブ。
2. 前記ハウジングは、前記可動部材を貫通した状態で同可動部材を前記カムシャフトに固定するものであり、
   前記取付部材は、前記ハウジングの外周面と前記可動部材の内周面との間に位置するように前記ハウジングの外周面に固定されるものであり、
   前記凸部は、前記可動部材の内周面に対し弾性的に圧接されて同内周面との間でのシール性を確保可能な材料で形成されている
   請求項１記載のボルト一体型オイルコントロールバルブ。
3. 前記取付部材は、前記凸部の形成されたシート状の素材を前記ハウジングの外周面に円筒状に巻き付けることによって形成されている
   請求項１記載のボルト一体型オイルコントロールバルブ。

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