JP2021038708A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御弁と内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】制御弁の製造作業能率の向上を図ることができる。【解決手段】制御弁は、カムシャフトの一端部内の収容孔に収容されて、アルミ合金材のバルブボディ３０と、バルブボディの軸方向一端部に着脱自在に配置されて、鉄系金属の締結部材３１と、バルブボディの内部に摺動可能に設けられ、アルミ合金材のスプール弁３２と、を備えている。締結部材は、フランジ状の頭部４１と、頭部から軸方向に沿って延びた軸部４２と、軸部の外周に形成された雄ねじ部４２ａと前記収容孔の内周に形成された雌ねじ部とからなる組付ねじ３１ａと、軸部の内周に形成された雌ねじ部４２ｂとバルブボディの軸方向の一端部外周に形成された雄ねじ部３０ｇとからなる締結ねじ３１ｂと、を有している。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のバルブタイミング制御装置の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。

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。

この制御弁は、周壁に供給ポートや、進角室や遅角室に連通する進角、遅角ポート及び外部に連通するドレンポートなどを有する有底円筒状バルブボディと、該バルブボディの内部の軸方向へ移動可能に設けられ、内部軸方向に沿って設けられた接続通路と、該接続通路の内部に設けられた逆止弁と、を有するスプールと、を備えている。

前記バルブボディは、熱処理されていない鉄系金属によって全体がボルト状一体に形成されており、円盤フランジ状の頭部と、カムシャフトの回転軸方向の一端部内に形成された挿入孔に挿入されるバルブボディ本体と、該バルブボディ本体の前記頭部側の基端部外周に形成されて、カムシャフトの挿入孔の内周面に形成された雌ねじ部に締結される雄ねじ部と、を有している。

また、バルブボディは、前記頭部側からバルブボディ本体の内部軸心方向に沿って形成されたバルブ孔によって内部中空状の有底円筒状に形成されている。

特開２０１９−７５１６号公報（図３）

しかしながら、特許文献１に記載の制御弁は、バルブボディのフランジ状の頭部と中空円筒状のバルブボディ本体の両方が鉄系金属によって一体に形成されており、これらは切削加工などによる複雑かつ成形難易度の高い加工によって一体に成形されている。このため、バルブボディの成形作業が煩雑になり、結果として制御弁全体の製造作業能率が低下するおそれがある。

本発明は、前記従来の制御弁の技術的課題に鑑みて案出されたもので、製造作業能率の向上を図り得る制御弁を提供することを一つの目的としている。

本発明の好ましい態様によれば、制御弁は、軽金属によって筒状に形成されて、周壁に前記第１油圧室に連通する第１ポートと、前記第２油圧室に連通する第２ポートと、前記作動液の供給源に連通する供給ポートと、を有し、前記カムシャフトの回転軸方向の一端部内に設けられた収容孔に配置されるバルブボディと、
前記バルブボディの内部に軸方向へ移動可能に配置され、軸方向の移動位置によって前記供給ポートと前記第１ポートまたは前記第２ポートの連通を制御するスプール弁と、
鉄基合金によって形成されて、前記カムシャフトの一端部の端面に当接する頭部と、前記頭部から軸方向に沿って延びた軸部と、前記軸部の外周と前記カムシャフトの収容孔の内周との間に形成された組付ねじと、前記軸部の内周と前記バルブボディの軸方向の一端部外周との間に形成された締結ねじと、を有する締結部材と、
を備えていることを特徴としている。

この発明の態様によれば、制御弁の製造作業能率の向上を図ることが可能になる。

本発明に係る制御弁を内燃機関の吸気側に適用したバルブタイミング制御装置を断面して示す第１実施形態の全体構成図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ部拡大図である。 本実施形態に供される制御弁の縦断面図である。 本実施形態に供される制御弁の分解斜視図である。 本実施形態の制御弁に供されるスプール弁の軸方向一方側からみた斜視図である。 本実施形態の制御弁に供されるスプール弁の軸方向他方側からみた斜視図である。 本実施形態の制御弁におけるスプール弁の遅角側への油圧制御状態を示す縦断面図である。 本実施形態の制御弁におけるスプール弁の進角側への油圧制御状態を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る制御弁を内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は制御弁を内燃機関の吸気側のバルブタイミング制御装置に適用した実施形態を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

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（以下、スプロケット１という。）と、このスプロケット１に対して相対回転可能に設けられた吸気側のカムシャフト２と、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、例えば本実施形態では最遅角位相位置でロックさせるロック機構４と、位相変更機構３とロック機構４を作動させる油圧回路５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。

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の回転軸方向の一端部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、スプロケット１は、外周部の円周方向の複数箇所（本実施形態では４箇所）に雌ねじ孔１ｃが周方向等間隔位置に形成されている。

また、このスプロケット１は、後述するハウジング本体１１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。

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ている。このカムシャフト２は、外周面には図外の機関弁である吸気弁を開作動させる複数の卵型の回転カムが軸方向の所定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は、内部軸心方向に後述するバルブボディ３０が収容される収容孔２ｂが形成されている。この一端部２ａの先端開口の内周面には、後述する締結部材３１の軸部４２外周面に形成された雄ねじ部４２ａが螺着される雌ねじ部２ｃが形成されている。

また、このカムシャフト２の一端部２ａは、位相変更機構３の後述するハウジング６やベーンロータ７を貫通して先端部が外部へ露出した状態に回転軸方向に延びている。

位相変更機構３は、図１及び図２に示すように、内部に作動室が形成されたハウジング６と、カムシャフト２の一端部２ａに後述するバルブボディ３０と締結部材３１を介して軸方向から固定され、ハウジング６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７と、ハウジング６の内部の作動室が、後述するハウジング本体１１の内周面に突設された複数（本実施形態では４つ）のシュー８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄとベーンロータ７とによって仕切られたであるそれぞれ４つの遅角作動室９(第１油圧室)及び進角作動室１０(第２油圧室)と、を備えている。

ハウジング６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１１と、鉄系金属板材をプレス成形によって形成され、ハウジング本体１１の前端開口を閉塞するフロントプレート１２と、後端開口を閉塞するリアカバーとしてのスプロケット１と、から構成されている。

ハウジング本体１１は、内周面に前記４つのシュー８ａ〜８ｄが回転軸心方向に向かって突設されている。この各シュー８ａ〜８ｄの内部軸方向には、４つのボルト挿入孔１１ａが貫通形成されている。

フロントプレート１２は、中央に比較的大径な挿入孔１２ａが貫通形成されている。また。フロントプレート１２は、この挿入孔１２ａを除く内周面とベーンロータ７の対向一側面との間に形成されたサイドクリアランスによって各遅角、進角作動室９，１０内をシールするようになっている。また、フロントプレート１２は、外周部の円周方向の等間隔位置に複数（本実施形態では４つ）のボルト挿通孔１２ｂが貫通形成されている。

そして、スプロケット１とハウジング本体１１及びフロントプレート１２は、各ボルト挿入孔１１ａや各ボルト挿通孔１２ｂを挿入して各雌ねじ孔１ｃに螺着する複数（本実施形態では４本）のボルト１３によって軸方向から結合されている。

ベーンロータ７は、ハウジング本体１１と同じく焼結金属材によって一体に形成されており、カムシャフト２の一端部２ａに後述するバルブボディ３０と締結部材３１によって固定されたロータ部１４と、該ロータ部１４の外周面に円周方向のほぼ９０°等間隔位置に放射状に突設された複数（本実施形態では４つ）の第１〜第４ベーン１５ａ〜１５ｄと、から構成されている。

ロータ部１４は、比較的大径な円筒状に形成され、内部中央にカムシャフト２の一端部２ａが挿入されるシャフト挿入孔１４ａが回転軸方向に沿って貫通形成されている。

各ベーン１５ａ〜１５ｄは、回転軸線の径方向の突出長さが所定長さに設定されて、それぞれが各シュー８ａ〜８ｄの間に配置されている。また、第１ベーン１５ａは、周方向の幅が大きく形成されて、内部にロック機構４の一部が設けられている。また、第１ベーン１５ａ以外の３つの第２〜第４ベーン１５ｂ〜１５ｄは、円周方向の巾がほぼ同一に設定されて比較的薄肉なプレート状に形成されている。

各ベーン１５ａ〜１５ｄの外周面と各シュー８ａ〜８ｄの先端には、それぞれハウジング本体１１の内周面やロータ部１４の外周面との間をシールするシール部材１６ａ、１６ｂがそれぞれ設けられている。

また、ベーンロータ７は、図２に示すように、遅角側(図中反時計方向)へ相対回転すると、第１ベーン１５ａの一側面が対向する一つのシュー８ａの対向側面８ｅ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。また、進角側(時計方向)へ相対回転すると、同じく第１ベーン１５ａの他側面が対向する他のシュー８ｂの段差状の対向側面８ｆ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。

このとき、他の３つのベーン１５ｂ〜１５ｄは、両側面が円周方向から対向する各シュー８の対向面に当接せずに離間状態にある。

各ベーン１５ａ〜１５ｄの回転軸方向の両側面と各シュー８ａ〜８ｄの両側面との間には、前述した各遅角作動室９と各進角作動室１０が設けられている。各遅角作動室９と各進角作動室１０は、ロータ部１４の内部にほぼ径方向に沿って形成されたそれぞれ４つの遅角通路孔１７と進角通路孔１８を介して油圧回路５にそれぞれに連通している。

ロック機構４は、ハウジング６に対してベーンロータ７を最遅角側の回転位置（図２に示す位置）にロックするものである。

すなわち、このロック機構４は、図１及び図２に示すように、スプロケット１の内側面の所定位置に形成されたロック穴１９と、ベーンロータ７の第１ベーン１５ａの内部軸方向に形成されたピン収容孔２０に進退動自在に設けられ、先端部がロック穴１９に挿入あるいは抜け出すロックピン２１と、該ロックピン２１をロック穴１９方向へ付勢するコイルスプリング２２と、ロック穴１９の底部内及びロックピン２１とピン収容孔２０との間の段差面に形成された解除用受圧室２３ａ、２３ｂと、該各解除用受圧室２３ａ、２３ｂに選択的に油圧を供給する図外のロック通路と、から主として構成されている。

ロック穴１９は、ロックピン２１の先端部の外径よりも十分に大径な円形状に形成されていると共に、スプロケット１の内側面のベーンロータ７の最遅角側の回転位置に対応した位置に形成されている。

ロックピン２１は、いずれか一方の解除用受圧室２３ａ、２３ｂに供給された油圧を受けて後退移動してロック穴１９から抜け出してロックが解除される。また、ロックピン２１は、後端側に設けられたコイルスプリング２２のばね力によって先端部がロック穴１９の内部に挿入してベーンロータ７をハウジング６に対してロックするようになっている。このロック位置は、前述したように、ハウジング６に対してベーンロータ７の最遅角側の回転位置となる。

各解除用受圧室２３ａ、２３ｂは、遅角作動室９や進角作動室１０から油圧がロック通路を介して供給され、この各油圧によってロックピン２１をロック穴１９から後退移動させるようになっている。

油圧回路５は、図１及び図２に示すように、カムシャフト２の一端部２ａ周壁に形成された油圧給排用の複数（本実施形態では４つ）の第１〜第４連通ポート２４ａ〜２４ｄと、カムシャフト２の一端部２ａ側に配置された通路構成部５０の内部に形成された供給通路２５と、該供給通路２５に吐出通路２６ａから作動油圧を吐出するオイルポンプ２６と、を備えている。

また、油圧回路５は、カムシャフト一端部２ａの収容孔２ｂの内部に収容されて、機関運転状態に応じて供給通路２５に対して各遅角通路孔１７と各進角通路孔１８の流路を切り換える制御弁２７と、該制御弁２７に連通し、各遅角作動室９からの作動油をオイルパン２８に排出する排出通路２９と、カムシャフト２の一端部２ａ側に設けられ、各進角作動室１０からの作動油をオイルパン２８に排出する排出孔２ｅと、備えている。

通路構成部５０は、図１に示すように、内燃機関に取り付けられたチェーンケース５１に一体に設けられている。また、この通路構成部５０は、フロントプレート１２の挿入孔１２ａ内に挿入配置されて、先端面がベーンロータ７のロータ部１４の外側面に当接した筒状部５０ａと、この筒状部５０ａと軸方向で反対側の位置に形成されて、後述する電磁アクチュエータ３４を保持する保持溝５０ｂと、を有している。

筒状部５０ａは、内部軸方向にカムシャフト２の一端部２ａが挿入される貫通孔５０ｃを有している。保持溝５０ｂは、比較的大径な円形状に形成されて、中央部に貫通孔５０ｃの軸方向一端が臨んで連通状態になっている。

カムシャフト一端部２ａの各連通ポート２４ａ〜２４ｄは、先端部側の供給用の第１連通ポート２４ａと、これに軸方向で隣接する遅角側のドレン用の第２連通ポート２４ｂと、該第２連通ポート２４ｂに隣接する遅角側の第３連通ポート２４ｃと、該第３連通ポート２４ｃに隣接する進角側の第４連通ポート２４ｄと、によって構成されている。この各第１〜第４連通ポート２４ａ〜２４ｄは、カムシャフト一端部２ａの周壁の回転軸心の径方向の十字方向へそれぞれ４つずつ貫通形成されている。つまり、一端部２ａ周壁の円周方向の等間隔位置にそれぞれ４つずつ形成されている。

第１連通ポート２４ａは、グルーブ溝２５ａを介して供給通路２５に連通し、第２連通ポート２４ｂは、排出通路２９に連通している。また、第３連通ポート２４ｃは、シャフト挿入孔１４ａの内周面に形成されたグルーブ溝１４ｂを介して各遅角通路孔１７に連通している。また、第４連通ポート２４ｄは、グルーブ溝１４ｂに側部に形成された別異のグルーブ溝１４ｃを介して各進角通路孔１８にそれぞれ連通している。

供給通路２５は、通路構成部５０及びチェーンケース５１の内部に連続的に形成されて、下流端部がオイルポンプ２６の吐出通路２６ａと連通している。また、供給通路２５の上流端部は、前述のようにグルーブ溝２５ａを介して各第１連通ポート２４ａに連通している。

オイルポンプ２６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。

図３は図１のＢ部拡大図、図４は制御弁の縦断面図、図５は制御弁のバルブボディとスプール弁などの分解斜視図、図６は制御弁の軸方向の一方側からみた斜視図、図７は制御弁の軸方向の他方側からみた斜視図である。

制御弁２７は、図１、図４〜図７に示すように、ベーンロータ７をカムシャフト一端部２ａの収容孔２ｂに軸方向から挿入される有底円筒状のバルブボディ３０と、バルブボディ３０の軸方向のカムシャフト２と反対側の一端部に着脱可能に設けられた締結部材３１と、バルブボディ３０の内部軸方向に貫通形成されたバルブ孔３０ａ内に軸方向へ摺動可能に収容配置されたスプール弁３２と、スプール弁３２を図１、図４中、左方向へ付勢するばね部材であるバルブスプリング３３と、スプール弁３２をバルブスプリング３３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３４と、から主として構成されている。

バルブボディ３０は、軽金属である例えばアルミニウム合金材によって一体に成形され、締結部材３１側の一端部から内部軸心方向に沿って形成されたバルブ孔３０ａによって内部中空状の有底円筒状に形成されている。なお、軽合金材としては、他にマグネシウム合金、亜鉛合金などであってもよい。

また、バルブボディ３０は、周壁の締結部材３１寄りの位置にカムシャフト２の第１連通ポート２４ａと連通する供給ポート３５が周壁の軸心から径方向へ複数貫通形成されている。

また、各供給ポート３５と軸方向で隣接した位置に、第２連通ポート２４ｂに適宜連通する遅角側ドレンポート３６が周壁の軸心から径方向へ複数貫通形成されている。

さらに、各遅角側ドレンポート３６と隣接した位置には、各第３連通ポート２４ｃと連通する給排ポートである遅角ポート３７と、これに隣接した位置には、第４連通ポート２４ｄと連通する給排ポートである４つの進角ポート３８がそれぞれ周壁の軸心から径方向へ複数貫通形成されている。

これら各ポート３５〜３８は、外周側に形成された各グルーブ溝３５ａ〜３８ａを介して各連通ポート２４ａ〜２４ｄにそれぞれ連通している。また、バルブボディ３０の周壁の外周には、隣接した各グルーブ溝３５ａ〜３８ａの間に円環凸状の４つの第１〜第４シール部３０ｂ〜３０ｅが形成されている。この４つのシール部３０ｂ〜３０ｅは、外径がほぼ同一であって、各外周面とカムシャフト２の収容孔２ｂとの間には、微小隙間Ｃが形成されている。

また、バルブボディ３０の一端部側の第１シール部３０ｂは、図４などに示すように、締結部材３１側の一側面に所定角度で外側方向へ拡径状のテーパ面３０ｈが形成されている。

さらに、バルブボディ３０は、他端部に有する円盤状の底壁３０ｆの中央には進角ポート３８とスプール弁３２の移動位置に応じて適宜連通する円形状の第１ドレンポート３９ａが貫通形成されている。また、底壁３０ｆの外周縁の両側部には、矩形状の２つの第２ドレンポート３９ｂが形成されている。この第１、第２ドレンポート３９ａ、３９ｂは、図１に示すように、カムシャフト２に形成された排出孔２ｅを介してオイルパン２８に連通している。

また、バルブボディ３０の一端部の外周面には、締結部材３１の後述する軸部４２の内周面に形成された雌ねじ部４２ｂが螺着する雄ねじ部３０ｇが設けられている。このバルブボディ３０の雄ねじ部３０ｇは、供給ポート３５の近傍から一端部の先端縁まで形成されている。一方、軸部４２の雌ねじ部４２ｂは、軸部４２の内周面の軸方向全体に形成されている。

また、供給ポート３５のグルーブ溝３５ａの内周には、円環状の濾過フィルタ４７が配置されている。この濾過フィルタ４７は、図４、図５に示すように、並行な二重円環状の枠部４７ａ、４７ｂと、この両枠部４７ａ、４７ｂ間に設けられた円環状のメッシュ部４７ｃと、を有している。両枠部４７ａ、４７ｂの間には、円周方向のほぼ９０°位置に４つの連結部４７ｄが架橋状に形成されている。また、締結部材３１と軸方向で反対側の一方の枠部４７ａの外側面には、第１シール部３０ｂのテーパ面３０ｈに当接し、該テーパ面３０ｈと逆傾斜状の傾斜面４７ｅが形成されている。なお、他方の枠部４７ａの外側面のみ、あるいは両方に傾斜面を形成することも可能である。

メッシュ部４７ｃは、オイルポンプ２６から圧送された作動油内のコンタミなどを濾過するようになっている。

締結部材３１は、バルブボディ３０と一体ではなく分離形成されて、その材料も鉄基合金材である鉄系金属材によってボルト形状に形成されている。つまり、締結部材３１は、フランジ板状(円盤板状)の頭部４１と、該頭部４１のバルブボディ３０側の後端面に一体に結合されてカムシャフト２の収容孔２ｂ内に配置される軸部４２と、を有している。

頭部４１は、図１及び図４に示すように、中央位置に後述するスプール弁３２の一端部に設けられた当接部４９が挿入される当接部挿入孔４１ａが貫通形成されている。また、頭部４１は、軸部４２と反対側の前端面に図外の締め付け治具が挿入される２つの治具挿入穴４１ｂが形成されている。この２つの治具挿入穴４１ｂは、円周方向の約１２０°位置に特定配置されている。

さらに、頭部４１は、軸部４２側の後端面に円環状の規制溝４１ｃが形成されている。この規制溝４１ｃは、内底面４１ｅにスプール弁３２の先端部が当接してそれ以上の左方向(図４中)の移動を規制するようになっている。また、規制溝４１ｃは、外側の内周面４１ｄが円弧状に形成されており、これによって、スプール弁３２の先端面が内底面４１ｅに当接してその移動が規制された際の応力集中を抑制するようになっている。

また、頭部４１の規制溝４１ｃ側の内端面である後述の第２着座面４１ｇには、締結部材３１を、軸部４２を介して締め付けた際に、バルブボディ３０の軸方向の一端面３０ｊが圧接するようになっている。

なお、頭部４１は、必ずしも円盤状でなくとも良く、回転治具に合わせて例えば、外形を六角状などの多角形状にしても良い。

軸部４２は、内部中空の円筒状に形成されて、外周面にカムシャフト２の雌ねじ部２ｃに螺着する雄ねじ部４２ａが形成されている。この雄ねじ部４２ａは、軸部４２の先端部から形成されて、頭部４１との付け根部付近では僅かに頭部４１から離間して形成されている。換言すれば、雄ねじ部４２ａの頭部４１側の端縁と頭部４１の内端面との間には、円環状の非ねじ部４２ｃが形成されている。

また、軸部４２の内周面には、バルブボディ３０の雄ねじ部３０ｇに螺着する雌ねじ部４２ｂが形成されている。この雌ねじ部４２ｂは、軸部４２の先端部から頭部４１の付け根部まで形成されている。

そして、カムシャフト２の雌ねじ部２ｃと軸部４２の雄ねじ部４２ａによって組付ねじ３１ａが構成され、軸部４２の雌ねじ部４２ｂとバルブボディ３０の雄ねじ部３０ｇによって締結ねじ３１ｂが構成されている。

組付ねじ３１ａである雌ねじ部２ｃと雄ねじ部４２ａは、カムシャフト２の回転方向と逆方向に切られて(逆ねじ)、カムシャフト２の回転方向と同方向に回転させると締め付けられるようになっている。

また締結ねじ３１ｂである雄ねじ部３０ｇと雌ねじ部４２ｂも、カムシャフト２の回転方向と逆方向に切られて(逆ねじ)、カムシャフト２の回転方向と同方向に回転させると締め付けられるようになっている。

また、締結ねじ３１ｂは、雄ねじ部３０ｇと雌ねじ部４２ｂの各ねじ山間のピッチＰ１が、組付ねじ３１ａの雄ねじ部４２ａと雌ねじ部２ｃのピッチＰ２よりも小さく形成されている。

頭部４１は、軸部４２の付け根部側の一端面のうち軸部４２より外側の位置にはカムシャフト２の一端部２ａ先端面に着座（圧接）する第１着座面４１ｆが形成されている。つまり、頭部４１が組付ねじ３１ａを介してカムシャフト２に締め付け固定された際に、収容孔２ｂの開口端面が第１着座面４１ｆに回転軸方向から所定の軸トルクによって当接している。

しかし、この頭部４１の着座面４１ｆは、図１に示すように、通路構成部５０の貫通孔５０ｃの開口端面（保持溝５０ｂの底面）とは圧接することなく、微小隙間Ｃをもって対峙しているか、あるいは僅かに接触した状態になっている。したがって、バルブボディ３０と締結部材３１は、カムシャフト２とともに通路構成部５０に対して自由な回転が確保されている。

また、頭部４１は、一端面の軸部４２よりも内側の位置に第１着座面４１ｆと同一平面の当接面である第２着座面４１ｇを有している。この第２着座面４１ｇは、締結ねじ３１ｂを介して締結部材３１をバルブボディ３０に締結した際に、バルブボディ３０の一端面３０ｊが所定の軸トルクで当接(圧接)するようになっている。

スプール弁３２は、バルブボディ３０と同じく軽合金である例えばアルミニウム合金材によって単一構造の有底円筒状に形成されている。したがって、このスプール弁３２は、線膨張係数がバルブボディ３０とほぼ同じになっている。

このスプール弁３２は、バルブボディ３０のバルブ孔３０ａ内に中心軸線方向（軸方向）に沿って移動可能に収容されている。

また、スプール弁３２は、外周面の軸方向の一端部側（締結部材３１側）から他端部側へ順に円環状の第１ランド部３２ａと、第２ランド部３２ｂ、第３ランド部３２ｃ及び第４ランド部３２ｄをそれぞれ有している。この各ランド部３２ａ〜３２ｄの外周面は、バルブボディ３０のバルブ孔３０ａの内周面を摺動しながら中心軸線方向へ移動するようになっている。

スプール弁３２は、内部軸方向に内径が段差径状の連通路である軸方向通路４０が形成されている。この軸方向通路４０は、内周面が軸方向でほぼ均一径に形成され、軸方向の一端部４０ａが軸方向に開口しているが、他端部４０ｂ側が閉止されている。

軸方向通路４０は、一端部４０ａに内径が僅かに大きな大径部４０ｃが形成されている。この大径部４０ｃには、電磁アクチュエータ３４の後述するプッシュロッド５７が軸方向から当接する当接部４９が圧入固定されている。この当接部４９は、硬度の高い例えば炭素鋼によってほぼ円柱状に形成されている。この当接部４９は、軸方向の一端部側が大径部４０ｃ内に圧入され、他端部が頭部４１の当接部挿入孔４１ａを貫通しつつ頭部４１から前方に突出している。また、当接部４９は、他端部の前端面４９ａが電磁アクチュエータ３４の後述するプッシュロッド５７に軸方向から当接している。

スプール弁３２は、当接部４９と反対側の端部、つまり軸方向通路４０の他端部４０ｂ側には規制凸部３２ｅを一体に有している。この規制凸部３２ｅは、軸方向通路４０の他端部４０ｂを閉塞する端壁外面から軸方向へ突出した円柱状に形成されている。また、この規制凸部３２ｅは、外径が第１ドレンポート３９ａの内径よりも大きく形成されて、スプール弁３２が右方向へ移動した際に、先端部が底壁３０ｆの内面に当接してスプール弁３２の右方向の最大移動位置を規制するようになっている(図９参照)。

スプール弁３２は、第１ランド部３２ａと第２ランド部３２ｂとの間に軸方向通路４０と連通する４つの第１通路孔４３が軸心から十字状径方向に沿って貫通形成されている。この各第１通路孔４３の外周には、グルーブ溝４３ａが形成されている。

スプール弁３２の第２ランド部３２ｂと第３ランド部３２ｃとの間には、遅角側ドレンポート３６と適宜連通する円環状の遅角側ドレン溝４４が形成されている。

スプール弁３２の第３ランド部３２ｃと第４ランド部３２ｄとの間には、遅角ポート３７と適宜連通する４つの第２通路孔４５が軸心から十字状径方向に沿って貫通形成されている。また、この各第２通路孔４５の外周側には、グルーブ溝４５ａが形成されている。

スプール弁３２の軸方向他端部に有する規制凸部３２ｅの外周には、各進角ポート３８と各ドレンポート３９ａ、３９ｂに適宜連通する円筒状の進角側ドレン室４６が形成されている(図４参照)。

また、スプール弁３２は、図３及び図４に示すように、当接部４９側の一端部の外周に円環溝３２ｆが形成されている。この円環溝３２ｆは、外径がバルブボディ３０の内径よりも小さく形成されていると共に、径方向で当接部４９とオーバーラップする位置になっている。

さらに、バルブボディ３０は、各供給ポート３５の内周側に円環状の保持溝３０ｉが形成されている。この保持溝３０ｉの内周面には、供給ポート３５から第１通路孔４３を介して軸方向通路４０方向へのみ作動油の流入を許容する逆止弁４８が設けられている。

逆止弁４８は、図３〜図５に示すように、弾性変形可能な薄肉帯状の金属板材を円環状に丸めて形成され、両端末部４８ａ、４８ｂが円周方向から重ね合わされている。したがって、逆止弁４８は、拡径あるいは縮径方向へ撓み変形した際に両端末部４８ａ、４８ｂの内外周面が互いに摺接して撓み変形が許容されるようになっている。

また、逆止弁４８は、幅方向の両側部に小径な複数の通孔４８ｃ、４８ｃが円周方向に沿って並行かつ連続的に形成されている。この各通孔４８ｃ、４８ｃは、保持溝３０ｉの軸方向両側部に径方向から対向した位置に形成されている。

さらに、逆止弁４８は、その幅長さが保持溝３０ｉの幅長さよりも僅かに小さく形成されて、自由状態では自身の拡径方向の弾性力によって各通孔４８ｃ、４８ｃ側の外周面が保持溝３０ｉの内周面に弾性的に当接している。これによって、各通孔４８ｃ、４８ｃは、保持溝３０ｉの内周面で閉止される。

また、逆止弁４８は、供給ポート３５から各通孔４８ｃ、４８ｃの間の外周面に作用した作動油の圧力が所定以上になると、この油圧によって自身の弾性力に抗して縮径方向へ撓み変形する。これによって、各通孔４８ｃ、４８ｃが開かれて、供給ポート３５が各通孔４８ｃ、４８ｃを介してグルーブ溝４３ａと第１通路孔４３に連通する。したがって、濾過フィルタ４７を通過して供給ポート３５に流入した作動油は、各通孔４８ｃ、４８ｃからグルーブ溝４３ａを介して第１通路孔４３から軸方向通路４０内に供給されるようになっている。

バルブスプリング３３は、図４に示すように、コイルスプリングであって、規制凸部３２ｅの外周側に配置されている。また、バルブスプリング３３は、一端部３３ａがスプール弁３２の第４ランド部３２ｄの外端面に弾性的に当接している一方、他端部３３ｂがバルブボディ３０の底壁３０ｆの内底面に弾性的に当接している。これにより、バルブスプリング３３は、スプール弁３２を電磁アクチュエータ３４方向（図１，４中、左方向）へ付勢している。

電磁アクチュエータ３４は、図１に示すように、合成樹脂材のケーシング５２と、該ケーシング５２の内部に磁性材のボビン５３を介して収容されたソレノイド５４と、ボビン５３の内周に固定された固定鉄心５５と、ボビン５３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５６と、該可動鉄心５６の先端部に一体的に結合されて、先端部の押圧部５７ａがスプール弁３２の４７前端面に軸方向から当接するプッシュロッド５７と、を備えている。

ケーシング５２は、下端部に保持溝５０ｂ内に挿入固定される円筒部５２ａを一体に有している。また、上端部には、ＥＣＵであるコントロールユニット５９に電気的に接続されるコネクタ部５２ｂが設けられている。このコネクタ部５２ｂは、ほぼ全体がケーシング５２内に埋設された図外の一対の端子片の各一端部がソレノイド５４に接続されている。一方、端子片の外部に露出した各他端部５２ｃは、コントロールユニット５９側の図外の雄コネクタの端子に接続されている。なお、円筒部５２ａは、保持溝５０ｂの内周に固定されたシールリング５８によって保持溝５０ｂに液密的に保持されている。

可動鉄心５６は、ソレノイド５４への非通電時には、バルブスプリング３３のばね力によってスプール弁３２とプッシュロッド５７を介して後退移動するようになっている。

図８及び図９は制御弁を縦断面して示す作用説明図である。

ソレノイド５４は、コントロールユニット５９から通電（励磁）されることによって可動鉄心５６を進出移動させてスプール弁３２をバルブスプリング３３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。

具体的に説明すれば、スプール弁３２は、図８及び図９に示すように、ソレノイド５４への非通電と通電中の通電量(デューティ比)に応じて最大左方向位置(図８の第１移動位置)と、最大右方向位置(図９の第２移動位置)と、に移動制御される。但し、スプール弁３２は、図外の最大左方向と最大右方向の中間移動位置でも移動制御されるようになっている。

コントロールユニット５９は、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する。これによって、現在の機関運転状態を検出する。また、コントロールユニット５９は、前述したように、電磁アクチュエータ３４のソレノイド５４への通電（通電量）及び非通電を制御してスプール弁３２を所定の移動位置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〕
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２６も停止されて吐出通路２６ａ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５９からソレノイド５４への通電もなく非通電状態となっている。

したがって、スプール弁３２は、図８に示すように、バルブスプリング３３のばね力で最大左方向の第１の移動位置に保持されている。このスプール弁３２の最大左方向の移動位置は、第１ランド部３２ａの前端面が頭部４１の規制溝４１ｃの内底面４１ｅに当接することによってそれ以上の左方向の移動が規制される。

このとき、逆止弁４８は、オイルポンプ２６の停止によって供給ポート３５への油圧の供給が停止されることから、自身の拡径方向の弾性力によって外周面が保持溝３０ｉの内周面に当接して各通孔４８ｃ、４８ｃを閉じている。

次に、イグニッションスイッチがオン操作されて機関が始動を開始すると、オイルポンプ２６も駆動して吐出通路２６ａに作動油を圧送する。この圧送された作動油(油圧)は、図８の矢印で示すように、濾過フィルタ４７を通ってグルーブ溝３５ａを含む供給ポート３５から逆止弁４８の外周面に作用する。なお、この時点では、コントロールユニット５９は、電磁アクチュエータ３４のソレノイド５４への通電していない。このため、スプール弁３２は、バルブスプリング３３のばね力によって図８に示す最大左方向の位置に保持されている。

そして、逆止弁４８の外周面に作用する油圧が所定以上になると、逆止弁４８は、拡径方向の弾性力に抗して縮径方向の撓み変形を開始し、これにより、各通孔４８ｃ、４８ｃが開口する。このため、供給ポート３５に流入した作動油は、各通孔４８ｃ、４８ｃを通ってグルーブ溝４３ａ、第１通路孔４３を通過して軸方向通路４０に流入する。この軸方向通路４０に流入した作動油は、各第２通路孔４５とグルーブ溝４５ａ及び遅角ポート３７に流入して各遅角通路孔１７から各遅角作動室９内に供給される。

同時に、スプール弁３２は、各進角ポート３８と進角側ドレン室４６を連通させる。このため、各進角作動室１０の作動油は、図中矢印で示すように、各進角通路孔１８から各進角ポート３８と進角側ドレン室４６を通ってバルブ孔３０ａの後端部側に流入する。その後、作動油は、第１、第２ドレンポート３９ａ、３９ｂからカムシャフト２の収容孔２ｂの底部側から排出孔２ｅを通ってオイルパン２８内に排出される。

したがって、ベーンロータ７は、最遅角の相対回転位置に維持されている。これによって、吸気弁は、バルブタイミングが遅角側に制御された状態になり、この遅角側への制御によって機関の始動性が良好になる。

また、この時点では、ロック通路を介して第１解除用受圧室２３ａに各遅角作動室９と同じ油圧が供給されるが、クランキング初期の時点では解除用受圧室２３ａ内の油圧が上昇しない。このため、ロックピン２１は、ロック穴１９内に係入してベーンロータ７がロックされた状態となる。したがって、カムシャフト２に発生する交番トルクによるベーンロータ７のばたつきなどを抑制することできる。

その後、ロック通路を介して第１解除用受圧室２３ａに供給された油圧が高くなると、ロックピン２１はコイルスプリング２２のばね力に抗して後退移動する。これにより、ロックピン２１は、ロック穴１９から抜け出してベーンロータ７のロック状態が解除されて、該ベーンロータ７がフリーな状態になって正逆回転が可能になる。

なお、このとき、各進角作動室１０は、前述したように低圧状態が維持されている。

次に、機関運転状態の変化に伴いコントロールユニット５９から電磁アクチュエータ３４のソレノイド５４に通電されて所定の通電量が印加されると、可動鉄心５６と共にプッシュロッド５７が進出移動する。そうすると、スプール弁３２は、図９に示すように、バルブスプリング３３のばね力に抗して図示のように右方向へ最大進出移動して第２移動位置に保持される。

これにより、スプール弁３２の遅角側ドレン溝４４が遅角ポート３７と遅角側ドレンポート３６に連通する。同時に、第４ランド部３２ｄによって、進角ポート３８と進角側ドレン室４６との連通が阻止されると共に、第２通路孔４５と進角ポート３８が連通する。

このため、図９の矢印で示すように、各遅角作動室９の作動油は、各遅角通路孔１７から遅角ポート３７、遅角側ドレン溝４４、遅角側ドレンポート３６及び第２連通ポート２４ｂを経て排出通路２９に流入する。ここからオイルパン２８内に排出される。

一方、供給ポート３５から濾過フィルタ４７を通過した作動油は、逆止弁４８の外周面に作用して縮径変形させる。これにより、各通孔４８ｃ、４８ｃが開かれて、第１通路孔４３から軸方向通路４０に流入する。ここに流入した作動油は、第２通路孔４５から各進角通路孔１８を介して各進角作動室１０に供給される。

これによって、各遅角作動室９の内圧が低下すると共に、各進角作動室１０の内圧が上昇する。

なお、このとき、ロックピン２１は、進角作動室１０からロック通路を介して第２解除用受圧室２３ｂに供給された油圧によってロック穴１９から抜け出てロックが解除されている。

このため、ベーンロータ７は、図２に示す位置から時計方向へ回転して最大進角側へ相対回転して、吸気弁のバルブタイミングが最進角位相になって排気弁とのバルブオーバーラップが大きくなる。この結果、吸気充填効率が高くなって機関の出力トルクの向上が図れる。

さらに、機関運転状態が定常運転に変化すると、コントロールユニット５９から電磁アクチュエータ３４のソレノイド５４への通電量（デューティ比）をさらに変化させる。これによって、スプール弁３２を、前述した最大左方向の第１移動位置と最大右方向の第２移動位置の間の第３の移動位置（中間位置）に移動させる。

そうすると、供給ポート３５とスプール弁３２の第１通路孔４３が連通した状態となるが、第３ランド部３２ｃによって各遅角ポート３７と遅角側ドレン溝４４及び第２通路孔４５との連通が遮断される。同時に、第４ランド部３２ｄによって各進角ポート３８と進角側ドレン室４６及び第２通路孔４５との連通も遮断される。

したがって、各遅角作動室９と各進角作動室１０が密閉状態になって、作動油の置換流動などが規制される。このため、ベーンロータ７は、ハウジング６に対する相対回転がなくなり、所定の中間回転位置に保持される。

したがって、吸気弁は、バルブタイミングが最遅角と最進角の間の中間位相の開閉タイミングに制御されるので、例えば、定常運転時の機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。

以上のように、本実施形態では、コントロールユニット５９からソレノイド５４への非通電及び通電量(デューティ比)を制御して、スプール弁３２の移動位置を、第１〜第３移動位置間で適宜変更することができる。

これによって、各遅角作動室９あるいは各進角作動室１０に対して、オイルポンプ２６の吐出圧(作動油)を供給ポート３５から軸方向通路４０を介して選択的に供給することにより、ベーンロータ７の相対回転位相を変更する、いわゆる通常制御であるＯＰＡ制御を行うことができる。

特に、第３移動位置の制御は、第１移動位置と第２移動位置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７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可能になる。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。

この結果、機関運転状態の変化に応じて吸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。

そして、本実施形態における制御弁２７は、バルブボディ３０と締結部材３１が一体ではなく分離形成されて、バルブボディ３０がアルミニウム合金材で形成されている。このため、バルブボディ３０の外形の加工作業や各ポート３５〜３８などの加工作業が容易になり、該作業能率の向上が図れる。

また、締結部材３１は、強度の高い鉄基合金材で形成されていることから、組付ねじ３１ａを介してカムシャフト２に締結される際に、頭部４１に掛かる軸方向の荷重による変形を抑制できる。

さらに、スプール弁３２もバルブボディ３０と同じくアルミニウム合金材によって形成されている。このため、バルブボディ３０とスプール弁３２との間に、作動中の発熱による熱膨張変化があっても、両者３０、３２の間の隙間が均一に維持される。これにより、隙間シール機能が十分に発揮されて作動油の無用なリークの発生を抑制できる。

一方、前述のようにアルミニウム合金材のバルブボディ３０は、一般的な鉄系金属材であるカムシャフト２よりも線膨張係数が大きい。このため、温度の上昇に伴ってバルブボディ３０の各シール部３０ｂ〜３０ｅの外周面とカムシャフト２の収容孔２ｂとの間のクリアランスが小さくなる。これによって、作動油の粘度が低くなる高温時において、両者２，３０間からの作動油のリークも抑制することが可能になる。

また、組付ねじ３１ａ(雌ねじ部２ｃと雄ねじ部４２ａ)は、カムシャフト２の回転方向とは逆回転で締まる方向になっている(逆ねじ)。このため、頭部４１が、例えチェーンケース５１の通路構成部５０と当接しつつカムシャフト２の回転と連れ回りしてしまった場合でも、逆ねじであることから締結部材３１がカムシャフト２に対して緩むことがない。

また、締結ねじ３１ｂもカムシャフト２の回転方向に対して逆ねじになっていることから、カムシャフト２の回転によるバルブボディ３０の連れ回りが抑制できる。したがって、スプール弁３２も電磁アクチュエータ３４によって押圧されたとしてもバルブボディ３０内で連れ回りを起こすことはない。

また、濾過フィルタ４７は、第１シール部３０ｂのテーパ面３０ｈと軸部４２の先端面との間に配置されていることから、締結部材３１を、締結ねじ３１ｂを介してバルブボディ３０に締め付けるだけで簡単に取り付けることができる。

特に、濾過フィルタ４７は、供給ポート３５の外周を覆いつつ締結部材３１で締め付けられることにより、両枠部４７ａ、４７ｂを介して軸部４２の先端面と第１シール部３０ｂのテーパ面３０ｈとの間で挟み込まれながら支持固定される。したがって、濾過フィルタ４７の両枠部４７ａ、４７ｂと軸部４２の先端面及び第１シール部３０ｂのテーパ面３０ｈとの間のクリアランスを消失させることができる。つまり、この間のクリアランスを消失してシール性を確保できる。

この結果、濾過フィルタ４７の両枠部４７ａ、４７ｂ側から供給ポート３５への金属粉などのコンタミの侵入を抑制できる。

また、濾過フィルタ４７の一方側枠部４７ａの外側面に傾斜面４７ｅが形成されている。このため、濾過フィルタ４７を、バルブボディ３０の一端部側から第１シール部３０ｂ方向に向かって装着すると、傾斜面４７ｅが第１シール部３０ｂのテーパ面３０ｈに沿って位置決めされる。これにより、濾過フィルタ４７は、バルブボディ３０に対して自動的に調心され、取付作業が容易になると共に、内径の精度を上げる必要がなくなる。

濾過フィルタ４７と逆止弁４８は、軸方向でほぼ同一の位置(オーバーラップ)になっていることから、バルブボディ３０の軸方向の長さを短くすることができる。つまり、両者４７、４８を軸方向で離れた位置に配置した場合は、これらをバルブボディ３０にそれぞれ配置するスペースが必要になり、これによってバルブボディ３０の軸方向の長さが長くなるおそれがある。しかし、本実施形態のように、濾過フィルタ４７と逆止弁４８を、軸方向でほぼ同一の位置に配置したことによって、その分、バルブボディ３０の軸方向の長さを短くすることができる。

また、締結ねじ３１ｂは、軸方向の長さが組付ねじ３１ａよりも長くなっていることから、その分、締め付け後の摩擦抵抗が大きくなって、締結部材３１のバルブボディ３０に対する締結力が大きくなる。

さらに、締結ねじ３１ｂは、ねじピッチが小さく、かつ、組付ねじ３１ａのねじ山よりも小さいことから、この締結ねじ３１ｂを軸部４２の先端部から頭部４１の付け根部側まで十分に長く形成することができる。この点からも、締結部材３１のバルブボディ３０に対する締結力が向上する。

また、前述のように、組付ねじ３１ａの一部にねじピッチの大きさの関係で非ねじ部４２ｃが形成されている。この非ねじ部４２ｃの存在によって、この非ねじ部４２ｃと雄ねじ部４２ａとの境界部分の強度が低下するおそれがある。しかし、本実施形態では、非ねじ部４２ｃの形成部位の径方向位置に、締結ねじ３１ｂが形成されていることから、この締結ねじ３１ｂによって内側が支持されるので非ねじ部４２ｃ側の強度の低下を抑制できる。

本実施形態では、締結部材３１を、締結ねじ３１ｂを介してバルブボディ３０に締め付けて頭部４１の第２着座面４１ｇにバルブボディ３０の一端面３０ｊを押し付けて締結力を得るようになっている。このとき、前記締結力によってバルブボディ３０の一端部に大きな荷重が作用して、一端部内周面が撓み変形するおそれがある。

そこで、本実施形態では、スプール弁３２の一端部外周に円環溝３２ｇを形成したことによって、たとえ、バルブボディ３０の一端部の撓み変形が僅かに発生したとしても、この変形を円環溝３２ｇで吸収する。このため、スプール弁３２は、バルブボディ３０と干渉しないので、円滑な摺動性を確保できる。

さらに、バルブボディ３０の各シール部３０ｂ〜３０ｅの各外周面とカムシャフト２の収容孔２ｂとの間の隙間Ｃ１は、組付ねじ３１ａの雄ねじ部４２ａと雌ねじ部２ｃの螺着時の径方向隙間よりも小さくなっている。このため、バルブボディ３０を組付ねじ３１ａを介してカムシャフト２の収容孔２ｂに組み付ける際に、カムシャフト２に対するバルブボディ３０の軸ずれの発生が抑制されると共に、組付ねじ３１ａで径方向の誤差を吸収することが可能になる。

また、逆止弁４８は、単純形状の円環状に形成されていることから、その製造作業が容易である。

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、バルブタイミング制御装置を吸気弁側ばかりか排気弁側に適用することも可能である。

また、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、油圧アクチュエータであっても良い。

なお、本実施形態における遅角、進角ポート３７，３８の閉止や連通が遮断されている状態とは、スプール弁３２の各ランド部３２ｂ〜３２ｄによって遅角、進角ポート３７，３８が塞がれている状態を言い、各ランド部３２ｂ〜３２ｄとバルブ孔３０ａ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。

以上説明した実施形態に基づく制御弁としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

その一つの態様において、第１油圧室と第２油圧室に作動液が給排されることで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可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いられる制御弁であって、
前記制御弁は、
軽金属によって筒状に形成されて、周壁に前記第１油圧室に連通する第１ポートと、前記第２油圧室に連通する第２ポートと、前記作動液の供給源に連通する供給ポートと、を有し、前記カムシャフトの回転軸方向の一端部内に設けられた収容孔に配置されるバルブボディと、
前記バルブボディの内部に軸方向へ移動可能に配置され、軸方向の移動位置によって前記供給ポートと前記第１ポートまたは前記第２ポートの連通を制御するスプール弁と、
鉄基合金によって形成されて、前記カムシャフトの一端部の端面に当接する頭部と、前記頭部から軸方向に沿って延びた軸部と、前記軸部の外周と前記カムシャフトの収容孔の内周との間に形成された組付ねじと、前記軸部の内周と前記バルブボディの軸方向の一端部外周との間に形成された締結ねじと、を有する締結部材と、
を備えている。

この発明の態様によれば、締結部材と分離形成されたバルブボディを軽金属で形成することによって、加工作業が容易になり、該作業能率の向上が図れる。

しかも、締結部材を強度の高い鉄基合金材とすることによって、組付ねじを介してカムシャフトに締結される際に、頭部に掛かる軸方向の荷重による変形を抑制できる。

さらに好ましくは、前記スプール弁は、軽金属によって形成されていることを特徴としている。

この発明の態様によれば、スプール弁も軽金属としたことにより、バルブボディとの線膨張係数を同じか、ほぼ同じにすることができる。これによって、作動中に発生する熱膨張変化があってもスプール弁とバルブボディの間での隙間シール機能が維持されて作動液のリークの発生を抑制できる
さらに好ましくは、前記カムシャフトの前記収容孔の内周と前記バルブボディの外周との間には、径方向の隙間を有し、前記隙間は温度の上昇に応じて狭くなるようになっている。

この発明の態様によれば、軽金属のバルブボディは、一般的な鉄系金属材であるカムシャフトよりも線膨張係数が大きいことから、温度の上昇に伴って両者間のクリアランスが小さくなる。これにより、作動液(オイル)の粘度が低くなる高温時において、両者間からの作動液のリークを抑制できる。

さらに好ましくは、前記締結部材は、内燃機関の構成部材の一部に当接することによって前記カムシャフトの回転軸方向の移動を規制し、前記組付ねじは、前記頭部を前記カムシャフトの回転方向と回転させると締まる方向となるように形成されている。

頭部が内燃機関の構成部材と当接しつつカムシャフトの回転と連れ回ったとしても逆ねじであることから締結部材が緩むことがない。

さらに好ましくは、前記スプール弁は、アクチュエータによって軸方向へ移動が制御され、前記締結ねじは、前記カムシャフトの回転方向と逆方向に回転させると締まる方向となるように形成されている。 締結部材は、バルブボディに対して締結ねじを介して逆ねじで締結していることから、カムシャフトの回転によるバルブボディの連れ回りが抑制される。したがって、スプール弁もアクチュエータによって押圧されたとしてもバルブボディ内での連れ回りを抑制できる。

さらに好ましくは、前記バルブボディは、外周に前記供給ポートと前記第１、第２ポート以外の他のポートとを仕切る環状の第１シール部を有し、前記軸部の軸方向の前記頭部と反対側の先端部と前記第１シール部との間に、前記供給ポートの外周を覆う筒状の濾過フィルタが配置されている。

濾過フィルタは、供給ポートの外周を覆う形で配置すると共に、バルブボディの第１シール部と軸部の先端部との間に配置している。しがって、締結部材を締め込むだけで、濾過フィルタを取り付けることができるので取付作業が容易である。

さらに好ましくは、前記濾過フィルタは、軸方向の一端部が前記第１シール部の一側面に当接し、軸方向の他端部が前記軸部の先端部の先端面に当接して支持固定されている。

筒状の濾過フィルタを供給ポートの外周を覆う形で配置した状態で、締結部材を、締結ねじを介してバルブボディに漸次締め込んでいくと、濾過フィルタの軸方向の両端部が軸部の先端面と第１シール部の一側面との間で挟み込まれながら支持固定される。したがって、濾過フィルタの軸方向の両端部と第１シール部の一側面及び軸部の先端面との間のクリアランスを消失させることが可能になる。この結果、濾過フィルタの両端部側から供給ポートへの金属粉などのコンタミの侵入を抑制できる。

さらに好ましくは、前記バルブボディの前記供給ポートの前記濾過フィルタと反対側の内周に環状溝が形成され、前記環状溝の内部に、前記供給ポートの外側から内側へ流入する作動液の流れを許容し、前記供給ポートの内側から外側への作動液の流出を規制する逆止弁が配置されている。

濾過フィルタと逆止弁の配置が、供給ポートを介して軸方向でほぼ同一の位置（オーバーラップ）になっていることから、これらを軸方向へ離れて配置した場合に比較してバルブボディの軸方向の長さを短くすることができる。

さらに好ましくは、前記濾過フィルタの前記第１シール部の一側面と前記軸部の先端面に当接する両側面のうち、少なくとも一方の側面に、前記濾過フィルタの径方向に沿って傾斜する傾斜面が形成されている。

丸めた濾過フィルタを第１シール部と軸部の先端面との間に配置すると、前記傾斜面によって濾過フィルタがバルブボディに対して自動的に調心される。このため、濾過フィルタの取付作業が容易になると共に、内径精度を上げなくても良くなる。

さらに好ましくは、前記軸部と前記バルブボディとの間の前記締結ねじの軸方向の長さは、前記軸部と前記カムシャフトの収容孔との間の前記組付ねじの軸方向の長さよりも長くなっている。

組付ねじよりも締結ねじの方が軸方向で長いので、その分、締め付け時の摩擦抵抗が大きくなって、締結部材のバルブボディに対する締結力が大きくなる。

さらに好ましくは、前記締結ねじは、ねじピッチが前記組付ねじのねじピッチよりも小さく形成されている。

締結ねじのねじピッチが小さくねじ山が、組付ねじのねじ山よりも小さいことから、締結ねじを軸部の先端部から頭部との結合箇所の基端部付近まで十分に長く形成することが可能になる。これによって、バルブボディに対する締結部材の締結力が向上する。

さらに好ましくは、前記組付ねじは、前記頭部との結合箇所の基端部の外周に前記組付ねじの形成されていない非ねじ部を有し、前記締結ねじは、その一部が前記非ねじ部と軸方向でオーバーラップしている。

軸部の内周あるいは外周にねじを形成する際には、ねじピッチの大きさの関係で組付ねじ側では頭部側の一部に非ねじ部が形成されてしまう。この非ねじ部は、特にねじ側との境の部分の強度が低下するおそれがある。しかし、この発明の態様によれば、非ねじ部が、締結ねじとオーバーラップしていることから、締結ねじによって内側が支持されるので非ねじ部側の強度の低下を抑制できる。

さらに好ましくは、前記締結部材は、前記頭部の前記バルブボディ側の内端面に、前記バルブボディの軸方向の端部が軸方向から当接する当接面を有し、前記スプール弁は、軸方向において前記当接面とオーバーラップする部分に前記バルブボディの内径よりも小径な円環溝が形成されている。

締結部材を、締結ねじを介して前記バルブボディに締め付けて前記当接部をバルブボディの端部に当接させて締結力を得る場合に、バルブボディの端部内周が撓み変形するおそれがある。そこで、この発明の態様によれば、スプール弁に前記円環溝を形成することによって、たとえバルブボディの端部に撓み変形が発生したとしても、スプール弁が干渉せずに円滑な摺動性を確保することができる。

さらに好ましくは、組付ねじは、前記軸部の外周に形成された雄ねじ部と、前記カムシャフトの内周に形成されて前記雄ねじ部に螺着可能な雌ねじ部と、を有し、前記バルブボディの外周と前記カムシャフトの収容孔の内周との間の径方向隙間は、前記雄ねじ部と雌ねじ部との螺着時の径方向の隙間よりも小さくなっている。

この発明の態様によれば、雌ねじ部と雄ねじ部の径方向の隙間よりもバルブボディの外周とカムシャフトの収容孔の内周の間の隙間が小さくなっていることから、バルブボディを、組付ねじを介してカムシャフトの収容孔に組み付ける際に、カムシャフトに対するバルブボディの軸ズレが抑制されると共に、組付ねじで径方向の誤差を吸収することができる。

別の好ましい態様としては、第１油圧室と第２油圧室に作動液が給排されることで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可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
クランクシャフトからの回転力が伝達されるハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、該ハウジング内の空間を前記第１油圧室と第２油圧室に分けるベーンロータと、
軽金属によって筒状に形成されて、周壁に前記第１油圧室に連通する第１ポートと、前記第２油圧室に連通する第２ポートと、前記作動液の供給源に連通する供給ポートと、を有し、前記カムシャフトの回転軸方向の一端部内に設けられた収容孔に配置されるバルブボディと、
前記バルブボディの内部に軸方向へ移動可能に配置され、軸方向の移動位置によって前記供給ポートと前記第１ポートまたは前記第２ポートの連通を制御するスプール弁と、
鉄系金属によって形成されて、前記カムシャフトの一端部の端面に当接するフランジ状の頭部と、前記頭部から軸方向に沿って延びた軸部と、前記軸部の外周に前記カムシャフトの収容孔の内周に締結される組付ねじと、前記軸部の内周に前記バルブボディの軸方向の一端部外周に締結される締結ねじと、を有する締結部材と、
前記スプール弁を軸方向に移動させるアクチュエータと、
を備えている。

１…タイミングスプロケット（駆動回転体）、２…カムシャフト、２ａ…一端部、２ｂ…収容孔、２ｃ…雌ねじ部(組付ねじ)、３…位相変更機構、４…ロック機構、５…油圧回路、６…ハウジング、７…ベーンロータ、８…シュー、９…遅角作動室(第１油圧室)、１０…進角作動室(第２油圧室)、１４…ロータ部、１５ａ〜１５ｄ…ベーン、１７…遅角通路孔、１８…進角通路孔、３０…バルブボディ、３０ａ…バルブ孔、３０ｂ〜３０ｅ…第１〜第４シール部、３０ｇ…雄ねじ部…雄ねじ部(締結ねじ)、３１…締結部材、３１ａ…組付ねじ、３１ｂ…締結ねじ、３２…スプール弁、３２ａ〜３２ｄ…第１〜第４ランド部、３２ｆ…非ねじ部、３３…バルブスプリング（ばね部材）、３４…電磁アクチュエータ、３５…供給ポート、３６…遅角側ドレンポート、３７…遅角ポート（第１ポート）、３８…進角ポート（第２ポート）、４１…頭部、４２…軸部、４２ａ…雄ねじ部(組付ねじ)、４２ｂ…雌ねじ部(締結ねじ)、４７…濾過フィルタ、４８…逆止弁、Ｐ１…締結ねじのピッチ、Ｐ２…組付ねじのピッチ、５０…通路構成部、５１…チェーンケース、５９…コントロールユニット。

Claims (15)

1. 第１油圧室と第２油圧室に作動液が給排されることで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可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いられる制御弁であって、
   前記制御弁は、
   軽金属によって筒状に形成されて、周壁に前記第１油圧室に連通する第１ポートと、前記第２油圧室に連通する第２ポートと、前記作動液の供給源に連通する供給ポートと、を有し、前記カムシャフトの回転軸方向の一端部の内部に設けられた収容孔に配置されるバルブボディと、
   前記バルブボディの内部に軸方向へ移動可能に配置され、軸方向の移動位置によって前記供給ポートと前記第１ポートまたは前記第２ポートの連通を制御するスプール弁と、
   鉄基合金によって形成されて、前記カムシャフトの一端部の端面に当接する頭部と、前記頭部から軸方向に沿って延びた軸部と、前記軸部の外周と前記カムシャフトの収容孔の内周との間に形成された組付ねじと、前記軸部の内周と前記バルブボディの外周との間に形成された締結ねじと、を有する締結部材と、
   を備えた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制御弁。
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制御弁において、
   前記スプール弁は、軽金属によって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制御弁。
3. 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制御弁において、
   前記カムシャフトの前記収容孔の内周と前記バルブボディの外周との間には、径方向の隙間を有し、前記隙間は温度の上昇に応じて狭くな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制御弁。
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制御弁において、
   前記締結部材は、内燃機関の構成部材の一部に当接することによって前記カムシャフトの回転軸方向の移動を規制し、
   前記組付ねじは、前記頭部を前記カムシャフトの回転方向と回転させると締まる方向となるよう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制御弁。
5. 請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御弁において、
   前記スプール弁は、アクチュエータによって軸方向へ移動が制御され、
   前記締結ねじは、前記カムシャフトの回転方向と逆方向に回転させると締まる方向となるよう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制御弁。
6. 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制御弁において、
   前記バルブボディは、外周に前記供給ポートと前記第１、第２ポート以外の他のポートとを仕切る環状の第１シール部を有し、
   前記軸部の軸方向の前記頭部と反対側の先端部と前記第１シール部との間に、前記供給ポートの外周を覆う筒状の濾過フィルタが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制御弁。
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の制御弁において、
   前記濾過フィルタは、軸方向の一端部が前記第１シール部の一側面に当接し、軸方向の他端部が前記軸部の先端部の先端面に当接して支持固定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制御弁。
8. 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の制御弁において、
   前記バルブボディの前記供給ポートの前記濾過フィルタと反対側の内周に環状溝が形成され、
   前記環状溝の内部に、前記供給ポートの外側から内側へ流入する作動液の流れを許容し、前記供給ポートの内側から外側への作動液の流出を規制する逆止弁が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制御弁。
9. 請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御弁において、
   前記濾過フィルタの前記第１シール部の一側面と前記軸部の先端面に当接する両側面のうち、少なくとも一方の側面に、前記濾過フィルタの径方向に沿って傾斜する傾斜面が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制御弁。
10. 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制御弁において、
    前記軸部と前記バルブボディとの間の前記締結ねじの軸方向の長さは、前記軸部と前記カムシャフトの収容孔との間の前記組付ねじの軸方向の長さよりも長い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制御弁。
11. 請求項１０に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御弁において、
    前記締結ねじは、ねじピッチが前記組付ねじのねじピッチよりも小さく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制御弁。
12. 請求項１１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御弁において、
    前記組付ねじは、前記頭部との結合箇所の基端部の外周に前記組付ねじの形成されていない非ねじ部を有し、
    前記締結ねじは、その一部が前記非ねじ部と軸方向でオーバーラップし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制御弁。
13. 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制御弁において、
    前記締結部材は、前記頭部の前記バルブボディ側の内端面に、前記バルブボディの軸方向の端部が軸方向から当接する当接面を有し、
    前記スプール弁は、軸方向において前記当接面とオーバーラップする部分に前記バルブボディの内径よりも小径な円環溝が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制御弁。
14. 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制御弁において、
    前記組付ねじは、前記軸部の外周に形成された雄ねじ部と、前記カムシャフトの内周に形成されて前記雄ねじ部に螺着可能な雌ねじ部と、を有し、
    前記バルブボディの外周と前記カムシャフトの収容孔の内周との間の径方向隙間は、前記雄ねじ部と雌ねじ部との螺着時の径方向の隙間よりも小さい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制御弁。
15. 第１油圧室と第２油圧室に作動液が給排されることで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可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
    クランクシャフトからの回転力が伝達されるハウジングと、
    前記ハウジング内に配置され、該ハウジング内の空間を前記第１油圧室と第２油圧室に分けるベーンロータと、
    軽金属によって筒状に形成されて、周壁に前記第１油圧室に連通する第１ポートと、前記第２油圧室に連通する第２ポートと、前記作動液の供給源に連通する供給ポートと、を有し、前記カムシャフトの回転軸方向の一端部内に設けられた収容孔に配置されるバルブボディと、
    前記バルブボディの内部に軸方向へ移動可能に配置され、軸方向の移動位置によって前記供給ポートと前記第１ポートまたは前記第２ポートの連通を制御するスプール弁と、
    鉄系金属によって形成されて、前記カムシャフトの一端部の端面に当接するフランジ状の頭部と、前記頭部から軸方向に沿って延びた軸部と、前記軸部の外周に前記カムシャフトの収容孔の内周に締結される組付ねじと、前記軸部の内周に前記バルブボディの軸方向の一端部外周に締結される締結ねじと、を有する締結部材と、
    前記スプール弁を軸方向に移動させるアクチュエータと、
    を備えた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。

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