JP6653631B2 - 油圧制御弁及び内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の内燃機関に適用され、該機関の運転制御に供する油圧制御弁及び内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。

自動車の内燃機関に適用される従来の油圧制御弁としては、例えば、以下の特許文献１に記載されたようなものが提案されている。

すなわち、この油圧制御弁は、自動車に搭載される内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用されるものであって、カムシャフトの端部より内部軸方向へと穿設された雌ねじ部に螺着され、ベーンロータの固定に供するボルト状の筒状部材と、該筒状部材の内部軸方向に沿って形成された供給通路に設けられ、該供給通路から分岐する進角側油通路又は遅角側油通路側からの作動油の逆流を規制する逆止弁機構と、を備える。

前記逆止弁機構は、前記供給通路の端縁に形成された弁座と、前記筒状部材の内部に収容され、前記弁座に離着座可能に設けられた球状の弁体と、該弁体を前記弁座側へ付勢する付勢部材と、から主として構成され、前記弁体が前記弁座に着座することによって供給通路と進角側油通路又は遅角側油通路との連通を抑制する一方、前記弁体が前記弁座から離間することによって供給通路と進角側油通路又は遅角側油通路とが連通して前記バルブタイミング制御装置によるカムシャフトの位相変換が可能となっている。

特開２０１５−１３５１０１号公報

しかしながら、前記従来の油圧制御弁の場合には、前記逆止弁機構において、前記筒状部材の形成にあたり、前記供給通路や、前記進角側油通路及び遅角側油通路との連通に供する各連通孔など、複数の穿孔加工を施す必要があることから、当該油圧制御弁の製造に係る加工工数の増大化を招来してしまっていた。

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、加工工数を低減し得る油圧制御弁及び内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供するものである。

本発明は、とりわけ、金属材料によって形成され、一端側が開口され他端側に底部を有するほぼ有底円筒状のホルダ部材と、前記ホルダ部材の内周側に移動可能に設けられた弁体と、前記ホルダ部材の前記一端側に固定され、前記弁体が離間することで前記油通路と前記供給通路との連通を許容する一方、前記弁体が着座することで前記油通路と前記供給通路との連通を抑制する弁座と、前記弁体を前記弁座側へ付勢する付勢部材とを備えた逆止弁機構を有し、前記ホルダ部材の円筒部は、該円筒部の一部を径方向内側へと曲折して前記弁体の外周側を保持する保持部を有することを特徴としている。

本発明によれば、プレス加工によってホルダ部材の円筒部の一部を曲折することで該ホルダ部材の内外を連通する連通孔の形成が可能となるため、該連通孔の形成にあたって複数の穿孔加工を行う必要がなく、該連通孔の形成に係る加工工数を低減することができる。

さらに、前記連通孔の形成に伴い、ホルダ部材の円筒部の一部を径方向内側へ曲折することによって保持部を形成したことから、該保持部によって弁体の径方向移動が抑制され、該弁体の円滑な軸方向移動が可能となり、逆止弁機構の良好な開閉作動の実現に供される。

本発明に係る油圧制御弁及び内燃機関のバルブタイミング制御装置縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す電磁弁の分解斜視図である。 図１に示す電磁弁の要部拡大図である。 図４に示す逆止弁機構の分解斜視図である。 図４に示す逆止弁機構の要部拡大図である。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 図１に示すソレノイドの要部拡大図である。 機関停止時におけるスプール弁体の作動位置を表した図４相当図である。 定常運転時におけるスプール弁体の作動位置を表した図４相当図である。 高回転高負荷運転時におけるスプール弁体の作動位置を表した図４相当図である。

以下、本発明に係る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詳述する。なお、下記実施形態では、この油圧制御弁等を、内燃機関の吸気側の油圧式バルブタイミング制御装置に適用したものを示している。

〔内燃機関のバルブタイミング制御装置の構成〕
まず、後述する電磁弁４０の被取付部材に相当する内燃機関のバルブタイミング制御装置１について説明すれば、このバルブタイミング制御装置１は、図１、図２に示すように、図示外のクランクシャフトの回転力をもって回転駆動されるスプロケット１１と、該スプロケット１１に対して相対回転可能に設けられるカムシャフト２との間に介装され、所定の油圧給排手段３を通じて作動制御されることで、前記スプロケット１１と前記カムシャフト２との相対回転位相を変換する。

具体的には、前記スプロケット１１と一体に形成され、内周側に４つの第１〜第４シューＳ１〜Ｓ４が突設されたハウジング１０と、該ハウジング１０の内周側に相対回転可能に収容され、外周側に４つのベーン（第１〜第４ベーンＶ１〜Ｖ４）が突設されたベーンロータ２０と、から主として構成されている。そして、前記各ベーンＶ１〜Ｖ４により、前記各シューＳ１〜Ｓ４の周方向間を、それぞれ１対の作動室である遅角作動室（以下、「遅角室」と略称する。）Ｒｅと進角作動室（以下、「進角室」と略称する。）Ａｄとに隔成し、該各作動室Ａｄ，Ｒｅに前記油圧給排手段３から選択的に油圧が供給されることにより作動制御される。

前記カムシャフト２は、図示外のシリンダヘッド上の軸受部５に回転可能に支持され、外周部の所定位置に設けられた図示外の駆動カムを介して図示外の機関弁（吸気弁）を開作動させる。また、このカムシャフト２の前端部には、作動油の導入口としても機能する雌ねじ部２ａが内部軸方向に沿って形成されていて、該雌ねじ部２ａに螺着されるカムボルトをもって、ベーンロータ２０がカムシャフト２に固定されている。

また、前記雌ねじ部２ａの先端側には、該雌ねじ部２ａとカムシャフト２の外周側とを連通する連通孔２ｂが径方向外側に開口形成されている。この連通孔２ｂは、前記軸受部５の内部に形成された導入通路５ａに接続されていて、該導入通路５ａを通じて後述するオイルポンプ３３により加圧された作動油が供給されるようになっている。

前記ハウジング１０は、図示外のタイミングチェーンが噛合巻回されることによって前記クランクシャフトの回転力を伝達するスプロケット１１と一体に形成され、軸方向の両端側が開口形成された円筒状のハウジング本体１２と、該ハウジング本体１２の前端側開口を閉塞するフロントプレート１３と、前記ハウジング本体１２の後端側開口を閉塞するリヤプレート１４と、が複数（本実施形態では４つ）のボルト１５によって共締め固定されている。また、前記ハウジング本体１２の内周側には、径方向内側へ向かって突出する第１〜第４シューＳ１〜Ｓ４が一体に形成されている。

前記第１〜第４シューＳ１〜Ｓ４は、それぞれ平面視ほぼ台形状を呈し、各基端部側の内部軸方向に、前記各ボルト１５が挿通して前記リヤプレート１３への共締め固定に供するボルト挿通孔１１ａがそれぞれ貫通形成されている。また、この各シューＳ１〜Ｓ４の先端部には、各先端部に軸方向に沿って凹設されたシール溝内に、ほぼ角柱状のシール部材１８が嵌着されている。

前記ベーンロータ２０は、所定の金属材料によって一体に形成されたもので、中央部にほぼ筒状に形成され、カムシャフト２及び油圧給排手段３との接続に供するロータ本体２１と、該ロータ本体２１の外周側にほぼ放射状に突設され、前記各遅角室Ｒｅ及び前記各進角室Ａｄの隔成に供する第１〜第４ベーンＶ１〜Ｖ４と、から主として構成される。

前記ロータ本体２１は、前記各シール部材１８に摺接可能な円筒状を呈し、内周側面に、後述する遅角ポートＰ５及び遅角側連通孔４３ｃと連通する遅角側環状溝２３と、後述する進角ポートＰ３及び進角側連通孔４３ｂと連通する進角側環状溝２４とがそれぞれ周方向に沿って切欠形成されていて、前記遅角側環状溝２３には該遅角側環状溝２３と前記各遅角室Ｒｅとを連通する遅角側油孔２５が、前記進角側環状溝２４には該進角側環状溝２４と前記各進角室Ａｄとを連通する進角側油孔２６が、それぞれ径方向沿って貫通形成されている。

前記各ベーンＶ１〜Ｖ４は、前記各シューＳ１〜Ｓ４間に配置されると共に、各先端部に軸方向に沿って凹設されたシール溝内に、ほぼ角柱状のシール部材２２が嵌着されていて、該各シール部材２２がハウジング本体１２の内周面に摺接することで、前記各シューＳ１〜Ｓ４の間に形成される空間が前記各対の油圧室Ａｄ，Ｒｅに隔成されている。

また、前記各ベーンＶ１〜Ｖ４のうち第１ベーンＶ１のみが他のベーンＶ２〜Ｖ４に比べて大きな周方向幅に設定され、ベーンロータ２０の最大相対回転時に隣接する各シューＳ１，Ｓ４と当接することで、当該ベーンロータ２０のそれ以上の回転が規制されるようになっている。さらに、この第１ベーンＶ１の内部には、後述する機関停止時のベーンロータ２０の位相保持に供する周知のロック機構４が収容配置されている。

前記油圧給排手段３は、前記各遅角室Ｒｅに接続される遅角側油通路３１と前記各進角室Ａｄに接続される進角側油通路３２との接続を、機関の運転状態に応じて切り替える油圧制御弁としての電磁弁４０と、該電磁弁４０を介して一方側の油通路３１，３２に油圧を供給する油圧源としてのオイルポンプ３３と、前記電磁弁４０を介して前記オイルポンプ３３に接続されない他方側の油通路３１，３２に接続されるドレン通路３４と、から主として構成される。

前記遅角側油通路３１は、遅角側環状溝２３と遅角側油孔２５とにより主として構成されていて、一端側が電磁弁４０の後述する遅角ポートＰ５及び遅角側連通孔４３ｃに、他端側が遅角室Ｒｅに接続されている。同様に、前記進角側油通路３２についても、進角側環状溝２４と進角側油孔２６とにより主として構成されていて、一端側が電磁弁４０の後述する進角ポートＰ３及び進角側連通孔４３ｂに、他端側が進角室Ａｄに接続されている。

〔電磁弁の構成〕
前記電磁弁４０は、特に図１、図３に示すように、前記カムボルトとして機能する筒状部材としてのバルブボディ４１と、該バルブボディ４１の内周側に軸方向に沿って摺動可能に設けられたほぼ円筒状のスプール弁体４２と、前記バルブボディ４１の中間部の外周側に嵌着されたほぼ半割円筒状のスリーブ４３と、前記スプール弁体４２の後端側に弾装され、該スプール弁体４２を後述するソレノイド６０側（図１中の左側）へ付勢する付勢部材であるバルブスプリング４４と、前記バルブボディ４１の内周側に嵌着され、前記バルブスプリング４４の後端側を支持するリテーナ部材４５と、該リテーナ部材４５の後端側に隣接して設けられ、前記各作動室Ａｄ，Ｒｅ側からの作動油の逆流防止に供する逆止弁機構５０と、前記スプール弁体４２の先端側に対向するように設けられ、該スプール弁体４２を前記バルブスプリング４４の付勢力に抗して図１中の右側へと押圧する電磁アクチュエータとしてのソレノイド６０と、を備える。

前記バルブボディ４１は、図１、図３、図４に示すように、ベーンロータ２０を挿通するほぼ円筒状の軸部４６と、該軸部４６の先端側外周部に設けられ、カムシャフト２の雌ねじ部２ａに螺着する雄ねじ部４７と、前記軸部４６の基端側に設けられ、ベーンロータ２０の締結に供する頭部４８と、から主として構成される。

そして、前記円筒状のバルブボディ４１のうち、前記軸部４６及び頭部４８の内周側には、後述する導入ポートＰ１に臨んで該導入ポートＰ１と前記遅角側、進角側の両油通路３１，３２とを連通し、内部に前記スプール弁体４２を収容する供給通路４１ａが形成されると共に、前記雄ねじ部４７の内周側には、逆止弁機構５０を収容するバルブ収容室４１ｂが、前記供給通路４１ａに対し拡径状に形成されている。

前記軸部４６は、雄ねじ部４７側に導入ポートＰ１が開口形成されると共に、頭部４８側に排出ポートＰ６が開口形成されている。また、この軸部４６の周壁には、雄ねじ部４７側から順に、取出ポートＰ２、進角ポートＰ３、再導入ポートＰ４及び遅角ポートＰ５が、それぞれ径方向に貫通形成されている。

また、この軸部４６の内周側であって取出ポートＰ２と進角ポートＰ３との軸方向間には、リテーナ部材４５の保持固定に供するリテーナ保持部４１ｄが形成されている。このリテーナ保持部４１ｄは、リテーナ部材４５の厚さ分だけ拡径形成された段差径状を呈し、リテーナ部材４５の開口端部４５ａの外径よりも僅かに小さい内径に設定されることによって、当該リテーナ部材４５の圧入固定を可能としている。

前記頭部４８は、例えばスパナ等の締結工具を係合可能な六角部４８ａと、該六角部４８ａの基端側に拡径形成され、ベーンロータ２０のロータ本体２１をカムシャフト２に対し挟持固定するほぼ円環状のフランジ部４８ｂと、から主として構成されている。

前記スプール弁体４２は、後端側が開口して前端側が閉塞する中空円筒状を呈し、前記後端側から内部軸方向に沿って排出用油路４２ｆが穿設されている。また、このスプール弁体４２の中間部外周側には、３つのランド部である第１ランド部４２ａ、第２ランド部４２ｂ及び第３ランド部４２ｃが拡径形成されると共に、該各ランド部４２ａ〜４２ｃ間には、スプール弁体４２の摺動位置に応じて前記各ポートＰ３〜Ｐ５と適宜連通可能な第１環状溝４２ｄ及び第２環状溝４２ｅが周方向に沿って凹設されている。

また、前記第１環状溝４２ｄの底壁を構成するスプール弁体４２の周壁に、第１環状溝４２ｄと排出用油路４２ｆとドレン通路３４とを連通する連通孔４２ｇが径方向に貫通形成されると共に、スプール弁体４２の先端部の周壁に、排出用油路４２ｆとドレン通路３４とを連通するドレン孔４２ｈが径方向に貫通形成されている。

前記スリーブ４３は、バルブボディ４１の軸部４６の全体を包囲するように外嵌し、後端縁を前記軸部４６の先端部外周面に凹設された環状溝４１ｃ内へと陥入することによって、バルブボディ４１の外周部にカシメ固定されている。

また、このスリーブ４３の内周側には、取出ポートＰ２と再導入ポートＰ４との軸方向間に跨るように連通溝４３ａが凹設されていて、この連通溝４３ａと前記軸部４６との間に前記両ポートＰ２，Ｐ４同士を連通する連通路４９が画成されるようになっている。これによって、供給通路４１ａを通ってバルブボディ４１の内周側に導入された作動油が取出ポートＰ２を通じて連通路４９へと取り出されると共に、該連通路４９に導かれた作動油が再導入ポートＰ４を通じて再びバルブボディ４１の内周側に導入されて第１環状溝４２ｄ内へと導かれるようになっている。

また、このスリーブ４３の周壁には、進角ポートＰ３と進角側油通路２６を連通する進角側連通孔４３ｂが貫通形成されると共に、遅角ポートＰ５と遅角側油通路２５を連通する遅角側連通孔４３ｃが貫通形成されていて、前記進角側連通孔４３ｂを介して進角ポートＰ３と進角側油通路２６とが接続されると共に、前記遅角側連通孔４３ｃを介して遅角ポートＰ５と遅角側油通路２５とが接続されている。

前記バルブスプリング４４は、軸方向において一定の内外径を有する断面円形状のコイルスプリングであって、先端側がスプール弁体４２の後端面に凹設されたスプリング受容部４２ｉに受容され着座すると共に、後端側がリテーナ部材４５の底壁（端壁）に着座することで、スプール弁体４２とリテーナ部材４５との軸方向間に弾装されている。

前記リテーナ部材４５は、金属材料によりほぼ有底円筒状に形成されてなるもので、開口端部４５ａがバルブボディ４１の内周側であって取出ポートＰ２と進角ポートＰ３との軸方向間に段差径状に形成されたリテーナ保持部４１ｄに圧入されることによって、当該バルブボディ４１に保持固定されている。

前記逆止弁機構５０は、図１、図３〜図６に示すように、供給通路４１ａに収容配置されたほぼ有底円筒状のホルダ部材５１と、該ホルダ部材５１の開口端側に固定され、ほぼ中央位置に導入孔５２ａが貫通形成されたほぼ円環状の弁座であるバルブシート５２と、前記ホルダ部材５１の内周側に移動可能に収容され、前記導入孔５２ａの内側孔縁に離着座することによって該導入孔５２ａを開閉する弁体としてのボール弁体５３と、該ボール弁体５３と前記ホルダ部材５１の底壁（後述する着座部５７ｂ）との間に弾装され、前記ボール弁体５３をバルブシート５２側へ付勢する付勢部材としてのバルブスプリング５４と、を備える。

前記ホルダ部材５１は、鉄系金属材料によって一体にプレス成形されてなるもので、内周側にボール弁体５３を収容する円筒部５６と、該円筒部５６の軸方向一端側を閉塞するように設けられ、前記バルブスプリング５４の着座に供する底部としての端壁部５７と、前記円筒部５６の他端側開口縁を径方向外側に曲折してなり、前記バルブシート５２との固定に供するフランジ部５８と、を有する。

前記円筒部５６には、周方向に沿ってほぼ等間隔に、当該円筒部５６の内外周を連通する矩形窓状の複数のポート孔５６ａが開口形成されている。ここで、これら各ポート孔５６ａは、円筒部５６の周壁の一部をそれぞれ径方向内側へとほぼ放射方向に沿って切り曲げることによって形成される。

また、このようにして内方へと切り曲げられた部分は、その先端面５９ａが内周側に収容されるボール弁体５３に対して外周側から当接可能な曲げ代に設定され、該ボール弁体５３に外周側から当接することで該ボール弁体５３の径方向移動を抑制しつつ該ボール弁体５３を保持する保持部５９として構成されている。

こうして、前記ホルダ部材５１では、前記プレス成形によって、前記各保持部５９の形成に伴い、該各保持部５９が形成されると同時に、前記各ポート孔５６ａが開口形成されるようになっている。ここで、前記各保持部５９の切り曲げ加工は、前記円筒部５６及びフランジ部５８を絞り加工によって形成した後に行われる。これにより、当該絞り加工により前記各ポート孔５６ａが変形してしまう不具合を招来するおそれがなく、ほぼ均一のポート孔５６ａを形成することが可能となっている。

前記端壁部５７は、中央部に、内方へと突出して逆止弁機構５０の開弁時におけるボール弁体５３の最大移動量を規制するストッパとしての凸部５７ａが突設されると共に、該凸部５７ａの外周側には、ほぼ平坦状に形成されることによって前記バルブスプリング５４の着座に供する着座部５７ｂが形成されている。

前記フランジ部５８は、ホルダ部材５１との対向面であるバルブシート５２の内側面とほぼ同径となるように構成されていて、この対向するバルブシート５２の外周縁にレーザ溶接によって接合されている。

前記バルブシート５２は、鉄系金属材料をもって一定の厚さ幅を有するほぼ円盤状を呈し、ほぼ中央部には作動油の導入に供する導入孔５２ａが軸方向に沿って貫通形成されると共に、該導入孔５２ａの外端縁の外周域にはフィルタ保持部５２ｂが凹設されていて、前記供給通路４１ａの開口端部に段差拡径状に形成された弁座保持部４１ｅの内側面に圧入によって固定されている。

なお、前記フィルタ保持部５２ｂには、ほぼメッシュ状に形成された周知のフィルタ５５が嵌着されると共に、該フィルタ５５の外周縁をレーザ溶接することで当該フィルタ保持部５２ｂに固定されている。

前記ソレノイド６０は、図１、図８に示すように、チェーンカバー６に複数のボルト７によって固定されるほぼ円筒状の固定鉄心としてのケーシング６１と、該ケーシング６１の内部に収容保持され、図２中の電子コントロールユニット（ＥＣＵ）８から出力された制御電流に基づいて励磁するコイル６２と、該コイル６２の巻回保持に供する樹脂材料からなるボビン６３と、該ボビン６３の内周側に配置され、ほぼ有底円筒状に一体に成型されたガイド部材６４と、該ガイド部材６４の内周面に軸方向に沿って摺動案内される可動鉄心６５と、該可動鉄心６５の先端側に固定され、前記ガイド部材６４の内周側を可動鉄心６５と一体に摺動する駆動ロッド６６と、前記ケーシング６１と前記ボビン６３との間に１対のＯリングを介して介装され、ケーシング６１と共に磁気回路を形成するフロントコアとしてのコア部材６７と、前記ケーシング６１の後端側に一体に設けられ、前記コイル６２と前記ＥＣＵ８とを図示外のハーネスを介して電気的に接続するためのコネクタ６８と、を備える。

前記ケーシング６１は、磁性材料をプレス成形してなるもので、コイル６２の外周側を包囲するように配置される円筒状のケース本体７１と、該ケース本体７１の先端側を覆うかたちで設けられるほぼ円盤状のフロントプレート７２と、前記ケース本体７１の後端側を覆うかたちで設けられるほぼ円盤状のリヤプレート７３と、から構成され、これら３部材７１〜７３が樹脂材料によって一体にモールド成形されている。

また、このケーシング６１の外周部には、前記チェーンカバー６への固定に供する複数の取付部６１ｂが径方向に突設されている。この取付部６１ｂには、前記ボルト７を挿通するボルト挿通孔６１ｃが軸方向に沿って貫通形成されると共に、このボルト挿通孔６１ｃの内周側には金属材料からなるほぼ円筒状のスリーブ６９がインサートされていて、前記ボルト７によるチェーンカバー６への良好な取り付けが可能となっている。

前記ケース本体７１は、寸胴の円筒状に形成され、コイル６２の外周側領域を全域に亘って包囲するかたちで設けられる。なお、ケース本体７１の後端縁には、コイル６２との電気的接続に供する端子７０をコネクタ６８に臨ませるための切欠部７１ａが形成されている。

前記フロントプレート７２は、コア部材６７の先端部に沿って断面Ｌ字形状となるように曲折形成されてなるもので、コア部材６７の先端部内周側に挿入され、駆動ロッド６６の後述するフランジ部７４ｃと対向するようにして配置されることで該駆動ロッド６６を抜け止め可能に構成された筒部７２ａと、該筒部７２ａの外端部より拡径方向へと延設され、コア部材６７及びボビン６３の先端側を覆うようにしてケース本体７１の先端縁まで延出する円盤状のフランジ部７２ｂと、が一体に形成されている。

前記リヤプレート７３は、ボビン６３の後端部に沿って断面ほぼＬ字形状となるように曲折形成されてなるもので、ボビン６３の後端部内周側に挿入され、コア部材６７の後端側と対向するようにして配置されることで該コア部材６７と共にガイド部材６４の外周側を支持可能に構成された筒部７３ａと、該筒部７３ａの外端部より拡径方向へと延設され、ボビン６３の後端側を覆うようにケース本体７１の後端縁まで延出する円盤状のフランジ部７３ｂと、が一体に形成されている。

前記ガイド部材６４は、例えばステンレスなどの非磁性材料により薄肉一体に形成されたもので、ほぼ寸胴に形成された円筒部の内周側に可動鉄心６５と駆動ロッド６６とを摺動自在に収容している。そして、このガイド部材６４は、先端部がコア部材６７とフロントプレート７２の筒部７２ａとの間で挟持状態に保持され、該先端部から後端側へと直線状に延設されることによって、前記コア部材６７及びリヤプレート７３に支持される一連の平坦な内周面を有する筒状本体６４ａが構成されている。

前記可動鉄心６５は、磁性材料によりほぼ円筒状に形成され、外周面が前記ガイド部材６４の筒状本体６４ａの内周面により軸方向に摺動案内されるようになっている。そして、この可動鉄心６５の内周部には、前記駆動ロッド６６の固定に供する固定用孔６５ａが軸方向に沿って貫通形成されている。

前記駆動ロッド６６は、樹脂材料によりほぼ筒状に形成されたロッド本体７４と、該ロッド本体７４の先端部に一部が突出するかたちで固定された金属製の球７５と、から主として構成される。前記ロッド本体７４の内周側にはいわゆる呼吸孔として機能する貫通孔７４ａが貫通形成されていて、前記ロッド本体７４から突出するかたちで設けられた前記球７５の先端がスプール弁体４２の先端面に軸方向から当接することで、該スプール弁体４２と一体的に軸方向移動するようになっている。

前記ロッド本体７４は、後端側に設けられ、可動鉄心６５の固定用孔６５ａに嵌挿保持される被保持部７４ｂと、中間部において前記被保持部７４ｂに隣接して設けられ、可動鉄心６５の先端面に当接する大径状のフランジ部７４ｃと、該フランジ部７４ｃよりも先端側に前記被保持部７４ｂよりも大径に形成され、前記球７５を保持する球保持部７４ｄと、を備える。

前記被保持部７４ｂは、可動鉄心６５の固定用孔６５ａに圧入可能な内径に設定されると共に、ロッド本体７４の軸方向において最も小径となるように構成されている。これによって、可動鉄心６５の大径化を抑制し、電磁弁４０の小型化が図られている。

前記フランジ部７４ｃは、可動鉄心６５の外径とほぼ同径に設定され、後端側面のほぼ全面が可動鉄心６５の先端面に当接して着座するようになっている。これにより、駆動ロッド６６の移動時、すなわち前記スプール弁体４２の切替作動時における前記駆動ロッド６６の姿勢の安定化が図られている。

前記球保持部７４ｄは、比較的大径となるように構成され、より大きな直径を有する球７５を保持することが可能となっている。また、この球保持部７４ｄの外周面には、該球保持部７４ｄの基端から先端側に向けて開口する軸方向溝７４ｅが軸方向に沿って切欠形成されていると共に、該軸方向溝７４ｅの底壁のほぼ中間位置には、それぞれ内端側が前記貫通孔７４ａに開口して該貫通孔７４ａと前記軸方向溝７４ｅとを連通する径方向孔７４ｆが径方向に沿って貫通形成されている。

前記球７５は、鋼材等の金属材料でもって球保持部７４ｄにおいて保持可能な最大限の直径に設定され、ロッド本体７４の成形時にインサート成形されることによって、該ロッド本体７４と一体に成形される。

前記コア部材６７は、プレス成形によってほぼ円筒状に形成され、リヤプレート７３の筒部７３ａと対向する後端側に設けられ、ボビン６３の前端部内周側に挿入され、リヤプレート７３の前端側と対向するように配置される筒部６７ａと、該筒部６７ａの前端部より拡径方向へと延設され、ボビン６３の前端側の一部と重合するように形成された円盤状のフランジ部６７ｂと、から構成される。

そして、このコア部材６７は、前記筒部６７ａの後端が可動鉄心６５の先端と隣接するかたちで設けられると共に、前記１対のＯリングに弾持された前記フランジ部６７ｂの外側面がフロントプレート７２の内側面と当接するように配置されることにより、ケーシング６１、すなわちケース本体７１、フロントプレート７２及びリヤプレート７３と可動鉄心６５とによって磁路が形成され、コイル６２への通電により生じた磁力をもって、可動鉄心６５がコア部材６７側へと吸引され進出移動するようになっている。

〔バルブタイミング制御装置の作動説明〕
以下、本実施形態に係るバルブタイミング制御装置の具体的な作動について、図１、図９〜図１１に基づいて説明する。

まず、イグニッションスイッチをオフ操作して機関を停止させた場合には、ＥＣＵからソレノイド６０への通電も遮断されることから、スプール弁体４２は、図９に示すように、バルブスプリング４４の付勢力によって図１中の最大左方向の位置に保持される（第１ポジション）。

当該ポジションでは、前記進角ポートＰ３がスプール弁体４２の排出用油路４２ｆと連通することとなる。これにより、図９中に破線矢印で示すように、前記各進角室Ａｄ内の作動油が、スリーブ４３の進角側連通孔４３ｂ、バルブボディ４１の進角ポートＰ３及びスプール弁体４２の排出用油路４２ｆを通り、ドレン孔４２ｈより外部に排出される。

また、同時に、前記遅角ポートＰ５がスプール弁体４２の第１環状溝４２ｄを通じて再導入ポートＰ４と連通することとなる。これにより、図９中に実線矢印で示すように、オイルポンプ３３より圧送された作動油が、フィルタ５５を通過した後、オイルポンプ３３側の油圧をもって、ボール弁体５３をバルブスプリング５４の付勢力に抗して押し退けることにより、逆止弁機構５０が開弁する。すなわち、ボール弁体５３がバルブシート５２から離間し、前記凸部５７ａに当接するまで前記各保持部５９の先端面５９ａに案内されるかたちで軸方向移動する結果、導入孔５２ａを通じてホルダ部材５１内に作動油が導入される。

そして、このホルダ部材５１内へと導入された作動油は、ホルダ部材５１の各ポート孔５６ａを通じて供給通路４１ａ内に導かれ、その後、取出ポートＰ２、連通路４９及び再導入ポートＰ４を経て、第１環状溝４２ｄ、遅角ポートＰ５及び遅角側連通孔４３ｃを通り、遅角側油孔２５を介して前記各遅角室Ｒｅへと導入される。

ここで、当該機関停止時は、オイルポンプ３３の駆動も停止することになる結果、遅角室Ｒｅ及び進角室Ａｄには油圧が供給されないため、ベーンロータ２０はカムシャフト２に作用する交番トルクによって、ハウジング１０に対して最遅角方向へ相対回転し、これによって、機関弁の開閉タイミングが最遅角の位相に制御される。なお、このようにして、ベーンロータ２０が最遅角位相に保持されると、当該ベーンロータ２０は、前記ロック機構４によってハウジング１０にロックされた状態となる。

続いて、イグニッションスイッチをオン操作して機関を始動させると、当該機関始動に伴ってオイルポンプ３３も駆動され、該オイルポンプ３３より圧送された作動油が、前述のように逆止弁機構５０を通過して導入ポートＰ１から供給通路４１ａ内に流入し、取出ポートＰ２、連通路４９、再導入ポートＰ４、第１環状溝４２ｄ、遅角ポートＰ５及び遅角側連通孔４３ｃを通って、遅角側油孔２５を介して前記各遅角室Ｒｅへと供給される。これにより、当該各遅角室Ｒｅが高圧状態となって、前記ベーンロータ２０の最遅角位相の状態が維持されることになるため、機関始動性が良好となる。

また、この時点では、前記ロック機構４には前記各遅角室Ｒｅと同じ油圧が供給され、該ロック機構４の解除方向に作用することになるが、クランキング初期の時点では未だ前記解除用の油圧は上昇せず、ベーンロータ２０は前記最遅角位相にロックされた状態となり、前記交番トルクによるベーンロータ２０のばたつきを抑制することが可能となっている。

その後、油圧が上昇して前記ロック機構４の解除に十分な油圧に達すると、かかる十分な解除用の油圧に基づき当該ロック機構４によるロック状態が解除され、ベーンロータ２０は拘束されない自由な状態となる。

続いて、機関の運転状態がアイドリング運転から定常運転に移行した場合は、前記ＥＣＵからソレノイド６０のコイル６２に所定の制御電流が供給される。これにより、駆動ロッド６６がコア部材６７側へと吸引され進出移動し、この進出移動に伴う駆動ロッド６６の押圧力によってスプール弁体４２が、図１０に示すように、バルブスプリング４４の付勢力に抗して図中の右側へ僅かに移動する（第２ポジション）。

当該ポジションでは、前記進角ポートＰ３及び遅角ポートＰ５が、それぞれスプール弁体４２の第１、第２ランド部４２ａ，４２ｂによって閉じられると共に、再導入ポートＰ４も、第１環状溝４２ｄに連通するものの、第１、第２ランド部４２ａ，４２ｂによって閉じられる。これにより、図１０中に破線矢印で示すように、前記遅角室Ｒｅ及び進角室Ａｄからの作動油の排出が抑制されると同時に、同図中に実線矢印で示すように、オイルポンプ３３から前記遅角室Ｒｅ及び進角室Ａｄへの作動油の供給も抑制される。

その結果、前記ベーンロータ２０が最遅角と最進角との間の中間位相に保持され、機関弁の開閉タイミングが最遅角と最進角との間の前記中間位相に制御されることとなって、定常運転時の機関回転の安定化と燃費の向上を図ることができる。

続いて、機関の運転状態が定常運転から高回転高負荷運転に移行した場合は、前記ＥＣＵからソレノイド６０のコイル６２により大きな制御電流が供給され、駆動ロッド６６がさらに進出移動する。これにより、当該進出移動に伴う駆動ロッド６６の押圧力によってスプール弁体４２が、図１１に示すように、バルブスプリング４４の付勢力に抗して図中の右側へ最大移動する（第３ポジション）。

当該ポジションでは、前記遅角ポートＰ５が第２環状溝４２ｅを通じてスプール弁体４２のドレン孔４２ｈと連通することとなり、図１１中に破線矢印で示すように、前記各遅角室Ｒｅ内の作動油が、遅角側連通孔４３ｃ、遅角ポートＰ５及び第２環状溝４２ｅを通って、ドレン孔４２ｈより外部に排出される。

また、同時に、前記進角ポートＰ３がスプール弁体４２の第１環状溝４２ａを通じて再導入ポートＰ４と連通することとなり、図１１中に実線矢印で示すように、導入ポートＰ１より供給通路４１ａ内に流入した作動油が、取出ポートＰ２、連通路４９及び再導入ポートＰ４を経て、第１環状溝４２ｄ、進角ポートＰ３及び進角側連通孔４３ｂを通って、進角側油孔２６を介して前記各進角室Ａｄへと導入される。

こうして、前記各遅角室Ｒｅが低圧となって前記各進角室Ａｄが高圧となる結果、ベーンロータ２０がハウジング１０に対して最進角方向へ相対回転し、機関弁の開閉タイミングが最進角の位相に制御される。これにより、機関弁のバルブオーバーラップが大きくなって、機関の出力トルクを向上させることができる。

〔本実施形態に係る発明の作用効果〕
以下、本実施形態に係る電磁弁４０及び内燃機関のバルブタイミング制御装置及びの作用効果について説明する。

前記従来の電磁弁及び内燃機関のバルブタイミング制御装置では、前記逆止弁機構５０に相当する逆止弁機構のバルブボディ（筒状部材）や弁座が一体に形成されていたため、内燃機関側から作動油を導入するポートや、このポートより導入した作動油をスプール弁体側へ導くポートなど、複数のポートを形成するための穿孔加工が必要となる結果、当該逆止弁機構に係る加工工数が増大してしまっていた。

これに対し、本実施形態に係る電磁弁４０及び内燃機関のバルブタイミング制御装置では、前記逆止弁機構５０を構成する前記筒状部材及び弁座をホルダ部材５１及びバルブシート５２という別部材として前記バルブボディ４１とは別体に構成したことから、ホルダ部材５１における各ポート孔５６ａの穿孔加工や、バルブシート５２における導入孔５２ａの穿孔加工について、当該ホルダ部材５１やバルブシート５２の形成に伴うプレス成形によって加工することが可能となり、前記各ポート孔５６ａ及び導入孔５２ａの穿孔加工に係る加工工数を低減することができる。

また、このように、前記逆止弁機構５０を構成する前記筒状部材及び弁座をホルダ部材５１及びバルブシート５２という前記バルブボディ４１とは別部材として構成しても、前記ホルダ部材５１内でボール弁体５３の径方向移動が許容される場合、導入される作動油によってボール弁体５３が径方向に振動してしまう結果、バルブスプリング５４の付勢力がボール弁体５３へと十分に作用せず、適切に閉弁されないおそれがある。

ここで、かかる閉弁不具合を改善する一手段として、前記バルブスプリング５４の付勢力を高めることが考えられるが、この場合には、高められた付勢力によって逆止弁機構５０の開弁作動が妨げられてしまい、該逆止弁機構５０が適切に開弁されないおそれがある。

そこで、本実施形態では、前記ホルダ部材５１及びバルブシート５２を前記バルブボディ４１とは別部材としたうえ、ホルダ部材５１の各ポート孔５６ａの形成に伴い、該ホルダ部材５１の円筒部５６の周壁の一部を径方向内側へ切り曲げることで前記各保持部５９を形成するようにしたことから、この保持部５９によりボール弁体５３の軸方向移動が案内（ガイド）される結果、ボール弁体５３の径方向移動が抑制され、該ボール弁体５３の円滑な軸方向移動が確保される。換言すれば、かかるボール弁体５３の円滑な軸方向移動の確保によって、前記バルブスプリング５４の付勢力についても適切に設定することができ、逆止弁機構５０の開弁作動を妨げる不具合の招来も抑制される。

以上のように、本実施形態では、前記ホルダ部材５１の円筒部５６に、該円筒部５６の一部を径方向内側へと曲折してなる保持部５９が折曲形成され、該保持部５９によってボール弁体５３の外周側を保持するように構成されている。

すなわち、プレス加工によりホルダ部材５１の円筒部５６の一部を曲折することで前記各ポート孔５６ａの形成が可能となるため、該各ポート孔５６ａの形成にあたって複数の穿孔加工を行う必要がなくなり、該各ポート孔５６ａの形成に係る加工工数を低減することができる。

さらに、前記各ポート孔５６ａの形成に伴い、ホルダ部材５１の円筒部５６の一部を径方向内側へ曲折することによって前記各保持部５９を形成したことから、該各保持部５９によってボール弁体５３の径方向移動が抑制され、該ボール弁体５３円滑な軸方向移動が可能となり、逆止弁機構５０の良好な開閉作動の実現に供される。

しかも、本実施形態では、前記各ポート孔５６ａを形成するにあたり、ホルダ部材５１の円筒部５６の一部を径方向内側へと曲折することにより、該円筒部５６の一部を前記各保持部５９として残存させるようにしたことから、前記円筒部５６を単に打ち抜いて各ポート孔５６ａを形成する場合に比べて、金型の耐久性を向上させることができる。

すなわち、前記円筒部５６を単に打ち抜いて各ポート孔５６ａを形成する場合、この打ち抜いた破片が金型から適切に排出されずに該金型にかみ込んでしまうなどして、該金型を破損してしまうおそれがあるところ、本実施形態の場合は、前記各ポート孔５６ａの開口形成に係る円筒部５６の一部を打ち抜いて除去するのではなく、前記各保持部５９として残存させることで、前述のように打ち抜いた破片が金型にかみ込んで該金型を破損してしまうおそれがなく、該金型の耐久性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、前記ホルダ部材５１の端壁部５７の内側（ボール弁体５３側）に凸部５７ａが形成されている。これにより、前記逆止弁機構５０の開弁時におけるボール弁体５３の軸方向移動を適切に制限することが可能となり、当該逆止弁機構５０の良好な開閉作動の実現に供される。

また、本実施形態では、前記バルブシート５２が前記ホルダ部材５１に溶接されている。このように、ホルダ部材５１とバルブシート５２とを、それぞれ別々に加工してレーザ溶接により一体化するようにしたことから、当該各部材５１，５２の加工作業を容易に行うことが可能となって、電磁弁４０やバルブタイミング制御装置１の生産性の向上に供される。

さらに、本実施形態では、前記バルブシート５２がバルブボディ４１の内周側である弁座保持部４１ｅの内側面に、圧入によって固定されている。これにより、当該バルブシート５２の固定作業を容易に行えるメリットがある。

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、前述した本発明の作用効果を奏し得るような形態であれば、適用対象の仕様やコスト等に応じて自由に変更可能である。

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

すなわち、当該油圧制御弁は、その１つの態様において、油圧源と連通する導入口と、該導入口から導入した作動油が通流する油通路と、を備えた被取付部材に取付可能な油圧制御弁であって、前記導入口と前記油通路とを連通する供給通路を内部に有する筒状部材と、前記供給通路に設けられ、前記導入口から前記油通路側への通流を許容し、前記油通路から前記導入口側への通流を抑制する逆止弁機構と、を備え、前記逆止弁機構は、金属材料によって形成され、一端側が開口され他端側が閉塞されるほぼ有底円筒状のホルダ部材と、前記ホルダ部材の内周側に移動可能に設けられた弁体と、前記ホルダ部材の前記一端側に固定され、前記弁体が離間することで前記油通路と前記供給通路との連通を許容する一方、前記弁体が着座することで前記油通路と前記供給通路との連通を抑制する弁座と、前記弁体を前記弁座側へ付勢する付勢部材と、を備え、前記ホルダ部材の円筒部に、該円筒部の一部を径方向内側へと曲折してなる保持部が折曲形成され、該保持部によって前記弁体の外周側を保持するように構成されている。

前記油圧制御弁の好ましい態様において、前記弁座は、前記導入口側から導入される作動油に含まれる異物を除去するフィルタを備える。

別の好ましい態様では、前記油圧制御弁の態様のいずれかにおいて、前記ホルダ部材は、前記他端側の端壁の前記弁体側に凸部が突設されている。

また、前述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。

すなわち、当該バルブタイミング制御装置は、クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が形成されるハウジングと、カムシャフトに固定されると共に、前記ハウジング内に相対回転可能に収容され、外周側に突設されたベーンをもって前記作動室内を進角作動室と遅角作動室とに隔成するベーン部材と、内燃機関の油路と連通する導入口と、前記進角作動室及び前記遅角作動室とそれぞれ連通する油通路とに接続され、前記ベーンロータを前記カムシャフトに固定する内部中空状のカムボルトと、前記カムボルトの内周側に摺動可能に設けられたスプール弁体と、前記カムボルトの内周側に設けられ、前記スプール弁体を一端側へ付勢する付勢部材と、前記カムボルトの内周側に設けられ、前記導入口から前記油通路側への通流を許容し、前記油通路から前記導入口側への通流を抑制する逆止弁機構と、前記スプール弁体を前記付勢部材の付勢力に抗して他端側へと移動させる駆動ロッドを有する電磁アクチュエータと、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、前記逆止弁機構は、金属材料によって形成され、一端側が開口され他端側が閉塞されるほぼ有底円筒状のホルダ部材と、前記ホルダ部材の内周側に移動可能に設けられた弁体と、前記ホルダ部材の前記一端側に固定され、前記弁体が離間することで前記導入口と前記油通路の間の連通を許容する一方、前記弁体が着座することで前記導入口と前記油通路の間の連通を抑制する弁座と、前記弁体を前記弁座側へ付勢する付勢部材と、を備え、前記ホルダ部材の円筒部に、該円筒部の一部を径方向内側へと曲折してなる保持部が折曲形成され、該保持部によって前記弁体の外周側を保持するように構成されている。

前記内燃機関のバルブタイミング制御装置の好ましい態様において、前記ホルダ部材は、前記カムボルトの内周面との間に所定の隙間を隔成し、前記保持部の形成をもって、前記ホルダ部材の内外周を連通するポート孔が径方向に貫通形成されている。

別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置の態様のいずれかにおいて、前記弁座は、前記ホルダ部材に溶接されている。

さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置の態様のいずれかにおいて、前記弁座は、前記導入口側から導入される作動油に含まれる異物を除去するフィルタを備える。

さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置の態様のいずれかにおいて、前記弁座は、前記カムボルトの内周側に圧入によって固定されている。

１…バルブタイミング制御装置（被取付部材）
２…カムシャフト
２ａ…雌ねじ部（導入口）
１０…ハウジング
２０…ベーンロータ（ベーン部材）
３１…遅角側油通路（油通路）
３２…進角側油通路（油通路）
３３…オイルポンプ（油圧源）
４０…電磁弁（油圧制御弁）
４１…バルブボディ（筒状部材、カムボルト）
４２…スプール弁体
４４…バルブスプリング（付勢部材）
５０…逆止弁機構
５１…ホルダ部材
５２…バルブシート（弁座）
５３…ボール弁体（弁体）
５４…バルブスプリング（付勢部材）
５９…保持部
６０…ソレノイド（電磁アクチュエータ）

Claims (8)

1. 油圧源と連通する導入口と、該導入口から導入した作動油が通流する油通路と、を備えた被取付部材に取付可能な油圧制御弁であって、
   前記導入口と前記油通路とを連通する供給通路を内部に有する筒状部材と、
   前記供給通路に設けられ、前記導入口から前記油通路側への通流を許容し、前記油通路から前記導入口側への通流を抑制する逆止弁機構と、
   を備え、
   前記逆止弁機構は、
   金属材料によって形成され、一端側が開口され他端側に底部を有するほぼ有底円筒状のホルダ部材と、
   前記ホルダ部材の内周側に移動可能に設けられた弁体と、
   前記ホルダ部材の前記一端側に固定され、前記弁体が離間することで前記油通路と前記供給通路との連通を許容する一方、前記弁体が着座することで前記油通路と前記供給通路との連通を抑制する弁座と、
   前記弁体を前記弁座側へ付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記ホルダ部材の円筒部は、該円筒部の一部を径方向内側へと曲折して前記弁体の外周側を保持する保持部を有することを特徴とする油圧制御弁。
2. 前記弁座は、前記導入口側から導入される作動油に含まれる異物を除去するフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御弁。
3. 前記ホルダ部材は、前記他端側の底部の前記弁体側に凸部が突設されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御弁。
4. クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が形成されるハウジングと、
   カムシャフトに固定されると共に、前記ハウジング内に相対回転可能に収容され、外周側に突設されたベーンをもって前記作動室内を進角作動室と遅角作動室とに隔成するベーン部材と、
   内燃機関の油路と連通する導入口と、前記進角作動室及び前記遅角作動室とそれぞれ連通する油通路とに接続され、前記ベーンロータを前記カムシャフトに固定する内部中空状のカムボルトと、
   前記カムボルトの内周側に摺動可能に設けられたスプール弁体と、
   前記カムボルトの内周側に設けられ、前記スプール弁体を一端側へ付勢する付勢部材と、
   前記カムボルトの内周側に設けられ、前記導入口から前記油通路側への通流を許容し、前記油通路から前記導入口側への通流を抑制する逆止弁機構と、
   前記スプール弁体を前記付勢部材の付勢力に抗して他端側へと移動させる駆動ロッドを有する電磁アクチュエータと、
   を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
   前記逆止弁機構は、
   金属材料によって形成され、一端側が開口され他端側に底部を有するほぼ有底円筒状のホルダ部材と、
   前記ホルダ部材の内周側に移動可能に設けられた弁体と、
   前記ホルダ部材の前記一端側に固定され、前記弁体が離間することで前記導入口と前記油通路の間の連通を許容する一方、前記弁体が着座することで前記導入口と前記油通路の間の連通を抑制する弁座と、
   前記弁体を前記弁座側へ付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記ホルダ部材の円筒部は、該円筒部の一部が径方向内側へと曲折してなる保持部を有し、該保持部によって前記弁体の外周側を保持するように構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。
5. 前記ホルダ部材は、前記カムボルトの内周面との間に所定の隙間を隔成し、前記保持部の形成をもって、前記ホルダ部材の内外周を連通するポート孔が径方向に貫通形成されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
6. 前記弁座は、前記ホルダ部材に溶接されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
7. 前記弁座は、前記導入口側から導入される作動油に含まれる異物を除去するフィルタを備えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
8. 前記弁座は、前記カムボルトの内周側に圧入によって固定されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

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