JP7315295B2 - 油圧式ｖｖｔ装置 - Google Patents

Description

本願発明は、エンジンにおいて、カム軸をクランク軸に対して進角させたり遅角させたりしてバルブの開閉タイミングを制御するための油圧式のＶＶＴ装置（可変バルブタイミング装置）に関するものである。

ガソリンエンジンやディーゼルエンジンにおいて、バルブの開閉タイミングを制御するため、ＶＶＴ装置によってカム軸を進角させたり遅角させたり制御することは広く行われている。ＶＶＴ装置には油圧式と電動式とがあり、油圧式のＶＶＴ装置では、タイミングチェーンが巻き掛けられたスプロケットと一体に回転するハウジングの内部に、カム軸と一体に回転する３葉形や４葉型のロータを相対回転可能に配置し、ロータとハウジングとの間に形成された進角室と遅角室とに加圧オイルを選択的に供給することにより、カム軸を進角させたり遅角させたりしている。但し、基準状態から進角のみするタイプもある。

進角室と遅角室へのオイルの供給の切り換えは、オイルコントロルーバルブ（ＯＣＶ）によって行われている。オイルコントロールバルブも様々な構造があり、その例として特許文献１には、ＶＶＴ装置のロータにオイルコントロールバルブ（スプール）を同心状に配置することが開示されている。他方、特許文献２には、オイルコントロールバルブをシリンダブロックに設けることが開示されている。

特開２０１９－０６０３１４号公報 特開２００３－２１４５５２号公報

特許文献１にはオイルコントロールバルブの詳細は開示されていないが、オイルコントロールバルブは、カム軸と同心方向にスライドするスプールに構成されており、スプールをソレノイドユニットのセンターピンで押すとスプールがスライドして、スプールの外周面に形成した加圧室が進角室のオイルポート又は遅角室のオイルポートに選択的に連通すると共に、スプールの内部が、進角室のオイルポート又は遅角室のオイルポートと選択的に連通するようになっている。

すなわち、スプールの加圧室が進角室のオイルポートと連通すると、スプールの内部と進角室のオイルポートとが連通し、逆に、スプールの加圧室が遅角室のオイルポートと連通すると、スプールの内部と遅角室のオイルポートとが連通することにより、ハウジングとロータとが一緒に回転しつつ相対的にも回転して、カム軸がスプロケット（クランク軸）に対して進角したり遅角したりする。進角室と遅角室とに同量のオイルが溜まったニュートラル状態も選択可能であり、この状態では進角も遅角もしていない基準状態になる。

特許文献２に開示されているように、スプールはばねで前進方向に付勢されており、電磁ソレノイドに通電してセンターピンを駆動してスプールを押したり、電磁ソレノンドへの通電をＯＦＦにしてスプールをばねで戻したりすることにより、オイルの流れを制御している。

特許文献１では、オイルコントロールバルブ（スプール）をＶＶＴ装置の本体に内蔵しているＯＣＶ一体型であるため、特許文献２のようにシリンダブロックに取付けた場合に比べて、エンジンをコンパクト化できる利点がある。また、特許文献１のようにオイルコントロールバルブをＶＶＴ装置の本体に設けた場合は、タイミングチェーンを覆うチェーンカバー（フロントカバー）にソレノイドユニットを設けることになるが、チェーンカバーにソレノイドユニットを固定するのは簡単であるため、組み付けの作業性にも優れている。

そして、特許文献１では、スプールの内部に戻されたオイルをカム軸の潤滑に利用しているが、カム軸の潤滑に利用しない場合は、スプールの内部に戻されたオイルはソレノイドユニットの側に向けて排出され、チェーンカバーで覆われた空間からオンルパンに流下することになる。

従って、この場合は、スプールから排出されたオイルがソレノイドユニットのセンターピンに降りかかるが、センターピンとこれが挿通されているポールピース（ガイド蓋）との間は僅かながらクリアランスがあるため、このクリアランスからオイルがポールピースの内部に入り込むことがある。そこで従来は、ポールピースにその内部と連通したオイル排出穴を空けていたが、オイルを排出することはできても、長期に亙ってエンジンを運転していると、センターピンが固定されているアーマチャー（可動磁性体、プランジャ）の摺動不良が発生することがあった。

この点について本願発明者たちが原因を研究したところ、数十μｍの粒径の微細な金属粉がアーマチャーとこれをスライド自在に保持しているベアリングチューブ（ガイドスリーブ）との間の隙間に詰まっている現象が見られた。金属粉の成分は鉄であり、エンジンの製造工程で除去されなかったものがオイルに乗って循環し、ソレノイドユニットに至って悪影響を及ぼしていると推測される。

本願発明はこのような知見と研究を背景に成されたものであり、スプールをカム軸と同心に配置して、その外側にソレノイドユニットを配置したＶＶＴ装置において、金属粉を含んだオイルがソレノイドユニットにおけるポールピースの内部に侵入することを大幅に抑制すると共に、金属粉が混入したオイルが侵入してもアーマチャーのスライドに悪影響を与えない技術を開示せんとするものである。

本願発明は油圧式のＶＶＴ装置に係り、この油圧式ＶＶＴ装置は、
「油圧鼓動式のスプールが軸方向に前後動してカム軸の進角又は遅角が制御される油圧駆動ユニットと、前記スプールを前後動させるセンターピンが前記スプールと同心状に内蔵されたソレノイドユニットと、を有し、
前記油圧駆動ユニットは、前記ソレノイドユニットに向けた開口した環状壁が形成されていると共に前記スプールが同心に内蔵されたセンターボルトを有しており、前記油圧駆動ユニットの使用済みオイルは前記スプールの内部空間から前記センターボルトにおける環状壁の外側に排出されるようになっている一方、
前記ソレノイドユニットは、前記センターボルトに向いて開口したケーシングを有し、前記ケーシング内に、前記スプールと同心方向にスライドするアーマチャーと、前記アーマチャーを外側から抱持してそのスライドをガイドするベアリングチューブとが配置されて、前記ケーシングの開口部は、前記アーマチャーから前記スプールの方向に突出したセンターピンを摺動自在に保持するポールピースによって塞がれており、
前記ポールピースは、前記センターピンが直接に又はブッシュを介して貫通した基板と、前記基板から前記アーマチャーに向けて突出した内向き筒部とを有して、前記基板は、前記内向き筒部の外側にはみ出たフランジ部を有して、前記フランジ部が前記ケーシングの開口部に嵌合しており、
かつ、前記ポールピースにおけるフランジ部の下部に、前記ポールピースの内部に入り込んだオイルを排出するオイル排出穴が形成されている」
という構成において、
「前記ポールピースにおける内向き筒部の外周面は前記基板に向けて拡径するテーパ状に形成されて、前記ポールピースにおける内向き筒部の外周面の外側に環状のオイル排出通路が形成されており、かつ、前記オイル排出穴は、前記内向き筒部の外周面を部分的に切除して形成されており、
かつ、前記ポールピースの外径は前記センターボルトにおける環状壁の外径と略同じに設定されており、前記オイル排出穴は前記センターボルトにおける環状壁の端面と対向しており、
更に、ベアリングチューブは、前記ポールピースにおける内向き筒部を囲うテーパ部を有して、前記ベアリングチューブのテーパ部と前記ポールピースの内向き筒部との空間が前記オイル排出通路になっており、前記ベアリングチューブにおけるテーパ部の開口端は前記ポールピースのフランジに当接している」
という構成を備えている。

本願発明において、オイル排出穴の個数は１つには限定されない。センターピンの真下部に複数形成することも可能である。この場合は、ポールピースは、オイル排出穴が真下にくるように位置合わせする必要がある。オイル排出穴を周方向に等間隔で例えば４～６個程度形成して、ポールピースをどのような姿勢でセットしても、いずれかのオイル排出穴が下部に位置するように設定することも可能である。この場合は、ポールピースの位置合わせは不要になるので、組み付けの手間を軽減できる。

本願発明では、オイル排出穴はポールピースの下部でかつフランジに開口しているため、金属粉を含んだオイルがポールピースの内部に入り込んでも、金属粉は重力によってオイルと一緒にミイル排出穴から流れ出る。従って、金属粉がポールピースの内部に溜まったままになることを防止又は著しく抑制して、金属粉がアーマチャーとベアリングチューブとの間に入り込むことを防止できるのであり、これにより、アーマチャーの作動を確実化してＶＶＴ装置の信頼性を向上できる。

また、オイル排出穴がポールピースの内部に連通していると、スプールからポールピースの外面に降り掛かったオイルがオイル排出穴に流れ落ちることが有り得るが、オイル排出穴はポールピースのフランジでかつ下部に形成されていて、オイルがオイル排出穴に流れ落ちても当該オイル排出穴には侵入にくくなっているため、オイルがオイル排出穴からポールピースの内部に入り込む事態は発生しにくい。従って、ポールピースの内部へのオイル及び金属粉の侵入自体も著しく低減できる。

更に述べると、センターピンとポールピースとの間のクリアランスは僅かであってオイルが侵入してもその量は多くないのに対して、オイル排出穴はその機能上ある程度の大きさがあるため、オイル排出穴からポールピースの内部にオイルが容易に侵入するとしたら、アーマチャーの内部への金属粉の侵入量が多くなってしまうが、本願発明では、オイル排出穴は下部にあってオイルが侵入しにくいため、金属粉の侵入自体も大幅に抑制できる。

さて、オイルがポールピースの内部に入り込むことを防止することも不可能ではない。例えば、ポールピースにオイルシールを嵌着して、センターピンをオイルシールに密嵌させると、オイル及び金属粉の侵入は防止できると云える。しかし、オイルシールを設けると、センターピンの摺動抵抗が増大するため、アーマチャーの素早い動きが阻害されてバルブの開閉タイミングの制御の応答性が悪化するおそれがあり、さりとて、強力な磁力の電磁ソレノイドを設けると、ソレノイドユニットが大型化したり燃費が悪化したりする新たな問題の発生が懸念される。

これに対して本願発明では、ポールピースの内部にオイルが入り込んでも悪影響はないため、センターピンの摺動抵抗を極力小さくすることができるのであり、従って、本願発明では、ソレノイドユニットの大型化やカム軸の制御応答性悪化を招来することなく、ソレノイドユニットの信頼性を向上できる。

本願発明のように、オイル排出通路を下向きに傾斜させると、オイル及び金属粉が重力によって流れ落ちやすくなっているため、金属粉をオイルの流れに載せて速やかに排出できる。また、ポールピースの表面を伝い落ちたオイルがオイル排出穴に至っても、オイルがオイル排出穴からポールピースの内部に入り込むことはないため、オイル排出穴を通じて金属粉がポールピースの内部に入り込むことを防止できる利点もある。

更に、本願発明では、オイル排出通路が内向き筒部の全周に亙って形成されているため、オイル排出穴へのオイル及び金属粉の流れ込みを迅速化して、金属粉の排出を確実化できる。また、オイル排出穴は内向き筒部の外周面の一部まで食い込んでいることにより、オイル排出穴の直上部のオイル排出通路の断面積が大きくなるため、金属粉をオイルの流れに乗せて排出する効果を助長できる。

第１実施形態の縦断側面図である。 図１の要部拡大図である。 （Ａ）はポールピースの下方斜視図、（Ｂ）は図２の要部拡大図である。 （Ａ）は第２実施形態の要部縦断側面図、（Ｂ）は参考例の要部縦断側面図である。 第３実施形態の正面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後・上下の文言を使用するが、前後方向はカム軸の軸心方向（クランク軸心方向）であり、上下方向は鉛直方向である。前と後ろについては、タイミングチェーンの側からミッションケースの側を見て手前を前、奥を後ろとしている。

(1).ＶＶＴ装置の基本構造
まず、主として図１を参照してＶＶＴ装置の基本構造を説明する。ＶＶＴ装置は、油圧の流路の切り換え機構を備えた油圧駆動ユニット１と、油圧駆動ユニット１を制御するソレノイドユニット２とから成っており、油圧駆動ユニット１はカム軸３に取付けられて、ソレノイドユニット２はチェーンカバー４にボルトで固定されている。なお、チェーンカバー４の上端にはヘッドカバー５の前壁が重なっている。

カム軸３の前寄り部は、シリンダヘッド６に形成した軸受け部７とフロントカムキャップ８とで回転自在に保持されている。カム軸３は、フロントカムキャップ８で回転自在に保持されたフロントジャーナル部３ａと、シリンダヘッド６及びフロントカムキャップ８よりも前向きに突出した張り出し部３ｂとを有しており、これらフロントジャーナル部３ａと張り出し部３ｂとは、前向き開口穴９を有して筒状になっている。

カム軸３の前向き開口穴９にセンターボルト１０が手前からねじ込まれており、センターボルト１０にロータ１１が外側から嵌まり、更に、ロータ１１は外側からハウジング１２で覆われている。他方、カム軸３の張り出し部３ｂには、タイミングチェーン１３を巻き掛けたチェーンスプロケット１４が外側から相対回転可能に嵌まっており、ハウジング１２の前面に重ねたアウタープレート１５とハウジング１２とチェーンスプロケット１４とが、周方向に離れて配置された複数本のボルト１６で一体に固定されている。従って、ハウジング１２はチェーンスプロケット１４と一体に回転する。

ロータ１１は、センターボルト１０に設けたフランジ１０ａによってカム軸３の前端に押さえ保持されている。かつ、ロータ１１とカム軸３とは、両者に貫通した位置決めピン１７によって相対回転不能に保持されている。従って、ロータ１１はカム軸３と一体に回転する。アウタープレート１５は、センターボルト１０のフランジ１０ａを外側から囲うように配置されている。

図では明示していないが、ロータ１１は、放射方向に突出した複数の外向き突出部を有してベーン形状になっている一方、ハウジング１２の内周には、ロータ１１における隣り合った外向き突出部の間に位置した複数の内向き突出部を有しており、これら外向き突出と内向き突出部との間に進角室と遅角室とが形成されている。進角室と遅角室とには、それぞれオイルが出入りするオイルポートが開口している。

センターボルト１０は前後に開口した筒状に形成されて、その内部に、底板１８を有するスリーブ１９が嵌め込まれており、かつ、スリーブ１９の内部に、スプール２０が前後スライド自在に配置されている。スリーブ１９の後端は、ストッパー２１によってセンターボルト１０の後端の内向きフランジ２２で支持されており、前端は、センターボルト１０の前端部内面に装着したスナップリング２３によって抜け止めされている。

スプール２０は、スリーブ１９の底板１８で支持されたばね２４によって前進方向に付勢されており、既述のスナップリング２３で抜け止めされている。模式的な表示であるが、スプール２０の外周とスリーブ１９の外周にはオイルポート２５，２６が形成されており、スプール２０が前後動することにより、スプール２０のオイルポート２５がスリーブ１９の２つのオイルポート２６に選択的に連通して、ロータ１１とハウジング１２とが相対回転し、その結果、チェーンスプロケット１４とカム軸３とが相対回転して、カム軸３が進角制御又は遅角制御される。

油圧駆動ユニット１を駆動するオイルは、シリンダヘッド６に設けたオイルギャラリー２７ａから供給される。オイルギャラリー２７ａから送られたオイルは、シリンダヘッド６の上面に形成された溝通路２７ｂ、カム軸３に形成された環状通路２８、カム軸３に形成された放射状通路２９、カム軸３の前向き開口穴９を経由してセンターボルト１０の内部に流入する。センターボルト１０の後端部に、フィルター３０と板状の逆止弁３１とが配置されており、これらはストッパー２１によってずれ不能に保持されている。

図では明示していないが、ストッパー２１及びスリーブ１９には、オイルをスプール２０のオイルポート２５に導く油路が形成されている。スプール２０は、後ろ向きに開口した中空でかつ外周面にオイルポート２５が形成されており、更に、内外に連通した戻り用通路（図示せず）が形成されている。また、スプール２０の先端は小径のヘッド部２０ａになっており、ヘッド部２０ａは、アウタープレート１５の前方に突出している。スプール２０の内部は、ヘッド部２０ａの後ろにおいて上下に開口しており、この開口がオイル逃がし口２０ｂ（図２参照）になっている。

センターボルト１０の前端には、スプール２０のヘッド部２０ａを囲う環状壁１０ｂが形成されており、スプール２０から排出されたオイルは環状壁１０ｂの縁から下方に流下する。

ソレノイドユニット２は、チェーンカバー４に空けた取付け穴３４に前から嵌め込み装着された後ろ向き開口のアウターケース３５と、これに後ろから嵌入した前向き開口のインナーケース３６とを備えており、アウターケース３５とインナーケース３６とでケーシングが構成されている。

更に、ソレノイドユニット２は、インナーケース３６の内部に配置した環状のコイル３７と、コイル３７で抱持された固定磁性体（コア）３８と、固定磁性体３８で囲われたベアリングチューブ（ガイドスリーブ）３９と、ベアリングチューブ３９にスライド自在に抱持されたアーマチャー（可動磁性体、プランジャ）４０と、アーマチャー４０から後ろ向きに突出したセンターピン（駆動ピン）４１と、センターピン４１がブッシュ４２を介してスライド自在に挿通されたポールピース（ガイド蓋）４３とを備えている。

センターピン４１はスプール２０と同心に配置されており、かつ、後退状態ではスプール２０との間に若干の間隔が空いている。コイル３７に通電すると、アーマチャー４０及びセンターピン４１が前進してスプール２０が後退する。センターボルト１０の環状壁１０ｂとポールピース４３との間には隙間が空いており、オイルは隙間から下方に流下する。なお、アウターケース３５には、コネクタを接続する接続部４４が設けられている。

(2).ポールピース・アーマチャー
次に、主として図２，３を参照してポールピース４３とアーマチャー４０を説明する。ポールピース４３は、円板状の基板４５とこれから前向きに突出した内向き筒部４６とを備えている。基板４５は、内向き筒部４６の外周外側に張り出したフランジ部４５ａを有しており、フランジ部４５ａが、インナーケース３６に形成された円形の開口に強制嵌合によって嵌着されている。

ポールピース４３の内向き筒部４６は、内周面はセンターピン４１の軸心と平行なストレート形状であるが、外周面４６ａは基板４５のフランジ部４５ａに向けて拡径したテーパ面になっている。他方、ベアリングチューブ３９は、前端に底部３９ａを有して後ろ向きに開口しており、底部３９ａには、アーマチャー４０が当たる環状突起４７を形成している。また、ベアリングチューブ３９の前端には、外向き段部３９ｂと、外向き段部３９ｂに連続した後ろ向き拡径のテーパ部３９ｃと、テーパ部３９ｃの開口縁に設けたフランジ部３９ｄとが形成されており、フランジ部３９ｄがポールピース４３のフランジ部４５ａに当たっている。従って、ベアリングチューブ３９は、ポールピース４３によって前後ずれ不能に保持されている。

ポールピース４３における内向き筒部４６の内径は、ベアリングチューブ３９におけるストレート部の内径（或いはアーマチャー４０の外径）よりも少し大径になっている。このため、内向き筒部４６における前端の下端は、ベアリングチューブ３９におけるストレート部の下端よりも少し低くなっている。

そして、ポールピース４３の内向き筒部４６とベアリングチューブ３９の外向き段部３９ｂとの間には環状の第１隙間４８が空いて、ポールピース４３の内向き筒部４６とベアリングチューブ３９のテーパ部３９ｃとの間には、テーパ状で環状の第２隙間４９が空いている。

更に、ポールピース４３におけるフランジ部４５ａの下端に、前後に開口したオイル排出穴５０が空いている。この場合、オイル排出穴５０は内向き筒部４６の外周面４６ａを部分的に切除して形成されている。このため、内向き筒部４６の外周面４６ａに、下向きに開口した溝５１が形成されている。オイル排出穴５０はセンターピン４１の真下に配置しているが、厳密に真下である必要はなく、目視で概ね下に位置していたらよい。

アーマチャー４０の前後動に連動してスプール２０が前後動し、これによってカム軸３の進角・遅角制御が行われるが、センターピン４１の円滑なスライドを許容するために、センターピン４１とブッシュ４２との間には若干のクリアランスを設けている。このため、センターピン４１とブッシュ４２とのクリアランスからオイルがポールピース４３の内部に滲み出ることがある。

滲み出たオイルは内向き筒部４６の下端に流下するが、オイル排出穴５０がポールピース４３のフランジ部４５ａの下端に形成されているため、オイルは、内向き筒部４６の内面を伝って第１及び第２の隙間４８，４９からオイル排出穴５０に流れ込み、そしてチェーンカバー４で囲われた空間を下方に流下する。そして、オイルに金属粉が混入していると、金属粉はオイルの流れに乗って排出される。

この場合、内向き筒部４６の内周面における先端部の下端はベアリングチューブ３９の内周面の下端よりも少し下に位置しているため、オイル及び金属粉がベアリングチューブ３９とアーマチャー４０との間の隙間に侵入することとはない。従って、ポールピース４３の内部に侵入したオイルに金属粉が混入していても、金属粉がベアリングチューブ３９とアーマチャー４０との間の隙間に侵入することはなくて、アーマチャー４０が作動不良を引き起こすことはない。

従って、センターピン４１とブッシュ４２との間のクリアランスをラフにして、センターピン４１のスムースなスライドを保証しつつ、アーマチャー４０のスムースなスライドを確保して高い信頼性を保持できる。更に、オイル排出穴５０をセンターピン４１の真下に配置すると、オイルは内向き筒部４６の内部に溜まることなく全量が排出されるため、オイルに混入していた金属粉が重力によって内向き筒部４６の下端に堆積する現象の発生を防止して、金属粉を漏れなく速やかに排出できる。本実施形態はこの面でも有益である。

また、スプール２０から放出されたオイルがオイル排出穴５０にかかることがあるが、オイル排出穴５０は内向き筒部４６の内周面よりも下方に位置しているため、オイルがオイル排出穴５０を逆流してポールピース４３の内部に入り込む現象は生じない。従って、ポールピース４３の内部へのオイル及び金属粉の侵入自体が著しく抑制される。

アーマチャー４０は内向き筒部４６の内部に向けて前進するが、そもそもポールピース４３の内部に侵入するオイル及び金属粉の量は僅かであり、かつ、オイル及び金属粉が侵入しても速やかに排出されるため、内向き筒部４６の下端にオイル及び金属粉が溜まることは無いか、あったとしても溜まる量はごく僅かである。従って、前進したアーマチャー４０の下面にオイルが付着して、オイルに含まれていた金属粉がアーマチャー４０とベアリングチューブ３９との間の隙間に入り込むといった現象を防止できる。

本実施形態では、第１及び第２隙間４８，４９の下端部が請求項に記載したオイル排出通路を構成しているが、第２隙間４９は後ろに向けて拡径したテーパになっているため、オイル排出通路は下向きに傾斜している。従って、オイル及び金属粉の排出がスムースに行われると共に、金属粉を含んだオイルがオイル排出穴５０からポールピース４３の内部に入り込む現象も生じない。

実施形態のように、オイル排出穴５０を内向き筒部４６の一部まで広げると、オイル排出穴５０は、その全体をオイル排出通路（第２隙間４９）に連通させつつできるだけ大径化できるため、金属粉をオイルの流れに載せて排出する効果を助長できる。

センターボルト１０の環状壁１０ｂとポールピース４３の基板４５とは、略同じ外径になっている。従って、環状壁１０ｂから流下したオイルはオイル排出穴５０を舐めるようにして流下するが、環状壁１０ｂから排出されたオイルの流れによるエゼクタ効果によって、オイル排出穴５０からオイルが下方に吸い出される現象が発生し得る。この面でも、オイル排出穴５０からのオイルの排出を確実化できると云える。

なお、オイル排出穴５０はドリル加工によって形成されているが、ドリルを基板４５に対して外側から（図の状態で後ろから）当てると、ドリルの滑りを生じることなくオイル排出穴５０を正確に穿孔できる利点がある。

(4).他の実施形態・参考例
図４，５では他の実施形態と参考例を表示している。このうち図４（Ａ）に示す第２実施形態では、ポールピース４３の内向き筒部４６のうち下端に、オイル排出用補助通路として、前向きに開口した切欠き５２を形成している。このように形成すると、金属粉がアーマチャー４０に至ることをより確実に防止できる。

図４（Ｂ）に示す参考例では、内向き筒部４６に、その内外に開口した（上下に開口した）内外連通穴５３を形成している。この参考例では、ポールピース４３の内部に侵入したオイル及び金属粉は、内外通路穴５３と第２隙間４９とを経由してオイル排出穴５０に至って排出される。従って、この参考例では、金属粉をオイル排出穴５０に速やかに導いて排出できる利点がある。図４（Ａ）（Ｂ）の実施形態、参考例では、内向き筒部４６の先端がベアリングチューブ３９の外向き段部３９ｂに当接していても、金属粉をオイルの流れによって排出できる。

図４（Ｂ）では、オイル通路穴５３は内向き筒部４６の付け根部に形成しているが、その位置（前後位置）は任意に設定できる。また、内外連通穴５３を内向き筒部４６の付け根部に形成した場合、一点鎖線で示すように、内向き筒部４６の内周面４６ｂを後ろ広がりのテーパ面に形成して、テーパ面の最大径の箇所に内外連通穴５３を開口させると、油面を下に大きく下げることができるため、金属粉がアーマチャー４０の外周面に触れることをより確実に防止できる利点がある。なお、図４の実施形態、参考例は、第１実施形態や後述する第４実施形態にも適用できる。

図５に示す第３実施形態では、オイル排出穴５０を周方向に等間隔で４つ形成している。このように構成すると、ポールピース４３をどのような姿勢で配置しても、いずれかのオイル排出穴５０がポールピース４３の下部に位置するため、姿勢合わせの手間を要することなく、オイルの排出を確実化できる。

図５では、２つオイル排出穴５０が下部において同じ高さになっている状態を表示しており、この状態から左右いずれかに回転すると、１つのオイル排出穴５０は更に下方に位置する。従って、図５の状態のときに、オイル排出穴５０は下部のうちの最も高い位置に位置している。

そして、ポールピース４３の内部に溜まったオイル及び金属粉は、内向き筒部４６の先端を乗り越えて第２隙間４９（右下がりのハッチング参照）に溜まり、そしてオイル排出穴５０から排出されるが、オイル排出穴５０がポールピース４３のフランジ部４５ａに形成されていることから、オイル排出穴５０は下方に大きくずれており、従って、ポールピース４３の内部に溜まるオイル及び金属粉の量は僅かである（左下がりハッチング参照）。従って、この実施形態でも、金属粉がアーマチャー４０に付着することを防止又は著しく抑制できる。

図５において、比較として、オイル排出穴５０を内向き筒部４６の内側に配置した状態を一点鎖線で表示しているが、この場合は、点線で示すように、オイル溜まりの油面５４は常にアーマチャー４０の下端よりも上に位置しているため、オイルは、アーマチャー４０が部分的に浸かる状態まで溜まらないと排出されない。従って、金属粉の滞留現象が生じて、金属粉がアーマチャー４０とベアリングチューブ３９との間の隙間に侵入する機会が増大することになる。

また、オイル排出穴５０は内向き筒部４６の内面の下端よりも上に位置しているため、重い金属粉はオイル排出穴５０に到達できずに、金属粉が内向き筒部４６の内部に増えていくことが想定され、すると、溜められた金属粉が振動によってアーマチャー４０とベアリングチューブ３９との間の隙間に侵入しやすくなると云える。

これに対して、第３実施形態では、内向き筒部４６に溜まるオイルの量を格段に軽減できるのみならず、金属粉及びオイルが内向き筒部４６の内部に溜まっても、金属粉はオイルの流れに乗って内向き筒部４６の先端から排出される。従って、複数のオイル排出穴５０を形成して組み付けの手間を無くしつつ、アーマチャー４０の作動を確実化できる。

また、複数のオイル排出穴５０はそれぞれフランジ４５ａに形成されており、仮に上部に位置したオイル排出穴５０にオイルが入り込んでも、オイルは内向き筒部４６の外側を伝って下方に流下するため、オイル及び金属粉が内向き筒部４６の内部に侵入することはない。
更に、オイル排出穴５０はセンターピン４１から遠く離れているため、スプール２０から排出されたオイルがふりかかるエリアからも外側に外れている。従って、複数のオイル排出穴５０を形成しても、上部に位置したオイル排出穴にオイルが流れ込むこと自体が現実には生じないといえる。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、オイル排出穴はフランジの外周に開口した切欠きの形態に形成することも可能である。油圧駆動ユニットやソレノイドユニットの具体的構成は実施形態に限られず、様々に変更できる。

本願発明は、ソレノイドユニットで制御される油圧式ＶＶＴ装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ 油圧駆動ユニット
２ ソレノイドユニット
３ カム軸
４ チェーンカバー
６ シリンダヘッド
８ フロントカムキャップ
１０ センターボルト
１９ｂ センターボルトの環状壁
１１ ロータ
１２ ハウジング
１３ タイミングチェーン
１４ チェーンスプロケット
１５ アウタープレート
１９ スリーブ
２０ スプール
３５ ケーシングを構成するアウタースース
３６ ケーシングを構成するインナースース
３７ コイル
３９ ベアリングチューブ
３９ｃ ベアリングチューブのテーパ部
４０ アーマチャー
４１ センターピン
４２ ブッシュ
４３ ポールピース
４５ 基板
４５ａ フランジ部
４６ 内向き筒部
４６ａ 外周面
４８ オイル排出通路を構成する環状の第１隙間
４９ オイル排出通路を構成する環状の第２隙間
５０ オイル排出穴
５１ 溝

Claims (1)

1. 油圧鼓動式のスプールが軸方向に前後動してカム軸の進角又は遅角が制御される油圧駆動ユニットと、前記スプールを前後動させるセンターピンが前記スプールと同心状に内蔵されたソレノイドユニットと、を有し、
   前記油圧駆動ユニットは、前記ソレノイドユニットに向けた開口した環状壁が形成されていると共に前記スプールが同心に内蔵されたセンターボルトを有しており、前記油圧駆動ユニットの使用済みオイルは前記スプールの内部空間から前記センターボルトにおける環状壁の外側に排出されるようになっている一方、
   前記ソレノイドユニットは、前記センターボルトに向いて開口したケーシングを有し、前記ケーシング内に、前記スプールと同心方向にスライドするアーマチャーと、前記アーマチャーを外側から抱持してそのスライドをガイドするベアリングチューブとが配置されて、前記ケーシングの開口部は、前記アーマチャーから前記スプールの方向に突出したセンターピンを摺動自在に保持するポールピースによって塞がれており、
   前記ポールピースは、前記センターピンが直接に又はブッシュを介して貫通した基板と、前記基板から前記アーマチャーに向けて突出した内向き筒部とを有して、前記基板は、前記内向き筒部の外側にはみ出たフランジ部を有して、前記フランジ部が前記ケーシングの開口部に嵌合しており、
   かつ、前記ポールピースにおけるフランジ部の下部に、前記ポールピースの内部に入り込んだオイルを排出するオイル排出穴が形成されている油圧式ＶＶＴ装置であって、
   前記ポールピースにおける内向き筒部の外周面は前記基板に向けて拡径するテーパ状に形成されて、前記ポールピースにおける内向き筒部の外周面の外側に環状のオイル排出通路が形成されており、かつ、前記オイル排出穴は、前記内向き筒部の外周面を部分的に切除して形成されており、
   かつ、前記ポールピースの外径は前記センターボルトにおける環状壁の外径と略同じに設定されており、前記オイル排出穴は前記センターボルトにおける環状壁の端面と対向しており、
   更に、ベアリングチューブは、前記ポールピースにおける内向き筒部を囲うテーパ部を有して、前記ベアリングチューブのテーパ部と前記ポールピースの内向き筒部との空間が前記オイル排出通路になっており、前記ベアリングチューブにおけるテーパ部の開口端は前記ポールピースのフランジに当接している、
   油圧式ＶＶＴ装置。

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