WO2023166962A1 - 制御弁及びこの制御弁が適用される内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

制御弁及びこの制御弁が適用される内燃機関のバルブタイミング制御装置 Download PDF

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WO2023166962A1
WO2023166962A1 PCT/JP2023/004713 JP2023004713W WO2023166962A1 WO 2023166962 A1 WO2023166962 A1 WO 2023166962A1 JP 2023004713 W JP2023004713 W JP 2023004713W WO 2023166962 A1 WO2023166962 A1 WO 2023166962A1
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WO
WIPO (PCT)
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valve
port
control valve
axial direction
hole
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/004713
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
保英 ▲高▼田
Original Assignee
日立Astemo株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a control valve and a valve timing control device for an internal combustion engine to which this control valve is applied.
  • the conventional control valve described in Patent Document 1 is applied to a valve timing control device, and is provided at each opening of three ports formed on the outer periphery of a cylindrical control valve body. a frame member fitted into the frame storage portion; a filter portion provided in the frame member; and a pair of fixing parts.
  • the pair of fixing portions has a pair of locking portions that are locked to a pair of locked portions formed on the inner edge of the port portion, and the pair of fixing portions are inserted into the respective port portions. In this state, the pair of locking portions are opened to be separated from each other and locked to the pair of locked portions.
  • a spool valve for selectively connecting and disconnecting each of the ports is provided slidably in the axial direction.
  • the diameter of the control valve is required to be reduced in order to ensure good mountability of the valve timing control device on the internal combustion engine.
  • the conventional control valve is formed such that the locked portion protrudes radially inward from the inner peripheral surface of the control valve body.
  • the outer diameter of the spool valve is required to be larger than a predetermined size in order to ensure control accuracy (performance). Therefore, the control valve main body must have a large radial thickness due to the presence of the locked portion, and as a result, the outer diameter may become large.
  • An object of the present invention is to provide a control valve capable of suppressing an increase in the size of the valve body by improving the attachment structure of the filtering member to the port of the control valve.
  • control valve has a valve housing hole formed along the inner axial direction, and a valve housing hole formed from the outer peripheral surface in the direction of the valve housing hole and arranged side by side in the axial direction.
  • valve body having first, second and third ports; a first land portion and a second land portion provided axially slidably on the inner peripheral surface of the valve housing hole; a connecting portion axially connecting the first land portion and the second land portion and having an outer diameter smaller than that of the first and second land portions; a spool valve capable of changing communication between a first port and a third port; a filtering member disposed in the second port, the frame held at an outer opening edge of the second port; and a filter portion provided in the portion, and an inner opening of the second port provided so as to protrude from the inner surface of the frame portion, pass through the inner peripheral surface of the valve housing hole, and be formed flush with the inner peripheral surface. and a filter member having an edge or an engaging portion that engages with a portion that is recessed radially inward from the inner opening edge of the second port.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a valve timing control device for an internal combustion engine according to the present invention
  • FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of main parts of the valve timing control device
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1
  • 1 is an exploded perspective view of a control valve provided for this embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a control valve provided for this embodiment
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5
  • FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a partial cross-section of the control valve used in the present embodiment
  • 1(a) is a bird's-eye view of a filter member used in the present embodiment
  • 1(b) is a perspective view of the same filter member as viewed from below.
  • (a) is a plan view showing the main part on the inlet port side of the control valve, and
  • (b) is a side view of the main part on the inlet port side.
  • (a) is a plan view of the essential part showing a state in which the filtering member is attached to the fitting groove
  • (b) is a side view of the essential part showing a state in which the filtering member is attached to the fitting groove.
  • valve timing control device for an internal combustion engine
  • the valve timing control device is applied to the exhaust valve side of the internal combustion engine, but it is also possible to apply it to the intake valve side.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a valve timing control device for an internal combustion engine to which a control valve according to the present invention is applied
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of main parts of the valve timing control device
  • FIG. 3 is line AA of FIG. It is a sectional view.
  • the valve timing control device includes a timing sprocket (hereinafter referred to as a sprocket) 1, which is a drive rotor that is rotationally driven by the crankshaft of the engine via a timing chain (not shown); A camshaft 2 on the exhaust side that is rotatable relative to the sprocket 1, and a phase change mechanism 3 that is arranged between the sprocket 1 and the camshaft 2 and changes the relative rotation phase between the two. , a lock mechanism (not shown) that locks the phase change mechanism 3 at the most advanced relative rotational position, and a hydraulic circuit 5 that operates the phase change mechanism 3 and the lock mechanism.
  • a timing pulley to which a rotational force is transmitted by a timing belt may be used as the drive rotor.
  • the sprocket 1 is formed in the shape of an annular plate, and has a gear portion 1a around which a timing chain is wound.
  • the sprocket 1 also functions as a cover member that closes one axial end opening of the housing 6 to which the housing 6, which will be described later, is coupled from the rotation axis direction.
  • the sprocket 1 has an insertion hole 1b formed at the center thereof, into which one axial end 2a of the camshaft 2 is inserted so as to be relatively rotatable.
  • Two female screw holes 1c are provided at equidistant positions in the circumferential direction.
  • the camshaft 2 is rotatably supported on a cylinder head (not shown) via a plurality of cam bearings.
  • the camshaft 2 is provided with a rotating cam for each cylinder, which opens an exhaust valve (not shown) against the spring force of a valve spring at a predetermined position on the outer peripheral surface of the camshaft 2 in the rotation axis direction.
  • An insertion hole 2b is formed in the one end portion 2a of the camshaft 2 in the axial direction thereof, into which the other axial end portion of a valve body 31 (to be described later) is inserted.
  • a drain passage hole 2c having a stepped diameter is formed in the inner axial direction of the one end portion 2a so as to be continuous with the insertion hole 2b and to discharge the hydraulic pressure discharged from the control valve 20 described later to the outside.
  • the camshaft 2 has three female threaded holes 2d radially outside the insertion hole 2b of the one end 2a extending axially from the tip surface of the one end 2a.
  • the male threaded portions of a plurality of (three in this embodiment) bolts 12 for coupling a rotor 14, which will be described later, are screwed into the respective female threaded holes 2d.
  • the phase change mechanism 3 is axially coupled to the sprocket 1 by a plurality of (four in this embodiment) bolts 13, and has a cylindrical housing having an internal working chamber.
  • the housing 6 is formed in a cylindrical shape from sintered metal that is formed by sintering compacted metal.
  • a front cover 11 is provided on one end side of the housing 6 in the axial direction to close the opening of the one end side.
  • the housing 6 has a plurality of (four in this embodiment) shoes 8a to 8d projecting from its inner peripheral surface.
  • Each of the shoes 8a to 8d has a substantially trapezoidal shape when viewed from the front, and has four bolt insertion holes 8e through which the respective bolts 13 are inserted in the axial direction.
  • the front cover 11 is made of, for example, a ferrous metal in the form of a disc, and has an insertion hole 11a having a relatively large diameter penetrating through the center. Further, the front cover 11 has four bolt insertion holes (not shown) through which the respective bolts 13 are inserted at substantially equal intervals in the circumferential direction of the outer peripheral portion.
  • the sprocket 1, the housing 6, and the front cover 11 are coupled from the direction of the rotation axis by four bolts 13 that are inserted through the bolt insertion holes and the bolt insertion holes 8e and whose tip ends are screwed into the female screw holes 1c.
  • the vane rotor 7 is integrally formed of sintered metal. As shown in FIGS. 1 and 3, the vane rotors 7 include a central rotor 14 and a plurality of vane rotors 7 radially projecting from the outer peripheral surface of the rotor 14 at equal intervals of approximately 90° in the circumferential direction (this embodiment 4) vanes 15a to 15d.
  • the rotor 14 is formed in a columnar shape with a relatively large diameter, and has a valve hole 14a penetrating therethrough which is continuous with the insertion hole 2b of the camshaft 2 in the central inner axial direction.
  • the rotor 14 has a circular fitting groove 14b formed in one end face (rear end face on the side of the camshaft 2) in the rotation axis direction, into which the tip of the one end 2a of the camshaft 2 is fitted.
  • the rotor 14 is integrally provided with a disk-shaped protrusion 14c that is rotatably fitted into the insertion hole 11a of the front cover 11 on the other end surface in the rotation axis direction.
  • the rotor 14 has four advance passage holes 17 and four retard passage holes 18 extending radially through the rotor 14 .
  • Each of the advance passage holes 17 and the retard passage holes 18 has one inner end opening to the valve hole 14a (control valve 20), and the other outer end of each corresponding advance passage hole 17 and the retard passage hole 18. It opens into the chamber 9 and each retarding chamber 10 respectively.
  • the rotor 14 is formed with a plurality of (three in this embodiment) bolt holes 14d extending radially outward of the valve hole 14a along the rotation axis direction.
  • a working hole 19 is formed on the inner periphery of the valve hole 14a on the one end side in the axial direction. Between the valve hole 14a and the working hole 19, a pair of circumferential locking portion and axial locking portion (not shown) to which an elastic clip 36 (to be described later) is fitted are provided.
  • the work hole 19 is formed in an inverted R shape when viewed from the front (viewed from the front cover 11 side) extending in the radial direction from the inner peripheral surface of the valve hole 14a.
  • the other portion 19b (wall surface) is formed linearly in parallel with the radial direction of the rotor 14. As shown in FIG.
  • the work hole 19 has a space inside the one portion 19a, and the space is used to hold an elastic clip 36, which will be described later.
  • Each of the vanes 15a-15d has a relatively short radial projection length and is arranged between each of the shoes 8a-8d.
  • the three vanes 15b to 15d other than the first vane 15a are set to have substantially the same width in the circumferential direction and are relatively thin.
  • the first vane 15a is formed to have a large width in the circumferential direction, and has a part of a locking mechanism (not shown) provided therein.
  • a seal member 16 for sealing between the inner peripheral surface of the housing 6 and the seal groove formed on the outer peripheral surface of each of the vanes 15a to 15d is provided. Further, the opposing end surfaces of the shoes 8a to 8d of the housing 6 are formed in an arc shape following the outer peripheral surface of the rotor 14 so as to form a metal seal with the outer peripheral surface of the rotor 14 while being in sliding contact therewith. It's becoming
  • each vane 15a to 15d in the forward and reverse rotation directions and both side surfaces of each shoe 8 the above-described advance angle operating chambers 9 and retarding angle operating chambers 10 are provided.
  • the advance working chambers 9 and the retard working chambers 10 are opened at the other ends of the advance passage holes 17 and the retard passage holes 18 formed radially inside the rotor 14 . ing.
  • Each advance passage hole 17 and each retard passage hole 18 has a circular cross-sectional shape, and hydraulic pressure is supplied through four advance ports 37 and four retard ports 38 of the control valve 20, which will be described later. Each communicates with a circuit 5 .
  • the lock mechanism holds the vane rotor 7 at the most advanced rotational position with respect to the housing 6 .
  • the hydraulic circuit 5 includes a supply passage 25 formed in a bearing journal portion of the camshaft 2 and in the internal axial direction of the camshaft 2, and a discharge passage provided upstream of the supply passage 25.
  • An oil pump 26 that discharges working oil pressure to the supply passage 25 via an oil pump 26a, and an oil pump 26 that is provided in the axial direction inside the rotor 14, and the flow through each advance passage hole 17 and each retard passage hole 18 according to the engine operating state.
  • control valve 20 for switching passages; a discharge passage 26b for discharging hydraulic pressure in either one of the advance and retard working chambers 9 and 10 to an oil pan 28 by switching the passage of the control valve 20; 14 and a check valve 29 that allows the hydraulic pressure supplied from the oil pump 26 to the supply passage 25 only in the direction of the control valve 20 .
  • the upstream portion of the supply passage 25 communicates with the discharge passage 26 a of the oil pump 26 , while the downstream portion thereof communicates with a later-described recessed portion 30 provided in the rotor 14 via a check valve 29 .
  • a general vane type or trochoid type for example, is used.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the control valve
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the control valve provided for this embodiment
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. 5, and
  • FIG. 7 is provided for this embodiment.
  • 8(a) is a bird's-eye view showing a filter member used in the present embodiment
  • (b) is a perspective view of the same filter member as seen from below
  • Fig. 9(a) is a plan view of the main part showing the inlet port side of the control valve
  • (b) is a side view of the main part on the inlet port side
  • Fig. 10(a) is a state in which the filter member is attached to the fitting groove.
  • FIGS. a cylindrical valve body 31 accommodated in the valve hole 14a of the rotor 14; 1, and an electromagnetic actuator 34 for pushing the spool valve 32 rightward in FIG. 1 against the spring force of the valve spring 33. It is
  • the valve body 31 is made of a ferrous metal material and has a hollow cylindrical shape, and the valve housing hole 31a is formed through the valve body 31 in the axial direction. As shown in FIGS. 4 and 5, the valve body 31 is formed with an annular locking groove 35 in which an elastic clip 36 is locked on the outer periphery of one axial end on the electromagnetic actuator 34 side. The valve body 31 is detachably attached to the inside of the valve hole 14a by means of an elastic clip 36 engaged with the engagement groove 35. As shown in FIG.
  • the valve body 31 has an advance port 37, which is a first port (first communication port), penetrating the peripheral wall in the radial direction at a position near one end in the axial direction.
  • a retard port 38 which is a third port (second communication port), is formed through the peripheral wall in the radial direction.
  • an introduction port which is a second port that introduces the hydraulic pressure that has passed through the check valve 29 to the advance port 37 or the retard port 38 via the spool valve 32. 39 is formed.
  • the introduction port 39 extends through the peripheral wall of the valve body 31 in the radial direction and extends in the peripheral direction of the valve body 31. It is formed in the shape of a rectangular long hole along.
  • a fitting groove 40 is formed in the outer opening edge of the introduction port 39 .
  • the fitting groove 40 is formed in a long rectangular groove shape along the outer shape of the introduction port 39, and the filter member 21, which will be described later, is fitted and held therein.
  • a first drain hole 41a communicating with the first passage groove 32d of the spool valve 32 is formed in the peripheral wall of the valve body 31 at one end in the axial direction.
  • the first drain hole 41a communicates with the inside of the oil pan 28 via the discharge passage 26b.
  • a second drain hole 41 b is formed through the center of a disk-shaped end wall provided at the other end of the valve body 31 so as to appropriately communicate with the retarded angle port 38 via the spool valve 32 .
  • the second drain hole 41b communicates with the inside of the oil pan 28 via the drain passage hole 2c of the camshaft 2 and the discharge passage 26b.
  • the advance port 37 and the retard port 38 have inner openings facing the valve housing hole 31a (spool valve 32), and outer openings facing the advance passage holes 17 and the retard passage holes. 18 from the radial direction.
  • the locking groove 35 is basically formed in an annular shape on the outer periphery of the advance port 37 of the valve body 31, and the entirety serves as an axial retaining portion for the elastic clip 36.
  • the locking groove 35 is formed as a non-circular groove 35a having a flat lower side, and this non-circular groove 35a serves as a circumferential positioning portion for the elastic clip 36. As shown in FIG.
  • the elastic clip 36 is formed by bending an iron-based metal wire rod into a substantially ohmic shape, and includes a circular portion 36a and a pair of clips provided at opposite ends of the circular portion 36a. It has protrusions 36b and 36c.
  • Both sides of the circular portion 36a are formed in a substantially circular arc shape along the locking groove 35, and a non-circular groove 35a is fitted on the lower portion on the opposite side of the protrusions 36b and 36c. It is a linear portion 36d which is a circular portion.
  • the elastic clip 36 is prevented from slipping off in the axial direction in a state of being elastically locked in the locking groove 35, and the linear portion 36d is fitted in the non-circular groove 35a. Circumferential positioning is provided.
  • the pair of projecting portions 36b and 36c extend radially outward in parallel and linearly from the opposite ends of the circular portion 36a, and their axial lengths are fitted into the engaging grooves 35 of the valve body 31. is shorter than the radial outer surface of the inner peripheral surface of the working hole 19 . Further, the pair of protrusions 36b and 36c are engaged with an axial locking portion and a circumferential locking portion (not shown) formed on the rotor 14 by their own elastic force in the diameter expanding direction inside the working hole 19. It is designed to be stopped.
  • the spool valve 32 is formed in a cylindrical shape with one axial end portion (one end portion side of the valve body 31) closed. A discharge hole 50 communicating with the drain hole 41b is formed.
  • the spool valve 32 is provided with annular first and second guide portions that slidably guide the inside of the valve housing hole 31a on the outer periphery of one end and the other end in the axial direction.
  • the spool valve 32 has first and second lands on both sides near the center in the axial direction for selectively switching communication between the advance port 37 and the retard port 38 with respect to the introduction port 39 according to the sliding position. Portions 32a and 32b are provided. Between the first and second land portions 32a and 32b, a connecting portion 32c is provided for axially connecting the two land portions 32a and 32b.
  • the connecting portion 32c has an outer diameter smaller than that of the first and second land portions 32a and 32b, and a cylindrical passage groove 32h communicating with the introduction port 39 is formed on the outer periphery of the connecting portion 32c. formed.
  • the discharge hole 50 and the first, first, and second lands axially outward of the lands 32a and 32b correspond to the sliding position of the spool valve 32 in the axial direction.
  • First and second communication holes 32f and 32g communicating through the second passage grooves 32d and 32e are formed to penetrate in the radial direction.
  • the valve spring 33 is arranged between the inner peripheral stepped portion of the other end of the valve body 31 and the other edge of the spool valve 32, and biases the spool valve 32 leftward in FIG. The maximum leftward movement position of the spool valve 32 in FIG.
  • a filter member 21 is attached to the fitting groove 40 on the outer peripheral opening edge of the introduction port 39 of the valve body 31 .
  • the filter member 21 includes a frame portion 22 fitted in the fitting groove 40 of the introduction port 39, and a It has a filter portion 23 integrally provided inside the portion 22 and a pair of locking portions 24 , 24 integrally provided at both ends of the frame portion 22 in the longitudinal direction.
  • the frame portion 22 is formed of a synthetic resin material in a shape similar to the shape of the fitting groove 40 and is formed in a rectangular shape elongated in the circumferential direction of the valve body 31 .
  • the frame portion 22 has wide ends 22a and 22b in the longitudinal direction, and holding pieces 22c and 22d extending in parallel from the left and right ends of the ends 22a and 22b are formed in narrow arc shapes.
  • the filter part 23 is made of a stainless material in a net shape, and the outer peripheral part is integrally fixed to the inner peripheral part of the frame part 22 when the frame part 22 is injection molded.
  • the mesh size of the filter portion 23 is set to such an extent that metal powder (contaminants) mixed in the hydraulic oil flowing through the introduction port 39 can be filtered.
  • the pair of locking portions 24 are formed into a substantially L-shape from a synthetic resin material when the frame portion 22 is injection molded.
  • a plate-shaped support portion 24b vertically bent inward from each tip end edge of each base portion 24a; have.
  • Each locking portion 24 is formed so that each supporting portion 24b can be elastically deformed in a radially contracting direction with each supporting portion 24b serving as a fulcrum.
  • Each base portion 24a protrudes substantially horizontally in a direction facing each other, while each support portion 24b is formed to have a length that can be inserted into the introduction port 39 from the tip edge of each base portion 24a.
  • Each claw portion 24c is formed in a hook shape with a tip edge 24d directed toward the lower surface of each base portion 24a, and extends from each tip edge 24d in a free state to the inner surface of each end portion 22a, 22b of the frame portion 22. is formed slightly shorter than the width length from the bottom surface of the fitting groove 40 to the inner peripheral surface of the valve accommodating hole 31a.
  • each tip edge 24d of each claw portion 24c is locked to the inner opening edge 39a of the introduction port 39 by an elastic restoring force. It is designed to The inner opening edge 39a is formed on the same plane as the valve housing hole 31a.
  • the filter member 21 When the filter member 21 is attached to the introduction port 39 and when the engine is cold-started, the axial direction and the circumferential direction are separated between the frame portion 22 and the inner peripheral surface of the fitting groove 40 .
  • a gap is formed in the After the warm-up is completed, the gap becomes smaller due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal valve body 31 and the synthetic resin frame portion 22, and the outer surface of the frame portion 22 closely contacts the inner surface of the fitting groove 40. It is designed to
  • the check valve 29 is provided in a recessed portion 30 formed along the inner axial direction from one end surface of the rotor 14 on the camshaft 2 side.
  • an annular valve seat 43 fixed to the opening end of the recess 30 so that the valve body 42 can be seated or removed from the valve body 42; and a check spring 44 that
  • the concave portion 30 is formed in a columnar shape, and a small-diameter columnar projection 45 for holding the posture of the check spring 44 in a straight line projects toward the valve seat 43 from the bottom surface opposite to the valve seat 43 . It is
  • an axial passage groove 46 extending along the axial direction of the rotor 14 is formed on the lower surface of the inner peripheral surface of the recess 30 .
  • the axial passage groove 46 has a substantially U-shaped cross section, with one axial end located on the inner surface of the valve seat 43 and the other axial end extending to the bottom surface of the recess 30 .
  • a radial hole 47 communicating between the axial passage groove 46 and the introduction port 39 of the valve body 31 is provided in the inner peripheral surface of the valve hole 14 a of the rotor 14 .
  • One end of the radial hole 47 opens into the axial center portion of the axial passage groove 46 and the bottom portion of the other end portion, and the other end opens into the introduction port 39 of the valve body 31 to form the axial passage groove 46 and the radial hole 47 . It communicates with the introduction port 39 .
  • the electromagnetic actuator 34 includes a synthetic resin casing 51, an annular coil 53 housed inside the casing 51 via a magnetic bobbin 52, and an outer periphery of the coil 53. and a pair of first and second fixed iron cores 55 and 56 made of magnetic material arranged and fixed on the inner peripheral side of the bobbin 52 .
  • the electromagnetic actuator 34 includes a sleeve 57 made of a non-magnetic material arranged in contact with the inner peripheral surfaces of the first and second fixed iron cores 55 and 56, and a circular shaft provided inside the sleeve 57 so as to be slidable in the axial direction. It has a columnar movable core 58, a push rod 59 attached to the tip of the movable core 58, and a holding plate 60 made of a magnetic material fixed to the front end side of the first fixed core 55 on the front side. .
  • the casing 51 includes a tubular portion 51a and a connector portion 51b integrally provided at the rear end portion of the tubular portion 51a and electrically connected to the ECU 61, which is an electronic control unit.
  • the tubular portion 51a is formed in a bottomed, thin-walled cylindrical shape, has an opening at the front end, and has a tubular member 54 fixed to its inner peripheral surface.
  • the connector portion 51 b has a pair of terminal strips whose entirety is embedded in the casing 51 , and one end of each of which is connected to the coil 53 .
  • each of the other end portions 51c exposed to the outside is connected to a terminal of a male connector on the ECU 61 side.
  • the push rod 59 is formed in the shape of a cylindrical shaft, and a steel ball-shaped pressing portion is insert-molded on the tip surface of the tip portion in the axial direction. This pressing portion axially abuts on the tip end surface of the small diameter portion 32h provided at one axial end portion of the spool valve 32. As shown in FIG.
  • the holding plate 60 is formed in a disc shape, and has an annular recess recessed toward the movable iron core 58 on its inner periphery. An insertion hole is formed through the center of the annular recess, into which the tip of the push rod 59 is slidably inserted.
  • the coil 53 is excited by energization from the ECU 61, and this exciting force moves the movable iron core 58 and the push rod 59 rightward in FIG. This causes the push rod 59 to move the spool valve 32 rightward against the spring force of the valve spring 33 .
  • the amount of energization to the coil 53 is variably controlled by a pulse current from the ECU 61.
  • the spool valve 32 moves to the maximum leftward position shown in FIG. controlled.
  • the spool valve 32 is controlled to move to the maximum rightward position in FIG.
  • the spool valve 32 can also be held at the axial intermediate position by controlling the amount of energization of the coil 53 .
  • the first and second lands 32a and 32b open the advance ports 37 and the retard ports 38 so that the ports 37 and 38 and the introduction port 39 communicate with each other. It's becoming As a result, hydraulic pressure is supplied to the working chambers 9 and 10 to hold the vane rotor 7 at an intermediate rotational position between the maximum advance angle and the maximum retardation angle.
  • the ECU 61 has an internal computer equipped with a crank angle sensor (engine speed detection), an air flow meter, an engine water temperature sensor, an engine temperature sensor, a throttle valve opening sensor, and a cam for detecting the current rotation phase of the camshaft 2 (not shown).
  • the current operating state of the engine is detected by inputting information signals from various sensors such as an angle sensor.
  • the oil pump 26 When the engine is stopped, the oil pump 26 is also stopped and the working oil pressure is not supplied from the discharge passage 26a, and the coil 53 is not energized from the ECU 61 and is in a non-energized state. Therefore, the spool valve 32 is held at the maximum leftward movement position by the spring force of the valve spring 33, as shown in FIG. At this time, the valve body 42 of the check valve 29 is seated on the valve seat 43 by the spring force of the check spring 44 to close the passage hole 43a.
  • the oil pump 26 is also driven to pressure-feed the hydraulic pressure from the discharge passage 26a to the supply passage 25.
  • This operating oil pressure at the beginning of the start acts on the head portion of the valve body 42 through the passage hole 43a.
  • the valve body 42 moves backward against the spring force of the check spring 44 and moves away from the valve seat 43 to open the passage hole 43a.
  • the valve body 42 is moved back to the maximum extent until it hits the protrusion 45 by the hydraulic pressure to ensure a sufficient flow rate of the working hydraulic pressure.
  • the hydraulic pressure that has flowed into the supply passage 25 from the discharge passage 26a flows directly into the axial passage groove 46 through the space between the annular seat surface 43b of the valve seat 43 and the head portion of the valve body 42. .
  • the hydraulic pressure that has flowed into the axial passage groove 46 passes through the radial hole 47, flows from the filter portion 23 of the filter member 21 into the introduction port 39, and further passes through the cylindrical passage groove 32h of the connecting portion 32c of the spool valve 32. Then, it flows into each advance port 37, and from there, it is supplied to each advance operation chamber 9 through each advance passage hole 17, and the internal pressure rises.
  • the spool valve 32 communicates with each retard port 38 and the second passage groove 32e. Therefore, the working oil pressure in each retarding chamber 10 flows into the discharge hole 50 through each retarding passage hole 18 and the like. Further, from here, the oil is discharged into the oil pan 28 through the second drain hole 41b of the valve body 31 and the drain passage hole 2c through the discharge passage 26b.
  • the vane rotor 7 is locked by the locking mechanism. Therefore, the flapping of the vane rotor 7 due to the alternating torque generated in the camshaft 2 can be suppressed.
  • the spool valve 32 allows the second land portion 32b to communicate with the retard port 38 and the cylindrical passage groove 32h.
  • the first land portion 32a communicates each advance port 37 with the first passage groove 32d.
  • the hydraulic pressure that has passed through the axial passage groove 46 and the radial hole 47 from the opened valve body 42 of the check valve 29 passes from the filter portion 23 through the introduction port 39 to the cylindrical passage of the connecting portion 32c. It is supplied from each retard passage hole 18 into each retard working chamber 10 through the groove 32 h and the retard port 38 .
  • hydraulic pressure in each advance operation chamber 9 flows from each advance passage hole 17 into the discharge hole 50 through each advance port 37 and the first passage groove 32d. The hydraulic pressure that has flowed in here is further discharged into the oil pan 28 through the second drain hole 41b and the drain passage hole 2c through the discharge passage 26b.
  • each locking portion 24 expands and deforms due to its own elastic force when each claw portion 24c passes through the inner peripheral surface of the introduction port 39, and after passing through the inner peripheral surface of the introduction port 39, As shown in FIG. 6, each leading edge 24d is contracted and deformed so that each tip edge 24d engages the inner opening edge 39a of the introduction port 39, that is, the inner peripheral surface of the valve accommodating hole 31a.
  • the filter member 21 is attached and fixed to the opening edge of the introduction port 39 by the locking portions 24 while the frame portion 22 is fitted and held in the fitting groove 40 .
  • each locking portion 24 that has passed through the introduction port 39 is directly locked to the inner opening edge 39a provided on the inner peripheral surface of the valve housing hole 31a of the valve body 31 due to its own elastic deformation. Therefore, unlike the prior art disclosed in the above publication, there is no need to project a locked portion on the inner peripheral surface of the valve body. An increase in diameter can be suppressed.
  • control valve 20 when the control valve 20 is applied to a valve timing control device for an internal combustion engine as in the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the size of the entire valve timing control device. is obtained.
  • the manufacturing work can be simplified as compared with the conventional case where a locked portion is provided. Workability is also improved.
  • the inner opening edge 39a of the introduction port 39 is formed in the space between the first and second land portions 32a and 32b of the spool valve 32, that is, in the axial space (cylindrical passage groove 32h) of the connecting portion 32c.
  • the claw portions 24c of the locking portions 24 that are locked to the inner opening edge 39a do not interfere with the first and second lands 32a and 32b while the spool valve 32 is moving in the axial direction. There is no Therefore, the occurrence of damage or breakage of the locking portion 24 can be suppressed.
  • the inner opening edge 39a of the introduction port 39 is formed at a position utilizing the space of the connecting portion 32c of the spool valve 32 on the inner peripheral surface of the valve accommodating hole 31a, and each hook of each locking portion 24 is attached here.
  • a portion 24c is arranged.
  • the frame portion 22 is brought into close contact with the inner peripheral surface of the fitting groove 40 due to the high coefficient of thermal expansion of the frame portion 22, and the gap between the frame portion 22 and the fitting groove 40 is closed. becomes smaller, it is possible to suppress leakage of hydraulic oil from the gap.
  • the present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above. It is also possible to engage the claw portion 24c at a position (groove bottom surface) lower than the inner peripheral surface of the valve housing hole 31a.
  • the filter member 21 is provided only in the introduction port 39, but it is also possible to provide it in the advance port 37 or the retard port 38, and a plurality of ports formed in the valve body 31 may be provided. It is also possible to set each

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Abstract

バルブボディ３１は、内部軸方向に沿って形成されたバルブ収容孔３１ａと、軸方向へ並んで設けられた進角ポート３７、導入ポート３９、遅角ポート３８と、を有し、スプール弁は、バルブ収容孔の内周面に軸方向へ摺動可能に設けられた第１、第２ランド部３２ａ、３２ｂと、第１、第２ランド部とを連結し、第１、第２ランド部よりも外径が小さい連結部３２ｃと、を有している。濾過部材２１は、嵌合溝４０に嵌合保持される枠部２２と、枠部に設けられたフィルタ部２３と、枠部から内方へ突出して設けられ、導入ポートの内側開口縁３９ａに弾性力により係止する係止部２４と、を有している。　以上のように、制御弁のポートに対する濾過部材の取付構造を改良することによって、バルブボディの大型化を抑制することができる。

Description

制御弁及びこの制御弁が適用される内燃機関のバルブタイミング制御装置
　本発明は、制御弁及びこの制御弁が適用される内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
　例えば、特許文献１に記載された従来の制御弁は、バルブタイミング制御装置に適用されたものであって、円筒状の制御弁本体の外周に形成された３つのポートの各開口部に設けられた枠格納部に嵌め込まれる枠部材と、この枠部材に設けられたフィルタ部と、このフィルタ部に一体に形成され、枠部材を枠格納部に嵌め込まれることによって、前記ポート部に固定される一対の固定部と、を備えている。
　前記一対の固定部は、前記ポート部の内端縁に形成された一対の被係止部に係止される一対の係止部を有し、一対の固定部が前記各ポート部に挿入された状態で、前記一対の係止部が互いに離間するように開いて前記一対の被係止部に係止されるようになっている。
　また、制御弁本体の内部には、前記各ポート部を選択的に連通、遮断するスプール弁が軸方向に摺動可能に設けられている。
特許第６４９７８８２号公報(図５、図６)
　ところで、前記制御弁は、バルブタイミング制御装置の内燃機関への良好な搭載性を確保するなどのために、小径化が要請されている。
　しかし、前記従来の制御弁は、制御弁本体の内周面に前記被係止部が径方向内側へ突出した状態で形成されている。一方、前記スプール弁の外径は、制御精度(性能)を確保するために外径的にも所定以上の大きさが要求されている。したがって、制御弁本体は、前記被係止部の存在によって径方向の肉厚を大きく取らざるを得ず、この結果、外径が大きくなってしまうおそれがある。
　本発明は、制御弁のポートに対する濾過部材の取付構造を改良することによって、バルブボディの大型化を抑制し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、とりわけ、制御弁は、内部軸方向に沿って形成されたバルブ収容孔と、外周面から前記バルブ収容孔の方向へ形成され、かつ軸方向へ並んで設けられた第１、第２、第３ポートと、を有するバルブボディと、前記バルブ収容孔の内周面に軸方向へ摺動可能に設けられた第１ランド部及び第２ランド部と、前記第１ランド部と第２ランド部を軸方向から連結し、前記第１、第２ランド部よりも外径が小さい連結部と、を有し、軸方向の移動位置によって前記第２ポートに対して第１ポートと第３ポートとの連通を変更可能なスプール弁と、前記第２ポートに配置される濾過部材であって、前記第２ポートの外側開口縁に保持される枠部と、前記枠部に設けられたフィルタ部と、前記枠部の内面から突出して設けられ、前記バルブ収容孔の内周面を貫通し、前記内周面と同一平面に形成された前記第２ポートの内側開口縁か、あるいは前記第２ポートの内側開口縁よりも径方向内側に凹んだ部位に係止する係止部と、を有する濾過部材と、を備えたことを特徴としている。
　本発明によれば、制御弁のバルブボディの大型化を抑制することができる。
本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の縦断面図である。 バルブタイミング制御装置の主要部品の分解斜視図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 本実施形態に供される制御弁の分解斜視図である。 本実施形態に供される制御弁の縦断面図である。 図５のＢ－Ｂ線断面図である。 本実施形態に供される制御弁を一部断面して示す要部拡大図である。 (ａ)は本実施形態に供される濾過部材を示す俯瞰図、(ｂ)は同濾過部材の下側から視た斜視図である。 (ａ)は制御弁の導入ポート側を示す要部平面図、(ｂ)は同導入ポート側に要部側面図である。 (ａ)は嵌合溝に濾過部材が取り付けられた状態を示す要部平面図、(ｂ)は同嵌合溝に濾過部材が取り付けられた状態を示す要部側面図である。
　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。なお、本実施形態では、バルブタイミング制御装置を内燃機関の排気弁側に適用したものを示しているが、吸気弁側に適用することも可能である。
　図１は本発明に係る制御弁が適用される内燃機関のバルブタイミング制御装置の縦断面図、図２はバルブタイミング制御装置の主要部品の分解斜視図、図３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～図３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（以下、スプロケットという。）１と、スプロケット１に対して相対回転可能に設けられた排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更する位相変更機構３と、該位相変更機構３を最進角側の相対回転位置でロックさせる図外のロック機構と、位相変更機構３とロック機構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、円環板状に形成されて、外周にタイミングチェーンが巻回される歯車部１ａが設けられている。また、スプロケット１は、後述するハウジング６が回転軸方向から結合されて、該ハウジング６の軸方向の一端開口を閉塞するカバー部材としての機能も有している。また、スプロケット１は、中央位置にカムシャフト２の軸方向の一端部２ａが相対回転可能に挿入される挿入孔１ｂが貫通形成されている共に、外周部のハウジング６側の内側面には４つの雌ねじ孔１ｃが周方向の等間隔位置に設けられている。
　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、外周面の回転軸方向の所定位置に図外の排気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる回転カムが気筒毎に設けられている。また、カムシャフト２の一端部２ａの内部軸心方向には、後述するバルブボディ３１の軸方向の他端部が挿入配置される挿入孔２ｂが形成されている。また、一端部２ａの内部軸方向には、挿入孔２ｂと連続して形成されて、後述する制御弁２０から排出された油圧を外部に排出する段差径状のドレン通路孔２ｃが形成されている。
　また、カムシャフト２は、図２に示すように、一端部２ａの挿入孔２ｂよりも径方向外側には３つの雌ねじ孔２ｄが一端部２ａの先端面から内部軸方向に沿って形成されている。この各雌ねじ孔２ｄには、後述するロータ１４を結合する複数本(本実施形態では３本)のボルト１２の雄ねじ部が螺着するようになっている。
　位相変更機構３は、図１～図３に示すように、スプロケット１に対して複数(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、内部に作動室を有する円筒状のハウジング６と、ハウジング６の内部に該ハウジング６に対して相対回転可能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の作動室内にベーンロータ７を介して形成された複数（本実施形態ではそれぞれ４つ）の進角作動室９と遅角作動室１０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焼結金属によって円筒状に形成されている。また、ハウジング６の軸方向の一端側には、該一端側の開口を閉塞するフロントカバー１１が設けられている。
　ハウジング６は、内周面に複数(本実施形態では４つ)のシュー８ａ～８ｄが突設されている。この各シュー８ａ～８ｄは、正面視ほぼ台形状に形成されていると共に、内部軸方向には、各ボルト１３が挿入される４つのボルト挿入孔８ｅがそれぞれ貫通形成されている。
　フロントカバー１１は、例えば鉄系金属によって円盤状に形成されて、中央に比較的大径な挿入孔１１ａが貫通形成されている。また、フロントカバー１１は、外周部の周方向のほぼ等間隔位置に各ボルト１３が挿入される図外の４つのボルト挿通孔が貫通形成されている。
　スプロケット１とハウジング６及びフロントカバー１１は、各ボルト挿通孔や各ボルト挿入孔８ｅを挿入して先端部が雌ねじ孔１ｃに螺着する４本のボルト１３によって回転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６と同じく焼結金属によって一体に形成されている。ベーンロータ７は、図１及び図３に示すように、中央のロータ１４と、該ロータ１４の外周面に円周方向のほぼ９０°の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）のベーン１５ａ～１５ｄと、を有している。
　ロータ１４は、比較的大径な円柱状に形成され、中央の内部軸方向にカムシャフト２の挿入孔２ｂと連続するバルブ孔１４ａが貫通形成されている。また、ロータ１４は、回転軸方向の一端面（カムシャフト２側の後端面）にカムシャフト２の一端部２ａの先端部が嵌合する円形状の嵌合溝１４ｂが形成されている。また、ロータ１４は、回転軸方向の他端面にフロントカバー１１の挿入孔１１ａに回転可能に嵌入する円盤状の突部１４ｃが一体に設けられている。
　ロータ１４は、内部にそれぞれ４本の進角通路孔１７と遅角通路孔１８が径方向に沿って貫通形成されている。この各進角通路孔１７と各遅角通路孔１８は、内側の各一端部がバルブ孔１４ａ（制御弁２０）に開口している一方、外側の各他端部が対応する各進角作動室９と各遅角作動室１０にそれぞれ開口している。
　また、ロータ１４は、バルブ孔１４ａよりも径方向外側の位置に複数(本実施形態では３つ)のボルト孔１４ｄが回転軸方向に沿って貫通形成されている。
　そして、バルブ孔１４ａの軸方向の一端部側の内周には、作業用孔１９が形成されている。また、バルブ孔１４ａと作業用孔１９との間に、後述する弾性クリップ３６が嵌着される図外の一対の周方向係り止め部と軸方向係り止め部が設けられている。
　作業用孔１９は、バルブ孔１４ａの内周面から径方向に延びた正面視(フロントカバー１１側から視て)逆Ｒ形状に形成されており、周方向の一方の部位１９ａ(壁面)が円弧状に切欠形成され、他方の部位１９ｂ(壁面)がロータ１４の径方向と平行に直線状に形成されている。この作業用孔１９は、前記一方の部位１９ａの内側が空間部として構成され、この空間部を利用して後述する弾性クリップ３６を挟み込むようになっている。
　各ベーン１５ａ～１５ｄは、その径方向の突出長さが比較的短く形成されて、それぞれが各シュー８ａ～８ｄの間に配置されている。また、１つの第１ベーン１５ａ以外の３つのベーン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に形成されている。第１ベーン１５ａは、周方向の幅が大きく形成されて内部に図外のロック機構の一部が設けられている。
　各ベーン１５ａ～１５ｄの外周面にそれぞれ形成されたシール溝には、ハウジング６の内周面との間をシールするシール部材１６がそれぞれ設けられている。また、ハウジング６の各シュー８ａ～８ｄの対向する各先端面は、ロータ１４の外周面に倣って円弧状に形成されて、ロータ１４の外周面との間を摺接しながらメタルシールするようになっている。
　また、ベーンロータ７は、進角側へ最大に相対回転すると、第１ベーン１５ａの一側面が対向する一つのシュー８ａの対向側面に当接する。これによって、ベーンロータ７は、最大進角側の回転位置が規制されるようになっている。また、ベーンロータ７は、図３に示すように、遅角側へ最大に相対回転すると、同じく第１ベーン１５ａの他側面が対向する他のシュー８ｄの対向側面に当接する。これによって、ベーンロータ７は、最大遅角側の回転位置が規制されるようになっている。
　各ベーン１５ａ～１５ｄの正逆回転方向の両側面と各シュー８の両側面との間には、前述した各進角作動室９と各遅角作動室１０が設けられている。各進角作動室９と各遅角作動室１０は、ロータ１４の内部に径方向に向かって形成された前記各進角通路孔１７と各遅角通路孔１８の各他端部が開口している。
　各進角通路孔１７と各遅角通路孔１８は、それぞれ断面形状が円形状に形成されていると共に、後述する制御弁２０のそれぞれ４つの進角ポート３７及び遅角ポート３８を介して油圧回路５にそれぞれに連通している。
　ロック機構は、ハウジング６に対してベーンロータ７を最進角側の回転位置に保持するものである。
　油圧回路５は、図１に示すように、カムシャフト２の軸受ジャーナル部やカムシャフト２の内部軸方向に形成された供給通路２５と、該供給通路２５の上流側に設けられて、吐出通路２６ａを介して供給通路２５に作動油圧を吐出するオイルポンプ２６と、ロータ１４の内部軸方向に設けられて、機関運転状態に応じて各進角通路孔１７と各遅角通路孔１８の流路を切り換える制御弁２０と、該制御弁２０の流路の切り換えによって、各進角、遅角作動室９、１０のいずれか一方の作動油圧をオイルパン２８に排出する排出通路２６ｂと、ロータ１４の内部に設けられて、オイルポンプ２６から供給通路２５に供給された油圧を制御弁２０方向にのみ許容する逆止弁２９と、を備えている。
　供給通路２５は、上流部がオイルポンプ２６の吐出通路２６ａと連通している一方、下流部がロータ１４内の設けられた後述する凹部３０に逆止弁２９を介して連通している。
　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４は制御弁の分解斜視図、図５は本実施形態に供される制御弁の縦断面図、図６は図５のＢ－Ｂ線断面図、図７は本実施形態に供される制御弁を一部断面して示す要部拡大図、図８(ａ)は本実施形態に供される濾過部材を示す俯瞰図、(ｂ)は同濾過部材の下側から視た斜視図、図９(ａ)は制御弁の導入ポート側を示す要部平面図、(ｂ)は同導入ポート側に要部側面図、図１０(ａ)は嵌合溝に濾過部材が取り付けられた状態を示す要部平面図、(ｂ)は同嵌合溝に濾過部材が取り付けられた状態を示す要部側面図である
　制御弁２０は、図１、図２、図４～図６に示すように、ロータ１４のバルブ孔１４ａに収容された円筒状のバルブボディ３１と、該バルブボディ３１の内部軸方向に貫通形成されたバルブ収容孔３１ａ内に摺動可能に設けられたスプール弁３２と、該スプール弁３２を図１の左方向へ付勢す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のばね力に抗して図１中、右方向へ押し出す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３１は、鉄系金属材によって内部中空状の円筒状に形成されて、内部軸方向に前記バルブ収容孔３１ａが貫通形成されている。バルブボディ３１は、図４及び図５に示すように、電磁アクチュエータ３４側の軸方向の一端部の外周に弾性クリップ３６が係止される円環状の係止溝３５が形成されている。バルブボディ３１は、係止溝３５に係止した弾性クリップ３６によってバルブ孔１４ａの内部に着脱可能に取り付けられる。
　バルブボディ３１は、軸方向の一端部寄りの位置に第１ポート(第１連通ポート)である進角ポート３７が周壁の径方向へ貫通形成され、また、軸方向の他端部寄りの位置には、第３ポート(第２連通ポート)である遅角ポート３８が周壁の径方向へ貫通形成されている。
　進角ポート３７と遅角ポート３８との間には、逆止弁２９を通った油圧を、スプール弁３２を介して進角ポート３７あるいは遅角ポート３８に導入する第２ポートである導入ポート３９が形成されている。この導入ポート３９は、図５～図７、図１０(ａ)(ｂ)に示すように、バルブボディ３１の周壁を径方向に沿って貫通形成されていると共に、バルブボディ３１の周方向に沿って矩形長孔状に形成されている。また、導入ポート３９の外側開口縁には、嵌合溝４０が形成されている。この嵌合溝４０は、導入ポート３９の外形状に沿った矩形長溝状に形成されて、ここに後述する濾過部材２１が嵌合保持されるようになっている。
　バルブボディ３１の軸方向の一端部の周壁には、スプール弁３２の第１通路溝３２ｄと適宜連通する第１ドレン孔４１ａが形成されている。この第１ドレン孔４１ａは、排出通路２６ｂを介してオイルパン２８の内部と連通している。
　バルブボディ３１の他端部に有する円盤状の端壁の中央には、スプール弁３２を介して遅角ポート３８と適宜連通する第２ドレン孔４１ｂが貫通形成されている。この第２ドレン孔４１ｂは、カムシャフト２のドレン通路孔２ｃと排出通路２６ｂを介してオイルパン２８の内部に連通している。
　進角ポート３７と遅角ポート３８は、図１に示すように、それぞれの内側開口がバルブ収容孔３１ａ(スプール弁３２)に臨み、外側開口が各進角通路孔１７と各遅角通路孔１８に径方向から連通している。
　係止溝３５は、基本的にバルブボディ３１の進角ポート３７の外周に円環状に形成されて、全体が弾性クリップ３６の軸方向抜け止め部になっている。また、係止溝３５は、下側が平坦状の非円形溝３５ａとして形成されており、この非円形溝３５ａが弾性クリップ３６の周方向位置決め部になっている。
　弾性クリップ３６は、図４に示すように、鉄系の金属線材をほぼオーム形状に折り曲げて形成されており、円形状部３６ａと、該円形状部３６ａの対向端部に設けられた一対の突起部３６ｂ、３６ｃと、を有している。
　円形状部３６ａは、両側が前記係止溝３５に沿ったほぼ円弧状に形成されているが、各突起部３６ｂ、３６ｃと反対側の下側の部位が非円形溝３５ａに嵌合する非円形部である直線部３６ｄになっている。
　したがって、弾性クリップ３６は、前述したように、係止溝３５に弾性的に係止した状態で軸方向への抜け止めされていると共に、直線部３６ｄが非円形溝３５ａに嵌合した状態で周方向位置決めがなされている。
　一対の突起部３６ｂ、３６ｃは、円形状部３６ａの対向端から径方向外側へ平行かつ直線状に延びており、軸方向の長さがバルブボディ３１の係止溝３５に嵌合された状態で作業用孔１９の内周面の径方向外側面よりも短く形成されている。また、一対の突起部３６ｂ、３６ｃは、作業用孔１９の内部では拡径方向の自身の弾性力によって、ロータ１４に形成された図外の軸方向係り止め部と周方向係り止め部に係り止めされるようになっている。
　スプール弁３２は、図１、図４～図６に示すように、軸方向の一端部(バルブボディ３１の一端部側)が閉止された円筒状に形成され、内部軸方向には、第２ドレン孔４１ｂに連通する排出孔５０が形成されている。スプール弁３２は、軸方向の一端部と他端部の外周にバルブ収容孔３１ａ内を摺動可能に案内する円環状の第１、第２ガイド部が設けられている。
　スプール弁３２は、軸方向の中央寄りの両側に、摺動位置に応じて、導入ポート３９に対して進角ポート３７と遅角ポート３８との連通を選択的に切り換える第１、第２ランド部３２ａ、３２ｂが設けられている。この第１、第２ランド部３２ａ、３２ｂの間には、該両ランド部３２a、３２ｂを軸方向から連結する連結部３２ｃが設けられている。連結部３２ｃは、外径が第１、第２ランド部３２a、３２ｂよりも小さく形成されており、この連結部３２ｃの外周には、導入ポート３９と連通する円筒状の筒状通路溝３２ｈが形成されている。
　さらに、スプール弁３２の排出孔５０が形成された周壁には、スプール弁３２の軸方向の摺動位置に応じて排出孔５０と、各ランド部３２ａ、３２ｂの軸方向外側にある第１、第２通路溝３２ｄ、３２ｅを介して連通する第１、第２連通孔３２ｆ、３２ｇが径方向に貫通形成されている。
　バルブスプリング３３は、バルブボディ３１の他端部の内周段差部とスプール弁３２の他端縁との間に配置されて、スプール弁３２を図１中、左方向へ付勢している。スプール弁３２は、図１中、最大左方向の移動位置がバルブボディ３１の一端部３１ｂの内周に設けられたストッパリング４８によって規制されるようになっている。
　前記バルブボディ３１の導入ポート３９の外周開口縁の嵌合溝４０には、濾過部材２１が装着されている。この濾過部材２１は、図４～図８(ａ)(ｂ)及び図１０(ａ)(ｂ)に示すように、導入ポート３９の嵌合溝４０に嵌合する枠部２２と、この枠部２２の内側に一体に設けられたフィルタ部２３と、枠部２２の長手方向の両端部に一体に設けられた一対の係止部２４、２４と、を有している。
　枠部２２は、合成樹脂材によって嵌合溝４０の形状と相似形に形成されてバルブボディ３１の周方向に長い矩形状に形成されている。枠部２２は、長手方向の両端部２２ａ、２２ｂが幅広に形成されていると共に、この両端部２２ａ、２２ｂの左右端から平行に延びた保持片２２ｃ、２２ｄが挟幅円弧状に形成されている。
　フィルタ部２３は、ステンレス材によって網状に形成されて、外周部が枠部２２の内周部に枠部２２の射出成形時に一体的に固定されている。また、フィルタ部２３は、網目の大きさが導入ポート３９を通流する作動油に混入した金属粉(コンタミ)を濾過する程度に設定されている。
　一対の係止部２４は、枠部２２の射出成形時に合成樹脂材によってほぼＬ字形状に成形されており、枠部２２の両端部２２ａ、２２ｂの内面に固定された板状の基部２４ａと、該各基部２４ａの各先端縁から内方へ垂直状に折り曲げられた板状の支持部２４ｂと、該各支持部２４ｂの下端縁から内方へ折り返し状に設けられた爪部２４ｃと、を有している。
　各係止部２４は、各支持部２４ｂが各基部２４ａを支点として互いに拡開、縮径方向へ弾性変形可能に形成されている。各基部２４ａは、互いに対向する方向へほぼ水平に突出形成されている一方、各支持部２４ｂは、各基部２４ａの先端縁から導入ポート３９内へ挿入可能な長さに形成されている。各爪部２４ｃは、各先端縁２４ｄが各基部２４ａの下面方向に向いたフック状に形成されていると共に、自由状態における各先端縁２４ｄから枠部２２の各端部２２ａ、２２ｂの内面までの距離Ｗが、嵌合溝４０の底面からバルブ収容孔３１ａの内周面までの幅長さよりも僅かに短く形成されている。換言すれば、各爪部２４ｃは、各係止部２４が弾性変形しながら導入ポート３９に係入した際に、弾性復帰力によって各先端縁２４ｄが導入ポート３９の内側開口縁３９ａに係止するようになっている。この内側開口縁３９ａは、バルブ収容孔３１ａと同一平面上に形成されている。
　なお、前記濾過部材２１が導入ポート３９に取り付けられた状態でかつ、機関の冷間始動時などには、前記枠部２２と嵌合溝４０の内周面との間に軸方向と周方向に隙間が形成されている。そして、暖機完了後には、金属材のバルブボディ３１と合成樹脂材の枠部２２の熱膨張率の差によって前記隙間が小さくなって、枠部２２の外面が嵌合溝４０の内面に密着するようになっている。
　逆止弁２９は、図１に示すように、ロータ１４のカムシャフト２側の一端面から内部軸方向に沿って形成された凹部３０内に設けられており、凹部３０内を軸方向に沿って摺動可能な弁体４２と、凹部３０の開口端に固定されて、前記弁体４２が離着座可能な円環状のバルブシート４３と、弁体４２をバルブシート４３の着座方向へ付勢するチェックスプリング４４と、を有している。
　凹部３０は、円柱状に形成されていると共に、バルブシート４３と反対側の底面に、チェックスプリング４４の姿勢を直線状に保持する小径円柱状の突起部４５がバルブシート４３に向かって突設されている。
　また、凹部３０の内周面の下面には、ロータ１４の軸方向に沿った軸方向通路溝４６が形成されている。この軸方向通路溝４６は、横断面ほぼＵ字形状に形成されて、軸方向の一端部がバルブシート４３の内面に位置し、軸方向の他端部が凹部３０の底面まで延びている。さらに、ロータ１４のバルブ孔１４ａの内周面には、軸方向通路溝４６とバルブボディ３１の導入ポート３９とを連通する径方向孔４７が設けられている。
　径方向孔４７は、一端が軸方向通路溝４６の軸方向の中央部及び他端部の底部に開口し、他端がバルブボディ３１の導入ポート３９に開口して、軸方向通路溝４６と導入ポート３９とを連通するようになっている。
　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５１と、該ケーシング５１の内部に磁性材のボビン５２を介して収容された環状のコイル５３と、該コイル５３の外周を取り囲むように配置された磁性材の筒状部材５４と、ボビン５２の内周側に配置固定された磁性材の一対の第１、第２固定鉄心５５、５６と、を備えている。
　また、電磁アクチュエータ３４は、第１、第２固定鉄心５５、５６の内周面に当接配置された非磁性材のスリーブ５７と、該スリーブ５７の内部に軸方向へ摺動可能に有する円柱状の可動鉄心５８と、該可動鉄心５８の先端部に取り付けられたプッシュロッド５９と、前側の第１固定鉄心５５の前端側に固定された磁性材である保持プレート６０と、を備えている。
　ケーシング５１は、筒状部５１ａと、該筒状部５１ａの後端部に一体に有し、電子コントロールユニットであるＥＣＵ６１に電気的に接続されるコネクタ部５１ｂと、を備えている。筒状部５１ａは、有底の薄肉円筒状に形成されて、前端が開口形成されていると共に、内周面に筒状部材５４が固定されている。コネクタ部５１ｂは、ほぼ全体がケーシング５１内に埋設された一対の端子片の各一端部がコイル５３に接続されている。一方、外部に露出した各他端部５１ｃは、ＥＣＵ６１側の雄コネクタの端子に接続されている。
　プッシュロッド５９は、円柱軸状に形成されて、軸方向の先端部の先端面に鋼球状の押圧部がインサート成型されている。この押圧部は、スプール弁３２の軸方向一端部に有する小径部３２ｈの先端面に軸方向から当接している。
　保持プレート６０は、円盤状に形成されて、内周部に可動鉄心５８方向へ凹んだ円環凹部を有している。この円環凹部の中央には、プッシュロッド５９の先端部が摺動可能に挿入される挿入孔が貫通形成されている。
　コイル５３は、ＥＣＵ６１からの通電により励磁され、この励磁力によって可動鉄心５８とプッシュロッド５９を、図１の右方向へ移動させる。これによって、プッシュロッド５９は、スプール弁３２をバルブスプリング３３のばね力に抗して右方向へ移動させるようになっている。コイル５３への通電量は、ＥＣＵ６１からのパルス電流によって可変制御されている
　なお、スプール弁３２は、コイル５３への非通電によってバルブスプリング３３のばね力で図１に示す最大左方向位置に移動制御される。また、スプール弁３２は、コイル５３への通電中における通電量に応じて、図１中、右方向の最大右方向位置に移動制御される。スプール弁３２は、コイル５３への通電量を制御することによって軸方向の中間移動位置に保持することも可能である。
　この中間移動位置では、第１、第２ランド部３２ａ、３２ｂが、各進角ポート３７と各遅角ポート３８を開いた状態にして、これらポート３７，３８と導入ポート３９が連通するようになっている。これによって、各作動室９，１０には作動油圧が供給されてベーンロータ７を最大進角と最大遅角の中間回転位置に保持する。
　ＥＣＵ６１は、内部のコンピュータが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して現在の機関運転状態を検出している。
〔本実施形態の作用〕
　以下、本実施形態に供されるバルブタイミング制御装置の作用を説明する。
　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から作動油圧が供給されないと共に、ＥＣＵ６１からコイル５３への通電もなく非通電状態となる。したがって、スプール弁３２は、図１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移動位置に保持されている。このとき、逆止弁２９は、弁体４２がチェックスプリング４４のばね力によってバルブシート４３に着座して通路孔４３ａを閉じている。
　次に、機関が始動されると、オイルポンプ２６も駆動して吐出通路２６ａから供給通路２５に作動油圧を圧送する。この始動初期の作動油圧が通路孔４３ａを介して弁体４２の頭部に作用する。このため、弁体４２は、チェックスプリング４４のばね力に抗して後退移動して、バルブシート４３から離間しつつ通路孔４３ａを開く。このとき、弁体４２は、油圧によって突起部４５に突き当たるまで最大に後退移動して作動油圧の十分な流量を確保する。
　このため、吐出通路２６ａから供給通路２５内に流入した作動油圧は、バルブシート４３の環状シート面４３ｂと弁体４２の頭部との間を通って軸方向通路溝４６に直接的に流入する。軸方向通路溝４６に流入した作動油圧は、径方向孔４７を通って濾過部材２１のフィルタ部２３から導入ポート３９に流入し、さらにスプール弁３２の連結部３２ｃの筒状通路溝３２ｈを通って各進角ポート３７に流入し、ここから各進角通路孔１７を介して各進角作動室９に供給されて内部圧力が上昇する。
　同時に、スプール弁３２は、各遅角ポート３８及び第２通路溝３２ｅを連通させている。このため、各遅角作動室１０の作動油圧は、各遅角通路孔１８などを通って排出孔５０に流入する。さらに、ここからバルブボディ３１の第２ドレン孔４１ｂを通ってドレン通路孔２ｃから排出通路２６ｂを介してオイルパン２８内に排出される。
　したがって、ベーンロータ７は、最進角の相対回転位置に維持されていることから、排気弁の開閉時期が進角側に制御された状態になる。これによって、機関の始動性が良好になる。
　この時点ではロック機構によってベーンロータ７がロックされている。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できる。
　次に、機関運転状態の変化に伴って、ＥＣＵ６１からコイル５３への通電量が大きくなると、可動鉄心５８がプッシュロッド５９を図１中、最大右方向へ移動させる。これにより、スプール弁３２は、バルブスプリング３３のばね力に抗して最大右方向へ移動する。
　この状態では、スプール弁３２は、第２ランド部３２ｂが遅角ポート３８と筒状通路溝３２ｈと連通させる。同時に、第１ランド部３２ａが、各進角ポート３７と第１通路溝３２ｄとを連通させる。
　このため、逆止弁２９の開かれた弁体４２から軸方向通路溝４６と径方向孔４７を通った作動油圧は、フィルタ部２３から導入ポート３９を通って、連結部３２ｃの筒状通路溝３２ｈ及び遅角ポート３８を通って、各遅角通路孔１８から各遅角作動室１０内に供給される。一方、各進角作動室９内の作動油圧は、各進角通路孔１７から各進角ポート３７と第１通路溝３２ｄを通って排出孔５０の内部に流入する。ここに流入した作動油圧は、さらに第２ドレン孔４１ｂとドレン通路孔２ｃを通って排出通路２６ｂを介してオイルパン２８内に排出される。なお、排出孔５０に流入した作動油圧の一部は、第１通路溝３２ｄ及び第１ドレン孔を通って排出通路２６ｂを介してオイルパン２８内に排出される。したがって、各進角作動室９の内圧が低下すると共に、各遅角作動室１０の内圧が上昇する。
　また、遅角作動室１０に供給された作動油圧は、ロック機構のロック状態を解除する。これによって、ベーンロータ７は、回転規制が解除されてフリーな状態になる。
　したがって、ベーンロータ７は、各遅角作動室１０の油圧の上昇に伴い他方向へ回転して最大遅角側へ相対回転する。これによって、排気弁は、開閉タイミングが最遅角位相特性になって吸気弁とのバルブオーバーラップが大きくなり、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。
〔本実施形態に供される濾過部材の取り付け方法〕
　以下では、本実施形態に供される濾過部材２１をバルブボディ３１に取り付ける方法について説明する。
　前述したように、濾過部材２１をバルブボディ３１の導入ポート３９の外側開口縁に取り付けるには、まず、枠部２２を持って各係止部２４を導入ポート３９に押し込む。そうすると、各係止部２４は、各爪部２４ｃが導入ポート３９の内周面を通過するときに自身の弾性力によって拡径変形し、その後、導入ポート３９の内周面を通過した後は、図６に示すように、縮径変形して各先端縁２４ｄが導入ポート３９の内側開口縁３９ａ、つまり、バルブ収容孔３１ａの内周面に係止する。
　これによって、濾過部材２１は、枠部２２が嵌合溝４０内に嵌合保持されつつ各係止部２４によって導入ポート３９の開口縁に取り付け固定される。
　このように、導入ポート３９を通過した各係止部２４が、自身の弾性変形によってバルブボディ３１のバルブ収容孔３１ａの内周面に有する内側開口縁３９ａに直接的に係止する。このため、前記公報記載の従来技術のように、バルブボディの内周面に被係止部を突設する必要がないので、スプール弁３２の必要な外径を確保しつつバルブボディ３１の外径の大型化を抑制できる。
　この結果、この制御弁２０を、本実施形態のように内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した場合には、バルブタイミング制御装置全体の大型化が抑制できるので、内燃機関への良好な搭載性が得られる。
　また、前述のように、バルブボディ３１の大径化が抑制されると共に、被係止部も形成する必要が無いのでバルブボディ３１自体の重量の増加も抑制できる。
　しかも、バルブ収容孔３１ａの内周面は、全体に均一な円筒面状に形成されていることから、従来の被係止部を設ける場合に比較して製造作業が簡素化されて、この製造作業性も向上する。
　また、各爪部２４ｃを導入ポート３９の内側開口縁３９ａに係止することによって、強固な係止状態が得られるので、濾過部材２１を安定かつ確実に固定することが可能になる。
　さらに、導入ポート３９の内側開口縁３９ａを、スプール弁３２の第１、第２ランド部３２ａ、３２ｂの間のスペース、つまり連結部３２ｃの軸方向のスペース間(筒状通路溝３２ｈ)に形成したことによって、前記内側開口縁３９ａに係止する各係止部２４の各爪部２４ｃは、スプール弁３２の軸方向への移動中における第１、第２ランド部３２ａ、３２ｂと干渉することがない。よって、係止部２４の損傷や破損などの発生を抑制できる。
　換言すれば、導入ポート３９の内側開口縁３９ａを、バルブ収容孔３１ａの内周面のスプール弁３２の連結部３２ｃのスペースを利用した位置に形成し、ここに各係止部２４の各爪部２４ｃを配置した。この結果、従来技術のように、バルブ収容孔３１ａの内周面に係止部を係止させる凸部を設ける必要がなくとも係止させることができる。これよって、バルブボディ３１の肉厚化を抑制できる。
　さらに機関駆動後の機関の発熱によって、枠部２２の高い熱膨張率によってこの枠部２２が嵌合溝４０の内周面に密着して、枠部２２と嵌合溝４０との間の隙間が小さくなるので、前記隙間からの作動油リークを抑制できる。
　本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、導入ポート３９の内側開口縁３９ａの前記各爪部２４ｃが係止する位置に係止用の溝部を形成して各爪部２４ｃをバルブ収容孔３１ａの内周面よりも低い位置(溝部底面)に係止させることも可能である。
　また、本実施形態では、濾過部材２１を導入ポート３９のみに設けているが、進角ポート３７や遅角ポート３８に設けることも可能であり、また、バルブボディ３１に形成された複数のポートにそれぞれ設けることも可能である。
　１…タイミングスプロケット（駆動回転体）、２…カムシャフト、３…位相変更機構、５…油圧回路、６…ハウジング、７…ベーンロータ、９…進角作動室、１０…遅角作動室、１４…ロータ、１５ａ～１５ｄ…ベーン、１７…進角通路孔、１８…遅角通路孔、２６…オイルポンプ、２０…制御弁、２１…濾過部材、２２…枠部材、２３…フィルタ部、２４…係止部、２４ａ…基部、２４ｂ…支持部、２４ｃ…爪部、２４ｄ…先端縁、３１…バルブボディ、３２…スプール弁、３２ａ…第１ランド部、３２ｂ…第２ランド部、３２ｃ…連結部、３６…弾性クリップ、３６ａ…円形状部、３６ｂ・３６ｃ…突起部、３６ｄ…直線部、３７…進角ポート(第１ポート)、３８…遅角ポート(第３ポート)、３９…導入ポート(第２ポート)、３９ａ…内側開口縁、４０…嵌合溝(外側開口縁)。

Claims (9)

  1. 　筒状に形成されたバルブボディであって、内部軸方向に沿って形成されたバルブ収容孔と、外周面から前記バルブ収容孔の方向へ貫通形成され、かつ軸方向へ並んで設けられた第１、第２、第３ポートと、を有するバルブボディと、
    　前記バルブ収容孔内を軸方向に沿って移動可能なスプール弁であって、前記バルブ収容孔の内周面に軸方向へ摺動可能に設けられた第１ランド部及び第２ランド部と、前記第１ランド部と第２ランド部を軸方向から連結し、前記第１、第２ランド部よりも外径が小さい連結部と、を有し、軸方向の移動位置によって前記第２ポートに対して第１ポートと第３ポートとの連通を変更可能なスプール弁と、
    　前記第２ポートに配置される濾過部材であって、前記第２ポートの外側開口縁に保持される枠部と、前記枠部に設けられたフィルタ部と、前記枠部の内面から突出して設けられ、前記バルブ収容孔の内周面を貫通し、前記内周面と同一平面に形成された前記第２ポートの内側開口縁か、あるいは前記第２ポートの内側開口縁よりも径方向内側に凹んだ部位に係止する係止部と、を有する濾過部材と、
    　を備えたことを特徴とする制御弁。
  2. 　請求項１に記載された制御弁であって、
    　前記係止部が係止する前記第２ポートの内側開口縁は、バルブ収容孔の内周面のうち、前記スプール弁の前記連結部と径方向で重なり合う位置で、かつ前記第１、第２ランド部が摺動しない位置に形成されていることを特徴とする制御弁。
  3. 　請求項２に記載された制御弁であって、
    　前記係止部は、前記スプール弁が前記バルブ収容孔内を軸方向へ最大に移動しても前記第１ランド部と第２ランド部とは軸方向で離れた位置にあることを特徴とする制御弁。
  4. 　請求項２に記載された制御弁であって、
    　前記係止部は、前記第２ポートの内側開口縁に弾性力で係止するフック状に形成されていることを特徴とする制御弁。
  5. 　請求項４に記載された制御弁であって、
    　前記係止部は、先端部に前記内側開口縁に弾性力で係止する爪部を有することを特徴とする制御弁。
  6. 　請求項２に記載された制御弁であって、
    　前記第２ポートの外側開口縁に、前記バルブボディの周方向に沿った嵌合溝が形成され、
    　前記枠部は、前記嵌合溝と相似形に形成されて、前記嵌合溝内に外方向から嵌合保持されることを特徴とする制御弁。
  7. 　請求項６に記載された制御弁であって、
    　前記バルブボディは、金属材によって形成されている一方、前記枠部は合成樹脂材によって形成され、
    　前記枠部の外面と嵌合溝の内面との間に軸方向と周方向に隙間が形成され、前記バルブボディと前記枠部の熱膨張率の差によって前記隙間が小さくなることを特徴とする制御弁。
  8. 　請求項１に記載された制御弁が適用される内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
    　前記内燃機関のバルブタイミング制御装置は、
    　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、
    　前記ハウジングの内部に配置されて、カムシャフトに固定されるベーンロータと、を有し、
    　前記ハウジングと前記ベーンロータとの間に形成された複数の作動室に作動油圧が作用することによって、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転位相が変更され、
    　前記制御弁は、前記ベーンロータの内部軸方向に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。
  9. 　請求項８に記載された内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
    　前記第２ポートは、機関のオイルポンプから前記第１、第３ポートに作動油圧を導入する導入ポートであり、
    　前記第１、第３ポートは、前記導入ポートから前記各作動室に作動油圧を供給する第１、第２連通ポートであり、
    　前記制御弁は、前記スプール弁の軸方向の移動位置によって、前記導入ポートと第１連通ポートあるいは第２連通ポートとの連通を切り換えることにより、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転位相を変更す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。
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