JP2016089664A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間ロック機構への作動流体の供給流路を合理的に構成して、コンパクトな弁開閉時期制御装置を提供する。
【解決手段】弁開閉時期制御装置１０は、駆動側回転体１と、カムシャフト１０１にボルトＢで固定される従動側回転体２と、流体圧室と、中間ロック機構８と、中間ロック機構８に対して作動流体を流通させるロック流路４５と、ボルトＢの内部に配置されるスプール５２を有する電磁弁５１と、を備え、ロック流路４５は、ボルトＢの内部の軸芯方向Ｘに沿って流通させる供給流路６１とスプール５２との間の径方向に配置され、供給流路６１に接続される第一流路５ｇと、ボルトＢの内部の径方向に貫通形成され、スプール５２と中間ロック機構８との間に作動流体を流通させる第二流路４５ａとを有し、第一流路５ｇの少なくとも一部と第二流路４５ａの少なくとも一部とが軸芯Ｘと直交する同一平面内に位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に関する。

従来、エンジンの始動性を高めるべく、相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束する弁開閉時期制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の弁開閉時期制御装置は、従動側回転体を内燃機関のカムシャフトにボルトで固定し、該ボルトの内部にスプールを配置して電磁弁を構成している。複数の環状溝が形成されたスプールが駆動側回転体の軸芯方向に移動することで、ロック流路を介して中間ロック機構への作動流体の供給が行われる。

ロック流路は、ポンプから供給された作動流体を軸芯方向に沿う従動側回転体の内部に流通させる供給流路と接続され、作動流体をスプールに向かって流通させる第一流路と、スプールと中間ロック機構との間に作動流体を流通させる第二流路とを有している。この第一流路と第二流路とは、ボルトの径方向に沿って貫通形成され、軸芯方向に対して異なる位置に配置されている。

中間ロック機構に作動流体を供給する場合には、スプールの環状溝を介して第一流路と第二流路とを連通させる。

特開２０１２−１４９６００号公報

ところで、一般的に、弁開閉時期制御装置は内燃機関のカムシャフトの端部に接続されるため、内燃機関のコンパクト化を図る上で軸芯方向の寸法を小さくすることが望まれている。しかしながら、特許文献１の弁開閉時期制御装置にあっては、作動流体を供給する第一流路を、スプールと中間ロック機構との間で作動流体を流通させる第二流路に対して、軸芯方向の異なる位置に設けている。このため、装置の軸芯方向の寸法が大きくなってしまい改善の余地があった。

そこで、本発明の目的は、中間ロック機構への作動流体の供給流路を合理的に構成して、コンパクトな弁開閉時期制御装置を提供することにある。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記駆動側回転体の軸芯と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトにボルトで固定された状態で前記カムシャフトと一体回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に区画形成される流体圧室と、 作動流体の給排により、前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が、最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたアンロック状態とが選択的に切替えられる中間ロック機構と、前記中間ロック機構に対して作動流体を流通させるロック流路と、前記ボルトの内部に配置されるスプールを有し、前記流体圧室及び前記中間ロック機構に対する作動流体の給排を制御する電磁弁と、を備え、前記ロック流路は、ポンプから供給される作動流体を前記ボルトの内部の前記軸芯方向に沿って流通させる供給流路と前記スプールとの間の径方向に配置され、前記供給流路に接続される第一流路と、前記ボルトの内部の前記径方向に貫通形成され、前記スプールと前記中間ロック機構との間に作動流体を流通させる第二流路とを有し、前記第一流路の少なくとも一部と前記第二流路の少なくとも一部とが、前記軸芯と直交する同一平面内に位置している点にある。

本構成によると、従動側回転体は、ボルトを螺合してカムシャフトに固定されるので、従動側回転体に形成されるロック流路と、ボルトに形成されるロック流路との接続の位置決めが困難である。このため、一般的に、従動側回転体とボルトとの境界に環状溝が形成されている。特許文献１記載のように、供給流路を軸芯方向に沿う従動側回転体の内部に形成した場合、作動流体をスプールに向かって流通させる第一流路とスプールと中間ロック機構との間に作動流体を流通させる第二流路とが該環状溝で合流しないように、第一流路と第二流路とを軸芯方向に対して異なる位置に配置させる必要がある。

一方、本構成では、ポンプから供給された作動流体が流通する供給流路を、ボルトの内部に軸芯方向に沿って形成している。つまり、供給流路を、従動側回転体とボルトとの境界の環状溝に連通させない構成としているので、供給流路とスプールとの間に配置される第一流路の少なくとも一部と、スプールと中間ロック機構との間に作動流体を流通させる第二流路の少なくとも一部とを、軸芯に直交する同一平面内に設ける構成を採用し得た。よって、装置の軸長を短縮することができ、コンパクト化が図られる。

このように、中間ロック機構への作動流体の供給流路を合理的に構成して、コンパクトな弁開閉時期制御装置を提供することができた。

他の特徴構成は、前記ボルトは、前記カムシャフトに螺合される第一部材と、当該第一部材の外表面に沿って配置される第二部材とで構成され、前記供給流路が、前記第一部材と前記第二部材との間に区画形成され、前記第一流路が、前記第一部材に区画形成されている点にある。

本構成のようにボルトを少なくとも２部材で構成した場合、ボルトを１部材で構成して流路形成する場合に比べ、例えば各部材の合わせ面に供給流路を形成できるため加工が容易である。

他の特徴構成は、前記第二部材は、前記第一部材に前記軸芯方向に沿って圧入される点にある。

本構成のように第二部材を第一部材に圧入すれば、双方が強固に結合され、従動側回転体の回転に伴う両部材の位置ズレを防止することができる。

他の特徴構成は、前記第一部材に対して、少なくとも前記第二部材の前記カムシャフトとは前記軸芯方向における反対側の端部が圧入され、前記第一流路および前記第二流路は、前記流体圧室に作動流体を給排する流路よりも前記カムシャフトとは前記軸芯方向における反対側に配置されている点にある。

中間ロック機構は、ロック部材をロック凹部に係脱させて構成するのが一般的であり、両部材の係合部位やロック部材の可動領域に異物が滞留し易い。その結果、中間ロック機構の制御精度が低下してしまう。一方、ボルトを互いに圧入して構成される２部材とした場合、圧入の際に両部材が摺接して異物（削り粉）が発生し、この異物が中間ロック機構に侵入して滞留するおそれがある。しかしながら、本構成のように、流体圧室に作動流体を給排する流路よりもカムシャフトとは軸芯方向における反対側にロック流路を配置することで、ボルトを構成する両部材の摺接によって発生する異物が圧入方向の手前側（カムシャフト側）に放出される。その結果、中間ロック機構に対する異物の侵入を抑制し、中間ロック機構の制御性を低下させることがない。

他の特徴構成は、前記第二部材のうち、前記流体圧室に作動流体を給排する流路よりも前記カムシャフトとは前記軸芯方向における反対側の部位のみ前記第一部材に圧入されている点にある。

本構成のように、圧入部位の範囲を小さくすることで異物（削り粉）の発生を抑制することができる。

ところで、弁開閉時期制御装置が流体圧室の給排を遮断する相対回転位相の保持モードであるとき、各構成部品間の微小な隙間を介して、流体圧室から外部に作動流体が漏れ出し易い。この場合、相対回転位相がバタついて適切に保持することができないおそれがある。しかしながら、本構成では、流体圧室に給排する流路が位置する第一部材と第二部材との間は圧入しないので、両部材の間には微小な隙間ができる。その結果、供給流路に存在する作動流体を、該隙間を介して流体圧室に侵入させることができる。よって、流体圧室の作動流体の不足を補い、相対回転位相のバタつきを抑制することができる。

他の特徴構成は、前記第一部材の周方向に対する前記第二部材の移動を阻止する固定部材が、前記第一部材および前記第二部材に亘って設けられている点にある。

本構成のように、従動側回転体の回転に伴う第一部材の周方向に対する第二部材の位置ズレを固定部材で防止する構成とすれば、第二部材を中間嵌めやゆるみ嵌めによって第一部材に装着することができる。よって、両部材を圧入する場合に比べ、両部材の摺接に伴う削り粉の発生を抑制することができる。

第１実施形態に係る弁開閉時期制御装置の縦断面図である。 図１のII−II線断面図である。 ＯＣＶの作動による、各流路におけるオイルの流通状態を表す図である。 図３のＷ１におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 図３のＷ２におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 図３のＷ３におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 図３のＷ４におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 図３のＷ５におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 ボルトの縦断面図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。 ボルトの圧入状態を示す分解斜視図である。 第２実施形態に係るボルトの縦断面図である。 第３実施形態に係る軸芯方向から見たボルトの断面図である。

以下に、本発明に係る弁開閉時期制御装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。第１実施形態では、内燃機関（以下、「エンジンＥ」と言う。）における吸気弁１０３側に弁開閉時期制御装置１０を適用した実施例として説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

〔全体構成〕
図１に示すように、弁開閉時期制御装置１０は、エンジンＥのクランクシャフトＣと同期回転するハウジング１（駆動側回転体の一例）と、ハウジング１の内側でハウジング１の軸芯Ｘと同軸上に配置され、エンジンＥの弁開閉用のカムシャフト１０１にボルトＢで固定された状態でカムシャフト１０１と一体回転する内部ロータ２（従動側回転体の一例）とを備えている。カムシャフト１０１は、エンジンＥの吸気弁１０３の開閉を制御するカム１０４の回転軸であり、内部ロータ２およびボルトＢと同期回転する。

ボルトＢのカムシャフト１０１に近い側の端部には雄ねじ５ｂが形成されている。ハウジング１と内部ロータ２を組み合わせた状態でボルトＢを中心に挿通し、ボルトＢの雄ねじ５ｂとカムシャフト１０１の雌ねじ１０１ａとを螺合する。その結果、ボルトＢがカムシャフト１０１に対して固定されると共に、内部ロータ２とカムシャフト１０１も固定される。

図９〜図１１に示すように、ボルトＢは、カムシャフト１０１に螺合される第一部材５と、第一部材５の外表面に沿って配置される筒状の第二部材６とで構成される。本実施形態では、第二部材６の内表面の周方向および軸芯Ｘ方向に沿った全域が、第一部材５の外表面に圧入されている。

図１１に示すように、第一部材５の雄ねじ５ｂの側から、第二部材６を第一部材５に挿入し、第一部材５の外表面に沿って圧入する。このとき、第一部材５の周方向において、後述するロック流路４５の第一流路５ｇと第二流路４５ａとの間に、軸芯Ｘ方向に沿った凸部を形成し、この凸部を第二部材６の軸芯Ｘ方向に沿って形成された溝部と位置合わせしながら圧入しても良い。これによって、第一部材５に対する第二部材６の圧入作業が容易なものとなる。なお、第一部材５の凸部や第二部材６の溝部に代えて、第一部材５に溝部を形成し、第二部材６に凸部を形成しても良い。

第一部材５に対して第二部材６が圧入されるので、両部材５，６が強固に固定され、内部ロータ２の回転に伴う両部材５，６の位置ズレを防止することができる。なお、本実施形態では、第二部材６の内表面の軸芯Ｘ方向に沿った全域を第一部材５に圧入しているが、第二部材６の内表面の軸芯Ｘ方向に沿った一部を、第一部材５に圧入しても良い。

図１に示すように、ハウジング１は、カムシャフト１０１が接続される側とは反対側に配置されるフロントプレート１１と、内部ロータ２に外装される外部ロータ１２と、タイミングスプロケット１５を有し、カムシャフト１０１が接続される側に配置されるリヤプレート１３とを締結ボルト１６により組み付けて構成される。また、図２に示すように、内部ロータ２と外部ロータ１２との間に区画される流体圧室４が形成される。内部ロータ２と外部ロータ１２とは、軸芯Ｘを中心にして相対回転自在に構成されている。

ハウジング１とカムシャフト１０１との間に軸芯Ｘを中心とする回転方向に付勢力を作用させる戻しばね７０を備えている。この戻しばね７０は、ハウジング１に対する内部ロータ２の相対回転位相（以下、単に「相対回転位相」とも言う。）が最遅角にある状態から進角側の所定の相対回転位相に達するまで付勢力を作用させる。なお、戻しばね７０は、ハウジング１と内部ロータ２との間に配置されていてもよい。

クランクシャフトＣが回転駆動すると、動力伝達部材１０２を介してタイミングスプロケット１５にその回転駆動力が伝達され、ハウジング１が図２に示す回転方向Ｓに回転駆動する。ハウジング１の回転駆動に伴い、内部ロータ２が回転方向Ｓに回転駆動してカムシャフト１０１が回転し、カムシャフト１０１に設けられたカム１０４がエンジンＥの吸気弁１０３を押し下げて開弁させる。

図２に示すように、外部ロータ１２に、径方向内側に突出する３個の突出部１４を回転方向Ｓに沿って互いに離間させて形成することにより、内部ロータ２と外部ロータ１２との間に流体圧室４が形成されている。また、内部ロータ２の外周面のうち流体圧室４に面する部分に、外部ロータ１２の内周面に当接する突出部２１が形成されている。突出部２１によって、流体圧室４は進角室４１と遅角室４２とに分割されている。なお、本実施形態においては、流体圧室４が３箇所となるよう構成されているが、これに限られるものではない。

進角室４１及び遅角室４２にはオイル（作動流体の一例）が供給、排出され、又はその給排が遮断されることにより、相対回転位相を進角方向又は遅角方向へ変化させ、あるいは、任意の位相に保持する。進角方向とは、進角室４１の容積が大きくなる方向であり、図２に矢印Ｓ１で示す方向である。遅角方向とは、遅角室４２の容積が大きくなる方向であり、図２に矢印Ｓ２で示す方向である。突出部２１が進角方向Ｓ１の移動端又はその近傍に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、突出部２１が遅角方向Ｓ２の移動端又はその近傍に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称する。

図２に示すように、内部ロータ２には、進角室４１に連通する進角流路４３と、遅角室４２に連通する遅角流路４４と、後述する中間ロック機構８に対してオイルを流通させるロック流路４５と、中間ロック機構８から外部へ排出されるオイルが流通するロック排出流路４６とが形成されている。図１に示すように、この弁開閉時期制御装置１０では、エンジンＥのオイルパン７に貯留されるオイルを用いて進角室４１、遅角室４２、中間ロック機構８に給排される。

〔中間ロック機構〕
本実施形態における弁開閉時期制御装置１０は、相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間にある中間ロック位相Ｌに拘束する中間ロック機構８を備えている。エンジン始動直後の油圧が安定しない状況で相対回転位相が中間ロック位相Ｌに拘束されることによって、エンジンＥの安定的な回転を実現することができる。

図２に示すように、中間ロック機構８は、第１ロック部材８１と、第１スプリング８２と、第２ロック部材８３と、第２スプリング８４と、第１凹部８５と、第２凹部８６により構成される。

ロック部材８１，８３はプレート状の部材で構成され、軸芯Ｘに平行な姿勢で内部ロータ２の方向に向けて接近、離間できるように外部ロータ１２に対し移動自在に支持されている。なお、ロック部材８１，８３は、軸芯Ｘに垂直な姿勢でフロントプレート１１又はリヤプレート１３に接近、離間する構成であっても良い。また、中間ロック機構８は２つに限定されず、１つ又は３つ以上設けても良い。

凹部８５，８６は、周方向で浅い溝と深い溝とが連続して形成されている。図２に示すように、凹部８５，８６にオイルがない状態における中間ロック位相Ｌでは、第１スプリング８２の付勢力により第１ロック部材８１が第１凹部８５の深い溝の進角方向Ｓ１の端部に当接して、内部ロータ２の遅角方向Ｓ２への変化を規制する。また、第２スプリング８４の付勢力により第２ロック部材８３が第２凹部８６の深い溝の遅角方向Ｓ２の端部に当接して、内部ロータ２の進角方向Ｓ１への変化を規制する。これがロック状態である。

ロック流路４５は、第１凹部８５の深い溝と第２凹部８６の深い溝のそれぞれの底面に接続されている。ロック状態にあるときにオイルがロック流路４５を流通して凹部８５，８６に供給されると、ロック部材８１，８３はオイルの油圧を受ける。この油圧がスプリング８２，８４の付勢力を上回るとロック部材８１，８３は凹部８５，８６から離間し、アンロック状態となる。

ロック排出流路４６も、凹部８５，８６の深い溝のそれぞれの底面に接続されている。ロック排出流路４６は、中間ロック機構８にオイルを供給するための流路ではなく、外部へオイルを排出するための流路である。

〔電磁弁〕
図１に示すように、本実施形態においては、ＯＣＶ５１（オイルコントロールバルブ：電磁弁の一例）が、ボルトＢの内部で且つ軸芯Ｘと同軸上に配置されている。ＯＣＶ５１は、スプール５２と、スプール５２を付勢する第１スプリング５３ａと、スプール５２を駆動する電磁ソレノイド５４とを備えて構成される。なお、電磁ソレノイド５４については、公知の技術であるので詳細な説明を省略する。

スプール５２は、ボルトＢの内部に形成された断面円形の孔である収容空間５ａに収容されており、収容空間５ａの内部で軸芯Ｘの方向に沿って摺動可能である。スプール５２は、軸芯Ｘの方向に沿った断面円形の有底穴である主排出流路５２ｂを有している。

電磁ソレノイド５４に給電すると、電磁ソレノイド５４に設けられたプッシュピン５４ａが、スプール５２の端部５２ａを押圧する。その結果、スプール５２は第１スプリング５３ａの付勢力に抗してカムシャフト１０１の方向に摺動する。ＯＣＶ５１は、電磁ソレノイド５４への給電量を０から最大まで変化させることにより、スプール５２の位置調節ができるよう構成されている。電磁ソレノイド５４への給電量は、不図示のＥＣＵ（電子制御ユニット）によって制御される。

ＯＣＶ５１は、スプール５２の位置に応じて進角室４１及び遅角室４２へのオイルの供給、排出、保持を切り換えると共に、中間ロック機構８へのオイルの供給、排出を切り換える。

〔油路構成〕
図１に示すように、オイルパン７に貯留されているオイルは、クランクシャフトＣの回転駆動力が伝達されることにより駆動する機械式のポンプＰによって汲み上げられる。次いで、ボルトＢの内部である第二部材６の内表面に、軸芯Ｘの方向に沿って凹状に形成される供給流路６１を流通する。そして、供給流路６１を流通したオイルは、進角流路４３、遅角流路４４、ロック流路４５に供給される。

図４〜図８に示すように、ポンプＰから供給されたオイルは、カムシャフト１０１に形成された第１貫通路４７ａ、カムシャフト１０１とボルトＢとの間の空間である第１環状流路４７ｂ、ボルトＢに形成された第２貫通路４７ｃ、ボルトＢに形成された第３貫通路４７ｄ、ボルトＢの第二部材６に形成された供給流路６１の順で流通する。第２貫通路４７ｃにはチェックバルブ４８が備えられており、このチェックバルブ４８は、第２スプリング５３ｂにより第２貫通路４７ｃを閉じる方向に付勢されている。

スプール５２には、供給流路６１を流通するオイルを、ロック流路４５に供給する第１環状溝５２ｃと、進角流路４３または遅角流路４４に供給する第２環状溝５２ｄとが形成されている。また、スプール５２には、進角流路４３を流通するオイルを主排出流路５２ｂに排出する第１貫通路５２ｅと、遅角流路４４またはロック排出流路４６を流通するオイルを主排出流路５２ｂに排出する第２貫通路５２ｆとが形成されている。さらに、主排出流路５２ｂを流通するオイルを弁開閉時期制御装置１０の外部に排出する第３貫通路５２ｇが形成されている。

進角室４１に接続される進角流路４３は、ボルトＢの第一部材５および第二部材６の径方向に貫通形成された第１貫通路４３ａと、第１貫通路４３ａに繋がり内部ロータ２に形成された第２貫通路４３ｂと、を有している。同様に、遅角室４２に接続される遅角流路４４は、ボルトＢの第一部材５および第二部材６の径方向に貫通形成された第１貫通路４４ａと、第１貫通路４４ａに繋がり内部ロータ２に形成された第２貫通路４４ｂと、を有している。これら第１貫通路４３ａ，４４ａは、内部ロータ２との境界部に環状溝が形成されている。また、進角流路４３と遅角流路４４とは、ボルトＢの第一部材５の径方向に貫通形成され、供給流路６１と接続される共通の供給貫通路５ｆを有している。

中間ロック機構８に接続されるロック流路４５は、供給流路６１とスプール５２との間の径方向に配置され、供給流路６１に接続される第一流路５ｇを有している。この第一流路５ｇは、ボルトＢの第一部材５に区画形成されている。本実施形態ではボルトＢを２部材で構成しているため、ボルトＢを１部材で構成して流路形成する場合に比べ、供給流路６１や第一流路５ｇの加工が容易である。また、ロック流路４５は、ボルトＢの第一部材５および第二部材６の径方向に貫通形成された第二流路４５ａと、第二流路４５ａに繋がり内部ロータ２に形成された第三流路４５ｂとを有している。つまり、第一流路５ｇは、供給流路６１から流入するオイルをスプール５２に向かって流通させ、第二流路４５ａは、スプール５２と中間ロック機構８との間にオイルを流通させる経路となっている。この第二流路４５ａには、内部ロータ２との境界部に環状溝が形成されている。

中間ロック機構８に接続されるロック排出流路４６は、ボルトＢの第一部材５および第二部材６の径方向に貫通形成された第１貫通路４６ａと、第１貫通路４６ａに繋がり内部ロータ２に形成された第２貫通路４６ｂとにより構成されている。この第１貫通路４６ａには、内部ロータ２との境界部に環状溝が形成されている。

図９〜図１０に示すように、軸芯Ｘ方向視において、ロック流路４５は、複数の第一流路５ｇと第二流路４５ａとが周方向に等間隔で交互に配置されている。つまり、第一流路５ｇの少なくとも一部と第二流路４５ａの少なくとも一部とが、軸芯Ｘと直交する同一平面内に位置している。換言すると、第一流路５ｇを通過し、軸芯Ｘ方向に垂直な方向に沿って延びる第一仮想線と第二流路４５ａを通過し、軸芯Ｘ方向に垂直な方向に沿って延びる第二仮想線とが、軸芯Ｘ方向に垂直な方向視において重なっている。よって、第一流路５ｇと第二流路４５ａとを軸芯Ｘ方向で異なる位置に配置する場合に比べ、弁開閉時期制御装置１０の軸長を短縮することができる。なお、第一流路５ｇの少なくとも一部と第二流路４５ａの少なくとも一部とが、軸芯Ｘと直交する同一平面内に位置しているとは、第一流路５ｇの中心と第二流路４５ａの中心とが同一平面内に位置している場合だけでなく、第一流路５ｇと第二流路４５ａとが軸芯Ｘ方向に若干ずれている場合も含む概念である。

また、複数の第一流路５ｇや第二流路４５ａを設けて流路面積を確保することで、中間ロック機構８からのオイルの排出や供給を迅速に行うことができる。しかも、経路長の異なる第一流路５ｇと第二流路４５ａとを同一平面内において等間隔で交互に配置するので、内部ロータ２の回転バランスを安定させることができる。

〔ＯＣＶの動作〕
図３には、電磁ソレノイド５４へ給電量に応じてスプール５２の位置がＷ１〜Ｗ５に変化したときのＯＣＶ５１の作動構成が示される。図４に示すように、電磁ソレノイド５４に給電を行わない場合、第１スプリング５３ａの付勢力によりスプール５２はストッパ５５に当接し、最も左方に位置している（図３のＷ１）。この状態において、供給されたオイルは、第１貫通路４７ａ、第１環状流路４７ｂ、第２貫通路４７ｃの順で流通し、油圧が第２スプリング５３ｂの付勢力を上回ると、チェックバルブ４８が開弁する。次いでこのオイルは、第３貫通路４７ｄ、供給流路６１の順で流通し、進角流路４３および遅角流路４４の供給貫通路５ｆ、ロック流路４５の第一流路５ｇに到達する。第２環状溝５２ｄは進角流路４３に連通しているので、オイルが進角室４１に供給される。一方、遅角流路４４は第２貫通路５２ｆと連通しているので、遅角室４２のオイルはドレン状態となる。また、ロック流路４５は、第１環状溝５２ｃおよび第１貫通路５２ｅに連通せず、ロック排出流路４６は収容空間５ａと連通しているので、中間ロック機構８のオイルはドレン状態となる。したがって、中間ロック機構８はロック状態である。

図５に示すように、電磁ソレノイド５４に給電を行った場合、スプール５２はＷ１の状態よりも少し右方に移動している（図３のＷ２）。この状態において、ロック流路４５は第１環状溝５２ｃに連通しているので、中間ロック機構８にオイルが供給される。このとき、ロック排出流路４６は収容空間５ａに連通しないので、中間ロック機構８のオイルがロック排出流路４６を介して外部に排出されることはない。よって、油圧がスプリング８２，８４の付勢力を上回ると、ロック部材８１，８３は凹部８５，８６からそれぞれ離間し、アンロック状態になる。また、進角流路４３と遅角流路４４とは、Ｗ１の状態と同様であり、オイルが進角室４１に供給され、遅角室４２のオイルはドレン状態となっている。

図６に示すように、電磁ソレノイド５４にさらに給電を行った場合、スプール５２はＷ２の状態よりも少し右方に移動している（図３のＷ３）。このとき、Ｗ２の状態と異なるのは、進角流路４３と遅角流路４４とが、第２環状溝５２ｄ、第１貫通路５２ｅ、第２貫通路５２ｆのいずれにも連通していない点である。したがって、進角室４１および遅角室４２に対してオイルの給排が遮断され、内部ロータ２はそのままの相対回転位相を保持し、進角方向Ｓ１にも遅角方向Ｓ２にも変化しない。これは、「位相保持モード」に相当する。

図７に示すように、電磁ソレノイド５４にさらに給電を行ってＯＣＶ５１が図３のＷ４の状態になった場合、Ｗ３の状態と異なるのは、進角流路４３が第１貫通路５２ｅに連通し、遅角流路４４が第２環状溝５２ｄに連通している点である。その結果、オイルが遅角室４２に供給され、進角室４１のオイルはドレン状態となる。

図８に示すように、電磁ソレノイド５４にさらに給電を行ってＯＣＶ５１が図３のＷ５の状態になった場合、Ｗ４の状態と異なるのは、ロック流路４５が第１環状溝５２ｃと非連通となり、ロック排出流路４６が第２貫通路５２ｆと連通する点である。つまり、ロック流路４５にオイルが供給されることなく、ロック排出流路４６からオイルがドレンされる。その結果、中間ロック機構８のオイルは、ロック排出流路４６を介してドレン状態となる。つまり、中間ロック機構８は、ロック状態となる。

本実施形態では、図１１に示すように、ロック流路４５が、第一部材５に対して第二部材６が圧入される方向（以下、単に圧入方向Ｙと言う。）の奥側（カムシャフト１０１とは軸芯Ｘ方向において反対側）に配置されている。つまり、ロック流路４５を進角流路４３および遅角流路４４よりも圧入方向Ｙの奥側に配置している。このため、第二部材６を第一部材５に圧入する際の両部材５，６の摺接によって発生する異物（削り粉）が、圧入方向Ｙの手前側に放出される。その結果、中間ロック機構８に対する異物の流入を減少させることができるので、異物の滞留によって誤ロック（ロック解除不良）が発生する確率を低減させることができる。一方、圧入方向Ｙの手前側に放出された異物は流体圧室４に流入するおそれがあるが、流体圧室４はオイルの給排が頻繁に行われ、且つ室面積が比較的大きいので、異物が速やかに外部に排出され、位相制御の応答性を低下させることがない。

以下、別実施形態について説明する。基本構成は、第１実施形態と同様であるため、異なる構成についてのみ図面を用いて説明する。なお、図面の理解を容易にするため、第１実施形態と同じ部材名称及び符号を用いて説明する。

［第２実施形態］
図１２に示すように、本実施形態では、第二部材６のうち、進角流路４３および遅角流路４４よりも圧入方向Ｙの奥側の部位のみ、第一部材５に圧入されている。これにより、圧入範囲を小さくすることで、異物の発生をより一層抑制することができる。なお、第一部材５に対して第二部材６が圧入される部位を、進角流路４３および遅角流路４４よりも圧入方向Ｙの手前側（カムシャフト１０１側）としても良い。

ところで、図６に示すように、進角室４１および遅角室４２に対してオイルの給排が遮断される「位相保持モード」の場合、外部ロータ１２とフロントプレート１１やリヤプレート１３との微小な隙間を介して、流体圧室４のオイルが外部に排出されるおそれがある。この場合、相対回転位相がバタついて、位相保持が適切に行われない。しかしながら、本実施形態では、進角流路４３および遅角流路４４の周辺における第一部材５と第二部材６との間には微少な隙間が形成されるので、該隙間を介して供給流路６１のオイルを流体圧室４に侵入させることができる。よって、流体圧室４のオイルの不足分を補って、相対回転位相のバタつきを抑制することができる。

［第３実施形態］
図１３に示すように、本実施形態では、第一部材５の周方向に対する第二部材６の移動を阻止するピン６３（固定部材の一例）を、第一部材５と第二部材６とに亘って径方向に複数設けている。また、ピン６３は、第一部材５の軸芯Ｘ方向に対する第二部材６の移動を阻止する機能も有している。このピン６３は、ボルトＢに形成される流路を干渉しないように、軸芯Ｘ方向視において供給流路６１どうしの間に形成されている。なお、ピン６３の軸芯Ｘ方向の位置は、ロック流路４５と進角流路４３との間の位置でも良いし、進角流路４３と遅角流路４４との間の位置でも良く、特に限定されない。また、ピン６３を複数設けずに、一つであっても良い。

本実施形態では、内部ロータ２の回転に伴う第一部材５と第二部材６との位置ズレをピン６３によって防止することができる。また、第一部材５の周方向に対する第二部材６の位置決めは、ピン６３を挿入するために第一部材５および第二部材６に形成された孔位置を合わせればよいので、組付けが容易である。さらに、ピン６３によって第一部材５と第二部材６との相対回転が防止されるので、第二部材６を第一部材５に中間嵌めやゆるみ嵌めによって装着すればよいので、圧入する場合に比べて両部材５，６の摺接に伴う異物の発生を防止することができる。

［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態では、ボルトＢを第一部材５および第二部材６の２部材で構成したが、単一部材や３部材以上に構成しても良い。ボルトＢを単一部材で構成した場合、第一部材５の第一流路５ｇを形成する際、ボルトＢの径方向に貫通孔を形成した後、該貫通孔に蓋部材を圧入する等すれば、袋小路の第一流路５ｇを形成することができる。
（２）第一部材５を構成する金属などの熱膨張係数を、第二部材６を構成する金属などの熱膨張係数よりも大きく構成してもよい。この場合、両部材５，６を、圧入時に異物が発生し難い寸法形状に設定することができると共に、エンジンＥの稼働に伴う温度上昇によって第一部材５が第二部材６より膨張するので両部材５，６の嵌合度合いを高めることができる。
（３）上述した実施形態では、図１０に示すように、軸芯Ｘ方向視において、複数の第一流路５ｇと第二流路４５ａとが周方向に等間隔で交互に配置したが、第一流路５ｇと第二流路４５ａとを夫々一箇所のみ形成しても良いし、複数の第一流路５ｇと第二流路４５ａとを等間隔に形成しなくても良い。
（４）上述した実施形態では、供給流路６１を、ボルトＢの内部である第二部材６の内表面に対して、軸芯Ｘの方向に沿う凹状に形成したが、ボルトＢの内部である第一部材５の外表面に対して、軸芯Ｘの方向に沿う凹状に形成しても良いし、第二部材６の内表面および第一部材５の外表面に対して、軸芯Ｘの方向に沿う凹状に形成しても良い。
（５）上述した実施形態では、ロック流路４５と進角流路４３および遅角流路４４とに対する供給流路６１を共通のものとして説明したが、ロック流路４５と、進角流路４３および遅角流路４４とに独立して供給流路６１を形成しても良い。また、ポンプＰの数量も特に限定されない。
（６）上述の第３実施形態の固定部材を構成するピン６３を、第一部材５と第二部材６とに亘って径方向に形成したが、第一部材５と第二部材６とに亘って軸芯Ｘ方向に形成しても良い。この場合、ピン６３の軸芯Ｘ方向の長さを大きく確保することができるので、第一部材５と第二部材６とが安定して固定される。また、ピン６３の形状は円柱状や角柱状など特に限定されず、ピン６３に代えて例えば固定ボルトで構成するなどどのような形態であっても良い。
（７）本発明の弁開閉時期制御装置１０は、吸気弁だけでなく排気弁の開閉時期を制御するように構成されるものであっても良い。

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に利用可能である。

１ ハウジング（駆動側回転体）
２ 内部ロータ（従動側回転体）
４ 流体圧室
４５ａ 第二流路
５ 第一部材
５ｇ 第一流路
５２ スプール
６ 第二部材
６１ 供給流路
６３ ピン（固定部材）
８ 中間ロック機構
１０ 弁開閉時期制御装置
４５ ロック流路
５１ ＯＣＶ（電磁弁）
１０１ カムシャフト
Ｂ ボルト
Ｃ クランクシャフト
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｌ 中間ロック位相
Ｐ ポンプ
Ｘ 軸芯
Ｙ 圧入方向

Claims (6)

1. 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
   前記駆動側回転体の軸芯と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトにボルトで固定された状態で前記カムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
   前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に区画形成される流体圧室と、
   作動流体の給排により、前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が、最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたアンロック状態とが選択的に切替えられる中間ロック機構と、
   前記中間ロック機構に対して作動流体を流通させるロック流路と、
   前記ボルトの内部に配置されるスプールを有し、前記流体圧室及び前記中間ロック機構に対する作動流体の給排を制御する電磁弁と、を備え、
   前記ロック流路は、ポンプから供給される作動流体を前記ボルトの内部の前記軸芯方向に沿って流通させる供給流路と前記スプールとの間の径方向に配置され、前記供給流路に接続される第一流路と、前記ボルトの内部の前記径方向に貫通形成され、前記スプールと前記中間ロック機構との間に作動流体を流通させる第二流路とを有し、
   前記第一流路の少なくとも一部と前記第二流路の少なくとも一部とが、前記軸芯と直交する同一平面内に位置している弁開閉時期制御装置。
2. 前記ボルトは、前記カムシャフトに螺合される第一部材と、当該第一部材の外表面に沿って配置される第二部材とで構成され、
   前記供給流路が、前記第一部材と前記第二部材との間に区画形成され、
   前記第一流路が、前記第一部材に区画形成されている請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記第二部材は、前記第一部材に前記軸芯方向に沿って圧入される請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記第二部材のうち、少なくとも前記カムシャフトとは前記軸芯方向における反対側の端部が前記第一部材に圧入され、
   前記第一流路および前記第二流路は、前記流体圧室に作動流体を給排する流路よりも前記カムシャフトとは前記軸芯方向における反対側に配置されている請求項３に記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記第二部材のうち、前記流体圧室に作動流体を給排する流路よりも前記カムシャフトとは前記軸芯方向における反対側の部位のみ前記第一部材に圧入されている請求項４に記載の弁開閉時期制御装置。
6. 前記第一部材の周方向に対する前記第二部材の移動を阻止する固定部材が、前記第一部材および前記第二部材に亘って設けられている請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。

Images