JP2024069811A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減して構造を簡素化できると共に、製造コストの低減化が図れるバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】制御弁２７は、ロータ１４のバルブ収容孔１４ａに収容されるバルブボディ３１と、バルブボディの内部に軸方向へ移動可能に設けられたスプール弁３２と、バルブボディの固定用溝部３５に取り付けられた固定クリップ３６と、を有している。固定クリップ３６は、バルブボディの外周に設けられた固定用溝部３５に取り付けられ、各貫通孔３５a、３５ｂを介してバルブ孔３１aの内部に臨んだ一対のアーム部３６ｂがスプール弁の軸方向の一方向の最大移動を規制し、ロータに設けられた収容溝１９に嵌入した一対の嵌合部３６ｃがバルブボディをロータに固定するようになっている。【選択図】図５

Description

本発明は、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バルブタイミング制御装置は、内燃機関のカムシャフトの一端部に３本のボルトによって固定され、ハウジングの内部に相対回転可能に配置されたベーンロータと、ベーンロータのロータの内部軸心方向に有するバルブ収容孔に設けられて、ハウジングの内部に有する複数の油圧室に供給される油圧の流れを制御する制御弁と、を有している。

制御弁は、バルブボディの軸方向の前端部に嵌合溝が形成され、この嵌合溝に嵌合したステー部材を介して前記複数のボルトのうち１本のボルトによって前記ベーンロータのバルブ収容孔内に固定されている。

また、バルブボディの内部には、軸方向の移動位置に応じて前記油圧の流れを変えるスプール弁が設けられている。このスプール弁は、バルブボディの前端部に嵌着固定されたストッパリングによって軸方向の一方の最大移動位置が規制されるようになっている。

特許第６４０８４３８号公報(図１、図３)

前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、制御弁は、バルブボディがベーンロータに対してステー部材を介してボルトによって固定され、前記スプール弁の軸方向の一方の最大移動位置がバルブボディの前端部に嵌着されたストッパリングによって規制されている。このように、バルブボディのベーンロータに対する固定手段としてのステー部材やボルトの他に、スプール弁の軸方向の一方の最大移動位置規制手段としてのストッパリングを設けていることから、全体に部品点数が多くなると共に、構造が複雑になって製造コストが高騰するおそれがある。しかも、部品点数の増加に伴って装置の組み立て作業能率が低下するおそれがある。

本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、部品点数の削減による構造の簡素化と製造コストの低減化を図り得る内燃機関のバルブタイミング制御装置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、カムシャフトにボルトによって固定されたベーンロータに設けられる制御弁は、前記ベーンロータのロータに設けられたバルブ収容孔に収容されるバルブボディと、前記バルブボディの内部に軸方向へ移動可能に設けられて、移動することによって前記ベーンロータに作用する油圧を切り替えるスプール弁と、前記バルブボディの外周に保持され、前記バルブボディを前記バルブ収容孔に取り付けるための固定部材であって、前記バルブボディの外周に径方向に沿って設けられた固定用溝部を介して一部が前記バルブボディの内部に臨み、前記スプール弁の軸方向の一方向の最大移動を規制する第１部位と、前記バルブボディの外部に位置し、前記ロータに設けられた収容溝に嵌入して前記ロータに保持される第２部位と、を有する固定部材と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、部品点数を削減できることによって、構造を簡素化できると共に、製造コストの低減化が図れる。また、部品点数の削減に伴って装置の組み立て作業能率の向上が図れる。

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。 フロントカバーを外したバルブタイミング制御装置を示し、ベーンロータが最遅角側に相対回転した状態を示す正面図である。 はフロントカバーを外したバルブタイミング制御装置を示し、ベーンロータが最進角側に相対回転した状態を示す正面図である。 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固定クリップを示す斜視図である。 制御弁に固定クリップが取り付けられた状態を示し、(ａ)は制御弁の側面図、(ｂ)は(ａ)のＡ－Ａ線断面図、(ｃ)は(ｂ)のＢ－Ｂ線断面図である。 本実施形態に供されるスプール弁が軸方向へ移動して油路を変化させた状態を示し、（ａ）はスプール弁が軸方向の一方側へ最大移動した状態を示す制御弁の縦断面図、（ｂ）はスプール弁が軸方向の他方側へ最大移動した状態を示す制御弁の縦断面図である。 本実施形態に供される固定クリップがバルブボディの固定用溝部に係入する状態を示す説明図である。 同固定クリップが固定用溝部に嵌着した状態でバルブボディをバルブ収容孔に収容した状態を示すフロントプレート側から視た一部拡大図である。 同固定クリップが固定用溝部に嵌着して両嵌合部がロータの収容溝に収容された状態でボルトによって保持された状態を示すフロントプレート側から視た装置の正面図である。 本発明の第２実施形態を示すフロントプレート側から視た装置の正面図である。

以下、本発明に係る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説明する。なお、本実施形態では、内燃機関のバルブタイミング制御装置を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はフロントカバーを外したバルブタイミング制御装置を示し、ベーンロータが最遅角側に相対回転した状態を示す正面図、図４はフロントカバーを外したバルブタイミング制御装置を示し、ベーンロータが最進角側に相対回転した状態を示す正面図である。

バルブタイミング制御装置は、図１～図４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を最遅角側の相対回転位置でロックさせるロック機構４と、位相変更機構３とロック機構４を作動させる油圧回路５と、を備えている。

なお、駆動回転体としては、タイミングベルトによって回転力が伝達されるタイミングプーリであっても良い。

スプロケット１は、円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リアカバー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側の内側面には図外の複数（本実施形態では４つ）の雌ねじ孔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機関弁である図外の吸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収容孔２ｂが形成されている。また、一端部２ａの内部軸方向には、収容孔２ｂと連続して形成されて、後述する制御弁２７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、一端部２ａの収容孔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の軸部１２ｂの外周面に形成された雄ねじ部１２ｃが螺着するようになっている。

ボルト１２は、内部に六角溝が形成された頭部１２ａと、該頭部１２ａの一端側に一体に設けられた軸部１２ｂと、該軸部１２ｂの外周面に形成された雄ねじ部１２ｃとを有している。また、頭部１２ａと軸部１２ｂとの結合箇所には、フランジ状の着座部１２ｄが一体に設けられている。

位相変更機構３は、図１～図４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）の遅角作動室９と進角作動室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前記各ボルト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。なお、各ボルト挿通孔の外側孔縁には、各ボルト１３の頭部の円錐状下面が嵌合するザグリ部が形成されている。

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スプロケット１の各雌ねじ孔に螺着する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、図４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、から構成されている。

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の収容孔２ｂと連続するバルブ収容孔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、バルブ収容孔１４ａよりも径方向外側の位置に複数(本実施形態では３つ)のボルト挿入孔１４ｃが回転軸方向に沿って貫通形成されている。この各ボルト挿入孔１４ｃには、前記３本のボルト１２の軸部１２ｂが挿通されるようになっている。

ロータ１４は、内部にそれぞれ４本の遅角通路孔１７と進角通路孔１８が径方向に沿って貫通形成されている。この各遅角通路孔１７と各進角通路孔１８は、内側の各一端部がバルブ収容孔１４ａ（制御弁２７）に開口している一方、外側の各他端部が対応する各遅角作動室９と各進角作動室１０にそれぞれ開口している。

そして、バルブ収容孔１４ａの軸方向の一端部側の内周には、図２、図３に示すように、収容溝１９が形成されている。この収容溝１９は、バルブ収容孔１４ａの孔縁から径方向に切り欠かれて、正面視(フロントカバー１１側から視て)ほぼ矩形状に形成されている。収容溝１９は、その溝深さが後述する固定クリップ３６の線径よりも僅かに大きく形成されて、該固定クリップ３６の各嵌合部３６ｃ、３６ｃが収容保持されるようになっている。収容溝１９は、ロータ１４の３つのボルト挿入孔１４ｃのうち、１つのボルト挿入孔１４ｃの近傍に形成されている。この１つのボルト挿入孔１４ｃの挿入される１本のボルト１２は、雄ねじ部１２ｃをカムシャフ２の雌ねじ孔２ｄに締め付けた際に、フランジ状の着座部１２ｄの一部が収容溝１９の中央部を覆う状態となるように形成されている。つまり、着座部１２ｄは、収容溝１９内に収容された固定クリップ３６の各嵌合部３６ｃ、３６ｃを軸方向外側から保持して抜け出しを規制するようになっている。

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ロック機構４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８ｆ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、遅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方のシュー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、最大遅角側の回転位置が機械的に規制されるようになっている（図３参照）。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の他側面が対向する他方のシュー８ｂ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機械的に規制されるようになっている（図４参照）。

各ベーン１５ａ～１５ｄの正逆回転方向の両側面と各シュー８ａ～８ｄの両側面との間には、前述した各遅角作動室９と各進角作動室１０が設けられている。各遅角作動室９と各進角作動室１０には、ロータ１４の内部に径方向に向かって形成された前記遅角通路孔１７と進角通路孔１８の各他端部がそれぞれ開口形成されている。

各遅角通路孔１７と各進角通路孔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２７のそれぞれ４つの遅角ポート３７及び進角ポート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４は、周知の構造であるから具体的な説明は省略するが、機関の停止時などにおいてハウジング６に対してベーンロータ７を最遅角側の回転位置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遅角通路孔１７と各進角通路孔１８の流路を切り換える制御弁２７と、該制御弁２７の流路の切り換えによって、各遅角、進角作動室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２９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２７方向にのみ許容する逆止弁３０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１４ｄに逆止弁３０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５は本実施形態に供される制御弁の制御弁の分解斜視図、図６は本実施形態に供される固定クリップを示す斜視図、図７は制御弁に固定クリップが取り付けられた状態を示し、(ａ)は制御弁の側面図、(ｂ)は(ａ)のＡ－Ａ線断面図、(ｃ)は(ｂ)のＢ－Ｂ線断面図である。

制御弁２７は、図１、図２及び図５に示すように、ロータ１４のバルブ収容孔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、例えば鉄系金属材によって内部中空状の円筒状に形成されて、内部軸方向にバルブ孔３１ａが貫通形成されている。バルブボディ３１は、図５及び図７(ａ)～(ｃ)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に有する小径部３１ｂの外周に円環状の固定用溝部３５が形成されている。
この固定用溝部３５は、両側部が径方向（上下方向）に沿って切り欠かれ、この切り欠きによってバルブ孔３１ａの内部に開口したスリット状の貫通孔３５ａ、３５ｂが形成されている。この両貫通孔３５ａ、３５ｂは、径方向（上下方向）に沿って平行に形成されており、これらを介して後述する固定クリップ３６の一対のアーム部３６ｂ、３６ｂの一部がバルブ孔３１ａ内に臨むように貫通形成されている。また、固定用溝部３５は、両貫通孔３５ａ、３５ｂの長手方向の上下端部の位置に小径部３１ｂの周壁の残余部で形成された一対の連結部３５ｃ、３５ｄを有している。この両連結部３５ｃ、３５ｄは、図７（ｂ）で示すように、図中の上下位置に所定肉厚の断面円弧状に形成されている。なお、一対の貫通孔３５ａ、３５ｂは、前記遅角ポート３７から流下した作動油を後述する第１ドレン孔４１ａに導く排出孔としても機能する。

バルブボディ３１は、固定用溝部３５に嵌着した後述の固定クリップ３６によってバルブ収容孔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（小径部３１ｂ）寄りの位置に遅角ポート３７が周壁の径方向へ貫通形成されていると共に、この遅角ポート３７の内側開口端に円環状の第１グルーブ溝３７ａが形成されている。また、軸方向の他端部寄りの位置には、進角ポート３８が周壁の径方向へ貫通形成されていると共に、この進角ポート３８の内側開口端に円環状の第２グルーブ溝３８ａが形成されている。

遅角ポート３７と進角ポート３８との間、つまり第１グルーブ溝３７ａと第２グルーブ溝３８ａの間には、逆止弁３０を通った流体である作動油を、スプール弁３２を介して遅角ポート３７あるいは進角ポート３８に導入する導入ポート３９が形成されている。この導入ポート３９は、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、後述する径方向孔に連通している。
また、導入ポート３９の外側開口端に、円環状の保持溝３９ａが形成されており、この保持溝３９ａには、図５及び図７（ａ）（ｃ）に示すように、円筒状の濾過フィルタ４０が装着されている。この濾過フィルタ４０は、逆止弁３０を介して後述する径方向孔４７から導入ポート３９へ導入される作動油内のコンタミなどを捕集するようになっている。

バルブボディ３１の小径部３１ｂの内部には、スプール弁３２の移動位置に応じて前記第１グルーブ溝３７ａ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２９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を介して第２グルーブ溝と適宜連通する第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２９を介してオイルパン２８の内部に連通している。

各遅角ポート３７と各進角ポート３８は、図１に示すように、それぞれの内側開口が第１、第２グルーブ溝３７ａ、３８ａを介してバルブ孔３１ａ(スプール弁３２)に臨み、外側開口が各進角通路孔１８と各遅角通路孔１７に径方向から連通している。

固定クリップ３６は、図５～図７に示すように、鉄系金属線材をほぼＵ字形状に折り曲げて形成されており、長手方向の一端部側の基部３６ａと、該基部３６ａの両端縁から平行に伸びた一対の第１部位であるアーム部３６ｂ、３６ｂと、該一対のアーム部３６ｂ、３６ｂの先端側に有し、前記ロータ１４の収容溝１９にバルブボディ３１の軸方向から嵌入してロータ１４に保持される一対の第２部位である嵌合部３６ｃ、３６ｃと、を有している。

基部３６ａは、固定用溝部３５の図７（ｂ）中、下側の連結部３５ｄの外周に沿ったほぼ円弧状に形成されて、固定クリップ３６が自身の弾性力によって固定用溝部３５の内部に嵌着した状態では、該連結部３５ｄの下面に当接配置される。

各アーム部３６ｂ、３６ｂは、固定クリップ３６が弾性力によって固定用溝部３５の内部に嵌着した状態では、各下端部３６ｄ、３６ｄが前記下側の第１連結部３５ｄの両側面を挟みこむように配置されていると共に、各上端部３６ｅ、３６ｅが上側の第２連結部３５ｃの両側面を挟み込むように配置されている。また、アーム部３６ｂ、３６ｂは、長手方向の各中央部が固定用溝部３５の前記各貫通孔３５ａ、３５ｂに配置されてバルブ孔３１aの内部に臨んでいる。つまり、各アーム部３６ｂ、３６ｂは、各中央部がバルブ孔３１ａのほぼ接線方向に沿って該バルブ孔３１ａの内部に配置されている。

各嵌合部３６ｃ、３６ｃは、図６及び図７（ｂ）に示すように、各アーム部３６ｂ、３６ｂの先端部から互いに反対方向へほぼ逆Ｌ字形状に折り曲げられて、バルブボディ３１がロータ１４のバルブ収容孔１４ａの内部に収容された状態では、各先端縁３６ｄ、３６ｄが前記収容溝１９の対向壁面１９ａ、１９ｂに近接配置されて、無用な開き方向の変形が前記対向壁面１９ａ、１９ｂで規制されている。

したがって、固定クリップ３６は、バルブボディ３１の固定用溝部３５の外周に弾性的に嵌着した状態で軸方向へ抜け止めされていると共に、各嵌合部３６ｃ、３６ｃが収容溝１９に収容保持された後に、前述したロータ１４をカムシャフト２に固定する３本のボルト１２中、１本のボルト１２の着座部１２ｄによって保持されて収容溝１９からの抜け出しと径方向の移動が規制されるようになっている。

固定クリップ３６の固定用溝部３５に対する取り付ける方法などについては、後述する図９に基づいて具体的に説明する。

スプール弁３２は、図１、図５及び図７(ｃ)に示すように、円柱状に形成された本体の外周に互いに軸方向に離れて配置された第１ランド部３２ａ及び第２ランド部３２ｂが形成されていると共に、該第１、第２ランド部３２ａ、３２ｂ間にバルブボディ３１の導入ポート３９と連通する筒状通路溝３２ｃが形成されている。また、本体の軸方向のカムシャフト２側の一端部には、第２ランド部３２ｂと軸方向に離れて配置された円筒状のガイド部３２ｄが設けられている。このガイド部３２ｄは、バルブ孔３１ａの内周面にスプール弁３２を摺動案内するものであり、外径は第１、第２ランド部３２ａ、３２ｂの外径と同一に設定されている。

また、第２ランド部３２ｂとガイド部３２ｄとの間には、進角ポート３８の第２グルーブ溝３８aとガイド部３２ｄの内部に形成されたドレン通路３２ｅに適宜連通する複数（本実施形態では４つ）のドレン孔３２ｆが径方向に沿って貫通形成されている。前記ドレン通路３２ｅは、バルブボディ３１の第２ドレン孔４１ｂを介して排出通路２９に連通している。

また、スプール弁３２は、本体の軸方向の他端面３２ｇ、つまり、第１ランド部３２ａの外端面の中央には、電磁アクチュエータ３４の後述するプッシュロッド５９に軸方向から当接する軸部３２ｈが一体に設けられている。

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のガイド部３２ｄの内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。このとき、スプール弁３２は、図１及び図７（ｃ）に示すように、他端面３２ｇが前記固定クリップ３６の両アーム部３６ｂ、３６ｂに軸方向から当接して最大左方向の移動位置が規制されるようになっている。

逆止弁３０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１４ｄ内に設けられており、凹部１４ｄ内を軸方向に沿って摺動可能な弁体４２と、凹部１４ｄ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。

また、ロータ１４のバルブ収容孔１４ａの内周面には、凹部１４ｄ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。

電磁アクチュエータ３４は、図１及び図２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固定鉄心５５と、を備えている。

また、電磁アクチュエータ３４は、固定鉄心５５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の先端部に有するプッシュロッド５９と、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、図外の筒状部と、該筒状部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ＥＣＵに電気的に接続されるコネクタ部５６を備えている。このコネクタ部５６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は、ＥＣＵ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形されている。この押圧部は、スプール弁３２の軸部３２ｈの先端面３２ｉに軸方向から当接している。また、このプッシュロッド５９は、後端部から先端部の内部軸心方向に図外の空気抜き孔が貫通形成されている。

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の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、ＥＣＵ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、ＥＣＵ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、各遅角ポート３７と各進角ポート３８を開いた状態にする。

ＥＣＵ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。

また、ＥＣＵは、前述のように、電磁アクチュエータ３４のコイル５３への通電を遮断してスプール弁３２を図１の最大右方向の移動位置に制御する。あるいは、コイル５３に対してパルス電流を出力して通電量(デューティ比)を制御して、最大左側の位置から中間移動位置、最大右方向の移動位置となるように連続的に可変制御するようになっている。
〔本実施形態のバルブタイミング制御装置の作用〕
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簡単に説明する。

図８は本実施形態に供されるスプール弁が軸方向へ移動して油路を変化させた状態を示し、（ａ）はスプール弁が軸方向の一方側へ最大に移動して固定クリップで位置規制された状態を示す制御弁の縦断面図、（ｂ）はスプール弁が軸方向の他方側へ最大移動した状態を示す制御弁の縦断面図である。

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、ＥＣＵ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及び図８（ａ）に示すように、バルブスプリング３３のばね力で左方向に付勢されていると共に、他端面３２ｇが固定クリップ３６の両アーム部３６ｂ、３６ｂに当接して最大左側の移動位置に保持されている。このとき、逆止弁３０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、油圧によって最大に後退移動して作動油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は、弁体４２の外周側から凹部１４ｄに流入し、ここから径方向孔４７を通って導入ポート３９に流入し、さらにスプール弁３２の筒状通路溝３２ｃを通って第１グルーブ溝３７ａと各遅角ポート３７に流入し、ここから各遅角通路孔１７を介して各遅角作動室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、各進角ポート３８と第２グルーブ溝３８ａ及びドレン孔３２ｆを連通させる。このため、各進角作動室１０の作動油は、各進角通路孔１８などを通って各進角ポート３８などを通ってバルブボディ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２９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、図３に示す最遅角の相対回転位置に維持されていることから、吸気弁のバルブタイミングが遅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４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、ＥＣＵ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、図８（ｂ）に示すように、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が第２グルーブ溝３８ａを介して進角ポート３８と筒状通路溝３２ｃと連通させる。同時に、第１ランド部３２ａが、各遅角ポート３７と第１ドレン孔４１ａとを連通させる。

このため、逆止弁３０の開かれた弁体４２から径方向孔４７を通った作動油は、筒状通路溝３２ｃと進角ポート３８を通って、各進角通路孔１８から各進角作動室１０内に供給される。一方、各遅角作動室９内の作動油は、各遅角通路孔１７から各遅角ポート３７、第１グルーブ溝３７ａを通って第１ドレン孔４１ａの内部に流入する。ここに流入した作動油は、排出通路２９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１０の内圧が上昇すると共に、各遅角作動室９の内圧が低下する。

また、進角作動室１０に供給された作動油は、ロック機構４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、図４に示すように、各進角作動室１０の油圧の上昇に伴い他方向へ回転して最大進角側へ相対回転する。これによって、吸気弁は、開閉タイミングが最進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。
〔ロータに対する制御弁の取り付け方法〕
以下、制御弁２７（バルブボディ３１）を、ロータ１４のバルブ収容孔１４ａ内に固定クリップ３６によって取り付ける方法について説明する。なお、バルブボディ３１のバルブ孔３１ａ内には予めスプール弁３２が収容配置されている。

図９は本実施形態の供される固定クリップをバルブボディの固定用溝部に係入する状態を示す説明図、図１０は同固定クリップが固定用溝部に嵌着した状態でバルブボディをバルブ収容孔に収容した状態を示すフロントプレート側から視た一部拡大図、図１１は同固定クリップが固定用溝部に嵌着して両嵌合部がロータの収容溝に収容された状態でボルトによって保持された状態を示すフロントプレート側から視た装置の正面図である。

まず、予め固定クリップ３６を、バルブボディ３１に取り付けるには、固定クリップ３６の両アーム部３６ｂ、３６ｂの上端部３６ｅ、３６ｅを、固定用溝部３５の第１連結部３５ｄの両端縁にあてがいつつ固定クリップ３６を弾性力に抗して図９の矢印方向へ下から押し上げる。そうすると、固定クリップ３６は、基部３６ａを中心として拡径方向に開いた状態となり、さらにそのまま押し上げると、自身の弾性復帰力で図７（ｃ）に示すように、各アーム部３６ｂ、３６ｂの下端部３６ｄ、３６ｄと上端部３６ｅ、３６ｅが下側の連結部３５ｄと上側の連結部３５ｅの各両端面をそれぞれ挟み込むように圧接する。同時に、各嵌合部３６ｃ、３６ｃの内方へ折り曲げられた下端部が、上側の連結部３５ｅの両側上縁に弾性的に係止する。これによって、固定クリップ３６は、弾性力で固定用溝部３５に固定されると共に、両アーム部３６ｂ、３６ｂが両貫通孔３５ａ、３５ｂを介してバルブ孔３１ａ内に配置される。このとき、固定クリップ３６の両嵌合部３６ｃ、３６ｃは、固定用溝部３５から上方へ突出した状態になる。なお、このとき、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（最大奥）まで押し込まれており、固定クリップ３６が固定用溝部３５に取り付けられた後は押し込みが解除される。

次に、この状態から、図１０に示すように、バルブボディ３１を、他端部側からバルブ収容孔１４ａに挿入するが、このとき、固定クリップ３６の両嵌合部３６ｃ、３６ｃをロータ１４の収容溝１９に位置合わせを行いつつ該収容溝１９内に軸方向から収容配置する。
その後、図１１に示すように、ハウジング６内に収容されたロータ１４をカムシャフト２の一端部２ａに位置決めしつつ３本のボルト１２をカムシャフト２の各雌ねじ孔２ｄに螺着しつつ締め付ければ、ロータ１４がカムシャフト２に軸方向から固定される。

このとき、１本のボルト１２は、対応するスプロケット１の雌ねじ孔にねじ込むと頭部１２ａのフランジ状の着座部１２ｄが収容溝１９の一部を覆う形で該収容溝１９内の各嵌合部３６ｃ、３６ｃを跨いで保持する。

このため、バルブボディ３１を、ロータ１４のバルブ収容孔１４ａに固定クリップ３６によって安定かつ確実に固定することが可能になる。つまり、固定クリップ３６は、バルブボディ３１をロータ１４に固定する機能を有している。

また、固定クリップ３６は、前述のように、固定用溝部３５に取り付けた状態では両アーム部３６ｂ、３６ｂが各貫通孔３５ａ、３５ｂを介してバルブ孔３１ａ内に臨み、スプール弁３２の最大一方向（図１の左方向）の移動位置を規制するストッパとしても機能する。

したがって、本実施形態によれば、固定クリップ３６は、バルブボディ３１をロータ１４のバルブ収容孔１４ａに取り付け固定する機能と、スプール弁３２の一方向の最大移動位置を規制するストッパ機能の少なくとも２つの機能を有している。

このため、本実施形態では、前記公報記載の従来技術のようなバルブボディをロータに固定するためのステーや、スプール弁の最大移動位置を規制するためのスナップリングなどの別部材を設ける場合に比較して、部品点数の削減が図れると共に、全体の構造が簡素化される。このため、製造作業能率の向上が図れると共に、コストの低減化が図れる。

また、固定クリップ３６が、固定機能とストッパ機能を有することから、これらの機能を有する部材を別々に設ける場合に比べて装置の組み立て作業も容易になる。

固定クリップ３６を、金属線材によって単純なＵ字形状としたことから、製造が容易であると共に、低コスト化が図れる。

また、固定クリップ３６は、基部３６ａを中心として各アーム部３６ｂ、３６ｂ側を弾性力に抗して開きながらバルブボディ３１の固定用溝部３５に弾性復帰力で嵌着させると、基部３６ａと一対の嵌合部３６ｃ、３６ｃが固定用溝部の各連結部３５ｃ、３５ｄに係止した状態になることから、固定クリップ３６の径方向の移動、つまり、固定用溝部３５からの不用意な抜け出しが規制される。
また、固定用溝部３５の２つの連結部３５ｃ、３５ｄは、小径部３１ｄの壁部によって形成されていることから、この各連結部３５ｃ、３５ｃに係止される基部３６ａとアーム部３６ｂ、３６ｂの上端部３６e、３６eはバルブボディ３１の小径部３１ｂ以外の外周面から外部へ突出することがない。換言すれば、基部３６ａやアーム部３６ｂ、３６ｂの上端部３６e、３６eは、小径部３１ｂの内部に収容された形で配置されることから、バルブボディ３１の外周面から突出することがない。この結果、バルブボディ３１が挿入保持されるロータ１４のバルブ収容孔１４ａの内径を拡径化する必要がない。
〔第２実施形態〕
図１２は本発明の第２実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同じであるが、異なるところは、前記ロータの収容溝１９の対向壁面１９ａ、１９ｂに、固定クリップ３６の嵌合部３６ｃ、３６ｃの各先端部が係入する一対の係止用穴１９ｃ、１９ｄが設けられている。

各係止用穴１９ｃ、１９ｄは、内径が各嵌合部３６ｃ，３６ｃの各先端部の外径よりも僅かに大きく形成されて、該各先端部が収容溝１９の内部から係入可能になっている。

そして、固定クリップ３６がバルブボディ３１の固定用溝部３５に固定した状態で該バルブボディ３１をロータ１４のバルブ収容孔１４ａに挿入する際に、例えば、ペンチ状の治具を用いて前記両嵌合部３６ｃ、３６ｃを弾性反力に抗して挟み込んで互いに近接させつつ収容溝１９内に収容する。その後、両嵌合部３６ｃ、３６ｃの各先端部を各係止用穴１９ｃ、１９ｄに位置決めしつつ治具による挟持力を解放する。これによって、各嵌合部３６ｃ、３６ｃの各先端部が、各係止用穴１９ｃ、１９ｄに収容溝１９の横方向から係入して係止固定される。

したがって、バルブボディ３１は、ボルト１２を用いずとも固定クリップ３６のみによってバルブ収容孔１４ａからの軸方向の移動と周方向の回転が規制されて、ロータ１４に対する安定かつ確実な固定状態が得られる。

また、バルブボディ３１は、ボルト１２を用いずに固定クリップ３６のみでロータ１４に固定されることから、バルブボディ３１などの組み立て搬送時にロータ１４に固定クリップ３６によって予め固定した状態で搬送することができるので、別々に搬送する場合に比較して搬送作業が容易になる。

また、前述した収容溝１９の係止用穴１９ｃ、１９ｄは、対向壁面１９ａ、１９ｂのいずれか一方に形成することも可能である。

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、固定クリップ３６の形状をさらに変更することも可能であり、各アーム部３６ｂ、３６ｂを軸方向の中央部を互いに近づけるように湾曲状に形成することも可能である。
さらに、固定クリップ３６の各嵌合部３６ｃ、３６ｃの形状を変更すると共に、収容溝１９の対向壁面１９ａ、１９ｂに凹溝を形成して、この各凹溝に各嵌合部３６ｃ、３６ｃを弾性的に係合させ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、２ａ…一端部、２ｂ…雌ねじ孔、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…遅角作動室、１０…進角作動室、１４…ロータ、１４ａ…バルブ収容孔、１５ａ～１５ｄ…ベーン、１７…遅角通路孔、１８…進角通路孔、２６…オイルポンプ、１９…収容溝、１９ａ・１９ｂ…両側壁面、２７…制御弁、３１…バルブボディ、３２…スプール弁、３５…固定用溝部、３５ａ・３５ｂ…貫通孔、３５ｃ・３５ｄ…連結部、３６…固定クリップ（固定部材）、３６ａ…基部、３６ｂ・３６ｂ…アーム部（第１部位）、３６ｃ・３６ｃ…嵌合部（第２部位）、３６ｄ・３６ｄ…アーム部の下端部、３６e・３６e…アーム部の上端部、３７…遅角ポート、３８…進角ポート、３９…導入ポート。

Claims (8)

1. カムシャフトの端部にボルトによって固定されるベーンロータを有し、前記ベーンロータに作用する油圧によって機関弁の開閉時期を可変にする内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
   前記ベーンロータのロータに設けられたバルブ収容孔に収容されるバルブボディと、
   前記バルブボディの内部に軸方向へ移動可能に設けられて、移動することによって前記ベーンロータに作用する油圧を切り替えるスプール弁と、
   前記バルブボディの外周に保持され、前記バルブボディを前記バルブ収容孔に取り付けるための固定部材であって、
   前記バルブボディの外周に径方向に沿って設けられた固定用溝部を介して一部が前記バルブボディの内部に臨み、前記スプール弁の軸方向の一方向の最大移動を規制する第１部位と、前記バルブボディの外部に位置し、前記ロータに設けられた収容溝に挿入され前記ロータに保持される第２部位と、を有する固定部材と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
   前記固定部材は、線材によってＵ字形状に折曲形成されて、長手方向の一端部に有する基部と、該基部の両端から直線状に延びた一対の前記第１部位と、有し、
   前記第２部位は、一対の第１部位の前記基部と反対側の両端から延びて互いに反対方向へ折曲形成されていることを特徴と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。
3. 請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
   前記固定部材は、前記一対の第１部位が前記基部を中心として開閉方向へ弾性変形可能に形成されて、前記固定用溝部に嵌着した状態で、前記基部と該基部と反対側の前記一対の第１部位の端部によって前記バルブボディに対する径方向の移動が規制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。
4. 請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
   前記一対の第２部位は、各第１部位との結合箇所が互いに反対方向へ外側に向かって折り曲げられて拡開状態に形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
5. 請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
   前記収容溝は、ロータの軸方向の一端面の前記バルブ収容孔の孔縁部に形成され、前記バルブボディをバルブ収容孔に挿入した際に前記固定部材の両第２部位が収容され、
   前記収容溝に収容された両第２部位は、前記ボルトの頭部座面で保持され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。
6. 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
   前記固定用溝部は、一部が前記バルブボディの内部と外部を連通する一対の貫通孔として構成され、
   前記一対の貫通孔は、前記バルブボディに形成されたポートから流出した流体を外部に排出する排出孔としても機能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。
7. 請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
   前記バルブボディは、周壁の外周に円筒状の小径部を有し、
   前記小径部の外周面に前記固定用溝部が形成されていると共に、前記固定用溝部の一部が前記小径部の径方向に沿って平行に切欠されて前記一対の前記貫通孔が形成され、
   前記固定用溝部の一対の貫通孔の間に２つの連結部が前記固定用溝部の内周壁によってそれぞれ形成され、
   前記２つの連結部に、前記固定部材の基部と前記第１部位の一部が係り止め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。
8. 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であって、
   前記収容溝の対向壁面のうち少なくとも一方の壁面に、前記固定部材の第２部位の少なくとも一方の先端部が挿入係止する係止用穴が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
   

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