JP7234973B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Description

本開示は、バルブタイミング調整装置に関する。

従来から、内燃機関の吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを調整可能な、油圧式のバルブタイミング調整装置が知られている。このバルブタイミング調整装置の内部には、ポートを切り替えるためのスリーブが設けられている。このスリーブは、インナースリーブとアウタースリーブの２つの部品から構成される２重構造を有しており、バルブ内部とＶＣＴ油圧室をつなぐポートがこの２つの部品を貫通している。

特開２０１８－１１５６１７号公報

この２つの部品であるインナースリーブとアウタースリーブをバルブタイミング調整装置に組み付ける場合、２つの部品の角度を合わせる。この角度合わせのために、各部品に角度基準を設けることが望ましい。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

本開示の一形態によれば、内燃機関（３００）に設けられたバルブ（３３０、３４０）の開閉タイミングを、前記内燃機関の駆動軸（３１０）の回転位相に対して調整するバルブタイミング調整装置（１００ａ～１００ｆ）が提供される。このバルブタイミング調整装置は、外周に突出部（３５ａ～３５ｆ）を有する筒状のアウタースリーブ（３０ａ～３０ｆ）と、前記アウタースリーブの内側に配置されたインナースリーブ（４０）と、前記インナースリーブ内を前記アウタースリーブの回転軸（ＡＸ）に沿って進退するスプール（５０）と、を有する作動油制御弁（１０）であって、前記インナースリーブと前記アウタースリーブとは、組み合わされて油路である複数のポート（２７、２８）を形成し、前記スプールを進退させることにより、作動油供給源（３５０）から前記複数のポートを介して供給する作動油の油圧を制御する作動油制御弁と、前記スプールの進退を制御するアクチュエータと、前記駆動軸の回転に従動して前記バルブの開閉を行なう従動軸と前記駆動軸との間に設けられたベーンロータ（１３０、１３０ｆ）であって、前記作動油制御弁から供給される前記作動油の油圧に応じて前記駆動軸に対する前記従動軸の回転位相を変更するベーンロータと、を備える。前記突出部の外周には、前記インナースリーブとの位置決めをするときの基準となる基準形状部（３５ａｃ～３５ｆｃ）が設けられ、前記ベーンロータを、前記駆動軸または前記従動軸の端部（３２１）との間に固定する前記突出部の座面（３５ａｚ～３５ｆｚ）は、前記回転軸に対して回転対称形状である。

この形態によれば、角度基準を用いて、インナースリーブとアウタースリーブの角度を容易に合わせることができる。さらに、座面（３５ａｚ～３５ｆｚ）と、ベーンロータ（１３０、１３０ｆ）との間の摩擦力が回転軸ＡＸに対して回転対称となる。その結果、摩擦力によるモーメントの合力はゼロとなり、座面（３５ａｚ～３５ｆｚ）と、ベーンロータ（１３０、１３０ｆ）との間に並進力が働かないので、座面（３５ａｚ～３５ｆｚ）と、ベーンロータ（１３０、１３０ｆ）との間の締結を安定させることができる。

作動油制御弁を備えるバルブタイミング調整装置の概略構成を示す断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。 作動油制御弁の詳細構成を示す断面図である。 作動油制御弁の詳細構成を分解して示す分解斜視図である。 スプールの詳細構成を示す断面図である。 スプールがストッパに当接した状態を示す断面図である。 スプールが摺動範囲の略中央に位置する状態を示す断面図である。 第１実施形態の作動油制御弁の詳細構成を示す断面図である。 第１実施形態のアウタースリーブをソレノイド側から見たときの図である。 第１実施形態のアウタースリーブをカム軸側から見たときの図である。 アウタースリーブにインナースリーブを挿入する行程を示す説明図である。 第１実施形態の変形例を示す説明図である。 第２実施形態の作動油制御弁の詳細構成を示す断面図である。 第２実施形態のアウタースリーブをカム軸側から見たときの図である。 第２実施形態のアウタースリーブの突出部の拡大図である。 第３実施形態の作動油制御弁の詳細構成を示す断面図である。 第２実施形態のアウタースリーブをカム軸側から見たときの図である。 第３実施形態の作動油制御弁の詳細構成を示す断面図である。

Ａ．バルブタイミング調整装置１００の構成と動作：
本実施形態で用いるバルブタイミング調整装置１００の概略構成と動作について説明し、その後、本願開示の特徴的部分について説明する。
Ａ－１．装置構成：
図示しない車両が備える内燃機関３００は、クランク軸３１０から動力が伝達されるカム軸３２０により、バルブとしての吸気弁３３０と排気弁３４０を開閉駆動する。図１に示すバルブタイミング調整装置１００は、クランク軸３１０からカム軸３２０までの動力伝達経路に設けられており、クランク軸３１０に対するカム軸３２０の位相を変えることで、バルブ３３０、３４０を開閉するバルブの開閉タイミングを調整する。より具体的には、バルブタイミング調整装置１００は、カム軸３２０の回転軸ＡＸに沿った方向において、カム軸３２０の端部３２１に固定配置されている。バルブタイミング調整装置１００の回転軸ＡＸは、カム軸３２０の回転軸ＡＸと一致している。本実施形態のバルブタイミング調整装置１００は、バルブとしての吸気弁３３０と排気弁３４０とのうち、吸気弁３３０の開閉タイミングを調整する。

バルブタイミング調整装置１００は、ハウジング１２０と、ハウジング１２０内に設けられたベーンロータ１３０と、作動油制御弁１０とを備える。作動油制御弁１０は、アウタースリーブ３０と、アウタースリーブの内側に配置されたインナースリーブ４０と、インナースリーブ４０内をアウタースリーブ３０の回転軸ＡＸに沿って進退するスプール５０と、を有する。アウタースリーブ３０とインナースリーブ４０は、組み合わされて複数のポート２７、２８を形成している。作動油制御弁１０は、インナースリーブ４０内におけるスプール５０の位置に応じて、複数のポート２７、２８のうち少なくとも１つを用いてハウジング１２０とベーンロータ１３０との間の隙間に作動油を供給し、ハウジング１２０と、ベーンロータ１３０と間の位相を変え、バルブタイミングを調整する。

カム軸３２０の端部３２１の中心には、軸穴部３２２が形成され、側面には、供給穴部３２６が形成されている。軸穴部３２２は、回転軸ＡＸに沿って形成されている。軸穴部３２２の内周面には、後述する作動油制御弁１０を固定するための軸固定部３２３が形成されている。軸固定部３２３には、雌ねじ部３２４が形成されている。雌ねじ部３２４は、作動油制御弁１０の固定部３２に形成された雄ねじ部３３と螺合する。供給穴部３２６は、カム軸３２０の径方向に形成され、カム軸３２０の外周面３２５と軸穴部３２２を連通させている。外周面３２５には、図示を省略したが、オイル溜まりが形成されており、作動油供給源３５０から供給された作動油は、このオイル溜まりから供給穴部３２６を介して軸穴部３２２、ひいては、後述する作動油制御弁１０に供給される。作動油供給源３５０は、オイルポンプ３５１とオイルパン３５２とを有する。オイルポンプ３５１は、オイルパン３５２に貯留されている作動油を汲み上げる。

ハウジング１２０は、スプロケット１２１と、ケース１２２とを有する。スプロケット１２１は、カム軸３２０の端部３２１に、回転可能に嵌合されている。スプロケット１２１には、後述するロックピン１５０と対応する位置に嵌入凹部１２８が形成されている。スプロケット１２１には、クランク軸３１０のスプロケット３１１とともに、環状のタイミングチェーン３６０が掛け渡されている。スプロケット１２１は、複数のボルト１２９によってケース１２２と固定されている。このため、ハウジング１２０は、クランク軸３１０と連動して回転する。ケース１２２は、有底筒状の外観形状を有し、スプロケット１２１により開口端が塞がれている。なお、ケース１２２のスプロケット１２１と反対側の底部の中央部には、開口部１２４が形成されている。

図２に示すように、ケース１２２は、径方向内側に向かって周方向に互いに並んで形成された複数の隔壁部１２３を有する。なお、図２では、作動油制御弁１０の図示を省略している。周方向において互いに隣り合う各隔壁部１２３間は、それぞれ油圧室１４０として機能する。

ベーンロータ１３０は、ハウジング１２０の内部に収容され、後述する作動油制御弁１０から遅角油路１３７とまたは進角油路１３８を供給される作動油の油圧に応じて、ハウジング１２０に対して遅角方向または進角方向へ相対回転する。このため、ベーンロータ１３０は、駆動軸に従動する従動軸の位相を変更する位相変更部として機能する。ベーンロータ１３０は、複数のベーン１３１と、ボス１３５とを有する。

ボス１３５は、筒状の外観形状を有し、カム軸３２０の端部３２１に固定されている。したがってボス１３５が形成されているベーンロータ１３０は、カム軸３２０の端部３２１に固定されて、カム軸３２０と一体に回転する。ボス１３５の中央部には、回転軸ＡＸに沿った方向に貫通する貫通孔１３６が形成されている。貫通孔１３６には、作動油制御弁１０が配置される。ボス１３５には、複数の遅角油路１３７と複数の進角油路１３８とが、径方向に貫通して形成されている。各遅角油路１３７と各進角油路１３８とは、回転軸ＡＸに沿った方向において互いに並んで形成されている。各遅角油路１３７は、後述する作動油制御弁１０の遅角ポート２７と遅角室１４１を連通させている。各進角油路１３８は、後述する作動油制御弁１０の進角ポート２８と進角室１４２を連通させている。貫通孔１３６において、各遅角油路１３７と各進角油路１３８との間は、後述する作動油制御弁１０のアウタースリーブ３０によってシールされている。

複数のベーン１３１は、ベーンロータ１３０の中央部に位置するボス１３５から径方向外側に向かってそれぞれ突出し、周方向に互いに並んで形成されている。各ベーン１３１は、各油圧室１４０にそれぞれ収容され、各油圧室１４０を周方向において遅角室１４１と進角室１４２とに区画している。遅角室１４１は、ベーン１３１に対して周方向の一方に位置する。進角室１４２は、ベーン１３１に対して周方向の他方に位置する。

複数のベーン１３１のうちの１つには、軸方向に収容穴部１３２が形成されている。収容穴部１３２は、ベーン１３１に形成された遅角室側ピン制御油路１３３を介して遅角室１４１と連通し、進角室側ピン制御油路１３４を介して進角室１４２と連通している。収容穴部１３２には、方向ＡＤと方向ＡＵに往復動可能なロックピン１５０が配置されている。ここで、方向ＡＤは、回転軸ＡＸに沿って、カム軸３２０に近づく方向であり、方向ＡＵＤは、回転軸ＡＸに沿って、カム軸３２０から遠ざかる方向である。ロックピン１５０は、ハウジング１２０に対するベーンロータ１３０の相対回転を規制し、油圧が不十分な状態においてハウジング１２０とベーンロータ１３０とが周方向に衝突することを抑制する。ロックピン１５０は、スプリング１５１により、スプロケット１２１に形成された嵌入凹部１２８側に付勢されている。

本実施形態において、ハウジング１２０およびベーンロータ１３０は、アルミニウム合金により形成されているが、アルミニウム合金に限らず、鉄やステンレス鋼等の任意の金属材料や樹脂材料等により形成されていてもよい。

図１に示すように、作動油制御弁１０は、バルブタイミング調整装置１００の回転軸ＡＸに配置されて用いられ、作動油供給源３５０から供給される作動油の流動を制御する。作動油制御弁１０の動作は、内燃機関３００の全体動作を制御する図示しないＥＣＵからの指示により制御される。作動油制御弁１０は、回転軸ＡＸに沿ってカム軸３２０側とは反対側に配置されたソレノイド１６０により駆動される。ソレノイド１６０は、電磁部１６２とシャフト１６４とを有する。ソレノイド１６０は、上述のＥＣＵの指示による電磁部１６２への通電によって、方向ＡＤにシャフト１６４を変位させることにより、後述する作動油制御弁１０のスプール５０を、バネ６０の付勢力に抗してカム軸３２０側へと押圧する。作動油制御弁１０は、後述するように、ソレノイド１６０による押圧と、バネ６０の付勢力とのバランスによってスプール５０を方向ＡＤあるいは方向ＡＵに摺動させ、遅角室１４１に連通する油路と進角室１４２に連通する油路とを切り替えることができる。

図３および図４に示すように、作動油制御弁１０は、スリーブ２０と、スプール５０と、バネ６０と、固定部材７０と、チェック弁９０とを備える。なお、図３では、回転軸ＡＸに沿った断面を示している。

スリーブ２０は、アウタースリーブ３０と、インナースリーブ４０とを有する。アウタースリーブ３０とインナースリーブ４０とは、いずれも略筒状の外観形状を有する。スリーブ２０は、アウタースリーブ３０に形成された軸孔３４にインナースリーブ４０が挿入された概略構成を有する。

アウタースリーブ３０は、作動油制御弁１０の外郭を構成し、インナースリーブ４０の径方向外側に配置されている。アウタースリーブ３０は、本体部３１と、固定部３２と、突出部３５と、拡径部３６と、移動規制部８０と、工具係合部３８とを有する。本体部３１と固定部３２とには、回転軸ＡＸに沿った軸孔３４が形成されている。軸孔３４は、アウタースリーブ３０を回転軸ＡＸに沿って貫通して形成されている。

本体部３１は、筒状の外観形状を有し、図１に示すようにベーン１３１の貫通孔１３６に挿入され、配置されている。図４に示すように、本体部３１には、複数のアウター遅角ポート２１と複数のアウター進角ポート２２とが形成されている。複数のアウター遅角ポート２１は、周方向に互いに並んで形成され、それぞれ本体部３１の外周面と軸孔３４を連通させている。複数のアウター進角ポート２２は、回転軸ＡＸに沿った方向においてアウター遅角ポート２１よりもソレノイド１６０側にそれぞれ形成されている。複数のアウター進角ポート２２は、周方向に互いに並んで形成され、それぞれ本体部３１の外周面と軸孔３４を連通させている。

固定部３２は、筒状の外観形状を有し、回転軸ＡＸに沿った方向において本体部３１と連なって形成されている。固定部３２は、本体部３１と略同じ径に形成され、図１に示すようにカム軸３２０の軸固定部３２３に挿入されている。固定部３２には、雄ねじ部３３が形成されている。雄ねじ部３３は、軸固定部３２３に形成された雌ねじ部３２４と螺合する。アウタースリーブ３０は、雄ねじ部３３と雌ねじ部３２４との締結により、カム軸３２０側へと向かう方向ＡＤの軸力が加えられてカム軸３２０の端部３２１に固定される。軸力が加えられることにより、吸気弁３３０を押すことによるカム軸３２０の偏心力によって作動油制御弁１０とカム軸３２０の端部３２１とがずれることを抑制でき、作動油が漏れることを抑制できる。

突出部３５は、本体部３１から径方向外側に突出して形成されている。図１に示すように、突出部３５は、ベーンロータ１３０をカム軸３２０の端部３２１との間で回転軸ＡＸに沿って挟み込む。これにより、アウタースリーブ３０と、ベーンロータ１３０と、カム軸３２０とは、同位相で回転する。

図３に示すように、本体部３１のうちソレノイド１６０側の端部には、拡径部３６が形成されている。拡径部３６は、本体部３１の他部分に比べて内径が拡大して形成されている。拡径部３６には、後述するインナースリーブ４０の鍔部４６が配置される。

移動規制部８０は、アウタースリーブ３０の内周面において拡径部３６によって形成される径方向の段差として構成されている。移動規制部８０は、固定部材７０との間において、後述するインナースリーブ４０の鍔部４６を回転軸ＡＸに沿って挟み込む。これにより、移動規制部８０は、回転軸ＡＸに沿ったソレノイド１６０の電磁部１６２から遠ざかる方向ＡＤへのインナースリーブ４０の移動を規制する。

工具係合部３８は、アウタースリーブ３０突出部３５よりもソレノイド１６０側、すなわち方向ＡＵ側に形成されている。工具係合部３８は、図４に示すように、六角ソケット等の工具（不図示）と係合可能に構成され、アウタースリーブ３０を含む作動油制御弁１０をカム軸３２０の端部３２１に締結固定するために用いられる。

インナースリーブ４０は、筒部４１と、底部４２と、複数の遅角側突出壁４３と、複数の進角側突出壁４４と、封止壁４５と、鍔部４６と、ストッパ４９とを有する。

筒部４１は、略筒状の外観形状を有し、アウタースリーブ３０の本体部３１と固定部３２とに亘ってアウタースリーブ３０の径方向内側に位置している。図３および図４に示すように、筒部４１には、遅角側供給ポートＳＰ１と、進角側供給ポートＳＰ２と、リサイクルポート４７とがそれぞれ形成されている。

遅角側供給ポートＳＰ１は、遅角側突出壁４３よりも方向ＡＤ側に形成され、筒部４１の外周面と内周面を連通させている。本実施形態において、遅角側供給ポートＳＰ１は、周方向の半周に亘って複数並んで形成されているが、全周に亘って形成されていてもよく、単数であってもよい。進角側供給ポートＳＰ２は、進角側突出壁４４よりも方向ＡＵ側に形成され、筒部４１の外周面と内周面を連通させている。本実施形態において、進角側供給ポートＳＰ２は、周方向の半周に亘って複数並んで形成されているが、全周に亘って形成されていてもよく、単数であってもよい。遅角側供給ポートＳＰ１は、図１に示すカム軸３２０の軸穴部３２２と連通している。また、進角側供給ポートＳＰ２は、図４に示すように、２つの遅角側突出壁４３の間に形成された隙間と、２つの進角側突出壁４４の間に形成された隙間を介して遅角側供給ポートＳＰ１と連通している。したがって、進角側供給ポートＳＰ２は、最終的に、カム軸３２０の軸穴部３２２と連通している。

図３および図４に示すように、リサイクルポート４７は、遅角側突出壁４３と進角側突出壁４４との間に形成され、筒部４１の外周面と内周面を連通させている。リサイクルポート４７は、遅角側供給ポートＳＰ１および進角側供給ポートＳＰ２とそれぞれ連通している。具体的には、リサイクルポート４７は、アウタースリーブ３０の本体部３１の内周面とインナースリーブ４０の筒部４１の外周面との間の空間であって、周方向に互いに隣り合う遅角側突出壁４３の間および周方向に互いに隣り合う進角側突出壁４４の間の空間により、各供給ポートＳＰ１、ＳＰ２と連通している。このため、リサイクルポート４７は、遅角室１４１および進角室１４２から排出された作動油を供給側へと戻すリサイクル機構として機能する。本実施形態において、リサイクルポート４７は、周方向に複数並んで形成されているが、単数であってもよい。なお、スプール５０の摺動による油路の切り替え動作を含めたバルブタイミング調整装置１００の動作については、後述する。

図３に示すように、底部４２は、筒部４１と一体に形成され、筒部４１の方向ＡＤ側（以下、説明の便宜上「カム軸３２０側」とも呼ぶ）の端部を塞いでいる。底部４２には、バネ６０の一端が当接している。

図４に示すように、複数の遅角側突出壁４３は、筒部４１から径方向外側に突出するように、周方向に互いに並んで形成されている。周方向に互いに隣り合う遅角側突出壁４３の間は、図１に示すカム軸３２０の軸穴部３２２と連通しており、作動油供給源３５０から供給される作動油が流通する。図３および図４に示すように、各遅角側突出壁４３には、それぞれインナー遅角ポート２３が形成されている。各インナー遅角ポート２３は、それぞれ遅角側突出壁４３の外周面と内周面を連通させている。図３に示すように、各インナー遅角ポート２３は、それぞれアウタースリーブ３０に形成された各アウター遅角ポート２１と連通する。インナー遅角ポート２３の軸線は、アウター遅角ポート２１の軸線と回転軸ＡＸに沿った方向においてずれている。

図４に示すように、複数の進角側突出壁４４は、遅角側突出壁４３よりも方向ＡＵ側に形成されている。複数の進角側突出壁４４は、筒部４１から径方向外側に突出するように、周方向に互いに並んで形成されている。周方向に互いに隣り合う進角側突出壁４４の間は、図１に示す軸穴部３２２と連通しており、作動油供給源３５０から供給される作動油が流通する。図３および図４に示すように、各進角側突出壁４４には、それぞれインナー進角ポート２４が形成されている。各インナー進角ポート２４は、それぞれ進角側突出壁４４の外周面と内周面を連通させている。図３に示すように、各インナー進角ポート２４は、それぞれアウタースリーブ３０に形成された各アウター進角ポート２２と連通する。インナー進角ポート２４の軸線は、アウター進角ポート２２の軸線と回転軸ＡＸに沿った方向においてずれている。

封止壁４５は、進角側供給ポートＳＰ２よりも方向ＡＵ側において、筒部４１の全周に亘って径方向外側に向かって突出して形成されている。封止壁４５は、アウタースリーブ３０の本体部３１の内周面とインナースリーブ４０の筒部４１の外周面とをシールすることにより、後述する作動油供給油路２５を流通する作動油がソレノイド１６０側へと漏れることを抑制する。封止壁４５の外径は、遅角側突出壁４３および進角側突出壁４４の外径と略同じに形成されている。

鍔部４６は、インナースリーブ４０のソレノイド１６０側の端部において、筒部４１の全周に亘って径方向外側に向かって突出して形成されている。鍔部４６は、アウタースリーブ３０の拡径部３６に配置されている。図４に示すように、鍔部４６には、複数の嵌合部４８が形成されている。複数の嵌合部４８は、鍔部４６の外縁部において周方向に互いに並んで形成されている。本実施形態において、各嵌合部４８は、鍔部４６の外縁部が直線状に切り落とされて形成されているが、直線状に限らず曲線状に形成されていてもよい。各嵌合部４８は、後述する固定部材７０の各嵌合突起部７３とそれぞれ嵌合する。

図３に示すストッパ４９は、インナースリーブ４０の方向ＡＤ側の端部であってカム軸３２０側の端部に形成されている。ストッパ４９は、筒部４１の他部分に比べて内径が縮小して形成されることにより、スプール５０のカム軸３２０側の端部が当接可能に構成されている。ストッパ４９は、ソレノイド１６０の電磁部１６２から遠ざかる方向へのスプール５０の摺動限界を規定する。

アウタースリーブ３０に形成された軸孔３４と、インナースリーブ４０との間の空間は、作動油供給油路２５として機能する。作動油供給油路２５は、図１に示すカム軸３２０の軸穴部３２２と連通しており、作動油供給源３５０から供給される作動油を遅角側供給ポートＳＰ１および進角側供給ポートＳＰ２へと導く。図３に示すように、アウター遅角ポート２１とインナー遅角ポート２３とは、遅角ポート２７を構成し、図２に示す遅角油路１３７を介して遅角室１４１と連通する。図３に示すように、アウター進角ポート２２とインナー進角ポート２４とは、進角ポート２８を構成し、図２に示す進角油路１３８を介して進角室１４２と連通する。

図３に示すように、アウタースリーブ３０とインナースリーブ４０とは、作動油の漏れを抑制するために、回転軸ＡＸに沿った方向の少なくとも一部においてシールされている。より具体的には、遅角側突出壁４３によって、遅角側供給ポートＳＰ１およびリサイクルポート４７と遅角ポート２７との間がシールされ、進角側突出壁４４によって、進角側供給ポートＳＰ２およびリサイクルポート４７と進角ポート２８との間がシールされている。また、封止壁４５によって、作動油供給油路２５と作動油制御弁１０の外部とがシールされている。すなわち、回転軸ＡＸに沿った方向において遅角側突出壁４３から封止壁４５までの範囲が、シール範囲ＳＡとして設定されている。また、本実施形態において、アウタースリーブ３０の本体部３１の内径は、シール範囲ＳＡにおいて略一定に構成されている。

スプール５０は、インナースリーブ４０の径方向内側に配置されている。スプール５０は、自身の一端に当接して配置されるソレノイド１６０により駆動され、ソレノイド１６０の押圧とバネ６０の付勢力とのバランスにより、方向ＡＤあるいは方向ＡＵに摺動し、インナースリーブ４０内を進退する。

図３および図５に示すように、スプール５０は、スプール筒部５１と、スプール底部５２と、バネ受け部５６と、を有する。また、スプール５０には、ドレン油路５３の少なくとも一部と、ドレン流入部５４と、ドレン流出部５５とが形成されている。なお、図５では、スプール５０を図３に対して周方向において９０°回転させた断面を示している。

図３から図５に示すように、スプール筒部５１は、略筒状の外観形状を有する。スプール筒部５１の外周面には、遅角側シール部５７と、進角側シール部５８と、係止部５９とが、回転軸ＡＸに沿った方向においてカム軸３２０側からこの順に並んで、それぞれ径方向外側に向かって突出して全周に亘って形成されている。遅角側シール部５７は、図３に示すようにスプール５０が最もソレノイド１６０の電磁部１６２に近付いた状態において、リサイクルポート４７と遅角ポート２７との連通を断ち、図６に示すようにスプール５０が最も電磁部１６２から遠ざかった状態において、遅角側供給ポートＳＰ１と遅角ポート２７との連通を断つ。進角側シール部５８は、図３に示すようにスプール５０が最も電磁部１６２に近付いた状態において、進角側供給ポートＳＰ２と進角ポート２８との連通を断ち、図６に示すようにスプール５０が最も電磁部１６２から遠ざかった状態において、リサイクルポート４７と進角ポート２８との連通を断つ。図３に示すように、係止部５９は、固定部材７０と当接することにより、ソレノイド１６０の電磁部１６２に近付く方向へのスプール５０の摺動限界を規定する。

スプール底部５２は、スプール筒部５１と一体に形成され、スプール筒部５１のソレノイド１６０側の端部を塞いでいる。スプール底部５２は、スリーブ２０よりも方向ＡＵ側に突出可能に構成されている。スプール底部５２は、スプール５０の基端部として機能する。

スプール筒部５１とスプール底部５２とインナースリーブ４０の筒部４１と底部４２とにより囲まれた空間は、ドレン油路５３として機能する。このため、スプール５０の内部は、ドレン油路５３の少なくとも一部として機能する。ドレン油路５３には、遅角室１４１と進角室１４２とから排出される作動油が流通する。

ドレン流入部５４は、スプール筒部５１のうち回転軸ＡＸに沿った方向において遅角側シール部５７と進角側シール部５８との間に形成されている。ドレン流入部５４は、スプール筒部５１の外周面と内周面を連通させている。ドレン流入部５４は、遅角室１４１と進角室１４２とから排出される作動油をドレン油路５３へと導く。また、ドレン流入部５４は、リサイクルポート４７を介して各供給ポートＳＰ１、ＳＰ２と連通している。

ドレン流出部５５は、スプール５０の一端であるスプール底部５２において、径方向外側に開口するように形成されている。ドレン流出部５５は、ドレン油路５３の作動油を作動油制御弁１０の外部へと排出する。図１に示すように、ドレン流出部５５から排出された作動油は、オイルパン３５２へと回収される。

図３に示すように、バネ受け部５６は、スプール筒部５１のカム軸３２０側の端部において、スプール筒部５１の他部分に比べて内径が拡大されて形成されている。バネ受け部５６には、バネ６０の他端が当接される。

本実施形態において、図３に示すアウタースリーブ３０とスプール５０とは、それぞれ鉄により形成され、インナースリーブ４０は、アルミニウムにより形成されている。なお、これらの材料に限らず、任意の金属材料や樹脂材料等によりそれぞれ形成されていてもよい。

バネ６０は、圧縮コイルバネにより構成され、自身の端部がインナースリーブ４０の底部４２とスプール５０のバネ受け部５６とにそれぞれ当接して配置されている。バネ６０は、スプール５０を方向ＡＵ側に付勢している。

固定部材７０は、アウタースリーブ３０のソレノイド１６０側の端部に固定されている。図４に示すように、固定部材７０は、平板部７１と、複数の嵌合突起部７３とを有する。

平板部７１は、径方向に沿った平板状に形成されている。平板部７１は、径方向に限らず、回転軸ＡＸと交差する方向に沿って形成されていてもよい。平板部７１の略中央には、開口７２が形成されている。図３に示すように、開口７２には、スプール５０の一端であるスプール底部５２が挿入される。

図４に示すように、複数の嵌合突起部７３は、平板部７１から方向ＡＤに向かって突起し、周方向に互いに並んで形成されている。嵌合突起部７３は、方向ＡＤに限らず、径方向と交差する任意の方向に突出して形成されていてもよい。各嵌合突起部７３は、インナースリーブ４０の各嵌合部４８とそれぞれ嵌合する。

図３に示すように、固定部材７０は、インナースリーブ４０の内部にスプール５０が挿入されて、嵌合突起部７３と嵌合部４８とが嵌合するように組み付けられた後に、アウタースリーブ３０にかしめ固定される。固定部材７０のソレノイド１６０側の端面の外縁部は、アウタースリーブ３０にかしめ固定される被かしめ部として機能する。これにより、アウタースリーブ３０とインナースリーブ４０とが固定される。この際、インナースリーブ４０は、アウタースリーブ３０に対して回転軸ＡＸ周りの角度を決めて取り付けられる。この点については、後述する。

嵌合突起部７３と嵌合部４８とが嵌合した状態において固定部材７０がアウタースリーブ３０に固定されることにより、インナースリーブ４０がアウタースリーブ３０に対して周方向に回転することが規制される。また、固定部材７０がアウタースリーブ３０に固定されることにより、インナースリーブ４０とスプール５０とが、アウタースリーブ３０から方向ＡＵ側に抜けることがそれぞれ規制される。

チェック弁９０は、作動油の逆流を抑制する。チェック弁９０は、２つの供給チェック弁９１と、リサイクルチェック弁９２とを含んで構成されている。図４に示すように、各供給チェック弁９１とリサイクルチェック弁９２とは、それぞれ帯状の薄板を環状に巻いて形成されることにより、径方向に弾性変形する。図３に示すように、各供給チェック弁９１は、遅角側供給ポートＳＰ１および進角側供給ポートＳＰ２と対応する位置において、それぞれ筒部４１の内周面と当接して配置されている。各供給チェック弁９１は、径方向外側から作動油の圧力を受けることによって、帯状の薄板の重なり部分が大きくなり、径方向に縮小する。リサイクルチェック弁９２は、リサイクルポート４７と対応する位置において、筒部４１の外周面と当接して配置されている。リサイクルチェック弁９２は、径方向内側から作動油の圧力を受けることによって、帯状の薄板の重なり部分が小さくなり、径方向に拡大する。

本実施形態において、クランク軸３１０は、本開示における駆動軸の下位概念に相当し、カム軸３２０は、本開示における従動軸の下位概念に相当し、吸気弁３３０は、本開示におけるバルブの下位概念に相当する。また、ソレノイド１６０は、本開示におけるアクチュエータの下位概念に相当する。

Ａ－２．バルブタイミング調整装置の動作：
図１に示すように、作動油供給源３５０から供給穴部３２６へと供給された作動油は、軸穴部３２２を通って作動油供給油路２５へと流通する。図３に示す状態のように、ソレノイド１６０に通電が行われずスプール５０が最もソレノイド１６０の電磁部１６２に近付いた状態において、遅角ポート２７は、遅角側供給ポートＳＰ１と連通する。これにより、作動油供給油路２５の作動油が遅角室１４１へと供給されて、ベーンロータ１３０がハウジング１２０に対して遅角方向へ相対回転し、クランク軸３１０に対するカム軸３２０の相対回転位相が遅角側へと変化する。また、この状態において、進角ポート２８は、進角側供給ポートＳＰ２と連通せず、リサイクルポート４７と連通する。これにより、進角室１４２から排出された作動油は、リサイクルポート４７を介して遅角側供給ポートＳＰ１へと戻されて再循環する。また、進角室１４２から排出された作動油の一部は、ドレン流入部５４を介してドレン油路５３に流入し、ドレン流出部５５を通ってオイルパン３５２へと戻される。

図６に示すように、ソレノイド１６０に通電が行われてスプール５０が最もソレノイド１６０の電磁部１６２から遠ざかった状態、すなわち、スプール５０がストッパ４９方向に最も近づいた状態において、進角ポート２８は、進角側供給ポートＳＰ２と連通する。これにより、作動油供給油路２５の作動油が進角室１４２へと供給されて、ベーンロータ１３０がハウジング１２０に対して進角方向へ相対回転し、クランク軸３１０に対するカム軸３２０の相対回転位相が進角側へと変化する。また、この状態において、遅角ポート２７は、遅角側供給ポートＳＰ１と連通せず、リサイクルポート４７と連通する。これにより、遅角室１４１から排出された作動油は、リサイクルポート４７を介して進角側供給ポートＳＰ２へと戻されて再循環する。また、遅角室１４１から排出された作動油の一部は、ドレン流入部５４を介してドレン油路５３に流入し、ドレン流出部５５を通ってオイルパン３５２へと戻される。

また、図７に示すように、ソレノイド１６０に通電が行われてスプール５０が摺動範囲の略中央に位置する状態では、遅角ポート２７と遅角側供給ポートＳＰ１とが連通し、進角ポート２８と進角側供給ポートＳＰ２とが連通する。これにより、作動油供給油路２５の作動油が遅角室１４１と進角室１４２との両方へと供給されて、ベーンロータ１３０のハウジング１２０に対する相対回転が抑制され、クランク軸３１０に対するカム軸３２０の相対回転位相が保持される。

遅角室１４１または進角室１４２へと供給される作動油は、遅角室側ピン制御油路１３３または進角室側ピン制御油路１３４を介して収容穴部１３２へと流入する。このため、遅角室１４１または進角室１４２に十分な油圧がかけられて、収容穴部１３２へと流入した作動油によってロックピン１５０がスプリング１５１の付勢力に抗して嵌入凹部１２８から抜け出すと、ハウジング１２０に対するベーンロータ１３０の相対回転が許容された状態となる。

バルブタイミング調整装置１００は、カム軸３２０の相対回転位相が目標値よりも進角側である場合、ソレノイド１６０への通電量を比較的小さくすることによって、ベーンロータ１３０をハウジング１２０に対して遅角方向へ相対回転させる。これにより、クランク軸３１０に対するカム軸３２０の相対回転位相が遅角側へと変化し、バルブタイミングが遅角する。また、バルブタイミング調整装置１００は、カム軸３２０の相対回転位相が目標値よりも遅角側である場合、ソレノイド１６０への通電量を比較的大きくすることによって、ベーンロータ１３０をハウジング１２０に対して進角方向へ相対回転させる。これにより、クランク軸３１０に対するカム軸３２０の相対回転位相が進角側へと変化し、バルブタイミングが進角する。また、バルブタイミング調整装置１００は、カム軸３２０の相対回転位相が目標値と一致する場合、ソレノイド１６０への通電量を中程度とすることによって、ベーンロータ１３０のハウジング１２０に対する相対回転を抑制する。これにより、クランク軸３１０に対するカム軸３２０の相対回転位相が保持され、バルブタイミングが保持される。

以上、実施形態に共通するバルブタイミング調整装置の構成と動作について説明した。上記の説明では、アウタースリーブ３０の突起部３５の具体的な形状は、従来の形状を用いて説明したが、以下に説明する各実施形態では、突起部３５の形状はそれぞれ異なっている。このため、以下に説明する各実施形態では、アウタースリープや突起部の符号に、サフィックスａ～ｆを付け、その形状の相違を明確にする。なお、各実施形態のアウタースリーブ３０ａ～３０ｆにおける構成や機能は、突起部３５ａ～３５ｆの形状に関わる点を除けば、アウタースリーブ３０として上述した構成や機能と同一である。

Ｂ．第１実施形態：
第１実施形態のバルブタイミング調整装置１００ａに用いられるアウタースリーブ３０ａは、図８、図９、図１０に示すように、突出部３５ａの外周に、インナースリーブ４０を挿入するときの基準となる基準形状部３５ａｃを備えている。図８以降については、本願の特徴に関係のない構成については、図面への符号の付記を省略している。図９は、アウタースリーブ３０ａを図１に示すソレノイド１６０側から見たときの図を示し、図１０は、アウタースリーブ３０ａをカム軸３２０側から見たときの図を示している。なお、図１０において、インナースリーブ４０の図示を省略した。図９に示すように、基準形状部３５ａｃは、突出部３５ａの外周を弦で切った形状を有しており、回転軸ＡＸに対して点対称、あるいは２回回転対称である。

図１１に示すように、第１実施形態の場合、アウタースリーブ３０ａにおいて、基準形状部３５ａｃが突出部３５ａの外周に設けられており、アウタースリーブ３０ａにインナースリーブ４０を挿入する際に、基準形状部３５ａｃ外部より視認可能である。すなわち、アウタースリーブ３０ａの向きが外部よりわかる。これに対し、参考例では、基準形状部３０ｋをアウタースリーブ３０の内部に設けている。そのため、アウタースリーブ３０の向きが外部よりわからない。この場合、角度決め治具３０ｊを用いて、角度決め治具３０ｊの角度基準３０ｊｋと基準形状部３０ｋとの位置を合わせ、アウタースリーブ３０の向きを調べる工程が必要になる。逆に言えば、第１実施形態の場合、角度決め治具を用いて、角度決め治具の角度基準と基準形状部との位置を合わせる行程や、アウタースリーブ３０ａの向きを調べる工程が不要となる。

図１２の上図に示すように、基準形状部３５ｂｃが、回転軸ＡＸに対し、３回回転対称形状に形成されていてもよく、図１２の下図に示すように、基準形状部３５ｃｃが、回転軸ＡＸに対し、４回回転対称形状に形成されていても良い。また、基準形状部３５ａｃの形状は、図９、図１０に示すように、突出部３５ａを弦で切った形状でもよく、図１２の下図に示したように、基準形状部３５ｃｃの形状を、突出部３５ｃを矩形形状で切り取った形状としてよい。基準形状部の形状は、矩形形状以外の形状、例えば、三角形や半円など、他の形状で切り取った形状でもよい。また、基準形状部は、突出部の外周より内側に貫通孔として形成しても良い。

以上、第１実施形態によれば、突出部３５ａ、３５ｂ、３５ｃの外周には、インナースリーブ４０との位置決めをするときの基準となる基準形状部３５ａｃ、３５ｂｃ、３５ｃｃが設けられ、ベーンロータ１３０を、カム軸３２０の端部３２１との間に固定する突出部３５ａ、３５ｂ、３５ｃの座面３５ａｚ、３５ｂｚ、３５ｃｚは、回転軸ＡＸに対して回転対称形状であるので、座面３５ａｚ、３５ｂｚ、３５ｃｚと、ベーンロータ１３０との間の摩擦力も回転軸ＡＸに対して均等となる。その結果、摩擦力の合力は、偶力を生じさせるが、回転軸ＡＸの放射方向に並進させる力は生じさせない。その結果、座面３５ａｚ、３５ｂｚ、３５ｃｚと、ベーンロータ１３０との間に並進力が働かないので、座面３５ａｚ、３５ｂｚ、３５ｃｚと、ベーンロータ１３０との間の締結を安定させることができる。また、アウタースリーブ３０にインナースリーブ４０を挿入する行程を少なくできる。

Ｃ．第２実施形態：
第２実施形態のバルブタイミング調整装置１００ｄに用いられるアウタースリーブ３０ｄは、図１３、図１４、図１５に示すように、突出部３５ｄの外周に、インナースリーブ４０を挿入するときの基準となる基準形状部３５ｄｃを１つ備えている。また、ベーンロータ１３０と接触する座面３５ｄｚは、基準形状部３５ｄｃの最内径部よりも内側に形成されている。また、座面３５ｄｚの外周において、ベーンロータ１３０との間隔が広くなっている段差３５ｄｄを有しており、基準形状部３５ｄｃは、ベーンロータ１３０と接触しない。その結果、座面３５ｄｚは、図１４に示すように、回転軸ＡＸに対して全面で幅が等しい円環形状である。座面３５ｄｚと、ベーンロータ１３０との間の摩擦力も回転軸ＡＸに対して均等となる。従って、第１実施形態と同様に、摩擦力の合力は、偶力を生じさせるが、回転軸ＡＸの放射方向に並進させる力を生じさせない。その結果、座面３５ｄｚと、ベーンロータ１３０との間の締結を安定させることができる。

Ｄ．第３実施形態：
第３実施形態のバルブタイミング調整装置１００ｅに用いられるアウタースリーブ３０ｅは、図１６、図１７に示すように、突出部３５ｅの外周に、インナースリーブ４０を挿入するときの基準となる基準形状部３５ｅｃを１つ備えている。また、突出部３５ｅの座面３５ｅｚと、ベーンロータ１３０との間に、ワッシャ１３０ｗを有している。ワッシャ１３０ｗは、回転軸ＡＸを中心として配置されており、ワッシャ１３０ｗの半径ｒ１は、回転軸ＡＸから基準形状部３５ｅｃまでの長さｒ２よりも短い。座面３５ｅｚと、ワッシャ１３０ｗとの間の摩擦力及び、ワッシャ１３０ｗとベーンロータ１３０との間の摩擦力は、いずれも回転軸ＡＸに対して回転対称となる。従って、第１実施形態、第２実施形態と同様に、摩擦力によるモーメントの合力はゼロとなり、座面３５ｅｚと、ワッシャ１３０ｗとの間、及びワッシャ１３０ｗとベーンロータ１３０との間に、いずれも並進力が働かないので、ワッシャ１３０ｗを介した座面３５ｅｚと、ベーンロータ１３０との間の締結を安定させることができる。

Ｅ．第４実施形態：
第３実施形態のバルブタイミング調整装置１００ｅに用いられるアウタースリーブ３０ｆは、図１８に示すように、突出部３５ｆの外周に、インナースリーブ４０を挿入するときの基準となる基準形状部３５ｆｃを１つ備えている。ベーンロータ１３０ｆは、アウタースリーブ３０ｆの突出部３５ｅ側に、座面３５ｆｚと接触するロータ突起部１３０ｆｃを備える。ロータ突起部１３０ｆｃは、回転軸ＡＸを中心とした円環形状を有している。すなわち、回転軸ＡＸを中心とした、回転対称形状を有している。回転軸ＡＸからロータ突起部１３０ｆｃの外径までの長さｒ３は、回転軸ＡＸから基準形状部３５ｆｃまでの長さｒ２よりも短い。その結果、座面３５ｆｚと、ベーンロータ１３０ｆのロータ突起部１３０ｆｃとの間の摩擦力は、回転軸ＡＸに対して回転対称となる。従って、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態と同様に、摩擦力によるモーメントの合力はゼロとなり、座面３５ｆｚと、ベーンロータ１３０ｆとの間に、いずれも並進力が働かないので、座面３５ｅｚと、ベーンロータ１３０ｆとの間の締結を安定させることができる。

第３実施形態、第４実施形態では、突出部３５ｅ、３５ｆは、それぞれ基準形状部３５ｅｃ、３５ｆｃを、１個備える構成であるが、基準形状部３５ｅｃ、３５ｆｃを複数備えてもよい。また、突出部３５ｅ、３５ｆは、基準形状部３５ｅｃ、３５ｆｃを複数備える場合、座面３５ｅｚ、座面３５ｆｚが回転対称形状であれば、基準形状部３５ｅｃ、３５ｆｃを互いに回転対称形状としなくてもよく、回転対称形状としても良い。

上記各実施形態では、突出部３５ａ～３５ｆの外周に基準形状部３５ａｃ～３５ｆｃを設けたが、突出部３５ａ～３５ｆのベーンロータ１３０、１３０ｆと反対側の面に基準形状部３５ａｃ～３５ｆｃを設けてもよい。座面３５ａｚ～３５ｆｚは、回転対称形状となるので、ベーンロータ１３０、１３０ｆとの間の摩擦力も回転軸ＡＸに対して回転対称となる。その結果、摩擦力によるモーメントの合力はゼロとなり、座面３５ａｚ～３５ｆｚと、ベーンロータ１３０、１３０ｆとの間に並進力が働かないので、座面３５ａｚ～３５ｆｚと、ベーンロータ１３０、１３０ｆとの間の締結を安定させることができる。

本開示は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０、１０ａ～１０ｆ…作動油制御弁、２０…スリーブ、２７…遅角ポート、２８…進角ポート、３０、３０ａ～３０ｆ…アウタースリーブ、３５、３５ａ～３５ｆ…突出部、３５ａｃ～３５ｆｃ…基準形状部、３５ａｚ～３５ｆｚ…座面、４０…インナースリーブ、５０…スプール、１００、１００ａ～１００ｆ…バルブタイミング調整装置、１２０…ハウジング、１３０、１３０ｆ…ベーンロータ、１３０ｆｃ…ロータ突起部、１３０ｗ…ワッシャ、１３１…ベーン、１６０…ソレノイド、３００…内燃機関、３１０…クランク軸、３１１…スプロケット、３２０…カム軸、３２１…端部、３３０…吸気弁、３４０…排気弁、３５０…作動油供給源

Claims (5)

1. 内燃機関（３００）に設けられたバルブ（３３０、３４０）の開閉タイミングを、前記内燃機関の駆動軸（３１０）の回転位相に対して調整するバルブタイミング調整装置（１００ａ～１００ｆ）であって、
   外周に突出部（３５ａ～３５ｆ）を有する筒状のアウタースリーブ（３０ａ～３０ｆ）と、前記アウタースリーブの内側に配置されたインナースリーブ（４０）と、前記インナースリーブ内を前記アウタースリーブの回転軸（ＡＸ）に沿って進退するスプール（５０）と、を有する作動油制御弁（１０）であって、前記インナースリーブと前記アウタースリーブとは、組み合わされて油路である複数のポート（２７、２８）を形成し、前記スプールを進退させることにより、作動油供給源（３５０）から前記複数のポートを介して供給する作動油の油圧を制御する作動油制御弁と、
   前記スプールの進退を制御するアクチュエータと、
   前記駆動軸の回転に従動して前記バルブの開閉を行なう従動軸と前記駆動軸との間に設けられたベーンロータ（１３０、１３０ｆ）であって、前記作動油制御弁から供給される前記作動油の油圧に応じて前記駆動軸に対する前記従動軸の回転位相を変更するベーンロータと、
   を備え、
   前記突出部の外周には、前記インナースリーブとの位置決めをするときの基準となる基準形状部（３５ａｃ～３５ｆｃ）が設けられ、
   前記ベーンロータを、前記駆動軸または前記従動軸の端部（３２１）との間に固定する前記突出部の座面（３５ａｚ～３５ｆｚ）は、前記回転軸に対して回転対称形状である、
   バルブタイミング調整装置。
2. 請求項１に記載のバルブタイミング調整装置であって、
   前記座面は、前記基準形状部の最内径部よりも内側に形成されている、バルブタイミング調整装置。
3. 請求項２に記載のバルブタイミング調整装置であって、
   前記座面は、前記座面の外周において、前記ベーンロータとの間隔が広くなっている段差（３５ｄｄ）を有している、バルブタイミング調整装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のバルブタイミング調整装置であって、
   前記座面と前記ベーンロータとの間にワッシャ（１３０ｗ）を有する、バルブタイミング調整装置。
5. 請求項２または請求項３に記載のバルブタイミング調整装置であって、
   前記ベーンロータは、前記座面に向けて突出するロータ突起部（１３０ｆｃ）を備える、バルブタイミング調整装置。

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