逆止弁装置
【課題】搭載スペースの小型化を図れる構成の逆止弁装置の提供。
【解決手段】本発明の逆止弁装置１は、カムシャフトを支持する支持構造物４００，４０１に穿設されてなる油路４の一部を構成し、作動油の入口穴１３とそれの出口穴１４とを有し、壁１５１，１５３で囲まれた収容室１５と、収容室１５内に収容され、入口穴１３を塞ぐための弁体１１と、入口穴１３を囲む部分の壁１５３からなる弁座１２と、入口穴１３と出口穴１４とを隔てるように収容室１５内に配置され、作動油をろ過するフィルター装置８と、弁体１１とフィルター装置８との間で挟まれ、弁体１１を弁座１２に対して弾性的に付勢する付勢手段１６とを備える。
【解決手段】本発明の逆止弁装置１は、カムシャフトを支持する支持構造物４００，４０１に穿設されてなる油路４の一部を構成し、作動油の入口穴１３とそれの出口穴１４とを有し、壁１５１，１５３で囲まれた収容室１５と、収容室１５内に収容され、入口穴１３を塞ぐための弁体１１と、入口穴１３を囲む部分の壁１５３からなる弁座１２と、入口穴１３と出口穴１４とを隔てるように収容室１５内に配置され、作動油をろ過するフィルター装置８と、弁体１１とフィルター装置８との間で挟まれ、弁体１１を弁座１２に対して弾性的に付勢する付勢手段１６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のカムシャフトに設けられている可変バルブタイミング機構の作動油圧を制御するオイルコントロールバルブに対して作動油を供給し、かつ前記カムシャフトを支持する支持構造物に穿設されてなる油路に設けられる逆止弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力向上、エミッションの低減等を目的として、可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴ機構）が、吸気バルブ又は排気バルブ（以下、吸排気バルブ）を作動させるカムシャフトの端部に設けられている。このＶＶＴ機構は、前記カムシャフトと、このカムシャフトに伝動手段を介して動力を伝達しているクランクシャフトとの位相（相対回転位相）を、エンジンの負荷に応じて変化させることによって、吸排気バルブの開閉タイミングを変更している。
【０００３】
前記ＶＶＴ機構としては、一般的に、油圧で駆動するもの（所謂、油圧ベーン式）が知られている。この種のＶＶＴ機構は、上流側にオイルポンプが設けられている油路と繋がっており、オイルポンプから圧送されてくる作動油が油路を介してＶＶＴ機構に供給されている。
【０００４】
なお、前記油路の途中には、オイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶ）が備えられており、このＯＣＶによって、ＶＶＴ機構の油圧制御が行われている。このＯＣＶの作動に応じてＶＶＴ機構に作動油が供給されると、ＶＶＴ機構は前記カムシャフトの位相がクランクシャフトの位相に対して進むように、又は遅れるように駆動する。
【０００５】
ところで、特許文献１及び２に示されるように、ＶＶＴ機構に供給される作動油の圧力（油圧）が低い場合等に、作動油が前記油路を逆流すること（つまり、ＶＶＴ機構からＯＣＶ側に向かって作動油が流れること）が知られている。そのため、前記油路の途中には、逆流を防止するための逆止弁が設けられている。
【０００６】
なお、前記油路及び逆止弁は、特許文献１及び２に示されるように、シリンダヘッドの上部に配置されているカムキャップ等の構造物に設けられている。前記油路は、前記構造物中を貫通する細長く延びた孔からなり、この孔の途中に前記逆止弁等を収容するための収容室が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５０３２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カムキャップ等の構造物中に、前記逆止弁等を搭載できるスペースは限られている。そのため、搭載スペースの小型化を図れる構成の逆止弁装置の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の逆止弁装置は、内燃機関のカムシャフトに設けられている可変バルブタイミング機構の作動油圧を制御するオイルコントロールバルブに対して作動油を供給し、かつ前記カムシャフトを支持する支持構造物に穿設されてなる油路、に設けられる逆止弁装置であって、前記油路の一部を構成し、前記作動油の入口穴とそれの出口穴とを有し、壁で囲まれた収容室と、前記収容室内に収容され、前記入口穴を塞ぐための弁体と、前記入口穴を囲む部分の前記壁からなる弁座と、前記入口穴と前記出口穴とを隔てるように前記収容室内に配置され、前記作動油をろ過するフィルター装置と、前記弁体と前記フィルター装置との間で挟まれ、前記弁体を前記弁座に対して弾性的に付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記逆止弁装置は、逆止弁機構とフィルター機構とが一体化されており、これらの支持構造物中における搭載スペースの小型化を図れる。
【００１１】
前記逆止弁装置において、前記収容室は、前記壁が凹部を含み、前記フィルター装置は、周面に複数個の窓穴部を含む筒状の胴体部と、前記筒体の一端を塞ぎ先端に前記凹部に圧入される凸部を含む頭部と、前記筒体の他端に設けられ、外縁が前記収容室の前記壁と密着し、内側に開口部を含み、前記付勢手段と接触する環状脚部とを有する支持体と、前記胴体部の周面を覆うように前記支持体に取り付けられ前記作動油をろ過するフィルター層とからなる、ことを特徴とする。
【００１２】
前記逆止弁装置は、そのフィルター装置が、凸部を、対向壁の凹部１に圧入した状態で、付勢手段によって対向壁に対して押し付けられている。このような状態で、収容室内でフィルター装置が固定されているため、例えば、凸部が長期使用によって摩耗しても、付勢手段によって対向壁に対して押し付けられているため、フィルター装置が下側に落下して位置ずれすることが抑制される。
【００１３】
前記逆止弁装置において、前記弁体が、円盤状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、搭載スペースの小型化を図れる構成の逆止弁装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る逆止弁装置が設けられるＶＶＴ機構に作動油を供給する油路の説明図
【図２】開状態の逆止弁装置を示す断面図
【図３】弁体の平面図
【図４】フィルター装置の斜視図
【図５】支持体の斜視図
【図６】閉状態の逆止弁装置を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態１＞
本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、一実施形態に係る逆止弁装置が設けられるＶＶＴ機構に作動油を供給する油路の説明図である。図１に示されるＶＶＴ機構２は、油圧ベーン式のものであり、ダブルオーバーヘッドカム（ＤＯＨＣ）式のエンジン（内燃機関）が備えている吸気側カムシャフトの端部に設けられている。
【００１７】
ＶＶＴ機構２は、供給される作動油の油圧によって作動し、前記エンジンの出力軸であるクランクシャフトと、前記カムシャフトとの相対回転位相を進角方向又は遅角方向に変化させて、吸気バルブの開閉タイミングを変更している。ＶＶＴ機構２には、供給される油圧（作動油圧）によって前記相対回転位相を進角方向に変更する進角室と、供給される油圧によって前記相対回転位相を遅角方向に変更する遅角室とを備えている。
【００１８】
ＶＶＴ機構２は、図１に示されるように２本の油路４（４３，４４）と接続している。一方の油路４（４３）は、進角制御用であり、進角室と繋がっており、他方の油路４（４４）は遅角制御用であり、遅角室と繋がっている。また、これらの油路４（４３，４４）は、共にＯＣＶ３とも接続している。
【００１９】
ＯＣＶ３は、スプール弁を備えたリニアソレノイドバルブからなり、内蔵する電磁ソレノイドに対する駆動信号を変化させることによって、作動油の供給先及び供給量等を変更できるように構成されている。ＯＣＶ３の駆動制御は、マイクロコンピュータ等を備えたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって行われる。
【００２０】
ＯＣＶ３は、２つの給排ポート（不図示）と、１つの供給ポート（不図示）と、２つの排出ポート（不図示）とを備えている。一方の給排ポートは、ＶＶＴ機構２の進角室と繋がった油路４（４３）に接続され、他方の給排ポートは、ＶＶＴ機構２の遅角室と繋がった油路４（４４）に接続されている。なお、前記供給ポートは油路４（４２）に接続され、前記排出ポートは、その先側で合流するように、２つとも１本の油路４（４５）に接続されている。
【００２１】
油路４（４２）は、一端が上述したようにＯＣＶ３の供給ポートに接続されており、その他端は、逆止弁装置１に接続されている。更に、逆止弁装置１には、油路４（４１）が接続されており、その油路４（４１）の末端には、オイルストレーナ６が設けられている。また、その油路４（４１）の途中には、オイルポンプ５が設けられており、このオイルポンプ５を利用して、オイルパン７内の作動油（エンジンオイル）がオイルストレーナ６介して吸引され、そして油路４（４１）を通ってＶＶＴ機構２側に向かうように圧送される。
【００２２】
なお、油路４（４５）は、その末端がオイルパン７に接続されており、上述したＯＣＶ３の排出ポートから排出された作動油を、オイルパン７内へ戻している。
【００２３】
ここで逆止弁装置１について、図２ないし図６を参照しつつ詳細に説明する。図２は、開状態の逆止弁装置１を示す断面図である。図２に示されるように、逆止弁装置１は、主として、収容室１５と、弁体１１と、弁座１２と、フィルター装置８と、付勢手段１６とを備えている。
【００２４】
収容室１５は、上流側の油路４（４１）と下流側の油路４（４２）との間に設けられており、収容室１５自身が油路４の一部を構成している。図２に示される油路４（４１）は、カムハウジング４００に穿設されており、油路４（４２）は、カムキャップ４０１に穿設されている。
【００２５】
カムハウジング４００は、エンジンのシリンダヘッド（不図示）の上部に取り付けられており、更にこのカムハウジング４００の上部にカムキャップ４０１が取り付けられている。そして、カムハウジング４００とカムキャップ４０１との間でカムシャフト（不図示）が回転可能に支持されている。本実施形態のカムハウジング４００及びカムキャップ４０１は、共にアルミニウム合金等の鋳造物からなる。なお、本明細書では、カムハウジング４００、カムキャップ４０１等のカムシャフトを支持する構造物を特に、支持構造物と言う場合がある。
【００２６】
収容室１５は、カムキャップ４０１側の壁１５１と、カムハウジング４００側の壁１５３とで囲まれた空間からなる。収容室１５の主たる部分は、カムキャップ４０１側に穿設された空間を囲む壁１５１からなる。この空間は、カムキャップ４０１の端面から掘り下げられて形成される。そして、カムハウジング４００がカムキャップ４０１と密着する端面が、収容室１５を囲む残りの壁１５３となっている。
【００２７】
収容室１５には、入口穴１３と、出口穴１４とが設けられている。入口穴１３は、円形状であり、その周りを壁１５３が取り囲んでいる。なお、入口穴１３の周りを取り囲む部分の壁１５３が、弁座１２になっている。また、入口穴１３は、カムハウジング４００に穿設されている油路４（４１）の下流端に位置している。なお、収容室１５の内径は、入口穴１３の大きさ（直径）よりも大きく設定されている。
【００２８】
これに対して、出口穴１４は、壁１５１の一部である側壁１５１ｂに設けられており、カムキャップ４０１に穿設されている油路４（４２）の上流端に位置している。つまり、油路４（４１）と油路４（４２）とは、それらを中継する部分の収容室１５で折れ曲がるように配設されている。
【００２９】
なお、壁１５１の一部が、入口穴１３と対向するように配置する対向壁１５１ａとなっている。そして、その対向壁１５１ａの一部には、凹部１５２が形成されている。
【００３０】
弁体１１は、所定の厚みを持った円盤状の部材であり、例えば、金属材料を加工して得られる。図３は、弁体１１の平面図である。図３に示されるように、弁体１１は、円盤状の本体部１１２と、本体部１１２の周縁の一部を切り欠いた切り欠き部１１１とからなる。本実施形態において、切り欠き部１１１は、本体部１１２の周縁に、等間隔で４個設けられている。なお、本体部１１２に設けられる切り欠き部１１１の個数、切り欠き部１１１の面積等は、作動油の流量等によって、適宜、設定される。
【００３１】
フィルター装置８は、作動油中に含まれている異物を吸着して除去するものであり、図２に示されるように、収容室１５内に収容されている。図４は、フィルター装置の斜視図である。図４に示されるように、フィルター装置８は、支持体８１と、その支持体８１に取り付けられるフィルター層８０とを備える。なお、説明の便宜上、図４には、フィルター層８０の内側の構造が、透過的に示されている。
【００３２】
図５は、支持体の斜視図である。支持体８１は、プラスチック材料の成形物からなり、図５に示されるように、頭部８２、胴体部８５、及び環状脚部８４からなる。環状脚部８４は、外観が円環状であり、その内側に円形状の開口部８８を備えている。胴体部８５は、環状脚部８４上に等間隔で並ぶように立設される４本の柱８６と、これらの柱８６の間に形成される４個の窓穴部８７と、４本の柱８６で囲まれた内側にある縦長の空間８９とからなる。つまり、胴体部８５は、その全体的な外観は筒状になっている。本実施形態の胴体部８５は、その内径が先側に向かって徐々に小さくなるように設定されている。なお、胴体部８５の空間８９内には、環状脚部８４の開口部８８から出入り可能となっており、また各窓穴部８７からも出入り可能となっている。
【００３３】
頭部８２は、筒状の胴体部８５の一端を塞ぐような形状であり、円盤状の蓋部８２ａと、この蓋部８２ａの表側の中央部分に設けられている円柱状の凸部８３とからなる。蓋部８２ａは、その裏面側に、胴体部８５の柱８６の先端が接続されている。蓋部８２ａの外縁は、胴体部８５よりも外側に若干張り出している。なお、環状脚部８４の外縁も、胴体部８５よりも外側に若干張り出している。凸部８３は、先側８３ａが蓋部８２ａに固定されている根元側８３よりも外径が大きく設定されている。
【００３４】
図４に示されるように、支持体８１には、胴体部８５（図５参照）の周面を覆うように筒状のフィルター層８０が取り付けられている。このフィルター層８０の中を作動油が通過すると、作動油中に含まれている異物がフィルター層８０に吸着されて除去される。
【００３５】
このような構成のフィルター装置８は、図２に示されるように、収容室１５内に収容される。そして、フィルター装置８は、その支持体８が備えている凸部８３が、収容室１５の壁１５１（対向壁１５１ａ）に形成されている凹部１５２内に圧入されており、収容室１５内で固定される。なお、凸部８３の形状（大きさ）は、先側８３ａが凹部１５２内の壁面と密着するように設定されている。
【００３６】
また、フィルター装置８は、支持体８の環状脚部８４の外縁が、収容室１５の壁１５１と隙間なく密着するように収容室１５内に収容されている。そして、フィルター装置８のフィルター層８０と、収容室１５の壁１５１との間には、作動油が移動するための隙間があり、その壁１５１（１５１ｂ）の一部に、上述した出口穴１４が設けられている。つまり、フィルター装置８は、収容室１５を入口穴１３側と、出口穴１４側とに隔てるように、収容室１５内に取り付けられている。なお、支持体８の環状脚部８４と、入口穴１３との間には、弁体１１及び付勢手段１６を収容するための空間が設けられている。
【００３７】
付勢手段１６は、弁体１１を入口穴１３側に向けて弾性的に付勢する手段からなり、例えば、スプリング（ばね）等の弾性部材からなる付勢手段１６は、フィルター装置８と弁体１１との間で挟まれており、その先端は弁体１１に接触しており、その後端はフィルター装置８の環状脚部８４に接触している。なお、本実施形態においては、付勢手段１６の先端は、弁体１１に固定されており、その後端は、フィルター装置８の環状脚部８４に固定されている。フィルター装置８の環状脚部８４は、付勢手段１６を固定するストッパとして機能している。
【００３８】
ここで、逆止弁装置１の動作を説明する。先ず、図２を参照しつつ開状態の逆支弁装置１を説明する。図２に示される逆止弁装置１は、弁体１１が弁座１２から離れた状態（開状態）にある。この弁体１１は、油路４（４１）を通って圧送されてくる作動油によって押し上げられている。この作動油は、図１に示されるように、オイルポンプ５を利用して、オイルストレーナ６を介してオイルパン７内から吸引されたものであり、適宜、圧送されてくる。
【００３９】
弁体１１が押し上げられると、付勢手段１６は弁体１１とフィルター装置８との間で挟まれた状態で縮み、そして作動油は入口穴１３から、弁体１１と壁１５３との間を通って収容室１５内に進入する。収容室１５内に進入した作動油は、更に、開口部８８からフィルター装置８内の空間８９に進入する。そして、作動油は、フィルター装置８内の空間８９からフィルター層８０を通過して、再びフィルター装置８の外側にある収容室１５内に出る。フィルター層８０を通って収容室１５に出た作動油は、出口穴１４から油路４（４２）に入り、ＯＣＶ３側に向かって流れる。このように、油路４（４１）を通って作動油が圧送されてくると、油路４（４１）の下流端が開放されて、油路４（４１）と油路４（４２）とが収容室１５を介して繋がる。
【００４０】
図６は、閉状態の逆止弁装置を示す断面図である。次いで、図６を参照しつつ、閉状態の逆止弁装置１を説明する。ＶＶＴ機構２の位相振れ等によって、ＯＣＶ３から油路４（４２）に向かって作動油が逆流する場合がある。このように作動油が逆流すると、油路４（４２）から出口穴１４を通って収容室１５内に作動油が進入してくる。すると、作動油は、フィルター装置８の外側からフィルター層８０を通って内側の空間８９に入り、そして入口穴１３から収容室１５の外側に出ようとする。
【００４１】
しかしながら、このような作動油の流れが生じると、弁体１１を押し上げようとする作動油の力（油圧）よりも、付勢手段１６の弾性力（反発力）等による弁体１１を押し下げようとする力の方が勝って、弁体１１が弁座１２に押し付けられる。弁体１１が弁座１２に押し付けられると、弁体１１の裏面が壁１５３に密着して、入口穴１３が弁体１１によって塞がれた状態（閉状態）になる。このように作動油の逆流が発生すると、逆止弁装置１が作動して、油路４（４１）の下流端を閉鎖する。そして、油路４（４１）を作動油が逆流することが抑制される。
【００４２】
なお、油路４（４１）から収容室１５に向かって供給される作動油の圧力が、弁体１１を押し上げようとする力を上回れば、図２に示されるように、逆止弁装置１は再び開状態となる。
【００４３】
本実施形態の逆止弁装置１は、作動油をろ過するフィルター機能も備えている。このように、逆止弁装置１に、フィルター装置８を組み込んで、逆支弁機構とフィルター機構とを一体化することによって、逆支弁機構及びフィルター機構の搭載スペースの小型化を図ることが可能となる。カムキャップ等の支持構造物中に、逆支弁機構等を搭載できるスペースは限られている。場合によっては、支持構造物の大きさ等の都合により、逆止弁機構及びフィルター機構を設けるスペースを、それぞれ別個に確保できないことがある。このような場合であっても、本実施形態の逆止弁装置１は、従来のフィルター機構を搭載できる程度のスペースがあれば、搭載可能である。
【００４４】
また、本実施形態の逆止弁装置１であれば、従来、別途設けていた逆止弁機構（又はフィルター機構）の搭載スペースを、支持構造物に設ける必要がなくなり、本実施形態の逆支弁装置１を備えた内燃機関等の生産性が向上する。
【００４５】
また、本実施形態の逆止弁装置１は、そのフィルター装置８が、凸部８３の先側８３ａを、壁（対向壁１５１ａ）の凹部１５２に圧入した状態で、付勢手段１６によって壁１５１（対向壁１５１ａ）に対して押し付けられている。このような状態で、収容室１５内でフィルター装置８が固定されているため、例えば、凸部８３の先側８３ａが長期使用によって摩耗しても、付勢手段１６によって対向壁１５１ａに対して押し付けられているため、フィルター装置８が下側に落下して位置ずれすることが抑制される。
【００４６】
また、本実施形態の逆止弁装置１は、油路４の一部である収容室１５をそのまま、弁箱として利用している。そして、付勢手段１６を直接、弁体１１に固定しており、別途、弁体１１を受けるための部材を利用していない。そのため、本実施液体の逆止弁装置１は、その逆支弁機構における部品点数を少なくできる。
【００４７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４８】
（１）上記実施形態１において、フィルター装置８として、カップ状のものを利用したが、他の実施形態においては、例えば、所定形状に加工されたフィルター層のみをフィルター装置として利用してもよい。なお、利用するフィルター装置の形状等によって、適宜、収容室１５の形状、出口穴１４の配置等も設定される。
【００４９】
（２）上記実施形態１において、付勢手段１６として、１個のスプリングからなるものを例示したが、他の実施形態においては、例えば、複数個のスプリングが環状脚部８４と、弁体１１との間で環状に並べられたものを、付勢手段１６として利用してもよい。
【００５０】
（３）上記実施形態１において、弁体１１として円盤状のものを利用したが、他の実施形態においては、外縁が多角形状のもの等を利用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・逆止弁装置
２・・・ＶＶＴ機構
３・・・ＯＣＶ
４・・・油路
５・・・オイルポンプ
６・・・オイルストレーナ
７・・・オイルパン
８・・・フィルター装置
８０・・・フィルター層
８１・・・支持体
１１・・・弁体
１２・・・弁座
１３・・・入口穴
１４・・・出口穴
１５・・・収容室
１５１・・・壁（カムキャップ側）
１５３・・・壁（カムヘッド側）
４００・・・カムヘッド（支持構造物）
４０１・・・カムキャップ（支持構造物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のカムシャフトに設けられている可変バルブタイミング機構の作動油圧を制御するオイルコントロールバルブに対して作動油を供給し、かつ前記カムシャフトを支持する支持構造物に穿設されてなる油路に設けられる逆止弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力向上、エミッションの低減等を目的として、可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴ機構）が、吸気バルブ又は排気バルブ（以下、吸排気バルブ）を作動させるカムシャフトの端部に設けられている。このＶＶＴ機構は、前記カムシャフトと、このカムシャフトに伝動手段を介して動力を伝達しているクランクシャフトとの位相（相対回転位相）を、エンジンの負荷に応じて変化させることによって、吸排気バルブの開閉タイミングを変更している。
【０００３】
前記ＶＶＴ機構としては、一般的に、油圧で駆動するもの（所謂、油圧ベーン式）が知られている。この種のＶＶＴ機構は、上流側にオイルポンプが設けられている油路と繋がっており、オイルポンプから圧送されてくる作動油が油路を介してＶＶＴ機構に供給されている。
【０００４】
なお、前記油路の途中には、オイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶ）が備えられており、このＯＣＶによって、ＶＶＴ機構の油圧制御が行われている。このＯＣＶの作動に応じてＶＶＴ機構に作動油が供給されると、ＶＶＴ機構は前記カムシャフトの位相がクランクシャフトの位相に対して進むように、又は遅れるように駆動する。
【０００５】
ところで、特許文献１及び２に示されるように、ＶＶＴ機構に供給される作動油の圧力（油圧）が低い場合等に、作動油が前記油路を逆流すること（つまり、ＶＶＴ機構からＯＣＶ側に向かって作動油が流れること）が知られている。そのため、前記油路の途中には、逆流を防止するための逆止弁が設けられている。
【０００６】
なお、前記油路及び逆止弁は、特許文献１及び２に示されるように、シリンダヘッドの上部に配置されているカムキャップ等の構造物に設けられている。前記油路は、前記構造物中を貫通する細長く延びた孔からなり、この孔の途中に前記逆止弁等を収容するための収容室が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５０３２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カムキャップ等の構造物中に、前記逆止弁等を搭載できるスペースは限られている。そのため、搭載スペースの小型化を図れる構成の逆止弁装置の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の逆止弁装置は、内燃機関のカムシャフトに設けられている可変バルブタイミング機構の作動油圧を制御するオイルコントロールバルブに対して作動油を供給し、かつ前記カムシャフトを支持する支持構造物に穿設されてなる油路、に設けられる逆止弁装置であって、前記油路の一部を構成し、前記作動油の入口穴とそれの出口穴とを有し、壁で囲まれた収容室と、前記収容室内に収容され、前記入口穴を塞ぐための弁体と、前記入口穴を囲む部分の前記壁からなる弁座と、前記入口穴と前記出口穴とを隔てるように前記収容室内に配置され、前記作動油をろ過するフィルター装置と、前記弁体と前記フィルター装置との間で挟まれ、前記弁体を前記弁座に対して弾性的に付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記逆止弁装置は、逆止弁機構とフィルター機構とが一体化されており、これらの支持構造物中における搭載スペースの小型化を図れる。
【００１１】
前記逆止弁装置において、前記収容室は、前記壁が凹部を含み、前記フィルター装置は、周面に複数個の窓穴部を含む筒状の胴体部と、前記筒体の一端を塞ぎ先端に前記凹部に圧入される凸部を含む頭部と、前記筒体の他端に設けられ、外縁が前記収容室の前記壁と密着し、内側に開口部を含み、前記付勢手段と接触する環状脚部とを有する支持体と、前記胴体部の周面を覆うように前記支持体に取り付けられ前記作動油をろ過するフィルター層とからなる、ことを特徴とする。
【００１２】
前記逆止弁装置は、そのフィルター装置が、凸部を、対向壁の凹部１に圧入した状態で、付勢手段によって対向壁に対して押し付けられている。このような状態で、収容室内でフィルター装置が固定されているため、例えば、凸部が長期使用によって摩耗しても、付勢手段によって対向壁に対して押し付けられているため、フィルター装置が下側に落下して位置ずれすることが抑制される。
【００１３】
前記逆止弁装置において、前記弁体が、円盤状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、搭載スペースの小型化を図れる構成の逆止弁装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る逆止弁装置が設けられるＶＶＴ機構に作動油を供給する油路の説明図
【図２】開状態の逆止弁装置を示す断面図
【図３】弁体の平面図
【図４】フィルター装置の斜視図
【図５】支持体の斜視図
【図６】閉状態の逆止弁装置を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態１＞
本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、一実施形態に係る逆止弁装置が設けられるＶＶＴ機構に作動油を供給する油路の説明図である。図１に示されるＶＶＴ機構２は、油圧ベーン式のものであり、ダブルオーバーヘッドカム（ＤＯＨＣ）式のエンジン（内燃機関）が備えている吸気側カムシャフトの端部に設けられている。
【００１７】
ＶＶＴ機構２は、供給される作動油の油圧によって作動し、前記エンジンの出力軸であるクランクシャフトと、前記カムシャフトとの相対回転位相を進角方向又は遅角方向に変化させて、吸気バルブの開閉タイミングを変更している。ＶＶＴ機構２には、供給される油圧（作動油圧）によって前記相対回転位相を進角方向に変更する進角室と、供給される油圧によって前記相対回転位相を遅角方向に変更する遅角室とを備えている。
【００１８】
ＶＶＴ機構２は、図１に示されるように２本の油路４（４３，４４）と接続している。一方の油路４（４３）は、進角制御用であり、進角室と繋がっており、他方の油路４（４４）は遅角制御用であり、遅角室と繋がっている。また、これらの油路４（４３，４４）は、共にＯＣＶ３とも接続している。
【００１９】
ＯＣＶ３は、スプール弁を備えたリニアソレノイドバルブからなり、内蔵する電磁ソレノイドに対する駆動信号を変化させることによって、作動油の供給先及び供給量等を変更できるように構成されている。ＯＣＶ３の駆動制御は、マイクロコンピュータ等を備えたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって行われる。
【００２０】
ＯＣＶ３は、２つの給排ポート（不図示）と、１つの供給ポート（不図示）と、２つの排出ポート（不図示）とを備えている。一方の給排ポートは、ＶＶＴ機構２の進角室と繋がった油路４（４３）に接続され、他方の給排ポートは、ＶＶＴ機構２の遅角室と繋がった油路４（４４）に接続されている。なお、前記供給ポートは油路４（４２）に接続され、前記排出ポートは、その先側で合流するように、２つとも１本の油路４（４５）に接続されている。
【００２１】
油路４（４２）は、一端が上述したようにＯＣＶ３の供給ポートに接続されており、その他端は、逆止弁装置１に接続されている。更に、逆止弁装置１には、油路４（４１）が接続されており、その油路４（４１）の末端には、オイルストレーナ６が設けられている。また、その油路４（４１）の途中には、オイルポンプ５が設けられており、このオイルポンプ５を利用して、オイルパン７内の作動油（エンジンオイル）がオイルストレーナ６介して吸引され、そして油路４（４１）を通ってＶＶＴ機構２側に向かうように圧送される。
【００２２】
なお、油路４（４５）は、その末端がオイルパン７に接続されており、上述したＯＣＶ３の排出ポートから排出された作動油を、オイルパン７内へ戻している。
【００２３】
ここで逆止弁装置１について、図２ないし図６を参照しつつ詳細に説明する。図２は、開状態の逆止弁装置１を示す断面図である。図２に示されるように、逆止弁装置１は、主として、収容室１５と、弁体１１と、弁座１２と、フィルター装置８と、付勢手段１６とを備えている。
【００２４】
収容室１５は、上流側の油路４（４１）と下流側の油路４（４２）との間に設けられており、収容室１５自身が油路４の一部を構成している。図２に示される油路４（４１）は、カムハウジング４００に穿設されており、油路４（４２）は、カムキャップ４０１に穿設されている。
【００２５】
カムハウジング４００は、エンジンのシリンダヘッド（不図示）の上部に取り付けられており、更にこのカムハウジング４００の上部にカムキャップ４０１が取り付けられている。そして、カムハウジング４００とカムキャップ４０１との間でカムシャフト（不図示）が回転可能に支持されている。本実施形態のカムハウジング４００及びカムキャップ４０１は、共にアルミニウム合金等の鋳造物からなる。なお、本明細書では、カムハウジング４００、カムキャップ４０１等のカムシャフトを支持する構造物を特に、支持構造物と言う場合がある。
【００２６】
収容室１５は、カムキャップ４０１側の壁１５１と、カムハウジング４００側の壁１５３とで囲まれた空間からなる。収容室１５の主たる部分は、カムキャップ４０１側に穿設された空間を囲む壁１５１からなる。この空間は、カムキャップ４０１の端面から掘り下げられて形成される。そして、カムハウジング４００がカムキャップ４０１と密着する端面が、収容室１５を囲む残りの壁１５３となっている。
【００２７】
収容室１５には、入口穴１３と、出口穴１４とが設けられている。入口穴１３は、円形状であり、その周りを壁１５３が取り囲んでいる。なお、入口穴１３の周りを取り囲む部分の壁１５３が、弁座１２になっている。また、入口穴１３は、カムハウジング４００に穿設されている油路４（４１）の下流端に位置している。なお、収容室１５の内径は、入口穴１３の大きさ（直径）よりも大きく設定されている。
【００２８】
これに対して、出口穴１４は、壁１５１の一部である側壁１５１ｂに設けられており、カムキャップ４０１に穿設されている油路４（４２）の上流端に位置している。つまり、油路４（４１）と油路４（４２）とは、それらを中継する部分の収容室１５で折れ曲がるように配設されている。
【００２９】
なお、壁１５１の一部が、入口穴１３と対向するように配置する対向壁１５１ａとなっている。そして、その対向壁１５１ａの一部には、凹部１５２が形成されている。
【００３０】
弁体１１は、所定の厚みを持った円盤状の部材であり、例えば、金属材料を加工して得られる。図３は、弁体１１の平面図である。図３に示されるように、弁体１１は、円盤状の本体部１１２と、本体部１１２の周縁の一部を切り欠いた切り欠き部１１１とからなる。本実施形態において、切り欠き部１１１は、本体部１１２の周縁に、等間隔で４個設けられている。なお、本体部１１２に設けられる切り欠き部１１１の個数、切り欠き部１１１の面積等は、作動油の流量等によって、適宜、設定される。
【００３１】
フィルター装置８は、作動油中に含まれている異物を吸着して除去するものであり、図２に示されるように、収容室１５内に収容されている。図４は、フィルター装置の斜視図である。図４に示されるように、フィルター装置８は、支持体８１と、その支持体８１に取り付けられるフィルター層８０とを備える。なお、説明の便宜上、図４には、フィルター層８０の内側の構造が、透過的に示されている。
【００３２】
図５は、支持体の斜視図である。支持体８１は、プラスチック材料の成形物からなり、図５に示されるように、頭部８２、胴体部８５、及び環状脚部８４からなる。環状脚部８４は、外観が円環状であり、その内側に円形状の開口部８８を備えている。胴体部８５は、環状脚部８４上に等間隔で並ぶように立設される４本の柱８６と、これらの柱８６の間に形成される４個の窓穴部８７と、４本の柱８６で囲まれた内側にある縦長の空間８９とからなる。つまり、胴体部８５は、その全体的な外観は筒状になっている。本実施形態の胴体部８５は、その内径が先側に向かって徐々に小さくなるように設定されている。なお、胴体部８５の空間８９内には、環状脚部８４の開口部８８から出入り可能となっており、また各窓穴部８７からも出入り可能となっている。
【００３３】
頭部８２は、筒状の胴体部８５の一端を塞ぐような形状であり、円盤状の蓋部８２ａと、この蓋部８２ａの表側の中央部分に設けられている円柱状の凸部８３とからなる。蓋部８２ａは、その裏面側に、胴体部８５の柱８６の先端が接続されている。蓋部８２ａの外縁は、胴体部８５よりも外側に若干張り出している。なお、環状脚部８４の外縁も、胴体部８５よりも外側に若干張り出している。凸部８３は、先側８３ａが蓋部８２ａに固定されている根元側８３よりも外径が大きく設定されている。
【００３４】
図４に示されるように、支持体８１には、胴体部８５（図５参照）の周面を覆うように筒状のフィルター層８０が取り付けられている。このフィルター層８０の中を作動油が通過すると、作動油中に含まれている異物がフィルター層８０に吸着されて除去される。
【００３５】
このような構成のフィルター装置８は、図２に示されるように、収容室１５内に収容される。そして、フィルター装置８は、その支持体８が備えている凸部８３が、収容室１５の壁１５１（対向壁１５１ａ）に形成されている凹部１５２内に圧入されており、収容室１５内で固定される。なお、凸部８３の形状（大きさ）は、先側８３ａが凹部１５２内の壁面と密着するように設定されている。
【００３６】
また、フィルター装置８は、支持体８の環状脚部８４の外縁が、収容室１５の壁１５１と隙間なく密着するように収容室１５内に収容されている。そして、フィルター装置８のフィルター層８０と、収容室１５の壁１５１との間には、作動油が移動するための隙間があり、その壁１５１（１５１ｂ）の一部に、上述した出口穴１４が設けられている。つまり、フィルター装置８は、収容室１５を入口穴１３側と、出口穴１４側とに隔てるように、収容室１５内に取り付けられている。なお、支持体８の環状脚部８４と、入口穴１３との間には、弁体１１及び付勢手段１６を収容するための空間が設けられている。
【００３７】
付勢手段１６は、弁体１１を入口穴１３側に向けて弾性的に付勢する手段からなり、例えば、スプリング（ばね）等の弾性部材からなる付勢手段１６は、フィルター装置８と弁体１１との間で挟まれており、その先端は弁体１１に接触しており、その後端はフィルター装置８の環状脚部８４に接触している。なお、本実施形態においては、付勢手段１６の先端は、弁体１１に固定されており、その後端は、フィルター装置８の環状脚部８４に固定されている。フィルター装置８の環状脚部８４は、付勢手段１６を固定するストッパとして機能している。
【００３８】
ここで、逆止弁装置１の動作を説明する。先ず、図２を参照しつつ開状態の逆支弁装置１を説明する。図２に示される逆止弁装置１は、弁体１１が弁座１２から離れた状態（開状態）にある。この弁体１１は、油路４（４１）を通って圧送されてくる作動油によって押し上げられている。この作動油は、図１に示されるように、オイルポンプ５を利用して、オイルストレーナ６を介してオイルパン７内から吸引されたものであり、適宜、圧送されてくる。
【００３９】
弁体１１が押し上げられると、付勢手段１６は弁体１１とフィルター装置８との間で挟まれた状態で縮み、そして作動油は入口穴１３から、弁体１１と壁１５３との間を通って収容室１５内に進入する。収容室１５内に進入した作動油は、更に、開口部８８からフィルター装置８内の空間８９に進入する。そして、作動油は、フィルター装置８内の空間８９からフィルター層８０を通過して、再びフィルター装置８の外側にある収容室１５内に出る。フィルター層８０を通って収容室１５に出た作動油は、出口穴１４から油路４（４２）に入り、ＯＣＶ３側に向かって流れる。このように、油路４（４１）を通って作動油が圧送されてくると、油路４（４１）の下流端が開放されて、油路４（４１）と油路４（４２）とが収容室１５を介して繋がる。
【００４０】
図６は、閉状態の逆止弁装置を示す断面図である。次いで、図６を参照しつつ、閉状態の逆止弁装置１を説明する。ＶＶＴ機構２の位相振れ等によって、ＯＣＶ３から油路４（４２）に向かって作動油が逆流する場合がある。このように作動油が逆流すると、油路４（４２）から出口穴１４を通って収容室１５内に作動油が進入してくる。すると、作動油は、フィルター装置８の外側からフィルター層８０を通って内側の空間８９に入り、そして入口穴１３から収容室１５の外側に出ようとする。
【００４１】
しかしながら、このような作動油の流れが生じると、弁体１１を押し上げようとする作動油の力（油圧）よりも、付勢手段１６の弾性力（反発力）等による弁体１１を押し下げようとする力の方が勝って、弁体１１が弁座１２に押し付けられる。弁体１１が弁座１２に押し付けられると、弁体１１の裏面が壁１５３に密着して、入口穴１３が弁体１１によって塞がれた状態（閉状態）になる。このように作動油の逆流が発生すると、逆止弁装置１が作動して、油路４（４１）の下流端を閉鎖する。そして、油路４（４１）を作動油が逆流することが抑制される。
【００４２】
なお、油路４（４１）から収容室１５に向かって供給される作動油の圧力が、弁体１１を押し上げようとする力を上回れば、図２に示されるように、逆止弁装置１は再び開状態となる。
【００４３】
本実施形態の逆止弁装置１は、作動油をろ過するフィルター機能も備えている。このように、逆止弁装置１に、フィルター装置８を組み込んで、逆支弁機構とフィルター機構とを一体化することによって、逆支弁機構及びフィルター機構の搭載スペースの小型化を図ることが可能となる。カムキャップ等の支持構造物中に、逆支弁機構等を搭載できるスペースは限られている。場合によっては、支持構造物の大きさ等の都合により、逆止弁機構及びフィルター機構を設けるスペースを、それぞれ別個に確保できないことがある。このような場合であっても、本実施形態の逆止弁装置１は、従来のフィルター機構を搭載できる程度のスペースがあれば、搭載可能である。
【００４４】
また、本実施形態の逆止弁装置１であれば、従来、別途設けていた逆止弁機構（又はフィルター機構）の搭載スペースを、支持構造物に設ける必要がなくなり、本実施形態の逆支弁装置１を備えた内燃機関等の生産性が向上する。
【００４５】
また、本実施形態の逆止弁装置１は、そのフィルター装置８が、凸部８３の先側８３ａを、壁（対向壁１５１ａ）の凹部１５２に圧入した状態で、付勢手段１６によって壁１５１（対向壁１５１ａ）に対して押し付けられている。このような状態で、収容室１５内でフィルター装置８が固定されているため、例えば、凸部８３の先側８３ａが長期使用によって摩耗しても、付勢手段１６によって対向壁１５１ａに対して押し付けられているため、フィルター装置８が下側に落下して位置ずれすることが抑制される。
【００４６】
また、本実施形態の逆止弁装置１は、油路４の一部である収容室１５をそのまま、弁箱として利用している。そして、付勢手段１６を直接、弁体１１に固定しており、別途、弁体１１を受けるための部材を利用していない。そのため、本実施液体の逆止弁装置１は、その逆支弁機構における部品点数を少なくできる。
【００４７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４８】
（１）上記実施形態１において、フィルター装置８として、カップ状のものを利用したが、他の実施形態においては、例えば、所定形状に加工されたフィルター層のみをフィルター装置として利用してもよい。なお、利用するフィルター装置の形状等によって、適宜、収容室１５の形状、出口穴１４の配置等も設定される。
【００４９】
（２）上記実施形態１において、付勢手段１６として、１個のスプリングからなるものを例示したが、他の実施形態においては、例えば、複数個のスプリングが環状脚部８４と、弁体１１との間で環状に並べられたものを、付勢手段１６として利用してもよい。
【００５０】
（３）上記実施形態１において、弁体１１として円盤状のものを利用したが、他の実施形態においては、外縁が多角形状のもの等を利用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・逆止弁装置
２・・・ＶＶＴ機構
３・・・ＯＣＶ
４・・・油路
５・・・オイルポンプ
６・・・オイルストレーナ
７・・・オイルパン
８・・・フィルター装置
８０・・・フィルター層
８１・・・支持体
１１・・・弁体
１２・・・弁座
１３・・・入口穴
１４・・・出口穴
１５・・・収容室
１５１・・・壁（カムキャップ側）
１５３・・・壁（カムヘッド側）
４００・・・カムヘッド（支持構造物）
４０１・・・カムキャップ（支持構造物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカムシャフトに設けられている可変バルブタイミング機構の作動油圧を制御するオイルコントロールバルブに対して作動油を供給し、かつ前記カムシャフトを支持する支持構造物に穿設されてなる油路、に設けられる逆止弁装置であって、
前記油路の一部を構成し、前記作動油の入口穴とそれの出口穴とを有し、壁で囲まれた収容室と、
前記収容室内に収容され、前記入口穴を塞ぐための弁体と、
前記入口穴を囲む部分の前記壁からなる弁座と、
前記入口穴と前記出口穴とを隔てるように前記収容室内に配置され、前記作動油をろ過するフィルター装置と、
前記弁体と前記フィルター装置との間で挟まれ、前記弁体を前記弁座に対して弾性的に付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする逆止弁装置。
【請求項２】
前記収容室は、前記壁が凹部を含み、
前記フィルター装置は、周面に複数個の窓穴部を含む筒状の胴体部と、前記筒体の一端を塞ぎ先端に前記凹部に圧入される凸部を含む頭部と、前記筒体の他端に設けられ、外縁が前記収容室の前記壁と密着し、内側に開口部を含み、前記付勢手段と接触する環状脚部とを有する支持体と、前記胴体部の周面を覆うように前記支持体に取り付けられ前記作動油をろ過するフィルター層とからなる、ことを特徴とする請求項１に記載の逆止弁装置。
【請求項３】
前記弁体が、円盤状である請求項１又は請求項２に記載の逆止弁装置。
【請求項１】
内燃機関のカムシャフトに設けられている可変バルブタイミング機構の作動油圧を制御するオイルコントロールバルブに対して作動油を供給し、かつ前記カムシャフトを支持する支持構造物に穿設されてなる油路、に設けられる逆止弁装置であって、
前記油路の一部を構成し、前記作動油の入口穴とそれの出口穴とを有し、壁で囲まれた収容室と、
前記収容室内に収容され、前記入口穴を塞ぐための弁体と、
前記入口穴を囲む部分の前記壁からなる弁座と、
前記入口穴と前記出口穴とを隔てるように前記収容室内に配置され、前記作動油をろ過するフィルター装置と、
前記弁体と前記フィルター装置との間で挟まれ、前記弁体を前記弁座に対して弾性的に付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする逆止弁装置。
【請求項２】
前記収容室は、前記壁が凹部を含み、
前記フィルター装置は、周面に複数個の窓穴部を含む筒状の胴体部と、前記筒体の一端を塞ぎ先端に前記凹部に圧入される凸部を含む頭部と、前記筒体の他端に設けられ、外縁が前記収容室の前記壁と密着し、内側に開口部を含み、前記付勢手段と接触する環状脚部とを有する支持体と、前記胴体部の周面を覆うように前記支持体に取り付けられ前記作動油をろ過するフィルター層とからなる、ことを特徴とする請求項１に記載の逆止弁装置。
【請求項３】
前記弁体が、円盤状である請求項１又は請求項２に記載の逆止弁装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８９０００（Ｐ２０１２−１８９０００Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３２３６（Ｐ２０１１−５３２３６）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００１８５４８８）株式会社オティックス (305)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００１８５４８８）株式会社オティックス (305)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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