(57)【要約】【課題】ロック凹部に対するロック部材のロック解除の応答性が向上させることができるバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】ベーンロータ７のロータ部１４に設けられ、第２環状油路３３と各進角作動室１０を連通する進角通路孔１８と、ベーンロータの内部に径方向に沿って設けられ、第２環状油路と解除用受圧室２３とを連通する断面円形状のロック解除油路２４とを備えている。ロック解除油路２４は、径方向長さＬが進角通路孔の径方向長さＬ１よりもが短く形成されていると共に、通路断面積Ａも進角通路孔の通路断面積Ａ１よりも大きく形成されている。これによって、ロック解除油路は、単位長さ当たりの管路抵抗が進角通路孔の管路抵抗よりも小さくなっている。【選択図】図１
2020186662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室を有するハウジングと、
カムシャフトに固定され、前記作動室を第１油圧室と第２油圧室に仕切るベーンを有し、前記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、
前記ハウジングに設けられたロック凹部と、
前記ベーンロータの内部に移動可能に配置され、前記ロック凹部に挿入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を規制するロック部材と、
内部に供給された油圧によって前記ロック部材を前記ロック凹部から退出させるロック油圧室と、
前記ベーンロータの内部に配置され、前記第１油圧室と第２油圧室に対する油圧の給排を制御可能な制御弁と、
前記ベーンロータと前記制御弁との間に設けられた環状油路と、
前記ベーンロータに設けられ、前記環状油路と前記第１油圧室とを連通する第１油路と、
前記ベーンロータの内部に径方向に沿って設けられ、前記環状油路と前記ロック油圧室とを連通するロック解除油路であって、前記第１油路よりも前記ベーンロータの径方向における長さが短く、かつ、単位長さ当たりの管路抵抗が前記第１油路の管路抵抗よりも小さい前記ロック解除油路と、
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。
【請求項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において、
前記ロック解除油路は、その通路断面積が前記第１油路の通路断面積よりも大きい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。
【請求項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において、
前記ロック解除油路は、通路断面形状が円形であ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。
【請求項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において、
前記ロック解除油路の内径は、前記環状油路の前記ベーンロータの回転軸方向の幅長さと同じかそれよりも小さく、かつ前記第１油路の内径よりも大きい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。
【請求項５】
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において、
前記ロック解除油路の通路断面形状は非円形であ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。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ロック解除油路の通路断面の周長は、前記第１油路の通路断面の周長よりも長い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。
【請求項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において、
前記ベーンロータは、焼結金属で形成されると共に、
前記ロック解除油路は、前記ベーンロータの回転軸方向の端面に有する溝であ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。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１油路は、前記ロック解除油路に対して前記ベーンロータの回転軸方向へオフセットし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。
【請求項９】
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において、
前記環状油路は、前記ベーンロータに設けら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。
【請求項１０】
クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室を有するハウジングと、
挿入孔に挿入したカムシャフトに固定され、前記作動室を第１油圧室と第２油圧室に仕切るベーンを有し、前記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、
前記ハウジングに設けられたロック凹部と、
前記ベーンロータの内部に移動可能に配置され、前記ロック凹部に挿入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を規制するロック部材と、
内部に供給された油圧によって前記ロック部材を前記ロック凹部から退出させるロック油圧室と、
前記ベーンロータの前記挿入孔の内周又は前記カムシャフトの外周に設けられた環状油路と、
前記ベーンロータに設けられ、前記環状油路と前記第１油圧室とを連通する第１油路と、
前記ベーンロータの内部に径方向に沿って設けられ、前記環状油路と前記ロック油圧室とを連通するロック解除油路であって、前記第１油路よりも長さが短く、かつ、単位長さ当たりの管路抵抗が前記第１油路の管路抵抗よりも小さい前記ロック解除油路と、
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。
【請求項１１】
請求項１０に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ロック解除油路の通路断面における周長は、前記第１油路の通路断面の周長よりも大きい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。
【請求項１２】
クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室を有するハウジングと、
挿入孔に挿入したカムシャフトに固定され、前記作動室を第１油圧室と第２油圧室に仕切るベーンを有し、前記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、
前記ハウジングに設けられたロック凹部と、
前記ベーンロータの内部に移動可能に配置され、前記ロック凹部に挿入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を規制するロック部材と、
内部に供給された油圧によって前記ロック部材を前記ロック凹部から退出させるロック油圧室と、
前記ベーンロータの前記挿入孔の内周又は前記カムシャフトの外周に設けられた環状油路と、
前記ベーンロータに設けられ、前記環状油路と前記第１油圧室とを連通する第１油路と、
前記ベーンロータの内部に径方向に沿って設けられ、前記環状油路と前記ロック油圧室とを連通するロック解除油路であって、前記環状油路に供給された作動油が、前記第１油路を通って前記第１油圧室に到達するよりも早く前記ロック油圧室に到達するように形成されたロック解除油路と、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、ハウジングとベーンロータとの間に、前記ベーンロータをハウジングに対して所定の相対回転角度位置でロックするロック機構が設けられている。前記ベーンロータは、カムシャフトが嵌合される嵌合孔の内周面に溝状の環状通路が形成されている。この環状通路は、前記ロック機構のロックピンをロック穴から後退させて規制（ロック）を解除するためのロック解除油圧を供給する連通路と、進角油圧室に連通する進角側油路にそれぞれ連通している。
【０００３】
そして、機関の始動時には、オイルポンプから吐出された作動油は、カムシャフト内の油通路から環状通路に流入して進角側油路から各進角油圧室に流入する一方、前記連通路からロック解除油室に流入する。このロック解除油室に供給された油圧によって前記ロックピンがロック穴から抜け出して、ハウジングに対するベーンロータのロックを解除するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３２０３５６号公報(図１、図２)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、車両の駆動源として電動モータと内燃機関を併用したハイブリット車両などが提供されている。これらの車両の走行中において、内燃機関の停止状態から例えばアクセルペダルを急に踏み込んで内燃機関の始動を開始させる場合がある。この場合、ロック状態にあるロックピンをロック穴から早期に抜け出させて、ベーンロータを進角側へ速やかに相対回転させることにより機関の高出力化などを図りたいといったニーズがある。
【０００６】
しかしながら、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前記環状通路から進角油圧室までの進角側油路の長さよりも前記ロック解除油室までの連通路の長さが長くなっている。このため、作動油は、環状通路からロック解除油室に到達するよりも早く進角油圧室に到達する。このため、ベーンロータが先に相対回転し始めようとした後に、ロックピンがロック穴から抜け出してロックが解除される。したがって、このロック解除時期が遅くなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、ベーンロータが相対回転し始めるよりも、ロックピンがロック穴からの抜け出すまでの時期を早くすることができ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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好ましい態様によれば、とりわけ、内部に供給された油圧によってロック部材をロック凹部から退出させるロック油圧室と、ベーンロータの内部に配置され、第１油圧室と第２油圧室に対する油圧の給排を制御する制御弁と、前記ベーンロータと前記制御弁との間に設けられた環状油路と、前記ベーンロータに設けられ、前記環状油路と前記第１油圧室とを連通する第１油路と、前記ベーンロータの内部に径方向に沿って設けられ、前記環状油路と前記ロック油圧室とを連通するロック解除油路であって、前記第１油路よりも径方向長さが短く、かつ、単位長さ当たりの管路抵抗が前記第１油路の管路抵抗よりも小さい前記ロック解除油路と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ロック凹部に対するロック部材のロック解除の応答性が向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】本実施形態のバルブタイミング制御装置の油圧回路を示す全体概略図である。
【図３】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４】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。
【図５】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。
【図６】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本実施形態に供される制御弁の分解斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態におけるバルブタイミング制御装置の縦断面図である。
【図１１】本実施形態におけるフロントカバーを外した状態を示し、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。
【図１２】Ａは本実施形態におけるバルブタイミング制御装置の縦断面図、ＢはＡの要部拡大図である。
【図１３】本発明の第３実施形態を示し、Ａはバルブタイミング制御装置の縦断面図、ＢはＡの要部拡大図である。
【図１４】本発明の第４実施形態を示し、Ａはバルブタイミング制御装置の縦断面図、ＢはＡの要部拡大図である。
【図１５】本発明の第５実施形態を示し、Ａはバルブタイミング制御装置の縦断面図、ＢはＡの要部拡大図である。
【図１６】本発明の第６実施形態を示し、Ａはバルブタイミング制御装置の縦断面図、ＢはＡの要部拡大図である。
【図１７】本発明の第７実施形態のバルブタイミング制御装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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吸気弁側に適用したものを示しているが、排気弁側に適用することも可能である。
【００１２】
図１は本発明の第１実施形態に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を断面して示す全体構成図、図２は本実施形態のバルブタイミング制御装置の油圧回路を示す全体概略図、図３はバルブタイミング制御装置の主要部品を分解して示す斜視図、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、ベーンロータが最遅角側に相対回転した状態を示す正面図、図５は同じく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。
【００１３】
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吸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。
【００１４】
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。
【００１５】
スプロケット１は、円環状に形成されて、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本体６ａと一体に設けられている。
【００１６】
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、後述するカムボルトとして機能するバルブボディ２７が螺着される雌ねじ孔２ｂが形成されている。
【００１７】
位相変更機構３は、図１〜図５に示すように、スプロケット１と一体に設けられ、内部に作動室を有するハウジング６と、ハウジング６内に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の作動室内に形成された複数（本実施形態ではそれぞれ４つ）の第２油圧室である遅角作動室９と第１油圧室である進角作動室１０と、を備えている。
【００１８】
この各４つの遅角作動室９と進角作動室１０は、後述するハウジング本体６ａの内周面に突設された４つのシュー８ａ〜８ｄと、後述するベーンロータ７のベーン１５ａ〜１５ｄとによって仕切られている。
【００１９】
ハウジング６は、圧粉金属を焼結して成形されたいわゆる焼結金属材によってスプロケット１と一体に形成されたハウジング本体６ａと、ハウジング本体６ａの軸方向の一端側に設けられて、該一端開口を閉塞するフロントカバー１１と、ハウジング本体６ａの軸方向の他端側に設けられて、該他端開口を閉塞するリアカバー１２と、を有している。
【００２０】
ハウジング本体６ａは、ほぼ円筒状に形成されて、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の内部軸方向には、複数(本実施形態では４つ)のボルト挿入孔８ｅがそれぞれ貫通形成されている。
【００２１】
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。このフロントカバー１１は、挿入孔１１ａを除く内周面とベーンロータ７の対向する一側面との間で各遅角、進角作動室９，１０内をシールするようになっている。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複数(本実施形態では４つ)のボルト挿通孔１１ｂが貫通形成されている。なお、各ボルト挿通孔１１ｂの外端側孔縁には、ザグリ部１１ｃが形成されている。
【００２２】
リアカバー１２は、フロントカバー１１と同径の鉄系金属によって円盤状に形成され、その肉厚はフロントカバー１１よりも僅かに大きく形成されている。このリアカバー１２は、中央にカムシャフト２の一端部２ａが軸方向から摺動可能に挿入される挿入孔１２ａが貫通形成されている。またリアカバー１２は、挿入孔１２ａを除く内周面とベーンロータ７の対向する他側面との間で各遅角、進角作動室９，１０内をシールするようになっている。また、リアカバー１２は、外周部の周方向のほぼ等間隔位置にそれぞれボルト１３の軸部先端に形成された雄ねじ１３ａが螺着される雌ねじ孔１２ｂが貫通形成されている。
【００２３】
また、リアカバー１２は、円周方向の所定位置に後述するロック凹部である有底状のロック穴１９が形成されている。
【００２４】
ハウジング本体６ａ(スプロケット１)とフロントカバー１１及びリアカバー１２は、各ボルト挿通孔１１ｂ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。
【００２５】
ベーンロータ７は、ハウジング本体６ａ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〜図５に示すように、ロータ部１４と、該ロータ部１４の外周面に円周方向のほぼ９０°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。
【００２６】
ロータ部１４は、比較的大径な円筒状に形成され、中央の内部軸方向にカムシャフト２の雌ねじ孔２ｂと連続するボルト挿入孔１４ａが貫通形成されている。また、ロータ部１４は、回転軸方向の一端面（カムシャフト２側の後端面）に円形状の嵌合溝１４ｂが形成されている。
【００２７】
ボルト挿入孔１４ａは、カムボルトである後述するバルブボディ２７の軸部が挿入されるようになっていると共に、内周面に２つの第１、第２環状油路３２、３３が軸方向に並列に設けられている。また、このロータ部１４は、ボルト挿入孔１４ａに軸部が挿入されたバルブボディ２７の締め付けトルクによってカムシャフト２の一端部２ａに固定されている。
【００２８】
フロントカバー１１側の第１環状油路３２は、後述する遅角通路孔１７の径方向内側の一端開口と４つの遅角ポート３４とを連通している。
【００２９】
リアカバー１２側の第２環状油路３３(環状油路)は、後述する進角通路孔１８の径方向内側の一端開口と４つの進角ポート３５とを連通している。また、第２環状油路３３は、ロータ部１４の内部軸方向に形成された後述するロック解除油路２４の径方向内側の一端開口と一つのロックポート３６とを連通している。
【００３０】
嵌合溝１４ｂには、カムシャフト２の回転軸方向の一端部２ａの先端部が回転軸方向の外側から嵌合するようになっている。
【００３１】
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８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。
【００３２】
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、ハウジング本体６ａ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、ハウジング本体６ａの各シュー８ａ〜８ｄの対向する各先端面８ｆは、ロータ部１４の外周面に倣って円弧状に形成されて、該ロータ部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。
【００３３】
また、ベーンロータ７は、図４に示すように、遅角側(反時計方向)へ相対回転すると、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８ｇ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。また、ベーンロータ７は、図５に示すように、進角側(時計方向)へ相対回転すると、同じく第１ベーン１５ａの他側面が対向する他のシュー８の対向側面８ｈ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。
【００３４】
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は、ロータ部１４の内部に第１、第２環状油路３２，３３からほぼ径方向外側に向かってそれぞれ４つの遅角通路孔１７(第２油路)と進角通路孔１８(第１油路)が形成されている。この各遅角通路孔１７と各進角通路孔１８は、それぞれ断面形状が円形状に形成されていると共に、後述するそれぞれ４つの遅角ポート３４及び進角ポート３５を介して油圧回路５にそれぞれに連通している。
【００３５】
ロック機構４は、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（図４に示す位置）に保持するものである。
【００３６】
すなわち、ロック機構４は、図１〜図３に示すように、スプロケット１の内側面の所定位置に形成されたロック穴１９と、ベーンロータ７の第１ベーン１５ａの内部軸方向に形成されたピン収容孔２０に進退動可能に設けられたロックピン２１と、該ロックピン２１をロック穴１９方向へ付勢するコイルスプリング２２と、供給された油圧によってロックピン２１をコイルスプリング２２のばね力に抗してロック穴１９から後退移動させて挿入を解除するロック油圧室である解除用受圧室２３と、該解除用受圧室２３に油圧を供給するロック解除油路２４と、から主として構成されている。
【００３７】
ロック穴１９は、リアカバー１２の内側面のベーンロータ７の最遅角側の回転位置に対応した位置に形成されている。また、ロック穴１９の内周面には、穴構成部１９ａが圧入固定されている。この穴構成部１９ａは、硬質な例えば鉄系金属材によって円環状に形成され、内径がロックピン２１の小径な先端部の外径よりも大径に形成されている。
【００３８】
また、解除用受圧室２３は、ロックピン２１の後述する小径な先端部の外周面とピン収容孔２０との間の筒状空間によって形成されている。
【００３９】
ロックピン２１は、例えば鉄系金属材によって形成され、小径な先端部がロック穴１９(穴構成部１９ａ)に対して挿入あるいは抜け出すようになっている。つまり、ロックピン２１は、コイルスプリング２２のばね力によって先端部がロック穴１９の内部に挿入してベーンロータ７をハウジング６に対してロックする。または、ロック穴１９から抜け出てロックを解除するようになっている。ロックピン２１によるロック位置は、前述したように、ハウジング６に対してベーンロータ７の最遅角側の回転位置となる。ロックピン２１の小径な先端部と大径な後端部との間に解除用受圧室２３に臨む環状の段差部２１ａが形成されている。ロックピン２１は、段差部２１ａに解除用受圧室２３内に供給された所定以上の油圧が流入すると、その油圧によって後退移動してロック穴１９から抜け出してロックが解除されるようになっている。
【００４０】
図６は図４のＡ−Ａ線断面図、図７は図４のＢ−Ｂ線断面図、図８は図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【００４１】
ロック解除油路２４は、断面形状が円形状に形成されていると共に、図１に示すように、ロータ部１４と第１ベーン１５ａ側の内部に径方向に沿って形成されている。またロック解除油路２４は、一つの進角通路孔１８と軸方向においてほぼ同じ位置に配置されている。そして、このロック解除油路２４は、径方向内側の一端部２４ａが第１環状油路３２に開口している一方、径方向外側の他端部２４ｂが解除用受圧室２３に開口している。
【００４２】
また、ロック解除油路２４は、図４、図６〜図８に示すように、径方向長さ(管路長)Ｌが進角通路孔１８の径方向長さ(管路長)Ｌ１よりも短く形成されている。また、ロック解除油路２４は、軸方向で均一な円形状の通路断面積Ａ(図８の網掛け部)が進角通路孔１８の通路断面積Ａ１(図８の網掛け部)よりも大きく形成されて、全体として単位長さ当たりの管路抵抗が進角通路孔１８の管路抵抗よりも小さく設定されている。
【００４３】
また、遅角通路孔１７は、進角通路孔１８の径方向長さ(管路長)Ｌ１と同じ長さ(管路長)に形成されている。また、通路断面積も進角通路孔１８の通路断面積Ａ１と同じ大きさに形成されている。
【００４４】
換言すれば、遅角通路孔１７は、進角通路孔１８と同じく管路長Ｌ１と通路断面積Ａ１がロック解除油路２４よりも小さく形成されて、全体として単位長さ当たりの管路抵抗がロック解除油路２４の管路抵抗よりも大きく設定されている。
【００４５】
なお、ロック解除油路２４は、円形状の通路断面からしてその通路断面の周長Ｗｐが進角通路孔１８や遅角通路孔１７のそれぞれの通路断面の周長Ｗｃよりも大きく形成されている。
【００４６】
油圧回路５は、図１及び図２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２５ｂと、該供給通路２５ｂの下流側に設けられて、吐出通路２５ａから供給通路２５ｂに作動油圧を吐出するオイルポンプ２５と、ロータ部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２６と、該制御弁２６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をオイルパン５１に排出する排出通路４３と、を備えている。
【００４７】
供給通路２５ｂは、上流部がオイルポンプ２５の吐出通路２５ａと連通している一方、下流側がカムシャフト２の雌ねじ孔２ｂの先端部に形成された油室２ｃに連通している。
【００４８】
オイルポンプ２５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。
【００４９】
図９は本実施形態に供される制御弁２６の分解斜視図である。
【００５０】
制御弁２６は、図１、図２及び図９に示すように、ベーンロータ７をカムシャフト２の一端部２ａに軸方向から固定するカムボルトであるバルブボディ２７と、該バルブボディ２７の内部軸方向に貫通形成されたバルブ孔２７ａ内に収容配置されたスリーブ２８と、該スリーブ２８の外周面とバルブ孔２７ａの内周面との間に配置されたスプール弁２９と、該スプール弁２９を図１の左方向へ付勢するバルブスプリング３０と、スプール弁２９をバルブスプリング３０のばね力に抗して他方向へ押し出す電磁アクチュエータ３１と、から主として構成されている。
【００５１】
バルブボディ２７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おり、内部軸方向に貫通形成されたバルブ孔２７ａと、外周面が六角面に形成された頭部２７ｂと、ロータ部１４のボルト挿入孔１４ａに挿通する軸部２７ｃと、該軸部２７ｃの先端部外周に形成されて、カムシャフト２の雌ねじ孔２ｂに螺着する雄ねじ部２７ｄと、から構成されている。
【００５２】
頭部２７ｂは、軸部２７ｃの付け根部にフランジ部２７ｅを有し、バルブボディ２７がカムシャフト２に締結された状態では、フロントカバー１１の挿入孔１１ａ内にフランジ部２７ｅが配置されている。また、フランジ部２７ｅは、着座面がロータ部１４のボルト挿入孔１４ａの開口縁側の周面に着座している。
【００５３】
軸部２７ｃは、軸方向のほぼ頭部２７ｂ寄りの位置に遅角ポート３４が周壁の十字径方向へ４つ貫通形成されている。また、軸部２７ｃの各遅角ポート３４の先端部寄り側部には、進角ポート３５が周壁の十字径方向へ４つ貫通形成されている。また、２つの進角ポート３５、３５の間には、第２環状油路３３に臨む一つのロックポート３６が径方向に貫通形成されている。なお、各遅角ポート３４と各進角ポート３５及びロックポート３６は、それぞれの内径が同じ大きさに形成されている。
【００５４】
各遅角ポート３４と各進角ポート３５は、図１に示すように、それぞれの内側開口がバルブ孔２７ａに臨み、外側開口が各遅角通路孔１７と各進角通路孔１８にそれぞれ第１、第２環状油路３２，３３を介して径方向から連通している。
【００５５】
ロックポート３６は、内側開口がバルブ孔２７ａに臨み、外側開口が解除用油路２４に第２環状油路３３を介して径方向から連通している。
【００５６】
また、軸部２７ｃの先端部の内周には、円環状の環状溝２７ｆが形成されている。この環状溝２７ｆは、バルブ孔２７ａの内周面の内径よりも大径に形成されて、内端に径方向に沿った段差面２７ｇが形成されている。
【００５７】
スリーブ２８は、例えば、合成樹脂材あるいは金属材によって一体に形成され、図９にも示すように、中実な円柱状のスリーブ本体２８ａと、該スリーブ本体２８ａの軸方向の一端部に一体に有するフランジ部２８ｂと、から構成されている。
【００５８】
スリーブ本体２８ａは、内部に一体に設けられた仕切壁３７によって第１油通路３８と第２油通路３９が仕切られている。また、このスリーブ本体２８ａのフランジ部２８ｂ側の内部には、バルブ収容凹部４０が形成されている。つまり、スリーブ本体２８ａの中実な内部を切り欠いて第１、第２油通路３８，３９が軸方向に沿って形成されている。
【００５９】
仕切壁３７は、軸直角方向の断面が十字形状に形成されて、中央軸部を中心として図外の４つの仕切部によって構成されている。また、仕切壁３７のバルブ収容凹部４０と軸方向で反対側の端部には、第１油通路３８の軸方向端部を閉塞する第１端壁２８ｄが一体に設けられている。また、バルブ収容凹部４０側の端部には、第２油通路３９の軸方向端部を閉塞する第２端壁２８ｅが一体に設けられている。さらに、仕切壁３７の第２端壁２８ｅ側の中心位置には、中央軸部を延長した形でバルブ収容凹部４０方向へ突出した突部が設けられている。
【００６０】
第１油通路３８と第２油通路３９は、スリーブ本体２８ａの軸方向に沿って並行に形成されて、十字状の仕切壁３７を介して互いに径方向の対称位置、つまり１８０°の対称位置に２つずつ形成されている。また、各油通路３８，３９は、仕切壁３７によってそれぞれが断面扇状に形成されている。
【００６１】
第１油通路３８は、スリーブ本体２８ａの第１端壁２８ｄ付近に矩形状の第１開口孔３８ａが貫通形成されている。この第１開口孔３８ａは、スプール弁２９の後述する連通孔２９ｅを介して各遅角ポート３４あるいは各進角ポート３５及びロックポート３６に適宜連通するようになっている。
【００６２】
第２油通路３９は、スリーブ本体２８ａの第２端壁２８ｅ付近に矩形状の第２開口孔３９ａが貫通形成されている。この第２開口孔３９ａは、スプール弁２９の後述する他の連通孔２９ｅを介して各遅角ポート２４あるいは各進角ポート３５及びロックポート３６に適宜連通するようになっている。
【００６３】
また、第２油通路３９の第２端壁２８ｅと反対側の端部には、排出口３９ｂが形成されている。この排出口３９ｂは、後述する筒状部材５０を介して排出通路４３に連通している。
【００６４】
また、第１端壁２８ｄは、第１油通路３８側の内面に該第１油通路３８から第１開口孔３８ａに作動油を案内する第１傾斜面が形成されている。一方、第２端壁２８ｅは、第２油通路３９側の内面に前記第１筒状通路から第２油通路３９へ作動油を案内する第２傾斜面が形成されている。
【００６５】
さらに、各遅角ポート３４は、スプール弁２９が図１の最大右方向の移動位置に保持されている状態では、スプール弁２９のいずれかの各連通孔２９ｅと後述する筒状部材５０の各排出用孔５０ｃを介して排出通路４３に連通している。
【００６６】
フランジ部２８ｂは、図１に示すように、環状溝２７ｆの内部に配置されている。また、フランジ部２８ｂは、バルブスプリング３０の軸方向の一端部が弾持されるスプリングリテーナ４２とバルブシート４６との間に軸方向から挟み込まれるように配置されている。
【００６７】
つまり、スプリングリテーナ４２は、図９に示すように、金属プレートで円環状に形成されて、外周部４２ａが軸方向に沿って断面ほぼＬ字形状に折曲形成されていると共に、中央に大径な挿入孔４２ｂが貫通形成されている。外周部４２ａは、外周面が環状溝２７ｆの内周面に圧入されていると共に、環状の前端壁４２ｃが環状溝２７ｆの段差面２７ｇに軸方向から当接している。
【００６８】
組み付け後において、フランジ部２８ｂの外周面とスプリングリテーナ４２の外周部４２ａとの間に、例えば０．４ｍｍ程度の径方向クリアランスが形成されている。また、フランジ部２８ｂの前端面と該前端面と軸方向から対向するバルブシート４６の対向面との間には、約０．０２ｍｍ程度の軸方向クリアランスが形成されている。これらの各クリアランスの存在によって、スリーブ２８全体が、バルブボディ２７に対して径方向及び軸方向へ僅かに移動可能に保持されている。
【００６９】
バルブ収容凹部４０には、逆止弁４４が収容配置されている。この逆止弁４４は、図１及び図９に示すように、弁体４５と、該弁体４５が離着座するバルブシート４６と、弁体４５をバルブシート４６方向へ付勢するチェックスプリング４７と、から構成されている。
【００７０】
弁体４５は、プレート状の金属材を縦断面Ｕ字形のカップ状に形成されていると共に、外径がバルブ収容凹部４０の内径よりも十分小さく形成されて、両者間に比較的大きな隙間が形成されている。
【００７１】
バルブシート４６は、円板プレート状に形成されて、弁体４５の方向へ膨出変形した中央部位に通路孔４６ａが貫通形成されている。また、外周部４６ｂは、環状溝２７ｆの内周側に軸方向から挿入配置されている。
【００７２】
弁体４５は、球面状の先端部４５ａがバルブシート４６の通路孔４６ａの孔縁に離着座して通路孔４６ａを開閉するようになっている。
【００７３】
チェックスプリング４７は、弁体４５を通路孔４６ａの孔縁に着座する方向へ付勢している。そのばね力は、通路孔４６ａから弁体４５に作用する所定の作動油圧によって圧縮変形して弁体４５を後退移動させて通路孔４６ａを開く程度の大きさに設定されている。
【００７４】
また、環状溝２７ｆには、バルブシート４６よりも先端側の内周に形成された円環溝２７ｈに濾過フィルタ４９が嵌合固定されている。この濾過フィルタ４９は、中央部のフィルタ部４９ａを通過する作動油内の塵等を捕集するようになっている。
【００７５】
スプール弁２９は、図９に示すように、ほぼ円筒状に形成されて、内周面がスリーブ本体２８ａの外周面を軸方向へ摺動可能に設けられている。また、スプール弁２９は、軸方向の両端部と該両端部の間に所定間隔で４つの第１ランド部２９ａ〜第４ランド部２９ｄが設けられている。またこの各ランド部２９ａ〜２９ｄのそれぞれの間には、遅角ポート３４と第１油通路３８、並びに進角ポート３５やロックポート３６と第２油通路３９を適宜連通させるそれぞれ４つの連通孔２９ｅが径方向に貫通形成されている。
【００７６】
各連通孔２９ｅは、スプール弁２９の周壁を径方向からほぼクロス状に貫通して形成されている。また、この各連通孔２９ｅが位置するスプール弁２９の外周面には、３つの第１グルーブ溝２９ｆが形成されている。また、連通孔２９ｅが位置する内周面には、３つの第２グルーブ溝２９ｇがそれぞれ形成されている。この各第２グルーブ溝２９ｇは、各連通孔２９ｅの外側開口に臨んで形成されている。また、第２グルーブ溝２９ｇは、その軸方向の幅長さが隣接する各ランド部２９ａ〜２９ｄ間まで大きく形成されている。この大きな幅の第２グルーブ溝２９ｇによって、スプール弁２９の所定移動範囲の間において、スリーブ２８の第１開口孔３８ａと各連通孔２９ｅとの連通を確保するようになっている。
【００７７】
バルブスプリング３０は、軸方向の一端部が前述したようにスプリングリテーナ４２の前端壁４２ｃに弾接している。一方、軸方向の他端部は、スプール弁２９のカムシャフト２側に位置する第１ランド部２９ａ側の軸方向端面に弾接して、スプール弁２９を電磁アクチュエータ３１方向へ付勢している。
【００７８】
スプール弁２９の第４ランド部２９ｄ側の軸方向端面には、図１中、電磁アクチュエータ３１から右方向への押圧力を受けてこれをスプール弁２９に伝達する筒状部材５０が設けられている。
【００７９】
この筒状部材５０は、円筒状の金属プレート材を折り返し状に折曲して形成されており、図９に示すように、外径が軸方向で大小径状に形成されて、スプール弁２９側の大径筒部５０ａと、電磁アクチュエータ３１側の小径筒部５０ｂと、を有している。
【００８０】
大径筒部５０ａは、折り返された軸方向の一端部がスプール弁２９の軸方向端面に軸方向から当接し、他端縁がバルブ孔２７ａの頭部２７ｂ側に固定されたストッパリング５２に軸方向から弾接している。これによって、スプール弁２９は、筒状部材５０を介して図１中、最大左方向の移動が規制されている。
【００８１】
小径筒部５０ｂは、有底状に形成されて、底壁５０ｄの先端面に電磁アクチュエータ３１のプッシュロッド６１が軸方向から当接している。また、小径筒部５０ｂは、先端部の周壁に第２油通路３９内を通った作動油を外部に排出する複数の排出用孔５０ｃが径方向に沿って貫通形成されている。この各排出用孔５０ｃは、小径筒部５０ｂの円周方向の９０°位置に等間隔で４つ設けられている。
【００８２】
ストッパリング５２は、中央にドレン孔５２ａが貫通形成されている。このドレン孔５２ａは、筒状部材５０の各排出用孔５０ｃを介して第２油通路３９と排出通路４３とを連通している。
【００８３】
電磁アクチュエータ３１は、図１に示すように、合成樹脂材のケーシング５３と、該ケーシング５３の内部に磁性材のボビン５４を介して収容された環状のコイル５５と、該コイル５５の外周を取り囲むように配置された磁性材の筒状部材５６と、ボビン５４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５７、５８と、を備えている。
【００８４】
また、電磁アクチュエータ３１は、両固定鉄心５７、５８の内周面に当接配置された非磁性材のスリーブ５９と、該スリーブ５９の内部に軸方向へ摺動可能に有する円柱状の可動鉄心６０と、該可動鉄心６０の先端部に取り付けられたプッシュロッド６１と、前側の第１固定鉄心５７の前端側に固定された磁性材である保持プレート６２と、を備えている。
【００８５】
ケーシング５３は、筒状部５３ａと、該筒状部５３ａの後端部に一体に有し、コントロールユニットであるＥＣＵ６３に電気的に接続されるコネクタ部５３ｂと、を備えている。
【００８６】
筒状部５３ａ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５６が固定されている。
【００８７】
コネクタ部５３ｂは、ほぼ全体がケーシング５３内に埋設された一対の端子片の各一端部がコイル５５に接続されている。一方、外部に露出した各他端部５３ｅが、ＥＣＵ６３側の雄コネクタの端子に接続されている。
【００８８】
プッシュロッド６１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、筒状部材５０の小径筒部５０ｂの底面に軸方向から当接するようになっている。
【００８９】
また、このプッシュロッド６１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。
【００９０】
保持プレート６２は、円盤状に形成されて、内周部に可動鉄心６０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６１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。
【００９１】
コイル５５は、ＥＣＵ６３からの通電により励磁され、この励磁によって可動鉄心６０とプッシュロッド６１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６１は、スプール弁２９をバルブスプリング３０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。
【００９２】
なお、スプール弁２９は、コイル５５への非通電によってバルブスプリング３０のばね力で図１の最大左方向位置(第１移動位置)に移動制御される。
【００９３】
また、スプール弁２９は、コイル５５への通電中における通電量に応じて、図１中、右方向の中間移動位置(第２移動位置、保持位置)と最大右方向位置(第３移動位置)に移動制御される。
【００９４】
ＥＣＵ６３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。
【００９５】
また、ＥＣＵ６３は、前述のように、電磁アクチュエータ３１のコイル５５への通電を遮断してスプール弁２９を第１移動位置に制御する。あるいは、コイル５５へパルス信号を出力して通電量(デューティ比)を制御して、第２移動位置、第３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２５も停止されて吐出通路２５ａから作動油が供給されないと共に、ＥＣＵ６３からコイル５５への通電もなく非通電状態となる。
【００９６】
したがって、スプール弁２９は、バルブスプリング３０のばね力で最大左方向の第１移動位置に保持されている。
【００９７】
このとき、逆止弁４４は、弁体４５がチェックスプリング４７のばね力によってバルブシート４６に着座して通路孔４６ａを閉塞している。
【００９８】
次に、機関が始動されると、オイルポンプ２５も駆動して吐出通路２５ａから作動油を圧送する。この始動初期の作動油によって、弁体４５が、チェックスプリング４７のばね力に抗して後退移動して、バルブシート４６から離間しつつ通路孔４６ａを開く。このとき、弁体４５は、油圧によって突部に突き当たるまで最大に後退移動して供給作動油の十分な流量を確保する。
【００９９】
このため、吐出通路２５ａから供給通路２５ｂ内に流入した作動油は、濾過フィルタ４９を通って各第１油通路３８に流入する。さらに、ここから第１開口孔３８ａとスプール弁２９の第２グルーブ溝２９ｇと連通孔２９ｅ及び第１グルーブ溝２９ｆ、第１環状油路３２を通って各遅角ポート３４に流入し、各遅角通路孔１７から各遅角作動室９内に供給される。
【０１００】
同時に、スプール弁２９は、各進角ポート３５と第３グルーブ溝２９ｆを連通させている。このため、各進角作動室１０の作動油は、各進角通路孔１８と第２環状油路３３、各進角ポート３５を通って第２開口孔３９ａから第２油通路３９に流入する。さらに、ここから筒状部材５０内を通って各排出用孔５０ｃから排出通路４３を介してオイルパン５１内に排出される。
【０１０１】
したがって、ベーンロータ７は、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。
【０１０２】
また、この時点では、ロック解除油路２４が、第２環状油路３３と第２開口部３９ａを介して第２油通路３９に連通した状態になっている。このため、解除用受圧室２３は、第２油通路３９を介して外部(オイルパン５１)に開放状態になっている。このため、ロックピン２１は、先端部がロック穴１９内に挿入して、ベーンロータ７をロックした状態となる。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。
【０１０３】
次に、機関運転状態の変化に伴って、ＥＣＵ６３からコイル５５への通電量が大きくなると、スプール弁２９は、図１中、第２移動位置まで僅かに右方向へ移動する。
【０１０４】
この状態では、中央側の第２ランド部２９ｂと第３ランド部２９ｃによって遅角ポート３４と進角ポート３５が塞がれて（閉止されて）、各遅角作動室９や各進角作動室１０の作動油の供給あるいは排出が停止される。したがって、各遅角作動室９内に作動油が保持された状態になると共に、各進角作動室１０や解除用受圧室２３からの作動油の排出もない。
【０１０５】
これにより、ベーンロータ７は、バルブタイミングが最遅角と最進角の間の中間位相位置に制御される。これにより、各吸気弁は、開閉タイミングが遅角、進角の中間特性になって、定常運転時の機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。
【０１０６】
なお、この状態でも、ロックピン２１は、先端部がロック穴１９内に挿入してベーンロータ７をロックした状態が維持される。これにより、前述と同じくベーンロータ７のばたつきなどを抑制できる。
【０１０７】
続いて、コイル５５への通電量がさらに大きくなると、スプール弁２９は、さらに僅かに図１中、最大右方向へ移動する(第３移動位置)。この状態では、スプール弁２９は、第３ランド部２９ｃが遅角ポート３４を開いて、該遅角ポート３４が第１グルーブ溝２９ｆと連通孔２９ｅ、第２グルーブ溝２９ｇを介して第２油通路３９とを連通させる。  このため、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３４を通ってグルーブ溝２９ｆ、２９ｇと連通孔２９ｅを通って筒状部材５０の内部に流入する。ここに流入した作動油は、さらに筒状部材５０の各排出用孔５０ｃを通って排出通路４３からオイルパン５１内へ速やかに排出される。
【０１０８】
同時に、スプール弁２９は、第２グルーブ溝２９ｆ、２９ｇと連通孔２９ｅを介して第１油通路３８と各進角ポート３５とを連通させる。
【０１０９】
したがって、オイルポンプ２５から圧送された作動油は、供給通路２５ｂの油圧によって予め押し開かれた逆止弁４４を介して各第１油通路３８に流入する。この作動油は、スプール弁２９の各グルーブ溝２９ｆ、２９ｇと各連通孔２９ｅから各進角ポート３５及び第２環状油路３３を通って各進角通路孔１８に流入し、ここから各進角作動室１０に供給される。
【０１１０】
これにより、各遅角作動室９の内圧が低下すると共に、各進角作動室１０の内圧が上昇する。
【０１１１】
また、第１油通路３８に供給された作動油は、ロックポート３６から第２環状油路３３を介してロック解除油路２４に流入し、ここから解除用受圧室２３に供給される。そして、この解除用受圧室２３内の油圧が高くなると、ロックピン２１が、コイルスプリングのばね力に抗して後退移動してロック穴１９とのロック状態が解除される。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。
【０１１２】
よって、ベーンロータ７は、まず、ロックピン２１によるロックが解除されることによって、フリーな状態、つまり、相対回転可能状になる。
【０１１３】
したがって、ベーンロータ７は、各進角作動室１０の油圧の上昇に伴って図４に示す位置から、時計方向へ回転して図５に示す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排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。
【０１１４】
そして、本実施形態では、ロック解除油路２４の径方向長さＬや通路断面積Ａが、各進角通路孔１８の径方向長さＬ１や通路断面積Ａ１よりも大きく形成されていることから、以下の作用効果が得られる。
【０１１５】
すなわち、前述したように、各進角ポート３５やロックポート３６に流入して第２環状油路３３に流入した作動油は、各進角通路孔１８とロック解除油路２４にほぼ同時に流入する。ここから作動油は、管路抵抗の小さなロック解除油路２４を速やかに流動して解除用受圧室２３に先に供給され、その後、各進角通路孔１８を介して各進角作動室１０に供給される。
【０１１６】
このため、ベーンロータ７の進角方向への相対回転よりもロックピン２１のロック穴１９からの退出の初期移動の方が早くなる。これによって、ロックピン２１のロック解除作動の応答性が向上して、ベーンロータ７を速やかに進角方向へ相対回転させることが可能になる。
【０１１７】
この結果、吸気弁の進角側への開閉タイミング制御の応答性を向上させることができる。
【０１１８】
特に、本実施形態では、各進角通路孔１８とロック解除油路２４の径方向の長さＬ，Ｌ１の差に加えて、各進角通路孔１８の通路断面積Ａ１よりもロック解除油路２４の通路断面積Ａを大きくしたことにより、管路抵抗をさらに小さくすることが可能になる。
【０１１９】
したがって、前述したロック機構４のロック解除応答性をさらに促進できるので、ベーンロータ７の進角側への速やかな相対回転が得られる。
【０１２０】
また、ロック解除油路２４は、断面円形状に形成されていることから、壁面摩擦による圧力損失が小さくなり作動油が流れ易い。このため、管路抵抗が一層小さくなってロック解除応答性が良好になる。
〔第２実施形態〕
図１０〜図１２は第２実施形態を示し、基本構造は第１実施形態と同じであるが、ロック解除油路２４を円形孔に代えて溝によって形成すると共に、この断面形状を矩形横溝状に形成したものである。
【０１２１】
すなわち、各進角通路孔１８は、その形成位置や内径、長さなどは第１実施形態と同じである。なお、以下で説明する第３〜第６実施形態においても、進角通路孔１８の形成位置や内径、長さなどは第１実施形態と同じである。
【０１２２】
また、ベーンロータ７は、第１実施形態と同じく金属粉を圧縮して焼結成形した焼結金属によって構成されている。
【０１２３】
一方、ロック解除油路２４は、図１０に示すように、ベーンロータ７のリアカバー１２側の一側面７ａに溝状に切欠形成されている。つまり、ロック解除油路２４は、図１１及び図１２Ａにも示すように、ベーンロータ７の一側面７ａにロータ部１４の第２環状油路３３から第１ベーン１５ａの解除用受圧室２３まで径方向に沿って細長い溝状に形成されている。このロック解除油路２４は、その径方向長さＬが進角通路孔１８の径方向長さＬ１よりも短く形成されている。ロック解除油路２４は、その断面形状が図１２Ｂに示すように、矩形横溝状に形成されて、横幅Ｗや溝深さＤが比較的大きく形成されて、この通路断面積Ａ(図１２Ｂの網掛け部)が進角通路孔１８の通路断面積Ａ１(図１２Ｂの網掛け部)よりも十分に大きく形成されている。また、ロック解除油路２４は、通路断面の周長Ｗｐが進角通路孔１８の通路断面の周長Ｗｃよりも大きく設定することで、ロック解除油路２４の単位長さ当たりの管路抵抗を進角通路孔１８よりも小さくしている。
【０１２４】
なお、ロック解除油路２４は、その幅方向の中心が進角通路孔１８の軸心よりもリアカバー１２側へオフセットしている。
【０１２５】
したがって、この第２実施形態も基本的に前述した第１実施形態と同じ作用効果を有する。
【０１２６】
特に、本実施形態では、ロック解除油路２４を、ベーンロータ７の一側面７ａに矩形横溝状に形成したことから、ベーンロータ７の焼結成形時に一緒に形成することが可能になる。したがって、ロック解除油路２４の成形作業が容易になり、該作業能率の向上が図れる。
〔第３実施形態〕
図１３Ａ，Ｂは第３実施形態を示し、ロック解除油路２４が第２実施形態と同じくベーンロータ７の一側面７ａに溝状に形成されているが、矩形縦溝状に形成されている。
【０１２７】
すなわち、ロック解除油路２４は、矩形縦溝状に形成されて、横幅Ｗ１が第２実施形態のものよりも小さく形成されているが、溝深さＤ１が第２実施形態のものよりも深く形成されている。そして、ロック解除油路２４の通路断面積Ａは、第２実施形態とほぼ同じ大きさに形成されている。したがって、ロック解除油路２４は、通路断面積Ａが進角通路孔１８の通路断面積Ａ１よりも十分に大きく形成されていると共に、通路断面の周長Ｗｐが進角通路孔１８の通路断面の周長Ｗｃよりも大きく設定されている。
【０１２８】
よって、この第３実施形態もロック解除油路２４の成形作業が容易であるなど第２実施形態と同じ作用効果が奏せられる。
〔第４実施形態〕
図１４Ａ，Ｂは第４実施形態を示し、ロック解除油路２４の断面形状が、台形溝状に形成されている。
【０１２９】
すなわち、ロック解除油路２４は、基本構造が第２、第３実施形態と同じく溝状に形成されているが、その断面形状が台形状に形成されている。つまり、ロック解除油路２４は、断面積がリアカバー１２側の開放された底辺側からフロントカバー１１側の上辺側に向かって漸次小さく形成されて全体が断面台形状に形成されている。
【０１３０】
このロック解除油路２４は、通路断面積Ａが第２実施形態とほぼ同じ大きさに形成されており、通路断面積Ａが進角通路孔１８の通路断面積Ａ１よりも十分に大きく形成されていると共に、通路断面の周長Ｗｐが進角通路孔１８の通路断面の周長Ｗｃよりも大きく設定されている。
【０１３１】
したがって、この第４実施形態も第２、第３実施形態と同じ作用効果が得られる。
〔第５実施形態〕
図１５Ａ，Ｂは第５実施形態を示し、ロック解除油路２４の断面形状が、正方形の溝状に形成されている。
【０１３２】
すなわち、ロック解除油路２４は、基本構造が第２〜第４実施形態と同じく溝状に形成されているが、その断面形状が正方形状に形成されている。ロック解除油路２４は、その断面積がリアカバー１２側の開放された一辺側からフロントカバー１１側に向かって同じ断面正方形の溝状に形成されている。
【０１３３】
このロック解除油路２４は、通路断面積Ａが第２実施形態とほぼ同じ大きさに形成されており、通路断面積Ａが進角通路孔１８の通路断面積Ａ１よりも十分に大きく形成されていると共に、通路断面の周長Ｗｐが進角通路孔１８の通路断面の周長Ｗｃよりも大きく設定されている。
【０１３４】
したがって、この第５実施形態も第２〜第４実施形態と同じ作用効果が得られる。
〔第６実施形態〕
図１６Ａ，Ｂは第６実施形態を示し、ロック解除油路２４の断面形状が、半円形の溝状に形成されている。
【０１３５】
すなわち、ロック解除油路２４は、基本構造が第２〜第５実施形態と同じく溝状に形成されているが、その断面形状が半円形状に形成されている。つまり、ロック解除油路２４は、その断面積がリアカバー１２側の開放された一辺側からフロントカバー１１側に向かって半円弧状に形成されている。
【０１３６】
このロック解除油路２４は、通路断面積Ａが第２実施形態とほぼ同じ大きさに形成されており、通路断面積Ａが進角通路孔１８の通路断面積Ａ１よりも十分に大きく形成されていると共に、通路断面の周長Ｗｐが進角通路孔１８の通路断面の周長Ｗｃよりも大きく設定されている。
【０１３７】
したがって、この第６実施形態も第２〜第５実施形態と同じ作用効果が得られる。なお、ロック解除油路２４が半円状に形成されていることから焼結成形における型抜き性が矩形溝に比較して良好になる。
〔第７実施形態〕
図１７は第７実施形態を示している。この実施形態では、油圧回路５の制御弁としてカムボルトを利用するのではなく、制御弁をベーンロータ７の外側に配置したバルブタイミング制御装置に適用したものである。
【０１３８】
なお、バルブタイミング制御装置の基本構造は前記各実施形態と同じであるから同一の部材は同一の符番を付して具体的な説明は省略する。
【０１３９】
カムシャフト２は、一端部２ａの内部軸心方向にボルト挿通孔２ｄが形成されていると共に、該ボルト挿通孔２ｄの先端部内周面には雌ねじ部２ｅが形成されている。
【０１４０】
カムボルト７４は、一般的な形状であって、六角状の頭部７４ａと、該頭部７４ａの一端面にフランジ部７４ｃを介して一体に有する軸部７４ｂと、を有している。この軸部７４ｂの先端部外周には、雌ねじ部２ｅに螺着する雄ねじ部７４ｄが形成されている。
【０１４１】
油圧回路５は、カムシャフト２の内部軸方向に形成された遅角通路７０及び進角通路７１と、この各通路７０，７１に作動油圧を吐出するオイルポンプ２５と、例えば機関のシリンダブロックなどに設けられて、機関運転状態に応じて遅角、進角通路７０，７１に対する流路を切り換える制御弁である電磁切換弁７２と、該電磁切換弁７２に連通し、各遅角作動室９と進角作動室１０からの作動油を遅角通路７０と進角通路７１を介してオイルパン５１に排出する排出通路７３と、を備えている。
【０１４２】
オイルポンプ２５は、吐出通路２５ａの下流側にオイルフィルタ６５が設けられていると共に、このオイルフィルタ６５の下流側が機関内部に形成されたメインオイルギャラリーＭ／Ｇに連通している。また、吐出通路２５ａから分岐した分岐通路２５ｃには、過度な吐出圧を抑制するリリーフ弁６６が設けられている。
【０１４３】
電磁切換弁７２は、一般的な４ポート３位置型であって、ＥＣＵ６３からの制御電流によって内部のスプール弁が摺動して流路を切り換え制御するようになっている。この制御構成は、前述した第１実施形態のものと同じである。
【０１４４】
遅角通路７０は、一端部７０ａが電磁切換弁７２に接続されている。一方、他端部７０ｂ側がカムシャフト２の内部とベーンロータ７の内部に連続して形成されていると共に、４本の遅角通路孔１７に連通している。
【０１４５】
進角通路７１は、一端部７１ａが電磁切換弁７２に接続されている。一方、他端部側は、カムボルト７４の軸部７４ｂの外周面と、カムシャフト２の一端部２ａ内に形成されたボルト挿通孔２ｄ及びロータ部１４のボルト挿入孔１４ａの各内周面との間に形成された筒状通路７１ｂを有している。また、軸部７４ｂの外周面とロータ部１４のボルト挿入孔１４ａの内周面との間には、筒状通路７１ｂと軸方向から連続的に形成された環状通路７１ｃを有している。この環状通路７１ｃには、４本の進角通路孔１８のそれぞれの内側一端部１８ａが開口していると共に、１本のロック解除油路２４の一端部２４ａが開口している。
【０１４６】
このロック解除油路２４は、第１実施形態と同じ構造になっており、通路断面形状が円形状に形成されていると共に、通路断面積Ａが１本の進角通路孔１８の通路断面積Ａ１よりも大きく形成されている。これによって、ロック解除油路２４は、ここを通過する作動油の管路抵抗が進角通路孔１８の管路抵抗よりも小さくなっている。
【０１４７】
したがって、この実施形態も、前記各実施形態と同じく、ロック解除油路２４は、管路抵抗が進角通路孔１８よりも小さくなっていることからロック機構４のロック解除応答性が向上してベーンロータ７を進角側速やかに相対回転させることができる、といった作用効果が奏せられる。
【０１４８】
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、ロック解除油路２４の断面形状をさらに例えば三角形状や多角形状などの他の断面形状に形成することも可能である。
【０１４９】
また、ロック解除油路２４は、進角通路孔１８と比較して長さのみを短くし、または、通路断面積のみを大きくすることによって管路抵抗を進角通路孔１８よりも小さくすることも可能である。
【０１５０】
さらに、各実施形態では、ロック解除油路２４と進角通路孔１８の対比において説明したが、バルブタイミング制御装置を排気弁側に適用した場合には、ロック解除油路２４と遅角通路孔１７を対比することも可能である。つまり、ロック解除油路２４と遅角通路孔１７の管路長や内径などを異ならせて、ロック解除油路２４の管路抵抗を、遅角通路孔１７よりも小さくすることができる。
【０１５１】
以上説明した実施形態に基づく内燃機関のバルブタイミング制御装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
【０１５２】
その一つの態様として、クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室を有するハウジングと、カムシャフトに固定され、前記作動室を第１油圧室と第２油圧室に仕切るベーンを有し、前記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、前記ハウジングに設けられたロック凹部と、前記ベーンロータの内部に移動可能に配置され、前記ロック凹部に挿入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を規制するロック部材と、内部に供給された油圧によって前記ロック部材を前記ロック凹部から退出させるロック油圧室と、前記ベーンロータの内部に配置され、前記第１油圧室と第２油圧室に対する油圧の給排を制御可能な制御弁と、前記ベーンロータと前記制御弁との間に設けられた環状油路と、前記ベーンロータに設けられ、前記環状油路と前記第１油圧室とを連通する第１油路と、前記ベーンロータの内部に径方向に沿って設けられ、前記環状油路と前記ロック油圧室とを連通するロック解除油路であって、前記第１油路よりも前記ベーンロータの径方向における長さが短く、かつ、単位長さ当たりの管路抵抗が前記第１油路の管路抵抗よりも小さい前記ロック解除油路と、を備えている。
【０１５３】
この発明によれば、作動油は、最初に環状油路に供給されて、ここから第１油路とロック解除油路に流入する。ここで管路抵抗の小さなロック解除油路を介してロック油圧室へ先に供給され、その後、第１油路を介して第１油圧室に供給される。このため、ベーンロータの一方向への相対回転よりもロック部材のロック凹部からの退出の初期移動の方が早くなる。これによって、ロック解除の応答性が向上する。
【０１５４】
さらに好ましくは、前記ロック解除油路は、その通路断面積が前記第１油路の通路断面積よりも大きい。
【０１５５】
この発明によれば、第１油路とロック解除油路の径方向の長さの差に加えて、第１油路よりもロック解除油路の通路断面積を大きくしたことにより、管路抵抗がさらに小さくなる。
【０１５６】
さらに好ましくは、前記ロック解除油路は、通路断面形状が円形である。
【０１５７】
さらに好ましくは、前記ロック解除油路の内径は、前記環状油路の前記ベーンロータの回転軸方向の幅長さと同じかそれよりも小さく、かつ前記第１油路の内径よりも大きくなっている。
【０１５８】
この発明によれば、環状油路に供給された作動油は、その後、内径の差によってロック解除油路、次に、第１油路の順に流入することから、順番が立てられる。
【０１５９】
さらに好ましくは、前記ロック解除油路の通路断面形状は非円形である。
【０１６０】
この発明によれば、ロック解除通路の通路断面形状が非円形であっても、管路抵抗は第１油路よりも小さいので、ロック解除の応答性が向上する。
【０１６１】
さらに好ましくは、前記ロック解除油路の通路断面の周長は、前記第１油路の通路断面の周長よりも長くなっている。
【０１６２】
さらに好ましくは、前記ベーンロータは、焼結金属で形成されると共に、前記ロック解除油路は、前記ベーンロータの回転軸方向の端面に有する溝である。第２実施形態であって、ベーンロータは、焼結金属で形成されていることから、ロック解除油路の溝の形成が容易になる。
【０１６３】
さらに好ましくは、前記第１油路は、前記ロック解除油路に対して前記ベーンロータの回転軸方向へオフセットしている。
【０１６４】
さらに好ましくは、前記環状油路は、前記ベーンロータに設けられている。
【０１６５】
環状油路を制御弁の外周ではなくベーンロータ側に設けることによって、制御弁の強度低下を抑制できる。
【０１６６】
別の好ましい態様としては、クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室を有するハウジングと、挿入孔に挿入したカムシャフトに固定され、前記作動室を第１油圧室と第２油圧室に仕切るベーンを有し、前記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、前記ハウジングに設けられたロック凹部と、前記ベーンロータの内部に移動可能に配置され、前記ロック凹部に挿入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を規制するロック部材と、内部に供給された油圧によって前記ロック部材を前記ロック凹部から退出させるロック油圧室と、前記ベーンロータの前記挿入孔の内周又は前記カムシャフトの外周に設けられた環状油路と、前記ベーンロータに設けられ、前記環状油路と前記第１油圧室とを連通する第１油路と、前記ベーンロータの内部に径方向に沿って設けられ、前記環状油路と前記ロック油圧室とを連通するロック解除油路であって、前記第１油路よりも長さが短く、かつ、単位長さ当たりの管路抵抗が前記第１油路の管路抵抗よりも小さい前記ロック解除油路と、を備えている。
【０１６７】
この発明は、ベーンロータの内部に制御弁を有さないものに適用したもので、環状油路は、ベーンロータの挿入孔の内周面か、該挿入孔に挿入したカムシャフトの外周面に設けられている。
【０１６８】
さらに好ましくは、前記ロック解除油路の通路断面における周長は、前記第１油路の通路断面の周長よりも大きく形成されている。
【０１６９】
別の好ましい態様として、クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動室を有するハウジングと、挿入孔に挿入したカムシャフトに固定され、前記作動室を第１油圧室と第２油圧室に仕切るベーンを有し、前記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、前記ハウジングに設けられたロック凹部と、前記ベーンロータの内部に移動可能に配置され、前記ロック凹部に挿入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を規制するロック部材と、内部に供給された油圧によって前記ロック部材を前記ロック凹部から退出させるロック油圧室と、前記ベーンロータの前記挿入孔の内周又は前記カムシャフトの外周に設けられた環状油路と、前記ベーンロータに設けられ、前記環状油路と前記第１油圧室とを連通する第１油路と、前記ベーンロータの内部に径方向に沿って設けられ、前記環状油路と前記ロック油圧室とを連通するロック解除油路であって、前記環状油路に供給された作動油が、前記第１油路を通って前記第１油圧室に到達するよりも早く前記ロック油圧室に到達するように形成されたロック解除油路と、を備えている。
【符号の説明】
【０１７０】
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、４…ロック機構、５…油圧回路、６…ハウジング、６ａ…ハウジング本体、７…ベーンロータ、８…シュー、９…遅角作動室(第２油圧室)、１０…進角油圧室(第１油圧室)、１１…フロントカバー、１２…リアカバー、１４…ロータ部、１４ｂ…嵌合溝、１５ａ〜１５ｄ…ベーン、１７…遅角通路孔(第２油路)、１８…進角通路孔(第１油路)、１９…ロック穴(ロック凹部)、２０…ピン収容孔、２１…ロック部材(ロックピン)、２２…コイルスプリング、２３…解除用受圧室(ロック油圧室)、２４…ロック解除油路、２４ａ…一端部、２４ｂ…他端部、２６…制御弁、２７…バルブボディ（カムボルト）、３２…第１環状油路、３３…第２環状油路(環状油路)、３４…遅角ポート、３５…進角ポート、Ｌ…ロック解除油路の径方向長さ、Ｌ１…進角通路孔の径方向長さ、Ａ…ロック解除油路の通路断面積、Ａ１…進角通路孔の通路断面積。
【図１】
2020186662.tif 000003
【図２】
2020186662.tif 000004
【図３】
2020186662.tif 000005
【図４】
2020186662.tif 000006
【図５】
2020186662.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020186662.tif 000009
【図８】
2020186662.tif 000010
【図９】
2020186662.tif 000011
【図１０】
2020186662.tif 000012
【図１１】
2020186662.tif 000013
【図１２】
2020186662.tif 000014
【図１３】
2020186662.tif 000015
【図１４】
2020186662.tif 000016
【図１５】
2020186662.tif 000017
【図１６】
2020186662.tif 000018
【図１７】
2020186662.tif 000019