(57)【要約】【課題】製造誤差や組付誤差による第２ロックピンの径方向の位置ずれによるベーン部材とハウジングとの相対回転位相のずれを抑制し得るバルブタイミング装置を提供する。【解決手段】第１ロックピン２６の先端部を、第１ロック穴２４の底部に当接可能に形成すると共に、外径が第１ロック穴２４の底部面積よりも小さく形成してある。一方、第１ロック穴を、スプロケット本体５の円周方向に沿って長い矩形状に形成すると共に、ハウジング７とベーン部材９の相対回転位置を保持する際に第１ロックピンの先端部外周縁と当接可能な前記第１ロック穴の内側面２４ａを、スプロケット本体の中心Ｐから放射状に延びる平面状に形成して、第１ロックピンの径方向の位置ずれを前記内側面２４ａに沿わせて吸収した。【選択図】図１４
2010001770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関のクランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
該駆動回転体からの回転力をカムシャフトに伝達する従動回転体と、
前記駆動回転体に対して従動回転体を所定の回転角度範囲内で相対回転させる位相変更機構と、
前記駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられ、回転軸方向から他方の回転体方向へ突出するように付勢されたロックピンと、
前記駆動回転体と従動回転体の他方に設けられ、前記ロックピンの先端部が係入されることによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位置を保持するロック穴と、
前記ロックピンを前記付勢力に抗して移動させて、前記ロック穴から退出させるロック解除手段と、
を備え、
前記ロックピンの先端部は、前記ロック穴の底部に当接可能に形成されていると共に、外径が前記ロック穴の底部面積よりも小さく形成され、
かつ、前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位置を保持する際に前記ロックピンの外周縁と当接可能な前記ロック穴の内壁面が、径方向に延びる平面状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。
【請求項２】
機関のクランクシャフトから回転力が伝達され、内周側に突出する仕切壁を有するハウジングと、
該ハウジング内に配置されると共に、カムシャフトに結合され、前記仕切壁との間で進角室と遅角室を隔成するベーンを備えたベーン部材と、
該ベーン部材に設けられ、回転軸方向でかつ前記ハウジング側に突出するように付勢されたロックピンと、
前記ハウジングに設けられ、前記ロックピンの先端部が係入されることによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位置を保持するロック穴と、
前記ロックピンを前記付勢力に抗して移動させて、前記ロック穴から退出させるロック解除手段と、
を備え、
前記ロックピンの先端部は、有底円筒状に形成されて前記ロック穴の底部に当接可能に形成されていると共に、外径が前記ロック穴の底部面積よりも小さく形成され、
かつ、前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位置を保持する際に前記ロックピンの外周縁と当接可能な前記ロック穴の内壁面が、放射状に延びる平面状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。
【請求項３】
機関のクランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
該駆動回転体からの回転力をカムシャフトに伝達する従動回転体と、
前記駆動回転体に対して従動回転体を所定の回転角度範囲内で相対回転させる位相変更機構と、
前記駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられ、回転軸方向から他方の回転体方向へ突出するように付勢された第１ロックピン及び第２ロックピンと、
前記駆動回転体と従動回転体の他方に設けられ、前記第１ロックピン及び第２ロックピンが係入されることによって、前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位置を最進角位置と最遅角位置の間に保持する第１ロック穴及び第２ロック穴と、
前記第１ロックピン及び／または前記第２ロックピンの先端部は、前記第１ロック穴及び／または第２ロック穴の底部よりも小さく形成され、
前記位相変更機構の相対回転位相を保持する際に前記第１ロックピンに当接可能な前記第１ロック穴の第１内壁面及び／または第２ロックピンに当接可能な前記第２ロック穴の第２内壁面は、径方向に延びる平面状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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁の開閉タイミングなどを運転状態に応じて可変制御する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】
従来の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の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
このバルブタイミング制御装置は、機関のクランクシャフトあるいはカムシャフトの一方側と一体的に回転するハウジングと、前記ハウジング内に回転自在に収容され、前記クランクシャフトとカムシャフトの他方側と一体的に回転するベーン部材と、前記ベーン部材の径方向へ延びるベーンを介して前記ハウジング内に隔成された遅角油圧室及び進角油圧室と、前記遅角油圧室と進角油圧室に油圧を選択的に給排することにより、前記ハウジングとベーン部材の相対回動位相を遅角側あるいは進角側に変化させる油圧回路と、前記ベーン部材を相対回動位相の遅角側と進角側の中間位置でロックするロック・解除機構と、を備えている。
【０００４】
前記油圧回路は、その一部が前記カムシャフトのジャーナル部から内部軸方向に沿って形成されて、前記各遅角、進角油圧室にそれぞれ連通するようになっていると共に、その一部が前記ロック・解除機構に給排されるようになっている。
【０００５】
このロック・解除機構は、前記ベーン部材の内部に摺動自在に設けられたロックピンと前記ハウジングの端壁に形成されて、前記ロックピンの有底円筒状の先端部が係入あるは離脱するロック穴とを備え、前記ロックピンは、コイルばねによってロック穴方向へ付勢されていると共に、前記油圧回路からの油圧によってロック穴から離脱してロックが解除されるようになっている。
【０００６】
そして、機関停止には、前記各油圧室やロック・解除機構の受圧室に油圧が供給されず、ロックピンがコイルばねのばね力によってロック穴内に係入してベーン部材をハウジングに対して中間位相位置にロックさせ、この状態が機関を始動時にも維持されるようになっている。
【０００７】
その後、機関の定常運転に移行した場合は、前記油圧回路から各油圧室への油圧の給排及び受圧室への油圧の供給によってロックピンをロック穴から離脱させロック状態が解除されて、ベーン部材がハウジングに対して正逆回転して相対回転位相を進角側あるいは遅角側へ変換するようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２６２１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前記ロックピンの先端部が係脱する前記ロック穴が円形状に形成されていることから、製造誤差や組付誤差などによってロックピンの位置がロック穴に対して径方向にずれてしまうと、ロックピンがロック穴に係入した際に、ベーン部材とハウジングとの相対回転位相も所望の中間位置からずれてしまうおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記従来装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、機関のクランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、該駆動回転体からの回転力をカムシャフトに伝達する従動回転体と、前記駆動回転体に対して従動回転体を所定の回転角度範囲内で相対回転させる位相変更機構と、前記駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられ、回転軸方向から他方の回転体方向へ突出するように付勢されたロックピンと、前記駆動回転体と従動回転体の他方に設けられ、前記ロックピンの先端部が係入されることによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位置を保持するロック穴と、前記ロックピンを前記付勢力に抗して移動させて、前記ロック穴から退出させるロック解除手段と、を備え、前記ロックピンの先端部は、前記ロック穴の底部に当接可能に形成されていると共に、外径が前記ロック穴の底部面積よりも小さく形成され、かつ、前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位置を保持する際に前記ロックピンの外周縁と当接可能な前記ロック穴の内壁面が、径方向に延びる平面状に形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前記ロック穴の内壁面が径方向に沿って平面状に形成されていることから、例えば、機関の停止時などにおいて、ロックピンが付勢部材の付勢力によってロック穴に係入しようとした際に、常に前記ロックピンの外周縁に線接触によって当接する。したがって、たとえ、製造誤差や組付誤差によってロックピンが径方向に位置ずれが発生したとしても、前記ベーン部材とハウジングとの相対回転位相のずれを抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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を吸気側に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示し、機関のクランクシャフトにより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スプロケット１と、機関前後方向に沿って配置されて、前記スプロケット１に対して相対回動可能に設けられた吸気側のカムシャフト２と、前記スプロケット１とカムシャフト２との間に配置されて、該両者の相対回動位相を変換する位相変換機構３と、該位相変換機構３を作動させる第１油圧回路４と、を備えている。
【００１３】
前記スプロケット１は、ほぼ肉厚円板状の本体５と、該本体５の外周一端部に一体に設けられて、前記タイミングチェーンが巻回された歯車部６を有している。前記本体５は、後述するハウジングの後端開口を閉塞するリアカバーとして構成され、外周部の円周方向所定位置に貫通孔５ａが形成されていると共に、中央にカムシャフト２の端部外周に回転自在に支持される支持孔５ｂが貫通形成されている。
【００１４】
前記カムシャフト２は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には機関弁である吸気弁を開作動させる複数のカムが軸方向の位置に一体に固定されていると共に、一端部の内部軸心方向に雌ねじ孔２ａが形成されている。
【００１５】
前記位相変換機構３は、図１及び図３に示すように、前記スプロケット１と一体に設けられたハウジング７と、前記カムシャフト２の一端部の雌ねじ孔２ａに螺着するカムボルト８を介して固定されて、前記ハウジング７内に回転自在に収容された従動回転体であるベーン部材９と、前記ハウジング７内に形成されて、該ハウジング７の内周面に有する３つの隔壁部１０とベーン部材９とによって隔成されたそれぞれ３つの遅角油圧室１１及び進角油圧室１２と、を備えている。
【００１６】
前記ハウジング７は、円筒状のハウジング本体と、該ハウジング本体の前端開口を閉塞するフロントカバー１３と、後端開口を閉塞するリアカバーとしての前記スプロケット本体５とからなり、ハウジング本体とフロントカバー１３及びスプロケット本体５とは、前記隔壁部１０を貫通する３本のボルト１４によって共締め固定されている。前記フロントカバー１３は、中央の外面に円筒部１３ａが一体に設けられている。
【００１７】
前記ベーン部材９は、図１及び図３に示すように金属材によって一体に形成され、カムシャフト２の一端部にカムボルト８によって固定されたベーンロータ１５と、該ベーンロータ１５の外周面に円周方向のほぼ１２０°等間隔位置に放射状に突設された３つのベーン１６とから構成されている。
【００１８】
前記ベーンロータ１５は、ほぼ円筒状に形成され、前端面１５ｂのほぼ中央位置に薄肉な段差小径な円筒状の支持部１５ａが一体に設けられており、この支持部１５ａの外面と前端面１５ｂとによって前記フロントカバー１３を回転自在に支持している。一方、前記ベーン１６は、それぞれが各隔壁部１０の間に配置されていると共に、外周面にハウジング本体の内面との間をシールするシール部材１７がそれぞれ設けられている。
【００１９】
また、前記各ベーン１６の正逆回転方向の両側面と各隔壁部１３の両側面との間に、前述した各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２が隔成されており、各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２とは、前記ベーンロータ１５の内部にほぼ放射状に形成された第１連通孔１１ａと第２連通孔１２ａによって同じ油圧室同士がそれぞれ連通されている。
【００２０】
前記第１油圧回路４は、前記各遅角、進角油圧室１１，１２に対して油圧を選択的に供給あるいは排出するもので、図１に示すように、各遅角油圧室１１に対して第１連通路１１ａを介して油圧を給排する第２通路である遅角油通路１８と、各進角油圧室１２に対して第２連通路１２ａを介して油圧を給排する第１通路である進角油通路１９と、該各通路１８，１９に作動油（油圧）を選択的に供給する流体圧供給源であるオイルポンプ２０と、機関運転状態に応じて前記遅角油通路１８と進角油通路１９の流路を切り換える第１制御弁である第１電磁切換弁２１とを備えている。前記オイルポンプ２０は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するトロコイドポンプなどの一般的なものである。
【００２１】
前記遅角油通路１８と進角油通路１９とは、それぞれの一端部が前記第１電磁切換弁２１に接続されている一方、他端側が前記ベーン部材９のベーンロータ１５の内部及び支持部１５ａ内に挿通保持されたほぼ円柱状の通路構成部３７内に軸方向に沿って平行に形成された通路部１８ａ、１９ａと前記第１，第２連通路１１ａ、１２ａとを介して前記各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２にそれぞれ連通している。
【００２２】
前記通路構成部３７は、外側の端部が図外のチェーンカバーに固定されて非回転部として構成されており、その内部軸方向には、前記各通路部１８ａ、１９ａの他に、後述する第３通路である第１給排通路３４の一部を構成する第１給排通路部３４ａが形成されている。
【００２３】
前記第１電磁切換弁２１は、図１に示すように、４ポート３位置の比例型弁であって、図外の電子コントローラによって、バルブボディ内に軸方向へ摺動自在に設けられたスプール弁体を前後方向に移動させて、オイルポンプ２０の吐出通路２０ａと前記いずれかの油通路１８，１９と連通させると同時に、該他方の油通路１８，１９とドレン通路２２とを連通させるようになっている。なお、オイルポンプ２０の吸入通路とドレン通路２２とはオイルパン２３内に連通している。
【００２４】
前記コントローラは、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、水温センサ、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すると共に、第１電磁切換弁２１や後述する第２電磁切換弁３６の各電磁コイルに制御パルス電流を出力するようになっている。
【００２５】
そして、この実施形態では、図１、図３に示すように、ハウジング７に対してベーン部材９を最遅角側と最進角側の中間回転位相位置に保持する保持機構が設けられている。この保持機構は、模式的な図６や図１４、図１５に示すように、前記スプロケット本体５の内側面の円周方向の所定位置に形成された第１、第２ロック穴２４，２５と、前記ベーン部材９の２つのベーン１６，１６の内部に設けられて、前記各ロック穴２４，２５にそれぞれ係脱する第１、第２ロックピン２６，２７と、該各ロックピン２６，２７を各ロック穴２４，２５に対して係合あるいは係合を解除する第２油圧回路２８と、を備えている。
【００２６】
前記第１ロック穴２４は、図１４及び図１５に示すように、スプロケット本体５の円周方向に延びた有底の矩形長穴状に形成されて、スプロケット本体５の内側面の前記ベーン部材９の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った位置に対応した位置に形成され、円周方向の長さＬが前記第１ロックピン２６の先端部２６ｂの外径よりも大きく形成されて、ここに係合された第１ロックピン２６がスプロケット本体５の円周方向へ僅かに移動可能になっている。
【００２７】
また、前記第１ロック穴２４は、図１４に示すように、円周方向の対向する内壁面である内側面２４ａ、２４ｂがスプロケット本体５の中心Ｐから径方向に沿った直線に沿って平面状に形成されていると共に、径方向の対向する内端面もほぼ直線状の平面状に形成され、この両内端面と前記内側面２４ａ、２４ｂとの四隅の連結部位２４ｃが円弧面に形成されている。また、第１ロック穴２４の底面２４ｄは、平坦面状に形成されている。
【００２８】
前記第２ロック穴２５は、その形成位置が同じくベーン部材９の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った位置、つまり第１ロックピン２６が第１ロック穴２４に係合された位置で第２ロックピン２７が係合される位置に形成され、内周面２５ａが断面ほぼ台形状のテーパ面に形成されている。また、この第２ロック穴２５は、内部が前記溝形成部の底壁に穿設された油孔２５ｂと分岐路１９ｂとを介して前記進角油通路１９に連通している。
【００２９】
前記第１ロックピン２６は、一つのベーン１６の内部軸方向に貫通形成された第１ピン孔１６ａ内に摺動自在に配置され、基端部の外周面に受圧部となる第１大径部２６ａが一体に形成されていると共に、ほぼ有底円筒状の先端部２６ｂの外周面が該第１ロックピン２６の摺動方向と平行な平行面に形成され、その先端面が前記第１ロック穴２４の底面２４ｄに密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。また、この第１ロックピン２６は、基端部側の凹溝底面とフロントカバー１３の内面との間に弾装された付勢手段である第１スプリング２９のばね力によって第１ロック穴２４に係合する方向へ付勢されている。
【００３０】
前記第２ロックピン２７は、他のベーン１６の内部軸方向に貫通形成された第２ピン孔１６ｂ内に摺動自在に配置され、基端部の外周面に受圧部となる第２大径部２７ａが一体に形成されていると共に、先端部２７ｂの外周面が前記第２ロック穴２５とほぼ同形の円錐状のテーパ面に形成されていると共に、先端面が平坦状に形成されている。また、この先端部２７ｂの外径は、第２ロック穴２５の内径よりも小さく形成されて遊嵌状態に係合して、ベーン部材９が僅かに回転可能になっている。また、この第２ロックピン２７は、基端部側の凹溝底面とフロントカバー１３の内面との間に弾装された付勢手段である第２スプリング３０のばね力によって第２ロック穴２５に係合する方向へ付勢されている。
【００３１】
前記第２油圧回路２８は、図１及び図６に記載されているように、前記第１、第２ピン孔１６ａ、１６ｂの前記第１、第２スプリング２９、３０が収容された空間部に形成された第１押込用受圧室３１ａ及び第２押込用受圧室３１ｂと、第１ピン孔１６ａの段差部と第１ロックピン２６の第１大径部２６ａとの間に形成された第１解除用受圧室３２と、第２ピン孔１６ｂの段差部と第２ロックピン２７の第２大径部２７ａとの間に形成された第２解除用受圧室３３と、第１、第２押込用受圧室３１ａ、３１ｂと第２解除用受圧室３３に対して前記オイルポンプ２０から吐出通路２０ａの分岐通路２０ｂから油圧を選択的に供給、あるいはドレン通路２２を介して排出する第１、第２給排通路３４，３５と、機関の状態に応じて前記第１、第２給排通路３４，３５を切り換える第２制御弁である第２電磁切換弁３６とを備えている。
【００３２】
前記第１押込用受圧室３１ａは、第２電磁切換弁３６を介して吐出通路２０ａから後述する第１油通路孔３８ａを介して内部に供給された油圧と第１スプリング２９のばね力との合成力により前記第１ロックピン２６を第１ロック穴２４方向へ押し込むようになっている。前記第２押込用受圧室３１ｂは、前記吐出通路２０ａから後述の第２油通路孔３８ｂを介して内部に供給された油圧と第２スプリング３０のばね力との合成力により第２ロックピン２７を第２ロック穴２５方向へ押し込むようになっている。
【００３３】
一方、第１解除用受圧室３２と前記第２解除用受圧室３３は、遅角油圧室１１や進角油圧室１２への供給油圧と一緒に内部にそれぞれ供給された油圧によって、第１、第２ロックピン２６，２７を各スプリング２９，３０のばね力に抗して第１、第２ロック穴２４，２５から後退させてそれぞれの係合を解除するようになっている。
【００３４】
前記第１、第２給排通路３４，３５は、各一端側が前記第２電磁切換弁３６の対応する通路孔に接続されている一方、他端側の第１給排通路部３４ａが前記通路構成部３７の内部軸方向に前記各通路部１８ａ、１９ａとほぼ平行に配置形成されていると共に、進角側の通路部１９ａに隣接状態に配置され、また、前記第２給排通路部３５ａは、前記カムシャフト２の一端部の内部軸方向に平行に形成されている。
【００３５】
前記ベーンロータ１５の内部には、前記第１給排通路部３４ａと前記第１押込用受圧室３１ａとを連通する前記第１油通路孔３８ａが形成されていると共に、第１給排通路部３４ａと第２押込用受圧室３１ｂとを連通する前記第２油通路孔３８ｂが形成されている。
【００３６】
一方、前記第２給排通路部３５ａと第２解除用受圧室３３とを連通する第３油通路孔３９が形成されている。また、前記第１解除用受圧室３２には、前記遅角油圧室１１に給排される油圧がベーン部材９の内部に形成された油孔４０を介して給排されるようになっている。
【００３７】
また、前記通路構成部３７の内部軸方向には、前記進角側の通路部１９ａと第１給排通路部３４ａとの間に配置された低圧部である低圧通路４５が形成されている。この低圧通路４５は、一端開口４５ａが前記通路構成部３７の外周面と支持部１５ａの支持孔１５ｃの内周面との間、つまり、前記第１給排通路部３４ａの支持孔１５ｃ側に開口したグルーブ溝３４ｃと遅角側の通路部１８ａの支持孔１５ｃ側に開口したグルーブ溝１８ｃとの間に配置されていると共に、他端開口が通路構成部３７の外端部から大気に開放されている。なお、前記低圧通路４５は、流動遮断手段として構成されている。
【００３８】
さらに、前記通路構成部３７の外周面の軸方向の前後位置には、円環状の複数の嵌着溝が形成されていると共に、該各嵌着溝に、前記各通路部１８ａ、１９ａと第１給排通路部３４ａの支持孔１５ｃ側のそれぞれの開口端間の間などをシールする複数のシール部材４１が嵌着固定されている。
【００３９】
前記第２電磁切換弁３６は、４ポート３位置の比例型弁であって、前記電子コントローラから出力された制御電流（オン−オフ）や内部のバルブスプリングのばね力によってスプール弁体により、前記第１，第２給排通路３４，３５と前記吐出通路２０ａ及びドレン通路２２とを適宜選択的に連通させるようになっている。
【００４０】
また、第１ロック穴２４は、図６に示すように、ベーン部材９の内部に形成された導入孔４２を介して前記進角油圧室１２と連通しており、前記導入孔４２は、第１ロック穴２４に対して径方向に沿って開口形成され、ここに供給された油圧によって係合状態にある第１ロックピンの先端部２６ｂの外面を第１ロック穴２４の内面に径方向から押し付ける押圧機構として機能するようになっている。
【００４１】
さらに、前記ベーン部材９の支持部１５ａの外周側には、図１に示すように、ベーン部材９を遅角側から中間位相方向へ回転付勢する捩りばね４３が装着されており、この捩りばね４３は、一端４３ａが前記フロントカバー１３の円筒部１３ａに形成された係止孔に係止され、他端４３ｂがベーンロータ１５に形成された円周方向の長孔１５ｃに係止されている（図３参照）。
【００４２】
なお、前記フロントカバー１３の円筒部１３ａの開口端側の内周には、前記捩りばね４３の一端側を保持するリング部材４４が嵌着固定されている。
【００４３】
以下、本実施形態の作用を図３〜図５及び図６〜１３に基づいて説明する。
【００４４】
まず、機関が停止している状態では、オイルポンプ２０が駆動していないので、図６に示すように、各油圧室１１，１２や第１ロック穴２４及び各受圧室３１〜３３内には油圧が供給されることなく、したがって、第１、第２ロックピン２６，２７は、各スプリング２９，３０のばね力によってその先端部２６ｂ、２７ｂがそれぞれ第１、第２ロック穴２４，２５内に係合状態になっている。
【００４５】
また、この状態における第１電磁切換弁２１は、スプール弁体がスプリングのばね力で最大一方向の摺動位置に保持されて吐出通路２０ａと進角油通路１９とを連通させ、遅角油通路１８とドレン通路２２とを連通している。一方、第２電磁切換弁３６は、スプール弁体がスプリングのばね力で最大一方向の摺動位置に保持されて吐出通路２０ａと第１給排通路３４を連通し、第２給排通路３５とドレン通路２を連通している。
【００４６】
したがって、機関始動する際に、イグニッションスイッチをオン操作すると、図７に示すように、その直後の機関の初爆（クランキング開始）によってオイルポンプ２０が駆動してその吐出油圧が、第１給排通路３４などを介して第１、第２押込用受圧室３１ａ、３１ｂと進角油圧室１２及び導入孔４２を介して第１ロック穴２４内に供給される。このため、第１ロックピン２６と第２ロックピン２７は、第１、第２押込用受圧室３１ａ、３１ｂ内の油圧と第１，第２スプリング２９、３０のばね力との合成力によって第１、第２ロック穴２４、２５内で係合状態が維持されている。
【００４７】
続いて、クランキングが完了してアイドリング運転が開始される直前では、図８に示すように、今度は第２電磁切換弁３６に電子コントローラから制御電流が出力されて、スプール弁体が他方向に摺動して第１給排通路３４をドレン通路２２と連通させ、第２給排通路３５と吐出通路２０ａとを連通路させる。このため、第１、第２押込用受圧室３１ａ、３１ｂ内が低圧になる一方、第２解除用受圧室３３が高圧になると共に、進角油圧室１９の油圧が分岐路１９ｂを介して第２ロック穴２５内に供給されて高圧になり、これにより、第２ロックピン２７が第２ロック穴２５からスムーズに退出して係合が解除される。
【００４８】
一方、第１ロックピン２６は、導入孔４２からの油圧によって先端部２６ｂの外面の一部が、矢印で示すように、第１ロック穴２４の一方の内側面２４ａに径方向(スプロケット本体５の円周方向)から強く圧接し、その摩擦抵抗によって第１ロック穴２４内に強固に係合保持される。
【００４９】
このとき、第１ロックピン２６は、平坦な先端面が第１ロック穴２４の底面２４ｄに密着状態に当接していることから、導入孔４２から導入された油圧は、第１ロックピン２６を解除させる方向には力が働かない。
【００５０】
また、この機関始動時は、前述のように、両方あるいは一方のロックピン２６，２７が各ロック穴２４，２５に係合していることから、ベーン部材９は、図３に示すように、最遅角位相と最進角位相の中間位相位置に確実に保持されている。したがって、かかる機関の始動性が良好になる。
【００５１】
次に、アイドリング運転に移行した場合は、図９に示すように、第２電磁切換弁３６はそのままであるが、今度は電子コントローラから第１電磁切換弁２１に制御電流が出力されてスプール弁体を他方側へ僅かに移動させて、進角油通路１９を閉止して進角油圧室１２内に油圧を保持すると共に、吐出通路２０ａと遅角油通路１８とを連通する。
【００５２】
このため、遅角油圧室１１に油圧が供給されて高圧になり、ベーン部材９が遅角位相側へ僅かに回転し、これによって、第１ロックピン２６が第１ロック穴２４内で同方向に移動して先端部２６ｂの外面と第１ロック穴２４の内面と圧接が解除される。
【００５３】
同時に、第１解除用受圧室３２に油孔４０を介して油圧が供給されて、該受圧室３２が高圧になり、これによって、第１ロックピン２６は、第１ロック穴２４からスムーズに退出して係合が解除される。このため、ベーン部材９は、正逆方向の自由な回転が可能になる。
【００５４】
その後、例えば機関低回転低負荷域に移行した場合は、図１０に示すように、第１電磁切換弁２１にさらに大きな制御電流が出力されて、スプール弁体が進角油通路１９とドレン通路２２が連通され、遅角油通路１８と吐出通路２０ａが連通状態を維持する。これによって、図４に示すように、進角油圧室１２内の油圧が排出されて低圧になる一方、遅角油圧室１１が高圧になって、ハウジング７に対してベーン部材９を最遅角側に回転させる。したがって、スプロケット１に対してカムシャフト２が最遅角側の回転位相に変換される。
【００５５】
これにより、吸排気弁のバルブオーバーラップが小さくなり、シリンダ内での残留ガスが減少して燃焼効率が向上し、機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。
【００５６】
また、例えば機関高回転高負荷域に移行すると、図１１に示すように、第１電磁切換弁２１により遅角油通路１８とドレン通路２２が連通されて遅角油圧室１１が低圧になる一方、吐出通路２０ａと進角油通路１９及び第２ロック穴２５が連通されて進角油圧室１２と第２ロック穴２５が高圧になる。このため、第２ロックピン２７は、第２スプリング３０のばね力に抗して後退位置を維持していると共に、ベーン部材９は、図５に示すように、ハウジング７に対して最進角側に回転してさせる。これにより、カムシャフト２が最進角側の回転位相に変換される。
【００５７】
したがって、バルブオーバーラップが大きくなって、吸気の充填効率が高くなり、機関の出力トルクの向上が図れる。
【００５８】
このように、カムシャフト２の遅角、進角位相への変換は、機関運転状態に応じて任意に設定することが可能になる。
【００５９】
さらに、機関を停止する際には、停止前の時点では、通常はアイドリング状態になるから、ベーン部材９が、図９に示すほぼ中間回転位置に戻されている。この状態でイグニッションスイッチをオフ操作すると、図１２に示すように、機関の回転が完全に停止する前のいまだ僅かに回転している段階で、第１電磁切換弁２１のスプール弁体を中間位置に保持して遅角油通路１８と進角油通路１９とを閉止すると共に、第２電磁切換弁３６が第２給排通路３５と吐出通路２０ａを連通させる。
【００６０】
したがって、第１，第２ロックピン２６、２７は、第１、第２押込用受圧室３１ａ、３１ｂ内の油圧と第１，第２スプリング２９、３０との合成力で係合方向に付勢されて、第１ロックピン２６側は第１ロック穴２４内に係合するが、第２ロックピン２７側は、いまだ第２ロック穴２５に係合していない。つまり、この時点では、ベーン部材９が、カムシャフト２に発生していた交番トルクによって遅角側へ僅かに回転した状態に位置している（図６参照）。したがって、第１ロックピン２６も第１ロック穴２４内で遅角側に位置した状態で係合していると共に、第２ロックピン２７は、第２ロック穴２５に係合していない状態になっている。
【００６１】
その後、機関が完全に停止する直前では、図１３に示すように、第１電磁切換弁２１によって進角油圧室１２に油圧が供給されて高圧になり、これによって、ベーン部材９は、第１ロックピン２６の第１ロック穴２４での移動範囲内において進角側へ回転する。したがって、第２ロックピン２７は、先端部２７ｂが第２ロック穴２５と合致した時点で第２スプリング３０のばね力によって該第２ロック穴２５内に係合して、初期の移動位置（図６の中間位置）に保持される。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、機関の始動時において両ロックピン２６，２７を解除する際には、両方を同時にではなく、クランキング開始からアイドリング運転直前までの間に、前述したように、第２ロックピン２７を第２ロック穴２５から解除しても、第１ロックピン２６の先端部２６ｂ外面が第１ロック穴２４の内面に径方向(スプロケット本体５の円周方向)から押付けられてその摩擦抵抗により、係合状態が維持され、その後、油圧室１１，２に油圧が供給された段階で第１ロックピン２６を解除するようになっているため、ベーン部材９は、かかる始動時における各油圧室１１，１２に供給された油圧や交番トルクによるばたつきの発生を十分に抑制することができる。この結果、異音の発生を防止できる。
【００６３】
また、第２ロックピン２７が第２解除用受圧室３３内の油圧によって第２ロック穴２５から解除された後に、第１ロックピン２６を解除するようにし、この解除までの間では第１ロックピン２６が第１ロック穴２４に径方向から確実に押付けられているため、第１ロックピン２６が誤って解除されてしまうことがない。
【００６４】
一方、イグニッションスイッチをオフ操作して機関が完全に停止されるまでの間では、先に第１ロックピン２６が第１ロック穴２４内に係合され、その後に第２ロックピン２７を係合するようになっているため、カムの交番トルクに起因したベーン部材９のばたつきの発生を十分に防止できる。
【００６５】
また、機関再始動時は、前記両ロックピン２６，２７が両ロック穴２４，２５に係合した状態ではベーン部材９が中間回転位相位置に保持されていることから、始動性が良好になる。
【００６６】
さらに、この実施形態では、第２ロックピン２７の先端部２７ｂの外周面及び第２ロック穴２５の内周面がテーパ面に形成されていることから、第２ロック穴２５に対する係脱性が良好になる。
【００６７】
また、前記第１ロック穴２４の内側面２４ａが径方向に沿って平面状に形成されていることから、前述の機関の停止時などにおいて、第１ロックピン２６が第１スプリング２９の付勢力によって第１ロック穴２４内に係入しようとした際に、常に前記第１ロックピン２６の先端部の外周縁が前記内側面２４ａのライン上のいずれかに線接触によって当接する。したがって、たとえ、製造誤差や組付誤差によって第１ロックピン２６がベーン部材９の径方向へ僅かに位置ずれが発生したとしても、第１ロック穴２４への係入時には前記径方向の位置ずれを吸収しながら係入することができる。
【００６８】
つまり、第１ロックピン２６が径方向へ位置ずれしても、その先端部の外周縁は常に径方向へ平坦な内側面２４ａに沿って当接することから、第１ロックピン２６の係入時にベーン部材９とハウジング７が前記位置ずれに起因して相対回転することなく、相対回転位相のずれの発生を抑制することが可能になる。
【００６９】
また、前記第１ロック穴２４の四隅の連結部位２４ｃが円弧状に形成されていることから、前記第１ロックピン２６の径方向の比較的大きな位置ずれが発生しても、内側面２４ａ側の連結部位２４ｃ、２４ｃによってずれを吸収することが可能になる。
【００７０】
さらに、本実施例では、前記通路構成部３７内に形成された遅角側、進角側の各通路部１８ａ、１９ａと前記第１給排通路部３４ａとの間に、大気開放された低圧通路４５を形成したことから、前記遅角側の通路部１８ａの支持孔１５ｃ側のグルーブ溝１８ｃから油圧がリークすると、このリークした油圧が低圧通路４５の支持孔１５ｃ側の一端開口４５ａから低圧通路４５内に流入して第１給排通路部３４ａへの流入を阻止することができる。
【００７１】
したがって、前記通路部１８ａから各押込用受圧室３１ａ、３１ｂへの意に反した油圧の供給が抑制されて、各ロックピン２６，２７に対する前記油圧の影響を回避することが可能になる。この結果、前記ロックピン２６，２７の各ロック穴２４，２５への不用意な嵌入によるロック作用を防止することができる。
【００７２】
しかも、シール部材４１によっても通路部１８ａのグルーブ溝１８ｃから第１給排通路部３４ａのグルーブ溝３４ｃへの油圧の流入を阻止できるので、さらに各ロックピン２６，２７に対する通路部１８ａ側の油圧の影響を回避することが可能になる。
【００７３】
また、前記複数のシール部材４１によって通路構成部３７から外部への油圧のリークを十分に防止することができるので、前記各油圧室１１，１２への油圧の供給応答性の低下を抑制でき、この結果、前記ベーン部材９の相対回転位相変換の応答性が向上して、機関運転状態の変化に即応することができる。
【００７４】
また、この実施例では、前述のように、イグニッションスイッチをオン操作すると、その直後の機関の初爆（クランキング開始）によってオイルポンプ２０が駆動してその吐出油圧が、第１給排通路３４などを介して第１、第２押込用受圧室３１ａ、３１ｂの両方に供給されることから、第１ロックピン２６と第２ロックピン２７は、第１、第２押込用受圧室３１ａ、３１ｂ内の油圧と第１，第２スプリング２９、３０のばね力との合成力によって第１、第２ロック穴２４、２５内で係合状態を確実に維持することが可能になる。
【００７５】
また、例えばクランキングが完了してアイドリング運転が開始される直前では、図８に示すように、第２解除用受圧室３３が高圧になると共に、前記第２ロック穴２５も分岐路１９ｂを介して進角油通路１９の油圧が供給されて高圧になることから、第２ロックピン２７の第２ロック穴２５からの退出作動が一層良好になって第２ロックピン２７による係合を速やかに解除することができる。
【００７６】
〔第２の実施例〕
図１６及び図１７は第２の実施例を示し、装置の基本構造は第１の実施例と同じであるが、第１ロック穴２４の対向する平面状の内側面２４ａ、２４ｂを、スプロケット本体５の中心Ｐと第１ロック穴２４の円周方向の中心を通る直線Ｑと平行線Ｑ１に沿って形成したものである。
【００７７】
したがって、この実施例も第１ロックピン２６の先端部の外周縁は、常に内側面２４ａのライン上で当接することから、たとえ径方向の位置ずれが発生したとしても、ベーン部材９とハウジング７との相対回転位相のずれを十分に抑制することが可能になる。他の作用効果は第１実施例と同様である。
【００７８】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、バルブタイミング制御装置を吸気側ばかりか排気側に適用することも可能である。
【００７９】
また、前記第１ロック穴２４の他方側の内側面２４ｂも一方側の内側面２４ａと同じく放射方向の線あるいは平行線Ｑ１に沿って形成されているが、こちらは必ずしもこれに合わせる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明のバルブタイミング制御装置の一実施形態を示す要部縦断面図である。
【図２】同バルブタイミング制御装置の斜視図である。
【図３】本実施形態によるバルブタイミングを中間制御位置に保持した状態を示す作用説明図である。
【図４】本実施形態によるバルブタイミングを遅角側に制御した状態を示す作用説明図である。
【図５】本実施形態によるバルブタイミングを進角側に制御した状態を示す作用説明図である。
【図６】機関停止時におけるバルブタイミング制御装置の両ロックピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
【図７】機関始動直後における両ロックピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
【図８】機関始動時における両ロックピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
【図９】機関アイドリング運転時における両ロックピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
【図１０】遅角制御時における両ロックピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
【図１１】進角制御時における両ロックピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
【図１２】機関停止準備中における両ロックピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】機関停止時における両ロックピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
【図１４】本実施例の第１ロック穴を示すスプロケット本体の正面図である。
【図１５】本実施例の第１ロック穴を示すスプロケット本体の要部斜視図である。
【図１６】第２実施例の第１ロック穴を示すスプロケット本体の正面図である。
【図１７】本実施例の第１ロック穴を示すスプロケット本体の要部斜視図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…スプロケット
２…カムシャフト
３…位相変換機構
４…第１油圧回路
５…スプロケット本体
７…ハウジング
９…ベーン部材
１０…隔壁部
１１…遅角油圧室
１２…進角油圧室
１６…ベーン
１８…遅角油通路
１９…進角油通路
２０…オイルポンプ
２０ａ…吐出通路
２１…第１電磁切換弁
２２…ドレン通路
２４…第１ロック穴
２４ａ・２４ｂ…内側面(内壁面)
２５…第２ロック穴
２６…第１ロックピン
２７…第２ロックピン
２８…第２油圧回路
３１ａ、３１ｂ…第１、第２押込用受圧室
３２・３３…第１、第２解除用受圧室
３４・３５…第１、第２給排通路
３６…第２電磁切換弁
３７…通路構成部
【図１】
2010001770.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010001770.tif 000006
【図５】
2010001770.tif 000007
【図６】
2010001770.tif 000008
【図７】
2010001770.tif 000009
【図８】
2010001770.tif 000010
【図９】
2010001770.tif 000011
【図１０】
2010001770.tif 000012
【図１１】
2010001770.tif 000013
【図１２】
2010001770.tif 000014
【図１３】
2010001770.tif 000015
【図１４】
2010001770.tif 000016
【図１５】
2010001770.tif 000017
【図１６】
2010001770.tif 000018
【図１７】
2010001770.tif 000019