(57)【要約】【課題】封止部材を圧入することによって通路を封止してもロック部材のスムーズな作動が確実に行われる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】スプロケット１に設けられたロック穴構成部材２８ａ、２８ｂにそれぞれ形成されたロック穴２４，２５と、ベーンロータ９の大径部１５ｅの内部軸方向に貫通形成された第１、第２ピン孔３１ａ，３１ｂと、前記各ピン孔内に摺動自在に配置されたロックピン２６，２７と、を備え、該各ロックピンの前記各ロック穴に対する係合を解除する解除専用油通路は、前記ロック穴と各ロックピンの受圧面に連通する連通路３９と、該連通路と連通し、前記大径部の径方向に沿って貫通形成された径方向通路３８と、を有している。前記径方向通路は、前記各ピン孔と周方向へ離間した位置に設けられていると共に、外周側端部に封止部材であるボール栓体４２が圧入されている。【選択図】図２
2014080884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトから回転力が伝達され、内周面にシューが突設されたハウジングと、
カムシャフトに固定されるロータと、前記各シューの間に進角作動室と遅角作動室を隔成するベーンとを有し、前記進角作動室と遅角作動室内の作動油を選択的に給排することによって前記ハウジングに対して進角側あるいは遅角側に相対回転するように構成されたベーンロータと、
前記ベーンロータに配置され、付勢部材の付勢力によって前記ハウジング側に進出し、油圧が作用することによって前記付勢部材の付勢力に抗して後退するように設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記第１ロック部材の先端が係入されることによって前記ベーンロータを最進角位置と最遅角位置の間の位置から少なくとも遅角側の相対回転位置に規制する第１ロック凹部と、
前記ハウジングに設けられ、前記第２ロック部材の先端が係入されることによって前記ベーンロータを前記第１ロック部材と前記第１ロック凹部とによって遅角側の相対回転が規制される位置から少なくとも進角側の相対回転位置に規制する第２ロック凹部と、
前記進角作動室内や遅角作動室内の油圧とは異なる油圧を通流させ、外端側が開口するように前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材とは周方向に離間した位置にて径方向に延びるように前記ベーンロータに形成された第１通路と、
該第１通路から前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材の油圧作用部に連通するように形成された第２通路と、
前記第１通路の外端側開口部に圧入される封止部材と、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。
【請求項２】
クランクシャフトから回転力が伝達され、内周面にシューが突設されたハウジングと、
カムシャフトに固定されるロータと、前記各シューの間に進角作動室と遅角作動室を隔成するベーンとを有し、前記進角作動室と前記遅角作動室内の作動油を選択的に給排することによって前記ハウジングに対して進角側あるいは遅角側に相対回転するように構成されたベーンロータと、
該ベーンロータに設けられ、付勢部材によって付勢されて前記ハウジングと当接することによって前記ハウジングと前記ベーンロータの相対回転位置を最進角位置と最遅角位置の間の位置に拘束し、油圧が作用することによって前記付勢部材の付勢力に抗してロックが解除されるように構成されたロック機構と、
前記進角作動室内や遅角作動室内の油圧とは異なる油圧を通流させ、外径側が開口するように前記第１ロック部材及び第２ロック部材とは周方向に異なる位置にて径方向に延びるように前記ベーンロータに形成された第１通路と、
該第１通路から前記ロック機構の油圧作用部に連通するように形成された第２通路と、
前記第１通路の外径側開口部に圧入される封止部材と、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。
【請求項３】
請求項１または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、
前記第１ロック部材と第２ロック部材の油圧作用部は、前記付勢部材と軸方向反対側の先端側に形成され、
前記第２通路は、前記ベーンロータの軸方向側面と該軸方向側面と対向する前記ハウジングの摺動面との間に形成されて、周方向に延びる溝通路と、該溝通路と前記第１通路とを連通し、前記ベーンロータの軸方向に延びる軸方向通路とによって構成されていることを特徴とする内燃機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、吸気弁や排気弁の開閉タイミング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】
ベーン式のバルブタイミング制御装置において、始動時の始動性を向上させるために、バルブタイミングを固定するためのロックピンを最遅角と最進角の間の中間位置でロック穴にロックさせるものが考えられている。
【０００３】
このようなバルブタイミング制御装置のロックピンのロックを解除させる場合に、進角油圧室や遅角油圧室の油圧ではなく、これらの影響を受けずにロックピンを後退移動させることが好ましい。
【０００４】
したがって、特許文献１の発明では、ロック解除専用の通路を介してロックピンの外周面に形成された受圧用の円環状の端面に油圧を作用させることによって、ロックピンを後退移動させてロックを解除している。
【０００５】
前記ロック解除専用の通路は、製造の容易化を図るためにドリル加工によってベーンロータの径方向に通路用孔を貫通して形成するようになっていることから、該貫通させた通路用孔の外周側の開口部をボールなどの封止部材を圧入することによって封止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２７０７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のバルブタイミング制御装置は、前記ロック解除専用の通路用孔がロックピンの摺動する孔の近傍に設けられているため、封止部材を前記通路用孔の外端側開口部に圧入する際に、開口部周囲が圧入によって塑性変形してしまい、ロックピンのスムーズな作動に支障をきたすおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、封止部材を圧入することによって通路を封止したとしてもロック部材の作動がスムーズに行われる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、とりわけ、クランクシャフトから回転力が伝達され、内周面にシューが突設されたハウジングと、カムシャフトに固定されるロータと、前記各シューの間に進角作動室と遅角作動室を隔成するベーンとを有し、前記進角作動室と前記遅角作動室内の作動油を選択的に供給することによって前記ハウジングに対して進角側あるいは遅角側に作動するように構成されたベーンロータと、前記ベーンロータに配置され、付勢部材によって前記ハウジング側に進出し、油圧が作用することによって前記付勢部材に抗して後退するように設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、前記ハウジングに設けられ、前記第１ロック部材の先端が係入されることによって前記ベーンロータを最進角位置と最遅角位置の間の位置から少なくとも遅角側の相対回転位置に規制する第１ロック凹部と、前記ハウジングに設けられ、前記第２ロック部材の先端が係入されることによって前記ベーンロータを前記第１ロック部材と前記第１ロック凹部とによって遅角側の相対回転が規制される位置から少なくとも進角側の相対回転位置に規制する第２ロック凹部と、とりわけ、前記進角作動室内及び前記遅角作動室内の油圧とは異なる油圧が供給され、外端側が開口するように前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材とは周方向に異なる位置にて径方向に延びるように前記ベーンロータに形成された第１通路と、該径方向通路から前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材の油圧作用部に連通するように形成された第２通路と、前記径方向通路の外径側開口部に圧入される封止部材と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、封止部材を圧入することによって第１通路の外端側開口部を封止したとしてもロック部材のスムーズな作動を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るバルブタイミング制御装置の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】本実施形態に供される連通路などの各通路の構成を示すベーンロータのハウジングの断面図である。
【図３】本実施形態に供されるベーンロータが中間位相の回転位置に保持された状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本実施形態に供されるベーンロータが最遅角位相の位置に回転した状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本実施形態に供されるベーンロータが最進角位相の位置に回転した状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】前記ベーンロータが最遅角側の位置した際の各ロックピンの作動を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】前記ベーンロータが最遅角から僅かに進角側に回転した際の各ロックピンの作動を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】前記ベーンロータが図７に示す位置からさらに進角側に回転した際の各ロックピンの作動を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】前記ベーンロータが図８に示す位置からさらに進角側に回転して中間位置になった際の各ロックピンの作動を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】前記ベーンロータが最進角側に位置した際の各ロックピンの作動を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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弁側に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
このバルブタイミング制御装置は、図１〜図５に示すように、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に対して相対回転可能に設けられた吸気側カムシャフト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、該両者の相対回転位相を変換する位相変更機構３と、該位相変更機構３を作動させる第１油圧回路４と、前記位相変更機構３を介して前記スプロケット１に対するカムシャフト２の相対回転位置を、最遅角側の回転位置（図４の位置）と最進角側の回転位置（図５の位置）との間の所定の中間回転位相位置（図３の位置）に保持する位置保持機構５と、該位置保持機構５を作動させる第２油圧回路６と、を備えている。
【００１３】
前記スプロケット１は、肉厚円板状に形成されて、外周に前記タイミングチェーンと補機用チェーンが巻回される大小２つの歯車部１ａ、１ａ’を有していると共に、後述するハウジングの後端開口を閉鎖するリアカバーとして構成され、中央には前記カムシャフト２の固定された後述のベーンロータの外周に回転自在に支持される支持孔１ｂが貫通形成されている。また、スプロケット１の外周部の周方向のほぼ等間隔位置には、後述する４本のボルト１４が螺着される雌ねじ孔１ｃが形成されている。
【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、吸気弁を開閉作動させる複数のカムが軸方向の所定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】
前記位相変更機構３は、図１及び図３に示すように、前記スプロケット１に軸方向から結合されて、内部に作動室を有するハウジング７と、前記カムシャフト２の一端部に前記雌ねじ孔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内に相対回転自在に収容された従動回転体であるベーンロータ９と、前記ハウジング７の内周面に有する４つの第１〜第４シュー１０ａ〜１０ｄとベーンロータ９によって前記作動室が隔成されたそれぞれ４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、焼結金属によって円筒状に形成されたハウジング本体７ａと、プレス成形によって形成され、前記ハウジング本体７ａ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１とからなり、ハウジング本体７ａとフロントカバー１３及びスプロケット１とは、前記各シュー１０の各ボルト挿通孔１０ｅなどを貫通する４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、中央に挿通孔１３ａが貫通形成されていると共に、外周部の円周方向位置には４つのボルト挿通孔１３ｂが貫通形成されている。
【００１７】
前記ベーンロータ９は、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ロータ１５と、該ロータ１５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４枚の第１〜第４ベーン１６ａ〜１６ｄとから構成されている。
【００１８】
前記ロータ１５は、図２にも示すように前後方向に長いほぼ円筒状に形成されており、前端面１５ｂのほぼ中央位置に薄肉円筒状の挿入ガイド部１５ａが一体に設けられていると共に、後端部１５ｃがカムシャフト２方向へ延設されている。また、前記ロータ１５の後端側の内部には、円柱状の嵌合溝１５ｄが形成されている。
【００１９】
一方、前記第１〜第４ベーン１６ａ〜１６ｄは、図３〜図５に示すように、それぞれが各シュー１０ａ〜１０ｄの間に配置されていると共に、円周方向の巾がそれぞれ同一に形成されており、それぞれの円弧状外周面に形成されたシール溝内に、ハウジング本体７ａの内周面に摺動しつつシールするシール部材１７ａがそれぞれ嵌着されている。一方、前記各シュー１０ａ〜１０ｄの先端内周面に形成されたシール溝には、ロータ１５の外周面に摺動しつつシールするシール部材１７ｂがそれぞれ嵌着されている。
【００２０】
また、前記ベーンロータ９は、図４に示すように、最遅角側へ相対回転すると、第１ベーン１６ａの一側面１６ｅが周方向から対向する前記第１シュー１０ａの対向側面に当接して最大遅角側の回転位置が規制され、また、図５に示すように、最進角側へ相対回転すると、第１ベーン１６ａの他側面１６ｆが周方向から対向する第２シュー１０ｂの対向側面に当接して最大進角側の回転位置が規制されるようになっている。これら第１ベーン１６ａと第１、第２シュー１０ａ、１０ｂがベーンロータ９の最遅角位置と最進角位置を規制するストッパとして機能するようになっている。
【００２１】
このとき、他の第２〜第４ベーン１６ｂ〜１６ｄは、両側面が円周方向から対向する各シュー１０ｃ、１０ｄの対向側面に当接せずに離間状態にある。したがって、ベーンロータ９とシュー１０ａ〜１０ｄとの当接精度が向上すると共に、後述する各油圧室１１、１２への油圧の供給速度が速くなってベーンロータ９の正逆回転応答性が高くなる。
【００２２】
さらに、前記ロータ１５は、前記第３ベーン１６ｃと第４ベーン１６ｄの間に大径部１５ｅが一体に形成されている。この大径部１５ｅは、前記両ベーン１６ｃ、１６ｄの対向側面を結合するように形成され、ロータ１５の軸心を中心とした円弧状に形成されていると共に、後述する遅角、進角油圧室１１、１２の径方向のほぼ中央位置まで延びた径方向の幅がほぼ均一に形成されている。
【００２３】
前記第１〜第４ベーン１６ａ〜１６ｄの正逆回転方向の両側面と第１〜第４シュー１０ａ〜１０ｄの両側面との間に、前記それぞれ４つの遅角油圧室１１と進角油圧室１２が隔成されている。この各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２は、前記ロータ１５の内部に径方向に沿って形成された第１連通孔１１ａと第２連通孔１２ａを介して前記第１油圧回路４にそれぞれに連通している。
【００２４】
前記第１油圧回路４は、前記各遅角、進角油圧室１１、１２に対して作動油（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に対して前記第１連通孔１１ａを介して油圧を給排する遅角油圧通路１８と、各進角油圧室１２に対して前記第２連通孔１２ａを介して油圧を給排する進角油通路１９と、該各通路１８、１９に作動油を供給する流体圧供給源であるオイルポンプ２０と、機関の作動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。
【００２５】
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の通路ポートに接続されている一方、他端側が前記シール部材挿入ガイド部１５ａ内に挿通保持されたほぼ円柱状の通路構成部３７内にほぼＬ字形状に沿って形成された遅角通路部１８ａと前記通路構成部３７内に軸方向に直線状に形成された進角通路部１９ａを有し、該遅角通路部１８ａが、前記第１連通孔１１ａを介して各遅角油通路１１に連通している一方、進角通路部１９ａがカムボルト８の頭部側に形成された油室１９ｂと前記第２連通孔１２ａを介して前記各進角油圧室１２に連通している。
【００２６】
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被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、後述するロック機構のロックを解除する第２油圧回路６の通路が形成されている。
【００２７】
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図外の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。
【００２８】
オイルポンプ２０の吸入通路２０ｂとドレン通路２２とはオイルパン２３内に連通している。また、オイルポンプ２０の前記吐出通路２０ａの下流側には、濾過フィルタ５０が設けられていると共に、この下流側で内燃機関の摺動部などに潤滑油を供給するメインオイルギャラリーＭ／Ｇに連通している。さらに、オイルポンプ２０は、吐出通路２０ａから吐出された過剰な作動油をオイルパン２３に排出して適正な流量に制御する流量制御弁５１が設けられている。
【００２９】
前記電子コントローラは、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及びカムシャフト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してそれぞれのスプール弁体の移動位置を制御して前記各通路を切り換え制御するようになっている。
【００３０】
また、この実施形態では、ハウジング７に対してベーンロータ９を最遅角側の回転位置（図４の位置）と最進角側の回転位置（図５の位置）との間の所定の中間回転位相位置（図３の位置）に保持する位置保持機構５が設けられている。
【００３１】
この位置保持機構５は、図１〜図６に示すように、前記スプロケット１の内側面の円周方向の前記ロータ１５の大径部１５ｅに対応した位置に設けられた円筒状の２つの第１、第２ロック穴構成部材２８ａ、２８ｂと、該各ロック穴構成部材２８ａ、２８ｂにそれぞれ形成されたロック凹部である第１、第２ロック穴２４、２５と、前記ベーンロータ９のロータ１５の大径部１５ｅ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２つのロック部材である第１、第２ロックピン２６、２７と、該各ロックピン２６、２７の前記各ロック穴２４、２５に対する係合を解除する前記第２油圧回路６（図１参照）とから主として構成されている。
【００３２】
前記第１ロック穴２４は、図３〜図６に示すように、第１ロック穴構成部材２８ａの上面側に円周方向に沿って長溝状に形成されていると共に、底面が遅角側から進角側に下る２段の段階上に形成され、スプロケット１の内側面１ｃを最上段として、これより一段ずつ低くなる第１底面２４ａ、第２底面２４ｂと順次低くなる階段状に形成され、遅角側の各内側面２４ｄは垂直に立ち上がった壁面になっていると共に、第２底面２４ｂの進角側の内側縁２４ｃも垂直に立ち上がった壁面になっている。前記第１底面２４ａは、その面積が前記第１ロックピン２６の先端面の面積よりも小さく設定されている一方、前記第２底面２４ｂは、円周方向（進角方向）に僅かに延びてその面積が第１ロックピン２６の先端面よりも大きく設定されている。そして、この第２底面２４ｂは、スプロケット１の内側面１ｃの前記ベーンロータ９の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った中間位置になっている。
【００３３】
前記第２ロック穴２５は、第２ロック穴構成部材２８ｂの上面側に第１ロック穴２４と同心円上で、かつ円形状に形成されている。また、底面２５ａは、段差がなく全体が平坦状に形成されてスプロケット１の内側面１ｃの前記ベーンロータ９の進角側の回転位置から遅角側に寄った中間位置に形成されている。また、この第２ロック穴２５は、進角側の各内側面は垂直に立ち上がった壁面になっていると共に、遅角側の内側面２５ｂも垂直に立ち上がった壁面になっている。
【００３４】
また、前記第１ロック穴２４と第２ロック穴２５は、前記第２油圧回路６から作動油圧が導入される解除用受圧室としても構成され、ここに導入された油圧を、第１、第２ロックピン２６、２７の先端面や、後述する第１、第２ロックピン２６、２７の第１、第２段差面２６ｃ、２７ｃ（受圧面）に同時に作用させるようになっている。
【００３５】
前記第１ロックピン２６は、図１、図５などに示すように、ロータ１５の大径部１５ｅの内部軸方向に貫通形成された第１ピン孔３１ａ内に摺動自在に配置されたピン本体２６ａと、該ピン本体２６ａの先端側に第１段差面２６ｃを介して一体に有する小径な先端部２６ｂとから構成されている。
【００３６】
前記ピン本体２６ａは、外周面が単純なストレートの円筒面に形成されて、前記第１ピン孔３１ａに液密的に摺動するようになっている一方、先端部２６ｂは、小径なほぼ円柱状に形成されて、外径が前記第１ロック穴２４の内径よりも小さく設定されている。
【００３７】
また、この第１ロックピン２６は、後端側から内部軸方向に形成された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部材である第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。
【００３８】
前記第１段差面２６ｃは、円環状に形成されて後述する連通路３９から導入された作動油圧を受圧する受圧面として機能し、前記第１スプリング２９のばね力に抗して前記第１ロックピン２６を第１ロック穴２４から後退させてロックを解除するようになっている。
【００３９】
また、前記フロントカバー１３の第１ピン孔３１ａ上端側には、大気と連通して前記第１ロックピン２６のスムーズな摺動を確保する第１呼吸孔３２ａが貫通形成されている。
【００４０】
また、第１ロックピン２６は、前記ベーンロータ９が最遅角位置から最進角側へ回転する場合は、図５〜図８に示すように、先端部２６ｂが第１ロック穴２４の各底面２４ａ、２４ｂに段階的に係合しつつ第２底面２４ｂを摺接しつつ最終的に先端部２６ｂの側縁が進角側の前記内側縁２４ｃに当接した時点でベーンロータ９のそれ以上の進角方向の回転を規制するようになっている。具体的には、作用の項で説明する。
【００４１】
前記第２ロックピン２７は、外径や長さが前記第１ロックピン２６とほぼ同一に形成されて、ロータ１５の大径部１５ｅの第１ピン孔３１ａの周方向の側部に内部軸方向に貫通形成された第２ピン孔３１ｂ内に摺動自在に配置されたピン本体２７ａと、該ピン本体２７ａの先端側に第２段差面２７ｃを介して一体に有する小径な先端部２７ｂとから構成されている。
【００４２】
前記ピン本体２７ａは、外周面が単純なストレートの円筒面に形成されて、前記第２ピン孔３１ｂに液密的に摺動するようになっている一方、先端部２７ｂは、小径なほぼ円柱状に形成されて、外径が前記第２ロック穴２５の内径よりも小さく設定されている。
【００４３】
また、この第２ロックピン２７は、後端側から内部軸方向に形成された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部材である第２スプリング３０のばね力によって第２ロック穴２５に係入する方向へ付勢されている。
【００４４】
前記第２段差面２７ｃは、円環状に形成されて後述する連通路３９から導入された作動油圧を受圧する受圧面として機能し、前記第２スプリング３０のばね力に抗して前記第２ロックピン２７を第２ロック穴２５から後退させてロックを解除するようになっている。
【００４５】
前記フロントカバー１３の第２ピン孔３１ｂ上端側には、大気と連通して前記第２ロックピン２７のスムーズな摺動を確保する第２呼吸孔３２ｂが貫通形成されている。
【００４６】
また、第２ロックピン２７は、前記ベーンロータ９が最遅角位置から最進角側へ回転する場合は、図６〜図９に示すように、先端部２７ｂがスプロケット１の内側面１ｃを摺接しながら第２ロック穴２５に係合して先端面が底面２５ａに弾接する。このとき、先端部２７ｂの側縁が遅角側の前記内側縁２５ｂに当接した時点でベーンロータ９のそれ以上の遅角方向の回転を規制するようになっている。
【００４７】
そして、第２ロックピン２７の係合位置では、図９に示すように、第１ロックピン２６も第１ロック穴２４に係合して先端部２６ｂの側縁が第２底面２４ｂ側の内側縁２４ｃに当接した状態になっていることから、該第１ロックピン２６と第２ロックピン２７で、両ピン穴２４、２５間の隔壁部４１を狭持した状態となって、ベーンロータ９を進角側と遅角側への自由な回転を規制するようになっている。
【００４８】
すなわち、前記第１、第２ロックピン２６、２７がそれぞれ対応する第１、第２ロック穴２４、２５にそれぞれ同時に係合することによって、ベーンロータ９がハウジング７に対して最遅角位相と最進角位相との間の中間位相位置に保持されるようになっている。
【００４９】
なお、図９に示すように、前記両ロックピン２６、２７が各ロック穴２４、２５に係合した状態では、前記第１、第２段差面２６ｃ、２７ｃが、前記各ロック穴２４、２５の上端孔縁よりも僅かに上方位置となるように形成されている。
【００５０】
前記第２油圧回路６は、図１に示すように、前記第１、第２ロック穴２４、２５に対して、前記オイルポンプ２０の吐出通路２０ａから分岐した供給通路３４を介して油圧を供給し、また、前記ドレン通路２２に連通する排出通路３５を介して第１、第２ロック穴２４、２５内の作動油を排出する給排通路部３３と、機関の状態に応じて前記給排通路３３と各通路３４、３５を選択的に切り換える第２制御弁である前記第２電磁切換弁３６と、を備えている。
【００５１】
前記給排通路３３は、図１及び図２に示すように、一端側が前記第２電磁切換弁３６の対応する通路ポートに接続されている一方、他端側の給排通路部３３ａが前記通路構成部３７の内部軸方向から径方向に折曲形成されて、前記ロータ１５の内部に形成された第１通路である径方向通路３８と第２通路である連通路３９とを介して前記各ロック穴２４、２５に連通するようになっている。
【００５２】
前記通路構成部３７は、外周面の軸方向の前後位置に円環状の複数の嵌着溝が形成されていると共に、該各嵌着溝に前記遅角通路部１８ａと給排通路部３３ａの各開口端や油室１９ｂの一端側などをシールする３つのシールリング４０がそれぞれ嵌着固定されている。
【００５３】
前記径方向通路３８は、図２、図３及び図６に示すように、前記第３ベーン１６ｃの進角側の側面と第１ピン孔３１ａの周方向の中間位置で、かつ前記ベーンロータ９の軸方向の中間位置からロータ１５の径方向に沿ってドリル加工によって貫通形成されている。すなわち、前記第１ピン孔３１ａから周方向に離れた位置に形成されている。
【００５４】
また、前記径方向通路３８は、外周側開口端部に封止部材であるボール栓体４２が圧入されている。このボール栓体４２は、前記径方向通路３８ａの外周側開口端部を液密的に封止するために設けられている。
【００５５】
前記連通路３９は、図２及び図３に示すように、ロータ１５の前端面にほぼ円弧状に切欠形成された溝通路３９ａと、前記径方向通路３８から軸方向に沿って穿設されて、前記径方向通路３８のほぼ中央位置に接続された軸方向通路３９ｂと、から構成されている。また、前記溝通路３９ａの形成位置が前記ロータ大径部１５ｅの内周面に十分近接した位置、つまり、前記各ロック穴２４、２５の中心から内方（ロータ１５の中心側）へオフセットした位置に形成されている。
【００５６】
また、連通路３９は、その円周方向の長さがベーンロータ９のいずれの相対回転位置においても、第１ピン孔３１ａ側の一端部３９ｃから第２ピン孔３１ｂ側の他端部３９ｄまでの間で前記第１ロック穴２４と第２ロック穴２５に臨むように形成されて、これらに常時連通するようになっていると共に、前記第１、第２ピン孔３１ａ、３１ｂの先端に臨んでいる。すなわち、前記連通路３９は、図６〜図１０に示すように、ベーンロータ９の最遅角側の回転位置（図６）から最進角側の回転位置（図１０）までのいずれの回転位置においても、常時前記第１、第２段差面２６ｃ、２７ｃ及び第１、第２ロック穴２４、２５に連通するように形成されている。また、前記一端部３９ｃは、前記軸方向通路３９ｂに連通している。
【００５７】
前記第２電磁切換弁３６は、３ポート２位置のオン−オフ型弁であって、前記電子コントローラから出力されたオン−オフの制御電流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、前記給排通路３３と前記通路３４、３５のいずれか一方とを選択的に連通させるようになっている。
〔第１実施形態の作用効果〕
以下、本実施形態の作用を説明する。
【００５８】
イグニッションスイッチをオフ操作して機関を停止しようとした場合には、完全に停止する直前に、電子コントローラから第１電磁切換弁２１に制御電流を出力して、スプール弁体を軸方向の一方向に移動させて吐出通路２０ａと遅角油通路１８あるいは進角油通路１９の一方と連通させると共に、ドレン通路２２と前記いずれか他方の油通路１８、１９を連通させる。つまり、電子コントローラがカム角センサやクランク角センサからの情報信号に基づいて現在のベーンロータ９の相対回転位置を検出し、これに基づいて前記各遅角油圧室１１か、あるいは各進角油圧室１２に油圧を供給する。これによって、前記ベーンロータ９を、図３に示すように、最遅角側と最進角側の所定の中間位置まで回転制御する。
【００５９】
同時に、第２電磁切換弁３６に通電して給排通路３３と排出通路３５とを連通させる。これによって、第１、第２ロック穴２４、２５内の作動油が、前記連通路３９や径方向通路３８を介して前記給排通路３３から排出通路３５及びドレン通路２２に流入してオイルパン２３内に排出されて低圧となり、各ロックピン２６、２７は、図９に示すように、各スプリング２９、３０のばね力によって進出方向（ロック穴２４、２５に係合する方向）へ付勢されて、各ロックピン２６、２７が各ロック穴２４、２５にそれぞれ係合する。
【００６０】
この状態では、前記第１ロックピン２６の先端部２６ｂの外側面が、第１ロック穴２４の進角側の対向内側面２４ｃに当接して遅角方向への移動が規制される一方、前記第２ロックピン２７の先端部２７ｂの外側面が、第２ロック穴２５の遅角側の対向内側面２５ｂに当接して遅角方向への移動が規制される。
【００６１】
この作動によってベーンロータ９は、図３に示すように、中間位相位置に保持され、吸気弁の閉弁時期がピストン下死点よりも前の進角側に制御される。
【００６２】
したがって、機関停止から十分に時間が経った冷機状態で再始動した場合には、前記吸気弁の特異な閉時期によって機関の有効圧縮比が高められて燃焼が良好になり、始動性の向上が図れる。
【００６３】
その後、機関がアイドリング運転に移行すると、電子コントローラから出力された制御電流によって第１電磁切換弁２１が、吐出通路２０ａと遅角油通路１８を連通させると共に、進角油圧室１９とドレン通路２２を連通させる。一方、この時点では、電子コントローラから第２電磁切換弁３６には通電されず、給排通路３３と供給通路３４を連通させると共に、排出通路２５を閉止する。
【００６４】
このため、前記オイルポンプ２０から吐出通路２０ａに吐出された油圧は、供給通路３４と給排通路３３及び径方向通路３８を通って連通路３９内に流入し、ここから各ロック穴２４、２５内に流入しながら各ロックピン２６、２７の受圧面としての第１、第２段差面２６ｃ、２７ｃに作用する。したがって、各ロックピン２６、２７は、各スプリング２９、３０のばね力に抗して後退して、先端部２６ｂ、２７ｂが各ロック穴２４、２５から抜け出してロックが解除される。これによって、ベーンロータ９は、自由な回転が確保される。
【００６５】
また、前記吐出通路２０ａに吐出された油圧の一部は、遅角通路部１８と各第１連通孔１１ａを通って各遅角油圧室１１に供給される一方、各進角油圧室１２の作動油が各第２連通孔１２ａと進角通路部１９を通ってドレン通路２２からオイルパン２３に排出される。
【００６６】
したがって、各遅角油圧室１１内が高圧になる一方、各進角油圧室１２内が低圧になることから、ベーンロータ９は、図４に示すように、図中左側（遅角側）へ回転して第１ベーン１６ａの一側面が第１シュー１０ａの対向側面に当接して、最遅角側の回転位置に規制保持される。
【００６７】
これによって、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが無くなって燃焼ガスの吹き返しが抑制されて、良好な燃焼状態が得られると共に、燃費の向上と機関回転の安定化が図れる。
【００６８】
また、機関が、例えば高回転域になった場合には、電子コントローラから出力された制御電流によって第１電磁切換弁２１が、図１に示すように流路を切り換えて吐出通路２０ａと進角油通路１９を連通させると共に、遅角油圧室１８とドレン通路２２を連通させる。一方、この時点では、第２電磁切換弁３６が、給排通路３３と供給通路３４を連通させると共に、排出通路３５を閉止した状態が継続されている。
【００６９】
したがって、今度は各進角油圧室１２が高圧になると共に、各遅角油圧室１１が低圧になることから、前記ベーンロータ９は、図５に示すように、進角側に回転して第１ベーン１６ａの他側面が第２シュー１０ｂの対向側面に当接して最遅角側の回転位置に保持される。これによって、吸気弁の開時期が早くなって、排気弁とのバルブオーバーラップが大きくなり、吸入空気量が増加して出力が向上する。
【００７０】
そして、前述のように、機関を停止させるためにイグニッションスイッチをオフ操作したときに、ベーンロータ９が、何らかの原因で機関再始動に困難な最遅角側と最進角側の中間位置に戻らずに、例えば図４及び図６に示すように最遅角側の位置に回転停止してしまった場合には、再始動時に以下の作動を行う。
【００７１】
すなわち、イグニッションスイッチをオン操作してクランキングが開始されると、このクランキング初期には、前記カムシャフト２（ベーンロータ９）にバルブスプリングのばね力に起因して発生する正負の交番トルクが入力される。この変動トルクのうち負のトルクが入力された際に、ベーンロータ９が、進角側へ僅かに回転することから、図７に示すように、第１ロックピン２６の先端部２６ｂが第１スプリング２９のばね力によって第１ロック穴２４の第１底面２４ａに下降して当接する。
【００７２】
その直後、正のトルクが入力されてベーンロータ９が遅角側への回転力が作用すると、前記第１ロックピン２６の先端部２６ｂの外側面が第１底面２４ａ側の立ち上がり内側面２４ｄに当接して遅角側への回転が規制される。その後再び負のトルクが作用すると、ベーンロータ９の進角側への回転に伴って第１ロックピン２６の先端部２６ｂが図８に示すように第２底面２４ｂまで下降して係合する。
【００７３】
ここで再び正のトルクが作用すると、前記先端部２６ｂの外側面が第２底面側の立ち上がり内側面２４ｅに当接して遅角側への回転が規制される。つまり、ベーンロータ９は、第１ロックピン２６と第１ロック穴２４との間のラチェット機能によって進角側へ順次自動的に回転する。
【００７４】
続いて、ベーンロータ９が再び負のトルクによって進角側へ回転すると、図９に示すように、第１ロックピン２６は先端部２６ｂが第１ロック穴２４の第２底面２４ｂ上を進角側へ摺動して先端部２６ｂの外周面が進角側の内側面２４ｃに当接する。同時に、第２ロックピン２７が第２ロック穴２５内に係合して先端部２７ｂが底面２５ａに当接すると共に、先端部２７ｂの外側面が遅角側の内側面２５ｂに当接する。これによって、前記第１ロックピン２６と第２ロックピン２７の各先端部２６ｂ、２７ｂによって対向する隔壁が狭持された状態になる。したがって、前記ベーンロータ９は、最遅角側と最進角側の中間位置に自動的に保持されると共に、進角側と遅角側への自由な回転が規制される。
【００７５】
よって、前記通常の冷機始動時には、前述したように、クランキング中の機関の有効圧縮比が高められて燃焼が良好になり、始動性の向上が図れる。
【００７６】
そして、本実施形態では、径方向通路３８を前記第３ベーン１６ｃの進角側の側面と第１ロックピン２６の周方向の中間位置であり、かつ、前記ベーンロータ９の軸方向の中間位置に形成したため、つまり、径方向通路３８が第１ピン孔３１ａから周方向へ十分に離間した位置に形成されている。
【００７７】
これにより、径方向通路３８に外側から内部へボール栓体４２を圧入しても該圧入による前記第１、第２ピン孔３１ａ、３１ｂの塑性変形などの影響が全くなくなる。この結果、前記各ロックピン２６、２７の作動をスムーズに行うことができる。
【００７８】
また、従来技術では、前記第１、第２ピン孔と近接した場所にボール栓体を設けていることから、前記ベーンロータが進角側から遅角側へ、また、遅角側から進角側へ回転する際に、前記第４シューに嵌着されたシール部材上を前記ボール栓体が摺動することにより、前記シール部材と前記ボール栓体との間に隙間ができてしまい、遅角油室と進角油室が連通してしまう。これにより、作動油（油圧）が漏れてしまい、制御性の悪化や油圧低下などの不具合が発生してしまう。
【００７９】
しかし、本実施形態では、前述したように、前記径方向通路３８を前記各ピン孔３１ａ、３１ｂから離間した位置、つまり、前記第３ベーン１６ｃの進角側の側面と第１ピン孔３１ａの周方向の中間位置に形成し、かつ前記ベーンロータ９の軸方向の中間位置に形成して、ここにボール栓体４２を圧入しているため、遅角油室１１と進角油室１２が連通して作動油（油圧）が漏れてしまい、制御性の悪化や油圧低下などの不具合を抑制することができる。
【００８０】
さらに、本実施形態では、前記第１、第２ロックピン２６、２７の先端部２６ｂ、２７ｂ側の第１、第２段差面２６ｃ、２７ｃを解除用の受圧面として利用したことから、各ピン本体２６ａ、２７ａの外周面をほぼストレートな円筒面に形成することができる。したがって、前記各ロックピン２６、２７の外径を可及的に小さくすることができるので、ロータ１５を含めた装置全体のコンパクト化が図れる。この結果、エンジンルーム内での機関への搭載性が向上する。
【００８１】
また、前記溝通路３９ａは、ベーンロータ９のいずれの回転位置に置いても、常時各ロック穴２４、２５や各段差面２６ｃ、２７ｃに連通するように形成されていることから、オイルポンプ２０から給排通路３３を介して供給された油圧が、前記各段差面２６ｃ、２７ｃや各ロック穴２４、２５を介して各ロックピン２６、２７の各先端部２６ｂ、２７ｂの先端面に常に作用する。
【００８２】
このように、前記溝通路３９ａを全域において各ロック穴２４、２５に常時連通させることによって、給排通路３３から各ロック穴２４、２５までの全通路の体積変化が発生しなくなる。つまり、かかる通路の体積が発生すると、各ロック穴２４、２５内の油圧が瞬間的に降下して、各ロックピン２６、２７が各スプリング２９、３０のばね力によって不用意に各ロック穴２４、２５内に係合してしまうおそれがある。
【００８３】
しかし、本実施形態では、前記体積変化を十分に抑制することが可能になることから、瞬間的な油圧の降下が抑制されるので、各ロックピン２６、２７の各ロック穴２４、２５に対する不用意な係合がなくなる。この結果、ベーンロータ９の遅角側あるいは進角側への自由な回転変換が阻害されず、常時円滑な回転変換が得られると共に、かかる変換の応答性が向上する。
【００８４】
また、前記溝通路３９ａは、各ロック穴２４、２５の中心から内方へオフセットした位置に形成されていることから、まず、第１に軸方向通路３９ｂからロックピン２６、２７までの距離を短くできる。これによって、両ロックピン２６、２７の係合解除時間の短縮化が図れる。第２にオフセット配置することによって、前記各ピン孔３１ａ、３１ｂの軸方向の長さを長く取ることができるので、ここに摺動する前記各ロックピン２６、２７の作動中の傾きを抑制することができる。この結果、前記中間位相位置（中間ロック位置）での各ロックピン２６、２７のガタ付きを小さくすることができる。
【００８５】
さらに、軸方向通路３９ｂをベーンロータ９の加工に影響のないところに形成したことから、該ベーンロータ９の加工性の低下が抑制できる。
〔第２実施形態〕
図１１は、第２実施形態を示し、前記ロータ１５の大径部１５ｅの径方向の対称位置に第２大径部１５ｆを形成したものである。
【００８６】
前記第２大径部１５ｆは、前記第１ベーン１６ａと第２ベーン１６ｂの間に一体に形成されている。また、前記両ベーン１６ａ、１６ｂの対向側面を結合するように形成され、ロータ１５の軸心を中心とした円弧状に形成されていると共に、前記遅角、進角油圧室１１、１２の径方向のほぼ中央位置まで延びた径方向の幅がほぼ均一に形成されて、曲率半径は第１大径部１５ｅとほぼ同一に設定されている。
【００８７】
したがって、この実施形態によれば、第１大径部１５ｅと第２大径部１５ｆが対称位置に形成されていることから、ベーンロータ９の回転バランスが良好になり、最遅角側と最進角側の間を常時円滑に回転させることができる。他の作用効果は第１実施形態と同様である。
【００８８】
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、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。
【００８９】
また、前記位相変更機構３としては、ベーンロータ９を用いたものに限定されるものではなく、たとえばヘリカルギアを軸方向に移動させて位相を変換するものなどに発明を適用することも可能である。
【００９０】
さらに、本装置をいわゆるアイドルストップ車や、車両の走行モードによって駆動源を電動モータと内燃機関に切り換えるいわゆるハイブリッド車に適用することも可能である。
【００９１】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
【００９２】
〔請求項ａ〕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、
前記溝通路は、前記ベーンロータの軸方向側面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。
【００９３】
〔請求項ｂ〕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、
前記軸方向通路は、前記径方向通路の前記封止部材から内周側に離間した位置にて前記径方向通路と連通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。
【００９４】
〔請求項ｃ〕請求項ｂ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、
前記溝通路は、前記第１ロック部材と前記第２ロック部材の中心に対して内周側にオフセットした位置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。
【００９５】
〔請求項ｄ〕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、
前記第１ロック部材と前記第２ロック部材は、前記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。
【符号の説明】
【００９６】
１…スプロケット
２…カムシャフト
３…位相変更機構
４…第１油圧回路
５…位置保持機構
６…第２油圧回路
７…ハウジング
７ａ…ハウジング本体
９…ベーンロータ
１０ａ〜１０ｄ…シュー
１１…遅角油圧室（遅角作動室）
１１ａ…第１連通路
１２…進角油圧室（進角作動室）
１２ａ第２連通路
１５…ロータ
１５ｅ…第１大径部
１５ｆ…第２大径部
１６ａ〜１６ｄ…第１ベーン〜第４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（油圧作用部）
２５…第２ロック穴（油圧作用部）
２６…第１ロックピン
２６ａ…ピン本体
２６ｂ…先端部
２６ｃ…第１段差面（受圧面）
２７…第２ロックピン
２７ａ…ピン本体
２７ｂ…先端部
２７ｃ…第２段差面（受圧面）
２８ａ、２８ｂ…ロック穴構成部材
２９、３０…第１、第２スプリング（付勢部材）
３１ａ、３１ｂ…第１、第２ピン孔
３３…給排通路
３４…供給通路
３７…通路構成部
３８…径方向通路（第１通路）
３９…連通路（第２通路）
３９ａ…溝通路
３９ｂ…軸方向通路
４２…ボール栓体
【図１】
2014080884.tif 000003
【図２】
2014080884.tif 000004
【図３】
2014080884.tif 000005
【図４】
2014080884.tif 000006
【図５】
2014080884.tif 000007
【図６】
2014080884.tif 000008
【図７】
2014080884.tif 000009
【図８】
2014080884.tif 000010
【図９】
2014080884.tif 000011
【図１０】
2014080884.tif 000012
【図１１】
2014080884.tif 000013