(57)【要約】  複数のベーン（１４）を有するベーンロータ（１１）と、各ベーン（１４）の周方向の一方の側には進角室（２０）が、他方の側には遅角室（２１）がそれぞれ形成されるようにベーンロータ（１１）を内部に収容するハウジング（１２）と、ベーン（１４）に設けられたシリンダ（２４）内に挿入され、ロック位置とアンロック位置とに移動可能なロックピン（２６）と、ロックピン（２６）がアンロック位置に移動するようにシリンダ（２４）が設けられたベーン（１４）と隣接する遅角室（２１）からシリンダ（２４）内にオイルを導入するための導入通路（２９）とを備え、各遅角室（２１）にオイルが供給されるようにオイル供給装置（４０）を制御するバルブタイミング制御装置において、シリンダ（２４）と繋がっている遅角室（２１Ａ）の分岐通路（５１Ａ）の流路断面積が、他の遅角室（２１Ｂ）の分岐通路（５１Ｂ）の流路断面積よりも大きい。
2013080359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に延びる複数のベーンを有し、かつ内燃機関のクランクシャフト及びカムシャフトのうちのいずれか一方とともに回転する第１回転体と、
前記クランクシャフト及び前記カムシャフトのうちのいずれか他方とともに回転し、前記第１回転体の各ベーンの周方向の一方の側には進角室が、他方の側には遅角室がそれぞれ形成されるように前記第１回転体を内部に相対回転可能なように収容する第２回転体と、
各遅角室にオイルを供給可能なオイル供給手段と、
前記複数のベーンのうちの一部のベーンに設けられたシリンダ内に挿入され、前記第２回転体に設けられた凹部に一部が嵌り込むロック位置と前記シリンダ内に全体が後退するアンロック位置とに移動可能なロックピンと、
前記ロックピンが前記アンロック位置に移動するように前記シリンダが設けられたベーンと隣接する遅角室から前記シリンダ内にオイルを導入するための導入通路と、を備え、
各遅角室にオイルが供給されるように前記オイル供給手段を制御するバルブタイミング制御装置において、
前記オイル供給手段には、供給源からオイルが導かれる共通通路と、前記共通通路から分岐して各遅角室に接続された複数の分岐通路と、が設けられ、
前記複数の分岐通路のうち前記導入通路を介して前記シリンダと繋がっている遅角室と接続された分岐通路の少なくとも一部の区間の流路断面積が、他の遅角室と接続された分岐通路の流路断面積よりも大きいバブルタイミング制御装置。
【請求項２】
各遅角室には前記分岐通路が接続されるオイル導入口がそれぞれ設けられ、
前記シリンダと繋がっている遅角室の前記オイル導入口の断面積が、他の遅角室の前記オイル導入口の断面積よりも大きい請求項１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、内燃機関の吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを制御可能なバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの位相を進角させたり遅角させたりすることにより、吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング装置が知られている。例えば、カムシャフトと一体回転するベーンロータと、ベーンロータを内部に収容するとともにクランクシャフトとともに回転するハウジングとを備え、ベーンロータのベーンの一方の側に設けられた進角室及びベーンの他方の側に設けられた遅角室に供給する油圧を制御して開閉タイミングを変化させる装置が知られている。このような装置において、複数の遅角室のうちの１つの遅角室に接続された遅角通路に逆止弁を設け、その逆止弁が設けられた遅角通路の圧力損失を他の遅角室に接続された遅角通路の圧力損失よりも小さくした装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０６９６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置には、ベーンロータに設けられた貫通孔に挿入され、先端が貫通孔から突出してハウジングの凹部に嵌るロック位置と全体が貫通孔内に後退するアンロック位置とに移動可能なロックピンが設けられている。貫通孔は遅角室と接続されており、ロックピンはその遅角室から貫通孔に導入されたオイルによりアンロック位置に駆動される。そのため、内燃機関の始動時等にこの遅角室に対してロックピンをアンロック位置まで駆動させるために必要な量のオイルの供給が遅れると、ロックピンがロック位置のままカムシャフト及びクランクシャフトが回転し始める。そして、これによりロックピンが凹部から抜け難くなるおそれがある。特許文献１には、この貫通孔と繋がっている遅角室にオイルを速やかに供給し、これによりロックピンをアンロック位置に速やかに移動することについては開示も示唆もされていない。【０００５】
そこで、本発明は、内燃機関の始動時等にロックピンをアンロック位置に速やかに移動させることが可能な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目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバルブタイミング制御装置は、径方向に延びる複数のベーンを有し、かつ内燃機関のクランクシャフト及びカムシャフトのうちのいずれか一方とともに回転する第１回転体と、前記クランクシャフト及び前記カムシャフトのうちのいずれか他方とともに回転し、前記第１回転体の各ベーンの周方向の一方の側には進角室が、他方の側には遅角室がそれぞれ形成されるように前記第１回転体を内部に相対回転可能なように収容する第２回転体と、各遅角室にオイルを供給可能なオイル供給手段と、前記複数のベーンのうちの一部のベーンに設けられたシリンダ内に挿入され、前記第２回転体に設けられた凹部に一部が嵌り込むロック位置と前記シリンダ内に全体が後退するアンロック位置とに移動可能なロックピンと、前記ロックピンが前記アンロック位置に移動するように前記シリンダが設けられたベーンと隣接する遅角室から前記シリンダ内にオイルを導入するための導入通路と、を備え、各遅角室にオイルが供給されるように前記オイル供給手段を制御するバルブタイミング制御装置において、前記オイル供給手段には、供給源からオイルが導かれる共通通路と、前記共通通路から分岐して各遅角室に接続された複数の分岐通路と、が設けられ、前記複数の分岐通路のうち前記導入通路を介して前記シリンダと繋がっている遅角室と接続された分岐通路の少なくとも一部の区間の流路断面積が、他の遅角室と接続された分岐通路の流路断面積よりも大きい。【０００７】
本発明のバルブタイミング制御装置によれば、シリンダと繋がっている遅角室（以下、第１遅角室と称することがある。）の分岐通路の圧力損失を、他の遅角室（以下、第２遅角室と称することがある。）の分岐通路の圧力損失よりも小さくできる。これにより、第２遅角室よりも第１遅角室に優先的にオイルを供給できるので、第１遅角室の油圧を速やかに上昇させることができる。そのため、シリンダ内に速やかにオイルを供給し、ロックピンをアンロック位置に速やかに移動させることができる。【０００８】
本発明のバルブタイミング制御装置の一形態において、各遅角室には前記分岐通路が接続されるオイル導入口がそれぞれ設けられ、前記シリンダと繋がっている遅角室の前記オイル導入口の断面積が、他の遅角室の前記オイル導入口の断面積よりも大きくてもよい。このように第１遅角室のオイル導入口の断面積を大きくすることにより、第１遅角室内にオイルをスムーズに供給することができる。そのため、オイルを第１遅角室にさらに速やかに供給することができる。従って、ロックピンをさらに速やかにアンロック位置に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一形態に係るバルブタイミング制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示す図。
【図２】図１のII−II線における位相変更機構の断面を示す図。
【図３】内燃機関の始動時における内燃機関の回転数、第１遅角室の油圧、油圧室の油圧及び吸気弁の位相の時間変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の一形態に係るバルブタイミング制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示している。この内燃機関１は、複数の気筒を有し、車両等に走行用動力源として搭載される周知の内燃機関である。図示は省略したが内燃機関１は、クランクシャフトと、カムシャフトとを備えている。クランクシャフトは、各気筒に挿入されたピストンとコネクティングロッドを介して連結されている。カムシャフトには、各気筒に設けられた吸気弁を開閉駆動するための複数のカムが形成されている。
【００１１】
カムシャフトの一端には、位相変更機構１０が設けられている。図２は、図１のII−II線における位相変更機構１０の断面を示している。図１に示すように位相変更機構１０は、第１回転体としてのベーンロータ１１と、ベーンロータ１１が内部に同軸に収容された第２回転体としてのハウジング１２とを備えている。ベーンロータ１１は、ハウジング１２に対して相対回転可能なようにハウジング１２内に収容されている。ベーンロータ１１は、円筒状のロータ本体１３と、ロータ本体１３から径方向外側に延びる４つのベーン１４とを備えている。図２に示すようにロータ本体１３は、センターボルト１５にてカムシャフトに固定される。
【００１２】
ハウジング１２は、カムシャフトに相対回転可能に支持されたスプロケット１６と、ハウジング本体１７と、蓋部１８とを備えている。スプロケット１６には、ハウジング１２がクランクシャフトとともに回転するように不図示のタイミングチェーンが巻き掛けられている。図１に示すようにハウジング本体１７は、円筒状の外壁部１７ａと、その外壁部１７ａから径方向内側に延びる４つの仕切り部１７ｂとを備えている。これによりハウジング本体１７の内部には、４つの収容室１９が形成される。ベーンロータ１１は、ベーン１４が収容室１９内に配置されるようにハウジング本体１７と組み合わされる。そして、図２に示すようにハウジング本体１７の回転軸線Ａｘの方向の一方の側がスプロケット１６にて、他方の側が蓋部１８にて塞がれることによりベーンロータ１１がハウジング１２内に収容される。
【００１３】
図１に示すようにこれにより各収容室１９内がベーン１４にて進角室２０と遅角室２１とに区分される。各ベーン１４の外周側の端部には、シール部材２２がそれぞれ設けられている。シール部材２２は、ベーン１４と外壁部１７ａとの間の隙間を塞ぐ。また、各仕切り部１７ｂの内周側の端部にもシール部材２３がそれぞれ設けられている。シール部材２３は、仕切り部１７ｂとロータ本体１３との間の隙間を塞ぐ。
【００１４】
図１に示すように４つのベーン１４のうちの１つのベーン１４には、シリンダ２４が設けられている。以降ではシリンダ２４が設けられたベーン１４を第１ベーン１４Ａと称し、他のベーン１４を第２ベーン１４Ｂと称して区別することがある。なお、区別する必要が無い場合には単にベーン１４と称する。図２に示すようにシリンダ２４は回転軸線Ａｘの方向に貫通している。スプロケット１６には、ベーンロータ１１がハウジング１２に対して図１に示した位置にある場合にシリンダ２４と対向する凹部２５が設けられている。シリンダ２４には、ロックピン２６が回転軸線Ａｘの方向に移動可能なように挿入されている。ロックピン２６は、円筒状の本体２６ａと、その本体２６ａと同軸に設けられた先端部２６ｂとを備えている。先端部２６ｂの直径は、本体２６ａの直径よりも小さい。そのため、本体２６ａと先端部２６ｂとの間には段差２６ｃが形成される。ロックピン２６は、先端部２６ｂがスプロケット１６側になるようにシリンダ２４内に挿入されている。
【００１５】
ロックピン２６は、スプロケット１６側の先端部２６ｂが凹部２５に嵌り込むロック位置と、全体がシリンダ２４内に後退するアンロック位置とに移動する。図２は、ロックピン２６がロック位置に移動したときを示している。この図に示すようにロック位置におけるロックピン２６の本体２６ａとベーン１４との間には、油圧室２７が形成される。凹部２５には、ロックピン２６がロック位置にある場合に油圧室２７がこのように形成されるように制止部材２８が設けられている。油圧室２７は、その内部に供給されたオイルがロックピン２６をアンロック位置側に押すように形成されている。第１ベーン１４Ａと隣接する遅角室２１と油圧室２７とは、導入通路２９で繋がっている。以降、油圧室２７と繋がっている遅角室を第１遅角室２１Ａと称し、他の遅角室を第２遅角室２１Ｂと称して区別することがある。なお、区別する必要が無い場合には単に遅角室２１と称する。シリンダ２４内には、ロックピン２６をスプロケット１６側に付勢するスプリング３０が設けられている。
【００１６】
各進角室２０及び各遅角室２１へのオイルの供給は、オイル供給手段としてのオイル供給装置４０にて行われる。図１に示すようにオイル供給装置４０は、内燃機関１のオイルパン２のオイルをストレーナ４１を介して汲み上げる供給源としてのオイルポンプ４２を備えている。オイルポンプ４２は、内燃機関１に駆動される周知のポンプである。オイルポンプ４２の吐出側には供給通路４３が接続されている。供給通路４３にはオイル中の異物を除去するためのフィルタ４４が設けられている。供給通路４３は、分岐点４３ａにおいてメイン油路４５と動弁用油路４６とに分岐している。メイン油路４５は、クランクシャフトを支持するベアリング及びピストンを冷却するためのオイルジェット機構等にオイルを導く。動弁用油路４６はオイルコントロールバルブ４７にオイルを導く。動弁用油路４６には、供給通路４３からオイルコントロールバルブ４７へのオイルの流れは許容し、オイルコントロールバルブ４７から供給通路４３へのオイルの流れは阻止する逆止弁４８が設けられている。オイルコントロールバルブ４７は、進角用油路４９を介して各進角室２０と接続されている。また、オイルコントロールバルブ４７は、遅角用油路５０を介して各遅角室２１と接続されている。オイルコントロールバルブ４７は、動弁用油路４６が進角用油路４９及び遅角用油路５０のいずれか一方と選択的に接続されるように構成されている。
【００１７】
遅角用油路５０は、途中から４本の分岐通路５１に分岐している。そのため、遅角用油路５０が本発明の共通通路に相当する。なお、この図では４本のうちの２本のみを示す。各遅角室２１には、オイル導入口５２が設けられている。分岐通路５１は、このオイル導入口５２に接続されている。この図に示すように第１遅角室２１Ａのオイル導入口５２Ａは、その断面積が第２遅角室２１Ｂのオイル導入口５２Ｂの断面積よりも大きくなるように形成されている。また、第１遅角室２１Ａに接続されている分岐通路５１Ａは、全長に亘ってその流路断面積が第２遅角室２１Ｂに接続されている分岐通路５１Ｂの流路断面積よりも大きくなるように設けられている。
【００１８】
オイルコントロールバルブ４７の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６０にて制御される。ＥＣＵ６０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットである。ＥＣＵ６０は、所定の制御プログラムに従って内燃機関１に設けられた種々の制御対象を制御し、これにより内燃機関１を制御する。また、ＥＣＵ６０には、内燃機関１の運転状態を取得するための種々のセンサが接続されている。
【００１９】
ＥＣＵ６０は、内燃機関１の始動時に動弁用油路４６と遅角用油路５０とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４７の動作を制御する。図３は、内燃機関１の始動時における内燃機関１の回転数、第１遅角室２１Ａの油圧、油圧室２７の油圧及び吸気弁の位相の時間変化を示している。なお、この図には第１比較例として、逆止弁４８が無く且つ第１遅角室２１Ａに接続されている分岐通路５１の流路断面積と第２遅角室２１Ｂに接続されている分岐通路５１の流路断面積とが同じ場合の第１遅角室２１Ａの油圧及び油圧室２７の油圧の時間変化を破線で示した。また、第２比較例として、逆止弁４８は設けられているが、第１遅角室２１Ａに接続されている分岐通路５１の流路断面積と第２遅角室２１Ｂに接続されている分岐通路５１の流路断面積とが同じ場合の第１遅角室２１Ａの油圧の時間変化を一点鎖線で示した。
【００２０】
この図に実線で示したように、本発明では時刻ｔ１において内燃機関１のクランキングが開始されると時刻ｔ２から第１遅角室２１Ａの油圧が上昇し始める。そのため、油圧室２７の油圧が時刻ｔ３から上昇し始める。これにより速やかにロックピン２６をアンロック位置に移動させることができる。従って、時刻ｔ５にはベーンロータ１１を動かして吸気弁の位相を進角側に変化させることができる。なお、この時刻ｔ５では内燃機関１の回転数が上昇している途中である。そのため、回転数が所定回転数Ｎ１まで上昇した後と比較して低い油圧でロックピン２６をアンロック位置に動かすことができる。
【００２１】
これに対して第２比較例では時刻ｔ３から、第１比較例では時刻ｔ４からそれぞれ油圧が上昇し始める。そのため、第１比較例の場合には時刻ｔ６から油圧室２７の油圧が上昇し始める。この際には内燃機関１の回転数が所定回転数Ｎ１まで上昇しているので、ロックピン２６に掛かる力が大きくなる。そのため、ロックピン２６を動かすために必要な油圧が高くなる。従って、時刻ｔ７までベーンロータ１１を動かすことができない。
【００２２】
以上に説明したように、本発明では、第１遅角室２１Ａに接続されている分岐通路５１Ａの流路断面積が第２遅角室２１Ｂに接続されている分岐通路５１Ｂの流路断面積よりも大きい。また、第１遅角室２１Ａのオイル導入口５２Ａの断面積は、第２遅角室２１Ｂのオイル導入口５２Ｂの断面積よりも大きい。そのため、内燃機関１の始動時等に第１遅角室２１Ａに速やかにオイルを供給することができる。従って、ロックピン２６を速やかにアンロック位置に動かすことができる。これにより吸気弁の位相を速やかに進角させることができるので、内燃機関１を速やかに始動することができる。
【００２３】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、第１遅角室に接続されている分岐通路の流路断面積は、全長に亘って第２遅角室に接続されている分岐通路の流路断面積より大きくなくてもよい。第１遅角室に接続されている分岐通路の圧力損失が、第２遅角室に接続されている分岐通路の圧力損失よりも小さくなるように少なくとも一部の区間において流路断面積が大きければよい。
【００２４】
本発明におけるロックピンの数は１本に限定されず、２本以上であってもよい。ただし、ロックピンの数はベーンロータのベーンの数未満に限定される。これによりロックピンが有るベーンと、ロックピンが無いベーンとをベーンロータに設けることができる。
【００２５】
本発明では、ベーンロータがクランクシャフトとともに回転し、ハウジングがカムシャフトとともに回転してもよい。本発明では進角室と遅角室とに共通のオイル供給装置でオイルを供給しなくてもよい。例えば、進角室にオイルを供給するオイル供給装置と、遅角室にオイルを供給するオイル供給装置とが別々に設けられていてもよい。
【図１】
2013080359.tif 000003
【図２】
2013080359.tif 000004
【図３】
2013080359.tif 000005
【国際調査報告】
2013080359.tif 000006
2013080359.tif 000007
2013080359.tif 000008
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