(57)【要約】【課題】必要な締結力を確保しつつハウジング本体のシューやプレート部材の歪み変形の発生を抑制する。【解決手段】内周に４つのシューを一体に有するハウジング本体７と、ハウジング本体の一端開口を閉塞するフロントプレート１０と、ハウジング本体の内部に相対回転可能に設けられ、第１、第２シュー１１ａ、１１ｂに周方向から当接可能な第１ベーン１４ａを有するベーンロータ９と、第１、第２シューとフロントプレート及びスプロケット１とを、ハウジング本体の軸方向から締結する第１、第２ボルト５ａ、５ｂと、を備え、第１ベーンが当接しない第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄとフロントプレートとをハウジング本体の軸方向から締結する第３、第４ボルト５ｃ、５ｄの締結力を、第１、第２ボルト５ａ、５ｂよりも小さくした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
内周に複数のシューを一体に有し、回転軸方向の少なくとも一端が開口した筒状のハウジング本体と、
前記ハウジング本体の一端開口を閉塞するプレート部材と、
前記カムシャフトに固定されつつ前記ハウジング本体の内部に相対回転可能に設けられ、外周に前記各シューの間に配置される複数のベーンが設けられ、該複数のベーンのうち、一側面が前記各シューのいずれか特定のシューに周方向から当接可能な特定のベーンを有するベーンロータと、
前記特定のシューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の軸方向から締結する特定のボルトと、
前記各シューのうち前記特定のベーンが当接しない他方のシューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の軸方向から締結し、該締結力が前記特定のボルトよりも小さい他方のボルトと、
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、
前記各ボルトの締結力は、ボルト軸力あるいは締結トルク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、
前記他方のボルトは、前記特定のボルトよりも締結トルクまたは締結を緩めるトルクが小さ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４】
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、
前記他方のボルトは、前記特定のボルトよりもボルト軸径が小さ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、
前記ベーンロータは、前記特定のシューと他方のシューの間に配置され、前記特定のシューとは当接しない他方のベーンを有し、
前記ベーンロータと前記ハウジング本体の相対回転角度範囲内において、前記他方のベーンが前記特定のシューに最も接近した際の前記他方のベーンと前記特定のシューの間の隙間距離よりも、前記他方のベーンが前記他方のシューに最も接近した際の前記他方のベーンと他方のシューの間の隙間距離の方が短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６】
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、
前記ハウジング本体は、前記特定のシューを挟んだ前記ハウジング本体の周方向において他方のシューと反対側に、前記特定のベーンの側面が当接するさらに特定のシューを有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。
【請求項７】
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、
前記他方のシューは、前記特定のシューに前記ハウジング本体の周方向から対向配置され、
前記ベーンロータは、前記特定のシューと他方のシューの間に他方のベーンを有し、
前記他方のベーンは、前記特定のシューに当接可能になっている一方、前記他方のシューと当接しな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８】
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、
前記特定のボルトと他方のボルトは、それぞれの軸部が前記特定のシューと他方のシューにそれぞれ設けられた各ボルト挿入孔に挿通した状態で、前記プレート部材と各シューを締結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。
【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、
前記特定のベーンは、前記ハウジング本体の周方向の幅が前記他方のベーンよりも広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１０】
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、
前記特定のベーンが当接する特定のシューと前記特定のベーンが当接しない他方のシューのそれぞれに、前記各ボルトが挿通するボルト挿入孔が形成され、
前記特定シューのボルト挿入孔は、前記各ボルトの軸径に応じてその内径が前記他方のシューのボルト挿入孔の内径よりも大きく形成されていると共に、
前記特定のシューのボルト挿入孔の孔縁から前記ハウジング本体の周方向の前記他方のシュー側の外面までの肉厚が、前記他方のシューのボルト挿入孔の孔縁から前記ハウジング本体の周方向の前記特定のシュー側の外面までの肉厚よりも小さく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１１】
クランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
内周に第１シューと第２シュー及び第３シューを一体に有し、回転軸方向の少なくとも一端が開口した筒状のハウジング本体と、
前記ハウジング本体の一端開口を閉塞するプレート部材と、
前記カムシャフトに固定されつつ前記ハウジング本体の内部に配置されたベーンロータであって、前記第１シューと第２シューとの間を分け、前記第１シューと周方向から当接可能で、かつ、前記第３シューと当接しない第１ベーンを有するベーンロータと、
前記第１シューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の回転軸に沿った方向から締結している第１ボルトと、
前記第２シューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の回転軸に沿った方向から締結している第２ボルトと、
前記第３シューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の回転軸に沿った方向から締結し、締結力が前記第１ボルトよりも小さい第３ボルトと、
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、以下の特許文献１に記載された従来のバルブタイミング制御装置は、内周に複数のシューを一体に有する円筒状のハウジング本体と、該ハウジング本体の一端開口を閉塞するフロントプレートと、外周にスプロケットを一体に有し、前記ハウジング本体の他端開口を閉塞するリアプレートと、を備えている。
【０００３】
前記フロントプレートとリアプレートは、ハウジング本体に対して前記各シューに形成されたボルト挿入孔に挿通される複数のボルトによって一緒に締結（共締め）固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０９９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来のバルブタイミング制御装置は、ハウジング本体に対してフロントプレートとリアプレートを締結する各ボルトを全体的にほぼ均一かつ比較的高い締結力（締結トルク）によって締結するようになっている。
【０００６】
このため、ボルトの締結トルクが大きく掛かるハウジング本体のシューや該シュー付近における前記各プレートに歪みが発生するおそれがある。
【０００７】
本発明は、必要な締結力を確保しつつハウジング本体のシューなどの歪みの発生を抑制し得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としては、ハウジング本体の特定のシューとプレート部材とを、ハウジング本体の軸方向から締結する特定のボルトと、前記特定のベーンが当接しない他方のシューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の軸方向から締結し、該締結力が前記特定のボルトよりも小さい他方のボルトと、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の好ましい態様によれば、必要な締結力を確保しつつハウジング本体のシューなどの歪みの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るバルブタイミング制御装置の第１実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【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概略図である。
【図３】本実施形態のバルブタイミング制御装置のカムボルトを外した状態を示す正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】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、フロントプレートを外して示す正面図である。
【図６】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、フロントプレートを外して示す正面図である。
【図７】本実施形態における各ボルトの締結力による各シューとフロントプレートに対する応力分布図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるバルブタイミングを遅角側に制御した状態を、フロントプレートを外して示す正面図である。
【図９】本実施形態におけるバルブタイミングを進角側に制御した状態を、フロントプレートを外して示す正面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態におけるバルブタイミングを遅角側に制御した状態を、フロントプレートを外して示す正面図である。
【図１１】本実施形態におけるバルブタイミングを進角側に制御した状態を、フロントプレートを外して示す正面図である。
【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〕
図１は本発明の第１実施形態に係るバルブタイミング制御装置を示す分解斜視図、図２は同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概略図、図３は同実施形態のバルブタイミング制御装置のカムボルトを外して示す正面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。
【００１２】
バルブタイミング制御装置は、図１及び図２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タイミングスプロケット(以下、スプロケットという。)１と、機関前後方向に沿って配置されて、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を作動させる油圧回路４と、を備えている。
【００１３】
スプロケット１は、鉄系金属粉を圧縮、加熱して成形される焼結金属によって肉厚円板状に形成されて、外周にタイミングチェーン巻回される歯車１ａを有している。また、スプロケット１は、中央にカムシャフト２に固定された後述するベーンロータの外周に回転自在に支持される挿入孔である支持孔１ｂが貫通形成されている。
【００１４】
スプロケット１は、図３及び図４に示すように、外周部の周方向位置に後述する複数（本実施形態では４本）の第１〜第４ボルト５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが螺着される４つの雌ねじ孔１ｃが形成されている。また、スプロケット１は、内面である内側面１ｅの所定位置には、後述するハウジング本体７との位置決めを行うピン１ｄが突設されている。
【００１５】
また、スプロケット１は、後述するハウジング本体７の他端（後端）開口を閉塞するリアカバーとして構成されている。
【００１６】
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、外周には吸気弁を開閉作動させる複数の卵形カムが軸方向の所定位置に一体に固定されている。また、カムシャフト２は、図２に示すように、一端部２ａの内部軸心方向にボルト挿入孔２ｂが形成されており、このボルト挿入孔２ｂの先端側に雌ねじ孔２ｃが形成されている。
【００１７】
図５は同実施形態におけるハウジング本体からフロントプレートを外してバルブタイミングを遅角側に制御した状態を示す正面図、図６は同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正面図である。
【００１８】
位相変更機構３は、図１、図２及び図５にも示すように、スプロケット１に結合されて、内部に作動室を有するハウジング６と、該ハウジング６内に相対回転自在に収容され、カムシャフト２の一端部２ａにカムボルト８を介して回転軸方向から固定されたベーンロータ９と、ハウジング６の作動室がベーンロータ９によって複数（本実施形態では４つ）に仕切られた遅角油圧室１５及び進角油圧室１６と、を備えている。
【００１９】
ハウジング６は、スプロケット１と同じく焼結金属によって円筒状に形成されたハウジング本体７と、プレス成形によって形成され、ハウジング本体７の前端開口を閉塞するプレート部材であるフロントプレート１０と、後端開口を閉塞するプレート部材であるリアカバーとしての前記スプロケット１と、を備えている。
【００２０】
ハウジング本体７は、内周面に複数（本実施形態では４つ）の第１〜第４シュー１１ａ〜１１ｄが円周方向のほぼ等間隔位置に一体に設けられている。この各シュー１１ａ〜１１ｄの内部には、ボルト挿入孔１２ａ〜１２ｄがそれぞれ軸方向へ貫通形成されている。
【００２１】
４つのシュー１１ａ〜１１ｄは、円周方向の幅長さが異なっている。つまり、４つのシュー１１ａ〜１１ｄのうち、特定のシューである第１シュー１１ａと該第１シュー１１ａに周方向で隣接する特定のシューである第２シュー１１ｂは、周方向の幅長さが比較的大きく形成されて剛性が高くなっている。これに対して、第１、第２シュー１１ａ、１１ｂと反対側で隣接する他方のシューである２つの第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄは、第１、第２シュー１１ａ、１１ｂよりも幅長さが小さく形成されている。
【００２２】
また、ハウジング本体７は、外周面の各シュー１１ａ〜１１ｄに対応した位置に４つの肉抜き溝７ａ〜７ｄが形成されている。この各肉抜き溝７ａ〜７ｄは、ハウジング本体７の軽量化などを図るために形成され、その周方向の幅長さが各シュー１１ａ〜１１ｄの周方向の幅長さに対応した長さに形成されている。これは、後述するように、２つの第１、第２シュー１１ａ、１１ｂには、特定のベーンである第１ベーン１４ａが円周方向から当接するため、幅長さを大きくして剛性を高めている。一方、２つの第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄには、第１ベーン１４ａが当接しないので薄肉化して軽量化を図っている。
【００２３】
カムボルト８は、フロントプレート１０側の頭部８ａと、該頭部８ａからカムシャフト２側に延出した軸部８ｂと、該軸部８ｂの先端側に形成されて、カムシャフト２の雌ねじ孔２ｃに螺着する雄ねじ部８ｃと、から構成されている。
【００２４】
フロントプレート１０は、例えば鉄系金属板をプレス成形によって円盤状に形成されている。このフロントプレート１０は、中央に大径な挿通孔１０ａが貫通形成されていると共に、外周部の周方向ほぼ等間隔位置には４つのボルト挿入孔１０ｂが貫通形成されている。
【００２５】
また、フロントプレート１０は、外周面のハウジング本体７の３つの肉抜き溝７ａ〜７ｃに対応した位置に３つの第２肉抜き溝１０ｃ〜１０ｆが形成されている。
【００２６】
そして、ハウジング本体７とフロントプレート１０及びスプロケット１とは、４本のボルト５ａ〜５ｄによって結合固定されている。
【００２７】
各ボルト５ａ〜５ｄは、先端面に工具係合用の溝を有する頭部５ｅと、該頭部５ｅの後端から延出した軸部５ｆと、該軸部５ｆの先端側に形成された雄ねじ部５ｇと、から構成されている。
【００２８】
また、各ボルト５ａ〜５ｄは、それぞれの軸部５ｆの軸径がほぼ同一に設定されていると共に、該各軸部５ｆの長さがフロントプレート１０とハウジング本体７及びスプロケット１までの長さに設定されている。
【００２９】
各ボルト５ａ〜５ｄは、フロントプレート１０の各ボルト挿入孔１０ｂと各シュー１１ａ〜１１ｄの各ボルト挿入孔１２ａ〜１２ｄとに挿入され、さらに各雄ねじ部５ｇがスプロケット１の各雌ねじ孔１ｃに螺着締結されるようになっている。これによって、各ボルト５ａ〜５ｄは、フロントプレート１０とハウジング本体７及びスプロケット１を回転軸方向から一緒に共締め固定するようになっている。
【００３０】
また、各ボルト５ａ〜５ｄは、それぞれの締結力が異なっており、つまり、特定のボルトである第１、第２ボルト５ａ、５ｂと、他方のボルトである第３、第４ボルト５ｃ、５ｄとは締結力が異なっている。この点については具体的に後述する。ここで、各ボルト５ａ〜５ｄの締結力とは、締結トルクや軸力の他に、各ボルト５ａ〜５ｄを緩めるトルクをいう。
【００３１】
ベーンロータ９は、例えば金属粉末を圧縮、焼結によって一体に形成され、カムシャフト２の一端部２ａにカムボルト８によって直接的に固定されたロータ１３と、該ロータ１３の外周面に円周方向のほぼ１２０°等間隔位置に放射状に設けられた複数（本実施形態では４枚）の第１〜第４ベーン１４ａ〜１４ｄと、から構成されている。
【００３２】
ロータ１３は、前後方向に長いほぼ円筒状に形成されていると共に、中央にカムボルト８の軸部８ｂが挿入される挿入孔１３ａが軸方向に沿って貫通形成されている。また、ロータ１３は、カムシャフト２側の後端部の内部に該カムシャフト２の一端部２ａが嵌入される円柱状の嵌合溝１３ｂが形成されている。
【００３３】
第１〜第４ベーン１４ａ〜１４ｄは、図１及び図６に示すように、ロータ１３の外周に一体に設けられていると共に、それぞれが各シュー１１ａ〜１１ｄの間に配置されている。この各ベーン１４ａ〜１４ｄと各シュー１１ａ〜１１ｄによって前記遅角油圧室１５と進角油圧室１６が仕切られている。
また、各ベーン１４ａ〜１４ｄは、１つの第１ベーン１４ａが周方向へ幅広く形成されているが、他の３つの第２〜第４ベーン１４ｂ〜１４ｄは薄肉なほぼ同一の周方向幅に形成されている。
【００３４】
また、各ベーン１４ａ〜１４ｄの各先端部の外面に形成されたシール溝内には、ハウジング本体７の内周面に摺動しつつシールするシール部材１７ａがそれぞれ嵌着固定されている。一方、前記各シュー１１ａ〜１１ｄの先端内周面に形成されたシール溝には、ロータ１３の外周面に摺動しつつシールするシール部材１７ｂがそれぞれ嵌着固定されている。
【００３５】
ベーンロータ９は、図５にも示すように、最遅角側へ相対回転すると、第１ベーン１４ａの一側面１４ｅが対向する前記第１シュー１１ａ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るようになっている。また、図６に示すように、最進角側へ相対回転すると、第１ベーン１４ａの他側面１４ｆが対向する他の第１シュー１１ｂ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１４ａと２つの第１シュー１１ａ、１１ｂ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機械的なストッパとして機能するようになっている。
【００３６】
このとき、他の３つの第２〜第４ベーン１４ｂ〜１４ｄは、両側面が円周方向から対向する各シュー１１ａ〜１１ｄの対向側面に当接せずに離間状態にある。したがって、第１ベーン１４ａと２つの第１シュー１１ａ、１１ｂとの当接精度が向上すると共に、後述する各油圧室１５，１６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。
【００３７】
各遅角油圧室１５と各進角油圧室１６は、図３、図４に示すように、ロータ１３の内部にほぼ放射状に形成された第１、第２連通孔１５ａ、１６ａを介して油圧回路４にそれぞれに連通している。
【００３８】
油圧回路４は、図２に示すように、各遅角、進角油圧室１５，１６に対して作動油圧を選択的に供給あるいは排出するもので、各遅角油圧室１５に対して第１連通孔１５ａを介して油圧を給排する遅角油通路１８と、各進角油圧室１６に対して第２連通孔１６ａ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、機関の作動状態に応じて遅角油通路１８と進角油通路１９の流路を切り換える電磁切換弁２１と、を備えている。
【００３９】
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。
【００４０】
遅角油通路１８と進角油通路１９は、それぞれの一端部が電磁切換弁２１の通路孔に接続されている。一方、該各通路１８，１９のそれぞれの他端部は、カムシャフト２の内部軸方向に形成された遅角油通路部１８ａ及び進角油通路部１９ａと、に接続されている。この遅角油通路部１８ａは、カムシャフト一端部２ａに形成された径方向孔１８ｂと第１連通孔１５ｅを介して各遅角油圧室１５に連通している。一方、進角油通路部１９ａは、カムシャフト一端部２ａに形成された径方向孔１９ｂと第２連通孔１６ａを介して各進角油圧室１６に連通している。
【００４１】
電磁切換弁２１は、４ポート３位置の比例型弁であって、図外のコントロールユニットから出力されたパルス電流によって、図外の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る。これによって、オイルポンプ２０の吐出通路２０ａといずれか一方の油通路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。
【００４２】
オイルポンプ２０の吸入通路２０ｂとドレン通路２２は、オイルパン２３内に連通している。また、オイルポンプ２０の吐出通路２０ａの下流側には、図外の濾過フィルタ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に排出して適正な吐出流量に制御する図外のリリーフ弁が設けられている。
【００４３】
コントロールユニットは、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する。また、このコントロールユニットは、電磁切換弁２１各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各通路を切換制御させるようになっている。
【００４４】
また、ハウジング６に対してベーンロータ９を最遅角側の回転位置（図５の位置）にロックするロック機構が設けられている。
【００４５】
このロック機構は、図１、図２に示すように、スプロケット１の内側面１ｅの内周部に設けられた凹部である固定用孔内に収容固定されたロック穴構成部２４と、該ロック穴構成部２４に形成されたロック凹部であるロック穴２５と、第１ベーン１４ａの内部軸方向に設けられたピン収容孔２６と、該ピン収容孔２６内に摺動可能に設けられ、ロック穴２５に係脱するロック部材であるロックピン２７と、該ロックピン２７のロック穴２５に対する係合を解除する一対の解除用通路２９ａ、２９ｂと、から主として構成されている。
【００４６】
ロック穴構成部２４は、スプロケット１と同じく焼結金属によって円環状に形成されているが、その硬度がスプロケット１よりも高くなるように形成されている。すなわち、ロック穴構成部２４は、焼結成形時における例えば金属粉末密度をスプロケット１よりも高くすることによって、焼結後の硬度をスプロケット１よりも高くしている。
【００４７】
ピン収容孔２６は、第１ベーン１４ａの内部にロータ１３軸方向に沿って貫通形成されている。
【００４８】
ロックピン２７は、ピン収容孔２６内に摺動自在に配置されたピン本体２７ａと、該ピン本体２７ａの先端側に円環状の段差面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。
【００４９】
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、ピン収容孔２６に液密的に摺動するようになっている。また、先端部２７ｂは、截頭円柱状に形成されて、外径がロック穴２５の内径よりも僅かに小さく設定されている。また、後端部の外周には、ピン収容孔２６の大径部に摺動する大径状のフランジ部２７ｄが形成されている。
【００５０】
また、このロックピン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プレート１０の内面との間に弾装された付勢部材であるスプリング２８のばね力によって先端部２７ｂがロック穴２５に入り込む方向へ付勢されている。
【００５１】
段差面２７ｃは、解除用通路２９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、スプリング２８のばね力に抗してロックピン２７をロック穴２５から後退させてロックを解除するようになっている。
【００５２】
一方の解除用通路２９ａは、図１に示すように、第１ベーン１４ａの一側部に形成されて進角油圧室１６から段差面２７ｃ（受圧面）に油圧を供給するようになっている。他方の解除用通路２９ｂは、図５に示すように、第１ベーン１４ａの他側部に形成されて、遅角油圧室１５からロック穴２５の油圧を供給するようになっている。したがって、ロックピン２７は、遅角油圧室１５または進角油圧室１６に供給された作動油圧を解除用通路２９ａ、２９ｂから受ける。これにより、ロックピン２７は、ロック穴２５から抜け出てロックが解除されるようになっている。
【００５３】
ベーンロータ９は、フロントプレート１０側の前端面にピン収容孔２６の後端とフロントプレート１０の挿通孔１０ａを介して外部と連通する空気抜き溝９ａが形成されている。この空気抜き溝９ａは、ピン収容孔２６内でのロックピン２７の円滑な摺動性を確保するためのものである。
【００５４】
そして、前記４本のボルト５ａ〜５ｄは、前述したように、特定のボルトである第１、第２ボルト５ａ、５ｂと、他方のボルトである第３、第４ボルト５ｃ、５ｄのそれぞれの締結力（軸力、締結トルク、緩めトルク）が異なっている。
【００５５】
図７はハウジング本体７とフロントプレート１０及びスプロケット１を組み付ける際における第１〜第４ボルト５ａ〜５ｄの締結力（締結トルク、軸力）によるフロントプレート１０と各シュー１１ａ〜１１ｄ、特に各シュー１１ａ〜１１ｄにおける応力分布を示している。
【００５６】
すなわち、第１ベーン１４ａが当接する２つの第１、第２シュー１１ａ、１１ｂ側では、第１、第２ボルト挿入孔１２ａ、１２ｂに挿通する第１、第２ボルト５ａ，５ｂの締結力は、通常と同じ程度の締結力、例えば約１５Ｎ・ｍで締め付けるように設定されている。
【００５７】
一方、第１ベーン１４ａが当接しない２つの第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄ側では、第３、第４ボルト挿入孔１２ｃ、１２ｄに挿通する第３、第４ボルト５ｃ，５ｄの締結力は、第１，第２ボルト５ａ，５ｂの締結力よりも約半分の７Ｎ・ｍから１／３程度の５Ｎ・ｍの間の締結力となるように設定されている。
【００５８】
したがって、各ボルト５ａ〜５ｄによるそれぞれの変形量分布は、図７の濃淡領域で示すように、各第１、第２シュー１１ａ、１１ｂ側では、第１、第２ボルト挿入孔１２ａ、１２ｂの孔縁周囲が濃い領域Ｘになって変形量が大きくなっている。一方、各第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄ側では、第３、第４ボルト挿入孔１２ｃ、１２ｄの孔縁周囲は薄い領域Ｙになって変形量が少なくなっている。
〔本実施形態の作用〕
以下、本実施形態におけるバルブタイミング制御装置の作用について簡単に説明する。
【００５９】
イグニッションスイッチをオフ操作すると、オイルポンプ２０は、駆動が停止されることから、各遅角油圧室１５と進角油圧室１６への油圧の供給が停止される。そして、機関が完全に停止されるまでの間にカムシャフト２に作用する特に負の交番トルクによって、ベーンロータ９がハウジング６に対して遅角側へ相対回転する。したがって、ベーンロータ９は、図５に示すように、第１ベーン１４ａが特定のシュー１１ａの一側面に当接して最大遅角側の相対回転位置に規制される。
【００６０】
この時点で、ロックピン２７は、スプリング２８のばね力でロック穴２５内に入り込んで、ベーンロータ９をハウジング６に対してロックして自由な相対回転が規制される。
【００６１】
その後、イグニッションスイッチをオン操作して機関を再始動させた場合には、クランキング時の吸気弁の開閉タイミングが遅角側になっていることから、始動の安定化と始動性の向上が図れる。
【００６２】
その後、機関がアイドリング運転に移行すると、コントロールユニットから出力された制御電流によって電磁切換弁２１が、吐出通路２０ａと遅角油通路１８を連通させると共に、進角油通路１９とドレン通路２２を連通させる。このため、オイルポンプ２０から吐出通路２０ａに吐出された油圧は、遅角油通路１８などを通って各遅角油圧室１５に流入する。さらにこの油圧は、解除用通路２９ｂを通ってロック穴２５内に流入してロックピン２７の先端部２７ｂに作用する。したがって、ロックピン２７は、スプリング２８のばね力に抗して後退して、先端部２７ｂがロック穴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。
【００６３】
また、各進角油圧室１６の作動油がと進角油通路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。
【００６４】
したがって、各遅角油圧室１５内が高圧になる一方、各進角油圧室１６内が低圧になる。このため、ベーンロータ９は、図６に示すように、図中右側(遅進角側)へ相対回転して第１ベーン１４ａの他側面が第の１シュー１１ｂの対向側面に当接して、最進角側の回転位置に規制保持される。
【００６５】
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。
【００６６】
また、本実施形態では、ハウジング本体７とフロントプレート１０及びスプロケット１を、各ボルト５ａ〜５ｄによって組み付け固定する際に、２つの第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄ側を締め付ける第３、第４ボルト５ｃ、５ｄの締結力が、第１、第２シュー１１ａ、１１ｂ側を締め付ける第１、第２ボルト５ａ、５ｂの通常の締結力（約１５Ｎ・ｍ）よりも小さな約半分の７Ｎ・ｍ〜約１／３の５Ｎ・ｍに設定してある。
【００６７】
つまり、第１ベーン１４ａが当接する２つの第１、第２シュー１１ａ、１１ｂは、カムシャフト２の交番トルクなどによって当接干渉力（摩擦力）が大きくなることから高い剛性が要求されている。このため、第１、第２シュー１１ａ、１１ｂの周方向幅が、第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄより大きく形成してある。したがって、第１、第２ボルト５ａ，５ｂの締結力を大きくしても特定のシュー１１ａ、１１ｂのボルト挿入孔１２ａ、１２ｂ周囲の歪み変形が大きくならない。
【００６８】
しかし、第１ベーン１４ａが当接しない第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄは、高い剛性が要求されず、その周方向幅も小さくなっている。このため、第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄでは、第１、第２ボルト５ａ、５ｂの締結力と同じにした場合は、第３、第４ボルト５ｃ，５ｄの締結力によって歪み変形が発生し易くなる。
【００６９】
そこで、本実施形態では、第３、第４ボルト５ｃ，５ｄの締結力を低く抑えることによって、第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄや、該第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄに対応した位置にあるフロントプレート１０の部分的な歪み変形を十分に抑制することができる。
【００７０】
前記従来技術と比較して説明すると、従来技術のように、各ボルト５ａ〜５ｄの全体の締結力を例えば約１５Ｎ・ｍにほぼ均一設定した場合には、ハウジング本体７やフロントプレート１０の特に第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄ側で歪み変形が発生し易くなる。これは、第３、第シュー１１ｃ、１１ｄは、第１ベーン１４ａが当接しないことから第１、第２シュー１１ａ、１１ｂに比較して剛性を低くしていることが一つの要因であると考えられる。
【００７１】
このため、ベーンロータ９のフロントプレート１０側の一側面と該フロントプレート１０の対向側面との間に形成された、いわゆるサイドクリアランスＣが部分的に小さくなってしまう。これによって、変形後でもクリアランスを確保できるようにサイドクリアランスを大きく設定する必要があるため、各遅角油圧室１５や進角油圧室１６内の作動油が外部にリークし易くなったり、作動油がサイドクリアランスＣを介して遅角油圧室１５と進角油圧室１６の間で漏れたりするおそれがある。
【００７２】
これに対して、本実施形態では、前述したように、第１、第２ボルト５ａ，５ｂの締結力よりも第３，第４ボルト５ｃ，５ｄの締結力を小さくしたことから、フロントプレート１０と第２シュー１１ｃ、１１ｄの歪み変形の発生を抑制できる。
【００７３】
したがって、これらの部位及びこの部位付近のサイドクリアランスＣの拡大化が抑制でき、この結果、全体のサイドクリアランスＣを小さくすることができる。よって、各遅角、進角油圧室１５，１６から外部への作動油のリークを抑制することが可能になる。
【００７４】
また、ハウジング本体７の第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄやフロントプレート１０の歪みの発生を抑制できることから、第２ベーン１４ｂの回動範囲を第３シュー１１ｃ寄りに設定することができる。
【００７５】
つまり、第３シュー１１ｃ側の第３ボルト５ｃの締結力を第２ボルト５ｂの締結力と同じく高く設定すると、第３シュー１１ｃ付近のサイドクリアランスＣが過度に小さくなってフロントプレート１０の内面と第２ベーン１４ｂの対向側面との摺動摩擦抵抗が大きくなって、ベーンロータ９の円滑な相対回転が得られるなくなるおそれがある。
【００７６】
本実施形態のように、第３ボルト５ｃの締結力を小さくことによって、第３シュー１１ｃ側のサイドクリアランスＣが過度に小さくならない。このため、第２ベーン１４ｂは、相対回転範囲が図６の一点鎖線位置（ａ点）から実線で示す位置（ｂ点）まで、つまり第３シュー１１ｃ寄りに設定することが可能になる。これによって、第２シュー１１ｂの形成位置を、第３シュー１１ｃ側へ移動させることができる。
【００７７】
換言すれば、図６に示すベーンロータ９の最進角方向への相対回転時において、第２ベーン１４ｂの第２シュー１１ｂ側の一側面と該第２シュー１１ｂの対向面との間の隙間Ｓ１が、第２ベーン１４ｂの第３シュー１１ｃ側の他側面と該第３シュー１１ｃの対向面との間の隙間Ｓ２よりも十分に大きくすることができる。つまり、第２ベーン１４ｂを、第３シュー１１ｃ側寄りよりに回転位置させることができる。
【００７８】
したがって、第１シュー１１ａと第２シュー１１ｂとの周方向の長さを大きく取ることができることから、第１ベーン１４ａの回動範囲が大きくなる。この結果、ハウジング６に対するベーンロータ９の相対回転範囲を大きくすることが可能になる。よって、吸気弁の開閉タイミングの範囲をさらに大きくすることができるので機関性能の向上が図れる。
【００７９】
また、本実施形態では、第１、第２ボルト５ａ、５ｂと第３、第４ボルト５ｃ、５ｄの締結力の差を、例えばトルクレンチによって容易に調整できるので、その作業性も通常の締結作業と変わりなく作業コストの面でも有利である。さらに、構造も変更することがないので、製造コスト的にも有利である。
〔第２実施形態〕
図９及び図１０は第２実施形態を示している。これは、各ボルト５ａ〜５ｄの締結力を異ならせるために、他方のボルトである第３、第４ボルト５ｃ、５ｄの軸部５ｆ、５ｆの軸径を、特定のボルトである第１、第２ボルト５ａ、５ｂの軸部５ｆ、５ｆの軸径の約半分程度の大きさ設定した。
【００８０】
すなわち、第１、第２シュー１１ａ、１１ｂ側の第１、第２ボルト５ａ、５ｂは、同じ軸径であって、かつ、第１実施形態のものよりも大きく設定されている。一方、第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄ側の第３、第４ボルト５ｃ、５ｄは、同じ軸径であって、かつ、第１実施形態のものよりも僅かに小さく設定されている。
【００８１】
したがって、２つの第１、第２シュー１１ａ、１１ｂに形成された第１、第２ボルト挿入孔１２ａ、１２ｂは、同じ径である内径が第１実施形態のものよりも大きく設定されている。
【００８２】
一方、２つの第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄに形成された第３、第４ボルト挿入孔１２ｃ、１２ｄは、同じ径である内径が第１実施形態のものよりも小さく設定されている。このため、第１、第２シュー１１ａ、１１ｂの各ボルト挿入孔１２ａ、１２ｂの内周面と第４ベーン１４ｄ側の外面との間の肉厚Ｗは、第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄの各ボルト挿入孔１２ｃ、１２ｄの内周面と各外面との間の肉厚Ｗ１よりも小さくなっている。
【００８３】
第１、第２ボルト５ａ、５ｂの軸径を大きくする一方、第３、第４ボルト５ｃ、５ｄの軸径を小さくすることによって、これらが同じ締め付け力であっても、第３、第４ボルト５ｃ、５ｄの軸力が第１、第２ボルト５ａ、５ｂの軸力よりも小さくなる。
【００８４】
したがって、第１、第２シュー１１ａ、１１ｂ側の第１、第２ボルト５ａ、５ｂの締結力（軸力）は、第１実施形態のものよりも大きくなるが、第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄ側の第３、第４ボルト５ｃ、５ｄの締結力（軸力）が小さくなる。
【００８５】
換言すれば、第３、第４ボルト５ｃ、５ｄの締結力（軸力）が、第１、第２ボルト５ａ、５ｂの締結力（軸力）に比較して十分に小さくなる。このため、第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄや、該第３、第４シュー１１ｃ、１１ｄ側のフロントプレート１０の歪み変形を効果的に抑制することが可能になる。これによって、作動油の漏れ抑制など第１実施形態と同様な作用効果が得られる。
〔第３実施形態〕
図１０及び図１１は第３実施形態を示し、ベーンロータ９の最遅角側と最進角側の回転規制を、特定のシューである第１シュー１１ａの両側面に特定のベーンである第１ベーン１４ａと第４ベーン１４ｄを当接させて行うようにした。また、第１シュー１１ａに挿通される第１ボルト５ａの締結力に対して、第２シュー１１ｂと２つの第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄに挿通される第２〜第４ボルト５ｂ〜５ｄの締結力を小さく設定した。
【００８６】
すなわち、ベーンロータ９は、図１０に示すように、第１ベーン１４ａが第１シュー１１ａの対向する一側面に当接することによって最遅角の相対回転位置が規制される。一方、ベーンロータ９は、図１１に示すように、第４ベーン１４ｄが同じ第１シュー１１ａの他側面に当接することによって最進角側の相対回転位置が規制されるようになっている。
【００８７】
したがって、第１シュー１１ａのみが周方向幅が大きく形成されているが、他の３つのシュー１１ｂ〜１１ｄは周方向幅が小さく形成されている。
【００８８】
また、第１シュー１１ａに当接する第１ベーン１４ａは、その周方向の幅が第２、第３シュー１４ｂ、１４ｃよりも大きく形成されている。さらに、同じく第４ベーン１４ｄは、第１シュー１１ａに当接する対向側面に突部１４ｇが形成されて、他方のシュー１４ｂ、１４ｃの周方向幅よりも大きく形成されている。
【００８９】
そして、第１シュー１１ａに形成されたボルト挿入孔１２ａは、その内径が第１実施形態のものより大きく形成されている。また、他の第２〜第４シュー１１ｂ〜１１ｄに形成されたボルト挿入孔１２ｂ〜１２ｄは、その内径が第１実施形態のものよりも僅かに小さく形成されている。
【００９０】
言い換えれば、第１ボルト挿入孔１２ａに挿入される特定のボルトである第１ボルト５ａの軸径よりも他の３つのボルト挿入孔１２ｂ〜１２ｄに挿入される他方のボルトである第２〜第４ボルト５ｂ〜５ｄの軸径の方が小さく設定されている。
【００９１】
したがって、第２〜第４ボルト５ｂ〜５ｄの締結力（軸力）は、第１ボルト５ａの締結力（軸力）よりも小さくなる。
【００９２】
このため、第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄや、該第３，第４シュー１１ｃ、１１ｄ側のフロントプレート１０の歪み変形を効果的に抑制することが可能になる。これによって、作動油の漏れ抑制など第１実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００９３】
本発明は、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。
【００９４】
また、各ボルト５ａ〜５ｄの締結力の差異を、実際の締結トルクを変えるか、軸径を変えることによって行っているが、他の方法で変えることも可能である。
【００９５】
さらに、各実施形態では、バルブタイミング制御装置として、４つのシュー１１ａ〜１１ｄと４枚のベーン１４ａ〜１４ｄを用いたものに適用したが、３つ、３枚、５つ、５枚など他の構造のものに適用することも可能である。
【００９６】
さらに、駆動回転体としては、スプロケット１ばかりかプーリにも適用することができる。
【００９７】
また、本発明を、ベーンタイプの他の油圧アクチュエータなどに適用することも可能である。
【００９８】
また、ハウジングは、ハウジング本体とスプロケットが一体に形成されているものも含む。
【００９９】
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。
【０１００】
その一つの態様として、クランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
内周に複数のシューを一体に有し、回転軸方向の少なくとも一端が開口した筒状のハウジング本体と、前記ハウジング本体の一端開口を閉塞するプレート部材と、前記カムシャフトに固定されつつ前記ハウジング本体の内部に相対回転可能に設けられ、外周に前記各シューの間に配置される複数のベーンが設けられ、該複数のベーンのうち、一側面が前記各シューのいずれか特定のシューに周方向から当接可能な特定のベーンを有するベーンロータと、
前記特定のシューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の軸方向から締結する特定のボルトと、前記各シューのうち前記特定のベーンが当接しない他方のシューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の軸方向から締結し、該締結力が前記特定のボルトよりも小さい他方のボルトと、を備えている。
【０１０１】
さらに好ましくは、前記各ボルトの締結力は、ボルト軸力あるいは締結トルクである。
【０１０２】
さらに好ましくは、前記他方のボルトは、前記特定のボルトよりも締結トルクまたは締結を緩めるトルクが小さい。
【０１０３】
さらに好ましくは、前記他方のボルトは、前記特定のボルトよりもボルト軸径が小さい。
【０１０４】
さらに好ましくは、前記ベーンロータは、前記特定のシューと他方のシューの間に配置され、前記特定のシューとは当接しない他方のベーンを有し、
前記ベーンロータと前記ハウジング本体の相対回転角度範囲内において、前記他方のベーンが前記特定のシューに最も接近した際の前記他方のベーンと前記特定のシューの間の隙間距離よりも、前記他方のベーンが前記他方のシューに最も接近した際の前記他方のベーンと他方のシューの間の隙間距離の方が短く形成されている。
【０１０５】
さらに好ましくは、前記ハウジング本体は、前記特定のシューを挟んだ前記ハウジング本体の周方向において他方のシューと反対側に、前記特定のベーンの側面が当接するさらに特定のシューを有している。
【０１０６】
さらに好ましくは、前記他方のシューは、前記特定のシューに前記ハウジング本体の周方向から対向配置され、前記ベーンロータは、前記特定のシューと他方のシューの間に他方のベーンを有し、前記他方のベーンは、前記特定のシューに当接可能になっている一方、前記他方のシューと当接しない。  さらに好ましくは、前記特定のボルトと他方のボルトは、それぞれの軸部が前記特定のシューと他方のシューにそれぞれ設けられた各ボルト挿入孔に挿通した状態で、前記プレート部材と各シューを締結する。
【０１０７】
さらに好ましくは、前記特定のベーンは、前記ハウジング本体の周方向の幅が前記他方のベーンよりも広い。
【０１０８】
さらに好ましくは、前記特定のベーンが当接する特定のシューと前記特定のベーンが当接しない他方のシューのそれぞれに、前記各ボルトが挿通するボルト挿入孔が形成され、前記特定シューのボルト挿入孔は、前記各ボルトの軸径に応じてその内径が前記他方のシューのボルト挿入孔の内径よりも大きく形成されていると共に、前記特定のシューのボルト挿入孔の孔縁から前記ハウジング本体の周方向の前記他方のシュー側の外面までの肉厚が、前記他方のシューのボルト挿入孔の孔縁から前記ハウジング本体の周方向の前記特定のシュー側の外面までの肉厚よりも小さく形成されている。
【０１０９】
別の好ましい態様としては、クランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
内周に第１シューと第２シュー及び第３シューを一体に有し、回転軸方向の少なくとも一端が開口した筒状のハウジング本体と、前記ハウジング本体の一端開口を閉塞するプレート部材と、前記カムシャフトに固定されつつ前記ハウジング本体の内部に配置されたベーンロータであって、前記第１シューと第２シューとの間を分け、前記第１シューと周方向から当接可能で、かつ、前記第３シューと当接しない第１ベーンを有するベーンロータと、前記第１シューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の回転軸に沿った方向から締結している第１ボルトと、前記第２シューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の回転軸に沿った方向から締結している第２ボルトと、前記第３シューと前記プレート部材とを、前記ハウジング本体の回転軸に沿った方向から締結し、締結力が前記第１ボルトよりも小さい第３ボルトと、を備えている。
【符号の説明】
【０１１０】
１…スプロケット(駆動回転体、リアプレート)、  １ｃ…雌ねじ孔、  ２…カムシャフト、  ３…位相変更機構、  ４…油圧回路、  ５ａ、５ｂ…第１、第２ボルト（特定のボルト）、  ５ｃ、５ｄ…第３、第４ボルト（他方のボルト）、５ｅ…頭部、  ５ｆ…軸部、  ５ｇ…雄ねじ部、  ６…ハウジング、  ７…ハウジング本体、８…カムボルト、  ９…ベーンロータ(従動回転体)、１０…フロントプレート（プレート部材）、１０ｂ…ボルト挿入孔、  １１ａ、１１ｂ…第１、第２シュー（特定のシュー）、  １１ｃ、１１ｄ…第３、第４シュー（他方のシュー）、  １２ａ〜１２ｄ…ボルト挿入孔、  １５…遅角油圧室、  １６…進角油圧室、  １３…ロータ、  １４ａ…第１ベーン（特定のベーン）、  １４ｂ〜１４ｄ…第２〜第４ベーン（他方のベーン）、  １８…遅角油通路、  １９…進角油通路、  ２０…オイルポンプ、  ２１…電磁切換弁、  ２２…ドレン通路
【図１】
2019044602.tif 000003
【図２】
2019044602.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019044602.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019044602.tif 000009
【図８】
2019044602.tif 000010
【図９】
2019044602.tif 000011
【図１０】
2019044602.tif 000012
【図１１】
2019044602.tif 000013