(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸の何れか一方と一体的に回転するハウジング部材と、
該ハウジング部材内に形成された収容室に該ハウジング部材と相対回転可能に配設され前記クランク軸または前記カム軸の何れか他方と一体的に回転するロータ部材と、
前記ハウジング部材若しくは前記ロータ部材の何れか一方と一体的に移動可能に配設されると共に前記ハウジング部材と前記ロータ部材間に進角油室と遅角油室を形成するベーンと、
前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対位置を規制するロック部材と、
前記進角油室に作動油を給排する進角通路と、
前記遅角油室に作動油を給排する遅角通路と、
前記進角通路および前記遅角通路への作動油の給排を制御する油圧制御部を備える弁開閉時期制御装置において、
前記油圧制御部と前記進角室との間の前記進角通路および前記油圧制御部と前記遅角室との間の前記遅角通路に連結し前記進角通路および前記遅角通路に給油可能な貯油部と、
前記貯油部から前記進角通路および前記遅角通路方向への流油を許容し前記進角通路および前記遅角通路から前記貯油部への流油を禁止する一方向弁を備えることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記油圧制御部と前記貯油部間を連結する連結部を備えることを特徴とする請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記貯油部と前記連結部の接続部が、前記貯油部の下側に位置することを特徴とする請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置において吸気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置（内燃機関用バルブ開閉タイミング調整装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置としては、内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸と一体的に回転するハウジング部材と、該ハウジング部材内に形成された収容室に該ハウジング部材と相対回転可能に配設され前記カム軸と一体的に回転するロータ部材と、前記ロータ部材と一体的に移動可能に配設されると共に前記ハウジング部材と前記ロータ部材間に進角油室と遅角油室を形成するベーンと、前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対位置を規制するロック部材と、前記進角油室に作動油を給排する進角通路と、前記遅角油室に作動油を給排する遅角通路と、前記進角通路および前記遅角通路への作動油の給排を制御する油圧制御部を備える弁開閉時期制御装置が公知の技術となっている。例えば、内燃機関が車両エンジンである装置として、特開平１１−２９４１２１号公報に示されるものがある。
【０００３】
この装置においては、油圧制御部が、進角通路若しくは遅角通路の何れに作動油を給入するか、若しくは両通路の何れから作動油を排出するかを切替えている。そして、進角油室および遅角油室内の油圧を制御することによりベーンの位置（ハウジング部材に対する位置）を制御保持して、その結果、ロータ部材とハウジング部材の相対位相位置を制御している。これにより、エンジンのクランク軸の回転位相位置に対する給排気弁の開閉時期を好適に制御している。そして、エンジンが停止した場合には、再起動したときに給排気弁の開閉タイミングが好適となる様に、所定の相対位相位置にてロックされる構成となっている。しかしながら、何らかの不具合にて、所定の相対位相位置にてロックされてない状態でエンジンが停止した場合は、以下の様な不具合が生じる。即ち、エンジンを再起動するためにセルモータを起動させたとしても、給排気弁の開閉タイミングが好適ではないため、エンジンの正常な燃焼が行われないという不具合が生じる。
【０００４】
この場合、進角油室および遅角油室の油圧を制御することにより、ベーンのハウジング部材への相対位置を制御して、ハウジング部材とロータ部材の相対位相位置を所定の位置に制御することは可能である。しかしながら、進角油室および遅角油室への給排油は、例えば、エンジンと連動するオイルポンプ等によって作動油が圧送されることにより行われる。よって、エンジンの停止と共にオイルポンプ等が停止したまま所定時間放置された状態においては、進角油室、遅角油室内および潤滑油経路内の作動油がオイルパン等へ還流する。従って、エンジン始動時のセルクランキングにおいては、オイルポンプの回転数が低く、各油室への作動油の給油が適切に行うことができないという不具合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、弁開閉時期制御装置において、進角油室および遅角油室への給油を適切に行うことを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明にて講じられた技術的手段は、内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸の何れか一方と一体的に回転するハウジング部材と、該ハウジング部材内に形成された収容室に該ハウジング部材と相対回転可能に配設され前記クランク軸または前記カム軸の何れか他方と一体的に回転するロータ部材と、前記ハウジング部材若しくは前記ロータ部材の何れか一方と一体的に移動可能に配設されると共に前記ハウジング部材と前記ロータ部材間に進角油室と遅角油室を形成するベーンと、前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対位置を規制するロック部材と、前記進角油室に作動油を給排する進角通路と、前記遅角油室に作動油を給排する遅角通路と、前記進角通路および前記遅角通路への作動油の給排を制御する油圧制御部を備える弁開閉時期制御装置において、前記油圧制御部と前記進角室との間の前記進角通路および前記油圧制御部と前記遅角室との間の前記遅角通路に連結し前記進角通路および前記遅角通路に給油可能な貯油部と、前記貯油部から前記進角通路および前記遅角通路方向への流油を許容し前記進角通路および前記遅角通路から前記貯油部への流油を禁止する一方向弁を備える構成としたことである。
【０００７】
この構成では、進角通路および遅角通路に連結する貯油部が備えられている。そして、一方向弁は、貯油部から進角通路および遅角通路への流油を許容しており、逆方向の流油を禁止している。よって、進角油室および遅角油室への給油が貯油部の油によって適切に行われる。その結果、進角油室等の油圧が速やかに確保され、ベーンの、ハウジング部材等への相対位置制御が適切なものとなる。従って、ハウジング部材とロータ部材間の相対位相位置の制御が適切に行われ、内燃機関の給排気弁の開閉時期を好適な状態に制御することができる。
【０００８】
好ましくは、前記油圧制御部と前記貯油部間を連結する連結部を備えると良い。
【０００９】
この構成では、油圧制御部からドレンされる作動油が、貯油部に溜まるため、作動油が効率的に利用されることとなる。
【００１０】
好ましくは、前記貯油部と前記連結部の接続部が、前記貯油部の下側に位置すると良い。
【００１１】
この構成では、接続部が貯油部の下側に位置するため、接続部付近は、作動油にて満たされる構成となっている。よって、連結部を介して油圧制御部へ空気等が混入し難い構成となっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図４を基に説明する。尚、図２は、図面の複雑化を防ぐため、ハッチング線を省略している。
【００１３】
本実施の形態の弁開閉時期制御装置１０は、車両のエンジン（図示無し）（内燃機関）に配設されるものである。弁開閉時期制御装置１０は、カムシャフト１１（カム軸）の先端部（図１の左端）に図示しないボルトによって一体的に組み付けられたロータ１２（ロータ部材）と、このロータ１２の外側にロータ１２に対し相対回転可能に外装され、エンジンのクランクシャフト（図示無し）（クランク軸）から、タイミングチェーン１３を介して回転力が伝達されるハウジング３０（ハウジング部材）と、ロータ１２に配設されロータ１２とハウジング３０との間を仕切ることにより進角油室Ｒ１（進角油室）および遅角油室Ｒ２（遅角油室）とを形成するベーン１４（ベーン）等を備えている。また、その進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２へのオイルの給排を制御する油圧制御弁８０（油圧制御部）も備えている。尚、ハウジング３０がカムシャフト１１の先端部に一体回転可能に配設されると共に、ロータ１２がクランクシャフトと一体回転する構成としても良い。更に、ベーン１４はハウジング３０に配設され、ロータ１２と相対移動する構成としても良い。
【００１４】
カムシャフト１１は、吸気弁または排気弁（図示無し）の一方または両方を開閉する周知のカム（図示無し）を有していて、図３に示す様にエンジンのシリンダヘッド５０に回転自在に支承されており、その内部にはカムシャフト１１の軸方向に延びる軸内進角通路１５と軸内遅角通路１６とが設けられている。軸内進角通路１５は径方向の通孔１５ａと環状の通路１５ｂが形成されている。そして、軸内進角通路１５は、カムシャフト１１外でありシリンダヘッド５０内に形成される進角通路５１（進角通路）を介して油圧制御弁８０の接続ポート８２に接続されている。また、軸内遅角通路１６は径方向の通孔１６ａと環状の通路１６ｂが形成されている。そして、軸内遅角通路１６は、カムシャフト１１外でありシリンダヘッド５０内に形成される遅角通路５２（遅角通路）を介して油圧制御弁８０（油圧制御部）の接続ポート８１に接続されている。
【００１５】
ロータ１２はボルト（図示無し）によってカムシャフト１１の先端部に一体的に螺合されている。そして、ロータ１２は、ボルトの頭部によって前端を閉塞されたロータ１２の中心内孔１２ａを有し、中心内孔１２ａはカムシャフト１１に設けた軸内進角通路１５に連通している。また、ロータ１２は前述の４個のベーン１４（図２示）とこれを径方向へ付勢するスプリング１７を組み付けるためのベーン溝１８（図２示）を有している。各ベーン１４はベーン溝１８に組み付けられて径方向外方に延びており、ハウジング３０内の、ロータ１２との間に区画されたオイル室１９（図２示）内に進角室Ｒ１と遅角室Ｒ２を区画形成している。
【００１６】
ハウジング３０は、ハウジング本体３１と、フロントプレート３２と、リアプレート３３と、これらを一体的に連結する５本のボルト３４によって構成されている。
【００１７】
ハウジング本体３１の後方外周にはスプロケット３１ａが一体的に形成されている。スプロケット３１ａは、タイミングチェーン１３と係脱するものである。従って、ハウジング３０は、タイミングチェーン１３を介したエンジンのクランク軸からの駆動力によって、図２示時計方向へ回転する。
【００１８】
ハウジング本体３１には、その径方向内側に向って５つのシュー部３５（図２示）が形成されており、各シュー部３５によって、前述の４つのオイル室１９が区画されている。この４つのオイル室１９には、前述の様に、ベーン１４がそれぞれ配置されている。
【００１９】
フロントプレート３２とリアプレート３３は軸方向の対向する端面にて、メインロータ１２の軸方向端面及び、各ベーン１４の軸方向端面全体にそれぞれ摺動可能に接している。
【００２０】
また、シュー部３５にはロック３６（ロック部材）が配設されている。ロック３６は、軸内遅角通路１６からの作動油の供給によりアンロック作動してハウジング３０とロータ１２の相対回転を許容するものである。そして、軸内進角通路１５への作動油の供給時にはロック３６に油圧が供給されず、スプリング３６ｂの付勢力によりロック作動してハウジング３０とロータ１２の相対回転を最進角位相位置（図２の状態）にて規制するものである。かかる規制はロックプレート３６ａに行われる。尚、最進角位相位置での吸気弁と排気弁の開閉タイミングは、両弁が開いた状態がオーバラップしない様な通常の状態、または、排気弁の閉じタイミングが、ピストン上死点より大きく遅れていないような通常の状態となっている。
【００２１】
ハウジング３０とロータ１２間に介装したトーションスプリング３７は、ハウジング３０に対してロータ１２を進角側に回転付勢するものである。このトーションスプリング３７によって、ロータのハウジングに対する相対回転位相を進角側へ変更する際の作動応答性は良好とされている。
【００２２】
次に軸内進角通路１５および軸内遅角通路１６へオイルを給排する構成について説明する。
【００２３】
図１、図３および図４に示す様に、接続ポート８１および接続ポート８２には、油圧制御弁８０が接続されている。油圧制御弁８０はソレノイド８５と、スプール８６と、スプリング（図示無し）と、制御回路８７とを備えるものである。油圧制御弁８０は、エンジンのシリンダヘッド５０内に配設されており、スプール８６がカムシャフト１１と平行となる様に配置されている。また、油圧制御弁８０には、供給ポート８３および排出ポート８４（図１示）が形成されている。供給ポート８３には、エンジン内に配設されたオイルパン９０がオイルポンプ９１等を介して接続されている。このオイルポンプ９１は、オイルパン９０から油圧制御弁８０の方向へオイルを圧送するものである。また、排出ポート８４も、オイルパン９０へ接続されている。かかる構成において、油圧制御弁８０は、制御回路８７がソレノイド８５への通電をデューティー制御する。その結果、スプール８６をスプリングに抗してその軸方向（図４示上下方向）に移動させる。それにより、供給ポート８３および排出ポート８４と、接続ポート８１、８２の連結が選択的に切り替わる。よって進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２へのオイルの給排が切り替わり、各油室Ｒ１、Ｒ２の油圧が制御される。
【００２４】
ところで、本実施の形態においては、シリンダヘッド５０の上部（図３示上部）に上方向に開口するタブ５３（貯油部）が形成されている。つまり、タブ５３は、エンジン内で上方向に開放されているが、車両姿勢が正常であれば、オイルを貯める構成となっている。また、タブ５３は、スプール８６の近傍に形成されている。より詳細には、タブ５３の底部の一部が盛り上がる様に形成されており、その盛り上がった部分内にスプール８６が埋設される構成となっている。そして、スプール８６の一端（図４示上端）側には、タブ５３に連結するドレンポート５４（連結部）が形成されている。このドレンポート５４のタブ５３との接続部は、タブ５３の上部の開口より充分下方向（タブ５３の下部）に形成されている。よって、タブ５３内のドレンポート５４の付近は、ほぼ常に、オイルによって満たされる状態となっている。さらに、スプール８６とシリンダヘッド５０のスプール８６挿入部との隙間はＯリングによりシールされ、タブ５３内のオイルがその隙間から漏れ出ることを防いでいる。
【００２５】
タブ５３の一部には、進角通路５１および遅角通路５２と上下方向（図３示上下方向）にオフセットしつつ交差する様に連結油路５３ａが形成されている。更に、シリンダヘッド５０の上面から、進角通路５１および遅角通路５２と連結油路５３ａの交差する部分を貫通するように、連結孔５５、５６が形成されている。各連結孔５５、５６には、スプリング５７ａおよびボール５７ｂから構成されるチェック弁５７（一方向弁）が配設されている。チェック弁５７は、進角通路５１および遅角通路５２内の油圧、ひいては、進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２内の油圧がタブ５３内の油圧より低くなった場合には、その負圧分により、タブ５３から進角通路５１および遅角通路５２側へオイルがそれぞれ流れる構成となっている。つまり、チェック弁５７は、各通路５１、５２の負圧によって、ボール５７ｂがスプリング５７ａの付勢力に抗して、図３示上方に移動し、タブ５３から各通路５１、５２への流油をそれぞれ許容する。その逆として、進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２内の油圧の上昇によって、進角通路５１および遅角通路５２内の油圧が上がった場合は、チェック弁５７は、ボール５７ｂ等の作用によってタブ５３側への流油を禁止する。
【００２６】
また、図１に示す様に、オイルポンプ９１と供給ポート８３の間にも、チェック弁５７と同様のチェック弁５８が配設されている。チェック弁５８は、オイルポンプ９１から供給ポート８３側への流油を許容するが、供給ポート８３からオイルポンプ９１側への流油を禁止する構成となっている。
【００２７】
本発明の作用について説明する。
【００２８】
エンジンが始動しており、弁開閉時期制御装置１０のロック３６がアンロックの場合には、前述した様に、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２内の油圧が制御されることによってロータ１２とハウジング３０の相対位相位置が制御される。その結果、カムシャフト１１とクランクシャフトの回転位相が変化し、クランクシャフトの回転に対する吸気弁と排気弁の開閉タイミングが制御される。
【００２９】
そして、エンジンの停止時には、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２内のオイルが、各通路および各部材の隙間を通してエンジンのオイルパン９０に順次戻る。従って、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２内の油圧は共に低下する。その結果、ベーン１４のオイル室１９内での相対位置が充分に制御保持されない状態となる。
【００３０】
通常、エンジンが正常に停止した場合は、ロータ１２は、ロック３６によって、最進角位相位置（図２示位置）にて規制されるため、エンジンが再始動した場合であっても、吸気弁と排気弁の開閉タイミングは好適な状態となっている。しかしながら、エンスト等によってエンジンが停止した場合は、最進角位相位置ではない位置にて停止する。
【００３１】
かかる状態においては、カムシャフト１１には、セルモータの始動によって変動トルクが加わり、カムシャフト１１およびロータ１２が一体的に、進角方向および遅角方向に揺動する。その結果、ベーン１４のオイル室１９内での相対位置が変動し、進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２の体積が変化する。そして、進角油室Ｒ１の体積の増大に伴って内部に負圧が生じた場合は、その負圧によって、タブ５３から進角通路５１へオイルが流れる。次に、進角油室Ｒ１の体積が減少する方向に変動トルクが加わった場合には、チェック弁５７の作用によって、タブ５３側へオイルが流れるのが抑えられる。よって、進角油室Ｒ１内の油圧保持によって、相対位相が、より遅角側へ変化するのが抑えられる。尚、この進角油室Ｒ１側の油圧保持は、チェック弁５７のみならず、チェック弁５８も作用している。以上の様に、セルモータの始動時のカムに基づく変動トルクによって、カムシャフト１１およびロータ１２が最進角位相位置に到達し、ロック３６が位置規制する。その結果、開閉タイミングは好適なものとなる。この場合において、特に冷間始動時には、オイルポンプ９１がオイルを十分に吐出できないため、オイルポンプ９１によっては、進角油室Ｒ１側に速やかに給油することが難しいが、タブ５３からの供給によって進角油室Ｒ１側に適切に給油を行うことが可能となっている。よって、エンジンを再始動した場合（セルモータが始動した場合）であっても、開閉タイミングが好適ではない状態、例えば、吸気弁と排気弁の開状態がオーバラップする様な状態が速やかに回避され、エンジンの正常な燃焼が確保される。
【００３２】
また、エンジン始動時のみならず、エンジン駆動中であっても、タブ５３からのオイル供給は次の様に作用する。
【００３３】
弁開閉時期制御装置１０が、中間位置（最進角位置と最遅角位置（ロータ１２がハウジング３０に対して、最も反時計周り側の位置）との間の位置）に位置する場合は、進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２の各油圧によってその位置が制御保持されている。この状態において、カムシャフト１１に負荷される変動トルクによって、カムシャフト１１およびロータ１２が一体的に、進角方向および遅角方向に揺動する様に力が加わる。そして、その揺動力は、ロータ１２に配設されたベーン１４を介して、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２内の油圧を高める。その結果、各油室Ｒ１、Ｒ２内のオイルが各部材の隙間等からリークする。この場合においても、リークしたオイルを補うように、タブ５３から、進角通路５１および遅角通路５２を介して、進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２へ適切にオイルが供給される。尚、タブ５３からのオイルの供給がない場合は、進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２内に空気が混入し、油圧によるベーン１４の制御保持力が弱くなり、その結果、ロータ１２がハウジング３０に対する揺動幅が更に増幅するという悪循環に陥ることとなるが、本構成ではかかる現象を抑えることができる。
【００３４】
また、前述した様に、スプール８６のドレンポート５４はタブ５３と連結しているため、スプール８６からの排オイルはタブ５３内に溜まる。つまり、オイルが効率的に利用される構成となっている。更に、前述した様に、タブ５３内のドレンポート５４との接続部付近は、ほぼ常に、オイルによって満たされる状態となっている。従って、スプール８６内にドレンポート５４から空気が混入することが抑えられている。このことは、ひいては進角通路５１、遅角通路５２を介する進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２内への空気の混入防止にも繋がっている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明では、進角通路の油圧制御部と進角室との間および遅角通路の油圧制御部と遅角室との間に連結する貯油部が備えられている。そして、一方向弁は、貯油部から進角通路および遅角通路への流油を許容しており、逆方向の流油を禁止している。よって、進角油室および遅角油室への給油が貯油部の油によって適切に行われる。その結果、進角油室等の油圧が速やかに確保され、ベーンの、ハウジング部材等への相対位置制御が適切なものとなる。従って、ハウジング部材とロータ部材間の相対位相位置の制御が適切に行われ、内燃機関の給排気弁の開閉時期を好適な状態に制御することができる。
【００３６】
本発明では、油圧制御部からドレンされる作動油が、貯油部に溜まるため、作動油が効率的に利用されることとなる。
【００３７】
本発明では、貯油部と連結部の接続部が、貯油部の下側に位置するため、接続部付近は、作動油にて満たされる構成となっている。よって、連結部を介して油圧制御部へ空気等が混入し難い構成となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る弁開閉時期制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る弁開閉時期制御装置のカム軸、油圧制御部、貯油部の配設構成を示した図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１０  弁開閉時期制御装置
１１  カムシャフト（カム軸）
１２  ロータ（ロータ部材）
１４  ベーン
３０  ハウジング（ハウジング部材）
３６  ロック（ロック部材）
５１  進角通路
５２  遅角通路
５３  タブ（貯油部）
５４  ドレンポート（連結部）
５７  チェック弁（一方向弁）
８０  油圧制御弁（油圧制御部）
Ｒ１  進角油室
Ｒ２  遅角油室
【図１】
0003891016.tif 000002
【図２】
0003891016.tif 000003
【図３】
0003891016.tif 000004
【図４】
0003891016.tif 000005