(57)【要約】【課題】シューについて回転方向の小型化を図り、ハウジングとベーンロータの十分な相対回転角を確保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。【解決手段】第１シュー２１の軸方向に貫通形成される第１ボルト挿通孔２１ａの外周域に、ハウジング本体２５の径方向において第１ボルト挿通孔２１ａと重合するように、該第１ボルト挿通孔２１ａの内周側からハウジング本体２５の外周側に連続するかたちで、ハウジング本体２５とリヤプレート２７の周方向の位置決めに供する位置決め溝２８を切欠形成した。【選択図】図５
2016061271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも軸方向一端側が開口形成されると共に、内周部に複数のシューが突設されたハウジング本体と、
前記ハウジング本体の一端側開口部に当接配置されるプレート部材と、
カムシャフトと一体回転可能に設けられ、外周側に突設された複数のベーンをもって、前記各シュー間に形成される作動室を進角作動室と遅角作動室とに隔成するベーンロータと、
前記シューの軸方向に沿って貫通形成された貫通孔と、
前記貫通孔に挿通され、前記ハウジング本体と前記プレート部材とを共締め固定する締結手段と、
前記プレート部材の前記ハウジング本体との対向端面に突設され、該ハウジング本体と前記プレート部材の回転方向の位置決めに供する位置決めピンと、
前記貫通孔の内周から外周側へと向けて切欠形成され、前記位置決めピンが挿通することにより、前記ハウジング本体と前記プレート部材との位置決めを行う位置決め溝と、
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】
前記位置決め溝は、前記ハウジング本体の径方向において前記貫通孔と重合するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記位置決め溝は、二面幅部を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記二面幅部は、前記ハウジング本体の径方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項５】
前記位置決め溝は、前記貫通孔から前記ハウジング本体の径方向外側へと向けて切欠形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項６】
前記位置決めピンは、前記締結手段と接触しないように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項７】
少なくとも軸方向一端側が開口形成されると共に、内周部に複数のシューが突設され、クランクシャフトの回転力に基づいて回転するハウジングと、
前記ハウジングの一端側開口を閉塞するプレート部材と、
カムシャフトに固定され、外周側に突設された複数のベーンをもって、前記各シュー間に形成される作動室を進角作動室と遅角作動室とに隔成するベーンロータと、
前記シューの軸方向に沿って貫通形成された貫通孔と、
前記貫通孔に挿通され、前記ハウジング本体と前記プレート部材とを共締め固定するボルトと、
前記プレート部材に突設され、該ハウジング本体に凹設された位置決め溝に係合することにより、前記ハウジング本体と前記プレート部材との位置決めを行う位置決め凸部と、
を備え、
前記位置決め溝が、前記貫通孔と連続するように、該貫通孔と一体的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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を運転状態に応じて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】
すなわち、このバルブタイミング制御装置では、機関停止時にロックピンを係合させて、ハウジング（タイミングスプロケット）に対するベーンロータの相対位相が所定の関係となるようにロックすることによって、始動性の向上を図っている。
【０００４】
この際、前記ベーンロータと共に油圧室を画成するシューが形成される前記ハウジングと、前記ロックピンが係合するピン係合孔が形成される前記タイミングスプロケットとは、別々に加工された後、位置決めピンを介して両者間の周方向の位置決めを行いながら、複数のボルトにより共締め固定されることによって一体化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１８５４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では、前記バルブタイミング制御装置において、より大きな変換角（ハウジングとベーンロータの相対回転角）が求められる一方で、前記ハウジングを焼結合金材料によって形成する場合には、前記シューにおいて、前記位置決めピンが嵌合するピン嵌合孔や前記各ボルトが挿通するボルト挿通孔の周域に、それぞれ所定の肉厚が必要とされていた。
【０００７】
かかる制約に対して、前記従来のバルブタイミング制御装置では、前記ピン嵌合孔と前記ボルト挿通孔とが回転方向に独立して設けられていることから、これら両者間の肉厚を確保しなければならない分、前記シューについて周方向の十分な小型化が図れず、所望とする十分な変換角を確保し難い問題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の実情に鑑みて案出されたもので、シューについて回転方向の小型化を図り、ハウジングとベーンロータの十分な相対回転角を確保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目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、少なくとも軸方向一端側が開口形成されると共に、内周部に複数のシューが突設されたハウジング本体と、前記ハウジング本体の一端側開口部に当接配置されるプレート部材と、カムシャフトと一体回転可能に設けられ、外周側に突設された複数のベーンをもって、前記各シュー間に形成される作動室を進角作動室と遅角作動室とに隔成するベーンロータと、前記シューの軸方向に沿って貫通形成された貫通孔と、前記貫通孔に挿通され、前記ハウジング本体と前記プレート部材とを共締め固定する締結手段と、前記プレート部材の前記ハウジング本体との対向端面に突設され、該ハウジング本体と前記プレート部材の回転方向の位置決めに供する位置決めピンと、前記貫通孔の内周から外周側へと向けて切欠形成され、前記位置決めピンが挿通することにより、前記ハウジング本体と前記プレート部材との位置決めを行う位置決め溝と、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、位置決め溝が貫通孔から連続して設けられていることで、該両者間の隔壁（肉厚）の分だけ、シューの回転方向の小型化が可能となり、ハウジング本体とベーンロータの相対回転角を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の分解斜視図である。
【図２】本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の縦断面図及びこれに係る油圧回路を示した要図である。
【図３】図２に示すバルブタイミング制御装置のフロントプレートを外した状態での正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１に示すハウジング本体の横断面図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】本発明の第１実施形態の他例を示す図６相当図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示す図６相当図である。
【図９】本発明の第２実施形態の他例を示す図６相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の各実施形態では、当該装置を吸気側の動弁装置に適用したものを示している。
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１〜図６は本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の第１実施形態を示し、このバルブタイミング制御装置は、図１に示すように、図示外のクランクシャフトの回転力をもって回転駆動されるスプロケット１と、該スプロケット１に対して相対回転可能に設けられるカムシャフト２と、の間に介装され、所定の油圧給排手段４を通じて作動制御されることで、当該両者１，２の相対回転位相を変換するものである。
【００１４】
具体的には、図１、図２に示すように、カムシャフト２の一端部に一体回転可能に固定されるほぼ筒状のロータ本体１５の外周部に４つのベーン（第１〜第４ベーン）１１〜１４が突設されてなるベーンロータ１０と、スプロケット１と一体的に設けられ、かつ、前記ベーンロータ１０を収容するかたちで当該ベーンロータ１０の外周側に相対回転可能に配置され、その内周側に前記第１〜第４ベーン１１〜１４に対応する４つのシュー（第１〜第４シュー）２１〜２４が突設されてなるハウジング２０と、から構成され、前記各ベーン１１〜１４と前記各シュー２１〜２４との間に隔成される一対の油圧室である遅角室Ｒｅと進角室Ａｄに前記油圧給排手段４から選択的に油圧が供給されることによって作動制御される。
【００１５】
なお、図１中における符号ＳＰ，ＳＰは、いずれもコイルスプリングであり、ベーンロータ１０を進角側に付勢することによって進角制御の応答性の向上に供するものである。
【００１６】
前記ベーンロータ１０は、ロータ本体１５の内端側（カムシャフト２と対向する側）に凹設される嵌合部１５ａを介しカムシャフト２の一端部に外嵌され、その中央部に貫通形成される挿通孔１５ｂを通じて挿通されるカムボルト５をもってカムシャフト２に締結されることで、該カムシャフト２と一体回転可能な構成となっている。かかる構成から、カムシャフト２と同期回転するベーンロータ１０が、クランクシャフトと同期回転するハウジング２０に対して相対回転することで、クランクシャフトに対するカムシャフト２の回転位相が変化し、これによって、吸気弁の開閉時期が変更されることとなる。
【００１７】
なお、図１、図２に示すように、前記ロータ本体１５の内側面における前記各ベーン１１〜１４の基端部と隣接する周方向位置に、それぞれカムシャフト２内部に形成される後述の遅角側油通路５１と前記各遅角室Ｒｅとを連通する複数の遅角側連通溝１６ａがそれぞれ径方向に沿って切欠形成されていて、該各遅角側連通溝１６ａをもって、油圧給排手段４よりカムシャフト２の内部を通じて導かれる作動油が、各遅角室Ｒｅへと導入されるようになっている。
【００１８】
また、前記ロータ本体１５の内部には、それぞれカムシャフト２内部に形成される後述の進角側油通路５２と前記各進角室Ａｄとを連通する複数の進角側連通溝１６ｂが穿設されていて、該各進角側連通溝１６ｂをもって、油圧給排手段４よりカムシャフト２の内部を通じて導かれる作動油が各進角室Ａｄへと導入されるようになっている。
【００１９】
前記各ベーン１１〜１４には、図１、図２に示すように、それぞれの先端部に、その厚さ方向（ロータ本体１５の軸線方向）に沿ってシール部材Ｓ１が嵌着されていて、該各シール部材Ｓ１がハウジング２０内周面に摺接することで、前記各シュー２１〜２４間に形成される空間が、前記各対の油圧室Ａｄ，Ｒｅに隔成されている。また、第１ベーン１１のみが、他の第２〜第４ベーン１２〜１４に比べて大きな周方向幅に設定され、ベーンロータ１０の最大相対回転時に隣接する第１シュー２１及び第４シュー２４と当接することにより、当該ベーンロータ１０のそれ以上の回転が規制されるようになっている。さらに、かかる第１ベーン１１の内部には、後述する機関停止時のベーンロータ１０の位相保持に供するロック機構３１が収容配置されている。
【００２０】
このロック機構３１は、図２〜図４に示すように、第１ベーン１１の内部軸方向に貫通形成されたピン収容孔３４内に摺動自在に収容され、後述するリヤプレート２７に穿設される係合穴３５と係合することによりベーンロータ１０とハウジング２０との相対移動を規制するほぼ円筒状のロックピン３２と、該ロックピン３２と後述するフロントプレート２６の間に介装され、前記ロックピン３２を後述するリヤプレート２７側へと付勢するスプリング３３と、から主として構成されている。
【００２１】
具体的には、特に図４に示すように、前記ロックピン３２が、その先端側に向けて段差縮径状に構成されると共に、前記ピン収容孔３４が、後述するリヤプレート２７側へと向かって段差縮径状に構成され、ロックピン３２の基端側の大径部３２ａがピン収容孔３４の大径部３４ａに、ロックピン３２の先端側の小径部３２ｂがピン収容孔３４の小径部３４ｂに、それぞれ摺接するようになっていて、ロックピン３２の大径部３２ａによってピン収容孔３４の大径部３４ａに画成される背圧室３６に、スプリング３３が弾装されている。そして、前記係合穴３５内には、第１ベーン１１の内側面（後述するリヤプレート２７との対向端面）に切欠形成される連通溝３７を介して進角室Ａｄの油圧が導入され、該進角室Ａｄの油圧に基づいてロックピン３２が係合穴３５に出入する構成となっている。
【００２２】
前記ハウジング２０は、焼結合金材料によって形成され、図１〜図３に示すように、内周側に各シュー２１〜２４が突設されてなるほぼ円筒状の駆動回転体であるハウジング本体２５と、該ハウジング本体２５の前後の開口部を閉塞するフロントプレート２６及びリヤプレート２７（本発明に係るプレート部材）と、により構成され、前記フロントプレート２６及びリヤプレート２７が締結手段としての４つのボルト６を介してハウジング本体２５に対して軸方向から共締めされることによって、一体的に結合されている。
【００２３】
なお、前記各シュー２１〜２４についても、特に図５に示すように、前記各ベーン１１〜１４と同様、それぞれの先端部に、その厚さ方向に沿ってシール部材Ｓ２が嵌着されていて、該各シール部材Ｓ２がベーンロータ１０のロータ本体１５の外周面に摺接することで、前記各ベーン１１〜１４間に形成される空間が、前記各油圧室Ａｄ，Ｒｅに隔成されるようになっている。
【００２４】
前記第１〜第４シュー２１〜２４には、図１、図５に示すように、それぞれの周方向中間位置に、各ボルト６が挿通する第１〜第４ボルト挿通孔２１ａ〜２４ａ（本発明に係る貫通孔）が軸方向に沿って貫通形成されている。そして、当該ボルト挿通孔２１ａ〜２４ａのうち第１ボルト挿通孔２１ａの外周域には、ハウジング本体２５の径方向において第１ボルト挿通孔２１ａと重合するように、該第１ボルト挿通孔２１ａの内周側からハウジング本体２５の外周側へと向けて連続するかたちで、ハウジング本体２５とリヤプレート２７の位置決めに供する位置決め溝２８が切欠形成されている。
【００２５】
この位置決め溝２８は、図３、図６に示すように、ハウジング本体２５の径方向に沿って直線状に形成され、その両側に構成される平行な二面幅部２８ａ，２８ａ間に後述する位置決めピン２９が係合することで、ハウジング本体２５とリヤプレート２７の周方向（回転方向）についての位置決めが行えるようになっている。また、位置決め溝２８として長溝形状に構成することにより、径方向に後述する位置決めピン２９の移動範囲を確保して、前記両者２５，２７の組み付け時に相対移動可能に構成されていることで、該相対移動をもって、ハウジング本体２５とリヤプレート２７との中心出し（センタリング）の際に、該両者２５，２７の加工誤差を吸収することが可能となっている。この場合、当該加工誤差吸収に際し、前記位置決め溝２８を介して後述する位置決めピン２９がボルト６に接触することはなく、前記両者２５，２７の良好な位置決め性が確保されている。
【００２６】
なお、前記位置決め溝２８は、図６に示したようなハウジング本体２５の径方向に沿ったものに限定されるものではなく、例えば図７に示すように、第１ボルト挿通孔２１ａを通るハウジング本体２５の径方向線Ｘから周方向にオフセットしたかたちで設けることも可能である。
【００２７】
前記フロントプレート２６は、図１、図２に示すように、比較的薄肉の円板状を呈し、その中央位置に、カムボルト５の頭部を受容するほぼ円形のボルト受容孔２６ａが貫通形成されると共に、該ボルト受容孔２６ａの外周域に、各ボルト６が挿通する４つのボルト挿通孔２６ｂが貫通形成されている。
【００２８】
前記リヤプレート２７は、図１に示すように、ほぼ円板状に形成され、かつスプロケット１をその外周部に備えるかたちで該スプロケット１と一体に形成されたものである。かかるリヤプレート２７の中央位置には、カムシャフト２が挿通するシャフト挿通孔２７ａが貫通形成されると共に、該シャフト挿通孔２７ａの外周域には、各ボルト６が螺着する４つの雌ねじ孔２７ｂが形成されている。さらに、このリヤプレート２７の内側面（ハウジング本体２５と対向端面）には、前記位置決め溝２８と対向する位置に、該位置決め溝２８に係合してハウジング本体２５とリヤプレート２７の周方向の位置決めに供する位置決めピン２９が突設されている。
【００２９】
また、前記リヤプレート２７の内側面には、ベーンロータ１０が最遅角位置にあるときにロックピン３２と係合することで当該ベーンロータ１０の回転の拘束に供する係合穴３５が穿設されている。すなわち、この係合穴３５は、図４に示すように、手前側の第１穴部３５ａがロックピン３２の先端部外径よりも大径に、かつ、奥側の第２穴部３５ｂがロックピン３２の先端部外径よりも小径となる段差縮径状に構成され、前述のようにベーンロータ１０の位相が最遅角状態にあるときにロックピン３２が第１穴部３５ａと係合することにより、ハウジング２０に対するベーンロータ１０の相対回転を拘束するようになっている。
【００３０】
前記油圧給排手段４は、図１に示すように、前記各油圧室Ａｄ，Ｒｅに対し油圧を選択的に供給、又は前記各油圧室Ａｄ，Ｒｅ内の作動油を排出するものであって、前記各遅角側連通溝１６ａに接続される遅角側油通路５１と、前記各進角側連通溝１６ｂに接続される進角側油通路５２と、周知の電磁弁５５を介して一方側の油通路５１，５２に油圧を供給する油圧源であるオイルポンプ５３と、前記電磁弁５５を介して前記オイルポンプ５３に接続されない他方側の油通路５１，５２に接続されるドレン通路５４と、から主として構成されている。なお、前記電磁弁５５は、２方向切換弁であって、図示外の電子コントロールユニット（ＥＣＵ）からの制御信号によって前記各油通路５１，５２とオイルポンプ５３及びドレン通路５４との接続を選択的に切換制御する。
【００３１】
以上のような構成から、本実施形態に係るバルブタイミング制御装置では、位置決め溝２８が第１ボルト挿通孔２１ａから連続して設けられていることで、ハウジング２０を焼結合金材料によって形成するにあたり、両者２１ａ，２８間を隔成する隔壁（肉厚）を省略することが可能となる。これによって、当該隔壁分だけ、第１シュー２１の周方向の小型化が可能となり、ハウジング本体２５に対するベーンロータ１０の相対回転角を拡大することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、前記位置決め溝２８を、ハウジング本体２５の径方向に延設することによって、第１ボルト挿通孔２１ａと径方向において重合するように構成したことから、当該位置決め溝２８を周方向に延設する場合に比べて、第１シュー２１の周方向幅をより小型化でき、前記ベーンロータ１０の相対回転角のさらなる拡大化に供される。
【００３３】
〔第２実施形態〕
図８は本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の第２実施形態を示し、前記位置決め溝２８（位置決めピン２９）を、ハウジング本体２５の径方向において第１ボルト挿通孔２１ａと重合するかたちで、該第１ボルト挿通孔２１ａの内周側からハウジング本体２５の内周側に向けて切欠形成したものであり、かかる構成によっても前記第１実施形態と同様の作用効果を奏しうる。
【００３４】
なお、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様、位置決め溝２８については、図９に示すように、第１ボルト挿通孔２１ａを通るハウジング本体２５の径方向線Ｘから周方向にオフセットしたかたちで設けてもよい。
【００３５】
本発明は前述した実施形態の構成に限定されるものではなく、例えばベーンロータ１０の構成（各コイルスプリングＳＰ，ＳＰの有無やロック機構３１の構造を含む）や油圧給排手段４の構成など、本発明の特徴とは直接関係しないバルブタイミング制御装置の具体的構成については、適用対象となる内燃機関の仕様やコスト等に応じて自由に変更可能である。
【符号の説明】
【００３６】
２…カムシャフト
６…ボルト（締結手段）
１０…ベーンロータ
１１〜１４…第１〜第４ベーン（複数のベーン）
２０…ハウジング
２１〜２４…第１〜第４シュー（複数のシュー）
２１ａ…第１ボルト挿通孔（貫通孔）
２５…ハウジング本体
２７…リヤプレート（プレート部材）
２８…位置決め溝
２９…位置決めピン
Ａｄ…進角室（進角作動室）
Ｒｅ…遅角室（遅角作動室）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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