(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と一体的に回転するハウジング部材と、このハウジング部材に設けたシュー部に相対回転可能に組付けられてベーン部にて前記ハウジング部材内に進角油室と遅角油室を形成し前記カム軸または前記クランク軸と一体的に回転するロータ部材を備えるとともに、前記進角油室に作動油を給排するための進角通路と、前記遅角油室に作動油を給排するための遅角通路と、これら各通路への作動油の給排を制御する油圧制御弁を備えた弁開閉時期制御装置において、前記クランク軸に対して前記カム軸が最遅角位相となるように制御された状態では、前記遅角油室の前記遅角通路が閉状態とされてアキュムレータの貯油室に連通接続されるとともに、前記進角油室に作動油が給入可能としたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記クランク軸に対して前記カム軸が最遅角位相となるように制御された状態にて、前記遅角通路が前記油圧制御弁によって閉じられるとともに、前記油圧制御弁が前記遅角通路を閉じるときに開作動する常閉型開閉弁を介して前記遅角油室と前記アキュムレータの貯油室が連通接続されるようにした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。
【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の一つとして、内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸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と一体的に回転するハウジング部材と、このハウジング部材に設けたシュー部に相対回転可能に組付けられてベーン部にて前記ハウジング部材内に進角油室と遅角油室を形成し前記カム軸または前記クランク軸と一体的に回転するロータ部材を備えるとともに、前記進角油室に作動油を給排するための進角通路と、前記遅角油室に作動油を給排するための遅角通路と、これら各通路への作動油の給排を制御する油圧制御弁を備えたものがあり、例えば特開平９−６０５０８号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報の弁開閉時期制御装置においては、例えば、低回転域にて遅角通路を通して遅角油室に圧油を供給して、クランク軸に対してカム軸が最遅角位相となるように制御すると、吸気弁と排気弁のオーバーラップを無くすことが可能であって、排ガスの再吸入を防止して安定した燃焼を得ることができるものの、吸気弁がピストン下死点後においても開いている状態となるため、一度吸入した混合気が押し出されて吸気効率が低下することとなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸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と一体的に回転するハウジング部材と、このハウジング部材に設けたシュー部に相対回転可能に組付けられてベーン部にて前記ハウジング部材内に進角油室と遅角油室を形成し前記カム軸または前記クランク軸と一体的に回転するロータ部材を備えるとともに、前記進角油室に作動油を給排するための進角通路と、前記遅角油室に作動油を給排するための遅角通路と、これら各通路への作動油の給排を制御する油圧制御弁を備えた弁開閉時期制御装置において、前記クランク軸に対して前記カム軸が最遅角位相となるように制御された状態では、前記遅角油室の前記遅角通路が閉状態とされてアキュムレータの貯油室に連通接続されるとともに、前記進角油室に作動油が給入可能としたことに特徴がある。この場合において、前記遅角通路が前記油圧制御弁によって閉じられるとともに、前記油圧制御弁が前記遅角通路を閉じるときに開作動する常閉型開閉弁を介して前記遅角油室と前記アキュムレータの貯油室が連通接続されるようにすることも可能である。
【０００５】
【発明の作用・効果】
本発明による弁開閉時期制御装置においては、クランク軸に対してカム軸が最遅角位相となるように制御された状態では、遅角油室の遅角通路が閉状態とされてアキュムレータの貯油室に連通接続されるとともに、進角油室に作動油が給入可能とされる。このため、吸気弁を閉じる方向に付勢するバルブスプリングによってカム軸が進角側に回動付勢される状態（吸気弁のリフト量が減少する閉弁作動状態）になると、バルブスプリングの付勢力による進角側へのトルクによって、遅角油室内の油圧が上昇して、遅角油室からアキュムレータの貯油室に作動油が流れるとともに、進角油室に作動油が供給されて、クランク軸に対してカム軸が最遅角位相から進角側に相対回転し、結果的に吸気弁が早期に閉じる。したがって、ピストン下死点後にまで吸気弁が開いていることによる不具合（一度吸入した混合気を押し出して吸気効率を低下させる不具合）を抑制することができて、エンジン性能の悪化を抑制することができる。
【０００６】
また、バルブスプリングによってカム軸が遅角側に回動付勢される状態（吸気弁のリフト量が増大する開弁作動状態）では、バルブスプリングの付勢力による遅角側へのトルクによって、遅角油室内の油圧が低下して、先の作動によって作動油を蓄えているアキュムレータの貯油室から遅角油室に作動油が還流するとともに、進角油室から作動油が排出されて、クランク軸に対してカム軸が最遅角位相に向けて遅角側に相対回転し、結果的に吸気弁の開弁タイミングが所期のタイミングまで遅らされる。
【０００７】
また、本発明の実施に際して、クランク軸に対してカム軸が最遅角位相となるように制御された状態で、遅角通路が油圧制御弁によって閉じられるとともに、油圧制御弁が遅角通路を閉じるときに開作動する常閉型開閉弁を介して遅角油室とアキュムレータの貯油室が連通接続されるようにした場合には、当該弁開閉時期制御装置をシンプルに構成できて安価に実施することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３に示した本発明による弁開閉時期制御装置は、カム軸１０の先端部に一体的に組付けたロータ部材２０と、このロータ部材２０に所定範囲で相対回転可能に外装されたハウジング部材３０とを備えるとともに、後述する進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２への作動油の給排を制御する油圧回路Ｃを備えている。
【０００９】
カム軸１０は、バルブスプリング（図示省略）によって閉じる方向に付勢されている吸気弁（図示省略）を開閉する周知のカム（図示省略）を有していて、内燃機関のシリンダヘッド４０に回転自在に支持されており、内部にはカム軸１０の軸方向に延びる進角通路１１と遅角通路１２が設けられている。進角通路１１は、径方向の通路１３と環状の通路１４と接続通路Ｐ１を介して油圧制御弁１００の接続ポート１０１に接続されている。また、遅角通路１２は、環状の通路１５と接続通路Ｐ２を介して油圧制御弁１００の接続ポート１０２に接続されている。なお、径方向の通路１３と環状の通路１４，１５はカム軸１０に形成されている。
【００１０】
油圧制御弁１００は、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０、オイル溜１２０等とにより油圧回路Ｃを構成していて、ソレノイド１０３への通電（内燃機関の運転状態に応じて通電制御装置ＥＣＵによって制御される）によってスプリング１０５によって軸方向に付勢されたスプール１０４を軸方向へ移動できるものであり、オイルポンプ１１０に接続された供給ポート１０６とオイル溜１２０に接続された排出ポート１０７が各接続ポート１０１，１０２との連通を遮断される状態、供給ポート１０６が接続ポート１０１に連通し接続ポート１０２が排出ポート１０７に連通する状態、または供給ポート１０６が接続ポート１０２に連通し接続ポート１０１が排出ポート１０７に連通する状態に切り換え得る構成とされている。
【００１１】
油圧制御弁１００において、供給ポート１０６と排出ポート１０７が各接続ポート１０１，１０２との連通を遮断される状態では、進角通路１１と遅角通路１２が閉じられる。また、供給ポート１０６が接続ポート１０１に連通し接続ポート１０２が排出ポート１０７に連通する状態では、オイルポンプ１１０から進角通路１１に作動油が供給されるとともに、遅角通路１２からオイル溜１２０に作動油が排出される。また、供給ポート１０６が接続ポート１０２に連通し接続ポート１０１が排出ポート１０７に連通する状態では、オイルポンプ１１０から遅角通路１２に作動油が供給されるとともに、進角通路１１からオイル溜１２０に作動油が排出される。
【００１２】
ロータ部材２０は、ロータ本体２１と、このロータ本体２１のベーン溝に組付けた４枚のベーン２２と、これら各ベーン２２を径外方へ付勢するベーンスプリング２３等によって構成されていて、ボルト５０によってカム軸１０の前端に一体的に固着されている。ボルト５０は、軸心に貫通孔５１を有していて、この貫通孔５１はカム軸１０に設けた進角通路１１に連通している。
【００１３】
ハウジング部材３０は、ハウジング本体３１と、フロントプレート３２と、フロントプレート３２の中心部に液密的に組付けたプラグ３３と、リヤプレート３４と、タイミングプーリ（またはタイミングスプロケット）３５と、ハウジング本体３１、フロントプレート３２、リヤプレート３４、タイミングプーリ３５等を一体的に連結する６本のボルト３６によって構成されていて、タイミングスプロケット３５は、周知のように、タイミングベルト（またはタイミングチェーン）(図示省略)を介して内燃機関のクランク軸に連結されていて、クランク軸からの駆動力が伝達されて図２の時計方向へ回転されるように構成されている。
【００１４】
ハウジング本体３１は、径内方に突出する４個のシュー部３１ａを有していて、各シュー部３１ａの径方向内端にてロータ本体２１を相対回転可能に支承している。フロントプレート３２とリヤプレート３４は、軸方向の対向する端面にて、ロータ本体２１の軸方向端面と、各ベーン２２の軸方向端面にそれぞれ摺動可能に接している。
【００１５】
上記した構成によって、ロータ部材２０とハウジング部材３０間に各ベーン２２によって４個の進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２が区画形成されている。各進角油室Ｒ１は、ロータ本体２１の前面に形成した径方向の各連通溝２１ａとボルト５０の貫通孔５１を通して進角通路１１に連通している。また、各遅角油室Ｒ２は、ロータ本体２１の軸方向中間部にて径方向に設けた各連通孔２１ｂとカム軸１０の先端部に形成した環状溝１６を通して遅角通路１２に連通している。
【００１６】
ところで、本実施形態においては、進角通路１１に連通する接続通路Ｐ１と遅角通路１２に連通する接続通路Ｐ２を接続する接続通路Ｐ３にアキュムレータ６０と常閉型の電磁開閉弁７０が直列に介装されている。アキュムレータ６０は、シリンダ６１と、このシリンダ６１内に摺動可能に組付けられて貯油室６４とスプリング収容室６５を区画形成するピストン６２と、このピストン６２を貯油室６４側に付勢するスプリング６３によって構成されていて、シリンダ６１とピストン６２によって形成される貯油室６４が電磁開閉弁７０を介して遅角通路１２に連通する接続通路Ｐ２に連通し、スプリング収容室６５が進角通路１１に連通する接続通路Ｐ１に連通するようにして配設されている。
【００１７】
電磁開閉弁７０は、通電制御装置ＥＣＵによって作動を制御されるようになっていて、クランク軸に対してカム軸１０が最遅角位相となるように制御された状態、すなわちカム軸１０と一体的に回転するロータ部材２０とクランク軸と同期して一体的に回転するハウジング部材３０が図２に示した最遅角位相に制御された状態にて、進角通路１１に連通する接続通路Ｐ１と遅角通路１２に連通する接続通路Ｐ２が油圧制御弁１００によって閉じられるとき（油圧制御弁１００によって接続通路Ｐ１,Ｐ２への作動油の給排が遮断されて、接続通路Ｐ１,Ｐ２等がそれぞれ閉じられるとき）に開作動するように構成されている。
【００１８】
上記のように構成した本実施形態においては、内燃機関の駆動時、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電状態が通電制御装置ＥＣＵによって制御されることにより、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相が最遅角位相（進角油室Ｒ１の容積が最小となり遅角油室Ｒ２の容積が最大となる位相）から最進角位相（進角油室Ｒ１の容積が最大となり遅角油室Ｒ２の容積が最小となる位相）までの範囲の任意の位相に調整保持することができて、内燃機関の駆動時における吸気弁の弁開閉時期を図４の実線で示した最遅角制御状態での作動と破線で示した最進角制御状態での作動間で適宜に調整保持することができる。
【００１９】
ところで、上記した内燃機関の駆動時において、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相が最遅角位相となるように保持制御された状態（最遅角制御状態）では、電磁開閉弁７０と油圧制御弁１００の協同作動により、遅角油室Ｒ２に連通する接続通路Ｐ２、すなわち、本発明の遅角油室に作動油を給排するための遅角通路（遅角油室の遅角通路）が閉状態とされてアキュムレータ６０の貯油室６４に連通接続されるとともに、進角油室Ｒ１にアキュムレータ６０のスプリング収容室６５に収容されている作動油が給入可能とされる。
【００２０】
このため、吸気弁を閉じる方向に付勢するバルブスプリングによってカム軸１０が進角側に回動付勢される状態（吸気弁のリフト量が減少する閉弁作動状態）になると、バルブスプリングの付勢力による進角側へのトルクによって、遅角油室Ｒ２内の油圧が上昇して、遅角油室Ｒ２からアキュムレータ６０の貯油室６４に作動油が流れるとともに、進角油室Ｒ１にスプリング収容室６５から作動油が供給されて、クランク軸に対してカム軸１０が最遅角位相から進角側に相対回転し、結果的に図４に示したように吸気弁が早期に閉じる。したがって、ピストン下死点（ＢＤＣ）後にまで吸気弁が開いていることによる不具合（一度吸入した混合気を押し出して吸気効率を低下させる不具合）を抑制することができて、エンジン性能の悪化を抑制することができる。
【００２１】
また、バルブスプリングによってカム軸１０が遅角側に回動付勢される状態（吸気弁のリフト量が増大する開弁作動状態）では、バルブスプリングの付勢力による遅角側へのトルクによって、遅角油室Ｒ２内の油圧が低下して、先の作動によって作動油を蓄えているアキュムレータ６０の貯油室６４から遅角油室Ｒ２に作動油が還流するとともに、進角油室Ｒ１からスプリング収容室６５に向けて作動油が排出されて、クランク軸に対してカム軸１０が最遅角位相に向けて遅角側に相対回転し、結果的に吸気弁の開弁タイミングが所期のタイミングまで遅らされる。
【００２２】
また、本実施形態においては、クランク軸に対してカム軸１０が最遅角位相となるように制御された状態で、遅角油室Ｒ２に連通する接続通路Ｐ２、すなわち、本発明の遅角油室に作動油を給排するための遅角通路が油圧制御弁１００によって閉じられるとともに、油圧制御弁１００が接続通路Ｐ２（本発明の遅角通路）を閉じるときに開作動する常閉型の電磁開閉弁７０を介して遅角油室Ｒ２とアキュムレータ６０の貯油室６４が連通接続されるようにしたため、当該弁開閉時期制御装置をシンプルに構成できて安価に実施することができる。
【００２３】
上記実施形態においては、ハウジング部材３０がクランク軸と一体的に回転し、ロータ部材２０がカム軸１０と一体的に回転するように構成した装置に本発明を実施したが、ハウジング部材がカム軸と一体的に回転し、ロータ部材がクランク軸と一体的に回転するように構成した装置にも、本発明は同様に実施することが可能である。また、上記実施形態においては、ロータ部材２０とハウジング部材３０の相対回転を規制するロック手段を備えていない装置に本発明を実施したが、本発明はロック手段を備える装置にも同様に実施し得るものである。なお、ロック手段を備える装置に本発明を実施する場合には、クランク軸に対してカム軸が最遅角位相となるように制御された状態にてロック手段がロック機能を発揮しないように設定する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】  図１に示したフロントプレートとプラグを外した状態でのロータ部材とハウジング部材の関係を示す正面図である。
【図３】  図１に示したアキュムレータと常閉型の電磁開閉弁の関係を示す要部断面図である。
【図４】  吸気弁と排気弁の弁開閉時期を示す特性線図である。
【符号の説明】
１０…カム軸、１１…進角通路、１２…遅角通路、２０…ロータ部材、２１…ロータ本体、２２…ベーン、３０…ハウジング部材、３１…ハウジング本体、３１ａ…シュー部、６０…アキュムレータ、６１…シリンダ、６２…ピストン、６３…スプリング、６４…貯油室、６５…スプリング収容室、７０…常閉型の電磁開閉弁、Ｒ１…進角油室、Ｒ２…遅角油室、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…接続通路、Ｃ…油圧回路、１００…油圧制御弁、１１０…オイルポンプ、１２０…オイル溜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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