(57)【要約】  ハウジング７に対するベーンロータ９の相対回転位置を規制可能なロック機構４と、を備え、ロック機構は、スプロケットの内側面に設けられたロック穴２４と、ベーンロータに設けられたピン孔３１ａの内部に移動可能に収容され、ロック穴に挿入可能なロックピン２６と、ベーンロータに設けられ、ロックピンがロック穴に挿入した状態でロック穴と連通するロック通路３９と、を有している。このロック通路は、一般通路部３９ａと、該一般通路部のロック穴に臨む一端側に形成された一端開口部３９ｂとを備え、この一端開口部の開口断面積が一般通路部の通路断面積よりも大きく形成されている。  これらの構成によって、給排通路の通路長を短くして、ロックピンのロック解除の応答性の向上とロック穴への挿入性の向上を図ることができる。
2020085057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトからの回転力が伝達されるハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジングの内部に相対回転可能に配置されたロータ部材と、前記ハウジングに対する前記ロータ部材の相対回転位置を規制可能なロック機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記ロック機構は、
前記ハウジングに設けられたロック凹部と、
前記ロータ部材に設けられた収容孔と、
前記収容孔の内部に移動可能に収容され、前記ロック凹部に挿入可能なロック部材と、
前記ロータ部材に該ロータ部材の回転軸に対して傾斜状に設けられ、少なくとも前記ロック部材が前記ロック凹部に挿入した状態で前記ロック凹部と連通するロック通路であって、前記ロック凹部に臨む一端開口部の開口断面積が前記ロック通路の通路断面積が最も小さい部分の通路断面積よりも大きな前記ロック通路と、
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、
前記ロータ部材は、筒状部を有し、
前記ハウジングは、前記筒状部の外周面に摺動する摺動孔を有し、
前記ロック通路は、前記一端開口部の一部が前記筒状部の外周面と前記摺動孔の内周面との間に開口し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３】
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、
前記ロック部材は、前記ロック凹部に挿入する小径部と、前記収容孔の内周面に摺動する大径部と、を有し、
前記一端開口部は、前記小径部が前記ロック凹部に挿入した状態において、一部が前記小径部と前記大径部との間の段差部に対向し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、
前記ロータ部材は、前記収容孔が形成される収容孔形成部位を有し、
前記ハウジングは、回転軸方向の一端開口を閉塞するプレート部材を有し、該プレート部材の前記収容孔と前記ロータ部材の回転軸方向から対向した位置に前記ロック凹部が形成され、
前記ロック通路の前記一端開口部は、少なくとも一部が前記収容孔形成部位の前記ロータ部材の回転軸方向の端面に開口し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５】
請求項４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、
前記一端開口部は、一部が前記プレート部材によって覆わ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６】
請求項４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、
前記一端開口部は、前記収容孔の内周面に対して周方向に延びた溝状に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７】
請求項４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、
前記ロック通路は、前記通路断面積の最も小さな部分の断面形状が円形状に形成されていると共に、前記一端開口部の断面形状が矩形状に形成されており、
前記ロータ部材は、焼結合金によって一体に形成され、前記通路断面積の最も小さな部分は加工によって形成されている一方、一端開口部は焼結成形と加工によって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８】
請求項７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、
前記一端開口部は、前記ロータ部材の周方向の幅が前記通路断面積の最も小さな部分の内径よりも大きくなっ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９】
クランクシャフトからの回転力が伝達されるハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジングの内部に相対回転可能に配置されたロータ部材と、前記ハウジングに対する前記ロータ部材の相対回転位置を規制可能なロック機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記ロック機構は、
前記ハウジングに設けられたロック凹部と、
前記ロータ部材に設けられた収容孔と、
前記収容孔の内部に移動可能に収容され、前記ロック凹部に挿入可能なロック部材と、
前記ロータ部材または前記ハウジングに設けられ、少なくとも前記ロック部材が前記ロック凹部に挿入した状態で、前記ロック凹部と連通するロック通路であって、前記収容孔に臨む一端開口部の開口断面積が前記ロック通路の通路断面積の最も小さい部分よりも大きな前記ロック通路と、
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１０】
クランクシャフトからの回転力が伝達されるハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジングの内部に相対回転可能に配置されたロータ部材と、前記ハウジングに対する前記ロータ部材の相対回転位置を規制可能なロック機構と、前記ハウジングに設けられたロック凹部と、前記ロータ部材に設けられた収容孔と、前記収容孔の内部に移動可能に収容され、前記ロック凹部に挿入可能なロック部材と、前記ロータ部材に設けられ、少なくとも前記ロック部材が前記ロック凹部に挿入した状態で前記ロック凹部と連通するロック通路と、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の製造方法であって、
前記ロータ部材を成形する工程は、
粗材を焼結によって成形する際に、凹状の平坦な当たり面を成形する工程と、
前記当たり面に対して垂直方向から孔開け加工して前記ロック通路を貫通形成する工程と、
孔開け加工によって前記収容孔を形成する工程と、
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の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法において、
前記当たり面は前記ロータ部材の回転軸に対して傾いた平面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の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法において、
前記孔開け加工によって前記収容孔を形成する工程では、前記当たり面を残しつつ前記収容孔を形成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の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法において、
前記ロック通路は、ドリル加工によって形成され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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁や排気弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変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】
内燃機関のバルブタイミング制御装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載したものがある。【０００３】
このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからチェーン介して回転力が伝達されるスプロケットと、吸気弁を開閉作動させるカムシャフトと、前記カムシャフトの一端部に固定されて、ハウジング内に相対回転に配置されたベーンロータと、前記ベーンロータのハウジングに対する相対回転位置を、最進角側と最遅角側の間の中間位置でロックする２つのロック機構と、を備えている。【０００４】
２つのロック機構は、ベーンロータに設けられた第１、第２ロックピンと、スプロケットの内周面にそれぞれ設けられて、第１、第２ロックピンが挿入あるいは離脱する２つの第１、第２ロック穴と、第１、第２ロック穴に作動油を供給して各ロック穴から第１、第２ロックピンを離脱させて、ベーンロータのロックを解除する給排通路と、を有してしている。【０００５】
前記給排通路は、ロータの内部に形成された油通路と、一端が油通路に開口し、他端がロック穴に開口した連通路と、を有している。前記油通路は、ベーンロータのロータの内部に径方向に沿って設けられた径方向通路と、軸方向に沿って設けられた軸方向通路と、から構成されている。前記径方向通路は、ドリル加工によって径方向へ貫通形成されて、外周側の端部がボール栓体によって閉じられている。一方、連通路は、ロータの前端面に円弧状に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１４７９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の装置にあっては、前記給排通路は、油通路が径方向通路と軸方向通路との２つの通路によって構成されていることから、連通路を含めた通路長全体が必然的に長くなってしまう。この結果、作動油の流動抵抗などに起因して前記各ロックピンの解除(離脱）応答性が低下する一方、各ロック穴からの作動油の排出速度が低下して各ロック穴への挿入性も低下するおそれがある。【０００８】
本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、給排通路の通路長を短くして、ロックピンのロック解除の応答性の向上とロック穴への挿入性の向上を図り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】
【０００９】
本発明の好ましい態様の一つとしては、とりわけ、ロック機構は、ハウジングに設けられたロック凹部と、ロータ部材に設けられた収容孔と、前記収容孔の内部に移動可能に収容され、前記ロック凹部に挿入可能なロック部材と、前記ロータ部材に該ロータ部材の回転軸に対して傾斜状に設けられ、少なくとも前記ロック部材が前記ロック凹部に挿入した状態で前記ロック凹部と連通するロック通路であって、前記ロック凹部に臨む一端開口部の開口断面積が通路断面積の最も小さな部分の通路断面積よりも大きな前記ロック通路と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の好ましい態様によれば、ロックピンのロック解除の応答性とロック穴への挿入性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るバルブタイミング制御装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】本実施形態に供される主要な構成部材を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態に供されるベーンロータが中間の相対回転位置に保持された状態を示す作用説明図である。
【図４】同じくベーンロータが最進角の相対回転位置に保持された状態を示す作用説明図である。
【図５】同じくベーンロータが最遅角の相対回転位置に保持された状態を示す作用説明図である。
【図６】本実施形態に供されるロックピンがロック穴に挿入した状態を示す図１の要部拡大図である。
【図７】本実施形態に供されるロックピンがロック穴から離脱した状態を示す図１の要部拡大図である。
【図８】本実施形態に供されるベーンロータの一部を断面して示す正面図である。
【図９】図８のＡ部の拡大断面図である。
【図１０】ベーンロータが焼結成形された後にピン孔やロック通路などがドリル加工によって孔開けされた状態を示す要部断面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】焼結成形されて粗材状態にあるベーンロータの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一つの態様に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を、排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は本発明の一つの態様に係るバルブタイミング制御装置の一実施形態を示す全体構成図、図２は本実施形態に供される主要な構成部材を示す分解斜視図、図３は本実施形態に供されるベーンロータが中間の相対回転位置に保持された状態を示す作用説明図、図４は同じくベーンロータが最進角の相対回転位置に保持された状態を示す作用説明図、図５は同じくベーンロータが最遅角の相対回転位置に保持された状態を示す作用説明図である。
【００１３】
この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スプロケット１と、スプロケット１に対して相対回転可能に設けられた排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、該両者の相対回転位相を変更する位相変更機構と、該位相変更機構を作動させる第１油圧回路３と、前記位相変更機構を介してスプロケット１に対するカムシャフト２の相対回転位置を、最進角側の回転位置（図４の位置）と最遅角側の回転位置（図５の位置）との間の所定の中間回転位相位置（図３の位置）に保持する２つの第１、第２ロック機構４、５と、各ロック機構４，５を作動させる第２油圧回路６と、を備えている。
【００１４】
スプロケット１は、肉厚円板状に形成されて、外周にタイミングチェーンが巻回される歯車部１ａを有していると共に、後述するハウジング本体７ａの後端開口を閉塞するリアカバーとして構成されている。また、スプロケット１は、中央にカムシャフト２に固定された後述のベーンロータの外周に回転自在に支持される摺動孔である軸受孔１ｂが貫通形成されている。また、スプロケット１の外周部の周方向のほぼ等間隔位置には、後述する４本のボルト１４の雄ねじ部１４ａが螺着される４つの雌ねじ孔１ｃが内側面１ｄ側から貫通形成されている。
【００１５】
なお、スプロケット１は、内側面１ｄの外周部の所定位置に、ハウジング本体７ａとの位置決めを行うためのピン１ｅが回転軸方向に沿って突出している。
【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可能に軸受けされ、外周面には排気弁を開閉作動させる複数の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、回転軸方向の一端部２ａの内部軸心方向に内周に雌ねじ部が形成されたボルト挿入孔２ｂが設けられている。
【００１７】
位相変更機構は、図１、図３〜図５に示すように、スプロケット１に軸方向から結合されて、内部に作動室を有するハウジング７と、カムシャフト２の一端部の雌ねじ部に螺着するカムボルト８を介して固定されて、ハウジング７内に相対回転自在に収容されたロータ部材であるベーンロータ９と、ハウジング７の内部に有する作動室がベーンロータ９によって仕切られたそれぞれ複数(本実施形態ではそれぞれ４つ）の遅角油圧室１１及び進角油圧室１２と、該各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２に作動油圧を給排する前記第１油圧回路３と、を備えている。
【００１８】
ハウジング７は、粉末金属を圧縮して焼結成形された焼結金属によって円筒状に形成されたハウジング本体７ａと、プレス成形によって形成され、ハウジング本体７ａの回転軸方向の前端開口を閉塞するフロントカバー１３と、後端開口を閉塞するリアカバーとしてのスプロケット１と、から構成されている。
【００１９】
ハウジング本体７ａは、内周面に軸心方向に向かって突出した４つの第１〜第４シュー１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを一体に有している。この各シュー１０ａ〜１０ｄは、ハウジング本体７ａの内周面の円周方向のほぼ等間隔位置に設けられており、これらとベーンロータ９の後述する４つのベーン１６ａ〜１６ｄとの間に、前述したそれぞれ４つの遅角油圧室１１と進角油圧室１２が仕切られている。
【００２０】
また各シュー１０ａ〜１０は、それぞれの内部軸方向にボルト挿通孔１０ｅが貫通形成されている。
【００２１】
第１シュー１０ａと第２シュー１０ｂは、剛性を高めるために基部側の周方向の幅が他の第３，第４シュー１０ｃ、１０ｄよりも大きく形成されている。つまり、後述するように、第１シュー１０ａは、第１ベーン１６ａが時計方向から当接する一側部に突部１０ｆが一体に設けられている。一方、第２シュー１０ｂは、第３ベーン１６ｃが反時計方向から当接する一側部に突部１０ｇが一体に設けられている。
【００２２】
なお、ハウジング本体７ａは、外周面の第１シュー１０ａが形成された位置にスプロケット１のピン１ｅが挿入して互いの円周方向の位置決めをするピン溝７ｂが回転軸方向に沿って形成されている。
【００２３】
フロントカバー１３は、中央に挿入孔１３ａが貫通形成されていると共に、外周部の円周方向位置には複数（本実施形態では４つ）のボルト挿通孔１３ｂが貫通形成されている。
【００２４】
ハウジング本体７ａとフロントカバー１３及びスプロケット１は、各ボルト挿通孔１０ｅ、１３ｂを挿通して各雌ねじ孔１ｃに螺着する４本のボルト１４によって回転軸方向から共締め固定されている。
【００２５】
カムボルト８は、図１に示すように、外形が六角形の頭部８ａと、頭部８ａの中央から延びて、カムシャフト２のボルト挿入孔２ｂに挿通される軸部８ｂと、該軸部８ｂの外周に形成されて、ボルト挿入孔２ｂの雌ねじ部に螺着する雄ねじ部８ｃと、を有している。頭部８ａは、軸部８ｂ側の一端面にフランジ部８ｄが一体に設けられている。
【００２６】
ベーンロータ９は、例えば金属粉末を圧縮焼結してなる焼結金属によって一体に形成され、図２〜図５に示すように、カムシャフト２の一端部２ａにカムボルト８によって固定されたロータ１５と、該ロータ１５の外周面に円周方向のほぼ１２０°等間隔位置に放射状に突設された複数(本実施形態では４枚)の第１〜第４ベーン１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとから構成されている。
【００２７】
ロータ１５は、カムシャフト２の回転軸方向に沿って前後方向に長いほぼ円筒状に形成されており、回転軸方向の中央に位置する肉厚なロータ本体１５ａと、ロータ本体１５ａのカムシャフト２側の後端側に一体に設けられた薄肉な筒状部１５ｂと、前端側に一体に設けられた薄肉円筒状の挿入ガイド部１５ｃと、を有している。
【００２８】
また、ロータ１５の内部には、後述するＶＴＣカバーの通路構成部３７が挿入ガイド部１５ｃ側から挿入される大径円柱状の挿入孔１５ｄが設けられている。
【００２９】
ロータ本体１５ａは、外周面円周方向のほぼ等間隔位置に前記第１〜第４ベーン１６ａ〜１６ｄが一体に設けられている。
【００３０】
筒状部１５ｂは、外周面１５ｊでスプロケット１の軸受孔１ｂの内周面を摺動可能に軸受している。また、筒状部１５ｂの内周面には、比較的肉厚な円盤状の支持壁１５ｅが径方向に沿って一体に設けられている。この支持壁１５ｅは、中央位置にカムボルト８の軸部８ｂが挿入するボルト挿入孔１５ｆが貫通形成されている。
【００３１】
また、筒状部１５ｂは、後端部に支持壁１５ｅを底壁とする円形状の嵌合溝１５ｇが形成されている。この嵌合溝１５ｇには、カムシャフト２の一端部２ａの先端部が回転軸方向から嵌合している。
【００３２】
筒状部１５ｂは、後端部の先端側外周に後述するスパイラルスプリング５０の内周部を支持する円環溝１５ｈが形成されている。
【００３３】
第１〜第４ベーン１６ａ〜１６ｄは、それぞれが各シュー１０ａ〜１０ｄの間に配置されている。また、第１ベーン１６ａと該第１ベーン１６ａに径方向から対向する第３ベーン１６ｃは、それぞれ円周方向から対向する各側面に円周方向へ延びた収容孔形成部であるブロック状の突起部１６ｅ、１６ｆが一体に設けられている。
【００３４】
第１〜第４ベーン１６ａ〜１６ｄは、円弧状の先端面に形成されたシール溝内に、ハウジング本体７ａの内周面に摺動しつつシールするシール部材１７ａがそれぞれ嵌着されている。一方、第１〜第４シュー１０ａ〜１０ｄの先端面に形成されたシール溝にも、ロータ本体１５ａの外周面１５ｊに摺動しつつシールするシール部材１７ｂがそれぞれ嵌着されている。
【００３５】
ベーンロータ９は、図４に示すように、進角方向へ相対回転すると、第１ベーン１６ａの一側面が対向する第１シュー１０ａの突部１０ｆの外側面に当接して最大進角側の回転位置が規制される。また、ベーンロータ９は、図５に示すように、遅角方向へ相対回転すると、第３ベーン１６ｃの一側面が対向する第２シュー１０ｂの突部１０ｇの外側面に当接して最大遅角側の回転位置が規制される。これら第１、第３ベーン１６ａ、１６ｃと第１、第２シュー１０ａ、１０ｂがベーンロータ９の最進角位置と最遅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、他の第２、第４ベーン１６ｂ、１６ｄは、両側面が円周方向から対向する各シュー１０ｃ、１０ｄの対向側面に当接せずに離間状態にある。したがって、ベーンロータ９とシュー１０ａ〜１０ｄとの当接精度が向上すると共に、各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２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】
さらに、ベーンロータ９は、筒状部１５ｂの後端部外周に配置されたスパイラルスプリング５０によって常時進角方向へ回転するように付勢されている。
【００３８】
このスパイラルスプリング５０は、内方へフック状に折り曲げられた内端部５０ａが、筒状部１５ｂの後端部に形成された止め溝１５ｉの内端縁に止められている(図１参照)。一方、同じく内方へフック状に折り曲げられた図外の外端部が、スプロケット１の外側面側に設けられた図外のピンに止められている。このスパイラルスプリング５０は、機関が停止される際に、ベーンロータ９がカムシャフト２に発生する交番トルクに抗してベーンロータ９を進角側へ相対回転させる程度のばね力に設定されている。
【００３９】
各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２は、ロータ１５の内部にほぼ放射方向(径方向)に沿って形成されたそれぞれ４本の遅角通路孔１１ａと進角通路孔１２ａを介して第１油圧回路３にそれぞれに連通している。
【００４０】
第１油圧回路３は、各遅角、進角油圧室１１，１２に対して作動油（油圧）を選択的に給排するもので、図１に示すように、各遅角油圧室１１に対して各遅角通路孔１１ａを介して油圧を給排する遅角油通路１８と、各進角油圧室１２に対して各進角通路孔１２ａ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第１電磁切換弁２１と、を備えている。
【００４１】
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。
【００４２】
遅角油通路１８と進角油通路１９は、それぞれの一端部が第１電磁切換弁２１の通路孔に接続されている。一方、各遅角、進角油通路１８，１９の他端側は、ロータ１５の挿入孔１５ｄ内に挿通保持された通路構成部３７内にほぼＬ字形状に沿って形成された遅角通路部１８ａと、通路構成部３７内に軸方向にほぼＬ字形状に形成された進角通路部１９ａと、にそれぞれ接続されている。遅角通路部１８ａは、遅角通路孔１１ａを介して各遅角油圧室１１に連通している。一方、進角通路部１９ａは、進角通路孔１２ａを介して前記各進角油圧室１２に連通している。
【００４３】
通路構成部３７は、ほぼ円柱状に形成されて、フロントカバー１３の前端側に配置された図外のＶＴＣカバーの内側面に一体に設けられている。このＶＴＣカバーは、例えばアルミ合金材などによって一体に形成されて、外周部がボルトなどを介して図外のチェーンカバーに固定されて非回転部として構成されている。また、図１に示すように、通路構成部３７の内部軸方向には、各通路部１８ａ、１９ａの他に、第１、第２ロック機構４，５の２つの第１、第２ロック穴２４，２５に作動油圧を給排する給排通路３３の給排通路部３３ａが形成されている。第１、第２ロック機構４，５の具体的構成については後述する。
【００４４】
第１電磁切換弁２１は、図１に示すように、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(ＥＣＵ)からの制御パルス信号(制御電流)によって作動が制御されている。つまり、第１電磁切換弁２１は、図外のバルブボディ内に軸方向へ摺動可能に設けられたスプール弁体を前後方向に移動させるようになっている。これによって、オイルポンプ２０の吐出通路２０ａといずれかの油通路１８，１９と連通させると同時に、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。
【００４５】
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は、下流側に濾過フィルタ５１が設けられていると共に、さら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。また、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に排出して適正な圧力に制御する圧力制御弁５２(リリーフ弁)が設けられている。
【００４６】
ＥＣＵは、内蔵されたコンピュータがクランク角センサ（機関回転数検出）やエアーフローメータ(機関負荷検出)、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している。また、ＥＣＵは、第１電磁切換弁２１や後述する第２電磁切換弁３６の各コイルに制御パルス信号を出力して各スプール弁体の移動位置を制御して遅角油通路１８と進角油通路１９を切換制御させるようになっている。
【００４７】
図６は第１ロック機構４の要部拡大図であって、ロックピンがロック穴に挿入された状態を示し、図７は同じくロックピンがロック穴から抜け出して離脱した状態を示している。
【００４８】
第１、第２ロック機構４、５は、図１〜図７に示すように、スプロケット１の内側面の円周方向の所定位置、つまり、ロータ１５の各突起部１６ｅ、１６ｆに対応した位置に設けられたロック凹部である２つの第１，第２ロック穴２４，２５と、第１、第３ベーン１６ａ、１６ｃの各突起部１６ｅ、１６ｆの内部にそれぞれ設けられた収容孔である２つの第１、第２ピン孔３１ａ、３１ｂと、この各ピン孔３１ａ、３１ｂの内部に移動可能に設けられて、各ロック穴２４，２５に挿入あるいは離脱するロック部材である２つの第１、第２ロックピン２６，２７と、該各ロックピン２６，２７の各ロック穴２４，２５に対する挿入あるいは離脱させる第２油圧回路６と、から主として構成されている。
【００４９】
第１ロック穴２４は、ほぼ円形状に形成されている。また、底面２４ａは、段差がなく全体が平坦状に形成されてスプロケット１の内側面１ｄのベーンロータ９の進角側の回転位置から遅角側に寄った中間位置に形成されている。また、この第１ロック穴２４は、進角側の各内側面は垂直に立ち上がった壁面になっていると共に、遅角側の内側縁も垂直に立ち上がった壁面になっている。第１ロック穴２４は、内径が後述する第１ロックピン２６の先端部２６ｂの外径よりも一回り大きく形成されている。したがって、第１ロックピン２６は、第１ロック穴２４に挿入した状態で、周方向の隙間を介して進角側から遅角側(スプロケット１の円周方向)へ僅かに移動可能になっている。
【００５０】
第２ロック穴２５は、図２〜図５に示すように、第１ロック穴２４と同心円上に配置されていると共に、スプロケット１の円周方向に沿って長溝状に形成されている。また、第２ロック穴２５の底面は、進角側から遅角側に下る２段の階段状に形成されている。つまり、スプロケット１の内側面１ｄを最上段として、これより一段ずつ低くなる第１底面２５ａ、第２底面２５ｂと順次低くなる階段状に形成されている。そして、進角側(図３中、上方位置)の第１底面２５ａの内側面は、垂直に立ち上がった壁面になっていると共に、第２底面２５ｂの遅角側の内側縁２５ｃも垂直に立ち上がった壁面になっている。第１底面２５ａは、その底面積が第２ロックピン２７の先端部２７ｂの先端面の面積よりも小さく設定されている。一方、第２底面２５ｂは、円周方向(遅角方向)に僅かに延びてその底面積全体が第２ロックピン２７の先端部２７ｂの先端面の面積よりも大きく設定されている。したがって、この第２底面２５ｂは、円周方向の先端側(図３中、下方位置、内側縁２４ｃ）がスプロケット１の内側面１ｄのベーンロータ９の最進角側の回転位置よりも遅角側に寄った中間位置になっている。
【００５１】
また、第１ロック穴２４と第２ロック穴２５は、第２油圧回路６から作動油圧が導入されるロック解除用の受圧室としても構成されている。つまり、後述する第１、第２ロック通路３９、３９から各ロック穴２４，２５に導入された油圧は、第１、第２ロックピン２６，２７の先端部２６ｂ、２７ｂの先端面を含めた全体に作用し、後述する第１、第２ロックピン２６，２７の第１、第２段差部２６ｃ、２７ｃ(受圧面)から先端部２６ｂ、２７ｂ全体に同時に作用させるようになっている。
【００５２】
第１ロックピン２６は、図１や図６及び図７などに示すように、第３ベーン１６ｃに形成された第１ピン孔３１ａ内に軸方向へ摺動可能に配置された大径部であるピン本体２６ａと、ピン本体２６ａの先端側に第１段差部２６ｃを介して一体に設けられ、ピン本体２６ａより小径部である先端部２６ｂと、を有している。
【００５３】
ピン本体２６ａは、外周面が単純なストレートの円筒面に形成されて、第１ピン孔３１ａに液密的に摺動するようになっている。一方、先端部２６ｂは、小径なほぼ円柱状に形成されて、外径が第１ロック穴２４の内径よりも小さく設定されている。
【００５４】
また、第１ロックピン２６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カバー１３の内側面との間に弾装された付勢部材である第１スプリング２９のばね力によって第１ロック穴２４に挿入する方向へ付勢されている。
【００５５】
第１段差部２６ｃは、図６、図７に示すように、先端部２６ｂの付け根部周囲に円環状に形成されていると共に、横断面形状が円弧状に形成されている。この第１段差部２６ｃは、第１ロック通路３９から導入された作動油圧を受圧する受圧部として機能すると共に、作動油圧を第１ロック穴２４内に案内する機能も有している。つまり、第１段差部２６ｃは、ここで受けた作動油圧とここから第１ロック穴２４に供給された作動油圧よって、１スプリング２９のばね力に抗して第１ロックピン２６を後退移動させる。これにより、先端部２６ｂが、第１ロック穴２４から後退移動して離脱することによりロックが解除されるようになっている。
【００５６】
なお、第１ピン孔３１ａの軸方向の後端部には、フロントカバー１３の挿入孔１３ａを介して大気と連通して第１ロックピン２６のスムーズな摺動を確保する第１呼吸溝３２が形成されている。
【００５７】
第２ロックピン２７は、図２に示すように、外径や長さなどの全体の外形が第１ロックピン２６とほぼ同一に形成されており、ロータ１５の第１ベーン１６ａに形成された第２ピン孔３１ｂ内に摺動可能に配置されたピン本体２７ａと、該ピン本体２７ａの先端側に第２段差部２７ｃを介して一体に設けられ、ピン本体２７ａより小径な先端部２７ｂと、から構成されている。
【００５８】
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、第２ピン孔３１ｂに摺動するようになっている。一方、先端部２７ｂは、小径なほぼ円柱状に形成されて、外径が第２ロック穴２５の内径よりも小さく設定されている。
【００５９】
また、第２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カバー１３の内面との間に弾装された付勢部材である第２スプリング３０のばね力によって第２ロック穴２５に挿入する方向へ付勢されている。
【００６０】
第２段差部２７ｃは、第１段差部２６ｃと同じ構成であって、先端部２７ｂの付け根部周囲に円環状に形成されていると共に、横断面形状が円弧状に形成されている。この第１段差部２６ｃは、後述する第２ロック通路３９から導入された作動油圧を受圧する受圧面の機能と、作動油圧をロック穴２５内に案内する案内機能も有している。つまり、第２段差部２７ｃは、ここで受けた作動油圧とここから第２ロック穴２５に案内供給した作動油圧よって第２スプリング３０のばね力に抗して第２ロックピン２７を後退移動させる。これにより、先端部２７ｂが、第２ロック穴２５から離脱してロックが解除されるようになっている。
【００６１】
なお、第２ピン孔３１ｂの軸方向の後端部には、フロントカバー１３の挿入孔１３ａを介して大気と連通して第２ロックピン２７のスムーズな摺動を確保する図外の第２呼吸溝が形成されている。
【００６２】
そして、ベーンロータ９は、第１、第２ロックピン２６、２７がそれぞれ対応する第１、第２ロック穴２４，２５にそれぞれ同時に挿入することによって、ハウジング７に対して最遅角位相と最進角位相との間の中間位相位置に保持されるようになっている。
【００６３】
なお、第１、第２段差部２６ｃ、２７ｃは、両ロックピン２６，２７が、各ロック穴２４，２５に挿入した状態では、第１ロックピン２６のみを示した図６に示すように、各ロック穴２４，２５の上端孔縁よりも僅かに上方位置となるように形成されている。
【００６４】
第２油圧回路６は、図１に示すように、第１、第２ロック穴２４，２５に対して、オイルポンプ２０の吐出通路２０ａから分岐した供給通路３４を介して作動油圧を第１、第２ロック穴２４，２５に供給すると共に、ドレン通路２２に連通する排出通路３５を介して第１、第２ロック穴２４，２５内の作動油を排出する給排通路３３と、機関の状態に応じて給排通路３３と各通路３４、３５を選択的に切り換える第２制御弁である第２電磁切換弁３６と、を備えている。
【００６５】
給排通路３３は、図１に示すように、一端側が第２電磁切換弁３６の対応する通路孔に接続されている一方、他端側の給排通路部３３ａが通路構成部３７の内部軸心方向から直線状に形成されている。また、給排通路部３３ａは、挿入孔１５ｄの内部に形成された油室３８に連通している。この油室３８は、ロータ１５の内部に形成された２つの第１、第２ロック通路３９、３９を介して第１、第２ロック穴２４，２５に連通している。
【００６６】
通路構成部３７は、外周面の軸方向の前後位置に円環状の複数(本実施形態では４つ)の嵌着溝が形成されている。この４つの嵌着溝には、進角通路部１９ａと外部や遅角通路部１８ａと進角通路部１９ａとの間、遅角通路部１８ａと油室３８との間などをシールする４つのシールリング４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄがそれぞれ嵌着固定されている。
【００６７】
油室３８は、挿入孔１５ｄの内部であって、通路構成部３７の先端面とカムボルト８の頭部８ａとの間に形成されている。この油室３８は、シールリング４０ｄの他に、カムボルト８の頭部８ａに有するフランジ部８ｄの平坦な着座面と該着座面が着座する支持壁１５ｅの対向面との間で外部に対してシールされている。
【００６８】
図８は、本実施形態に供されるベーンロータの一部を断面して示す正面図、図９は図８のＡ部を拡大して示す断面図、図１０はベーンロータが焼結成形された後にピン孔やロック通路などがドリル加工によって孔開けされた状態を示す要部断面図である。
【００６９】
第１、第２ロック通路３９、３９は、同一の構造であるから、以下では、便宜上、図１、図６〜図１０に基づいて、第１ロック通路３９を主として説明する。この第１ロック通路３９は、ロータ１５のロータ本体１５ａと筒状部１５ｂとの間の段差部位を、第１ロック穴２４側から挿入孔１５ｄの回転軸心方向へ向かって傾斜状に沿って形成された一般通路部３９ａと、該一般通路部３９ａの第１ロック穴２４側に開口した一端開口部３９ｂと、を有している。
【００７０】
一般通路部３９ａは、各ロック通路３９、３９のうち通路断面積の最も小さな部分であって、一般通路部３９ａの軸心に対して直角方向へ断面した形状(通路断面積)が円形状に形成されて内径が均一になっている。また、一般通路部３９ａの他端開口部３９ｃが、油室３８に臨んでいる(図１、図６、図７参照)。
【００７１】
一端開口部３９ｂは、矩形凹状に形成されて、開口断面積が第１、第２ロック通路３９，３９の通路断面積の最も小さな部分よりも大きく形成されている。ここで、第１、第２ロック通路３９，３９の通路断面積の最も小さな部分とは、一般通路部３９ａとスプロケット１の第１ロック穴２４の内側壁１ｆによって形成されている部分を示す。すなわち、一端開口部３９ｂは、ロータ１５の円周方向に長いほぼ長方形の凹状に形成されていると共に、長手方向のほぼ中央位置に一般通路部３９ａが孔開けられている。したがって、この一端開口部３９ｂは、図６に示すように、ベーンロータ９がハウジング７の内部に組み付けられた状態で、第１ロックピン２６の第１段差部２６ｃ(受圧部)と第１ロック穴２４に臨んでいる。また、この一端開口部３９ｂは、前述のように第１ロック穴２４に臨んでいるが、一部がスプロケット１の第１ロック穴２４の内側壁１ｆに覆われている。
【００７２】
図１１及び図１２は第１ロック通路３９などを孔開け加工する際のベーンロータ９の一部断面図であって、図１１は図１０のＢ−Ｂ線断面図、図１２は焼結成形されて粗材状態にあるベーンロータの要部断面図である。
【００７３】
ベーンロータ９は、図１２に示すように、全体が焼結金属によって一体に成形されている。この成形品(素材)において、第１、第２ロック通路３９が加工される部位には、ベーンロータ９の焼結成形と同時に平坦な当たり面４１がそれぞれ形成されている。この当たり面４１は、第１ピン孔３１ａの第１ロック穴２４側の一端部３１ｃから筒状部１５ｂの外周面まで傾斜状に形成されている。
【００７４】
そして、このベーンロータ９の成形品に対して、図１０，図１１に示すように、例えばドリル加工によって、ロック通路３９と第１ピン孔３１ａ及び各４つの遅角通路孔１１ａと進角通路孔１２ａがそれぞれ順次孔開け加工される。なお、この孔開け加工の順番は、決まっているわけではなく任意に設定することができる。
【００７５】
そして、ロック通路３９を孔開け加工するには、ドリル刃の先端を当たり面４１に対して垂直方向から当接させて、傾斜方向に沿って孔開け加工する。
【００７６】
ここで、第１ロック通路３９の一端開口部３９ｂは、開口断面積が一般通路部３９ａの通路断面積よりも大きくなっている。これは当たり面４１を孔開けした際に、第１ピン孔３１ａの一端部３１ｃに予め有する孔開け代の一部が残存したものである(本実施形態)。しかし、切削加工やドリル加工などによって意図的に一端開口部３９ｂの開口断面積の大きく形成することも可能である。
【００７７】
なお、第２ロック通路３９は、一般通路部３９ａや一端開口部３９ｂなどの構造が第１ロック通路３９と同じである。
【００７８】
第２電磁切換弁３６は、３ポート２位置のオン−オフ型弁であって、ＥＣＵから出力されたオン−オフの制御電流や内部のバルブスプリングのばね力によってスプール弁体により、給排通路３３に対して供給通路３４と排出通路３５のいずれか一方を選択的に連通させるようになっている。
〔本実施形態の作用〕
以下、本実施形態の作用を説明する。
【００７９】
まず、イグニッションスイッチをオフ操作して機関を停止しようした場合について説明する。前記オフ操作後に機関が完全に停止する直前に、ＥＣＵから第１電磁切換弁２１に制御電流を出力して、スプール弁体を軸方向の一方向に移動させて吐出通路２０ａと遅角油通路１８あるいは進角油通路１９の一方と連通させる。同時に、ドレン通路２２といずれか他方の油通路１８，１９を連通させる。つまり、ＥＣＵがカム角センサやクランク角センサからの情報信号に基づいて現在のベーンロータ９の相対回転位置を検出し、これに基づいて各遅角油圧室１１か、あるいは各進角油圧室１２に油圧を供給する。これによって、ベーンロータ９は、図３に示すように、最遅角側と最進角側の所定の中間位置まで回転制御される。なお、このとき、ベーンロータ９は、スパイラルスプリング５０のばね力によって進角方向へ相対回転する。
【００８０】
同時に、第２電磁切換弁３６に通電して給排通路３３と排出通路３５とを連通させる。これによって、第１、第２ロック穴２４，２５内の作動油は、各ロック通路３９、３９から油室３８に流入し、ここから給排通路３３(給排通路部３３ａも含む)を通って、排出通路３５及びドレン通路２２に流入してオイルパン２３内へ速やかに排出される。したがって、第１ロック穴２４，２５の内部が低圧となる。よって、各ロックピン２６、２７は、各スプリング２９，３０のばね力によって進出方向（ロック穴２４，２５に挿入する方向）へ付勢されて、各先端部２６ｂ、２７ｂが各ロック穴２４，２５にそれぞれ挿入する(図６参照)。
【００８１】
この状態では、第２ロックピン２７の先端部２７ｂの外側面が、第２ロック穴２５の遅角側の第１底面２５ａの内側面に当接して遅角方向への移動が規制される。一方、第１ロックピン２６の先端部２６ｂの外側面が、第１ロック穴２４の進角側の対向内側面に当接して進角方向への移動が規制される。
【００８２】
この作動によってベーンロータ９は、図３に示すように、ハウジング７に対して中間位置に相対回転してロックされる。このため、排気弁は、閉弁時期がピストン下死点よりも後の遅角側に制御される。
【００８３】
したがって、機関停止から十分に時間が経った冷機状態で再始動した場合には、排気弁の特異な閉時期によって機関の有効圧縮比が高められて燃焼が良好になり、機関の始動性が向上すると共に、始動の安定化が図れる。
【００８４】
その後、機関がアイドリング運転に移行すると、ＥＣＵから出力された制御電流によって第１電磁切換弁２１が、吐出通路２０ａと進角油通路１９を連通させると共に、遅角油通路１８とドレン通路２２を連通させる。一方、この時点では、第２電磁切換弁３６は、ＥＣＵから通電されず、給排通路３３と供給通路３４を連通させると共に、排出通路３５を閉止する。
【００８５】
このため、オイルポンプ２０から吐出通路２０ａに吐出された作動油圧は、供給通路３４と給排通路３３及び油室３８に供給される。さらにここから、各ロック通路３９，３９を通って各ロックピン２６，２７の第１、第２段差部２６ｃ、２７ｃに流入すると共に、各ロック穴２４、２５内に流入する。したがって、各ロックピン２６，２７は、各スプリング２９，３０のばね力に抗して後退移動する。これによって、各先端部２６ｂ、２７ｂが、各ロック穴２４，２５から抜け出し離脱してロックが解除される(図７参照)。よって、ベーンロータ９は、ハウジング７に対して自由な相対回転が確保される。
【００８６】
また、吐出通路２０ａに吐出された油圧の一部は、進角通路部１９ａと各進角通路孔１２ａを通って各進角油圧室１２に供給される一方、各遅角油圧室１１の作動油が各遅角通路孔１１ａと遅角油通路１８を通ってドレン通路２２からオイルパン２３に排出される。
【００８７】
したがって、各進角油圧室１２内が高圧になる一方、各遅角油圧室１１内が低圧になる。このため、ベーンロータ９は、図４に示すように、図中時計方向(進角側)へ回転して第１ベーン１６ａの一側面が第１シュー１０ａ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。
【００８８】
これにより、排気弁の開閉タイミングが進角側へ移行して、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが少なくなる。この結果、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。
【００８９】
また、機関が例えば高回転域になった場合には、ＥＣＵから出力された制御電流によって第１電磁切換弁２１が、流路を切り換えて吐出通路２０ａと遅角油通路１８を連通させると共に、進角油圧室１２とドレン通路２２を連通させる。一方、この時点では、第２電磁切換弁３６が、給排通路３３と供給通路３４を連通させると共に、排出通路３５を閉止した状態が継続されている。
【００９０】
したがって、今度は各遅角油圧室１１が高圧になると共に、各進角油圧室１２が低圧になる。このため、ベーンロータ９は、図５に示すように、遅角側に回転して第３ベーン１６ｃの一側面が第２シュー１０ｂの対向側面に当接して最遅角側の回転位置に規制保持される。これによって、排気弁は、開閉タイミングが遅くなって、吸気弁とのバルブオーバーラップが大きくなり、吸入空気量が増加して出力が向上する。
【００９１】
そして、前述のように、機関を停止させるためにイグニッションスイッチをオフ操作したときに、ベーンロータ９が、何らかの原因で前述の中間位置に戻らずに、例えば図４に示すように最進角側の位置で回転停止してしまった場合には、冷機再始動時に以下の作動を行う。
【００９２】
すなわち、イグニッションスイッチをオン操作してクランキングが開始されると、このクランキング初期にはカムシャフト２(ベーンロータ９)にバルブスプリングのばね力に起因して発生する正負の交番トルクが入力される。この変動トルクのうち正のトルクが入力された際に、ベーンロータ９が、遅角側へ僅かに回転する。このため、第２ロックピン２７の先端部２７ｂが、第２スプリング３０のばね力によってスプロケット１の内側面１ｄから第２ロック穴２５の第１底面２５ａに下降して当接する。
【００９３】
その直後、負のトルクが入力されてベーンロータ９が進角側への回転力が作用すると、第２ロックピン２７の先端部２７ｂの外側面が第２ロック穴２５の第１底面２５ａ側の立ち上がり内側面に当接して進角側への回転が規制される。その後、再び正のトルクが作用すると、ベーンロータ９の遅角側への回転に伴って第２ロックピン２７の先端部２７ｂが、第１底面２５ａから第２底面２５ｂまで下降して挿入する。
【００９４】
ここで再び負のトルクが作用すると、先端部２７ｂの外側面が第２底面２５ｂ側の立ち上がり内側面に当接して進角側への回転が規制される。つまり、ベーンロータ９は、第２ロックピン２７と第２ロック穴２５との間のラチェット機能によって遅角側へ順次自動的に回転する(図４、図３参照)
続いて、ベーンロータ９が、再び正のトルクによって遅角側へ回転すると、第２ロックピン２７は先端部２７ｂが第２ロック穴２５の第２底面２５ｂ上を遅角側へ摺動して先端部２７ｂの外周面が遅角側の内側面に当接する(図３参照)。同時に、第１ロックピン２６が、第１ロック穴２４内に入り込んで先端部２６ｂが底面２４ａに当接すると共に、先端部２６ｂの外側面が遅角側の内側面２４ｂに当接する。これによって、第１ロックピン２６と第２ロックピン２７の各先端部２６ｂ、２７ｂによってベーンロータ９は進角、遅角側の自由な相対回転が規制された状態になる。したがって、ベーンロータ９は、最遅角側と最進角側の中間位置に自動的に保持される。
【００９５】
よって、通常の冷機始動時には、クランキング中の機関の有効圧縮比が高められて燃焼が良好になり、始動の安定化と始動性の向上が図れる。
【００９６】
以上のように、本実施形態では、各ロック機構４，５の各ロック穴２４，２５に作動油を給排する第１、第２ロック通路３９、３９を、ロータ１５の回転軸に対して径方向へ傾斜状に形成した。このため、通路長を前記従来の装置に比較して十分に短くすることが可能になる。したがって、第１、第２ロック穴２４，２５へ供給される作動油圧の流動抵抗が十分に低減されて、該各ロック穴２４，２５に対する作動油圧の供給速度が速くなる。
【００９７】
一方、各ロック穴２４，２５から排出される作動油圧も、通路長の短い各ロック通路３９，３９を通って油室３８及び給排通路３３から排出通路３５，ドレン通路２２を通ってオイルパン２３に速やかに排出される。したがって、第１、第２ロック穴２４，２５から排出される作動油圧の流動抵抗が十分に低減されて、各ロック穴２４，２５からの作動油の排出速度が速くなる。
【００９８】
このように、各ロック穴２４，２５に対する作動油の供給、排出速度が速くなることによって、ベーンロータ９のハウジング７に対する相対回転の切り換え応答性が向上する。この結果、排気弁の開閉タイミングの制御応答性が向上する。
【００９９】
特に、各ロック通路３９は、一端開口部３９ｂの開口断面積が一般通路部３９ａの通路断面積よりも十分に大きく形成されている。このため、とりわけ、各ロック穴２４，２５からの作動油の排出性が良好になる。つまり、各ロック穴２４，２５に供給されて溜まった作動油は、各一端開口部３９ｂから各一般通路部３９ａに流入するが、このとき各一端開口部３９ｂは、大きな開口断面積になっていることから、作動油の排出流動抵抗が大幅に低減される。したがって、各ロック穴２４，２５からの作動油の排出性が向上することから、前述した各ロックピン２６，２７は、各ロック穴２４，２５への速やかに挿入することが可能になる。この結果、ベーンロータ９は、ハウジング７に対して速やかにロックされる。
【０１００】
前述のように、各ロック通路３９に流入した作動油圧は、各一端開口部３９ｂから各ロックピン２６，２７の各段差部２６ｃ、２７ｃを介して各先端部２６ｂ、２７ｂの外面と各ロック穴２４、２５の内周面との間に供給される。したがって、この供給された作動油圧は、各段差部２６ｃ、２７ｃの他に各先端部２６ｂ、２７ｂ全体に作用する。このため、各ロックピン２６，２７は、各ロック穴２４，２５から速やかに後退移動することが可能になり、各先端部２６ｂ、２７ｂの各ロック穴２４，２５からの離脱性も向上する。
【０１０１】
さらに、各ロック通路３９に流入した作動油は、その一部が各一端開口部３９ｂからスプロケット１の軸受孔１ｂの内周面と筒状部１５ｂの外周面１５ｊとの間に供給される。このため、軸受孔１ｂの内周面と外周面１５ｊと間の潤滑性が向上して、筒状部１５ｂによる軸受性能が向上する。
【０１０２】
各ロック通路３９、３９は、従来の技術のような複雑な通路構造ではなく、ストレートの単純な通路構造であるから、加工作業が容易になる。このため、加工作業能率の向上と加工コストの低減化が図れる。
【０１０３】
さらに、各ロック通路３９，３９は、粗材に対して孔開け加工する際に、当たり面４１を利用してドリル加工することから、位置決めが簡単になると共に加工作業が容易になる。
【０１０４】
各一端開口部３９ｂは、一部がスプロケット１の軸受孔１ｂの孔縁部で覆われた状態になっているが、開口断面積が大きくなっているので、作動油の流通量に影響がない。却って、一端開口部３９ｂに流入した作動油は、軸受孔１ｂの孔縁部の壁面を伝って各ロック穴２４，２５内へ速やかに案内される。したがって、各ロックピン２６，２７の離脱性が向上する。
【０１０５】
また、各一端開口部３９ｂは、ロータ本体１５ａと軸受用の筒状部１５ｂとの段差位置に形成されるので、加工作業が容易になる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、第１、第２ロックピン２６，２７の１、第２段差部２６ｃ、２７ｃを解除用の受圧面として利用したことから、各ピン本体２６ａ、２７ａの外周面をほぼストレートな円筒面に形成することができる。したがって、各ロックピン２６，２７の外径を可及的に小さくすることができるので、ロータ１５を含めた装置全体のコンパクト化が図れる。この結果、エンジンルーム内での機関への搭載性が向上する。
【０１０７】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、ロック通路３９を仕様によっては傾斜状ではなく径方向へ直線状に形成することも可能である。
【０１０８】
また、バルブタイミング制御装置を、排気弁側ばかりか吸気弁側にも適用することも可能である。
【０１０９】
本実施形態では、機関停止時に、ベーンロータ９を、ハウジング７に対して最進角側と最遅角側の間の中間回転位置にロック制御するものを示したが、例えば、最進角側あるいは最遅角側いずれか一方の回転位置にロック制御するものにも適用可能である。
【０１１０】
さらに、駆動回転体としてスプロケット１の他にプーリに適用することも可能である。
【０１１１】
また、本実施形態では、ロック機構を２つ設けたものを示したが、１つであっても良く、また２つ以上であっても良い。さらに、ロック機構の形成位置としては、ベーンではなくロータ１５に形成することも可能である。
【０１１２】
また、本実施形態では、一端開口部３９ｂは、当たり面４１を孔開けした際に、第１ピン孔３１ａの一端部３１ｃに予め有する孔開け代の一部が残存したものであるが、例えば意図的に加工によって形成することも可能である。
【０１１３】
また、本装置をいわゆるアイドルストップ車や、車両の走行モードによって駆動源を電動モータと内燃機関に切り換えるいわゆるハイブリッド車に適用することも可能である。
【０１１４】
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。
【０１１５】
その一つの態様として、クランクシャフトからの回転力が伝達されるハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジングの内部に相対回転可能に配置されたロータ部材と、前記ハウジングに対する前記ロータ部材の相対回転位置を規制可能なロック機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記ロック機構は、前記ハウジングに設けられたロック凹部と、
前記ロータ部材に設けられた収容孔と、前記収容孔の内部に移動可能に収容され、前記ロック凹部に挿入可能なロック部材と、前記ロータ部材に該ロータ部材の回転軸に対して傾斜状に設けられ、少なくとも前記ロック部材が前記ロック凹部に挿入した状態で前記ロック凹部と連通するロック通路であって、前記ロック凹部に臨む一端開口部の開口断面積が前記ロック通路の通路断面積が最も小さい部分よりも大きな前記ロック通路と、を備えている。
【０１１６】
この発明の態様によれば、ロック通路は、従来のような軸方向通路や径方向通路などの複雑な通路ではなく、単にロータ部材に傾斜状に形成されていることから通路長全体が短くなる。これによって、ロック凹部に対する作動油の供給速度や排出速度が速くなって、ロック部材のロック作用及びロック解除応答性が向上する。
【０１１７】
しかも、ロック通路の一端開口部の開口断面積が一般部の通路断面積よりも大きくことから、ロック凹部からの作動油の排出性が良好になって、ロック部材のロック凹部への挿入性が向上する。
【０１１８】
さらに好ましくは、前記ロータ部材は、筒状部を有し、前記ハウジングは、前記筒状部の外周面に摺動する摺動孔を有し、前記ロック通路は、前記一端開口部の一部が前記筒状部の外周面と前記摺動孔の内周面との間に開口している。
【０１１９】
この発明の態様によれば、ロック通路に流入した作動油の一部が、筒状部と摺動孔との間に流入することから、筒状部による軸受の潤滑性が向上する。
【０１２０】
さらに好ましくは、前記ロック部材は、前記ロック凹部に挿入する小径部と、前記収容孔の内周面に摺動する大径部と、を有し、前記一端開口部は、前記小径部が前記ロック凹部に挿入した状態において、一部が前記小径部と前記大径部との間の段差部に対向している。
【０１２１】
この発明の態様によれば、一端開口部の一部が段差部に対向していることから、ロック通路に流入した作動油は、ロック凹部を介してロック部材の小径部の外周面全体に回り込み易い。したがって、ロック部材のロック凹部からの離脱性も向上する。
【０１２２】
さらに好ましくは、前記ロータ部材は、前記収容孔が形成される収容孔形成部位を有し、前記ハウジングは、回転軸方向の一端開口を閉塞するプレート部材を有し、該プレート部材の前記収容孔と前記ロータ部材の回転軸方向から対向した位置に前記ロック凹部が形成され、前記ロック通路の前記一端開口部は、少なくとも一部が前記収容孔形成部位の前記ロータ部材の回転軸方向の端面に開口している。
【０１２３】
さらに好ましくは、前記一端開口部は、一部が前記プレート部材によって覆われている。
この発明の態様によれば、一端開口部は、開口断面積が大きいことから、プレート部材によって一部が覆われていても影響はなく、このような位置に設けることができることから、より加工がし易い。
さらに好ましくは、前記一端開口部は、前記収容孔の内周面に対して周方向に延びた溝状になっている。
【０１２４】
さらに好ましくは、前記ロック通路は、前記通路断面積の最も小さな部分の断面形状が円形状に形成されていると共に、前記一端開口部の断面形状が矩形状に形成されており、前記ロータ部材は、焼結合金によって一体に形成され、前記通路断面積の最も小さな部分は加工によって形成されている一方、一端開口部は焼結成形と加工によって形成されている。
【０１２５】
さらに好ましくは、前記一端開口部は、前記ロータ部材の周方向の幅が前記通路断面積の最も小さな部分の内径よりも大きくなっている。
【０１２６】
この発明の態様によれば、ロック部材の小径部付近の一端開口部の開口面積が大きいことから、ロック部材がロック凹部に挿入される際に、ロック凹部から作動油が一端開口部から通路断面積の最も小さな部分へ排出し易くなる。このため、ロック部材によるロック応答性の向上が図れる。
【０１２７】
別の好ましい態様としては、クランクシャフトからの回転力が伝達されるハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジングの内部に相対回転可能に配置されたロータ部材と、前記ハウジングに対する前記ロータ部材の相対回転位置を規制可能なロック機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記ロック機構は、前記ハウジングに設けられたロック凹部と、前記ロータ部材に設けられた収容孔と、前記収容孔の内部に移動可能に収容され、前記ロック凹部に挿入可能なロック部材と、前記ロータ部材または前記ハウジングに設けられ、少なくとも前記ロック部材が前記ロック凹部に挿入した状態で、前記ロック凹部と連通するロック通路であって、前記収容孔に臨む一端開口部の開口断面積が前記ロック通路の通路断面積が最も小さい部分よりも大きな前記ロック通路と、を備えている。
【０１２８】
別の好ましい態様としてはクランクシャフトからの回転力が伝達されるハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジングの内部に相対回転可能に配置されたロータ部材と、前記ハウジングに対する前記ロータ部材の相対回転位置を規制可能なロック機構と、前記ハウジングに設けられたロック凹部と、前記ロータ部材に設けられた収容孔と、前記収容孔の内部に移動可能に収容され、前記ロック凹部に挿入可能なロック部材と、前記ロータ部材に設けられ、少なくとも前記ロック部材が前記ロック凹部に挿入した状態で前記ロック凹部と連通するロック通路と、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の製造方法であって、
前記ロータ部材を成形する工程は、粗材を焼結によって成形する際に、凹状の平坦な当たり面を成形する工程と、前記当たり面に対して垂直方向から孔開け加工して前記ロック通路を貫通形成する工程と、孔開け加工によって前記収容孔を形成する工程と、を備えている。
【０１２９】
さらに好ましくは、前記当たり面は前記ロータ部材の回転軸に対して傾いた平面になっている。
【０１３０】
さらに好ましくは、前記孔開け加工によって前記収容孔を形成する工程では、前記当たり面を残しつつ前記収容孔を形成する。
【０１３１】
さらに好ましくは、前記ロック通路は、ドリル加工によって形成される。
【符号の説明】
【０１３２】
１…スプロケット(プレート部材)、１ｂ…軸受孔(摺動孔)、２…カムシャフト、２ａ…一端部、３…第１油圧回路、４…第１ロック機構、５…第２ロック機構、６…第２油圧回路、７…ハウジング、７ａ…ハウジング本体、９…ベーンロータ(ロータ部材)、１０ａ〜１０ｄ…シュー、１１…遅角油圧室、１１ａ…遅角通路孔、１２…進角油圧室、１２ａ…進角通路孔、１５…ロータ、１５ａ…ロータ本体、１５ｂ…筒状部、１５ｊ…外周面、１６ａ〜１６ｃ…ベーン、１６ｅ、１６ｆ…突起部(収容孔形成部)、１８…遅角油通路、１９…進角油通路、２４…第１ロック穴(ロック凹部)、２５…第２ロック穴(ロック凹部)、２６…第１ロックピン(ロック部材)、２６ａ…ピン本体、２６ｂ…先端部、２６ｃ…第１段差部(受圧面)、２７…第２ロックピン、２７ａ…ピン本体、２７ｂ…先端部、２７ｃ…第２段差部(受圧面)、２９、３０…第１、第２スプリング（付勢部材）、３１ａ、３１ｂ…第１、第２ピン孔(収容孔)、３３…給排通路、３４…供給通路、３６…第２電磁切換弁、３７…通路構成部、３８…油室、３９…ロック通路、３９ａ…一般通路部(通路断面積の最も小さな部分)、３９ｂ…一端開口部、３９ｃ…他端開口部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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