(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸及びカムシャフトの一方に連動して回転するとともに内部に凹部を有するハウジングと、同機関出力軸及びカムシャフトの他方に連結されてこのハウジング内に回動自在に収容されるとともに、同ハウジングの前記凹部を区画する受圧羽根を有してその両側に第１及び第２の液室を形成する羽根車とを備え、該形成される液室への液圧制御に基づくそれらハウジング及び羽根車の相対回転位相の変更に応じて前記カムシャフトにより開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１及び第２の液室のうちの前記バルブタイミングを進角せしめる側の液室に面する前記受圧羽根の受圧面積が他の側の液室に面する同受圧羽根の受圧面積よりも大きく設定されてなる
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２】
内燃機関の出力軸及びカムシャフトの一方に連動して回転するとともに内部に凹部を有するハウジングと、同機関出力軸及びカムシャフトの他方に連結されてこのハウジング内に回動自在に収容されるとともに、同ハウジングの前記凹部を区画する受圧羽根を有してその両側に第１及び第２の液室を形成する羽根車とを備え、該形成される液室への液圧制御に基づくそれらハウジング及び羽根車の相対回転位相の変更に応じて前記カムシャフトにより開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ハウジングと前記羽根車とはその摺接面に所定の間隙を有して相対回転するものであり、前記第１及び第２の液室のうちの前記バルブタイミングを進角せしめる側の液室に対応して設けられる間隙が他の側の液室に対応して設けられる間隙よりも小さく設定されてなる
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の気筒に設けられた吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを変更制御するためのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の気筒に設けられた吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期、即ちバルブタイミングを変更可能とする制御装置が種々提案されている（例えば、特開平８−１２１１２２号公報に開示された「内燃機関用バルブタイミング調節装置」等）。図１２は、従来におけるバルブタイミング制御装置の一構成例を示している。
【０００３】
同図に示すように、このバルブタイミング制御装置は、そのバルブタイミングの可変機構として、カムシャフト１０１の先端部に設けられた内部ロータ（以下羽根車という）１０２と、同シャフト１０１に対して相対回転可能に設けられたギア又はタイミングプーリに連結されてこの羽根車１０２を収容するハウジング１０３とを備える。上記ギア又はタイミングプーリには、クランクシャフト（図示略）の回転力が伝達される。
【０００４】
一方、ハウシング１０３内に収容された羽根車１０２はその外周部において、径方向に延びる羽根１０４を複数個（同例では２個）有する。ハウジング１０３は、その内周側に突出した複数個（同例では２個）の凸部１０５を有する。そして同機構にあっては、ハウジング１０３のこれら凸部１０５間が羽根車１０２の各羽根１０４により区画されて第１圧力室１０７及び第２圧力室１０８が形成されている。これら圧力室１０７及び１０８は、カムシャフト内部に設けられた油通路１０９と連通しており、ポンプ１１１から圧送される油圧用油の流通が切替バルブ１１２及び逆止弁１１３により制御されることによって、同圧力室１０７あるいは１０８に選択的に油圧が供給されるようになる。
【０００５】
すなわち、同装置において、バルブタイミングを遅らせる場合、切替バルブ１１２を図面左方向に操作して第２圧力室１０８内の油圧を増加させることにより、羽根車１０２をカムシャフト１０１あるいはバルブタイミング可変機構の回転方向（図１２に矢指）とは逆方向（以下、この方向を「遅角方向」という）に相対回転させる。この相対回転により、カムシャフト１０１によって開閉されるバルブ（図示略）のバルブタイミングが遅らせられる。
【０００６】
これに対して、バルブタイミングを進める場合、切替バルブ１１２を図面右方向に操作して第１圧力室１０７内の油圧を増加させることにより、羽根車１０２をカムシャフト１０１あるいはバルブタイミング可変機構の回転方向と同方向（以下、この方向を「進角方向」という）に相対回転させる。この相対回転によってバルブタイミングが進められる。
【０００７】
又上記の構成で、羽根車１０２及びそのハウジング１０３といった両回転体間における相対的な回転位相の変更には第１圧力室１０７と第２圧力室１０８内にかかる油圧の差が要件となるため、両回転体の間隙を通じたそれら両圧力室間の漏出は可能な限り抑制されるべきであり、このためハウジング１０３と羽根車１０２間の摺動接触面には封止部材１１５が設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしたバルブタイミング制御装置にあっては上述のように、第１、第２圧力室１０７及び１０８に油圧を送り込み、それら両圧力室１０７及び１０８の油圧を切替バルブ１１２により適度にバランスさせてバルブタイミングを制御している。
【０００９】
ところが、同装置にあっては、機関の運転に伴い、上記バルブタイミング可変機構自体が図１２に矢指した方向に高速に回転するため、上記羽根車１０２の自重による慣性力が常に働き、同羽根車１０２の特に進角方向への応答性が悪化する傾向にある。このため、進角方向のある目的とするバルブタイミングに制御すべく上記切替バルブ１１２を切替えても同バルブタイミングが即座に進角制御されないなど、制御性において尚課題を残すものとなっている。前記羽根車１０２の運動性及び制御性は、たとえ機関の運転中であろうとも、遅角・進角方向共に高く互いにほぼ均等であることが理想である。
【００１０】
本発明は前述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関のバルブタイミング制御装置において、バルブタイミング可変機構自体の回転による慣性から生じる羽根車の進角・遅角方向への運動性の不均等及び制御不良を改善することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関の出力軸及びカムシャフトの一方に連動して回転するとともに内部に凹部を有するハウジングと、同機関出力軸及びカムシャフトの他方に連結されてこのハウジング内に回動自在に収容されるとともに、同ハウジングの前記凹部を区画する受圧羽根を有してその両側に第１及び第２の液室を形成する羽根車とを備え、該形成される液室への液圧制御に基づくそれらハウジング及び羽根車の相対回転位相の変更に応じて前記カムシャフトにより開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記第１及び第２の液室のうちの前記バルブタイミングを進角せしめる側の液室に面する前記受圧羽根の受圧面積が他の側の液室に面する同受圧羽根の受圧面積よりも大きく設定されてなることを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、バルブタイミングを進角せしめる側の液室に面する受圧羽根の押力が他の側の液室に面する同受圧羽根の押力に比べて相対的に増大し、ひいては羽根車の進角方向への応答性が好適に向上する。したがって、羽根車の進角方向への運動性が遅角方向に比べて相対的に向上し、同羽根車の前記慣性力に起因する進角方向への制御性の悪化が是正される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、内燃機関の出力軸及びカムシャフトの一方に連動して回転するとともに内部に凹部を有するハウジングと、同機関出力軸及びカムシャフトの他方に連結されてこのハウジング内に回動自在に収容されるとともに、同ハウジングの前記凹部を区画する受圧羽根を有してその両側に第１及び第２の液室を形成する羽根車とを備え、該形成される液室への液圧制御に基づくそれらハウジング及び羽根車の相対回転位相の変更に応じて前記カムシャフトにより開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記ハウジングと前記羽根車とはその摺接面に所定の間隙を有して相対回転するものであり、前記第１及び第２の液室のうちの前記バルブタイミングを進角せしめる側の液室に対応して設けられる間隙が他の側の液室に対応して設けられる間隙よりも小さく設定されてなることを要旨とする。
【００１４】
通常、第１及び第２の液室からの作動液の漏出は、相対回転するハウジングと羽根車との間に設けられた間隙を通じて行われる。上記構成によれば、バルブタイミングを進角せしめる側の液室からの作動液の漏出量が他の側の液室からの同作動液の漏出量に比べ相対的に減少し、ひいては羽根車の進角方向への応答性が好適に向上する。したがって、羽根車の進角方向への運動性が遅角方向に比べて相対的に向上し、同羽根車の前記慣性力に起因する進角方向への制御性の悪化が是正される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、上記の発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を具体化した第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
この実施形態では、内燃機関としてのガソリンエンジンにおいて、その吸気側カムシャフトに対して設けられたバルブタイミング制御装置について説明する。図１は、吸気側カムシャフト（以下、単に「カムシャフト」という）１１の先端側（同図の左側）に設けられたバルブタイミング可変機構（以下「ＶＶＴ」という）１２、及び同ＶＶＴ１２に油を供給するためのオイルポンプ１３（以下、単に「ポンプ」という）、同機構１２に供給する油圧を調節するためのオイルコントロールバルブ（以下「ＯＣＶ」という）４０等を示す断面図である。
【００２９】
同図に示すように、シリンダヘッド１４の上端部及びベアリングキャップ１５は、カムシャフト１１のジャーナル１１ａを回転可能に支持する。カムシャフト１１は、その先端部に拡径部１１ｂを有する。拡径部１１ｂの外周に相対回転可能に設けられたスプロケット１７は、その外周にタイミングチェーン（図示略）が掛けられる外歯１７ａを有する。同チェーンは、クランクシャフト（図示略）の回転力をスプロケット１７に伝達する。
【００３０】
カムシャフト１１は、その基端側（図１の右側）に複数のカム（図示略）を有し、それらカムは吸気バルブ（図示略）の上端部に当接する。カムシャフト１１の回転に伴って、各カムは吸気バルブを開閉する。
【００３１】
拡径部１１ｂ及びスプロケット１７の先端面に順に取り付けられた側板１８、ハウジング１６、及びハウジングカバー２０は、ボルト２１によりスプロケット１７に固定され同スプロケット１７と一体に回転する。カムシャフト１１の先端面にボルト２２によって取り付けられた羽根車１９は、図示しないノックピンによって同シャフト１１に固定され同シャフト１１と一体に回転する。
【００３２】
図２は図１の２−２線に沿った断面を示す（尚、図１は図２の１−１線に沿った断面を示す）。同図に示すように、羽根車１９は、その中央部に位置する円筒状のボス２３と、同ボス２３を中心に略９０°毎の間隔をもって形成された４つの羽根（受圧羽根）２４とを備える。
【００３３】
又、ハウジング１６は、その内側において、中心へ向かって突出し互いに所定の間隔をもって配置された４つの突状部２５を有する。各突状部２５の間にそれぞれ形成された凹部は上記羽根車１９の各羽根２４を収容する。各羽根２４の外周面は凹部の内周面に接し、各突状部２５の内周面は、ボス２３の外周面に接している。
【００３４】
図４は各羽根２４の一つを拡大して示し、図５は図４の５−５線に沿った断面を示す。両図に示すように、各羽根２４は、その外周面にそれぞれ形成された溝２７を有する。各溝２７内には、シールプレート２８がそれぞれ配置されている。各シールプレート２８は、上記突状部２５の間に形成された凹部の内周面に接している。各シールプレート２８と各溝部２７の底壁との間には弾性部材としての板バネ２９がそれぞれ配設されている。各板バネ２９は、各プレート２８を上記凹部の内周面に向けて押圧している。なお、これらシールプレート２８は、羽根２４の外周面とハウジング１６に形成された凹部の内周面との間を封止するための封止部材に相当する。
【００３５】
一方、ハウジングカバー２０（図１）は、ハウジング１６及び羽根車１９の先端側面を覆っている。各羽根２４は、このカバー２０、ハウジング１６の凹部２６、ボス２３、及び側板１８によって囲まれた４つの空間を各々２つの油圧室３０，３１（図２、図４）に区画する。スプロケット１７の回転方向（図２において矢印で示す）と逆方向（以下、この方向を「遅角方向」という）の側に位置する第１油圧室３０には、バルブタイミングを進める際に油が供給される。回転方向と同方向（以下、この方向を「進角方向」という）の側に位置する第２油圧室３１には、バルブタイミングを遅らせる際に油が供給される。
【００３６】
又、図１，図２に示すように、羽根２４の一つは、断面円形状をなしカムシャフト１１の軸方向に沿って延びる貫通孔３２を有する。貫通孔３２内に移動可能に設けられたロックピン３３は、その内部に収容孔３３ａを有する。この収容孔３３ａ内に設けられたスプリング３５は、同ピン３３を側板１８に形成された係止穴３４に向けて付勢する。ロックピン３３が係止穴３４に係合することにより、ハウジング１６に対する羽根車１９の位置は、図２に示すように、各第１油圧室３０側の羽根２４の側面が、各突状部２５から若干離間する位置に固定される。これにより、羽根車１９と側板１８との間の相対的な回転が規制され、カムシャフト１１とスプロケット１７とが一体に回転する。なお、こうしたロックピン３３を設けて羽根車１９と側板１８（ハウジング１６）との間の相対回転を規制することにより、例えばエンジンの始動時等、同ＶＶＴ１２の不安定な作動状態に起因する異音等の発生も好適に回避されるようになる。
【００３７】
羽根車１９は、その先端面に形成された油溝３６を有する。同溝３６はカバー２０に形成された長穴３７と、貫通孔３２とを連通する。油溝３６及び長穴３７は、貫通孔３２の内部においてロックピン３３よりも先端側にある空気或いは油を外部に排出する機能を有する。
【００３８】
次に、図１〜図３を併せ参照して、上述した各第１油圧室３０及び各第２油圧室３１に対して油の給排を行うための油圧通路Ｐについて説明する。
シリンダヘッド１４は、その内部に形成された進角側油路３８、遅角側油路３９を有する。各油路３８，３９は、ＯＣＶ４０の後述する第１のポート５５及び第２のポート５６に接続されている。ＯＣＶ４０は、オイルフィルタ４１、ポンプ１３、オイルストレーナ４２を介してオイルパン４３に通じている。
【００３９】
進角側油路３８は、ジャーナル１１ａの全周に形成された油溝４４、ジャーナル１１ａの内部に形成された油孔４５を介して、カムシャフト１１の内部に形成された油通路４６に通じている。同油通路４６の先端側は、羽根車１９のボス２３の基端側内周部、ボルト２２、及び側板１８によって区画された環状空間４７に開口する。図２に示すように、ボス２３の内部、各羽根２４及び各突状部２５の一部において、放射状に形成された４つの油孔４８は、環状空間４７と各第１油圧室３０とを連通し、環状空間４７内に供給された油を各第１油圧室３０に供給する。ロックピン３３の外周壁と貫通孔３２の内周壁とによって囲まれる環状の空間よりなる油圧室４９は、油孔４８の一つにより環状空間４７と通じている。
【００４０】
一方遅角側油路３９は、シリンダヘッド１４の上端部及びベアリングキャップ１５に形成された油溝５０に通じている。拡径部１１ｂに形成された油孔５３は、この油溝５０と、側板１８の基端側面と拡径部１１ｂの先端側面との間に形成された環状の油空間５１とを連通する。側板１８は、図１、図２に示すように各突状部２５の側面近傍にて開口する４つの油孔５２を有する。各油孔５２は、油空間５１と各第２油圧室３１とを連通し、同油圧室３１内に油空間５１内の油を供給する。又、油空間５１は前述した係止穴３４にも通じており、同係止穴３４内には同空間５１内の油が供給される。
【００４１】
進角側油路３８、油溝４４、油孔４５、油通路４６、環状空間４７、及び各油孔４８は、各第１油圧室３０に油を供給するための第１油路Ｐ１を構成し、遅角側油路３９、油溝５０、油孔５３、油空間５１、及び各油孔５２は、各第２油圧室３１に油を供給するための第２油路Ｐ２を構成する。各油路Ｐ１，Ｐ２は油圧通路Ｐを構成する。
【００４２】
ここで、本実施形態にあっては、前記油路Ｐ１を構成する各油通路の断面積は前記油路Ｐ２を構成する各油通路の断面積に対し相対的に大きく形成されている。
【００４３】
前記ＯＣＶ４０は、第１油路Ｐ１及び第２油路Ｐ２と、ポンプ１３及びオイルパン４３との連通状態を切り換える。図１に示すように、ＯＣＶ４０を構成するケーシング５４は、第１〜第５のポート５５〜５９を有する。第１のポート５５は進角側油路３８に、第２のポート５６は遅角側油路３９にそれぞれ通じている。第３及び第４のポート５７，５８はオイルパン４３に、第５のポート５９はオイルフィルタ４１を介してポンプ１３の吐出側に通じている。
【００４４】
ケーシング５４の内部において往復可能に設けられたスプール６０は、円柱状をなす４つの弁体６１を有する。電磁ソレノイド６２は、スプール６０を図１に示す「遅角位置」と、図３に示す「進角位置」との間で移動させる。ケーシング５４内に設けられたスプリング６４は、スプール６０を「遅角位置」側へ向けて付勢する。
【００４５】
電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）６５は、電磁ソレノイド６２の駆動態様をデューティ制御する。
すなわちＥＣＵ６５は、電磁ソレノイド６２を１００％のデューティ比で駆動することにより、スプール６０の位置を「進角位置」に保持する。これにより、図３に示すように、進角側油路３８は第１のポート５５及び第５のポート５９を介してポンプ１３の吐出側に接続され、遅角側油路３９は第２のポート５６及び第４のポート５８を介してオイルパン４３に接続される。その結果、各第１油圧室３０内には第１油路Ｐ１を通じて油が供給される一方で、各第２油圧室３１内の油は第２油路Ｐ２を通じてオイルパン４３に戻される。
【００４６】
又ＥＣＵ６５は、電磁ソレノイド６２に対する通電制御を停止（デューティ比が０％）することにより、スプール６０の位置を「遅角位置」に保持する。これにより、図１に示すように、遅角側油路３９が第２のポート５６及び第５のポート５９を介してポンプ１３の吐出側に接続される一方で、進角側油路３８が第１のポート５５及び第３のポート５７を介してオイルパン４３に接続される。その結果、各第２油圧室３１内には第２油路Ｐ２を通じて油が供給される一方で、各第１油圧室３０内の油は第１油路Ｐ１を通じてオイルパン４３に戻される。
【００４７】
更にＥＣＵ６５は、電磁ソレノイド６２を５０％のデューティ比で駆動することにより、スプール６０の位置を「保持位置」に保持する。これにより、スプール６０の弁体６１は、第１及び第２のポート５５，５６を閉塞する。その結果、第１油圧室３０及び第２油圧室３１に対する油の供給及び排出は行われず、各油圧室３０，３１の油圧は現状の状態に保持される。
【００４８】
ＥＣＵ６５に接続された回転数センサ６６及び吸気圧センサ６７はそれぞれ、エンジンの回転数、及び吸気圧力を検出する。ＥＣＵ６５に接続されたクランク角センサ６８及びカム角センサ６９はそれぞれ、クランクシャフト（図示略）及びカムシャフト１１の回転位相を検出する。ＥＣＵ６５は各センサ６６〜６９から入力される検出信号に基づき、エンジンの運転状態に適合するカムシャフト１１の目標回転位相（目標バルブタイミング）を算出し、且つ同カムシャフトの実回転位相（実バルブタイミング）を検出する。そしてＥＣＵ６５は、これらカムシャフト１１の実回転位相と目標回転位相との偏差が所定値以下となるようにＯＣＶ４０を制御する。
【００４９】
次に、上記のように構成された本実施形態の動作について説明する。
本実施形態によれば、エンジンが始動されると、ポンプ１３によって吸引されたオイルパン４３内の油が同ポンプ１３から第１油路Ｐ１内に圧送される。これにより、油圧室４９内の油圧が増加し、ロックピン３３はその油圧によって係止穴３４から抜ける。その結果、羽根車１９とスプロケット１７との相対回転が許容された状態となる。そして、吸気バルブは、カムシャフト１１の回転により所定のバルブタイミングをもって開閉される。
【００５０】
ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブタイミングを進めるために、電磁ソレノイド６２を１００％のデューディ比で駆動する。その結果、各第１油圧室３０には油が供給され、各第２油圧室３１内の油はオイルパン４３に戻される。従って、各第１油圧室３０内の油圧が各第２油圧室３１内の油圧よりも相対的に増加するため、各羽根２４には前記「進角方向」の回転力が作用する。そして、この回転力により羽根車１９はスプロケット１７に対して「進角方向」に相対的に回転し、カムシャフト１１の回転位相がスプロケット１７の回転位相に対して相対的に進角されることにより、吸気バルブのバルブタイミングが現状よりも進められる。本実施形態において、羽根車１９がスプロケット１７に対して「進角方向」に相対回転し、各羽根２４が各突状部２５に当接した状態となると、バルブタイミングは最も進んだ状態となる。
【００５１】
これに対して、ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブタイミングを遅らせるために、電磁ソレノイド６２に対する通電を停止する（デューティ比が０％）。この結果、各第２油圧室３１には油が供給され、各第１油圧室３０内の油はオイルパン４３に戻される。従って、各第２油圧室３１内の油圧が各第１油圧室３０内の油圧よりも相対的に増加するため、各羽根２４には前記「遅角方向」の回転力が作用する。そして、この回転力により羽根車１９はスプロケット１７に対して「遅角方向」に相対的に回転し、カムシャフト１１の回転位相がスプロケット１７の回転位相に対して相対的に遅角されることにより、吸気バルブのバルブタイミングが現状よりも遅らせられる。本実施形態において、羽根車１９がスプロケット１７に対して「遅角方向」に相対回転し、各羽根２４が各突状部２５に当接した状態となると、バルブタイミングは最も遅れた状態となる。
【００５２】
ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブタイミングを現状のバルブタイミングに保持するために、電磁ソレノイド６２を５０％のデューティ比で駆動する。この結果、各油圧室３０，３１への油の供給及び各油圧室３０，３１からの油の排出は行われなくなる。従って、羽根車１９とスプロケット１７との相対回転は停止するため、吸気バルブのバルブタイミングは現状のタイミングに保持される。
【００５３】
上記のように、ＥＣＵ６５が電磁ソレノイド６２を通電制御することにより、吸気バルブのバルブタイミングを最遅角のタイミングと最進角のタイミングとの間で所定のタイミングに連続的（無段階）に変更することができ、更にそのバルブタイミングを保持することができる。
【００５４】
図６は、図１〜図５に示した本実施形態のバルブタイミング制御装置における上記第１油路Ｐ１及び第２油路Ｐ２の形成態様を模式的に示した概略図である。オイルパン４３からＯＣＶ４０を通じてＶＶＴ１２内へ作動油の給排を行うことは前述の通りである。ここで、油路Ｓ１ａは、上記第１油路Ｐ１のうちの主にＶＶＴ１２に至るまでの油路構造を模式的に示したものであり、また油路Ｓ２ａは、上記第２油路Ｐ２のうちの主にＶＶＴ１２に至るまでの油路構造を模式的に示したものである。一方、油路Ｓ１ｂは、上記第１油路Ｐ１のうちの主にＶＶＴ１２内での油路構造を模式的に示したものであり、油路Ｓ２ｂは、上記第２油路Ｐ２のうちの主にＶＶＴ１２内での油構造を模式的に示したものである。同図に示されるように、また上述したように、本実施形態にあっては、ＶＶＴ１２に至る油経路、及びＶＶＴ１２内での油経路において、第１油路Ｐ１は第２油路Ｐ２に比べてその断面積が相対的に大きく形成されている。
【００５５】
従来こうしたバルブタイミング制御装置の作動に際し、当該エンジンの運転時にはＶＶＴ１２本体も高速回転されるために、羽根車１９に慣性が常に働き、同羽根車１９の進角方向への応答性を悪化させるという問題があったことは前述の通りである。しかしこの点、本実施形態にあっては、進角側への応答を補助する上記の油路構造の採用により第１油圧室３０へ供給できる単位時間当たりの油量が第２油圧室３１へ供給できる量よりも相対的に増大することとなり、羽根車１９の進角方向への運動性が相対的に向上している。
【００５６】
このことを、図１１を参照して更に詳述する。
図１１は、ＥＣＵ６５からのバルブ変更指令を受けた際、ＯＣＶ４０の動作に対しＶＶＴ１２内における羽根車１９が進角側及び遅角側へどのように応答するかを、それぞれ従来のバルブタイミング制御装置と本実施形態のバルブタイミング制御装置との間で比較したものである。
【００５７】
同図において、横軸は時間（ｔ）を、縦軸は進角方向を正とした場合のハウジングに対する羽根車１９の位相角度（ω）を示す。又同図において、羽根車１９の位相の最大値、すなわち羽根車１９が最も進角よりに位置しているときの位相をωｍａｘとし、同羽根車１９の位相の最小値、すなわち羽根車１９が最も遅角よりに位置しているときの位相をωｍｉｎとする。又、ＥＣＵ６５が羽根車１９を進角方向又は遅角方向に位相変更させる命令、すなわちバルブタイミング変更指令を発信した時刻をｔ１とする。この時刻ｔ１から位相の変更完了に要する時間が短いほどバルブタイミング変更指令に対するＶＶＴ１２の応答性は良いといえる。
【００５８】
ここで、従来のバルブタイミング制御装置においては、ＶＶＴ１２自身の回転による羽根車１９の慣性力の影響で、遅角側への変更、すなわちωｍａｘからωｍｉｎへの変更に際しては、時間Δｔ２と、比較的短時間にその位相変更が完了するものの、逆の進角側への変更すなわちωｍｉｎからωｍａｘへの変更に際しては、同図１１に実線にて示すように、その位相変更が完了するまでに時間Δｔ３と比較的長い時間を要していた。
【００５９】
この点、本実施形態のバルブタイミング制御装置においては、羽根車１９の位相変更で特に進角方向への動作に相対的な改善がみられ、該進角側への変更に際しても、同図１１に一点鎖線にて示すように、遅角側への変更とほぼ同等の時間Δｔ２にてその位相変更が完了されるようになる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば以下に示す効果が得られる。
（ａ）本実施形態において、進角せしめる側の第１油圧室３０内に油圧を供給する経路、すなわち第１油路Ｐ１の断面は遅角せしめる側の第２油圧室３１内に油圧を供給する経路、すなわち第２油路Ｐ２の断面と比して大である。従って、油圧ポンプ１３から供給される同等の油圧下においては、第１油圧室３０内に流入する油の単位時間当たり流量が 、第２油圧室３１内に流入する油の単位時間当たり流量に比べ相対的に増大し、羽根車１９をハウジング１６に対して相対回動させる際、特に進角方向への応答性が好適に改善される。
（第２実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６１】
図７は第２の実施形態のバルブタイミング制御装置の特にＶＶＴ１２とＯＣＶ４０とを連絡する油経路を模式的に示した斜視図である。本実施形態のバルブタイミング制御装置において、そのＶＶＴ１２及びＯＣＶ４０は、第１の実施形態で示されたものとほぼ同一の構造及び機能を有している（図１〜図５参照）。
【００６２】
すなわち同装置においても、吸気側カムシャフト１１の先端部に設けられたＶＶＴ１２は、クランクシャフト（図示略）の駆動力がタイミングチェーンを介して伝達されるスプロケット１７、このスプロケット１７に固定され、同スプロケット１７と一体に回転するハウジング１６及びハウジングカバー２０、そしてこのハウジング１６の内部に配設され、前記吸気側カムシャフト１１の先端に固定されて、同カムシャフト１１と一体に回転する羽根車（図示略）より構成されている。
【００６３】
ここで、このＶＶＴ１２とＯＣＶ４０間にあって、ハウジング１６とこれに収容される羽根車との相対回動に必要な駆動力を伝達する作動油の油路Ｐ１及びＰ２は、それぞれ図１において示したように、油路Ｐ１にあってはカムシャフトジャーナル１１ａ内部の油孔４５から油溝４４を通じ、又油路Ｐ２にあっては同ジャーナル１１ａの拡径部１１ｂに形成された油孔５３から油溝５０を通じて、これらＶＶＴ１２とＯＣＶ４０とを連絡している。図７においては、これら２系統の油路Ｐ１及びＰ２をそれぞれ油路Ｐ１ａ及びＰ２ａとして概念的に図示している。
【００６４】
本実施形態にあっては同図７に示されるように、遅角側の油路Ｐ２ａが屈曲していて比較的その通路長が長いのに対し、進角側の油路Ｐ１ａは、直線的に形成されていてその通路長が相対的に短くなり、かつ、屈曲がないため液圧通路抵抗が小さくなっている。このため本実施形態のバルブタイミング制御装置においては、ＯＣＶ４０より送出された油が進角側の第１油圧室（図示略）に到達するまでの時間は、遅角側の第２油圧室（図示略）に到達するまでの時間よりも短くなる。そしてこの場合も、進角側への応答を補助するこのような油路構造を採用したことで、ＶＶＴ１２においては、その羽根車の進角方向への運動性が相対的に向上されるようになる。
【００６５】
又、こうして羽根車の進角方向への運動性が向上されることで、その応答性も改善され、先の図１１に一点鎖線にて示されるように、進角側と遅角側とで、ほぼ同等の応答性が得られるようになる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態によれば以下に示す効果が得られる。
（ｂ）本実施形態においては、ＶＶＴ１２の各油圧室とＯＣＶ４０間に形成される油路Ｐ１ａとＰ２ａのうち、進角側の油路Ｐ１ａが遅角側の油路Ｐ２ａより短い。従って、ＯＣＶ４０からの油の送出に対し、進角側の第１油圧室には遅角側の第２油圧室よりも短い時間で同油が到達することとなり、羽根車の進角方向への応答性も好適に改善される。
（第３実施形態）
次に、この発明の第３の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６７】
本実施形態のバルブタイミング制御装置において、そのＶＶＴ１２は、図８に示されるように、進角側の第１油圧室３０に面する受圧面と遅角側の第２油圧室３１に面する受圧面とでその受圧面積の異なる羽根２４ａを有する羽根１９ａを採用している。又、羽根車１９ａのこうした形状に応じて、そのハウジングも、同図８に符号１６ａとして示される形状のものを採用している。
【００６８】
本実施形態にあってはこのように、羽根車１９ａとして上記受圧面積の異なる羽根２４ａを備えたものを採用しているため、オイルポンプからの油圧を受けた４枚の羽根２４ａは、遅角方向に比べ進角方向への作動時においてより大きな力を受けることとなる。すなわちこの場合も、進角側への応答を補助するこのような構造の採用により、羽根車１９ａは、同進角方向においてその運動性がより高まるようになる。
【００６９】
又、こうして羽根車の進角方向への運動性が向上されることで、その応答性も改善され、先の図１１に一点鎖線にて示されるように、進角側と遅角側とで、ほぼ同等の応答性が得られるようになる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば以下に示す効果が得られる。
（ｃ）本実施形態において、前記ＶＶＴ１２は羽根車１９ａが回転位相の変更時に油から受ける羽根２４ａの両側の受圧面のうち、第１油圧室３０側の受圧面が第２油圧室３１側の受圧面に比して大である。従って、油圧が同等の場合でも受圧面全体にかかる力は進角側の第１油圧室３０側でより大きくなり、羽根車１９ａの進角方向への応答性も好適に改善される。
（第４実施形態）
次に、この発明の第４の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７１】
図９は、本実施形態のバルブタイミング制御装置のうち、そのＶＶＴ１２について回転軸を中心にハウジング１６内の油圧室３０、３１と羽根車１９の形状及び配置を示す断面図である。又、同図９の１０−１０線に沿った断面図が図１０に示される。
【００７２】
図９に示すように、羽根車１９は、第１の実施形態と同様、４枚の羽根２４によって各々その両側を第１油圧室３０と第２油圧室３１に区画し、ＯＣＶ（図示略）からそれら油圧室３０、３１に供給される油圧を駆動力としてハウジング１６に対し進角方向又は遅角方向に相対回動することで、バルブタイミングの変更を可能としている。
【００７３】
又本実施形態にあっては、図９及び図１０に示すように、進角側の第１油圧室３０に対応してそのハウジング１６と羽根車１９とに例えば樹脂製からなる堰７１、７２をそれぞれ設け、羽根車１９とハウジング１６内周面との摺接面において、進角側の第２油圧室３１に比べ、進角側の第１油圧室３０の間隔が小さくなるようにしている。
【００７４】
すなわち、本実施形態では、ＶＶＴ１２内において、羽根車１９とハウジング１６内周面との摺接面の間隙が第１油圧室３０側と第２油圧室３１側で互いに異なるため、ＶＶＴ１２の作動中における同間隙を通じた油の漏出量も第１油圧室３０と第２油圧室３１とで異なるようになる。具体的には、油の漏出量は第２油圧室３１より第１油圧室３０において小さく、従って油密性も第２油圧室３１より第１油圧室３０において相対的に高い。
【００７５】
このため、ＶＶＴ１２にあっては、進角側の第１油圧室３０に供給された油圧がより有効に羽根車１９の回動に作用することとなる。すなわちこの場合も、進角側への応答を補助するこのような構造の採用により、同羽根車１９は進角方向への運動性が相対的に向上されるようになる。
【００７６】
又、こうして羽根車の進角方向への運動性が向上されることで、その応答性も改善され、先の図１１に一点鎖線にて示されるように、進角側と遅角側とで、ほぼ同等の応答性が得られるようになる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態によれば以下に示す効果が得られる。
（ｄ）本実施形態において、ハウジング１６の内周面と羽根車１９の外周面間の摺接面に存在する間隙が、遅角側の第２油圧室３１側に比し、進角側の第１油圧室３０側において相対的に狭くなっている。従って、前記間隙を通じて漏出する作動油は、第２油圧室３１側に比し第１油圧室３０側においてより規制される。言い換えれば、第１油圧室３０の内部密閉性（油密性）が第２油圧室３１内に比し相対的に高まり、ポンプから供給される油圧に対する羽根車１９の進角方向への応答性が好適に改善される。
（第５実施形態）
次に、この発明の第５の実施形態を、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７８】
本実施形態のバルブタイミング制御装置において、そのＶＶＴ１２及びＯＣＶ４０は、第１の実施形態で示されたものとほぼ同一の構造及び機能を有している（図１〜図５参照）。
【００７９】
すなわち同装置においても、吸気側カムシャフト１１の先端部に設けられたＶＶＴ１２は、クランクシャフト（図示略）の駆動力がタイミングチェーンを介して伝達されるスプロケット１７、このスプロケット１７に固定され、同スプロケット１７と一体に回転するハウジング１６及びハウジングカバー２０、そしてこのハウジング１６の内部に配設され、前記吸気側カムシャフト１１の先端に固定されて、同カムシャフト１１と一体に回転する羽根車（図示略）より構成されている。
【００８０】
又、図１に示されるように、進角側油路３８は、ジャーナル１１ａの全周に形成された油溝４４、ジャーナル１１ａの内部に形成された油孔４５を介して、カムシャフト１１の内部に形成された油通路４６に通じている。
【００８１】
一方遅角側油路３９は、シリンダヘッド１４の上端部及びベアリングキャップ１５に形成された油溝５０に通じている。拡径部１１ｂに形成された油孔５３は、この油溝５０と、側板１８の基端側面と拡径部１１ｂの先端側面との間に形成された環状の油空間５１とを連通する。
【００８２】
ここで、上記ジャーナル１１ａにあっては、シリンダヘッド１４やベアリングキャップ１５との摺接部分においてそれぞれ進角側油路３８と遅角側油路３９とに対するシールが施されるようになっており、本実施形態にあっては特に、進角側油路３８に対するシール幅（図１に［ａ」として付記）が他方の遅角側油路３９に対するシール幅（図１に「ｂ」として付記）よりも大きく形成されている。
【００８３】
このため、ＶＶＴ１２にあっては、前記進角側に対応する第１油路Ｐ１における油密性は前記遅角側に対応する第２油路Ｐ２における油密性に比して相対的に高く、これによりポンプから供給される油の運動性も進角側油路においてより向上されるようになる。
【００８４】
又、こうして羽根車の進角方向への運動性が向上されることで、その応答性も改善され、先の図１１に一点鎖線にて示されるように、進角側と遅角側とで、ほぼ同等の応答性が得られるようになる。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態によれば以下に示す効果が得られる。
（ｅ）本実施形態において、進角側に対応した第１油路Ｐ１と、遅角側に対応した第２油路Ｐ２とを比べると、第１油路Ｐ１が第２油路Ｐ２に比して相対的に高い油密性を保持する。従って、ポンプから供給される油圧に対して羽根車１９の進角方向への応答性が好適に改善される。
【００８６】
なお、上記第１〜第５実施形態を以下のように変更して具体化することも可能である。
（１）上記シールプレート２８に相当する封止部材は、ハウジング１６の突状部２５と羽根車１９のボス２３との摺接面に設けてもよい。
【００８７】
（２）同封止部材は、ハウジング１６の凹部と羽根２４との摺接面及び前記ハウジング１６の突状部２５と羽根車１９のボス２３との摺接面の両方に設けてもよい。
【００８８】
（３）羽根車１９が有する羽根２４の数は、３以下、又は５以上でもよい。
（４）各実施形態においてはハウジング１６はスプロケット１７に、羽根車１９はカムシャフト１１にそれぞれ固定され連動するとしたが、異なる組合わせとして羽根車１９がスプロケット１７に、そしてハウジング１６がカムシャフト１１にそれぞれ固定され連動する機構とすることもできる。
【００８９】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１又は２に記載した発明では、羽根車の進角方向への運動性が遅角方向に比べて相対的に向上し、同羽根車の前記慣性力に起因する進角方向への制御性の悪化が是正される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるバルブタイミング制御装置の第１の実施形態を示す断面図。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図。
【図３】ＯＣＶの作動様態の一例を示す断面図。
【図４】羽根及びシールプレート等を拡大して示す断面図。
【図５】図４の５−５線に沿った断面図。
【図６】同第１の実施形態の要部構造を模式的に示す概略図。
【図７】第２の実施形態の要部構造を模式的に示す斜視図。
【図８】第３の実施形態の要部構造を模式的に示す断面図。
【図９】第４の実施形態の要部構造を模式的に示す断面図。
【図１０】図９の１０−１０線に沿った断面図。
【図１１】バルブタイミング変更指令に対するＶＶＴの応答性を示すグラフ。
【図１２】従来のバルブタイミング制御装置の一例を示す概略図。
【符号の説明】
１１…吸気側カムシャフト、１２…ＶＶＴ（バルブタイミング可変機構）、１４…内燃機関の一部を構成するシリンダヘッド、１６，１６ａ…ハウジング、１７…スプロケット、１８…側板、１９，１９ａ…羽根車、２０…ハウジングカバー、２３…ボス、２４，２４ａ…羽根（受圧羽根）、２５…突状部、２８…封止部材としてのシールプレート、３０…第１圧力室、３１…第２圧力室、７１，７２…堰、Ｐ１，Ｐ１ａ，Ｐ２，Ｐ２ａ…油通路。
【図１】
0003780594.tif 000002
【図２】
0003780594.tif 000003
【図３】
0003780594.tif 000004
【図４】
0003780594.tif 000005
【図５】
0003780594.tif 000006
【図６】
0003780594.tif 000007
【図７】
0003780594.tif 000008
【図８】
0003780594.tif 000009
【図９】
0003780594.tif 000010
【図１０】
0003780594.tif 000011
【図１１】
0003780594.tif 000012
【図１２】
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