JP2009203886A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】遅角油通路と進角油通路からの油圧のリークを防止して遅角、進角油圧室への油圧の供給応答性の向上を図り、機関運転状態の変化に応じたバルブタイミングの制御応答性を向上させる。
【解決手段】遅角油圧室11あるいは進角油圧室12に対して遅角油通路18と進角油通路19を介して作動油を選択的に給排することにより、スプロケット1に対するベーン部材9の相対回動位置を遅角側あるいは進角側に制御する。前記遅角油通路と進角油通路の通路部18a、19aを、ベーンロータ15の円筒状支持部15a内に挿通保持される通路構成部37の内部に形成すると共に、通路構成部の外周面前後に、前記各通路部の開口端と前記支持部の内周面との間をシールするシール部材41a、41bを嵌着固定した。
【選択図】図1

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁の開閉タイミングなど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。
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置としては種々提供されており、その一つとして、本出願人が先に出願した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。
このバルブタイミング制御装置は、機関のクランクシャフトあるいはカムシャフトの一方側と一体的に回転するハウジングと、前記ハウジング内に回転自在に収容され、前記クランクシャフトとカムシャフトの他方側と一体的に回転するベーン部材と、前記ベーン部材の径方向へ延びるベーンを介して前記ハウジング内に隔成された遅角油圧室及び進角油圧室と、前記遅角油圧室と進角油圧室に油圧を選択的に給排することにより、前記ハウジングとベーン部材の相対回動位相を遅角側あるいは進角側に変化させる第1油圧回路と、前記ベーン部材を相対回動位相の遅角側と進角側の中間位置で保持する保持機構と、該保持機構を油圧によって作動させる第2油圧回路と、を備えている。
前記第1油圧回路は、その一部が前記カムシャフトのジャーナル部から内部軸方向に沿って形成されて、前記各遅角、進角油圧室にそれぞれ連通するようになっている。
一方、前記第2油圧回路は、その一部が前記ハウジングの前端側に挿通配置された通路構成部の内部に形成されて、前記保持機構に連通するようになっている。
そして、機関停止には、前記各油圧室や保持機構の各受圧室に油圧が供給されず、したがって、ベーン部材はハウジングに対して中間位相位置に保持された状態になり、機関を始動時にも前記保持機構による保持状態が維持される。
その後、機関の定常運転に移行した場合は、前記第1、第2油圧回路から各油圧室や各受圧室への油圧の給排によって保持機構の保持状態が解除されて、ベーン部材がハウジングに対して正逆回転して相対回転位相を進角側あるいは遅角側へ変換するようになっている。
特開2006−9673号公報
前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、第2油圧回路の一部が形成された通路構成部側ではシール部材によって十分なシール性が確保されているが、前記第1油圧回路の一部が形成されたカムシャフト側ではシール部材などが存在しないことから作動油のシール性が不十分になる。
このため、前記第1油圧回路から各油圧室に供給される油圧がカムシャフト側の通路からリークし易くなり、前記各油圧室への油圧の供給応答性が低下する。この結果、前記ベーン部材の相対回転位相変換の応答性が低下して、機関運転状態の変化に即応することができなくなるおそれがある。
本発明は、前記従来装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項1記載の発明は、機関のクランクシャフトあるいはカムシャフトの一方側と一体的に回転するハウジングと、前記ハウジング内に回転自在に収容され、前記クランクシャフトとカムシャフトの他方側と一体的に回転するベーン部材と、前記ベーン部材の径方向へ延びるベーンを介して前記ハウジング内に隔成された遅角油圧室及び進角油圧室と、前記遅角油圧室と進角油圧室に油圧を選択的に給排することにより、前記ハウジングとベーン部材の相対回動位相を遅角側あるいは進角側に変化させる第1油圧回路と、前記ベーン部材を相対回動位相の遅角側と進角側の中間位置で規制するロック機構と、該ロック機構を油圧によって作動させる第2油圧回路と、を備え、前記第1油圧回路からリークする作動油の漏れ量が、前記第2油圧回路からリークする作動油の漏れ量よりも少なくしたことを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、とりわけ、第1油圧回路の一部を、前記ハウジングの前記カムシャフトと反対側の前端側に形成された保持穴に嵌入保持された通路構成部の内部に形成すると共に、前記保持穴と通路構成部との間に、シール部材を設けたことを特徴としている。
本発明によれば、前記遅角油圧室と進角油圧室とに油圧を選択的に供給する第1油圧回路の一部を通路構成部内に形成して、シール部材によって通路構成部から外部への油圧のリークを十分に防止することができるため、前記各油圧室への油圧の供給応答性の低下を抑制できる。この結果、前記ベーン部材の相対回転位相変換の応答性が向上して、機関運転状態の変化に即応することができる。
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置をベーンタイプのものに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3は本発明の一実施形態を示し、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回転部材であるスプロケット1と、機関前後方向に沿って配置されて、前記スプロケット1に対して相対回動可能に設けられた吸気側のカムシャフト2と、前記スプロケット1とカムシャフト2との間に配置されて、該両者の相対回動位相を変換する位相変換機構3と、該位相変換機構3を作動させる第1油圧回路4と、を備えている。
前記スプロケット1は、ほぼ肉厚円板状の本体5と、該本体5の外周一端部に一体に設けられて、前記タイミングチェーンが巻回された歯車部6を有している。前記本体5は、後述するハウジングの後端開口を閉塞するリアカバーとして構成され、外周部の円周方向所定位置に貫通孔5aが形成されている。
前記カムシャフト2は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には機関弁である吸気弁を開作動させる複数のカムが軸方向の位置に一体に固定されていると共に、一端部の内部軸心方向に雌ねじ孔2aが形成されている。
前記位相変換機構3は、図1及び図3に示すように、前記スプロケット1と一体に設けられたハウジング7と、前記カムシャフト2の一端部の雌ねじ孔2aに螺着するカムボルト8を介して固定されて、前記ハウジング7内に回転自在に収容されたベーン部材9と、前記ハウジング7内に形成されて、該ハウジング7の内周面に有する3つの隔壁部10とベーン部材9とによって隔成されたそれぞれ3つの遅角油圧室11及び進角油圧室12と、を備えている。
前記ハウジング7は、円筒状のハウジング本体と、該ハウジング本体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前記スプロケット本体5とからなり、ハウジング本体とフロントカバー13及びスプロケット本体5とは、前記隔壁部10を貫通する3本のボルト14によって共締め固定されている。前記フロントカバー13は、中央の外面に円筒部13aが一体に設けられている。
前記ベーン部材9は、図1及び図3に示すように金属材によって一体に形成され、カムシャフト2の一端部にカムボルト8によって固定されたベーンロータ15と、該ベーンロータ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3つのベーン16とから構成されている。
前記ベーンロータ15は、ほぼ円筒状に形成され、前端面15bのほぼ中央位置に薄肉な段差小径な円筒状の支持部15aが一体に設けられており、この支持部15aの外面と前端面15bとによって前記フロントカバー13を回転自在に支持している。一方、前記ベーン16は、それぞれが各隔壁部10の間に配置されていると共に、外周面にハウジング本体の内面との間をシールするシール部材17がそれぞれ設けられている。
また、前記各ベーン16の正逆回転方向の両側面と各隔壁部13の両側面との間に、前述した各遅角油圧室11と各進角油圧室12が隔成されており、各遅角油圧室11と各進角油圧室12とは、前記ベーンロータ15の内部にほぼ放射状に形成された第1連通孔11aと第2連通孔12aによって同じ油圧室同士がそれぞれ連通されている。
前記第1油圧回路4は、前記各遅角、進角油圧室11,12に対して油圧を選択的に供給あるいは排出するもので、図1に示すように、各遅角油圧室11に対して第1連通路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に対して第2連通路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(油圧)を選択的に供給するオイルポンプ20と、機関運転状態に応じて前記遅角油通路18と進角油通路19の流路を切り換える給排制御手段である第1電磁切換弁21とを備えている。前記オイルポンプ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。
前記遅角油通路18と進角油通路19とは、それぞれの一端部が前記第1電磁切換弁21に接続されている一方、他端側が前記ベーン部材9のベーンロータ15の内部及び支持部15a内に挿通保持されたほぼ円柱状の通路構成部37内に軸方向に沿って平行に形成された通路部18a、19aと前記第1,第2連通路11a、12aとを介して前記各遅角油圧室11と各進角油圧室12にそれぞれ連通している。
また、前記通路構成部37の外周面の軸方向の前後位置には、円環状の嵌着溝が形成されていると共に、該各嵌着溝に、前記各通路部18a、19aと第1、第2連通路11a、12aとの間をシールする2つのシール部材41a、41bが嵌着固定されている。
前記第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、図外の電子コントローラによって、バルブボディ内に軸方向へ摺動自在に設けられたスプール弁体を前後方向に移動させて、オイルポンプ20の吐出通路20aと前記いずれかの油通路18,19と連通させると同時に、該他方の油通路18,19とドレン通路22とを連通させるようになっている。なお、オイルポンプ20の吸入通路とドレン通路22とはオイルパン23内に連通している。
前記コントローラは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサ(機関回転数検出)やエアーフローメータ、水温センサ、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すると共に、第1電磁切換弁21や後述する第2電磁切換弁36の各電磁コイルに制御パルス電流を出力するようになっている。
そして、この実施形態では、図1、図3に示すように、ハウジング7に対してベーン部材9を最遅角側と最進角側の中間回転位相位置に保持する保持機構が設けられている。この保持機構は、前記スプロケット本体5の内側面の円周方向の所定位置に形成された第1、第1係合部である第1、第2係合溝24,25と、前記ベーン部材9の2つのベーン16,16の内部に設けられて、前記各係合溝24,25にそれぞれ係脱する第1、第2突出部である第1、第2係合ピン26,27と、該各係合ピン26,27を各係合溝24,25に対して係合あるいは係合を解除する第2油圧回路28とを備えている。
前記第1係合溝24は、スプロケット本体5の内側面の前記ベーン部材9の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った位置に対応した位置に形成されて、その内径が模式的な図6に示すように、前記第1係合ピン26の先端部26bの外径よりも大きく形成されて、ここに係合された第1係合ピン26が径方向へ僅かに移動可能になっている。
前記第2係合溝25は、図6に示すように、その形成位置が同じくベーン部材9の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った位置、つまり第1係合ピン26が第1係合溝24に係合された位置で第2係合ピン27が係合される位置に形成され、内周面25aが断面ほぼ台形状のテーパ面に形成されている。また、この第2係合溝25は、内部が前記溝形成部の底壁に穿設された油孔25bと分岐路19bとを介して前記進角油通路19に連通している。
前記第1係合ピン26は、一つのベーン16の内部軸方向に貫通形成された第1ピン孔16a内に摺動自在に配置され、基端部の外周面に受圧部となる第1大径部26aが一体に形成されていると共に、ほぼ円柱状の先端部26bの外周面が該第1係合ピン26の摺動方向と平行な平行面に形成され、その先端面が平坦に形成されている。また、この第1係合ピン26は、基端部側の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手段である第1スプリング29のばね力によって第1係合溝24に係合する方向へ付勢されている。
前記第2係合ピン27は、他のベーン16の内部軸方向に貫通形成された第2ピン孔16b内に摺動自在に配置され、基端部の外周面に受圧部となる第2大径部27aが一体に形成されていると共に、先端部27bが前記第2係合溝25とほぼ同形の断面ほぼ台形状のテーパ面に形成されている。また、この先端部27bの外径は、第2係合溝25の内径よりも小さく形成されて遊嵌状態に係合して、ベーン部材9が僅かに回転可能になっている。また、この第2係合ピン27は、基端部側の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手段である第2スプリング30のばね力によって第2係合溝25に係合する方向へ付勢されている。
前記第2油圧回路28は、図1及び図6に記載されているように、前記第1、第2ピン孔16a、16bの前記第1、第2スプリング29、30が収容された空間部に形成された第1押込用受圧室31a及び第2押込用受圧室31bと、第1ピン孔16aの段差部と第1係合ピン26の第1大径部26aとの間に形成された第1解除用受圧室32と、第2ピン孔16bの段差部と第2係合ピン27の第2大径部27aとの間に形成された第2解除用受圧室33と、第1、第2押込用受圧室31a、31bと第2解除用受圧室33に対して前記オイルポンプ20から吐出通路20aの分岐通路20bから油圧を選択的に供給、あるいはドレン通路22を介して排出する第1、第2給排通路34,35と、機関の状態に応じて前記第1、第2給排通路34,35を切り換える第2電磁切換弁36とを備えている。
前記第1押込用受圧室31aは、第2電磁切換弁36を介して吐出通路20aから後述する第1油通路孔38aを介して内部に供給された油圧と第1スプリング29のばね力との合成力により前記第1係合ピン26を第1係合溝24方向へ押し込むようになっている。前記第2押込用受圧室31bは、前記吐出通路20aから後述の第2油通路孔38bを介して内部に供給された油圧と第2スプリング30のばね力との合成力により第2係合ピン27を第2係合溝25方向へ押し込むようになっている。
一方、第1解除用受圧室32と前記第2解除用受圧室33は、遅角油圧室11や進角油圧室12への供給油圧と一緒に内部にそれぞれ供給された油圧によって、第1、第2係合ピン26,27を各スプリング29,30のばね力に抗して第1、第2係合溝24,25から後退させてそれぞれの係合を解除するようになっている。
前記第1、第2給排通路34,35は、各一端側が前記第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、他端側の第1、第2給排通路部34a、35aが前記カムシャフト2の一端部の内部軸方向に平行に形成されている。また、前記ベーンロータ15の内部には、前記第1給排通路部34aと前記第1押込用受圧室31aとを連通する前記第1油通路孔38aが形成されていると共に、第1給排通路部34aと第2押込用受圧室31bとを連通する前記第2油通路孔38bが形成されている。
一方、前記第2給排通路部35aと第2解除用受圧室33とを連通する第3油通路孔39が形成されている。また、前記第1解除用受圧室32には、前記遅角油圧室11に給排される油圧がベーン部材9の内部に形成された油孔40を介して給排されるようになっている。
前記第2電磁切換弁36は、4ポート3位置の比例型弁であって、前記電子コントローラから出力された制御電流(オン−オフ)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、前記第1,第2給排通路34,35と前記吐出通路20a及びドレン通路22とを適宜選択的に連通させるようになっている。
また、第1係合溝24は、図6に示すように、ベーン部材9の内部に形成された導入孔42を介して前記進角油圧室12と連通しており、前記導入孔42は、第1係合溝24に対して径方向に沿って開口形成され、ここに供給された油圧によって係合状態にある第1係合ピンの先端部26bの外面を第1係合溝24の内面に径方向から押し付ける押圧機構として機能するようになっている。
さらに、前記ベーン部材9の支持部15aの外周側には、図1に示すように、ベーン部材9を遅角側から中間位相方向へ回転付勢する捩りばね43が装着されており、この捩りばね43は、一端43aが前記フロントカバー13の円筒部13aに形成された係止孔に係止され、他端43bがベーンロータ15に形成された円周方向の長孔15cに係止されている(図3参照)。
なお、前記フロントカバー13の円筒部13aの開口端側の内周には、前記捩りばね43の一端側を保持するリング部材44が嵌着固定されている。
以下、本実施形態の作用を図3〜図5及び図6〜13に基づいて説明する。
まず、機関が停止している状態では、オイルポンプ20が駆動していないので、図6に示すように、各油圧室11,12や第1係合溝24及び各受圧室31〜33内には油圧が供給されることなく、したがって、第1、第2係合ピン26,27は、各スプリング29,30のばね力によってその先端部26b、27bがそれぞれ第1、第2係合溝24,25内に係合状態になっている。
また、この状態における第1電磁切換弁21は、スプール弁体がスプリングのばね力で最大一方向の摺動位置に保持されて吐出通路20aと進角油通路19とを連通させ、遅角油通路18とドレン通路22とを連通している。一方、第2電磁切換弁36は、スプール弁体がスプリングのばね力で最大一方向の摺動位置に保持されて吐出通路20aと第1給排通路34を連通し、第2給排通路35とドレン通路2を連通している。
したがって、機関始動する際に、イグニッションスイッチをオン操作すると、図7に示すように、その直後の機関の初爆(クランキング開始)によってオイルポンプ20が駆動してその吐出油圧が、第1給排通路34などを介して第1、第2押込用受圧室31a、31bと進角油圧室12及び導入孔42を介して第1係合溝24内に供給される。このため、第1係合ピン26と第2係合ピン27は、第1、第2押込用受圧室31a、31b内の油圧と第1,第2スプリング29、30のばね力との合成力によって第1、第2係合溝24、25内で係合状態が維持されている。
続いて、クランキングが完了してアイドリング運転が開始される直前では、図8に示すように、今度は第2電磁切換弁36に電子コントローラから制御電流が出力されて、スプール弁体が他方向に摺動して第1給排通路34をドレン通路22と連通させ、第2給排通路35と吐出通路20aとを連通路させる。このため、第1、第2押込用受圧室31a、31b内が低圧になる一方、第2解除用受圧室33が高圧になると共に、進角油圧室19の油圧が分岐路19aを介して第2係合溝25内に供給されて高圧になり、これにより、第2係合ピン27が第2係合溝25からスムーズに退出して係合が解除される。
一方、第1係合ピン26は、導入孔42からの径方向からの油圧によって先端部26bの外面の一部が、矢印で示すように、第1係合溝24の内面に径方向から強く圧接し、その摩擦抵抗によって第1係合溝24内に強固に係合保持される。
このとき、第1係合ピン26は、平坦な先端面が第1係合溝24の底面に密着状態に当接していることから、導入孔42から導入された油圧は、第1係合ピン26を解除させる方向へは力が働かない。
また、この機関始動時は、前述のように、両方あるいは一方の係合ピン26,27が各係合溝24,25に係合していることから、ベーン部材9は、図3に示すように、最遅角位相と最進角位相の中間位相位置に確実に保持されている。したがって、かかる機関の始動性が良好になる。
次に、アイドリング運転に移行した場合は、図9に示すように、第2電磁切換弁36はそのままであるが、今度は電子コントローラから第1電磁切換弁21に制御電流が出力されてスプール弁体を他方側へ僅かに移動させて、進角油通路19を閉止して進角油圧室12内に油圧を保持すると共に、吐出通路20aと遅角油通路18とを連通する。
このため、遅角油圧室11に油圧が供給されて高圧になり、ベーン部材9が遅角位相側へ僅かに回転し、これによって、第1係合ピン26が第1係合溝24内で同方向に移動しての先端部26bの外面と第1係合溝24の内面と圧接が解除される。
同時に、第1解除用受圧室32に油孔40を介して油圧が供給されて、該受圧室32が高圧になり、これによって、第1係合ピン26は、第1係合溝24からスムーズに退出して係合が解除される。このため、ベーン部材9は、正逆方向の自由な回転が可能になる。
その後、例えば機関低回転低負荷域に移行した場合は、図10に示すように、第1電磁切換弁21にさらに大きな制御電流が出力されて、スプール弁体が進角油通路19とドレン通路22が連通され、遅角油通路18と吐出通路20aが連通状態を維持する。これによって、図4に示すように、進角油圧室12内の油圧が排出されて低圧になる一方、遅角油圧室11が高圧になって、ハウジング7に対してベーン部材9を最遅角側に回転させる。したがって、スプロケット1に対してカムシャフト2が最遅角側の回転位相に変換される。
これにより、吸排気弁のバルブオーバーラップが小さくなり、シリンダ内での残留ガスが減少して燃焼効率が向上し、機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。
また、例えば機関高回転高負荷域に移行すると、図11に示すように、第1電磁切換弁21により遅角油通路18とドレン通路22が連通されて遅角油圧室11が低圧になる一方、吐出通路20aと進角油通路19及び第2係合溝25が連通されて進角油圧室12と第2係合溝25が高圧になる。このため、第2係合ピン27は、第2スプリング30のばね力に抗して後退位置を維持していると共に、ベーン部材9は、図5に示すように、ハウジング7に対して最進角側に回転してさせる。これにより、カムシャフト2が最進角側の回転位相に変換される。
したがって、バルブオーバーラップが大きくなって、吸気の充填効率が高くなり、機関の出力トルクの向上が図れる。
このように、カムシャフト2の遅角、進角位相への変換は、機関運転状態に応じて任意に設定することが可能になる。
さらに、機関を停止する際には、停止前の時点では、通常はアイドリング状態になるから、ベーン部材9が図9に示すほぼ中間回転位置に戻されている。この状態でイグニッションスイッチをオフ操作すると、図12に示すように、機関の回転が完全に停止する前のいまだ僅かに回転している段階で、第1電磁切換弁21のスプール弁体を中間位置に保持して遅角油通路18と進角油通路19とを閉止すると共に、第2電磁切換弁36が第2給排通路35と吐出通路20aを連通させる。
したがって、第1係合ピン26、27は、第1、第2押込用受圧室31a、31b内の油圧と第1,第2スプリング29、30との合成力で係合方向に付勢されて、第1係合ピン26側は第1係合溝24内に係合するが、第2係合ピン27側は、いまだ第2係合溝25に係合していない。つまり、この時点では、ベーン部材9が、カムシャフト2に発生していた交番トルクによって遅角側へ僅かに回転した状態に位置しており(図6参照)、したがって、第1係合ピン26も第1係合溝24内で遅角側に位置した状態で係合していると共に、第2係合ピン27は、第2係合溝25に係合していない状態になっている。
その後、機関が完全に停止する直前では、図13に示すように、第1電磁切換弁21によって進角油圧室12に油圧が供給されて高圧になり、これによって、ベーン部材9は、第1係合ピン26の第1係合溝24での移動範囲内において進角側へ回転する。したがって、第2係合ピン27は、先端部27bが第2係合溝25と合致した時点で第2スプリング30のばね力によって該第2係合溝25内に係合して、初期の移動位置(図6の中間位置)に保持される。
以上のように、本実施形態では、機関の始動時において両係合ピン26,27を解除する際には、両方を同時にではなく、クランキング開始からアイドリング運転直前までの間に、前述したように、第2係合ピン27を第2係合溝25から解除しても、第1係合ピン26の先端部26b外面が第1係合溝24の内面に径方向から押付けられてその摩擦抵抗により、係合状態が維持され、その後、油圧室11,2に油圧が供給された段階で第1係合ピン26を解除するようになっているため、ベーン部材9は、かかる始動時における各油圧室11,12に供給された油圧や交番トルクによるばたつきの発生を十分に抑制することができる。この結果、異音の発生を防止できる。
また、第2係合ピン27が第2解除用受圧室33内の油圧によって第2係合溝25から解除された後に、第1係合ピン26を解除するようにし、この解除までの間では第1係合ピン26が第1係合溝24に径方向から確実に押付けられているため、第1係合ピン26が誤って解除されてしまうことがない。
一方、イグニッションスイッチをオフ操作して機関が完全に停止されるまでの間では、先に第1係合ピン26が第1係合溝24内に係合され、その後に第2係合ピン27を係合するようになっているため、カムの交番トルクに起因したベーン部材9のばたつきの発生を十分に防止できる。
また、機関再始動時は、前記両係合ピン26,27が両係合溝24,25に係合した状態ではベーン部材9が中間回転位相位置に保持されていることから、始動性が良好になる。
さらに、この実施形態では、第2係合ピン27の先端部27bの外周面及び第2係合溝25の内周面がテーパ面に形成されていることから、係脱性が良好になる。
そして、本実施例では、前記遅角油圧室11と進角油圧室12とに油圧を選択的に供給する遅角油通路18と進角油圧室19の各通路部18a、19aを通路構成部37の内部に形成して、2つのシール部材41a、41bによって通路構成部37から外部への油圧のリークを十分に防止することができる。
このため、前記各油圧室11,12への油圧の供給応答性の低下を抑制でき、この結果、前記ベーン部材9の相対回転位相変換の応答性が向上して、機関運転状態の変化に即応することができる。
また、この実施例では、前述のように、イグニッションスイッチをオン操作すると、その直後の機関の初爆(クランキング開始)によってオイルポンプ20が駆動してその吐出油圧が、第1給排通路34などを介して第1、第2押込用受圧室31a、31bの両方に供給されることから、第1係合ピン26と第2係合ピン27は、第1、第2押込用受圧室31a、31b内の油圧と第1,第2スプリング29、30のばね力との合成力によって第1、第2係合溝24、25内で係合状態を確実に維持することが可能になる。
また、例えばクランキングが完了してアイドリング運転が開始される直前では、図8に示すように、第2解除用受圧室33が高圧になると共に、前記第2係合溝25も分岐路19bを介して進角油通路19の油圧が供給されて高圧になることから、第2係合ピン27の第2係合溝25からの退出作動が一層良好になって第2係合ピン27による係合を速やかに解除することができる。
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、バルブタイミング制御装置を吸気側ばかりか排気側に適用することも可能である。
本発明のバルブタイミング制御装置の一実施形態を示す要部縦断面図である。 同バルブタイミング制御装置の斜視図である。 本実施形態によるバルブタイミングを中間制御位置に保持した状態を示す作用説明図である。 本実施形態によるバルブタイミングを遅角側に制御した状態を示す作用説明図である。 本実施形態によるバルブタイミングを進角側に制御した状態を示す作用説明図である。 機関停止時におけるバルブタイミング制御装置の両係合ピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。 機関始動直後における両係合ピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。 機関始動時における両係合ピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。 機関アイドリング運転時における両係合ピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。 遅角制御時における両係合ピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。 進角制御時における両係合ピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。 機関停止準備中における両係合ピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。 機関停止時における両係合ピンの係脱作用状態を模式的に示す断面図である。
符号の説明
1…スプロケット
2…カムシャフト
3…位相変換機構
4…第1油圧回路
7…ハウジング
9…ベーン部材
10…隔壁部
11…遅角油圧室
12…進角油圧室
16…ベーン
18…遅角油通路
19…進角油通路
20…オイルポンプ
20a…吐出通路
21…第1電磁切換弁
22…ドレン通路
24…第1係合溝
25…第2係合溝
26…第1係合ピン
27…第2係合ピン
28…第2油圧回路
31a、31b…第1、第2押込用受圧室
32・33…第1、第2解除用受圧室
34・35…第1、第2給排通路
36…第2電磁切換弁
37…通路構成部
41a、41b…シール部材

Claims (4)

  1. 機関のクランクシャフトあるいはカムシャフトの一方側と一体的に回転するハウジングと、
    前記ハウジング内に回転自在に収容され、前記クランクシャフトとカムシャフトの他方側と一体的に回転するベーン部材と、
    前記ベーン部材の径方向へ延びるベーンを介して前記ハウジング内に隔成された遅角油圧室及び進角油圧室と、
    前記遅角油圧室と進角油圧室に油圧を選択的に給排することにより、前記ハウジングとベーン部材の相対回動位相を遅角側あるいは進角側に変化させる第1油圧回路と、
    前記ベーン部材を相対回動位相の遅角側と進角側の中間位置で規制するロック機構と、
    該ロック機構を油圧によって作動させる第2油圧回路と、
    を備え、
    前記第1油圧回路からリークする作動油の漏れ量が、前記第2油圧回路からリークする作動油の漏れ量よりも少なくなるように形成し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。
  2. 機関のクランクシャフトあるいはカムシャフトの一方側と一体的に回転するハウジングと、
    前記ハウジング内に回転自在に収容され、前記クランクシャフトとカムシャフトの他方側と一体的に回転するベーン部材と、
    前記ベーン部材の径方向へ延びるベーンを介して前記ハウジング内に隔成された遅角油圧室及び進角油圧室と、
    前記遅角油圧室と進角油圧室に油圧を選択的に給排することにより、前記ハウジングとベーン部材の相対回動位相を遅角側あるいは進角側に変化させる第1油圧回路と、
    前記ベーン部材を相対回動位相の遅角側と進角側の中間位置で規制するロック機構と、
    該ロック機構を油圧によって作動させる第2油圧回路と、
    を備え、
    前記第1油圧回路の一部を、前記ハウジングの前記カムシャフトと反対側の前端側に形成された保持穴に嵌入保持された通路構成部の内部に形成すると共に、
    前記保持穴と通路構成部との間に、シール部材を設け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。
  3. 前記通路構成部の外周面に環状の嵌着溝を形成すると共に、該嵌着溝に前記シール部材を嵌着保持した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。
  4. 前記シール部材を、前記通路構成部の内部に形成されて前記遅角油圧室と進角油圧室にそれぞれ連通する複数の通路部に対応して複数設けたことを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
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