JP2009293503A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位相変更機構に供給されるオイルの流量を高精度に制御し得るバルブタイミング制御装置を提供する。
【解決手段】電磁コイル２０への励磁によってヒステリシスリング１８に電磁ブレーキ力を付与して、タイミングスプロケット２とカムシャフト１との相対回動位相を変更する装置である。位相変更機構３の内部にオイルを供給するオイル供給手段は、オイル供給孔３０の下流に設けられて、上流側と下流側に差圧を発生させる孔絞り部３１と、この孔絞り部の下流側に設けられたほぼ円筒状の保持穴３２と、この保持穴に外周が円形状のバルブ部材３３を嵌挿することによって保持穴の内周面とバルブ部材の外周面との間に形成されて、孔絞り部と直列状態に配置された隙間絞り部３８と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸気弁または排気弁の開閉時期を、電磁ブレーキを用い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。

この種の電磁ブレーキ(ヒステリシスブレーキ)を用いた従来の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に記載されるようなものがある。

このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフト側の駆動リングとカムシャフト側の従動軸部材の間に、両者の相対回転位相を変更する位相変更機構を介在させている。該位相変更機構は、ゼンマイばねとヒステリシスブレーキによって駆動され、前記ヒステリシスブレーキの極歯とヒステリシスリングとの間に潤滑油を冷却用オイルとして供給するようになっている。

この冷却用オイルを供給する手段として、オイル供給通路にバイメタルからなる温度感応弁を有し、この温度感温弁は、オイルの温度が所定以下の場合には、オイル供給通路の開口部を閉じてヒステリシスブレーキ側へのオイルの供給を遮断する一方、オイルの温度が所定以上になると反り返り状態に撓み変形して前記開口部を開いて潤滑油の供給流量を制御するようになっている。

したがって、温度低下によって冷却用オイルの粘度が高くなっている場合であっても、その高い粘度によってヒステリシスブレーキの制動力に変動を生じさせないようになっている。
特開２００４−２３９２３１号公報(図４)

しかしながら、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前述のように、バイメタル式の温度感応弁がオイルの温度に応じて撓み変形することによって前記開口部を上下方向から直接的に開閉するようになっているため、前記バイメタル式の温度感応弁を低温時にヒステリシスブレーキへの冷却オイルの供給を完全に制限するように設定すると、高温になった際に開口部の十分な開度量に得られずに冷却用オイルの供給が不足してしまう。また、逆に高温時に冷却用オイルの供給量が十分になるように設定すると、低温時から温度が僅かに上昇した場合でも開弁してヒステリシスブレーキに比較的高い粘度のオイルが供給されて、ヒステリシスブレーキの制動力に影響を与えるおそれがある。

本発明は、機関低温時には、電磁ブレーキへオイルが供給されず、高温時に十分な量のオイルが供給することが可能な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。

本発明は、前記従来の技術的課題を解決するために案出されたもので、とりわけ、電磁ブレーキにおける少なくともブレーキ力を作用させる部位にオイルを供給するオイル供給手段と、を備え、該オイル供給手段は、オイル供給経路に設けられて、上流側と下流側に差圧を発生させる孔によって構成された孔絞り部と、前記孔絞り部の下流側に設けられたほぼ円筒状の保持穴と、該保持穴に外周が円形状のバルブ部材を嵌挿することによって前記保持穴の内周面とバルブ部材の外周面との間に形成されて、前記孔絞り部と直列状態に配置された隙間絞り部と、を備えたことを特徴としている。

また、電磁ブレーキにおける少なくともブレーキ力を作用させる部位にオイルを供給するオイル供給手段を備え、該オイル供給手段は、オイル供給経路に設けられて、上流側と下流側に差圧を発生させる孔によって構成された孔絞り部と、前記孔絞り部の下流側に設けられたほぼ円筒状の保持穴と、該保持穴に一端側が挿通固定される軸部と該軸部の他端側に設けられた円板状の頭部とを有する通路構成部材と、を備え、前記軸部の一端側を保持穴に挿通固定することによって前記頭部の内端面と該内端面に対向する前記保持穴の開口縁周面との間に形成されて、前記孔絞り部と直列状態に配置された隙間絞り部と、を備えたことを特徴としている。

さらに、他の発明として、オイル供給手段の上流側のオイル圧力が一定である場合の温度に対する前記オイル供給手段からの吐出流量特性は、所定温度以下の領域では吐出流量の変化率が大きくなり、所定温度以上の領域では小さくなるような特性となることを特徴としている。

この発明によれば、オイル供給手段の油通路に供給されたオイルは、まず、孔絞り部を通流した際に、上流側と下流側との差圧を発生させ、この差圧が生じたオイルがさらに隙間絞り部を通って電磁ブレーキのブレーキ作用部などに供給される。したがって、機関低温時のオイルの粘度が高い場合は、該オイルが前記孔絞り部と隙間絞り部の二重の絞り部を通過する際に、オイル通流量が十分に絞られることから、前記ブレーキ作用部にはオイルが殆ど供給されない。

一方、機関始動後において、油通路を通流するオイルの温度が所定以上となるとオイル粘度が低くなることから、前記両絞り部を通過するオイル流量が多くなって、ブレーキ作用部へオイルを十分に供給することが可能になる。

つまり、両絞り部の二重の絞り作用によりオイルの粘度変化に応じてオイル供給量を自動的かつ高精度に変化させることが可能になることから、ブレーキ作用部などに対するオイル供給量を精度良く制御することができる。

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の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態は、内燃機関の吸気側の動弁装置に適用したものであるが、排気側の動弁装置に同様に適用することも可能である。

このバルブタイミング制御装置は、図１〜図３に示すように、内燃機関の図外のシリンダヘッド上に軸受ブラケット１ｂを介して回転自在に支持されたカムシャフト１と、このカムシャフト１の前端側に必要に応じて相対回動可能に設けられた駆動回転体であるタイミングスプロケット２と、該タイミングスプロケット２の内周側に配置されて、両者１，２の相対回転位相を変更する位相変更機構３とを備えている。

前記カムシャフト１は、外周に図外の吸気弁を開作動させる一気筒当たり２つのカム１ａ、１ａを有すると共に、先端部に従動回転体である従動軸部材４がカムボルト５によって軸方向から結合され、この従動軸部材４の先端部にスリーブ６が圧入固定されている。

前記従動軸部材４は、前記カムボルト５が内部の貫通孔を介して挿通する円筒状の軸部４ａと、該軸部４ａのカムシャフト１側の端縁に一体に形成された大径フランジ状の拡径部４ｂとを備えている。また、前記スリーブ６は、前記従動軸部材４の軸部４ａの先端部外周に圧入によって固定されている。

前記タイミングスプロケット２は、外周に図外のタイミングチェーンを介してクランク軸に連係されるリング状のギア歯車２ａが外周に一体に形成されていると共に、このリング状歯車部２ａの内周側にほぼ円板状のプレート部材２ｂを有している。また、このプレート部材２ｂの中央に形成された挿通孔２ｃの内周面が前記従動軸部材４の軸部４ａの外周に回転自在に支持されている。

また、前記プレート部材２ｂには、対面する平行な側壁を有する径方向ガイドである２つ径方向窓孔７，７がタイミングスプロケット２のほぼ直径方向に沿うように貫通形成されていると共に、この２つの径方向窓孔７、７の間に、２つのリンク部材８，８の各基端部８ａ、８ａが周方向へ移動可能に係入保持される２つのガイド孔２ｄ、２ｄが貫通形成されている。

前記ガイド孔２ｄ、２ｄは、前記挿通孔２ｃの外周部に円周方向に沿って円弧状に形成されて、その軸方向の長さが前記各基端部８ａ、８ａが移動する範囲内（カムシャフト１とタイミングスプロケット２の相対回動範囲内）の大きさに設定されている。

前記各リンク部材８は、それぞれがほぼ円弧状に折曲形成されて、一端側の前記各基端部８ａが円筒状に形成されている一方、他端側の各先端部８ｂ、８ｂも円筒状に形成されて、それぞれがプレート部材２ｂ方向に突設されている。また、前記従動軸部材４の拡径部４ｂのカムシャフト１側の端部内周側に２つのレバー突起が一体に突設され、この各レバー突起の内部にそれぞれ貫通形成された各保持孔に各ピン９、９の一端部が圧入固定されていると共に、該ピン９，９の他端部に前記各リンク部材８、８の各基端部８ａ、８ａが回転自在に連結されている。

また、各リンク部材８、８は、先端部８ｂ、８ｂが前記各径方向窓孔７，７に係入していると共に、この先端部８ｂ、８ｂには、軸方向前方側に開口する収容穴１０が形成され、この収容穴１０に、前記各径方向窓孔７，７を介して、後述する渦ディスク１３の渦巻き溝１５に係合する球面状の先端部を有する係合ピン１１と、この係合ピン１１を前方側（渦巻き溝１５側）に付勢するコイルばね１２とが収容されている。

そして、各リンク部材８は、各先端部８ｂが対応する各径方向窓孔７に係入した状態において、各基端部８ａ、８ａがピン９、９を介して前記従動軸部材４に連結されているため、リンク部材８の先端部８ｂ、８ｂ側が、外力を受けて各径方向窓孔７に沿って変位すると、タイミングスプロケット２と従動軸部材４とは、各リンク部材８、８の基端部８ａ、８ａが各ガイド孔２ｄ、２ｄに沿って移動して、各先端部８ｂ、８ｂの変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。

一方、前記プレート部材２ｂの前方側に対向配置された中間回転体である円板状の渦ディスク１３が前記軸部４ａの外周に回転自在に支持されている。この渦ディスク１３は、軸部４ａの外周面に摺動自在に支持された内周部１３ａと、該内周部の外周側に有するディスク部１３ｂとから構成され、このディスク部のカムシャフト１側の後面に、渦巻き状ガイドである断面半円状の２条の渦巻き溝１５が形成されている。この各渦巻き溝１５には、前記各リンク部材８の各係合ピン１１の先端部が摺動自在に係合案内されている。

前記各渦巻き溝１５は、互いに分離されて、タイミングスプロケット２の回転方向に沿って次第に縮径するように形成されていると共に、最外周側の先端溝部１５ａが所定の角度をもって内方へ屈曲（偏曲）形成されており、該先端溝部１５ａは、その長手方向のほぼ中央位置から先端側がさらに内方へ小さな角度で内方に屈曲形成されている。

すなわち、この各渦巻き溝１５は、それぞれの先端溝部１５ａ以外の一般部位１５ｂは渦（位相）の変化率が一定に形成されているが、先端溝部１５ａは、渦の変化率が前記内方へ屈曲した偏曲部から先端に向かって一般部位１５ｂに比較して小さく形成されて渦ディスク１３の接線方向に沿ってほぼ直線状に形成されており、この先端溝部１５ａの長さが比較的長く設定されている。また、この先端溝部１５ａは、長手方向のほぼ中央部位（屈曲部）から先端部位がさらに極小さな角度で内方に屈曲形成されている。

そして、各係合ピン１１が渦巻き溝１５に係合した状態において、渦ディスク１３がタイミングスプロケット２に対して遅れ方向に相対回動すると、各リンク部材８の先端部８ｂは、各径方向窓孔７に案内されつつ渦巻き溝１５の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側（進角側）に移動し、逆に、渦ディスク１３が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動して、係合ピン１１が前記渦巻き溝１５の偏曲部に位置した状態で最遅角側に制御される。

さらに、前記係合ピン１１が前記渦巻き溝１５の先端溝部１５ａ域に位置すると、機関の始動に適した僅かに進角側の位置となるように制御されるようになっている。

前記渦ディスク１３は、カムシャフト１に対する相対的な回動操作力が入力されると、その操作力が各渦巻き溝１５と各係合ピン１１の先端部を通してリンク部材８の先端部８ｂを各径方向窓孔７内で径方向に変位させ、このときリンク部材８の作用でもってタイミングスプロケット２と従動軸部材４に相対的な回動力を伝達する。

前記回動操作力を付与する機構は、渦ディスク１３を、前記スリーブ６を介してタイミングスプロケット２の回転方向(進角側)に付勢するトーションスプリング１６と、渦ディスク１３をタイミングスプロケット２の回転方向と逆方向(遅角側)に制動付勢する電磁駆動部であるヒステリシスブレーキ１７と、該ヒステリシスブレーキ１７の制動力を機関運転状態に応じて制御する図外のコントローラとを備え、機関の運転状態に応じてヒステリシスブレーキ１７の制動力を適宜制御することにより、渦ディスク１３をタイミングスプロケット２に対して相対回動させ、あるいは両者の回動位置を維持するようになっている。

前記トーションスプリング１６は、前記スリーブ６の外周側に配置され、その一端部１６ａがスリーブ６の先端部に形成された係止孔に径方向から挿通係止されている一方、他端部１６ｂが前記内周部１３ａの内部軸方向に形成された係止孔に挿通係止されて、機関停止後に前記渦ディスク１３を始動用の回転位相方向へ回転付勢するようになっている。

一方、前記ヒステリシスブレーキ１７は、渦ディスク１３の外周側前端部に固定された非磁性材の環状プレート１４と、該環状プレート１４の前端面に固定されたヒステリシスリング１８と、該ヒステリシスリング１８の前端部に配置された円環状のコイルヨーク１９と、該コイルヨーク１９の内部に収容配置されて、該各コイルヨーク１９に磁気を誘導する電磁コイル２０と、を備えている。

前記環状プレート１４は、オーステナイト系ステンレス材によって所定幅の円環状に形成されて、前記渦ディスク１３の外周側前端面に複数のボルト１４ａによって固定され、その外径が前記渦ディスク１３の外径とほぼ等しい大きさに設定されている。

前記ヒステリシスリング１８は、図１に示すように、その径方向の幅が前記環状プレート１４の幅よりも小さく設定された小さな円筒状に形成されて、前記環状プレート１４の前端面の径方向の外周側に溶接によって固定されていると共に、前記外部の磁界の変化に対して位相遅れをもって磁束が変化する特性をもつヒステリシス材（半硬質材）によって形成されている。

前記コイルヨーク１９は、内周側のインナーステータ２２と、外周側のアウターステータ２３と、該両ステータ２２，２３の前端開口を閉塞する環状ヨーク部２４とから構成されて、これらの内部に前記電磁コイル２０を取り囲むように全体がほぼ円筒形状に形成されている。

前記インナーステータ２２は、外周側に圧入などによって一体的に固定された環状ステータ部２２ａを有すると共に、前記内周部１３ａに環状突起２２ｂを介してボールベアリング２５が設けられており、このボールベアリング２５によって渦ディスク１３がインナーステータ２２に回転自在に支持されている。

また、前記インナーステータ２２(環状ステータ部２２ａ)とアウターステータ２３は、内外周側に一定の所定幅の隙間を介して径方向から対向する凸状のＳ極となるインナー極歯２６と、Ｎ極となるアウター極歯２７がそれぞれ円周方向へ等間隔で複数設けられている。前記対向するインナー極歯２６とアウター極歯２７は、それぞれ円周方向へ交互に配置されて、対向する前記内外周面相互の近接する極歯２６，２７がすべて円周方向にずれている。

したがって、各極歯２６，２７の両対向面の近接する各極歯２６，２７間には、基本的に電磁コイル２０の励磁によってヒステリシスリング１８内を通る円周方向に傾きをもった磁界が発生する。

また、極歯２６，２７の各対向面と前記ヒステリシスリング１８の内外周面とは、エアーギャップをもって非接触状態で径方向から対向しており、このエアーギャップは、大きな磁力を確保するために微小隙間に設定されている。

前記環状ヨーク２４は、円周方向の所定位置に前記電磁コイル２０のハーネス２０ａを貫通させて前記コントローラに案内する貫通孔２４ａが穿設されている。

前記電磁コイル２０は、前記ハーネス２０ａを介してコントローラから通電されると、コイルヨーク１９を介して磁界が発生し、この磁力によってヒステリシスリング１８にブレーキトルクを発生させるようになっている。すなわち、前記電磁コイル２０への通電によってヒステリシスリング１８が各極歯２６，２７間の磁界内を変位するときに、ヒステリシスリング１８の内部の磁束の向きと磁界の向きのずれによって制動力を発生するものであるが、その制動力は、ヒステリシスリング１８の回転速度（前記対向内外周面とヒステリシスリング１８の相対速度）に関係なく、磁界の強さ、すなわち、電磁コイル２０の励磁電流の大きさに略比例した一定の値となる。

前記コントローラは、機関の回転数を検出するクランク角センサや機関の吸入空気量から負荷を検出エアーフローメーター、スロットルバルブ開度及び機関水温センサなどの各種のセンサ類からの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して、機関運転状態に応じて電磁コイル２０に制御電流を出力している。

なお、前記位相変更機構３は、前記タイミングスプロケット２の径方向窓孔７、リンク部材８、係合ピン１１、レバー突起、渦ディスク１３、渦巻き溝１５及び前記ヒステリシスブレーキ１７によって構成されている。

また、前記位相変更機構３に冷却オイルを供給するオイル供給手段が設けられている。

前記オイル供給手段は、図１及び図４に示すように、前記軸受ブラケット１ｂが位置するカムシャフト１の径方向に形成された径方向通路２８と、カムシャフト１とカムボルト５との間に形成されて、前記径方向通路２８に連通する筒状通路２９と、前記従動軸部材４の軸部４ａの内周側から拡径部４ｂ内に傾斜状に穿設されて、上流端が前記環状通路２９と連通するオイル供給孔３０と、該オイル供給孔３０の下流側に形成された小径孔からなる孔絞り部３１と、前記拡径部４ｂのカムシャフト軸方向に沿って貫通形成されて、前記孔絞り部３１の下流端が開口するほぼ保持穴３２と、該保持穴３２の内部に圧入固定されたバルブ部材３３と、を備えている。

前記径方向通路２８は、外周側のグルーブ溝２８ａが形成されて、前記シリンダヘッド及び軸受ブラケット１ｂ内に形成された図外の油通路を介して潤滑用のオイルポンプから圧送された潤滑油が前記グルーブ溝２８ａから内部に導入されるようになっている。

前記筒状通路２９は、図１に示すように、カムボルト５の頭部付近まで延設されて、径方向通路２８側の一端側の大径通路部２９ａが前記オイル供給孔３０に連通していると共に、前記他端側の小径通路部２９ｂが前記従動軸部材４の軸部４ａに形成された２つの油孔３４、３５を介して軸部４ａとの間や、前記係合ピン１１と渦巻き溝１５との間に潤滑油を供給するようになっている。

前記オイル供給孔３０は、図４に示すように、前記筒状通路２９の大径通路部２９ａの先端部に接続されて、該接続部から傾斜状に形成されていると共に、その外径が比較的大径に形成されている。

前記孔絞り部３１は、その軸方向の長さが比較的短く設定されて、上流側のオイル供給孔３０と下流側の保持穴３２との間に差圧を発生させるようになっている。

前記保持穴３２は、円柱状に形成されて、内周面３２ａの全体がほぼ均一な内径に設定されていると共に、前記タイミングスプロケット２のプレート部材２ｂ側の一端開口が該プレート部材２ｂと前記拡径部４ｂとの間に形成された空間部３６に臨んでいる。

この空間部３６は、図１に示すように、前記リンク部材８側と連通していると共に、前記渦ディスク１３のディスク部１３ｂの内周側に形成された傾斜状の油通路孔３７を介して前記ボールベアリング２５や各極歯２６，２７間に連通している。

前記バルブ部材３３は、ほぼ円柱状に形成されて、軸方向の長さが前記拡径部４ｂの軸方向の幅長さとほぼ同一に設定され、一端側に保持穴３２に圧入固定される円柱状の大径部３３ａが設けられていると共に、この大径部３３ａの先端側に軸状の小径部３３ｂが形成されている。この小径部３３ｂは、外径が大径部３３ａよりも小さく形成されて、その外周面と保持穴３２の内周面との間に隙間絞り部３８が形成されている。また、前記大径部３３ａと小径部３３ｂとの間には、前記孔絞り部３１の先端開口が臨む環状溝３９が形成されている。したがって、前記孔絞り部３１と隙間絞り部３８とは、環状溝３９を介して直列状態に配置されている。

前記隙間絞り部３８は、前記小径部３３ｂによって円筒状に形成されて、一端開口部３８ａが前記空間部３６に臨んでいる。

前記環状溝３９は、軸方向の一端側が前記隙間絞り部３８に連通していると共に、外周面が前記孔絞り部３１から流出したオイルを隙間絞り部３６に滑らかに案内するためにほぼ円弧状に形成されている。

以下、この実施形態の作用について説明する。まず、機関停止時には、コントローラから電磁コイル２０への通電が遮断されて、トーションスプリング１６のばね力によって渦ディスク１３がタイミングスプロケット２に対して機関回転方向へ最大に回転する。これにより、係合ピン１１は、球状先端部が渦巻き溝１５の先端溝部１５ａの先端縁に当接位置して、クランク軸とカムシャフト１の相対回転位相（機関弁の開閉タイミング）は始動に最適な僅かに進角側寄りの位置に保持されている。

機関始動後において、機関がアイドル運転などの低回転域に移行しようとすると、前記コントローラから電磁コイル２０に通電されて、この励磁によって、ヒステリシスリング１８にブレーキトルクが発生して、トーションスプリング１６のばね力に抗する制動力が渦ディスク１３に付与される。

よって、前記係合ピン１１は、渦巻き溝１５の先端溝部１５ａから速やかに脱出して偏曲部側に速やかに移動し、これによって、渦ディスク１３が、タイミングスプロケット２の回転方向に対して僅かに逆方向に回転する。したがって、リンク部材８の先端の係合ピン１１が、各渦巻き溝１５に誘導されてリンク部材８の先端部８ｂが径方向窓孔７に沿って外側に揺動し、リンク部材８の作用によってタイミングスプロケット２と従動軸部材４の回転位相角が最遅角側に変更される。

この結果、クランク軸とカムシャフト１の相対回転位相が機関運転状態に応じた任意な位相に変更される。例えば、低回転に適した遅角側や最遅角状態など、運転状態に応じた位相である。これによって、アイドル運転時の機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。

そして、この状態から機関の運転が通常運転に移行して、例えば高回転時になると、前記回転位相を最進角側に変更すべき指令が前記コントローラから発され、電磁コイル２０にさらに大きな電流が供給されて、トーションスプリング１６のばね力に抗する大きな制動力がヒステリシスリング１８を介して渦ディスク１３に付与される。

これにより、渦ディスク１３がタイミングスプロケット２に対してさらに逆方向に回転し、リンク部材８の先端の係合ピン１１が各渦巻き溝１５に誘導されてリンク部材８の先端部８ｂが径方向窓孔７に沿ってさらに内側に揺動し、リンク部材８の作用によってタイミングスプロケット２と従動軸部材４の相対回転角が最進角側に変更される。この結果、クランク軸とカムシャフト１の回転位相が最進角側に変更され、機関の高出力化が図られることになる。

また、この実施形態によれば、機関の始動後において、オイルポンプから油通路を経て前記径方向通路２８に圧送されたオイルは、基本的には筒状通路２９を通ってオイル供給孔３０から孔絞り部３１を通り、ここから環状溝３９内に流入して隙間絞り部３８を通って空間部３６内に流入する。しかし、前記オイルポンプから圧送されるオイルの粘度に応じて、図６の実線で示すように前記空間部３６に供給されるオイルの流量が精度良く制御される。

すなわち、冷機始動時などでオイルポンプから圧送されたオイルの温度が所定以下でオイル粘度が高い場合は、前記オイル供給孔３０に流入したオイルは孔絞り部３１で絞られてこの上流側と下流側で差圧が発生する。

続いて、該孔絞り部３１から環状溝３９内に流入したオイルは、隙間絞り部３８を通過する際に、大きな流動抵抗が発生して絞られることから、空間部３６内には殆んど流入しない。つまり、所定の低温領域では、図６の実線ａ領域で示すように、オイル流量特性の変化率が小さくなって、空間部３６への流入量がきわめて少なく制限される。

その後、暖機中などにオイル温度が所定の温度まで上昇すると、オイルの粘度が漸次低くなることから、隙間絞り部３８を通過するオイル流量(油量)が増加して図６の実線ｂ領域で示すように、油量が急激に増加してその変化率が大きくなる。これによって、空間部３６内から各極歯２６，２７間やボールベアリング２５などへのオイルの供給量が増加して、これらの部位を効果的に冷却することができると共に、良好な潤滑性を得ることができる。

その後、通常の機関運転状態になり、オイル温度が所定温度以上に達すると、オイル粘度がさらに低くなり、空間部３６内へのオイル供給量も増加するが、前記孔絞り部３１の絞り効果、つまり前後の大きな差圧の発生によって、孔絞り部３１で流量が制限されて、図６の実線ｃ領域に示すように、オイル流量特性の変化率が小さくなる。これによって、オイルの過度な供給量を抑制することができる。この結果、オイルの無駄な消費量を低減することが可能になる。

ここで、前記孔絞り部３１だけを設けた場合のオイル流量特性をみると、図６のＸ破線に示すように、オイル粘度が高い状態から低くなる状態までに僅かに流量が上昇するものの、その流量特性に大きな変化がなく、粘度が高い状態でも孔絞り部３１から多量のオイルが流れ、ヒステリシスブレーキ１７の誤作動防止限界油量Ｑ１よりも大きくなってしまう。したがって、前記孔絞り部３１だけでは、低温始動時に前記ヒステリシスブレーキ１７などに比較的粘度の高いオイルが多量に供給されて、ヒステリシスブレーキ１７の制動力に影響を与えるおそれがある。

また、前記隙間絞り部３８だけを設けた場合のオイル流量特性をみると、図６のＹ破線に示すように、オイル粘度が高い状態では流量が誤作動防止限界油量Ｑ１よりも十分に少なく制限されるが、所定温度以上になると急激に増加して粘度が高くなればなるほど油量が増加してしまい、必要以上に供給されてＶＴＣ限界消費量Ｑ３よりも大きくなってしまう。

これに対して、本実施形態では、前記孔絞り部３１と隙間絞り部３８を有機的に組み合わせたことによって、オイル流量特性が、前述した図６の実線で示すように、低温時の粘度が高い場合には、誤作動防止限界油量Ｑ１よりも少なく、その後、粘度が高くなるにつれて油量は速やかに上昇してヒステリシスブレーキ１７の冷却必要油量Ｑ２になるが、所定温度以上になると流量が制限されて、ＶＴＣ限界消費量Ｑ３以下に抑制されるのである。

したがって、本実施形態では、オイル粘度に応じて常時最適な油量が確保されることから、ヒステリシスブレーキ１７対する悪影響を回避できると共に、無駄な消費を効果的に抑制することができる。

〔第２の実施形態〕
図５は第２の実施形態を示し、オイル供給手段の構成を一部変更したもので、保持穴３２にバルブ部材に代えて通路構成部材４０を圧入固定したものである。

すなわち、前記カムシャフト１側の径方向通路２８や環状通路２９及びオイル通路孔３０，孔絞り部３１などの構成は第１の実施形態と同じであるが、前記通路構成部材４０は、一端部４１ａを前記保持穴３２に圧入固定した軸部４１と、該軸部４１の他端部４１ｂの先端に一体に設けられた頭部４２とから構成されている。

前記軸部４１は、その外径が保持穴３２の内径よりも僅かに大きく設定されて保持穴３２に対する圧入代を有していると共に、軸方向の長さＬが前記保持穴３２の軸方向の長さよりも僅かに長く形成されて、その分、前記空間部３６側に突出している。

前記頭部４２は、円板状に形成されて、その内端面と前記保持穴３２の空間部３６側の開口縁周面との間に隙間絞り部４３が形成されている。この隙間絞り部４３は、薄肉円板状の微小隙間によって形成されていると共に、外周側が前記空間部３６内に臨んでいる。

また、前記保持穴３２の空間部３６側の開口部近傍の内周面には、前記孔絞り部３１の先端開口が臨む円環溝４４が形成されている。この円環溝４４は、円筒状に形成されて、その軸方向の長さが空間部３６側の開口端４４ａから孔絞り部３１の先端開口位置より中央寄りまで長く形成されていると共に、前記開口端４４ａが前記隙間絞り部４３に連通している。

したがって、前記孔絞り部３１と隙間絞り部４３とは、前記円環溝４４を介して直列状態に配置されている。

よって、この実施形態によれば、第１の実施形態と同様な作用効果が得られ、まず、冷機始動時などでオイルポンプから圧送されて、孔絞り部３１から円環溝４４内に流入したオイルは、隙間絞り部４３を通過する際に、大きな流動抵抗が発生して絞られることから、空間部３６内には殆んど流入しない。つまり、所定の低温領域では、図６の実線ａ領域で示すように、オイル流量特性の変化率が小さくなって、空間部３６への流入量がきわめて少なく制限される。

その後、暖機中などにオイル温度が所定の温度まで上昇すると、オイルの粘度が漸次低くなることから、隙間絞り部４３を通過するオイル流量が増加して図６の実線ｂ領域で示すように、オイル流量が急激に増加してその変化率が大きくなる。これによって、空間部３６内から各極歯２６，２７間やボールベアリング２５などへのオイルの供給量が増加して、これらの部位を効果的に冷却することができると共に、良好な潤滑性を得ることができる。

その後、通常の機関運転状態になり、オイル温度が所定温度以上に達すると、オイル粘度がさらに低くなり、空間部３６内へのオイル供給量も増加するが、前記孔絞り部３１の絞り効果、つまり前後の大きな差圧の発生によって、孔絞り部３１で流量が制限されて、図６の実線ｃ領域に示すように、オイル流量特性の変化率が小さくなる。これによって、オイルの過度な供給量を抑制することができる。この結果、オイルの無駄な消費量を低減することが可能になる。

また、この実施形態では、前記軸部４１の圧入量を調整することによって、前記隙間絞り部４３の隙間幅を任意に調整することができることから、この隙間管理が容易になると共に、内燃機関の仕様などに応じてその大きさを自由に設定することが可能になる。

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、前記孔絞り部３１の内径や隙間絞り部３８の隙間幅は固定的なものではなく、内燃機関の仕様や大きさなどに応じて任意に設定することが可能になる。

本発明の第１の実施形態のバルブタイミング制御装置の縦断面図である。 同バルブタイミング制御装置の分解斜視図である。 同バルブタイミング制御装置の他方側からみた分解斜視図である。 同バルブタイミング制御装置の要部拡大断面図である。 第２の実施形態にかかるバルブタイミング制御装置の要部拡大断面図である。 各実施形態におけるオイル流量特性図である。

符号の説明

１…カムシャフト
２…タイミングスプロケット（駆動回転体）
３…位相変更機構
４…従動軸部材（従動回転体）
１３…渦ディスク（中間回転体）
１４…環状プレート
１７…ヒステリシスブレーキ
１８…ヒステリシスリング
１９…コイルヨーク
２０…電磁コイル
２９…環状通路
３０…オイル供給孔
３１…孔絞り部
３２…保持穴
３３…バルブ部材
３３ａ…大径部
３３ｂ…小径部
３６…空間部
３８・４３…隙間絞り部
３９…環状溝
４０…通路構成部材
４１…軸部
４２…頭部
４４…円環溝

Claims (9)

1. クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
   該駆動回転体から回転力が伝達される従動回転体と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転伝達経路に設けられ、前記駆動回転体に対して相対移動することにより前記駆動回転体と従動回転体との相対回転位相を変更する中間回転体と、
   コイルに通電することにより前記中間回転体にブレーキ力を作用させる電磁ブレーキと、
   該電磁ブレーキにおける少なくともブレーキ力を作用させる部位にオイルを供給するオイル供給手段と、を備え、
   該オイル供給手段は、
   オイル供給経路に設けられて、上流側と下流側に差圧を発生させる孔によって構成された孔絞り部と、
   前記孔絞り部の下流側に設けられたほぼ円筒状の保持穴と、
   該保持穴に外周が円形状のバルブ部材を嵌挿することによって前記保持穴の内周面とバルブ部材の外周面との間に形成されて、前記孔絞り部と直列状態に配置された隙間絞り部と、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。
2. クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
   該駆動回転体から回転力が伝達される従動回転体と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転伝達経路に設けられ、前記駆動回転体に対して相対移動することにより前記駆動回転体と従動回転体との相対回転位相を変更する中間回転体と、
   コイルに通電することにより前記中間回転体にブレーキ力を作用させる電磁ブレーキと、
   該電磁ブレーキにおける少なくともブレーキ力を作用させる部位にオイルを供給するオイル供給手段と、を備え、
   該オイル供給手段は、
   該オイル供給経路に設けられて、上流側と下流側に差圧を発生させる孔によって構成された孔絞り部と、
   前記孔絞り部の下流側に設けられたほぼ円筒状の保持穴と、
   該保持穴に一端側が挿通固定される軸部と該軸部の他端側に設けられた円板状の頭部とを有する通路構成部材と、
   前記軸部の一端側を保持穴に挿通固定することによって前記頭部の内端面と該内端面に対向する前記保持穴の開口縁周面との間に形成されて、前記孔絞り部と直列状態に配置された隙間絞り部と、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。
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、
   前記バルブ部材は、前記保持穴の内周に圧入固定される大径部と、前記隙間絞り部を構成する小径部とによって構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。
4. 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において、
   前記バルブ部材の前記大径部と小径部との間に環状溝を形成し、該環状溝内に前記孔絞り部を通ったオイルが供給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。
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、
   前記環状溝の下流側に前記隙間絞り部を配置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。
6. 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において、
   前記軸部と保持穴との間に円環溝を形成し、該円環溝内に前記孔絞り部を通ったオイルが供給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。
7. 請求項６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、
   前記円環溝の下流側に前記隙間絞り部を配置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。
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、
   前記隙間絞り部の断面積を、前記軸部の保持穴への挿入量に応じて可変に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。
9. クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
   該駆動回転体から回転力が伝達される従動回転体と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転伝達経路に設けられ、前記駆動回転体に対して相対移動することにより前記駆動回転体と従動回転体との相対回転位相を変更する中間回転体と、
   コイルに通電することにより前記中間回転体にブレーキ力を作用させる電磁ブレーキと、
   該電磁ブレーキにおける少なくともブレーキ力を作用させる部位にオイルを供給するオイル供給通路と、
   該オイル供給通路の供給経路に設けられて、上流側と下流側に差圧を発生させる孔によって構成された孔絞り部と、
   該孔絞り部と直列に配置された隙間絞り部と、
   を備え、
   前記オイル供給通路の上流側のオイル圧力が一定である場合の温度に対する前記オイル供給通路からの吐出流量特性は、所定温度以下の領域では吐出流量の変化率が大きくなり、所定温度以上の領域では小さくなるような特性と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。

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