JP2016061269A

JP2016061269A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

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Publication number: JP2016061269A
Application number: JP2014192077A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　健治; Kenji Sato; 健治佐藤
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Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-04-25
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Abstract

【課題】機関停止直前におけるベーンロータのロック位置への速やかな移動を確保し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】オイルポンプの停止によって解除圧が作用しない機関停止状態において、前記連通制御機構５を介して第２、第４ベーン２２，２４により隔成される一部の油圧室（第２遅角室Ｒｅ２と第２進角室Ａｄ２、第４遅角室Ｒｅ４と第４進角室Ａｄ４）同士を連通させることによって、残余のベーンである第１、第３ベーン２１，２３の各側面の受圧面積差によってベーンロータ２０を一方向へと偏倚付勢させることとした。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を運転状態に応じて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。

従来のバルブタイミング制御装置としては、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。

すなわち、このバルブタイミング制御装置では、機関停止時にロックピンを係合させて、ハウジング（タイミングスプロケット）に対するベーンロータの相対回転位相が所定の関係となるようにロックすることにより、始動性の向上を図っている。

また、前記ベーンロータのロックにあたって、最遅角位置においてベーンの周方向両側の油圧室同士（遅角側油圧室と進角側油圧室）を連通させる構成とすることにより、カムシャフトから伝達される交番トルクによるベーンロータのばたつきを大きくして、該ベーンロータを前記所定の相対回転位相へとより早く移動させることが可能となっている。

特開２０１３−１１９８４２号公報

しかしながら、前記従来のバルブタイミング制御装置でも、作動油の粘度が比較的低い低温状態では、作動油の粘性抵抗が大きく、前述した油圧室の連通によってもベーンロータを速やかに移動させ難い問題があった。

本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の実情に鑑みて案出されたもので、機関停止直前におけるベーンロータのロック位置への速やかな移動を確保し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目的としている。

本発明は、クランクシャフトから伝達される回転駆動力に基づいて回転し、内周側に突設された複数のシューをもって内部に作動室を隔成するハウジングと、前記ハウジングに対して相対回転可能なロータを介してカムシャフトに固定され、前記ロータの外周側に径方向に沿って突設された複数のベーンを有し、該各ベーンをもって前記各シューとの間において前記各作動室を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーンロータと、前記ベーンロータと前記ハウジングの間に設けられ、機関運転状態に応じて前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転を規制するロック機構と、前記各ベーンのうち少なくとも一つに、前記遅角作動室と前記進角作動室とを連通する連通孔が設けられ、該連通孔の連通状態を切換可能な連通制御機構と、を備え、前記連通制御機構を有しない他のベーンにおいて、前記遅角側作動室の受圧面積の合計と前記進角側作動室の受圧面積の合計とが異なるように設定されていることを特徴としている。

本発明によれば、機関停止状態で一部の進角・遅角作動室同士を連通させることで、残余のベーンの受圧面積差によりベーンロータを一方向へと偏倚付勢させることが可能となり、該ベーンロータを前記所定のロック位置まで速やかに移動させることができる。

本発明の第１実施形態に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の分解斜視図である。図１に示す内燃機関のバルブタイミング制御装置の縦断面図、及びこれに係る油圧回路を示した要図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３のＣ−Ｃ線断面図である。ベーンロータの最遅角状態を現したもので、（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図４相当図、（ｃ）は図５相当図である。ベーンロータのロック状態を現したもので、（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図４相当図、（ｃ）は図５相当図である。ベーンロータの最進角状態を現したもので、（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図４相当図、（ｃ）は図５相当図である。本発明の第１実施形態の他例を示す図３相当図である。本発明の第２実施形態を示す図３相当図である。

以下に、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の各実施形態では、当該装置を吸気側の動弁装置に適用したものを示している。

〔第１実施形態〕
図１〜図８は本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の第１実施形態を示し、このバルブタイミング制御装置は、図１に示すように、図示外のクランクシャフトの回転力をもって回転駆動されるスプロケット１と、該スプロケット１に対して相対回転可能に設けられるカムシャフト２と、前記スプロケット１とカムシャフト２との間に設けられ、該両者１，２の相対回転位相を変換する位相変更機構３と、該位相変更機構３を所定の中間位置でロックすることで前記両者１，２の相対回転を規制する１対のロック機構４と、後述する所定の遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４と進角室Ａｄ１〜Ａｄ４との連通又は遮断を切換制御する１対の連通制御機構５と、前記位相変更機構３、前記ロック機構４及び前記連通制御機構５にそれぞれ油圧を給排することによって該各機構３〜５を別個独立に作動させる油圧給排機構６と、を備えている。

前記位相変更機構３は、図１〜図３に示すように、スプロケット１と一体的に設けられ、内周側に複数（本実施形態では４つ）のシューである第１〜第４シュー１１〜１４が突設されたハウジング１０と、該ハウジング１０の内周側に相対回転可能に収容配置され、カムシャフト２の一端部に一体回転可能に固定されたベーンロータ２０と、該ベーンロータ２０とハウジング１０の前記各シュー１１〜１４とによって隔成され、ベーンロータ２０の位相変更に供する遅角作動室である第１〜第４遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４及び進角作動室である第１〜第４進角室Ａｄ１〜Ａｄ４と、を備え、油圧給排機構６から第１〜第４遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４と第１〜第４進角室Ａｄ１〜Ａｄ４とに選択的に油圧が供給されることによって、ベーンロータ２０の相対回転位相が制御される。

前記ハウジング１０は、ほぼ円筒状に形成されたハウジング本体１５と、該ハウジング本体１５の前端開口を閉塞するように設けられるフロントプレート１６と、前記ハウジング本体１５の後端開口を閉塞するように設けられるリヤプレート１７と、から構成され、ハウジング本体１５とフロントプレート１６とがリヤプレート１７に螺着される複数のボルト７によって軸方向から共締め固定されている。

前記ハウジング本体１５は、焼結材料によってほぼ円筒状に規制され、内周側に前記各シュー１１〜１４が突設されると共に、外周側にスプロケット１が一体に形成されている。そして、前記各シュー１１〜１４には、それぞれ前記各ボルト７が挿通するボルト挿通孔１５ａが貫通形成されている。

前記フロントプレート１６は、金属材料によって比較的薄肉の円板状に形成され、その中央位置に、カムボルト８の頭部を受容するほぼ円形のボルト受容孔１６ａが貫通形成されると共に、該ボルト受容孔１６ａの外周域に、前記各ボルト７が挿通する４つのボルト挿通孔１６ｂが貫通形成されている。

前記リヤプレート１７は、金属材料により円板状に形成され、その中央位置に、カムシャフト２が挿通するシャフト挿通孔１７ａが貫通形成されると共に、該シャフト挿通孔１７ａの外周域に、前記各ボルト７が螺着する４つの雌ねじ孔１７ｂが形成されている。

前記ベーンロータ２０は、カムボルト８によりカムシャフト２に締結されるロータ本体２５と、該ロータ本体２５の外周側に前記第１〜第４シュー１１〜１４と対応するかたちで周方向ほぼ等間隔（９０°間隔）の位置に放射状に突設された複数（本実施形態では４つ）のベーンである第１〜第４ベーン２１〜２４と、が金属材料によって一体に形成されている。

なお、前記ロータ本体２５と対向する各シュー１１〜１４の先端には、厚さ幅方向に沿ってシール部材Ｓ１が嵌着されていて、これら各シール部材Ｓ１がベーンロータ２０のロータ本体２５（各小径部２６ａ及び各大径部２６ｂ）の外周面に摺接することで、各ベーン２１〜２４間の空間が、前記各対の油圧室Ｒｅ１〜Ｒｅ４，Ａｄ１〜Ａｄ４として隔成されるようになっている。また、同様に、前記ハウジング本体１５と対向する各ベーン２１〜２４の先端には、厚さ幅方向に沿ってシール部材Ｓ２が嵌着されていて、これら各シール部材Ｓ２がハウジング本体１５の内周面に摺接することで、各ベーン２１〜２４間の空間が、前記各対の油圧室Ｒｅ１〜Ｒｅ４，Ａｄ１〜Ａｄ４として隔成されるようになっている。

前記ロータ本体２５は、異形円筒状に形成され、そのほぼ中央位置に、カムボルト８の軸部が挿通するボルト挿通孔２５ａが軸方向に沿って貫通形成されると共に、該ボルト挿通孔２５ａの前端部に、カムボルト８の頭部が着座するボルト着座部２５ｂが凸設されている。

そして、このロータ本体２５は、軸心を挟んで対向する、第１、第４ベーン２１，２４間と第２、第３ベーン２２，２３間とが、比較的薄肉となる小径状に形成された１対の小径部２６ａとして形成されている。また、同様に、軸心を挟んで対向する、第１、第２ベーン２１，２２間と第３、第４ベーン２３，２４間とが、比較的厚肉となる大径状に形成された１対の大径部２６ｂとして形成されている。

かかる構成から、前記各ベーン２１〜２４については、前記各小径部２６ａに隣接する側面２１ａ〜２４ａの受圧面積が、前記各大径部２６ｂに隣接する側面２１ｂ〜２４ｂの受圧面積よりも大きくなるように構成されている。換言すれば、連通制御機構５が設けられていない第１、第３ベーン２１，２３は、各進角室Ａｄ１，Ａｄ３側の側面２１ａ，２３ａの面積の合計が各遅角室Ｒｅ１，Ｒｅ３側の側面２１ｂ，２３ｂの面積の合計よりも大きくなるように構成されると共に、連通制御機構５が設けられる第２、第４ベーン２２，２４は、各進角室Ａｄ２，Ａｄ４側の側面２２ｂ，２４ｂの面積の合計が各遅角室Ｒｅ２，Ｒｅ４側の側面２２ａ，２４ａの面積の合計よりも小さくなるように構成されている。

なお、かかる異形構成に際して、前記各小径部２６ａに隣接する側面２１ａ〜２４ａ同士と前記各大径部２６ｂに隣接する側面２１ｂ〜２４ｂ同士とは、相互に対向するかたちで配置されていることにより上記受圧面積差は相殺され、ベーンロータ２０に作用する油圧全体としては、一方向側に偏ることなくほぼ均衡するような構成となっている。

加えて、前記異形構成に伴い、第２、第４ベーン２２，２４の各大径部２６ｂ側の側面２２ｂ，２４ｂと各大径部２６ｂの外周面との接続部のなす角θが鈍角となるように構成されている。これによって、ベーンロータ２０の良好な加工性が確保されている。

また、前記ロータ本体２５の遅角側（回転方向反対側）には、それぞれカムシャフト２に形成される後述する遅角側油通路５１と各遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４とを連通する遅角側連通孔２５ｃが、それぞれ径方向に沿って貫通形成されていて、該各遅角側連通孔２５ｃをもって、油圧給排機構６よりカムシャフト２の内部を通じて導かれる作動油が各遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４へと導入されるようになっている。

他方、前記ロータ本体２５の進角側（回転方向側）には、それぞれカムシャフト２に形成される後述する進角側油通路５２と各進角室Ａｄ１〜Ａｄ４とを連通する複数の進角側連通孔２５ｄが貫通形成されていて、該各進角側連通孔２５ｄをもって、油圧給排手段６よりカムシャフト２の内部を通じて導かれる作動油が各進角室Ａｄ１〜Ａｄ４へと導入されるようになっている。

前記ロック機構４は、図１〜図４に示すように、前記各大径部２６ｂのほぼ中間位置であって、ハウジング１０に対するベーンロータ２０の相対回転位相を最遅角位置と最進角位置との間（中間位置）に保持可能に設けられている。すなわち、このロック機構４は、各大径部２６ｂにて軸方向に沿って貫通形成されたピン収容孔３１内にそれぞれ摺動自在に収容され、リヤプレート１７に穿設される係合穴１８等と係合することによりハウジング１０とベーンロータ２０との相対移動を規制するほぼ円筒状のロック部材としてのロックピン３２と、該各ロックピン３２とフロントプレート１６との間に介装され、各ロックピン３２をリヤプレート１７側へと付勢するコイルスプリング３３と、から主として構成されている。

前記ロックピン３２は、図４に示すように、先端側に向かって段差縮径状に形成され、その大径部３２ａの後端側内周に凹設されるばね収容部３２ｄ内に、コイルスプリング３３が弾装されている。他方、ロックピン３２の段部３２ｃに基づいて、各小径部３２ｂの周域は、ピン収容孔３１との間に受圧室３５が隔成され、該各受圧室３５は、各大径部２６ｂのリヤプレート１７側の側面に切欠形成された連通溝３６を通じてロック機構通路５３と連通可能に構成されている。そして、該ロック機構通路５３から導入される解除圧としての油圧が各段部３２ｃへと作用することで、該ロックピン３２がコイルスプリング３３の付勢力に抗して前記係合穴１８等から離脱可能となっている。

前記連通制御機構５は、図１〜図３、図５に示すように、第２、第４ベーン２２，２４の幅方向にそれぞれ貫通形成され、該各ベーン２２，２４を挟んで隣り合う第２遅角室Ｒｅ２と第２進角室Ａｄ２及び第４遅角室Ｒｅ４と第４進角室Ａｄ４をそれぞれ連通する連通孔４０と、該各連通孔４０のほぼ中間位置に軸方向に沿って貫通形成されたピン収容孔４１にそれぞれ摺動自在に設けられる弁体としての連通ピン４２と、該各連通ピン４２とフロントプレート１６との間に介装され、各連通ピン４２をリヤプレート１７側へと付勢するコイルスプリング４３と、から主として構成されている。

前記連通孔４０は、図３に示すように、前記各ベーン２２，２４において、それぞれ小径部２６ａ側の根本部近傍と大径部２６ｂ側の根本部近傍とを連通するように設けられている。すなわち、この連通孔４０は、前記各ベーン２２，２４の幅方向（周方向）に対して斜行状に構成されたものであって、一端側である大径部２６ｂ側に対して他端側である小径部２６ａ側が径方向内側となるように形成されている。

前記連通ピン４２は、図５に示すように、先端側に向かって段差縮径状に形成され、その大径部４２ａの後端側内周に凹設されるばね収容部４２ｄ内に、コイルスプリング４３が弾装されている。また、前記大径部４２ａの軸方向の中間部には、周方向に連続する環状溝４４が切欠形成されている。この環状溝４４は、連通孔４０の内径とほぼ同じ溝幅に設定されていて、連通ピン４２が最も進出した状態において連通孔４０とほぼ過不足なく重合し、連通ピン４２の後退に伴い前記重合量が減少して、一定以上後退することで連通ピン４２の大径部４２ａによって連通孔４０の連通が遮断される構成となっている（図６、図８参照）。このようにして、環状溝４４と連通孔４０との重合量である連通孔４０の通路断面積に基づいて、第２遅角室Ｒｅ２と第２進角室Ａｄ２、第４遅角室Ｒｅ４と第４進角室Ａｄ４のそれぞれの連通切換制御が可能となっている。

また、前記ピン収容孔４１には、連通ピン４２の段部４２ｃに基づいて、各小径部４２ｂの周域に、ピン収容孔４１との間に受圧室４５が隔成され、該各受圧室４５は、各大径部２６ｂのリヤプレート１７側の側面に切欠形成された連通溝４６を通じて連通機構通路５４と連通可能に構成されている。そして、該連通機構通路５４から導入される解除圧としての油圧がそれぞれ連通ピン４２の段部４２ｃへと作用することで、該連通ピン４２がコイルスプリング４３の付勢力に抗して後退可能となっている。

この際、前記連通ピン４２については、前記ロックピン３２よりも早く後退可能な構成となっている。具体的には、連通ピン４２の段部４２ｃの受圧面積Ｓｔが、ロックピン３２の段部３２ｃの受圧面積Ｓｒよりも大きく設定されている。なお、かかる設定以外にも、その他の手段として、例えば連通制御機構５のコイルスプリング４３のばね定数自体やセット荷重（ばね収容部４２ｄの深さ）を、それぞれロック機構４のコイルスプリング３３のばね定数やセット荷重（ばね収容部３２ｄの深さ）よりも小さく設定することにより、連通ピン４２を相対的に早く後退させることも可能である。

前記油圧給排機構６は、図２に示すように、油圧源であるオイルポンプ５０と、カムシャフト２の内部に設けられ、前記オイルポンプ５０から吐出された作動油を第１〜第４遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４と第１〜第４進角室Ａｄ１〜Ａｄ４とに選択的に給排するものであって、遅角側連通孔２５ｃを介して第１〜第４遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４に制御油圧を給排する遅角側油通路５１、並びに進角側連通孔２５ｄを介して第１〜第４進角室Ａｄ１〜Ａｄ４に制御油圧を給排する進角側油通路５２と、ロック機構４のピン収容孔３１内に連通溝３６を介して油圧を給排するロック機構通路５３と、連通制御機構５のピン収容孔４１内に連通溝４６を介して油圧を給排する連通機構通路５４と、周知の電磁弁５５を介して前記各油通路５１，５２の一方側や前記各機構通路５３，５４にオイルポンプ５０の油圧を供給する供給通路５６と、前記電磁弁５５を介してオイルポンプ５０に接続されない前記各油通路５１，５２の他方側や前記各機構通路５３，５４の油圧を排出するドレン通路５７と、から主として構成されている。なお、前記電磁弁５５は、図示外の電子コントロールユニット（ＥＣＵ）からの制御電流によって前記各油通路５１，５２及び前記各機構通路５３，５４とオイルポンプ５０又はドレン通路５７との接続を切換制御する。

以下、本実施形態に係る前記バルブタイミング制御装置の特徴的な作用効果について、図６〜図８に基づいて説明する。なお、図６はベーンロータ２０の最遅角状態、図７はベーンロータ２０のロック状態、図８はベーンロータ２０の最進角状態、をそれぞれ示している。

機関の運転中に、例えば不意のエンストなどイグニッションスイッチのオフ操作によらずに機関が停止する場合、ベーンロータ２０の相対回転位相が前記ロック位置に相当する所定の中間位置（図７参照）よりも遅角側に偏倚した状態で停止することがある。このとき、冷機状態など作動油の粘性抵抗が大きい場合には、従来のように各ベーンを挟んで隣り合う両油圧室同士を相互に連通させたところで、カムシャフト２に作用する正負トルク（交番トルク）では、ベーンロータ２０を前記所定の中間位置まで速やかに回転させることが困難であった。

これに対し、本実施形態では、機関が停止すると、オイルポンプ５０も停止する結果、連通制御機構５のピン収容孔４１内には作動油が供給されず、連通ピン４２はいずれも進出した状態となって、環状溝４４を通じて連通孔４０が連通する。これにより、該各連通孔４０を介して第２、第４ベーン２２，２４によって隔成される第２遅角室Ｒｅ２と第２進角室Ａｄ２、第４遅角室Ｒｅ４と第４進角室Ａｄ４がそれぞれ相互に連通し、その結果、ベーンロータ２０については、第１、第３ベーン２１，２３のみに作動油圧が作用することとなる。

ここで、この作動油圧が発生する第１、第３ベーン２１，２３については、いずれも各進角室Ａｄ１，Ａｄ３側の側面２１ａ，２３ａの受圧面積が相対的に大きく設定されていることから、かかる進角側に付勢する作動油圧に基づきベーンロータ２０は進角側へと回転する。そして、前記所定の中間位置に到達したところでロックピン３２が係合孔１８等に係合して、ロック機構４によりベーンロータ２０の相対回転が規制されることとなる。

続いて、機関の再始動時には、イグニッションスイッチのオン操作に伴い、オイルポンプ５０が駆動されて、第１〜第４遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４及び第１〜第４進角室Ａｄ１〜Ａｄ４やロック機構４及び連通制御機構５の各受圧室３５，４５（ロックピン３２及び連通ピン４２の各段部３２ｃ，４２ｃ）にそれぞれ油圧が作用する。そして、例えば機関回転数が所定値以上に達するなど機関が所定の運転状態となると、前記各ピン３２，４２の受圧面積差に基づき、まず連通ピン４２が後退移動することによって環状溝４４と連通孔４０とが非連通となって、該連通ピン４２の大径部４２ａにより連通孔４０が遮断される。

その後、この連通ピン４２による連通孔４０の遮断に遅れるかたちでロックピン３２が後退移動することにより、ロックピン３２が係合孔１８等から離脱してベーンロータ２０の回転規制が解除される。すなわち、かかるロック解除時点では既に連通孔４０が遮断され、ベーンロータ２０は、全遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４又は全進角室Ａｄ１〜Ａｄ４に供給される油圧に基づいて、機関の運転状態に応じた所定の相対回転位相に制御されることとなる。

以上のように、本実施形態に係るバルブタイミング制御装置によれば、前記オイルポンプ５０の停止によって解除圧が作用しない機関停止状態において、連通制御機構５を介して第２、第４ベーン２２，２４によって隔成される一部の油圧室（第２遅角室Ｒｅ２と第２進角室Ａｄ２、第４遅角室Ｒｅ４と第４進角室Ａｄ４）同士を連通させることで、残余のベーンである第１、第３ベーン２１，２３の各側面の受圧面積差によってベーンロータ２０を一方向へと偏倚付勢させることが可能となり、該ベーンロータ２０を前記所定の中間位置まで速やかに移動させることができる。

さらに、前記バルブタイミング制御装置では、機関の再始動後に前記ロック機構４による規制解除に先んじて前記連通制御機構５による連通孔４０の遮断を行うように構成されているため、機関の再始動時には前記第１、第３ベーン２１，２３の受圧面積差に基づくアンバランスな受圧構成によりベーンロータ２０の前記中間位置への速やかな移動を確保しつつ、機関の再始動後は、全ての遅角室Ｒｅ１〜Ｒｅ４又は進角室Ａｄ１〜Ａｄ４に供給される油圧によって各ベーン２１〜２４に対して適切な制御油圧を付与でき、ベーンロータ２０の良好な制御応答性の確保にも供される。

なお、上述した実施形態では、機関再始動時にベーンロータ２０を進角側に回転させるように連通制御機構５を配置したが、図９に示すように、連通制御機構５が設けられていない第１、第３ベーン２１，２３の進角室Ａｄ１，Ａｄ３側の側面２１ｂ，２３ｂの面積の合計が遅角室Ｒｅ１，Ｒｅ３側の側面２１ａ，２３ａの面積の合計よりも小さくなるように、かつ、連通制御機構５が設けられる第２、第４ベーン２２，２４の進角室Ａｄ２，Ａｄ４側の側面２２ａ，２４ａの面積の合計が遅角室Ｒｅ２，Ｒｅ４側の側面２２ｂ，２４ｂの面積の合計よりも大きくなるように、それぞれ構成することによって、機関再始動時にベーンロータ２０を遅角側に回転させるように構成することも可能であり、搭載する機関の仕様等に応じて自由に選択できる。

〔第２実施形態〕
図１０は本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の第２実施形態を示し、前記第１実施形態に係るシュー１１…及びベーン２１…の数を３つに変更してなるハウジング６０、ベーンロータ７０を採用したものである。なお、他の構成については、前記第１実施形態と同様であることから、同一の符号を付すことにより、具体的な説明については省略する。

すなわち、本実施形態では、前記ハウジング６０の内周側に、３つの第１〜第３シュー６１〜６３が設けられると共に、前記ベーンロータ７０の外周側に、前記第１〜第３シュー６１〜６３にそれぞれ対応する３つの第１〜第３ベーン７１〜７３が設けられている。

前記ベーンロータ７０には、第２ベーン７２と第３ベーン７３の周方向間に前記大径部２６ｂが構成され、該大径部２６ｂの周方向ほぼ中間位置において前記ロック機構４が設けられると共に、第３ベーン７３に、前記連通制御機構５が設けられている。

以上のような構成から、本実施形態に係る構成によっても、機関停止時には第３ベーン７３によって隔成される第３遅角室Ｒｅ３と第３進角室Ａｄ３とを連通孔４０を通じて相互連通させることにより、機関始動時にはアンバランスとなる第１、第２ベーン７１，７２の各側面の受圧面積差に基づいて、ベーンロータ７０を所定の方向へと偏倚付勢することが可能となって、前記第１実施形態と同様の作用効果が奏せられる。

換言すれば、前記連通制御機構５は、前記第１実施形態にて例示したように必ずしも複数設けられている必要はなく、少なくとも１つのベーン設けられ、該ベーンの数量に応じた前記機関始動時のアンバランスが構成されていれば、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏し得る。

本発明は前記各実施形態で開示した構成に限定されるものではなく、例えばロック機構４や油圧給排機構６の構成など、本発明の特徴とは直接関係しないバルブタイミング制御装置の具体的構成については、適用対象となる内燃機関の仕様やコスト等に応じて自由に変更可能である。

以下、前記各実施形態等から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について説明する。

（ａ）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、
前記連通制御機構は、前記ベーンの径方向内側に設けら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。

（ｂ）前記（ａ）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、
前記連通孔は、前記小径部側が径方向内側となるように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。

（ｃ）前記（ｂ）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、
前記連通制御機構が設けられるベーンは、前記大径部側の側面と前記大径部の外周面との接続部のなす角度が鈍角となるように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。

（ｄ）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、
前記弁体は、外周面に環状溝を有し、該環状溝との重合量によって前記連通孔の通路断面積が変化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。

（ｅ）前記（ｄ）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、
前記連通制御機構は、前記弁体の一端側に油圧が作用する一方、他端側には付勢部材の付勢力が作用し、
前記油圧に基づいて前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して移動することで、前記弁体の外周面によって前記連通孔の通路断面積が減少するように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。

（ｆ）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、
前記連通制御機構が設けられるベーンは、前記進角側作動室の面積の合計が前記遅角側作動室の面積の合計よりも小さくなるように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。

（ｇ）前記（ｆ）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、
前記複数のベーンは、偶数個がほぼ等間隔に設けられると共に、
前記連通制御機構が設けられるベーンは、前記ベーンロータの回転中心を挟んで対向するように設けら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。

（ｈ）請求項５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、
前記連通制御機構が設けられるベーンは、前記進角側作動室の面積の合計が前記遅角側作動室の面積の合計よりも大きくなるように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。

（ｉ）前記（ｈ）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、
前記複数のベーンは、偶数個がほぼ等間隔に設けられると共に、
前記連通制御機構が設けられるベーンは、前記ベーンロータの回転中心を挟んで対向するように設けら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。

（ｊ）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、
前記ロック機構は、前記大径部に設けられた収容孔と、該収容孔内において摺動自在に収容されたロック部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ロック部材が係合するロック溝と、を有し、
前記ロック部材の一端側には油圧が作用し、他端側には付勢部材の付勢力が作用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。

（ｋ）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、
前記連通制御機構は、機関始動時において連通状態と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。

（ｌ）前記（ｋ）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、
前記連通制御機構は、機関始動後に機関回転数が所定値以上になったときに、前記遅角作動室と前記進角作動室との連通を遮断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。

２…カムシャフト
４…ロック機構
５…連通制御機構
１０…ハウジング
１１〜１４…第１〜第４シュー（複数のシュー）
２０…ベーンロータ
２１〜２４…第１〜第４ベーン（複数のベーン）
４０…連通孔
Ａｄ１〜Ａｄ４…第１〜第４進角室（進角作動室）
Ｒｅ１〜Ｒｅ４…第１〜第４遅角室（遅角作動室）

Claims

クランクシャフトから伝達される回転駆動力に基づいて回転し、内周側に突設された複数のシューをもって内部に作動室を隔成するハウジングと、
前記ハウジングに対して相対回転可能なロータを介してカムシャフトに固定され、前記ロータの外周側に径方向に沿って突設された複数のベーンを有し、該各ベーンをもって前記各シューとの間において前記各作動室を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーンロータと、
前記ベーンロータと前記ハウジングの間に設けられ、機関運転状態に応じて前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転を規制するロック機構と、
前記各ベーンのうち少なくとも一つに、前記遅角作動室と前記進角作動室とを連通する連通孔が設けられ、該連通孔の連通状態を切換可能な連通制御機構と、
を備え、
前記連通制御機構を有しない他のベーンにおいて、前記遅角側作動室の受圧面積の合計と前記進角側作動室の受圧面積の合計とが異なるように設定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。
前記ロータは、大径部と小径部とを有し、
前記各ベーンは、前記大径部の外周側に突設されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記連通制御機構は、油圧によって作動する弁体が前記連通孔の通路断面積を変化させることによって切換制御される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。
前記連通制御機構が設けられていないベーンは、前記進角側作動室の面積の合計が前記遅角側作動室の面積の合計よりも大きくなるように構成されている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。
前記連通制御機構が設けられていないベーンは、前記進角側作動室の面積の合計が前記遅角側作動室の面積の合計よりも小さくなるように構成されている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。
前記ロック機構は、前記大径部に設けられている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。
クランクシャフトから伝達される回転駆動力に基づいて回転し、内周側に突設された複数のシューをもって内部に作動室を隔成するハウジングと、
前記ハウジングに対して相対回転可能なロータを介してカムシャフトに固定され、前記ロータの外周側に径方向に沿って突設された複数のベーンを有し、該各ベーンをもって前記各シューとの間において前記各作動室を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーンロータと、
前記ベーンロータに設けられた収容孔と、
前記収容孔内において摺動自在に収容されたロック部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記ロック部材が係合するロック溝と、
前記ロック部材に対して前記ロック溝方向への付勢力を作用させる付勢部材と、
前記ロック部材に対して前記ロック溝から抜け出す方向への油圧を供給可能とするロック機構通路と、
を備え、
前記各ベーンのうち少なくとも一つに、前記遅角作動室と前記進角作動室の連通又は該連通の阻害を切換可能な連通制御機構が設けられると共に、
前記連通制御機構を有しない他のベーンにおいて、前記遅角側作動室の受圧面積の合計と前記進角側作動室の受圧面積の合計とが異なるように設定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。
前記連通制御機構は、所定の油圧が供給されることによって作動する弁体が前記連通孔の通路断面積を減少させることによって切換制御されることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。