JP6295720B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、弁開閉時期制御装置に関し、詳しくは、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、カムシャフトと同軸芯の連結ボルトによりカムシャフトに固定される従動側回転体と、連結ボルトの内部に収容された流体制御用のスプールとを有する弁開閉時期制御装置の改良に関する。

上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献１には、駆動側回転体（文献では回転伝達部材）と、従動側回転体（文献では回転部材）とを同軸芯に配置し、ロータをカムシャフトに連結する連結ボルト（文献では取付ボルト）の内部にスプール弁を軸方向に移動自在に支持した構成が示されている。

この特許文献１では、スプール弁を移動操作する電磁駆動機構を従動側回転体の外部に備え、このスプール弁の作動により制御された流体を、取付ボルトの外周面から進角室と遅角室とに給排して弁開閉時期制御装置の相対回転位相を設定し、弁の開閉時期を設定している。

また、特許文献２には、弁開閉時期制御装置の外部に備えられるものであるが、スプールと、このスプールを移動自在に収容するスリーブとを有するソレノイドバルブが示されている。このソレノイドバルブでは、スリーブに流体が供給される第１ポートと、弁開閉時期制御装置に連通する第２ポートと第３ポートとが形成されている。また、スリーブの外周面を、断面形状が略Ｄ字形状とするように成形し、第１ポートと第２ポートと第３ポートとを連通させる連通路が形成されている。

この特許文献２では、第１ポートからの流体を第２ポートと第３ポートとに供給することにより、弁開閉時期制御装置を中間位相に保持する保持動作を確保するものである。

特許第４０１３３６４号公報 特許第４０３２２８４号公報

特許文献１に記載されるように内部にスプールを収容した構成では、弁開閉時期制御装置の内部から進角室と遅角室に対する流体の給排の制御が可能となり、流体の制御系の部品点数を低減し、弁開閉時期制御装置の小型化を実現する。

弁開閉時期制御装置は、制御弁により進角室と遅角室とに対して流体を選択的に供給することにより相対回転位相を設定するものである。ただし、弁開閉時期制御装置では、例えば、位相制御中にも進角室と遅角室とから流体が僅かにリークする。従って、スプールが中立位置にある状況が継続する場合でも、弁開閉時期制御装置が回転するため遠心力等の作用により、進角室及び遅角室の流体がリークして位相保持の安定性が損なわれ、カムシャフトから作用するカム変動トルクにより相対回転位相が大きく変動（所謂、バタツキ）することがあった。

一方、進角室と遅角室とに流体が充填された状態にあれば、カム変動トルクが作用する状況でも弁開閉時期制御装置の相対回転位相は維持し易く、弁の開閉時期が大きく変動することはない。

弁開閉時期制御装置の作動油としては、エンジンオイルが用いられるため、特に、エンジン温が上昇して作動油の粘性が低下した場合には進角室及び遅角室からの作動油のリーク量が増大し、位相保持が不安定なものになる。

このような課題に対して、特許文献２の構成では、スプールの設定位置に拘わらず進角室と遅角室とに対して流体（作動油）の供給が可能となり、バタツキ等が生じない抑制を可能にするものである。

しかしながら、特許文献２に記載されるようにスリーブの外周に連通路を形成するものでは、流体の温度上昇に伴って流体の粘性が低下し流体の流量が増大するだけでなく、スプールや、このスプールを収容する部材の膨張により連通路の断面積が拡大し、流体の流量を更に増大させる結果、流体を無駄に流動させ不都合に繋がるものであった。

本発明の目的は、温度上昇に伴い進角室と遅角室とから流体のリーク量が増大する場合でも相対回転位相の変動を抑制し得る弁開閉時期制御装置を合理的に構成する点にある。

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、弁開閉用のカムシャフトと一体回転するよう、前記カムシャフトに固定される従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とにより区画形成される進角室及び遅角室と、筒状壁部を備え、前記カムシャフトと同軸芯であり、前記従動側回転体に取付けられる取付部材と、前記取付部材の前記筒状壁部により区画される空間内部に前記取付部材の軸芯に沿って往復動自在に収容され、外部のポンプから吐出された流体が供給されるスプールとを備え、
前記スプールの移動に応じて、前記進角室及び前記遅角室に対して流体が選択的に流入される又は前記進角室及び前記遅角室から流出されることを許容する第１ポート及び第２ポートが前記取付部材の前記筒状壁部に形成され、前記第１ポートを前記進角室に連通させる第１流路と、前記第２ポートを前記遅角室に連通させる第２流路が前記従動側回転体に形成され、前記従動側回転体を形成する材料の熱膨張係数は、前記取付部材を形成する材料の熱膨張係数より大きく、前記取付部材が前記従動側回転体に取付けられるとき、前記第１流路は前記第１ポートに連通し、前記第２流路が前記第２ポートに連通し、
前記取付部材の前記筒状壁部に前記ポンプからの流体を前記スプールに供給する供給ポートが形成され、前記供給ポートに連通する供給流路が前記従動側回転体に形成され、
前記取付部材と前記従動側回転体との間に隙間が形成され、該隙間によって前記従動側回転体の内周面に、前記供給流路と前記第１流路とを連通させて流体を供給する第１連通路、及び、前記供給流路と前記第２流路とを連通させて流体を供給する第２連通路の少なくとも一方が形成され、
前記取付部材と前記従動側回転体との間に隙間が形成された際に、前記供給流路から該隙間に送られる流体を、前記第１流路から前記進角室に供給すると共に、前記第２流路から前記遅角室に供給する点にある。

この構成によると、温度上昇に伴い取付部材と従動側回転体との間に隙間が形成されるため、この隙間に流体を送ることにより、流体を第１流路から進角室に供給すると共に、この流体を第２流路から遅角室に供給することが可能となる。また、温度上昇に伴い流体の粘性が低下し、進角室と遅角室とからの流体のリーク量が増大した場合には、進角室と遅角室とに対する流体の供給量の増大が可能となる。これによりカム変動トルクの作用に抗して相対回転位相を維持することが可能となる。
従って、温度上昇に伴い進角室及び遅角室から流体のリーク量が増大する場合でも、進角室と遅角室とに流体を供給して相対回転位相の変動を抑制し得る弁開閉時期制御装置が構成された。

本発明は、前記第１連通路、及び、前記第２連通路の少なくとも何れか一方が前記従動側回転体の回転軸芯に沿って延び、前記従動側回転体が金属の押出加工によって形成されても良い。

このように、連通路を押出加工により製造することで、連通路を形成するために切削加工等を別途行う必要がない。従動側回転体は、例えば、熱膨張係数が大きいアルミニウム材料等で形成することができる。よって、本構成であれば従動側回転体を効率的に得ることができる。

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、弁開閉用のカムシャフトと一体回転するよう、前記カムシャフトに固定される従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とにより区画形成される進角室及び遅角室と、筒状壁部を備え、前記カムシャフトと同軸芯であり、前記従動側回転体に取付けられる取付部材と、前記取付部材の前記筒状壁部により区画される空間内部に前記取付部材の軸芯に沿って往復動自在に収容され、外部のポンプから吐出された流体が供給されるスプールとを備え、
前記スプールの移動に応じて、前記進角室及び前記遅角室に対して流体が選択的に流入される又は前記進角室及び前記遅角室から流出されることを許容する第１ポート及び第２ポートが前記取付部材の前記筒状壁部に形成され、前記第１ポートを前記進角室に連通させる第１流路と、前記第２ポートを前記遅角室に連通させる第２流路とが前記従動側回転体に形成され、前記従動側回転体及び前記取付部材の間に設けられ、前記取付部材を形成する材料の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料で形成された仕切部材を備え、前記取付部材が前記従動側回転体に取付けられるとき、前記第１流路は前記第１ポートに連通し、前記第２流路が前記第２ポートに連通し、
前記取付部材の前記筒状壁部に前記ポンプからの流体を前記スプールに供給する供給ポートが形成され、前記供給ポートに連通する供給流路が前記従動側回転体に形成され、
前記取付部材と前記仕切部材との間に隙間が形成され、該隙間によって前記仕切部材の内周面に、前記供給流路と前記第１流路とを連通させて流体を供給する第１連通路、及び、前記供給流路と前記第２流路とを連通させて流体を供給する第２連通路の少なくとも一方が形成され、
前記取付部材と前記仕切部材との間に隙間が形成された際に、前記供給流路から該隙間に送られる流体を、前記第１流路から前記進角室に供給すると共に、前記第２流路から前記遅角室に供給する点にある。

この構成によると、温度上昇に伴い取付部材と仕切部材との間に隙間が形成されるため、この隙間に流体を送ることにより、流体を第１流路から進角室に供給すると共に、この流体を第２流路から遅角室に供給することが可能となる。また、温度上昇に伴い流体の粘性が低下し、進角室と遅角室とからの流体のリーク量が増大した場合には、進角室と遅角室とに対する流体の供給量の増大が可能となる。これによりカム変動トルクの作用に抗して相対回転位相を維持することが可能となる。
従って、温度上昇に伴い進角室及び遅角室から流体のリーク量が増大する場合でも、進角室と遅角室とに流体を供給して相対回転位相の変動を抑制し得る弁開閉時期制御装置が構成された。

本発明は、前記取付部材の外周面に、前記第１連通路、及び、前記第２連通路の少なくとも何れか一方が形成されても良い。

これによると、連通路を取付部材の外周面に形成することで、流体を供給ポートから進角室あるいは遅角室により積極的に供給することができる。例えば、従動側回転体や連結ボルトの温度が未だ高温に至っておらず、両部材の熱膨張の差を利用できないような低温時にあっても流体を進・遅角室に確実に供給することができ、位相制御の精度を高めることができる。

本発明は、取付部材の外部において、前記第１連通路の流路抵抗と、前記第２連通路の流路抵抗とは異ならせても良い。

これによると、例えば、第１連通路の流路抵抗と、第１連通路の流路抵抗とが異なるため、第１連通路に流れる流体の流量と、第２連通路に流れる流体の流量とに差を作り出すことが可能となる。これにより、カム変動トルクにより相対回転位相が遅角方向に変位する傾向がある場合には進角室に対し遅角室より多くの量の流体を供給することによりカム変動トルクの作用に抗して相対回転位相の維持が実現する。

弁開閉時期制御装置の断面図である。 図１のII-II線断面図である。 図１のIII-III線断面図である。 図１のIV-IV線断面図である。 連結ボルトと内部ロータとアダプタとの斜視図である。 外周側連通路を示す断面図である。 図６のVII-VII線断面図である。 外周側連通路の異なる実施形態を示す断面図である。 外周側連通路の異なる実施形態を示す断面図である。 内周側連通路を示す断面図である。 図１０のXI-XI線断面図である。 内周側連通路の異なる実施形態を示す断面図である。 内周側連通路の異なる実施形態を示す断面図である。 間隙連通路を示す断面図である。 間隙連通路の変形例を示す断面図である。 図１５のXVI-XVI線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１及び図２に示すように、内燃機関としてのエンジンＥのクランクシャフト１と同期回転する外部ロータ２０（駆動側回転体の一例）と、エンジンＥの燃焼室の吸気カムシャフト５と同軸芯で一体回転する内部ロータ３０（従動側回転体の一例）とを、吸気カムシャフト５の回転軸芯Ｘを中心に相対回転自在に備えて弁開閉時期制御装置Ａが構成されている。

この弁開閉時期制御装置Ａは、外部ロータ２０に対して内部ロータ３０を内包しており、内部ロータ３０は、中心位置を貫通する連結ボルト３８（取付部材の一例）により吸気カムシャフト５に連結している。この連結ボルト３８の空間内部には、ボルト軸芯（回転軸芯Ｘと一致する）と同軸芯で、このボルト軸芯に沿って往復操作自在（往復動自在）にスプール４１を収容し、このスプール４１を付勢するスプールスプリング４２を収容している。また、スプール４１を操作する電磁ソレノイド４４がエンジンＥに支持され、このスプール４１とスプールスプリング４２と電磁ソレノイド４４とで電磁制御弁４０が構成されている。

弁開閉時期制御装置Ａは、電磁制御弁４０による作動油（流体の一例）の制御により外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相を変更し、これにより吸気バルブ５Ｖの開閉時期の制御を行うように構成されている。尚、この構成では、スプール４１とスプールスプリング４２とは、内部ロータ３０と一体回転する。

図１のエンジンＥ（内燃機関の一例）は、乗用車などの車両に備えられるものを示している。このエンジンＥは、クランクシャフト１の上部位置のシリンダブロック２のシリンダボアの内部にピストン３を収容し、このピストン３とクランクシャフト１とをコネクティングロッド４で連結した４サイクル型に構成されている。

エンジンＥの上部には、吸気バルブ５Ｖを開閉作動させる吸気カムシャフト５と排気カムシャフトとを備えている。また、エンジンＥには、クランクシャフト１で駆動される油圧ポンプＰ（流体圧ポンプの一例）を備えている。この油圧ポンプＰは、エンジンＥのオイルパンに貯留される潤滑油を、供給流路８を介して作動油（流体の一例）として電磁制御弁４０に供給する。

エンジンＥのクランクシャフト１に形成した出力スプロケット６と、外部ロータ２０のタイミングスプロケット２３Ｓとに亘ってタイミングチェーン７が巻回されている。これにより外部ロータ２０はクランクシャフト１と同期回転する。図面には示していないが、排気側のカムシャフトの前端にもスプロケットが備えられ、このスプロケットにもタイミングチェーン７が巻回されている。

図２に示すように、弁開閉時期制御装置Ａは、クランクシャフト１からの駆動力により外部ロータ２０が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。また、内部ロータ３０が外部ロータ２０に対して駆動回転方向Ｓと同方向に相対回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向を遅角方向Ｓｂと称する。この弁開閉時期制御装置Ａでは、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位する際に変位量の増大に伴い吸気圧縮比を高め、相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位する際に変位量の増大に伴い吸気圧縮比を低減するようにクランクシャフト１と吸気カムシャフト５との関係が設定されている。

尚、この実施形態では、吸気カムシャフト５に弁開閉時期制御装置Ａを備えているが、弁開閉時期制御装置Ａを排気カムシャフトに備えることや、吸気カムシャフト５と排気カムシャフトとの双方に備えても良い。

〔弁開閉時期制御装置〕
弁開閉時期制御装置Ａは、図１〜図５に示すように外部ロータ２０と内部ロータ３０とを備えると共に、内部ロータ３０と吸気カムシャフト５との間に挟み込まれるブッシュ状のアダプタ３７を備えて構成されている。

外部ロータ２０は、外部ロータ本体２１と、フロントプレート２２と、リヤプレート２３とを有しており、これらが複数の締結ボルト２４の締結により一体化されている。リヤプレート２３の外周にはタイミングスプロケット２３Ｓが形成されている。

外部ロータ本体２１には、回転軸芯Ｘを基準にして径方向の内側に突出する複数の突出部２１Ｔが一体的に形成されている。内部ロータ３０は、外部ロータ本体２１の突出部２１Ｔの突出端に密接する円柱状の内部ロータ本体３１と、外部ロータ本体２１の内周面に接触するように内部ロータ本体３１の外周に突出して備えた複数（４つ）のベーン部３２とを有している。

これにより、外部ロータ２０に対し内部ロータ３０を内包状態することにより回転方向で隣接する突出部２１Ｔの中間位置で、内部ロータ本体３１の外周側に複数の流体圧室Ｃが形成される。これらの流体圧室Ｃがベーン部３２で仕切られることにより進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが区画形成される。

この弁開閉時期制御装置Ａでは、外部ロータ本体２１と内部ロータ本体３１とがアルミニウム合金製であり、連結ボルト３８とアダプタ３７とが鉄を含む鋼材で構成されている。この材料の設定により、内部ロータ本体３１の熱膨張係数が、連結ボルト３８とアダプタ３７との熱膨張係数より大きく設定されている。

この弁開閉時期制御装置Ａでは、複数のベーン部３２のうちの１つに対して回転軸芯Ｘに沿う姿勢で形成されたガイド孔２６にスライド移動自在にロック部材２５を備え、このロック部材２５を突出付勢するロックスプリングを備えている。また、リヤプレート２３にはロック部材２５の係脱が可能なロック凹部が形成されている。これらロック部材２５、ロックスプリング、ロック凹部によりロック機構Ｌが構成されている。

このロック機構Ｌは、ロック部材２５がロックスプリングの付勢力によりロック凹部に係合して、相対回転位相を最遅角位相に保持する。

図１に示すように、アダプタ３７とフロントプレート２２とに亘って外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相（以下、相対回転位相と称する）を、後述する最遅角位相から中間位相まで付勢力を作用させるトーションスプリング２８が備えられている。

連結ボルト３８は、ボルト頭部３８Ｈと雄ネジ部３８Ｓとを有し、雄ネジ部３８Ｓが吸気カムシャフト５の雌ネジ部に螺合することにより、内部ロータ３０が、アダプタ３７を介して吸気カムシャフト５に連結し、各々が一体回転する。

連結ボルト３８のうちボルト頭部３８Ｈに近い側に回転軸芯Ｘを中心とする筒状壁部３８Ｃが形成され、この筒状壁部３８Ｃの内部にスプール４１が収容されている。更に、連結ボルト３８の外周には作動油を送り出す中間凹部３８Ａが形成されている。

アダプタ３７は、連結ボルト３８の中間部分の外周面に接触する内径の内周面３７Ａと、リヤプレート２３の内周に接触する外周面３７Ｂと、内部ロータ本体３１に接触する第１側壁３７Ｓ１と、吸気カムシャフト５に接触する第２側壁３７Ｓ２とを有した筒状に形成されている。

図５に示すように、内部ロータ３０とアダプタ３７との当接面、及び、アダプタ３７と吸気カムシャフト５との当接面を貫く位置に回転軸芯Ｘと平行姿勢となる規制ピン３９を嵌合させている。これにより、内部ロータ３０とアダプタ３７と吸気カムシャフト５とが一体回転する。

このアダプタ３７は、連結ボルト３８の中間凹部３８Ａから内周面３７Ａに供給される作動油を外周面３７Ｂに送り出す放射状となる複数（４つ）の導出流路３７Ｄがドリル加工により貫通状態で形成されている。更に、各々の導出流路３７Ｄからの作動油を第１側壁３７Ｓ１の方向に送り出すように回転軸芯Ｘと平行姿勢となる複数（４つ）の分岐流路３７Ｅが形成されている。

これらの分岐流路３７Ｅは、内部ロータ本体３１に形成されたポンプ流路３５（第１流路の一例）と連通する。また、第１側壁３７Ｓ１には、環状凹部３７Ｃから外周面３７Ｂに亘る領域に複数の溝状部３７Ｇが放射状に形成されている。この溝状部３７Ｇは遅角流路３４の一部を構成する。

〔弁開閉時期制御装置：油路構成〕
作動油の供給により相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させる空間が進角室Ｃａであり、これとは逆に、作動油の供給により相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる空間が遅角室Ｃｂである。ベーン部３２が進角方向Ｓａの作動端（ベーン部３２の進角方向Ｓａの作動端の近傍の位相を含む）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン部３２が遅角方向Ｓｂの作動端（ベーン部３２の遅角方向Ｓｂの作動端の近傍の位相を含む）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称する。

内部ロータ本体３１には、油圧ポンプＰからの作動油をスプール４１に供給するように回転軸芯Ｘと平行姿勢となるポンプ流路３５（供給流路の一例）と、進角室Ｃａに連通する進角流路３３（第１流路の一例）と、遅角室Ｃｂに連通する遅角流路３４（第２流路の一例）とが形成されている。

また、ロック凹部には進角流路３３が連通している。従って、進角室Ｃａに作動油が進角流路３３に供給されることにより、ロックスプリングの付勢力に抗してロック部材２５がロック凹部から離脱しロック状態の解除が可能となる。

スプールスプリング４２は、スプール４１を吸気カムシャフト５から離間する方向に付勢力を作用させるものであり、連結ボルト３８には、スプール４１の外端側の作動端を決めるストッパー４３が備えられている。

電磁ソレノイド４４は、内部のソレノイドに供給された電力に比例した量だけ突出作動するプランジャ４４ａを備えており、このプランジャ４４ａの押圧力によりスプール４１を操作する。

スプール４１は、内端側（吸気シャフト５側）と外端側とにランド部４１Ａが形成され、これらのランド部４１Ａの中間位置の全周に環状となるグルーブ部４１Ｂが形成されている。このスプール４１の内部は中空に形成され、スプール４１の突出端にはドレン孔４１Ｄが形成されている。

連結ボルト３８の筒状壁部３８Ｃには、ポンプ流路３５から作動油が供給されるポンプポート３８Ｃｐ（供給ポートの一例）が形成されている。また、この筒状壁部３８Ｃにはスプール４１の作動により進角室Ｃａに対する作動油の給排を行う進角ポート３８Ｃａ（第１ポートの一例）と、遅角室Ｃｂに対する作動油の給排を行う遅角ポート３８Ｃｂ（第２ポートの一例）とが形成されている。尚、進角ポート３８Ｃａと遅角ポート３８Ｃｂとは回転軸芯Ｘに沿う方向でポンプポート３８Ｃｐを挟む位置に配置されている。

内部ロータ本体３１の内周にはポンプポート３８Ｃｐに連通するポンプ側環状溝３５Ｐが形成され、これに複数（４つ）のポンプ流路３５が連通している。また、内部ロータ本体３１の内周には、進角ポート３８Ｃａに連通する進角側環状溝３３Ａが形成され、これに複数（４つ）の進角流路３３が連通している。更に、アダプタ３７の内周には遅角ポート３８Ｃｂに連通する遅角側環状溝３４Ａが形成され、これに複数（４つ）の遅角流路３４が連通している。

特に、遅角流路３４は、図１、図３、図４に示す如く、アダプタ３７の内周に形成された遅角側環状溝３４Ａと、アダプタ３７の第１側壁３７Ｓ１に形成された溝状部３７Ｇと、内部ロータ本体３１に穿設される孔状部分とで構成されている。

電磁ソレノイド４４は、非通電状態では図１に示す非押圧位置に保持され、この非押圧位置にある場合、スプール４１は同図に示す進角ポジションに保持される。また、電磁ソレノイド４４に所定電力を通電することでプランジャ４４ａが内端側の押圧位置に達しスプール４１は遅角ポジションに保持される。更に、電磁ソレノイド４４にこれより低い電力を通電することにより、プランジャ４４ａの突出量が制限され遅角ポジションと進角ポジションとの中間となる中立ポジション（図６に示すポジション）に保持される。

吸気カムシャフト５を回転自在に支持するエンジン構成部材１０には、油圧ポンプＰからの作動油を供給する供給流路８が形成されている。

連結ボルト３８の内部には、供給流路８からの作動油が供給される供給空間１１が形成され、内部にはスプリングとボールとで成るチェック弁４５を備えている。この連結ボルト３８の外周には、チェック弁４５を通過した作動油が供給される中間凹部３８Ａが全周に亘る環状に形成されている。

これにより、油圧ポンプＰからの作動油は供給流路８から供給空間１１に供給され、更に、チェック弁４５から中間凹部３８Ａに供給される。この中間凹部３８Ａに供給された作動油は、アダプタ３７の内周面３７Ａから複数の導出流路３７Ｄに送られ、これに連通する分岐流路３７Ｅ、ポンプ流路３５、ポンプポート３８Ｃｐを順次介してスプール４１のグルーブ部４１Ｂに供給される。

作動油が供給される状況においてスプール４１が進角ポジション（図１に示すポジション）に設定された場合には、ポンプポート３８Ｃｐからの作動油が進角ポート３８Ｃａに送られ、遅角ポート３８Ｃｂから作動油が排出される。これとは逆にスプール４１が遅角ポジションに設定された場合には、ポンプポート３８Ｃｐからの作動油が遅角ポート３８Ｃｂに送られ、進角ポート３８Ｃａからの作動油が排出される。また、スプール４１が中立位置に設定された場合には、進角ポート３８Ｃａと遅角ポート３８Ｃｂとに対する作動油の給排は遮断される。

これにより、スプール４１を進角ポジション、遅角ポジション、中立ポジションに設定された場合には、相対回転位相は進角方向Ｓａが変位し、遅角方向Ｓｂに変位し、相対回転位相は保持される。

〔連通路：外周側連通路〕
本発明の弁開閉時期制御装置Ａでは、スプール４１が中立ポジションにある状況でも、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとから作動油がリークする構成であるため、図６、図７に示すように、リークした作動油を進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに補うために複数（４つ）の外周側連通路５１を連結ボルト３８の外周に形成している。この外周側連通路５１は、油温が上昇した場合に作動油の粘性の低下を利用して供給油量を増大させるようにも構成されている。

この外周側連通路５１は、連結ボルト３８の外周を溝状に切削加工した外周側進角連通路５１Ｆ（第１連通路の一例）と、外周側遅角連通路５１Ｒ（第２連通路の一例）とで構成されている。外周側進角連通路５１Ｆは、ポンプ流路３５（厳密にはポンプ側環状溝３５Ｐ）と進角流路３３（厳密には進角側環状溝３３Ａ）とを連通させ、進角室Ｃａに作動油を供給する位置に形成されている。また、外周側遅角連通路５１Ｒは、ポンプ流路３５（厳密にはポンプ側環状溝３５Ｐ）と遅角流路３４（厳密には遅角側環状溝３４Ａ）とを連通させ、遅角室Ｃｂに作動油を供給する位置に形成されている。

本発明の外周側連通路５１は、連結ボルト３８の外周に溝状に形成していたが、これに代えて、図８に示すように、連結ボルト３８の外面の全周の切削加工により形成しても良い。また、図９に示すように、連結ボルト３８の外周の一部をＤカット状に切削加工することで形成しても良い。

また、外周側連通路５１は、連結ボルト３８の外面に粗面に形成することにより流体の流通が可能となる空間により形成しても良い。

特に、外周側進角連通路５１Ｆに作動油が流れる進角側連通距離Ｌａと、外周側遅角連通路５１Ｒに作動油が流れる遅角側連通距離Ｌｂとは異なる値に設定されている。具体的には、進角側連通距離Ｌａを遅角側連通距離Ｌｂより短くすることにより（Ｌａ＜Ｌｂ）、外周側進角連通路５１Ｆに作動油が流れる際の通路抵抗を、外周側遅角連通路５１Ｒに作動油が流れる際の通路抵抗より低くしている。これにより、進角流路３３に流れる作動油の油量を、遅角流路３４に流れる油量より多くして、カム変動トルクに抗する力を得るようにしている。

また、連結ボルト３８の外面に形成される外周側進角連通路５１Ｆと外周側遅角連通路５１Ｒとの溝深さを異ならせても良い。これによっても、外周側進角連通路５１Ｆの通路抵抗を、外周側遅角連通路５１Ｒの通路抵抗より低くして進角流路３３に供給される作動油の油量を、遅角流路３４に供給される作動油の油量より多くしている。

この外周側連通路５１では、外周側進角連通路５１Ｆと外周側遅角連通路５１Ｒとを溝状やＤカット状に形成する場合に、これらを回転軸芯Ｘと平行となる同一の直線上に配置する必要はなく、これらを異なる直線上に配置しても良い。また、外周側進角連通路５１Ｆと外周側遅角連通路５１Ｒとの一方だけを形成しても良い。

〔連通路：内周側連通路〕
本発明では、図１０、図１１に示すように、リークした作動油を進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに補うために内部ロータ本体３１の内周に複数（４つ）の内周側連通路５２を形成している。この内周側連通路５２は、油温が上昇した場合に作動油の粘性の低下を利用して供給油量を増大させるようにも構成されている。

この内周側連通路５２は、内部ロータ本体３１の内面を溝状に切削加工することにより形成される内周側進角連通路５２Ｆ（第１連通路の一例）と、内周側遅角連通路５２Ｒ（第２連通路の一例）とで構成されている。内周側進角連通路５２Ｆはポンプ流路３５と進角流路３３とを連通させ、進角室Ｃａに作動油を供給する位置に形成されている。また、内周側遅角連通路５２Ｒは、ポンプ流路３５と遅角流路３４とを連通させ、遅角室Ｃｂに作動油を供給する位置に形成されている。

本発明の内周側連通路５２は、内部ロータ本体３１の内周に溝状に形成していたが、これに代えて、図１２に示すように、内部ロータ本体３１の内周の全周の切削加工により形成しても良い。また、図１３に示すように、内部ロータ本体３１において回転軸芯Ｘに沿う方向に形成した孔部によって形成しても良い。尚、内周側連通路５２を孔部によって形成する場合には、進角側環状溝３３Ａとポンプ流路３５と遅角側環状溝３４Ａとに連通するように孔部の穿設位置が設定される。

また、内周側連通路５２は、内部ロータ本体３１の内周に粗面に形成することにより流体の流通が可能となる空間により形成しても良い。

特に、内周側進角連通路５２Ｆに作動油が流れる進角側連通距離Ｌａと、内周側遅角連通路５２Ｒに作動油が流れる遅角側連通距離Ｌｂとは異なる値に設定されている。具体的には、進角側連通距離Ｌａを遅角側連通距離Ｌｂより短くすることにより（Ｌａ＜Ｌｂ）、内周側進角連通路５２Ｆに作動油が流れる際の通路抵抗を、内周側遅角連通路５２Ｒに作動油が流れる際の通路抵抗より低くしている。

また、内部ロータ本体３１の内周を切削加工することで内周側進角連通路５２Ｆと内周側遅角連通路５２Ｒとの溝深さを異ならせても良い。これによっても、内周側進角連通路５１Ｆ２通路抵抗を、内周側遅角連通路５２Ｒの通路抵抗より低くして進角流路３３に供給される作動油の油量を、遅角流路３４に供給される作動油の油量より多くしている。

この内周側連通路５２では、内周側進角連通路５２Ｆと内周側遅角連通路５２Ｒとを溝状に形成する場合に、これらを回転軸芯Ｘと平行となる同一の直線上に配置しているが、これらを異なる直線上に配置しても良い。内周側進角連通路５２Ｆと内周側遅角連通路５２Ｒとの一方だけを形成しても良い。

尚、内部ロータ本体３１は押出加工により形成されるものであることから、この押出加工に用いられるダイスの形状の設定により溝部を形成しても良い。

〔連通路：間隙連通路〕
本発明では、図１４に示すように、内部ロータ本体３１と連結ボルト３８との熱膨張係数の差を利用して、温度が上昇した場合に各々の間に作り出される間隙により間隙連通路５３が形成されている。この間隙連通路５３は、油温が上昇した場合に作動油の粘性の低下を利用して供給油量を増大させるようにも機能する。

間隙連通路５３は、間隙進角連通路５３Ｆ（第１連通路の一例）と間隙遅角連通路５３Ｒ（第２連通路の一例）とで構成されている。間隙進角連通路５３Ｆはポンプ流路３５と進角流路３３とを連通させ、進角室Ｃａに作動油を供給する位置に形成されている。間隙遅角連通路５３Ｒはポンプ流路３５と遅角流路３４とを連通させ、遅角室Ｃｂに作動油を供給する位置に形成されている。

特に、間隙進角連通路５３Ｆに作動油が流れる進角側連通距離Ｌａと、間隙遅角連通路５３Ｒに作動油が流れる遅角側連通距離Ｌｂとは異なる値に設定されている。具体的には、間隙進角連通路５３Ｆに作動油が流れる際の通路抵抗を、間隙遅角連通路５３Ｒに作動油が流れる際の通路抵抗より低くしている。これにより、進角流路３３に流れる作動油の油量を、遅角流路３４に流れる油量より多くしている。

〔連通路：間隙連通路の変形例〕
この変形例の間隙連通路５３は、図１５、図１６に示すように、内部ロータ本体３１の内周でポンプ流路３５と進角流路３３との間に進角側ブッシュ５５（仕切部材の一例）を備え、ポンプ流路３５と遅角流路３４との間に遅角側ブッシュ５６（仕切部材の一例）を備えて構成されている。

進角側ブッシュ５５と遅角側ブッシュ５６とは、連結ボルト３８より熱膨張係数が大きい材料が用いられ、内部ロータ本体３１の内周に隙間無く嵌め込み固定されている。作動油の油温が設定値未満である場合には、その内周が連結ボルト３８の外周に接触する。

また、作動油の温度が上昇した場合に進角側ブッシュ５５と連結ボルト３８との熱膨張係数の差から間隙進角連通路５３Ｆが現れ、遅角側ブッシュ５６と連結ボルト３８との間に間隙遅角連通路５３Ｒが現れる。この間隙進角連通路５３Ｆと間隙遅角連通路５３Ｒとで間隙連通路５３が形成される。

これにより、油温が低い場合には、間隙進角連通路５３Ｆと間隙遅角連通路５３Ｒとは作り出されず、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに作動油は供給されない。これに対して、作動油の温度が上昇した場合には、間隙進角連通路５３Ｆと間隙遅角連通路５３Ｒとが作り出され、スプール４１がニュートラル位置にあっても進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに対して作動油を供給する。

特に、この間隙連通路５３の変形例では、間隙進角連通路５３Ｆに作動油が流れる進角側連通距離Ｌａと、間隙遅角連通路５３Ｒに作動油が流れる遅角側連通距離Ｌｂとを異なる値に設定されている。つまり、進角側連通距離Ｌａは進角側ブッシュ５５の回転軸芯Ｘに沿う方向での厚みであり、遅角側連通距離Ｌｂは遅角側ブッシュ５６の回転軸芯Ｘに沿う方向での厚みである。

この変形例においても、進角側連通距離Ｌａを遅角側連通距離Ｌｂより短くすることにより（Ｌａ＜Ｌｂ）、間隙進角連通路５３Ｆに作動油が流れる際の通路抵抗を、間隙遅角連通路５３Ｒに作動油が流れる際の通路抵抗より低くしている。

この変形例では進角側ブッシュ５５と遅角側ブッシュ５６との一方だけを内部ロータ本体３１の内周に備えても良い。この場合、内部ロータ本体３１のうちブッシュを備えない部位の内周面を連結ボルト３８の外周面に接触させることになる。

〔連通路：間隙連通路の変形例〕
この変形例は、前述した進角側ブッシュ５５と遅角側ブッシュ５６との何れか一方の内周を加工することにより溝状の流路を形成するものである。

このように進角側ブッシュ５５と遅角側ブッシュ５６との何れか一方の内周に溝状の流路を形成することにより、作動油の温度が低い場合にも、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとの少なくとも何れか一方への作動油の供給を可能にすると共に、油温が上昇した場合に作動油の粘性の低下を利用して供給油量を増大させることを可能にする。

〔連通路の他の実施形態〕
実施形態では、連結ボルト３８の外側と、内部ロータ本体３１の内側との何れかに連通路を形成しているが、連結ボルト３８の外周に溝状等の連通路を形成し、内部ロータ本体３１の内周に溝状等の連通を形成することで、２種の連通路を組み合わせて連通路を構成しても良い。

また、ポンプ流路３５からの作動油を進角流路３３に供給する連通路と、ポンプ流路３５からの作動油を遅角流路３４に供給する連通路とに通路抵抗を設定する場合に、例えば、連結ボルト３８の外周や内部ロータ本体３１の内周に形成される溝部を、進角流路３３に近い側ほど深く形成することや、進角流路３３に近い側ほど溝幅を広くすることで流路抵抗を設定しても良い。

〔実施形態の作用・効果〕
弁開閉時期制御装置Ａは、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとから作動油がリークする構成を有しており、弁開閉時期制御装置Ａの回転に伴う遠心力によってもリークが助長される。この作動油のリーク量は、作動油温が低温で作動油の粘性が高い場合に少なく、温度上昇に伴い粘性が低下するほど増大する。従って、油温が上昇した状況でスプール４１が中立ポジションにある場合には、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとからの作動油のリーク量が増大し、吸気カムシャフト５から作用するカム変動トルクにより相対回転位相が変動する、バタツキを招くものであった。

これに対して、本発明では、内部ロータ本体３１と連結ボルト３８との境界部分においてポンプポート３８Ｃｐからの作動油を、進角流路３３又は遅角流路３４に流すための連通路を形成することにより、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとからリークする作動油の油量を補い、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとの少なくとも何れか一方に作動油を充填することによりカム変動トルクにより相対回転位相のバタツキを抑制する。

特に、作動油は油温の上昇に伴い粘性が低下しリーク量が増大する状況であっても、内部ロータ本体３１と連結ボルト３８との熱膨張係数の差から、連通路を介して進角室Ｃａ又は遅角室Ｃｂに供給する作動油の油量を増大させ、リーク量を補うだけの作動油を進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに供給して相対回転位相の変動を抑制している。

更に、弁開閉時期制御装置Ａが吸気カムシャフト５に備えられたものでは、カム変動トルクが遅角方向Ｓｂに作用する。このような理由から、スプール４１が中立ポジションにある場合でも、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとから作動油がリークすることにより相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位する。

このような課題に対応するため、進角側連通距離Ｌａを遅角側連通距離Ｌｂより短くすることや、第１連通路の通路抵抗を第２連通路の通路抵抗より小さくしている。これにより、進角室Ｃａに対して遅角室Ｃｂより多くの作動油を供給し、相対回転位相が遅角方向への変位を抑制し、カム変動トルクによる相対回転位相のバタツキを抑制する。

本発明は、駆動側回転体と従動側回転体とを有し、従動側回転体をカムシャフトに連結する連結ボルトの内部にスプールを内装しているものに利用することができる。

１ クランクシャフト
５ カムシャフト（吸気カムシャフト）
２０ 駆動側回転体（外部ロータ）
３０ 従動側回転体
３３ 第１流路（進角流路）
３４ 第２流路（遅角流路）
３５ 供給流路（ポンプ流路）
３８ 取付部材（連結ボルト）
３８Ｃ 筒状壁部
３８Ｃｐ 供給ポート（ポンプポート）
３８Ｃａ 第１ポート（進角ポート）
３８Ｃｂ 第２ポート（遅角ポート）
４１ スプール
５１Ｆ 第１連通路（外周側進角連通路）
５１Ｒ 第２連通路（外周側遅角連通路）
５２Ｆ 第１連通路（内周側進角連通路）
５２Ｒ 第２連通路（内周側遅角連通路）
５３Ｆ 第１連通路（間隙進角連通路）
５３Ｒ 第２連通路（間隙側遅角連通路）
５５ 仕切部材（進角側ブッシュ）
５６ 仕切部材（遅角側ブッシュ）
Ｃａ 進角室
Ｃｂ 遅角室
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｐ ポンプ（油圧ポンプ）
Ｘ 回転軸芯

Claims (5)

1. 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
   弁開閉用のカムシャフトと一体回転するよう、前記カムシャフトに固定される従動側回転体と、
   前記駆動側回転体と前記従動側回転体とにより区画形成される進角室及び遅角室と、
   筒状壁部を備え、前記カムシャフトと同軸芯であり、前記従動側回転体に取付けられる取付部材と、
   前記取付部材の前記筒状壁部により区画される空間内部に前記取付部材の軸芯に沿って往復動自在に収容され、外部のポンプから吐出された流体が供給されるスプールとを備え、
   前記スプールの移動に応じて、前記進角室及び前記遅角室に対して流体が選択的に流入される又は前記進角室及び前記遅角室から流出されることを許容する第１ポート及び第２ポートが前記取付部材の前記筒状壁部に形成され、
   前記第１ポートを前記進角室に連通させる第１流路と、前記第２ポートを前記遅角室に連通させる第２流路が前記従動側回転体に形成され、
   前記従動側回転体を形成する材料の熱膨張係数は、前記取付部材を形成する材料の熱膨張係数より大きく、前記取付部材が前記従動側回転体に取付けられるとき、前記第１流路は前記第１ポートに連通し、前記第２流路が前記第２ポートに連通し、
   前記取付部材の前記筒状壁部に前記ポンプからの流体を前記スプールに供給する供給ポートが形成され、前記供給ポートに連通する供給流路が前記従動側回転体に形成され、
   前記取付部材と前記従動側回転体との間に隙間が形成され、該隙間によって前記従動側回転体の内周面に、前記供給流路と前記第１流路とを連通させて流体を供給する第１連通路、及び、前記供給流路と前記第２流路とを連通させて流体を供給する第２連通路の少なくとも一方が形成され、
   前記取付部材と前記従動側回転体との間に隙間が形成された際に、前記供給流路から該隙間に送られる流体を、前記第１流路から前記進角室に供給すると共に、前記第２流路から前記遅角室に供給する弁開閉時期制御装置。
2. 前記第１連通路、及び、前記第２連通路の少なくとも何れか一方が前記従動側回転体の回転軸芯に沿って延び、前記従動側回転体が金属の押出加工によって形成される請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
   弁開閉用のカムシャフトと一体回転するよう、前記カムシャフトに固定される従動側回転体と、
   前記駆動側回転体と前記従動側回転体とにより区画形成される進角室及び遅角室と、
   筒状壁部を備え、前記カムシャフトと同軸芯であり、前記従動側回転体に取付けられる取付部材と、
   前記取付部材の前記筒状壁部により区画される空間内部に前記取付部材の軸芯に沿って往復動自在に収容され、外部のポンプから吐出された流体が供給されるスプールとを備え、
   前記スプールの移動に応じて、前記進角室及び前記遅角室に対して流体が選択的に流入される又は前記進角室及び前記遅角室から流出されることを許容する第１ポート及び第２ポートが前記取付部材の前記筒状壁部に形成され、
   前記第１ポートを前記進角室に連通させる第１流路と、前記第２ポートを前記遅角室に連通させる第２流路とが前記従動側回転体に形成され、
   前記従動側回転体及び前記取付部材の間に設けられ、前記取付部材を形成する材料の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料で形成された仕切部材を備え、前記取付部材が前記従動側回転体に取付けられるとき、前記第１流路は前記第１ポートに連通し、前記第２流路が前記第２ポートに連通し、
   前記取付部材の前記筒状壁部に前記ポンプからの流体を前記スプールに供給する供給ポートが形成され、前記供給ポートに連通する供給流路が前記従動側回転体に形成され、
   前記取付部材と前記仕切部材との間に隙間が形成され、該隙間によって前記仕切部材の内周面に、前記供給流路と前記第１流路とを連通させて流体を供給する第１連通路、及び、前記供給流路と前記第２流路とを連通させて流体を供給する第２連通路の少なくとも一方が形成され、
   前記取付部材と前記仕切部材との間に隙間が形成された際に、前記供給流路から該隙間に送られる流体を、前記第１流路から前記進角室に供給すると共に、前記第２流路から前記遅角室に供給する弁開閉時期制御装置。
4. 前記取付部材の外周面に、前記第１連通路、及び、前記第２連通路の少なくとも何れか一方が形成される請求項１又は３に記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記取付部材の外部において、前記第１連通路の流路抵抗と、前記第２連通路の流路抵抗とは異なる請求項１〜４の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。

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