JPWO2017104246A1 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

ベーンロータ７のロータ部２１のカムシャフト２に形成されたボルト孔２ｂに対して軸方向から対向した位置に貫通形成され、カムボルト６の軸部６ｂが挿通するボルト挿通孔７ａと、ベーンロータの前端側に前記ボルト挿通孔から径方向及び軸方向に沿って形成されて、背圧室２９ｄに連通した径方向溝５２と軸方向溝５３及び通路溝５４と、ボルト孔の内周面とカムボルトの軸部の外周面との間に形成されて、一端部が通路溝５４に連通していると共に、他端部がカムシャフトに形成されたドレン孔５７に連通する排出通路５６と、を備えている。これによって、背圧室内の空気などを排出する通路を、ベーンロータの外径を大きくすることなく形成できることによって、全体の大型化を抑制し得るバルブタイミング制御装置を提供する。

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁の開閉タイミング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。

従来のバルブタイミング制御装置としては、例えば、排気弁側に適用された以下の特許文献１に記載されているものがある。

このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからタイミングベルトを介して回転力が伝達されるハウジングと、該ハウジングの内部に相対回転自在に収容されて、カムシャフトの端部に固定されたベーンロータと、該ベーンロータの内部軸方向に形成された摺動用孔内に移動可能に設けられて、先端部がハウジングのリアプレートに形成されたロック穴に係合してハウジングに対してベーンロータの相対回転を規制するロックピンと、前記摺動用孔の後部側に弾装されて前記ロックピンをロック穴方向へ付勢するコイルスプリングと、前記ベーンロータの内部軸方向に貫通形成されて、前記背圧室内の作動油を機関内に導く連通孔と、を備えている。

また、前記ハウジングの前端内部には、一端がハウジングのフロントプレートに固定され、他端が前記連通孔に係入固定されて、ベーンロータを進角側へ相対回転させるトーションスプリングが設けられている。

そして、機関始動時には、オイルポンプから電磁切換弁を介して前記遅角油室に供給された油圧が、同時に前記ロック穴に形成された受圧室にも供給される。この油圧によって、前記ロックピンがコイルばねのばね力に抗して後退移動してロック穴に対するロックが解除されるようになっている。

特開２０１１−１３２４０４号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載のバルブタイミング制御装置は、前記背圧室から作動油を排出するための前記連通孔が、ベーンロータの内部軸方向に貫通形成されていることから、この連通孔を貫通形成する分だけベーンロータの外径を大きくして形成スペースを確保しなければならない。このため、前記ベーンロータやハウジングを含めた装置全体の径方向の大型化が余儀なくされている。

本発明は、背圧室内のオイルや空気を排出する通路を、ベーンロータの外径を大きくすることなく形成できることによって、全体の大型化を抑制し得る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。

本発明の好ましい態様としては、クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動油室が設けられたハウジングと、ボルト挿通孔を有し、該ボルト挿通孔に挿通したカムボルトによってカムシャフトの一端部に固定されていると共に、前記ハウジングの内部に相対回転自在に収容され、前記作動油室を遅角作動室と進角作動室を隔成するベーンロータと、前記ハウジングの内端面に形成されたロック穴と、前記ベーンロータの内部軸方向に形成された摺動用孔内に移動可能に設けられ、軸方向の先端部が前記ロック穴に係脱して、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転位置をロックするか、あるいはロックを解除するロック部材と、前記摺動用孔の前記カムシャフトと反対側のフロント側に設けられた背圧室内に配置され、前記ロック部材を前記ロック穴の方向へ付勢する付勢部材と、前記ベーンロータに前記ボルト挿通孔と前記背圧室に連通した連通路と、前記ボルト挿通孔の内周面とカムボルトの軸部の外周面との間に形成されて、一端部が前記連通路に連通していると共に、他端部が前記カムシャフトに形成されたドレン孔に連通する環状通路と、を備えている。

本発明によれば、装置の径方向の大型化を抑制することができる。

本発明に係るバルブタイミング制御装置の一実施形態を示す断面図である。 本実施形態のバルブタイミング制御装置の一部を示す分解斜視図である。 同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、フロントプレートを外して示す正面図である。 図１に示すバルブタイミング制御装置の要部拡大図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。

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吸気弁側に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。

このバルブタイミング制御装置は、図１〜図４に示すように、機関の図外のクランクシャフトによってタイミングベルトを介して回転駆動されるタイミングプーリ１と、該タイミングプーリ１に対して相対回動可能に設けられたカムシャフト２と、タイミングプーリ１とカムシャフト２との間に配置されて、該両者１，２の相対回動位相を変換する位相変換機構３と、該位相変更機構３の作動をロックするロック機構４と、を備えている。

前記タイミングプーリ１は、後述するハウジング本体１１と一体に形成されており、外周に図外のタイミングベルトが巻回される複数の歯車部１ａを一体に有している。

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、外周面の所定位置に図外の吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる複数の駆動カムが一体に設けられている。また、このカムシャフト２は、一端部２ａの内部軸方向に後述するカムボルト６の軸部６ｂが挿通するボルト孔２ｂが形成されている。このボルト孔２ｂの先端側には、前記軸部６ｂの先端部外周面に形成された雄ねじ部６ｄが螺着する雌ねじ孔２ｃが形成されている。

カムボルト６は、六角状の頭部６ａと、該頭部６ａの一端部にフランジ状の座部６ｃを介して一体に設けられた前記軸部６ｂと、該軸部６ｂの先端部外周に形成された雄ねじ部６ｄと、から構成されている。

位相変換機構３は、カムシャフト２の一端部２ａ側に配置されたハウジング５と、カムシャフト２の一端部２ａに前記カムボルト６によって軸方向から固定されて、ハウジング５内に相対回転自在に収容されたベーンロータ７と、ハウジング５内に形成されて、後述するハウジング本体１１の内周面に一体に有する４つの第１〜第４シュー８ａ〜８ｄとベーンロータ７の後述する４枚のベーン２２〜２５とによって隔成されたそれぞれ４つの遅角作動室である遅角油室９及び進角作動室である進角油室１０と、各遅角油室９と各進角油室１０にそれぞれ油圧を選択的に給排する油圧回路と、を備えている。

ハウジング５は、軸方向両端が開口されたほぼ円筒状のハウジング本体１１と、該ハウジング本体１１の軸方向前端開口を閉塞するフロントプレート１２と、ハウジング本体１１の軸方向後端開口を閉塞するリアプレート１３とを備えている。ハウジング本体１１とフロントプレート１２及びリアプレート１３は、４本のボルト１４によって軸方向から共締めにより一体的に結合されている。

ハウジング本体１１は、焼結金属材によって一体に形成され、外周に前記タイミングプーリ１が一体に設けられていると共に、内周面の円周方向のほぼ等間隔位置に前記４つの第１〜第４シュー８ａ〜８ｄが内方へ一体に突設されている。

各シュー８ａ〜８ｄは、それぞれが側面視ほぼ台形状に形成されて、それぞれの先端部に軸方向に沿って形成されたシール溝内にほぼコ字形状のシール部材１６がそれぞれ嵌着固定されている。また、各シュー８ａ〜８ｄの径方向外周側、つまりハウジング本体１１の内周面に対する結合部である付け根部側の内部軸方向には、前記各ボルト１４が挿通するボルト挿通孔１７が貫通形成されている。

また、ハウジング本体１１の前端面には、該ハウジング本体１１の前端面と前記フロントプレート１２との間をシールする第１シール部材１５が嵌着固定される複葉状の第１シール溝１１ａが形成されている。

フロントプレート１２は、鍛造または鋳造、あるいはプレスなどによって比較的薄肉な金属の円板状に形成され、中央に一体に有する筒部１２ａの内側に前記カムボルト６の頭部６ａが嵌入可能な大径孔１２ｂが穿設されている。また、フロントプレート１２の外周側の円周方向等間隔位置には、各ボルト１４が挿通する４つのボルト挿通孔１２ｃが貫通形成されている。

また、フロントプレート１２の筒部１２ａには、大径孔１２ｂを閉塞するプラグ１８が取り付けられている。このプラグ１８は、有蓋円筒状に形成され、筒状部１８ａの外周に前記大径孔１２ｂの内周面に形成された雌ねじ部に螺着する雄ねじ部１８ｂが形成されていると共に、蓋壁１８ｃの外面中央にスパナなどの工具が係合する六角部１８ｄが一体に設けられている。また、蓋壁１８ｃの外周部内面と筒部１２ａとの間には、シールリング２６が嵌着固定されている。

前記リアプレート１３は、鍛造または鋳造あるいはプレスによって金属の円板状に形成されていると共に、中央に前記カムシャフト２の一端部２ａが挿通して回転自在に支持される挿入孔である支持孔１３ａが貫通形成されている。また、リアプレート１３の外周側の円周方向等間隔位置には、各ボルト１４の先端部の雄ねじ部が螺着する４つの雌ねじ孔１３ｂが形成されている。このリアプレート１３は、前記支持孔１３ａの孔縁にカムシャフト２の外周面を覆うように軸方向に沿って延びた円筒部１３ｃが一体に形成されている。

また、リアプレート１３の内端面には、各進角油室１０に連通する第２油通路である４つの進角側油溝１９が前記支持孔１３ａの中心から放射状に形成されている。前記内端面の外周側には、ハウジング本体１１の後端面とリアプレート１３との間をシールする第２シール部材２７が嵌着固定される複葉状の第２シール溝１３ｄが形成されている。

前記ベーンロータ７は、焼結金属によって一体に形成されており、中央に形成されたボルト挿通孔７ａ内に軸方向から挿通したカムボルト６によってカムシャフト２の一端部２ａに軸方向から固定された円筒状のロータ部２１と、該ロータ部２１の外周面の円周方向のほぼ等間隔位置に放射状に突設された４枚の第１〜第４ベーン２２〜２５と、を備えている。

ロータ部２１は、外周面に各シュー８ａ〜８ｄの先端部上面に嵌着固定されたシール部材１６に摺動しつつ回転するようになっている。また、ロータ部２１は、図３に示すように、各ベーン２２〜２５のそれぞれの両側の径方向に各遅角油室９に連通する４つの遅角側油孔２０が径方向に沿ってそれぞれ貫通形成されている。また、ロータ部２１のカムシャフト２側の端面中央には、図１及び図３に示すように、カムシャフト２の一端部２ａ先端が嵌合する第１嵌合溝２１ａが形成されている。一方、フロントプレート１２側の端面中央には、図１及び図２に示すように、カムボルト６の座部６ｃが嵌合する第２嵌合溝２１ｂが形成されている。そして、この第２嵌合溝２１ｂの底面が前記座部６ｃの端面が着座する着座面２１ｃとして形成されている。

各ベーン２２〜２５は、図３にも示すように、それぞれが各シュー８ａ〜８ｄ間に配置されている。また、各先端面に軸方向に形成されたシール溝内には、ハウジング本体１１の内周面１１ａに摺接するほぼコ字形状のシール部材２８がそれぞれ嵌着固定されている。

この各ベーン２２〜２５は、第１ベーン２２が最大幅に形成され、他の３枚の第２〜第４ベーン２３〜２５が第１ベーン２２よりも十分に小さい幅でかつほぼ同一の幅に設定されている。このように、最大幅の第１ベーン２２に対して他の３つのベーン２３〜２５の幅をそれぞれ小さくすることによってベーンロータ７全体の重量バランスを均一化するようになっている。

第１ベーン２２は、ベーンロータ７が図３に示す最大反時計方向へ回転した際に、一側面が第１シュー８ａの対向側面に当接してハウジング５に対する最大遅角側の相対回転位置が規制されるようになっている。また、第１ベーン２２は、ベーンロータ７が最大時計方向へ回転した際に、他側面が前記第２シュー８ｂの対向側面に当接して最大進角側の相対回転位置が規制されるようになっている。

なお、第１ベーン２２が、第１、第２シュー８ａ、８ｂに当接した状態では、他のベーン２３〜２５は円周方向で対向するいずれのシュー８ａ〜８ｄにも当接しないようになっている。

ロック機構４は、図１〜図４に示すように、第１ベーン２２の内部軸方向に貫通形成された摺動用孔２９と、該摺動用孔２９内に摺動自在に収容されて、リアプレート１３側に対して進退自在が設けられたロック部材であるロックピン３０と、前記リアプレート１３の径方向のほぼ中央所定位置に形成され、ロックピン３０の先端部が係合してベーンロータ７をロックするロック凹部であるロック穴３１と、機関の始動状態に応じて前記ロックピン３０の先端部をロック穴３１に係合させ、あるいは係合を解除させる係脱機構と、から構成されている。

摺動用孔２９は、内周面が段差径状に形成されて、リアプレート１３側の前端側の小径孔２９ａと後端側の大径孔２９ｂとを有し、該小径孔２９ａと大径孔２９ｂとの間に環状の第１段差部２９ｃが形成されている。

ロックピン３０は、図２及び図５に示すように、ロック穴３１と摺動用孔２９に対応して外周面が段差径状に形成され、小径孔２９ａを摺動する先端部を含む小径部３０ａと、後端部外周に有し、前記大径孔２９ｂ内を摺動する大径部３０ｂと、該小径部３０ａと大径部３０ｂとの間に形成された第２段差部３０ｃを有している。小径部３０ａの先端部は、中実になっており、この外周面が円柱状に形成されている。

ロック穴３１は、内周面にロックピン３０の先端部を摺動案内する円環状のガイドリング３１ａが圧入固定されている。また、ロック穴３１の形成位置は、円周方向の前記進角油室１０側寄り、つまり、ベーンロータ７が最大遅角側に相対回転した場合に前記ロックピン３０と軸方向から対向する位置に形成されている。したがって、ロックピン３０がロック穴３１係合した場合には、ハウジング５とベーンロータ７の相対回転角度が機関始動に最適な最大遅角の変換角度となるように設定されている。

また、摺動用孔２９の第１段差部２９ｃとロックピン３０の第２段差部３０ｄとの間に円環状の受圧室３３が形成されている。この受圧室３３は、後述する解除用油通路の一部を構成している。

また、摺動用孔２９は、後端部にロックピン３０と協働して隔成された背圧室２９ｄが形成されている。

係脱機構は、ロックピン３０の後端側の内部軸方向に形成された円柱溝の内底面とフロントプレート１２の内端面との間に弾装されて、ロックピン３０を進出方向(ロック穴３１方向)へ付勢するコイルスプリング３２と、受圧室３３内に油圧を供給してロックピン３０をコイルスプリング３２のばね力に抗して後退移動させる解除用通路と、から構成されている。

コイルスプリング３２は、ベーンロータ７が最大遅角位相位置に相対回転した際に、そのばね力によってロックピン３０を進出移動させて、ロックピン３０の先端部をロック穴３１内に係入させることにより、ハウジング５に対してベーンロータ７をロックさせるようになっている。

解除用通路は、図３に示すように、第１ベーン２２の前記摺動用孔２９を挟んだ内部周方向に形成されて、遅角油室９と進角油室１０にそれぞれ供給された油圧を、受圧室３３に供給するそれぞれ２つの第１油孔４１ａと第２油孔４１ｂによって構成されている。

すなわち、第１油孔４１ａは、第１ベーン２２の一つの進角油室１０に臨む一側面に形成された一端開口から第１ベーン２２の巾方向に沿って内部に形成されて、他端開口が受圧室３３に臨んでいる。一方、第２油孔４１ｂは、遅角油室９に臨む第１ベーン２２の他端面に形成された一端開口から第１ベーン２２の同じく巾方向に沿って内部に形成されて、他端開口が同じ受圧室３３に反対側から臨んでいる。

そして、各油孔４１ａ、４１ｂから受圧室３３に供給された油圧は、第２段差部３０ｃに作用してロックピン３０を、コイルスプリング３２のばね力に抗して係合解除方向、つまり後退移動させて、ロックピン先端部のロック穴３１に対する係合を解除して、ハウジング５に対してベーンロータ７の自由な相対回転を許容するようになっている。

また、カムシャフト２とベーンロータ７との間には、これらをカムボルト６によって締結する際に、カムシャフト２とベーンロータ７の円周方向の位置決めなどを行う位置決め手段が設けられている。

この位置決め手段は、図１及び図４に示すように、カムシャフト２の一端部２ａの先端面から内部軸方向に形成されたピン固定用孔３５ａ(後述する進角側通路３５の一部)に基端部が圧入固定された位置決めピン５０と、ロータ部２１の第２嵌合溝２１ｂの着座面２１ｃから第１嵌合溝２１ａまで貫通形成されて、位置決めピン５０の先端部５０ａが係合するＵ字形状の位置決め孔５１と、によって構成されている。

油圧回路は、各遅角、進角油室９，１０に対して油圧を選択的に供給するか、あるいは各遅角、進角油室９，１０内の油を排出するものである。具体的には、図１及び図５に示すように、カムシャフト２の一端部２ａから内部軸方向と径方向に形成されて、前記各遅角側油孔２０に連通する一対の遅角側通路３４と、同じくカムシャフト２の一端部２ａから内部軸方向と径方向に前記各遅角側通路３４と平行に形成されて、各進角側油溝１９に連通する進角側通路３５と、該各通路３４，３５間に設けられた電磁切換弁３６と、各通路３４，３５に電磁切換弁３６を介して油圧を選択的に供給するオイルポンプ３７と、各遅角側、進角側通路３４，３５に電磁切換弁３６を介して選択的に連通するドレン通路３８と、を備えている。なお、オイルポンプ３７の吸入通路３７ａとドレン通路３８はオイルパン３９に連通している。

遅角側、進角側通路３４，３５は、それぞれの一端部が電磁切換弁３６の遅角ポート、進角ポートに連通していると共に、それぞれの他端部が図外のグルーブ溝を介して前記各油溝１９及び各油孔２０に連通している。

電磁切換弁３６は、４ポート３位置弁であって、図外のコントローラかからの出力信号によって各遅角ポート、進角ポートとオイルポンプ３７の吐出通路３７ａとドレン通路３８とを選択的に切り換え制御するようになっている。

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、かかる機関運転状態に応じて前記電磁切換弁３６のソレノイドに制御電流を出力するようになっている。

なお、図１中、４０はオイルポンプ３７の吐出通路３７ｂの下流側に設けられたパイロット型の圧力制御弁、４１はフィルタである。

そして、ベーンロータ７のロータ部２１や第１ベーン２２及びカムシャフト２などには、摺動用孔２９の背圧室２９ｄと外部とを連通して該背圧室２９ｄ内に流入した作動油や空気を外部に排出して摺動用孔２９内でのロックピン３０の良好な摺動性を確保する排出手段が設けられている。

この排出手段は、図１〜図４に示すように、第１ベーン２２のフロントプレート１２側の前端面に背圧室２９ｄの内端縁から径方向に沿って形成された第２連通溝である径方向溝５２と、ロータ部２１の第２嵌合溝２１ｂの内周面に軸方向に沿って形成されて、一端が径方向溝５２に連通した第１連通溝である軸方向溝５３と、該軸方向溝５３と位置決め孔５１との間に形成されて、カムボルト６の座部６ｃが着座する着座面２１ｃに径方向に沿って形成された通路溝５４と、ロータ部２１のボルト挿通孔７ａの内周面と軸部６ｂとの間に形成され、位置決め孔５１を介して通路溝５４に連通した環状通路である円環通路５５と、カムシャフト２のボルト孔２ｂの内周面とカムボルト６の外周面との間に形成されて、軸方向の一端部５６ａが前記円環通路５５に連通した円筒状の排出通路５６と、カムシャフト２の一端部２ａ内部を径方向に沿って貫通形成されて、内端開口が前記排出通路５６の他端側に連通したドレン孔５７と、から主として構成されている。

また、リアプレート１３の円筒部１３ｃの内周面には、円筒状のドレン溝５８が軸方向に沿って形成されており、このドレン溝５８は、軸方向の一端部５８ａが前記カムシャフト２の一端部２ａ外周に一体に設けられたフランジ部２ｄの近傍に開口形成されて外部と連通するようになっている。

径方向溝５２は、軸方向溝５３に直角方向から結合されていると共に、一端開口が背圧室２９ｄの側端縁に臨んでいる。

軸方向溝５３は、単にロータ部２１の第２嵌合溝２１ｂの内周面の一部を切り欠いて着座面２１ｃまで軸方向に沿って形成されているだけで、軸方向の長さは短くなっていると共に、内端側が位置決め孔５１の端縁に臨んでいる。

径方向溝５２と軸方向溝５３及び通路溝５４、位置決め孔５１は、断面クランク状に形成されて、下流側で排出通路５６やドレン孔５７及びドレン溝５８に連続的に連通している。
〔本実施形態の作用〕
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関停止時には、オイルポンプ３７のポンプ作用が停止されて各油室９，１０への作動油の供給が停止される。このため、ベーンロータ７は、図３に示すように、カムシャフト２に作用する交番トルクによって最大遅角位置に相対回転し、この位置でコイルスプリング３２のばね力によってロックピン３０の先端部がロック穴３１内に係入して、ベーンロータ７を始動に最適な最遅角側の位置にロックする。

次に、イグニッションスイッチをオン操作して始動が開始されると、つまり、クランキング初期の段階において、コントローラが電磁切換弁３６のコイルへの非通電状態が維持される。これによって、図１に示すように、オイルポンプ３７の吐出通路３７ｂと遅角側通路３４を連通させると同時に、進角側通路３５とドレン通路３８を連通させる。

このため、オイルポンプ３７から吐出された作動油は、電磁切換弁３６や遅角側通路３４などを経て各遅角油室９内に流入して、該遅角油室９が高圧になる一方、各進角油室１０内の作動油は、進角側通路３５を通ってドレン通路３８からオイルパン３９内に排出されて該各進角油室１０内が低圧になる。

したがって、ベーンロータ７は、かかる機関始動のクランキン初期の時点ではロック状態が維持されて、最遅角の相対回転位置になっている。よって、スムーズなクランキングによって良好な始動性が得られることは勿論のこと、ばたつきが抑制されると共に、各ベーン２２〜２５と各シュー８ａ〜８ｄとの間の干渉が抑制される。この結果、斯かる干渉による打音の発生を十分に抑制することができる。特に、前記第１ベーン２２と各シュー８ａ、８ｂとの間の干渉打音の発生を十分に抑制できる。

ポンプ吐出圧が各油孔２０から各遅角油室９に供給されると共に、この油圧が前記第２連通孔４１ｂから受圧室３３内にも流入して高圧となり、これにより、ロックピン３０が後退動して先端部がロック穴３１から抜け出して、ハウジング５に対するベーンロータ７の自由な相対回転が確保される。

しかし、各遅角油室９の容積の拡大状態を維持させることに伴い、ベーンロータ７が、図３に示すように、反時計方向へ回転した状態となって、第１ベーン２２の一側面が第１シュー８ａの対向側面に当接して、それ以上の反時計方向の回転が規制される。これにより、ベーンロータ７、つまりカムシャフト２は、ハウジング５（タイミングプーリ１)に対して相対回転角度が最遅角側に維持される。

次に、機関が例えばアイドリング運転などの所定の機関運転状態に移行した場合は、コントローラから電磁切換弁３６に制御電流が出力されて作動が開始され、吐出通路３７ｂと進角側通路３５を連通させると同時に、遅角側通路３４とドレン通路３８を連通させる。これにより、各遅角油室９内の作動油が排出されて低圧になると共に、各進角油室１０に作動油が供給されて内部が高圧になる。このとき、一つの進角油室１０から第１連通孔４１ａを介して受圧室３３に油圧が供給されることから、この油圧によってロックピン３０はロック穴３１から抜け出した状態が維持される。

このため、ベーンロータ７は、ハウジング５に対して時計方向へ相対回転して、第１ベーン２２の他側面が第２シュー８ｂの対向側面に当接してそれ以上の時計方向の回転が規制される。これによって、カムシャフト２のタイミングプーリ１に対する相対回動位相が最進角側に変換される。この結果、吸気弁の開閉タイミングが最進角側に制御されて、かかる運転域における機関の性能を向上させることができる。

そして、本実施形態では、背圧室２９ｄ内に流入したオイルや空気は、径方向溝５２から軸方向溝５３、通路溝５４及び位置決め孔５１を通って円環通路５５から排出通路５６に流入する。さらに、ドレン孔５７とドレン溝５８を通ってカムシャフト２の一端部２ａ外周に形成されたフランジ部２ｄ等を伝って外部へ速やかに排出できるので、ロックピン３０の軸方向の移動、つまりロック穴３１への係脱移動が良好になる。

また、排出手段としての通路などを、前述した従来技術の連通孔のようにロータ部の軸方向へ貫通形成するのではなく、ロータ部２１に形成された第２嵌合溝２１ｂの内周面に形成された長さの短い軸方向溝５３や、既存の位置決め孔５１を利用した。さらに排出通路５６を、カムシャフト２のボルト孔２ｂの内周面とカムボルト６の軸部６ｂの外周面との間の隙間を利用して形成した。このため、ロータ部２１の径方向の大きさを十分に小さくすることができる。

つまり、排出手段の一部をロータ部２１の内部軸方向に貫通形成する場合は、ロータ部２１の外径を大きくしてその分の形成スペースを確保しなければならないが、本実施形態では、排出手段の一部である軸方向溝５３を、ロータ部２１を貫通して形成することなく、第２嵌合溝２１ｂの内周面を利用して形成すると共に、既存の前記位置決め孔５１の一部を通路として利用し、さらにカムシャフト２の内周面とカムボルト６の外周面との間の円筒状の隙間を利用して前記排出通路５６を形成したことから、ロータ部２１の外径を大きくする必要が全くなくなる。したがって、装置全体の大型化を抑制することが可能になる。

しかも、排出手段の一部として、既存の第２嵌合溝２１ｂの内周面や位置決め孔５１、さらにカムシャフト２とカムボルト６を利用したことから、特別に通路を加工する必要もないので、製造作業が容易になり、コストの上昇を抑制できる。特に、径方向溝５２や軸方向溝５３、通路溝５４さらに第２嵌合溝２１ｂや位置決め孔５１などは、ベーンロータ７の焼結成形時に型内で一緒に形成することができるので、これらの形成作業が容易になる。

さらに、ドレン孔５７は、ドリル工具などによってカムシャフト２の軸心を通る径方向に沿って貫通形成されるようになっていることから、この加工作業も容易である。

軸方向溝５３と位置決め孔５１との間の通路溝５４は、カムボルト６の座部６が着座する着座面２１ｃを径方向から切り欠いた形で形成されていることから、着座面２１ｃの有効面積が十分に確保できるのでカムボルト６の締結力の低下を抑制できる。

各進角側油溝１９は、リアプレート１３の内端面に径方向に沿って形成されていることから、軸方向の長さを大きくする必要がなく、装置の軸方向の長さも小さくできる。

また、ドレン孔５７から外部に排出されたオイルは、ドレン溝５８の底面で受け止められて、そのままカムシャフト２の前記フランジ部２ｄ方向へ案内され、ここからフランジ部２ｄの外面を伝って外部に排出される。すなわち、ドレン孔５７から流出したオイルは、ドレン溝５８によってカムシャフト２の軸方向の前記タイミングプーリ１から十分に離れる方向へ導かれ、ここからさらにフランジ部２ｄの外面に付着する。このフランジ部２ｄの外面に付着したオイルは、カムシャフト２の回転時の遠心力によってフランジ部２の外周縁から外部へ円環状に飛散する。このため、排出されたオイルは、前記タイミングプーリ１に付着することがないことから、前記タイミングプーリ１の各歯車部１ａとタイミングベルトとのスリップなどの発生を抑制できる。

本実施形態では、ロックピン３０のロックを解除するために、遅角油室９からの油圧と進角油室１０からの油圧を用いているが、遅角油室９からの油圧のみとすることも可能である。また、このバルブタイミング制御装置を、排気弁側に設けた場合には、機関始動初期には、各進角油室１０にオイルポンプの吐出油圧が供給されることから、この一つの進角油室１０の油圧のみとすることも可能である。

Claims (9)

1. クランクシャフトからの回転力が伝達され、内部に作動油室が設けられたハウジングと、
   ボルト挿通孔を有し、該ボルト挿通孔に挿通したカムボルトによってカムシャフトの一端部に固定されていると共に、前記ハウジングの内部に相対回転自在に収容され、前記作動油室を遅角作動室と進角作動室に分けるベーンロータと、
   前記ハウジングの内端面に形成されたロック穴と、
   前記ベーンロータの内部軸方向に形成された摺動用孔内に移動可能に配置され、軸方向の先端部が前記ロック穴に係脱して、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転位置をロックするか、あるいはロックを解除するロック部材と、
   前記摺動用孔の前記カムシャフトと反対側のフロント側に設けられた背圧室内に配置され、前記ロック部材を前記ロック穴の方向へ付勢する付勢部材と、
   前記ベーンロータに設けられ、前記ボルト挿通孔と前記背圧室に連通した連通路と、
   前記ボルト挿通孔の内周面と前記カムボルトの軸部の外周面との間に形成されて、一端部が前記連通路に連通していると共に、他端部が前記カムシャフトに形成されたドレン孔に連通する環状通路と、
   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. 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、
   前記連通路は、前記ベーンロータの前端面の前記カムボルトの頭部が着座する着座面に径方向に形成され、一端が前記背圧室と連通すると共に、他端が前記環状通路と連通する第１連通溝と、を有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。
3. 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、
   前記連通路は、前記ベーンロータの前端面に径方向に形成されて、一端が前記背圧室に連通すると共に、他端が前記第１連通溝と連通した第２連通溝と、を有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。
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、
   前記第１連通溝は、軸方向に貫通形成されていると共に、前記カムシャフトの一端部に固定された位置決めピンが臨んで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。
5. 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、
   前記第１連通溝と第２連通溝は、縦断面クランク状に折曲形成されていると共に、前記ハウジングのハウジング本体の前端開口を閉止するフロントプレートの内面と前記カムボルトの頭部のフランジ状の座部の内面との間に形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。
6. 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、
   前記カムシャフトは、該カムシャフトの内部軸方向に形成されて、カムボルトの軸部が挿通するボルト孔と、該ボルト孔の内周面と前記カムボルトの軸部の外周面との間に形成されて、一端部が前記環状通路に連通していると共に、他端部が前記ドレン孔に連通する排出通路と、を有し、
   前記排出通路は、前記ボルト孔の内周面とカムボルトの軸部の外周面との間に形成された円筒状の隙間によって形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。
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、
   前記ボルト孔は、前記ベーンロータのボルト挿通孔に対して軸方向から対向した位置に形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。
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、
   前記ハウジングの前記カムシャフトが挿入される挿入孔の開口縁に、前記カムシャフトの外周面に沿って軸方向に延びた円筒部が設けられていると共に、該円筒部の内周面に溝部が形成されており、
   前記ドレン孔は、前記排出通路側からカムシャフトの径方向外側に向かって形成されていると共に、外端開口が前記溝部に臨んで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。
9. 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、
   前記カムシャフトの内部に遅角通路と進角通路が形成されていると共に、前記ベーンロータには、前記遅角通路と進角通路の一方と前記遅角作動室と進角作動室の一方とを連通させる第１油通路が形成され、
   前記ハウジングには、前記遅角通路と進角通路の他方と前記遅角作動室と進角作動室の他方とを連通させる第２油通路が形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。

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