(57)【要約】【課題】作動流体が解除用流路の途中から漏れ難い上に、内燃機関の大型化も抑制できる弁開閉時期制御装置を提供する。【解決手段】駆動側回転部材１と、従動側回転部材２と、流体圧室１４と、流体圧室１４を仕切る仕切部と、進角流路２０及び遅角流路２１と、駆動側回転部材１および従動側回転部材２を係止する係止状態と解除状態とに切り替え可能なロック機構とを備え、進角室１６又は遅角室１７に供給される流体を、ロック機構を解除状態にする流体として供給する解除用流路２９を設け、解除用流路２９を、進角流路２０又は進角室１６に連通された第１供給路３０と遅角流路２１又は遅角室１７に連通された第２供給路３１とを合流して構成し、第１供給路３０と第２供給路３１とに一方向弁３５を設け、解除用流路２９を連通・遮断する弁体４０を設けてある。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方に形成された流体圧室と、
前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか他方に設けられた仕切部と、
前記従動側回転部材に形成され、前記進角室に流体を供給・排出する進角流路及び前記遅角室に流体を供給・排出する遅角流路と、
流体の供給状態に基づいて、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材を係止する係止状態と当該係止を解除した解除状態とに切り替え可能なロック機構とを備え、
前記進角室又は前記遅角室に供給される流体を、前記ロック機構を前記解除状態にする流体として当該ロック機構に供給する解除用流路を設けてあり、
前記解除用流路が、前記進角流路又は前記進角室に連通された第１供給路と、前記遅角流路又は前記遅角室に連通された第２供給路とを合流して構成してあり、前記第１供給路と前記第２供給路とに夫々一方向弁を設けてあり、
前記解除用流路に当該解除用流路を連通・遮断する弁体を設けてある弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記弁体に作用する操作部材を備えた弁体制御機構を前記内燃機関の静止部材に設けてある請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方に形成された流体圧室と、前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか他方に設けられた仕切部と、前記従動側回転部材に形成され、前記進角室に流体を供給・排出する進角流路及び前記遅角室に流体を供給・排出する遅角流路と、流体の供給状態に基づいて、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材を係止する係止状態と当該係止を解除した解除状態とに切り替え可能なロック機構とを備えた弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記弁開閉時期制御装置では、ロック機構を係止状態から解除状態に切り替えるための流体圧装置が設けられている。
この流体圧装置は、従来、解除状態に切り替えるための作動用流体を当該ロック機構に供給する専用の解除用流路と、解除用流路への作動用流体の供給及び排出を制御する専用の制御弁とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
専用の解除用流路は、カムシャフトと従動側回転部材とに亘って設けてあり、解除用流路に連通させる周溝をカムシャフトとその軸受け面との界面に形成し、専用の制御弁を、周溝を介して解除用流路に接続してある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２０２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、解除用流路の長さが長くなって、作動用流体が解除用流路の途中から漏れ易い欠点がある。
また、専用の制御弁や専用の解除用流路を内燃機関の本体（カムシャフト）に設ける必要があり、部品加工が繁雑化し易いと共に、内燃機関が大型化し易い欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、作動流体が解除用流路の途中から漏れ難い上に、内燃機関の大型化も抑制できる弁開閉時期制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方に形成された流体圧室と、前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか他方に設けられた仕切部と、前記従動側回転部材に形成され、前記進角室に流体を供給・排出する進角流路及び前記遅角室に流体を供給・排出する遅角流路と、流体の供給状態に基づいて、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材を係止する係止状態と当該係止を解除した解除状態とに切り替え可能なロック機構とを備え、前記進角室又は前記遅角室に供給される流体を、前記ロック機構を前記解除状態にする流体として当該ロック機構に供給する解除用流路を設けてあり、前記解除用流路が、前記進角流路又は前記進角室に連通された第１供給路と、前記遅角流路又は前記遅角室に連通された第２供給路とを合流して構成してあり、前記第１供給路と前記第２供給路とに夫々一方向弁を設けてあり、前記解除用流路に当該解除用流路を連通・遮断する弁体を設けてある点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
本構成の弁開閉時期制御装置であれば、進角室又は遅角室に供給される流体を、ロック機構を解除状態にする流体として当該ロック機構に供給する解除用流路を設けてある。そのため、従来のような、カムシャフトと従動側回転部材とに亘る専用の解除用流路を内燃機関の本体に設けることなく、進角室又は遅角室に供給される流体を短い解除用流路でロック機構に供給できる。
【０００７】
また、解除用流路への作動用流体の供給及び排出を制御する専用の制御弁を設けることなく、例えば内燃機関の始動時などの、内燃機関の運転状態に応じた弁開閉時期を最適な時期となるように制御できる。
【０００８】
例えば、内燃機関の始動時の一定時間、つまり、進角室又は遅角室に供給される流体の圧力がロック機構を解除状態に切り替えることができる所定圧力に上昇するまでの一定時間は、ロック機構は解除状態に切り替わらず、係止状態を維持して内燃機関の始動に最適な弁開閉時期を得ることができる。
【０００９】
始動時の一定時間が過ぎると、つまり、進角室又は遅角室に供給される流体の圧力が所定圧力に上昇すると、ロック機構を解除状態に切り替えることができるようになり、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対位相を変更して、弁開閉時期を、内燃機関の運転状態に応じた最適な時期となるように制御できる。
内燃機関の停止時は、進角室又は遅角室に供給される流体の圧力が低下するので、ロック機構を係止状態に切り替えることができる。
従って、作動流体が解除用流路の途中から漏れ難い上に、内燃機関の大型化も抑制できる。
【００１０】
解除用流路が、第１供給路と第２供給路とを合流して構成してあるので、第１供給路と第２供給路との夫々を、流体をロック機構に直に供給する解除用流路として各別に設けてある場合に比べて、構造の簡略化を図ることができる。
【００１１】
また、第１供給路と第２供給路とに夫々一方向弁を設けてあるので、いずれか一方の供給路から供給される流体が、他方の供給路に流入することによる誤作動を防止することができる。
【００１２】
さらに、解除用流路に当該解除用流路を連通・遮断する弁体を設けてあるので、内燃機関の始動時などに、進角室又は遅角室に供給される流体の圧力が所定圧力に上昇しても、解除用流路を所望のタイミングで連通させて解除状態に切り替えたり、所望のタイミングで遮断させて係止状態に切り替えたりすることができる。
【００１３】
本発明の第２特徴構成は、前記弁体に作用する操作部材を備えた弁体制御機構を前記内燃機関の静止部材に設けてある点にある。
【００１４】
〔作用及び効果〕
本構成であれば、弁体制御機構の作動により、所望のタイミングで精度良く解除状態や係止状態に切り替えることができる。
また、弁体制御機構を内燃機関の静止部材に設けてあるので、弁体制御機構の作動を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図６は、自動車用エンジン（内燃機関の一例）に装備される本発明による弁開閉時期制御装置Ａを示している。
【００１６】
弁開閉時期制御装置Ａは、図１に示すように、エンジンのクランクシャフト  （図示せず）に対して同期回転する外部ロータ１（駆動側回転部材）と、外部ロータ１に対して同軸上に配置されて、エンジンの弁開閉用のカムシャフト３に同期回転する内部ロータ２（従動側回転部材）とを備えている。
【００１７】
外部ロータ１は、内部ロータ２を同芯上に内装する外形が円筒状のハウジング４の前後に、内部ロータ２を回転軸芯方向で前後から挟み込むフロントプレート５とリアプレート６とをボルト７で連結して、内部ロータ２に対して所定の角度範囲内で相対回転可能に外装されている。
【００１８】
リアプレート６の外周にはタイミングスプロケット８を形成してある。
外部ロータ１は、タイミングスプロケット８とエンジンのクランクシャフトに取り付けられたギア（図示せず）とに亘って巻き掛けたタイミングチェーンやタイミングベルト等の無端の動力伝達部材９でクランクシャフトに対して同期回転される。
【００１９】
内部ロータ２は、エンジンの吸気弁又は排気弁の開閉を制御するカムシャフト３の先端部分に、同芯上に一体回転するように連結ボルト１０で連結してある。
カムシャフト３は、エンジンのシリンダーヘッド（図示せず）に回転自在に組み付けられている。
連結ボルト１０は、その頭部に、後述する油路形成部材１１を同芯上に一体に備えている。
【００２０】
エンジンのクランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材９を介してタイミングスプロケット８に回転動力が伝達され、外部ロータ１が図２に示す回転方向Ｓに回転駆動する。
【００２１】
外部ロータ１の回転駆動に伴って内部ロータ２が回転方向Ｓに回転駆動してカムシャフト３が回転する。
そして、カムシャフト３に設けられたカムがエンジンの吸気弁又は排気弁を押し下げて開弁させる。
【００２２】
図２に示すように、外部ロータ１のハウジング４には、径方向内方に向けて突出する複数の突部１２，１３を回転方向に沿って互いに離間させて並設してある。
外部ロータ１の周方向で隣り合う突部１２，１３どうしの間には、外部ロータ１と内部ロータ２とフロントプレート５とリアプレート６とで囲まれた流体圧室１４を形成してある。図示のものでは、四個の流体圧室１４を備えている。
【００２３】
内部ロータ２の外周部において各流体圧室１４に対面する箇所にはベーン溝１５が形成されている。
ベーン溝１５には、流体圧室１４を相対回転方向（図２における矢印Ｓ１又はＳ２方向）において進角室１６と遅角室１７とに仕切るベーン１８を径方向に沿って摺動可能に装着してある。
【００２４】
このベーン１８が本発明における「仕切部」に相当する。
図１に示すように、ベーン１８はその内方側端部とベーン溝１５の底面との間に装着してあるスプリング１９により径方向外側に向けて付勢されている。
【００２５】
図１，図２，図６に示すように、流体圧室１４の進角室１６に作動油を供給・排出する進角流路２０と、遅角室１７に作動油を供給・排出する遅角流路２１とが、カムシャフト３と内部ロータ２とに亘って形成されている。
進角流路２０及び遅角流路２１は油圧回路２２に接続してある。
【００２６】
進角室１６及び遅角室１７の一方又は双方に対して、油圧回路２２の操作で作動油を供給又は排出することにより、外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転位相（以下、単に「相対回転位相」という）を、進角方向Ｓ１（ベーン１８の外部ロータ１に対する変位方向が図２において矢印Ｓ１で示される方向）又は遅角方向Ｓ２（ベーン１８の外部ロータ１に対する変位方向が図２において矢印Ｓ２で示される方向）へ変位させ、或いは、任意の位相で保持する付勢力を発生させる。
【００２７】
この進角室１６及び遅角室１７に供給される作動油が本発明における「流体」に相当する。
なお、相対回転位相が変位可能な範囲は、流体圧室１４内でベーン１８が変位可能な範囲であり、最遅角位相（図２参照）と最進角位相（図６参照）との間の範囲に相当する。
【００２８】
図１に示すように、外部ロータ１のフロントプレート５と内部ロータ２との間にトーションスプリング２３を設けてある。
このトーションスプリング２３の両端部を、内部ロータ２とフロントプレート５の夫々に形成した保持部により保持して、相対回転位相が進角方向Ｓ１に変位するように外部ロータ１及び内部ロータ２を常時付勢してある。
【００２９】
図２，図５，図６に示すように、進角室１６又は遅角室１７への作動油の供給状態に基づく板状のロック部材２４の移動で、外部ロータ１と内部ロータ２とをエンジン始動用の所定の相対回転位相で互いに係止する係止状態と当該係止を解除した解除状態とに切り替え可能なロック機構２５を備えている。
【００３０】
ロック機構２５は、ロック部材２４の先端部が径方向から係脱自在に係入する係入溝２６と、ロック部材２４が、板面を回転軸芯方向に沿わせて、係入溝２６に向けて出退自在に収容される収容部２７と、ロック部材２４が係入溝２６に向けて突出するように付勢する付勢バネ（弾性材）２８とを設けて構成してある。
【００３１】
係入溝２６は内部ロータ２に形成してあり、収容部２７は外部ロータ１の突部１３に形成してあり、付勢バネ２８は収容部２７の底面とロック部材２４の端部とに亘って装着してある。
【００３２】
収容部２７と係入溝２６は、外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転位相がエンジン始動用の相対回転位相において、径方向に互いに対向するように設けられている。
【００３３】
従って、外部ロータ１と内部ロータ２とがエンジン始動用の相対回転位相に変位しているときに、付勢バネ２８の付勢力によりロック部材２４が係入溝２６に入り込むと、外部ロータ１と内部ロータ２とを互いに係止する係止状態に切り替えられる。
【００３４】
進角室１６又は遅角室１７に供給される作動油を、ロック機構２５を解除状態にする作動油として当該ロック機構２５に供給する解除用流路２９を設けてある。
【００３５】
解除用流路２９は、図２，図４，図５に示すように、進角室１６の一つに連通するように内部ロータ２に形成された第１供給路３０と、遅角室１７の一つに連通するように内部ロータ２に形成された第２供給路３１と、第１供給路３０及び第２供給路３１に連通するように油路形成部材１１に形成された第３供給路３２と、第３供給路３２に連通するように内部ロータ２に形成された第４供給路３３とで構成してある。
【００３６】
第１供給路３０は、ロック機構２５を設けてある突部１３を挟む一対の流体圧室１４のうちの、一方の流体圧室１４の進角室１６と、図３にも示すように、内部ロータ２と連結ボルト１０との対向周面間に形成した環状油路３４とに亘って、内部ロータ２の端面に径方向に沿って形成してある連通溝３０ａを介して連通するように設けてある。
第１供給路３０の連通溝３０ａに臨む開口端部に、作動油の進角室１６への逆流を防止するボール式の一方向弁３５を装着してある。
【００３７】
第２供給路３１は、ロック機構２５を設けてある突部１３を挟む一対の流体圧室１４のうちの、他方の流体圧室１４の遅角室１７と、環状油路３４とに亘って、内部ロータ２の端面に沿って径方向に形成してある連通溝３１ａを介して連通するように設けてある。
第２供給路３１の連通溝３１ａに臨む開口端部に、作動油の遅角室１７への逆流を防止するボール式の一方向弁３５を装着してある。
【００３８】
第３供給路３２は、回転軸芯と同芯上に形成してある第１油路３６と、図３にも示すように、第１油路３６の一端側と環状油路３４と連通する第２油路３７と、第１油路３６の他端側と油路形成部材１１の外周面に環状に形成してある周溝３８とに連通する第３油路３９とを設けて構成してある。
第４供給路３３は、周溝３８と係入溝２６とに亘って連通するように設けてある。
【００３９】
従って、第１供給路３０と第２供給路３１とを環状油路３４において合流させて、進角室１６又は遅角室１７に供給される作動油を第３供給路３２と周溝３８と第４供給路３３とを介して係入溝２６に供給することにより、ロック部材２４を付勢バネ２８の付勢力に抗して収容部２７に引退させて、ロック機構２５を解除状態にすることができる。
【００４０】
第１油路３６と第３油路３９とを接続する接続空間４４は、第１油路３６と同芯上に形成してある軸孔４５にスリーブ４６を嵌入して、軸孔４５の円錐面状に形成してある底面４７と、スリーブ４６の円錐面状に形成してある端面４８との間に設けてある。
第１油路３６は、軸孔４５の底面４７に同芯上に開口しており、第３油路３９は軸孔４５の内周面に開口している。
【００４１】
接続空間４４には、解除用流路２９を連通・遮断するための球形弁体４０を内装してある。
球形弁体４０を底面４７に押し付けて解除用流路２９を遮断し、その押し付けを解除することにより解除用流路２９を連通させる軸状の操作部材４１を備えた弁体制御機構４２を、エンジンのシリンダーブロック等の静止部材４３に設けてある。
【００４２】
弁体制御機構４２は操作部材４１を出退させるソレノイドで構成してあり、操作部材４１はスリーブ４６に挿通してある。
スリーブ４６の内径は、操作部材４１の外周面との間に、接続空間４４とトーションスプリング２３の収容空間４９とを連通する一連の隙間５０が形成される大きさに設定してある。
【００４３】
従って、図１に示すように、操作部材４１の先端で球形弁体４０を底面４７に押し付けて解除用流路２９を遮断している状態、つまり、作動油の係入溝２６への供給を阻止している状態では、係入溝２６内に既に供給されている作動油を、隙間５０を通して収容空間４９に排出して、係止状態に確実に切り替えることができる。
【００４４】
また、図４，図５に示すように、球形弁体４０の底面４７への押し付けを解除して解除用流路２９が連通している状態、つまり、作動油を係入溝２６に供給している状態では、操作部材４１の先端がスリーブ４６の内側に引退して、球形弁体４０が作動油の圧力でスリーブ４６の端面４８に押し付けられ、接続空間４４と収容空間４９との連通が阻止される。
よって、作動油を係入溝２６に供給して解除状態に確実に切り替えることができる。
【００４５】
〔第２実施形態〕
図７，図８，図９は、弁開閉時期制御装置Ａの別実施形態を示し、内部ロータ２のフロントプレート５側に密着している端面５１に連通長溝５２を円弧状に形成してある（図９参照）。
【００４６】
第１供給路３０と第２供給路３１とを連通長溝５２の底面に開口させ、連通長溝５２と環状油路３４とを連通する油路５３を内部ロータ２に形成してある。
第１供給路３０と第２供給路３１の夫々に、作動油の逆流を防止するボール式の一方向弁３５を装着してある。
【００４７】
従って、進角室１６又は遅角室１７の作動油を、連通長溝５２と油路５３とを介して、環状油路３４から第３供給路３２に流入させて、ロック機構２５を解除状態に切り替えることができる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４８】
〔第３実施形態〕
図１０，図１１は、弁開閉時期制御装置Ａの別実施形態を示し、解除用流路２９が、進角流路２０のカムシャフト３における途中部分に直に連通された第１供給路３０と、遅角流路２１のカムシャフト３における途中部分に直に連通された第２供給路３１とを合流して構成されている実施形態を示している。
【００４９】
第１供給路３０と第２供給路３１の夫々は、カムシャフト３の内部ロータ２に軸芯方向で対向する端面に形成した連通溝５４を介して、環状油路３４に連通されている。
第１供給路３０と第２供給路３１の夫々に、作動油の逆流を防止するボール式の一方向弁３５を装着してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００５０】
〔第４実施形態〕
図１２，図１３は、解除用流路２９が、進角流路２０の内部ロータ２における途中部分に直に連通された第１供給路３０と、遅角流路２１の内部ロータ２における途中部分に直に連通された第２供給路３１とを合流して構成されている実施形態を示している。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００５１】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による弁開閉時期制御装置は、流体圧室が駆動側回転部材と従動側回転部材の何れに形成されていても良い。
２．本発明による弁開閉時期制御装置は、仕切部が駆動側回転部材と従動側回転部材の何れに設けられていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】弁開閉時期制御装置の第１実施形態を示す縦断面図（図２のＩ−Ｉ線矢視断面図）
【図２】図１のII−II線矢視断面図
【図３】要部の斜視図
【図４】図２のIV−IV線矢視断面図
【図５】図２のＶ−Ｖ線矢視断面図
【図６】要部の横断面図
【図７】第２実施形態を示し、図９におけるVII−VII線矢視断面図
【図８】第２実施形態を示し、図９におけるVIII−VIII線矢視断面図
【図９】第２実施形態を示す内部ロータの端面図
【図１０】第３実施形態を示し、図１１のＸ−Ｘ線矢視断面図
【図１１】第３実施形態を示し、図１０のXI−XI線矢視断面図
【図１２】第４実施形態を示す要部の横断面図
【図１３】第４実施形態を示す要部の斜視図
【符号の説明】
【００５３】
１  駆動側回転部材
２  従動側回転部材
３  カムシャフト
１４  流体圧室
１６  進角室
１７  遅角室
１８  仕切部
２０  進角流路
２１  遅角流路
２５  ロック機構
２９  解除用流路
３０  第１供給路
３１  第２供給路
３５  一方向弁
４０  弁体
４１  操作部材
４２  弁体制御機構
４３  静止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010065593.tif 000007
【図６】
2010065593.tif 000008
【図７】
2010065593.tif 000009
【図８】
2010065593.tif 000010
【図９】
2010065593.tif 000011
【図１０】
2010065593.tif 000012
【図１１】
2010065593.tif 000013
【図１２】
2010065593.tif 000014
【図１３】
2010065593.tif 000015