(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転に同期して回転される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更可能であって、回転体とカムシャフトとの相対回動を規制する回動規制手段を備えた内燃機関のバルブタイミング変更装置において、
前記回転体とカムシャフトとの何れか一方と共に回転するハウジング部材と、
このハウジング部材内に収容されて、回転体とカムシャフトとの何れか他方と共に回転するベーン部材と、
このベーン部材に、放射方向に突出してハウジング部材内に円周方向に複数の作動油室を形成するベーンと、を備え、
前記回動規制手段が、ハウジング部材またはベーン部材の何れか一方に、作動油室の１つに臨んで開口するように形成され、この作動油室の作動油が導かれる係合穴と、ハウジング部材またはベーン部材の何れか他方に形成されたシリンダ穴と、このシリンダ穴内に出没自在に設けられてその先端が作動油室を横切って突出して係合穴に係合可能な係合部材と、から形成され、
前記係合穴が臨む作動油室に作動油を供給することにより、この作動油によって係合部材がシリンダ穴内に押し戻されて係合穴との係合が解除されることを特徴とする、内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項２】
前記シリンダ穴が、開口端側に小径部が形成され、底部側に大径部が形成された段付き状に形成されてなり、このシリンダ穴内に出没自在に設けられる係合部材が、シリンダ穴の段付き形状に整合する小径部及び大径部を備えた段付き状に形成されてなることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項３】
前記係合部材は、その小径部または大径部の一方が、シリンダ穴の対応する小径部または大径部に案内されて摺動することを特徴とする、請求項２記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項４】
前記係合部材は、その小径部及び大径部の両方が、シリンダ穴の小径部及び大径部にそれぞれ案内されて摺動することを特徴とする、請求項２記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項５】
前記係合部材の大径部とシリンダ穴の大径部との間の摺動隙間は、係合部材の小径部とシリンダ穴の小径部との間の摺動隙間よりも大きく形成されてなることを特徴とする、請求項４記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項６】
前記係合部材の大径部とシリンダ穴の小径部との間に環状室が形成され、この環状室内に作動油室内の作動油が導かれることを特徴とする、請求項２記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項７】
前記係合部材の大径部とシリンダ穴の小径部との間に環状室が形成され、この環状室がシリンダ穴内を介して大気開放されていることを特徴とする、請求項２記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項８】
前記シリンダ穴内を大気開放する通路が、シリンダ穴の筒状胴部に開口していることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項９】
前記シリンダ穴は、ベーン部材またはハウジング部材にシリンダ穴部材を埋設して形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項１０】
前記シリンダ穴部材は、ベーン部材またはハウジング部材よりも硬さが硬い材料から形成されてなることを特徴とする、請求項９記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項１１】
前記回動規制手段の係合穴がハウジング部材に形成され、シリンダ穴がベーン部材に放射方向に形成されると共に、係合部材がシリンダ穴内に収容されてその先端が放射方向に突出して係合穴に係合可能とされていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項１２】
前記係合穴が形成されたベーン部材またはハウジング部材には、作動油室側に向かって傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項１３】
前記傾斜面は硬化処理が施されていることを特徴とする、請求項１２記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項１４】
前記傾斜面は、ベーン部材またはハウジング部材に傾斜面部材を埋設して形成されていることを特徴とする、請求項１２記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項１５】
前記傾斜面部材は、ベーン部材またはハウジング部材よりも硬さが硬い材料から形成されていることを特徴とする、請求項１４記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項１６】
前記傾斜面部材は、係合穴部材と一体に形成されていることを特徴とする、請求項１４または請求項１５記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項１７】
前記係合部材には、この係合部材を係合穴への係合方向に付勢するばね部材が付属していることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転中に吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング変更装置は、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するようにしてある。
【０００３】
例えば特開平１−９２５０４号公報には、内燃機関のクランクシャフトによって回転されるスプロケット（回転体）と共に回転するハウジングと、このハウジング内に収容されて、カムシャフトと共に回転するロータと、このロータに放射方向に突出して設けられ、ハウジング内に複数の作動油室を形成する複数のベーンとを備え、前記作動油室に作動油を吸排してハウジングとロータとを相対回動させるようにしたバルブタイミング変更装置が示されている。
【０００４】
また、前記バルブタイミング変更装置には、ハウジングとロータとの相対回動を規制する回動規制手段が設けられており、この回動規制手段は、ハウジングに形成したシリンダ穴内に係合部材（ノックピン）を摺動自在に設け、この係合部材をばね部材のばね力によって向心方向に付勢してロータに設けた係合穴内に挿入することにより、ハウジングとロータとを連繋してバルブタイミングの変更を規制する一方、係合部材を係合穴内に導かれる作動油の圧力によって係合穴内から押し出すことにより、ハウジングとロータとの連繋を解き、バルブタイミングの変更の規制を解除するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例にあっては、前記係合穴内に作動油を導くに際して、オイルギャラリから作動油を導く導入通路をロータに形成してある。
【０００６】
このため、前記ロータに長さが長い導入通路を形成する必要があるから、加工工数が嵩む虞がある。
【０００７】
本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、オイルギャラリから係合穴内に作動油を導く導入通路を形成する必要がなく、加工が容易な内燃機関のバルブタイミング変更装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、内燃機関に同期して回転される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更可能であって、回転体とカムシャフトとの相対回動を規制する回動規制手段を備えた内燃機関のバルブタイミング変更装置において、
前記回転体とカムシャフトとの何れか一方と共に回転するハウジング部材と、
このハウジング部材内に収容されて、回転体とカムシャフトとの何れか他方と共に回転するベーン部材と、
このベーン部材に、放射方向に突出してハウジング部材内に円周方向に複数の作動油室を形成するベーンと、を備え、
前記回動規制手段が、ハウジング部材またはベーン部材の何れか一方に、作動油室の１つに臨んで開口するように形成され、この作動油室の作動油が導かれる係合穴と、ハウジング部材またはベーン部材の何れか他方に形成されたシリンダ穴と、このシリンダ穴内に出没自在に設けられてその先端が作動油室を横切って突出して係合穴に係合可能な係合部材と、から形成され、
前記係合穴が臨む作動油室に作動油を供給することにより、この作動油によって係合部材がシリンダ穴内に押し戻されて係合穴との係合が解除されるようにした構成にしてある。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記シリンダ穴が、開口端側に小径部が形成され、底部側に大径部が形成された段付き状に形成されてなり、このシリンダ穴内に出没自在に設けられる係合部材が、シリンダ穴の段付き形状に整合する小径部及び大径部を備えた段付き状に形成されてなる構成にしてある。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成において、前記係合部材は、その小径部または大径部の一方が、シリンダ穴の対応する小径部または大径部に案内されて摺動する構成にしてある。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明の構成において、前記係合部材は、その小径部及び大径部の両方が、シリンダ穴の小径部及び大径部にそれぞれ案内されて摺動する構成にしてある。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、前記係合部材の大径部とシリンダ穴の大径部との間の摺動隙間は、係合部材の小径部とシリンダ穴の小径部との間の摺動隙間よりも大きく形成されてなる構成にしてある。
【００１３】
また、請求項６記載の発明は、請求項２記載の発明の構成において、前記係合部材の大径部とシリンダ穴の小径部との間に環状室が形成され、この環状室内に作動油室内の作動油が導かれる構成にしてある。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、請求項２記載の発明の構成において、前記係合部材の大径部とシリンダ穴の小径部との間に環状室が形成され、この環状室がシリンダ穴内を介して大気開放されている構成にしてある。
【００１５】
また、請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記シリンダ穴内を大気開放する通路が、シリンダ穴の筒状胴部に開口している構成にしてある。
【００１６】
また、請求項９記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明の構成において、前記シリンダ穴は、ベーン部材またはハウジング部材にシリンダ穴部材を埋設して形成されている構成にしてある。
【００１７】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明の構成において、前記シリンダ穴部材は、ベーン部材またはハウジング部材よりも硬さが硬い材料から形成されてなる構成にしてある。
【００１８】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合穴がハウジング部材に形成され、シリンダ穴がベーン部材に放射方向に形成されると共に、係合部材がシリンダ穴内に収容されてその先端が放射方向に突出して係合穴に係合可能とされている構成にしてある。
【００１９】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記係合穴が形成されたベーン部材またはハウジング部材には、作動油室側に向かって傾斜する傾斜面が形成されている構成にしてある。
【００２０】
また、請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明の構成において、前記傾斜面は硬化処理が施されている構成にしてある。
【００２１】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１２記載の発明の構成において、前記傾斜面は、ベーン部材またはハウジング部材に傾斜面部材を埋設して形成されている構成にしてある。
【００２２】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の発明の構成において、前記傾斜面部材は、ベーン部材またはハウジング部材よりも硬さが硬い材料から形成されている構成にしてある。
【００２３】
また、請求項１６記載の発明は、請求項１４または請求項１５記載の発明の構成において、前記傾斜面部材は、係合穴部材と一体に形成されている構成にしてある。
【００２４】
また、請求項１７記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記係合部材には、この係合部材を係合穴への係合方向に付勢するばね部材が付属している構成にしてある。
【００２５】
斯かる構成においては、前記回転体が内燃機関に同期して回転され、バルブタイミング変更装置を介してカムシャフトが回転される。これによって、前記カムシャフトが吸気弁または排気弁を駆動する。
【００２６】
また、前記回転体に対するカムシャフトの相対回動は、回転体とカムシャフトとの何れか一方と共に回転するハウジング部材内の作動油室に作動油を吸排して、ハウジング部材とベーン部材とを相対回動することによって行われる。この場合に、前記作動油室への作動油の吸排は、油圧制御装置によって制御可能である。
【００２７】
前記回転体に対してカムシャフトが相対回動されることによって、カムシャフトの回転位相が変更され、吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。
【００２８】
ここで、内燃機関の始動直後で、前記作動油室に作動油が供給されない状態では、回動規制手段の係合部材は遠心力やばね力等によって係合方向に突出し、その先端が係合穴に係合している。このため、前記回転体とカムシャフトは係合部材によって所定の係合状態が維持され、一体に回転することになる。この状態は、前記回動規制手段によって回転体とカムシャフトとの相対回動が規制され、バルブタイミングの変更が規制された状態である。
【００２９】
次に、前記回動規制手段の係合部材を係合方向とは逆の係合解除方向に移動させることにより、係合部材の先端が係合穴から離脱し、係合部材と係合穴との係合が解除される。
【００３０】
前記回動規制手段の係合解除は、係合穴が作動油室の１つに臨んで開口するように形成されているから、この係合穴が臨む作動油室に作動油が供給されることによって、この作動油が係合穴内にも供給される。このため、前記係合部材には、作動油室及び係合穴内の作動油圧が作用し、この係合部材は遠心力やばね力に抗して向心方向に付勢され、係合穴内から押し出されることになる。これによって、前記係合部材の先端が係合穴から離脱し、係合が解除されることになる。
【００３１】
これによって、前記ハウジング部材とベーン部材とは係合部材による拘束が解除されてから、作動油室に供給される作動油圧によってハウジング部材とベーン部材とが相対回動し、カムシャフトの回転位相が変更されることにより、このカムシャフトによって駆動される吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。
【００３２】
ここに、前記回動規制手段の係合穴は、作動油室の１つに臨んで開口するように形成してあるから、この係合穴が臨む作動油室に作動油が供給されることによって、この作動油室の作動油が係合穴内にも供給されることになる。このため、前記係合穴内に作動油を導くために、オイルギャラリからの格別の導入通路を形成する必要がない。
【００３３】
したがって、オイルギャラリから係合穴内に作動油を導く導入通路を形成する必要がなく、加工が容易な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【００３４】
また、前記作動油室の作動油圧を係合部材に直接作用させることができ、係合部材の迅速な作動が可能となる。
【００３５】
また、請求項２記載の発明にあっては、前記シリンダ穴が小径部及び大径部を備えた段付き状に形成され、このシリンダ穴内に出没自在に設けられる係合部材がシリンダ穴の段付き形状に整合する小径部及び大径部を備えた段付き状に形成されているから、係合部材の大径部がシリンダ穴の小径部に係合することによって、係合部材がシリンダ穴から抜脱することを有利に防止できる。
【００３６】
また、請求項３記載の発明にあっては、前記係合部材の小径部または大径部の一方が、シリンダ穴の対応する小径部または大径部に案内されて摺動するから、係合部材及びシリンダ穴は、互いに摺動する小径部または大径部の何れか一方を精度よく加工することで足り、加工の容易化を図ることができる。
【００３７】
また、請求項４記載の発明は、前記係合部材の小径部及び大径部の両方が、シリンダ穴の小径部及び大径部にそれぞれ案内されて摺動するから、係合部材の摺動の支持点を軸方向に長く確保することができ、係合部材の倒れを防止して、円滑な摺動を成就できる。
【００３８】
また、請求項５記載の発明は、前記係合部材の大径部とシリンダ穴の大径部との間の摺動隙間が、係合部材の小径部とシリンダ穴の小径部との間の摺動隙間よりも大きく形成されているから、小径部と大径部との段部に堆積しようとする摩耗粉等の異物を、大きな摺動隙間から容易に排出することができる。
【００３９】
また、請求項６記載の発明は、前記係合部材の大径部とシリンダ穴の小径部との間に環状室が形成され、この環状室内に作動油室内の作動油が導かれるから、係合部材には先端のみならず環状室の油圧力が作用することになり、係合部材に対する作動油圧の受圧面積を大きくすることができ、係合部材の作動応答性を向上させることができる。
【００４０】
また、請求項７記載の発明は、前記係合部材の大径部とシリンダ穴の小径部との間に環状室が形成され、この環状室がシリンダ穴内を介して大気開放されているから、環状室内の容積が変化しても圧力変化がなく、係合部材の円滑な摺動が可能となる。
【００４１】
また、請求項８記載の発明は、前記シリンダ穴内を大気開放する通路が、シリンダ穴の筒状胴部に開口しているから、係合部材がシリンダ穴の底面に接した状態では、この接触面に大気圧が導かれない。このため、前記係合部材がシリンダ穴の底面に一時的に密着することが可能となり、係合部材に作用する作動油室の油圧が瞬間的に変動しても、係合部材は密着状態に保持される。これによって、前記係合部材の無用な遊動が防止され、この係合部材の摩耗や衝突音の発生が防止される。
【００４２】
また、請求項９記載の発明は、前記シリンダ穴は、ベーン部材またはハウジング部材にシリンダ穴部材を埋設して形成されているから、シリンダ穴部材を任意の材料から所定の形状に容易に形成することができ、シリンダ穴の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【００４３】
また、請求項１０記載の発明にあっては、前記シリンダ穴部材が、ベーン部材またはハウジング部材よりも硬さが硬い材料から形成されているから、シリンダ穴の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００４４】
また、請求項１１記載の発明にあっては、前記回動規制手段の係合穴がハウジング部材に形成され、シリンダ穴がベーン部材に放射方向に形成されると共に、係合部材がシリンダ穴内に収容されてその先端が放射方向に突出して係合穴に係合可能としてあるから、ハウジング部材及びベーン部材が回転するとき、係合部材に作用する遠心力は係合部材の先端を係合穴に係合させる方向に作用することになる。このため、前記係合部材に遠心力が作用した場合に、この係合部材は係合穴から抜け出すことがない。
【００４５】
また、請求項１２記載の発明にあっては、前記係合穴が形成されたベーン部材またはハウジング部材には、作動油室側に向かって傾斜する傾斜面が形成されているから、作動油室内に突出していた係合部材の先端は、傾斜面に案内されつつ移動して、係合穴に容易に係合される。
【００４６】
また、請求項１３記載の発明にあっては、前記傾斜面は硬化処理が施されているから、この傾斜面の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００４７】
また、請求項１４記載の発明にあっては、前記傾斜面は、ベーン部材またはハウジング部材に傾斜面部材を埋設して形成されているから、傾斜面部材を任意の材料から所定の形状に容易に形成することができ、傾斜面の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【００４８】
また、請求項１５記載の発明にあっては、前記傾斜面部材は、ベーン部材またはハウジング部材よりも硬さが硬い材料から形成されているから、傾斜面の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００４９】
また、請求項１６記載の発明にあっては、前記傾斜面部材は、係合穴部材と一体に形成されているから、部品点数の増加を抑制することができる。
【００５０】
また、請求項１７記載の発明にあっては、前記係合部材にはこの係合部材を係合穴への係合方向に付勢するばね部材が付属しているから、内燃機関の回転が極低速時や停止時であって、係合部材に作用する遠心力等が極小さいか零である場合にも、この係合部材を係合穴に確実に係合させることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００５２】
図１は本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング変更装置の要部を断面して示す説明図、図２は図１のＡ−Ｏ−Ａ線断面図を含む説明図、図３は図１の要部を拡大して示す断面図である。
【００５３】
図において、１は内燃機関の吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトで、この実施の形態においては吸気弁を駆動するカムシャフトである。
【００５４】
前記カムシャフト１は図外のシリンダヘッドに固定した軸受けによって回転自在に支持されている。また、前記図外の軸受けよりも図２において右側のカムシャフト１の基幹部（図示せず）には、カムが形成されており、このカムによって吸気弁が開閉駆動されるようになっている。
【００５５】
２は内燃機関のフロントカバー（図示せず）側から延びるスパイダで、このスパイダ２の端部には、軸方向の通路３，４と、端面に近い側に位置する周溝５，６がそれぞれ形成してある。前記通路３は端面に開口しているけれども、この開口端を栓部材で閉塞することは任意に可能である。
【００５６】
前記通路３，４のうち、通路３は一端側が半径方向通路７を介して周溝５に連通している。また、前記通路４は一端側が半径方向通路８を介して周溝６に連通している。
【００５７】
１７は内燃機関に同期して回転される回転体で、この回転体１７は、この実施の形態において、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）によって回転駆動されるスプロケットである。前記スプロケット１７は、この実施の形態においてハウジング部材１８と共に回転可能となっており、また、カムシャフト１に対して所定角度相対回動可能となっている。
【００５８】
即ち、前記スプロケット１７は、環状のハウジング本体１９とこのハウジング本体１９の両側に対峙配設された板部材２０，２１とからなるハウジング部材１８に対して、図外の連結ボルトによって連結されている。なお、２２ａ，２２ｂは、前記スプロケット１７、ハウジング本体１９及び板部材２０，２１の位置決めをする位置決めピンである。
【００５９】
また、前記スプロケット１７は、カムシャフト１に固定される軸受け部材２５の外周に軸受けされており、これによって、カムシャフト１に対して所定角度相対回動可能となっている。
【００６０】
前記スプロケット１７の外周側には外歯２６が形成されており、この外歯２６には図外のクランクシャフトによって駆動されるタイミングチェーン２７が巻着される。
【００６１】
前記ハウジング部材１８内は全体として中空状になっており、環状のハウジング本体１９の半径方向内方に向かって突出する複数（この実施の形態においては４個）の突起２８を形成することによって、半径方向外方寄りに、中央部分で連結された４個の部屋２９が形成してある（図１参照）。
【００６２】
３０は前記ハウジング部材１８内に収容されたベーン部材で、このベーン部材３０とハウジング部材１８とを主要素として、後に詳述する相対回動手段３１が構成されている。
【００６３】
前記ベーン部材３０は、その胴部３２から放射方向に突出する複数（この実施の形態においては４個）のベーン３３を有しており、このベーン３３を部屋２９内に配置した状態でハウジング部材１８内に収容されている。
【００６４】
前記ベーン部材３０のベーン３３が部屋２９内に配置されることによって、この部屋２９内にベーン３３の円周方向両側に対峙して一対の作動油室３４，３５が区画形成される。前記一対の作動油室３４，３５は、この実施の形態において４組形成されている。
【００６５】
前記作動油室３４，３５間相互の封止は、ハウジング本体１９の内周側に形成した突起２８の先端に設けたシール部材３６をばね部材（図示せず）で押圧してベーン部材３０の胴部３２外周に摺接させると共に、ベーン３３の先端に設けたシール部材３８をばね部材３９で押圧してハウジング本体１９の内周に摺接させることによって成就するようにしてある。
【００６６】
また、前記ベーン部材３０には、スパイダ２に形成した周溝６と作動油室３４とを連通する半径方向通路４０が形成してあると共に、同じく周溝５と作動油室３５とを連通する半径方向通路４１が形成してある。
【００６７】
前記半径方向通路４０，４１がそれぞれ連通する周溝６，５は、スパイダ２に形成した通路４，３にそれぞれ連通しているから、作動油室３４，３５はスパイダ２に形成した通路４，３にそれぞれ連通することになる。このため、前記通路４，３を介して作動油室３４，３５に作動油を選択的に吸排することによって、ハウジング部材１８とベーン部材３０とが相対回動することができるようになっている。
【００６８】
ここに、前記スプロケット１７はハウジング部材１８に連結されて、カムシャフト１に対して相対回動可能となっており、これによって、相対回動手段３１はスプロケット１７をカムシャフト１に対して所定角度範囲内で相対回動可能となっている。したがって、前記ベーン部材３０とハウジング部材１８とを主要素として、スプロケット１７をカムシャフト１に対して相対回動させる相対回動手段３１が構成されていることになる。
【００６９】
４４は前記ハウジング部材１８とベーン部材３０との間に設けられ、ハウジング部材１８とベーン部材３０との相対回動を規制する回動規制手段である。前記回動規制手段４４は、この実施の形態において、ベーン部材３０に形成したシリンダ穴４５内に収容することによって、ベーン部材３０に放射方向に突出可能に設けられた係合部材４７の先端を、ハウジング部材１８に形成した係合穴４８に係合可能とした構成にしてある。
【００７０】
前記シリンダ穴４５は、ベーン部材３０に、詳しくはベーン部材３０の胴部３２外周とベーン３３との間に形成した段部４９に、作動油室３４の１つに臨んで放射方向に開放して形成してある。また、前記シリンダ穴４５は、この実施の形態においては、ベーン部材３０よりも硬さの硬い材料からなる筒状のシリンダ穴部材５０をシリンダ穴４５に埋設することによって形成してある。このため、前記シリンダ穴４５は、シリンダ穴部材５０を埋設した部分が縮径され、底部側が拡径された段付き形状を呈している。即ち、前記シリンダ穴４５は、開口端側に小径部４５ａが形成され、底部側に大径部４５ｂが形成された段付き状に形成してある（図３参照）。
【００７１】
また、前記シリンダ穴４５の内部は、その底部側で、ベーン３３に形成した段付き穴状の通路５１を介して大気開放されており、この通路５１はシリンダ穴４５の胴部に開口している。即ち、前記通路５１はシリンダ穴４５の底面から軸方向に離れた位置に開口している。
【００７２】
前記係合部材４７は、シリンダ穴４５の段付き形状に整合する小径部４７ａ及び大径部４７ｂが形成された段付き状に形成され、先端側がテーパ状に形成されており、大径部４７ｂがシリンダ穴４５の拡径された底部側（大径部４５ｂ）に位置し、小径部４７ａがシリンダ穴部材５０の内面（シリンダ穴の小径部４５ａ）によって支持された状態でシリンダ穴４５内に収容されて、テーパ状の先端側がシリンダ穴４５内から突出可能である。前記係合部材４７の先端がシリンダ穴４５から突出するとき、係合部材４７の大径部４７ｂがシリンダ穴４５の拡径された底部側（大径部４５ｂ）に位置していることによって、係合部材４７の段付き部はシリンダ穴４５のシリンダ穴部材５０に当接して、係合部材４７がシリンダ穴４５内から抜脱することを防止することが可能である。
【００７３】
前記係合部材４７は、作動油室３４の１つに臨むシリンダ穴４５内に収容されているから、この係合部材４７の先端は作動室３４の１つを横切って放射方向に突出し、係合穴４８に係合することになる。
【００７４】
また、前記係合部材４７には、その先端に窪み５２が形成されていると共に、大径胴部側の端面に開放する盲穴５３が形成してある。これによって、前記係合部材４７は軽量化が図られている。
【００７５】
前記係合部材４７は、この実施の形態において、小径部４７ａがシリンダ穴４５の小径部４５ａに摺接案内されて摺動可能となっており、係合部材４７の大径部４７ｂとシリンダ穴４５の大径部４５ｂとの間には摺動隙間以上の大きな隙間が形成してある。
【００７６】
ここで、前記係合部材４７は、その小径部４７ａまたは大径部４７ｂの一方が、シリンダ穴４５の対応する小径部４５ａまたは大径部４５ｂに案内されて摺動することが可能であって、係合部材４７の大径部４７ｂがシリンダ穴４５の大径部４５ｂに案内されるようにしてもよいものである。
【００７７】
或いは、前記係合部材４７は、その小径部４７ａ及び大径部４７ｂの両方が、シリンダ穴４５の小径部４５ａ及び大径部４５ｂにそれぞれ案内されて摺動するようにすることが可能である。この場合に、好ましくは、前記係合部材４７の大径部４７ａとシリンダ穴４５の大径部４５ａとの間の摺動隙間は、係合部材４７の小径部４７ｂとシリンダ穴４５の小径部４５ｂとの間の摺動隙間よりも若干大きく形成される。
【００７８】
なお、前記係合部材４７の段付き形状としては、図４に示すように、矩形断面のリング部材を小径部４７ｂの所定位置に圧入して大径部４７ａを形成してもよく、或いは図５に示すように、円形断面のＣ字状リング部材を小径部４７ｂの所定位置に装着して大径部４７ａを形成するようにしてもよいものである。これらの場合には、前記係合部材４７を段付き形状に加工するすることがないから、加工が容易になると共に、リング部材を軽量な材料から形成することによって、係合部材４７全体の軽量化が図られることになる。
【００７９】
前記係合部材４７の大径部４７ｂとシリンダ穴４５の小径部４５ａとの間には環状室４７Ａが形成されるようになっており、この環状室４７Ａはシリンダ穴４５内、即ち係合部材４７の大径部４７ｂとシリンダ穴４５の大径部４５ｂとの間の隙間及びシリンダ穴４５の底部を介して、大気開放されている。
【００８０】
なお、前記係合部材４７の小径部４７ａ及び大径部４７ｂの両方が、シリンダ穴４５の小径部４５ａ及び大径部４５ｂにそれぞれ案内されて摺動する場合には、係合部材４７の大径部４５ｂに軸方向の溝や貫通穴を形成することによって、環状室４７Ａ内を、シリンダ穴４５内を介して大気開放可能である。
【００８１】
前記係合穴４８は、ハウジング部材１８に、詳しくはハウジング本体１９の内周と突起２８との間に形成した段部５４に、作動油室３４の１つに臨んで開口するように形成してある。また、前記係合穴４８は、この実施の形態においては、ハウジング本体１９よりも硬さの硬い材料からなる係合穴部材５５を係合穴４８に埋設することによって形成してある。
【００８２】
前記係合穴４８の形状は、開口端側が大径のカップ状に形成されており、この係合穴４８の底部には、係合部材４７が係合した状態において油室５６が形成されている。また、前記係合穴４８内及び油室５６内は、係合穴４８の内面に形成した油溝５７及び、ベーン部材３０の段部４９とハウジング部材１８の段部５４との間の隙間５８を介して、作動油室３４に連通している。
【００８３】
なお、前記油溝５７は、係合部材４７が係合した状態で形成されることで足りるから、係合部材４７のテーパ状の先端が係合穴４８内へ侵入する深さを調節することによって、係合穴４８の内面と係合部材４７の外面との間で形成することが可能である。
【００８４】
また、前記係合穴４８が形成された段部５４、即ちこの実施の形態においてはハウジング部材１８に形成した段部５４には、作動油室３４側に向かって傾斜する傾斜面５９が形成してある。
【００８５】
前記傾斜面５９には硬化処理が施されており、後述するように、係合部材４７の先端との接触に際して、傾斜面５９の摩耗を抑制して耐久性を向上させるようになっている。
【００８６】
なお、前記傾斜面５９は、図６に示すように、ベーン部材３０よりも硬さの硬い材料からなる傾斜面部材６０をベーン部材３０に埋設して形成するようにしてもよいものである。この場合には、前記傾斜面部材６０を任意の材料から所定の形状に容易に形成することができ、傾斜面５９の設計及び製造の自由度を高めることができると共に、傾斜面５９の摩耗を抑制して耐久性を向上させることができることになる。また、図７に示すように、前記傾斜面部材６０を係合穴部材５５と一体に形成する構成としてもよいものである。この場合には、部品点数の増加を抑制することができることになる。
【００８７】
６６は油圧給排手段である。前記油圧給排手段６６は、通路３，４にそれぞれ連通する給排通路６７，６８と、これら給排通路６７，６８をオイルポンプ６９からの供給通路７０と貯油タンク７１に連通する排出通路７２とに選択的に切換えて連通させるか、または遮断する切換え弁７３と、この切換え弁７３を制御する制御装置７４とを主要素として構成してある。前記切換え弁７３はこの実施の形態において４ポート弁が採用されており、この切換え弁７３を制御する制御装置７４には、内燃機関の運転状態を示す各種信号が入力される。
【００８８】
斯かる構成において、内燃機関の始動時で、前記オイルポンプ６９から作動油が十分に供給されないとき、或いは制御装置７４に最遅角状態を保つ信号が入力されている場合には、相対回動手段３１のベーン部材３０はハウジング部材１８に対して最遅角位置にあって（図１参照）、回動規制手段４４の係合部材４７の先端は係合穴４８に係合し、ハウジング部材１８とベーン部材３０とを連繋している。このため、図外のクランクシャフトからタイミングチェーン２７を介して回転体としてのスプロケット１７に与えられる回転駆動力は、ハウジング部材１８及びベーン部材３０を介してカムシャフト１に伝達される。なお、この場合に、前記ベーン部材３０の段部４９は、ハウジング部材１８内に部屋２９を形成する突起２８の側面に当接可能であるが、好ましくは、ベーン３３は突起２８に接していない。
【００８９】
前記カムシャフト１が回転することによって、内燃機関の吸気弁が駆動され、開閉制御されることになる。
【００９０】
また、前記ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して最遅角位置にあるとき、回動規制手段４４の係合部材４７は遠心力によって押圧されて、その先端が係合穴４８に係合しており、ハウジング部材１８とベーン部材３０との間の相対回動が規制されている。このため、前記カムシャフト１が図外の吸気弁を駆動する際に、このカムシャフト１に正または負の反転トルクが作用してもベーン部材３０はハウジング部材１８に対して相対回動することがないから、ベーン部材３０とハウジング部材１８との衝突を防止でき、打音等を生じることが有利に防止される。
【００９１】
次に、進角制御される場合は、前記油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６８にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６７が排出通路７２に接続されることによって、オイルポンプ６９からの作動油が給排通路６８から、通路４、半径方向通路８、周溝６、半径方向通路４０を介して作動油室３４内に導かれる。また、前記作動油室３４内に導かれた作動油は、隙間５８及び油溝５７を介して、係合部材４７の先端が係合する係合穴４８内（及び係合穴４の底部に設けられた油室５６内）に導かれる。
【００９２】
同時に、前記作動油室３５内が、半径方向通路４１、周溝５、半径方向通路７、通路３、給排通路６７を介して排出通路７２に連通することになる。
【００９３】
前記作動油室３４内及び回動規制手段４４の係合穴４８（油室５６）内に作動油が導かれることにより、係合部材４７には作動油室３４及び係合穴４８の作動油圧力が作用し、この係合部材４７は遠心力に抗して向心方向に付勢され、シリンダ穴４５内に押し戻される。このため、前記係合部材４７の先端が係合穴４８内から離脱して係合が解除され、これによって、ハウジング部材１８とベーン部材３０とは係合部材４７による拘束が解除される。
【００９４】
前記作動油室３４内に作動油が供給される一方、作動油室３５内が排出通路７２に連通することによって、作動油室３４内の油圧力がベーン３３の側面に作用し、ベーン部材３０をハウジング部材１８に対して図１の矢印方向、即ち進角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット１７とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１の回転位相が変更されて、カムシャフト１は進角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが早められる。
【００９５】
前記カムシャフト１が進角制御され、ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して最進角位置にある場合には、係合部材４７は作動油室３４内の油圧によってシリンダ穴４５内に押し戻された状態が継続され、この係合部材４７の先端はハウジング１８の内周に接することはない。
【００９６】
次に、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６８が排出通路７２に接続されると、オイルポンプ６９からの作動油が作動油室３５に導かれる。また、前記作動油室３４内の作動油は、吸排通路６８及び排出通路７２を通じて貯油タンク７１に排出される。
【００９７】
前記作動油室３４内の作動油が排出されることによって、係合部材４７はこの係合部材４７に作用する遠心力によって放射方向に突出するけれども、この係合部材４７の先端はハウジング１８の内周に接することはない。また、前記係合部材４７がハウジング本体１９の段部５４よりも作動油室３４側にある場合には係合穴４８に係合することがないから、ハウジング部材１８とベーン部材３０とは、回動規制手段４４による拘束が解除された状態が継続される。
【００９８】
前記作動油室３５内に作動油が供給される一方、作動油室３４内が排出通路７２に連通することによって、作動油室３５内の油圧力がベーン３３の側面に作用し、ベーン部材３０をハウジング部材１８に対して図１において反時計方向、即ち遅角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット１７とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１の回転位相が変更されて、カムシャフト１は遅角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが遅らされることになる。
【００９９】
前記カムシャフト１が遅角制御され、ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して最遅角位置となる場合に、作動油室３４内に突出していた係合部材４７の先端は、ハウジング１８の段部５４に形成した傾斜面５９に案内されつつ移動して、係合穴４８内に再び係合される。
【０１００】
また、前記ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して進角方向或いは遅角方向に回動している状態で、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７，６８と供給通路７０または排出通路７２との連通が遮断されると、ハウジング部材１８とベーン部材３０とは、相対回動の中間的な位置に保持される。これによって、前記第１スプロケット１７とカムシャフト１とは相対回動の中間的な位置に保持されることになり、カムシャフト１は、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁を所望のタイミングで制御することになる。
【０１０１】
この場合には、前記作動油室３４内は、所定の圧力状態が維持されていると共に、密閉された状態となっているから、係合部材４７には遠心力が作用するけれども、この係合部材４７は放射方向に突出することはなく、係合穴４８に係合することがないから、ハウジング部材１８とベーン部材３０とは、回動規制手段４４による拘束が解除された状態が継続される。
【０１０２】
ここに、前記回動規制手段４４の係合穴４８は、作動油室の１つ、即ち作動油室３４に臨んで開口するように形成してあるから、この係合穴４８が臨む作動油室３４に作動油が供給されることによって、この作動油室３４の作動油が係合穴４８内にも供給されることになる。このため、前記係合穴４８内に作動油を導くために、オイルギャラリからの格別の導入通路を形成する必要がない。
【０１０３】
したがって、オイルギャラリから係合穴４８内に作動油を導く導入通路を形成する必要がなく、加工が容易な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【０１０４】
また、前記作動油室３４の作動油圧を係合部材４７に直接作用させることができ、係合部材４７の迅速な作動が可能となる。
【０１０５】
また、前記シリンダ穴４５が小径部４５ａ及び大径部４５ｂを備えた段付き状に形成され、このシリンダ穴４５内に出没自在に設けられる係合部材４７がシリンダ穴４５の段付き形状に整合する小径部４５ａ及び大径部４５ｂを備えた段付き状に形成されているから、係合部材４７の大径部４７ｂがシリンダ穴４５の小径部４５ａに係合することによって、係合部材４７がシリンダ穴４５から抜脱することを有利に防止できる。
【０１０６】
また、前記係合部材４７の小径部４７ａが、シリンダ穴４５の対応する小径部４５ａに案内されて摺動するから、係合部材４７及びシリンダ穴４５は、互いに摺動する小径部４７ａ，４５ａのみを精度よく加工することで足り、加工の容易化を図ることができる。
【０１０７】
また、前記係合部材４７の小径部４７ａ及び大径部４７ｂの両方が、シリンダ穴４５の小径部４５ａ及び大径部４７ｂにそれぞれ案内されて摺動する場合には、係合部材４７の摺動の支持点を軸方向に長く確保することができ、係合部材４７の倒れを防止して、円滑な摺動を成就できる。また、この場合に、前記係合部材４７の大径部４７ｂとシリンダ穴４５の大径部４５ｂとの間の摺動隙間を、係合部材４７の小径部４７ａとシリンダ穴４５の小径部４５ａとの間の摺動隙間よりも大きく形成することにより、小径部４５ａ，４７ａと大径部４５ｂ，４７ｂとの段部に堆積しようとする摩耗粉等の異物を、大きな摺動隙間から容易に排出することができる。
【０１０８】
また、前記係合部材４７の大径部４７ｂとシリンダ穴４５の小径部４５ａとの間に環状室４７Ａが形成され、この環状室４７Ａがシリンダ穴４５内を介して大気開放されているから、環状室４７Ａ内の容積が変化しても圧力変化がなく、係合部材４７の円滑な摺動が可能となる。
【０１０９】
また、前記シリンダ穴４５内を大気開放する通路５１が、シリンダ穴４５の筒状胴部に開口しているから、係合部材４７がシリンダ穴４５の底面に接した状態では、この接触面に大気圧が導かれない。このため、前記係合部材４７がシリンダ穴４５の底面に一時的に密着することが可能となり、係合部材４７に作用する作動油室３４の油圧が瞬間的に変動しても、係合部材４７は密着状態に保持されることになる。これによって、前記係合部材４７の無用な遊動が防止され、この係合部材４７の摩耗や衝突音の発生が防止される。
【０１１０】
また、前記シリンダ穴４５は、ベーン部材３０にシリンダ穴部材５０を埋設して形成されているから、シリンダ穴部材５０を任意の材料から所定の形状に容易に形成することができ、シリンダ穴４５の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【０１１１】
また、前記シリンダ穴部材５０が、ベーン部材３０よりも硬さが硬い材料から形成されているから、シリンダ穴４５の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【０１１２】
また、前記回動規制手段４４の係合穴４８がハウジング部材１８に形成され、シリンダ穴４５がベーン部材３０に放射方向に形成されると共に、係合部材４７がシリンダ穴４５内に収容されてその先端が放射方向に突出して係合穴４８に係合可能としてあるから、ハウジング部材１８及びベーン部材３０が回転するとき、係合部材４７に作用する遠心力は係合部材４７の先端を係合穴４８に係合させる方向に作用することになる。このため、前記係合部材４７に遠心力が作用した場合に、この係合部材４７は係合穴４８から抜け出すことがない。
【０１１３】
また、前記係合穴４８が形成されたハウジング部材１８の段部５４には、作動油室３４側に向かって傾斜する傾斜面５９が形成されているから、作動油室３４内に突出していた係合部材４７の先端は、傾斜面５９に案内されつつ移動して、係合穴に容易に係合される。
【０１１４】
また、前記傾斜面５９は硬化処理が施されているから、傾斜面５９の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【０１１５】
図８及び図９は本発明の別の実施の形態を示す図面で、この実施の形態が前記実施の形態と変わるところは、前記係合部材４７の大径部４７ｂとシリンダ穴４５の小径部４５ａとの間に形成された環状室４７Ａに作動油室３４内の作動油を導くようにした点である。
【０１１６】
即ち、図８に示す実施の形態は、係合部材４７に貫通孔４７ｃを形成して作動油室３４と環状油室４７Ａとを連通した構成にしてある。また、図９に示す実施の形態は、シリンダ穴部材５０を埋設する前のシリンダ穴４５の内周に溝４５ｃを形成して作動油室３４と環状油室４７Ａとを連通した構成にしてある。
【０１１７】
なお、その他の構成は前記実施の形態と同様であるから、同一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省略する。
【０１１８】
斯かる構成によれば、前記係合部材４７の大径部４７ｂとシリンダ穴４５の小径部４５ａとの間の環状室４７Ａ内に作動油室３４内の作動油が導かれる。このため、前記係合部材４７には先端のみならず環状室４７Ａの油圧力が作用することになる。
【０１１９】
したがって、この実施の形態においては、前記実施の形態と同様の作用効果が得られるのに加え、係合部材４７に対する作動油圧の受圧面積を大きくすることができるから、係合部材４７の作動応答性を向上させることができる。
【０１２０】
図１０は本発明の更に別の実施の形態を示す図面で、この実施の形態が前記実施の形態と変わるところは、回動規制手段４４の係合部材４７に、この係合部材４７を半径方向に付勢するばね部材４６を付属させた点である。
【０１２１】
即ち、図１０に示す実施の形態の回動規制手段４４は、ベーン部材３０に形成したシリンダ穴４５内に収容することによって、ベーン部材３０に放射方向に突出可能に設けられた係合部材４７の先端を、ハウジング部材１８に形成した係合穴４８に係合可能な構成とすると共に、シリンダ穴４５内に、係合部材４７と共にこの係合部材４７を放射方向に付勢するばね部材４６を収容した構成にしてある。
【０１２２】
前記ばね部材４６は、シリンダ穴４５の底部に接し、他端が係合部材４７に形成した盲穴５３の底部に接して、係合部材４７を常時放射方向に付勢している。なお、前記ばね部材４６は、この実施に形態においてコイルばねが採用されているけれども、これに限らず、各種ばね部材が採用可能である。
【０１２３】
なお、その他の構成は前記実施の形態と同様であるから、同一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省略する。
【０１２４】
斯かる構成にあっては、前記回動規制手段４４の係合部材４７は、ばね部材４６のばね力によって常時放射方向に付勢される。つまり、前記係合部材４７には遠心力に加えて、ばね部材４６のばね力が作用することになる。
【０１２５】
したがって、この実施の形態においては、前記実施の形態と同様の作用・効果が得られるのに加え、係合部材４７にはこの係合部材４７を放射方向に付勢するばね部材４６が付属しているから、内燃機関の回転が極低速時や停止時であって、係合部材４７に作用する遠心力が極めて小さいか零である場合にも、この係合部材４７を係合穴４８に確実に係合させることができる。
【０１２６】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、前記回動規制手段４４を、ハウジング１８の段部５４に形成した係合穴４８に、ベーン部材３０の段部４９に放射方向に出没自在に設けた係合部材４７の先端を係合可能とした構成について述べたが、ベーン部材３０の段部４９に係合穴４８を形成し、ハウジング部材１８の段部５４に係合部材４７を設ける構成としてもよい。
【０１２７】
また、前記係合部材４７をベーン部材３０の回転軸に平行な軸方向に設ける構成としてもよい。
【０１２８】
また、前記カムシャフト１を進角制御する実施の形態について述べたが、遅角制御するバルブタイミング変更装置に採用することも可能である。
【０１２９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、オイルギャラリから係合穴内に作動油を導く導入通路を形成する必要がなく、加工が容易な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング装置の要部を断面して示す説明図である。
【図２】図１のＡ−Ｏ−Ａ線断面図を含む説明図である。
【図３】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】係合部材の別の実施の形態を示す要部断面図である。
【図５】係合部材の別の実施の形態を示す要部断面図である。
【図６】傾斜面の別の実施の形態を示す要部断面図である。
【図７】傾斜面の別の実施の形態を示す要部断面図である。
【図８】本発明の別の実施の形態を示す、図３と同様な図面である。
【図９】本発明の別の実施の形態を示す、図３と同様な図面である。
【図１０】本発明の更に別の実施の形態を示す図１と同様な図面である。
【符号の説明】
１  カムシャフト
１７  スプロケット（回転体）
１８  ハウジング部材
３０  ベーン部材
３１  相対回動手段
３３  ベーン
３４  作動油室
４４  回動規制手段
４５シリンダ穴
４７  係合部材
４８  係合穴
【図１】
0003643894.tif 000002
【図２】
0003643894.tif 000003
【図３】
0003643894.tif 000004
【図４】
0003643894.tif 000005
【図５】
0003643894.tif 000006
【図６】
0003643894.tif 000007
【図７】
0003643894.tif 000008
【図８】
0003643894.tif 000009
【図９】
0003643894.tif 000010
【図１０】
0003643894.tif 000011