(57)【要約】【課題】ロックピンと穴とのクリアランスが適正範囲からずれることを抑制できる内燃機関のバルブタイミング可変機構を提供する。【解決手段】ロータ３が中間ロック位置に位置してロック機構１６Ａ，１６Ｂのロックピンが穴に没入したとき、そのロータ３を周方向に付勢するスプリングの付勢力Ｆ１が同スプリングにおけるハウジング４に対する係合位置に作用するとともに、同付勢力Ｆ１の反力Ｆ２がロックピンと穴との間に作用し、更には付勢力Ｆ１と反力Ｆ２との合力Ｆ３がロータ３に対し径方向に作用する。このときの合力Ｆ３の作用方向は、第１ロック機構１６Ａの中心線及び第２ロック機構１６Ｂの中心線と直交する直線Ｌ１に対する傾斜角度θが予め定められた設定値未満という小さい値になる方向とされる。すなわち、上記傾斜角度θが上記設定値未満という小さい値となるよう、スプリングにおけるハウジング４に対する係合位置が設定される。【選択図】図６
2014224503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトからの回転伝達を受けるハウジングと、そのハウジング内に設けられてカムシャフトと一体回転しつつ同ハウジングに対し回転方向について相対移動可能なロータと、
前記ハウジングに対する前記ロータの回転方向についての相対位置がロック位置となったとき、前記ハウジング及び前記ロータのうちの一方に設けられて前記カムシャフトの軸線方向に延びる第１穴に対し、前記ハウジング及び前記ロータのうちの他方に設けられた第１ロックピンを出没可能であり、前記第１穴に対し前記第１ロックピンを没入させることによって前記ハウジングに対する前記ロータの回転方向遅角側への相対移動を規制する第１ロック機構と、
前記ハウジングに対する前記ロータの回転方向についての相対位置がロック位置となったとき、前記ハウジング及び前記ロータのうちの一方に設けられて前記カムシャフトの軸線方向に延びる第２穴に対し、前記ハウジング及び前記ロータのうちの他方に設けられた第２ロックピンを出没可能であり、前記第２穴に対し前記第２ロックピンを没入させることによって前記ハウジングに対する前記ロータの回転方向進角側への相対移動を規制する第２ロック機構と、
前記カムシャフトを中心とする渦巻き状に形成され、一方の端部が前記ロータに対し係合されるとともに、もう一方の端部が前記ハウジングに対し係合されることにより、前記ロータを前記ロック位置に向けて周方向について付勢するスプリングと、
を備える内燃機関のバルブタイミング可変機構において、
前記第１ロックピンが前記第１穴に没入するとともに前記第２ロックピンが前記第２穴に没入しているとき、前記スプリングにおける前記ハウジングに対する係合位置には同スプリングの付勢力が作用する一方で、前記第１ロック機構と前記第２ロック機構とのうち前記付勢力の作用方向についての前記ハウジングに対する前記ロータの相対移動を規制するロック機構におけるロックピンと穴との間に前記付勢力に基づく反力が作用することにより、それら付勢力と反力との合力が前記ロータに対して作用し、
前記第１ロック機構における前記カムシャフトの軸線方向に延びる前記第１ロックピン及び前記穴の中心線、並びに、前記第２ロック機構における前記カムシャフトの軸線方向に延びる前記第２ロックピン及び前記第２穴の中心線と直交する直線に対し、前記合力の作用方向を傾斜させるとともに、前記直線に対する前記合力の作用方向の傾斜角度を予め定められた設定値未満とする
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング可変機構。
【請求項２】
前記スプリングは、前記ロータを前記ロック位置に向けて回転方向進角側に付勢するものであり、且つ、前記第１ロックピンが前記第１穴に没入するとともに前記第２ロックピンが前記第２穴に没入しているときに前記付勢力に基づく反力を前記第２ロックピンと前記第２穴との間に作用させるものであり、
前記直線に対する前記合力の作用方向の傾斜角度が前記設定値未満となるよう、前記スプリングにおける前記ハウジングに対する係合位置と前記第２ロック機構との位置関係が定められている請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング可変機構。
【請求項３】
前記第１ロック機構と前記第２ロック機構とのうち少なくとも一方のロック機構は、前記穴の内周面に嵌め込まれる円環状の調整ブッシュを備えており、その調整ブッシュを径方向厚さの異なるものに交換することによって前記ロックピンと前記穴との間のクリアランスを調整可能とされる請求項１又は２記載の内燃機関のバルブタイミング可変機構。
【請求項４】
前記直線に対する前記合力の作用方向の傾斜角度は０度である請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング可変機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミング可変機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、内燃機関のバルブタイミング可変機構は、クランクシャフトからの回転伝達を受けるハウジングと、そのハウジング内に設けられてカムシャフトと一体回転しつつ同ハウジングに対し回転方向について相対移動可能なロータとを備えている。このバルブタイミング可変機構のハウジングに対するロータの回転方向についての相対移動を通じて、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相が変更されることにより、カムシャフトの回転に伴って開閉動作する機関バルブの開閉タイミング（バルブタイミング）が可変とされる。
【０００３】
上記バルブタイミング可変機構は、ハウジングに対するロータの回転方向についての相対移動を禁止したり許可したりするロック機構を備えている。このロック機構は、ハウジングに対するロータの回転方向についての相対位置がロック位置となったときにハウジング及びロータのうちの一方に設けられた穴に対し他方に設けられたロックピンを出没させる。そして、上記穴に対し上記ロックピンを没入させることによりハウジングに対するロータの相対移動を禁止する一方で、上記穴に没入されたロックピンを同穴から抜き出すことによりハウジングに対するロータの相対移動を許可する。なお、特許文献１では、ロック機構として、上記ロック位置にて、上記穴に対し上記ロックピンを出没させる第１ロック機構及び第２ロック機構を備えている。
【０００４】
上記バルブタイミング可変機構は、カムシャフトを中心とする渦巻き状に形成されてロータをロック位置に向けて周方向について付勢するスプリングも備えている。このスプリングにおける一方の端部がロータに対し係合されており、同スプリングにおけるもう一方の端部はハウジングに対し係合されている。なお、ロータが回転方向について上記ロック位置に位置するときにも、同ロータは上記スプリングによって周方向に付勢される。なお、上記スプリングは、ロータがロック位置にあってロックピンが穴に没入した状態でロータを周方向について付勢するとき、同ロータに対し上記付勢に起因する径方向への合力も作用させる。
【０００５】
上記バルブタイミング可変機構の内燃機関への組み付けは、例えば以下のように行われる。
すなわち、まず第１工程として、製造後のバルブタイミング可変機構におけるロックピンを穴に没入したときの両者のクリアランスが適正範囲内の値となるよう、そのクリアランスの調整が行われる。ここで、同クリアランスが適正範囲よりも小さい場合にはロックピンを穴に没入したり抜き出したりすることが困難になり、上記クリアランスが適正範囲よりも大きい場合にはロックピンを穴に没入させたときにハウジングに対するロータの相対移動を適切に禁止することが困難になる。このため、バルブタイミング可変機構では、第１ロック機構及び第２ロック機構におけるロックピンと穴とのクリアランスを適正範囲内の値とすることが重要になる。上記クリアランスは、穴の内周面に嵌め込まれる円環状の調整ブッシュの径方向厚さを変更することによって調整可能である。このため、第１工程では、バルブタイミング可変機構のハウジング及びロータを治具上に固定し、その状態のもとで穴の内周面に嵌め込まれる上記調整ブッシュを径方向厚さの異なるものに適宜交換することにより、ロックピンの外周面と穴（正確には調整ブッシュ）の内周面とのクリアランスが適正範囲内の値に調整される。
【０００６】
上記第１工程を行った後、治具からバルブタイミング可変機構が取り外される。そして、第２工程として、ハウジングをカムシャフトの外周面に対し周方向に変位可能な状態とし、その状態のもとでロータをロック位置に変位させ、第１ロック機構及び第２ロック機構のロックピンを穴に没入させる。このときにはロータがスプリングによって周方向に付勢されるとともに、同ロータに対し上記付勢に起因する径方向についての合力が作用し、その合力によってロータがハウジングに対し径方向に片寄せされる。この状態のもと、ロータをカムシャフトの端面に固定する。この固定が行われた後には、第１ロック機構及び第２ロック機構のロックピンが穴から抜き出されたとき、カムシャフトの外周面に対する周方向についてのハウジングの変位が許容され、且つ、ロータがハウジングに対し回転方向について相対移動可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９６７３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記第２工程において、ロータに対し径方向に作用する上記合力によって同ロータがハウジングに対し径方向に片寄せされる際、上記合力の作用方向（ハウジングに対するロータの片寄せ方向）によっては、第１ロック機構及び第２ロック機構におけるロックピンと穴とのクリアランスのばらつきが大きくなる。
【０００９】
ここで、上記合力に基づいてハウジングに対しロータが径方向に片寄せされると、第１工程でロックピンと穴とのクリアランスを適正範囲内の値に調整したときと、第２工程でロータをカムシャフトの端面に固定したときとで、ハウジングに対するロータの径方向についての相対位置がずれる。このときの相対位置のずれに基づき上記クリアランスにばらつきが生じる。そして、上記クリアランスのばらつきの大きさは、上記合力の作用方向（ハウジングに対するロータの片寄せ方向）から影響を受ける。従って、第２工程における上記合力の作用方向によっては、第１ロック機構及び第２ロック機構におけるロックピンと穴とのクリアランスのばらつきが大きくなる。
【００１０】
そして、上記クリアランスの大きなばらつきによって同クリアランスに適正範囲からのずれが生じると、ロックピンを穴に没入したり抜き出したりすることが困難になったり、ロックピンを穴に没入させたときにハウジングに対するロータの相対移動を適切に禁止することが困難になったりする。
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロックピンと穴とのクリアランスが適正範囲からずれることを抑制できる内燃機関のバルブタイミング可変機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する内燃機関のバルブタイミング可変機構は、クランクシャフトからの回転伝達を受けるハウジングと、そのハウジング内に設けられてカムシャフトと一体回転しつつ同ハウジングに対し回転方向について相対移動可能なロータとを備える。また、バルブタイミング可変機構は、ハウジングに対するロータの回転方向についての相対位置がロック位置となったとき、ハウジング及びロータのうちの一方に設けられた第１穴に対し他方に設けられた第１ロックピンを出没させる第１ロック機構を備える。この第１ロック機構は、第１穴に対し第１ロックピンを没入させることにより、ハウジングに対するロータの回転方向遅角側への相対移動を規制する。また、バルブタイミング可変機構は、ハウジングに対するロータの回転方向についての相対位置がロック位置となったとき、ハウジング及びロータのうちの一方に設けられた第２穴に対し他方に設けられた第２ロックピンを出没させる第２ロック機構も備える。この第１ロック機構は、第２穴に対し第２ロックピンを没入させることにより、ハウジングに対するロータの回転方向進角側への相対移動を規制する。更に、バルブタイミング可変機構は、カムシャフトを中心とする渦巻き状に形成されてロータをロック位置に向けて周方向について付勢するスプリングも備える。このスプリングにおける一方の端部はロータに対し係合されており、同スプリングにおけるもう一方の端部はハウジングに対し係合されている。そして、第１ロックピンが第１穴に没入するとともに第２ロックピンが第２穴に没入しているときには、スプリングにおけるハウジングに対する係合位置には同スプリングの付勢力が作用する。また、このときには、第１ロック機構と第２ロック機構とのうち、上記付勢力の作用方向についてのハウジングに対するロータの相対移動を規制するロック機構におけるロックピンと穴との間に、上記付勢力に基づく反力が作用する。その結果、ロータに対しては、これら付勢力と反力との合力が作用する。この合力の作用方向は、第１ロック機構におけるカムシャフトの軸線方向に延びる第１ロックピン及び穴の中心線、並びに、第２ロック機構における前記カムシャフトの軸線方向に延びる第２ロックピン及び第２穴の中心線と直交する直線に対し、予め定められた設定値未満という小さい値の傾斜角度をもって傾斜させられる。
【００１３】
ここで、バルブタイミング可変機構の内燃機関に対する組み付けは、例えば以下のように行われる。すなわち、まず第１工程として、製造後のバルブタイミング可変機構のハウジング及びロータを治具上に固定し、その状態のもとで第１ロックピンを第１穴に没入するとともに第２ロックピンを第２穴に没入したときのロックピンと穴とのクリアランスが適正範囲内の値となるよう同クリアランスの調整が行われる。更に、こうした第１工程の後の第２工程では、上記治具から取り外されたバルブタイミング可変機構のハウジングをカムシャフトの外周面に対し周方向に変位可能な状態とし、その状態のもとでロータをロック位置に変位させる。そして、第１ロック機構の第１ロックピンを第１穴に没入させるとともに、第２ロック機構の第２ロックピンを第２穴に没入させる。このときには、スプリングにおけるハウジングに対する係合位置に同スプリングの付勢力が作用するとともに、その付勢力の作用方向についてのハウジングに対するロータの相対移動を規制するロック機構におけるロックピンと穴との間に上記付勢力に対する反力が作用する。その結果、上記付勢力と上記反力との合力がロータに対して作用し、その合力によってロータがハウジングに対し径方向に片寄せされる。そして、ロータがハウジングに対し径方向に片寄せされた状態のもとで、ロータをカムシャフトの端面に固定する。
【００１４】
ところで、上記第２工程において、ロータに対し作用する上記合力によって同ロータがハウジングに対し径方向に片寄せされる際、上記合力の作用方向（ハウジングに対するロータの片寄せ方向）によっては、第１ロック機構及び第２ロック機構におけるロックピンと穴とのクリアランスのばらつきが大きくなる。詳しくは、第１ロック機構の中心線及び第２ロック機構の中心線と直交する直線に対する上記合力の作用方向の傾斜角度が０度から離れるほど、上記クリアランスのばらつきが大きくなる。このことを考慮して、上述したように第１ロック機構の中心線及び第２ロック機構の中心線と直交する直線に対する上記合力の作用方向の傾斜角度が予め定められた設定値未満という小さい値となるようにされる。これにより、第１ロック機構の中心線及び第２ロック機構の中心線と直交する直線に対する上記合力の作用方向の傾斜角度が０度から離れることは抑制され、ひいては上記クリアランスのばらつきが大きくなって同クリアランスが適正範囲からずれることが抑制されるようになる。
【００１５】
上記スプリングとしては、ロータをロック位置に向けて回転方向進角側に付勢するものであり、且つ、第１ロックピンが第１穴に没入するとともに第２ロックピンが第２穴に没入しているときに上記付勢力に基づく反力を第２ロックピンと第２穴との間に作用させるものとすることが考えられる。この場合、第１ロック機構の中心線及び第２ロック機構の中心線と直交する上記直線に対する上記合力の作用方向の傾斜角度が設定値未満となるよう、スプリングにおけるハウジングに対する係合位置と上記第２ロック機構との位置関係が定められる。
【００１６】
また、上記第１ロック機構と上記第２ロック機構との少なくとも一方のロック機構は、穴の内周面に嵌め込まれる円環状の調整ブッシュを備えており、その調整ブッシュを径方向厚さの異なるものに適宜交換することによってロックピンと穴との間のクリアランスを調整可能なものとすることが考えられる。この場合、上記クリアランスのばらつきが大きくなることに伴う同クリアランスの適正範囲からのずれに関しては、穴の内周面に嵌め込まれた調整ブッシュを径方向厚さの異なるものに適宜交換することによって対応することが可能にはなるものの、径方向厚さの異なる他種類の調整ブッシュを準備しなければならなくなる。しかし、こうした問題が生じることについては、上記クリアランスのばらつきが大きくなることを抑制することによって回避できる。
【００１７】
なお、第１ロック機構の中心線及び第２ロック機構の中心線と直交する直線に対する上記合力の作用方向の傾斜角度は０度とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バルブタイミング可変機構、及び、同機構を駆動するための油圧回路を示す略図。
【図２】ロック機構の構造を示す断面図。
【図３】ロック機構の構造を示す断面図。
【図４】図１のバルブタイミング可変機構を矢印Ａ−Ａ方向から見た断面図。
【図５】バルブタイミング可変機構に設けられるフロントブッシュ及びスプリングを示す正面図。
【図６】ロータに作用するスプリングの付勢力、その付勢力の反力、及び、それら付勢力と反力との合力の作用方向を示す略図。
【図７】ロータに作用するスプリングの付勢力、その付勢力の反力、及び、それら付勢力と反力との合力の作用方向を示す略図。
【図８】バルブタイミング可変機構の組み付け方法の第１工程を説明するための概略断面図。
【図９】バルブタイミング可変機構の組み付け方法の第２工程を説明するための概略断面図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、第１ロック機構及び第２ロック機構でのロックピンと穴とのクリアランスの発生態様を示す略図。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、第１ロック機構及び第２ロック機構でのロックピンと穴とのクリアランスの発生態様を示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、内燃機関のバルブタイミング可変機構の一実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関のバルブタイミング可変機構１は、同機関のカムシャフト２（例えば吸気カムシャフト）に対しボルトにより固定されたロータ３と、カムシャフト２と同一軸線上に上記ロータ３を囲むように設けられて内燃機関のクランクシャフトの回転が伝達されるハウジング４とを備えている。このハウジング４の内周面には、カムシャフト２の軸線に向かって突出する突部５が周方向について所定の間隔をおいて複数形成されている。また、上記ロータ３の外周面には、カムシャフト２の軸線から離れる方向に突出する複数のベーン６がそれぞれ上記各突部５の間に位置するように形成されている。これにより、ハウジング４内における各突部５の間に位置する部分が、ベーン６により進角側油圧室７と遅角側油圧室８とに区画されている。
【００２０】
そして、進角側油圧室７にオイルを供給するとともに遅角側油圧室８からオイルを排出すると、上記ロータ３がハウジング４に対し図中の右回転方向に相対移動してカムシャフト２のクランクシャフトに対する相対回転位相が進角側に変化し、それによって内燃機関の機関バルブ（この例では吸気バルブ）のバルブタイミングが進角側に変化する。また、遅角側油圧室８にオイルを供給するとともに進角側油圧室７からオイルを排出すると、上記ロータ３がハウジング４に対し図中左回転方向に相対移動してカムシャフト２のクランクシャフトに対する相対回転位相が遅角側に変化し、それによって内燃機関の機関バルブのバルブタイミングが遅角側に変化する。
【００２１】
バルブタイミング可変機構１は、ハウジング４に対するロータ３の回転方向についての相対移動範囲の端以外の位置である中間ロック位置にて、ハウジング４に対するロータ３の回転方向についての相対移動を禁止する禁止動作や、その禁止を解除して上記相対移動を許可する許可動作を実行するロック機構１６Ａ，１６Ｂを備えている。これらロック機構１６Ａ，１６Ｂのうち、第１ロック機構１６Ａはハウジング４に対するロータの中間ロック位置から回転方向遅角側への相対移動を禁止（規制）するためのものであり、第２ロック機構１６Ｂはハウジング４に対するロータの中間ロック位置から回転方向進角側への相対移動を禁止（規制）するためのものである。これらロック機構１６Ａ，１６Ｂの許可動作は、同機構１６Ａ，１６Ｂの解除室１６ａへのオイルの供給を通じて同解除室１６ａの油圧を上昇させることによって行われる。また、ロック機構１６Ａ，１６Ｂの禁止動作は、同機構１６Ａ，１６Ｂの解除室１６ａからのオイルの排出を通じて同解除室１６ａの油圧を低下させることによって行われる。
【００２２】
図２に示すように、第１ロック機構１６Ａには、解除室１６ａ内の油圧に基づく力及びばね１８の付勢力を受けてハウジング４に形成された穴１９に対し出し入れされるロックピン２０が設けられている。なお、穴１９はカムシャフト２の軸線方向（図中の上下方向）に延びており、その方向についての上記ロックピン２０の移動により同ロックピン２０の穴１９に対する出し入れが実現される。穴１９の内周面には、その穴１９とロックピン２０とのクリアランスを調整するための円環状の調整ブッシュ２１が嵌め込まれている。穴１９とロックピン２０とのクリアランスの調整は、上記調整ブッシュ２１を径方向の厚さが異なるものに適宜交換することによって実現される。なお、ここでのクリアランスとは、ロック機構１６Ａにあっては、ロックピン２０の外周面と穴１９（調整ブッシュ２１）の内周面との間におけるロータ３の回転方向遅角側の部分の最大距離のことである。一方、第２ロック機構１６Ｂは、第１ロック機構１６Ａのような調整ブッシュ２１を備えておらず、それ以外は第１ロック機構１６Ａと同じ構造となっている。この第２ロック機構１６Ｂでの上記クリアランスとは、ロックピン２０の外周面と穴１９の内周面との間におけるロータ３の回転方向進角側の部分の最大距離のことを意味する。
【００２３】
ちなみに、ロータ３は、第１ロック機構１６Ａでの上記クリアランス分だけ中間ロック位置に対し回転方向遅角側に変位することが許容される一方、第２ロック機構１６Ｂでの上記クリアランス分だけ中間ロック位置に対し回転方向進角側に変位することが許容される。従って、第１ロック機構１６Ａと第２ロック機構１６Ｂとの両方を考慮したときのロックピン２０の穴１９に対する実質的なクリアランスは、第１ロック機構１６Ａでの上記クリアランスと第２ロック機構１６Ｂでの上記クリアランスとの合計値ということになる。
【００２４】
ロック機構１６Ａ，１６Ｂでは、ロータ３を中間ロック位置に移動させてロックピン２０と穴１９とを位置合わせした状態のもと、解除室１６ａからのオイルの排出を通じて同解除室１６ａ内の油圧に基づく力を小さくすることにより、上記ばね１８の付勢力でロックピン２０を穴１９内に没入する禁止動作が行われる。また、ロック機構１６Ａ，１６Ｂでは、ロックピン２０を穴１９に没入した状態のもと、解除室１６ａに対するオイルの供給を通じて同解除室１６ａ内の油圧に基づく力を大きくすることにより、上記ばね１８の付勢力に抗して図３に示すように穴１９からロックピン２０を抜き出す許可動作が行われる。ロック機構１６Ａ，１６Ｂのうち、第１ロック機構１６Ａにおける穴１９及び同穴１９に没入されるロックピン２０は、ハウジング４に対するロータ３の回転方向遅角側への相対移動を規制するための第１穴及び第１ロックピンとして機能する。また、第２ロック機構１６Ｂにおける穴１９及び同穴１９に没入されるロックピン２０は、ハウジング４に対するロータ３の回転方向進角側への相対移動を規制するための第２穴及び第２ロックピンとして機能する。
【００２５】
なお、ロック機構１６Ａ，１６Ｂのロータ３（ベーン６）には、ロック機構１６Ａ，１６Ｂの上記禁止動作が行われた状態のとき（図２）、進角側油圧室７と遅角側油圧室８とを連通する連通路１７が形成されている。この連通路１７は、図３に示すようにロック機構１６Ａ，１６Ｂの許可動作が完了しているときにはロックピン２０により遮断状態となる。
【００２６】
図１に示すように、バルブタイミング可変機構１の進角側油圧室７及び遅角側油圧室８に対するオイルの給排、並びに、ロック機構１６Ａ，１６Ｂの解除室１６ａに対するオイルの給排は、バルブタイミング可変機構１及びロック機構１６Ａ，１６Ｂとオイルポンプ９とを繋ぐ油圧回路を構成する複数の油路を通じて行われる。この油圧回路における複数の油路の途中には、それら油路によるバルブタイミング可変機構１及びロック機構１６Ａ，１６Ｂに対するオイルの給排態様を変更するオイルコントロールバルブ１０が設けられている。
【００２７】
オイルコントロールバルブ１０は、オイルポンプ９に対し供給通路１１を介して接続されるとともに、そのオイルポンプ９により汲み上げられるオイルを貯留するためのオイルパン１２に対し排出通路１３を介して接続されている。なお、上記供給通路１１に関しては、オイルポンプ９の下流側で二つに分岐してオイルコントロールバルブ１０に対し二ヶ所で繋がっている。また、オイルコントロールバルブ１０は、バルブタイミング可変機構１の進角側油圧室７に対し進角側油路１４を介して接続されるとともに、同機構１の遅角側油圧室８に対し遅角側油路１５を介して接続されている。更に、オイルコントロールバルブ１０は、バルブタイミング可変機構１に設けられたロック機構１６Ａ，１６Ｂの解除室１６ａに対し解除用油路２２を介して接続されている。
【００２８】
そして、オイルコントロールバルブ１０を用いてバルブタイミング可変機構１及びロック機構１６Ａ，１６Ｂに対するオイルの給排態様を変更することで、バルブタイミング可変機構１の動作によってクランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相が変更されたり、ロック機構１６Ａ，１６Ｂの禁止動作や許可動作が行われたりする。
【００２９】
次に、バルブタイミング可変機構１のカムシャフト２への取り付け態様について詳しく説明する。
図４に示すように、バルブタイミング可変機構１のロータ３は、同ロータ３を貫通するボルト２３をカムシャフト２に形成されたねじ穴３２にねじ込んで締め付けることにより、カムシャフト２の端部に固定されて同カムシャフト２に対し一体回転可能となっている。一方、そのロータ３を囲むハウジング４は、カムシャフト２の外周面によって同カムシャフト２の周りを相対回転可能な状態で支持されている。このハウジング４は、ロータ３を厚さ方向（図中左右方向）の両側から挟むフロントプレート２４及びリヤプレート２５と、ロータ３の外周に位置して同ロータ３の外周全体を囲むサイドリング２６とを備え、それらフロントプレート２４、リヤプレート２５、及びサイドリング２６を一体回転可能に連結することによって形成されている。
【００３０】
また、上記ボルト２３の頭部２３ａとロータ３との間には、そのロータ３に固定されて同ロータ３と一体回転するフロントブッシュ２７が挟まれている。フロントブッシュ２７の周りには、カムシャフト２を中心とする渦巻き状のスプリング２８が設けられている。このスプリング２８は、ハウジング４に対するロータ３が上記中間ロック位置よりも遅角側に相対移動したとき、そのロータ３を周方向について上記中間ロック位置に向けて進角側に付勢するためのものである。
【００３１】
図５に示すように、スプリング２８における一方の端部２８ａ、詳しくはカムシャフト２の中心ＣＬ寄りの端部２８ａは、フロントブッシュ２７に形成された切り欠き部３１と係合されている。フロントブッシュ２７はロータ３に固定されていることから、このときのスプリング２８の上記端部２８ａはロータ３に対しフロントブッシュ２７を介して係合された状態となる。また、スプリング２８におけるもう一方の端部２８ｂ、詳しくはカムシャフト２の中心ＣＬから離れた端部２８ｂは、ハウジング４（正確にはフロントプレート２４）に固定されたピン２９、もしくはフロントブッシュ２７に固定されたピン３０と係合可能となっている。
【００３２】
ここで、ハウジング４に対しロータ３及びフロントブッシュ２７が中間ロック位置よりも遅角側（矢印Ｙ１方向）に相対移動すると、スプリング２８における上記端部２８ｂがフロントプレート２４のピン２９と係合する一方、その係合に伴ってフロントブッシュ２７のピン３０が端部２８ｂから矢印Ｙ１方向に離間する。その結果、フロントブッシュ２７（ロータ３）がスプリング２８によって中間ロック位置に向けてロータ３の回転方向進角側に付勢される。また、ハウジング４に対しロータ３及びフロントブッシュ２７が中間ロック位置よりも進角側（矢印Ｙ２方向）に相対移動すると、スプリング２８における上記端部２８ｂがフロントブッシュ２７のピン３０と係合する一方、その係合に伴って端部２８ｂがフロントプレート２４のピン２９から矢印Ｙ２方向に離間する。このときには、フロントブッシュ２７（ロータ３）がスプリング２８によって中間ロック位置に向けて付勢されることはない。
【００３３】
従って、ハウジング４に対しロータ３及びフロントブッシュ２７が中間ロック位置に相対移動したとき、若しくは中間位置よりも遅角側（矢印Ｙ１方向）に相対移動したときには、スプリング２８の端部２８ｂがピン２９と係合する。同ピン２９はフロントプレート２４に形成されているため、このときには端部２８ｂがピン２９を介してフロントプレート２４（ハウジング４）に係合された状態となり、それに伴いロータ３がスプリング２８によって中間ロック位置に向けて同ロータ３の回転方向進角側に付勢される。なお、ロータ３が中間ロック位置に位置して第１ロック機構１６Ａ（図２、図３）及び第２ロック機構１６Ｂのロックピン２０が穴１９に没入したときにも、同ロータ３は上記スプリング２８によって周方向に付勢される。更に、スプリング２８は、このようにロータ３を周方向について付勢するとき、同ロータ３に対し上記付勢に起因する径方向への合力も作用させる。
【００３４】
詳しくは、上述したようにロータ３を周方向に付勢するスプリング２８の付勢力Ｆ１が図５に示すスプリング２８の端部２８ｂとハウジング４に固定されたピン２９との間、すなわちスプリング２８におけるハウジング４に対する係合位置に作用する。このときの付勢力Ｆ１の作用方向は図６に示す方向となる。更に、上記付勢力Ｆ１がロータ３に作用すると、その付勢力Ｆ１の作用方向についてのハウジング４に対するロータ３の相対移動を規制する第２ロック機構１６Ｂ（正確にはロックピン２０と穴１９との間）にて、上記付勢力Ｆ１に基づく反力Ｆ２が同図に示す方向に作用する。そして、それら付勢力Ｆ１と反力Ｆ２との合力Ｆ３はロータ３に対し同図に示すように径方向に作用する。そして、第１ロック機構１６Ａにおけるカムシャフト２の軸線方向に延びるロックピン２０及び穴１９の中心線、及び、第２ロック機構１６Ｂにおけるカムシャフト２の軸線方向に延びるロックピン２０及び穴１９中心線と直交する直線Ｌ１に対し、上記合力Ｆ３は傾斜されている。この直線Ｌ１に対する合力Ｆ３の傾斜角度θは、予め定められた設定値未満という小さい値とされている。
【００３５】
ちなみに、ロータ３に対する上記合力Ｆ３の作用方向は、スプリング２８におけるハウジング４に対する係合位置と第２ロック機構１６Ｂとの位置関係によって定められる。仮に、スプリング２８におけるハウジング４に対する係合位置（付勢力Ｆ１が作用する位置）が図７に示す位置に設定されたとすると、上記付勢力Ｆ１が同図に示す方向に作用することから、それら付勢力Ｆ１と反力Ｆ２との合力Ｆ３もロータ３に対し上記係合位置に対応した方向に作用する。従って、この実施形態では、スプリング２８におけるハウジング４に対する係合位置と第２ロック機構１６Ｂとの位置関係が、図６に示す直線Ｌ１に対する合力Ｆ３の作用方向の傾斜角度θが上記設定値未満という小さい値となるように設定されている。なお、ここで用いられる設定値としては予め実験等によって求められた最適値（例えば４５度）に設定することが好ましく、上記傾斜角度θとしては０度とすることが好ましい。
【００３６】
次に、バルブタイミング可変機構１の内燃機関への組み付け方法について説明する。
この組み付け方法では、第１工程として、製造後のバルブタイミング可変機構１におけるロック機構１６Ａ，１６Ｂのロックピン２０を穴１９に没入したときの両者のクリアランスが適正範囲内の値となるよう、そのクリアランスの調整が行われる。なお、ここでのクリアランスとは、第１ロック機構１６Ａと第２ロック機構１６Ｂとの両方を考慮したときの上述した実質的なクリアランスのことである。
【００３７】
図８に示すように、円柱状の治具３３の外周面にハウジング４のリヤプレート２５を挿入するとともに、ハウジング４内のロータ３を治具３３の端面に形成された円筒部３３ａの外周面に挿入する。更に、仮組みボルト３５を円筒部３３ａ内に挿入して治具３３のねじ穴３４にねじ込んだ後、同ボルト３５を締め付けることによってハウジング４及びロータ３が治具３３上に固定される。この状態で、第１ロック機構１６Ａの穴１９の内周面に嵌め込まれる調整ブッシュ２１を径方向厚さの異なるものに適宜交換することにより、上記実質的なクリアランスが適正範囲内の値となるようロックピン２０の外周面と穴１９（正確には調整ブッシュ２１）の内周面とのクリアランスが調整される。ちなみに、上記実質的なクリアランスの適正範囲とは、ロック機構１６Ａ，１６Ｂのロックピン２０を穴１９に対し的確に没入したり抜き出したりすることが可能であり、且つ、上記ロックピン２０を上記穴１９に没入させたときにハウジング４に対するロータ３の回転方向についての相対移動を適切に禁止することが可能な範囲のことである。なお、上述した調整ブッシュ２１の交換は、ハウジング４におけるリヤプレート２５をサイドリング２６に対し一時的に取り外すことによって実現することが可能である。
【００３８】
上記第１工程を行った後、仮組みボルト３５を緩めることにより治具３３からバルブタイミング可変機構１が取り外される。その後、第２工程として、上記バルブタイミング可変機構１の内燃機関のカムシャフト２に対する組み付けが行われる。
【００３９】
詳しくは、図９に示すように、カムシャフト２の外周面にハウジング４のリヤプレート２５を挿入し、更にロータ３を貫通するボルト２３をカムシャフト２のねじ穴３２にねじ込んでバルブタイミング可変機構１をカムシャフト２に仮組みする。この状態のもとでは、カムシャフト２に対する軸線方向についてのハウジング４の変位が規制されるとともに、カムシャフト２の周方向についてのハウジング４の変位が許容される。このとき、ボルト２３とロータ３との間の隙間の分だけハウジング４に対しロータ３が径方向に変位可能であるとともに、カムシャフト２とハウジング４との隙間の分だけカムシャフト２に対しハウジング４が径方向に変位可能である。その後、ロータ３がスプリング２８によって周方向に付勢されるよう同ロータ３を中間ロック位置に変位させ、第１ロック機構１６Ａ及び第２ロック機構１６Ｂのロックピン２０を穴１９に没入させる。このときには、ロータ３がスプリング２８によって周方向に付勢されるとともに、同ロータ３に対し上記付勢に起因する径方向についての合力Ｆ３が作用する。そして、この合力Ｆ３によりロータ３がハウジング４に対し径方向（矢印Ｙ４方向）に片寄せされる。そして、ロータ３がハウジング４に対し径方向に片寄せされた状態のもとで、ボルト２３を締め付けることによりロータ３をカムシャフト２の端面に固定する。これにより、ロータ３がカムシャフト２と一体回転可能となり、且つ、同ロータ３がカムシャフト２の外周面に対し周方向に変位可能なハウジング４に対し回転方向について相対移動可能となる。
【００４０】
次に、バルブタイミング可変機構１の作用について説明する。
上記第２工程において、ロータ３に対し径方向に作用する上記合力Ｆ３によって同ロータ３がハウジング４に対し径方向に片寄せされる際、上記合力Ｆ３の作用方向（ハウジング４に対するロータ３の片寄せ方向）によっては、ロックピン２０と穴１９との上記実質的なクリアランスのばらつきが大きくなる。詳しくは、第１ロック機構１６Ａの中心線及び第２ロック機構１６Ｂの中心線と直交する直線Ｌ１に対する上記合力Ｆ３の作用方向の傾斜角度θが０〜９０度までの範囲において０度から離れるほど、上記実質的なクリアランスのばらつきが大きくなる。
【００４１】
図１０（ａ）〜（Ｃ）は、ロックピン２０が穴１９に対し直線Ｌ１と直交する方向に相対移動する場合における第１ロック機構１６Ａでのロックピン２０と穴１９とのクリアランス（図中のＣ１）、及び第２ロック機構１６Ｂでのロックピン２０と穴１９とのクリアランス（図中のＣ２）の発生態様を示している。なお、同図において、（ａ）はロックピン２０と穴１９とが同軸上に位置する状態を示し、（ｂ）はロックピン２０が穴１９に対し図中右側に相対移動した状態を示し、（ｃ）はロックピン２０が穴１９に対して図中左側に相対移動した状態を示している。
【００４２】
一方、図１１（ａ）〜（Ｃ）は、ロックピン２０が穴１９に対し直線Ｌ１と平行となる方向に相対移動する場合における第１ロック機構１６Ａでの上記クリアランスＣ１、及び第２ロック機構１６Ｂでの上記クリアランスＣ２の発生態様を示している。なお、同図において、（ａ）はロックピン２０と穴１９とが同軸上に位置する状態を示し、（ｂ）はロックピン２０が穴１９に対し図中上側に相対移動した状態を示し、（ｃ）はロックピン２０が穴１９に対して図中下側に相対移動した状態を示している。
【００４３】
ここで、ロータ３は、第１ロック機構１６Ａでの上記クリアランスＣ１分だけ中間ロック位置に対し回転方向遅角側に変位することが許容される一方、第２ロック機構１６Ｂでの上記クリアランスＣ２分だけ中間ロック位置に対し回転方向進角側に変位することが許容される。従って、第１ロック機構１６Ａと第２ロック機構１６Ｂとの両方を考慮したときのロックピン２０の穴１９に対する上記実質的なクリアランスは、既に説明したとおり上記クリアランスＣ１と上記クリアランスＣ２との合計値となる。
【００４４】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、ロックピン２０が穴１９に対し直線Ｌ１と直交する方向に相対移動する場合、第１ロック機構１６Ａの上記クリアランスＣ１及び第２ロック機構１６Ｂの上記クリアランスＣ２は、ロックピン２０の穴１９に対する直線Ｌ１と直交する方向（図中左右方向）についての相対位置に基づき共に拡大したり縮小したりする。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、ロックピン２０が穴１９に対し図中右側に相対移動した状態では、上記クリアランスＣ１及び上記クリアランスＣ２が共に大きくなる。これにより、第１ロック機構１６Ａと第２ロック機構１６Ｂとの両方を考慮した上記実質的なクリアランス（「Ｃ１＋Ｃ２」）が大きくなる。また、図１０（ｃ）に示すように、ロックピン２０が穴１９に対し図中左側に相対移動した状態では、上記クリアランスＣ１及び上記クリアランスＣ２が共に小さくなる。これにより、第１ロック機構１６Ａと第２ロック機構１６Ｂとの両方を考慮した上記実質的なクリアランス（「Ｃ１＋Ｃ２」）が小さくなる。従って、ロックピン２０が穴１９に対し直線Ｌ１と直交する方向に相対移動する場合、その相対移動に伴う上記実質的なクリアランスのばらつきが大きくなることは避けられない。
【００４５】
一方、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ロックピン２０が穴１９に対し直線Ｌ１と平行となる方向に相対移動する場合、第１ロック機構１６Ａの上記クリアランスＣ１及び第２ロック機構１６Ｂの上記クリアランスＣ２は、ロックピン２０の穴１９に対する直線Ｌ１と平行となる方向（図中上下方向）についての相対位置に基づき互い違いに変化する。すなわち、図１１（ｂ）に示すように、ロックピン２０が穴１９に対し図中上側に相対移動した状態では、上記クリアランスＣ１が大きくなる一方で上記クリアランスＣ２が小さくなる。これにより、第１ロック機構１６Ａと第２ロック機構１６Ｂとの両方を考慮した上記実質的なクリアランス（「Ｃ１＋Ｃ２」）の変化が抑制される。また、図１１（ｃ）に示すように、ロックピン２０が穴１９に対し図中下側に相対移動した状態では、上記クリアランスＣ１が小さくなる一方で上記クリアランスＣ２が大きくなる。これにより、第１ロック機構１６Ａと第２ロック機構１６Ｂとの両方を考慮した上記実質的なクリアランス（「Ｃ１＋Ｃ２」）の変化が抑制される。従って、ロックピン２０が穴１９に対し直線Ｌ１と平行となる方向に相対移動する場合、その相対移動に伴う上記実質的なクリアランスのばらつきが小さく抑えられる。
【００４６】
以上のことから、上記第２工程において、直線Ｌ１に対する上記合力の作用方向（ハウジング４に対するロータ３の片寄せ方向）の傾斜角度θが０度（直線Ｌ１に対し平行）から離れて９０度（直線Ｌ１に対し直交）に近づくほど、上記実質的なクリアランスのばらつきが大きくなる。このことを考慮して、バルブタイミング可変機構１では上記傾斜角度θが予め定められた設定値未満という小さい値となるようにされる。これにより、上記傾斜角度θが０度から離れることは抑制され、ひいては上記実質的なクリアランスのばらつきが大きくなって同クリアランスが適正範囲からずれることが抑制されるようになる。
【００４７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）バルブタイミング可変機構１では、直線Ｌ１に対する上記合力Ｆ３の作用方向（ハウジング４に対するロータ３の片寄せ方向）の傾斜角度θが設定値未満という小さい値となるため、同傾斜角度θが０度から離れることを抑制できる。これにより、上記第２工程の実行に伴う記実質的なクリアランスのばらつきが大きくなって同クリアランスが適正範囲からずれることを抑制できる。
【００４８】
（２）仮に、上記第２工程において、穴１９の内周面に嵌め込まれた調整ブッシュ２１を径方向厚さの異なるものに適宜交換することにより、上記実質的なクリアランスの適正範囲からのずれを抑制しようとした場合、径方向厚さの異なる他種類の調整ブッシュ２１を準備しなければならなくなる。しかし、こうした問題が生じることについては、上記（１）に記載したように上記実質的なクリアランスのばらつきが大きくなることを抑制することによって回避できる。
【００４９】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
スプリング２８は、ロータ３を中間ロック位置に向けて遅角側に付勢するものであってもよい。この場合、スプリング２８の付勢力Ｆ１の作用方向についてのハウジング４に対するロータ３の相対移動を規制する第１ロック機構１６Ａ（正確にはロックピン２０と穴１９との間）にて上記付勢力Ｆ１に基づく反力Ｆ２が作用し、それら付勢力Ｆ１と反力Ｆ２との合力Ｆ３がロータ３に対して作用する。そして、直線Ｌ１に対する上記合力Ｆ３の作用方向の傾斜角度θが設定値未満となるよう、スプリング２８におけるハウジング４に対する係合位置と第１ロック機構１６Ａとの位置関係が定められる。
【００５０】
・第１ロック機構１６Ａにおけるロックピン２０と穴１９とのクリアランスの調整を調整ブッシュ２１によって行うようにする代わりに、第２ロック機構１６Ｂにおけるロックピン２０と穴１９とのクリアランスの調整を調整ブッシュ２１によって行うようにしてもよい。また、第１ロック機構１６Ａと第２ロック機構１６Ｂとの両方で、調整ブッシュ２１によるロックピン２０と穴１９とのクリアランスの調整を行うようにしてもよい。
【００５１】
・上記設定値として４５度を例示したが、この値を適宜変更してもよい。
・ロック機構１６Ａ，１６Ｂにおいて、ロックピン２０と穴１９との位置関係が逆となっていてもよい。
【００５２】
・バルブタイミング可変機構によってバルブタイミングが可変とされる機関バルブは、排気バルブであってもよい。この場合、バルブタイミング可変機構のスプリングによってハウジングに対しロータが最進角位置に向けて付勢されるとともに、その最進角位置をロック位置としてロック機構によるハウジングに対するロータの相対移動の禁止が行われる。
【符号の説明】
【００５３】
１…バルブタイミング可変機構、２…カムシャフト、３…ロータ、４…ハウジング、５…突部、６…ベーン、７…進角側油圧室、８…遅角側油圧室、９…オイルポンプ、１０…オイルコントロールバルブ、１１…供給通路、１２…オイルパン、１３…排出通路、１４…進角側油路、１５…遅角側油路、１６Ａ…第１ロック機構、１６Ｂ…第２ロック機構、１６ａ…解除室、１７…連通路、１８…ばね、１９…穴、２０…ロックピン、２１…調整ブッシュ、２２…解除用油路、２３…ボルト、２３ａ…頭部、２４…フロントプレート、２５…リヤプレート、２６…サイドリング、２７…フロントブッシュ、２８…スプリング、２８ａ…端部、２８ｂ…端部、２９…ピン、３０…ピン、３１…切り欠き部、３２…ねじ穴、３３…治具、３３ａ…円筒部、３４…ねじ穴、３５…仮組みボルト。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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