(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転軸線上で回転するハウジングロータと、前記ハウジングロータの収容室に所定角度範囲において相対的に回転可能に収容されて前記収容室を進角室及び遅角室に二分すると共にカムシャフトと一体的に回転するベーンロータと、前記進角室に連通して作動油を通す進角通路と、前記遅角室に連通して作動油を通す遅角通路と、前記ベーンロータを前記ハウジングロータに対して前記所定角度範囲内の所定位置にロックすると共に作動油の油圧によりロックが解除されるロック機構を備え、カムシャフトにより開閉駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを変更するバブルタイミング変更装置であって、
前記ロック機構は、前記回転軸線に垂直な垂直面内で所定の揺動中心回りに揺動するべく前記ハウジングロータに支持されたロックバーと、前記ロックバーを前記ベーンロータのロック位置に向けて付勢する付勢バネを含み、
前記ロックバーは、その重心が、揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられている、
ことを特徴とするバルブタイミング変更装置。
【請求項２】
前記ロックバーは、その重心が、前記回転軸線を通る径方向において前記揺動中心よりも内側でかつ前記回転軸線と前記揺動中心を結ぶ直線上からロックする回転方向に所定量偏倚した領域の範囲内に位置するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項３】
前記ハウジングロータは、前記収容室から隔てられて前記ロック機構を配置する隔離室を画定する隔離壁を有するハウジング部材と、前記隔離壁と協働して前記隔離室を画定するべく前記ハウジング部材に対して着脱自在に形成されたカバー部材を含み、
前記ロック機構は、前記隔離壁に設けられた貫通孔を通して前記ベーンロータと一体的に回転するように連結されたロックカムを含み、
前記ロックバーは、前記ロックカムに係合して前記ベーンロータをロックし、前記ロックカムから離脱して前記ベーンロータのロックを解除するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項４】
前記ロックバーは、略Ｌ字をなす平板状に形成されて、その屈曲領域において前記ハウジングロータに設けられた支軸を通す被支持部と、前記被支持部から一方向に伸長して前記ロックカムに係合し得る係合側腕部と、前記被支持部から他方向に伸長して作動油の圧力を受ける受圧側腕部を有し、
前記ロックバーの重心は、前記被支持部の近傍に位置付けられている、
ことを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項５】
前記ロックバーは、前記ベーンロータが進角側に回転するのを規制する進角ロックバーと、前記ベーンロータが遅角側に回転するのを規制する遅角ロックバーを含み、
前記付勢バネは、前記進角ロックバーを前記ロックカムに係合してロックするように付勢する進角規制バネと、前記遅角ロックバーを前記ロックカムに係合してロックするように付勢する遅角規制バネを含む、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項６】
前記進角通路は、前記進角ロックバー及び遅角ロックバーのロックを解除するべく作動油の油圧を導くように形成され、
前記遅角通路は、前記進角通路を通して導かれた作動油の油圧によりロックが解除された後に前記遅角ロックバーのみのロックの解除を維持するべく作動油の油圧を導くように形成されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項７】
前記遅角通路は、前記回転軸線の方向において開口する開口部を画定し、
前記遅角ロックバーの受圧側腕部は、前記回転軸線の方向において対面する主面により、前記遅角通路の開口部を開閉するように形成されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング変更装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンの吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期（バルブタイミング）を運転状況に応じて変更するバルブタイミング変更装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブタイミング変更装置としては、クランクシャフトと同期して回転するハウジンングロータ（ハウジング）、カムシャフトと同期して回転すると共にハウジングロータ内に収容されてその収容室を遅角室と進角室とに二分しハウジングロータに対して所定の作動角（最進角位置と最遅角位置との間の角度範囲）を相対的に回転し得るベーンロータ、エンジンの停止時及び始動時にベーンロータをハウジングロータに対して最遅角位置と最進角位置との間の中間位置にロックすると共に油圧によりそのロックが解除されるロック機構（ロックピン及びスプリング等）、進角室及び遅角室に対する作動油の供給及び排出を制御する油圧制御弁又はロック機構への作動油の供給及び排出を制御する油圧制御弁等を備え、油圧制御弁を適宜駆動制御して、エンジン始動時に中間位置にロックして始動性を確保するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この装置においては、ロック機構のロックピンがカムシャフトの回転軸と平行な方向において往復動するものであるため、ロックピンに対してロック動作又はロックの解除動作に影響するような遠心力は作用しないものの、ロック機構（ロックピン）をベーンロータのベーン部に収容するため、ベーン部を大きく形成しなければならず、それ故に、作動角を限られた範囲にしか設定できないという問題がある。
【０００３】
また、他のバルブタイミング変更装置としては、上記同様に、ハウジングロータ（ハウジング部材）、ベーンロータ（ロータ部材）、ベーンロータをハウジングロータに対してロックするロック機構、ロック機構への作動油を給排する油圧回路等を備え、ロック機構として、ハウジングロータ内に配置されてカムシャフトの回転軸に垂直な平面内で径方向に出没してベーンロータの受容部に嵌合し得るロック部材、ロック部材をロック方向に付勢するバネを採用し、又、ロック機構のロック部材に発生する遠心力と対向する方向にカウンタ力を発生して遠心力をキャンセルするべく、ハウジングロータに収容されて径方向に移動可能なカウンタ部材、ハウジングロータに収容されて揺動自在に支持されかつ一端がロック部材に当接し他端がカウンタ部材に当接するシャフト部材を採用したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
この装置においては、ロック部材に発生する遠心力をキャンセルすることはできるものの、専用のキャンセル機構を必要とするため、構造が複雑になり、又、キャンセル機構を配置する空間を必要とするため、装置の大型化を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５７２６１号公報
【特許文献２】特許第４０６２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を図りつつ、最遅角位置と最進角位置との間の作動角を従来に比べて大きく設定することができ、ロック機構における遠心力の影響を防止してロック機構によるロック及びロック解除の動作を保証し、ベーンロータのバタツキ、ロック機構における打音や摩耗等を防止でき、エンジンの安定した始動性を確保できる、バルブタイミング変更装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバルブタイミング変更装置は、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転軸線上で回転するハウジングロータと、ハウジングロータの収容室に所定角度範囲において相対的に回転可能に収容されて収容室を進角室及び遅角室に二分すると共にカムシャフトと一体的に回転するベーンロータと、進角室に連通して作動油を通す進角通路と、遅角室に連通して作動油を通す遅角通路と、ベーンロータをハウジングロータに対して所定角度範囲内の所定位置にロックすると共に作動油の油圧によりロックが解除されるロック機構を備え、カムシャフトにより開閉駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを変更するバブルタイミング変更装置であって、上記ロック機構は、回転軸線に垂直な垂直面内で所定の揺動中心回りに揺動するべくハウジングロータに支持されたロックバーと、ロックバーをベーンロータのロック位置に向けて付勢する付勢バネを含み、ロックバーは、その重心が、揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられている、構成となっている。
この構成によれば、ベーンロータ（カムシャフト）をハウジングロータに対して所定角度範囲内の所定位置にロックするロック機構が、カムシャフトの回転軸線に垂直な垂直面内で揺動するロックバー及びその付勢バネを含むため、従来のようにロックピンを収納した肉厚のベーンを、収容室内において始動時に中間位置に保持するようにすると、その始動時位置から進角方向へ位相調整のための制御角度を確保できなくなるが、本発明ではベーンに余分な厚さを必要としないため、最進角位置〜最遅角位置の間の位相調整角度を広く設定することができ、それ故に、必要に応じて幅広い位相制御を行うことができる。
特に、ロックバーは、その重心が揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられているため、回転により生じた遠心力はロック状態を維持するように作用し、一方、作動油の油圧を作用させることで、ロックバーによるロック状態が解除され、ロック機構に所期の機能を確実に行わせることができる。
【０００７】
上記構成において、ロックバーは、その重心が、回転軸線を通る径方向において揺動中心よりも内側でかつ回転軸線と揺動中心を結ぶ直線上からロックする回転方向に所定量偏倚した領域の範囲内に位置するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロックバーの重心が上記のような範囲に位置付けられることにより、ロックバーには、遠心力による回転トルクが作用せず又は作用してもロックする方向に回転させるトルクが作用するため、ロックバーをそのロック位置に確実に維持することができる。
【０００８】
上記構成において、ハウジングロータは、収容室から隔てられてロック機構を配置する隔離室を画定する隔離壁を有するハウジング部材と、隔離壁と協働して隔離室を画定するべくハウジング部材に対して着脱自在に形成されたカバー部材を含み、ロック機構は、隔離壁に設けられた貫通孔を通してベーンロータと一体的に回転するように連結されたロックカムを含み、ロックバーは、ロックカムに係合してベーンロータをロックし、ロックカムから離脱してベーンロータのロックを解除するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロック機構を配置する隔離室が、ハウジング部材の隔離壁とハウジング部材に対して着脱自在なカバー部材により画定されるため、ハウジング部材の収容室内にベーンロータを組み込んだ状態で、ロック機構の組み付け作業又は取り外し作業を容易に行うことができ、又、エンジン始動時（クランキング時）には、ロックバーがロックカムをロックすることで、ベーンロータをハウジングロータに対して所定位置（中間位置）にロックし、エンジン始動後には、作動油圧によりロックバーによるロックを解除することができる。
すなわち、ロック機構によりベーンロータを所定位置（中間位置）に確実に維持することで、エンジンをより確実に始動させることができ、又、ロック機構がベーンロータを直接ロックしないため、ベーンロータのベーン部を薄くでき、設計の自由度、レイアウトの自由度が増加する。
【０００９】
上記構成において、ロックバーは、略Ｌ字をなす平板状に形成されて、その屈曲領域においてハウジングロータに設けられた支軸を通す被支持部と、被支持部から一方向に伸長してロックカムに係合し得る係合側腕部と、被支持部から他方向に伸長して作動油の圧力を受ける受圧側腕部を有し、ロックバーの重心は、被支持部の近傍に位置付けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロックバーは、その被支持部が支軸により揺動自在に支持され、その係合側腕部がロックカムに係合してベーンロータをロックし、一方、受圧側腕部に作動油の油圧が作用して係合側腕部がロックカムから離脱することによりベーンロータのロックが解除される。
ここでは、被支持部の近傍すなわち支軸の近傍にロックバーの重心が位置付けられているため、揺動中心（支軸の中心）から重心までの距離を小さく設定でき、遠心力により回転トルクを小さくすることができ、それ故に、ロックバーの動作に対する遠心力の影響を極力小さくすることができる。
【００１０】
上記構成において、ロックバーは、ベーンロータが進角側に回転するのを規制する進角ロックバーと、ベーンロータが遅角側に回転するのを規制する遅角ロックバーを含み、付勢バネは、進角ロックバーをロックカムに係合してロックするように付勢する進角規制バネと、遅角ロックバーをロックカムに係合してロックするように付勢する遅角規制バネを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、作動油の油圧が作用しない状態で、進角ロックバーは進角規制バネにより付勢されてロックカム（すなわちベーンロータ）が所定位置（中間位置）から進角側にずれるのを規制し、遅角ロックバーは遅角規制バネにより付勢されてロックカム（すなわちベーンロータ）が所定位置（中間位置）から遅角側にずれるのを規制するため、ベーンロータを所定位置（中間位置）に確実に位置決めすることができ、又、エンジン停止時に所定位置（中間位置）からずれていても、クランキング時の変動トルクと進角規制バネ及び遅角規制バネの付勢力により、ベーンロータを所定位置（中間位置）に復帰させることができる。
【００１１】
上記構成において、進角通路は、進角ロックバー及び遅角ロックバーのロックを解除するべく作動油の油圧を導くように形成され、遅角通路は、進角通路を通して導かれた作動油の油圧によりロックが解除された後に遅角ロックバーのみのロックの解除を維持するべく作動油の油圧を導くように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、仮に遅角通路を通して作動油の油圧が導かれても、進角通路を通して作動油の油圧が導かれない限り遅角ロックバーのロックは解除されないため、エンジンの始動時においてこの装置が制御可能な状態になるまでハウジングロータに対するベーンロータの位相を所定位置（中間位置）に保持することができ、それ故にエンジンの安定した始動性を確保することができる。
【００１２】
上記構成において、遅角通路は、回転軸線の方向において開口する開口部を画定し、遅角ロックバーの受圧側腕部は、回転軸線の方向において対面する主面により、遅角通路の開口部を開閉するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロックバーの揺動動作のみにより、遅角通路の開閉を行うことができるため、部品点数を少なくして、構造の簡素化等を達成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成をなすバルブタイミング変更装置によれば、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を達成しつつ、最遅角位置と最進角位置との間の作動角を従来に比べて大きく設定することができ、ロック機構における遠心力の影響を防止してロック機構によるロック及びロック解除の動作を保証し、ベーンロータのバタツキ、ロック機構における打音や摩耗等を防止でき、エンジンの安定した始動性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るバルブタイミング変更装置を示す分解斜視図である
【図２】本発明に係るバルブタイミング変更装置を示す断面図である。
【図３】本発明に係るバルブタイミング変更装置を示す断面図である。
【図４】バルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが、所定位置（中間位置）にある状態で進角室に連通する進角通路（進角室通路）を示す断面図である。
【図５】バルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが、所定位置（中間位置）にある状態で遅角室に連通する遅角通路（遅角室通路）を示す断面図である。
【図６】バブルタイミング変更装置の一部をなすロック機構（ロックカム、ロックレバー）がベーンロータを所定位置（中間位置）にロックした状態を示す断面図である。
【図７】バブルタイミング変更装置の一部をなすロック機構（ロックカム、ロックレバー）が解除されてベーンロータが進角側に移動した状態を示す断面図である。
【図８】バブルタイミング変更装置の一部をなすロック機構（ロックカム、ロックレバー）が解除されてベーンロータが遅角側に移動した状態を示す断面図である。
【図９】ロック機構の一部（進角ロックバー及び進角規制バネ）を示すものであり、（ａ）はロック状態を示す部分図、（ｂ）はロックの解除状態を示す部分図である。
【図１０】ロック機構の一部（遅角ロックバー及び遅角規制バネ）を示すものであり、（ａ）はロック状態を示す部分図、（ｂ）はロックの解除状態を示す部分図である。
【図１１】ロック機構の一部（進角ロックバー及び進角規制バネ）を示すものであり、（ａ）はロック位置での作動油の状態を示す部分図、（ｂ）はロックの解除位置での作動油の状態を示す部分図である。
【図１２】ロック機構の一部（遅角ロックバー及び遅角規制バネ）を示すものであり、（ａ）はロック位置での作動油の状態を示す部分図、（ｂ）はロックの解除位置での作動油の状態を示す部分図である。
【図１３】バルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが、所定位置（中間位置）にある状態を示す断面図である。
【図１４】バルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが、最進角位置にある状態を示す断面図である。
【図１５】バルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが、最遅角位置にある状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
このバルブタイミング変更装置は、図１ないし図３に示すように、カムシャフト１０に着脱自在に固定され得るベーンロータ２０、カムシャフト１０の回転軸線Ｓ１上で回転すると共にベーンロータ２０を相対的に回転可能に収容しかつベーンロータ２０と協働して進角室３０ａ及び遅角室３０ｂを画定するハウジングロータ３０、ベーンロータ２０をハウジングロータ３０に対して所定位置（中間位置）にロックするべくハウジングロータ３０の隔離室に配置されるロック機構４０（ロックカム４１、進角ロックバー４２、進角規制バネ４３、遅角ロックバー４４、遅角規制バネ４５）、ベーンロータ２０をカムシャフト１０に締結するセンタボルト５０、ロック機構４０に含まれるロックカム４１を所定位置（中間位置）に戻すようにアシストするアシスト機構６０、作動油（潤滑油）の流れを制御する油圧制御系ＯＣＳ等を備えている。
尚、カムシャフト１０は、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブをカム作用により開閉駆動するものであり、ハウジングロータ３０は、チェーン等を介してクランクシャフトの回転に連動し、クランクシャフトの回転駆動力を、ベーンロータ２０を介してカムシャフト１０に伝達するものである。
【００１６】
カムシャフト１０は、図１ないし図３に示すように、エンジンのシリンダヘッド（不図示）に形成された軸受Ｂ（図２参照）により回転軸線Ｓ１回りに回転可能に（図１において矢印ＣＲ方向に回転するように）支持され、軸受Ｂにより支持されるジャーナル部１１、ハウジングロータ３０を回動自在に支持する円筒部１２、進角室３０ａ及び進角ロックバー４２に対する作動油の供給及び排出を行う進角通路１３、遅角室３０ｂ及び遅角ロックバー４４に対する作動油の供給及び排出を行う遅角通路１４、センタボルト５０を締結する雌ネジ部１５等を備えている。
【００１７】
ベーンロータ２０は、図１ないし図５に示すように、４つのベーン部２１、４つのベーン部２１を等間隔で一体的に保持するハブ部２２、ハブ部２２に形成されセンタボルト５０が通される貫通孔２３、進角室３０ａに対する作動油の供給及び排出のために進角通路１３から分岐して形成された進角室通路２４、遅角室３０ｂに対する作動油の供給及び排出のために遅角通路１４から分岐して形成された遅角室通路２５、ベーン部２１の先端に形成された溝部に嵌め込まれたシール部材２６等を備え、ロックカム４１と一緒にセンタボルト５０を用いてカムシャフト１０に締結され、カムシャフト１０と一体的に回転するようになっている。
【００１８】
ハウジングロータ３０は、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフト１０の回転軸線Ｓ１上で回転可能に支持され、図１ないし図３に示すように、ハウジング部材３１、ハウジング部材３１の背面側に結合されるスプロケット部材３２、ハウジング部材３１の前面側に結合されるカバー部材３３により構成されており、ベーンロータ２０を所定角度範囲（最進角位置と最遅角位置の間の角度範囲）において相対的に回転可能に収容する（収容室を画定する）と共にロック機構４０を収容し（隔離室を画定し）、収容されたベーンロータ２０（のベーン部２１）により進角室３０ａ及び遅角室３０ｂに二分されるように形成されている。
【００１９】
ハウジング部材３１は、図１ないし図５、図１３に示すように、円筒壁３１ａ、隔離壁３１ｂ、隔離壁３１ｂの中央に設けられた貫通孔３１ｃ、隔離壁３１ｂの背面側において中心に向かって突出する４つの軸受部３１ｄ、各々の軸受部３１ｄの間及び中央部に画定されてベーンロータ２０を収容する凹部３１ｅ、隔離壁３１ｂの前面側に形成されてロック機構を収容する凹部３１ｆ、進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４に対する作動油の供給及び排出のために進角通路１３から分岐して形成された両ロックバー用通路３１ｇ、遅角ロックバー４４に対する作動油の供給及び排出のために遅角通路１４から分岐して形成された遅角ロックバー用通路３１ｈ、開口部３１ｈ´、支軸３１ｉ，３１ｊ、受け部３１ｋ，３１ｋ´、ストッパ壁３１ｏ，３１ｐ、アシスト機構６０を収容する凹部３１ｑ等を備えている。
【００２０】
両ロックバー用通路３１ｇは、図６ないし図８に示すように、凹部３１ｆに開口すると共に進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４（の受圧側腕部）の側面に油圧を導くと共にそれぞれのロック状態を解除する方向に油圧が作用するように形成されている。
遅角ロックバー用通路３１ｈは、図６ないし図８に示すように、凹部３１ｆに開口すると共に遅角ロックバー４４の主面（回転軸線Ｓ１方向に向かう平面）に油圧を導いて、両ロックバー用通路３１ｇから導かれた油圧により所定角度だけロック状態を解除する向きに遅角ロックバー４４が回転（移動）したとき、遅角ロックバー４４の主面による閉塞状態から開放されて、油圧を遅角ロックバー４４（の受圧側腕部）の側面に導くと共にそのロック状態を解除する方向に油圧が作用するように（すなわち、凹部３１ｆの表面を削って形成された凹状の長溝状の開口部３１ｈ´に繋がるように）形成されている。
【００２１】
スプロケット部材３２は、図１ないし図３に示すように、クランクシャフトの回転駆動力を伝達するチェーンが巻回されるスプロケット３２ａ、カムシャフト１０の円筒部１２に回動自在に嵌合される内周面３２ｂ、ベーンロータ２０の背面が摺動自在に接触する前面３２ｃ、進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４に対する作動油の供給及び排出のために進角通路１３から分岐して形成された両ロックバー用通路３２ｄ、遅角ロックバー４４に対する作動油の供給及び排出のために遅角通路１４から分岐して形成された遅角ロックバー用通路３２ｅ等を備えている。
【００２２】
両ロックバー用通路３２ｄは、図１３ないし図１５に示すように、周方向に伸長する円弧状の通路及び径方向に伸長する通路により画定されており、ベーンロータ２０が最進角位置と最遅角位置との間を相対的に回転する間中、進角通路１３と両ロックバー用通路３１ｇとを連通させるように形成されている。
遅角ロックバー用通路３２ｅは、図１３ないし図１５に示すように、周方向に伸長する円弧状の通路及び径方向に伸長する通路により画定されており、ベーンロータ２０が最進角位置と最遅角位置との間を相対的に回転する間中、遅角通路１４と遅角ロックバー用通路３１ｈとを連通させるように形成されている。
【００２３】
上記のように、進角通路１３が両ロックバー用通路３１ｇ，３２ｄと進角室通路２４とに分岐して形成され、かつ、遅角通路１４が遅角ロックバー用通路３１ｈ，３２ｅと遅角室通路２５とに分岐して形成されているため、ロック解除時の応答性が良く、進角室３０ａ及び遅角室３０ｂ内の作動油の影響を受けることなくロック機構４０を円滑に作動させることができる。また、両ロックバー用通路３１ｇ，３２ｄ及び遅角ロックバー用通路３１ｈ，３２ｅは、ハウジング部材３１及びスプロケット部材３２により画定されているため、カムシャフト１０、スプロケット部材３２、及びハウジング部材３１に対して、それぞれ簡単な穴開け加工や溝加工等を施すことにより、両ロックバー用通路３１ｇ，３２ｅ及び遅角ロックバー用通路３１ｈ，３２ｅを容易に形成することができる。
【００２４】
カバー部材３３は、図１ないし図３に示すように、センタボルト５０を通す円孔３３ａ等を有し、ハウジング部材３１に対して着脱自在に形成されている。
そして、ハウジング部材３１、スプロケット部材３２、及びカバー部材３３は、ボルト等を用いて締結されるようになっている。
また、カバー部材３３がハウジング部材３１に結合されることにより、ロック機構４０を配置する隔離室が画定されるようになっている。
【００２５】
ロック機構４０は、図１、図６ないし図８に示すように、ロックカム４１、進角ロックバー４２、進角規制バネ４３、遅角ロックバー４４、遅角規制バネ４５により構成されており、ベーンロータ２０を、ハウジングロータ３０に対して相対的に回動可能な所定角度範囲内（最進角位置と最遅角位置との間）の所定位置（中間位置）にロックするように形成されている。
【００２６】
ロックカム４１は、センタボルト５０によりベーンロータ２０と一緒にカムシャフト１０に締結されて上記所定角度範囲を回動すると共に進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４が離脱可能に係合し得るように形成されている。
【００２７】
進角ロックバー４２は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、略Ｌ字をなす平板状に形成されて、その屈曲領域においてハウジング部材３１に設けられて揺動中心としての揺動軸線Ｓ２を画定する支軸３１ｉを通す被支持部４２ａ、被支持部４２ａから一方向に伸長してロックカム４１に係合し得る係合側腕部４２ｂ、被支持部４２ａから他方向に伸長して作動油の圧力を受ける受圧側腕部４２ｃを備えている。
そして、進角ロックバー４２は、支軸３１ｉにより回転軸線Ｓ１に垂直な垂直面内において揺動自在に支持されると共に進角規制バネ４３の一端部が係合側腕部４２ｂに当接されてストッパ壁３１ｏに当接するように反時計回りに回転付勢され、ストッパ壁３１ｏに当接して反時計回りの回転が規制された状態で、ロックカム４１に当接してロックカム４１（すなわちベーンロータ２０）が休止位置から進角側に回転するのを規制し、一方、両ロックバー用通路３１ｇ（３２ｄ）を通して供給された作動油の油圧が、図１１（ａ），（ｂ）に示すように受圧側腕部４２ｃの側面４２ｃ´に作用することにより、時計回りに回転させられてロックを解除するようになっている。
【００２８】
ここで、進角ロックバー４２は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、その重心Ｇ１が、被支持部４２ａの近傍に位置付けられ、すなわち、回転軸線Ｓ１を通る径方向において揺動軸線Ｓ２よりも内側でかつ回転軸線Ｓ１と揺動軸線Ｓ２を結ぶ直線Ｌ１上からロックする回転方向（図９（ａ），（ｂ）において反時計回り）に所定量偏倚した領域の範囲内に位置するように形成されている。
すなわち、その重心Ｇ１が、揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられている。
ここで、作動油の油圧による時計回りの回転トルクをＴ１、進角規制バネ４３の付勢力による反時計回りの回転トルクをＴ２、遠心力による反時計回りの回転トルクをＴ３とすると、Ｔ１＞Ｔ２＋Ｔ３となるように設定されている。
特に、被支持部４２ａの近傍すなわち支軸３１ｉ（揺動軸線Ｓ２）の近傍に進角ロックバー４２の重心Ｇ１が位置付けられているため、揺動軸線Ｓ２（支軸３１ｉの中心）から重心Ｇ１までの距離を小さく設定でき、遠心力による回転トルクＴ３を小さくすることができ、それ故に、進角ロックバー４２の動作に対する遠心力の影響を極力小さくすることができる。
したがって、ハウジングロータ３０の回転により生じた遠心力は、進角ロックバー４２によるロック状態を維持するように作用してロック状態が勝手に解除されるのを防止でき、一方、両ロックバー用通路３１ｇ（３２ｄ）を通して供給された作動油の油圧を作用させることで、進角ロックバー４２によるロック状態が解除され、ロック機構に所期の機能を確実に行わせることができる。
【００２９】
進角規制バネ４３は、図６ないし図８に示すように、その一端がハウジング部材３１の受け部３１ｋに当接し、その他端が進角ロックバー４２の係合側腕部４２ｂの一部に当接して圧縮した状態に保持され、進角ロックバー４２をロックカム４１に係合してロックするように反時計回りに回転付勢している。
ここで、進角規制バネ４３の付勢力は、作動油の油圧が作用して進角ロックバー４２のロック状態を解除するときには、円滑な解除動作が行われるように設定されている。
【００３０】
遅角ロックバー４４は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、略Ｌ字をなす平板状に形成されて、その屈曲領域においてハウジング部材３１に設けられて揺動中心としての揺動軸線Ｓ３を画定する支軸３１ｊを通す被支持部４４ａ、被支持部４４ａから一方向に伸長してロックカム４１に係合し得る係合側腕部４４ｂ、被支持部４４ａから他方向に伸長して作動油の圧力を受ける受圧側腕部４４ｃを備えている。
そして、遅角ロックバー４４は、支軸３１ｊにより回転軸線Ｓ１に垂直な垂直面内において揺動自在に支持されると共に遅角規制バネ４５の一端部が係合側腕部４４ｂに当接されてストッパ壁３１ｐに当接するように時計回りに回転付勢され、ストッパ壁３１ｐに当接して時計回りの回転が規制された状態で、ロックカム４１に当接してロックカム４１（すなわちベーンロータ２０）が休止位置から遅角側に回転するのを規制し、一方、両ロックバー用通路３１ｇ（３２ｄ）を通して供給された作動油の油圧が、図１２（ａ）に示すように受圧側腕部４４ｃの側面４４ｃ´に作用することにより、反時計回りに回転させられてロックを解除し、図１０（ｂ）に示すように所定角度回転したとき遅角ロックバー用通路３１ｈ（開口部３１ｈ´）が開放されることで、両ロックバー用通路３１ｇ（３２ｄ）から供給される作動油の油圧が作用しなくなっても、遅角ロックバー用通路３１ｈ（開口部３１ｈ´），３２ｅを通して供給された作動油の油圧が、図８、図１２（ｂ）に示すように受圧側腕部４４ｃの側面４４ｃ´´に作用するだけで、ロックを解除した状態を維持するようになっている。
【００３１】
ここで、遅角ロックバー４４は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、その重心Ｇ２が、被支持部４４ａの近傍に位置付けられ、すなわち、回転軸線Ｓ１を通る径方向において揺動軸線Ｓ３よりも内側でかつ回転軸線Ｓ１と揺動軸線Ｓ３を結ぶ直線Ｌ２上からロックする回転方向（図１０（ａ），（ｂ）において時計回り）に所定量偏倚した領域の範囲内に位置するように形成されている。
すなわち、その重心Ｇ２が、揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられている。
ここで、作動油の油圧による反時計回りの回転トルクをＴ１´、遅角規制バネ４５の付勢力による時計回りの回転トルクをＴ２´、遠心力による時計回りの回転トルクをＴ３´とすると、Ｔ１´＞Ｔ２´＋Ｔ３´となるように設定されている。
特に、被支持部４４ａの近傍すなわち支軸３１ｊ（揺動軸線Ｓ３）の近傍に遅角ロックバー４４の重心Ｇ２が位置付けられているため、揺動軸線Ｓ３（支軸３１ｊの中心）から重心Ｇ２までの距離を小さく設定でき、遠心力による回転トルクＴ３´を小さくすることができ、それ故に、遅角ロックバー４４の動作に対する遠心力の影響を極力小さくすることができる。
したがって、ハウジングロータ３０の回転により生じた遠心力は、遅角ロックバー４４によるロック状態を維持するように作用してロック状態が勝手に解除されるのを防止でき、一方、両ロックバー用通路３１ｇ（３２ｄ）を通して供給された作動油の油圧及び遅角ロックバー用通路３１ｈ（開口部３１ｈ´）を通して供給された作動油の油圧を作用させることで、遅角ロックバー４４によるロック状態が解除され、ロック機構に所期の機能を確実に行わせることができる。
さらに、遅角ロックバー４４の受圧側腕部４４ｂは、回転軸線Ｓ１の方向において対面する主面により、遅角ロックバー用通路３１ｈの開口部３１ｈ´を開閉するように形成されているため、遅角ロックバー４４の揺動動作のみにより、遅角ロックバー用通路３１ｈ（遅角通路）の開閉を行うことができるため、部品点数を少なくして、構造の簡素化等を達成することができる。
【００３２】
遅角規制バネ４５は、図６ないし図８に示すように、その一端がハウジング部材３１の受け部３１ｋ´に当接し、その他端が遅角ロックバー４４の係合側腕部４４ｂの一部に当接して圧縮した状態に保持され、遅角ロックバー４４をロックカム４１に係合してロックするように時計回りに回転付勢している。
ここで、遅角規制バネ４５の付勢力は、作動油の油圧が作用して遅角ロックバー４４のロック状態を解除するときには、円滑な解除動作が行われるように設定されている。
【００３３】
上記構成をなすロック機構４０によれば、ロックカム４１及びベーンロータ２０は、図６及び図１３に示す状態で進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４によりロックされて所定位置（中間位置）に位置決めされ、図７及び図１４に示す状態で進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４によるロックが共に解除されると共に時計回りに回転して一つのベーン部２１が一つの軸受部３１ｄに当接することで最進角位置に位置決めされ、図８及び図１５に示す状態で遅角ロックバー４４によるロックのみが解除されると共に反時計回りに回転して一つのベーン部２１が一つの軸受部３１ｄに当接することで最遅角位置に位置決めされるようになっている。
【００３４】
センタボルト５０は、図１ないし図３に示すように、中実の円柱状をなし、その先端側において雄ネジ部５１を備えている。
そして、センタボルト５０は、ベーンロータ２０の貫通孔２３に対して所定の環状隙間を画定するように通されると共に、その雄ネジ部５１がカムシャフト１０の雌ネジ部１５に螺合されることで、ロックカム４１及びベーンロータ２０をカムシャフト１０に一体的に締結するようになっている。
【００３５】
アシスト機構６０は、図６ないし図８に示すように、ハウジング部材３１の凹部３１ｑに配置されたプッシュ部材６１及び付勢バネ６２等を備え、ロックカム４１（ベーンロータ２０及びカムシャフト１０）を最遅角位置側から中間位置に移動させるべく補助力を及ぼすように形成されている。
【００３６】
油圧制御系ＯＣＳは、図２及び図３に示すように、シリンダヘッドＣＨ等に嵌合して固定される油圧制御弁１００、作動油を油圧制御弁１００に向けて供給するポンプ７０、ポンプから吐出される作動油を通す供給通路７１、油圧制御弁１００から排出される作動油を通すドレン通路７２、油圧制御弁１００と進角通路１３とを接続して作動油を通す進角通路７３、油圧制御弁１００と遅角通路１４とを接続して作動油を通す遅角通路７４、油圧制御弁１００の駆動を制御する制御手段（不図示）等により構成されている。
【００３７】
次に、上記バルブタイミング変更装置の動作について、図２及び図３、図６ないし図８、図１３ないし図１５を参照しつつ説明する。
エンジンが運転者の意思により停止される場合、イグニッションスイッチが切られた後の所定時間に亘り、油圧制御弁１００は、進角室３０ａ及び遅角室３０ｂの作動油を共に排出するべく駆動制御されるドレンモードが選択され、進角室３０ａの作動油は、進角通路７３→ドレン通路７２を経て排出され、遅角室３０ｂの作動油は、遅角通路７４→ドレン通路７２を経て排出される。
【００３８】
そして、図６に示すように、両ロックバー用通路３１ｇ，３２ｄ及び遅角ロックバー用通路３１ｈ，３２ｅから作動油が排出されて油圧が作用しなくなるため、アシスト機構６０（の付勢バネ６２）の付勢力及び進角規制バネ４３及び遅角規制バネ４５の付勢力により、ロックカム４１が所定位置としての中間位置に位置決めされて進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４によりロックされ、又、ベーンロータ２０が、図１３に示すように、最進角位置と最遅角位置の間の中間位置に位置決めされる。この中間位置は、エンジンの始動が開始（クランキング）されると、円滑な始動が行なえるバルブタイミングに設定されている。尚、運転者の意思に反してエンスト等によりエンジンが停止した場合は、そのことを制御手段が判断して、イグニッションスイッチが切られた場合と同様に所定時間に亘り、上記同様のドレンモードが選択される。
そして、所定時間に亘る通電が終了すると、油圧制御弁１００は、進角室３０ａの作動油を排出しかつ遅角室３０ｂに作動油を供給可能な遅角モードに移行した状態にて維持される。
【００３９】
このように、エンジンを停止するべくイグニッションスイッチが切られ後又はエンストによりエンジンが停止した後の所定時間に亘り、ドレンモードにするように油圧制御弁１００を駆動することにより、ハウジングロータ３０に対するベーンロータ２０の位置を予め設定されたエンジン始動に最適な所定の中間位置に確実に位置付け、次のエンジン始動を円滑に行わせることができる。
【００４０】
エンジンの始動時には、既に、ベーンロータ２０（ロックカム４１）が中間位置にロックされた状態にあり、又、油圧制御弁１００は遅角モードが選択されている。尚、ベーンロータ２０（ロックカム４１）が中間位置からずれてロックされていない場合は、遅角ロックバー４４及び進角ロックバー４２が遅角規制バネ４５及び進角規制バネ４３によりそれぞれロック側に向けて常時回転付勢されており、又、クランキングにより生じる変動トルクにより、自動的に中間位置に移動してロックされる。
【００４１】
したがって、エンジンが始動のためにクランキングされると、進角室３０ａの作動油は、進角通路７３→ドレン通路７２を経て排出される状態のまま、ポンプ７０→供給通路７１→遅角通路７４を経て、遅角室３０ｂに作動油が供給される。
尚、両ロックバー用通路３１ｇの作動油は、進角通路７３→ドレン通路７２を経て排出される状態にあり、遅角ロックバー用通路３１ｈ（開口部３１ｈ´）は、図６に示すように、遅角ロックバー４４の主面により閉塞されているため、作動油の油圧は遅角ロックバー４４のロックを解除する方向に作用せず、進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４は共にロックカム４１（ベーンロータ２０）を中間位置にロックした状態にある。
【００４２】
すなわち、ロック機構４０によるロックが維持された状態で、油圧制御弁１００は、遅角モードが選択されているため、その駆動源が断線等により作動しない場合であっても、エンジン始動により作動油が供給されることで、ハウジングロータ３０、ベーンロータ２０等を含む機構における摺動部、ロック機構４０、その他の機構等の異常摩耗、部品の破損等を防止でき、又、ベーンロータ２０は中間位置において遅角側へ作動油の油圧により回転付勢されるためそのバタツキ等を防止できる。また、ベーンロータ２０（カムシャフト１０）が中間位置に位置決めされているため、円滑にエンジンを始動させることができる。
【００４３】
エンジンが始動すると、油圧制御弁１００が適宜切り替えられて、ベーンロータ２０（カムシャフト１０）が中間位置から進角側へ（進角モード）又は遅角側へ（遅角モード）、さらには所定の角度位置に保持される（保持モード）ように位相制御が行われる。
例えば、進角側へ位相を変更する場合は、油圧制御弁１００が切り替えられて、遅角室３０ｂの作動油を排出しかつ進角室３０ａに作動油を供給する進角モードが選択される。
この進角モードでは、ポンプ７０→供給通路７１→進角通路７３を経て、進角室３０ａに作動油が供給されると共に、図７に示すように、両ロックバー用通路３１ｇ，３２ｄを通して進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４に作動油の油圧が供給されてロックが解除され、さらに、遅角ロックバー４４が所定角度だけ回転した時点で遅角ロックバー用通路３１ｈが開放されその油圧が遅角ロックバー４４をロック解除の状態に維持する。一方、遅角通路７４→ドレン通路７２を経て、遅角室３０ｂから作動油が排出される。これにより、図１４に示すように、ベーンロータ２０を進角側へ移動させて位相を変更することができる。
【００４４】
また、ベーンロータ２０を所定の最進角位置と最遅角位置との間の所定の位相角度に保持する場合には、油圧制御弁１００が切り替えられて、進角室３０ａ及び遅角室３０ｂに作動油を供給する保持モード（ポンプモード）が選択される。
この保持モードでは、ポンプ７０→供給通路７１→進角通路７３を経て進角室３０ａに作動油が供給され、ポンプ７０→供給通路７１→遅角通路７４を経て遅角室３０ｂに作動油が供給され、又、両ロックバー用通路３１ｇ，３２ｄを通して進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４に作動油の油圧が供給されてロックが解除され、さらに、遅角ロックバー４４が所定角度だけ回転した時点で遅角ロックバー用通路３１ｈが開放されその油圧が遅角ロックバー４４をロック解除の状態に維持する。すなわち、進角室３０ａ及び遅角室３０ｂに作用する油圧により、ベーンロータ２０を所定の中間位相に保持することができる。
【００４５】
一方、遅角側へ位相を変更する場合は、油圧制御弁１００が始動時の中間位置から進角モード又は保持モード（ポンプモード）に一旦切り替えられた後に、遅角室３０ｂに作動油を供給しかつ進角室３０ａの作動油を排出する遅角モードが選択される。
この遅角モードでは、一旦切り替えられた進角モード又は保持モード（ポンプモード）において作用した油圧により、図８に示すように、遅角ロックバー４４によるロックが解除されて維持された状態にあり、この状態で、進角室３０ａの作動油は、進角通路７３→ドレン通路７２を経て排出され、ポンプ７０→供給通路７１→遅角通路７４を経て、遅角室３０ｂに作動油が供給される。これにより、図１５に示すように、ベーンロータ２０を遅角側へ移動させて位相を変更することができる。
【００４６】
上記のように、進角通路１３（両ロックバー用通路３１ｇ，３２ｄ）を通して作動油の油圧が導かれない限り遅角ロックバー４４のロックは解除されないため、エンジンの始動時において完爆するまでハウジングロータ３０に対するベーンロータ２０の位相を中間位置に保持することができ、それ故にエンジンの安定した始動性を確保することができる。
また、エンジンの始動時にロック機構４０によるロックが維持された状態で遅角モードが選択されるため、エンジンの始動時におけるクランキングにより作動油が供給されることで、ハウジングロータ３０、ベーンロータ２０等における摺動部、ロック機構４０、その他の機構等の異常摩耗、部品の破損等を防止することができ、又、ベーンロータ２０を遅角側に回転付勢できるため、そのバタツキ及び打音等の発生を防止することができる。
さらに、進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４は、その重心Ｇ１，Ｇ２が揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられているため、回転により生じた遠心力はロック状態を維持するように作用して、遠心力により勝手にロック状態が解除されるのを防止でき、一方、作動油の油圧を作用させることで、ロックバーによるロック状態が解除され、ロック機構に所期の機能を確実に行わせることができる。
【００４７】
上記実施形態においては、クランクシャフトの回転力を伝達するスプロケット３２ａを備えたハウジングロータ３０を示したが、これに限定されるものではなく、クランクシャフトの回転駆動力を伝達する手段がその他の構造をなすもの（例えば、歯付きタイミングベルト等）であれば、その構造に合ったもの（歯付きプーリ等）を備えたハウジングロータを採用することができる。
上記実施形態においては、ロック機構として、ロックカム４１、進角ロックバー４２、進角規制バネ４３、遅角ロックバー４４、遅角規制バネ４５を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、回転軸線Ｓ１に垂直な垂直面内で揺動して所定位置（中間位置）にロックし得るロックバーを備えたものであればその他のロック機構を採用してもよい。
上記実施形態においては、進角ロックバー４２及び遅角ロックバー４４を揺動自在に支持するべくハウジング部材３１から突出した支軸３１ｉ，３１ｊを採用したが、これに限定されるものではなく、ハウジング部材に軸受穴を設け、進角ロックバー及び遅角ロックバーに対して軸受穴に嵌合される支軸を設けた構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、保持モードにおいて、進角室３０ａ及び遅角室３０ｂに作動油が供給されるポンプモードが採用された場合を示したが、これに限定されるものではなく、進角室３０ａ及び遅角室３０ｂに対する作動油の流れを遮断するクローズモードが採用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上述べたように、本発明のバルブタイミング変更装置は、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を達成しつつ、最遅角位置と最進角位置との間の作動角を従来に比べて大きく設定することができ、ロック機構における遠心力の影響を防止してロック機構によるロック及びロック解除の動作を保証し、ベーンロータのバタツキ、ロック機構における打音や摩耗等を防止でき、エンジンの安定した始動性を確保できるため、自動車等に搭載された内燃式のエンジンに適用できるのは勿論のこと、二輪車等に搭載された小型のエンジン等においても有用である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｓ１  回転軸線
１０  カムシャフト
１１  ジャーナル部
１２  円筒部
１３  進角通路
１４  遅角通路
１５  雌ネジ部
２０  ベーンロータ
２１  ベーン部
２２  ハブ部
２３  貫通孔
２４  進角室通路（進角通路）
２５  遅角室通路（遅角通路）
２６  シール部材
３０  ハウジングロータ
３０ａ  進角室
３０ｂ  遅角室
３１  ハウジング部材（ハウジングロータ）
３１ａ  円筒壁
３１ｂ  隔離壁
３１ｃ  貫通孔
３１ｄ  軸受部
３１ｅ，３１ｆ，３１ｑ  凹部
３１ｇ  両ロックバー用通路（進角通路）
３１ｈ  遅角ロックバー用通路（遅角通路）
３１ｈ´  開口部
３１ｉ，３１ｊ  支軸
３１ｋ，３１ｋ´  受け部
３１ｏ，３１ｐ  ストッパ壁
３２  スプロケット部材（ハウジングロータ）
３２ａ  スプロケット
３２ｂ  内周面
３２ｃ  前面
３２ｄ  両ロックバー用通路（進角通路）
３２ｅ  遅角ロックバー用通路（遅角通路）
３３  カバー部材（ハウジングロータ）
４０  ロック機構
４１  ロックカム
４２  進角ロックバー
Ｓ２  揺動軸線（揺動中心）
Ｌ１  直線
Ｇ１  重心
４２ａ  被支持部
４２ｂ  係合側腕部
４２ｃ  受圧側腕部
４２ｃ´  側面
４３  進角規制バネ
４４  遅角ロックバー
Ｓ３  揺動軸線（揺動中心）
Ｌ２  直線
Ｇ２  重心
４４ａ  被支持部
４４ｂ  係合側腕部
４４ｃ  受圧側腕部
４４ｃ´，４４ｃ´´  側面
４５  遅角規制バネ
５０  センタボルト
５１  雄ネジ部
６０  アシスト機構
６１  プッシュ部材
６２  付勢バネ
７０  ポンプ
７１  供給通路
７２  ドレン通路
７３  進角通路
７４  遅角通路
１００  油圧制御弁
【図１】
0005771502.tif 000002
【図２】
0005771502.tif 000003
【図３】
0005771502.tif 000004
【図４】
0005771502.tif 000005
【図５】
0005771502.tif 000006
【図６】
0005771502.tif 000007
【図７】
0005771502.tif 000008
【図８】
0005771502.tif 000009
【図９】
0005771502.tif 000010
【図１０】
0005771502.tif 000011
【図１１】
0005771502.tif 000012
【図１２】
0005771502.tif 000013
【図１３】
0005771502.tif 000014
【図１４】
0005771502.tif 000015
【図１５】
0005771502.tif 000016