(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフトの回転力が伝達されて回転するケースと、
前記エンジンのカムシャフトと一体に回転するとともに、前記ケースの内部を仕切るベーンを有し、前記ケースの回転中心と共通の回転中心を中心に当該ケースに対して相対回転するロータと、
前記ロータの回転中心と平行な中心軸を有するように前記ベーンに設けられた筒状の穴であり、前記ケースに対する前記ロータの相対回転を規制するロックピンを、規制位置と規制解除位置との間で移動可能に収容するロックピン移動穴と、
前記ロックピン移動穴に対して前記ロータの径方向外側に、前記ロータの回転中心と平行な中心軸を有するように前記ベーンに設けられた筒状の穴であり、前記ロックピン移動穴と一端部側の内周面が連通する排出穴と、
前記ロータの周方向に沿って前記ベーンの表面に設けられた溝であり、一端部が前記排出穴の他端部と連通する排出油路と
を備え、
前記ロックピン移動穴は、前記規制位置側の一端が開き、前記規制解除位置側の他端が閉じた非貫通の穴であり、
前記排出穴は、前記他端部が開き、前記一端部が閉じた非貫通の穴であり、前記ロックピン移動穴における、前記ロックピンを収容する部分の内周のうち、前記ロータの回転中心からの距離が最も大きくなる位置と、前記排出穴の内周のうち、前記ロータの回転中心からの距離が最も小さくなる位置とは、前記ロータの回転中心方向において同一直線上となるバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記ロックピン移動穴は、当該ロックピン移動穴の前記規制解除位置側に、前記ロックピンの外径よりも小径の内周面が設けられた段付き穴であることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記ロックピン移動穴における小径の内周面が設けられた部分には、前記ロックピンを前記規制位置側に付勢する付勢部材が収容されていることを特徴とする請求項２記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記排出油路は、前記ロータの回転中心から当該排出油路の各部分までの距離が、前記ロータの回転中心から前記排出穴の前記中心軸までの距離と同一の距離となる円弧状の溝であることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
前記ロックピン移動穴は、前記規制位置側の一端が開き、前記規制解除位置側の他端が閉じた非貫通の穴であり、
前記排出穴は、前記ベーンにおける、前記ロックピン移動穴の前記他端が位置する側に設けられていることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記ケースは、前記ケースの外周面における、前記ロータの前記カムシャフト連結側となる位置にスプロケット部を有し、
前記排出油路は、前記ロータの前記カムシャフト連結側の前記ベーンの表面に設けられていることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの吸気弁または排気弁の開閉タイミングを、クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相を変えて調整するためのバルブタイミング調整装置が知られている。バルブタイミング装置は、クランクシャフトの回転力が伝達されて回転するケースと、カムシャフトと一体に回転するロータとを有する。ケースとロータとは相対的に回転可能であるが、エンジン始動時のクランクシャフトとカムシャフトとの回転位相を固定するため、ケースとロータとが特定の相対的な回転位置にある状態では、両者の相対回転は規制される。【０００３】
バルブタイミング調整装置には、ケースとロータとの相対回転の規制をロックピンにより行うものがある。ロックピンは、ロータに設けられたロックピン移動穴の内部に収容される。ロックピン移動穴の内部において、ロックピンは、規制位置と規制解除位置との間で移動可能である。ロックピン移動穴には、スプリングも収容される。スプリングは、ロックピンを規制位置側に向けて付勢している。ロックピンにおける規制位置側の端部に油圧が加えられると、スプリングの付勢力に抗してロックピンが規制解除位置に移動し、ケースとロータとの相対回転の規制を解除する。このような構成においては、ロックピン移動穴の内部においてロックピンの移動を可能にするため、ロックピンの外径をロックピン移動穴の内径より小さくする。そのため、ロックピンにおける規制位置側の端部に油圧を加えた際に、油がロックピンとロックピン移動穴との隙間を通り、ロックピン移動穴におけるロックピンの規制解除位置側にも油が流入する。ロックピン移動穴におけるロックピンの規制解除位置側に流入した油は、ロックピンが規制解除位置に移動するのを妨げる。そのため、当該油をロックピン移動穴の外部に排出する必要がある。そこで、特許文献１には、ロックピン移動穴におけるロックピンの規制解除位置側を、大気に開放された接続路と連通させたバルブタイミング調整装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１６８４５０号公報（［００２０］、図１，２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているバルブタイミング調整装置は、上記のとおり、大気に開放された接続路を有しているものの、当該接続路は、ロータの径方向において、ロックピン移動穴の位置よりも径方向内側に設けられている。一方、ロックピン移動穴におけるロックピンの規制解除位置側に流入した油には、ロータの回転に伴い、ロータの径方向外側に向かう方向に遠心力が働く。このため、依然として、当該遠心力を受けた油が当該接続路から排出されずにロックピン移動穴内に滞留し、ロックピンが規制解除位置に移動するのを妨げるという課題があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ロックピン移動穴におけるロックピンの規制解除位置側に流入した油が、ロックピンの移動を妨げることがないバルブタイミング調整装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、エンジンのクランクシャフトの回転力が伝達されて回転するケースと、エンジンのカムシャフトと一体に回転するとともに、ケースの内部を仕切るベーンを有し、ケースの回転中心と共通の回転中心を中心に当該ケースに対して相対回転するロータと、ロータの回転中心と平行な中心軸を有するようにベーンに設けられた筒状の穴であり、ケースに対するロータの相対回転を規制するロックピンを、規制位置と規制解除位置との間で移動可能に収容するロックピン移動穴と、ロックピン移動穴に対してロータの径方向外側に、ロータの回転中心と平行な中心軸を有するようにベーンに設けられた筒状の穴であり、ロックピン移動穴と一端部側の内周面が連通する排出穴と、ロータの周方向に沿ってベーンの表面に設けられた溝であり、一端部が排出穴の他端部と連通する排出油路とを備える。
ロックピン移動穴は、規制位置側の一端が開き、規制解除位置側の他端が閉じた非貫通の穴であり、排出穴は、他端部が開き、一端部が閉じた非貫通の穴であり、ロックピン移動穴における、ロックピンを収容する部分の内周のうち、ロータの回転中心からの距離が最も大きくなる位置と、排出穴の内周のうち、ロータの回転中心からの距離が最も小さくなる位置とは、ロータの回転中心方向において同一直線上となる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ロックピン移動穴に流入した油が、ロックピンの移動を妨げることがないバルブタイミング調整装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置の断面図である。
【図３】ロータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置１００の構成を示す図である。図２は、図１に示すＣ−Ｃ線におけるバルブタイミング調整装置１００の断面図である。
バルブタイミング調整装置１００は、エンジンの吸気弁または排気弁の開閉タイミングを、クランクシャフト（不図示）と図２に示すカムシャフト５０との回転位相を変えて調整する。バルブタイミング調整装置１００は、ロータ１、ケース２、図２に示すプレート３、およびカバー４等を備えて構成される。なお、図１は、一部を除きカバー４を取り外した状態を示している。
【００１２】
ケース２は、エンジンのクランクシャフトの回転力が伝達されて回転する。以下、ケース２の回転中心を回転中心Ｘとする。
ロータ１は、エンジンのカムシャフト５０と一体に回転する。以下、ロータ１の回転中心を回転中心Ｙとする。回転中心Ｙは回転中心Ｘと共通の回転中心となる。ロータ１は、回転中心Ｙがカムシャフト５０の回転中心と同軸となるように、カムシャフト５０に連結される。ロータ１は、当該ロータ１におけるカムシャフト５０との当接面とは回転中心Ｙ方向でみて反対側から、センタボルト６０で締め付けられることにより、カムシャフト５０に連結される。
【００１３】
図１に示すように、ケース２は、複数のシュー２２を有する。各シュー２２は、ケース２の径方向外側からケース２の回転中心Ｘ側に向かって突出する形状を有する。複数のシュー２２は、ケース２の周方向に互いに所定の間隔を空けて形成される。複数のシュー２２は、ケース２の内部に複数の油圧室を形成する。
【００１４】
ロータ１は、複数のベーン１１を有する。各ベーン１１は、ロータ１の回転中心Ｙ側からロータ１の径方向外側に向かって突出する形状を有する。複数のベーン１１は、ロータ１の周方向に互いに所定の間隔を空けて形成される。複数のベーン１１は、ケース２の内部に形成された複数の油圧室を、複数の進角室Ａと複数の遅角室Ｂとに仕切る。ロータ１は、複数の進角室Ａ内および複数の遅角室Ｂ内に加えられる油圧に応じて、進角側または遅角側に、回転中心Ｙを中心にケース２に対して相対回転する。
【００１５】
ケース２は、複数のネジ穴２３を有する。各ネジ穴２３は、各シュー２２に１箇所ずつ設けられる。複数のネジ穴２３は、プレート３およびカバー４を、複数のネジ７でケース２に固定するために設けられている。プレート３およびカバー４は、ロータ１を内部に収容した状態のケース２を回転中心Ｙ方向でみて両側から挟み込むようにして、ケース２に固定される。図２に示すように、プレート３は、ロータ１のセンタボルト６０締結側に位置するようにケース２に固定される。また、カバー４は、ロータ１のカムシャフト５０連結側に位置するようにケース２に固定される。
【００１６】
ケース２は、スプロケット部２１を有する。スプロケット部２１は、図示しないチェーンを介して、クランクシャフトの回転力をケース２に伝達するために設けられている。スプロケット部２１は、ケース２の外周面における、ロータ１のカムシャフト５０連結側に位置する。
【００１７】
図２に示すように、ロータ１は、ロックピン移動穴１２を有する。ロックピン移動穴１２は、ロータ１の回転中心Ｙと平行な中心軸を有するようにベーン１１に設けられた筒状の穴である。ロックピン移動穴１２は、複数のベーン１１のうちのいずれか１つのベーン１１に設けられる。ロックピン移動穴１２は、ケース２に対するロータ１の相対回転を規制するロックピン５を、規制位置と規制解除位置との間で移動可能に収容する。ロックピン５が規制位置にある場合、ケース２に対するロータ１の相対回転は規制される。図２は、ロックピン５が規制位置にある場合を示している。一方、ロックピン５が規制解除位置にある場合、ケース２に対するロータ１の相対回転が可能となる。
【００１８】
プレート３は、凹部３１を有する。凹部３１には、規制位置にあるロックピン５が嵌合する。凹部３１は、ケース２に対するロータ１の回転位置が最も遅角側となる回転位置において、ロータ１のロックピン移動穴１２と対向する位置に形成される。凹部３１は、解除油圧室３２を有する。解除油圧室３２は、当該解除油圧室３２に油が供給されることにより、ロックピン５における規制位置側の端部に油圧を加えて、ロックピン５を規制位置から規制解除位置に移動させるために設けられている。
【００１９】
図３は、図２に示したバルブタイミング調整装置１００の断面図を、ロータ１のみの断面図としたものである。ロータ１の内部には回転中心Ｙ方向および径方向に延びる油路が複数形成されている。当該油路には、進角室Ａに油を供給または進角室Ａの油を排出するための進角室油路（不図示）がある。また、当該油路には、遅角室Ｂに油を供給または遅角室Ｂの油を排出するための遅角室油路（不図示）がある。また、当該油路には、図２に示した解除油圧室３２に油を供給するための解除油圧室油路１３がある。解除油圧室油路１３は解除油圧室３２と連通している。
【００２０】
図３に示すように、ロックピン移動穴１２は、ロックピン５の規制位置側となる一端１２ａが開き、ロックピン５の規制解除位置側となる他端１２ｂが閉じた非貫通の穴である。ロックピン移動穴１２は、ロックピン５の規制解除位置側に、ロックピン５の外径よりも小径の内周面が設けられた段付き穴である。ロックピン移動穴１２における小径の内周面が設けられた部分には、ロックピン５を規制位置側に付勢する付勢部材６が収容される。付勢部材６は、例えば、スプリングである。また、ロックピン移動穴１２の小径の内周面と大径の内周面との間において、ロックピン移動穴１２の中心軸方向に形成される段を、当て面１６とする。当て面１６には、規制解除位置側に移動したロックピン５が当接する。
【００２１】
図３に示すように、ロータ１は、排出穴１４を有する。排出穴１４は、ロックピン移動穴１２に対してロータ１の径方向外側に、ロータ１の回転中心Ｙと平行な中心軸を有するようにベーン１１に設けられた筒状の穴である。排出穴１４は、複数のベーン１１のうち、ロックピン移動穴１２が設けられたベーン１１と同じベーン１１に設けられる。排出穴１４は、一端部１４ａ側の内周面がロックピン移動穴１２と連通する。排出穴１４は、一端部１４ａが閉じ、他端部１４ｂが開いた非貫通の穴である。排出穴１４は、ベーン１１における、ロックピン移動穴１２の他端１２ｂが位置する側に設けられる。
【００２２】
ロックピン移動穴１２におけるロックピン５を収容する部分の内周のうち、ロータ１の回転中心Ｙからの距離が最も大きくなる位置と、排出穴１４の内周のうち、ロータ１の回転中心Ｙからの距離が最も小さくなる位置とは、ロータ１の回転中心Ｙ方向において同一直線上となる。ここで、当該同一とは、完全に同一でなくてもよく、略同一であればよい。当該略同一とは、排出穴１４の内周のうち、ロータ１の回転中心Ｙからの距離が最も小さくなる位置が、ロックピン移動穴１２におけるロックピン５を収容する部分の内周のうち、ロータ１の回転中心Ｙからの距離が最も大きくなる位置よりも、回転中心Ｙに近く、かつ、ロックピン移動穴１２における小径の内周面にかからない位置とする。
【００２３】
図１および図３に示すように、ロータ１は、排出油路１５を有する。排出油路１５は、ロータ１の周方向に沿ってベーン１１の表面に設けられた溝である。排出油路１５は、複数のベーン１１のうち、ロックピン移動穴１２および排出穴１４が設けられたベーン１１と同じベーン１１に設けられる。排出油路１５は、一端部が排出穴１４の他端部１４ｂと連通する。排出油路１５は、ロータ１の回転中心Ｙから当該排出油路１５の各部分までの距離が、ロータ１の回転中心Ｙから排出穴１４の中心軸までの距離と同一の距離となる円弧上の溝である。ここで、当該同一とは、完全に同一でなくてもよく、略同一であればよい。排出油路１５は、ロータ１のカムシャフト５０連結側となるベーン１１の表面に設けられている。
【００２４】
図１に示すように、カバー４は、油抜き穴４１を有する。油抜き穴４１は、排出油路１５に到達した油を外部に排出するために設けられている。ケース２の回転中心Ｘから、カバー４の油抜き穴４１までの距離は、ロータ１の回転中心Ｙからロータ１の排出油路１５の各部分までの距離と略同一である。排出油路１５の位置は、ケース２に対するロータ１の相対回転に伴い変化するが、油抜き穴４１は、排出油路１５がどの回転位置であっても排出油路１５と連通する。これにより、排出油路１５に到達した油は、排出油路１５がどの回転位置にあっても外部に排出されうる。
【００２５】
次に、ロックピン５の動作について説明する。
クランクシャフトとカムシャフト５０との回転位相を固定する場合、ロータ１の解除油圧室油路１３に油が供給されない。そのため、ケース２に対するロータ１の回転位置が最も遅角側となる回転位置において、ロックピン５は、付勢部材６に付勢力により、ロックピン移動穴１２内の規制位置に移動する。規制位置では、ロックピン５が、プレート３の凹部３１に嵌合しており、ケース２に対するロータ１の相対回転は規制される。
【００２６】
クランクシャフトとカムシャフト５０との回転位相を変える場合、ロータ１の解除油圧室油路１３に油が供給される。解除油圧室油路１３に供給された油は、解除油圧室３２に流入する。解除油圧室３２に油が流入すると、ロックピン５に油圧が加えられる。ロックピン５は、当該油圧により付勢部材６の付勢力に抗してロックピン移動穴１２内の規制解除位置に移動する。これにより、ロックピン５と凹部３１との嵌合が解除され、ケース２に対するロータ１の相対回転が可能となる。
【００２７】
ロックピン移動穴１２におけるロックピン５の規制解除位置側に流入した油には、ロータ１の回転に伴い、ロータ１の径方向外側に向かって遠心力が働く。当該油は遠心力を受けて排出穴１４に流入する。排出穴１４に流入した当該油は、排出油路１５に到達する。排出油路１５に到達した当該油は、カバー４に設けられた油抜き穴４１から外部に排出される。
【００２８】
以上のように、実施の形態１のバルブタイミング調整装置１００は、エンジンのクランクシャフトの回転力が伝達されて回転するケース２と、エンジンのカムシャフト５０と一体に回転するとともに、ケース２の内部を仕切るベーン１１を有し、ケース２の回転中心Ｘと共通の回転中心Ｙを中心に当該ケース２に対して相対回転するロータ１と、ロータ１の回転中心Ｙと平行な中心軸を有するようにベーン１１に設けられた筒状の穴であり、ケース２に対するロータ１の相対回転を規制するロックピン５を、規制位置と規制解除位置との間で移動可能に収容するロックピン移動穴１２と、ロックピン移動穴１２に対してロータ１の径方向外側に、ロータ１の回転中心Ｙと平行な中心軸を有するようにベーン１１に設けられた筒状の穴であり、ロックピン移動穴１２と一端部１４ａ側の内周面が連通する排出穴１４と、ロータ１の周方向に沿ってベーン１１の表面に設けられた溝であり、一端部が排出穴１４の他端部１４ｂと連通する排出油路１５とを備えるように構成した。これにより、ロックピン移動穴１２に流入した油が、ロックピン５の移動を妨げることがないバルブタイミング調整装置１００を得ることができる。
特に、エンジン始動直後等、ロックピン移動穴１２内に滞留した油の温度が低い場合には、油の動粘度が高くなる。この場合、従来のように遠心力を受けた油がロックピンの移動穴１２内から排出されにくい構成では、ケース２に対するロータ１の相対回転の規制がさらに解除されにくくなり、当該解除の動作が不安定になることがあった。これに対し、実施の形態１のバルブタイミング調整装置１００では、ケース２に対するロータ１の相対回転の規制を解除する動作を安定させることができる。
【００２９】
また、ロックピン移動穴１２は、当該ロックピン移動穴１２の規制解除位置側に、ロックピン５の外径よりも小径の内周面が設けられた段付き穴である。このため、ロックピン５の規制解除位置側への移動を止めるためのストッパを別部品として設け、当該ストッパをロックピン移動穴１２内に配置する必要がなく、組立性の向上を実現できる。また、コストの低減も可能である。
【００３０】
また、ロックピン移動穴１２における小径の内周面が設けられた部分には、ロックピン５を規制位置側に付勢する付勢部材６が収容されている。これにより、ロックピン移動穴１２内における付勢部材６の姿勢を安定させることができ、付勢部材６が斜めに組み付くことによる組み付け不良を防ぐことができる。
【００３１】
また、ロックピン移動穴１２は、規制位置側の一端１２ａが開き、規制解除位置側の他端１２ｂが閉じた非貫通の穴であり、排出穴１４は、他端部１４ｂが開き、一端部１４ａが閉じた非貫通の穴であり、ロックピン移動穴１２における、ロックピン５を収容する部分の内周のうち、ロータ１の回転中心Ｙからの距離が最も大きくなる位置と、排出穴１４の内周のうち、ロータ１の回転中心Ｙからの距離が最も小さくなる位置とは、ロータの回転中心Ｙ方向において同一直線上となる。これにより、ロックピン移動穴１２と、排出穴１４との間を連通させる加工が不要となり、加工コストを低減することができる。
【００３２】
また、排出油路１５は、ロータ１の回転中心Ｙから当該排出油路１５の各部分までの距離が、ロータ１の回転中心Ｙから排出穴１４の中心軸までの距離と同一の距離となる円弧状の溝である。これにより、ケース２に固定されるカバー４の油抜き穴４１の径を小さくすることができる。また、油抜き穴４１の径を小さくすることができるため、ロータ１のベーン１１を小型化することができ、これにより、バルブタイミング調整装置１００の小型化が実現できる。
【００３３】
また、ロックピン移動穴１２は、規制位置側の一端１２ａが開き、規制解除位置側の他端１２ｂが閉じた非貫通の穴であり、排出穴１４は、ベーン１１における、ロックピン移動穴１２の他端１２ｂが位置する側に設けられている。これにより、排出穴１４の長さを短くすることができ、油の排出性を高めることができる。また、加工コストを低減することが可能である。
【００３４】
また、ケース２は、ケース２の外周面における、ロータ１のカムシャフト５０連結側となる位置にスプロケット部２１を有し、排出油路１５は、ロータ１のカムシャフト５０連結側のベーン１１の表面に設けられている。これにより、排出油路１５から排出された油が、スプロケット部２１の潤滑油として利用可能となる。
【００３５】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、ロックピン移動穴に流入した油が、ロックピンの移動を妨げることがなく、ケースに対するロータの相対回転の規制を解除する動作が安定するので、車両のエンジンに用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ロータ、２  ケース、３  プレート、４  カバー、５  ロックピン、６  付勢部材、７  ネジ、１１  ベーン、１２  ロックピン移動穴、１２ａ  一端、１２ｂ  他端、１３  解除油圧室油路、１４  排出穴、１４ａ  一端部、１４ｂ  他端部、１５  排出油路、１６  当て面、２１  スプロケット部、２２  シュー、２３  ネジ穴、３１  凹部、３２  解除油圧室、４１  油抜き穴、５０  カムシャフト、６０  センタボルト、１００  バルブタイミング調整装置。
【図１】
0006647427.tif 000002
【図２】
0006647427.tif 000003
【図３】
0006647427.tif 000004