(57)【要約】【課題】製造コストの高騰を招くことなく、可動案内部をガイドするための径方向溝を精度良く形成する。【解決手段】駆動リング５に径方向溝９を設け、外部から回動操作される中間回転体１９に渦巻き溝１６を設ける。先端部が径方向溝９と渦巻き溝１６に跨って係合されるリンク１２の基端を従動軸部材３のレバー１０に連結する。このような装置において、径方向溝９を、長孔状の径方向孔４４を有する第１ブロック４１と、この第１ブロック４１に接合されて前記径方向孔４４の底部を閉塞する第２ブロック４３によって構成した。【選択図】  図１
2004270556.tif 000002
【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よって回転駆動する駆動回転体と、カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材から成り、前記駆動回転体から動力を伝達される従動回転体と、前記駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられた径方向溝と、前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、前記径方向溝に対峙する側の面に渦巻き状ガイドを有する中間回転体と、前記径方向溝と渦巻き状ガイドに変位可能に案内係合される可動案内部と、前記駆動回転体と従動回転体のいずれか他方のものの回転中心から離間した部位と前記可動案内部とを揺動可能に連結するリンクと、前記中間回転体に駆動回転体及び従動回転体に対する相対的な回動操作力を付与する操作力付与手段と、を備え、
前記操作力付与手段によって中間回転体を駆動回転体及び従動回転体に対して回動操作することにより、渦巻き状ガイドに係合した可動案内部を径方向溝に沿わせて径方向に変位させ、その変位を前記リンクを介して駆動回転体と従動回転体の相対回動に変換する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記径方向溝を、長孔状の径方向孔を有する第１ブロックと、この第１ブロックに接合されて前記径方向孔の底部を閉塞する第２ブロックによって構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記第１，第２ブロックの一方を他方に嵌合したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング制御装置として、次のようなものが案出されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトにタイミングチェーン等を介して連係されたハウジング（駆動回転体）がカムシャフトの端部に回動可能に組み付けられ、ハウジングの内側端面に形成された径方向溝に可動案内部が径方向に沿って摺動自在に係合支持されると共に、径方向外側に突出するレバーを有する従動軸部材（従動回転体）がカムシャフトの端部にボルト結合され、可動案内部と従動軸部材のレバーとがリンクによって枢支連結されている。そして、前記径方向溝に対向する位置には、渦巻き状ガイドを有する中間回転体がハウジングと従動軸部材に対して相対回動可能に設けられ、前記可動案内部の軸方向の一端が前記渦巻き状ガイドに案内係合されている。また、中間回転体はハウジングに対して回転を進める側に付勢手段であるゼンマイばね（捩りばね）によって付勢されると共に、制動手段である電磁ブレーキによって回転を遅らせる側の力を適宜受けるようになっている。
【０００４】
この装置においては、電磁ブレーキがＯＦＦ状態のときには、中間回転体がゼンマイばねの付勢力を受けハウジングに対して初期位置に位置されており、渦巻き状ガイドに噛合う可動案内部は径方向外側に最大に変位し、リンクを引き起こしてハウジングと従動軸部材の組付角を最遅角位相の角度位置（以下、「最遅角位置」と呼ぶ。）または最進角位相の角度位置（以下、「最進角位置」と呼ぶ。）に維持している。そして、この状態から電磁ブレーキがＯＮにされると、中間回転体が減速されてハウジングに対して遅れ側に相対回転する結果、渦巻き状ガイドに噛合う可動案内部が径方向内側に変位し、今まで引き起こされていたリンクを次第に倒すようにしてハウジングと従動軸部材の組付角を最進角位置または最遅角位置に変更する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２７６１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のバルブタイミング制御装置においては、板状のハウジングの側壁に溝加工を施すことによって径方向溝を形成していたため、径方向溝の寸法精度を高めることが難しく、寸法精度を高めようとすると製造コストの大幅な高騰を招くことが問題になっている。
【０００７】
そこでこの出願の発明は、製造コストの高騰を招くことなく、可動案内部をガイドするための径方向溝を精度良く形成することのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、この出願の発明は、長孔状の径方向孔を有する第１ブロックと、この第１ブロックに接合されて前記径方向孔の底部を閉塞する第２ブロックによって構成するようにした。
【０００９】
この発明の場合、第１ブロック側の径方向孔はそのブロックを完全に貫通するものであるため、難しい溝加工を要することなく精度良く内面を加工することができる。そして、径方向溝はこうして加工された第１ブロックに第２ブロックを接合するだけで良いため、製造コストの高騰を招くことなく精度良く形成することができる。
【００１０】
また、径方向溝は、第１ブロックに接合される第２ブロックによってその底部が構成されるため、径方向溝を溝加工によって形成していた従来のもののように溝底部のコーナが円弧面になることがない。したがって、径方向溝に案内係合される可動案内部が溝底部のコーナの円弧面に引っ掛かる心配がなく、このことから可動案内部と径方向溝の間の摺動隙間を狭め、ガタ付きの発生を抑えることができる。
【００１１】
また、前記第１，第２ブロックは一方を他方に嵌合することが望ましい。このようにした場合には、両ブロックの径方向の位置ずれを防止することができるため、組付作業を容易に行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
この実施形態は、この出願の発明にかかるバルブタイミング制御装置を内燃機関の吸気側の動弁系に適用したものであるが、排気側の動弁系に同様に適用することも可能である。
【００１４】
このバルブタイミング制御装置は、図１に示すように内燃機関の吸気側のカムシャフト１の前端部に結合された従動軸部材３（従動回転体）と、この従動軸部材３に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に連係される駆動リング５（駆動回転体）と、この駆動リング５の前方側（図１中左側）に配置され、駆動リング５と従動軸部材３を相対回動させて両者の組付角を操作する組付角操作機構６と、この組付角操作機構６に操作力を付与する操作力付与手段７と、を備えている。
【００１５】
駆動リング５は、外周に大径の第１スプロケット４０を有する略円板状の第１ブロック４１と、後端部外周に小径の第２スプロケット４２を有する略円筒状の第２ブロック４３とから成り、これらのブロック相互がねじ止め等によって結合されている。この駆動リング５の前面（カムシャフト１と逆側の面）には、図２，図３に示すように３つの径方向溝９が形成されている。尚、前記第１スプロケット４０はクランクシャフトから動力を入力するためのものであり、第２ブロック４３側のスプロケット４２は排気側カムシャフト（図示せず。）に動力を伝達するためのものである。
【００１６】
第１ブロック４１には、図１及び図４に示すように、ほぼ半径方向に沿って延びる長孔状の径方向孔４４が３つ形成され、この第１ブロック４１の背面側には第２ブロック４２の前端面が当接している。第２ブロック４２の前端面は偏平に形成され、第１ブロック４１の背面に当接した状態において前記各径方向孔４４の底面を閉塞している。第１ブロック４１の各径方向孔４４は、第２ブロック４２の前端面と共に前述の３つの径方向溝９を形成している。また、図１及び図５に示すように第１ブロック４１の背面側には円形状の凹部４５が形成され、この凹部４５に前記第１ブロック４１の前端部が嵌合されている。
【００１７】
また、従動軸部材３は、図１に示すように、カムシャフト１の前端部に突き合される基部側の外周に拡径部が形成されると共に、その拡径部よりも前方側の外周面に放射状に突出する三つのレバー１０が一体に形成され、軸芯部を貫通するボルト１１によってカムシャフト１に結合されている。各レバー１０には、リンク１２の基端がピン１３によって枢支連結され、各リンク１２の先端には前記各径方向溝９に摺動自在に係合する円柱状の突出部１４が一体に形成されている。
【００１８】
各リンク１２は、突出部１４が対応する径方向溝９に係合した状態において、ピン１３を介して従動軸部材３に連結されているため、リンク１２の先端側が外力を受けて径方向溝９に沿って変位すると、駆動リング５と従動軸部材３はリンク１２の作用でもって突出部１４の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【００１９】
また、各リンク１２の先端部には、軸方向前方側に開口する収容穴１５が形成され、この収容穴１５に、後述する渦巻き溝１６（渦巻き状ガイド）に係合する係合ピン１７と、この係合ピン１７を前方側（渦巻き溝１６側）に付勢するコイルばね１８とが収容されている。尚、この実施形態の場合、リンク１２の先端の突出部１４と係合ピン１７、コイルばね１８等によって径方向に変位可能な可動案内部が構成されている。
【００２０】
一方、従動軸部材３のレバー１０の突設位置よりも前方側には、円板状のフランジ壁を有する中間回転体１９が軸受２０を介して回転自在に支持されている。中間回転体１９のフランジ壁の後面側には断面半円状の前述の渦巻き溝１６が形成され、この渦巻き溝１６に、前記各リンク１２の先端の係合ピン１７が転動自在に案内係合されている。渦巻き溝１６の渦巻きは、機関回転方向Ｒに沿って次第に縮径するように形成されている。したがって、各リンク１２先端の係合ピン１７が渦巻き溝１６に係合した状態において、中間回転体１９が駆動リング５に対して遅れ方向に相対回転すると、リンク１２の先端部は径方向溝９に案内されつつ、渦巻き溝１６の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体１９が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動する。
【００２１】
組付角操作機構６は、以上説明した駆動リング５の径方向溝９、リンク１２、突出部１４、係合ピン１７、レバー１０、中間回転体１９、渦巻き溝１６等によって構成されている。この組付角操作機構６は、後述する操作力付与手段７から中間回転体１９に駆動リング５に対する相対的な回動操作力が入力されると、その操作力が渦巻き溝１６と係合ピン１７の係合部を通してリンク１２の先端を径方向に変位させ、このときリンク１２が揺動してその揺動量に応じて駆動リング５と従動軸部材３を相対回動させる。
【００２２】
一方、操作力付与手段７は、中間回転体１９を駆動リング５に対して機関回転方向Ｒに付勢する付勢手段としてのゼンマイばね２１と、中間回転体１９を駆動リング５に対して機関回転方向Ｒと逆方向に相対回動させる電磁ブレーキとしてのヒステリシスブレーキ２と、を備え、ゼンマイばね２１の付勢力とヒステリシスブレーキ２の制動力のバランスによって中間回転体１９を回動操作するようになっている。
【００２３】
ゼンマイばね２１は、駆動リング５に固定された筒状部材８にその外周端部が結合される一方、内周端部が中間回転体１９の円筒状の基部に結合されている。
【００２４】
ヒステリシスブレーキ２は、非回転部材である図示しないＶＴＣカバーに支持固定される制動力発生部としての電磁コイル２２と、この電磁コイル２２の発生磁界による制動力を受ける被制動回転体２３とを備え、この被制動回転体２３がゴムブッシュ２４と連結ピン２５を介して前記中間回転体１９に連結されている。
【００２５】
電磁コイル２２は、通電によって磁界を発生するコイル巻線を主要素とするコイルブロック２６と、このコイルブロック２６の周域に配置されて磁束を誘導するヨーク２７と、を有し、このヨーク２７には、環状の隙間を挟んで対向配置された内側極歯２９と外側極歯３０が設けられている。これらの極歯２９，３０には複数の歯面が円周方向に沿って配置されている。両極歯２９，３０の歯面相互は円周方向にオフセットされて配置されており、コイルブロック２６のコイル巻線が通電されると、両極歯２９，３０間にはオフセットした位置関係にある相手歯面に向かう磁界が生じるようになっている。
【００２６】
また、被制動回転体２３は、前記両極歯２９，３０間に非接触状態で挿入配置された円筒状のヒステリシスリング３１と、外周端部がこのヒステリシスリング３１に一体に結合される一方、内周端部に軸部３２が連結された円板状の板状部材３３とから成り、この板状部材３３に連結された軸部３２がヨーク２７に軸受３４を介して回転自在に支持されている。したがって、被制動回転体２３は電磁コイル２２によって常に軸受けされ、それによって回転中における揺動や径方向の振動が抑制されている。
【００２７】
ヒステリシスリング３１は、磁気的ヒステリシス特性を有するヒステリシス材から成り、ヒステリシスリング３１の回転中に両極歯２９，３０間に磁界が発生すると、その磁界の向きとヒステリシスリング３１内の磁束の向きとにずれが生じるようになっている。ヒステリシスブレーキ２は、このずれによって制動力を発生する。
【００２８】
このバルブタイミング制御装置は以上のような構成であるため、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を最進角側に変更する場合には、ヒステリシスブレーキ２に適宜電流を通電することにより、ゼンマイばね２１の力に抗する制動力が板状部材３３から中間回転体１９にゴムブッシュ２４と連結ピン２５を介して伝達される。これにより、中間回転体１９が駆動リング５に対して逆方向に回転し、それによってリンク１２の先端の係合ピン１７が渦巻き溝１６に誘導されてリンク１２の先端部が径方向内側に変位し、このとき、図３に示すようにリンク１２の作用によって駆動リング５と従動軸部材３の組付角が最進角位置に変更される。
【００２９】
また、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を最遅角側に変更する場合には、ヒステリシスブレーキ２の通電電流をオフまたは微弱にすることにより、中間回転体１９がゼンマイばね２１の力によって機関回転方向に回転させられる。すると、渦巻き溝１６による係合ピン１７の誘導によってリンク１２の先端部が径方向外側に変位し、このとき、図２に示すようにリンク１２の作用によって駆動リング５と従動軸部材３の組付角が最遅角位置に変更される。
【００３０】
このバルブタイミング制御装置においては、リンク１２先端の突出部１４を案内する径方向溝９を、径方向孔４４を有する第１ブロック４１と、この第１ブロック４１の径方向孔４４の底部を閉塞する第２ブロック４３とで構成したため、径方向溝９を容易にかつ精度良く形成することができる。つまり、第１ブロック４１の径方向孔４４は、壁部を完全に貫通する孔であって、溝を加工するときのように加工深さ等を管理する必要がないため、加工精度を上げつつも容易に作業を進めることができる。そして、径方向溝９の底面は第２ブロック４３の前端面を予め精度良く加工しておけば、第１ブロック４１と第２ブロック４３の結合時に精度良く形成される。したがって、この装置においては、機能の低下を招くことなく、低コストでの製造を実現することができる。
【００３１】
また、この装置の場合、上述のように第２ブロック４３の前端面によって径方向溝９の底面が構成されるため、径方向溝９の側壁と底面の連接コーナをほぼ直角に形成することができ、溝加工を行うときのように連接コーナに円弧面ができることがない。したがって、リンク１２の先端の突出部１４が円弧面で引っ掛かる心配がないため、突出部１４と径方向溝９の摺動隙間を充分に狭め、この部分でのダカ付きの発生を確実に抑制することができる。
【００３２】
さらに、この実施形態の装置においては、第１ブロック４１の背面に円形の凹部４５を形成し、この凹部４５に第２ブロック４３の前端部を嵌合させているため、両ブロック４１，４３の連結時に両者の径方向の位置ずれを確実に防止することができる。したがって、両ブロック４１，４３の結合作業を効率良く行うことができる。
【００３３】
次に、上記の各実施形態から把握し得る請求項に記載以外の発明について、以下にその作用効果と共に記載する。
【００３４】
（イ）  前記第１ブロックにスプロケットを形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００３５】
この場合、スプロケットで動力を確実に伝達するために第１ブロック全体を硬質の材料で形成する必要があるが、そのために第１ブロック全体を硬質の材料で形成すると、径方向孔の内面の強度が増し、可動案内部材を長期に亙って安定してガイドすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同実施形態の作動状態を示す図２に対応の断面図。
【図４】同実施形態を示す分解斜視図。
【図５】図実施形態を示す背面図。
【符号の説明】
１…カムシャフト
３…従動軸部材（従動回転体）
５…駆動リング（駆動回転体）
７…操作力付与手段
９…径方向溝
１２…リンク
１４…突出部（可動案内部）
１６…渦巻き溝（渦巻き状ガイド）
１７…係合ピン（可動案内部）
１８…コイルばね（可動案内部）
１９…中間回転体
４１…第１ブロック
４３…第２ブロック
４４…径方向孔
【図１】
2004270556.tif 000003
【図２】
2004270556.tif 000004
【図３】
2004270556.tif 000005
【図４】
2004270556.tif 000006
【図５】
2004270556.tif 000007