(57)【要約】  【課題】  回動規制手段の誤動作がなく、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を確実に実施可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置の提供。  【解決手段】  スプロケット１７と共に回転するハウジング部材１８内に、カムシャフト１と共に回転するベーン部材３０を収容して、複数の作動油室３４，３５を形成する。前記ハウジング部材１８に係合穴４８を設ける。前記ベーン部材３０に、放射方向に出没自在で、その先端が突出して係合穴４８に係合可能な係合部材４７を設ける。前記係合部材４７が放射方向に移動して係合穴４８に係合することによってハウジング部材１８とベーン部材３０との相対回動を規制し、向心方向に移動して係合穴４８との係合を解除することによって両者の相対回動を許容するようにした。【選択図】  図１
2004225710.tif 000002
【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、内燃機関の始動時、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ように設けられ、内部に部屋を形成する突起が形成されたハウジング部材と、
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、
このベーン部材の放射方向に突出して設けられ、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複数のベーンと、を備えると共に、
前記回動規制手段が、ハウジング部材に設けた段部に形成される係合穴と、
前記ベーン部材に設けた段部に、出没自在に設けられ、その先端が係合穴に係合可能な係合部材と、
該係合部材を係合穴方向に付勢するばね部材と、
オイルポンプからの作動油が導かれることによって前記係合部材を前記係合穴から離脱させる油室と、
を備えてな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】
前記ベーンの前記段部は、前記ハウジングの前記突起の側面に接しないように構成したことを特徴とする、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】
前記ベーン部材の前記段部と前記ハウジング部材の前記段部との間には隙間が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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、ハウジングにノックピン（係合部材）を摺動自在に設け、このノックピン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、ノックピンを作動油の圧力によって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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来例にあっては、回動規制手段のノックピン（係合部材）がハウジングに設けられており、このノックピンがばね部材のばね力により向心方向に付勢されてロータに設けた穴内に挿入されるようになっている。
【０００６】
このため、前記ロータが回転してノックピンに遠心力が作用した場合に、このノックピンがばね力に抗して、ロータに設けた穴内から抜け出し、バルブタイミングの変更の規制が意に反して解除される虞がある。つまり、前記ノックピンがロータに設けた穴内から抜け出すことによって、ハウジングとロータ、即ちスプロケットとカムシャフトとが相対回動可能となるのである。
【０００７】
本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、回動規制手段の誤動作がなく、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を確実に行うことが可能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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、請求項１記載の発明は、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、内燃機関の始動時、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ように設けられ、内部に部屋を形成する突起が形成されたハウジング部材と、
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、このベーン部材の放射方向に突出して設けられ、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複数のベーンと、を備えると共に、前記回動規制手段が、ハウジング部材に設けた段部に形成される係合穴と、前記ベーン部材に設けた段部に、出没自在に設けられ、その先端が係合穴に係合可能な係合部材と、該係合部材を係合穴方向に付勢するばね部材と、オイルポンプからの作動油が導かれることによって前記係合部材を前記係合穴から離脱させる油室と、を備え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、前記ベーンの前記段部が、前記ハウジングの前記突起の側面に接しないようにした構成にしてある。 
【００１０】
また、請求項３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、  前記ベーン部材の前記段部と前記ハウジング部材の前記段部との間には隙間が形成されるようにした構成にしてある。  
【発明の効果】
【００１１】
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。
【００１２】
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、この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。
【００１３】
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、その結果、吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。
【００１４】
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によって放射方向に突出し、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。
【００１５】
次に、前記回動規制手段の係合部材を向心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。
【００１６】
前記回動規制手段の係合解除は、前記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に抗して向心方向に付勢され、係合孔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。
【００１７】
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ることにより、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なり、これによって、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。
【００１８】
ここに、前記回動規制手段の係合部材は、ベーン部材に、放射方向に出没自在に設けられ、その先端がハウジング部材に設けた係合穴に係合可能とされているから、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。
【００１９】
また、前記回動規制手段の係合部材は、ベーン部材の段部に、放射方向に出没自在に設けられ、その先端がハウジング部材の段部に設けた係合穴に係合可能とされているから、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。
【００２０】
このため、前記ハウジング部材及びベーン部材が回転して係合部材に遠心力が作用した場合、係合部材は係合穴から抜け出す（回動規制手段の誤動作）ことはなく、バルブタイミングの変更の規制が意に反して解除される虞がない。
【００２１】
したがって、回動規制手段の誤動作がなく、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を確実に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【００２２】
加えて、前記係合部材が、ベーン部材の胴部外周に設けた段部に設けられ、その先端がハウジング部材の段部に設けた係合穴に係合可能とされているから、即ち、係合部材及び係合穴がベーン部材の段部及びハウジング部材の段部に配置されるから、バルブタイミング変更装置全体を大型化することなく、回動規制手段を容易に配置することができる。また、前記係合部材を設けるためにベーン部材の胴部外周全体を大径化する必要がない。このため、前記ベーン部材の胴部外周の全体を大径化する場合に比較して、ベーンの受圧面積を減じることがない。
【００２３】
また、前記係合部材が、ベーン部材に放射方向に出没自在に設けられ、その先端が作動油室を横切って突出して作動油室の作動油が導かれる係合穴に係合可能とされているから、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。
【００２４】
また、前記係合穴が、ハウジング部材に埋設された係合穴部材によって形成されているから、係合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、係合穴の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【００２５】
また、前記係合穴部材が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、係合穴の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００２６】
また、前記シリンダ穴がベーン部材に埋設したシリンダ穴部材によっ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。
【００２７】
また、前記シリンダ穴部材が、ベーン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。
【００２８】
また、前記係合部材にはこの係合部材を放射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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００３０】
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である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
１７は内燃機関の回転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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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の内周側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）。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
前記作動油室３４，３５間相互の液密的封止は、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２２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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、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に放射方向に出没自在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。
【００４８】
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。前記シリンダ穴４５が形成される胴部３２は、このシリンダ穴４５の形成を容易にするために、シリンダ穴４５が形成されない胴部３２に比較して半径方向の寸法をやや大きく形成してある。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をベーン部材３０の胴部３２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。
【００４９】
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の内周に開口している。
【００５０】
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、大径胴部がシリンダ穴４５の拡径された底部側に位置し、小径胴部がシリンダ穴部材５０の内面によって支持された状態でシリンダ穴４５内に収容されている。
【００５１】
前記係合部材４７は、シリンダ穴４５内に収容された状態で、遠心力等によって、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の大径胴部がシリンダ穴４５の拡径された底部側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。
【００５２】
また、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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の突起２８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。前記係合穴４８が形成される突起２８は、シリンダ穴４５を形成したベーン部材３０の胴部３２に整合するために、係合穴４８が形成されない突起２８に比較して半径方向内方側への突出高さがやや小さく形成してある。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り、係合穴４８が形成された係合穴部材５５をハウジング本体１９の段部５４に埋設することによって形成してある。
【００５５】
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の胴部３２外周とハウジング部材１８の突起２８内周との間の隙間５８を介して、作動油室３４に連通している。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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）、回転規制手段４４の係合部材４７は遠心力によって放射方向に突出して、この係合部材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。
【００５９】
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。
【００６０】
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３３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。
【００６１】
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。これによって、前記オイルポンプ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４８の底部に設けられた油室５６内）に導かれる。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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部材１８の内周に接することはない。
【００６６】
次に、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を通じて排出される。
【００６７】
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部材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。
【００６８】
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。
【００６９】
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、係合穴４８内に再び係合される。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
ここに、前記回動規制手段４４の係合部材４７は、ベーン部材３０に、放射方向に出没自在に設けられ、その先端が突出してハウジング部材１８に設けた係合穴４８に係合可能とされているから、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。
【００７３】
このため、前記ハウジング部材１８及びベーン部材３０が回転して係合部材４７に遠心力が作用した場合、この係合部材４７は係合穴４８から抜け出す（回動規制手段４４の誤動作）ことはなく、バルブタイミングの変更の規制が意に反して解除される虞がない。
【００７４】
したがって、回動規制手段４４の誤動作がなく、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を確実に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【００７５】
また、前記係合部材４７が、ベーン部材３０に放射方向に出没自在に設けられ、その先端が作動油室３４を横切って突出して作動油室３４の作動油が導かれる係合穴４８に係合可能とされているから、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。
【００７６】
また、前記係合穴４８が、ハウジング部材１８に埋設された係合穴部材５５によって形成されているから、係合穴部材５５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、係合穴４８の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【００７７】
また、前記係合穴部材５５がハウジング部材１８よりも硬さが硬い材料から形成されているから、係合穴４８の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００７８】
また、前記シリンダ穴４５がベーン部材３０に埋設したシリンダ穴部材５０によっ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。
【００７９】
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。
【００８０】
図３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、前記ベーン部材３０に形成するシリンダ穴４５をベーン部材３０の段部４９に形成し、ハウジング部材１８に形成する係合穴４８をハウジング部材１８の段部５４に形成した点である。
【００８１】
即ち、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、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をベーン部材３０の段部４９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。
【００８２】
前記シリンダ穴４５が段部４９に形成されることによって、胴部３２の半径方向寸法はすべて等しく形成される。このため、前記段部４９が油室３４内の油圧を受け、この段部４９に連なるベーン３３の受圧面の一部を構成することになるから、４個のベーン３３の受圧面積は実質的に等しくなっている。
【００８３】
また、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、ハウジング本体１９よりも硬さの硬い材料からなり、係合穴４８が形成された係合穴部材５５をハウジング本体１９の段部５４に埋設することによって形成してある。
【００８４】
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５９を介して、作動油室３４に連通している。
【００８５】
前記係合穴４８が段部５４に形成されることによって、突起２８の突出高さはすべて等しく形成される。このため、前記段部５４が油室３４内の油圧を受け、この段部４９に連なる突起２８の受圧面の一部を構成することになるから、４個の突起２８の受圧面積は実質的に等しくなっている。
【００８６】
尚、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。
【００８７】
斯かる構成において、内燃機関の始動時で、図外のオイルポンプから作動油が十分に供給されないとき、或いは油圧吸排手段を制御する制御装置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る（図３参照）。尚、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。
【００８８】
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。
【００８９】
次に進角制御される場合は、図外のオイルポンプからからの作動油が作動油室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５９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４８の底部に設けられた油室５６内）に導かれる。同時に、作動油室３５内は図外の排出通路に連通される。
【００９０】
前記作動油室３４内及び油室５６内に作動油が導かれることによって、係合部材４７の先端が係合穴４８内から離脱して、係合部材４７によるハウジング部材１８とベーン部材３０との拘束が解除される。また、前記作動油室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３の矢印方向、即ち進角方向に回動させる。その結果、図外のカムシャフトの回転位相が変更されて、カムシャフトは進角制御され、このカムシャフト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。
【００９１】
この状態から遅角制御される場合は、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内の作動油が排出される。これによって、前記作動油室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３において反時計方向、即ち遅角方向に回動させる。その結果、図外のカムシャフトの回転位相が変更されて、カムシャフトは遅角制御され、このカムシャフト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。
【００９２】
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、作動油室３４，３５への作動油の吸排を遮断することによって、ベーン部材３０とハウジング部材１８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、前記図外のカムシャフトの回転位相が中間的な位置に保持されて、カムシャフトは、このカムシャフトによって駆動される吸気弁の開閉のタイミングを制御することになる。
【００９３】
ここに、前記回動規制手段４４の係合部材４７は、ベーン部材３０に、放射方向に出没自在に設けられ、その先端が突出してハウジング部材１８に設けた係合穴４８に係合可能とされているから、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。
【００９４】
このため、前記ハウジング部材１８及びベーン部材３０が回転して係合部材４７に遠心力が作用した場合、この係合部材４７は係合穴４８から抜け出す（回動規制手段４４の誤動作）ことはなく、バルブタイミングの変更の規制が意に反して解除される虞がない。
【００９５】
したがって、この実施の形態においても、回動規制手段４４の誤動作がなく、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を確実に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【００９６】
加えて、前記係合部材４７が、ベーン部材３０の段部４９に設けられ、その先端がハウジング部材１８の段部５４に設けた係合穴４８に係合可能とされているから、即ち、係合部材４７及び係合穴４８がベーン部材３０の段部４９及びハウジング部材１８の段部５４に配置されるから、バルブタイミング変更装置全体を大型化することなく、回動規制手段４４を容易に配置することができる。また、前記係合部材４７を設けるためにベーン部材３０の胴部外周全体を大径化する必要がない。
【００９７】
また、前記段部４９がベーン３３の受圧面積の一部を構成すると共に、段部５４が突起２８の受圧面の一部を構成するから、全てのベーン３３及び突起２８の受圧面積を実質的に同一とすることができる。このため、前記図外のカムシャフトの回転位相を変更する際の作動応答性の向上を図ることができる。
【００９８】
図４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を放射方向に付勢するばね部材４６を付属させた点である。
【００９９】
即ち、図４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に放射方向に出没自在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。
【０１００】
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を放射方向に常時付勢している。なお、前記ばね部材４６は、この実施の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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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のばね力によって放射方向に常時付勢される。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。
【０１０３】
したがって、斯かる構成にあっては、前記実施に形態と同様の作用・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。
【０１０４】
図５は本発明の更に別の実施の形態を示す図面で、この実施の形態は、内燃機関の始動時に相対回動手段３１のベーン部材３０がハウジング部材１８に対して最進角位置にあるようにして、排気弁の開閉タイミングを変更するために好適なバルブタイミング変更装置とするために、回動規制手段４４の配置位置を変更したものである。
【０１０５】
つまり、前記回動規制手段４４が、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に放射方向に出没自在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である点は前記実施の形態と同様であるが、この回動規制手段４４は前記実施の形態とは異なる位置に配置してある。
【０１０６】
即ち、前記回動規制手段４４のシリンダ穴４５及び係合穴４８は、一対の作動油室３４，３５のうち、作動油室３５の１つに臨んで形成されており、シリンダ穴４５内に収容された係合部材４７の先端は作動油室３５の１つを横切って放射方向に突出し、係合穴４８に係合可能となっている。
【０１０７】
また、前記ベーン部材３０には、好ましくは排気弁を駆動するカムシャフト（図示せず）が連結される。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。
【０１０８】
斯かる構成にあっては、内燃機関の始動時で、図外のオイルポンプから作動油が十分に供給されないとき、或いは図外の制御装置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に対して最進角位置にあって、回転規制手段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を介してスプロケット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。
【０１０９】
前記カムシャフトが回転することによって、内燃機関の排気弁が駆動され、開閉制御されることになる。
【０１１０】
前記作動油室３５内及び油室５６内に作動油が導かれることによって、係合部材４７によるハウジング部材１８とベーン部材３０との拘束が解除されると共に、ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して反時計方向、即ち遅角方向に回動する。これによって、カムシャフトは遅角制御され、このカムシャフトによって駆動される排気弁の開閉のタイミングが遅らされる。
【０１１１】
一方、前記作動油室３４内に作動油が導かれた場合には、ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して時計方向に回動する。これによってカムシャフトは進角制御され、このカムシャフトによって駆動される排気弁の開閉のタイミングが早められる。
【０１１２】
また、前記ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して遅角方向或いは進角方向に回動している状態で、作動油の作動油室３４，３５内への給排を遮断することによって、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とは、前記実施の形態と同様である。
【０１１３】
斯かる構成においても、前記回動規制手段４４の係合部材４７は、ベーン部材３０に、放射方向に出没自在に設けられ、その先端が突出してハウジング部材１８に設けた係合穴４８に係合可能とされているから、前記実施の形態で述べたと同様の作用及び効果が得られる。
【０１１４】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、回動規制手段の誤動作がなく、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を確実に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られるために、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等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【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】本発明の別の実施の形態を示す図１と同様な図面である。
【図４】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。
【図５】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】
【０１１７】
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
４４  回動規制手段
４５  シリンダ穴
４７  係合部材
４８  係合穴
【図１】
2004225710.tif 000003
【図２】
2004225710.tif 000004
【図３】
2004225710.tif 000005
【図４】
2004225710.tif 000006
【図５】
2004225710.tif 000007