(57)【要約】【課題】凸部とベーンの衝突による凸部の変形を抑え、弁開閉時期制御装置の信頼性を向上させること。【解決手段】ハウジング３１とロータ２０の相対回転により凸部３１ｂ、３１ｄとベーン２０ｂ、２０ｃが当接する部分３１ｎ、３１ｐを基点として、３１ｎ、３１ｐから、ベーン２０ｂ、２０ｃの支持部２０ｆにおけるロータ２０の外周２０ａの接線と平行に延びる基準線Ｌ１、Ｌ２上にハウジング３１とフロントプレート３２、リヤプレート３３を締結するボルト１２を配設した構成としたこと。【選択図】　図２
2004108280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸の何れか一方と一体的に回転するハウジングと、
該ハウジングの内周の内側に該ハウジングと相対回転可能に配設され前記クランク軸または前記カム軸の何れか他方と一体的に回転するロータと、
前記ハウジングの内周から径方向に突出して設けられ、前記ハウジングと前記ロータとの間に、前記ハウジングおよび前記ロータの回転する軸の軸長方向に開口する少なくとも一つの開口部を備える油室を形成する複数の凸部と、
前記ロータの外周に支持され、該支持部から径方向に延在して前記油室内を進角油室と遅角油室とに仕切る複数のベーンと、
前記開口部を覆う様に前記ハウジングに固定されるプレートと
を備え、前記進角油室と前記遅角油室内の油圧を制御することにより前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置であって、
前記ハウジングと前記ロータの相対回転により前記凸部と前記ベーンの当接する部分を基点として、該基点から、当接する前記ベーンの前記支持部における前記ロータの外周の接線と平行に延びる基準線上に前記ハウジングと前記プレートを締結する締結部材を配設したことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に対して吸排気を行う吸排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の弁開閉時期制御装置１００を図６に示す。この装置は、内燃機関のクランク軸またはカム軸の何れか一方と一体的に回転するハウジング１０１と、ハウジング１０１の内周１０１ａの内側に配設され前記クランク軸または前記カム軸の何れか他方と一体的に回転するロータ１０２と、内周１０１ａから径方向に突出して設けられハウジング１０１とロータ１０２部材との間に油室１０３を形成する複数の凸部１０４と、ロータ１０２の外周１０２ａに支持され支持部１０５から径方向に延在して油室１０３内を進角油室と遅角油室とに仕切る複数のベーン１０６と、ハウジング１０１の回転する軸の軸長方向に開口する開口部を覆う様にハウジング１０１に固定されるプレート（図示なし）とを備えている。そして、進角油室と遅角油室内の油圧を制御することによりハウジング１０１とロータ１０２との相対位相位置を制御して、その結果、内燃機関のクランク軸の回転位相位置に対する給排気弁の開閉時期を制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、この装置１００は、ハウジング１０１とプレートを締結するボルト１０７が、ハウジング１０１とロータ１０２の相対回転により凸部１０４とベーン１０６が当接した場合にその当接する部分を基点ＢＰとしてこの基点ＢＰから当接するベーン１０６の支持部１０５における外周１０２ａの接線と平行に延びる基準線ＢＬと距離Ｄ分オフセットしている。その結果、この装置１００は、次の様な不具合があった。
【０００４】
この装置１００は、進角油室と遅角油室の油圧を制御することによってハウジング１０１とロータ１０２を相対回転させた場合、その相対回転は、凸部１０４とベーン１０６が当接することによって規制される。例えば、遅角方向への相対回転の場合、その相対回転はベーン１０６ａが、凸部１０４ａと当接することによって規制される（ベーン１０６ａがストッパとなっている）。この当接する場合、凸部１０４ａは、主に、基点ＢＰにおける基準線ＢＬ方向にベーン１０６ａから力が作用することとなる。そして、ハウジング１０１とプレートを締結するボルト１０７が距離Ｄ分だけ基準線ＢＬとオフセットしているため、凸部１０４ａにはモーメント荷重が加わる。その結果、ハウジング１０１の凸部１０４ａはボルト１０７を中心として、回転する様に変形してしまうという不具合があった。この変形は、ハウジング１０１とプレート間の摩擦により弾性的に復帰し難く、ハウジング１０１の内周の真円度が悪化することとなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２３５５１０号公報（第３−６頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、凸部とベーンの衝突による凸部の変形を抑え、弁開閉時期制御装置の信頼性を向上させることを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明にて講じられた技術的課題は、内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸の何れか一方と一体的に回転するハウジングと、該ハウジングの内周の内側に該ハウジングと相対回転可能に配設され前記クランク軸または前記カム軸の何れか他方と一体的に回転するロータと、前記ハウジングの内周から径方向に突出して設けられ、前記ハウジングと前記ロータとの間に、前記ハウジングおよび前記ロータの回転する軸の軸長方向に開口する少なくとも一つの開口部を備える油室を形成する複数の凸部と、前記ロータの外周に支持され、該支持部から径方向に延在して前記油室内を進角油室と遅角油室とに仕切る複数のベーンと、前記開口部を覆う様に前記ハウジングに固定されるプレートとを備え、前記進角油室と前記遅角油室内の油圧を制御することにより前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置であって、前記ハウジングと前記ロータの相対回転により前記凸部と前記ベーンの当接する部分を基点として、該基点から、当接する前記ベーンの前記支持部における前記ロータの外周の接線と平行に延びる基準線上に前記ハウジングと前記プレートを締結する締結部材を配設したことを構成としたことである。
【０００８】
この構成は、凸部が、基点における基準線方向にベーンから力が作用することとなっても、ハウジングとプレートを締結する締結部材が、基準線上に配設されているため、凸部にモーメント荷重が発生しない。その結果、凸部が締結部材を中心として回転する様に変形しない。従って、ハウジングの真円度が悪化することなく、弁開閉時期制御装置の信頼性は高いものとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）以下、図１乃至図３を基に、本発明の第１の実施の形態について説明する。尚、図２および図３は、図の複雑を防ぐために、ハッチングは省略した。弁開閉時期制御装置１０（以下、装置１０）は、車両のエンジン（図示無し）（内燃機関）に配設されるものである。
【００１０】
図１に示す様に、ロータ２０（ロータ）は、エンジンのシリンダブロック（図示なし）に回転可能に保持されたカムシャフト１１（カム軸）の先端部に固定ボルト１１ａにより固定されており、カムシャフト１１と一体的に回転する。図２に示すように、ロータ２０は、遅角油路２１と、進角油路２２とを備えている。遅角油路２１は、ロータ２０のカムシャフト１１の先端部が挿通される軸孔２３から、径外方向に向って外周面２０ａ（外周）まで形成されており、カムシャフト１１の軸長方向（図１左右方向）に沿うシャフト遅角油路１１ｂ（図１示）に連通している。進角油路２２も、ロータ２０内を径方向に外周面２０ａまで形成されており、カムシャフト１１の軸長方向に沿うシャフト進角油路１１ｃ（図１示）に連通している。
【００１１】
更に、ロータ２０は、図２に示すように、ロータ２０の外周面２０ａに開口するロック孔２０ｇと、ロック孔２０ｇに連通するロック油路２４とを備えている。遅角油路２１、進角油路２２、ロック油路２４には、油給排機構（図示なし）を介して油を供給可能となっている。
【００１２】
図１に示すように、ハウジング部３０は、ハウジング３１（ハウジング）と、ハウジング３１をカムシャフト１１の軸長方向に挟むフロントプレート３２（プレート）、リヤプレート３３（プレート）から構成されている。そして、リヤプレート３３、ハウジング３１、フロントプレート３２を一体的にボルト１２（締結部材）が締結することにより、ハウジング部３０が形成されている。
【００１３】
ハウジング３１の外周には、タイミングスプロケット１３が形成されている。そして、タイミングスプロケット１３は、タイミングベルトやチェーン等の伝達部材１４によって、エンジンのクランクシャフト（クランク軸）（図示なし）に繋がっている。そして、クランクシャフトが駆動すると、伝達部材１４およびタイミングスプロケット１３を介して、ハウジング３１が一体的に回転する。そしてその駆動力は、ロータ２０を介してカムシャフト１１に伝達され、カムシャフト１１のカムがエンジンの吸気弁および排気弁を開閉させる。
【００１４】
図２に示す様に、ハウジング３１は中空形状を呈しており、その内周面３１ａ（内周）から径内方向に突出する凸部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ（以下、凸部３１ｂ〜３１ｅ）が設けられている。本実施の形態では、凸部は４つ設けられているが、４つに限られるものではない。凸部３１ｂ〜３１ｅはハウジング３１の周方向に沿って形成されている。また、凸部３１ｂ〜３１ｅの各々の径内側の端面は、ロータ２０の外周面２０ａと摺接する様に円弧形状となっている。言い換えると、凸部３１ｂ〜３１ｅは、ハウジング３１の内周面３１ａとロータ２０の外周面２０ａとの間に、周方向に沿う４つの油圧室４０を形成している。尚、本実施の形態では、この４つの油圧室４０は、ハウジング３１およびロータ２０の回転軸であるカムシャフト１１の軸長両方向（図１示左右方向）に開口する開口部３１ｑ（開口部）を備え、その開口部３１ｑを、前述のフロントプレート３２、リヤプレート３３が覆う構成となっているが、例えば、リヤプレート３３とハウジング３１とが一体的になっており、ハウジング３１が図１示左方向のみに開口する形状であっても良い。
【００１５】
図２に示す様に、ロータ２０の外周面２０ａには、各油圧室４０に対面するようにベーン溝２０ｆ（支持部）が所定の間隔を隔てて放射状に形成されている。各ベーン溝２０ｆには、ベーン２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ（以下、ベーン２０ｂ〜２０ｅ）が配設されている。即ち、ベーン２０ｂ〜２０ｅは、それぞれの一端側（径内方向側）が各ベーン溝２０ｆに支持されており、その部分から、径外方向に油圧室４０内を延在し、内周面３１ａまで達している。言い換えると、ベーン２０ｂ〜２０ｅは、各油圧室４０を遅角油室４１（遅角油室）と進角油室４２（進角油室）とに仕切る。各遅角油室４１はロータ２０の遅角油路２１に連通し、各進角油室４２はロータ２０の進角油路２２に連通する。
【００１６】
図２に示す様に、ハウジング３１の凸部３１ｅのロック孔３１ｆには、ロックプレート１５およびスプリング１６が配設されている。ロックプレート１５は、ロック孔３１ｆを径内外方向に移動可能となっており、スプリング１６は、ロックプレート１５を径内方向に常時付勢している。そして、ハウジング３１とロータ２０の相対回転位相が所定の位相（本実施の形態では図２に示す最遅角位置の位相）となったときには、ロックプレート１５は、スプリング１５の付勢力によりロータ２０のロック孔２０ｇに先端を係止させ、ハウジング３１とロータの相対回転位相をロックする。このようにロックプレート１５がロック孔２０ｇにロックされているときが、本実施例に係る装置１０の初期状態である。
【００１７】
このようにロックプレート１５の先端部がロータ２０のロック孔２０ｇにロックされている初期状態のときに、内燃機関が始動されることが好ましい。エンジンの始動の際には、エンジンの油圧が充分に安定しないため、ベーン２０ｂ〜２０ｅがロータ２０の周方向にバタツク様に揺動し得るが、前述したようにロックプレート１５がロータ２０のロック孔２０ｇにロックされているため、エンジンの始動直後におけるベーン２０ｂ〜２０ｅのバタツキが抑止されるためである。
【００１８】
エンジンの始動から時間が経過してエンジンの油圧が安定した場合には、ロック油路２４に供給された油の油圧によりロックプレート１５を加圧し、ロックプレート１５をスプリング１６の付勢力に抗して径外方向へ移動させる。その結果、ロックプレート１５はロック孔２０ｇからリリースする。このようにロックプレート１５がリリースされているときは、ハウジング３１とロータ２０の相対回転は許容される。この結果、クランクシャフトの回転位相に対するカムシャフト１１の回転位相を遅角方向（矢印Ｓ１方向）または進角方向（矢印Ｓ２方向）に調整することができる。
【００１９】
また、図２に示す様に、ハウジング３１の凸部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄには各一つずつの、凸部３１ｅには２つの、計５つの締結孔３１ｇ、３１ｈ、３１ｉ、３１ｊ、３１ｋ（以下、締結孔３１ｇ〜３１ｋ）が形成されている。締結孔３１ｇ〜３１ｋには、前述のボルト１２が挿通される。尚、ボルトおよび締結孔は、５つに限られるものではない。この締結孔３１ｇ〜３１ｋについては後に詳述する。
【００２０】
ここで、装置１のハウジング３１作動について説明する。油給排機構から遅角油路２１等を介して遅角油室４１に油が供給されると、ハウジング３１とロータ２０が相対回転し、ロータ２０は遅角方向（Ｓ１方向）に移動する。そして、図２に示す最遅角位置の位相となる。この状態では、ベーン２０ｂ〜２０ｅのうち、ベーン２０ｂが対面する凸部３１ｂの端面３１ｍと当接し、他のベーン２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは各対面する凸部３１ｃ、３１ｄ、３１ｅとは当接しない構成となっている。つまり、ベーン２０ｂのみを遅角方向へのストッパとして設定することにより凸部３１ｂ〜３１ｅとベーン２０ｂ〜２０ｅとの相対位置関係の寸法精度を過剰に厳格に設定する必要がなくなっている。
【００２１】
このベーン２０ｂが凸部３１ｂと当接している状態の詳細を図３に示す。図３に示す様に、ベーン溝２０ｆとベーン２０ｂとの間には、周方向に若干のクリアランスが設定されているため、端面３１ｍとベーン２０ｂは、端面３１ｍの径内方向、言い換えると、ベーン２０ｂを支持するベーン溝２０ｆ方向、の端部３１ｎ（基点）にて当接することとなる。そしてこの当接によって凸部３１ｂは、端部３１ｎを基点として、ベーン２０ｂを支持しているベーン溝２０ｆの地点における外周面２０ａの接線（周方向への接線）と平行な線Ｌ１（基準線）方向に、ベーン２０ｂから衝撃力を受けることとなる。ここで、凸部３１ｂに設けられている締結孔３１ｇは、その線Ｌ１上に位置する様に設定されているため、凸部３１ｂにはモーメント荷重が発生しない。つまり、凸部３１ｂにモーメント荷重が発生することにより凸部３１ｂが締結孔３１ｇを中心として回転するように変形しない構成となっている。その結果、凸部３１ｂ〜３１ｅの径内側の端面による真円度の精度が確保され、装置１０の信頼性は高いものとなっている。
【００２２】
本実施の形態の装置１０は、前述した様に、最遅角位置の位相となった場合には、ベーン２０ｂのみがストッパとして機能する構成となっているため、複数の凸部およびベーンが当接する構成と比較して、ベーン２０ｂが凸部３１ｂに与える衝撃力は大きいものとなっている。それゆえ、本装置１０の構成（締結孔３１ｇの位置）は非常に有意義なものといえる。
【００２３】
また、前述の様に、最遅角位置の位相ではロックプレート１５によりハウジング３１とロータ２０との相対回転が規制され得るが、何らかの原因により規制されない場合には、ベーン２０ｂが周方向にバタツク様に揺動し、その結果、ベーン２０ｂが凸部３１ｂに何度も衝突する可能性がある。この様な状態においても、本装置１０の構成（締結孔３１ｇの位置）は非常に有意義なものといえる。
【００２４】
一方、油給排機構から進角油路２２等を介して進角油室４２に油が供給されると、ハウジング３１とロータ２０が相対回転し、ロータ２０は進角方向に移動する。そして、ベーン２０ｂ、２０ｃが、図２にて２点鎖線で示す位置に位置する様な最進角位置の位相となる。この状態では、ベーン２０ｂ〜２０ｅのうち、ベーン２０ｃが対面する凸部３１ｄの端面３１ｏと当接し、他のベーン２０ｂ、２０ｄ、２０ｅは各対面する凸部３１ｃ、３１ｅ、３１ｂとは当接しない構成となっている。つまり、ベーン２０ｃのみを進角方向へのストッパとして設定することにより凸部３１ｂ〜３１ｅとベーン２０ｂ〜２０ｅとの相対位置関係の寸法精度を過剰に厳格に設定する必要がなくなっている。
【００２５】
このベーン２０ｃと端面３１ｏとの当接においても、前述同様に、ベーン２０ｃは、端面３１ｏの径内方向、言い換えると、ベーン２０ｃを支持するベーン溝２０ｆ方向、の端部３１ｐ（基点）にて当接することとなる。そしてこの当接によって凸部３１ｄは、端部３１ｐを基点として、ベーン２０ｃを支持しているベーン溝２０ｆの地点における外周面２０ａの接線（周方向への接線）と平行な線Ｌ２（基準線）方向に、ベーン２０ｃから衝撃力を受けることとなる。ここで、凸部３１ｄに設けられている締結孔３１ｉは、その線Ｌ２上に位置する様に設定されているため、凸部３１ｄにはモーメント荷重が発生しない。つまり、凸部３１ｄにモーメント荷重が発生することにより凸部３１ｄが締結孔３１ｉを中心として回転するように変形しない構成となっている。その結果、凸部３１ｂ〜３１ｅの径内側の端面による真円度の精度が確保され、装置１０の信頼性は高いものとなっている。
【００２６】
（第２の実施の形態）次に、図４を基にして、本発明の第２の実施の形態について説明する。尚、図４は、図の複雑を防ぐためにハッチングを省略した。また、図４では、第１の実施の形態と相当する符号を付してある。本実施の形態では、凸部３１ｂの端面３１ｍの端部３１ｎと凸部３１ｄの端面３１ｏの端部３１ｐの、ハウジング３１での径方向の位置が、第１の実施の形態より径外方向に位置している以外は、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態では、締結孔３１ｇ〜３１ｋが、軸孔２３を中心とした正五角形の略頂点に位置している。即ち、設計上、締結孔３１ｇ〜３１ｋのハウジング３１に対する位置がかかる位置付近に制約される場合には、端部３１ｎと端部３１ｐのハウジング３１に対する径方向の位置を変更することにより、第１の実施の形態と同様の作用を得ることができる。
【００２７】
（第３の実施の形態）次に、図５を基にして、本発明の第３の実施の形態について説明する。尚、図５は、図の複雑を防ぐためにハッチングを省略した。また、図５では、第１の実施の形態と相当する符号を付してある。本実施の形態では、締結孔３１ｇおよび締結孔３１ｉは線Ｌ１および線Ｌ２上には設定されていないが、線Ｌ１および線Ｌ２上に、フロントプレート３２、ハウジング３１、リヤプレート３３を締結するピン１７（締結部材）、ピン１８（締結部材）が配設されている。この構成によっても、第１および第２の実施の形態と同様の作用を得ることができる。本構成では、締結孔３１ｇ〜３１ｋのハウジング３１に対する位置に制約がある場合であって、端面３１ｍ、端面３１ｏの径方向の長さを確保したい場合に有意義である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明では、凸部が、基点における基準線方向にベーンから力が作用することとなっても、ハウジングとプレートを締結する締結部材が、基準線上に配設されているため、凸部にモーメント荷重が発生しない。その結果、凸部が締結部材を中心として回転する様に変形しない。従って、ハウジングの真円度が悪化することなく、弁開閉時期制御装置の信頼性は高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるカムシャフトの軸長方向に沿った弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】凸部とベーンの当接状態を示す図である。
【図４】第２の実施の形態における弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図５】第３の実施の形態における弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図６】従来の弁開閉時期制御装置の断面図である。
【符号の説明】
１０　弁開閉時期制御装置
１２　ボルト（締結部材）
１１　カムシャフト（カム軸）
１７　ピン（締結部材）
１８　ピン（締結部材）
２０　ロータ
２０ａ　外周面（外周）
２０ｆ　ベーン溝（支持部）
３１　ハウジング
３１ａ　内周面（内周）
３１ｎ　端部（基点）
３１ｐ　端部（基点）
３１ｑ　開口部
３２　フロントプレート（プレート）
３３　リヤプレート（プレート）
４１　遅角油室
４２　進角油室
Ｌ１　基準線
Ｌ２　基準線
【図１】
2004108280.tif 000003
【図２】
2004108280.tif 000004
【図３】
2004108280.tif 000005
【図４】
2004108280.tif 000006
【図５】
2004108280.tif 000007
【図６】
2004108280.tif 000008