(57)【要約】【課題】ロック部材を付勢するスプリングが作動中に、その巻線部がガイド部に乗り上げるような作動不良を起こさない弁開閉時期制御装置を実現すること。【解決手段】回転伝達部材３に形成され、コイルスプリング８１により回転部材２に向けて付勢されたロックプレート８０を収容する退避溝部３４と、退避溝部３４と連通しコイルスプリング８１を収容すると共に、コイルスプリング８１を軸方向にガイドするガイド部３５ａを設けたスプリング収容孔３５と、回転部材２に形成され、回転部材２と回転伝達部材３の相対位置が所定の位置で一致したときロックプレート８０の頭部８０ａが没入する受容部２３とを備える弁開閉時期制御装置において、ガイド部３５ａの軸方向の長さＡをコイルスプリング８１の軸方向に隣り合う巻線の間に設けられる線間隙間Ｂより大きく設定した。【選択図】      図４
2005002952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用のカムシャフトと一体に連結される回転部材と、
前記回転部材に対して所定範囲で相対回転可能に組付けられクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、
前記回転部材または前記回転伝達部材のいずれか一方に設けられるベーンと、
前記回転部材と前記回転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用油室と遅角用油室とに二分される作動油圧室と、
前記進角用油室および遅角用油室にそれぞれ作動油を給排する第１および第２作動油通路と、
前記回転伝達部材または前記回転部材に形成され、スプリングにより前記回転部材または前記回転伝達部材に向けて付勢されたのロック部材を収容する退避部と、
前記退避部に連通し前記スプリングを収容すると共に、前記スプリングを軸方向にガイドするガイド部を設けたスプリング収容孔と、
前記回転部材または前記回転伝達部材に形成され、前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位置が所定の位置で一致したとき前記ロック部材の頭部が没入する受容部と、
該受容部に作動油を給排する第３作動油通路とを備える内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置において、
前記ガイド部の前記軸方向の長さを前記スプリングの軸方向に隣り合う巻線の間に設けられる線間隙間より大きく設定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】
この発明は、内燃機関の吸・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】
この種の弁開閉時期制御装置としては、弁開閉用のカムシャフトと一体に連結される回転部材と、回転部材に所定範囲で相対回転可能に組付けられクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材とを備え、回転部材に取付けたベーンによって、回転伝達部材内に形成された油室を進角用油室と遅角用油室とに二分し、進角用油室および遅角用油室にそれぞれ作動油を給排する第１および第２作動油通路を備え、各油室に対して作動油を給排することで回転部材と回転伝達部材を互いに相対回転させるものがある。回転伝達部材にはスプリングで回転部材に向けて付勢されたロック部材を収容する退避溝部が形成され、更に、退避溝部に連通しスプリングを収容すると共に、スプリングを軸方向にガイドするガイド部を設けたスプリング収容孔が形成されている。また、回転部材には回転伝達部材との相対位置が所定の位置になったときロック部材の頭部が嵌入される受容部が形成されている。そして、ロック部材と受容部とを嵌合させて回転部材に対して回転伝達部材をロックすることがでるようにしている。
【０００３】
このような弁開閉時期制御装置においては、スプリング収容孔には、ロック部材の出没に伴ないスプリングが伸縮するとき、スプリングの巻線部が屈曲しないように、巻線部の外周とスプリング収容孔の内周との間に適切なクリアランスを設け、スプリングをガイドするガイド部が形成されている。一方、スプリングの両端部が夫々着座するスプリング収容孔の径方向の両端面とガイド部の内周面との接合部、つまりガイド部の端部に、スプリングの両端部の着座面を確保すると共に、回転部材と回転伝達部材とのロック時、回転方向に回転動力が加わったときに発生する応力が集中しないように凹状の隅Ｒが形成される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１３７１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記する従来構成では、スプリングをスプリング収容孔に組付けるとき、或いはロック部材の頭部が受容部に没入されスプリングが伸張しているときに、スプリングの巻線がガイド部の端部（凹状の隅Ｒ）に乗り上げ、巻線部が収縮できないために、ロック部材が退避溝部に収容されず作動不良となる可能性がある。
【０００６】
このために、本発明の課題は、ロック部材を付勢するスプリングが作動中に、その巻線部がガイド部に乗り上げるような作動不良を起こさない弁開閉時期制御装置を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するためになされた第１の技術的手段は、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用のカムシャフトと一体に連結される回転部材と、前記回転部材に対して所定範囲で相対回転可能に組付けられクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転部材または前記回転伝達部材のいずれか一方に設けられるベーンと、前記回転部材と前記回転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用油室と遅角用油室とに二分される作動油圧室と、前記進角用油室および遅角用油室にそれぞれ作動油を給排する第１および第２作動油通路と、前記回転伝達部材または前記回転部材に形成され、スプリングにより前記回転部材または前記回転伝達部材に向けて付勢されたのロック部材を収容する退避部と、前記退避部に連通し前記スプリングを収容すると共に、前記スプリングを軸方向にガイドするガイド部を設けたスプリング収容孔と、前記回転部材または前記回転伝達部材に形成され、前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位置が所定の位置で一致したとき前記ロック部材の頭部が没入する受容部と、該受容部に作動油を給排する第３作動油通路とを備え、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置において、前記ガイド部の前記軸方向の長さを前記スプリングの軸方向に隣り合う巻線の間に設けられる線間隙間より大きく設定したことである。
【０００８】
この手段によれば、ガイド部の軸方向の長さをスプリングの軸方向に隣り合う巻線の間に設けられる線間隙間より大きく設定したことにより、スプリングをスプリング収容孔に組み付けるとき、或いは、ロック部材の頭部が受容部に嵌入されスプリングが伸張しているときに、巻線がガイド部の端部（凹状の隅Ｒ）に乗り上げ、巻線部が収縮できないために、ロック部材が退避部に収容されず作動不良となることを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１乃至図４に示す弁開閉時期制御装置１は、内燃機関のシリンダヘッド１００に回転自在に支持されたカムシャフト１０と、カムシャフト１０の先端部に一体的に組付けた内部ロータ２０とからなる弁開閉用の回転部材２を有している。また、弁開閉時期制御装置１は、内部ロータ２０に対して所定範囲で相対回転が可能となるように組付けられる外部ロータ３０、フロントプレート４０、リアプレート５０から成る回転伝達部材３を有している。外部ロータ３０の外周には、一体的に設けたタイミングスプロケット３１が形成されている。さらに、内部ロータ２０とフロントプレート４０間に組付けられたトーションスプリング６０と、内部ロータ２０に組付けた４枚のベーン７０と、外部ロータ３０に組付けたロックプレート８０（図２）等が備えられている。
【００１１】
タイミングスプロケット３１には、周知のように、図示を省略したクランク軸からクランクスプロケットとタイミングチェーンを介して、図２にカムシャフト回転方向として示される時計方向に回転動力が伝達される。
【００１２】
カムシャフト１０は、吸気弁（図示省略）を開閉する周知のカム（図示省略）を有し、カムシャフト１０の内部にはカムシャフト１０の軸方向に延びる進角通路（第１作動油通路）１１と遅角通路（第２作動油通路）１２が設けられている。進角通路１１は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路７１及び環状溝１４とシリンダヘッド１００に設けた接続通路１６を通して切換弁２００の第１接続ポート２０１に接続されている。また、遅角通路１２は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路７２及び環状溝１３とシリンダヘッド１００に設けた接続通路１５を通して切換弁２００の第２接続ポート２０２に接続されている。
【００１３】
切換弁２００はそのソレノイド２０３へ通電することによりスプール２０４を図示しないスプリングに抗して移動させる周知のものである。その非通電時には、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ２０５に接続された供給ポート２０６が第２接続ポート２０２に連通すると共に、第１接続ポート２０１が排出ポート２０７に連通するように構成されている。また通電時には、図１に示すように供給ポート２０６が第１接続ポート２０１に連通すると共に、第２接続ポート２０２が排出ポート２０７に連通するように構成されている。このため切換弁２００の非通電時には遅角通路１２に作動油（油圧）が供給され、通電時には進角通路１１に作動油（油圧）が供給される構成となっている。切換弁２００は単位時間当たりの通電と非通電の割合を変えるデューティ制御される。例えば、デューティ比５０％で制御すると、第１及び第２ポート２０１，２０２と供給及び排出ポート２０６，２０７は互いに全く連通しない状態になる。
【００１４】
内部ロータ２０は取付けボルト９１によってカムシャフト１０に一体的に固着されている。また、図２に示されるように、内部ロータ２０には４つのベーン溝２１と、受容部２２が形成されている。また、内部ロータ２０には、その径方向に延びる３つの第１作動油通路２３と、１つの作動油溝２３ａと、４つの第２作動油通路２４と、受容部２２の底部を進角通路１１に連通させる１つの第３作動油通路２５からなる複数の作動油の通路が設けられている。
【００１５】
図２に示されるように、各ベーン溝２１にはベーン７０が挿入され、ベーン７０は後述する外部ロータ３０と内部ロータ２０間に形成される４つの作動油圧室Ｒ０内で移動可能に、かつ作動油圧室Ｒ０をそれぞれ進角用油室Ｒ１と遅角用油室Ｒ２に分割するように配置されている。ベーン溝２１の底部とベーン７０の底面との間にはベーンスプリング７３（図１）が配設されており、ベーン溝２１には４枚の各ベーン７０のそれぞれが径方向に押し出されるように移動可能に取付けられている。
【００１６】
受容部２２には、図２に示した状態、即ち、カムシャフト１０および内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位置が所定の位置（最遅角位置）で一致したとき、外部ロータ３０に移動可能に取付けられた平板状のロックプレート（ロック部材）８０の頭部８０ａが所定量没入し、外部ロータ３０と内部ロータ２０の回転をロック可能に構成している。
【００１７】
図２に示されるように、各ベーン７０によって分割されて形成される４つの遅角用油室Ｒ２には遅角通路１２および第２作動油通路２４を介して作動油（油圧）が給排される構成となっている。また、４つの進角用油室Ｒ１のうち３つに対しては、進角通路１１および第１作動油通路２３を介して作動油（油圧）が給排される構成となっている。他の１つの進角用油室Ｒ１には、ロックプレート８０に対して、受容部２２の底部に設けられた第３作動油通路２５からの作動油（油圧）が供給され、ロックプレート８０が移動したとき、第３作動油通路２５と進角用油室Ｒ１を連結する作動油溝２３ａを介して給排可能とされるように構成されている。このように一箇所の進角用油室Ｒ１に対しては第１作動油通路２３を設けず、第３作動油通路２５を兼用することによって作動油通路の構成を簡単にし、安価に製造できる構成にしている。
【００１８】
外部ロータ３０の軸方向の両側には、環状のフロントプレート４０とリアプレート５０が接合され、４本の連結ボルト９２によって一体的に組付けされている。そして、作動油圧室Ｒ０内で移動するベーン７０とロックプレート８０によって規定される角度範囲で外部ロータ３０と内部ロータ２０は互いに相対回転可能となっている。
【００１９】
外部ロータ３０のリアプレート５０が接合される軸方向端部の外周にはタイミングスプロケット３１が一体に形成されている。また、外部ロータ３０の内周には周方向に５個の凸部３３が径方向内方に向けてそれぞれ突出すように形成されている。これら凸部３３の内周面は内部ロータ２０の外周面上で滑る様に接しており、外部ロータ３０が内部ロータ２０に回転自在に支承される。５個の凸部３３の内、２個の凸部３３の間にロックプレート８０を収容する退避溝部（退避部）３４と、退避溝部３４と連通しロックプレート８０を径方向内方へと付勢するコイルスプリング（スプリング）８１を収容するスプリング収容孔３５が形成されている。また、前述した４つの作動油圧室Ｒ０は、この５個の各凸部３３の間に形成されている。
【００２０】
図４に示すように、スプリング収容孔３５内にはロックプレート８０を外部ロータ３０の径方向の中心側に押すようにコイルスプリング８１が配置されている。コイルスプリング８１は、巻線部８１ａと軸方向両端部から構成されている。巻線部８１ａは線材をらせん状に巻線され形成され、軸方向に隣り合う間隔（線間隙間：隣り合う線材間の隙間）Ｂを設けて巻線されている。両端部は軸方向に垂直の面に平行に形成されている。スプリング収容孔３５には、ロックプレート８０の出没に伴ないコイルスプリング８１が伸縮するとき、コイルスプリング８１の巻線部８１ａが屈曲しないように、巻線部８１ａの外周とスプリング収容孔３５の内周との間に適切なクリアランスを設け、コイルスプリング８１をガイドするガイド部３５ａが形成されている。コイルスプリング８１の両端部が夫々着座するスプリング収容孔３５の径方向の両端面とガイド部３５ａの内周面との接続部には、コイルスプリング８１の両端部の着座面の確保すると共に、回転部材２と回転伝達部材３とのロック時、回転方向に回転動力が加わったときに発生する応力が集中しないように凹状の隅Ｒが形成されている。この構成において、ガイド部３５ａのコイルスプリング８１の軸方向の長さＡは、コイルスプリング８１の線間隙間Ｂより大きく設定されている。これにより、コイルスプリング８１をスプリング収容孔３５に組み付ける場合、或いは、ロックプレート８０の頭部８０ａが受容部２２に嵌入されコイルスプリング８１が伸張しているときに、巻線がガイド部３５ａの端部（凹状の隅Ｒ）に乗り上げ、巻線部８１ａが収縮できなくなることを防止できる。
【００２１】
トーションスプリング６０は、一端をフロントプレート４０に係止し、他端を内部ロータ２０に係止して取付けられ、内部ロータ２０を外部ロータ３０、フロントプレート４０及びリアプレート５０に対して進角側（図２の時計方向）に付勢している。従って、内部ロータ２０の進角側への作動応答性の向上が図られる構成となっている。
【００２２】
内部ロータ２０と外部ロータ３０が進角するように相対的に回転することは、つまり図２に示される最遅角位置の状態から、図３に示されるベーン７０が進角方向（時計方向）への移動することである。最進角はベーン７０が凸部３３の周方向の一方の側面に当接する位置で規制され、最遅角はロックプレート８０の頭部８０ａが受容部２２に入り込む位置で規制されている。この実施形態では、最遅角の位置ではベーン７０の一つが凸部３３の他方の側面に当接している。
【００２３】
以上のように構成した本実施の弁開閉時期制御装置１の作用を説明する。内燃機関が停止している時はオイルポンプ２０５が停止しており、且つ切換弁２００が非通電の状態にあるので、作動油圧室Ｒ０には作動油（油圧）が供給されていない。このため、図２に示したように、内部ロータ２０と外部ロータ３０とは遅角方向に働くカムフリクションにより、図２に示す最遅角位置になる。ロックプレート８０の頭部８０ａが内部ロータ２０の受容部２２に没入し、最遅角位置で内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対回転が規制されている。内燃機関を始動してオイルポンプが駆動されても、切換弁２００に通電するデューティ比が小さい（単位時間当たりの非通電時間に対する通電時間の割合が小さい）間は、オイルポンプから供給される作動油（油圧）は接続通路１５、遅角通路１２および通路２４を通って実質的に遅角用油室Ｒ２に供給されるだけなので、弁開閉時期制御装置１はロック状態に維持される。
【００２４】
内燃機関の運転条件によって、弁開閉時期に進角が必要となると、切換弁２００に通電するデューティ比が大きくされ、スプール２０４の位置が切り換えられる。オイルポンプから供給される作動油（油圧）は、接続通路１６、進角通路１１および第１作動油通路２３を通って、あるいは第３作動油通路２５から受容部２２に供給され作動油溝２３ａを通って進角用油室Ｒ１へと供給される。
【００２５】
一方、角用油室Ｒ２にあった作動油（油圧）は、通路２４、遅角通路１２および接続通路１５を介して切換弁２００の排出ポート２０７から排出される。従って、ロックプレート８０がスプリング８１に抗して移動し、その頭部８０ａが受容部２２から退出して内部ロータ２０と外部ロータ３０のロックが解除されると共に、カムシャフト１０と一体的に回転する内部ロータ２０と各ベーン７０が外部ロータ３０およびフロントプレート４０とリアプレート５０に対して進角側（図２の時計方向）に相対回転する。この相対回転によって、図２の状態から図３の状態へと移行し、カムのタイミングは進角させられる。制御弁２００のデューティ比を制御することで、相対回転位置は任意の位置、例えば図３のような中間位置に止めることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明にて講じた技術的手段によれば、ガイド部の軸方向の長さをスプリングの軸方向に隣り合う巻線の間に設けられる線間隙間より大きく設定したことにより、スプリングをスプリング収容孔に組み付けるとき、或いは、ロック部材の頭部が受容部に嵌入されスプリングが伸張しているときに、巻線がガイド部の端部（凹状の隅Ｒ）に乗り上げ、巻線部が収縮できないために、ロック部材が退避部に収容されず作動不良となることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に従った弁開閉時期制御装置の縦断面図で、図２に示すＡ−Ａ線に沿う部分での断面である。
【図２】本発明の実施の形態に従った弁開閉時期制御装置の最遅角状態であって、図１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。
【図３】本発明の実施の形態に従った弁開閉時期制御装置の中間進角状態であって、図１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。
【図４】本発明の実施の形態に従った弁開閉時期制御装置の縦断面図で、図２におけるＤ部分の拡大図である。
【符号の説明】
２          回転部材
３          回転伝達部材
２２        受容部
２３        第１作動油通路
２４        第２作動油通路
２５        第３作動油通路
３４        退避溝部（退避部）
３５        スプリング収容孔
３５ａ      ガイド部
７０        ベーン
８０        ロックプレート（ロック部材）
８０ａ      頭部
８１        コイルスプリング（スプリング）
１００      シリンダヘッド
Ｒ０        作動油圧室
Ｒ１        進角用油室
Ｒ２        遅角用油室
Ａ        ガイド部軸方向長さ
Ｂ        線間隙間
【図１】
2005002952.tif 000003
【図２】
2005002952.tif 000004
【図３】
2005002952.tif 000005
【図４】
2005002952.tif 000006