(57)【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されるハウジング部材と、
該ハウジング部材内に収容されて、カムシャフトに回転力を伝達するベーン部材と、
前記ハウジング部材内に前記ベーン部材によって隔成されて、油圧によって前記ベーン部材を回動させる進角油圧室及び遅角油圧室と、
前記ハウジング部材の側壁の所定位置に該側壁を貫通して形成された取付孔と、
該取付孔に内に圧入固定されたガイドブッシュと、
前記ベーン部材に進退自在に取付けられ、機関の運転状態に応じて前記ガイドブッシュに嵌合され、または、油圧によって嵌合が解除されるロックピンと、を備え、
前記ガイドブッシュは、有底円筒状に形成されて、周壁部の一端に底壁が一体に形成され、該底壁によって前記取付孔を閉塞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】
ロックピンとガイドブッシュの嵌合時にロックピンの先端に作用する作動油を吸排する吸排孔をガイドブッシュの周壁部を貫通して形成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】
本発明は、内燃機関（以下、「エンジン」と言うものとする。）の吸気弁や排気弁の開閉タイミングを運転条件に応じて制御するためのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのクランクシャフトと同期回転するタイミングプーリやチェーンスプロケット等の駆動力伝達部材と、外周に駆動カムを有するカムシャフトとの組付角を回動操作することにより、吸気弁や排気弁の開閉タイミングを可変制御するバルブタイミング制御装置が従来より案出されており、この技術は、例えば、特開平１０-１１０６０３号公報等に開示されている。
【０００３】
この公報に記載のバルブタイミング制御装置は、カムシャフトの端部に一体に取付けたベーン部材を駆動力伝達部材と一体のハウジング部材の内部に収容配置すると共に、このハウジング部材の内部に進角油圧室及び遅角油圧室を設け、この各油圧室に選択的に油圧を吸排することによってベーン部材をハウジング部材に対して相対的に回動させ、それにより駆動力伝達部材とカムシャフトとの回転位相を変化させて吸気弁や排気弁の開閉タイミングを変更するようになっている。
【０００４】
このような所謂ベーン式のバルブタイミング制御装置においては、エンジンの回転速度が遅い場合等の供給油圧が低いときに油圧室内の圧力が吸気弁や排気弁から受ける反力に負け、ベーン部材がその反力によって押し動かされることが知られている。これに対処するため上記公報に記載のバルブタイミング制御装置にあっては、ベーン部材とハウジング部材に両者の相対位置を固定する回動規制手段としてのロックピンを設け、このロックピンによって前記ベーン部材の押し戻しを防止するようにしている。
【０００５】
即ち、ロックピンはばね付勢された状態でベーン部材に進退自在に取付けられており、ベーン部材とハウジング部材が設定方向に相対回動制御されると、ロックピンの先端部がハウジング部材の内壁に設けられたロック穴に嵌合されて両者の相対回動をロックし、この状態からベーン部材とハウジング部材が逆向きに相対回動制御されるときには、ロック穴の底部に高圧の作動油が導入されてロックピンの嵌合が解除されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ベーン部材とハウジング部材の相対回動を規制する際にロックピンの先端部が嵌合されるロック穴は、嵌合状態でロックピンから大きな荷重入力を受けるため、耐摩耗性の高い材料によってハウジング部材とは別に形成されている。具体的には、ロック穴は、耐摩耗性の高い材料から成る円筒状のガイドブッシュによって形成され、このガイドブッシュがハウジング部材の内壁の取付穴に圧入固定されている。
【０００７】
ロック穴を形成するガイドブッシュの内周面はロックピンのスムーズな作動を実現するために高い寸法精度を要求され、通常、円筒に造形した後に加工治具に正確に締め付け固定して切削や研磨等の仕上加工が施される。
【０００８】
しかし、従来のバルブタイミング制御装置においては、ガイドブッシュが円筒形状であることから、治具に締め付け固定する際に変形を生じる虞があり、また、ガイドブッシュをハウジング部材の取付穴に圧入する際にも、同ブッシュに変形が生じることが懸念される。そして、ガイドブッシュの加工時やに組付時に同ブッシュに変形が生じると、ロックピンのスムーズな作動を実現するという所期の目的を達成できなくなる。
【０００９】
しかし、従来のバルブタイミング制御装置においては、ガイドブッシュが円筒形状であることから、治具に締め付け固定する際に変形を生じる虞があり、また、ガイドブッシュをハウジング部材の取付穴に圧入する際にも、同ブッシュに変形が生じることが懸念される。そして、ガイドブッシュの加工時や組付時に同ブッシュに変形が生じると、ロックピンのスムーズな作動を実現するという所期の目的を達成できなくなる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために請求項１に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトによって回転されるハウジング部材と、該ハウジング部材内に収容されて、カムシャフトに回転力を伝達するベーン部材と、前記ハウジング部材内に前記ベーン部材によって隔成されて、油圧によって前記ベーン部材を回動させる進角油圧室及び遅角油圧室と、前記ハウジング部材の側壁の所定位置に該側壁を貫通して形成された取付孔と、該取付孔に内に圧入固定されたガイドブッシュと、前記ベーン部材に進退自在に取付けられ、機関の運転状態に応じて前記ガイドブッシュに嵌合され、または、油圧によって嵌合が解除されるロックピンと、を備え、前記ガイドブッシュは、有底円筒状に形成されて、周壁部の一端に底壁が一体に形成され、該底壁によって前記取付孔を閉塞したことを特徴としている。
【００１１】
この発明の場合、ガイドブッシュの周壁部は底壁によって補強され、加工時や組付時における周壁部の変形が生じにくくなる。
【００１３】
また、この発明にあっては、ハウジング部材の取付孔にガイドブッシュを圧入する際には、取付孔の底部が閉塞されていないことから、取付孔の周域が容易に伸び変形する。したがって、取付孔のベーン部材寄りの周縁部に盛り上がり等の局部的な変形が生じにくくなる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、ロックピンとガイドブッシュの嵌合時にロックピンの先端に作用する作動油を吸排する吸排孔をガイドブッシュの周壁部を貫通して形成するようにした。
【００１５】
この発明の場合、吸排孔がハウジング部材の肉厚方向を占有しなくなる。また、吸排孔をドリル加工等によってガイドブッシュの周壁部に形成するときにはその変形が底壁によって阻止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示すものであり、図１において、１は、エンジンの吸気側のカムシャフトである。このカムシャフト１は、図外のシリンダヘッドに軸受を介して回転自在に支持されると共に、その基幹部外周に、機関弁としての吸気弁を開閉するための図外の駆動カムが設けられている。本発明にかかるバルブタイミング制御装置２はこのカムシャフト１の一端側に設けられている。
【００１８】
バルブタイミング制御装置２は、タイミングチェーン（図示せず。）を介してクランクシャフトによって回転駆動される駆動力伝達部材としてのチェーンスプロケット４と、このチェーンスプロケット４がリヤ側外周に形成されたハウジング部材５と、一端部にこのハウジング部材５が必要に応じて回動できるように組み付けられた前記カムシャフト１と、このカムシャフト１の一端に一体に組み付けられ前記ハウジング部材５の内部に回動自在に収容されたベーン部材７と、このベーン部材７をエンジンの運転状態に応じて油圧によって正逆回転させる油圧吸排手段８と、前記カムシャフト１に作用する回転変動トルクに伴なうベーン部材７の戻りを運転状態に応じて規制する回動規制手段９とを備えている。
【００１９】
前記ハウジング部材５は、略円筒状のハウジング本体１０と、このハウジング本体１０の前後の端面にボルト１１によって結合されたフロントカバー１２及びリヤカバー１３を備えており、ハウジング本体１０の内周面には、図２に示すように、ほぼ９０°間隔で断面台形状の仕切壁１４が４つ突設されている。
【００２０】
一方、前記ベーン部材７は、カムシャフト１にボルト（図示せず。）結合される略円柱状の胴部１６と、この胴部１６の外周面にほぼ９０°間隔で放射状に突設された４つの羽根部１７…を備えており、胴部１６はハウジング部材１０の軸心位置に配置され、各羽根部１７はハウジング部材５の隣接する仕切壁１４，１４間に配置されている。そして、ベーン部材７の各羽根部１７の一方側の側面とそれに対峙する仕切壁１４の間は進角油圧室１８とされ、各羽根部１７の他方側の側面とそれに対峙する仕切壁１４の間は遅角油圧室１９とされている。したがって、この装置においては進角油圧室１８と遅角油圧室１９の対が計４組設けられている。尚、各羽根部１７と仕切壁１４の先端部には、ばね付勢されたシール部材２０が夫々装着され、隣接する油圧室１８，１９間の液密が図られている。
【００２１】
また、ベーン部材７の胴部１６の前面側には円形状の凹部２１が設けられており、前記各進角油圧室１８に連通する第１径方向孔２２の端部と、各遅角油圧室１９に連通する第２径方向孔２３の端部がこの凹部２１の内周面に夫々開口している。第１径方向孔２２と第２径方向孔２３の各端部は、凹部２１内の軸方向にオフセットした位置に開口している。
【００２２】
そして、前記ベーン部材７の凹部２１には、エンジンの図外のフロントカバーに延設された円柱状の軸部材２４が相対回動可能に嵌合されており、この軸部材２４を通して進角油圧室１８と遅角油圧室１９に対する作動油の吸排が行われるようになっている。
【００２３】
前記油圧吸排手段８は、図１に示すように進角油圧室１８に対して油圧を吸排する第１油圧通路２５と、遅角油圧室１９に対して油圧を吸排する第２油圧通路２６の２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路２５，２６には、供給通路２７とドレン通路２８が夫々通路切換用の電磁切換弁２９を介して接続されている。前記供給通路２７には、オイルパン３０内の油を圧送するオイルポンプ３１が設けられており、ドレン通路２８の端部は前記オイルパン３０内に連通している。また、電磁切換弁２９はコントローラ３２によって制御されるが、このコントローラ３２には、エンジンの運転状態を示す各種信号が入力されるようになっている。
【００２４】
また、回動規制手段９は、エンジン始動時等にベーン部材７が遅角側に回動制御されているときにハウジング部材５とベーン部材７の相対的な回動を機械的にロックするものであり、ベーン部材７に軸方向に沿って進退自在に収容支持されたロックピン３４と、このロックピン３４を突出方向（フロントカバー１２方向）に付勢するばね部材３５と、フロントカバー１２の内側面（ハウジング部材５の内壁）の設定位置に形成され、ベーン部材７がハウジング部材５に対して遅角側に最大に変位した位置でロックピン３４の先端が嵌合されるロック穴３６とを備えている。
【００２５】
ロックピン３４は、先端にテーパ部３４ａを備える有底円筒状に形成され、ベーン部材７の一つの羽根部１７ａに形成された軸孔３７にカラー３８を介して摺動自在に収容されている。軸孔３７には、ロックピン３４を突出方向に付勢する前記ばね部材３５とこのばね部材３５の一端を支持するばね支持ピン３９とが収容され、ばね部材３５の介在されるロックピン３４の背部空間は大気に連通している。
【００２６】
一方、ロック穴３６はフロントカバー１２に直接加工されているのではなく、フロントカバー１２の設定位置に同カバー１２を軸方向に貫通する取付孔４０が形成され、この取付孔４０に、耐摩耗性の高い材料から成る有底円筒状のガイドブッシュ４１が圧入固定されることにより構成されている。ガイドブッシュ４１は、ロックピン３４の先端が嵌合されるテーパ状の内周面を有する周壁部４２と、この周壁部４２の一端を閉塞する底壁４３とを備えており、周壁部４２の底壁４３近傍部には、ロックピン３４の嵌合時に同ピン３４の先端に作用する作動油を吸排するための吸排孔４４が径方向に沿って形成されている。
【００２７】
以上のようにロック穴３６は周壁部４２の内周面によって構成され、フロントカバー１２の取付孔４０はガイドブッシュ４１の底壁４３によって閉塞されている。また、ガイドブッシュ４１の吸排孔４４はフロントカバー１２に形成された誘導溝４５を介して進角油圧室１８に連通している。
【００２８】
かかる構造において、エンジン始動時でオイルポンプ３１から作動油が充分に供給されないときや、電磁切換弁２９の操作によって遅角油圧室１９に高圧の作動油が供給されたときには、ベーン部材７がハウジング部材５に対して図２に示す最遅角位置にあり、回動規制手段９のロックピン３４はこのときばね部材３５の付勢力を受けその先端部がガイドブッシュ４１のロック穴３６に嵌合し、ベーン部材７とハウジング部材５を機械的に連結している。このため、図外のクランクシャフトからチェーンスプロケット４に入力された回転駆動力は、最遅角状態で機械的に連結されたハウジング部材５とベーン部材７を介してカムシャフト１に伝達され、図外の駆動カムを介して吸気弁を遅角タイミングで開閉する。
【００２９】
そして、ベーン部材７がこのように最遅角側に回動変位しているときには、上述のようにロックピン３４がハウジング部材５とベーン部材７を機械的に結合するため、吸気弁からカムシャフト１に変動トルクが入力されてもベーン部材７はハウジング部材５に対して相対回動することがなく、したがって、ベーン部材７がばた付き音を発生する等の不具合は生じない。
【００３０】
また、この状態からコントローラ３２による電磁切換弁２９の制御によって進角油圧室１８が供給通路２７に連通し、遅角油圧室１９がドレン通路２８に連通するようになると、進角油圧室１８には高圧の作動油が導入され、このときロックピン３４の先端部（ロック穴３６）にも誘導溝４５と吸排孔４４を介してその高圧の作動油が導入される。ロックピン３４はこのとき高圧の作動油の圧力を受け、ばね部材３５の付勢力に抗して後退し、ハウジング部材５とベーン部材７の回動規制を解除する。
【００３１】
一方、ベーン部材７の各羽根部１７は進角油圧室１８と遅角油圧室１９の差圧を受け、ベーン部材７全体はハウジング部材５に対して進角方向（遅角油圧室１９方向）に回動し、最進角位置で停止する。これにより、チェーンスプロケット４とカムシャフト１が相対回動し、チェーンスプロケット４に対するカムシャフト１の回転位相が進角側に制御される。
【００３２】
こうして、チェーンスプロケット４に対するカムシャフト１の回転位相が進角側に制御されている間、進角油圧室１８にはオイルポンプ３１の高圧が作用しつづけるため、ロックピン３４はこの圧力によってシリンダ穴４４内に後退した状態に維持される。
【００３３】
このバルブタイミング制御装置２は以上のように作動するが、ロックピン３４の嵌合されるガイドブッシュ４１は、周壁部４２の端部に底壁４３が一体に設けられているために強度的に強く、外部からの荷重入力に対して径方向に変形しにくい。したがって、ガイドブッシュ４１の仕上げ加工時に同ブッシュ４１を加工治具に締付固定するときに周壁部４２がその締付力によって変形することがなく、その分精度の高い仕上げ加工を実現することができる。また、ガイドブッシュ４１をフロントカバー１２の取付孔４０に圧入固定する際にも同様に変形が生じないため、組付状態においてもガイドブッシュ４１の内周面の精度は維持される。
【００３４】
さらに、取付孔４０はフロントカバー１２を板厚方向に貫通して形成されているため、ガイドブッシュ４１を取付孔４０に圧入する際には取付孔４０の周縁部に盛り上がり等の変形が生じない。
【００３５】
即ち、本発明の他の実施形態としては、図４に示すようにフロントカバー１２の内側面に同カバー１２を貫通しない取付穴５０を設け、その取付穴５０にガイドブッシュ４１を圧入固定する構造も採用可能であるが、図４の実施形態の場合、取付穴５０にガイドブッシュ４１を圧入する際に取付穴５０の周域の伸びがその底壁５０ａによって拘束されるため、その伸びが制約される分、取付穴５０の周域に図５に示すような盛り上がり５１が生じやすい。しかし、図１〜図３に示した実施形態のように、フロントカバー１２を板厚方向に完全に貫通する取付孔４０を設け、その取付孔４０にガイドブッシュ４１を圧入するようにすれば圧入時に取付孔４０の周域が比較的容易に伸び、図３に示すように取付孔４０の周縁部に盛り上がり等の変形が生じなくなる。
【００３６】
したがって、取付孔４０の周縁部に引っ掛かり等の原因となりやすい変形が生じないことから、ロックピン３４の作動はスムーズ、かつ、確実なものとなる。
【００３７】
また、図１〜図３に示した実施形態の場合、フロントカバー１２に形成した取付孔４０をガイドブッシュ４１の底壁４３によって閉塞しているため、フロントカバー１２に取付穴５０（図４，図５参照。）を形成してその穴５０にガイドブッシュ４１を圧入するのに比較し、取付穴５０の底壁５０ａ分だけフロントカバー１２を薄肉にしてハウジング部材５の小型・軽量化を図ることができるという利点がある。
【００３８】
さらに、上述のいずれの実施形態においても、吸排孔４４はガイドブッシュ４１の底壁４３ではなく周壁部４２に形成されているため、吸排孔形成のために底壁４３の肉厚を厚くしなくて良い分、フロントカバー１２をより薄肉にすることができる。尚、ガイドブッシュ４１の周壁部４２に吸排孔４４を形成する場合には、同ブッシュ４１の周壁部４２に径方向からドリルを当てる等して加工を行うが、このとき周壁部４２は前述のように底壁４３によって補強されているため、孔あけ加工に伴なう変形もほとんど生じない。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の発明は、ガイドブッシュの周壁部を、その一端に形成した底壁によって補強できるようにしたため、ガイドブッシュの加工時や組付時における同ブッシュの変形を確実に防止でき、常時ロックピンのスムーズな作動を得ることのできる。
【００４０】
また、この発明によれば、ハウジング部材に対するガイドブッシュの圧入時に、ハウジング部材の取付孔の周縁部に盛り上がり等の局部的な変形が生じるのを防止できるため、ロックピンとガイドブッシュの嵌合時や嵌合解除時に、変形部分にロックピンが引っ掛かることがなく、したがって、ロックピンの安定確実な作動を得ることができる。
さらに、ガイドブッシュの底壁によって取付孔を閉塞しているため、側壁に有底状の取付穴を形成してその穴にガイドブッシュを圧入する場合に比較して取付穴の底壁分だけ側壁を薄肉にすることができるため、ハウジング部材の小型・軽量化が図れる。
【００４１】
請求項２に記載の発明は、吸排通路がハウジング部材の肉厚方向を占有しなくなるため、ハウジング部材のより小型・軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図３】同実施形態を示す部分拡大断面図。
【図４】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【図５】同実施形態を示す図４の一部を拡大した断面図。
【符号の説明】
２…バルブタイミング制御装置
４…チェーンスプロケット（駆動力伝達部材）
５…ハウジング部材
７…ベーン部材
８…油圧吸排手段
１２…フロントカバー（側壁）
１８…進角油圧室
１９…遅角油圧室
３４…ロックピン
３６…ロック穴
４０…取付孔
４１…ガイドブッシュ
４２…周壁部
４３…底壁
４４…吸排孔
【図１】
0003934316.tif 000002
【図２】
0003934316.tif 000003
【図３】
0003934316.tif 000004
【図４】
0003934316.tif 000005
【図５】
0003934316.tif 000006