(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又はカムシャフトの一方と共に回転する回転部材と、その内周面を前記回転部材の外周面に摺接するように前記回転部材に所定範囲で相対回転可能に取り付けられ、連結部材を介して前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの他方と共に回転する回転伝達部材と、該回転伝達部材の内周面に形成された凹部を進角用室と遅角用室とに区画するように前記回転部材に設けられたベーンと、前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路とを備え、前記回転伝達部材が前記凹部を内周面に有するハウジング部材と、該ハウジング部材の一側面側に配設されて前記ハウジング部材の他側面側に配設される前記連結部材と共に前記ハウジング部材に固定されるプレート部材とから構成された弁開閉時期制御装置において、前記回転伝達部材の組立時に前記ハウジング部材と前記連結部材とを前記ハウジング部材の一側面にて軸方向に押さえて固定する押圧部材を収容する溝部を前記プレート部材の外周に設けたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記溝部は、前記ハウジング部材の前記凹部間の径方向内方部位を軸方向に貫通して前記連結部材にその一端が螺合される締結部材の他端が当接する前記プレート部材の座部の径方向外方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の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、内燃機関の動弁装置において吸気弁或いは排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置の１つとして、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられ、その一方にクランクシャフトの回転動力が伝達される弁開閉用の２つのカムシャフトと、該一方のカムシャフトに固定される回転部材と、その内周面を回転部材の外周面に摺接するように回転部材に所定範囲で相対回転可能に外装される回転伝達部材と、一方のカムシャフトに相対回転可能に支承されると共に回転伝達部材と他方のカムシャフトを連結するギヤと、回転伝達部材の内周面に形成された複数の凹部を進角用室と遅角用室とに区画するように回転部材に設けられた複数のベーンと、進角用室に流体を給排する第１流体通路と、遅角用室に流体を給排する第２流体通路とを備えたものがあり、例えば特開平９−２０９７２３号公報に開示されている。
【０００３】
この弁開閉時期制御装置によれば、第１流体通路を介して進角用室へ作動流体を供給すると共に第２流体通路を介して遅角用室から作動油を排出することにより、回転伝達部材及びギヤが回転部材及び一方のカムシャフトに対して一方向に相対回転し、ギヤを介して連結される他方のカムシャフトによる弁開閉時期が早められ、第２流体通路を介して遅角用室へ作動流体を供給すると共に第１流体通路を介して進角用室から作動油を排出することにより、回転伝達部材及びギヤが回転部材及び一方のカムシャフトに対して他方向に相対回転し、ギヤを介して連結される他方のカムシャフトによる弁開閉時期が遅らされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の装置においては、回転伝達部材が、凹部を内周面に有するハウジング部材と、該ハウジング部材の一側面側に配設されてハウジング部材の他側面側に配設されるギヤと共にハウジング部材に固定されるプレート部材とから構成されていて、ハウジング部材の内周面と回転部材の外周面との摺接部位にて隣合う進角用室及び遅角用室間を液密的に遮断するようになっている。一方、ギヤは、ハウジング部材に対して軸方向に離間した位置にて一方のカムシャフトに相対回転可能に支承されている。そのため、上記した良好な動力伝達及び位相変換作動を保証するためには、ハウジング部材とギヤの同軸度を確保する必要がある。
【０００５】
このため、上記した従来の装置においては、組立時に、定盤上にてハウジング部材とギヤの同軸度を治具を用いて調整した後、ハウジング部材の一側面にて押圧部材によりハウジング部材とギヤとを定盤に向けて軸方向に押さえてハウジング部材とギヤとを調整状態に保持して、回転部材、ベーン及びプレート部材を取り付ける必要がある。ところが、上記した従来の装置においては、プレート部材の取付け時に、押圧部材とプレート部材との干渉を避けるために押圧部材による調整状態の保持を解放しなければならず、この解放によりハウジング部材とギヤの同軸度がずれ、上記した良好な動力伝達及び位相変換作動を保証できなくなる恐れがあった。
【０００６】
そこで、ハウジング部材の外周又は一側面に径方向外方に向けて突出部を設け、該突出部にて押圧部材によりハウジング部材とギヤを軸方向に押さえることが考えられる。これによれば、同軸度の調整後、調整状態にハウジング部材とギヤを押圧部材により保持しつつ、プレート部材を取り付けることが可能となり、ギヤとハウジング部材の同軸度を保証することができる。しかしながら、突出部によりハウジング部材の外径が大きくなり、内燃機関への当該弁開閉時期制御装置の搭載時に支障を招く恐れがある。
【０００７】
それゆえ、本発明は、当該弁開閉時期制御装置において、装置の大型化を招くことなくハウジング部材と連結部材の同軸度を確保し、良好な動力伝達及び位相変換作動を保証することを、その課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、内燃機関のクランクシャフト又はカムシャフトの一方と共に回転する回転部材と、その内周面を前記回転部材の外周面に摺接するように前記回転部材に所定範囲で相対回転可能に取り付けられ、連結部材を介して前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの他方と共に回転する回転伝達部材と、該回転伝達部材の内周面に形成された凹部を進角用室と遅角用室とに区画するように前記回転部材に設けられたベーンと、前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路とを備え、前記回転伝達部材が前記凹部を内周面に有するハウジング部材と、該ハウジング部材の一側面側に配設されて前記ハウジング部材の他側面側に配設される前記連結部材と共に前記ハウジング部材に固定されるプレート部材とから構成された弁開閉時期制御装置において、前記回転伝達部材の組立時に前記ハウジング部材と前記連結部材とを前記ハウジング部材の一側面にて軸方向に押さえて固定する押圧部材を収容する溝部を前記プレート部材の外周に設けたことである。
【０００９】
上記した手段によれば、当該弁開閉時期制御装置の組立時に、定盤上にてハウジング部材と連結部材の同軸度を治具を用いて調整し、ハウジング部材の一側面にて押圧部材によりハウジング部材と連結部材とを定盤に向けて軸方向に押さえてハウジング部材と連結部材とを調整状態に保持した状態にて、回転部材及びベーンを組み込んだ後、プレート部材をその外周に設けた溝部を押圧部材に沿って取り付けることができる。これにより、プレート部材の取付けに際して押圧部材によるハウジング部材と連結部材との調整状態の保持を解放する必要がなくなるため、ハウジング部材と連結部材の同軸度が的確に確保され、良好な動力伝達及び位相変換作動を保証することができる。
【００１０】
上記した手段において、前記溝部は、前記ハウジング部材の前記凹部間の径方向内方部位を軸方向に貫通して前記連結部材にその一端が螺合される締結部材の他端が当接する前記プレート部材の座部の径方向外方に設けられていることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。
【００１２】
図１において、シリンダヘッド１に回転可能に支持された排気弁用カムシャフト（第１カムシャフト）２及び吸気弁用カムシャフト（第２カムシャフト）３は、シリンダヘッド１内において、夫々第１カムシャフト２の外周に相対回転可能に装着されたギヤ（連結部材）４と第２カムシャフト３の外周に相対回転不能に装着されたギヤ５とが噛合してなる動力伝達手段６を介して連結されている。
【００１３】
タイミングプーリ７は、シリンダヘッド１内より突出した第１カムシャフト２の端部に螺合されたボルト８によって第１カムシャフト２に締結されている。ボルト８の偏心位置には、回り止め機能を果たすストッパピン９が設けられている。タイミングプーリ７は、周知のようにクランクシャフト４８に図示しないクランクプーリ及びタイミングベルト４９を介して連結されている。
【００１４】
シリンダヘッド１内に延びる第１カムシャフト２の円筒部１０は、フロント側より雄ねじ部１１と、環状溝１２、１３が形成された部分とからなり、環状溝１２、１３が形成された部分よりリヤ側には、ギヤ４が相対回転可能に支承されるジャーナル部１４が形成され、該ジャーナル部１４のリヤ側にはカム１５が形成されている。
【００１５】
しかして、環状溝１２、１３が形成された部分には、弁開閉時期制御装置の主体となる弁開閉時期制御機構１６が装着されている。弁開閉時期制御機構１６は、図２に示すように、内部ロータ１７（回転部材）と、該内部ロータ１７の外周に４個所形成された径方向溝に一端が嵌入され他端が放射状に延びる４つのベーン１８と、内部ロータ１７を包囲するように配設され、その内周部に径方向内方に突出形成される４つの突部１９Ａの内周面が内部ロータ１７の外周面に液密的に回転可能に摺動すると共に隣合う突部１９Ａ間に形成される凹部１９Ｂ内にベーン１８を夫々収容する外部ロータ１９（ハウジング部材）と、図1に示すように、内部ロータ１７、ベーン１８及び外部ロータ１９を軸方向に挟み、凹部１９Ｂ内に内部ロータ１７とで圧力室（流体圧室）を形成するフロントプレート２１及びリヤプレート２２等から構成されている。フロントプレート２１、リヤプレート２２及び外部ロータ１９はギヤ４と共にボルト２３により一体とされていて、フロントプレート２１及びリヤプレート２２は外部ロータ１９の側面に夫々液密的に圧接されていると共に内部ロータ１７の側面に夫々液密的に摺接可能となっている。ボルト２３は、フロントプレート２１側よりフロントプレート２１に形成される貫通孔及び外部ロータ１９に形成される貫通孔１９ｄを貫通して、その一端にてギヤ４に螺合されている。本実施形態においては、周方向に等間隔に貫通孔１９ｄが外部ロータ１９の凹部１９Ｂ間の径方向内方部位に軸方向に貫通して形成されていて（径方向内方に偏った部分を軸方向に貫通している）、ギヤ４の小径化による小型化を図っている。
【００１６】
本実施形態においては、フロントプレート２１には、図１及び図３に示すように、ボルト２３の頭部が当接する座部２１ｄの径方向外方に切り欠き状の溝部２１ａが形成されている。尚、図３中、２１ｂはフロントプレート２１の側面に形成されるリブ間の窪みで、２１ｃは後述するナット２５が貫通する内孔である。
【００１７】
各ベーン１８の他端は、凹部１９Ｂの内周面に液密的に摺接するように各圧力室内に径方向に延在しており、各ベーン１８により各圧力室は進角用室３１と遅角用室３０に二分されている。図１に示すように、各ベーン１８は内部ロータ１７の径方向溝との間に介装されたベーンスプリング１８ａにより常時径方向外方に付勢されている。尚、リヤプレート２２の内周部２２ａはジャーナル部１４の径よりも大きく且つ、内部ロータ１７に形成される径方向溝の内端を結ぶ円の径より小さな内径を有している。また、フロントプレート２１の内周部は、径方向溝の内端を結ぶ円の径より小さな内径を有している。
【００１８】
上記した弁開閉時期制御機構１６は、内部ロータ１７のリヤ側側面がジャーナル部１４のフロント側側面に当接する状態において、雄ねじ部１１に内部ロータ１７のフロント側側面に当接可能なナット２５を締結することにより、内部ロータ１７がナット２５とジャーナル部１４との間で挟圧されることで、第１カムシャフト２に軸方向に移動不能に取り付けられている。また、図1に示すように、内部ロータ１７の外周には、環状溝１３内に径方向にノックピン３２が圧入固定されており、該ノックピン３２の外端は内部ロータ１７の内周面のリヤ側に軸方向に形成される係合溝３３に嵌入されている。これにより、ノックピン３２の外端が内部ロータ１７の係合溝３３に周方向に係合することによって、弁開閉時期制御機構１６が第１カムシャフト２に相対回転不能に取り付けられる。尚、ノックピン３２の径は環状溝１３の開口幅（軸長）よりも小さく、環状溝１３の周方向の連通を妨げないようになっている。
【００１９】
各進角用室３１及び各遅角用室３０には、油圧制御弁３９及び制御装置４１等によって構成される作動油給排装置３８により夫々第１流体通路及び第２流体通路を介して作動油が給排されるようになっている。第１流体通路は、第１カムシャフト２の軸心に形成された油路２７と、該油路２７と環状溝１３を連通するように第１カムシャフト２に径方向に形成された２つの油路４６と、環状溝１３と各進角用室３１を連通するように内部ロータ１７に形成された４つの油路２９と、油路２７に一端を連通されるように第１カムシャフト２に径方向に形成される油路４７とから成り、油路４７の他端はシリンダヘッド１に形成された環状溝４４を介して油圧制御弁３９のＡポートに接続されている。第２流体通路は、第１カムシャフト２内に油路２７に軸対象に形成された２つの油路２６と、該油路２６と環状溝１２を連通するように第１カムシャフト２に径方向に形成された２つの油路４５と、環状溝１２と各遅角用室３０を連通するように内部ロータ１７に形成された４つの油路２８、２８ａとから成り、油路２６は第１カムシャフト２の外周に形成される環状溝４３を介して油圧制御弁３９のＢポートに接続されている。尚、図1中、３４は通路２７の開口を閉塞するために圧入されたボールであり、３５は通路２７を他の通路と遮断するために圧入されたボールである。また、図２中、５０は、内燃機関の始動時に内部ロータ１７と外部ロータ１９の相対位相を図２に示す最遅角時の相対位相に保持する周知のロック機構である。
【００２０】
油圧制御弁３８は、ソレノイドへ通電することによりハウジング内に軸方向に移動可能に嵌挿されたスプールをスプリングに抗して図１の右方向へ移動できるものであり、非通電時には当該内燃機関によって駆動されるオイルポンプ４０に接続されたＰポートがＢポートに連通すると共に、リザーバ４２に接続されたＲポートがＡポートに連通するように、また通電時にはＰポートがＡポートに連通すると共に、ＢポートがＲポートに連通するように構成されている。このため、油圧制御弁３８のソレノイドの非通電時には第２流体通路を介して各遅角用室３０に作動油が供給され、ソレノイドの通電時には第１流体通路を介して各進角用室３１に作動油が供給され、ソレノイドへの通電が制御装置４１によりデューティ制御される。
【００２１】
上記構成において、クランクシャフト４８の回転動力が伝達されるタイミングプーリ７によって第１カムシャフト２が駆動されると、第１カムシャフト２により図示しない排気弁が開閉駆動されると共に、第１カムシャフト２の回転が内部ロータ１７、ベーン１８、外部ロータ１９及びボルト２３を介してギヤ４へ伝達され、更にギヤ４及びギヤ５を介して第２カムシャフト３に伝達され、第２カムシャフト３により図示しない吸気弁が開閉駆動される。
【００２２】
各進角用室３１及び各遅角用室３０への作動油の給排は、上述したように油圧制御弁３９の制御位置を制御装置４１によりデューティ制御することにより制御される。したがって、各進角用室３１内の油圧が各遅角用室３０内の油圧よりも高くなるように油圧制御弁３９を制御することにより、外部ロータ１９と共にギヤ４が内部ロータ１７及び第１カムシャフト２に対して、図２の時計方向に回転し、第１カムシャフト２に対する第２カムシャフト３の相対位相（クランクシャフト４８の回転位相に対する第２カムシャフト３の回転位相）を進ませることができる。また、逆に各遅角用室３０内の油圧が各進角用室３１内の油圧よりも高くなるように油圧制御弁３９を制御することにより、外部ロータ１９と共にギヤ４が内部ロータ１７及び第１カムシャフト２に対して、図３の反時計方向に回転し、第１カムシャフト２に対する第２カムシャフト３の相対位相を遅らせることができる。尚、この第１カムシャフト２に対する第２カムシャフト３の相対位相は油圧制御弁３９のデューティ制御により任意な位相に保持することができる。
【００２３】
本実施形態においては、第１カムシャフト２に対する第２カムシャフト３の遅角側への相対位相が、図２に示すように、一つのベーン（図２において右上のベーン）１８がその内部ロータ１７の外周から突出する部位の径方向内端部にて、突部１９Ａの進角用室側端面１９ａに当接することにより制限されるようになっている。尚、ベーン１８が当接し、内部ロータ１７の外周まで径方向内方に延在する進角用室側端面１９ａには径方向に延びる連通溝１９ｂが形成されていて、突部１９Ａの内周部に形成される周方向溝１９ｃとで、ベーン１８の当接時に進角用室（図２において右上の進角用室）３１と油路２９の連通が確保されている。また、本実施形態においては、第１カムシャフト２に対する第２カムシャフト３の進角側への相対位相が、ベーン１８が突部１９Ａの遅角用室側端面に当接する相対位相より前に、ベーン１８が遅角用室側端面に当接することなしに、各進角用室３０及び遅角用室３１へ印加される作動油の圧力により保持することで制限されるようになっている。
【００２４】
ところで、上記した本実施形態においては、外部ロータ１９の突部１９Ａの内周面と内部ロータ１７の外周面との摺接部位にて（摺接部位におけるメタルタッチにより）隣合う進角用室３１と遅角用室３０間を液密的に遮断するようになっている。一方、ギヤ４は、外部ロータ１９に対して軸方向に離間した位置にて第１カムシャフト２に相対回転可能に支承されている。そのため、良好な位相変換作動及びクランクシャフト４８から第２カムシャフト３への良好な回転動力伝達を保証するためには、外部ロータ１９とギヤ４の同軸度を確保しつつ弁開閉時期制御機構１６及びギヤ４を組み立てる必要があり、本実施形態においては、次のように弁開閉時期制御機構１６及びギヤ４が組み立てられる。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、定盤５０上にギヤ４、リアプレート２２及び外部ロータ１９をボルト２３が貫通する各貫通孔等の位置を合わせて順次重ね合わせた状態で、外部ロータ１９、リアプレート２２及びギヤ４の各内孔内に段付治具５２を嵌合させ、外部ロータ１９内径とギヤ４内径の同軸度を調整する。ここで、調整できる範囲は、外部ロータ１９の貫通孔１９ｄの内径とボルト２３の外径間の隙間である。このように同軸度を調整した状態でチャック治具５１のチャック爪５１ａにより外部ロータ１９のフロントプレート２１側一側面の貫通孔１９ｄの径方向外方部位にてチャッキング（定盤５０に向けて軸方向に押し付ける）して、調整状態に保持しながら、図４（ｂ）に示すように外部ロータ１９内に内部ロータ１８及びベーン１８等を組み込む。そして、溝部２１ａをチャック爪５１ａに沿わせてフロントプレート２１を外部ロータ１９の一側面に接合させて、内部ロータ１８及びフロントプレート２１の各内孔に段付治具５３を嵌合させ、内部ロータ１８内径とフロントプレート２１内径の同軸度を調整する。ここで、調整できる範囲は、フロントプレート２１の貫通孔の内径とボルト２３の外径間の隙間である。内部ロータ１８内径とフロントプレート２１内径の同軸度の調整後、ボルト２３を締結して弁開閉時期制御機構１６とギヤ４との組立が完了する。
【００２６】
以上のように、本実施形態によれば、フロントプレート２１の座部２１ｄの径方向外方に形成された溝部２１ａに図３に破線で示すようにチャック爪５１ａを収容させることで、外部ロータ１９の内径とギヤ４の内径の同軸度を調整した状態をチャッキング治具５１に保持した状態で弁開閉時期制御機構１６及びギヤ４を組み立てることができるので、外部ロータ１９とギヤ４の同軸度を確保でき、良好な位相変換作動及びクランクシャフト４８から第２カムシャフト３への良好な回転動力伝達を保証することができる。また、本実施形態においては、チャック爪によりチャッキングするために、外部ロータの外周又は一側面に径方向外方に向けて突出部を設ける必要がないので、突出部により外部ロータの外径が大きくなることを防止でき、内燃機関への当該弁開閉時期制御装置の搭載性を悪化させることはない。
【００２７】
また、本実施形態においては、上記したように外部ロータ１９の貫通孔１９ｄが凹部１９Ｂ間の径方向内方部位に軸方向に貫通して形成されていて（径方向内方に偏った部分を軸方向に貫通している）、ギヤ４の小径化による小型化を図っており、これに伴いフロントプレート２１の貫通孔及び座部２１ｄが径方向内方に位置する。このため、ボルト２３の締結時にフロントプレート２１の径方向外方が外部ロータ１９よりも離間する側に変形しようとするが、本実施形態においては、フロントプレート２１の座部２１ｄの径方向外方に溝部２１ａが形成されているため、この変形が抑制される。これにより、フロントプレート２１と外部ロータ１９の一側面との良好な液密的な接合を維持することができ、良好な位相変換作動を保証することができる。
【００２８】
上記した実施形態においては、ベーン１８が内部ロータ１７と別体に設けられた弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明はベーンが周方向に厚肉とされて内部ロータに一体に設けられる弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。また、上記した実施形態においては、内部ロータ１７をクランクシャフト４８に接続された第１カムシャフト２に相対回転不能に取り付け、外部ロータ１９を内部ロータ１７に所定範囲で相対回転可能に外装すると共に動力伝達手段６を介して第２カムシャフト３に連結されるように構成された弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は外部ロータを連結部材を介してクランクシャフトに接続すると共に、カムシャフトに相対回転不能に取り付けられる内部ロータ上に所定範囲で相対回転可能に外装した弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、当該弁開閉時期制御装置の組立時に、定盤上にてハウジング部材と連結部材の同軸度を治具を用いて調整し、ハウジング部材の一側面にて押圧部材によりハウジング部材と連結部材とを定盤に向けて軸方向に押さえてハウジング部材と連結部材とを調整状態に保持した状態にて、回転部材及びベーンを組み込んだ後、プレート部材をその外周に設けた溝部を押圧部材に沿って取り付けることができる。これにより、ハウジング部材の外径を大きくすることなく、プレート部材の取付けに際して押圧部材によるハウジング部材と連結部材との調整状態の保持を解放する必要がなくなるため、弁開閉時期制御装置の大型化を招くことなく、ハウジング部材と連結部材の同軸度を的確に確保でき、良好な動力伝達及び位相変換作動を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のフロントプレートの側面図である。
【図４】（ａ）は治具を用いて外部ロータとギヤの同軸度を調整している状態を示す図、（ｂ）は治具を用いて内部ロータとフロントプレートの同軸度を調整し弁開閉時期制御機構とギヤを組み立てる状態を示す図である。
【符号の説明】
１  シリンダヘッド
２  第１カムシャフト
３  第２カムシャフト
４  ギヤ（連結部材）
１７  内部ロータ（回転部材）
１８  ベーン
１９  外部ロータ（回転伝達部材、ハウジング部材）
１９Ｂ  凹部
２１  フロントプレート（回転伝達部材、プレート部材）
２１ａ  溝部
２１ｄ  座部
２３  ボルト（締結部材）
２６、２８  通路（第１流体通路）
２７、２９  通路（第２流体通路）
３０  遅角用室
３１  進角用室
４８  クランクシャフト
５１ａ  チャック爪（押圧部材）
【図１】
0003991473.tif 000002
【図２】
0003991473.tif 000003
【図３】
0003991473.tif 000004
【図４】
0003991473.tif 000005