(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁開閉用の回転部材と、
該回転部材と相対回転可能に係合する回転伝達部材と、
前記回転部材又は前記回転伝達部材の一方に設けられたベーンと、
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室と遅角用室とに二分される流体圧室と、
前記回転部材及び前記回転伝達部材に形成されたロック溝と、
該ロック溝に配設され前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を規制し、一側に流体圧を供給することで両側に高圧側と低圧側を形成するロック部材と、
前記進角用及び遅角用室並びにロック溝にそれぞれ流体を給排する第１及び第２流体通路とを備える弁開閉時期制御装置において、
前記ロック部材の流体圧が作用する前記一側の面とは反対側の面と前記ロック部材の出退方向と平行な面のうち前記ロック溝と摺動する面との角部である低圧側の角部がＲ形状であり、流体圧が作用する前記一側の面と前記ロック部材の出退方向と平行な面のうち前記ロック溝と摺動する面との角部である高圧側の角部が角形状であることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記低圧側の角部は、前記回転部材における径方向外側の前記ロック部材の角部であり、前記高圧側の角部は、前記回転部材における径方向内側の前記ロック部材の角部であ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】
従来の弁開閉時期制御装置としては、特開２００１―３７１６号公報に開示される技術がある。これは内燃機関のシリンダヘッドに組付けられる弁開閉用の回転部材と、回転部材に相対回転可能に係合する回転伝達部材と、回転部材又は回転伝達部材の一方に設けられたベーンと、回転部材と回転伝達部材との間に形成されたベーンによって進角用室と遅角用室との二分される流体圧室と、進角用及び遅角用室にそれぞれ流体を給排する第１及び第２流体通路と、回転部材又は回転伝達部材に形成され、スプリングにより回転部材又は回転伝達部材に向けて付勢され、一側に流体圧を供給することで両側に高圧側と低圧側を形成するロック部材を収容する退避部と、回転部材又は回転伝達部材に形成され、回転部材と回転伝達部材の相対位相が所定の位相で同期したときロック部材の頭部が没入する受容部と、受容部に流体を給排する第３流体通路とを備えたものである。
【０００３】
この弁開閉時期制御装置では、ロック部材の低圧側の角部が角形状であるため、ロック部材を解除する際、ロック部材が該ロック部材を回転部材に向けて付勢するスプリングを支点として揺動し低圧側の角部が受容部の内壁に引っ掛かりながら摺動し、このため受容部の内壁の摩耗を促進しロック部材の摺動抵抗を増加させる。また高圧側の角部（Ｒ部）がＲ形状であるため、Ｒ部に内燃機関の摺動部より発生する摩耗粉等の異物が堆積し噛み込みやすくなる。これらは、ロック部材の作動不良となり、内燃機関の始動不能、始動時異音の不具合発生の可能性を高める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、弁開閉時期制御装置において、ロック部材の作動性の向上をはかり、作動不良による内燃機関の不具合の低減することを技術的課題とする。
【０００５】
上記した技術的課題を解決するために請求項１の発明において講じた手段は、弁開閉用の回転部材と、該回転部材と相対回転可能に係合する回転伝達部材と、前記回転部材又は前記回転伝達部材の一方に設けられたベーンと、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室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記回転部材及び前記回転伝達部材に形成されたロック溝と、該ロック溝に配設され前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を規制し、一側に流体圧を供給することで両側に高圧側と低圧側を形成するロック部材と、前記進角用及び遅角用室並びにロック溝にそれぞれ流体を給排する第１及び第２流体通路とを備える弁開閉時期制御装置において、前記ロック部材の流体圧が作用する前記一側の面とは反対側の面と前記ロック部材の出退方向と平行な面のうち前記ロック溝と摺動する面との角部である低圧側の角部がＲ形状であり、流体圧が作用する前記一側の面と前記ロック部材の出退方向と平行な面のうち前記ロック溝と摺動する面との角部である高圧側の角部が角形状としたことである。
【０００６】
この手段によれば、ロック部材を解除する際、低圧側Ｒ部（角部）はロック部材の傾ぎによる摺動抵抗を低減し摺動性を向上するとともに、Ｒ部に堆積しようとする内燃機関の摺動部より発生する摩耗粉等の異物が高圧側から低圧側へ流動する作動流体に洗い流されるため、噛み込みの不具合が防止できる。高圧側角は、角形状により異物の堆積および噛み込みを防止することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１、図２および図５に示した弁開閉時期制御装置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の先端部に一体的に組付けた内部ロータ２０からなる弁開閉用の回転部材と、内部ロータ２０に所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ３０、フロントプレート４０、リアプレート５０及び外部ロータ３０の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット３１からなる回転伝達部材と、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に組付けたロックキー８０等によって構成されている。尚、タイミングスプロケット３１には、周知のように、図示しない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の時計方向に回転動力が伝達される。
【０００９】
内部ロータ２０は単一の取り付けボルト９１によって図示しないカムシャフト１０に一体的に固着されていて、４つのベーン溝２１、受容溝（受容部）２２、径方向に延びるそれぞれ４つの通路（第１・第２流体通路）２３、２４を備えている。各ベーン７０によって区画された４つの遅角用油室Ｒ２には遅角通路１２および通路２４を介して作動油（作動流体）が給排される。ベーン溝２１の底部とベーン７０の底面との間には板バネ７３が配設されており、ベーン溝２１には４枚のベーン７０のそれぞれが径方向に移動可能に取り付けられている。受容溝２２には図２に示した状態、カムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位置が所定の位相（最遅角位置）で同期したとき、ロックキー８０の頭部が所定量没入する。受容溝２２には進角通路２３からの作動油が供給される。
【００１０】
外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周に所定角度範囲で相対回転可能に組付けられている。外部ロータ３０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によって一体的に連結されている。外部ロータ３０の、フロントプレート４０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。
【００１１】
外部ロータ３０の内周には周方向に４個の凸部３３が形成されている。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。ある一つの凸部にはロックキー８０を収容する退避溝３４と、退避溝３４と連通し、ロックキー８０を径方向内方へと付勢するスプリング８１の収容溝３５が形成されている。
【００１２】
ロックキー８０は、その径方向内側に油圧を供給されることで径方向内側及び外側に夫々高圧側と低圧側を形成し、低圧側の角部８０ａ、８０ｂはＲ形状、高圧側の角部８０ｃ、８０ｄは角形状を呈している。
【００１３】
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に係止して組付けられており、各ベーン７０の外部ロータ３０、フロントプレート４０及びリアプレート５０に対する摩擦係合力（進角側への回転を阻害する力）を考慮して設けられている。トーションスプリング６０は、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に対して進角側に付勢している。
【００１４】
各ベーンは７０、軸方向では両プレート４０、５０の間に、径方向では外部ロータ３０と内部ロータ２０との間に、周方向では隣り合う凸部３３の間に形成される流体圧室Ｒ０を進角用油室（進角用室）Ｒ１と遅角用油室（遅角用室）Ｒ２とに区画している。内部ロータ２０と外部ロータ３０との相対回転量は、流体圧室Ｒ０の周方向幅（角度）に依存する。最進角側ではベーン７０ａが凸部３３ａの周方向の一側面に当接する位置で相対回転が規制され、最遅角側ではベーン７０ｂが凸部３３ｂの周方向の一側面に当接する位置で規制される。遅角側ではロックキー８０の頭部が受容溝２２に入り込むことで内部ロータと外部ロータの相対動きを規制する。
【００１５】
以上のように構成した本実施の弁開閉時期制御装置の作用を説明する。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、流体圧室Ｒ０には作動油が供給されていない。このため、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に示すように最遅角位置において同期している。ここではロックキー８０の頭部が内部ロータ２０の受容溝２２に所定量嵌まり込んでおり、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、いわゆるロック状態にある。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限り、オイルポンプから供給される作動油は接続通路１５、遅角通路１２及び通路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は依然として図２に示すロック状態に維持される。
【００１６】
内燃機関の運転条件によって、弁開閉時期に進角が必要になると、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の位置が切り換わるため、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及び通路２３を通って、進角用油室Ｒ１へと供給される。また、通路２３から受容溝２２にも供給される。一方で遅角用油室Ｒ２にあった作動油（油圧）は、通路２４、遅角通路１２及び接続通路１５を介して切換弁２００の排出ポートから排出される。このとき、受容溝２２のロックキー８０の径方向内側は高圧、径方向外側は低圧となり、ロックキー８０と受容溝２２との間に形成される摺動可能な隙間より作動油（油圧）が流れる。従って、ロックキー８０の径方向内側では角部８０ｃ、８０ｄの角形状により異物の堆積および噛み込みを防止し、径方向外側では８０ａ、８０ｂのＲ形状により異物は作動流体に洗い流される。次に、ロックキー８０が低圧側に配設されるスプリング６０に抗して移動し、その頭部が高圧側に配設される受容溝２２から抜けて内部ロータ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及びプレート４０、５０に対して進角側（時計方向）に相対回転する。この相対回転は、図２の最遅角状態から図３の中間進角状態を経て図４の最進角状態まで至ることができる。尚、ロックキー８０の低圧側の角部８０ａ、８０ｂはＲ形状に形成されているので、ロックキー８０によるロックが解除される時、ロックキー８０のの傾きによる摺動抵抗を低減でき、摺動部位の摩耗が低減される。
【００１７】
ロックキー８０が受容溝２２から抜けた状態では、切換弁２００に通電するデューティ比を小さくしていくと、各遅角用油室Ｒ２に作動油を供給することができると共に、各進角用油室Ｒ１から作動油を排出することができる。従って、図４の位置から図３の位置へや、図３位置から図２の位置へと無段階に、内部ロータ２０と各ベーン７０を外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対して遅角側（反時計方向）に相対回転させることができる。
【００１８】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、ロック部材の低圧側の角部（Ｒ部）をＲ形状にすることで、ロック部材の摺動部位の摩耗を防止でき、ガタツキ（傾ぎ）による摺動抵抗を低減できるとともに、Ｒ部に堆積しようとする内燃機関の摺動部より発生する摩耗粉等の異物が高圧側から低圧側へ流動する作動流体に洗い流されるため、噛み込みの不具合が防止できる。一方、ロック部材の高圧側の角部を角形状にすることで、異物の堆積および異物が噛み込み難くなり、誤作動防止となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である弁開閉時期制御装置の縦断面図である。
【図２】  弁開閉時期制御装置の最遅角状態であって、図１においてフロントプレート４０を外した状態の正面図である。
【図３】  弁開閉時期制御装置の中間進角状態であって、図２と同様の正面図である。
【図４】  弁開閉時期制御装置の最進角状態であって、図２と同様の正面図である。
【図５】  弁開閉時期制御装置のロックキー部の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
２０・・・内部ロータ（回転部材）
２２・・・受容溝（ロック溝）
２３・・・通路（第１流体通路）
２４・・・通路（第２流体通路）
３０・・・外部ロータ（回転伝達部材）
３４・・・退避溝（ロック溝）
７０・・・ベーン
８０・・・ロックキー（ロック部材）
Ｒ０・・・流体圧室
Ｒ１・・・進角用油室（進角用室）
Ｒ２・・・遅角用油室（遅角用室）
【図１】
0004389414.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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