(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁開閉用の回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装さ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、
前記回転軸又は前記回転伝達部材の一方に取り付けられたベーンと、
前記回転軸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、
前記回転伝達部材又は前記回転軸に形成され内部に前記回転軸又は前記回転伝達部材に向けてばね付勢されたロックピンを収容する退避孔と、
前記回転軸又は前記回転伝達部材に形成され前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相で前記退避孔と同期したとき前記ロックピンの頭部が嵌入される受容孔と、
該受容孔に流体を給排する第３流体通路とを備えて、
内燃機関の吸気弁又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おいて、
内燃機関の始動時に前記受容孔と前記退避孔が同期するとともに前記進角用室に前記第１流体通路を通して流体が供給される或いは前記遅角用室に第２流体通路を通して流体が供給されるように構成し、
また前記受容孔と前記退避孔の位置が同期時に前記第３流体通路が前記第１流体通路および前記第２流体通路のいずれか一方の通路に連通し、
前記受容孔と前記退避孔とが非同期時に前記第３流体通路と前記一方の通路との連通を遮断する構成と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、内燃機関の動弁装置において吸気弁又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、例えば実開平２−５０１０５号公報に、弁開閉用の回転軸（カムシャフトとこれに一体的に設けた内部ロータからなる）に所定範囲で相対回転可能に外装さ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、前記回転軸に取り付けられたベーンと、前記回転軸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、前記回転伝達部材に形成され内部に前記回転軸に向けてばね付勢されたロックピンを収容する退避孔と、前記回転軸に形成され前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相で前記退避孔と同期したとき前記ロックピンの頭部が嵌入される受容孔と、この受容孔に流体を給排する第３流体通路とを備えたものが開示されている。
【０００３】
上記公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、受容孔に流体を給排する第３流体通路が進角用室に流体を給排する第１流体通路に接続されて常時連通しているため、第１流体通路を通して進角用室に流体を供給し遅角用室から第２流体通路を通して流体を排出すると、受容孔にも第１流体通路から第３流体通路を通して流体が供給されて、ロックピンがばね付勢力に抗して退避孔に退避し、ロックピンの頭部が受容孔から外れてロックピンによるロックが解除された後に、回転軸が回転伝達部材に対して進角側に相対回転する。また、第２流体通路を通して遅角用室に流体を供給し進角用室から第１流体通路を通して流体を排出すると、回転軸が回転伝達部材に対して遅角側に相対回転すると共に、受容孔からも第３流体通路から第１流体通路を通して流体が排出されて、ロックピンがばね付勢力により押動され、回転軸と回転伝達部材の相対位相が所定の位相で受容孔と退避孔が同期したときロックピンの頭部がばねの付勢力により受容孔に挿入されてロック（回転軸と回転伝達部材の相対回転が規制）される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、退避孔へ収容されたロックピンに第３流体通路の流体圧が受容孔を通して作用すると、進角用室及び第１流体通路にて生じる圧力変動が第３流体通路を通して受容孔に伝わって、その圧力変動によりロックピンが退避孔内でバタツクことがあり、このロックピンのバタツキにより音が発生することがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロックピンによるロックの目的が主として内燃機関の始動開始から所定時間（回転が不安定で回転変動が大きいとき）における回転軸と回転伝達部材の不必要な相対回転を規制することであることに着目し、上記した問題に対処すべくなされたものであり、弁開閉用の回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装さ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、前記回転軸又は前記回転伝達部材の一方に取り付けられたベーンと、前記回転軸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、前記回転伝達部材又は前記回転軸に形成され内部に前記回転軸又は前記回転伝達部材に向けてばね付勢されたロックピンを収容する退避孔と、前記回転軸又は前記回転伝達部材に形成され前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相で前記退避孔と同期したとき前記ロックピンの頭部が嵌入される受容孔と、該受容孔に流体を給排する第３流体通路とを備えて、内燃機関の吸気弁又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おいて、内燃機関の始動時に前記受容孔と前記退避孔が同期するとともに前記進角用室に前記第１流体通路を通して流体が供給される或いは前記遅角用室に第２流体通路を通して流体が供給されるように構成し、また前記受容孔と前記退避孔の位置が同期時に前記第３流体通路が前記第１流体通路および前記第２流体通路のいずれか一方の通路に連通し、
前記受容孔と前記退避孔とが非同期時に前記第３流体通路と前記一方の通路との連通を遮断する構成としたことに特徴がある。
【０００６】
上記した本発明による弁開閉時期制御装置によれば、受容孔と退避孔の非同期時に第３流体通路への流体が遮断されて、受容孔が密封化されるため、かかる状態では第１流体通路或いは第２流体通路と受容孔間での流体の変動はなく、進角用室及び遅角用室への流体の給排を的確に制御することができて、吸気弁又は排気弁の開閉時期を応答性良く制御することができるとともに、仮に進角用室（第１流体通路）又は遅角用室（第２流体通路）の流体圧が変動しても、その圧力変動は受容孔に及ばず、ロックピンが退避孔内でバタツクことなくて、ロックピンのバタツキによる音の発生及び摩耗を抑制することができる。
【０００７】
【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。
【０００８】
図１乃至図４に示した弁開閉時期制御装置は、当該内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されたカムシャフト１０とこれ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軸と、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から成る回転伝達部材と、内部ロータ２０とフロントプレート４０間に組付け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に組付けたロックピン８０等によって構成されている。なお、タイミングスプロケット３１には、周知のように、図示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の時計方向に回転動力が伝達されるように構成されている。
【０００９】
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）を有していて、内部にはカムシャフト１０の軸方向に延びる進角通路１１と遅角通路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を通して図示しない切換弁の第１接続ポートに接続されている。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を通して図示しない切換弁の第２接続ポートに接続されている。尚、切換弁は図示はしないが、ソレノイドへ通電することによりスプールをスプリングに抗して移動できる周知なものであり、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（図示省略）に接続された供給ポートが第２接続ポートに連通すると共に、第１接続ポートが排出ポートに連通するように、また通電時には供給ポートが第１接続ポートに連通すると共に、第２接続ポートが排出ポートに連通するように構成されている。このため、切換弁のソレノイドの非通電時には遅角通路１２に作動油が供給され、通電時には進角通路１１に作動油が供給される。
【００１０】
内部ロータ２０は、単一の取付ボルト９１によってスペーサ９０を介してカムシャフト１０に一体的に固着されていて、４枚の各ベーン７０を夫々径方向に移動可能に取り付けるためのベーン溝２１を有すると共に、図２に示した状態、すなわちカムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が所定の位相（最遅角位置）で同期したとき円筒状のロックピン８０の頭部が所定量嵌入される受容孔２２と、この受容孔２２に進角通路１１から作動油を給排可能な通路２３と、各ベーン７０によって区画された進角用油室Ｒ１（図２の上のものは除く）に進角通路１１から作動油を給排する通路２４と、各ベーン７０によって区画された遅角用油室Ｒ２に遅角通路１２から作動油を給排する通路２５を有している。図２の上の進角用油室Ｒ１には、通路２３の外方端が連通する内部ロータ２０の外周に形成される周方向溝２７を介して作動油が給排されるようになっている。また、受容孔２２が開口する内部ロータ２０の外周面には受容孔２２の開口から後方に軸方向溝２８が形成されていると共に、通路２３の外方端が開口する内部ロータ２０の外周面には通路の開口から後方に軸方向溝２６が形成されている。これら溝２８、２６は図２に示す最遅角位置において、外部ロータ３０の後端面に形成される周方向溝３２を介して連通されるようになっていて、したがって受容孔２２には最遅角状態にてのみ進角通路１１からの作動油が給排されるように構成されている。尚、各ベーン７０はベーン溝２１の底部に収容したベーンスプリング７１（図１参照）によって径方向外方に付勢されている。また、受容孔２２の径は、ロックピン８０の外径（及びロックピン８０の外径とほぼ同等な後述する退避孔３４の内径）よりも少量大きく設定されている。
【００１１】
外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両側にはフロントプレート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て、リアプレート５０が接合されるその後端外周にタイミングスプロケット３１が一体的に形成されている。また、外部ロータ３０の内周には周方向間隔で４個の突部３３が径方向内方に向けて夫々突出形成されていて、これら突部３３の内周面が内部ロータ２０の外周面に摺接する構成で外部ロータ３０が内部ロータ２０に回転自在に支承されており、１つの突部３３にはロックピン８０とスプリング８１を収容する退避孔３４が形成されていると共に、退避孔３４の周方向両側に空洞部３６、３７が設けられている。
【００１２】
フロントプレート４０は、円筒部４１を有する環状のプレートであり、各空洞部３６、３７に対応して図示しない連通孔が設けられると共に、円筒部４１にトーションスプリング６０の一端を係止する切り欠き４６が設けられている。リアプレート５０は、環状のプレートであり、フロントプレート４０と同様に、各空洞部３６、３７に対応して図示しない連通孔が設けられている。
【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、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に対して図２の時計方向に付勢している。このトーションスプリング６０は、内部ロータ２０及び各ベーン７０に対する進角側への回転を阻害する力を考慮して設けたものであり、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に対して進角側へ付勢しており、これによって内部ロータ２０の進角側への作動応答性の向上が図られている。
【００１４】
各ベーン７０は、両プレート４０、５０間にて外部ロータ３０の各突部３３と内部ロータ２０との間に形成される流体圧室Ｒ０を進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに二分していて、図２の上の流体圧室Ｒ０を区画する突部３３の周方向端面に同流体圧室Ｒ０内に位置する１つのベーン７０が当接することにより、当該弁開閉時期制御装置により調整される位相（相対回転量）が制限されるようになっている。
【００１５】
ロックピン８０は、退避孔３４内に軸方向へ摺動可能に組付けられていて、スプリング８１によって内部ロータ２０に向けて付勢されている。スプリング８１はロックピン８０とリテーナ８２の間に介装されている。本実施形態においては、退避孔３４の径方向外方端に退避孔３４をカムシャフト１０の軸方向に貫通し、その一端側が外部ロータ３０の前端面に開口する溝３５が形成されていて、この溝３５内には、外部ロータ３０の前端面から後端に向けて図５に示す板状のリテーナ８２が嵌合され、スプリング８１の一端を係止している。リテーナ８２は、その４隅に突部を有し、これら突部が溝３５内に嵌合されることにより、外部ロータ３０の径方向に保持されると共に、フロントプレート４０と外部ロータ３０の後端側の溝３５の底面との間で外部ロータ３０の軸方向に保持される。
【００１６】
上記のように構成した本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、当該内燃機関の停止時、各部材が図１及び図２に示した状態（遅角用室Ｒ２の容積が最大となり最遅角の状態でロックピン８０によるロックがなされている状態）にあり、また図示しないオイルポンプが停止していて各接続通路１５、１６に作動油が供給されない状態にある。このため、内燃機関の始動時には、大きな回転変動に伴うカムシャフト１０、内部ロータ２０及び各ベーン７０等回転軸と外部ロータ３０等回転伝達部材の不必要な相対回転が規制され、回転軸と回転伝達部材の不必要な相対回転に伴う不具合（例えば、ベーン７０による打音）を解消することができる。
【００１７】
また、この始動時には、図示しない切換弁が通電されてオイルポンプから切換弁を介して接続通路１６に少なくとも所定時間作動油が供給されることにより、カムシャフト１０の進角通路１１及び通路２４並びに、通路２３及び周方向溝２７を通して進角用室Ｒ１に作動油が供給されると共に、進角通路１１、通路２３、軸方向溝２６、周方向溝３２及び軸方向溝２８を通して受容孔２２に作動油が供給されるため、ロックピン８０がスプリング８１に抗して移動し、内燃機関の始動開始から所定時間（受容孔２２に作動油が所定量供給されるに要する時間）経過後には、図３に示したように、ロックピン８０の頭部が受容孔２２から退避孔３４に退避して、ロックピン８０によるロックが解除される。
【００１８】
したがって、内燃機関の始動開始から所定時間経過した後には、図３に示したように、カムシャフト１０、内部ロータ２０等回転軸と外部ロータ３０等回転伝達部材を相対回転可能とすることができて、当該内燃機関の駆動状態に応じた図示しない切換弁の切換作動に伴い、遅角用室Ｒ２から作動油を排出すると共に進角用室Ｒ１へ作動油を供給することにより、カムシャフト１０、内部ロータ２０等回転軸と外部ロータ３０等回転伝達部材を相対回転させて、図３の状態から図４の状態を経て遅角用室Ｒ２の容積が最小となる状態（最進角状態）とすることができるとともに、進角用室Ｒ１から作動油を排出するとともに遅角用室Ｒ２へ作動油を供給することにより、カムシャフト１０、内部ロータ２０等回転軸と外部ロータ３０等回転伝達部材を相対回転させて、最進角状態から図４の状態を経て図３の状態とすることができて、内燃機関の動弁装置において吸気弁の開閉時期を的確に制御することができる。尚、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２の各油圧を保持することにより、例えば図４に示す状態（最進角状態から所定量進角した状態＝中間進角状態）に保持することも可能である。
【００１９】
また、本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、受容孔２２と退避孔３４の非同期時（最進角状態から所定量進角した時＝中間進角時）に図４に示したように、周方向溝３２及び軸方向溝２８（第３流体通路）への作動油の通路２３及び軸方向溝２６を介した給排が遮断されて、受容孔２２が密封化されるため、かかる状態では通路２３（及び軸方向溝２６）と受容孔２２間で作動油の流動はなく、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２への作動油の給排を的確に制御することができて、吸気弁の開閉時期を応答性良く制御することができると共に、仮に通路２３（及び軸方向溝２６）の油圧が変動しても、その圧力変動は受容孔２２には及ばず、ロックピン８０が退避孔３４内でバタツクことがなくて、ロックピン８０のバタツキによる音の発生を抑制することができる。
【００２０】
上記実施形態においては、進角用室Ｒ１が最小容積となる状態（最遅角状態）にて外部ロータ３０に組付けたロックピン８０の頭部が内部ロータ２０の受容孔２２に嵌入されるように構成したが、遅角用室Ｒ２が最小容積となる状態（最進角状態）にて外部ロータに組付けたロックピンの頭部が内部ロータの受容孔に嵌入されるように構成して実施することも可能である。この場合には、受容孔２２への作動油を給排する第３流体通路を遅角用室Ｒ２へ作動油を給排する通路２５に受容孔２２と退避孔３４の同期時に連通させ、非同期時（最進角状態から所定量遅角した時）に第３流体通路と通路２５との連通を遮断するように、第３流体通路を上記実施形態のように軸方向溝及び周方向溝で形成すれば良い。
【００２１】
また、上記実施形態においては、吸気用のカムシャフト１０に組付けられる弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は排気用のカムシャフトに組付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、上記実施形態では、各ベーン７０をベーン溝２１の底部に収容したベーンスプリング７１により径方向外方に付勢する構成としたが、カムシャフト１０のジャーナル部の潤滑のために供給されるジャーナル油圧をベーン７０の背面に供給することによりベーンスプリング７１を廃止して実施することも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、受容孔と退避孔の非同期時に第３流体通路への流体が遮断されて、受容孔が密封化されるため、仮に進角用室（第１流体通路）又は遅角用室（第２流体通路）の流体圧が変動しても、その圧力変動は受容孔に及ばず、ロックピンが退避孔内でバタツクことなくて、ロックピンのバタツキによる音の発生及び摩耗を抑制することができる。また、受容孔が密封された状態では第１流体通路或いは第２流体通路と受容孔間での流体の変動はないため、進角用室及び遅角用室への流体の給排を的確に制御することができて、吸気弁又は排気弁の開閉時期を応答性良く制御することができる。
【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線に沿った断面図である。
【図３】図２に示したロックピンがスプリングに抗して移動した状態の作動説明図である。
【図４】図３に示した状態から回転軸が回転伝達部材に対して時計方向に僅かに相対回転した状態を示す作動説明図である。
【符号の説明】
１０  カムシャフト（回転軸）
１１  進角通路
１２  遅角通路
２０  内部ロータ（回転軸）
２２  受容孔
２３  通路（第１流体通路）
２４  通路（第１流体通路）
２５  通路（第２流体通路）
２７  周方向溝（第１流体通路）
２８  軸方向溝（第３流体通路）
３０  外部ロータ（回転伝達部材）
３２  周方向溝（第３流体通路）
３４  退避孔
４０  フロントプレート（回転伝達部材）
５０  リアプレート（回転伝達部材）
７０  ベーン
８０  ロックピン
８１  スプリング
Ｒ０  流体圧室
Ｒ１  進角用室
Ｒ２  遅角用室
【図１】
0003845986.tif 000002
【図２】
0003845986.tif 000003
【図３】
0003845986.tif 000004
【図４】
0003845986.tif 000005