(57)【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支持されたカムシャフトの前端に一体に組付けた内部ロータと、該内部ロータに周方向へ所定範囲にて相対回転可能に
外装した外部ロータと、該外部ロータの両端面に液密的に結合してその内部に前記内部ロータを収容するフロントプレートとリヤプレートと、前記内部ロータに半径方向に移動可能に組付けられて前記外部ロータの内周に周方向に離間して設けた１組の突部と前記内部ロータの外周面との間に形成された流体圧室を進角用室と遅角用室に二分するベーンと、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流体通路とを備えて、前記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、
前記外部ロータの内周に形成した前記１組の突部にそれぞれ空洞部を設けて同空洞部を前記フロントプレートに設けた連通孔を通して外部に連通させたことを特徴とする内燃機関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一つとして、弁開閉用の回転軸の前端部に所定範囲で相対回転可能に外装されクランクスプロケット又はプーリ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、前記回転伝達部材に設けられた突部と前記回転軸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流体通路とを備えたものがあり、例えば特開平１−９２５０４号公報や実開平２−５０１０５号公報に開示されている。
【０００３】
上記した各公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、回転伝達部材を外側板とにより構成する外部ロータの内周に突部が径方向内方に向けて突出形成されていて、この突部の内周面が回転軸の外周面に摺接する構成で回転伝達部材が回転軸に回転自在に支承されるとともに、突部の回転方向端面にベーン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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した各公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、外部ロータの内周に設けた突部に何ら肉抜き等が施されていないため、当該装置の重量が増大するとともに、重量増大により回転時の慣性モーメントが増大し、回転軸と回転伝達部材の相対位相（弁開閉時期を決定するもの）を精密に制御することに悪影響を与える。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題に対処するため、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の前端に一体に組付けた内部ロータと、該内部ロータに周方向へ所定範囲にて相対回転可能に
外装した外部ロータと、該外部ロータの両端面に液密的に結合してその内部に前記内部ロータを収容するフロントプレートとリヤプレートと、前記内部ロータに半径方向に移動可能に組付けられて前記外部ロータの内周に周方向に離間して設けた１組の突部と前記内部ロータの外周面との間に形成された流体圧室を進角用室と遅角用室に二分するベーンと、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流体通路とを備えて、前記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、前記外部ロータの内周に形成した前記１組の突部にそれぞれ空洞部を設けて同空洞部を前記フロントプレートに設けた連通孔を通して外部に連通させたことを特徴とする内燃機関の弁開閉時期制御装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した本発明による弁開閉時期制御装置においては、外部ロータの内周に設けた１組の突部にそれぞれ空洞部を設けたため、重量低減を図ることができるとともに、これらの空洞部をフロントプレートに設けた連通孔を通して外部に連通する構成としたため、前記空洞部に漏洩した流体（例えば作動油）を前記連通孔から外部に排出することができて、外部ロータの回転時における慣性モーメント（イナーシャ）を低減でき、これによって内部ロータと外部ロータの相対位相を精密に制御可能となる。また、前記空洞部の形状を適宜変更することにより、外部ロータの重量不均衡（アンマッチング）を修正でき、この重量不均衡に起因する不具合（例えば、吸気弁用の回転伝達部材と排気弁用の回転伝達部材が共通のタイミングチェーン又はベルトによって駆動される場合のタイミングチェーン又はベルトのバタツキ等）を防止することができる。  また、この弁開閉時期制御装置においては、上記の内部ロータ、ベーン、外部ロータ、フロントプレート、リアプレート及びタイミングスプロケット又はプーリ等を組み立てた状態で内部ロータをカムシャフトの前端に組付ける際に、フロントプレートに設けた連通孔を取付け時及び取り外し時の固定用孔としても利用可能であり、カムシャフトへの脱着作業性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明において、回転軸を、シリンダヘッドに回転自在に支持されたカムシャフトと、このカムシャフトの前端に一体的に組付けられる内部ロータによって構成し、回転伝達部材を、内部ロータを収容する外部ロータ、フロントプレート及びリアプレートと外部ロータの外周に一体的に設けたタイミングスプロケット又はプーリによって構成し、突部を外部ロータの内周に一体的に形成し、空洞部を少なくともフロントプレートに設けた連通孔を通して外部に連通させて実施した場合には、上記した作用効果が期待できるとともに、内部ロータ、ベーン、外部ロータ、フロントプレート、リアプレート及びタイミングスプロケット又はプーリ等を組み立てた状態で内部ロータをカムシャフトの前端に組付ける際に、フロントプレートに設けた連通孔を取付け時及び取り外し時の固定用孔としても利用可能であり、カムシャフトへの脱着作業性を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３に示した本発明による弁開閉時期制御装置は、当該内燃機関のシリンダヘッド（図示省略）に回転自在に支持されたカムシャフト１０とこれの前端（図２の左端）に一体的に組付けた内部ロータ２０によって構成した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によって構成した回転伝達部材と、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、クランクスプロケットからタイミングチェーン（共に図示省略）を介して図１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。
【００１０】
カムシャフト１０は、吸気弁を開閉する周知のカム（共に図示省略）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、径方向の通路１３と接続通路Ｐ１を介して切換弁１００の接続ポート１０１に接続されている。また、遅角通路１２は、径方向の通路１４と接続通路Ｐ２を介して切換弁１００の接続ポート１０２に接続されている。
【００１１】
切換弁１００は、ソレノイド１０３へ通電することによってスプール１０４をスプリング１０５に抗して図２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（図示省略）に接続された供給ポート１０６が接続ポート１０１に連通するとともに、接続ポート１０２が排出ポート１０７に連通するように、また通電時には供給ポート１０６が接続ポート１０２に連通するとともに、接続ポート１０１が排出ポート１０８に連通するように構成されている。このため、ソレノイド１０３の非通電時には進角通路１１に作動油が供給され、通電時には遅角通路１２に作動油が供給される。
【００１２】
内部ロータ２０は、単一の取付ボルト９１によってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、４枚の各ベーン７０をそれぞれ径方向に取付けるためのベーン溝２１を有するとともに、図１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から作動油を給排する通路２３と、各ベーン７０によって区画された進角用室Ｒ１（図１の左上のものは除く）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１の左上の進角用室Ｒ１には、外部ロータ３０に形成した通路３２を通して受容孔２２から作動油が給排されるように構成されている。受容孔２２は、内部ロータ２０の外周に径方向に形成されている。なお、各ベーン７０は、ベーン溝２１の底部に収容したスプリング７１（図２参照）によって径外方に付勢されている。
【００１３】
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る。また、外部ロータ３０の内周には略９０度の周方向間隔で４個の突部３３が径方向内方に向けてそれぞれ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、一つの突部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が外部ロータ３０の径方向に形成され、また残りの各突部３３には空洞部３５，３６，３７がそれぞれ設けられている。
【００１４】
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、退避孔３４と各空洞部３５，３６，３７に対応して連通孔４２，４３，４４，４５が設けられるとともに、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欠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、退避孔３４と各空洞部３５，３６，３７に対応して連通孔（図示省略）が設けられている。
【００１５】
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１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、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。
【００１６】
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Ｒｏを進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに二分していて、外部ロータ３０に形成した各突部３３の回転方向端面に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。ロックピン８０は、退避孔３３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間に介装されていて、リテーナ８２は退避孔３３内にてクリップ８３により抜け止め固定されている。
【００１７】
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、図１〜図３に示した状態、すなわち当該内燃機関が停止してオイルポンプが停止するとともに切換弁１００が図２に示した状態にあり、またロックピン８０の頭部が受容孔２２に所定量嵌入して、最遅角位置にて内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対回転を規制しているロック状態にて、当該内燃機関が始動してオイルポンプが駆動されても、当該内燃機関の始動と略同時に切換弁１００のソレノイド１０３が通電されておれば、切換弁１００からカムシャフト１０の進角通路１１には作動油が供給されず、弁開閉時期制御装置は図１〜図３に示したロック状態に維持される。
【００１８】
また、当該内燃機関が駆動しオイルポンプが駆動されている状態にて、切換弁１００のソレノイド１０３が通電状態から非通電状態に切り替えられると、切換弁１００からカムシャフト１０の進角通路１１に作動油が供給されて、同作動油が各通路２４を通して各進角用室Ｒ１に供給されるとともに、通路２３を通して受容孔２２に供給され、また各遅角用室Ｒ２から各通路２５と遅角通路１２と切換弁１００等を通して作動油が排出される。このため、ロックピン８０がスプリング８１に抗して移動し受容孔２２から抜けてロック解除されるとともに、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，両プレート４０，５０等に対して進角側（図１の時計方向）に相対回転する。なお、ロックピン８０が受容孔２２から抜けた後には、受容孔２２から外部ロータ３０に形成した通路３２を通して図１の左上の進角用室Ｒ１に作動油が供給される。
【００１９】
ロックピン８０が受容孔２２から抜けた状態では、切換弁１００のソレノイド１０３を通電状態とすることにより、遅角通路１２と各通路２５を通して各遅角用室Ｒ２に作動油を供給することができるとともに、各進角用室Ｒ１から各通路２４（図１の左上の進角用室Ｒ１からは受容孔２２及び通路２３）と進角通路１１と切換弁１００等を通して作動油が排出することができて、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（図１の反時計方向）に相対回転させることができるとともに、切換弁１００のソレノイド１０３を非通電状態とすることにより、各進角用室Ｒ１に作動油を供給することができるとともに、各遅角用室Ｒ２から作動油を排出することができて、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等に対して進角側に相対回転させることができる。
【００２０】
ところで、本実施形態においては、外部ロータ３０の各突部３３に空洞部３５，３６，３７を設けたため、重量低減を図ることができるとともに、退避孔３４と各空洞部３５，３６，３７を各連通孔４２，４３，４４，４５を通して外部に連通させる構成としたため、退避孔３４のスプリング８１収容部と各空洞部３５，３６，３７に漏洩した作動油を外部に排出することができて、外部ロータ３０及び両プレート４０，５０等からなる回転伝達部材のイナーシャを低減でき、これによってカムシャフト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及び両プレート４０，５０等回転伝達部材の相対位相を精密に制御可能である。
【００２１】
また、本実施形態においては、フロントプレート４０に各連通孔４２，４３，４４，４５を周方向において略９０度の間隔で設けたため、図４に示したように、内部ロータ２０、外部ロータ３０、フロントプレート４０、リアプレート５０、トーションスプリング６０、ベーン７０、ロックピン８０等を組み立てた状態で内部ロータ２０を取付ボルト９１にてカムシャフト１０の前端に組付ける際に、フロントプレート４０に設けた各連通孔４２と４４または４３と４５を取付け時及び取り外し時の固定用孔（専用工具２００のピン２０１，２０２が挿入される孔）としても利用可能であり、カムシャフト１０への脱着作業性を向上させることができる。
【００２２】
上記実施形態においては、外部ロータ３０の外周にタイミングスプロケット３１を一体的に設けて、クランクスプロケットからタイミングチェーンを介して回転動力が伝達されるものに本発明を実施したが、本発明は外部ロータ３０の外周にタイミングプーリを一体的に設けて（別部材で構成して一体的に固着することも可能）、クランクプーリからタイミングプーリを介して回転動力が伝達されるものにも同様に実施し得るものである。
【００２３】
また、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。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。
【００２４】
また、上記実施形態においては、進角通路１１が切換弁１００の接続ポート１０１に接続され、遅角通路１２が切換弁１００の接続ポート１０２に接続されているが、切換弁１００のソレノイド１０３の非通電時に遅角通路１２に図示しないオイルポンプからの作動油が供給され、通電時に進角通路１１に同作動油が供給されるように、進角通路１１を切換弁１００の接続ポート１０２に接続し、遅角通路１２を切換弁１００の接続ポート１０１に接続して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】  図１に示した内部ロータ、外部ロータ、フロントプレート、リアプレート、トーションスプリング、ベーン、ロックピン等の組立体を取付ボルトによってカムシャフトに組付けた状態の断面図である。
【図３】  図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】  図１〜図３に示した内部ロータ、外部ロータ、フロントプレート、リアプレート、トーションスプリング、ベーン、ロックピン等の組立体が専用工具を用いてボルトにてカムシャフトに組付けられる状態を概略的に示した斜視図である。
【符号の説明】
１０…カムシャフト、２０…内部ロータ、２２…受容孔、２３…通路、２４…通路（第１流体通路）、２５…通路（第２流体通路）、３０…外部ロータ、３１…タイミングスプロケット、３３…突部、３４…退避孔、３５，３６，３７…空洞部、４０…フロントプレート、４２，４３，４４，４５…連通孔、５０…リアプレート、７０…ベーン、８０…ロックピン、Ｒｏ…流体圧室、Ｒ１…進角用室、Ｒ２…遅角用室。
【図１】
0003817832.tif 000002
【図２】
0003817832.tif 000003
【図３】
0003817832.tif 000004
【図４】
0003817832.tif 000005