(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組付けられる弁開閉用の回転軸と、こ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、前記第１流体通路または第２流体通路を前記退避孔に連通させて、前記ロックピンが前記受容孔から抜け出て前記退避孔に退避した状態にて前記第１流体通路または第２流体通路と前記第３流体通路が前記受容孔と前記退避孔を通して連通するように構成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一つとして、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸（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】
【発明が解決しようとする課題】
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、第３流体通路を通して受容孔に供給される圧力流体によってロックピンがばね付勢力に抗して移動してロックピンによるロックが解除される構成となっており、また第３流体通路への流体の給排と第１流体通路及び第２流体通路への流体の給排が同時に行われる構成となっているため、ロックピンの移動によるロック解除に先だって変位変換作動（回転軸と回転伝達部材の相対回転）が開始することがあり、この場合にはロックピンと受容孔間に過大なフリクションが発生し、ロックピンの移動によるロック解除が的確に行われないことがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸と、こ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（作動油でも加圧空気でもよい）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、前記第１流体通路または第２流体通路を前記退避孔に連通させて、前記ロックピンが前記受容孔から抜け出て前記退避孔に退避した状態にて前記第１流体通路または第２流体通路と前記第３流体通路が前記受容孔と前記退避孔を通して連通するように構成したことに特徴がある。
【０００５】
【発明の作用・効果】
本発明による弁開閉時期制御装置においては、ロックピンが受容孔から抜け出て退避孔に退避した状態にて第１流体通路または第２流体通路と第３流体通路が受容孔と退避孔を通して連通するように構成したため、ロックピンの頭部が受容孔に嵌入している状態では、第３流体通路を通して受容孔に圧力流体が供給されてロックピンがばね付勢力に抗して移動し、ロックピンが受容孔から抜け出て退避孔に退避した状態にて、第３流体通路から受容孔と退避孔を通して第１流体通路または第２流体通路に圧力流体が供給される。したがって、ロックピンの移動によるロック解除が行われた後に変位変換作動（回転軸と回転伝達部材の相対回転）が開始することとなり、変位変換作動によりロックピンのロック解除が阻害される不具合は全く生じない。
【０００６】
【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６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１１０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（図１の左端部）に一体的に設けた内部ロータ２０からなる弁開閉用の回転軸と、この回転軸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、及びリアプレート５０に一体的に形成したタイミングスプロケット５１等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６０と、外部ロータ３０に組付けたロックピン７０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５１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３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。
【０００７】
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、図１に示したように、カムシャフト１０に設けた径方向の通路１３及び環状の通路１４とシリンダヘッド１１０に設けた接続通路１１１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、図１に示したように、カムシャフト１０に設けた環状の通路１５とシリンダヘッド１１０に設けた接続通路１１２を介して切換弁１００の接続ポート１０２に接続されている。
【０００８】
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Ｐに接続された供給ポート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に連通するように構成されている。このため、ソレノイド１０３の非通電時にはオイルポンプＰから遅角通路１２に作動油が供給され、通電時にはオイルポンプＰから進角通路１１に作動油が供給される。なお、オイルポンプＰの吸い込み側と排出ポート１０７は当該内燃機関の油溜Ｔに接続されている。
【０００９】
内部ロータ２０は、単一の取付ボルト８１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６０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〜図３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７０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６０によって区画された進角用室Ｒ１に作動油を給排する通路２４と、各ベーン６０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。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６０は、ベーン溝２１の底部に収容したベーンスプリング６１（図１参照）によって径外方に付勢されている。
【００１０】
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８２によって一体的に連結されている。また、外部ロータ３０の内周には所定の周方向間隔で４個の突部３１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３１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３１には、ロックピン７０とスプリング７１を収容する退避孔３２が外部ロータ３０の径方向に形成されるとともに、この退避孔３２の内端に連通する連通凹部３３が周方向に形成されている。連通凹部３３は、フロントプレート４０に形成した凹部４１と環状溝４２を介して、進角用室Ｒ１に作動油を給排する通路２４に連通している。
【００１１】
各ベーン６０は、両プレート４０，５０間にて内部ロータ２０のベーン溝２１に径方向へ移動可能に取付けられ、先端にて外部ロータ３０の内周壁に摺動可能に当接していて、外部ロータ３０の各突部３１と内部ロータ２０との間に形成される流体圧室Ｒｏを進角用油室Ｒ１と遅角用油室Ｒ２とに二分しており、図３の左及び上の突部３１の回転方向端面にそれぞれ形成したストッパ３１ａ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。
【００１２】
ロックピン７０は、退避孔３２内に軸方向へ摺動可能に組付けられていて、スプリング７１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７１はロックピン７０とリテーナ７２間に介装されていて、リテーナ７２は退避孔３２内にてクリップ７３により抜け止め固定されている。
【００１３】
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に示した状態、すなわちロックピン７０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、切換弁１００のソレノイド１０３が通電されて、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ると、同作動油が通路２３を通して受容孔２２に供給されて、ロックピン７０がスプリング７１に抗して移動し受容孔２２から抜け出て退避孔３２に退避した状態（図２及び図３参照）で、通路２３から受容孔２２と退避孔３２と連通凹部３３と凹部４１と環状溝４２と通路２４を通して各進角用油室Ｒ１に作動油が供給され、また各遅角用油室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て、図４〜図６に示したように内部ロータ２０等回転軸が外部ロータ３０等回転伝達部材に対して進角側に相対回転する。
【００１４】
したがって、本実施形態においては、ロックピン７０のスプリング７１に抗した移動によるロック解除が行われた後に変位変換作動（内部ロータ２０等回転軸と外部ロータ３０等回転伝達部材の相対回転）が開始することとなり、変位変換作動によりロックピン７０のロック解除が阻害される不具合は全く生じない。なお、図５及び図６の状態にて、切換弁１００のソレノイド１０３が非通電とされて、切換弁１００からカムシャフト１０の遅角通路１２に作動油が供給されると、遅角通路１２から通路２５を通して各遅角用油室Ｒ２に作動油が供給されるとともに、各進角用油室Ｒ１と通路２４と環状溝４２と凹部４１と連通凹部３３と退避孔３２と受容孔２２と通路２３と進角通路１１と切換弁１００等を通して作動油が排出されて、内部ロータ２０等回転軸が外部ロータ３０等回転伝達部材に対して遅角側に相対回転する。このときには、各進角用油室Ｒ１から通路２３に流れる作動油によってロックピン７０がスプリング７１に抗して押動されて退避孔３２に退避した状態に保持される。
【００１５】
上記実施形態においては、リアプレート５０の外周にタイミングスプロケット５１を一体的に設けて、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）、クランク軸からクランクプーリと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。
【００１６】
また、上記実施形態においては、進角用油室Ｒ１が最小容積となる状態（図１〜図４に示した最遅角状態）にて外部ロータ３０に組付けたロックピン７０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、遅角用油室Ｒ２が最小容積となる状態（図６に示した最進角状態）にて外部ロータ３０に組付けたロックピン７０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て実施することも可能である。この場合には、通路２３を遅角通路１２に連通させるとともに、通路２３を受容孔２２と退避孔３２と連通凹部３３と凹部４１と環状溝４２を通して通路２５に連通させる必要があり、また通路２４を進角通路１１に直接連通させる必要がある。
【００１７】
また、上記実施形態においては、吸気弁用のカムシャフト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、本発明は排気弁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、上記実施形態においては、内部ロータ２０にベーン７０を取り付けるとともに、外部ロータ３０にロックピン７０とスプリング７１を収容して実施したが、内部ロータにロックピンとスプリングを収容するとともに、外部ロータにベーンを取り付けるように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縦断側面図である。
【図２】  図１に示したロックピンが退避孔に退避した状態の縦断側面図である。
【図３】  図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】  図２の４−４線に沿った端面図である。
【図５】  図４の状態から内部ロータ等回転軸が外部ロータ等回転伝達部材に対して所定量進角側に相対回転した状態の端面図である。
【図６】  図４の状態から内部ロータ等回転軸が外部ロータ等回転伝達部材に対して最大量進角側に相対回転した状態の端面図である。
【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（第３流体通路）、２４…通路（第１流体通路）、２５…通路（第２流体通路）、３０…外部ロータ、３２…退避孔、３３…連通凹部、４０…フロントプレート、４１…凹部、４２…環状溝、５０…リアプレート、５１…タイミングスプロケット、６０…ベーン、７０…ロックピン、７１…スプリング、１００…切換弁、１１０…シリンダヘッド、Ｒｏ…作動室（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】
0003760568.tif 000002
【図２】
0003760568.tif 000003
【図３】
0003760568.tif 000004
【図４】
0003760568.tif 000005
【図５】
0003760568.tif 000006
【図６】
0003760568.tif 000007