JP3871478B2 - 内燃機関のバルブタイミング変更装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転中に吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング変更装置は、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するようにしてある。
【０００３】
例えば、特開平１０−１４１０２４号公報には、内燃機関のクランクシャフトによって回転される回転体と共に回転するハウジングと、このハウジング内に収容されて、カムシャフトと共に回転するロータと、このロータに放射方向に突出して設けられ、ハウジング内に複数の作動油室を形成する複数のベーンと、作動油室に作動油を供給及び排出する油圧給排手段とを備え、作動油室に作動油を供給及び排出してハウジングとロータとを相対回動させるようにしたバルブタイミング変更装置が示されている。
【０００４】
また、前記ロータは、ハウジングの端面よりも軸方向内側においてカムシャフトの端面に取付けられ、ハウジングがカムシャフトに軸受けされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例にあっては、前記ロータがハウジングの端面よりも軸方向内側においてカムシャフトに取付けられ、ハウジングがカムシャフトに軸受けされているから、内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けるためには、ハウジングとカムシャフトとの間の軸受け隙間の精度を考慮しつつロータをカムシャフトに取付ける必要があり、取付け作業が困難となる虞がある。また、前記ハウジングの軸受けのためにカムシャフトの端部を軸方向に延長するなど、取付けに適合する設計が必要であるから、既存の内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けることが困難である。
【０００６】
本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、取付け作業を容易に行うことができると共に、既存の内燃機関へも有利に適用可能なバルブタイミング変更装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、内燃機関の回転に同期して回転される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置において、前記回転体と共に回転するハウジング部材と、前記ハウジング部材内に相対回動自在に収容されて、カムシャフトと共に回転するベーン部材と、前記ベーン部材の放射方向に突出して設けられ、前記ハウジング部材内に円周方向に複数の作動油室を形成するベーンと、前記作動油室に作動油を供給及び排出可能な油圧給排手段と、前記ベーン部材と前記カムシャフトとの間に配置され、前記ハウジング部材を所定角度回動可能に軸受けする軸受け部と、を備え、前記軸受け部を介して前記ベーン部材をカムシャフトに連結すると共に、前記軸受け部とカムシャフトのいずれか一方側に、該両者の相対回転を防止する連繋ピンを植設し、かつ、いずれか他方側に、前記連繋ピンが挿入される溝を半径方向に沿って形成したことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ベーン部材に、一端が開放された軸方向の穴を形成し、この穴内に収容されるボルトによって前記ベーン部材を、前記軸受け部を介して前記カムシャフトに連結したことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明の構成において、前記穴内に、前記作動油室に連通する油室側通路を開口させると共に、前記油室側通路及び前記油圧給排手段に連通する油圧側通路が形成された軸部材を挿入したことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、前記軸受け部とハウジング部材との間に、作動油が流通可能な溝を形成したことを特徴としている。
【００１１】
斯かる構成においては、前記回転体が内燃機関の回転に同期して回転され、バルブタイミング変更装置を介してカムシャフトが回転される。これによって、前記カムシャフトが吸気弁または排気弁を駆動する。
【００１２】
また、前記回転体に対するカムシャフトの相対回動は、回転体と共に回転するハウジング部材内の作動油室に作動油を供給及び排出して、ハウジング部材とベーン部材とが相対回動することによって行われる。この場合に、前記作動油室への作動油の供給及び排出は油圧給排手段によって行われる。詳しくは、前記作動油室に連通する油室側通路及び油圧給排手段に連通する油圧側通路を介して、油圧給排手段によって行われる。
【００１３】
前記回転体に対してカムシャフトが相対回動されることによって、内燃機関の回転に対するカムシャフトの回転位相が変更され、吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。
【００１４】
ここで、本発明にあっては、前記ベーン部材の端部に、ハウジング部材を所定角度回動可能に軸受けする軸受け部が設けられ、この軸受け部を介してベーン部材がカムシャフトに連結されている。このため、内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けるに際して、前記ハウジング部材の軸受け隙間の精度に注意を払う必要がなく、ベーン部材をカムシャフトに容易に取付けることができる。また、前記ハウジング部材の軸受けのためにカムシャフトの端部を延長するなどの取付けに適合する設計を必要としないから、既存の内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けることが容易に可能となる。
【００１５】
したがって、取付け作業を容易に行うことができると共に、既存の内燃機関へも有利に適用可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
【００１６】
しかも、前記ベーン部材の軸受け部とカムシャフトのいずれか一方側に、連繋ピンを植設したから、該連繋ピンによって前記軸受け部とカムシャフトとの相対回転を確実に防止することができることは勿論のこと、いずれか他方側に、連繋ピンを挿入する溝を半径方向に沿って形成したから、かかる連繋ピンを半径方向の位置精度に格別注意を払うことなく、円周方向の位置精度に注意して設ければよいことになり、精度よく回転止めを設けることができる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明によれば、前記ベーン部材に、一端が開放した軸方向の穴を形成し、この穴内に収容されるボルトによってベーン部材がカムシャフトに連結されているから、ボルトが外部に突出することがないと共に、穴内に油圧給排手段等を配置することによって、容積効率が向上し、装置全体の小型化を図ることができる。
【００１８】
また、請求項３記載の発明によれば、前記穴内に、作動油室に連通する油室側通路を開口させると共に、油室側通路及び油圧給排手段に連通する油圧側通路が形成された軸部材が挿入されているから、穴内を有効に利用して作動油の給排をすることができると共に、カムシャフトに作動油のための通路を設ける必要がない。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記ベーン部材の軸受け部とハウジング部材との間に、作動油が流通可能な溝を形成したから、この溝から作動油が摺動面に供給されることによって、軸受け部とハウジングとの間の軸受け摺動を作動油で潤滑することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング変更装置の要部を断面して示す説明図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図で、軸部材、ボルト及びスプロケットを取外して示す図面、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２２】
図において、付番１で示されるカムシャフトは内燃機関の吸気弁または排気弁を駆動可能であって、この実施の形態においては吸気弁を駆動するカムシャフトである。
【００２３】
前記カムシャフト１は、図外のシリンダヘッドに固定した軸受け２によって回転自在に支持されている。また、前記軸受け２よりも図１において右側のカムシャフト１の基幹部（図示せず）には、カムが形成されており、このカムによって吸気弁が開閉駆動されるようになっている。
【００２４】
前記カムシャフト１は、内燃機関に同期して回転される回転体３によって回転駆動されるようになっており、この回転体３はこの実施の形態において、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）によって回転駆動されるスプロケットである。
前記スプロケット３は、ハウジング部材４と共に回転可能となっており、また、
カムシャフト１に対して所定角度相対回動可能となっている。
【００２５】
即ち、前記スプロケット３は、環状のハウジング本体５とこのハウジング本体５の両端側を封止する板部材６，７とから構成されるハウジング部材４の、板部材７の外周側に一体に形成してある。なお、前記ハウジング本体５と板部材６，７は、連結ボルト８によって一体的に連結されている。
【００２６】
前記スプロケット３の外周側には外歯９が形成されており、この外歯９には図外のクランクシャフトによって駆動されるタイミングチェーン１０が巻着されるようになっている。
【００２７】
前記ハウジング部材４内は、全体として中空状になっており、環状のハウジング本体５の半径方向内方に向かって突出する複数（この実施の形態においては４個）の突起１２を形成することによって、半径方向外方寄りに、中央部分で連結された４個の部屋１３が形成してある（図２参照）。
【００２８】
前記ハウジング部材４内には、ベーン部材１５が所定角度相対回動自在に収容されており、このベーン部材１５とハウジング部材４とを主要素として、後に詳述する相対回動手段１６が構成されている。
【００２９】
前記ベーン部材１５は、その胴部１７から放射方向に突出する複数（この実施の形態においては４個）のベーン１８を有しており、このベーン１８を部屋１３内に配置した状態でハウジング部材４内に収容されている。
【００３０】
前記ベーン部材１５のベーン１８が部屋１３内に配置されることによって、この部屋１３内にベーン１８の円周方向両側に対峙して一対の作動油室１９，２０が区画形成される。また、前記一対の作動油室１９，２０は、この実施の形態において４組形成されている。
【００３１】
前記作動油室１９，２０間相互の封止は、ハウジング本体５の内周側に形成した突起１２の先端に設けたシール部材２１をばね部材２２で押圧してベーン部材１５の胴部１７外周に摺接させると共に、ベーン１８の先端に設けたシール部材２３をばね部材２４で押圧してハウジング本体５の内周に摺接させることによって成就するようにしてある。
【００３２】
前記ベーン部材１５には、作動油室１９に連通する半径方向の油室側通路２５及び作動油室２０に連通する半径方向の油室側通路２６が形成してあると共に、これら油室側通路２５，２６が開口する一端開放の穴２７が軸方向に形成してある。前記油室側通路２５，２６は穴２７の軸方向に相互に離れた位置に開口している。また、前記穴２７の開口端側に配置される板部材６の内周はベーン部材１５と共に穴２７を形成しており、この板部材６の内周には、穴２７の開口端に位置して、外方に向かって拡径するテーパ部２７ａが形成してある。
【００３３】
前記ベーン部材１５の端部には、カムシャフト１に近い側において、胴部１７を軸方向に延長して軸受け部２８が形成してある。前記軸受け部２８はその外周でハウジング部材４（の板部材７）を回動可能に軸受けしている。前記軸受け部２８は、この実施の形態においてはハウジング部材４の端面、即ち板部材７の端面から僅かに突出しているけれども、ハウジング部材４の端面と略同一面まで延びていることで足りる。
【００３４】
これによって、前記油室側通路２５，２６を介して作動油室１９，２０に作動油を選択的に供給及び排出することにより、ハウジング部材４とベーン部材１５とが相対回動することができるようになっている。
【００３５】
また、前記ベーン部材１５は軸受け部２８を介してカムシャフト１に連結されている。即ち、前記ベーン部材１５は、穴２７内に収容されて軸受け部２８を軸方向に貫通するボルト２９によってカムシャフト１に連結されており、このボルト２９の頭部３０は穴２７の底部に配置されるようになっている。このとき、前記カムシャフト１とベーン部材１５とは、ベーン部材１５の軸部２８に形成した位置決め穴２８ａに、カムシャフト１に形成した位置決め突起１ａを嵌合させることで同心に整合配置される。
【００３６】
更に、前記ベーン部材１５の軸受け部２８とカムシャフト１との間には、両者の相対回転を防止する連繋ピン３１が設けられている。詳しくは、前記カムシャフト１に形成した半径方向のフランジ３２に連繋ピン３１が軸方向に植設される一方、軸受け部２８の端面に半径方向の溝３３が形成され、この溝内３３に連繋ピン３１の先端が挿入されている。尚、前記軸受け部２８の端面に連携ピンを植設し、カムシャフト１に溝を設ける構成とすることも可能である。
【００３７】
ここに、前記スプロケット３は、ハウジング部材４に連結されている一方、カムシャフト１に連結されたベーン部材１５は、ハウジング部材４対して相対回動可能となっているから、油室側通路２５，２６を介して作動油室１９，２０に作動油を選択的に供給及び排出することによって、ハウジング部材４とベーン部材１５とが所定角度範囲内で相対回動できることになる。したがって、前記ハウジング部材４とベーン部材１５とを主要素として、スプロケット３をカムシャフト１に対して相対回動させる相対回動手段１６が構成されていることになる。
【００３８】
前記ハウジング部材４とベーン部材１５との間には、このハウジング部材４とベーン部材１５との相対回動を規制する回動規制手段３４が設けてある。前記回動規制手段３４は、この実施の形態において、ベーン部材１５に形成したシリンダ孔３５内に、ばね部材３６と共に収容することによってベーン部材１５の軸方向に突出可能に設けられた係合部材３７の先端を、ハウジング部材４（の板部材６）に設けた係合穴３８に係合可能とした構成にしてある。
【００３９】
前記シリンダ孔３５は、ベーン部材１５に対して、詳しくはベーン部材１５の円周方向幅を大きくしたベーン１８の１つに、軸方向に貫通して形成してある。前記シリンダ孔３５の開口端には、ばね部材３６のためのばね受け３９が圧入固定されており、このばね受け３９は、好ましくはベーン１８よりも高硬度材料から形成されている。
【００４０】
また、前記ばね受け３９の外周側の所定位置には空気抜きのための切欠き溝４０が設けてあり、この切欠き溝４０は、ベーン部材１５の軸受け部２８とハウジング部材４（の板部材７）との間、この実施の形態においては軸受け部２８の外周に形成した軸方向の溝４１に連通している。これによって、前記係合部材３７の後端側に位置するシリンダ孔３５の内部は、その開口端側で、切欠き溝４０及び溝４１を介して大気開放されていることになる。
【００４１】
前記係合部材３７は、先端側がテーパ状に形成されており、このテーパ状の先端側がシリンダ孔３５内から突出可能である。また、前記係合部材３７には、その先端に窪み４２が形成されていると共に、後端側の端面に開放する盲穴４３が形成してあり、これによって、軽量化が図られている。
【００４２】
前記係合穴３８は、この実施の形態においては、ハウジング部材４の板部材６よりも硬さの硬い材料からなり、係合穴３８が形成された係合穴部材４４をハウジング部材４の板部材６に埋設することによって形成してある。
【００４３】
前記係合穴３８の形状は、開口端側が大径のカップ状に形成されており、この係合穴３８の底部には、係合部材３７が係合した状態において油室４５が形成されている。また、前記係合穴３８内及び油室４５内は、係合穴部材４４に形成した油孔４６及び板部材６に形成した油溝４７を介して、作動油室１９に連通している。
【００４４】
前記ベーン部材１５に形成した一端開放の穴２７内には軸部材４９が挿入されており、この軸部材４９はバルブタイミング変更装置を覆うカバー部材５０に一体的に形成されている。
【００４５】
前記軸部材４９には、ベーン部材１５に形成した油室側通路２５，２６にそれぞれ連通すると共に、後述する油圧給排手段に連通する油圧側通路５１，５２がそれぞれ形成してある。
【００４６】
前記油圧側通路５１は、軸部材４９の軸方向に形成されて穴２７の底部側の開口端を栓部材５３によって封止されており、この油圧側通路５１から分岐する半径方向通路５４及びこの半径方向通路５４が連通する周溝５５を介して油室側通路２５に連通している。また、前記油圧側通路５２は、軸部材４９の軸方向に形成されて穴２７の底部側に向かって開口しており、穴２７の底部側を介して油室側通路２６に連通している。
【００４７】
前記ベーン部材１５に形成した穴２７とこの穴２７内に挿入される軸部材４９との間には、穴２７内の液密封止を司るシール部材５８，５９が設けられている。前記シール部材５８は、軸部材４９に形成した周溝５５を越えて穴２７の開口端側に設けられており、軸部材４９の外周に形成したシール溝６０内に収容され、穴２７の内周に接している。前記シール部材５９は、軸部材４９に形成した周溝５５を越えて穴２７の底部側に設けられており、軸部材４９の外周に形成したシール溝６１内に収容され、穴２７の内周に接している。また、前記シール部材５９はこの実施の形態において軸方向に２個設けられている。
【００４８】
これによって、前記穴２７の内部は、油室側通路２５が開口する部分と油室側通路２６が開口する部分とに区画されることになる。
【００４９】
また、この場合に、前記シール部材５８，５９が接するベーン部材１５（の穴２７の内周）は、鉄系金属等の高硬度材料から形成してある。
【００５０】
前記油圧側通路５１，５２には、油圧給排手段６６から作動油が導かれるようになっている。即ち、前記油圧給排手段６６は、油圧側通路５１，５２にそれぞれ連通する給排通路６７，６８と、これら給排通路６７，６８をオイルポンプ６９からの供給通路７０と貯油タンク７１に連通する排出通路７２とに選択的に切換えて連通させるか、または遮断する切換え弁７３と、この切換え弁７３を制御する制御装置７４とを主要素として構成してある。
【００５１】
前記給排通路６７，６８はこの実施の形態においてカバー部材５０に形成されており、軸部材４９に形成した油圧側通路５１，５２に対してほぼ直角に接続されている。
【００５２】
また、前記切換え弁７３は、この実施の形態において４ポート弁が採用されている。尚、前記切換え弁７３を制御する制御装置７４には、内燃機関の運転状態を示す各種信号が入力される。
【００５３】
斯かる構成において、内燃機関の始動時で、前記オイルポンプ６９から作動油が十分に供給されないとき、或いは制御装置７４に最遅角状態を保つ信号が入力されている場合には、相対回動手段１６のベーン部材１５はハウジング部材４に対して最遅角位置にあって（図２参照）、回動規制手段３４の係合部材３７の先端は係合穴３８に係合し、ハウジング部材４とベーン部材１５とを連繋している。このため、図外のクランクシャフトからタイミングチェーン１０を介してスプロケット３に与えられる回転駆動力は、ハウジング部材４及びベーン部材１５を介してカムシャフト１に伝達される。尚、この場合に、前記ベーン部材１５のベーン１８は、ハウジング部材４内に部屋１３を形成する突起１２の側面に当接していない。
【００５４】
前記カムシャフト１が回転することによって、内燃機関の吸気弁が駆動され、
開閉制御されることになる。
【００５５】
また、前記ベーン部材１５がハウジング部材４に対して最遅角位置にあるとき、回動規制手段３４の係合部材３７はばね部材３６によって押圧されて、その先端が係合穴３８に係合しており、ハウジング部材４とベーン部材１５との間の相対回動が規制されている。このため、前記カムシャフト１が図外の吸気弁を駆動する際に、このカムシャフト１に正または負の反転トルクが作用してもベーン部材１５はハウジング部材４に対して相対回動することがないから、ベーン部材１５のベーン１８が突起１２の側面に衝接して打音等を生じることが有利に防止される。
【００５６】
次に、進角制御される場合は、前記油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６８が排出通路７２に接続されることによって、オイルポンプ６９からの作動油が給排通路６７から、油圧側通路５１、半径方向通路５４、周溝５５及び油室側通路２５を介して作動油室１９内に導かれる。また、前記作動油室１９内に導かれた作動油は、板部材６に形成した油溝４７及び係合穴部材４４に形成した油孔４６を介して、係合部材３７の先端が係合する係合穴３８内及び係合穴３８の底部に形成された油室４５内に導かれる。
【００５７】
同時に、前記作動油室２０内が、油室側通路２６、穴２７の底部側、油圧側通路５２及び給排通路６８を介して排出通路７２に連通することになる。
【００５８】
前記作動油室１９内及び回動規制手段３４の係合穴３８（及び油室４５）内に作動油が導かれることにより、係合部材３７には作動油室１９及び係合穴３８（及び油室４５）の作動油圧力が作用し、この係合部材３７はばね部材３６のばね力に抗してばね受け３９側に付勢され、シリンダ孔３５内に押し戻される。このため、前記係合部材３７の先端が係合穴３８内から離脱して係合が解除され、これによって、ハウジング部材４とベーン部材１５とは係合部材３７による拘束が解除される。
【００５９】
前記作動油室１９内に作動油が供給される一方、作動油室２０内が排出通路７２に連通することによって、作動油室１９内の油圧力がベーン１８の側面に作用し、ベーン部材１５をハウジング部材４に対して図２の矢印方向、即ち進角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１のクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、カムシャフト１は進角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが早められる。
【００６０】
前記カムシャフト１が進角制御され、ベーン部材１５がハウジング部材４に対して相対回動して最進角位置にある場合に、係合部材３７は作動油室１９内の油圧によってシリンダ孔３５内に押し戻された状態が継続され、この係合部材３７の先端は板部材６の側面に接することはない。
【００６１】
次に、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６８にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６７が排出通路７２に接続されると、オイルポンプ６９からの作動油が油圧側通路５２、穴２７の底部側及び油室側通路２６を介して作動油室２０に導かれる。また、前記作動油室１９内の作動油は、油室側通路２５、周溝５５、半径方向通路５４、油圧側通路５１、給排通路６７及び排出通路７２を通じて貯油タンク７１に排出される。
【００６２】
前記作動油室１９内の作動油が排出されることによって、係合部材３７はこの係合部材３７に作用するばね部材３６のばね力によって付勢されるけれども、この係合部材３７の先端が係合穴３８に係合しない状態においては、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、回動規制手段３４による拘束が解除された状態が継続される。
【００６３】
前記作動油室２０内に作動油が供給される一方、作動油室１９内が排出通路７２に連通することによって、作動油室２０内の油圧力がベーン１８の側面に作用し、ベーン部材１５をハウジング部材４に対して図２において反時計方向、即ち遅角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１のクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、カムシャフト１は再び遅角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが遅らされることになる。
【００６４】
前記カムシャフト１が遅角制御され、ベーン部材１５がハウジング部材４に対して相対回動して最遅角位置となる場合に、係合部材３７の先端はばね部材３６のばね力によって係合穴３８内に再び係合される。
【００６５】
また、前記ベーン部材１５がハウジング部材４に対して進角方向或いは遅角方向に回動している状態で、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７，６８と供給通路７０または排出通路７２との連通が遮断されると、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、相対回動の中間的な位置に保持される。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とは相対回動の中間的な位置に保持されることになり、カムシャフト１は、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁を所望の開閉タイミングで制御することになる。
【００６６】
この場合には、前記作動油室１９内は、所定の圧力状態が維持されていると共に、密閉された状態となっているから、係合部材３７にはばね部材３６のばね力が作用するけれども、この係合部材３７は係合穴３８に係合することがないから、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、回動規制手段３４による拘束が解除された状態が継続される。
【００６７】
ここで、本発明にあっては、前記ベーン部材１５の端部に、ハウジング部材４を所定角度回動可能に軸受けする軸受け部２８が設けられ、この軸受け部２８を介してベーン部材１５がカムシャフト１に連結されている。このため、内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けるに際して、前記ハウジング部材４の軸受け隙間の精度に注意を払う必要がなく、ベーン部材１５をカムシャフト１に取付けることができる。また、前記ハウジング部材４の軸受けのためにカムシャフトの端部を延長するなどの取付けに適合する設計を必要としないから、既存の内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けることが容易に可能となる。
【００６８】
したがって、取付け作業を容易に行うことができると共に、既存の内燃機関へも有利に適用可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
【００６９】
また、前記ベーン部材１５に一端が開放する軸方向の穴２７が形成され、この穴２７内に収容されるボルト２９によってベーン部材１５がカムシャフト１に連結されているから、ボルト２９が外部に突出することがないと共に、穴２７内に油圧給排手段６６等を配置することによって、容積効率が向上し、装置全体の小型化を図ることができる。
【００７０】
また、前記穴２７内に、作動油室１９，２０に連通する油室側通路２５，２６を開口させると共に、油室側通路２５，２６及び油圧給排手段６６に連通する油圧側通路５１，５２が形成された軸部材４９が挿入されているから、穴２７内を有効に利用して作動油の給排をすることができると共に、カムシャフト１に作動油のための通路を設ける必要がない。
【００７１】
また、前記ベーン部材１５の軸受け部２８とカムシャフト１との間に、両者の相対回転を防止する連繋ピン３１が設けられているから、両者の相対回転を確実に防止することができる。
【００７２】
また、前記連繋ピン３１がカムシャフト１（のフランジ３２）に植設され、ベーン部材１５の軸受け部２８（の端面）に連繋ピン３１が挿入される溝３３が半径方向に形成されているから、連繋ピンを半径方向の位置精度に格別注意を払うことなく、円周方向の位置精度に注意して設ければよいことになり、精度よく回転止めを設けることができる。
【００７３】
また、前記ベーン部材１５の軸受け部２８とハウジング部材４（の板部材７）
との間に、作動油が流通可能な溝４１が形成されているから、この溝４１から作動油が摺動面に供給されることによって、軸受け部２８とハウジング４（の板部材７）との間の軸受け摺動を作動油で潤滑することができる。即ち、前記ベーン部材１５とハウジング部材４との間には相対回動のために若干の隙間が存在しており、この隙間を介して作動油室１９，２０内の作動油が溝４１内に漏出するから、この溝４１内から作動油が摺動面に供給され、潤滑されるのである。
【００７４】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、前記シール部材５８，５９を軸部材４９の外周に形成したシール溝６１，６２内に収容した実施の形態について述べたが、シール部材５８，５９は、ベーン部材１５の穴２７の内周にシール溝を形成して、このシール溝内に収容するようにしてもよいものである。この場合には前記軸部材４９が高硬度材料から形成される。
【００７５】
また、前記カムシャフト１を進角制御する実施の形態について述べたが、遅角制御するバルブタイミング変更装置に採用することも可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、取付け作業を容易に行うことができると共に、既存の内燃機関へも有利に適用可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
しかも、前記ベーン部材の軸受け部とカムシャフトのいずれか一方側に、連繋ピンを植設したから、該連繋ピンによって前記軸受け部とカムシャフトとの相対回転を確実に防止することができることは勿論のこと、いずれか他方側に、連繋ピンを挿入する溝を半径方向に沿って形成したから、かかる連繋ピンを半径方向の位置精度に格別注意を払うことなく、円周方向の位置精度に注意して設ければよいことになり、精度よく回転止めを設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング装置の要部を断面して示す説明図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図で、軸部材、ボルト及びスプロケットを取外して示す図面である。
【図３】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ カムシャフト
３ スプロケット（回転体）
４ ハウジング部材
１５ ベーン部材
１８ ベーン
１９ 作動油室
２０ 作動油室
２８ 軸受け部
３１ 連繋ピン
３３ 溝
６６ 油圧給排手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転中に吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング変更装置は、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するようにしてある。
【０００３】
例えば、特開平１０−１４１０２４号公報には、内燃機関のクランクシャフトによって回転される回転体と共に回転するハウジングと、このハウジング内に収容されて、カムシャフトと共に回転するロータと、このロータに放射方向に突出して設けられ、ハウジング内に複数の作動油室を形成する複数のベーンと、作動油室に作動油を供給及び排出する油圧給排手段とを備え、作動油室に作動油を供給及び排出してハウジングとロータとを相対回動させるようにしたバルブタイミング変更装置が示されている。
【０００４】
また、前記ロータは、ハウジングの端面よりも軸方向内側においてカムシャフトの端面に取付けられ、ハウジングがカムシャフトに軸受けされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例にあっては、前記ロータがハウジングの端面よりも軸方向内側においてカムシャフトに取付けられ、ハウジングがカムシャフトに軸受けされているから、内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けるためには、ハウジングとカムシャフトとの間の軸受け隙間の精度を考慮しつつロータをカムシャフトに取付ける必要があり、取付け作業が困難となる虞がある。また、前記ハウジングの軸受けのためにカムシャフトの端部を軸方向に延長するなど、取付けに適合する設計が必要であるから、既存の内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けることが困難である。
【０００６】
本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、取付け作業を容易に行うことができると共に、既存の内燃機関へも有利に適用可能なバルブタイミング変更装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、内燃機関の回転に同期して回転される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置において、前記回転体と共に回転するハウジング部材と、前記ハウジング部材内に相対回動自在に収容されて、カムシャフトと共に回転するベーン部材と、前記ベーン部材の放射方向に突出して設けられ、前記ハウジング部材内に円周方向に複数の作動油室を形成するベーンと、前記作動油室に作動油を供給及び排出可能な油圧給排手段と、前記ベーン部材と前記カムシャフトとの間に配置され、前記ハウジング部材を所定角度回動可能に軸受けする軸受け部と、を備え、前記軸受け部を介して前記ベーン部材をカムシャフトに連結すると共に、前記軸受け部とカムシャフトのいずれか一方側に、該両者の相対回転を防止する連繋ピンを植設し、かつ、いずれか他方側に、前記連繋ピンが挿入される溝を半径方向に沿って形成したことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ベーン部材に、一端が開放された軸方向の穴を形成し、この穴内に収容されるボルトによって前記ベーン部材を、前記軸受け部を介して前記カムシャフトに連結したことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明の構成において、前記穴内に、前記作動油室に連通する油室側通路を開口させると共に、前記油室側通路及び前記油圧給排手段に連通する油圧側通路が形成された軸部材を挿入したことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、前記軸受け部とハウジング部材との間に、作動油が流通可能な溝を形成したことを特徴としている。
【００１１】
斯かる構成においては、前記回転体が内燃機関の回転に同期して回転され、バルブタイミング変更装置を介してカムシャフトが回転される。これによって、前記カムシャフトが吸気弁または排気弁を駆動する。
【００１２】
また、前記回転体に対するカムシャフトの相対回動は、回転体と共に回転するハウジング部材内の作動油室に作動油を供給及び排出して、ハウジング部材とベーン部材とが相対回動することによって行われる。この場合に、前記作動油室への作動油の供給及び排出は油圧給排手段によって行われる。詳しくは、前記作動油室に連通する油室側通路及び油圧給排手段に連通する油圧側通路を介して、油圧給排手段によって行われる。
【００１３】
前記回転体に対してカムシャフトが相対回動されることによって、内燃機関の回転に対するカムシャフトの回転位相が変更され、吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。
【００１４】
ここで、本発明にあっては、前記ベーン部材の端部に、ハウジング部材を所定角度回動可能に軸受けする軸受け部が設けられ、この軸受け部を介してベーン部材がカムシャフトに連結されている。このため、内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けるに際して、前記ハウジング部材の軸受け隙間の精度に注意を払う必要がなく、ベーン部材をカムシャフトに容易に取付けることができる。また、前記ハウジング部材の軸受けのためにカムシャフトの端部を延長するなどの取付けに適合する設計を必要としないから、既存の内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けることが容易に可能となる。
【００１５】
したがって、取付け作業を容易に行うことができると共に、既存の内燃機関へも有利に適用可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
【００１６】
しかも、前記ベーン部材の軸受け部とカムシャフトのいずれか一方側に、連繋ピンを植設したから、該連繋ピンによって前記軸受け部とカムシャフトとの相対回転を確実に防止することができることは勿論のこと、いずれか他方側に、連繋ピンを挿入する溝を半径方向に沿って形成したから、かかる連繋ピンを半径方向の位置精度に格別注意を払うことなく、円周方向の位置精度に注意して設ければよいことになり、精度よく回転止めを設けることができる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明によれば、前記ベーン部材に、一端が開放した軸方向の穴を形成し、この穴内に収容されるボルトによってベーン部材がカムシャフトに連結されているから、ボルトが外部に突出することがないと共に、穴内に油圧給排手段等を配置することによって、容積効率が向上し、装置全体の小型化を図ることができる。
【００１８】
また、請求項３記載の発明によれば、前記穴内に、作動油室に連通する油室側通路を開口させると共に、油室側通路及び油圧給排手段に連通する油圧側通路が形成された軸部材が挿入されているから、穴内を有効に利用して作動油の給排をすることができると共に、カムシャフトに作動油のための通路を設ける必要がない。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記ベーン部材の軸受け部とハウジング部材との間に、作動油が流通可能な溝を形成したから、この溝から作動油が摺動面に供給されることによって、軸受け部とハウジングとの間の軸受け摺動を作動油で潤滑することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング変更装置の要部を断面して示す説明図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図で、軸部材、ボルト及びスプロケットを取外して示す図面、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２２】
図において、付番１で示されるカムシャフトは内燃機関の吸気弁または排気弁を駆動可能であって、この実施の形態においては吸気弁を駆動するカムシャフトである。
【００２３】
前記カムシャフト１は、図外のシリンダヘッドに固定した軸受け２によって回転自在に支持されている。また、前記軸受け２よりも図１において右側のカムシャフト１の基幹部（図示せず）には、カムが形成されており、このカムによって吸気弁が開閉駆動されるようになっている。
【００２４】
前記カムシャフト１は、内燃機関に同期して回転される回転体３によって回転駆動されるようになっており、この回転体３はこの実施の形態において、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）によって回転駆動されるスプロケットである。
前記スプロケット３は、ハウジング部材４と共に回転可能となっており、また、
カムシャフト１に対して所定角度相対回動可能となっている。
【００２５】
即ち、前記スプロケット３は、環状のハウジング本体５とこのハウジング本体５の両端側を封止する板部材６，７とから構成されるハウジング部材４の、板部材７の外周側に一体に形成してある。なお、前記ハウジング本体５と板部材６，７は、連結ボルト８によって一体的に連結されている。
【００２６】
前記スプロケット３の外周側には外歯９が形成されており、この外歯９には図外のクランクシャフトによって駆動されるタイミングチェーン１０が巻着されるようになっている。
【００２７】
前記ハウジング部材４内は、全体として中空状になっており、環状のハウジング本体５の半径方向内方に向かって突出する複数（この実施の形態においては４個）の突起１２を形成することによって、半径方向外方寄りに、中央部分で連結された４個の部屋１３が形成してある（図２参照）。
【００２８】
前記ハウジング部材４内には、ベーン部材１５が所定角度相対回動自在に収容されており、このベーン部材１５とハウジング部材４とを主要素として、後に詳述する相対回動手段１６が構成されている。
【００２９】
前記ベーン部材１５は、その胴部１７から放射方向に突出する複数（この実施の形態においては４個）のベーン１８を有しており、このベーン１８を部屋１３内に配置した状態でハウジング部材４内に収容されている。
【００３０】
前記ベーン部材１５のベーン１８が部屋１３内に配置されることによって、この部屋１３内にベーン１８の円周方向両側に対峙して一対の作動油室１９，２０が区画形成される。また、前記一対の作動油室１９，２０は、この実施の形態において４組形成されている。
【００３１】
前記作動油室１９，２０間相互の封止は、ハウジング本体５の内周側に形成した突起１２の先端に設けたシール部材２１をばね部材２２で押圧してベーン部材１５の胴部１７外周に摺接させると共に、ベーン１８の先端に設けたシール部材２３をばね部材２４で押圧してハウジング本体５の内周に摺接させることによって成就するようにしてある。
【００３２】
前記ベーン部材１５には、作動油室１９に連通する半径方向の油室側通路２５及び作動油室２０に連通する半径方向の油室側通路２６が形成してあると共に、これら油室側通路２５，２６が開口する一端開放の穴２７が軸方向に形成してある。前記油室側通路２５，２６は穴２７の軸方向に相互に離れた位置に開口している。また、前記穴２７の開口端側に配置される板部材６の内周はベーン部材１５と共に穴２７を形成しており、この板部材６の内周には、穴２７の開口端に位置して、外方に向かって拡径するテーパ部２７ａが形成してある。
【００３３】
前記ベーン部材１５の端部には、カムシャフト１に近い側において、胴部１７を軸方向に延長して軸受け部２８が形成してある。前記軸受け部２８はその外周でハウジング部材４（の板部材７）を回動可能に軸受けしている。前記軸受け部２８は、この実施の形態においてはハウジング部材４の端面、即ち板部材７の端面から僅かに突出しているけれども、ハウジング部材４の端面と略同一面まで延びていることで足りる。
【００３４】
これによって、前記油室側通路２５，２６を介して作動油室１９，２０に作動油を選択的に供給及び排出することにより、ハウジング部材４とベーン部材１５とが相対回動することができるようになっている。
【００３５】
また、前記ベーン部材１５は軸受け部２８を介してカムシャフト１に連結されている。即ち、前記ベーン部材１５は、穴２７内に収容されて軸受け部２８を軸方向に貫通するボルト２９によってカムシャフト１に連結されており、このボルト２９の頭部３０は穴２７の底部に配置されるようになっている。このとき、前記カムシャフト１とベーン部材１５とは、ベーン部材１５の軸部２８に形成した位置決め穴２８ａに、カムシャフト１に形成した位置決め突起１ａを嵌合させることで同心に整合配置される。
【００３６】
更に、前記ベーン部材１５の軸受け部２８とカムシャフト１との間には、両者の相対回転を防止する連繋ピン３１が設けられている。詳しくは、前記カムシャフト１に形成した半径方向のフランジ３２に連繋ピン３１が軸方向に植設される一方、軸受け部２８の端面に半径方向の溝３３が形成され、この溝内３３に連繋ピン３１の先端が挿入されている。尚、前記軸受け部２８の端面に連携ピンを植設し、カムシャフト１に溝を設ける構成とすることも可能である。
【００３７】
ここに、前記スプロケット３は、ハウジング部材４に連結されている一方、カムシャフト１に連結されたベーン部材１５は、ハウジング部材４対して相対回動可能となっているから、油室側通路２５，２６を介して作動油室１９，２０に作動油を選択的に供給及び排出することによって、ハウジング部材４とベーン部材１５とが所定角度範囲内で相対回動できることになる。したがって、前記ハウジング部材４とベーン部材１５とを主要素として、スプロケット３をカムシャフト１に対して相対回動させる相対回動手段１６が構成されていることになる。
【００３８】
前記ハウジング部材４とベーン部材１５との間には、このハウジング部材４とベーン部材１５との相対回動を規制する回動規制手段３４が設けてある。前記回動規制手段３４は、この実施の形態において、ベーン部材１５に形成したシリンダ孔３５内に、ばね部材３６と共に収容することによってベーン部材１５の軸方向に突出可能に設けられた係合部材３７の先端を、ハウジング部材４（の板部材６）に設けた係合穴３８に係合可能とした構成にしてある。
【００３９】
前記シリンダ孔３５は、ベーン部材１５に対して、詳しくはベーン部材１５の円周方向幅を大きくしたベーン１８の１つに、軸方向に貫通して形成してある。前記シリンダ孔３５の開口端には、ばね部材３６のためのばね受け３９が圧入固定されており、このばね受け３９は、好ましくはベーン１８よりも高硬度材料から形成されている。
【００４０】
また、前記ばね受け３９の外周側の所定位置には空気抜きのための切欠き溝４０が設けてあり、この切欠き溝４０は、ベーン部材１５の軸受け部２８とハウジング部材４（の板部材７）との間、この実施の形態においては軸受け部２８の外周に形成した軸方向の溝４１に連通している。これによって、前記係合部材３７の後端側に位置するシリンダ孔３５の内部は、その開口端側で、切欠き溝４０及び溝４１を介して大気開放されていることになる。
【００４１】
前記係合部材３７は、先端側がテーパ状に形成されており、このテーパ状の先端側がシリンダ孔３５内から突出可能である。また、前記係合部材３７には、その先端に窪み４２が形成されていると共に、後端側の端面に開放する盲穴４３が形成してあり、これによって、軽量化が図られている。
【００４２】
前記係合穴３８は、この実施の形態においては、ハウジング部材４の板部材６よりも硬さの硬い材料からなり、係合穴３８が形成された係合穴部材４４をハウジング部材４の板部材６に埋設することによって形成してある。
【００４３】
前記係合穴３８の形状は、開口端側が大径のカップ状に形成されており、この係合穴３８の底部には、係合部材３７が係合した状態において油室４５が形成されている。また、前記係合穴３８内及び油室４５内は、係合穴部材４４に形成した油孔４６及び板部材６に形成した油溝４７を介して、作動油室１９に連通している。
【００４４】
前記ベーン部材１５に形成した一端開放の穴２７内には軸部材４９が挿入されており、この軸部材４９はバルブタイミング変更装置を覆うカバー部材５０に一体的に形成されている。
【００４５】
前記軸部材４９には、ベーン部材１５に形成した油室側通路２５，２６にそれぞれ連通すると共に、後述する油圧給排手段に連通する油圧側通路５１，５２がそれぞれ形成してある。
【００４６】
前記油圧側通路５１は、軸部材４９の軸方向に形成されて穴２７の底部側の開口端を栓部材５３によって封止されており、この油圧側通路５１から分岐する半径方向通路５４及びこの半径方向通路５４が連通する周溝５５を介して油室側通路２５に連通している。また、前記油圧側通路５２は、軸部材４９の軸方向に形成されて穴２７の底部側に向かって開口しており、穴２７の底部側を介して油室側通路２６に連通している。
【００４７】
前記ベーン部材１５に形成した穴２７とこの穴２７内に挿入される軸部材４９との間には、穴２７内の液密封止を司るシール部材５８，５９が設けられている。前記シール部材５８は、軸部材４９に形成した周溝５５を越えて穴２７の開口端側に設けられており、軸部材４９の外周に形成したシール溝６０内に収容され、穴２７の内周に接している。前記シール部材５９は、軸部材４９に形成した周溝５５を越えて穴２７の底部側に設けられており、軸部材４９の外周に形成したシール溝６１内に収容され、穴２７の内周に接している。また、前記シール部材５９はこの実施の形態において軸方向に２個設けられている。
【００４８】
これによって、前記穴２７の内部は、油室側通路２５が開口する部分と油室側通路２６が開口する部分とに区画されることになる。
【００４９】
また、この場合に、前記シール部材５８，５９が接するベーン部材１５（の穴２７の内周）は、鉄系金属等の高硬度材料から形成してある。
【００５０】
前記油圧側通路５１，５２には、油圧給排手段６６から作動油が導かれるようになっている。即ち、前記油圧給排手段６６は、油圧側通路５１，５２にそれぞれ連通する給排通路６７，６８と、これら給排通路６７，６８をオイルポンプ６９からの供給通路７０と貯油タンク７１に連通する排出通路７２とに選択的に切換えて連通させるか、または遮断する切換え弁７３と、この切換え弁７３を制御する制御装置７４とを主要素として構成してある。
【００５１】
前記給排通路６７，６８はこの実施の形態においてカバー部材５０に形成されており、軸部材４９に形成した油圧側通路５１，５２に対してほぼ直角に接続されている。
【００５２】
また、前記切換え弁７３は、この実施の形態において４ポート弁が採用されている。尚、前記切換え弁７３を制御する制御装置７４には、内燃機関の運転状態を示す各種信号が入力される。
【００５３】
斯かる構成において、内燃機関の始動時で、前記オイルポンプ６９から作動油が十分に供給されないとき、或いは制御装置７４に最遅角状態を保つ信号が入力されている場合には、相対回動手段１６のベーン部材１５はハウジング部材４に対して最遅角位置にあって（図２参照）、回動規制手段３４の係合部材３７の先端は係合穴３８に係合し、ハウジング部材４とベーン部材１５とを連繋している。このため、図外のクランクシャフトからタイミングチェーン１０を介してスプロケット３に与えられる回転駆動力は、ハウジング部材４及びベーン部材１５を介してカムシャフト１に伝達される。尚、この場合に、前記ベーン部材１５のベーン１８は、ハウジング部材４内に部屋１３を形成する突起１２の側面に当接していない。
【００５４】
前記カムシャフト１が回転することによって、内燃機関の吸気弁が駆動され、
開閉制御されることになる。
【００５５】
また、前記ベーン部材１５がハウジング部材４に対して最遅角位置にあるとき、回動規制手段３４の係合部材３７はばね部材３６によって押圧されて、その先端が係合穴３８に係合しており、ハウジング部材４とベーン部材１５との間の相対回動が規制されている。このため、前記カムシャフト１が図外の吸気弁を駆動する際に、このカムシャフト１に正または負の反転トルクが作用してもベーン部材１５はハウジング部材４に対して相対回動することがないから、ベーン部材１５のベーン１８が突起１２の側面に衝接して打音等を生じることが有利に防止される。
【００５６】
次に、進角制御される場合は、前記油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６８が排出通路７２に接続されることによって、オイルポンプ６９からの作動油が給排通路６７から、油圧側通路５１、半径方向通路５４、周溝５５及び油室側通路２５を介して作動油室１９内に導かれる。また、前記作動油室１９内に導かれた作動油は、板部材６に形成した油溝４７及び係合穴部材４４に形成した油孔４６を介して、係合部材３７の先端が係合する係合穴３８内及び係合穴３８の底部に形成された油室４５内に導かれる。
【００５７】
同時に、前記作動油室２０内が、油室側通路２６、穴２７の底部側、油圧側通路５２及び給排通路６８を介して排出通路７２に連通することになる。
【００５８】
前記作動油室１９内及び回動規制手段３４の係合穴３８（及び油室４５）内に作動油が導かれることにより、係合部材３７には作動油室１９及び係合穴３８（及び油室４５）の作動油圧力が作用し、この係合部材３７はばね部材３６のばね力に抗してばね受け３９側に付勢され、シリンダ孔３５内に押し戻される。このため、前記係合部材３７の先端が係合穴３８内から離脱して係合が解除され、これによって、ハウジング部材４とベーン部材１５とは係合部材３７による拘束が解除される。
【００５９】
前記作動油室１９内に作動油が供給される一方、作動油室２０内が排出通路７２に連通することによって、作動油室１９内の油圧力がベーン１８の側面に作用し、ベーン部材１５をハウジング部材４に対して図２の矢印方向、即ち進角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１のクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、カムシャフト１は進角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが早められる。
【００６０】
前記カムシャフト１が進角制御され、ベーン部材１５がハウジング部材４に対して相対回動して最進角位置にある場合に、係合部材３７は作動油室１９内の油圧によってシリンダ孔３５内に押し戻された状態が継続され、この係合部材３７の先端は板部材６の側面に接することはない。
【００６１】
次に、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６８にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６７が排出通路７２に接続されると、オイルポンプ６９からの作動油が油圧側通路５２、穴２７の底部側及び油室側通路２６を介して作動油室２０に導かれる。また、前記作動油室１９内の作動油は、油室側通路２５、周溝５５、半径方向通路５４、油圧側通路５１、給排通路６７及び排出通路７２を通じて貯油タンク７１に排出される。
【００６２】
前記作動油室１９内の作動油が排出されることによって、係合部材３７はこの係合部材３７に作用するばね部材３６のばね力によって付勢されるけれども、この係合部材３７の先端が係合穴３８に係合しない状態においては、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、回動規制手段３４による拘束が解除された状態が継続される。
【００６３】
前記作動油室２０内に作動油が供給される一方、作動油室１９内が排出通路７２に連通することによって、作動油室２０内の油圧力がベーン１８の側面に作用し、ベーン部材１５をハウジング部材４に対して図２において反時計方向、即ち遅角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１のクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、カムシャフト１は再び遅角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが遅らされることになる。
【００６４】
前記カムシャフト１が遅角制御され、ベーン部材１５がハウジング部材４に対して相対回動して最遅角位置となる場合に、係合部材３７の先端はばね部材３６のばね力によって係合穴３８内に再び係合される。
【００６５】
また、前記ベーン部材１５がハウジング部材４に対して進角方向或いは遅角方向に回動している状態で、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７，６８と供給通路７０または排出通路７２との連通が遮断されると、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、相対回動の中間的な位置に保持される。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とは相対回動の中間的な位置に保持されることになり、カムシャフト１は、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁を所望の開閉タイミングで制御することになる。
【００６６】
この場合には、前記作動油室１９内は、所定の圧力状態が維持されていると共に、密閉された状態となっているから、係合部材３７にはばね部材３６のばね力が作用するけれども、この係合部材３７は係合穴３８に係合することがないから、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、回動規制手段３４による拘束が解除された状態が継続される。
【００６７】
ここで、本発明にあっては、前記ベーン部材１５の端部に、ハウジング部材４を所定角度回動可能に軸受けする軸受け部２８が設けられ、この軸受け部２８を介してベーン部材１５がカムシャフト１に連結されている。このため、内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けるに際して、前記ハウジング部材４の軸受け隙間の精度に注意を払う必要がなく、ベーン部材１５をカムシャフト１に取付けることができる。また、前記ハウジング部材４の軸受けのためにカムシャフトの端部を延長するなどの取付けに適合する設計を必要としないから、既存の内燃機関にバルブタイミング変更装置を取付けることが容易に可能となる。
【００６８】
したがって、取付け作業を容易に行うことができると共に、既存の内燃機関へも有利に適用可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
【００６９】
また、前記ベーン部材１５に一端が開放する軸方向の穴２７が形成され、この穴２７内に収容されるボルト２９によってベーン部材１５がカムシャフト１に連結されているから、ボルト２９が外部に突出することがないと共に、穴２７内に油圧給排手段６６等を配置することによって、容積効率が向上し、装置全体の小型化を図ることができる。
【００７０】
また、前記穴２７内に、作動油室１９，２０に連通する油室側通路２５，２６を開口させると共に、油室側通路２５，２６及び油圧給排手段６６に連通する油圧側通路５１，５２が形成された軸部材４９が挿入されているから、穴２７内を有効に利用して作動油の給排をすることができると共に、カムシャフト１に作動油のための通路を設ける必要がない。
【００７１】
また、前記ベーン部材１５の軸受け部２８とカムシャフト１との間に、両者の相対回転を防止する連繋ピン３１が設けられているから、両者の相対回転を確実に防止することができる。
【００７２】
また、前記連繋ピン３１がカムシャフト１（のフランジ３２）に植設され、ベーン部材１５の軸受け部２８（の端面）に連繋ピン３１が挿入される溝３３が半径方向に形成されているから、連繋ピンを半径方向の位置精度に格別注意を払うことなく、円周方向の位置精度に注意して設ければよいことになり、精度よく回転止めを設けることができる。
【００７３】
また、前記ベーン部材１５の軸受け部２８とハウジング部材４（の板部材７）
との間に、作動油が流通可能な溝４１が形成されているから、この溝４１から作動油が摺動面に供給されることによって、軸受け部２８とハウジング４（の板部材７）との間の軸受け摺動を作動油で潤滑することができる。即ち、前記ベーン部材１５とハウジング部材４との間には相対回動のために若干の隙間が存在しており、この隙間を介して作動油室１９，２０内の作動油が溝４１内に漏出するから、この溝４１内から作動油が摺動面に供給され、潤滑されるのである。
【００７４】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、前記シール部材５８，５９を軸部材４９の外周に形成したシール溝６１，６２内に収容した実施の形態について述べたが、シール部材５８，５９は、ベーン部材１５の穴２７の内周にシール溝を形成して、このシール溝内に収容するようにしてもよいものである。この場合には前記軸部材４９が高硬度材料から形成される。
【００７５】
また、前記カムシャフト１を進角制御する実施の形態について述べたが、遅角制御するバルブタイミング変更装置に採用することも可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、取付け作業を容易に行うことができると共に、既存の内燃機関へも有利に適用可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
しかも、前記ベーン部材の軸受け部とカムシャフトのいずれか一方側に、連繋ピンを植設したから、該連繋ピンによって前記軸受け部とカムシャフトとの相対回転を確実に防止することができることは勿論のこと、いずれか他方側に、連繋ピンを挿入する溝を半径方向に沿って形成したから、かかる連繋ピンを半径方向の位置精度に格別注意を払うことなく、円周方向の位置精度に注意して設ければよいことになり、精度よく回転止めを設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング装置の要部を断面して示す説明図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図で、軸部材、ボルト及びスプロケットを取外して示す図面である。
【図３】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ カムシャフト
３ スプロケット（回転体）
４ ハウジング部材
１５ ベーン部材
１８ ベーン
１９ 作動油室
２０ 作動油室
２８ 軸受け部
３１ 連繋ピン
３３ 溝
６６ 油圧給排手段
Claims (4)
- 内燃機関の回転に同期して回転される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて前記吸気弁または前記排気弁の開閉タイミングを変更可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置において、
前記回転体と共に回転するハウジング部材と、
前記ハウジング部材内に相対回動自在に収容されて、カムシャフトと共に回転するベーン部材と、
前記ベーン部材の放射方向に突出して設けられ、前記ハウジング部材内に円周方向に複数の作動油室を形成するベーンと、
前記作動油室に作動油を供給及び排出可能な油圧給排手段と、
前記ベーン部材と前記カムシャフトとの間に配置され、前記ハウジング部材を所定角度回動可能に軸受けする軸受け部と、を備え、
前記軸受け部を介して前記ベーン部材をカムシャフトに連結すると共に、
前記軸受け部とカムシャフトのいずれか一方側に、該両者の相対回転を防止する連繋ピンを植設し、かつ、いずれか他方側に、前記連繋ピンが挿入される溝を半径方向に沿って形成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング変更装置。 - 前記ベーン部材に、一端が開放された軸方向の穴を形成し、この穴内に収容されるボルトによって前記ベーン部材を、前記軸受け部を介して前記カムシャフトに連結したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
- 前記穴内に、前記作動油室に連通する油室側通路を開口させると共に、前記油室側通路及び前記油圧給排手段に連通する油圧側通路が形成された軸部材を挿入したことを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
- 前記軸受け部とハウジング部材との間に、作動油が流通可能な溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
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