JP4015836B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを運転条件に応じで制御するためのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のバルブタイミング装置は、内燃機関の駆動軸から回転を伝達される駆動回転体と、カムシャフト側の従動回転体とを、組付角調整機構により相対的な組付角度を変化させ、バルブの開閉タイミングを遅角側および進角側に変位させるようになっている。
【０００３】
このような内燃機関のバルブタイミング制御装置において、本願出願人は、駆動回転体と従動回転体との組付角を変更する組付角調整機構として、一端の回動部が駆動回転体と従動回転体との一方に回動可能に連結されているとともに、他端のスライド部が駆動回転体と従動回転体との他方に設けられた径方向ガイドにより径方向にスライド可能に連結されたリンクアームを備え、前記スライド部の径方向の移動に伴って、回動部の位置が周方向に変位して駆動回転体と従動回転体との組付角度が相対的に変位するよう構成されたものを、先に提案した。
【０００４】
この従来技術は、特開２００１−４１０１３号公報に記載されており、従動回転体としてのカムシャフトの外周に駆動回転体としてのハウジングが相対回動可能に支持され、また、このハウジングに対向してガイドプレートが同軸に設けられている。そして、リンクアームの一端がカムシャフトの軸心部分に回動可能に連結され、リンクアームの他端に設けられた可動操作部材が、ハウジングの中間部に径方向にスライド可能に連結しているとともに、ガイドプレートの端面に設けられた渦巻状ガイドに、周方向の変位により径方向に変位するように連結されている。
【０００５】
また、ガイドプレートは、渦巻ばねにより所定方向に回動付勢されているとともに、電磁石により渦巻ばねの付勢方向に抗して制動力を与えることが可能に構成されている。
したがって、電磁石によりガイドプレートに制動力を与えると、ガイドプレートがハウジングと相対回転し、これによる渦巻状ガイドの変位により可動操作部材がハウジングに対して径方向に変位し、リンクアームが回動してカムシャフトを押し、ハウジングとカムシャフトの相対的な組付位置が変位するというものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、リンクアームが可動操作部材の中間部に支持され、リンクアームを挟んでその軸前後方向に配置されているハウジング（駆動回転体）およびガイドプレートと、リンクアームとの間に、空間を介在させた構成であったため、リンクアームと、その両端の支持部分との間にどうしても軸方向に隙間が生じ、リンクアームに荷重が作用したときに、リンクアームが軸方向に揺動してしまい、ガタついて異音が生じることがあった。
【０００７】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、内燃機関から回転が伝達される駆動回転体と、カムシャフト側の従動回転体との組付角度を相対変位させる組付角調整機構としてリンクアームの一端を径方向にスライドさせて他端側を周方向に変位させ構成を有した内燃機関のバルブタイミング制御装置において、リンクアームのがたつきによる異音の発生を防止して製品品質の向上を図り、さらに、コスト低減や作動品質向上を図ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明の内燃機関のバルブタイミング制御装置は、
内燃機関の駆動軸から回転を伝達される駆動回転体と、この駆動回転体と同軸に設けられて、内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を駆動するためのカムシャフトもしくは同シャフトに結合された別体部材からなる従動回転体と、この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、前記組付角調整機構は、前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、周方向に縮径するガイドが形成されたガイドプレートと、一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドに摺動可能に係合したリンクアームとを含み、前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させ、前記リンクアームの前記ガイドとの係合部分が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対角度が変更されるように構成されており、前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに摺動可能に当接させて配置したことを特徴とする手段とした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記ガイドに向けて潤滑油を供給する潤滑路供給路を形成し、前記ガイドプレートとリンクアームとの接触範囲内に前記ガイドを配置させたことを特徴とする手段とした。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記ガイドとして、ガイドプレートの端面に形成された渦巻状ガイド溝を設け、前記リンクアームにおける前記ガイド溝に沿って移動する係合部分の周辺に前記ガイドプレートと非接触状態とする段部を形成したことを特徴とするとした。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記リンクアームにおける前記ガイドとの係合部分は、球によって構成されていることを特徴とする手段とした。
請求項５に記載の発明は、内燃機関から回転を伝達される駆動回転体と、カムシャフトに結合された従動回転体と、この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、前記組付角調整機構は、前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられガイドプレートと、一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させることで半径方向に移動するように構成されたリンクアームとを含み、前記リンクアームの他方が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対回転角度が変更されるように構成されており、前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに摺動可能に当接させて配置したことを特徴とする手段とした。
請求項６に記載の発明は、内燃機関から回転を伝達される駆動回転体と、カムシャフトに結合された従動回転体と、この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、前記組付角調整機構は、前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、周方向に縮径するガイドが形成されたガイドプレートと、一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドに摺動可能に係合したリンクアームとを含み、前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させ、前記リンクアームの前記ガイドとの係合部分が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対角度が変更されるように構成されており、前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに当接させて、前記リンクアームの前記カムシャフト軸方向の揺動を防止したことを特徴とする手段とした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載の発明にあっては、リンクアームの一方と他方との間の部位がガイドプレートに対して摺動可能に当接されているため、リンクアームが軸方向に揺動するのを防止でき、がたつきおよび異音の発生を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明にあっては、装置の作動時に、潤滑路供給路を介して潤滑油がガイドに供給される。この潤滑油により、ガイドとリンクアームのスライド部とのスライドが円滑に成されるとともに、リンクアームにおいて渦巻ガイドと重なっている部分に潤滑油が供給され、リンクアームとガイドプレートとの摺動が円滑に成される。
よって、上述の請求項１に記載の効果に加えて、リンクアームの摺動の円滑化を図って、作動安定性を向上できるという効果を奏する。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、渦巻状ガイド溝に沿って移動する球を収容する収容孔の周囲とガイドプレートとが非接触状態となっているため、リンクアームとガイドプレートとが相対変位したときに、収容孔の周縁と渦巻状ガイド溝の縁とが引っかかることが無く、作動性の向上を図ることができる。
よって、上述の請求項１〜請求項３の記載の発明の効果に加えて、さらに作動性を向上できるという効果を奏する。
請求項４に記載の発明にあっては、リンクアームの一方と他方との間の部位がガイドプレートに摺動可能に当接させているため、リンクアームが軸方向に揺動するのを防止でき、がたつきおよび異音の発生を防止することができる。
請求項５に記載の発明にあっては、リンクアームの一方と他方との間の部位がガイドプレートに摺動可能に当接させているため、リンクアームが軸方向に揺動するのを防止でき、がたつきおよび異音の発生を防止することができる。
請求項６に記載の発明にあっては、リンクアームの一方と他方との間の部位をガイドプレートに当接させて、リンクアームの前記カムシャフト軸方向の揺動を防止したため、がたつきおよび異音の発生を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置について、図面に基づいて説明する。
図１は実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置の断面図、図２は装置の同分解斜視図、図３および図４は同装置の要部の作動説明図、図５は図１の要部の拡大断面図、図６は図１の矢印Ｄの方向から見た矢視図である。
【００１７】
上記実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置は内燃機関の吸気分側に適用したものであるが、排気分側に同様に適用することも可能である。
【００１８】
このバルブタイミング制御装置は、図１に示す、カムシャフト１と、駆動プレート２と、組付角操作機構４と、作動装置１５と、ＶＴＣカバー６と、コントローラ７とを主たる構成要素としている。
これらの構成について簡単に説明すると、前記カムシャフト１は、吸気側の機関弁７１を開閉する作動を行うものである。
前記駆動プレート２は、機関から回転が伝達されて回転する部材である。
前記組付角操作機構４は、前記カムシャフト１と駆動プレート２との相対組付角度を任意に変位させる機構である。
前記作動装置１５は、組付角操作機構４を作動させる装置である。
前記ＶＴＣカバー６は、図外のシリンダヘッドとロッカカバーの前端面に跨って取り付けられて駆動プレート２と組付角操作機構４の前面とその周域を覆うカバーである。
前記コントローラ７は、機関の運転状況に応じて作動装置１５の作動を制御するものである。
【００１９】
以下、上述の各構成について詳細に説明する。
まず、図１に示すカムシャフト１について説明すると、このカムシャフト１は、機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されており、回転に伴い外周に設けられた吸気弁駆動用のカム７０により、機関の吸気ポートを開閉する機関弁７１を、閉方向に付勢するバルブスプリング７３の付勢力に抗して開閉作動させるものである。また、前記カムシャフト１の前端部（図１において左側が前側である）にはスペーサ８が嵌合され、さらに、このスペーサ８は、カムシャフト１の一般部よりも大径となったフランジ１ｆにピン８０により回転規制されている。なお、前記カムシャフト１には、径方向に油供給孔１ｒが複数貫通形成されている。
【００２０】
前記スペーサ８は、図２に示すように、円盤形状の係止フランジ８ａと、この係止フランジ８ａの前端面から軸方向に伸びる円管形状の円管部８ｂと、同じく係止フランジ８ａの前端面であって円管部８ｂの基端部から外径方向の３方に伸びて軸方向と平行な圧入穴８ｃが形成された軸支持部８ｄとが形成されている。なお、これら軸支持部８ｄおよび圧入穴８ｃは、図２に示すように、それぞれ周方向に１２０°毎に配置されている。また、スペーサ８には、油を供給する油供給孔８ｒが径方向に貫通して形成されている。
【００２１】
前記駆動プレート２は、中心に貫通穴２ａが形成された円盤形状に形成されており、前記スペーサ８に対して係止フランジ８ａによって軸方向変位を規制された状態において相対回転自在に組み付けられている。また、この駆動プレート２は、図２に示すように、その後部外周には機関から図外のチェーンを介して回転が伝達されるタイミングスプロケット３が形成されている。また、前端面には、貫通穴２ａと外周とを結んで外径方向に３つのガイド溝２ｇが形成されている。これらのガイド溝２ｇは、前記軸支持部３ｄと同様に、周方向に１２０°毎に配置されている。さらに、前端面の外周部には、円環状のカバー部材２ｃが溶接あるいは圧入により固定されている。
【００２２】
本実施の形態においては、本発明における従動回転体はカムシャフト１およびスペーサ８によって構成され、駆動回転体はタイミングスプロケット３を含む駆動プレート２によって構成されている。なお、駆動プレート２に対して回転伝達を行う手段は、上述したチェーンに限られず、ベルトやギヤなどの他の手段により行うようにしてもよい。
【００２３】
前記組付角操作機構４は、カムシャフト１と駆動プレート２との前端部側に配置されてカムシャフト１と駆動プレート２との組付相対角度を変更するものである。
この組付角操作機構４は、図２に示すように、３本のリンクアーム１４を有している。各リンクアーム１４は、先端部にスライド部としての円筒部１４ａが設けられ、また、この円筒部１４ａから外径方向に延びるアーム部１４ｂが設けられている。前記円筒部１４ａには収容孔１４ｃが貫通して形成されている一方、アーム部１４ｂの基端部には回動部としての回動穴１４ｄが貫通して形成されている。
【００２４】
これらリンクアーム１４は、前記スペーサ８の圧入穴８ｃにきつく圧入された回動ピン８１に対して回動穴１４ｄを装着して、回動ピン８１を中心に回動可能に取り付けられている。一方、リンクアーム１４の円筒部１４ａは、前記駆動プレート２の径方向ガイドとしてのガイド溝２ｇに挿入されて駆動プレート２に対して径方向に移動可能に取り付けられている。なお、前記リンクアーム１４が回動ピン８１を中心に回動可能とするにあたり、回動ピン８１をリンクアーム１４に一体的に固定し、この回動ピン８１がスペーサ８に対して回動するようにしてもよい。
【００２５】
したがって、組付角操作機構４は、円筒部１４ａが外力を受けてガイド溝２ｇに沿って径方向にスライド変位すると、リンクアーム１４によるリンク作用により回動ピン８１が前記径方向の変位量に応じた角度だけ周方向に移動することになるもので、この回動ピン８１の変位によりカムシャフト１が駆動プレート２に対して相対回動することになる。
図３および図４は、この組付角操作機構４の作動を示すものであり、図３に示すように、円筒部１４ａがガイド溝２ｇにおいて駆動プレート２の外周側に配置されているときには、基端部の回動ピン８１がガイド溝２ｇに近い位置に引っ張られているもので、本実施の形態にあっては、この位置が最遅角位置である。
一方、図４に示すように、円筒部１４ａがガイド溝２ｇにおいて駆動プレート２の内周側に配置されているときには、回動ピン８１が周方向に押されてガイド溝２ｇから離れるもので、本実施の形態にあってはこの位置が最進角位置である。本実施の形態にあっては、図３に示す最遅角位置と図４に示す最進角位置とは、相対角度が略３０度異なるものとするが、この可動範囲は内燃機関の特性に依存するものであり、３０度に限られるものではない。
【００２６】
上述の組付角操作機構４における円筒部１４ａの径方向の移動は、前記作動装置１５により行われるもので、この作動装置１５は、作動変換機構４０と、増減速機構４１とを備えている。
【００２７】
前記作動変換機構４０は、リンクアーム１４の円筒部１４ａに保持された球２２と、前記駆動プレート２の前面に対向して同軸に設けられたガイドプレート２４とを備え、このガイドプレート２４の回転を前記リンクアーム１４における円筒部１４ａの径方向の変位に変換する機構である。以下に、この構成について説明する。
【００２８】
前記ガイドプレート２４は、前記スペーサ８の円管部８ｂの外周に金属系のブッシュ２３を介して相対回転可能に支持されている。また、ガイドプレート２４の後面には、断面略半円状で周方向の変位に伴って径方向に変位する渦巻ガイドとしての渦巻状ガイド溝２８が形成され、かつ、径方向の中間部には、油の供給を行う油供給孔２４ｒが前後方向に貫通して形成されている。
【００２９】
この渦巻状ガイド溝２８には、前記球２２が係合されている。すなわち、前記リンクアーム１４の円筒部１４ａに設けられた収容孔１４ｃには、図１および図２に示すように、円盤状の支持パネル２２ａと、コイルスプリング２２ｂと、リテーナ２２ｃと、球２２とが順に挿入されている。また、リテーナ２２ｃは、前端部に球２２が飛び出した状態で支持する椀状の支持凹部２２ｄが形成されているとともに、外周に前記コイルスプリング２２ｂが着座するフランジ２２ｆが形成されている。そして、図１に示す組付状態では、コイルスプリング２２ｂが短縮され、支持パネル２２ａが駆動プレート２の前面に押し付けられ、かつ、前記球２２が渦巻状ガイド溝２８に押し付けられて上下方向で係合するとともに、渦巻状ガイド溝２８の延在方向には相対移動可能となっている。また、前記渦巻状溝２８は、図３，図４に示すように駆動プレート２の回転方向Ｒに沿って次第に縮径するように形成されている。
【００３０】
したがって、前記作動変換機構４０は、前記球２２が渦巻状ガイド溝２８に係合した状態でガイドプレート２４が駆動プレート２に対して回転方向Ｒに相対回転すると、球２２がこのとき渦巻状ガイド溝２８の渦巻形状に沿って半径方向外側に移動し、これによりスライド部としての円筒部１４ａが図３に示す外径方向に移動し、リンクアーム１４に連結された回動ピン８１がガイド溝２ｇに近付くように引きつけられ、カムシャフト１は遅角方向に移動する。
【００３１】
逆にこの状態からガイドプレート２４が駆動プレート２に対して回転方向Ｒとは逆方向に相対回転すると、球２２は渦巻状ガイド溝２８の渦巻形状に沿って半径方向内側に移動し、これによりスライド部としての円筒部１４ａが図４に示す内径方向に移動し、リンクアーム１４に連結された回動ピン８１がガイド溝２ｇから離れる方向に押され、この場合、カムシャフト１は進角方向に移動する。
【００３２】
また、前記ガイドプレート２４と駆動プレート２の相対回動は、上述の最遅角位置および最進角位置において組付角操作ストッパ６０により規制されるようになっている。
この組付角操作ストッパ６０は、ガイド側部材６１と駆動側部材６２とを備えている。
前記ガイド側部材６１は、本実施の形態にあっては、ガイドプレート２４の後面の外周近傍位置にガイドプレート２４と一体に成形された金属製のものを用いている。なお、溶接やボルトなどにより一体的に固定するようにしてもよい。
一方、駆動側部材６２は、弾性部材６２ｂと締結部材６２ｃとを有している。前記弾性部材６２ｂは、本実施の形態ではＮＢＲ系、フッ素系、アクリル系等のゴム材料や樹脂を素材として直方体形状に形成され、中央に貫通穴６２ｄが形成されている。また、前記締結部材６２ｃは、駆動プレート２に形成された嵌合穴２ｎに圧入固定される固定軸６２ｆと、この固定軸６２ｆの基端部に溶接などにより一体に設けられた略Ｌ字断面形状の押圧板６２ｇとを備えている。そして、弾性部材６２ｂの貫通穴６２ｄに固定軸６２ｆを挿通させた状態で、この固定軸６２ｆを嵌合穴２ｎに圧入させて押圧板６２ｇにより弾性部材６２ｂを前面側から抑えた状態で組み付けられている。なお、押圧板６２ｇには、弾性部材６２ｂの側面を押さえるフランジ６２ｈが設けられ、弾性部材６２ｂが回転するのを防止しているとともに、弾性部材６２ｂが過大に弾性変形するのを防止している。
【００３３】
上述の組付角操作ストッパ６０にあっては、図３に示す最遅角位置では、ガイド側部材６１が駆動側部材６２に対して前記回転方向Ｒとは反対側の側面に当接して、ガイドプレート２４と駆動プレート２との相対回動を規制するもので、この位置において、渦巻状ガイド溝２８の最も外周側に配置されている球２２は渦巻状ガイド溝２８の外周端部に達しない構成となっている。よって、球２２が渦巻状ガイド溝２８の外周端部に衝突することがない。これにより、球２２が渦巻状ガイド溝２８から飛び出す方向に過大な力が作用することが無く、耐久性の向上を図ることができる。
【００３４】
一方、図４に示す最進角位置では、ガイド側部材６１が駆動側部材６２に対して前記回転方向Ｒ側の側面に当接して、ガイドプレート２４と駆動プレート２との相対回動を規制するもので、この位置において、渦巻状ガイド溝２８の最も内周側に配置されている球２２は渦巻状ガイド溝２８の内周端部に達しない構成となっている。よって、球２２が渦巻状ガイド溝２８の内周端部に衝突することがない。上述のように、球２２が渦巻状ガイド溝２８から飛び出す方向に過大な力が作用することが無く、耐久性の向上を図ることができる。
【００３５】
以上説明した組付角操作機構４および作動変換機構４０の組付において、リンクアーム１４の後面は、円筒部１４ａでは駆動プレート２の径方向ガイドとしてのガイド溝２ｇの底面に摺動可能に当接され、かつ、回動穴１４ｄの周囲ではスペーサ８の軸支持部８ｄの前面に摺動可能に当接された組付となっている。
一方、リンクアーム１４の前面は、アーム部１４ｂではガイドプレート２４の後面に摺動可能に当接された組付となっている。
なお、各リンクアーム１４は、図１のＣ部拡大図である図５および図２の斜視図に示すように、円筒部１４ａとアーム部１４ｂとの境界近傍になだらかに段部１４ｅが形成されて、リンクアーム１４の先端部の前面において支持孔１４ｃの周辺がガイドプレート２４から離反して非接触状態となっている。また、前記球２２を支持するリテーナ２２ｃも、球２２がガイドプレート２４の渦巻状ガイド溝２８に当接した状態で、リテーナ２２ｃの前端外周縁がガイドプレート２４とは非接触状態となるよう形成されている。
さらに、リンクアーム１４が組み付けられている部分の外周位置には、前記駆動プレート２に固定されたカバー部材２ｃが駆動プレート２とガイドプレート２４に跨って配置され、このカバー部材２ｃの内周とガイドプレート２４の外周に一体に設けられた後述する制動プレート３６との間にシール部材２ｓが設けられている。これにより、リンクアーム１４の摺動部分、ならびに球２２と渦巻状ガイド溝２８との摺動部分にゴミなどが浸入することの防止が図られている。
【００３６】
次に、作動装置１５のもう一つの構成である増減速機構４１について詳細に説明する。
この増減速機構４１は、前記ガイドプレート２４を駆動プレート２に対して増速および減速、すなわちガイドプレート２４を駆動プレート２に対して回転方向Ｒ側に移動（増速）させたり、ガイドプレート２４を駆動プレート２に対して回転方向Ｒとは反対側に移動（減速）させたりするもので、遊星歯車機構２５と第１電磁ブレーキ２６と第２電磁ブレーキ２７とを備えている。
【００３７】
前記遊星歯車機構２５は、サンギヤ３０とリングギヤ３１と、両ギヤ３０，３１に噛合されたプラネタリギヤ３３とを備えている。図１，図２に示すように、前記サンギヤ３０は、スペーサ８に回転自在に支持されたガイドプレート２４の前面側の内周に一体に形成されている。前記プラネタリギヤ３３は、前記スペーサ８の前端部に固定されたキャリアプレート３２に回転自在に支持されている。また、前記リングギヤ３１は、キャリアプレート３２の外側に回転自在に支持された環状の回転体３４の内周に形成されている。
なお、前記キャリアプレート３２は、前記スペーサ８の前端部に嵌合されて、ワッシャ３７を前端面に当接させた状態でボルト９を貫通させてカムシャフト１に締結させて固定されている。
また、前記回転体３４の前端面には、前方を向いた制動面３５ｂを有した制動プレート３５がねじ止めされている。
また、前記サンギヤ３０が一体に形成されたガイドプレート２４の外周にも、前方を向いた制動面３６ｂを有した制動プレート３６が溶接や嵌合などにより固定されている。
【００３８】
したがって、この遊星歯車機構２５は、プラネタリギヤ３３が自転せずにキャリアプレート３２と共に公転したとすると、第１電磁ブレーキ２６ならびに第２電磁ブレーキ２７が非作動状態では、サンギヤ３０とリングギヤ３１はフリー状態で同速度回転する。
この状態から第１電磁ブレーキ２６のみを制動作動すると、ガイドプレート２４がキャリアプレート３２に対して（カムシャフト１に対して）遅れ方向（図３，４のＲ方向とは逆方向）に相対回動し、駆動プレート２とカムシャフト１とが図４に示す進角方向に相対変位することになる。
一方、第２電磁ブレーキ２７のみを制動作動すると、リングギヤ３１のみに制動力が付与され、リングギヤ３１がキャリアプレート３２に対して遅れ方向に相対回転することによってプラネタリギヤ３３が自転し、このプラネタリギヤ３３の自転がサンギヤ３０を増速させ、ガイドプレート２４を駆動プレート２に対して回転方向Ｒ側に相対回動し、駆動プレート２とカムシャフト１とが図３に示す遅角方向に相対回動することになる。
【００３９】
前記第１電磁ブレーキ２６および第２電磁ブレーキ２７は、それぞれ前述した制動プレート３６，３５の制動面３６ｂ，３５ｂに対向するよう内外二重に配置されて前記ＶＴＣカバー６の裏面にピン２６ｐ，２７ｐによって回転のみを規制された浮動状態で支持された円管部材２６ｒ，２７ｒを有している。これらの円管部材２６ｒ，２７ｒには、コイル２６ｃ，２７ｃが収容されているとともに、各コイル２６ｃ，２７ｃへの通電時に各制動面３５ｂ，３６ｂに押し付けられる摩擦材２６ｂ，２７ｂが装着されている。なお、摩擦材２６ｂ，２７ｂの両方あるいは一方に制動面３５ｂ，３６ｂに押し付ける付勢手段を設け、コイル２６ｃ，２７ｃへの通電時に制動力が取り除かれる構成としてもよい。
また、各円管部材２６ｒ，２７ｒおよび各制動プレート３５，３６は、コイル２６ｃ，２７ｃへの通電時に磁界を形成するために鉄などの磁性体により形成されている。それに対して、前記ＶＴＣカバー６は、通電時に磁束の漏れを生じさせないために、また、摩擦材２６ｂ，２７ｂは、永久磁石化して非通電時に制動プレート３５，３６に貼り付くのを防止するために、アルミなどの非磁性体により形成されている。
【００４０】
さらに、前記遊星歯車機構２５において、前記リングギヤ３１と一体的に設けられている制動プレート３５とキャリアプレート３２との間には、遊星歯車ストッパ９０が設けられている。
この遊星歯車ストッパ９０は、制動プレート３５の内周穴３５ｃにおいて内径方向に突出されたストッパ板９１と、このストッパ板９１と周方向で干渉するようにキャリアプレート３２に固定されたキャリア側部材９２とを備えている。
また、このキャリア側部材９２は、キャリアプレート３２に形成された嵌合穴３２ｎに嵌合固定される金属製のベース部材９２ｂと、このベース部材９２ｂの周囲を囲んで固定される円弧形状のＮＢＲ系、フッ素系、アクリル系等のゴム材料や樹脂製の緩衝部材としての弾性部材９２ｄと、この弾性部材９２ｄの前面および内周面を覆う樹脂や金属製のカバー部材９２ｃとを備えている。また、カバー部材９２ｃには、弾性部材９２ｄの側面を押さえるフランジ９２ｆが設けられ、弾性部材９２ｄが回転するのを防止しているとともに、弾性部材９２ｄが過大に弾性変形するのを防止している。
なお、カバー部材９２ｃは、ベース部材９２ｂに凸設されたピン９２ｐを貫通させた状態でワッシャ９２ｗを取り付けることで脱落防止が図られている。
また、図６は図１における矢印Ｄ方向から見た矢視図であり、ベース部材９２ｂの取付回動中心と、カバー部材９２ｃの取付回動中心とが異なる位置に設けられており、ストッパとして作動して周方向から荷重を受けたときに、両者が一体に回転することの防止を図っている。
【００４１】
したがって、遊星歯車機構２５にあっては、第２電磁ブレーキ２７を制動作動させたときには、リングギヤ３１がキャリアプレート３２に対して遅れ方向に相対回転することによってプラネタリギヤ３３が自転し、このプラネタリギヤ３３の自転がサンギヤ３０を増速させるが、このとき、プラネタリギヤ３３の自転に伴ってキャリアプレート３２がリングギヤ３１に対して所定量回転すると、遊星歯車ストッパ９０によりその回転が規制される。
よって、サンギヤ３０が増速されて遅角方向に変位してガイドプレート２４と駆動プレート２との相対回動が前述した組付角操作ストッパ６０により規制されたときには、その反力は、プラネタリギヤ３３およびキャリアプレート３２から遊星歯車ストッパ９０により受け止められプラネタリギヤ３３とリングギヤ３１との噛み合いにより受け止めることはない。これにより、ギヤの噛み合いの耐久性を向上することができる。
【００４２】
ところで、上述した前記作動変換機構４０は、リンクアーム１４の円筒部１４ａの位置を保持して、駆動プレート２とカムシャフト１との相対組付位置が変動しない構成となっているもので、その構成について説明する。
【００４３】
前記駆動プレート２からカムシャフト１には、リンクアーム１４およびスペーサ８を介して駆動トルクが伝達されるが、カムシャフト１からリンクアーム１４には、機関弁７１からの反力（バルブスプリング７３による反力）によるカムシャフト１の変動トルク（交番トルク）が、回動ピン８１からリンクアーム１４の両端の枢支点を結ぶ方向の力Ｆ（図４参照）として入力される。
【００４４】
前記リンクアーム１４の円筒部１４ａは、径方向ガイドとしてのガイド溝２ｇに沿って径方向に案内されているとともに、円筒部１４ａから前面に突出した球２２が、渦巻状ガイド溝２８に係合されているため、各リンクアーム１４を介して入力される力Ｆは、ガイド溝２ｇの左右の壁とガイドプレート２４の渦巻状ガイド溝２８とによって支持される。
【００４５】
したがって、リンクアーム１４に入力された力Ｆは互いに直交する二つの分力ＦＡ，ＦＢに分解されるが、これらの分力ＦＡ，ＦＢは、渦巻状ガイド溝２８の外周側の壁と、ガイド溝２ｇの一方の壁とに略直交する向きで受け止められ、リンクアーム１４の円筒部１４ａがガイド溝２ｇに沿って移動することが阻止され、これにより、リンクアーム１４が回動することが阻止される。
よって、各電磁ブレーキ２６，２７の制動力によってガイドプレート２４が回動されてリンクアーム１４が所定の位置に回動操作された後には、基本的には制動力を付与し続けなくてもリンクアーム１４の位置を維持、つまり、駆動プレート２とカムシャフト１の回転位相をそのまま保持することができる。なお、前記カＦは、図４に示すように外径方向に作用することに限られず、図示とは逆向きに作用することもあるが、このとき分力ＦＡ，ＦＢは渦巻状ガイド溝２８の内周側の壁と、ガイド溝２ｇの他方側とに略直角の向きに受け止められる。
【００４６】
以下、本実施の形態の作用を説明する。
機関始動時およびアイドル運転時には、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相が最遅角側に制御し、機関回転の安定化と燃費の向上を図る。
このようにカムシャフト１を最遅角位置に配置するには、コントローラ７が第２電磁ブレーキ２７に通電する制御信号を出力する。これにより、第２電磁ブレーキ２７の摩擦材２７ｂが制動プレート３５に摩擦接触し、遊星歯車機構２５のリングギヤ３１に制動力が作用し、タイミングスプロケット３の回転に伴ってサンギヤ３０が増速回転される。このサンギヤ３０の増速回転によりガイドプレート２４が駆動プレート２に対して回転方向Ｒ側に回転させられ、これに伴ってリンクアーム１４に支持された球２２が渦巻状ガイド溝２８の外周側に移動する。この移動は、組付角操作ストッパ６０のガイド側部材６１と駆動側部材６２とが図３に示すように衝突した最遅角位置において規制され、このときカムシャフト１は駆動プレート２に対して最遅角側の組付角度に配置される。
【００４７】
さらに、上述のようにリングギヤ３１の回転を第２電磁ブレーキ２７により制動するにあたり、瞬時に回転を規制するのではなく所定量の回転を許しながら制動を行うもので、この回転量が所定量となると遊星歯車ストッパ９０によりリングギヤ３１の回転が規制される。すなわち、キャリアプレート３２に設けたキャリア側９２がストッパ板９１の端面に衝突して回転が規制される。
この場合、上述のようにサンギヤ３０が設けられたガイドプレート２４の増速回動が組付角ストッパ６０により規制されると、その反力が遊星歯車機構２５に入力されるが、この反力はキャリアプレート３２から遊星歯車ストッパ９０を介してリングギヤ３１側の制動プレート３５に伝達され、各ギヤの噛み合い部分に荷重が入力されることが無く、この噛み合い部分の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
なお、この第２電磁ブレーキ２７への通電は、予め設定された所定時間（例えば、０．５ｓｅｃ）だけ実行されるもので、以後は、上述した作動変換機構４０の保持機能により最遅角状態が保持される。
また、基本的には、上述の最遅角位置に配置させる制御信号は、機関の停止直前までに出力されるものであり、その後の始動時にあっては、既に最遅角位置となっているが、この始動時にも最遅角位置に制御する制御信号を出力させるのが好ましい。
【００４９】
次に、上述の始動状態から機関が通常運転に移行し、コントローラ７がカムシャフト１を進角方向に組付角度を変位すると判断したときには、コントローラ７は、第１ブレーキ２６を制動作動させる制御信号を出力する。
これによりガイドプレート２４に制動力が作用してガイドプレート２４は駆動プレート２に対して回転方向Ｒとは反対方向に回動し、カムシャフト１は進角側に組付角度が変位され、機関の高出力化が図られる。この進角方向の変位量は図外のセンサによるフィードバック制御により任意の量に制御することができる。
また、最進角位置まで変位させた場合、組付角操作ストッパ６０のガイド側部材６１と駆動側部材６２とが図４に示すように衝突して、それ以上の変位が規制される。よって、カムシャフト１は駆動プレート２に対して最進角側の組付角度に配置される。また、この状態は、上述した作動変換機構４０の状態維持機能により維持される。
さらに、ガイドプレート２４の回転が規制されると、プラネタリギヤ３３が自転してリングギヤ３１が増速回転されるが、この回転量が所定量となると遊星歯車ストッパ９０により回転が規制される。したがって、この場合も、各ギヤの噛み合い部分に荷重が入力されることが無く、この噛み合い部分の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
また、上述の作動時にあっては、潤滑用の油が図外の機関からカムシャフト１に貫通された油供給孔１ｒからカムシャフト１およびスペーサ８の内周を通り、スペーサ８の油供給孔８ｒから組付角操作機構４および作動装置１５に向けて供給され、さらに、ガイドプレート２４から油供給孔２４ｒを経て遊星歯車機構２５へ供給されるもので、図１において一点鎖線で示す油供給路ｏｉｌが形成される。
この油供給路ｏｉｌの途中において、油は渦巻状ガイド溝２８にも潤滑油が供給され、さらに、リンクアーム１４においてこの渦巻状ガイド溝２８と重なって配置されている部分にも供給される。
したがって、このリンクアーム１４とガイドプレート２４の間とに潤滑油が供給されて、リンクアーム１４が作動したときの作動性に優れる。
【００５１】
また、本実施の形態のバルブタイミング制御装置は、ガイドプレート２４を、遊星歯車機構２５と一対の電磁ブレーキ２６，２７によって適宜増減速させ、その増減速によって組付角操作機構４のリンクアーム１４を駆動操作する構造となっているため、各電磁ブレーキ２６，２７はリンクアーム１４の作動抵抗と、各制動面３５ｂ，３６ｂからリンクアーム１４までの動力伝達経路の摩擦抵抗とに打ち勝つだけの制動力を付与できればよい。
したがって、各電磁ブレーキ２６，２７で必要とする電磁力が小さくなり、電力の消費を削減することができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態にあっては、リンクアーム１４を、その前後のガイドプレート２４および駆動プレート２に対して相互に摺動可能に当接している。
したがって、リンクアーム１４が前後方向に揺動することが無く、リンクアーム１４の「がたつき」ならびに異音の発生を防止することができる。
加えて、リンクアーム１４は、回動ピン８１に回動可能に装着しているが、その抜け止めは、ガイドプレート２４により成され、ワッシャなどの抜け止め用の部材を省略することができ、これにより、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
【００５３】
また、本実施の形態にあっては、リンクアーム１４に段部１４ｅを形成し、径方向にスライドする円筒部１４ａの端面がガイドプレート２４に対して非接触状態としているとともに、リンクアーム１４の円筒部１４ａの収容孔１４ｃに収容されているリテーナ２２ｃもガイドプレート２４と非接触状態としている。
したがって、リンクアーム１４がガイドプレート２４に対して回動したときに、リンクアーム１４の外周縁の角部や収容孔１４ｃの周縁と、渦巻状ガイド溝２８の周縁の角部とが接触することが無く、リンクアーム１４に引っかかりが生じて作動不良が生じることを防止することができる。
【００５４】
また、本実施の形態にあっては、ガイドプレート２４とリンクアーム１４との接触部分に渦巻状ガイド溝２８を形成しているため、この接触部分に対して渦巻状ガイド溝２８を介して潤滑油が供給され、この接触部分の摺動性および耐摩耗性を向上させることができる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、リンクアーム１４は、実施の形態では、駆動回転体としての駆動プレート２の外周側に径方向にスライド自在に連結し、従動回転体としてのスペーサ８の内周側に回動可能に連結したものを示したが、これとは逆に、駆動回転体に回動可能に連結し、従動回転体にスライド可能に連結してもよい。さらに、実施の形態とは逆に、従動回転体に外周側で連結し、駆動回転体に内周側で連結してもよい。
【００５６】
また、リンクアームとして、実施の形態では平板状のアーム部１４ｂを有したリンクアーム１４を示したが、このリンクアーム１４の形状は、実施の形態に示した形状に限定されるものではなく、棒状など他の形状に形成してもよい。
また、リンクアームのスライド部として、実施の形態では、リンクアーム１４に円筒部１４ａを形成したが、この形状としては、球状や円柱状や多角筒形状や多角柱形状など他の形状に形成してもよい。
さらに、径方向ガイドとして、実施の形態では、ガイド溝２ｇによりガイドするようにしたが、要は径方向にガイドすればよく、径方向に伸びるレール状のガイドを１または複数設けるようにしてもよい。
また、リンクアームのスライド部を周方向に作動させる渦巻状ガイドとして、実施の形態では渦巻状ガイド溝２８を示したが、これも、要は径方向の変位に伴って周方向に変位するように延在されたガイドであればよく、渦巻状のレール状の部材などを用いてもよい。
【００５７】
また、作動装置として実施の形態では、遊星歯車機構２５を備えたものを示したが、この作動装置は、要はガイドプレートを回転させることのできる装置であれば、例えば、モータなどの駆動手段により直接ガイドプレートを回転させる装置など他の装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置を示す断面図である。
【図２】実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置を示す分解斜視図である。
【図３】実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置の要部の作動を示す図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図４】実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置の要部の作動を示す図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図５】実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置の要部（図１のＣ部）を示す拡大断面図である。
【図６】図１の矢印Ｄの方向から見た矢視図である。。
【符号の説明】
１ カムシャフト
１ｒ 油供給孔
２ 駆動プレート
２ｇ ガイド溝
３ タイミングスプロケット
４ 組付角操作機構
６ ＶＴＣカバー
７ コントローラ
８ スペーサ
８ｒ 油供給孔
１４ リンクアーム
１４ａ 円筒部（スライド部）
１４ｂ アーム部
１４ｃ 収容孔
１４ｄ 回動穴（回動部）
１４ｅ 段部
１５ 作動装置
２２ 球
２４ ガイドプレート
２４ｒ 油供給孔
２５ 遊星歯車機構
２６ 第１電磁ブレーキ
２７ 第２電磁ブレーキ
２８ 渦巻状ガイド溝
３０ サンギヤ
３１ リングギヤ
３２ キャリアプレート
３３ プラネタリギヤ
６０ 組付角操作ストッパ
９０ 遊星歯車ストッパ
９１ ストッパ板
９２ キャリア側部材
９２ｂ ベース部材
９２ｃ カバー部材
９２ｄ 弾性部材
ｏｉｌ 油供給路
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを運転条件に応じで制御するためのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のバルブタイミング装置は、内燃機関の駆動軸から回転を伝達される駆動回転体と、カムシャフト側の従動回転体とを、組付角調整機構により相対的な組付角度を変化させ、バルブの開閉タイミングを遅角側および進角側に変位させるようになっている。
【０００３】
このような内燃機関のバルブタイミング制御装置において、本願出願人は、駆動回転体と従動回転体との組付角を変更する組付角調整機構として、一端の回動部が駆動回転体と従動回転体との一方に回動可能に連結されているとともに、他端のスライド部が駆動回転体と従動回転体との他方に設けられた径方向ガイドにより径方向にスライド可能に連結されたリンクアームを備え、前記スライド部の径方向の移動に伴って、回動部の位置が周方向に変位して駆動回転体と従動回転体との組付角度が相対的に変位するよう構成されたものを、先に提案した。
【０００４】
この従来技術は、特開２００１−４１０１３号公報に記載されており、従動回転体としてのカムシャフトの外周に駆動回転体としてのハウジングが相対回動可能に支持され、また、このハウジングに対向してガイドプレートが同軸に設けられている。そして、リンクアームの一端がカムシャフトの軸心部分に回動可能に連結され、リンクアームの他端に設けられた可動操作部材が、ハウジングの中間部に径方向にスライド可能に連結しているとともに、ガイドプレートの端面に設けられた渦巻状ガイドに、周方向の変位により径方向に変位するように連結されている。
【０００５】
また、ガイドプレートは、渦巻ばねにより所定方向に回動付勢されているとともに、電磁石により渦巻ばねの付勢方向に抗して制動力を与えることが可能に構成されている。
したがって、電磁石によりガイドプレートに制動力を与えると、ガイドプレートがハウジングと相対回転し、これによる渦巻状ガイドの変位により可動操作部材がハウジングに対して径方向に変位し、リンクアームが回動してカムシャフトを押し、ハウジングとカムシャフトの相対的な組付位置が変位するというものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、リンクアームが可動操作部材の中間部に支持され、リンクアームを挟んでその軸前後方向に配置されているハウジング（駆動回転体）およびガイドプレートと、リンクアームとの間に、空間を介在させた構成であったため、リンクアームと、その両端の支持部分との間にどうしても軸方向に隙間が生じ、リンクアームに荷重が作用したときに、リンクアームが軸方向に揺動してしまい、ガタついて異音が生じることがあった。
【０００７】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、内燃機関から回転が伝達される駆動回転体と、カムシャフト側の従動回転体との組付角度を相対変位させる組付角調整機構としてリンクアームの一端を径方向にスライドさせて他端側を周方向に変位させ構成を有した内燃機関のバルブタイミング制御装置において、リンクアームのがたつきによる異音の発生を防止して製品品質の向上を図り、さらに、コスト低減や作動品質向上を図ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明の内燃機関のバルブタイミング制御装置は、
内燃機関の駆動軸から回転を伝達される駆動回転体と、この駆動回転体と同軸に設けられて、内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を駆動するためのカムシャフトもしくは同シャフトに結合された別体部材からなる従動回転体と、この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、前記組付角調整機構は、前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、周方向に縮径するガイドが形成されたガイドプレートと、一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドに摺動可能に係合したリンクアームとを含み、前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させ、前記リンクアームの前記ガイドとの係合部分が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対角度が変更されるように構成されており、前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに摺動可能に当接させて配置したことを特徴とする手段とした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記ガイドに向けて潤滑油を供給する潤滑路供給路を形成し、前記ガイドプレートとリンクアームとの接触範囲内に前記ガイドを配置させたことを特徴とする手段とした。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記ガイドとして、ガイドプレートの端面に形成された渦巻状ガイド溝を設け、前記リンクアームにおける前記ガイド溝に沿って移動する係合部分の周辺に前記ガイドプレートと非接触状態とする段部を形成したことを特徴とするとした。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記リンクアームにおける前記ガイドとの係合部分は、球によって構成されていることを特徴とする手段とした。
請求項５に記載の発明は、内燃機関から回転を伝達される駆動回転体と、カムシャフトに結合された従動回転体と、この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、前記組付角調整機構は、前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられガイドプレートと、一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させることで半径方向に移動するように構成されたリンクアームとを含み、前記リンクアームの他方が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対回転角度が変更されるように構成されており、前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに摺動可能に当接させて配置したことを特徴とする手段とした。
請求項６に記載の発明は、内燃機関から回転を伝達される駆動回転体と、カムシャフトに結合された従動回転体と、この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、前記組付角調整機構は、前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、周方向に縮径するガイドが形成されたガイドプレートと、一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドに摺動可能に係合したリンクアームとを含み、前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させ、前記リンクアームの前記ガイドとの係合部分が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対角度が変更されるように構成されており、前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに当接させて、前記リンクアームの前記カムシャフト軸方向の揺動を防止したことを特徴とする手段とした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載の発明にあっては、リンクアームの一方と他方との間の部位がガイドプレートに対して摺動可能に当接されているため、リンクアームが軸方向に揺動するのを防止でき、がたつきおよび異音の発生を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明にあっては、装置の作動時に、潤滑路供給路を介して潤滑油がガイドに供給される。この潤滑油により、ガイドとリンクアームのスライド部とのスライドが円滑に成されるとともに、リンクアームにおいて渦巻ガイドと重なっている部分に潤滑油が供給され、リンクアームとガイドプレートとの摺動が円滑に成される。
よって、上述の請求項１に記載の効果に加えて、リンクアームの摺動の円滑化を図って、作動安定性を向上できるという効果を奏する。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、渦巻状ガイド溝に沿って移動する球を収容する収容孔の周囲とガイドプレートとが非接触状態となっているため、リンクアームとガイドプレートとが相対変位したときに、収容孔の周縁と渦巻状ガイド溝の縁とが引っかかることが無く、作動性の向上を図ることができる。
よって、上述の請求項１〜請求項３の記載の発明の効果に加えて、さらに作動性を向上できるという効果を奏する。
請求項４に記載の発明にあっては、リンクアームの一方と他方との間の部位がガイドプレートに摺動可能に当接させているため、リンクアームが軸方向に揺動するのを防止でき、がたつきおよび異音の発生を防止することができる。
請求項５に記載の発明にあっては、リンクアームの一方と他方との間の部位がガイドプレートに摺動可能に当接させているため、リンクアームが軸方向に揺動するのを防止でき、がたつきおよび異音の発生を防止することができる。
請求項６に記載の発明にあっては、リンクアームの一方と他方との間の部位をガイドプレートに当接させて、リンクアームの前記カムシャフト軸方向の揺動を防止したため、がたつきおよび異音の発生を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置について、図面に基づいて説明する。
図１は実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置の断面図、図２は装置の同分解斜視図、図３および図４は同装置の要部の作動説明図、図５は図１の要部の拡大断面図、図６は図１の矢印Ｄの方向から見た矢視図である。
【００１７】
上記実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置は内燃機関の吸気分側に適用したものであるが、排気分側に同様に適用することも可能である。
【００１８】
このバルブタイミング制御装置は、図１に示す、カムシャフト１と、駆動プレート２と、組付角操作機構４と、作動装置１５と、ＶＴＣカバー６と、コントローラ７とを主たる構成要素としている。
これらの構成について簡単に説明すると、前記カムシャフト１は、吸気側の機関弁７１を開閉する作動を行うものである。
前記駆動プレート２は、機関から回転が伝達されて回転する部材である。
前記組付角操作機構４は、前記カムシャフト１と駆動プレート２との相対組付角度を任意に変位させる機構である。
前記作動装置１５は、組付角操作機構４を作動させる装置である。
前記ＶＴＣカバー６は、図外のシリンダヘッドとロッカカバーの前端面に跨って取り付けられて駆動プレート２と組付角操作機構４の前面とその周域を覆うカバーである。
前記コントローラ７は、機関の運転状況に応じて作動装置１５の作動を制御するものである。
【００１９】
以下、上述の各構成について詳細に説明する。
まず、図１に示すカムシャフト１について説明すると、このカムシャフト１は、機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されており、回転に伴い外周に設けられた吸気弁駆動用のカム７０により、機関の吸気ポートを開閉する機関弁７１を、閉方向に付勢するバルブスプリング７３の付勢力に抗して開閉作動させるものである。また、前記カムシャフト１の前端部（図１において左側が前側である）にはスペーサ８が嵌合され、さらに、このスペーサ８は、カムシャフト１の一般部よりも大径となったフランジ１ｆにピン８０により回転規制されている。なお、前記カムシャフト１には、径方向に油供給孔１ｒが複数貫通形成されている。
【００２０】
前記スペーサ８は、図２に示すように、円盤形状の係止フランジ８ａと、この係止フランジ８ａの前端面から軸方向に伸びる円管形状の円管部８ｂと、同じく係止フランジ８ａの前端面であって円管部８ｂの基端部から外径方向の３方に伸びて軸方向と平行な圧入穴８ｃが形成された軸支持部８ｄとが形成されている。なお、これら軸支持部８ｄおよび圧入穴８ｃは、図２に示すように、それぞれ周方向に１２０°毎に配置されている。また、スペーサ８には、油を供給する油供給孔８ｒが径方向に貫通して形成されている。
【００２１】
前記駆動プレート２は、中心に貫通穴２ａが形成された円盤形状に形成されており、前記スペーサ８に対して係止フランジ８ａによって軸方向変位を規制された状態において相対回転自在に組み付けられている。また、この駆動プレート２は、図２に示すように、その後部外周には機関から図外のチェーンを介して回転が伝達されるタイミングスプロケット３が形成されている。また、前端面には、貫通穴２ａと外周とを結んで外径方向に３つのガイド溝２ｇが形成されている。これらのガイド溝２ｇは、前記軸支持部３ｄと同様に、周方向に１２０°毎に配置されている。さらに、前端面の外周部には、円環状のカバー部材２ｃが溶接あるいは圧入により固定されている。
【００２２】
本実施の形態においては、本発明における従動回転体はカムシャフト１およびスペーサ８によって構成され、駆動回転体はタイミングスプロケット３を含む駆動プレート２によって構成されている。なお、駆動プレート２に対して回転伝達を行う手段は、上述したチェーンに限られず、ベルトやギヤなどの他の手段により行うようにしてもよい。
【００２３】
前記組付角操作機構４は、カムシャフト１と駆動プレート２との前端部側に配置されてカムシャフト１と駆動プレート２との組付相対角度を変更するものである。
この組付角操作機構４は、図２に示すように、３本のリンクアーム１４を有している。各リンクアーム１４は、先端部にスライド部としての円筒部１４ａが設けられ、また、この円筒部１４ａから外径方向に延びるアーム部１４ｂが設けられている。前記円筒部１４ａには収容孔１４ｃが貫通して形成されている一方、アーム部１４ｂの基端部には回動部としての回動穴１４ｄが貫通して形成されている。
【００２４】
これらリンクアーム１４は、前記スペーサ８の圧入穴８ｃにきつく圧入された回動ピン８１に対して回動穴１４ｄを装着して、回動ピン８１を中心に回動可能に取り付けられている。一方、リンクアーム１４の円筒部１４ａは、前記駆動プレート２の径方向ガイドとしてのガイド溝２ｇに挿入されて駆動プレート２に対して径方向に移動可能に取り付けられている。なお、前記リンクアーム１４が回動ピン８１を中心に回動可能とするにあたり、回動ピン８１をリンクアーム１４に一体的に固定し、この回動ピン８１がスペーサ８に対して回動するようにしてもよい。
【００２５】
したがって、組付角操作機構４は、円筒部１４ａが外力を受けてガイド溝２ｇに沿って径方向にスライド変位すると、リンクアーム１４によるリンク作用により回動ピン８１が前記径方向の変位量に応じた角度だけ周方向に移動することになるもので、この回動ピン８１の変位によりカムシャフト１が駆動プレート２に対して相対回動することになる。
図３および図４は、この組付角操作機構４の作動を示すものであり、図３に示すように、円筒部１４ａがガイド溝２ｇにおいて駆動プレート２の外周側に配置されているときには、基端部の回動ピン８１がガイド溝２ｇに近い位置に引っ張られているもので、本実施の形態にあっては、この位置が最遅角位置である。
一方、図４に示すように、円筒部１４ａがガイド溝２ｇにおいて駆動プレート２の内周側に配置されているときには、回動ピン８１が周方向に押されてガイド溝２ｇから離れるもので、本実施の形態にあってはこの位置が最進角位置である。本実施の形態にあっては、図３に示す最遅角位置と図４に示す最進角位置とは、相対角度が略３０度異なるものとするが、この可動範囲は内燃機関の特性に依存するものであり、３０度に限られるものではない。
【００２６】
上述の組付角操作機構４における円筒部１４ａの径方向の移動は、前記作動装置１５により行われるもので、この作動装置１５は、作動変換機構４０と、増減速機構４１とを備えている。
【００２７】
前記作動変換機構４０は、リンクアーム１４の円筒部１４ａに保持された球２２と、前記駆動プレート２の前面に対向して同軸に設けられたガイドプレート２４とを備え、このガイドプレート２４の回転を前記リンクアーム１４における円筒部１４ａの径方向の変位に変換する機構である。以下に、この構成について説明する。
【００２８】
前記ガイドプレート２４は、前記スペーサ８の円管部８ｂの外周に金属系のブッシュ２３を介して相対回転可能に支持されている。また、ガイドプレート２４の後面には、断面略半円状で周方向の変位に伴って径方向に変位する渦巻ガイドとしての渦巻状ガイド溝２８が形成され、かつ、径方向の中間部には、油の供給を行う油供給孔２４ｒが前後方向に貫通して形成されている。
【００２９】
この渦巻状ガイド溝２８には、前記球２２が係合されている。すなわち、前記リンクアーム１４の円筒部１４ａに設けられた収容孔１４ｃには、図１および図２に示すように、円盤状の支持パネル２２ａと、コイルスプリング２２ｂと、リテーナ２２ｃと、球２２とが順に挿入されている。また、リテーナ２２ｃは、前端部に球２２が飛び出した状態で支持する椀状の支持凹部２２ｄが形成されているとともに、外周に前記コイルスプリング２２ｂが着座するフランジ２２ｆが形成されている。そして、図１に示す組付状態では、コイルスプリング２２ｂが短縮され、支持パネル２２ａが駆動プレート２の前面に押し付けられ、かつ、前記球２２が渦巻状ガイド溝２８に押し付けられて上下方向で係合するとともに、渦巻状ガイド溝２８の延在方向には相対移動可能となっている。また、前記渦巻状溝２８は、図３，図４に示すように駆動プレート２の回転方向Ｒに沿って次第に縮径するように形成されている。
【００３０】
したがって、前記作動変換機構４０は、前記球２２が渦巻状ガイド溝２８に係合した状態でガイドプレート２４が駆動プレート２に対して回転方向Ｒに相対回転すると、球２２がこのとき渦巻状ガイド溝２８の渦巻形状に沿って半径方向外側に移動し、これによりスライド部としての円筒部１４ａが図３に示す外径方向に移動し、リンクアーム１４に連結された回動ピン８１がガイド溝２ｇに近付くように引きつけられ、カムシャフト１は遅角方向に移動する。
【００３１】
逆にこの状態からガイドプレート２４が駆動プレート２に対して回転方向Ｒとは逆方向に相対回転すると、球２２は渦巻状ガイド溝２８の渦巻形状に沿って半径方向内側に移動し、これによりスライド部としての円筒部１４ａが図４に示す内径方向に移動し、リンクアーム１４に連結された回動ピン８１がガイド溝２ｇから離れる方向に押され、この場合、カムシャフト１は進角方向に移動する。
【００３２】
また、前記ガイドプレート２４と駆動プレート２の相対回動は、上述の最遅角位置および最進角位置において組付角操作ストッパ６０により規制されるようになっている。
この組付角操作ストッパ６０は、ガイド側部材６１と駆動側部材６２とを備えている。
前記ガイド側部材６１は、本実施の形態にあっては、ガイドプレート２４の後面の外周近傍位置にガイドプレート２４と一体に成形された金属製のものを用いている。なお、溶接やボルトなどにより一体的に固定するようにしてもよい。
一方、駆動側部材６２は、弾性部材６２ｂと締結部材６２ｃとを有している。前記弾性部材６２ｂは、本実施の形態ではＮＢＲ系、フッ素系、アクリル系等のゴム材料や樹脂を素材として直方体形状に形成され、中央に貫通穴６２ｄが形成されている。また、前記締結部材６２ｃは、駆動プレート２に形成された嵌合穴２ｎに圧入固定される固定軸６２ｆと、この固定軸６２ｆの基端部に溶接などにより一体に設けられた略Ｌ字断面形状の押圧板６２ｇとを備えている。そして、弾性部材６２ｂの貫通穴６２ｄに固定軸６２ｆを挿通させた状態で、この固定軸６２ｆを嵌合穴２ｎに圧入させて押圧板６２ｇにより弾性部材６２ｂを前面側から抑えた状態で組み付けられている。なお、押圧板６２ｇには、弾性部材６２ｂの側面を押さえるフランジ６２ｈが設けられ、弾性部材６２ｂが回転するのを防止しているとともに、弾性部材６２ｂが過大に弾性変形するのを防止している。
【００３３】
上述の組付角操作ストッパ６０にあっては、図３に示す最遅角位置では、ガイド側部材６１が駆動側部材６２に対して前記回転方向Ｒとは反対側の側面に当接して、ガイドプレート２４と駆動プレート２との相対回動を規制するもので、この位置において、渦巻状ガイド溝２８の最も外周側に配置されている球２２は渦巻状ガイド溝２８の外周端部に達しない構成となっている。よって、球２２が渦巻状ガイド溝２８の外周端部に衝突することがない。これにより、球２２が渦巻状ガイド溝２８から飛び出す方向に過大な力が作用することが無く、耐久性の向上を図ることができる。
【００３４】
一方、図４に示す最進角位置では、ガイド側部材６１が駆動側部材６２に対して前記回転方向Ｒ側の側面に当接して、ガイドプレート２４と駆動プレート２との相対回動を規制するもので、この位置において、渦巻状ガイド溝２８の最も内周側に配置されている球２２は渦巻状ガイド溝２８の内周端部に達しない構成となっている。よって、球２２が渦巻状ガイド溝２８の内周端部に衝突することがない。上述のように、球２２が渦巻状ガイド溝２８から飛び出す方向に過大な力が作用することが無く、耐久性の向上を図ることができる。
【００３５】
以上説明した組付角操作機構４および作動変換機構４０の組付において、リンクアーム１４の後面は、円筒部１４ａでは駆動プレート２の径方向ガイドとしてのガイド溝２ｇの底面に摺動可能に当接され、かつ、回動穴１４ｄの周囲ではスペーサ８の軸支持部８ｄの前面に摺動可能に当接された組付となっている。
一方、リンクアーム１４の前面は、アーム部１４ｂではガイドプレート２４の後面に摺動可能に当接された組付となっている。
なお、各リンクアーム１４は、図１のＣ部拡大図である図５および図２の斜視図に示すように、円筒部１４ａとアーム部１４ｂとの境界近傍になだらかに段部１４ｅが形成されて、リンクアーム１４の先端部の前面において支持孔１４ｃの周辺がガイドプレート２４から離反して非接触状態となっている。また、前記球２２を支持するリテーナ２２ｃも、球２２がガイドプレート２４の渦巻状ガイド溝２８に当接した状態で、リテーナ２２ｃの前端外周縁がガイドプレート２４とは非接触状態となるよう形成されている。
さらに、リンクアーム１４が組み付けられている部分の外周位置には、前記駆動プレート２に固定されたカバー部材２ｃが駆動プレート２とガイドプレート２４に跨って配置され、このカバー部材２ｃの内周とガイドプレート２４の外周に一体に設けられた後述する制動プレート３６との間にシール部材２ｓが設けられている。これにより、リンクアーム１４の摺動部分、ならびに球２２と渦巻状ガイド溝２８との摺動部分にゴミなどが浸入することの防止が図られている。
【００３６】
次に、作動装置１５のもう一つの構成である増減速機構４１について詳細に説明する。
この増減速機構４１は、前記ガイドプレート２４を駆動プレート２に対して増速および減速、すなわちガイドプレート２４を駆動プレート２に対して回転方向Ｒ側に移動（増速）させたり、ガイドプレート２４を駆動プレート２に対して回転方向Ｒとは反対側に移動（減速）させたりするもので、遊星歯車機構２５と第１電磁ブレーキ２６と第２電磁ブレーキ２７とを備えている。
【００３７】
前記遊星歯車機構２５は、サンギヤ３０とリングギヤ３１と、両ギヤ３０，３１に噛合されたプラネタリギヤ３３とを備えている。図１，図２に示すように、前記サンギヤ３０は、スペーサ８に回転自在に支持されたガイドプレート２４の前面側の内周に一体に形成されている。前記プラネタリギヤ３３は、前記スペーサ８の前端部に固定されたキャリアプレート３２に回転自在に支持されている。また、前記リングギヤ３１は、キャリアプレート３２の外側に回転自在に支持された環状の回転体３４の内周に形成されている。
なお、前記キャリアプレート３２は、前記スペーサ８の前端部に嵌合されて、ワッシャ３７を前端面に当接させた状態でボルト９を貫通させてカムシャフト１に締結させて固定されている。
また、前記回転体３４の前端面には、前方を向いた制動面３５ｂを有した制動プレート３５がねじ止めされている。
また、前記サンギヤ３０が一体に形成されたガイドプレート２４の外周にも、前方を向いた制動面３６ｂを有した制動プレート３６が溶接や嵌合などにより固定されている。
【００３８】
したがって、この遊星歯車機構２５は、プラネタリギヤ３３が自転せずにキャリアプレート３２と共に公転したとすると、第１電磁ブレーキ２６ならびに第２電磁ブレーキ２７が非作動状態では、サンギヤ３０とリングギヤ３１はフリー状態で同速度回転する。
この状態から第１電磁ブレーキ２６のみを制動作動すると、ガイドプレート２４がキャリアプレート３２に対して（カムシャフト１に対して）遅れ方向（図３，４のＲ方向とは逆方向）に相対回動し、駆動プレート２とカムシャフト１とが図４に示す進角方向に相対変位することになる。
一方、第２電磁ブレーキ２７のみを制動作動すると、リングギヤ３１のみに制動力が付与され、リングギヤ３１がキャリアプレート３２に対して遅れ方向に相対回転することによってプラネタリギヤ３３が自転し、このプラネタリギヤ３３の自転がサンギヤ３０を増速させ、ガイドプレート２４を駆動プレート２に対して回転方向Ｒ側に相対回動し、駆動プレート２とカムシャフト１とが図３に示す遅角方向に相対回動することになる。
【００３９】
前記第１電磁ブレーキ２６および第２電磁ブレーキ２７は、それぞれ前述した制動プレート３６，３５の制動面３６ｂ，３５ｂに対向するよう内外二重に配置されて前記ＶＴＣカバー６の裏面にピン２６ｐ，２７ｐによって回転のみを規制された浮動状態で支持された円管部材２６ｒ，２７ｒを有している。これらの円管部材２６ｒ，２７ｒには、コイル２６ｃ，２７ｃが収容されているとともに、各コイル２６ｃ，２７ｃへの通電時に各制動面３５ｂ，３６ｂに押し付けられる摩擦材２６ｂ，２７ｂが装着されている。なお、摩擦材２６ｂ，２７ｂの両方あるいは一方に制動面３５ｂ，３６ｂに押し付ける付勢手段を設け、コイル２６ｃ，２７ｃへの通電時に制動力が取り除かれる構成としてもよい。
また、各円管部材２６ｒ，２７ｒおよび各制動プレート３５，３６は、コイル２６ｃ，２７ｃへの通電時に磁界を形成するために鉄などの磁性体により形成されている。それに対して、前記ＶＴＣカバー６は、通電時に磁束の漏れを生じさせないために、また、摩擦材２６ｂ，２７ｂは、永久磁石化して非通電時に制動プレート３５，３６に貼り付くのを防止するために、アルミなどの非磁性体により形成されている。
【００４０】
さらに、前記遊星歯車機構２５において、前記リングギヤ３１と一体的に設けられている制動プレート３５とキャリアプレート３２との間には、遊星歯車ストッパ９０が設けられている。
この遊星歯車ストッパ９０は、制動プレート３５の内周穴３５ｃにおいて内径方向に突出されたストッパ板９１と、このストッパ板９１と周方向で干渉するようにキャリアプレート３２に固定されたキャリア側部材９２とを備えている。
また、このキャリア側部材９２は、キャリアプレート３２に形成された嵌合穴３２ｎに嵌合固定される金属製のベース部材９２ｂと、このベース部材９２ｂの周囲を囲んで固定される円弧形状のＮＢＲ系、フッ素系、アクリル系等のゴム材料や樹脂製の緩衝部材としての弾性部材９２ｄと、この弾性部材９２ｄの前面および内周面を覆う樹脂や金属製のカバー部材９２ｃとを備えている。また、カバー部材９２ｃには、弾性部材９２ｄの側面を押さえるフランジ９２ｆが設けられ、弾性部材９２ｄが回転するのを防止しているとともに、弾性部材９２ｄが過大に弾性変形するのを防止している。
なお、カバー部材９２ｃは、ベース部材９２ｂに凸設されたピン９２ｐを貫通させた状態でワッシャ９２ｗを取り付けることで脱落防止が図られている。
また、図６は図１における矢印Ｄ方向から見た矢視図であり、ベース部材９２ｂの取付回動中心と、カバー部材９２ｃの取付回動中心とが異なる位置に設けられており、ストッパとして作動して周方向から荷重を受けたときに、両者が一体に回転することの防止を図っている。
【００４１】
したがって、遊星歯車機構２５にあっては、第２電磁ブレーキ２７を制動作動させたときには、リングギヤ３１がキャリアプレート３２に対して遅れ方向に相対回転することによってプラネタリギヤ３３が自転し、このプラネタリギヤ３３の自転がサンギヤ３０を増速させるが、このとき、プラネタリギヤ３３の自転に伴ってキャリアプレート３２がリングギヤ３１に対して所定量回転すると、遊星歯車ストッパ９０によりその回転が規制される。
よって、サンギヤ３０が増速されて遅角方向に変位してガイドプレート２４と駆動プレート２との相対回動が前述した組付角操作ストッパ６０により規制されたときには、その反力は、プラネタリギヤ３３およびキャリアプレート３２から遊星歯車ストッパ９０により受け止められプラネタリギヤ３３とリングギヤ３１との噛み合いにより受け止めることはない。これにより、ギヤの噛み合いの耐久性を向上することができる。
【００４２】
ところで、上述した前記作動変換機構４０は、リンクアーム１４の円筒部１４ａの位置を保持して、駆動プレート２とカムシャフト１との相対組付位置が変動しない構成となっているもので、その構成について説明する。
【００４３】
前記駆動プレート２からカムシャフト１には、リンクアーム１４およびスペーサ８を介して駆動トルクが伝達されるが、カムシャフト１からリンクアーム１４には、機関弁７１からの反力（バルブスプリング７３による反力）によるカムシャフト１の変動トルク（交番トルク）が、回動ピン８１からリンクアーム１４の両端の枢支点を結ぶ方向の力Ｆ（図４参照）として入力される。
【００４４】
前記リンクアーム１４の円筒部１４ａは、径方向ガイドとしてのガイド溝２ｇに沿って径方向に案内されているとともに、円筒部１４ａから前面に突出した球２２が、渦巻状ガイド溝２８に係合されているため、各リンクアーム１４を介して入力される力Ｆは、ガイド溝２ｇの左右の壁とガイドプレート２４の渦巻状ガイド溝２８とによって支持される。
【００４５】
したがって、リンクアーム１４に入力された力Ｆは互いに直交する二つの分力ＦＡ，ＦＢに分解されるが、これらの分力ＦＡ，ＦＢは、渦巻状ガイド溝２８の外周側の壁と、ガイド溝２ｇの一方の壁とに略直交する向きで受け止められ、リンクアーム１４の円筒部１４ａがガイド溝２ｇに沿って移動することが阻止され、これにより、リンクアーム１４が回動することが阻止される。
よって、各電磁ブレーキ２６，２７の制動力によってガイドプレート２４が回動されてリンクアーム１４が所定の位置に回動操作された後には、基本的には制動力を付与し続けなくてもリンクアーム１４の位置を維持、つまり、駆動プレート２とカムシャフト１の回転位相をそのまま保持することができる。なお、前記カＦは、図４に示すように外径方向に作用することに限られず、図示とは逆向きに作用することもあるが、このとき分力ＦＡ，ＦＢは渦巻状ガイド溝２８の内周側の壁と、ガイド溝２ｇの他方側とに略直角の向きに受け止められる。
【００４６】
以下、本実施の形態の作用を説明する。
機関始動時およびアイドル運転時には、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相が最遅角側に制御し、機関回転の安定化と燃費の向上を図る。
このようにカムシャフト１を最遅角位置に配置するには、コントローラ７が第２電磁ブレーキ２７に通電する制御信号を出力する。これにより、第２電磁ブレーキ２７の摩擦材２７ｂが制動プレート３５に摩擦接触し、遊星歯車機構２５のリングギヤ３１に制動力が作用し、タイミングスプロケット３の回転に伴ってサンギヤ３０が増速回転される。このサンギヤ３０の増速回転によりガイドプレート２４が駆動プレート２に対して回転方向Ｒ側に回転させられ、これに伴ってリンクアーム１４に支持された球２２が渦巻状ガイド溝２８の外周側に移動する。この移動は、組付角操作ストッパ６０のガイド側部材６１と駆動側部材６２とが図３に示すように衝突した最遅角位置において規制され、このときカムシャフト１は駆動プレート２に対して最遅角側の組付角度に配置される。
【００４７】
さらに、上述のようにリングギヤ３１の回転を第２電磁ブレーキ２７により制動するにあたり、瞬時に回転を規制するのではなく所定量の回転を許しながら制動を行うもので、この回転量が所定量となると遊星歯車ストッパ９０によりリングギヤ３１の回転が規制される。すなわち、キャリアプレート３２に設けたキャリア側９２がストッパ板９１の端面に衝突して回転が規制される。
この場合、上述のようにサンギヤ３０が設けられたガイドプレート２４の増速回動が組付角ストッパ６０により規制されると、その反力が遊星歯車機構２５に入力されるが、この反力はキャリアプレート３２から遊星歯車ストッパ９０を介してリングギヤ３１側の制動プレート３５に伝達され、各ギヤの噛み合い部分に荷重が入力されることが無く、この噛み合い部分の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
なお、この第２電磁ブレーキ２７への通電は、予め設定された所定時間（例えば、０．５ｓｅｃ）だけ実行されるもので、以後は、上述した作動変換機構４０の保持機能により最遅角状態が保持される。
また、基本的には、上述の最遅角位置に配置させる制御信号は、機関の停止直前までに出力されるものであり、その後の始動時にあっては、既に最遅角位置となっているが、この始動時にも最遅角位置に制御する制御信号を出力させるのが好ましい。
【００４９】
次に、上述の始動状態から機関が通常運転に移行し、コントローラ７がカムシャフト１を進角方向に組付角度を変位すると判断したときには、コントローラ７は、第１ブレーキ２６を制動作動させる制御信号を出力する。
これによりガイドプレート２４に制動力が作用してガイドプレート２４は駆動プレート２に対して回転方向Ｒとは反対方向に回動し、カムシャフト１は進角側に組付角度が変位され、機関の高出力化が図られる。この進角方向の変位量は図外のセンサによるフィードバック制御により任意の量に制御することができる。
また、最進角位置まで変位させた場合、組付角操作ストッパ６０のガイド側部材６１と駆動側部材６２とが図４に示すように衝突して、それ以上の変位が規制される。よって、カムシャフト１は駆動プレート２に対して最進角側の組付角度に配置される。また、この状態は、上述した作動変換機構４０の状態維持機能により維持される。
さらに、ガイドプレート２４の回転が規制されると、プラネタリギヤ３３が自転してリングギヤ３１が増速回転されるが、この回転量が所定量となると遊星歯車ストッパ９０により回転が規制される。したがって、この場合も、各ギヤの噛み合い部分に荷重が入力されることが無く、この噛み合い部分の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
また、上述の作動時にあっては、潤滑用の油が図外の機関からカムシャフト１に貫通された油供給孔１ｒからカムシャフト１およびスペーサ８の内周を通り、スペーサ８の油供給孔８ｒから組付角操作機構４および作動装置１５に向けて供給され、さらに、ガイドプレート２４から油供給孔２４ｒを経て遊星歯車機構２５へ供給されるもので、図１において一点鎖線で示す油供給路ｏｉｌが形成される。
この油供給路ｏｉｌの途中において、油は渦巻状ガイド溝２８にも潤滑油が供給され、さらに、リンクアーム１４においてこの渦巻状ガイド溝２８と重なって配置されている部分にも供給される。
したがって、このリンクアーム１４とガイドプレート２４の間とに潤滑油が供給されて、リンクアーム１４が作動したときの作動性に優れる。
【００５１】
また、本実施の形態のバルブタイミング制御装置は、ガイドプレート２４を、遊星歯車機構２５と一対の電磁ブレーキ２６，２７によって適宜増減速させ、その増減速によって組付角操作機構４のリンクアーム１４を駆動操作する構造となっているため、各電磁ブレーキ２６，２７はリンクアーム１４の作動抵抗と、各制動面３５ｂ，３６ｂからリンクアーム１４までの動力伝達経路の摩擦抵抗とに打ち勝つだけの制動力を付与できればよい。
したがって、各電磁ブレーキ２６，２７で必要とする電磁力が小さくなり、電力の消費を削減することができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態にあっては、リンクアーム１４を、その前後のガイドプレート２４および駆動プレート２に対して相互に摺動可能に当接している。
したがって、リンクアーム１４が前後方向に揺動することが無く、リンクアーム１４の「がたつき」ならびに異音の発生を防止することができる。
加えて、リンクアーム１４は、回動ピン８１に回動可能に装着しているが、その抜け止めは、ガイドプレート２４により成され、ワッシャなどの抜け止め用の部材を省略することができ、これにより、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
【００５３】
また、本実施の形態にあっては、リンクアーム１４に段部１４ｅを形成し、径方向にスライドする円筒部１４ａの端面がガイドプレート２４に対して非接触状態としているとともに、リンクアーム１４の円筒部１４ａの収容孔１４ｃに収容されているリテーナ２２ｃもガイドプレート２４と非接触状態としている。
したがって、リンクアーム１４がガイドプレート２４に対して回動したときに、リンクアーム１４の外周縁の角部や収容孔１４ｃの周縁と、渦巻状ガイド溝２８の周縁の角部とが接触することが無く、リンクアーム１４に引っかかりが生じて作動不良が生じることを防止することができる。
【００５４】
また、本実施の形態にあっては、ガイドプレート２４とリンクアーム１４との接触部分に渦巻状ガイド溝２８を形成しているため、この接触部分に対して渦巻状ガイド溝２８を介して潤滑油が供給され、この接触部分の摺動性および耐摩耗性を向上させることができる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、リンクアーム１４は、実施の形態では、駆動回転体としての駆動プレート２の外周側に径方向にスライド自在に連結し、従動回転体としてのスペーサ８の内周側に回動可能に連結したものを示したが、これとは逆に、駆動回転体に回動可能に連結し、従動回転体にスライド可能に連結してもよい。さらに、実施の形態とは逆に、従動回転体に外周側で連結し、駆動回転体に内周側で連結してもよい。
【００５６】
また、リンクアームとして、実施の形態では平板状のアーム部１４ｂを有したリンクアーム１４を示したが、このリンクアーム１４の形状は、実施の形態に示した形状に限定されるものではなく、棒状など他の形状に形成してもよい。
また、リンクアームのスライド部として、実施の形態では、リンクアーム１４に円筒部１４ａを形成したが、この形状としては、球状や円柱状や多角筒形状や多角柱形状など他の形状に形成してもよい。
さらに、径方向ガイドとして、実施の形態では、ガイド溝２ｇによりガイドするようにしたが、要は径方向にガイドすればよく、径方向に伸びるレール状のガイドを１または複数設けるようにしてもよい。
また、リンクアームのスライド部を周方向に作動させる渦巻状ガイドとして、実施の形態では渦巻状ガイド溝２８を示したが、これも、要は径方向の変位に伴って周方向に変位するように延在されたガイドであればよく、渦巻状のレール状の部材などを用いてもよい。
【００５７】
また、作動装置として実施の形態では、遊星歯車機構２５を備えたものを示したが、この作動装置は、要はガイドプレートを回転させることのできる装置であれば、例えば、モータなどの駆動手段により直接ガイドプレートを回転させる装置など他の装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置を示す断面図である。
【図２】実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置を示す分解斜視図である。
【図３】実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置の要部の作動を示す図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図４】実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置の要部の作動を示す図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図５】実施の形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置の要部（図１のＣ部）を示す拡大断面図である。
【図６】図１の矢印Ｄの方向から見た矢視図である。。
【符号の説明】
１ カムシャフト
１ｒ 油供給孔
２ 駆動プレート
２ｇ ガイド溝
３ タイミングスプロケット
４ 組付角操作機構
６ ＶＴＣカバー
７ コントローラ
８ スペーサ
８ｒ 油供給孔
１４ リンクアーム
１４ａ 円筒部（スライド部）
１４ｂ アーム部
１４ｃ 収容孔
１４ｄ 回動穴（回動部）
１４ｅ 段部
１５ 作動装置
２２ 球
２４ ガイドプレート
２４ｒ 油供給孔
２５ 遊星歯車機構
２６ 第１電磁ブレーキ
２７ 第２電磁ブレーキ
２８ 渦巻状ガイド溝
３０ サンギヤ
３１ リングギヤ
３２ キャリアプレート
３３ プラネタリギヤ
６０ 組付角操作ストッパ
９０ 遊星歯車ストッパ
９１ ストッパ板
９２ キャリア側部材
９２ｂ ベース部材
９２ｃ カバー部材
９２ｄ 弾性部材
ｏｉｌ 油供給路
Claims (6)
- 内燃機関の駆動軸から回転を伝達される駆動回転体と、
この駆動回転体と同軸に設けられて、内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を駆動するためのカムシャフトもしくは同シャフトに結合された別体部材からなる従動回転体と、
この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、
この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、
前記組付角調整機構は、
前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、周方向に縮径するガイドが形成されたガイドプレートと、
一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドに摺動可能に係合したリンクアームとを含み、
前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させ、前記リンクアームの前記ガイドとの係合部分が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対角度が変更されるように構成されており、
前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに摺動可能に当接させて配置したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ガイドに向けて潤滑油を供給する潤滑路供給路を形成し、前記ガイドプレートとリンクアームとの接触範囲内に前記ガイドを配置させたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ガイドとして、ガイドプレートの端面に形成された渦巻状ガイド溝を設け、前記リンクアームにおける前記ガイド溝に沿って移動する係合部分の周辺に前記ガイドプレートと非接触状態とする段部を形成したことを特徴とする内燃機関のバブルタイミング制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記リンクアームにおける前記ガイドとの係合部分は、球によって構成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 内燃機関から回転を伝達される駆動回転体と、
カムシャフトに結合された従動回転体と、
この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、
この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、
前記組付角調整機構は、
前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられガイドプレートと、
一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させることで半径方向に移動するように構成されたリンクアームとを含み、
前記リンクアームの他方が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対回転角度が変更されるように構成されており、
前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに摺動可能に当接させて配置したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 内燃機関から回転を伝達される駆動回転体と、
カムシャフトに結合された従動回転体と、
この従動回転体と前記駆動回転体とを相対的に回動させる組付角調整機構と、
この組付角調整機構を作動させる作動装置と、を備え、
前記組付角調整機構は、
前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、周方向に縮径するガイドが形成されたガイドプレートと、
一方が前記従動回転体に回動可能に連結され、他方が前記ガイドに摺動可能に係合したリンクアームとを含み、
前記ガイドプレートを前記駆動回転体と前記従動回転体に対して相対回転させ、前記リンクアームの前記ガイドとの係合部分が半径方向に移動することにより、前記従動回転体と前記駆動回転体の組付相対角度が変更されるように構成されており、
前記リンクアームの前記一方と前記他方との間の部位を、前記ガイドプレートに当接させて、前記リンクアームの前記カムシャフト軸方向の揺動を防止したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
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