JPWO2002061241A1 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動プーリ２と、従動回転するカムシャフト１を有し、カムシャフト１は吸気ポート７２開閉開閉用のカム７０を有する。機関弁７１はバルブスプリング７３に付勢され、カム７０は同スプリング７３に抗して機関弁７１を開閉する。駆動カム２とカムシャフト１の間は動力伝達が可能となっていると共に、回転角調整機構４が設けられている。回転角調整機構４は径方向に移動する可動操作部材１１を有する。

Description

技術分野
本発明は、内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉時期を運転状況に応じて可変にする内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
背景技術
従来のバルブタイミング制御装置としては、例えば特開平１０−１５３１０４号公報に記載されているものが知られている。
概略を説明すれば、このバルブタイミング制御装置は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するタイミングプーリ（駆動回転体）が、カムシャフトに一体に結合された軸部材（従動回転体）の外周側に同軸に配置され、タイミングプーリと軸部材が組付角調整機構を介して互いに連結されている。組付角調整機構は、タイミングプーリに相対回転を規制した状態で軸方向変位可能に取付けられたピストン部材（可動操作部材）と、このピストン部材の内周面と軸部材の外周面に形成されて互いに噛合するヘリカルギヤとによって主として構成されており、ピストン部材を、電磁石と復帰用スプリングを備えた制御機構によって軸方向に適宜進退操作することにより、タイミングプーリと軸部材の組付角度をヘリカルギヤを通して調整する。
また、前記従来のバルブタイミング制御装置は、機関弁からの反力（交番トルク）に抗して回転位相を保持することが難しいため、位相保持用の電磁クラッチを可動操作部材（ピストン部材）とは別に設けるようにしている。
本発明は、組付角調整機構の軸方向の占有スペースを小さくして、車両搭載性を向上させることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、さらに構造を複雑にしたり、高価な電磁部品を用いることなく、機関弁からの反力に抗して回転位相を確実に保持することのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、前記機関の吸気または排気ポートに設けられ、該ポートを開閉する機関弁と、前記吸気または排気ポートを閉じる方向に前記機関弁を付勢するバルブスプリングと、該バルブスプリングの付勢力に抗して前記機関弁を開弁せしめるカムを有するカムシャフト若しくは該カムシャフトに結合された別体部材から成る従動回転体と、前記駆動回転体と前記従動回転体との間に設けられ、前記駆動回転体の回転力を前記従動回転体に伝達すると共に、前記機関の運転状況に応じて、可動操作部材を前記カムシャフトの径方向に移動させてクランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を変更する組付角調整機構とを有する構成とした。
本発明の他の目的や特徴は以下の詳細な説明と関連する図面によって理解することができる。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明の一実施形態について説明する。
最初に、図１〜図５に示す第１の実施形態について説明する。尚、この実施形態のバルブタイミング制御装置は内燃機関の吸気弁側に適用したものであるが、排気弁側に同様に適用することも可能である。
このバルブタイミング制御装置は、機関の吸気ポート７２に設けられ、このポート７２を開閉する機関弁７１と、吸気ポート７２を閉じる方向に機関弁７１を付勢するバルブスプリング７３と、機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されると共に外周に吸気弁駆動用のカム７０を有するカムシャフト１と、このカムシャフト１の前端部に回転自在に組付配置された円板状の駆動プレート２（駆動回転体）と、この駆動プレート２の外周に形成され、機関の図外のクランクシャフトによって回転駆動されるタイミングスプロケット３と、カムシャフト１と駆動プレート２の前端部側に配置されて同シャフト１と駆動プレート２の組付角度を可変調整する組付角調整機構４と、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付けられて駆動プレート２と組付角調整機構４の前面と周域を囲繞するＶＴＣカバー６と、機関の運転状況に応じて組付角調整機構４を制御するコントローラ７とを備えている。
尚、カムシャフト１の前端部には係止フランジ８ａを有するスペーサ８が一体に取り付けられており、前記駆動プレート２は、係止フランジ８ａによって軸方向変位を規制され、その状態においてスペーサ８の周域に回転自在に配置されている。この実施形態においては、本発明における従動回転体はカムシャフト１及びスペーサ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。
駆動プレート２の前面（図１中の左側の面）には、平行な一対のガイド壁９ａ，９ｂから成る３つの径方向ガイド１０が円周方向等間隔に取り付けられており、この各径方向ガイド１０のガイド壁９ａ，９ｂの間には、後述する組付角調整機構４の可動操作部材１１が摺動自在に組み付けられている。尚、径方向ガイド１０のガイド壁９ａ，９ｂは後に詳述するように厳密に径方向に沿って延出するものでないが、本明細書においてはほぼ径方向に沿って可動操作部材を案内するものとして径方向ガイド１０と呼ぶものとする。また、この実施形態においては径方向ガイト１０と可動操作部材１１が第１の駆動伝達手段を構成している。
また、組付角調整機構４は、円周方向等間隔に配置され放射方向に延出する三つのレバー１２を有すると共に、前記スペーサ８と共にカムシャフトの軸心部にボルト１８によって固定されたレバー軸１３と、各径方向ガイド１０に摺動自在に係合された略方形状の前記可動操作部材１１と、レバー軸１３の各レバー１２と可動操作部材１１を各一つずつ枢支連結する円弧状のリンクアーム１４と、前記可動操作部材１１をコントローラ７からの制御信号に基づいて進退作動させる作動装置１５とによって主として構成されている。図中１６は、各リンクアーム１４の基端部とレバー１２を連結するピンを示し、１７は、各リンクアーム１４の先端部と可動操作部材１１を連結するピンを示す。また、リンクアーム１４とレバー１２は、本発明における回転方向変換機構と第２の駆動伝達手段を構成している。
各可動操作部材１１は、以上のように径方向ガイド１０によってほぼ径方向に案内された状態において、リンクアーム１４とレバー軸１３の各レバー１２を介してカムシャフト１に連結されているため、この各可動操作部材１１が外力を受けて径方向ガイド１０に沿って変位すると、リンクアーム１４とレバー１２による作用によって駆動プレート２（タイミングスプロケット３）とカムシャフト１が可動操作部材１１の変位に応じた角度だけ相対回動する。
各可動操作部材１１は、その後面側に転動ローラ１９が板ばね２０で駆動プレート２方向に付勢された状態で取り付けられている。また、各可動操作部材１１の前面側の所定位置には半球状の凹部２１が設けられ、この凹部２１には、球２２が略半部を前方に突出されるように転動可能に収容保持されている。
一方、作動装置１５は、レバー軸１３の前端部にベアリング２３を介して回転可能に支持されると共に、駆動プレート２に対する相対回転によって可動操作部材１１を径方向に変位させるガイドプレート２４と、遊星歯車機構２５と一対の電磁ブレーキ２６，２７によってガイドプレート２４の回転を増減速させる増減速機構部とによって構成されている。
ガイドプレート２４は、その後面側に断面略半円状の渦巻き状ガイド溝２８（渦巻き状ガイド）が形成され、前記各可動操作部材１１に保持された球２２がこの渦巻き状ガイド溝２８に係合されるようになっている。このガイド溝２８の渦巻きは、図２に示すように（同図において、ガイド溝２８は中心線のみ示してある。）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おり、可動操作部材１１の球２２が渦巻き状ガイド溝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に対して遅れ方向に相対回転すると、可動操作部材１１がこのとき同ガイド溝２８の渦巻き形状に沿って半径方向内側に移動する。また、逆にこの状態からガイドプレート２４が進み方向に相対回転すると、可動操作部材１１はガイド溝２８の渦巻き形状に沿って半径方向外側に移動する。
遊星歯車機構２５は、図１，図４に示すように、レバー軸１３の前端部にベアリング２９を介して回転自在に支持されたサンギヤ３０と、ガイドプレート２４の前端部に設けられた凹部の内周面に形成されたリングギヤ３１と、ベアリング２３，２９間においてレバー軸１３に固定されたキャリアプレート３２と、このキャリアプレート３２に回転自在に支持されると共にサンギヤ３０とリングギヤ３１に噛合される複数のプラネタリギヤ３３とによって構成されている。
したがって、この遊星歯車機構２５は、今サンギヤ３０がフリー回転状態となっており、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、キャリアプレート３２とリングギヤ３１は同速度で回転し、また、この状態からサンギヤ３０のみに制動力が付与されると、サンギヤ３０がキャリアプレート３２に対して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の自転がリングギヤ３１を増速させ、ガイドプレート２４を駆動プレート２に対して増速側に相対回転させる。
また、各電磁ブレーキ２６，２７は全体が略円環状に形成されており、一方の電磁ブレーキ２６は他方の電磁ブレーキ２７の径方向内側に配置されている。そして、外側に配置される第１電磁ブレーキ２６と内側に配置される第２電磁ブレーキ２７は共にほぼ同様の構成とされているが、第１電磁ブレーキ２６はガイドプレート２４の外周寄りの前端面に対峙し、第２電磁ブレーキ２７は前記サンギヤ３０に一体に延設された制動フランジ３４に対峙するようになっている。
両電磁ブレーキ２６，２７は、電磁コイル及びヨークを備えた略円環状の磁力発生部３５がＶＴＣカバー６の裏面に、夫々ピン３６によって回転のみを規制された浮動状態で支持されている。そして、各磁力発生部３５の先端面（ガイドプレート２４側の面。）には摩擦材３７が取付けられており、磁力発生部３５に対する通電のオン・オフにより、ガイドプレート２４や制動フランジ３４に対して摩擦材３７部分が適宜接触するようになっている。具体的には、磁力発生部３５は第２電磁ブレーキ２７のもののみがスプリング３８によって制動フランジ３４方向に付勢されており、第１電磁ブレーキ２６は通電時に摩擦材３７がガイドプレート２４に接触し、第２電磁ブレーキ２７は逆に通電時に摩擦材３７が制動フランジ３４と非接触となるように設定されている。したがって、通電が為されていないエンジン停止時（初期状態）においては、サンギヤ３０のみに制動力が作用している。
尚、第２電磁ブレーキ２７の磁力発生部３５はＶＴＣカバー６の裏面に取付けられたリテーナリング３９によって軸方向の進退作動を案内されているが、このリテーナリング３９は磁性材料によって形成され、第２電磁ブレーキ２７に通電が為されたときの磁束の通路となる。
ところで、駆動プレート２からカムシャフト１には、可動操作部材１１、リンクアーム１４、及び、レバー１２を介して駆動トルクが伝達されるが、カムシャフト１から可動操作部材１１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、レバー軸１３の各レバー１２の先端部からリンクアーム１４を介して、同アーム１４の両端の枢支点を結ぶ方向の力Ｆとして入力される。
各可動操作部材１１は、径方向ガイド１０によってほぼ径方向に沿って案内されているが、その一方で前面側に突出するように保持した球２２がガイドプレート２４の渦巻き状ガイド溝２８に係合されているため、各レバー１２の先端部からリンクアーム１４を介して入力される力Ｆは、径方向ガイド１０のガイド壁９ａ，９ｂとガイドプレート２４の渦巻き状ガイド溝２８によって支持される。換言すれば、各可動操作部材１１には、径方向ガイド１０のガイド壁９ａ，９ｂに接触して変動トルクによる力Ｆ（の反力）を受ける側面ａ（第１の被案内面）と、ガイドプレート２４の渦巻き状ガイド溝２８に接触して力Ｆ（反力）を受ける球２２上の面ｂ（第２の被案内面）が設けられているものと言うこともできる（図５参照。）。
そして、各径方向ガイド１０を成すガイド壁９ａ，９ｂは、図５に拡大して示すように、駆動プレート２の半径方向に対して渦巻き状ガイド溝２８の渦巻きの収束する方向に傾斜して配置されている。具体的には、このガイド壁９ａ，９ｂの傾斜は、ガイド溝２８の渦巻きの曲面に対し、ガイド壁９ａ，９ｂがほぼ法線方向を向くように設定されている。したがって、渦巻き状ガイド溝２８とガイド壁９ａ，９ｂは互いに略直交し、これらに当接する各可動操作部材１１の側面ａと、球２２上の面ｂもその結果略直交している。
また、各可動操作部材１１上の球２２の配置と、リンクアーム１４の枢支点の関係は、レバー軸１３から可動操作部材１１に入力される力Ｆの作用線上に球２２がほぼ位置されるようになっている。実際には、リンクアーム１４の枢支点を結ぶ作用線の向きは、可動操作部材１１の径方向の変位によって変化するが、球２２の位置が力Ｆの作用線上からできる限り外れないように設定されている。具体的には、可動操作部材１１の径方向の位置が全ストロークのほぼ半分の位置になったときに、図５に示すように、球２２が力Ｆの作用線上に位置されるように設定されている。
したがって、可動操作部材１１に入力された力Ｆは互いに直交する二つの分力Ｆ_Ａ，Ｆ_Ｂに分解されるが、これらの分力Ｆ_Ａ，Ｆ_Ｂは、渦巻き状ガイド溝２８の一方側の略半部の壁と、ガイド壁９ａよって略直交する向きで受け止められ、可動操作部材１１の作動は確実に阻止される。尚、力Ｆは、図５に示すようにレバー１２側から可動操作部材１１を押す向きに限らず、逆にレバー１２側から可動操作部材１１を引っ張る向きに作用することもあるが、このときには分力は渦巻き状ガイド溝２８の他方側の略半部の壁と、他方のガイド壁９ｂによって同様に受け止められる。
また、前述のように可動操作部材１１のすべての作動範囲において、分力Ｆ_Ａ，Ｆ_Ｂの方向を渦巻き状ガイド溝２８と径方向ガイド１０のガイド壁９ａ，９ｂに正確に直交させることはできないが、分力Ｆ_Ａ，Ｆ_Ｂの方向は、可動操作部材１１が力Ｆに抗して渦巻き状ガイド溝２８とガイド壁９ａ，９ｂに確実に摩擦支持される角度範囲であれば良い。
また、３つの径方向ガイド１０のうちの二つのものは、図２，図３に示すようにガイド壁９ａ，９ｂの外側端に跨るようにストッパ５０（規制機構）が取付けられている。このストッパ５０は駆動プレート２とカムシャフト１が図２に示すように最遅角位置まで相対回動したとき（相対回転位相が略最大値に達したとき）に可動操作部材１１の先端部が当接する部分であるが、このストッパ５０の当接面にはＮＢＲ系、フッ素系、アクリル系等のゴム材料から成る緩衝材５１（緩衝機構）が取付けられている。
さらに、リンクアーム１４の基端が連結される各レバー１２部分には、突起状のストッパ５４（規制機構）が設けられている。このストッパ５４は、駆動プレート２とカムシャフト１が図３に示すように最進角位置まで相対回動したとき（相対回転位相が略最大値に達したとき）に径方向ガイド１０のガイド壁９ａの先端面に当接する。尚、ガイド壁９ａの先端面には前記緩衝材５１と同様の緩衝材５３が取付けられている。
以下、本実施形態の作用を説明する。
機関始動時及びアイドル運転時には、コントローラ７からの制御信号によって第１，第２電磁ブレーキ２６，２７の通電が共にオフにされ、第２電磁ブレーキ２７側の摩擦材３７が制動フランジ３４に摩擦接触している。このため、遊星歯車機構２５のサンギヤ３０には制動力が作用し、タイミングスプロケット３の回転に伴なってガイドプレート２４が増速側に回転させられ、これに伴なって可動操作部材１１が径方向外側端に維持される。この結果、図２に示すように各可動操作部材１１にリンクアーム１４とレバー１２を介して連結されたレバー軸１３（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維持される。
したがって、このとき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され、機関回転の安定化と燃費の向上が図られる。
また、この状態から機関が通常運転に移行し、コントローラ７からの制御信号によって第１，第２電磁ブレーキ２６，２７の通電がオンにされると、第１電磁ブレーキ２６の摩擦材３７がガイドプレート２４に接触し、第２電磁ブレーキ２７の摩擦材３７がサンギヤ３０の制動フランジ３４から離反する。これにより、サンギヤ３０がフリー回転状態になる一方で、ガイドプレート２４に制動力が作用し、ガイドプレート２４が駆動プレート２に対して減速側に相対回転する。この結果、可動操作部材１１の球２２がガイドプレート２４のガイド溝２８の渦巻き中心に向かって案内され、可動操作部材１１は図３に示すように径方向内側に変位する。このとき、可動操作部材１１に枢支連結されたリンクアーム１４はレバー１２を回転方向前方側に押し動かし、駆動プレート２とカムシャフト１の組付角を進角側に変更する。
そして、駆動プレート２とカムシャフト１が最進角位置まで相対回動すると、各レバー１２の先端のストッパ５４が緩衝材５３を介してガイド壁９ａの先端面５２に当接し、両者のそれ以上の相対回動が規制される。このとき、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相が最進角側に制御され、機関の高出力化が図られる。
さらにまた、この状態からクランクシャフトとカムシャフト１の回転位相を遅角側に制御する場合には、コントローラ７からの制御信号によって第１，第２電磁ブレーキ２６，２７の通電を共にオフにし、第２電磁ブレーキ２７側の摩擦材３７のみを制動フランジ３４に摩擦接触させる。これにより、遊星歯車機構２５のサンギヤ３０に制動力が作用し、ガイドプレート２４を増速側に回転させて可動操作部材１１を径方向外側端に変位させ、その結果、図２に示すようにリンクアーム１４がレバー１２を引き戻し、駆動プレート２とカムシャフト１の組付角を遅角側に変更する。
ところで、特開平１０−１５３１０４号公報に記載されているバルブタイミング制御装置は、組付角調整機構のピストン部材（可動操作部材）がカムシャフトの軸方向に沿って進退操作される構造となっているために、カムシャフトの端部における組付角調整機構の軸方向占有スペースが大きくなり、機関の軸長が長くなって車両搭載性が悪化する。特に、電磁石によってピストン部材の進退操作位置を変更するためにはピストン部材の進退位置のさらに軸方向外側に電磁石を配置しなければならないため、軸方向の機関設置スペースの小さい車両においては、車両への機関搭載が不可能であった。
これに対し、この実施形態のバルブタイミング制御装置は、可動操作部材１１をガイド壁９ａ，９ｂに沿わせて駆動プレート２の径方向に変位させると共に、可動操作部材１１のこの径方向の変位をリンクアーム１４とレバー１２を用いたリンク機構を介して駆動プレート２とカムシャフト１の相対回動に変換するようにしているため、軸方向に大きくスペースを占有しないコンパクトな構造によって確実な位相制御を行うことができる。したがって、装置全体の軸長は従来のものに比較して大幅に短縮され、車両に対する機関の搭載性が確実に向上する。
また、前記公報に記載のバルブタイミング制御装置は、機関弁からの反力（交番トルク）に抗して回転位相を保持するために、位相保持用の電磁クラッチを可動操作部材（ピストン部材）とは別に設けるようにしているが、この電磁クラッチは、回転位相を保持するためにどうしても複雑な構造となり、高価な電磁部品を用いる必要があることから、装置として非常に高価なものとなってしまう。さらにまた、電磁クラッチを解除している間は、常に通電する必要があるため、車両において特に貴重な電力の消費が大きくなる。
これに対し、この実施形態のバルブタイミング制御装置は、このバルブタイミング制御装置においては、リンクアーム１４を通して可動操作部材側１１に入力された機関弁からの反力による力Ｆを、可動操作部材１１の変動を招くことなく前述のように径方向ガイド１０のガイド壁９ａ，９ｂと、渦巻きガイド溝２８に確実に分散支持させることができる。
即ち、この装置においては、可動操作部材１１の側面ａを案内する径方向ガイド１０のガイド壁９ａ，９ｂ（ガイド面）を、カムシャフト１の径方向に対して渦巻き状ガイド溝２８の渦巻きの収束する方向に向かって傾斜させることにより、リンクアーム１４から可動操作部材１１に入力される力Ｆの分力Ｆ_Ａ，Ｆ_Ｂをガイド壁９ａ，９ｂによってほぼ直角に受けることができるようにしているため、可動操作部材１１の側面ａとガイド壁９ａ，９ｂ、球２２上の面ｂと渦巻き状ガイド溝２８の各当接部の抗力でもってカムシャフト１の変動トルクによる可動操作部材１１の変動を確実に防止することができる。
この変動規制の要因については、力の作用する方向に対して案内面及び被案内面を略直交させたことが第１であるが、力Ｆを分力Ｆ_Ａ，Ｆ_Ｂに分散させ、各分力Ｆ_Ａ，Ｆ_Ｂを相互に略直交する二ヶ所の接触面（案内面と被案内面の接触面）で夫々略略直角に受けるようにしたことが、より確実な変動規制を実現させている要因と思われる。
したがって、この実施形態の装置によれば、構造極端に複雑にしたり高価な電磁部品を採用することなく、機関弁からの反力による駆動プレート２、カムシャフト１間のバタつきを無くすことができる。よって、同様の機能をもっ従来のものに比較して、装置構造の簡素化と製造コストの低減を図ることができる。また、回転位相を保持するために電磁力を用いるものでないため、車両において貴重な電力の消費を少なくすることができる。
また、この実施形態のバルブタイミング制御装置は、駆動プレート２とカムシャフト１を任意の回転位相に変更する場合には、電磁ブレーキ２６，２７の適宜のオン・オフによって可動操作部材１１を所定位置に変位させ、その状態で両電磁ブレーキの摩擦材を相手部材に対して離反状態に維持すれば良い。
この場合、一方の電磁ブレーキ２７には離反のために通電を行う必要はあるが、電磁ブレーキ２６，２７は可動操作部材１１の変位を直接押え付けるように機能するものでないため、大きな電力を供給し続ける必要はない。したがって、この点からも電力の消費を少なくすることができる。
さらに、このバルブタイミング制御装置の場合、駆動プレート２とカムシャフト１の回動方向の相対位置が最遅角位置に達したときは可動操作部材１１の先端面全体がストッパ５０に当接し、逆に相対位置が最進角位置に達したときにはリンクアーム１４の連結部であるレバー１２の突起状のストッパ５４がガイド壁９ａの端面に当接するが、これらは広い接触面積で相手部材に接触するため、当接部の接触面圧を下げることができる。特に、この実施形態においては、同期作動する複数の可動操作部材１１と複数のレバー１２にストッパ５０の相手部材とストッパ５４を夫々設けるようにしているため、ストッパ５０，５４全体の接触面積をより大きく、面圧をより小さくすることができる。
また、ストッパ５０，５４とその相手部材の間には緩衝材５１，５３が設けられているため、ストッパ５０，５４の作動時の異音の発生はこの緩衝材５１，５３の緩衝機能によって防止される。
図６，図７は、本発明の第２の実施形態を示すものである。
この実施形態は基本的な構造は第１の実施形態のものと同様であるが、可動操作部材１１を略径方向に案内する径方向ガイド部分の構造のみが異なっている。尚、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
この実施形態の径方向ガイドは、駆動プレート２に、半径方向に対して渦巻き状ガイド溝２８の渦巻きの収束する方向に若干傾斜させたガイド溝６０を設けたものであり、可動操作部材１１には、このガイド溝６０に摺動自在に係合する突起６１が設けられている。この実施形態の場合にも、基本的には第１の実施形態と同様に機能し、リンクアーム１４から可動操作部材１１に入力される力の分力を前記ガイド溝６０と、渦巻き状ガイド溝２８によって略直角に受けることができる。ただし、この実施形態の場合、駆動プレート２の前面側に突出するガイド壁を無くすことができるため、装置全体の小型・軽量化を図り易くなる。
本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲を逸脱すぜ当業者の考えられる範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す断面図、図２は、図１Ａ−Ａ線に沿う断面図、図３は、作動状態を示す図２と同様の断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は、図２の要部の拡大断面図、図６は、図２に対応する本発明の第２の実施形態を示す断面図、図７は、図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図。

Claims (17)

1. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体（２）と、
   前記機関の吸気または排気ポート（７２）に設けられ、該ポート（７２）を開閉する機関弁（７１）と、
   前記吸気または排気ポート（７２）を閉じる方向に前記機関弁（７１）を付勢するバルブスプリング（７３）と、
   該バルブスプリング（７３）の付勢力に抗して前記機関弁（７１）を開弁せしめるカム（７０）を有するカムシャフト（１）若しくは該カムシャフト（１）に結合された別体部材から成る従動回転体（１）と、
   前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記駆動回転体（２）の回転力を前記従動回転体（１）に伝達すると共に、前記機関の運転状況に応じて、可動操作部材（１１）を前記カムシャフト（１）の径方向に移動させてクランクシャフトとカムシャフト（１）との相対回転位相を変更する組付角調整機構（４）とを有す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。
2. 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、
   前記可動操作部材（１１）は、前記カムシャフト（１）から伝達される変動トルクを受ける被案内面（ａ，ｂ）を有し、該被案内面（ａ，ｂ）を、前記変動トルクが作用する方向に対して略直交する角度に設定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。
3. 請求項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、
   前記被案内面は、互いに略直交する第１と第２の被案内面（ａ，ｂ）を備えることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング装置。
4. 請求項３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、
   前記組付角調整機構（４）は、さらに
   前記駆動回転体（２）と従動回転体（１）のいずれか一方に、前記第１の被案内面（ａ）を案内する該回転体の径方向に延設された径方向ガイド（１０）と、
   前記駆動回転体（２）及び従動回転体（１）に対して相対回転可能に設けられ、前記第２の被案内面（ｂ）を案内する外周方向から軸心方向に向かって渦巻き状に形成される渦巻き状ガイド（２８）を有するガイドプレート（２４）と、
   該可動操作部材（１１）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記可動操作部材（１１）の前記カムシャフト（１）の径方向の移動を前記カムシャフト（１）の回転方向の移動に変換して前記従動回転体（１）に伝達するリンク（１４）と、を備え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。
5. 請求項４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、
   前記組付角調整機構（４）はさらに、
   前記径方向ガイド（１０）と前記渦巻き状ガイド（２８）のガイド面が成す角度が、前記リンク（１４）から前記可動操作部材（１１）に入力される力がこれらのガイド面に対して略直交する分力を生じる角度に設定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。
6. 請求項５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、
   前記組付角調整機構（４）はさらに、
   電磁力によって前記渦巻き状ガイド（２８）を前記径方向ガイド（１０）に対して相対回転させ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。
7. 請求項６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、
   前記渦巻き状ガイド（２８）の回転を制動することにより、前記渦巻き状ガイド（２８）を前記径方向ガイド（１０）に対して相対回転させて、前記可動操作部材（１１）を前記カムシャフト（１）の径方向に移動させる電磁ブレーキ（２６）を備え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。
8. 請求項７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、
   前記組付角調整機構（４）はさらに、
   前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）との相対回転位相が所定の値に達したときに、前記可動操作部材（１１）の前記カムシャフト（１）の径方向の移動を規制する規制機構（５０，５４）を備え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。
9. 請求項８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、
   前記規制機構は、前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）との相対回転位相が略最大値に達したときに、前記可動操作部材（１１）の端部が当接するストッパ（５０）であ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。
10. 請求項７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、
    前記規制機構は、前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）との相対回転位相が略最大値に達したときに、前記リンク（１４）の連結部が当接するストッパ（５４）であ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。
11. 請求項９または１０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、
    前記ストッパ（５０，５４）または前記ストッパ（５０，５４）に当接する側の部材に緩衝機構（５３）を設け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。
12. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体（２）と、
    前記機関の吸気または排気ポート（７２）に設けられ、該ポート（７２）を開閉する機関弁（７１）と、
    該機関弁（７１）が前記吸気または排気ポート（７２）を閉じる方向に付勢するバルブスプリング（７３）と、
    該バルブスプリング（７３）の付勢力に抗して前記機関弁（７１）を開弁せしめるカム（７０）を有するカムシャフト（１）若しくは該カムシャフト（１）に結合された別体部材から成る従動回転体（１）と、
    前記駆動回転体（２）と従動回転体（１）の間に設けられ、前記駆動回転体（２）の回転力を前記従動回転体（１）に伝達すると共に、前記機関の運転状況に応じて、クランクシャフトとカムシャフト（１）との相対回転位相を変更する組付角調整機構（４）と、から成り、
    該組付角調整機構（４）はさらに、
    前記カムシャフト（１）の径方向に移動可能に設置され、かつカムシャフト（１）からの変動トルクを受ける被案内面（ａ，ｂ）が形成される可動操作部材（１１）を備え、
    該可動操作部材（１１）に形成される被案内面（ａ，ｂ）を、前記変動トルクの作用方向に対して、該変動トルクによる力に抗して可動操作部材（１１）を静止状態に保つように摩擦支持される角度に設定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。
13. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体（２）と、
    前記駆動回転体（２）の回転力が伝達されて回転駆動する、カムシャフト（１）若しくは該カムシャフト（１）に結合された別体部材から成る従動回転体（１）と、
    前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記駆動回転体（２）の回転力を前記従動回転体（１）に伝達すると共に、前記機関の運転状況に応じて、クランクシャフトとカムシャフト（１）との相対回転位相を変更する組付角調整機構（４）とから成り、
    該組付角調整機構（４）はさらに、
    前記駆動回転体（２）と同期回転し、かつ前記機関の運転状況に応じて、前記カムシャフト（１）の径方向の移動可能な可動操作部材（１１）と、
    該可動操作部材（１１）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記可動操作部材（１１）の前記カムシャフト（１）の径方向の移動を前記カムシャフト（１）の回転方向の移動に変換して前記従動回転体（１）に伝達する回転方向変換機構（１２，１４）と、を有す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。
14. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
    前記駆動回転体の回転力が伝達されて回転駆動する、カムシャフト若しくは該カムシャフトに結合された別体部材から成る従動回転体と、
    前記駆動回転体と前記従動回転体との間に設けられ、前記駆動回転体の回転力を前記従動回転体に伝達すると共に、前記機関の運転状況に応じて、クランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を変更する組付角調整機構とから成り、
    該組付角調整機構はさらに、
    前記駆動回転体及び従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、外周方向から軸心方向に向かって渦巻き状に形成される渦巻き状ガイドを有するガイドプレートと、
    前記駆動回転体（２）と従動回転体（１）のいずれか一方に、該回転体の径方向に延設された径方向ガイド（１０）と、
    前記駆動回転体（２）と同期回転し、かつ前記機関の運転状況に応じて、前記カムシャフト（１）の径方向に移動するように前記径方向ガイド（１０）に案内された第１の被案内面（ａ）と、前記ガイドプレート（２４）に案内される第２の被案内面（ｂ）とが形成された可動操作部材（１１）と、
    該可動操作部材（１１）と前記従動回転体（１）の間に設けられ、前記可動操作部材（１１）の回転を前記従動回転体（１）に伝達し、かつ前記可動操作部材（１１）の前記カムシャフト（１）の径方向の移動を前記カムシャフト（１）の回転方向の移動に変換することにより前記クランクシャフトとカムシャフト（１）との相対回転位相を変更するリンク（１４）とを有す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。
15. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体（２）と、
    前記駆動回転体（２）の回転力が伝達されて回転駆動する、カムシャフト（１）若しくは該カムシャフト（１）に結合された別体部材から成る従動回転体（１）と、
    前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記駆動回転体（２）の回転力を前記従動回転体（１）に伝達すると共に、前記機関の運転状況に応じて、クランクシャフトとカムシャフト（１）との相対回転位相を変更する組付角調整機構（４）とから成り、
    該組付角調整機構（４）はさらに、
    前記駆動回転体（２）と従動回転体（１）のいずれか一方に、該回転体の径方向に延出する径方向ガイド（１０）と、
    前記駆動回転体（２）の回転力が伝達され、かつ前記機関の運転状況に応じて、前記径方向ガイド（１０）に案内されて前記カムシャフト（１）の径方向に移動する可動操作部材（１１）と、
    該可動操作部材（１１）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記可動操作部材（１１）の前記カムシャフト（１）の径方向の移動を前記カムシャフト（１）の回転方向の移動に変換して前記従動回転体（１）に伝達するリンク（１４）と、
    前記駆動回転体（２）及び従動回転体（１）に対して相対回転可能に設けられ、外周方向から軸心方向に向かって渦巻き状に形成される渦巻き状ガイド（２８）を有するガイドプレート（２４）とを有し、前記径方向ガイド（１０）の延出方向は、前記駆動回転体（２）及び従動回転体（１）のいずれか一方の回転体の径方向に対して前記渦巻き状ガイド（２８）の渦巻きの収束する方向に傾斜し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。
16. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体（２）と、
    カムシャフト（１）若しくは該カムシャフト（１）に結合された別体部材からなる従動回転体（１）と、
    前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記駆動回転体（２）の回転力を前記従動回転体（１）に伝達すると共に、前記機関の運転状況に応じて、クランクシャフトとカムシャフト（１）との相対回転位相を変更する組付角調整手段（４）とを備え、
    該組付角調整手段（４）はさらに、
    前記駆動回転体（２）に同期回転し、かつ前記カムシャフト（１）の径方向に移動する可動操作部材（１１）を有する第１の駆動伝達手段（１０，１１）と、
    前記可動操作部材（１１）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記可動操作部材（１１）の前記カムシャフト（１）の径方向の移動を前記カムシャフト（１）の回転方向の移動に変換する第２の駆動伝達手段（１２，１４）とを備え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。
17. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体（２）と、
    カムシャフト（１）若しくは該カムシャフト（１）に結合された別体部材から成る従動回転体（１）と、
    前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）との間に設けられ、前記駆動回転体（２）の回転力を前記従動回転体（１）に伝達すると共に、機関の運転状況に応じて、クランクシャフトとカムシャフト（１）との相対回転位相を変更する位相角変更機構とを用いた内燃機関のバルブタイミングの変更方法において、
    前記位相角変更機構を、
    前記駆動回転体（２）に対して前記カムシャフト（１）の径方向に移動させ、次に前記カムシャフト（１）の径方向の移動を、カムシャフト（１）の回転方向の移動に変換して前記駆動回転体（２）と前記従動回転体（１）の相対回転を発生させる、
    ようにした内燃機関のバルブタイミング変更方法。

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