JP2000337112A - 内燃機関のバルブタイミング変更装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回動規制手段の係合部材の迅速な動作が可能
で、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を迅速
に行い得る内燃機関のバルブタイミング変更装置の提
供。 【解決手段】 スプロケット１７と共に回転するハウジ
ング部材１８内に、カムシャフト１と共に回転するベー
ン部材３０を収容して、相対回動手段３１を形成する。
前記ハウジング部材１８に形成した係合穴４８と、ベー
ン部材３０に形成したシリンダ穴４５に出没自在に設け
られてその先端が係合穴４８に係合可能な係合部材４７
とによって、ハウジング部材１８とベーン部材３０との
相対回動を規制する回動規制手段４４を形成する。前記
回動規制手段４４の係合部材４７に、軸方向両端側に窪
み穴５２Ａ，５２Ｂを形成し、この窪み穴５２Ａ，５２
Ｂの間に非中空部５３を形成した。

Description

【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１−９２５０４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スプロ
ケット（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
とを備え、前記作動油室に作動油を吸排してハウジング
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、前記バルブタイミング変更装置に
は、ハウジングとロータとの相対回動を規制する回動規
制手段が設けられている。前記回動規制手段は、ハウジ
ングに係合部材としてのノックピンを摺動自在に設け、
このノックピンをばね部材のばね力によって向心方向に
付勢してロータに設けた穴内に挿入することにより、ハ
ウジングとロータとを連繋してバルブタイミングの変更
を規制する一方、ノックピンを作動油の圧力によって穴
内から押し出すことにより、ハウジングとロータとの連
繋を解き、バルブタイミングの変更の規制を解除するよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例にあって
は、前記回動規制手段のノックピン（係合部材）は、回
転体とカムシャフトとの相対回動を規制するにあたっ
て、ハウジングとロータとによって軸直角方向の剪断力
を受けるから、この剪断力に耐え得る機械的強度を確保
するために、非中空状に形成されている。

【０００６】このため、前記ノックピン（係合部材）の
慣性質量が大きくなり、このノックピンの作動応答性が
悪化する虞があった。とりわけ、前記ノックピンが半径
方向に移動してハウジングとロータとの相対回動を規制
する構成の場合には、ノックピンが遠心力の影響を受け
るため、作動応答性が悪化する虞があった。

【０００７】本発明は前記従来の実情に鑑みて案出され
たもので、回動規制手段の係合部材の迅速な動作が可能
で、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を迅速
に行うことが可能な回動規制手段を備えた、内燃機関の
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。

【０００８】

【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であって、
回転体とカムシャフトとの相対回動を規制する回動規制
手段を備えた内燃機関のバルブタイミング変更装置にお
いて、前記回転体とカムシャフトとの何れか一方と共に
回転するハウジング部材と、このハウジング部材内に収
容されて、回転体とカムシャフトとの何れか他方と共に
回転するベーン部材と、を主要素として構成される相対
回動手段を備えると共に、前記回動規制手段が、ハウジ
ング部材またはベーン部材の何れか一方に形成される係
合穴と、前記ハウジング部材またはベーン部材に放射方
向に形成されるシリンダ穴に出没自在に設けられ、その
先端が係合穴に係合可能な係合部材と、を備えてなり、
前記係合部材が、軸方向両端側に窪み穴を備え、この窪
み穴の間に非中空部が形成されてなる構成にしてある。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成において、前記回動規制手段に形成した
非中空部は、この係合部材の先端が係合穴に係合した状
態において、シリンダ穴及び係合穴内に配置されてなる
構成にしてある。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合部材
は、軽合金材料から形成されてなる構成にしてある。

【００１１】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合部材
に形成した窪み穴は、その内周面と底面とが滑らかに繋
がっている構成にしてある。

【００１２】また、請求項５記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合部材
に形成した窪み穴は、開口端側の寸法が底部側よりも大
きく、先細状に形成されてなる構成にしてある。

【００１３】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合部材
に形成した両端側の窪み穴の内、少なくとも一方の窪み
穴の内周面の略軸方向に、溝が形成されてなる構成にし
てある。

【００１４】また、請求項７記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合部材
は、カムシャフトの軸方向に略直角な、略放射方向に設
けられてなる構成にしてある。

【００１５】また、請求項８記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合部材
は、カムシャフトの軸方向に略平行な、略軸方向に設け
られてなる構成にしてある。

【００１６】斯かる構成においては、前記回転体が内燃
機関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。

【００１７】前記回転体に対するカムシャフトの相対回
動は、回転体とカムシャフトとの何れか一方と共に回転
するハウジング部材と、何れか他方と共に回転するベー
ン部材とを主要素として構成される、相対回動手段に作
動油を吸排して、ハウジング部材とベーン部材とを相対
回動することによって行われる。この場合に、前記作動
油室への作動油の吸排は、油圧制御装置によって制御可
能である。

【００１８】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、カムシャフトの回転位相が変更
され、その結果、吸気弁または排気弁の開閉タイミング
が変更される。

【００１９】ここで、内燃機関の始動直後等において
は、前記回動規制手段の係合部材は遠心力及び／または
ばね力等によってシリンダ穴から突出し、その先端が係
合穴に係合している。このため、前記回転体とカムシャ
フトは係合部材によって所定の係合状態が維持され、一
体に回転することになる。この状態は、前記回動規制手
段によって回転体とカムシャフトとの相対回動が規制さ
れ、バルブタイミングの変更が規制された状態である。

【００２０】次に、前記回動規制手段の係合部材を移動
させることにより、係合部材の先端が係合穴から離脱
し、係合部材と係合穴との係合が解除される。

【００２１】前記回動規制手段の係合解除は、係合部材
が係合する係合穴内に作動油を供給することによって可
能である。即ち、前記係合穴内に作動油が供給されるこ
とによって、この作動油が係合部材に作用し、この係合
部材は遠心力及び／またはばね力に抗して付勢され、係
合孔内から押し出されることになる。これによって、前
記係合部材の先端が係合穴から離脱し、係合が解除され
ることになる。

【００２２】これによって、前記ハウジング部材とベー
ン部材とは、回動規制手段の係合部材による拘束が解除
されるから、これらハウジング部材とベーン部材とによ
って構成される相対回動手段に供給される作動油圧によ
ってハウジング部材とベーン部材とが相対回動し、カム
シャフトのクランクシャフトに対する回転位相が変更さ
れる。これにより、前記カムシャフトによって駆動され
る吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。

【００２３】ここに、前記回動規制手段の係合部材は、
軸方向両端側に窪み穴を備え、この窪み穴の間に非中空
部が形成されているから、軽量化が図られている。

【００２４】このため、前記係合部材の慣性質量が小さ
くなり、この係合部材が係合動作及び係合解除動作をす
る場合の作動応答性が向上する。

【００２５】したがって、回動規制手段の係合部材の迅
速な動作が可能で、バルブタイミングの変更の規制及び
規制解除を迅速に行うことが可能な回動規制手段を備え
た、内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。

【００２６】また、前記回動規制手段の係合部材は、軸
方向両端側に窪み穴を設けることによって軽量化が図ら
れているから、軸方向の一方側に窪み穴を形成して軽量
化する場合に比較して、窪み穴の深さを浅くすることが
できる。このため、前記窪み穴の加工を容易にして係合
部材の軽量化を図ることができる。

【００２７】また、請求項２記載の発明にあっては、前
記係合部材に形成した非中空部が、この係合部材の先端
が係合穴に係合した状態において、シリンダ穴及び係合
穴内に配置されているから、係合部材がハウジング部材
とベーン部材とによって軸直角方向の剪断略を受ける場
合に、この係合部材の全体が非中空状である場合と同様
の機械的強度を確保することができる。

【００２８】また、請求項３記載の発明にあっては、前
記係合部材は、軽合金材料から形成されてなるから、こ
の係合部材を更に軽量化することができる。

【００２９】また、請求項４記載の発明にあっては、前
記係合部材に形成した窪み穴は、その内周面と底面とが
滑らかに繋がっているから、窪み穴を鍛造等の塑性加工
によって形成する場合に、加工型の形状を滑らかにして
型寿命の長期化を図ることができると共に、応力集中す
ることがなく、係合部材の非中空部に与えられる剪断力
に対する機械的強度を有利に確保することができる。

【００３０】また、請求項５記載の発明にあっては、前
記係合部材に形成した窪み穴が、開口端側の寸法が底部
側よりも大きく、先細状に形成されているから、この窪
み穴を鍛造等の塑性加工で形成する場合に、加工型の抜
き勾配を大きく確保することができると共に、係合部材
の非中空部に与えられる剪断力に対する機械的強度を有
利に確保することができる。

【００３１】また、請求項６記載の発明にあっては、前
記係合部材に形成した窪み穴の内周面には、この窪み穴
の略軸方向に、溝が形成されてなるから、窪み穴を形成
した部分における係合部材の機械的強度を大きくするこ
とができる。

【００３２】また、請求項７記載の発明にあっては、前
記回転規制手段の係合部材は、カムシャフトの軸方向に
略直角な、略放射方向に設けられてなるから、回動規制
手段がカムシャフトの軸方向に長大化することを防止す
ることができる。

【００３３】また、請求項８記載の発明にあっては、前
記回転規制手段の係合部材は、カムシャフトの軸方向に
略平行な、略軸方向に設けられてなるから、回動規制手
段がカムシャフトの半径方向に長大化することを防止す
ることができる。

【００３４】

【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。

【００３５】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−Ｏ−Ａ線断面図を含む説明図、図
３は図１の要部を拡大して示す図面である。

【００３６】図において、１はカムシャフトで、このカ
ムシャフト１は内燃機関の吸気弁または排気弁を駆動す
るカムシャフトで、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。

【００３７】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によって回転自在に支持されてい
る。また、前記図外の軸受けよりも図２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。

【００３８】２は内燃機関のフロントカバー（図示せ
ず）側から延びるスパイダで、このスパイダ２の端部に
は、軸方向の通路３，４と、端面に近い側に位置する周
溝５，６がそれぞれ形成してある。前記通路３は端面に
開口しているけれども、この開口端を栓部材で閉塞する
ことは任意に可能である。

【００３９】前記通路３，４のうち、通路３は一端側が
半径方向通路７を介して周溝５に連通している。また、
前記通路４は一端側が半径方向通路８を介して周溝６に
連通している。

【００４０】１７は内燃機関に同期して回転される回転
体で、この回転体１７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１７
は、この実施の形態においてハウジング部材１８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。

【００４１】即ち、前記スプロケット１７は、環状のハ
ウジング本体１９とこのハウジング本体１９の両側に対
峙配設された板部材２０，２１とからなるハウジング部
材１８に対して、図外の連結ボルトによって連結されて
いる。なお、２２ａ，２２ｂは、前記スプロケット１
７、ハウジング本体１９及び板部材２０，２１の位置決
めをする位置決めピンである。

【００４２】また、前記スプロケット１７は、カムシャ
フト１に固定される軸受け部材２５の外周に軸受けされ
ており、これによって、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。

【００４３】前記スプロケット１７の外周側には外歯２
６が形成されており、この外歯２６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２７が
巻着される。

【００４４】前記ハウジング部材１８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１９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２８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２９が
形成してある（図１参照）。

【００４５】３０は前記ハウジング部材１８内に収容さ
れたベーン部材で、このベーン部材３０とハウジング部
材１８とを主要素として、後に詳述する相対回動手段３
１が構成されている。

【００４６】前記ベーン部材３０は、その胴部３２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３３を有しており、このベーン３３を部屋
２９内に配置した状態でハウジング部材１８内に収容さ
れている。

【００４７】前記ベーン部材３０のベーン３３が部屋２
９内に配置されることによって、この部屋２９内にベー
ン３３の円周方向両側に対峙して一対の作動油室３４，
３５が区画形成される。前記一対の作動油室３４，３５
は、この実施の形態において４組形成されている。

【００４８】前記作動油室３４，３５間相互の液密的封
止は、ハウジング本体１９の内周側に形成した突起２８
の先端に設けたシール部材３６をばね部材（図示せず）
で押圧してベーン部材３０の胴部３２外周に摺接させる
と共に、ベーン３３の先端に設けたシール部材３８をば
ね部材３９で押圧してハウジング本体２２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。

【００４９】また、前記ベーン部材３０には、スパイダ
２に形成した周溝６と作動油室３４とを連通する半径方
向通路４０が形成してあると共に、同じく周溝５と作動
油室３５とを連通する半径方向通路４１が形成してあ
る。

【００５０】前記半径方向通路４０，４１がそれぞれ連
通する周溝６，５は、スパイダ２に形成した通路４，３
にそれぞれ連通しているから、作動油室３４，３５はス
パイダ２に形成した通路４，３にそれぞれ連通すること
になる。このため、前記通路４，３を介して作動油室３
４，３５に作動油を選択的に吸排することによって、ハ
ウジング部材１８とベーン部材３０とが相対回動するこ
とができることになっている。

【００５１】ここに、前記スプロケット１７はハウジン
グ部材１８に連結されて、カムシャフト１に対して相対
回動可能となっており、これによって、相対回動手段３
１はスプロケット１７をカムシャフト１に対して所定角
度範囲内で相対回動可能となっている。したがって、前
記ベーン部材３０とハウジング部材１８とを主要素とし
て、スプロケット１７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３１が構成されていることにな
る。

【００５２】４４は前記ハウジング部材１８とベーン部
材３０との間に設けられ、ハウジング部材１８とベーン
部材３０との相対回動を規制する回動規制手段である。
前記回動規制手段４４は、この実施の形態において、ベ
ーン部材３０に放射方向に形成したシリンダ穴４５内
に、ばね部材４６と共に出没自在に収容した係合部材４
７の先端を、ハウジング部材１８に形成した係合穴４８
に係合可能とした構成にしてある。

【００５３】前記シリンダ穴４５は、ベーン部材３０
に、詳しくはベーン部材３０の胴部３２外周とベーン３
３との間に形成した段部４９に、作動油室３４の１つに
臨んで放射方向に開放して形成してある。また、前記シ
リンダ穴４５は、この実施の形態においては、ベーン部
材３０よりも硬さの硬い材料からなる筒状のシリンダ穴
部材５０をシリンダ穴４５に埋設することによって形成
してある。このため、前記シリンダ穴４５は、シリンダ
穴部材５０を埋設した部分が縮径され、底部側が拡径さ
れた段付き形状を呈している。即ち、前記シリンダ穴４
５は、開口端側に小径部４５ａが形成され、底部側に大
径部４５ｂが形成された段付き状に形成してある（図３
参照）。

【００５４】また、前記シリンダ穴４５の内部は、その
底部側で、ベーン３３に形成した段付き穴状の通路５１
を介して大気開放されている。

【００５５】前記係合部材４７は、チタン等の軽合金材
料からなり、全体として略棒状に形成されている。ま
た、シリンダ穴４５の段付き形状に整合する小径部４７
ａ及び大径部４７ｂが形成された段付き状に形成され、
先端側がテーパ状に形成されており、大径部４７ｂがシ
リンダ穴４５の拡径された底部側（大径部４５ｂ）に位
置し、小径部４７ａがシリンダ穴部材５０の内面（シリ
ンダ穴の小径部４５ａ）によって支持された状態でシリ
ンダ穴４５内に収容されている。

【００５６】また、前記係合部材４７には、軸方向両端
側に窪み穴５２Ａ，５２Ｂが形成されていると共に、こ
の窪み穴５２Ａ，５２Ｂの間に非中空部５３が形成して
ある。即ち、前記係合部材４７の先端に窪み５２Ａが形
成してあると共に、大径胴４７ｂ側の端面に開放する窪
み穴５２Ｂ形成してある。これによって、前記係合部材
４７は軽量化が図られている。また、前記窪み穴５２
Ａ，５２Ｂの内周面と底面との間は円弧状に形成され、
滑らかに繋がっている。

【００５７】前記係合部材４７は窪み穴５２Ｂ内に配置
されるばね部材４６によって放射方向に常時付勢されて
おり、テーパ状の先端側がシリンダ穴４５内から突出可
能である。即ち、前記ばね部材４６は、一端がシリンダ
穴４５の底部に接し、他端が係合部材４７に形成した窪
み穴５２Ｂの底部に接して、係合部材４７を放射方向に
常時付勢している。なお、前記ばね部材４６は、この実
施の形態においてコイルばねが採用されているけれど
も、これに限らず、各種ばね部材が採用可能である。

【００５８】前記係合部材４７がばね部材４６によって
付勢され、その先端がシリンダ穴４５から突出すると
き、係合部材４７の大径部４７ｂがシリンダ穴４５の拡
径された底部側（大径部４５ｂ）に位置していることに
よって、係合部材４７の段付き部はシリンダ穴４５のシ
リンダ穴部材５０に当接して、係合部材４７がシリンダ
穴４５内から抜脱することを防止することが可能であ
る。

【００５９】また、前記係合部材４７の大径部４７ｂと
シリンダ穴４５の小径部４５ａとの間には、環状室４７
Ａが形成されるようになっている。前記環状室４７Ａ
は、係合部材４７の大径部４７ｂの外径寸法をシリンダ
穴４５の大径部４５ｂの内径寸法に対して相当の隙間を
有する寸法とすることにより、この隙間を介してシリン
ダ穴４５の底部側と連通するようになっている。

【００６０】前記係合部材４７は、作動油室３４の１つ
に臨むシリンダ穴４５内に収容されているから、この係
合部材４７の先端は作動室３４の１つを横切って放射方
向に突出し、係合穴４８に係合することになる。

【００６１】また、前記係合部材４７は、その先端が係
合孔４８に係合した状態において、この係合部材４７の
非中空部５３がシリンダ穴４５及び係合孔４８内に配置
されるようになっている。即ち、前記係合部材４７の非
中空部５３は、ベーン部材３０の段部４９とハウジング
部材１８の段部（後述する）５４との間の隙間（後述す
る）５８に対応して配置されるようになっている。

【００６２】前記係合穴４８は、ハウジング部材１８
に、詳しくはハウジング本体１９の内周と突起２８との
間に形成した段部５４に、作動油室３４の１つに臨んで
開口するように形成してある。また、前記係合穴４８
は、この実施の形態においては、ハウジング本体１９よ
りも硬さの硬い材料からなり、係合穴４８が形成された
係合穴部材５５をハウジング本体１９の段部５４に埋設
することによって形成してある。

【００６３】前記係合穴４８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４８の底部に
は、係合部材４７が係合した状態において油室５６が形
成されている。また、前記係合穴４８内及び油室５６内
は、係合穴４８の内面に形成した油溝５７及び、ベーン
部材３０の段部４９とハウジング部材１８の段部５４と
の間の隙間５８を介して、作動油室３４に連通してい
る。

【００６４】なお、前記油溝５７は、係合部材４７が係
合した状態で形成されることで足りるから、係合部材４
７のテーパ状の先端が係合穴４８内へ侵入する深さを調
節することによって、係合穴４８の内面と係合部材４７
の外面との間で形成することが可能である。

【００６５】また、前記係合穴４８が形成された段部５
４、即ちこの実施の形態においてはハウジング部材１８
に形成した段部５４には、作動油室３４側に向かって傾
斜する傾斜面５９が形成してある。

【００６６】６６は油圧給排手段である。前記油圧給排
手段６６は、通路３，４にそれぞれ連通する給排通路６
７，６８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。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
れており、この切換え弁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。

【００６７】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３１のベーン
部材３０はハウジング部材１８に対して最遅角位置にあ
って（図１参照）、回転規制手段４４の係合部材４７は
ばね部材４６のばね力によって付勢され、この係合部材
４７の先端は係合穴４８に係合し、ハウジング部材１８
とベーン部材３０とを連携している。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２７を介して
回転体としてのスプロケット１７に与えられる回転駆動
力は、ハウジング部材１８及びベーン部材３０を介して
カムシャフト１に伝達される。なお、この場合に、前記
ベーン部材３０の段部４９は、ハウジング部材１８内に
部屋２９を形成する突起２８の側面に当接可能である
が、好ましくは、ベーン３３は突起２８に接していな
い。

【００６８】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。

【００６９】また、前記ベーン部材３０がハウジング部
材１８に対して最遅角位置にあるとき、回動規制手段４
４の係合部材４７は遠心力及びばね部材４６のばね力に
よって押圧されて、その先端が係合穴４８に係合してお
り、ハウジング部材１８とベーン部材３０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３０は
ハウジング部材１８に対して相対回動することがないか
ら、ベーン部材３３とハウジング部材１８との衝突を防
止でき、打音等を生じることが有利に防止される。

【００７０】このとき、前記係合部材４７はハウジング
部材１８とベーン部材３０とによって軸直角方向の剪断
力を受けるけれども、この係合部材４７の非中空部５３
がシリンダ穴４５及び係合穴４８内に配置されているか
ら、この係合部材４７の全体が非中空状である場合と同
様の機械的強度が確保される。

【００７１】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に接続されることによって、オイルポンプ６９か
らの作動油が給排通路６８から、通路４、半径方向通路
８、周溝６、半径方向通路４０を介して作動油室３４内
に導かれる。

【００７２】前記作動油室３４内に導かれた作動油は、
隙間５８及び油溝５７を介して、係合部材４７の先端が
係合する係合穴４８内（及び係合穴４の底部に設けられ
た油室５６内）に導かれる。

【００７３】同時に、前記作動油室３５内が、半径方向
通路４１、周溝５、半径方向通路７、通路３、給排通路
６７を介して排出通路７２に連通することになる。

【００７４】前記作動油室３４内及び回動規制手段４４
の係合穴４８（油室５６）内に作動油が導かれることに
より、係合部材４７には作動油室３４及び係合穴４８の
作動油圧力が作用し、この係合部材４７は遠心力に抗し
て向心方向に付勢され、シリンダ穴４５内に押し戻され
る。このため、前記係合部材４７の先端が係合穴４８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１８とベーン部材３０とは係合部材４７による拘
束が解除される。

【００７５】前記作動油室３４内に作動油が供給される
一方、作動油室３５内が排出通路７２に連通することに
よって、作動油室３４内の油圧力がベーン３３の側面に
作用し、ベーン部材３０をハウジング部材１８に対して
図１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１７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。

【００７６】前記カムシャフト１が進角制御され、ベー
ン部材３０がハウジング部材１８に対して最進角位置に
ある場合には、係合部材４７は作動油室３４内の油圧に
よってシリンダ穴４５内に押し戻された状態が継続さ
れ、この係合部材４７の先端はハウジング１８の内周に
接することはない。

【００７７】次に、前記油圧給排手段６６の切換え弁７
３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６
７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に接続されると、
オイルポンプ６９からの作動油が作動油室３５に導かれ
る。また、前記作動油室３４内の作動油は、吸排通路６
８及び排出通路７２を通じて排出される。

【００７８】前記作動油室３４内の作動油が排出される
ことによって、係合部材４７はこの係合部材４７に作用
する遠心力によって放射方向に突出するけれども、この
係合部材４７の先端はハウジング部材１８の内周に接す
ることはない。また、前記係合部材４７がハウジング本
体１９の段部５４よりも作動油室３４側にある場合には
係合穴４８に係合することがないから、ハウジング部材
１８とベーン部材３０とは、回動規制手段４４による拘
束が解除された状態が継続される。

【００７９】前記作動油室３５内に作動油が供給される
一方、作動油室３４内が排出通路７２に連通することに
よって、作動油室３５内の油圧力がベーン３３の側面に
作用し、ベーン部材３０をハウジング部材１８に対して
図１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１７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の回転位
相が変更されて、カムシャフト１は遅角制御され、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。

【００８０】前記カムシャフト１が遅角制御され、ベー
ン部材３０がハウジング部材１８に対して最遅角位置と
なる場合に、作動油室３４内に突出していた係合部材４
７の先端は、ハウジング部材１８の段部５４に形成した
傾斜面５９に案内されつつ移動して、係合孔４８内に再
び係合される。

【００８１】また、前記ベーン部材３０がハウジング部
材１８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７
４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１８とベーン部材３０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、前記第１ス
プロケット１７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タ
イミングで制御することになる。

【００８２】この場合には、前記作動油室３４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４７には遠心力が作用する
けれども、この係合部材４７は放射方向に突出すること
はなく、係合穴４８に係合することがないから、ハウジ
ング部材１８とベーン部材３０とは、回動規制手段４４
による拘束が解除された状態が継続される。

【００８３】ここに、前記回動規制手段４４の係合部材
４７は、軸方向両端側に窪み穴５２Ａ，５２Ｂを備え、
この窪み穴５２Ａ，５２Ｂの間に非中空部５３が形成さ
れているから、軽量化が図られている。

【００８４】このため、前記係合部材４７の慣性質量が
小さくなり、この係合部材４７が係合動作及び係合解除
動作をする場合の作動応答性が向上する。

【００８５】したがって、前記回動規制手段４４の係合
部材４７の迅速な動作が可能で、バルブタイミングの変
更の規制及び規制解除を迅速に行うことが可能な回動規
制手段４４を備えた、内燃機関のバルブタイミング変更
装置が得られる。

【００８６】また、前記回動規制手段４４の係合部材４
７は、軸方向両端側に窪み穴５２Ａ，５２Ｂを設けるこ
とによって軽量化が図られているから、軸方向の一方側
に窪み穴を形成して軽量化する場合に比較して、窪み穴
の深さを浅くすることができる。このため、前記窪み穴
５２Ａ，５２Ｂの加工を容易にして係合部材４７の軽量
化を図ることができる。

【００８７】また、前記係合部材４７に形成した非中空
部５３が、この係合部材４７の先端が係合穴４８に係合
した状態において、シリンダ穴４５及び係合穴４８内に
配置されているから、係合部材４７がハウジング部材１
８とベーン部材３０とによって軸直角方向の剪断略を受
ける場合に、この係合部材４７の全体が非中空状である
場合と同様の機械的強度を確保することができる。

【００８８】また、前記係合部材４７は、軽合金材料か
ら形成されているから、この係合部材４７を更に軽量化
することができる。

【００８９】また、前記係合部材４７に形成した窪み穴
５２Ａ，５２Ｂは、その内周面と底面とが滑らかに繋が
っているから、窪み穴５２Ａ，５２Ｂを鍛造等の塑性加
工によって形成する場合に、加工型の形状を滑らかにし
て型寿命の長期化を図ることができると共に、応力集中
することがなく、係合部材４７の非中空部５３に与えら
れる剪断力に対する機械的強度を有利に確保することが
できる。

【００９０】また、前記回転規制手段４４の係合部材４
７は、カムシャフト１の軸方向に略直角な、略放射方向
に設けられているから、回動規制手段４４がカムシャフ
ト１の軸方向に長大化することを防止することができ
る。

【００９１】図４は本発明の別の実施の形態を示す図面
で、この実施の形態が前記実施の形態と変わるところ
は、回動規制手段４４の係合部材４７の窪み穴５２Ａ，
５２Ｂが、開口端から底部側に向かって先細状に形成さ
れている点である。

【００９２】即ち、図４に示す係合部材４７の窪み穴５
２Ａ，５２Ｂは、軸方向両端側の開口端が大きく開口し
ており、開口端側の寸法が底部側よりも大きく、先細状
に形成されている。また、前記窪み穴５２Ａ，５２Ｂの
内周面と底面との間は円弧状に形成され、滑らかに繋が
っている。

【００９３】なお、その他の構成は前記実施の形態と同
様であるから、同一構成部分には同一符号を付し、その
重複する説明を省略する。

【００９４】斯かる構成にあっては、前記実施の形態と
同様の作用、効果が得られるのに加え、係合部材４７に
形成した窪み穴５２Ａ，５２Ｂが、開口端から底部側に
向かって先細状に形成されているから、この窪み穴５２
Ａ，５２Ｂを鍛造等の塑性加工で形成する場合に、加工
型の抜き勾配を大きく確保することができると共に、係
合部材４７の非中空部５３に与えられる剪断力に対する
機械的強度を有利に確保することができる。

【００９５】図５は本発明の別の実施の形態を示す図面
で、この実施の形態が前記実施の形態と変わるところ
は、前記係合部材４７の窪み穴５２Ｂの内周面に、窪み
穴５２Ｂの略軸方向の溝６０を形成した点である。

【００９６】即ち、図５に示す係合部材４７の窪み穴５
２Ａ，５２Ｂのうち、開口面積が大きい窪み穴５２Ｂの
内周面に、この窪み穴５２Ｂの略軸方向に、複数条の溝
６０が形成してある。また、前記窪み穴５２Ａ，５２Ｂ
の内周面と底面との間は円弧状に形成され、滑らかに繋
がっている。

【００９７】なお、その他の構成は前記実施の形態と同
様であるから、同一構成部分には同一符号を付し、その
重複する説明を省略する。

【００９８】斯かる構成にあっては、前記実施の形態と
同様の作用、効果が得られるのに加え、前記係合部材４
７に形成した窪み穴５２Ｂの内周面に、窪み穴５２Ｂの
略軸方向の溝６０を形成してあるから、窪み穴５２Ｂを
形成した部分における係合部材４７の機械的強度を大き
くすることができる。

【００９９】図６及び図７は本発明の更に別の実施の形
態を示す図面で、この実施の形態が前記実施の形態と変
わるところは、前記回転規制手段４４の係合部材４７
が、カムシャフト１の軸方向に略平行な、略軸方向に設
けられている点である。

【０１００】即ち、図６及び図７に示す回動規制手段４
４は、ベーン部材３０にカムシャフト１の略軸方向に形
成したシリンダ穴４５内に、ばね部材４６と共に出没自
在に収容した係合部材４７の先端を、ハウジング部材１
８に形成した係合穴４８に係合可能とした構成にしてあ
る。

【０１０１】前記シリンダ穴４５は、ベーン部材３０の
胴部３２に、略軸方向に形成してある。前記シリンダ穴
４５は、ベーン部材３０よりも硬さの硬い材料からなる
筒状のシリンダ穴部材５０をシリンダ穴４５に埋設する
ことによって形成してある。また、前記シリンダ穴４５
の内部は、その底部側で、ベーン３３に斜めに形成した
通路５１を介して大気開放されている。

【０１０２】前記係合部材４７は、その先端が係合孔４
８に係合した状態において、この係合部材４７の非中空
部５３がシリンダ穴４５及び係合孔４８内に配置される
ようになっている。即ち、前記係合部材４７の非中空部
５３は、ベーン部材３０とハウジング部材１８との間に
対応して配置されるようになっている。

【０１０３】前記係合穴４８は、ハウジング部材１８
に、詳しくはハウジング部材１８の板部材２１に形成し
てある。

【０１０４】なお、その他の構成は前記実施の形態と同
様であるから、同一構成部分には同一符号を付し、その
重複する説明を省略する。

【０１０５】斯かる構成にあっては、前記実施の形態で
述べたと同様の作用、効果が得られるのに加え、前記回
動規制手段４４の係合部材４７は、カムシャフト１の軸
方向に略平行な、略軸方向に設けられてなるから、回動
規制手段４４がカムシャフト１の半径方向に長大化する
ことを防止することができる。

【０１０６】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。

【０１０７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、回動規制手段の係合部材の迅速な動作が可能
で、バルブタイミングの変更の規制及び規制解除を迅速
に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装
置が得られる。

【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−Ｏ−Ａ線断面図を含む説明図であ
る。

【図３】図１の要部を拡大して示す図面である。

【図４】本発明の別の実施の形態を示す係合部材の断面
図である。

【図５】本発明の別の実施の形態を示す係合部材を、断
面図（ａ）、及び底面図（ｂ）で示す図面である。

【図６】本発明の更に別の実施の形態を示す、図２と略
同様の図面である。

【図７】図６の要部を拡大して示す図面である。

【符号の説明】

１ カムシャフト １７ スプロケット（回転体） １８ ハウジング部材 ３０ ベーン部材 ３１ 相対回動手段 ４４ 回動規制手段 ４５ シリンダ穴 ４７ 係合部材 ４８ 係合穴 ５２Ａ，５２Ｂ 窪み穴 ５３ 非中空部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   能であって、回転体とカムシャフトとの相対回動を規制
   する回動規制手段を備えた内燃機関のバルブタイミング
   変更装置において、前記回転体とカムシャフトとの何れ
   か一方と共に回転するハウジング部材と、このハウジン
   グ部材内に収容されて、回転体とカムシャフトとの何れ
   か他方と共に回転するベーン部材と、を主要素として構
   成される相対回動手段を備えると共に、前記回動規制手
   段が、ハウジング部材またはベーン部材の何れか一方に
   形成される係合穴と、前記ハウジング部材またはベーン
   部材の何れか他方に形成されるシリンダ穴に出没自在に
   設けられ、その先端が係合穴に係合可能な係合部材と、
   を備えてなり、前記係合部材が、軸方向両端側に窪み穴
   を備え、この窪み穴の間に非中空部が形成されてなるこ
   とを特徴とする、内燃機関のバルブタイミング変更装
   置。
2. 【請求項２】 前記回動規制手段の係合部材に形成した
   非中空部は、この係合部材の先端が係合穴に係合した状
   態において、シリンダ穴及び係合穴内に配置されてなる
   ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタ
   イミング変更装置。
3. 【請求項３】 前記回動規制手段の係合部材は、軽合金
   材料から形成されてなることを特徴とする、請求項１記
   載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
4. 【請求項４】 前記回動規制手段の係合部材に形成した
   窪み穴は、その内周面と底面とが滑らかに繋がっている
   ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタ
   イミング変更装置。
5. 【請求項５】 前記回動規制手段の係合部材に形成した
   窪み穴は、開口端側の寸法が底部側よりも大きく、先細
   状に形成されてなることを特徴とする、請求項１記載の
   内燃機関のバルブタイミング変更装置。
6. 【請求項６】 前記回動規制手段の係合部材に形成した
   両端側の窪み穴の内、少なくとも一方の窪み穴の内周面
   の略軸方向に、溝が形成されてなることを特徴とする、
   請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
7. 【請求項７】 前記回動規制手段の係合部材は、カムシ
   ャフトの軸方向に略直角な、略放射方向に設けられてな
   ることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブ
   タイミング変更装置。
8. 【請求項８】 前記回動規制手段の係合部材は、カムシ
   ャフトの軸方向に略平行な、略軸方向に設けられてなる
   ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタ
   イミング変更装置。