JP2002317610A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置

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JP2002317610A JP2001122046A JP2001122046A JP2002317610A JP 2002317610 A JP2002317610 A JP 2002317610A JP 2001122046 A JP2001122046 A JP 2001122046A JP 2001122046 A JP2001122046 A JP 2001122046A JP 2002317610 A JP2002317610 A JP 2002317610A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロックピンとピン孔の間にクリアランスを設
けることによって、ピン孔とロック穴の軸心のずれを吸
収しつつ、ロック解除時におけるロックピンとピン孔の
引っ掛かりを無くす。初期位置でのロックピンとロック
穴の確実な嵌合と、スムーズなロック解除を実現する。 【解決手段】 ベーンロータ１６に設けられたピン孔４
２にロックピン４３を出没自在に収容し、ハウジング１
４側に設けられたロック穴４６に、ロックピン４３の先
端部を嵌合することによってベーンロータ１６とハウジ
ング１４の相対回動をロックするバルブタイミング制御
装置において、ロックピン４３の大径部５１とピン孔４
２の間のクリアランスｄ1を、同ピン４３の小径部５０
とピン孔４２の間のクリアランスｄ2よりも大きく設定
した。ロックピン４３が傾いても大径部５１のコーナの
エッジ部分がピン孔４２の内周面に接触しなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気弁
や排気弁の開閉タイミングを運転状態に応じて制御する
バルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のクランクシャフトと同期回転
するタイミングプーリやチェーンスプロケット等の駆動
力伝達部材と、外周に駆動カムを有するカムシャフトと
の組付角を回動操作することにより、機関弁（吸気弁ま
たは排気弁）の開閉タイミングを可変制御するバルブタ
イミング制御装置が従来より案出されており、この技術
は、例えば、特開平１０-１１０６０３号公報等に示さ
れている。
【０００３】この公報に記載のバルブタイミング制御装
置は、駆動力伝達部材側のハウジングの内部に、カムシ
ャフトの端部に一体に取り付けられたベーンロータを収
容配置すると共に、前記ハウジングの内部に進角室と遅
角室を設け、この各室に選択的に油圧を給排することに
よってベーンロータをハウジングに対して相対回動さ
せ、それにより駆動力伝達部材とカムシャフトとの回転
位相を変化させて機関弁の開閉タイミングを変更する基
本構成となっている。
【０００４】また、機関の始動性を良好にするために
は、吸気弁と排気弁の所謂オーバーラップを小さくする
必要があるため、このバルブタイミング制御装置の場
合、機関停止時に前記オーバーラップが最小になる側
（吸気弁にあっては最遅角側、排気弁にあっては最進角
側）においてベーンロータとハウジングを機械的にロッ
クするロック機構が設けられている。
【０００５】即ち、この装置にあっては、図１０に示す
ように、ベーンロータ１の羽根部にロックピン２が進退
自在に設けられ、このロックピン２がスプリング３によ
って突出方向に付勢される一方で、初期位置（吸気弁と
排気弁のオーバーラップが最小となる位置）において、
このロックピン２が嵌合されるべくロック穴４がハウジ
ング５側に設けられている。したがって、機関の停止時
にベーンロータ１が初期位置に戻されると、ロックピン
２がスプリング３の付勢力を受けて突出し、その先端部
がロック穴４に嵌合される。
【０００６】また、この装置は、機関始動後にロック機
構のロックを解除するために、進角室と遅角室の両油圧
をロックピン２に作用させるロック解除機構を採用して
いる。即ち、ベーンロータ１側でロックピン２を収容す
べくピン孔６は、小径孔６ａと大径孔６ｂを有する二段
孔形状とされ、ロックピン２は、小径孔６内を入出する
先端側の小径部２ａと、この小径部２ａに対してフラン
ジ状に拡径し、大径孔６ｂ内に収容される基端側の大径
部２ｂとを有している。そして、ハウジング５側のロッ
ク穴４の底部には進角室と遅角室のうちの一方側の油圧
が供給され、ピン孔６の大径孔６ｂと小径孔６ａの間の
段差面と、ロックピン２側の大径部２ｂとの間に形成さ
れた環状空間７には、進角室と遅角室のうちの他方側の
油圧が供給されるようになっている。したがって、ロッ
クピン２がロック穴４に嵌合された状態（ロック状態）
において、進角室と遅角室の一方側の作動油の圧力が高
まると、その圧力がスプリング３の力に抗してロックピ
ン２を後退させるように作用する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来の
バルブタイミング制御装置においては、ベーンロータ１
とハウジング５の相対回動位置が初期位置に達したとき
にロックピン２がロック穴４に確実に嵌合できるように
しなければならないが、初期位置でピン孔６とロック穴
４の軸心位置が完全に合致するように製造することは実
際上難しい。つまり、初期位置でピン孔６とロック穴４
の軸心位置を合致させるためには、ハウジング５とベー
ンロータ１の製造精度や組付精度を高め、さらにピン孔
６やロック穴４の加工精度等もすべて同様に高めなけれ
ばならず、このようなことは現在の技術においては実際
上不可能である。このため、従来においては、ロックピ
ン２の小径部２ａと大径部２ｂに対してピン孔６の小径
孔６ａと大径孔６ｂを大きめに形成しておき、ロックピ
ン２とピン孔６の間に設けられたクリアランスｄによっ
てピン孔６とロック穴４の軸心の位置ずれを吸収できる
ようにしている。
【０００８】しかし、この従来のバルブタイミング制御
装置の場合、ロックピン２とピン孔６について小径部２
ａと小径孔６ａ、大径部２ｂと大径孔６ｂの各間に同様
のクリアランスｄを設けるようにしているため、図１０
に一部拡大して示すように、ロックピン２がロック穴６
に傾いた状態で嵌合しているときにロックピン２に解除
油圧が作用すると、ロックピン２の大径部２ｂがコーナ
のエッジＥ部分でピン孔６（大径孔６ｂ）の内面に引っ
掛かり、ロックピン２のスムーズな抜けが阻害されてし
まう。
【０００９】そこで本発明は、初期位置でのロックピン
とロック穴の確実な嵌合と、スムーズなロック解除を実
現できるようにして、初期位置でのベーンロータのばた
つき防止と、位相変更の円滑化を図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しようとするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１に記載の発明は、内燃機関
のクランクシャフトによって駆動される駆動力伝達部材
と、外周に機関弁を作動させるための駆動カムを有する
一方で前記駆動力伝達部材が必要に応じて相対回動でき
るように組み付けられ、前記駆動力伝達部材から動力を
伝達されて従動回転するカムシャフトと、前記駆動力伝
達部材と前記カムシャフトのいずれか一方と一体化され
て回転するハウジングと、このハウジング内に収容さ
れ、前記駆動力伝達部材とカムシャフトの他方と一体化
されて回転するベーンロータと、前記ハウジング内に設
けられ、油圧によって前記ベーンロータを回動させる進
角室及び遅角室と、この進角室及び遅角室に選択的に油
圧を給排する油圧給排手段と、前記ベーンロータとハウ
ジングの一方側に設けられたピン孔にロックピンが出没
自在に収容され、このロックピンの先端部が前記ベーン
ロータとハウジングの他方側に設けられたロック穴に嵌
合することによって、ベーンロータとハウジングの相対
回動位置を最遅角位置または最進角位置にロックするロ
ック機構と、前記ロックピンの受圧面に進角室または遅
角室の油圧を作用させてロック穴に対するロックピンの
嵌合を解除するロック解除機構とを備え、前記ピン孔
は、ロックピンが入出する先端側に対して基端側が拡径
して形成され、ロックピンは、前記ロック穴側に位置さ
れる先端側の小径部と、この小径部に対して段差状に拡
径する基端側の大径部とを有し、前記小径部の先端側の
面と大径部の小径部寄りの段差面が夫々進角室と遅角室
の各一方の油圧を受ける受圧面とされた内燃機関のバル
ブタイミング制御装置において、前記ロックピンの大径
部とピン孔の間のクリアランスを、小径部とピン孔の間
のクリアランスよりも大きく設定した。
【００１１】この発明の場合、ロックピンが初期位置に
おいてロック穴に傾いた状態で嵌合し、その状態からロ
ックピンに解除油圧が作用すると、ロックピンは小径部
がピン孔の小径孔部分に接触し、ロックピンの大径部は
ピン孔の大径孔部分に接触しなくなる。したがって、大
径部のコーナのエッジ部分がピン孔の内面に引っ掛かる
ことはなくなる。
【００１２】請求項２に記載の発明は、さらに前記ロッ
クピンの大径部に、径方向に変形可能であってピン孔に
密接するシール部材を設けるようにした。この場合、シ
ール部材は径方向に変形可能であることから、ロックピ
ンの後退時にそのシール部材がピン孔に引っ掛かること
はない。また、ロックピンの大径部とピン孔の大径孔の
間のクリアランスはシール部材によって密閉されるた
め、そのクリアランスを通しての作動油の漏出は阻止さ
れる。
【００１３】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
の発明と同前提のバルブタイミング制御装置において、
ロックピンを、先端側の小径部からスレート状に一定外
径に形成された基端側の外周面に環状溝が形成されて成
るロックピン本体と、このロックピン本体の環状溝に取
り付けられ、拡径方向の弾発力を有し縮径方向の変形を
許容するリング状部材とを備えた構成とし、前記リング
状部材がロックピンの大径部を成すようにした。
【００１４】この発明の場合、ロック解除時には、ロッ
クピン本体の小径部の先端側の面とリング状部材の側面
が進角室と遅角室の各一方の圧力を受け、いずれかで受
けた圧力の作用によりロックピンが後退することとな
る。ロックピンは小径部とピン孔の間のクリアランスの
範囲で径方向の若干の変位が可能であるが、この変位の
際、リング状部材はピン孔の内壁に当接して縮径方向に
変形する。しかし、リング状部材は拡径方向の弾発力を
有しているため、ピン孔の内壁に密接してリング状部材
の周域からの作動油の漏出を阻止することができる。ま
た、ロックピンがロック穴に傾いて嵌合し、その状態か
らロックピンに解除油圧が作用したときには、大径部を
成すリング状部材がピン孔の内壁に接触するものの、リ
ング状部材は縮径方向の変形が可能となっているために
ピン孔の内壁に引っ掛かることはない。
【００１５】請求項４に記載の発明は、前記リング状部
材を、伸縮性の小さい材料によって、環状の一部がテー
パ状の合せ面で切り離された形状に形成した。
【００１６】この発明の場合、リング状部材をロックピ
ン本体の環状溝に取り付けるときには、リング状部材を
合せ面から開くことによって容易に取り付けることがで
きる。また、合せ面はテーパ状となっているため、リン
グ状部材が多少径方向に変形しても合せ面からの作動油
の漏出を阻止することができる。さらに、リング状部材
は伸縮性の小さい材料によって形成されているため、リ
ング状部材に作動油の圧力が作用したときには、その圧
力がリング状部材の伸縮変形によって吸収されることな
く、ロックピン本体を即時に後退作動させることとな
る。
【００１７】請求項５に記載の発明は、リング状部材と
環状溝の間に軸方向と径方向のクリアランスを持たせる
ようにした。
【００１８】この発明の場合、ロック解除時にリング状
部材部分に作動油が導入されると、その作動油の圧力は
リング状部材の軸方向の一側面と内周面に作用し、リン
グ状部材を環状溝の一方の側壁に押付けると共に、同リ
ング状部材を拡径してピン孔の内周面に押付けることと
なる。したがって、このときリング状部材が環状溝とピ
ン孔に作動油の圧力に応じた力で押し付けられ、作動油
の漏れが確実に防止される。
【００１９】請求項６に記載の発明は、遅角室または進
角室からのロック解除油圧を受けて圧接されるリング状
部材と環状溝の軸方向の当接面を、径方向外側に向かう
につれて受圧側から離間するテーパ状に形成するように
した。
【００２０】この発明の場合、ロック解除時にリング状
部材の軸方向の一側面に作動油の圧力が作用して、同リ
ング状部材が環状溝の軸方向の当接面に押し付けられる
と、同リング状部材は当接面のテーパに沿って径方向外
側に拡径し、ピン孔の内周面に強力に押し付けられるこ
ととなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【００２２】図１〜図３は、請求項１に対応する本発明
の第１の実施形態を示すものであり、図１において、１
１は、内燃機関のカムシャフトである。このカムシャフ
ト１１はシリンダヘッド１２に回転自在に支持されると
共に、その基幹部外周に機関弁である吸気弁を開閉する
ための図外の駆動カムが設けられている。本発明にかか
るバルブタイミング制御装置１０はこのカムシャフト１
１の前端部側に設けられている。
【００２３】バルブタイミング制御装置１０は、図外の
タイミングチェーン等を解し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駆動力伝達
部材としてのチェーンスプロケット１３と、このチェー
ンスプロケット１３が一体に形成されたハウジング１４
と、一端部にこのハウジング１４が必要に応じて回転で
きるように組み付けられる前記カムシャフト１１と、こ
のカムシャフト１１の一端にカムボルト１５によって一
体に結合され前記ハウジング１４の内部に回動自在に収
容されたベーンロータ１６と、このベーンロータ１６を
内燃機関の運転状態に応じて油圧によって正逆回転させ
る油圧給排手段１７と、機関の始動時等にハウジング１
４とベーンロータ１６の相対回動を規制するロック機構
１８と、このロック機構１８のロックを解除するロック
解除機構２３とを備えている。
【００２４】前記ハウジング１４は、略円筒状のハウジ
ング本体１９と、このハウジング本体１９の前後の端面
にボルトによって結合されたフロントカバー２０及びリ
アカバー２１とを備えており、ハウジング本体１９の内
周面には、図２に示すように、９０°間隔で断面台形状
の仕切壁２２が４つ突設されている。
【００２５】一方、前記ベーンロータ１６は、カムシャ
フト１１の前端部にカムボルト１５によって結合される
略円柱状の胴部２４と、この胴部２４の外周面に９０°
間隔で放射状に突設された４つの羽根部２５を備えてお
り、胴部２４はハウジング１４の軸心位置に配置され、
各羽根部２５はハウジング１４の隣接する仕切壁２２，
２２間に配置されている。そして、ベーンロータ１６の
各羽根部２５の一方側の側面とそれに対峙する仕切壁２
２の間は進角室２６とされ、各羽根部２５の他方側の側
面とそれに対峙する仕切壁２２の間は遅角室２７とされ
ている。したがって、この装置においては進角室２６と
遅角室２７の対が計４組設けられている。尚、各羽根部
２５と仕切壁２２の先端部には、ばね付勢されたシール
部材２８が夫々装着され、隣接する室２６，２７間の液
密が図られている。
【００２６】また、ベーンロータ１６の胴部２４の前端
面の中央には接続穴２９が形成され、この接続穴２９の
底部には、ベーンロータ１６をカムシャフト１１に結合
するための前記カムボルト２３の頭部が配置されてい
る。さらに、接続穴２９の内周面には前記各進角室２６
に連通する第１の径方向孔３０の端部と、各遅角室２７
に連通する第２の径方向孔３１の端部が夫々開口してい
る。
【００２７】そして、前記ベーンロータ１６の接続穴２
９には、シリンダヘッド１２の前端側に取り付けられた
ＶＴＣカバー３２の円柱状の給排通路軸３３が相対回転
可能に嵌挿されており、この給排通路軸３３を通して進
角室２６と遅角室２７に対する作動油の給排が行われる
ようになっている。
【００２８】油圧給排手段１７は、図１に示すように、
給排通路軸３３の内部通路と第１の径方向孔３０を通し
て進角室２６に油圧を給排する第１油圧通路３４と、給
排通路軸３３の別の内部通路と第２の径方向孔３１を通
して遅角室２７に油圧を給排する第２油圧通路３５の２
系統の油圧通路を有し、この両油圧通路３４，３５に
は、供給通路３６とドレン通路３７が夫々流路切換用の
電磁切換弁３８を介して接続されている。尚、図中３９
はオイルパンを示し、４０はオイルポンプ、４１はコン
トローラを示す。また、このコントローラ４１には、カ
ムシャフト１１とクランクシャフトの回転信号の他、負
荷や温度などの機関の運転状態を示す各種信号が入力さ
れるようになっている。
【００２９】ロック機構１８は、ベーンロータ１６の一
つの羽根部２５に軸方向に沿って形成されたピン孔４２
に進退自在に収容されたロックピン４３と、ピン孔４２
内に収容されてロックピン４３をフロントカバー２０方
向に付勢するスプリング４４と、ピン孔４２内に収容さ
れてスプリング４４の逆側の端部を支持するリテーナ４
５と、フロントカバー２０の内側面に設けられ、ベーン
ロータ１６がハウジング１４に対して遅角側に最大に変
位した位置（初期位置）においてロックピン４３の先端
が嵌合されるロック穴４６とを備えている。
【００３０】ピン孔４２は、リアカバー２１側の端部か
らフロントカバー２０側の端部に向かって段差状に縮径
して形成されており、フロントカバー２０側の小径孔４
７とリアカバー２１側の大径孔４８を接続する段差面４
９は内周縁部のコーナが鈍角を成すようにテーパ状に傾
斜している。一方、ロックピン４３は、ピン孔４２の小
径孔４７部分に嵌挿される先端側の小径部５０と、この
小径部５０の基端側にフランジ状に拡径しピン孔４２の
大径孔４８部分に嵌挿される大径部５１を有し、さら
に、小径部５０の先端側には、ロック穴４６に嵌合され
るべく截頭円錐状の突起部５２が設けられている。そし
て、ロックピン４３は突起部５２の先端面と、大径部５
１の小径部５０側の段差側面が受圧面とされ、これらに
適宜ロック解除油圧が作用するようになっている。
【００３１】即ち、ロック穴４６の底部は解除通路５３
を介して進角室２６に連通し、ピン孔４２の段差面４９
とロックピン４３の大径部５１の間に形成された環状空
間５４は解除通路５５を介して遅角室２７に連通してい
る。したがって、ロックピン４３がロック穴４６に嵌合
された状態で進角室２６側の圧力が高まると、ロックピ
ン４３を後退させるように突起部５２の先端面に進角室
２７の圧力が作用し、また、遅角室２７側の圧力が高ま
ると、同様にロックピン４３を後退させるように大径部
４８の側面に遅角室２７の圧力が作用する。
【００３２】尚、この実施形態においては、ロック穴４
６の底部に連通する解除通路５３と、ピン孔４２とロッ
クピン４３の間の環状空間５４、環状空間５４に連通す
る解除通路５５等によってロック解除機構２３が構成さ
れている。また、ロックピン４３の大径部４８の背部側
の空間は、ベーンロータ１６に形成されたドレン溝５６
を介して大気に連通している。
【００３３】ここで、ピン孔４２とロックピン４３の間
には、ベーンロータ１６とハウジング１４が初期位置
（最遅角位置）にあるときにロックピン４３がロック穴
４６に確実に嵌合し得るように従来のものと同様に所定
クリアランスが設けられている。しかし、このクリアラ
ンスについては、小径部５０と小径孔４７、大径部５１
と大径孔４８の各間で異なり、大径部５１と大径孔４８
の間のクリアランスｄ1は小径部５０と小径孔４７の間
のクリアランスｄ2よりも大きく設定されている。
【００３４】つづいて、このバルブタイミング制御装置
１０の作動について説明する。
【００３５】内燃機関の始動時には、ベーンロータ１６
がハウジング１４に対して遅角側に回動した状態でロッ
ク機構１８のロックピン４３が両者を機械的にロックし
ており、クランクシャフトの回転力はその状態において
カムシャフト１１に伝達される。したがって、駆動カム
とバルブスプリングの力に起因するトルク反力によって
ベーンロータ１６がハウジング１４に対してばた付く不
具合は回避され、カムシャフト１１は遅角タイミングで
吸気弁を開閉することとなる。
【００３６】そして、こうして機関が始動されると、遅
角室２７に導入される作動油の圧力が次第に増大し、ベ
ーンロータ１６の各羽根部２５が遅角室２７の圧力を受
けて遅角側に押圧される一方、ロックピン４３の大径部
５１が同じ遅角室の圧力を受けて後退方向に押圧され
る。このときロックピン４３は設定によってはロック穴
４６から完全に抜けないが、少なくともロック穴４６に
対して抜け易い状態が作られる。
【００３７】ところで、ロックピン４３を収容するピン
孔４２と、ロックピン４３の間にはクリアランスが設け
られているため、ロックピン４３はロック穴４６に対し
て傾いた状態で嵌合されることがある。しかし、このよ
うな場合であっても、ロックピン４３の大径部５１側の
クリアランスｄ1は小径部５０側のクリアランスｄ2より
も大きく設定されているため、ロックピン４３にロック
解除油圧が作用したときに大径部５１のコーナのエッジ
Ｅ部分がピン孔４２の内面に引っ掛かるようなことはな
い（図３参照）。つまり、ロックピン４３が傾く場合に
は、前述のクリアランスの関係（ｄ1＞ｄ2）で、図３に
示すようにロックピン４３の小径部５０がピン孔４２
（小径孔４７）に先に当接し、ロックピン４３の大径部
５１はピン孔４２に対して非接触となる。
【００３８】また、この後に機関回転数が高まり、電磁
切換弁３８の操作によって供給通路３６が進角室２７
に、ドレン通路３７が遅角室２７に夫々連通すると、進
角室２６に導入される高圧の作動油が解除通路５３を通
してロックピン４３の先端の突起部５２に作用し、ロッ
クピン４３がこの作動油の圧力を受けてピン孔４２内に
後退する。これにより、ロック機構１８によるハウジン
グ１４とベーンロータ１６の機械的なロックが完全に解
除され、ベーンロータ１６は進角室２６の圧力を受けて
進角側に回動する。この結果、カムシャフト１１は進角
タイミングで吸気弁を開閉することとなる。
【００３９】また、この状態から機関が停止しようとす
ると、駆動カムとバルブスプリングの力に起因するトル
ク反力によってベーンロータ１６がハウジング１４に対
して最遅角位置に戻され、その状態でロックピン４３が
スプリング４４の付勢力によってロック穴４６に嵌合さ
れる。この結果、次の機関始動に備えたロック状態に維
持される。尚、ベーンロータ１６が最遅角位置に変位し
た状態においては、ピン孔４２とロック穴４６の軸心が
完全に合致しないことがほとんどであるが、この場合で
あっても、ロックピン４３はロック穴４６内のテーパ面
にガイドされつつピン孔４２とのクリアランスｄ2の範
囲で適宜動くことにより、ロック穴４６に対して確実に
嵌合される。
【００４０】以下、本発明の他の実施形態について説明
する。尚、以下で説明する実施形態においては、図１〜
図３に示した第１の実施形態と同一部分には同一符号を
付し、重複する部分についての説明は省略するものとす
る。
【００４１】図４は、請求項２に対応する本発明の第２
の実施形態を示すものであり、この実施形態のバルブタ
イミング制御装置１１０はロックピン４３の大径部５１
の外周に環状溝５８を設け、この環状溝５８にピン孔４
２の内周面に密接する樹脂またはゴムから成るシールリ
ング５９（シール部材）を取り付けた点が第１の実施形
態のものと異なっている。
【００４２】この装置の場合、基本的に第１の実施形態
とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、さらに、
ロックピン４３の大径部４８の周域からの作動油の漏れ
をシールリング５９によって確実に阻止することができ
るため、ロックピン４３の解除作動をより迅速、確実な
ものとすることができる。
【００４３】また、図５〜図８は、請求項３〜５に対応
する本発明の第３の実施形態を示すものであり、この実
施形態のバルブタイミング制御装置２１０は基本的な構
成は第１の実施形態のものとほぼ同様であるが、ロック
ピン２４３の構成が第１の実施形態のものと大きく異な
っている。
【００４４】即ち、ロックピン２４３は、金属材料によ
って形成されるロックピン本体６０が、ピン孔４２の小
径孔４７に嵌挿される小径部５０から基端側に向かって
一定外径のストレート状に形成され、その基端側の外周
面に環状溝６１が形成されると共に、この環状溝６１
に、伸縮性の小さい樹脂或は金属等の材料からなるリン
グ状部材６２が取り付けられ、このリング状部材６２が
ロックピン２４３の大径部を成すようになっている。
【００４５】リング状部材６２は、図６に示すように環
状の一部が切り離された略Ｃ字状に形成され、その切り
離された端末部が軸線と直交する面に対して所定の傾斜
角θを持つテーパ状の合せ面６３ａ，６３ｂとなってい
る。そして、このリング状部材６２は拡径方向の弾発力
を有し、ピン孔４２への挿入前においては合せ面６３
ａ，６３ｂが若干離間するようになっている。
【００４６】リング状部材６２は、合せ面６３ａ，６３
ｂ部分から拡径方向に僅かに押し開くことによってロッ
クピン本体６０の環状溝６１に取り付けられ、ロックピ
ン本体６０と共にピン孔４２の大径孔４８部分に挿入さ
れる。こうして大径孔４８に挿入されたリング状部材６
２は合せ面６３ａ，６３ｂ相互が当接するように縮径さ
れるが、この状態において、リング状部材６２と環状溝
６１の間には、図７に示すように軸方向と径方向のクリ
アランスｄa，ｄbが形成されている。
【００４７】したがって、環状空間５４が低圧である間
（解除通路５５を介して導入される遅角室２７の圧力が
低圧である間）は、リング状部材６２は自身の拡径方向
の弾発力のみによって大径部の内周面に当接している
が、環状空間５４に高圧の作動油が導入されると、その
作動油の圧力がリング状部材６２の環状空間５４側の側
面と内周面に作用し、リング状部材６２は、このとき作
動油の圧力による押圧作用でもって環状溝６１の他方の
側壁と、大径孔４８の内周面に押し付けられる。よっ
て、高圧の作動油が遅角室２７から環状空間５４に導入
されるときには、その作動油の圧力に応じた力でもって
リング状部材６２の周域からの作動油の漏れを確実に防
止し、ロックピン４３をロック解除方向に迅速かつ確実
に作動させることができる。
【００４８】また、リング状部材６２は大径孔４８の内
周面に常時当接するものの、クリアランスｄbの範囲で
縮径方向の自由な変形が可能となっているため、ロック
ピン２４３がロック穴４６に嵌合するときには、ピン孔
４２とロック穴４６の軸心のずれを吸収すべくロックピ
ン２４３の径方向の変位を許容することができる。
【００４９】そして、このときロックピン２４３が斜め
に傾いてロック穴４６に嵌合されることがあるが、この
傾きによってリング状部材６２のコーナ部に集中する応
力はリング状部材６２の縮径方向の弾性変形によって確
実に緩和することができる。したがって、ロックピン２
４３の後退作動時にロックピン２４３の後端部がピン孔
４２の内面に引っ掛かる不具合は回避することができ
る。よって、この実施形態においてもロック解除時にお
けるロックピン２４３の円滑な作動を得ることができ
る。
【００５０】また、リング状部材６２は樹脂や金属等の
伸縮性の小さい材料によって形成されているため、環状
空間５４から作動油の圧力を受けたときに、伸縮変形す
ることなく環状溝６１や大径孔４８に対して即時にシー
ル作用を発揮することができる。したがって、このこと
からもロック解除時におけるロックピン２４３の迅速か
つ確実な作動を得ることができる。
【００５１】さらに、リング状部材６２は合せ面６３
ａ，６３ｂがテーパ状に形成されているため、同リング
状部材６２の径方向の変形に拘らず常時合せ面６３ａ，
６３ｂでの接触を維持することができ、合せ面６３ａ，
６３ｂからの作動油の漏出を確実に防止することができ
る。とりわけ、この実施形態においては、図６に示すよ
うに、リング状部材６２の軸方向の側面の面積が内周面
の面積よりも大きいために、環状空間５４の作動油の圧
力は軸方向の押付力としてより大きく作用するが、合せ
面６３ａ，６３ｂのテーパは軸方向の力を受けて互いに
押し付けられるように作用する。したがって、作動油に
よる押付力も作用して合せ面６３ａ，６３ｂからの作動
油の漏出をより確実に阻止することができる。
【００５２】また、この実施形態の装置２１０の場合、
ロックピン本体６０を小径部５０から基端側にかけてス
トレート状に形成し、その基端側の外周面に形成した環
状溝６１に別体のリング状部材６２を取り付け、それに
よってロックピン２４３の大径部を構成するようにした
ため、ロックピン２４３の製造時における金属材料から
の削り出しは、小径部５０とほぼ同径の円柱金属材料か
ら先端の突起部５２と環状溝６１を造形すべく切削を施
すだけで良い。したがって、第１の実施形態や第２の実
施形態のもののように、大径部５１とほぼ同径の円柱金
属材料から小径部５０や突起部５２を切削によって削り
出す場合に比較して、歩留まりが良いうえ、切削加工自
体も容易となる。したがって、第１，第２の実施形態に
比較すれば、ロックピン２４３をより低コストで製造す
ることができる。
【００５３】図９は、請求項６に対応する本発明の第４
の実施形態を示すものであり、この実施形態のバルブタ
イミング制御装置３１０は、第３の実施形態のものと基
本的な構成は同様であるが、リング状部材３６２とロッ
クピン３４３の環状溝３６１の形状が第３の実施形態の
ものと若干異なっている。
【００５４】即ち、リング状部材３６２は、軸方向の側
面のうちの環状空間５４と逆側の側面７０（当接面）が
軸線と直交するように形成されているのではなく、軸線
と直交する面に対して所定の角度αを成すようにテーパ
状に形成されている。この側面７０のテーパは径方向外
側に向かうにつれて環状空間５４から離間する向きに傾
斜している。そして、ロックピン３４３の環状溝３６１
は、リング状部材３６２の側面７０に当接する側面７１
（当接面）がリング状部材３６２の側面７０に対応すべ
くテーパ状に形成されている。
【００５５】この実施形態のバルブタイミング制御装置
３１０は、基本的に、第３の実施形態と同様の作用効果
を得ることができるが、上記のような特有の構成を採用
したために、以下のようなさらなる作用効果を得ること
ができる。
【００５６】即ち、この装置３１０は、リング状部材３
６２と環状溝３６１の軸方向の側面７０，７１がテーパ
状に形成されているため、環状空間５４の圧力を受けて
リング状部材３６２が環状溝３６１の側面７１に押し付
けられると、リング状部材３６２が側面７１のテーパに
沿って拡径方向に押し開かれることとなり、その結果、
リング状部材３６２が大径孔４８の内周面に強力に押し
付けられる。したがって、この実施形態の場合、第３の
実施形態に対して、より大きな力でリング状部材３６２
を大径孔４８に押付けることができることから、リング
状部材３６２の周域からの作動油の漏出をより確実に防
止することができる。
【００５７】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明は、
ロックピンが傾いた状態でロック穴に嵌合した場合であ
っても、ピン孔とのクリアランスの小さいロックピンの
小径部がピン孔に当接して大径部がピン孔に直接当接し
なくなるため、ロック解除時に大径部のコーナのエッジ
部分がピン孔の内面に引っ掛かる不具合を確実に回避す
ることができ、したがって、ロックピンとピン孔の間に
クリアランスを持たせることによってロックピンとロッ
ク穴の確実な嵌合を実現しつつ、ロック解除時のロック
ピンの円滑、かつ確実な作動を得ることができる。
【００５８】請求項２に記載の発明は、さらにロックピ
ンの大径部にシール部材を設けるようにしたため、大径
部とピン孔のクリアランスを通しての作動油の漏れを確
実に防止し、ロックピンの迅速かつ確実なロック解除作
動を実現することができる。
【００５９】請求項３に記載の発明は、ロックピンが傾
いた状態でロック穴に嵌合してロックピンの大径部がピ
ン孔に接触することがあっても、大径部を、縮径方向の
変形が可能なリング状部材によって構成したことから、
ロック解除時に大径部がピン孔の内面に引っ掛かる不具
合を確実に回避することができ、しかも、リング状部材
は拡径方向の弾発力を有することから、ピン孔の内面に
常時接触させて作動油の漏出を確実に防止することがで
きる。また、この発明においては、ロックピン本体を小
径部から基端側にかけてストレート状に形成し、その基
端側の外周面に形成した環状溝に別体のリング状部材を
取り付けることによって、ロックピンの大径部を構成す
るようにしたため、大径部とほぼ同径の円柱材料から削
り出してロックピン全体を造形する場合に比較して、製
造時における金属材料の歩留まりが良くなるうえに、切
削加工自体も容易となり、その結果、より低コストでの
製造が可能になる。
【００６０】請求項４に記載の発明は、リング状部材
を、環状の一部がテーパ状の合せ面で切り離された形状
としたため、実使用時における作動油の漏れを招くこと
なく、環状溝に対するリング状部材の取り付けを容易に
することができ、しかも、リング状部材を伸縮変形の生
じ難い材料で形成したことから、ロック解除時にロック
ピンを応答性よく作動させることができる。
【００６１】請求項５に記載の発明は、リング状部材に
作用する作動油の圧力に応じた力でリング状部材を環状
溝の側壁とピン孔の内面に押付けることができるため、
ロック解除時におけるリング状部材の周囲からの作動油
の漏出をより確実に防止し、ロックピンの迅速かつ確実
なロック解除作動を実現することができる。
【００６２】請求項６に記載の発明は、ロック解除時
に、リング状部材の軸方向の一側面に作動油の圧力が作
用し、リング状部材がその圧力によって環状溝との当接
面に押付けられたときに、当接面のテーパ形状に沿って
リング状部材が拡径されるようにしたため、リング状部
材の周囲からの作動油の漏れをさらに一層確実に防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図２のＡ−Ａ線
に沿う断面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面
図。
【図３】同実施形態を示す図２のＣ−Ｃ線に沿う断面
図。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図３に対応の断
面図。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す図１に対応の断
面図。
【図６】同実施形態を示すリング状部材の斜視図。
【図７】同実施形態を示す図３に対応の断面図。
【図８】同実施形態を示す図３に対応の断面図。
【図９】本発明の第４の実施形態を示す図７に対応の断
面図。
【図１０】従来の技術を示す断面図。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０…バルブタイミング制御
装置 １１…カムシャフト １３…チェーンスプロケット（駆動力伝達部材） １４…ハウジング １６…ベーンロータ １７…油圧給排手段 １８…ロック機構 ２３…ロック解除機構 ２６…進角室 ２７…遅角室 ３８…電磁切換弁 ４２…ピン孔 ４３，１４３，２４３，３４３…ロックピン ４６…ロック穴 ５０…小径部 ５１…大径部 ５９…シールリング（シール部材） ６０…ロックピン本体 ６１，３６１…環状溝 ６２，３６２…リング状部材 ６３ａ，６３ｂ…合せ面 ７０，７１…側面（当接面）
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G018 AA05 AA06 AB02 AB04 AB05 AB07 AB16 BA10 BA29 BA33 CA12 DA20 DA41 DA45 DA54 DA57 DA58 DA63 DA70 DA72 DA73 DA74 DA83 EA02 EA19 EA20 EA22 EA24 EA25 EA35 FA01 FA07 GA02 GA03 GA14 GA17 GA18 GA22

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフトによって駆
    動される駆動力伝達部材と、外周に機関弁を作動させる
    ための駆動カムを有する一方で前記駆動力伝達部材が必
    要に応じて相対回動できるように組み付けられ、前記駆
    動力伝達部材から動力を伝達されて従動回転するカムシ
    ャフトと、前記駆動力伝達部材と前記カムシャフトのい
    ずれか一方と一体化されて回転するハウジングと、この
    ハウジング内に収容され、前記駆動力伝達部材とカムシ
    ャフトの他方と一体化されて回転するベーンロータと、
    前記ハウジング内に設けられ、油圧によって前記ベーン
    ロータを回動させる進角室及び遅角室と、この進角室及
    び遅角室に選択的に油圧を給排する油圧給排手段と、前
    記ベーンロータとハウジングの一方側に設けられたピン
    孔にロックピンが出没自在に収容され、このロックピン
    の先端部が前記ベーンロータとハウジングの他方側に設
    けられたロック穴に嵌合することによって、ベーンロー
    タとハウジングの相対回動位置を最遅角位置または最進
    角位置にロックするロック機構と、前記ロックピンの受
    圧面に進角室または遅角室の油圧を作用させてロック穴
    に対するロックピンの嵌合を解除するロック解除機構と
    を備え、前記ピン孔は、ロックピンが入出する先端側に
    対して基端側が拡径して形成され、ロックピンは、前記
    ロック穴側に位置される先端側の小径部と、この小径部
    に対して段差状に拡径する基端側の大径部とを有し、前
    記小径部の先端側の面と大径部の小径部寄りの段差面が
    夫々進角室と遅角室の各一方の油圧を受ける受圧面とさ
    れた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、 前記ロックピンの大径部とピン孔の間のクリアランス
    を、小径部とピン孔の間のクリアランスよりも大きく設
    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。
  2. 【請求項２】 ロックピンの大径部に、径方向に変形可
    能であってピン孔に密接するシール部材を設けたことを
    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
    グ制御装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関のクランクシャフトによって駆
    動される駆動力伝達部材と、外周に機関弁を作動させる
    ための駆動カムを有する一方で前記駆動力伝達部材が必
    要に応じて相対回動できるように組み付けられ、前記駆
    動力伝達部材から動力を伝達されて従動回転するカムシ
    ャフトと、前記駆動力伝達部材と前記カムシャフトのい
    ずれか一方と一体化されて回転するハウジングと、この
    ハウジング内に収容され、前記駆動力伝達部材とカムシ
    ャフトの他方と一体化されて回転するベーンロータと、
    前記ハウジング内に設けられ、油圧によって前記ベーン
    ロータを回動させる進角室及び遅角室と、この進角室及
    び遅角室に選択的に油圧を給排する油圧給排手段と、前
    記ベーンロータとハウジングの一方側に設けられたピン
    孔にロックピンが出没自在に収容され、このロックピン
    の先端部が前記ベーンロータとハウジングの他方側に設
    けられたロック穴に嵌合することによって、ベーンロー
    タとハウジングの相対回動位置を最遅角位置または最進
    角位置にロックするロック機構と、前記ロックピンの受
    圧面に進角室または遅角室の油圧を作用させてロック穴
    に対するロックピンの嵌合を解除するロック解除機構と
    を備え、前記ピン孔は、ロックピンが入出する先端側に
    対して基端側が拡径して形成され、ロックピンは、前記
    ロック穴側に位置される先端側の小径部と、この小径部
    に対して段差状に拡径する基端側の大径部とを有し、前
    記小径部の先端側の面と大径部の小径部寄りの段差面が
    夫々進角室と遅角室の各一方の油圧を受ける受圧面とさ
    れた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、 前記ロックピンを、先端側の小径部からスレート状に一
    定外径に形成された基端側の外周面に環状溝が形成され
    て成るロックピン本体と、このロックピン本体の環状溝
    に取り付けられ、拡径方向の弾発力を有し縮径方向の変
    形を許容するリング状部材とを備えた構成とし、前記リ
    ング状部材がロックピンの大径部を成すようにしたこと
    を特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  4. 【請求項４】 リング状部材を、伸縮性の小さい材料に
    よって、環状の一部がテーパ状の合せ面で切り離された
    形状に形成したことを特徴とする請求項３に記載の内燃
    機関のバルブタイミング制御装置。
  5. 【請求項５】 リング状部材と環状溝の間に軸方向と径
    方向のクリアランスを持たせたことを特徴とする請求項
    ４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  6. 【請求項６】 遅角室または進角室からのロック解除油
    圧を受けて圧接されるリング状部材と環状溝の軸方向の
    当接面を、径方向外側に向かうにつれて受圧側から離間
    するテーパ状に形成したことを特徴とする請求項５に記
    載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
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