JP2006226144A - 内燃機関のバルブタイミング可変装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カムシャフトの回転に伴い回転する部分に通電することなく規制解除部材を作動させ、通電に伴う不具合を解消する。
【解決手段】吸気カムシャフト上にスプロケット３４を相対回転可能に、またロータ３９を一体回転可能に設ける。ロータ３９のスプロケット３４に対する進角側への相対回転を規制すべく進角規制溝４９、進角規制ローラ５１及び進角規制ばね５２を設け、遅角側への相対回転を規制すべく遅角規制溝５５、遅角規制ローラ５６及び遅角規制ばね５７を設ける。上記規制を解除するための進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３を設けるとともに、電磁アクチュエータと、その軸部６７の直線運動を進角規制解除レバー５９又は遅角規制解除レバー６３の揺動運動に変換するための機構（レバー駆動部７２及び屈曲部６２，６５）とを設ける。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関における吸気バルブ、排気バルブ等の機関バルブの作動タイミング（バルブタイミング）を機関運転状態に応じて変更する内燃機関のバルブタイミング可変装置に関するものである。

一般的な内燃機関では、クランクシャフトの回転がカムシャフトに伝達され、そのカムシャフトのカムにより吸・排気バルブ（機関バルブ）が周期的に押下げられて往復動し、吸・排気通路を開閉する。このタイプの内燃機関では、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が常に一定である。これに対し、近年では、出力の向上、エミッションの改善等を意図して、内燃機関にバルブタイミング可変装置を設けることが行われるようになってきている。同可変装置は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させ、機関バルブの作動タイミング（バルブタイミング）を変更しようとするものである。

こうしたバルブタイミング可変装置の一形態として、例えば特許文献１には、カムシャフトの回転に伴うトルク変動を利用して機関バルブのバルブタイミングを変更する技術が記載されている。このバルブタイミング可変装置では、カムシャフト上に被動部材（サポート部材）が一体回転可能に設けられている。また、被動部材の外側には、クランクシャフトにより回転駆動される駆動部材（スプロケット部材）が相対回転可能に設けられている。

駆動部材の回転を被動部材に伝達するために、被動部材の外周面の一部が平面状に切欠かれている。この切欠きと駆動部材の内周面との間隙は、被動部材の回転方向についての中央部分で最も大きく、その中央部分から回転方向についての後ろ側へ離れるほど狭くなり、前側へ離れるほど狭くなる。切欠きと駆動部材とによって囲まれた空間には、進角規制ローラ、圧縮ばね及び遅角規制ローラが配置されている。圧縮ばねよりも回転方向後ろ側に位置する進角規制ローラは、駆動部材及び被動部材間のくさび状の進角規制溝に係合することにより、被動部材が駆動部材に対して回転位相を進める（進角する）側へ相対回転するのを規制する。同様に、圧縮ばねよりも回転方向前側に位置する遅角規制ローラは、駆動部材及び被動部材間のくさび状の遅角規制溝に係合することにより、被動部材が駆動部材に対して回転位相を遅らせる（遅角する）側へ相対回転するのを規制する。そして、両規制ローラの係合により、被動部材の進角側及び遅角側への相対回転が規制されて、被動部材が駆動部材と一体で回転する。

また、被動部材を駆動部材に対し進角側又は遅角側へ相対回転させるために、駆動部材及び被動部材間にスパイダ（規制解除部材）が相対回転可能に設けられている。このスパイダの相対回転により、進角規制ローラの上記進角規制溝との係合が外れて進角規制が解除されると、被動部材の進角側への相対回転が可能となる。そして、機関バルブの閉弁に伴うカムシャフトのトルク変動（負のトルク）によって被動部材が進角側へ相対回転される。スパイダが上記とは逆方向へ相対回転されて、遅角規制ローラの上記遅角規制溝との係合が外れて遅角規制が解除されると、被動部材の遅角側への相対回転が可能となる。そして、機関バルブの開弁に伴うカムシャフトのトルク変動（正のトルク）によって被動部材が遅角側へ相対回転される。

上記バルブタイミング可変装置では、スパイダを相対回転させるために、さらにカムシャフトの軸方向へ往復動可能に設けられたプランジャと、このプランジャの直線運動を回転運動に変換してスパイダに伝達する運動方向変換機構が設けられている。

さらに、上記特許文献１には、プランジャを軸方向へ移動させるための機構がいくつか記載されており、その１つに電磁力を利用する態様が開示されている。この態様では、カムシャフトとともに回転するハウジング部材（回転体）に電磁コイルが取付けられている。プランジャ及びハウジング部材はともに磁性材料によって形成されている。また、プランジャは、ばねによって電磁コイルから遠ざかる側へ付勢されている。そのため、電磁コイルに通電されて磁気吸引力が生ずると、プランジャがばねに抗して電磁コイルに引寄せられる。また、上記通電が停止されて上記磁気吸引力が消失すると、ばねによって付勢されたプランジャが電磁コイルから遠ざかる。このようにして、電磁コイルに対する通電を制御することでプランジャが軸方向へ移動させられる。
特開平６−１０９６４号公報（図１０）

ところで、上記特許文献１に記載されたバルブタイミング可変装置では、常時回転している電磁コイルに対し、同バルブタイミング可変装置の外部から通電する必要がある。そこで、シリンダヘッドに配線された導線と上記ハウジング部材（電磁コイル）とが、シリンダヘッド又はハウジング部材に取付けられたスリップリングを介して電気的に接続されることとなる。

ところが、スリップリングがシリンダヘッドに固定されている場合には、ハウジング部材がスリップリングに対し摺動する。また、スリップリングがハウジング部材に固定されている場合には、スリップリングがシリンダヘッドに対し摺動する。このため、これらの摺動によりスリップリングや導線の摩耗が避けられず、長期間にわたる安定した電力供給が難しい。

また、カムシャフトとともに回転するハウジング部材に電磁コイルが取付けられているため、その分、回転部分の重量が増し、カムシャフトを回転させるための駆動力が増加する。このことは、内燃機関の燃費を悪化させる一因となり得る。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、カムシャフトのトルク変動を利用してバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変装置において、カムシャフトとともに回転する部分に通電することなく規制解除部材を作動させることができ、通電に伴う上記各種不具合を解消することである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、内燃機関の機関バルブ駆動用のカムシャトに相対回転可能に設けられ、かつクランクシャフトに駆動連結された駆動部材と、前記カムシャフトに一体回転可能に設けられた被動部材と、前記被動部材の前記駆動部材に対する進角側及び遅角側への相対回転をそれぞれ規制する進角規制手段及び遅角規制手段と、前記被動部材に設けられ、かつ駆動手段にてそれぞれ揺動させられることにより、前記進角規制手段による規制及び前記遅角規制手段による規制を解除する進角規制解除レバー及び遅角規制解除レバーとを備え、前記進角規制解除レバー又は前記遅角規制解除レバーにて規制が解除された前記被動部材を、前記カムシャフトの回転に伴うトルク変動を利用して、前記進角規制手段又は前記遅角規制手段による規制が再び行われるまで相対回転させ、前記クランクシャフトの回転に対する前記機関バルブの作動タイミングを変更するようにした内燃機関のバルブタイミング可変装置であって、前記駆動手段は、前記クランクシャフト及び前記カムシャフト間の回転伝達経路から外れた箇所に設けられ、かつ前記カムシャフトの軸方向へ変位する軸部を有するアクチュエータと、前記軸部の直線運動を前記進角規制解除レバー及び前記遅角規制解除レバーの一方の揺動運動に変換する運動方向変換機構とを備えるとする。

上記の構成によれば、内燃機関のクランクシャフトの回転は、駆動部材、進角規制手段、遅角規制手段及び被動部材を介してカムシャフトに伝達される。こうしてクランクシャフトの回転が各部に伝達される際、被動部材の駆動部材に対する進角側への相対回転が進角規制手段によって規制され、かつ遅角側への相対回転が遅角規制手段によって規制されると、被動部材は駆動部材と一体となって回転する。

これに対し、進角規制手段による規制が進角規制解除レバーによって解除されると、被動部材の進角側への相対回転が許容される。そして、カムシャフトの回転に伴うトルク変動により、進角規制手段による規制が再び行われるまで、被動部材が駆動部材に対し進角側へ相対回転される。この相対回転により、クランクシャフトの回転に対する機関バルブの作動タイミングが進められる。

上記とは逆に、遅角規制手段による規制が遅角規制解除レバーによって解除されると、被動部材の遅角側への相対回転が許容される。そして、上記トルク変動により、遅角規制手段による規制が再び行われるまで、被動部材が駆動部材に対し遅角側へ相対回転される。この相対回転により、上記機関バルブの作動タイミングが遅らされる。

ところで、上記進角規制手段による規制の解除は、進角規制解除レバーが駆動手段にて揺動させられることによって行われ、上記遅角規制手段による規制の解除は、遅角規制解除レバーが駆動手段にて揺動させられることによって行われる。すなわち、アクチュエータの作動に伴いその軸部がカムシャフトの軸方向へ変位させられると、この軸部の直線運動が運動方向変換機構によって進角規制解除レバー又は遅角規制解除レバーの揺動運動に変換される。この変換により進角規制解除レバー又は遅角規制解除レバーが揺動させられて、上述した進角規制手段による規制又は遅角規制手段による規制が解除される。

上記揺動に際しては、クランクシャフト及びカムシャフト間の回転伝達経路から外れた箇所に設けられたアクチュエータを作動させて、その軸部を軸方向へ変位させるだけである。こうした箇所として、例えば被動部材に対しカムシャフトの軸方向へ離間した箇所が挙げられる。従って、請求項９に記載の発明によるように、前記アクチュエータを、前記被動部材に対し前記カムシャフトの軸方向へ離間した箇所に固定してもよい。

上記アクチュエータの作動は、カムシャフトの回転から独立して行われる。背景技術で説明したような、カムシャフトとともに回転する部分に電磁コイルを一体回転可能に取付け、非回転部分からこの電磁コイルに通電するといった構成を採っていない。そのため、電磁コイルへの給電のために、回転部分と非回転部分との間にスリップリングを使用しなくてもすむ。その結果、スリップリング及びこれに当接する部分において摺動による摩耗が発生するおそれがない。また、カムシャフトとともに電磁コイルを回転させなくてもよいため、その電磁コイル付加に伴う回転部分の重量増加を抑制し、カムシャフトを回転駆動するために必要な駆動力を小さくすることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記進角規制手段は、前記駆動部材及び前記被動部材間に設けられ、かつ前記カムシャフトの回転方向についての後ろ側ほど間隔が狭くなるくさび状の進角規制溝と、前記進角規制溝に係合することにより前記被動部材の進角側への相対回転を規制する進角規制係合部材とを備え、前記遅角規制手段は、前記駆動部材及び前記被動部材間に設けられ、かつ前記カムシャフトの回転方向についての前側ほど間隔が狭くなるくさび状の遅角規制溝と、前記遅角規制溝に係合することにより前記被動部材の遅角側への相対回転を規制する遅角規制係合部材とを備えるとする。

上記の構成によれば、進角規制手段では、進角規制係合部材がくさび状の進角規制溝に係合すると、駆動部材に対する被動部材の進角側への相対回転が規制される。また、進角規制係合部材の進角規制溝との係合が進角規制解除レバーによって解除されると、被動部材の進角側への相対回転が許容される。そして、カムシャフトのトルク変動により被動部材が駆動部材に対し進角側へ相対回転することで、機関バルブの作動タイミングが進められる。

また、遅角規制手段では、遅角規制係合部材がくさび状の遅角規制溝に係合すると、駆動部材に対する被動部材の遅角側への相対回転が規制される。また、遅角規制係合部材の遅角規制溝との係合が遅角規制解除レバーによって解除されると、被動部材の遅角側への相対回転が許容される。そして、カムシャフトのトルク変動により被動部材が駆動部材に対し遅角側へ相対回転することで、機関バルブの作動タイミングが遅らされる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記進角規制手段は、さらに、前記進角規制係合部材を前記回転方向についての後ろ側へ付勢する進角規制弾性部材を備え、前記遅角規制手段は、さらに、前記遅角規制係合部材を前記回転方向についての前側へ付勢する遅角規制弾性部材を備えるとする。

上記の構成によれば、進角規制解除レバー及び遅角規制解除レバーによって規制が解除されないときには、進角規制弾性部材の付勢力によって進角規制係合部材が進角規制溝に確実に係合され、遅角規制弾性部材の付勢力によって遅角規制係合部材が遅角規制溝に確実に係合される。

また、進角規制解除レバーの揺動により進角規制係合部材の進角規制溝との係合が解除されるときには、遅角規制係合部材が遅角規制弾性部材によって付勢されて遅角規制溝に係合した状態に保持される。そのため、カムシャフトのトルク変動によって、被動部材が進角側へのみ相対回転させられる。

これとは逆に、遅角規制解除レバーの揺動により遅角規制係合部材の遅角規制溝との係合が解除されるときには、進角規制係合部材が進角規制弾性部材によって付勢されて進角規制溝に係合した状態に保持される。そのため、カムシャフトのトルク変動によって、被動部材が遅角側へのみ相対回転させられる。

請求項４に記載の発明では、請求項２又は３に記載の発明において、前記運動方向変換機構は、前記軸部とともに前記軸方向へ変位するレバー駆動部を備え、前記進角規制解除レバーは、その内端部にて前記レバー駆動部に当接して揺動し、外端部にて前記進角規制係合部材を押圧して前記進角規制溝との係合を解除させ、前記遅角規制解除レバーは、その内端部にて前記レバー駆動部に当接して揺動し、外端部にて前記遅角規制係合部材を押圧して前記遅角規制溝との係合を解除させるものであるとする。

上記の構成によれば、アクチュエータの軸部が軸方向へ変位する過程で、レバー駆動部が進角規制解除レバーの内端部に当接すると、同進角規制解除レバーが揺動する。この揺動する進角規制解除レバーの外端部により進角規制係合部材が押圧され、進角規制溝に対する同進角規制係合部材の係合が解除される。

また、上記軸部の変位の過程で、レバー駆動部が遅角規制解除レバーの内端部に当接すると、同遅角規制解除レバーが揺動する。この揺動する遅角規制解除レバーの外端部により遅角規制係合部材が押圧され、遅角規制溝に対する同遅角規制係合部材の係合が解除される。

このように、レバー駆動部の進角規制解除レバーの内端部との当接により、軸部の直線運動を進角規制解除レバーの揺動運動に変換して、進角規制係合部材の進角規制溝との係合を解除することができる。また、レバー駆動部の遅角規制解除レバーの内端部との当接により、軸部の直線運動を遅角規制解除レバーの揺動運動に変換すると、遅角規制係合部材の遅角規制溝との係合を解除することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記進角規制解除レバー及び前記遅角規制解除レバーは、前記カムシャフトの軸方向について互いに異なる箇所に設けられているとする。

上記構成によれば、アクチュエータの作動に伴い軸部がレバー駆動部を伴ってカムシャフトの軸方向へ変位する。この変位の過程でレバー駆動部が、軸方向へ互いに離間している進角規制解除レバー及び遅角規制解除レバーのいずれかの内端部に当接し、当接した方の規制解除レバーのみが揺動する。

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記レバー駆動部はカム面を有し、このカム面にて前記進角規制解除レバー及び前記遅角規制解除レバーの各内端部に当接するとする。

上記の構成によれば、レバー駆動部が軸方向へ変位する過程で、そのレバー駆動部のカム面が進角規制解除レバー及び遅角規制解除レバーのいずれかの内端部に当接する。レバー駆動部の軸方向の変位に伴い、そのカム面における規制解除レバーとの当接箇所が変化し、規制解除レバーが揺動させられる。

請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記カム面は、前記軸部の軸線から同カム面までの距離が、前記レバー駆動部の前記軸方向についての両端部で最小となり、中央部で最大となるように形成されているとする。

上記の構成によれば、レバー駆動部の軸方向への変位に伴い、カム面の進角規制解除レバー又は遅角規制解除レバーとの当接箇所が変化する。カム面が、軸部の軸線から同カム面までの距離について、上記の条件を満たすように形成されることにより、カム面の規制解除レバーとの当接箇所が、軸方向における端部から中央部に移る際には、同当接箇所は軸部の軸線から遠ざかる。これに伴い、規制解除レバーが、対応する規制係合部材の係合を解除させる方向へ揺動する。カム面の規制解除レバーとの当接箇所が、軸方向における上記中央部から端部に移る際には、同当接箇所は軸部の軸線に近づく。これに伴い、規制解除レバーが、上記係合を解除させる方向とは逆方向へ揺動する。

このように、レバー駆動部を軸方向へ変位させて、カム面の規制解除レバーとの当接箇所を変化させることで規制解除レバーを揺動させ、規制係合部材の規制溝との係合を解除させたり、その解除を終了（規制を再開）させたりすることができる。

請求項８に記載の発明では、請求項１〜７のいずれか１つに記載の発明において、前記アクチュエータは、電磁コイルへの通電に伴い発生する電磁力により、前記軸部を軸方向へ変位させる電磁アクチュエータからなるとする。

ここで、油圧を用いてバルブタイミングを変更するタイプのバルブタイミング可変装置では、内燃機関の始動時や低温時等、油圧が十分でない場合にバルブタイミングの変更が困難となる。この点、請求項８に記載の発明では、バルブタイミングの変更に直接関わる進角規制解除レバー及び遅角規制解除レバーを揺動させるために電磁アクチュエータが用いられる。この電磁アクチュエータでは、電磁コイルに通電されることにより電磁力が発生し、この電磁力により軸部が軸方向へ変位させられる。そのため、内燃機関の始動時や低温時であっても、油圧を用いた場合よりも確実にバルブタイミングを変更することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
車両には、図１に示すように、内燃機関としての多気筒ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１は、複数の気筒（シリンダ）１２を有するシリンダブロック１３と、その上側に配置されるシリンダヘッド１４とを備える。各気筒１２にはピストン１５が往復動可能に収容されている。各ピストン１５は、コネクティングロッド２０を介し、出力軸であるクランクシャフト１６に連結されている。そのため、各ピストン１５が往復動すると、その動きはコネクティングロッド２０によって回転運動に変換された後、クランクシャフト１６に伝達される。この伝達により、クランクシャフト１６が図１中、矢印で示す方向へ回転する。

各気筒１２内のピストン１５よりも上側の空間は燃焼室１７となっている。シリンダヘッド１４には、吸気通路の一部をなし、かつ下流端において燃焼室１７に接続された吸気ポート１８が形成されており、エンジン１１の外部の空気が吸気ポート１８を通過して燃焼室１７に吸入される。また、シリンダヘッド１４には、排気通路の一部をなし、かつ上流端において燃焼室１７に接続された排気ポート１９が形成されており、燃焼室１７で生じた燃焼ガスが同排気ポート１９等を通ってエンジン１１の外部へ排出される。

上記シリンダヘッド１４には、吸気ポート１８を開閉する吸気バルブ２１と、排気ポート１９を開閉する排気バルブ２２とが、機関バルブとして気筒１２毎に設けられている。吸・排気バルブ２１，２２は、いずれもバルブスプリング２３によって、吸・排気ポート１８，１９を閉鎖する方向（閉弁方向、図１の略上方）へ付勢されている。

上記バルブスプリング２３等に抗して吸・排気ポート１８，１９を開放させる方向（開弁方向）へ吸・排気バルブ２１，２２をリフトさせる（押下げる）ために、次の動弁機構が設けられている。シリンダヘッド１４における吸気バルブ２１の略上方には、同吸気バルブ駆動用のカムシャフトとして、吸気カム２４を有する吸気カムシャフト２５が回転可能に支持されている。同様に、シリンダヘッド１４における排気バルブ２２の略上方には、同排気バルブ駆動用のカムシャフトとして、排気カム２６を有する排気カムシャフト２７が回転可能に支持されている。吸・排気カムシャフト２５，２７は、タイミングチェーン３５、スプロケット３４（図４参照）等により上記クランクシャフト１６に駆動連結されている。

吸・排気カム２４，２６と吸・排気バルブ２１，２２の上端部との間には、ローラ２８を有するロッカーアーム２９が揺動可能に配置されている。さらに、シリンダヘッド１４において、吸・排気バルブ２１，２２の上端部近傍には油圧式のラッシュアジャスタ３１が配置されている。ロッカーアーム２９には、バルブスプリング２３の圧縮反力とラッシュアジャスタ３１の押上げ力とが伝達され、これらの伝達によりローラ２８が吸・排気カム２４，２６に当接している。

そして、吸・排気カム２４，２６の回転により、ラッシュアジャスタ３１を支点としてロッカーアーム２９が下方へ揺動し、吸・排気バルブ２１，２２がバルブスプリング２３等に抗して押下げられる。この押下げにより、吸・排気ポート１８，１９が開放された状態（開弁状態）になる。

エンジン１１には、図１において二点鎖線で示すようにバルブタイミング可変装置３２が設けられている。バルブタイミング可変装置３２は、クランクシャフト１６に対する吸気カムシャフト２５の相対回転位相を変化させることにより、吸気バルブ２１の作動タイミング（バルブタイミング）をクランク角（クランクシャフト１６の回転角）に対して変更するための機構である。吸気バルブ２１のバルブタイミングは、例えば図２に示すように、吸気バルブ２１の開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣで表すことができる。バルブタイミングは、吸気バルブ２１の開弁期間（開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの期間）が一定に保持された状態で進角又は遅角させられる。なお、図２中のＥＶＯ，ＥＶＣは排気バルブ２２の開弁時期及び閉弁時期である。

ここで、図４は、上記バルブタイミング可変装置３２について吸気カムシャフト２５の軸線Ｌ１に直交する面での断面を示し、図５は図４における５−５線に沿った概略断面を示している。

バルブタイミング可変装置３２では、吸気カムシャフト２５に対し、スプロケット３４が駆動部材として相対回転可能に設けられる一方、ロータ３９が被動部材として一体回転可能に設けられている。上述したように、スプロケット３４はタイミングチェーン３５等によってクランクシャフト１６に連結されており、クランクシャフト１６の回転がタイミングチェーン３５等を介してスプロケット３４に伝達される。この伝達により、スプロケット３４は、図４において矢印で示す方向（時計回り方向）へ回転する。スプロケット３４のチェーンカバー３３側の面（図５の左側面）には、略円筒状をなすロータ収容部３６が形成されている。ロータ収容部３６の内周面において、吸気カムシャフト２５の軸線Ｌ１を挟んで相対向する箇所（図４の右側部及び左側部）には、進角ストッパ３７及び遅角ストッパ３８が形成されている。これらのストッパ３７，３８の機能については後述する。

一方、ロータ３９は、軸部４１、円筒部４２及び一対の突部４３，４４を備えて構成されている。軸部４１は、ボルト４５等の締結部材によって、吸気カムシャフト２５に締結されている。軸部４１はノックピン等（図示略）によって吸気カムシャフト２５に連結されており、同吸気カムシャフト２５と一体回転する。円筒部４２は、軸部４１のチェーンカバー３３側の端部に一体に設けられており、上記ロータ収容部３６内に収容されている。両突部４３，４４は、円筒部４２の外周面において、軸線Ｌ１を挟んで相対向する箇所（図４の下部及び上部）に一体に設けられている。各突部４３，４４は、ロータ収容部３６の内周面３６Ａと進角ストッパ３７と遅角ストッパ３８とによって囲まれた空間に位置しており、この空間においてスプロケット３４に対し相対回動可能である。

ここで、上述した進角ストッパ３７は突部４４と当接することにより、ロータ３９がそれ以上スプロケット３４に対して回転位相を進める（進角する）側へ相対回転するのを制限する。また、遅角ストッパ３８は突部４４と当接することにより、ロータ３９がそれ以上スプロケット３４に対して回転位相を遅らせる（遅角する）側へ相対回転するのを制限する。

上記ロータ収容部３６のチェーンカバー３３側の端部にはカバー４６が被せられており、ロータ収容部３６内に収容された円筒部４２及び両突部４３，４４が、このカバー４６によってチェーンカバー３３側から覆われている。

スプロケット３４の回転をロータ３９に伝達するために、突部４３には、その外周面において開口する進角規制凹部４７が形成されている。進角規制凹部４７において、吸気カムシャフト２５の回転方向についての後部には、後ろ側ほどロータ収容部３６の内周面３６Ａに接近する傾斜面４８が形成されており、これらの傾斜面４８と内周面３６Ａとによって挟まれた空間は、後ろ側ほど間隔の狭くなるくさび状の進角規制溝４９となっている。

進角規制凹部４７内には、吸気カムシャフト２５の軸方向に細長い進角規制ローラ５１が進角規制係合部材として配置されている。また、進角規制凹部４７内において、回転方向前側の壁面と進角規制ローラ５１との間には、板ばねからなる進角規制ばね５２が進角規制弾性部材として圧縮状態で介在されている。進角規制ローラ５１は、進角規制ばね５２によって前記回転方向についての後ろ側へ常に付勢されている。進角規制ローラ５１は、進角規制溝４９に係合することによりくさびとして機能し、ロータ３９がスプロケット３４に対して回転位相を進める（進角する）側へ相対回転するのを規制する。ここでの係合とは、進角規制ローラ５１が進角規制凹部４７の傾斜面４８及びロータ収容部３６の内周面３６Ａに同時に当接することである。本実施形態では、上記進角規制溝４９、進角規制ローラ５１及び進角規制ばね５２によって進角規制手段が構成されている。

また、突部４４には、その外周面において開口する遅角規制凹部５３が形成されている。遅角規制凹部５３において、吸気カムシャフト２５の回転方向についての前部には、前側ほどロータ収容部３６の内周面３６Ａに接近する傾斜面５４が形成されており、これらの傾斜面５４と内周面３６Ａとによって挟まれた空間は、前側ほど間隔の狭くなるくさび状の遅角規制溝５５となっている。

遅角規制凹部５３内には、吸気カムシャフト２５の軸方向に細長い遅角規制ローラ５６が遅角規制係合部材として配置されている。また、遅角規制凹部５３内において、回転方向後ろ側の壁面と遅角規制ローラ５６との間には、板ばねからなる遅角規制ばね５７が遅角規制弾性部材として圧縮状態で介在されている。遅角規制ローラ５６は、遅角規制ばね５７によって前記回転方向についての前側へ常に付勢されている。遅角規制ローラ５６は、遅角規制溝５５に係合することによりくさびとして機能し、ロータ３９がスプロケット３４に対して回転位相を遅らす（遅角する）側へ相対回転するのを規制する。ここでの係合とは、遅角規制ローラ５６が遅角規制凹部５３の傾斜面５４及びロータ収容部３６の内周面３６Ａに同時に当接することである。本実施形態では、上記遅角規制溝５５、遅角規制ローラ５６及び遅角規制ばね５７によって遅角規制手段が構成されている。

そして、上述した進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との係合、及び遅角規制ローラ５６の遅角規制溝５５との係合により、ロータ３９の進角側及び遅角側への相対回転がともに規制されて、ロータ３９がスプロケット３４と一体で回転する。

ところで、バルブタイミング可変装置３２において、ロータ３９をスプロケット３４に対し進角側又は遅角側へ相対回転させるには、進角規制ローラ５１の上記係合又は遅角規制ローラ５６の上記係合を一旦解除して、スプロケット３４に対しロータ３９を相対回転可能にする（相対回転を許容する）必要がある。

そこで、ロータ３９には、円筒部４２の内周面に対し略接線方向へ延びる進角規制解除レバー５９が、突部４３に設けられた軸６１により揺動可能に支持されている。進角規制解除レバー５９の内端部（軸線Ｌ１寄りの端部）には、吸気カムシャフト２５の軸線Ｌ１に向けて屈曲する屈曲部６２が形成されている。進角規制解除レバー５９は、ねじりコイルばね等の弾性部材により常に時計回り方向へ回動付勢されている。この回動付勢により、進角規制解除レバー５９の外端部（進角規制溝４９寄りの端部）が進角規制ローラ５１に当接する一方、屈曲部６２の少なくとも一部が円筒部４２の内部空間に入り込んでいる。そして、進角規制解除レバー５９が軸６１を支点として時計回り方向へ強制的に揺動されると、進角規制ローラ５１が進角規制ばね５２に抗して押圧される。この押圧により、進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との上記係合が解除されると、ロータ３９の進角側への相対回転が可能となる。

加えて、ロータ３９には、円筒部４２の内周面に対し略接線方向へ延びる遅角規制解除レバー６３が、突部４４に設けられた軸６４により揺動可能に支持されている。遅角規制解除レバー６３は、軸方向について、上記進角規制解除レバー５９とは異なる箇所に位置している。この条件を満たす箇所として、本実施形態では、進角規制解除レバー５９が吸気カムシャフト２５寄りの箇所に配置され、遅角規制解除レバー６３がチェーンカバー３３寄りの箇所に配置されている。なお、進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３を軸方向について互いに異なる箇所に配置するのは、軸方向へ変位するレバー駆動部７２（これについては後述する）が、進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３に同時に当接することのないようにするためである。換言すると、レバー駆動部７２を進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３の一方に選択的に当接させて、その当接した規制解除レバー５９（又は６３）のみを揺動させるためである。

遅角規制解除レバー６３の内端部（軸線Ｌ１寄りの端部）には、吸気カムシャフト２５の軸線Ｌ１に向けて屈曲する屈曲部６５が形成されている。遅角規制解除レバー６３は、ねじりコイルばね等の弾性部材により常に反時計回り方向へ回動付勢されている。この回動付勢により、遅角規制解除レバー６３の外端部（遅角規制溝５５寄りの端部）が遅角規制ローラ５６に当接する一方、屈曲部６５が円筒部４２内に入り込んでいる。そして、遅角規制解除レバー６３が軸６４を支点として反時計回り方向へ強制的に揺動されると、遅角規制ローラ５６が遅角規制ばね５７に抗して押圧される。この押圧により、遅角規制ローラ５６の遅角規制溝５５との上記係合が解除されると、ロータ３９の遅角側への相対回転が可能となる。

進角規制解除レバー５９によって係合が解除された進角規制ローラ５１、又は遅角規制解除レバー６３によって係合が解除された遅角規制ローラ５６を再び係合させる際には、吸気カムシャフト２５の回転に伴うトルク変動が利用される。図３に示すように、バルブスプリング２３の圧縮反力、筒内圧、摩擦力等によって、吸気カムシャフト２５の回転に伴い、正のトルクと負のトルクとからなる周期的なトルク変動が生ずる。正のトルクは、吸気バルブ２１の開弁時において、主としてバルブスプリング２３を圧縮させることによるものであり、吸気カムシャフト２５（ロータ３９）の回転をクランクシャフト１６（スプロケット３４）に対して遅角させるために利用される。これに対し、負のトルクは、吸気バルブ２１の閉弁時において、上記開弁時にバルブスプリング２３に蓄えられた圧縮反力が開放されることによるものであり、吸気カムシャフト２５（ロータ３９）の回転をクランクシャフト１６（スプロケット３４）に対して進角させるために利用される。

さらに、図４及び図５に示すように、進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３を揺動させるための駆動手段として、電磁アクチュエータ６６及び運動方向変換機構が設けられている。

電磁アクチュエータ６６は、クランクシャフト１６及び吸気カムシャフト２５間の回転伝達経路から外れた箇所に設けられている。ここでは、電磁アクチュエータ６６は、エンジン１１のチェーンカバー３３において、吸気カムシャフト２５の軸線Ｌ１に対応する箇所に固定されている。ここでの「対応する箇所」は軸線Ｌ１の延長線上である。電磁アクチュエータ６６は、自身の軸線Ｌ２を上記吸気カムシャフト２５の軸線Ｌ１に合致させた状態の軸部６７を有する。軸部６７は回転不能に設けられており、吸気カムシャフト２５側へ延びて上記円筒部４２内に入り込んでいる。軸部６７上にはアーマチャ７０が固定されている。軸部６７は、ばね６８によって吸気カムシャフト２５側（図５の右側）へ常に付勢されている。また、電磁アクチュエータ６６はコア６９及び電磁コイル７１を備えており、この電磁コイル７１への通電により、アーマチャ７０に対しチェーンカバー３３側へ向かう電磁力を作用させるようにしている。この電磁力と上記ばね６８の付勢力とが釣合う位置へアーマチャ７０及び軸部６７が変位させられる。そして、電磁コイル７１への通電を制御することにより、例えば、電流を変化させたり、通電時間をデューティ制御したりすることにより、上記電磁力を変化させ、軸方向における軸部６７の位置を任意に変更することが可能である。

運動方向変換機構は、軸部６７の直線運動を進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３の一方の揺動運動に選択的に変換するためのものである。運動方向変換機構は、軸部６７上における吸気カムシャフト２５側の端部に設けられて、同軸部６７とともに軸方向へ一体で変位するレバー駆動部７２と、上記進角規制解除レバー５９の屈曲部６２と、上記遅角規制解除レバー６３の屈曲部６５とによって構成されている。レバー駆動部７２は円板状をなし、上記両屈曲部６２，６５に当接するカム面７３を有している。ここでは、円板状のレバー駆動部７２の外周面全体によってカム面７３が構成されている。これは、進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３がロータ３９とともに軸線Ｌ２の周りを回転するのに対し、軸部６７及びレバー駆動部７２が回転しないところ、ロータ３９の回転角度に拘らず、カム面７３を屈曲部６２，６５に当接させるためである。

レバー駆動部７２の外径（直径）は、円筒部４２の内径よりも小さく設定されている。これは、レバー駆動部７２を円筒部４２内で軸方向へスムーズに変位させるためである。また、レバー駆動部７２の半径は、軸部６７の軸線Ｌ２と、レバー駆動部７２に当接していない状態の屈曲部６２，６５との間の間隔よりも大きく設定されている。これは、レバー駆動部７２を軸方向へ変位させる過程でカム面７３を各屈曲部６２，６５に確実に当接させるためである。また、レバー駆動部７２の厚みは、軸方向における進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３の間隔よりも小さく設定されている。これは、レバー駆動部７２が、軸方向について進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３間に位置するときに、カム面７３を両屈曲部６２，６５に当接させないようにするためである。

カム面７３は、軸部６７の軸線Ｌ２に直交する面において、同軸線Ｌ２から同カム面７３までの距離Ｄが、レバー駆動部７２の軸方向についての両端部で最小となり、中央部で最大となるように形成されている。この条件を満たすよう、本実施形態では、カム面７３が突状の湾曲面に形成されている。

上記のようにして本実施形態のバルブタイミング可変装置３２が構成されている。次に、このバルブタイミング可変装置３２の作用について説明する。
図５は、エンジン始動前（エンジン停止時）におけるバルブタイミング可変装置３２の状態を示している。この状態では、クランクシャフト１６の回転が、タイミングチェーン３５を通じてスプロケット３４に伝達され、同スプロケット３４が回転する。

一方、電磁アクチュエータ６６では電磁コイル７１に対する通電が停止されている。ばね６８に抗する電磁力が発生せず、従ってばね６８によって付勢された軸部６７が、その可動範囲について吸気カムシャフト２５側の端に位置している。軸部６７上のレバー駆動部７２は、軸方向について進角規制解除レバー５９よりも吸気カムシャフト２５側に位置している。カム面７３がいずれの屈曲部６２，６５にも当接せず、レバー駆動部７２が進角規制解除レバー５９にも遅角規制解除レバー６３にも干渉していない。

そのため、図４に示すように進角規制ローラ５１が進角規制溝４９に係合し、かつ遅角規制ローラ５６が遅角規制溝５５に係合している。この状態では、上記両係合によりロータ３９の進角側及び遅角側への相対回転が規制されて、ロータ３９が吸気カムシャフト２５、進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３とともにスプロケット３４と一体で回転する。吸気カムシャフト２５の吸気カム２４の回転により、吸気バルブ２１が所定のタイミングでバルブスプリング２３等に抗して押下げられ、吸気ポート１８が開放される。

エンジン１１の始動後、上記の状態からスプロケット３４に対しロータ３９を進角させる際には、電磁アクチュエータ６６の電磁コイル７１への通電を制御することにより、チェーンカバー３３側へ向かう電磁力をアーマチャ７０に作用させ、ばね６８に抗して軸部６７を上記エンジン始動時よりもチェーンカバー３３側へ変位させる。この変位により、レバー駆動部７２のカム面７３が屈曲部６２に当接し、さらに変位が進むと、図６及び図７に示すように、カム面７３の屈曲部６２との当接箇所が、軸方向についてのチェーンカバー３３側の端部→中央部→吸気カムシャフト２５側の端部の順に移る。

ここで、カム面７３が湾曲面となっていて、軸部６７の軸線Ｌ２からカム面７３までの距離Ｄが、レバー駆動部７２の軸方向についての両端部で最小となり、中央部で最大となっている。そのため、カム面７３の屈曲部６２との当接箇所が、レバー駆動部７２のチェーンカバー３３側の端部から中央部に向けて移る際には、同屈曲部６２がレバー駆動部７２によって押されて、軸線Ｌ２から径方向外方へ遠ざけられる。遠ざけられる度合いは、カム面７３の屈曲部６２との当接箇所が軸方向中央部に近づくに従い大きくなる。一方、進角規制解除レバー５９が軸６１によってロータ３９に支持されていることから、同進角規制解除レバー５９は軸６１を支点として図６の時計回り方向へ揺動する。この揺動により、進角規制解除レバー５９の外端部が、進角規制ばね５２に抗して進角規制ローラ５１を回転方向前側へ押圧する。この押圧により、進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との係合が解除され、ロータ３９がスプロケット３４に対し進角側へ相対回転することが可能となる。そして、上記トルク変動における負のトルクによって、吸気カムシャフト２５及びロータ３９が、スプロケット３４に対し進角側へ相対回転する。この相対回転により、吸気バルブ２１のバルブタイミングが進角される。

なお、このときにはカム面７３は、遅角規制解除レバー６３の屈曲部６５には当接せず、遅角規制凹部５３では、遅角規制ローラ５６の遅角規制溝５５との係合が維持される。そのため、上記トルク変動における正のトルクが作用しても、ロータ３９が遅角側へ相対回転することはない。

図７の状態から軸部６７がさらにチェーンカバー３３側へ変位して、カム面７３の屈曲部６２との当接箇所が、レバー駆動部７２の軸方向についての中央部から吸気カムシャフト２５側の端部へ移る際には、その当接箇所は上記とは逆に軸線Ｌ２に近づいてゆく。進角規制解除レバー５９は軸６１を支点として反時計回り方向へ揺動する。この揺動に伴い、進角規制ばね５２の付勢力と進角規制解除レバー５９の押圧力とが釣合うように、進角規制ローラ５１が回転方向後ろ側へ押されて進角規制溝４９に係合される。この係合により、ロータ３９がスプロケット３４に対し進角側へ相対回転することが規制され、ロータ３９が吸気カムシャフト２５を伴いスプロケット３４と一体で回転する。吸気バルブ２１は、上記のようにバルブタイミングが進角させられた状態で作動する。

レバー駆動部７２が、図８に示すように、進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３間の位置（以下、中立位置という）まで変位すると、カム面７３が屈曲部６２にも屈曲部６５にも当接せず、同レバー駆動部７２が進角規制解除レバー５９にも遅角規制解除レバー６３にも干渉しない状態となる。そのため、上述したエンジン停止時と同様に、図４に示すように進角規制ローラ５１が進角規制溝４９に係合し、かつ遅角規制ローラ５６が遅角規制溝５５に係合した状態となる。両係合によりロータ３９の進角側及び遅角側への相対回転が規制されて、ロータ３９が吸気カムシャフト２５とともにスプロケット３４と一体で回転する。ただし、このときには、電磁アクチュエータ６６の電磁コイル７１への通電が停止されるエンジン始動時とは異なり、レバー駆動部７２が上記中立位置に保持されるように同電磁コイル７１への通電が制御される。

上記中立位置からスプロケット３４に対しロータ３９を遅角させる際には、電磁コイル７１に対する通電制御により、アーマチャ７０に作用する電磁力を増大させ、図９及び図１０に示すように、ばね６８に抗して軸部６７をさらにチェーンカバー３３側へ変位させる。この変位に伴い、カム面７３が、レバー駆動部７２の軸方向についてのチェーンカバー３３側の端部から中央部に向けて、遅角規制解除レバー６３の屈曲部６５に当接する。

屈曲部６５がレバー駆動部７２によって押されて、軸線Ｌ２から径方向外方へ遠ざけられる。遠ざけられる度合いは、カム面７３の屈曲部６５との当接箇所がレバー駆動部７２の軸方向についての中央部に近づくに従い大きくなる。遅角規制解除レバー６３は軸６４を支点として図９の反時計回り方向へ揺動する。この揺動により、遅角規制解除レバー６３の外端部が、遅角規制ばね５７に抗して遅角規制ローラ５６を回転方向後ろ側へ押圧する。この押圧により、遅角規制ローラ５６の遅角規制溝５５との係合が解除され、ロータ３９がスプロケット３４に対し遅角側へ相対回転することが可能となる。そして、上記トルク変動における正のトルクによって、吸気カムシャフト２５及びロータ３９が、スプロケット３４に対し遅角側へ相対回転する。この相対回転により、吸気バルブ２１のバルブタイミングが遅角される。

なお、このときにはレバー駆動部７２のカム面７３は、進角規制解除レバー５９の屈曲部６２に当接しておらず、進角規制凹部４７では、進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との係合が維持される。そのため、上記トルク変動における負のトルクが作用しても、ロータ３９が進角側へ相対回転することはない。

そして、上記の状態から電磁コイル７１に対する通電制御によりアーマチャ７０に作用する電磁力を弱め、軸部６７を吸気カムシャフト２５側へ変位させると、カム面７３の屈曲部６５との当接箇所が、軸方向についての中央部からチェーンカバー３３側の端部へ移る。当接箇所が軸線Ｌ２に近づいてゆき、遅角規制解除レバー６３は軸６４を支点として時計回り方向へ揺動する。この揺動に伴い、遅角規制ばね５７の付勢力と遅角規制解除レバー６３の押圧力とが釣合うように、遅角規制ローラ５６が回転方向前側へ押されて遅角規制溝５５に係合される。この係合により、ロータ３９がスプロケット３４に対し遅角側へ相対回転することが規制され、ロータ３９が吸気カムシャフト２５を伴いスプロケット３４と一体で回転する。吸気バルブ２１は、上記のようにバルブタイミングが遅角された状態で作動する。

レバー駆動部７２が、進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３間の上記中立位置（図８参照）まで変位すると、カム面７３が屈曲部６２にも屈曲部６５にも当接せず、レバー駆動部７２が進角規制解除レバー５９にも遅角規制解除レバー６３にも干渉しない状態となる。

上記中立位置からスプロケット３４に対しロータ３９を再び進角させる際には、電磁コイル７１に対する通電制御により、アーマチャ７０に作用する電磁力を減少させ、図６及び図７に示すように、軸部６７を吸気カムシャフト２５側へ変位させる。この変位に伴い、カム面７３が、レバー駆動部７２の軸方向についての吸気カムシャフト２５側の端部から中央部に向けて、進角規制解除レバー５９の屈曲部６２に当接する。

屈曲部６２がレバー駆動部７２によって押されて、軸線Ｌ２から径方向外方へ遠ざけられる。進角規制解除レバー５９は軸６１を支点として図６の時計回り方向へ揺動する。この揺動により、進角規制解除レバー５９の外端部が、進角規制ばね５２に抗して進角規制ローラ５１を回転方向前側へ押圧する。この押圧により、進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との係合が解除され、ロータ３９がスプロケット３４に対し進角側へ相対回転することが可能となる。そして、上記トルク変動における負のトルクによって、吸気カムシャフト２５及びロータ３９が、スプロケット３４に対し進角側へ相対回転する。この相対回転により、吸気バルブ２１のバルブタイミングが進角される。

このように、エンジン１１の運転中には中立位置が基準とされる。電磁コイル７１への通電が制御されることで、アーマチャ７０に作用する電磁力が増減されて、レバー駆動部７２が進角規制解除レバー５９と遅角規制解除レバー６３との間で軸方向へ変位させられる。そして、この変位によって進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３の一方が選択的に揺動させられる。その結果、進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との係合が解除されてロータ３９が進角される、又は遅角規制ローラ５６の遅角規制溝５５との係合が解除されてロータ３９が遅角される。

なお、エンジン１１が停止されて、電磁コイル７１に対する通電が停止されると、アーマチャ７０に作用する電磁力が消失する。そのため、ばね６８によって軸部６７及びレバー駆動部７２が吸気カムシャフト２５側へ変位させられ、バルブタイミング可変装置３２は上述した図５に示すように、カム面７３が両屈曲部６２，６５に当接せず、レバー駆動部７２が進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３のいずれにも干渉しない状態に戻る。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）スプロケット３４のロータ収容部３６とロータ３９との間に、進角規制溝４９、進角規制ローラ５１及び進角規制ばね５２を設けるとともに、ロータ３９に進角規制解除レバー５９を揺動可能に設けている。

そのため、進角規制ローラ５１を進角規制溝４９に係合させることにより、スプロケット３４に対するロータ３９の進角側への相対回転を規制することができる。また、進角規制解除レバー５９の揺動により、進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との上記係合を解除することができる。

同様に、上記ロータ収容部３６とロータ３９との間に、遅角規制溝５５、遅角規制ローラ５６及び遅角規制ばね５７を設けるとともに、ロータ３９に遅角規制解除レバー６３を揺動可能に設けている。

そのため、遅角規制ローラ５６を遅角規制溝５５に係合させることにより、スプロケット３４に対するロータ３９の遅角側への相対回転を規制することができる。また、遅角規制解除レバー６３の揺動により、遅角規制ローラ５６の遅角規制溝５５との上記係合を解除することができる。

（２）ロータ収容部３６とロータ３９との間に、進角規制ローラ５１を吸気カムシャフト２５の回転方向についての後ろ側へ付勢する進角規制ばね５２を設けるとともに、遅角規制ローラ５６を同回転方向についての前側へ付勢する遅角規制ばね５７を設けている。

そのため、進角規制解除レバー５９によって規制が解除されないときには、進角規制ばね５２によって進角規制ローラ５１を進角規制溝４９に確実に係合させることができる。同様に、遅角規制解除レバー６３によって規制が解除されないときには、遅角規制ばね５７によって遅角規制ローラ５６を遅角規制溝５５に確実に係合させることができる。

また、進角規制解除レバー５９によって進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との係合を解除するときには、遅角規制ローラ５６を遅角規制溝５５に係合した状態に保持し、ロータ３９を進角側へのみ相対回転させることができる。

同様に、遅角規制解除レバー６３によって遅角規制ローラ５６の遅角規制溝５５との係合を解除するときには、進角規制ローラ５１を進角規制溝４９に係合した状態に保持し、ロータ３９を遅角側へのみ相対回転させることができる。

（３）運動方向変換機構の一部として、軸部６７とともに軸方向へ変位するレバー駆動部７２を設けている。また、屈曲部６２のレバー駆動部７２との当接により進角規制解除レバー５９を揺動させ、その外端部にて進角規制ローラ５１を押圧して進角規制溝４９との係合を解除させるようにしている。さらに、屈曲部６５のレバー駆動部７２との当接により遅角規制解除レバー６３を揺動させ、その外端部にて遅角規制ローラ５６を押圧して遅角規制溝５５との係合を解除させるようにしている。

そのため、レバー駆動部７２の屈曲部６２との当接により、軸部６７の直線運動を進角規制解除レバー５９の揺動運動に変換して、進角規制ローラ５１の進角規制溝４９との係合を解除することができる。また、レバー駆動部７２の屈曲部６５との当接により、軸部６７の直線運動を遅角規制解除レバー６３の揺動運動に変換して、遅角規制ローラ５６の遅角規制溝５５との係合を解除することができる。

（４）進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３を、吸気カムシャフト２５の軸方向について互いに異なる箇所に配置している。そのため、レバー駆動部７２を軸方向へ変位させるだけで、進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３の一方を選択的に揺動させることができる。

（５）レバー駆動部７２の外周面をカム面７３とし、このカム面７３にて同レバー駆動部７２を、進角規制解除レバー５９の屈曲部６２、又は遅角規制解除レバー６３の屈曲部６５に当接させるようにしている。

そのため、レバー駆動部７２の軸方向への変位に伴い、カム面７３における屈曲部６２，６５との当接箇所を変化させ、進角規制解除レバー５９又は遅角規制解除レバー６３を揺動させることができる。

（６）カム面７３を、軸部６７の軸線Ｌ２から同カム面７３までの距離Ｄが、レバー駆動部７２の軸方向についての両端部で最小となり、中央部で最大となるように形成している。

そのため、レバー駆動部７２を軸方向へ変位させて、カム面７３の屈曲部６２，６５との当接箇所を種々変化させることで、規制解除レバー５９，６３を揺動させ、規制ローラ５１，５６の規制溝４９，５５との係合を解除させたり、その解除を終了（規制を再開）させたりすることができる。

（７）レバー駆動部７２を軸方向へ変位させるために、電磁アクチュエータ６６を、ロータ３９について吸気カムシャフト２５の軸方向へ離間した箇所（チェーンカバー３３）に固定している。この箇所は、クランクシャフト１６及び吸気カムシャフト２５間の回転伝達経路から外れた箇所である。こうすることで、電磁アクチュエータ６６を吸気カムシャフト２５の回転から独立して作動させるようにしている。

背景技術で説明したような、吸気カムシャフト２５とともに回転する部分に電磁コイルを一体回転可能に取付け、非回転部分からこの電磁コイルに通電するといった構成を採っていない。そのため、電磁コイルへの給電のために、回転部分と非回転部分との間にスリップリングを使用しなくてもすむ。その結果、スリップリング及びこれに当接する部分で摺動による摩耗が発生するおそれがない。また、吸気カムシャフト２５とともに電磁コイルを回転させなくてもよいため、電磁コイル付加に伴う回転部分の重量増加を抑制し、吸気カムシャフト２５を回転駆動するために必要な駆動力を小さくすることができる。吸気カムシャフト２５の回転に消費されるクランクシャフト１６の駆動力が少なくなり、その分、エンジン１１の燃費向上を図ることができる。

（８）油圧を用いてバルブタイミングを変更するタイプのバルブタイミング可変装置では、エンジンの始動時や低温時等の油圧が十分でない場合にバルブタイミングの変更が困難となる。この点、本実施形態では、バルブタイミングの変更に直接関わる進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３を揺動させるために電磁アクチュエータ６６を用いている。この電磁アクチュエータ６６では、電磁コイル７１に対する通電を制御することにより、チェーンカバー３３側へ向かう電磁力をアーマチャ７０に作用させて、軸部６７を軸方向へ変位させている。そのため、エンジン始動時や低温時であっても、油圧を用いた場合よりも確実にバルブタイミングを変更することができる。

（９）進角規制解除レバー５９によって規制が解除されたロータ３９を、進角規制ローラ５１による進角規制が再び行われるまで相対回転させるために、吸気カムシャフト２５のトルク変動（負のトルク）を利用している。また、遅角規制解除レバー６３によって規制が解除されたロータ３９を、遅角規制ローラ５６による遅角規制が再び行われるまで相対回転させるために、吸気カムシャフト２５のトルク変動（正のトルク）を利用している。従って、これらの相対回転のために別途に駆動手段を設ける必要がない。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・進角規制解除レバー５９及び遅角規制解除レバー６３の吸気カムシャフト２５の軸方向における位置を、前記実施形態とは逆に変更してもよい。すなわち、遅角規制解除レバー６３を吸気カムシャフト２５寄りの箇所に設け、進角規制解除レバー５９をチェーンカバー３３寄りの箇所に設けてもよい。

例えば、図５において、軸線Ｌ１，Ｌ２よりも下側に位置する規制解除レバーを遅角規制解除レバー６３とし、上側に位置する規制解除レバーを進角規制解除レバー５９とする。ただし、この場合、上下の位置関係を単に逆にするだけではなく、遅角規制凹部５３における遅角規制溝５５の位置及び遅角規制ばね５７の付勢方向を図１１に示すように変更する。具体的には、遅角規制溝５５を吸気カムシャフト２５の回転方向前側に形成する。また、遅角規制ばね５７を、遅角規制ローラ５６と遅角規制凹部５３の回転方向についての後ろ側の壁面との間に設けて、遅角規制ローラ５６を回転方向前側へ付勢する。

また、進角規制凹部４７における進角規制溝４９の位置、進角規制ばね５２の付勢方向を図１１に示すように変更する。具体的には、進角規制溝４９を吸気カムシャフト２５の回転方向後ろ側に形成する。また、進角規制ばね５２を、進角規制ローラ５１と進角規制凹部４７の回転方向についての前側の壁面との間に設けて、進角規制ローラ５１を回転方向後ろ側へ付勢する。このようにすると、レバー駆動部７２は、エンジン始動後、まず屈曲部６５に当接して遅角規制解除レバー６３を揺動させることとなる。

・レバー駆動部７２におけるカム面７３の態様を前記実施形態とは異なるものに変更してもよい。例えば、レバー駆動部７２の軸方向における端部から中央部にかけて一定の角度で傾斜する傾斜面によりカム面７３を構成してもよい。

・本発明は、駆動部材としてスプロケット３４に代えてタイミングプーリを吸気カムシャフト２５に相対回転可能に設け、タイミングベルトを通じてクランクシャフト１６の回転をタイミングプーリに伝達するようにした内燃機関にも適用可能である。

・アクチュエータとして油圧により作動するもの（油圧アクチュエータ）を用いてもよい。
・本発明のバルブタイミング可変装置は、吸気バルブ２１に代えて、又は加えて排気バルブ２２のバルブタイミングを変更する場合にも適用可能である。

本発明を具体化した一実施形態について、バルブタイミング可変装置が設けられたエンジンの部分断面図。 クランク角とリフト量との関係において、バルブタイミング可変装置によるバルブタイミングの変化態様を示す特性図。 吸気カムシャフトの回転に伴うトルク変動を示す特性図。 バルブタイミング可変装置について、吸気カムシャフトの軸線に直交する面での断面図。 図４の５−５線における概略断面図。 図４に対応する図であり、レバー駆動部により進角規制解除レバーを揺動させて進角規制ローラの係合を解除した状態を示す部分断面図。 図５に対応する図であり、レバー駆動部により進角規制解除レバーを揺動させて進角規制ローラの係合を解除した状態を示す部分断面図。 図５に対応する図であり、レバー駆動部を進角規制解除レバー及び遅角規制解除レバー間の中立位置へ変位させた状態を示す部分断面図。 図４に対応する図であり、レバー駆動部により遅角規制解除レバーを揺動させて遅角規制ローラの係合を解除した状態を示す部分断面図。 図５に対応する図であり、レバー駆動部により遅角規制解除レバーを揺動させて遅角規制ローラの係合を解除した状態を示す部分断面図。 図４に対応する図であり、進角規制解除レバー及び遅角規制解除レバーの軸方向における位置を変更した形態のバルブタイミング可変装置の部分断面図。

符号の説明

１１…ガソリンエンジン（内燃機関）、１６…クランクシャフト、２１…吸気バルブ（機関バルブ）、２５…吸気カムシャフト（バルブ駆動用カムシャフト）、３２…バルブタイミング可変装置、３４…スプロケット（駆動部材）、３９…ロータ（被動部材）、４９…進角規制溝、５１…進角規制ローラ（進角規制係合部材）、５２…進角規制ばね（進角規制弾性部材）、５５…遅角規制溝、５６…遅角規制ローラ（遅角規制係合部材）、５７…遅角規制ばね（遅角規制弾性部材）、５９…進角規制解除レバー、６２，６５…屈曲部（運動方向変換機構の一部を構成）、６３…遅角規制解除レバー、６６…電磁アクチュエータ、６７…軸部、７１…電磁コイル、７２…レバー駆動部（運動方向変換機構の一部を構成）、７３…カム面、Ｄ…距離、Ｌ１，Ｌ２…軸線。

Claims (9)

1. 内燃機関の機関バルブ駆動用のカムシャフトに相対回転可能に設けられ、かつクランクシャフトに駆動連結された駆動部材と、
   前記カムシャフトに一体回転可能に設けられた被動部材と、
   前記被動部材の前記駆動部材に対する進角側及び遅角側への相対回転をそれぞれ規制する進角規制手段及び遅角規制手段と、
   前記被動部材に設けられ、かつ駆動手段にてそれぞれ揺動させられることにより、前記進角規制手段による規制及び前記遅角規制手段による規制を解除する進角規制解除レバー及び遅角規制解除レバーと
   を備え、前記進角規制解除レバー又は前記遅角規制解除レバーにて規制が解除された前記被動部材を、前記カムシャフトの回転に伴うトルク変動を利用して、前記進角規制手段又は前記遅角規制手段による規制が再び行われるまで相対回転させ、前記クランクシャフトの回転に対する前記機関バルブの作動タイミングを変更するようにした内燃機関のバルブタイミング可変装置であって、
   前記駆動手段は、前記クランクシャフト及び前記カムシャフト間の回転伝達経路から外れた箇所に設けられ、かつ前記カムシャフトの軸方向へ変位する軸部を有するアクチュエータと、前記軸部の直線運動を前記進角規制解除レバー及び前記遅角規制解除レバーの一方の揺動運動に変換する運動方向変換機構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可変装置。
2. 前記進角規制手段は、前記駆動部材及び前記被動部材間に設けられ、かつ前記カムシャフトの回転方向についての後ろ側ほど間隔が狭くなるくさび状の進角規制溝と、前記進角規制溝に係合することにより前記被動部材の進角側への相対回転を規制する進角規制係合部材とを備え、
   前記遅角規制手段は、前記駆動部材及び前記被動部材間に設けられ、かつ前記カムシャフトの回転方向についての前側ほど間隔が狭くなるくさび状の遅角規制溝と、前記遅角規制溝に係合することにより前記被動部材の遅角側への相対回転を規制する遅角規制係合部材とを備える請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
3. 前記進角規制手段は、さらに、前記進角規制係合部材を前記回転方向についての後ろ側へ付勢する進角規制弾性部材を備え、
   前記遅角規制手段は、さらに、前記遅角規制係合部材を前記回転方向についての前側へ付勢する遅角規制弾性部材を備える請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
4. 前記運動方向変換機構は、前記軸部とともに前記軸方向へ変位するレバー駆動部を備え、
   前記進角規制解除レバーは、その内端部にて前記レバー駆動部に当接して揺動し、外端部にて前記進角規制係合部材を押圧して前記進角規制溝との係合を解除させ、
   前記遅角規制解除レバーは、その内端部にて前記レバー駆動部に当接して揺動し、外端部にて前記遅角規制係合部材を押圧して前記遅角規制溝との係合を解除させる請求項２又は３に記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
5. 前記進角規制解除レバー及び前記遅角規制解除レバーは、前記カムシャフトの軸方向について互いに異なる箇所に設けられている請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
6. 前記レバー駆動部はカム面を有し、このカム面にて前記進角規制解除レバー及び前記遅角規制解除レバーの各内端部に当接する請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
7. 前記カム面は、前記軸部の軸線から同カム面までの距離が、前記レバー駆動部の前記軸方向についての両端部で最小となり、中央部で最大となるように形成されている請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
8. 前記アクチュエータは、電磁コイルへの通電に伴い発生する電磁力により、前記軸部を軸方向へ変位させる電磁アクチュエータからなる請求項１〜７のいずれか１つに記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
9. 前記アクチュエータは、前記被動部材に対し前記カムシャフトの軸方向へ離間した箇所に固定されている請求項１〜８のいずれか１つに記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。

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