JP4448826B2 - 位相可変装置および内燃機関用カム軸位相可変装置 - Google Patents

Description

本発明は、２つの回転部材間の位相角制御装置に係わり、特に、クランク軸によりカム軸を介して駆動される給気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを可変とする内燃機関用可変バルブタイミング機構（Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、以下、ＶＴＣと称する）において最適制御位置を実現する広い制御範囲を備えた位相可変装置に関する。

まず、自動車用エンジンに用いられる可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）の概要について、図１６を参照しながら簡単に説明する。４ストロークエンジンではクランクシャフトの回転によりタイミングベルト等を介して吸・排気用のカムシャフト先端のスプロケットが回転駆動される。その際に、カムシャフトは歯数比により２分の１に減速される。ここで、ＶＴＣはスプロケットとカムシャフトの間に組み込まれて両者の間の相対回転位置を変化させるものであり、ＶＴＣ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えて吸排気バルブの開閉タイミングを可変にする機能を備えている。

上述したＶＴＣが奏する機能乃至効果について図１７を参照しながら説明する。図１７には、吸気側ＶＴＣを用いて各運転状態に応じて吸気弁開閉位相を変化させることで得られる効果を示す。

図１７に示すａ．はエンジン始動直後のアイドリング状態において最適な吸気弁開閉位相を示している。図１７の最上段のベースポジションに対して吸入バルブタイミングを進角側に変換（シフト）することで吸気弁を早く開き、残留した未燃焼のＨＣ（ハイドロカーボン）ガスを取り込んで再燃焼させることと、排気行程と吸入行程とのオーバーラップ期間を長くして新たに供給した燃料の気化を促進させることで、排気ガス中のＨＣ量を低減することができる。

図１７に示すｂ．は暖気終了後のアイドリング状態において最適な吸気弁開閉位相を示している。この場合には、ベースポジションに対して吸入バルブタイミングを遅角側に変換することで吸気弁の閉止タイミングを遅らせて吸入空気量を低減できるので、スロットルバルブを絞ることで発生するポンプ損失の発生を抑制し、燃料の消費量を低減することができる。

図１７に示すｃ．は高負荷時においてエンジントルクを増大させるために最適な吸気弁開閉位相を示している。エンジントルク増大に関しては、低速運転時と高速運転時とでＶＴＣの使い方が異なる。低速運転時には気筒内の幾何学的な容積が最大となるピストン下死点位置の近傍で吸気バルブを閉じた時に吸入空気量が最大になるのでベースポジションに対して進角側に位相変換している。また、高速運転時には慣性過給効果を活用して吸入空気の充填量を増大させるため、ベースポジションに対して遅角側に位相変換して吸入バルブの閉止タイミングを遅らせている。エンジン回転速度によって使い方は異なるが、ＶＴＣによっていずれの回転速度でも吸入空気質量を増大させることができ、より多くの燃料の燃焼を可能としてエンジントルクを増大させることができる。

可変バルブタイミング機能（ＶＴＣ）の各運転状態において、ｂ．のアイドル時とｃ．の高速運転時は、最上段のベースポジションに対して吸入バルブタイミングを遅角側に変換することによって図１７に示す効果を得ている。ベースポジションはＶＴＣの装着されていないエンジンの固定バルブタイミングとも言い換えることができるが、その場合にはエンジン始動可能なバルブタイミングでもある。したがって、始動時のロック位置を制御範囲の最遅角位置としている従来技術の吸気ＶＴＣでは、このベースポジションが最遅角位置近傍となり、これより更に遅角側に位相変換することができない。

さらに、元来、エンジンの始動時にＶＴＣをその位置を問わずロックしておくこと自体は、エンジン始動による所定の油圧確保まではＶＴＣが不安定状態であって振動や衝突による打音が生じ得るので、そのロックの必要性は従来から求められている。

そこで、従来技術として、ＶＴＣにおいてエンジン始動のロック位置を中間位置にする中間位置ロック機構が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。これによると、ベーン式油圧における中間位置ロックに際して、進角側から最遅角位置に自動復帰する途中にエンジンの停止時と始動時だけストッパ部を形成し、そこに一時保持した状態でロックピンなどのロック機構を作動させる考え方である。また、引用文献２には、進角側または遅角側の両方向から中間ロック位置へ自動復帰させようとする中間位置ロック機構が提案されている。
特開２００１−２４１３０７号公報 特開平１１−３４３８１９号公報

しかしながら、上記特許文献１，２を含めた従来技術において、油圧ＶＴＣで中間位置ロック機構を実現するためにブレークスルーしなければならない技術課題として、（１）ロック位置までの駆動力に関する課題、（２）変動トルクの存在に関する課題、が挙げられる。

（１）ロック位置までの駆動力について説明すると、エンジン始動時にロック位置でロックされている必要があり、前回のエンジン停止時から停止中およびクランキング中の期間に、前回エンジンが停止したときのＶＴＣ位相からロック位置まで位相が変換（シフト）されていなければならない。上記の期間はＶＴＣの本来の駆動力（油圧駆動では油圧、電磁駆動では電磁力）が得られないので（エンジンによる駆動力が得られないので）、バネ力や摩擦抵抗などにより自力でロック位置に向かう駆動力を確保しなければならない。

さらに、中間位置ロックの場合には、前回のエンジン停止時のＶＴＣ位相によっては自力でロック位置への復帰する際の位相変換方向が遅角方向だけでなく進角方向の場合も有りうる。カムシャフトにはバルブスプリングからの反力で変動トルクが作用しているが、その平均値はその軸受けやカム面における摩擦抵抗により常に遅角方向の値を持っている。ロック位置への復帰方向が遅角方向への一方向であればこの摩擦抵抗トルクに期待ができるが、遅角方向に加えて進角方向の場合の駆動力としては十分でない。両方向に位相変換するための駆動力を確保することが新たに必要とされる。

（２）変動トルクの存在について説明する。中間位置ロックのためには自力でロック位置に復帰するため、遅角方向に加えて進角方向への駆動力も必要であるが単に両方向の自力駆動力を発生するだけで良ければ、力の方向の異なる２つのバネを組み合わせれば良い。しかし、カムシャフトにバルブスプリングからの反力による変動トルクが作用していることが課題を複雑にしている。自力で復帰する位置は２つのバネ力（正確にはそのバネ力が発生するトルク）以外にカムシャフトに作用する変動トルクも含めたトータルモーメントの釣合いで決まるので、釣合い位置は必ず変動することとなる。

また、このカムシャフトに作用するトルク変動は、ＶＴＣ位相をロックする手段としてロックピンを組み込む方式とした場合に、ロックピンと穴の嵌め合い隙間を小さくし過ぎると両者が嵌合し難くなりなり、さらに、ロックピンと穴の嵌め合い隙間を大きくし過ぎるとガタにより打音、損傷等が発生しやすくなるという課題を生じる。

ロックピンおよび嵌合穴をテーパ状に形成すると、上述の嵌合し難いという課題は一見解決できそうであるが、部品寸法と組み立てにおける誤差からピン軸と穴軸とは所詮完全には一致させ得ない（特に、径方向のずれはゼロにできない）ので打音の課題は残ることとなる。また、テーパ状とすることでロックピンを解除する方向の分力が発生し、ロック機能の信頼性を損なうという新たな課題も懸念される。

以上説明したように、上記特許文献１のような従来技術においては、遅角方向と進角方向の両方向に位相変換（位相シフト）するための駆動力を確保するという課題と、バルブスプリングからの反力によるカムシャフトに作用する変動トルクによる揺動やロックピンによるがたつきを防止するという課題に対する配慮が為されておらず、また、引用文献２でも進角方向と遅角方向の両方向から中間ロック位置への自動復帰を保証できる構造とはなっていない。

そこで、本発明では、エンジン始動時に中間位置にロックすることでより広範囲の位相角制御を可能とすることを目的として、エンジン停止時やクランキング中などの外部からのＶＴＣ駆動力が期待できない期間に、自力で遅角方向と進角方向の両方向に復帰するための駆動力を如何にして確保するかが第一の課題である。また、カムシャフトに作用する変動トルクの作用下でガタつきなどによる振動・騒音の発生無しに如何に確実に位相角をロックするかが第二の課題である。さらに、通常の移動角制御を行なう時にこの中間位置でのロック状態を解除することが第三の課題である。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。なお、下記の各構成要素に付した括弧内の符号は、本発明の具体的な構成例との対応関係を示すために付したものであり、これによって本発明を限定するものでないことは当然である。
第１回転部材（１）と、前記第１回転部材を介して回転駆動される第２回転部材（５，６）とを有し、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対的な回転方向位置である位相角を制御する位相可変装置において、
前記第１回転部材から前記第２回転部材への動力伝達経路における上流側の部材に相対回転ができないように取り付けた第１ガイド部（３ａ）と、下流側の部材に相対回転ができないように取り付けた第２ガイド部（７ａ）とを同一配置半径位置において円周方向に交互に配列し、
前記円周上で前記第１ガイド部（３ａ）の一方の円周方向の端部において前記第２ガイド部（７ａ）との間に第１楔部材（１６）を配置し、前記第１ガイド部（３ａ）の他方の円周方向の端部において前記第２ガイド部（７ａ）との間に第２楔部材（１７）を配置し、前記円周上で、前記第１ガイド部（３ａ）、前記第１楔部材（１６）、前記第２ガイド部（７ａ）、及び第２楔部材（１７）によって全周を形成し（図２の円周方向Ｅを参照）、
前記第１楔部材（１６）と前記第２楔部材（１７）を同時に前記第２回転部材（５，６）の回転軸の一方の軸方向（図１の図示例で右方向）に移動させようとする付勢手段（１５）と、前記第２回転部材の回転軸の前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向（図１の図示例で左方向）に移動させる駆動手段（１０，１１）とを設け、
前記付勢手段（１５）によって、前記第１楔部材（１６）と前記第２楔部材（１７）が前記一方の軸方向（図１の図示例で右方向）に移動して各楔部材（１６，１７）が前記一方の円周方向の端部と前記他方の円周方向の端部で両ガイド部に密着し（図５の（ｅ））、
前記第１ガイド部（３ａ）と前記第２ガイド部（７ａ）は、両ガイド部間の円周方向隙間がいずれも前記一方の軸方向に向かって減少する形状を有し（図５の（ａ）の「円周方向隙間」を参照）、
前記円周方向隙間内に配置された前記第１楔部材（１６）と前記第２楔部材（１７）も前記一方の軸方向（図５の（ａ）の「カムシャフト側」を参照）に向かって円周方向寸法が減少する形状を有する構成とする。

また、クランクシャフトから回転力が伝達される第１回転体（１，２）と、
カムシャフト（５）に回転力を伝達する第２回転体（６，７）と、
前記第１回転体と前記第２回転体に跨って設けられ、内燃機関の状態に応じて前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相を変更する位相変更機構と、
前記位相変更機構による位相の変更に応じてそれぞれの面同士が離接する方向に相対移動し、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸の軸方向に沿って前記それぞれの面同士の離間距離が変化する離接部（３ａ，７ａ）と、
前記離接部（３ａ，７ａ）のそれぞれの面間を移動自在に配置され、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸の一方の軸方向（図１の図示例で右方向、図５の図示例で上方向）に移動したとき、前記離接部におけるそれぞれの面の両方に当接した状態で前記位相変更機構の位相を所定位置で拘束（図５の（ｅ）を参照）し、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸の前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向（図１の図示例で左方向、図５の図示例で下方向）に移動したとき、前記離接部におけるそれぞれの面の少なくとも一方と離間して前記位相変更機構の位相拘束を解除する拘束部材（１６，１７）と、
前記拘束部材（１６，１７）を内燃機関の状態に応じて移動させる拘束制御機構（１０，１１）と、を備え、
前記離間距離の変化する前記離接部（３ａ，７ａ）と前記離接部におけるそれぞれの面内に介在する前記拘束部材（１６，１７）とによって、前記回転軸の円周上の全周を形成し（図２の円周方向Ｅを参照）、
前記離接部（３ａ，７ａ）は、前記離間距離が前記一方の軸方向に向かって減少する形状を有し（図５の（ａ）の「円周方向隙間」を参照）、
前記離接部の円周方向隙間内に配置された前記拘束部材（１６，１７）も前記一方の軸方向に向かって前記回転軸の円周方向寸法が減少する形状を有し（図５の図示例で上下のテーパー形状を参照）、
前記拘束部材（１６，１７）は、前記位相変更機構の位相拘束を解除した状態であっても（図５の（ａ）〜（ｄ）参照）前記離接部におけるそれぞれの面の間に位置するように配置構成される構成とする。

本発明によると、進角側への位相変換の効果を確保しつつ遅角側位相変換の効果も併せて確保するために、エンジン始動時のロック位置を制御範囲の中間位置にすることによって、アイドリング時の燃費向上と高速運転時のトルク増大をも可能にすることができる。

「第１の実施形態」
本発明の第１の実施形態に係る中間位置ロック機能を有する位相可変装置（一例として内燃機関用カム軸位相可変装置）について、図１ないし図５を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る位相可変装置の中間位置ロック解除状態での側断面図であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図２は図１におけるＢ−Ｂ断面による横断面図である。図３は第１の実施形態に係る位相可変装置の中間位置ロック状態での側断面図であって図４におけるＣ−Ｃ断面図である。図４は図３におけるＤ−Ｄ断面による横断面図である。図５は図２または図４における円周Ｅ断面を平面上に展開したものであって中間位置ロックの作動を説明する図である。

図１ないし図５において、第１の回転部材であるスプロケット１はその外周の歯部１ａに噛み合う歯付きベルト（図示せず）を介し１／２に減速されてエンジンのクランク軸により回転駆動される。スプロケット１にはボディ２とフロントプレート３が組み立てボルト４により固定され一体化されている。カムシャフト５には第２の回転部材であるベーン６、傾斜ガイド７、バネホルダ８がセンタボルト９により固定されている。図２および図４に示すようにボディ２とベーン６の間には遅角油圧室１０と進角油圧室１１が４対形成されており、軸方向の両端開口部をスプロケット１とフロントプレート３に閉塞され、アペックスシール１２により半径方向隙間をシールされて密閉空間となっている。

図１および図２に示した中間位置ロック解除状態では、フロントプレート３、ベーン６、バネホルダ８および解除ピストン１３などに囲まれた解除油圧室１４にエンジンによって駆動された給油ポンプ（油圧経路も含めて図示せず）から油圧が導入されており、解除ピストン１３がロックバネ１５の力に逆らってフロント側（図１の左方向）に最大限押し出された状態である。解除ピストン１３はバネホルダ８（図１の例ではバネホルダの左縁部）に当接することでフロント側への最大変位を規制されている。解除ピストン１３には溝部１３ａが形成されており、その溝部１３ａに楔部材（１）１６の溝嵌合部１６ａと楔部材（２）１７の溝嵌合部１７ａとが嵌合しており（解除ピストン１３には溝部１３ａである凹部に、楔部材１６，１７の溝嵌合部１６ａ，１７ａである凸部が嵌り合っている）、それらの楔部材もフロント側に押し出されている。すなわち、楔１６，１７は解除ピストン１３の軸方向移動に伴ってフロント側又はカムシャフト側にシフトする（図５（ａ）参照）。

フロントプレート３は第１のガイド部材に相当し、その平行ガイド部３ａが図２に示すように円周Ｅに沿って全周の一部である半周弱の部分に配置されている。その形状は図５（ａ）に示すように円周方向両端部が軸方向と平行である（図２の例で紙面に垂直）。一方、傾斜ガイド７は第２のガイド部材に相当し、その傾斜ガイド部７ａ（図１の例で傾斜ガイド７の一部周縁から軸方向に植立した部材）は同じく図２の円周Ｅに沿った残りの部分の一部である半周弱の部分に配置されている。その形状は図５に示すようにフロント側に向かい円周方向幅が減少している。

なお、本実施形態における傾斜ガイド部７ａの遅角方向の一端は図５において一定の傾斜角を持った形状であるのに対して、進角方向の一端にはフロント側に向かい円周方向幅をステップ的に減少させるステップ部７ｂが形成されており、それ以外の部分では一定の傾斜角を持った形状である。この結果、平行ガイド部３ａと傾斜ガイド部７ａとの間にできる２つの円周方向隙間の１つは、図５の展開図においてフロント側からカムシャフト側に向かって一定の角度で狭くなっており、他の一つはステップ的に狭くなる部分を有しながら他の部分は一定の角度で狭くなっている。

楔部材（１）１６と楔部材（２）１７の輪郭はそれぞれ図５において共に平行ガイド部３ａの両端と平行な部分と、傾斜ガイド部７ａの両端の傾斜角を持った部分とを有している。したがってその両部分が延長上で交差して出来る楔角はそれぞれ傾斜ガイド部７ａの両端の傾斜角に等しい。

中間位置ロック解除状態（図１と図２に示す状態）では、図５（ａ）のように解除ピストン１３によって楔部材（１）１６と楔部材（２）１７がフロント側（図１の左方向）に押し出された状態であるので、各楔部材とフロントプレート３の平行ガイド部３ａとの間、あるいは、各楔部材１６，１７と傾斜ガイド７の傾斜ガイド部７ａとの間には円周方向に隙間が出来ている。したがって、その隙間に応じてボディ２とベーン６とが相対的に回転できる状態にある。特に各楔部材が図５（ａ）の位置にある場合、本実施形態においては傾斜ガイド部７ａの進角方向の一端にステップ部７ｂが形成されていることにより、傾斜ガイド部７ａは平行ガイド部３ａに対してこの位置から遅角方向より進角方向に向かってより大きく相対回転ができる。すなわち、フロントプレート３の平行ガイド部３ａを仮に固定状態であるとすると（回転しないとすると）、ベーン６と一体的構造である傾斜ガイド部７ａを遅角方向にも、またより大きいシフト量で進角方向にもシフト（図２の状態では回転）できる。

ボディ２とベーン６は遅角油圧室１０（ロック位置解除状態を示す図２を参照）に昇圧された油を導入してその容積を増大させつつ進角油圧室１１の油を排出してその容積を減少させることで遅角方向（カムシャフトの回転位相が遅れる方向）に位相変換をさせ、逆に、進角油圧室１１の容積を増大させつつ遅角油圧室１０の容積を減少させることで進角方向（カムシャフトの回転位相が進む方向）に位相変換させることができ、これらで従来の油圧を用いたベーン式の位相変換機構が形成されている。解除ピストン１３を図１または図５（ａ）のように中間位置ロック解除位置に保持しておけば、位相変換機構（不図示）によってＶＴＣの位相制御を行なうことが出来る。

次に、図３および図４に示した中間位置ロック状態では、解除油圧室１４に油圧が導入されておらず、解除ピストン１３がエンジン本体側（図３の右方向）にロックバネ１５によって最大限押し込まれた状態である。このとき、解除ピストン１３の溝部１３ａに嵌合した楔部材（１）１６と楔部材（２）１７は図５（ｅ）のようにいずれも平行ガイド部３ａと傾斜ガイド部７ａの両方に密着している。すなわち、図３の側断面図において解除ピストン１３は直接軸方向の当接面で動きを規制されてはいないので、解除ピストン１３のエンジン本体側（図３の図示例で右方向）の最大変位は、楔部材（１）１６、楔部材（２）１７、平行ガイド部３ａ、傾斜ガイド部７ａの各部材が円周方向に隙間無く配列することにより規制される。なお、図３に示す側断面図において楔部材（１）１６と楔部材（２）１７の右端面（図５（ｅ）の図示例では楔部材の上端面に相当する）に対向するベーン６の端面には逃げ部６ａが形成されており、各楔部材の右端面がベーン６の端面に先に当接しないように配慮し、各部材が円周方向に隙間無く密着することを確実なものにしている。

図３と図４、並びに図５（ｅ）に図示する状態においては、平行ガイド部３ａと傾斜ガイド部７ａの相対的な回転は不可能であり、その結果、当然ＶＴＣはロックされた状態になる。各楔部材は円周方向の隙間が無くなるまでロックバネ１５により軸方向に押し込まれるので変動トルクが作用してもガタ付きによる騒音は発生しない。

図５（ａ）から図５（ｅ）までの各図は中間位置ロックの作動原理図であり、ＶＴＣがエンジン停止時や始動の際のクランキング中に自力で所定の中間ロック位置まで位相変換してロック状態になる過程の一例を示したものである。図５（ｅ）は中間位置ロック状態でありその状態での平行ガイド部３ａと傾斜ガイド部７ａとの位相関係のまま解除ピストン１３によって楔部材（１）１６と楔部材（２）１７を左方向（図１）に動かした状態が図５（ａ）である。

図５（ａ）においては楔部材（１）１６、楔部材（２）１７、平行ガイド部３ａ、および傾斜ガイド部７ａの間に円周方向の隙間が発生しており中間位置ロックが解除された状態を示しているが、傾斜ガイド部７ａの進角方向の一端に形成されたステップ部７ｂによって進角方向の隙間が遅角方向に比べて大きいので、ＶＴＣとしては中間ロック位置から進角方向への制御範囲が遅角方向への制御範囲に比べて広いことが分かる。

言い換えると、中間ロック位置は全体の制御範囲の中央から最遅角位置寄りに設定されている。なお、本実施形態における解除ピストン１３の溝部１３ａには、楔部材（１）１６の溝嵌合部１６ａと楔部材（２）１７の溝嵌合部１７ａとが嵌合していない部分にストッパ１８が組み込まれており、楔部材（１）１６と楔部材（２）１７のストッパ１８方向の移動を規制することによって、楔部材１６，１７が平行ガイド部３ａから離れるのを防止している。特に、楔部材（２）１７は平行ガイド部３ａに近接した円周方向位置を維持することにより傾斜ガイド部７ａのステップ部７ｂから距離を置くことが出来るので、図５（ｂ）以降において軸方向に押し込まれた時にステップ部７ｂに引っかかってその動きを阻害されるのを予防できる。

図５（ｂ）は中間位置ロックが解除された状態で最遅角位置に位相制御されている状態を示している。本実施形態の位相変換では図２あるいは図４においてベーン６が相対回転してボディ２に突き当たることによって最遅角位置と最進角位置が決められる。したがって、図５（ｂ）における楔部材（１）１６は平行ガイド部３ａと傾斜ガイド部７ａとで完全に挟まれてはおらずそれらとの間に若干の円周方向隙間を有している。この状態ではまだ解除油圧室１４の油圧による力が勝って解除ピストン１３には左方向（図１）の力が作用しており、解除ピストン１３の溝部１３ａに溝嵌合部１６ａと溝嵌合部１７ａと嵌合した各楔部材は図中の左端位置（図５の図示例では下端位置）を維持している。

図５（ｃ）はエンジンが停止中あるいは停止後の始動時において、解除油圧室１４に油圧が供給されずロックバネ１５の力によって解除ピストン１３および各楔部材に右方向（図１）の力が作用している状態を示している。図５（ｂ）の状態から解除ピストン１３および各楔部材に作用する力が右方向（図５で示すカムシャフト側方向）に転ずることで、それらの部材が右方向に移動し傾斜ガイド部７ａが若干進角方向に変位している。図５（ｂ）の状態では各部材間に若干の円周方向隙間があるので解除ピストン１３および各楔部材がそれに相当する分だけ右方向に移動するのは容易に理解できるが、それ以上右方向に移動し傾斜ガイド部７ａが進角方向に変位しているのは、カムシャフト５に正負の領域にわたって変化する変動トルクが作用しているからである。

カムシャフト５や傾斜ガイド部７ａに正のトルクすなわち遅角方向のトルクが作用しても、楔部材（１）１６は楔角が小さいため摩擦抵抗が円周方向の力の分力に勝り、軸方向（左方向）に押し出されることがない。したがって、傾斜ガイド部７ａも遅角方向に戻されることがない。一方、傾斜ガイド部７ａに負のトルクすなわち進角方向のトルクが作用すると、傾斜ガイド部７ａは進角方向において楔部材（２）１７との間に隙間を有しているので、自由に進角方向に位相変換を行なう。結局、傾斜ガイド部７ａは変動トルクの周期で間欠的に進角方向の位相変換を行なう。

図５（ｄ）は図５（ｃ）の状態から更に進角方向の位相変換が進んだ状態を示す。進角方向の位相変換が進行するメカニズムは図５（ｃ）の所で説明したものと全く同じである。図５（ｄ）においては、楔部材（２）１７が右方向に移動した結果その右端部が傾斜ガイド部７ａのステップ部７ｂを過ぎて、傾斜ガイド部７ａと平行ガイド部３ａとの隙間が狭くなっている部分に大きく入り込んでいる。

図５（ｅ）は最終的に中間位置ロックとなった状態である。図５（ｄ）から図５（ｅ）まで進角方向の位相変換が進行するメカニズムはやはり図５（ｃ）の所で説明したものと全く同じである。図５（ｅ）では楔部材（１）１６、楔部材（２）１７、平行ガイド部３ａ、傾斜ガイド部７ａの各部材が円周方向に隙間無く密着しており、全くガタのない状態でＶＴＣとしての位相変換がロックされている。

通常、カムシャフトに作用する変動トルクは正負の領域にわたって変化するが、その平均値は正の値、すなわち、遅角方向のトルクである。したがって、エンジンの停止中や始動時においてカムシャフトの変動トルクのみが作用している状態では、前記の遅角方向の平均トルクによりＶＴＣが遅角方向に位相変換することが可能である。さらに、図５（ｃ）や図５（ｄ）における進角方向の位相変換メカニズムは、現在の位相が中間ロック位置よりも進角側にある時には遅角方向への位相変換メカニズムとなり、ＶＴＣが進角側から中間ロック位置に向かって自力で位相変換するのは容易である。

図５（ａ）から図５（ｅ）までの中間位置ロックの作動原理図は、カムシャフトに作用する変動トルクの平均値が遅角方向のトルクであるにも拘わらず、ＶＴＣが遅角側から中間ロック位置に向かって進角方向にも自力で位相変換することが可能であることを示している。結局、ＶＴＣはエンジン始動中などにおいて、どの位相からでも中間ロック位置に向かって自力で位相変換しロック状態とすることが可能である。

本実施形態では、また、傾斜ガイド部７ａにステップ部７ｂが形成してあることにより、図５（ａ）と図５（ｅ）との間の解除ピストン１３や各楔部材の軸方向移動量に対して図５（ａ）における各部材間の円周方向隙間が大きくなるので、限られた軸方向寸法の中で位相角制御時に大きな変換角を有するＶＴＣを提供することができる。

「第２の実施形態」
次に、本発明の第２の実施形態に係る中間位置ロック機能を有する内燃機関用カム軸位相可変装置について、図６ないし図１０を参照しながら以下詳細に説明する。図６は本発明の第２の実施形態に係る位相可変装置の中間位置ロック解除状態での側断面図であって図７におけるＦ−Ｆ断面図である。図７は図６におけるＧ−Ｇ断面による横断面図である。図８は第２の実施形態の中間位置ロック状態での側断面図であって図９におけるＨ−Ｈ断面図である。図９は図８におけるＩ−Ｉ断面による横断面図である。図１０は図７と図９における円周Ｊ断面をそれぞれ平面上に展開したものであって中間位置ロックの作動を説明する図である。図１１、図１２、図１３、図１４、図１５は第２の実施形態の構成部品である傾斜ガイド、楔部材（３）、オルダムリング、平行ガイド、スラストガイドネジの単体形状を示す図である。

第２の実施形態においては、ボディ１９、フロントプレート２０、ベーン２１、傾斜ガイド２２、解除ピストン２３、解除油圧室２４、ロックバネ２５、楔部材（３）２６、楔部材（４）２７、ストッパ２８、センターボルト３３、などの部材の形状が第１の実施形態のそれに対して変更しており、さらに、オルダムリング２９（半径方向には微小に移動可能で回転方向には一体となって駆動されるように結合するもの（Ｏｌｄｈａｍ’ｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ））、平行ガイド３０、スラストガイドネジ３１、スリーブ３２などの部材が追加されている。

図１１において、傾斜ガイド２２は傾斜ガイド部２２とステップ部２２ｂとピストン支持部２２ｃからなり、図示のような構造を有している。図１２において、楔部材（３）２６は溝嵌合部２６（解除ピストン２３の溝部２３ａに嵌合）を有している。図１３において、オルダムリング２９はキー部（１）２９ａ（プロントプレートのキー溝部２０ａに嵌合）とその反対面側にキー部（２）２９ｂ（平行ガイドのキー溝部３０ｂに嵌合）からなり、図示のように配列されている。図１４において、平行ガイド３０は、平行ガイド部３０ａとキー溝部３０ｂ（キー部（２）と嵌合）とカット部３０ｃ（ピストン支持部に対面）とからなり、図示のような構造をしている。図１５にはスラストガイドネジ３１の構造を示している。

第２の実施形態においては、フロントプレート２０には平行ガイド部は形成されておらず、別部材の平行ガイド３０に平行ガイド部３０ａ（平行ガイド３０の内周縁部から軸方向に植立した部材）が形成されている。平行ガイド３０はフロントプレート２０とオルダムリング２９を介して連結されている。オルダムリング２９の２箇所のキー部（１）２９ａがフロントプレート２０の２箇所のキー溝部２０ａに嵌入し、別の２箇所のキー部（２）２９ｂが平行ガイド３０の２箇所のキー溝部３０ｂに嵌入しており、平行ガイド３０はフロントプレート２０に対して軸直角面内で並進運動は行なえるが相対回転は出来ない。平行ガイド３０とオルダムリング２９はフロントプレート２０を挟んでボディ１９にネジ止めされたスラストガイドネジ３１の頭部によりフロント側（図７の手前方向）への移動を規制されている。

平行ガイド３０に形成された平行ガイド部３０ａは、カムシャフト５やベーン２１にセンターボルト３３により固定された傾斜ガイド２２の傾斜ガイド部２２ａと同一の配置半径上の円周方向に交互に配列されている。図７、図９、図１０の各図から分かるように、本実施形態においては平行ガイド部３０ａと傾斜ガイド部２２ａをそれぞれ２箇所ずつ有しており、円周方向のそれらの間に４個の楔部材が組み込まれている。その内訳は傾斜ガイド部２２ａの遅角方向に隣接して組み込まれた楔部材（３）２６が２個、進角方向に隣接して組み込まれた楔部材（４）２７が２個である。

傾斜ガイド部２２ａには第１の実施形態と同様な目的でステップ部２２ｂが形成されている。各平行ガイド部３０ａには円周方向中央付近にカット部３０ｃが設けられ、その空間に傾斜ガイド２２のピストン支持部２２ｃが配置されている。それらは一見傾斜ガイド部２２ａのように傾斜した輪郭を有しているが、単に強度上の理由に基づいた形状であり、傾斜ガイド部２２ａのように楔部材と密着するための形状ではない。傾斜ガイド２２のピストン支持部２２ｃの機能はその外周面で解除ピストン２３の内周面を案内し、解除ピストン２３が傾斜しないように姿勢を安定化することである。平行ガイド部３０ａの内周面にはスリーブ３２の外周面が圧入で固定されているが、スリーブ３２は楔部材（３）２６および楔部材（４）２７が内周側へ脱落するのを防止するものである。

解除ピストン２３は第１の実施形態と同様に解除油圧室２４の油圧による力の有無により図６と図８の間で軸方向に移動する。その際、解除ピストン２３の溝部２３ａに、溝嵌合部２６ａと溝嵌合部２７ａが嵌合している楔部材（３）２６と楔部材（４）２７も軸方向に解除ピストン２３とともに移動して中間位置ロック解除状態と中間位置ロック状態との間の状態変化を行なうが、これは第１の実施形態の場合と同様である。

第２の実施形態において、その構造上の特徴は、前述したように、平行ガイド部３０ａと傾斜ガイド部２２ａを２箇所ずつ有し、それらの間に組み込まれた楔部材（３）２６と楔部材（４）２７もそれぞれ２個ずつ有していることである。この結果、ＶＴＣが上記の各部材によって中間位置ロック状態（図９と図１０（ｂ）の状態）にあるときに、カムシャフト５の変動トルクが遅角方向のトルクとなると互いに円周Ｊ（図９参照）上の対向した位置にある２個の楔部材（３）２６を介して傾斜ガイド部２２ａと平行ガイド部３０ａとの間に作用する偶力で前記変動トルクを支持する。また、カムシャフト５の変動トルクが進角方向のトルクとなると２個の楔部材（４）２７を介して作用する偶力でこれを支持する。それらの偶力における腕の長さは平均的にはほぼ円周Ｊの直径と考えられるから、前記偶力を構成する各楔部材への作用力の大きさは、カムシャフトの変動トルクを円周Ｊの直径で除した値となる。

これに比較して、第１の実施形態においては、平行ガイド部３ａと傾斜ガイド部７ａを１箇所ずつしか有しておらず、遅角方向トルクまたは進角方向トルクは楔部材（１）１６と楔部材（２）１７のいずれか一箇所における作用力と平行ガイド部３ａと傾斜ガイド部７ａとの回転対偶中心部すなわち中心軸近傍における作用力で構成する偶力で支持する。こちらの偶力における腕の長さは平均的には円周Ｅの半径であり、偶力を構成する各作用力の大きさは、カムシャフト５の変動トルクを円周Ｅ（図４参照）の半径で除した値となる。同じ変動トルクの値であれば円周Ｅと円周Ｊの大きさが極端に変わらない限り、各楔部材に作用する円周方向の力は第２の実施形態のほうが小さくなることは明白である。すなわち、第２の実施形態によれば各楔部材における面圧を低減でき、信頼性を向上させることができる。

また、第２の実施形態において平行ガイド部３０ａの形成された平行ガイド３０は、オルダムリング２９を介して取り付けられているためフロントプレート２０に対して軸直角面内で並進運動が可能である。このため、中間位置ロック時にカムシャフト５のトルク変動により対向する２つの楔部材を介して平行ガイド部３０ａに作用する２箇所の作用力の大きさが異なり完全な偶力でなかった場合には、平行ガイド３０に作用する力同士が完全には打ち消し合えず、残った並進方向の力によって平行ガイド３０が軸直角面内で並進運動を行なう。

この運動は２箇所の作用力中での大きい方の作用力を減少させ、小さい方の作用力を増大させるので、結局、両作用力が一致する場所で平行ガイド３０が安定する。すなわちこの構造に依れば、対向する２つの楔部材における作用力が必ずほぼ等しくなるので各楔部材における面圧を平準化でき、大きな面圧が部分的に発生するのを防止して信頼性を向上させることができる。

以上説明した本発明の実施形態に係る位相可変装置の特徴について、内燃機関用可変バルブタイミング機構ＶＴＣに適用した場合の構成例を用いて再度説明すると、まず、エンジンのクランク軸によりこれと同期して回転駆動される第１回転部材３（スプロケット１やボディ２も一体的構造）と、第１回転部材３を介して回転駆動されカム軸と一体に連結された第２回転部材６（傾斜ガイド７も一体的構造）とを設けている。さらに、第１回転部材３に対して第１ガイド部材３ａを回転せぬように取り付け、その第１ガイド部３ａをある配置半径位置において円周上の一部を占めるように配置し、第２回転部材６に対して第２ガイド部材７ａを回転せぬように取り付け、その第２ガイド部７ａを同じ配置半径位置において第１ガイド部３ａと円周方向に交互に配列するように配置している。また、前記の円周上で第１ガイド部３ａの一方の円周方向において第２ガイド部７ａとの間に楔部材（１）１６を配置し、第１ガイド部３ａの他方の円周方向において第２ガイド部７ａとの間に楔部材（２）１７を配置している。

更に、楔部材（１）１６と楔部材（２）１７とを同時に一方の軸方向に移動させようとするバネなどによる付勢手段１５と、楔部材（１）１６と楔部材（２）１７とを逆の軸方向に移動させる油圧ピストンなどによる駆動手段１３とを設けている。その際、各構成部品の形状は付勢手段１５によって楔部材（１）１６と楔部材（２）１７とが軸方向に移動してそれぞれが第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａの両方に密着する形状としている。なお、本発明を適用したこのＶＴＣには、上記の構成とは別に、エンジン始動後の通常の制御状態において第１回転部材３と第２回転部材６との位相を変化させるための位相変換機構（不図示）も組み込まれているものである。

この結果、本発明の実施形態によれば位相変換機構が機能せず各楔部材１６，１７が付勢手段１５により一方の軸方向に移動しようとしているエンジン停止時あるいは再始動時のクランキング中において、以下に説明する原理によりどの位置からでも位相変換範囲の中間位置にあるロック位置に向かう駆動力を発生することが出来る。上記の状態においては楔部材（１）１６および楔部材（２）１７が未だ第１ガイド部３ａおよび第２ガイド部７ａに密着しておらず、第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａがそれぞれ取り付けられた第１回転部材３（スプロケット１と一体化）と第２回転部材６（カムシャフト５と一体化）は互いに相対回転して位相変換することが可能である。

このとき、カムシャフト５にはバルブスプリングからの反力により正負の範囲にわたって変化する変動トルクが作用しており、これによって第１回転部材３と第２回転部材６とは相対的に中心軸回りの揺動運動を行おうとする。この結果、まず第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａとがカムシャフト５からの変動トルクにより楔部材（１）１６あるいは楔部材（２）１７のいずれかを挟みこむ状態となるが、楔部材（１）１６も楔部材（２）１７も楔角（それらの配置半径上のものを２次元の平面に展開した時に第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａとの接触部におけ接線方向同士が形成する角度）を十分小さくしてあるので、第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａとの挟み込まれる力によって各楔部材１６，１７が付勢手段１５とは逆の軸方向に押し返される力は摩擦抵抗に打ち消される。これは、変動トルクの方向が逆転して他方の楔部材が挟み込まれたときも同様である。

一方、カムシャフト５からの変動トルクは正負の範囲にわたって変化する過程で必ず絶対値がゼロ近傍となる状態を繰り返し、また、楔部材（１）１６および楔部材（２）１７が未だ第１ガイド部３ａおよび第２ガイド部７ａに密着していない時点では、第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａとで挟み込まれようとする楔部材が変化する瞬間に、必ずどちらの楔部材も挟み込まれていない状態が発生する。この状態においては楔部材（１）１６と楔部材（２）１７のいずれにも各ガイド部との間の接触力や摩擦抵抗が作用せず、それらは確実に付勢手段１５によって各ガイド部と密着する方向に移動する。

すなわち、楔部材（１）１６と楔部材（２）１７は逆方向に戻されること無しに付勢手段１５によって一方の軸方向に間欠的に移動し、必ず第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａの両方に密着する位置まで移動する。楔部材（１）１６と楔部材（２）１７とが同時に軸方向に移動するとすれば、それらが第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａの両方に密着できるのは第１回転部材３と第２回転部材６とがある所定の位相関係にある時のみであり、その位相を中間位置ロック位相に設定しておけば遅角方向からでも進角方向からでもカムシャフト５の変動トルクを利用して自力でロック位置に復帰することが出来る。１度この位置に収まれば各楔部材１６，１７は逆の軸方向に押し返されることがないので第１ガイド部３ａと第２ガイド部７ａの両方に密着したガタのない密着状態であるロック状態を維持する。

エンジンが始動した後に給油ポンプから十分な油圧が供給されるようになると油圧ピストンなどを用いた駆動手段が作動し、楔部材（１）１６と楔部材（２）１７を逆の軸方向に駆動し、それら１６，１７と第１ガイド部３ａおよび第２ガイド部７ａとの密着状態であるロック状態を解除する。この解除状態は第１回転部材３と第２回転部材６との相対回転を阻害するものが取り除かれた状態であり、本発明の構成とは別に組み込まれている従来の位相変換機構を用いて通常状態での位相変換制御を実行することができる。

本発明の第１の実施形態に係る位相可変装置の中間位置ロック解除状態での側断面図であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ断面による横断面図である。 第１の実施形態に係る位相可変装置の中間位置ロック状態での側断面図であって図４におけるＣ−Ｃ断面図である。 図３におけるＤ−Ｄ断面による横断面図である。 図２または図４における円周Ｅ断面を平面上に展開したものであって中間位置ロックの作動を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る位相可変装置の中間位置ロック解除状態での側断面図であって図７におけるＦ−Ｆ断面図である。 図６におけるＧ−Ｇ断面による横断面図である。 第２の実施形態の中間位置ロック状態での側断面図であって図９におけるＨ−Ｈ断面図である。 図８におけるＩ−Ｉ断面による横断面図である。 図７と図９における円周Ｊ断面をそれぞれ平面上に展開したものであって中間位置ロックの作動を説明する図である。 第２の実施形態の構成部品である傾斜ガイドの単体形状図である。 第２の実施形態の構成部品である楔部材（３）の単体形状図である。 第２の実施形態の構成部品であるオルダムリングの単体形状図である。 第２の実施形態の構成部品である平行ガイドの単体形状図である。 第２の実施形態の構成部品であるスラストガイドネジの単体形状図である。 従来技術に関する自動車エンジンに用いられる可変バルブタイミング機構の概要を示す図である。 従来技術に関する可変バルブタイミング機構が奏する機能と効果を説明する図である。

符号の説明

１…スプロケット、１ａ…歯部、２…ボディ、３…フロントプレート、３ａ…平行ガイド部、４…ボルト、５…カムシャフト、６…ベーン、６ａ…逃げ部、７…傾斜ガイド、７ａ…傾斜ガイド部、７ｂ…ステップ部、８…バネホルダ、９…センターボルト、１０…遅角油圧室、１１…進角油圧室、１２…アペックスシール、１３…解除ピストン、１３ａ…溝部、１４…解除油圧室、１５…ロックバネ、１６…楔部材（１）、１６ａ…溝嵌合部、１７…楔部材（２）、１７ａ…溝嵌合部、１８…ストッパ、１９…ボディ、２０…フロントプレート、２０ａ…キー溝部、２１…ベーン、２２…傾斜ガイド、２２ａ…傾斜ガイド部、２２ｂ…ステップ部、２２ｃ…ピストン支持部、２３…解除ピストン、２３ａ…溝部、２４…解除油圧室、２５…ロックバネ、２６…楔部材（３）、２６ａ…溝嵌合部、２７…楔部材（４）、２７ａ…溝嵌合部、２８…ストッパ、２９…オルダムリング、２９ａ…キー部（１）、２９ｂ…キー部（２）、３０…平行ガイド、３０ａ…平行ガイド部、３０ｂ…キー溝部、３０ｃ…カット部、３１…スラストガイドネジ、３２…スリーブ、３３…センターボルト、３４…遅角油圧室、３５…進角油圧室

Claims (11)

1. 第１回転部材と、前記第１回転部材を介して回転駆動される第２回転部材とを有し、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対的な回転方向位置である位相角を制御する位相可変装置において、
   前記第１回転部材から前記第２回転部材への動力伝達経路における上流側の部材に相対回転ができないように取り付けた第１ガイド部と、下流側の部材に相対回転ができないように取り付けた第２ガイド部とを同一配置半径位置において円周方向に交互に配列し、
   前記円周上で前記第１ガイド部の一方の円周方向の端部において前記第２ガイド部との間に第１楔部材を配置し、前記第１ガイド部の他方の円周方向の端部において前記第２ガイド部との間に第２楔部材を配置し、前記円周上で、前記第１ガイド部、前記第１楔部材、前記第２ガイド部、及び第２楔部材によって全周を形成し、
   前記第１楔部材と前記第２楔部材を同時に前記第２回転部材の回転軸の一方の軸方向に移動させようとする付勢手段と、前記第２回転部材の回転軸の前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向に移動させる駆動手段とを設け、
   前記付勢手段によって、前記第１楔部材と前記第２楔部材が前記一方の軸方向に移動して各楔部材が前記一方の円周方向の端部と前記他方の円周方向の端部で両ガイド部に密着し、
   前記第１ガイド部と前記第２ガイド部は、両ガイド部間の円周方向隙間がいずれも前記一方の軸方向に向かって減少する形状を有し、
   前記円周方向隙間内に配置された前記第１楔部材と前記第２楔部材も前記一方の軸方向に向かって円周方向寸法が減少する形状を有する
   ことを特徴とする位相可変装置。
2. 第１回転部材と、前記第１回転部材を介して回転駆動される第２回転部材とを有し、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対的な回転方向位置である位相角を制御する位相可変装置において、
   前記第１回転部材に対して回転できないように取り付けられ或る配置半径位置において円周上の一部を占める第１ガイド部と、
   前記第２回転部材に対して回転できないように取り付けられ前記或る配置半径位置と同一の配置半径位置において前記第１ガイド部と円周方向に交互に配列する第２ガイド部と、
   前記円周上で前記第１ガイド部の一方の円周方向の端部において前記第２ガイド部との間に配置された第１楔部材と、
   前記第１ガイド部の他方の円周方向の端部において前記第２ガイド部との間に配置された第２楔部材と、
   前記第１楔部材と前記第２楔部材とを同時に前記第２回転部材の回転軸の一方の軸方向に移動させようとする付勢手段と、
   前記第１楔部材と前記第２楔部材とを前記第２回転部材の回転軸の前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向に移動させる駆動手段と、を有し、
   前記円周上で、前記第１ガイド部、前記第１楔部材、前記第２ガイド部、及び第２楔部材によって全周を形成し、
   前記付勢手段によって前記第１楔部材と前記第２楔部材とが前記一方の軸方向に移動して前記第１楔部材および前記第２楔部材が前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の両方に密着し、
   前記第１ガイド部と前記第２ガイド部は、両ガイド部間の円周方向隙間がいずれも前記一方の軸方向に向かって減少する形状を有し、
   前記円周方向隙間内に配置された前記第１楔部材と前記第２楔部材も前記一方の軸方向に向かって円周方向寸法が減少する形状を有する
   ことを特徴とする位相可変装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１楔部材と前記第２楔部材とを前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向に移動させる駆動手段は、その駆動力として油圧を利用することを特徴とする位相可変装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つの請求項において、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材との間の位相変化に連動して互いに逆方向に容積の増減する複数の油圧室を有し、
   前記第１楔部材と前記第２楔部材とを前記駆動手段により前記前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向に移動させた状態で、各油圧室への油圧の給排制御で前記位相変化を行う
   ことを特徴とする位相可変装置。
5. 請求項１から３のいずれか１つの請求項において、
   前記第１楔部材と前記第２楔部材は、２対以上の第１と第２の楔部材からなり、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部も、２対以上の第１と第２のガイド部からなる
   ことを特徴とする位相可変装置。
6. 請求項５において、
   前記２対以上の第１ガイド部と第２ガイド部は、前記前記第２回転部材の回転軸の一方の軸方向との直角面内で相対的な並進運動を行うことを特徴とする位相可変装置。
7. 請求項１、２または３において、
   前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の少なくとも一方には、前記駆動手段により、前記第２回転部材の回転軸の前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向の一端に移動した第１楔部材および第２楔部材の占める前記他方の軸方向の位置範囲に対応する切欠き部が形成され、
   前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の円周方向隙間が前記切欠き部によってステップ的に変化する
   ことを特徴とする位相可変装置。
8. 請求項１から７のいずれか１つの請求項において、
   前記第１回転部材はエンジンのクランク軸により回転駆動される回転部材であり、前記第２回転部材はカム軸と一体に連結された回転部材である
   ことを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。
9. クランクシャフトから回転力が伝達される第１回転体と、
   カムシャフトに回転力を伝達する第２回転体と、
   前記第１回転体と前記第２回転体に跨って設けられ、内燃機関の状態に応じて前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相を変更する位相変更機構と、
   前記位相変更機構による位相の変更に応じてそれぞれの面同士が離接する方向に相対移動し、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸の軸方向に沿って前記それぞれの面同士の離間距離が変化する離接部と、
   前記離接部のそれぞれの面間を移動自在に配置され、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸の一方の軸方向に移動したとき、前記離接部におけるそれぞれの面の両方に当接した状態で前記位相変更機構の位相を所定位置で拘束し、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸の前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向に移動したとき、前記離接部におけるそれぞれの面の少なくとも一方と離間して前記位相変更機構の位相拘束を解除する拘束部材と、
   前記拘束部材を内燃機関の状態に応じて移動させる拘束制御機構と、を備え、
   前記離間距離の変化する前記離接部と前記離接部におけるそれぞれの面内に介在する前記拘束部材とによって、前記回転軸の円周上の全周を形成し、
   前記離接部は、前記離間距離が前記一方の軸方向に向かって減少する形状を有し、
   前記離接部の円周方向隙間内に配置された前記拘束部材も前記一方の軸方向に向かって前記回転軸の円周方向寸法が減少する形状を有し、
   前記拘束部材は、前記位相変更機構の位相拘束を解除した状態であっても前記離接部におけるそれぞれの面の間に位置するように配置構成される
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御機構。
10. クランクシャフトから回転力が伝達される第１回転体と、
    カムシャフトに回転力を伝達する第２回転体と、
    前記第１回転体と前記第２回転体に跨って設けられ、内燃機関の状態に応じて前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相を変更する位相変更機構と、
    前記位相変更機構による位相の変更に応じて相対移動する一方の部材に設けられ一対の端面を有する複数の移動部と、
    前記移動部の移動方向の両側に移動自在に配置され、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸の一方の軸方向に同時に移動したとき、前記一対の端面にそれぞれが楔作用により当接して前記移動体を挟持して前記位相変更機構の位相を所定位置で拘束し、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸の前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向に同時に移動したとき、前記前記一対の端面とそれぞれが離間して楔作用が解除され前記位相変更機構の位相拘束を解除する対の拘束部材と、
    前記対の拘束部材を内燃機関の状態に応じて移動させる拘束制御機構と、を備え、
    前記一対の端面を有する移動部と前記移動部の両側に配置された前記対の拘束部材とによって、前記回転軸の円周上の全周を形成し、
    前記移動部は、前記移動部同士の間の端面距離が前記一方の軸方向に向かって減少する形状を有し、
    前記移動部同士の間に配置された前記拘束部材も前記一方の軸方向に向かって前記回転軸の円周方向寸法が減少する形状を有し、
    前記対の拘束部材は、前記位相変更機構の位相拘束を解除した状態であっても前記一対の端面の少なくとも一方と対向する状態を維持するように配置構成される
    ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御機構。
11. クランクシャフトから回転力が伝達される第１回転体と、
    カムシャフトに回転力を伝達する第２回転体と、
    前記第１回転体と前記第２回転体に跨って設けられ、内燃機関の状態に応じて前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相を変更する位相変更機構と、
    前記第１と第２の回転体の回転軸の一方の軸方向に移動することにより前記位相変更機構の位相を所定位置で拘束し、前記回転軸の前記一方の軸方向とは逆方向である他方の軸方向に移動することにより前記位相変更機構の位相拘束を解除する拘束部材と、
    前記拘束部材を内燃機関の状態に応じて移動させる拘束制御機構と、
    前記拘束部材を拘束位置まで案内する案内手段と、を備え、
    前記案内部材は一対の端面を有していて且つ前記拘束部材は楔形状を有しており、前記拘束部材の前記一方の軸方向への移動により前記一対の端面で拘束部材が前記楔形状によって前記拘束位置で拘束され、前記拘束部材の前記他方の軸方向への移動により拘束を解除され、
    前記一対の端面を有する前記案内部材と前記案内部材の両側に配置された前記拘束部材とによって、前記回転軸の円周上の全周を形成し、
    前記案内部材は、前記案内部材同士の間の端面距離が前記一方の軸方向に向かって減少する形状を有し、
    前記案内部材同士の間に配置された前記拘束部材も前記一方の軸方向に向かって前記回転軸の円周方向寸法が減少する形状を有し、
    前記拘束部材は、常に前記案内手段で案内される範囲内で移動するように配置構成される
    ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御機構。

Images