JP3262207B2 - 内燃機関用バルブタイミング調整装置 - Google Patents

内燃機関用バルブタイミング調整装置

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JP3262207B2
JP3262207B2 JP26216596A JP26216596A JP3262207B2 JP 3262207 B2 JP3262207 B2 JP 3262207B2 JP 26216596 A JP26216596 A JP 26216596A JP 26216596 A JP26216596 A JP 26216596A JP 3262207 B2 JP3262207 B2 JP 3262207B2
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輝生 片岡
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

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（以下、
「内燃機関」をエンジンという）の吸気弁および排気弁
の少なくともいずれか一方の開閉タイミング（以下、
「開閉タイミング」をバルブタイミングという）を運転
条件に応じて変更するためのバルブタイミング調整装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジン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を
介してカムシャフトを駆動し、タイミングプーリやチェ
ーンスプロケットとカムシャフトとの相対回動による位
相差により吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一
方のバルブタイミングを制御するベーン式のバルブタイ
ミング調整装置として、特開平１−９２５０４号公報に
開示されているものが知られている。
【０００３】特開平１−９２５０４号公報に開示されて
いるものでは、タイミングプーリに対してカムシャフト
が最遅角位置または最進角位置にあるときに、タイミン
グプーリ側回転体およびカムシャフト側回転体のいずれ
か一方に設けた穴に他方に設けたピストンが径方向に嵌
合し、両回転体の相対回動を拘束している。これによ
り、タイミングプーリに対してカムシャフトが最遅角位
置または最進角位置にあるときに吸気弁または排気弁の
駆動に伴いカムシャフトが正・負のトルク変動を受けて
も、タイミングプーリ側回転体とカムシャフト側回転体
との打音発生を防止することができる。
【０００４】ピストンが穴に嵌合した状態からタイミン
グプーリに対するカムシャフトの位相を変化させるとき
には、油圧を切り換えることによりピストンが一方の穴
から抜け出し、タイミングプーリ側回転体とカムシャフ
ト側回転体との相対回動が可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たタイミングプーリ側回転体とカムシャフト側回転体と
の相対回動を規制するピストンを有する従来のバルブタ
イミング装置では、エンジン低回転時における作動油圧
の低圧時、ピストンが穴から抜けきらずタイミングプー
リ側回転体とカムシャフト側回転体との相対回動を制御
できなくなることがある。また、ピストンが穴に嵌合し
た状態で作動油圧が加わるとカムシャフト側回転体の回
転力によりピストンおよびピストン周囲の部材が損傷す
る恐れがある。
【０００６】ピストンが一旦穴から抜け出たとしても、
タイミングプーリ側回転体とカムシャフト側回転体との
相対回動が可能となったとき、カムシャフト側回転体の
回動に伴い油圧室の容積が増加して油圧が下がることに
より、再びピストンが穴に戻ることがある。したがっ
て、作動油圧が所定圧以上になるまでピストンは穴から
出たり入ったりを繰り返すことになる。このようなピス
トンの動きにカムシャフトが受けるトルク変動が同期す
るとカムシャフト側回転体が振動し、タイミングプーリ
側回転体とカムシャフト側回転体とが衝突して衝突音を
発生するという問題がある。
【０００７】バルブタイミング装置に作動油を供給する
油圧ポンプは通常エンジンに潤滑油を供給するポンプを
兼ねており、油圧供給能力に制約がある。油圧ポンプの
駆動能力を高めるか、バルブタイミング調整装置専用の
油圧ポンプを設置すれば低油圧の問題は解消できるが、
限られた空間に設置することが困難であることに加え、
装置コストが増大するという問題がある。
【０００８】ピストンを大型化して大きな受圧面を確保
することも考えられるが、装置の体格が大きくなるとい
う問題がある。装置の小型化が要求される状況におい
て、受圧面積の増加にも制約がある。さらに、ピストン
を穴から抜け出させる油圧として、進角および遅角の互
いに反対方向にそれぞれカムシャフト側回転体を駆動す
る２種類の油圧を導入しピストンに両油圧の受圧面を設
ける場合、受圧面積の大きさにさらに制約が加わる。
【０００９】また、ピストンを穴に嵌合する方向に付勢
するスプリングの付勢力を弱めることにより、低油圧時
にもピストンの穴からの抜けを可能にすることはできる
が、所定油圧に上昇する前にピストンが抜け、カムシャ
フトが受けるトルク変動によりカムシャフト側回転体が
振動するという問題がある。またスプリングの付勢力を
弱めると、作動油中に混入した異物がピストンの摺動部
に入り込みピストンの動きが妨げられるという問題も発
生する。
【００１０】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、作動流体の低圧時においてもハウ
ジング部材とベーン部材との拘束を確実に解除し、バル
ブタイミングを制御可能なバルブタイミング調整装置を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１または
２記載のエンジン用バルブタイミング調整装置による
と、収容室の一方の周方向端部側から他方の周方向端部
側にベーン部材を相対回転させる第１流体圧力と、第１
流体圧力と反対方向にベーン部材を相対回転させる第２
流体圧力とを駆動手段が供給し、収容室の一方の周方向
端部でハウジング部材とベーン部材との相対回動を拘束
する拘束手段において、第１流体圧力を受ける当接部の
第１の受圧面の受圧面積を第２流体圧力を受ける第２の
受圧面の受圧面積よりも大きくなるように設定してい
る。これにより、流体供給源を大型化して作動流体圧力
を増加させることなく、ならびに当接部を大型化して受
圧面積を増加させることなく、作動流体の低圧時におい
ても拘束手段によるハウジング部材とベーン部材との拘
束が確実に解除される。したがって、ハウジング部材と
ベーン部材との相対回動が可能となる。
【００１２】また本発明の請求項１記載のエンジン用バ
ルブタイミング調整装置によると、作動流体の低圧時に
おいても最遅角位置におけるハウジング部材とベーン部
材との拘束が確実に解除され、駆動軸に対して従動軸を
進角させることができる。このようなバルブタイミング
調整装置を駆動軸に対して従動軸が最遅角位置にあると
きが初期位置である吸気弁のタイミング制御に用いれ
ば、初期位置から確実に吸気弁を進角方向に制御可能に
なる。
【００１３】また本発明の請求項２記載のエンジン用バ
ルブタイミング調整装置によると、作動流体の低圧時に
おいても最進角位置におけるハウジング部材とベーン部
材との拘束が確実に解除され、駆動軸に対して従動軸を
遅角させることができる。このようなバルブタイミング
調整装置を駆動軸に対して従動軸が最進角位置にあると
きが初期位置である排気弁のタイミング制御に用いれ
ば、初期位置から確実に排気弁を遅角方向に制御可能に
なる。
【００１４】本発明の請求項３記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、ハウジング部材に対して
ベーン部材を相対回動させる流体圧力を圧力室から当接
部に導入することにより、当接部に加わる流体圧力が圧
力室よりも先に上昇することを防止できる。これによ
り、ハウジング部材に対してベーン部材を相対回動可能
な所定圧にまで圧力室の流体圧力が達する前に拘束手段
による拘束が解除されることを防止できるので、従動軸
が受けるトルク変動によりハウジング部材とベーン部材
とが衝突することを防止できる。
【００１５】本発明の請求項４記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、駆動軸の駆動力をタイミ
ングプーリで受ける構成において、収容室からカバー内
に漏れ出た作動流体および空気をタイミングプーリから
離隔した位置に排出する排出通路を有している。これに
より、作動流体が例えば油の場合、漏れ出た油にタイミ
ングベルトが濡れて滑ることを防止できる。さらに、作
動流体供給時に収容室の残留空気が加圧され、この空気
圧により拘束手段による拘束が所望時期以外で解除され
ることを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例によるエンジン用バ
ルブタイミング調整装置を図１および図２に示す。第１
実施例のバルブタイミング調整装置は油圧制御式であ
り、吸気弁のバルブタイミングを制御する。
【００１７】図１に示すハウジング部材の一方の側壁で
あるタイミングギア１は、図示しないギア列により図示
しないエンジンの駆動軸としてのクランクシャフトと結
合して駆動力を伝達され、クランクシャフトと同期して
回転する。従動軸としてのカムシャフト２は、タイミン
グギア１から駆動力を伝達され、図示しない吸気弁を開
閉駆動する。カムシャフト２は、タイミングギア１に対
し所定の位相差をおいて回動可能である。タイミングギ
ア１およびカムシャフト２は図１に示す矢印Ｘ方向から
みて時計方向に回転する。以下この回転方向を進角方向
とする。
【００１８】タイミングギア１とシューハウジング３と
の間には、薄板上に形成されたリアプレート１８が介在
している。リアプレート１８はタイミングギア１とシュ
ーハウジング３との間からの油漏れを防止している。タ
イミングギア１、シューハウジング３およびリアプレー
ト１８は駆動側回転体としてハウジング部材を構成し、
ボルト２０により同軸上に固定されている。
【００１９】シューハウジング３は周壁４と他方の側壁
であるフロントプレート５とからなり一体に形成されて
いる。図２に示すように、シューハウジング３は周方向
にほぼ等間隔に台形状に形成されたシュー３ａ、３ｂ、
３ｃを有している。シュー３ａ、３ｂ、３ｃの周方向の
三箇所の間隙にはそれぞれベーン部材としてのベーン９
ａ、９ｂ、９ｃを収容する収容室としての扇状空間部４
０が形成されており、シュー３ａ、３ｂ、３ｃの内周面
は断面円弧状に形成されている。
【００２０】図２に示すように、ベーン部材としてのベ
ーンロータ９は周方向にほぼ等間隔にベーン９ａ、９
ｂ、９ｃを有し、このベーン９ａ、９ｂ、９ｃがシュー
３ａ、３ｂ、３ｃの周方向の間隙に形成されている扇状
空間部内に回動可能に収容されている。図２に示す遅角
方向、進角方向を表す矢印は、シューハウジング３に対
するベーンロータ９の遅角方向、進角方向を表してい
る。図１に示すように、ベーンロータ９およびブッシュ
６は、ボルト２１によりカムシャフト２に一体に固定さ
れており、従動側回転体を構成している。
【００２１】カムシャフト２およびブッシュ６はそれぞ
れタイミングギア１の内周壁１ａおよびフロントプレー
ト５の内周壁５ａに相対回動可能に嵌合している。した
がって、カムシャフト２およびベーンロータ９はタイミ
ングギア１およびシューハウジング３に対して同軸に相
対回動可能である。タイミングギア１の内周壁１ａおよ
びフロントプレート５の内周壁５ａは従動側回転体の軸
受け部を構成している。
【００２２】図２に示すように、シール部材１６はベー
ンロータ９の外周壁に嵌合している。ベーンロータ９の
外周壁と周壁４の内周壁との間には微小クリアランスが
設けられており、このクリアランスを介して油圧室間に
作動油が漏れることをシール部材１６により防止してい
る。シール部材１６はそれぞれ板ばね１７の付勢力によ
り周壁４に向けて押されている。
【００２３】図１に示すように、ガイドリング１９は収
容孔２３を形成するベーン９ａの内壁に圧入保持され、
このガイドリング１９に当接部としてのストッパピスト
ン７が挿入されている。ストッパピストン７は有底の円
筒部７ａと円筒部７ａの開口端部に設けられたフランジ
部７ｂとからなる。ストッパピストン７はカムシャフト
２の軸方向に摺動可能にガイドリング１９に収容され、
かつ付勢手段としてのスプリング８によりフロントプレ
ート５側に付勢されている。フロントプレート５に形成
されたストッパ穴５ｂに被当接部としてのテーパ穴２２
ａを有するガイドリング２２が圧入保持されており、ス
トッパピストン７はテーパ穴２２ａに嵌合可能である。
ストッパピストン７がテーパ穴２２ａに嵌合した状態で
はシューハウジング３に対するベーンロータ９の相対回
動は拘束されている。ストッパピストン７とテーパ穴２
２ａとは拘束手段を構成している。
【００２４】フランジ部７ｂの左側の油圧室２９は、図
２に示す油路３６を介して後述する遅角油圧室１０と連
通している。また、円筒部７ａの先端側に形成された油
圧室３０は、図２に示す油路３７を介して後述する進角
油圧室１５と連通している。油圧室３０の油圧を受ける
円筒部７ａの第１の受圧面の面積は、油圧室２９の油圧
を受けるフランジ部７ｂの第２の受圧面の面積よりも大
きくなるように設定されている。第１の受圧面および第
２の受圧面がそれぞれ油圧室３０および油圧室２９の作
動油から受ける力はテーパ穴２２ａからストッパピスト
ン７を抜け出させる方向に働く。第１の受圧面の受圧面
積は円筒部７ａの断面積にほぼ等しく、第２の受圧面の
受圧面積はフランジ部７ｂと円筒部７ａの径差に相当す
る環状部の面積にほぼ等しい。遅角油圧室１０または進
角油圧室１５に所定圧以上の作動油が供給されると、こ
れら作動油の油圧によりスプリング８の付勢力に抗して
ストッパピストン７はテーパ穴２２ａから抜け出す。
【００２５】ストッパピストン７の位置とテーパ穴２２
ａの位置とは、シューハウジング３に対してベーンロー
タ９が最遅角位置にあるとき、つまりクランクシャフト
に対してカムシャフト２が最遅角位置にあるときにスプ
リング８の付勢力によりストッパピストン７がテーパ穴
２２ａに嵌合可能なように設定されている。図１に示す
ように、タイミングギア１に形成された連通路２５はベ
ーン９ａに形成された連通路２４を介してフランジ部７
ｂよりも右側の収容孔２３に連通するとともに大気開放
されているので、ストッパピストン７の移動が妨げられ
ない。
【００２６】図２に示すように、シュー３ａとベーン９
ａとの間に遅角油圧室１０が形成され、シュー３ｂとベ
ーン９ｂとの間に遅角油圧室１１が形成され、シュー３
ｃとベーン９ｃとの間に遅角油圧室１２が形成されてい
る。また、シュー３ａとベーン９ｂとの間に進角油圧室
１３が形成され、シュー３ｂとベーン９ｃとの間に進角
油圧室１４が形成され、シュー３ｃとベーン９ａとの間
に進角油圧室１５が形成されている。
【００２７】図１に示すようにベーンロータ９のボス部
９ｄには、カムシャフト２との当接部において油路３１
が設けられており、ブッシュ６との当接部において油路
３２が設けられている。油路３１および３２はそれぞれ
円弧状に形成されている。油路３１は、油路２６を介し
て図示しない駆動手段としての油圧ポンプまたはドレイ
ンと連通している。油圧ポンプはエンジン潤滑油の駆動
源を兼ねている。さらに油路３１は、図示しない油路に
より遅角油圧室１０、１１、１２と連通しており、図２
に示す油路３６を介して油圧室２９と連通している。遅
角油圧室１０、１１、１２に供給される作動油の油圧は
第２流体圧力である。
【００２８】油路３２は、図１に示す油路２７を介して
油圧ポンプまたはドレインと連通している。さらに油路
３２は、図２に示すように油路３３、３４、３５を介し
て進角油圧室１３、１４、１５と連通しており、進角油
圧室１５、油路３７を介して油圧室３０と連通してい
る。進角油圧室１３、１４、１５に供給される作動油の
油圧は第１流体圧力である。
【００２９】次に、バルブタイミング調整装置の作動を
説明する。エンジン始動時、油圧ポンプから作動油が油
圧室２９および３０にまだ導入されていないとき、クラ
ンクシャフトの回転に伴いベーンロータ９はシューハウ
ジング３に対して図２に示す最遅角位置にある。ストッ
パピストン７の円筒部７ａの先端部はスプリング８の付
勢力によりテーパ穴２２ａに嵌合しており、この嵌合に
よりベーンロータ９とシューハウジング３とは強固に拘
束されている。したがって、吸気弁を駆動する際にカム
シャフト２が正・負のトルク変動を受けても、ベーンロ
ータ９はシューハウジング３に対して遅角側および進角
側への動きを規制されることにより相対的な回転振動を
発生することはなく、シューハウジング３とベーンロー
タ９とが衝突して打音を発生することを防止する。
【００３０】エンジン始動後、まず各遅角油圧室に作動
油が供給される。油圧ポンプから作動油が供給される
と、油路３１から図示しない油路を介して遅角油圧室１
０、１１、１２に作動油が導入される。さらに遅角油圧
室１０から油路３６を介して油圧室２９に作動油が導入
される。遅角油圧室１０に供給される作動油の油圧が所
定圧以上になると、油圧室２９からストッパッピストン
７の第２の受圧面が受ける力により、図１に示すように
スプリング８の付勢力に抗してストッパピストン７はテ
ーパ穴２２ａから抜け出し、ベーンロータ９はシューハ
ウジング３との拘束を解除される。
【００３１】第２の受圧面の受圧面積は第１の受圧面の
受圧面積よりも小さいため、エンジン回転数が低い場合
ストパッピストン７がテーパ穴２２ａから抜け出すのに
必要な油圧に作動油圧が達せず、シューハウジング３と
ベーンロータ９とが拘束されたままになることがある。
しかしながら、シューハウジング３に対してベーンロー
タ９を進角させるまでは、テーパ穴２２ａにストッパピ
ストン７が嵌合しシューハウジング３とベーンロータ９
とが拘束されていても問題はない。
【００３２】ストッパピストン７がテーパ穴２２ａから
抜け出しても、ベーンロータ９は遅角油圧室１０、１
１、１２から遅角方向に油圧を受けるとともに、カムシ
ャフト２が受ける正・負のトルク変動の平均はシューハ
ウジング３に対してベーンロータ９を遅角側に付勢する
ので、ベーンロータ９はシューハウジング３に対して依
然として図２に示す最遅角位置、つまり収容室４０の一
方の周方向端部側に保持される。このため、ベーンロー
タ９とシューハウジング３との打音の発生は抑制され
る。
【００３３】次に、図２に示す状態から油圧を切換えて
遅角油圧室１０、１１、１２を大気開放し、進角油圧室
１３、１４、１５に作動油を供給すると、ストッパピス
トン７がテーパ穴２２ａから抜け出た状態でシューハウ
ジング３に対してベーンロータ９が図２の右方向、つま
り進角方向に移動する。このように各油圧室の油圧を調
整することにより、シューハウジング３に対するベーン
ロータ９の相対位相差、つまりクランクシャフトに対す
るカムシャフト２の相対位相差を制御することができ
る。
【００３４】図２に示す最遅角位置でエンジン回転数が
低下し遅角油圧室１０の油圧が低下すると、前述したよ
うにストッパピストン７がテーパ穴２２ａに嵌合するこ
ともある。作動油が高温の場合はさらに作動油の油圧が
低下する。しかしながら第１実施例では、進角油圧室１
５の油圧を受けるストッパピストン７の第１の受圧面の
受圧面積を遅角油圧室１０の油圧を受けるストッパピス
トン７の第２の受圧面の受圧面積よりも大きくしている
ので、進角油圧室１５の油圧が低圧の場合でもストッパ
ピストン７が拘束解除方向に受ける力はストッパピスト
ン７がテーパ穴２２ａから抜け出るのに必要な大きさに
なる。したがって、ストッパピストン７に拘束されずに
最遅角位置から進角側にベーンロータ９を確実にかつ速
やかに回転させることができる。さらに、ベーンロータ
９が進角側に回転しようとしているにも関わらずストッ
パピストン７がテーパ穴２２ａに嵌合したままになるこ
とを防止できるので、ストッパピストン７にベーンロー
タ９の回転力が加わることにより生じる部材の損傷を防
止できる。
【００３５】さらに、ベーン９ａが最遅角位置から進角
側に回転するのに伴い進角油圧室１５の容積が増加し、
進角油圧室１５とともに油圧室３０の油圧が低下して
も、ストッパピストン７はテーパ穴２２ａに嵌合せずに
テーパ穴２２ａから抜け出た状態を保持する。したがっ
て、ストッパピストン７に拘束されずに最遅角位置から
進角側にベーンロータ９を滑らかに回転させることがで
きる。
【００３６】シューハウジング３に対してベーンロータ
９が最遅角位置から進角側に回転するとストッパピスト
ン７とテーパ穴２２ａとの周方向位置がずれることによ
り、ストッパピストン７はテーパ穴２２ａに嵌合しなく
なる。エンジンが停止すると、遅角油圧室１０、１１、
１２、進角油圧室１３、１４、１５に作動油が供給され
なくなるので、カムシャフト２が受ける正・負のトルク
変動によりベーンロータ９はシューハウジング３に対し
図２に示す最遅角位置で停止する。油圧室２９、３０に
も作動油が供給されないので、ストッパピストン７はス
プリング８の付勢力によりテーパ穴２２ａに嵌合する。
【００３７】以上説明した第１実施例では、ストッパピ
ストン７の第１の受圧面積を第２の受圧面積よりも大き
くしたことにより、シューハウジング３に対してベーン
ロータ９が最遅角位置で拘束された状態からベーンロー
タ９が進角側に油圧を受けると、この進角側への油圧に
より限られた油圧ポンプの駆動力およびストッパピスト
ン７の受圧面積の中で確実にシューハウジング３とベー
ンロータ９との拘束を解除し、ベーンロータ９を進角側
に回転させることができる。
【００３８】また、スプリング８の付勢力を弱める必要
がないので、ストッパピストン７とガイドリング１９お
よび２２との摺動部に異物が侵入してもその抵抗に抗し
てストパッピストン７を移動させることができる。ま
た、第１の受圧面が油圧を受ける油圧室３０には進角油
圧室１５を経て作動油が供給されるので、進角油圧室１
５を経ずに専用の油路で作動油を供給する構成に比べ、
進角油圧室１５の圧力よりも油圧室３０の油圧が早く上
昇することがない。したがって、最遅角位置から進角側
へバルブタイミングを切換える際、進角油圧室の油圧が
ベーンロータ９を回転させるのに必要な所定圧に達する
前にストッパピストン７だけがテーパ穴２２ａから抜け
出す結果、ベーンロータ９がカムのトルク変動によりシ
ューハウジング３と衝突して打音を発生することを防止
できる。
【００３９】また、フロントプレート５とブッシュ６と
の摺動クリアランスの軸長が短いため、この摺動クリア
ランスから各油圧室の空気が容易に排出される。一方、
各油圧室の空気が抜けにくいと、例えばエンジン始動時
の図２に示す状態において遅角油圧室１０に残留した空
気が遅角油圧室１０に供給される作動油の圧力により圧
縮、加圧され、遅角油圧室１０の油圧が所定圧になる前
にストッパピストン７がテーパ穴２２ａから抜け出るこ
とがある。すると、遅角油圧室１０の油圧がカムの変動
トルクに抗してベーンロータ９を遅角側に押しつけるの
に必要な油圧に達する前にシューハウジング３とベーン
ロータ９との拘束が解除されるので、カムシャフト２が
受ける正・負のトルク変動によりベーンロータ９が振動
し、シューハウジング３とベーンロータ９とが衝突して
打音を発生する。第１実施例では、前述したようにフロ
ントプレート５とブッシュ６との摺動クリアランスから
各油圧室の空気が容易に抜け出るので、このような問題
が発生しない。
【００４０】第１実施例では吸気弁を駆動するバルブタ
イミング調整装置について説明したが、第１実施例のバ
ルブタイミング調整装置により吸気弁および排気弁の両
方を駆動することも可能である。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図３および図４に
示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号
を付す。
【００４１】第２実施例のストッパピストン６０は、第
１実施例と同様に、シューハウジング３に対してベーン
ロータ９が最遅角位置になったときにストッパピストン
６０がガイドリング６２のテーパ穴６２ａに嵌合し、シ
ューハウジング３とベーンロータ９との相対回動を拘束
する。ストッパピストン６０の円筒部６０ａは第１実施
例のストッパピストン７の円筒部７ａに比べ径が小さく
なっており、ガイドリング６１、６２の内径も小さくな
っている。これにより、テーパ穴６２ａから抜け出る方
向に油圧室２９から油圧を受けるストッパピストン６０
の受圧面の受圧面積は、テーパ穴６２ａから抜け出る方
向に油圧室３０から油圧を受けるストッパピストン６０
の受圧面の受圧面積よりも大きくなっている。また、油
圧室２９は油路６４を介して進角油圧室１５と連通して
おり、油圧室３０は油路６３を介して遅角油圧室１０と
連通している。つまり、遅角油圧室１０および進角油圧
室１５と油圧室２９および油圧室３０との連通が第１実
施例と逆になっている。したがって、油圧室２９から拘
束解除方向に油圧を受けるストッパピストン６０の受圧
面が第１の受圧面になり、油圧室３０から拘束解除方向
に油圧を受けるストッパピストン６０の受圧面が第２の
受圧面になる。
【００４２】第２実施例では、ストッパピストン６０の
形状が第１実施例と異なっているが、遅角油圧室１０お
よび進角油圧室１５から油圧を受ける際のストッパピス
トン６０の作動は第１実施例と同じである。つまり、シ
ューハウジング３に対してベーンロータ９が最遅角位置
にある状態で作動油圧が低圧であっても、ストッパピス
トン６０はテーパ穴６２ａから確実に抜け出し、ベーン
ロータ９を進角側に回転させることができる。
【００４３】（第３実施例）本発明の第３実施例を図５
に示す。第２実施例と同一構成部分には同一符号を付
す。第３実施例に示すバルブタイミング調整装置は排気
弁のバルブタイミングを制御するものである。第３実施
例のストッパピストン６０の構造は第２実施例と同一で
ある。つまり、ストッパピストン６０の第１の受圧面お
よび第２の受圧面の位置は第２実施例と同一である。し
かし、第３実施例のストッパピストン６０は、図５に示
すシューハウジング３に対してベーンロータ９が最進角
位置になったときにストッパピストン６０がガイドリン
グのテーパ穴に嵌合し、シューハウジング３とベーンロ
ータ９との相対回動を拘束する。シューハウジング３に
対するベーンロータ９の最進角位置は収容室４０の一方
の周方向端部側である。
【００４４】ストッパピストン６０の第１の受圧面が受
ける油圧は油路６５を介して導入される遅角油圧室１０
の油圧であり、ストッパピストン６０の第２の受圧面が
受ける油圧は油路６６を介して導入される進角油圧室１
５の油圧である。図５に示す状態から遅角油圧室１０に
作動油を供給し、シューハウジング３に対してベーンロ
ータ９を遅角側に回動させる場合、エンジンの回転数が
低く、作動油圧が低圧の場合にも、ストッパピストン６
０がテーパ穴から確実に抜け出すのでベーンロータ９は
シューハウジング３に対して遅角方向に回転する。
【００４５】（第４実施例）本発明の第４実施例を図６
および図７に示す。第４実施例に示すバルブタイミング
調整装置は吸気弁のバルブタイミングを制御するもので
ある。ストッパピストン６０は、シューハウジング７５
に対してベーンロータ９が最遅角位置になったときにス
トッパピストン６０がガイドリング６２のテーパ穴６２
ａに嵌合し、シューハウジング７５とベーンロータ９と
の相対回動を拘束する。
【００４６】第４実施例のバルブタイミング装置では、
クランシャフトの駆動力をタイミングベルトを介してタ
イミングプーリ７０が受けている。タイミングプーリ７
０はフランジ部７１およびボス部７２からなる。タイミ
ングプーリ７０のボス部７２に形成した連通路７２ａは
大気開放されており、この連通路７２ａと収容孔２３と
が連通路２４を介して連通することにより、ストッパピ
ストン６０の移動を容易にしている。
【００４７】シューハウジング７５は周壁と側壁とが一
体に形成されており、周壁の開口側から径方向外側にフ
ランジ部７６が形成されている。タイミングプーリ７０
とシューハウジング７５はハウジング部材を構成し、フ
ランジ部７１とフランジ部７６とをボルト７７でねじ固
定することにより同軸上に固定されている。シューハウ
ジング７５は図７に示すように三個のベーン７５ａ、７
５ｂ、７５ｃを有している。
【００４８】ベーンロータ９およびブッシュ６は、ボル
ト８０によりカムシャフト２に一体に固定されている。
従動側回転体を構成するブッシュ６を軸受けするシュー
ハウジング７５の反タイミングプーリ側の側壁７５ｄは
カバー８１で覆われており、カバー８１はボルト８２に
よりシューハウジング７５にねじ固定されている。
【００４９】タイミングプーリ７０のボス部内周壁とカ
ムシャフト２との摺動クリアランスはシール長が長いの
でこの摺動クリアランスから各油圧室の空気および作動
油は漏れない。しかし、シューハウジング７５とブッシ
ュ６との摺動クリアランスはシール長が短いのでこの摺
動クリアランスから各油圧室の空気および作動油が漏れ
出る。カバー８１は、シューハウジング７５とブッシュ
６との摺動クリアランスから漏れ出た作動油がタイミン
グプーリ７０とタイミングベルトとの結合部にしみ込む
ことを防止し、タイミングベルトが滑ることを防止する
ために取り付けられている。
【００５０】カバー８１内に漏れ出た空気および作動油
は、ボルト８０に設けた油路８０ａ、カムシャフト２に
設けた油路２ａを介してタイミングプーリ７０から離隔
した位置で装置外に排出されるので、タイミングベルト
が作動油でぬれることを防止している。以上説明した本
発明の複数の実施例では、シューハウジングに対するベ
ーンロータの最遅角位置または最進角位置でシューハウ
ジングとベーンロータとの相対回動を拘束可能な拘束手
段として、ストッパピストンとテーパ穴を有するガイド
リングとを設けた。さらに、テーパ穴から抜け出る方向
に油圧を受ける受圧面としてストッパピストンに第１の
受圧面および第２の受圧面を設け、第１の受圧面の受圧
面積を第２の受圧面の受圧面積よりも大きく設定してい
る。これにより、最遅角位置で拘束される場合は第１の
受圧面に進角油圧室の油圧を加え、最進角位置で拘束さ
れる場合は第１の受圧面に遅角油圧室の油圧を加えるこ
とにより、拘束位置からベーンロータを進角方向または
遅角方向に回動させる場合、エンジン低回転時における
作動油圧の低圧時においても、ストッパピストンがテー
パ穴から確実に抜け出し、シューハウジングとベーンロ
ータとの相対回動、つまりクランクシャフトに対するカ
ムシャフトの相対位相制御を行うことができる。したが
って、駆動手段を大型化することなく、かつ当接部を大
型化することなく、限られた駆動手段の駆動力および当
接部の受圧面積の中で確実にバルブタイミングを調整で
きる。
【００５１】また本発明の複数の実施例では、ストッパ
ピストンが軸方向に移動してテーパ穴に嵌合したが、ス
トッパピストンが径方向に移動してテーパ穴に嵌合する
構成にすることも可能である。また本発明の複数の実施
例では、タイミングギアまたはタイミンプーリによりク
ランクシャフトの回転駆動力をカムシャフトに伝達する
構成を採用したが、チェーンスプロケット等を用いる構
成にすることも可能である。また、駆動軸としてのクラ
ンクシャフトの駆動力をベーン部材で受け、従動軸とし
てのカムシャフトとハウジング部材とを一体に回転させ
ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるバルブタイミング調
整装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の第２実施例によるバルブタイミング調
整装置を示す部分縦断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面における第２実施例のバル
ブタイミング調整装置を示す横断面図である。
【図５】本発明の第３実施例によるバルブタイミング調
整装置を示す横断面図である。
【図６】本発明の第４実施例によるバルブタイミング調
整装置を示す縦断面図である。
【図７】図６のVII −VII 線断面図である。
【符号の説明】
１ タイミングギア（ハウジング部材） ２ カムシャフト（従動軸） ３ シューハウジング（ハウジング部材） ３ａ、３ｂ、３ｃ シュー ４ 周壁（ハウジング部材） ５ フロントプレート（ハウジング部材） ６ ブッシュ ７ ストッパピストン（当接部） ９ ベーンロータ（ベーン部材） ９ａ、９ｂ、９ｃ ベーン（ベーン部材） １６ シール部材 ２２ ガイドリング ２２ａ テーパ穴（被当接部） ４０ 扇状空間部（収容室）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−60507（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−60508（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−250311（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−324612（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−324613（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−37721（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01L 1/34

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の駆動軸から内燃機関の吸気弁
    および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉する従動
    軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記駆
    動軸または前記従動軸のいずれか一方とともに回転する
    ハウジング部材と、 前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前
    記ハウジング部材内に形成された収容室に所定角度範囲
    に限って前記ハウジング部材に対して相対回動可能に収
    容されるベーン部材と、 前記ハウジング部材と前記ベーン部材とにそれぞれ設け
    られ、前記収容室の一方の周方向端部において互いに当
    接することにより前記ハウジング部材に対する前記ベー
    ン部材の相対回動を拘束する当接部および被当接部を含
    み、前記当接部の変位により拘束状態を解除可能に構成
    され、さらに前記被当接部との当接方向へ前記当接部を
    付勢する付勢手段を含む拘束手段と、 前記一方の周方向端部側から他方の周方向端部側に向け
    て前記ベーン部材を相対回転させる第１流体圧力、なら
    びに前記第１流体圧力と反対方向に前記ベーン部材を相
    対回転させる第２流体圧力を供給し、前記両流体圧力に
    よって前記付勢手段に抗して前記当接部を変位させて前
    記ハウジング部材と前記ベーン部材との拘束状態を解除
    する流体駆動式の駆動手段とを備え、 前記当接部は、前記第１流体圧力を受けて前記ハウジン
    グ部材と前記ベーン部材との拘束状態を解除する第１の
    受圧面、ならびに前記第２流体圧力を受けて前記ハウジ
    ング部材と前記ベーン部材との拘束状態を解除し前記第
    １の受圧面より受圧面積の小さい第２の受圧面を有し、前記ベーン部材の相対回動範囲内において前記駆動軸に
    対し前記従動軸が最遅角位置にあるときに前記当接部と
    前記被当接部とが当接し、前記第１流体圧力は、前記駆
    動軸に対し前記従動軸を進角側に駆動する流体圧力であ
    る ことを特徴とする内燃機関用バルブタイミング調整装
    置。
  2. 【請求項２】 内燃機関の駆動軸から内燃機関の吸気弁
    および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉する従動
    軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記駆
    動軸または前記従動軸のいずれか一方とともに回転する
    ハウジング部 材と、 前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前
    記ハウジング部材内に形成された収容室に所定角度範囲
    に限って前記ハウジング部材に対して相対回動可能に収
    容されるベーン部材と、 前記ハウジング部材と前記ベーン部材とにそれぞれ設け
    られ、前記収容室の一方の周方向端部において互いに当
    接することにより前記ハウジング部材に対する前記ベー
    ン部材の相対回動を拘束する当接部および被当接部を含
    み、前記当接部の変位により拘束状態を解除可能に構成
    され、さらに前記被当接部との当接方向へ前記当接部を
    付勢する付勢手段を含む拘束手段と、 前記一方の周方向端部側から他方の周方向端部側に向け
    て前記ベーン部材を相対回転させる第１流体圧力、なら
    びに前記第１流体圧力と反対方向に前記ベーン部材を相
    対回転させる第２流体圧力を供給し、前記両流体圧力に
    よって前記付勢手段に抗して前記当接部を変位させて前
    記ハウジング部材と前記ベーン部材との拘束状態を解除
    する流体駆動式の駆動手段とを備え、 前記当接部は、前記第１流体圧力を受けて前記ハウジン
    グ部材と前記ベーン部材との拘束状態を解除する第１の
    受圧面、ならびに前記第２流体圧力を受けて前記ハウジ
    ング部材と前記ベーン部材との拘束状態を解除し前記第
    １の受圧面より受圧面積の小さい第２の受圧面を有し、 前記ベーン部材の相対回動範囲内において前記駆動軸に
    対し前記従動軸が最進角位置にあるときに前記当接部と
    前記被当接部とが当接し、前記第１流体圧力は、前記駆
    動軸に対し前記従動軸を遅角側に駆動する流体圧力であ
    ることを特徴とする 内燃機関用バルブタイミング調整装
    置。
  3. 【請求項３】 前記ベーン部材により前記収容室を区画
    して形成される圧力室から前記両受圧面に流体圧力をそ
    れぞれ導入することを特徴とする請求項１または２記載
    の内燃機関用バルブタイミング調整装置。
  4. 【請求項４】 前記駆動軸の駆動力をタイミングプーリ
    で受ける内燃機関用バルブタイミング調整装置であっ
    て、前記従動軸を含み前記従動軸とともに回転する従動
    側回転体の軸受け部を覆うカバーを前記ハウジング部材
    の反タイミングプーリ側の側壁に取付け、前記軸受け部
    を介して前記カバー内に漏れ出る前記収容室の作動流体
    および空気を前記タイミングプーリから離隔した位置に
    排出する排出通路を有することを特徴とする請求項１、
    ２または３記載の内燃機関用バルブタイミング調整装
    置。
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