JP2000045723A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の始動時におけるベーンによる打音
の発生及び始動不良を確実に防止しつつ、その可変制御
領域を拡大させることができる動弁装置を提供するこ
と。 【解決手段】 位相制御機構１の回転部材（内部ロータ
２０）と回転伝達部材（外部ロータ３０、フロントプレ
ート４０、リアプレート５０）の相対位相が所定の位相
の時にカムシャフト１０により駆動される弁２０４の閉
時期を所定量進角させる補助可変機構２００を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気弁
又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される内燃
機関の動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の動弁装置の１つとして、カムシ
ャフトと共に回転する回転部材に所定範囲で相対回転可
能に外装されクランク軸のクランクスプロケット又はプ
ーリからの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記
回転部材に設けられた複数のベーンと、前記回転伝達部
材に設けられた突部と前記回転部材との間に形成され前
記ベーンによって進角用室と遅角用室とに夫々二分され
る複数の流体圧室と、前記進角用室に流体を給排する第
１流体通路と、遅角用室に流体を給排する第２流体通路
と、前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相が所定
の位相である時に前記回転部材と前記回転伝達部材の相
対位相を保持する位相保持機構とを備えたものがあり、
例えば、特開平１−９２５０４号公報や特開平９−２５
０３１０号公報に開示されている。

【０００３】上記した各公報に開示されている内燃機関
の動弁装置においては、第１流体通路を介して進角用室
へ作動流体を供給すると共に第２流体通路を介して遅角
用室から作動油を排出することにより、回転部材が回転
伝達部材に対してベーンが突部の進角側の周方向端面に
当接する最進角位置までの任意な位置に進角方向へ回転
して弁開閉時期が進角され、第２流体通路を介して遅角
用室へ作動流体を供給すると共に第１流体通路を介して
進角用室から作動油を排出することにより、回転軸が回
転伝達部材に対してベーンが突部の遅角側の周方向端面
に当接する最遅角位置までの任意な位置に遅角方向へ回
転して弁開閉時期が遅角される。

【０００４】また、上記した各公報に開示されている動
弁装置においては、回転伝達部材から回転部材への回転
伝達経路に流体圧室及びベーンが介在していること及び
カムシャフトに変動トルクが作用していることから、内
燃機関の運転中、回転部材には常に遅角方向への力が作
用しており、内燃機関の停止時に流体圧室への作動油の
供給が停止されると、流体圧室の油圧によってベーンを
保持できなくなり、回転部材は回転伝達部材に対して遅
角方向へ回転し（クランクシャフトが完全に停止するま
での間）、回転部材と回転伝達部材は停止直前の両者の
相対位相に応じた相対位相で停止する。この状態にて内
燃機関が始動されると、上記した遅角方向への力により
回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転し、ベ
ーンが突部の遅角側の周方向端面に当接する最遅角位置
の位相になるが、流体圧室の油圧が上昇し該油圧により
ベーンを保持することができるようになるまでは不安定
な状態となり、カムシャフトに作用する変動トルクによ
ってベーンが振動し、突部の周方向端面と繰り返して衝
突して打音が生じたりするので、これを回避するため
に、位相保持機構により回転部材と回転伝達部材との相
対位相が最遅角位置にて保持されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
高速回転域では、ピストンが上死点に向かい始めても、
吸気が慣性により更にシリンダ内へ入り込もうとするた
め、吸気弁の閉時期を遅らせることにより体積効率が向
上して内燃機関の出力向上を図ることができる。

【０００６】しかしながら、上記した各公報に開示され
る動弁装置を吸気弁の開閉時期を制御するために用いる
場合には、最遅角位置での弁開閉時期は、上記したよう
に内燃機関の始動時に吸気が可能な時期に設定される必
要があるため、高速回転域において吸気弁の閉時期を遅
らせて吸気の慣性による体積効率の向上を図ることがで
きない。これは、最遅角位置での弁開閉時期を吸気の慣
性による体積効率の向上が可能な時期に設定すると、最
遅角位置での内燃機関の始動時に、ピストンが下死点を
過ぎ上死点に向かい始めても吸気弁が開いていて、また
吸気に慣性がないため、一度吸入した吸気が逆流して排
出してしまい、圧縮比が上がらずに、燃焼ができない状
態が発生し、内燃機関の始動が困難となるからである。
尚、この問題は、最遅角位置での弁開閉時期を吸気の慣
性による体積効率の向上が可能な時期に設定しなくて
も、上記した各公報に開示される動弁装置のように、最
遅角位置での弁開閉時期を始動時に吸気が可能な時期に
設定した場合であっても、吸気弁の閉時期がピストンの
下死点後に設定されていると、気圧の低い高所等では発
生しやすい。

【０００７】また、上記した各公報に開示される動弁装
置を排気弁の開閉時期を制御するために用いる場合に
も、排気弁の閉時期を同様に遅らせると、吸気弁と排気
弁のオーバーラップ期間が長くなり、内部ＥＧＲ量（排
気ガス再循環量）が増大して内燃機関の始動性の低下を
招く。

【０００８】これら問題を解消すべく、回転部材と回転
伝達部材との相対位相が吸気の慣性による体積効率の向
上が可能な弁開閉時期に対応する最遅角位置よりも所定
角度だけ進角した中間位置にて位相保持機構により保持
されるようにした動弁装置が特開平９−３２４６１３号
公報に提案されている。しかしながら、この装置におい
ては、内燃機関の停止時に上記したように回転部材が回
転伝達部材に対して遅角方向へ回転する際、回転部材と
回転伝達部材の相対位相が所定の中間位置になるのは一
瞬であるため、位相保持機構により所定の中間位置に回
転部材と回転伝達部材の相対位相を保持することができ
ない場合があり、内燃機関の始動不良及び内燃機関の始
動時におけるベーンと回転伝達部材の突部との衝突によ
る打音の発生を確実に防止することはできない。

【０００９】それゆえ、本発明は、内燃機関の始動時に
おけるベーンによる打音の発生及び始動不良を確実に防
止しつつ、その可変制御領域を拡大させることができる
動弁装置を提供することを、その課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の技術的手段は、内燃機関のクランクシ
ャフト又はカムシャフトの一方と共に回転する回転部材
と、該回転部材に所定範囲で相対回転可能に外装され前
記クランクシャフト又はカムシャフトの他方と共に回転
する回転伝達部材と、前記回転部材に設けられたベーン
と、前記回転伝達部材と前記回転部材との間に形成され
前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される
流体圧室と、前記進角用室に作動流体を給排する第１流
体通路と、前記遅角用室に作動流体を給排する第２流体
通路と、前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相が
前記クランクシャフトの回転位相に対して前記カムシャ
フトの回転位相が最も遅角される所定の位相である時に
前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相を保持する
位相保持機構とを有する位相制御機構を備え、前記進角
用室及び前記遅角用室へ印加される流体圧によって前記
回転部材と前記回転伝達部材が相対回転し、前記クラン
クシャフトの回転位相に対する前記カムシャフトの回転
位相が変更させられることによって前記カムシャフトに
より駆動される弁の開閉時期を変更する内燃機関の動弁
装置において、前記回転部材と前記回転伝達部材の相対
位相が前記所定の位相の時に前記カムシャフトにより駆
動される弁の閉時期を所定量進角させる補助可変機構を
設けたことである。

【００１１】上記した手段によれば、内燃機関の始動時
には回転部材に作用する上記した遅角方向への力により
位相制御機構の回転部材が回転伝達部材に対して遅角方
向へ回転し、最遅角位置の位相にて位相保持機構により
回転部材と回転伝達部材の相対位相が保持されて、ベー
ンによる打音の発生が防止される。同時に、内燃機関の
始動時には補助可変機構によってカムシャフトにより駆
動される弁の閉時期が所定量進角される。これにより、
位相制御機構による最遅角位置での弁開閉時期を吸気の
慣性利用による体積効率の向上が可能な時期に設定して
も、始動時における吸気の逆流による圧縮比の低下が補
助可変機構により防止され、内燃機関の始動不良が防止
される。

【００１２】上記した手段においては、前記補助可変機
構が、シリンダヘッドに回転可能に支承された前記カム
シャフトに形成される第１カムと、前記カムシャフトに
形成され前記第１カムのノーズ部の終点よりよりもその
終点が所定角度早く設定されたノーズ部を有する第２カ
ムと、前記シリンダヘッドに形成された取付孔に軸方向
移動可能に嵌挿され前記第１カムの回転により往復動さ
れる第１ボデーと、該第１ボデーに軸方向に移動可能に
嵌挿されると共に前記弁に連結され前記第２カムの回転
により前記第１ボデーに対して往復動される第２ボデー
と、前記第１ボデー内に径方向に移動可能に設けられ前
記第２ボデーに対する係合位置と非係合位置とに移動可
能とされると共に常時非係合位置に向けてその一端をば
ね付勢される係合部材と、前記第１ボデー内に前記係合
部材の他端により形成される圧力室とを備え、前記圧力
室へ流体を給排されることにより前記弁を前記第１カム
及び前記第２カムに応じて開閉駆動するように構成され
てもよい。この場合には、前記補助可変機構の前記第１
カムのノーズ部は前記第２カムのノーズ部よりも小さく
設定されることが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従った内燃機関の
動弁装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。

【００１４】図１に示すように、動弁装置は、位相制御
機構１と補助可変機構２００とを備えている。図１〜図
３に示した位相制御機構１は、当該内燃機関のシリンダ
ヘッド１１０に回転自在に支持されたカムシャフト１０
の先端部に一体的に組付けた内部ロータ２０からなる回
転部材と、この回転部材に所定範囲で相対回転可能に外
装された外部ロータ３０、フロントプレート４０、キャ
ップ４１、リアプレート５０及びタイミングプーリ６０
等から成る回転伝達部材と、内部ロータ２０に組付けた
４枚のベーン７０と、外部ロータ３０に組付けたロック
ピン８０（位相保持機構）等によって構成されている。
尚、タイミングプーリ６０には、周知のように、図示省
略したクランクプーリから樹脂又はゴム製のタイミング
ベルト（共に図示省略）を介して図２の時計方向に回転
動力が伝達されるように構成されている。

【００１５】カムシャフト１０は、後述する吸気弁２０
４（図６）を開閉する第１カム１０ｂ及び第２カム１０
ａ（図６）を有していて、内部にはカムシャフト１０の
軸方向に延びる進角通路１１と遅角通路１２が設けられ
ている。進角通路１１は、カムシャフト１０に設けた径
方向の通路１３と環状の通路１４と接続通路７２を介し
て制御弁１８０の接続ポート１８１ｂに接続されてい
る。また、遅角通路１２は、カムシャフト１０に設けた
環状の通路１５と接続通路７１を介して制御弁１８０の
接続ポート１８１ａに接続されている。

【００１６】制御弁１８０は、ソレノイド１８２へ通電
することによってスプール１８１をスプリング１８３に
抗して図１の左方向へ移動できるものであり、非通電時
には当該内燃機関によって駆動されるオイルポンプ９０
に接続された供給ポート１８１ｃが接続ポート１８１ａ
に連通すると共に、接続ポート１８１ｂが排出ポート１
８１ｄに連通するように、また通電時には供給ポート１
８１ｃが接続ポート１８１ｂに連通すると共に、接続ポ
ート１８１ａが排出ポート１８１ｄに連通するように構
成されている。このため、ソレノイド１８２の非通電時
には遅角通路１２に作動油が供給され、通電時には進角
通路１１に作動油が供給され、ソレノイド１８２への通
電が図示しない制御装置によりデューティ制御される。

【００１７】内部ロータ２０は、中空状のボルト１９に
よってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、４
枚の各ベーン７０を夫々径方向に移動可能に取り付ける
ためのベーン溝２１を有すると共に、図２に示した状
態、すなわちカムシャフト１０及び内部ロータ２０と外
部ロータ３０の相対位相が所定の位相（最遅角位置）で
同期したときロックピン８０の頭部が所定量嵌入される
受容孔２２と、この受容孔２２に進角通路１１から作動
油を給排する通路２３と、各ベーン７０によって区画さ
れた進角用室Ｒ１（図２の右下のものは除く）に進角通
路１１から作動油を給排する通路２４と、各ベーン７０
によって区画された遅角用室Ｒ２に遅角通路１２から作
動油を給排する通路２５を有している。図２の右下の進
角用室Ｒ１には、外部ロータ３０に形成した通路３１を
通して受容孔２２から作動油が給排されるように構成さ
れている。受容孔２２は、外端部が大径の段付孔であっ
て、大径部にロックピン８０の頭部８１が嵌入されて頭
部８１の頂面が段部に当接するようになっており、大径
部の外端には面取が施されている。なお、各ベーン７０
は、ベーン溝２１の底部に収容したスプリング７１（図
１参照）によって径方向外方に付勢されている。

【００１８】外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周
に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両
側にはフロントプレート４０とリアプレート５０がシー
ル部材Ｓ１、Ｓ２を介して接合され、タイミングプーリ
６０とともにボルトＢ１によって一体的に連結されてい
る。フロントプレート４０にはキャップ４１が液密的に
組付けられていて、これによってカムシャフト１０の進
角通路１１と内部ロータ２０の通路２３、２４を接続す
る通路４２が形成されている。また、外部ロータ３０に
は、各ベーン７０を収容し各ベーン７０によって進角用
室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに二分される流体圧室Ｒ０を内
部ロータ２０とによって形成する凹所３２が形成される
とともに、ロックピン８０とこれを内部ロータ２０に向
けて付勢するスプリング９１を収容する退避孔３３が外
部ロータ３０の径方向に形成されている。尚、隣合う凹
所３２間には、径方向内方に突出しその内周面が内部ロ
ータ２０の外周面に液密的に摺接する突部３０ａが夫々
形成されている。

【００１９】退避孔３３は、外端がプラグ９２とシール
部材９３によって液密的に閉塞されていて、ロックピン
８０の背部に背圧室Ｒ３が形成されており、この背圧室
Ｒ３は、図２及び図３に示したように、外部ロータ３０
に形成されて背圧室Ｒ３に連通する連通孔３４と、リア
プレート５０に形成されて径方向外方端にて連通孔３４
に連通する連通溝（連通孔として実施することも可能）
５１と、リアプレート５０のボス部５２（内周にてカム
シャフト１０に回転自在に組付けられ、外周にてシリン
ダヘッド１１０に組付けたオイルシール１１１と係合し
ている部分）の内周に軸方向に沿って形成されて連通溝
５１の径方向内方端に連通する連通溝（連通孔として実
施することも可能）５３と、シリンダヘッド１１０のカ
ムシャフト支持部１１２に形成された連通孔１１３を通
して、シリンダヘッド１１０内に連通している。なお、
連通孔３４の退避孔側開口は、通路２３を通して受容孔
２２に供給される作動油によってロックピン８０がスプ
リング８１のばね付勢力に抗して移動したときにもロッ
クピン８０のスカート部８２によって塞がれないように
配設されている。また、プラグ９２は、外部ロータ３０
の外周面を覆うタイミングプーリ６０の筒部６０ａの内
周面に当接することにより抜け止めされている（退避孔
外方への移動を規制されている）。

【００２０】ロックピン８０は、曲面（球面）形状の頭
部８１を有するとともに、スカート部８２を有してい
て、スカート部８２にて退避孔３３に所定のリーク隙間
で外部ロータ３０の径方向にて移動可能に嵌合されてお
り、プラグ９２に一端を係止されるスプリング９１によ
って内部ロータ２０に向けて付勢されている。このた
め、ロックピン８０のスカート部８２と退避孔３３間の
リーク隙間を通して作動油が流通可能である。

【００２１】補助可変機構２００は、図１及び図６に示
すように、一対の第１カム１０ｂと、軸方向において第
１カム１０ｂ間に形成され、第１カム１０ｂのノーズ部
よりも小さなノーズ部を有する第２カム１０ａと、シリ
ンダヘッド１１０に形成された取付孔１１２に軸方向移
動可能に嵌挿されると共にその頂部が第１カム１０ｂに
当接されて、第１カム１０ｂの回転により往復動される
第１ボデー２０９と、該第１ボデー２０９に形成された
軸孔及び第１ボデー２０９とリングにより一体移動可能
に設けられた中間ボデー２１２に形成された軸孔内に軸
方向に相対移動可能に嵌挿されると共にその下端を吸気
弁２０４のステム２１８に連結され、その頂部が当接す
る第２カム１０ａの回転により第１ボデー２０９に対し
て往復動される第２ボデー２１０と、中間ボデー２１２
に径方向に形成される孔２１２ａ（図７）内に移動可能
に設けられその一端側に向けてスプリング２１４により
付勢されたプレート２１３等によって構成されている。
尚、図１０に示すように、第２カム１０ａのノーズ部の
終点は、第１カム１０ｂのノーズ部の終点よりよりも所
定角度早く設定されている。

【００２２】ステム２１８に取り付けられるリテーナ２
２２ａと取付孔１１２の底部との間には、第１バルブス
プリング２２３ａが介装されていて、常時吸気弁２０４
を閉弁側に付勢していると共に第２ボデー２１０を第２
カム１０ａに向けて付勢し第２ボデー２１０の頂部を常
時第２カム１０ａに当接させている。また、中間ボデー
２１２に接続されると共にリテーナ２２２ａと係合可能
なリテーナ２２２ｂと取付孔１１２の底部との間には、
第２バルブスプリング２２３ｂが介装されていて、第１
ボデー２０９を第１カム１０ｂに向けて付勢し第１ボデ
ー２０９の頂部を常時第１カム１０ｂに当接させると共
に、リテーナ２２２ａ及び２２２ｂの係合を介して吸気
弁２０４を閉弁側に付勢している。

【００２３】中間ボデー２１２の孔２１２ａ内におい
て、プレート２１３の一端側には、圧力室２１９が形成
されている。圧力室２１９は、第１ボデー２０９に形成
される径方向通路及び環状通路とシリンダヘッド１１０
に形成される接続通路１１３を介して切換弁２３０の接
続ポート２３１ａに接続されている。

【００２４】プレート２１３は、図７に示すように、貫
通孔２１３ａを有していて、該貫通孔２１３ａ内には第
２ボデー２１０が貫通している。第２ボデー２１０の外
周には、第１ボデー２０９及び第２ボデー２１０の各頂
部に第１カム１０ｂのベース円部及び第２カム１０ａの
ベース円部が夫々接している時に孔２１２ａ（貫通孔２
１３ａ）内に位置する環状溝が形成されている。これに
より、第１ボデー２０９及び第２ボデー２１０の各頂部
に第１カム１０ｂのベース円部及び第２カム１０ａのベ
ース円部が夫々接している時に、プレート２１３はその
径方向の移動を許容される。図７に示すように、プレー
ト２１３が圧力室２１９側に付勢された位置（非係合位
置）にある時には、貫通孔２１３ａ内を第２ボデー２１
０が移動可能とされ、第１ボデー２０９と第２ボデー２
１０との相対移動が許容される。この結果、この状態に
てカムシャフト１０が回転されると、第２カム１０ａの
動きのみがステム２１８に伝達され、第２カム１０ａに
よる低リフトの吸気弁２０４の開閉がなされる。また、
図９に示すように、プレート２１３がスプリング２１４
に抗して孔２１２ａ内を移動した位置（係合位置）にあ
る時には、貫通孔２１３ａの周縁部の一部分が第２ボデ
ー２１０の環状溝内に嵌入され、第１ボデー２０９と第
２ボデー２１０との相対移動が阻止される。この結果、
この状態にてカムシャフト１０が回転されると、第１カ
ム１０ｂの動きが第１ボデー２０９、中間ボデー２１
２、プレート２１３を介して第２ボデー２１０に伝達さ
れ、吸気弁２０４を高リフトで開閉させる。

【００２５】切換弁２３０は、図１に示すように、ソレ
ノイド２３２へ通電することによってスプール２３１を
スプリング２３３に抗して図１の右方向へ移動できるも
のであり、非通電時にはオイルポンプ９０に接続された
供給ポート２３１ｃを閉塞すると共に、接続ポート２３
１ａが排出ポート２３１ｂに連通するように、また通電
時には供給ポート２３１ｃが接続ポート２３１ａに連通
すると共に、排出ポート２３１ｂが閉塞するように構成
されている。このため、ソレノイド２３２の非通電時に
は圧力室２１９がドレンに連通され、通電時には圧力室
２１９に作動油が供給され、ソレノイド２３２への通電
が図示しない制御装置によりオン・オフ制御される。

【００２６】第１ボデー２０９及び中間ボデー２１２と
第２ボデー２１０との間には、円筒状のタイミング部材
２１１が軸方向に移動可能に配設されている。図６に示
すように、タイミング部材２１１の下端面の内周縁には
環状の突条２１１ａが形成されており、プレート２１３
の上面には係合位置及び非係合位置にて突条２１１ａが
係合し、プレート２１３の径方向の移動を規制する対の
環状溝２１３ｂが形成されている。タイミング部材２１
１は、吸気弁２０４の開状態から第１ボデー２０９、第
２ボデー２１０及び中間ボデー２１２が上昇して第１及
び第２ボデー２０９、２１０の頂部が第１及び第２カム
１０ｂ、１０ａのベース円部に夫々摺接する状態になっ
た時に、慣性力により第１及び第２ボデー２０９、２１
０に対して上方に移動して、突条２１１ａが環状溝２１
３ｂから外れてプレート２１３の規制が解除される。こ
の時に、後述するように切換弁２３０を介して作動油を
圧力室２１９へ給排することにより（圧力室２１９への
作動油の給排タイミングはいつでも良く、吸気弁２０４
のリフト中に圧力室２１９へ作動油が供給又は圧力室２
１９から作動油が排出されている）、吸気弁２０４がリ
フトしていないベース円部にある時にのみ第１カム１０
ｂ及び第２カム１０ａの切換えが行われ、切換えミスや
打音の発生が防止されるようになっている。

【００２７】上記のように構成した本実施形態の動弁装
置においては、内燃機関が始動され各進角用室Ｒ１及び
各遅角用室Ｒ２に所定油圧が供給される中間位相でのバ
ランス状態（各進角用室Ｒ１内の進角油圧による押圧力
が、各遅角用室Ｒ２内の遅角油圧による押圧力と、外部
ロータ３０から内部ロータ２０への回転伝達経路に流体
圧室Ｒ０及びベーン７０が介在していることから内部ロ
ータ２０及びカムシャフト１０に常に作用している遅角
方向への力との和とバランスしている状態）において、
内燃機関の運転状態に応じて、制御弁１８０のソレノイ
ド１８２へ供給される電流のデューティ比を高くするこ
とにより、進角通路１１と通路２４等を通して各進角用
室Ｒ１に作動油が供給されると共に、各遅角用室Ｒ２か
ら各通路２５と遅角通路１２と制御弁１８０等を通して
作動油が排出されると、内部ロータ２０と各ベーン７０
が外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対して進
角側（図５の時計方向）に相対回転し、この相対回転量
（最大進角量）は、図４に示すように各ベーン７０が各
突部３０ａの進角側端面に当接することにより制限され
る。また、制御弁１８０のソレノイド１８２へ供給され
る電流のデューティ比を低くすることにより、遅角通路
１１と各通路２２、２６を通して各遅角用室Ｒ２に作動
油が供給されると共に、各進角用室Ｒ１から各通路２４
と進角通路１１と制御弁１８０等を通して作動油が排出
されると、内部ロータ２０と各ベーン７０が外部ロータ
３０、両プレート４０、５０等に対して遅角側（図４の
反時計方向）に相対回転し、この相対回転量（最大遅角
量）は、図２に示すように、各ベーン７０が各突部３０
ａの遅角側端面に当接することにより制限される。尚、
この位相変換制御中（最大遅角状態時を除く）は、受容
孔２２に通路２３を通して設定圧以上の油圧（上記した
所定油圧よりも低い油圧）が供給されており、ロックピ
ン８０がスプリング９１に抗して移動し、ロックピン８
０の頭部８１が受容孔２２から退避孔３３に退避して、
ロックピン８０によるロックが解除されている。

【００２８】本実施形態においては、上記したように位
相制御機構１を制御することで、図１２に示すように、
吸気弁（ＩＮ）の開閉時期を実線で示す最進角の時期と
一点鎖線で示す最遅角の時期の間の任意な時期に内燃機
関の運転状態に応じて連続的に変更制御することができ
ると共に、その変更した状態に保持することができる。
これにより、内燃機関の高速回転時に、遅角側へ位相変
換し、内燃機関の始動が困難な時期まで図示しない吸気
弁の閉時期を遅らせることで、吸気の慣性を利用して体
積効率の向上を図ることができ、内燃機関の出力向上を
図ることができる。

【００２９】更に、本実施形態の動弁装置においては、
補助可変機構２００の圧力室２１９へ作動油を切換弁２
３０を介して給排することにより、上記したように吸気
弁２０４のリフト量及び閉時期を変更することができ
る。即ち、切換弁２３０を介して作動油を圧力室２１９
へ供給し、プレート２１３を図９に示す係合位置へ移動
させることで、吸気弁２０４を第１カム１０ｂにより高
リフトで開閉させることができる。これにより、図１２
に実線及び一点鎖線で示す高リフトのバルブリフト特性
が得られる。また、切換弁２３０を介して圧力室２１９
の作動油を排出し、プレート２１３を図７に示す非係合
位置へ移動させることで、吸気弁２０４を第２カム１０
ａにより低リフトで開閉させることができる。これによ
り、図１２に破線で示すように、低リフトで且つ閉時期
が所定角度進角されたバルブリフト特性を得ることがで
きる。

【００３０】内燃機関の停止時には、オイルポンプ９０
の駆動が停止されて流体圧室Ｒ０への作動油の供給が停
止されると共に、制御弁１８０及び切換弁２３０が非通
電状態とされる。これにより、進角用室Ｒ１内の進角油
圧による押圧力と遅角用室Ｒ２内の遅角油圧による押圧
力がベーン７０に作用しなくなり、内部ロータ２０及び
カムシャフト１０には、上記した遅角方向への力（内燃
機関のクランクシャフトが完全に停止するまでの間）の
みが作用しており、停止直前の内部ロータ２０と外部ロ
ータ３０の相対位相に応じて停止時の内部ロータ２０と
外部ロータ３０の相対位相が決まることになる。この
時、停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対
位相が、退避孔３３と受容孔２９が同期する所定位相
（最遅角位置）にある場合には、スプリング９１により
ロックピン８０の頭部が受容孔２２内に嵌入し、内部ロ
ータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロック）
される（図２及び３参照）。

【００３１】この状態にて内燃機関が始動されると、受
容孔２２に通路２３を通して設定圧以上の油圧が直ぐに
は供給されず、流体圧室Ｒ０の油圧が上昇し該油圧によ
りベーン７０を保持することができるようになるまでは
不安定な状態となるが（制御弁１８０は内燃機関の始動
時に非通電状態にある）、上記したように内燃機関の停
止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相
が、退避孔３３と受容孔２４が同期する所定位相にある
場合には、ロックピン８１の頭部が受容孔２４内に嵌入
しているため、カムシャフト１０、内部ロータ２０及び
ベーン７０がカムシャフト１０に作用する変動トルクに
より外部ロータ３０等に対して不必要に相対回転するこ
とが防止される。尚、ロックピン８０の頭部が受容孔２
２に嵌入されない状態で内燃機関が停止されることがあ
るが、この状態にて内燃機関が始動されると、上記した
遅角方向への力によりカムシャフト１０、内部ロータ２
０及びベーン７０は外部ロータ３０等に対して遅角方向
へ回転し、最遅角位置の位相になり、ロックピン８０の
頭部が受容孔２４内に嵌入される。

【００３２】よって、内燃機関の始動時には、大きな回
転変動を伴うカムシャフト１０、内部ロータ２０及び各
ベーン７０等から成る回転部材と、外部ロータ３０、フ
ロントプレート４０及びリアプレート５０等から成る回
転伝達部材の不必要な相対回転がロックピン８０等から
成る位相保持機構により確実に規制され、回転部材と回
転伝達部材の不必要な相対回転に伴うベーン７０による
打音の発生を確実に防止することができる。尚、内燃機
関の始動後、受容孔２２に通路２３を通して設定圧以上
の油圧が供給され、流体圧室Ｒ０の油圧が上昇し該油圧
によりベーン７０を保持することができる状態になる
と、制御弁１８０を適宜制御することで、図５に示すよ
うに、最遅角位置からの位相制御が開始される。

【００３３】また、内燃機関の始動時には、切換弁２３
０が非通電とされ、補助可変機構２００の圧力室２１９
が切換弁２３０を介してドレンに連通される。このた
め、吸気弁２０４は上記した位相制御機構１による最遅
角の開閉時期の下で、第２カム１０ａにより図１１に示
すように低リフトで且つ、閉時期が所定角度進角されて
開閉駆動される。これにより、下死点（ＢＤＣ）後に吸
気弁２０４が開いていることによる吸気の逆流（吹き抜
け）が防止されて、圧縮比低下による内燃機関の始動不
良が防止される。

【００３４】以上のように、本実施形態によれば、内燃
機関の始動時におけるベーン７０と突部３０ａの周方向
端面との衝突による打音の発生及び圧縮比低下による始
動不良を防止しつつ、内燃機関の高速回転域において体
積効率の向上を図ることができる。

【００３５】上記した実施形態においては、ベーン７０
が内部ロータ２０に別体に形成されると共に、受容孔２
２及び退避孔３３が径方向に形成され、ロックピン８０
が径方向に移動する位相制御機構１を備えた動弁装置に
本発明を実施したが、本発明はベーンが周方向に厚肉と
されて内部ロータに一体に設けられ、該ベーン又はリア
プレート（又はフロントプレート）に退避孔を軸方向に
形成し、リアプレート（又はフロントプレート）又はベ
ーンに収容孔及び受容孔を軸方向に形成し、ラック部材
及びロックピンが軸方向に移動する位相制御機構を備え
た動弁装置にも同様に実施し得るものである。また、上
記した実施形態においては、ロックピン８０によるロッ
クが進角用室Ｒ１に供給される油圧により解除される位
相制御機構を備えた動弁装置に本発明を実施したが、本
発明はロックピンを大径部及び小径部を有する段付状に
形成して、該ロックピンの小径部に進角用室Ｒ１及び遅
角用室Ｒ２に供給される油圧の一方を付与すると共にロ
ックピンの段部と段付孔に形成される環状空間に進角用
室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２に供給される油圧の他方を付与
し、何れかの油圧でロックピンによるロックが解除され
る位相制御機構を備えた動弁装置にも同様に実施し得る
ものである。また、上記実施形態においては、各ベーン
７０が一つの各突部３０ａの進角側の周方向端面に当接
することにより制限される位相制御機構をもつ動弁装置
に本発明を実施したが、本発明は最大進角量が進角用室
Ｒ１と遅角用室Ｒ２の油圧を制御することによりベーン
が進角側の周方向端面に当接する前に制限されるように
された位相制御機構をもつ動弁装置にも同様に実施し得
るものである。また、更に上記実施形態においては、吸
気用のカムシャフト１０に組付けられる動弁装置に本発
明を実施したが、本発明は排気用のカムシャフトに組付
けられる動弁装置にも同様に実施し得るものである。

【００３６】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、内燃機関
の始動時には、最遅角位置の位相にて位相保持機構によ
り回転部材と回転伝達部材の相対位相が保持されて、ベ
ーンによる打音の発生が防止することができると同時
に、補助可変機構によってカムシャフトにより駆動され
る弁の閉時期が所定量進角することができる。これによ
り、位相制御機構による最遅角位置での弁開閉時期を吸
気の慣性利用による体積効率の向上が可能な時期に設定
しても、始動時における吸気の逆流による圧縮比の低下
を補助可変機構により防止することができ、内燃機関の
始動時におけるベーンによる打音の発生及び始動不良を
確実に防止しつつ、その可変制御領域を拡大させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った内燃機関の動弁装置の一実施形
態を示す縦断側面図である。

【図２】図１に示した位相可変機構の最遅角位置におけ
る内部ロータ、外部ロータ、ベーン、ロックピン、タイ
ミングプーリ等の関係を示す部分破断正面図である。

【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。

【図４】図１に示した位相可変機構の最進角位置におけ
る内部ロータ、外部ロータ、ベーン、ロックピン、タイ
ミングプーリ等の関係を示す部分破断正面図である。

【図５】図２の状態から位相可変機構の内部ロータ及び
ベーンが外部ロータ等に対して僅かに時計方向に相対回
転した状態の図である。

【図６】低リフト状態の補助可変機構の断面図である。

【図７】図６の７−７線に沿った断面図である。

【図８】高リフト状態の補助可変機構の断面図である。

【図９】図８の９−９線に沿った断面図である。

【図１０】第１カム及び第２カムの側面図である。

【図１１】内燃機関の始動時における弁の開閉時期及び
リフト量を示す特性図である。

【図１２】内燃機関の運転時における弁の開閉時期及び
リフト量を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 位相制御機構 １０ カムシャフト １０ａ 第２カム １０ｂ 第１カム １１ 進角通路（第１流体通路） １２ 遅角通路（第２流体通路） ２０ 内部ロータ（回転部材） ２２ 受容孔 ２３ 通路 ２４ 通路（第１流体通路） ２５ 通路（第２流体通路） ３０ 外部ロータ（回転伝達部材） ３３ 退避孔 ４０ フロントプレート（回転伝達部材） ５０ リアプレート（回転伝達部材） ６０ タイミングプーリ（回転伝達部材） ７０ ベーン ８０ ロックピン ９０ オイルポンプ ９１ スプリング １１０ シリンダヘッド １１２ 取付孔 １８０ 制御弁 ２００ 補助可変機構 ２０９ 第１ボデー ２１０ 第２ボデー ２１３ プレート（係合部材） ２１９ 圧力室 ２３０ 切換弁 Ｒ０ 流体圧室 Ｒ１ 進角用室 Ｒ２ 遅角用室

Claims (4)

【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又はカムシ
   ャフトの一方と共に回転する回転部材と、該回転部材に
   所定範囲で相対回転可能に外装され前記クランクシャフ
   ト又はカムシャフトの他方と共に回転する回転伝達部材
   と、前記回転部材に設けられたベーンと、前記回転伝達
   部材と前記回転部材との間に形成され前記ベーンによっ
   て進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記
   進角用室に作動流体を給排する第１流体通路と、前記遅
   角用室に作動流体を給排する第２流体通路と、前記回転
   部材と前記回転伝達部材の相対位相が前記クランクシャ
   フトの回転位相に対して前記カムシャフトの回転位相が
   最も遅角される所定の位相である時に前記回転部材と前
   記回転伝達部材の相対位相を保持する位相保持機構とを
   有する位相制御機構を備え、前記進角用室及び前記遅角
   用室へ印加される流体圧によって前記回転部材と前記回
   転伝達部材が相対回転し、前記クランクシャフトの回転
   位相に対する前記カムシャフトの回転位相が変更させら
   れることによって前記カムシャフトにより駆動される弁
   の開閉時期を変更する内燃機関の動弁装置において、前
   記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相が前記所定の
   位相の時に前記カムシャフトにより駆動される弁の閉時
   期を所定量進角させる補助可変機構を設けたことを特徴
   とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 前記補助可変機構は、内燃機関の始動時
   に前記カムシャフトにより駆動される弁の閉時期を所定
   量進角させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機
   関の動弁装置。
3. 【請求項３】 前記補助可変機構は、シリンダヘッドに
   回転可能に支承された前記カムシャフトに形成される第
   １カムと、前記カムシャフトに形成され前記第１カムの
   ノーズ部によるリフトの終点よりもその終点が所定角度
   早く設定されたノーズ部を有する第２カムと、前記シリ
   ンダヘッドに形成された取付孔に軸方向移動可能に嵌挿
   され前記第１カムの回転により往復動される第１ボデー
   と、該第１ボデーに軸方向に移動可能に嵌挿されると共
   に前記弁に連結され前記第２カムの回転により前記第１
   ボデーに対して往復動される第２ボデーと、前記第１ボ
   デー内に径方向に移動可能に設けられ前記第２ボデーに
   対する係合位置と非係合位置とに移動可能とされると共
   に常時非係合位置に向けてその一端をばね付勢される係
   合部材と、前記第１ボデー内に前記係合部材の他端によ
   り形成される圧力室とを備え、前記圧力室へ流体を給排
   することにより前記弁を前記第１カム及び前記第２カム
   に応じて開閉駆動することを特徴とする請求項２に記載
   の内燃機関の動弁装置。
4. 【請求項４】 前記補助可変機構の前記第１カムのノー
   ズ部は前記第２カムのノーズ部よりも小さくされている
   ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の動弁装
   置。