JP2000220417A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バルブの開閉タイミングが最も遅くされた状態
から同バルブの開閉タイミングを早くしていく場合にお
いて、可変バルブタイミング機構の応答性を向上するこ
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
する。 【解決手段】進角側チューブ油路４７は径線Ｒ１に沿っ
てチューブ１５を貫通している。進角側半月油溝５１は
カムシャフト１１にその回転断面内において中心線Ｏ１
と対称に形成されている。進角側シャフト油路５２はカ
ムシャフト１１の内部に形成されている。カムシャフト
１１は、最遅角状態において径線Ｒ１と中心線Ｏ１との
なす角度θＤの大きさが、最進角状態において同径線Ｒ
１と中心線Ｏ１とのなす角度θＰの大きさよりも小さく
なるようにチューブ１５内に配置されている。そして、
最遅角状態における進角側チューブ油路４７と進角側シ
ャフト油路５２との間の距離Ｌ１は、最進角状態におけ
る同距離Ｌ２よりも短くされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の運転中
に同機関の気筒に設けられたバルブの開閉タイミングを
変更制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のバルブタイミング制御
装置としては、例えば図１１〜図１３に示されるものが
知られている。

【０００３】図１１は、従来のバルブタイミング制御装
置が備える吸気側カムシャフト１１１、並びに同カムシ
ャフト１１１に設けられたカムスプロケット１１２、ド
ライブギヤ１１３及び可変バルブタイミング機構１１４
等を示す断面図である。

【０００４】同図に示されるように、吸気側カムシャフ
ト１１１はチューブ１１５に回動可能に挿入されてい
る。上記チューブ１１５は、そのジャーナル部１１５ａ
においてシリンダヘッド１１６の軸受け部１１６ａ及び
カムシャフトキャップ１１７の軸受け部１１７ａによっ
て回転可能に支持されている。このチューブ１１５には
前記ドライブギヤ１１３が固定されている。このドライ
ブギヤ１１３は吸気側カムシャフト１１１と排気側カム
シャフトとを駆動連結するためのものである。また、上
記チューブ１１５には前記カムスプロケット１１２が固
定されている。このカムスプロケット１１２はタイミン
グチェーンを介して内燃機関の出力軸であるクランクシ
ャフトに設けられたクランクシャフトギヤと上記チュー
ブ１１５とを駆動連結するためのものである。

【０００５】上記カムスプロケット１１２には、前記可
変バルブタイミング機構１１４が設けられている。この
可変バルブタイミング機構１１４は、チューブ１１５
（カムスプロケット１１２及びドライブギヤ１１３）と
吸気側カムシャフト１１１とを相対回動させることによ
り、吸気バルブの開閉タイミングを変更するためのもの
である。

【０００６】すなわち、可変バルブタイミング機構１１
４は、上記カムスプロケット１１２に一体に連結された
ハウジング１２１と、このハウジング１２１内に回動自
在に収容されたベーン体１２２とによって構成されてい
る。ベーン体１２２は、上記吸気側カムシャフト１１１
に一体に連結されている。上記ハウジング１２１には図
１２に示すように複数の凹部１２３が形成されている。
一方、上記ベーン体１２２には複数のベーン１２４が形
成されている。そして、ベーン体１２２のハウジング１
２１内への収容は、上記凹部１２３に上記ベーン１２４
が収容される態様でなされており、このように各凹部１
２３を各ベーン１２４にて各々区画することにより各ベ
ーン１２４の両側に圧力室が形成される。このうち、吸
気側カムシャフト１１１の回転方向と同方向側に形成さ
れた圧力室は遅角側油圧室１３１となっており、また、
同回転方向と逆方向に形成された圧力室は進角側油圧室
１３２となっている。そして、形成された各油圧室１３
１，１３２に対する油圧制御に基づきこれらハウジング
１２１とベーン体１２２との相対回転位相を変更するこ
とで、チューブ１１５（カムスプロケット１１２及びド
ライブギヤ１１３）と吸気側カムシャフト１１１とが相
対回動され、吸気バルブの開閉タイミングが変更され
る。

【０００７】ここで、上記各油圧室１３１，１３２に対
する油圧制御に基づきベーン体１２２が吸気側カムシャ
フト１１１の回転方向と同方向に回動すると、同ベーン
体１２２が固定された吸気側カムシャフト１１１の回転
位相が上記カムスプロケット１１２（チューブ１１５及
びドライブギヤ１１３）に対して進められ、吸気バルブ
の開閉タイミングが早められる（進角制御）。

【０００８】これに対して、ベーン体１２２が吸気側カ
ムシャフト１１１の回転方向と逆方向に回動すると、吸
気側カムシャフト１１１の回転位相が上記カムスプロケ
ット１１２（チューブ１１５及びドライブギヤ１１３）
に対して遅れ、吸気バルブの開閉タイミングが遅らされ
ることとなる（遅角制御）。

【０００９】次に、前記進角側油圧室１３２及び遅角側
油圧室１３１に油を供給するための油圧通路を構成する
進角側・遅角側各油圧通路Ｐ１，Ｐ２について説明す
る。シリンダヘッド１１６の内部には進角側ヘッド油路
１４１及び遅角側ヘッド油路１４２が形成されており、
各ヘッド油路１４１，１４２はオイルコントロールバル
ブ、オイルポンプ等を介してオイルパンに接続可能とな
っている。

【００１０】シリンダヘッド１１６の軸受け部１１６ａ
及びカムシャフトキャップ１１７の軸受け部１１７ａに
は、上記進角側・遅角側各ヘッド油路１４１，１４２の
開口位置にそれぞれ対応して上記チューブ１１５（ジャ
ーナル部１１５ａ）の周方向に延びる油溝１４５，１４
６が形成されており、これら各油溝１４５，１４６は前
記チューブ１１５のジャーナル部１１５ａによって囲ま
れている。

【００１１】チューブ１１５には、上記油溝１４５の形
成位置に対応した径線Ｒ１１（図１３参照）方向に貫通
する進角側チューブ油路１４７が形成されている。ま
た、チューブ１１５には、上記油溝１４６の形成位置に
対応した径線方向に貫通する遅角側チューブ油路１４８
が形成されている。そして、これら各チューブ油路１４
７，１４８は前記吸気側カムシャフト１１１によって囲
まれている。

【００１２】吸気側カムシャフト１１１には、上記進角
側チューブ油路１４７の開口位置に対応して、その回転
断面内において所定の中心線Ｏ１１と対称に、略半月状
に切り欠き形成された進角側半月油溝１５１が形成され
ている。また、吸気側カムシャフト１１１の内部には、
この進角側半月油溝１５１の中心側において、同吸気側
カムシャフト１１１の軸線方向に伸び、先端側（図１１
の右側）が前記進角側油圧室１３２へと連通される断面
円形の進角側シャフト油路１５２が形成されている。従
って、進角側ヘッド油路１４１から供給される油は、油
溝１４５、進角側チューブ油路１４７、進角側半月油溝
１５１及び進角側シャフト油路１５２を介して上記進角
側油圧室１３２に供給されている。そして、上記進角側
ヘッド油路１４１、油溝１４５、進角側チューブ油路１
４７、進角側半月油溝１５１及び進角側シャフト油路１
５２によって、前記進角側油圧通路Ｐ１が構成されてい
る。なお、進角側シャフト油路１５２は、その中心軸が
上記中心線Ｏ１１と交わるように配置されている。

【００１３】一方、吸気側カムシャフト１１１には、上
記遅角側チューブ油路１４８の開口位置に対応して、略
半月状に切り欠き形成された遅角側半月油溝１５３が形
成されている。また、吸気側カムシャフト１１１の内部
には、この遅角側半月油溝１５３の中心側において、同
吸気側カムシャフト１１１の軸線方向に伸び、先端側
（図１１の右側）が前記遅角側油圧室１３１へと連通さ
れる断面円形の遅角側シャフト油路１５４が形成されて
いる。従って、遅角側ヘッド油路１４２から供給される
油は、油溝１４６、遅角側チューブ油路１４８、遅角側
半月油溝１５３及び遅角側シャフト油路１５４を介して
上記遅角側油圧室１３１に供給されている。そして、上
記遅角側ヘッド油路１４２、油溝１４６、遅角側チュー
ブ油路１４８、遅角側半月油溝１５３及び遅角側シャフ
ト油路１５４によって、前記遅角側油圧通路Ｐ２が構成
されている。

【００１４】なお、上記各油圧室１３１，１３２に対す
る油の供給又は排出は、上記進角側・遅角側各油圧通路
Ｐ１，Ｐ２と、上記オイルポンプ及び上記オイルパンと
の連通状態を上記オイルコントロールバルブによって切
り替えることによって行っている。そして、上記各油圧
室１３１，１３２に対する油の供給又は排出を上記オイ
ルコントロールバルブによって選択的に切り替えること
により、前記ハウジング１２１とベーン体１２２との相
対回転位相を所要の位相に変更し、吸気バルブも所要の
開閉タイミングに制御している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のバル
ブタイミング制御装置においては、上記チューブ１１５
と上記吸気側カムシャフト１１１とは、遅角も進角もさ
れないときの位置を基準にして配置されている。すなわ
ち、図１３（ａ）に示すように、吸気側カムシャフト１
１１をチューブ１１５に対してその回転方向と逆方向に
最大限回動した状態（以下、「最遅角状態」という）に
おいて、前記経線Ｒ１１と中心線Ｏ１１とのなす角度の
大きさと、図１３（ｃ）に示すように、同吸気側カムシ
ャフト１１１をチューブ１５に対してその回転方向と同
方向に最大限回動した状態（以下、「最進角状態」とい
う）において、前記経線Ｒ１１と中心線Ｏ１１とのなす
角度の大きさとは、同一の角度θ１１となっている。ま
た、図１３（ｂ）に示すように、吸気側カムシャフト１
１１をチューブ１１５に対して最進角状態での配置と最
遅角状態での配置との中間となるように配置し、進角も
遅角もしない状態（以下、「中立状態」という）におい
ては、上記中心線Ｏ１１の方向は、経線Ｒ１１の方向と
一致している。

【００１６】このように、チューブ１１５の進角側チュ
ーブ油路１４７の方向（経線Ｒ１１方向）と同吸気側カ
ムシャフト１１１が同チューブと同相にあるときの前記
中心線Ｏ１１の方向とが一致するように配置しておくこ
とで、図１３（ａ）（ｃ）に示すように、最遅角状態及
び最進角状態において、上記進角側シャフト油路１５２
と進角側チューブ油路１４７との距離も長さＬ１１で一
致している。従って、最遅角状態から吸気側カムシャフ
ト１１１をチューブ１１５に対して進角させていく場
合、及び、最進角状態から吸気側カムシャフト１１１を
チューブ１１５に対して遅角させていく場合において、
進角側チューブ油路１４７と進角側シャフト油路１５２
との間を流れる油の圧力損失も同等となっている。

【００１７】ここで、最遅角状態から同吸気側カムシャ
フト１１１をチューブ１１５に対して進角させていく場
合には、その回転方向に更に回動させる必要があるた
め、より大きな駆動力（油圧力）が必要とされることが
発明者によって確認されている。しかし、駆動力はオイ
ルポンプ等の性能に制限されているため、このときに余
分に必要とされる駆動力の分だけ可変バルブタイミング
機構１１４の応答性が悪くなる。従って、このように余
分に必要とされる駆動力を補償するために、最遅角状態
から吸気側カムシャフト１１１をチューブ１１５に対し
て進角させていく場合において、上記圧力損失を低減し
て可変バルブタイミング機構１１４の応答性を改善する
ことが考えられる。

【００１８】本発明の目的は、バルブの開閉タイミング
が最も遅くされた状態から同バルブの開閉タイミングを
早くしていく場合において、可変バルブタイミング機構
の応答性を向上す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することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、内燃機関の出力軸に駆動
連結されたチューブと、同チューブに回動可能に挿入さ
れてバルブを開閉駆動させるカムシャフトとを、可変バ
ルブタイミング機構により相対回動して同バルブの開閉
タイミングを早くするとき、同可変バルブタイミング機
構への油の供給は、同チューブに貫設され、そのカムシ
ャフト側は同チューブの所定の径線が通る位置に開口す
る進角側チューブ油路、同カムシャフトにその回転断面
内において所定の中心線と対称に形成された進角側対称
油路、及び、同進角側対称油路の中心側に開口して同カ
ムシャフトの内部に形成された進角側シャフト油路を介
してなされる内燃機関のバルブタイミング制御装置にお
いて、前記バルブの開閉タイミングが最も遅くなったと
きに前記径線と前記中心線とのなす角度の大きさを、同
バルブの開閉タイミングが最も早くなったときに同径線
と中心線とのなす角度の大きさよりも小さくし、同バル
ブの開閉タイミングが最も遅くなったときの前記進角側
チューブ油路と前記進角側シャフト油路との間の長さ
が、同バルブの開閉タイミングが最も早くなったときの
同進角側チューブ油路と進角側シャフト油路との間の長
さよりも短くなるようにしたことをその要旨とする。

【００２０】同構成によれば、例えば上記バルブの開閉
タイミングが最も遅くなったときに上記径線と上記中心
線とのなす角度の大きさと、同バルブの開閉タイミング
が最も早くなったときに同径線と中心線とのなす角度の
大きさとを同等とし、これら各開閉タイミングにおける
上記進角側チューブ油路と上記進角側シャフト油路との
間の長さが同等となるようにした場合に比べ、同バルブ
の開閉タイミングが最も遅くなったときの同進角側チュ
ーブ油路と同進角側シャフト油路との間の長さは短くな
る。従って、上記バルブの開閉タイミングが最も遅くな
った状態から同開閉タイミングを早くしていくときに上
記進角側チューブ油路から上記進角側シャフト油路へと
流れる油の圧力損失は低減される。このため、上記バル
ブの開閉タイミングが最も遅くされた状態から同開閉タ
イミングを早くするときの可変バルブタイミング機構の
応答性は向上される。

【００２１】請求項２に記載の発明は、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において、前記
進角側チューブ油路は前記チューブの回転断面内におい
て前記径線方向に対して傾斜した方向に形成されたこと
をその要旨とする。

【００２２】同構成によれば、上記進角側チューブ油路
は上記チューブの回転断面内において上記径線方向に対
して傾斜した方向に形成されている。従って、上記進角
側チューブ油路を、例えば上記径線方向に沿って形成し
た場合に比べ、同進角側チューブ油路内を流れる油の圧
力（油圧力）が上記チューブ（カムシャフト）の回転に
伴う遠心力によって低減されることは抑制される。

【００２３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記
進角側チューブ油路は、前記チューブとその軸受け部と
の間に周設された油溝に連通しており、該進角側チュー
ブ油路の該油溝側は前記径線方向に対して前記チューブ
の回転方向側に傾斜した方向に形成されたことをその要
旨とする。

【００２４】同構成によれば、上記進角側チューブ油路
の上記油溝側は、上記径線に対して上記チューブの回転
方向側に傾斜して形成されている。従って、上記チュー
ブが回転している状態においては、上記油溝を上記回転
方向と反対方向に流れて上記進角側チューブ油路に流入
した油には、その流れを促進する方向に力が生じる。そ
して、この力により、上記進角側チューブ油路内を上記
油溝側から上記進角側対称油路側へと流れる油の圧力
（油圧力）は増幅される。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
内燃機関のバルブタイミング制御装置に具体化した第１
実施形態について図１〜図６に従って説明する。

【００２６】図１は、本実施形態における内燃機関とし
ての自動車用エンジン（以下、「エンジン」という）の
バルブタイミング制御装置が備える吸気側カムシャフト
１１、並びに同カムシャフト１１に設けられたカムスプ
ロケット１２、ドライブギヤ１３及びベーン式可変バル
ブタイミング機構（以下、「ＶＶＴ機構」という）１４
等を示す断面図であり、図２及び図３はそれぞれ図１の
２−２線、３−３線に沿った断面図である。

【００２７】図１に示されるように、吸気側カムシャフ
ト１１は、その外径に応じた内径を有して略円筒状に形
成されたチューブ１５に回動可能に挿入されている。上
記チューブ１５の基端側（図１の左側）は、拡径部１５
ａによりその外周側が拡径されている。また、上記チュ
ーブ１５の先端側（図１の右側）には、その外周側に広
がるフランジ１５ｂが形成されている。なお、上記チュ
ーブ１５の拡径部１５ａとフランジ１５ｂとの間はジャ
ーナル部１５ｃとなっている。

【００２８】上記チューブ１５は、そのジャーナル部１
５ｃにおいてシリンダヘッド１６の上端面及びカムシャ
フトキャップ１７によって回転可能に支持されている。
すなわち、図３に示されるように、チューブ１５の下側
（図３の下側）半分は、同チューブ１５の外径に応じた
内径にて上記シリンダヘッド１６の上端面を半円形状に
切り欠かいて形成された軸受け部１６ａの上に支持され
ており、同チューブ１５の上側（図３の上側）半分は、
同じくチューブ１５の外径に応じた内径にて上記カムシ
ャフトキャップ１７を半円形状に切り欠かいて形成され
た軸受け部１７ａによって覆われて支持されている。な
お、このように支持されたチューブ１５の軸方向（図１
の左右方向）への移動は上記拡径部１５ａとフランジ１
５ｂとによって規制されている。

【００２９】上記チューブ１５の拡径部１５ａには前記
ドライブギヤ１３が外嵌されて同チューブ１５に固定さ
れている。このドライブギヤ１３は図示しない排気側カ
ムシャフトに固着されたドリブンギヤと駆動連結されて
おり、上記吸気側カムシャフト１１と同排気側カムシャ
フトとを駆動連結している。

【００３０】一方、上記チューブ１５のフランジ１５ｂ
の先端側（図１の右側）には上記吸気側カムシャフト１
１に対して回動可能にカムスプロケット１２が固着され
ている。このカムスプロケット１２は図示しないタイミ
ングチェーンを介してエンジンの出力軸であるクランク
シャフトに設けられたクランクシャフトギヤと駆動連結
されており、同クランクシャフトギヤと上記チューブ１
５とを駆動連結している。

【００３１】以上により、クランクシャフト（クランク
シャフトギヤ）の回転は、カムスプロケット１２（チュ
ーブ１５）に伝達され、更にドライブギヤ１３を介して
排気側カムシャフトに伝達されるようになっている。

【００３２】上記カムスプロケット１２の先端側（図１
の右側）には、前記ＶＶＴ機構１４が設けられている。
このＶＶＴ機構１４は、チューブ１５（カムスプロケッ
ト１２及びドライブギヤ１３）と吸気側カムシャフト１
１とを相対回動させることにより、吸気バルブの開閉タ
イミング（以下、「バルブタイミング」という）を変更
するためのものである。

【００３３】ＶＶＴ機構１４は、上記カムスプロケット
１２に一体に連結されたハウジング２１と、このハウジ
ング２１内に回動自在に収容され、ナット２２によって
上記吸気側カムシャフト１１に一体に締結されたベーン
体２３とによって構成されている。

【００３４】ハウジング２１は、全体が有底円筒状を呈
しており、その底面２１ａをベーン体２３の先端側（図
１の右側）側面が摺動するようになっている。そして、
このハウジング２１とカムスプロケット１２とは、吸気
側カムシャフト１１を回転軸とした一体回転が可能とな
っている。また、ベーン体２３は、上記ナット２２によ
る締結によって、吸気側カムシャフト１１と一体回転が
可能となっている。

【００３５】図２に示されるように、ＶＶＴ機構１４の
ベーン体２３は、同ベーン体２３の中心に位置した円環
状をなして前記吸気側カムシャフト１１に固定される固
定部２４と、同固定部２４の外周部に扇状に形成された
ベーン２５とを備えている。

【００３６】一方、ハウジング２１には、吸気側カムシ
ャフト１１の軸心に向けて突出した突状部２６が形成さ
れている。この突状部２６の内周面は前記固定部２４の
外周面に摺接している。突状部２６の対向する内壁の間
は凹部２７となっている。前記ベーン２５は凹部２７内
に配置されており、同ベーン２５の外周面はハウジング
２１の内周面に摺接している。そして、ベーン２５によ
って凹部２７は、２つの圧力室に区画されている。この
うち、吸気側カムシャフト１１の回転方向と同方向側に
形成された圧力室は遅角側油圧室３１となっており、ま
た、上記回転方向と逆方向側に形成された圧力室は進角
側油圧室３２となっている。

【００３７】前記各油圧室３１，３２の内部には、後述
する各油圧通路Ｐ１，Ｐ２を通じて油が供給されるよう
になっており、ベーン体２３は、これら各油圧室３１，
３２に供給された油の油圧の大きさに応じて、吸気側カ
ムシャフト１１の軸回りの双方向に回動可能となってい
る。

【００３８】ここで、ベーン体２３が吸気側カムシャフ
ト１１の回転方向と同方向（以下、この回転方向を「進
角回転方向」とする）に相対回動すると、同ベーン体２
３が固定された吸気側カムシャフト１１の回転位相が上
記カムスプロケット１２（チューブ１５及びドライブギ
ヤ１３）に対して進められ、バルブタイミングが早めら
れる。

【００３９】これに対して、ベーン体２３が吸気側カム
シャフト１１の回転方向と逆方向（以下、この回転方向
を「遅角回転方向」とする）に相対回動すると、吸気側
カムシャフト１１の回転位相が上記カムスプロケット１
２（チューブ１５及びドライブギヤ１３）に対して遅
れ、バルブタイミングが遅らされることとなる。

【００４０】次に、前記進角側油圧室３２及び遅角側油
圧室３１に油を供給するための油圧通路を構成する進角
側・遅角側各油圧通路Ｐ１，Ｐ２、並びにこれら油圧通
路Ｐ１，Ｐ２を通じて油を供給するためのオイルポンプ
３５及び前記油圧通路Ｐ１，Ｐ２の途中に設けられたオ
イルコントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」という）３
６等について説明する。

【００４１】シリンダヘッド１６の内部には進角側ヘッ
ド油路４１及び遅角側ヘッド油路４２が形成されてお
り、各ヘッド油路４１，４２はＯＣＶ３６、オイルポン
プ３５、及びオイルストレーナ４３を介してオイルパン
４４に接続可能となっている。エンジンの運転に伴って
オイルポンプ３５が駆動されると、オイルパン４４に貯
留されている油はオイルストレーナ４３を介してオイル
ポンプ３５内に吸引されるとともに、同ポンプ３５によ
り加圧されて吐出される。そして、吐出された油はＯＣ
Ｖ３６によって上記各ヘッド油路４１，４２へ選択的に
圧送される。

【００４２】シリンダヘッド１６の軸受け部１６ａ及び
カムシャフトキャップ１７の軸受け部１７ａには、上記
進角側・遅角側各ヘッド油路４１，４２の開口位置にそ
れぞれ対応して上記チューブ１５（ジャーナル部１５
ｃ）の周方向に延びる油溝４５，４６が形成されており
（図１及び図３参照）、これら各油溝４５，４６は前記
チューブ１５のジャーナル部１５ｃによって囲まれてい
る。

【００４３】チューブ１５には、上記油溝４５の形成位
置に対応した径線Ｒ１（図５参照）方向に貫通する進角
側チューブ油路４７が形成されている。また、チューブ
１５には、上記油溝４６の形成位置に対応した径線Ｒ２
（図５参照）方向に貫通する遅角側チューブ油路４８が
形成されている。そして、これら各チューブ油路４７，
４８は前記吸気側カムシャフト１１によって囲まれてい
る。なお、図５に示されるように、上記遅角側チューブ
油路４８の貫通方向（径線Ｒ２方向）は、進角側チュー
ブ油路４７の貫通方向（径線Ｒ１方向）を時計回り方向
に約９０度ほど回転した方向となっている。

【００４４】吸気側カムシャフト１１には、上記進角側
チューブ油路４７の開口位置に対応して、その回転断面
内において所定の中心線Ｏ１と対称に、略半月状に切り
欠き形成された進角側対称油路としての進角側半月油溝
５１が形成されている。また、吸気側カムシャフト１１
の内部には、この進角側半月油溝５１の中心側におい
て、同吸気側カムシャフト１１の軸線方向に伸び、先端
側（図１の右側）が前記進角側油圧室３２へと連通され
る断面円形の進角側シャフト油路５２が形成されてい
る。従って、進角側ヘッド油路４１から供給される油
は、油溝４５、進角側チューブ油路４７、進角側半月油
溝５１及び進角側シャフト油路５２を介して上記進角側
油圧室３２に供給されている。そして、上記進角側ヘッ
ド油路４１、油溝４５、進角側チューブ油路４７、進角
側半月油溝５１及び進角側シャフト油路５２によって、
前記進角側油圧通路Ｐ１が構成されている。なお、進角
側シャフト油路５２は、その中心軸が上記中心線Ｏ１と
交わるように配置されている。

【００４５】ここで、本実施形態における進角側シャフ
ト油路５２は、前記進角側チューブ油路４７に対して前
記吸気側カムシャフト１１を進角させた側寄りに配置さ
れている。すなわち、図５（ａ）（イ）、（ハ）に最遅
角状態及び最進角状態をそれぞれ示すように、最遅角状
態において前記経線Ｒ１と中心線Ｏ１とのなす角度を角
度θＤとし、最進角状態において同経線Ｒ１と中心線Ｏ
１とのなす角度を角度θＰとすると、角度θＤの大きさ
は角度θＰの大きさよりも小さくなるように設定されて
いる。また、図５（ａ）（ロ）に示すように、中立状態
においては、上記中心線Ｏ１の方向は、経線Ｒ１の方向
を進角回転方向に角度θＮ回転させた方向となってい
る。ちなみに、角度θＤと角度θＰを加算した角度（θ
Ｄ＋θＰ）は、チューブ１５に対する吸気側カムシャフ
ト１１の回動可能な範囲の角度となっている。

【００４６】このように、進角側シャフト油路５２を、
前記進角側チューブ油路４７に対して前記吸気側カムシ
ャフト１１を進角させた側寄りに配置しておくことで、
特に最遅角状態における同シャフト油路５２と進角側チ
ューブ油路４７との距離Ｌ１（図５（ａ）（イ）参照）
は、最進角状態における同距離Ｌ２（図５（ａ）（ハ）
参照）よりも短くなる。従って、最遅角状態から吸気側
カムシャフト１１をチューブ１５に対して進角させてい
く場合、進角側チューブ油路４７から進角側シャフト油
路５２へと流れる油の圧力損失は低減される。一般に、
吸気側カムシャフト１１を進角回転方向に回動させてい
く場合には、その回転方向に更に回動させる必要がある
ため、より大きな駆動力（油圧力）が必要とされるが、
このように圧力損失を低減したことで、ＶＶＴ機構１４
の応答性は向上される。

【００４７】一方、吸気側カムシャフト１１には、上記
遅角側チューブ油路４８の開口位置に対応して、その回
転断面内において所定の中心線Ｏ２と対称に、略半月状
に切り欠き形成された遅角側半月油溝５３が形成されて
いる。なお、この中心線Ｏ２の方向は、図５に示される
ように、前記中心線Ｏ１の方向を時計回り方向に約９０
度ほど回転した方向となっている。また、吸気側カムシ
ャフト１１の内部には、この遅角側半月油溝５３の中心
側において、同吸気側カムシャフト１１の軸線方向に伸
び、先端側（図１の右側）が前記遅角側油圧室３１へと
連通される断面円形の遅角側シャフト油路５４が形成さ
れている。従って、遅角側ヘッド油路４２から供給され
る油は、油溝４６、遅角側チューブ油路４８、遅角側半
月油溝５３及び遅角側シャフト油路５４を介して上記遅
角側油圧室３１に供給されている。そして、上記遅角側
ヘッド油路４２、油溝４６、遅角側チューブ油路４８、
遅角側半月油溝５３及び遅角側シャフト油路５４によっ
て、前記遅角側油圧通路Ｐ２が構成されている。なお、
遅角側シャフト油路５４は、その中心軸が上記中心線Ｏ
２と交わるように配置されている。

【００４８】前述のように、進角側シャフト油路５２
は、前記進角側チューブ油路４７に対して前記吸気側カ
ムシャフト１１を進角させた側寄りに配置されているた
め、図５（ｂ）（イ）〜（ハ）に示されるように、遅角
側シャフト油路５４も、前記遅角側チューブ油路４８に
対して同様に吸気側カムシャフト１１を進角させた側寄
りに配置されている。なお、遅角側シャフト油路５４
を、前記遅角側チューブ油路４８に対して前記吸気側カ
ムシャフト１１を進角させた側寄りに配置すると、最進
角状態において、同シャフト油路５４と遅角側チューブ
油路４８との距離は長くなるが、最進角状態から吸気側
カムシャフト１１をチューブ１５に対して遅角させてい
く場合、その回転方向と反対方向に戻すように回動させ
ればよいため、必要とされる駆動力（油圧力）は低減さ
れる。従って、ＶＶＴ機構１４の応答性は好適に維持さ
れる。

【００４９】本実施形態では、前記ＯＣＶ３６によって
進角側・遅角側各油圧通路Ｐ１，Ｐ２と、オイルポンプ
３５及びオイルパン４４との連通状態を切り換えること
によって同オイルポンプ３５から前記各油圧室３１，３
２内へ油を供給し、あるいは同油圧室３１，３２内から
油を排出してオイルパン４４に戻すようにしている。

【００５０】次に、前記ＯＣＶ３６について図１及び図
４に基づき詳述する。図１に示すように、ＯＣＶ３６を
構成するケーシング６０は、第１〜第５のポート６１，
６２，６３，６４，６５を有している。第１のポート６
１は遅角側ヘッド油路４２に連通され、第２のポート６
２は進角側ヘッド油路４１に連通されている。また、第
３及び第４のポート６３，６４はオイルパン４４に連通
され、第５のポート６５はオイルポンプ３５の吐出側に
連通されている。

【００５１】ケーシング６０の内部には串形のスプール
６６が設けられている。このスプール６６は円柱状をな
す４つの弁体６７を有しており、その軸方向に往復動可
能となっている。また、ケーシング６０には、スプール
６６を図１に示す第１の作動位置と、図４に示す第２の
作動位置との間で移動させるための電磁ソレノイド６８
が設けられている。また、ケーシング６０内にはスプリ
ング６９が設けられており、このスプリング６９により
スプール６６は第１の作動位置側へ向けて付勢されてい
る。

【００５２】エンジンの運転状態を統括制御する電子制
御装置（以下「ＥＣＵ」という）７０は、電磁ソレノイ
ド６８の駆動態様をデューティ制御する。すなわちＥＣ
Ｕ７０は、電磁ソレノイド６８に対する通電を停止（デ
ューティ比が０％）することにより、スプール６６の位
置を第１の作動位置に保持する。これにより、図１に示
すように、進角側ヘッド油路４１が第２のポート６２及
び第５のポート６５を介してオイルポンプ３５の吐出側
に接続される一方で、遅角側ヘッド油路４２が第１のポ
ート６１及び第３のポート６３を介してオイルパン４４
に接続される。その結果、進角側油圧室３２内には進角
側油圧通路Ｐ１を通じて油が供給される一方で、遅角側
油圧室３１内の油は遅角側油圧通路Ｐ２を通じてオイル
パン４４に戻される。

【００５３】また、ＥＣＵ７０は、電磁ソレノイド６８
の駆動態様を１００％のデューティ比で駆動することに
より、スプール６６の位置を第２の作動位置に保持す
る。これにより、図４に示すように、遅角側ヘッド油路
４２は第１のポート６１及び第５のポート６５を介して
オイルポンプ３５の吐出側に接続され、進角側ヘッド油
路４１は第２のポート６２及び第４のポート６４を介し
てオイルパン４４に接続される。その結果、遅角側油圧
室３１内には遅角側油圧通路Ｐ２を通じて油が供給され
る一方で、進角側油圧室３２内の油は進角側油圧通路Ｐ
１を通じてオイルパン４４に戻される。

【００５４】更にＥＣＵ７０は、電磁ソレノイド６８を
５０％のデューティ比で駆動することにより、スプール
６６の位置を中間位置に保持する。これにより、スプー
ル６６の弁体６７は、第１及び第２のポート６１，６２
を閉塞する。その結果、進角側油圧室３２及び遅角側油
圧室３１に対する油の供給及び排出は行われず、両油圧
室３１，３２の油圧は現在の状態に保持される。ちなみ
に、実際の上記油圧の保持のためには、ＶＶＴ機構１４
からの意図せぬ油の漏出分を補給するために、両油圧通
路Ｐ１，Ｐ２に適宜、油を供給している。

【００５５】次に、本実施形態におけるバルブタイミン
グ、すなわちチューブ１５に対する吸気側カムシャフト
１１の相対回動の制御態様の一例について、図６を参照
して説明する。なお、同図６は、エンジンに設けられた
エアフローメータ及び回転数センサによりそれぞれ検出
される吸入空気量ＧＡ及びエンジン回転数ＮＥに基づ
き、チューブ１５に対して吸気側カムシャフト１１を相
対回動させるときの目標角度ＶＴＴを示すマップであ
る。このマップは、前記ＥＣＵ７０が備えるメモリ内に
予め記憶されている。また、同図６に併せ記した曲線Ｃ
は、例えば４０ｋｍ／ｈ（キロメートル毎時）で走行す
る自動車が、加速状態に移行した際にその加速性能を向
上するために設定される上記目標角度ＶＴＴの推移を示
したものである。なお、同図６に示した目標角度ＶＴＴ
は、チューブ１５に対して吸気側カムシャフト１１を相
対回動させるときの実際の目標角度をクランクシャフト
の回転角度（°ＣＡ）に換算したものとして記載してい
る。そして、前記最遅角状態のときを角度０°ＣＡ、最
進角状態のときを角度６０°ＣＡ、中立状態のときを角
度３０°ＣＡで表している。

【００５６】同図６に示されるように、４０ｋｍ／ｈで
走行する自動車が、加速状態に移行すると、上記目標角
度ＶＴＴは、最遅角状態（角度０°ＣＡ）から最進角状
態（角度６０°ＣＡ）へと移行する。この際、前述のよ
うに進角側チューブ油路４７から進角側シャフト油路５
２へと流れる油の圧力損失を低減し、ＶＶＴ機構１４の
応答性を向上しているため、吸気側カムシャフト１１は
上記目標角度ＶＴＴへと迅速に駆動される。これによ
り、自動車の加速性能も向上される。

【００５７】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施形態では、最遅角状態から吸気側カムシャ
フト１１をチューブ１５に対して進角させていく場合
に、進角側チューブ油路４７から進角側シャフト油路５
２へと流れる油の圧力損失を低減し、ＶＶＴ機構１４の
応答性を向上することができる。

【００５８】（２）本実施形態では、吸気側カムシャフ
ト１１を目標角度ＶＴＴへと迅速に駆動し、自動車の加
速性能を向上することができる。 （第２実施形態）以下、本発明を内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置に具体化した第２実施形態について図７
及び図８に従って説明する。

【００５９】なお、説明の便宜上、前記第１実施形態と
同様の構成については同一の符号を付してその説明を一
部省略する。本実施形態においては、前記第１実施形態
の進角側チューブ油路４７に代えて、チューブ１５（吸
気側カムシャフト１１）の回転方向側に傾斜された進角
側チューブ油路８１としている。すなわち、図７にその
断面構造を示すように、進角側チューブ油路８１の中心
側（進角側半月油溝５１側）の開口位置と同外周側（油
溝４５側）の開口位置とでなす直線Ｆ１の方向は、前記
経線Ｒ１の方向をチューブ１５（吸気側カムシャフト１
１）の回転方向側に角度θ１だけ傾けた方向となってい
る。このような進角側チューブ油路８１を採用した場合
の作用について以下に記載する。

【００６０】図７に示されるように、チューブ１５（吸
気側カムシャフト１１）が回転している状態において
は、上記進角側チューブ油路８１内を流れる油に対して
遠心力Ｆ（図８参照）が発生する。従って、吸気側カム
シャフト１１を進角回転方向側に回動するために、上記
進角側チューブ油路８１内を上記油溝４５側から上記進
角側半月油溝５１側へと流れる油の圧力（油圧力）は、
この遠心力Ｆによって低減される。上記進角側チューブ
油路８１をチューブ１５（吸気側カムシャフト１１）の
回転方向側に傾斜したことで、遠心力Ｆによって低減さ
れる上記油圧力は力Ｆｃｏｓθ１に相当する油圧力に抑
制される。

【００６１】また、上記進角側チューブ油路８１をチュ
ーブ１５（吸気側カムシャフト１１）の回転方向側に傾
斜したことで、同チューブ１５が回転している状態にお
いては、前記油溝４５を上記回転方向と反対方向に流れ
て上記進角側チューブ油路８１に流入した油には、その
流れを促進する方向に力ｆが生じる。そして、この力ｆ
が直線Ｆ１となす角度を角度αとすると、同力ｆによ
り、上記進角側チューブ油路８１内を上記油溝４５側か
ら上記進角側半月油溝５１側へと流れる油の圧力（油圧
力）は、力ｆｃｏｓαに相当する油圧力だけ増幅され
る。

【００６２】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、前記第１実施形態の（１）及び（２）の効果に加え
て以下に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施形態では、進角側チューブ油路８１を傾斜
したことで、チューブ１５（吸気側カムシャフト１１）
の回転に伴う遠心力Ｆによる進角側チューブ油路８１内
を油溝４５側から進角側半月油溝５１側へと流れる油の
圧力（油圧力）の低減を抑制することができる。

【００６３】（２）本実施形態では、進角側チューブ油
路８１をチューブ１５（吸気側カムシャフト１１）の回
転方向側に傾斜したことで、進角側チューブ油路８１内
を油溝４５側から進角側半月油溝５１側へと流れる油の
圧力（油圧力）を増幅することができる。

【００６４】（３）本実施形態では、吸気側カムシャフ
ト１１をチューブ１５に対して進角させていく場合に、
ＶＶＴ機構１４の応答性を更に向上することができる。
尚、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるも
のではなく、次のように変更してもよい。

【００６５】・前記第１実施形態においては、進角側シ
ャフト油路５２が進角側チューブ油路４７に対して吸気
側カムシャフト１１を進角させた側寄りに配置されたこ
とで、遅角側シャフト油路５４も、遅角側チューブ油路
４８に対して同様に吸気側カムシャフト１１を進角させ
た側寄りに配置された。これに対して、進角側シャフト
油路５２が進角側チューブ油路４７に対して吸気側カム
シャフト１１を進角させた側寄りに配置されても、遅角
側シャフト油路５４を、遅角側チューブ油路４８に対し
て吸気側カムシャフト１１を進角させた側寄りにするこ
となく配置しうるように同遅角側シャフト油路５４及び
その周辺構造を形成しておいてもよい。

【００６６】・前記第２実施形態においては、中心側
（進角側半月油溝５１側）の開口位置と外周側（油溝４
５側）の開口位置とでなす直線Ｆ１の方向が、経線Ｒ１
の方向をチューブ１５（吸気側カムシャフト１１）の回
転方向側に角度θ１だけ傾けた方向となる進角側チュー
ブ油路８１を採用した。これに対して、図９に示される
ように、経線Ｒ１方向に貫通して形成された油路８２
と、同油路８２の外周側（油溝４５側）の開口位置にお
いて上記経線Ｒ１方向をチューブ１５（吸気側カムシャ
フト１１）の回転方向側に角度θ２だけ傾けた直線Ｆ２
の方向に形成された油路８３からなる進角側チューブ油
路８４を採用してもよい。この場合、特に油路８３を流
れる油に対して、前記第２実施形態の（１）及び（２）
の効果と同様の効果を得ることができる。

【００６７】・前記第２実施形態においては、中心側
（進角側半月油溝５１側）の開口位置と外周側（油溝４
５側）の開口位置とでなす直線Ｆ１の方向が、経線Ｒ１
の方向をチューブ１５（吸気側カムシャフト１１）の回
転方向側に角度θ１だけ傾けた方向となる進角側チュー
ブ油路８１を採用した。この進角側チューブ油路８１に
加えて、図１０に示されるように、進角側チューブ油路
８１の外周側（油溝４５側）の開口位置において上記直
線Ｆ１方向を更にチューブ１５（吸気側カムシャフト１
１）の回転方向側に角度θ３だけ傾けた直線Ｆ３の方向
に油路８５が形成された進角側チューブ油路８６を採用
してもよい。この場合、特に油路８５を流れる油に対し
て、前記第２実施形態の（１）及び（２）の効果を著し
く増大することができる。

【００６８】・前記第２実施形態においては、中心側
（進角側半月油溝５１側）の開口位置と外周側（油溝４
５側）の開口位置とでなす直線Ｆ１の方向が、経線Ｒ１
の方向をチューブ１５（吸気側カムシャフト１１）の回
転方向側に角度θ１だけ傾けた方向となる進角側チュー
ブ油路８１を採用した。これに対して、上記直線Ｆ１の
方向が、経線Ｒ１の方向をチューブ１５（吸気側カムシ
ャフト１１）の回転方向と反対方向側に角度θ１だけ傾
けた方向となる進角側チューブ油路を採用してもよい。

【００６９】・前記各実施形態においては、油溝４５を
軸受け部１６ａ，１７ａ側に形成したが、これは吸気側
カムシャフトの周方向に伸びる油溝としてもよい。 ・前記各実施形態においては、略半月状の進角側半月油
溝５１としたが、これは前記中心線Ｏ１と対称であり、
且つ、チューブ１５に対する吸気側カムシャフト１１の
回動範囲において進角側チューブ油路４７と連通するの
であればその他の形状の油路であってもよい。

【００７０】・ＶＶＴ機構としてはベーン式のものに限
らずリングギヤ式のものなども適宜採用することができ
る。 ・前記第２実施形態においては、進角側シャフト油路５
２を進角側チューブ油路４７に対して吸気側カムシャフ
ト１１を進角させた側寄りに配置したものを採用した
が、このように配置しておく必要は必ずしもない。

【００７１】次に、以上の実施形態から把握することが
できる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以
下に記載する。 （イ）内燃機関の出力軸に駆動連結されたチューブと、
同チューブに回動可能に挿入されてバルブを開閉駆動さ
せるカムシャフトとを、可変バルブタイミング機構によ
り相対回動して同バルブの開閉タイミングを早くすると
き、同可変バルブタイミング機構への油の供給は、同チ
ューブに貫設された進角側チューブ油路を介してなされ
る内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記
進角側チューブ油路は前記チューブの回転断面内におい
てその径線方向に対して傾斜した方向に形成されたこと
を特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。

【００７２】同構成によれば、上記進角側チューブ油路
は上記チューブの回転断面内において上記径線方向に対
して傾斜した方向に形成されている。従って、上記進角
側チューブ油路を、例えば上記径線方向に沿って形成し
た場合に比べ、上記進角側チューブ油路内をチューブの
外周側から中心側へと流れる油の圧力（油圧力）が上記
チューブ（カムシャフト）の回転に伴う遠心力によって
低減されることは抑制される。

【００７３】（ロ）上記（イ）において、前記進角側チ
ューブ油路は、前記チューブとその軸受け部との間に周
設された油溝に連通しており、該進角側チューブ油路の
該油溝側は前記径線方向に対して前記チューブの回転方
向側に傾斜した方向に形成され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。

【００７４】同構成によれば、上記進角側チューブ油路
の上記油溝側は、上記径線に対して上記チューブの回転
方向側に傾斜して形成されている。従って、上記チュー
ブが回転している状態においては、上記油溝を上記回転
方向と反対方向に流れて上記進角側チューブ油路に流入
した油には、その流れを促進する方向に力が生じる。そ
して、この力により、上記油溝側から上記進角側チュー
ブ油路内へと流れる油の圧力（油圧力）は増幅される。

【００７５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、バルブの開
閉タイミングが最も遅くなった状態から同開閉タイミン
グを早くしていくときに進角側油圧通路を進角側チュー
ブ油路から進角側シャフト油路へと流れる油の圧力損失
を低減し、可変バルブタイミング機構の応答性を向上す
ることができる。

【００７６】請求項２に記載の発明では、上記進角側チ
ューブ油路内を流れる油の圧力（油圧力）がチューブ
（カムシャフト）の回転に伴う遠心力によって低減され
ることを抑制することができる。従って、バルブの開閉
タイミングを早くしていくときの可変バルブタイミング
機構の応答性を向上することができる。

【００７７】請求項３に記載の発明では、上記チューブ
が回転している状態においては、上記進角側チューブ油
路内を上記油溝側から上記進角側対称油路側へと流れる
油の圧力（油圧力）を増幅することができる。従って、
バルブの開閉タイミングを早くしていくときの可変バル
ブタイミング機構の応答性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバルブタイミング制御装置の第１
実施形態を示す断面図。

【図２】図１の２−２線に沿った断面図。

【図３】図１の３−３線に沿った断面図。

【図４】ＯＣＶの作動状態の一例を示す部分断面図。

【図５】同実施形態の動作態様を示す断面図。

【図６】エンジン回転数及び吸入空気量と目標進角値と
の関係を示すマップ。

【図７】本発明に係るバルブタイミング制御装置の第２
実施形態を示す断面図。

【図８】図７を一部拡大して示す断面図。

【図９】同実施形態の他の他の構成例を示す断面図。

【図１０】同実施形態の他の他の構成例を示す部分断面
図。

【図１１】従来のバルブタイミング制御装置を示す断面
図。

【図１２】図１１の１２−１２線に沿った断面図。

【図１３】同装置の動作態様を示す断面図。

【符号の説明】

１１…カムシャフト、１４…ＶＶＴ機構、１５…チュー
ブ、１６ａ，１７ａ…軸受け部、４５…油溝、４７，８
１，８６…進角側チューブ油路、５１…進角側半月油
路、５２…進角側シャフト油路、８３，８５…油路、Ｐ
１…進角側油圧通路、Ｐ２…遅角側油圧通路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の出力軸に駆動連結されたチュ
   ーブと、同チューブに回動可能に挿入されてバルブを開
   閉駆動させるカムシャフトとを、可変バルブタイミング
   機構により相対回動して同バルブの開閉タイミングを早
   くするとき、同可変バルブタイミング機構への油の供給
   は、同チューブに貫設され、そのカムシャフト側は同チ
   ューブの所定の径線が通る位置に開口する進角側チュー
   ブ油路、同カムシャフトにその回転断面内において所定
   の中心線と対称に形成された進角側対称油路、及び、同
   進角側対称油路の中心側に開口して同カムシャフトの内
   部に形成された進角側シャフト油路を介してなされる内
   燃機関のバルブタイミング制御装置において、 前記バルブの開閉タイミングが最も遅くなったときに前
   記径線と前記中心線とのなす角度の大きさを、同バルブ
   の開閉タイミングが最も早くなったときに同径線と中心
   線とのなす角度の大きさよりも小さくし、同バルブの開
   閉タイミングが最も遅くなったときの前記進角側チュー
   ブ油路と前記進角側シャフト油路との間の長さが、同バ
   ルブの開閉タイミングが最も早くなったときの同進角側
   チューブ油路と進角側シャフト油路との間の長さよりも
   短くなる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。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイ
   ミング制御装置において、 前記進角側チューブ油路は前記チューブの回転断面内に
   おいて前記径線方向に対して傾斜した方向に形成された
   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。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関のバルブタイ
   ミング制御装置において、 前記進角側チューブ油路は、前記チューブとその軸受け
   部との間に周設された油溝に連通しており、該進角側チ
   ューブ油路の該油溝側は前記径線方向に対して前記チュ
   ーブの回転方向側に傾斜した方向に形成されたことを特
   徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。