JP2009133300A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】応答性が高く、高精度に従動軸の位相の制御が可能なバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】ベーンロータ５０は、ボス部５１とボス部５１に一体に設けられるベーンとからなり、ハウジング１１に形成された収容室３５に収容されている。ベーン５２に形成される孔５５には、ハウジング１１に対するベーンロータ５０の相対回転を規制するストッパピストン８０が往復移動可能に設けられている。ハウジング１１の側壁としてのフロントプレート２０には、ストッパピストン８０の一端が嵌合可能な嵌合孔２３、および大気に連通する大気通孔２４が形成されている。嵌合孔２３は、大気通孔２４を経由して大気に連通している。そして、ストッパピストン８０の一端が嵌合孔２３に嵌合すると、ハウジング１１に対するベーンロータ５０の相対回転が規制される。
【選択図】図１

Description

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。

従来、エンジンのクランクシャフトと同期回転するハウジングの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、圧力室としての進角油圧室および遅角油圧室に流入出する作動油の圧力によりクランクシャフトとカムシャフトとの位相差を制御するベーン式のバルブタイミング調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなベーン式のバルブタイミング調整装置では、通常、エンジン始動時、ベーンロータに設けられたストッパピストンがハウジングに形成された嵌合孔に嵌合しているため、ベーンロータのハウジングに対する相対回転が規制されている。これにより、エンジン始動直後におけるクランクシャフトからカムシャフトへの駆動力の安定した伝達、およびベーンロータとハウジングとの相対的な回転振動によって生じる打音の防止を図っている。

ところで、予期せぬエンジン停止時など、ストッパピストンがハウジングの嵌合孔に嵌合していない状態で運転を終了することがある。この場合、次の運転におけるエンジン再始動時、カムシャフトの変動トルクを利用してベーンロータを揺動させることによってストッパピストンをハウジングの嵌合孔に嵌合させ、ベーンロータのハウジングに対する相対回転を規制する必要がある。

従来のバルブタイミング調整装置では、通常、ハウジングの嵌合孔は作動油で満たされている。そのため、ストッパピストンが嵌合孔に嵌合するとき、ストッパピストンは嵌合孔内の作動油を油路側へ押し戻す。しかしながら、ストッパピストンの先端部の径が油路径に比べて大きい場合、ストッパピストンの嵌合時に作動油を押し戻すための圧力の損失が大きくなり、ストッパピストンの応答速度が低下する。例えば特許文献１に示されるような先端部の径が大きなストッパピストンの場合、特にエンジン始動時など作動油の粘度が増す低温時においてはストッパピストンの応答性が著しく悪化するおそれがある。
特開２００３−２０１８１０号公報

そこで、本発明の目的は、応答性が高く、高精度に従動軸の位相の制御が可能なバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、ベーンロータは、ベーン支持部とベーン支持部に一体に設けられるベーン部材とからなり、ハウジングに形成された収容室に収容されている。ベーン部材に形成される軸方向孔には、ハウジングに対するベーン部材の相対回転を規制する規制部材が往復移動可能に設けられている。ハウジングの側壁の一方には、規制部材の一端が嵌合可能な嵌合孔、および大気に連通する大気通孔が形成されている。嵌合孔は、大気通孔を経由して大気に連通している。そして、規制部材の一端が嵌合孔に嵌合すると、ハウジングに対するベーン部材すなわちベーンロータの相対回転が規制される。本発明の場合、嵌合孔が大気通孔を通じて大気開放され、嵌合孔内は作動油がない状態となっている。そのため、規制部材が嵌合孔に嵌合するとき、嵌合孔が大気開放されていない場合のように嵌合孔内の作動油を油路側へ押し戻す必要がなく、規制部材を嵌合孔に容易に嵌合させることができる。その結果、規制部材の応答性を高めることができ、ハウジングに対するベーンロータの相対回転を規制部材によって容易かつ高精度に規制することができる。したがって、バルブタイミング調整装置の応答性を高めることができ、高精度に従動軸の位相を制御することができる。

請求項２記載の発明では、大気通孔の径は、規制部材の嵌合孔に嵌合する側の端部の径、すなわち嵌合孔の径よりも小さく形成されている。これにより、大気通孔と嵌合孔との間に環状の段差面が形成されている。規制部材が嵌合孔に嵌合するとき、規制部材は、前記段差面に当接することによって、大気通孔を通じてハウジングの外部へ飛び出すことが規制される。したがって、嵌合孔を大気開放するために大気通孔を形成しても、大気通孔を通じた規制部材の飛び出しを防止することができる。

規制部材が往復移動可能に設けられている軸方向孔のうち、規制部材の嵌合孔に嵌合する側とは反対の端部とハウジングの側壁との間に形成される空間が閉塞されている場合、規制部材が嵌合孔に嵌合する方向に移動するとき、前記空間は、容積が拡大することにより圧力が低下する。そのため、規制部材は、嵌合孔に嵌合する方向に移動しにくくなる。一方、規制部材が嵌合孔から抜け出る方向へ移動するとき、前記空間は、容積が減少することにより圧力が増大する。そのため、規制部材は、嵌合孔から抜け出る方向へ移動しにくくなる。このように、前記空間が閉塞されていると、規制部材の円滑な往復移動が妨げられるおそれがある。

そこで、請求項３記載の発明では、ハウジングの側壁の他方、すなわち大気通孔が形成された側壁とは反対側の側壁に、大気に連通する排圧孔が形成されている。そして、軸方向孔は排圧孔を経由して大気に連通している。そのため、規制部材が軸方向孔の内側で往復移動しても、前記空間の圧力は大気圧と同等の圧力に維持される。これにより、規制部材は円滑に往復移動することができる。また、本発明では、軸方向孔は、ベーン部材が所定の角度範囲でハウジングに対し相対回転駆動されるとき、ベーン部材がいずれの位置にあっても、排圧孔を経由して大気に連通している。そのため、ベーン部材がいずれの位置にあっても、規制部材は円滑に往復移動することができる。したがって、規制部材の応答性をより高めることができ、ハウジングに対するベーンロータの相対回転を規制部材によって容易かつ高精度に規制することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１〜５に示す。バルブタイミング調整装置１０は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミングを調整する。

図１に示すように、バルブタイミング調整装置１０は、ハウジング１１およびベーンロータ５０などを備えている。ハウジング１１は、側壁としてのフロントプレート２０、周壁としてのシューハウジング３０および側壁としてのチェーンスプロケット４０を有している。フロントプレート２０、シューハウジング３０およびチェーンスプロケット４０は、ボルト１２によって同軸上に固定されている。これにより、シューハウジング３０の軸方向両端にフロントプレート２０およびチェーンスプロケット４０が接続し、シューハウジング３０、フロントプレート２０およびチェーンスプロケット４０によって収容室３５が形成されている。チェーンスプロケット４０は、図示しないチェーン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が伝達され、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７０は、ハウジング１１を経由してクランクシャフトの駆動力が伝達される。カムシャフト７０は、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト７０は、チェーンスプロケット４０に対し所定の位相差をおいて回転可能にチェーンスプロケット４０に挿入されている。

ベーンロータ５０は、収容室３５に収容され、カムシャフト７０の回転軸方向端面と接している。カムシャフト７０およびベーンロータ５０は、ボルト１３により同軸上に固定されている。ベーンロータ５０とカムシャフト７０との回転方向の位置決めは、ベーンロータ５０およびカムシャフト７０に位置決めピン１４をはめ込むことにより行われる。このような構成により、ベーンロータ５０およびカムシャフト７０は、ハウジング１１に対して同軸に相対回転可能である。カムシャフト７０、ハウジング１１およびベーンロータ５０は、図１に示す矢印Ｚ方向から見て時計方向へ回転する。以下、この回転方向をクランクシャフトに対するカムシャフト７０の進角方向とする。

図２に示すように、ハウジング１１のシューハウジング３０は、筒状の筒部３１と、筒部３１から径内方向へ延びるシュー３２、３３、３４とを有している。シュー３２、３３、３４は、略台形状に形成され、筒部３１の回転方向にほぼ等間隔に配置されている。
ベーンロータ５０は、ベーン支持部としてのボス部５１と、ボス部５１の外周側に回転方向へほぼ等間隔に配置されたベーン部材としてのベーン５２、５３、５４とを有している。ベーン５２、５３、５４は、ボス部５１と一体に形成されている。ベーンロータ５０は、ハウジング１１に対し相対回転可能に収容室３５に収容されている。ベーン５２、５３、５４は、収容室３５においてシュー３２、３３、３４により回転方向に所定角度範囲で三箇所に形成されたベーン収容室３５１に、それぞれ回転可能に収容されている。

ベーン５２、５３、５４は、各ベーン収容室３５１を圧力室としての遅角油圧室と進角油圧室とに仕切っている。すなわち、シュー３２とベーン５２との間に遅角油圧室３０１が形成され、シュー３３とベーン５３との間に遅角油圧室３０２が形成され、シュー３４とベーン５４との間に遅角油圧室３０３が形成されている。また、シュー３４とベーン５２との間に進角油圧室３１１が形成され、シュー３２とベーン５３との間に進角油圧室３１２が形成され、シュー３３とベーン５４との間に進角油圧室３１３が形成されている。

シール部材１５は、半径方向に向き合うシュー３２、３３、３４とボス部５１との間、ならびにベーン５２、５３、５４とシューハウジング３０の筒部３１との間に配設されている。シール部材１５は、シュー３２、３３、３４の先端、およびベーン５２、５３、５４の反ボス部５１側端部に設けた溝にはめ込まれており、例えばばねなどによりボス部５１の外周壁および筒部３１の内周壁に向けて押し付けられている。この構成により、シール部材１５は各遅角油圧室と各進角油圧室とを液密に保持し、各遅角油圧室と各進角油圧室との間に作動油が漏れることを防止している。

図１に示すように、ベーンロータ５０は、ベーン５２を軸方向に貫く軸方向孔としての孔５５を有している。孔５５には、規制部材としてのストッパピストン８０、およびスプリング８１が収容されている。ストッパピストン８０は、略円筒状に形成され、孔５５に軸方向へ往復移動可能に収容されている。スプリング８１は、軸方向の一方の端部がチェーンスプロケット４０に接し、他方の端部がストッパピストン８０に接している。スプリング８１は、軸方向へ伸びる力を有している。これにより、スプリング８１は、ストッパピストン８０をフロントプレート２０側へ付勢している。

フロントプレート２０のベーンロータ５０側端面に形成された凹溝部２１には、嵌合リング２２が圧入保持されている。凹溝部２１は、ベーンロータ５０がハウジング１１に対して相対回転するときにベーン５２がとり得る最遅角位置と最進角位置との略中間位置に形成されている。嵌合リング２２は、略円筒状に形成されている。嵌合リング２２の略中心には、嵌合リング２２を軸方向に貫く嵌合孔２３が形成されている。すなわち、嵌合孔２３は、ベーンロータ５０がハウジング１１に対して相対回転するときにベーン５２がとり得る最遅角位置と最進角位置との略中間位置に形成されている。ストッパピストン８０は、一端が嵌合孔２３に嵌まり込むことにより嵌合リング２２に嵌合可能である。

ストッパピストン８０および嵌合リング２２の嵌合側は、テーパ状に形成されている。そのため、ストッパピストン８０は、嵌合リング２２に滑らかに嵌合する。ストッパピストン８０の外周に形成された油圧室８２に供給される作動油の圧力は、嵌合リング２２からストッパピストン８０が抜け出す方向へ働く。ストッパピストン８０は、油圧室８２から受ける力とスプリング８１の付勢力とのバランスにより、嵌合リング２２に嵌合したり嵌合リング２２から抜け出たりする。

凹溝部２１には、フロントプレート２０を板厚方向へ貫く大気通孔２４が形成されている。これにより、嵌合リング２２の嵌合孔２３は、ベーン５２とは反対側の端部が大気通孔２４を経由して大気に連通している。すなわち、嵌合孔２３は、大気開放されている。なお、嵌合孔２３のベーン５２側の端部は、収容室３５に連通している。

図３に示すように、大気通孔２４の径ｗ１は、ストッパピストン８０の嵌合孔２３に嵌合する側の端部の径ｗ２、すなわち嵌合孔２３の径よりも小さく形成されている。これにより、大気通孔２４と嵌合孔２３との間には、環状の段差面２５が形成されている。そのため、ストッパピストン８０が嵌合孔２３に嵌合する方向に移動するとき、ストッパピストン８０は、段差面２５に当接する。

図２および図３に示すように、チェーンスプロケット４０のベーンロータ５０側端面には、長溝部４２が形成されている。長溝部４２は、略円弧形状かつ所定の深さｄで形成されている。長溝部４２には、チェーンスプロケット４０を板厚方向へ貫く排圧孔４１が形成されている。これにより、ベーン５２に形成された孔５５は、長溝部４２および排圧孔４１を経由して大気に連通している。

長溝部４２は、略円弧形状に形成されているため、図４に示すようにベーン５２が最遅角位置にあっても孔５５に連通している。また、長溝部２４は、図５に示すようにベーン５２が最進角位置にあっても孔５５に連通している。すなわち、孔５５は、ベーン５２が最遅角位置から最進角位置までの所定の角度範囲でハウジング１１に対して相対回転駆動されるとき、ベーン５２がいずれの位置にあっても、長溝部４２および排圧孔４１を経由して大気に連通している。なお、図２、図４および図５においては、便宜上、フロントプレート２０に設けられた嵌合孔２３および大気通孔２４を二点鎖線で示している。

上述のように、嵌合孔２３は、ベーンロータ５０がハウジング１１に対して相対回転するときにベーン５２がとり得る最遅角位置と最進角位置との略中間位置に形成されている。つまり、嵌合孔２３は、ベーン５２の可動範囲内に位置する。また、長溝部４２も、ベーン５２の可動範囲内に位置するように形成されている。そのため、ベーンロータ５０がハウジング１１に対して相対回転することにより、ベーン５２が図４に示す最遅角位置と図５に示す最進角位置との間を移動しても、嵌合孔２３および長溝部４２は常にベーン５２の外壁の内側に位置している。

図１に示すように、ベーンロータ５０のフロントプレート２０側の端面５６、すなわちベーン５２のフロントプレート２０側の端面は、フロントプレート２０に対して液密に摺動可能に接している。そのため、遅角油圧室３０１または進角油圧室３１１と嵌合孔２３とが連通することはなく、遅角油圧室３０１または進角油圧室３１１から嵌合孔２３および大気通孔２４を通じた大気側への作動油の漏れは低減される。
また、同様にベーンロータ５０のチェーンスプロケット４０側の端面５７、すなわちベーン５２のチェーンスプロケット４０側の端面は、チェーンスプロケット４０に対して液密に摺動可能に接している。そのため、遅角油圧室３０１または進角油圧室３１１と長溝部４２とが連通することはなく、遅角油圧室３０１または進角油圧室３１１から長溝部４２および排圧孔４１を通じた大気側への作動油の漏れは低減される。

図１に示すように、軸受１６により回転を支持されているカムシャフト７０の外周壁には、環状通路７１、７２、７３が形成されている。カムシャフト７０およびボス部５１の内部には、通路８２１、三つの遅角通路３０５および三つの進角通路３１５が形成されている。通路８２１は環状通路７１と接続し、遅角通路３０５は環状通路７２と接続し、進角通路３１５は環状通路７３と接続している。

図２に示すように、ベーンロータ５０のボス部５１の内部には通路８２２が形成されている。通路８２２は、通路８２１と油圧室８２とを接続している。これにより、環状通路７１と油圧室８２とは、通路８２１、８２２を経由して連通する。また、ボス部５１の内部には三つの遅角通路３０６が形成されている。そして、各遅角通路３０６は、遅角通路３０５と各遅角油圧室とを接続している。これにより、環状通路７２と各遅角油圧室とは、遅角通路３０５、３０６を経由して連通する。さらに、ボス部５１の内部には三つの進角通路３１６が形成されている。そして、各進角通路３１６は、進角通路３１５と各進角油圧室とを接続している。これにより、環状通路７３と各進角油圧室とは、進角通路３１５、３１６を経由して連通する。

油圧室８２は、通路８２２、８２１、環状通路７１を経由して図示しないオイルポンプおよび図示しないオイルタンクに接続している。オイルポンプは、オイルタンクから汲み上げられた作動油を図示しない制御弁を介して油圧室８２に供給する。油圧室８２に作動油が供給されると、油圧室８２の内圧が高まりストッパピストン８０が嵌合リング２２の嵌合孔２３から抜け出す。これにより、ベーンロータ５０は、フロントプレート２０との連結が解除され、ハウジング１１に対する相対的な回転が許容される。

油圧室８２内の作動油が制御弁を介してオイルタンクへ排出されると、油圧室８２の内圧が低下する。その結果、ストッパピストン８０は、スプリング８１の付勢力によりフロントプレート２０側へ付勢される。
遅角油圧室３０１、３０２、３０３は、遅角通路３０６、３０５、環状通路７２を経由してオイルポンプおよびオイルタンクに接続している。また、進角油圧室３１１、３１２、３１３は、進角通路３１６、３１５、環状通路７３を経由してオイルポンプおよびオイルタンクに接続している。オイルポンプは、オイルタンクから汲み上げられた作動油を図示しない切換弁を介して遅角油圧室３０１、３０２、３０３または進角油圧室３１１、３１２、３１３に供給する。

また、各遅角油圧室および各進角油圧室は、切換弁を介してオイルタンクに接続している。切換弁を切り換えることにより、各遅角油圧室または各進角油圧室の一方にオイルタンクから作動油が供給されるとともに、各遅角油圧室または各進角油圧室の他方からオイルタンクへ作動油が排出される。これにより、油圧バランスによってハウジング１１に対するベーンロータ５０の相対的な回転位置が変化し、図示しないクランクシャフトとカムシャフト７０との位相が変更される。

次に、通常のエンジン始動時からエンジン停止時までにおける本実施形態の作動の一例について説明する。
図２に示すように、エンジン始動時、図示しないオイルポンプからの作動油は各遅角油圧室、各進角油圧室および油圧室８２にまだ供給されておらず、ベーンロータ５０はシューハウジング３０に対して最遅角位置と最進角位置との略中間に位置した状態にある。この状態においてストッパピストン８０は嵌合リング２２の嵌合孔２３に嵌合しているので、ベーンロータ５０はフロントプレート２０と連結されフロントプレート２０に対する相対回転が規制されている。そのため、ベーンロータ５０は、フロントプレート２０すなわちハウジング１１とともに回転する。ベーンロータ５０がフロントプレート２０に連結されていることによって、クランクシャフトからカムシャフト７０に回転駆動力が安定して伝達される。また、カムシャフト７０に正・負の変動トルクが生じてもベーンロータ５０とハウジング１１とは相対的な回転振動を発生することなく、打音の発生が防止される。

エンジン通常運転中、図示しない制御弁を切り換えることにより、オイルポンプから油圧室８２へ作動油が供給される。油圧室８２へ作動油が供給され油圧室８２の内圧が高まると、ストッパピストン８０が嵌合リング２２の嵌合孔２３から抜け出る。ストッパピストン８０が嵌合孔２３から抜け出ると、ベーンロータ５０はフロントプレート２０との連結を解除され、シューハウジング３０に対して最遅角位置から最進角位置の角度範囲内で相対回転自在となる。このとき、オイルポンプから遅角油圧室３０１、３０２、３０３へ作動油が供給されると、遅角油圧室３０１、３０２、３０３において圧力が高まった作動油は、ベーン５２、５３、５４を遅角方向へ押圧する。これにより、ベーンロータ５０は、遅角方向へ回転駆動される。また、オイルポンプから進角油圧室３１１、３１２、３１３へ作動油が供給されると、進角油圧室３１１、３１２、３１３において圧力が高まった作動油は、ベーン５２、５３、５４を進角方向へ押圧する。これにより、ベーンロータ５０は、進角方向へ回転駆動される。

このように、オイルポンプから各遅角油圧室または各進角油圧室へ供給される作動油によって、ベーンロータ５０のハウジング１１に対する相対回転が制御される。これにより、図示しないクランクシャフトとカムシャフト７０との位相が変更される。

ストッパピストン８０が略中間位置すなわち嵌合孔２３が形成されている位置よりも進角側に位置している状態でエンジン停止が指示された場合、油圧室８２から作動油が排出されるとともに各遅角油圧室に作動油が供給される。図示しない制御弁を切り換えることにより、油圧室８２から作動油が排出されて油圧室８２の内圧が低下し、ストッパピストン８０はスプリング８１の付勢力によってフロントプレート２０側へ付勢される。この状態で各遅角油圧室に作動油が供給されることによりベーンロータ５０は遅角方向へ回転し、ストッパピストン８０は嵌合孔２３に嵌合する。

ストッパピストン８０が嵌合孔２３が形成されている位置よりも遅角側に位置している状態でエンジン停止が指示された場合、油圧室８２から作動油が排出されるとともに各進角油圧室に作動油が供給される。これにより、ベーンロータ５０は進角方向へ回転し、ストッパピストン８０は嵌合孔２３に嵌合する。
通常、このようにストッパピストン８０を嵌合孔２３に嵌合させた状態、すなわちベーンロータ５０のハウジング１１に対する相対回転が規制された状態で運転を終了し、運転再開時に備える。

次に、予期しないエンジン停止後の運転再開時における本実施形態の作動を説明する。
予期しないエンジン停止時など、ストッパピストン８０が嵌合孔２３に嵌合していない状態で運転を終了することがある。この場合、次の運転におけるエンジン再始動時、油圧室８２内に作動油があるとこの作動油は排出される。これにより、ストッパピストン８０は、スプリング８１の付勢力によってフロントプレート２０側へ付勢される。また、このとき、カムシャフト７０には変動トルクが発生する。これにより、ベーンロータ５０は、遅角方向、進角方向へ揺動する。ベーンロータ５０が遅角方向、進角方向へ揺動することにより、フロントプレート２０側へ付勢されているストッパピストン８０は、嵌合孔２３に嵌合する。その結果、ベーンロータ５０は、フロントプレート２０と連結されフロントプレート２０すなわちハウジング１１に対する相対回転が規制される。

以上説明したように、本発明の第１実施形態では、嵌合孔２３が大気通孔２４を通じて大気開放され、嵌合孔２３内は作動油がない状態となっている。そのため、ストッパピストン８０が嵌合孔２３に嵌合するとき、嵌合孔が大気開放されていない場合のように嵌合孔内の作動油を油路側へ押し戻す必要がなく、ストッパピストン８０を嵌合孔２３に容易に嵌合させることができる。その結果、ストッパピストン８０の応答性を高めることができ、ハウジング１１に対するベーンロータ５０の相対回転をストッパピストン８０によって容易かつ高精度に規制することができる。したがって、バルブタイミング調整装置１０の応答性を高めることができ、高精度にカムシャフト７０の位相を制御することができる。

本発明の第１実施形態の場合、エンジン始動時など作動油の粘度が高い低温時においても、ストッパピストン８０の応答性が高い。したがって、予期しないエンジン停止後の運転再開時においても、ハウジング１１に対するベーンロータ５０の相対回転をストッパピストン８０によって容易に規制することができる。
また、本発明の第１実施形態では、大気通孔２４の径ｗ１は、ストッパピストン８０の嵌合孔２３に嵌合する側の端部の径ｗ２、すなわち嵌合孔２３の径よりも小さく形成されている。これにより、大気通孔２４と嵌合孔２３との間に環状の段差面２５が形成されている。ストッパピストン８０が嵌合孔２３に嵌合するとき、ストッパピストン８０は、段差面２５に当接することによって、大気通孔２４を通じてハウジング１１の外部へ飛び出すことが規制される。したがって、嵌合孔２３を大気開放するために大気通孔２４を形成しても、大気通孔２４を通じたストッパピストン８０の飛び出しを防止することができる。

さらに、本発明の第１実施形態では、チェーンスプロケット４０に、大気に連通する排圧孔４１が形成されている。そして、ストッパピストン８０が往復移動可能に設けられている孔５５は、排圧孔４１を経由して大気に連通している。そのため、ストッパピストン８０が孔５５の内側で往復移動しても、孔５５のうちのストッパピストン８０とチェーンスプロケット４０との間の空間の圧力は大気圧と同等の圧力に維持される。これにより、ストッパピストン８０は円滑に往復移動することができる。また、孔５５は、ベーン５２が所定の角度範囲でハウジング１１に対し相対回転駆動されるとき、ベーン５２がいずれの位置にあっても、長溝部４２および排圧孔４１を経由して大気に連通している。そのため、ベーン５２がいずれの位置にあっても、ストッパピストン８０は円滑に往復移動することができる。したがって、ストッパピストン８０の応答性をより高めることができ、ハウジング１１に対するベーンロータ５０の相対回転をストッパピストン８０によって容易かつ高精度に規制することができる。

（第１参考例）
本発明の第１参考例によるバルブタイミング調整装置を図６〜８に示す。なお、上述の第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第１参考例は、ベーンロータ５０の端面５６および端面５７に凹部とシール部とを有する点、およびチェーンスプロケット４０に長溝部４２を有しない点で、第１実施形態と異なる。

図６および図７に示すように、ベーン５２は、ベーンロータ５０のフロントプレート２０に対向する端面５６に、凹部５２１およびシール部５２２を有している。凹部５２１は、端面５６に凹溝５２３を形成することによって設けられている。シール部５２２は、ボス部５１からベーン５２の外壁に沿ってコ字状に延び、ボス部５１とともに凹部５２１を囲んでいる。また、シール部５２２は、シール部材１５の三方を囲んでいる。シール部５２２は、フロントプレート２０と液密に摺動可能に接している。これにより、遅角油圧室３０１と進角油圧室３１１との間の作動油の漏れを低減している。

同様に、ベーン５３、５４は、端面５６に、それぞれ凹部５３１およびシール部５３２、凹部５４１およびシール部５４２を有している。シール部５３２、５４２は、フロントプレート２０と液密に摺動可能に接している。これにより、遅角油圧室３０２と進角油圧室３１２との間の作動油の漏れ、および遅角油圧室３０３と進角油圧室３１３との間の作動油の漏れを低減している。

図８に示すように、ベーン５２は、ベーンロータ５０のチェーンスプロケット４０に対向する端面５７に、凹部５２４およびシール部５２５を有している。凹部５２４は、端面５７に凹溝５２６を形成することによって設けられている。シール部５２５は、ボス部５１からベーン５２の外壁に沿ってコ字状に延び、ボス部５１とともに凹部５２４を囲んでいる。また、シール部５２５は、シール部材１５の三方を囲んでいる。シール部５２５は、チェーンスプロケット４０と液密に摺動可能に接している。これにより、遅角油圧室３０１と進角油圧室３１１との間の作動油の漏れを低減している。

同様に、ベーン５３、５４は、端面５７に、それぞれ凹部５３４およびシール部５３５、凹部５４４およびシール部５４５を有している。シール部５３５、５４５は、チェーンスプロケット４０と液密に摺動可能に接している。これにより、遅角油圧室３０２と進角油圧室３１２との間の作動油の漏れ、および遅角油圧室３０３と進角油圧室３１３との間の作動油の漏れを低減している。

本参考例では、第１実施形態と同様、嵌合孔２３は大気通孔２４を経由して大気に連通している。また、第１実施形態と異なりチェーンスプロケット４０に長溝部は形成されていないものの、第１実施形態と同様にチェーンスプロケット４０を板厚方向へ貫く排圧孔４１が形成されている。ベーン５２は端面５７に凹部５２４を有しているため、排圧孔４１は、ベーン５２が最遅角位置または最進角位置のどちらにあっても凹部５２４を経由して孔５５に連通している。すなわち、孔５５は、ベーン５２が最遅角位置から最進角位置までの所定の角度範囲でハウジング１１に対して相対回転駆動されるとき、ベーン５２がいずれの位置にあっても、凹部５２４および排圧孔４１を経由して大気に連通している。

嵌合孔２３および排圧孔４１は、ベーンロータ５０がハウジング１１に対して相対回転するときにベーン５２がとり得る最遅角位置と最進角位置との略中間位置に形成され、ベーン５２が最遅角位置と最進角位置との間のどの位置にあっても、常にベーン５２の外壁の内側に位置している。
ベーン５２のシール部５２２は、フロントプレート２０に対して液密に摺動可能に接している。そのため、遅角油圧室３０１または進角油圧室３１１と嵌合孔２３とが連通することはなく、遅角油圧室３０１または進角油圧室３１１から嵌合孔２３および大気通孔２４を通じた大気側への作動油の漏れは低減される。
同様に、ベーン５２のシール部５２５は、チェーンスプロケット４０に対して液密に摺動可能に接している。そのため、遅角油圧室３０１または進角油圧室３１１と排圧孔４１とが連通することはなく、遅角油圧室３０１または進角油圧室３１１から排圧孔４１を通じた大気側への作動油の漏れは低減される。

以上説明したように、第１参考例の場合、ベーン５２、５３、５４には、凹部５２１、５３１、５４１および凹部５２４、５３４、５４４が設けられている。そのため、ベーン５２、５３、５４とフロントプレート２０とはシール部５２２、５３２、５４２で摺接し、ベーン５２、５３、５４とチェーンスプロケット４０とはシール部５２５、５３５、５４５で摺接する。すなわち、ベーン５２、５３、５４とフロントプレート２０、チェーンスプロケット４０とが摺接する面積は小さい。そのため、ベーン５２、５３、５４とフロントプレート２０、チェーンスプロケット４０との間に作動油があったとしても、作動油による抵抗は小さく、ベーンロータ５０をハウジング１１に対して容易に相対回転させることができる。特にエンジン始動時など低温時には作動油の粘度が高くなるが、第１参考例では、ベーン５２、５３、５４とフロントプレート２０、チェーンスプロケット４０との間に粘度の高い作動油があったとしても、ベーンロータ５０を容易に揺動および相対回転させることができる。したがって、ベーンロータ５０の応答性を高めることができ、高精度にカムシャフト７０の位相を制御することができる。
また、第１参考例では、嵌合孔２３は大気通孔２４を通じて大気開放され、孔５５は排圧孔４１を通じて大気開放されている。そのため、第１実施形態と同様、ストッパピストン８０の応答性を高めることができる。

（第２参考例）
本発明の第２参考例によるバルブタイミング調整装置を図９〜１１に示す。なお、第１参考例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第２参考例では、ベーン５３、５４に設けられた凹部およびシール部の形状が第１参考例と異なる。

図１０に示すように、ベーン５３は、端面５６に、凹部６３１およびシール部６３２を有している。シール部６３２は、ボス部５１から径外方向へＩ字状に延びている。凹部６３１は、シール部６３２の両側に凹溝６３３を形成することによって設けられている。また、シール部６３２は、シール部材１５の三方を囲んでいる。シール部６３２は、フロントプレート２０と液密に摺動可能に接している。これにより、遅角油圧室３０２と進角油圧室３１２との間の作動油の漏れを低減している。
同様に、ベーン５４は、端面５６に凹部６４１およびシール部６４２を有している。シール部６４２は、フロントプレート２０と液密に摺動可能に接している。これにより、遅角油圧室３０３と進角油圧室３１３との間の作動油の漏れを低減している。

図１１に示すように、ベーン５３は、端面５７に、凹部６３４およびシール部６３５を有している。シール部６３５は、ボス部５１から径外方向へＩ字状に延びている。凹部６３４は、シール部６３５の両側に凹溝６３６を形成することによって設けられている。また、シール部６３５は、シール部材１５の三方を囲んでいる。シール部６３５は、チェーンスプロケット４０と液密に摺動可能に接している。これにより、遅角油圧室３０２と進角油圧室３１２との間の作動油の漏れを低減している。
同様に、ベーン５４は、端面５７に凹部６４４およびシール部６４５を有している。シール部６４５は、チェーンスプロケット４０と液密に摺動可能に接している。これにより、遅角油圧室３０３と進角油圧室３１３との間の作動油の漏れを低減している。

図９、図１０および図１１に示す凹部５２１、シール部５２２、凹部５２４、シール部５２５は、第１参考例と同様の構成のため説明を省略する。
以上説明したように、第２参考例の場合も、第１参考例のように各ベーンの回転軸方向両端に凹部が形成されている。そのため、各ベーンとハウジング１１の内壁面とは、ベーンに設けられたシール部で摺接する。すなわち、ベーンとハウジング１１の内壁面とが摺接する面積は小さい。第２参考例の場合、ベーンとハウジング１１の内壁面とが摺接する面積は、第１参考例と比べ、より小さい。そのため、ベーンとハウジング１１の内壁面との間に作動油があったとしても、作動油による抵抗はより小さく、ベーンロータ５０をハウジング１１に対して容易に相対回転させることができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、排圧孔に連通する長溝部が略円弧形状に形成される構成を示した。本発明の他の実施形態では、長溝部の形状は円弧形状に限らず、どのような形状に形成されてもよい。また、長溝部の深さは、任意の深さに設定してもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ストッパピストンおよび嵌合リングの嵌合孔は、テーパ状ではなく、ストレート状に形成されていてもよい。

上述の実施形態または参考例では、フロントプレートに嵌合リングを設け、ストッパピストンを嵌合リングに形成された嵌合孔へ嵌合させる構成を示した。本発明の他の実施形態では、フロントプレートとは反対側のチェーンスプロケットに嵌合リングを設け、ストッパピストンをチェーンスプロケット側へ嵌合させる構成としてもよい。同様に、排圧孔については、チェーンスプロケットではなくフロントプレートに形成する構成としてもよい。

上述の実施形態または参考例では、ハウジングの内壁に嵌合リングを設け、嵌合リングに形成された嵌合孔にストッパピストンを嵌合させる構成を示した。本発明の他の実施形態では、ハウジングの内壁に嵌合リングを設置せず、ハウジング自体に大気に連通する嵌合孔を形成し、この嵌合孔にストッパピストンを嵌合させる構成としてもよい。

上述の実施形態または参考例では、バルブタイミング調整装置をエンジンの吸気弁に適用する例について説明した。しかし、本発明によるバルブタイミング調整装置は排気弁に適用してもよい。

本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置のベーン部材が最遅角位置にある状態を示す断面図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置のベーン部材が最進角位置にある状態を示す断面図。 本発明の第１参考例によるバルブタイミング調整装置を示す断面図。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線による断面図。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図。 本発明の第２参考例によるバルブタイミング調整装置を示す断面図。 図９のＸ−Ｘ線による断面図。 図９のＸＩ−ＸＩ線による断面図。

符号の説明

１０：バルブタイミング調整装置、１１：ハウジング、２０：フロントプレート（側壁、ハウジング）、２３：嵌合孔、２４：大気通孔、３０：シューハウジング（周壁、ハウジング）、３５：収容室、４０：チェーンスプロケット（側壁、ハウジング）、５１：ボス部（ベーン支持部）、５２、５３、５４：ベーン（ベーン部材）、５５：孔（軸方向孔）、７０：カムシャフト（従動軸）、８０：ストッパピストン（規制部材）、３０１、３０２、３０３：遅角油圧室（圧力室）、３１１、３１２、３１３：進角油圧室（圧力室）

Claims (3)

1. 内燃機関の駆動軸から吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動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、前記吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
   前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転し、周壁と回転軸方向両端で前記周壁と接続する側壁とを有し、前記周壁および前記両側壁により収容室を形成するハウジングと、
   前記収容室に収容され、前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転するベーン支持部と、
   前記収容室に収容され、前記ベーン支持部に一体に設けられ、前記収容室の圧力室に流入出する作動流体の圧力により所定の角度範囲で前記ハウジングに対し相対回転駆動されるベーン部材と、
   前記ベーン部材に形成される軸方向孔に往復移動可能に設けられ、前記ハウジングに対する前記ベーン部材の相対回転を規制する規制部材とを備え、
   前記ハウジングの前記側壁の一方に、前記規制部材の一端が嵌合可能な嵌合孔、および大気に連通する大気通孔が形成され、
   前記嵌合孔は、前記大気通孔を経由して大気に連通し、
   前記規制部材の前記一端が前記嵌合孔に嵌合すると、前記ハウジングに対する前記ベーン部材の相対回転が規制されることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記大気通孔の径は、前記規制部材の前記一端の径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記ハウジングの前記側壁の他方に、大気に連通する排圧孔が形成され、
   前記軸方向孔は、前記ベーン部材が前記所定の角度範囲で前記ハウジングに対し相対回転駆動されるとき、前記ベーン部材がいずれの位置にあっても、前記排圧孔を経由して大気に連通していることを特徴とする請求項１または２記載のバルブタイミング調整装置。

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