JP2012188967A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン始動時にカムトルクの作用によりストッパピンの予期せぬ抜けを防止するバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】 バルブタイミング調整装置のブッシュ７０はストッパピンが嵌合する貫通孔７０２を形成する内壁面７０３、７０４を有する。ブッシュ７０の中心軸７０ａに垂直な面を仮想し、中心軸７０ａと仮想した垂直な面との交点を原点７０３ｃとし、原点７０３ｃを通りベーンの進角方向を正とするｘ軸を設定した場合、内壁面７０４の断面形状は、ｘ軸上のｘ＜０にある第２中心７０４ｃを中心として距離ｒ２を半径とする円弧形状となる。このとき、ｘ軸上のｘ＞０にあるｘ軸と内壁面７０４の断面形状が交差する接続点７０５は、原点７０３ｃから距離ｒ２より小さい距離ｒ１の距離にある。一方、中心軸７０ａを挟んで反対側の内壁面７０３の断面形状は、原点を中心とする距離ｒ１を半径とする円弧形状となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。

従来、エンジンの駆動軸としてのクランクシャフトから吸気弁および排気弁を開閉する従動軸としてのカムシャフトへ動力伝達部材としてのチェーンを介して駆動力を伝達し、吸気弁および排気弁の少なくとも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が公知である。バルブタイミング調整装置には、カムシャフトに接続されるベーンロータのベーンを正方向（遅角方向）と負方向（進角方向）に揺動するカムトルクが交互に作用している。このため、バルブタイミング調整装置は、ベーンに設けたストッパピンがスプロケットのブッシュに嵌合することで、エンジン始動時等の低油圧時においてカムトルクにより正逆方向に揺動するベーンとハウジングとの打音を防止している。特許文献１には最遅角でも最進角でもない中間の位置にブッシュが設置されている。

特開２０００−３４５８１６

ここで、図９に従来のブッシュ９２の上面図および断面図を示す。ブッシュ９２は略環状を成しており、ブッシュ９２の中心軸９２ａに沿って形成されている貫通孔９２２は、その内壁面９２１がテーパ状となっている。図１０（ａ）にストッパピン９０とブッシュ９２との嵌合状態における断面図を示す。ストッパピン９０の嵌合部９３では、その側壁９３１が貫通孔９２２の内壁面９２１と当接するようにテーパ状に形成されている。これにより、ストッパピン９０はブッシュ９２と嵌合することができる。
しかしながら、エンジン始動時にはカムトルクＦｔがストッパピン９０の側壁９３１とブッシュ９２の内壁面９２１とが当接する面に作用する。このとき、ストッパピン９０には図１０（ａ）の上方向に分力Ｆが作用する。分力Ｆの大きさは嵌合部９３とブッシュ９２とが嵌合する角度Ψの大きさと関係があり、角度Ψが大きくなるほど分力Ｆは大きくなる。したがって、ストッパピン９０の嵌合を解除しやすくするために角度Ψを大きくした場合、エンジン始動時にストッパピン９０とブッシュ９２との嵌合が解除されやすくなる。特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置では、進遅角室に油圧が十分に供給されていない場合、嵌合部の側壁とブッシュの内壁面とが当接する面にカムトルクが作用すると、予期せぬストッパピンとブッシュとの嵌合が解除される懸念がある。

テーパ角Ψはストッパピンおよびブッシュの設計時に「実テーパ角」として決定される。しかしながら、実際の使用では設計時に決定される「実テーパ角」とは異なり、ストッパピンの側壁とブッシュの内壁面とが当接する位置によって「見かけのテーパ角」が決定される。前述の分力Ｆの大きさは、この「見かけのテーパ角」の大きさによって決定する。「見かけのテーパ角」について図１０から図１２を用いて説明する。

図１０（ｂ）は、嵌合部９３の下端面９３２を含む面である投影面Ａ（図１０（ａ）参照）に対して、ブッシュ９２の内壁面９２１を投影した図である。ここで、投影面Ａとブッシュ９２の内壁面９２１とが交差してできる線を最下線９２１ｂ、ブッシュ９２においてストッパピン９０が挿入される側の開口９２３を形成する上端部９２４（図９参照）を投影面Ａに投影してできる線を最上線９２１ｔとする。

従来のバルブタイミング調整装置では、ストッパピン９０の中心軸９０ａとブッシュ９２の中心軸９２ａとは、ずらして設計されており、これによってストッパピン９０がブッシュ９２にくさび嵌合する。具体的には、図１０（ａ）に示すようにストッパピン９０がブッシュ９２に嵌合したとき、ブッシュ９２の中心軸９２ａからベーン進角方向に距離θずれるように設計されている。なお、図１０（ａ）では、吸気弁におけるバルブタイミング調整装置を想定して、紙面に向かって右方向がベーン進角方向、左方向がベーン遅角方向である。このとき、ストッパピン９０の側壁９３１はブッシュ９２の内壁面９２１に当接する。図１０（ｂ）に示すように、嵌合部９３の側壁９３１と最下線９２１ｂとが当接する点を第１当接点９０ｂとする。なお、図１０（ｂ）ではストッパピン９０が内壁面９２１に当接したときのストッパピン９０の外形を破線で示す。また、ブッシュ９２の中心９２ｃとストッパピン９０の中心９０ｃとを結ぶ直線をｘ軸とすると、ｘ軸と最上線９２１ｔと交差する点を第２当接点９０ｔとする。

次に第１当接点９０ｂと第２当接点９０ｔとの距離を距離Ｘとすると、図１０（ｂ）に示すように嵌合部９３の嵌合深さＬに対する距離Ｘの割合から「見かけのテーパ角」が算出される。この場合、ｔａｎ（Ψ／２）＝Ｘ／Ｌとなり、角度Ψはストッパピン９０の設計時に決定される「実テーパ角」であり、またストッパピン９０における「見かけのテーパ角」でもある。

しかしながら、ストッパピン９０の中心９０ｃはストッパピン９０の製作上の公差により、ストッパピン９０の中心に位置しない。このため、ストッパピン９０の実際の中心９５ｃは、ベーンロータの径方向にずれる場合がある。図１０（ｂ）にはストッパピン９０の実際の中心９５ｃが径外方向に距離ｄずれた場合のストッパピン９０とブッシュ９２との当接の状態を実線で示す。
ストッパピン９０の実際の中心９５ｃが径外方向に距離ｄずれた場合、ストッパピン９０の側壁９３１と最下線９２１ｂとが当接する点は、第１当接点９５ｂとなる。また、第１当接点９５ｂにおいてｘ軸に平行な直線ｘ１を設定した場合、直線ｘ１と最上線９２１ｔとが交差する点は第２当接点９５ｔとなる。第１当接点９５ｂと第２当接点９５ｔとの距離を距離Ｘ１とすると、「見かけのテーパ角」は、ｔａｎ（Ψ₁／２）＝Ｘ１／Ｌから導出される。このとき、距離Ｘ１は距離Ｘより大きいため、角度Ψ₁は角度Ψより大きくなる。したがって、ストッパピンの中心が径外方向にずれることでストッパピンはブッシュより抜けやすくなる。
図１１には、ストッパピンの嵌合深さが一定の場合、ストッパピンの中心における径方向のずれと見かけのテーパ角との関係を示す。ストッパピンの中心における径方向のずれが大きくなると、見かけのテーパ角が大きくなる。したがって、ストッパピンの中心における径方向のずれが大きくなると、ストッパピンは抜けやすくなる。

図１２には、ブッシュ９２の中心９２ｃからの距離が異なる中心を有する２つのストッパピンとブッシュとの当接状態を示す。図１２（ｂ）には、ブッシュ９２の中心９２ｃとの距離が距離ｄ１の中心９６ｃを有するストッパピンの場合、およびブッシュ９２の中心９２ｃとの距離が距離ｄ１より大きい距離ｄ２の中心９７ｃを有するストッパピンの場合を示す。中心９６ｃを有する場合、ストッパピン９０の側面９３１と最下線９２１ｂとが当接する点は、第１当接点９６ｂとなる。また、第１当接点９６ｂにおいてｘ軸に平行な直線ｘ２とした場合、最上線９２１ｔと交差する点は第２当接点９６ｔとなる。第１当接点９６ｂと第２当接点９６ｔとの距離を距離Ｘ２とすると、「見かけのテーパ角」は、ｔａｎ（Ψ₂／２）＝Ｘ２／Ｌから導出される。一方、中心９７ｃを有する場合、ストッパピン９０の側壁９３１と最下線９２１ｂとが当接する点は、第１当接点９７ｂとなる。また、第１当接点９７ｂにおいてｘ軸に平行な直線ｘ３とした場合、最上線９２１ｔと交差する点は第２当接点９７ｔとなる。第１当接点９７ｂと第２当接点９７ｔとの距離を距離Ｘ３とすると、「見かけのテーパ角」は、ｔａｎ（Ψ₃／２）＝Ｘ３／Ｌから導出される。
このとき、「見かけのテーパ角」である角度Ψ₂と角度Ψ₃との大きさを比較すると、距離Ｘ２は距離Ｘ３より大きいため、Ψ₂＞Ψ₃となる。すなわち、径方向のずれの大きさである距離ｄが同じである場合、ストッパピンの中心とブッシュの中心との距離が長い方が「見かけのテーパ角」は小さくなる。

本発明の目的は、エンジン始動時にカムトルクの作用によりストッパピンの予期せぬ抜けを防止する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に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は、ハウジングおよびベーンロータを備える。ハウジングは、駆動軸または従動軸の一方とともに回転する。ハウジングの内部に収容されているベーンロータは、駆動軸または従動軸の他方とともに回転し、ハウジングの内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有している。ベーンロータは、遅角室および進角室に供給される作動流体の圧力によりハウジングに対して相対回動が可能である。ハウジングに対するベーンロータの相対回動を拘束することが可能な規制部材は、ベーンに形成される収容孔に往復移動可能に収容されている。規制部材によってベーンロータの相対回動を拘束する場合、規制部材はハウジングの一方の内壁に形成される嵌合孔に嵌合している環状部材と嵌合する。環状部材は、嵌合する軸方向に連続的に内径が小さくなる貫通孔を形成する内壁面を有する。
請求項１に記載の発明によると、環状部材の内壁面は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉によって従動軸に作用するカムトルクが環状部材を経由して規制部材に作用するとき、規制部材と貫通孔との嵌合を保持するように環状部材と規制部材との間に力学的作用が働く嵌合保持形状部を有する

請求項２に記載の発明によると、嵌合保持形状部は、環状部材の仮想横断面において周方向に円弧領域、同径領域、および大径領域を有する。円弧領域は、カムトルクが作用する側に位置し環状部材の中心軸を中心とする基準円の円弧形状からなる。同径領域は、カムトルクが作用する側とは反対側に位置し環状部材の中心軸周りに基準円と同径の円弧形状からなる。大径領域は、基準円の円弧形状より径外方向に離れる形状からなり円弧領域の両端と同径領域の両端とを接続する。

規制部材と嵌合する環状部材は、規制部材の嵌合部が挿入される貫通孔を形成する内壁面を有している。内壁面は、環状部材が嵌合孔に嵌合しているとき、嵌合する軸方向に連続的に内径が小さくなる、すなわちテーパ状の貫通孔を形成する。また、内壁面は、カムトルクが規制部材に作用するとき、カムトルクの作用による予期せぬ嵌合解除を防止する嵌合保持形状部を有する。
環状部材の仮想横断面における嵌合保持形状部は、３つの領域から形成されている。このなかでも基準円の円弧形状より径外方向に離れる形状からなる大径領域は、規制部材が貫通孔に嵌合したとき、規制部材と接触する。大径領域は、円弧領域および同径領域を形成する基準円の円弧形状より径外方向に離れる形状を成している。この形状によって、規制部材が貫通孔に嵌合する場合、規制部材の中心と環状部材の中心との距離が大きくなる。前述したように、規制部材と環状部材とが嵌合するとき、規制部材の中心における径方向のずれが同じである場合、規制部材の中心と環状部材の中心との距離が長い方が「見かけのテーパ角」は小さくなる。請求項１および２に記載のバルブタイミング調整装置では、規制部材が環状部材に嵌合したとき、規制部材の中心が環状部材の中心から離れているため規制部材の中心がベーンロータの径方向にずれて製作された場合、径方向のずれによる「見かけのテーパ角」は大きくなりにくい。これにより、環状部材を経由して規制部材にカムトルクが作用した場合、規制部材に作用する抜け方向の分力は小さくなる。したがって、エンジン始動時にカムトルクの作用による規制部材の予期せぬ抜けを防止することができる。

請求項３に記載の発明によると、環状部材が有する内壁面の大径領域は、円弧領域と環状部材の中心軸とを通って延びる直線上のカムトルクが作用する側とは反対側に位置する第２中心を中心として基準円の半径より長い半径を有する円弧形状からなる。これにより、大径領域での仮想横断面での形状は、環状部材の中心軸からみて基準円の円弧形状より離れる形状となる。

請求項４に記載の発明によると、環状部材が有する内壁面の大径領域は、環状部材の中心軸から円弧領域の円弧形状までの距離を短径とする楕円形状を有している。この形状においても、大径領域での仮想横断面での形状は、環状部材の中心軸からみて基準円の円弧形状より離れる形状となる。

請求項５に記載の発明によると、環状部材が有する内壁面の大径領域は、円弧領域を通り、ベーンロータの中心と環状部材の中心軸とを通りベーンロータの径外方向に延びる直線に平行な直線形状を有している。

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使った内燃機関の模式図である。 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断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。 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ストッパピンとブッシュとの嵌合状態示す概念図である。 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ブッシュの上面図及び断面図である。 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ストッパピンとブッシュとの嵌合状態における見かけのテーパ角を導出するための概念図である。 本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置のブッシュの（ａ）上面図、（ｂ）中心軸に平行な断面図、である。 本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置のブッシュの上面図及び断面図である。 従来知られているブッシュの上面図および断面図である。 従来知られているブッシュとストッパピンとの嵌合状態において、（ａ）断面図、（ｂ）見かけのテーパ角を導出するための概念図、である。 従来知られているブッシュにおけるストッパピンの中心の径方向のずれと見かけのテーパ角との関係図である。 従来知られているブッシュとストッパピンとの嵌合状態において、（ａ）断面図、（ｂ）見かけのテーパ角を導出するための概念図であって、図１０とは異なる概念図、である。

以下、本発明の実施形態によるバルブタイミング調整装置について図面に基づいて説明する。
（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から図６に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式である。
第１実施形態のバルブタイミング調整装置が設けられる駆動力伝達系では、図１に示すように、エンジン１の「駆動軸」としてのクランクシャフト２に固定されるギア３と、「従動軸」としてのカムシャフト４、５に固定されるギア６、１９１にチェーン７が巻き掛けられ、クランクシャフト２からカムシャフト４、５に駆動力が伝達される。一方のカムシャフト４はカム機構を経由して吸気弁８を開閉駆動し、他方のカムシャフト５はカム機構を経由して排気弁９を開閉駆動する。第１実施形態のバルブタイミング調整装置１０は、ギア１９１をチェーン７に、ベーンロータをカムシャフト４に接続して、吸気弁８の開閉タイミングを調整する。

図２および図３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、ベーンロータ２０、及び規制部材としてのストッパピン３０等を備えている。
ハウジング１１は、環状の周壁１２及び仕切り部材としてのシュウ１３、１４、１５、１６から一体に形成されたシュウハウジング１７、フロントプレート１８、並びにスプロケット１９から構成されている。略台形に形成されたシュウ１３、１４、１５、１６は、周壁１２から径方向内側へ延びており、周壁１２の周方向に略等間隔に設けられている。周方向に隣接するシュウ同士の間隙には略扇状の圧力室５０が形成されている。

スプロケット１９は、径外側にギア１９１を備え、周壁１２の回転軸方向の一方に設けられている。スプロケット１９は、軸方向にカムシャフト４を通す軸孔１９２を有している。
フロントプレート１８は、略円盤状に形成され、周壁１２の回転軸方向の他方に設けられている。フロントプレート１８は、円盤の中心に板厚方向に通じる円孔１８１を有している。
シュウハウジング１７、フロントプレート１８及びスプロケット１９は、ボルト１１１によって同軸上に固定されている。

ベーンロータ２０は、ハウジング１１と略同軸に設けられ、ハウジング１１の内側に相対回転可能に収容されている。ベーンロータ２０は、略円筒状のロータ２１、及びこのロータ２１から径外方向に突出する４個のベーン２２、２３、２４、２５を有している。
ベーンロータ２０とカムシャフト４とはボルト２６によって固定されている。ベーンロータ２０とカムシャフト４とは、ノックピン２７によって周方向の位置決めがされている。これにより、ベーンロータ２０は、カムシャフト４とともに回転する。
各ベーン２２、２３、２４、２５は、各圧力室５０を、それぞれ遅角室５１、５２、５３、５４と進角室５５、５６、５７、５８とに仕切っている。

遅角室５１、５２、５３、５４に油圧を供給する遅角通路６１、６２は、ベーンロータ２０のロータ２１に形成されている。進角室５５、５６、５７、５８に油圧を供給する進角通路６３、６４は、ロータ２１のスプロケット１９側の外壁に形成されている。遅角通路６１、６２及び進角通路６３、６４は、それぞれカムシャフト４に形成された遅角通路６５及び進角通路６６に連通している。

シール部材２８、２９は、例えば樹脂で形成され、各ベーン２２、２３、２４、２５の径外方向の外壁と、各シュウ１３、１４、１５、１６の径内方向の内壁とに嵌合している。各ベーン２２、２３、２４、２５の径外方向の外壁に嵌合するシール部材２８は、板ばね２８１の弾性力により周壁１２に押し付けられている。各シュウ１３、１４、１５、１６の径内方向の内壁に嵌合するシール部材２９は、板ばね２８１の弾性力によりロータ２１に押し付けられている。このため、シール部材２８、２９は、遅角室５１、５２、５３、５４と進角室５５、５６、５７、５８との間の作動油の漏れを抑制している。

「規制部材」としてのストッパピン３０は、有底円筒状に形成され、ベーン２２を回転軸方向に通じる収容孔２２１に軸方向に往復移動可能に収容されている。
図３に示すように、スプロケット１９にはベーンロータ２０が最遅角位置に位相制御されている状態で、ストッパピン３０に対応する位置に嵌合孔３１が形成されている。この嵌合孔３１には「環状部材」としてのブッシュ７０が設けられている。ストッパピン３０は、一方の端部にブッシュ７０の径内側に嵌合する嵌合部３３を有している。ストッパピン３０の他方の端部には、嵌合孔３１側に凹む凹部３４が設けられている。この凹部３４には、付勢部材としてのコイルスプリング３５が収容されている。コイルスプリング３５は、一端が凹部３４の内壁に当接し、他端がフロントプレート１８の内壁に当接する圧縮コイルスプリングであり、ストッパピン３０をスプロケット１９側へ付勢している。

図４にストッパピン３０とブッシュ７０との嵌合状態における断面の拡大図を示す。ブッシュ７０は、スプロケット１９に形成されている嵌合孔３１に挿入されている。ストッパピン３０のブッシュ７０に嵌合する嵌合部３３は角度Ψの角度でテーパ状に形成されている。ストッパピン３０の嵌合部３３がブッシュ７０に嵌合しているとき、嵌合部３３の側壁３３１は、ブッシュ７０に形成されている貫通孔７０２の内壁面のうちベーン進角方向の内壁面である内壁面７０４に当接する。後述するようにエンジン始動時にストッパピン３０に作用するカムトルクＦｔは、ブッシュ７０を経由してストッパピン３０の側壁３３１と貫通孔７０２の内壁面７０４とが当接する面に作用する。このとき、ストッパピン３０の中心軸３０ａは、ブッシュ７０の中心軸７０ａに対してベーン進角方向に距離θの位置にある。なお、嵌合部３３と貫通孔７０２とが嵌合している深さ、すなわち嵌合深さをＬとする。内壁面７０３は、特許請求の範囲に記載の「嵌合保持形状部」、「同径領域」に相当する。内壁面７０４は、特許請求の範囲に記載の「嵌合保持形状部」、「円弧領域」、「大径領域」に相当する。

貫通孔７０２は、図５（ａ）に示すように嵌合部３３とくさび嵌合するためにテーパ状の内壁面７０３、７０４から形成されている。具体的には、ブッシュ７０の上端面７０８側の内径は、下端面７０９側の内径より大きく形成されている。ブッシュ７０は、嵌合孔３１を形成する底面に下端面７０９を当接するように嵌合している。なお、図５には、本実施形態の比較例としてのブッシュの形状を破線で示している。

貫通孔７０２は、断面形状が異なる面から形成されている。ここで、ブッシュ７０の中心軸７０ａに垂直であり、かつ下端面７０９を含む面での断面形状を説明する。当該垂直な面とブッシュ７０の中心軸７０ａとの交点を原点７０３ｃとして、ベーンロータ２０の径方向に原点を通る線をｙ軸、当該垂直な面上にあって原点を通りｙ軸に垂直な線をｘ軸とする。当該垂直な面上において原点７０３ｃよりｙ軸のベーンロータ２０の径外方向側をｙ＞０とし、原点７０３ｃよりｘ軸のベーン２２の進角方向をｘ＞０とする。このとき、当該垂直な面上でｘ＞０およびｙ＞０の領域を第１象限、ｘ＜０およびｙ＞０の領域を第２象限、ｘ＜０およびｙ＜０の領域を第３象限、ｘ＞０およびｙ＜０の領域を第４象限とする。

第２象限および第３象限での貫通孔７０２の断面形状は、原点７０３ｃを中心とする距離ｒ１の半径を有する円弧形状となっている。このとき、ｘ軸上のｘ＜０において貫通孔７０２の断面形状とｘ軸とが交差する点は、原点７０３ｃから距離ｒ１の位置にある。また、ｙ軸上の貫通孔７０２の断面形状とｙ軸と交差する点は、原点７０３ｃから距離ｒ１の位置にある。
一方、第１象限および第４象限での貫通孔７０２の断面形状は、原点７０３ｃよりｘ＜０のｘ軸上にある第２中心７０４ｃから距離ｒ２の円弧形状となっている。このとき、距離ｒ１と距離ｒ２との関係は、距離ｒ２＞距離ｒ１である。なお、ｘ軸上のｘ＞０において貫通孔７０２の断面形状とｘ軸とが交差する点である接続点７０５は、第２中心７０４ｃからの距離ｒ２の位置にあり、原点７０３ｃから距離ｒ１の位置にある。

次に図６を用いてストッパピン３０とブッシュ７０とで形成される「見かけのテーパ角」について説明する。図６は、ブッシュ７０の中心軸７０ａに垂直な面であって下端面３３２を含む平面Ａ（図４参照）に対して、ブッシュ７０の内壁面７０３、７０４を投影した図である。ここで、平面Ａとブッシュ７０の内壁面７０３、７０４とが交差してできる線を最下線７０３ｂ、７０４ｂ、ブッシュ７０において上端面７０８と貫通孔７２２とを接続する線を平面Ａに投影してできる線を最上線７０３ｔ、７０４ｔとする。図６では、第１実施形態でのストッパピン３０の外形は実線で示されている。また、貫通孔７０２の内壁面７０４に当接したときのストッパピン３０の中心軸３０ａが動く軌跡を曲線３０ｒで示している。
ブッシュ７０にストッパピン３０が当接したとき、平面Ａ上でストッパピン３０と内壁面７０４が当接する点である第１当接点７０ｂは、第２中心７０４ｃから点３０ｄを通る直線が最下線７０４ｂと交差する点となる。なお、点３０ｄは、曲線３０ｒ上においてｘ軸からの距離が距離ｄの位置にある点である。また、第１当接点７０ｂにおいてｘ軸に平行な直線ｘ４を設定した場合、最上線７０４ｔと交差する点は第２当接点７０ｔとなる。したがって、ブッシュ７０とストッパピン３０とが嵌合している場合、第１当接点７０ｂと第２当接点７０ｔとの距離を距離Ｘ４とすると、「見かけのテーパ角」は、ｔａｎ（Ψ₄／２）＝Ｘ４／Ｌから導かれる角度Ψ₄となる。

次に、バルブタイミング調整装置１０の作動を説明する。
＜エンジン始動前＞
エンジン１が停止している状態では、図３に示すようにストッパピン３０は嵌合孔３１のブッシュ７０に嵌合している。エンジン１を始動した直後の状態では、遅角室５１、５２、５３、５４及び進角室５５、５６、５７、５８に油圧ポンプ８０から十分に作動油が供給されない。このため、ストッパピン３０はブッシュ７０に嵌合した状態を維持し、クランクシャフト２に対しカムシャフト４は最遅角位置に保持されている。このとき、ストッパピン３０の嵌合部３３は、図４に示すようにブッシュ７０の内壁面７０４に当接している。

＜エンジン始動後＞
エンジン始動直後、ストッパピン３０の嵌合部３３とブッシュ７０の側壁７０３とが当接している面には吸気弁８からのカムトルクが作用する。ストッパピン３０とブッシュ７０とが形成する「見かけのテーパ角」は、角度Ψ₄となっている。角度Ψ₄から算出される分力Ｆがストッパピン３０に作用する。
エンジン始動後、油圧制御弁８２はストッパピン３０を嵌合孔３１から抜くための油圧を供給する。供給される油圧がコイルスプリング３５の付勢力よりも高くなると、ストッパピン３０は嵌合孔３１から抜け出す。これにより、ベーンロータ２０とハウジング１１とが相対回動可能となる。その後、遅角室５１、５２、５３、５４及び進角室５５、５６、５７、５８の油圧を制御することにより、クランクシャフト２に対するカムシャフト４の位相差が調整可能となる。

＜進角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を進角制御するとき、ＥＣＵ８１は、油圧制御弁８２に供給する駆動電流を制御する。油圧制御弁８２は、油圧ポンプ８０と進角通路８３とを接続し、遅角通路８４とオイルパン８５とを接続する。油圧ポンプ８０が吐出する作動油は、進角通路８３、６６、６３、６４を経由し、進角室５５、５６、５７、５８に供給される。一方、遅角室５１、５２、５３、５４の作動油は、遅角通路６１、６２、６５、８４を経由し、オイルパン８５に排出される。進角室５５、５６、５７、５８の油圧はベーン２２、２３、２４、２５に作用し、ベーンロータ２０を進角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ２０は、ハウジング１１に対し進角方向に回転する。

＜遅角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を遅角制御するとき、ＥＣＵ８１は、油圧制御弁８２に供給する駆動電流を制御する。油圧制御弁８２は、油圧ポンプ８０と遅角通路８４とを接続し、進角通路８３とオイルパン８５とを接続する。油圧ポンプ８０から吐出される作動油は、遅角通路８４、６５、６１、６２を経由し、遅角室５１、５２、５３、５４に供給される。一方、進角室５５、５６、５７、５８の作動油は進角通路６３、６４、６６、８３を経由し、オイルパン８５に排出される。遅角室５１、５２、５３、５４の油圧がベーン２２、２３、２４、２５に作用し、ベーンロータ２０を遅角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ２０は、ハウジング１１に対して遅角方向に回転する。

＜中間保持作動時＞
ベーンロータ２０が目標位相に到達すると、ＥＣＵ８１は油圧制御弁８２に供給する駆動電流のデューティ比を制御する。油圧制御弁８２は、油圧ポンプ８０と、遅角通路８４および進角通路８３との接続を遮断し、遅角室５１、５２、５３、５４および進角室５５、５６、５７、５８からオイルパン８５に作動油が排出されることを規制する。このため、ベーンロータ２０は目標位相に保持される。
なお、進角作動時、遅角作動時及び中間保持作動時では、油圧ポンプ８０からバルブタイミング調整装置１０が供給する油圧は遅角解除圧及び進角解除圧よりも高いので、ストッパピン３０と嵌合孔３１との嵌合は解除されている。

＜エンジン停止時作動＞
バルブタイミング調整装置１０の作動中にエンジン停止が指示されると、上記遅角作動時と同じように、ベーンロータ２０はハウジング１１に対して遅角方向に回転し、ロック位相である最遅角位置に位相制御される。また、エンジン停止指示後、エンジンの回転低下に伴って、バルブタイミング調整装置１０に供給される油圧は次第に低くなり、ストッパピン３０に印加される圧力も低下する。

（効果）
次に第１実施形態のバルブタイミング調整装置１０の効果について図６を用いて説明する。
（Ａ）図６には、比較例としてのブッシュ９２に当接しているストッパピン３０の当接状態を破線で示している。図６では、径方向のずれを第１実施形態のブッシュ７０、および比較例としてのブッシュ９２に対して同じ距離ｄとしている。また、ブッシュ９２に当接したときのストッパピン３０の中心３０ａが動く軌跡を曲線９２ｒで示している。
第１実施形態では、「見かけのテーパ角」は、前述したようにｔａｎ（Ψ₄／２）＝Ｘ４／Ｌから導かれる角度Ψ₄となる。一方、ブッシュ９２にストッパピン３０が当接したとき、平面Ａ上でストッパピン３０とブッシュ９２とが当接する点である第１当接点９２ｂは、原点７０３ｃから点９２ｄを通る直線が最下線９２１ｂと交差する点となる。なお、点９２ｄは、曲線９２ｒ上においてｘ軸からの距離が距離ｄの位置にある点である。また、第１当接点９２ｂを通りｘ軸に平行な直線を直線ｘ５としたとき、直線ｘ５と最上線９２１ｔとが交差する点は第２当接点９２ｔとなる。第１当接点９２ｂと第２当接点９２ｔとの距離を距離Ｘ５とすると、「見かけのテーパ角」は、ｔａｎ（Ψ₅／２）＝Ｘ５／Ｌから導出される角度Ψ₅となる。なお、ストッパピン３０が設計上当接する位置での「見かけのテーパ角」は、図６に示すようにｔａｎ（Ψ／２）＝Ｘ／Ｌから導出される角度Ψとなる。
このとき、それぞれの角度の大きさを比較すると、距離Ｘ、Ｘ４、Ｘ５の大小関係から、Ψ＜Ψ₄＜Ψ₅となる。すなわち、ブッシュ７０においてストッパピン３０と当接する側壁７０４の断面形状を第２中心７０４ｃを中心とする距離ｒ２の半径を有する円弧形状とすることにより、「見かけのテーパ角」が比較例のブッシュ９２を用いた場合に比べて小さくなる。したがって、エンジン始動時にカムトルクがストッパピン３０とブッシュ７０との当接面に作用したとき、ストッパピンの抜けを防止することができる

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図７に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、ブッシュの形状が一部異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態のブッシュ７２は、ストッパピン３０と当接する側の内壁面７２４の断面形状に楕円形状を含んでいる。具体的には、図６に示すようにブッシュ７２の貫通孔７２２は形状が異なる２つの面から形成されている。第１象限および第４象限での貫通孔７２２の断面形状は、原点７２３ｃから接続点７２５までの距離を距離ｒ１とし、距離ｒ１を短径とする楕円形状を一部に含んでいる。このとき、原点７２３ｃは楕円の中心となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図８に基づいて説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して、ブッシュの形状が一部異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態のブッシュ７４は、ストッパピン３０と当接する側の内壁面７４４の断面形状が直線を含んでいる。具体的には、図８に示すようにブッシュ７４の貫通孔７４２は形状が異なる２つの面から形成されている。第１象限および第４象限での貫通孔７４２の断面形状は、接続点７４５を通ってｙ軸に平行な直線形状を一部に含んでいる。

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、本発明は吸気弁側のバルブタイミング調整装置に適用するとした。しかしながら、これに限定されなくてもよい。本発明は、排気弁側のバルブタイミング調整装置に適用してもよいし、吸気弁及び排気弁両方のバルブタイミング調整装置に適用してもよい。

（イ）上述の第１実施形態では、中心軸に垂直な面での第１象限および第４象限の断面形状は円弧形状を含むとした。また、上述の第２実施形態では、中心軸に垂直な面での第１象限および第４象限の断面形状は楕円形状を含むとした。また、上述の第３実施形態では、中心軸に垂直な面での第１象限および第４象限の断面形状は直線形状を含むとした。しかしながら、断面形状はこれに限定されなくてもよい。ｘ＞０でのｘ軸と断面形状との交点から原点までの距離を距離ｒ１とすると、第１象限および第４象限の断面形状は原点からの距離が距離ｒ１より大きければよい。また、原点からの距離が距離ｒ１より大きい領域は、第１象限および第４象限に限定されず、第２象限または第３象限にあってもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１ ・・・エンジン（内燃機関）、
２ ・・・クランクシャフト（駆動軸）、
４ ・・・カムシャフト（従動軸）、
８ ・・・吸気弁、
９ ・・・排気弁、
１０ ・・・バルブタイミング調整装置、
１１ ・・・ハウジング、
１７ ・・・シュウハウジング（ハウジング）、
１８ ・・・フロントプレート（ハウジング）、
１９ ・・・スプロケット（ハウジング）、
２０ ・・・ベーンロータ、
２２、２３、２４、２５・・・ベーン、
２２１ ・・・収容孔、
３０ ・・・ストッパピン（規制部材）、
３１ ・・・嵌合孔、
５１、５２、５３、５４・・・遅角室、
５５、５６、５７、５８・・・進角室、
７０、７２、７４・・・ブッシュ（環状部材）
７０ａ、７２ａ、７４ａ・・・中心軸、
７０２、７２２、７４２・・・貫通孔、
７０３、７２３、７４３・・・内壁面（嵌合保持形状部、同径領域）、
７０４、７２４、７４４・・・内壁面（嵌合保持形状部、円弧領域、大径領域）。

Claims (5)

1. 内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、前記従動軸と連動する吸気弁及び排気弁の少なくとも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するハウジングと、
   前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジングの内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記遅角室および前記進角室に供給される作動流体の圧力により前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
   前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成される嵌合孔に嵌合し、嵌合する軸方向に連続的に内径が小さくなる貫通孔を形成する内壁面を有する環状部材と、
   前記ベーンに形成された収容孔に往復移動可能に収容され、前記環状部材の前記貫通孔に嵌合するとき前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束可能にする規制部材と、
   を備え、
   前記環状部材の前記内壁面は、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクが前記環状部材を経由して前記規制部材に作用するとき前記規制部材と前記貫通孔との嵌合を保持するように前記環状部材と前記規制部材との間に力学的作用が働く嵌合保持形状部を有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記嵌合保持形状部は、前記環状部材の仮想横断面をとると周方向に、
   前記カムトルクが作用する側に位置し、前記環状部材の中心軸を中心とする基準円の円弧形状からなる円弧領域と、
   前記カムトルクが作用する側とは反対側に位置し、前記環状部材の中心軸周りに前記基準円と同径の円弧形状からなる同径領域と、
   前記基準円の円弧形状より径外方向に離れる形状からなり、前記円弧領域の両端と前記同径領域の両端とを接続する大径領域と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記大径領域は、前記円弧領域と前記環状部材の中心軸とを通って延びる直線上の前記カムトルクが作用する側とは反対側に位置する第２中心を中心として前記基準円の半径より長い半径を有する円弧形状からなることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記大径領域は、前記環状部材の中心軸から前記円弧領域の円弧形状までの距離を短径とする楕円形状を有していることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記大径領域は、前記円弧領域を通り、前記ベーンロータの中心と前記環状部材の中心軸とを通り前記ベーンロータの径外方向に延びる直線に平行な直線形状を有していることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。

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