JP2950263B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

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吸気・排気バルブの開閉タ
イミングを変更制御するため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、内燃機関の気筒に設けられた吸気
・排気バルブの開閉タイミングを変更するバルブタイミ
ング制御装置としては種々提案されており、ベーン式の
同装置として例えば、実開平２−５０１０５号公報に開
示された装置が知られている。

【０００３】この公報記載の装置は、同ベーン式のバル
ブタイミング制御装置として、始動位置においてタイミ
ングプーリに対するベーンの相対回転を規制するための
ロックピンを備える。プーリの径方向に形成されたガイ
ド溝に収容されたロックピンは、スプリングの付勢力に
よりベーンの中心へ向かって付勢される。ベーンに形成
された穴にロックピンが係合することにより、ベーンの
相対回転が規制される。機関の始動時には油圧によりロ
ックピンが解除され、プーリに対するベーンの相対回転
が許容される。

【０００４】一方、ベーンの相対回転を規制するための
構成としては上述したような装置の他にも、図１０〜図
１２に示すような構成を有するバルブタイミング制御装
置が考えられる。

【０００５】図１０に示すように、このバルブタイミン
グ制御装置では、バルブを開閉駆動するためのカムシャ
フト２１２の外周に、タイミングプーリ２２２が回転可
能に外嵌されており、同プーリ２２２には図示しないエ
ンジンのクランクシャフトから回転駆動力が伝達され
る。又、タイミングプーリ２２２にはハウジング２２８
が一体回転可能に固定されている。更に、カムシャフト
２１２の先端部にはベーン体２３１が一体回転可能に固
定されている。又、カムシャフト２１２の最先端部に
は、前記ベーン体２３１及びハウジング２２８を覆うよ
うにしてカバー２３８が取り付けられている。

【０００６】図１１は図１０のXI−XI線に沿った断面図
である（尚、図１０は図１１のＸ−Ｘ線に沿った断面図
に相当する）。同図に示すように、前記ベーン体２３１
には、カムシャフト２１２の軸心回りにおいて略９０°
毎の位置に、放射状に延びる複数のベーン２３２が形成
されており、各ベーン２３２は前記ハウジング２２８の
内周部に形成された溝部（凹部）２３４内に配設されて
いる。

【０００７】前記溝部２３４内において前記ベーン２３
２の両側には、所定圧の油が供給されてベーン体２３１
の回転位相を制御をするための進角側油圧室２１３、及
び遅角側油圧室２１４が形成されている。そして同装置
にあっては、各油圧室２１３，２１４内に供給する油の
圧力を変更することにより、ベーン体２３１をハウジン
グ２２８に対し相対的に回転させてカムシャフト２１２
の回転位相を変更し、バルブの開閉タイミングを変更す
る。

【０００８】更に、このバルブタイミング制御装置で
は、図１２に示すように、ベーン２３２の一つにカムシ
ャフト２１２の軸方向に延びる貫通孔２４２が形成され
ている。この貫通孔２４２内には、ロックピン２４３が
同軸方向に摺動可能に配設されている。タイミングプー
リ２２２には前記ロックピン２４３が嵌入可能な係止穴
２４９が形成されている。ロックピン２４３とカバー２
３８との間には、同ピン２４３を前記係止穴２４９の方
向へと付勢するスプリング２４８が配設されている。

【０００９】また、ロックピン２４３の係止穴２４９へ
の係止状態を解除するために、係止穴２４９の内部、及
び、貫通孔２４２とロックピン２４３との間に形成され
る油圧室２４４の内部には、所定圧力の油が供給される
ようになっている。

【００１０】その油の供給のために、係止穴２４９は、
前記ベーン２３２の側部に形成された油路２５０（図１
１）によって遅角側油圧室２１４の一つと連通されてい
る。また、油圧室２４４は、べーン体２３１の内部に形
成された油路２４５を介して、環状油通路２４６と連通
されている。

【００１１】このためロックピン２４３は、前記油圧力
と前記スプリング２４８の付勢力との大小関係に応じて
貫通孔２４２内を移動するようになり、これが前記係止
穴２４９にて係止された状態では、前記ベーン体２３１
とハウジング２２８との相対回転が規制され、バルブの
開閉タイミングが所定のタイミング（通常、最遅角され
たタイミング近傍）に保持される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のバルブ
タイミング制御装置においては、油圧室２１３，２１４
に油圧が十分かかっていないエンジン始動時のベーン２
３２とハウジング２２８とによる打音を防止するため
に、上記ロックピン２４３が設けられている。従って同
装置にあっては、エンジン始動開始後の所定状態に達し
た後（油圧室に十分な油圧がかけられた後）は、同ロッ
クピン２４２による上記ベーン体２３１とハウジング２
２８との係止を解除し続けて所望のバルブタイミングが
得られるようにする必要がある。

【００１３】ところが、このロックピン２４３の解除状
態を維持するために、ロックピン２４３に常に油圧を印
加し続けていると、油圧室２４４の油が貫通孔２４２等
を通じて外部に漏出することがあり、その結果、進角側
油圧室２１３の油圧が低下あるいは変動するなど、バル
ブタイミング変更時の応答性あるいは制御性（中間保持
制御性）が低下するという問題があった。

【００１４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、上記ロックピンを設け
る場合であっても、バルブタイミング変更時の応答性及
び制御性を好適に維持することのできる内燃機関バルブ
タイミング制御装置を提供することにある。

【００１５】

【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記載の発明は、同一の回転軸心を有して内
燃機関の出力軸及び同機関のバルブを開閉駆動するカム
シャフトの一方及び他方に連結された第１及び第２の回
転体を備えるとともに、前記第１の回転体に形成された
凹部を前記第２の回転体に形成されたベーンにて区画す
ることによりベーンの両側に第１及び第２の液室を形成
し、該形成した液室に対する液圧制御に基づき前記第１
及び第２の回転体を相対回転させて前記機関出力軸と前
記カムシャフトとの相対回転位相を変更し、前記バルブ
の開閉タイミングを可変制御する内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置において、前記第１及び第２の回転体の
一方に形成された挿通孔を移動する移動体がそれら回転
体の他方に形成された係止穴に嵌入されることによって
同第１及び第２の回転体を所定の回転位相に係止するロ
ック手段と、前記移動体を前記係止穴の形成された回転
体側に付勢する付勢手段と、機関運転時、前記付勢手段
による付勢力に抗して前記ロック手段による係止を解除
するための液圧を前記移動体に対し付与する第１及び第
２の液圧供給通路とを備え、前記第１及び第２の液圧供
給通路のうち前記カムシャフトの回転位相を進角せしめ
る側の液室に対応した液圧供給通路は、前記第１及び第
２の回転体が係止される前記所定の回転位相以外で遮断
されることをその要旨とする。

【００１６】上記構成によれば、機関始動開始後、その
運転に伴って所定状態に達したとき前記ロック手段の移
動体が前記係止穴より離脱し、これにより前記第１及び
第２の回転体の係止が解除される。しかもこのとき、前
記第１及び第２の液圧供給通路のうち前記カムシャフト
の回転位相を進角せしめる側の液室に対応した液圧供給
通路は、遮断される。そのため、位相変更時にロック手
段近傍から進角側圧力液が漏れることを防止することが
できる。

【００１７】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載の発明は、請求項１記載のバルブタイミング制御
装置において、前記第１及び第２の液圧供給通路のうち
前記カムシャフトの回転位相を進角せしめる側の液室に
対応した液圧供給通路は、前記第１及び第２の回転体の
双方にわたって形成され、同第１及び第２の回転体が係
止される前記所定の回転位相のみにて連通されることを
その要旨とする。

【００１８】上記構成によれば、カムシャフトの回転位
相を進角せしめる側の液室に対応した液圧供給通路は、
前記第１及び第２の回転体の双方にわたって形成される
ため、同第１及び第２の回転体が相対回転を開始するに
伴って、同液圧供給通路は自動的に遮断される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を内燃機関としての
多気筒ガソリンエンジンに設けられたバルブタイミング
制御装置として具体化した実施形態について説明する。

【００２０】図１は、バルブタイミング変更機構（以
下、「ＶＶＴ機構」という）１１が設けられた吸気側カ
ムシャフト１２等を示す断面図である。吸気側カムシャ
フト１２のジャーナル１２ａは、シリンダヘッド１８の
上端面とベアリングキャップ１９によって回転可能に支
持されている。吸気側カムシャフト１２の基端側（図１
の右側）には、図３に示すように、その外周部にカム２
０が複数組（同実施形態では４組）形成されている。各
カム２０には、気筒毎に設けられた吸気バルブ（図示し
ない）の上端部が当接されており、同カム２０の回転に
より吸気バルブが開閉駆動される。

【００２１】吸気側カムシャフト１２において、前記シ
リンダヘッド１８及びベアリングキャップ１９によって
支持された部分より先端側（図１の左側）の部分には拡
径部２１が形成されている。この拡径部２１の外周には
円環状をなすドリブンギヤ２２が回転可能に被嵌されて
いる。ドリブンギヤ２２の外周部には複数の外歯２２ａ
が形成されており、この外歯２２ａは図３に示すよう
に、排気側カムシャフト２３に設けられたドライブギヤ
２４の外歯２４ａに噛合されている（図１ではドライブ
ギヤ２４の図示を省略している）。

【００２２】排気側カムシャフト２３には吸気側カムシ
ャフト１２と同様に、カム２５が複数組（同実施形態で
は４組）形成されている。これらカム２５によって図示
しない排気バルブが開閉駆動されるようになっている。
又、排気側カムシャフト２３の端部には、カムプーリ２
６が固定されており、同プーリ２６にはタイミングベル
ト２７が掛装されている。タイミングベルト２７は、エ
ンジンのクランクシャフト（図示しない）に取り付けら
れたクランクプーリ（図示しない）に掛装されている。

【００２３】エンジンの運転が開始されると、排気側カ
ムシャフト２３には前記カムプーリ２６を介してクラン
クシャフトの回転駆動力が伝達されるとともに、その回
転駆動力は前記ドライブギヤ２４及びドリブンギヤ２２
を介して吸気側カムシャフト１２に伝達されるようにな
っている。

【００２４】図４は図１のIV−IV断面図である（尚、図
１は図４のＩ−Ｉ断面図に相当する）。図４に示すよう
に、ＶＶＴ機構１１は、ハウジング２８と、同ハウジン
グ２８内に配置されたベーン体３１と、吸気側カムシャ
フト１２の軸心回り方向における回転力を付与して同ベ
ーン体３１を回動させるための進角側油圧室１３及び遅
角側油圧室１４等を備えている。

【００２５】ハウジング２８は、全体がほぼ中空円板状
を呈しており、その側面が前記ドリブンギヤ２２の先端
側側面（図１の左側面）に当接されるとともに、複数の
ボルト３０によって、後述するカバー３８とともに同ギ
ヤ２２に固定されている。従って、ハウジング２８、ド
リブンギヤ２２、及びカバー３８は吸気側カムシャフト
１２を回転軸心として一体回転可能となっている。

【００２６】ベーン体３１は、その中心に位置した円環
状をなす中心部３１ａと、同中心部３１ａの外周部に形
成された４つのベーン３２とを備えている。各ベーン３
２は、吸気側カムシャフト１２の径方向に放射状に延び
て全体がほぼ十字状を呈している。又、各ベーン３２は
吸気側カムシャフト１２の軸心に対して対称的に配置さ
れている。

【００２７】ハウジング２８の内部には、吸気側カムシ
ャフト１２の周方向において所定間隔を隔てた位置に、
同シャフト１２の軸心に向けて突出した４つの凸部３３
が形成されている。これら各凸部３３の内周面は前記中
心部３１ａの外周面に摺接されている。

【００２８】ハウジング２８において各凸部３３の間に
は溝部（凹部）３４がそれぞれ形成されている。前記各
ベーン３２はこの溝部３４内に配設されるとともに、そ
の両側面は図１に示すようにカバー３８と、ドリブンギ
ヤ２２及び拡径部２１とにそれぞれ摺接されている。
又、各ベーン３２の外周面はハウジング２８の内周面に
摺接されている。

【００２９】各ベーン３２の外周部には断面矩形状をな
す外周溝３５が形成されている。この外周溝３５内には
図７に示すようにシール部材３６がそれぞれ配設され、
更に、各シール部材３６は板バネ３７により外周側に向
けて付勢されている。その結果、シール部材３６によっ
てベーン３２の外周面とハウジング２８の内周面との間
がシールされ、進角側油圧室１３及び遅角側油圧室１４
間での油の移動が規制されるようになっている。

【００３０】又、図１に示すように、吸気側カムシャフ
ト１２の最先端部には、ハウジング２８及びベーン体３
１の先端側側面を覆うようにして、円板状をなすカバー
３８が設けられている。同カバー３８の中央部にはベー
ン体３１を同カムシャフト１２に取り付けるための取付
用孔３９が形成されている。

【００３１】一方、前記ベーン体３１の中央部には中心
孔４０が形成されている。その中心孔４０内に挿通され
た取付ボルト２９が、吸気側カムシャフト１２のボルト
孔４１にて螺着されることにより、ベーン体３１は吸気
側カムシャフト１２の先端部に固定されている。更に、
ベーン体３１及び吸気側カムシャフト１２は図示しない
ノックピンにより係合されており、両者３１，１２は一
体回転するようになっている。前記各溝部３４の内周壁
及びカバー３８、ドリブンギヤ２２によって囲まれた空
間は、各ベーン３２によって２つの圧力室に区画形成さ
れている。そして、吸気側カムシャフト１２の回転方向
（図４にて示す）と同方向側に形成された圧力室は遅角
側油圧室１４となっており、又、前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１３となってい
る。

【００３２】前記各油圧室１３，１４の内部には、後述
する進角側、遅角側油圧通路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３１はベーン３２
に作用する各油圧室１３，１４内の油圧の大きさに応じ
て、吸気側カムシャフト１２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）、或い
は、同シャフト１２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）に回転可能である。

【００３３】又一方、図６に拡大して示すように、ベー
ン３２の一つには吸気側カムシャフト１２の軸方向に延
びる断面円形状の貫通孔４２が形成されており、同孔４
２内にはロックピン４３が配設されている。より詳細に
説明すると、貫通孔４２は、その途中に段部４２ａを有
しており、同段部４２ａより先端側（図６の左側）の部
分が拡径された形状となっている。

【００３４】前記ロックピン４３は有底円筒状を呈して
おり、その先端側の部分には拡径部４３ａが形成されて
いる。ロックピン４３は、その外周側面が貫通孔４２の
内周側面に摺接した状態で、吸気側カムシャフト１２の
軸方向に移動するようになっている。

【００３５】又、前記貫通孔４２の内周側面と、前記ロ
ックピン４３の外周側面とによって囲まれた環状の空間
により、ロックピン４３の係止状態を解除するための油
圧室４４が区画形成されている。この油圧室４４は、ベ
ーン体３１の内部に形成された第１圧力油路４５、及び
ドリブンギヤ２２の内部に形成された油供給孔９３，９
４を介して、拡径部２１の外周部の周方向に延びる周溝
９１と連通されている。ただし、この第１圧力油路４５
と油供給孔９４は、図４及び図５に示すように、ロック
ピン４３が係止穴４９から解除されベーン体３１とドリ
ブンギヤ２２との相対回転が開始されると、その連通が
解除（遮断）されるように設けられている。又、前記周
溝９１は、図１に示すように、拡径部２１の内部に形成
された連通油路９２により、進角側シャフト油路６４と
連通されている。このため、油圧室４４は、ベーン体３
１とドリブンギヤ２２とが係止状態となる回転位相にの
み、進角側シャフト油路６４と連通されるようになる。

【００３６】一方、ロックピン４３の内部には軸方向に
延びる収容孔４７が形成されており、同孔４７内には付
勢手段となるスプリング４８が配設されている。このス
プリング４８により、前記ロックピン４３は吸気側カム
シャフト１２の基端側、即ちドリブンギヤ２２側に向け
て付勢されている。

【００３７】ドリブンギヤ２２の先端側側面において、
ロックピン４３の基端面に対向する位置には、同ピン４
３の基端側部分が嵌入可能な係止部としての係止穴４９
が形成されている。スプリング４８により付勢されたロ
ックピン４３が前記係止穴４９内に嵌入すると、ベーン
体３１とドリブンギヤ２２との相対回転が規制される。
その結果、吸気側カムシャフト１２、ベーン体３１、ド
リブンギヤ２２、及びハウジング２８は一体的に回転す
るようになる。又、係止穴４９は、図８及び図９に示す
ように、前記ベーン３２の側部に形成された第２圧力油
路５０によって遅角側油圧室１４の一つと連通されてい
る。

【００３８】前記係止穴４９にてロックピン４３が係止
されると、ベーン体３１は、図４に示す吸気側カムシャ
フト１２の回転位相がハウジング２８に対して最も遅れ
た状態となる位置（以下、このベーン体３１の位置を
「最遅角位置」という）から図８に示すように２°CA
（クランクアングル）程進んだ位置に固定される。

【００３９】次に、前記進角側油圧室１３に及び遅角側
油圧室１４に油を供給するための圧力通路を構成する進
角側、遅角側油圧通路Ｐ１，Ｐ２、及びオイルコントロ
ールバルブ（以下、「ＯＣＶ」と記す）１６等の構成に
ついて説明する。

【００４０】図１に示すように、シリンダヘッド１８の
内部には進角側ヘッド油路５３及び遅角側ヘッド油路５
４が形成されている。各ヘッド油路５３，５４は前記Ｏ
ＣＶ１６、オイルフィルタ５５、オイルポンプ１５、及
びオイルストレーナ５６を介してオイルパン５７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１５が駆動されると、オイルパン５７に貯留されてい
る油は同ポンプ１５によって吸引される。そして、油は
前記オイルストレーナ５６を介してオイルポンプ１５内
に導入されるとともに、同ポンプ１５から加圧されて吐
出される。そして、吐出された油はオイルフィルタ５５
を介してＯＣＶ１６に供給され、該ＯＣＶ１６によって
前記各ヘッド油路５３，５４へと選択的に圧送されるよ
うになる。

【００４１】シリンダヘッド１８の上端部及びベアリン
グキャップ１９には、前記ジャーナル１２ａの外周を囲
むように油溝５８，５９がそれぞれ形成されており、前
記各ヘッド油路５３，５４は各油溝５８，５９に開口さ
れている。

【００４２】吸気側カムシャフト１２の内部には、その
軸心方向に延びる遅角側シャフト油路６０が形成されて
おり、その先端側は前記ボルト孔４１に通じている。
又、前記拡径部２１の外周部には周方向に延びる周溝６
１が形成されており、同溝６１と前記遅角側シャフト油
路６０の先端側とは連通油路６２により連通されてい
る。

【００４３】ジャーナル１２ａの内部には、吸気側カム
シャフト１２の径方向に延びる遅角側油孔６３が形成さ
れている。遅角側シャフト油路６０は、この遅角側油孔
６３によって前記一方の油溝５９に通じている。

【００４４】又、吸気側カムシャフト１２の内部には、
軸心方向に対して傾斜した方向に延びる進角側シャフト
油路６４が形成されている。ジャーナル１２ａの内部に
は吸気側カムシャフト１２の径方向に延びる進角側油孔
６５が形成されている。前記進角側シャフト油路６４の
基端側は、この進角側油孔６５を介して前記他方の油溝
５８に通じている。

【００４５】ドリブンギヤ２２には、図１に示すよう
に、断面扇形状をなす切溝６６が４つ形成されている。
各切溝６６によって前記周溝６１と各遅角側油圧室１４
とが連通されている。

【００４６】又、前記拡径部２１の先端側側面には、図
１に示すように先端側に突出した円筒状の突出部６７が
形成されている。ベーン体３１の基端側部分には前記突
出部６７を囲むようにして段部６８が形成されている。
そして、この段部６８の内周壁と、前記突出部６７及び
拡径部２１によって囲まれた空間によって円環状をなす
進角側環状通路４６が形成されている。前記進角側シャ
フト油路６４の先端側はこの進角側環状通路４６に開口
している。

【００４７】更に、ベーン体３１の内部には、図４、図
５に示すように、放射状に延びる４つの進角側供給油孔
６９が形成されており、同油孔６９の内周側は前記進角
側環状通路４６に通じている。又、各進角側供給油孔６
９の外周側は前述した各進角側油圧室１３に開口してい
る。

【００４８】前述した、進角側ヘッド油路５３、油溝５
８、進角側油孔６５、進角側シャフト油路６４、進角側
環状通路４６、及び各進角側供給油孔６９によって進角
側油圧通路Ｐ１が構成され、又、遅角側ヘッド油路５
４、油溝５９、遅角側油孔６３、遅角側シャフト油路６
０、連通油路６２、周溝６１、及び各切溝６６によって
遅角側油圧通路Ｐ２が構成されている。

【００４９】本実施形態では、ＯＣＶ１６によって各油
圧通路Ｐ１，Ｐ２と、オイルポンプ１５及びオイルパン
５７との連通状態を切り換えることによってオイルポン
プ１５から各油圧室１３，１４内へ油を供給し、或いは
各油圧室１３，１４内から油を排出してオイルパン５７
に戻すようにしている。

【００５０】前記ＯＣＶ１６は、その開度がデューティ
制御されることにより、各進角側、遅角側油圧室１３，
１４に供給される油圧を制御するものである。以下、こ
のＯＣＶ１６の構成について説明する。

【００５１】図１に示すように、ＯＣＶ１６を構成する
ケーシング７０は、第１〜第５のポート７１〜７５を有
している。第１のポート７１は進角側ヘッド油路５３に
連通され、第２のポート７２は遅角側ヘッド油路５４に
連通されている。又、第３及び第４のポート７３，７４
はオイルパン５７に連通され、第５のポート７５はオイ
ルフィルタ５５を介してオイルポンプ１５の吐出側に連
通されている。

【００５２】ケーシング７０の内部には串形のスプール
７６が設けられている。このスプール７６は円柱状をな
す４つの弁体７７を有しており、その軸方向に往復動可
能となっている。ケーシング７０には、スプール７６を
図１に示す第１の作動位置と、図２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７８が設け
られている。ケーシング７０内にはスプリング７９が設
けられており、このスプリング７９によりスプール７６
は第１の作動位置側へ向けて付勢されている。

【００５３】ＯＣＶ１６は図１に示す電子制御装置（以
下、「ＥＣＵ」という）１７によって制御される。この
ＥＣＵ１７にはエンジンの運転状態を検出するための回
転数センサ８０及び吸気圧センサ８１、更に、吸気側カ
ムシャフト１２の回転位相を検出するためのクランク角
センサ８２及びカム角センサ８３が接続されており、Ｅ
ＣＵ１７は各センサ８０〜８３の検出信号に基づいて、
エンジンの運転状態、及び吸気側カムシャフト１２の回
転位相を検出するようになっている。そして、ＥＣＵ１
７は、吸気側カムシャフト１２における実際の回転位相
と、エンジンの運転状態に適合する目標回転位相との偏
差を判断し、同偏差が所定値以下となるように前記ＯＣ
Ｖ１６を制御する。

【００５４】次に、上記のように構成された本実施形態
における作用について説明する。エンジンの運転が開始
されると、オイルポンプ１５が駆動されて同ポンプ１５
から油が吐出される。吐出された油は、前記ＯＣＶ１６
によって選択された前記各油圧通路Ｐ１，Ｐ２の一方か
ら、進角側油圧室１３或いは遅角側油圧室１４のいずれ
かの油圧室１３，１４内に供給される。この際、前記油
圧室４４或いは係止穴４９の内部には、第１圧力油路４
５、或いは第２圧力油路５０を通じて油が供給される。

【００５５】そして、油圧室４４或いは係止穴４９の内
部における油圧が所定値以上に増加すると、当初、図７
に示される状態にあったロックピン４３は、その油圧力
によりスプリング４８の付勢力に抗して吸気側カムシャ
フト１２の先端側に移動する。この移動により、図６に
示すようにベーン体３１の係止が解除され、ハウジング
２８に対するベーン体３１の相対回転が可能となる。

【００５６】そして、図２に示すように、スプリング７
９の付勢力に抗してスプール７６が第２の作動位置に配
置されると、オイルポンプ１５の吐出側と進角側ヘッド
油路５３とが連通され、遅角側ヘッド油路５４とオイル
パン５７とが連通される。従って、各進角側油圧室１３
には進角側油圧通路Ｐ１を介して油が供給される一方
で、各遅角側油圧室１４内の油は遅角側油圧通路Ｐ２を
介してオイルパン５７に戻される。

【００５７】その結果、前記ベーン３２は、各遅角側油
圧室１４の油圧よりも相対的に増加した各進角側油圧室
１３内の油圧により付勢されるため、ベーン体３１はハ
ウジング２８に対して、図５に矢印Ａにて示す進角回転
方向に回転する。このようにベーン体３１がハウジング
２８に対して回転することにより、吸気側カムシャフト
１２の回転位相がドリブンギヤ２２よりも進む結果、吸
気バルブの開閉タイミングが早められる。このとき、第
１圧力油路４５と油供給孔９４の連通は解除され、油圧
室４４への進角側圧力油供給は停止される。

【００５８】一方、図１に示すように、スプリング７９
の付勢力によりスプール７６が第１の作動位置に配置さ
れると、オイルポンプ１５の吐出側と遅角側ヘッド油路
５４とが連通され、進角側ヘッド油路５３とオイルパン
５７とが連通される。従って、各遅角側油圧室１４には
遅角側油圧通路Ｐ２を通じて油が供給される一方で、各
進角側油圧室１３の油は進角側油圧通路Ｐ１を介してオ
イルパン５７に戻される。

【００５９】その結果、前記ベーン３２は各進角側油圧
室１３の油圧よりも相対的に増加した各遅角側油圧室１
４内の油圧により付勢されるため、ベーン体３１はハウ
ジング２８に対して、図４に矢印Ｂにて示す遅角回転方
向に回転する。このようにベーン体３１がハウジング２
８に対して回転することにより、吸気側カムシャフト１
２の回転位相がドリブンギヤ２２よりも遅れる結果、吸
気バルブの開閉タイミングが遅れるようになる。

【００６０】以上のようにして、吸気側カムシャフト１
２の回転位相が変更され、その回転位相とエンジンの運
転状態に適応する目標回転位相との偏差が所定値以下と
なると、ＥＣＵ１７はＯＣＶ１６の第１のポート７１及
び第２のポート７２の両ポート７１，７２が、前記弁体
７７によって閉塞された状態となるように、スプール７
６の位置を制御する（以下、このスプール７６の位置を
「中間保持位置」という）。このように、スプール７６
の位置が「中間保持位置」となると、各油圧室１３，１
４への油の供給、或いは各油圧室１３，１４からの油の
排出は行われなくなる。そして、各ベーン３２は各油圧
室１３，１４における油圧によって両側から保持される
ため、同ベーン体３１の回転が規制され、ハウジング２
８に対するベーン体３１の回転方向における位置が固定
される。その結果、吸気バルブの開閉タイミングが所定
のタイミングに保持される。

【００６１】以上説明した実施形態によって得られる効
果について、以下に記載する。本実施形態では、油圧室
４４への進角側圧力油供給は、ベーン体３１とドリブン
ギヤ２２が係止状態にある回転位相でのみ可能とした。
そのため、位相変更時に油圧室４４から進角側圧力油が
漏れることを防止することができ、ＶＶＴ機構１１の位
相変更時の応答性及び制御性（中間保持制御性）を向上
させることができる。

【００６２】又、ロックピン４３には遅角側油圧室１４
の油圧が第２圧力油路５０を通じて付与され得る（ただ
し、常時とは限らない）ため、スプリング４８の付勢力
によるロックピン４３のドリブンギヤ２２先端面への引
きずりが軽減でき、双方の傷つき等が軽減できる。

【００６３】なお、この発明は、次のように構成を変更
して具体化することもできる。 （ａ）上記実施形態において、ベーン体３１とドリブン
ギヤ２２が係止状態にある回転位相以外での油圧室４４
への進角側圧力油の供給解除を、第１圧力油路４５と油
供給孔９４の連通を解除することにより行ったが、これ
に限定されるものではない。例えば、進角側環状通路４
６から油圧室４４へ連通する油圧供給路を設け、同油圧
室４４への進角側圧力油の供給解除を、この油圧供給路
に設けた閉鎖手段の閉鎖により行ってもよい。また、こ
の閉鎖手段を前記第１圧力油路４５、油供給孔９３，９
４、周溝９１及び連通油路９２間の適宜の位置に設ける
ようにしてもよい。

【００６４】（ｂ）上記実施形態において、係止穴４９
にてロックピン４３が係止されるときのベーン体３１の
固定位置は、吸気側カムシャフト１２の回転位相がハウ
ジング２８に対して最遅角位置から２°CA（クランクア
ングル）程進んだ位置としたが、同固定位置を２°CA以
下の位置、或いは同２°CA以上進んだ位置とした構成と
することもできる。例えば最遅角位置から０°CAの位置
（最遅角位置）、同１°CAの位置或いは同３°CAの位置
をその固定位置としてもよい。

【００６５】（ｃ）上記実施形態において、ドリブンギ
ヤ２２をカムプーリに変更するとともに、同プーリにタ
イミングベルトが掛装された構成にＶＶＴ機構１１を変
更し、同プーリをクランクシャフトの回転駆動力によっ
て直接回転駆動するようにしてもよい。

【００６６】（ｄ）上記実施形態では、ベーン体３１に
４つのベーン３２が形成される構成を採用したが、同ベ
ーン３２を３つ以下、或いは５つ以上有した構成とする
こともできる。ベーン３２の数を上記各実施形態より少
なくした場合には、前記各油圧通路Ｐ１，Ｐ２の構成を
簡略化することができ、上記実施形態より多くした場合
には、ベーン体３１に対してより大きな回転トルクを付
与することができる。

【００６７】（ｅ）上記実施形態において、ハウジング
２８とドリブンギヤ２２とは別部材によって構成されて
いるが、例えば、これらを一体に構成することも可能で
ある。同様に、吸気側カムシャフト１２と、ベーン体３
１とを一体に構成するようにしてもよい。

【００６８】（ｆ）上記実施形態では、ベーン体３１を
吸気側カムシャフト１２に固定し、更に、ハウジング２
８をドリブンギヤ２２に固定する構成としたが、以下の
ような構成とすることもできる。即ち、ベーン体３１を
ドリブンギヤ２２に一体回転可能に固定する一方で、ハ
ウジング２８を吸気側カムシャフト１２に一体回転可能
に固定する。そして、ハウジング２８に前記貫通孔４２
に相当する孔を形成して、同孔内にロックピンを設ける
とともに、同ロックピンを係止穴４９にて係止する構成
としてもよい。

【００６９】（ｇ）上記実施形態において、カムプーリ
２６をタイミングスプロケットに変更し、タイミングベ
ルト２７をタイミングチェーンに変更した構成を有する
ＶＶＴ機構１１を採用するようにしてもよい。

【００７０】（ｈ）上記実施形態では、吸気バルブの開
閉タイミングを変更制御するものであったが、排気バル
ブの開閉タイミングを変更制御するようにしてもよい。
又、ＶＶＴ機構１１を吸気側カムシャフト１２及び排気
側カムシャフト２３の双方に設け、吸気バルブ及び排気
バルブの双方のバルブ開閉タイミングを変更制御するよ
うにしてもよい。

【００７１】（ｉ）上記実施形態では、ＶＶＴ機構１１
を吸気側カムシャフト１２側に設けてクランクシャフト
に対する吸気側カムシャフト１２の回転位相を変更制御
する構成を示したが、これに限定されるものではない。

【００７２】例えば、ＶＶＴ機構１１を同様に吸気側カ
ムシャフト１２側に設けるとともに、同吸気側カムシャ
フト１２をクランクシャフトに駆動連結し、クランクシ
ャフトに対する排気側カムシャフト２３（ＶＶＴ機構１
１が設けられていない側のカムシャフト）の回転位相を
変更制御するようにしてもよい。

【００７３】或いは、ＶＶＴ機構１１を排気側カムシャ
フト２３側に設けるとともに、吸気側カムシャフト１２
をクランクシャフトに駆動連結し、クランクシャフトに
対する排気側カムシャフト２３の回転位相を変更制御す
るようにしてもよい。

【００７４】また、同様にＶＶＴ機構１１を排気側カム
シャフト２３側に設けるとともに、同排気側カムシャフ
ト２３をクランクシャフトに駆動連結し、クランクシャ
フトに対する吸気側カムシャフト１２（ＶＶＴ機構１１
が設けられていない側のカムシャフト）の回転位相を変
更制御するようにしてもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び２記
載の発明では、カムシャフトの回転位相を進角せしめる
側の液室に対応したロック手段への液圧供給通路は、第
１及び第２の回転体が係止される所定の回転位相以外で
遮断されるものである。そのため、位相変更時にロック
手段近傍から進角側圧力液が漏れることを防止すること
ができ、内燃機関のバルブタイミング制御装置の位相変
更時の応答性及び制御性（中間保持制御性）を向上させ
ることができる。

【００７６】また、特に請求項２記載の発明では、上記
効果に加えて、カムシャフトの回転位相を進角せしめる
側の液室に対応したロック手段への液圧供給通路は、前
記第１及び第２の回転体の双方にわたって形成されるた
め、同第１及び第２の回転体が相対回転を開始するに伴
って、同液圧供給通路は自動的に遮断される。そのた
め、同液圧供給路に閉鎖手段等を設ける必要もなく、同
液圧供給通路の遮断が容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブタイミング制御装置の一実施形
態を示す断面図。

【図２】ＯＣＶの作動状態の一例を示す部分断面図。

【図３】同実施形態の動弁構造を示す平面図。

【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図。

【図５】ＶＶＴの作動状態の一例を示す断面図。

【図６】ロックピンの周辺構造を示す拡大断面図。

【図７】ロックピンの周辺構造を示す拡大断面図。

【図８】ロックピンの周辺構造を示す拡大断面図。

【図９】図８のIX−IX線に沿った断面図。

【図１０】バルブタイミング制御装置の一例を示す断面
図。

【図１１】図１０のXI−XI線に沿った断面図。

【図１２】同装置におけるロックピンの周辺構造を示す
拡大断面図。

【符号の説明】

１１…ＶＶＴ機構（バルブタイミング変更機構）、１２
…吸気側カムシャフト、１３…進角側油圧室、１４…遅
角側油圧室、１８…シリンダヘッド、２２…ドリブンギ
ヤ、２８…ハウジング、３１…ベーン体、３２…ベー
ン、４２…貫通孔、４３…ロックピン、４５…第１圧力
油路、４８…スプリング、４９…係止穴、５０…第２圧
力油路、９１…周溝、９２…連通油路、９３，９４油供
給孔。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一の回転軸心を有して内燃機関の出力軸
   及び同機関のバルブを開閉駆動するカムシャフトの一方
   及び他方に連結された第１及び第２の回転体を備えると
   ともに、前記第１の回転体に形成された凹部を前記第２
   の回転体に形成されたベーンにて区画することによりベ
   ーンの両側に第１及び第２の液室を形成し、該形成した
   液室に対する液圧制御に基づき前記第１及び第２の回転
   体を相対回転させて前記機関出力軸と前記カムシャフト
   との相対回転位相を変更し、前記バルブの開閉タイミン
   グを可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置
   において、 前記第１及び第２の回転体の一方に形成された挿通孔を
   移動する移動体がそれら回転体の他方に形成された係止
   穴に嵌入されることによって同第１及び第２の回転体を
   所定の回転位相に係止するロック手段と、 前記移動体を前記係止穴の形成された回転体側に付勢す
   る付勢手段と、 機関運転時、前記付勢手段による付勢力に抗して前記ロ
   ック手段による係止を解除するための液圧を前記移動体
   に対し付与する第１及び第２の液圧供給通路とを備え、
   前記第１及び第２の液圧供給通路のうち前記カムシャフ
   トの回転位相を進角せしめる側の液室に対応した液圧供
   給通路は、前記第１及び第２の回転体が係止される前記
   所定の回転位相以外で遮断される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記載のバルブタイミング制御装置
   において、 前記第１及び第２の液圧供給通路のうち前記カムシャフ
   トの回転位相を進角せしめる側の液室に対応した液圧供
   給通路は、前記第１及び第２の回転体の双方にわたって
   形成され、同第１及び第２の回転体が係止される前記所
   定の回転位相のみにて連通される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。