JP3033581B2 - 内燃機関用バルブタイミング調整装置 - 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（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。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンのクランクシャフトと同
期回転する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、タイミングプーリやチェ
ーンスプロケットとカムシャフトとの相対回動による位
相差により吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一
方の開閉を行うベーン式のバルブタイミング調整装置と
して、特開平１−９２５０４号公報に開示されているも
のが知られている。

【０００３】特開平１−９２５０４号公報に開示されて
いるものでは、タイミングプーリの径方向の両側にそれ
ぞれノックピンを収容している。回転ロータはカムシャ
フトおよびベーンとともに回転し、かつタイミングプー
リと相対回動可能である。回転ロータには、タイミング
プーリに対してベーンが遅角方向または進角方向に回動
したときに二個のノックピンのいずれかが嵌合可能な穴
が設けられている。

【０００４】このため、ベーンとともに回転ロータがタ
イミングプーリに対して遅角方向または進角方向に回動
すると、ノックピンが回転ロータの穴に嵌合することに
よりタイミングプーリと回転ロータとが共に回転する。
また、ノックピンが穴に嵌合した状態からタイミングプ
ーリに対する回転ロータの位相を変化させるときには、
油圧を切り換えることによりノックピンが一方の穴から
抜け出し、回転ロータが回動してから他方の穴にノック
ピンが嵌合することにより、再びタイミングプーリと回
転ロータとが共に回転する。

【０００５】これにより、カムシャフトが吸気弁または
排気弁の駆動に伴いタイミングプーリに対して正・負の
トルクを生じても、ノックピンによりタイイミングプー
リと回転ロータとが連結されているため、ベーンとタイ
ミングプーリとの打音発生を防止することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−９２５０４号公報に開示されているものでは、タイ
ミングプーリに対して回転ロータが進角方向または遅角
方向に回動する毎にノックピンが回転ロータの一方の穴
から抜け出し他方の穴に嵌合するので、ノックピンおよ
び穴が摩耗し易くなるとともに、ノックピンおよび穴を
高精度に加工しないとノックピンが穴に嵌合できないか
嵌合時に打音が発生する場合がある。

【０００７】また、ノックピンが回転ロータの半径方向
に作動するため、遠心力がノックピンの作動に影響を及
ぼす恐れがあるという問題がある。本発明はこのような
問題を解決するためになされたものであり、駆動手段か
ら所定圧力の流体が供給されないときにハウジング部材
とベーン部材とを拘束してハウジング部材とベーン部材
との打音発生を防止するエンジン用バルブタイミング調
整装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
エンジン用バルブタイミング調整装置によると、ハウジ
ング部材とベーン部材とをさらに当接する方向に押しつ
ける斜面を当接部または被当接部に設けることにより、
この斜面がくさびとして働き、ハウジング部材とベーン
部材とを強力に拘束することができる。

【０００９】本発明の請求項２記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、ストッパピストンおよび
ストッパ穴の少なくともいずれか一方にテーパ面を形成
することにより、ハウジング部材とベーン部材とを互い
の当接方向にさらに押しつけることができる。

【００１０】したがって、ハウジング部材とベーン部材
との強固な拘束がえられるとともに、ストッパピストン
の変位方向の嵌合量変化を許容し、ストッパピストンと
ストッパ穴との位置ずれを吸収できる。

【００１１】本発明の請求項３記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、ストッパ穴がハウジング
部材の径方向に長い長穴状に形成されていることによ
り、ストッパピストンとストッパ穴とがハウジング部材
の径方向において当接することを防止する。したがっ
て、テーパ面の径方向側の斜面によりくさび作用が発生
することを防止され、ハウジング部材とベーン部材とが
相対的に径方向に付勢されることが防止されるので、ハ
ウジング部材およびベーン部材の偏磨耗が防止され、ハ
ウジング部材およびベーン部材の良好な回動を保持する
ことができる。

【００１２】本発明の請求項４記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、ストッパピストンがベー
ン部材内に収容されることによりハウジング部材とベー
ン部材とが拘束解除状態になるので、ストッパピストン
の収容スペースを容易に確保できる上、拘束を解除させ
る作動流体の流体回路の構成が容易になる。

【００１３】本発明の請求項５記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、当接部の変位速度を緩和
する流体バンパが当接部と被当接部との間に形成されて
いることにより、ハウジング部材とベーン部材とを拘束
する方向に当接部が変位可能な位置にあり、かつ流体圧
力が拘束解除状態から別の拘束解除状態に切り換わる過
渡期において、当接部に作用する流体圧力が一瞬低下し
たときに当接部が一瞬拘束方向に変位することを防止で
きる。

【００１４】本発明の請求項６記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、拘束解除状態において、
背圧室の外部との連通穴を当接部が閉塞することによ
り、当接部が拘束方向に変位しようとしても連通穴から
背圧室に大気を導入できないので、当接部の拘束方向へ
の変位速度が緩和される。

【００１５】これにより、ハウジング部材とベーン部材
とを拘束する方向に当接部が変位可能な位置にあり、か
つ流体圧力が拘束解除状態から別の拘束解除状態に切り
換わる過渡期において、当接部に作用する流体圧力が一
瞬低下したときに当接部が一瞬拘束方向に変位すること
を防止できる。

【００１６】本発明の請求項７記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、当接部と被当接部とは従
動軸が最も遅角された最遅角状態にあるときに互いに当
接し、ハウジング部材とベーン部材とを互いに拘束す
る。

【００１７】これにより、エンジンの始動性に優れた最
遅角位置においてハウジング部材とベーン部材とが拘束
され、エンジン始動時のように駆動手段により供給され
る流体圧力が十分に高まっていない状態において、エン
ジンの始動性を確保しながら、バルブタイミング調整装
置の打音発生を防止することができる。

【００１８】なお、最遅角状態における拘束は、ベーン
部材が従動軸とともに回転する場合にはハウジング部材
に対してベーン部材が最遅角側の位置にあるときにハウ
ジング部材とベーン部材とを拘束することで達成でき
る。一方、ベーン部材が駆動軸とともに回転する場合に
はハウジング部材に対してベーン部材が最進角側の位置
にあるときにハウジング部材とベーン部材とを拘束する
ことで達成される。

【００１９】本発明の請求項８記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、当接部はバルブタイミン
グを進角側に変化させる第１流体圧力とバルブタイミン
グを遅角側に変化させる第２流体圧力との両方によって
非拘束状態に向けて駆動、保持される。

【００２０】このため、駆動手段からいずれか一方への
流体圧力が供給されるときには常に当接部を非拘束状態
に保持することができるため、当接部の作動回数を低減
でき、耐久性を向上することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施形態を図面に基づいて説明する。 （第１実施形態）本発明の第１実施形態によるエンジン
用バルブタイミング調整装置を図１〜図８に示す。図８
は、第１実施形態の油圧回路を示すものである。

【００２２】図１に示すチェーンスプロケット１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から駆動力を伝達され、クラン
クシャフトと同期して回転する。

【００２３】従動軸としてのカムシャフト２は、チェー
ンスプロケット１から駆動力を伝達され、図示しない吸
気弁および排気弁の少なくと一方を開閉駆動する。カム
シャフト２は、チェーンスプロケット１に対し所定の位
相差をおいて回動可能である。チェーンスプロケット１
およびカムシャフト２は図１に示す矢印Ｘ方向からみて
時計方向に回転する。以下この回転方向を進角方向とす
る。

【００２４】図１および図２に示すように、ハウジング
部材であるチェーンスプロケット１とシューハウジング
３とフロントプレート４とはボルト１４により同軸上に
固定されている。チェーンスプロケット１のボス部１ａ
の内周壁はカムシャフト２の先端部２ａに相対回動可能
に嵌合している。フロントプレート４とシューハウジン
グ３とはノックピン２６により、シューハウジング３と
チェーンスプロケット１とはノックピン２７によりそれ
ぞれ回転角度方向の位置決めがなされている。

【００２５】図２に示すように、シューハウジング３は
互いに対向する台形状のシュー３ａおよび３ｂを有して
いる。シュー３ａおよび３ｂのそれぞれの対向面は、断
面円弧状に形成されており、シュー３ａおよび３ｂの周
方向の二箇所の間隙にはそれぞれベーン９ａおよび９ｂ
の収容室である扇状空間部が形成されている。

【００２６】図１および図２に示すように、ベーン部材
としてのベーンロータ９は径方向の両端に扇形状のベー
ン９ａおよび９ｂを有し、このベーン９ａおよび９ｂが
シュー３ａおよび３ｂの周方向の間隙に形成されている
扇状空間部内に回動可能に収容されている。インロー部
９ｃはカムシャフト２の先端部２ａに同軸に嵌合し、ベ
ーンロータ９はボルト１５によりカムシャフト２に一体
に固定されている。

【００２７】ベーンロータ９とカムシャフト２とはノッ
クピン２８により回転角度方向の位置決めがなされてい
る。ベーンロータ９と一体に固定される円筒突出部５
は、フロントプレート４の内周壁に相対回動可能に嵌合
している。図２に示すように、ベーンロータ９の外周壁
とシューハウジング３の内周壁との間に微小クリアラン
ス１６および１７が設けられており、ベーンロータ９は
シューハウジング３と相対回動可能である。

【００２８】シュー３ａとベーン９ａとの間には遅角油
圧室１０が形成され、シュー３ｂとベーン９ｂとの間に
は遅角油圧室１１が形成され、シュー３ａとベーン９ｂ
との間には進角油圧室１２が形成され、シュー３ｂとベ
ーン９ａとの間には進角油圧室１３が形成されている。
ベーン９ａおよび９ｂの軸方向の長さは、フロントプレ
ート４とチェーンスプロケット１との間に挟まれたシュ
ーハウジング３の軸方向の長さより僅かに小さく設定さ
れている。

【００２９】以上の構成により、カムシャフト２および
ベーンロータ９はチェーンスプロケット１、シューハウ
ジング３およびフロントプレート４に対して同軸に相対
回動可能である。図１に示すように、当接部としてのス
トッパピストン７はベーンロータ９のベーン９ａの内部
に収容されている。ストッパピストン７は小径部７ａと
大径部７ｂとで構成されており、小径部７ａの先端部７
ｃは反大径部７ｂ側、つまりストッパピストン７が被当
接部としてのストッパ穴２０に嵌合する方向にいくにし
たがい僅かに先細りのテーパ形状に形成されている。

【００３０】ストッパピストン７の大径部７ｂは、ベー
ン９ａの収容孔８に収容されており、収容孔８を形成す
るベーン９ａの内壁にカムシャフト２の軸方向に摺動可
能に支持されている。ストッパピストン７の図１に示す
軸方向右側の収容孔８には付勢手段としてのスプリング
１８が組み込まれている。ガイドリング１９は、収容孔
８を形成するベーン９ａの内壁と遊嵌もしくは圧入して
おり、ストッパピストン７の小径部７ａの外壁と遊嵌し
ている。

【００３１】従って、ストッパピストン７はカムシャフ
ト２の軸方向に摺動可能にベーン９ａに収容され、かつ
スプリング１８によりフロントプレート４側に付勢され
ている。

【００３２】図４に示すように、ストッパピストン７の
先端部７ｃのテーパ角度とストッパ穴２０のテーパ角度
とは同一に設定されており、ストッパピストン７がスト
ッパ穴２０に嵌合した状態では、ストッパピストン７の
先端面７ｄはストッパ穴２０の上面２０ｂと当接してい
ない。

【００３３】図１および図２に示すように、シューハウ
ジング３に対してベーンロータ９が拘束位置としての最
遅角位置にあるとき、油圧室２３および２４に圧油がま
だ導入されていないので、スプリング１８の付勢力によ
りストッパピストン７はストッパ穴２０に嵌合してい
る。このとき、ベーン９ｂの遅角側に形成されたストッ
パ部９ｅがシュー３ａの側面に当接しており、ベーンロ
ータ９はシューハウジング３から直接駆動力を受けてい
る。

【００３４】ストッパピストン７の位置とストッパ穴２
０の位置とは、シューハウジング３とベーンロータ９と
が最遅角位置にあるときにこれら部品を互いに押しつけ
るように設計されている。

【００３５】すなわち、図２のストッパ部９ｅがシュー
３ａの側面に当接した最遅角位置にあるとき、ストッパ
ピストン７の軸心１００がストッパ穴２０の軸心１０１
に対して図４に示すように進角方向側に偏心して嵌合す
るように両者の位置が予め設計されている。ストッパピ
ストン７がストッパ穴２０に嵌合するとき、ストッパピ
ストン７の外周テーパ面とストッパ穴２０の内周テーパ
面との接触により、ストッパピストン７はストッパ穴２
０対してくさびのように働くので、ストッパピストン７
の軸方向への付勢力の下でベーンロータ９とシューハウ
ジング３とは相対的に回動方向に移動される。

【００３６】第１実施形態では、図４のように拘束位置
としての最遅角側とは反対側の進角方向側でテーパ面ど
うしが当接する。このため、ストッパピストン７の軸方
向付勢力によってテーパ面の斜面が回動方向の付勢力を
発生し、図２においてベーンロータ９が反時計回り方向
へ、シューハウジング３が時計回り方向へ付勢される。
このため、ストッパ部９ｅをシュー３ａの側面に押しつ
ける付勢力が得られ、シューハウジング３とベーンロー
タ９とが強固に拘束される。

【００３７】なお、ストッパピストン７の位置とストッ
パ穴２０の位置とは、製造上の誤差の下でも、両者がベ
ーン部材の回動方向の所定側面で当接し上記くさび効果
を発揮するよう設定されるべきである。図１に示すよう
に、収容孔８を形成するベーン９ａのチェーンスプロケ
ット１側の側壁にはドレン孔２１が設けられており、ベ
ーンロータ９が最遅角の状態において、チェーンスプロ
ケット１の大気孔２２とドレン孔２１との位置がほぼ一
致しているので、収容孔８の一部であるストッパピスト
ン７のスプリング１８側の空間部は大気圧相当である。

【００３８】図１に示すように、ガイドリング１９とス
トッパピストン７の大径部７ｂの間には油圧室２３が形
成されている。フロントプレート４のストッパ穴２０と
ストッパピストン７の小径部７ａとの間には油圧室２４
が形成され、油圧室２４と進角油圧室１３とはフロント
プレート４のオイル通路２５により連通している。

【００３９】図１、図２および図３に示すようにベーン
ロータ９には、円筒突出部５との当接部において油路２
９、カムシャフト２との当接部において油路３０が設け
られている。油路２９は、油路３１、３２により遅角油
圧室１０、１１と連通し、油路３３により油圧室２３と
連通している。油路３０は油路３４、３５により進角油
圧室１２、１３と連通している。

【００４０】また、油路２９は油路３６と連通してお
り、油路３６はベーンロータ９とカムシャフト２との軸
方向の当接部においてカムシャフト２内に形成された油
路３９と連通している。油路３０はベーンロータ９とカ
ムシャフト２との軸方向の当接部においてカムシャフト
２内に形成された油路３８と連通している。

【００４１】図１に示すように、カムシャフト２のジャ
ーナル部４２はシリンダヘッド４０に設けられた軸受部
４１により回転可能に支持されるとともに回転軸方向へ
の移動を規制されている。ジャーナル部４２の外周壁の
周方向には外周溝４３および４４が設けられている。油
タンク４５内の油をポンプ４６により圧送する供給油通
路４７と油タンク４５内へ油を排出する排出油通路４８
とは、切替バルブ４９の切替操作により外周溝４３およ
び４４と選択的に連通または遮断可能である。ポンプ４
６および切替バルブ４９は油圧駆動手段を構成する。本
実施形態では切替バルブ４９は周知の４ポート案内弁で
ある。

【００４２】図３に示すように、外周溝４３はカムシャ
フト２内の油路３７、３８により、ベーンロータ９との
当接部においてベーンロータ９内の油路３０と連通して
いる。図１に示すように、外周溝４４はカムシャフト２
内の油路３９により、ベーンロータ９との当接部におい
てベーンロータ９内の油路３６に連通している。以上の
構成により、外周溝４３および４４にポンプ４６からの
圧油を切替バルブ４９により選択的に供給し、遅角油圧
室１０、１１および油圧室２３と進角油圧室１２、１３
および油圧室２４にポンプ４６からの圧油の供給が可能
になるとともに油タンク４５への油の排出が可能とな
る。

【００４３】ベーン９ａおよび９ｂの最外径部のクリア
ランス１６を微小に構成することで、ベーン９ａおよび
９ｂの周方向の長さが比較的長いことにより、遅角油圧
室１０と進角油圧室１３、遅角油圧室１１と進角油圧室
１２がクリアランス１６を介して連通することを極力防
止している。また、シュー３ａおよび３ｂの最小径部に
形成される微小クリアランス１７にはシール部品６がベ
ーンロータ９の溝部９ｄに装着されており、遅角油圧室
１０と進角油圧室１２、遅角油圧室１１と進角油圧室１
３がクリアランス１７を介して連通することを極力防止
している。

【００４４】また、シューハウジング３に対してベーン
ロータ９が相対回動するために、ベーンロータ９の軸方
向両端面とシューハウジング３およびチェーンスプロケ
ット１の内側面との間には摺動クリアランスが形成され
ている。この摺動クリアランスから油圧室間に油がリー
クする恐れがあるが、シューハウジング３の軸方向長さ
に対してベーンロータ９の軸方向長さを僅かに小さくす
ることにより、ベーンロータ９の軸方向両端面に形成さ
れる摺動クリアランスを微小に構成できる。

【００４５】また、ベーン９ａおよび９ｂの周方向の長
さが比較的長く、つまりベーン９ａおよび９ｂの横断面
積が大きいことにより、油圧室間の油リークを極力防止
することができる。このため、各油圧室の油圧を所定値
に保持できるので、シューハウジング３に対するベーン
ロータ９の相対回動を高精度に制御できる。また、ベー
ン９ａおよび９ｂの横断面積が大きいのでストッパピス
トン７を容易に収容できる。

【００４６】次に、バルブタイミング調整装置の作動を
説明する。

【００４７】図１および図２に示すように、エンジン始
動時ポンプ４６からの圧油が油圧室２３および２４にま
だ導入されていないとき、クランクシャフトの回転に伴
いベーンロータ９はシューハウジング３に対して最遅角
位置にあってストッパ部９ｅは遅角側でシュー３ａに当
接しており、チェーンスプロケット１からシューハウジ
ング３、ベーンロータ９を介してカムシャフト２に回転
駆動力が伝達される。

【００４８】また、ストッパピストン７の先端部７ｃの
テーパ面がストッパ穴２０のテーパ面と進角側で当接す
るようにストッパピストン７の先端部７ｃはスプリング
１８の付勢力によりストッパ穴２０に嵌合し、この嵌合
によりベーンロータ９とシューハウジング３とは回動方
向に付勢され強固に拘束されている。したがって、吸気
弁および排気弁の少なくともいずれか一方を駆動する際
にカムシャフト２に正・負の反転トルクが生じても、ベ
ーンロータ９はシューハウジング３に対して遅角側およ
び進角側への動きを規制されることにより相対的な回転
振動を発生することはなく、打音の発生が防止される。

【００４９】図５に示すように、切替バルブ４９の４９
ａが選択されてポンプ４６から圧油が圧送されると、外
周溝４４、油路３９、３６、２９、３１、３２、３３を
介して遅角油圧室１０、１１および油圧室２３に圧油が
導入される。油圧室２３の油圧によりストッパピストン
７が受ける力は、ストッパピストン７の小径部７ａと大
径部７ｂとの径差による受圧面積差により、スプリング
１８の付勢力に抗して収容孔８のチェーンスプロケット
１側にストッパピストン７を押し込む方向に働く。

【００５０】すると、ストッパピストン７の先端部７ｃ
はフロントプレート４のストッパ穴２０から完全に抜け
出るので、ベーンロータ９はシューハウジング３との拘
束を解除される。しかしながら、遅角油圧室１０、１１
の油圧力がベーン９ａ、９ｂの側面に作用するので、ベ
ーンロータ９はシューハウジング３に対して依然として
図２に示す最遅角位置に保持される。このため、ベーン
ロータ９とシューハウジング３との打音の発生は防止さ
れる。

【００５１】なお、遅角油圧室１０、１１から進角油圧
室１２、１３へ僅かに漏れた油は、油路３４、３５、３
０、３８、３７、外周溝４３を介して切替バルブ４９の
４９ａより油タンク４５へ排出される。

【００５２】切替バルブ４９の４９ａが選択された図５
に示す状態から、図６に示すように切替バルブ４９の４
９ｃが選択されると、ポンプ４６からの圧油は外周溝４
３、油路３７、３８、３０、３４、３５を介して進角油
圧室１２、１３および油路２５を介して油圧室２４に導
入されるとともに、遅角油圧室１０、１１、油圧室２３
は油タンク４５へ開放される。

【００５３】このとき、油圧室２３の油圧がほぼ大気圧
に下がるのでストッパピストン７はスプリング１８によ
りストッパ穴２０へ戻ろうとするが、油圧室２４の油圧
力がストッパピストン７の先端面７ｄに作用し、ストッ
パピストン７はスプリング１８の付勢力に抗して収容孔
８のチェーンスプロケット１側に押し込まれたままとな
る。

【００５４】そこで、進角油圧室１２、１３の油圧力が
ベーン９ａ、９ｂの側面に作用しベーンロータ９はシュ
ーハウジング３に対して時計方向すなわち進角方向へ回
動し、カムシャフト２のバルブタイミングが早められ
る。シューハウジング３に対してベーンロータ９が回動
するとストッパピストン７の先端部７ｃとフロントプレ
ート４のストッパ穴２０との周方向位置がずれることに
より、ストッパピストン７はストッパ穴２０に嵌合しな
くなる。

【００５５】図７はシューハウジング３に対してベーン
ロータ９が最も進角した状態を示す。図７の状態から切
替バルブ４９の４９ａを選択するとベーンロータ９はシ
ューハウジング３に対して図１のＸ方向から見て反時計
方向すなわち遅角方向へ回転し、カムシャフト２のバル
ブタイミングが遅らされる。

【００５６】ベーンロータ９がシューハウジング３に対
して進角方向、あるいは遅角方向へ回転している途中で
切替バルブ４９ｂを選択すると、遅角油圧室１０、１１
および進角油圧室１２、１３の油は流入および流出が遮
断され、ベーンロータ９は中間の位置に保持され、所望
のバルブタイミングを得ることができる。以上のように
ストッパピストン７は、シューハウジング３に対してベ
ーンロータ９が最遅角位置にあり、かつ圧油が導入され
ていないとき、フロントプレート４のストッパ穴２０に
嵌合し、圧油が導入されるとストッパ穴２０に嵌合しな
くなる。

【００５７】以上説明した本発明の第１実施形態では、
ストッパ穴２０とストッパピストン７とのテーパ面の当
接によるくさび効果をもって、ハウジング部材とベーン
部材との直接の当接を強めているから、ハウジング部材
とベーン部材とを同軸上に整列させたまま、ハウジング
部材とベーン部材とを強固に拘束できる。

【００５８】さらにストッパピストン７の先端部７ｃを
テーパ状とし、ストッパピストン７をその軸方向に変位
可能としているので、ストッパピストン７とストッパ穴
２０との製造誤差による位置ずれがあっても、ストッパ
ピストン７をストッパ穴２０に確実に嵌合させることが
できる。 （第２実施形態）本発明の第２実施形態を図９および図
１０に示す。第２実施形態は、第１実施形態の当接部と
してのストッパピストン７に代えてストッパピストン５
０を用い、ガイドリング１９に代えてガイドリング５１
をベーン９ａ内部に収容している。その他、第１実施形
態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。

【００５９】図９は、ストッパピストン５０がフロント
プレート４のストッパ穴２０に嵌合した状態、図１０は
油圧室２３に圧油が導入されてストッパピストン５０が
ストッパ穴２０から抜け出た状態を示す。

【００６０】ストッパピストン５０は小径部５０ａ、中
径部５０ｂ、大径部５０ｃにより構成され、ガイドリン
グ５１は小内径部５１ａと大内径部５１ｂにより構成さ
れている。ガイドリング５１はベーンロータ９に圧入等
で固定されており、ストッパピストン５０はガイドリン
グ５１に対して摺動可能である。ストッパピストン５０
の小径部５０ａおよび中径部５０ｂの外周壁とガイドリ
ング５１の内周壁により流体ダンパである略密閉された
環状のダンパ室５２が形成されている。

【００６１】図９に示すように、エンジン始動直後ポン
プ４６から圧油が油圧室２３または２４にまだ供給され
ていない状態では、ベーンロータ９はシューハウジング
３に対して最遅角位置にあり、ストッパピストン５０は
スプリング１８の付勢力によりストッパ穴２０に嵌合し
てフロントプレート４とベーンロータ９とを連結してい
る。

【００６２】図９に示す状態から切替バルブ４９の４９
ａを選択すると、油圧室２３に圧油が供給され、図１０
に示すようにストッパピストン５０はストッパ穴２０か
ら抜け出す。図９および図１０はともにシューハウジン
グ３に対してベーンロータ９が最遅角位置にある状態を
示している。油圧室２３に圧油が供給されると、ダンパ
室５２の内部にはストッパピストン５０とガイドリング
５１との嵌合クリアランスを通って油が充填される。

【００６３】図１０に示す状態から、切替バルブ４９の
４９ｃを選択し、シューハウジング３に対してベーンロ
ータ９を進角方向に回転させようとするとき、切替バル
ブ４９が切り替わっても油圧室２４の油圧が所定値にな
るまで僅かな時間遅れが生じる。すると、スプリング１
８の付勢力によりストッパピストン５０がストッパ穴２
０に嵌合する方向に移動することもある。ストッパピス
トン５０がストッパ穴２０との嵌合方向に移動しようと
しても、ダンパ室５２内の油は嵌合クリアランスから僅
かずつしか排出されないので、ストッパピストン５０の
嵌合方向への移動速度を緩和させるようにダンパ室５２
が作用する。

【００６４】このため、ストッパピストン５０がストッ
パ穴２０に嵌合する前に油圧室２４の油圧が所定値に達
するので、ストッパピストン５０がストッパ穴２０に嵌
合することなく、油圧によるシューハウジング３に対す
るベーンロータ９の相対回動制御を継続することができ
る。

【００６５】第２実施形態では、シューハウジング３に
対してベーンロータ９が最遅角位置にある状態から進角
方向に移動する過渡期において、ストッパピストン５０
が一瞬ストッパ穴２０へ押し込まれることを確実に防止
することができる。

【００６６】本発明の他の実施形態として、第１実施形
態または第２実施形態において、油圧室２３を進角油圧
室１２、１３と連通させ、油圧室２４を遅角油圧室１
０、１１と連通させても第１実施形態または第２実施形
態と同様の効果を得ることができる。 （第３実施形態）本発明の第３実施形態を図１１および
図１２に示す。

【００６７】図１１および図１２に示すストッパ穴６０
の形状以外の構成は第１実施形態と実質的に同一であ
る。図１１は、カムシャフトの径方向におけるストッパ
ピストン７とストッパ穴６０との嵌合状態を示すもので
あり、図面手前側でストッパピストン７の外周面と嵌合
穴６０の内周面とが当接している。

【００６８】図１２に示すように、ストッパ穴６０の横
断面形状は図１２の上下方向、すなわちフロントプレー
ト４の径方向に長穴状に形成されている。したがって、
被当接部としてのストッパ穴６０は径方向に延びる中心
軸６０ｃに沿った長円形であって、その内周面は先細の
テーパ状に形成されている。そして、当接部としてのス
トッパピストン７の先端部７ｃの外周面は先細テーパ状
の円形断面に形成されている。

【００６９】さらに、ストッパピストン７の位置とスト
ッパ穴６０の位置とは、第１実施形態と同様に、シュー
ハウジング３とベーンロータ９とが拘束位置としての最
遅角位置にあるときにこれら部品を互いに押しつけるよ
うに設計されているので、シューハウジング３とベーン
ロータ９とが強固に拘束される。

【００７０】また、ストッパ穴６０を径方向に長円形に
形成したので、ストッパピストン７がストッパ穴６０に
嵌合した場合、両者の径方向のテーパ面が当接してフロ
ントプレート４を径方向に付勢することが防止される。
これにより、極力クリアランスを小さく設計しているフ
ロントプレート４と円筒突出部５との間の摺動部に偏っ
た力が加わることが防止され、偏磨耗が防止される。同
様に、フロントプレート４をはじめとするハウジング部
材と、ベーンロータ９をはじめとするベーン部材との間
に径方向の変位が生じることが防止され、両部材間の偏
磨耗はもちろん、両部材間のシール性低下の防止が達成
される。

【００７１】このように第３実施形態では、ハウジング
部材とベーン部材とを強固に拘束する力を発生させて
も、ストッパ穴６０を径方向に長円形とし、ストッパピ
ストン７とストッパ穴６０との当接をベーンロータ９の
回動方向に限ったので、ハウジング部材とベーン部材と
の間に径方向の不要な力が作用することを防止できる。
よって、ハウジング部材とベーン部材とを同軸上に整列
させたまま、ハウジング部材とベーン部材とを強固に拘
束できる。 （第４実施形態）本発明の第４実施形態を図１３および
図１４に示す。第１実施形態と実質的に同一構成部分に
は同一符号を付す。第４実施形態では、第１実施形態に
おいてベーン９ａのチェーンスプロケット１側の側壁に
設けたドレン孔２１、チェーンスプロケット１に設けた
大気孔２２に代えて、ベーン９ａの外周壁にドレン孔７
１を設け、シューハウジング３の外周壁に大気孔７２を
設けている。ドレン孔７１および大気孔７２が連通する
ことにより連通孔を構成し、チェーンスプロケット１側
の収容孔８である背圧室８ａを大気開放可能である。

【００７２】背圧室８ａの容積は、ストッパピストン７
が図１３の右方向、つまりシューハウジング３とベーン
ロータ９との拘束解除方向に移動すると減少し、ストッ
パピストン７が図１３の左方向、つまりシューハウジン
グ３とベーンロータ９との拘束方向に移動すると増加す
る。

【００７３】図１３に示すように、ベーンロータ９がシ
ューハウジング３に対し最遅角位置にあり油圧室２３お
よび２４に圧油が供給されていない状態ではストッパピ
ストン７がストッパ穴２０に嵌合し、ドレン孔７１およ
び大気孔７２はほぼ位置が一致し連通している。

【００７４】図１３に示す状態から油圧室２３に圧油が
供給されると、図１４に示すようにストッパピストン７
はストッパ穴２０から抜け出し、大径部７ｂの外壁によ
りドレン孔７１が閉塞されるので背圧室８ａは大気との
連通を遮断される。図１３および図１４はともにシュー
ハウジング３に対してベーンロータ９が最遅角位置にあ
る状態を示している。

【００７５】図１４に示す状態から、シューハウジング
３に対してベーンロータ９を進角方向に回転させようと
するとき、図示しない切替バルブが切り替わっても油圧
室２４の油圧が所定値になるまで僅かな時間遅れが生じ
る。このとき、スプリング１８の付勢力によりストッパ
ピストン７がストッパ穴２０に嵌合する方向に移動しよ
うとしても、背圧室８ａは大気との連通を遮断され密封
されているのでストッパピストン７の嵌合方向への移動
速度が緩和される。

【００７６】したがって、ストッパピストン７がストッ
パ穴２０に嵌合する前に油圧室２４の油圧が所定値に達
するので、ストッパピストン７がストッパ穴２０に嵌合
することなく、油圧によるシューハウジング３に対する
ベーンロータ９の進角回動を開始することができる。

【００７７】以上説明した本発明の上記実施形態では、
ストッパピストンの先端部とストッパ穴との両方をテー
パ面をもって形成したが、これらのいずれか一方のみを
テーパ面としてもよい。例えば、一方をテーパ面とし、
他方をテーパ面上を摺動可能な球面をもって形成しても
よい。さらに、くさび効果により回動方向の付勢力を発
生するためには斜面があることが重要であるので、スト
ッパ穴を回動方向側の少なくとも一方、例えば進角側に
のみ斜面を有する形状に形成してもよい。

【００７８】また上記実施形態では、最遅角位置を拘束
位置とし、図２に示すようにシュー３ａにストッパ部９
ｅを当接させたが、最遅角側のストッパ部９ｅを図２の
ベーン９ａの左側に設け、シュー３ｂと当接させてもよ
い。この場合でも、ストッパピストンとストッパ穴との
進角側テーパ状側面での当接によりベーンロータ９をシ
ューハウジング３に押しつける力を得ることができ、両
者を強固に拘束できる。

【００７９】また上記実施形態では、ストッパピストン
とストッパ穴とをベーンロータ回動方向の一方である進
角方向側にだけ、すなわち拘束位置の反対側だけで当接
するよう設計し、くさび効果による回動力を発生させて
ハウジング部材とベーン部材とを拘束するよう構成した
が、ストッパピストンとストッパ穴とが回動方向の両方
で当接し、ストッパピストンとストッパ穴とだけの当接
によりハウジング部材とベーン部材とを拘束してもよ
い。この場合には、ストッパピストンに高強度が必要と
なる。またこの場合にも、ストッパ穴を径方向に長円形
とし、テーパ面の当接を回動方向側面にのみ限定するこ
とが望ましい。

【００８０】また上記実施形態では、ストッパピストン
のテーパ角度とストッパ穴のテーパ角度とを同一にした
が、ストッパピストンがストッパ穴に嵌合可能であれ
ば、ストッパピストンのテーパ角度とストッパ穴のテー
パ角度とを同一にする必要はない。

【００８１】また上記実施形態では、チェーンスプロケ
ットを駆動軸であるクランクシャフトとともに回転させ
て、それに固定されたハウジング部材としてのシューハ
ウジングをクランクシャフトとともに回転させ、ベーン
ロータを従動軸であるカムシャフトとともに回転させた
が、チェーンスプロケットをカムシャフトとともに回転
させ、ベーンロータをクランクシャフトとともに回転さ
せることも可能である。この場合、ベーンロータはシュ
ーハウジングに対して最進角位置で拘束される。

【００８２】また上記実施形態では、吸気弁開閉用のカ
ムシャフトおよび排気弁開閉用のカムシャフトの二本の
カムシャフトが並行に設けられたエンジンにおいて、二
本のカムシャフト間にバルブタイミング調整装置を介装
しても良い。例えば、クランクシャフトからチェーン等
により同期して回転される一方のカムシャフトを駆動軸
とし、ギヤ等の伝達手段により他方のカムシャフトを従
動軸とする場合において、ベーンロータを駆動軸である
一方のカムシャフトとともに回転させ、ハウジング部材
を従動軸である他方のカムシャフトとともに回転させて
もよく、この逆でもよい。

【００８３】また上記実施形態では、ベーンロータに二
個のベーンを設けたが、ベーンは一個または三個以上で
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング
調整装置を示す図２のＩ−Ｉ線断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング
調整装置を示す横断面図である。

【図３】図２のIII −III 線断面図である。

【図４】図２のIV−IV線断面図である。

【図５】第１実施形態のストッパピストンがストッパ穴
から抜け出た状態を示す縦断面図である。

【図６】第１実施形態のシューハウジングに対してベー
ンロータが進角方向に回転した状態を示す縦断面図であ
る。

【図７】図６の状態における第１実施形態を示す横断面
図である。

【図８】第１実施形態の油圧回路を示す模式図である。

【図９】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング
調整装置を示す縦断面図である。

【図１０】第２実施形態のストッパピストンがストッパ
穴から抜け出た状態を示す縦断面図である。

【図１１】第３実施形態のストッパピストンとストッパ
穴との嵌合状態を示す断面図である。

【図１２】図１１のXII −XII 線断面図である。

【図１３】本発明の第４実施形態によるバルブタイミン
グ調整装置を示す縦断面図である。

【図１４】第４実施形態のストッパピストンがストッパ
穴から抜け出た状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ チェーンスプロケット（ハウジング部材） ２ カムシャフト（従動軸） ３ シューハウジング（ハウジング部材） ３ａ、３ｂ シュー ４ フロントプレート（ハウジング部材） ７ ストッパピストン（当接部） ７ｃ 先端部 ８ａ 背圧室 ９ ベーンロータ（ベーン部材） ９ａ、９ｂ ベーン ２０ ストッパ穴（被当接部） ４６ ポンプ（駆動手段） ４９ 切替バルブ（駆動手段） ５０ ストッパピストン（当接部） ６０ ストッパ穴（被当接部）

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の駆動軸から内燃機関の吸気弁
   および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉する従動
   軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記駆
   動軸または前記従動軸のいずれか一方とともに回転する
   ハウジング部材と、 前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前
   記ハウジング部材内に形成された収容室に所定角度範囲
   に限って前記ハウジング部材に対して相対回動可能に収
   容されるベーン部材と、 前記ハウジング部材と前記ベーン部材とにそれぞれ設け
   られ、互いに当接して前記ハウジング部材と前記ベーン
   部材との回動方向移動を所定の拘束位置において拘束す
   る当接部と被当接部とを含み、前記当接部の変位により
   拘束状態を解除可能に構成され、さらに前記当接部を前
   記被当接部への当接方向へ付勢する付勢手段を含む拘束
   手段と、 流体圧力によって前記当接部を前記付勢手段に抗して変
   位させて前記ハウジング部材と前記ベーン部材との拘束
   を解除するとともに、流体圧力によって前記ハウジング
   部材と前記ベーン部材とを相対回動させる流体駆動式の
   駆動手段と、を備え、 前 記ハウジング部材と前記ベーン部材とは前記拘束位置
   において回動方向に直接に当接するよう構成されている
   とともに、前記当接部と前記被当接部との少なくともいずれか一方
   には、前記ハウジング部材と前記ベーン部材とを相対回
   動させて、前記ハウジング部材と前記ベーン部材とを互
   いに押しつける斜面が形成されている ことを特徴とする
   内燃機関用バルブタイミング調整装置。
2. 【請求項２】 前記当接部として前記ベーン部材内に変
   位可能に収容されたストッパピストンを備えるととも
   に、前記被当接部として前記ベーン部材と対向する前記
   ハウジング部材に形成され、前記ストッパピストンと嵌
   合するストッパ穴を備え、前記ストッパピストンと前記
   ストッパ穴との少なくとも一方は、前記斜面としてのテ
   ーパ面を有することを特徴とする請求項１記載の内燃機
   関用バルブタイミング調整装置。
3. 【請求項３】 前記ストッパ穴は前記ハウジング部材の
   径方向に長い長穴状に形成されていることを特徴とする
   請求項２記載の内燃機関用バルブタイミング調整装置。
4. 【請求項４】 前記ストッパピストンが前記ベーン部材
   に収容された状態で前記ハウジング部材と前記ベーン部
   材との拘束が解除されることを特徴とする請求項２又は
   ３記載の内燃機関用バルブタイミング調整装置。
5. 【請求項５】 前記当接部と前記被当接部との間には、
   内部の作動流体によって前記当接部の変位速度を緩和す
   る流体ダンパが形成されることを特徴とする請求項１乃
   至４のいずれか一項記載の内燃機関用バルブタイミング
   調整装置。
6. 【請求項６】 前記当接部は、前記当接部の拘束解除方
   向への変位に伴って容積が縮小する背圧室を有し、前記
   当接部は拘束解除状態において前記背圧室の外部との連
   通孔を閉塞することを特徴とする請求項１乃至５のいず
   れか一項記載の内燃機関用バルブタイミング調整装置。
7. 【請求項７】 前記当接部と前記被当接部とは、前記従
   動軸が最も遅角された最遅角状態にあるとき当接するよ
   う構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のい
   ずれか一項記載の内燃機関用バルブタイミング調整装
   置。
8. 【請求項８】 前記当接部は、前記駆動手段から供給さ
   れる流体圧力を受けて前記ハウジング部材と前記ベーン
   部材との拘束を解除するように構成されており、前記ハ
   ウジング部材に対して前記ベーン部材を進角方向に相対
   回転させるように前記駆動手段から供給される第１流体
   圧力が作用して前記拘束を解除し、前記ハウジング部材
   に対して前記ベーン部材を遅角方向に相対回転させるよ
   うに前記駆動手段から供給される第２流体圧力が作用し
   て前記拘束を解除するように構成されていることを特徴
   とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の内燃機関用
   バルブタイミング調整装置。
9. 【請求項９】 ベーン式の内燃機関用バルブタイミング
   調整装置において、 ハウジング部材とベーン部材との回動方向移動を所定の
   拘束位置において拘束する当接部と被当接部とを有し、
   前記ハウジング部材と前記ベーン部材とは前記拘束位置
   において回動方向に直接に当接するよう構成されている
   とともに、前記当接部と前記被当接部との少なくともい
   ずれか一方には、前記ハウジング部材と 前記ベーン部材
   とを相対回動させて、前記ハウジング部材と前記ベーン
   部材とを互いに押しつける斜面が形成されていることを
   特徴とする内燃機関用バルブタイミング調整装置。
10. 【請求項１０】 前記当接部と前記被当接部との少なく
    とも一方は、前記斜面としてのテーパ面を有することを
    特徴とする請求項９記載の内燃機関用バルブタイミング
    調整装置。
11. 【請求項１１】 前記当接部として前記ベーン部材内に
    変位可能に収容されたストッパピストンを備えるととも
    に、前記被当接部として前記ベーン部材と対向する前記
    ハウジング部材に形成され、前記ストッパピストンと嵌
    合するストッパ穴を備えることを特徴とする請求項９又
    は１０記載の内燃機関用バルブタイミング調整装置。
12. 【請求項１２】 前記ストッパ穴は前記ハウジング部材
    の径方向に長い長穴状に形成されていることを特徴とす
    る請求項１１記載の内燃機関用バルブタイミング調整装
    置。
13. 【請求項１３】 前記当接部として前記ベーン部材内に
    変位可能に収容されたストッパピストンを備えるととも
    に、前記被当接部として前記ベーン部材と対向する前記
    ハウジング部材に形成され、前記ストッパピストンと嵌
    合するストッパ穴を備え、前記ストッパピストンと前記
    ストッパ穴との少なくとも一方の嵌合部表面はテーパ面
    であることを特徴とする請求項９記載の内燃機関用バル
    ブタイミング調整装置。