JP3116858B2 - 内燃機関のバルブタイミング可変機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に設けられ
た吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブ
タイミングを変更する内燃機関のバルブタイミング可変
機構に係り、詳しくは、バルブタイミングの変更を規制
する機構を備えた内燃機関のバルブタイミング可変機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸気バルブ又は排
気バルブの開閉時期、即ちバルブタイミングを変更する
装置が種々提案されている。例えば、特開平１−９２５
０４号公報には、このようなバルブタイミング可変機構
（以下、「ＶＶＴ」という）の一例として「弁開閉時期
制御装置」が示されている。

【０００３】この装置は、図１０及び図１１に示すよう
に、カムシャフト１０１の先端側部分（図１１の左側部
分）に固定されたベーン体（内部ロータ）１０２と、同
ベーン体１０２及びカムシャフト１０１に対して相対回
転可能に外嵌されたタイミングプーリ１０３とを備えて
いる。ベーン体１０２の外周部にはカムシャフト１０１
の径方向に延びる複数のベーン１０５が設けられてい
る。

【０００４】また、図１１に示すように、タイミングプ
ーリ１０３の内周部には複数のオイル溝１０６が形成さ
れており、各ベーン１０５は同溝１０６内にそれぞれ配
置されている。更に、各ベーン１０５の両側には、ベー
ン体１０２に対して回転力を付与するための圧力室１０
９が形成されている（図１１では各ベーン１０５の片側
に形成された圧力室１０９のみを示す）。

【０００５】前記各圧力室１０９は、圧力通路１２０
（図１１では一部のみを示す）を介して切換バルブ及び
オイルポンプ（いずれも図示略）に接続されており、そ
の内部には前記ポンプから加圧された油が供給されるよ
うになっている。

【０００６】また、タイミングプーリ１０３の内部には
径方向に延びる二つの挿入孔１１１，１１２が形成され
ており、これら挿入孔１１１，１１２内にはロックピン
１１３，１１４が摺動可能に嵌入されている。ロックピ
ン１１３，１１４は前記挿入孔１１１，１１２内のスプ
リング１１５，１１６によって、カムシャフト１０１の
軸心側に向けて付勢されている。

【０００７】更に、ベーン体１０２の外周部には、各ロ
ックピン１１３，１１４の前記軸心側部分が嵌入する係
止穴１１７，１１８が形成されている。この各係止穴１
１７，１１８は、前記各圧力室１０９内と連通されてお
り、その内部には、オイルポンプから各圧力室１０９に
向けて移動する油の一部が供給されるようになってい
る。

【０００８】上記装置では、各係止穴１１７，１１８の
いずれかに、ロックピン１１３，１１４の一方が嵌入さ
れロック状態となる。そして、ロック状態となると、ベ
ーン体１０２及びタイミングプーリ１０３の相対回転が
規制され、バルブのバルブタイミングが早められた状
態、或いは遅れた状態のいずれかの状態に固定される。
また、バルブタイミングを変更する際には、係止穴１１
７，１１８内に供給された油の圧力によってロックピン
１１３，１１４を係止穴１１７，１１８から押し出して
ロック状態を解除するとともに、前記各圧力室１０９の
油圧を各ベーン１０５に作用させてベーン体１０２を回
転させることにより、バルブタイミングを変更すること
ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カムシャフ
ト１０１を駆動するのに要するトルクは一定ではない。
即ち、この駆動トルクはカムシャフト１０１がバルブを
開閉するのに伴い周期的に変動している。このため、上
記装置のベーン体１０２には、同ベーン体１０２をカム
シャフト１０１の回転軸回りに揺動させようとする力が
常時作用している。

【００１０】ここで、ロックピン１１３，１１４の一方
が係止孔１１７，１１８に嵌入されロック状態となって
いる場合には、ベーン体１０２及びタイミングプーリ１
０３の相対回転が規制されるため、上記のような揺動力
がベーン体１０２に作用しても同ベーン体１０２が揺動
してしまうことがない。また、ロックピン１１３，１１
４と係止孔１１７，１１８とのロック状態が解除されて
いる場合でも、圧力室１０９に供給される油の圧力が十
分に大きければ、その油圧によってベーン体１０２の揺
動が抑えられるため、やはりベーン体１０２が揺動して
しまうことがない。

【００１１】しかしながら、例えば、エンジンの始動時
や停止時のように、オイルポンプの油の吐出量が少なく
なる場合には、圧力室１０９内における油の圧力が小さ
くなる。このような場合に、ロックピン１１３，１１４
と係止孔１１７，１１８とのロック状態が解除されてい
ると、カムシャフト１０１のトルク変動に起因したベー
ン体１０２の揺動が発生するおそれがある。

【００１２】そして、このような揺動が発生すると、カ
ムシャフト１０１によるバルブの開閉時期が変動するた
め、バルブタイミング制御における制御性が悪化した
り、或いは、ベーン体１０２のベーン１０５がオイル溝
１０６の内壁に周期的に衝突して異音が発生するという
問題が生じる。

【００１３】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ハウジング及びベーン体を流体圧を
利用して相対回転させることにより、カムシャフトによ
って開閉されるバルブのバルブタイミングを変更するよ
うにした内燃機関のバルブタイミング可変機構におい
て、流体圧が低下した際に、カムシャフトのトルク変動
に起因してハウジング及びベーン体が相対的に回転して
しまうことを防止することにある。

【００１４】

【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、内燃機関の吸気バルブ及び
排気バルブの少なくとも一方のバルブを開閉するカムシ
ャフトと、内燃機関のクランクシャフト及びカムシャフ
トの一方に駆動連結されたハウジングと、ハウジングの
内部に形成された収容部内に配置されるベーンを有する
ともに、クランクシャフト及びカムシャフトの他方に駆
動連結されたベーン体と、収容部内においてベーンの少
なくとも一側に形成され、その内部に流体が供給される
圧力室とを備え、圧力室内に供給される流体の圧力によ
り収容部内でベーンを位置変化させてハウジング及びベ
ーン体を相対回転させることにより、クランクシャフト
に対するカムシャフトの回転位相を変更して、同カムシ
ャフトにより開閉されるバルブのバルブタイミングを変
更するようにした内燃機関のバルブタイミング可変機構
において、前記圧力室内における流体圧が作用する受圧
面を有して前記ハウジング及び前記ベーン体の一方に配
設された可動部材と、前記ハウジング及び前記ベーン体
の他方に形成されて前記可動部材を係止可能な係止凹部
と、前記可動部材を前記係止凹部側に向けて付勢するス
プリングとを有し、前記スプリングの付勢力により前記
可動部材を付勢して前記係止凹部に係止させることによ
り前記ハウジング及びベーン体の相対回転を規制する規
制状態と、前記受圧面に作用する流体圧により前記スプ
リングの付勢力に抗して前記可動部材を移動させて前記
係止凹部から離脱させることにより前記相対回転を許容
する解除状態とを選択可能な相対回転規制手段を備え、
前記相対回転規制手段は、前記圧力室内の流体圧が前記
カムシャフトのトルク変動に起因した前記収容部内にお
けるベーンの位置変動を阻止可能な所定圧以上であるこ
とを条件として前記解除状態になるように前記スプリン
グの付勢力と前記可動部材の受圧面面積との関係が設定
されてなることをその要旨とするものである。

【００１５】上記構成によれば、カムシャフトのトルク
変動に起因した収容部内におけるベーンの位置変動を圧
力室内の流体圧により阻止することができない場合に
は、相対回転規制手段が規制状態となってハウジング及
びベーン体の相対回転が規制される。

【００１６】一方、相対回転規制手段がハウジング及び
ベーン体の相対回転を許容する解除状態となった場合に
は、圧力室の流体圧によってカムシャフトのトルク変動
に起因した収容部内におけるベーンの位置変動が阻止さ
れる。

【００１７】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に記載した内燃機関のバルブタイミ
ング可変機構において、圧力室は、ハウジング及びベー
ン体の回転方向における相対的な位置関係が収容部の内
壁にベーンが当接する最変位状態となるように、その内
部の流体圧によってハウジング及びベーン体を相対回転
させるものであり、相対回転規制手段は、規制状態とな
ったときにハウジング及びベーン体の相対的な位置関係
を上記最変位状態に保持し、且つ、圧力室内の流体圧
が、カムシャフトのトルク変動に起因して収容部の内壁
からベーンが離間するように移動することを阻止可能な
所定圧以上になったときに前記解除状態に移行するもの
であることをその趣旨とする。

【００１８】上記構成において、相対回転規制手段が規
制状態となったときには、ハウジング及びベーン体の回
転方向における相対的な位置関係が、収容部の内壁にベ
ーンが当接する最変位状態、即ち、バルブのバルブタイ
ミングが最も早められた最進角状態又は同バルブタイミ
ングが最も遅らせられた最遅角状態のいずれかに保持さ
れる。このため、相対回転規制手段が規制状態から解除
状態に移行してハウジング及びベーン体の相対回転が許
容されるようになっても、両者はベーンが収容部の内壁
から離間する方向にしか相対回転することができない。

【００１９】ここで、上記構成にあっては、相対回転規
制手段が解除状態に移行していれば圧力室の流体圧は所
定圧以上にまで増加しているため、カムシャフトのトル
ク変動に起因して、ベーンが収容部の内壁から離間する
方向に移動してしまうことがない。

【００２０】従って、上記構成によれば、請求項１に記
載した発明の作用に加えて、相対回転規制手段が規制状
態から解除状態に移行した場合には、カムシャフトのト
ルク変動に起因した収容部内におけるベーンの位置変動
が、同収容部の内壁に対する同ベーンの当接、及び圧力
室の流体圧によって阻止される。

【００２１】上記目的を達成するために、請求項３記載
の発明は、請求項２に記載した内燃機関のバルブタイミ
ング可変機構において、前記最変位状態は、カムシャフ
トによって開閉されるバルブのバルブタイミングが最も
遅れた状態となる最遅角状態であることをその趣旨とす
る。

【００２２】ハウジング及びベーン体には、カムシャフ
トの駆動トルクによって両者の位置関係を最遅角状態と
させる回転力が常時作用している。従って、上記構成に
よれば、請求項２記載の発明の作用に加えて、圧力室に
供給される流体圧が低下して同流体圧により収容部内に
おけるベーンの位置を制御できなくなった場合には、ハ
ウジング及びベーン体はその回転力により最遅角状態と
なるように相対回転する。そして、ハウジング及びベー
ン体の位置関係が最遅角状態に達すると、相対回転規制
手段が規制状態となって両者の相対回転が規制される。

【００２３】上記目的を達成するために、請求項４記載
の発明は、請求項２に記載した内燃機関のバルブタイミ
ング可変機構において、ハウジング或いはベーン体に駆
動連結されたカムシャフトは、排気バルブを開閉する排
気カムシャフトであり、収容部とベーンとの間には、同
ベーンを収容部の内壁側に常時付勢することにより、ハ
ウジング及びベーン体を排気バルブのバルブタイミング
が早められるように相対回転させる付勢手段が設けら
れ、更に、最変位状態は、排気バルブのバルブタイミン
グが最も早められた状態となる最進角状態であることそ
の趣旨とする。

【００２４】例えば、内燃機関の停止に伴って圧力室に
供給される流体圧が低下した場合には、前述したよう
に、ハウジング及びベーン体は排気カムシャフトの駆動
トルクによる回転力の作用によって最遅角状態となるよ
うに相対回転しようとする。しかしながら、上記構成に
よれば、付勢手段により、排気バルブのバルブタイミン
グが早められる側にハウジング及びベーン体が上記回転
力に抗して相対回転させられる。そして、ハウジング及
びベーン体の位置関係が最進角状態となると、相対回転
規制手段が規制状態となって両者の相対回転が規制され
る。

【００２５】従って、上記構成によれば、請求項２に記
載した発明の作用に加えて、内燃機関の停止に伴って排
気バルブのバルブタイミングが最進角状態に保持される
ため、同機関の再始動は、吸気バルブ及び排気バルブの
両バルブがともに開弁している期間、即ち、バルブオー
バラップが短縮された状態で行われるようになる。

【００２６】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］以下、この発明に係る内燃機関のバ
ルブタイミング可変機構を具体化した第１の実施形態に
ついて図面を参照して説明する。この実施形態では、ガ
ソリンエンジンの吸気側カムシャフト１１に対して設け
られたバルブタイミング可変機構（以下、「ＶＶＴ」と
略記する）１２について例示する。まず、図２を参照し
て内燃機関の弁駆動系の概略構成を説明する。本実施形
態においては図２における左側を吸気カムシャフト１１
及び排気カムシャフト７０の先端側、右側を各カムシャ
フト１１，７０の基端側とする。

【００２７】吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフ
ト７０はシリンダヘッド１４において回転可能に支持さ
れている。これらカムシャフト１１，７０は複数のカム
７５，７６を有しており、このカム７５，７６の下方に
は吸気バルブ７７及び排気バルブ７８がそれぞれ配置さ
れている。排気カムシャフト７０の先端側には駆動ギア
７４が設けられており、同ギア７４は吸気カムシャフト
１１の先端側に設けられた被動ギア１７に噛合されてい
る。排気カムシャフト７０の基端側にはプーリ７１が設
けられ、同プーリ７１はタイミングベルト７２を介して
クランクシャフト（図示略）に駆動連結されている。

【００２８】クランクシャフトが回転されることによ
り、その回転力はタイミングベルト７２を介してプーリ
７１に伝達され、排気カムシャフト７０が回転される。
更に、排気カムシャフト７０の回転力はギア７４，１７
を介して吸気カムシャフト１１に伝達され、同カムシャ
フト１１が回転される。このように、両カムシャフト１
１，７０が回転されることにより、吸気バルブ７７及び
排気バルブ７８がカム７５，７６により開閉される。

【００２９】ＶＶＴ１２は、吸気カムシャフト１１の先
端に設けられている。図１に示すように、吸気側カムシ
ャフト（以下、単に「カムシャフト」という）１１の先
端側部分にはジャーナル１１ａが形成されている。この
ジャーナル１１ａは、シリンダヘッド１４及びベアリン
グキャップ１５によって回転可能に支持されている。カ
ムシャフト１１の先端部分には、前記被動ギア１７が同
カムシャフト１１に対して相対回転可能に装着されてい
る。この被動ギア１７の外周には、複数の外歯１７ａが
形成されており、この外歯１７ａは前記駆動ギア７４の
外周に形成された外歯７４ａに噛合されている。

【００３０】被動ギア１７の先端側には、順に側板１
８、ハウジング１６及びカバー２０が配置されており、
これら各部材１８，１６，２０はボルト２１により被動
ギア１７に固定されている。従って、側板１８、ハウジ
ング１６及びカバー２０は同被動ギア１７とともに一体
的に回転する。

【００３１】側板１８、ハウジング１６及びカバー２０
により包囲された空間内にはベーン体１９が配設されて
いる。ベーン体１９はカムシャフト１１の先端面にボル
ト２２により装着され、更にノックピン（図示略）によ
りカムシャフト１１に対して回り止めされている。従っ
て、ベーン体１９はカムシャフト１１とともに一体的に
回転する。

【００３２】図３は、図１の３−３線に沿った断面図で
ある。同図に示すように、ベーン体１９は、その中央部
に位置する円筒状のボス２３と、同ボス２３を中心に十
字形状に延設された４つのベーン２４とを備える。ハウ
ジング１６は、その内周面において、内周側に延設され
た４つの凸部２５を有する。各凸部２５の間にそれぞれ
形成された４つの凹部２６は、各ベーン２４を収容して
いる。各ベーン２４の外周面は各凹部２６の内周面に接
し、各凸部２５の先端面はボス２３の外周面に接してい
る。

【００３３】各凹部２６の内部は、ベーン２４及びボス
２３により２つの空間に区画されており、被動ギア１７
の回転方向（図３において矢印Ｒで示す）における各ベ
ーン２４の両側には、それぞれ第１油圧室３０及び第２
油圧室３１が形成されている。被動ギア１７の回転方向
と逆方向（以下、この方向を本実施形態における「遅角
方向」と定義する）の側に位置する第１油圧室３０に
は、吸気バルブ７７のバルブタイミングを早める際に油
が供給される。回転方向と同方向（以下、この方向を本
実施形態における「進角方向」と定義する）の側に位置
する第２油圧室３１には、同バルブタイミングを遅らせ
る際に油が供給される。

【００３４】各ベーン２４及び各凸部２５はその先端に
それぞれ溝２７，４０を有する。各ベーン２４の溝２７
内には、シールプレート２８と、同プレート２８をハウ
ジング１６の内周面に向けて付勢する板バネ２９とが配
設されている。同様に、各凸部２５の溝４０内には、シ
ールプレート４１と、同プレート４１をボス２３の外周
面に向けて付勢する板バネ４２とが配設されている。こ
れら各プレート２８，４１により各油圧室３０，３１間
における油の移動が規制され、両室３０，３１の気密性
が保たれている。

【００３５】また、図１に示すように、ベーン２４の１
つには、カムシャフト１１の軸方向に延びる段付きの貫
通孔３２が形成されている。貫通孔３２内には、ロック
ピン３３が軸方向（図１の左右方向）に移動可能に収納
されている。このロックピン３３は、その先端側に拡径
部３３ｂと、その内部に先端側が開放された収容穴３３
ａとを有する。この収容穴３３ａ内には、両端がカバー
２０及び同収容穴３３ａの底部に当接されたスプリング
３５が設けられている。このスプリング３５はロックピ
ン３３を係止孔３４側へ常時付勢している。

【００３６】また、側板１８には、ロックピン３３の基
端側部分が嵌入可能な係止孔３４が形成されている。こ
の係止孔３４は、ベーン体１９がハウジング１６に対し
て最も遅角方向に相対回転し、各ベーン２４が凸部２５
に当接した位置（以下、この位置を「最遅角位置」とい
う）に配置された場合に、ロックピン３３が嵌入可能な
位置に形成されている。

【００３７】図４は図１の４−４線に沿った断面図であ
る。図４に示すように、被動ギア１７の先端面において
前記係止孔３４と対向する部分には油穴４３が形成され
ている。また、係止孔３４の内周壁にはこの油穴４３と
連通する油溝５５が形成されている。図１及び図４に示
すように、この油溝５５は、ベーン２４の基端面に形成
された油路５４を介して第１油圧室３０に接続されてい
る。

【００３８】従って、図４に示すように係止孔３４内に
ロックピン３３が嵌入された場合にあっては、第１油圧
室３０に供給される油の一部が油路５４及び油溝５５を
介して油穴４３に導入される。また、図５に示すよう
に、係止孔３４内にロックピン３３が嵌入されていない
場合にあっては、第１油圧室３０に供給される油の一部
は油路５４及び油溝５５を介して係止孔３４及び油穴４
３に導入される。

【００３９】また、ロックピン３３の基端面（図４及び
図５における右側面）は第１受圧面３３ｃを構成してい
る。この第１受圧面３３ｃに係止孔３４或いは油穴４３
に導入された油の圧力が作用することにより、ロックピ
ン３３は先端側に向けて付勢される。

【００４０】一方、貫通孔３２の内部においてロックピ
ン３３の拡径部３３ｂより基端側の部分には、環状の油
空間１３が形成されている。この油空間１３は油路５９
を介して第２油圧室３１と連通されている。

【００４１】従って、第２油圧室３１に供給される油の
一部は油路５９を介して油空間１３に導入される。ま
た、前記拡径部３３ｂの基端面は第２受圧面３３ｄを構
成しており、この第２受圧面３３ｄに油空間１３に導入
された油の圧力が作用することにより、ロックピン３３
は先端側に向けて付勢される。

【００４２】また、図１に示すように、ベーン体１９の
先端面には油溝３６が形成されており、この油溝３６は
貫通孔３２の先端側部分と接続されている。更に、カバ
ー２０には長孔３７が形成されており、この長孔３７に
よって油溝３６とカバー２０の外部とが連通されてい
る。従って、貫通孔３２においてロックピン３３より先
端側にある空間３２ａは、油溝３６及び長孔３７を介し
てカバー２０の外部に開放されている。

【００４３】本実施形態においては、このロックピン３
３、係止孔３４、スプリング３５、、油穴４３、及び油
空間１３等により、ハウジング１６とベーン体１９との
相対回転を規制するためのロック機構４９が構成されて
いる。

【００４４】このロック機構４９において、スプリング
３５の付勢力が、第１受圧面３３ｃ或いは第２受圧面３
３ｄに作用する油圧に基づく付勢力を上回った場合、図
４に示すように、ロックピン３３はその基端側部分が係
止孔３４に嵌入され、同機構４９が規制状態となる。こ
のように、ロック機構４９が規制状態となることによ
り、回転方向におけるハウジング１６に対するベーン体
１９の位置が固定される。従って、ハウジング１６及び
ベーン体１９の相対回転が規制され、カムシャフト１１
と被動ギア１７とが一体的に回転するようになる。

【００４５】これに対して、第１受圧面３３ｃ或いは第
２受圧面３３ｄに作用する油圧に基づく付勢力が、スプ
リング３５の付勢力を上回った場合、図５に示すよう
に、ロックピン３３は係止孔３４から押し出されて貫通
孔３２の内部に収納され、ロック機構４９が解除状態と
なる。このように、ロック機構４９が解除状態となるこ
とにより、ハウジング１６及びベーン体１９の相対回転
が許容される。

【００４６】また、上記のように、前述した貫通孔３２
の先端側に形成される空間３２ａはカバー２０の外部と
連通されているため、ロックピン３３の移動に伴い同空
間３２ａの容積が変化しても、その空間３２ａ内の空気
圧によって同ロックピン３３の移動が阻害されることは
ない。更に、この空間３２ａ内には油空間１３から漏出
した微量の油が流入する場合があるが、この油は油溝３
６及び長孔３７を介してカバー２０の外部に排出され
る。このため、空間３２ａ内に流入した油によりロック
ピン３３の移動が阻害されることもない。

【００４７】次に、第１油圧室３０及び各第２油圧室３
１に対して油の給排を行うための油給排構造について図
１を参照して説明する。シリンダヘッド１４の内部に
は、一対の供給通路３８，３９が形成されている。これ
ら各通路３８，３９は、オイルコントロールバルブ（図
示略、以下、「ＯＣＶ」という）を介してオイルポンプ
（図示略）に接続されている。オイルポンプは、エンジ
ンのクランクシャフトによって駆動されることにより、
オイルパン（図示略）内の油を吸引し、その油をＯＣＶ
を介して前記各供給通路３８，３９に対して選択的に圧
送する。

【００４８】シリンダヘッド１４の先端側に形成された
供給通路３８は、ジャーナル１１ａの全周に形成された
油溝４４、ジャーナル１１ａの内部に形成された油孔４
５を介して、カムシャフト１１の内部に形成された油通
路４６に通じている。ベーン体１９の基端面において前
記ボルトの周囲には環状空間４７が形成されており、前
記油通路４６の先端側は、この環状空間４７に開口して
いる。

【００４９】更に、ボス２３の内部には、放射状に延び
る４つの油孔４８が形成されている。これら各油孔４８
は、環状空間４７と各第１油圧室３０とを連通してい
る。これら供給通路３８、油溝４４、油孔４５、油通路
４６、環状空間４７、及び各油孔４８により第１油路８
０が構成されている。前述したＯＣＶがエンジンの電子
制御装置により制御されることにより、オイルポンプか
ら吐出された油が第１油路８０を通じて第１油圧室３０
に供給され、或いは同第１油圧室３０の油が第１油路８
０を通じてオイルパンに排出される。

【００５０】一方、シリンダヘッド１４の基端側に形成
された供給通路３９は、ジャーナル１１ａの全周に形成
された油溝５０に接続されている。また、カムシャフト
１１の内部には油通路５７が形成されており、同通路５
７の基端側部分は、同じくカムシャフト１１内に形成さ
れた油孔５６を介して前記油溝５０に連通されている。
カムシャフト１１の先端側外周面において被動ギア１７
が装着された部分には、その全周にわたり油溝５８が形
成されている。この油溝５８には、カムシャフト１１の
内部に形成された油孔５３を介して油通路５７の先端側
部分が接続されている。

【００５１】更に、被動ギア１７の中央部分には、放射
状に延びる４つの扇状溝５１が形成されており、これら
各溝５１は前記油溝５８に接続されている。また、側板
１８には、図３に示すように各凸部２５の側面近傍にて
開口する４つの油孔５２が形成されており、この油孔５
２により扇状溝５１と第２油圧室３１とが連通されてい
る。

【００５２】これら供給通路３９、油溝５０、油孔５
６、油通路５７、油孔５３、油溝５８、扇状溝５１、及
び油孔５２により第２油路８１が構成されている。ＯＣ
Ｖが電子制御装置により制御されることにより、オイル
ポンプから吐出された油が、この第２油路８１を通じて
第２油圧室３１に供給され、或いは同第２油圧室３１の
油が第２油路８１を通じてオイルパンに排出される。

【００５３】次に、エンジンの始動が完了して、オイル
ポンプからの油の吐出量が十分に大きくなった場合にお
ける吸気バルブ７７のバルブタイミング変更動作につい
て説明する。

【００５４】まず、吸気バルブ７７のバルブタイミング
を早める場合について説明する。この場合には、ＯＣＶ
が制御されることによって、第１油路８０はオイルポン
プに接続され、第２油路８１はオイルパンに接続され
る。従って、第１油圧室３０には第１油路８０を介して
油が供給される一方で、第２油圧室３１の油は第２油路
８１を介してオイルパンに排出される。

【００５５】また、ロックピン３３の第１受圧面３３ｃ
には第１油圧室３０と等しい油圧が作用しており、この
油圧に基づく付勢力によって、同ピン３３は貫通孔３２
内に収納された状態に保持されている（図５参照）。従
って、ロック機構４９は解除状態となっている。

【００５６】このように、第１油圧室３０に油が供給さ
れるとともに、第２油圧室３１の油が排出されることに
より、第１油圧室３０内の油圧は第２油圧室３１内の油
圧に対して相対的に大きくなる。その結果、各ベーン２
４が第１油圧室３０の油圧により付勢され、ベーン体１
９はハウジング１６に対して前記進角方向に相対回転す
る。そして、このベーン体１８とともにカムシャフト１
１が相対回転することによって、吸気バルブ７７のバル
ブタイミングが進められる。

【００５７】また、ベーン体１９が進角方向に更に相対
回転すると、同ベーン体１９は各ベーン２４が凸部２５
に当接した位置（以下、この位置を「最進角位置」とい
う）に達する。このように、ベーン体１９の位置が最進
角位置に達すると、吸気バルブ７７のバルブタイミング
は最も進められた状態となる。

【００５８】次に、吸気バルブ７７のバルブタイミング
を遅らせる場合について説明する。この場合には、ＯＣ
Ｖが制御されることによって、第２油路８１はオイルポ
ンプに接続され、第１油路８０はオイルパンに接続され
る。従って、第２油圧室３１には第２油路８１を介して
油が供給される一方で、第１油圧室３０の油は第１油路
８０を介してオイルパンに排出される。

【００５９】また、ロックピン３３の第２受圧面３３ｄ
には第２油圧室３１と等しい油圧が作用しており、この
油圧に基づく付勢力によって、同ピン３３は貫通孔３２
内に収納された状態に保持されている（図５参照）。従
って、ロック機構４９は解除状態となっている。

【００６０】このように、第２油圧室３１に油が供給さ
れ、第１油圧室３０の油が排出されることにより、第２
油圧室３１内の油圧は第１油圧室３０内の油圧に対して
相対的に大きくなる。その結果、各ベーン２４が第２油
圧室３１の油圧により付勢され、ベーン体１９はハウジ
ング１６に対して前記遅角方向に相対回転する。そし
て、このベーン体１８とともにカムシャフト１１が相対
回転することによって、吸気バルブ７７のバルブタイミ
ングが遅らせられる。

【００６１】また、ベーン体１９が遅角方向に更に相対
回転すると、同ベーン体１９は前述した最遅角位置に達
し、吸気バルブ７７のバルブタイミングが最も遅れた状
態となる。尚、このようにベーン体１９が最遅角位置に
達しても、第２受圧面３３ｄには十分に大きな油圧が作
用しているため、ロックピン３３は係止孔３４に嵌入す
ることはない。

【００６２】上記のように、吸気バルブ７７のバルブタ
イミングを変更している状態から、その変更を停止し
て、バルブタイミングを所定のタイミングに保持する場
合について説明する。

【００６３】この場合、ＯＣＶが制御されることによっ
て、第１油路８０及び第２油路８１と、オイルポンプ及
びオイルパンとの連通がいずれも遮断される。従って、
各油路８０，８１を通じて行われていた各油圧室３０，
３１への油の供給、及び各油圧室３０，３１からの油の
排出が停止される。その結果、各油圧室３０，３１内の
油圧は等しくなり、ベーン体１９の相対回転は停止す
る。このため、吸気バルブ７７のバルブタイミングは現
状のタイミングに保持される。

【００６４】このように、本実施形態のＶＶＴ１２によ
れば、吸気バルブ７７のバルブタイミングを進角側或い
は遅角側に連続的に変更するとともに、所望のバルブタ
イミングに保持することができる。

【００６５】ところで、カムシャフト１１を駆動するた
めに要するトルクは、一定ではなく、吸気バルブ７７の
開閉駆動に基づいて変動している。即ち、図６に示すよ
うに、このトルクは、カムシャフト１１が吸気バルブ７
７を開弁する際に生じる正トルク側（同図の＋側）のピ
ーク値ＰＫ１と、同バルブ７７を閉弁する際に生じる負
トルク側（同図の−側）のピーク値ＰＫ２との間で周期
的に変動している。ここで、正トルクとは、カムシャフ
ト１１を遅角方向に回転させるように作用するトルクで
あり、負トルクとは、同シャフト１１を進角方向に回転
させるように作用するトルクである。

【００６６】また、同図に示すように、この駆動トルク
における正トルク側のピーク値ＰＫ１は負トルク側のピ
ーク値ＰＫ２よりも大きい。このため、駆動トルクの平
均値は同図に二点鎖線で示すように正トルク側に存在し
ている。従って、この駆動トルクは、平均的にカムシャ
フト１１を遅角方向に回転させるように作用している。

【００６７】このようにカムシャフト１１の駆動トルク
が変動していることから、例えば、エンジンの運転を停
止させる場合のように、各油圧室３０，３１の油圧が減
少して、その油圧によってベーン２４が保持されなくな
った場合には、ベーン体１９は以下に説明するような挙
動を示すことが考えられる。以下、このベーン体１９の
挙動について説明する。

【００６８】本実施形態において、エンジンの運転が停
止される場合、ＯＣＶが制御されることによって、第２
油路８１はオイルポンプに接続され、第１油路８０はオ
イルパンに接続された状態に保持される。従って、ベー
ン体１９は第１油圧室３０に対し相対的に増大した第２
油圧室３１の油圧により遅角方向に相対回転する。更
に、ベーン体１９は、この第２油圧室３１の油圧に加え
て、カムシャフト１１の駆動トルクによっても遅角方向
に相対回転する。このようにベーン体１９が遅角方向に
相対回転して最遅角位置に達すると、吸気バルブ７７の
バルブタイミングは最も遅れた状態となる。

【００６９】ここで、第２油圧室３１の油圧が十分大き
ければ、その油圧により各ベーン２４が凸部２５に当接
した状態で固定されるため、ベーン体１９はカムシャフ
ト１１におけるトルク変動の影響を受けることなく最遅
角位置に保持される。

【００７０】しかしながら、エンジンの運転を停止する
際には、エンジンの回転速度、即ち、クランクシャフト
の回転速度の減少に伴い、オイルポンプから吐出される
油の量が急激に減少する。このため、その吐出量の減少
に伴って第２油圧室３１内における油圧も徐々に減少す
る。そして、第２油圧室３１の油圧が所定圧以下にまで
減少すると、カムシャフト１１の駆動トルクが負トルク
（図６参照）となったときに、同油圧室３１の油圧によ
りベーン体１９の相対回転を規制することができず、同
ベーン体１９は一時的に進角方向に相対回転する。

【００７１】一方、カムシャフト１１の駆動トルクが負
トルクから正トルクに反転すると、上記のように進角方
向に相対回転したベーン体１９は、再び遅角方向に相対
回転して最遅角位置に戻される。

【００７２】即ち、カムシャフト１１における駆動トル
クの変動に同期してベーン体１９の回転方向における位
置が変動し、各ベーン２４は凹部２６内で揺動するよう
になる。その結果、カムシャフト１１の回転が完全に停
止するまでの過渡的な現象ではあるものの、ベーン２４
と凸部２５との衝突が繰り返されることにより、ＶＶＴ
１２から異音が生じる状況が発生し得る。

【００７３】そこで、本実施形態では、このような異音
の発生を回避するために、ロックピン３３における第２
受圧面３３ｄの面積ＳＡ２及びスプリング３５の付勢力
Ｆ１を以下のように設定している。

【００７４】即ち、ベーン体１９が最遅角位置に達し
て、ロック機構４９が規制状態となるときの前記油空間
１３内の油圧を「ＰＡ２」とすると、スプリング３５の
付勢力Ｆ１と第２受圧面３３ｄに作用する油圧ＰＡ２に
基づく付勢力（ＰＡ２・ＳＡ２）とが等しいことから、
この油圧ＰＡ２は次式のように表される。

【００７５】ＰＡ２＝Ｆ１/ＳＡ２ ・・・（１） 尚、ロックピン３３の第１受圧面３３ｃにも第１油圧室
３０内の油圧と等しい油圧が作用するが、第１油路８０
がオイルパンに接続されており、この油圧は油空間１３
の油圧ＰＡ２と比べて極めて小さいことから、上式
（１）においては考慮していない。

【００７６】一方、カムシャフト１１の駆動トルクが負
トルクのピーク値ＰＫ２となったときに、前述したよう
なベーン２４の揺動を阻止するためには、第２油圧室３
１の油圧ＰＢ２が以下の式を満たす大きさである必要が
ある。

【００７７】 ＰＫ２＜Ｎ・ＰＢ２・ＳＢ２・(Ｒ１＋Ｒ２)/２ ・・・（２） 上式（２）において、右辺は第２油圧室３１の油圧によ
りベーン体２４に対して遅角方向に作用するトルクであ
る。また、上式（２）において、「Ｎ」はベーン体１９
に設けられたベーン２４の数（本実施形態では「Ｎ＝
４」）であり、「ＳＢ２」はベーン２４の第２油圧室３
１に面する側面の面積である。また、「Ｒ１」はベーン
体２４の中心（カムシャフト１１の回転中心）からベー
ン２４の外周面までの長さであり、「Ｒ２」は同中心か
らボス２３の外周面までの長さである。

【００７８】ここで、油空間１３内の油圧ＰＡ２と第２
油圧室３１の油圧ＰＢ２とは、両者１３，３１が連通さ
れていることから略等しい（ＰＡ２＝ＰＢ２）。このた
め、上記各式（１），（２）より、第２受圧面３３ｄの
面積ＳＡ２及びスプリング３５の付勢力Ｆ１は以下のよ
うに表される。

【００７９】 Ｆ１/ＳＡ２＞２・ＰＫ２/[Ｎ・ＳＢ２・(Ｒ１＋Ｒ２)] ・・・（３） 本実施形態では、上式（３）を満たすように、第２受圧
面３３ｄの面積ＳＡ２及びスプリング３５の付勢力Ｆ１
を設定するようにしている。従って、エンジンの運転を
停止させる際に、ベーン体１９が最遅角位置に達すると
ともに、第２油圧室３１内の油圧がベーン２４の揺動を
阻止することができない大きさににまで減少した場合に
は、確実にロックピン３３が係止孔３４に嵌入してロッ
ク機構４９が規制状態となる。その結果、ハウジング１
６とベーン体１９との相対回転が規制される。

【００８０】従って、本実施形態によれば、エンジンの
停止時のように、第２油圧室３１内の油圧が減少した場
合には、ロック機構４９を規制状態とすることによりベ
ーン２４の揺動を確実に阻止することができ、この揺動
に起因した異音の発生等を防止することができる。

【００８１】更に、本実施形態では、ベーン体１９が最
遅角位置に配置されたときに、ロック機構４９が規制状
態に移行できるようにしている。従って、各油圧室３
０，３１内の油圧が減少してベーン２４の位置を制御で
きなくなった場合には、ベーン体１９はカムシャフト１
１の駆動トルクにより相対回転して最遅角位置に達す
る。そして、ロック機構４９により同ベーン体１９とハ
ウジング１６との相対回転が規制される。

【００８２】例えば、本実施形態とは異なり、ベーン体
１９が最進角位置に配置されたときに、ロック機構４９
が規制状態に移行できるようにした構成を採用した場合
には、例えば、第１油圧室３０内にスプリング等の付勢
部材を設け、各油圧室３０，３１の油圧が減少した場合
に、この付勢部材によってベーン体１９を強制的に進角
方向に相対回転させる必要がある。

【００８３】この点、本実施形態によれば、上記のよう
な付勢部材の追加による構成の複雑化を招くことなく、
ハウジング１６及びベーン体１９の相対回転を速やかに
且つ確実に規制することができる。

【００８４】ところで、前述したエンジン停止時以外に
も、カムシャフト１１のトルク変動に起因した異音の発
生が懸念される状況がある。例えば、エンジンの始動時
において、ベーン体１９が最遅角位置にある状態から、
同ベーン体１９を進角方向に相対回転させる際にも、前
記トルク変動に起因したベーン体１９の揺動が発生する
可能性がある。

【００８５】即ち、エンジン始動時においては、ＯＣＶ
がエンジン停止時と同じ状態に保持されており、第２油
路８１はオイルポンプに接続され、第１油路８０はオイ
ルパンに接続されている。従って、第２油路８１を通じ
て第２油圧室３１には油が供給されるため、第２油路８
１及び第２油圧室３１内は油によって満たされた状態と
なる。この状態から、吸気バルブ７７のバルブタイミン
グを早める場合、まず、ＯＣＶが制御されることによっ
て、第１油路８０がオイルポンプに接続され、第２油路
８１がオイルパンに接続される。

【００８６】ここで、エンジンの運転を停止してから長
時間が経過している場合には、第１油路８０、第１油圧
室３０、油路５４、油溝５５、油穴４３内の油は殆どオ
イルパンに戻されており、これら各部８０，３０，５
４，４３の内部は油によって満たされていないことがあ
る。

【００８７】従って、このような状態から第１油圧室３
０に油を供給する場合には、同油圧室３０内の油圧は極
めて低い状態から上昇することになる。ここで、第１油
圧室３０の油圧が十分な大きさにまで増加する前にロッ
ク機構４９が規制状態から解除状態に移行すると、カム
シャフト１１の駆動トルクが正トルクとなったときに、
ベーン体１９が一時的に遅角方向に相対回転することと
なる。その結果、吸気バルブ７７のバルブタイミングが
変動したり、或いは、ベーン２４が揺動して同ベーン２
４と凸部２５とが衝突を繰り返し異音が発生したりする
状況となり得る。

【００８８】そこで、本実施形態では、このようなバル
ブタイミングの変動や異音の発生を回避するために、ロ
ックピン３３における第１受圧面３３ｃの面積ＳＡ１及
びスプリング３５の付勢力Ｆ１を以下のように設定して
いる。

【００８９】即ち、ロック機構４９が解除状態となると
きの前記油穴４３内の油圧を「ＰＡ１」とすると、この
油圧ＰＡ１は次式のように表される。 ＰＡ１＝Ｆ１/ＳＡ１ ・・・（４） 尚、ロックピン３３の第２受圧面３３ｄにも第２油圧室
３１内の油圧と等しい油圧が作用するが、第２油路８１
がオイルパンに接続されており、この油圧は油穴４３内
の油圧ＰＡ１と比べて極めて小さいことから、上式
（４）においては考慮していない。

【００９０】一方、カムシャフト１１の駆動トルクが正
トルクのピーク値ＰＫ１となったときに、前述したよう
なベーン２４の揺動を阻止するためには、第１油圧室３
０の油圧ＰＢ１が以下の式を満たす大きさである必要が
ある。

【００９１】 ＰＫ１＜Ｎ・ＰＢ１・ＳＢ１・(Ｒ１＋Ｒ２)/２ ・・・（５） 上式（４）において、右辺は第１油圧室３０の油圧によ
りベーン体２４に対して進角方向に作用するトルクであ
る。上式（５）において、「ＳＢ１」はベーン２４の第
１油圧室３０に面する側面の面積である。

【００９２】ここで、油穴４３内の油圧ＰＡ１と第１油
圧室３０の油圧ＰＢ１とは、両者４３，３０が連通され
ていることから略等しい（ＰＡ１＝ＰＢ１）。このた
め、上記各式（４），（５）より、第１受圧面３３ｃの
面積ＳＡ１及びスプリング３５の付勢力Ｆ１は以下のよ
うに表される。

【００９３】 Ｆ１/ＳＡ１＞２・ＰＫ１/[Ｎ・ＳＢ１・(Ｒ１＋Ｒ２)] ・・・（６） 本実施形態では、上式（６）を満たすように、第１受圧
面３３ｃの面積ＳＡ１及びスプリング３５の付勢力Ｆ１
を設定するようにしている。従って、第１油圧室３０の
油圧が上昇し、その油圧によりベーン２４の揺動を阻止
するうえで十分な大きさになったときに、ロック機構４
９が解除状態となる。

【００９４】従って、本実施形態によれば、エンジンの
始動後に吸気バルブ７７のバルブタイミングを早める場
合において、第１油圧室３０の油圧が十分な大きさにま
で増加しない間は、ロック機構４９を規制状態とするこ
とによってベーン２４の揺動を確実に阻止することがで
き、この揺動に起因した異音の発生や、バルブタイミン
グ制御性の悪化を防止することができる。

【００９５】更に、本実施形態におけるロック機構４９
では、ロックピン３３の各受圧面３３ｃ，３３ｄにそれ
ぞれ各油圧室３０，３１の油圧を作用させることによ
り、同ロック機構２９の規制状態と解除状態とを切り替
えるようにしている。従って、本実施形態によれば、例
えば、ロックピン３３の位置を電磁ソレノイド等のアク
チュエータによって変更することにより、ロック機構４
９の規制状態及び解除状態を切り替えるようにした構成
と比較して、ロック機構４９における構成の簡素化を実
現することができ、ひいてはＶＶＴ１２の低コスト化を
図ることができる。

【００９６】［第２の実施形態］次に、本発明を具体化
した第２の実施形態について説明する。尚、上記第１の
実施形態と同等の機能を有する部材については、同一の
符号を付すとともにその説明を省略する。

【００９７】本実施形態は、吸気カムシャフト１１に換
えて前述した排気カムシャフト７０にＶＶＴ１２を設け
るようにしている点、及び、第２油圧室３１内にベーン
体１９を進角方向に付勢するためのスプリングを設けて
いる点が上記第１の実施形態と異なっている。

【００９８】即ち、図７に示すように、排気カムシャフ
ト７０の先端側にはＶＶＴ１２が設けられており、同Ｖ
ＶＴ１２によって排気バルブ７８のバルブタイミングが
変更されるようになっている。一方、吸気カムシャフト
７０の先端側には、駆動ギア７４が設けられており、同
ギア７４は、ＶＶＴ１２の被動ギア１７に噛合されてい
る。また、吸気カムシャフト１１の基端側にはプーリ７
１が設けられ、同プーリ７１はタイミングベルト７２を
介してクランクシャフト（図示略）に駆動連結されてい
る。

【００９９】図８は、図３の一部に相当する部分を拡大
して示すＶＶＴ１２の断面図である。尚、本実施形態に
おいて、ハウジング１６及び前記被動ギア１７は同図に
矢印Ｓで示すように反時計回りに回転する。また、凹部
２６内においてベーン２４の両側にはそれぞれ第１油圧
室９０及び第２油圧室９１が形成されている。被動ギア
１７の回転方向と逆方向（以下、この方向を本実施形態
における「遅角方向」と定義する）の側に位置する第１
油圧室９０には、排気バルブ７８のバルブタイミングを
早める際に油が供給される。被動ギア１７の回転方向と
同方向（以下、この方向を本実施形態における「進角方
向」と定義する）の側に位置する第２油圧室９１には、
同バルブタイミングを遅らせる際に油が供給される。

【０１００】このように、本実施形態では、第１の実施
形態において第１油圧室３０に相当する空間により第２
油圧室９１が構成され、同じく第１の実施形態において
第２油圧室３１に相当する空間により第１油圧室９０が
構成されている。第１油圧室９０に対しては、第１の実
施形態における第２油路８１と同様の構成を有した第１
油路（図示略）を介して油の給排が行われ、第２油圧室
９１に対しては、第１の実施形態における第１油路８０
と同様の構成を有した第２油路（図示略）を介して油の
給排が行われるようになっている。

【０１０１】更に、本実施形態のＶＶＴ１２において
も、第１の実施形態と同様の構成（図４及び図５参照）
を有したロック機構４９が設けられている。尚、本実施
形態において、油穴４３は、油溝５５、油路５４を介し
て第２油圧室９１に連通されており、ロックピン３３の
第１受圧面３３ｃには第２油圧室９１内の油圧が作用す
る。一方、油空間１３は油路５９を介して第１油圧室９
０に連通されており、ロックピン３３の第２受圧面３３
ｄには第１油圧室９０内の油圧が作用する。

【０１０２】また、本実施形態におけるロック機構４９
は、第１の実施形態とは異なり、ベーン体１９が進角方
向に相対回転して、各ベーン２４が各凸部２５に当接し
た状態となる位置、即ち、最進角位置に達したときに、
前記規制状態に移行可能である。従って、図４及び図５
に示す係止孔３４は、側板１８においてベーン体１９が
最進角位置に達したときにロックピン３３が嵌入可能な
位置に形成され、油穴４３は被動ギア１７の先端面にお
いて、この係止孔３４と対向する位置に形成されてい
る。

【０１０３】また、本実施形態では、図８に示すよう
に、各第１油圧室９０内にはスプリング９３がそれぞれ
設けられている（同図ではその一つを示す）。各スプリ
ング９３の両端は、ベーン２４及び凸部２５の側面に形
成された各凹部２４ａ，２５ａにて固定されている。こ
のスプリング９３はベーン２４を第２油圧室９１側に付
勢することにより、ベーン体１９を前記進角方向に相対
回転させる機能を有している。

【０１０４】更に、本実施形態におけるロック機構にお
いても、第１の実施形態と同様にベーン２４の揺動を抑
制するための構成が採用されている。即ち、第１受圧面
３３ｃの面積ＳＡ１、第２受圧面３３ｄ、及びスプリン
グ３５の付勢力Ｆ１はそれぞれ以下の式（７），（８）
を満たすように設定されている。

【０１０５】 Ｆ１/ＳＡ１＞２・(ＰＫ４＋Ｔ１)/[Ｎ・ＳＢ４・(Ｒ１＋Ｒ２)] ・・・（７） Ｆ１/ＳＡ２＞２・(ＰＫ３−Ｔ１)/[Ｎ・ＳＢ３・(Ｒ１＋Ｒ２)] ・・・（８） ここで、「ＳＢ４」は、ベーン２４の第２油圧室９１に
面する側面の面積であり、「ＳＢ３」は、ベーン２４の
第１油圧室９０に面する側面の面積である。また、「Ｐ
Ｋ４」は、排気カムシャフト７０のトルク変動における
負トルク側のピーク値（吸気カムシャフト１１において
は前記ピーク値ＰＫ２に相当する）であり、「ＰＫ３」
は、正トルク側のピーク値（吸気カムシャフト１１にお
いては前記ピーク値ＰＫ１に相当する）である。更に、
「Ｔ１」はベーン体１９が最進角位置に達したときに、
前記スプリング９３により同ベーン体１９に対して進角
方向に作用するトルクである。

【０１０６】また、正トルクとは、排気カムシャフト７
０を遅角方向に回転させるように作用するトルクであ
り、負トルクとは、同シャフト７０を進角方向に回転さ
せるように作用するトルクである。

【０１０７】尚、上式（７），（８）は第１の実施形態
にて説明した各式（３），（６）と略同様に導出できる
ため、その説明を省略する。以上のように構成された本
実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様、トルク
変動に起因したベーン２４の揺動がロック機構４９によ
り確実に阻止されるため、バルブタイミング制御におけ
る制御性の悪化や、ベーン２４と凸部２５とが衝突を繰
り返すことによる異音の発生を回避することができる。

【０１０８】更に、本実施形態によれば、エンジンが停
止する際に、以下のようにしてベーン体１９が最進角位
置に保持される。即ち、エンジンが停止される際には、
前記ＯＣＶが制御されることにより、第１油路がオイル
ポンプに接続されるとともに、第２油路がオイルパンに
接続される。従って、ベーン体１９は第１油圧室９０の
油圧によって進角方向に相対回転しようとする。

【０１０９】更に、ベーン体１９にはこの第１油圧室９
０の油圧に加え、前記スプリング９３から同ベーン体１
９を進角方向に相対回転させる回転力が作用する。従っ
て、オイルポンプの吐出量が減少して第１油圧室９０内
の油圧が減少しても、ベーン体１９は、排気カムシャフ
ト７０の駆動トルクによって遅角方向に相対回転するこ
とはない。

【０１１０】このように、ベーン体１９は、進角方向に
相対回転することによって最進角位置に達する。そし
て、第１油圧室９０内の油圧が更に減少すると、ロック
ピン３３が係止孔３４内に嵌入して、ロック機構４９が
規制状態となる。その結果、ハウジング１６とベーン体
１９との相対回転が規制され、排気バルブ７８のバルブ
タイミングが最も早められた状態に保持されることとな
る。

【０１１１】ここで、エンジンの良好な始動性を確保す
るためには、吸気バルブ７７及び排気バルブ７８が同時
に開弁している期間、即ち、バルブオーバラップが少な
いことが望ましい。即ち、エンジンの始動時においてバ
ルブオーバラップが大きいと、いわゆる吹き返し現象が
発生して吸気の体積効率が低下してしまい、良好な始動
性が確保できないからである。

【０１１２】この点、本実施形態では、エンジンの停止
時において、排気バルブ７８のバルブタイミングが最も
早められ、バルブオーバラップが最も少ない状態に保持
されるとともに、その状態でエンジンの始動が開始され
る。従って、本実施形態によれば、上記のような吹き返
し現象の発生を防止して、エンジンの始動性を向上させ
ることができる。

【０１１３】尚、以上説明した各実施形態は、以下のよ
うに構成を変更して実施することができる。 ・上記第１の実施形態では、吸気カムシャフト１１に設
けられたＶＶＴ１２により吸気バルブ７７のバルブタイ
ミングを変更するようにした。これに対して、図９に示
すように、排気カムシャフト７０にＶＶＴ１２を設け、
同ＶＶＴ１２により吸気バルブ７７のバルブタイミング
を変更することもできる。

【０１１４】・上記各実施形態において、ロック機構４
９はスプリング３５による付勢力と各受圧面３３ｃ，３
３ｄに作用する油圧に応じて前記規制状態と解除状態と
を切り替えるようにしている。これに対して、第１、第
２油路８０，８１の途中に圧力センサをそれぞれ配設
し、これら各センサの検出結果に基いて例えば電磁ソレ
ノイドでロックピン３３を駆動させるようにしてもよ
い。

【０１１５】・上記第１の実施形態では、ロック機構４
９が規制状態となってハウジング１６及びベーン体１９
の相対回転が規制され、ベーン体１９の位置が最遅角位
置に固定されるが、同ベーン体１９が固定される位置は
必ずしも最遅角位置に限定されない。即ち、ベーン体１
９が固定される位置は、側板１７に形成される係止孔３
４の位置を変更することにより、エンジンの始動時にお
ける吸気バルブ７７のバルブタイミングが最適となるよ
うに適宜変更することができる。

【０１１６】また、第２の実施形態のように、排気バル
ブのバルブタイミングを変更する場合も同様に、ベーン
体１９が固定される位置は必ずしも最進角位置に限定さ
れない。

【０１１７】・上記各実施形態では、ベーン体１９に４
つのベーン２４が形成される構成を採用した。これに対
して、同ベーン２４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２４の数を上記各実施
形態より少なくした場合には、前記油路８０，８１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１９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。

【０１１８】・上記第１の実施形態では、ＶＶＴ１２の
被動ギア１７を排気カムシャフト７０を介してクランク
シャフトに駆動連結するようにした。これに対して、例
えば、この被動ギア１７をカムプーリやスプロケットに
変更するとともに、これらプーリ或いはスプロケットを
タイミングベルト或いはタイミングチェーンを介してク
ランクシャフトに駆動連結するようにしてもよい。

【０１１９】・上記各実施形態では、吸気バルブ７７及
び排気バルブ７８の一方のバルブタイミングを変更する
ようにしている。これに対して、ＶＶＴ１２を吸気カム
シャフト１１及び排気カムシャフト７０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タイミングを
それぞれ変更するようにしてもよい。

【０１２０】上記各実施形態から把握できる技術的思想
について以下にその効果とともに記載する。 ・請求項１に記載した内燃機関のバルブタイミング可変
機構において、相対回転規制手段は、前記圧力室内にお
ける流体圧が作用する受圧面を有し、前記ハウジング及
び前記ベーン体の一方に配設された可動部材と、前記ハ
ウジング及び前記ベーン体の他方に配設され、前記可動
部材を係止可能な係止凹部とを備え、前記受圧面に作用
する流体圧によって前記可動部材を移動させることによ
り、同可動部材が前記係止凹部に係止された規制状態
と、同可動部材が前記係止凹部から離脱した解除状態と
を切り替えるものであることを特徴とする。

【０１２１】このような構成によれば、圧力室内におけ
る流体圧の変化に応じて、ハウジング及びベーン体の相
対回転が規制された規制状態と、同相対回転が許容され
た解除状態とを容易に切り替えることができる。

【０１２２】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、圧力室内の流
体圧が、カムシャフトのトルク変動に起因した収容部内
におけるベーンの位置変動を阻止可能な所定圧以上にな
ったときに、相対回転規制手段による規制状態を解除し
て、ハウジング及びベーン体の相対回転を許容するよう
にしている。

【０１２３】従って、圧力室内の流体圧によりカムシャ
フトのトルク変動に起因した収容部内におけるベーンの
位置変動を阻止することができない場合には、相対回転
規制手段が規制状態となってハウジング及びベーン体の
相対回転が規制される。一方、相対回転規制手段がハウ
ジング及びベーン体の相対回転を許容する解除状態に移
行した場合には、圧力室の流体圧によってカムシャフト
のトルク変動に起因した収容部内におけるベーンの位置
変動が阻止される。

【０１２４】その結果、本発明によれば、圧力室におけ
る流体圧が低下した場合であっても、カムシャフトのト
ルク変動に起因してハウジング及びベーン体が相対的に
回転してしまうことを防止することができる。

【０１２５】請求項２に記載した発明では、相対回転規
制手段が規制状態となったときに、ハウジング及びベー
ン体の相対的な位置関係を最変位状態に保持する一方
で、圧力室内の流体圧がベーンの移動を阻止可能な所定
圧以上になったときに、同相対回転規制手段を規制状態
から解除状態に移行させるようにしている。

【０１２６】従って、相対回転規制手段が解除状態にな
ったときには、カムシャフトのトルク変動に起因した収
容部内におけるベーンの位置変動が、同収容部の内壁に
対する同ベーンの当接、及び圧力室の流体圧によって阻
止される。

【０１２７】その結果、本発明によれば、特に、相対回
転規制手段が規制状態から解除状態に移行した場合にお
いて、カムシャフトのトルク変動に起因したハウジング
及びベーン体の相対回転を確実に抑制することができ
る。

【０１２８】請求項３記載の発明では、カムシャフトに
よって開閉されるバルブのバルブタイミングが最も遅れ
た状態となる最遅角状態でハウジング及びベーン体の相
対回転を相対回転規制手段により規制するようにしてい
る。

【０１２９】従って、圧力室内の流体圧が低下して、同
流体圧により収容部内におけるベーンの位置を制御でき
なくなった場合には、ハウジング及びベーン体は相対回
転して最遅角状態となり、両者の相対回転が相対回転規
制手段により規制される。

【０１３０】その結果、本発明によれば、請求項２に記
載した発明の効果に加えて、圧力室内の流体圧が低下し
た場合に、ハウジング及びベーン体の相対回転を速やか
に且つ確実に規制することができる。

【０１３１】請求項４記載の発明では、ハウジング或い
はベーン体に駆動連結されるカムシャフトとして排気カ
ムシャフトを選択するとともに、収容部とベーンとの間
には、同ベーンを収容部の内壁側に常時付勢することに
より、ハウジング及びベーン体を排気バルブのバルブタ
イミングが早められるように相対回転させる付勢手段を
備え、更に、排気バルブのバルブタイミングが最も早め
られた最進角状態でハウジング及びベーン体の相対回転
を相対回転規制手段により規制するようにしている。

【０１３２】従って、内燃機関の停止に伴って排気バル
ブのバルブタイミングは最進角状態に保持される。その
結果、本発明によれば、請求項２に記載した発明の効果
に加えて、バルブオーバラップが短縮された状態で内燃
機関を始動させることができ、その始動性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態におけるＶＶＴの構成を示す断
面図。

【図２】カムシャフト及びＶＶＴの配置を示す断面図。

【図３】図１の３−３線に沿った断面図。

【図４】ロック機構の規制状態を示す断面図。

【図５】ロック機構の解除状態を示す断面図。

【図６】カムシャフトにおける駆動トルクの変動を示す
グラフ。

【図７】第２の実施形態におけるカムシャフト及びＶＶ
Ｔの配置を示す断面図。

【図８】ＶＶＴの一部を拡大して示す断面図。

【図９】ＶＶＴの配置態様の変更例を示す断面図。

【図１０】従来におけるＶＶＴを示す断面図。

【図１１】図１０の１１−１１に線に沿った断面図。

【符号の説明】

１１…吸気カムシャフト、１６…ハウジング、１９…ベ
ーン体、２４…ベーン、２６…凹部、３０，３１…油圧
室、３２…貫通孔、３３…ロックピン、３４…係止孔、
３５…スプリング、３２…貫通孔、４９…ロック機構、
７０…排気カムシャフト、７７…吸気バルブ、７８…排
気バルブ、９３…スプリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−60508（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−264110（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−184321（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01L 1/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの
   少なくとも一方のバルブを開閉するカムシャフトと、前
   記内燃機関のクランクシャフト及び前記カムシャフトの
   一方に駆動連結されたハウジングと、前記ハウジングの
   内部に形成された収容部内に配置されるベーンを有する
   ともに、前記クランクシャフト及び前記カムシャフトの
   他方に駆動連結されたベーン体と、前記収容部内におい
   て前記ベーンの少なくとも一側に形成され、その内部に
   流体が供給される圧力室とを備え、前記圧力室内に供給
   される流体の圧力により前記収容部内で前記ベーンを位
   置変化させて前記ハウジング及びベーン体を相対回転さ
   せることにより、前記クランクシャフトに対する前記カ
   ムシャフトの回転位相を変更して、同カムシャフトによ
   り開閉されるバルブのバルブタイミングを変更するよう
   にした内燃機関のバルブタイミング可変機構において、前記圧力室内における流体圧が作用する受圧面を有して
   前記ハウジング及び前記ベーン体の一方に配設された可
   動部材と、前記ハウジング及び前記ベーン体の他方に形
   成されて前記可動部材を係止可能な係止凹部と、前記可
   動部材を前記係止凹部側に向けて付勢するスプリングと
   を有し、前記スプリングの付勢力により前記可動部材を
   付勢して前記係止凹部に係止させることにより前記ハウ
   ジング及びベーン体の相対回転を規制する規制状態と、
   前記受圧面に作用する流体圧により前記スプリングの付
   勢力に抗して前記可動部材を移動させて前記係止凹部か
   ら離脱させることにより前記相対回転を許容する解除状
   態とを選択可能な相対回転規制手段を備え、 前記相対回転規制手段は、前記圧力室内の流体圧が前記
   カムシャフトのトルク変動に起因した前記収容部内にお
   けるベーンの位置変動を阻止可能な所定圧以上であるこ
   とを条件として前記解除状態になるように前記スプリン
   グの付勢力と前記可動部材の受圧面面積との関係が設定
   されてなる ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミン
   グ可変機構。
2. 【請求項２】 前記圧力室は、前記ハウジング及びベー
   ン体の回転方向における相対的な位置関係が前記収容部
   の内壁に前記ベーンが当接する最変位状態となるよう
   に、その内部の流体圧によって前記ハウジング及びベー
   ン体を相対回転させるものであり、 前記相対回転規制手段は、前記規制状態となったときに
   前記ハウジング及びベーン体の相対的な位置関係を前記
   最変位状態に保持し、且つ、前記圧力室内の流体圧が、
   前記カムシャフトのトルク変動に起因して前記収容部の
   内壁から前記ベーンが離間するように移動することを阻
   止可能な所定圧以上になったときに前記解除状態に移行
   するものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機
   関のバルブタイミング可変機構。
3. 【請求項３】 前記最変位状態は、前記カムシャフトに
   よって開閉されるバルブのバルブタイミングが最も遅れ
   た状態となる最遅角状態であることを特徴とする請求項
   ２記載の内燃機関のバルブタイミング可変機構。
4. 【請求項４】 請求項２記載の内燃機関のバルブタイミ
   ング可変機構において、 前記カムシャフトは前記排気バルブを開閉する排気カム
   シャフトであり、 前記収容部と前記ベーンとの間には、同ベーンを前記収
   容部の内壁側に常時付勢することにより、前記ハウジン
   グ及び前記ベーン体を前記排気バルブのバルブタイミン
   グが早められるように相対回転させる付勢手段が設けら
   れ、 更に、前記最変位状態は、前記排気バルブのバルブタイ
   ミングが最も早められた状態となる最進角状態であるこ
   とを特徴とする内燃機関のバルブタイミング可変機構。