JP3221336B2 - 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制御するバルブタ
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１１〜図
１３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１１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１２は図１１のXII −XII 線に沿った断
面図である（尚、図１１は図１２のXI−XI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２
３１には、カムシャフト２１２の軸心回りにおいて略９
０°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２２
８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１３に示すように、ベーン２３２の一つにカムシ
ャフト２１２の軸と平行方向に延びる挿通孔２４２が形
成されている。この挿通孔２４２内には、ロックピン２
４３が同軸と平行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２４
３とカバー２３８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、挿通孔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
２）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
挿通孔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。また同ロ
ックピン２４３は、エンジンの始動後、上記油圧室２１
３，２１４に十分な油圧が供給されて以後は、その係止
状態が解除されて、ベーン体２３１とハウジング２２８
との相対回転が許容される状態になる必要がある。従っ
て同装置にあっては、ロックピン２４３の作動性がいか
なる場合も好適に維持される必要がある。

【００１３】ところが、同制御装置のように、ロックピ
ン２４３をカムシャフト２１２の回転軸と平行方向に移
動させる構造とした場合、図１３に示すように、係止穴
２４９及び挿通孔２４２において、その遠心方向の位置
に、同カムシャフト２１２の回転に伴う遠心力によって
スラッジ２９０が堆積する傾向がある。そして、このよ
うにスラッジ２９０が堆積する場合には、ロックピン２
４３の作動性が低下し、極端な場合には、これが係止穴
２４９から抜けなくなったり、或いはエンジンの停止時
にもかかわらず、これが同係止穴２４９から解除された
状態に維持されるなどの不都合が生じることともなる。

【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、上記スラッジの堆積を
防止して、ロックピンの作動性を常に好適に維持するこ
とができる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、前期第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少なくとも一側に液室を形成し、
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
にそれら回転体の回転軸心と平行に形成された挿通孔を
移動する移動体が同第１及び第２の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それら第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供給する解除液圧供給通路と
を備え、前記解除液圧供給通路はその一端が前記挿通孔
若しくは前記係止穴における前記回転体の遠心方向に開
口するとともに、同開口から前記遠心方向に延びて他端
が前記液室に開口するものとしたことをその要旨とする
ものである。

【００１６】請求項１記載の発明の構成によれば、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に
上記付勢手段に抗する液圧によって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。また、前記ロック手段に
解除用の液圧を供給する液圧供給通路は、その開口が前
記挿通孔あるいは係止穴における前記回転体の遠心方向
に設けられるため、同挿通孔或いは係止穴に堆積するス
ラッジは、この解除液圧供給通路の開口から同通路を介
して液室に排出される。

【００１７】

【００１８】特に、解除液圧供給通路に排出されたスラ
ッジに対し遠心力が働き、その外部への排出性がより向
上する。また、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、前記移動体の前記
係止穴への嵌入部及び前記係止穴は、同移動体の嵌入方
向に縮径されるテーパ状を有して形成されることをその
要旨とするものである。

【００１９】同構成によれば、少なくとも係止穴内での
スラッジ堆積が防止できる。また、請求項３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少
なくとも一側に液室を形成し、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の回転体の一方にそれら回転体の回転軸
心と平行に形成された挿通孔を移動する移動体が同第１
及び第２の回転体の他方に形成された係止穴に嵌入され
ることによってそれら第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
供給する解除液圧供給通路とを備え、前記解除液圧供給
通路は、前記挿通孔若しくは前記係止穴における前記回
転体の遠心方向に開口するとともに、前記挿通孔は、同
孔内の圧力を前記回転体の遠心方向に放圧する放圧通路
を備えることをその要旨とするものである。

【００２０】同構成によれば、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に上記付勢手段に抗す
る液圧によって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。また、前記ロック手段に解除用の液圧を供給
する液圧供給通路は、その開口が前記挿通孔あるいは係
止穴における前記回転体の遠心方向に設けられるため、
同挿通孔或いは係止穴に堆積するスラッジは、この解除
液圧供給通路の開口から同通路を介して外部（例えば、
液室）に排出される。更に、上記放圧通路よりスラッジ
が排出されその堆積が防止できる。また、請求項４記載
の発明は、請求項３記載のバルブタイミング制御装置に
おいて、前記放圧通路は、前記挿通孔から前記回転体の
遠心方向に延びて外部に連通することをその要旨とする
ものである。

【００２１】同構成によれば、放圧通路に排出されたス
ラッジに対し遠心力が働き、その外部への排出性が向上
する。

【００２２】

【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。

【００２３】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。

【００２４】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）。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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６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。

【００３３】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。さらに、このカバー３８に
は、図９及び図１０に示すように、ドレン穴（放圧通
路）９１が、カムシャフト１２の回転軸の遠心方向にθ
₁ の傾斜角を持って設けられている。これは、後述する
挿通孔４２を設けたベーン３２の回転移動にともなって
同挿通孔４２からスラッジを含んだ油を外部へ排出する
ためのものである。なお、このドレン穴９１は、同カバ
ー３８において、前記進角側油圧室１３及び遅角側油圧
室１４のシール性が確保される位置に設けられている。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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
びる断面円形状の挿通孔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、挿通孔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。

【００３７】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
いるとともに、その基端部はテーパ状に形成されてい
る。又ロックピン４３は、その外周側面が挿通孔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。

【００３８】又、前記挿通孔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、例
えばベーン３２の内部に形成された第１圧力油路（解除
油圧供給通路）４５を介して、前記進角側油圧室１３の
一つと連通されている。

【００３９】なお、本実施形態において、この第１圧力
油路４５は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、油圧室
４４へはカムシャフト１２の回転軸から見て最遠心位置
に開口し、一方の進角側油圧室１３へは同回転軸の遠心
方向にθ₂ の傾斜角を持って開口している。これは、カ
ムシャフト１２の回転にともなう遠心力によって油圧室
４４の遠心位置にスラッジが堆積するのを防止するため
である。すなわち、第１圧力油路４５が油圧室４４に対
してカムシャフト１２の回転軸から見て最遠心位置に開
口しており、かつ回転軸遠心方向にθ₂ の傾斜角を持っ
ているため、スラッジが遠心力によって同油路４５の開
口に集まり易く、かつ進角側油圧室１３へ排出され易く
なる。

【００４０】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。

【００４１】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、図６に示
すように、同ピン４３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、その外径面はテーパ状
に形成されている。これは、ドリブンギヤ２２の回転に
ともなう遠心力によって同係止穴４９の外径位置にスラ
ッジが堆積するのを防止するためである。

【００４２】スプリング４８により付勢された前記ロッ
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、例えば前記ベーン３２
の側部に形成された第２圧力油路（解除油圧供給通路）
５０によって遅角側油圧室１４の一つと連通されてい
る。

【００４３】なお、本実施形態にあっては、この第２圧
力油路５０も、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、挿通
孔４２最奥部（図８（ｃ）の右側）に対してカムシャフ
ト１２の回転軸から見て最遠心位置に開口し、一方の前
記遅角側油圧室１４へは同回転軸の遠心方向にθ₃ の傾
斜角を持って開口している。この第２圧力油路５０を介
して前記挿通孔４２最奥部に供給された油は、ロックピ
ン４３の基端テーパ部から係止穴４９へ供給される。

【００４４】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
た状態となる位置若しくはその近傍に固定される。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】更に、本実施形態にあっては、前記ドレン
穴９１、第１圧力油路４５、第２圧力油路５０及び係止
穴４９に施されたテーパ等により前述したスラッジの堆
積が防止され、ロックピン４３の作動性が良好に維持さ
れる。

【００６８】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。 （１） この内燃機関のバルブタイミング制御装置にお
いては、挿通孔４２及び係止穴４９に堆積するスラッジ
は、それぞれ堆積位置に第１圧力油路４５及び第２圧力
油路５０が存在するため、この通路より外部（油圧室１
３，１４）に排出される。

【００６９】（２） この内燃機関のバルブタイミング
制御装置においては、第１圧力油路４５及び第２圧力油
路５０は傾斜角を持って設けられているため、同第１圧
力油路４５及び第２圧力油路５０に排出されたスラッジ
に対し遠心力が働き、外部（油圧室１３，１４）への排
出性が向上する。

【００７０】（３） この内燃機関のバルブタイミング
制御装置においては、係止穴４９の外径面がテーパ状に
形成されているため、同係止穴４９内でのスラッジ堆積
が防止できる。

【００７１】（４） この内燃機関のバルブタイミング
制御装置においては、ドレン穴９１よりスラッジが排出
されその堆積が防止できる。 （５） この内燃機関のバルブタイミング制御装置にお
いては、ドレン穴９１は傾斜角を持って設けられている
ため、同ドレン穴９１からのスラッジ排出性が遠心力の
作用により向上する。

【００７２】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、スラッジの堆積防止手段
として、以下のような構成を示した。

【００７３】即ち、（Ａ）第１圧力油路４５，第２圧力
油路５０は、それぞれ油圧室４４，挿通孔４２最奥部へ
カムシャフト１２の回転軸から見て最遠心位置に開口
し、さらに、（Ｂ）進角側油圧室１３，遅角側油圧室１
４へは同回転軸の遠心方向に傾斜角を持って開口してい
る。また、（Ｃ）ロックピン４３の基端部及び係止穴４
９の外径面はテーパ状に形成されている。さらに（Ｄ）
挿通孔４２には、ドレン穴９１がカムシャフト１２の回
転軸から見て最遠心位置に備えられ、しかも（Ｅ）同ド
レン穴９１は、カバー３８にカムシャフト１２の回転軸
の遠心方向に傾斜角を持って設けられ、ＶＶＴ機構１１
の外部に連通している。

【００７４】ところで、バルブタイミング制御装置にお
いて、スラッジ堆積の防止対策として上記（Ａ）〜
（Ｅ）の全ての構成を有する必要はない。従って、例え
ば上記実施形態において、ドレン穴９１が外部に連通し
ない構成（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）としてもよいし、ドレン穴
９１を設けない構成（Ａ，Ｂ，Ｃ）としてもよい。ま
た、係止穴４９をテーパ状としない構成（Ａ，Ｂ，Ｄ，
Ｅ）としもよい。また、スラッジの堆積防止手段とし
て、前記傾斜角を持って設けられる第１圧力油路４５及
び第２圧力油路５０のみ設けた構成（Ａ，Ｂ）とするも
のであってもよいし、単に前記第１圧力油路４５及び第
２圧力油路５０のみ設けた構成（Ａ）とするものであっ
てもよい。また、次の構成（Ａ，Ｃ）、（Ａ，Ｄ）、
（Ａ，Ｂ，Ｄ）、（Ａ，Ｃ，Ｄ）、（Ａ，Ｄ，Ｅ）又は
（Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）とするものであってもよい。

【００７５】（ｂ）上記実施形態において、挿通孔４２
をベーン３２に設けたが、これに限定されるものでな
い。例えば、ハウジング２８若しくはドリブンギヤ２２
側に挿通孔４２を設けてこの中にロックピン４３を収容
し、ベーン体３１側にその係止穴４９を設ける構成とし
てもよい。

【００７６】また、挿通孔４２は貫通した穴である必要
はない。（ｃ）上記実施形態において、油圧室４４は進
角側油圧通路と、係止穴４９は遅角側油圧通路とそれぞ
れ連通しているが、この連通態様は、互いに逆であって
もよい。

【００７７】（ｄ）上記実施形態において、油圧室１
３，１４をベーン３２の両側に設けたが、これに限定さ
れるものでなく、何れか一方のみであってもよい。その
場合、他方には、スプリング等の付勢部材を設ける。

【００７８】（ｅ）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。

【００７９】（ｆ）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。

【００８０】（ｇ）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。

【００８１】（ｈ）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、次のよ
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若しくは一体に構
成する一方で、ハウジング２８を吸気側カムシャフト１
２に一体回転可能に固定若しくは一体に構成する。

【００８２】（ｉ）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。

【００８３】（ｊ）上記実施形態は吸気バルブの開閉タ
イミングを変更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するようにしてもよい。

【００８４】（ｋ）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。

【００８５】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。

【００８６】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。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。

【００８７】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されるた
め、次のような優れた効果を奏する。請求項１に記載の
発明によれば、ロック手段に解除用の液圧を供給する液
圧供給通路は、その開口が挿通孔あるいは係止穴におけ
る回転体の遠心方向に設けられるため、同挿通孔或いは
係止穴に堆積するスラッジは、この解除液圧供給通路の
開口から同通路を介して液室に排出される。

【００８８】更に、解除液圧供給通路に排出されたスラ
ッジに対し遠心力が働き、その外部への排出性がより向
上する。

【００８９】請求項２に記載の発明によれば、係止穴は
移動体の嵌入方向に縮径されるテーパ状を有して形成さ
れるため、少なくとも同係止穴内でのスラッジ堆積が防
止できる。

【００９０】請求項３又は４に記載の発明によれば、挿
通孔は、同孔内の圧力を回転体の遠心方向に放圧する放
圧通路を備えるため、同放圧通路よりスラッジが排出さ
れその堆積が防止できる。

【００９１】特に、請求項４に記載の発明によれば、上
記放圧通路に排出されたスラッジに対し遠心力が働き、
その外部への排出性が向上する。

【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】（ａ）ベーン部の概略左側面図、（ｂ）ベーン
部の概略正面図、（ｃ）ベーン部の概略右側面図。

【図９】ドレン穴位置を示す説明図。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図。

【図１１】バルブタイミング制御装置の一例を示す断面
図。

【図１２】図１１のXII −XII 線に沿った断面図。

【図１３】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…挿通孔、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…ドレン穴。

フロントページの続き (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】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
   ーンの少なくとも一側に液室を形成し、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の回転体の一方にそれら回転体の回転
   軸心と平行に形成された挿通孔を移動する移動体が同第
   １及び第２の回転体の他方に形成された係止穴に嵌入さ
   れることによってそれら第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
   に対し供給する解除液圧供給通路と、 を備え、 前記解除液圧供給通路はその一端が前記挿通孔若しくは
   前記係止穴における前記回転体の遠心方向に開口すると
   ともに、同開口から前記遠心方向に延びて他端が前記液
   室に開口す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、 前記移動体の前記係止穴への嵌入部及び前記係止穴は、
   同移動体の嵌入方向に縮径されるテーパ状を有して形成
   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。
3. 【請求項３】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
   ーンの少なくとも一側に液室を形成し 、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の回転体の一方にそれら回転体の回転
   軸心と平行に形成された挿通孔を移動する移動体が同第
   １及び第２の回転体の他方に形成された係止穴に嵌入さ
   れることによってそれら第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
   に対し供給する解除液圧供給通路と、 を備え、 前記解除液圧供給通路は、前記挿通孔若しくは前記係止
   穴における前記回転体の遠心方向に開口するとともに、
   前記挿通孔は、同孔内の圧力を前記回転体の遠心方向に
   放圧する放圧通路を備える 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。
4. 【請求項４】請求項３記載のバルブタイミング制御装置
   において、 前記放圧通路は、前記挿通孔から前記回転体の遠心方向
   に延びて外部に連通する 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。