JP3897078B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Description

【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（以下、「開閉タイミング」をバルブタイミングという）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バルブタイミングを油圧制御するベーン式のバルブタイミング調整装置が知られている。このような作動流体を用いたベーン式のバルブタイミング装置では、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ことにより正・負に変動する負荷トルクをカムシャフトが受けるので、例えばエンジン始動開始時のクランキング時のように作動流体が充分に供給されていない状態において、ベーン部材を収容するハウジング部材に対しベーン部材が揺動しハウジング部材とベーン部材との衝突により打音が発生するという問題がある。ここで、正の負荷トルクはクランクシャフトに対しカムシャフトの遅角方向に働き、負の負荷トルクはクランクシャフトに対しカムシャフトの進角方向に働く。
【０００３】
そこで、バルブタイミング調整装置に作動流体が充分に供給されていない状態において、例えばベーン部材に収容したストッパピンをハウジング部材に嵌合させることによりハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止し、打音の発生を防止するものが知られている。作動流体が充分に供給されると流体圧力によりストッパピンがハウジング部材から抜けるので、ハウジング部材に対しベーン部材を相対回動制御できる。ハウジング部材にストッパピンを嵌合させる位置は、ハウジング部材に対しベーン部材が最遅角か最進角にあるときである。つまり、クランクシャフトに対しカムシャフトが最遅角か最進角にあるときである。
【０００４】
しかし、例えば吸気弁のバルブタイミングを調整する場合、クランクシャフトに対しカムシャフトが最進角にある位置でストッパピンがハウジング部材に嵌合する構成では、クランクシャフトに対しカムシャフトが最進角にある状態でエンジンを始動する。この場合、排気弁と吸気弁との開弁期間が重複し排気ガスが吸気側に還流するので、燃焼不良等を起こし始動が困難になる。
【０００５】
また、吸気弁のバルブタイミングを調整する場合、クランクシャフトに対しカムシャフトが最遅角にある位置でストッパピンがハウジング部材に嵌合する構成では、クランクシャフトに対しカムシャフトが最遅角にある状態でエンジンを始動する。この場合、吸気弁が開弁しているときに圧縮行程が開始するので、圧縮比が低下し出力不足になることにより始動が困難になる。
【０００６】
そこで、特開平９−３２４６１３号公報に開示されているバルブタイミング調整装置では、クランクシャフトに対し最遅角と最進角との中間にカムシャフトが位置するときにハウジング部材にストッパピンが嵌合することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回動を規制している。最遅角と最進角の中間位置でエンジンを始動することにより、クランクシャフトに対しカムシャフトが好適な位相位置にある状態でエンジンを始動できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動することによりカムシャフトが遅角方向および進角方向に受ける負荷トルクの平均は遅角方向に働く。特開平９−３２４６１３号公報に開示されているようなバルブタイミング調整装置の構成では、エンジンが停止するときに作動流体の圧力が低下すると、負荷トルクによりクランクシャフトに対しカムシャフトが遅角側に回転する。
【０００８】
中間位置よりも進角側でエンジンが停止するとき、カムシャフトとともにベーン部材が遅角方向に回転する途中にストッパピンがハウジング部材に嵌合可能な中間位置が存在する。したがって、ストッパピンがハウジング部材に嵌合することにより、クランクシャフトに対しカムシャフトをエンジン始動に好適な位置に保持しエンジンを始動できる。しかし、中間位置よりも遅角側でエンジンが停止するとき、負荷トルクによりクランクシャフトに対しカムシャフトはさらに遅角方向に回転する。中間位置よりも遅角側、つまりクランクシャフトに対しカムシャフトがエンジン始動に好ましくない位相位置にあるときエンジンを始動すると、エンジンの始動が困難になる。作動流体が供給されれば流体圧力により中間位置までベーン部材を回転させることによりストッパピンがハウジング部材に嵌合しエンジンを始動可能になるが、始動するまでの時間が長くなる。また、作動流体が供給されストッパピンがハウジング部材に嵌合するまでの間、負荷トルクの変動によりハウジング部材に対しベーン部材が揺動し、打音を発生することがある。
【０００９】
本発明の目的は、短時間でエンジンを始動するバルブタイミング調整装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、打音の発生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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のバルブタイミング調整装置によると、ベーン部材を収容する収容室の周方向両端の間における中間位置において、つまり駆動軸に対する従動軸の最遅角位置と最進角位置との中間において、ハウジング部材に対するベーン部材の相対回動を拘束する拘束手段を備えている。最遅角位置および最進角位置を除きエンジン始動に好適な中間位置でハウジング部材とベーン部材とを保持することにより、エンジンを短時間で始動できる。
【００１１】
さらに、駆動軸に対し進角する方向に従動軸にトルクを加える進角手段を備えている。したがって、駆動軸に対し中間位置よりも遅角側に従動軸が位置する状態でエンジンが停止またはエンジンの始動を開始するとき、進角手段が加える進角トルクにより駆動軸に対し従動軸が進角側に回転し、当接部が被当接部に当接できる。最遅角と最進角との間における始動に好適な中間位置においてハウジング部材とベーン部材との相対回動を拘束するので、エンジンを短時間で始動することができる。さらに、エンジン始動開始直後のクランキング時、作動流体が充分に供給されていない期間中において打音の発生を防止できる。
更に、本発明の請求項１記載のバルブタイミング調整装置によると、遅角室および進角室の両室に作動流体を供給する流体供給手段を備える。したがって、エンジン始動時、遅角室および進角室に作動流体が充填されてから当接部と被当接部との拘束状態を解除することができる。したがって、作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束状態が解除されても、ハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止し、打音の発生を防止する。
更に、本発明の請求項１記載の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が拘束状態にあるとき遅角室と進角室とを連通する連通路を開放し、当接部と被当接部とが拘束解除状態にあるとき連通路を閉塞している。したがって、当接部と被当接部とが拘束状態にあるエンジン始動時、遅角室および進角室に作動流体を供給し遅角室および進角室に作動流体が充填されてから当接部と被当接部との拘束状態を解除することができる。したがって、作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束状態が解除されても、ハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止し、打音の発生を防止する。また、当接部と被当接部との拘束状態が解除されると、連通路を介しての遅角室と進角室との連通は遮断されるので、遅角室および進角室の圧力を制御することによりバルブタイミングの調整を高精度に行うことができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載のバルブタイミング調整装置によると、駆動軸に対し従動軸が最遅角位置にあるとき、負荷トルクの平均より大きな進角トルクを進角手段が従動軸に加え、当接部が被当接部に当接可能な中間位置において負荷トルクの平均以上の進角トルクを従動軸に加える。したがって、駆動軸に対し従動軸が最遅角にある状態でエンジンが停止またはエンジンの始動を開始するとき、進角手段が加える進角トルクにより従動軸が遅角側から進角側の中間位置まで回転し、当接部が被当接部材に当接可能である。
【００１３】
本発明の請求項３記載のバルブタイミング調整装置によると、進角手段が従動軸に加える進角トルクは、遅角方向に働く負荷トルクの最大値より小さくなるように設定されている。中間位置よりも進角側でエンジンが停止またはエンジンの始動を開始するとき、従動軸は駆動軸に対し進角側から遅角側の中間位置まで揺動可能であるから、当接部が被当接部に当接可能である。
【００１４】
エンジンが停止またはエンジンの始動開始するとき、ハウジング部材に対するベーン部材の相対位置に関わらずハウジング部材とベーン部材とを中間位置に拘束可能である。したがって、エンジンを短時間で始動できる。
【００１５】
本発明の請求項４記載のバルブタイミング調整装置によると、請求項３記載の構成に加え、進角手段は、中間位置において負荷トルクの平均とほぼ等しい進角トルクを従動軸に加える。つまり、最遅角位置と中間位置との間では、進角手段が従動軸に加える進角トルクは負荷トルクの平均以上であり、中間位置と最進角位置との間では進角トルクは負荷トルクよりも小さい。したがって、エンジンが停止またはエンジンの始動を開始するとき、中間位置より遅角側に従動軸が位置するときは進角手段の進角トルクにより、中間位置より進角側に従動軸が位置するときは負荷トルクにより、駆動軸に対する従動軸の相対位置に関わらず従動軸は駆動軸に対し中間位置に相対回転し当接部部が被当接部に当接する。したがって、エンジンを短時間で始動できる。
【００１６】
本発明の請求項５記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部が中間位置を通過し駆動軸に対し従動軸が進角方向に回転すると、従動軸に進角手段の進角トルクが加わらない。したがって、最遅角位置と中間位置との間で進角手段が従動軸に加える進角トルクが負荷トルクの平均以上であれば、エンジンが停止またはエンジンの始動を開始するとき、中間位置より遅角側に従動軸が位置するときは進角手段の進角トルクにより、中間位置より進角側に従動軸が位置するときは負荷トルクにより、駆動軸に対する従動軸の相対位置に関わらず従動軸は駆動軸に対し中間位置に相対回転し当接部部が被当接部に当接する。したがって、エンジンを短時間で始動できる。
【００１７】
本発明の請求項６記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部および被当接部の少なくともいずれか一方の当接側端部はテーパ状に形成されている。したがって、当接部が被当接部に滑らかに当接する。
【００２０】
本発明の請求項７記載のバルブタイミング調整装置によると、請求項８記載のバルブタイミング調整装置の構成に加え、作動流体供給路および作動流体排出路と遅角室および進角室との連通を切り換える切換弁は、遅角室または進角室の一方に作動流体を供給し遅角室または進角室の他方からの作動流体の排出を遮断する切換部を有している。したがって、エンジン始動時において、遅角室および進角室に供給される作動流体が排出されないので、遅角室および進角室に作動油を充填できる。作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束状態が解除されても、ハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止し、打音の発生を防止する。
【００２１】
本発明の請求項８記載のバルブタイミング調整装置によると、作動流体供給路および作動流体排出路と遅角室および進角室との連通を切り換える切換弁は、遅角室および進角室の両室と作動流体供給路とを連通する切換部を有する。したがって、エンジン始動時において、遅角室および進角室の両室に作動流体を供給し遅角室および進角室に作動油を充填できる。したがって、作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束状態が解除されても、ハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止し、打音の発生を防止する。
【００２２】
本発明の請求項９記載のバルブタイミング調整装置によると、遅角室から進角室に作動流体が流れることを許可し進角室から遅角室に作動流体が流れることを防止する逆止弁を有している。したがって、エンジン始動時において遅角室に作動油を供給することにより遅角室および進角室の両室に作動流体を供給し遅角室および進角室に作動油を充填できる。したがって、作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束状態が解除されても、ハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止し、打音の発生を防止する。
【００２３】
本発明の請求項１０記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部が被当接部との当接方向に移動する速度を低減するダンパ手段を備えている。したがって、ハウジング部材に対しベーン部材が相対回動し、当接部が被当接部に当接可能な中間位置をベーン部材が通過するとき、例えば被当接部と当接部との拘束状態を解除する方向に働く油圧が低下しても、当接部が被当接部側に移動する速度を低減するので、当接部が被当接部に当接する前にベーン部材が中間位置を通過する。したがって、ハウジング部材に対しベーン部材が滑らかに相対回動する。
【００２４】
本発明の請求項１１記載のバルブタイミング調整装置によると、拘束手段は遅角室または進角室の一方の作動流体圧力により拘束状態を解除され、遅角室または進角室の他方の作動流体圧力により拘束状態と拘束解除状態の境界位置において当接部を係止する係止部材を有している。拘束手段の拘束状態を解除しない遅角室または進角室の他方の作動流体圧力によりハウジング部材に対しベーン部材を相対回動する場合、当接部は被当接部との当接方向に移動する。しかし、拘束状態と拘束解除状態の境界位置においてピストンが当接部を係止するので、ハウジング部材に対するベーン部材の相対回動中において当接部および係止部材が他部材と衝突することを防止するので、ベーン部材はハウジング部材に対し滑らかに相対回動する。
【００２５】
本発明の請求項１２記載のバルブタイミング調整装置によると、エンジン始動後当接部が被当接部から離れると、遠心力により被当接部が径方向外側に移動し、当接部が被当接部に当接不能になる。したがって、ハウジング部材に対するベーン部材の相対回動中において当接部が他部材と衝突することを防止するので、ベーン部材はハウジング部材に対し滑らかに相対回動する。
【００２６】
【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例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるエンジン用バルブタイミング調整装置を図１に示す。第１実施例のバルブタイミング調整装置１は油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミングを制御するものである。
【００２７】
図１に示すハウジング部材の一方の側壁であるタイミングギア１０は、図示しないギア列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と結合して駆動力を伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。従動軸としてのカムシャフト２は、タイミングギア１０から駆動力を伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト２は、タイミングギア１０に対し所定の位相差をおいて回動可能である。タイミングギア１０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。
【００２８】
タイミングギア１０とシューハウジング１２およびベーンロータ１５との間には、薄板状に形成された中間プレート１７が介在している。中間プレート１７はタイミングギア１０とシューハウジング１２およびベーンロータ１５との間からの油漏れを防止している。タイミングギア１０、シューハウジング１２および中間プレート１７は駆動側回転体としてハウジング部材を構成し、ボルト２０により同軸上に固定されている。
【００２９】
シューハウジング１２は周壁１３とハウジング部材の他方の側壁であるフロントプレート１４とからなり一体に形成されている。図２に示すように、シューハウジング１２は周方向にほぼ等間隔に台形状に形成されたシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの周方向の三箇所の間隙にはそれぞれベーン部材としてのベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃを収容する扇状の収容室５０が形成されており、シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内周面は断面円弧状に形成されている。
【００３０】
図２に示すように、ベーン部材としてのベーンロータ１５は周方向にほぼ等間隔にベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃを有し、ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃは各収容室５０内に回動可能に収容されている。各ベーンは、各収容室５０を遅角油圧室と進角油圧室とに二分している。図２に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の遅角方向、進角方向を表している。図１に示すように、ベーンロータ１５およびブッシュ２２は、ボルト２１によりカムシャフト２に一体に固定されており、従動側回転体を構成している。カムシャフト２に対するベーンロータ１５の回転方向の位置決めは、ピン２３により行われている
【００３１】
カムシャフト２およびブッシュ２２はそれぞれタイミングギア１０の内周壁１０ａおよびフロントプレート１４の内周壁１４ａに相対回動可能に嵌合している。したがって、カムシャフト２およびベーンロータ１５はタイミングギア１０およびシューハウジング１２に対し同軸に相対回動可能である。タイミングギア１０の内周壁１０ａおよびフロントプレート１４の内周壁１４ａは従動側回転体の軸受け部を構成している。
【００３２】
図３に示すように、進角手段としてのスプリング２４はタイミングギア１０に形成された円筒状の凹部１１内に収容されている。スプリング２４の一端２４ａは凹部１１の係止部１１ａに係止され、他端２４ｂはベーンロータ１５の凹部１６に圧入されているスプリング止め２５に係止されている。図２に示すように、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動するときにスプリング２４の他端２４ｂが回動可能な円弧状の長穴１７ａが中間プレート１７に形成されている。長穴１７ａの周方向長さは、ベーン１５ｂの周方向長さより短い。これは、ベーンロータ１５が相対回動しても、遅角油圧室５２と進角油圧室５５とが長穴１７ａにより連通することを防止するためである。また、凹部１１が形成するスプリング２４を収容する空間はスプリング２４の挿入側以外を密封されているので、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の回動に伴い遅角油圧室５２および進角油圧室５５から凹部１１内に作動油が流入し凹部１１内を充填すれば、それ以上作動油は凹部１１内に流入しない。
【００３３】
カムシャフト２が吸気弁を駆動するときに受ける負荷トルクは図５に示すように正・負に変動している。ここで、負荷トルクの正側はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５を遅角側に付勢し、負荷トルクの負側はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５を進角側に付勢している。負荷トルクの平均は正側、つまり遅角側に働く。スプリング２４の付勢力はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５を進角側に回転させるトルクとして働く。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角方向のトルクはベーンロータ１５がシューハウジング１２に対し最遅角位置にあるとき最大であり、進角方向に向かうにしたがい小さくなる。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動位置に関わらずカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きく、遅角方向に働く正の負荷トルクの最大値よりも小さくなるように設定されている。
【００３４】
シール部材２６は、図２に示すようにベーンロータ１５の外周壁に嵌合している。ベーンロータ１５の外周壁と周壁１３の内周壁との間には微小クリアランスが設けられており、このクリアランスを介して油圧室間に作動油が漏れることをシール部材２６により防止している。シール部材２６はそれぞれ図１に示す板ばね２７の付勢力により周壁１３に向けて押されている。
【００３５】
図１に示すように、ガイドリング３０は収容孔３８を形成するベーン１５ａの内壁に圧入保持され、このガイドリング３０に円筒状に形成された当接部としてのストッパピストン３１がカムシャフト２の回転軸方向に摺動可能に収容されている。被当接部としての嵌合リング３６はフロントプレート１４に形成された凹部１４ｂに圧入保持されている。ストッパピストン３１は嵌合リング３６に当接し嵌合可能である。ストッパピストン３１および嵌合リング３６の当接側はテーパ状に形成されているので、ストッパピストン３１は滑らかに嵌合リング３６に嵌合する。当接付勢手段としてのスプリング３７は嵌合リング３６側にストッパピストン３１を付勢している。ストッパピストン３１、嵌合リング３６およびスプリング３７は拘束手段を構成している。
【００３６】
図４の（Ａ）に示すように、ストッパピストン３１は、有底の円筒状に形成されており、フロントプレート１４側から、先端部３２、小径摺動部３３、中径摺動部３４、大径摺動部３５を有する。図４の（Ａ）に示す状態で、進角油圧室５４の作動油を油路５８から油圧室４２に供給できるように、先端部３２に溝３２ａが形成されている。各摺動部はガイドリング３０の内周壁と摺動する。ストッパピストン３１の先端部３２は、図２に示すようにシューハウジング１２に対し最遅角位置と最進角位置のほぼ中間にベーンロータ１５が位置するとき嵌合リング３６に嵌合可能である。ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合した状態においてシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動は拘束されている。
【００３７】
ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合することによりシューハウジング１２とベーンロータ１５との相対回動が拘束される中間位置は、エンジンを始動可能にするように吸気弁のバルブタイミング、つまりクランクシャフトに対するカムシャフト２の位相差を最適に設定する位置である。
【００３８】
図４の（Ａ）に示すように、ガイドリング３０の内周壁と中径摺動部３４の外周壁とにより環状に形成されている油圧室４１は、油路５７を介し遅角油圧室５１と連通している。また、小径摺動部３３と嵌合リング３６との間で先端部３２の周囲に形成されている油圧室４２は、油路５８を介し進角油圧室５４と連通している。油圧室４２の油圧を受けるストッパピストン３１の受圧面積は、油圧室４１の油圧を受ける受圧面積よりも大きくなるように設定されている。油圧室４１、４２の作動油から受ける力はスプリング３７の付勢力に抗し嵌合リング３６からストッパピストン３１を抜く方向に働く。
【００３９】
シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が中間位置から遅角側または進角側に回転するとストッパピストン３１と嵌合リング３６との周方向位置がずれることにより、ストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合しなくなる。
【００４０】
図１に示すように、タイミングギア１０に形成された連通路１０ｂと、中間プレート１７に形成された連通路１７ｂと、ベーン１５ａに形成された連通路４５と、ストッパピストン３１の反嵌合リング３６側の収容孔３８とは、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が図２に示す中間位置にあるとき互いに連通する。連通路１０ｂは大気開放されているので、図２に示す位置にあるとき、収容孔３８は大気開放される。したがって、中間位置において嵌合リング３６からストッパピストン３１が抜け出る動きが妨げられない。図２に示す中間位置からベーンロータ１５が遅角側または進角側に回転すると、連通路４５と連通路１７ｂとの位置がずれるので収容孔３８と連通路１０ｂとの連通が遮断される。
【００４１】
図２に示すように、シュー１２ａとベーン１５ａとの間に遅角油圧室５１が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｂとの間に遅角油圧室５２が形成され、シュー１２ｃとベーン１５ｃとの間に遅角油圧室５３が形成されている。また、シュー１２ｃとベーン１５ａとの間に進角油圧室５４が形成され、シュー１２ａとベーン１５ｂとの間に進角油圧室５５が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｃの間に進角油圧室５６が形成されている。
【００４２】
遅角油圧室５１、５２、５３はそれぞれ油路６３、６４、６５と連通し、進角油圧室５４、５５、５６はそれぞれ油路７３、７４、７５と連通している。ベーンロータ１５のボス部１５ｄおよびカムシャフト２には、軸方向に油路６０、６１、７０、７１が形成されている。さらに、 ベーンロータ１５のボス部１５ｄには、カムシャフト２との当接部において油路６１と連通している油路６２が設けられており、ブッシュ２２との当接部において油路７０と連通している油路７２が設けられている。油路６２および７２はそれぞれＣ字状に形成されている。
【００４３】
油路６０、６１はカムシャフト２の外周壁に形成された溝通路９０（図１参照）と連通しており、油路７０、７１はカムシャフト２の外周壁に形成された溝通路９１（図１参照）と連通している。図１に示すように、溝通路９０、９１はそれぞれ油路９２、９３を介し切換弁８２と接続している。作動流体供給路としての油供給路９４は油ポンプ８０と接続しており、作動流体排出路としての油排出路９５はドレイン８１に向け開放されている。油ポンプ８０はドレイン８１から汲み上げた作動油を切換弁８２を介し各油圧室に供給する。切換弁８２は周知の４ポート案内弁である。
【００４４】
切換弁８２の弁部材８３は、スプリング８４により一方向に付勢されており、ソレノイド８５への通電を制御することにより往復移動する。ソレノイド８５への通電は、図示しないエンジン制御装置（ＥＣＵ）により制御される。弁部材８３が往復移動することにより、油路９２、９３と作動流体供給路としての油供給路９４、作動流体排出路としての油排出路９５との連通の組み合わせ、および遮断が切り換わる。
【００４５】
以上の油路構成により、油ポンプ８０から遅角油圧室５１、５２、５３あるいは進角油圧室５４、５５、５６、ならびに油圧室４１または油圧室４２に作動油を供給可能になるとともに、各油圧室からドレイン８１へ作動油を排出可能になる。
【００４６】
次に、バルブタイミング調整装置１の作動を説明する。
エンジン始動前、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合していると、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相差、つまりクランクシャフトに対するカムシャフト２の位相差がエンジンを始動するために最も好適な位相に保持されているので、エンジンは短時間で始動する。
【００４７】
また、エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しておらず、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置よりも遅角側にある状態でエンジンの始動を開始すると、スプリング２４がベーンロータ１５およびカムシャフト２に加える進角トルクにより、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５は進角側の中間位置に向け相対回転する。エンジン始動開始時のクランキング時において油圧室４２に作動油は導入されていないので、ベーンロータ１５が中間位置に達するとストッパピストン３１はスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に嵌合する。
【００４８】
エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しておらず、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置よりも進角側にある状態でエンジンの始動を開始する場合を考える。既に述べたように、スプリング２４がベーンロータ１５およびカムシャフト２に加える進角トルクは負荷トルクの遅角方向に働く最大値より小さいので、負荷トルクの変動に伴いシューハウジング１２に対しベーンロータ１５は遅角側に揺動する。エンジン始動開始時のクランキング時において油圧室４２に作動油は導入されていないので、遅角側へ揺動するときベーンロータ１５が中間位置に達すると、ストッパピストン３１はスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に嵌合する。
【００４９】
このように、エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合していなくてもエンジンの始動を開始すると速やかにストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合し、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置に保持されるので、エンジンが短時間で始動する。
【００５０】
エンジン始動開始時、ＥＣＵからの制御信号により切換弁８２の弁部８３ａが選択されるので、油ポンプ８０から油供給路９４、油路９２、９０、油路６０および６１、油路６３、６４、６５を介し遅角油圧室５１、５２、５３に作動油が供給される。さらに遅角油圧室５１から油路５７を介し油圧室４１に作動油が供給される。しかし、エンジン始動開始時におけるクランキング状態では、油ポンプ８０から油圧室４１に作動油がまだ導入されていないので、ストッパピストン３１の先端部３２はスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に嵌合しており、ベーンロータ１５はシューハウジング１２に対し図２に示す中間位置にある。ベーンロータ１５はシューハウジング１２に対し遅角側および進角側への動きを規制されるので、エンジン始動開始時にカムシャフト２が受ける負荷トルクが変動しても、シューハウジング１２とベーンロータ１５とが衝突し打音を発生することを防止する。
【００５１】
遅角油圧室５１および油圧室４１に作動油が供給され、油圧室４１の油圧が所定圧以上になると、油圧室４１の作動油からストッパピストン３１が受ける力により、図４の（Ｂ）に示すように、スプリング３７の付勢力に抗しストッパピストン３１は嵌合リング３６から抜け出し、ベーンロータ１５はシューハウジング１２との拘束を解除される。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクはカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均より大きいので、ストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出すとベーンロータ１５はシューハウジング１２に対し進角側に相対回転しようとする。しかし、遅角油圧室５１に作動油が供給されているので、ストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出しても、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５は進角方向に回転しない。遅角油圧室５１の油圧をさらに増加すれば、ベーンロータ１５はシューハウジング１２に対し図２において反時計方向の遅角側に回転する。
【００５２】
次に、図２に示す状態から切換弁８２の弁部８３ｃを選択すると、遅角油圧室５１、５２、５３から作動油が排出され、進角油圧室５４、５５、５６に作動油が供給される。そして、進角油圧室５４から油路５８を介し油圧室４２に作動油が供給される。したがって、ストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出た状態で、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５は図２において時計方向、つまり進角側に回転する。
【００５３】
ベーンロータ１５が相対回動しているときに切換弁８２の弁部８３ｂを選択すると、各油圧室への作動油の供給、ならびに各油圧室からの作動油の排出が遮断されるので、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５は最遅角位置と最進角位置との間で停止する。
【００５４】
このように各油圧室の油圧を調整することにより、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対位相差、つまりクランクシャフトに対するカムシャフト２の相対位相差を制御することができる。
【００５５】
シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動しているとき、ストッパピストン３１が嵌合リング３６上を通過することがある。このとき、油圧室４１または油圧室４２の油圧が低下すると、ストッパピストン３１はスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に向けて移動しようとする。しかし、図４の（Ｂ）に示すように、嵌合リング３６からストッパピストン３１が抜け出た状態では、ガイドリング３０の内周壁と小径摺動部３３の外周壁とにより、環状のダンパ室４３が形成される。図４の（Ｂ）に示す状態で、ダンパ室４３は密封されているので、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に向け移動しようとしても、ダンパ室４３の作用により移動速度が低下する。したがって、嵌合リング３６に嵌合する前にストッパピストン３１は嵌合リング３６上を通過し、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合することを防止する。
【００５６】
イグニションキーをオフすること等によりエンジンが停止するとき、遅角油圧室５１、５２、５３、または進角油圧室５４、５５、５６に供給される作動油の圧力が低下する。カムシャフト２が受ける負荷トルクの平均は遅角方向に働き、スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクはカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きいので、エンジンが停止するまでの間シューハウジング１２に対しカムシャフト２は進角方向に回転する。
【００５７】
ベーンロータ１５が中間位置より遅角側にある状態でエンジンが停止しようとすると、スプリング２４の付勢力によりベーンロータ１５は進角側に位置する中間位置に向け回転し、中間位置に達するとストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しシューハウジング１２とベーンロータ１５とは拘束状態になる。
【００５８】
また、ベーンロータ１５が中間位置より進角側にある状態でエンジンが停止するときも、スプリング２４の付勢力によりベーンロータ１５は進角方向に回転する。しかし、カムシャフト２が遅角方向に受ける負荷トルクの最大値はスプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクよりも大きいので、エンジンが停止するまでの間、負荷トルクの変動によりベーンロータ１５は遅角側に揺動する。ベーンロータ１５が遅角側に揺動するとき、ストッパピストン３１が中間位置に達すると、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合し、シューハウジング１２とベーンロータ１５は拘束状態になる。
【００５９】
エンジンが停止するとき、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５がどのような相対位置にあろうと中間位置においてストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合可能である。したがって、クランクシャフトに対しエンジンを始動するために好適な位相位置でカムシャフト２を保持できるので、エンジンを短時間で始動することができる。
【００６０】
また、前述したようにストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しておらずシューハウジング１２に対しベーンロータ１５が中間位置にない状態でエンジンの始動を開始しても、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が速やかに中間位置に相対回転しストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合する。したがって、エンジンを短時間で始動できる。
【００６１】
第１実施例では、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合可能な中間位置において、スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは、カムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きい。これに対し、中間位置においてスプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクをカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均とほぼ同じにしてもよい。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは遅角側から進角側に向かうにしたがい低下するので、中間位置と最進角位置との間において、スプリング２４がベーンロータ１５を介しカムシャフト２に加える進角トルクは負荷トルクの平均より小さくなる。
【００６２】
したがって、エンジンが停止またはエンジンの始動を開始るとき、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が中間位置よりも遅角側に位置するときはスプリング２４の進角トルクにより、中間位置よりも進角側に位置するときは負荷トルクにより、ベーンロータ１５は中間位置に向かう。したがって、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対位置に関わらず、ストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合する。
【００６３】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図６に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
第２実施例において、中間プレート１７に形成されている規制手段としての長穴１７ｃは、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が遅角側から図６の（Ｂ）に示す中間位置に達したとき、スプリング２４の他端２４ｂが長穴１７ｃの進角側で係止されるように形成されている。したがって、スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは、図６の（Ａ）に示す最遅角位置から図６の（Ｂ）に示す中間位置までの間ベーンロータ１５に加わり、図６の（Ｃ）に示すように、ベーンロータ１５が中間位置から進角側に回転するとスプリング２４の付勢力はベーンロータ１５に加わらない。
【００６４】
スプリング２４の他端２４ｂを係止するためにベーン１５ａに形成されている係止穴１５ｅは周方向に延びる長穴状に形成されており、ベーンロータ１５が遅角側から図６の（Ｂ）に示す中間位置に達するまで係止穴１５ｅの進角側でスプリング２４の他端２４ｂを係止している。長穴１７ｃの進角側にスプリング２４の他端２４ｂが係止された状態でベーンロータ１５が中間位置から進角側に回転できるように係止穴１５ｅは周方向に延びる長穴状に形成されている。
【００６５】
ベーンロータ１５が中間位置より遅角側にある状態でエンジンが停止またはエンジンの始動を開始しようとすると、スプリング２４の付勢力によりベーンロータ１５はベーンロータ１５にとって進角側に位置する中間位置に向け回転し、中間位置に達するとストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しシューハウジング１２とベーンロータ１５とは拘束状態になる。
【００６６】
ベーンロータ１５が中間位置より進角側にある状態でエンジンが停止またはエンジンの始動を開始しようとすると、ベーンロータ１５にスプリング２４の進角トルクが加わっていないので、カムシャフト２が受ける負荷トルクによりベーンロータ１５は進角側から中間位置に向け回転し、中間位置に達するとストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しシューハウジング１２とベーンロータ１５は拘束状態になる。
【００６７】
第２実施例では、スプリング２４の付勢力が最遅角位置と中間位置との間だけにおいてベーンロータ１５に加わるので、最遅角位置と中間位置との間においてスプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクが負荷トルクの平均以上であれば、エンジンが停止またはエンジンの始動を開始するとき、ストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合する。
【００６８】
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図７に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
エンジン始動開始時、ＥＣＵからの制御信号により切換弁８２の弁部材８３および切換弁８６の弁部材８７において、図７に示すようにそれぞれ弁部８３ｂ、８７ａが選択されている。油ポンプ８０から供給される作動油は、油供給路９４から油路９６、９７を通り遅角油圧室５１、５２、５３、ならびに進角油圧室５４、５５、５６、ならびに油圧室４１、４２（図示せず）に供給される。切換弁８２の弁部８３ｂが選択されているので、各油圧室に供給された作動油はドレイン８１に排出されない。したがって、各油圧室の油圧は速やかに上昇する。第３実施例では、切換弁８２および切換弁８６が流体供給手段を構成し、弁部８７ａが切換部を構成している。
【００６９】
エンジン始動開始後、各遅角油圧室および各進角油圧室に作動油が充填され油圧室４１、４２の油圧が所定圧に上昇してからストッパピストン３１は嵌合リング３６から抜け出す。エンジン始動開始後、ストッパピストン３１は嵌合リング３６から抜け出した状態で各遅角油圧室および各進角油圧室の油圧が充分に上昇していなくても、各ベーンが遅角油圧室および進角油圧室の作動油に押さえられているので、ベーンロータの揺動を防止する。これにより、ベーンロータ１５がシューハウジング１２を叩き打音を発生することを防止する。
【００７０】
エンジン始動後作動油の油圧が充分に上昇すると、ＥＣＵからの指示により弁部材８７の弁部８７ｂが選択される。そして、弁部材８３が往復移動することによりシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動を制御できる。
【００７１】
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図８に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
流体供給手段としての切換弁１００は、第１実施例に示した切換弁８２の弁部材８３に切換部としての弁部１０１ａを一体に形成した弁部材１０１を有する。
【００７２】
エンジン始動開始時、ＥＣＵからの制御信号により弁部材１０１の弁部１０１ａが選択される。油ポンプ８０から供給れる作動油は、油供給路９４、油路９２、９３から遅角油圧室５１、５２、５３、ならびに進角油圧室５４、５５、５６、ならびに油圧室４１、４２（図示せず）に供給される。各油圧室に供給された作動油はドレイン８１に排出されないので、各油圧室の油圧は速やかに上昇する。
【００７３】
エンジン始動開始後、各遅角油圧室および各進角油圧室に作動油が充填され油圧室４１、４２の油圧が所定圧に上昇してからストッパピストン３１は嵌合リング３６から抜け出す。各遅角油圧室および各進角油圧室の油圧が充分に上昇していなくても、各ベーンが遅角油圧室および進角油圧室の作動油に押さえられているので、ベーンロータの揺動を防止する。これにより、ベーンロータ１５がシューハウジング１２を叩き打音を発生することを防止する。
【００７４】
エンジン始動後作動油の油圧が充分に上昇すると、ＥＣＵからの指示により、弁部材１０１の弁部１０１ａ以外の弁部８３ａ、８３ｂ、８３ｃが選択される。弁部材１０１が往復移動することによりシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動を制御できる。
【００７５】
（第５実施例）
本発明の第５実施例を図９に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
遅角油圧室５２と連通する流入油路１１０、ならびに進角油圧室５５と連通する流出油路１１１がベーン１５ｂに形成されている。流体供給手段としての逆止弁１２０は流入油路１１０と流出油路１１１との間に配置されている。逆止弁１２０のボール１２２はハウジング１２１に往復移動自在に収容されており、ハウジング１２１に形成された弁座１２１ａに着座可能である。スプリング１２３は弁座１２１ａに向けボール１２２を付勢している。ボール１２２が弁座１２１ａに着座することにより、流入油路１１０と流出油路１１１との連通は遮断され、ボール１２２が弁座１２１ａから離座することにより、流入油路１１０と流出油路１１１とは連通する。
【００７６】
エンジン始動開始時、ＥＣＵからの制御信号により弁部材８３の弁部８３ａが選択される。油ポンプ８０から供給される作動油は、油供給路９４、油路９２から遅角油圧室５１、５２、５３、ならびに油圧室４１に供給される。遅角油圧室５２に供給された作動油は逆止弁１２０が開弁することにより進角油圧室５５に流入する。進角油圧室５５に流入した作動油は油路９３を通りドレイン８１に排出される。しかし、遅角油圧室５２に供給される作動油が進角油圧室５５に流入するので、進角油圧室５５は作動油で充填される。
【００７７】
エンジン始動開始後、各遅角油圧室および進角油圧室５５に作動油が充填され油圧室４１の油圧が所定圧に上昇してからストッパピストン３１は嵌合リング３６から抜け出す。各遅角油圧室および進角油圧室５５の油圧が充分に上昇していなくても、ベーン１５ｂが遅角油圧室５２および進角油圧室５５の作動油に押さえられているので、ベーンロータ１５の揺動を防止する。これにより、ベーンロータ１５がシューハウジング１２を叩き打音を発生することを防止する。
【００７８】
遅角油圧室５２に作動油を供給すると逆止弁１２０を通り進角油圧室５５に流入する作動油はドレイン８１に排出されるので、遅角油圧室５２の油圧は他の遅角油圧室５１、５３に比べ低くなる。しかし、エンジン始動後、ストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜けだし作動油の油圧が充分に上昇した後、遅角油圧室５１と進角油圧室５４との油圧差、ならびに遅角油圧室５３と進角油圧室５６との油圧差によりシューハウジング１２に対しベーンロータ１５を遅角側に回転できる。
【００７９】
（第６実施例）
本発明の第６実施例を図１０および図１１に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
流体供給手段としての切換弁１３０は、第１実施例に示した切換弁８２の弁部材８３に切換部としての弁部１３１ａを一体に形成した弁部材１３１を有する。弁部１３１ａ、８３ａ、８３ｂ、８３ｃが一体に形成されているので、弁部１３１ａを弁部材８３と別体に形成する場合に比べ、ソレノイド８５に送出する一系統の制御信号により弁部１３１ａ、８３ａ、８３ｂ、８３ｃのいずれかを選択できる。さらに、油路の構成を簡略化できる。
【００８０】
図１１の（Ａ）に示すように、ガイドリング１４０はベーン１５ａの内壁に圧入保持され、このガイドリング１４０に有底円筒状に形成された当接部としてのストッパピストン１４１がカムシャフト２の回転軸方向に摺動可能に挿入されている。図１１の（Ａ）に示すように、ストッパピストン１４１の先端部１４２は被当接部としての嵌合リング１４５に嵌合可能である。ストッパピストン１４１、嵌合リング１４５およびスプリング３７は拘束手段を構成している。ガイドリング１４０およびストッパピストン１４１は流体供給手段を構成している。
【００８１】
ストッパピストン１４１は、フロントプレート１４側から、先端部１４２、大径摺動部１４３、小径摺動部１４４を有し、各摺動部はガイドリング１４０の内周壁と摺動する。先端部１４２の端面の外周側に広角かつ環状のテーパ面１４２ａが形成されている。さらに、図１１の（Ａ）に示す状態において、油路５８から油圧室４２に作動油が流入できるように先端部１４２に溝１４２ｂが形成されている。
【００８２】
嵌合リング１４５は、テーパ状の内周面１４５ａを有し環状に形成されており、フロントプレート１４に形成された凹部１４ｂに圧入保持されている。内周面１４５ａのストッパピストン１４１との当接側はストッパピストン１４１に向けさらに拡径するように傾斜している。
【００８３】
ストッパピストン１４１の先端部１４２は、図１０に示すようにシューハウジング１２に対し最遅角位置と最進角位置のほぼ中間にベーンロータ１５が位置するとき嵌合リング１４５に嵌合可能である。ストッパピストン１４１が嵌合リング１４５に嵌合した状態ではシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動は拘束されている。
【００８４】
シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が中間位置から遅角側または進角側に回転するとストッパピストン１４１と嵌合リング１４５との周方向位置がずれることにより、ストッパピストン１４１は嵌合リング１４５に嵌合不能になる。
【００８５】
ガイドリング１４０にはガイドリング１４０を貫通する貫通孔１４０ａが形成されている。油路１４６は遅角油圧室５１と貫通孔１４０ａとを連通し、油路１４８は進角油圧室５４と貫通孔１４０ａとを連通している。ガイドリング１４０の内周壁とストッパピストン１４１の小径摺動部１４４の外周壁との間に環状の油路１４７が形成されている。貫通孔１４０ａ、および油路１４６、１４７、１４８は、遅角油圧室５１と進角油圧室５４とを連通する連通路を構成している。
【００８６】
エンジン始動開始時、図１０に示すように、ＥＣＵからの制御信号により弁部材１３１の弁部１３１ａが選択されるので、油ポンプ８０から油供給路９４、油路９２を通り遅角油圧室５１、５２、５３に作動油が供給される。エンジン始動開始時ストッパピストン１４１が嵌合リング１４５に嵌合していると、図１１の（Ａ）に示すように、遅角油圧室５１に供給された作動油は、油路１４６、貫通孔１４０ａ、油路１４７、貫通孔１４０ａ、油路１４８、進角油圧室５４、油路５８を通り油圧室４２に供給される。切換弁１３０の弁部１３１ａが選択されているので、進角油圧室５４に供給された作動油はドレイン８１に排出されない。
【００８７】
エンジン始動開始後、各遅角油圧室および進角油圧室５４に作動油が充填され油圧室４２の油圧が所定圧に上昇してからストッパピストン１４１は嵌合リング１４５から抜け出す。遅角油圧室５１および進角油圧室５４の油圧が充分に上昇していなくても、ベーン１５ａが遅角油圧室５１および進角油圧室５４の作動油に押さえられているので、ベーンロータ１５の揺動が防止される。これにより、ベーンロータ１５がシューハウジング１２を叩き打音を発生することを防止する。
【００８８】
エンジン始動後作動油の油圧が充分に上昇すると、ＥＣＵからの指示により、弁部材１３１の弁部１３１ａ以外の弁部８３ａ、８３ｂ、８３ｃのいずれかが選択される。これにより、各油圧室への作動油の供給および各油圧室からの作動油の排出を制御し、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動を制御できる。ストッパピストン１４１が嵌合リング１４５から抜け出すと、図１１の（Ｂ）に示すように、ガイドリング１４０およびストッパピストン１４１により油路１４７が密封され油路１４６と１４８との連通が遮断されるので、遅角油圧室５１と進角油圧室５４との連通は遮断される。密封された油路１４７はダンパ手段としてのダンパ室として作用する。油路１４７は密封されているので、ストッパピストン１４１が嵌合リング１４５に向け移動しようとしても、油路１４７の働きにより移動速度が低下する。したがって、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動しストッパピストン１４１が嵌合リング１４５上を通過するときに油圧が低下しストッパピストン１４１が嵌合リング１４５に向け移動しようとしても、嵌合リング１４５に嵌合する前にストッパピストン１４１は嵌合リング１４５上を通過し、ストッパピストン１４１が嵌合リング１４５に嵌合することを防止する。
【００８９】
また、先端部１４２の端面に広角のテーパ面１４２ａが形成されているので、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動するときに図１１の（Ｃ）に示すように先端部１４２が嵌合リング１４５に接触しても、テーパ面１４２ａが嵌合リング１４５に接触することにより接触衝撃を低減する。
【００９０】
（第７実施例）
本発明の第７実施例を図１２に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図１２の（Ａ）に示すように、ストッパピストン１５０は、有底の円筒状に形成されており、フロントプレート１４側に形成された先端部１５１は嵌合リング１５２に嵌合可能である。先端部１５１の端面の外周側に広角かつ環状のテーパ面１５１ａが形成されている。さらに、図１２の（Ａ）に示す状態において、油路５８から油圧室４２に作動油が流入できるように先端部１５１に溝１５１ｂが形成されている。
【００９１】
被当接部としての嵌合リング１５２はストッパピストン１５０と嵌合するテーパ状の内周面を有し環状に形成されている。嵌合リング１５２は、フロントプレート１４に形成された凹部に圧入保持されている。係止部材としてのピストン１５３は嵌合リング１５２に往復自在に支持されている。移動付勢手段としてのスプリング１５４はストッパピストン１５０に向けピストン１５３を付勢している。ピストン１５３の反油圧室４２側に油圧室１５５が形成されている。油圧室１５５は、油路１５６を介し遅角油圧室５１と連通している。
【００９２】
エンジンの始動を開始すると、まず各進角油圧室および油圧室４２に作動油が充填され、油圧室４２の油圧が所定圧に上昇すると、図１２の（Ｂ）に示すように、ストッパピストン１５０は嵌合リング１５２から抜け出す。その後、各油圧室への作動油の供給および各油圧室からの作動油の排出を制御し、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動を制御する。
【００９３】
嵌合リング１５２から抜け出る方向にストッパピストン１５０が油圧室４２の作動油から油圧を受ける受圧面の面積は、嵌合リング１５２から抜け出る方向にストッパピストン１５０が油圧室４１の作動油から油圧を受ける受圧面の面積よりも大きい。油圧室４１には遅角油圧室５１の作動油が供給され、油圧室４２には進角油圧室５４の作動油が供給される。したがって、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が進角側に回転し、ストッパピストン１５０が油圧室４２から油圧を受けているとき、油圧室４１の油圧から受けるよりも大きな力を嵌合リング１５２から抜け出る方向に受けるので、ストッパピストン１５０は図１２の（Ｂ）に示す位置にあり嵌合リング１５２に嵌合しない。
【００９４】
一方、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が遅角側に回転し、ストッパピストン１５０が油圧室４１から油圧を受けているとき、油圧室４１から油圧を受けるストッパピストン１５０の受圧面積が小さいので、油圧室４１の油圧が低下するとストッパピストン１５０は嵌合リング１５２に向け移動することがある。このとき、遅角油圧室５１から油圧室１５５に供給される作動油の油圧によりピストン１５３はストッパピストン１５０に向け押されており、嵌合リング１５２のストッパ１５２ａに係止されている。油圧室４１の油圧の低下により嵌合リング１５２に向け移動してきたストッパピストン１５０は、図１２の（Ｃ）に示すようにピストン１５３に係止されるので、嵌合リング１５２と嵌合しない。ストッパピストン１５０とピストン１５３とが当接する位置は、嵌合リング１５２のストッパピストン１５０側端面よりわずかにフロントプレート１４側であるから、ベーンロータ１５が遅角側に回転してもピストン１５３はベーン１５ａと接触しない。また、ストッパピストン１５０の先端部１５１の端面外周側は広角のテーパ面１５１ａを有するので、先端部１５１がフロントプレート１４側に僅かに入り込み嵌合リング１５２またはフロントプレート１４と接触しても、接触衝撃を低減することができる。
【００９５】
（第８実施例）
本発明の第８実施例を図１３に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図１３に示すように、当接部としてのストッパピストン１６０は、有底の円筒状に形成されており、フロントプレート１４側に形成された先端部１６１は被当接部としての嵌合リング１６２に嵌合可能である。油圧室４１は図示しない遅角油圧室５１と連通しており、油圧室４２は図示しない進角油圧室５４と連通している。
【００９６】
嵌合リング１６２はフロントプレート１４に径方向に延び長穴状に形成された凹部１６３に収容されている。スプリング１６４は、図１３の下方、つまり径方向内側に嵌合リング１６２を付勢している。ベーンロータ１５が回転し嵌合リング１６２に加わる遠心力がスプリング１６４の付勢力に打ち勝つと、嵌合リング１６２は図１３の上方、つまり径方向外側に移動する。
【００９７】
エンジン始動開始前、ストッパピストン１６０は嵌合リング１６２に嵌合している。エンジン始動開始後、各遅角油圧室および油圧室４１に作動油が充填され油圧室４１の油圧が所定圧に上昇すると、ストッパピストン１６０は嵌合リング１６２から抜け出す。ベーンロータ１５の回転に伴い嵌合リング１６２に加わる遠心力がスプリング１６４の付勢力に打ち勝つと、嵌合リング１６２は凹部１６３に沿って径方向外側に移動し図１３に示す状態になる。この状態では、ストッパピストン１６０と嵌合リング１６２の径方向位置がずれているので、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動するときにストッパピストン１６０が嵌合リング１６２上を通過してもストッパピストン１６０は嵌合リング１６２に嵌合しない。
【００９８】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が最遅角位置と最進角位置との間の中間位置にあるときストッパピストンが嵌合リングに嵌合可能な構成である。したがって、ストッパピストンが嵌合リングに嵌合する位置を調整することにより、吸気弁のバルブタイミングをエンジン始動開始に好適な位相にすることができる。ストッパピストンが嵌合リングに嵌合する中間位置は、最遅角位置と最進角位置とを除く任意の位置に設定できる。
【００９９】
上記複数の実施例では、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の最遅角位置において、スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクを負荷トルクの平均より大きくしたが、スプリング２４が加える進角トルクを負荷トルクの平均より小さく設定してもよい。この場合、ストッパピストンが嵌合リングに嵌合していない状態でエンジンの始動を開始すると、作動油が遅角油圧室に導入されるまでベーンロータ１５は進角側の中間位置に向かわないので、本実施例に比べエンジンが始動するまでに長い時間を要する。しかし、スプリング２４を配設していない構成と比較しベーンロータ１５は早く中間位置に達し、エンジンを始動可能になる。
【０１００】
本発明の上記複数の実施例では、吸気弁を駆動するバルブタイミング調整装置について説明したが、バルブタイミング調整装置により排気弁だけ、あるいは吸気弁および排気弁の両方を駆動することも可能である。
また上記複数の実施例では、ストッパピストンが軸方向に移動して嵌合リングに嵌合したが、ストッパピストンが径方向に移動し嵌合リングに嵌合する構成にすることも可能である。
【０１０１】
また本発明の複数の実施例では、タイミングギアによりクランクシャフトの回転駆動力をカムシャフトに伝達する構成を採用したが、タイミンプーリまたはチェーンスプロケット等を用いる構成にすることも可能である。また、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力をベーン部材で受け、従動軸としてのカムシャフトとハウジング部材とを一体に回転させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるバルブタイミング調整装置を示す図２のＩ−Ｏ−Ｉ線断面図である。
【図２】第１実施例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Ｉ−Ｏ−III 線断面図である。
【図４】図２のストッパピストン周囲を示すIV−Ｏ−IV線断面図であり、（Ａ）は拘束状態を示し、（Ｂ）は拘束解除状態を示す。
【図５】（Ａ）はカムシャフトとタイミングギアとの回転方向を示す模式図であり、（Ｂ）はカムシャフトが受ける負荷トルクを示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施例によるバルブタイミング調整装置を示す横断面図であり、（Ａ）は最遅角位置を示し、（Ｂ）は中間位置を示し、（Ｃ）は最進角位置を示している。
【図７】本発明の第３実施例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８】本発明の第４実施例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９】本発明の第５実施例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１０】本発明の第６実施例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１１】第６実施例のストッパピストン周囲を示す拡大断面図であり、（Ａ）は拘束状態を示し、（Ｂ）およびは（Ｃ）は拘束解除状態を示している。
【図１２】本発明の第７実施例のストッパピストン周囲を示す拡大断面図であり、（Ａ）は拘束状態、（Ｂ）およびは（Ｃ）は拘束解除状態を示している。
【図１３】本発明の第８実施例のストッパピストン周囲を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ バルブタイミング調整装置
２ カムシャフト（従動軸）
１０ タイミングギア（ハウジング部材）
１２ シューハウジング（ハウジング部材）
１２ａ、１２、１２ｃ シュー
１３ 周壁（ハウジング部材）
１４ フロントプレート（ハウジング部材）
１５ ベーンロータ（ベーン部材）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ ベーン（ベーン部材）
１７ 中間プレート（ハウジング部材）
１７ｃ 長穴（規制手段）
２４ スプリング（進角手段）
３１ ストッパピストン（当接部）
３６ 嵌合リング（被当接部）
３７ スプリング（当接付勢手段）
４３ ダンパ室（ダンパ手段）
５０ 収容室
５１、５２、５３ 遅角油圧室
５４、５５、５６ 遅角油圧室
８２、８６、１００、１３０ 切換弁（流体供給手段）
８７ａ、１０１ａ、１３１ａ 弁部（切換部）
９４ 油供給路（作動流体供給路）
９５ 油排出路（作動流体排出路）
１２０ 逆止弁（流体供給手段）
１４０ ガイドリング（流体供給手段）
１４０ａ 貫通孔（連通路）
１４１ ストッパピストン（当接部、流体供給手段）
１４５、１５２、１６２ 嵌合リング（被当接部）
１４６、１４７、１４８ 油路（連通路）
１５０、１６０ ストッパピストン（当接部）
１５３ ピストン（係止部材）
１５４ スプリング（移動付勢手段）

Claims (12)

1. 内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動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、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか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収容され、前記収容室を遅角室と進角室とに二分し、所定角度範囲に限り前記ハウジング部材に対し作動流体圧力により相対回動駆動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、前記収容室の周方向両端の間における中間位置において前記ハウジング部材に対し前記ベーン部材が所定の相対回動位置にあるとき互いに当接することにより前記ハウジング部材に対する前記ベーン部材の相対回動を拘束する当接部および被当接部を有し、作動流体圧力により前記当接部を変位させ拘束状態を解除可能に構成されており、前記被当接部との当接方向へ前記当接部を付勢する当接付勢手段を含む拘束手段と、
   前記駆動軸に対し進角する方向に前記従動軸に進角トルクを加える進角手段と、
   前記遅角室および前記進角室の両室に作動流体を供給可能な流体供給手段と、
   を備え、
   前記当接部は、前記遅角室と前記進角室とを連通可能な連通路を有し、前記当接部と前記被当接部とが拘束状態にあるとき前記連通路を開放し、前記当接部と前記被当接部とが拘束解除状態にあるとき前記連通路を閉塞することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記進角手段が前記従動軸に加える進角トルクは前記駆動軸に対し前記従動軸が最遅角位置から進角方向に向かうにしたがい小さくなり、前記駆動軸に対し前記従動軸が最遅角位置にあるとき、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか一方を駆動することにより前記従動軸が受ける負荷トルクの平均より大きな進角トルクを前記進角手段は前記従動軸に加え、前記中間位置において負荷トルクの平均以上の進角トルクを前記進角手段は前記従動軸に加えることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記進角手段が前記従動軸に加える進角トルクは、遅角方向に働く負荷トルクの最大値より小さいことを特徴とする請求項２記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記進角手段は前記中間位置において負荷トルクの平均とほぼ等しい進角トルクを前記従動軸に加えることを特徴とする請求項２または３記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記中間位置より進角方向に前記従動軸が回転する場合、前記進角手段が前記従動軸に進角トルクを加えることを防止する規制手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記当接部および前記被当接部の少なくともいずれか一方の当接側端部はテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記流体供給手段は作動流体供給路および作動流体排出路と前記遅角室および前記進角室との連通を切り換える切換弁を有し、前記切換弁は、前記遅角室または前記進角室の一方と前記作動流体供給路とを連通し前記遅角室または前記進角室の他方からの作動流体の排出を遮断する切換部を有し、前記遅角室または前記進角室の他方の作動流体圧力により前記当接部と前記被当接部との拘束状態を解除することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
8. 前記流体供給手段は作動流体供給路および作動流体排出路と前記遅角室および前記進角室との連通を切り換える切換弁を有し、前記切換弁は前記遅角室および前記進角室の両室と前記作動流体供給路とを連通する切換部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
9. 前記流体供給手段は前記ハウジング部材または前記ベーン部材の一方に配設されている逆止弁を有し、前記逆止弁は前記遅角室から前記進角室に作動流体が流れることを許可し前記進角室から前記遅角室に作動流体が流れることを防止することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
10. 前記被当接部との当接方向に前記当接部が移動する速度を低減するダンパ手段を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
11. 前記拘束手段は、前記遅角室または前記進角室の一方の作動流体圧力により拘束状態を解除され、前記遅角室または前記進角室の他方の作動流体圧力により拘束状態と拘束解除状態との境界位置で前記当接部を係止する係止部材を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
12. 前記当接部は前記従動軸の回転軸方向に移動することにより前記被当接部に当接し、前記被当接部は所定範囲内において径方向に往復移動可能に配設されており、前記拘束手段は径方向内側に向け前記被当接部を付勢する移動付勢手段を有し、内燃機関の停止時、前記当接部は前記被当接部に当接可能であり、内燃機関の運転中、前記移動付勢手段の付勢力に抗し遠心力により前記被当接部が径方向外側に移動することにより前記当接部は前記被当接部に当接不能となることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。

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