JP3906482B2

JP3906482B2 - バルブタイミング調整装置

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Publication number: JP3906482B2
Application number: JP2002128690A
Authority: JP
Inventors: 将司林; 泰詞森井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003322005A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
吸気弁及び排気弁の少なくとも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）を調整する内燃機関（以下、内燃機関をエンジンという）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、エンジンの吸気弁又は排気弁を開閉駆動する従動軸たるカムシャフトにエンジンの駆動軸たるクランクシャフトの駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、吸気弁又は排気弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置が知られている。
【０００３】
特開２００１−２８９０１３号公報に開示されるバルブタイミング調整装置では、クランクシャフトの駆動トルクを受けるハウジング部材に、カムシャフトと一体に回転するベーンロータを相対回動可能に収容し、ハウジング部材に対するベーンロータの相対回転位相（以下、単に位相という）、すなわちクランクシャフトに対するカムシャフトの位相を油圧制御する。
【０００４】
この装置においてベーンロータは、カムシャフトの一端部側に同軸上に固定される固定軸部と、回転方向に間隔をおいて固定軸部から径方向外側に突出する複数のベーンとを有している。また、この装置においてハウジング部材は、所定角度範囲において相対回動可能にカムシャフトの外周に支持されベーンロータの固定軸部の端面に壁面が摺接する摺接壁部と、摺接壁部と共にベーンロータを覆いそのベーンロータのベーンの回転方向両側に遅角油圧室及び進角油圧室を形成する覆壁部とを有している。さらにこの装置には、遅角油圧室に作動油を供給することでハウジング部材に対しベーンロータを遅角側に相対回転させる遅角油路と、進角油圧室に作動油を供給することでハウジング部材に対しベーンロータを進角側に相対回転させる進角油路とが設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−２８９０１３号公報に開示のバルブタイミング調整装置では、ベーンロータの固定軸部を貫通するＬ字状の貫通孔により遅角油路及び進角油路が形成されているが、そのような貫通孔の加工は難度が高く、加工コストが嵩むという問題がある。
【０００６】
そこで、互いに摺接する固定軸部の端面と摺接壁部の壁面との一方を径方向に延伸する溝により遅角油路を形成すると共に、回転方向に並ぶ遅角油路の間に開口し固定軸部の端面と摺接壁部の壁面との他方を径方向に延伸する溝により進角油路を形成する方法が考えられている。このような遅角油路及び進角油路を形成する溝は貫通孔に比べて容易に加工することができるので、加工コストの低減を図ることができる。しかしこの方法によると、固定軸部の端面と摺接壁部の壁面との摺接界面には僅かなクリアランスが存在するため、そのクリアランスを通じ進角油路とその両側の遅角油路との間で作動油漏れが発生し、ベーンロータの起動性や初期作動速度が低下する。尚、進角油路とそれの両側の遅角油路との角度間隔を大きくとることで作動油の漏れを防止できるが、その場合、ハウジング部材に対するベーンロータの最遅角位置と最進角位置との角度間隔、すなわちハウジング部材に対するベーンロータの位相変化幅を充分に確保できなくなる。
【０００７】
本発明者らは上記作動油漏れについて鋭意研究を行った結果、ベーンロータのハウジング部材に対する相対回転（以下、単にベーンロータの相対回転ともいう）を生む全トルクのうち遅角油圧室及び進角油圧室の油圧によるトルクを除いたものの平均を平均トルクと定めたとき、ハウジング部材に対し最遅角位置若しくは最進角位置にあるベーンロータが平均トルクの向きとは逆方向に相対回転するその初期において、作動油漏れが多くなるとの知見を得た。さらに本発明者らは、最進角位置若しくは最遅角位置のベーンロータが平均トルク方向に相対回転するときには、作動油の漏れが少なくなるという知見を得た。
【０００８】
本発明は上述の知見に基づき創作されたものであって、その目的は、流路形成に伴う加工が容易であると共に作動流体の漏れが少ないバルブタイミング調整装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、ハウジング部材に対するベーンロータの位相変化幅を確保しつつ作動流体の漏れを抑制するバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１及び２に記載のバルブタイミング調整装置によると、遅角流路を形成する溝は、互いに摺接する固定軸部の端面と摺接壁部の壁面との一方を延伸し、進角流路を形成する溝は固定軸部の端面と摺接壁部の壁面との他方を延伸する。このような遅角流路及び進角流路を形成する溝は比較的に容易に加工することができ、したがって、加工コストの低減を図ることができる。
【００１０】
さらに請求項１及び２に記載のバルブタイミング調整装置では、（α）ハウジング部材に対しベーンロータが最遅角位置にあるとき少なくとも一つの進角流路の流路軸線とそれに直近となる遅角流路の流路軸線とのなす角度が第一角度と規定され、（β）ハウジング部材に対しベーンロータが最進角位置にあるとき前記少なくとも一つの進角流路の流路軸線とそれに直近の遅角流路の流路軸線とのなす角度が第二角度と規定され、（γ）ベーンロータのハウジング部材に対する相対回転を生む全トルクのうち、遅角室及び進角室の流体圧によるトルクを除いたものの平均が平均トルクと規定される。そして請求項１に記載のバルブタイミング装置では、（α）〜（γ）の規定の下、平均トルクの向きがハウジング部材に対するベーンロータの遅角方向に一致し、第一角度が第二角度よりも大きく設定されている。また請求項２に記載のバルブタイミング装置では、（α）〜（γ）の規定の下、平均トルクの向きがハウジング部材に対するベーンロータの進角方向に一致し、第二角度が第一角度よりも大きく設定されている。
【００１１】
以上により、請求項１及び２に記載のバルブタイミング調整装置では、最遅角位置又は最進角位置にあるベーンロータがハウジング部材に対し平均トルクの向きとは逆の進角方向又は遅角方向に相対回転するその初期において、少なくとも一つの進角流路とそれに直近の遅角流路との角度間隔を広く確保することが可能となるので、作動流体の漏れを抑制することができる。しかも、ベーンロータが平均トルク方向への相対回転を許容される最進角位置又は最遅角位置にあるときの少なくとも一つの進角流路とそれに直近の遅角流路との角度間隔を小さく設定することが可能となる。したがって、ベーンロータの最遅角位置と最進角位置との間の角度間隔、すなわちハウジング部材に対するベーンロータの位相変化幅を確保することができ、ひいては駆動軸に対する従動軸の位相変化幅を確保することができる。
【００１２】
【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面に基づいて説明する。
（第一実施例）
本発明の第一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〜図３に示す。本実施例のバルブタイミング調整装置１は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、エンジンの図示しない排気弁のバルブタイミングを制御するものである。
【００１３】
バルブタイミング調整装置１は、エンジンの図示しないクランクシャフトの駆動トルクをエンジンのカムシャフト２に伝達する伝達系に設けられている。カムシャフト２は回転軸線Ｏ周りに回転することで、エンジンの排気弁を開閉駆動する。エンジンのクランクシャフトが駆動軸を構成し、カムシャフト２が従動軸を構成している。
【００１４】
ハウジング部材１８は、スプロケット１０とシューハウジング１１とから構成されている。
スプロケット１０は、カムシャフト２の一端部３側の外周壁に相対回動可能に同軸上に支持されている。スプロケット１０の内周壁面とカムシャフト２の外周壁面とは互いに摺接する。スプロケット１０とクランクシャフトとの間に図示しないチェーンベルトが掛け渡されている。スプロケット１０は、チェーンベルトを通じてクランクシャフトの駆動トルクが伝達されるとき、クランクシャフトと同期して回転する。スプロケット１０及びカムシャフト２は、図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２の時計方向に回転する。
【００１５】
シューハウジング１１は、円筒状の周壁部材１２と円盤状のフロントプレート１３とを有している。フロントプレート１３とスプロケット１０との間に周壁部材１２を挟むようにして、周壁部材１２及びフロントプレート１３がスプロケット１０の一外壁面１０ａ側に同軸上にボルト固定されている。これにより、スプロケット１０及びシューハウジング１１からなるハウジング部材１８はカムシャフト２に対して相対回動可能である。
【００１６】
周壁部材１２には、その内周壁のうち回転方向にほぼ等間隔となる位置から径方向内側に突出する仕切部としてのシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが設けられている。シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの突出端面は断面円弧状に形成され、ベーンロータ１４の固定軸部１６の外周壁面に摺接する。回転方向において隣り合うシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの間にはそれぞれ収容室５０が形成されている。各収容室５０は、対応するシュー側面、周壁部材１２の内周壁面、スプロケット１０の外壁面１０ａ及びその外壁面１０ａに対向するフロントプレート１３の外壁面１３ａとで囲まれ、断面扇状を呈している。
【００１７】
ベーンロータ１４はハウジング部材１８に収容され、そのハウジング部材１８を構成するスプロケット１０及びシューハウジング１１により覆われている。ベーンロータ１４は、固定軸部１６、ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを有している。
【００１８】
固定軸部１６は、その一端面１６ａがカムシャフト端部３の端面３ａに当接するようにしてカムシャフト２に同軸上にボルト固定されている。これにより、ベーンロータ１４はハウジング部材１８に対してカムシャフト２と一体に相対回転可能であり、固定軸部１６の上記端面１６ａと他端面１６ｂとがそれぞれ、スプロケット１０の外壁面１０ａとフロントプレート１３の外壁面１３ａとに摺接する。端面１６ａと外壁面１０ａとの摺接界面、並びに端面１６ｂと外壁面１３ａとの摺接界面には、微小なクリアランスが存在する。
本実施例では、スプロケット１０が摺接壁部を構成し、シューハウジング１１が、スプロケット１０と共にベーンロータ１４を覆う覆壁部を構成している。
【００１９】
図２において、矢印Ｘは、ハウジング部材１８に対するベーンロータ１４の遅角側への相対回転方向（すなわち遅角方向）を表し、矢印Ｙは、ハウジング部材１８に対するベーンロータ１４の進角側への相対回転方向（すなわち進角方向）を表している。本実施例では、ハウジング部材１８に対するベーンロータ１４及びカムシャフト２の相対回動範囲が所定角度範囲に限定されている。図１（Ａ）は、ハウジング部材１８に対しベーンロータ１４が遅角方向Ｘへの相対回転を規制され進角方向Ｙへの相対回転を許容される最遅角位置に定位した状態を示している。また図１（Ｂ）は、ハウジング部材１８に対しベーンロータ１４が進角方向Ｙへの相対回転を規制され遅角方向Ｘへの相対回転を許容される最進角位置に定位した状態を示している。
【００２０】
カムシャフト２が排気弁を駆動するときに受ける負荷トルクは、図４に示すように、時間軸上で正側と負側とに変動している。ここで、正側の負荷トルクは、ハウジング部材１８に対しベーンロータ１４を遅角方向Ｘに相対回転させるように働き、負側の負荷トルクは、ハウジング部材１８に対しベーンロータ１４を進角方向Ｙに相対回転させるように働く。図４に示すように、クランクシャフト一回転における負荷トルクの平均（回転角平均）は正側すなわち遅角方向Ｘに偏る。本実施例において、カムシャフト２及びベーンロータ１４に作用してベーンロータ１４の相対回転を生むトルクは、後述する遅角油圧室及び進角油圧室の油圧によるトルクを除き、実質的に負荷トルクのみとなる。したがって本実施例では、負荷トルクの回転角平均が平均トルクＴ_aveに相当し、遅角方向Ｘが平均トルクＴ_aveの向きに相当する。
【００２１】
ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、固定軸部１６の外周壁のうち回転方向にほぼ等間隔となる位置から径方向外側に突出し、各収容室５０内に回動可能に収容されている。ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの突出端面は断面円弧状に形成され、周壁部材１２の内周壁面に摺接する。各ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは各収容室５０を仕切ることで、回転方向の両側に遅角室としての遅角油圧室と進角室としての進角油圧室とを形成している。具体的には、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、シュー１２ｄとベーン１５ｄとの間に遅角油圧室５４が形成されている。また、シュー１２ｂとベーン１５ａとの間に進角油圧室５５が形成され、シュー１２ｃとベーン１５ｂとの間に進角油圧室５６が形成され、シュー１２ｄとベーン１５ｃの間に進角油圧室５７が形成され、シュー１２ａとベーン１５ｄとの間に進角油圧室５８が形成されている。
【００２２】
図１（Ａ）に示すようにベーンロータ１４が最遅角位置にあるときには、各遅角油圧室５１、５２、５３、５４の容積が最大となると共に、各進角油圧室５５、５６、５７、５８の容積が最小となる。一方、図１（Ｂ）に示すようにベーンロータ１４が最進角位置にあるときには、各遅角油圧室５１、５２、５３、５４の容積が最小となると共に、各進角油圧室５５、５６、５７、５８の容積が最大となる。
【００２３】
各ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの突出端面に設けられた凹部にはシール部材２５が嵌合されている。各ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの突出端面と周壁部材１２の内周壁面との摺接界面には微小なクリアランスが存在しており、このクリアランスを通じて油圧室の間で作動油が漏出することをシール部材２５が防止する。各シール部材２５は、図示しない板ばねの付勢力により周壁部材１２側に向かって付勢されている。
【００２４】
ストッパピストン３１は円筒状に形成され、回転軸線Ｏに平行な方向に摺動可能にベーン１５ｄに収容されている。嵌合リング３６は、スプロケット１０に形成された凹部に圧入保持されている。嵌合リング３６は、図１（Ａ）及び図３に示すようにベーンロータ１４が最遅角位置にあるときストッパピストン３１と嵌合可能に配設されている。コイルスプリング３７は嵌合リング３６側に向かってストッパピストン３１を付勢している。ストッパピストン３１外周に設けられた油圧室４０は遅角油圧室５４に連通し、ストッパピストン３１の嵌合リング３６側に設けられた油圧室４１は進角油圧室５８に連通している。油圧室４０及び油圧室４１にそれぞれ遅角油圧室５４及び進角油圧室５８から供給される作動油の圧力は、ストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出す方向に働く。
【００２５】
油圧室４０及び油圧室４１に作動油が供給されていないとき、図３に示す如くストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合すると、図１（Ａ）に示すようにベーンロータ１４が最遅角位置において拘束されてハウジング部材１８に対する相対回動を制限される。この状態において油圧室４０及び油圧室４１に作動油が供給され、最遅角位置のベーンロータ１４が進角方向Ｙに相対回転すると、ストッパピストン３１と嵌合リング３６との回転方向位置がずれ、ストッパピストン３１が嵌合リング３６から離脱する。
【００２６】
カムシャフト２には、その外周壁面に開口する複数の溝により油路７０、７１、７２が形成されている。油路７０、７１は、カムシャフト２の回転軸線Ｏ方向で互いに異なる部分を回転方向に円弧状に延びている。油路７２は、カムシャフト２の回転軸線Ｏ方向で油路７０、７１とは異なる部分であってスプロケット１０の内周壁面に摺接する部分を、回転方向に円環状に延びている。さらにカムシャフト２には、それを回転軸線Ｏ方向に貫通する複数の孔により油路７３、７４、７５が形成されている。油路７３はその両端部において油路７０、７２に連通している。油路７４、７５は各一端部において油路７１に連通している。また油路７４、７５の各他端部は、カムシャフト２の端面３ａまで達している。
【００２７】
スプロケット１０の外壁面１０ａには、図５に示すように、直線状の溝８０、８１、８２、８３が設けられている。溝８０、８１、８２、８３は回転軸線Ｏの周りに互いに間隔をあけて配設され、それぞれスプロケット１０の内周壁面から径方向外側に向かって延伸している。各溝８０、８１、８２、８３は、固定軸部１６の端面１６ａに向かって開口しその開口を前記端面１６ａで覆われることで、回転方向に並ぶ遅角油路８４、８５、８６、８７を形成している。遅角油路８４、８５、８６、８７は、各径方向内側端部において油路７２に連通し、各径方向外側端部において遅角油圧室５１、５２、５３、５４にそれぞれ連通する。遅角油路８４、８５、８６、８７は、それぞれ遅角油圧室５１、５２、５３、５４に作動油を供給することでベーンロータ１４を遅角方向Ｘに相対回転させる。
スプロケット１０の外壁面１０ａにはさらに、固定軸部１６の端面１６ａで覆われる溝により油路８８が形成されている。油路８８は、進角油圧室５８と油圧室４１とを連通する。
【００２８】
ベーンロータ１４において固定軸部１６の端面１６ａには、図６に示すように、概ねＷ字状の溝９０、９１が設けられている。溝９０、９１は、固定軸部１６の回転軸線Ｏを挟んで向かい合う位置に配設されている。溝９０の両端部９０ａ、９０ｂ及び溝９１の両端部９１ａ、９１ｂはそれぞれ、回転軸線Ｏ周りに互いに間隔あけた位置を固定軸部１６の外周壁面から径方向内側に向かって直線状に延伸している。各溝９０、９１は、カムシャフト２の端面３ａ及びスプロケット１０の外壁面１０ａに向かって開口しその開口を端面３ａ及び外壁面１０ａで覆われることで、油路９２、９３を形成している。
【００２９】
油路９２のうち溝９０の両端部９０ａ、９０ｂで形成される部分はそれぞれ、進角油路９２ａ、９２ｂを構成している。油路９２は、両端部の進角油路９２ａ、９２ｂにおいて進角油圧室５５、５８に連通し、中央部において油路７５に連通する。油路９３のうち溝９１の両端部９１ａ、９１ｂで形成される部分はそれぞれ、進角油路９３ａ、９３ｂを構成している。油路９３は、両端部の進角油路９３ａ、９３ｂにおいて進角油圧室５６、５７に連通し、中央部において油路７４に連通する。進角油路９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂは、それぞれ進角油圧室５５、５８、５６、５７に作動油を供給することでベーンロータ１４を進角方向Ｙに相対回転させる。
ベーン１５ｄにはさらに、それを貫通する孔により油路９６が形成されている。油路９６は、遅角油圧室５４と油圧室４０とを連通する。
【００３０】
本実施例では、回転方向において隣り合う遅角油路８４、８５、８６、８７間の各角度間隔と、回転方向において隣り合う進角油路９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂ間の各角度間隔とが、下記の（i）〜（iv）の条件を満たすように設定されている。
（i）図１（Ａ）に示すようにベーンロータ１４が最遅角位置にあるとき、進角油路９２ａの油路軸線Ｐ₁とそれの遅角側において直近となる遅角油路８５の油路軸線Ｑ₁との角度、進角油路９３ａの油路軸線Ｐ₂とそれの遅角側において直近となる遅角油路８６の油路軸線Ｑ₂との角度、並びに進角油路９３ｂの油路軸線Ｐ₃とそれの遅角側において直近となる遅角油路８７の油路軸線Ｑ₃との角度は、互いに同一の第一角度θである。
【００３１】
（ii）図１（Ｂ）に示すようにベーンロータ１４が最進角位置にあるとき、進角油路９２ａの油路軸線Ｐ₁とそれの進角側において直近となる遅角油路８４の油路軸線Ｑ₄との角度、進角油路９３ａの油路軸線Ｐ₂とそれの進角側において直近となる遅角油路８５の油路軸線Ｑ₁との角度、並びに進角油路９３ｂの油路軸線Ｐ₃とそれの進角側において直近となる遅角油路８６の油路軸線Ｑ₂との角度は、互いに同一の第二角度φである。
（iii）平均トルクＴ_aveの向きとは逆方向の進角方向Ｙにベーンロータ１４の相対回転を許容する最遅角位置に対応した第一角度θは、第二角度φよりも大きい。
【００３２】
（iv）ハウジング部材１８に対するベーンロータ１４の任意の相対回動位置において、進角油路９２ａを形成する溝端部９０ａは遅角油路８４、８５の間に開口し、進角油路９２ｂを形成する溝端部９０ｂは遅角油路８４、８７の間に開口し、進角油路９３ａを形成する溝端部９１ａは遅角油路８５、８６の間に開口し、進角油路９３ｂを形成する溝端部９１ｂは遅角油路８６、８７の間に開口する。
【００３３】
次に、バルブタイミング調整装置１の作動について説明する。
エンジンが停止しているとき、各遅角油圧室及び各進角油圧室には作動油が供給されないので、ベーンロータ１４はハウジング部材１８に対し図１（Ａ）に示す最遅角位置で停止する。このとき、油圧室４０、４１にも作動油が供給されないので、ストッパピストン３１はコイルスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に嵌合する。
【００３４】
停止状態のエンジンが始動すると、各遅角油圧室又は各進角油圧室に作動油が供給されるまでは油圧室４０、４１にも作動油が供給されないので、ストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合したままであり、クランクシャフトに対しカムシャフト２は最遅角位置に保持されている。これによって、作動油圧が低いエンジン始動時に、変動する負荷トルクによりシューハウジング１１とベーンロータ１４とが衝突することを防止できる。
【００３５】
各遅角油圧室又は各進角油圧室に作動油が供給され、油圧室４０又は４１に作動油が供給されると、ストッパピストン３１は図３において左向きの力を受け、コイルスプリング３７の付勢力に抗して嵌合リング３６から抜け出す。これにより、ハウジング部材１８とベーンロータ１４との結合が解除されるので、各遅角油圧室と各進角油圧室に供給された作動油の油圧によりベーンロータ１４がハウジング部材１８に対して相対回動可能となる。
【００３６】
本実施例では、遅角油圧室５１、５２、５３、５４及び進角油圧室５５、５６、５７、５８に印加する作動油圧を制御することで、ハウジング部材１８に対するベーンロータ１４の位相を調整して、クランクシャフトに対するカムシャフト２の位相を調整する。このとき、平均トルクＴ_aveの向きとは逆方向となる進角方向Ｙへベーンロータ１４を相対回転する際に進角油圧室５５、５６、５７、５８に印加する作動油圧は、平均トルクＴ_aveの向きと一致する遅角方向Ｘへベーンロータ１４を相対回転する際に遅角油圧室５１、５２、５３、５４に印加する作動油圧よりも高く設定される。
【００３７】
バルブタイミング調整装置１によると、最遅角位置のベーンロータ１４が平均トルクＴ_aveの向きとは逆方向の進角方向Ｙに相対回転するその初期には、比較的大きく設定可能な第一角度θに応じて進角油路９２ａ、９３ａ、９３ｂとそれぞれに直近の遅角油路８５、８６、８７との角度間隔を広く確保することが可能となる。したがって、ベーンロータ１４の進角方向Ｙへの相対回転時に進角油圧室５５、５６、５７を高圧にするようにしても、固定軸部端面１６ａとスプロケット外壁面１０ａとの間のクリアランスにより油路９２ａ、８５間、油路９３ａ、８６間、並びに油路９３ｂ、８７間で作動油漏れが生じることを抑制できる。
【００３８】
しかもバルブタイミング調整装置１によると、ベーンロータ１４が最進角位置にあるときの、進角油路９２ａ、９３ａ、９３ｂとそれぞれに直近の遅角油路８４、８５、８６との角度間隔（すなわち第二角度φ）を比較的小さく設定することが可能である。したがって、ベーンロータ１４の最遅角位置と最進角位置との間の角度間隔を可及的に拡げて、ハウジング部材１８に対するベーンロータ１４の位相変化幅、ひいてはクランクシャフトに対するカムシャフト２の位相変化幅を大きくとることができる。
【００３９】
以上説明したバルブタイミング調整装置１では、遅角油路８４、８５、８６、８７を形成する溝８０、８１、８２、８３がスプロケット１０の外壁面１０ａに設けられ、進角油路９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂを形成する溝９０、９１が固定軸部１６の端面１６ａに設けられている。そのような遅角油路及び進角油路を形成する溝は、例えばスプロケット１０及びベーンロータ１４を成形すると同時に容易に得ることができる。したがって、油路形成に貫通孔を採用する場合のような難度の高い孔加工を省略できるので、加工コストが低減する。
【００４０】
（第二実施例）
本発明の第二実施例によるを図７に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第二実施例のバルブタイミング調整装置１００には、フロントプレート１３とベーンロータ１４との間に付勢手段であるコイルスプリング１０２が介装されている。コイルスプリング１０２の一端部は、フロントプレート１３に係止されている。コイルスプリング１０２の他端部は、ベーンロータ１４の反カムシャフト側に固定された係止部材１０４に係止されている。コイルスプリング１０２の付勢力は、ハウジング部材１８（フロントプレート１３）に対しベーンロータ１４を進角方向Ｙに回転させるトルクとして働いている。コイルスプリング１０２がベーンロータ１４に加える進角方向Ｙのトルク（以下、スプリングトルクという）は、ベーンロータ１４がハウジング部材１８に対し最遅角位置にあるとき最大となり、進角方向Ｙに向かうに従って小さくなるように設定されている。また、コイルスプリング１０２がベーンロータ１４に加えるスプリングトルクの大きさは、ハウジング部材１８に対するベーンロータ１４の相対回動位置にかかわらず、負荷トルクの回転角平均の大きさよりも大きくなるように設定されている。
【００４１】
このようにバルブタイミング調整装置１００では、カムシャフト２及びベーンロータ１４に作用してベーンロータ１４の相対回転を生むトルクとして、スプリングトルクが加わる。そして、ベーンロータ１４の相対回転を生む全トルクのうち、遅角油圧室及び進角油圧室の油圧によるトルクを除くスプリングトルク及び負荷トルクについて、それらスプリングトルク及び負荷トルクの合成トルクの回転角平均は、図８に示すように進角方向Ｙに偏ることとなる。本実施例では、スプリングトルク及び負荷トルクの合成トルクの回転角平均が平均トルクＴ_aveに相当し、進角方向Ｙが平均トルクＴ_aveの向きに相当する。
【００４２】
さらにバルブタイミング調整装置１００では、回転方向において隣り合う遅角油路８４、８５、８６、８７間の各角度間隔と、回転方向において隣り合う進角油路９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂ間の各角度間隔とが、第一実施例における条件（i）、（ii）、（iv）と同様な条件、並びに下記の条件（iii’）を満たすように設定されている。
（iii’）平均トルクＴ_aveの向きとは逆方向の遅角方向Ｘにベーンロータ１４の相対回転を許容する最進角位置に対応した第二角度φは、第一角度θよりも大きい。
【００４３】
そしてバルブタイミング調整装置１００では、平均トルクＴ_aveの向きとは逆方向となる遅角方向Ｘへベーンロータ１４を相対回転する際に遅角油圧室５１、５２、５３、５４に印加する作動油圧について、平均トルクＴ_aveの向きと一致する進角方向Ｙへベーンロータ１４を相対回転する際に進角油圧室５５、５６、５７、５８に印加する作動油圧よりも高く設定される。
【００４４】
したがってバルブタイミング調整装置１００によると、最進角位置のベーンロータ１４が平均トルクＴ_aveの向きとは逆方向の遅角方向Ｘに相対回転するその初期に、比較的大きく設定可能な第二角度φに応じて進角油路９２ａ、９３ａ、９３ｂとそれぞれに直近の遅角油路８４、８５、８６との角度間隔を拡げることが可能である。そのため、ベーンロータ１４の遅角方向Ｘへの相対回転時に遅角油圧室５１、５２、５３を高圧にするようにしても、固定軸部端面１６ａとスプロケット外壁面１０ａとの間のクリアランスにより油路９２ａ、８４間、油路９３ａ、８５間、並びに油路９３ｂ、８６間で作動油が漏れることを抑制できる。
【００４５】
さらにバルブタイミング調整装置１００によると、ベーンロータ１４が最遅角位置にあるときの、進角油路９２ａ、９３ａ、９３ｂとそれぞれに直近の遅角油路８５、８６、８７との角度間隔を（すなわち第一角度θ）を比較的小さく設定可能である。よって本実施例においても、ベーンロータ１４の最遅角位置と最進角位置との間の角度間隔を可及的に拡げて、ハウジング部材１８に対するベーンロータ１４の位相変化幅を大きく確保できる。
【００４６】
以上説明した上記複数の実施例では、互いに摺接する固定軸部１６の端面１６ａと摺接壁部たるスプロケット１０の外壁面１０ａとのうち、端面１６ａに進角流路としての進角油路９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂの形成溝９０、９１が設けられ、外壁面１０ａに遅角流路としての遅角油路８４、８５、８６、８７の形成溝８０、８１、８２、８３が設けられている。これに対し、固定軸部の端面に遅角流路の形成溝を設け、摺接壁部の壁面に進角流路の形成溝を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の２つの作動状態を示す断面図（Ａ）、（Ｂ）である。
【図２】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置を示す断面図であって、図３のII−II線断面図である。
【図３】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置を示す断面図であって、図１（Ａ）のIII−III線断面図である。
【図４】図２のカムシャフト及びベーンロータに作用するトルクについて説明するための特性図である。
【図５】図２のスプロケットを示す側面図である。
【図６】図２のベーンロータを示す側面図である。
【図７】本発明の第二実施例によるバルブタイミング調整装置を示す断面図であって、図３に対応する図である。
【図８】図７のカムシャフト及びベーンロータに作用するトルクについて説明するための特性図である。
【符号の説明】
１、１００バルブタイミング調整装置
２カムシャフト（従動軸）
１０スプロケット（摺接壁部）
１０ａスプロケットの外壁面（摺接壁部の壁面）
１１シューハウジング（覆壁部）
１４ベーンロータ
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄベーン
１６固定軸部
１６ａ固定軸部の端面
１８ハウジング部材
５１、５２、５３、５４遅角油圧室（遅角室）
５５、５６、５７、５８進角油圧室（進角室）
８０、８１、８２、８３溝（遅角流路を形成する溝）
８４、８５，８６，８７遅角油路（遅角流路）
９０ａ、９０ｂ、９１ａ、９１ｂ溝端部（進角流路を形成する溝）
９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂ進角油路（進角流路）
１０２コイルスプリング
Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃、Ｑ₄ 油路軸線（流路軸線）
Ｔ_ave 平均トルク
Ｘ遅角方向
Ｙ進角方向
θ 第一角度
φ 第二角度

Claims

吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を開閉駆動する従動軸に内燃機関の駆動軸の駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、前記少なくとも一方の弁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、
前記従動軸と一体に回転するベーンロータであって、前記従動軸の一端部側に同軸上に固定される固定軸部と、回転方向に間隔をおいて前記固定軸部から径方向外側に突出する複数のベーンとを有するベーンロータと、
前記駆動軸の前記駆動トルクにより回転するハウジング部材であって、所定角度範囲において相対回動可能に前記従動軸の外周に支持され前記固定軸部の端面に壁面が摺接する摺接壁部と、前記摺接壁部と共に前記ベーンロータを覆い前記ベーンの回転方向両側に遅角室及び進角室を形成する覆壁部とを有するハウジング部材と、
を備え、
前記遅角室に作動流体を供給することで前記ハウジング部材に対し前記ベーンロータを遅角側に相対回転させる遅角流路が、前記固定軸部の前記端面と前記摺接壁部の前記壁面との一方を径方向に延伸する溝により形成され、
前記進角室に作動流体を供給することで前記ハウジング部材に対し前記ベーンロータを進角側に相対回転させる進角流路が、回転方向に並ぶ前記遅角流路の間に開口し前記固定軸部の前記端面と前記摺接壁部の前記壁面との他方を径方向に延伸する溝により形成され、
前記ハウジング部材に対し前記ベーンロータが最遅角位置にあるとき少なくとも一つの前記進角流路の流路軸線とそれに直近となる前記遅角流路の流路軸線とがなす角度を第一角度と規定し、前記ハウジング部材に対し前記ベーンロータが最進角位置にあるとき前記少なくとも一つの進角流路の流路軸線とそれに直近となる前記遅角流路の流路軸線とがなす角度を第二角度と規定し、前記ベーンロータの前記ハウジング部材に対する相対回転を生む全トルクのうち前記遅角室及び前記進角室の流体圧によるトルクを除いたものの平均を平均トルクと規定すると、前記平均トルクの向きが前記ハウジング部材に対する前記ベーンロータの遅角方向に一致し、前記第一角度が前記第二角度よりも大きく設定されていることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を開閉駆動する従動軸に内燃機関の駆動軸の駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、前記少なくとも一方の弁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、
前記従動軸と一体に回転するベーンロータであって、前記従動軸の一端部側に同軸上に固定される固定軸部と、回転方向に間隔をおいて前記固定軸部から径方向外側に突出する複数のベーンとを有するベーンロータと、
前記駆動軸の前記駆動トルクにより回転するハウジング部材であって、所定角度範囲において相対回動可能に前記従動軸の外周に支持され前記固定軸部の端面に壁面が摺接する摺接壁部と、前記摺接壁部と共に前記ベーンロータを覆い前記ベーンの回転方向両側に遅角室及び進角室を形成する覆壁部とを有するハウジング部材と、
を備え、
前記遅角室に作動流体を供給することで前記ハウジング部材に対し前記ベーンロータを遅角側に相対回転させる遅角流路が、前記固定軸部の前記端面と前記摺接壁部の前記壁面との一方を径方向に延伸する溝により形成され、
前記進角室に作動流体を供給することで前記ハウジング部材に対し前記ベーンロータを進角側に相対回転させる進角流路が、回転方向に並ぶ前記遅角流路の間に開口し前記固定軸部の前記端面と前記摺接壁部の前記壁面との他方を径方向に延伸する溝により形成され、
前記ハウジング部材に対し前記ベーンロータが最遅角位置にあるとき少なくとも一つの前記進角流路の流路軸線とそれに直近となる前記遅角流路の流路軸線とがなす角度を第一角度と規定し、前記ハウジング部材に対し前記ベーンロータが最進角位置にあるとき前記少なくとも一つの進角流路の流路軸線とそれに直近となる前記遅角流路の流路軸線とがなす角度を第二角度と規定し、前記ベーンロータの前記ハウジング部材に対する相対回転を生む全トルクのうち前記遅角室及び前記進角室の流体圧によるトルクを除いたものの平均を平均トルクと規定すると、前記平均トルクの向きが前記ハウジング部材に対する前記ベーンロータの進角方向に一致し、前記第二角度が前記第一角度よりも大きく設定されていることを特徴とするバルブタイミング調整装置。