JPH10159515A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルブタイミング可変機構の小型化に伴って
そのロックピン自体も小型化される場合であれ、その誤
作動を的確に回避することのできるバルブタイミング制
御装置を提供する。 【解決手段】 ロックピン３３の周囲に設けられた係止
解除用の２つの圧力室３４ａ，７３には、第１油圧室３
０を介して供給される油圧と、第２油圧室３１を介して
供給される油圧とが、独立に作用する。ロックピン３３
は、それら２つの圧力室３４ａ，７３には各々対応して
「ａの面積＞Ａの面積」となる異なる面積の受圧面ａ，
Ａを有する。エンジン始動時及び停止時には、受圧面積
の小さい受圧面Ａに対応した一方の油圧室３１のみに油
圧を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の気筒に
設けられた吸気バルブ又は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ためのバルブタイミング
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の気筒に設けられた
吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期、即ちバルブタイ
ミングを変更可能とする制御装置が種々提案されてい
る。（例えば、実開平２−５０１０５号公報に開示され
た「弁開閉時期制御装置」等）。図９に、こうした従来
のバルブタイミング制御装置におけるバルブタイミング
可変機構の一例を示している。

【０００３】同図に示すように、このバルブタイミング
可変機構９０は、内周部に形成された突状部９１１間に
油圧室９１２を有するタイミングプーリ９１と、油圧室
９１２に配置される羽根（ベーン）９２１を備える。
又、タイミングプーリ９１はタイミングベルトを介して
クランクシャフトと連結され、羽根車９２にはカムシャ
フト９４が連結されている。

【０００４】又、一部の突状部９１１は半径方向に延び
る長孔９１３を有しており、長孔９１３内にはバネ９５
１によってタイミングプーリ９１の軸心方向に付勢され
ているロックピン９５が収容されている。一方、羽根車
９２は、ロックピン９５が係合される係止孔９２２を有
しており、この係止孔９２２の軸心側には、ロックピン
９５を係止孔９２２から開放するために油圧室９１２に
供給される油圧を伝達する油通路９２３が接続されてい
る。

【０００５】従って、油圧が発生しておらず、エンジン
始動時には、ロックピン９５はバネ９５１によって軸心
方向に付勢され係止孔９２２に係合している。やがて、
十分な油圧が得られるようになると、ロックピン９５に
は油圧が供給されるので、ロックピン９５は付勢力に抗
して係止孔９２２から開放される。

【０００６】そして、前記油圧室９１２内において、羽
根９２１の左右いずれか一方の区画における油圧が他方
の区画における油圧よりも高くなると、羽根９２１は油
圧の低い油圧室９３へ向かって移動し、タイミングプー
リ９１と羽根車９２は相対回動する。このバルブタイミ
ング可変機構９０においては、タイミングプーリ９１は
クランクシャフトによって回転が規制されているため、
羽根車９２がタイミングプーリ９１に対して相対的に回
動することとなり、クランクシャフトに対するカムシャ
フト９４の回転位相が変位する。この結果、クランク角
に対するバルブタイミングが進角側、あるいは、遅角側
に変更される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
バルブタイミング制御装置にあっては、機関始動時にお
いて、油圧室９１２に十分な油圧が供給され羽根が相対
回動可能な状態となった時期においてもロックピン９５
にはバネ９５１の付勢力に抗する十分な油圧が供給され
てない場合など、ロックピン９５が完全に解除される前
に羽根車９２１が揺動を始めるような場合には、ロック
ピン９５又は係止孔９２２に損傷を与える恐れがある。

【０００８】又そうかといって、バネ９５１の付勢力を
弱化させる等の手法によりロックピン９５の解除を容易
にした場合には、油圧室９１２に油が十分供給される以
前にロックピン９５が解除されてしまったり、機関停止
時にロックピン９５が確実に係止孔９２２に挿入されな
い等に起因して、機関の始動時に羽根９２１と突状部９
１１との衝突による打音が発生する場合がある。

【０００９】特にバルブタイミング可変機構の小型化に
伴ってロックピン９５自体も小型化され、その係合を解
除するための油圧を作用させる受圧面の受圧面積が縮小
される場合には、こうした問題も深刻である。

【００１０】本発明はこうした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、バルブタイミング
可変機構の小型化に伴って上記ロックピン自体も小型化
される場合であれ、その誤動作を的確に回避することの
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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、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両側に第１及び第２の液室を
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、付勢手段による付勢力に
基づき前記第１及び第２の回転体をそれらの最大若しく
は最小相対回転位相に係止するロック手段と、前記第１
及び第２の液室にそれぞれ対応して、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
ための液圧を同ロック手段に付与する第１及び第２の圧
力室とを備え、機関の始動時及び停止時には前記第１及
び第２の液室のうち前記第１及び第２の回転体を前記ロ
ック手段にて係止された相対回転位相に保持する一方の
液室のみに作動液を供給するとともに、前記第１及び第
２の圧力室のうち該作動液が供給される一方の液室に対
応した圧力室の受圧面積を他方の液室に対応した圧力室
の受圧面積よりも小としたことを要旨とする。

【００１２】同構成によれば、例えば機関始動時、ロッ
ク手段は受圧面積の小さい圧力室の液圧しか受けないた
め、たとえ付勢手段による付勢力が小さくともその係止
状態が誤って解除されることはない。

【００１３】又、機関始動後は、受圧面積の比較的大き
い他方の圧力室の液室も併せ受けることとなるため、そ
れら液圧が付勢手段による付勢力を越える所定値に達し
て以後は、同ロック手段による係止も好適に解除される
ようになる。

【００１４】更に、機関停止時、ロック手段は再び受圧
面積の小さい圧力室の液圧しか受けなくなるため、上記
同様、たとえ付勢手段による付勢力が小さくともその係
止性が阻害されることもない。

【００１５】従って、第１及び第２の回転体の小型化に
伴ってロック手段自身が小型化され、又これを補うべく
付勢手段の付勢力が弱められることがあっても、同ロッ
ク手段の誤作動等は好適に回避されるようになる。

【００１６】なお、受圧面積が小さいとはいえ、機関の
高回転、高負荷時には、前記一方の液室に対応する圧力
室にも、同ロック手段による係止解除状態を維持し得る
十分な液圧が付与される。

【００１７】請求項２に記載の発明においては、前記ロ
ック手段にて係止する前記第１及び第２の回転体の相対
回転位相は、前記カムシャフトの相対位相を最遅角せし
める最小相対回転位相に選ばれるものであり、機関のア
イドル運転時にはこのカムシャフトの相対回転位相を最
遅角せしめる液圧制御が行われることを要旨とする。

【００１８】同構成によれば、上記アイドル運転時等、
第１及び第２の回転体の相対回転位相が最小相対回転位
相に制御され、しかもその対応する液室並びに圧力室に
供給される液圧が低くなるときには、ロック手段により
それら第１及び第２の回転体が係止されるようになる。
そしてこのため、同低液圧時における第１及び第２の回
転体間の不要な回転位相変動やガタツキ等も回避される
ようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る内燃機関の
バルブタイミング制御装置を具体化した実施形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２０】この実施形態では、内燃機関としてのガソ
リンエンジンにおいて、その吸気側カムシャフトに対し
て設けられたバルブタイミング制御装置について説明す
る。図１は、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（同図の左側）に設けら
れたバルブタイミング可変機構（以下「ＶＶＴ」とい
う）１２、及び同ＶＶＴ１２に油を供給するためのオイ
ルポンプ１３（以下、単に「ポンプ」という）、同機構
１２に供給する油圧を調節するためのオイルコントロー
ルバルブ（以下「ＯＣＶ」という）４０等を示す断面図
である。

【００２１】同図に示すように、シリンダヘッド１４の
上端部及びベアリングキャップ１５は、カムシャフト１
１のジャーナル１１ａを回転可能に支持する。カムシャ
フト１１は、その先端部に拡径部１１ｂを有する。拡径
部１１ｂの外周に相対回転可能に設けられたスプロケッ
ト１７は、その外周にタイミングチェーン（図示略）が
掛けられる外歯１７ａを有する。同チェーンは、クラン
クシャフト（図示略）の回転力をスプロケット１７に伝
達する。

【００２２】カムシャフト１１は、その基端側（図１の
右側）に複数のカム（図示略）を有し、それらカムは吸
気バルブ（図示略）の上端部に当接する。カムシャフト
１１の回転に伴って、各カムは吸気バルブを開閉する。

【００２３】拡径部１１ｂ及びスプロケット１７の先端
面に順に取り付けられた側板１８、ハウジング１６、及
びハウジングカバー２０は、ボルト２１によりスプロケ
ット１７に固定され同スプロケット１７と一体に回転す
る。カムシャフト１１の先端面にボルト２２によって取
り付けられた羽根車１９は、図示しないノックピンによ
って同シャフト１１に固定され同シャフト１１と一体に
回転する。

【００２４】図２は図１の２−２線に沿った断面を示す
（尚、図１は図２の１−１線に沿った断面を示す）。同
図に示すように、羽根車１９は、その中央部に位置する
円筒状のボス２３と、同ボス２３を中心に略９０°毎の
間隔をもって形成された４つの羽根（ベーン）２４とを
備える。

【００２５】又、ハウジング１６は、その内側におい
て、中心へ向かって突出し互いに所定の間隔をもって配
置された４つの突状部２５を有する。各突状部２５の間
にそれぞれ形成された凹部は上記羽根車１９の各羽根２
４を収容する。各羽根２４の外周面は各凹部の内周面に
接し、各突状部２５の内周面は、ボス２３の外周面に接
している。

【００２６】図４は各羽根２４の一つを拡大して示し、
図５は図４の５−５線に沿った断面を示す。両図に示す
ように、各羽根２４は、その外周面にそれぞれ形成され
た溝２７を有する。各溝２７内には、シールプレート２
８がそれぞれ配置されている。各シールプレート２８
は、上記突状部２５の間に形成された凹部の内周面に接
している。各シールプレート２８と各溝部２７の底壁と
の間には弾性部材としての板バネ２９がそれぞれ配設さ
れている。各板バネ２９は、各プレート２８を上記凹部
の内周面に向けて押圧している。なお、これらシールプ
レート２８は、羽根２４の外周面とハウジング１６に形
成された凹部の内周面との間を封止するための封止部材
に相当する。

【００２７】一方ハウジングカバー２０（図１）は、ハ
ウジング１６及び羽根車１９の先端側面を覆っている。
各羽根２４は、このカバー２０、ハウジング１６の凹部
２６、ボス２３、及び側板１８（図１、図５）によって
囲まれた４つの空間を各々２つの油圧室３０，３１（図
２、図４）に区画する。スプロケット１７の回転方向
（図２において矢印で示す）と逆方向（以下、この方向
を「遅角方向」という）の側に位置する第１油圧室３０
には、バルブタイミングを進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「進角方向」とい
う）の側に位置する第２油圧室３１には、バルブタイミ
ングを遅らせる際に油が供給される。

【００２８】又、図１，図２に示すように、羽根２４の
一つは、断面円形状をなしカムシャフト１１の軸方向に
沿って延びる貫通孔３２を有する。貫通孔３２内に移動
可能に設けられたロックピン３３は、その内部に収容孔
３３ａを有する。この収容孔３３ａ内に設けられたバネ
３５は、同ピン３３を側板１８に形成された係止孔３４
に向けて付勢する。ロックピン３３が係止孔３４に係合
することにより、ハウジング１６に対する羽根車１９の
位置は、図２に示すように、各第１油圧室３０側の羽根
２４の側面が、各突状部２５と密着する位置に固定され
る。これにより、羽根車１９と側板１８との間の相対的
な回転が規制され、カムシャフト１１とスプロケット１
７とが一体に回転する。

【００２９】図６は、図２の６−６線に沿った断面拡大
図であり、羽根車１９とハウジング１６との相対回動を
ロックピン３３によって規制及び規制解除するための機
構（以下ロックピン機構という）８２を示す。羽根車１
９に備えられた４枚の羽根の１つには、カムシャフト方
向に向かって同羽根を貫通するロックピン収容孔８１が
設けられている。該ロックピン収容孔８１においては、
ハウジングカバー２０側の口径が側板１８側より大き
く、途中段差を形成している。ロックピン３３は、円柱
形状の末端部と、末端部より径の小さい円柱形状を有す
る中央部と、中央部と同径の底面を有し、先端に向かっ
て細くなっている円錐台形状の先端部より形成されてい
る。又、その末端部には前記バネ３５が埋設されてお
り、該ロックピン３３に側板１８方向への付勢力を付与
している。ロックピン３３が前記付勢力によって最も側
板１８方向に収容孔８１内を進入した場合、その先端部
には第１圧力室３４ａが残される。

【００３０】同ロックピン３３において、その先端部と
中央部の境には、その境界線に沿って溝７４が形成され
ている。この溝７４は、第１油圧室側油路７１と連絡し
て第１油圧室３０内の油圧を係止孔３４及び第１圧力室
３４ａに伝達する油の径路を形成している。又、ロック
ピン３３の中央部外周に在って、ロックピン収容孔８１
の内壁に沿って形成された空間は、第２油圧室側油路７
２を介してして第２油圧室３１内の油が解除用油圧とし
て供給される第２圧力室７３を形成している。

【００３１】ここで、ロックピン３３の小径をｄとする
と、ロックピン３３が第１圧力室３４ａに供給される油
によって油圧を受ける際、ハウジングカバー２０の方向
へ有効に作用する受圧面ａの受圧面積Ｓａは、 Ｓａ＝πｄ^2／４ として表され（ただし、πは円周率、「^2」は二乗を表
す）、又、同様にロックピン３３が第２圧力室７３に供
給される油によって油圧を受ける際、ハウジングカバー
２０の方向へ有効に作用する受圧面Ａの受圧面積Ｓａ
は、 ＳＡ＝π（Ｄ^2-ｄ^2)／４ として表される。

【００３２】ロックピン３３に作用する油圧作用の大き
さはこれら受圧面の大きさと比例関係にあり、本実施形
態のロックピン３３における受圧面Ａの受圧面積ＳＡ
は、受圧面ａの受圧面積Ｓａよりも小さく形成されてい
る。

【００３３】次に、図１〜図３を併せ参照して、上述し
た各第１油圧室３０及び各第２油圧室３１に対して油の
給排を行うための油通路Ｐについて説明する。シリンダ
ヘッド１４は、その内部に形成された進角側油路３８、
遅角側油路３９を有する。各油路３８，３９は、ＯＣＶ
４０の後述する第１のポート５５及び第２のポート５６
に接続されている。ＯＣＶ４０は、オイルフィルタ４
１、ポンプ１３、オイルストレーナ４２を介してオイル
パン４３に通じている。

【００３４】進角側油路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４５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。同油通路４６の先
端側は、羽根車１９のボス２３の基端側内周部、ボルト
２２、及び側板１８によって区画された環状空間４７に
開口する。図２に示すように、ボス２３の内部、各羽根
２４及び各突状部２５の一部において、放射状に形成さ
れた４つの油孔４８は、環状空間４７と各第１油圧室３
０とを連通し、環状空間４７内に供給された油を各第１
油圧室３０に供給する。

【００３５】一方、遅角側油路３９は、シリンダヘッド
１４の上端部及びベアリングキャップ１５に形成された
油溝５０に通じている。拡径部１１ｂに形成された油孔
５３は、この油溝５０と、側板１８の基端側面と拡径部
１１ｂの先端側面との間に形成された環状の油空間５１
とを連通する。側板１８は、図１、図２に示すように各
突状部２５の側面近傍にて開口する４つの油孔５２を有
する。各油孔５２は、油空間５１と各第２油圧室３１と
を連通し、同油圧室３１内に油空間５１内の油を供給す
る。

【００３６】本実施形態において、進角側油路３８、油
溝４４、油孔４５、油通路４６、環状空間４７、及び各
油孔４８は、各第１油圧室３０に油を供給するための第
１油路Ｐ１を構成し、遅角側油路３９、油溝５０、油孔
５３、油空間５１、及び各油孔５２は、各第２油圧室３
１に油を供給するための第２油路Ｐ２を構成する。各油
路Ｐ１，Ｐ２は油通路Ｐを構成する。

【００３７】前記ＯＣＶ４０は、第１油路Ｐ１及び第２
油路Ｐ２と、ポンプ１３及びオイルパン４３との連通状
態を切り換える。図１に示すように、ＯＣＶ４０を構成
するケーシング５４は、第１〜第５のポート５５〜５９
を有する。第１のポート５５は進角側油路３８に、第２
のポート５６は遅角側油路３９にそれぞれ通じている。
第３及び第４のポート５７，５８はオイルパン４３に、
第５のポート５９はオイルフィルタ４１を介してポンプ
１３の吐出側に通じている。

【００３８】ケーシング５４の内部において往復可能に
設けられたスプール６０は、円柱状をなす４つの弁体６
１を有する。電磁ソレノイド６２は、スプール６０を図
１に示す「遅角位置」と、図３に示す「進角位置」との
間で移動させる。ケーシング５４内に設けられたバネ６
４は、スプール６０を「遅角位置」側へ向けて付勢す
る。

【００３９】電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）６
５は、電磁ソレノイド６２駆動態様をデューティ制御す
る。すなわちＥＣＵ６５は、電磁ソレノイド６２の駆動
態様を１００％のデューティ比で駆動することにより、
スプール６０の位置を「進角位置」に保持する。これに
より、図３に示すように、進角側油路３８は第１のポー
ト５５及び第５のポート５９を介してポンプ１３の吐出
側に接続され、遅角側油路３９は第２のポート５６及び
第４のポート５８を介してオイルパン４３に接続され
る。その結果、各第１油圧室３０内には第１油路Ｐ１を
通じて油が供給される一方で、各第２油圧室３１内の油
は第２油路Ｐ２を通じてオイルパン４３に戻される。

【００４０】又ＥＣＵ６５は、電磁ソレノイド６２に対
する通電を停止（デューティ比が０％）することによ
り、スプール６０の位置を「遅角位置」に保持する。こ
れにより、図１に示すように、遅角側油路３９が第２の
ポート５６及び第５のポート５９を介してポンプ１３の
吐出側に接続される一方で、進角側油路３８が第１のポ
ート５５及び第３のポート５７を介してオイルパン４３
に接続される。その結果、各第２油圧室３１内には第２
油路Ｐ２を通じて油が供給される一方で、各第１油圧室
３０内の油は第１油路Ｐ１を通じてオイルパン４３に戻
される。

【００４１】更にＥＣＵ６５は、電磁ソレノイド６２を
５０％のデューティ比で駆動することにより、スプール
６０の位置を「保持位置」に保持する。これにより、ス
プール６０の弁体６１は、第１及び第２のポート５５，
５６を閉塞する。その結果、第１油圧室３０及び第２油
圧室３１に対する油の供給及び排出は行われず、各油圧
室３０，３１の油圧は現状の状態に保持される。

【００４２】ＥＣＵ６５に接続された回転数センサ６６
及び吸気圧センサ６７はそれぞれ、エンジンの回転数、
及び吸気圧力を検出する。ＥＣＵ６５に接続されたクラ
ンク角センサ６８及びカム角センサ６９はそれぞれ、ク
ランクシャフト（図示略）及びカムシャフト１１の回転
位相を検出する。ＥＣＵ６５は各センサ６６〜６９から
入力される検出信号に基づき、エンジンの運転状態に適
合するカムシャフト１１の目標回転位相（目標バルブタ
イミング）を算出し、且つ同カムシャフトの実回転位相
（実バルブタイミング）を検出する。そしてＥＣＵ６５
は、これらカムシャフト１１の実回転位相と目標回転位
相との偏差が所定値以下となるようにＯＣＶ４０を制御
する。

【００４３】次に、上記のように構成された本実施形態
の動作について説明する。本実施形態によれば、エンジ
ンが始動されると、ポンプ１３によって吸引されたオイ
ルパン４３内の油が同ポンプ１３から第１油路Ｐ１内に
圧送される。これにより、油圧室４９内の油圧が増加
し、ロックピン３３はその油圧によって係止孔３４から
抜ける。その結果、羽根車１９とスプロケット１７との
相対回転が許容された状態となる。そして、吸気バルブ
は、カムシャフト１１の回転により所定のバルブタイミ
ングをもって開閉される。

【００４４】ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブタイミ
ングを進めるために、電磁ソレノイド６２を１００％の
デューディ比で駆動する。その結果、各第１油圧室３０
には油が供給され、各第２油圧室３１内の油はオイルパ
ン４３に戻される。従って、各第１油圧室３０内の油圧
が各第２油圧室３１内の油圧よりも相対的に増加するた
め、各羽根２４には前記「進角方向」の回転力が作用す
る。そして、この回転力により羽根車１９はスプロケッ
ト１７に対して「進角方向」に相対的に回転し、カムシ
ャフト１１の回転位相がスプロケット１７の回転位相に
対して相対的に進角されることにより、吸気バルブのバ
ルブタイミングが現状よりも進められる。本実施形態に
おいて、羽根車１９がスプロケット１７に対して「進角
方向」に相対回転し、各羽根２４が各突状部２５に当接
した状態となると、バルブタイミングは最も進んだ状態
となる。

【００４５】これに対して、ＥＣＵ６５は、吸気バルブ
のバルブタイミングを遅らせるために、電磁ソレノイド
６２に対する通電を停止する（デューティ比が０％）。
この結果、各第２油圧室３１には油が供給され、各第１
油圧室３０内の油はオイルパン４３に戻される。従っ
て、各第２油圧室３１内の油圧が各第１油圧室３０内の
油圧よりも相対的に増加するため、各羽根２４には前記
「遅角方向」の回転力が作用する。そして、この回転力
により羽根車１９はスプロケット１７に対して「遅角方
向」に相対的に回転し、カムシャフト１１の回転位相が
スプロケット１７の回転位相に対して相対的に遅角され
ることにより、吸気バルブのバルブタイミングが現状よ
りも遅らせられる。本実施形態において、羽根車１９が
スプロケット１７に対して「遅角方向」に相対回転し、
各羽根２４が各突状部２５に当接した状態となると、バ
ルブタイミングは最も遅れた状態となる。

【００４６】ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブタイミ
ングを現状のバルブタイミングに保持するために、電磁
ソレノイド６２を５０％のデューティ比で駆動する。こ
の結果、各油圧室３０，３１への油の供給及び各油圧室
３０，３１からの油の排出は行われなくなる。従って、
羽根車１９とスプロケット１７との相対回転は停止する
ため、吸気バルブのバルブタイミングは現状のタイミン
グに保持される。

【００４７】上記のように、ＥＣＵ６５が電磁ソレノイ
ド６２を通電制御することにより、吸気バルブのバルブ
タイミングを最遅角のタイミングと最進角のタイミング
との間で所定のタイミングに連続的（無段階）に変更す
ることができ、更にそのバルブタイミングを保持するこ
とができる。

【００４８】ここで、本実施形態におけるハウジング１
６及び羽根車１９といった両回転体の相対回動規制及び
規制解除機構の動作について図７及び図８を参照して説
明する。

【００４９】図７（ａ）は、エンジン停止時におけるロ
ックピン３３の位置を前述のロックピン機構８２を示す
図６と同方向よりみた断面の概略図、又図７（ｂ）は、
同様にエンジン停止時における羽根車１９とハウジング
１６の相対回転位相を示す概略図である。他方、図８
（ａ）は、エンジン運転時におけるロックピン３３の位
置を前述のロックピン機構８２を示す図６と同方向より
みた断面の概略図、又図８（ｂ）は、同様にエンジン運
転時時における羽根車１９とハウジング１６の相対回転
位相を示す概略図である。

【００５０】図７（ａ）に示すように、エンジン停止時
においては、前記油圧室３０，３１には油圧が供給され
ていないために、前記ロックピン３３はその先端部がバ
ネ３５の付勢力により側板１８上に設けられた係止孔３
４に貫入し、定位置に固定されている。この時、側板１
８上に設けられた前記係止孔３４の定位置は、図７
（ｂ）に示すように、羽根車１９が最遅角位置となるよ
う、すなわち羽根２４とハウジング１６の内壁が、第１
油圧室３０内において向かい合う側面が互いに密着した
状態となるよう配設されている。

【００５１】さて、本実施形態の装置にあって、エンジ
ン始動時には、クランキングの開始に伴い、ＥＣＵ６５
は、先ず第２油圧室３１のみに油圧を供給するようにＯ
ＣＶ４０を制御する。これにより、同油圧室３１と直接
連結した油路７２を介し同等の油圧が前記ロックピン機
構８２内の第２圧力室７３に伝達される。ここで、本実
施形態にあっては上述のように、第２油圧室３１内に油
が満たされ、且つ同油圧室内の油圧が充分高まった状態
になるまで前記受圧面Ａのロックピン３３を解除するた
めに十分な油圧がロックピン３３に作用しにくいよう
に、当該ロックピン３３の前記受圧面Ａの受圧面積ＳＡ
が前記受圧面ａの受圧面積Ｓａに比べ相対的に小さく形
成されている。そしてこの受圧面積ＳＡは、該エンジン
の始動時に第２油圧室３１に供給される油圧のみではバ
ネ３５の付勢力に打ち勝つだけの圧力が得られないよう
な面積に設定されている。

【００５２】続いて、第１油圧室３０への油圧の供給が
開始されると、前記と同様に第１油圧室３０と直接連結
された第１圧力室側油路７１を介してロックピン機構８
２内の第２圧力室３４ａに油圧が伝達される。このと
き、この第２圧力室３４ａに面するロックピン３３の受
圧面ａにも併せて同油圧が作用することによって、それ
ら解除用の油圧は、バネ３５の付勢力に打ち勝って確実
に同ロックピン３３を解除できる大きさに達する。又こ
のときには、ハウジング１６内の両油圧室３０，３１に
も充分な油圧が供給されているため、羽根２４が揺動を
起こすこともない。

【００５３】一方、エンジンの運転中には、ＯＣＶの動
作により制御される油圧によって、羽根車１９は適時左
右に回動しており、又図８（ａ）及び８（ｂ）に示すよ
うに、ロックピン３３は、自身が埋設された羽根２４の
両側に位置する両油圧室３０，３１から、前記第１油圧
室側油路７１及び第２油圧室側油路７２を介して供給さ
れる油圧により継続的に規制解除された状態に維持され
ている。

【００５４】又、エンジン停止時においては、先ず第２
油圧室３１内の油圧を高く保持した状態で、第１油圧室
３０内への油圧供給が停止される。このため図７（ｂ）
に示すように、羽根車１９とハウジング１６の相対回転
位相は羽根２４にかかる第２油圧室３１側からのみの油
圧によって、前述したエンジン始動時の定位置に固定さ
れる。そしてこのとき、ロックピン３３は再び受圧面Ａ
のみが油圧を受けるようになるため、その解除圧力がバ
ネ３５の付勢力を下まわり、その先端部は規制位置に貫
入される（図７（ａ））。

【００５５】このように、一連のロックピン３３の規制
及び規制解除動作が上述のロックピン機構８２の構成に
より確実に行われる。以上説明したように、本実施形態
によれば以下に列記する効果が奏せられるようになる。

【００５６】（ａ）本実施形態において、エンジン始動
時には、先ず第２油圧室３１に油圧が供給される。従っ
て、ロックピン３３が解除される前に羽根車１９に回動
力が発生することが防止される。

【００５７】（ｂ）本実施形態において、エンジン停止
時には、先ず第２油圧室３１に油圧が供給された状態で
第１油圧室３０の油圧供給を停止させる。従って、羽根
車１９とハウジング１６の位相が確実に相対回動規制の
所定位置に戻された後に、前記ロックピン３３による規
制が実現される。

【００５８】（ｃ）例えばエンジンの高回転・高負荷運
転時には、エンジン性能を高めるために、ＶＶＴ１２が
最遅角となるようＯＣＶ４０を制御するが、その際ＶＶ
Ｔ１２に供給される油圧は十分に高いため、受圧面積の
小さい受圧面のみへの解除油圧の供給によってもロック
ピン３３の規制解除状態は好適に維持される。

【００５９】（ｄ）例えばアイドリング時のように、Ｖ
ＶＴ１２に供給される油圧が低いときには羽根車１９と
ハウジング１６との相対回転位相を最遅角に制御するこ
とによりロックピン３３によるそれら相対回転の規制が
行われ、羽根車１９とハウジング１６との間の不要な回
転位相変動やガタツキ等も回避される。

【００６０】なお、この発明を以下のように変更して具
体化することも可能である。 （１）ロックピン機構８２は、複数の異なる羽根２４内
に配設してもよい。 （２）ロックピン機構８２は、ハウジング１６の突状部
２５内に配設してもよい。

【００６１】（３）前記実施形態のＶＶＴ１２を構成す
る上記シールプレート２８に相当する封止部材は、ハウ
ジング１６の突状部２５と羽根車１９のボス２３との摺
接面に設けてもよい。

【００６２】（４）封止部材は、ハウジング１６の凹部
と羽根２４との摺接面及び前記ハウジング１６の突状部
２５と羽根車１９のボス２３との摺接面の両方に設けて
もよい。

【００６３】（５）羽根車１９が有する羽根２４の数
は、３以下、又は５以上でもよい。 （６）本実施形態においてはハウジング１６はスプロケ
ット１７に、羽根車１９はカムシャフト１１にそれぞれ
固定され連動するとしたが、異なる組合わせとして羽根
車１９がスプロケット１７に、そしてハウジング１６が
カムシャフト１１にそれぞれ固定され連動する機構とす
ることもできる。

【００６４】（７）本実施形態では、ＶＶＴ１２を吸気
側カムシャフト１１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１１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。

【００６５】例えば、ＶＶＴ１２を同様に吸気側カムシ
ャフト１１側に設けるとともに、同吸気側カムシャフト
１１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１１（ＶＶＴ１２が設け
られて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。

【００６６】或いは、ＶＶＴ１２を排気側カムシャフト
の側に設けるとともに、吸気側カムシャフト１１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の回転位相を変更制御するようにし
てもよい。

【００６７】又、同様にＶＶＴ１２を排気側カムシャフ
トの側に設けるとともに、同排気側カムシャフトをクラ
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（ＶＶＴ１２が設けられていない側
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。

【００６８】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載した
発明では、例えば機関始動時、ロック手段は受圧面積の
小さい圧力室の液圧しか受けないため、たとえ付勢手段
による付勢力が小さくともその係止状態が誤って解除さ
れることはない。

【００６９】又、機関始動時は、受圧面積の比較的大き
い他方の圧力室の液室も併せ受けることとなるため、そ
れら液圧が付勢手段によるに付勢力を越える所定値に達
して以後は、同ロック手段による係止も好適に解除され
るようになる。

【００７０】更に、機関停止時、ロック手段は再び受圧
面積の小さい圧力室の液圧しか受けなくなるため、上記
同様、たとえ付勢手段による付勢力が小さくともその係
止性が阻害されることもない。

【００７１】従って、第１及び第２の回転体の小型化に
伴ってロック手段自身が小型化され、又これを補うべく
付勢手段の付勢力が弱められることがあっても、同ロッ
ク手段の誤作動等は好適に回避されるようになる。

【００７２】なお、受圧面積が小さいとはいえ、機関の
高回転、高負荷時には、前記一方の液室に対応する圧力
にも、同ロック手段による係止解除状態を維持し得る十
分な液圧が付与される。

【００７３】請求項２に記載した発明では、上記アイド
ル運転時等、第１及び第２の回転体の相対回転位相が最
小相対回転位相に制御され、しかもその対応する液室並
びに圧力室に供給される液圧が低くなるときには、ロッ
ク手段によりそれら第１及び第２の回転体が係止される
ようになる。そしてこのため、同低液圧時における第１
及び第２の回転体間の不要な回転位相変動やガタツキ等
も回避されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる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】図１の２−２線に沿った断面図。

【図３】ＯＣＶの作動様態の一例を示す一部断面図。

【図４】羽根及びシールプレート等を拡大して示す断面
図。

【図５】図４の５−５線に沿った断面図。

【図６】図２の６−６線に沿った拡大断面図。

【図７】エンジン停止時のＶＶＴ及びロックピンの状態
を模式的に示す概略図。

【図８】エンジン運転時のＶＶＴ及びロックピンの状態
を模式的に示す概略図。

【図９】従来のバルブタイミング可変機構の一例を示す
断面図。

【符号の説明】

１２…ＶＶＴ（バルブタイミング可変機構）、１６…ハ
ウジング、１７…スプロケット、１８…側板、１９…羽
根車、２０…ハウジングカバー、２４…羽根、３０…第
１油圧室、３１…第２油圧室、３３…ロックピン、３４
…係止孔、３４ａ…第１圧力室、７３…第２圧力室。

Claims (2)

【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
   ベーンの両側に第１及び第２の液室を形成し、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、 付勢手段による付勢力に基づき前記第１及び第２の回転
   体をそれらの最大若しくは最小相対回転位相に係止する
   ロック手段と、 前記第１及び第２の液室にそれぞれ対応して、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同ロック手段に付与する第１及び
   第２の圧力室と、 を備え、機関の始動時及び停止時には前記第１及び第２
   の液室のうち前記第１及び第２の回転体を前記ロック手
   段にて係止された相対回転位相に保持する一方の液室の
   みに作動液を供給するとともに、前記第１及び第２の圧
   力室のうち該作動液が供給される一方の液室に対応した
   圧力室の受圧面積を他方の液室に対応した圧力室の受圧
   面積よりも小とした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、 前記ロック手段にて係止する前記第１及び第２の回転体
   の相対回転位相は、前記カムシャフトの相対回転位相を
   最遅角せしめる最小相対回転位相に選ばれるものであ
   り、 機関のアイドル運転時にはこのカムシャフトの相対回転
   位相を最遅角せしめる液圧制御が行われることを特徴と
   する内燃機関のバルブタイミング制御装置。