JP2002180808A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Abstract
位置で確実に拘束するとともに駆動軸系と従動軸系との
相対回動の拘束時に生ずる打音の発生を抑制するバルブ
タイミング調整装置を提供する。 【解決手段】 シューハウジング12に対するベーンロ
ータ15の相対回動方向と垂直な軸心をもつストレート
穴とその深部側に形成され深部側が縮径しているテーパ
穴とによりストッパピストン31を係止するための拘束
穴14dを構成することにより、テーパ穴とストッパピ
ストン31とのくさび効果により駆動軸系と従動軸系と
の相対回動を所定角度位置で拘束するとともに打音の発
生を抑制することができる。
Description
「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。
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。
イミングプーリ、チェーンスプロケット等の駆動軸系と
カムシャフト等の従動軸系との相対回動を所定の相対回
動位置にあるとき拘束する技術が特開平1−92504
号公報に開示されている。この公報に開示された技術に
よると、駆動軸系のロータに対して従動軸系のベーンが
所定の相対回動位置にあるとき、ロータに設けられた2
つの穴のいずれかにベーンに設けられたノックピンを進
入させ、ロータとベーンとの相対回動を拘束する。しか
し、この公報に開示された技術によると、ロータに設け
られた2つの穴とノックピンとのクリアランスが適正で
なければ、ノックピンが穴に嵌合できなかったり嵌合時
に打音が発生したりする一方、穴とノックピンとの摩耗
により穴とノックピンとのクリアランスは徐々に大きく
なるおそれがあるという問題がある。
581号の公報に開示されている。この公報に開示され
た技術によると、上記ノックピンに相当するストッパピ
ストンとストッパ穴との嵌合部分をテーパ状に形成する
ことによりくさび効果による強固な拘束力を確保し、嵌
合時の打音の発生を抑止し、ストッパピストンとストッ
パ穴とのクリアランスの変動やばらつきによって生ずる
相対回動の拘束位置の変動を防止している。
3581号の上記公報に開示された技術によると、スト
ッパピストンが設けられたベーンとストッパ穴が設けら
れたハウジングとはハウジングに対してベーンが相対回
動する方向と垂直でない斜面同士の当接により拘束され
ているため、大きな外乱要因がストッパピストンとスト
ッパ穴壁面との接触部分に作用したり、ストッパピスト
ンとストッパ穴壁面との接触部分の摩擦係数が極端に小
さくなったりすると、ストッパピストンがストッパ穴か
ら滑り抜け、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を拘束できなくなるおそれ
がある。
の相対回動を所定角度位置で確実に拘束するとともに駆
動軸系と従動軸系との相対回動の拘束時に生ずる打音の
発生を抑制するバルブタイミング調整装置を提供するこ
とを目的とする。
ると、ハウジング部材に対するベーン部材の相対回動方
向と垂直な軸心をもつストレート穴とその深部側に形成
され深部側が縮径しているテーパ穴とにより拘束ピンを
係止するための穴を構成することにより、テーパ穴と拘
束ピンとのくさび効果により駆動軸系と従動軸系との相
対回動を所定角度位置で拘束するとともに打音の発生を
抑制することができる。外乱または摩擦係数低下の影響
により拘束ピンがテーパ穴から退出したとしても、スト
レート穴壁面が拘束ピン外壁面に及ぼす垂直抗力により
ストレート穴に拘束ピンを係止することができるため、
駆動軸系と従動軸系との相対回動を所定角度範囲で確実
に拘束することができる。請求項2記載の発明による
と、拘束ピンの先端部が面取りされているため、拘束ピ
ンはストレート穴及びテーパ穴に滑らかに進入すること
ができる。請求項3記載の発明によると、拘束ピンの外
径はストレート穴に当接する部分においてピン駆動手段
と摺接する部分より小さいため、拘束ピンが穴に当接し
て変形しても拘束ピンとピン駆動手段との摺動作動が不
良化しない。
部材に対するベーン部材の相対回動方向と垂直な軸心を
もつストレート穴に進入させる拘束ピンに互いに太さの
異なる第一柱状部及び第二柱状部を形成し、二段階でハ
ウジング部材に対するベーン部材の相対回動を確実に拘
束する。すなわち、第二柱状部より細い第一柱状部をス
トレート穴に進入させることによりハウジング部材に対
するベーン部材の相対回動を所定角度範囲に拘束した
後、従動軸に作用する負荷の変動によりその角度範囲内
でベーン部材がハウジング部材に対して相対回動する間
に、第一柱状部より太い第二柱状部をストレート穴に容
易に進入させることができるため、第一段階としてハウ
ジング部材に対するベーン部材の相対回動を若干許容し
た状態で駆動系と従動系との間に確実に所定範囲の位相
差を設定し、第二段階として駆動系と従動系との間に目
標とする位相差を設定することができるとともに、第二
柱状部とストレート穴とのクリアランスを小さく設定し
て打音の発生を抑制することができる。また、大きな外
乱要因が拘束ピンとストレート穴壁面との接触部分に作
用したり、拘束ピンとストレート穴壁面との接触部分の
摩擦係数が極端に小さくなった場合であっても、ストレ
ート穴壁面が第一柱状部及び第二柱状部に及ぼす抗力に
よりストレート穴に拘束ピンを係止するため、位相差の
確実な制御が可能となる。
状部と前記第二柱状部との間に円錐台側面を形成してい
るテーパ部を有するため、拘束ピンはストレート穴に滑
らかに進入することができる。請求項6記載の発明によ
ると、拘束ピンの先端部が面取りされているため、拘束
ピンはストレート穴に滑らかに進入することができる。
請求項7記載の発明によると、拘束ピンは前記ストレー
ト穴の底部に先端部が当接することでストレート穴への
進入深さが制限されるため、拘束ピンの進入深さの経年
変化を抑制することが容易であり、また拘束ピンの進入
深さを制限する構成を簡素化できる。
外径は前記第二柱状部において前記ピン駆動手段と摺接
する部分より小さいため、拘束ピンが穴に当接して変形
しても拘束ピンとピン駆動手段との摺動作動が不良化し
ない。請求項9記載の発明によると、ハウジング部材に
対するベーン部材の相対回動方向と垂直な軸心をもつ穴
に進入させる拘束ピンに互いに太さの異なる先端部及び
基端部を形成し、これらの外壁で段付き外壁面を形成す
ることにより、二段階でハウジング部材に対するベーン
部材の相対回動を確実に拘束する。すなわち、基端部よ
り細い先端部を穴に進入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相対回動を所定角度範囲に拘束
した後、従動軸に作用する負荷の変動によりその角度範
囲内でベーン部材がハウジング部材に対して相対回動す
る間に、先端部より太い基端部を穴に容易に進入させる
ことができるため、第一段階としてハウジング部材に対
するベーン部材の相対回動を若干許容した状態で駆動系
と従動系との間に確実に所定範囲の位相差を設定し、第
二段階として駆動系と従動系との間に目標とする位相差
を設定することができるとともに、基端部と穴とのクリ
アランスを小さく設定して打音の発生を抑制することが
できる一方、段差を利用して先端部と穴とのクリアラン
スを大きく設定して先端部を穴に容易に進入させること
ができる。また、先端部と基端部との間に段差を設けて
いるため、ハウジング部材に対するベーン部材の相対回
動を所定角度範囲に拘束するときの拘束ピンの穴への進
入深さ、及び、ハウジング部材に対するベーン部材の相
対回動を所定角度位置に拘束するときの拘束ピンの穴へ
の進入深さが製造上のばらつきによって変動しにくい。
尚、拘束ピンと穴とが当接する部分の組み合わせは、
(1) 拘束ピン側及び穴側の双方がテーパ状、(2) 拘束ピ
ン側がテーパ状で穴側がストレート状、(3) 拘束ピン側
が柱体状で穴側がストレート状、又は、(4) 拘束ピン側
が柱体状で穴側がストレート状のいずれを採用した場合
であっても、従動軸に作用する負荷の変動により拘束ピ
ンが穴から抜け出ないように各部材の形状を設定するこ
とは可能である。
ンは穴の底部に先端部が当接することで穴への進入深さ
が制限されるため、拘束ピンの進入深さの経年変化を抑
制することが容易であり、また拘束ピンの進入深さを制
限する構成を簡素化できる。請求項15に記載の発明に
よると、拘束ピンの外径は基端部においてピン駆動手段
と摺接する部分より小さいため、拘束ピンが穴に当接し
て変形しても拘束ピンとピン駆動手段との摺動作動が不
良化しない。
複数の実施例を図に基づいて説明する。尚、以下の実施
例においては排気弁のバルブタイミング調整装置を中心
に説明するが、吸気弁を開閉駆動するカムシャフトとク
ランクシャフトとの位相を制御する吸気弁のバルブタイ
ミング調整装置に本発明を適用できることは当然であ
る。 (第1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、排気弁
のバルブタイミングを制御するものである。
あるハウジングカバー10は、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同期回転するプーリ1
8とボルト20により結合されており、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、プーリ18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、プーリ18に対
し所定の位相差をおいて回動可能である。ハウジングカ
バー10及びカムシャフト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。
12及びベーンロータ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1
7はハウジングカバー10とシューハウジング12及び
ベーンロータ15との間からの油漏れを防止している。
ハウジングカバー10、シューハウジング12及び中間
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。
ング部材の他方の側壁であるフロントプレート14とか
らなり一体又は別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、12d
を有している。シュー12a、12b、12c、12d
の周方向の4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、15dを収容する扇
状の収容室50が形成されており、シュー12a、12
b、12c、12dの内周面は断面円弧状に形成されて
いる。
ーンロータ15は周方向にほぼ等間隔にベーン15a、
15b、15c、15dを有し、ベーン15a、15
b、15c、15d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及びブッシュ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。
受ける負荷トルクは図3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1
2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1
5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。
容穴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に拘束ピンとしてのストッパ
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。ガイドリング30は、特許請求の範
囲に記載されたピン駆動手段のうち、ストッパピストン
31を往復摺動自在に支持する要素を構成する。ストッ
パピストン31はフロントプレート14に形成された穴
14dに出入り可能である。
トン31はフロントプレート14側から小径部31b、
中径部31c、大径部31dを形成している段付きの柱
体状に形成されている。図4に示すように大径部31d
及び中径部31cはガイドリング30の内周壁に摺動自
在に支持されている。
より大きく、中径部31cは穴14dに進入しない。小
径部31bの外径は穴14dの最大内径より小さくかつ
穴14dの最小内径より大きい。小径部31bが滑らか
に穴14dに進入することができるように小径部31b
の先端部を面取りしてテーパ面31aを形成することが
望ましい。
壁面14c及びテーパ状壁面14bにより形成されてい
る。尚、本実施例ではフロントプレート14の壁面によ
り穴14dを形成しているが、フロントプレート14に
リング状のブシュを埋設し、このブシュの内周壁面によ
り穴を形成しても良い。円筒状壁面14cは特許請求の
範囲に記載されたストレート穴を形成し、テーパ状壁面
14bは特許請求の範囲に記載されたテーパ穴を形成す
る。円筒状壁面14cにより形成されるストレート穴と
テーパ状壁面14bにより形成されるテーパ穴とは同軸
に形成され、それぞれの軸心は駆動側回転体及び従動側
回転体の回転軸と平行である。すなわち、ストレート穴
及びテーパ穴の軸心はベーンロータ15の相対回動方向
と垂直である。
周方向位置により、駆動側回転体と従動側回転体の相対
回動を拘束する位相が決まる。本実施例では、排気弁の
バルブタイミングを調整し、エンジン始動時における排
気弁と吸気弁との開弁オーバーラップ期間を短くするた
め、図5(A)に示すように、ベーン15aがシュー1
2aに当接する最進角位置でストッパピストン31が穴
14dに進入すると小径部31bの外壁面がテーパ状壁
面14bに当接するように穴14dの周方向位置を設定
し、ストッパピストン31と穴14dとのくさび効果に
よりベーン15aがシュー12aに当接する位置でシュ
ーハウジング12に対してベーンロータ15を拘束す
る。
エンジン始動時における排気弁と吸気弁との開弁オーバ
ーラップ期間を短くする場合、シューハウジングに対し
てベーンロータを最遅角位置で拘束する位置に嵌合穴の
位置を設定すればよい。また、吸気弁のバルブタイミン
グを調整し、エンジン始動後に始動時より遅角側でシュ
ーハウジングに対してベーンロータを拘束しようとする
場合、最進角位置と最遅角位置との中間位置でシューハ
ウジングに対してベーンロータを拘束すればよい。最進
角位置と最遅角位置との中間位置でシューハウジングに
対してベーンロータを拘束する場合、図5(B)に示す
ようにストッパピストン31の軸心と拘束穴14dの軸
心とが同軸に重なる位置でシューハウジング12に対し
てベーンロータ15が拘束される。このときベーンロー
タ15の相対回動はストッパピストン31と拘束穴14
dとのくさび効果によりクリアランス0の嵌合で拘束さ
れる。
さdは0.2mm以上10mm以下であることが望まし
く、1.5mm程度であることがさらに望ましい。これ
は、あまりに長すぎるとストッパピストン31を穴14
dから抜くために必要なストッパピストン31の移動距
離が長くなりストッパピストン31の抜き差しを迅速に
制御できなくなり、あまりに短すぎるとテーパ状壁面1
4bからストッパピストン31が垂直抗力を受ける区間
が短くなりストッパピストン31が外乱要因により穴1
4dから抜けやすくなるからである。
上20°以下であることが望ましく、15°程度である
ことがさらに望ましい。これは、あまりに小さすぎると
ストッパピストン31と穴14dとの位置ずれに起因す
るストッパピストン31の進入深さ変動が大きくなり、
あまりに大きすぎるとストッパピストン31を穴14d
から退出させる方向に働く外乱の分力が大きくなりスト
ッパピストン31の進入深さが変動しやすいからであ
る。
中径部31cの外壁面と、円筒状壁面14c、テーパ状
壁面14b及びガイドリング30の内周壁面とにより環
状に形成される油圧室42は、図2に示す油路57によ
り遅角油圧室51と連通している。ストッパピストン3
1の中径部31c及び大径部31dの外壁面とガイドリ
ング30の内周壁面とにより環状に形成される油圧室4
1は、図2に示す油路58により進角油圧室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。尚、油圧室4
1、42を進角油圧室54または遅角油圧室51のいず
れと連通させるかは、油圧室42の油圧を受けるストッ
パピストン31の受圧面積と油圧室41の油圧を受ける
受圧面積との関係に応じて決められる。
タ15に当接している圧縮コイルスプリング37により
フロントプレート14側に付勢されている。油圧室4
1、42の作動油から受ける力は圧縮コイルスプリング
37の付勢力に抗し穴14dからストッパピストン31
を抜く方向に働く。
圧室42の作動油から受ける力が圧縮コイルスプリング
37の付勢力を上回り、ストッパピストン31が穴14
dから退出し、シューハウジング12に対しベーンロー
タ15が最進角位置から遅角側に回転するとストッパピ
ストン31と穴14d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は穴14dに進入できなくな
る。
を説明した。次に、バルブタイミング調整装置1の作動
を説明する。
ポンプから作動油が供給され、遅角油圧室及び進角油圧
室の油圧は図示しないエンジン制御装置(ECU)によ
り制御される制御弁により制御される。シューハウジン
グ12に対するベーンロータ15の相対回動位置は、遅
角油圧室及び進角油圧室の油圧、スプリング24の付勢
力、並びにカムシャフト2に作用する負荷トルクのバラ
ンスにより決まり、エンジンの運転条件に応じてECU
により適正な位置にフィードバック制御される。
15が最進角位置にあってその位置でシューハウジング
12に対しベーンロータ15の相対回動を拘束しようと
するとき、圧縮コイルスプリング37の付勢力が油圧室
41及び油圧室42の作動油の油圧に抗ってストッパピ
ストン31をフロントプレート14の方向に移動させる
ように遅角油圧室51及び進角油圧室54の油圧が制御
される。ベーン15aがシュー12aに当接するときベ
ーンロータ15はシューハウジング12に対し最進角位
置にある。ベーンロータ15がシューハウジング12に
対して最進角位置よりやや遅角側にあるときであって
も、円筒状壁面14cにより形成されるストレート穴の
内径がストッパピストン31の外径より十分大きく設定
されていれば、ストッパピストン31は穴14dに進入
することができる。また、小径部31bの先端部は面取
りされているためストッパピストン31は穴14dに滑
らかに進入することができる。
壁面14cに当接する位置までストッパピストン31が
穴14dに進入すると、シューハウジング12に対しベ
ーンロータ15を相対回動させようとする外乱要因が作
用したとしても、相対回動方向に垂直な円筒状壁面14
cが相対回動方向に垂直な小径部31bの外周壁面に及
ぼす抗力により、シューハウジング12に対するベーン
ロータ15の相対回動は円筒状壁面14cと小径部31
bとのクリアランスの範囲内で拘束される。また、円筒
状壁面14cと小径部31bの外周壁面とは相対回動方
向に向き合っているため、シューハウジング12に対し
ベーンロータ15を相対回動させようとする外乱要因が
作用する場合や、円筒状壁面14cと小径部31bの外
周壁面との摩擦係数が小さい場合であっても、これらに
よってはストッパピストン31が穴14dから完全に抜
け出すことはない。
動により円筒状壁面14cと小径部31bとのクリアラ
ンスの範囲内でシューハウジング12に対しベーンロー
タ15が相対回動する間、圧縮コイルスプリング37の
付勢力によりストッパピストン31はテーパ状壁面14
bにならって徐々に穴14dの深部側に移動し、図5
(A)に示すように、ベーン15aの壁面がシュー12
aの壁面に当接する位置でシューハウジング12に対す
るベーンロータ15の相対回動はテーパ状壁面14bと
ストッパピストン31とのくさび効果により完全に拘束
される。したがって、ストッパピストン31を穴14d
に進入させることにより、クランクシャフトに対して正
確な位相差でカムシャフト2を回動させることができ、
また、相対回動の拘束時に生ずる打音を抑制することが
できる。
タ15の相対回動の拘束を開放し、シューハウジング1
2に対しベーンロータ15を遅角側に移動させようとす
るとき、遅角油圧室51または進角油圧室54の少なく
ともいずれか一方の油圧を高圧側に制御し、油圧室41
及び油圧室42の作動油の油圧によりストッパピストン
31を穴14dから退出させる。このとき、ストッパピ
ストン31は小径部31bの外壁面がテーパ状壁面14
bに当接している状態から退出方向に移動するため、ス
トッパピストン31はテーパ状壁面14bをこじること
がない。また、小径部31bの先端部がストレート穴に
さしかかる位置までストッパピストン31が穴14dか
ら退出する方向に移動すると、小径部31bと円筒状壁
面14cとのクリアランスが十分大きいため、ストッパ
ピストン31は円筒状壁面14cをこじることがない。
ストッパピストン及びストッパピストンを係止する穴の
形状を第1実施例に示したものから変形したバルブタイ
ミング調整装置を示す。第2実施例においては、ストッ
パピストン及び穴の形状以外の点については第1実施例
と同様であるため説明を省略し、第1実施例と同じ符号
を用いることとする。
フロントプレート14側から第一柱状部としての小径部
61a、第二柱状部としての中径部61b、及び大径部
61cを形成している段付きの有底円筒状に形成されて
いる。小径部61aの先端部は面取りされ、小径部61
aの角部にはテーパ状壁面61dが形成されている。ス
トッパピストン61を係止する穴65はフロントプレー
ト14にベーンロータ側から順に互いに同軸に形成され
ている円筒状壁面64、テーパ状壁面63、円筒状壁面
62により2段ストレート穴状に形成されている。スト
ッパピストン61の中径部61bと大径部61cとの間
に形成されるテーパ状壁面61eとフロントプレート1
4のテーパ状壁面63とが当接することによりストッパ
ピストン61の穴65への進入が制限される。円筒状壁
面64は特許請求の範囲に記載されたストレート穴を形
成している。尚、ストッパピストン61に摺接するリン
グ状のブシュをフロントプレート14に埋設し、このブ
シュに穴65を形成してもよい。
ト穴の内径は小径部61a及び中径部61bの外径より
大きく設定され、ストッパピストン61はテーパ状壁面
63とテーパ状壁面61eとが当接する位置まで穴65
に進入することができる。ストッパピストン61が穴6
5の最深部まで進入したとき、円筒状壁面64と中径部
61bの外壁との間には微小クリアランスが形成され
る。円筒状壁面62により形成されるストレート穴の内
径は小径部61aの外径より大きい。本実施例ではテー
パ状壁面61d及びテーパ状壁面63をストッパピスト
ン61及びフロントプレート14に形成することにより
穴65の深部側にストッパピストン61が滑らかに進入
できるようにしている。
パ状壁面の当接によりストッパピストン61の進入深さ
を決めているが、図8に示すようにストッパピストン6
1を係止する穴を形成する壁面を段差のない円筒壁面6
4とし穴の底面64aとストッパピストン61の先端面
との当接によりストッパピストン61の進入深さを決め
てもよい。穴の底面64aとストッパピストン61の先
端面とで進入深さを決める場合、広い面積で両者を当接
させることができるため摩耗や変形に強く、ストッパピ
ストン61の進入深さの摩耗等による経年変化を抑制す
ることができるとともに穴の内壁形状を加工が容易な簡
素な形状にすることができる。また図9に示すように、
中径部61bの外壁が円筒壁面64に押圧されて変形し
てもガイドリング30とストッパピストン61との摺動
に影響が及ばないように、ガイドリング30に摺接する
部分の外径に比べて穴に進入する部分の外径を小さく設
定してもよい。
15が最進角位置近傍にあって、圧縮コイルスプリング
37の付勢力及び作動油の油圧により受ける力の合力が
ストッパピストン61をフロントプレート側に付勢して
いるとき、円筒状壁面64により形成されているストレ
ート穴の内径は小径部61aの外径より十分大きいた
め、ストッパピストン61は容易に穴65に進入するこ
とができる。また、小径部61aの先端部が面取りされ
ているため、ストッパピストン61は滑らかに穴65に
進入することができる。小径部61aの外周壁と円筒状
壁面64とが当接する位置までストッパピストン61が
穴65に進入すると、シューハウジング12に対しベー
ンロータ15を相対回動させようとする力が働いたとし
ても、相対回動方向に垂直な円筒状壁面64が相対回動
方向に垂直な小径部61aの外周壁面に及ぼす抗力によ
り、シューハウジング12に対するベーンロータ15の
相対回動は円筒状壁面64と小径部61aとのクリアラ
ンスの範囲内で拘束される。また、円筒状壁面64と小
径部61aの外周壁面とはベーンロータ15の相対回動
方向に向き合っているため、シューハウジング12に対
しベーンロータ15を相対回動させようとする外乱要因
が作用したり、円筒状壁面64と小径部61aの外周壁
面との摩擦係数が小さい場合であっても、これらによっ
てはストッパピストン61が穴65から完全に抜け出す
ことはない。
動により円筒状壁面64と小径部61aとのクリアラン
スの範囲内でシューハウジング12に対しベーンロータ
15が相対回動する間、ストッパピストン61はテーパ
状壁面63にならって穴65の深部側に移動し、テーパ
状壁面63とテーパ状壁面61eとが当接する位置、す
なわち中径部61bの外周壁面と円筒状壁面64とが微
小クリアランスで向き合う位置でシューハウジング12
に対するベーンロータ15の相対回動はほぼ完全に拘束
される。したがって、ストッパピストン61を穴65に
最深部まで進入させることにより、クランクシャフトに
対して正確な位相差でカムシャフト2を回動させること
ができる。また、中径部61bの外周壁面と円筒状壁面
64とのクリアランスは微小であるため、シューハウジ
ング12に対するベーンロータ15の相対回動の拘束時
に生ずる打音を抑制することができる。
面63、61dが互いに当接する区間を除き、外乱要因
に関わらずストッパピストン61の進入深さを正確に制
御することができる。なぜならば、外乱要因はシューハ
ウジング12に対しベーンロータ15を相対回動させよ
うとする方向に作用するところ、テーパ状壁面63、6
1dが互いに当接する区間を除き、ストッパピストン6
1とフロントプレート14とは相対回動方向に垂直な面
同士が当接しているため、外乱要因によりストッパピス
トン61を穴65から退出させる方向の分力が生ずるこ
とがないからである。
を係止する穴をストレート穴としストッパピストン61
のテーパ穴に進入する部分を柱体状としているが、必ず
しもストッパピストン61と穴の壁面とが相対回動方向
に垂直な面で互いに当接するように構成せずともよい。
例えば図10に示すように、ストッパピストン61を係
止する穴をテーパ穴67とし、ストッパピストン61に
柱体状の先端部61f及びテーパ状の基端部61gを形
成しても良い。テーパ角度θ1、θ2は前述したとおり
2ー以上15°以下であることが望ましい。先端部61
fと基端部61gの外壁により段付き外壁面を形成し、
先端部61fの外径と基端部61gの外径に段差で顕著
な差をつけることができるため、ストッパピストン61
のテーパ穴67への進入深さが製造上のばらつきによっ
て変動しにくい。また、段差により先端部61fが基端
部61gに比べて相当程度細くなるため、段差のないテ
ーパ状のものに比べ、段付きのストッパピストン61は
テーパ穴67に容易に進入することができる。さらに、
段差により先端部61fを基端部61gに比べて相当程
度細くすることができるため、テーパ角θ1、θ2を段
差のないテーパ状のものに比べ小さく設定することがで
きる。
整装置を示す断面図である。
ューハウジングを示す平面図である。
式図である。
整装置を示す一部断面図である。
整装置における嵌合穴の位置を説明するための模式図で
ある。
びこれを係止する穴を示す断面図である。
びこれを係止する穴を示す断面図である。
びこれを係止する穴を示す断面図である。
びこれを係止する穴を示す断面図である。
及びこれを係止する穴を示す断面図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 内燃機関の駆動軸から吸気弁及び排気弁
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、前記吸気弁及び
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、 前記駆動軸又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、 前記駆動軸又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又は前記ベーン部材の一方に形成さ
れ前記ハウジング部材に対する前記ベーン部材の相対回
動方向と垂直な軸心をもつストレート穴と、 前記ストレート穴の深部側に形成され深部側が縮径して
いるテーパ穴と、 前記ハウジング部材又は前記ベーン部材の他方に設けら
れ、前記ストレート穴に係止され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所定角
度範囲に拘束し、前記テーパ穴に係止されることにより
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
を所定角度位置で拘束する拘束ピンと、 前記ストレート穴及び前記テーパ穴に前記拘束ピンを進
入させ前記ストレート穴及び前記テーパ穴から前記拘束
ピンを退出させるピン駆動手段と、 を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 【請求項2】 前記拘束ピンは先端部が面取りされてい
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。 - 【請求項3】 前記拘束ピンの外径は前記ストレート穴
に当接する部分において前記ピン駆動手段と摺接する部
分より小さいことを特徴とする請求項1又は2記載のバ
ルブタイミング調整装置。 - 【請求項4】 内燃機関の駆動軸から吸気弁及び排気弁
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、前記吸気弁及び
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、 前記駆動軸又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、 前記駆動軸又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又は前記ベーン部材の一方に形成さ
れ前記ハウジング部材に対する前記ベーン部材の相対回
動方向と垂直な軸心をもつストレート穴と、 前記ハウジング部材又は前記ベーン部材の他方に設けら
れ、前記ストレート穴に係止され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所定角
度範囲に拘束する第一柱状部と、前記第一柱状部の基端
側に設けられ前記第一柱状部より太い第二柱状部であっ
て前記ストレート穴に係止され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所定角度
位置で拘束する第二柱状部とを有する拘束ピンと、 前記ストレート穴に前記拘束ピンを進入させ前記ストレ
ート穴から前記拘束ピンを退出させるピン駆動手段と、 を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 【請求項5】 前記拘束ピンは、前記第一柱状部と前記
第二柱状部との間に円錐台側面を形成しているテーパ部
を有することを特徴とする請求項4記載のバルブタイミ
ング調整装置。 - 【請求項6】 前記拘束ピンは先端部が面取りされてい
ることを特徴とする請求項4又は5記載のバルブタイミ
ング調整装置。 - 【請求項7】 前記拘束ピンは前記ストレート穴の底部
に先端部が当接することで前記ストレート穴への進入深
さが制限されることを特徴とする請求項4、5又は6記
載のバルブタイミング調整装置。 - 【請求項8】 前記拘束ピンの外径は前記第二柱状部に
おいて前記ピン駆動手段と摺接する部分より小さいこと
を特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載のバル
ブタイミング調整装置。 - 【請求項9】 内燃機関の駆動軸から吸気弁及び排気弁
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、前記吸気弁及び
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、 前記駆動軸又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、 前記駆動軸又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又は前記ベーン部材の一方に形成さ
れ前記ハウジング部材に対する前記ベーン部材の相対回
動方向と垂直な軸心をもつ穴と、 前記ハウジング部材又は前記ベーン部材の他方に設けら
れ、前記穴に係止され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所定角度範囲に拘
束する先端部と、前記第先端部の基端側に設けられ前記
先端部より太い基端部であって前記穴に係止されること
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
対回動を所定角度位置で拘束する基端部とを有し、前記
先端部外壁と前記基端部外壁とにより段付き外壁面を形
成している拘束ピンと、 前記穴に前記拘束ピンを進入させ前記穴から前記拘束ピ
ンを退出させるピン駆動手段と、 を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 【請求項10】 前記穴はテーパ穴であることを特徴と
する請求項9記載のバルブタイミング調整装置。 - 【請求項11】 前記穴はストレート穴であることを特
徴とする請求項9記載のバルブタイミング調整装置。 - 【請求項12】 前記先端部及び/又は前記基端部はテ
ーパ状に形成されていることを特徴とする請求項9、1
0又は11記載のバルブタイミング調整装置。 - 【請求項13】 前記先端部及び/又は前記基端部は柱
体状に形成されていることを特徴とする請求項9、10
又は11記載のバルブタイミング調整装置。 - 【請求項14】 前記拘束ピンは前記穴の底部に前記先
端部が当接することで前記穴への進入深さが制限される
ことを特徴とする請求項8〜13のいずれか一項に記載
のバルブタイミング調整装置。 - 【請求項15】 前記拘束ピンの外径は前記基端部にお
いて前記ピン駆動手段と摺接する部分より小さいことを
特徴とする請求項8〜14のいずれか一項に記載のバル
ブタイミング調整装置。
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