JP3284924B2 - 内燃機関のバルブタイミング可変機構 - 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可変とする内燃機関のバルブタイ
ミング可変機構に関する。

【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機構が種々提案されている
（例えば、特開平８−１２１１２２号公報に開示された
「内燃機関用バルブタイミング調節装置」等）。図１１
は、従来におけるバルブタイミング可変機構の一構成例
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
可変機構は、カムシャフト１０１の先端部に設けられた
内部ロータ１０２と、同シャフト１０１に対して相対回
転可能に設けられたギア又はタイミングプーリに連結さ
れてこの内部ロータ１０２を収容するハウジング１０３
とを備える。上記ギア又はタイミングプーリには、クラ
ンクシャフト（図示略）の回転力が伝達される。

【０００４】一方、ハウシング１０３内に収容された内
部ロータ１０２はその外周部において、径方向に延びる
ベーン１０４を複数個（同例では２個）有する。ハウジ
ング１０３は、その内周側に突出した複数個（同例では
２個）の凸部１０５を有する。そして同機構にあって
は、ハウジング１０３のこれら凸部１０５間が内部ロー
タ１０２の各ベーン１０４により区画されて第１圧力室
１０７及び第２圧力室１０８が形成されている。これら
圧力室１０７及び１０８は、カムシャフト内部に設けら
れた油通路１０９と連通しており、ポンプ１１１から圧
送される油１１４の流通が切替バルブ１１２及び逆止弁
１１３により制御されることによって、同圧力室１０７
あるいは１０８に選択的に油圧が供給されるようにな
る。

【０００５】すなわち、同機構において、バルブタイミ
ングを遅らせる場合、切替バルブ１１２を図面左方向に
操作して第２圧力室１０８内の油圧を増加させることに
より、内部ロータ１０２をカムシャフト１０１あるいは
バルブタイミング可変機構の回転方向（図１１に矢指）
とは逆方向（以下、この方向を「遅角方向」という）に
相対回転させる。この相対回転により、カムシャフト１
０１によって開閉されるバルブ（図示略）のバルブタイ
ミングが遅らせられる。

【０００６】これに対して、バルブタイミングを進める
場合、切替バルブ１１２を図面右方向に操作して第１圧
力室１０７内の油圧を増加させることにより、内部ロー
タ１０２をカムシャフト１０１あるいはバルブタイミン
グ可変機構の回転方向と同方向（以下、この方向を「進
角方向」という）に相対回転させる。この相対回転によ
ってバルブタイミングが進められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の構成
で、内部ロータ１０２及びそのハウジング１０３といっ
た両回転体間における相対的な回転位相の変更には第１
圧力室１０７と第２圧力室１０８内にかかる油圧の差が
要件となるため、両回転体の間隙を通じたそれら両圧力
室間の漏出は可能な限り抑制されるべきである。このた
め、ハウジング１０３と内部ロータ１０２間の摺動接触
面には図１１に併せ示すような封止部材１１５を設ける
ことが望ましい。図１２（ａ）及び（ｂ）に、こうした
バルブタイミング可変機構に用いられる封止部材１１５
の一例を拡大して示す。

【０００８】同図に示すように、この封止部材１１５
は、樹脂等により略コの字型に形成されたシール材１１
５ａと金属等の弾性材料より形成された円弧型の板材
（板バネ）１１５ｂとが組み合わされた構造を有する。
板バネ１１５ｂはベーン１０４の収容溝１１７に埋設さ
れ、シール材１１５ａをベーン１０４側からハウジング
１０３の内壁に向かって押圧している。通常、前記内部
ロータ１０２とハウジング１０３とが相対回転を行う
際、すなわちバルブタイミング可変機構の作動時におい
て、これら両回転体１０２及び１０３の間には微小な軸
ずれが生じるが、同封止部材１１５のこうした構造によ
り、第１圧力室１０７と第２圧力室１０８との間の油密
状態は常に保持されるとともに、該軸ずれも吸収される
ようになる。これは、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すよ
うに、前記軸ずれに起因して起こるベーン１０４とハウ
ジング１０３との間隙の変動に合わせてシール材１１５
ａが板バネ１１５ｂによる付勢のもとに上下運動を行う
とともに、内部ロータ１０２自体も同板バネ１１５ｂに
よる付勢に基づいて求心運動を行うためである。

【０００９】ところが、こうした構造を有する封止部材
１１５にあっては、シール材１１５ａの上下振動に応じ
て板バネ１１５ｂがたわみ、その端部は同図１２（ａ）
及び図１２（ｂ）に矢指する態様で、振動を繰り返すよ
うになる。このため、板バネ１１５ｂの端部によってシ
ール材１１５ａの内壁が削られてしまい、同シール材１
１５ａの押圧力が下がるなど、封止部材１１５としての
信頼性を低下させることとなっている。また、こうして
シール材１１５ａの内壁が削られる場合、そのいわゆる
削りカスは異物として制御油中に混入されることともな
る。

【００１０】一方、同バルブタイミング可変機構の組付
けに際し、上記封止部材１１５は、ベーン１０４のハウ
ジング１０３との摺接面に形成された前記収容溝１１７
に図１３に示す態様で挿入されるようになる。

【００１１】ところがこのとき、板バネ１１５ｂはシー
ル材１１５ａに対して何ら固定等されていないことか
ら、組付けが煩わしいばかりか、誤って板バネ１１５ｂ
が脱落されたままシール材１１５ａのみを収容溝１１７
に挿入してしまったり、板バネ１１５ｂを表裏逆に挿入
してしまうなど、誤組付けも生じ易いものとなってい
る。

【００１２】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、各圧力室内の液
密性を長期に亘って安定に維持することのできる内燃機
関のバルブタイミング可変機関を提供することにある。

【００１３】また、本発明の目的は、こうした安定した
液密性を維持するための構造部品を容易且つ的確に組み
付けることができ、その効率の良い生産を可能ならしめ
る内燃機関のバルブタイミング可変機構を提供すること
にある。

【００１４】

【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る第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する内燃機
関のバルブタイミング可変機構において、前記第１の回
転体と前記第２の回転体との周側摺接面にあって前記第
１及び第２の液室間での液漏れを規制する封止部材をそ
れら第１及び第２の回転体の少なくとも一方に備え、前
記封止部材は、断面略コの字状に形成されたシール材
と、断面波形状に形成されて同シール材のコの字状とさ
れた裏面から同シール材を前記第１及び第２の回転体の
何れか対向する周面に付勢する板バネとを有してなると
ともに、前記シール材は前記コの字状とされた両端壁の
少なくとも一部が前記板バネの端部を覆う形状を有して
なり、且つ、前記板バネはその両端が前記コの字状とさ
れたシール材の両端壁に弾性係合されてなり、前記封止
部材はこれらシール材と板バネとが一体となった構造体
として構成されることを要旨とする。

【００１５】

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
内燃機関のバルブタイミング可変機構において、前記断
面略コの字状に形成されたシール材の両側面は側壁によ
って閉じていることを要旨とする。

【００１７】請求項１又は２に記載の発明によれば、シ
ール材を付勢する板バネを波形状としたことで、シール
材への付勢が同板バネの広がりではなくその上下動によ
ってなされるようになる。このため同板バネの両端は位
置は横ずれすることなく、シール材の内壁を削ったり損
傷したりすることもない。そしてひいては、各液室の液
密性が好適に保持され、バルブタイミング可変機構とし
ての信頼性も長期に亘って安定に保たれる。 また、上記
シール材と板バネとを有する封止部材が予め１つの構造
体として形成されるため、そのバルブタイミング可変機
構への組付けに際しても、板バネが脱落したり、あるい
は板バネの表裏を間違えるなどの誤組付けの心配なくそ
の組付けが容易且つ正確に行われ、ひいては製品として
の信頼性や歩留まりも向上する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る内燃機関の
バルブタイミング可変機構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。

【００１９】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可変機構について説明す
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。

【００２０】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、当該エ
ンジンの出力軸であるクランクシャフト（図示略）の回
転力をスプロケット１７に伝達する。

【００２１】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。

【００２２】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
り付けられた内部ロータ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。

【００２３】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線に沿った断面に相当す
る）。同図に示すように、内部ロータ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つのベーン２４
とを備える。

【００２４】また、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２６は上記内部ロータ１９の
各ベーン２４を収容する。各ベーン２４の外周面は各凹
部２６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。

【００２５】一方、図１に示すハウジングカバー２０
は、ハウジング１６及び内部ロータ１９の先端側面を覆
っている。そして各ベーン２４は図２に示すように、こ
のカバー２０（図１）、ハウジング１６の凹部２６、ボ
ス２３、及び側板１８（図１）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）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。スプロケット１７の
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。

【００２６】また、図１，図２に示すように、ベーン２
４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
容穴３３ａを有する。この収容穴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（図１のみに図示）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１
６に対する内部ロータ１９の位置は、図２に示すよう
に、各第１油圧室３０側のベーン２４の側面が、各突状
部２５と密着する位置、すなわち最遅角位置に固定され
る。これにより、内部ロータ１９とハウジング１６や側
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１７とが一体に回転する。なお、こ
うしたロックピン３３を設けて内部ロータ１９と側板１
８（ハウジング１６）との間の相対回転を規制すること
により、例えばエンジンの始動時等、同ＶＶＴ１２の不
安定な作動状態に起因する異音等の発生が回避される。

【００２７】内部ロータ１９は、その先端面に形成され
た油溝３６を有する。同溝３６はカバー２０に形成され
た穴３７と、貫通孔３２とを連通する。油溝３６及び穴
３７は、貫通孔３２の内部においてロックピン３３より
も先端側にある空気或いは油を外部に排出する機能を有
する。

【００２８】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。

【００２９】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、内部ロータ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４
７に開口する。図２に示すように、ボス２３の内部、各
ベーン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３０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。ロックピン３３の外周壁
と貫通孔３２の内周壁とによって囲まれる環状の空間よ
りなる油圧室４９は、油孔４８の一つにより環状空間４
７と通じている。

【００３０】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。また、油空間５１は前述した係止穴３４にも通じて
おり、同係止穴３４内には同空間５１内の油が供給され
る。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）６
５は、電磁ソレノイド６２の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。

【００３５】また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。

【００３６】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。

【００３７】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１１の実回転
位相（実バルブタイミング）を検出する。そしてＥＣＵ
６５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。

【００３８】また、本実施形態にあっては、ＯＣＶ４０
を通じてこうした油圧制御に際し、上記第１及び第２油
圧室３０及び３１間での油圧漏れを防ぐべく、上記ベー
ン２４と凹部２６との各摺接部に図２に示す態様で封止
部材２８を設けている。

【００３９】図４は図２に示される各ベーン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、各ベーン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、封止部材２８がそれぞれ配置されている。各封止部
材２８は、樹脂等からなるシール材２８ａと、同シール
材２８ａに設けられた収容穴２９に収容され同シール材
２８ａと上記溝２７の底面との間に介在する波形状の板
バネ２８ｂとから構成されている。シール材２８ａは、
上記突状部２５の間に形成された凹部２６の内周面に接
している。板バネ２８ｂは、その弾性力によりシール材
２８ａをこの凹部２６の内周面に向けて付勢押圧するこ
とで、ベーン２４外周面とハウジング１６に形成された
凹部２６の内周面との間を封止する。

【００４０】図６は、封止部材２８のみを更に拡大して
示す。同図に示されるように、シール材２８ａはブロッ
ク（直方体）形状を有し、その一底面に板バネ２８ｂを
収容するための収容穴２９が設けられている。この収容
穴２９は、同図に示すように、底部の長手方向の幅が開
口部に比して長く形成されている。つまり、同穴２９の
断面形状は略台形となる。上記波形状の板バネ２８ｂは
同図に示す態様でこの収容穴２９内の略コの字状とされ
た両端壁２９ａに弾性係合されている。すなわち、板バ
ネ２８ｂは、その長手方向の両端が穴２９の底面の長手
方向端部と合致するように同穴２９内に組み込まれてシ
ール材２８ａと一体に封止部材２８を構成している。な
お、収容穴２９に収容された板バネ２８ｂは、前記両端
壁２９ａと併せて側壁２９ｂによって四方を囲まれるこ
とになり、横ずれしたり、シール材２８ａから抜け落ち
たりすることはない。

【００４１】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、内部ロータ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。

【００４２】ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブタイミ
ングを進めるとき、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、各ベーン２４には前記「進角方向」の回転力が作用
する。そして、この回転力により内部ロータ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、内部ロータ１９がスプロケット１７に対
して「進角方向」に相対回転し、各ベーン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。

【００４３】また、ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブ
タイミングを遅らせるとき、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、各ベーン２４には前記「遅角方
向」の回転力が作用する。そして、この回転力により内
部ロータ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、内部ロータ１９が
スプロケット１７に対して「遅角方向」に相対回転し、
各ベーン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。

【００４４】さらに、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と
き、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、内部ロータ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。

【００４５】このようにして、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。

【００４６】また、上記のような内部ロータ１９とハウ
ジングとが相対回動を行う際、封止部材２８が両回転体
の摺接面を常に押圧して各油圧室３０，３１に供給され
る油圧の油密状態を常に保持する。 ここで、本実施形
態におけるハウジング１６及び内部ロータ１９といった
両回転体の相対回動及び封止部材２８の動作について図
７を参照して更に詳述する。

【００４７】図７は、ＶＶＴ１２の作動中、封止部材２
８が内部ロータ１９とハウジング１６との摺接面におい
てどのように動作するかを示す概略断面図である。図７
（ａ）は、ハウジング１６と内部ロータ１９との軸心の
微小なずれに対応して、封止部材２８の設けられた箇所
における両回転体の摺接面における間隙が縮まった状態
を示し、図７（ｂ）は同間隙が広がった状態を示す。前
記間隙が縮まった状態のときには、図７（ａ）に示すよ
うに、板バネ２８ｂがシール材２８ａの収容穴２９奥部
に向かって押し込まれるよう矢指の方向へ縮むことにな
る。また、図７（ｂ）に示すように、同間隙が広がった
状態のときには、板バネ２８ｂは矢印の方向（溝部２７
の底壁）に向かって伸び、シール材２８ａをハウジング
１６に向かって押圧する。

【００４８】上記動作により、シール材２８ａは、常に
ハウジング１６の内壁面に密着し、当該封止部材が配設
されたベーン２４の両側に在する油圧室を密閉状態に保
持する。またこのとき、前記板バネ２８ｂの両端部は同
図に示されるように、収容穴２９の底部両端のほぼ定位
置に維持されるため、従来のように、その両端部が横ず
れを起こし、シール材２８ａの内壁底面を削ったり損傷
させたりすることもない。なお、上記のように板バネ２
８ｂの両端部を収容穴２９のほぼ定位置に固定すること
により、逆に同板バネ２８ｂの湾曲部（Ｒ面）が内部ロ
ータ１９の溝部２７の底壁に対して摺動することが懸念
されるが、当該板バネ２８ｂの波状湾曲部における曲率
半径は十分に大きいため、溝部２７の底壁が削れたり損
傷したりすることはない。

【００４９】次に、図１、図２及び図６を併せ参照し
て、こうしたバルブタイミング可変機構の組付け方法を
説明する。上記実施形態に係るバルブタイミング可変機
構（ＶＶＴ）１２の製造に際しては、側板１８を底面
（基板）としたハウジング１６内に内部ロータ１９、ロ
ックピン３３、封止部材２８等を順次組み込み、ハウジ
ングカバー２０によって覆う。さらに前記ハウジングカ
バー２０、ハウジング１６及び側板１８をスプロケット
１７と共にボルト２１によって一体に係止し、ＶＶＴ１
２としての構造体が組み立てられることになる。さらに
当該ＶＶＴ１２としての構造体はボルト２２を用い、ベ
アリングキャップ１５と併せてカムシャフト１１の先端
部に組み付けられる。

【００５０】図６において説明したように、封止部材２
８は、シール材２８ａの収容穴２９に板バネ２８ｂを組
み込むことによって形成され、この組み込み工程におい
て両部材２８ａ，２８ｂは互いに離脱し難い状態で係合
し合う。このようにして形成された封止部材２８は、続
く工程で各ベーン２４に設けられた溝部２７内に挿入さ
れることになる。

【００５１】こうした組付け方法にあっては、封止部材
２８のＶＶＴ１２への組付けの際、先ずシール材２８と
板バネ２９とを一体として互いに離脱しないサブアセン
ブリ（封止部材２８）を構成し、そのサブアセンブリと
しての封止部材２８を各ベーン２４の溝部２７に挿入す
る。更に前記サブアセンブリの状態では、板バネ２８ｂ
がその外周の一部をシール材２８ａに覆われることにな
る。従来の組付け方法では、シール材と板バネとが互い
に係合する構造を有していなかったため、上記のような
工程は、単に異なる２つの部材（シール材及び板バネ）
を同時に溝内に挿入するという作業に依っていた。この
ため、板バネの端部が前記溝の挿入口に引っかかった
り、板バネが脱落されたままシール材のみを前記溝に挿
入してしまったり、更には板バネを表裏逆に挿入してし
まう等々の問題が生じていた。この点、本実施形態の上
記組付け方法によれば、このような問題を生じることも
なく、封止部材２８を容易且つ確実に溝部２７内に挿入
することができ、ひいては信頼性の高いバルブタイミン
グ可変機構の組付けを行うことができる。

【００５２】以上説明したように、本実施形態に係るバ
ルブタイミング可変機構によれば、以下に列記する効果
が奏せられるようになる。 ・上記実施形態におけるバルブタイミング可変機構（Ｖ
ＶＴ）１２によれば、当該機構１２の作動中、封止部材
２８を構成する板バネ２８ｂが同封止部材２８を構成す
るシール材２８ａの内壁を削ったり損傷させたりするこ
とはない。このため、長期に亘り同機構の信頼性を保持
することができる。

【００５３】・一方、その組付けに際しては、封止部材
２８のＶＶＴ１２への組付けが容易且つ正確に行われ
る。このため、当該機構の製造における効率及び歩留ま
りが向上する。

【００５４】なお、上記実施形態は以下のように変更し
て具体化することも可能である。 ・封止部材２８を構成するシール材２８ａの収容穴２９
の断面形状は、上記実施形態のものに限らない。例えば
図８に示すように、板バネ２８ｂの両端部が接触する最
奥部をさらに窪ませてもよい。このような形状とするこ
とにより、前記板バネ２８ｂの両端部の固定状態が、一
層安定する。また、図９に示すように、前記収容穴２９
は、その形状を直方体型の凹部とし、底壁の両端部のみ
を窪ませた態様としても、上記実施形態とほぼ同等の効
果が得られる。これら如何なる形状であれ、射出成形等
により比較的容易に形成することができる。

【００５５】・封止部材２８を構成する板バネ２８ｂ
は、図１０に示すような態様で波形を呈する形状であっ
てもよい。要は、封止部材２８に対し板バネ２８ｂ側か
らその収容穴２９内壁に向かって力が加えられた際に、
板バネ２８ｂがその両端方向に横ずれを起こし、バネ２
８ｂの両端部が収容穴２９の内壁を削ったり損傷させた
りしない形状であればよい。

【００５６】・封止部材２８は、ハウジング１６の突状
部２５と内部ロータ１９のボス２３との摺接面に設けて
もよいし、ハウジング１６の凹部２６とベーン２４との
摺接面及び前記ハウジング１６の突状部２５と内部ロー
タ１９のボス２３との摺接面の両方に設けてもよい。

【００５７】・内部ロータ１９が有するベーン２４の数
は、３以下、又は５以上でもよい。 ・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、内部ロータ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、内
部ロータ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。

【００５８】・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。例えば、Ｖ
ＶＴ１２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。
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。ま
た、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（ＶＶＴ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。

【００５９】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、同実施形態から把握できる請求項以外の技術思想
について、以下にその効果と共に記載する。 （イ）請求項１又は２記載の内燃機関のバルブタイミン
グ可変機構において、前記シール材は、前記コの字状と
された両端壁基部に前記板バネの端部が係合される溝を
有してなることを特徴とする内燃機関のバルブタイミン
グ可変機構。

【００６０】

【００６１】

【００６２】かかる構成によれば、板バネの両端部がシ
ール材の両端壁端部においてより確実に係止され、板バ
ネのシール材への装着性が一層向上するようになる。

【００６３】

【発明の効果】請求項１又は２に記載した発明によれ
ば、シール材を付勢する板バネを波形状としたことで、
シール材への付勢が同板バネの広がりではなくその上下
動によってなされるようになる。このため同板バネの両
端は位置は横ずれすることなく、シール材の内壁を削っ
たり損傷したりすることもない。そしてひいては、各液
室の液密性が好適に保持され、バルブタイミング可変機
構としての信頼性も長期に亘って安定に保たれる。ま
た、上記シール材と板バネとを有する封止部材が予め１
つの構造体として形成されるため、そのバルブタイミン
グ可変機構への組付けに際しても、板バネが脱落した
り、あるいは板バネの表裏を間違えるなどの誤組付けの
心配なくその組付けが容易且つ正確に行われ、ひいては
製品としての信頼性や歩留まりも向上する。

【００６４】

【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可変機構の一
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】ベーン及び封止部材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】封止部材の拡大斜視図。

【図７】封止部材の作動態様を示す断面図。

【図８】他の封止部材構造を示す断面図。

【図９】他の封止部材構造を示す断面図。

【図１０】他の封止部材構造を示す断面図。

【図１１】従来のバルブタイミング可変機構の一例を示
す概略断面図。

【図１２】バルブタイミング可変機構に用いられる封止
部材の構造並びに作動態様を示す断面図。

【図１３】その封止部材のバルブタイミング可変機構へ
の組付け態様を示す斜視図。

【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、１９…内部ロータ、２０…ハウジングカバ
ー、２４…ベーン、２８…封止部材、２８ａ…シール
材、２８ｂ…板バネ、２９…収容穴、３０…第１油圧
室、３１…第２油圧室。

Claims (2)

(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る第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する内燃機関のバルブタイミン
   グ可変機構において、 前記第１の回転体と前記第２の回転体との周側摺接面に
   あって前記第１及び第２の液室間での液漏れを規制する
   封止部材をそれら第１及び第２の回転体の少なくとも一
   方に備え、 前記封止部材は、断面略コの字状に形成されたシール材
   と、断面波形状に形成されて同シール材のコの字状とさ
   れた裏面から同シール材を前記第１及び第２の回転体の
   何れか対向する周面に付勢する板バネとを有してなると
   ともに、前記シール材は前記コの字状とされた両端壁の
   少なくとも一部が前記板バネの端部を覆う形状を有して
   なり、且つ、前記板バネはその両端が前記コの字状とさ
   れたシール材の両端壁に弾性係合されてなり、前記封止
   部材はこれらシール材と板バネとが一体となった構造体
   として構成されることを特徴とする内燃機関のバルブタ
   イミング可変機構。
2. 【請求項２】前記断面略コの字状に形成されたシール材
   の両側面は側壁によって閉じている請求項１記載の内燃
   機関のバルブタイミング可変機構。