JP3344273B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - 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、内燃機関の運転中
に同機関の気筒に設けられた吸気・排気バルブの開閉タ
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
御装置に係り、詳しくはベーン式のバルブタイミング制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のバルブタイミング制御装
置としては、例えば特開平５−１１３１１２号公報に記
載された装置が知られている。そして、この公報記載の
装置も含め、こうしたバルブタイミング制御装置は一般
に、大きくは、クランクシャフトからの動力が伝達され
るギヤと一体に連結されたハウジングと、このハウジン
グ内に同ハウジングと同一回転中心を有して回動自在に
収容され、バルブを開閉駆動するカムの配設されるカム
シャフトの一端に一体に連結されたベーン体とによって
構成されている。上記ハウジングには複数の凹部が形成
されており、これら凹部は相互に同一角度に均等に（す
なわち、ハウジングの回転軸を中心に回転対称に）配設
されている。一方、上記ベーン体には複数のベーンが形
成されており、これらベーンも同様にベーン体（ハウジ
ング）の回転軸を中心に回転対称をなして放射状に配設
されている。そして、前述のベーン体のハウジング内へ
の収容は、これら凹部に同ベーンが収容される態様でな
されており、このように各凹部を同ベーンにて各々区画
することにより各ベーンの両側に油圧室が形成される。
そして、形成された各油圧室に対する油圧制御に基づき
これらハウジングとベーン体との相対回転位相が変更さ
れることによってカムシャフトとギヤとの相対回転位
相、すなわちバルブタイミングが変更される。ここで、
上記各油圧室に対する油圧制御に基づきベーン体がカム
シャフトの回転方向と同方向に回動すると、カムシャフ
トの回転位相がギヤに対して進み、バルブタイミングが
進められ（進角制御）、一方、同様にベーン体がカムシ
ャフトの回転方向と逆方向に回動すると、カムシャフト
の回転位相がギヤに対して遅れ、バルブタイミングが遅
らされる（遅角制御）。

【０００３】なお、この装置には上記各油圧室に油を供
給する油圧通路が形成されている。そして、機関の運転
に伴なってオイルポンプが駆動されると、オイルパンに
貯留されている油がオイルストレーナを介してオイルポ
ンプ内に吸引されるとともに、同ポンプにより加圧吐出
された油がオイルコントロールバルブを介して上記各油
圧通路に供給される。このとき、各油圧通路への油の供
給態様は、上記進角側若しくは遅角側への所望の制御方
向に応じてオイルコントロールバルブにより選択的に切
り替えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
各油圧室に対する油圧制御により進角側又は遅角側にバ
ルブタイミングを変更する装置においては、内燃機関の
始動時等、上記各油圧室に供給する油圧が低いとき、ベ
ーンがハウジングの凹部内壁に強く衝突して、大きな打
音（異音）が発生することがある。

【０００５】また、機関の運転中、これを搭載する車両
の急旋回・急停止・急発進等によりオイルパン内の油が
偏ってオイルストレーナから吸引される油中に空気が混
入するなど、油圧が急激に変化したときにおいても同様
に、ベーンがハウジングの凹部内壁に強く衝突して、大
きな打音（異音）が発生することがある。

【０００６】さらに、ベーンとハウジング凹部内壁との
衝突に伴い、カムシャフトに著しい回転変動が発生する
ことがあるが、同カムシャフトをタイミングベルトによ
って駆動する機関においては、この回転変動によりタイ
ミングベルトに大きな振れが発生し、同ベルトとそのカ
バーとの干渉による異音の発生やタイミングベルト自身
への損傷が生じることもある。この問題を解決するため
に、上記ベルトカバーの外形の拡大又はベルト幅の拡大
等の対策が検討されているが、その場合には機関形状の
大型化という別の問題が新たに生じることとなる。

【０００７】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ベーン体のベーンとハウジング
の凹部との衝突を緩和し、ひいては同衝突に起因する異
音等の発生をも抑制することのできる内燃機関のバルブ
タイミング制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、請求項１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
た複数の凹部を前記第２の回転体に形成された複数のベ
ーンにて各々区画することにより各ベーンの少なくとも
一側に液室を形成し、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、前記第１及
び第２の回転体に形成された凹部及びベーンの対の少な
くとも１つでは、その中立位置からの相対回転許容角度
のうち、他の対における同中立位置からの相対回転許容
角度と同一回転方向に対する相対回転許容角度が、該他
の対における相対回転許容角度よりも小さく設定される
とともに、該相対回転許容角度の小さく設定された凹部
及びベーンの対では、それら凹部及びベーンの少なくと
も一方が、前記他の対について対応する凹部及びベーン
よりも回転方向に容易に弾性変形し得るように形成され
てなることをその要旨とする。

【０００９】同構成によれば、例えば機関始動時等の液
圧が低いとき、あるいは液中に空気が混入するなど、そ
の液圧が急激に変化するとき、上記相対回転許容角度の
小さく設定された凹部及びベーンの対が他の凹部及びベ
ーンの対よりも先にそれら凹部とベーンとが当接される
ようになる。そして、それら当接される凹部及びベーン
の対は、それら凹部及びベーンの少なくとも一方がその
当接により弾性変形することで、同当接の際の衝突エネ
ルギが好適に吸収され、且つ、上記第１及び第２の回転
体間の相対的な角速度も減少する。したがってその後、
上記他の凹部及びベーンの対においてそれら凹部とベー
ンとが当接される場合であれ、同第１及び第２の回転体
間の相対的な角速度は十分に低減されており、それら当
接に起因する異音等の発生も確実に抑制される。

【００１０】請求項２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
成された複数の凹部を前記第２の回転体に形成された複
数のベーンにて各々区画することにより各ベーンの少な
くとも一側に液室を形成し、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、前記
第１及び第２の回転体に形成された凹部及びベーンの対
の少なくとも１つでは、その中立位置からの進角回転方
向への相対回転許容角度が、他の対における同中立位置
からの前記進角回転方向への相対回転許容角度よりも小
さく設定されるとともに、前記相対回転許容角度の小さ
く設定された凹部及びベーンの対では、それら凹部及び
ベーンの少なくとも一方が、前記相対回転に伴う該凹部
及びベーンの当接により、前記他の対について対応する
凹部及びベーンよりも容易に弾性変形し得るように形成
されてなることをその要旨とする。請求項３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複数の凹部を前記第２の
回転体に形成された複数のベーンにて各々区画すること
により各ベーンの少なくとも一側に液室を形成し、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、前記第１及び第２の回転体に形成され
た凹部及びベーンの対の少なくとも１つでは、その中立
位置からの遅角回転方向への相対回転許容角度が、他の
対における同中立位置からの前記遅角回転方向への相対
回転許容角度よりも小さく設定されるとともに、前記相
対回転許容角度の小さく設定された凹部及びベーンの対
では、それら凹部及びベーンの少なくとも一方が、前記
相対回転に伴う該凹部及びベーンの当接により、前記他
の対について対応 する凹部及びベーンよりも容易に弾性
変形し得るように形成されてなることをその要旨とす
る。請求項４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
複数の凹部を前記第２の回転体に形成された複数のベー
ンにて各々区画することにより各ベーンの少なくとも一
側に液室を形成し、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、前記第１及び
第２の回転体に形成された凹部及びベーンの対の少なく
とも１つでは、その中立位置からの進角回転方向への相
対回転許容角度が、他の対における同中立位置からの進
角回転方向への相対回転許容角度よりも小さく設定され
るとともに、前記中立位置からの遅角回転方向への相対
回転許容角度が、他の対における同中立位置からの遅角
回転方向への相対回転許容角度よりも小さく設定され、
さらに該相対回転許容角度の小さく設定された凹部及び
ベーンの対では、それら凹部及びベーンの少なくとも一
方が弾性変形可能に形成されてなることをその要旨とす
る。請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１
つに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置におい
て、前記相対回転許容角度の小さく設定された凹部及び
ベーンの対は、前記他の凹部及びベーンの対においてそ
れら凹部とベーンとが当接されるときの前記第１及び第
２の回転体間の相対的な角速度が通常のバルブタイミン
グ制御における同第１及び第２の回転体間の相対的な角
速度と同等となるよう、それら凹部及びベーンの少なく
とも一方の剛性が決定されることをその要旨とする。

【００１１】同構成によれば、上記相対回転許容角度の
小さく設定された凹部及びベーンの対においてそれら凹
部とベーンとが当接された後、上記他の凹部及びベーン
の対においてそれら凹部とベーンとが当接される場合で
あれ、その当接に起因する異音等の発生を実質的に問題
のないレベルまで抑制することができる。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか１つに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装
置において、前記弾性変形可能に形成された凹部を有す
る第１の回転体及び前記弾性変形可能に形成されたベー
ンを有する第２の回転体の少なくとも一方は、当該回転
体の回転バランスの不均衡を是正するバランス是正手段
を更に備えて構成されることをその要旨とする。

【００１３】同構成によれば、上記弾性変形可能に形成
された凹部を有する第１の回転体、上記弾性変形可能に
形成されたベーンを有する第２の回転体、あるいは上記
弾性変形可能に形成された凹部及びベーンを有する第１
及び第２の回転体について、それら弾性変形可能に形成
された凹部若しくはベーン形状に起因する回転バランス
の不均衡を是正することができ、いかなる場合も安定し
たバルブタイミング制御が実現される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して、本
発明を内燃機関としてのエンジンに設けられた吸気バル
ブの開閉タイミングを変更制御する装置に具体化した一
実施の形態について説明する。

【００１５】はじめに図３を参照して、同実施の形態に
係るエンジンの動弁構造について説明する。同図３に示
すように、この実施の形態の装置は、エンジンの軸受部
１７ａ，１７ｂ上部に平行にかつ回転自在に支持された
吸気側カムシャフト１２及び排気側カムシャフト２３を
有して構成される。そして、吸気側カムシャフト１２に
はカム２０が、また排気側カムシャフト２３にはカム２
５がそれぞれ設けられており、同カムシャフト１２，２
３の回転に伴ってそれらカム２０，２５が回転すること
により、当該エンジンの各気筒に設けられている図示し
ない吸気バルブ及び排気バルブがそれぞれ開閉駆動され
る。

【００１６】排気側カムシャフト２３の基端側（図３の
右側）には、カムプーリ２６が固定されており、同プー
リ２６にはタイミングベルト２７が掛装されている。タ
イミングベルト２７は、エンジン出力軸であるクランク
シャフト（図示しない）に取り付けられたクランクプー
リ（図示しない）に掛装されている。

【００１７】また、同排気側カムシャフト２３の先端側
（図３の左側）にはドライブギヤ２４が固定されてい
る。このドライブギヤ２４は、上記吸気側カムシャフト
１２の同じく先端側に設けられたドリブンギヤ２２に噛
合連結されており、この連結により、ドリブンギヤ２２
及びドライブギヤ２４が一体回転するようになってい
る。すなわち、エンジンの運転が開始されると、排気側
カムシャフト２３には前記カムプーリ２６を介してクラ
ンクシャフトの回転駆動力が伝達されるとともに、その
回転駆動力は前記ドライブギヤ２４及びドリブンギヤ２
２を介して吸気側カムシャフト１２に伝達される。

【００１８】そして、吸気側カムシャフト１２の更に先
端側（図３の左側）には、上記ドリブンギヤ２２及び同
カムシャフト１２に対して一体に組み付けられたバルブ
タイミング変更機構（以下、「ＶＶＴ機構」という）１
１が設けられている。

【００１９】以下、図１及び図２を参照して、上記ＶＶ
Ｔ機構１１の構造を説明する。図１は、ＶＶＴ機構１１
及び同ＶＶＴ機構１１が設けられたドリブンギヤ２２並
びに吸気側カムシャフト１２の断面構造を示す。

【００２０】吸気側カムシャフト１２は、シリンダヘッ
ド１７の上端面及び前記軸受部１７ａによって回転可能
に支持されている。また、同吸気側カムシャフト１２に
おいて、その先端には拡径部２１が設けられており、こ
の拡径部２１の外周に前記ドリブンギヤ２２が被嵌され
ている。

【００２１】一方、ＶＶＴ機構１１は、これも基本的に
は、ボルト５３によって上記ドリブンギヤ２２に一体に
連結されたハウジング２８と、このハウジング２８内に
回動自在に収容され、ボルト５４によって上記吸気側カ
ムシャフト１２に一体に連結されたベーン体２９とによ
って構成されている。

【００２２】ここで、ハウジング２８は、そのカバー３
０共々、全体が有底円筒状を呈しており、その底面とな
るカバー３０の側面をベーン体２９の先端側側面が摺動
するようになっている。そして、このハウジング２８と
ドリブンギヤ２２とは、上記ボルト５３による連結によ
って、吸気側カムシャフト１２を回転軸とした一体回転
が可能となっている。

【００２３】図２は図１の２−２線に沿った断面図であ
る（なお、図１は図２の１−１線に沿った断面図に相当
する）。次に、この図２を併せ参照して、上記ハウジン
グ２８及びベーン体２９の構造を更に詳述する。

【００２４】図２に示すように、ＶＶＴ機構１１のベー
ン体２９は、同ベーン体２９の中心に位置した円環状を
なして前記吸気側カムシャフト１２に固定される固定部
３１と、同固定部３１の外周部に形成された３つのベー
ン３２ａ，３２ｂ，３２ｃとを備えている。各ベーン３
２ａ，３２ｂ，３２ｃは、吸気側カムシャフト１２の径
方向に放射状に延びており全体が略Ｙ字状を呈してい
る。

【００２５】一方、ハウジング２８の内部には、吸気側
カムシャフト１２の周方向に所定間隔を隔てて、同カム
シャフト１２の軸心に向けて突出した３つの突状部３
３，３３’が形成されている。これら各突状部３３，３
３’の内周面は前記固定部３１の外周面に摺接されるよ
うになる。各突状部３３，３３’の間は凹部３４，３
４’となっており、前記各ベーン３２ａ，３２ｂ，３２
ｃは各凹部３４，３４’内に配置されており、各ベーン
３２ａ，３２ｂ，３２ｃの外周面はハウジング２８の内
周面に摺接されるようになる。そして、各ベーン３２
ａ，３２ｂ，３２ｃによって凹部３４，３４’は、更に
２つの圧力室に区画されている。このうち、吸気側カム
シャフト１２の回転方向と同方向側に形成された圧力室
は遅角側油圧室１４，１４’となっており、また、前記
回転方向と逆方向側に形成された圧力室は進角側油圧室
１３，１３’となっている。

【００２６】前記各油圧室１３，１３’，１４，１４’
の内部には、後述する各油圧通路Ｐ１，Ｐ２を通じて油
が供給されるようになっており、ベーン体２９は、各油
圧室１３，１３’，１４，１４’に供給された油の油圧
の大きさに応じて、吸気側カムシャフト１２の軸回りの
双方向に回動可能となっている。

【００２７】ここで、ベーン体２９が吸気側カムシャフ
ト１２の回転方向と同方向（以下、この回転方向を「進
角回転方向」とする）に回動すると、同ベーン体２９が
固定された吸気側カムシャフト１２の回転位相がドリブ
ンギヤ２２に対して進められ、吸気バルブの開閉タイミ
ング（以下、「バルブタイミング」という）が早められ
る。

【００２８】これに対して、ベーン体２９が吸気側カム
シャフト１２の回転方向と逆方向（以下、この回転方向
を「遅角回転方向」とする）に回動すると、吸気側カム
シャフト１２の回転位相がドリブンギヤ２２に対して遅
れ、バルブタイミングが遅らされることとなる。

【００２９】次に、図１及び図２を併せ参照して、前記
進角側油圧室１３，１３’及び遅角側油圧室１４，１
４’に油を供給するための油圧通路を構成する進角側・
遅角側油圧通路Ｐ１，Ｐ２、並びにこれら油圧通路Ｐ
１，Ｐ２を通じて油を供給するためのオイルポンプ１５
及び前記油圧通路Ｐ１，Ｐ２の途中に設けられたオイル
コントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」という）１６等
について説明する。

【００３０】シリンダヘッド１７の内部には図示しない
進角側ヘッド油路及び遅角側ヘッド油路が形成されてお
り、各ヘッド油路はＯＣＶ１６、オイルポンプ１５、及
びオイルストレーナ５６を介してオイルパン５７に接続
可能となっている。エンジンの運転に伴ってオイルポン
プ１５が駆動されると、オイルパン５７に貯留されてい
る油はオイルストレーナ５６を介してオイルポンプ１５
内に吸引されるとともに、同ポンプ１５により加圧され
て吐出される。そして、吐出された油はＯＣＶ１６によ
って上記各ヘッド油路へ選択的に圧送されるようにな
る。

【００３１】吸気側カムシャフトジャーナル１２ａに
は、上記各ヘッド油路の開口位置に対応して同カムシャ
フト１２の周方向に延びる油溝５８，５９がそれぞれ形
成されており、これら各油溝５８，５９はシリンダヘッ
ド１７の上端部及び軸受部１７ａによって囲まれてい
る。

【００３２】吸気側カムシャフト１２の内部には、その
軸線方向に延びる遅角側シャフト油路６１が形成されて
いる。この遅角側シャフト油路６１の先端側はボルト５
４により閉鎖されている。また、前記カムシャフト１２
内部には、前記遅角側シャフト油路６１からベーン体２
９の遅角側供給油路６３に延びる１本の遅角側油路６２
が穿設されており、同油路６２によって遅角側シャフト
油路６１と前記遅角側供給油路６３とが連通されてい
る。

【００３３】ベーン体２９の内部には、前記遅角側供給
油路６３が設けられており、基端側は前記遅角側油路６
２に連通されているとともに、先端側は、遅角側環状油
路６４に連通し、さらに前記遅角側環状油路６４から３
本の遅角側連通油路６５を介して前記各遅角側油圧室１
４，１４’に連通される。

【００３４】ジャーナル１２ａの内部には吸気側カムシ
ャフト１２の径方向に延びる遅角側油孔６０が形成され
ている。遅角側シャフト油路６１は、この遅角側油孔６
０によって前記一方の油溝５９に通じており、同遅角側
シャフト油路６１内には、油溝５９及び遅角側油孔６０
を介して遅角側ヘッド油路の油が供給されるようになっ
ている。したがって、遅角側ヘッド油路から供給される
油は油溝５９、遅角側油孔６０、遅角側シャフト油路６
１、遅角側油路６２、遅角側供給油路６３、遅角側環状
油路６４、遅角側連通油路６５を通じて前記各遅角側油
圧室１４，１４’に供給可能となる。

【００３５】さらに、吸気側カムシャフト１２の内部に
は、その軸線方向に対し斜めに延びる進角側シャフト油
路６７が形成されている。ベーン体２９の内部には、進
角側環状油路６８が設けられており、基端側は前記進角
側シャフト油路６７に連通されているとともに、先端側
は、前記進角側環状油路６８から３本の進角側連通油路
６９を介して前記各進角側油圧室１３，１３’と連通さ
れる。

【００３６】ジャーナル１２ａの内部には吸気側カムシ
ャフト１２の径方向に延びる進角側油孔６６が形成され
ている。進角側シャフト油路６７は、この進角側油孔６
６によって前記他方の油溝５８に通じており、同進角側
シャフト油路６７内には、油溝５８及び進角側油孔６６
を介して進角側ヘッド油路の油が供給されるようになっ
ている。したがって、進角側ヘッド油路から供給される
油は油溝５８、進角側油孔６６、進角側シャフト油路６
７、進角側環状油路６８、進角側連通油路６９を通じて
前記各進角側油圧室１３，１３’に供給可能となる。

【００３７】同ＶＶＴ機構１１にあってはこのように、
進角側ヘッド油路、油溝５８、進角側油孔６６、進角側
シャフト油路６７、進角側環状油路６８及び進角側連通
油路６９によって進角側油圧通路Ｐ１が構成され、ま
た、遅角側ヘッド油路、油溝５９、遅角側油孔６０、遅
角側シャフト油路６１、遅角側油路６２、遅角側供給油
路６３、遅角側環状油路６４及び遅角側連通油路６５に
よって遅角側油圧通路Ｐ２が構成されている。そして本
実施形態では、前記ＯＣＶ１６によって前記各油圧通路
Ｐ１，Ｐ２と、オイルポンプ１５及びオイルパン５７と
の連通状態を切り換えることによってオイルポンプ１５
から前記各油圧室１３，１３’，１４，１４’内へ油を
供給し、あるいは同各油圧室１３，１３’，１４，１
４’内から油を排出してオイルパン５７に戻すようにし
ている。なお、ＯＣＶ１６は、図示しない電子制御装置
を通じてその開度がデューティ制御されることにより上
記進角側、遅角側の各油圧室１３，１３’，１４，１
４’に供給される油圧を制御する周知の油圧制御弁であ
る。

【００３８】また、同図１及び図２に示すように、ベー
ン体２９における各ベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃの外
周部には、断面矩形状をなす溝３５が形成され、この溝
３５内には板バネ３７によって外周側に向けて付勢され
るシール部材３６が配設されている。そして、このシー
ル部材３６によってベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃの外
周面とハウジング２８の内周面との間がシールされ、上
記進角側油圧室１３，１３’及び遅角側油圧室１４，１
４’間での油の移動が規制されるようになっている。

【００３９】次に、本実施の形態におけるハウジング２
８及びベーン体２９の関係を図２に基づき更に詳述す
る。本実施の形態においては、１つの突状部３３’の周
方向の幅Ｗ１’をその他の２つの突状部３３の同幅Ｗ１
よりも小さく形成している。すなわち、突状部３３’の
剛性がより小さく、その弾性変形が容易になる構造とし
ている。

【００４０】また、前述のようにハウジング２８の凹部
３４，３４’内にベーン体２９のベーン３２ａ，３２
ｂ，３２ｃが収容されることにより油圧室１３，１
３’，１４，１４’が形成されるが、ベーン３２ａ，３
２ｂ，３２ｃが任意の位置にあるときの油圧室１３’，
１４’の周方向の幅Ｌ１’，Ｌ２’はそれぞれ油圧室１
３，１４の同幅Ｌ１，Ｌ２よりも小さくなるように、上
記凹部３４，３４’及びベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃ
の寸法を決めている。すなわち、突状部３３’に対する
ベーン３２ｂの遅角側への相対回転許容角度は同ベーン
３２ａ，３２ｃの同角度よりも小さく設定されており、
一方、同突状部３３’に対するベーン３２ｃの進角側へ
の相対回転許容角度は同ベーン３２ａ，３２ｂの同角度
よりも小さく設定されている。したがって、ベーン体２
９とハウジング２８との当接（衝突）は、当初、ベーン
３２ｂ，３２ｃ側面と突状部３３’側面とにおいて生じ
る。

【００４１】さらに、突状部３３’の上記剛性は、その
後その他の突状部３３とこれに対向するベーン３２ａ，
３２ｂ，３２ｃとが当接（衝突）するときのベーン体２
９及びハウジング２８間の相対的な角速度が、エンジン
の通常運転時のバルブタイミング制御における同角速度
と同等となるように決定されている。

【００４２】またさらに、上記のように突状部３３’を
突状部３３よりも小さく形成したことに伴う回転バラン
スの不均衡を是正するために、突状部３３に対するハウ
ジング２８の外周面に切り欠き２８ａを設けている。

【００４３】次に、上記のように構成された内燃機関の
バルブタイミング制御装置の作用を説明する。前述のよ
うに、本実施の形態においては、前記ハウジング２８の
１つの突状部３３’はその周方向の幅が他の突状部３３
よりも小さく形成されている。したがって、突状部３
３’はその剛性がより小さく、弾性変形も容易となって
いる。また、突状部３３’の両側に形成される油圧室１
３’，１４’の周方向の幅Ｌ１’，Ｌ２’は他の突状部
３３の両側に形成される油圧室１３，１４の同幅Ｌ１，
Ｌ２よりも短く設定されており、ベーン体２９とハウジ
ング２８との当接（衝突）は、当初、ベーン３２ｂ，３
２ｃ側面と突状部３３’側面とにおいて生じる。さら
に、突状部３３’の剛性は、その後その他の突状部３３
とこれに対向するベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃとが当
接（衝突）するときのベーン体２９及びハウジング２８
間の相対的な角速度が、エンジンの通常運転時のバルブ
タイミング制御における同角速度と同等となるように決
定されている。

【００４４】したがって本実施の形態にあっては、エン
ジンの始動時等、遅角側・進角側油圧室１３，１３’，
１４，１４’に供給する油圧が低いとき、あるいはエン
ジンを搭載する車両が急旋回・急停止・急発進等を行っ
たとき、ベーン体２９のベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃ
側面と、対向するハウジング２８の突状部３３，３３’
側面との当接（衝突）は、当初、突状部３３’側面とに
おいて生ずる。そしてこの衝突により突状部３３’に所
要の弾性変形がなされ、その異音等の発生が抑制される
とともに、その後のそれら相対的な角速度は通常のバル
ブタイミング制御に係る同角速度へと減衰されることと
なる。したがって、その後その他の突状部３３側面とに
おいて上記当接（衝突）が引き続き起こる場合であって
も、その衝突に伴う異音等の発生も実質的に問題のない
レベルまで抑制されることとなる。

【００４５】また、突状部３３に対するハウジング２８
の外周面には切り欠き２８ａが設けられている。上記の
ようにハウジング２８の１つの突状部３３’は全体とし
て突状部３３よりも小さく形成されているが、この切り
欠き２８ａにより、形状の不均一に伴う回転バランスの
不安定さは好適に是正されることとなる。

【００４６】以上詳述したように、本実施の形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 ・ベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃ側面と突状部３３，３
３’側面との当接（衝突）に伴う異音等の発生を実質的
に問題のないレベルまで抑制することができる。

【００４７】・ハウジング２８の形状の不均衡に伴う回
転バランスの不安定さを是正することができる。 ・ベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃ側面と突状部３３，３
３’側面との衝突による吸気側カムシャフト１２の回転
変動が緩和されるため、同回転変動に伴うタイミングベ
ルト２７と同ベルト２７のカバー（図示せず）との干渉
を好適に防止・低減できる。したがって、エンジン外形
をコンパクトに維持したまま、上記干渉に起因する異音
の発生やタイミングベルト２７の損傷等を回避すること
ができる。

【００４８】なお、本実施の形態は上記に限定されるも
のではなく、次のように変更してもよい。 ・本実施の形態においては、複数設けられた突状部のう
ちの１つに剛性が低く、弾性変形の容易な形状を採用し
たが、１つに限らないより多くの突状部に対して同形状
を採用してもよい。この場合、剛性が低く、弾性変形の
容易な形状に形成されている突状部が複数となるため、
ベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃとの衝突がより緻密に緩
和され、衝突に伴う異音等の発生もより有効に抑制され
ることとなる。

【００４９】・本実施の形態においては、ハウジング２
８の突状部３３’に剛性が低く、弾性変形の容易な形状
を採用した。これに対して、ベーン体２９のベーン３２
ａ，３２ｂ，３２ｃの１つ又は複数に同じく剛性が低
く、弾性変形の容易な形状を採用してもよい。また、ベ
ーン体２９のベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃの１つ又は
複数及び突状部の１つ又は複数の両方に剛性が低く、弾
性変形の容易な形状を採用してもよい。そしてベーン体
２９の回動に伴うベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃ側面と
ハウジング２８の突状部側面との当接（衝突）は、当
初、それら剛性の低い形状の採用されたベーン、若しく
はベーン及び突状部とにおいて生ずるように設定するこ
とにより、上記と同様の効果を得ることができる。そし
てこの場合も、形状が不均一となるベーン体２９、若し
くはベーン体２９及びハウジング２８に対してはこれを
是正する適宜の切り欠き等を設けることで、それら形状
の不均質に伴う回転バランスの不安定さを是正すること
ができる。

【００５０】・本実施の形態では、ハウジング２８の突
状部３３に対応する外周面に切り欠き２８ａを設け、こ
れにより形状の不均質に伴う回転バランスの不安定さを
是正した。これに対して、ハウジング２８の突状部３
３’に対応する外周面にウェイト等を取り付けることに
よって形状の不均質に伴う回転バランスの不安定さを是
正してもよい。

【００５１】・本実施の形態では、ハウジング２８の突
状部３３に対応する外周面に切り欠き２８ａを設け、こ
れにより形状の不均質に伴う回転バランスの不安定さを
是正したが、こうした回転バランスの不安定さがそれほ
ど問題にならない場合には、上記ウェイト等も含め、同
バランス是正に係る構造を省略してもよい。

【００５２】・本実施の形態においては、ベーン体２９
の回転方向において、ベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃの
両側に油圧室を設けるようにしたが、片側にのみ油圧室
を設ける構成に変更することができる。

【００５３】これには例えば、前記遅角側油圧室１４，
１４’、同油圧室１４，１４’に油を供給するための遅
角側油圧通路Ｐ２及びその周辺構造を省略するととも
に、遅角側油圧室１４，１４’の該当する空間内に、ベ
ーン体２９を遅角回転方向に付勢するコイルスプリン
グ、板バネ等の付勢部材を配設する。

【００５４】そして、バルブタイミングを進める場合に
は、進角側油圧室１３，１３’の油圧力によってベーン
体２９を進角回転方向に回転させる。逆に、バルブタイ
ミングを遅らせる場合には、進角側油圧室１３，１３’
内への油の供給を停止して、前記付勢部材によりベーン
体２９を遅角回転方向に回転させる。そして進角側油圧
室１３，１３’内において対向するベーン及び突状部の
少なくとも一方の１つ又は複数に対して剛性が低く、弾
性変形の容易な形状を採用する。またこの場合、進角側
・遅角側の関係は逆であってもよい。

【００５５】・本実施の形態では、吸気側カムシャフト
１２にＶＶＴ機構１１を設ける場合について示したが、
図４に示すように、排気側カムシャフト２３に同ＶＶＴ
機構１１を設ける構成を採用してもよい。

【００５６】・本実施の形態においては、ハウジング２
８をドリブンギヤ２２を介してクランクシャフトに駆動
連結し、ベーン体２９を吸気側カムシャフト１２に連結
する構成とした。これに対して、ベーン体２９をドリブ
ンギヤ２２を介してクランクシャフトに駆動連結し、ハ
ウジング２８を吸気側カムシャフト１２に連結する構成
としてもよい。

【００５７】・本実施の形態では、ベーン体２９の各ベ
ーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃの外周部に断面矩形状をな
す溝３５を形成し、この溝３５内にシール部材３６を配
設するとともに、これを板バネ３７により外周部に向け
て付勢する構成としたが、これを、同ベーン体２９の固
定部３１側に、またはベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及
び固定部３１の両側に設ける構成とすることもできる。

【００５８】・吸気側バルブまたは排気側バルブの一方
の開閉タイミングを変更する構成に限らず、ＶＶＴ機構
１１を吸気側カムシャフト１２及び排気側カムシャフト
２３の双方に設け、吸気バルブ及び排気バルブの双方の
バルブ開閉タイミングを変更するようにしてもよい。

【００５９】・本実施の形態では、ベーン体２９に３つ
のベーン３２ａ，３２ｂ，３２ｃが形成される構成を採
用したが、同ベーンを２つ、あるいは４つ以上有した構
成とすることもできる。ベーンの数を上記実施形態より
少なくした場合には、前記各油圧通路Ｐ１，Ｐ２の構成
を簡略化することができ、上記実施形態より多くした場
合には、ベーン体２９に対してより大きな回転トルクを
付与することができる。

【００６０】・本実施の形態において、カムプーリ２６
をタイミングスプロケットに変更し、タイミングベルト
２７をタイミングチェーンに変更した構成を採用するよ
うにしてもよい。

【００６１】・本実施の形態では、ベーン体２９のベー
ン３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及びハウジング２８の凹部３
３，３３’を扇状に形成したが、例えばベーン３２ａ，
３２ｂ，３２ｃを板状に形成してもよい。

【００６２】・本実施の形態はいずれもハウジング２８
の突状部３３，３３’が扇状の立体に構成されている
が、軽量化を図るべく、この扇状の立体内部をくり抜い
て突状部３３，３３’を構成してもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明の構成によれば、例えば機関始動時等の液圧が低いと
き、あるいは液中に空気が混入するなど、その液圧が急
激に変化するとき、上記相対回転許容角度の小さく設定
された凹部及びベーンの対が他の凹部及びベーンの対よ
りも先にそれら凹部とベーンとが当接されるようにな
る。そして、それら当接される凹部及びベーンの対は、
それら凹部及びベーンの少なくとも一方がその当接によ
り弾性変形することで、同当接の際の衝突エネルギが好
適に吸収され、且つ、上記第１及び第２の回転体間の相
対的な角速度も減少する。したがってその後、上記他の
凹部及びベーンの対においてそれら凹部とベーンとが当
接される場合であれ、同第１及び第２の回転体間の相対
的な角速度は十分に低減されており、それら当接に起因
する異音等の発生も確実に抑制される。

【００６４】請求項５記載の発明の構成によれば、上記
相対回転許容角度の小さく設定された凹部及びベーンの
対においてそれら凹部とベーンとが当接された後、上記
他の凹部及びベーンの対においてそれら凹部とベーンと
が当接される場合であれ、その当接に起因する異音等の
発生を実質的に問題のないレベルまで抑制することがで
きる。

【００６５】請求項６記載の発明の構成によれば、上記
弾性変形可能に形成された凹部を有する第１の回転体、
上記弾性変形可能に形成されたベーンを有する第２の回
転体、あるいは上記弾性変形可能に形成された凹部及び
ベーンを有する第１及び第２の回転体について、それら
弾性変形可能に形成された凹部若しくはベーン形状に起
因する回転バランスの不均衡を是正することができ、い
かなる場合も安定したバルブタイミング制御が実現され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るバルブタイミング制御装置の一
実施の形態を示す断面図。

【図２】図１の２−２線に沿った断面図。

【図３】同実施の形態に係る動弁構造を示す平面図。

【図４】この発明に係るバルブタイミング制御装置の他
の構成例を示す平面図。

【符号の説明】

１１…ＶＶＴ機構、１２…吸気側カムシャフト、１３，
１３’…進角側油圧室、１４，１４’…遅角側油圧室、
１５…オイルポンプ、１６…ＯＣＶ、１７…シリンダヘ
ッド、１７ａ，１７ｂ…軸受部、２２…ドリブンギヤ、
２８…ハウジング、２８ａ…切り欠き、２９…ベーン、
３０…カバー、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…ベーン、３
３，３３’…突状部、３４，３４’…凹部、５７…オイ
ルパン、Ｐ１…進角側油圧通路、Ｐ２…遅角側油圧通
路。

Claims (6)

(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複数の凹部を
   前記第２の回転体に形成された複数のベーンにて各々区
   画することにより各ベーンの少なくとも一側に液室を形
   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、 前記第１及び第２の回転体に形成された凹部及びベーン
   の対の少なくとも１つでは、その中立位置からの相対回
   転許容角度のうち、他の対における同中立位置からの相
   対回転許容角度と同一回転方向に対する相対回転許容角
   度が、該他の対における相対回転許容角度よりも小さく
   設定されるとともに、該相対回転許容角度の小さく設定
   された凹部及びベーンの対では、それら凹部及びベーン
   の少なくとも一方が、前記他の対について対応する凹部
   及びベーンよりも回転方向に容易に弾性変形し得るよう
   に形成されてな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。
2. 【請求項２】 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複数の凹部を
   前記第２の回転体に形成された複数のベーンにて各々区
   画することにより各ベーンの少なくとも一側に液室を形
   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、 前記第１及び第２の回転体に形成された凹部及びベーン
   の対の少なくとも１つでは、その中立位置からの進角回
   転方向への相対回転許容角度が、他の対における同中立
   位置からの前記進角回転方向への相対回転許容角度より
   も小さく設定されるとともに、前記相対回転許容角度の
   小さく設定された凹部及びベーンの対で は、それら凹部
   及びベーンの少なくとも一方が、前記相対回転に伴う該
   凹部及びベーンの当接により、前記他の対について対応
   する凹部及びベーンよりも容易に弾性変形し得るように
   形成されてな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。
3. 【請求項３】 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複数の凹部を
   前記第２の回転体に形成された複数のベーンにて各々区
   画することにより各ベーンの少なくとも一側に液室を形
   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、 前記第１及び第２の回転体に形成された凹部及びベーン
   の対の少なくとも１つでは、その中立位置からの遅角回
   転方向への相対回転許容角度が、他の対における同中立
   位置からの前記遅角回転方向への相対回転許容角度より
   も小さく設定されるとともに、前記相対回転許容角度の
   小さく設定された凹部及びベーンの対では、それら凹部
   及びベーンの少なくとも一方が、前記相対回転に伴う該
   凹部及びベーンの当接により、前記他の対について対応
   する凹部及びベーンよりも容易に弾性変形し得るように
   形成されてな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。
4. 【請求項４】 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複数の凹部を
   前記第２の回転体に形成された複数のベーンにて各々区
   画することにより各ベーンの少なくとも一側に液室を形
   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、 前記第１及び第２の回転体に形成された凹部及びベーン
   の対の少なくとも１つ では、その中立位置からの進角回
   転方向への相対回転許容角度が、他の対における同中立
   位置からの進角回転方向への相対回転許容角度よりも小
   さく設定されるとともに、前記中立位置からの遅角回転
   方向への相対回転許容角度が、他の対における同中立位
   置からの遅角回転方向への相対回転許容角度よりも小さ
   く設定され、更に該相対回転許容角度の小さく設定され
   た凹部及びベーンの対では、それら凹部及びベーンの少
   なくとも一方が弾性変形可能に形成されてなることを特
   徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
5. 【請求項５】 前記相対回転許容角度の小さく設定され
   た凹部及びベーンの対は、前記他の凹部及びベーンの対
   においてそれら凹部とベーンとが当接されるときの前記
   第１及び第２の回転体間の相対的な角速度が通常のバル
   ブタイミング制御における同第１及び第２の回転体間の
   相対的な角速度と同等となるよう、それら凹部及びベー
   ンの少なくとも一方の剛性が決定される請求項１〜４の
   いずれか１つに記載の内燃機関のバルブタイミング制御
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１つに記載の内
   燃機関のバルブタイミング制御装置において、 前記弾性変形可能に形成された凹部を有する第１の回転
   体及び前記弾性変形可能に形成されたベーンを有する第
   ２の回転体の少なくとも一方は、当該回転体の回転バラ
   ンスの不均衡を是正するバランス是正手段を更に備えて
   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
   グ制御装置。