JPH10231712A - 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】 内燃機関のベーン式バルブタイミング制御装
置において、シール部材の磨耗を防止する。 【解決手段】 スプロケット１１に対する吸気側カムシ
ャフト１５の相対回転角度（回転位相）を遅角せしめる
ときの変位速度（遅角速度）と進角せしめるときの変位
速度（進角速度）とでは、作用するフリクションの差に
より、進角速度≪遅角速度となる。従って、シール部材
の磨耗は遅角時に進む。そこで、ジャーナル部内の遅角
油圧供給路１５６に通路面積変更部を設け、遅角時の油
の流れ方向に１／０．７以上の比率にて面積を拡大す
る。それにより、遅角油圧供給路１５６において、進角
時の油の流れ方向の圧力損失に比し遅角時の油の流れ方
向の圧力損失が大となり、遅角速度すなわちシール部材
の摺動速度が抑えられ、シール部材の磨耗の防止が図ら
れる。

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（エンジ
ン）において吸気バルブ又は排気バルブを開閉するタイ
ミングを連続的に変更するバルブタイミング制御装置に
関し、より詳細には、いわゆるベーン式のバルブタイミ
ング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車用エンジンにおいて
は、運転状態に応じて最適なバルブタイミングを達成す
るために動弁系の可変機構が種々実用化されている。か
かる可変機構として主として普及しているものは、２段
切り替え式すなわちＯＮ／ＯＦＦ制御式のものである。
近年においては、エンジンに対する更なる高性能化の要
求に応えるべく、このような可変バルブタイミング機構
（以下では、ＶＶＴ機構ともいう）においても、従来の
２段切り替え式のものに代えて、常時最適な任意のバル
ブタイミングを設定することが可能な連続可変式のもの
が開発されつつある。可変バルブタイミング機構を有す
る内燃機関では、出力性能の向上に寄与する吸入効率の
観点、及びＮＯ_x の低減による排出ガス浄化性能（エミ
ッション）の向上とポンピング損失の低減による燃費の
向上とに寄与する内部排気ガス再循環（内部ＥＧＲ）の
観点から、機関運転状態に応じてバルブタイミングが制
御される。

【０００３】例えば、特開平8-121122号公報は、いわゆ
るベーン式ＶＶＴ機構を開示している。このベーン式Ｖ
ＶＴ機構では、クランクシャフトに駆動連結されるとと
もに内周面に凹部を有するハウジングと、その凹部を２
つの油圧室に区画するベーンを有するとともに相対回転
可能にハウジングと組み合わせられるカムシャフトとを
備え、油圧室に供給する油圧を制御することにより、ハ
ウジングに対してカムシャフトを相対回転せしめ、両者
の回転位相をずらしてバルブタイミングを連続的に変化
させるという構造を有している。そして、２つの油圧室
のシール性を確保するために、ハウジングとベーンとの
間にシール部材が設けられている。そのシール部材とし
ては一般的にアペックスシールが使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかるシー
ル部材は、ハウジングと線状に接触して圧力が高まった
状態でその接触部がハウジングと摺動するため、磨耗し
やすいという問題がある。このように、ベーン式ＶＶＴ
機構では、シール部材の磨耗が激しいため、シール性が
低下しやすく、それに起因してその制御性が悪化する、
という課題を有している。

【０００５】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、シー
ル部材の磨耗を防止することが可能なベーン式バルブタ
イミング制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一般に、磨耗は、“圧力
×摺動速度”（ＰＶ値）の値が高いほど起き易い。上述
のＶＶＴ機構の場合、“シール部材の摺動速度”＝“Ｖ
ＶＴ機構の応答速度（変位速度）”となる。ここで、Ｖ
ＶＴ機構の応答速度について考察すると、カムシャフト
のフリクションの大きさに起因して、“進角速度≪遅角
速度”となる。従って、ベーン式ＶＶＴ機構では、遅角
駆動時に、磨耗が生じているということができる。とこ
ろで、遅角速度は、必要値に対して充分に余裕がある。
本発明は、以上の知見に基づき以下に記載されるような
技術構成を採用することにより、上記目的を達成するも
のである。

【０００７】すなわち、本発明の第１の態様に係る、内
燃機関のバルブタイミング制御装置は、内周面に少なく
とも１つの凹部を有する第１の回転体と、前記凹部を第
１の液圧室と第２の液圧室とに区画する少なくとも１つ
のベーンを有するとともに相対回転可能に前記第１の回
転体と同軸に組み合わせられる第２の回転体と、前記第
１の回転体又は前記第２の回転体の一方を回転せしめる
クランクシャフトと、前記第１の回転体又は前記第２の
回転体の他方と連動して回転しバルブを駆動するカムシ
ャフトと、作動液供給通路を介して前記第１の液圧室又
は前記第２の液圧室に作動液を供給する作動液供給手段
と、前記第１の回転体又は前記第２の回転体の少なくと
も一方に設けられ前記第１の液圧室及び前記第２の液圧
室を液密に区画するシール部材と、を具備する内燃機関
のバルブタイミング制御装置において、前記カムシャフ
トが前記クランクシャフトに対して遅角せしめられると
きに、前記シール部材の磨耗を防止すべく、前記第１の
回転体と前記第２の回転体との相対回転の速度を低減さ
せる遅角速度低減手段、を設けたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の第２の態様によれば、上記
本発明の第１の態様に係る装置において、前記遅角速度
低減手段は、前記作動液供給通路において、前記カムシ
ャフトが前記クランクシャフトに対して進角せしめられ
るときの作動液流れ方向の圧力損失に比し、前記カムシ
ャフトが前記クランクシャフトに対して遅角せしめられ
るときの作動液流れ方向の圧力損失を大とする圧力損失
調整手段を設けたことによって構成される。

【０００９】さらに、本発明の第３の態様によれば、上
記本発明の第２の態様に係る装置において、前記圧力損
失調整手段は、前記作動液供給通路に設けられた通路面
積変更部であって、前記カムシャフトが前記クランクシ
ャフトに対して遅角せしめられるときの作動液流れ方向
に１／０．７以上の比率にて面積を拡大するものであ
る。

【００１０】上記の如く構成された、本発明の第１の態
様に係る、内燃機関のバルブタイミング制御装置におい
ては、第１の回転体と第２の回転体との相対回転のフリ
クションが小さくシール部材の摺動速度が速くなりその
磨耗が増大する傾向にあるカムシャフト遅角駆動時にお
いて、その相対回転速度が低く抑えられるため、かかる
不具合が解消される。また、本発明の第２の態様に係る
装置においては、その遅角速度の低減が、特別な制御を
必要とすることなく、作動液供給通路において進角時の
作動液流れ方向の圧力損失に比し遅角時の作動液流れ方
向の圧力損失を大にする、という構成により容易に達成
される。また、本発明の第３の態様に係る装置において
は、遅角時の作動液流れ方向の圧力損失の増大が、遅角
時の作動液流れ方向に１／０．７以上の比率にて面積を
拡大する部分を設ける、という極めて簡易な構成により
実現される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。

【００１２】図１から図５までは、本発明の一実施形態
に係る、内燃機関のバルブタイミング制御装置１０の構
成を示す図である。ここに、図１は本実施形態に係るバ
ルブタイミング制御装置１０の概略構成を示す斜視図で
あり、図２はカバー１３を外したバルブタイミング制御
装置１０の正面図である。また、図３は図２中の３−３
線でバルブタイミング制御装置１０を切断したときの側
面断面図であり、図４は図２中の３−３線でバルブタイ
ミング制御装置１０を切断したときの部分拡大断面図で
ある。さらに、図５は図２中の５−５線でバルブタイミ
ング制御装置１０を切断したときの側面断面図である。

【００１３】バルブタイミング制御装置１０は、スプロ
ケット１１、ロータ１２、カバー１３、リヤハウジング
１４、及び吸気側カムシャフト１５を備えている。

【００１４】スプロケット１１は、自身の回転軸心と同
軸の中空部１１１を有する厚肉円筒状部材からなり、基
端側（図１中左側）の外周面には、タイミングチェーン
（図示しない）を掛装するための複数の歯１１２が形成
されている。すなわち、エンジン（図示しない）のクラ
ンクシャフト（図示しない）から出力された駆動力は、
クランクシャフトに固着されたクランクスプロケット
（図示しない）とタイミングチェーンとを介してスプロ
ケット１１に伝達されるのである。また、スプロケット
１１の先端側（図１中右側）の外周面には、カバー１３
を取り付けるためのカバー取付部１１３が形成されてい
る。

【００１５】また、スプロケット１１は、先端部から外
周面の歯１１２の形成位置に対応する内周面に、中空部
１１１から外周面へ向かう４つの略扇状の凹部１１４を
有し、各凹部１１４の間には相対的に４つの台形状の凸
部１１５が形成されている。また、外周面の歯１１２の
形成位置に対応する内周面から基端部にかけては、リヤ
ハウジング１４を取り付けるためのリヤハウジング取付
部１１６が形成されている。

【００１６】なお、後述するように、スプロケット１１
の凹部１１４には、エンジンオイル（油圧）が供給さ
れ、スプロケット１１、ロータ１２、カバー１３、及び
リヤハウジング１４が組み合わされた際には、油圧室と
して機能する。

【００１７】また、スプロケット１１の凸部１１５の１
つは、図４に示すように、ロータ１２とスプロケット１
１の相対回動を規制しない場合に、ロックピン２０がリ
ヤハウジング１４と接触することがないようロックピン
２０を完全に収容するロックピン孔１１７を有してい
る。

【００１８】ロックピン２０は、大径部２１と小径部２
２を有する円柱状のピンであり、大径部２１にはスプリ
ング２４を収容するためのスプリング孔２３を有してい
る。ロックピン２０の大径部２１と小径部２２との連結
部に現れるリング状の端面は、後述する進角油圧室１０
１に供給された油圧が印加される第１受圧面２５として
機能し、小径部２２のリヤハウジング１４側端面は、後
述する遅角油圧室１０２に供給された油圧が印加される
第２受圧面２６として機能する。

【００１９】さらに、第１受圧面面積と第２受圧面面積
とは、 進角室油圧×第１受圧面面積≒遅角室油圧×第２受圧面
面積 の関係が成立するように定められている。そして、ロッ
クピン２０は、スプリング２４によってリヤハウジング
１４方向への付勢力を常時受けている。

【００２０】ロックピン孔１１７は、ロックピン２０の
大径部２１と小径部２２との直径差によって生じる端面
（第１受圧面２５）に対して、進角油圧室１０１に印加
される油圧を印加することができるよう、図３に示すよ
うに同一の軸心を有する異なる径の２つの円筒孔からな
っている。また、ロックピン孔１１７は、図２に示され
るように、進角油圧室１０１と第１受圧面２５とを連通
するロックピン進角油圧供給路１１８を備えている。

【００２１】ロータ１２は、自身の回転軸心と同軸のボ
ルト孔１２１を有するとともに、スプロケット１１の中
空部１１１に適合する厚肉円筒状体からなり、その外周
面には、半径方向に４つのベーン１２２が９０度間隔で
延伸形成されている。

【００２２】ベーン１２２は、先端部にシール部材（ア
ペックスシール）１２３と、ロータ１２がスプロケット
１１に組み付けられた際にシール部材１２３をスプロケ
ット１１の凹部１１４内周面に押圧する板ばね１２４と
を備えている。また、ベーン１２２は、スプロケット１
１、ロータ１２、カバー１３、及びリヤハウジング１４
が組み合わされた際に油圧室として機能するスプロケッ
ト１１の凹部１１４を進角油圧室と遅角油圧室とに区画
する。

【００２３】ここで、図２中ベーン１２２の左側に区画
形成された油圧室が進角油圧室として機能し、ベーン１
２２の右側に区画形成された油圧室が遅角油圧室として
機能するものとする。また、本実施形態では以後、スプ
ロケット１１、ロータ１２、カバー１３、及びリヤハウ
ジング１４が組み合わされた状態におけるベーン１２２
左側の凹部１１４を進角油圧室１０１と、ベーン１２２
右側の凹部１１４を遅角油圧室１０２ということとす
る。

【００２４】また、ロータ１２の先端部近傍（図１中右
側）及び各ベーン１２２の進角油圧室１０１側側面に
は、ボルト孔１２１と各ベーン１２２の進角油圧室１０
１側の基端部とを連通するロータ進角油圧供給路１２５
が形成されており、ロータ１２の基端部近傍（図１中左
側）及びベーン１２２の遅角油圧室１０２側側面には、
ボルト孔１２１と各ベーン１２２の遅角油圧室１０２側
の基端部とを連通するロータ遅角油圧供給路１２６が形
成されている。

【００２５】さらに、１つのベーン１２２は、その基端
側に、ロータ１２とリヤハウジング１４とを確実に同期
回転させるよう両者を係合するための係合ピン３０が挿
入される係合ピン孔１２７を有している。

【００２６】カバー１３は、円盤状部材の外周面に沿っ
てスプロケット１１のカバー取付部１１３に適合するフ
ランジ１３１を備えると共に、その回転軸心と同軸であ
って結合ボルト３２が貫通するボルト孔１３２を備えて
いる。

【００２７】リヤハウジング１４は、スプロケット１１
のリヤハウジング取付部１１６に内接されるフランジを
その外周部に有する肉厚円盤部１４１と、円盤部１４１
の先端面に形成された軸部１４２とを備えている。

【００２８】円盤部１４１は、リヤハウジング進角油圧
供給路１４３、リヤハウジング遅角油圧供給路１４４、
ロックピン２０を係合するためのロックピン係合孔１４
５、リヤハウジング１４とロータ１２とを係合する係合
ピン３０が挿入される係合ピン孔１４６を備えている。
また、円盤部１４１の基端面には、リヤハウジング１４
と吸気側カムシャフト１５とを確実に同期回転させるよ
う両者を確実に係合する係合ピン３１が挿入される係合
ピン孔１４７を有している。

【００２９】さらに、円盤部１４１及び軸部１４２は、
回転軸心と同軸であって結合ボルト３２が貫通するボル
ト孔１４８を有し、また、軸部１４２の外周面には、シ
ール部材を装着するためのシール溝１４９が形成されて
いる。

【００３０】吸気側カムシャフト１５は、先端近傍（図
１中右側）のジャーナル部１５１をはじめとする各ジャ
ーナル部１５１を介してシリンダヘッド（図示しない）
のジャーナル受部（図示しない）によって支承されてい
る。そして、ジャーナル部１５１は、結合ボルト３２が
螺合されるボルト結合孔１５２、カムシャフト１５先端
の円盤状部端面とジャーナル外周面の進角油圧供給ポー
ト１５３、遅角油圧供給ポート１５４とを連通するカム
シャフト進角油圧供給路１５５、カムシャフト遅角油圧
供給路１５６をそれぞれ２本ずつ備えている。

【００３１】また、ジャーナル部１５１の外周面には、
吸気側カムシャフト１５の回転時にもオイルコントロー
ルバルブ（ＯＣＶ）からジャーナル受部を介して供給さ
れるエンジンオイルを、進角油圧供給ポート１５３、遅
角油圧供給ポート１５４に円滑に供給することができる
よう接続油圧供給路１５７が形成されている。

【００３２】さらに、カムシャフト１５先端の円盤状部
端面は、カムシャフト１５とリヤハウジング１４とを係
合する係合ピン３１を挿入するための係合ピン孔１５８
を備えている。

【００３３】上記各構成部材は、図１に示す関係で互い
に組み合わせられ、最後に各部材のボルト孔１２１，１
３２，１４８に結合ボルト３２を挿入した後、結合ボル
ト３２を吸気側カムシャフト１５のボルト結合孔１５２
に螺合してバルブタイミング制御装置１０が組み立てら
れる。なお、この組み立てにおいては、ロックピン２０
がロックピン係合孔１４５に係合する際、ベーン１２２
がスプロケット１１の凸部１１５からα度だけ離間した
位置にて係止されるよう組み立てられる。

【００３４】すなわち、油圧が発生していないエンジン
始動時において、ロータ１２とスプロケット１１の相対
回動を機械的に規制する位置を、ベーン１２２がスプロ
ケット１１の凸部１１５からα度だけ離間した位置とす
るのである。この結果、バルブタイミング制御装置１０
は、エンジン始動後、エンジン始動時に要求されるバル
ブタイミングに影響されることなく、さらにバルブタイ
ミングを遅らせることが可能となる。

【００３５】ここで、カバー１３、ロータ１２、及びリ
ヤハウジング１４は、結合ボルト３２によって吸気側カ
ムシャフト１５に結合されているので、吸気側カムシャ
フト１５に同期して回転する。加えて、ロータ１２とリ
ヤハウジング１４、及びリヤハウジング１４と吸気側カ
ムシャフト１５は、それぞれ係合ピン３０，３１によっ
て係合されているので、相対回動が確実に規制され、こ
れら三者１２，１３，１４は同期して回転する。これに
対して、スプロケット１１は、吸気側カムシャフト１５
に対して結合されていない。

【００３６】したがって、スプロケット１１は吸気側カ
ムシャフト１５に対して相対回動可能となり、結果とし
てロータ１２とスプロケット１１とは相対回動し、クラ
ンクシャフトの回転位相に対する吸気側カムシャフト１
５の回転位相は、進角又は遅角せしめられる。

【００３７】次に、図２〜図５を参照しつつ、バルブタ
イミング制御装置１０の油路構成及びバルブタイミング
制御装置１０の動作について、ＯＣＶ４０によって制御
されるエンジンオイルの流れを追いながら説明する。

【００３８】ＯＣＶ４０は、電磁式アクチュエータ４１
とコイルスプリング４２とによって駆動されるプランジ
ャ４３が、スプール４４を軸方向に往復移動させること
によりエンジンオイルの流れ方向を切り替える４ポート
方向制御弁である。そして、電磁式アクチュエータ４１
がデューティ制御されることによって、その開度が調整
され、各油圧室１０１，１０２に供給される油圧が調整
される。

【００３９】ＯＣＶ４０のケーシング４５は、タンクポ
ート４５ｔ、Ａポート４５ａ、Ｂポート４５ｂ、及び２
つのリザーバポート４５ｒを有している。そして、タン
クポート４５ｔは、油圧ポンプ４６とオイルフィルタ４
７とを介してオイルパン４８に接続されており、Ａポー
ト４５ａは、進角油圧供給ポート１５３に接続され、Ｂ
ポート４５ｂは、遅角油圧供給ポート１５４に接続され
ている。また、２つのリザーバポート４５ｒは、オイル
パン４８と連通されている。

【００４０】スプール４４は、円筒状の弁体であり、２
つのポート間におけるエンジンオイルの流れを封止する
４つのランド４４ａ、並びに２つのポート間を連通しエ
ンジンオイルの流れを許容するパセージ４４ｂ及び２つ
のパセージ４４ｃを有している。

【００４１】エンジン停止時には、油圧ポンプ４６、Ｏ
ＣＶ４０共に作動しておらず、また、クランキング時に
も十分な油圧が発生していないので、進角油圧室１０１
及び遅角油圧室１０２には油圧が印加されず、両油圧室
１０１，１０２へ供給される油圧が印加されるロックピ
ン２０にも油圧は印加されない。この結果、ロックピン
２０は、スプリング２４の弾性力によってリヤハウジン
グ１４方向へ付勢され、エンジン停止時にロックピン係
合孔１４５に係合した場合には、ロックピン係合孔１４
５に係合したまま、あるいは、エンジン停止時にロック
ピン係合孔１４５に係合しなかった場合には、クランキ
ング時におけるロータ１２の回転によってロックピン係
合孔１４５に係合する。

【００４２】したがって、エンジン始動時には、ロータ
１２とスプロケット１１とは同期回転し、スプロケット
１１（図示しないクランクシャフト）に対する吸気側カ
ムシャフト１５の回転位相は変更されない。また、本実
施形態においては、ロックピン係合孔１４５は、エンジ
ン始動に最適なバルブタイミングを実現する位置（すな
わち、最遅角のバルブタイミングを実現する位置よりも
α度だけ離間した位置）に配置されている。この結果、
エンジン始動時には、常に最適な吸気側カムシャフト１
５の回転位相、すなわち、吸気バルブのバルブタイミン
グが機械的に決定されることとなり、エンジン始動性を
損なうことはない。

【００４３】エンジン始動後、油圧ポンプ４６によって
十分な油圧が発生し、ＯＣＶ４０が駆動制御され、スプ
ール４４が図面左方に移動された場合には、パセージ４
４ｂはタンクポート４５ｔとＡポート４５ａとを連通
し、進角油圧供給ポート１５３にエンジンオイルが供給
される。そして、進角油圧供給ポート１５３に供給され
たエンジンオイルは、ジャーナル部１５１内の第１油圧
供給路１５５、ロータ１２のボルト孔１２１内周面と結
合ボルト３２の外周面との隙間、ロータ１２の進角油圧
供給路１２５を介して進角油圧室１０１に供給され、進
角油圧室１０１の油圧が増大する。

【００４４】これと同時に、パセージ４４ｃは、Ｂポー
ト４５ｂとリザーバポート４５ｒとを連通し、遅角油圧
室１０２内のエンジンオイルは、ロータ１２の遅角油圧
供給路１２６、ジャーナル部１５１内の遅角油圧供給路
１５６、第２油圧供給ポート１５４、並びにＯＣＶ４０
のＢポート４５ｂ及びリザーバポート４５ｒを介して、
オイルパン４８に排出され、遅角油圧室１０２の油圧が
減少する。

【００４５】また、ロックピン２０の第１受圧面２５に
は、隣接する進角油圧室１０１からロックピン進角油圧
供給路１１８を介して油圧が供給される。そして、進角
油圧室１０１の油圧が上昇し、スプリング２４の弾性力
を上回ったところでロックピン２０は、ロックピン係合
孔１４５から離間し、リヤハウジング１４表面と接触す
ることがないようロックピン孔１１７内に格納される。
したがって、ロータ１２とスプロケット１１との円滑な
相対回動が許容されることとなる。

【００４６】あるいは、すでに遅角油圧室１０２に油圧
が印加されている場合には、ロックピン２０は第２受圧
面２６に印加された油圧によってロックピン孔１１７内
に格納されている。そして、第２受圧面２６に作用する
圧力は遅角油圧室１０２の圧力低下にともない低下する
ものの、第１受圧面２５に作用する圧力が増大するの
で、ロックピン２０は依然としてロックピン孔１１７内
に格納されたままである。

【００４７】したがって、ベーン１２２は、進角油圧室
１０１から遅角油圧室１０２へ向かう回転方向（図２に
おいて時計方向）に油圧を受けて回動し、リヤハウジン
グ１４を介して吸気側カムシャフト１５に捻りが付与さ
れる。この結果、スプロケット１１（図示しないクラン
クシャフト）に対する吸気側カムシャフト１５の回転位
相が変更され、吸気側カムシャフト１５は遅角位置から
進角位置に向けて回転する。そして、吸気側カムシャフ
ト１５によって駆動される吸気バルブの開弁タイミング
が進められる。

【００４８】こうして開弁タイミングが進角せしめられ
た吸気バルブは、排気バルブが開弁している間に開弁さ
れることとなり、吸気バルブと排気バルブとが同時に開
弁する期間であるバルブオーバラップ期間が拡大され
る。そして、ベーン１２２がスプロケット１１の凸部１
１５と当接する位相にて、吸気バルブの開弁タイミング
が最も早くなる。

【００４９】これに対して、ＯＣＶ４０が駆動制御さ
れ、スプール４４が図面右方に移動された場合には、パ
セージ４４ｂはタンクポート４５ｔとＢポート４５ｂと
を連通し、第２油圧供給ポート１５４にエンジンオイル
が供給される。そして、第２油圧供給ポート１５４に供
給されたエンジンオイルは、ジャーナル部１５１内の遅
角油圧供給路１５６、ロータ１２の遅角油圧供給路１２
６を介して遅角油圧室１０２に供給され、遅角油圧室１
０２の油圧が増大する。

【００５０】これと同時に、パセージ４４ｃは、Ａポー
ト４５ａとリザーバポート４５ｒとを連通し、進角油圧
室１０１内のエンジンオイルは、ロータ１２の進角油圧
供給路１２５、ロータ１２のボルト孔１２１と結合ボル
ト３２との隙間、ジャーナル部１５１の進角油圧供給路
１５５、第１油圧供給ポート１５３、並びにＯＣＶ４０
のＡポート４５ａ及びリザーバポート４５ｒを介して、
オイルパン４８に排出される。したがって、進角油圧室
１０１の油圧は減少する。

【００５１】また、ロックピン２０の第２受圧面２６に
は、ジャーナル部１５１内の遅角油圧供給路１５６から
ロックピン遅角油圧供給路２６１を介して直接（遅角油
圧室１０２を介することなく）油圧が供給される。そし
て、エンジン始動後、最初に遅角油圧室１０２に油圧が
印加された場合には、ロックピン２０は、第１受圧面２
５に油圧が作用した場合と同様にして作動する。一方、
既に第１受圧面２５に油圧が作用していた場合には、第
１受圧面２５の作用する油圧は減少するものの、第２受
圧面２６に作用する油圧が増大するため、ロックピン２
０は、引き続きロックピン孔１１７内にて係止される。

【００５２】したがって、ベーン１２２は、遅角油圧室
１０２から進角油圧室１０１へ向かう回転方向（図２に
おいて反時計方向）に油圧を受けて回動し、リヤハウジ
ング１４を介して吸気側カムシャフト１５に捻りが付与
される。この結果、スプロケット１１（図示しないクラ
ンクシャフト）に対する吸気側カムシャフト１５の回転
位相が変更され、吸気側カムシャフト１５は進角位置か
ら遅角位置に向けて回転する。そして、吸気側カムシャ
フト１５によって駆動される吸気バルブの開弁タイミン
グが遅らされる。

【００５３】こうして、バルブオーバラップ期間が縮小
又は除去される。なお、ベーン１２２がスプロケット１
１の凸部１１５と当接する位相にて、吸気バルブの開弁
タイミングが最も遅くなる。

【００５４】やがて、エンジンが停止すると、油圧ポン
プ４６は停止し、エンジン系内の油圧は０となる。ま
た、ＯＣＶ４０のスプール４４は、遅角油圧室１０２に
油圧を供給する位置にて停止し、遅角油圧室１０２内の
エンジンオイルは、オイルパン４８に排出される。

【００５５】したがって、ロックピン２０の第１受圧面
２５、第２受圧面２６に印加されていた油圧も低下し、
ロックピン２０は、スプリング２４の弾性力によってリ
ヤハウジング１４に押圧される。また、吸気バルブの反
力を受ける吸気側カムシャフト１５の回動に伴いロータ
１２（ベーン１２２）は進角油圧室１０１側へ回動す
る。そして、ロックピン係合孔１４５が到来したところ
で、ロックピン２０はロックピン係合孔１４５に係合さ
れ、ロータ１２とスプロケット１１の相対回動が規制さ
れる。

【００５６】さて、スプロケット１１に対する吸気側カ
ムシャフト１５の相対回転の角度（回転位相）を遅角せ
しめるときの変位速度（遅角速度）と進角せしめるとき
の変位速度（進角速度）とでは、フリクションの大きさ
の差により、進角速度≪遅角速度となる。したがって、
ベーン１２２の先端部に設けられたシール部材（アペッ
クスシール）１２３がスプロケット１１の凹部１１４内
周面と摺動するときの速度は、遅角時に大きくなる。そ
して、磨耗は“圧力×摺動速度”（ＰＶ値）の値が高い
ほど起き易いため、シール部材の１２３の磨耗は遅角時
に進むこととなる。ところで、遅角速度は、必要値に対
して充分に余裕がある。そこで、本実施形態において
は、遅角速度を低減することにより、シール部材１２３
の磨耗を防止している。

【００５７】その遅角速度の低減は、油圧供給通路にお
いて、進角時のオイルの流れ方向の圧力損失に比し遅角
時のオイルの流れ方向の圧力損失を大とする構成を採用
することにより、達成することができる。具体的には、
本実施形態においては、図５に示されるように、ジャー
ナル部１５１内の遅角油圧供給路１５６に通路面積変更
部を設け、カムシャフト１５をスプロケット１１に対し
て遅角せしめるときのオイルの流れ方向に１／０．７以
上の比率にて管路断面積を拡大するようにしている。

【００５８】すなわち、図６（Ａ）に示されるように、
遅角時には遅角油圧供給路１５６を図において右から左
へとオイルが流れるが、その途中で管路の面積がＡ２か
らＡ１へと急拡大されている。一方、進角時には遅角油
圧供給路１５６を図において左から右へとオイルが流
れ、その途中で管路の面積がＡ１からＡ２へと急縮小さ
れていることとなる。管路急拡大方向における圧力損失
係数をζ１、管路急縮小方向における圧力損失係数をζ
２とすると、ζ１、ζ２と管路の断面積比Ａ２／Ａ１と
の関係は、図６（Ｂ）のグラフに示されるものとなる。

【００５９】また、図６（Ｂ）は、かかる拡大損失係数
と縮小損失係数との比ζ１／ζ２と管路の断面積比Ａ２
／Ａ１との関係をも示している。この図からわかるよう
に、Ａ２／Ａ１が０．７以下であれば、管路急拡大方向
すなわち遅角時のオイルの流れ方向における圧力損失
が、管路急縮小方向すなわち進角時のオイルの流れ方向
における圧力損失よりも大きくなる。そのため、本実施
形態においては、遅角時のオイルの流れ方向に１／０．
７以上の比率にて面積を拡大する通路面積変更部を遅角
油圧供給路１５６に設けているのである。かくして、前
述したように、遅角速度すなわち遅角時におけるシール
部材１２３の摺動速度が抑えられ、シール部材１２３の
磨耗の防止が図られる。

【００６０】以上のように、本実施形態においては、遅
角油圧供給路１５６に通路面積変更部を設けたが、進角
油圧供給路１５５に通路面積変更部を設けても、同様の
作用を得ることができる。

【００６１】また、変位速度を制御することは、ＯＣＶ
４０の制御によっても可能である。ＯＣＶ４０を制御す
るための駆動デューティ比は、電磁式アクチュエータ４
１のソレノイドへの通電パルスにおけるＯＮ時間の割
合、すなわちソレノイドに供給される電流値を示し、従
ってスプール４４のストロークに比例する。スプール４
４が移動可能範囲内の任意の位置に配置されることによ
り、オイルの流路面積が変わり、進角速度及び遅角速度
がそれぞれ微妙に変わる。そのため、駆動デューティ比
の値に基づいて変位速度を制御することが可能である。
すなわち、駆動デューティ比の値を変化させることによ
り、バルブタイミングは、その変位速度が決定されるの
であって、その変位角度が決定されるのではない。換言
すれば、駆動デューティ比に基づきＯＣＶ４０を制御し
てスプール４４を移動させたときに、そのデューティ比
の積分量がスプール４４を動かした後のバルブタイミン
グの変位角度となるのである。かくして、ＯＣＶ４０の
制御によっても、遅角速度を抑えることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シール部材の磨耗を防止することが可能な、内燃機関の
ベーン式バルブタイミング制御装置が提供される。すな
わち、本発明の第１の態様によれば、シール部材の摺動
速度が速くその磨耗が増大する傾向にある遅角時におい
て、その速度が低く抑えられてかかる不具合が解消され
る。また、本発明の第２の態様によれば、その遅角速度
の低減が、特別な制御を必要とすることなく、作動液供
給通路において進角時の作動液流れ方向の圧力損失に比
し遅角時の作動液流れ方向の圧力損失を大にする、とい
う構成により容易に達成される。また、本発明の第３の
態様によれば、遅角時の作動液流れ方向の圧力損失の増
大が、遅角時の作動液流れ方向に１／０．７以上の比率
にて面積を拡大する部分を設けるという、極めて簡易な
構成により実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るバルブタイミング制
御装置の概略構成を示す分解斜視図である。

【図２】カバーを取り外した状態でのバルブタイミング
制御装置の正面図である。

【図３】図２の３−３線で切断した場合の側面断面図で
ある。

【図４】図２の３−３線で切断した場合の部分拡大断面
図である。

【図５】図２の５−５線で切断した場合の側面断面図で
ある。

【図６】（Ａ）は、遅角油圧供給路１５６に設けられた
通路面積変更部を示す図であり、（Ｂ）は、管路急拡大
方向（遅角時，Ａ１←Ａ２）における圧力損失係数ζ
１、管路急縮小方向（進角時，Ａ１→Ａ２）における圧
力損失係数ζ２、及びそれらの比ζ１／ζ２が管路の断
面積比Ａ２／Ａ１に応じてどのように変化するかを示す
特性図である。

【符号の説明】

１０…バルブタイミング制御装置 １１…スプロケット（第１の回転体） １１１…中空部 １１２…歯 １１３…カバー取付部 １１４…凹部 １１５…凸部 １１６…リヤハウジング取付部 １１７…ロックピン孔 １１８…ロックピン進角油圧供給路 １２…ロータ（第２の回転体） １２１…ボルト孔 １２２…ベーン １２３…シール部材（アペックスシール） １２４…板ばね １２５…ロータ進角油圧供給路 １２６…ロータ遅角油圧供給路 １２７…係合ピン孔 １３…カバー １３１…フランジ １３２…ボルト孔 １４…リヤハウジング １４１…肉厚円盤部 １４２…軸部 １４３…リヤハウジング進角油圧供給路 １４４…リヤハウジング遅角油圧供給路 １４５…ロックピン係合孔 １４６…係合ピン孔 １４７…係合ピン孔 １４８…ボルト孔 １４９…シール溝 １５…吸気側カムシャフト １５１…ジャーナル部 １５２…ボルト結合孔 １５３…進角油圧供給ポート １５４…遅角油圧供給ポート １５５…カムシャフト進角油圧供給路 １５６…カムシャフト遅角油圧供給路 １５７…接続油圧供給路 １５８…係合ピン孔 ２０…ロックピン ２１…大径部 ２２…小径部 ２３…スプリング孔 ２４…スプリング ２５…第１受圧面 ２６…第２受圧面 ２６１…ロックピン遅角油圧供給路 ３０…係合ピン ３１…係合ピン ３２…結合ボルト ４０…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）（作動液供
給手段） ４１…電磁式アクチュエータ ４２…コイルスプリング ４３…プランジャ ４４…スプール ４４ａ…ランド ４４ｂ…パセージ ４４ｃ…パセージ ４５…ケーシング ４５ｔ…タンクポート ４５ａ…Ａポート ４５ｂ…Ｂポート ４５ｒ…リザーバポート ４６…油圧ポンプ（作動液供給手段） ４７…オイルフィルタ ４８…オイルパン（作動液供給手段） １０１…進角油圧室 １０２…遅角油圧室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に少なくとも１つの凹部を有する
   第１の回転体と、 前記凹部を第１の液圧室と第２の液圧室とに区画する少
   なくとも１つのベーンを有するとともに相対回転可能に
   前記第１の回転体と同軸に組み合わせられる第２の回転
   体と、 前記第１の回転体又は前記第２の回転体の一方を回転せ
   しめるクランクシャフトと、 前記第１の回転体又は前記第２の回転体の他方と連動し
   て回転しバルブを駆動するカムシャフトと、 作動液供給通路を介して前記第１の液圧室又は前記第２
   の液圧室に作動液を供給する作動液供給手段と、 前記第１の回転体又は前記第２の回転体の少なくとも一
   方に設けられ前記第１の液圧室及び前記第２の液圧室を
   液密に区画するシール部材と、 を具備する内燃機関のバルブタイミング制御装置におい
   て、 前記カムシャフトが前記クランクシャフトに対して遅角
   せしめられるときに、前記シール部材の磨耗を防止すべ
   く、前記第１の回転体と前記第２の回転体との相対回転
   の速度を低減させる遅角速度低減手段、 を設け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】 前記遅角速度低減手段は、前記作動液供
   給通路において、前記カムシャフトが前記クランクシャ
   フトに対して進角せしめられるときの作動液流れ方向の
   圧力損失に比し、前記カムシャフトが前記クランクシャ
   フトに対して遅角せしめられるときの作動液流れ方向の
   圧力損失を大とする圧力損失調整手段を設けたことによ
   って構成されることを特徴とする、請求項１に記載の内
   燃機関のバルブタイミング制御装置。
3. 【請求項３】 前記圧力損失調整手段は、前記作動液供
   給通路に設けられた通路面積変更部であって、前記カム
   シャフトが前記クランクシャフトに対して遅角せしめら
   れるときの作動液流れ方向に１／０．７以上の比率にて
   面積を拡大するものであることを特徴とする、請求項２
   に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。