JPH11223112A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の始動時におけるベーンによる打音
の発生及び始動不良を防止しつつ、その可変制御領域を
拡大させることができる弁開閉時期制御装置を提供す
る。 【解決手段】 回転部材（内部ロータ２０）を回転伝達
部材（外部ロータ３０）に対して進角側に所定の付勢力
で付勢する付勢手段（トーションコイルスプリング８
０）を設けると共に、ベーン６０が突部３１の進角側及
び遅角側の周方向端面に当接しない中立位置にある時で
あって、内燃機関が始動可能な弁開閉時期にある時の回
転部材と回転伝達部材の所定の相対位相時に位相保持機
構１０１、１０２により回転部材と回転伝達部材の相対
位相が保持されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するため
に使用される弁開閉時期制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の弁開閉時期制御装置の１つとし
て、カムシャフトと共に回転する回転部材に所定範囲で
相対回転可能に外装されクランクシャフトのクランクス
プロケット又はプーリからの回転動力が伝達される回転
伝達部材と、回転部材に設けられた複数のベーンと、回
転伝達部材に設けられた突部と回転部材との間に形成さ
れベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される複
数の流体圧室と、進角用室に流体を給排する第１流体通
路と、遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、回転
部材と回転伝達部材の相対位相が所定の位相である時に
回転部材と回転伝達部材の相対位相を保持する位相保持
機構とを備えたものがあり、例えば特開平１−９２５０
４号公報や特開平９−２５０３１０号公報に開示されて
いる。

【０００３】上記した各公報に開示されている弁開閉時
期制御装置においては、第１流体通路を介して進角用室
へ作動流体を供給すると共に第２流体通路を介して遅角
用室から作動油を排出することにより、回転部材が回転
伝達部材に対してベーンが突部の進角側の周方向端面に
当接する最大進角位置までの任意な位置に進角方向へ回
転して弁開閉時期が進角され、第２流体通路を介して遅
角用室へ作動流体を供給すると共に第１流体通路を介し
て進角用室から作動油を排出することにより、回転部材
が回転伝達部材に対してベーンが突部の遅角側の周方向
端面に当接する最大遅角位置までの任意な位置に遅角方
向へ回転して弁開閉時期が遅角される。

【０００４】また、上記した各公報に開示されている弁
開閉時期制御装置においては、内燃機関の運転中、カム
シャフトに作用する変動トルクにより回転部材には常に
遅角方向への力が作用しており、内燃機関の停止時に流
体圧室への作動油の供給が停止されると、流体圧室の油
圧によってベーンを保持できなくなり、回転部材は回転
伝達部材に対して遅角方向へ回転し（クランクシャフト
が完全に停止するまでの間）、回転部材と回転伝達部材
は停止直前の両者の相対位相に応じた相対位相で停止す
る。この状態にて内燃機関が始動されると、上記した遅
角方向への力により回転部材は回転伝達部材に対して遅
角方向へ回転し、ベーンが突部の遅角側の周方向端面に
当接する最大遅角位置での位相となる。この状態にて内
燃機関が始動されると、流体圧室の油圧が上昇し該油圧
によりベーンを保持することができるようになるまでは
不安定な状態となり、カムシャフトに作用する変動トル
クによってベーンが振動し、突部の周方向端面と繰り返
して衝突して打音が生じたりするので、これを回避する
ために、位相保持機構により回転部材と回転伝達部材と
の相対位相が最大遅角位置にて保持されるようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
高速回転域では、ピストンが上死点に向かい始めても、
吸気が慣性により更にシリンダ内へ入り込もうとするた
め、吸気弁の閉時期を遅らせることにより体積効率が向
上して内燃機関の出力向上を図ることができることが知
られている。

【０００６】しかしながら、上記した各公報に開示され
る弁開閉時期制御装置を吸気弁の開閉時期を制御するた
めに用いる場合には、最大遅角位置での弁開閉時期は、
上記したように内燃機関の始動時に吸気が可能な時期に
設定される必要があるため、高速回転域において吸気弁
の閉時期を遅らせて吸気の慣性による体積効率の向上を
図ることができない。これは、最大遅角位置での弁開閉
時期を吸気の慣性による体積効率の向上が可能な時期に
設定すると、最大遅角位置での内燃機関の始動時に、ピ
ストンが下死点を過ぎ上死点に向かい始めても吸気弁が
開いていて、また吸気に慣性がないため、一度吸入した
吸気が逆流して排出してしまい、圧縮比が上がらずに、
燃焼ができない状態が発生し、内燃機関の始動が困難と
なるからである。尚、この問題は、最大遅角位置での弁
開閉時期を吸気の慣性による体積効率の向上が可能な時
期に設定しなくても、上記した各公報に開示される弁開
閉時期制御装置のように、最大遅角位置での弁開閉時期
を始動時に吸気が可能な時期に設定した場合であって
も、吸気弁の閉時期がピストンの下死点後に設定されて
いると、気圧の低い高所等では発生しやすい。

【０００７】また、上記した各公報に開示される弁開閉
時期制御装置を排気弁の開閉時期を制御するために用い
る場合にも、排気弁の閉時期を同様に遅らせると、吸気
弁と排気弁のオーバーラップ期間が長くなり、内部ＥＧ
Ｒ量（排気ガス再循環量）が増大して内燃機関の始動性
の低下を招く。

【０００８】それゆえ、本発明は、内燃機関の始動時に
おけるベーンによる打音の発生及び始動不良を防止しつ
つ、その可変制御領域を拡大させることができる弁開閉
時期制御装置を提供することを、その課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の技術的手段は、内燃機関のクランクシ
ャフト又はカムシャフトの一方と共に回転する回転部材
と、該回転部材に所定範囲で相対回転可能に装着され前
記クランクシャフト又は前記カムシャフトの他方と共に
回転する回転伝達部材と、前記回転部材に設けられたベ
ーンと、前記回転部材と前記回転伝達部材との間に形成
され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分さ
れる流体圧室と、前記回転部材と前記回転伝達部材の相
対位相が所定の位相である時に前記回転部材と前記回転
伝達部材の相対位相を保持する位相保持機構とを備え、
前記進角用室及び前記遅角用室へ印加される流体圧によ
って前記回転部材と前記回転伝達部材が相対回転し、前
記クランクシャフトの回転位相に対する前記カムシャフ
トの回転位相が変更させられることによって前記カムシ
ャフトにより駆動される弁の開閉時期を変更する弁開閉
時期制御装置において、前記ベーンにより前記遅角用室
の容積が最小とされる最大進角状態における前記回転部
材と前記回転伝達部材の相対位相と前記ベーンにより前
記進角用室の容積が最小とされる最大遅角状態における
前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相の間の中間
的な相対位相であって、前記内燃機関が始動可能な弁開
閉時期にある時の所定の中間的な相対位相時に前記位相
保持機構により前記回転部材と前記回転伝達部材の相対
位相が保持されるようにすると共に、前記回転部材と前
記回転伝達部材の相対位相を前記内燃機関の始動時に前
記所定の相対位相に規制可能な相対位相規制手段を設け
たことである。

【００１０】上記した手段によれば、内燃機関の停止時
に流体圧室への作動流体の供給が停止されると、流体圧
室の流体圧によってベーンを保持できなくなり、回転部
材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転するものの、
内燃機関の始動時には相対位相規制手段により回転部材
と回転伝達部材の相対位相が所定の中間的な相対位相に
規制され、位相保持機構により回転部材と回転伝達部材
の相対位相が中間的な相対位相に保持される。これによ
り、内燃機関の始動時にベーンが回転伝達部材の周方向
端面に衝突して打音が発生するのが的確に防止される。

【００１１】また、内燃機関の始動時の弁開閉時期が上
記した中間的な相対位相時に得られるので、最遅角位置
では中間的な相対位相時よりも更に弁の開閉時期を遅ら
せることができ、吸気の慣性を利用して体積効率の向上
を図ることが可能となると共に、始動時の弁開閉時期を
進角させることができ、圧縮比低下等による内燃機関の
始動不良を防止することが可能となる。

【００１２】上記した手段においては、前記相対位相規
制手段を、前記回転部材を前記回転伝達部材に対して進
角側に所定の付勢力で常時付勢する付勢部材で構成して
も良い。

【００１３】また、上記した手段において、前記位相保
持機構を、前記所定の相対位相時において前記第１流体
通路及び前記第２流体通路の流体圧が低下した時に前記
回転部材と前記回転伝達部材の相対位相を保持するよう
に構成しても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従った弁開閉時期
制御装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。

【００１５】図１乃至図４に示した弁開閉時期制御装置
の一実施形態は、当該内燃機関のシリンダヘッド７０に
回転自在に支持されたカムシャフト１０の先端部（図１
の右端）に一体的に組付けた内部ロータ２０とからなる
弁開閉用の回転部材と、カムシャフト１０及び内部ロー
タ２０に所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロー
タ３０、フロントプレート４０、リアプレート５０及び
リアプレート５０の外周に一体的に設けたタイミングス
プロケット５１から成る回転伝達部材と、内部ロータ２
０に組付けた５枚のベーン６０と、外部ロータ３０に組
付けたロックピン１０１等からなる位相保持機構等によ
って構成されている。なお、タイミングスプロケット５
１には、周知のように、クランクシャフト５３から図示
しないクランクスプロケットとタイミングチェーン５４
を介して図３の時計方向に回転動力が伝達されるように
構成されている。

【００１６】カムシャフト１０は、吸気弁を開閉する周
知のカム１１を有していて、内部にはカムシャフト１０
の軸方向に延びる進角通路１２と遅角通路１３が設けら
れている。進角通路１２は、カムシャフト１０に設けた
径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッド７０に設けた
接続通路７１を通して制御弁９０のハウジング９１の接
続ポート９１ａに接続されている。また、遅角通路１３
は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路及び環状溝
とシリンダヘッド７０に設けた接続通路７２を介して制
御弁９０のハウジング９１の接続ポート９１ｂに接続さ
れている。尚、図１中、１４は遅角通路１３の一端開口
を閉塞するボールである。

【００１７】図１及び図２において、制御弁９０は、ソ
レノイド９５へ通電することによりハウジング９１内に
軸方向に移動可能に嵌挿されたスプール９２を可動コア
９４と共にスプリング９３に抗して図１の左方向へ移動
できるものであり、非通電時には当該内燃機関によって
駆動されるオイルポンプ１１０に供給通路１００を介し
て接続されたハウジング９１の供給ポート９１ｃがスプ
ール９２の環状溝９２ａを介して接続ポート９１ｂに連
通すると共に、接続ポート９１ａがスプール９２の連通
路９２ｂを介して排出ポート９１ｄに連通するように、
また通電時には供給ポート９１ｃが環状溝９２ａを介し
て接続ポート９１ａに連通すると共に、接続ポート９１
ｂが排出ポート９１ｄにスプール９２の連通路９２ｃを
介して連通するように構成されている。このため、ソレ
ノイド９５の非通電時には遅角通路１３に作動油が供給
され、通電時には進角通路１２に作動油が供給され、そ
のソレノイド９５の通電が図示しない制御装置によりデ
ューティ制御される。尚、排出ポート９１ｄはシリンダ
ヘッド７０に設けた排出通路７３を通してオイルパン１
１１に連通している。

【００１８】図２に示すように、接続通路７２には、制
御弁９０をバイパスしてオイルパン１１１に連通される
バイパス通路７４が接続されている。バイパス通路７４
中には切換弁１２０が介装されている。切換弁１２０
は、ソレノイド１２２へ通電することによりハウジング
内に軸方向に移動可能に嵌挿されたスプール１２１をス
プリング１２３に抗して図２の左側へ移動できるもので
ある。切換弁１２０は、ソレノイド１２２の非通電時に
は接続通路７１のバイパス通路７４を介したオイルパン
１１１との連通を遮断し、ソレノイド１２２の通電時に
は接続通路７２をバイパス通路７４を介してドレンに連
通するように構成されている。尚、ソレノイド１２２へ
の通電は図示しない制御装置によりオン・オフ制御され
る。

【００１９】内部ロータ２０は、単一の取付ボルト８１
によってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、
５枚の各ベーン６０を夫々径方向に移動可能に取り付け
るためのベーン溝２１を有すると共に、カムシャフト１
０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が後
述する所定の位相（ベーンの中立位置）で同期したとき
ロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が所定量嵌入
される受容孔２６と、この受容孔２６に遅角通路１２か
ら作動油を給排する通路２７と、各ベーン６０によって
区画された進角用室Ｒ１に進角通路１２から作動油を給
排する通路（進角通路１２に連通する径方向通路２２
と、この径方向通路２２に連通する環状溝と、この環状
溝から径方向外方に延びる５個の連通孔からなる）２４
と、各ベーン６０によって区画された遅角用室Ｒ２に遅
角通路１３から作動油を給排する通路２５を有してい
る。受容孔２６は、内部ロータ２０の外周に径方向に形
成されている。尚、各ベーン６０は、ベーン溝２１の底
部に収容したベーンスプリング６１（図１参照）によっ
て径方向外方に付勢されている。

【００２０】外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周
に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両
側にはフロントプレート４０とリアプレート５０が接合
され、３本の連結ボルト８２によって一体的に連結され
ている。また、外部ロータ３０の内周には所定の周方向
間隔で５個の突部３１が径方向内方に向けて夫々突出形
成されていて、これら突部３１の内周面が内部ロータ２
０の外周面に摺接する構成で外部ロータ３０が内部ロー
タ２０に回転自在に支承されており、一つの突部３１に
はロックピン１０１とスプリング１０２を収容する段付
状の退避孔３２が外部ロータ３０の径方向に形成されて
いる。

【００２１】各ベーン６０は、先端の断面形状が円弧形
状であり、両プレート４０、５０間にて内部ロータ２０
のベーン溝２１に径方向に移動可能に取り付けられてい
て、外部ロータ３０と、外部ロータ３０の各突部３１
と、内部ロータ２０と、フロントプレート４０と、リア
プレート５０との間に形成される流体圧室Ｒ０を進角用
室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに二分しており、外部ロータ３
０に形成した各突部３１の周方向端面に当接することに
より、当該弁開閉時期制御装置により調整される位相
（相対回転量）が制限されるようになっている。

【００２２】ロックピン１０１は、その小径部１０１ａ
及び大径部１０１ｂを段付状の退避孔３２内に軸方向へ
摺動可能に組み付けられていて、スプリング１０２によ
って内部ロータ２０に向けて付勢されている。スプリン
グ１０２はロックピン１０１とリテーナ１０３間に介装
されていて、リテーナ１０３は退避孔３２内にてスナッ
プリング１０４により抜け止め固定されている。ロック
ピン１０１の小径部１０１ａと大径部１０１ｂ間の段部
には環状の窪みが形成されていて、カムシャフト１０及
び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、受容
孔２６と退避孔３２が同期する所定の位相（ベーンの中
立位置）にて、ロックピン１０１の小径部１０１ａの頭
部が受容孔２６に嵌入された図３の状態にて、退避孔３
２の段部との間で環状空間３４が形成されるようになっ
ている。この環状空間３４は、突部３１に形成される連
通孔３３を介して隣設された進角用室Ｒ１に連通されて
いる。

【００２３】ところで、カムシャフト１０を駆動するた
めに必要なトルクは、一定ではなく、図示しない吸気弁
の開閉駆動に基いて変動している。即ち、図５に示すよ
うに、このトルクは、カムシャフト１０が吸気弁を開弁
する際に生じる遅角側トルク（カムシャフト１０を遅角
方向（図３、図４における反時計方向）へ回転させるよ
うに作用するトルク）の最大値とカムシャフト１０が吸
気弁を閉弁させる際に生じる進角側トルク（カムシャフ
ト１０を進角方向（図３、図４における時計方向）へ回
転させるように作用するトルク）の最大値との間で周期
的に変動している。図５に示すように、この変動トルク
の遅角側トルクの最大値は進角側トルクの最大値よりも
大きく、そのため、変動トルクの平均値は図５に一点鎖
線で示すように遅角側トルク側に存在している。従っ
て、内燃機関の運転中、変動トルクは、平均的にカムシ
ャフト１０を遅角側に回転させるように作用している。

【００２４】本実施形態においては、カムシャフト１０
が内部ロータ２０及びベーン６０からなる回転部材と共
に外部ロータ３０、フロントプレート４０、リアプレー
ト５０及びリアプレート５０等からなる回転伝達部材に
対して、トーションコイルスプリング８０により上記変
動トルクの平均値相当の付勢力で常時進角方向に付勢さ
れている。トーションコイルスプリング８０は、内部ロ
ータ２０の後端面に対向するリアプレート５０の部分に
内部ロータ２０側に開口するように形成された環状の中
空部５２内に収容されている。トーションコイルスプリ
ング８０の一端は、中空部５２の底部に形成される係止
孔５０ａに係止され、他端は中空部５２の開口に対向す
る内部ロータ２０の端面に形成される係止孔２０ａに係
止されている。

【００２５】また、本実施形態においては、上記したよ
うにカムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ
３０の相対位相が、各ベーン６０が各流体圧室Ｒ０内に
て中立位置にある時（各ベーンが各突部３１の進角側の
周方向端面及び遅角側の周方向端面にも当接しない位置
にある中間位相の時）に退避孔３２と受容孔２６が同期
するようになっていて、この相対位相にある時、図示し
ない吸気弁の開閉時期が内燃機関の始動が可能な時期に
なるように設定されている。

【００２６】上記のように構成した本実施形態の弁開閉
時期制御装置においては、図４に示した状態、すなわち
内燃機関が始動され各進角用室Ｒ１及び各遅角用室Ｒ２
に所定油圧が供給される中間位相でのバランス状態（各
進角用室Ｒ１内の進角油圧による押圧力とトーションコ
イルスプリング８０の付勢力との和が、各遅角用室Ｒ２
内の遅角油圧による押圧力とカムシャフト１０に作用す
る変動トルクの平均トルクとの和とバランスしている状
態）において、内燃機関の運転状態に応じて、制御弁９
０のソレノイド９５へ供給される電流のデューティ比を
高くすることにより、進角通路１２と通路２４を通して
各進角用室Ｒ１に作動油が供給されると共に、各遅角用
室Ｒ２から各通路２５と遅角通路１３と制御弁９０等を
通して作動油が排出されると、内部ロータ２０と各ベー
ン６０が外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対
して進角側（図４の時計方向）に相対回転し、この相対
回転量（最大進角量）は図４に一点鎖線で示すように各
ベーン６０が突部３１の進角側の周方向端面に当接する
ことにより制限される。また、制御弁９０のソレノイド
９５へ供給される電流のデューティ比を低くすることに
より、遅角通路１３と通路２５を通して各遅角用室Ｒ２
に作動油が供給されると共に、各進角用室Ｒ１から各通
路２４と進角通路１２と制御弁９０等を通して作動油が
排出されると、内部ロータ２０と各ベーン６０が外部ロ
ータ３０、両プレート４０、５０等に対して遅角側（図
４の反時計方向）に相対回転し、この相対回転量（最大
遅角量）は各ベーン６０が突部３１の他端面に当接する
ことにより制限される。尚、この位相変換制御中は、受
容孔２６或いは退避孔３２内の環状空間３４の少なくと
もいずれか一方に通路２７或いは連通孔３３を通して所
定油圧が供給されており、ロックピン１０１がスプリン
グ１０２に抗して移動し、ロックピン１０１の小径部１
０１ａの頭部が受容孔２６から退避孔３２に退避して、
ロックピン１０１によるロックが解除されている。ま
た、上記した位相変換制御中、切換弁１２０は非通電状
態にあり、接続通路７２とオイルパン１１１との連通を
遮断している。

【００２７】本実施形態においては、上記したように内
部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、各ベーン
６０が各流体圧室Ｒ０内にて中立位置（図３、図４に示
す位置）にあり、退避孔３２と受容孔２６が同期する所
定位相にある時、図示しない吸気弁の開閉時期が内燃機
関の始動が可能な時期になるように設定されている。そ
のため、この中立位置からベーン６０が遅角側の突部３
１の周方向端面に当接する最遅角位置までは内燃機関が
始動可能な弁開閉時期よりも更に弁の開閉時期を遅らせ
ることができ、内燃機関の高速回転時に、上記したよう
に制御弁９０を制御して中立位置より遅角側へ位相変換
し、内燃機関の始動が困難な時期まで図示しない吸気弁
の閉時期を遅らせることで、吸気の慣性により体積効率
が向上し、内燃機関の出力向上を図ることができる。

【００２８】内燃機関の停止時には、オイルポンプ１１
０の駆動が停止されて流体圧室Ｒ０への作動油の供給が
停止されると共に、制御弁９０が非通電状態とされる。
これにより、進角用室Ｒ１内の進角油圧による押圧力と
遅角用室Ｒ２内の遅角油圧による押圧力がベーン６０に
作用しなくなり、内部ロータ２０及びカムシャフト１０
には、上記した変動トルクの平均値（内燃機関のクラン
クシャフト５３が完全に停止するまでの間）とトーショ
ンコイルスプリング８０の付勢力のみが作用しており、
停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相
に応じて停止時の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相
対位相が決まることになる。この時、停止時の内部ロー
タ２０と外部ロータ３０の相対位相が、退避孔３２と受
容孔２６が同期する所定位相にあれば、図３に示すよう
に、スプリング１０２によりロックピン１０１の小径部
１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入し、内部ロータ２
０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロック）され
る。また、停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０
の相対位相が、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定
位相よりも進角側にある場合には、カムシャフト１０に
作用する変動トルクの遅角側トルクにより内部ロータ２
０及びカムシャフト１０が外部ロータ３０に対して遅角
側へ回転し、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位
相になった時にスプリング１０２によりロックピン１０
１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入し、内
部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロッ
ク）される。尚、この時、内燃機関のクランクシャフト
５３が完全に停止するまでの間は、図５に示す変動トル
クがカムシャフト１０に作用するが、制御弁９０が非通
電状態とされているため、カムシャフト１０に作用する
進角側トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１
０は外部ロータ３０に対して進角側には回転し難く、遅
角側には遅角側トルクにより回転し易くなる。また、ト
ーションコイルスプリング８０により内部ロータ２０が
変動トルクの平均値相当の付勢力で外部ロータ３０に対
して進角側に付勢されているため、カムシャフト１０に
作用する遅角側トルクの最大値は減少されており、外部
ロータ３０に対する内部ロータ２０の上記した遅角側へ
の回転時にロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が
受容孔２６内に嵌入し易い。

【００２９】本実施形態においては、内燃機関の始動時
に図示しないスタータスイッチがオンされると、スター
タスイッチがオンされてから所定時間だけ切換弁１２０
のソレノイド１２２へ通電されて、遅角通路１３に連通
される接続通路７２がオイルパン１１１に接続される。
これにより、内燃機関の始動時には、制御弁９０は非通
電状態にあることから、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２
は共にオイルパン１１１に連通される。このため、内燃
機関の始動時にはトーションコイルスプリング８０の付
勢力とカムシャフト１０に作用する変動トルクにより内
部ロータ２０が外部ロータ３０に対して遅角側及び進角
側に大きくばたつき易くなる（振動し易くなる）。この
時、上記したように、内燃機関の停止時の内部ロータ２
０と外部ロータ３０の相対位相が退避孔３２と受容孔２
６が同期する所定位相、或いは内燃機関の停止直前の内
部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が所定位相よ
りも進角側にある場合には、ロックピン１０１の小径部
１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入しているため、内
部ロータ２０及びベーン６０のばたつきが防止される。

【００３０】ところで、内燃機関の停止直前の内部ロー
タ２０と外部ロータ３０の相対位相が、退避孔３２と受
容孔２６が同期する所定位相よりも遅角側にある場合に
は、ロックピン１０１の頭部が受容孔２６に嵌入されな
い状態で内燃機関が停止されることがある。この状態に
て内燃機関が始動されると、カムシャフト１０に作用す
る変動トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１
０が外部ロータ３０に対して遅角側に回転し、最大遅角
状態となり、内燃機関の始動が困難となる恐れがある。
本実施形態においては、上記したように、内燃機関の始
動時に進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２が共にオイルパン１
１１に連通されていると共に内部ロータ２０がトーショ
ンコイルスプリング８０により外部ロータ３０に対して
変動トルクの平均値相当の付勢力で進角側に付勢されて
いるため、変動トルクにより内部ロータ２０及びカムシ
ャフト１０が進角側及び遅角側に大きくばたつき（振動
し）、進角側へばたついた時に、退避孔３２と受容孔２
６が同期してロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部
が受容孔２６内に嵌入し、内部ロータ２０と外部ロータ
３０の相対位相が保持（ロック）される。

【００３１】よって、内燃機関の始動時には、内部ロー
タ２０及び各ベーン６０等から成るの回転部材と、外部
ロータ３０、フロントプレート４０及びリアプレート５
０等から成る回転伝達部材の不必要な相対回転が規制さ
れ、カムシャフト１０に作用する変動トルクに起因する
回転部材と回転伝達部材の不必要な相対回転に伴うベー
ン６０による打音の発生を防止することができる。

【００３２】以上のように、本実施形態によれば、内燃
機関の始動時におけるベーン６０と突部３１の周方向端
面との衝突による打音の発生を防止しつつ、内燃機関の
高速回転域において体積効率の向上を図ることができ
る。

【００３３】上記した実施形態においては、各ベーン６
０が各突部３１の周方向端面に当接することにより、内
部ロータ２０等の回転部材と外部ロータ３０等の回転伝
達部材の相対回転量が制限される弁開閉時期制御装置に
本発明を実施したが、本発明は１枚のベーンのみが対応
する突部の周方向端面に当接することにより回転部材と
回転伝達部材の相対回転量が制限される弁開閉時期制御
装置にも同様に実施し得るものである。また、本実施形
態においては、ベーンが内部ロータと別体に設けられる
と共に、受容孔及び退避孔が径方向に形成され、ロック
ピンが径方向に移動する弁開閉時期制御装置に本発明を
実施したが、本発明はベーンが周方向に厚肉とされて内
部ロータに一体に設けられ、該ベーン又はリアプレート
（又はフロントプレート）に退避孔を軸方向に形成する
と共にリアプレート（又はフロントプレート）又はベー
ンに受容孔を軸方向に形成し、ロックピンが軸方向に移
動する弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るもので
ある。

【００３４】また、更に、上記実施形態においては、吸
気用のカムシャフト１０に組付けられる弁開閉時期制御
装置に本発明を実施したが、本発明は排気用のカムシャ
フトに組付けられる弁開閉時期制御装置にも同様に実施
し得るものである。

【００３５】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、内燃機関
の停止時に流体圧室への作動流体の供給が停止される
と、流体圧室の流体圧によってベーンを保持できなくな
り、回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転す
るものの、内燃機関の始動時には相対位相規制手段によ
り回転部材と回転伝達部材の相対位相が最大遅角位置と
最大進角位置の間の中間的な相対位相であって、内燃機
関が始動可能な弁開閉時期にある時の回転部材と回転伝
達部材の所定の相対位相に位置され、この所定の相対位
相が位相保持機構により保持される。これにより、内燃
機関の始動時に、カムシャフトに作用する変動トルクに
よりベーンが回転伝達部材の周方向端面に衝突して打音
が発生するのを的確に防止することができる。

【００３６】また、内燃機関の始動時の弁開閉時期が上
記した中間的な相対位相時に得られるので、最遅角位置
では中間的な相対位相時よりも更に弁の開閉時期を遅ら
せることができ、内燃機関の高速回転時に吸気の慣性を
利用して体積効率の向上を図ることで内燃機関の出力を
向上することができると共に、始動時の弁開閉時期を進
角させることができ、圧縮比低下等による内燃機関の始
動不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形
態を示す縦断側面図である。

【図２】図１に示す一実施形態における制御弁及び切換
弁の概略構成図である。

【図３】位相保持機構により位相が保持されている状態
を示す図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】位相保持機構が解除されている状態を示す図１
のＡ−Ａ断面図である。

【図５】カムシャフトに作用するトルクの変動を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１０ カムシャフト １２ 進角通路 １３ 遅角通路 ２０ 内部ロータ（回転部材） ２４ 通路 ２５ 通路 ２６ 受容孔 ３０ 外部ロータ（回転伝達部材） ３１ 突部 ３２ 退避孔 ３３ 連通孔 ４０ フロントプレート（回転伝達部材） ５０ リアプレート（回転伝達部材） ５１ タイミングスプロケット（回転伝達部材） ５３ クランクシャフト ６０ ベーン ７０ シリンダヘッド ８０ トーションコイルスプリング（相対位相規制手
段、付勢部材） ９０ 制御弁 １２０ 切換弁 Ｒ０ 流体圧室 Ｒ１ 進角用室 Ｒ２ 遅角用室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフト又はカムシ
   ャフトの一方と共に回転する回転部材と、該回転部材に
   所定範囲で相対回転可能に装着され前記クランクシャフ
   ト又は前記カムシャフトの他方と共に回転する回転伝達
   部材と、前記回転部材に設けられたベーンと、前記回転
   部材と前記回転伝達部材との間に形成され前記ベーンに
   よって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、
   前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位
   相である時に前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位
   相を保持する位相保持機構とを備え、前記進角用室及び
   前記遅角用室へ印加される流体圧によって前記回転部材
   と前記回転伝達部材が相対回転し、前記クランクシャフ
   トの回転位相に対する前記カムシャフトの回転位相が変
   更させられることによって前記カムシャフトにより駆動
   される弁の開閉時期を変更する弁開閉時期制御装置にお
   いて、前記ベーンにより前記遅角用室の容積が最小とさ
   れる最大進角状態における前記回転部材と前記回転伝達
   部材の相対位相と前記ベーンにより前記進角用室の容積
   が最小とされる最大遅角状態における前記回転部材と前
   記回転伝達部材の相対位相の間の中間的な相対位相であ
   って、前記内燃機関が始動可能な弁開閉時期にある時の
   所定の中間的な相対位相時に前記位相保持機構により前
   記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相が保持される
   ようにすると共に、前記回転部材と前記回転伝達部材の
   相対位相を前記内燃機関の始動時に前記所定の相対位相
   に規制可能な相対位相規制手段を設けたことを特徴とす
   る弁開閉時期制御装置。
2. 【請求項２】 前記相対位相規制手段は、前記回転部材
   を前記回転伝達部材に対して進角側に所定の付勢力で常
   時付勢する付勢部材で構成されることを特徴とする請求
   項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 【請求項３】 前記位相保持機構は、前記所定の相対位
   相時において前記進角用室及び前記遅角用室の流体圧が
   低下した時に前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位
   相を保持することを特徴とする請求項２に記載の弁開閉
   時期制御装置。