JPH1193627A - 内燃機関用バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でエンジンの失火や燃焼不安定を
防止することができるエンジン用バルブタイミング調整
装置を提供する。 【解決手段】 吸気用バルブタイミング調整装置１００
のピストン１２の遅角油圧室２０側の端面１２ｂの面積
は、排気用バルブタイミング調整装置のピストンの進角
油圧室側の端面の面積よりも小さく設定されている。こ
のため、吸気用バルブタイミング調整装置１００のカム
シャフト１がクランクシャフトに対して進角方向に移動
できない油圧でも、排気用バルブタイミング調整装置の
カムシャフトはクランクシャフトに対して進角方向に移
動することができる。したがって、エンジンの始動性を
向上させることができる。さらに、エンジン低回転など
の油圧ポンプ吐出流量が少ない場合においても、排気弁
の閉じる時期が早く、吸気弁の開く時期が遅い基本位相
に制御可能であり、エンジンの失火や燃焼不安定などを
防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気弁と排気弁と
の開閉タイミングを調整する内燃機関用バルブタイミン
グ調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関（以下、「内燃機関」を
エンジンという）の吸気弁と排気弁との開閉タイミング
（以下、「開閉タイミング」をバルブタイミングとい
う）を調整するバルブタイミング調整装置では、エンジ
ンの駆動軸としてのクランクシャフトから駆動力伝達手
段を介して従動軸としてのカムシャフトに駆動トルクを
伝達している。駆動力伝達手段としては、例えばリング
状歯車またはベーンが採用されている。

【０００３】リング状歯車は、タイミングプーリおよび
カムシャフトのスプラインと噛合っており、そのうち少
なくとも一方はヘリカルスプラインで噛み合っている。
そして、リング状歯車を油圧により軸方向に移動させる
ことにより、カムシャフトとタイミングプーリとを相対
的に回動させ、エンジンの運転条件に応じて吸気弁と排
気弁とのバルブタイミングを調整している。

【０００４】またベーン式のものは、タイミングプーリ
とともに回転するハウジング内に、カムシャフトととも
に回転するベーンを収容している。そして、ハウジング
に対するベーンの相対回転位相差を油圧により調整する
ことにより、カムシャフトとタイミングプーリとを相対
的に回動させ、エンジンの運転条件に応じて吸気弁と排
気弁とのバルブタイミングを調整している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】エンジンバルブの開閉
時期を制御する位相制御のバルブタイミング調整装置で
は、エンジンの安定性向上、燃費の向上、あるいは排気
エミッションを低減することを目的としており、エンジ
ンの低負荷時においては吸入空気量が少ないため、エン
ジンのシリンダ内に燃焼を悪化させる残留排気ガスが少
ないことが望ましい。吸気弁と排気弁とが同時に開いて
いる期間（オーバーラップ期間）において、吸気側はス
ロットルにより負圧であり、排気側は正圧であるので、
排ガスが吸気側に吹き返し、燃焼が悪化したり、失火し
たりする場合がある。このため、排気弁の閉じる時期が
早く、吸気弁の開く時期が遅いことが要求される。ま
た、吸気弁の閉じる時期が遅いと、ポンピングロスを低
減し、燃費を向上することができる。したがって、アイ
ドル運転および始動時には、排気弁の閉じる時期が早
く、吸気弁の開く時期が遅い基本位相に制御する必要が
ある。ここで、この基本位相の吸気側の条件を最遅角と
し、排気側の条件を最進角とする。

【０００６】しかし、エンジンの中負荷以上においては
ＥＧＲ量を制御し、ポンピングロスの低減を内部ＥＧＲ
により行い、燃費の向上と排気エミッションの低減をさ
せるため、吸気側の開弁時期を早くしたり、排気側の閉
弁時期を遅くする必要がある。すなわち、吸気弁を進角
方向に制御し、排気弁を遅角方向に制御する。さらに、
エンジンの全負荷においては、大量の空気をエンジンの
シリンダ内に入れる必要があるため、低速においては早
く吸気弁を閉じてマニホールドへの逆流を防止し、高速
においては空気の慣性を利用して遅く吸気弁を閉じる必
要がある。また排気側は、排気脈動を最大限利用できる
位相に排気弁を制御し、排気脈動を利用することができ
ない場合、最進角に制御する必要がある。すなわち排気
側は、エンジンの低負荷から負荷に応じて、排気弁を最
進角から遅角方向に制御し、再び進角方向に制御する必
要がある。

【０００７】しかしながら、このとき運転条件が変化し
た場合、素早く要求位相に吸排気弁を制御可能なことが
望ましい。吸排気弁の制御が不可能な場合、エンジンの
失火や燃焼不安定などの問題が発生する。通常、エンジ
ンの油圧ポンプはクランクシャフトによって駆動され
る。しかし結果として、エンジンの回転数によって吐出
油量が変化し、低回転時において、吐出油量は低下す
る。このため、特に高油温時、漏れと粘度の低下により
油圧が減少し、アクチュエータの作動が行われなくなる
場合がある。このとき吸気側は、カムシャフトの駆動ト
ルクによって遅角されるため、基本位相となり得る。し
かし排気側は、吸気側と同じ油圧ピストン面積のアクチ
ュエータを適用した場合、基本位置に制御することが不
可能となり、エンジンのシリンダ内に残留ガスが増大
し、失火したり、エンジンが停止したりすることがあ
る。

【０００８】従来技術として、専用の油圧ポンプを設け
て常に油圧を高圧にすることができるようにしたバルブ
タイミング調整装置が知られている。しかしながら、こ
のような専用の油圧ポンプを設けたバルブタイミング調
整装置では、低油圧の問題は解消できるが、限られた空
間に設置することが困難であることに加え、装置コスト
が増大するという問題がある。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、簡単な構成でエンジンの失火や燃
焼不安定を防止することができるエンジン用バルブタイ
ミング調整装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
エンジン用バルブタイミング調整装置によると、内燃機
関の吸気弁を開閉する第１の従動軸に駆動軸の駆動力を
伝達し、駆動軸とともに回転する第１の駆動側回転体、
および第１の従動軸とともに回転する第１の従動側回転
体を有する第１の駆動力伝達手段と、内燃機関の排気弁
を開閉する第２の従動軸に駆動軸の駆動力を伝達し、駆
動軸とともに回転する第２の駆動側回転体、および第２
の従動軸とともに回転する第２の従動側回転体を有する
第２の駆動力伝達手段とを備えており、第２の駆動力伝
達手段は第１の駆動力伝達手段よりも大きな作動力を有
している。このため、エンジン低回転時の吐出油量が少
ないときや高油温時の油圧が低下したときにおいても、
排気弁と吸気弁とが重複して開弁するオーバーラップ期
間を少なくともエンジン始動可能な程度に減少可能であ
る。したがって、エンジンの始動性が向上し、エンジン
の失火や燃焼不安定を防止することができる。さらに、
吸気弁から吸入した燃料が未燃燃料となって排気弁から
排出される量を低減できる。

【００１１】本発明の請求項２記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、第１の駆動力伝達手段は
第１の駆動側回転体と第１の従動側回転体とを相対回動
させる流体圧力が作用する第１の受圧面を有し、第２の
駆動力伝達手段は第２の駆動側回転体と第２の従動側回
転体とを相対回動させる流体圧力が作用する第２の受圧
面を有し、第１の受圧面は第２の受圧面よりも受圧面積
が小さい。このため、第２の駆動力伝達手段は第１の駆
動力伝達手段よりも小さな作動力で作動する。したがっ
て、エンジン低回転時の吐出油量が少ないときや高油温
時の油圧が低下したときにおいても、排気弁と吸気弁と
が重複して開弁するオーバーラップ期間を少なくともエ
ンジン始動可能な程度に減少可能であるため、エンジン
の失火や燃焼不安定を防止することができる。

【００１２】本発明の請求項３記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、第１の従動側回転体は、
第１の受圧面に流体圧力が作用することにより第１の駆
動側回転体に対して進角方向に相対回動し、第２の従動
側回転体は、第２の受圧面に流体圧力が作用することに
より第２の駆動側回転体に対して遅角方向に相対回動す
る。このため、エンジン低回転時の吐出油量が少ないと
きや高油温時の油圧が低下したときにおいても、排気弁
と吸気弁とが重複して開弁するオーバーラップ期間を少
なくともエンジン始動可能な程度に減少可能である。し
たがって、エンジンの失火や燃焼不安定を防止すること
ができる。

【００１３】本発明の請求項４記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、第１の駆動力伝達手段は
第１の駆動側回転体と第１の従動側回転体とをヘリカル
スプラインで結合する第１の歯車を有し、第２の駆動力
伝達手段は第２の駆動側回転体と第２の従動側回転体と
をヘリカルスプラインで結合する第２の歯車を有し、第
２の歯車のギア仕様は第１の歯車のギア仕様よりもスラ
スト力が小さく設定されている。このため、第２の駆動
力伝達手段は第１の駆動力伝達手段よりも小さな作動力
で作動する。したがって、エンジン低回転時の吐出油量
が少ないときや高油温時の油圧が低下したときにおいて
も、排気弁と吸気弁とが重複して開弁するオーバーラッ
プ期間を少なくともエンジン始動可能な程度に減少可能
であるため、エンジンの失火や燃焼不安定を防止するこ
とができる。

【００１４】本発明の請求項５記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、第２の歯車は第１の歯車
よりもねじれ角度が小さいか、またはピッチ円径が大き
いので、第２の駆動力伝達手段は第１の駆動力伝達手段
よりも小さな作動力で作動する。したがって、エンジン
低回転時の吐出油量が少ないときや高油温時の油圧が低
下したときにおいても、排気弁と吸気弁とが重複して開
弁するオーバーラップ期間を少なくともエンジン始動可
能な程度に減少可能であるため、エンジンの失火や燃焼
不安定を防止することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を示す複数の
実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１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および図２に示す。図１
および図２に示すように、第１実施例のエンジン用バル
ブタイミング調整装置は、リング状歯車式の吸気弁用バ
ルブタイミング調整装置１００とリング状歯車式の排気
弁用バルブタイミング調整装置２００とから構成され
る。

【００１６】まず、図１を用いて吸気弁用バルブタイミ
ング調整装置１００について説明する。図１において、
図示しない駆動軸としてのクランクシャフトから、図示
しないタイミングベルトによって第１の駆動側回転体で
あるタイミングプーリ５に回転トルクが伝達される。第
１の従動軸であるカムシャフト１と一体に回動するよう
にボルト２および図示しないピンにより円筒状のカムシ
ャフトスリーブ４がカムシャフト１の一方の端部に固定
されている。この第１の従動側回転体としてのカムシャ
フトスリーブ４の外周壁の一部には、外歯ヘリカルスプ
ライン４ａが形成されている。タイミングプーリ５およ
びカムシャフト１は図１の左側からみて時計方向に回転
する。

【００１７】スプロケットスリーブ３２およびフランジ
部材８は、タイミングプーリ５とともに第１の駆動側回
転体を構成し、フランジ部３２ｃと円環部８ａとがボル
ト６によってタイミングプーリ５に組付けられている。
フランジ部材８は円環部８ａおよび円筒部８ｂが一体に
形成されている。円筒部８ｂの内側面８ｃがカムシャフ
ト１の外周壁１ａに支持されていることにより、タイミ
ングプーリ５はカムシャフト１に相対回動自在に支持さ
れている。

【００１８】スプロケットスリーブ３２は、小径部３２
ｄおよび大径部３２ｅとを有する外筒と、大径部３２ｅ
の反小径部側から径方向外側に延びる円環状のフランジ
部３２ｃと、内筒３２ｂと、小径部３２ｄの反大径部側
から径方向内側に延び外筒と内筒３２ｂとを結合する円
環部３２ｆとが一体に形成されている。小径部３２ｄの
内周壁の一部には、内歯ヘリカルスプライン３２ａが形
成されている。

【００１９】カムシャフトスリーブ４と小径部３２ｄと
の径方向の間に、タイミングプーリ５とカムシャフト１
とを相対回動させる弧型歯車１０および弧型歯車１１が
それぞれ二個介装されている。第１の駆動力伝達手段と
しての弧型歯車１０、１１は、一つのリング状歯車を軸
を含んだ分割面で分割して形成されている。弧型歯車１
０および弧型歯車１１が図１の矢印で示す遅角側に移動
すると、カムシャフト１はタイミングプーリ５に対して
遅角し、矢印で示す進角側に移動するとカムシャフト１
はタイミングプーリ５に対して進角する。弧型歯車１
０、１１はピストン１２に周方向に互い違いに組付けら
れ、見かけ上一つのリング状歯車を構成している。弧型
歯車１０、１１の上端部には円弧状の溝１０ｃ、１１ｃ
が形成されており、この溝１０ｃ、１１ｃにリテーナリ
ング１３が収容されている。図１に示す状態では、リテ
ーナリング１３は軸方向で弧型歯車１０と当接していな
い。弧型歯車１０、１１、ピストン１２の周囲、および
収容穴１２ａも油で満たされている。ここで、弧型歯車
１０、１１は特許請求の範囲に記載された第１の歯車に
相当する。

【００２０】収容穴１２ａはピストン１２の弧型歯車１
０と対応する位置に形成されている。スプリング１８は
収容穴１２ａに収容されており、環状部材１７および弧
型歯車１０を図１の左方向、つまりピストン１２から離
れる方向に付勢している。ピン１４はピストン１２およ
び弧型歯車１１に往復移動可能に貫挿され、環状部材１
７に摺動自在に貫挿されている。また、ピン１４はリテ
ーナリング１３に圧入されているので、リテーナリング
１３およびピン１４はともに移動し、第１の駆動力伝達
手段の一部を構成している。ピン１４は、スプリング１
５の付勢力により図１の右側に付勢されているので、リ
テーナリング１３および弧型歯車１１も図１の右方向、
つまり、スプリング１８による弧型歯車１０の付勢方向
と反対方向のピストン１２に近づく方向に付勢されてい
る。

【００２１】弧型歯車１０、１１の内周壁にはそれぞれ
内歯ヘリカルスプライン１０ａ、１１ａが形成され、外
周壁には外歯ヘリカルスプライン１０ｂ、１１ｂが形成
されている。弧型歯車１０、１１の軸方向の移動は、そ
れぞれスプリング１８および１５の圧縮範囲で可能であ
る。また弧型歯車１０、１１は互いに離れる方向に付勢
されているので、小径部３２ｄとカムシャフトスリーブ
４との間に弧型歯車１０、１１を介装する前の状態で
は、外歯ヘリカルスプライン１０ｂ、１１ｂ、内歯ヘリ
カルスプライン１０ａ、１１ａの軸方向位置は図１より
もさらにずれている。

【００２２】小径部３２ｄとカムシャフトスリーブ４と
の間に弧型歯車１０、１１を介装すると、弧型歯車１
０、１１は、スプライン間のバックラッシュを吸収する
分だけカムシャフト１の軸方向および回転方向に微小距
離変移し、介装前の状態よりも軸方向のずれを小さくし
て小径部３２ｄとカムシャフトスリーブ４との間に介装
される。スプリング１８およびスプリング１５は、それ
ぞれ弧型歯車１０、１１をピストン１２に対して軸方向
の反対方向に付勢している。この付勢力により、弧型歯
車１０はタイミングプーリ５に対してカムシャフト１を
遅角方向に、また弧型歯車１１はタイミングプーリ５に
対してカムシャフト１を進角方向に相対回動させるトル
クを与える。すなわち、スプリング１８の付勢力によ
り、弧型歯車１０の外歯ヘリカルスプライン１０ｂは内
歯ヘリカルスプライン３２ａを遅角方向に、内歯ヘリカ
ルスプライン１０ａはカムシャフトスリーブ４の外歯ヘ
リカルスプライン４ａを遅角方向に押圧している。ま
た、スプリング１５の付勢力により、弧型歯車１１の外
歯ヘリカルスプライン１１ｂは小径部３２ｄの内歯ヘリ
カルスプライン３２ａを進角方向に、内歯ヘリカルスプ
ライン１１ａはカムシャフトスリーブ４の外歯ヘリカル
スプライン４ａを進角方向に押圧している。したがっ
て、弧型歯車１０、１１は、それぞれスプリング１８、
１５の付勢力により吸気弁を開閉駆動するときにカムシ
ャフト１が受ける正負の駆動トルクに抗するトルクを与
えられていることになり、スプライン間のバックラッシ
ュによる歯打ち音を抑制することができる。

【００２３】このようなスプライン同士の噛合いによ
り、タイミングプーリ５の回転は、スプロケットスリー
ブ３２、弧型歯車１０および１１、カムシャフトスリー
ブ４を経てカムシャフト１に伝達される。スプリング２
２は、ピストン１２とフランジ部材８との間に円錐形状
に収容されており、ピストン１２を図１の左方向、つま
り遅角側にピストン１２を付勢している。このスプリン
グ２２の付勢力により弧型歯車１０、１１およびピスト
ン１２が図１の左側に付勢されているので、カムシャフ
トスリーブ４を介してカムシャフト１はタイミングプー
リ５に対して遅角側に付勢されている。

【００２４】前述したように、スプリング１８が遅角方
向に弧型歯車１０を押圧することにより、カムシャフト
スリーブ４およびカムシャフト１が遅角方向に付勢され
ている。スプリング１８およびスプリング２２が遅角側
にカムシャフト１を付勢する付勢力の和は、エンジン始
動時におけるクランキング時の最大トルクよりも大きく
なるように設定されている。したがって、スプリング１
８がない場合に比べスプリング２２の付勢力を小さくす
ることができる。

【００２５】また、上記の構成において、スプリング１
５の付勢力はスプリング１８の付勢力よりも小さく設定
されている。これにより、タイミングプーリ５に対して
カムシャフト１を遅角方向に相対回動するときに、スプ
リング１５の付勢力によりヘリカルスプライン間で働く
進角方向の摩擦力を低減できるので、カムシャフト１を
遅角方向に滑らかに相対回動することができる。

【００２６】ピストン１２の左側に進角油圧室１９、ピ
ストン１２の右側に遅角油圧室２０が形成されている。
ピストン１２の遅角油圧室２０側の端面１２ｂの面積
は、図１に示すφＤ₁ とφＤ₂ とで決定される。端面１
２ｂは、遅角油圧室２０に加わる作動油圧を受けてタイ
ミングプーリ５に対してカムシャフト１を遅角方向に相
対回動させるものであって、特許請求の範囲に記載され
た第１の受圧面に相当する。進角油圧室１９および遅角
油圧室２０は、ボルト２３とフランジ部材８とによって
液封され、フランジ部材８の円筒部８ｂによって略液封
されている。進角油圧室１９と遅角油圧室２０とはピス
トン１２の外周に嵌合した樹脂製のシール部材４０によ
り隔離されている。

【００２７】また、ロック機構として、図示しないスト
ッパおよびスプリングを備えており、ストッパが嵌合す
る嵌合穴は進角油圧室１９に連通している。図示しない
油圧制御弁を切替制御することにより、進角油圧室１９
および遅角油圧室２０に通じる油路への圧油の供給と、
油路からの圧油の排出との流れが制御される。具体的に
は、進角油圧室１９に通じるカムシャフトスリーブ４に
形成された油路４ｂ、ボルト２に構成された油路２ａ、
およびカムシャフト１に形成された油路１ｃ、１ｂと、
オイルポンプ側またはドレン側とを油圧制御弁を切替制
御することにより導通または遮断し、進角油圧室１９内
の油圧を制御する。また、遅角油圧室２０に通じる図示
しない油路、カムシャフト１に形成された油路１ｆおよ
び油路１ｄと、オイルポンプ側またはドレン側とを油圧
制御弁を切替制御することにより導通または遮断し、遅
角油圧室２０内の油圧を制御する。進角油圧室１９と遅
角油圧室２０との油圧のバランスにより、弧型歯車１
０、１１およびピストン１２を軸方向に移動もしくは停
止させ、タイミングプーリ５に対するカムシャフト１の
相対位相差を制御することができる。

【００２８】次に、図２を用いて排気弁用バルブタイミ
ング調整装置２００について説明する。図１に示した吸
気弁用のバルブタイミング調整装置１００と実質的に同
一構成部分には同一符号を付す。排気弁用バルブタイミ
ング調整装置２００は、各ヘリカルスプラインのギア仕
様はねじれ方向が吸気弁用バルブタイミング調整装置１
００と反対の方向に形成されており、その他のギア仕様
は吸気弁用バルブタイミング調整装置１００と同一に設
定されている。

【００２９】図２において、第２の従動軸であるカムシ
ャフト１０１と一体に回動するようにボルト２および図
示しないピンにより円筒状のカムシャフトスリーブ１０
４がカムシャフト１０１の一方の端部に固定されてい
る。この第２の従動側回転体としてのカムシャフトスリ
ーブ１０４の外周壁の一部には、外歯ヘリカルスプライ
ン１０４ａが形成されている。タイミングプーリ１０５
およびカムシャフト１０１は図２の左側からみて時計方
向に回転する。

【００３０】スプロケットスリーブ１３２およびフラン
ジ部材１０８は、タイミングプーリ１０５とともに第２
の駆動側回転体を構成し、フランジ部１３２ｃと円環部
１０８ａとがボルト６によってタイミングプーリ１０５
に組付けられている。フランジ部材１０８は円環部１０
８ａおよび円筒部１０８ｂが一体に形成されている。円
筒部１０８ｂの内側面１０８ｃがカムシャフト１０１の
外周壁１０１ａに支持されていることにより、タイミン
グプーリ１０５はカムシャフト１０１に相対回動自在に
支持されている。

【００３１】スプロケットスリーブ１３２は、小径部１
３２ｄおよび大径部１３２ｅとを有する外筒と、大径部
１３２ｅの反小径部側から径方向外側に延びる円環状の
フランジ部１３２ｃと、内筒１３２ｂと、小径部１３２
ｄの反大径部側から径方向内側に延び外筒と内筒１３２
ｂとを結合する円環部１３２ｆとが一体に形成されてい
る。小径部１３２ｄの内周壁の一部には、内歯ヘリカル
スプライン１３２ａが形成されている。

【００３２】カムシャフトスリーブ１０４と小径部１３
２ｄとの径方向の間に、タイミングプーリ１０５とカム
シャフト１０１とを相対回動させる弧型歯車１１０およ
び弧型歯車１１１がそれぞれ二個介装されている。第２
の駆動力伝達手段としての弧型歯車１１０、１１１は、
一つのリング状歯車を軸を含んだ分割面で分割して形成
されている。弧型歯車１１０および弧型歯車１１１が図
２の矢印で示す進角側に移動すると、カムシャフト１０
１はタイミングプーリ１０５に対して進角し、矢印で示
す遅角側に移動するとカムシャフト１０１はタイミング
プーリ１０５に対して遅角する。弧型歯車１１０、１１
１の上端部には円弧状の溝１１０ｃ、１１１ｃが形成さ
れており、この溝１１０ｃ、１１１ｃにリテーナリング
１１３が収容されている。図２に示す状態では、リテー
ナリング１１３は軸方向で弧型歯車１１０と当接してい
ない。弧型歯車１１０、１１１、ピストン１１２の周
囲、および収容穴１１２ａも油で満たされている。ここ
で、弧型歯車１１０、１１１は特許請求の範囲に記載さ
れた第２の歯車に相当する。

【００３３】収容穴１１２ａはピストン１１２の弧型歯
車１１０と対応する位置に形成されている。スプリング
１８は収容穴１１２ａに収容されており、環状部材１７
および弧型歯車１１０を図２の左方向、つまりピストン
１１２から離れる方向に付勢している。ピン１１４はピ
ストン１１２および弧型歯車１１１に往復移動可能に貫
挿され、環状部材１７に摺動自在に貫挿されている。ま
た、ピン１１４はリテーナリング１１３に圧入されてい
るので、リテーナリング１１３およびピン１１４はとも
に移動し、第２の駆動力伝達手段の一部を構成してい
る。ピン１１４は、スプリング１５の付勢力により図２
の右側に付勢されているので、リテーナリング１１３お
よび弧型歯車１１１も図２の右方向、つまり、スプリン
グ１８による弧型歯車１１０の付勢方向と反対方向のピ
ストン１１２に近づく方向に付勢されている。

【００３４】弧型歯車１１０、１１１の内周壁にはそれ
ぞれとしての内歯ヘリカルスプライン１１０ａ、１１１
ａが形成され、外周壁には外歯ヘリカルスプライン１１
０ｂ、１１１ｂが形成されている。弧型歯車１１０、１
１１の軸方向の移動は、それぞれスプリング１８および
１５の圧縮範囲で可能である。スプリング１８およびス
プリング１５は、それぞれ弧型歯車１１０、１１１をピ
ストン１１２に対して軸方向の反対方向に付勢してい
る。この付勢力により、弧型歯車１１０はタイミングプ
ーリ１０５に対してカムシャフト１０１を進角方向に、
また弧型歯車１１１はタイミングプーリ１０５に対して
カムシャフト１０１を遅角方向に相対回動させるトルク
を与える。すなわち、スプリング１８の付勢力により、
弧型歯車１１０の外歯ヘリカルスプライン１１０ｂは内
歯ヘリカルスプライン１３２ａを進角方向に、内歯ヘリ
カルスプライン１１０ａはカムシャフトスリーブ１０４
の外歯ヘリカルスプライン１０４ａを遅角方向に押圧し
ている。また、スプリング１５の付勢力により、弧型歯
車１１１の外歯ヘリカルスプライン１１１ｂは小径部１
３２ｄの内歯ヘリカルスプライン１３２ａを遅角方向
に、内歯ヘリカルスプライン１１１ａはカムシャフトス
リーブ１０４の外歯ヘリカルスプライン１０４ａを遅角
方向に押圧している。したがって、弧型歯車１１０、１
１１は、それぞれスプリング１８、１５の付勢力により
排気弁を開閉駆動するときにカムシャフト１０１が受け
る正負の駆動トルクに抗するトルクを与えられているこ
とになり、スプライン間のバックラッシュによる歯打ち
音を抑制することができる。

【００３５】このようなスプライン同士の噛合いによ
り、タイミングプーリ１０５の回転は、スプロケットス
リーブ１３２、弧型歯車１１０および１１１、カムシャ
フトスリーブ１０４を経てカムシャフト１０１に伝達さ
れる。スプリング２２は、ピストン１１２とフランジ部
材１０８との間に円錐形状に収容されており、ピストン
１１２を図２の左方向、つまり進角側にピストン１１２
を付勢している。このスプリング２２の付勢力により弧
型歯車１１０、１１１およびピストン１１２が図２の左
側に付勢されているので、カムシャフトスリーブ１０４
を介してカムシャフト１０１はタイミングプーリ１０５
に対して進角側に付勢されている。

【００３６】ピストン１１２の左側に遅角油圧室１１
９、ピストン１１２の右側に進角油圧室１２０が形成さ
れている。ピストン１１２の進角油圧室１２０側の端面
１１２ｂの面積は、図２に示すφＤ₃ とφＤ₄ とで決定
される。ここで、φＤ₁ ＝φＤ ₃ であり、φＤ₄ ＞φＤ
₂ である。したがって、端面１１２ｂの面積は、図１に
示す端面１２ｂの面積よりも大きく設定されている。端
面１１２ｂは、進角油圧室１２０に加わる作動油圧を受
けてタイミングプーリ１０５に対してカムシャフト１０
１を進角方向に相対回動させるものであって、特許請求
の範囲に記載された第２の受圧面に相当する。

【００３７】図示しない油圧制御弁を切替制御すること
により、遅角油圧室１１９および進角油圧室１２０に通
じる油路への圧油の供給と、油路からの圧油の排出との
流れが制御される。具体的には、遅角油圧室１１９に通
じるカムシャフトスリーブ１０４に形成された油路１０
４ｂ、ボルト２に構成された油路２ａ、およびカムシャ
フト１０１に形成された油路１０１ｃ、１０１ｂと、オ
イルポンプ側またはドレン側とを油圧制御弁を切替制御
することにより導通または遮断し、遅角油圧室１１９内
の油圧を制御する。また、進角油圧室１２０に通じる図
示しない油路、カムシャフト１０１に形成された油路１
０１ｆおよび油路１０１ｄと、オイルポンプ側またはド
レン側とを油圧制御弁を切替制御することにより導通ま
たは遮断し、進角油圧室１２０内の油圧を制御する。遅
角油圧室１１９と進角油圧室１２０との油圧のバランス
により、弧型歯車１１０、１１１およびピストン１１２
を軸方向に移動もしくは停止させ、タイミングプーリ１
０５に対するカムシャフト１０１の相対位相差を制御す
ることができる。

【００３８】次に、吸気弁用バルブタイミング調整装置
１００および排気弁用２００の作動を説明する。 (1) エンジン停止時 (1-1) 吸気弁用バルブタイミング調整装置１００ エンジンが停止すると、進角油圧室１９に連通する油路
４ｄ、２ａ、１ｃ、１ｂはドレン側に解放され、遅角油
圧室２０に連通する油路１ｆ、１ｄは作動油圧が加わっ
た状態で保持されるように油圧制御弁が切替制御され
る。したがって、弧型歯車１０、１１およびピストン１
２は図１の左側、つまり最遅角位置に移動する。弧型歯
車１０、１１およびピストン１２の最遅角位置への移動
にともないカムシャフト１が相対的に最遅角位置に回転
すると、ロック機構によりカムシャフト１とフランジ部
材８とが結合するので、タイミングプーリ５に対してカ
ムシャフト１が最遅角位置に保持される。

【００３９】(1-2) 排気弁用バルブタイミング調整装置
２００ エンジンが停止すると、遅角油圧室１１９に連通する油
路１０４ｄ、１０２ａ、１０１ｃ、１０１ｂはドレン側
に解放され、進角油圧室１２０に連通する油路１０１
ｆ、１０１ｄは作動油圧が加わった状態で保持されるよ
うに油圧制御弁が切替制御される。したがって、弧型歯
車１１０、１１１およびピストン１１２は図２の左側、
つまり最進角位置に移動する。弧型歯車１１０、１１１
およびピストン１１２の最進角位置への移動にともない
カムシャフト１０１が相対的に最進角位置に回転する
と、ロック機構によりカムシャフト１０１とフランジ部
材１０８とが結合するので、タイミングプーリ１０５に
対してカムシャフト１０１が最進角位置に保持される。

【００４０】(1-3) 第１実施例では、図１に示すカムシ
ャフト１の最遅角状態と図２に示すカムシャフト１０１
の最進角状態において、排気弁と吸気弁との開弁期間が
重複しないように設計されているので、エンジンの気筒
内に残留する燃焼ガス、所謂内部ＥＧＲ量を低減でき、
エンジンは正常に始動する。 (2) エンジン運転時 (2-1) 吸気弁用バルブタイミング調整装置１００ 油路４ｄ、２ａ、１ｃ、１ｂに作動油が導入され作動油
圧が所定圧よりも上昇するまでは、ロック機構によりカ
ムシャフト１とフランジ部材８とが結合したまま保持さ
れる。

【００４１】油路４ｄ、２ａ、１ｃ、１ｂの作動油圧が
所定圧よりも大きくなると、ロック機構によりカムシャ
フト１とフランジ部材８との結合が解除されるので、タ
イミングプーリ５とカムシャフト１とは相対回動可能に
なる。そして、進角油圧室１９、遅角油圧室２０に加わ
る作動油圧により、スプリング２２の付勢力に関係な
く、弧型歯車１０、１１およびピストン１２は軸方向に
往復移動し、タイミングプーリ５に対するカムシャフト
１の相対位相差が調整される。

【００４２】(2-2) 排気弁用バルブタイミング調整装置
２００ 油路１０４ｄ、１０２ａ、１０１ｃ、１０１ｂに作動油
が導入され作動油圧が所定圧よりも上昇するまでは、ロ
ック機構によりカムシャフト１０１とフランジ部材１０
８とが結合したまま保持される。油路１０４ｄ、１０２
ａ、１０１ｃ、１０１ｂの作動油圧が所定圧よりも大き
くなると、ロック機構によりカムシャフト１０１とフラ
ンジ部材１０８との結合が解除されるので、タイミング
プーリ１０５とカムシャフト１０１とは相対回動可能に
なる。そして、遅角油圧室１１９、進角油圧室１２０に
加わる作動油圧により、スプリング２２の付勢力に関係
なく、弧型歯車１１０、１１１およびピストン１１２は
軸方向に往復移動し、タイミングプーリ１０５に対する
カムシャフト１０１の相対位相差が調整される。

【００４３】(2-3) エンジン始動時において、排気弁の
開弁期間が吸気弁の開弁期間と重複することを防止でき
るので、内部ＥＧＲ量を低減できる。したがって、エン
ジンの始動性が向上するとともに、未燃燃料が排ガス中
に排出されることを防止するので、排ガスの浄化効果が
向上する。以上説明した第１実施例では、エンジン始動
時において、カムシャフト１がクランクシャフトに対し
て最遅角位置に保持され、カムシャフト１０１がクラン
クシャフトに対して最進角位置に保持されるのでエンジ
ンが確実に始動し正常運転状態に移行する。

【００４４】さらに、ピストン１１２の進角油圧室１２
０側の端面１１２ｂの面積は、ピストン１２の遅角油圧
室２０側の端面１２ｂの面積よりも大きく設定されてい
る。このため、同一のカムシャフト駆動トルクに対し
て、弧型歯車１１０、１１１およびピストン１１２を進
角方向に移動させる作動力は、弧型歯車１０、１１およ
びピストン１２を進角方向に移動させる作動力よりも大
きいので、カムシャフト１がクランクシャフトに対して
進角方向に移動できない油圧でも、カムシャフト１０１
はクランクシャフトに対して進角方向に移動することが
できる。したがって、エンジン低回転などの油圧ポンプ
吐出流量が少ない場合においても、排気弁の閉じる時期
が早く、吸気弁の開く時期が遅い基本位相に制御可能で
あり、エンジンの失火や燃焼不安定などを防止すること
ができる。

【００４５】さらにまた、例えばエンジンの低速の中負
荷から全負荷に移行したときのようにカムシャフト１と
カムシャフト１０１との両方をクランクシャフトに対し
て進角方向に移動させる必要がある場合、吸気用バルブ
タイミング調整装置１００よりも作動油圧の低い排気用
バルブタイミング調整装置２００に作動油が流れ込み、
排気用バルブタイミング調整装置２００の作動を優先的
に行うことができる。

【００４６】また第１実施例では、弧型歯車１０および
１１、１１０および１１１はスプリング１８および１５
の付勢力によりピストン１２、１１２を介してそれぞれ
軸の反対方向に、かつ互いに離れる方向に付勢されてい
るため、外歯ヘリカルスプライン１０ｂおよび１１ｂが
それぞれ内歯ヘリカルスプライン３２ａ、１３２ａに反
対方向のトルクを与えて当接し、内歯ヘリカルスプライ
ン１０ａおよび１１ａ、１１０ａおよび１１１ａがそれ
ぞれ外歯ヘリカルスプライン４ａ、１０４ａに反対方向
のトルクを与えて当接している。このため、カムシャフ
ト１、１０１の回転方向の駆動トルクにより、回転方向
と逆向き（正トルク）または回転方向と同一方向（負ト
ルク）にトルクが変動しても、ヘリカルスプラインのバ
ックラッシュによる歯打ち音を抑制できる。

【００４７】第１実施例では、ピストン１１２の進角油
圧室１２０側の端面１１２ｂの面積をピストン１２の遅
角油圧室２０側の端面１２ｂの面積よりも大きく設定し
たが、本発明では、排気弁用バルブタイミング調整装置
のギア仕様を吸気弁用バルブタイミング調整装置のギア
仕様よりもスラスト力が小さくなるように設定してもよ
い。この場合、排気弁用バルブタイミング調整装置の弧
型歯車は、吸気弁用バルブタイミング調整装置の弧型歯
車よりもねじれ角度が小さいか、またはピッチ円形が大
きいものであればよい。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図３〜図６に示
す。図３〜図６に示すように、第２実施例のバルブタイ
ミング調整装置は、ベーン式の吸気用バルブタイミング
調整装置３００とベーン式の排気用バルブタイミング調
整装置４００とから構成される。

【００４８】まず、図３および図５を用いて吸気用バル
ブタイミング調整装置３００について説明する。図３に
示すタイミングプーリ２０８は、図示しないタイミング
ベルトにより図示しないエンジンの駆動軸としてのクラ
ンクシャフトから駆動力を伝達され、クランクシャフト
と同期して回転する。リア部材２５０はプレート部２５
１および軸受部２５２からなり、ボルト２５３によりプ
レート部２５１とタイミングプーリ２０８と後述するシ
ューハウジング２０７とが結合されている。第１の従動
軸としてのカムシャフト２０１は、タイミングプーリ２
０８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２０１は、図示しないシリンダヘ
ッドにジャーナル部２０２を介して支持され、タイミン
グプーリ２０８に対し所定の位相差をおいて相対回動可
能である。タイミングプーリ２０８およびカムシャフト
２０１は図３の左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。

【００４９】シューハウジング２０７は周壁２７１とフ
ロント部２７２とが一体に形成されている。ベーンロー
タ２０４の軸方向両端面はシューハウジング２０７のフ
ロント部２７２およびリア部材２５０のプレート部２５
１により覆われている。タイミングプーリ２０８、シュ
ーハウジング２０７およびリア部材２５０は第１の駆動
側回転体を構成し、互いにボルト２５３により同軸上に
結合されている。

【００５０】図５に示すように、シューハウジング２０
７は周方向にほぼ等間隔に台形状に形成されたシュー２
０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃを有している。シュー２０
７ａ、２０７ｂ、２０７ｃの周方向の三箇所の間隙には
それぞれベーン２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃを収容す
る扇状空間部２５５が形成されており、シュー２０７
ａ、２０７ｂ、２０７ｃの内周面は断面円弧状に形成さ
れている。

【００５１】ベーンロータ２０４は周方向にほぼ等間隔
にベーン２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃを有し、このベ
ーン２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃがシュー２０７ａ、
２０７ｂ、２０７ｃの周方向の間隙に形成されている扇
状空間部２５５に回動可能に収容されている。図５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
２０７に対するベーンロータ２０４の遅角方向、進角方
向を表している。図５において、各ベーンは各扇状空間
部２５５の一方の周方向端部に位置し、ベーンロータ２
０４はシューハウジング２０７に対し最遅角位置にあ
る。最遅角位置は、ベーン２０４ｂの遅角側側面ががシ
ュー２０７ａの進角側側面に係止されることにより規定
されている。図３に示すように、ベーンロータ２０４お
よびブッシュ２０６は、ボルト２０５によりカムシャフ
ト２０１に一体に結合されており、第１の従動側回転体
を構成している。ここで、ベーンロータ２０４の軸方向
長さをＬinとすると、ベーンの軸方向断面形状が同一の
場合、ベーン２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃに作動油圧
が作用する受圧面積はＬinで決定される。ベーン２０４
ａ、２０４ｂ、２０４ｃに作動油圧が作用する受圧面
は、特許請求の範囲に記載された第１の受圧面に相当す
る。ブッシュ２０６を軸受けするシューハウジング２０
７の反タイミングプーリ側にはカバー２５８で覆われて
おり、カバー２５８はボルト２５９によりシューハウジ
ング２０７にねじ固定せれている。ボルト２０５に設け
られた穴２３２はベーンロータ２０４の周方向端部から
漏れた作動油をシリンダヘッドに戻すものである。

【００５２】カムシャフト２０１およびブッシュ２０６
はそれぞれリア部材２５０の軸受部２５２およびフロン
ト部２７２の内周壁２７２ａに相対回動可能に嵌合して
いる。したがって、カムシャフト２０１およびベーンロ
ータ２０４はタイミングプーリ２０８およびシューハウ
ジング２０７に対して同軸に相対回動可能である。図５
に示すように、シール部材２０９はベーンロータ２０４
の外周壁に嵌合している。ベーンロータ２０４の外周壁
とシューハウジング２０７の内周壁との間には微小クリ
アランスが設けられており、このクリアランスを介して
油圧室間に作動油が漏れることをシール部材２０９によ
り防止している。シール部材２０９はそれぞれ板ばね２
１０の付勢力により周壁２７１の内周壁に向けて押され
ている。

【００５３】図３に示すように、ガイドリング２９１は
ベーン２０４ａの内壁に圧入保持され、このガイドリン
グ２９１にストッパピストン２１７が挿入されている。
ストッパピストン２１７はほぼ同一外径の有底円筒状に
形成されており、カムシャフト２０１の軸方向に摺動可
能にガイドリング２９１に収容されている。ストッパピ
ストン２１７はスプリング２１６によりフロント部２７
２側に付勢されている。嵌合リング２５４はフロント部
２７２に形成した嵌合穴に嵌合しており、嵌合リング２
５４の内周壁にテーパ穴２５４ａが形成されている。ス
トッパピストン２１７は図５に示す最遅角位置において
テーパ穴２５４ａに嵌合可能である。ストッパピストン
２１７がテーパ穴２５４ａに嵌合し、ストッパピストン
２１７がテーパ穴２５４ａに回転方向で当接した状態で
はシューハウジング２０７に対するベーンロータ２０４
の相対回動は拘束される。つまり、ストッパピストン２
１７とテーパ穴２５４ａとは最遅角位置において拘束位
置にある。ストッパピストン２１７、テーパ穴２５４ａ
およびスプリング２１６はロック機構を構成している。

【００５４】フランジ部２１７ｂの左側の油圧室２１８
は、図５に示す油路２４０を介して後述する進角油圧室
２８５と連通している。また、円筒部２１７ａの先端側
に形成された油圧室２２７は、図示しない油路を介して
後述する遅角油圧室２８０と連通している。油圧室２２
７の油圧を受ける円筒部２１７ａの受圧面と、油圧室２
１８の油圧を受けるフランジ部２１７ｂの受圧面とがそ
れぞれ油圧室２２７と油圧室２１８との作動油から受け
る力はテーパ穴２５４ａからストッパピストン２１７を
抜け出させる方向に働く。遅角油圧室２８０または進角
油圧室２８５に所定圧以上の作動油が供給されると、こ
れら作動油の油圧によりスプリング２１６の付勢力に抗
してストッパピストン２１７はテーパ穴２５４ａから抜
け出す。

【００５５】ストッパピストン２１７の位置とテーパ穴
２５４ａの位置とは、シューハウジング２０７に対して
ベーンロータ２０４が最遅角位置にあるとき、つまりク
ランクシャフトに対してカムシャフト２０１が最遅角位
置にあるときにスプリング２１６の付勢力によりストッ
パピストン２１７がテーパ穴２５４ａに嵌合可能な位置
に設定されている。

【００５６】ベーン２０４ａのリア部材２５０側にスト
ッパピストン２１７の背圧室２３０と連通する連通路２
２９が形成されている。連通路２２９は最遅角位置にお
いて軸受部２５２に形成した連通路２２８と連通する。
連通路２２８は図示しないエンジンの油潤滑空間に大気
開放されているので、最遅角位置において背圧室２３０
は大気開放されている。したがって、最遅角位置におい
てストッパピストン２１７の移動が妨げられない。ベー
ンロータ２０４が最遅角位置から進角側に回転する、つ
まりストッパピストン２１７とテーパ穴２５４ａとが嵌
合不能な非拘束位置にベーンロータ２０４が回転する
と、連通路２２９と連通路２２８との連通は遮断され
る。

【００５７】図５に示すように、シュー２０７ａとベー
ン２０４ａとの間に遅角油圧室２８０が形成され、シュ
ー２０７ｂとベーン２０４ｂとの間に遅角油圧室２８１
が形成され、シュー２０７ｃとベーン２０４ｃとの間に
遅角油圧室２８２が形成されている。また、シュー２０
７ａとベーン２０４ｂとの間に進角油圧室２８３が形成
され、シュー２０７ｂとベーン２０４ｃとの間に進角油
圧室２８４が形成され、シュー２０７ｃとベーン２０４
ａとの間に進角油圧室２８５が形成されている。

【００５８】図３に示すように、ベーンロータ２０４の
ボス部２０４ｄには、ブッシュ２０６との当接部におい
て円弧状に形成される油路２１３が設けられている。油
路２１３は、油路２１２を介して全周溝２１１を経由し
て図示しない駆動手段としての油圧ポンプまたはドレイ
ンと連通している。油圧ポンプはエンジン潤滑油の駆動
源を兼ねている。

【００５９】さらに油路２１３は、図５に示すように油
路２５６、２５７、２５８を介して進角油圧室２８３、
２８４、２８５と連通している。また、油圧室２１８は
油路２４０を介して進角油圧室２８５と連通している。
次に、図４および図６を用いて排気用バルブタイミング
調整装置４００について説明する。吸気用バルブタイミ
ング調整装置３００と実質的に同一構成部分には同一符
号を付す。

【００６０】図３に示すタイミングプーリ３０８は、図
示しないタイミングベルトにより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から駆動力を伝達さ
れ、クランクシャフトと同期して回転する。リア部材３
５０はプレート部３５１および軸受部３５２からなり、
ボルト２５３によりプレート部３５１とタイミングプー
リ３０８と後述するシューハウジング３０７とが結合さ
れている。第２の従動軸としてのカムシャフト３０１
は、タイミングプーリ３０８から駆動力を伝達され、図
示しない排気弁を開閉駆動する。カムシャフト３０１
は、図示しないシリンダヘッドにジャーナル部３０２を
介して支持され、タイミングプーリ３０８に対し所定の
位相差をおいて相対回動可能である。タイミングプーリ
３０８およびカムシャフト３０１は図４の左方向からみ
て反時計方向に回転する。以下、この回転方向を遅角方
向とする。

【００６１】シューハウジング３０７は周壁３７１とフ
ロント部３７２とが一体に形成されている。ベーンロー
タ３０４の軸方向両端面はシューハウジング３０７のフ
ロント部３７２およびリア部材３５０のプレート部３５
１により覆われている。タイミングプーリ３０８、シュ
ーハウジング３０７およびリア部材３５０は第２の駆動
側回転体を構成し、互いにボルト２５３により同軸上に
結合されている。

【００６２】図６に示すように、シューハウジング３０
７は周方向にほぼ等間隔に台形状に形成されたシュー３
０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃを有している。シュー３０
７ａ、３０７ｂ、３０７ｃの周方向の三箇所の間隙には
それぞれベーン３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを収容す
る扇状空間部３５５が形成されており、シュー３０７
ａ、３０７ｂ、３０７ｃの内周面は断面円弧状に形成さ
れている。

【００６３】ベーンロータ３０４は周方向にほぼ等間隔
にベーン３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを有し、このベ
ーン３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃがシュー３０７ａ、
３０７ｂ、３０７ｃの周方向の間隙に形成されている扇
状空間部３５５に回動可能に収容されている。図６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
３０７に対するベーンロータ３０４の遅角方向、進角方
向を表している。図６において、各ベーンは各扇状空間
部３５５の一方の周方向端部に位置し、ベーンロータ３
０４はシューハウジング３０７に対し最進角位置にあ
る。最進角位置は、ベーン３０４ｂの進角側側面ががシ
ュー３０７ｂの遅角側側面に係止されることにより規定
されている。図４に示すように、ベーンロータ３０４お
よびブッシュ３０６は、ボルト２０５によりカムシャフ
ト３０１に一体に結合されており、第２の従動側回転体
を構成している。ここで、ベーンロータ３０４の軸方向
長さをＬexとすると、ベーンの軸方向断面形状が同一の
場合、ベーン３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃに作動油圧
が作用する受圧面積はＬexで決定され、Ｌex＞Ｌinに設
定されている。したがって、ベーン３０４ａ、３０４
ｂ、３０４ｃに作動油圧が作用する受圧面積は、ベーン
２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃに作動油圧が作用する受
圧面積よりも大きく設定されている。ベーン３０４ａ、
３０４ｂ、３０４ｃに作動油圧が作用する受圧面は、特
許請求の範囲に記載された第２の受圧面に相当する。ブ
ッシュ３０６を軸受けするシューハウジング３０７の反
タイミングプーリ側にはカバー２５８で覆われており、
カバー２５８はボルト２５９によりシューハウジング３
０７にねじ固定せれている。

【００６４】カムシャフト３０１およびブッシュ３０６
はそれぞれリア部材３５０の軸受部３５２およびフロン
ト部３７２の内周壁３７２ａに相対回動可能に嵌合して
いる。したがって、カムシャフト３０１およびベーンロ
ータ３０４はタイミングプーリ３０８およびシューハウ
ジング３０７に対して同軸に相対回動可能である。スト
ッパピストン２１７は図６に示す最進角位置においてテ
ーパ穴２５４ａに嵌合可能である。ストッパピストン２
１７がテーパ穴２５４ａに嵌合し、ストッパピストン２
１７がテーパ穴２５４ａに回転方向で当接した状態では
シューハウジング３０７に対するベーンロータ３０４の
相対回動は拘束される。つまり、ストッパピストン２１
７とテーパ穴２５４ａとは最進角位置において拘束位置
にある。

【００６５】ストッパピストン２１７の位置とテーパ穴
２５４ａの位置とは、シューハウジング３０７に対して
ベーンロータ３０４が最進角位置にあるとき、つまりク
ランクシャフトに対してカムシャフト３０１が最進角位
置にあるときにスプリング２１６の付勢力によりストッ
パピストン２１７がテーパ穴２５４ａに嵌合可能な位置
に設定されている。

【００６６】連通路２２９は最進角位置において軸受部
３５２に形成した連通路３２８と連通する。連通路３２
８は図示しないエンジンの油潤滑空間に大気開放されて
いるので、最進角位置において背圧室２３０は大気開放
されている。したがって、最進角位置においてストッパ
ピストン２１７の移動が妨げられない。ベーンロータ３
０４が最進角位置から遅角側に回転する、つまりストッ
パピストン２１７とテーパ穴２５４ａとが嵌合不能な非
拘束位置にベーンロータ３０４が回転すると、連通路３
２９と連通路３２８との連通は遮断される。

【００６７】次に、バルブタイミング調整装置の作動を
説明する。 (1) エンジン停止時 (1-1) 吸気用バルブタイミング調整装置３００ エンジンが停止すると、進角油圧室２８３、２８４、２
８５はドレン側に解放され、各遅角油圧室２８０、２８
１、２８２には作動油圧が加わった状態で保持されるよ
うに図示しない油圧制御弁が切替制御される。すると、
シューハウジング２０７に対しベーンロータ２０４が最
遅角位置に移動し、ロック機構によりリア部材２５０の
フロント部２７２とベーンロータ２０４とが結合される
ので、タイミングプーリ２０８に対してカムシャフト２
０１が最遅角位置に保持される。

【００６８】(1-2) 排気用バルブタイミング調整装置４
００ エンジンが停止すると、遅角油圧室２８０、２８１、２
８２はドレン側に解放され、各進角油圧室２８３、２８
４、２８５には作動油圧が加わった状態で保持されるよ
うに図示しない油圧制御弁が切替制御される。すると、
シューハウジング３０７に対しベーンロータ３０４が最
進角位置に移動し、ロック機構によりリア部材３５０の
フロント部３７２とベーンロータ３０４とが結合される
ので、タイミングプーリ３０８に対してカムシャフト３
０１が最進角位置に保持される。

【００６９】(1-3) 第２実施例では、図３および図５に
示すカムシャフト２０１の最遅角状態と図４および図６
に示すカムシャフト３０１の最進角状態において、排気
弁と吸気弁との開弁期間が重複しないように設計されて
いるので、エンジンの気筒内に残留する燃焼ガス、所謂
内部ＥＧＲ量を低減でき、エンジンは正常に始動する。

【００７０】(2) エンジン運転時 (2-1) 吸気用バルブタイミング調整装置３００ 各油路および各油圧室に加わる作動油圧が所定圧より大
きくなるまでは、ロック機構によりフロント部２７２と
ベーンロータ２０４とは結合された状態に保持されてい
るので、タイミングプーリ２０８に対してカムシャフト
２０１は最遅角位置にある。

【００７１】各油路および各油圧室に所定圧よりも油圧
の大きい作動圧油が導入されると、ロック機構によるフ
ロント部２７２とベーンロータ２０４との結合が解除さ
れる。したがって、遅角油圧室２８０、２８１、２８
２、進角油圧室２８３、２８４、２８５に加わる作動油
圧により、シューハウジング２０７に対してベーンロー
タ２０４が相対回動し、タイミングプーリ２０８に対す
るカムシャフト２０１の相対位相差が調整される。

【００７２】(2-2) 排気用バルブタイミング調整装置４
００ 各油路および各油圧室に加わる作動油圧が所定圧より大
きくなるまでは、ロック機構によりフロント部３７２と
ベーンロータ３０４とは結合された状態に保持されてい
るので、タイミングプーリ３０８に対してカムシャフト
３０１は最進角位置にある。

【００７３】各油路および各油圧室に所定圧よりも油圧
の大きい作動圧油が導入されると、ロック機構によるフ
ロント部３７２とベーンロータ３０４との結合が解除さ
れる。したがって、遅角油圧室２８０、２８１、２８
２、進角油圧室２８３、２８４、２８５に加わる作動油
圧により、シューハウジング３０７に対してベーンロー
タ３０４が相対回動し、タイミングプーリ３０８に対す
るカムシャフト３０１の相対位相差が調整される。

【００７４】(2-3) エンジン始動時において、排気弁の
開弁期間が吸気弁の開弁期間と重複することを防止でき
るので、内部ＥＧＲ量を低減できる。したがって、エン
ジンの始動性が向上するとともに、未燃燃料が排ガス中
に排出されることを防止するので、排ガスの浄化効果が
向上する。以上説明した第２実施例では、エンジン始動
時において、カムシャフト２０１がクランクシャフトに
対して最遅角位置に保持され、カムシャフト３０１がク
ランクシャフトに対して最進角位置に保持されるのでエ
ンジンが確実に始動し正常運転状態に移行する。

【００７５】さらに、ベーン３０４ａ、３０４ｂ、３０
４ｃに作動油圧が作用する受圧面積は、ベーン２０４
ａ、２０４ｂ、２０４ｃに作動油圧が作用する受圧面積
よりも大きく設定されている。このため、同一のカムシ
ャフト駆動トルクに対して、ベーンロータ３０４を進角
方向に回動させる作動力は、ベーンロータ２０４を進角
方向に回動させる作動力よりも大きいので、カムシャフ
ト２０１がクランクシャフトに対して進角方向に移動で
きない油圧でも、カムシャフト３０１はクランクシャフ
トに対して進角方向に移動することができる。したがっ
て、エンジン低回転などの油圧ポンプ吐出流量が少ない
場合においても、排気弁の閉じる時期が早く、吸気弁の
開く時期が遅い基本位相に制御可能であり、エンジンの
失火や燃焼不安定などを防止することができる。

【００７６】さらにまた、例えばエンジンの低速の中負
荷から全負荷に移行したときのようにカムシャフト２０
１とカムシャフト３０１との両方をクランクシャフトに
対して進角方向に移動させる必要がある場合、吸気用バ
ルブタイミング調整装置３００よりも作動油圧の低い排
気用バルブタイミング調整装置４００に作動油が流れ込
み、排気用バルブタイミング調整装置４００の作動を優
先的に行うことができる。

【００７７】以上説明した本発明の上記複数の実施例で
は、ロック機構により第１の駆動側回転体と第１の従動
側回転体とを最遅角位置で結合し、第２の駆動側回転体
と第２の従動側回転体とを最進角位置で結合して吸気弁
と排気弁との開弁期間が重複しないようにしたが、エン
ジンが正常に始動し運転状態に移行できる範囲内であれ
ば吸気弁と排気弁との開弁期間は重複してもよい。

【００７８】また上記複数の実施例はすべてロック機構
を備えたものとして説明したが、ロック機構を備えない
構成にすることも可能である。また上記複数の実施例で
は、第１および第２の駆動側回転体としてタイミングプ
ーリを用いたが、タイミングプーリに代えてチェーンス
プロケットを用いることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の吸気弁用バルブタイミン
グ調整装置を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施例の排気弁用バルブタイミン
グ調整装置を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第２実施例の吸気弁用バルブタイミン
グ調整装置を示す縦断面図である。

【図４】本発明の第２実施例の排気弁用バルブタイミン
グ調整装置を示す縦断面図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】図４のVI−VI線断面図である。

【符号の説明】

１ カムシャフト（第１の従動軸） ４ カムシャフトスリーブ（第１の従動側回転体） ４ａ 外歯ヘリカルスプライン ５ タイミングプーリ（第１の駆動側回転体） ８ フランジ部材（第１の駆動側回転体） １０、１１ 弧型歯車（第１の歯車） １０ａ、１１ａ 内歯ヘリカルスプライン １０ｂ、１１ｂ 外歯ヘリカルスプライン １２ ピストン（第１の駆動力伝達手段） １３ リテーナリング（第１の駆動力伝達手段） １４ ピン（第１の駆動力伝達手段） １９ 進角油圧室 ２０ 遅角油圧室 ３２ スプロケットスリーブ（第１の駆動側回転
体） ３２ａ 内歯ヘリカルスプライン １０１ カムシャフト（第２の従動軸） １０４ カムシャフトスリーブ（第２の従動側回転
体） １０４ａ 外歯ヘリカルスプライン １０５ タイミングプーリ（第２の駆動側回転体） １０８ フランジ部材（第２の駆動側回転体） １１０、１１１ 弧型歯車（第２の歯車） １１０ａ、１１１ａ 内歯ヘリカルスプライン １１０ｂ、１１１ｂ 外歯ヘリカルスプライン １１２ ピストン（第２の駆動力伝達手段） １１３ リテーナリング（第２の駆動力伝達手段） １１４ ピン（第２の駆動力伝達手段） １１９ 遅角油圧室 １２０ 進角油圧室 １３２ スプロケットスリーブ（第２の駆動側回転
体） １３２ａ 内歯ヘリカルスプライン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気弁を開閉する第１の従動
   軸に駆動軸の駆動力を伝達し、前記駆動軸とともに回転
   する第１の駆動側回転体、および前記第１の従動軸とと
   もに回転する第１の従動側回転体を有する第１の駆動力
   伝達手段と、 前記内燃機関の排気弁を開閉する第２の従動軸に駆動軸
   の駆動力を伝達し、前記駆動軸とともに回転する第２の
   駆動側回転体、および前記第２の従動軸とともに回転す
   る第２の従動側回転体を有し、前記第１の駆動力伝達手
   段よりも大きな作動力を有する第２の駆動力伝達手段と
   を備え、 前記第１および第２の駆動力伝達手段により前記駆動軸
   と前記第１および第２の従動軸とを相対的に回動させ、
   前記吸気弁および排気弁の開閉時期を調整することを特
   徴とする内燃機関用バルブタイミング調整装置。
2. 【請求項２】 前記第１の駆動力伝達手段は、流体圧力
   が作用することにより前記第１の駆動側回転体と前記第
   １の従動側回転体とを相対回動させる第１の受圧面を有
   し、 前記第２の駆動力伝達手段は、流体圧力が作用すること
   により前記第２の駆動側回転体と前記第２の従動側回転
   体とを相対回動させる第２の受圧面を有し、 前記第１の受圧面は、前記第２の受圧面よりも受圧面積
   が小さいことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用バ
   ルブタイミング調整装置。
3. 【請求項３】 前記第１の従動側回転体は、前記第１の
   受圧面に流体圧力が作用することにより前記第１の駆動
   側回転体に対して進角方向に相対回動し、 前記第２の従動側回転体は、前記第２の受圧面に流体圧
   力が作用することにより前記第２の駆動側回転体に対し
   て遅角方向に相対回動することを特徴とする請求項２記
   載の内燃機関用バルブタイミング調整装置。
4. 【請求項４】 前記第１の駆動力伝達手段は、前記第１
   の駆動側回転体と前記第１の従動側回転体とをヘリカル
   スプラインで結合する第１の歯車を有し、 前記第２の駆動力伝達手段は、前記第２の駆動側回転体
   と前記第２の従動側回転体とをヘリカルスプラインで結
   合する第２の歯車を有し、 前記第２の歯車のギア仕様は、前記第１の歯車のギア仕
   様よりもスラスト力が小さく設定されることを特徴とす
   る請求項１、２または３記載の内燃機関用バルブタイミ
   ング調整装置。
5. 【請求項５】 前記第２の歯車は、前記第１の歯車より
   もねじれ角度が小さいか、またはピッチ円径が大きいこ
   とを特徴とする請求項４記載の内燃機関用バルブタイミ
   ング調整装置。