JP2000213310A - 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】 機関低回転時は勿論のこと、特にトルク変動
の有効利用が図れない特に高回転時における進角側への
制御応答性の向上を図ることのできるバルブタイミング
制御装置を提供する。 【解決手段】 タイミングスプロケット２１とカムシャ
フト２２との相対回動位相を、位相変換手段２６により
カムシャフトに発生する正負のトルク変動を利用して変
換制御する装置である。前記位相変換手段は、カムシャ
フトに固定された回動部材２５の両端部に一対のシリン
ダ３４，３５を設けると共に、該各シリンダに筒状本体
２７の内周面に有する当接面３１，３２を押圧するプラ
ンジャ３８，３９が摺動自在に設けられている。また、
各プランジャは、先端頭部３８ａ，３９ａ内の各圧力室
４０，４１に開閉弁４３，４４を介してオイルポンプ５
４から直接供給される油圧を利用して進出動するように
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のバルブ
タイミング制御装置、とりわけ基本的にカムシャフトに
発生する交番トルクを利用して回転体とカムシャフトと
の相対回動位相を変換するバルブタイミング制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のバルブタイミング制御装
置としては、例えば特開平３−１８５２０４号公報に記
載されているものが知られている。

【０００３】図１３に基づいて概略を説明すれば、機関
のクランク軸によって回転駆動する図外のスプロケット
と、シリンダヘッド上に軸受けされたカムシャフト１と
が相対回動自在に設けられており、前記スプロケットに
設けられた油圧本体は、カムシャフト１の長手方向軸対
向側部に配置された一対の油圧シリンダ２，３が支持さ
れていると共に、該各シリンダ２，３内にピストン４，
５が摺動自在に設けられている。また、各シリンダ２，
３の間には、油圧供給通路６と一対の戻し通路７，８が
接続されていると共に、各通路６，７，８に流路切換弁
９が設けられている。さらに、前記油圧供給通路６の下
流側の分岐路６ａ，６ｂには、各シリンダ２，３から油
圧供給通路６への油圧の逆流を規制するチェック弁１
０，１１が設けられており、各シリンダ２，３間が閉回
路状態になっている。

【０００４】そして、前記カムシャフト１には、バルブ
スプリングのばね反力などに起因する正負の交番トルク
変動が発生しており、この交番トルク変動によって各シ
リンダ２，３内の容積を相対的に変化させて、各ピスト
ン４，５を相対的に進出あるいは後退させることによ
り、スプロケットとカムシャフト１との相対回動位相を
変換させる。これによって、機関弁の開閉タイミングを
機関運転状態に応じて可変制御して機関性能の向上を図
るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のバルブタイミング制御装置によれば、前述のように
カムシャフト１の交番トルク変動のみを利用して各シリ
ンダ２，３間に油圧を相対的に給排してカムシャフト１
とスプロケットとの相対回動位相を変換させるようにな
っているため、機関のアイドリング運転を含めた低回転
域では交番トルク変動を効率良く利用できるものの、中
回転から特に高回転域では利用効率が著しく低下してし
まう。

【０００６】すなわち、機関低回転域ではトルク変動の
時間当たりの変動周期が長くなるため、十分なトルク反
転力を得ることが可能になるが、特に高回転域では、変
動周期が短くなるため、各シリンダ２，３間の作動油の
流通速度が低下して、ピストン４，５の進退応答性が悪
化するおそれがある。この結果、機関運転状態に応じた
バルブタイミング制御応答性が悪化するばかりか、高回
転時における所望のバルブタイミング制御が得られない
可能性がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来のバ
ルブタイミング制御装置の実情に鑑みて案出されたもの
で、請求項１に記載の発明は、機関のクランク軸によっ
て回転駆動する回転体と、該回転体と相対回動自在に設
けられて、外周に機関弁を開作動させるカムを有するカ
ムシャフトと、前記回転体とカムシャフトとを相対回動
させる位相変換手段とを有し、前記位相変換手段によっ
て前記回転体とカムシャフトとの相対回動位相を変換し
て機関弁の開閉時期を進角あるいは遅角側へ制御するバ
ルブタイミング制御装置において、前記位相変換手段
は、前記回転体内に設けられた複数のシリンダと、該各
シリンダ内から進退方向へ摺動自在に設けられて、前記
回転体とカムシャフトを相対回動させる複数のプランジ
ャと、該各プランジャの内部に形成されて、流体ポンプ
から逆止弁を介して供給された液圧によって前記各プラ
ンジャを相対的に進退動させる複数の圧力室と、該各圧
力室に対して液圧を給排する供給，排出通路を機関運転
状態に応じて切り替える切替機構と、前記シリンダ内を
摺動するプランジャの直線運動を回転体とカムシャフト
とを相対回転させる回転運動に変換する変換機構とを備
えたことを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、前記切替機構を、
前記流体ポンプから吐出された液圧を受けて作動する開
閉弁によって構成したことを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明は、前記変換機構が、
前記カムシャフトに固定され、カムシャフト径方向の両
端部に前記シリンダが設けられた回転部材と、前記回転
体の内面に設けられて、前記各プランジャの先端部が当
接する当接部位とから構成したことを特徴としている。

【００１０】請求項４記載の発明は、前記各当接部位の
当接面を曲面状に形成したことを特徴としている。

【００１１】請求項５記載のの発明は、前記逆止弁を各
プランジャ内の圧力室近傍に設けたことを特徴としてい
る。

【００１２】請求項６記載の発明は、前記切替機構を前
記各プランジャ内部に設けたことを特徴としている。

【００１３】請求項７記載の発明は、前記一方側プラン
ジャの圧力室内に液圧を供給する前記供給通路に、他方
側プランジャ内の開閉弁を前記排出通路の開成方向へ摺
動させる信号液圧を送る信号通路を分岐形成したことを
特徴としている。

【００１４】請求項８記載の発明は、前記供給通路の一
部と前記信号通路とを直線状一本の連続した通路孔によ
って構成したことを特徴としている。

【００１５】請求項９記載の発明は、前排出通路の下流
端を、前記回転部材の外面と回転体の内面との間に形成
された空間部に連通させたことを特徴としている。

【００１６】請求項１０記載の発明は、前記回転体とカ
ムシャフトとの相対回動位置を、最進角と最遅角の間の
中間位置に制御する際には、前記各開閉弁を介して各圧
力室と供給通路とを連通すると共に、前記各開閉弁によ
ってそれぞれの排出通路を遮断したことを特徴としてい
る。

【００１７】請求項１１記載の発明は、機関停止時に
は、前記逆止弁により前記圧力室内に液圧を保持すると
共に、切替機構により排出通路を遮断したことを特徴と
している。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１〜図２は本発明のバルブタイ
ミング制御装置の一実施形態を示している。すなわち、
機関のクランク軸からタイミングチェーンを介して回転
駆動される回転体たるタイミングスプロケット２１と、
シリンダヘッド２０上にカム軸受２３により回転自在に
軸受けされて、タイミングスプロケット２１と相対回動
自在に設けられたカムシャフト２２と、該カムシャフト
２２の一端部に固定ボルト２４により軸方向から固定さ
れてタイミングスプロケット２１内で回動する回動部材
２５と、該回動部材２５とタイミングスプロケット２１
との間に設けられた位相変換手段２６とから主として構
成されている。

【００１９】前記タイミングスプロケット２１は、図２
に示すように、筒状本体２７の後端部に設けられたほぼ
円環状のスプロケット部２８と、筒状本体２７の前端開
口を閉塞する円環状のフロントカバー２９とを備え、三
者２７，２８，２９が４本のボルト３０によって軸方向
から一体的に共締め固定されている。また、筒状本体２
７は、図１に示すように内周面の対向位置にほぼ台形状
のボス部２７ａ，２７ｂが一体に設けられていると共
に、該各ボス部２７ａ，２７ｂの両端部に前記各ボルト
３０が挿通する４つのボルト挿通孔２７ｃが軸方向へ貫
通形成されている。さらに、一方側（図中左側）のボス
部２７ａは、当接部位であって、その両側面に円弧状の
一対の当接面３１，３２が形成されている。また、前記
スプロケット部は、円周方向の１８０°の対称位置に前
記空間部６２内の作動油を外部へ排出する排出口２８
ａ，２８ｂが軸方向に貫通形成されている。

【００２０】前記カムシャフト２２は、図２に示すよう
に、先端部に有する前後のフランジ部２２ａ，２２ｂ間
のジャーナル部２２ｃがカム軸受２３のブラケット２３
ａを介して軸受けされるようになっていると共に、先端
部の内部軸心方向にボルト螺子孔２２ｄが形成されてい
る。また、カムシャフト２２の外周所定位置には、図外
のバルブスプリングのばね力に抗して、吸気弁などの機
関弁を開作動させる駆動カム３３が一体に設けられてい
る。

【００２１】前記回動部材２５は、正面ほぼ長方形状を
呈し、中央に前記固定ボルト２４が挿通するボルト孔２
５ａが貫通形成されていると共に、図２に示すように、
後端部中央に有する第１筒部２５ｂと前端部中央に有す
る第２筒部２５ｃがスプロケット部２８中央の第１支持
孔２８ｃとフロントカバー２９中央に有する第２支持孔
２９ａにそれぞれ回転自在に支持されている。また、前
後端面がスプロケット部２８とフロントカバー２９の各
対向内面に摺動自在に支持されている。

【００２２】前記位相変換手段２６は、前記回動部材２
５の両端部にカムシャフト２２のほぼ接線方向に沿って
並行に形成された一対のシリンダ３４，３５と、該各シ
リンダ３４，３５の内部にリテーナ３６，３７を介して
摺動自在に設けられた一対の第１，第２プランジャ３
８，３９と、該各プランジャ３８，３９の先端頭部３８
ａ，３９ａ内に形成された第１，第２圧力室４０，４１
に油圧を給排する油圧回路４２と、前記リテーナ３６，
３７の後端側に摺動自在に設けられて、油圧回路４２の
排出通路と低圧部（空間部６２）とを適宜連通あるいは
遮断する切替機構である第１，第２開閉弁４３，４４と
を備えている。

【００２３】前記各シリンダ３４，３５は、一端開口が
各当接面３１，３２方向に指向して形成されている一
方、他端部の底面側に前記リテーナ３６，３７が圧入固
定されている。

【００２４】前記各リテーナ３６，３７は、均等径の円
筒状に形成されていると共に、前端部に形成された隔壁
の中央に連通路３６ａ，３７ａが形成されている。

【００２５】前記各プランジャ３８，３９は、ほぼ円筒
状を呈し、内周面がリテーナ３６，３７の外周面に摺接
していると共に、リテーナ３６，３７の隔壁と先端頭部
３８ａ，３９ａとの間に弾装されたコイルスプリング４
５，４６のばね力で進出方向に付勢されている。また、
先端頭部３８ａ，３９ａは、その先端面３８ｂ，３９ｂ
が各当接面３１，３２と同じ湾曲面状に形成されてい
る。

【００２６】また、各圧力室４０，４１の内部には、各
連通路３６ａ，３７ａを開閉するチェックボールとスプ
リングなどから構成された第１，第２逆止弁４７，４８
が設けられており、この各逆止弁４７，４８は、各開閉
弁４３，４４側から各圧力室４０，４１方向へのみ作動
油の流入を許容するようになっている。

【００２７】前記各開閉弁４３，４４は、スプール状を
呈し、前端部に、後述する排出通路５７，５８のドレン
孔５７ｂ，５８ｂを開閉する弁体４３ａ，４４ａを有す
ると共に、後端側の周壁に、後述する供給通路５５，５
６の連通孔５５ｂ，５６ｂと連通するグルーブ溝４３
ｂ，４４ｂ及び通孔４３ｃ，４４ｃが形成されている。
また、この通孔４３ｃ，４４ｃは、開閉弁４３，４４の
内部通路４３ｄ，４４ｄと連通路３６ａ，３７ａを介し
て圧力室４０，４１に連通している。さらに、この開閉
弁４３，４４は、後端部に後述する信号通路６０，６１
から信号油圧を受けて弁体４３ａ，４４ａで前記ドレン
孔５７ｂ，５８ｂを開成する方向に付勢する凹状の受圧
室４９，５０が形成されている一方、凹状の前端には、
弁体４３ａ，４４ａにより各ドレン孔５７ｂ，５８ｂを
閉成する方向に付勢するリターンスプリング５１，５２
が弾装されている。

【００２８】前記油圧回路４２は、図１，図２及び図３
に示すように潤滑油を機関摺動部に供給するオイルメイ
ンギャラリ５３の上流側に設けられた流体ポンプである
オイルポンプ５４と、オイルメインギャラリ５３の下流
側で分岐した進角用供給通路５５及び遅角用供給通路５
６と、前記各逆止弁４７，４８と各圧力室４０，４１と
の間にそれぞれ接続された排出通路５７，５８と、オイ
ルメインギャラリ５３と各供給通路５５，５６の分岐部
に設けられた例えば比例型の制御弁５９とを備えてい
る。また、前記各排出通路５７，５８の下流側に前述し
た各開閉弁４３，４４が設けられていると共に、各供給
通路５５，５６から分岐して各受圧室４９，５０に連通
する信号通路６０，６１を有している。

【００２９】前記各供給通路５５，５６は、図２に示す
ように、シリンダヘッド２０内部からカムブラケット２
３ａ内及びここからグルーブ溝を介してカムシャフト２
２の径方向及び軸方向へほぼ並行に形成され、さらに回
動部材２５の内部方向に形成された各供給用孔５５ａ，
５６ａと、図１に示すように回動部材２５の上下方向に
穿設されて前記供給用孔５５ａ，５６ａと前記リテーナ
３６，３７に穿設された通路孔３６ｂ，３７ｂを介して
前記各グルーブ溝４３ｂ，４４ｂに連通した連通孔５５
ｂ，５６ｂとから主として構成されている。したがっ
て、この供給通路５５，５６には、オイルポンプ５４か
らの作動油のみが供給され、カムシャフト２２のトルク
変動に影響された油圧は供給されないようになってい
る。

【００３０】また、前記連通孔５５ｂ，５６ｂは、ドリ
ル加工によって各信号通路６０，６１と一直線上に形成
されている。尚、信号通路６０，６１の開口端部には、
盲栓が圧入固定されている。

【００３１】前記各排出通路５７，５８は、図１に示す
ようにプランジャ３８，３９の内周面とリテーナ３６，
３７の前端部外周面との間に軸方向に沿って形成された
ドレン溝５７ａ，５８ａと、該各ドレン溝５７ａ，５８
ａの端部からリテーナ３６，３７の径方向に穿設された
前記ドレン孔５７ｂ，５８ｂと、各開閉弁４３，４４の
ほぼ周壁中央に形成された環状溝５７ｃ，５８ｃ及びリ
テーナ３６，３７のほぼ中央付近に形成された排出孔５
７ｄ，５８ｄと、シリンダ３４，３５の内周面とプラン
ジャ３８，３９の外周面との間に形成されて、前記排出
孔に連通する軸方向溝５７ｅ，５８ｅとから構成され、
この軸方向溝５７ｅ，５８ｅは筒状本体２７の内周面と
回動部材２５の外面との間に形成された空間部６２内に
連通している。

【００３２】前記制御弁５９は、クランク角センサやエ
アーフローメータ等からの情報信号に基づいて機関運転
状態を検出する図外のコントローラからの制御信号によ
って切替え作動するようになっている。

【００３３】以下、本実施形態の作用を説明すれば、ま
ず機関低回転時の遅角制御状態から機関回転数が上昇し
て進角制御する場合を説明する。

【００３４】すなわち、この場合は、コントローラから
の制御信号により、制御弁５９が図４に示すようにオイ
ルメインギャラリ５３と進角用供給通路５５とを連通さ
せると同時に、遅角用供給通路５６と制御弁５９側のド
レン通路６３とを連通させる。このため、オイルポンプ
５４からオイルメインギャラリ５３に圧送された作動油
（潤滑油）は、図５に示すように進角用供給通路５５を
通って第１開閉弁４３の内部通路４３ｄから連通路３６
ａを介して第１逆止弁４７を押し開いて第１圧力室４０
内に流入すると同時に、内部通路４３内の油圧で第１開
閉弁４３をリターンスプリング５１のばね力と共働して
図示の位置に後退動させて弁体４３ａがドレン孔５７ｂ
を閉成する。一方、前記進角用供給通路５５の連通孔５
５ｂに流入した作動油の一部は、図５に示すように第２
信号通路６０から第２受圧室５０内に流入して第２開閉
弁４４をリターンスプリング５２のばね力に抗して最大
前方位置へ摺動させ、弁体４４ａがドレン孔５８ｂを開
成する。このため、第２圧力室４１内に貯留されていた
作動油は、第２排出通路５８を通って空間部６２内に排
出されるため第２圧力室４１が低圧になると同時に、遅
角用供給通路５６内に存した作動油もドレン通路６３を
介してオイルパン６４内に戻される。

【００３５】ここで、カムシャフト２２に発生した正負
の回転トルク変動が回動部材２５に作用し、正のトルク
が作用した場合は第１プランジャ３８の圧縮方向に力が
加わるが、第１圧力室４０は第１逆止弁４７及び第１開
閉弁４３によって密閉状態になっているため、第１プラ
ンジャ３８は後退動しない。一方、負のトルクが作用す
ると、今度は第２プランジャ３９に圧縮方向の力が作用
して大気開放状態にある該第２プランジャ３９を後退動
させるが、第１プランジャ３８には何ら圧縮力が作用せ
ずフリーな状態になるため、第１圧力室４０内に供給さ
れた高圧油によって第１プランジャ３８が進出動する。

【００３６】そして、かかる正負のトルク変動の繰り返
し作用により、第２プランジャ３９が後退動する一方、
第１プランジャ３８が漸次進出して先端頭部３８ａで当
接面３１を押圧する。このため、その反力により回動部
材２５を介してカムシャフト２２がタイミングスプロケ
ット２１に対して進角側、つまり図５の矢印方向へ相対
回動し、最終的には図６に示すように、第２プランジャ
３９が最圧縮する一方、第１プランジャ３８が最大に進
出して最進角側に位相を変換する。この結果、機関弁の
開閉タイミングを進角側へ速やかに移行させることが可
能になる。

【００３７】一方、機関高回転域から低回転域に移行し
た場合は、コントローラからの制御信号により制御弁５
９が図７に示すように、今度はオイルメインギャラリ５
３と遅角用供給通路５６とを連通させると同時に、進角
用供給通路５５とドレン通路６３とを連通させる。この
ため、オイルポンプ５４から圧送された作動油は、図７
及び図８に示すように遅角用供給通路５６を通って第２
開閉弁４４の内部通路４４ａから連通路３７ａを介して
第２逆止弁４８を押し開いて第２圧力室４１内に流入す
ると同時に、内部通路４４ｄ内の圧力で第２開閉弁４４
が後退動して弁体４４ａがドレン孔５８ｂを閉成する。
一方、遅角用供給通路５６の連通孔５６ｂに流入した作
動油の一部が第１信号通路６１から第１受圧室４９内に
流入して第１開閉弁４３をリターンスプリング５１のば
ね力に抗して前方へ摺動させ、弁体４３ａがドレン孔５
７ｂを開成する。このため、第１圧力室４０内に貯留さ
れていた作動油は、第１排出通路５７を通って空間部６
２内に排出されるため、該第１圧力室４０が低圧になる
と同時に、進角用供給通路５５内に存在した作動油もオ
イルパン６４内に戻される。

【００３８】ここで、前述と同様にカムシャフト２２の
負のトルクが作用した場合は、第２プランジャ３９に圧
縮力が掛かるが、第２圧力室４１内部が第２逆止弁４８
と第２逆止弁４４によって密閉状態になっているため第
２プランジャ３９は後退動することがない。一方、正の
トルクが作用すると、第１プランジャ３８に圧縮力が作
用して第１プランジャ３８を後退動させるが、第２プラ
ンジャ３９はフリーな状態になるため、第２圧力室４１
内に供給された高圧油によって進出動する。

【００３９】したがって、正負のトルク変動の繰り返し
作用により、第１プランジャ３８が後退動する一方、第
２プランジャ３９が漸次進出動して、先端頭部３９ａで
当接面３２を押圧するため、その反力でカムシャフト２
２がタイミングスプロケット２１に対して遅角側、つま
り図８の矢印方向へ相対回動し、最終的には図９に示す
用に、第２プランジャ３９が最大に進出して最遅角側に
位相を変換する。この結果、機関弁の開閉タイミングを
遅角側へ速やかに移行させることができる。

【００４０】このように、本実施形態では、遅角側と進
角側への制御を単にカムシャフト２２の正負のトルク変
動のみを利用するのではなく、機関低回転域から高回転
域までの全ての運転域において、常時オイルポンプ５４
から圧送された油圧を利用して各プランジャ３８，３９
を強制的に進出動させるようにしたため、図１１の実線
で示すように、進角側あるいは遅角側への作動時間つま
り制御応答性が大巾に向上する。

【００４１】特に、機関高回転時における正のトルク変
動を十分に利用できない場合でも、前述のように第１プ
ランジャ３８を速やかに進出させることができるため、
両者２１，２２の進角側への相対回動位相の変換応答性
を向上させることが可能になる。

【００４２】しかも、各圧力室４０，４１内を各逆止弁
４７，４８と開閉弁４３，４４によって密閉状態にする
ことができるため、例えば遅角側から進角側への制御速
度が図１２の実線で示すように、逆止弁等を有しない場
合（破線）に比較して十分に早くなり、制御応答性が一
段と向上する。

【００４３】また、前記各圧力室４０，４１から第１，
第２排出通路５５，５６を通った作動油を空間部６２内
に排出するため、各プランジャ３８，３９の摺動潤滑や
各先端面３８ｂ，３９ｂと各当接面３１，３２との間の
潤滑に供することができる。したがって、常時円滑な作
動が得られると共に、摩耗の発生が抑制されて耐久性の
向上が図れる。

【００４４】尚、空間部６２に溜まる作動油は、適宜ス
プロケット部２８の排出口２８ａ，２８ｂから排出され
て、該スプロケット部２８とタイミングチェーンとの間
の潤滑に供されるため、排出された作動油の有効利用が
図れる。

【００４５】さらに、各圧力室４０，４１には、オイル
ポンプ５４から直接作動油が供給され、正負のトルク変
動による脈動等の発生のない正常な作動油を供給できる
ため、各プランジャ３８，３９の作動の安定化が図れ
る。

【００４６】次に、機関回転数が所定の定常回転域とな
り、機関弁を最進角，遅角間の中間域に制御する場合
は、図３に示すようにコントローラを介して制御弁５９
が進角，遅角用の両方の供給通路５５，５６をオイルメ
インギャラリ５３に連通させる。したがって、各圧力室
４０，４１内には、各供給通路５５，５６や連通路３６
ａ，３７ａを介して油圧が供給される。一方、各受圧室
４９，５０にも各信号通路６０，６１を介して油圧が供
給されるが、各開閉弁４３，４４は、内部通路４３ｄ，
４４ｄ内に各受圧室４９，５０と同圧の油圧が作用する
ため、かかる対向油圧が相殺され、したがって各リター
ンスプリング５１，５２のばね力によって後退動して、
各弁体４３ａ，４４ａが各ドレン孔５７ｂ，５８ｂをそ
れぞれ閉止する。このため、各圧力室４０，４１は、密
閉状態になり、各プランジャ３８，３９に正負のトルク
により相対的な圧縮力が作用しても、後退することな
く、各プランジャ３８，３９は、図１に示すように各当
接面３１，３２を同一圧で押圧して互いに突っ張り合う
ため、カムシャフト２２は相対回動することなく、図示
の回転位置に保持される。

【００４７】また、ここで、瞬間的に正あるいは負のト
ルクが大きくなり、いずれか一方側のプランジャ３８，
３９が一時的に後退しても、次の正あるいは負のトルク
時に圧力室４０，４１内の高油圧によって進出して原状
位置に速やかに復帰する。したがって、所定の中間制御
位置に安定かつ確実に保持させることが可能になる。

【００４８】次に、前記機関低回転域の最遅角制御状態
で機関を停止すると、遅角用供給通路５６から第２圧力
室４１への油圧の供給は停止されるが、該第２圧力室４
１は、第２逆止弁４８と第２開閉弁４４によって密閉状
態が維持され、一方、第１圧力室４０は、第１開閉弁４
３がリターンスプリング５１のばね力によって後退し
て、弁体４３ａでドレン孔５７ｄを閉止するため、同じ
く密閉状態となる。したがって、各プランジャ３８，３
９は、図９に示す最遅角作動状態が維持される。

【００４９】このため、機関の再始動時には、図１０に
示すようにオイルポンプ５４からの油圧が立ち上がるま
で、つまり第２圧力室４１に油圧が十分に供給されるま
での間は、両プランジャ３８，３９が共に進退動するこ
となく各当接面３１，３２に固定的に当接してロック状
態になる。このため、この時点でたとえ正負のトルク変
動が作用しても、このトルク力に対抗して回動部材２５
の自由な正逆回動を確実に規制することができる。この
結果、各プランジャ３８，３９と当接面３１，３２との
間の振動打音の発生などを防止することができると共
に、他のロック機構を設ける必要がないので、構造の簡
素化が図れる。

【００５０】このように、本実施形態は、前述したよう
に、進角，遅角側への制御応答性の向上や中間位置での
安定した制御などが図れるばかりか、各供給通路５５，
５６の連通孔５５ｂ，５６ｂと信号通路６０，６１と
を、１本の直線状通路孔を兼用させたため、通路穿設時
に１回のドリリングで両方通路を同時に形成できるた
め、その作業能率の向上と通路構成の簡素化が図れる。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、各プランジャが、各圧力室に流体
ポンプから常時供給される作動油によって、強制的に駆
動するため、トルク変動を有効利用できない特に機関高
回転時にも回転体とカムシャフトの相対回動位相変換を
速やかに行うことができる。この結果、バルブタイミン
グの制御応答性が向上する。

【００５２】請求項２記載の発明によれば、開閉弁の開
閉作動を供給油圧によって行うようにしたため、高価な
電磁アクチュエータが不要になり、低コスト化が可能に
なると共に、構造の簡素化が図れる。

【００５３】請求項３記載の発明によれば、変換機構を
単に回動部材と当接部材などによって構成したため、構
造が簡素化されると共に、当接面におけるプランジャの
摺動範囲は極めて小さいため、両者の高い加工精度が不
要になり、かかる当接面とプランジャの加工作業が容易
になる。

【００５４】請求項４記載の発明によれば、当接面とプ
ランジャ先端面との曲面化により、当接面圧を低下させ
ることができるため、両者間の摩耗の発生を防止でき
る。

【００５５】請求項５記載の発明によれば、逆止弁の配
置スペースを別に設ける必要がなくなるので、コンパク
ト化が図れると共に、圧力室近傍に設けることによって
該圧力室内へのエア混入があってもプランジャの作動に
大きな影響を与えない。

【００５６】請求項６記載の発明によれば、プランジャ
内に切替機構を設けたため、構造のコンパクト化が図れ
る。

【００５７】請求項７記載の発明によれば、供給通路か
ら信号通路を分岐形成したため、通路構成の簡素化が図
れる。

【００５８】請求項８記載の発明によれば、供給通路の
一部と信号通路とを直線状の一本化したことにより、両
者をドリル加工によって同時に成形できるので、かかる
成形加工作業が容易になる。

【００５９】請求項９記載の発明によれば、空間部内に
排出された潤滑油によってプランジャ先端面と当接面と
の間の潤滑性能が向上するため、摩耗発生を一層確実に
防止できる。

【００６０】請求項１０記載の発明によれば、両圧力室
が逆止弁や開閉弁によって密閉されるため、たとえ正負
のトルクが作用しても両プランジャの不用意な後退が規
制されて、中間制御を安定かつ確実に行うことができ
る。

【００６１】請求項１１記載の発明によれば、中間制御
時と同じく各圧力室を密閉状態とすることができるた
め、各プランジャによるロック作用が得られ、再始動に
おける流体ポンプからの液圧の立上りまでの間での正負
のトルク変動による回動部材などの正逆回動を確実に規
制できる。この結果、各プランジャ先端面と各当接面間
の打音等の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図２】本発明の一実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線断面
図。

【図３】本実施形態に供される油圧回路の概略図。

【図４】進角側制御時の油圧回路の作用説明図。

【図５】進角側制御時の作用説明図。

【図６】最進角側制御時の作用説明図。

【図７】遅角側制御時の油圧回路の作用説明図。

【図８】遅角側制御時の作用説明図。

【図９】最遅角側制御時の作用説明図。

【図１０】機関再始動時の油圧回路の説明図。

【図１１】本実施形態と従来例との作動時間を対比して
示す特性図。

【図１２】本実施形態の進角時の作動応答性を示す特性
図。

【図１３】従来のバルブタイミング制御装置の要部概略
図。

【符号の説明】

２１…タイミングスプロケット（回転体） ２２…カムシャフト ２５…回動部材 ２６…位相変換手段 ３１，３２…当接面 ３４，３５…シリンダ ３６，３７…リテーナ ３８，３９…プランジャ ４０，４１…圧力室 ４２…油圧回路 ４３，４４…開閉弁 ４７，４８…逆止弁 ４９，５０…受圧室 ５４…オイルポンプ（流体ポンプ） ５５，５６…供給通路 ５７，５８…排出通路 ６０，６１…信号通路 ６２…空間部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関のクランク軸によって回転駆動する
   回転体と、 該回転体と相対回動自在に設けられて、外周に機関弁を
   開作動させるカムを有するカムシャフトと、 前記回転体とカムシャフトとを相対回動させる位相変換
   手段とを有し、 前記位相変換手段によって前記回転体とカムシャフトと
   の相対回動位相を変換して機関弁の開閉時期を進角ある
   いは遅角側へ制御するバルブタイミング制御装置におい
   て、 前記位相変換手段は、前記回転体内に設けられた複数の
   シリンダと、 該各シリンダ内から進退方向へ摺動自在に設けられて、
   前記回転体とカムシャフトを相対回動させる複数のプラ
   ンジャと、 該各プランジャの内部に形成されて、流体ポンプから逆
   止弁を介して供給された液圧によって前記各プランジャ
   を相対的に進退動させる複数の圧力室と、 該各圧力室に対して液圧を給排する供給，排出通路を機
   関運転状態に応じて切り替える切替機構と、 前記シリンダ内を摺動するプランジャの直線運動を回転
   体とカムシャフトとを相対回転させる回転運動に変換す
   る変換機構とを備え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】 前記切替機構を、前記流体ポンプから吐
   出された液圧を受けて作動する開閉弁によって構成した
   ことを特徴とする請求項１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】 前記変換機構は、前記カムシャフトに固
   定され、カムシャフト径方向の両端部に前記シリンダが
   設けられた回転部材と、 前記回転体の内面に設けられて、前記各プランジャの先
   端部が当接する当接部位とから構成したことを特徴とす
   る請求項１または２記載の内燃機関のバルブタイミング
   制御装置。
4. 【請求項４】 前記各当接部位の当接面を曲面状に形成
   したことを特徴とする請求項３記載の内燃機関のバルブ
   タイミング制御装置。
5. 【請求項５】 前記逆止弁を各プランジャ内の圧力室近
   傍に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
   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】 前記切替機構を前記各プランジャ内部に
   設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
   の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
7. 【請求項７】 前記一方側プランジャの圧力室内に液圧
   を供給する前記供給通路に、他方側プランジャ内の開閉
   弁を前記排出通路の開成方向へ摺動させる信号液圧を送
   る信号通路を分岐形成したことを特徴とする請求項２〜
   ６のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御
   装置。
8. 【請求項８】 前記供給通路の一部と前記信号通路とを
   直線状一本の連続した通路孔によって構成したことを特
   徴とする請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング
   制御装置。
9. 【請求項９】 前記排出通路の下流端を、前記回転部材
   の外面と回転体の内面との間に形成された空間部に連通
   させたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載
   の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
10. 【請求項１０】 前記回転体とカムシャフトとの相対回
    動位置を、最進角と最遅角の間の中間位置に制御する際
    には、前記各開閉弁を介して各圧力室と供給通路とを連
    通すると共に、前記各開閉弁によってそれぞれの排出通
    路を遮断したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか
    に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
11. 【請求項１１】 機関停止時には、前記逆止弁により前
    記圧力室内に液圧を保持すると共に、切替機構により排
    出通路を遮断したことを特徴とする請求項１〜１０のい
    ずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。