JPH1089021A - 内燃機関のバルブタイミング可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各圧力室間における流体の漏出を抑制し、バル
ブタイミングを進める際の作動応答性を向上させるこ
と。 【解決手段】第１油圧室と第２油圧室との間を封止する
シール部材２８の側面２８ａに突出部２８ｂを形成し
た。これにより、シール部材２８を収容する収容溝２７
の側壁面２７ａとシール部材２８の側面２８ａとの接触
圧力（面圧）を向上することができる。その結果、第１
油圧室側から第２油圧室側に漏出するオイルの量を低減
することができ、ひいては羽根車１９を所定の回転トル
クをもって前記進角方向に相対回転させることができる
ようになり、バルブタイミングを進角する際におけるバ
ルブタイミング可変装置の作動応答性を向上させること
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、内燃機関の気筒に
設けられた吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方
のバルブタイミングを可変とする可変装置に係る。詳し
くは、流体圧を用いて駆動されるバルブタイミング可変
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の気筒に設けられた
吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期、即ちバルブタイ
ミングを変更可能とする装置が種々提案されている。実
開平２−５０１０５号公報は、その一例として「弁開閉
制御装置」を開示する。

【０００３】上記公報の装置は、図８に示すように、カ
ムシャフト１０１の先端部に設けられた内部ロータ１０
２と、同シャフト１０１に対して相対回転可能に設けら
れ、クランクシャフト（図示略）の回転力が伝達される
タイミングプーリ１０３とを備える。内部ロータ１０２
は、その外周部において径方向に延びる複数のベーン１
０４を有する。タイミングプーリ１０３は、内周側に突
出した複数の凸部１０５を有する。各凸部１０５間に形
成された複数のオイル溝１０６は、各ベーン１０４をそ
の内部に収容する。同装置は、各オイル溝１０６内にお
いて各ベーン１０４の両側に形成された第１圧力室１０
７及び第２圧力室１０８を有する。

【０００４】図８及び図９に示すように、凹溝１１０は
各ベーン１０４の先端に形成されている。シール部材１
１１は各凹溝１１０にバネ１１２を介して収容されてい
る。バネ１１２は自身の弾性力によりシール部材１１１
を内部ロータ１０２のオイル溝１０６内面側に付勢して
いる。このシール部材１１１により第１圧力室１０７と
第２圧力室１０８との間がシールされる。

【０００５】上記公報の装置において、バルブタイミン
グを遅らせる場合、第２圧力室１０８内の油圧を増加さ
せることにより、内部ロータ１０２をタイミングプーリ
１０３の回転方向（図８に示す）とは逆方向（以下、こ
の方向を「遅角方向」という）に相対回転させる。この
相対回転により、カムシャフト１０１によって開閉され
るバルブ（図示略）のバルブタイミングが遅らせられ
る。これに対して、バルブタイミングを進める場合、第
１圧力室１０７内の油圧を増加させることにより、内部
ロータ１０２をタイミングプーリ１０３の回転方向と同
方向（以下、この方向を「進角方向」という）に相対回
転させる。この相対回転によってバルブタイミングが進
められる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カムシャフ
ト１０１を回転させるため、同シャフト１０１にはバル
ブスプリング（図示略）の反力、或いは同シャフト１０
１の支持部分における摺動抵抗等に打ち勝つだけの駆動
トルクが内部ロータ１０２を介して伝達される。このた
め、内部ロータ１０２には前記遅角方向の回転力が作用
し、この回転力はバルブタイミングを遅らせるように働
く。従って、第２圧力室１０８内の油圧を増加させてバ
ルブタイミングを遅らせる場合には、より小さな油圧で
内部ロータ１０２を遅角方向に相対回転させることがで
きるが、逆にバルブタイミングを進める場合には、この
回転力に抗して内部ロータ１０２を進角方向に相対回転
させなければならず、第１圧力室１０７の油圧をより高
圧にする必要がある。

【０００７】ここで、上記公報の装置では以下の問題が
あった。即ち、バルブタイミングを進める際に、シール
部材１１１の側面とベーン１０４の凹溝１１０の側面と
の間の隙間から第２圧力室１０８側に漏出することがあ
った。その結果、第１圧力室１０７内の油圧が低下して
しまい、内部ロータ１０２をタイミングプーリ１０３に
対して所定の速度で相対回転させることが困難となっ
て、同装置における作動応答性が低下するという問題が
あった。

【０００８】本発明は前述した事情を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、流体が供給される
２つの圧力室を有し、各圧力室内の流体圧を調節するこ
とによってバルブタイミングを変更するようにした内燃
機関のバルブタイミング可変装置において、各圧力室間
における流体の漏出を抑制し、バルブタイミングを進め
る際の作動応答性を向上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気バルブ
及び排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを
可変とするバルブタイミング可変装置であり、同一回転
軸心回りに相対回転可能な２つの回転体であって、内燃
機関のクランクシャフトに駆動連結された第１回転体、
及び吸気バルブ又は排気バルブを駆動するカムシャフト
に駆動連結された第２回転体と、前記一方の回転体に形
成された凸部を、他方の回転体に形成された凹部内に配
置することにより、前記両回転体の回転方向において前
記凸部の両側に形成され、内部に流体が供給される２つ
の圧力室であって、第１回転体に対して第２回転体の回
転位相を相対的に進角させるための第１圧力室、及び前
記回転位相を相対的に遅角させるための第２圧力室と、
前記凸部と前記凹部との接触面間において前記凸部側に
設けられ、前記両圧力室内に供給される流体が前記接触
面間を通じて移動することを規制するためのシール部材
を収容するための収容溝とを備え、前記両圧力室内の流
体圧を調節することによって前記両回転体を互いに相対
回転させることにより、前記バルブタイミングを変更す
るようにした内燃機関のバルブタイミング可変装置にお
いて、前記収容溝の側壁面と対向するシール部材の側面
に、突出部を形成したことをその要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記突出部の形成範囲は、非突出部形
成部位の形成範囲よりも小さいことをその要旨とする。
請求項３に記載の発明は、内燃機関の吸気バルブ及び排
気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを可変と
するバルブタイミング可変装置であり、同一回転軸心回
りに相対回転可能な２つの回転体であって、内燃機関の
クランクシャフトに駆動連結された第１回転体、及び吸
気バルブ又は排気バルブを駆動するカムシャフトに駆動
連結された第２回転体と、前記一方の回転体に形成され
た凸部を、他方の回転体に形成された凹部内に配置する
ことにより、前記両回転体の回転方向において前記凸部
の両側に形成され、内部に流体が供給される２つの圧力
室であって、第１回転体に対して第２回転体の回転位相
を相対的に進角させるための第１圧力室、及び前記回転
位相を相対的に遅角させるための第２圧力室と、前記凸
部と前記凹部との接触面間において前記凸部側に設けら
れ、前記両圧力室内に供給される流体が前記接触面間を
通じて移動することを規制するためのシール部材を収容
するための収容溝とを備え、前記両圧力室内の流体圧を
調節することによって前記両回転体を互いに相対回転さ
せることにより、前記バルブタイミングを変更するよう
にした内燃機関のバルブタイミング可変装置において、
前記回転体の凹部と当接するシール部材の先端面には、
凹部側に開口する凹溝が形成され、前記第１圧力室と第
２圧力室との間は前記凹溝の両端側において区画形成さ
れていることをその要旨とする。

【００１１】（作用）従って、請求項１に記載の発明に
おいては、内燃機関のクランクシャフトから第１回転体
に伝達された回転力は第２回転体に伝達され、同回転体
からカムシャフトに伝達される。カムシャフトはこの回
転力により回転し、同シャフトの回転に伴って内燃機関
の吸気バルブ又は排気バルブが開閉される。第１圧力室
及び第２圧力室の流体圧を調整して両回転体を相対回転
させ、第１回転体に対する第２回転体の回転位相を変更
することにより、バルブのバルブタイミングが変更され
る。

【００１２】バルブタイミングを進める場合、第１圧力
室内において高圧となった流体は、凹部と各圧力室を区
画する凸部との接触面間を通過して第２圧力室内に漏出
しようとするが、この漏出は凸部に設けられたシール部
材により抑制される。このとき、流体は回転体の収容溝
の側壁面とシール部材の側面との間の隙間を経て第１圧
力室から第２圧力室側に漏出しようとする。しかし、シ
ール部材の側面に形成された突出部により収容溝の側壁
面とシール部材の側面との密着性が向上されることか
ら、第１圧力室から第２圧力室への流体の漏出がより防
止される。

【００１３】すなわち、シール部材の側面に形成された
突出部と収容溝の側壁面との接触面積は、突出部が形成
されていないシール部材と凹部の壁面との接触面積より
も小さい。従って、第１圧力室側から収容溝の壁面とシ
ール部材の側面との間へ流動する流体により第２圧力圧
室側に押圧されるシール部材の突出部と収容溝の壁面と
の面圧が高くなる。その結果、シール部材のシール性が
より向上される。

【００１４】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の発明の作用に加え、突出部の形成範囲は、非
突出部形成部位よりも小さい。これにより、収容溝の側
壁面に接触する突出部の面圧が一層高くなる。

【００１５】請求項３に記載の発明においては、内燃機
関のクランクシャフトから第１回転体に伝達された回転
力は第２回転体に伝達され、同回転体からカムシャフト
に伝達される。カムシャフトはこの回転力により回転
し、同シャフトの回転に伴って内燃機関の吸気バルブ又
は排気バルブが開閉される。第１圧力室及び第２圧力室
の流体圧を調整して両回転体を相対回転させ、第１回転
体に対する第２回転体の回転位相を変更することによ
り、バルブのバルブタイミングが変更される。

【００１６】バルブタイミングを進める場合、第１圧力
室内において高圧となった流体は、凹部と各圧力室を区
画する凸部との接触面間を通過して第２圧力室内に漏出
しようとするが、この漏出は凸部に設けられたシール部
材により抑制される。このとき、流体は回転体の収容溝
の側壁面とシール部材の側面との間の隙間を経て第１圧
力室から第２圧力室側に漏出しようとする。このとき、
前記第１圧力室からシール部材の先端を介して第２圧力
室へ漏出しようとする流体は、シール部材の凹溝内を通
過することでその圧力が減圧される。すなわち、第１圧
力室からシール部材の凹溝内に流入する前の流体の圧力
が、例えば、αｋｇ／ｃｍ² とする。そして、流体が凹
溝内に流入した際には、流動面積が拡大されることか
ら、流体の圧力はαｋｇ／ｃｍ² 以下に減圧される。こ
れにより、第１圧力室から漏出する流体の圧力が大幅に
高圧であっても、流体が凹溝内に流入することによりあ
る程度まで減圧される。

【００１７】従って、第１圧力室から凹溝に漏出した流
体の圧力が高圧であっても、凹溝から第２圧力室へ漏出
する流体の圧力はある程度一定に保持される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、内
燃機関としてのガソリンエンジンにおいて、その吸気側
カムシャフトに対して設けられたバルブタイミング可変
装置が示される。

【００１９】図１は、吸気側カムシャフト（以下、単に
「カムシャフト」という）１１の先端側（同図の左側）
に設けられた作動機構１２、及び同機構１２に流体とし
ての油を供給するためのオイルポンプ１３（以下、単に
「ポンプ」という）、同機構１２に供給する油圧を調節
するためのオイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣ
Ｖ」という）４０等を示す断面図である。

【００２０】同図に示すように、シリンダヘッド１４の
上端部及びベアリングキャップ１５は、カムシャフト１
１のジャーナル１１ａを回転可能に支持する。カムシャ
フト１１は、その先端部に拡径部１１ｂを有する。拡径
部１１ｂの外周に相対回転可能に設けられたスプロケッ
ト１７は、その外周にタイミングチェーン（図示略）が
掛けられる外歯１７ａを有する。同チェーンは、クラン
クシャフト（図示略）の回転力をスプロケット１７に伝
達する。本実施形態においてスプロケット１７は本発明
の第１回転体に相当する。

【００２１】カムシャフト１１は、その基端側（図１の
右側）に複数のカム（図示略）を有し、それらカムは吸
気バルブ（図示略）の上端部に当接する。カムシャフト
１１の回転に伴って、各カムは吸気バルブを開閉する。

【００２２】拡径部１１ｂ及びスプロケット１７の先端
面に順に取り付けられた側板１８、ハウジング１６、及
びカバー２０は、ボルト２１によりスプロケット１７に
固定され同スプロケット１７と一体に回転する。カムシ
ャフト１１の先端面にボルト２２によって取り付けられ
た羽根車１９は、図示しないノックピンによって同シャ
フト１１に固定され同シャフト１１と一体に回転する。

【００２３】図２は図１の２−２線に沿った断面を示す
（尚、図１は図２の１−１線に沿った断面を示す）。同
図に示すように、羽根車１９は、その中央部に位置する
円筒状のボス２３と、同ボス２３を中心に略９０°毎の
間隔をもって形成された４つの羽根２４、及び各羽根２
４の間に形成された第２凹部７９とを備える。本実施形
態において羽根車１９は本発明の第２回転体に相当し、
各羽根２４は本発明の凸部に相当する。

【００２４】ハウジング１６は、その内側において、中
心へ向かって突出し互いに間隔をもって配置された４つ
の突状部２５を有する。各突状部２５の間にそれぞれ形
成された第１凹部２６は各羽根２４を収容する。各羽根
２４の外周面２４ａは各第１凹部２６の内周面２６ａに
接し、各突状部２５の内周面２５ａは、ボス２３の外周
面２３ａに接している。本実施形態において各第１凹部
２６は本発明の凹部に相当する。

【００２５】図２及び図４に示すように、各羽根２４の
一つを拡大したものを示す。各羽根２４は、その外周面
２４ａにそれぞれ形成された各収容溝２７を有する。各
収容溝２７内には、シール部材２８がそれぞれ配置され
ている。各シール部材２８は、先端面が凸面状をなし、
その先端面が第１凹部２６の内周面２６ａに接してい
る。各シール部材２８と各溝部２７の内周壁との間には
コイルバネ２９が所定のクリアランスを設けてそれぞれ
配置されている。各コイルバネ２９は、各プレート２８
を第１凹部２６の内周面２６ａに向けて押圧している。
本実施形態において、シールプレート２８は、羽根２４
の外周面２４ａと第１凹部２６の内周面２６ａとの間を
封止する。

【００２６】前記シール部材２８は断面凸状に形成され
ている。すなわち、シール部材２８の側面２８ａには突
出部２８ｂが形成されている。本実施の形態における突
出部２８ｂの形成範囲は非突出部２８ｃの範囲よりも小
さい（本実施形態では、突出部２８ｂの形成範囲はシー
ル部材２８の側面全体の約３０％である。この突出部２
８ｂの形成範囲は適宜変更可能である。）。

【００２７】図１及び図２に示すように、カバー２０
は、ハウジング１６及び羽根車１９の先端側面を覆って
いる。各羽根２４は、カバー２０、第１凹部２６、ボス
２３、及び側板１８によって囲まれた４つの空間を２つ
の油圧室３０，３１に区画する。スプロケット１７の回
転方向（図２において矢印で示す）と逆方向（以下、こ
の方向を「遅角方向」という）の側に位置する第１油圧
室３０には、バルブタイミングを進める際にオイルが供
給される。回転方向と同方向（以下、この方向を「進角
方向」という）の側に位置する第２油圧室３１には、バ
ルブタイミングを遅らせる際にオイルが供給される。本
実施形態において第１油圧室３０は本発明における第１
圧力室に相当し、第２油圧室３１は第２圧力室に相当す
る。

【００２８】各羽根２４の一つは、断面円形状をなしカ
ムシャフト１１の軸方向に沿って延びる貫通孔３２を有
する。貫通孔３２内に移動可能に設けられたロックピン
３３は、その内部に収容孔３３ａを有する。この収容孔
３３ａ内に設けられたスプリング３５は、同ピン３３を
側板１８に形成された係止穴３４に向けて付勢する。ロ
ックピン３３が係止穴３４に係合することにより、ハウ
ジング１６に対する羽根車１９の位置は、図２に示すよ
うに、各第１油圧室３０側の羽根２４の側面が、各突状
部２５から若干離間する位置に固定される。これによ
り、羽根車１９と側板１８との間の相対的な回転が規制
され、カムシャフト１１とスプロケット１７とが一体に
回転する。

【００２９】羽根車１９は、その先端面に形成された油
溝３６を有する。同溝３６はカバー２０に形成された長
穴３７と、貫通孔３２とを連通する。油溝３６及び長穴
３７は、貫通孔３２の内部においてロックピン３３より
も先端側にある空気或いはオイルを外部に排出する機能
を有する。

【００３０】次に、各第１油圧室３０及び各第２油圧室
３１に対してオイルの給排を行うための油圧通路Ｐにつ
いて説明する。シリンダヘッド１４は、その内部に形成
された進角側油路３８、遅角側油路３９を有する。各油
路３８，３９は、前記ＯＣＶ４０の後述する第１のポー
ト５５及び第２のポート５６に接続されている。ＯＣＶ
４０は、オイルフィルタ４１、ポンプ１３、オイルスト
レーナ４２を介してオイルパン４３に通じている。

【００３１】進角側油路３８は、ジャーナル１１ａの全
周に形成された油溝４４、ジャーナル１１ａの内部に形
成された油孔４５を介して、カムシャフト１１の内部に
形成された油通路４６に通じている。同油通路４６の先
端側は、ボス２３の基端側内周部、ボルト２１、及び側
板１８によって区画された環状空間４７に開口する。図
２に示すように、ボス２３の内部、各羽根２４及び各突
状部２５の一部において、放射状に形成された４つの油
孔４８は、環状空間４７と各第１油圧室３０とを連通
し、環状空間４７内に供給されたオイルを各第１油圧室
３０に供給する。ロックピン３３の外周壁と貫通孔３２
の内周壁とによって囲まれる環状の空間よりなる油圧室
４９は、油孔４８の一つにより環状空間４７と通じてい
る。

【００３２】遅角側油路３９は、シリンダヘッド１４の
上端部及びベアリングキャップ１５に形成された油溝５
０に通じている。拡径部１１ｂに形成された油孔５３
は、この油溝５０と、側板１８の基端側面と拡径部１１
ｂの先端側面との間に形成された環状の油空間５１とを
連通する。側板１８は、図２に示すように各突状部２５
の側面近傍にて開口する４つの油孔５２を有する。各油
孔５２は、油空間５１と各第２油圧室３１とを連通し、
同油圧室３１内に油空間５１内のオイルを供給する。油
空間５１は前述した係止穴３４に通じており、同係止穴
３４内には同空間５１内のオイルが供給される。

【００３３】本実施形態において、進角側油路３８、油
溝４４、油孔４５、油通路４６、環状空間４７、及び各
油孔４８は、各第１油圧室３０にオイルを供給するため
の第１油路Ｐ１を構成し、遅角側油路３９、油溝５０、
油孔５３、油空間５１、及び各油孔５２は、各第２油圧
室３１にオイルを供給するための第２油路Ｐ２を構成す
る。各油路Ｐ１，第２油路Ｐ２は油圧通路Ｐを構成す
る。

【００３４】前述したＯＣＶ４０は、第１油路Ｐ１及び
第２油路Ｐ２と、ポンプ１３及びオイルパン４３との連
通状態を切り換える。図１に示すように、ＯＣＶ４０を
構成するケーシング５４は、第１〜第５のポート５５〜
５９を有する。第１のポート５５は進角側油路３８に、
第２のポート５６は遅角側油路３９にそれぞれ通じてい
る。第３及び第４のポート５７，５８はオイルパン４３
に、第５のポート５９はオイルフィルタ４１を介してポ
ンプ１３の吐出側に通じている。

【００３５】ケーシング５４の内部において往復可能に
設けられたスプール６０は、円筒状をなす４つの弁体６
１を有する。電磁ソレノイド６２は、スプール６０を図
１に示す「遅角位置」と、図３に示す「進角位置」との
間で移動させる。ケーシング５４内に設けられたスプリ
ング６４は、スプール６０を「遅角位置」側へ向けて付
勢する。

【００３６】電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）６
５は、電磁ソレノイド６２を所定のデューティ比をもっ
て通電制御する。ＥＣＵ６５は、電磁ソレノイド６２を
１００％のデューティ比で通電制御することにより、ス
プール６０の位置を「進角位置」に保持する。これによ
り、図３に示すように、進角側油路３８は第１のポート
５５及び第５のポート５９を介してポンプ１３の吐出側
に接続され、遅角側油路３９は第２のポート５６及び第
４のポート５８を介してオイルパン４３に接続される。
その結果、各第１油圧室３０内には第１油路Ｐ１を通じ
てオイルが供給される一方で、各第２油圧室３１内のオ
イルは第２油路Ｐ２を通じてオイルパン４３に戻され
る。

【００３７】ＥＣＵ６５は電磁ソレノイド６２に対する
通電制御を停止（デューティ比が０％）することによ
り、スプール６０の位置を「遅角位置」に保持する。こ
れにより、図１に示すように、遅角側油路３９が第２の
ポート５６及び第５のポート５９を介してポンプ１３の
吐出側に接続される一方で、進角側油路３８が第１のポ
ート５５及び第３のポート５７を介してオイルパン４３
に接続される。その結果、各第２油圧室３１内には第２
油路Ｐ２を通じてオイルが供給される一方で、各第１油
圧室３０内のオイルは第１油路Ｐ１を通じてオイルパン
４３に戻される。更に、ＥＣＵ６５は、電磁ソレノイド
６２を５０％のデューティ比で通電制御することによ
り、スプール６０の位置を「保持位置」に保持する。こ
れにより、スプール６０の弁体６１は、第１及び第２の
ポート５５，５６を閉塞する。その結果、第１油圧室３
０及び第２油圧室３１に対するオイルの供給及び排出は
行われず、各油圧室３０，３１の油圧は現状の状態に保
持される。

【００３８】ＥＣＵ６５に接続された回転数センサ６６
及び吸気圧センサ６７は、エンジンの回転数、及び吸気
圧力を検出する。ＥＣＵ６５に接続されたクランク角セ
ンサ６８及びカム角センサ６９は、カムシャフト１１の
回転位相を検出する。ＥＣＵ６５は各センサ６６〜６９
から入力される検出信号に基づき、エンジンの運転状態
に適合するカムシャフト１１の目標回転位相、及び実回
転位相を検出する。ＥＣＵ６５は、吸気側カムシャフト
１１の実回転位相と目標回転位相との偏差を算出し、同
偏差が所定値以下となるようにＯＣＶ４０を制御する。

【００３９】本実施形態によれば、エンジンが始動され
ると、ポンプ１３によって吸引されたオイルパン４３内
のオイルが同ポンプ１３から第１油路Ｐ１内に圧送され
る。これにより、油圧室４９内の油圧が増加し、ロック
ピン３３はその油圧によって係止穴３４から抜ける。そ
の結果、羽根車１９とスプロケット１７との相対回転が
許容された状態となる。そして、吸気バルブは、カムシ
ャフト１１の回転により所定のバルブタイミングをもっ
て開閉される。

【００４０】ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブタイミ
ングを進めるために、電磁ソレノイド６２を１００％の
デューディ比で通電制御する。その結果、各第１油圧室
３０にはオイルが供給され、各第２油圧室３１内のオイ
ルはオイルパン４３に戻される。従って、各第１油圧室
３０内の油圧が各第２油圧室３１内の油圧よりも相対的
に増加するため、各羽根２４には前記「進角方向」の回
転力が作用する。そして、この回転力により羽根車１９
はスプロケット１７に対して「進角方向」に相対的に回
転し、カムシャフト１１の回転位相がスプロケット１７
の回転位相に対して相対的に進角されることにより、吸
気バルブのバルブタイミングが現状よりも進められる。
本実施形態において、羽根車１９がスプロケット１７に
対して「進角方向」に相対回転し、各羽根２４が各突状
部２５に当接した状態となると、バルブタイミングは最
も進んだ状態となる。

【００４１】これに対して、ＥＣＵ６５は、吸気バルブ
のバルブタイミングを遅らせるために、電磁ソレノイド
６２に対する通電制御を停止する（デューティ比が０
％）。この結果、各第２油圧室３１にはオイルが供給さ
れ、各第１油圧室３０内のオイルはオイルパン４３に戻
される。従って、各第２油圧室３１内の油圧が各第１油
圧室３０内の油圧よりも相対的に増加するため、各羽根
２４には前記「遅角方向」の回転力が作用する。そし
て、この回転力により羽根車１９はスプロケット１７に
対して「遅角方向」に相対的に回転し、カムシャフト１
１の回転位相がスプロケット１７の回転位相に対して相
対的に遅角されることにより、吸気バルブのバルブタイ
ミングが現状よりも遅らせられる。本実施形態におい
て、羽根車１９がスプロケット１７に対して「遅角方
向」に相対回転し、各羽根２４が各突状部２５に当接し
た状態となると、バルブタイミングは最も遅れた状態と
なる。

【００４２】ＥＣＵ６５は、吸気バルブのバルブタイミ
ングを現状のバルブタイミングに保持するために、電磁
ソレノイド６２を５０％のデューティ比で通電制御す
る。この結果、各油圧室３０，３１へのオイルの供給及
び各油圧室３０，３１からのオイルの排出は行われなく
なる。従って、羽根車１９とスプロケット１７との相対
回転は停止するため、吸気バルブのバルブタイミングは
現状のタイミングに保持される。

【００４３】上記のように、ＥＣＵ６５が電磁ソレノイ
ド６２を通電制御することにより、吸気バルブのバルブ
タイミングを最遅角のタイミングと最進角のタイミング
との間で所定のタイミングに連続的（無段階）に変更す
ることができ、更にそのバルブタイミングを保持するこ
とができる。

【００４４】本実施形態において、バルブタイミングの
変更を行わず、現状のバルブタイミングを保持した状態
でカムシャフト１１をスプロケット１７と共に回転させ
る場合、同シャフト１１には、バルブスプリング３５
（図示略）の反力、或いは同シャフトの支持部分（例え
ば、シリンダヘッド１４及びベアリングキャップ１５に
て支持されたジャーナル１１ａの部分）における摺動抵
抗等によって、前記「遅角方向」の回転力が作用する。
従って、バルブタイミングを進める場合には、この回転
力に抗して羽根車１９を第１油圧室３０の油圧により
「進角方向」に回転させる必要がある。このため、バル
ブタイミングを進める場合における第１油圧室３０内の
油圧は、バルブタイミングを遅らせる場合における第２
油圧室３１内の油圧よりも前記回転力が羽根車１９に作
用する分だけ高圧としなければならない。

【００４５】ここで、高圧となった第１油圧室３０内の
オイルが、各羽根２４の外周面２４ａと各第１凹部２６
の内周面２６ａとの間から羽根２４の収容溝２７の側壁
面２７ａとシール部材２８の側面２８ａとの隙間に入り
込む。このとき、図５に示すように、オイルの圧力によ
りシール部材２８は第２油圧室３１側に押圧され、第２
油圧室３１側に移動する。このときのシール部材２８の
移動は、突出部２８ｂと収容溝２７の側壁面２７ａとが
接触することにより規制される。

【００４６】このとき、収容溝２７の側壁面２７ａに接
触する突出部２８ｂの面圧は、突出部２８ａを有しない
側面がフラットなシール部材（図９に示す従来技術のシ
ール部材に対応）の面圧よりも高い。すなわち、シール
部材２８と収容溝２７との密着性が向上され、第１油圧
室３０から第２油圧室３１へのオイルの漏出が抑制され
る。

【００４７】本実施の形態では、次のような効果を得る
ことができる。 （１）第１油圧室３０と第２油圧室３１との間を封止す
るシール部材２８の側面２８ａに突出部２８ｂを形成し
た。これにより、シール部材２８を収容する収容溝２７
の側壁面２７ａとシール部材２８の側面２８ａとの接触
圧力（面圧）を向上することができる。その結果、第１
油圧室３０側から第２油圧室３１側に漏出するオイルの
量を低減することができ、ひいては羽根車１９を所定の
回転トルクをもって前記進角方向に相対回転させること
ができるようになり、バルブタイミングを進角する際に
おけるバルブタイミング可変装置の作動応答性を向上さ
せることができる。

【００４８】（２）シール部材２８に突出部２８ｂを設
け、収容溝２７の側壁面２７ａに対するシール部材２８
の面圧を高くできることから、シール部材（突出部２８
ｂ）２８と収容溝２７の側壁面２７ａとの間のクリアラ
ンスをラフに設定でき、ひいては製造コストの低減を図
ることができる。

【００４９】（３）前記突出部２８ａの形成範囲は、非
突出部２８ｃの形成範囲よりも小さいことから、収容溝
２７の側壁面２７ａに接触する突出部２８ａの面圧をよ
り一層向上することができる。その結果、第１油圧室３
０側から第２油圧室３１側に漏出するオイルの量をより
確実に低減することができる。

【００５０】尚、この発明は次のような別の実施形態に
具体化してもよい。 （１）上記実施形態においては、シール部材２８の先端
面は滑らかな凸面状に形成されていたが、これを図６に
示すように、シール部材８１の先端面に中心点の異なる
２つの円弧の凸曲面８２，８３を隣接形成し、両凸曲面
８２，８３間に凹溝８４を形成する。従って、前記第１
油圧室３０と第２油圧室３１との間は前記凹溝８４の両
端側の凸曲面８２，８３において区画されている。

【００５１】この構成によれば、第１油圧室３０からシ
ール部材８１の先端を介して第２油圧室３１へ漏出しよ
うとするオイルは、シール部材８１の凹溝８４内を通過
することでその圧力が減圧される。すなわち、第１油圧
室８０からシール部材８１の凹溝８４内に流入する前の
オイルの圧力が、例えば、αｋｇ／ｃｍ² とする。そし
て、オイルが凹溝８４内に流入した際には、オイルの流
動面積が拡大されることから、オイルの圧力はαｋｇ／
ｃｍ² に減圧される。これにより、第１油圧室３０から
漏出するオイルの圧力が大幅に高圧であっても、オイル
が凹溝８４内に流入することによりある程度まで減圧さ
れる。

【００５２】従って、第１油圧室３０からシール部材８
１の凹溝８４に漏出したオイルの圧力が高圧であって
も、凹溝８４から第２油圧室３１へ漏出するオイルの圧
力はある程度一定に保持される。その結果、本実施形態
においても、第１油圧室３０から第２油圧室３１側に漏
出するオイルの量を低減することができ、上記実施形態
と同様の効果を得ることができる。

【００５３】（２）上記実施形態と、（１）の実施形態
とを組み合わせて具体化してもよい。 （３）上記実施形態において、シール部材２８は羽根２
４の外周部分に形成された収容溝２７内に配置されるも
のであった。これに対して、図７に示すように、各突状
部２５の内周側部分にそれぞれ溝７６をそれぞれ形成
し、各溝７６内にシール部材としてのシール部材７７、
及び同プレート７７をボス２３の外周面２３ａに押圧す
るバネ７８を配置して具体化してもよい。この構成にお
いても、上記実施形態と同様に、各溝７６を第１油圧室
３０から離間して、より第２油圧室３１側に近い位置に
形成する。本構成においては、各突状部２５は本発明に
おける凸部に相当し、羽根２４の間に形成された第２凹
部７９は本発明における凹部に相当する。

【００５４】更に、上記構成と同様、各突状部２５の内
周側にシール部材２８をそれぞれ設けるとともに、羽根
２４の外周側にもシール部材２８をそれぞれ設ける構成
とすることもできる。このような構成によれば、第１油
圧室３０から第２油圧室３１側に漏出するオイルの量を
更に低減することにより、バルブタイミングを進める際
のバルブタイミング可変装置における作動応答性を更に
向上させることができる。

【００５５】（４）上記実施形態において、シール部材
２８をコイルバネ２９によって第１凹部２６の内周面２
６ａに押圧する構成とした。これに対して、各コイルバ
ネ２９が省略された構成を採用することにより部品コス
トの低減を図ることもできる。この場合には、シール部
材２８の材質として、例えば黄銅、銅、アルミニウムと
いった軟金属、或いはニトリルゴム、アクリルゴム、フ
ッ素ゴムといった耐油性、耐熱性を備えたゴムを選択
し、シール部材２８自身の弾性力により同プレート２８
が各第１凹部２６の内周面２６ａに押圧される構成とす
ることが望ましい。

【００５６】（５）上記実施形態において、シール部材
２８を第１凹部２６の内周面に押圧するためのコイルバ
ネ２９を、板バネ、ゴム等の他の弾性部材に変更して具
体化してもよい。

【００５７】（６）上記実施形態において、シール部材
２８は各羽根２４にそれぞれ一つだけ設けられる構成と
したが、複数のシール部材を設ける構成としてもよい。 （７）上記実施形態では、羽根車１９に４つの羽根２４
を形成した。これに対して、羽根２４を３つ以下、或い
は５つ以上有した構成として具体化してもよい。

【００５８】（８）上記実施形態では、いずれも吸気バ
ルブのバルブタイミングを変更するようにした。これに
対して、排気側カムシャフトに作動機構を設け、排気バ
ルブのバルブタイミングを変更するようにしてもよい。
更に、作動機構を吸気側カムシャフト及び排気側カムシ
ャフトの双方に設け、吸気バルブ及び排気バルブの双方
のバルブタイミングを変更するようにしてもよい。

【００５９】

【発明の効果】上記請求項１に記載した第１の発明によ
れば、シール部材の側面に突出部を形成したことによ
り、シール部材の側面と収容溝の側壁面との面圧を高く
することができる。その結果、シール部材のシール性を
向上でき、ひいてはバルブタイミングを進角する際にお
いて、第１圧力室内における流体圧の低下を抑えてバル
ブタイミング可変装置の作動応答性を向上させることが
できる。

【００６０】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、突出部の形成範囲は、非突
出部形成部位よりも小さいことから、収容溝の側壁面に
接触する突出部の面圧を一層高くでき、さらに第１圧力
室内における流体圧の低下を抑えてバルブタイミング可
変装置の作動応答性を向上させることができる。

【００６１】請求項３に記載の発明によれば、第１圧力
室から漏出する流体の圧力が大幅に高圧であっても、流
体が凹溝内に流入することにより、その圧力をある程度
まで減圧できることから、凹溝から第２圧力室へ漏出す
る流体の圧力をある程度一定に保持できる。その結果、
安定した回転速度でバルブタイミング可変装置を作動さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の１−１線に沿ったバルブタイミング可変
装置等の断面図。

【図２】図１の２−２線に沿った断面図。

【図３】ＯＣＶの拡大断面図。

【図４】羽根及びシール部材等を拡大して示す断面図。

【図５】進角時の羽根及びシール部材等を拡大して示す
断面図。

【図６】別実施形態における羽根及びシール部材等を拡
大して示す断面図。

【図７】バルブタイミング可変装置等を示す断面図。

【図８】従来の技術における「弁開閉時期制御装置」を
示す断面図。

【図９】羽根及びシール部材等を拡大して示す断面図。

【符号の説明】

１１…カムシャフトとしての吸気側カムシャフト、１４
…内燃機関の一部を構成するシリンダヘッド、１７…第
１回転体としてのスプロケット、１９…第２回転体及び
第１回転体としての羽根車、２４…凸部としての羽根、
２５…凸部としての突状部、２６…凹部としての第１凹
部、２７…収容溝、２７ａ…収容溝の側壁面、２８，７
７，８１…シール部材、２８ａ…シール部材の側面、２
８ｂ…シール部材の突出部、２８ｃ…非突出部、３０…
第１圧力室としての第１油圧室、３１…第２圧力室とし
ての第２油圧室、７３…第２回転体としてのドライブギ
ヤ、７９…凹部としての第２凹部、８４…凹溝。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの
   少なくとも一方のバルブタイミングを可変とするバルブ
   タイミング可変装置であり、 同一回転軸心回りに相対回転可能な２つの回転体であっ
   て、内燃機関のクランクシャフトに駆動連結された第１
   回転体、及び吸気バルブ又は排気バルブを駆動するカム
   シャフトに駆動連結された第２回転体と、 前記一方の回転体に形成された凸部を、他方の回転体に
   形成された凹部内に配置することにより、前記両回転体
   の回転方向において前記凸部の両側に形成され、内部に
   流体が供給される２つの圧力室であって、第１回転体に
   対して第２回転体の回転位相を相対的に進角させるため
   の第１圧力室、及び前記回転位相を相対的に遅角させる
   ための第２圧力室と、 前記凸部と前記凹部との接触面間において前記凸部側に
   設けられ、前記両圧力室内に供給される流体が前記接触
   面間を通じて移動することを規制するためのシール部材
   を収容するための収容溝とを備え、前記両圧力室内の流
   体圧を調節することによって前記両回転体を互いに相対
   回転させることにより、前記バルブタイミングを変更す
   るようにした内燃機関のバルブタイミング可変装置にお
   いて、 前記収容溝の側壁面と対向するシール部材の側面に、突
   出部を形成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイ
   ミング可変装置。
2. 【請求項２】 前記突出部の形成範囲は、非突出部形成
   部位の形成範囲よりも小さい請求項１に記載の内燃機関
   のバルブタイミング可変装置。
3. 【請求項３】 内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの
   少なくとも一方のバルブタイミングを可変とするバルブ
   タイミング可変装置であり、 同一回転軸心回りに相対回転可能な２つの回転体であっ
   て、内燃機関のクランクシャフトに駆動連結された第１
   回転体、及び吸気バルブ又は排気バルブを駆動するカム
   シャフトに駆動連結された第２回転体と、 前記一方の回転体に形成された凸部を、他方の回転体に
   形成された凹部内に配置することにより、前記両回転体
   の回転方向において前記凸部の両側に形成され、内部に
   流体が供給される２つの圧力室であって、第１回転体に
   対して第２回転体の回転位相を相対的に進角させるため
   の第１圧力室、及び前記回転位相を相対的に遅角させる
   ための第２圧力室と、 前記凸部と前記凹部との接触面間において前記凸部側に
   設けられ、前記両圧力室内に供給される流体が前記接触
   面間を通じて移動することを規制するためのシール部材
   を収容するための収容溝とを備え、前記両圧力室内の流
   体圧を調節することによって前記両回転体を互いに相対
   回転させることにより、前記バルブタイミングを変更す
   るようにした内燃機関のバルブタイミング可変装置にお
   いて、 前記回転体の凹部と当接するシール部材の先端面には、
   凹部側に開口する凹溝が形成され、前記第１圧力室と第
   ２圧力室との間は前記凹溝の両端側において区画形成さ
   れていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング
   可変装置。