(57)【要約】【課題】駆動回転体とベーンロータとの干渉を抑制しつつ、ロックの解除が阻害されることを抑制する。【解決手段】バルブタイミング調整装置１００は、駆動回転体３００とベーンロータ２０とハウジングに対するベーンロータの相対回転をロックするロック部８０とを備え、ロック部は、ベーンロータに形成されたピン収容部２５と、駆動回転体に形成された凹部９０と、ピン収容部と凹部とに亘って往復動可能に収容されたストッパピン２７と、ストッパピンを付勢するバネ２８とを有し、凹部には、ストッパピンと嵌合する下段溝部９１と、下段溝部と周方向に連なり下段溝部よりも軸方向に沿った溝深さが浅い上段溝部９２とが形成されており、ストッパピンの先端面が上段溝部と当接した状態において、上段溝部の外縁部のうち下段溝部と連なっていない上段溝外縁部９８とストッパピンの先端部２７１とは、軸方向に沿った面で対向していない。【選択図】図７
2020204282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸から動力が伝達されてバルブを開閉駆動する従動軸（２００）の端部に固定され、前記駆動軸に対する前記従動軸の相対回転位相を調整することにより、前記バルブのバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置（１００）であって、
内部空間を有し、前記駆動軸と連動して回転する駆動回転体（３００）と、
前記内部空間に収容されて前記従動軸に連結され、前記内部空間を複数の油圧室に区画するベーン（２２）を有し、前記油圧室へ導入された作動油の圧力を受けて前記駆動回転体に対して相対回転可能に設けられたベーンロータ（２０）と、
前記駆動回転体に対する前記ベーンロータの相対回転をロックするロック部（８０）と、
を備え、
前記ロック部は、
前記ベーンロータにおいて、前記駆動回転体の回転軸（ＣＸ）と平行な軸方向（ＣＲ）に沿って形成されたピン収容部（２５）と、
前記駆動回転体において、前記ピン収容部と対向可能に形成された凹部（９０）と、
前記ピン収容部と前記凹部とに亘って前記軸方向に往復動可能に収容されたストッパピン（２７）と、
前記ストッパピンを前記凹部に向かって付勢するバネ（２８）と、
を有し、
前記凹部には、前記ストッパピンと嵌合する下段溝部（９１）と、前記下段溝部と周方向に連なり前記軸方向に沿った溝深さが前記下段溝部よりも浅い上段溝部（９２）と、が形成されており、
前記ストッパピンの先端面が前記上段溝部と当接した状態において、前記上段溝部の外縁部のうち前記下段溝部と連なっていない上段溝外縁部（９８）と、前記ストッパピンの先端部（２７１）とは、前記軸方向に沿った面で対向していない、
バルブタイミング調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブタイミング調整装置において、
前記先端部は、前記凹部に近付く方向に向かって次第に縮径して形成され、
前記上段溝部の前記軸方向に沿った溝深さ（Ｄ１）は、前記先端部の前記軸方向に沿った寸法（Ｄ３）よりも小さい、
バルブタイミング調整装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバルブタイミング調整装置において、
前記上段溝部は、前記軸方向に直交する径方向に沿って形成された上段溝底部（９７）を有し、
前記上段溝外縁部と前記上段溝底部との成す第１の角度（θ１）は、鈍角である、
バルブタイミング調整装置。
【請求項４】
請求項３に記載のバルブタイミング調整装置において、
前記下段溝部は、前記径方向に沿って形成された下段溝底部（９４）と、前記下段溝底部の外縁に連なるテーパ状のテーパ部（９５）とを有し、
前記第１の角度と、前記下段溝底部と前記テーパ部との成す第２の角度（θ２）とは、互いに等しい、
バルブタイミング調整装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置において、
前記上段溝部は、前記軸方向に見て前記下段溝部から前記上段溝部に向かう方向に凸となる円弧状に形成されている、
バルブタイミング調整装置。
【請求項６】
請求項４に従属する請求項５に記載のバルブタイミング調整装置において、
前記下段溝部は、円筒状に形成されており、
前記上段溝底部の円弧半径（ｒ１）は、前記下段溝底部の半径（ｒ２）と等しい、
バルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを調整可能な、油圧式のバルブタイミング調整装置が知られている。バルブタイミング調整装置には、ハウジング等の駆動回転体に対するベーンロータの相対回転をロックするためのロック部が設けられていることがある。特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置が備えるロック部では、油圧が不十分な状態においてバネの付勢力によりハウジングの凹部にストッパピンが入り込むことにより、ハウジングに対するベーンロータの相対回転がロックされる。また、油圧を受けてストッパピンが凹部から抜け出すことにより、ロックが解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０８６０８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バルブタイミング調整装置を従動軸としてのカム軸の端部に締結する際のトルクや、内燃機関の運転時におけるカム軸のトルク等、駆動回転体の凹部にストッパピンが入り込んだ状態においてバルブタイミング調整装置にトルクが加えられると、凹部に応力が発生し駆動回転体がスラスト方向に変形してベーンロータと干渉するおそれがある。また、凹部の強度確保のために凹部に環状部材が圧入される構成においては、かかる圧入の際の応力によっても、駆動回転体が変形して駆動回転体とベーンロータとが干渉するおそれがある。特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置のように、溝の深さが深い下段溝と溝の深さが浅い上段溝とにより凹部を形成すると、下段溝に応力が発生して駆動回転体が変形した場合に駆動回転体とベーンロータとの干渉を抑制することができる一方で、ロックを解除する際にストッパピンが上段溝に引っかかり、ロックの解除が阻害されるおそれがある。したがって、駆動回転体とベーンロータとの干渉を抑制しつつ、ロックの解除が阻害されることを抑制できる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、バルブタイミング調整装置（１００）が提供される。このバルブタイミング調整装置は、駆動軸から動力が伝達されてバルブを開閉駆動する従動軸（２００）の端部に固定され、前記駆動軸に対する前記従動軸の相対回転位相を調整することにより、前記バルブのバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置（１００）であって、内部空間を有し、前記駆動軸と連動して回転する駆動回転体（３００）と、前記内部空間に収容されて前記従動軸に連結され、前記内部空間を複数の油圧室に区画するベーン（２２）を有し、前記油圧室へ導入された作動油の圧力を受けて前記駆動回転体に対して相対回転可能に設けられたベーンロータ（２０）と、前記駆動回転体に対する前記ベーンロータの相対回転をロックするロック部（８０）と、を備え、前記ロック部は、前記ベーンロータにおいて、前記駆動回転体の回転軸（ＣＸ）と平行な軸方向（ＣＲ）に沿って形成されたピン収容部（２５）と、前記駆動回転体において、前記ピン収容部と対向可能に形成された凹部（９０）と、前記ピン収容部と前記凹部とに亘って前記軸方向に往復動可能に収容されたストッパピン（２７）と、前記ストッパピンを前記凹部に向かって付勢するバネ（２８）と、を有し、前記凹部には、前記ストッパピンと嵌合する下段溝部（９１）と、前記下段溝部と周方向に連なり前記軸方向に沿った溝深さが前記下段溝部よりも浅い上段溝部（９２）と、が形成されており、前記ストッパピンの先端面が前記上段溝部と当接した状態において、前記上段溝部の外縁部のうち前記下段溝部と連なっていない上段溝外縁部（９８）と、前記ストッパピンの先端部（２７１）とは、前記軸方向に沿った面で対向していない。
【０００７】
この形態のバルブタイミング調整装置によれば、ストッパピンと嵌合する下段溝部と、下段溝部と周方向に連なり軸方向に沿った溝深さが下段溝部よりも浅い上段溝部とが凹部に形成されているので、下段溝部に応力が発生して駆動回転体が変形した場合に、駆動回転体とベーンロータとの干渉を抑制できる。また、ストッパピンの先端面が上段溝部と当接した状態において、上段溝部の外縁部のうち下段溝部と連なっていない上段溝外縁部とストッパピンの先端部とが軸方向に沿った面で対向していないので、ロックを解除する際にストッパピンが上段溝外縁部に引っかかることを抑制できる。したがって、駆動回転体とベーンロータとの干渉を抑制しつつ、ロックの解除が阻害されることを抑制できる。
【０００８】
本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、バルブタイミング調整装置を備える内燃機関、バルブタイミング調整装置の製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】バルブタイミング調整装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。
【図３】ハウジングの概略構成を示す斜視図である。
【図４】カム軸側から見たハウジングの正面図である。
【図５】作動油制御弁を主として示す断面図である。
【図６】凹部の構成を拡大して示す拡大図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面を模式的に示す断面図である。
【図８】第１の角度および第２の角度を示す説明図である。
【図９】凹部の形成方法を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ａ．実施形態：
Ａ−１．全体構成：
図１に示す本開示の一実施形態としてのバルブタイミング調整装置１００は、図示しない車両が備える内燃機関において、駆動軸としての図示しないクランク軸から従動軸としてのカム軸２００までの動力伝達経路に設けられている。より具体的には、カム軸２００の端部に締結固定されている。バルブタイミング調整装置１００は、カム軸２００により開閉駆動される図示しないバルブのバルブタイミングを調整する。バルブタイミング調整装置１００の回転軸ＣＸは、カム軸２００の回転軸ＣＸと一致している。本実施形態のバルブタイミング調整装置１００は、バルブとしての吸気弁と排気弁とのうち、吸気弁のバルブタイミングを調整する。
【００１１】
バルブタイミング調整装置１００は、プーリ１０と、ハウジング４０と、ベーンロータ２０と、ブッシング部材３０と、フロントプレート５０と、作動油制御弁６０と、ロック部８０とを備える。プーリ１０と、ハウジング４０と、ベーンロータ２０と、ブッシング部材３０と、フロントプレート５０と、作動油制御弁６０とは、いずれもカム軸２００の回転軸ＣＸと一致する回転軸ＣＸを有する。本実施形態において、回転軸ＣＸと平行な方向を軸方向ＣＲと呼ぶ。また、軸方向ＣＲにおいてバルブタイミング調整装置１００に対してカム軸２００が設けられている側および方向を「リア側」と呼び、軸方向ＣＲにおけるリア側とは反対側および方向を「フロント側」と呼ぶ。以下の説明では、プーリ１０とハウジング４０とを合わせて、「駆動回転体３００」とも呼ぶ。駆動回転体３００は、クランク軸と連動して回転する。
【００１２】
図１では、バルブタイミング調整装置１００およびカム軸２００に加えて、ソレノイド７０と、ソレノイドカバー７２と、リアカバー２９０とが描かれている。ソレノイド７０は、押圧ピン７１を備え、図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）からの通電によって生じる電磁力を利用して押圧ピン７１を軸方向ＣＲに駆動する。これにより、作動油制御弁６０が駆動されて、作動油の流動が制御される。ソレノイドカバー７２には、ソレノイド７０のリア側の一部を収容する貫通孔７５が形成されている。また、ソレノイドカバー７２には、貫通孔７５の周りおいてリア側に突出した筒状の封止部７３が形成されている。リアカバー２９０は、カム軸２００のフロント側の端部を全周に亘って覆っている。
【００１３】
プーリ１０は、有底筒状の概略形状を有する。プーリ１０は、筒状の外歯部１１と、フランジ部１２と、筒部１３とを備える。図２に示すように、外歯部１１には、径方向外側に延びる歯が全周に亘って所定の間隔で並んでいる。本実施形態において、径方向とは、軸方向ＣＲと垂直な方向を意味する。外歯部１１には、図示しないベルトが巻き掛けられており、クランク軸の動力が伝達される。図１に示すフランジ部１２は、円盤状の外観形状を有し、外歯部１１のリア側の端部に連なり径方向に沿って形成されている。フランジ部１２の中央部分には貫通孔が設けられている。筒部１３は、筒状の外観形状を有し、外歯部１１と同心状に配置されている。筒部１３のフロント側端部は、フランジ部１２の貫通孔に連なっている。筒部１３の内径側に形成された空間には、カム軸２００が収容される。筒部１３のリア側は、全周に亘ってリアカバー２９０に覆われている。
【００１４】
図１ないし図４に示すように、ハウジング４０は、有底筒状であって底に貫通孔が形成された概略形状を有する。図１に示すように、ハウジング４０は、ハウジング４０のリア側に向いた開口部がプーリ１０のフランジ部１２のフロント側の面に対向するように、プーリ１０の内径側に形成された空間に収容される。ハウジング４０の内径側に形成された空間、すなわち内部空間には、ベーンロータ２０が収容される。
【００１５】
図１、図３および図４に示すように、ハウジング４０は、前壁部４７と周壁部４１とを備える。前壁部４７は、略円盤状の外観形状を有し、ハウジング４０において最もフロント側において、軸方向ＣＲと垂直な方向に沿って配置されている。前壁部４７の中央部分には、円形の断面視形状を有する貫通孔４５が形成されている。前壁部４７には、ロック部８０の一部を構成する凹部９０が形成されている。凹部９０についての詳細な説明は、後述する。周壁部４１は、筒状の外観形状を有し、前壁部４７の外周縁部からリア側に突出するように配置されている。周壁部４１には、径方向内側に向かってそれぞれ突出する３つの隔壁部４２が、周方向に互いに並んで形成されている。
【００１６】
図１および図２に示すベーンロータ２０は、ハウジング４０の内部空間に収容されている。図１に示すように、ベーンロータ２０は、作動油制御弁６０およびブッシング部材３０によりカム軸２００に連結されており、自身が回転することによりカム軸２００を回転させる。本実施形態において、ベーンロータ２０およびハウジング４０は、アルミニウム合金により形成されている。図２に示すように、ベーンロータ２０は、ロータ２１と、３つのベーン２２とを有する。
【００１７】
ロータ２１は、略円筒状の外観形状を有し、中央に軸方向ＣＲに沿って収容孔２９が形成されている。各ベーン２２は、ロータ２１から径方向外側に向かってそれぞれ突出し、周方向に互いに並んで形成されている。各ベーン２２は、周方向において隣り合う各隔壁部４２間にそれぞれ配置され、ハウジング４０の内部空間を複数の油圧室に区画する。具体的には、隣り合う隔壁部４２間の周方向に沿った３つの空間を、それぞれ油圧室としての遅角室４３と進角室４４とに区画する。遅角室４３には、ベーンロータ２０内に形成されている遅角油路１２３を介して作動油が供給され、また、作動油が排出される。同様に、進角室４４には、ベーンロータ２０内に形成されている進角油路１２４を介して作動油が供給され、また、作動油が排出される。ベーンロータ２０は、遅角室４３および進角室４４に供給される作動油の油圧に応じて、ハウジング４０に対して相対回転する。
【００１８】
３つのベーン２２のうちの１つは、他の２つのベーン２２よりも大きく構成されている。かかる大きなベーン２２には、軸方向ＣＲに沿ってピン収容部２５が形成されている。ピン収容部２５は、ロック部８０の一部を構成している。ピン収容部２５についての詳細な説明は、後述する。
【００１９】
図１に示すブッシング部材３０は、軸方向ＣＲに沿った貫通孔が形成された円筒状の外観形状を有する。ブッシング部材３０は、径方向においてハウジング４０と作動油制御弁６０との間に挿入され、ハウジング４０の軸受けをする。ブッシング部材３０のリア側の端部は、固定ピン２４および外周圧入によりベーンロータ２０に固定されている。ブッシング部材３０のリア側の端部を除く他の部分は、ハウジング４０の貫通孔４５に収容されている。
【００２０】
フロントプレート５０は、略筒状の外観形状を有する。フロントプレート５０は、バルブタイミング調整装置１００において最もフロント側に位置し、作動油制御弁６０のフロント側端部を収容する。また、フロントプレート５０のフロント側の端部は、ソレノイド７０の封止部７３の内側に収容されている。フロントプレート５０は、ハウジング４０とブッシング部材３０との間から漏れ出た作動油がバルブタイミング調整装置１００の外部へと漏れ出ることを抑制する。フロントプレート５０は、筒部５１とフランジ部５２とを備える。筒部５１は、筒状の外観形状を有し、作動油制御弁６０のフロント側端部を収容する。筒部５１のフロント側の端部の外周面と封止部７３の内周面との間には、作動油の漏れを抑制するためのシール部材７４が配置されている。フランジ部５２は、中央部分に貫通孔が形成された円盤状の外観形状を有し、筒部５１のリア側の端部に連なる。フランジ部５２のリア側の面は、ハウジング４０の前壁部４７のフロント側の面に接する。
【００２１】
フロントプレート５０とハウジング４０とプーリ１０とは、軸方向ＣＲに重ねられてボルト１９により互いに締結されている。このため、プーリ１０とともに、フロントプレート５０とハウジング４０とは、クランク軸と連動して回転する。
【００２２】
作動油制御弁６０は、スプール弁により構成され、バルブタイミング調整装置１００の回転軸ＣＸに配置されている。作動油制御弁６０は、ソレノイド７０の駆動力により、図２に示す作動油の遅角室４３または進角室４４への供給と、遅角室４３または進角室４４からの排出とを制御する。また、作動油制御弁６０は、ベーンロータ２０をカム軸２００に締結する固定部材としての機能を有する。
【００２３】
図１に示すように、作動油制御弁６０へと供給される作動油は、オイルパン５００に溜められている。作動油は、オイルポンプ５１０によりオイルパン５００から汲み上げられ、リアカバー２９０に設けられた厚さ方向の貫通孔２９１と、カム軸２００に設けられた厚さ方向の貫通孔２２０とを介して、作動油供給油路２５０に供給される。作動油供給油路２５０は、作動油制御弁６０の外周面と、カム軸２００のフロント側端部に設けられた収容孔２０１を形成する内周面との間の隙間により構成されている。作動油供給油路２５０に供給された作動油は、作動油制御弁６０を介して遅角室４３または進角室４４へと供給される。また、遅角室４３または進角室４４から排出される作動油の一部は、作動油制御弁６０の内部と、カム軸２００の内部に形成された排出孔２３０とを介してオイルパン５００へと排出される。
【００２４】
作動油制御弁６０のうち軸方向ＣＲに沿ってリア側の一部は、カム軸２００に設けられた収容孔２０１に収容されている。作動油制御弁６０のうち軸方向ＣＲの中央部分は、ベーンロータ２０の収容孔２９およびブッシング部材３０の径方向内側に収容されている。作動油制御弁６０のうちフロント側の一部は、フロントプレート５０の筒部５１の径方向内側に収容されている。
【００２５】
図５に示すように、作動油制御弁６０は、アウタースリーブ６１と、インナースリーブ６２と、スプール６３とを備える。アウタースリーブ６１およびインナースリーブ６２から成るスリーブは、スプール６３を軸方向ＣＲに移動自在に支持し、ベーンロータ２０をカム軸２００に固定する。
【００２６】
アウタースリーブ６１は、略円筒状の外観形状を有し、作動油制御弁６０をカム軸２００に固定させる機能と、インナースリーブ６２およびスプール６３とを収容する機能と、作動油供給油路２５０を形成する機能とを有する。アウタースリーブ６１のリア側の端部の外周面には、雄ねじ部６１０が形成されている。雄ねじ部６１０は、カム軸２００の収容孔２０１のリア側の端部に形成されている雌ねじ部２１０と螺合する。これにより、作動油制御弁６０は、カム軸に締結固定される。かかる締結固定により、軸方向ＣＲの軸力が加えられるので、吸気弁を押すことによるカム軸２００の偏心力によって作動油制御弁６０とカム軸２００とがずれることを抑制でき、作動油が漏れることを抑制できる。アウタースリーブ６１のフロント側の端部には、工具係合部６１３が形成されている。工具係合部６１３は、六角ソケット等の工具と係合可能な外観形状を有し、作動油制御弁６０をカム軸２００に締結する際に利用される。
【００２７】
アウタースリーブ６１において、工具係合部６１３に対してリア側に隣接する位置には、突出部６１４が形成されている。突出部６１４は、フランジ状に径方向外側に突出している。作動油制御弁６０がカム軸２００に締結固定される際に、突出部６１４は、ブッシング部材３０のフロント側端面に押し付けられる。また、突出部６１４によりブッシング部材３０がリア側へと押し付けられることにより、ブッシング部材３０を介して作動油制御弁６０とベーンロータ２０とが互いに固定される。ここで、作動油制御弁６０は、カム軸に固定されているので、突出部６１４によりブッシング部材３０がリア側へと押し付けられることにより、カム軸２００とベーンロータ２０とは、ブッシング部材３０および作動油制御弁６０を介して互いに固定されることとなる。なお、カム軸２００の収容孔２０１のリア側の端部は、排出孔２３０と連通している。アウタースリーブ６１には、作動油供給孔６１５が形成されている。作動油供給孔６１５は、厚さ方向に貫通する貫通孔として形成され、作動油供給油路２５０を介して供給される作動油を、アウタースリーブ６１とインナースリーブ６２との間の空間へと供給する。アウタースリーブ６１の内部には、軸方向ＣＲに形成された収容孔６４と排出孔６１１とが形成されている。収容孔６４のリア側端部と、排出孔６１１のフロント側端部とは、互いに連通している。また、排出孔６１１のリア側の端部６１２と、排出孔２３０のフロント側端部とは、互いに連通している。
【００２８】
インナースリーブ６２は、略円筒状の外観形状を有し、スプール６３を収容する機能と、ベーンロータ２０に作動油を供給し、また、ベーンロータ２０から作動油を排出するためのポートを提供する機能とを有する。インナースリーブ６２は、アウタースリーブ６１に形成されている収容孔６４に収容されている。インナースリーブ６２の径方向中央部分には、軸方向ＣＲに沿った貫通孔が形成されている。インナースリーブ６２には、遅角側ポートＰ１と、進角側ポートＰ２と、リサイクルポートＰ３と、遅角側供給ポートＰ４と、進角側供給ポートＰ５とが形成されている。これらの５つのポートＰ１〜Ｐ５は、いずれもインナースリーブ６２を厚さ方向に貫く貫通孔として形成されている。遅角側ポートＰ１は、ベーンロータ２０内に形成された図２に示す遅角油路１２３と連通可能に構成されている。また、図５に示す進角側ポートＰ２は、ベーンロータ２０内に形成された図２に示す進角油路１２４と連通可能に構成されている。図５に示すリサイクルポートＰ３は、ベーンロータ２０から排出された作動油の一部をベーンロータ２０に戻すためのポートである。遅角側供給ポートＰ４およびＰ５は、いずれも、アウタースリーブ６１に形成された作動油供給孔６１５と連通している。
【００２９】
スプール６３は、有底筒状の外観形状を有し、インナースリーブ６２の貫通孔に軸方向ＣＲに移動可能に収容されている。スプール６３の軸方向ＣＲの長さは、収容孔６４の軸方向ＣＲの長さよりも短い。これにより、スプール６３は、図１および図５に示す状態における位置からリア側に移動することが可能となる。図５に示すように、スプール６３のリア側にはバネ６５が配置されている。バネ６５は、コイルバネであり、フロント側の端部がスプール６３のリア側端部に接し、リア側の端部がアウタースリーブ６１の排出孔６１１に形成された段差に接している。バネ６５は、スプール６３をフロント側へと付勢する。スプール６３のフロント側の端部は押圧ピン７１と接しており、押圧ピン７１がリア側に移動すると、スプール６３は、バネ６５の付勢力に打ち勝ってリア側へと移動する。図１および図５に示す状態は、押圧ピン７１がスプール６３をリア側に押していない状態である。
【００３０】
図５に示すように、スプール６３の外周側面には、遅角側シール部Ｓ１と、進角側シール部Ｓ２とが形成されている。遅角側シール部Ｓ１および進角側シール部Ｓ２は、いずれも全周に亘って径方向外側に突出した形状を有する。
【００３１】
図１および図５に示す状態のように、押圧ピン７１がスプール６３をリア側に押していない状態においては、遅角側供給ポートＰ４と遅角側ポートＰ１とが連通する。また、この状態においては、進角側供給ポートＰ５と進角側ポートＰ２との間は、進角側シール部Ｓ２によりシールされており、進角側供給ポートＰ５から進角側ポートＰ２には作動油は供給されない。また、この状態においては、進角側ポートＰ２は、リサイクルポートＰ３と連通している。このように、図１および図５の状態では、作動油制御弁６０から図２に示すベーンロータ２０の遅角油路１２３を介して遅角室４３に作動油が供給され、また、進角室４４からベーンロータ２０の進角油路１２４を介して作動油が排出される。排出された作動油の一部は、図５に示すリサイクルポートＰ３を介して再び遅角側ポートＰ１へと供給される。また、排出された作動油の一部は、貫通孔６３２を通ってスプール６３の内部に形成された内部排出孔６３１へと排出される。内部排出孔６３１内に排出された作動油の一部は、排出孔６１１および排出孔２３０を介して外部へと排出される。このように、図２に示す遅角室４３に作動油が供給されると、ベーンロータ２０がハウジング４０に対して遅角方向へ相対回転し、クランク軸に対するカム軸２００の相対回転位相が遅角側へと変化する。
【００３２】
これに対して、図５に示す押圧ピン７１がスプール６３をリア側に押している状態においては、遅角側供給ポートＰ４と遅角側ポートＰ１との間は、遅角側シール部Ｓ１によりシールされており、遅角側供給ポートＰ４から遅角側ポートＰ１には作動油は供給されない。また、この状態においては、進角側供給ポートＰ５と進角側ポートＰ２とが連通する。また、この状態においては、遅角側供給ポートＰ４は、リサイクルポートＰ３と連通している。このような状態においては、作動油制御弁６０から図２に示すベーンロータ２０の進角油路１２４を介して進角室４４に作動油が供給され、また、遅角室４３から遅角油路１２３を介して作動油が排出される。排出された作動油の一部は、図５に示すリサイクルポートＰ３を介して再び進角側ポートＰ２へと供給される。また、排出された作動油の一部は、貫通孔６３２を通って内部排出孔６３１へと排出される。内部排出孔６３１内に排出された作動油の一部は、排出孔６１１および排出孔２３０を介して外部へと排出される。このように、図２に示す進角室４４に作動油が供給されると、ベーンロータ２０がハウジング４０に対して進角方向へ相対回転し、クランク軸に対するカム軸２００の相対回転位相が進角側へと変化する。なお、遅角室４３と進角室４４との両方に作動油が供給される状態においては、ベーンロータ２０のハウジング４０に対する相対回転が抑制され、クランク軸に対するカム軸２００の相対回転位相が保持される。
【００３３】
Ａ−２．ロック部の構成：
図１に示すロック部８０は、ハウジング４０に対するベーンロータ２０の相対回転をロックする機能を有する。これにより、例えば、内燃機関の始動時等、油圧が不十分な状態において、ハウジング４０とベーンロータ２０とが周方向に衝突することが抑制される。本実施形態において、ロック部８０は、バルブタイミングが最遅角となる位相において、ハウジング４０に対するベーンロータ２０の相対回転をロックする。ロック部８０は、ピン収容部２５と、ストッパピン２７と、バネ２８と、凹部９０とを備える。
【００３４】
ピン収容部２５は、上述のように、ベーンロータ２０に形成された大きなベーン２２において、フロント側に開口するように軸方向ＣＲに沿って窪んで形成されている。ピン収容部２５は、凹部９０と対向可能に形成されている。より具体的には、ピン収容部２５は、バルブタイミングが最遅角となる位相において、ハウジング４０に形成された凹部９０と対向する周方向位置に形成されている。ピン収容部２５を構成するベーンロータ２０のリア側の端面には、ドレン油路２６が形成されている。ドレン油路２６は、リアカバー２９０に形成された排出孔２９２を介してバルブタイミング調整装置１００の外部と連通している。
【００３５】
ストッパピン２７は、有底筒状の外観形状を有し、ピン収容部２５と凹部９０とに亘って軸方向ＣＲに往復動可能に収容されている。以降の説明では、ストッパピン２７の底部に相当するフロント側の端部を、「先端部２７１」とも呼ぶ。先端部２７１の形状についての詳細な説明は、後述する。
【００３６】
バネ２８は、圧縮コイルバネにより構成されており、ストッパピン２７の軸中心に配置されている。バネ２８のうちフロント側の端部は、ストッパピン２７と当接し、リア側の端部は、ピン収容部２５の底部と当接している。バネ２８は、ストッパピン２７をフロント側に向かって付勢している。換言すると、バネ２８は、ストッパピン２７を凹部９０に向かって付勢している。ストッパピン２７の先端部２７１は、最遅角位相にベーンロータ２０が位置しており、かつ、進角室４４の油圧が不十分な状態において、バネ２８の付勢力により凹部９０に入り込む。
【００３７】
図１、図３および図４に示す凹部９０は、上述のように、ハウジング４０の前壁部４７に形成されている。凹部９０は、前壁部４７のリア側の面において、軸方向ＣＲに窪んで形成されている。
【００３８】
図６および図７に示すように、凹部９０には、下段溝部９１と上段溝部９２とが形成されている。図６は、図４の一部を拡大して示している。図７では、説明の便宜上、凹部９０とともにストッパピン２７と環状部材４９とを図示している。図７は、ロックが解除される際などにおいて、ハウジング４０に対してベーンロータ２０が進角方向に相対回転し、ストッパピン２７の先端面が上段溝部９２に当接した状態を示している。また、図７では、ロック状態におけるストッパピン２７の位置を破線で示している。ロック状態において、ストッパピン２７の先端面は、下段溝部９１に当接している。
【００３９】
下段溝部９１は、円筒状に形成されており、ロック状態においてストッパピン２７と嵌合する。図７に示すように、下段溝部９１は、軸方向ＣＲに沿って形成された下段溝筒部９３と、径方向に沿って形成された下段溝底部９４と、下段溝筒部９３と下段溝底部９４との間に連なるテーパ状のテーパ部９５とに囲まれて形成されている。換言すると、テーパ部９５は、下段溝底部９４の外縁に連なっている。本実施形態において、下段溝筒部９３の内側には、図１および図７に示すように環状部材４９が固定されている。環状部材４９は、鉄により形成されており、下段溝部９１を補強する機能を有する。このような構成により、下段溝部９１は、環状部材４９を介してストッパピン２７と嵌合する。本実施形態において、環状部材４９は、下段溝筒部９３に圧入されている。
【００４０】
図３および図４に示すように、下段溝底部９４には、図２に示す進角室４４と凹部９０を連通させる油路溝９６が形成されている。油路溝９６は、略周方向に延びて形成されている。図１に示すように、下段溝部９１とストッパピン２７とが嵌合した状態、すなわちロック状態において、作動油制御弁６０による油圧制御によって進角室４４の圧力が上昇して作動油が油路溝９６に供給されると、ストッパピン２７をリア側に押し返す力がバネ２８の付勢力に比べて大きくなる。これにより、図７に示すストッパピン２７の先端部２７１が環状部材４９および下段溝部９１から抜け出すと、ストッパピン２７は、軸方向ＣＲに沿った全長に亘って図１に示すベーンロータ２０のピン収容部２５に収容されることとなる。このようにしてロックが解除されると、ベーンロータ２０は、ハウジング４０に対して相対回転することが可能になる。ロック解除時に油路溝９６から下段溝部９１へと流入した作動油は、ドレン油路２６と排出孔２９２とを介してオイルパン５００へと戻される。
【００４１】
図３、図４および図６に示すように、上段溝部９２は、下段溝部９１と周方向に連なって形成されている。より具体的には、下段溝部９１に対して進角側に連なって形成されている。図７に示すように、上段溝部９２の軸方向ＣＲに沿った溝深さＤ１は、下段溝部９１の軸方向ＣＲに沿った溝深さＤ２よりも浅い。
【００４２】
上段溝部９２は、下段溝部９１に応力が発生してハウジング４０のうち下段溝部９１を取り囲む部分がスラスト方向に変形した場合に、ハウジング４０とベーンロータ２０との干渉を抑制する機能を有する。下段溝部９１に発生する応力としては、例えば、下段溝部９１にストッパピン２７が嵌合した状態においてバルブタイミング調整装置１００にトルクが加えられた場合に発生する応力が挙げられる。かかるトルクとしては、バルブタイミング調整装置１００をカム軸２００の端部に締結する際のトルクや、内燃機関の運転時におけるカム軸２００のトルク等が挙げられる。本実施形態では、最遅角位相である場合に下段溝部９１にストッパピン２７が嵌合するので、進角方向へのトルクの影響を受け易い。また、本実施形態のように、環状部材４９が下段溝部９１の下段溝筒部９３に圧入される構成においては、かかる圧入の際にも下段溝部９１に応力が発生する。上段溝部９２は、このような応力によりハウジング４０がスラスト方向に隆起した場合の逃げ部として構成されている。
【００４３】
図６に示すように、上段溝部９２は、軸方向ＣＲに見て下段溝部９１から上段溝部９２に向かう方向に凸となる円弧状に形成されており、軸方向ＣＲに見て下段溝部９１の一部を取り囲む三日月状に形成されている。本実施形態において、「下段溝部９１から上段溝部９２に向かう方向」とは、進角方向に近似する。このように形成されていることにより、下段溝部９１に応力が発生した場合に、かかる応力を分散でき、スラスト方向へのハウジング４０の局所的な変形を抑制できる。上段溝部９２は、径方向に沿って形成された上段溝底部９７を有する。本実施形態において、上段溝底部９７の円弧半径ｒ１は、下段溝底部９４の半径ｒ２と等しい。図７に示すように、上段溝底部９７には、ロックが解除される際に、下段溝部９１から抜け出したストッパピン２７の先端面が当接する。
【００４４】
図６および図７に示すように、上段溝部９２の外縁部のうち下段溝部９１と連なっていない部分は、上段溝外縁部９８を構成している。このため、上段溝外縁部９８は、軸方向ＣＲに見て円弧状に形成されている。
【００４５】
図８に示すように、上段溝外縁部９８は、軸方向ＣＲと径方向とにそれぞれ交差する方向に沿って形成されている。上段溝外縁部９８と上段溝底部９７との成す第１の角度θ１は、鈍角となるように形成されている。本実施形態において、第１の角度θ１は、１３５°であるが、１３５°に限らず、９０°を超えて１８０°未満の任意の角度に形成されていてもよい。本実施形態において、第１の角度θ１は、下段溝底部９４とテーパ部９５との成す第２の角度θ２と等しい。なお、図８では、図７と同様の断面を拡大して模式的に示している。
【００４６】
このように、本実施形態の凹部９０は、上段溝底部９７の円弧半径ｒ１が下段溝底部９４の半径ｒ２と等しく、また、第１の角度θ１と第２の角度θ２とが互いに等しいので、図９において模式的に示すように、上段溝部９２と下段溝部９１とを、同一の切削刃Ｄを用いた切削加工により形成できる。図９では、切削刃Ｄが下段溝部９１を切削している状態を示しており、切削刃Ｄが上段溝部９２を切削する状態を破線で示している。このように、下段溝部９１と上段溝部９２とを同一の切削刃Ｄを用いて加工することにより、凹部９０の加工工程が複雑化することを抑制でき、凹部９０の加工に要するコストの増大を抑制できる。
【００４７】
図７に示すように、ストッパピン２７の先端部２７１は、Ｒ形状に形成され、フロント側に向かうにつれて次第に縮径して形成されている。換言すると、ストッパピン２７の先端部２７１は、凹部９０に近付く方向に向かって次第に縮径して形成されている。ストッパピン２７のうち先端部２７１を除く他の部分は、軸方向ＣＲに沿ったストレート形状に形成されている。本実施形態において、上段溝部９２の軸方向ＣＲに沿った溝深さＤ１は、先端部２７１の軸方向ＣＲに沿った寸法Ｄ３よりも小さい。このような構成により、ストッパピン２７の先端面が上段溝部９２の上段溝底部９７と当接した状態において、上段溝外縁部９８とストッパピン２７の先端部２７１とは、軸方向ＣＲと交差する方向に沿った面と曲面とにより互いに対向しているので、軸方向ＣＲに沿った面で対向していない。これにより、ロックを解除する際にストッパピン２７が上段溝部９２の上段溝外縁部９８に引っかかることを抑制できる。したがって、ロックを解除する際にストッパピン２７が滑らかに進角運動でき、ロックの解除が阻害されることを抑制できる。
【００４８】
以上説明した本実施形態のバルブタイミング調整装置１００によれば、ストッパピン２７と嵌合する下段溝部９１と、下段溝部９１と周方向に連なり軸方向ＣＲに沿った溝深さが下段溝部９１よりも浅い上段溝部９２とが凹部９０に形成されているので、下段溝部９１に応力が発生してハウジング４０が変形した場合に、ハウジング４０とベーンロータ２０との干渉を抑制できる。このため、ハウジング４０とベーンロータ２０との摺動性の悪化を抑制できる。また、ストッパピン２７の先端面が上段溝部９２と当接した状態において、上段溝部９２の外縁部のうち下段溝部９１と連なっていない上段溝外縁部９８とストッパピン２７の先端部２７１とが軸方向ＣＲに沿った面で対向していないので、ロックを解除する際にストッパピン２７が上段溝外縁部９８に引っかかることを抑制できる。したがって、ハウジング４０とベーンロータ２０との干渉を抑制しつつ、ロックの解除が阻害されることを抑制できる。
【００４９】
また、ストッパピン２７の先端部２７１が凹部９０に近付く方向に向かって次第に縮径して形成されており、上段溝部９２の軸方向ＣＲに沿った溝深さＤ１が先端部２７１の軸方向ＣＲに沿った寸法Ｄ３よりも小さいので、上段溝外縁部９８とストッパピン２７の先端部２７１とが軸方向ＣＲに沿った面で対向しない構成を容易に実現できる。また、上段溝外縁部９８と上段溝底部９７との成す第１の角度θ１が鈍角なので、上段溝外縁部９８とストッパピン２７の先端部２７１とが軸方向ＣＲに沿った面で対向しない構成を容易に実現できる。
【００５０】
また、第１の角度θ１が、下段溝底部９４とテーパ部９５との成す第２の角度θ２と等しいので、上段溝部９２と下段溝部９１との加工性を向上でき、上段溝部９２と下段溝部９１とを同一の切削刃Ｄを用いた切削加工により形成できる。このため、凹部９０の加工工程が複雑化することを抑制でき、凹部９０の加工に要するコストの増大を抑制できる。
【００５１】
また、上段溝部９２が、軸方向ＣＲに見て下段溝部９１から上段溝部９２に向かう方向に凸となる円弧状に形成されているので、下段溝部９１に応力が発生した場合に、かかる応力を分散でき、スラスト方向へのハウジング４０の局所的な変形を抑制できる。このため、ハウジング４０とベーンロータ２０との干渉をより効果的に抑制できる。
【００５２】
また、上段溝底部９７の円弧半径ｒ１が下段溝底部９４の半径ｒ２と等しいので、上段溝部９２と下段溝部９１との加工性を向上できる。また、円弧半径ｒ１と半径ｒ２とが互いに等しく、第１の角度θ１と第２の角度θ２とが互いに等しいので、上段溝部９２と下段溝部９１とを同一の切削刃Ｄを用いた切削加工により形成でき、加工性を向上できる。このため、凹部９０の加工工程が複雑化することを抑制でき、凹部９０の加工に要するコストの増大を抑制できる。
【００５３】
また、下段溝部９１の下段溝筒部９３の径方向内側に環状部材４９が固定されているので、下段溝部９１を補強でき、下段溝部９１の摩耗を抑制できる。また、圧入により環状部材４９が固定されているので、下段溝部９１への環状部材４９の組み付けを簡素化できる。また、本実施形態のバルブタイミング調整装置１００によれば、ハウジング４０とベーンロータ２０との干渉を抑制できるので、環状部材４９が下段溝筒部９３に圧入される構成に好適する。
【００５４】
Ｂ．他の実施形態：
Ｂ−１．他の実施形態１：
上記実施形態において、ストッパピン２７の先端部２７１は、Ｒ形状に形成されていたが、Ｒ形状に限らず、例えばテーパ形状に形成されて凹部９０に近付く方向に向かって次第に縮径して形成されていてもよい。また、例えば、第１の角度θ１が鈍角である構成においては、ストッパピン２７の先端部２７１が軸方向ＣＲに沿ったストレート形状に形成されていてもよい。このような構成によっても、ストッパピン２７の先端面が上段溝部９２の上段溝底部９７と当接した状態において、上段溝外縁部９８とストッパピン２７の先端部２７１とが軸方向ＣＲに沿った面で対向しないので、上記実施形態と同様な効果を奏する。
【００５５】
Ｂ−２．他の実施形態２：
上記実施形態における上段溝部９２の構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、上記実施形態における上段溝部９２の軸方向ＣＲに沿った溝深さＤ１は、先端部２７１の軸方向ＣＲに沿った寸法Ｄ３よりも小さかったが、寸法Ｄ３と同じであってもよい。また、例えば、第１の角度θ１が鈍角である構成においては、上段溝部９２の軸方向ＣＲに沿った溝深さＤ１が先端部２７１の軸方向ＣＲに沿った寸法Ｄ３よりも大きくてもよい。また、例えば、上記実施形態において、上段溝外縁部９８は軸方向ＣＲと径方向とにそれぞれ交差する方向に沿って形成されていたが、曲面状に形成されていてもよい。また、例えば、上記実施形態において、上段溝外縁部９８と上段溝底部９７との成す第１の角度θ１は鈍角であったが、先端部２７１が凹部９０に近付く方向に向かって次第に縮径して形成され、かつ、上段溝部９２の軸方向ＣＲに沿った溝深さＤ１が先端部２７１の軸方向ＣＲに沿った寸法Ｄ３よりも小さい構成においては、第１の角度θ１が直角であってもよい。また、例えば、上記実施形態において、上段溝底部９７は径方向に沿って形成されていたが、例えば、上段溝部９２の軸方向ＣＲに沿った溝深さＤ１が上段溝外縁部９８から下段溝部９１へと向かうにつれて深くなるようなテーパ状に形成されていてもよい。このような構成によっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。
【００５６】
Ｂ−３．他の実施形態３：
上記実施形態では、ストッパピン２７の先端面が上段溝部９２の上段溝底部９７と当接した状態において、軸方向ＣＲと交差する方向に沿って形成された上段溝外縁部９８と曲面状に形成されたストッパピン２７の先端部２７１とが対向していたが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、上段溝外縁部９８と先端部２７１とは、それぞれ曲面状に形成されて対向していてもよい。また、例えば、上段溝外縁部９８と先端部２７１とは、それぞれ軸方向ＣＲと交差する方向に沿った面により対向していてもよい。すなわち一般には、ストッパピン２７の先端面が上段溝部９２の上段溝底部９７と当接した状態において、上段溝外縁部９８とストッパピン２７の先端部２７１とのうちの少なくとも一方は、軸方向ＣＲと交差する方向に沿った面により他方と対向していてもよく、また、上段溝外縁部９８とストッパピン２７の先端部２７１とのうちの少なくとも一方は、曲面により他方と対向していてもよい。このような構成によっても、上段溝外縁部９８とストッパピン２７の先端部２７１とが軸方向ＣＲに沿った面で対向しないので、上記実施形態と同様な効果を奏する。
【００５７】
Ｂ−４．他の実施形態４：
上記実施形態では、第１の角度θ１と第２の角度とが互いに等しかったが、互いに異なっていてもよい。また、上記実施形態では、円弧半径ｒ１と半径ｒ２とが互いに等しかったが、互いに異なっていてもよい。また、上記実施形態では、上段溝部９２が軸方向ＣＲに見て下段溝部９１から上段溝部９２に向かう方向に凸となる円弧状に形成されていたが、円弧状に限らず、任意の形状に形成されていてもよい。このような構成によっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。
【００５８】
Ｂ−５．他の実施形態５：
上記実施形態におけるバルブタイミング調整装置１００の構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、駆動回転体３００がプーリ１０に代えてスプロケットを有し、かかるスプロケットにタイミングチェーンが掛け渡されることによりクランク軸の動力が伝達されてもよい。また、例えば、ハウジング４０に代えて、かかるスプロケットやプーリ１０のフランジ部１２に凹部９０が形成されていてもよい。すなわち一般には、凹部９０は、駆動回転体３００においてピン収容部２５と対向可能に形成されていてもよい。また、例えば、環状部材４９が省略されていてもよい。また、例えば、ロック部８０は、最遅角位相においてハウジング４０に対するベーンロータ２０の相対回転をロックすることに限らず、最進角位相においてロックするように構成されていてもよく、最遅角位相と最進角位相との中間の位相においてロックするように構成されていてもよい。また、例えば、作動油制御弁６０は、ソレノイド７０に限らず電動モータやエアシリンダー等の任意のアクチュエータにより駆動されてもよく、また、バルブタイミング調整装置１００の外部に配置されていてもよい。また、例えば、カム軸２００が開閉駆動する吸気弁のバルブタイミングを調整することに代えて、排気弁のバルブタイミングを調整するように構成されていてもよい。このような構成によっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。
【００５９】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
２０  ベーンロータ、２５  ピン収容部、２７  ストッパピン、２８  バネ、８０  ロック部、９０  凹部、９１  下段溝部、９２  上段溝部、９８  上段溝外縁部、１００  バルブタイミング調整装置、２００  カム軸（従動軸）、３００  駆動回転体、ＣＲ  軸方向、ＣＸ  回転軸
【図１】
2020204282.tif 000003
【図２】
2020204282.tif 000004
【図３】
2020204282.tif 000005
【図４】
2020204282.tif 000006
【図５】
2020204282.tif 000007
【図６】
2020204282.tif 000008
【図７】
2020204282.tif 000009
【図８】
2020204282.tif 000010
【図９】
2020204282.tif 000011