(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジング部材と、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング部材内に形成された収容室に収容され、前記収容室を遅角室と進角室とに二分し、所定角度範囲に限り前記ハウジング部材に対し作動流体圧力により相対回動駆動されるベーン部材と、
前記ハウジング部材と前記ベーン部材とにそれぞれ設けられ、前記収容室の周方向両端の間において前記ハウジング部材に対し前記ベーン部材が所定の相対回動位置にあるとき互いに当接することにより前記ハウジング部材に対する前記ベーン部材の相対回動を拘束する当接部および被当接部を有し、作動流体圧力により前記当接部を変位させ拘束状態を解除可能に構成されており、前記被当接部との当接方向へ前記当接部を付勢する当接付勢手段を有する拘束手段と、
前記遅角室と前記進角室とを連通可能な連通路を有し、前記当接部と前記被当接部とが拘束状態にあるとき前記連通路を開放し前記連通路を介して前記遅角室または前記進角室の一方から他方に作動流体を供給することにより、前記遅角室または前記進角室の他方の作動流体により前記当接部と前記被当接部との拘束状態を解除し、前記当接部と前記被当接部とが拘束解除状態にあるとき前記連通路を閉塞する流体供給手段と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記当接部と前記被当接部との拘束解除状態において前記当接部が前記連通路を閉塞することを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記連通路の作動流体圧力は、前記当接部と前記被当接部とが拘束状態にあるとき、前記被当接部に前記当接部を付勢する方向に働くことを特徴とする請求項２記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記当接部および前記被当接部の少なくともいずれか一方の当接側端部はテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
前記当接部の前記被当接部との当接側端面は広角のテーパ面を有することを特徴とする請求項４記載のバルブタイミグ調整装置。
【請求項６】
前記遅角室または前記進角室の一方に作動流体を供給し、前記遅角室または前記進角室の他方からの作動流体の排出を防止する切換手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項７】
作動流体供給路および作動流体排出路と前記遅角室および前記進角室との連通を切り換える切換弁を備え、前記切換弁は前記切換手段を有することを特徴とする請求項６記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
前記被当接部との当接方向に前記当接部が移動する速度を低減するダンパ手段を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項９】
前記ダンパ手段は、拘束解除状態において前記当接部の外周に形成されるダンパ室であり、前記当接部と前記被当接部とが拘束解除状態から拘束状態に移行するとき前記ダンパ室は開放されることを特徴とする請求項８記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１０】
前記当接部の前記被当接部との反当接側空間は、拘束位置近傍において大気開放されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
【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（以下、「内燃機関」をエンジンという）の吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミング（以下、「開閉タイミング」をバルブタイミングという）を運転条件に応じて変更するためのバルブタイミング調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのクランクシャフトと同期回転するタイミングプーリやチェーンスプロケットを介してカムシャフトを駆動し、タイミングプーリやチェーンスプロケットとカムシャフトとの相対回動による位相差により吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方のバルブタイミングを油圧制御するベーン式のバルブタイミング調整装置が知られている。このような作動流体を用いたベーン式のバルブタイミング装置では、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を駆動することにより正・負に変動する負荷トルクをカムシャフトが受けるので、例えばエンジン始動開始時のクランキング時のように作動流体が充分に供給されていない状態において、ベーン部材を収容するハウジング部材に対しベーン部材が揺動しハウジング部材とベーン部材との衝突により打音が発生するという問題がある。負荷トルクの正方向はクランクシャフトに対しカムシャフトの遅角方向を示し、負荷トルクの負方向はクランクシャフトに対しカムシャフトの進角方向を示している。
【０００３】
そこで、特開平９−６０５０８号公報に開示されるバルブタイミング調整装置のように、油圧室に作動流体が充分に供給されていない状態において、例えばベーン部材に収容したストッパピストンをハウジング部材に嵌合させることによりハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止し、打音の発生を防止するものが知られている。作動流体が充分に供給されると流体圧力によりストッパピストンがハウジング部材から抜けるので、ハウジング部材に対しベーン部材を相対回動制御できる。ハウジング部材にストッパピストンを嵌合させる位置は、ハウジング部材に対しベーン部材が最遅角か最進角にあるときである。つまり、クランクシャフトに対しカムシャフトが最遅角か最進角にあるときである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最遅角でストッパピストンがハウジング部材に嵌合した状態でエンジンを始動する場合、エンジン始動開始時において遅角油圧室に作動流体が供給される前に進角油圧室に作動流体を供給し、進角油圧室の流体圧力によりハウジング部材からストッパピストンを抜きハウジング部材に対しベーン部材を進角方向に回転させると、遅角油圧室に作動流体が供給されていなので、負荷トルクの変動によりハウジング部材に対しベーン部材が揺動しながら進角側に回転し、打音が発生する。
【０００５】
この打音の発生を防止するため、エンジン始動開始時まず遅角油圧室に作動流体が供給される。遅角油圧室に充分に作動流体が充填された後、進角油圧室に作動流体を供給することにより進角油圧室の流体圧力によりハウジング部材からストッパピストンを抜き、ハウジング部材に対しベーン部材を進角方向に回転させる。遅角油圧室および進角油圧室に作動流体が充填された状態でハウジング部材に対しベーン部材を進角方向に回転させ位相制御を行うので、負荷トルクの変動によりハウジング部材に対しベーン部材が揺動することを防止している。
【０００６】
しかしながら、エンジン始動開始後、遅角油圧室に作動流体が充分に供給されるまでの間ベーン部材を進角方向に回転させることを禁止する進角禁止制御が必要である。特に低温時においては作動流体の粘度が高いので、遅角油圧室に充分に作動流体が供給されるまでに要する時間が長くなり、進角禁止時間が長くなるという問題がある。
本発明の目的は、エンジン始動開始後速やかに位相制御を実行し、打音の発生を防止することができるバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のバルブタイミング調整装置によると、流体供給手段は、遅角室と進角室とを連通可能な連通路を有し、当接部と被当接部とが拘束状態にあるとき連通路を開放し、当接部と被当接部とが拘束解除状態にあるとき連通路を閉塞する。したがって、当接部と被当接部とがハウジング部材とベーン部材とを拘束している相対回動位置に関わらず、エンジン始動開始後作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束が解除されても、遅角室および進角室の両室に充填された作動流体がハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止する。
さらに、連通路を介し遅角室および進角室にほぼ同時に作動流体を供給するので、エンジン始動開始時における打音の発生を防止するとともに、速やかにハウジング部材に対するベーン部材の位相制御を実行することができる。
【０００８】
さらに、本発明の請求項１記載のバルブタイミング調整装置によると、連通路を介し遅角室または進角室の一方から他方に作動流体が供給され、遅角室または進角室の他方に供給された作動流体の圧力により当接部と被当接部との拘束状態が解除される。遅角室および進角室の両室に作動流体が充填されてから当接部と被当接部との拘束状態が解除されるので、作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束状態が解除されても、両室に充填された作動流体によりハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止する。さらに、連通路を介し遅角室および進角室にほぼ同時に作動流体を供給するので、エンジン始動開始時における打音の発生を防止するとともに、速やかにハウジング部材に対するベーン部材の位相制御を実行することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部の変位に伴い連通路が開放または閉塞される。他に連通路の開閉手段を設ける必要がないので、部品点数を低減し、バルブタイミング装置の構成を簡単化できる。
本発明の請求項３記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部と被当接部との拘束状態において遅角室と進角室とを連通し両室に作動流体を供給する連通路の作動流体圧力は被当接部に前記当接部を付勢する方向に働く。当接部と被当接部との拘束状態を解除する方向に働く作動流体圧力が充分に上昇する前に当接部と被当接部との拘束状態が解除されることを防止するので、作動流体圧力が充分に上昇するまでハウジング部材とベーン部材とは拘束される。当接部と被当接部との拘束状態が解除されるとき、遅角室および進角室に供給された作動流体の圧力は充分に上昇しているので、ハウジング部材に対しベーン部材が揺動することを防止し、打音の発生を確実に防止する。
【００１０】
本発明の請求項４記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部および被当接部の少なくともいずれか一方の当接側端部はテーパ状に形成されている。したがって、当接部が被当接部に滑らかに当接する。
本発明の請求項５記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部の被当接部との当接側端面は広角のテーパ面を有する。したがって、ハウジング部材に対しベーン部材が相対回動中に作動流体圧力の低下により当接部が被当接部との拘束方向に移動し当接部が被当接部と接触しても、広角のテーパ面が接触衝撃を低減する。
【００１１】
本発明の請求項６記載のバルブタイミング調整装置によると、遅角室または進角室の一方に作動流体を供給し、遅角室または進角室の他方からの作動流体の排出を防止する切換手段を備えている。したがって、当接部と被当接部との拘束状態が解除された状態で遅角室および進角室の作動流体圧力を保持し、ハウジング部材に対しベーン部材が揺動することを確実に防止する。
【００１２】
本発明の請求項７記載のバルブタイミング調整装置によると、作動流体供給路および作動流体排出路と遅角室および進角室との連通を切り換える切換弁が請求項７記載の切換手段を有するので、部材を増加することなく切換手段を構成できる。したがって、切換手段および切換弁の制御を同一の制御系により行える。さらに、流体通路の構成を簡略化できる。
【００１３】
本発明の請求項８記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部との当接方向に当接部が移動する速度を低減するダンパ手段を備えている。例えば当接部と被当接部との拘束位置が最遅角位置と最進角位置との中間に設定された場合、ハウジング部材に対しベーン部材が相対回動し、当接部が被当接部に当接可能な中間位置をベーン部材が通過するとき、被当接部と当接部との拘束を解除する方向に働く作動流体圧力が低下しても当接部が被当接部側に移動する速度を低減するので、当接部が被当接部に当接する前にベーン部材が中間位置を通過する。したがって、ハウジング部材に対しベーン部材が滑らかに相対回動する。
【００１４】
本発明の請求項９記載のバルブタイミング調整装置によると、拘束解除状態から拘束状態に移行するときにダンパ室が開放される。したがって、当接部が被当接部と速やかに当接する。
本発明の請求項１０記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部の被当接部との反当接側空間は、拘束位置近傍において大気開放される。したがって、当接部と被当接部との拘束状態を解除する作動流体が供給されると当接部が被当接部との拘束解除方向に速やかに変位し、拘束状態が速やかに解除される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図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２に示す。第１実施例のバルブタイミング調整装置１は油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミングを制御するものである。
【００１６】
図２に示すハウジング部材の一方の側壁であるタイミングギア１０は、図示しないギア列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と結合して駆動力を伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。従動軸としてのカムシャフト２は、タイミングギア１０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２は、タイミングギア１０に対し所定の位相差をおいて回動可能である。タイミングギア１０およびカムシャフト２は図１に示す矢印Ｘ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。
【００１７】
タイミングギア１０とシューハウジング１２およびベーンロータ１５との間には、薄板状に形成された中間プレート１７が介在している。中間プレート１７はタイミングギア１０とシューハウジング１２およびベーンロータ１５との間からの油漏れを防止している。タイミングギア１０、シューハウジング１２および中間プレート１７は駆動側回転体としてハウジング部材を構成し、ボルト２０により同軸上に固定されている。
【００１８】
シューハウジング１２は周壁１３とハウジング部材の他方の側壁であるフロントプレート１４とからなり一体に形成されている。図４に示すように、シューハウジング１２は周方向にほぼ等間隔に台形状に形成されたシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの周方向の三箇所の間隙にはそれぞれベーン部材としてのベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃを収容する扇状の収容室５０が形成されており、シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内周面は断面円弧状に形成されている。
【００１９】
ベーン部材としてのベーンロータ１５は周方向にほぼ等間隔にベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃを有し、ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃは各収容室５０内に回動可能に収容されている。各ベーンは、各収容室５０を遅角油圧室と進角油圧室とに二分している。図４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１２に対するベーンロータ１５の遅角方向、進角方向を表している。図２に示すように、ベーンロータ１５およびブッシュ２２は、ボルト２１によりカムシャフト２に一体に固定されており、従動側回転体を構成している。カムシャフト２に対するベーンロータ１５の回転方向の位置決めは、ピン２３により行われている
【００２０】
カムシャフト２およびブッシュ２２はそれぞれタイミングギア１０の内周壁１０ａおよびフロントプレート１４の内周壁１４ａ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２およびベーンロータ１５はタイミングギア１０およびシューハウジング１２に対し同軸に相対回動可能である。タイミングギア１０の内周壁１０ａおよびフロントプレート１４の内周壁１４ａは従動側回転体の軸受け部を構成している。
【００２１】
図３に示すように、進角手段としてのスプリング２４はタイミングギア１０に形成された円筒状の凹部１１内に収容されている。スプリング２４の一端２４ａは凹部１１の係止部１１ａに係止され、他端２４ｂは中間プレート１７に形成されている長穴１７ａ内を通りベーンロータ１５の凹部１６に圧入されているスプリング止め２５に係止されている。図４に示すように、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動するときにスプリング２４の他端２４ｂを回動可能にするため長穴１７ａは周方向に延びる円弧状に形成されている。長穴１７ａの周方向長さは、ベーン１５ｂの周方向長さより短い。これは、ベーンロータ１５が相対回動しても、遅角油圧室５２と進角油圧室５５とが長穴１７ａが形成する空間により連通することを防止するためである。また、スプリング２４を収容する凹部１１が形成する空間はスプリング２４の挿入側以外を密封されているので、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の回動に伴い遅角油圧室５２および進角油圧室５５から凹部１１内に作動油が流入し凹部１１内を充填すれば、それ以上作動油は凹部１１内に流入しない。
【００２２】
カムシャフト２が吸気弁を駆動するときに受ける負荷トルクは図５に示すように正・負に変動している。ここで、負荷トルクの正方向はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５の遅角方向を表し、負荷トルクの負方向はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５の進角方向を表している。負荷トルクの平均は正方向、つまり遅角方向に働く。スプリング２４の付勢力はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５を進角側に回転させるトルクとして働く。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角方向のトルクはベーンロータ１５がシューハウジング１２に対し最遅角位置にあるとき最大であり、進角方向に向かうにしたがい小さくなる。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動位置に関わらずカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きく、遅角方向に働く正の負荷トルクの最大値よりも小さくなるように設定されている。
【００２３】
シール部材２６は、図４に示すようにベーンロータ１５の外周壁に嵌合している。ベーンロータ１５の外周壁と周壁１３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２６により防止している。シール部材２６はそれぞれ図２に示す板ばね２７の付勢力により周壁１３に向けて押されている。
【００２４】
図２に示すように、ガイドリング３０は収容孔３８を形成するベーン１５ａの内壁に圧入保持され、このガイドリング３０に円筒状に形成された当接部としてのストッパピストン３１がカムシャフト２の回転軸方向に摺動可能に収容されている。被当接部としての嵌合リング３６はフロントプレート１４に形成された凹部１４ｂに圧入保持されている。ストッパピストン３１は嵌合リング３６に当接し嵌合可能である。ストッパピストン３１および嵌合リング３６の当接側はテーパ状に形成されているので、ストッパピストン３１は嵌合リング３６に滑らかに嵌合する。当接付勢手段としてのスプリング３７は嵌合リング３６側にストッパピストン３１を付勢している。ガイドリング３０およびストッパピストン３１は流体供給手段を構成している。ストッパピストン３１、嵌合リング３６およびスプリング３７は拘束手段を構成している。
【００２５】
図１の（Ａ）に示すように、ストッパピストン３１は、有底の円筒状に形成されており、フロントプレート１４側から、先端部３２、大径摺動部３３、小径摺動部３４を有する。先端部３２の端面の外周側に広角かつ環状のテーパ面３２ａが形成されている。さらに、図１の（Ａ）に示す状態において、油路４４から油圧室４０に作動油が流入できるように先端部３２に溝３２ｂが形成されている。油圧室４０に供給される作動油の圧力は、嵌合リング３６からストッパピストン３１が抜け出す方向に働く。各摺動部はガイドリング３０の内周壁と摺動する。ストッパピストン３１の先端部３２は、図４に示すようにシューハウジング１２に対し最遅角位置と最進角位置のほぼ中間にベーンロータ１５が位置するとき嵌合リング３６に嵌合可能である。ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合した状態においてシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動は拘束されている。
【００２６】
ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合することによりシューハウジング１２とベーンロータ１５との相対回動が拘束される中間位置は、エンジンを確実に始動可能にするように吸気弁のバルブタイミング、つまりクランクシャフトに対するカムシャフト２の位相差を最適に設定する位置である。
【００２７】
嵌合リング３６の内周面３６ａはテーパ状に形成されており、内周面３６ａのストッパピストン３１との当接側はストッパピストン３１に向けさらに拡径するように傾斜している。
シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が中間位置から遅角側または進角側に回転するとストッパピストン３１と嵌合リング３６との周方向位置がずれることにより、ストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合不能になる。
【００２８】
ガイドリング３０にはガイドリング３０を貫通する貫通孔３０ａが形成されている。油路４１は遅角油圧室５１と貫通孔３０ａとを連通し、油路４２は進角油圧室５４と貫通孔３０ａとを連通している。ガイドリング３０の内周壁とストッパピストン３１の小径摺動部３４の外周壁との間に環状の油路４３が形成されている。貫通孔３０ａ、および油路４１、４２、４３は、遅角油圧室５１と進角油圧室５４とを連通する連通路を構成している。
【００２９】
図２に示すように、タイミングギア１０に形成された連通路１０ｂと、中間プレート１７に形成された連通路１７ｂと、ベーン１５ａに形成された連通路４５と収容孔３８とは、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が図４に示す中間位置、つまり拘束位置の近傍にあるとき互いに連通する。連通路１０ｂは大気開放されているので、図４に示す位置にあるとき、収容孔３８は大気開放される。したがって、嵌合リング３６からストッパピストン３１が抜け出る動きが妨げられない。図４に示す中間位置からベーンロータ１５が遅角側または進角側に回転すると、連通路４５と連通路１７ｂとの周方向位置がずれるので収容孔３８と連通路１０ｂとの連通が遮断される。
【００３０】
図４に示すように、シュー１２ａとベーン１５ａとの間に遅角油圧室５１が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｂとの間に遅角油圧室５２が形成され、シュー１２ｃとベーン１５ｃとの間に遅角油圧室５３が形成されている。また、シュー１２ｃとベーン１５ａとの間に進角油圧室５４が形成され、シュー１２ａとベーン１５ｂとの間に進角油圧室５５が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｃの間に進角油圧室５６が形成されている。
【００３１】
遅角油圧室５１、５２、５３はそれぞれ油路６３、６４、６５と連通し、進角油圧室５４、５５、５６はそれぞれ油路７３、７４、７５と連通している。ベーンロータ１５のボス部１５ｄおよびカムシャフト２には、軸方向に油路６０、６１、７０、７１が形成されている。さらに、 ベーンロータ１５のボス部１５ｄには、カムシャフト２との当接部において油路６１と連通している油路６２が設けられており、ブッシュ２２との当接部において油路７０と連通している油路７２が設けられている。油路６２および７２はそれぞれＣ字状に形成されている。
【００３２】
油路６０、６１はカムシャフト２の外周壁に形成された溝通路９０（図２参照）と連通しており、油路７０、７１はカムシャフト２の外周壁に形成された溝通路９１（図２参照）と連通している。図１に示すように、溝通路９０、９１はそれぞれ油路９２、９３を介し切換弁８２と接続している。作動流体供給路としての油供給路９４は油ポンプ８０と接続しており、作動流体排出路としての油排出路９５はドレイン８１に向け開放されている。油ポンプ８０はドレイン８１から汲み上げた作動油を切換弁８２を介し各油圧室に供給する。切換弁８２は周知の４ポート案内弁である。
【００３３】
切換弁８２の弁部材８３は、スプリング８４により一方向に付勢されており、ソレノイド８５への通電を制御することにより往復移動する。ソレノイド８５への通電は、図示しないエンジン制御装置（ＥＣＵ）により制御される。弁部材８３が往復移動することにより、油路９２、９３と作動流体供給路としての油供給路９４、作動流体排出路としての油排出路９５との連通の組み合わせ、および遮断が切り換わる。
以上の油路構成により、油ポンプ８０から遅角油圧室５１、５２、５３あるいは進角油圧室５４、５５、５６、ならびに油圧室４０に作動油を供給可能になるとともに、各油圧室からドレイン８１へ作動油を排出可能になる。
【００３４】
次に、バルブタイミング調整装置１の作動を説明する。
エンジン始動前、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合していると、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相差、つまりクランクシャフトに対するカムシャフト２の位相差がエンジンを始動するために最も好適な位相に保持されているので、エンジンは確実に短時間で始動する。
【００３５】
また、エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しておらず、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置よりも遅角側にある状態でエンジンの始動を開始すると、スプリング２４がベーンロータ１５およびカムシャフト２に加える進角トルクにより、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５は進角側の中間位置に向け相対回転する。エンジン始動開始時のクランキング時において油圧室４０に作動油は導入されていないので、ベーンロータ１５が中間位置に達するとストッパピストン３１はスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に嵌合する。
【００３６】
エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しておらず、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置よりも進角側にある状態でエンジンの始動を開始する場合を考える。スプリング２４がベーンロータ１５およびカムシャフト２に加える進角トルクは負荷トルクの遅角方向に働く最大トルクより小さいので、負荷トルクの変動に伴いシューハウジング１２に対しベーンロータ１５は遅角側に揺動する。エンジン始動開始時のクランキング時において油圧室４０に作動油は導入されていないので、遅角側へ揺動するときベーンロータ１５が中間位置に達すると、ストッパピストン３１はスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に嵌合する。
【００３７】
このように、エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合していなくてもエンジンの始動を開始すると速やかにストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合し、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置に保持されるので、エンジンが確実に短時間で始動する。
【００３８】
エンジン始動開始時、図４に示すように図示しないＥＣＵからの制御信号により切換弁８２の弁部８３ａが選択されるので、油ポンプ８０から油供給路９４、油路９２、９０、油路６０および６１、油路６３、６４、６５を介し遅角油圧室５１、５２、５３に作動油が導入される。遅角油圧室５１に供給された作動油は、油路４１、貫通孔３０ａ、油路４３、貫通孔３０ａ、油路４２、進角油圧室５４、油路４４を通り油圧室４０に供給される。油路４３に供給された作動油の油圧はストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合する方向に働く。遅角油圧室５１、進角油圧室５４および油圧室４０の油圧が充分に上昇する前にストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出すことを防止し、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が揺動することを防止している。
【００３９】
エンジン始動開始後、各遅角油圧室と、遅角油圧室５１から連通路を介し進角油圧室５４とに作動油が充填され油圧室４０の油圧が所定圧に上昇してからストッパピストン３１は嵌合リング３６から抜け出し、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動、つまり位相制御が可能になる。遅角油圧室５１および進角油圧室５４の油圧が充分に上昇していなくても、ベーン１５ａが遅角油圧室５１および進角油圧室５４の作動油に押さえられているので、ベーンロータ１５の揺動が防止される。さらに、遅角油圧室５１および進角油圧室５４にほぼ同時に作動油を供給できるので、ベーンロータ１５がシューハウジング１２を叩き打音を発生することを防止するとともに、速やかにシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相制御を行うことができる。
【００４０】
エンジン始動後作動油の油圧が充分に上昇すると、ＥＣＵからの指示により、弁部材８３の弁部８３ａ、８３ｂ、８３ｃのいずれかが選択される。これにより、各油圧室への作動油の供給および各油圧室からの作動油の排出を制御し、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動を制御できる。
【００４１】
ストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出すと、図１の（Ｂ）に示すように、ストッパピストン３１により環状の油路４３が閉塞されるので、遅角油圧室５１と進角油圧室５４との連通は遮断される。油路４３は密封され、ダンパ手段であるダンパ室として作用する。油路４３は密封されているので、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に向け移動しようとしても、油路４３の働きにより移動速度が低下する。したがって、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動しストッパピストン３１が嵌合リング３６上を通過するときに油圧が低下しストッパピストン３１が嵌合リング３６に向け移動しようとしても、嵌合リング３６に嵌合する前にストッパピストン３１は嵌合リング３６上を通過し、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合することを防止する。
【００４２】
また、先端部３２の端面にテーパ面３２ａが形成されているので、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動するときに図１の（Ｃ）に示すように先端部３２が嵌合リング３６に接触しても、テーパ面３２ａが嵌合リング３６に接触することにより接触の衝撃を低減する。
【００４３】
イグニションキーをオフすること等によりエンジンが停止するまでの間、遅角油圧室５１、５２、５３、または進角油圧室５４、５５、５６に供給される作動油の圧力が低下する。カムシャフト２が受ける負荷トルクの平均は遅角方向に働き、スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクはカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きいので、エンジンが停止するまでの間シューハウジング１２に対しカムシャフト２は進角方向に回転する。
【００４４】
ベーンロータ１５が中間位置より遅角側にある状態でエンジンが停止しようとすると、スプリング２４の付勢力によりベーンロータ１５は進角側に位置する中間位置に向け回転し、中間位置に達するとストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しシューハウジング１２とベーンロータ１５とは拘束状態になる。
【００４５】
また、ベーンロータ１５が中間位置より進角側にある状態でエンジンが停止しようとすると、スプリング２４の付勢力によりベーンロータ１５は進角方向に回転する。しかし、カムシャフト２が遅角方向に受ける最大負荷トルクはスプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクよりも大きいので、エンジンが停止するまでの間、負荷トルクの変動に伴う揺動によりベーンロータ１５は遅角側にも回転する。ベーンロータ１５が遅角側に回転するとき、ストッパピストン３１が中間位置に達すると、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合し、シューハウジング１２とベーンロータ１５は拘束状態になる。
【００４６】
エンジンが停止するとき、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５がどの位置にあろうと中間位置においてストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合する。したがって、停止したエンジンを始動するとき、エンジンを確実に短時間で始動することができる。
【００４７】
第１実施例では吸気弁を駆動するバルブタイミング調整装置について説明したが、第１実施例のバルブタイミング調整装置により排気弁だけ、あるいは吸気弁および排気弁の両方を駆動することも可能である。
第１実施例では、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合可能な中間位置において、スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは、カムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きい。これに対し、中間位置においてスプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクをカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均とほぼ同じにしてもよい。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは遅角側から進角側に向かうにしたがい低下するので、エンジンが停止するときシューハウジング１２に対しベーンロータ１５がどの位置にあっても、ベーンロータ１５は中間位置に向かう。したがって、ストッパピストン３１は確実に嵌合リング３６に嵌合する。
【００４８】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図６に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
流体供給手段としての切換弁１００は、第１実施例に示した切換弁８２の弁部材８３に切換手段としての弁部１０１ａを一体に形成した弁部材１０１を有する。
【００４９】
エンジン始動開始時、図６に示すように、ＥＣＵからの制御信号により弁部材１０１の弁部１０１ａが選択されるので、油ポンプ８０から油路９２を通り遅角油圧室５１、５２、５３に作動油が供給される。そして第１実施例と同様に、遅角油圧室５１に供給された作動油は、連通路を通り進角油圧室５４から油圧室４０に供給される。切換弁１００の弁部１０１ａが選択されているので、進角油圧室５４に供給された作動油はドレイン８１に排出されない。したがって、エンジン始動開始後、油圧室４０の油圧が速やかに上昇しストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出るので、エンジン始動後速やかにシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動制御に移行できる。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例に対し、遅角油圧室５１から進角油圧室５４に作動油を供給する環状の油路４３をもたないバルブタイミング調整装置では、エンジン始動開始時において、遅角油圧室５１に作動油が供給されていない状態で進角油圧室５４に作動油を供給し油圧室４０の油圧によりストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出すと、スプリング２４の付勢力によりシューハウジング１２に対しベーンロータ１５が進角方向に揺動しながら回転し打音が発生する。この打音の発生を防止するため、まず遅角油圧室５１に作動油を供給し、遅角油圧室５１に作動油が充分に充填されてから油路を切換えて進角油圧室５４に作動油を供給し、進角油圧室５４の油圧により嵌合リング３６からストッパピストン３１を抜くことにより、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相制御を行う必要がある。
【００５１】
一方本実施例では、遅角油圧室５１および進角油圧室５４にほぼ同時に作動油を供給し、遅角油圧室５１から油路４３を介し進角油圧室５４に供給された作動油の圧力により嵌合リング３６からストッパピストン３１を抜くので、嵌合リング３６からストッパピストン３１を抜くために油路を切り換える必要がない。したがって、連通路としての油路４３をもたない構成に比べ、エンジン始動開始時において、打音の発生を防止するとともに、速やかにシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相制御を行うことができる。
【００５２】
また上記複数の実施例では、、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が最遅角位置と最進角位置との間の中間位置にあるときストッパピストンがガイドリングに嵌合可能な構成について説明したが、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が最遅角位置または最進角位置にあるときにストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合する構成にしてもよい。
【００５３】
上記複数の実施例では、ストッパピストンが軸方向に移動してガイドリングに嵌合したが、ストッパピストンが径方向に移動しガイドリングに嵌合する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、タイミングギアによりクランクシャフトの回転駆動力をカムシャフトに伝達する構成を採用したが、タイミンプーリまたはチェーンスプロケット等を用いる構成にすることも可能である。また、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力をベーン部材で受け、従動軸としてのカムシャフトとハウジング部材とを一体に回転させ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実施例によるバルブタイミング調整装置を示す図４のＩ−Ｏ−Ｉ線断面図であり、（Ａ）は拘束状態を示し、（Ｂ）および（Ｃ）は拘束解除状態を示している。
【図２】図４のII−Ｏ−II線断面図である。
【図３】図４のII−Ｏ−III 線断面図である。
【図４】第１実施例によるバルブタイミング調整装置を示す横断面図である。
【図５】（Ａ）はカムシャフトとタイミングギアとの回転方向を示す模式図であり、（Ｂ）はカムシャフトが受ける負荷トルクを示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施例によるバルブタイミング調整装置を示す横断面図である。
【符号の説明】
１      バルブタイミング調整装置
２      カムシャフト（従動軸）
１０      タイミングギア（ハウジング部材）
１２      シューハウジング（ハウジング部材）
１２ａ、１２、１２ｃ      シュー
１３      周壁（ハウジング部材）
１４      フロントプレート（ハウジング部材）
１５      ベーンロータ（ベーン部材）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ    ベーン（ベーン部材）
１７      中間プレート（ハウジング部材）
２４      スプリング
３０      ガイドリング（流体供給手段）
３０ａ    貫通孔（連通路）
３１      ストッパピストン（当接部、流体供給手段）
３６      嵌合リング（被当接部）
３７      スプリング（当接付勢手段）
４１、４２                油路（連通路）
４３      油路（連通路、ダンパ室、ダンパ手段）
５０      収容室
５１、５２、５３          遅角油圧室
５４、５５、５６          遅角油圧室
８２、１００              切換弁
９４      油供給路（作動流体供給路）
９５      油排出路（作動流体排出路）
１０１ａ  弁部（切換部、切換手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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