(57)【要約】【課題】ハウジングに対するベーンシャフトの位相を任意の位置でロックすることができ、エンジン始動時におけるベーンとハウジングとの衝突を回避することができ、ベーンの作用角を大きく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。【解決手段】エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジング２０と、ハウジング２０と同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフト３０と、ハウジング２０とベーンシャフト３０の相対回転位相をロック可能なロック機構４０と、を備え、ロック機構４０は、摩擦クラッチ４１と、摩擦クラッチ４１を駆動するアクチュエータ５０と、を備える。【選択図】図１
2017115790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジングと、
前記ハウジングと同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフトと、
前記ハウジングと前記ベーンシャフトの相対回転位相をロック可能なロック機構と、を備え、
前記ロック機構は、摩擦クラッチと、前記摩擦クラッチを駆動するアクチュエータと、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】
エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジングと、
前記ハウジングと同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフトと、
前記ハウジングと前記ベーンシャフトの相対回転位相をロック可能なロック機構と、を備え、
前記ロック機構は、ドグクラッチと、前記ドグクラッチを駆動するアクチュエータと、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３】
前記アクチュエータは、前記ベーンシャフトを駆動する油圧によって駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の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】
本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブタイミング調整装置として、カムスプロケットを備えるハウジングと、ハウジング内に収容され、カムシャフトに接続されるベーンシャフトと、を備え、ハウジング内に形成される複数の収容室に、ベーンシャフトの外周面に形成される複数のベーンがそれぞれ収容され、ベーンにより収容室が仕切られて形成される圧力室に供給される作動油の圧力により、ハウジングとベーンシャフトの相対回転位相を変更するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、上記特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置では、ベーンの１つにストッパピンが軸方向摺動可能に収容されており、このストッパピンをカムスプロケットに係合させることにより、ハウジングとベーンシャフトの位相をロックしている。そして、このバルブタイミング調整装置では、ハウジングに対するベーンシャフトの位相を最進角位置及び最遅角位置の２箇所でロックすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年のバルブタイミング調整装置では、燃費向上のため、ハウジングに対するベーンシャフトの位相を任意の位置でロックすることが求められているが、上記特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置では、ハウジングに対するベーンシャフトの位相を２箇所でしかロックすることができなかった。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置では、ベーンを油圧で駆動するため、エンジン始動時にベーンとハウジングが衝突して損傷が生じる可能性があった。また、ベーンにストッパピンを設けるため、ベーンの作用角を大きくすることが困難であった。なお、電動モータによりハウジングとベーンシャフトの相対回転位相を変更する場合、常に電動モータが回転していなくてはならないため、燃費が悪化する可能性があった。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングに対するベーンシャフトの位相を任意の位置でロックすることができ、エンジン始動時におけるベーンとハウジングとの衝突を回避することができ、ベーンの作用角を大きく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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジングと、ハウジングと同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフトと、ハウジングとベーンシャフトの相対回転位相をロック可能なロック機構と、を備え、ロック機構は、摩擦クラッチと、摩擦クラッチを駆動するアクチュエータと、を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
（２）エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジングと、ハウジングと同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフトと、ハウジングとベーンシャフトの相対回転位相をロック可能なロック機構と、を備え、ロック機構は、ドグクラッチと、ドグクラッチを駆動するアクチュエータと、を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
（３）アクチュエータは、ベーンシャフトを駆動する油圧によって駆動されることを特徴とする（１）又は（２）に記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジングと、ハウジングと同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフトと、ハウジングとベーンシャフトの相対回転位相をロック可能なロック機構と、を備え、ロック機構が、摩擦クラッチと、摩擦クラッチを駆動するアクチュエータと、を備えるため、ハウジングに対するベーンシャフトの位相を任意の位置でロックすることができ、エンジン始動時におけるベーンとハウジングとの衝突を回避することができ、ベーンの作用角を大きくすることができる。
【００１０】
本発明によれば、エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジングと、ハウジングと同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフトと、ハウジングとベーンシャフトの相対回転位相をロック可能なロック機構と、を備え、ロック機構が、ドグクラッチと、ドグクラッチを駆動するアクチュエータと、を備えるため、ハウジングに対するベーンシャフトの位相を任意の位置でロックすることができ、エンジン始動時におけるベーンとハウジングとの衝突を回避することができ、ベーンの作用角を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るバルブタイミング調整装置の第１実施形態を説明する断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係るバルブタイミング調整装置の第２実施形態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るバルブタイミング調整装置の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係るバルブタイミング調整装置の第１実施形態について説明する。
【００１４】
本実施形態のバルブタイミング調整装置１０は、図１に示すように、エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジング２０と、ハウジング２０と同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフト３０と、ハウジング２０とベーンシャフト３０の相対回転位相をロック可能なロック機構４０と、を備える。
【００１５】
ハウジング２０は、図１及び図２に示すように、径方向中心にベーンシャフト３０が挿通される有底円筒状のハウジング本体２１と、径方向中心にベーンシャフト３０が挿通され、ハウジング本体２１の内部空間を閉塞するフタ部２２と、を備える。
【００１６】
ハウジング本体２１の内部には、ハウジング本体２１の内周面から径方向内側に延びる４個の突出部２３が周方向に略等間隔に形成されている。この４個の突出部２３の互いに隣接する突出部２３間には、ベーン収容室２４がそれぞれ形成されている。また、ハウジング本体２１の外周面には、カムスプロケット２１ａが形成されている。
【００１７】
ベーンシャフト３０の外周面には、４枚のベーンプレート３１が周方向に略等間隔に取り付けられている。この４枚のベーンプレート３１は、ハウジング本体２１の４個のベーン収容室２４内にそれぞれ配置され、ベーン収容室２４内を進角油圧室２４ａ及び遅角油圧室２４ｂに分割する。そして、進角油圧室２４ａには不図示の進角油路が接続され、遅角油圧室２４ｂには不図示の遅角油路が接続されている。
【００１８】
そして、進角油圧室２４ａに作動油が供給され、遅角油圧室２４ｂから作動油が排出されることにより、ベーンシャフト３０が進角側に相対回転する。また、遅角油圧室２４ｂに作動油が供給され、進角油圧室２４ａから作動油が排出されることにより、ベーンシャフト３０が遅角側に相対回転する。
【００１９】
ロック機構４０は、図１に示すように、ハウジング２０のハウジング本体２１とベーンシャフト３０の外端部（図１の左端部）との間に配置される摩擦クラッチ４１と、摩擦クラッチ４１を駆動するアクチュエータ５０と、を備える。なお、ベーンシャフト３０の内端部（図１の右端部）には、カムシャフトが接続されている。
【００２０】
摩擦クラッチ４１は、図１に示すように、ハウジング本体２１に取り付けられるクラッチカバー４２と、ベーンシャフト３０の外周面に一体回転可能に取り付けられるクラッチディスク４３と、クラッチカバー４２の内側に取り付けられるプレッシャプレート４４及びダイヤフラムスプリング４５と、ダイヤフラムスプリング４５の径方向中間部を揺動可能に支持する支持部４６と、ベーンシャフト３０の外周面に取り付けられ、ダイヤフラムスプリング４５の内周部と接触するレリーズベアリング４７と、を備える。
【００２１】
レリーズベアリング４７は、ベーンシャフト３０の外周面に軸方向移動可能に設けられる内輪４７ａと、ダイヤフラムスプリング４５の内周部と接触する外輪４７ｂと、内輪４７ａと外輪４７ｂとの間に転動自在に配置される複数の玉４７ｃと、を備える。そして、外輪４７ｂのハウジング２０側の端面にダイヤフラムスプリング４５の内周部が接触する。また、内輪４７ａのハウジング２０から離間する側の端面に後述するアクチュエータ５０のピストン５２が接触する。
【００２２】
アクチュエータ５０は、図１に示すように、油圧シリンダであり、ベーンシャフト３０の外周面に取り付けられるシリンダ５１と、シリンダ５１内に収容され、ベーンシャフト３０の外周面に軸方向移動可能に設けられるピストン５２と、備える。
【００２３】
そして、シリンダ５１には、シャトル弁５３を介して進角油圧室２４ａ及び遅角油圧室２４ｂに作動油を供給する油路が接続されている。このため、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂに作動油を供給することにより、シリンダ５１内に作動油が供給され、ピストン５２がハウジング２０側（図１の右側）に前進する（図１の下半部参照）。また、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂへの作動油の供給を停止すると、ダイヤフラムスプリング４５の付勢力によりピストン５２が後退する（図１の上半部参照）。
【００２４】
このように構成されたバルブタイミング調整装置１０では、ベーンシャフト３０を進角側又は遅角側に相対回転する場合、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂに作動油を供給することにより、アクチュエータ５０のシリンダ５１内に作動油が供給され、ピストン５２がハウジング２０側に前進する。これにより、レリーズベアリング４７がハウジング２０側に移動して、ダイヤフラムスプリング４５の内周部がハウジング２０側に押圧され、ダイヤフラムスプリング４５の外周部によるプレッシャプレート４４への押圧力が解除される。従って、クラッチディスク４３がハウジング２０から離間して、ハウジング２０とベーンシャフト３０の接続が切断されるため、ハウジング２０に対するベーンシャフト３０の位相を変更することが可能となる。
【００２５】
また、ベーンシャフト３０の相対回転を停止させる場合、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂへの作動油の供給を停止することにより、ダイヤフラムスプリング４５の付勢力によりピストン５２が後退する。これにより、ダイヤフラムスプリング４５の外周部がプレッシャプレート４４をハウジング２０側に押圧して、クラッチディスク４３がプレッシャプレート４４とハウジング２０に圧着され、ハウジング２０とベーンシャフト３０が接続される。従って、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂへの作動油の供給を停止した位置でベーンシャフト３０の相対回転が停止されるため、ハウジング２０に対するベーンシャフト３０の位相を任意の位置でロックすることができる。
【００２６】
また、エンジン停止後も、ダイヤフラムスプリング４５の付勢力によりハウジング２０とベーンシャフト３０の接続状態が維持されるため、エンジン始動時におけるベーンプレート３１とハウジング２０との衝突が回避される。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態のバルブタイミング調整装置１０によれば、エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジング２０と、ハウジング２０と同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフト３０と、ハウジング２０とベーンシャフト３０の相対回転位相をロック可能なロック機構４０と、を備え、ロック機構４０が、摩擦クラッチ４１と、摩擦クラッチ４１を駆動するアクチュエータ５０と、を備えるため、ハウジング２０に対するベーンシャフト３０の位相を任意の位置でロックすることができる。
【００２８】
また、本実施形態のバルブタイミング調整装置１０によれば、エンジン停止後も、摩擦クラッチ４１のダイヤフラムスプリング４５の付勢力によりハウジング２０とベーンシャフト３０の接続状態が維持されるため、エンジン始動時におけるベーンプレート３１とハウジング２０との衝突を回避することができる。
【００２９】
また、本実施形態のバルブタイミング調整装置１０によれば、エンジン運転中、油圧や電動モータを使用することなく、ハウジング２０に対するベーンシャフト３０の位相を任意の位置でロックすることができるため、エンジンの補機類駆動損失を低減することができ、エンジンの燃費を向上することができる。
【００３０】
また、本実施形態のバルブタイミング調整装置１０によれば、ベーンにロック機構を設けない構造であるため、ベーンプレート３１の作用角を大きくすることができ、バルブタイミングの調整範囲を広くすることができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、図３を参照して、本発明に係るバルブタイミング調整装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
【００３２】
本実施形態バルブタイミング調整装置１０Ｂでは、図３に示すように、上記第１実施形態のロック機構４０の代わりにロック機構６０が使用されている。
【００３３】
ロック機構６０は、図３に示すように、ハウジング２０のハウジング本体２１とベーンシャフト３０の外端部（図３の左端部）との間に配置されるドグクラッチ６１と、ドグクラッチ６１を駆動するアクチュエータ７０と、を備える。
【００３４】
ドグクラッチ６１は、図３に示すように、ハウジング本体２１の軸方向外側面に形成される雌型スプライン部６２と、ベーンシャフト３０の外周面に軸方向移動可能に設けられ、雌型スプライン部６２と嵌合可能な雄型スプライン部６３と、ベーンシャフト３０の外周面の雄型スプライン部６３よりも外側に設けられる止め輪６４と、雄型スプライン部６３と止め輪６４との間に配置され、雄型スプライン部６３をハウジング２０側に常時付勢するコイルスプリング６５と、を備える。
【００３５】
雌型スプライン部６２は、ハウジング本体２１の軸方向外側面から軸方向外側に向かって突設されており、その内周面に雌スプライン６２ａが形成されている。
【００３６】
雄型スプライン部６３は、ベーンシャフト３０の外周面に設けられる内筒部６３ａと、内筒部６３ａの外径側に同心配置される外筒部６３ｂと、内筒部６３ａと外筒部６３ｂとを連結する円環状の連結板６３ｃと、を有する。そして、外筒部６３ｂの外周面に雌スプライン６２ａとスプライン嵌合する雄スプライン６３ｄが形成されている。
【００３７】
アクチュエータ７０は、図３に示すように、油圧シリンダであり、雄型スプライン部６３の内筒部６３ａ、外筒部６３ｂ、及び連結板６３ｃにより形成される円環状のシリンダ室７１と、外周部がシリンダ室７１内に収容され、内周部がベーンシャフト３０の外周面に取り付けられる円環状のピストン７２と、を備える。
【００３８】
そして、シリンダ室７１には、シャトル弁７３を介して進角油圧室２４ａ及び遅角油圧室２４ｂに作動油を供給する油路が接続されている。このため、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂに作動油を供給することにより、シリンダ室７１内に作動油が供給され、雄型スプライン部６３が雌型スプライン部６２から離間する側（図３の左側）に前進する（図３の下半部参照）。また、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂへの作動油の供給を停止すると、コイルスプリング６５の付勢力により雄型スプライン部６３が後退する（図３の上半部参照）。
【００３９】
このように構成されたバルブタイミング調整装置１０Ｂでは、ベーンシャフト３０を進角側又は遅角側に相対回転する場合、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂに作動油を供給することにより、アクチュエータ７０のシリンダ室７１内に作動油が供給され、雄型スプライン部６３が雌型スプライン部６２から離間する側に前進する。これにより、雄型スプライン部６３が雌型スプライン部６２から抜け出て、ハウジング２０とベーンシャフト３０の接続が切断されるため、ハウジング２０に対するベーンシャフト３０の位相を変更することが可能となる。
【００４０】
また、ベーンシャフト３０の相対回転を停止させる場合、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂへの作動油の供給を停止することにより、コイルスプリング６５の付勢力により雄型スプライン部６３が後退する。これにより、雄型スプライン部６３が雌型スプライン部６２にスプライン嵌合して、ハウジング２０とベーンシャフト３０が接続される。従って、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂへの作動油の供給を停止した位置でベーンシャフト３０の相対回転が停止されるため、ハウジング２０に対するベーンシャフト３０の位相を任意の位置でロックすることができる。
【００４１】
また、エンジン停止後も、コイルスプリング６５の付勢力によりハウジング２０とベーンシャフト３０の接続状態が維持されるため、エンジン始動時におけるベーンプレート３１とハウジング２０との衝突が回避される。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態のバルブタイミング調整装置１０Ｂによれば、エンジンのクランクシャフトと連動して回転するハウジング２０と、ハウジング２０と同心で相対回転可能に設けられ、カムシャフトに接続されるベーンシャフト３０と、ハウジング２０とベーンシャフト３０の相対回転位相をロック可能なロック機構６０と、を備え、ロック機構６０が、ドグクラッチ６１と、ドグクラッチ６１を駆動するアクチュエータ７０と、を備えるため、ハウジング２０に対するベーンシャフト３０の位相を任意の位置でロックすることができる。
【００４３】
また、本実施形態のバルブタイミング調整装置１０Ｂによれば、エンジン停止後も、ドグクラッチ６１のコイルスプリング６５の付勢力によりハウジング２０とベーンシャフト３０の接続状態が維持されるため、エンジン始動時におけるベーンプレート３１とハウジング２０との衝突を回避することができる。
【００４４】
また、本実施形態のバルブタイミング調整装置１０Ｂによれば、ベーンにロック機構を設けない構造であるため、ベーンプレート３１の作用角を大きくすることができ、バルブタイミングの調整範囲を広くすることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。
【００４５】
なお、本発明は上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、進角油圧室２４ａ又は遅角油圧室２４ｂに供給される作動油の油圧を利用して、アクチュエータ５０のピストン５２及び雄型スプライン部６３を駆動しているが、これに限定されず、アクチュエータ５０のピストン５２及び雄型スプライン部６３を駆動する油圧ポンプを独立して設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０    バルブタイミング調整装置
２０    ハウジング
２１    ハウジング本体
２１ａ  カムスプロケット
２２    フタ部
２３    突出部
２４    ベーン収容室
２４ａ  進角油圧室
２４ｂ  遅角油圧室
３０    ベーンシャフト
３１    ベーンプレート
４０    ロック機構
４１    摩擦クラッチ
４２    クラッチカバー
４３    クラッチディスク
４４    プレッシャプレート
４５    ダイヤフラムスプリング
４６    支持部
４７    レリーズベアリング
５０    アクチュエータ
５１    シリンダ
５２    ピストン
１０Ｂ  バルブタイミング調整装置
６０    ロック機構
６１    ドグクラッチ
６２    雌型スプライン部
６３    雄型スプライン部
６４    止め輪
６５    コイルスプリング
７０    アクチュエータ
７１    シリンダ室
７２    ピストン
【図１】
2017115790.tif 000003
【図２】
2017115790.tif 000004
【図３】
2017115790.tif 000005