可変バルブタイミング装置
【課題】可変動弁手段で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー油路に到達することを抑制できる可変バルブタイミング装置を提供すること。
【解決手段】吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置であって、作動油の流出入に応じてクランクシャフトとカムシャフトとの位相差を変更する可変動弁手段２６と、可変動弁手段に流出入する作動油の流量を制御する流量制御手段６０とを接続する作動油の油路６３を備える。カムキャップ４７に形成され、可変動弁手段に接続されたカムキャップ油路６３ｂと、ヘッドカバー４８に形成され、流量制御手段に接続されたヘッドカバー油路６３ａとは、接続部油路６５で接続される。接続部油路は、ヘッドカバー油路に対応する壁部６５ｂ、およびカムキャップ油路に対応する壁部６５ｃと比較して径方向に突出し、かつ、弾性部材で構成され、作動油の油圧によって径方向に変形可能な特定壁部６５ａを有する。
【解決手段】吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置であって、作動油の流出入に応じてクランクシャフトとカムシャフトとの位相差を変更する可変動弁手段２６と、可変動弁手段に流出入する作動油の流量を制御する流量制御手段６０とを接続する作動油の油路６３を備える。カムキャップ４７に形成され、可変動弁手段に接続されたカムキャップ油路６３ｂと、ヘッドカバー４８に形成され、流量制御手段に接続されたヘッドカバー油路６３ａとは、接続部油路６５で接続される。接続部油路は、ヘッドカバー油路に対応する壁部６５ｂ、およびカムキャップ油路に対応する壁部６５ｃと比較して径方向に突出し、かつ、弾性部材で構成され、作動油の油圧によって径方向に変形可能な特定壁部６５ａを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変バルブタイミング装置に関し、特に、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、前記内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置が知られている。可変バルブタイミング装置は、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで上記開閉時期を変更する可変動弁手段を備える。可変動弁手段は、例えば、圧送される作動油の流出入に応じて上記位相差を変更する。可変動弁手段に流出入する作動油の流量は、流量制御手段（例えば、オイルコントロールバルブ）により制御される。
【０００３】
特許文献１には、シリンダヘッドのヘッドカバーにオイルコントロールバルブが設けられた可変バルブタイミング機構が開示されている。上記特許文献１の可変バルブタイミング機構では、ヘッドカバーに設けられたオイル孔と、シリンダヘッドとともにカムシャフトを回転自在に支持するカムキャップに設けられたオイル通路とを介してオイルコントロールバルブと可変バルブタイミング機構（可変動弁手段）とが接続されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように、流量制御手段と可変動弁手段とを接続する油路が、ヘッドカバーに設けられた部分を有している場合、衝撃的な油圧により、ヘッドカバーから騒音が発生する虞がある。例えば、カムシャフトのトルク変動により可変動弁手段が押し戻されることにより、可変動弁手段において油圧の変動（衝撃的な油圧）が発生することがある。その油圧の変動が、上記油路のうちヘッドカバーに設けられた部分に到達すると、ヘッドカバーから騒音となって放出されやすい。
【０００６】
可変動弁手段で発生する油圧の変動が、油路のうちヘッドカバーに設けられた部分に到達することを抑制できることが望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置において、カムシャフトに設けられ、かつ、圧送される作動油の流出入に応じて位相差を変更する可変動弁手段と、可変動弁手段に流出入する作動油の流量を制御する流量制御手段と、流量制御手段と可変動弁手段とを接続する作動油の油路とを備え、カムシャフトは、内燃機関のシリンダヘッドに設けられたカムキャップにより回転可能に支持されており、油路が、カムキャップに形成されたカムキャップ油路と、シリンダヘッドを覆うヘッドカバーに形成されたヘッドカバー油路とを有する場合に、可変動弁手段で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー油路に到達することを抑制できる可変バルブタイミング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の可変バルブタイミング装置は、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、前記内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置であって、前記カムシャフトに設けられ、かつ、圧送される作動油の流出入に応じて前記位相差を変更する可変動弁手段と、前記可変動弁手段に流出入する前記作動油の流量を制御する流量制御手段と、前記流量制御手段と前記可変動弁手段とを接続する前記作動油の油路とを備え、前記カムシャフトは、前記内燃機関のシリンダヘッドに設けられたカムキャップにより回転可能に支持されており、前記油路は、前記カムキャップに形成され、前記可変動弁手段に接続されたカムキャップ油路と、前記シリンダヘッドを覆うヘッドカバーに形成され、前記流量制御手段に接続されたヘッドカバー油路と、前記カムキャップ油路と前記ヘッドカバー油路とを接続する接続部油路とを有し、前記接続部油路は、前記ヘッドカバー油路に対応する壁部および前記カムキャップ油路に対応する壁部と比較して径方向に突出し、かつ、弾性部材で構成され、前記作動油の油圧によって径方向に変形可能な特定壁部を有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の可変バルブタイミング装置において、前記可変動弁手段は、本体と、前記本体に設けられた進角室および遅角室とを有し、前記流量制御手段により前記進角室に前記作動油が供給されることで前記開閉時期を進角させ、前記流量制御手段により前記遅角室に前記作動油が供給されることで前記開閉時期を遅角させるものであって、前記油路は、前記進角室に接続された進角側油路と、前記遅角室に接続された遅角側油路とを有し、前記進角側油路の前記接続部油路と、前記遅角側油路の前記接続部油路とが隣接しており、かつ、共通の前記特定壁部で隔てられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の可変バルブタイミング装置において、前記進角側油路の前記接続部油路、および、前記遅角側油路の前記接続部油路のうち、一方の前記接続部油路は、他方の前記接続部油路の径方向外方の位置に、環状に形成されており、前記一方の前記接続部油路の外径側、および内径側は、それぞれシール部材によりシールされており、前記特定壁部は、前記内径側をシールするシール部材に設けられ、かつ、前記一方の前記接続部油路と、前記他方の前記接続部油路とを隔てていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の可変バルブタイミング装置において、前記特定壁部は、前記カムキャップと前記ヘッドカバーとの間に形成された隙間に配置されており、前記隙間のうち、少なくとも前記特定壁部の配置箇所の領域における前記カムキャップと前記ヘッドカバーとの間隔は、前記特定壁部が径方向に変形可能となる大きさであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、可変バルブタイミング装置は、カムシャフトに設けられた可変動弁手段と、可変動弁手段に流出入する作動油の流量を制御する流量制御手段と、流量制御手段と可変動弁手段とを接続する作動油の油路とを備え、油路は、カムキャップに形成されたカムキャップ油路と、ヘッドカバーに形成されたヘッドカバー油路と、カムキャップ油路とヘッドカバー油路とを接続する接続部油路とを有している。
【００１３】
接続部油路は、ヘッドカバー油路に対応する壁部およびカムキャップ油路に対応する壁部と比較して径方向に突出し、かつ、弾性部材で構成され、作動油の圧力によって径方向に変形可能な特定壁部を有している。可変動弁手段で油圧の変動が生じた場合、特定壁部が径方向に変形することにより、油圧の変動が吸収される。よって、可変動弁手段で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー油路に到達することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の可変バルブタイミング装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１から図３を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、前記内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置に関する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る装置の概略構成図、図２は、本実施形態に係る可変バルブタイミング装置の概略構成を示す拡大図である。
【００１７】
本実施形態の可変バルブタイミング装置（図１および図２の符号１００参照）は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ、図２の符号６０参照）と可変動弁機構（図２の符号２６参照）とを接続する制御油路としての油路６３，６４を備える。油路６３，６４は、ヘッドカバー（図２の符号４８参照）に形成されたヘッドカバー油路６３ａ，６４ａ、および、カムキャップ（図２の符号４７参照）に形成されたカムキャップ油路６３ｂ，６４ｂをそれぞれ有している。
【００１８】
ヘッドカバー油路６３ａとカムキャップ油路６３ｂとの接続部に設けられたシール部材（図３の符号６５参照）には、以下に詳しく説明するように、油圧の衝撃を緩和する構造（油圧変動吸収部６５ａ）が設けられている。これにより、衝撃的油圧を発生する可変動弁機構２６と、音が放出されるヘッドカバー４８との間で油撃を解消することができる。よって、本実施形態によれば、ヘッドカバー４８の放射音が低減され、騒音の防止が可能となる。
【００１９】
本実施形態に係る可変バルブタイミング装置１００（図１参照）は、エンジン（内燃機関）１において、クランクシャフト１４に対する吸気カムシャフト２１または排気カムシャフト２２の回転位相を変更することで、吸気弁１９または排気弁２０の開閉時期（バルブタイミング）を可変とする可変動弁手段としての可変動弁機構２６を備える。エンジン１は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるエンジンであり、シリンダボア１２内に往復運動可能に設けられるピストン１３が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルエンジンであるが、可変バルブタイミング装置１００は、この形式の内燃機関に限らず、種々の内燃機関に適用することができる。
【００２０】
本実施形態に係る可変バルブタイミング装置１００が適用される内燃機関としてのエンジン１は、図１に示すように、シリンダブロック１０上にシリンダヘッド１１が締結されており、シリンダブロック１０に形成された複数のシリンダボア１２にピストン１３がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。シリンダブロック１０の下部にクランクシャフト１４が回転自在に支持されており、各ピストン１３はコネクティングロッド１５を介してこのクランクシャフト１４にそれぞれ連結されている。
【００２１】
燃焼室１６は、シリンダブロック１０におけるシリンダボア１２の壁面とシリンダヘッド１１の下面とピストン１３の頂面により構成されている。この燃焼室１６は、上部（シリンダヘッド１１の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。この燃焼室１６の上部、つまり、シリンダヘッド１１の下面に吸気ポート１７および排気ポート１８が対向して形成されており、この吸気ポート１７および排気ポート１８に対して吸気弁１９および排気弁２０の下端部がそれぞれ位置している。吸気弁１９および排気弁２０は、シリンダヘッド１１に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート１７および排気ポート１８を閉止する方向（図１にて上方）に付勢支持されている。また、シリンダヘッド１１には、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２が回転自在に支持されており、図示しない吸気カムおよび排気カムが吸気弁１９および排気弁２０の上端部にそれぞれ接触している。
【００２２】
また、クランクシャフト１４に固結されたクランクシャフトスプロケット１４ａと、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２にそれぞれ装着された各カムシャフトスプロケット２３，２４とに、無端のタイミングチェーン２５が掛け回されており、クランクシャフト１４と吸気カムシャフト２１、排気カムシャフト２２とが連動可能となっている。
【００２３】
クランクシャフト１４の駆動力がタイミングチェーン２５を介して吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２に伝達されると、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２がクランクシャフト１４と同期して回転する。これにより、吸気カムおよび排気カムが吸気弁１９および排気弁２０をそれぞれ所定のタイミングで上下移動させることで、吸気ポート１７および排気ポート１８を開閉し、吸気ポート１７と燃焼室１６、燃焼室１６と排気ポート１８とをそれぞれ連通することができる。この場合、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２は、クランクシャフト１４が２回転（７２０度）する間にそれぞれ１回転（３６０度）するように設定されている。そのため、エンジン１は、クランクシャフト１４が２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２がそれぞれ１回転することとなる。
【００２４】
また、このエンジン１の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁１９および排気弁２０を最適な開閉タイミング（開閉時期）に制御する吸気可変動弁機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing-intelligent）２６Ａおよび排気可変動弁機構２６Ｂを備える。可変動弁手段としての吸気可変動弁機構２６Ａ、排気可変動弁機構２６Ｂは、後述するＥＣＵ１１０により制御される。吸気可変動弁機構２６Ａ、排気可変動弁機構２６Ｂは、後述する進角室５６（図２参照）および遅角室５７（図２参照）に導入される作動油の油圧に応じてクランクシャフト１４と吸気カムシャフト２１、排気カムシャフト２２との回転位相（位相差）をそれぞれ変更することで吸気弁１９、排気弁２０の開閉時期（バルブタイミング）を可変とするものである。
【００２５】
なお、以下の説明では、吸気可変動弁機構２６Ａと排気可変動弁機構２６Ｂとはほぼ同様な構成であることから、主として排気可変動弁機構２６Ｂを説明し、吸気可変動弁機構２６Ａの説明はできるだけ省略する。また、吸気可変動弁機構２６Ａと排気可変動弁機構２６Ｂとを特に区別する必要がない場合、単に「可変動弁機構２６」と略記する。さらに、以下の説明では特に断りのない限り、排気カムシャフト２２は、単に「カムシャフト２２」と略記し、排気カムシャフトスプロケット２４は、単に「カムシャフトスプロケット２４」と略記する。
【００２６】
この可変動弁機構２６は、カムシャフト２２の軸端部にＶＶＴコントローラ２７が設けられて構成され、作動油の油圧（作動流体）をこのＶＶＴコントローラ２７の後述する進角室５６および遅角室５７に作用させることによりカムシャフトスプロケット２４に対するカムシャフト２２の位相を変更し、排気弁２０の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、可変動弁機構２６は、排気弁２０の作用角（開放期間）を一定としてその開閉時期を進角または遅角させる。カムシャフト２２には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ２８が設けられている。
【００２７】
吸気ポート１７には、吸気マニホールド２９を介してサージタンク３０が連結されている。サージタンク３０には、吸気管３１が連結されており、この吸気管３１の空気取入口にはエアクリーナ３２が取付けられている。そして、このエアクリーナ３２の下流側にスロットル弁３３を有する電子スロットル装置３４が設けられている。また、シリンダヘッド１１には、吸気ポート１７に燃料を噴射するインジェクタ３５が装着されている。このインジェクタ３５は、吸気ポート１７側に位置して上下方向に所定角度傾斜して配置されている。各気筒に装着されるインジェクタ３５には、図示しないが、燃料供給管を介して燃料ポンプおよび燃料タンクが連結されている。更に、シリンダヘッド１１には、燃焼室１６の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ３６が装着されている。
【００２８】
一方、排気ポート１８には、排気マニホールド３７を介して排気管３８が連結されている。排気管３８には、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害物質を浄化処理する三元触媒３９，４０が装着されている。
【００２９】
車両には、マイクロコンピュータを中心として構成されエンジン１の各部を制御可能な電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit、以下、特に断りのない限り「ＥＣＵ１１０」と略記する。）１１０が搭載されている。このＥＣＵ１１０は、インジェクタ３５の燃料噴射タイミングや点火プラグ３６の点火時期などを制御可能となっており、吸入空気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
【００３０】
吸気管３１の上流側にはエアフローセンサ４１が装着され、計測した吸入空気量をＥＣＵ１１０に出力している。また、電子スロットル装置３４にはスロットルポジションセンサ４２が設けられ、現在のスロットル開度をＥＣＵ１１０に出力している。また、シリンダブロック１０には水温センサ４３が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ１１０に出力している。また、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ４４が設けられており、現在のアクセル開度をＥＣＵ１１０に出力している。
【００３１】
排気管３８における三元触媒３９，４０よりも上流側には、Ｏ２（酸素）センサ４５が設けられている。このＯ２センサ４５は、排気空燃比が、理論空燃比を基準にしてリッチ側にある場合とリーン側にある場合とで出力が急変する出力特性を有する酸素センサである。Ｏ２センサ４５は、燃焼室１６から排気管３８に排出された排気ガスのストイキ空燃比を検出し、ストイキ検出信号をＥＣＵ１１０に出力している。ＥＣＵ１１０は、このＯ２センサ４５が検出したストイキ検出信号に基づいて空燃比フィードバック制御を実行している。
【００３２】
クランクシャフト１４にはクランク角センサ４６が設けられている。クランク角センサ４６は、検出したクランク角度をＥＣＵ１１０に出力する。ＥＣＵ１１０は、クランク角度に基づいてエンジン回転数を算出すると共に、各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別する。なお、ここで、エンジン回転数は、クランクシャフト１４の回転速度に対応し、このクランクシャフト１４の回転速度が高くなれば、クランクシャフト１４の回転数、すなわち、エンジン１のエンジン回転数も高くなる。
【００３３】
ＥＣＵ１１０は、検出した吸入空気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量（燃料噴射期間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ３５および点火プラグ３６を駆動して燃料噴射および点火を実行する。
【００３４】
また、ＥＣＵ１１０は、エンジン運転状態に基づいて可変動弁機構２６を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、ＥＣＵ１１０は、可変動弁機構２６を制御して排気弁２０の開放時期と吸気弁１９の開放時期とのオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート１７または燃焼室１６に吹き返す量を少なくし、燃焼安定および燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、ＥＣＵ１１０は、可変動弁機構２６によりこのオーバーラップを大きくすることで、内部ＥＧＲ率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、ＥＣＵ１１０は、可変動弁機構２６により吸気弁１９の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート１７に吹き返す量を少なくして体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、ＥＣＵ１１０は、可変動弁機構２６により吸気弁１９の閉止時期を回転数に合わせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとして体積効率を向上させる。
【００３５】
次に、図２を参照して、可変バルブタイミング装置１００について説明する。図２は、可変バルブタイミング装置１００の概略構成を示す拡大図である。
【００３６】
図２に示すように、カムシャフト２２は、シリンダヘッド１１と、シリンダヘッド１１の上部に設けられたカムキャップ４７とにより回転可能に支持されている。カムシャフト２２の端部には、ロータ５１が締結されている。ロータ５１は、カムシャフト２２と一体に回転する。ロータ５１の径方向外方には、ハウジング部としてのリングカバー（本体）５３がロータ５１と相対回転可能に配置されている。リングカバー５３は、ロータ５１の外周部を囲うように設けられている。カムシャフトスプロケット２４は、リングカバー５３と連結されており、リングカバー５３は、カムシャフトスプロケット２４と一体に回転する。
【００３７】
従って、カムシャフト２２とロータ５１とは、カムシャフト２２の軸線を中心に一体回転可能となっており、ロータ５１に対して、リングカバー５３とカムシャフトスプロケット２４は、カムシャフト２２の軸線を中心に相対回転可能となっている。
【００３８】
リングカバー５３の内周面には、径方向内方へ向けて突出する張出部５３ａが形成されている。張出部５３ａは、リングカバー５３の周方向において所定間隔ごとに形成されている。リングカバー５３の周方向における各張出部５３ａの間には、それぞれ溝部５３ｂが形成されている。
【００３９】
ロータ５１の外周面には、溝部５３ｂに挿入されるように、径方向外方に向けて突出するベーン部としてのベーン部材５１ａが形成されている。各溝部５３ｂに対してそれぞれベーン部材５１ａが一つずつ形成されている。溝部５３ｂは、ベーン部材５１ａにより進角室５６と遅角室５７とに区画されている。すなわち、進角室５６および遅角室５７は、リングカバー５３とベーン部材５１ａとにより区画されている。進角室５６および遅角室５７は、ベーン部材５１ａをロータ５１の周方向両側から挟むように位置している。
【００４０】
シリンダヘッド１１を覆うヘッドカバー４８には、流量制御手段としてのオイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」とする）６０が設けられている。ＯＣＶ６０には、進角室連通ポート６１、遅角室連通ポート６２、および、図示しない排出ポートがそれぞれ設けられている。ＯＣＶ６０は、公知のスプール式の流量制御弁として構成されている。ＯＣＶ６０は、図示しないオイルポンプ、および、可変動弁機構２６とそれぞれ接続されており、可変動弁機構２６に流出入する作動油の流量を制御する。
【００４１】
ＯＣＶ６０の進角室連通ポート６１は、進角側油路６３を介して可変動弁機構２６と接続されている。進角側油路６３を介して可変動弁機構２６に供給された作動油は、進角室供給油路５８を経て進角室５６に流入する。一方、ＯＣＶ６０の遅角室連通ポート６２は、遅角側油路６４を介して可変動弁機構２６と接続されている。遅角側油路６４を介して可変動弁機構２６に供給された作動油は、遅角室供給油路５９を経て遅角室５７に流入する。
【００４２】
進角側油路６３は、ヘッドカバー４８に形成された進角側ヘッドカバー油路６３ａと、カムキャップ４７に形成された進角側カムキャップ油路６３ｂを有する。また、遅角側油路６４は、ヘッドカバー４８に形成された遅角側ヘッドカバー油路６４ａと、カムキャップ４７に形成された遅角側カムキャップ油路６４ｂを有する。すなわち、ＯＣＶ６０から進角室５６へは、進角室連通ポート６１、進角側ヘッドカバー油路６３ａ、進角側カムキャップ油路６３ｂ、および、進角室供給油路５８を通って作動油が供給される。ＯＣＶ６０から遅角室５７へは、遅角室連通ポート６２、遅角側ヘッドカバー油路６４ａ、遅角側カムキャップ油路６４ｂ、および、遅角室供給油路５９を通って作動油が供給される。
【００４３】
ＯＣＶ６０は、進角室５６に作動油を供給し、遅角室５７から作動油を排出させる状態、遅角室５７に作動油を供給し、進角室５６から作動油を排出させる状態、および、進角室５６および遅角室５７のいずれにも作動油を流出入させない状態（保持状態）のいずれかの状態に選択的に切り替え可能である。ＯＣＶ６０は、ＥＣＵ１１０から出力される制御指令値に応じて、内部のスプール弁子の位置を電磁ソレノイドにより制御し、上記３つの状態の切替を行う。
【００４４】
例えば、排気弁２０の開閉時期を進角させる場合には、進角室連通ポート６１を開き、進角室５６に作動油を供給する。これにより、進角室５６が遅角室５７と比較して高圧となる。その差圧に応じてベーン部材５１ａがリングカバー５３に対して相対回転することにより、ロータ５１も相対回動する。これに伴い、遅角室５７の作動油が、遅角側油路６４、および遅角室連通ポート６２を経てＯＣＶ６０の排出ポートから排出される。これにより、カムシャフトスプロケット２４、言い換えれば、クランクシャフト１４に対するカムシャフト２２の回転位相が変更される。この結果、クランクシャフト１４に対するカムシャフト２２の回転位相が進角側に変更され、排気弁２０の開閉時期を変更することができる。
【００４５】
ここで、本実施形態のように、ヘッドカバー４８にヘッドカバー油路６３ａ，６４ａが設けられている場合、衝撃的な油圧により、ヘッドカバー４８から騒音が発生する虞がある。例えば、カムシャフト２２に伝達されるトルクの変動によりリングカバー５３等が押し戻されることにより、可変動弁機構２６において油圧の変動（例えば、衝撃的な油圧）が発生することがある。その油圧の変動が、ヘッドカバー油路６３ａ，６４ａに到達すると、大きな面を有するヘッドカバー４８から騒音が発生する虞がある。
【００４６】
本実施形態では、以下に図３を参照して説明するように、ヘッドカバー油路６３ａ，６４ａとカムキャップ油路６３ｂ，６４ｂとの間に、油圧の変動を吸収する接続部油路が設けられている。接続部油路において油圧の変動（衝撃的油圧）が吸収されることにより、可変動弁機構２６で発生した油圧の変動がヘッドカバー油路６３ａ，６４ａに到達することが抑制される。以下では、進角側油路６３の構成について説明するが、遅角側油路６４についても進角側油路６３と同様の構成であることができる。
【００４７】
図３は、進角側ヘッドカバー油路６３ａと進角側カムキャップ油路６３ｂとの接続部を示す図である。図３に示すように、ヘッドカバー４８の下面（カムキャップ４７と対向する面）４８ａと、カムキャップ４７の上面（ヘッドカバー４８と対向する面）４７ａとの間には、隙間部７０が設けられている。符号Ｌは、ヘッドカバー４８の下面４８ａとカムキャップ４７の上面４７ａとの間の間隔、言い換えると、隙間部７０における進角側油路６３の潤滑油の流れ方向の幅（以下、単に「隙間部７０の幅Ｌ」とする）を示す。
【００４８】
進角側ヘッドカバー油路６３ａと進角側カムキャップ油路６３ｂとは、接続部油路としてのシール部材６５で接続されている。シール部材６５は、油シール性、油圧吸収性を有する材質で構成されている。シール部材６５は、弾性を有する弾性部材、例えば、伸縮性のあるゴム材や樹脂等で構成されている。進角側ヘッドカバー油路６３ａにおけるカムキャップ４７側の端部には、径が拡大された大径部６３ｃが形成されている。進角側カムキャップ油路６３ｂにおけるヘッドカバー４８側の端部には、径が拡大された大径部６３ｄが形成されている。大径部６３ｃと大径部６３ｄとは、同じ径である。シール部材６５は、略円筒形状をなしており、軸方向の一端部６５ｂが大径部６３ｃに、他端部６５ｃが大径部６３ｄにそれぞれ挿入されている。
【００４９】
シール部材６５の軸方向の中央部には、シール部材６５の他の部分（端部６５ｂ，６５ｃ）と比較して径が大きい油圧変動吸収部（特定壁部）６５ａが形成されている。油圧変動吸収部６５ａは、シール部材６５の径方向外方に向けて突出している。言い換えると、油圧変動吸収部６５ａは、隙間部７０へ向けて径方向に突出している。すなわち、接続部油路としてのシール部材６５は、進角側ヘッドカバー油路６３ａに対応する（挿入された）壁部としての一端部６５ｂ、および、進角側カムキャップ油路６３ｂに対応する（挿入された）壁部としての他端部６５ｃと比較して径方向に突出する特定壁部としての油圧変動吸収部６５ａを有する。
【００５０】
ＯＣＶ６０の進角室連通ポート６１が開かれて進角側油路６３に作動油が供給される場合など、進角側油路６３に油圧Ｐが作用すると、シール部材６５の端部（シール部）６５ｂ，６５ｃが大径部６３ｃ，６３ｄにそれぞれ密着し、進角側油路６３と隙間部７０との間がシールされる。シール部材６５の端部６５ｂ，６５ｃは、油圧による脱落がないようにゴム硬度が高くされており、大径部６３ｃ，６３ｄに保持される。
【００５１】
油圧Ｐが増加する場合、油圧変動吸収部６５ａは、油圧Ｐの増加に伴って膨張する。言い換えると、油圧変動吸収部６５ａは、油圧Ｐの増加により隙間部７０へ向けて径方向に拡大する。また、油圧変動吸収部６５ａと、ヘッドカバー４８の下面４８ａやカムキャップ４７の上面４７ａとの間に隙間が存在する場合には、油圧Ｐの増加により、油圧変動吸収部６５ａが軸方向に拡大する。このように、油圧Ｐの増加に伴って油圧変動吸収部６５ａが膨張することにより、可変動弁機構２６の進角室５６で油圧の変動が生じた場合に、その油圧の変動が油圧変動吸収部６５ａで吸収される。すなわち、油圧変動吸収部６５ａは、油圧の変動を吸収するアキュムレータとして機能する。
【００５２】
油圧変動吸収部６５ａの硬度は、可変動弁機構２６の作動に影響しない適度な硬度に設定される。油圧変動吸収部６５ａの硬度は、例えば、通常の供給油圧では実質的に変形せず、衝撃的な油圧Ｐの変動が発生して油圧Ｐが所定以上に高圧となった場合に、油圧変動吸収部６５ａが変形して油圧Ｐの変動を吸収するように設定されることができる。
【００５３】
隙間部７０の幅Ｌは、油圧変動吸収部６５ａが径方向に変形可能となる大きさに設定されている。言い換えると、隙間部７０の幅Ｌは、油圧Ｐの変動を吸収可能な程度に油圧変動吸収部６５ａが径方向に膨張することができる大きさに設定されている。なお、隙間部７０の全領域において幅Ｌが上記径方向に変形可能となる大きさに設定される必要はなく、隙間部７０のうち、少なくとも油圧変動吸収部６５ａの配置箇所の領域における隙間部７０の幅Ｌが、上記径方向に変形可能となる大きさに設定されていればよい。
【００５４】
従来、シリンダヘッド１１に設けられた動弁系の振動をヘッドカバー４８に伝達させないため、および、寸法誤差を吸収するために、カムキャップ４７とヘッドカバー４８との間には隙間部７０が設けられている。一般的に、隙間部７０の幅Ｌはできる限り小さく設定される。これに対して、本実施形態では、油圧変動吸収部６５ａが径方向に変形可能となる程度に隙間部７０の幅Ｌを大きな値に設定している。シール機能および油圧の衝撃を吸収する機能を有するシール部材６５で進角側ヘッドカバー油路６３ａと進角側カムキャップ油路６３ｂとをつなげることで、油路の長さ・ボリュームを増加させることなく衝撃的な油圧を低減させることができる。進角側油路６３の長さ・ボリュームは増加しないため、可変動弁機構２６の作動性が低下することがない。また、加工誤差吸収の必要からヘッドカバー４８とカムキャップ４７との間に設けられる隙間を利用して油圧変動吸収部６５ａが設置されることで、省スペースで油圧変動を吸収する機構が構成可能となる。
【００５５】
本実施形態では、油圧変動吸収部６５ａが進角側ヘッドカバー油路６３ａよりも可変動弁機構２６側に設けられている。よって、可変動弁機構２６で発生した油圧の変動がヘッドカバー４８に到達する前に吸収されるため、騒音抑制の効果が大きい。
【００５６】
また、油圧変動吸収部６５ａは、進角側カムキャップ油路６３ｂと比較して、大径である。このように、油圧変動吸収部６５ａにおいて進角側油路６３の径が拡大されていることで、可変動弁機構２６で生じた油圧の変動が油圧変動吸収部６５ａで効果的に減衰される。よって、本実施形態によれば、可変動弁機構２６で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー４８に設けられた進角側ヘッドカバー油路６３ａに到達することを抑制することができる。これにより、油圧の変動（油撃）が進角側ヘッドカバー油路６３ａに到達することに起因してヘッドカバー４８で発生する騒音を抑制することができる。
【００５７】
なお、油圧変動吸収部６５ａの径および形状は、本実施形態に示すものには限定されない。油圧変動吸収部６５ａは、油圧Ｐの変動に応じて径方向に変形可能となっていればよい。油圧変動吸収部６５ａの形状について、本実施形態では、径方向外方に拡大するバルーン構造とされていたが、油圧変動吸収部６５ａの形状はこれには限定されない。例えば、油圧変動吸収部６５ａは、蛇腹構造とされてもよい。また、油圧変動吸収部６５ａの径は、シール部材６５の他の部分と比較して大径でなくともよい。例えば、油圧変動吸収部６５ａを含めて、シール部材６５の径が一定とされてもよい。
【００５８】
（第２実施形態）
図４を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００５９】
上記第１実施形態では、進角側油路６３の油圧変動吸収部と遅角側油路６４の油圧変動吸収部とは互いに独立していた。これに代えて、本実施形態では、進角側油路（図４の符号１６３参照）と遅角側油路（図４の符号１６４参照）とが隣接しており、かつ、内径側シール部材（図４の符号１６５）の油圧変動吸収部１６５ａで隔てられている。これにより、上記第１実施形態の作用に加えて、オイルダンパー作用により油圧変動が吸収される。
【００６０】
図４は、本実施形態のヘッドカバー油路とカムキャップ油路との接続部を示す図である。
【００６１】
本実施形態では、ＯＣＶ６０と可変動弁機構２６とを接続する油路１６３，１６４は、ヘッドカバー４８とカムキャップ４７との境界部において、遅角側油路１６４が径方向の内方、進角側油路１６３が径方向の外方に配置された二重管構造とされている。進角側油路１６３と遅角側油路１６４とは、内径側シール部材１６５によって仕切られている。内径側シール部材１６５は、弾性部材で構成されており、進角側油路１６３と遅角側油路１６４との差圧によって径方向に変形可能となっている。言い換えると、進角側油路１６３と遅角側油路１６４とは、作動油の圧力によって径方向に変形可能な特定壁部としての内径側シール部材１６５を共有している。
【００６２】
進角側油路１６３において、進角側ヘッドカバー油路１６３ａと進角側カムキャップ油路１６３ｂとは、進角側接続部油路１６６により接続されている。進角側接続部油路１６６は、ヘッドカバー４８に形成されたヘッドカバー側環状油路１６６ａと、カムキャップ４７に形成されたカムキャップ側環状油路１６６ｃと、ヘッドカバー側環状油路１６６ａとカムキャップ側環状油路１６６ｃとを接続する二つのシール部材１６５，１６７で構成されている。
【００６３】
ヘッドカバー側環状油路１６６ａは、遅角側ヘッドカバー油路１６４ａの径方向外方の位置に環状に形成されている。ヘッドカバー側環状油路１６６ａは、カムキャップ４７に向けて開口している。ヘッドカバー側環状油路１６６ａは、進角側ヘッドカバー油路１６３ａと接続されている。ヘッドカバー側環状油路１６６ａにおけるカムキャップ４７側の端部には、拡幅部１６６ｂが形成されている。拡幅部１６６ｂは、ヘッドカバー側環状油路１６６ａの他の部分と比較して径方向の内方および外方に向けてそれぞれ拡幅されている。
【００６４】
カムキャップ側環状油路１６６ｃは、遅角側カムキャップ油路１６４ｂの径方向外方の位置に環状に形成されている。カムキャップ側環状油路１６６ｃは、ヘッドカバー４８に向けて開口している。カムキャップ側環状油路１６６ｃは、進角側カムキャップ油路１６３ｂと接続されている。カムキャップ側環状油路１６６ｃにおけるヘッドカバー４８側の端部には、拡幅部１６６ｄが形成されている。拡幅部１６６ｄは、カムキャップ側環状油路１６６ｃの他の部分と比較して径方向の内方および外方に向けてそれぞれ拡幅されている。
【００６５】
ヘッドカバー側環状油路１６６ａの拡幅部１６６ｂ、カムキャップ側環状油路１６６ｃの拡幅部１６６ｄには、内径側シール部材１６５および外径側シール部材１６７がそれぞれ挿入されている。内径側シール部材１６５は、略円筒形状をなしており、軸方向の一端部１６５ｂがヘッドカバー側環状油路１６６ａの拡幅部１６６ｂに、他端部１６５ｃがカムキャップ側環状油路１６６ｃの拡幅部１６６ｄにそれぞれ挿入されている。内径側シール部材１６５は、拡幅部１６６ｂ，１６６ｄの内径側の壁面に沿っている。内径側シール部材１６５の軸方向の中央部には、内径側シール部材１６５の他の部分と比較して径が小さい油圧変動吸収部１６５ａが形成されている。油圧変動吸収部１６５ａは、内径側シール部材１６５の径方向内方に向けて突出している。言い換えると、油圧変動吸収部１６５ａは、遅角側油路１６４へ向けて径方向に突出している。内径側シール部材１６５は、進角側油路１６３と遅角側油路１６４との間をシールしている。本実施形態では、共通の特定壁部としての油圧変動吸収部１６５ａが、進角側油路１６３の接続部油路と、遅角側油路１６４の接続部油路とを隔てている。
【００６６】
外径側シール部材１６７は、略円筒形状をなしており、軸方向の一端部１６７ｂがヘッドカバー側環状油路１６６ａの拡幅部１６６ｂに、他端部１６７ｃがカムキャップ側環状油路１６６ｃの拡幅部１６６ｄにそれぞれ挿入されている。外径側シール部材１６７は、拡幅部１６６ｂ，１６６ｄの外径側の壁面に沿っている。外径側シール部材１６７は、ヘッドカバー４８とカムキャップ４７との間に設けられた隙間部７０と、進角側油路１６３との間をシールしている。
【００６７】
進角側油路１６３の油圧Ｐ１が増加した場合、油圧変動吸収部１６５ａは、膨張する。言い換えると、油圧変動吸収部１６５ａは、油圧Ｐ１の増加により遅角側油路１６４へ向けて径方向に変形する。一方、油圧Ｐ１が減少した場合、油圧変動吸収部１６５ａは、収縮することができる。油圧Ｐ１の増加に伴って油圧変動吸収部１６５ａが膨張することにより、可変動弁機構２６の進角室５６で油圧の変動が生じた場合に、その油圧の変動が油圧変動吸収部１６５ａで吸収される。すなわち、油圧変動吸収部１６５ａは、進角側油路１６３の油圧の変動を吸収するアキュムレータとして機能する。
【００６８】
さらに、進角側油路１６３と遅角側油路１６４とが油圧変動吸収部１６５ａにより隔てられているため、進角側油路１６３の油圧Ｐ１の変動に対して、油圧変動吸収部１６５ａは、遅角側油路１６４の作動油と共にオイルダンパーとして機能する。例えば、進角時に、進角側油路１６３の油圧Ｐ１の変動（例えば、衝撃的油圧）が発生した場合、油圧Ｐ１の変動は、低圧側の遅角側油路１６４に逃がされる。これにより、進角側油路１６３の油圧Ｐ１の変動により油圧変動吸収部１６５ａが膨張あるいは収縮する場合に、オイルダンパー機能により油圧Ｐ１の変動が減衰される。このように、本実施形態では、油圧変動吸収部１６５ａの容積変化、および、遅角側油路１６４の作動油におけるオイルダンパーとしての作用により、進角側油路１６３の油圧Ｐ１の変動を効果的に吸収することができる。
【００６９】
また、遅角側油路１６４の油圧Ｐ２が増加した場合、油圧変動吸収部１６５ａは、収縮する。言い換えると、遅角側油路１６４の油圧Ｐ２が増加した場合、油圧変動吸収部１６５ａは、径方向の外方に向けて変形する。油圧Ｐ２の増加に伴って油圧変動吸収部１６５ａが収縮することにより、可変動弁機構２６の遅角室５７で油圧の変動が生じた場合に、その油圧の変動が油圧変動吸収部１６５ａで吸収される。さらに、遅角側油路１６４の油圧Ｐ２の変動に対して、油圧変動吸収部１６５ａは、進角側油路１６３の作動油と共にオイルダンパーとして機能する。よって、遅角室５７で油圧の変動が生じた場合に、オイルダンパー機能により油圧Ｐ２の変動が減衰される。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば、油圧変動吸収部１６５ａの容積変化、および、オイルダンパー作用により、可変動弁機構２６で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー油路１６３ａ，１６４ａに到達することを抑制することができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、可変動弁機構２６のロータ５１（図２参照）のばたつきを抑制することができる。例えば、進角室５６において油圧の変動（衝撃的油圧）が発生した場合、図４の油圧変動吸収部１６５ａにおいて、進角側油路１６３と遅角側油路１６４の油圧差を利用して進角側油路１６３の衝撃が遅角側油路１６４に吸収される。言い換えると、進角室５６と遅角室５７との間の差圧の変動が低減される。このため、進角室５６において油圧の変動が生じたとしても、進角室５６と遅角室５７との間の差圧が大きく変動することが抑制される。よって、ロータ５１の回転方向のばたつきの発生が抑制される。これにより、ロータ５１の位相の制御性、すなわち、クランクシャフト１４に対するカムシャフト２２の回転位相の制御性を向上させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、進角側油路１６３が径方向の外方、遅角側油路１６４が径方向の内方に配置されたが、進角側油路１６３と遅角側油路１６４との位置関係は、これには限定されない。例えば、遅角側油路１６４が進角側油路１６３の径方向外方に配置されてもよい。さらに、進角側油路１６３と遅角側油路１６４とが二重管構造とされていなくとも、接続部油路において、進角側油路１６３と遅角側油路１６４とがシール部材により隔てられている構成であればよい。
【００７３】
本実施形態では、外径側シール部材１６７は、径が一定であったが、これに代えて、外径側シール部材１６７が、上記第１実施形態のシール部材６５と同様に径方向外方に突出する油圧変動吸収部６５ａを有するものとされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の可変バルブタイミング装置の第１実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図２】本発明の可変バルブタイミング装置の第１実施形態の概略構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の可変バルブタイミング装置の第１実施形態の進角側ヘッドカバー油路と進角側カムキャップ油路との接続部を示す図である。
【図４】本発明の可変バルブタイミング装置の第２実施形態のヘッドカバー油路とカムキャップ油路との接続部を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ エンジン（内燃機関）
１１ シリンダヘッド
１７ 吸気ポート
１８ 排気ポート
１９ 吸気弁
２０ 排気弁
２１ 吸気カムシャフト（カムシャフト）
２２ 排気カムシャフト（カムシャフト）
２３ 吸気カムシャフトスプロケット（カムシャフトスプロケット）
２４ 排気カムシャフトスプロケット（カムシャフトスプロケット）
２６ 可変動弁機構
２６Ａ 吸気可変動弁機構
２６Ｂ 排気可変動弁機構
２７ ＶＶＴコントローラ
２８ カムポジションセンサ
４６ クランク角センサ
４７ カムキャップ
４８ ヘッドカバー
５１ ロータ
５３ リングカバー
５６ 進角室
５７ 遅角室
６０ ＯＣＶ
６１ 進角室連通ポート
６２ 遅角室連通ポート
６３ 進角側油路
６３ａ 進角側ヘッドカバー油路
６３ｂ 進角側カムキャップ油路
６４ 遅角側油路
６４ａ 遅角側ヘッドカバー油路
６４ｂ 遅角側カムキャップ油路
６５ シール部材
６５ａ 油圧変動吸収部
７０ 隙間部
１００ 可変バルブタイミング装置
１６３ 進角側油路
１６４ 遅角側油路
１６５ 内径側シール部材
１６６ 進角側接続部油路
１６６ａ ヘッドカバー側環状油路
１６６ｃ カムキャップ側環状油路
１６７ 外径側シール部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変バルブタイミング装置に関し、特に、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、前記内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置が知られている。可変バルブタイミング装置は、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで上記開閉時期を変更する可変動弁手段を備える。可変動弁手段は、例えば、圧送される作動油の流出入に応じて上記位相差を変更する。可変動弁手段に流出入する作動油の流量は、流量制御手段（例えば、オイルコントロールバルブ）により制御される。
【０００３】
特許文献１には、シリンダヘッドのヘッドカバーにオイルコントロールバルブが設けられた可変バルブタイミング機構が開示されている。上記特許文献１の可変バルブタイミング機構では、ヘッドカバーに設けられたオイル孔と、シリンダヘッドとともにカムシャフトを回転自在に支持するカムキャップに設けられたオイル通路とを介してオイルコントロールバルブと可変バルブタイミング機構（可変動弁手段）とが接続されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように、流量制御手段と可変動弁手段とを接続する油路が、ヘッドカバーに設けられた部分を有している場合、衝撃的な油圧により、ヘッドカバーから騒音が発生する虞がある。例えば、カムシャフトのトルク変動により可変動弁手段が押し戻されることにより、可変動弁手段において油圧の変動（衝撃的な油圧）が発生することがある。その油圧の変動が、上記油路のうちヘッドカバーに設けられた部分に到達すると、ヘッドカバーから騒音となって放出されやすい。
【０００６】
可変動弁手段で発生する油圧の変動が、油路のうちヘッドカバーに設けられた部分に到達することを抑制できることが望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置において、カムシャフトに設けられ、かつ、圧送される作動油の流出入に応じて位相差を変更する可変動弁手段と、可変動弁手段に流出入する作動油の流量を制御する流量制御手段と、流量制御手段と可変動弁手段とを接続する作動油の油路とを備え、カムシャフトは、内燃機関のシリンダヘッドに設けられたカムキャップにより回転可能に支持されており、油路が、カムキャップに形成されたカムキャップ油路と、シリンダヘッドを覆うヘッドカバーに形成されたヘッドカバー油路とを有する場合に、可変動弁手段で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー油路に到達することを抑制できる可変バルブタイミング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の可変バルブタイミング装置は、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、前記内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置であって、前記カムシャフトに設けられ、かつ、圧送される作動油の流出入に応じて前記位相差を変更する可変動弁手段と、前記可変動弁手段に流出入する前記作動油の流量を制御する流量制御手段と、前記流量制御手段と前記可変動弁手段とを接続する前記作動油の油路とを備え、前記カムシャフトは、前記内燃機関のシリンダヘッドに設けられたカムキャップにより回転可能に支持されており、前記油路は、前記カムキャップに形成され、前記可変動弁手段に接続されたカムキャップ油路と、前記シリンダヘッドを覆うヘッドカバーに形成され、前記流量制御手段に接続されたヘッドカバー油路と、前記カムキャップ油路と前記ヘッドカバー油路とを接続する接続部油路とを有し、前記接続部油路は、前記ヘッドカバー油路に対応する壁部および前記カムキャップ油路に対応する壁部と比較して径方向に突出し、かつ、弾性部材で構成され、前記作動油の油圧によって径方向に変形可能な特定壁部を有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の可変バルブタイミング装置において、前記可変動弁手段は、本体と、前記本体に設けられた進角室および遅角室とを有し、前記流量制御手段により前記進角室に前記作動油が供給されることで前記開閉時期を進角させ、前記流量制御手段により前記遅角室に前記作動油が供給されることで前記開閉時期を遅角させるものであって、前記油路は、前記進角室に接続された進角側油路と、前記遅角室に接続された遅角側油路とを有し、前記進角側油路の前記接続部油路と、前記遅角側油路の前記接続部油路とが隣接しており、かつ、共通の前記特定壁部で隔てられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の可変バルブタイミング装置において、前記進角側油路の前記接続部油路、および、前記遅角側油路の前記接続部油路のうち、一方の前記接続部油路は、他方の前記接続部油路の径方向外方の位置に、環状に形成されており、前記一方の前記接続部油路の外径側、および内径側は、それぞれシール部材によりシールされており、前記特定壁部は、前記内径側をシールするシール部材に設けられ、かつ、前記一方の前記接続部油路と、前記他方の前記接続部油路とを隔てていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の可変バルブタイミング装置において、前記特定壁部は、前記カムキャップと前記ヘッドカバーとの間に形成された隙間に配置されており、前記隙間のうち、少なくとも前記特定壁部の配置箇所の領域における前記カムキャップと前記ヘッドカバーとの間隔は、前記特定壁部が径方向に変形可能となる大きさであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、可変バルブタイミング装置は、カムシャフトに設けられた可変動弁手段と、可変動弁手段に流出入する作動油の流量を制御する流量制御手段と、流量制御手段と可変動弁手段とを接続する作動油の油路とを備え、油路は、カムキャップに形成されたカムキャップ油路と、ヘッドカバーに形成されたヘッドカバー油路と、カムキャップ油路とヘッドカバー油路とを接続する接続部油路とを有している。
【００１３】
接続部油路は、ヘッドカバー油路に対応する壁部およびカムキャップ油路に対応する壁部と比較して径方向に突出し、かつ、弾性部材で構成され、作動油の圧力によって径方向に変形可能な特定壁部を有している。可変動弁手段で油圧の変動が生じた場合、特定壁部が径方向に変形することにより、油圧の変動が吸収される。よって、可変動弁手段で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー油路に到達することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の可変バルブタイミング装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１から図３を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、前記内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置に関する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る装置の概略構成図、図２は、本実施形態に係る可変バルブタイミング装置の概略構成を示す拡大図である。
【００１７】
本実施形態の可変バルブタイミング装置（図１および図２の符号１００参照）は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ、図２の符号６０参照）と可変動弁機構（図２の符号２６参照）とを接続する制御油路としての油路６３，６４を備える。油路６３，６４は、ヘッドカバー（図２の符号４８参照）に形成されたヘッドカバー油路６３ａ，６４ａ、および、カムキャップ（図２の符号４７参照）に形成されたカムキャップ油路６３ｂ，６４ｂをそれぞれ有している。
【００１８】
ヘッドカバー油路６３ａとカムキャップ油路６３ｂとの接続部に設けられたシール部材（図３の符号６５参照）には、以下に詳しく説明するように、油圧の衝撃を緩和する構造（油圧変動吸収部６５ａ）が設けられている。これにより、衝撃的油圧を発生する可変動弁機構２６と、音が放出されるヘッドカバー４８との間で油撃を解消することができる。よって、本実施形態によれば、ヘッドカバー４８の放射音が低減され、騒音の防止が可能となる。
【００１９】
本実施形態に係る可変バルブタイミング装置１００（図１参照）は、エンジン（内燃機関）１において、クランクシャフト１４に対する吸気カムシャフト２１または排気カムシャフト２２の回転位相を変更することで、吸気弁１９または排気弁２０の開閉時期（バルブタイミング）を可変とする可変動弁手段としての可変動弁機構２６を備える。エンジン１は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるエンジンであり、シリンダボア１２内に往復運動可能に設けられるピストン１３が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルエンジンであるが、可変バルブタイミング装置１００は、この形式の内燃機関に限らず、種々の内燃機関に適用することができる。
【００２０】
本実施形態に係る可変バルブタイミング装置１００が適用される内燃機関としてのエンジン１は、図１に示すように、シリンダブロック１０上にシリンダヘッド１１が締結されており、シリンダブロック１０に形成された複数のシリンダボア１２にピストン１３がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。シリンダブロック１０の下部にクランクシャフト１４が回転自在に支持されており、各ピストン１３はコネクティングロッド１５を介してこのクランクシャフト１４にそれぞれ連結されている。
【００２１】
燃焼室１６は、シリンダブロック１０におけるシリンダボア１２の壁面とシリンダヘッド１１の下面とピストン１３の頂面により構成されている。この燃焼室１６は、上部（シリンダヘッド１１の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。この燃焼室１６の上部、つまり、シリンダヘッド１１の下面に吸気ポート１７および排気ポート１８が対向して形成されており、この吸気ポート１７および排気ポート１８に対して吸気弁１９および排気弁２０の下端部がそれぞれ位置している。吸気弁１９および排気弁２０は、シリンダヘッド１１に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート１７および排気ポート１８を閉止する方向（図１にて上方）に付勢支持されている。また、シリンダヘッド１１には、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２が回転自在に支持されており、図示しない吸気カムおよび排気カムが吸気弁１９および排気弁２０の上端部にそれぞれ接触している。
【００２２】
また、クランクシャフト１４に固結されたクランクシャフトスプロケット１４ａと、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２にそれぞれ装着された各カムシャフトスプロケット２３，２４とに、無端のタイミングチェーン２５が掛け回されており、クランクシャフト１４と吸気カムシャフト２１、排気カムシャフト２２とが連動可能となっている。
【００２３】
クランクシャフト１４の駆動力がタイミングチェーン２５を介して吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２に伝達されると、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２がクランクシャフト１４と同期して回転する。これにより、吸気カムおよび排気カムが吸気弁１９および排気弁２０をそれぞれ所定のタイミングで上下移動させることで、吸気ポート１７および排気ポート１８を開閉し、吸気ポート１７と燃焼室１６、燃焼室１６と排気ポート１８とをそれぞれ連通することができる。この場合、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２は、クランクシャフト１４が２回転（７２０度）する間にそれぞれ１回転（３６０度）するように設定されている。そのため、エンジン１は、クランクシャフト１４が２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２がそれぞれ１回転することとなる。
【００２４】
また、このエンジン１の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁１９および排気弁２０を最適な開閉タイミング（開閉時期）に制御する吸気可変動弁機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing-intelligent）２６Ａおよび排気可変動弁機構２６Ｂを備える。可変動弁手段としての吸気可変動弁機構２６Ａ、排気可変動弁機構２６Ｂは、後述するＥＣＵ１１０により制御される。吸気可変動弁機構２６Ａ、排気可変動弁機構２６Ｂは、後述する進角室５６（図２参照）および遅角室５７（図２参照）に導入される作動油の油圧に応じてクランクシャフト１４と吸気カムシャフト２１、排気カムシャフト２２との回転位相（位相差）をそれぞれ変更することで吸気弁１９、排気弁２０の開閉時期（バルブタイミング）を可変とするものである。
【００２５】
なお、以下の説明では、吸気可変動弁機構２６Ａと排気可変動弁機構２６Ｂとはほぼ同様な構成であることから、主として排気可変動弁機構２６Ｂを説明し、吸気可変動弁機構２６Ａの説明はできるだけ省略する。また、吸気可変動弁機構２６Ａと排気可変動弁機構２６Ｂとを特に区別する必要がない場合、単に「可変動弁機構２６」と略記する。さらに、以下の説明では特に断りのない限り、排気カムシャフト２２は、単に「カムシャフト２２」と略記し、排気カムシャフトスプロケット２４は、単に「カムシャフトスプロケット２４」と略記する。
【００２６】
この可変動弁機構２６は、カムシャフト２２の軸端部にＶＶＴコントローラ２７が設けられて構成され、作動油の油圧（作動流体）をこのＶＶＴコントローラ２７の後述する進角室５６および遅角室５７に作用させることによりカムシャフトスプロケット２４に対するカムシャフト２２の位相を変更し、排気弁２０の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、可変動弁機構２６は、排気弁２０の作用角（開放期間）を一定としてその開閉時期を進角または遅角させる。カムシャフト２２には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ２８が設けられている。
【００２７】
吸気ポート１７には、吸気マニホールド２９を介してサージタンク３０が連結されている。サージタンク３０には、吸気管３１が連結されており、この吸気管３１の空気取入口にはエアクリーナ３２が取付けられている。そして、このエアクリーナ３２の下流側にスロットル弁３３を有する電子スロットル装置３４が設けられている。また、シリンダヘッド１１には、吸気ポート１７に燃料を噴射するインジェクタ３５が装着されている。このインジェクタ３５は、吸気ポート１７側に位置して上下方向に所定角度傾斜して配置されている。各気筒に装着されるインジェクタ３５には、図示しないが、燃料供給管を介して燃料ポンプおよび燃料タンクが連結されている。更に、シリンダヘッド１１には、燃焼室１６の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ３６が装着されている。
【００２８】
一方、排気ポート１８には、排気マニホールド３７を介して排気管３８が連結されている。排気管３８には、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害物質を浄化処理する三元触媒３９，４０が装着されている。
【００２９】
車両には、マイクロコンピュータを中心として構成されエンジン１の各部を制御可能な電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit、以下、特に断りのない限り「ＥＣＵ１１０」と略記する。）１１０が搭載されている。このＥＣＵ１１０は、インジェクタ３５の燃料噴射タイミングや点火プラグ３６の点火時期などを制御可能となっており、吸入空気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
【００３０】
吸気管３１の上流側にはエアフローセンサ４１が装着され、計測した吸入空気量をＥＣＵ１１０に出力している。また、電子スロットル装置３４にはスロットルポジションセンサ４２が設けられ、現在のスロットル開度をＥＣＵ１１０に出力している。また、シリンダブロック１０には水温センサ４３が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ１１０に出力している。また、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ４４が設けられており、現在のアクセル開度をＥＣＵ１１０に出力している。
【００３１】
排気管３８における三元触媒３９，４０よりも上流側には、Ｏ２（酸素）センサ４５が設けられている。このＯ２センサ４５は、排気空燃比が、理論空燃比を基準にしてリッチ側にある場合とリーン側にある場合とで出力が急変する出力特性を有する酸素センサである。Ｏ２センサ４５は、燃焼室１６から排気管３８に排出された排気ガスのストイキ空燃比を検出し、ストイキ検出信号をＥＣＵ１１０に出力している。ＥＣＵ１１０は、このＯ２センサ４５が検出したストイキ検出信号に基づいて空燃比フィードバック制御を実行している。
【００３２】
クランクシャフト１４にはクランク角センサ４６が設けられている。クランク角センサ４６は、検出したクランク角度をＥＣＵ１１０に出力する。ＥＣＵ１１０は、クランク角度に基づいてエンジン回転数を算出すると共に、各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別する。なお、ここで、エンジン回転数は、クランクシャフト１４の回転速度に対応し、このクランクシャフト１４の回転速度が高くなれば、クランクシャフト１４の回転数、すなわち、エンジン１のエンジン回転数も高くなる。
【００３３】
ＥＣＵ１１０は、検出した吸入空気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量（燃料噴射期間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ３５および点火プラグ３６を駆動して燃料噴射および点火を実行する。
【００３４】
また、ＥＣＵ１１０は、エンジン運転状態に基づいて可変動弁機構２６を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、ＥＣＵ１１０は、可変動弁機構２６を制御して排気弁２０の開放時期と吸気弁１９の開放時期とのオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート１７または燃焼室１６に吹き返す量を少なくし、燃焼安定および燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、ＥＣＵ１１０は、可変動弁機構２６によりこのオーバーラップを大きくすることで、内部ＥＧＲ率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、ＥＣＵ１１０は、可変動弁機構２６により吸気弁１９の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート１７に吹き返す量を少なくして体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、ＥＣＵ１１０は、可変動弁機構２６により吸気弁１９の閉止時期を回転数に合わせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとして体積効率を向上させる。
【００３５】
次に、図２を参照して、可変バルブタイミング装置１００について説明する。図２は、可変バルブタイミング装置１００の概略構成を示す拡大図である。
【００３６】
図２に示すように、カムシャフト２２は、シリンダヘッド１１と、シリンダヘッド１１の上部に設けられたカムキャップ４７とにより回転可能に支持されている。カムシャフト２２の端部には、ロータ５１が締結されている。ロータ５１は、カムシャフト２２と一体に回転する。ロータ５１の径方向外方には、ハウジング部としてのリングカバー（本体）５３がロータ５１と相対回転可能に配置されている。リングカバー５３は、ロータ５１の外周部を囲うように設けられている。カムシャフトスプロケット２４は、リングカバー５３と連結されており、リングカバー５３は、カムシャフトスプロケット２４と一体に回転する。
【００３７】
従って、カムシャフト２２とロータ５１とは、カムシャフト２２の軸線を中心に一体回転可能となっており、ロータ５１に対して、リングカバー５３とカムシャフトスプロケット２４は、カムシャフト２２の軸線を中心に相対回転可能となっている。
【００３８】
リングカバー５３の内周面には、径方向内方へ向けて突出する張出部５３ａが形成されている。張出部５３ａは、リングカバー５３の周方向において所定間隔ごとに形成されている。リングカバー５３の周方向における各張出部５３ａの間には、それぞれ溝部５３ｂが形成されている。
【００３９】
ロータ５１の外周面には、溝部５３ｂに挿入されるように、径方向外方に向けて突出するベーン部としてのベーン部材５１ａが形成されている。各溝部５３ｂに対してそれぞれベーン部材５１ａが一つずつ形成されている。溝部５３ｂは、ベーン部材５１ａにより進角室５６と遅角室５７とに区画されている。すなわち、進角室５６および遅角室５７は、リングカバー５３とベーン部材５１ａとにより区画されている。進角室５６および遅角室５７は、ベーン部材５１ａをロータ５１の周方向両側から挟むように位置している。
【００４０】
シリンダヘッド１１を覆うヘッドカバー４８には、流量制御手段としてのオイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」とする）６０が設けられている。ＯＣＶ６０には、進角室連通ポート６１、遅角室連通ポート６２、および、図示しない排出ポートがそれぞれ設けられている。ＯＣＶ６０は、公知のスプール式の流量制御弁として構成されている。ＯＣＶ６０は、図示しないオイルポンプ、および、可変動弁機構２６とそれぞれ接続されており、可変動弁機構２６に流出入する作動油の流量を制御する。
【００４１】
ＯＣＶ６０の進角室連通ポート６１は、進角側油路６３を介して可変動弁機構２６と接続されている。進角側油路６３を介して可変動弁機構２６に供給された作動油は、進角室供給油路５８を経て進角室５６に流入する。一方、ＯＣＶ６０の遅角室連通ポート６２は、遅角側油路６４を介して可変動弁機構２６と接続されている。遅角側油路６４を介して可変動弁機構２６に供給された作動油は、遅角室供給油路５９を経て遅角室５７に流入する。
【００４２】
進角側油路６３は、ヘッドカバー４８に形成された進角側ヘッドカバー油路６３ａと、カムキャップ４７に形成された進角側カムキャップ油路６３ｂを有する。また、遅角側油路６４は、ヘッドカバー４８に形成された遅角側ヘッドカバー油路６４ａと、カムキャップ４７に形成された遅角側カムキャップ油路６４ｂを有する。すなわち、ＯＣＶ６０から進角室５６へは、進角室連通ポート６１、進角側ヘッドカバー油路６３ａ、進角側カムキャップ油路６３ｂ、および、進角室供給油路５８を通って作動油が供給される。ＯＣＶ６０から遅角室５７へは、遅角室連通ポート６２、遅角側ヘッドカバー油路６４ａ、遅角側カムキャップ油路６４ｂ、および、遅角室供給油路５９を通って作動油が供給される。
【００４３】
ＯＣＶ６０は、進角室５６に作動油を供給し、遅角室５７から作動油を排出させる状態、遅角室５７に作動油を供給し、進角室５６から作動油を排出させる状態、および、進角室５６および遅角室５７のいずれにも作動油を流出入させない状態（保持状態）のいずれかの状態に選択的に切り替え可能である。ＯＣＶ６０は、ＥＣＵ１１０から出力される制御指令値に応じて、内部のスプール弁子の位置を電磁ソレノイドにより制御し、上記３つの状態の切替を行う。
【００４４】
例えば、排気弁２０の開閉時期を進角させる場合には、進角室連通ポート６１を開き、進角室５６に作動油を供給する。これにより、進角室５６が遅角室５７と比較して高圧となる。その差圧に応じてベーン部材５１ａがリングカバー５３に対して相対回転することにより、ロータ５１も相対回動する。これに伴い、遅角室５７の作動油が、遅角側油路６４、および遅角室連通ポート６２を経てＯＣＶ６０の排出ポートから排出される。これにより、カムシャフトスプロケット２４、言い換えれば、クランクシャフト１４に対するカムシャフト２２の回転位相が変更される。この結果、クランクシャフト１４に対するカムシャフト２２の回転位相が進角側に変更され、排気弁２０の開閉時期を変更することができる。
【００４５】
ここで、本実施形態のように、ヘッドカバー４８にヘッドカバー油路６３ａ，６４ａが設けられている場合、衝撃的な油圧により、ヘッドカバー４８から騒音が発生する虞がある。例えば、カムシャフト２２に伝達されるトルクの変動によりリングカバー５３等が押し戻されることにより、可変動弁機構２６において油圧の変動（例えば、衝撃的な油圧）が発生することがある。その油圧の変動が、ヘッドカバー油路６３ａ，６４ａに到達すると、大きな面を有するヘッドカバー４８から騒音が発生する虞がある。
【００４６】
本実施形態では、以下に図３を参照して説明するように、ヘッドカバー油路６３ａ，６４ａとカムキャップ油路６３ｂ，６４ｂとの間に、油圧の変動を吸収する接続部油路が設けられている。接続部油路において油圧の変動（衝撃的油圧）が吸収されることにより、可変動弁機構２６で発生した油圧の変動がヘッドカバー油路６３ａ，６４ａに到達することが抑制される。以下では、進角側油路６３の構成について説明するが、遅角側油路６４についても進角側油路６３と同様の構成であることができる。
【００４７】
図３は、進角側ヘッドカバー油路６３ａと進角側カムキャップ油路６３ｂとの接続部を示す図である。図３に示すように、ヘッドカバー４８の下面（カムキャップ４７と対向する面）４８ａと、カムキャップ４７の上面（ヘッドカバー４８と対向する面）４７ａとの間には、隙間部７０が設けられている。符号Ｌは、ヘッドカバー４８の下面４８ａとカムキャップ４７の上面４７ａとの間の間隔、言い換えると、隙間部７０における進角側油路６３の潤滑油の流れ方向の幅（以下、単に「隙間部７０の幅Ｌ」とする）を示す。
【００４８】
進角側ヘッドカバー油路６３ａと進角側カムキャップ油路６３ｂとは、接続部油路としてのシール部材６５で接続されている。シール部材６５は、油シール性、油圧吸収性を有する材質で構成されている。シール部材６５は、弾性を有する弾性部材、例えば、伸縮性のあるゴム材や樹脂等で構成されている。進角側ヘッドカバー油路６３ａにおけるカムキャップ４７側の端部には、径が拡大された大径部６３ｃが形成されている。進角側カムキャップ油路６３ｂにおけるヘッドカバー４８側の端部には、径が拡大された大径部６３ｄが形成されている。大径部６３ｃと大径部６３ｄとは、同じ径である。シール部材６５は、略円筒形状をなしており、軸方向の一端部６５ｂが大径部６３ｃに、他端部６５ｃが大径部６３ｄにそれぞれ挿入されている。
【００４９】
シール部材６５の軸方向の中央部には、シール部材６５の他の部分（端部６５ｂ，６５ｃ）と比較して径が大きい油圧変動吸収部（特定壁部）６５ａが形成されている。油圧変動吸収部６５ａは、シール部材６５の径方向外方に向けて突出している。言い換えると、油圧変動吸収部６５ａは、隙間部７０へ向けて径方向に突出している。すなわち、接続部油路としてのシール部材６５は、進角側ヘッドカバー油路６３ａに対応する（挿入された）壁部としての一端部６５ｂ、および、進角側カムキャップ油路６３ｂに対応する（挿入された）壁部としての他端部６５ｃと比較して径方向に突出する特定壁部としての油圧変動吸収部６５ａを有する。
【００５０】
ＯＣＶ６０の進角室連通ポート６１が開かれて進角側油路６３に作動油が供給される場合など、進角側油路６３に油圧Ｐが作用すると、シール部材６５の端部（シール部）６５ｂ，６５ｃが大径部６３ｃ，６３ｄにそれぞれ密着し、進角側油路６３と隙間部７０との間がシールされる。シール部材６５の端部６５ｂ，６５ｃは、油圧による脱落がないようにゴム硬度が高くされており、大径部６３ｃ，６３ｄに保持される。
【００５１】
油圧Ｐが増加する場合、油圧変動吸収部６５ａは、油圧Ｐの増加に伴って膨張する。言い換えると、油圧変動吸収部６５ａは、油圧Ｐの増加により隙間部７０へ向けて径方向に拡大する。また、油圧変動吸収部６５ａと、ヘッドカバー４８の下面４８ａやカムキャップ４７の上面４７ａとの間に隙間が存在する場合には、油圧Ｐの増加により、油圧変動吸収部６５ａが軸方向に拡大する。このように、油圧Ｐの増加に伴って油圧変動吸収部６５ａが膨張することにより、可変動弁機構２６の進角室５６で油圧の変動が生じた場合に、その油圧の変動が油圧変動吸収部６５ａで吸収される。すなわち、油圧変動吸収部６５ａは、油圧の変動を吸収するアキュムレータとして機能する。
【００５２】
油圧変動吸収部６５ａの硬度は、可変動弁機構２６の作動に影響しない適度な硬度に設定される。油圧変動吸収部６５ａの硬度は、例えば、通常の供給油圧では実質的に変形せず、衝撃的な油圧Ｐの変動が発生して油圧Ｐが所定以上に高圧となった場合に、油圧変動吸収部６５ａが変形して油圧Ｐの変動を吸収するように設定されることができる。
【００５３】
隙間部７０の幅Ｌは、油圧変動吸収部６５ａが径方向に変形可能となる大きさに設定されている。言い換えると、隙間部７０の幅Ｌは、油圧Ｐの変動を吸収可能な程度に油圧変動吸収部６５ａが径方向に膨張することができる大きさに設定されている。なお、隙間部７０の全領域において幅Ｌが上記径方向に変形可能となる大きさに設定される必要はなく、隙間部７０のうち、少なくとも油圧変動吸収部６５ａの配置箇所の領域における隙間部７０の幅Ｌが、上記径方向に変形可能となる大きさに設定されていればよい。
【００５４】
従来、シリンダヘッド１１に設けられた動弁系の振動をヘッドカバー４８に伝達させないため、および、寸法誤差を吸収するために、カムキャップ４７とヘッドカバー４８との間には隙間部７０が設けられている。一般的に、隙間部７０の幅Ｌはできる限り小さく設定される。これに対して、本実施形態では、油圧変動吸収部６５ａが径方向に変形可能となる程度に隙間部７０の幅Ｌを大きな値に設定している。シール機能および油圧の衝撃を吸収する機能を有するシール部材６５で進角側ヘッドカバー油路６３ａと進角側カムキャップ油路６３ｂとをつなげることで、油路の長さ・ボリュームを増加させることなく衝撃的な油圧を低減させることができる。進角側油路６３の長さ・ボリュームは増加しないため、可変動弁機構２６の作動性が低下することがない。また、加工誤差吸収の必要からヘッドカバー４８とカムキャップ４７との間に設けられる隙間を利用して油圧変動吸収部６５ａが設置されることで、省スペースで油圧変動を吸収する機構が構成可能となる。
【００５５】
本実施形態では、油圧変動吸収部６５ａが進角側ヘッドカバー油路６３ａよりも可変動弁機構２６側に設けられている。よって、可変動弁機構２６で発生した油圧の変動がヘッドカバー４８に到達する前に吸収されるため、騒音抑制の効果が大きい。
【００５６】
また、油圧変動吸収部６５ａは、進角側カムキャップ油路６３ｂと比較して、大径である。このように、油圧変動吸収部６５ａにおいて進角側油路６３の径が拡大されていることで、可変動弁機構２６で生じた油圧の変動が油圧変動吸収部６５ａで効果的に減衰される。よって、本実施形態によれば、可変動弁機構２６で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー４８に設けられた進角側ヘッドカバー油路６３ａに到達することを抑制することができる。これにより、油圧の変動（油撃）が進角側ヘッドカバー油路６３ａに到達することに起因してヘッドカバー４８で発生する騒音を抑制することができる。
【００５７】
なお、油圧変動吸収部６５ａの径および形状は、本実施形態に示すものには限定されない。油圧変動吸収部６５ａは、油圧Ｐの変動に応じて径方向に変形可能となっていればよい。油圧変動吸収部６５ａの形状について、本実施形態では、径方向外方に拡大するバルーン構造とされていたが、油圧変動吸収部６５ａの形状はこれには限定されない。例えば、油圧変動吸収部６５ａは、蛇腹構造とされてもよい。また、油圧変動吸収部６５ａの径は、シール部材６５の他の部分と比較して大径でなくともよい。例えば、油圧変動吸収部６５ａを含めて、シール部材６５の径が一定とされてもよい。
【００５８】
（第２実施形態）
図４を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００５９】
上記第１実施形態では、進角側油路６３の油圧変動吸収部と遅角側油路６４の油圧変動吸収部とは互いに独立していた。これに代えて、本実施形態では、進角側油路（図４の符号１６３参照）と遅角側油路（図４の符号１６４参照）とが隣接しており、かつ、内径側シール部材（図４の符号１６５）の油圧変動吸収部１６５ａで隔てられている。これにより、上記第１実施形態の作用に加えて、オイルダンパー作用により油圧変動が吸収される。
【００６０】
図４は、本実施形態のヘッドカバー油路とカムキャップ油路との接続部を示す図である。
【００６１】
本実施形態では、ＯＣＶ６０と可変動弁機構２６とを接続する油路１６３，１６４は、ヘッドカバー４８とカムキャップ４７との境界部において、遅角側油路１６４が径方向の内方、進角側油路１６３が径方向の外方に配置された二重管構造とされている。進角側油路１６３と遅角側油路１６４とは、内径側シール部材１６５によって仕切られている。内径側シール部材１６５は、弾性部材で構成されており、進角側油路１６３と遅角側油路１６４との差圧によって径方向に変形可能となっている。言い換えると、進角側油路１６３と遅角側油路１６４とは、作動油の圧力によって径方向に変形可能な特定壁部としての内径側シール部材１６５を共有している。
【００６２】
進角側油路１６３において、進角側ヘッドカバー油路１６３ａと進角側カムキャップ油路１６３ｂとは、進角側接続部油路１６６により接続されている。進角側接続部油路１６６は、ヘッドカバー４８に形成されたヘッドカバー側環状油路１６６ａと、カムキャップ４７に形成されたカムキャップ側環状油路１６６ｃと、ヘッドカバー側環状油路１６６ａとカムキャップ側環状油路１６６ｃとを接続する二つのシール部材１６５，１６７で構成されている。
【００６３】
ヘッドカバー側環状油路１６６ａは、遅角側ヘッドカバー油路１６４ａの径方向外方の位置に環状に形成されている。ヘッドカバー側環状油路１６６ａは、カムキャップ４７に向けて開口している。ヘッドカバー側環状油路１６６ａは、進角側ヘッドカバー油路１６３ａと接続されている。ヘッドカバー側環状油路１６６ａにおけるカムキャップ４７側の端部には、拡幅部１６６ｂが形成されている。拡幅部１６６ｂは、ヘッドカバー側環状油路１６６ａの他の部分と比較して径方向の内方および外方に向けてそれぞれ拡幅されている。
【００６４】
カムキャップ側環状油路１６６ｃは、遅角側カムキャップ油路１６４ｂの径方向外方の位置に環状に形成されている。カムキャップ側環状油路１６６ｃは、ヘッドカバー４８に向けて開口している。カムキャップ側環状油路１６６ｃは、進角側カムキャップ油路１６３ｂと接続されている。カムキャップ側環状油路１６６ｃにおけるヘッドカバー４８側の端部には、拡幅部１６６ｄが形成されている。拡幅部１６６ｄは、カムキャップ側環状油路１６６ｃの他の部分と比較して径方向の内方および外方に向けてそれぞれ拡幅されている。
【００６５】
ヘッドカバー側環状油路１６６ａの拡幅部１６６ｂ、カムキャップ側環状油路１６６ｃの拡幅部１６６ｄには、内径側シール部材１６５および外径側シール部材１６７がそれぞれ挿入されている。内径側シール部材１６５は、略円筒形状をなしており、軸方向の一端部１６５ｂがヘッドカバー側環状油路１６６ａの拡幅部１６６ｂに、他端部１６５ｃがカムキャップ側環状油路１６６ｃの拡幅部１６６ｄにそれぞれ挿入されている。内径側シール部材１６５は、拡幅部１６６ｂ，１６６ｄの内径側の壁面に沿っている。内径側シール部材１６５の軸方向の中央部には、内径側シール部材１６５の他の部分と比較して径が小さい油圧変動吸収部１６５ａが形成されている。油圧変動吸収部１６５ａは、内径側シール部材１６５の径方向内方に向けて突出している。言い換えると、油圧変動吸収部１６５ａは、遅角側油路１６４へ向けて径方向に突出している。内径側シール部材１６５は、進角側油路１６３と遅角側油路１６４との間をシールしている。本実施形態では、共通の特定壁部としての油圧変動吸収部１６５ａが、進角側油路１６３の接続部油路と、遅角側油路１６４の接続部油路とを隔てている。
【００６６】
外径側シール部材１６７は、略円筒形状をなしており、軸方向の一端部１６７ｂがヘッドカバー側環状油路１６６ａの拡幅部１６６ｂに、他端部１６７ｃがカムキャップ側環状油路１６６ｃの拡幅部１６６ｄにそれぞれ挿入されている。外径側シール部材１６７は、拡幅部１６６ｂ，１６６ｄの外径側の壁面に沿っている。外径側シール部材１６７は、ヘッドカバー４８とカムキャップ４７との間に設けられた隙間部７０と、進角側油路１６３との間をシールしている。
【００６７】
進角側油路１６３の油圧Ｐ１が増加した場合、油圧変動吸収部１６５ａは、膨張する。言い換えると、油圧変動吸収部１６５ａは、油圧Ｐ１の増加により遅角側油路１６４へ向けて径方向に変形する。一方、油圧Ｐ１が減少した場合、油圧変動吸収部１６５ａは、収縮することができる。油圧Ｐ１の増加に伴って油圧変動吸収部１６５ａが膨張することにより、可変動弁機構２６の進角室５６で油圧の変動が生じた場合に、その油圧の変動が油圧変動吸収部１６５ａで吸収される。すなわち、油圧変動吸収部１６５ａは、進角側油路１６３の油圧の変動を吸収するアキュムレータとして機能する。
【００６８】
さらに、進角側油路１６３と遅角側油路１６４とが油圧変動吸収部１６５ａにより隔てられているため、進角側油路１６３の油圧Ｐ１の変動に対して、油圧変動吸収部１６５ａは、遅角側油路１６４の作動油と共にオイルダンパーとして機能する。例えば、進角時に、進角側油路１６３の油圧Ｐ１の変動（例えば、衝撃的油圧）が発生した場合、油圧Ｐ１の変動は、低圧側の遅角側油路１６４に逃がされる。これにより、進角側油路１６３の油圧Ｐ１の変動により油圧変動吸収部１６５ａが膨張あるいは収縮する場合に、オイルダンパー機能により油圧Ｐ１の変動が減衰される。このように、本実施形態では、油圧変動吸収部１６５ａの容積変化、および、遅角側油路１６４の作動油におけるオイルダンパーとしての作用により、進角側油路１６３の油圧Ｐ１の変動を効果的に吸収することができる。
【００６９】
また、遅角側油路１６４の油圧Ｐ２が増加した場合、油圧変動吸収部１６５ａは、収縮する。言い換えると、遅角側油路１６４の油圧Ｐ２が増加した場合、油圧変動吸収部１６５ａは、径方向の外方に向けて変形する。油圧Ｐ２の増加に伴って油圧変動吸収部１６５ａが収縮することにより、可変動弁機構２６の遅角室５７で油圧の変動が生じた場合に、その油圧の変動が油圧変動吸収部１６５ａで吸収される。さらに、遅角側油路１６４の油圧Ｐ２の変動に対して、油圧変動吸収部１６５ａは、進角側油路１６３の作動油と共にオイルダンパーとして機能する。よって、遅角室５７で油圧の変動が生じた場合に、オイルダンパー機能により油圧Ｐ２の変動が減衰される。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば、油圧変動吸収部１６５ａの容積変化、および、オイルダンパー作用により、可変動弁機構２６で発生する油圧の変動が、ヘッドカバー油路１６３ａ，１６４ａに到達することを抑制することができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、可変動弁機構２６のロータ５１（図２参照）のばたつきを抑制することができる。例えば、進角室５６において油圧の変動（衝撃的油圧）が発生した場合、図４の油圧変動吸収部１６５ａにおいて、進角側油路１６３と遅角側油路１６４の油圧差を利用して進角側油路１６３の衝撃が遅角側油路１６４に吸収される。言い換えると、進角室５６と遅角室５７との間の差圧の変動が低減される。このため、進角室５６において油圧の変動が生じたとしても、進角室５６と遅角室５７との間の差圧が大きく変動することが抑制される。よって、ロータ５１の回転方向のばたつきの発生が抑制される。これにより、ロータ５１の位相の制御性、すなわち、クランクシャフト１４に対するカムシャフト２２の回転位相の制御性を向上させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、進角側油路１６３が径方向の外方、遅角側油路１６４が径方向の内方に配置されたが、進角側油路１６３と遅角側油路１６４との位置関係は、これには限定されない。例えば、遅角側油路１６４が進角側油路１６３の径方向外方に配置されてもよい。さらに、進角側油路１６３と遅角側油路１６４とが二重管構造とされていなくとも、接続部油路において、進角側油路１６３と遅角側油路１６４とがシール部材により隔てられている構成であればよい。
【００７３】
本実施形態では、外径側シール部材１６７は、径が一定であったが、これに代えて、外径側シール部材１６７が、上記第１実施形態のシール部材６５と同様に径方向外方に突出する油圧変動吸収部６５ａを有するものとされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の可変バルブタイミング装置の第１実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図２】本発明の可変バルブタイミング装置の第１実施形態の概略構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の可変バルブタイミング装置の第１実施形態の進角側ヘッドカバー油路と進角側カムキャップ油路との接続部を示す図である。
【図４】本発明の可変バルブタイミング装置の第２実施形態のヘッドカバー油路とカムキャップ油路との接続部を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ エンジン（内燃機関）
１１ シリンダヘッド
１７ 吸気ポート
１８ 排気ポート
１９ 吸気弁
２０ 排気弁
２１ 吸気カムシャフト（カムシャフト）
２２ 排気カムシャフト（カムシャフト）
２３ 吸気カムシャフトスプロケット（カムシャフトスプロケット）
２４ 排気カムシャフトスプロケット（カムシャフトスプロケット）
２６ 可変動弁機構
２６Ａ 吸気可変動弁機構
２６Ｂ 排気可変動弁機構
２７ ＶＶＴコントローラ
２８ カムポジションセンサ
４６ クランク角センサ
４７ カムキャップ
４８ ヘッドカバー
５１ ロータ
５３ リングカバー
５６ 進角室
５７ 遅角室
６０ ＯＣＶ
６１ 進角室連通ポート
６２ 遅角室連通ポート
６３ 進角側油路
６３ａ 進角側ヘッドカバー油路
６３ｂ 進角側カムキャップ油路
６４ 遅角側油路
６４ａ 遅角側ヘッドカバー油路
６４ｂ 遅角側カムキャップ油路
６５ シール部材
６５ａ 油圧変動吸収部
７０ 隙間部
１００ 可変バルブタイミング装置
１６３ 進角側油路
１６４ 遅角側油路
１６５ 内径側シール部材
１６６ 進角側接続部油路
１６６ａ ヘッドカバー側環状油路
１６６ｃ カムキャップ側環状油路
１６７ 外径側シール部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、前記内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置であって、
前記カムシャフトに設けられ、かつ、圧送される作動油の流出入に応じて前記位相差を変更する可変動弁手段と、
前記可変動弁手段に流出入する前記作動油の流量を制御する流量制御手段と、
前記流量制御手段と前記可変動弁手段とを接続する前記作動油の油路とを備え、
前記カムシャフトは、前記内燃機関のシリンダヘッドに設けられたカムキャップにより回転可能に支持されており、
前記油路は、前記カムキャップに形成され、前記可変動弁手段に接続されたカムキャップ油路と、前記シリンダヘッドを覆うヘッドカバーに形成され、前記流量制御手段に接続されたヘッドカバー油路と、前記カムキャップ油路と前記ヘッドカバー油路とを接続する接続部油路とを有し、
前記接続部油路は、前記ヘッドカバー油路に対応する壁部および前記カムキャップ油路に対応する壁部と比較して径方向に突出し、かつ、弾性部材で構成され、前記作動油の油圧によって径方向に変形可能な特定壁部を有している
ことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変バルブタイミング装置において、
前記可変動弁手段は、本体と、前記本体に設けられた進角室および遅角室とを有し、前記流量制御手段により前記進角室に前記作動油が供給されることで前記開閉時期を進角させ、前記流量制御手段により前記遅角室に前記作動油が供給されることで前記開閉時期を遅角させるものであって、
前記油路は、前記進角室に接続された進角側油路と、前記遅角室に接続された遅角側油路とを有し、
前記進角側油路の前記接続部油路と、前記遅角側油路の前記接続部油路とが隣接しており、かつ、共通の前記特定壁部で隔てられている
ことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の可変バルブタイミング装置において、
前記進角側油路の前記接続部油路、および、前記遅角側油路の前記接続部油路のうち、一方の前記接続部油路は、他方の前記接続部油路の径方向外方の位置に、環状に形成されており、
前記一方の前記接続部油路の外径側、および内径側は、それぞれシール部材によりシールされており、前記特定壁部は、前記内径側をシールするシール部材に設けられ、かつ、前記一方の前記接続部油路と、前記他方の前記接続部油路とを隔てている
ことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の可変バルブタイミング装置において、
前記特定壁部は、前記カムキャップと前記ヘッドカバーとの間に形成された隙間に配置されており、前記隙間のうち、少なくとも前記特定壁部の配置箇所の領域における前記カムキャップと前記ヘッドカバーとの間隔は、前記特定壁部が径方向に変形可能となる大きさである
ことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の回転の位相差を変更することで、前記内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置であって、
前記カムシャフトに設けられ、かつ、圧送される作動油の流出入に応じて前記位相差を変更する可変動弁手段と、
前記可変動弁手段に流出入する前記作動油の流量を制御する流量制御手段と、
前記流量制御手段と前記可変動弁手段とを接続する前記作動油の油路とを備え、
前記カムシャフトは、前記内燃機関のシリンダヘッドに設けられたカムキャップにより回転可能に支持されており、
前記油路は、前記カムキャップに形成され、前記可変動弁手段に接続されたカムキャップ油路と、前記シリンダヘッドを覆うヘッドカバーに形成され、前記流量制御手段に接続されたヘッドカバー油路と、前記カムキャップ油路と前記ヘッドカバー油路とを接続する接続部油路とを有し、
前記接続部油路は、前記ヘッドカバー油路に対応する壁部および前記カムキャップ油路に対応する壁部と比較して径方向に突出し、かつ、弾性部材で構成され、前記作動油の油圧によって径方向に変形可能な特定壁部を有している
ことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変バルブタイミング装置において、
前記可変動弁手段は、本体と、前記本体に設けられた進角室および遅角室とを有し、前記流量制御手段により前記進角室に前記作動油が供給されることで前記開閉時期を進角させ、前記流量制御手段により前記遅角室に前記作動油が供給されることで前記開閉時期を遅角させるものであって、
前記油路は、前記進角室に接続された進角側油路と、前記遅角室に接続された遅角側油路とを有し、
前記進角側油路の前記接続部油路と、前記遅角側油路の前記接続部油路とが隣接しており、かつ、共通の前記特定壁部で隔てられている
ことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の可変バルブタイミング装置において、
前記進角側油路の前記接続部油路、および、前記遅角側油路の前記接続部油路のうち、一方の前記接続部油路は、他方の前記接続部油路の径方向外方の位置に、環状に形成されており、
前記一方の前記接続部油路の外径側、および内径側は、それぞれシール部材によりシールされており、前記特定壁部は、前記内径側をシールするシール部材に設けられ、かつ、前記一方の前記接続部油路と、前記他方の前記接続部油路とを隔てている
ことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の可変バルブタイミング装置において、
前記特定壁部は、前記カムキャップと前記ヘッドカバーとの間に形成された隙間に配置されており、前記隙間のうち、少なくとも前記特定壁部の配置箇所の領域における前記カムキャップと前記ヘッドカバーとの間隔は、前記特定壁部が径方向に変形可能となる大きさである
ことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−３８０３５（Ｐ２０１０−３８０３５Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０１７４１（Ｐ２００８−２０１７４１）
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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