JP2007138723A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御弁への作動流体の通路構成が簡略化されるバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】制御弁１００のスプール１０１は、進角パイロット油路１０３から供給される作動油から受ける力と、弾性部材１１０の押し付け力とのバランスによって進角通路８６を開閉する。そのため、スプール１０１を駆動する油圧を導入するための油路は、進角パイロット油路１０３だけである。したがって、制御弁１００の油路構成を簡略化することができ、構造を簡単にすることができる。また、弾性部材１１０は、ベーンロータ２１の軸方向においてスプール１０１の端部に設置されている。これにより、ベーンロータ２１の回転にともなって遠心力が発生しても、スプール１０１および弾性部材１１０に遠心力が加わることはない。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの吸気弁または排気弁の開閉タイミング（以下、開閉タイミングを「バルブタイミング」という。）を変更するバルブタイミング調整装置に関する。

従来、エンジンのクランクシャフトの駆動力を受けるハウジングと、ハウジング内に収容され、カムシャフトにクランクシャフトの駆動力を伝達するベーンロータとを備えるバルブタイミング調整装置が知られている。このバルブタイミング調整装置では、遅角室および進角室の作動流体圧力によりハウジングに対し遅角側または進角側へベーンロータを相対回転駆動することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相、つまりバルブタイミングを調整している（例えば、特許文献１参照）。

バルブタイミング調整装置では、吸気弁または排気弁を開閉駆動するとき、吸気弁または排気弁からカムシャフトが受けるトルク変動がベーンロータに伝わり、ハウジングに対しベーンロータが遅角側または進角側へトルク変動を受ける。ベーンロータが遅角側にトルク変動を受けると、進角室の作動流体は進角室から流出する力を受け、ベーンロータが進角側にトルク変動を受けると、遅角室の作動流体は遅角室から流出する力を受ける。すると、例えば流体供給源から供給される作動流体の圧力が低いときに、進角室に作動流体を供給し、クランクシャフトに対してカムシャフトの位相を遅角側から進角側の目標位置に変更する場合、ベーンロータがトルク変動により遅角側へ押し戻される。その結果、カムシャフトの位相が目標の位相に達するまでの応答時間が長くなる。

そこで、特許文献１に開示されているように、作動流体を遅角室および進角室に供給する供給通路に逆止弁を設け、ベーンロータがトルク変動を受けたとき、遅角室または進角室からの作動流体の流出を防止することが考えられる。これにより、位相制御中にベーンロータがハウジングに対し目標位相と反対側へ戻ることを防止し、位相制御の応答性を高めることが知られている。

特開２００３−１０６１１５号公報

ところで、作動流体を遅角室または進角室に供給する供給通路に逆止弁を設ける場合、遅角室または進角室から速やかに作動流体を排出するため、逆止弁の遅角室または進角室側から分岐する第二通路を設け、この通路に制御弁を設置する必要がある。制御弁は、遅角室または進角室から作動流体を排出するとき、第二通路を開放し、遅角室または進角室の作動流体の排出を促す。一方、制御弁は、遅角室または進角室に作動流体を供給するとき、第二通路を閉鎖し、遅角室または進角室からの作動流体の流出を防止する。

このように、制御弁は、ベーンロータの進角側または遅角側への回転にともなって、第二通路を開閉する。そこで、遅角室に作動流体を供給する遅角通路または進角室に作動流体を供給する進角通路から制御弁に油圧を導入し、遅角室または進角室への作動流体の供給に同期して制御弁を駆動することが考えられる。しかし、遅角室または進角室への作動流体の供給に制御弁を同期させるためには、遅角通路および進角通路から制御弁へ作動流体を導入するための複数の通路を必要とする。そのため、作動流体の通路構成が複雑化するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、制御弁への作動流体の通路構成が簡略化されるバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、例えば一般的に遅角速度よりも進角速度の方が遅い物において、第一進角通路に設けた逆止弁により進角速度が向上する物であり、制御弁は進角通路から導入される油圧と弾性部材とのバランスによって第二進角通路の開閉を行っている。例えばベーンロータが進角側へ回転するとき、制御弁は進角通路から導入される油圧によって移動し、制御弁は第二進角通路を遮断する。一方、ベーンロータが遅角側へ回転するとき、制御弁は弾性部材の押し付け力によって移動し、制御弁は第二進角通路を開放する。これにより、制御弁には、進角通路からのみ油圧が導入される。したがって、制御弁の作動流体の通路構成を簡略化することができ、構造の複雑化を招くことがない。

請求項２記載の発明は、一般的に遅角速度よりも進角速度の方が遅い物において、第一進角通路に設けた逆止弁により進角速度が向上する物であり、制御弁は遅角通路から導入される油圧と弾性部材とのバランスによって第二進角通路の開閉を行っている。ベーンロータが遅角側へ回転するとき、制御弁は遅角通路から導入される油圧によって移動し、制御弁は第二進角通路を開放する。一方、ベーンロータが進角側へ回転するとき、制御弁は弾性部材の押し付け力によって移動し、制御弁は第二進角通路を遮断する。これにより、制御弁には、遅角通路からのみ油圧が導入される。したがって、制御弁の作動流体の通路構成を簡略化することができ、構造の複雑化を招くことがない。

請求項３記載の発明は、ハウジングに対してベーンロータを進角側へ回転駆動する方向に押し付けるロータ付勢弾性部材を備えることによって一般的に進角速度よりも遅角速度の方が遅い物において、第一遅角通路に設けた逆止弁により遅角速度が向上する物であり、制御弁は遅角通路から導入される油圧と弾性部材とのバランスによって第二進角通路の開閉を行っている。ベーンロータが遅角側へ回転するとき、制御弁は遅角通路から導入される油圧によって移動し、制御弁は第二進角通路を遮断する。一方、ベーンロータが進角側へ回転するとき、制御弁は弾性部材の押し付け力によって移動し、制御弁は第二進角通路を開放する。これにより、制御弁には、遅角通路からのみ油圧が導入される。したがって、制御弁の作動流体の通路構成を簡略化することができ、構造の複雑化を招くことがない。

請求項４記載の発明は、ハウジングに対してベーンロータを進角側へ回転駆動する方向に押し付けるロータ付勢弾性部材を備えることによって一般的に進角速度よりも遅角速度の方が遅い物において、第一遅角通路に設けた逆止弁により遅角速度が向上する物であり、制御弁は進角通路から導入される油圧と弾性部材とのバランスによって第二進角通路の開閉を行っている。ベーンロータが進角側へ回転するとき、制御弁は進角通路から導入される油圧によって移動し、制御弁は第二進角通路を開放する。一方、ベーンロータが遅角側へ回転するとき、制御弁は弾性部材の押し付け力によって移動し、制御弁は第二進角通路を遮断する。これにより、制御弁には、進角通路からのみ油圧が導入される。したがって、制御弁の作動流体の通路構成を簡略化することができ、構造の複雑化を招くことがない。

請求項５記載の発明では、制御弁の弁部材はベーンロータの軸方向へ移動する。これにより、制御弁は、弾性部材によってベーンロータの軸方向において一方の端部から押し付けられる。そのため、ベーンロータが回転しても、制御弁の弁部材および弾性部材には遠心力が加わらない。したがって、弾性部材の押し付け力を設定するとき、ベーンロータの回転にともなう遠心力の影響を排除することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を図２および図３に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置１０は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、吸気弁および排気弁のすくなくともいずれか一方のバルブタイミングを調整する。

図２に示すように、駆動側回転体であるハウジング１１は、チェーンスプロケット１２、シューハウジング１３およびフロントプレート１５を有している。シューハウジング１３は、図３に示す仕切部材としてのシュー１３１、１３２、１３３、１３４と、環状の周壁１４とを有している。チェーンスプロケット１２、シューハウジング１３およびフロントプレート１５はボルト１６により同軸上に固定されている。チェーンスプロケット１２は、図示しないチェーン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が伝達され、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２０は、バルブタイミング調整装置１０を経由してクランクシャフトの駆動力が伝達される。カムシャフト２０は、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト２０は、チェーンスプロケット１２に対し所定の位相差をおいて回転可能にチェーンスプロケット１２に挿入されている。
従動側回転体としてのベーンロータ２１は、カムシャフト２０の回転軸方向端面と接している。カムシャフト２０およびベーンロータ２１は、ボルト２２により同軸上に固定されている。ベーンロータ２１とカムシャフト２０との回転方向の位置決めは、ベーンロータ２１およびカムシャフト２０に位置決めピン２３をはめ込むことにより行われる。カムシャフト２０、ハウジング１１およびベーンロータ２１は、図２に示す矢印Ｘ方向から見て時計方向へ回転する。以下、この回転方向をクランクシャフトに対するカムシャフト２０の進角方向とする。

図３に示すように、台形状に形成されたシュー１３１、１３２、１３３、１３４は、周壁１４から径方向内側に伸びている。シュー１３１、１３２、１３３、１３４は、周壁１４の回転方向にほぼ等間隔に配置されている。シュー１３１、１３２、１３３、１３４により回転方向に所定角度範囲で四個所に形成された間隙にはそれぞれベーンを収容する扇状の収容室１３５が四室形成されている。

ベーンロータ２１は、カムシャフト２０と軸方向端面で結合するボス部２４と、ボス部２４の外周側に回転方向へほぼ等間隔に配置されたベーン２１１、２１２、２１３、２１４とを有している。ベーンロータ２１は、ハウジング１１に対し相対回転可能にハウジング１１の内部に収容されている。ベーン２１１、２１２、２１３、２１４は、各収容室１３５の内部に回転可能に収容されている。ベーン２１１、２１２、２１３、２１４は、各収容室１３５を遅角油圧室と進角油圧室とに仕切っている。図３に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、ハウジング１１に対するベーンロータ２１の遅角方向および進角方向を示している。

シール部材２５は、半径方向に向き合うシュー１３１、１３２、１３３、１３４とボス部２４との間、ならびにベーン２１１、２１２、２１３、２１４と周壁１４の内周壁との間に形成されている摺動隙間に配設されている。シール部材２５は、シュー１３１、１３２、１３３、１３４の先端、およびベーン２１１、２１２、２１３、２１４の外周壁に設けた溝にはめ込まれており、例えばばねなどによりボス部２４の外周壁および周壁１４の内周壁に向けて押し付けられている。この構成により、シール部材２５は各遅角油圧室と各進角油圧室との間に作動油が漏れることを防止している。

図２に示すように、円筒状に形成されたストッパピストン３１は、ベーン２１１に回転軸方向へ摺動可能に収容されている。嵌合リング３２は、チェーンスプロケット１２に形成された凹部１７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３２に嵌合可能である。ストッパピストン３１および嵌合リング３２の嵌合側はテーパ状に形成されている。そのため、ストッパピストン３１は、嵌合リング３２に滑らかに嵌合する。押し付け手段であるスプリング３３は、嵌合リング３２側にストッパピストン３１を押し付けている。ストッパピストン３１、嵌合リング３２およびスプリング３３は、ハウジング１１に対するベーンロータ２１の相対回転を拘束する拘束手段を構成している。

ストッパピストン３１のチェーンスプロケット１２側に形成された油圧室３４、ならびにストッパピストン３１の外周に形成された油圧室３５に供給される作動油の圧力は、嵌合リング３２からストッパピストン３１が抜け出す方向へ働く。油圧室３４は後述する進角油圧室のいずれかと連通し、油圧室３５は遅角油圧室のいずれかと連通している。ストッパピストン３１の先端部は、ハウジング１１に対し最も遅角側にベーンロータ２１が位置するとき嵌合リング３２に嵌合可能である。ストッパピストン３１が嵌合リング３２に嵌合した状態においてハウジング１１に対するベーンロータ２１の相対回転は拘束されている。

ハウジング１１に対しベーンロータ２１が最も遅角側から進角側へ回転すると、ストッパピストン３１と嵌合リング３２との回転方向の位置がずれる。そのため、ストッパピストン３１は、嵌合リング３２に嵌合不能となる。
図３に示すように、シュー１３１とベーン２１１との間に遅角油圧室４１が形成され、シュー１３２とベーン２１２との間に遅角油圧室４２が形成され、シュー１３３とベーン２１３との間に遅角油圧室４３が形成され、シュー１３４とベーン２１４との間に遅角油圧室４４が形成されている。また、シュー１３４とベーン２１１との間に進角油圧室５１が形成され、シュー１３１とベーン２１２との間に進角油圧室５２が形成され、シュー１３２とベーン２１３との間に進角油圧室５３が形成され、シュー１３３とベーン２１４との間に進角油圧室５４が形成されている。ここで、遅角油圧室４１、４２、４３、４４は特許請求の範囲の遅角室であり、進角油圧室５１、５２、５３、５４は特許請求の範囲の進角室である。

図２に示すように流体供給源としてのオイルポンプ１は、オイルタンク２から汲み上げた作動油を供給通路３に供給する。切換弁６０は、公知の電磁スプール弁であり、カムシャフト２０の軸受６よりもオイルポンプ１側において、供給通路３および排出通路４と、遅角通路７０、進角通路８０との間に設置されている。切換弁６０は、電子制御装置（ＥＣＵ）５から電磁駆動部６１に供給されるディーティ比制御された駆動電流により切換制御される。切換弁６０のスプール６２は、駆動電流のディーティ比に基づいて変位する。このスプール６２の位置により、切換弁６０は、遅角油圧室４１、４２、４３、４４および進角油圧室５１、５２、５３、５４への作動油の供給、ならびに遅角油圧室４１、４２、４３、４４および進角油圧室５１、５２、５３、５４からの作動油の排出を切り換える。切換弁６０への通電をオフした状態では、スプリング６３の押し付け力によりスプール６２は図２および図４に示す位置にある。

図２に示すように、軸受６により回転を支持されているカムシャフト２０の外周壁には、環状通路２６、２７が形成されている。遅角通路７１は切換弁６０から環状通路２６を通り、進角通路８１は切換弁６０から環状通路２７を通ってカムシャフト２０の内部およびベーンロータ２１のボス部２４の内部に形成されている。

図４および図５に示すように、遅角通路７０は、遅角油圧室４１、４２、４３、４４と接続する遅角通路７２、７３、７４、７５に分岐している。遅角通路７２、７３、７４、７５は、遅角油圧室４１、４２、４３、４４に作動油を供給するとともに、遅角油圧室４１、４２、４３、４４から流体排出側である排出通路４側へ作動油を排出する。したがって、遅角通路７２、７３、７４、７５は、遅角供給通路と遅角排出通路とを兼ねている。

進角通路８０は、進角油圧室５１、５２、５３、５４と接続する進角通路８２、８３、８４、８５に分岐している。進角通路８２、８３、８４、８５は、進角油圧室５１、５２、５３、５４に作動油を供給するとともに、進角油圧室５１、５２、５３、５４から排出通路４側へ作動油を排出する。したがって、進角通路８２、８３、８４、８５は、進角供給通路と進角排出通路とを兼ねている。

逆止弁９０は、進角油圧室５３に接続する第一進角通路である進角通路８３に設置されている。逆止弁９０は、図１に示すように弁部材９３を有している。弁部材９３は、内部に通路を形成するホルダ９４の弁座９６に着座可能である。弁部材９３は、例えばスプリングなどの弾性部材９５によって弁座９６側へ押し付けられている。弁部材９３が弁座９６から離座、または弁部材９３が弁座９６へ着座することにより、進角通路８３は開閉される。逆止弁９０は、進角通路８３において軸受６よりも進角油圧室５３側に設置されている。すなわち、進角油圧室５３は特許請求の範囲の制御進角室であり、進角油圧室５３に接続する進角通路８３は第一進角通路である。逆止弁９０は、オイルポンプ１から進角通路８３を通って進角油圧室５３に作動油が流入することを許容し、進角油圧室５３から進角通路８３を通ってオイルポンプ１側へ作動油が逆流することを禁止する。逆止弁９０は、進角油圧室５３とは反対側が進角通路８７に連通している。進角通路８７は、図４に示すように逆止弁９０を挟んで進角通路８３に接続している。

逆止弁９０の進角油圧室５３側からは、進角通路８３と進角通路８７とを接続する第二進角通路である進角通路８６が分岐している。進角通路８６は、進角油圧室５３と進角通路８７とを接続している。この進角通路８６には、制御弁１００が設置されている。制御弁１００は、図１に示すようにベーンロータ２１のベーン２１３の内部に往復移動可能に弁部材としてのスプール１０１を収容したスプール弁である。スプール１０１は、ベーンロータ２１の内部をベーンロータ２１の軸方向へ往復移動する。制御弁１００は、軸受６よりも進角油圧室５３側に設置されている。制御弁１００には、進角通路８０から分岐する進角パイロット油路１０３が接続している。本実施形態の場合、図１および図３に示すように進角パイロット油路１０３は、進角通路８７を兼ねている。

制御弁１００は、スプール１０１を押し付ける弾性部材１１０を有している。弾性部材１１０は、例えばスプリングやダンパなどの弾性力を有する部材である。弾性部材１１０は、図１に示すようにスプール１０１の軸方向において一方の端部、すなわちチェーンスプロケット１２側に設置されている。制御弁１００のスプール１０１は、進角パイロット油路１０３を経由して供給される作動油から受ける力と弾性部材１１０から受ける力とのバランスによって移動する。これにより、制御弁１００は、進角油圧室５３と排出通路４とを接続する進角通路８６を開閉する。チェーンスプロケット１２は、スプール１０１の弾性部材１１０側に浸入する作動油を大気へ排出するための背圧排出通路１２１を有している。
以上の通路構成により、オイルポンプ１から遅角油圧室４１、４２、４３、４４、進角油圧室５１、５２、５３、５４、油圧室３４および油圧室３５に作動油を供給可能になるとともに、各油圧室から排出通路４へ作動油を排出可能になる。

次に、バルブタイミング調整装置１０の作動を説明する。
エンジンが停止しているとき、ストッパピストン３１は嵌合リング３２に嵌合している。エンジンを始動した直後の状態では、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、進角油圧室５１、５２、５３、５４、油圧室３４および油圧室３５にオイルポンプ１から十分な圧力の作動油が供給されない。そのため、ストッパピストン３１は嵌合リング３２に嵌合したままであり、クランクシャフトに対しカムシャフト２０は最遅角位置に保持されている。これにより、作動油が各油圧室に供給されるまでの間、カムシャフト２０が受けるトルク変動によってハウジング１１とベーンロータ２１の相対回転振動により発生する衝突による異音の発生が防止される。

エンジンが始動され、オイルポンプ１から作動油が十分に供給されると、油圧室３４または油圧室３５に供給される作動油の油圧によってストッパピストン３１は嵌合リング３２から抜け出す。そのため、ベーンロータ２１は、ハウジング１１に対し回転可能となる。そして、遅角油圧室４１、４２、４３、４４および進角油圧室５１、５２、５３、５４に供給する作動油を制御することにより、クランクシャフトに対するカムシャフト２０の位相差が調整される。

（遅角側への変位）
切換弁６０への通電がオフのとき、スプール６２はスプリング６３の押し付け力によって図４に示す位置にある。この状態のとき、供給通路３から遅角通路７０に作動油が供給され、遅角通路７０から遅角油圧室４１、４２、４３、４４へ作動油が供給される。また、この状態のとき、進角油圧室５１、５２、５３、５４の作動油は、進角通路８２、８３、８４、８４から進角通路８０、切換弁６０を経由して排出通路４に排出される。進角油圧室５３の作動油は、進角通路８３に接続している逆止弁９０へ流入する。このとき、逆止弁９０では、図１（Ａ）に示すように進角通路８７側よりも進角油圧室５３側の進角通路８３の作動油の圧力が高くなる。そのため、逆止弁９０は、弁部材９３が弁座９６に着座し、進角油圧室５３と進角通路８７とを接続する進角通路８３の連通を遮断する。

このとき、進角パイロット油路１０３に接続する制御弁１００には、進角通路８０および進角パイロット油路１０３から作動油が供給されない。そのため、制御弁１００は、弾性部材１１０の押し付け力のみが加わり、作動油から力を受けない。これにより、制御弁１００のスプール１０１は、弾性部材１１０の押し付け力によって移動する。その結果、制御弁１００は進角通路８６を開放し、進角油圧室５３から排出された作動油は進角通路８３、進角通路８６、制御弁１００、切換弁６０を通り排出通路４へ排出される。このように、遅角油圧室４１、４２、４３、４４に作動油が供給され、進角油圧室５１、５２、５３、５４から作動油が排出されることにより、ベーンロータ２１は四室ある遅角油圧室４１、４２、４３、４４の作動油から力を受ける。その結果、ベーンロータ２１はハウジング１１に対し遅角側へ回転する。

（進角側への変位）
切換弁６０への通電をオンすると、スプール６２はスプリング６３の押し付け力に抗して加わる電磁駆動部６１の駆動力によって図５に示す位置へ移動する。この状態において、供給通路３から進角通路８０に作動油が供給され、進角通路８０を経由して進角油圧室５１、５２、５３、５４へ作動油が供給される。進角油圧室５３の場合、進角通路８７から逆止弁９０を経由して作動油が供給される。一方、遅角油圧室４１、４２、４３、４４の作動油は、遅角通路７２、７３、７４、７５から遅角通路７０、切換弁６０を経由して排出通路４に排出される。このように、進角油圧室５１、５２、５３、５４に作動油が供給され、遅角油圧室４１、４２、４３、４４から作動油が排出されることにより、ベーンロータ２１は四室ある進角油圧室５１、５２、５３、５４の作動油から力を受ける。その結果、ベーンロータ２１はハウジング１１に対し進角側へ回転する。

このとき、進角パイロット油路１０３に接続する制御弁１００には、作動油が供給される。そのため、制御弁１００のスプール１０１には、弾性部材１１０だけでなく、進角パイロット油路１０３を経由して供給された作動油から力が加わる。スプール１０１が進角パイロット油路１０３を経由して供給された作動油から受ける力は、弾性部材１１０の押し付け力より大きい。その結果、制御弁１００のスプール１０１は、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように供給された作動油から受ける力によって弾性部材１１０の押し付け力に抗して移動し、進角通路８６を遮断する。

進角油圧室５１、５２、５３、５４に作動油を供給し、遅角油圧室４１、４２、４３、４４から作動油を排出することによりベーンロータ２１を進角側の目標位相に位相制御するとき、ベーンロータ２１はハウジング１１に対し遅角側および進角側にトルク変動を受ける。このとき、ベーンロータ２１が受けるトルク変動は、平均すると遅角側に大きく働く。ベーンロータ２１が遅角側にトルク変動を受けると、進角油圧室５１、５２、５３、５４の作動油は進角通路８２、８３、８４、８５に流出する力を受ける。しかし、ベーンロータ２１が遅角側へトルク変動を受けるとき、図１（Ｂ）に示すように進角通路８３は逆止弁９０によって遮断される。また、進角通路８６は制御弁１００が遮断している。そのため、進角油圧室５３の作動油は進角通路８３側へ排出されない。したがって、オイルポンプ１から供給される作動油の油圧が低いときに、ベーンロータ２１が遅角側にトルク変動を受けても、ベーンロータ２１はハウジング１１に対して遅角側へ戻されない。その結果、進角油圧室５１、５２、５４からも作動油は排出されない。これにより、ベーンロータ２１がカムシャフト２０から遅角側へトルク変動を受けても、ベーンロータ２１がハウジング１１に対し目標位相と反対の遅角側へ戻ることが防止できる。一方、ベーンロータ２１が進角側にトルク変動を受けるとき、図１（Ａ）に示すように進角通路８３の逆止弁９０は開放される。そのため、進角油圧室５３をはじめ進角油圧室５１、５２、５４へ作動油が供給される。その結果、ベーンロータ２１は、進角側の目標位相へ速やかに到達する。

ベーンロータ２１が目標位相に到達すると、ＥＣＵ５は切換弁６０に供給する駆動電流のデューティ比を制御し、スプール６２を図４と図５との中間位置に保持する。その結果、切換弁６０は、遅角通路７０および進角通路８０と、オイルポンプ１および排出通路４側との接続を遮断し、遅角油圧室４１、４２、４３、４４および進角油圧室５１、５２、５３、５４から排出通路４へ作動油が排出されることを防止する。したがって、ベーンロータ２１は、目標位相に保持される。

第１実施形態では、制御弁１００のスプール１０１を駆動する駆動力として、進角パイロット油路１０３から供給される作動油、および弾性部材１１０の押し付け力を利用している。そのため、スプール１０１の駆動に必要な作動油の油路は、進角パイロット油路１０３だけである。したがって、制御弁１００の油路構成を簡略化することができ、構造を簡単にすることができる。

また、第１実施形態では、弾性部材１１０はスプール１０１のチェーンスプロケット１２側に設置されている。すなわち、弾性部材１１０は、ベーンロータ２１の軸方向においてスプール１０１の端部に設置されている。これにより、ベーンロータ２１の回転にともなって遠心力が発生しても、スプール１０１および弾性部材１１０に遠心力が加わることはない。したがって、弾性部材１１０の押し付け力を設定する場合に、遠心力の影響を排除することができ、押し付け力を容易に設定することができる。また、遠心力の影響を排除することにより、バルブタイミング調整装置１０の回転速度に関わらず弾性部材１１０の押し付け力を一定にすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を図６から図９に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図６から図９に示すように、第２実施形態によるバルブタイミング調整装置１０は、制御弁１００の構成が第１実施形態と異なっている。第２実施形態では、進角通路８６に設置されている制御弁１００は遅角パイロット油路１０２が接続している。制御弁１００は、スプール１０１を押し付ける弾性部材１１０を有している。弾性部材１１０は、図６に示すようにスプール１０１の軸方向において一方の端部、すなわちフロントプレート１５側に設置されている。制御弁１００のスプール１０１は、遅角パイロット油路１０２を経由して供給される作動油から受ける力と弾性部材から受ける力とのバランスによって移動する。これにより、制御弁１００は、進角油圧室５３と排出通路４とを接続する進角通路８６を開閉する。ベーンロータ２１には、図７に示すようにスプール１０１の弾性部材１１０側に浸入する作動油を大気へ排出するための背圧排出通路２１５を形成している。背圧排出通路２１５は、図６に示すようにフロントプレート１５の開口部１５１を経由して大気に開放されている。スプール１０１は、第１実施形態と同様にベーンロータ２１の軸方向へ往復移動して進角通路８６を開閉する。

バルブタイミング調整装置１０のベーンロータ２１が遅角側へ変位するとき、制御弁１００には遅角パイロット油路１０２から作動油が供給される。これにより、制御弁１００のスプール１０１は、図８に示すように弾性部材１１０の押し付け力に抗して移動し、進角通路８６を開放する。一方、バルブタイミング調整装置１０のベーンロータ２１が進角側へ変位するとき、制御弁１００には遅角パイロット油路１０２から作動油が供給されない。そのため、制御弁１００のスプール１０１は、図９に示すように弾性部材１１０の押し付け力によって移動し、進角通路８６を遮断する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１０から図１２に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１０から図１２に示す第３実施形態によるバルブタイミング調整装置１０は、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調整する。本実施形態は排気弁のバルブタイミングの調整に適用したものであり、エンジン停止時もしくは始動時はロータベーン２１を最進角側にしておく必要性から、ハウジング１５に対してベーンロータ２１を進角側へ回転駆動する方向に押し付けるロータ付勢弾性部材としてのスプリング１８を備える構成となっている。ベーンロータ２１にはカムシャフト２０から伝わるトルク変動に加えて、スプリング１８の押し付け力が加わる。そのためベーンロータ２１が受けるトルク変動の平均値は遅角側よりも進角側に大きく働く。バルブタイミング調整装置１０に加わるトルク変動の平均値の大きさは上述の第１実施形態で説明したバルブタイミング調整装置１０と逆になる。そのため、第３実施形態では、逆止弁９０は制御遅角室である遅角油圧室４３と遅角通路７０との間に設置されている。すなわち、逆止弁９０は、第一遅角通路としての遅角通路７４と遅角通路７０との間を開閉する。

逆止弁９０の遅角油圧室４３側からは、第二遅角通路である遅角通路７６が分岐している。遅角通路７６は、遅角油圧室４３と遅角通路７０とを接続している。この遅角通路７６には、制御弁１００が設置されている。制御弁１００は、図１０に示すようにベーンロータ２１の内部に往復移動可能に弁部材としてのスプール１０１を収容したスプール弁である。スプール１０１は、ベーンロータ２１の内部をベーンロータ２１の軸方向へ往復移動する。制御弁１００は、軸受６よりも遅角油圧室４３側に設置されている。制御弁１００には、遅角通路７７から分岐する遅角パイロット油路１０４が接続している。

制御弁１００は、スプール１０１を押し付ける弾性部材１１０を有している。弾性部材１１０は、図１０に示すようにスプール１０１の軸方向において一方の端部、すなわちチェーンスプロケット１２側に設置されている。制御弁１００のスプール１０１は、遅角パイロット油路１０４を経由して供給される作動油から受ける力と弾性部材１１０から受ける力とのバランスによって移動する。これにより、制御弁１００は、図１１に示すように遅角油圧室４３と排出通路４とを接続する遅角通路７６を開閉する。

また、第３実施形態に示すバルブタイミング調整装置１０は、排気弁のバルブタイミングの調整に適用したものであり、エンジンが停止したとき、ベーンロータ２１を最進角位置に移動させるため、バルブタイミング調整装置１０は、図１０に示すようにベーンロータ２１を最進角方向へ押し付けるロータ付勢弾性部材としてのスプリング１８を備えている。これにより、エンジンが停止し作動油の油圧が低下すると、ベーンロータ２１はスプリング１８の押し付け力により最進角位置へ回転する。そして、ベーンロータ２１が最進角位置に達すると、ストッパピストン３１がチェーンスプロケット１２の嵌合リング３２に嵌合する。これにより、エンジンの再始動時には、バルブタイミング調整装置１０は最進角位置にある。

バルブタイミング調整装置１０のベーンロータ２１が図１２に示すように遅角側へ変位するとき、制御弁１００には遅角パイロット油路１０４から作動油が供給される。これにより、制御弁１００のスプール１０１は、弾性部材１１０の押し付け力に抗して移動し、遅角通路７６を遮断する。一方、バルブタイミング調整装置１０のベーンロータ２１が進角側へ変位するとき、制御弁１００には進角パイロット油路１０５から作動油が供給されない。そのため、制御弁１００のスプール１０１は、弾性部材１１０の押し付け力により移動し、遅角通路７６を開放する。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１２に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１２に示す第４実施形態によるバルブタイミング調整装置１０は、第３実施形態と同様に排気弁のバルブタイミングの調整に適用したものである。そのため、第４実施形態では、逆止弁９０は遅角油圧室４３と遅角通路７０との間に設置されている。

第４実施形態では、遅角通路７０に設置されている制御弁１００は進角パイロット油路１０５が接続している。制御弁１００は、スプール１０１を押し付ける弾性部材１１０を有している。制御弁１００のスプール１０１は、進角パイロット油路１０５を経由して供給される作動油から受ける力と弾性部材１１０から受ける力とのバランスによって移動する。これにより、制御弁１００は、遅角油圧室４３と排出通路４とを接続する遅角通路７６を開閉する。

バルブタイミング調整装置１０のベーンロータ２１が図１２に示すように遅角側へ変位するとき、制御弁１００には進角パイロット油路１０５から作動油が供給されない。これにより、制御弁１００のスプール１０１は、弾性部材１１０の押し付け力により移動し、遅角通路７６を遮断する。一方、バルブタイミング調整装置１０のベーンロータ２１が進角側へ変位するとき、制御弁１００には進角パイロット油路１０５から作動油が供給される。そのため、制御弁１００のスプール１０１は、弾性部材１１０の押し付け力に抗して移動し、遅角通路７６を開放する。

上述した複数の実施形態は本発明の実施形態を例示するものであり、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置の逆止弁および制御弁の近傍を拡大した図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置の概略を示す断面図。 図２のIII−III線で切断した断面図であって、ベーンロータの位相が進角側にある状態を示す図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置およびその油圧回路の構成を示す概略図であって、ベーンロータの位相が遅角側にある状態を示す図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置およびその油圧回路の構成を示す概略図であって、ベーンロータの位相が進角側にある状態を示す図。 本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置の概略を示す断面図。 図６のVII−VII線で切断した断面図であって、ベーンロータの位相が遅角側にある状態を示す図。 本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置およびその油圧回路の構成を示す概略図であって、ベーンロータの位相が遅角側にある状態を示す図。 本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置およびその油圧回路の構成を示す概略図であって、ベーンロータの位相が進角側にある状態を示す図。 本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置の概略を示す断面図。 本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置およびその油圧回路の構成を示す概略図であって、ベーンロータの位相が遅角側にある状態を示す図。 本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置およびその油圧回路の構成を示す概略図であって、ベーンロータの位相が遅角側にある状態を示す図。

符号の説明

１ オイルポンプ（流体供給源）、１０ バルブタイミング調整装置、１１ ハウジング、１８ スプリング（ロータ付勢弾性部材）、２１ ベーンロータ、４１、４２、４４ 遅角油圧室、４３ 遅角油圧室（第３実施形態および第４実施形態における制御遅角室）、５１、５２、５４ 進角油圧室、５３ 進角油圧室（第１実施形態および第２実施形態における制御進角室）、７０、７１、７２、７３、７５、７７ 遅角通路、７４ 遅角通路（第３実施形態および第４実施形態における第一遅角通路）、７６ 第二遅角通路、８０、８１、８２、８４、８５、８７ 進角通路、８３ 進角通路（第１実施形態および第２実施形態における第一進角通路）、８６ 第二進角通路、９０ 逆止弁、１００ 制御弁、１１０ 弾性部材、１３５ 収容室、２１１、２１２、２１３、２１４ ベーン

Claims (5)

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、前記吸気弁及び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において、
   前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転し、所定角度範囲で回転方向に形成された収容室を回転方向に複数有するハウジングと、
   前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより各収容室を仕切って形成された複数の遅角室および進角室の作動流体圧力により前記ハウジングに対し遅角側または進角側に相対回転駆動されるベーンロータと、
   遅角通路または進角通路を経由して各遅角室または各進角室へ作動流体を供給する流体供給源と前記進角室のうち少なくとも一つの進角室を制御進角室として、前記制御進角室とを接続する第一進角通路に設置され、前記流体供給源から前記制御進角室への作動流体の流れを許容し、前記制御進角室から前記流体供給源側への作動流体の流れを規制する逆止弁と、
   前記第一進角通路と前記逆止弁との間から分岐して前記逆止弁よりも前記流体供給源側の前記進角通路に接続する第二進角通路に設置され、前記ベーンロータが進角側へ回転するとき、前記進角通路から導入される油圧により前記第二進角通路を遮断する制御弁と、
   前記制御弁を前記進角通路から導入される油圧とは逆方向へ押し付け、前記ベーンロータが遅角側へ回転するとき、前記第二進角通路が開放される方向へ前記制御弁を駆動する弾性部材と、
   を備えるバルブタイミング調整装置。
2. 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において、
   前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転し、所定角度範囲で回転方向に形成された収容室を回転方向に複数有するハウジングと、
   前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより各収容室を仕切って形成された複数の遅角室および進角室の作動流体圧力により前記ハウジングに対し遅角側または進角側に相対回転駆動されるベーンロータと、
   遅角通路または進角通路を経由して各遅角室または各進角室へ作動流体を供給する流体供給源と前記進角室のうち少なくとも一つの進角室を制御進角室として、前記制御進角室とを接続する第一進角通路に設置され、前記流体供給源から前記制御進角室への作動流体の流れを許容し、前記制御進角室から前記流体供給源側への作動流体の流れを規制する逆止弁と、
   前記第一進角通路と前記逆止弁との間から分岐して前記逆止弁よりも前記流体供給源側の前記進角通路に接続する第二進角通路に設置され、前記ベーンロータが遅角側へ回転するとき、前記遅角通路から導入される油圧により前記第二進角通路を開放する制御弁と、
   前記制御弁を前記遅角通路から導入される油圧とは逆方向へ押し付け、前記ベーンロータが進角側へ回転するとき、前記第二進角通路が遮断される方向へ前記制御弁を駆動する弾性部材と、
   を備えるバルブタイミング調整装置。
3. 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において、
   前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転し、所定角度範囲で回転方向に形成された収容室を回転方向に複数有するハウジングと、
   前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより各収容室を仕切って形成された複数の遅角室および進角室の作動流体圧力により前記ハウジングに対し遅角側または進角側に相対回転駆動されるベーンロータと、
   前記ハウジングと前記ベーンロータの間に設置されて前記ハウジングに対して前記ベーンロータを進角側へ回転駆動する方向に押し付けるロータ付勢弾性部材と、
   遅角通路または進角通路を経由して各遅角室または各進角室へ作動流体を供給する流体供給源と前記遅角室のうち少なくとも一つの遅角室を制御遅角室として、前記制御遅角室とを接続する第一遅角通路に設置され、前記流体供給源から前記制御遅角室への作動流体の流れを許容し、前記制御遅角室から前記流体供給源側への作動流体の流れを規制する逆止弁と、
   前記第一遅角通路と前記逆止弁との間から分岐して前記逆止弁よりも前記流体供給源側の前記遅角通路に接続する第二遅角通路に設置され、前記ベーンロータが遅角側へ回転するとき、前記遅角通路から導入される油圧により前記第二遅角通路を遮断する制御弁と、
   前記制御弁を前記遅角通路から導入される油圧とは逆方向へ押し付け、前記ベーンロータが進角側へ回転するとき、前記第二遅角通路が開放される方向へ前記制御弁を駆動する弾性部材と、
   を備えるバルブタイミング調整装置。
4. 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において、
   前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転し、所定角度範囲で回転方向に形成された収容室を回転方向に複数有するハウジングと、
   前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより各収容室を仕切って形成された複数の遅角室および進角室の作動流体圧力により前記ハウジングに対し遅角側または進角側に相対回転駆動されるベーンロータと、
   前記ハウジングと前記ベーンロータの間に設置されて前記ハウジングに対して前記ベーンロータを進角側へ回転駆動する方向に押し付けるロータ付勢弾性部材と、
   遅角通路または進角通路を経由して各遅角室または各進角室へ作動流体を供給する流体供給源と前記遅角室のうち少なくとも一つの遅角室を制御遅角室として、前記制御遅角室とを接続する第一遅角通路に設置され、前記流体供給源から前記制御遅角室への作動流体の流れを許容し、前記制御遅角室から前記流体供給源側への作動流体の流れを規制する逆止弁と、
   前記第一遅角通路と前記逆止弁との間から分岐して前記逆止弁よりも前記流体供給源側の前記遅角通路に接続する第二遅角通路に設置され、前記ベーンロータが進角側へ回転するとき、前記進角通路から導入される油圧により前記第二遅角通路を開放する制御弁と、
   前記制御弁を前記進角通路から導入される油圧とは逆方向へ押し付け、前記ベーンロータが遅角側へ回転するとき、前記第二遅角通路が遮断される方向へ前記制御弁を駆動する弾性部材と、
   を備えるバルブタイミング調整装置。
5. 前記制御弁は、前記ベーンロータの軸方向へ移動する弁部材を有する請求項１から４のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
   
   
   
   

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