JP2007138724A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御弁へ導入される作動流体の圧力脈動を低減し、制御弁の振動を低減するバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３は、制御弁１００とは反対側の端部が軸受６の近傍に連通している。これにより、制御弁１００へ作動油を導入する遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３の導入口は、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４から遠ざけられる。作動油の油圧脈動は、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４から遠ざかるにつれて小さくなる。そのため、軸受６から遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３を経由して制御弁１００へ作動油を導入することにより、導入された作動油の圧力脈動は小さくなる。
【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、従動軸で吸気弁または排気弁を駆動する場合、従動軸には吸気弁または排気弁の駆動反力によってトルク変動が加わる。そのため、ハウジングとベーンロータとの間に形成される遅角室または進角室では、駆動軸のトルク変動にあわせて作動流体の圧力が変動する、いわゆる圧力脈動が生じる。その結果、制御弁を駆動するための作動流体を、制御弁の近傍の遅角室または進角室から制御弁へ導入すると、作動流体の圧力脈動によって制御弁の振動を招くおそれがある。

そこで、本発明の目的は、制御弁へ導入される作動流体の圧力脈動を低減し、制御弁の振動を低減す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記載の発明では、導入通路に圧力脈動低減手段が設置されている。圧力脈動低減手段は、遅角通路または進角通路から制御弁へ作動流体を導入する導入通路に設置されている。圧力脈動低減手段は、導入通路から導入される作動流体の圧力脈動を低減する。したがって、制御弁へ導入される作動流体の圧力脈動にともなう制御弁の振動を低減することができる。

請求項２記載の発明では、圧力脈動低減手段は遅角通路または進角通路の軸受部の近傍から導入通路へ作動流体を導入している。上述のように従動軸のトルク変動によって、遅角室または進角室の作動流体には圧力脈動が生じる。そこで、請求項２記載の発明では、遅角通路または進角通路の軸受部の近傍から作動流体を導入することにより、制御弁には、圧力脈動を生じる遅角室または進角室から離れた部位から作動流体が導入される。作動流体を導入する部位が遅角室または進角室から遠ざかるにつれて、作動流体が導入される部位における作動流体の圧力脈動は小さくなる。そのため、制御弁に導入される作動流体の圧力脈動は低減する。したがって、制御弁へ導入される作動流体の圧力脈動にともなう制御弁の振動を低減することができる。

請求項３記載の発明では、圧力脈動低減手段は絞り部を有している。絞り部は、作動流体を制御弁へ導入する導入通路に設置されている。絞り部は、例えば導入通路の断面積を縮小することにより、導入通路における作動流体の流れを絞る。作動流体は、絞り部を通過することにより、圧力の変化が減衰される。これにより、制御弁に導入される作動流体の圧力脈動は低減する。したがって、制御弁へ導入される作動流体の圧力脈動にともなう制御弁の振動を低減することができる。

請求項４記載の発明では、絞り部は導入通路の制御弁側の開口と制御弁の弁部材との間に形成される。導入通路の制御弁側の開口は、弁穴部の内部を移動する弁部材と重なることにより、開口面積が変化する。そのため、導入通路の制御弁側の開口と弁部材とを重ねることにより、導入通路の開口の面積が縮小する。その結果、縮小した導入通路の端部の開口によって作動流体の流れは絞られる。これにより、制御弁に導入される作動流体の圧力脈動およびこれにともなう制御弁の振動を低減することができる。また、導入通路の開口と弁穴部との重なりによって導入通路における作動流体の流れは絞られる。そのため、導入通路に絞りを形成するため別部材を設置したり、絞りを形成するための部位を形成する必要がない。したがって、構造の複雑化および部品点数の増大を招くことなく制御弁の振動を低減することができる。

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１から図４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、吸気弁のバルブタイミングを調整する。

図３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４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３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４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４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３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４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３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１および図３に示す位置にある。

図３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１および図２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を経由して作動油を排出する。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を経由して作動油を排出する。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。進角通路８３は、特許請求の範囲の第一通路である。

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室であり、進角油圧室５３に接続する進角通路８３は第一通路である。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１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は、図３に示すように弁部材９３を有している。弁部材９３は、図５に示すように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と進角通路８７との間は開閉される。

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８０とを接続する第二通路としての進角通路８６が分岐している。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３に示すようにベーンロータ２１の内部に往復移動可能にスプール１０１を収容したスプール弁である。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、遅角通路７０から分岐する遅角パイロット油路１０２および進角通路８０から分岐する進角パイロット油路１０３が接続している。遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３は、特許請求の範囲の導入通路である。遅角パイロット油路１０２は、図１および図３に示すように制御弁１００とは反対側の端部が軸受６に連通している。これにより、作動油は、軸受６の近傍に連通する遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３から制御弁１００へ導入される。遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３は、特許請求の範囲の圧力脈動低減手段である。

制御弁１００は、スプール１０１を有している。スプール１０１は、図５に示すようにベーンロータ２１のベーン２１３の内部をベーンロータ２１の軸方向へ往復移動可能である。スプール１０１は、ベーンロータ２１の穴部２９に収容されている。これにより、ベーンロータ２１は、制御弁１００の弁穴部を構成する。

遅角パイロット油路１０２は、図３に示すように一方の端部が軸受６近傍の環状通路２６に連通している。遅角パイロット油路１０２は、軸受６からベーンロータ２１へカムシャフト２０を軸方向へ貫き、軸受６と反対側の端部が穴部２９を形成するベーンロータ２１の内壁に開口している。一方、進角パイロット油路１０３は、一方の端部が軸受６近傍の環状通路２７に連通している。進角パイロット油路１０３は、軸受６からベーンロータ２１へカムシャフト２０を貫き（図示せず）、軸受６と反対側の端部が穴部２９を形成するベーンロータ２１の内壁に開口している。

制御弁１００のスプール１０１は、遅角パイロット油路１０２および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のバランスによって移動する。遅角パイロット油路１０２は穴部２９のチェーンスプロケット１２側に開口し、進角パイロット油路１０３は、穴部２９のフロントプレート１５側に開口している。これにより、遅角パイロット油路１０２から作動油が導入されると、図５（Ａ）に示すようにスプール１０１はフロントプレート１５側へ移動する。そのため、進角通路８６は開放される。一方、遅角パイロット油路１０２から作動油が導入されると、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すようにスプール１０１はチェーンスプロケット１２側へ移動する。そのため、進角通路８６は遮断される。このように、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。
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と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。

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１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、５４の作動油は、進角通路８２、８４、８５から進角通路８０および切換弁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。逆止弁９０では、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、図５（Ａ）に示すように弁部材９３が弁座９６に着座し、進角油圧室５３と進角通路８７との間を遮断する。

一方、このとき、制御弁１００には、遅角通路７４に接続する遅角パイロット油路１０２から作動油が供給されている。そのため、制御弁１００は、供給された作動油から受ける力によって進角通路８６を開放する。その結果、進角油圧室５３の作動油は、進角通路８３、進角通路８６、制御弁１００、進角通路８０および切換弁６０を経由して排出通路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。

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２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、排出通路４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、制御弁１００には、進角通路８０に接続する進角パイロット油路１０３から作動油が供給されている。そのため、制御弁１００は、図５（Ｂ）および図５（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進角通路８６を遮断している。

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が進角側にトルク変動を受けるとき、図５（Ｂ）に示すように逆止弁９０は開弁している。そのため、作動油は、進角油圧室５３へ速やかに供給される。

一方、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、図５（Ｃ）に示すように進角通路８３は逆止弁９０が遮断し、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。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、遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３は端部が軸受６近傍に連通している。カムシャフト２０は、吸気弁を駆動することにより、吸気弁の駆動反力によってトルク変動を受ける。そのため、ハウジング１１とベーンロータ２１との間に形成される遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４の作動油には、油圧の周期的な変化すなわち圧力脈動が生じる。その結果、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４から制御弁１００へ作動油を導入すると、油圧脈動によって制御弁１００のスプール１０１の振動を招く。

そこで、第１実施形態では、遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３の端部を軸受６近傍に連通させることにより、制御弁１００へ作動油を導入する遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３の導入口は、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４から遠ざけられる。作動油の油圧脈動は、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４から遠ざかるにつれて減衰する。そのため、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４から遠い軸受６から遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３へ作動油を導入することにより、導入された作動油の油圧脈動は小さくなる。したがって、制御弁１００へ導入される作動油の油圧脈動を低減することができ、スプール１０１の振動を防止することができる。

（第２、第３実施形態）
本発明の第２、第３実施形態によるバルブタイミング調整装置をそれぞれ図６または図７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。
第１実施形態では、制御弁１００のスプール１０１を遅角通路または進角通路から導入する作動油の圧力バランスによって制御する例について説明した。

図６に示す第２実施形態では、制御弁１００には進角パイロット油路１０３のみが連通している。スプール１０１は、進角パイロット油路１０３とは反対側から例えばスプリングなどの弾性部材１１０によって押し付けられている。これにより、スプール１０１は、進角パイロット油路１０３を経由して導入される作動油から加わる力と、弾性部材１１０の押し付け力とのバランスによって駆動される。図６に示す場合、バルブタイミング調整装置１０が遅角側へ移行するとき、制御弁１００には進角パイロット油路１０３から作動油が導入されない。そのため、スプール１０１は、弾性部材１１０の押し付け力によって移動し、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が進角側へ移行するとき、制御弁１００には進角パイロット油路１０３から作動油が導入される。そのため、スプール１０１は、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。

図７に示す第３実施形態では、制御弁１００には遅角パイロット油路１０２のみが連通している。スプール１０１は、遅角パイロット油路１０２とは反対側から例えばスプリングなどの弾性部材１１０によって押し付けられている。これにより、スプール１０１は、遅角パイロット油路１０２を経由して導入される作動油から加わる力と、弾性部材１１０の押し付け力とのバランスによって駆動される。図７に示す場合、バルブタイミング調整装置１０が遅角側へ移行するとき、制御弁１００には遅角パイロット油路１０２から作動油が導入される。そのため、スプール１０１は、弾性部材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が遅角側へ移行するとき、制御弁１００には遅角パイロット油路から作動油が導入されない。そのため、スプール１０１は、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。
上述の第２実施形態および第３実施形態では、弾性部材１１０を用いることにより遅角パイロット油路１０２または進角パイロット油路１０３のいずれか一方を廃止することができる。そのため、油路の構成を簡略化することができる。

（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８、図９および図１０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。
第４実施形態では、制御弁１００には遅角パイロット油路１０４および進角パイロット油路１０５が連通している。遅角パイロット油路１０４は、制御弁１００と反対側の端部が遅角通路７４に連通している。また、進角パイロット油路１０５は、制御弁１００と反対側の端部が進角通路８７に連通している。そのため、第４実施形態の場合、制御弁１００には、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４の近傍から制御弁１００へ作動油が導入される。

第４実施形態では、遅角パイロット油路１０４には絞り部１２１が設置されている。同様に、進角パイロット油路１０５には絞り部１２２が設置されている。絞り部１２１、１２２は、いずれも遅角パイロット油路１０４または進角パイロット油路１０５の通路の断面積を絞り込んで形成されている。遅角パイロット油路１０４に絞り部１２１を設置し、進角パイロット油路１０５に絞り部１２２を設置することにより、遅角パイロット油路１０４および進角パイロット油路１０５から制御弁１００へ導入される作動油の圧力変化は減衰し平坦化される。そのため、制御弁１００へ導入される作動油の油圧脈動は低減される。すなわち、絞り部１２１、１２２は、特許請求の範囲の圧力脈動低減手段である。

第４実施形態では、遅角パイロット油路１０４および進角パイロット油路１０５にそれぞれ絞り部１２１または絞り部１２２を設置することにより、制御弁１００へ導入される作動油の油圧脈動は低減される。したがって、制御弁１００のスプール１０１の振動を低減することができる。

また、第４実施形態では、絞り部１２１、１２２を設置することにより、遅角油圧室４１、４２、４３、４４、および進角油圧室５１、５２、５３、５４の近傍から制御弁１００へ作動油を導入する場合でも、油圧脈動の影響が低減される。これにより、第１実施形態と比較して、遅角パイロット油路１０４および進角パイロット油路１０５の全長は短縮される。したがって、油路の構成を簡単にすることができるとともに、カムシャフト２０およびベーンロータ２１の加工工数を低減することができる。
なお、第１実施形態から第３実施形態のバルブタイミング調整装置１０に第４実施形態の絞り部１２１、１２２を追加する構成を採用してもよい。絞り部１２１、１２２を追加することにより、作動油の油圧脈動をさらに低減することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１１、図１２および図１３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。
第５実施形態では、図１１に示すように制御弁１００はスプール１４０を有している。スプール１４０は、弁穴部を構成するベーンロータ２１の穴部２９の内部をベーンロータ２１の軸方向へ往復移動可能である。スプール１４０は、図１３に示すように二つの大径部１４１、１４２と、これらの二つの大径部１４１、１４２の間に形成される小径部１４３とを有している。

ベーンロータ２１が形成する穴部２９には、遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３が連通している。遅角パイロット油路１０２の制御弁１００とは反対側の端部は、遅角通路のいずれかに連通している。また、進角パイロット油路１０３の制御弁１００とは反対側の端部は、進角通路のいずれかに連通している。なお、遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３の制御弁１００とは反対側の端部は、軸受６の近傍に連通することが好ましい。

遅角パイロット油路１０２の制御弁１００側の端部は、穴部２９を形成するベーンロータ２１の内壁に開口している。同様に、進角パイロット油路１０３の制御弁１００側の端部は、穴部２９を形成するベーンロータ２１の内壁に開口している。
バルブタイミング調整装置１０が遅角側へ移行するとき、遅角パイロット油路１０２から制御弁１００へ作動油が導入される。これにより、図１３（Ａ）に示すようにスプール１４０は、遅角パイロット油路１０２から導入された作動油から受ける力により、フロントプレート１５側へ移動する。このとき、進角パイロット油路１０３は、スプール１４０の移動にともなって、スプール１４０の大径部１４２により可変的に徐々に遮断される。一方、進角通路８６は、スプール１４０の小径部１４３と重なることにより、徐々に開放される。

そして、遅角パイロット油路１０２から作動油の導入が継続すると、スプール１４０は図１３（Ｂ）に示すようにさらにフロントプレート１５側へ突き当たるまで移動する。このとき、進角パイロット油路１０３は、スプール１４０の大径部１４２により遮断される。一方、進角通路８６は、スプール１４０の小径部１４３と重なり、全開となる。このように、進角パイロット油路１０３は、スプール１４０の移動によって徐々に開口面積が変化する。そのため、スプール１４０と進角パイロット油路１０３との間には絞り部が形成される。すなわち、進角パイロット油路１０３の端部が開口するベーンロータ２１とスプール１４０とは圧力脈動低減手段としての絞り部を形成する。その結果、制御弁１００は、進角パイロット油路１０３側の作動油から受ける圧力脈動の影響が低減される。

さらに、バルブタイミング調整装置１０が進角側へ移行するとき、進角パイロット油路１０３から制御弁１００へ作動油が導入される。これにより、図１３（Ｃ）に示すようにスプール１４０は、進角パイロット油路１０３から導入された作動油から受ける力により、チェーンスプロケット１２側へ移動する。このとき、遅角パイロット油路１０２は、スプール１４０の移動にともなって、スプール１４０の大径部１４１により可変的に徐々に遮断される。一方、進角通路８６は、スプール１４０の大径部１４２と重なることにより、徐々に遮断される。

そして、進角パイロット油路１０３から作動油の導入が継続すると、スプール１４０は図１３（Ｄ）に示すようにさらにチェーンスプロケット１２側に突き当たるまで移動する。このとき、遅角パイロット油路１０２は、スプール１４０の大径部１４１により遮断される。一方、進角通路８６は、スプール１４０の大径部１４２と重なり、全閉となる。このように、遅角パイロット油路１０２は、スプール１４０の移動によって徐々に開口面積が変化する。そのため、スプール１４０と遅角パイロット油路１０２との間にも絞り部が形成される。すなわち、遅角パイロット油路１０２の端部が開口するベーンロータ２１とスプール１４０とは圧力脈動低減手段としての絞り部を形成する。その結果、制御弁１００は、遅角パイロット油路１０２側の作動油から受ける圧力脈動の影響が低減される。

上述のように、第５実施形態では、ベーンロータ２１の内壁に開口する遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３は、制御弁１００のスプール１４０の移動によって徐々に開口面積が変化する。これにより、遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３とスプール１４０との間には絞り部が形成される。この形成された絞り部によって、制御弁１００へ導入される作動油の圧力の変動は減衰し平坦化され、圧力脈動が低減される。したがって、作動油の圧力脈動によるスプール１４０の振動を低減することができる。

さらに、第５実施形態では、遅角パイロット油路１０２および進角パイロット油路１０３とスプール１４０との重なりによって制御弁１００へ導入される作動油の圧力脈動を低減している。そのため、油路に絞り部などを設置する必要がない。したがって、部材や構成を追加する必要がなく、構造の複雑化および部品点数の増大を招くことはない。

（その他の実施形態）
上述の複数の実施形態では、バルブタイミング調整装置１０を吸気バルブの駆動に適用する例について説明した。しかし、各実施形態によるバルブタイミング調整装置１０は、排気バルブのバルブタイミングの調整にも適用することができる。さらに、バルブタイミング調整装置１０は、例えばスプリングなどによりベーンロータを進角側へあらかじめ押し付ける構成としてもよく、遅角油圧室を制御室とし、そこに接続する遅角通路を第一通路及び第二通路としてもよい。
以上のように、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３のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図。 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逆止弁および制御弁の近傍を拡大した図。 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。 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の概略を示す断面図。 図９のＸ−Ｘ線で切断した断面図。 本発明の第５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１１のXII−XII線で切断した断面図。 本発明の第５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。

符号の説明

１ オイルポンプ（流体供給源）、６ 軸受、１０ バルブタイミング調整装置、１１ ハウジング、２０ カムシャフト（従動軸）、２１ ベーンロータ（弁穴部）、４１、４２、４３、４４ 遅角油圧室（遅角室）、５１、５２、５４ 進角油圧室（進角室）、５３ 進角油圧室（進角室、制御室）、７０、７１、７２、７３、７４、７５ 遅角通路、８０、８１、８２、８３、８４、８５ 進角通路、８６ 進角通路（第一通路）、８７ 進角通路（第二通路）、９０ 逆止弁、１００ 制御弁、１０１ スプール（弁部材）、１０２ 遅角パイロット油路（導入通路、圧力脈動低減手段）、１０３ 進角パイロット油路（導入通路、圧力脈動低減手段）、１０４ 遅角パイロット油路（導入通路）、１０５ 進角パイロット油路（導入通路）、１２１、１２２ 絞り部、１４０ スプール（圧力脈動低減手段）、１３５ 収容室、２１１、２１２、２１３、２１４ ベーン

Claims (4)

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駆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、所定の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、
   前記遅角室または前記進角室のうちの少なくともいずれか一つを制御室とし、前記遅角室または前記進角室と作動流体を供給する流体供給源とを接続する遅角通路または進角通路のうち前記制御室に接続する通路を第一通路とするとき、前記第一通路に設置され前記流体供給源から前記制御室への作動流体の流れを許容し、前記制御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、
   前記制御室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遅角通路または進角通路に接続する第二通路に設置され、前記遅角通路または前記進角通路の少なくともいずれか一方から導入される作動流体の圧力によって前記第二通路を開閉する制御弁と、
   前記遅角通路または前記進角通路と前記制御弁とを接続し前記遅角通路または前記進角通路から前記制御弁へ作動流体を導入する導入通路に設置され、前記遅角通路または前記進角通路から前記制御弁へ導入される前記作動流体の圧力脈動を低減する圧力脈動低減手段と、
   を備えるバルブタイミング調整装置。
2. 前記従動軸を回転可能に支持する軸受部をさらに備え、
   前記遅角通路および前記進角通路は、前記流体供給源から前記軸受部および前記従動軸を経由して形成されており、
   前記圧力脈動低減手段は、前記軸受部近傍の前記遅角通路または前記進角通路から前記導入通路へ作動流体が導入されている請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記圧力脈動低減手段は、前記導入通路に設置され前記導入通路における作動流体の流れを絞る絞り部を有する請求項１または２記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記制御弁は、前記第二通路を形成し内壁に前記導入通路の端部が開口する弁穴部と、前記弁穴部の内部を移動して前記第二通路を開閉する弁部材とを有し、
   前記絞り部は、前記開口と前記弁部材との重なりによって形成されている請求項３記載のバルブタイミング調整装置。
   
   
   
   

Images