JP2007138744A

JP2007138744A - バルブタイミング調整装置

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Publication number: JP2007138744A
Application number: JP2005330184A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Tanaka; 武裕田中; Kenji Ueda; 賢二上田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】バルブタイミング調整を速やかに開始するバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】クランクシャフトと連動して回転するハウジング１８と、進角油圧室および遅角油圧室の油圧によりハウジング１８に対して相対回転駆動されるベーンロータ１４と、進角油圧室と連通する進角通路７３および遅角油圧室と連通する遅角通路７４へ作動油を供給するオイルポンプ４の下流側において、進角通路７３および遅角通路７４を開閉する切換弁３１とを備え、内燃機関の停止時に切換弁３１が進角通路７３および遅角通路７４を閉塞して進角通路７３および遅角通路７４に作動油を滞留させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸気弁および排気弁の少なくとも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）を調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。

従来、作動油の油圧によりベーンロータとハウジングとの間に位相差を形成し、吸気弁または排気弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置が公知である（特許文献１参照）。このバルブタイミング調整装置は、相対回転するベーンロータとハウジングとの間に進角油圧室および遅角油圧室を有する。そして切換弁が、オイルポンプからの作動油を進角油圧室と連通する進角通路へ供給する状態と、遅角油圧室と連通する遅角通路へ供給する状態とに切り換わることで、進角油圧室および遅角油圧室の油圧を制御する。こうした油圧の制御により、ベーンロータとハウジングとを相対回転させ、これらの間に位相差を形成することで、バルブタイミングを調整している。

特開２００１−５００６４号公報

しかし、例えば特許文献１に開示のバルブタイミング調整装置では、内燃機関の停止時に進角通路または遅角通路が大気開放され、各通路内の作動油が抜け出してしまう。そのため、内燃機関の始動後にバルブタイミングの調整を開始するには、オイルポンプの起動により各通路内に作動油が充満するのを待つ必要がある。つまり、バルブタイミング調整が実際に開始されるまでに時間がかかるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の始動後においてバルブタイミング調整を速やかに開始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に記載の発明によると、内燃機関の停止時に弁手段が流体供給源の下流側において進角通路および遅角通路を閉塞することで、作動流体が進角通路および遅角通路に滞留する。故に内燃機関が始動した後には、進角通路および遅角通路から作動流体が抜け出ている場合に比べて、短時間で作動流体を進角室や遅角室へ供給することができる。したがって、進角室および遅角室への供給流体の圧力により内燃機関の始動直後からベーンロータをハウジングに対して相対回転駆動することできるので、内燃機関の始動後にはバルブタイミングの調整を速やかに開始することができる。

請求項２に記載の発明によると、弁手段は、進角通路を開放して流体供給源から進角通路へ作動流体を供給する状態と、遅角通路を開放して流体供給源から遅角通路へ作動流体を供給する状態と、進角通路および遅角通路を閉塞する状態とに切り換わる切換弁である。これにより、進角通路および遅角通路のうち作動流体を供給する通路を切り換えてバルブタイミングを調整する機能と、進角通路および遅角通路を閉塞してそれら通路に作動油を滞留させる機能とを同一の切換弁によって実現することができる。このような一要素への機能の集約によれば、コストを低減することができる。

請求項３に記載の発明によると、切換弁は、通電により弁部材を電磁駆動する電磁駆動部への通電停止時に、弾性部材の復原力により弁部材を移動させることで進角通路および遅角通路を閉塞する。故に、例えば内燃機関とともに電磁駆動部への通電が停止しても、進角通路および遅角通路を閉塞させて、作動流体をそれらの通路に滞留させ続けることができる。したがって、内燃機関の始動後には、バルブタイミング調整が開始するまでの時間を確実に短くすることができ、また調整開始後には、弁部材の電磁駆動により作動流体の供給先を迅速に切り換えて調整応答性を高めることができる。

請求項４に記載の発明によると、弁手段では、進角通路および遅角通路のうち流体供給源と連通する通路を切り換える切換弁の下流側において電磁弁が、通電によって進角通路および遅角通路を開放する。故にこの場合には、進角通路および遅角通路のうち流体供給源から作動流体を供給する通路を切換弁により切り換えて、バルブタイミングを調整することができる。また、請求項４に記載の発明によると、弁手段では、切換弁の下流側の電磁弁が通電の停止によって進角通路および遅角通路を閉塞する。故にこの場合には、例えば内燃機関とともに電磁弁への通電が停止しても、進角通路および遅角通路を閉塞させて、作動流体をそれらの通路に滞留させ続けることができる。したがって、内燃機関の始動後には、バルブタイミング調整が開始するまでの時間を確実に短くすることができる。

請求項５に記載の発明によると、弁手段では、進角通路および遅角通路のうち流体供給源と連通する通路を切り換える切換弁の下流側においてパイロット制御弁が、切換弁の上流側において流体供給源と連通するパイロット通路から作動流体圧を受ける。そしてパイロット制御弁は、設定圧以上の作動流体圧を受けることによって進角通路および遅角通路を開放する。故にこの場合には、例えば内燃機関とともに流体供給源が作動する状態下、進角通路および遅角通路のうち流体供給源から作動流体を供給する通路を切換弁により切り換えて、バルブタイミングを調整することができる。また、請求項５に記載の発明によると、パイロット通路から設定圧未満の作動流体圧を受けることによって進角通路および遅角通路を閉塞する。故にこの場合には、例えば内燃機関とともに作動流体源が停止しても、進角通路および遅角通路を閉塞させて、作動流体をそれらの通路に滞留させ続けることができる。したがって、内燃機関の始動後には、バルブタイミング調整が開始するまでの時間を確実に短くすることができる。

以下、本発明の複数の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を車両の内燃機関の排気弁に適用した例を図１および図２に示す。第一実施形態のバルブタイミング調整装置１は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式である。
バルブタイミング調整装置１は、内燃機関の駆動軸であるクランクシャフト（図示しない）の駆動力を内燃機関の従動軸であるカムシャフト２へ伝達する駆動力伝達系に設置される装置本体１０と、装置本体１０への作動油供給を制御する装置制御系３０を備えている。

まず、装置本体１０について説明する。
装置本体１０においてハウジング１８は、スプロケット１１、円筒状のシューハウジング１２および円環盤状のフロントプレート１３から構成されている。
シューハウジング１２は、その内周壁のうち回転方向にほぼ等間隔となる位置から径方向内側に突出する仕切部としてのシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有している。シュー１２ａ〜１２ｄの突出端面は、図２の紙面垂直方向から見て円弧状であり、ベーンロータ１４のボス部１４ａの外周壁面に摺接する。各シュー１２ａ〜１２ｄの凹部にはシール部材１５が嵌合している。また、回転方向において隣り合うシュー１２ａ〜１２ｄの間にはそれぞれ収容室５０が形成される。各収容室５０は、対応するシュー側面とシューハウジング１２の内周壁面とで囲まれており、図２の紙面垂直方向から見て扇状である。

スプロケット１１、シューハウジング１２およびフロントプレート１３は、フロントプレート１３とスプロケット１１との間にシューハウジング１２を挟むようにして、同軸にボルト固定されている。スプロケット１１は、図示しないチェーンによって図示しないクランクシャフトと連繋している。これによりハウジング１８は、クランクシャフトからスプロケット１１へ駆動力が伝達されることで、クランクシャフトと連動して回転する。なお、ハウジング１８は、図２の時計方向へ回転する。

ベーンロータ１４はハウジング１８に収容されており、ベーンロータ１４の軸方向の両端面はスプロケット１１の壁面１１ａおよびフロントプレート１３の壁面１３ａに摺接する。ベーンロータ１４は、ボス部１４ａとベーン１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅとを有している。
ボス部１４ａに嵌合するブッシュ２０は、フロントプレート１３に対して相対回転可能かつ回転軸Ｏと同軸にフロントプレート１３の内周側に挿入されている。ボス部１４ａは、ブッシュ２０とともにカムシャフト２にボルト固定されている。したがって、ベーンロータ１４およびカムシャフト２は、図２の時計方向へ回転する。また、ベーンロータ１４はハウジング１８に対してカムシャフト２とともに相対回転可能である。なお、図２に示す矢印Ｘは、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の進角側への相対回転方向（以下、進角方向という）を表している。また、図２に示す矢印Ｙは、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の遅角側への相対回転方向（以下、遅角方向という）を表している。因みに図２は、ハウジング１８に対しベーンロータ１４が進角方向Ｘへの相対回転を規制され遅角方向Ｙへの相対回転を許容される最進角位置に定位した状態を示している。フロントプレート１３とブッシュ２０との間には、ねじりコイルばね２２が介装されている。ねじりコイルばね２２の一端部は、シューハウジング１２およびフロントプレート１３に係止されており、他端部はベーンロータ１４に係止されている。ねじりコイルばね２２の復原力は、ハウジング１８に対してベーンロータ１４を進角方向Ｘに相対回転させるトルクとして働く。

ベーン１４ｂ〜１４ｅは、ボス部１４ａの外周壁のうち回転方向にほぼ等間隔となる位置から径方向外側に突出し、各収容室５０内に収容される。ベーン１４ｂ〜１４ｅの突出端面は、図２の紙面垂直方向から見て円弧状に形成され、シューハウジング１２の内周壁面に摺接する。各ベーン１４ｂ〜１４ｅの突出端面に設けられた凹部にはシール部材１６が嵌合している。ベーン１４ｂ〜１４ｅは、対応する収容室５０を仕切ることにより、回転方向の両側に進角室としての進角油圧室と遅角室としての遅角油圧室を形成する。具体的には、シュー１２ａとベーン１４ｂの間に進角油圧室５１、シュー１２ｂとベーン１４ｃの間に進角油圧室５２、シュー１２ｃとベーン１４ｄの間に進角油圧室５３、シュー１２ｄとベーン１４ｅの間に進角油圧室５４を形成する。また、シュー１２ｄとベーン１４ｂの間に遅角油圧室５５、シュー１２ａとベーン１４ｃの間に遅角油圧室５６、シュー１２ｂとベーン１４ｄの間に遅角油圧室５７、シュー１２ｃとベーン１４ｅの間に遅角油圧室５８を形成する。ベーンロータ１４がハウジング１８に対し図２の最進角位置にあるときには、各進角油圧室５１〜５４の容積が最大となり、各遅角油圧室５５〜５８の容積が最小となる。一方、ベーンロータ１４がハウジング１８に対し最遅角位置にあるときには、各遅角油圧室５５〜５８の容積が最大となり、各進角油圧室５１〜５４の容積が最小となる。

進角油圧室５１〜５４はそれぞれ、ベーンロータ１４に形成された進角通路６１〜６４に連通している。そして、進角通路６１〜６４はいずれも、カムシャフト２に形成された進角通路７１に連通している。一方、遅角油圧室５５〜５８はそれぞれ、ベーンロータ１４に形成された遅角通路６５〜６８と連通している。そして、遅角通路６５〜６８はいずれも、カムシャフト２に形成された遅角通路７２と連通している。

ベーン１４ｂには、ストッパピストン２６が収容されている。ストッパピストン２６は、圧縮コイルばね２８の復原力によりスプロケット１１の嵌合リング２７に嵌合することで、ベーンロータ１４をハウジング１８に対して最進角位置に拘束する。一方、ストッパピストン２６は、通路２９ａを通じて遅角油圧室５５から供給される油圧による力と、通路２９ｂを通じて進角油圧室５１から供給される油圧による力との少なくとも一方により、嵌合リング２７からの離脱位置に変位することで、ベーンロータ１４の相対回転を許容する。

次に、装置制御系３０について説明する。
装置制御系３０において進角通路７３および遅角通路７４はそれぞれ、装置本体１０の進角通路７１および遅角通路７２と連通している。
弁手段としての切換弁３１は、進角通路７３、遅角通路７４、ポンプ通路７５、ドレイン通路７６、７７と接続されている。ここでポンプ通路７５には、流体供給源としてのオイルポンプ４が設置されており、オイルポンプ４はポンプ通路７５の上流側を通じてオイルタンク５から作動油を汲み上げ、ポンプ通路７５の下流側を通じて作動油を切換弁３１側へ吐出する。なお、第一実施形態のオイルポンプ４は、クランクシャフトの駆動力が伝達されて作動する所謂機械式ポンプである。ドレイン通路７６、７７は、切換弁３１からオイルタンク５側へ作動油を排出可能に設けられている。

切換弁３１の電磁駆動部３２は、ヨーク３７、固定コア３３、可動コア３４、シャフト３５およびコイル３６を有している。ヨーク３７、固定コア３３および可動コア３４は磁性材で形成されており、磁気回路を構成している。シャフト３５は可動コア３４に圧入されており、可動コア３４と一体に図１の左右方向に往復移動可能である。コイル３６は、通電により上記磁気回路を通る磁束を発生する。コイル３６は電子制御装置（ＥＣＵ）６に電気接続されており、当該ＥＣＵ６により通電を制御されることによって、コア３３、３４間に発生させる磁気吸引力を変化させてシャフト３５を駆動する。

切換弁３１の弁部４０は、スリーブ４１およびスプール４２を有している。スリーブ４１の所定位置には、作動油を通過させる複数の開口部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅが形成されている。開口部４１ａは進角通路７３と連通し、開口部４１ｂは遅角通路７４と連通している。また、開口部４１ｄはポンプ通路７５と連通しており、開口部４１ｃ、４１ｅはそれぞれドレイン通路７６、７７と連通している。スプール４２は、スリーブ４１の内壁により軸方向へ往復移動可能に支持されている。スプール４２においてスリーブ４１の内径とほぼ同じ外径を有するランド４２ａ、４２ｂは、スリーブ４１の内壁に摺接する。スプール４２の可動コア３４側の端面はシャフト３５の端面と接しており、スプール４２の可動コア３４とは反対側の端面は、復原力によりスプール４２をシャフト３５側（図１の右方向）へ押圧するスプリング４３と接している。したがって、電磁駆動部３２がシャフト３５を往復駆動することにより、スプール４２がスリーブ４１内を往復移動する。即ちスプール４２は、電磁駆動部３２のコイル３６への通電に従って電磁駆動される弁部材である。

図３（ａ）は、ＥＣＵ６によりコイル３６への通電がオフに制御された状態を示している。この状態において、スプール４２はスプリング４３の復原力により図３（ａ）の右方向へ押圧されて、定位する。これにより、オイルポンプ４からポンプ通路７５へ吐出された作動油は、開口部４１ｄからスリーブ４１内へ流入し、開口部４１ａから進角通路７３へ流れる。即ち進角通路７３が開放されてオイルポンプ４と連通し、オイルポンプ４の吐出油が進角通路７３へ供給される。一方、遅角通路７４の作動油は開口部４１ｂからスリーブ４１内へ流入し、開口部４１ｃからドレイン通路４１ｃを通じてオイルタンク５へ排出される。

図３（ｂ）は、ＥＣＵ６によりコイル３６への通電がオンされて所定のデューティ比に制御された状態を示している。この状態においてスプール４２はスプリング４３の復原力に抗して図３（ｂ）の左方向へ押圧され、スプリング４３の復原力と電磁駆動部３２のコア３３、３４間の磁気吸引力とが釣り合う位置に定位する。これにより、オイルポンプ４からポンプ通路７５へ吐出された作動油は開口部４１ｄからスリーブ４１内へ流入し、開口部４１ｂから遅角通路７４へ流れる。即ち遅角通路７４が開放されてオイルポンプ４と連通し、オイルポンプ４の吐出油が遅角通路７４へ供給される。一方、進角通路７３の作動油は開口部４１ａからスリーブ４１内へ流入し、開口部４１ｅからドレイン通路７７を通じてオイルタンク５へ排出される。

図３（ｃ）は、ＥＣＵ６によりコイル３６への通電がオンされて図３（ｂ）の場合とは異なるデューティ比に制御された状態を示している。この状態においてスプール４２は図３（ｃ）の左方向へ図３（ｂ）の場合より少なく押圧され、スプリング４３の復原力と電磁駆動部３２の磁気吸引力とが釣り合う位置に定位する。これにより、オイルポンプ４からポンプ通路７５へ吐出された作動油は開口部４１ｄからスリーブ４１内へ流入するが、ランド４２ａ、４２ｂにより開口部４１ａ、４１ｂが閉塞されるため、作動油は進角通路７３および遅角通路７４へ流れない。即ち進角通路７３および遅角通路７４がオイルポンプ４に対して閉塞されるため、上述した通路７３、７４への作動油の供給後においては作動油が通路７３、７４に滞留させられる。

さて、切換弁３１を制御する制御手段としてのＥＣＵ６は、具体的にはマイクロコンピュータ等の電気回路で構成されている。ＥＣＵ６には、切換弁３１のコイル３６の他、図１に示すようにカム角センサ７やクランク角センサ８等の各種センサが電気接続されている。ＥＣＵ６は、それらセンサの出力に基づいて排気弁の実バルブタイミングおよび目標バルブタイミングを演算し、それらの演算結果に基づいてコイル３６への通電を制御する。なお、上記カム角センサ７は、例えば排気弁を開閉駆動するカムシャフト２の周辺に設置され、カムシャフト２の回転角を検出する。また、上記クランク角センサ８は、例えばクランクシャフトの周囲に設置され、クランクシャフトの回転角を検出する。さらにまた、第一実施形態では、内燃機関が停止しても車両の電源（図示しない）からＥＣＵ６への電力供給が継続されるようになっており、そうした内燃機関の停止下であってもＥＣＵ６は切換弁３１への通電制御を行うことができる。

次に、上記構成のバルブタイミング調整装置１の作動について説明する。なお、内燃機関の停止状態では、圧縮コイルばね２８の復原力によってストッパピストン２６が嵌合リング２７に嵌合しているものとする。
停止状態の内燃機関が始動すると、オイルポンプ４が起動するとともに、ＥＣＵ６が切換弁３１のコイル３６への通電をオン制御して遅角通路７４を開放する。すると、オイルポンプ４の吐出油が遅角通路７４、７２、６５〜６８を経て遅角油圧室５５〜５８へ流入する。その結果、ストッパピストン２６は通路２９ａを通じて遅角油圧室５５からの油圧を受け、その油圧が所定圧まで上昇すると、ストッパピストン２６が嵌合リング２７から抜け出す。これにより、ベーンロータ１４とスプロケット１１とが相対回転可能な状態となる。

この後、ＥＣＵ６は、切換弁３１への通電をオンオフ制御することにより、進角通路７３および遅角通路７４のうちオイルポンプ４と連通する通路を切り換える。その結果、進角通路７３がオイルポンプ４と連通するときには、オイルポンプ４の吐出油が進角通路７３、７１、６１〜６４を経て進角油圧室５１〜５４へ流入する。また、このときには、遅角油圧室５５〜５８の作動油が遅角通路６５〜６８、７２、７４を経てドレイン通路７７へ排出される。これにより、各進角油圧室５１〜５４に面するベーン１４ｂ〜１４ｅに油圧が印加され、ベーンロータ１４がハウジング１８に対し進角方向Ｘへ相対回転する。一方、遅角通路７４がオイルポンプ４と連通するときには、オイルポンプ４の吐出油が遅角通路７４、７２、６５〜６８を経て遅角油圧室５５〜５８へ流入する。また、このときには、進角油圧室５１〜５４の作動油が進角通路６１〜６４、７１、７３を経てドレイン通路７６へ排出される。これにより、各遅角油圧室５５〜５８に面するベーン１４ｂ〜１４ｅに油圧が印加され、ベーンロータ１４がハウジング１８に対し遅角方向Ｙへ相対回転する。

このように第一実施形態では、オイルポンプ４から作動油を供給する通路を切り換えることにより、進角油圧室５１〜５４の油圧および遅角油圧室５５〜５８の油圧が調整され、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の相対回転位相、ひいてはバルブタイミングが調整される。なお、バルブタイミングの調整時においてＥＣＵ６は、排気弁の実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させるように切換弁３１への通電をフィードバック制御することで、正確なバルブタイミング調整を行うことができる。

こうした中、内燃機関が停止すると、オイルポンプ４も停止するため、進角通路７３および遅角通路７４のいずれへも作動油が供給されなくなる。すると、ねじりコイルばね２２の復原力によってベーンロータ１４が最進角位置まで相対回転し、ストッパピストン２６が嵌合リング２７に嵌合する。また、ＥＣＵ６が切換弁３１への通電をオン制御して進角通路７３と遅角通路７４を閉塞する。その結果、両通路７３、７４からドレイン通路７６、７７側への作動油流れが規制されるため、油圧室５１〜５８および通路６１〜６８、７１〜７４のうち少なくとも通路７３、７４において作動油が滞留することとなる。

以上説明した第一実施形態によると、バルブタイミング調整の必要がない内燃機関の停止状態で進角通路７３および遅角通路７４を閉塞することにより、少なくともそれらの通路７３、７４に作動油を滞留させておくことができる。故に内燃機関の始動後には、特許文献１に開示のように作動油が通路から抜け出ている場合に比べて、短時間で作動油を進角油圧室５１〜５４や遅角油圧室５５〜５８に充満させることができる。したがって、それら油圧室５１〜５８の油圧により、内燃機関の始動直後からストッパピストン２６を外してベーンロータ１４を駆動することができる。即ち、内燃機関の始動後においてバルブタイミングの調整を速やかに開始することができる。なお、このような効果をもたらす第一実施形態は、排ガス規制という点や車両運転性という点において好ましく、また内燃機関の停止と再始動とが繰り返されるハイブリッド式のエンジンやアイドルストップシステム搭載のエンジンに好適である。

また、第一実施形態によると、切換弁３１は、進角通路７３および遅角通路７４の閉塞機能に加えて、進角通路７３および遅角通路７４とオイルポンプ４との連通切換機能を有している。この切換機能は、油圧室５１〜５８の油圧を調整してベーンロータ１４を駆動するためのものである。つまり切換弁３１によれば、通路７３、７４の閉塞による油滞留作用に加えて、バルブタイミングの調整作用も発揮することができる。したがって、通路閉塞用の弁と通路切換用の弁とを別々に設ける場合に比べて、バルブタイミング調整装置の製造コストを低減することができる。

（第二実施形態）
図４に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。第二実施形態と第一実施形態との違いは、弁手段として装置制御系２００に設けられる
切換弁２０１の構造にある。具体的にこの切換弁２０１には、復原力によってスプール４２をスプリング４３とは反対側（図４の左方向）へ押圧する弾性部材としての常閉用スプリング２０２が追加されている。この常閉用スプリング２０２のばね係数は、スプリング４３のばね係数よりも大きく設定されている。したがって、ＥＣＵ６による電磁駆動部２０３への通電がオフされた状態では、図５（ａ）に示すように、常閉用スプリング２０２の復原力によってスプール４２が進角通路７３および遅角通路７４を閉塞する位置に定位する。即ち、切換弁２０１は常閉型の弁である。なお、第二実施形態の電磁駆動部２０３は、スプール４２に連結されてコイル（図示しない）への通電により電磁駆動される可動体（図示しない）を有し、当該通電状態に応じて、進角通路７３をオイルポンプ４に連通させる図５（ｂ）の位置と、遅角通路７４をオイルポンプ４に連通させる図５（ｃ）の位置へスプール４２を駆動する。

このような第二実施形態では、停止状態の内燃機関が始動すると、オイルポンプ４が起動するとともに、ＥＣＵ６が切換弁２０１のコイルへの通電をオン制御して遅角通路７４を開放する。これにより、ストッパピストン２６が嵌合リング２７から抜け出して、ベーンロータ１４とスプロケット１１とが相対回転可能な状態となる。
この後、第二実施形態では、ＥＣＵ６が切換弁２０１への通電を制御することにより、通路７３、７４のうちオイルポンプ４と連通する通路を切り換える。これにより、ベーンロータ１４がハウジング１８に対して進角方向Ｘまたは遅角方向Ｙへ相対回転する。

さらに第二実施形態では、内燃機関が停止すると、ＥＣＵ６が切換弁２０１への通電をオフすることにより通路７３、７４を閉塞する。これにより内燃機関の停止状態では、油圧室５１〜５８および通路６１〜６８、７１〜７４のうち少なくとも通路７３、７４に作動油が滞留することになるので、内燃機関の始動後には、バルブタイミングの調整を速やかに開始することができる。しかも切換弁２０１は、通電遮断により通路７３、７４を閉塞するので、内燃機関の停止状態では、電源からＥＣＵ６への電力供給を止める等して節電することができる。

（第三実施形態）
図６に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。第三実施形態と第一実施形態の違いは、進角通路７３および遅角通路７４を開閉する電磁弁３０１を装置制御系３００に追加したことにある。具体的に、この電磁弁３０１は進角通路７３および遅角通路７４の中途部に設置され、ＥＣＵ６に電気的に接続されている。ＥＣＵ６によりソレノイド３０４への通電がオンされた状態の電磁弁３０１では、ソレノイド３０４が発生する電磁駆動力によって弁部材３０３が両通路７３、７４を開放する位置に定位する。一方、ソレノイド３０４への通電がオフされた状態では、図６に示すように弁部材３０３がスプリング３０２の復原力によって両通路７３、７４を閉塞する位置に定位する。即ち電磁弁３０１は、常閉型の弁である。

このような第三実施形態では、内燃機関が停止すると、ＥＣＵ６が電磁弁３０１への通電をオフする。その結果、電磁弁３０１が進角通路７３と遅角通路７４を閉塞するので、油圧室５１〜５８および通路６１〜６８、７１〜７４のうち少なくとも通路７３、７４において作動油が滞留する。したがって、第三実施形態によっても、内燃機関の始動後、速やかにバルブタイミング調整を開始することができる。しかも、通路７３、７４の同時閉塞を切換弁３１とは別の電磁弁３０１が行うため、通路７３、７４の同時閉塞機能を持たない切換弁３１の使用が可能となり、例えば通路７３、７４とオイルポンプ４との連通切換機能に特化した切換弁３１等、切換弁３１の選択自由度が高くなる。

なお、第三実施形態において内燃機関が停止したときには、ＥＣＵ６による切換弁３１への通電をオフにすることが望ましい。この場合には、内燃機関の停止状態でＥＣＵ６への電力供給を止める等して節電することができる。勿論、第三実施形態において内燃機関が停止したときに、ＥＣＵ６によって切換弁３１への通電を例えば第一実施形態のようにオン制御することも可能である。
以上、第三実施形態では、電磁弁３０１および切換弁３１が共同して弁手段を構成している。

（第四実施形態）
図７に示すように、本発明の第四実施形態は第三実施形態の変形例であり、第三実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。第四実施形態と第三実施形態との違いは、装置制御系４００において進角通路７１および遅角通路７２をパイロット制御弁４０１により開閉することにある。具体的にこのパイロット制御弁４０１は、進角通路７３および遅角通路７４の中途部に配置されている。また、パイロット制御弁４０１は、ポンプ通路７５のオイルポンプ４よりも下流側にパイロット通路４０２を通じて接続されており、オイルポンプ４からパイロット通路４０２を経由して供給される作動油の油圧をパイロット圧として利用する。オイルポンプ４が起動してパイロット圧が設定圧Ｐ以上となる状態では、パイロット制御弁４０１の弁部材４０３が当該パイロット圧によって両通路７３、７４を開放する位置に定位する。一方、オイルポンプ４が停止する等してパイロット圧が設定圧Ｐ未満となった状態では、図７に示すように弁部材４０３がスプリング４０２の復原力によって両通路７３、７４を閉塞する位置に定位する。即ちパイロット制御弁４０１は、パイロット油圧によって作動する常閉型の弁である。

このような第四実施形態では、内燃機関が停止すると、オイルポンプ４の停止によってパイロット油圧が低下し、設定圧Ｐ未満となる。その結果、内燃機関が停止している間は、パイロット制御弁４０１が通路７３、７４の閉塞状態を保持することになるので、油圧室５１〜５８および通路６１〜６８、７１〜７４のうち少なくとも通路７３、７４において作動油が滞留する。したがって、第四実施形態によっても、内燃機関の始動後、速やかにバルブタイミング調整を開始することができる。また、機械的に作動するパイロット制御弁４０１により通路７３、７４の同時閉塞を実現しているので、第三実施形態では必要なソレノイド３０４やＥＣＵ６との間の電気配線、ＥＣＵ６によるソレノイド３０４への通電制御が不要となる。しかも、通路７３、７４の同時閉塞を切換弁３１とは別のパイロット制御弁４０１が行うため、通路７３、７４の同時閉塞機能を持たない切換弁３１の使用が可能となり、例えば通路７３、７４とオイルポンプ４との連通切換機能に特化した切換弁３１等、切換弁３１の選択自由度が高くなる。

なお、第四実施形態においても、内燃機関が停止したときには、切換弁３１への通電をオフにすることが節電の点で望ましいが、切換弁３１への通電をオン制御することも勿論可能である。
以上、第四実施形態では、パイロット制御弁４０１、パイロット通路４０２および切換弁３１が共同して弁手段を構成している。

（他の実施形態）
上述の第一〜第四実施形態では、ハウジング１８がクランクシャフトに連動して回転し、ベーンロータ１４がカムシャフト２に連動して回転する例を示した。しかし、本発明は、ベーンロータ１４がクランクシャフトに連動して回転し、ハウジング１８がカムシャフト２に連動して回転するバルブタイミング調整装置にも適用することができる。
さらに、上述の第一〜第四実施形態では、排気弁のバルブタイミングを制御するバルブタイミング調整装置に本発明を適用した例を示したが、吸気弁のバルブタイミングを制御する装置にも適用することができる。また、吸気弁および排気弁のバルブタイミングを調整する装置にも本発明を適用することもできる。

またさらに、上述の第一および第二実施形態では、進角通路７１および遅角通路７２を１つの切換弁３１、２０１により開閉する例を示したが、各通路７１、７２を個別の切換弁により開閉させてもよい。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。

本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第一実施形態による切換弁の作動を説明するための模式図である。本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図である。本発明の第二実施形態による切換弁の作動を説明するための模式図である。本発明の第三実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図である。本発明の第四実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図である。

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）、４オイルポンプ（流体供給源）、１４ベーンロータ、１８ハウジング、３１切換弁（弁手段）、３２電磁駆動部、４２スプール（弁部材）、５１〜５４進角油圧室（進角室）、５５〜５８遅角油圧室（遅角室）、７３進角通路、７４遅角通路、２０１切換弁（弁手段）、２０２常閉用スプリング（弾性部材）、２０３電磁駆動部、３０１電磁弁（弁手段）、４０１パイロット制御弁（弁手段）、４０２パイロット通路

Claims

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一方を開閉駆動する従動軸へ駆動力を伝達する駆動力伝達系に設置され、前記吸気弁および前記排気弁の少なくとも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、
前記駆動軸および前記従動軸の一方と連動して回転するハウジングと、
前記駆動軸および前記従動軸の他方と連動して回転し、前記ハウジングとの間に進角室および遅角室を形成し、前記進角室および前記遅角室の作動流体圧により前記ハウジングに対して相対回転駆動されるベーンロータと、
前記進角室と連通する進角通路と、
前記遅角室と連通する遅角通路と、
前記進角通路および前記遅角通路へ作動流体を供給する流体供給源の下流側において前記進角通路および前記遅角通路を開閉する弁手段であって、前記内燃機関の停止時に前記進角通路および前記遅角通路を閉塞して前記進角通路および前記遅角通路に作動流体を滞留させる弁手段と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
前記弁手段は、前記進角通路を開放して前記流体供給源から前記進角通路へ作動流体を供給する状態と、前記遅角通路を開放して前記流体供給源から前記遅角通路へ作動流体を供給する状態と、前記進角通路および前記遅角通路を閉塞する状態とに切り換わる切換弁であることを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
前記切換弁は、弁部材、通電により前記弁部材を電磁駆動する電磁駆動部、ならびに復原力により前記弁部材を押圧する弾性部材を有し、前記電磁駆動部への通電停止時に前記復原力により前記弁部材を移動させることで前記進角通路および前記遅角通路を閉塞することを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
前記弁手段は、前記進角通路および前記遅角通路のうち前記流体供給源と連通する通路を切り換える切換弁、ならびに前記切換弁の下流側に設置され、通電により前記進角通路および前記遅角通路を開放し、通電の停止により前記進角通路および前記遅角通路を閉塞する電磁弁を有することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
前記弁手段は、前記進角通路および前記遅角通路のうち前記流体供給源と連通する通路を切り換える切換弁、前記切換弁の上流側において前記流体供給源と連通するパイロット通路、ならびに前記切換弁の下流側に設置され、前記パイロット通路から設定圧以上の作動流体圧を受けることにより前記進角通路および前記遅角通路を開放し、前記パイロット通路から前記設定圧未満の作動流体圧を受けることにより前記進角通路および前記遅角通路を閉塞するパイロット制御弁を有することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。