JP2008215122A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温時における位相制御の応答性を向上するバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】それぞれ４室の遅角室および進角室のうち一部の遅角室および進角室への作動油の供給、ならびに一部の遅角室および進角室からの作動油の排出を第１切替弁６０で切替え、他の遅角室および進角室への作動油の供給、ならびに他の遅角室および進角室からの作動油の排出を第２切替弁７０で切り替える。作動油の粘度が高くなる低温時に第２切替弁７０への作動流体の供給を供給切替弁８０が遮断するので、第２切替弁７０に接続する他の遅角室および進角室に作動油は供給されない。低温時に作動油を供給する遅角室および進角室の数が減少するので、遅角室および進角室に速やかに作動油を充填し、位相制御の応答性を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の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（以下、「開閉タイミング」をバルブタイミングという）を調整するバルブタイミング調整装置に関する。

従来、内燃機関のクランクシャフトから駆動力を受けるハウジング内にカムシャフトとともに回転するベーンロータを相対回動自在に収容し、ハウジングに対するベーンロータの位相、つまりクランクシャフトとカムシャフトとの相対回動による位相差を油圧制御することにより、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ベーン式のバルブタイミング調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に開示されるようなベーン式のバルブタイミング調整装置では、ベーンロータのベーンの回転方向両側にそれぞれ遅角室および進角室が形成されており、遅角室および進角室に供給される作動油の油圧により、ハウジングに対するベーンロータの位相が制御される。

ところで、作動油等の作動液体は低温になると粘度が高くなるので、位相制御をするときに遅角室および進角室に作動油が充填されるまでの時間が長くなる。その結果、遅角室または進角室に作動油を充填して遅角制御または進角制御を開始するまでの時間が長くなるので、位相制御の応答性が低下する。
特許文献１では、エンジン回転数の高低に応じて容量の異なる油室の間で作動油を切り替えて供給する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１の構成では、温度が低下し作動油の粘度が高くなると、遅角室および進角室に作動油が充填されるまでの時間が長くなり位相制御の応答性が低下するという問題は解決されない。

特開２００５−３６７６０号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、低温時における位相制御の応答性を向上するバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。

請求項１から６に記載の発明によると、複数の遅角室および進角室のうち一部の遅角室および進角室への作動流体の供給、ならびに一部の遅角室および進角室からの作動流体の排出を第１切替弁で切替え、これら一部の遅角室および進角室以外の他の遅角室および進角室への作動流体の供給、ならびに他の遅角室および進角室からの作動流体の排出を第２切替弁で切り替えている。そして、所定温度以下のときに第２切替弁への作動流体の供給を供給切替弁が遮断する。つまり、作動流体の温度が低く粘度が高い場合には、第２切替弁に接続する遅角室および進角室には作動流体が供給されず、第１切替弁に接続する遅角室および進角室だけに作動流体が供給される。このように、作動流体の温度が低く粘度が高い場合に、作動流体を供給する遅角室および進角室の数を減らして作動流体を供給する遅角室および進角室の容積が減少することにより、低温時において速やかに遅角室および進角室に作動流体を充填できる。

ところで、低温時に作動流体の粘度が高くなるとバルブタイミング調整装置の各部からの作動流体の漏れ量が減少するので、高温時に作動流体の粘度が低くなりバルブタイミング調整装置の各部からの作動流体の漏れ量が増加する場合よりも、作動流体の圧力は高くなる。これにより、低温時に作動流体を供給する遅角室および進角室の容積が減少しても、作動流体の圧力から受ける力によりハウジングに対してベーンロータを相対回動駆動して位相制御を行うことができる。

ところで、ハウジングまたはベーンロータの一方が例えばチェーンやベルトを介して駆動軸の駆動力を受けると、一方の軸方向端部側でハウジングまたはベーンロータと結合する従動軸は、ハウジングまたはベーンロータと結合している一方の軸方向端部側で径方向に向けて大きな力を受け、軸受けとの間に大きな摩擦力が働く恐れがある。

そこで、請求項２に記載の発明によると、複数の遅角室および進角室に作動流体を供給する流体通路は従動軸と従動軸の軸受けとの摺動箇所に形成されており、第１切替弁により作動流体の供給および排出を切り替えられる一部の遅角室および進角室に作動流体を供給する流体通路は、第２切替弁により作動流体の供給および排出を切り替えられる他の遅角室および進角室に作動流体を供給する流体通路よりも、ハウジングまたはベーンロータと結合している従動軸の一方の軸方向端部側に形成されている。第１切替弁からは温度に関わらず作動流体が供給されるので、駆動軸から大きな駆動力を従動軸と軸受けとの間に受ける従動軸の一方の軸方向端部側では、従動軸と軸受けとの摺動箇所に温度に関わらず作動流体が供給され潤滑される。これにより、駆動軸から大きな駆動力を受ける従動軸と軸受けとの摺動箇所の焼き付きを防止できる。

請求項３に記載の発明によると、供給切替弁の電磁駆動部が断線等により作動しなくなると、ばね部材の荷重により弁部材は第２切替弁への作動流体の供給を許可する方向に移動する。これにより、供給切替弁の電磁駆動部の作動不良時には、第１切替弁および第２切替弁の両方から作動流体が供給される。
請求項４に記載の発明によると、嵌合穴に嵌合することによりハウジングに対するベーンロータの相対回動を拘束する嵌合部材は、第１切替弁から供給される作動流体の流体圧力により往復移動する。第１切替弁からは温度に関わらず作動流体が供給されるので、嵌合穴への嵌合部材の出入りを温度に関わらず制御できる。

ところで、低温時には、内燃機関に噴射される燃料噴霧の微粒化が妨げられ、燃料の燃焼が不完全になるので、排ガス中に排出される炭化水素（ＨＣ）、煤等の未燃成分が増加するという問題がある。このような場合、内燃機関が始動した直後に、吸気弁と排気弁との開弁時期をオーバーラップさせて高温の排気ガスが吸気側に環流したり燃焼室内に留まることにより、吸気管内壁等に付着している燃料の噴霧化、あるいはインジェクタから噴射される燃料噴霧の微粒化を促進し、燃料の燃焼を促進することが考えられる。

そこで、請求項５に記載の吸気弁用のバルブタイミング調整装置では、低温時に第２切替弁が遅角室から作動流体を排出する切替状態になることにより、低温時において、エンジンが始動した直後に第１切替弁から進角室に作動流体を供給し第２切替弁が遅角室から作動流体を排出することにより、吸気弁の位相を素早く進角側に制御できる。これにより、吸気弁と排気弁との開弁期間がオーバーラップするので、燃料の噴霧化が促進され、燃料の燃焼を促進できる。

また、請求項６に記載の排気弁用のバルブタイミング調整装置では、低温時に第２切替弁が進角室から作動流体を排出する切替状態になることにより、低温時において、エンジンが始動した直後に第１切替弁から遅角室に作動流体を供給し第２切替弁が進角室から作動流体を排出することにより、排気弁の位相を素早く遅角側に制御できる。これにより、吸気弁と排気弁との開弁期間がオーバーラップするので、燃料の噴霧化が促進され、燃料の燃焼を促進できる。

以下、本発明の実施の形態を図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および図２に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置２は作動流体の液圧として作動油の油圧を使用す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ものである。バルブタイミング調整装置２の調整装置本体４は、図示しない駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力を従動軸としてのカムシャフト６に伝達する。

（調整装置本体４）
まず、調整装置本体４について図３および図４に基づいて説明する。
図３は、図４の（Ａ）に示す横断面図をストッパピストン３２、進角油路２３２、ボルト２０、遅角油路２３０、シール部材２６、ボルト２２を通って切断した縦断面図である。上記断面位置に現れない箇所も、調整装置本体４の構造の理解を容易にするために図３に示されている。

図３に示すように、駆動側回転体としてのハウジング１０は、一方の側壁であるチェーンスプロケット１２、周壁１５および他方の側壁であるフロントプレート１６を有している。周壁１５およびフロントプレート１６は一体に形成されており、シューハウジング１４を構成している。チェーンスプロケット１２およびシューハウジング１４はボルト２２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クランクシャフトと結合して駆動力を伝達され、クランクシャフトとともに回転する。

従動軸としてのカムシャフト６は、調整装置本体４を介しクランクシャフトの駆動力を伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト６は、軸受８により軸受けされ、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動自在である。カムシャフト６の外径は、ベーンロータ１８との結合部から軸受け８に軸受けされる部分にかけて同一外径である。ハウジング１０およびカムシャフト６は図３に示す矢印Ｘ方向からみて時計方向に回転する。以下この回転方向を進角方向とする。

図４に示すように、シューハウジング１４は、回転方向にほぼ等間隔に配置され、台形状に形成された仕切部としてのシュー１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを有している。シュー１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの内周面は断面円弧状に形成されている。シュー１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにより回転方向に四箇所形成される間隙にはそれぞれベーン１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを収容する扇状の収容室５０が形成されている。

ベーンロータ１８は、ボス部１８ｅと、ボス部１８ｅの外周側に回転方向にほぼ等間隔に配置されたベーン１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄとを有している。ベーン１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは各収容室５０内に回動可能に収容されている。各ベーンは、各収容室５０を仕切り遅角室と進角室とに二分している。図４に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、ハウジング１０に対するベーンロータ１８の遅角方向、進角方向を表している。従動側回転体としてのベーンロータ１８は、カムシャフト６の一方の軸方向端面６ａと当接し、ボルト２０によりブッシュ２４とともにカムシャフト６に一体に結合されている。図示しない位置決めピンがカムシャフト６およびボス部１８ｅの両方に形成されている嵌合穴２５に嵌合することにより、カムシャフト６に対するベーンロータ１８の回転方向の位置が規定される。

ベーンロータ１８はハウジング１０内に相対回動自在に収容されており、ハウジング１０の回転軸方向両側の内側壁とベーンロータ１８の回転軸方向両側の外側壁、ならびに周壁１５の内周壁とベーンロータ１８の外周壁とは互いに向かい合い摺動している。
シール部材２６は半径方向に向き合う周壁１５とベーンロータ１８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２６は、ベーン１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄおよびボス部１８ｅに形成されている凹部に嵌合し、板ばね２８により４個のシューを含む周壁１５の内周面に押し付けられている。ベーンロータ１８の外周壁と周壁１５の内周壁との間には微小な摺動隙間が設けられており、この摺動隙間を介して油圧室間に作動油が漏れることをシール部材２６により防止している。

図３に示すように、円筒状のガイドリング３０はベーン１８ａ内に圧入されている。円筒状に形成された嵌合部材としてのストッパピストン３２はガイドリング３０に回転軸方向に往復移動自在に収容されている。嵌合穴３５を形成する嵌合リング３４はフロントプレート１６に形成された凹部に圧入保持されている。ストッパピストン３２および嵌合リング３４の互いの嵌合側はテーパ状に形成されているので、ストッパピストン３２は嵌合リング３４に滑らかに嵌合する。スプリング３６は嵌合リング３４側に向けてストッパピストン３２に荷重を加えている。

油圧室４０および油圧室４２に供給される作動油の圧力は、嵌合リング３４からストッパピストン３２が抜け出す方向に働く。油圧室４０は進角室５５（図４参照）と連通し、油圧室４２は遅角室５１（図４参照）と連通している。ストッパピストン３２は、ハウジング１０に対し最遅角位置にベーンロータ１８が位置するとき嵌合リング３４に嵌合可能である。ストッパピストン３２が嵌合リング３４に嵌合した状態においてハウジング１０に対するベーンロータ１８の相対回動は拘束されている。

ハウジング１０に対しベーンロータ１８が最遅角位置から進角側に回転するとストッパピストン３２と嵌合リング３４との回転方向位置がずれることにより、ストッパピストン３２は嵌合リング３４に嵌合不能になる。
チェーンスプロケット１２に形成された連通路１２ａと、ストッパピストン３２が収容されているベーン１８ａの収容孔とは、ハウジング１０に対しベーンロータ１８が最遅角位置にあるとき互いに連通する。連通路１２ａは大気開放されているので、最遅角位置におけるストッパピストン３２の往復移動は妨げられない。

図４示すように、シュー１４ａとベーン１８ａとの間に遅角室５１が形成され、シュー１４ｂとベーン１８ｂとの間に遅角室５２が形成され、シュー１４ｃとベーン１８ｃとの間に遅角室５３が形成され、シュー１４ｄとベーン１８ｄとの間に遅角室５４が形成されている。また、シュー１４ｄとベーン１８ａとの間に進角室５５が形成され、シュー１４ａとベーン１８ｂとの間に進角室５６が形成され、シュー１４ｂとベーン１８ｃの間に進角室５７が形成され、シュー１４ｃとベーン１８ｄの間に進角室５８が形成されている。

図３に示すように、カムシャフト６の外周壁に環状の遅角溝油路２２０、２２４、進角溝油路２２２、２２６が形成されている。後述する第１切替弁６０に接続する遅角溝油路２２０および進角溝油路２２２は、後述する第２切替弁７０に接続する遅角溝油路２２４および進角溝油路２２６よりも、カムシャフト６と軸受け８との摺動箇所においてベーンロータ１８のボス部１８ｅと結合するカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に形成されている。また、カムシャフト６には、遅角溝油路２２０と連通する遅角油路２３０、進角溝油路２２２と連通する進角油路２３２がベーンロータ１８のボス部１８ｅに向けてカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に延びて形成されている。さらにカムシャフト６には、遅角溝油路２２４と連通する遅角油路２３４、２３８（図４参照）、進角溝油路２２６と連通する進角油路２３６、２４０（図４参照）がベーンロータ１８のボス部１８ｅに向けてカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に延びて形成されている。ベーンロータ１８のボス部１８ｅと結合するカムシャフト６の軸方向端面６ａ側に向けて延びている遅角油路２３０、２３４、２３８、進角油路２３２、２３６、２４０は、さらにベーンロータ１８のボス部１８ｅの内部にまで軸方向に延びている。

図４に示すように、遅角油路２３０は連通路２５０により遅角室５１と連通し、進角油路２３２は連通路２５２により進角室５５と連通している。また、遅角油路２３４は連通路２５４、２５６によりそれぞれ遅角室５３、５４に連通し、進角油路２３６は連通路２５８、２６０によりそれぞれ進角室５７、５６に連通している。また、遅角油路２３８は連通路２６２により遅角室５２に連通し、進角油路２４０は連通路２６４により進角室５８に連通している。

ここで、ボス部１８ｅの内部に形成されている遅角油路２３４と進角油路２４０とのボス部１８ｅにおける軸方向の深さは遅角油路２３４の方が深くボス部１８ｅの内部に形成されている遅角油路２３８と進角油路２３６とのボス部１８ｅにおける軸方向の深さは進角油路２３６の方が深い。これにより、連通路２５６と進角油路２４０とは緩衝せず、連通路２６０と遅角油路２３８とは緩衝しない。

（バルブタイミング調整装置２の油路構成）
図１に示すように、遅角溝油路２２０は遅角油路２１０を介し、進角溝油路２２２は進角油路２１２を介して第１切替弁６０と接続している。また、遅角溝油路２２４は遅角油路２１４を介し、進角溝油路２２６は進角油路２１６を介して第２切替弁７０と接続している。第１切替弁６０および第２切替弁７０は、ＥＣＵ１１０により電磁駆動部６２、７２への通電をデューティ比制御され油路を切り替える電磁弁である。

第１切替弁６０は、電磁駆動部６２の駆動力によりスプール６４が往復移動することにより、供給油路２０２および排出油路２０６と遅角油路２１０および進角油路２１２との連通を切り替える。また、第２切替弁７０は、電磁駆動部７２の駆動力によりスプール７４が往復移動することにより、供給油路２０４および排出油路２０８と遅角油路２１４および進角油路２１６との連通を切り替える。供給油路２０２は第１切替弁６０と供給切替弁８０とを接続し、供給油路２０４は第２切替弁７０と供給切替弁８０とを接続している。電磁駆動部６２への通電をオフしている状態では、図示しないスプリングからスプール６４に加わる荷重により、第１切替弁６０は、供給油路２０２と遅角油路２１０とを連通し、進角油路２１２と排出油路２０６とを連通する切替位置になる。同様に、電磁駆動部７２への通電をオフしている状態では、図示しないスプリングからスプール７４に加わる荷重により、第２切替弁７０は、供給油路２０４と遅角油路２１４とを連通し、進角油路２１６と排出油路２０８とを連通する切替位置になる。

供給切替弁８０は、電磁駆動部８２の駆動力により弁部材としてのスプール８４が往復移動することにより、供給油路２００と供給油路２０２および供給油路２０４の両方との連通、あるいは供給油路２００と供給油路２０２だけとの連通を切り替える。供給油路２００には、油圧ポンプ１００がドレイン１０２から吸入した作動油が吐出される。

供給切替弁８０のスプール８４はハウジング８６内に往復移動自在に収容されている。ばね部材としてのスプリング８８は、スプール８４に対して図１の右方向に荷重を加えている。電磁駆動部８２への通電がオンされると、スプリング８８の荷重に抗してスプール８４は図１の左方向に移動する。ハウジング８６には、入口ポート９０、第１出口ポート９２、第２出口ポート９４、空気抜きポート９６、９８が形成されている。入口ポート９０は供給油路２００と接続し、第１出口ポート９２は供給油路２０２と接続し、第２出口ポート９４は供給油路２０４と接続している。空気抜きポート９６、９８は大気開放されている。

電磁駆動部８２への通電がオフのとき、スプリング８８の荷重によりスプール８４は図２に示す位置にある。このとき、入口ポート９０と第１出口ポート９２および第２出口ポート９４の両方とが連通する。これにより、供給油路２００から供給切替弁８０を介して供給油路２０２、２０４の両方に作動油が供給される。一方、電磁駆動部８２への通電がオンのとき、電磁駆動部８２の駆動力によりスプリング８８の荷重に抗してスプール８４は図１に示す位置にある。このとき、入口ポート９０と第１出口ポート９２とが連通し、入口ポート９０と第２出口ポート９４との連通は遮断される。これにより、供給油路２００から供給切替弁８０を介して供給油路２０２に作動油が供給され、供給油路２００から供給油路２０２への作動油の供給は供給切替弁８０により遮断される。

電子制御装置（Electronic Control Unit；ＥＣＵ）１１０は、油温センサ１１２等の各種センサから検出信号を入力し、エンジン運転状態に応じて第１切替弁６０、第２切替弁７０、供給切替弁８０を切替制御する。
以上の油路構成により、油圧ポンプ１００から遅角室５１、５２、５３、５４、進角室５５、５６、５７、５８ならびに油圧室４０、４２に作動油を供給可能になるとともに、各油圧室からドレイン１０２へ作動油を排出可能になる。

（バルブタイミング調整装置２の作動）
内燃機関停止状態ではストッパピストン３２は嵌合リング３４に嵌合している。内燃機関を始動直後の状態では、遅角室５１、５２、５３、５４、進角室５５、５６、５７、５８、油圧室４０および油圧室４２に油圧ポンプ１００から作動油が供給されないので、ストッパピストン３２は嵌合リング３４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６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、カムシャフトが受けるトルク変動によりハウジング１０とベーンロータ１８とが揺動振動して衝突し、打音が発生することを防止する。
内燃機関始動後、油圧ポンプ１００から作動油が十分に供給されると、油圧室４０または油圧室４２に供給される作動油の油圧によりストッパピストン３２は嵌合リング３４から抜け出すので、ハウジング１０に対しベーンロータ１８は相対回動自在である。

＜常温時＞
油温センサ１１２の検出信号から油温が所定温度より高い常温時であると判断すると、ＥＣＵ１１０は、供給切替弁８０の電磁駆動部８２への通電をオフする。これにより、供給切替弁８０は図２に示す切替状態になるので、供給切替弁８０を介して供給油路２００から供給油路２０２、２０４の両方に油圧ポンプ１００から作動油が供給される。そして、ＥＣＵ１１０は、第１切替弁６０、第２切替弁７０の電磁駆動部６２、７２への通電を制御して各遅角室および各進角室に加わる油圧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６の位相差を調整する。

＜低温時＞
油温センサ１１２の検出信号から油温が所定温度以下の低温時であると判断すると、ＥＣＵ１１０は、供給切替弁８０の電磁駆動部８２への通電をオンする。これにより、供給切替弁８０は図１に示す切替状態になるので、供給切替弁８０を介して供給油路２００から供給油路２０２だけに油圧ポンプ１００から作動油が供給され、供給油路２００から供給油路２０４への作動油の供給は遮断される。これにより、遅角油路２１０、遅角溝油路２２０、遅角油路２３０、進角油路２１２、進角溝油路２２２、進角油路２３２だけに作動油が供給される。その結果、４室の遅角室５１、５２、５３、５４、４室の進角室５５、５６、５７、５８のうち遅角室５１および進角室５５だけに作動油を供給可能になる。このように、作動油を供給する油圧室の数が遅角室、進角室についてそれぞれ１室になり作動油を供給する容積が減少することにより、低温時において作動油の粘度が高くなっているときに遅角室５１、進角室５５に速やかに作動油を充填できる。これにより、低温時における位相制御の応答性が向上する。嵌合リング３４から抜け出す方向にストッパピストン３２に油圧を加える油圧室４０、４２はそれぞれ進角室５５、遅角室５１と連通しているので、供給切替弁８０が図１に示す切替状態になり供給油路２０２だけに作動油が供給される油路構成になっても、ストッパピストン３２は嵌合リング３４から抜け出すことができる。

ここで、低温時の内燃機関始動直後においては、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が吸気管内壁または吸気弁に付着し、燃料の燃焼が不十分になることがある。筒内噴射の場合にも、低温のために燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の燃焼が不十分になることがある。燃料の燃焼が不十分であると、排ガス中のＨＣおよび煤等の未燃成分が増加するという問題がある。

そこで、吸気弁用のバルブタイミング調整装置２においては、最遅角位置で始動しストッパピストン３２が嵌合リング３４から抜け出した内燃機関の始動直後に進角制御することが考えられる。吸気弁用のバルブタイミング調整装置２で進角制御を行うと、吸気弁と排気弁とが開弁するオーバーラップ期間が長くなり、排ガスが吸気管側に逆流または燃焼室に滞留する。これにより、吸気管内壁または吸気弁に付着している燃料の噴霧化、あるいは燃焼室内に噴射される燃料噴霧の微粒化が促進されるので、燃料の燃焼が促進される。その結果、排ガス中に排出される未燃成分が減少する。

本実施形態では、前述したように、油温センサ１１２の検出信号から油温が所定温度以下の低温時であると判断すると、ＥＣＵ１１０は、供給切替弁８０の電磁駆動部８２への通電をオンし、供給切替弁８０を介して供給油路２００から供給油路２０２だけに作動油を供給し、供給油路２００から供給油路２０４への作動油の供給は遮断される。そして、ＥＣＵ１１０は、油温が所定温度以下の低温時の場合、第２切替弁７０の電磁駆動部７２への通電を制御し第２切替弁７０を図１に示す切替状態にする。これにより、遅角室５１以外の遅角室５２、５３、５４は常にドレイン１０２に開放された状態になる。

このように、低温時において作動油を供給する油圧室の数を遅角室、進角室についてそれぞれ１室にし作動油を供給する容積が減少するので、低温時の内燃機関始動直後に進角制御をすると、進角室５５に速やかに作動油が供給され遅角室５１、５２、５３、５４から作動油が排出される。これにより、低温時の内燃機関始動直後に進角制御が速やかに行われ、吸気弁と排気弁とが開弁するオーバーラップ期間が長くなる。その結果、燃料の燃焼が促進され、排ガス中に排出される未燃成分が減少する。

油温が上昇し所定温度よりも高くなれば、ＥＣＵ１１０は、供給切替弁８０への通電をオフし、供給油路２００から供給油路２０２、２０４の両方に作動油を供給する切替状態にする。
また、本実施形態では、第１切替弁６０に接続する遅角溝油路２２０および進角溝油路２２２は、第２切替弁７０に接続する遅角溝油路２２４および進角溝油路２２６よりも、カムシャフト６と軸受け８との摺動箇所においてベーンロータ１８のボス部１８ｅと結合するカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に形成されている。これにより、カムシャフト６と軸受け８との摺動箇所において、カムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に油温の高低に関わらず第１切替弁６０から作動油が供給される。その結果、チェーンスプロケット１２を介してクランクシャフトから大きな駆動力を受けるカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側のカムシャフト６と軸受け８との摺動箇所が作動油で常に潤滑されるので、カムシャフト６と軸受け８との摺動箇所の焼き付きを防止できる。

（第２〜第６実施形態）
本発明の第２〜第６実施形態を図５〜図９に示す。尚、既述の実施形態と実質的に同一構成部部分には同一符号を付す。
（第２実施形態）
図５に示す第２実施形態では、カムシャフト６の外径は、ベーンロータ１８との結合部よりも軸受け８に軸受けされる部分の方が大きくなっている。これ以外の油路構成を含むバルブタイミング調整装置の構成は第１実施形態と実質的に同一である。

（第３実施形態）
図６に示す第３実施形態では、環状の遅角溝油路２２０、２２４、進角溝油路２２２、２２６は軸受け８の内周壁に形成されている。
（第４実施形態）
図７に示すように、カムシャフト６には、ベーンロータ１８のボス部１８ｅに向けてカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に延びて、遅角油路２３０、２３８、２７０、進角油路２３２、２３６、２４０、２７２の合計７本の油路が形成されている。遅角油路２７０は連通路２８０により遅角室５４と連通し、進角油路２７２は連通路２８２により進角室５６と連通している。また、遅角油路２３８は連通路２８４により遅角室５３に連通している。ボス部１８ｅの内部に形成されている進角油路２３６と遅角油路２３８とのボス部１８ｅにおける軸方向の深さは遅角油路２３８の方が深いので、連通路２８４と進角油路２３６とは緩衝しない。

第４実施形態では、第１実施形態と同様に、遅角溝油路２２０と連通する遅角油路２３０、進角溝油路２２２と連通する進角油路２３２には、油温の高低に関わらず第１切替弁６０から作動油が供給される。その他の遅角油路２３８、２７０、進角油路２３６、２４０、２７２については、遅角溝油路２２０、２２４、進角溝油路２２２、２２６との連通の組み合わせにより、各ベーンの回転方向両側の遅角室および進角室に作動油を供給する少なくとも１組の組み合わせに第２切替弁７０から作動油が供給される油路構成であればよい。

（第５実施形態）
図８に示すように、カムシャフト６には、ベーンロータ１８のボス部１８ｅに向けてカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に延びて、遅角油路２３０、２３４、２３８、２７０、進角油路２３２、２４０、２７２の合計７本の油路が形成されている。進角油路２４０は連通路２９０により進角室５７と連通している。ボス部１８ｅの内部に形成されている進角油路２４０と遅角油路２３４とのボス部１８ｅにおける軸方向の深さは進角油路２４０の方が深いので、連通路２９０と遅角油路２３４とは緩衝しない。

第５実施形態では、第１、第４実施形態と同様に、遅角溝油路２２０と連通する遅角油路２３０、進角溝油路２２２と連通する進角油路２３２には、油温の高低に関わらず第１切替弁６０から作動油が供給される。その他の遅角油路２３４、２３８、２７０、進角油路２４０、２７２については、遅角溝油路２２０、２２４、進角溝油路２２２、２２６との連通の組み合わせにより、各ベーンの回転方向両側の遅角室および進角室に作動油を供給する少なくとも１組の組み合わせに第２切替弁７０から作動油が供給される油路構成であればよい。

（第６実施形態）
図９に示すように、カムシャフト６には、ベーンロータ１８のボス部１８ｅに向けてカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に延びて、遅角油路２３０、２３４、２３８、２７０、進角油路２３２、２３６、２４０、２７２の合計８本の油路が形成されている。つまり、各遅角室、各進角室にはそれぞれカムシャフト６およびベーンロータ１８のボス部１８ｅに形成された１対１に対応する遅角油路、進角油路から作動油が供給される。

第６実施形態では、第１、第４、第５実施形態と同様に、遅角溝油路２２０と連通する遅角油路２３０、進角溝油路２２２と連通する進角油路２３２には、油温の高低に関わらず第１切替弁６０から作動油が供給される。その他の遅角油路２３４、２３８、２７０、進角油路２３６、２４０、２７２については、遅角溝油路２２０、２２４、進角溝油路２２２、２２６との連通の組み合わせにより、各ベーンの回転方向両側の遅角室および進角室に作動油を供給する少なくとも１組の組み合わせに第２切替弁７０から作動油が供給される油路構成であればよい。

（他の実施形態）
上記実施形態では、吸気弁用のバルブタイミング調整装置に本発明を適用した。これに対し、排気弁、あるいは吸気弁および排気弁の両方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に本発明を適用してもよい。排気弁用のバルブタイミング調整装置に本発明を適用する場合、低温時の内燃機関始動直後においては、バルブタイミング調整装置を遅角側に位相制御し、吸気弁と排気弁との開弁がオーバーラップする期間を長くする。これにより、燃料噴霧の微粒化を促進し、燃料の燃焼を促進する。

また、排気弁用のバルブタイミング調整装置に本発明を適用する場合、第１切替弁６０、第２切替弁７０から各油圧室に作動油を供給する油路構成を適宜設定し、低温時において、複数の遅角室および進角室のうち一部の遅角室および進角室に作動流体を供給し、それ以外の他の遅角室および進角室への作動油の供給を遮断すればよい。

また、上記実施形態では、供給切替弁８０の切替制御により、所定温度以下の低温時に第１切替弁６０だけに作動油を供給し、所定温度よりも高い常温時に第１切替弁６０および第２切替弁７０の両方に作動油を供給している。これに対し、供給切替弁８０を使用せず、油圧ポンプ１００から作動油が吐出される供給油路２００と第１切替弁６０とを直接接続し、供給油路２００と第２切替弁７０との間に供給切替弁として電磁開閉弁を設置してもよい。

また、上記実施形態では、第１切替弁６０に接続する遅角溝油路２２０および進角溝油路２２２は、第２切替弁７０に接続する遅角溝油路２２４および進角溝油路２２６よりも、カムシャフト６と軸受け８との摺動箇所においてベーンロータ１８のボス部１８ｅと結合するカムシャフト６の一方の軸方向端面６ａ側に形成した。これに限らず、カムシャフト６と軸受け８との摺動箇所において遅角溝油路２２０、進角溝油路２２２、遅角溝油路２２４、進角溝油路２２６を形成する軸方向位置はどのような順番にしてもよい。
また、本発明では、油温センサ１１２に代えて、水温センサ等から作動油の油温を推定してもよい。

このように、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り、例えば、上記実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

（Ａ）は低温時における第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す油路構成図、（Ｂ）は供給切替弁の切替状態を示す断面図。 （Ａ）は常温時における第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す油路構成図、（Ｂ）は供給切替弁の切替状態を示す断面図。 第１実施形態の調整装置本体を示す縦断面図。 （Ａ）は調整装置本体を示す横断面図、（Ｂ）はカムシャフト端面の油路説明図。 第２実施形態の調整装置本体を示す縦断面図。 第３実施形態の調整装置本体を示す縦断面図。 （Ａ）は第４実施形態の調整装置本体を示す横断面図、（Ｂ）はカムシャフト端面の油路説明図。 （Ａ）は第５実施形態の調整装置本体を示す横断面図、（Ｂ）はカムシャフト端面の油路説明図。 （Ａ）は第６実施形態の調整装置本体を示す横断面図、（Ｂ）はカムシャフト端面の油路説明図。

符号の説明

２：バルブタイミング調整装置、４：調整装置本体、６：カムシャフト（従動軸）、８：軸受け、１０：ハウジング、１２：チェーンスプロケット、１４：シューハウジング、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４：シュー、１８：ベーンロータ、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ：ベーン、５０：収容室、５１、５２、５３、５４：遅角室、５５、５６、５７、５８：進角室、６０：第１切替弁、７０：第２切替弁、８０：供給切替弁、８４：スプール（弁部材）、８８：スプリング（ばね部材）、２２０、２２４：遅角溝油路、２２２、２２６：進角溝油路、２３０、２３４、２３８、２７０：遅角油路、２３２、２３６、２４０、２７２：進角油路

Claims (6)

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、前記吸気弁および前記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するベーンロータであって、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および進角側に相対回動駆動されるベーンロータと、
   複数の前記遅角室および前記進角室のうち一部の前記遅角室および前記進角室への作動流体の供給、ならびに一部の前記遅角室および前記進角室からの作動流体の排出を切り替える第１切替弁と、
   一部の前記遅角室および前記進角室以外の他の前記遅角室および前記進角室への作動流体の供給、ならびに他の前記遅角室および前記進角室からの作動流体の排出を切り替える第２切替弁と、
   所定温度以下のときに前記第２切替弁への作動流体の供給を遮断する供給切替弁と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 一方の軸方向端部側で前記ハウジングまたは前記ベーンロータと結合する前記従動軸と、前記従動軸の外周面を軸受けする軸受とをさらに備え、
   複数の前記遅角室および前記進角室に作動流体を供給する流体通路は、前記従動軸と前記従動軸の軸受けとの摺動箇所に形成されており、一部の前記遅角室および前記進角室に作動流体を供給する流体通路は、他の前記遅角室および前記進角室に作動流体を供給する流体通路よりも前記従動軸の一方の軸方向端部側に形成されてい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。
3. 前記供給切替弁は、弁部材と、前記第２切替弁への作動流体の供給を許可する方向に前記弁部材に荷重を加えるばね部材と、通電オン時に前記ばね部材の荷重に抗して前記第２切替弁への作動流体の供給を遮断する方向に前記弁部材を移動させる電磁駆動部と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記ハウジングまたは前記ベーンロータの一方に設けられている嵌合穴と、前記ハウジングまたは前記ベーンロータの他方に往復移動自在に収容され、前記嵌合穴に嵌合することにより前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する嵌合部材とをさらに備え、
   前記嵌合部材は、前記第１切替弁から供給される作動流体の流体圧力により往復移動することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 吸気弁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、
   前記供給切替弁が前記第２切替弁への作動流体の供給を遮断するとき、前記第２切替弁は前記遅角室から作動流体を排出する切替状態になることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 排気弁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、
   前記供給切替弁が前記第２切替弁への作動流体の供給を遮断するとき、前記第２切替弁は前記進角室から作動流体を排出する切替状態になることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

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