JP2010053856A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】相対回転位相の変位固定時に、従動側回転部材の回転方向の振動（所謂バタツキ）を抑制できる弁開閉時期制御装置を提供すること。
【解決手段】作動油が供給されることにより駆動側回転部材５に対する従動側回転部材４の相対回転位相を進角方向S１に変更させる進角室２及び遅角方向S２に変更させる遅角室３と、進角室２に作動油を給排する進角油路１０及び遅角室３に作動油を給排する遅角油路１１と、進角油路１０及び遅角油路１１に作動油を供給可能なオイルポンプ２３と、作動油の進角油路１０及び遅角油路１１への給排の許可及び禁止を切替える進遅角制御弁２４と、を備え、進角室２及び遅角室３の両方に作動油が満たされ、相対回転位相の変位が固定される時に、吸気弁または排気弁の開閉駆動に伴う変動トルクによる従動側回転部材４の回転方向の振動を抑制する振動抑制手段を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の吸・排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に関する。

例えば特許文献１に開示されている、一般的な油圧で作動する弁開閉時期制御装置（特許文献１における位相可変機構に相当）は、自動車用エンジン等の内燃機関に用いられ、クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材（特許文献１におけるハウジングに相当）とカムシャフトに同期回転する従動側回転部材（特許文献１におけるロータに相当）との相対回転位相を変更することによって、内燃機関が好適な運転状態となるように吸気弁または排気弁の開閉時期を調整するものである。

駆動側回転部材と従動側回転部材との間には、作動油が供給されて駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を遅角方向に変更させる進角室（特許文献１における進角側分室に相当）と、遅角方向に変更させる遅角室（特許文献１における遅角側分室に相当）とがベーン等の仕切部材により仕切られて形成してある。

相対回転位相を進角方向へ変更させる際は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）などの進遅角制御弁（特許文献１における電磁切換弁に相当）により進角油路を介して進角室へ作動油を供給させる。また、相対回転位相を遅角方向へ変更させる際は、進遅角制御弁により遅角油路を介して遅角室へ作動油を供給させる。

一方、相対回転位相の変位固定時には、進角室及び遅角室の作動油の給排を禁止する、所謂密封状態にして、相対回転位相の変位を固定させる。

特開２００７−１７０１８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、進角室及び遅角室の作動油の給排を禁止して、相対回転位相の変位を固定させているが、カムシャフトに作用する変動トルクにより、従動側回転部材の回転方向の振動（所謂バタツキ）が発生し、意図せず進角室または遅角室の外部へ作動油がリークして気体が混入したり、進角室から遅角室もしくは遅角室から進角室へ作動油がリークしたりして、相対回転位相の変位を固定できなくなるおそれがある。この振動を抑制するためには、進角室及び遅角室を出来る限り密封状態にする必要があるが、従動側回転部材は駆動側回転部材に対して相対回転移動するため、進角室及び遅角室の密封には限界がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、相対回転位相の変位固定時に、意図せず進角室または遅角室の外部へ作動油がリークして気体が混入したり、進角室から遅角室もしくは遅角室から進角室へ作動油がリークしたりしても、従動側回転部材の回転方向の振動（所謂バタツキ）を抑制できる弁開閉時期制御装置を提供することにある。

上記の技術的課題を解決するための本発明に係る第１の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、内燃機関の吸気弁または排気弁の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成され、作動油が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を進角方向に変更させる進角室及び前記相対回転位相を遅角方向に変更させる遅角室と、前記進角室に作動油を給排する進角油路及び前記遅角室に作動油を給排する遅角油路と、前記進角油路及び前記遅角油路に作動油を供給可能なオイルポンプと、前記オイルポンプから供給される作動油の前記進角油路及び前記遅角油路への給排の許可及び禁止を切替える進遅角制御弁と、を備え、前記進角室及び前記遅角室の両方に作動油が満たされ、前記相対回転位相の変位が固定される時に、前記吸気弁または前記排気弁の開閉駆動に伴う変動トルクによる前記従動側回転部材の回転方向の振動を抑制する振動抑制手段を設けたことを特徴とする弁開閉時期制御装置である。

第２の特徴構成は、前記振動抑制手段は、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成され、作動油で満たされることにより前記相対回転位相の変位を固定する進角位相保持室及び遅角位相保持室と、前記進角位相保持室及び前記遅角位相保持室の間に備えられ、前記進角位相保持室と前記遅角位相保持室との連通の許可及び禁止を切替える開閉弁と、前記開閉弁の開閉を切替えるための作動油を給排する開閉弁油路と、前記オイルポンプから供給される作動油の前記開閉弁油路への給排の許可及び禁止を切替える油路切替弁とで構成されることである。

第３の特徴構成は、前記進角位相保持室及び前記遅角位相保持室へは、前記開閉弁油路から作動油が供給されることである。

第４の特徴構成は、前記進角位相保持室へは、前記進角油路から作動油が供給され、前記遅角位相保持室へは、前記遅角油路から作動油が供給されることである。

第５の特徴構成は、前記進角油路と前記進角位相保持室とを連通する油路に、前記進角油路から前記進角位相保持室への作動油の供給を許可し、前記進角位相保持室から前記進角油路への作動油の排出を禁止する進角位相保持室用逆止弁と、前記遅角油路と前記遅角位相保持室とを連通する油路に、前記遅角油路から前記遅角位相保持室への作動油の供給を許可し、前記遅角位相保持室から前記遅角油路への作動油の排出を禁止する遅角位相保持室用逆止弁とが設けられていることである。

第６の特徴構成は、前記開閉弁は、有底筒形状を呈しており、内部に前記開閉弁の軸方向に付勢する付勢部材を備え、前記進角位相保持室と前記開閉弁とを連通する進角位相保持室油路及び前記遅角位相保持室と前記開閉弁とを連通する遅角位相保持室油路よりも前記従動側回転部材の径内側にあって、前記進角位相保持室及び前記遅角位相保持室に存在する気体を前記開閉弁の外部へ排出する気体排出路が、前記開閉弁が前記付勢部材の付勢力に抗して軸方向に移動した時に開口することである。

第７の特徴構成は、前記開閉弁油路に、前記開閉弁油路から前記開閉弁への作動油の供給を許可し、前記開閉弁から前記開閉弁油路への作動油の排出を禁止する開閉弁油路用逆止弁が設けられていることである。

第８の特徴構成は、前記相対回転位相を拘束するロック機構を油圧制御するための作動油を給排するロック機構油路が独立して設けられており、前記ロック機構油路及び前記開閉弁油路への作動油の給排の許可及び禁止を単体で行う統合制御弁が設けられていることである。

第９の特徴構成は、前記統合制御弁が、前記ロック機構油路及び前記開閉弁油路からの作動油の排出を許可する第１の位置と、前記ロック機構油路への作動油の供給を許可し、前記開閉弁油路からの作動油の排出を許可する第２の位置と、前記ロック機構油路及び前記開閉弁油路への作動油の供給を許可する第３の位置とを備えていることである。

第１０の特徴構成は、前記振動抑制手段は、前記進角油路への作動油の供給を許可し、前記遅角油路からの作動油の排出を許可する第１の位置と、前記進角油路からの作動油の排出を許可し、前記遅角油路への作動油の供給を許可する第２の位置と、前記進角油路及び前記遅角油路への作動油の供給を許可する第３の位置とを備えた前記進遅角制御弁と、前記進遅角制御弁が前記第３の位置の時に、前記進角油路と前記遅角油路との連通を禁止する少なくとも２つの連通防止用逆止弁とで構成されることである。

第１の特徴構成に係る発明によると、進角室及び遅角室の両方に作動油が満たされ、相対回転位相の変位が固定される時に、吸気弁または排気弁の開閉駆動に伴う変動トルクによる従動側回転部材の回転方向の振動を抑制する振動抑制手段を設けたこととした。

これにより、従動側回転部材の回転方向の振動（所謂バタツキ）を抑制できる。

第２の特徴構成に係る発明によると、振動抑制手段は、駆動側回転部材と従動側回転部材とにより形成され、作動油で満たされることにより相対回転位相の変位を固定する進角位相保持室及び遅角位相保持室と、進角位相保持室及び遅角位相保持室の間に備えられ、進角位相保持室と遅角位相保持室との連通の許可及び禁止を切替える開閉弁と、開閉弁の開閉を切替えるための作動油を給排する開閉弁油路と、オイルポンプから供給される作動油の開閉弁油路への給排の許可及び禁止を切替える油路切替弁とで構成されることとした。

これにより、開閉弁が進角位相保持室と遅角位相保持室との連通を許可すれば相対回転位相の変更を妨げず、開閉弁が進角位相保持室と遅角位相保持室との連通を禁止すれば、実質的に油圧室が１つ増えたことになり、従動側回転部材の回転方向の振動を抑制できる。

第３の特徴構成に係る発明によると、進角位相保持室及び遅角位相保持室へは、開閉弁油路から作動油が供給されることとした。

これにより、進角位相保持室及び遅角位相保持室に供給される作動油と、開閉弁の油圧制御を行う作動油とが、いずれも開閉弁油路から供給されるため、簡単な油路構成とすることができる。また、進角位相保持室及び遅角位相保持室への作動油の供給と開閉弁の油圧制御とが連動することになるため、制御も簡単なものとなる。

第４の特徴構成に係る発明によると、進角位相保持室へは、進角油路から作動油が供給され、遅角位相保持室へは、遅角油路から作動油が供給されることとした。

これにより、進角位相保持室及び遅角位相保持室に作動油を供給する油路と、開閉弁の油圧制御を行う作動油を供給する油路が異なるため、進角位相保持室及び遅角位相保持室への作動油の補充と開閉弁の油圧制御を独立に行うことができ、汎用性を持たせることができる。例えば、進角位相保持室及び遅角位相保持室に供給する作動油の油圧よりも、小さい油圧で開閉弁を開閉制御可能な場合には、開閉弁油路を小径化したり、開閉弁油路に供給する作動油を減らしたりすることができる。

第５の特徴構成に係る発明によると、進角油路と進角位相保持室とを連通する油路に、進角油路から進角位相保持室への作動油の供給を許可し、進角位相保持室から進角油路への作動油の排出を禁止する進角位相保持室用逆止弁と、遅角油路と遅角位相保持室とを連通する油路に、遅角油路から遅角位相保持室への作動油の供給を許可し、遅角位相保持室から遅角油路への作動油の排出を禁止する遅角位相保持室用逆止弁とが設けられていることとした。

これにより、作動油が進角位相保持室から進角油路へ、及び遅角位相保持室から遅角油路へ逆流することを防止でき、進角位相保持室及び遅角位相保持室の外部へ作動油がリークすることを抑制できる。よって、進角位相保持室及び遅角位相保持室による振動抑制効果をより確実に持続させることができる。

第６の特徴構成に係る発明によると、開閉弁は、有底筒形状を呈しており、内部に開閉弁の軸方向に付勢する付勢部材を備え、進角位相保持室と開閉弁とを連通する進角位相保持室油路及び遅角位相保持室と開閉弁とを連通する遅角位相保持室油路よりも従動側回転部材の径内側にあって、進角位相保持室及び遅角位相保持室に存在する気体を開閉弁の外部へ排出する気体排出路が、開閉弁が付勢部材の付勢力に抗して軸方向に移動した時に開口することとした。

これにより、進角位相保持室及び遅角位相保持室の外部へ作動油がリークして気体が混入しても、作動油の補給と同時に気体が押し出されるように気体排出路から進角位相保持室及び遅角位相保持室の外部へ排出できる。また、進角位相保持室及び遅角位相保持室の内部にある作動油は遠心力により従動側回転部材の径外側に、気体は従動側回転部材の径内側に位置するため、気体排出路を進角位相保持室油路及び遅角位相保持室油路よりも従動側回転部材の径内側に有することにより、気体を効率良く排出できる。更に、気体排出路は、開閉弁の開閉状態と同じ開閉状態にすることで、不用意に進角位相保持室及び遅角位相保持室内の作動油を、気体排出路を介して外部へ排出されることを抑制できる。

第７の特徴構成に係る発明によると、開閉弁油路に、開閉弁油路から開閉弁への作動油の供給を許可し、開閉弁から開閉弁油路への作動油の排出を禁止する開閉弁油路用逆止弁が設けられていることとした。

これにより、開閉弁油路が作動油で満たされた状態が維持されるため、開閉弁の油圧制御の即効性を向上させることができる。

第８の特徴構成に係る発明によると、相対回転位相を拘束するロック機構を油圧制御するための作動油を給排するロック機構油路が独立して設けられており、ロック機構油路及び開閉弁油路への作動油の給排の許可及び禁止を単体で行う統合制御弁が設けられていることとした。

これにより、弁開閉時期制御装置に設けられる制御弁の数量を減らすことができ、コスト削減が可能となる。更に、制御弁の数量が減少するとともに、ドレンの共有化等により、省スペース化を図ることもできる。

第９の特徴構成に係る発明によると、統合制御弁が、ロック機構油路及び開閉弁油路からの作動油の排出を許可する第１の位置と、ロック機構油路への作動油の供給を許可し、開閉弁油路からの作動油の排出を許可する第２の位置と、ロック機構油路及び開閉弁油路への作動油の供給を許可する第３の位置とを備えていることとした。

これにより、ロック時、変位可変時及び変位固定時の状態における、ロック機構の制御と開閉弁の制御を１つの制御弁で行うことができる。

第１０の特徴構成に係る発明によると、振動抑制手段は、進角油路への作動油の供給を許可し、遅角油路からの作動油の排出を許可する第１の位置と、進角油路からの作動油の排出を許可し、遅角油路への作動油の供給を許可する第２の位置と、進角油路及び遅角油路への作動油の供給を許可する第３の位置とを備えた進遅角制御弁と、進遅角制御弁が第３の位置の時に、進角油路と遅角油路との連通を禁止する少なくとも２つの連通防止用逆止弁とで構成されることとした。

これにより、変位固定時に第３の位置をとれば、進角油路と遅角油路が連通していないため進角室及び遅角室の作動油の量は一定のままであり、更に進角室及び遅角室から外部へ作動油がリークしても、作動油が供給されるため、振動抑制効果を確実に持続させることができる。

第１の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の概略図。 第１の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の図１におけるII−II断面図。 第１の実施形態に係る開閉弁の断面図であり、（ａ）は開閉弁が開いている状態、（ｂ）は開閉弁が閉じている状態。 第２の実施形態に係る開閉弁の断面図であり、（ａ）は開閉弁が開いている状態、（ｂ）は開閉弁が閉じている状態。 第３の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の断面図。 第３の実施形態に係る開閉弁の断面図であり、（ａ）は開閉弁が開いている状態、（ｂ）は開閉弁が閉じている状態。 第４の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の断面図。 第４の実施形態に係る統合制御弁の断面図であり、（ａ）はロック時の状態、（ｂ）は変位可変時の状態、（ｃ）は変位固定時の状態。 第５の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の断面図。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。

弁開閉時期制御装置は、エンジンのクランクシャフト１１０と同期しつつエンジンの弁を開閉するカムシャフト９の軸芯周りに回転可能な駆動側回転部材としての外部ロータ５と、外部ロータ５の内部に、外部ロータ５と位相変更可能にカムシャフト９と一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ４とを備える。

外部ロータ５は、カムシャフト９が接続される側の反対側に取り付けたフロントプレート５Ａと、カムシャフト９が接続される側に取り付けたリアプレート５Ｂと、フロントプレート５Ａとリアプレート５Ｂとに狭持されるスプロケット部材５Ｃとで構成されている。

スプロケット部材５Ｃの外周には、ギア５Ｄが形成してある。このギア５Ｄとエンジンのクランクシャフト１１０に取り付けられたギア（図示せず）との間には、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材１２０が架設してある。

スプロケット部材５Ｃの内周には、径内方向に突出するシューとして機能する複数個の突部５Ｅが回転方向に沿って互いに離間して併設してある。また、スプロケット部材５Ｃの内周には、ロック体６Ａを収容する退避溝６Ｂと、退避溝６Ｂと連通し、ロック体６Ａを径内方向へ付勢するスプリング６Ｃの収容穴６Ｄとが形成されている。

内部ロータ４は、エンジンの吸気弁または排気弁の開閉時期を制御するカムの回転軸を構成するカムシャフト９の先端部に一体的に組み付けられ、外部ロータ５に対して所定の相対回転範囲内で相対回転可能に内装される。また、内部ロータ４には、ロック体６Ａが径内方向へ移動したときにロック体６Ａが収容されるロック溝６Ｅが形成されている。

尚、ロック機構６は、前述したロック体６Ａ、退避溝６Ｂ、スプリング６Ｃ、収容穴６Ｄ、ロック溝６Ｅで構成されている。

トーションスプリング８は、一端をフロントプレート５Ａに係止し、他端を内部ロータ４に係止して取り付けられ、内部ロータ４を外部ロータ５に対して進角方向Ｓ１側へ付勢している。

外部ロータ５と内部ロータ４とにおいて、外部ロータ５の隣接する突部５Ｅの各々の間には、油圧室１が形成してある。第１の実施形態では、油圧室１を三室備えたものを例示する。

油圧室１は、ベーン７によって進角室２及び遅角室３に二分されている。

外部ロータ５に対する内部ロータ４の相対回転可能範囲は、油圧室１の内部でベーン７が移動可能な範囲、すなわち最遅角位相と最進角位相との間の範囲に相当する。

更に、外部ロータ５と内部ロータ４とにおいて、外部ロータ５の隣接する突部５Ｅの間には、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１が形成してある。第１の実施形態では、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１を一室備えたものを例示する。

進角位相保持室３０と遅角位相保持室３１との間には、開閉弁３２が備えられている。開閉弁３２は、内部ロータ４の内部に設けられ、図３に示す通り、スプール３３、リターンスプリング３４、作動油供給孔３５、気体排出孔３６、プラグ３７、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９で構成されている。

スプール３３は、有底筒形状をなし、有底側の外径は一段小さくなり、空隙部４０を備える。また、スプール３３の径方向には、気体排出路３６の一部３６Ｂが形成されている。

リターンスプリング３４は、スプール３３の筒内に設けられ、一端はプラグ３７に固定され、他端はスプール３３の有底側を付勢する。

作動油供給孔３５は、スプール３３の空隙部４０に作動油を供給するための油路であり、内部ロータ４の内部に形成されている。

気体排出孔３６は、内部ロータ４の周方向、スプール３３の径方向及びプラグ３７の中心で構成され、各々連通可能に形成されている。気体排出路３６Ａ、３６Ｂは、後述する進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９よりも、内部ロータ４の径内側に形成されている。尚、気体排出孔３６の内径は、気体が抜け易いが作動油が抜け難い範囲で決められる。

プラグ３７は、前述したスプール３３及びリターンスプリング３４の軸方向の移動を規制するために設けられている。また、プラグ３７には、前述した気体排出孔３６Ｃが形成されている。

進角位相保持室供給油路３８は、内部ロータ４に形成され、進角位相保持室３０に連通する油路である。同様に、遅角位相保持室供給油路３９は、内部ロータ４に形成され、遅角位相保持室３１に連通する油路である。

次に、第１の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の油路について図２及び図３に基づいて説明する。

第１の実施形態に係る油路は、外部ロータ５に対する内部ロータ４の相対回転位相を、進角方向Ｓ１へ変更させる進角油路１０と、外部ロータ５に対する内部ロータ４の相対回転位相を、遅角方向Ｓ２へ変更させる遅角油路１１と、外部ロータ５に対する内部ロータ４の相対回転位相の変位を固定する開閉弁油路１２とで構成されている。

オイルポンプ２３から吐出され、供給油路２７に供給された作動油は、進遅角制御弁２４により、進角油路１０、遅角油路１１への供給を許可もしくは禁止され、油路切替弁５０により、開閉弁油路１２への供給を許可もしくは禁止される。また、オイルパン２６に連通する排出油路２８は、進角油路１０、遅角油路１１から排出された作動油をオイルパン２６へ排出する。

進遅角制御弁２４は、進角油路１０への作動油の供給を許可し、遅角油路１１からの作動油の排出を許可する第１の位置２４Ａと、進角油路１０及び遅角油路１１の作動油の給排を禁止する第２の位置２４Ｂと、遅角油路１１への作動油の供給を許可し、進角油路１０からの作動油の排出を許可する第３の位置２４Ｃとを有している。進遅角制御弁２４は、所謂３位置４ポート切替弁である。また、進遅角制御弁２４は、制御手段であるＥＣＵ２５からの制御信号により、第１の位置２４Ａ、第２の位置２４Ｂ及び第３の位置２４Ｃを切替可能に動作する。

油路切替弁５０は、開閉弁油路１２への作動油の供給を許可する第１の位置５０Ａと、開閉弁油路１２への作動油の供給及び排出を禁止する第２の位置５０Ｂとを有する。油路切替弁５０は、所謂２位置２ポート切替弁である。また、油路切替弁５０は、制御手段であるＥＣＵ２５からの制御信号により、進遅角制御弁２４が第１の位置２４Ａ及び第３の位置２４Ｃの時に第１の位置５０Ａに、進遅角制御弁２４が第２の位置２４Ｂの時に第２の位置５０Ｂに切替可能に動作する。

次に、第１の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の作動について図２及び図３に基づいて説明する。

エンジンが停止している時は、オイルポンプ２３が停止しており、油圧室１、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１には作動油（油圧）が供給されていない。この時、ロック体６Ａが内部ロータ４のロック溝６Ｅに没入し、外部ロータ５と内部ロータ４との相対回転が規制されている。

エンジンが始動すると、オイルポンプ２３が駆動され、オイルポンプ２３から作動油が吐出される。この時、ＥＣＵ２５が、相対回転位相を進角方向Ｓ１に変更すると判断した場合に、進遅角制御弁２４を第１の位置２４Ａに、油路切替弁５０を第１の位置５０Ａに切替える。すると、内部ロータ４へ供給される作動油は、進角室２に供給される。また、開閉弁３２は、油路切替弁５０が第１の位置５０Ａに切替えられると、作動油の油圧によりリターンスプリング３４の付勢力に抗して、スプール３３が移動する。そして、作動油供給孔３５から、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９を介して進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に作動油が供給される。尚、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１は連通しているため、相対回転位相が進角方向Ｓ１へ変更されても、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１の内部の作動油は、遅角位相保持室３１から進角位相保持室３０へ移動するだけで、常に作動油が満たされている状態となる。

進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に作動油が供給される際に、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に気体が存在する場合には、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９の連通と同時に気体排出路３６も開口するため、円滑に作動油の供給及び気体の排出が行える。また、内部ロータ４及び外部ロータ５は、エンジン作動中は常に回転する（図２におけるＳ方向）。そのため、遠心力により、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に存在する作動油は内部ロータ４の径外側に、気体は径内側に移動する。一方、気体排出路３６Ａ、３６Ｂは、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９よりも、内部ロータ４の径内側に形成されているため、結果、円滑に作動油の供給及び気体の排出が行える。

同様に、ＥＣＵ２５が、相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変更すると判断した場合に、進遅角制御弁２４を第３の位置２４Ｃに、油路切替弁５０を第１の位置５０Ａに切替える。すると、内部ロータ４へ供給される作動油は、遅角室３に供給される。また、開閉弁３２は、油路切替弁５０が第１の位置５０Ａに切替えられると、作動油の油圧によりリターンスプリング３４の付勢力に抗して、スプール３３が移動する。そして、作動油供給孔３５から、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９を介して進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に作動油が供給される。更に、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１は連通しているため、相対回転位相が遅角方向Ｓ２へ変更されても、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１の内部の作動油は、進角位相保持室３０から遅角位相保持室３１へ移動するだけで、常に作動油が満たされている状態となる。

一方、ＥＣＵ２５が、相対回転位相の変位を固定すると判断した場合に、進遅角制御弁２４を第２の位置２４Ｂに、油路切替弁５０を第２の位置５０Ｂに切替える。すると、内部ロータ４には作動油は供給されず、すでに進角室２及び遅角室３に供給されている作動油を進遅角制御弁２４により、密封状態とする。更に、開閉弁３２は、油路切替弁５０が第２の位置５０Ｂに切替えられると、リターンスプリング３４の付勢力により、スプール３３がリターンスプリング３４の付勢方向へ移動する。そして、進角位相保持室供給油路３８と遅角位相保持室供給油路３９との連通を禁止することにより、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１が各々密封状態となる。この時、すでに、相対回転位相を進角方向Ｓ１もしくは遅角方向Ｓ２に変更した際に、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に作動油が供給されて満たされているため、実質的に油圧室１の数を増やし、内部ロータ４の回転方向（図２におけるＳ１及びＳ２方向）の振動（所謂バタツキ）を抑制できる。

尚、第１の実施形態において、相対回転位相の変位の固定時に、進角位相保持室３０あるいは遅角位相保持室３１から外部へ作動油がリークした場合に、油路切替弁５０を第１の位置５０Ａに切替えて、作動油を補給する制御を行うことも可能である。また、開閉弁油路用逆止弁１１０を設けることにより、開閉弁油路を作動油で満たされた状態で維持し、開閉弁の油圧制御の即効性を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態を図４に基づいて説明する。

本実施形態は、逆止弁４１がスプール３３の有底側に内設され、作動油の油圧によりリターンスプリング３４の付勢力に抗して、スプール３３が移動した時に、スプール３３の、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９と対向する位置に、環状溝４２が形成された構成となっており、それ以外の構成は第１の実施形態と同じであるので開閉弁３２以外の説明は省略する。

逆止弁４１は、ボール４１Ａ及びボールストッパ４１Ｂを有している。逆止弁４１は、スプール３３の有底側に内設され、作動油供給孔３５から進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９への作動油の供給を許可し、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９から作動油供給孔３５への逆流を禁止する。逆止弁４１が設けられたことにより、意図せず進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１の作動油が外部へリークするおそれを抑制できる。

環状溝４２は、作動油の油圧によりリターンスプリング３４の付勢力に抗して、スプール３３が移動した時に、スプール３３の、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９と対向する位置に形成されている。環状溝４２が形成されたことにより、トルク変動により進角位相保持室３０または遅角位相保持室３１に圧力が作用し、その圧力が進角位相保持室供給油路３８または遅角位相保持室供給油路３９を介してスプール３３に作用しても、環状溝４２の両側面４２Ａ、４２Ｂに作用して、スプール３３の軸方向に作用する圧力が相殺される。よって、相対回転位相の変位を固定する際に、スプール３３が、トルク変動の影響を受けずに、リターンスプリング３４の付勢方向へ移動できる。

尚、第２の実施形態は、スプール３３に環状溝４２が形成された場合を説明したが、これに限定されることなく、例えば、スプール３３の径方向に環状溝４２の代わりに貫通孔を形成する等、スプール３３の軸方向に作用する圧力が相殺できればよい。

次に、本発明の第３の実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。

本実施形態は、進角位相保持室３０への作動油の供給が進角油路１０から行われ、遅角位相保持室３１への作動油の供給が遅角油路１１から行われる構成となっている。更に、進角位相保持室３０から進角油路１０への作動油の逆流を防止する進角位相保持室用逆止弁１００と、遅角位相保持室３１から遅角油路１１への作動油の逆流を防止する遅角位相保持室用逆止弁１０１とが設けられている。

開閉弁３２は、作動油の油圧によりリターンスプリング３４の付勢力に抗して、スプール３３が移動した時に、スプール３３の、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９と対向する位置に、環状溝４２が形成された構成となっている。第１及び第２の実施形態と異なり、作動油供給孔３５から、進角位相保持室供給油路３８及び遅角位相保持室供給油路３９を介して進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に作動油が供給されない構成となっている。

エンジンが始動すると、オイルポンプ２３が駆動され、オイルポンプ２３から作動油が吐出される。この時、ＥＣＵ２５が、相対回転位相を進角方向Ｓ１に変更すると判断した場合に、進遅角制御弁２４を第１の位置２４Ａに、油路切替弁５０を第１の位置５０Ａに切替える。進遅角制御弁２４が第１の位置２４Ａに切替えられると、進角油路１０から進角位相保持室３０へ作動油が供給される。また、油路切替弁５０が第１の位置５０Ａに切替えられると、作動油の油圧によりリターンスプリング３４の付勢力に抗して、スプール３３が移動し、進角位相保持室３０と遅角位相保持室３１とが連通する。結果、進角油路１０から進角位相保持室３０に供給された作動油は遅角位相保持室３１も満たす。この時、進角位相保持室用逆止弁１００が進角位相保持室３０からの作動油の逆流を防止し、遅角位相保持室用逆止弁１０１が遅角位相保持室３１からの作動油の逆流を防止するため、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１の内部は常に作動油が満たされている状態となる。

同様に、ＥＣＵ２５が、相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変更すると判断した場合に、進遅角制御弁２４を第３の位置２４Ｃに、油路切替弁５０を第１の位置５０Ａに切替える。進遅角制御弁２４が第３の位置２４Ｃに切替えられると、遅角油路１１から遅角位相保持室３１へ作動油が供給される。また、油路切替弁５０が第１の位置５０Ａに切替えられると、作動油の油圧によりリターンスプリング３４の付勢力に抗して、スプール３３が移動し、進角位相保持室３０と遅角位相保持室３１とが連通する。結果、遅角油路１１から遅角位相保持室３１に供給された作動油は進角位相保持室３０も満たす。この時、進角位相保持室用逆止弁１００が進角位相保持室３０からの作動油の逆流を防止し、遅角位相保持室用逆止弁１０１が遅角位相保持室３１からの作動油の逆流を防止するため、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１の内部は常に作動油が満たされている状態となる。

一方、ＥＣＵ２５が、相対回転位相の変位を固定すると判断した場合に、進遅角制御弁２４を第２の位置２４Ｂに、油路切替弁５０を第２の位置５０Ｂに切替える。すると、内部ロータ４には作動油は供給されず、すでに進角室２及び遅角室３に供給されている作動油を進遅角制御弁２４により、密封状態とする。更に、開閉弁３２は、油路切替弁５０が第２の位置５０Ｂに切替えられると、リターンスプリング３４の付勢力により、スプール３３がリターンスプリング３４の付勢方向へ移動する。そして、進角位相保持室供給油路３８と遅角位相保持室供給油路３９との連通を禁止することにより、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１が各々密封状態となる。この時、すでに、相対回転位相を進角方向Ｓ１もしくは遅角方向Ｓ２に変更した際に、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に作動油が供給されて満たされているため、実質的に油圧室１の数を増やし、内部ロータ４の回転方向（図５におけるＳ１及びＳ２方向）の振動（所謂バタツキ）を抑制できる。

相対回転位相の変位を固定するため、進遅角制御弁２４が微作動して進角方向Ｓ１あるいは遅角方向Ｓ２に繰り返し制御を行うことがあるが、この時、本実施形態であれば、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に作動油が交互に供給されるので、作動油がリークした場合にも振動抑制効果を持続することができる。また、進角室２及び進角室３に作動油を供給するのと同じタイミングかつ同じ油圧で、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１に作動油が供給されるので、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１の進遅角制御に適合した作動が可能となる。

次に、本発明の第４の実施形態を図７及び図８に基づいて説明する。

これまでに説明した実施形態のように、進遅角制御弁２４に加えて油路切替弁５０を設けることとすると、ロック機構６を制御するために別の切替弁が必要となる場合に、１つの弁開閉時期制御装置で３つの制御弁または切替弁が必要となる。本実施例はこのような場合に、ロック機構６を制御する切替弁を油路切替弁５０に統合した統合制御弁５１を使用し、部品点数の削減を図ったものである。

本実施形態においては、ロック機構６を油圧制御するための作動油を供給するロック機構油路１３が設けられている。統合制御弁５１は、開閉弁油路１２及びロック機構油路１３からの作動油の排出を許可する第１の位置５１Ａと、開閉弁油路１２からの作動油の排出を許可し、ロック機構油路１３への作動油の供給を許可する第２の位置５１Ｂと、開閉弁油路１２及びロック機構油路１３への作動油の供給を許可する第３の位置５１Ｃとを備えている。

統合制御弁５１のスプール５２の一端（図８中右側）には、開閉弁油路１２からドレン５６へ作動油を排出するための作動油排出孔５４が形成されており、スプール５２の他端（図８中左側）には、ロック機構油路１３からドレン５６へ作動油を排出するための作動油排出孔５５が形成されている。外周面に凹凸を有したスプール５２の移動によって、各油路への作動油の給排の許可及び禁止を切替えることができる。

次に、統合制御弁５１の作動について説明する。なお、進遅角制御弁２４及び開閉弁３２の動作や、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１への作動油の供給については、第１の実施形態と同じであるので説明は省略する。

エンジンが停止している時は、統合制御弁５１が第１の位置５１Ａ、すなわち図８（ａ）の状態となっている。この時、開閉弁油路１２は作動油排出孔５４と連通し、作動油は開閉弁油路１２からドレン５６に排出されるため、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１は相対回転位相の変位を固定しない。ロック機構油路１３も作動油排出孔５５と連通し、作動油はロック機構油路１３からドレン５６に排出されるため、ロック体６Ａが内部ロータ４のロック溝６Ｅに没入し、外部ロータ５と内部ロータ４との相対回転が規制されている。

エンジンが始動すると、オイルポンプ２３が駆動され、オイルポンプ２３から作動油が吐出される。ＥＣＵ２５が、相対回転位相を変更すると判断した場合に、統合制御弁５１を第２の位置５１Ｂに切替える。この時、統合制御弁５１のスプール５２は図８（ｂ）の位置にあり、開閉弁油路１２は作動油排出孔５４と連通し、作動油は開閉弁油路１２からドレン５６に排出されるため、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１は相対回転位相の変位を固定しない。ロック機構油路１３は供給油路２７と連通し、作動油がロック機構油路１３に供給されるため、作動油の油圧によりスプリング６Ｃの付勢力に抗して、ロック体６Ａが退避溝６Ｂに移動しロックが解除される。

一方、ＥＣＵ２５が、相対回転位相を固定すると判断した場合に、統合制御弁５１を第３の位置５１Ｃに切替える。この時、統合制御弁５１のスプール５２は図８（ｃ）の位置にあり、開閉弁油路１２は供給油路２７と連通し、作動油が開閉弁油路１２に供給されるため、進角位相保持室３０及び遅角位相保持室３１は相対回転位相の変位を固定する。ロック機構油路１３は供給油路２７と連通し、作動油がロック機構油路１３に供給されるため、作動油の油圧によりスプリング６Ｃの付勢力に抗して、ロック体６Ａが退避溝６Ｂに移動しロックが解除された状態を維持する。

次に、本発明の第５の実施形態を図９に基づいて説明する。

本実施形態は、進遅角制御弁２４０及び２つの連通防止用逆止弁２００、２０１により、トルク変動による内部ロータ４の回転方向の振動を抑制する構成例を説明する。

オイルポンプ２３から吐出され、供給油路２７に供給された作動油は、進遅角制御弁２４０により、進角油路１０、遅角油路１１への供給を許可もしくは禁止される。また、オイルパン２６に連通する排出油路２８は、進角油路１０、遅角油路１１から排出された作動油をオイルパン２６へ排出する。

更に、進遅角制御弁２４０から連通防止用逆止弁２００を介して進角油路１０へ作動油を供給する油路２０２及び進遅角制御弁２４０から連通防止用逆止弁２０１を介して遅角油路１１へ作動油を供給する油路２０３を備えている。連通防止用逆止弁２００は、オイルポンプ２３から進角油路１０への供給を許可し、進角油路１０からオイルパン２６への排出を禁止する。同様に、連通防止用逆止弁２０１は、オイルポンプ２３から遅角油路１１への供給を許可し、遅角油路１１からオイルパン２６への排出を禁止する。

進遅角制御弁２４０は、進角油路１０への作動油の供給を許可し、遅角油路１１からの作動油の排出を許可し、油路２０２及び油路２０３への作動油の供給を禁止する第１の位置２４０Ａと、遅角油路１１への作動油の供給を許可し、進角油路１０からの作動油の排出を許可し、油路２０２及び油路２０３への作動油の供給を禁止する第２の位置２４０Ｂと、進角油路１０及び遅角油路１１への作動油の直接の給排を禁止し、油路２０２及び油路２０３を介して進角油路１０及び遅角油路１１への作動油の供給を許可する第３の位置２４０Ｃとを有している。進遅角制御弁２４０は、所謂３位置６ポート切替弁である。

次に、第５の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の作動について説明する。

エンジンが停止している時は、オイルポンプ２３が停止しており、油圧室１、には作動油（油圧）が供給されていない。この時、ロック体６Ａが内部ロータ４のロック溝６Ｅに没入し、外部ロータ５と内部ロータ４との相対回転が規制されている。

エンジンが始動すると、オイルポンプ２３が駆動され、オイルポンプ２３から作動油が吐出される。この時、ＥＣＵ２５が、相対回転位相を進角方向Ｓ１に変更すると判断した場合に、進遅角制御弁２４０を第１の位置２４０Ａに切替える。すると、内部ロータ４へ供給される作動油は、進角室２に供給される。

同様に、ＥＣＵ２５が、相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変更すると判断した場合に、進遅角制御弁２４０を第２の位置２４０Ｂに切替える。すると、内部ロータ４へ供給される作動油は、遅角室３に供給される。

一方、ＥＣＵ２５が、相対回転位相の変位を固定すると判断した場合に、進遅角制御弁２４０を第３の位置２４０Ｃに切替える。すると、内部ロータ４へ供給される作動油は連通防止用逆止弁２００、２０１を介して進角室２及び遅角室３の両方に供給される。しかし、２つの連通防止用逆止弁２００、２０１があるため、進角油路１０及び遅角油路１１は連通していない。

相対回転位相の変位の固定時に、進角室２及び遅角室３の両方に作動油が供給されることにより、ベーン７には進角方向Ｓ１の油圧と遅角方向Ｓ２の油圧とが同時に作用する。よって、内部ロータ４の回転方向の振動（所謂バタツキ）を抑制できる。また、相対回転位相の変位の固定時に、進角室２及び遅角室３の外部に作動油がリークしても、オイルポンプ２３から常に作動油が供給可能なため、リークした油量を補給できる。

相対回転位相の変位固定時に、意図せず進角室または遅角室の外部へ作動油がリークして気体が混入したり、進角室から遅角室もしくは遅角室から進角室へ作動油がリークしたりしても、従動側回転部材の回転方向の振動（所謂バタツキ）を抑制できる弁開閉時期制御装置を提供する。

１・・・油圧室
２・・・進角室
３・・・遅角室
４・・・内部ロータ（従動側回転部材）
５・・・外部ロータ（駆動側回転部材）
１０・・・進角油路
１１・・・遅角油路
１２・・・開閉弁油路（振動抑制手段）
１３・・・ロック機構油路
２４、２４０・・・進遅角制御弁（振動抑制手段）
３０・・・進角位相保持室（振動抑制手段）
３１・・・遅角位相保持室（振動抑制手段）
３２・・・開閉弁（振動抑制手段）
５０・・・油路切替弁（振動抑制手段）
５１・・・統合制御弁
１００・・・進角位相保持室用逆止弁
１０１・・・遅角位相保持室用逆止弁
１１０・・・開閉弁油路用逆止弁
２００、２０１・・・連通防止用逆止弁

Claims (10)

1. 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、内燃機関の吸気弁または排気弁の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成され、作動油が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を進角方向に変更させる進角室及び前記相対回転位相を遅角方向に変更させる遅角室と、
   前記進角室に作動油を給排する進角油路及び前記遅角室に作動油を給排する遅角油路と、
   前記進角油路及び前記遅角油路に作動油を供給可能なオイルポンプと、
   前記オイルポンプから供給される作動油の前記進角油路及び前記遅角油路への給排の許可及び禁止を切替える進遅角制御弁と、を備え、
   前記進角室及び前記遅角室の両方に作動油が満たされ、前記相対回転位相の変位が固定される時に、前記吸気弁または前記排気弁の開閉駆動に伴う変動トルクによる前記従動側回転部材の回転方向の振動を抑制する振動抑制手段を設けたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
2. 請求項１において、
   前記振動抑制手段は、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成され、作動油で満たされることにより前記相対回転位相の変位を固定する進角位相保持室及び遅角位相保持室と、
   前記進角位相保持室及び前記遅角位相保持室の間に備えられ、前記進角位相保持室と前記遅角位相保持室との連通の許可及び禁止を切替える開閉弁と、
   前記開閉弁の開閉を切替えるための作動油を給排する開閉弁油路と、
   前記オイルポンプから供給される作動油の前記開閉弁油路への給排の許可及び禁止を切替える油路切替弁とで構成されることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
3. 請求項２において、
   前記進角位相保持室及び前記遅角位相保持室へは、前記開閉弁油路から作動油が供給されることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
4. 請求項２において、
   前記進角位相保持室へは、前記進角油路から作動油が供給され、前記遅角位相保持室へは、前記遅角油路から作動油が供給されることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
5. 請求項４において、
   前記進角油路と前記進角位相保持室とを連通する油路に、前記進角油路から前記進角位相保持室への作動油の供給を許可し、前記進角位相保持室から前記進角油路への作動油の排出を禁止する進角位相保持室用逆止弁と、
   前記遅角油路と前記遅角位相保持室とを連通する油路に、前記遅角油路から前記遅角位相保持室への作動油の供給を許可し、前記遅角位相保持室から前記遅角油路への作動油の排出を禁止する遅角位相保持室用逆止弁とが設けられていることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
6. 請求項２〜５のいずれか一項において、
   前記開閉弁は、有底筒形状を呈しており、内部に前記開閉弁の軸方向に付勢する付勢部材を備え、
   前記進角位相保持室と前記開閉弁とを連通する進角位相保持室油路及び前記遅角位相保持室と前記開閉弁とを連通する遅角位相保持室油路よりも前記従動側回転部材の径内側にあって、前記進角位相保持室及び前記遅角位相保持室に存在する気体を前記開閉弁の外部へ排出する気体排出路が、前記開閉弁が前記付勢部材の付勢力に抗して軸方向に移動した時に開口することを特徴とする弁開閉時期制御装置。
7. 請求項２〜６のいずれか一項において、
   前記開閉弁油路に、前記開閉弁油路から前記開閉弁への作動油の供給を許可し、前記開閉弁から前記開閉弁油路への作動油の排出を禁止する開閉弁油路用逆止弁が設けられていることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
8. 請求項２〜７のいずれか一項において、
   前記相対回転位相を拘束するロック機構を油圧制御するための作動油を給排するロック機構油路が独立して設けられており、前記ロック機構油路及び前記開閉弁油路への作動油の給排の許可及び禁止を単体で行う統合制御弁が設けられていることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
9. 請求項８において、
   前記統合制御弁が、前記ロック機構油路及び前記開閉弁油路からの作動油の排出を許可する第１の位置と、前記ロック機構油路への作動油の供給を許可し、前記開閉弁油路からの作動油の排出を許可する第２の位置と、前記ロック機構油路及び前記開閉弁油路への作動油の供給を許可する第３の位置とを備えていることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
10. 請求項１において、
    前記振動抑制手段は、前記進角油路への作動油の供給を許可し、前記遅角油路からの作動油の排出を許可する第１の位置と、前記進角油路からの作動油の排出を許可し、前記遅角油路への作動油の供給を許可する第２の位置と、前記進角油路及び前記遅角油路への作動油の供給を許可する第３の位置とを備えた前記進遅角制御弁と、
    前記進遅角制御弁が前記第３の位置の時に、前記進角油路と前記遅角油路との連通を禁止する少なくとも２つの連通防止用逆止弁とで構成されることを特徴とする弁開閉時期制御装置。

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