JP2011007123A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で体格を小型化するバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】ハウジング１１内に形成された収容室を進角室３２及び遅角室３６に仕切るベーンロータ１９は、ハウジング１１に対し相対回転可能に設けられ、カムシャフト３とともに回転する。進角室３２、遅角室３６、及び進角室３２と遅角室３６とを連通する連通路４０には磁気粘性流体５０が封入されており、この磁気粘性流体５０にコイル６０が磁界を印加する。ＥＣＵ７０は、カムトルク反力がカムシャフト３の正回転方向又は逆回転方向に作用する状態に対応し、コイル６０による磁気粘性流体５０への磁界の印加と非印加の状態を切り替える。これにより、ハウジング１１とベーンロータ１９との相対回転位相が制御される。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。

従来より、内燃機関の駆動軸から従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、従動軸が開閉する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が公知である。
特許文献１では、油圧ポンプから進角室及び遅角室へ作動油を供給する油路をオイルコントロールバルブよって切り換えることで、ハウジングとベーンロータとの相対回転位相を制御している。また、進角室及び遅角室とオイルコントロールバルブとの間に逆止弁を設け、カムトルク反力に起因する進角室又は遅角室からオイルコントロールバルブへの作動油の漏れを減少している。
特許文献２では、磁気粘性流体を用いたブレーキによりベーンロータの回転を制御することで、ハウジングとベーンロータとの相対回転位相を調整している。

特開２００３−１０６１１５号公報 特開２００８−３１９０５号公報

しかしながら、内燃機関の油圧ポンプから進角室及び遅角室に作動油を供給する油路を切り替えるオイルコントロールバルブ、並びに進角室及び遅角室からの作動油の漏れを減少するチェック弁等を設けるとバルブタイミング調整装置の油路系統の構成が複雑になり、体格が大型化することが懸念される。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、簡素な構成で体格を小型化可能な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に係る発明によると、駆動軸または従動軸の一方とともに回転するハウジング内に形成された収容室を進角室及び遅角室に仕切るベーンロータは、ハウジングに対し相対回転可能に設けられ、駆動軸または従動軸の他方とともに回転する。進角室、遅角室及びこの進角室と遅角室とを連通する連通路には磁気粘性流体が充填され、磁界発生手段は、この磁気粘性流体に磁界を印加する。切換手段は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉によって従動軸に作用するカムトルク反力が従動軸の正回転方向又は逆回転方向に作用する状態に対応し、磁界発生手段による磁気粘性流体への磁界の印加と非印加の状態を切り替える。これにより、カムトルク反力がベーンロータに作用する状態に対応し、磁気粘性流体の粘度が変化する。このように、進角室と遅角室との間の磁気粘性流体の流通を制御することで、カムトルク反力を動力源とし、ハウジングに対するベーンロータの相対回転位相を制御することができる。したがって、請求項１に係る発明は、従来の油圧式のバルブタイミング調整装置と比較すると、オイルコントロールバルブ、並びに、チェック弁等を設けることなく、簡素な構成で体格を小型化することができる。
また、内燃機関の油圧ポンプの動力を使用しないので、内燃機関始動直後の油圧上昇を待つことなく、内燃機関の始動に最適な位置に位相保持することが可能となり、始動直後の燃費を向上し、エミッションを低減することができる。
さらに、請求項１に係る発明は、従来のモータ駆動式のバルブタイミング調整装置と比較すると、モータ及びこのモータを駆動するドライブユニットを廃止し、低コストかつ低消費電力を実現することができる。

請求項２に係る発明によると、磁界発生手段は、ハウジング及びベーンロータの一方または両方で形成される連通路に充填された磁気粘性流体に磁界を印加する。これにより、進角室と遅角室とを流通する磁気粘性流体を一か所で制御することが可能となり、位相制御を正確に行うことができるとともに、磁界発生手段を小型化することができる。

請求項３に係る発明によると、連通路は、環状に形成された磁界発生手段と同軸に設けられた環状連通路を有する。これにより、環状連通路内の磁気粘性流体は、磁界が印加されると、環状連通路の延びる方向と略垂直に磁性粒子がクラスタを形成する。このため、磁界発生手段の印加する磁界に対する磁気粘性流体の粘度変化の応答性が向上し、確実な位相制御を行うことができる。なお、同軸とは、軸中心が一致するものに限らず、実質的に同一であるものも含むものとする。

請求項４に係る発明によると、切換手段は、ハウジングとベーンロータとの相対回転位相を保持する場合、磁界発生手段が磁気粘性流体に磁界を印加する状態にすることで、磁気粘性流体の粘度を大きくする。また、磁界発生手段は、ハウジングに対しベーンロータを進角制御する場合、従動軸の正回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応するように、磁界発生手段による磁気粘性流体への磁界が非印加の状態とすることで、磁気粘性流体の粘度を小さくする。また、ハウジングに対しベーンロータを遅角制御する場合、従動軸の逆回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応するように、磁界発生手段による磁気粘性流体への磁界が非印加の状態とすることで、磁気粘性流体の粘度を小さくする。
磁界発生手段の印加する磁界により磁気粘性流体の粘度が大きくなると、進角室と遅角室との間の磁気粘性流体の移動が制限され、ベーンロータとハウジングとの相対回転位相が保持される。
従動軸の逆回転方向にカムトルク反力が作用するときに磁気粘性流体の粘度が小さくなると、磁気粘性流体が進角室から連通路を経由して遅角室へ移動し、ベーンロータはハウジングに対し遅角方向に回転する。一方、従動軸の正回転方向にカムトルク反力が作用するときに磁気粘性流体の粘度が小さくなると、磁気粘性流体が遅角室から連通路を経由して進角室へ移動し、ベーンロータはハウジングに対し進角方向に回転する。このようにして、磁界発生手段は、ハウジングとベーンロータとの相対回転位相を制御することができる。

請求項５に係る発明によると、磁界発生手段は、磁気粘性流体に磁界を常時印加する常時磁界発生手段と、常時磁界発生手段の磁界を打ち消す磁界を磁気粘性流体に印加する磁界打消手段を有する。
磁界打消手段は、ハウジングに対しベーンロータを進角制御する場合、従動軸の正回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応するように磁界打消手段を印加の状態にし、ハウジングに対しベーンロータを遅角制御する場合、従動軸の逆回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応するように磁界打消手段を印加の状態にする。
一般にバルブタイミング調整装置は、位相制御する期間と比較して位相保持する期間が長い。このため、常時磁界発生手段によって位相保持を行うことで、磁界打消手段に消費する電力を低減することができる。

請求項６に係る発明によると、常時磁界発生手段は、連通路を挟み磁界打消手段と同軸に設けられる。このため、磁界打消手段は、確実に常時磁界発生手段の形成する磁界を打ち消し、バルブタイミング調整装置を正確に位相制御することができる。

請求項７に係る発明によると、磁気粘性流体は、ハウジングの内側に封止されている。このため、ハウジングの外側に流体通路を設けることなく、油路系統の構成を簡素にし、体格を小型化することができる。

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断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 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が適用される内燃機関の模式図である。 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断面図である。 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要部断面図である。 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特性図である。 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断面図である。 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特性図である。

以下、本発明による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は、内燃機関の駆動力伝達系に用いられ、吸気弁の開閉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の用いられる駆動力伝達系では、図３に示すように、内燃機関の駆動軸としてのクランクシャフト１に固定されるギア２と、従動軸としてのカムシャフト３、４に固定されるギア５、６にチェーン７が巻き掛けられ、クランクシャフト１からカムシャフト３、４にトルクが伝達される。一方のカムシャフト３は吸気弁８を開閉駆動し、他方のカムシャフト４は排気弁９を開閉駆動する。バルブタイミング調整装置１０は、スプロケットのギア５をチェーン７に、ベーンロータをカムシャフト３に接続し、クランクシャフト１とカムシャフト３とを所定の位相差をおいて回転させることで、吸気弁８の開閉タイミングを調整する。なお、バルブタイミング調整装置１０は、図３において時計回りに回転する。以下、この回転方向を進角方向とし、逆回転方向を遅角方向とする。

図１および図２に示すように、バルブタイミング調整装置１０は、ハウジング１１、ベーンロータ１９、磁気粘性流体５０及びコイル６０等を備えている。
ハウジング１１は、スプロケット１２、シューハウジング１３及びフロントプレート１４等から構成されている。スプロケット１２は、略円盤状に形成され、径方向の端部にギア５を有している。また、スプロケット１２は、軸方向にカムシャフト３を通す軸孔１２１を有している。
シューハウジング１３及びフロントプレート１４は一体に形成され、スプロケット１２と同軸に固定されている。シューハウジング１３は、環状の周壁１３０と、この周壁１３０から径内方向に延びるシュー１３１〜１３３とが一体に形成されている。シュー１３１〜１３３は、回転方向に略等間隔に設けられ、回転方向に隣接するシュー同士の間隙には横断面が扇状の収容室３０が形成されている。フロントプレート１４は、略円盤状に形成され、軸方向にセンターボルト１５を通す円孔１４０を有している。また、フロントプレートは、センターボルト１５を液密に覆うカバー１４１を有している。

ベーンロータ１９は、ハウジング１１に相対回転可能に収容されている。ベーンロータ１９は、円筒状のロータ２０と、このロータ２０から径外方向に突出し、回転方向に略等間隔に設置されるベーン２１〜２３とを有している。ベーン２１〜２３の外径は、シューハウジング１３の周壁１３０の内径よりも小さく形成されている。また、ロータ２０の外径は、シュー１３１〜１３３の内径よりも小さく形成されている。
ロータ２０は、軸方向にセンターボルト１５を通すボルト孔２０１を有している。センターボルト１５は、フロントプレート１４側からボルト孔２０１を通ってカムシャフト３のネジ穴１５１に締め付けられ、カムシャフト３とベーンロータ１９とを固定している。

ベーン２１〜２３は、収容室３０を、圧力室としての遅角室と進角室とに仕切っている。シュー１３１とベーン２１との間に進角室３１が形成され、シュー１３２とベーン２２との間に進角室３２が形成され、シュー１３３とベーン２３の間に進角室３３が形成されている。また、シュー１３２とベーン２１との間に遅角室３４が形成され、シュー１３３とベーン２２との間に遅角室３５が形成され、シュー１３１とベーン２３との間に遅角室３６が形成されている。なお、図１に示す進角、遅角を表す矢印は、ハウジング１１に対するベーンロータ１９の進角方向、遅角方向を表している。

ロータ２０の内部には、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６とを連通する連通路４０が設けられている。連通路４０は、第１軸通路４１、第２軸通路４２、進角連通路４３〜４５、遅角連通路４６〜４８及び環状連通路４９から構成されている。
第１軸通路４１と第２軸通路４２は、ボルト孔２０１を径方向に挟み、フロントプレート１４側からロータ２０の途中まで延びている。
進角連通路４３〜４５は、各進角室３１〜３３と第１軸通路４１とを連通している。遅角連通路４６〜４８は、進角連通路４３〜４５と重ならないよう軸方向にずれて、各遅角室３４〜３６と第２軸通路４２とを連通している。
環状連通路４９は、ボルト孔２０１の周囲に環状に設けられ、第１軸通路４１と第２軸通路４２とを連通している。

磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３、遅角室３４〜３６及び連通路４０に充填状態で封入されている。スプロケット１２の軸孔１２１の内壁とカムシャフト３の外壁との間には、図示しないシール部材が設けられ、磁気粘性流体５０の漏出を防止している。また、フロントプレート１４のカバー１４１が磁気粘性流体５０の漏出を防止している。
磁気粘性流体５０は、機能性流体の一種であり、液状のベース材に磁性粒子を懸濁させたものである。磁気粘性流体５０のベース材としては例えばオイル等の液状の非磁性材が使用され、磁性粒子としては例えばカルボニル鉄等の粉状の磁性材が使用される。磁気粘性流体５０は、印加される磁界の強度に追従して見かけ上の粘度が大きくなり、この粘度に比例し、かつ、磁気粘性流体５０の存在するスペースの大きさに反比例し、せん断応力が大きくなる特性を有する。

コイル６０は、環状に形成され、環状連通路４９と軸方向に向き合う位置で、環状連通路４９と同軸に設けられている。本実施形態において、コイル６０が特許請求の範囲に記載の磁界発生手段に相当する。コイル６０は、図示しないステーにより内燃機関に固定されている。切換手段としての電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）７０からコイル６０に通電されると、図４の破線６１に示すように磁束が流れ、磁界を発生する。ＥＣＵ７０は、コイル６０と一体又は別体で設けられている。
コイル６０に通電されていない状態において、環状連通路４９内の磁気粘性流体５０は、図５（Ａ）に示すように、磁性粒子が液状のベース材に拡散した状態にある。このとき、磁気粘性流体５０は粘度が小さく、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間を連通路４０を経由して移動可能である。
一方、ＥＣＵ７０からコイル６０に通電されると、コイル６０の発生する磁界により、環状連通路４９の磁気粘性流体５０は、図５（Ｂ）に示すように、環状連通路４９の延びる方向に対し略垂直に磁性粒子がクラスタを形成することで流体抵抗が大きくなり、見かけ上の粘度が大きくなる。このため、磁気粘性流体５０は、環状連通路４９内の流通が抑制されることで、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間の移動を制限される。

ここで、クランクシャフト１からのトルク伝達によりカムシャフト３が回転し、図３に示すカムシャフト３のカム１８が吸気弁８を開弁するとき、バルブスプリング１７の弾性力により、カムシャフト３の逆回転方向にカムトルク反力が作用する。一方、カムシャフト３のカム１８が吸気弁８を閉弁するとき、バルブスプリング１７の弾性力により、カムシャフト３の正回転方向にカムトルク反力が作用する。
ＥＣＵ７０は、カムシャフトに作用するカムトルク反力がカムシャフトの正回転方向又は逆回転方向に作用する状態に対応し、コイル６０に通電する。これにより、進角室と遅角室との間の磁気粘性流体５０の流通が制御され、カムトルク反力を動力源としたバルブタイミング調整装置１０の位相制御が可能となる。

以下、バルブタイミング調整装置１０の作動を詳細に説明する。
＜内燃機関始動時＞
イグニッション電源がオンされると、ＥＣＵ７０は、コイル６０へ通電を開始する。コイル６０の発生する磁界により、環状連通路４９内の磁気粘性流体５０の粘度が大きくなり、磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間の移動が制限される。このため、バルブタイミング調整装置１０は、始動に最適な位置に保持され、かつ、カムトルク反力によってハウジング１１とベーンロータ１９とが衝突することで生じる打音の発生が抑制される。ここで、始動に最適な位置とは、最遅角位置に限らず、作動範囲の広いバルブタイミング調整装置では、所定の中間位相が始動に最適な位置となる場合もある。

＜内燃機関始動後＞
内燃機関が始動すると、本実施形態の４気筒エンジンでは、図６に示すように、クランクシャフト１が７２０°回転する間、カムシャフトに設けられた４個の吸気弁が開閉駆動することで、カムシャフト３に正負のカムトルク反力が４回作用する。図６では、カムシャフト３の逆回転方向に作用するカムトルク反力を正側に示し、カムシャフト３の正回転方向に作用するカムトルク反力を負側に示している。

＜進角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を進角制御するとき、ＥＣＵ７０は、カムトルク反力が負側にある状態に対応し、コイル６０への通電をオフ又は小さくする。これにより、コイル６０の発生する磁界が消滅又は弱くなり、磁気粘性流体５０は、遅角室３４〜３６から遅角連通路４６〜４８、第２軸通路４２、環状連通路４９、第１軸通路４１及び進角連通路４３〜４５をこの順で経由し、進角室３１〜３３へ移動する。このため、ベーンロータ１９は、ハウジング１１に対し進角方向に回転する。

＜遅角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を遅角制御するとき、ＥＣＵ７０は、カムトルク反力が正側にある状態に対応し、コイル６０への通電をオフ又は小さくする。これにより、コイル６０の発生する磁界が消滅又は弱くなり、磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３から進角連通路４３〜４５、第１軸通路４１、環状連通路４９、第２軸通路４２及び遅角連通路４６〜４８をこの順で経由し、遅角室３４〜３６へ移動する。このため、ベーンロータ１９は、ハウジング１１に対し遅角方向に回転する。
ここで、ＥＣＵ７０は、コイル６０へ通電する電圧の大きさ又は通電停止時間を調節することで、環状連通路４９の磁気粘性流体５０の粘度の大きさを変化させ、ベーンロータ１９がハウジング１１に対し進角方向又は遅角方向に回転する速度を調節し、正確な位相制御をすることができる。

＜中間保持作動時＞
カムシャフト３に設けられた図示しないカム角度センサにより、ベーンロータ１９が目標位相に到達したことを検出すると、ＥＣＵ７０は、コイル６０に通電をオンした状態を継続する。コイル６０の発生する磁界により、環状連通路４９内の磁気粘性流体５０の粘度が大きくなり、磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間を移動不能となる。このため、ベーンロータ１９は目標位相に保持される。
ここで、図示しないカム角度センサにより、ベーンロータ１９が目標位相からずれたことが検出されると、ＥＣＵ７０は、カムトルク反力が正側又は負側にある状態に対応し、コイル６０への通電を所定期間オフ又は小さくする。このフィードバック制御により、ＥＣＵ７０は、ベーンロータ１９の位相を目標位相へ補正することができる。

＜内燃機関停止作動時＞
バルブタイミング調整装置１０の作動中に内燃機関の停止が指示されると、ベーンロータ１９は、上記進角作動時又は遅角作動時と同様の作動により、始動に最適な位置に位相制御される。この状態において、内燃機関の回転が停止すると、ＥＣＵ７０は、コイル６０への通電を停止する。

本実施形態では、進角室３１〜３３、遅角室３４〜３６及び連通路４０に磁気粘性流体５０が充填状態で封止され、カムシャフト３の正回転方向又は逆回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応し、環状連通路４９の磁気粘性流体５０に磁界を印加するコイル６０の通電をＥＣＵ７０がオフ又は小さくする。環状連通路４９の磁気粘性流体５０の粘度をコイル６０の発生する磁界によって変化させることで、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間の磁気粘性流体５０の流通を制御することができる。これにより、カムトルク反力を動力源とし、ハウジング１１に対するベーンロータ１９の位相制御が可能となる。したがって、バルブタイミング調整装置１０は、従来のオイルコントロールバルブ及びチェック弁等を廃止することで、油路構成を簡素にし、体格を小型化することができる。
また、本実施形態では、コイル６０に通電する電圧及び通電停止時間を制御することで、ベーンロータ１９の移動速度を調節することが可能となる。このため、バルブタイミング調整装置１０は、正確な位相制御をすることができる。
さらに、本実施形態では、内燃機関始動直後から、内燃機関の始動に最適な位置に位相保持することが可能となるので、始動直後の燃費を向上し、エミッションを低減することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７及び図８に基づいて説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態のバルブタイミング調整装置１００は、ロータ２０のスプロケット側に軸方向に凹む凹部２４が設けられ、この凹部２４に環状の永久磁石６２が嵌合している。永久磁石６２は、連通路４０を挟んでコイル６０と同軸に設けられている。永久磁石６２は、軸方向の両端に相反する磁極を有しており、図７の破線６３に示すように磁束が流れ、磁界を形成している。

一方、コイル６０は、ＥＣＵ７０から通電されると、図７の破線６１に示すように磁束が流れ、永久磁石６２とは逆向きの磁界を発生する。このため、コイル６０の発生する磁界は、永久磁石６２の形成する磁界の少なくとも一部を打ち消す。したがって、ＥＣＵ７０からコイル６０への通電状況に応じ、永久磁石６２とコイル６０とにより形成される合成磁界が消滅又は弱くなる。
コイル６０に通電されていない状態において、永久磁石６２の形成する磁界により、連通路４０内の磁気粘性流体５０は、粘度の大きい状態を維持している。このため、磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間の移動が制限される。
一方、ＥＣＵ７０からコイル６０に通電されると、永久磁石６２とコイル６０とにより形成される合成磁界が消滅又は弱くなり、連通路４０内の磁気粘性流体５０は、粘度が小さくなる。このため、磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間を移動可能となる。
本実施形態において、コイル６０が磁界打消手段に相当し、永久磁石６２が磁気粘性流体に常時磁界を印加する常時磁界発生手段に相当する。

以下、バルブタイミング調整装置１０の作動を詳細に説明する。
＜内燃機関始動時＞
内燃機関の始動時、コイル６０に通電されず、永久磁石６２の形成する磁界により連通路４０内の磁気粘性流体５０の粘度は大きくなっている。このため、磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間を移動不能である。これにより、バルブタイミング調整装置１０は、始動に最適な位置に保持され、カムトルク反力によってハウジング１１とベーンロータ１９とが衝突することで生じる打音の発生が抑制される。

＜進角作動時＞
内燃機関始動後、バルブタイミング調整装置１０を進角制御するとき、ＥＣＵ７０は、図８に示すように、カムトルク反力が負側にある状態に対応し、コイル６０への通電をオンする。これにより、永久磁石６２とコイル６０とにより形成される合成磁界が消滅又は弱くなり、磁気粘性流体５０は、遅角室３４〜３６から遅角連通路４６〜４８、第２軸通路４２、環状連通路４９、第１軸通路４１及び進角連通路４３〜４５この順で経由し、進角室３１〜３３へ移動する。このため、ベーンロータ１９は、ハウジング１１に対し進角方向に回転する。

＜遅角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を遅角制御するとき、ＥＣＵ７０は、カムトルク反力が正側にある状態に対応し、コイル６０への通電をオンする。これにより、永久磁石６２とコイル６０とにより形成される合成磁界が消滅又は弱くなり、磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３から進角連通路４３〜４５、第１軸通路４１、環状連通路４９、第２軸通路４２及び遅角連通路４６〜４８をこの順で経由し、遅角室３４〜３６へ移動する。このため、ベーンロータ１９は、ハウジング１１に対し遅角方向に回転する。
ここで、ＥＣＵ７０は、コイル６０へ通電する電圧又は通電時間を調節することで、連通路４０の磁気粘性流体５０の粘度の大きさを変化させ、ベーンロータ１９がハウジング１１に対し進角方向又は遅角方向に回転する速度を調節することができる。

＜中間保持作動時＞
カムシャフト３に設けられた図示しないカム角度センサにより、ベーンロータ１９が目標位相に到達したことを検出すると、ＥＣＵ７０は、コイル６０への通電をオフする。永久磁石６２の形成する磁界により、連通路４０内の磁気粘性流体５０の粘度が大きくなり、磁気粘性流体５０は、進角室３１〜３３と遅角室３４〜３６との間を移動不能となる。このため、ベーンロータ１９は目標位相に保持される。
ここで、図示しないカム角度センサにより、ベーンロータ１９が目標位相からずれたことが検出されると、ＥＣＵ７０は、カムトルク反力が正側又は負側にある状態に対応し、コイル６０への通電を所定期間オンする。これにより、ベーンロータ１９の位相を目標位相へ補正することができる。

＜内燃機関停止作動時＞
バルブタイミング調整装置１０の作動中に内燃機関の停止が指示されると、ベーンロータ１９は、上記進角作動時又は遅角作動時と同様の作動により、始動に最適な位置に位相制御される。この状態において、ＥＣＵ７０は、コイル６０への通電を停止する。

本実施形態では、ロータ２０に環状の永久磁石６２が設けられ、この永久磁石６２が連通路４０の磁気粘性流体５０に常に磁界を印加することで位相保持をしている。位相を進角制御又は遅角制御する場合、コイル６０は、ＥＣＵ７０からの通電によって永久磁石６２とは逆向きの磁界を発生し、永久磁石の形成する磁界の少なくとも一部を打ち消す。一般に、バルブタイミング調整装置は、位相制御する期間と比較して位相保持する期間の方が長い。このため、永久磁石６２によって位相保持を行うことで、コイル６０の通電に消費する電力を低減することができる。

（他の実施形態）
上記複数の実施形態では、内燃機関の吸気弁を制御するバルブタイミング調整装置について説明した。これに対し、本発明は、内燃機関の排気弁を制御するバルブタイミング調整装置に適用してもよい。
上記複数の実施形態では、内燃機関にコイルを固定した。これに対し、ハウジングにコイルを固定し、スリップリング等を経由してコイルに通電する構成にしてもよい。これにより、コイルと連通路との距離を小さくし、連通路に印加する磁界を強くすることができる。
上記複数の実施形態では、ベーンロータに連通路を設けた。これに対し、ハウジングに連通路を設ける構成にしてもよいし、ハウジングの外部に連通路を設ける構成にしてもよい。
上記第２実施形態では、ハウジングの外側にコイルを設け、ベーンロータに永久磁石を設けた。これに対し、ハウジングの外側に永久磁石を設け、ベーンロータにコイルを設ける構成にしてもよい。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１：クランクシャフト（駆動軸）、３、４：カムシャフト（従動軸）、８：吸気弁、９：排気弁、１０：バルブタイミング調整装置、１１：ハウジング、３０：収容室、３１〜３３：進角室、３４〜３５遅角室、１９：ベーンロータ、４０：連通路、４９：環状連通路、５０：磁気粘性流体、６０：コイル（磁界発生手段）、７０：ＥＣＵ（切換手段）

Claims (7)

1. 内燃機関の駆動軸のトルク伝達により従動軸が開閉する吸気弁及び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、
   前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
   前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内に形成された収容室を進角室及び遅角室に仕切り、前記ハウジングに対し相対回転可能なベーンロータと、
   前記進角室、前記遅角室、及び前記進角室と前記遅角室とを連通する連通路に充填され、印加される磁界に応じて粘度が変化する磁気粘性流体と、
   前記磁気粘性流体に磁界を印加する磁界発生手段と、
   前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルク反力が前記従動軸の正回転方向又は逆回転方向に作用する状態に対応して前記磁界発生手段による前記磁気粘性流体への磁界の印加と非印加の状態を切り替える切換手段と、を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記磁界発生手段は、前記ハウジング及び前記ベーンロータの一方または両方で形成される前記連通路に充填された前記磁気粘性流体に磁界を印加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。
3. 前記連通路は、環状に形成された前記磁界発生手段と同軸に設けられた環状連通路を有すること特徴とする請求項１または２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記切換手段は、前記ハウジングと前記ベーンロータとの相対回転位相を保持する場合、前記磁界発生手段が前記磁気粘性流体へ磁界を印加する状態とし、
   前記ハウジングに対し前記ベーンロータを進角制御する場合、前記従動軸の正回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応して前記磁界発生手段による前記磁気粘性流体への磁界を非印加の状態とし、
   前記ハウジングに対し前記ベーンロータを遅角制御する場合、前記従動軸の逆回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応して前記磁界発生手段による前記磁気粘性流体への磁界を非印加の状態とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記磁界発生手段は、前記磁気粘性流体に磁界を常時印加する常時磁界発生手段と、この常時磁界発生手段の磁界を打ち消す磁界を磁気粘性流体に印加する磁界打消手段と、を有し、
   前記切換手段は、前記ハウジングに対し前記ベーンロータを進角制御する場合、前記従動軸の正回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応して前記磁界打消手段を印加の状態にし、
   前記ハウジングに対し前記ベーンロータを遅角制御する場合、前記従動軸の逆回転方向にカムトルク反力が作用する状態に対応して前記磁界打消手段を印加の状態にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記常時磁界発生手段は、前記連通路を挟み前記磁界打消手段と同軸に設けられることを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記磁気粘性流体は、前記ハウジングの内側に封止されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

Images