JP2012122454A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の出力特性及び排気ガス特性を向上する。
【解決手段】
機関停止時に、遅角室５６，５７，５８を進角室５２，５３，５４よりも容積拡大し、遅角室５６，５７，５８に作動油を保持する。機関始動時に還流逆止弁１２０は、遅角室５６，５７，５８を容積縮小させる変動トルクの作用により遅角室５６，５７，５８から進角室５２，５３，５４側へ向かう還流のみを、遅角室５６，５７，５８及び進角室５２，５３，５４間を接続する接続通路１１０において許容する。また、機関始動時に分岐流逆止弁１３１は、接続通路１１０のうち還流逆止弁１２０よりも進角室５２，５３，５４側から分岐し且つ回転位相の変化範囲を制限するための解除室１６に接続される分岐通路６３において、接続通路１１０から解除室１６側へ向かう分岐流を許容する一方、その逆流を規制する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動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に関する。

従来、クランク軸と連動回転するハウジング並びにカム軸と連動回転するベーンロータを備えたバルブタイミング調整装置が、広く用いられている。このような装置の一種として特許文献１には、ハウジング内においてベーンロータにより回転方向に区画した進角室又は遅角室へ作動液を導入することで、ハウジングに対するベーンロータの回転位相を進角側又は遅角側へ変化させるものが、開示されている。

さて、特許文献１の装置では、進角室及び遅角室の間を接続して進角室から遅角室側への作動液の還流のみが逆止弁により許容される接続通路と、当該接続通路において逆止弁よりも遅角室側から分岐する分岐通路とを、設けている。ここで分岐通路は、回転位相を所定位相（一般には、内燃機関の始動を許容する回転位相）に固定するロックピンの収容孔に接続され、当該収容孔への作動液の導入により回転位相の固定を解除可能となっている。こうした構成により、進角室を容積縮小させる変動トルクがカム軸からベーンロータへ作用するときには、当該進角室から遅角室側へ接続通路を還流する作動液が分岐通路を通じてロックピンの収容孔に導入され、回転位相の固定の解除状態が維持されることになる。

特開２００６−１７７３４４号公報

上述した特許文献１の装置において、内燃機関の停止時には、作動液が進角室に保持されるが、ロックピンにより回転位相が固定されている内燃機関の始動時には、クランキングに伴って発生する変動トルクの作用により当該進角室は容積縮小し得ない。故に、特許文献１に開示の構成のみから、始動時に回転位相の固定を解除することは、困難である。

そこで、本発明者らが鋭意研究を行なった結果、ロックピンにより回転位相を固定するのではなく、内燃機関の始動を許容する所定範囲に回転位相の変化の範囲を制限することで、問題は解決され得るとの知見が得られた。即ち、変動トルクの作用により進角室を容積縮小させる回転位相変化は、制限の範囲内では許容されることになるので、進角室の容積縮小に伴って当該制限を解除することが、可能となるのである。

しかし、特許文献１の装置において、内燃機関の始動時に回転位相の変化範囲の制限を解除するには、さらなる問題を解決する必要がある。その問題とは、変動トルクの作用により容積縮小する進角室から押し出される作動液は、当該進角室とは逆に容積拡大することで負圧の発生する遅角室に接続通路を通じて吸入されるため、ロックピンの収容孔には導入され難くなる。尤も収容孔には、供給源から供給される作動液も導入可能となっているが、供給源が内燃機関の回転に伴って作動液の供給を行なう構成では、作動液の供給圧が低い始動時に、当該低圧の作動液を収容孔に導入することも難しくなる。これらの理由から、収容孔への作動液の導入量が不足して、回転位相の変化範囲の制限を解除することができない。その結果、内燃機関の始動後において回転位相に応じたバルブタイミング調整を実現し得ず、内燃機関の出力特性及び排気ガス特性を悪化させるおそれがあった。

以上より、本発明の目的は、内燃機関の出力特性及び排気ガス特性を向上することにある。

請求項１に記載の発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、内燃機関の回転に伴って供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、クランク軸と連動回転するハウジングと、カム軸と連動回転し、ハウジング内において進角室及び遅角室を回転方向に区画し、作動液が進角室又は遅角室へ導入されることにより、ハウジングに対する回転位相が進角側又は遅角側へ変化するベーンロータと、内燃機関の始動を許容する所定範囲に回転位相の変化の範囲を制限し、作動液が導入されることにより当該制限を解除する解除室を有する制限部と、進角室及び遅角室に対する作動液の入出並びに解除室に対する作動液の入出を制御する制御部とを、備え、制御部は、内燃機関の停止時に、作動液の入出を制御する進角室及び遅角室のうち一方としての拡大室を他方としての縮小室よりも容積拡大し、拡大室及び縮小室のうち少なくとも拡大室に作動液を保持する入出制御手段と、拡大室及び縮小室の間を接続する接続通路と、内燃機関の始動時に、拡大室を容積縮小させる変動トルクがカム軸からベーンロータへ作用することにより当該拡大室から縮小室側へ向かう作動液の還流を、接続通路において許容する一方、縮小室を容積縮小させる変動トルクがカム軸からベーンロータへ作用することにより当該縮小室から拡大室側へ向かう作動液の還流を、接続通路において規制する還流逆止弁と、接続通路のうち還流逆止弁よりも縮小室側から分岐し、解除室に接続される分岐通路と、接続通路から解除室側へ向かう作動液の分岐流を、分岐通路において許容する一方、解除室から接続通路側へ向かう作動液の逆流を、分岐通路において規制する分岐流逆止弁とを、有する。

このような発明によると、内燃機関の停止時には、進角室及び遅角室のうち一方としての拡大室が他方としての縮小室よりも容積拡大されて、作動液を保持する状態となる。また、停止した内燃機関の始動前において、その始動の許容範囲に回転位相の変化範囲を制限する制御部の解除室には、内燃機関の回転に伴って供給源からの供給される作動液は導入されないので、当該制限は解除されない状態となる。

これらのことから内燃機関の始動時には、カム軸からベーンロータへの変動トルクの作用により拡大室を容積縮小させる回転位相変化が、制限部による制限範囲内で生じると、停止時に当該拡大室に保持された作動液が、当該拡大室に接続の接続通路に押し出される。このとき、変動トルクの作用により容積拡大する縮小室を拡大室に接続する接続通路では、拡大室から縮小室側へ向かう作動液の還流が還流逆止弁により許容されるので、負圧の発生する当該縮小室には、拡大室から押し出された作動液が接続通路を通じて吸入されることになる。

この後、変動トルクの向きが反転して縮小室が容積縮小しようとすると、当該反転前に縮小室に導入された作動液が接続通路へ押し出されるが、接続通路において縮小室から拡大室側への作動液の還流は、還流逆止弁により規制される。その結果、接続通路のうち還流逆止弁よりも縮小室側から分岐する分岐通路では、接続通路へ押し出された作動液につき、当該接続通路から解除室側へと向かう分岐流が分岐流逆止弁により許容されることとなる。これにより、作動液が解除室に導入されるので、供給源からの作動液の供給圧が低い始動時にあっても、回転位相の変化範囲の制限が解除され得るのである。

さらにこの後、変動トルクの向きが反転して縮小室が再び容積拡大するときには、負圧に起因する吸入力が接続通路だけでなく、分岐通路にも作用するが、当該分岐通路においては、解除室から接続通路側へと向かう作動液の逆流が分岐流逆止弁により規制される。これによれば、解除室に一旦導入された作動液が分岐通路及び接続通路を通じて縮小室に再び吸入される事態を抑制して、回転位相の変化範囲の制限を解除状態に維持したまま内燃機関を完爆させることができる。故に、こうして内燃機関の始動が完了した後には、回転位相を自由に変化させて、当該回転位相に応じたバルブタイミング調整を実現することができるので、内燃機関の出力特性及び排気ガス特性を向上し得るのである。

請求項２に記載の発明によると、解除室は、ハウジング内に区画され、入出制御手段は、内燃機関の停止時に、拡大室及び縮小室のうち少なくとも拡大室に作動液を保持すると共に、解除室を閉塞する。このような発明において、進角室又は遅角室としての拡大室及び縮小室と共にハウジング内に区画される解除室は、内燃機関の停止時に閉塞されることにより、空気が入り難くなる。故にこのとき、少なくとも拡大室に保持される作動液は、ハウジング内に解除室を通じて滲入する空気により押し出されることで、ハウジング及びベーンロータ間のクリアランスから外部へ排出されるのを回避され得る。これにより内燃機関の始動時には、拡大室の容積分、正しく保持された作動液を、一旦縮小室に吸入させてから解除室に導入して、回転位相の変化範囲の制限を確実に解除することができる。したがって、内燃機関の始動後における特性向上につき、その確実さが増す。

請求項３に記載の発明によると、入出制御手段は、内燃機関の停止時に、拡大室及び縮小室の双方に作動液を保持する。このような発明において内燃機関の停止時には、拡大室だけでなく、縮小室にも作動液が保持される。これにより、内燃機関の始動時に容積拡大するときの縮小室では、先の停止時に保持された作動液に対して、容積縮小する拡大室から接続通路を通じて吸入される作動液が追加されることになる。故に、この後に変動トルクの向きが反転するときには、縮小室に充填状態となっている作動液を解除室へと押し出して、回転位相の変化範囲の制限を確実に解除することができる。したがって、内燃機関の始動後における特性向上につき、その確実さが増す。

請求項４に記載の発明によると、入出制御手段は、内燃機関の停止時に、拡大室に保持する作動液を当該拡大室へ導入することにより、制限部による制限範囲として最端位相を含む範囲にまで回転位相を変化させる。このような発明において内燃機関の停止時には、制限部による制限範囲として最端位相を含む範囲にまで回転位相を変化させる際、作動液が拡大室に導入されるので、停止した内燃機関の始動前には、大容積の拡大室に作動液が充填状態にて保持されることとなる。これにより内燃機関の始動時には、拡大室に充填されている多量の作動液を、一旦縮小室に吸入させてから解除室に導入して、回転位相の変化範囲の制限を確実に解除することができる。したがって、内燃機関の始動後における特性向上につき、その確実さが増す。

請求項５に記載の発明によると、内燃機関の始動前における拡大室の容積は、内燃機関の始動時に変動トルクがカム軸からベーンロータへ作用することにより縮小する拡大室の最小容積との差が当該始動の前における解除室の容積よりも大きくなるように、設定される。この発明において内燃機関の始動時に拡大室は、始動前となる停止時に拡大された容積と最小容積との差分、変動トルクの作用に応じて縮小することで、当該差分の作動液を一旦縮小室に吸入させてから、解除室に向かって流動させることができる。ここで、拡大室の始動前容積と最小容積との差は解除室の容積よりも大きいので、当該差分の作動液を解除室に向かって流動させれば、回転位相の変化範囲の制限が確実に且つ短時間に解除され得る。したがって、内燃機関の始動後における特性向上につき、その確実さが増すのである。

尚、接続通路に接続される拡大室が複数存在している場合には、請求項５に記載の発明において解除室の容積と比較される「拡大室の容積」とは、それら拡大室の容積の総和を意味することが望ましい。

請求項６に記載の発明によると、制御部は、入出制御手段が進角室へ作動液を導入することにより回転位相を進角側へ変化させる進角モードにおいて、進角室及び遅角室の間を接続する進角接続通路と、遅角室から進角室側へ向かう作動液の還流を、進角モードの進角接続通路において許容し、進角室から遅角室側へ向かう作動液の還流を、進角モードの進角接続通路において規制する進角還流逆止弁と、入出制御手段が遅角室へ作動液を導入することにより回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードにおいて、進角室及び遅角室の間を接続する遅角接続通路と、進角室から遅角室側へ向かう作動液の還流を、遅角モードの遅角接続通路において許容し、遅角室から進角室側へ向かう作動液の還流を、遅角モードの遅角接続通路において規制する遅角還流逆止弁とを、有し、内燃機関の始動時において入出制御手段は、進角接続通路及び遅角接続通路のうち一方を接続通路として選択することにより、進角還流逆止弁及び遅角還流逆止弁のうち当該接続通路に対応する一方を還流逆止弁として機能させた後、進角モード及び遅角モードのうち一方を選択する。

このような発明の進角モードでは、変動トルクの作用により遅角室を容積縮小させる回転位相変化が生じると、当該遅角室の作動液が、当該遅角室に接続の進角接続通路に押し出される。このとき、変動トルクの作用により容積拡大する進角室を遅角室に接続する進角接続通路では、遅角室から進角室側へ向かう作動液の還流が進角還流逆止弁により許容されるので、負圧の発生する当該進角室には、遅角室から押し出された作動液が進角接続通路を通じて吸入される。これにより、回転位相を進角側へと変化させることができるのである。

さらに、進角モードでは、変動トルクの向きが反転して進角室が容積縮小しようとすると、当該反転前に進角室に導入された作動液が進角接続通路へ押し出されるが、進角接続通路において進角室から遅角室側への作動液の還流は、進角還流逆止弁により規制される。これによれば、変動トルクの反転前に進角側へ変化した回転位相が遅角側へと戻る事態につき、抑制することができるのである。

また一方、遅角モードでは、変動トルクの作用により進角室を容積縮小させる回転位相変化が生じると、当該進角室の作動液が、当該進角室に接続の遅角接続通路に押し出される。このとき、変動トルクの作用により容積拡大する遅角室を進角室に接続する遅角接続通路では、進角室から遅角室側へ向かう作動液の還流が遅角還流逆止弁により許容されるので、負圧の発生する当該遅角室には、進角室から押し出された作動液が遅角接続通路を通じて吸入される。これにより、回転位相を遅角側へと変化させることができるのである。

さらに、遅角モードでは、変動トルクの向きが反転して遅角室が容積縮小しようとすると、当該反転前に遅角室に導入された作動液が遅角接続通路へ押し出されるが、遅角接続通路において遅角室から進角室側への作動液の還流は、遅角還流逆止弁により規制される。これによれば、変動トルクの反転前に遅角側へ変化した回転位相が進角側へと戻る事態につき、抑制することができるのである。

ここで、内燃機関の始動時に進角接続通路及び遅角接続通路のうち一方が接続通路として選択されることで、進角還流逆止弁及び遅角還流逆止弁のうち当該接続通路に対応の一方が還流逆止弁として機能した後、進角モード及び遅角モードのうち一方が選択される。これによれば、内燃機関の始動中であっても、回転位相の変化範囲の制限解除後に進角モード又は遅角モードを実現して、制限部による制限範囲と同一範囲内の回転位相だけでなく、当該制限範囲から外れた回転位相にて内燃機関の始動を完了させることも、可能となる。このような始動中のバルブタイミング調整は、内燃機関の出力特性及び排気ガス特性を向上させるので、有効である。

本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置の基本構成を示す模式図である。 図１のII−II線断面図である。 本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置に作用する変動トルクについて説明するための特性図である。 本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置の制御部の具体的構成を示す模式図である。 図４とは別の作動状態を示す模式図である。 図４，５とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜６とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜７とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜８とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜９とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜１０とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜１１とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜１２とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜１３とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜１４とは別の作動状態を示す模式図である。 図４〜１５とは別の作動状態を示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を車両の内燃機関に適用した例を、示している。バルブタイミング調整装置１は、「作動液」として作動油を用いる流体駆動式であり、「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する。

（基本構成）
以下、バルブタイミング調整装置１の基本構成を説明する。図１，２に示すようにバルブタイミング調整装置１は、内燃機関においてクランク軸（図示しない）から出力される機関トルクをカム軸２へ伝達する伝達系に設置の駆動部１０と、当該駆動部１０を駆動するための作動油の入出を制御する制御部３０とを、組み合わせてなる。

駆動部１０は、ハウジング１１及びベーンロータ１５を備えている。ハウジング１１は、シューケーシング１２の軸方向両端部にフロントプレート１３及びリアプレート１４を締結してなる。シューケーシング１２は、円筒状のケーシング本体１２ａと、仕切部である複数のシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、スプロケット部１２ｅとを、有している。各シュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、ケーシング本体１２ａにおいて回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向内側へ突出している。回転方向において隣り合うシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの間には、それぞれ収容室５０が形成されている。スプロケット部１２ｅは、タイミングチェーン（図示しない）を介してクランク軸と連繋する。かかる連繋により内燃機関の回転中は、クランク軸からスプロケット部１２ｅへ機関トルクが伝達されることで、ハウジング１１がクランク軸と連動して一定方向（図１の時計方向）に回転する。

ベーンロータ１５は、ハウジング１１内に同軸上に配置されている。ベーンロータ１５は、円筒状の回転軸１５ａと、複数のベーン１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとを、有している。回転軸１５ａは、カム軸２に対して同軸上に固定されている。かかる固定によりベーンロータ１５は、カム軸２と連動して一定方向（図１の時計方向）に回転可能且つハウジング１１に対して相対回転可能となっている。各ベーン１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、回転軸１５ａにおいて回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向外側へ突出し、それぞれ対応する収容室５０に収容されている。

図１に示すように各ベーン１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、対応する収容室５０を回転方向に分割することで、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８をハウジング１１内に区画している。具体的には、シュー１２ｂ及びベーン１５ｂの間には進角室５２が形成され、シュー１２ｃ及びベーン１５ｃの間には進角室５３が形成され、シュー１２ｄ及びベーン１５ｄの間には進角室５４が形成されている。また、シュー１２ｃ及びベーン１５ｂの間には遅角室５６が形成され、シュー１２ｄ及びベーン１５ｃの間には遅角室５７が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｄの間には遅角室５８が形成されている。

このような構成により駆動部１０では、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８に対する作動油の入出により、ハウジング１１に対するベーンロータ１５の回転位相が変化し、当該回転位相に応じたバルブタイミングが実現されることになる。具体的には、進角室５２，５３，５４が作動油の導入により容積拡大すると共に、遅角室５６，５７，５８が作動油の排出により容積縮小することで、回転位相は進角側へと変化し、それに応じてバルブタイミングが進角する。一方、遅角室５６，５７，５８が作動油の導入により容積拡大すると共に、進角室５２，５３，５４が作動油の排出により容積縮小することで、回転位相は遅角側へと変化し、それに応じてバルブタイミングが遅角する。

さて、図１，２に示すように、ベーン１５ｂが形成する収容孔１５ｅには、円柱状の制限部材１６が収容されている。制限部材１６は、制限スプリング１７の復原力により収容孔１５ｅ内を移動して、ハウジング１１のうちリアプレート１４が形成する制限孔１４ａに嵌合する。このとき制限部材１６及び制限孔１４ａの間には、ハウジング１１及びベーンロータ１５の回転方向において、所定サイズの隙間１８（図４，１４，１５参照）が形成される。かかる隙間１８の形成により、ハウジング１１に対するベーンロータ１５の回転位相の変化範囲は、図１に示す最遅角位相から所定角度をもって進角した特定位相までの範囲に、制限されることになる。換言すれば、制限孔１４ａへの制限部材１６の嵌合状態において回転位相の変化は、最遅角位相及び上記特定位相間となる制限範囲（以下、単に「制限範囲」という）内では、許容されるのである。ここで、本実施形態の制限範囲は、内燃機関の始動を許容すると共に燃費を向上させる回転位相の領域のうち、特に環境温度が低温度（例えば−３０℃）である場合に最適な回転位相の範囲に、予め設定されるが、電気駆動装置を併設するような内燃機関の場合は、さらに遅角側の範囲に設定することもできる。

ベーン１５ｂにおいて収容孔１５ｅは、ハウジング１１内のうち制限部材１６との間に解除室１９を区画している。解除室１９に作動油が導入されて油圧を受けることになる制限部材１６は、当該解除室１９とは移動方向の反対側がフロントプレート１３ｂの大気孔１３ａ（図４も参照）を通じて大気に開放されている。故に、解除室１９への作動油の導入圧が上昇することで、制限部材１６は、制限スプリング１７の復原力に抗して制限孔１４ａから離脱する。かかる離脱により回転位相の変化範囲の制限は解除されるので、バルブタイミング調整が可能となる。一方、作動油の排出により解除室１９が最小容積となるときには、制限部材１６が制限孔１４ａに嵌合して回転位相の変化範囲が上述の如く制限されるので、バルブタイミングの調整も制限されることになる。

以上の駆動部１０に対し、図１に示すように制御部３０は、通路６０，６１，６２，６３，６４，６５、制御弁７０及び制御回路９０を備えている。進角制御通路６０は、駆動部１０の各進角室５２，５３，５４と連通している。遅角制御通路６１は、駆動部１０の各遅角室５６，５７，５８と連通している。供給通路６２はポンプ４の吐出口と連通することで、ドレンパン５から同ポンプ４の吸入口へと吸入される作動油が吐出供給されるようになっている。ここでポンプ４は、内燃機関のクランク軸の回転により駆動されるメカポンプであり、故に当該回転中は、ポンプ４から供給通路６２へ作動油が継続的に供給される。分岐通路６３は供給通路６２の中途部から分岐して、ポンプ４からの供給作動油を当該供給通路６２を通じて受ける。解除通路６４は、駆動部１０の解除室１９と連通している。ドレン回収通路６５は、ドレン回収部としてのドレンパン５と共に大気に開放されて、当該ドレンパン５へ作動油を排出可能となっている。

制御弁７０は、ソレノイド７１への通電により発生する駆動力と、リターンスプリング７２の発生する復原力とを利用して、弁部材としてのスプール７３を往復直線駆動する電磁駆動式スプール弁である。制御弁７０は、進角制御ポート８０、遅角制御ポート８１、供給ポート８２、分岐ポート８３、解除ポート８４、進角ドレンポート８５及び遅角ドレンポート８６を有している。ここで、進角制御ポート８０及び遅角制御ポート８１はそれぞれ進角制御通路６０及び遅角制御通路６１と連通し、供給ポート８２及び分岐ポート８３はそれぞれ供給通路６２及び分岐通路６３と連通する。また、解除ポート８４は解除通路６４と連通し、進角ドレンポート８５及び遅角ドレンポート８６は共にドレン回収通路６５と連通する。制御弁７０は、ソレノイド７１への通電に応じてスプール７３の移動位置を変化させることにより、これらのポート８０，８１，８２，８３，８４，８５，８６間の接続状態を切り替える。尚、制御弁７０は、例えば駆動部１０のベーンロータ１５及びカム軸２の少なくとも一方の内部に配置されるものであってもよいし、駆動部１０の外部に配置されるものであってもよく、その配置形態に応じて通路６０，６１，６２，６３，６４，６５が駆動部１０の内部又は外部に設けられる。

制御回路９０は、例えばマイクロコンピュータ等を主体に構成される電子回路であり、制御弁７０のソレノイド７１及び内燃機関の各種電装品（図示しない）と電気接続されている。制御回路９０は、内部メモリに記憶のコンピュータプログラムに従って、ソレノイド７１への通電を含む内燃機関の回転を制御する。

（特徴）
以下、バルブタイミング調整装置１の特徴を詳細に説明する。

（変動トルク）
まず、バルブタイミング調整装置１の特徴として、当該装置１に作用する変動トルクにつき、説明する。

内燃機関の回転中は、カム軸２により開閉駆動される吸気弁からのスプリング反力等に起因して生じる変動トルクが、当該カム軸２を通じて駆動部１０のベーンロータ１５へと作用する。ここで、図３に示すように変動トルクは、ハウジング１１に対する進角側に作用する負トルクと、ハウジング１１に対する遅角側に作用する正トルクとの間において交番変動するものである。尚、変動トルクは、例えば正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−よりも大きくなることにより平均トルクが正トルク側に偏るものであってもよいし、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−と実質的に等しくなることにより平均トルクが実質的に零となるものであってもよい。

（制御部）
次に、バルブタイミング調整装置１の特徴として、制御部３０の具体的構成につき、説明する。

図４に示すように制御部３０において制御弁７０は、スプール７３をスリーブ１００内に収容させてなる。スリーブ１００は金属により円筒状に形成され、進角ドレンポート８５、遅角制御ポート８１、供給ポート８２、進角制御ポート８０、解除ポート８４、分岐ポート８３及び遅角ドレンポート８６が、軸方向にこの順で並設されている。

金属により円柱ロッド状に形成されるスプール７３は、スリーブ１００内に同軸上に配置され、軸方向に往復移動可能となっている。スプール７３の一端部７３ａには、ソレノイド７１の駆動軸７１ａが連繋し、スプール７３の他端部７３ｂには、リターンスプリング７２が連繋している。ソレノイド７１は、制御回路９０からの通電に応じた駆動軸７１ａの駆動力によりスプール７３をリターンスプリング７２側へ押圧し、リターンスプリング７２は、スリーブ１００との間での圧縮変形に応じた復原力の発生によりスプール７３をソレノイド７１側へ押圧する。したがって、制御弁７０では、ソレノイド７１が駆動軸７１ａに与える駆動力と、リターンスプリング７２が発生する復原力との釣り合いに応じて、スプール７３の移動位置（以下、単に「スプール移動位置」という）が決定されることになる。

スプール７３には、進角接続通路１１０、遅角接続通路１１１、進角ドレン通路１１２及び遅角ドレン通路１１３が形成されている。スプール７３を孔状に貫通する進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１の各一端部１１０ａ，１１１ａは、互いに一体となってスプール７３の外周面に開口している。進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１の各他端部１１０ｂ，１１１ｂは、スプール７３の軸方向に互いに離間する箇所にて、それぞれスプール７３の外周面に開口している。スプール７３の外周面に溝状に開口する進角ドレン通路１１２は、進角接続通路１１０の他端部１１０ｂに対してスプール７３の周方向にずれた箇所を、スプール７３の軸方向に延伸している。スプール７３において軸方向に遅角接続通路１１１を挟んで進角接続通路１１０とは反対側箇所を孔状に貫通する遅角ドレン通路１１３は、両端部１１３ａ，１１３ｂをそれぞれスプール７３の一端面及び外周面に開口させている。

こうした構成から、図１，４〜８に示す第一進角モードＡ１のスプール移動位置では、進角接続通路１１０の一端部１１０ａが進角制御ポート８０及び供給ポート８２と連通し、進角接続通路１１０の他端部１１０ｂが遅角制御ポート８１と連通する。また、第一進角モードＡ１のスプール移動位置では、遅角接続通路１１１の一端部１１１ａが進角制御ポート８０及び供給ポート８２と連通し、遅角接続通路１１１の他端部１１１ｂがスリーブ１００により閉塞される。さらに、第一進角モードＡ１のスプール移動位置では、進角ドレン通路１１２の少なくとも一端部１１２ａが進角ドレンポート８５と連通し、進角ドレン通路１１２の他端部１１２ｂがスリーブ１００により閉塞される。またさらに、第一進角モードＡ１のスプール移動位置では、遅角ドレン通路１１３の一端部１１３ａが遅角ドレンポート８６と連通し、遅角ドレン通路１１３の他端部１１３ｂがスリーブ１００により閉塞される。加えて、第一進角モードＡ１のスプール移動位置では、スリーブ１００及びスプール７３間を通じて分岐ポート８３が解除ポート８４と連通する。

図１，９に示す第二進角モードＡ２のスプール移動位置では、進角接続通路１１０の一端部１１０ａが進角制御ポート８０及び供給ポート８２と連通し、進角接続通路１１０の他端部１１０ｂが遅角制御ポート８１と連通する。また、第二進角モードＡ２のスプール移動位置では、遅角接続通路１１１の一端部１１１ａが進角制御ポート８０及び供給ポート８２と連通し、遅角接続通路１１１の他端部１１１ｂがスリーブ１００により閉塞される。さらに、第二進角モードＡ２のスプール移動位置では、進角ドレン通路１１２の少なくとも一端部１１２ａが進角ドレンポート８５と連通し、進角ドレン通路１１２の他端部１１２ｂが遅角制御ポート８１と連通する。またさらに、第二進角モードＡ２のスプール移動位置では、遅角ドレン通路１１３の一端部１１３ａが遅角ドレンポート８６と連通し、遅角ドレン通路１１３の他端部１１３ｂがスリーブ１００により閉塞される。加えて、第二進角モードＡ２のスプール移動位置では、スリーブ１００及びスプール７３間を通じて分岐ポート８３が解除ポート８４と連通する。

図１，１０，１１に示す第一遅角モードＲ１のスプール移動位置では、遅角接続通路１１１の一端部１１１ａが遅角制御ポート８１及び供給ポート８２と連通し、遅角接続通路１１１の他端部１１１ｂが進角制御ポート８０と連通する。また、第一遅角モードＲ１のスプール移動位置では、進角接続通路１１０の一端部１１０ａが進角制御ポート８０及び供給ポート８２と連通し、進角接続通路１１０の他端部１１０ｂが進角ドレンポート８５と連通する。さらに、第一遅角モードＲ１のスプール移動位置では、進角ドレン通路１１２の少なくとも一端部１１２ａが進角ドレンポート８５と連通し、進角ドレン通路１１２の他端部１１２ｂがスリーブ１００により閉塞される。またさらに、第一遅角モードＲ１のスプール移動位置では、遅角ドレン通路１１３の一端部１１３ａが遅角ドレンポート８６と連通し、遅角ドレン通路１１３の他端部１１３ｂがスリーブ１００により閉塞される。加えて、第一遅角モードＲ１のスプール移動位置では、スリーブ１００及びスプール７３間を通じて分岐ポート８３が解除ポート８４と連通する。

図１，１２に示す第二遅角モードＲ２のスプール移動位置では、遅角接続通路１１１の一端部１１１ａが遅角制御ポート８１及び供給ポート８２と連通すると共に、遅角接続通路１１１の他端部１１１ｂが進角制御ポート８０と連通する。また、第二遅角モードＲ２のスプール移動位置では、進角接続通路１１０の一端部１１０ａが進角制御ポート８０及び供給ポート８２と連通し、進角接続通路１１０の他端部１１０ｂが進角ドレンポート８５と連通する。さらに、第二遅角モードＲ２のスプール移動位置では、進角ドレン通路１１２の全体が進角ドレンポート８５に開口する。またさらに、第二遅角モードＲ２のスプール移動位置では、遅角ドレン通路１１３の一端部１１３ａが遅角ドレンポート８６と連通し、スリーブ１００及びスプール７３間を通じて遅角ドレン通路１１３の他端部１１３ｂが進角制御ポート８０と連通する。加えて、第二遅角モードＲ２のスプール移動位置では、スリーブ１００及びスプール７３間を通じて分岐ポート８３が解除ポート８４と連通する。

図１，１３，１４に示す位相制限モードＬのスプール移動位置では、遅角接続通路１１１の一端部１１１ａが遅角制御ポート８１及び供給ポート８２と連通し、遅角接続通路１１１の他端部１１１ｂが進角制御ポート８０と連通する。また、位相制限モードＬのスプール移動位置では、進角接続通路１１０の一端部１１０ａが進角制御ポート８０及び供給ポート８２と連通し、進角接続通路１１０の他端部１１０ｂが進角ドレンポート８５と連通する。さらに、位相制限モードＬのスプール移動位置では、進角ドレン通路１１２の全体が進角ドレンポート８５に開口する。またさらに、位相制限モードＬのスプール移動位置では、遅角ドレン通路１１３の一端部１１３ａが遅角ドレンポート８６と連通し、スリーブ１００及びスプール７３間を通じて遅角ドレン通路１１３の他端部１１３ｂが解除ポート８４と連通する。加えて、位相制限モードＬのスプール移動位置では、分岐ポート８３がスプール７３により閉塞される。

図１，１５に示す停止モードＳのスプール移動位置では、遅角接続通路１１１の一端部１１１ａが遅角制御ポート８１及び供給ポート８２と連通し、遅角接続通路１１１の他端部１１１ｂが進角制御ポート８０と連通する。また、停止モードＳのスプール移動位置では、進角接続通路１１０の一端部１１０ａが進角制御ポート８０及び供給ポート８２と連通し、進角接続通路１１０の他端部１１０ｂが進角ドレンポート８５と連通する。さらに、停止モードＳのスプール移動位置では、進角ドレン通路１１２の全体が進角ドレンポート８５に開口する。またさらに、停止モードＳのスプール移動位置では、遅角ドレン通路１１３の一端部１１３ａが遅角ドレンポート８６と連通し、遅角ドレン通路１１３の他端部１１３ｂがスリーブ１００により閉塞される。加えて、停止モードＳのスプール移動位置では、分岐ポート８３及び解除ポート８４が共にスプール７３により閉塞される。

尚、以上のモードＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｓのスプール移動位置において進角接続通路１１０は、後に詳述する進角還流逆止弁１２０の閉弁により、図１の如く進角制御ポート８０及び供給ポート８２と進角ドレンポート８５との間を遮断することになる。

図１，１６に示す保持モードＨのスプール移動位置では、進角制御ポート８０及び遅角制御ポート８１が共にスプール７３により閉塞される。また、保持モードＨのスプール移動位置では、進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１の各一端部１１０ａ，１１１ａが供給ポート８２と連通し、進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１の各他端部１１０ｂ，１１１ｂがスリーブ１００により閉塞される。さらに、保持モードＨのスプール移動位置では、進角ドレン通路１１２の少なくとも一端部１１２ａが進角ドレンポート８５と連通し、進角ドレン通路１１２の他端部１１２ｂがスリーブ１００により閉塞される。またさらに、保持モードＨのスプール移動位置では、遅角ドレン通路１１３の一端部１１３ａが遅角ドレンポート８６と連通し、遅角ドレン通路１１３の他端部１１３ｂがスリーブ１００により閉塞される。加えて、保持モードＨのスプール移動位置では、スリーブ１００及びスプール７３間を通じて分岐ポート８３が解除ポート８４と連通する。

さて、スプール７３の進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１には、それぞれ進角還流逆止弁１２０及び遅角還流逆止弁１２１が配設されている。図４に示すように各還流逆止弁１２０，１２１は、それぞれ個別の弁座１２２，１２３及び弁部材１２４，１２５と、互いに共通の弾性部材１２６とを組み合わせてなる。

進角弁座１２２は、進角接続通路１１０の内壁面のうち端部１１０ｂ側へ向かって縮径する円錐面により、形成されている。金属により有底円筒状に形成される進角弁部材１２４は、進角接続通路１１０のうち進角弁座１２２よりも端部１１０ａ側に当該弁座１２２と同軸上に配置され、軸方向に往復移動可能となっている。これにより進角弁部材１２４の底部は、端部１１０ｂ側へ向かって移動することで進角弁座１２２に着座する一方、端部１１０ａ側へ向かって移動することで進角弁座１２２から離座する。

遅角弁座１２３は、遅角接続通路１１１の内壁面のうち端部１１１ｂ側へ向かって縮径する円錐面により、形成されている。金属により有底円筒状に形成される遅角弁部材１２５は、遅角接続通路１１１のうち遅角弁座１２３よりも端部１１１ａ側に当該弁座１２３と同軸上に配置され、軸方向に往復移動可能となっている。これにより遅角弁部材１２５の底部は、端部１１１ｂ側へ向かって移動することで遅角弁座１２３に着座する一方、端部１１１ａ側へ向かって移動することで遅角弁座１２３から離座する。

金属製のコイルスプリングからなる弾性部材１２６は、進角弁部材１２４及び遅角弁部材１２５の間に同軸上に介装されている。これにより弾性部材１２６は、進角弁部材１２４及び遅角弁部材１２５の間での圧縮変形に応じた復原力を発生することで、それら進角弁部材１２４及び遅角弁部材１２５をそれぞれ進角弁座１２２側及び遅角弁座１２３側へ押圧する。

こうした構成から、進角接続通路１１０のうち進角弁座１２２を挟んで端部１１０ａ側よりも端部１１０ｂ側が高圧となることで、進角弁部材１２４が弾性部材１２６の復原力に抗して進角弁座１２２から離座するときには、進角還流逆止弁１２０が開弁状態となる。これにより、モードＡ１の進角接続通路１１０では、遅角制御ポート８１に連通する遅角室５６，５７，５８から、進角制御ポート８０に連通する遅角室５６，５７，５８側への作動油の還流が、許容される（図４，６，７参照）。一方、進角接続通路１１０のうち進角弁座１２２を挟んで端部１１０ｂ側よりも端部１１０ａ側が高圧となることで、弾性部材１２６の復原力を受ける進角弁部材１２４が進角弁座１２２に着座するときには、進角還流逆止弁１２０が閉弁状態となる。これにより、モードＡ１，Ａ２の進角接続通路１１０では、進角制御ポート８０に連通する進角室５２，５３，５４から、遅角制御ポート８１に連通する遅角室５６，５７，５８側への作動油の還流が、規制される（図５，８，９参照）。

また、遅角接続通路１１１のうち遅角弁座１２３を挟んで端部１１１ａ側よりも端部１１１ｂ側が高圧となることで、遅角弁部材１２５が弾性部材１２６の復原力に抗して遅角弁座１２３から離座するときには、遅角還流逆止弁１２１が開弁状態となる。これにより、モードＲ１，Ｌの遅角接続通路１１１では、進角制御ポート８０に連通する進角室５２，５３，５４から、遅角制御ポート８１に連通する遅角室５６，５７，５８側への作動油の還流が、許容される（図１０，１３参照）。一方、遅角接続通路１１１うちのうち遅角弁座１２３を挟んで端部１１１ｂ側よりも端部１１１ａ側が高圧となることで、弾性部材１２６の復原力を受ける遅角弁部材１２５が遅角弁座１２３に着座するときには、遅角還流逆止弁１２１が閉弁状態となる。これにより、モードＲ１，Ｒ２，Ｌの遅角接続通路１１１では、遅角制御ポート８１に連通する遅角室５６，５７，５８から、進角制御ポート８０に連通する進角室５２，５３，５４側への作動油の還流が、規制される（図１１，１２，１４参照）。

以上に加えて、図１，４に示すように制御部３０の供給通路６２及び分岐通路６３には、それぞれ供給流逆止弁１３０及び分岐流逆止弁１３１が配設されている。

供給流逆止弁１３０は、供給通路６２を挟んで供給ポート８２側よりもポンプ４側が高圧となることで、開弁状態となる。これにより、モードＡ１，Ａ２，Ｒ１，Ｒ２，Ｈの供給通路６２では、ポンプ４から供給ポート８２側への供給流が、許容される（図７，９，１０，１２，１６参照）。一方、供給流逆止弁１３０は、供給通路６２を挟んでポンプ４側よりも供給ポート８２側が高圧となることで、閉弁状態となる。これにより、モードＡ１，Ｒ１，Ｌの供給通路６２では、供給ポート８２側からポンプ４への逆流が、規制される（図５，８，１１，１４参照）。

分岐流逆止弁１３１は、分岐通路６３を挟んで分岐ポート８３側よりも供給通路６２側が高圧となることで、開弁状態となる。これにより、モードＡ１，Ａ２，Ｒ１，Ｒ２，Ｈの分岐通路６３では、進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１に接続される供給通路６２のうち供給流逆止弁１３０よりも供給ポート８２側の通路部６２ａから、分岐ポート８３に接続される解除室１９への分岐流が、許容される（図５，７〜１２，１６参照）。一方、分岐流逆止弁１３１は、分岐通路６３を挟んで供給通路６２側よりも分岐ポート８３側が高圧となることで、閉弁状態となる。これにより、第一進角モードＡ１の分岐通路６３では、分岐ポート８３に接続される解除室１９から、進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１に接続される供給通路６２側への逆流が、規制される（図６参照）。

（作動）
次に、バルブタイミング調整装置１の特徴として、当該装置１の作動につき説明する。

（１） 内燃機関の定常運転時
ポンプ４から作動油の供給が継続される内燃機関の定常運転時（以下、単に「定常運転時」という）には、運転状態に適したバルブタイミングを実現するように制御回路９０がソレノイド７１への通電を制御することで、モードＡ１，Ａ２，Ｒ１，Ｒ２，Ｈのスプール移動位置のうちいずれかの位置が選択される。その結果、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８に対する作動油の入出及び解除室１９に対する作動油の入出が、選択されたスプール移動位置に応じて制御される。そこで、以下では、定常運転時における各モードＡ１，Ａ２，Ｒ１，Ｒ２，Ｈの作動を、個別に説明する。尚、内燃機関において定常運転が開始される始動直後においては、進角室５２，５３，５４、遅角室５６，５７，５８及び解除室１９のいずれも、ポンプ４から供給の作動油により満たされた状態となっている。

（１−１） 第一進角モードＡ１
定常運転時に、内燃機関の回転数が所定値より小さく且つ実位相が目標位相に対する許容偏差より遅角側にある等の運転条件が成立すると、図７，８に示す第一進角モードＡ１のスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８の間が進角接続通路１１０を介して接続されると共に、遅角接続通路１１１のうち当該進角接続通路１１０とは反対側の端部１１１ｂがスリーブ１００により閉塞される。さらに、進角接続通路１１０のうち進角還流逆止弁１２０よりも進角室５２，５３，５４側の端部１１０ａには、供給通路６２が接続される。またさらに、進角接続通路１１０のうち進角還流逆止弁１２０よりも進角室５２，５３，５４側の端部１１０ａには、供給通路６２のうち供給流逆止弁１３０よりも通路１１０側の通路部６２ａから分岐する分岐通路６３を介して、解除室１９が接続される。

こうした接続形態下、分岐通路６３においては、供給通路６２の通路部６２ａから解除室１９側への分岐流が分岐流逆止弁１３１により許容されるため、制限部材１６に作動油の導入圧が継続的に作用して、回転位相の変化範囲の制限が解除状態となる。故に、図７に示すように、変動トルクのうち負トルクがベーンロータ１５に作用して遅角室５６，５７，５８を縮小させる回転位相変化が生じると、それら遅角室５６，５７，５８の作動油が進角接続通路１１０に押し出される。このとき、負トルクの作用により容積拡大する進角室５２，５３，５４を遅角室５６，５７，５８に接続する進角接続通路１１０では、遅角室５６，５７，５８から進角室５２，５３，５４側へ向かう作動油の還流が、進角還流逆止弁１２０により許容される。一方、進角接続通路１１０と連通する遅角接続通路１１１においては、遅角還流逆止弁１２１が閉弁する。したがって、容積拡大により負圧が発生する進角室５２，５３，５４には、遅角室５６，５７，５８から押し出された作動油が、進角接続通路１１０を通じて吸入されることになる。これによれば、回転位相を進角側へと変化させて、バルブタイミングを進角させることができるのである。

また、図８に示すように、変動トルクの向きが反転して正トルクがベーンロータ１５に作用することで、進角室５２，５３，５４が容積縮小しようとすると、当該反転前に進角室５２，５３，５４へ導入された作動油が進角接続通路１１０に押し出される。このとき、進角接続通路１１０において進角室５２，５３，５４から遅角室５６，５７，５８側への作動油の還流は、進角還流逆止弁１２０により規制される。また同時に、遅角接続通路１１１及び供給通路６２においては、遅角還流逆止弁１２１及び供給流逆止弁１３０がそれぞれ閉弁する。以上によれば、変動トルクの反転前に進角側へ変化した回転位相が遅角側へと戻ることにより、バルブタイミングの進角が阻害される事態につき、抑制することができるのである。

（１−２） 第二進角モードＡ２
定常運転時に、内燃機関の回転数が所定値より大きく且つ実位相が目標位相に対する許容偏差より遅角側にある等の運転条件が成立すると、図９に示す第二進角モードＡ２のスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８の間が進角接続通路１１０を介して接続されると共に、遅角接続通路１１１のうち当該進角接続通路１１０とは反対側の端部１１１ｂがスリーブ１００により閉塞される。さらに、進角室５２，５３，５４は供給通路６２に接続される一方、遅角室５６，５７，５８は進角ドレン通路１１２を介してドレン回収通路６５に接続される。またさらに、供給通路６２には、分岐通路６３を介して解除室１９が接続される。

こうした接続形態下、ポンプ４から作動油の供給を受ける供給通路６２において、進角室５２，５３，５４側となる供給ポート８２側への供給流を供給逆止弁１３０が許容することで、当該作動油は、進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１へ流入する。このとき進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１では、進角還流逆止弁１２０及び遅角還流逆止弁１２１がそれぞれ閉弁するので、ポンプ４からの作動油は、進角室５２，５３，５４へ導入される。それと共に、ドレン回収通路６５には、進角ドレン通路１１２を通じて遅角室５６，５７，５８の作動油が排出される。ここで分岐通路６３においては、供給通路６２の通路部６２ａから解除室１９側への分岐流を分岐流逆止弁１３１が許容するので、制限部材１６には作動油の導入圧が継続的に作用して、回転位相の変化範囲の制限が解除状態となる。以上によれば、回転位相を進角側へと変化させて、バルブタイングを進角させることができるのである。

尚、第二進角モードＡ２では、環境温度の上昇に起因してポンプ４からの作動油の供給圧が低下したとしても、変動トルクの作用に応じた上記（１−１）に準ずる還流逆止弁１２０，１２１の作動により、作動油が進角室５２，５３，５４に導入され得る。したがって、そうした作動油の供給圧の低下に拘らず、バルブタイミングの進角作動を継続することも、可能となっている。

（１−３） 第一遅角モードＲ１
定常運転時に、内燃機関の回転数が所定値より小さく且つ実位相が目標位相に対する許容偏差より進角側にある等の運転条件が成立すると、図１０，１１に示す第一遅角モードＲ１のスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８の間が遅角接続通路１１１を介して接続されると共に、進角接続通路１１０のうち当該遅角接続通路１１１とは反対側の端部１１０ｂがドレン回収通路６５に接続される。さらに、遅角接続通路１１１のうち遅角還流逆止弁１２１よりも遅角室５６，５７，５８側の端部１１１ａには、供給通路６２が接続される。またさらに、遅角接続通路１１１のうち遅角還流逆止弁１２１よりも遅角室５６，５７，５８側の端部１１１ａには、供給通路６２の通路部６２ａから分岐する分岐通路６３を介して、解除室１９が接続される。

こうした接続形態下、分岐通路６３においては、供給通路６２の通路部６２ａから解除室１９側への分岐流が分岐流逆止弁１３１により許容されるので、制限部材１６に作動油の導入圧が継続的に作用して、回転位相の変化範囲の制限が解除状態となる。故に、図１０に示すように、変動トルクのうち正トルクがベーンロータ１５に作用して進角室５２，５３，５４を縮小させる回転位相変化が生じると、それら進角室５２，５３，５４の作動油が遅角接続通路１１１に押し出される。このとき、正トルクの作用により容積拡大する遅角室５６，５７，５８を進角室５２，５３，５４に接続する遅角接続通路１１１では、進角室５２，５３，５４から遅角室５６，５７，５８側へ向かう作動油の還流が、遅角還流逆止弁１２１により許容される。一方、遅角接続通路１１１と連通する進角接続通路１１０においては、進角還流逆止弁１２０が閉弁する。したがって、容積拡大により負圧が発生する遅角室５６，５７，５８には、進角室５２，５３，５４から押し出された作動油が、遅角接続通路１１１を通じて吸入されることになる。これによれば、回転位相を遅角側へと変化させて、バルブタイミングを遅角させることができるのである。

また、図１１に示すように、変動トルクの向きが反転して負トルクがベーンロータ１５に作用することで、遅角室５６，５７，５８が容積縮小しようとすると、当該反転前に遅角室５６，５７，５８へ導入された作動油が遅角接続通路１１１に押し出される。このとき、遅角接続通路１１１において遅角室５６，５７，５８から進角室５２，５３，５４側への作動油の還流は、遅角還流逆止弁１２１により規制される。また同時に、進角接続通路１１０及び供給通路６２においては、進角還流逆止弁１２０及び供給流逆止弁１３０がそれぞれ閉弁する。以上によれば、変動トルクの反転前に遅角側へ変化した回転位相が進角側へと戻ることにより、バルブタイミングの遅角が阻害される事態につき、抑制することができるのである。

（１−４） 第二遅角モードＲ２
定常運転時に、内燃機関の回転数が所定値より大きく且つ実位相が目標位相に対する許容偏差より進角側にある等の運転条件が成立すると、図１２に示す第二遅角モードＲ２のスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８の間が遅角接続通路１１１を介して接続されると共に、進角接続通路１１０のうち当該遅角接続通路１１１とは反対側の端部１１０ｂがドレン回収通路６５に接続される。さらに、遅角室５６，５７，５８は供給通路６２に接続される一方、進角室５２，５３，５４は遅角ドレン通路１１３を介してドレン回収通路６５に接続される。またさらに、供給通路６２には、分岐通路６３を介して解除室１９が接続される。

こうした接続形態下、ポンプ４から作動油の供給を受ける供給通路６２において、遅角室５６，５７，５８側となる供給ポート８２側への供給流を供給逆止弁１３０が許容することで、当該作動油は、進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１へ流入する。このとき進角接続通路１１０及び遅角接続通路１１１では、進角還流逆止弁１２０及び遅角還流逆止弁１２１がそれぞれ閉弁するので、ポンプ４からの作動油は、遅角室５６，５７，５８へ導入される。それと共に、ドレン回収通路６５には、遅角ドレン通路１１３を通じて進角室５２，５３，５４の作動油が排出される。ここで分岐通路６３においては、供給通路６２の通路部６２ａから解除室１９側への分岐流を分岐流逆止弁１３１が許容するので、制限部材１６には作動油の導入圧が継続的に作用して、回転位相の変化範囲の制限が解除状態となる。以上によれば、回転位相を遅角側へと変化させて、バルブタイミングを遅角させることができるのである。

尚、第二遅角モードＲ２では、環境温度の上昇に起因してポンプ４からの作動油の供給圧が低下したとしても、変動トルクの作用に応じた上記（１−３）に準ずる還流逆止弁１２０，１２１の作動により、作動油が遅角室５６，５７，５８に導入され得る。したがって、そうした作動油の供給圧の低下に拘らず、バルブタイミングの遅角作動を継続することも、可能となっている。
（１−５） 保持モードＨ
定常運転時に、実位相が目標位相に対する許容偏差内にある等の運転条件が成立すると、図１６に示す保持モードＨのスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８が、進角接続通路１１０、遅角接続通路１１１並びに供給通路６２のうちいずれに対しても、遮断される。さらに、供給通路６２には、分岐通路６３を介して解除室１９が接続される。

こうした接続形態下、供給ポート８２側への供給流は、供給通路６２に配設の供給流逆止弁１３０により許容される。それと共に、供給通路６２において供給流逆止弁１３０よりも供給ポート８２側の通路部６２ａから解除室１９側への分岐流は、分岐通路６２に配設の分岐流逆止弁１３１により許容される。以上の結果、制限部材１６に作動油の導入圧が継続的に作用して、回転位相の変化範囲の制限が解除状態となる。しかし、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８には作動油が保持されることになるので、変動トルクの影響による回転位相変化の範囲内にて、バルブタイミングを保持することができるのである。

（２） 内燃機関の停止時
エンジンスイッチのオフ等の停止指令に応じた慣性回転への移行により、ポンプ４からの作動油の供給圧が漸次低下する内燃機関の停止時には、制御回路９０がソレノイド７１への通電を制御することで、図１３，１４に示す位相制限モードＬのスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、進角室５２，５３，５４及び遅角室５６，５７，５８の間が遅角接続通路１１１を介して接続されると共に、進角接続通路１１０のうち当該遅角接続通路１１１とは反対側の端部１１０ｂがドレン回収通路６５に接続される。さらに、遅角接続通路１１１のうち遅角還流逆止弁１２１よりも遅角室５６，５７，５８側の端部１１１ａには、供給通路６２が接続されると共に、分岐通路６３のうち当該供給通路６２とは反対側の端部がスプール７３により閉塞される。またさらに、ドレン回収通路６５には、遅角ドレン通路１１３を介して解除室１９が接続される。

こうした接続形態下において、直前の定常運転時のモードがいずれの場合も上記（１）の如く回転位相の変化範囲の制限が解除状態となっているので、後述の如く制限部材１６が制限孔１４ａに嵌合するまでは、当該解除状態が維持される。また、燃料の燃焼を止められた内燃機関が慣性回転を継続している間は、変動トルクがベーンロータ１５に作用することとなる。

これらのことから、図１３に示すように、正トルクが作用して進角室５２，５３，５４を縮小させる回転位相変化が生じると、それら進角室５２，５３，５４の作動油が遅角接続通路１１１に押し出される。このとき、容積拡大する遅角室５６，５７，５８に進角室５２，５３，５４を接続する遅角接続通路１１１では、進角室５２，５３，５４から遅角室５６，５７，５８側へ向かう作動油の還流が遅角還流逆止弁１２１により許容される。一方、進角接続通路１１０において進角還流逆止弁１２０が閉弁するので、負圧の発生する遅角室５６，５７，５８には、進角室５２，５３，５４から押し出された作動油が、遅角接続通路１１１を通じて吸入される。また同時に解除室１９の作動油は、遅角ドレン通路１１３を通じてドレン回収通路６５に排出されるので、最遅角位相を含む制限範囲内まで回転位相が変化すると、制限部材１６が制限孔１４ａに隙間１８をあけて嵌合することになる（図１４参照）。

この後、図１４に示すように、正トルクから向きの反転した負トルクが作用して、遅角室５６，５７，５８が容積縮小しようとすると、当該反転前に遅角室５６，５７，５８へ導入された作動油が遅角接続通路１１１に押し出される。このとき、遅角接続通路１１１において遅角室５６，５７，５８から進角室５２，５３，５４側への作動油の還流は、遅角還流逆止弁１２１により規制される。また同時に、進角接続通路１１０及び供給通路６２においては、進角還流逆止弁１２０及び供給流逆止弁１３０がそれぞれ閉弁すると共に、当該供給通路６２において供給流逆止弁１３０よりも遅角接続通路１１１側から分岐する分岐通路６３は、閉塞される。以上によれば、遅角室５６，５７，５８が進角室５２，５３，５４よりも容積拡大した状態のまま、最遅角位相を含む制限範囲に回転位相の変化範囲が制限されることになる。ここで、遅角室５６，５７，５８の制限範囲における容積（本実施形態では、制限範囲の両端のうち安全側となる特定位相における容積）の総和については、遅角室５６，５７，５８の最進角位相における最小容積の総和に対する差が解除室１９の最小容積よりも大きくなるように、設定されている。

さらにこの後、正トルクの作用時にも、遅角室５６，５７，５８が進角室５２，５３，５４より容積拡大したまま回転位相の変化範囲が制限され、慣性回転が止まると、それら遅角室５６，５７，５８及び進角室５２，５３，５４には、作動油が保持された状態となる。そして、慣性回転の停止に伴って本実施形態では、制御回路９０が時限的に又は当該停止の検出によりソレノイド７１への通電を停止することで、図１５に示す停止モードＳのスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、解除ポート８４の閉塞により解除室１９が閉塞される以外、実質的に位相制限モードＬの場合と同様の接続形態が実現されることになる。故に、こうした接続形態下において内燃機関の次の始動を待つ間は、容積拡大した遅角室５６，５７，５８並びに容積縮小した進角室５２，５３，５４との双方に、作動油を充填状態にて保持して、通常温度での始動に適した範囲に回転位相を留めることができるのである。

（３） 内燃機関の始動時
エンジンスイッチのオン等の始動指令に応じたクランキングにより、ポンプ４からの作動油の供給圧が漸次上昇する内燃機関の始動時には、始動時の温度環境やアクセル開度の状況に応じて制御回路９０がソレノイド７１への通電を制御することで、図４〜６に示す第一進角モードＡ１のスプール移動位置をが選択することができる。このスプール移動位置では、上記（１−１）と同一の接続形態が実現されることになる。

こうした接続形態下において、始動前の上記（２）により回転位相の変化範囲が制限されていることに起因して、後述の如く制限部材１６が制限孔１４ａから離脱するまでは、当該制限が維持される。また、始動前の上記（２）により作動油が遅角室５６，５７，５８及び進角室５２，５３，５４に保持されていることに起因して、クランキングの開始に伴って、当該保持状態から変動トルクのベーンロータ１５への作用が始まる。

これらのことより、図４に示すように、負トルクが作用して遅角室５６，５７，５８を縮小させる回転位相変化が、制限部材１６による制限範囲内で生じると、それら遅角室５６，５７，５８の作動油が進角接続通路１１０に押し出される。このとき、負トルクの作用により容積拡大する進角室５２，５３，５４を遅角室５６，５７，５８に接続する進角接続通路１１０では、遅角室５６，５７，５８から進角室５２，５３，５４側へ向かう作動油の還流が、進角還流逆止弁１２０により許容される。一方、遅角接続通路１１１において遅角還流逆止弁１２１が閉弁するので、負圧の発生する進角室５２，５３，５４には、遅角室５６，５７，５８から押し出された作動油が進角接続通路１１０を通じて吸入されて、それら進角室５２，５３，５４の作動油に追加されることとなる。

この後、図５に示すように、負トルクに対して向きの反転した正トルクが作用して、進角室５２，５３，５４が容積縮小しようとすると、当該反転前に進角室５２，５３，５４へ導入された作動油が進角接続通路１１０に押し出される。このとき、進角接続通路１１０において進角室５２，５３，５４から遅角室５６，５７，５８側への作動油の還流は、進角還流逆止弁１２０により規制される。また同時に、遅角接続通路１１１及び供給通路６２においては、遅角還流逆止弁１２１及び供給流逆止弁１３０がそれぞれ閉弁する。これらのことから、進角接続通路１１０のうち進角還流逆止弁１２０よりも進角室５２，５３，５４側となる端部１１０ａから、供給通路６２の通路部６２ａを介して分岐している分岐通路６３には、当該進角接続通路１１０へ押し出された作動油が流入する。このとき通路６２，６３では、進角接続通路１１０から解除室１９側へと向かう作動油の分岐流が分岐流逆止弁１３１により許容されて、当該作動油が解除室１９に導入されることとなる。したがって、ポンプ４からの作動油の供給圧が低い始動時にあっても、回転位相の変化範囲の制限を解除することができるのである。

さらにこの後、図６に示すように、正トルクに対して向きの反転した負トルクが作用して、進角室５２，５３，５４が再び容積拡大するときには、負圧の発生に起因する吸入力が進角接続通路１１０だけでなく、供給通路６２及び分岐通路６３にも作用する。このとき通路６２，６３では、解除室１９から進角接続通路１１０側へと向かう作動油の逆流が分岐流逆止弁１３１により規制されることになる。これによれば、解除室１９に一旦導入された作動油が通路６３，６２，１１０を通じて進角室５２，５３，５４に再び吸入される事態を抑制して、回転位相の変化範囲の制限を解除状態に維持したまま内燃機関を完爆させることができるのである。

ここで本実施形態では、始動前の上記（２）により閉塞される解除室１９には、空気が入り難くなることから、ハウジング１１内において空気が当該解除室１９を通じて遅角室５６，５７，５８や進角室５２，５３，５４に滲入することは、抑制され得ている。これによれば、始動前に遅角室５６，５７，５８や進角室５２，５３，５４に保持させておくべき作動油が空気の滲入により押し出されて、ハウジング１１及びベーンロータ１５間のクリアランスから外部へと排出される事態につき、回避し得る。故に、内燃機関の始動時には、遅角室５６，５７，５８及び進角室５２，５３，５４の各容積分、正しく保持されていた作動油を解除室１９にまで導入することができるので、回転位相の変化範囲の制限解除が確実なものとなる。

また、本実施形態では、始動前の上記（２）により最遅角位相を含む制限範囲にまで回転位相が変化することで、可及的に大容積となる遅角室５６，５７，５８には、作動油が充填状態で保持されている。故に、内燃機関の始動時には、遅角室５６，５７，５８に充填されている多量の作動油を解除室１９にまで導入することができるので、これによっても、回転位相の変化範囲の制限解除が確実なものとなる。

さらにまた、本実施形態では、始動前の上記（２）により作動油を保持した状態における遅角室５６，５７，５８の容積の総和と、それら遅角室５６，５７，５８の最小容積の総和との差が、始動前の解除室１９の最小容積よりも大きくなっている。故に、解除室１９の最小容積よりも大きい容積分の作動油を、一旦遅角室５６，５７，５８から進角室５２，５３，５４に吸入させた後、解除室１９に向かって流動させることができるので、回転位相の変化範囲の制限解除が確実且つ迅速なものとなる。

このように、始動中に回転位相の変化範囲の制限解除が実現され得る本実施形態では、始動直後からの上記（１）により回転位相を自由に変化させて、運転状態に適したバルブタイミング調整を実現することで、内燃機関の出力特性及び排気ガス特性の向上が可能となる。また、内燃機関の始動中であっても、上記（１−１）の第一進角モードＡ１又は上記（１−３）の第一遅角モードＲ１を選択することで、回転位相の変化範囲の制限を解除した直後から変動トルクの影響を受ける回転位相を、調整し得る。これによれば、制限部材１６による制限範囲と同一範囲内の回転位相だけでなく、例えば環境温度が通常温度よりも低い場合には、当該制限範囲外の回転位相にて内燃機関の始動を完了させることで、内燃機関の出力特性及び排気ガス特性を向上することも可能となる。

以上説明した実施形態において、解除室１９を形成する制限部材１６及び収容孔１５ｅと、制限孔１４ａ及び制限スプリング１７とが共同して特許請求の範囲に記載の「制限部」を構成し、制御弁７０と制御回路９０とが共同して特許請求の範囲に記載の「入出制御手段」を構成し、ポンプ４が特許請求の範囲に記載の「供給源」に相当している。また、遅角室５６，５７，５８が特許請求の範囲に記載の「拡大室」に相当し、進角室５２，５３，５４が特許請求の範囲に記載の「縮小室」に相当し、進角接続通路１１０が特許請求の範囲に記載の「接続通路」に相当し、進角還流逆止弁１２０が特許請求の範囲に記載の「還流逆止弁」に相当し、制限範囲に含まれる最遅角位相が特許請求の範囲に記載の「最端位相」に相当している。

（他の実施形態）
ここまで、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明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することができる。

具体的には、内燃機関の停止時に上記（２）の制御により停止モードＳのスプール移動位置を選択しても、解除室１９を閉塞しない構成を、採用してもよい。また、内燃機関の停止時に上記（２）の制御により停止モードＳのスプール移動位置を選択しても、「拡大室」としての遅角室５６，５７，５８には作動油が保持されるが、「縮小室」としての進角室５２，５３，５４からは作動油が排出される構成を、採用してもよい。さらにまた、内燃機関の停止時に、「最端位相」としての最遅角位相が外れた制限範囲にて回転位相を止める構成を、採用してもよい。

加えて、内燃機関の停止時に上記（２）の制御により位相制限モードＬ及び停止モードＳの各スプール移動位置を選択しても、「拡大室」としての遅角室５６，５７，５８について制限範囲における容積の総和と最小容積の総和との差が、解除室１９の最小容積よりも小さくなる構成を、採用してもよい。また、「拡大室」としての遅角室の形成数は、仕様に応じた適数に設定可能である。例えば「拡大室」として遅角室を一つだけ形成した場合、内燃機関の停止時に上記（２）の制御により位相制限モードＬ及び停止モードＳの各スプール移動位置を選択することで、当該一遅角室についての制限範囲における容積と最小容積との差が、解除室１９の最小容積よりも大きくなる又は小さくなる構成を、採用してもよい。さらにまた、上記（２）の制御については、例えばアイドル回転時に位相制限モードＬのスプール移動位置を選択しておき、停止指令に応じた実際の停止時に停止モードＳのスプール移動位置を選択するように、変更してもよい。

さらに加えて、内燃機関の始動時に上記（１−３）の第一遅角モードＲ１のスプール移動位置を選択することで、「進角」及び「遅角」の関係を入れ替えて上記（３）の制御を実施してもよい。その場合、進角室５２，５３，５４が特許請求の範囲に記載の「拡大室」に相当し、遅角室５６，５７，５８が特許請求の範囲に記載の「縮小室」に相当し、遅角接続通路１１１が特許請求の範囲に記載の「接続通路」に相当し、遅角還流逆止弁１２１が特許請求の範囲に記載の「還流逆止弁」に相当し、制限範囲に含まれる最進角位相が特許請求の範囲に記載の「最端位相」に相当することとなる。そして、以上の本発明は、「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外に、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、それら吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置にも、適用することができる。

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、４ ポンプ（供給源）、５ ドレンパン、１０ 駆動部、１１ ハウジング、１４ａ 制限孔（制限部）、５ ベーンロータ、１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ベーン、１５ｅ 収容孔（制限部）、１６ 制限部材（制限部）、１７ 制限スプリング（制限部）、１８ 隙間、１９ 解除室、３０ 制御部、５２，５３，５４ 進角室（縮小室）、５６，５７，５８ 遅角室（拡大室）、６０ 進角制御通路、６１ 遅角制御通路、６２ 供給通路、６２ａ 通路部、６３ 分岐通路、６４ 解除通路、６５ ドレン回収通路、７０ 制御弁（入出制御手段）、７１ ソレノイド、７２ リターンスプリング、７３ スプール、８０ 進角制御ポート、８１ 遅角制御ポート、８２ 供給ポート、８３ 分岐ポート、８４ 解除ポート、８５ 進角ドレンポート、８６ 遅角ドレンポート、９０ 制御回路（入出制御手段）、１００ スリーブ、１１０ 進角接続通路（接続通路）、１１１ 遅角接続通路、１１２ 進角ドレン通路、１１３ 遅角ドレン通路、１２０ 進角還流逆止弁（還流逆止弁）、１２１ 遅角還流逆止弁、１３０ 供給流逆止弁、１３１ 分岐流逆止弁、Ａ１ 第一進角モード、Ａ２ 第二進角モード、Ｈ 保持モード、Ｌ 位相制限モード、Ｒ１ 第一遅角モード、Ｒ２ 第二遅角モード、Ｓ 停止モード

Claims (6)

1. 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、前記内燃機関の回転に伴って供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、
   前記クランク軸と連動回転するハウジングと、
   前記カム軸と連動回転し、前記ハウジング内において進角室及び遅角室を回転方向に区画し、作動液が前記進角室又は前記遅角室へ導入されることにより、前記ハウジングに対する回転位相が進角側又は遅角側へ変化するベーンロータと、
   前記内燃機関の始動を許容する所定範囲に前記回転位相の変化の範囲を制限し、作動液が導入されることにより当該制限を解除する解除室を有する制限部と、
   前記進角室及び前記遅角室に対する作動液の入出並びに前記解除室に対する作動液の入出を制御する制御部とを、備え、
   前記制御部は、
   前記内燃機関の停止時に、作動液の入出を制御する前記進角室及び前記遅角室のうち一方としての拡大室を他方としての縮小室よりも容積拡大し、前記拡大室及び前記縮小室のうち少なくとも前記拡大室に作動液を保持する入出制御手段と、
   前記拡大室及び前記縮小室の間を接続する接続通路と、
   前記内燃機関の始動時に、前記拡大室を容積縮小させる変動トルクが前記カム軸から前記ベーンロータへ作用することにより当該拡大室から前記縮小室側へ向かう作動液の還流を、前記接続通路において許容する一方、前記縮小室を容積縮小させる変動トルクが前記カム軸から前記ベーンロータへ作用することにより当該縮小室から前記拡大室側へ向かう作動液の還流を、前記接続通路において規制する還流逆止弁と、
   前記接続通路のうち前記還流逆止弁よりも前記縮小室側から分岐し、前記解除室に接続される分岐通路と、
   前記接続通路から前記解除室側へ向かう作動液の分岐流を、前記分岐通路において許容する一方、前記解除室から前記接続通路側へ向かう作動液の逆流を、前記分岐通路において規制する分岐流逆止弁とを、有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記解除室は、前記ハウジング内に区画され、
   前記入出制御手段は、前記内燃機関の停止時に、前記拡大室及び前記縮小室のうち少なくとも前記拡大室に作動液を保持すると共に、前記解除室を閉塞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. 前記入出制御手段は、前記内燃機関の停止時に、前記拡大室及び前記縮小室の双方に作動液を保持することを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記入出制御手段は、前記内燃機関の停止時に、前記拡大室に保持する作動液を当該拡大室へ導入することにより、前記制限部による制限範囲として最端位相を含む範囲にまで前記回転位相を変化させ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. 前記内燃機関の始動前における前記拡大室の容積は、前記内燃機関の始動時に変動トルクが前記カム軸から前記ベーンロータへ作用することにより縮小する前記拡大室の最小容積との差が当該始動の前における前記解除室の容積よりも大きくなるように、設定され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. 前記制御部は、
   前記入出制御手段が前記進角室へ作動液を導入することにより前記回転位相を進角側へ変化させる進角モードにおいて、前記進角室及び前記遅角室の間を接続する進角接続通路と、
   前記遅角室から前記進角室側へ向かう作動液の還流を、前記進角モードの前記進角接続通路において許容し、前記進角室から前記遅角室側へ向かう作動液の還流を、前記進角モードの前記進角接続通路において規制する進角還流逆止弁と、
   前記入出制御手段が前記遅角室へ作動液を導入することにより前記回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードにおいて、前記進角室及び前記遅角室の間を接続する遅角接続通路と、
   前記進角室から前記遅角室側へ向かう作動液の還流を、前記遅角モードの前記遅角接続通路において許容し、前記遅角室から前記進角室側へ向かう作動液の還流を、前記遅角モードの前記遅角接続通路において規制する遅角還流逆止弁とを、有し、
   前記内燃機関の始動時において前記入出制御手段は、前記進角接続通路及び前記遅角接続通路のうち一方を前記接続通路として選択することにより、前記進角還流逆止弁及び前記遅角還流逆止弁のうち当該接続通路に対応する一方を前記還流逆止弁として機能させた後、前記進角モード及び前記遅角モードのうち一方を選択することを特徴とする請求項１〜５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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