JP2012122455A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブタイミングの調整応答性の向上。
【解決手段】制御弁５０においてスプール５３を収容するスリーブ５４は、ドレンポート６１と進角ポート６２と遅角ポート６３とを軸方向に位置ずれして設けてなる。ベーンロータ１５及びカム軸２からなり、制御弁５０を内蔵する連動回転要素は、内周側のドレンポート６１に対してスリーブ５４の周方向に位置ずれして設けられ、当該ドレンポート６１を大気に開放する貫通孔状のドレン通路４１と、内周側の進角ポート６２に対してスリーブ５４の周方向に位置合わせして設けられ、当該進角ポート６２を進角室２２に連通させる貫通孔状の進角通路４２と、内周側の遅角ポート６３に対してスリーブ５４の周方向に位置合わせして設けられ、当該遅角ポート６３を遅角室２３に連通させる貫通孔状の遅角通路４３とを、有する。
【選択図】図６

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、知られている。こうした装置の一種として特許文献１には、ハウジング内に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。この特許文献１の装置では、スリーブ内に収容されるスプールの移動位置に応じて進角室及び遅角室に対する作動液の入出を制御する制御弁が、用いられている。

具体的に特許文献１の装置では、供給源から作動液が供給される供給ポートと、大気に開放されて作動液を排出するドレンポートと、進角室との間で作動液が入出される進角ポートと、遅角室との間で作動液が入出される遅角ポートとが、スリーブに設けられている。そして、回転位相を進角側へ変化させる進角モードにおいて、進角ポートが供給ポートと接続されることにより作動液が進角室に導入されつつ、遅角ポートがドレンポートと接続されることにより作動液が遅角室から排出される。一方、回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードにおいて、遅角ポートが供給ポートと接続されることにより作動液が遅角室に導入されつつ、進角ポートがドレンポートと接続されることにより作動液が進角室から排出されるようになっている。

特開２００９−１３８６１１号公報

さて、特許文献１の装置では、ベーンロータの内周側にてカム軸に内蔵される制御弁のスリーブに設けられたドレンポートを、当該カム軸を貫通するドレン通路により、大気開放させている。ここで、進角ポート及び遅角ポートに対してスリーブの軸方向に位置ずれして設けられるドレンポートは、同スリーブの周方向においてドレン通路と位置合わせして設けられている。そのため、進角モード及び遅角モードにて遅角ポート又は進角ポートからドレン通路に至る作動液の排出経路につき、十分な長さを確保し得ず、圧損が小さくなってしまう。このように排出経路の圧損が小さくなる場合、遅角室又は進角室から作動液が過度に排出されることで、作動液の導入側の進角室又は遅角室には、容積拡大による負圧が発生して空気が吸入されるおそれがある。こうして空気の吸入が生じた場合、当該空気と作動液との混合物の弾性係数が見かけ上、小さくなることに起因してベーンロータの暴れを招来するため、回転位相に応じたバルブタイミングの調整応答性を高めることが困難となる。

さらに、特許文献１の装置では、ベーンロータ及びカム軸を貫通する進角通路により進角室に連通する進角ポートとして、当該進角通路とはスリーブの周方向に位置ずれして設けられたポートが、存在している。そのため、遅角モードにて進角通路から進角ポートに至る作動液の排出経路としては、圧損が増大してバルブタイミングの調整応答性を向上させ得るが、進角モードにて進角ポートから進角通路に至る作動液の導入経路としては、圧損の増大により当該調整応答性の低下を招いてしまう。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、バルブタイミングの調整応答性を向上させた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に記載の発明は、内燃機関のクランク軸と連動回転するハウジングと、内燃機関の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、供給源から供給される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、ベーンロータ及びカム軸からなる連動回転要素に内蔵され、スリーブ内に収容されるスプールの移動位置に応じて進角室及び遅角室に対する作動液の入出を制御する制御弁とを、備え、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であって、
供給源から作動液が供給される供給ポートと、大気に開放されて作動液を排出するドレンポートと、回転位相を進角側へ変化させる進角モードにおいて供給ポートと接続されることにより作動液を進角室に導入する一方、回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードにおいてドレンポートと接続されることにより作動液を進角室から排出させる進角ポートと、遅角モードにおいて供給ポートと接続されることにより作動液を遅角室に導入する一方、進角モードにおいてドレンポートと接続されることにより作動液を遅角室から排出させる遅角ポートとが、スリーブに設けられ、
ドレンポートと進角ポートと遅角ポートとは、スリーブの軸方向に位置ずれして設けられ、連動回転要素は、内周側のドレンポートに対してスリーブの周方向に位置ずれして設けられ、当該ドレンポートを大気に開放する貫通孔状のドレン通路と、内周側の進角ポートに対してスリーブの周方向に位置合わせして設けられ、当該進角ポートを進角室に連通させる貫通孔状の進角通路と、内周側の遅角ポートに対してスリーブの周方向に位置合わせして設けられ、当該遅角ポートを遅角室に連通させる貫通孔状の遅角通路とを、有することを特徴とする。

こうした請求項１に記載の発明によると、回転位相を進角側へ変化させる進角モードの制御弁では、進角ポートが供給ポートと接続されることにより作動液が進角室に導入されつつ、遅角ポートがドレンポートと接続されることにより作動液が遅角室から排出される。一方、回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードの制御弁では、遅角ポートが供給ポートと接続されることにより作動液が遅角室に導入されつつ、進角ポートがドレンポートと接続されることにより作動液が進角室から排出されることになる。

このような請求項１に記載の発明において、ベーンロータの内周側にてカム軸に内蔵される制御弁のスリーブに設けられたドレンポートは、それらベーンロータ及びカム軸からなる連動回転要素の貫通孔状のドレン通路により、大気開放される。ここでドレンポートは、進角ポート及び遅角ポートに対してスリーブの軸方向に位置ずれして設けられるだけでなく、外周側のドレン通路に対して同スリーブの周方向に位置ずれして設けられることになる。かかる位置ずれ形態によれば、進角モード及び遅角モードにて遅角ポート又は進角ポートからドレン通路に至る作動液の排出経路につき、十分な長さを確保して圧損を可及的に増大し得る。したがって、進角モード及び遅角モードでは、作動液の過度な排出に起因して作動液導入側の進角室又は遅角室に吸気が吸入されることによるベーンロータの暴れを抑制して、回転位相に応じたバルブタイミングの調整応答性を向上させることができる。

さらに、請求項１に記載の発明において、連動回転要素の貫通孔状の進角通路により進角室と連通する進角ポートは、外周側の当該進角通路に対してスリーブの周方向に位置合わせして設けられることになる。かかる位置合わせ形態によれば、進角モードにて進角ポートから進角通路に至る作動液の導入経路としては、圧損を小さくして作動液の素早い導入を実現し得るので、当該進角モードでのバルブタイミングの調整応答性を向上させることができる。一方、遅角モードにて進角通路から進角ポートに至る作動液の排出経路としては、圧損が小さくなるが、進角ポートからドレン通路に至る作動液の排出経路にて上述の如く圧損を増大させ得るので、当該遅角モードでのバルブタイミングの調整応答性を向上させることもできるのである。

またさらに、請求項１に記載の発明において、連動回転要素の貫通孔状の遅角通路により遅角室と連通する遅角ポートは、外周側の当該遅角通路に対してスリーブの周方向に位置合わせして設けられることになる。かかる位置合わせ形態によれば、遅角モードにて遅角ポートから遅角通路に至る作動液の導入経路としては、圧損を小さくして作動液の素早い導入を実現し得るので、当該遅角モードでのバルブタイミングの調整応答性を向上させることができる。一方、進角モードにて遅角通路から遅角ポートに至る作動液の排出経路としては、圧損が小さくなるが、遅角ポートからドレン通路に至る作動液の排出経路にて上述の如く圧損を増大させ得るので、当該進角モードでのバルブタイミングの調整応答性を向上させることもできるのである。

請求項２に記載の発明によると、進角ポートと遅角ポートとは、スリーブの軸方向においてドレンポートの両側にそれぞれ位置ずれし且つ当該位置ずれ量が等しくなるように、設けられる。かかる構成によれば、進角モード及び遅角モードにて遅角ポート又は進角ポートから、それらポートとの間の位置ずれ量がスリーブ軸方向に等しいドレンポートを経てドレン通路へと至る排出経路については、長さの差、ひいては圧損の差を可及的に小さく設定し得る。故に、進角モード及び遅角モードでのバルブタイミングの調整応答性として、共に高い応答性を確保することが可能となるのである。

請求項３に記載の発明によると、進角通路と遅角通路とは、ドレン通路側への軸方向投影がスリーブの周方向においてドレン通路の両側にそれぞれ位置ずれし且つ当該位置ずれ量が等しくなるように、設けられる。かかる構成によれば、進角モード及び遅角モードにて遅角通路又は進角通路から、それら通路の軸方向投影に対する位置ずれ量がスリーブ周方向に等しいドレン通路へと至る排出経路については、長さの差、ひいては圧損の差を可及的に小さく設定し得る。故に、進角モード及び遅角モードでのバルブタイミングの調整応答性として、共に高い応答性を確保することが可能となるのである。

本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図２のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 図１のIV−IV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特性図である。 図１の制御弁を示す拡大断面図である。 図１の制御弁の進角モードにおける作動状態を示す拡大断面図である。 図１の制御弁の遅角モードにおける作動状態を示す拡大断面図である。 図１の制御弁の特徴部分を説明するための模式図である。 図１の変形例を示す断面図である。 図２の変形例を示す断面図である。

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、ケーシング本体１２ａ、シュー１２ｂ及びスプロケット部１２ｃを有している。複数のシュー１２ｂは、円筒状のケーシング本体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の間には、それぞれ収容室２０が形成されている。

スプロケット部１２ｃ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１２ｃへと機関トルクが伝達されることで、ハウジング１１が当該クランク軸と連動して一定方向（図２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、回転軸１５ａ及びベーン１５ｂを有している。円筒状の回転軸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２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。複数のベーン１５ｂ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２０に収容されている。各ベーン１５ｂは、それぞれ対応する収容室２０を分割することで、複数の進角室２２と複数の遅角室２３とをハウジング１１内にて回転方向に区画している。本実施形態において各ベーン１５ｂは、回転方向後側に隣接するシュー１２ｂとの間に進角室２２を形成し、回転方向前側に隣接するシュー１２ｂとの間に遅角室２３を形成している。

一つのベーン１５ｂには、内燃機関の停止時にリアプレート１４のロック孔１４ａに嵌合することでハウジング１１に対するベーンロータ１５の回転位相をロックするロック部材１６が、保持されている。このロック部材１６は、内燃機関の始動時にロック孔１４ａから離脱することで内燃機関の定常運転時には回転位相の変化を許容する。

こうした構成により駆動部１０では、内燃機関の定常運転に伴って、各進角室２２及び各遅角室２３に対する作動油の入出により回転位相が変化し、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、各進角室２２が作動油の導入により容積拡大すると共に、各遅角室２３が作動油の排出により容積縮小することで、回転位相が進角側へと変化し、それに応じてバルブタイミングが進角する。一方、各遅角室２３が作動油の導入により容積拡大すると共に、各進角室２２が作動油の排出により容積縮小することで、回転位相が遅角側へと変化し、それに応じてバルブタイミングが遅角する。

以上の駆動部１０に対して制御部３０は、図１〜４に示すように、供給通路４０、ドレン通路４１、進角通路４２、遅角通路４３、制御弁５０及び制御回路９０を備えている。供給通路４０は、「供給源」としてのポンプ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、当該回転中は、ポンプ４から供給通路４０へ作動油が継続的に供給されることとなる。複数のドレン通路４１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。複数の進角通路４２は、それぞれ対応する進角室２２と連通している。複数の遅角通路４３は、それぞれ対応する遅角室２３と連通している。

制御弁５０は、ソレノイド５１への通電により発生する駆動力と、スプリング５２の発生する復原力とを利用して、スプール５３をスリーブ５４内にて往復駆動する電磁駆動式スプール弁である。制御弁５０においてスリーブ５４には、供給ポート６０、ドレンポート６１、進角ポート６２及び遅角ポート６３が設けられている。ここで、供給ポート６０は供給通路４０と連通し、ドレンポート６１はドレン通路４１と連通し、進角ポート６２は進角通路４２と連通し、遅角ポート６３は遅角通路４３と連通している。制御弁５０は、ソレノイド５１への通電に応じてスプール５３の移動位置（以下、単に「スプール移動位置」という）を変化させることにより、これらポート６０，６１，６２，６３間の接続状態を切り替える。

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５０のソレノイド５１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５１への通電を含む内燃機関の回転を制御する。

（変動トルク）
次に、ベーンロータ１５に作用する変動トルクについて説明する。

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５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。あるいは、変動トルクは、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。

（詳細構成）
次に、バルブタイミング調整装置１の詳細構成について説明する。

図１，２に示すようにカム軸２は、ベーンロータ１５をハウジング１１のリアプレート１４側からフロントプレート１３側へと同軸上に貫通し、当該フロントプレート１３よりも突出した突出部２ａを内燃機関の軸受６により軸支されている。カム軸２は、突出部２ａの端面に開口する軸方向孔２ｂを、円筒孔状に形成している。この軸方向孔２ｂに円筒状のスリーブ５４が同軸上に挿入されることで、制御弁５０の一部がベーンロータ１５の内周側にてカム軸２に内蔵されている。

ここで本実施形態では、金属製カム軸２のうち突出部２ａよりもリアプレート１４側の固定部２ｃが金属製ベーンロータ１５の回転軸１５ａに圧入固定され、金属製スプール５３及び金属製スプリング５２を収容する金属製スリーブ５４が当該軸２の孔２ｂに螺子固定されている（図６も参照）。こうした固定形態によりスリーブ５４は、連動回転要素２，１５及び収容要素５３，５２と一体になって、周方向に回転する。したがって、内燃機関の固定節（例えばチェーンカバー）に装着されるソレノイド５１において、円筒状のスプール５３を同軸上に往復駆動するための駆動軸５１ａに対しては、当該スプール５３が摺動回転可能となっている。

制御弁５０においてスリーブ５４は、ポート６０，６１，６２，６３をそれぞれ所定数ずつ、有している。ここで、図６に示すように複数の供給ポート６０は、スリーブ５４の周方向（以下、単に「スリーブ周方向」という）に所定間隔ずつをあけて配設されている。各供給ポート６０は、スリーブ５４の外周面５４ａに開口する円環溝状の供給開口７０を介して、カム軸２の突出部２ａ及び軸受６を貫通する孔状供給通路４０（図１も参照）に、連通している。

図２，６に示すように複数のドレンポート６１は、供給ポート６０の配設箇所からスリーブ５４の軸方向（以下、単に「スリーブ軸方向」という）に位置ずれした箇所に、スリーブ周方向に所定間隔ずつをあけて配設されている。各ドレンポート６１は、スリーブ５４の外周面５４ａに開口する円環溝状のドレン開口７１を介して、カム軸２の固定部２ｃ及びベーンロータ１５の回転軸１５ａを貫通する孔状ドレン通路４１の複数（図１も参照）に、連通している。ここで、本実施形態の各ドレンポート６１は、外周側のドレン通路４１のいずれに対しても、スリーブ周方向に位置ずれしている。

図３，６に示すように複数の進角ポート６２は、ドレンポート６１の配設箇所から供給ポート６０の配設箇所側へスリーブ軸方向に位置ずれした箇所に、スリーブ周方向に所定間隔ずつをあけて配設されている。各進角ポート６２は、スリーブ５４の外周面５４ａに開口する円環溝状の進角開口７２を介して、カム軸２の固定部２ｃ及びベーンロータ１５の回転軸１５ａを貫通する孔状進角通路４２の複数（図１も参照）に、連通している。ここで、本実施形態の各進角ポート６２は、外周側の進角通路４２のうち対応するいずれかに対して、スリーブ周方向に位置合わせされている。

図４，６に示すように複数の遅角ポート６３は、ドレンポート６１の配設箇所から進角ポート６２の配設箇所とは反対側へスリーブ軸方向に位置ずれした箇所に、スリーブ周方向に所定間隔ずつをあけて配設されている。ここで、本実施形態の各遅角ポート６３と各進角ポート６２とについては、図６に示すように、スリーブ軸方向にてドレンポート６１の配設箇所から位置ずれしてなる位置ずれ量ΔＲａ，ΔＡａが実質的に等しく設定されている。

さらに、図４，６に示すように各遅角ポート６３は、スリーブ５４の外周面５４ａに開口する円環溝状の遅角開口７３を介して、カム軸２の固定部２ｃ及びベーンロータ１５の回転軸１５ａを貫通する孔状遅角通路４３の複数（図１も参照）に、連通している。ここで、本実施形態の各遅角ポート６３は、外周側の遅角通路４３のうち対応するいずれかに対して、スリーブ周方向に位置合わせされている。また、図９に示すようにスリーブ周方向では、各遅角通路４３のドレン通路４１側への軸方向投影４３ａは、各進角通路４２のドレン通路４１側への軸方向投影４２ａとの間に、ドレン通路４１のうち対応するいずれかを挟む形となっている。即ち、スリーブ周方向において各遅角通路４３と各進角通路４２とは、対応するドレン通路４１から両側に軸方向投影４３ａ，４２ａがそれぞれ位置ずれしており、特に本実施形態では、当該位置ずれの量ΔＲｃ，ΔＡｃが実質的に等しく設定されている。

制御弁５０において、図６に示すようにスプール５３は、外周面５３ａに開口する円環溝状の連通通路５５と、両端部５６ａ，５６ｂ及び中間部５６ｃをそれぞれ同外周面５３ａに開口させてなる略円筒孔状の接続通路５６とを、有している。

以上の構成から、図７に示す進角モードＡのスプール移動位置では、連通通路５５が各ドレンポート６１及び各遅角ポート６３と接続される。それと共に、進角モードＡのスプール移動位置では、接続通路５６の一端部５６ａが各供給ポート６０と接続され、同通路５６の中間部５６ｃが各進角ポート６２と接続し、同通路５６の他端部５６ｂがスリーブ５４により閉塞される。

一方、図８に示す遅角モードＲのスプール移動位置では、連通通路５５が各ドレンポート６１及び各進角ポート６２と接続される。それと共に、遅角モードＲのスプール移動位置では、接続通路５６の一端部５６ａが各供給ポート６０と接続され、同通路５６の中間部５６ｃがスリーブ５４により閉塞され、同通路５６の他端部５６ｂが各遅角ポート６３と接続される。

制御弁５０において、図１〜４に示すようにスプール５３の接続通路５６には、逆止弁８０が内蔵されている。この逆止弁８０は、本実施形態では図６に示すようにスプリングレス型であり、弁座８１、ガイド８２、ストッパ８３及び弁部材８４を組み合わせてなる。

弁座８１は、接続通路５６の壁面５６ｄのうち端部５６ａ側へ向かって縮径するテーパ面から、形成されている。ガイド８２は、接続通路５６の壁面５６ｄのうち弁座８１よりも端部５６ｂ側にて中間部５６ｃをなす円筒面から、形成されている。ストッパ８３は、接続通路５６の壁面５６ｄのうちガイド８２よりも端部５６ｂ側にて弁座８１と対向する段差面から、形成されている。全体として略有底円筒状を呈する金属製の弁部材８４は、接続通路５６のうちガイド８２の内周側となる中間部５６ｃに、弁座８１と同軸上に収容されている。弁部材８４は、外周面８４ａをガイド８２により案内されることで、弁座８１及びストッパ８３間を軸方向に往復移動可能となっており、当該往復移動によって底面８４ｂを弁座８１に対して離着座させる。

以上の構成から、接続通路５６において弁座８１を挟んで端部５６ａ側が端部５６ｂ側よりも高圧となるときには、図７，８の各分図（ａ）に示すように、弁部材８４がストッパ８３に係止されるまで接続通路５６を端部５６ｂ側へ移動して弁座８１から底面８４ｂを離座させることで、逆止弁８０が開弁する。したがって、図７（ａ）に示す進角モードＡの接続通路５６では、逆止弁８０の開弁により、各供給ポート６０から各進角ポート６２側へ向かう作動油の流通が許容される。また、図８（ａ）に示す遅角モードＲの接続通路５６では、逆止弁８０の開弁により、各供給ポート６０から各遅角ポート６３側へ向かう作動油の流通が許容される。

一方、接続通路５６において弁座８１を挟んで端部５６ｂ側が端部５６ａ側よりも高圧となるときには、図７，８の各分図（ｂ）に示すように、弁部材８４が接続通路５６を端部５６ａ側へ移動して弁座８１に底面８４ｂを着座させることで、逆止弁８０が閉弁する。したがって、図７（ｂ）に示す進角モードＡの接続通路５６では、逆止弁８０の閉弁により、各進角ポート６２から各供給ポート６０側へ向かう作動油の流通が規制される。また、図８（ｂ）に示す遅角モードＲの接続通路５６では、逆止弁８０の閉弁により、各遅角ポート６３から各供給ポート６０側へ向かう作動油の流通が規制される。

（バルブタイミング調整作動）
次に、バルブタイミング調整装置１によるバルブタイミングの調整作動について説明する。

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５１への通電を制御することで、スプール移動位置が選択される。その結果、各進角室２２及び各遅角室２３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Ａ，Ｒでのバルブタイミング調整作動を、個別に説明する。尚、内燃機関の定常運転の開始時には、各進角室２２及び各遅角室２３が個々の容積に応じた量の作動油により満たされた状態となっている。

（１） 進角モードＡ
内燃機関の定常運転時において実回転位相が目標回転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に示す進角モードＡ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、各進角通路４２を通じて各進角室２２と連通する各進角ポート６２は、供給通路４０と連通する各供給ポート６０に対し、接続通路５６を介して接続される。それと共に、各遅角通路４３を通じて各遅角室２３と連通する各遅角ポート６３は、各ドレン通路４１との連通により大気開放された各ドレンポート６１に対し、連通通路５５を介して接続される。

こうした接続形態下、各進角室２２を容積拡大させる負トルクが作用するときには、それら各進角室２２に負圧が発生する。これにより、各進角ポート６２を通して各進角室２２と繋がる接続通路５６では、図７（ａ）の如く逆止弁８０が開弁して、それら各進角ポート６２側へと向かう作動油の流通が許容される。その結果、ポンプ４から各供給ポート６０に供給される作動油は、接続通路５６から各進角ポート６２を経て、各進角室２２に導入されることとなる。また同時に、各遅角室２３の作動油は、各遅角ポート６３から連通通路５５及び各ドレンポート６１を経て、各ドレン通路４１に排出されることとなる。これらのことから、バルブタイミングを進角させるように回転位相が進角側へと変化するのである。

また、変動トルクの向きが反転して、各進角室２２を容積縮小させる正トルクが作用するときには、それら各進角室２２から作動油が各進角ポート６２を通じて接続通路５６に押し出される。これにより接続通路５６では、図７（ｂ）の如く逆止弁８０が閉弁して、各進角ポート６２から各供給ポート６０側へと向かう作動油の流通が規制される。その結果、各進角室２２からの作動油の排出は止められることになるので、各遅角室２３を容積拡大させて各ドレン通路４１への作動油の排出を阻害するような回転位相の戻りが、正トルクの作用に拘らず抑制されるのである。

（２） 遅角モードＲ
内燃機関の定常運転時において実回転位相が目標回転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８に示す遅角モードＲ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、各遅角通路４３を通じて各遅角室２３と連通する各遅角ポート６３は、供給通路４０と連通する各供給ポート６０に対し、接続通路５６を介して接続される。それと共に、各進角通路４２を通じて各進角室２２と連通する各進角ポート６２は、各ドレン通路４１との連通により大気開放された各ドレンポート６１に対し、連通通路５５を介して接続される。

こうした接続形態下、各遅角室２３を容積拡大させる正トルクが作用するときには、それら各遅角室２３に負圧が発生する。これにより、各遅角ポート６３を通して各遅角室２３と繋がる接続通路５６では、図８（ａ）の如く逆止弁８０が開弁して、それら各遅角ポート６３側へと向かう作動油の流通が許容される。その結果、ポンプ４から各供給ポート６０に供給される作動油は、接続通路５６から各遅角ポート６３を経て、各遅角室２３に導入されることとなる。また同時に、各進角室２２の作動油は、各進角ポート６２から連通通路５５及び各ドレンポート６１を経て、各ドレン通路４１に排出されることとなる。これらのことから、バルブタイミングを遅角させるように回転位相が遅角側へと変化するのである。

また、変動トルクの向きが反転して、各遅角室２３を容積縮小させる負トルクが作用するときには、それら各遅角室２３から作動油が各遅角ポート６３を通じて接続通路５６に押し出される。これにより接続通路５６では、図８（ｂ）の如く逆止弁８０が閉弁して、各遅角ポート６３から各供給ポート６０側へと向かう作動油の流通が規制される。その結果、各遅角室２３からの作動油の排出は止められることになるので、各進角室２２を容積拡大させて各ドレン通路４１への作動油の排出を阻害するような回転位相の戻りが、負トルクの作用に拘らず抑制されるのである。

（作用効果）
以上説明した装置１において各ドレンポート６１は、各進角ポート６２及び各遅角ポート６３とはスリーブ軸方向に位置ずれしているだけでなく、外周側の各ドレン通路４１とは同スリーブ周方向に位置ずれしている。かかる位置ずれ形態によれば、各モードＡ，Ｒにて各遅角ポート６３又は各進角ポート６２から各ドレン通路４１に至る作動油の排出経路につき、十分な長さを確保して圧損を可及的に増大し得る。したがって、各モードＡ，Ｒでは、作動油の過度な排出に起因して作動油導入側の各進角室２２又は各遅角室２３に吸気が吸入されることによるベーンロータ１５の暴れを抑制して、回転位相に応じたバルブタイミングの調整応答性（以下、単に「調整応答性」という）を向上させることができるのである。

さらに装置１では、連動回転要素２，１５の貫通孔状の各進角通路４２により各進角室２２と連通する各進角ポート６２は、それら外周側の進角通路４２に対してスリーブ周方向に位置合わせされている。かかる位置合わせ形態によれば、進角モードＡにて各進角ポート６２から各進角通路４２に至る作動油の導入経路としては、圧損を小さくして作動油の素早い導入を実現し得るので、当該モードＡでの調整応答性を向上させることができる。一方、遅角モードＲにて各進角通路４２から各進角ポート６２に至る作動油の排出経路としては、圧損が小さくなるが、各進角ポート６２から各ドレン通路４１に至る排出経路にて上述の如く圧損を増大させ得るので、当該モードＲでの調整応答性を向上させることもできる。

またさらに装置１では、連動回転要素２，１５の貫通孔状の各遅角通路４３により各遅角室２３と連通する各遅角ポート６３は、それら外周側の遅角通路４３に対してスリーブ周方向に位置合わせされている。かかる位置合わせ形態によれば、遅角モードＲにて各遅角ポート６３から各遅角通路４３に至る作動油の導入経路としては、圧損を小さくして作動油の素早い導入を実現し得るので、当該モードＲでの調整応答性を向上させることができる。一方、進角モードＡにて各遅角通路４３から各遅角ポート６３に至る作動油の排出経路としては、圧損が小さくなるが、各遅角ポート６３から各ドレン通路４１に至る排出経路にて上述の如く圧損を増大させ得るので、当該モードＡでの調整応答性を向上させることもできる。

加えて、装置１の各モードＡ，Ｒでは、各遅角ポート６３又は各進角ポート６２から、それらポート６３，６２との間の位置ずれ量ΔＲａ，ΔＡａがスリーブ軸方向に実質的に等しい各ドレンポート６１を経て各ドレン通路４１に至るように、排出経路を形成している。また、装置１の各モードＡ，Ｒでは、各遅角通路４３又は各進角通路４２から、それらの軸方向投影４３ａ，４２ａに対する位置ずれ量ΔＲｃ，ΔＡｃがスリーブ周方向に実質的に等しい各ドレン通路４１に至るようにも、排出経路を形成している。このように形成される排出経路については、各モードＡ，Ｒでの長さの差、ひいては圧損の差を可及的に小さく設定し得るので、それらモードＡ，Ｒでの調整応答性として、共に高い応答性を確保することが可能となるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、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、各ポート６０，６１，６２，６３については、本発明に従う構成を有する限りにおいて、それぞれ少なくとも一つ配設されていればよく、それらの配設数を適宜設定することができる。また、遅角ポート６３と進角ポート６２とについて、それらポート６３，６２の配設箇所の間となるドレンポート６１の配設箇所からスリーブ軸方向に位置ずれさせてなる位置ずれ量ΔＲａ，ΔＡａを、互いに異ならせてもよい。さらに、遅角通路４３と進角通路４２とについて、それら通路４３，４２に挟まれるドレン通路４１からスリーブ周方向に位置ずれさせてなる位置ずれ量ΔＲｃ，ΔＡｃを、互いに異ならせてもよい。またさらに、複数のドレン通路４１について図１０，１１に変形例を示すように、カム軸２におけるドレンポート６１との連通側と、ベーンロータ１５における大気開放側との間に、当該ベーンロータ１５の内周面に開口する円環溝４１ａを共通に設けて、それらドレン通路４１の加工性を高めるようにしてもよい。加えて、制御弁５０については、スプール５３及びスプリング５２を収容するスリーブ５４の少なくとも一部をベーンロータ１５に直接に内蔵させてもよい。そして、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のである。

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸・連動回転要素、２ａ 突出部、２ｂ 軸方向孔、２ｃ 固定部、４ ポンプ（供給源）、５ ドレンパン、６ 軸受、１０ 駆動部、１１ ハウジング、１２ シューケーシング、１２ａ ケーシング本体、１２ｂ シュー、１２ｃ スプロケット部、１３ フロントプレート、１４ リアプレート、１４ａ ロック孔、１５ ベーンロータ・連動回転要素、１５ａ 回転軸、１５ｂ ベーン、１６ ロック部材、２０ 収容室、２２ 進角室、２３ 遅角室、３０ 制御部、４０ 供給通路、４１ ドレン通路、４２ 進角通路、４２ａ 軸方向投影、４３ 遅角通路、４３ａ 軸方向投影、５０ 制御弁、５１ ソレノイド、５１ａ 駆動軸、５２ スプリング、５３ スプール、５３ａ 外周面、５４ スリーブ、５４ａ 外周面、５５ 連通通路、５６ 接続通路、５６ａ，５６ｂ 端部、５６ｃ 中間部、５６ｄ 壁面、６０ 供給ポート、６１ ドレンポート、６２ 進角ポート、６３ 遅角ポート、７０ 供給開口、７１ ドレン開口、７２ 進角開口、７３ 遅角開口、８０ 逆止弁、８１ 弁座、８２ ガイド、８３ ストッパ、８４ 弁部材、８４ａ 外周面、８４ｂ 底面、９０ 制御回路

Claims (3)

1. 内燃機関のクランク軸と連動回転するハウジングと、
   前記内燃機関の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、供給源から供給される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、
   前記ベーンロータ及び前記カム軸からなる連動回転要素に内蔵され、スリーブ内に収容されるスプールの移動位置に応じて前記進角室及び前記遅角室に対する作動液の入出を制御する制御弁とを、備え、
   前記クランク軸からのトルク伝達により前記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であって、
   前記供給源から作動液が供給される供給ポートと、
   大気に開放されて作動液を排出するドレンポートと、
   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供給ポートと接続されることにより作動液を前記進角室に導入する一方、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ドレンポートと接続されることにより作動液を前記進角室から排出させる進角ポートと、
   前記遅角モードにおいて前記供給ポートと接続されることにより作動液を前記遅角室に導入する一方、前記進角モードにおいて前記ドレンポートと接続されることにより作動液を前記遅角室から排出させる遅角ポートとが、前記スリーブに設けられ、
   前記ドレンポートと前記進角ポートと前記遅角ポートとは、前記スリーブの軸方向に位置ずれして設けられ、
   前記連動回転要素は、
   内周側の前記ドレンポートに対して前記スリーブの周方向に位置ずれして設けられ、当該ドレンポートを大気に開放する貫通孔状のドレン通路と、
   内周側の前記進角ポートに対して前記スリーブの周方向に位置合わせして設けられ、当該進角ポートを前記進角室に連通させる貫通孔状の進角通路と、
   内周側の前記遅角ポートに対して前記スリーブの周方向に位置合わせして設けられ、当該遅角ポートを前記遅角室に連通させる貫通孔状の遅角通路とを、有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記進角ポートと前記遅角ポートとは、前記スリーブの軸方向において前記ドレンポートの両側にそれぞれ位置ずれし且つ当該位置ずれ量が等しくなるように、設けられ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. 前記進角通路と前記遅角通路とは、前記ドレン通路側への軸方向投影が前記スリーブの周方向において前記ドレン通路の両側にそれぞれ位置ずれし且つ当該位置ずれ量が等しくなるように、設けられ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。

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