JP4721070B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関における弁の開閉時期を制御するための弁開閉時期制御装置に関する。

車両用エンジン等の内燃機関において、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カムシャフトに対して同期回転する従動側回転部材との相対回転位相を変位させることにより、バルブタイミングを適切に調節して好適な運転状態を達成することができる弁開閉時期制御装置が知られている。特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、上記駆動側回転部材と上記従動側回転部材とにより形成され、流体としての作動油が供給されることにより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化させる遅角室と相対回転位相を進角方向に変化させる進角室とを備えている。また、進角室及び遅角室に対する、エンジンオイルと共通の作動油の給排は、エンジンのクランクシャフトの駆動力を利用する機械式ポンプを備えた流体給排手段によって行われる。つまり、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、上記相対回転位相を作動油の油圧によって調節する油圧駆動方式を採用している。

また、特許文献２に記載の弁開閉時期制御装置は、上記油圧駆動方式とは異なり、電動式モータに連結された機械的なリンク機構を用いて従動側回転部材を回転させるように構成されている。つまり、特許文献２に記載の弁開閉時期制御装置は、上記相対回転位相を電動式モータの動力によって調節する電動駆動方式を採用している。

特開２００３−３１４２２２号公報 特開２００５−４８７０６号公報

弁開閉時期制御装置を用いて上記相対回転位相を調節することは、エンジンの運転中だけでなくエンジンの始動時においても要求される。例えば冷間時には、エンジンの始動性が良くなるように上記相対回転位相を進角側に変更することを要求されることがある。
特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、進角室及び遅角室に供給される作動油はエンジンの駆動力を利用した機械式ポンプで加圧されたものを使用するため、エンジンが作動しなければ上記相対回転位相を調節できない。また、エンジンの始動直後には、機械式ポンプから進角室及び遅角室に十分な油圧を供給できないこともある。よって、特許文献１に記載したタイプの弁開閉時期制御装置を用いて、エンジン始動時に相対回転位相を調節することは実質的に困難である。
或いは、上記機械式ポンプの代わりに、エンジンの駆動力を利用しない電動式ポンプを用いる構成も想定できるが、冷間時における高粘度の作動油を吐出できるほどの高出力の電動式ポンプは、大型且つ高コストになるという問題がある。一方で、低温でも低粘度の作動油を使用することも想定できる。しかし、作動油はエンジン内部の潤滑部位に供給されるエンジンオイルと共通であるため、潤滑部位において高温に曝されることによって性能が劣化する可能性がある。そして、エンジンの性能自体に支障をきたす虞がある。

また、特許文献２に記載の弁開閉時期制御装置では、上記電動式モータを搭載することで、装置コストが大きく上昇するという問題がある。

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、装置コストを大幅に上昇させること無く、エンジンを始動する際の冷間時などにおいても良好に弁開閉時期を制御可能な弁開閉時期制御装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、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状に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体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、流体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遅角方向に変化させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室のみに供給されるとともに前記進角室及び前記遅角室から排出される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室から前記流体貯留部への流体の排出を行う流体制御弁、並びに、前記流体貯留部に貯留されている流体を前記流体制御弁に向けて吐出する電動式ポンプを有する流体給排手段と、
前記電動式ポンプと前記流体制御弁とを接続する吐出路と、
前記吐出路から分岐されて前記流体貯留部に接続される分岐路と、
前記吐出路に設けられて前記流体制御弁の側から前記電動ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、
前記吐出路に設けられた前記チェック弁よりも開弁圧が大きく、かつ、前記分岐路に設けられて前記流体貯留部の側から前記電動式ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、を備え、
さらに、前記進角室及び前記遅角室に対して供給される流体の温度を調節する温度調節手段を備える点にある。

上記特徴構成によれば、進角室及び遅角室のみに供給される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部が設けられているので、内燃機関の作動に関係無く上記相対回転位相を変化させるための流体を供給できる。また、流体は専用の流体貯留部に貯留されており、例えば内燃機関の潤滑系統などの高温下に曝される部位を通流しないため、流体の高温での特性変化を考慮する必要がない。そのため、内燃機関の冷間時における低温での特性が良好な、より低粘度な流体を使用できる。つまり、流体を吐出するためのポンプとして、小出力且つ小型の電動式ポンプを採用することが可能である。
従って、装置コストを大幅に上昇させること無く、内燃機関としてのエンジンを始動する際の冷間時などにおいても良好に弁開閉時期を制御可能な弁開閉時期制御装置を提供できる。

また、上記特徴構成によれば、温度調節手段を用いて流体の温度を調節して、流体の粘度を適切に調節できる。よって、弁開閉時期制御装置は、進角室及び遅角室に対する作動油の供給をスムーズに行える。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、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状に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体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、流体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遅角方向に変化させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室のみに供給されるとともに前記進角室及び前記遅角室から排出される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室から前記流体貯留部への流体の排出を行う流体制御弁、並びに、前記流体貯留部に貯留されている流体を前記流体制御弁に向けて吐出する電動式ポンプを有する流体給排手段と、
前記電動式ポンプと前記流体制御弁とを接続する吐出路と、
前記吐出路から分岐されて前記流体貯留部に接続される分岐路と、
前記吐出路に設けられて前記流体制御弁の側から前記電動ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、
前記吐出路に設けられた前記チェック弁よりも開弁圧が大きく、かつ、前記分岐路に設けられて前記流体貯留部の側から前記電動式ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、を備え、
前記流体貯留部が流体で充填されているように構成すると共に、さらに、接続路を介して前記流体貯留部と接続され、前記流体貯留部よりも流体の液面が高くなるように配置される補助流体貯留部を備える点にある。

上記特徴構成のように、流体貯留部を流体で満たしておけば、電動式ポンプが流体を吐出するのと同時に流体貯留部から電動式ポンプへの流体の圧送が行われることになる。その結果、電動式ポンプから流体制御弁に対する流体の供給をとぎれることなく、良好に実施できる。

また、上記特徴構成によれば、流体給排手段からの流体のリークなどが発生しても、補助流体貯留部から流体が補充されるので、流体給排手段の内部には常に十分な量の流体が循環している状態にできる。その結果、電動式ポンプから流体制御弁に対する流体の供給をとぎれることなく、良好に実施できる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記流体給排手段は、流体が通流する前記内燃機関の潤滑系統とは独立して設置されている点にある。

上記特徴構成によれば、上記相対回転位相の調節のために用いられる流体は、エンジン内部の潤滑系統から独立した流路を通流するので、潤滑系統で発生する異物が流体に混入する虞がない（例えば、ススや金属粉末などが混入する虞がない）。よって、進角室及び遅角室に対して清浄な流体を供給できる。従って、弁開閉時期制御装置における故障などの可能性を小さくでき、装置の信頼性を向上させることができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、流体が通流する前記内燃機関の潤滑系統から前記流体貯留部へ流体を補充可能にする流体補充路を備える点にある。

上記特徴構成によれば、流体給排手段からの流体のリークなどが発生しても、潤滑系統から流体が補充されるので、流体給排手段には常に十分な量の作動油が通流している状態にできる。その結果、電動式ポンプから流体制御弁に対する流体の供給、即ち、進角室及び遅角室に対する流体の供給をとぎれることなく、良好に実施できる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記接続路における流体の通流抵抗を、前記流体貯留部と前記電動式ポンプとの間の流体の通流抵抗及び前記流体貯留部と前記流体制御弁との間の流体の通流抵抗よりも大きく構成してある点にある。

上記特徴構成によれば、補助流体貯留部から流体貯留部への流体の流入に抵抗が存在することになる。つまり、流体給排手段において、流体制御弁と流体貯留部との間の流体の通流、及び、電動式ポンプと流体貯留部との間の流体の通流は、補助流体貯留部と流体貯留部との間の流体の通流よりも小さい抵抗で容易に行われることになる。よって、流体が流体貯留部と電動式ポンプと流体制御弁とを順に通流する経路で流体の通流が優先して行われることになる。そして、補助流体貯留部と流体貯留部との間の流体の通流は補助的に行われることになる。

内燃機関の概略的な構成図である。 第１実施形態の弁開閉時期制御装置の側方断面図である。 第１実施形態の弁開閉時期制御装置の前方断面図である。 第１実施形態の弁開閉時期制御装置の構成図である。 第２実施形態の弁開閉時期制御装置の構成図である。 第３実施形態の弁開閉時期制御装置の構成図である。 第４実施形態の弁開閉時期制御装置の前方断面図である。 第５実施形態の弁開閉時期制御装置の構成図である。 別実施形態の弁開閉時期制御装置の前方断面図である。

＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明する。
図１は、内燃機関としてのエンジンＥの概略的な構成図であり、図２は、弁開閉時期制御装置５１の側方断面図である。この弁開閉時期制御装置５１は、以下に説明する流体給排部Ｆと弁制御機構部Ｖとに分けることができる。そして、図３は、弁開閉時期制御装置５１の前方断面図であり、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ断面における弁制御機構部Ｖの横断面図を用いた弁開閉時期制御装置５１の構成図である。以下、図１〜図４を参照して、弁制御機構部Ｖ及び流体給排部Ｆの構成について説明する。

図１〜図４に示すように、第１実施形態の弁開閉時期制御装置５１の弁制御機構部Ｖは、駆動側回転部材としての外部ロータ２１と、従動側回転部材としての内部ロータ２２とを備えて構成されている。外部ロータ２１は、エンジンＥのクランクシャフト５に対して同期回転する。また、内部ロータ２２は、外部ロータ２１に対して相対回転可能に同軸に配置され、弁開閉用のカムシャフト２と一体回転する。後述するリアプレート２６の外周に設けられたタイミングスプロケット４５とエンジンＥのクランクシャフト５に取り付けられたスプロケット（図示せず）との間には、動力伝達部材としてのタイミングチェーン６が架設される。そして、エンジンＥのクランクシャフト５が回転駆動すると、タイミングチェーン６を介してタイミングスプロケット４５に回転動力が伝達され、外部ロータ２１が図４に示す回転方向Ｓに沿って回転駆動する。それに伴って、内部ロータ２２が回転方向Ｓに沿って回転駆動してカムシャフト２が回転する。その結果、カムシャフト２に設けられたカム（図示せず）がエンジンＥの吸気弁７及び排気弁８を押し下げて開弁させる。

図４に示すように、外部ロータ２１には、径内方向に突出するシューとして機能する複数の突部２１ｂが周方向に沿って互いに離間して並設されている。外部ロータ２１に設けられている互いに隣接する突部２１ｂの間には、外部ロータ２１と内部ロータ２２で規定される流体圧室２３が形成されている。本実施形態では、流体圧室２３は４室形成されている。また、内部ロータ２２の外周部の、上記各流体圧室２３に対面する箇所には、流体圧室２３を相対回転方向（図４の矢印Ｓ１方向及び矢印Ｓ２方向）において進角室２３ａと遅角室２３ｂとに仕切るベーン２４が放射方向に沿って配設されている。
そして、流体としての作動油が供給されることによって遅角室２３ｂの容積が増大すると、外部ロータ２１に対する内部ロータ２２の相対回転位相がその相対回転の方向のうち遅角方向（図４のＳ２方向）に変化する。また、流体としての作動油が供給されることによって進角室２３ａの容積が増大すると、外部ロータ２１に対する内部ロータ２２の相対回転位相が、その相対回転の方向のうち進角方向（図４のＳ１方向）に変化する。

図２に示すように、上記内部ロータ２２は、エンジンＥのシリンダヘッドに一体回転するように支持されたカムシャフト２の先端部にボルト４によって一体的に組付けられている。
上記外部ロータ２１は、フロントプレート２５及びリアプレート２６によって挟持され、リアプレート２６の外周にはタイミングスプロケット４５が設けられている。フロントプレート２５、外部ロータ２１及びリアプレート２６は、周方向に沿って配置された複数の連結ボルト２７によって一体的に固定されている。当該外部ロータ２１は、上記内部ロータ２２に対して同軸芯上に外装される。

図２に示すように、内部ロータ２２の開放側端部には、タイミングチェーン６（図示省略）を保護するタイミングチェーンケース１４の一部に形成した円柱形状の突出部１４ａが内挿されている。また、内部ロータ２２の開放側端部は、タイミングチェーンケース１４に形成した凹部の内部に配置され、これら両者の間には互いの相対回転を許容しつつオイルの流通を遮断するオイルシール３が設けてある。

次に、本発明の流体給排手段としての流体給排部Ｆの構成について説明する。
流体給排部Ｆは、タイミングチェーンケース１４と一体に形成され、進角室２３ａ及び遅角室２３ｂへの作動油の供給及び進角室２３ａ及び遅角室２３ｂからの作動油の排出を行う。具体的には、流体給排部Ｆは、進角室２３ａ及び遅角室２３ｂのみに供給される作動油を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部としてのオイルタンク１９と、進角室２３ａ及び遅角室２３ｂへの作動油の供給及び進角室２３ａ及び遅角室２３ｂからオイルタンク１９への作動油の排出を行う流体制御弁１１と、オイルタンク１９に貯留されている作動油を流体制御弁１１に向けて吐出する電動式ポンプ１０とを有する。更に、本実施形態では、流体給排部Ｆは、作動油が通流するエンジンＥの潤滑系統とは独立して設置されている。従って、作動油がエンジンＥの潤滑系統などでの高温に曝されることがない。よって、流体給排部Ｆで用いられる作動油として、エンジンＥの潤滑系統で用いられるエンジンオイルとは別の種類の、低温でも低粘度を維持できる特性を有する作動油を用いることが可能である。

また、作動油は、常にオイルタンク１９おいて一定量以上貯留されており、吸引路１６内の作動油の量が減少し始めると、吸引路１６に自然に供給されるように構成されている。よって、電動式ポンプ１０が作動して吐出路１５から作動油を流体制御弁１１へ吐出すると、吸引路１６にはオイルタンク１９から新たな作動油が供給される。

流体制御弁１１は、スリーブ９内に設けられたスプール１３と、そのスプール１３を駆動するソレノイド機構１２を備えて構成される。そして、スリーブ９は、進角室２３ａに接続された通路１７に連通する進角ポートと、遅角室２３ｂに接続された通路１８に連通する遅角ポートと、吐出路１５に連通するポートとを備えている。そして、スプール１３がスリーブ９内を摺動することで、電動式ポンプ１０から圧送された作動油が進角室２３ａに供給され、遅角室２３ｂに供給されていた作動油がオイルタンク１９にドレインされる状態と、進角室２３ａに供給されていた作動油がオイルタンク１９にドレインされ、作動油が遅角室２３ｂに供給される状態と、進角室２３ａ及び遅角室２３ｂから作動油がドレインされる状態とを含んで切り換えられる。

上記流体圧室２３の進角室２３ａは内部ロータ２２に形成された進角油路２２ａに連通し、遅角室２３ｂは内部ロータ２２に形成された遅角油路２２ｂに連通している。また、流体制御弁１１の進角ポートに接続された通路１７は、タイミングチェーンケース１４の突出部１４ａ内を貫通して、その突出部１４ａとボルト４との間に形成された油溜り部２０に連通する。そして、この油溜り部２０は進角油路２２ａに接続されている。他方で、流体制御弁１１の遅角ポートに接続された通路１８は、タイミングチェーンケース１４の突出部１４ａの内部に形成され、その突出部１４ａと内部ロータ２２との界面に至る。更に、通路１８は、図２及び図４に示すように、突出部１４ａと内部ロータ２２との界面において突出部１４ａの表面を一周する溝状に形成される。そして、この溝状の通路１８は遅角油路２２ｂに接続される。

このように、進角油路２２ａは通路１７を介して流体制御弁１１に接続され、遅角油路２２ｂは通路１８を介して流体制御弁１１に接続されている。そして、進角室２３ａ及び遅角室２３ｂの一方又は双方に対して流体制御弁１１からの作動油が供給又は排出されることにより、内部ロータ２２と外部ロータ２１との相対回転位相を進角方向Ｓ１（ベーン２４の相対位置の変位方向が図４において矢印Ｓ１で示される方向）又は遅角方向Ｓ２（ベーン２４の相対位置の変位方向が図４において矢印Ｓ２で示される方向）へ変位させ、或いは任意の位相で保持する付勢力が発生する。

以上のように、弁開閉時期制御装置５１で上記相対回転位相を調節するために用いられる作動油は専用のオイルタンク１９に貯留され、専用の電動式ポンプ１０で圧送される。そして、この流体給排部Ｆは、エンジンＥの潤滑系統で用いられるエンジンオイルとは独立した別系統に構成されている。その結果、エンジンＥの作動に関係無く弁開閉時期制御装置５１を作動させることが可能となり、エンジンを始動する際の冷間時などにおいても良好に弁開閉時期を制御可能となった。
また、作動油は、例えばエンジンＥの潤滑系統などの高温下に曝される部位を通流しないため、高温での特性変化を考慮する必要がない。そのため、低温での特性が良好な、より低粘度な作動油を使用できる。つまり、小出力且つ小型の電動式ポンプ１０を採用することが可能である。
更に、上記相対回転位相を調節するための作動油は、エンジンＥ内部の潤滑系統から独立した流路を通流するので、潤滑系統で発生する異物が作動油に混入する虞がない（例えば、ススや金属粉末などが混入する虞がない）。よって、弁制御機構部Ｖに対して清浄な作動油を供給できる。従って、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置５１は、ディーゼルエンジンなど、潤滑系統にススなどが混入する可能性が高いエンジンに対しても用いることができる。そして、弁制御機構部Ｖにおける故障などの可能性を小さくでき、弁開閉時期制御装置５１の信頼性を向上させることができる。
また更に、弁開閉時期制御装置５１が備える流体給排部Ｆにおける作動油の供給系統をエンジンＥの潤滑系統とは別系統にできるので、エンジンＥの潤滑系統に設けられるオイルポンプの容量を小さくできる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の弁開閉時期制御装置は、流体としての作動油の温度を調節する温度調節手段が設けられている点で第１実施形態の弁開閉時期制御装置と異なっている。以下に、第２実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図５は、図２のＩＶ−ＩＶ断面における弁制御機構部Ｖの横断面図を用いた第２実施形態の弁開閉時期制御装置５２の構成図である。本実施形態の流体給排部Ｆにおいて、オイルタンク１９には、貯留される作動油の温度を調節する温度調節手段２７が設けられている。温度調節手段２７は、オイルタンク１９内の作動油の温度を測定する温度測定部Ｔと、オイルタンク１９内の作動油を加熱するヒータ２８と、温度測定部Ｔの測定結果を参照して、ヒータ２８への通電状態を制御する温度制御部２９とを備える。温度測定部Ｔ及びヒータ２８は、オイルタンク１９内の作動油に接する位置に設けられている。そして、温度制御部２９は、温度測定部Ｔによって測定された作動油の温度が設定温度となるようにヒータ２９への通電状態を制御する。或いは、作動油の温度を低下させことで作動油の温度を調節する場合には、ヒータ２９の代わりにペルチェ素子などの冷却器を設ければよい。

以上のように、本実施形態の弁開閉時期制御装置は、進角室及び遅角室に対して供給される作動油の温度を調節する温度調節手段を備えるので、作動油の粘度を適切に調節できる。よって、本実施形態の弁開閉時期制御装置は、進角室及び遅角室に対する作動油の供給をスムーズに行える。

本実施形態では、温度調節手段をオイルタンク１９に設けた例を説明したが、作動油の温度を調節可能であれば別の部位に温度調節手段を設けてもよい。また、本実施形態では、第１実施形態の弁開閉時期制御装置において作動油の温度を調節する温度調節手段を設けた例について説明したが、別の構成の弁開閉時期制御装置に上記温度調節手段を設けても同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の弁開閉時期制御装置は、作動油の流路の構成が第１実施形態と異なっている。以下に第３実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図６は、図２のＩＶ−ＩＶ断面における弁制御機構部Ｖの横断面図を用いた第３実施形態の弁開閉時期制御装置５３の構成図である。本実施形態の流体給排部Ｆにおいて、電動式ポンプ１０から流体制御弁１１へ至る吐出路１５に、流体制御弁１１から電動式ポンプ１０への作動油の逆流を防止するチェック弁３２が設けられている。電動式ポンプ１０とチェック弁３２との間の吐出路１５には、吐出路１５から分岐してオイルタンク１９に至る分岐路３４が接続される。そして、分岐路３４の途中には分岐路３４にはオイルタンク１９から電動式ポンプ１０への作動油の逆流を防止するチェック弁３３が設けられている。本実施形態では、チェック弁３２の開弁圧の方がチェック弁３３の開弁圧よりも小さく設定されている。よって、通常は、電動式ポンプ１０から吐出された作動油は、チェック弁３３を押し開くことができず、チェック弁３２を押し開いて流体制御弁１１へ流入する。

但し、作動油の温度が低いためにその粘度が比較的高い場合、電動式ポンプ１０と流体制御弁１１側との間の吐出路１５に存在する作動油の圧力が高くなると、分岐路３４の途中に設けられたチェック弁３３が押し開かれ、作動油が分岐路３４を介して吐出路１５からオイルタンク１９へ流入する。つまり、チェック弁３３が押し開かれることで吐出路１５の圧力が低下するので、電動式ポンプ１０にかかる負荷が増大することを抑制できる。

本実施形態では、第１実施形態の弁開閉時期制御装置において作動油の流路を改変した例について説明したが、別の構成の弁開閉時期制御装置において同様の作動油の流路の改変を行っても同様の効果を得ることができる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態の弁開閉時期制御装置は、オイルタンクに対して作動油を補充可能に構成されている点で上記第１〜第３実施形態と異なっている。以下に第４実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、上記第１〜第３実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図７は、第４実施形態の弁開閉時期制御装置の前方断面図である。図示するように、第４実施形態の弁開閉時期制御装置５４は、オイルタンク１９を単独で設けるのではなく、接続路３１を介してオイルタンク１９と接続され、オイルタンク１９よりも作動油の液面が高くなるように配置される補助オイルタンク３０を設けるように構成されている。よって、流体給排部Ｆからの作動油のリークなどが発生しても、補助オイルタンク３０から作動油が補充されるので、流体給排部Ｆには常に十分な量の作動油が循環している状態にできる。その結果、電動式ポンプ１０から流体制御弁１１に対する作動油の供給をとぎれることなく、良好に実施できる。また、電動式ポンプ１０の停止時であっても、補助オイルタンク３０と連通する部位には、補助オイルタンク３０の液面の高さと同程度の高さに作動油を留めておくことができる。例えば、通路１７及び通路１８が補助オイルタンク３０と連通していれば、電動式ポンプ１０の停止時であっても通路１７及び通路１８にはある程度の量の作動油を留めておくことができる。その結果、電動式ポンプ１０を始動したときには、進角室２３ａ及び遅角室２３ｂへ作動油を素早く供給できる。

また、図７に示す接続路３１には、作動油の通流の抵抗となる抵抗部（例えば、本実施形態におけるオリフィス３２など）を設けてある。つまり、オリフィス３２を設けることにより、接続路３１における作動油の通流抵抗を、オイルタンク１９と電動式ポンプ１０との間の流体の通流抵抗及びオイルタンク１９と流体制御弁１１との間の作動油の通流抵抗よりも大きく構成してある。この構成により、オイルタンク１９へは、流体制御弁１１から排出される作動油の方が補助オイルタンク３０からの作動油よりも流入し易い状態となる。つまり、作動油の通流抵抗がより小さい循環系統（電動式ポンプ１０、流体制御弁１１及びオイルタンク１９を順に通流する系統）における作動油の循環が、補助オイルタンク３０とオイルタンク１９との間の作動油の通流に優先して行われることになる。

本実施形態では、第１実施形態の弁開閉時期制御装置においてオイルタンクに対して作動油を補充可能な補助オイルタンクを接続した例について説明したが、別の構成の弁開閉時期制御装置において同様の補助オイルタンクを接続する改変を行っても同様の効果を得ることができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態の弁開閉時期制御装置は、オイルタンクに対して作動油を補充可能に構成されている点で上記第１〜第３実施形態と異なっている。以下に第５実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、上記第１〜第３実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図８は、図２のＩＶ−ＩＶ断面における弁制御機構部Ｖの横断面図を用いた第５実施形態の弁開閉時期制御装置５５の構成図である。図示するように、エンジンＥ内部には、オイルパン３５に貯留されているエンジンオイルを動弁系などの潤滑部位３７に供給するための潤滑系統Ｌが設けられている。具体的には、潤滑系統Ｌは、エンジンＥのクランクシャフト５の動力を利用して駆動される機械式ポンプ３６が、オイルパン３５に貯留されているエンジンオイルを潤滑部位３７へ吐出するように構成されている。そして、潤滑部位３７へ供給されたエンジンオイルはオイルパン３５へ帰還する。また、潤滑部位３７からオイルタンク１９へ至るエンジンオイルの流路も存在する。この流路は、エンジンＥ内部の潤滑系統Ｌからオイルタンク１９へエンジンオイル（作動油）を補充可能にする流体補充路３８である。従って、本実施形態では、流体給排部Ｆで用いられる作動油と、潤滑系統Ｌで用いられるエンジンオイルとは同じである。

エンジンオイル（作動油）が流体補充路３８を介してオイルタンク１９に移送される機構としては、オイルタンク１９よりも高い位置にあるエンジンオイルを重力によってオイルタンク１９に流れ込ませる機構や、流体補充路３８にポンプなど（図示せず）を設けて圧送する機構などがある。本実施形態では、流体補充路３８が潤滑部位３７に接続されているように図示しているが、流体補充路３８は潤滑系統Ｌのどこかに接続されていればよい。潤滑系統Ｌからポンプを用いてオイルタンク１９に作動油を供給する場合には、流体補充路３８をオイルパン３５に直接接続してもよい。

以上のように、本実施形態では、流体給排部Ｆからの作動油のリークなどが発生しても、潤滑系統Ｌからエンジンオイル（作動油）が補充されるので、流体給排部Ｆには常に十分な量の作動油が循環している状態にできる。その結果、電動式ポンプ１０から流体制御弁１１に対する作動油の供給をとぎれることなく、良好に実施できる。
本実施形態では、第１実施形態の弁開閉時期制御装置において潤滑系統からオイルタンクに対して作動油を補充可能にした例について説明したが、別の構成の弁開閉時期制御装置において潤滑系統からオイルタンクに対して作動油を補充可能にする同様の改変を行っても同様の効果を得ることができる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、流体給排部Ｆを、一つのカムシャフトに関して設けた場合について説明したが、例えば、吸気弁用のカムシャフト及び排気弁用のカムシャフトといった複数のカムシャフトに関して設けてもよい。図９に示す弁開閉時期制御装置において、流体給排部Ｆは、上記実施形態において既に説明した流体制御弁１１、及び、ここで新たに説明するスプール４３とソレノイド機構４２とを備えた流体制御弁４１と、作動油を貯留する一つのオイルタンク１９と、吸引路１６から吸引した作動油を吐出路１５及び吐出路４０を介してこれら二つの流体制御弁１１、４１のそれぞれに向けて吐出する電動式ポンプ１０とを有する。各カムシャフトに関して設けられる弁制御機構部Ｖの構成は上記実施形態において説明したのと同様であるため、ここでの説明は省略する。また、上記実施形態と同様に、流体制御弁４１の進角ポート及び遅角ポートは通路４７及び通路４８にそれぞれ連通されて、作動油を進角室及び遅角室に供給する。

また、オイルタンク１９は、進角室及び遅角室のみに供給される作動油を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部である。図９では、流体給排部ＦがエンジンＥの潤滑系統とは独立に設けてある例について記載しているが、上記第５実施形態と同様に、エンジンＥ内部の潤滑系統Ｌからオイルタンク１９へエンジンオイル（作動油）を補充可能に改変してもよい。

＜２＞
上記実施形態では、カムシャフト２と内部ロータ２２とを連結するボルト４の頭部方向から流体給排部Ｆを設けた場合を説明したが、流体給排部Ｆを設ける位置はそれに限定されず適宜変更可能である。

＜３＞
上記実施形態において、図４に例示したような弁制御機構Ｖの構成は適宜改変可能である。例えば、流体圧室２３の数を変更してもよい。また、外部ロータ２１に対する内部ロータ２２の相対回転位相を規制可能な規制機構などを追加で設けてもよい。

＜４＞
上記実施形態及び上記別実施形態において、様々な構成の弁開閉時期制御装置について説明したが、上記実施形態及び上記別実施形態のそれぞれで説明した装置構成を他の実施形態の弁開閉時期制御装置に設置することもできる。例えば、第２実施形態で説明した温度調節手段の構成、第３実施形態で説明した作動油の流路の構成、第４実施形態で説明した補助オイルタンク、第５実施形態で説明した循環系統から作動油を補充する構成、及び、別実施形態で説明した構成を、他の実施形態で説明した弁開閉時期制御装置に適用してもよい。また、第２実施形態で説明した温度調節手段の構成、及び、第３実施形態で説明した作動油の流路の構成を併せて備える弁開閉時期制御装置を構築するなど、上述した複数の実施形態を組み合わせた構成の弁開閉時期制御装置を構築することもできる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置は、車両用エンジン等の内燃機関においてバルブタイミングを、内燃機関を始動する際の冷間時などにおいても適切に調節するために利用できる。

１０ 電動式ポンプ
１１ 流体制御弁
１５ 吐出路
１９ オイルタンク（流体貯留部）
２１ 外部ロータ（駆動側回転部材）
２２ 内部ロータ（従動側回転部材）
２３ａ 進角室
２３ｂ 遅角室
２７ 温度調節手段
３０ 補助オイルタンク（補助流体貯留部）
３１ 接続路
３２ チェック弁
３３ チェック弁
３４ 分岐路
３８ 流体補充路
５１、５２、５３、５４、５５ 弁開閉時期制御装置
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｆ 流体給排部（流体給排手段）
Ｌ 潤滑系統

Claims (5)

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状に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体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、流体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遅角方向に変化させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室と、
   前記進角室及び前記遅角室のみに供給されるとともに前記進角室及び前記遅角室から排出される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室から前記流体貯留部への流体の排出を行う流体制御弁、並びに、前記流体貯留部に貯留されている流体を前記流体制御弁に向けて吐出する電動式ポンプを有する流体給排手段と、
   前記電動式ポンプと前記流体制御弁とを接続する吐出路と、
   前記吐出路から分岐されて前記流体貯留部に接続される分岐路と、
   前記吐出路に設けられて前記流体制御弁の側から前記電動ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、
   前記吐出路に設けられた前記チェック弁よりも開弁圧が大きく、かつ、前記分岐路に設けられて前記流体貯留部の側から前記電動式ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、を備え、
   さらに、前記進角室及び前記遅角室に対して供給される流体の温度を調節する温度調節手段を備える弁開閉時期制御装置。
2. 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状に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体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、流体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遅角方向に変化させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室と、
   前記進角室及び前記遅角室のみに供給されるとともに前記進角室及び前記遅角室から排出される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室から前記流体貯留部への流体の排出を行う流体制御弁、並びに、前記流体貯留部に貯留されている流体を前記流体制御弁に向けて吐出する電動式ポンプを有する流体給排手段と、
   前記電動式ポンプと前記流体制御弁とを接続する吐出路と、
   前記吐出路から分岐されて前記流体貯留部に接続される分岐路と、
   前記吐出路に設けられて前記流体制御弁の側から前記電動ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、
   前記吐出路に設けられた前記チェック弁よりも開弁圧が大きく、かつ、前記分岐路に設けられて前記流体貯留部の側から前記電動式ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、を備え、
   前記流体貯留部が流体で充填されているように構成すると共に、さらに、接続路を介して前記流体貯留部と接続され、前記流体貯留部よりも流体の液面が高くなるように配置される補助流体貯留部を備える弁開閉時期制御装置。
3. 前記流体給排手段は、流体が通流する前記内燃機関の潤滑系統とは独立して設置されている請求項１または２に記載の弁開閉時期制御装置。
4. 流体が通流する前記内燃機関の潤滑系統から前記流体貯留部へ流体を補充可能にする流体補充路を備える請求項１または２に記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記接続路における流体の通流抵抗を、前記流体貯留部と前記電動式ポンプとの間の流体の通流抵抗及び前記流体貯留部と前記流体制御弁との間の流体の通流抵抗よりも大きく構成してある請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。

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