JP5192454B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents

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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。     The present invention relates to a valve timing adjusting device for an internal combustion engine.

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。
Conventionally, a valve timing adjusting device is provided in a driving force transmission system that transmits a driving force from a driving shaft of an internal combustion engine to a driven shaft, and adjusts the opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve that the driven shaft opens and closes. Is known.
In Patent Document 1, the relative rotation phase between the housing and the vane rotor is controlled by switching the oil passage for supplying the hydraulic oil from the hydraulic pump to the advance chamber and the retard chamber using an oil control valve. In addition, a check valve is provided between the advance and retard chambers and the oil control valve to reduce hydraulic oil leakage from the advance or retard chamber to the oil control valve due to the cam torque reaction force. Yes.
In Patent Document 2, the relative rotation phase between the housing and the vane rotor is adjusted by controlling the rotation of the vane rotor by a brake using a magnetorheological fluid.

特開2003−106115号公報JP 2003-106115 A 特開2008−31905号公報JP 2008-31905 A

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。
However, an oil control valve that switches the oil passage for supplying hydraulic oil from the hydraulic pump of the internal combustion engine to the advance chamber and the retard chamber, a check valve that reduces leakage of hydraulic oil from the advance chamber and the retard chamber, etc. If provided, the configuration of the oil passage system of the valve timing adjusting device becomes complicated, and there is a concern that the size of the system will increase.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device that can be reduced in size with a simple configuration.

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。
According to the first aspect of the invention, the vane rotor that partitions the accommodation chamber formed in the housing that rotates together with one of the drive shaft and the driven shaft into the advance chamber and the retard chamber is provided so as to be relatively rotatable with respect to the housing. Rotates with the other of the drive shaft or driven shaft. Magnetorheological fluid is filled in the advance chamber, the retard chamber, and the communication path connecting the advance chamber and the retard chamber, and the magnetic field generating means applies a magnetic field to the magnetorheological fluid. The switching means corresponds to the state in which the cam torque reaction force acting on the driven shaft by opening and closing at least one of the intake valve and the exhaust valve acts in the forward rotation direction or the reverse rotation direction of the driven shaft. Switching between application and non-application of the magnetic field. Thereby, the viscosity of the magnetorheological fluid changes corresponding to the state in which the cam torque reaction force acts on the vane rotor. Thus, by controlling the flow of the magnetorheological fluid between the advance chamber and the retard chamber, the relative rotational phase of the vane rotor with respect to the housing can be controlled using the cam torque reaction force as a power source. Therefore, the invention according to claim 1 can reduce the physique with a simple configuration without providing an oil control valve, a check valve, or the like, as compared with the conventional hydraulic valve timing adjusting device.
In addition, since the power of the hydraulic pump of the internal combustion engine is not used, it is possible to hold the phase at the optimum position for starting the internal combustion engine without waiting for the hydraulic pressure to increase immediately after the internal combustion engine is started, thereby improving fuel efficiency immediately after the start. , Emission can be reduced.
Furthermore, the invention according to claim 1 can eliminate the motor and the drive unit that drives the motor, and can realize low cost and low power consumption, as compared with the conventional motor-driven valve timing adjusting device.

また、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。 The magnetic field generating means applies a magnetic field to the magnetorheological fluid filled in the communication path formed by one or both of the housing and the vane rotor. As a result, the magnetorheological fluid flowing through the advance chamber and the retard chamber can be controlled in one place, phase control can be performed accurately, and the magnetic field generating means can be miniaturized. .

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。 The communication path has an annular communication path provided coaxially with the annular magnetic field generating means. Thus, when a magnetic field is applied to the magnetorheological fluid in the annular communication path, the magnetic particles form clusters substantially perpendicular to the direction in which the annular communication path extends. For this reason, the responsiveness of the viscosity change of the magnetorheological fluid to the magnetic field applied by the magnetic field generating means is improved, and reliable phase control can be performed. The term “coaxial” is not limited to the case where the axial centers coincide with each other, but includes those that are substantially the same.

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。
Changeover means, to retain the relative rotational phase between the housing and the vane rotor, by the state of the magnetic field generating means for applying a magnetic field to the magnetic fluid, to increase the viscosity of the magnetorheological fluid. In addition, when the vane rotor is controlled to advance with respect to the housing, the magnetic field generating means is configured to prevent the magnetic field from being applied to the magnetorheological fluid by the magnetic field generating means so as to correspond to the state in which the cam torque reaction force acts in the positive rotation direction of the driven shaft. By setting the state of application, the viscosity of the magnetorheological fluid is reduced. In addition, when the vane rotor is controlled to be retarded with respect to the housing, the magnetic field applied to the magnetorheological fluid by the magnetic field generating means is not applied so as to correspond to the state in which the cam torque reaction force acts in the reverse rotation direction of the driven shaft. This reduces the viscosity of the magnetorheological fluid.
When the viscosity of the magnetorheological fluid increases due to the magnetic field applied by the magnetic field generating means, the movement of the magnetorheological fluid between the advance chamber and the retard chamber is limited, and the relative rotational phase between the vane rotor and the housing is maintained.
If the viscosity of the magnetorheological fluid decreases when the cam torque reaction force acts in the reverse rotation direction of the driven shaft, the magnetorheological fluid moves from the advance chamber to the retard chamber via the communication path, and the vane rotor moves against the housing. Rotate in the retard direction. On the other hand, if the viscosity of the magnetorheological fluid decreases when the cam torque reaction force acts in the positive rotation direction of the driven shaft, the magnetorheological fluid moves from the retard chamber to the advance chamber via the communication path, and the vane rotor is moved to the housing. Rotate in the advance direction. In this way, the magnetic field generating means can control the relative rotational phase between the housing and the vane rotor.

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。
Magnetic field generating means includes a constant magnetic field generating means for constantly applying a magnetic field to the magnetic fluid, the magnetic field cancellation means to be applied to the magnetorheological fluid a magnetic field that cancels the magnetic field at all times the magnetic field generating means.
The magnetic field canceling means applies the magnetic field canceling means so as to correspond to the state in which the cam torque reaction force acts in the positive rotation direction of the driven shaft when controlling the advance angle of the vane rotor with respect to the housing, and delays the vane rotor with respect to the housing. In the case of angle control, the magnetic field canceling means is applied so as to correspond to the state in which the cam torque reaction force acts in the reverse rotation direction of the driven shaft.
In general, the valve timing adjusting device has a longer phase holding period than the phase controlling period. For this reason, the electric power consumed by the magnetic field cancellation means can be reduced by always maintaining the phase by the magnetic field generation means.

請求項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。 According to the invention of claim 2 , the constant magnetic field generating means is provided coaxially with the magnetic field canceling means across the communication path. For this reason, the magnetic field canceling means can surely cancel the magnetic field formed by the magnetic field generating means at all times and accurately control the phase of the valve timing adjusting device.

請求項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。 According to the invention of claim 3 , the magnetorheological fluid is sealed inside the housing. For this reason, the structure of the oil passage system can be simplified and the physique can be reduced in size without providing a fluid passage outside the housing.

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。It is sectional drawing of the valve timing adjustment apparatus by 1st Embodiment of this invention. 図1のII−II線の断面図である。It is sectional drawing of the II-II line of FIG. 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。1 is a schematic diagram of an internal combustion engine to which a valve timing adjusting device according to a first embodiment of the present invention is applied. 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。It is sectional drawing of the valve timing adjustment apparatus by 1st Embodiment of this invention. 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。It is principal part sectional drawing of the valve timing adjustment apparatus by 1st Embodiment of this invention. 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。It is a characteristic view of the valve timing adjustment apparatus by 1st Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing of the valve timing adjustment apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 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。It is a characteristic view of the valve timing adjustment apparatus by 2nd Embodiment of this invention.

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。
Hereinafter, a plurality of embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The valve timing adjusting device according to the first embodiment of the present invention is used for a driving force transmission system of an internal combustion engine, and adjusts the opening / closing timing of an intake valve. In the driving force transmission system used in the valve timing adjusting device, as shown in FIG. 3, it is fixed to a gear 2 fixed to a crankshaft 1 as a driving shaft of an internal combustion engine and camshafts 3 and 4 as driven shafts. The chain 7 is wound around the gears 5 and 6, and torque is transmitted from the crankshaft 1 to the camshafts 3 and 4. One camshaft 3 drives the intake valve 8 to open and close, and the other camshaft 4 drives the exhaust valve 9 to open and close. The valve timing adjusting device 10 connects the sprocket gear 5 to the chain 7, connects the vane rotor to the camshaft 3, and rotates the crankshaft 1 and the camshaft 3 with a predetermined phase difference. Adjust the opening and closing timing. The valve timing adjusting device 10 rotates clockwise in FIG. Hereinafter, this rotation direction is referred to as an advance direction, and the reverse rotation direction is referred to as a retard direction.

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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve timing adjusting device 10 includes a housing 11, a vane rotor 19, a magnetorheological fluid 50, a coil 60, and the like.
The housing 11 includes a sprocket 12, a shoe housing 13, a front plate 14, and the like. The sprocket 12 is formed in a substantially disk shape, and has a gear 5 at an end portion in the radial direction. The sprocket 12 has an axial hole 121 through which the camshaft 3 passes in the axial direction.
The shoe housing 13 and the front plate 14 are integrally formed and fixed coaxially with the sprocket 12. The shoe housing 13 is formed integrally with an annular peripheral wall 130 and shoes 131 to 133 extending radially inward from the peripheral wall 130. The shoes 131 to 133 are provided at substantially equal intervals in the rotation direction, and a storage chamber 30 having a fan-like cross section is formed in a gap between shoes adjacent in the rotation direction. The front plate 14 is formed in a substantially disc shape and has a circular hole 140 through which the center bolt 15 passes in the axial direction. The front plate has a cover 141 that covers the center bolt 15 in a liquid-tight manner.

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。
The vane rotor 19 is accommodated in the housing 11 so as to be relatively rotatable. The vane rotor 19 includes a cylindrical rotor 20 and vanes 21 to 23 that protrude radially outward from the rotor 20 and are installed at substantially equal intervals in the rotation direction. The outer diameters of the vanes 21 to 23 are formed smaller than the inner diameter of the peripheral wall 130 of the shoe housing 13. Further, the outer diameter of the rotor 20 is formed smaller than the inner diameters of the shoes 131 to 133.
The rotor 20 has a bolt hole 201 through which the center bolt 15 passes in the axial direction. The center bolt 15 is fastened to the screw hole 151 of the camshaft 3 through the bolt hole 201 from the front plate 14 side, and fixes the camshaft 3 and the vane rotor 19.

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。   The vanes 21 to 23 partition the storage chamber 30 into a retard chamber and an advance chamber as a pressure chamber. An advance chamber 31 is formed between the shoe 131 and the vane 21, an advance chamber 32 is formed between the shoe 132 and the vane 22, and an advance chamber 33 is formed between the shoe 133 and the vane 23. Yes. Further, a retardation chamber 34 is formed between the shoe 132 and the vane 21, a retardation chamber 35 is formed between the shoe 133 and the vane 22, and a retardation chamber 36 is formed between the shoe 131 and the vane 23. Is formed. 1 represent the advance direction and the retard direction of the vane rotor 19 with respect to the housing 11.

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。
Inside the rotor 20, there is provided a communication passage 40 that communicates the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36. The communication passage 40 includes a first shaft passage 41, a second shaft passage 42, advance communication passages 43 to 45, retard communication passages 46 to 48, and an annular communication passage 49.
The first shaft passage 41 and the second shaft passage 42 sandwich the bolt hole 201 in the radial direction and extend from the front plate 14 side to the middle of the rotor 20.
The advance communication passages 43 to 45 communicate the advance chambers 31 to 33 with the first shaft passage 41. The retard communication passages 46 to 48 are displaced in the axial direction so as not to overlap the advance communication passages 43 to 45, and communicate with the retard chambers 34 to 36 and the second shaft passage 42.
The annular communication passage 49 is provided in an annular shape around the bolt hole 201, and communicates the first shaft passage 41 and the second shaft passage 42.

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。
The magnetorheological fluid 50 is sealed in the advance chambers 31 to 33, the retard chambers 34 to 36 and the communication passage 40 in a filled state. A seal member (not shown) is provided between the inner wall of the shaft hole 121 of the sprocket 12 and the outer wall of the camshaft 3 to prevent leakage of the magnetorheological fluid 50. Further, the cover 141 of the front plate 14 prevents the magnetic viscous fluid 50 from leaking out.
The magnetorheological fluid 50 is a kind of functional fluid, in which magnetic particles are suspended in a liquid base material. A liquid non-magnetic material such as oil is used as the base material of the magnetorheological fluid 50, and a powdery magnetic material such as carbonyl iron is used as the magnetic particles. The magnetorheological fluid 50 increases in apparent viscosity following the strength of the applied magnetic field, is proportional to the viscosity, and is inversely proportional to the size of the space in which the magnetorheological fluid 50 exists, and the shear stress is increased. Has the property of increasing.

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。
The coil 60 is formed in an annular shape and is provided coaxially with the annular communication passage 49 at a position facing the annular communication passage 49 in the axial direction. In the present embodiment, the coil 60 corresponds to the magnetic field generating means described in the claims. The coil 60 is fixed to the internal combustion engine by a stay (not shown). When the coil 60 is energized from an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 70 as switching means, a magnetic flux flows as shown by a broken line 61 in FIG. 4 to generate a magnetic field. The ECU 70 is provided integrally with the coil 60 or separately.
In a state where the coil 60 is not energized, the magnetic viscous fluid 50 in the annular communication passage 49 is in a state where the magnetic particles are diffused into the liquid base material as shown in FIG. At this time, the magnetorheological fluid 50 has a low viscosity and can move between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36 via the communication path 40.
On the other hand, when the coil 60 is energized from the ECU 70, the magnetic viscous fluid 50 in the annular communication path 49 is caused to extend in the direction in which the annular communication path 49 extends, as shown in FIG. When the magnetic particles form clusters almost vertically, the fluid resistance increases and the apparent viscosity increases. For this reason, the movement of the magnetorheological fluid 50 between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36 is restricted by the flow in the annular communication passage 49 being suppressed.

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。
Here, when the camshaft 3 is rotated by torque transmission from the crankshaft 1 and the cam 18 of the camshaft 3 shown in FIG. 3 opens the intake valve 8, the camshaft 3 is moved by the elastic force of the valve spring 17. A cam torque reaction force acts in the reverse rotation direction. On the other hand, when the cam 18 of the camshaft 3 closes the intake valve 8, a cam torque reaction force acts in the positive rotation direction of the camshaft 3 due to the elastic force of the valve spring 17.
The ECU 70 energizes the coil 60 in response to a state in which the cam torque reaction force acting on the camshaft acts in the forward rotation direction or the reverse rotation direction of the camshaft. Thereby, the flow of the magnetorheological fluid 50 between the advance chamber and the retard chamber is controlled, and the phase control of the valve timing adjusting device 10 using the cam torque reaction force as a power source becomes possible.

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。
Hereinafter, the operation of the valve timing adjusting device 10 will be described in detail.
<When starting internal combustion engine>
When the ignition power is turned on, the ECU 70 starts energizing the coil 60. Due to the magnetic field generated by the coil 60, the viscosity of the magnetorheological fluid 50 in the annular communication passage 49 increases, and the magnetorheological fluid 50 is restricted from moving between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36. Is done. For this reason, the valve timing adjusting device 10 is held at an optimum position for starting, and the occurrence of a hitting sound caused by the collision between the housing 11 and the vane rotor 19 due to the cam torque reaction force is suppressed. Here, the optimal position for starting is not limited to the most retarded position, and in a valve timing adjusting device having a wide operating range, a predetermined intermediate phase may be the optimal position for starting.

<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。
<After starting internal combustion engine>
When the internal combustion engine starts, in the four-cylinder engine of the present embodiment, as shown in FIG. 6, while the crankshaft 1 rotates 720 °, the four intake valves provided on the camshaft are driven to open and close, Positive and negative cam torque reaction forces act on the camshaft 3 four times. In FIG. 6, the cam torque reaction force acting in the reverse rotation direction of the camshaft 3 is shown on the positive side, and the cam torque reaction force acting in the positive rotation direction of the camshaft 3 is shown on the negative side.

<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。
<Advance angle operation>
When the valve timing adjusting device 10 is advanced, the ECU 70 corresponds to a state in which the cam torque reaction force is on the negative side, and turns off or reduces the energization to the coil 60. As a result, the magnetic field generated by the coil 60 disappears or weakens, and the magnetorheological fluid 50 moves from the retard chambers 34 to 36 to the retard communication passages 46 to 48, the second shaft passage 42, the annular communication passage 49, and the first shaft. It moves to the advance chambers 31 to 33 via the passage 41 and the advance communication passages 43 to 45 in this order. For this reason, the vane rotor 19 rotates in the advance direction with respect to the housing 11.

<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。
<At retarded angle operation>
When the valve timing adjusting device 10 is retarded, the ECU 70 corresponds to a state where the cam torque reaction force is on the positive side, and turns off or reduces the energization to the coil 60. As a result, the magnetic field generated by the coil 60 disappears or weakens, and the magnetorheological fluid 50 moves from the advance chambers 31 to 33 to the advance communication passages 43 to 45, the first shaft passage 41, the annular communication passage 49, and the second shaft. It passes through the passage 42 and the retard communication passages 46 to 48 in this order, and moves to the retard chambers 34 to 36. For this reason, the vane rotor 19 rotates in the retard direction with respect to the housing 11.
Here, the ECU 70 changes the magnitude of the viscosity of the magnetorheological fluid 50 in the annular communication passage 49 by adjusting the magnitude of the voltage applied to the coil 60 or the energization stop time, so that the vane rotor 19 moves relative to the housing 11. Accurate phase control can be performed by adjusting the rotation speed in the advance direction or the retard direction.

<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。
<Intermediate holding operation>
When the cam angle sensor (not shown) provided on the camshaft 3 detects that the vane rotor 19 has reached the target phase, the ECU 70 keeps the coil 60 energized. Due to the magnetic field generated by the coil 60, the viscosity of the magnetorheological fluid 50 in the annular communication passage 49 increases, and the magnetorheological fluid 50 cannot move between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36. Become. For this reason, the vane rotor 19 is held at the target phase.
Here, when it is detected by a cam angle sensor (not shown) that the vane rotor 19 has deviated from the target phase, the ECU 70 supplies power to the coil 60 in response to a state where the cam torque reaction force is on the positive side or the negative side. Turn off or reduce for a predetermined period. By this feedback control, the ECU 70 can correct the phase of the vane rotor 19 to the target phase.

<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。
<When the internal combustion engine is stopped>
When the stop of the internal combustion engine is instructed during the operation of the valve timing adjusting device 10, the vane rotor 19 is phase-controlled at the optimum position for starting by the same operation as the advance angle operation or the retard angle operation. In this state, when the rotation of the internal combustion engine stops, the ECU 70 stops energization of the coil 60.

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。
In the present embodiment, the advance chambers 31 to 33, the retard chambers 34 to 36 and the communication passage 40 are sealed with the magnetorheological fluid 50, and the cam torque reaction force in the forward rotation direction or the reverse rotation direction of the camshaft 3 is sealed. The ECU 70 turns off or reduces the energization of the coil 60 that applies a magnetic field to the magnetorheological fluid 50 in the annular communication passage 49. By changing the viscosity of the magnetorheological fluid 50 in the annular communication passage 49 by the magnetic field generated by the coil 60, the flow of the magnetorheological fluid 50 between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36 is controlled. be able to. Thereby, the phase control of the vane rotor 19 with respect to the housing 11 can be performed using the cam torque reaction force as a power source. Therefore, the valve timing adjusting device 10 can simplify the oil passage configuration and reduce the size of the body by eliminating the conventional oil control valve and check valve.
In the present embodiment, the moving speed of the vane rotor 19 can be adjusted by controlling the voltage applied to the coil 60 and the energization stop time. For this reason, the valve timing adjusting device 10 can perform accurate phase control.
Furthermore, in this embodiment, since it is possible to maintain the phase at an optimal position for starting the internal combustion engine immediately after starting the internal combustion engine, it is possible to improve fuel consumption immediately after the start and reduce emissions.

(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。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
In the valve timing adjusting device 100 of this embodiment, a concave portion 24 that is recessed in the axial direction is provided on the sprocket side of the rotor 20, and an annular permanent magnet 62 is fitted in the concave portion 24. The permanent magnet 62 is provided coaxially with the coil 60 across the communication path 40. The permanent magnet 62 has opposite magnetic poles at both ends in the axial direction, and a magnetic flux flows as shown by a broken line 63 in FIG. 7 to form a magnetic field.

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。
On the other hand, when the coil 60 is energized from the ECU 70, a magnetic flux flows as shown by a broken line 61 in FIG. 7 and generates a magnetic field opposite to the permanent magnet 62. For this reason, the magnetic field generated by the coil 60 cancels at least a part of the magnetic field formed by the permanent magnet 62. Therefore, the combined magnetic field formed by the permanent magnet 62 and the coil 60 disappears or weakens according to the energization state from the ECU 70 to the coil 60.
In a state where the coil 60 is not energized, the magnetic viscous fluid 50 in the communication path 40 maintains a high viscosity state by the magnetic field formed by the permanent magnet 62. For this reason, the movement of the magnetorheological fluid 50 between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36 is restricted.
On the other hand, when the coil 70 is energized from the ECU 70, the combined magnetic field formed by the permanent magnet 62 and the coil 60 disappears or weakens, and the viscosity of the magnetorheological fluid 50 in the communication path 40 decreases. For this reason, the magnetorheological fluid 50 can move between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36.
In the present embodiment, the coil 60 corresponds to a magnetic field canceling unit, and the permanent magnet 62 corresponds to a constant magnetic field generating unit that constantly applies a magnetic field to the magnetorheological fluid.

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。
Hereinafter, the operation of the valve timing adjusting device 10 will be described in detail.
<When starting internal combustion engine>
When the internal combustion engine is started, the coil 60 is not energized, and the viscosity of the magnetorheological fluid 50 in the communication path 40 is increased by the magnetic field formed by the permanent magnet 62. For this reason, the magnetic viscous fluid 50 cannot move between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36. As a result, the valve timing adjusting device 10 is held at an optimum position for starting, and the occurrence of a hitting sound caused by the collision between the housing 11 and the vane rotor 19 due to the cam torque reaction force is suppressed.

<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。
<Advance angle operation>
When the valve timing adjusting device 10 is advanced after the internal combustion engine is started, the ECU 70 turns on the energization of the coil 60 in response to the state where the cam torque reaction force is on the negative side, as shown in FIG. As a result, the combined magnetic field formed by the permanent magnet 62 and the coil 60 disappears or weakens, and the magnetorheological fluid 50 moves from the retard chambers 34 to 36 to the retard communication passages 46 to 48, the second shaft passage 42, and the annular shape. The communication passage 49, the first shaft passage 41, and the advance communication passages 43 to 45 travel in this order to the advance chambers 31 to 33. For this reason, the vane rotor 19 rotates in the advance direction with respect to the housing 11.

<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。
<At retarded angle operation>
When the valve timing adjusting device 10 is retarded, the ECU 70 turns on the energization of the coil 60 in response to a state where the cam torque reaction force is on the positive side. Thereby, the synthetic magnetic field formed by the permanent magnet 62 and the coil 60 disappears or weakens, and the magnetorheological fluid 50 moves from the advance chambers 31 to 33 to the advance communication passages 43 to 45, the first shaft passage 41, the annular shape. It moves to the retardation chambers 34 to 36 through the communication passage 49, the second shaft passage 42, and the retard communication passages 46 to 48 in this order. For this reason, the vane rotor 19 rotates in the retard direction with respect to the housing 11.
Here, the ECU 70 changes the viscosity of the magnetorheological fluid 50 in the communication path 40 by adjusting the voltage or energization time for energizing the coil 60, so that the vane rotor 19 is advanced or retarded with respect to the housing 11. The rotational speed in the angular direction can be adjusted.

<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。
<Intermediate holding operation>
When the cam angle sensor (not shown) provided on the camshaft 3 detects that the vane rotor 19 has reached the target phase, the ECU 70 turns off the energization of the coil 60. Due to the magnetic field formed by the permanent magnet 62, the viscosity of the magnetorheological fluid 50 in the communication path 40 increases, and the magnetorheological fluid 50 cannot move between the advance chambers 31 to 33 and the retard chambers 34 to 36. Become. For this reason, the vane rotor 19 is held at the target phase.
Here, when it is detected by a cam angle sensor (not shown) that the vane rotor 19 has deviated from the target phase, the ECU 70 supplies power to the coil 60 in response to a state where the cam torque reaction force is on the positive side or the negative side. Turn on for a predetermined period. Thereby, the phase of the vane rotor 19 can be corrected to the target phase.

<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。
<When the internal combustion engine is stopped>
When the stop of the internal combustion engine is instructed during the operation of the valve timing adjusting device 10, the vane rotor 19 is phase-controlled at the optimum position for starting by the same operation as the advance angle operation or the retard angle operation. In this state, the ECU 70 stops energization of the coil 60.

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。   In the present embodiment, an annular permanent magnet 62 is provided on the rotor 20, and the permanent magnet 62 always maintains a phase by applying a magnetic field to the magnetorheological fluid 50 in the communication path 40. When the phase is advanced or retarded, the coil 60 generates a magnetic field opposite to the permanent magnet 62 by energization from the ECU 70 and cancels at least a part of the magnetic field formed by the permanent magnet. In general, the valve timing adjusting device has a longer period for maintaining the phase than a period for controlling the phase. For this reason, the electric power consumed to energize the coil 60 can be reduced by holding the phase with the permanent magnet 62.

(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。
(Other embodiments)
In the above embodiments, the valve timing adjusting device for controlling the intake valve of the internal combustion engine has been described. On the other hand, the present invention may be applied to a valve timing adjusting device that controls an exhaust valve of an internal combustion engine.
In the above embodiments, the coil is fixed to the internal combustion engine. On the other hand, the coil may be fixed to the housing, and the coil may be energized via a slip ring or the like. Thereby, the distance of a coil and a communicating path can be made small, and the magnetic field applied to a communicating path can be strengthened.
In the above embodiments, the vane rotor is provided with a communication path. On the other hand, you may make it the structure which provides a communicating path in a housing, and you may make it the structure which provides a communicating path outside the housing.
In the said 2nd Embodiment, the coil was provided in the outer side of the housing and the permanent magnet was provided in the vane rotor. On the other hand, you may make it the structure which provides a permanent magnet in the outer side of a housing and provides a coil in a vane rotor.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the claims.

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)   1: crankshaft (drive shaft), 3, 4: camshaft (driven shaft), 8: intake valve, 9: exhaust valve, 10: valve timing adjusting device, 11: housing, 30: housing chamber, 31-33: Advance chamber, 34-35 retard chamber, 19: vane rotor, 40: communication path, 49: annular communication path, 50: magnetorheological fluid, 60: coil (magnetic field generating means), 70: ECU (switching means)

Claims (3)

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、前記進角室と前記遅角室とを連通する連通路と、
前記進角室、前記遅角室及び前記連通路に充填され、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、
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し、
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前記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打消手段を印加の状態にして、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打消手段を印加の状態にして、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バルブタイミング調整装置。
A valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve that opens and closes a driven shaft by torque transmission of a drive shaft of an internal combustion engine,
A housing that rotates with one of the drive shaft or the driven shaft;
A vane rotor that rotates together with the other of the drive shaft or the driven shaft, partitions a storage chamber formed in the housing into an advance chamber and a retard chamber, and is rotatable relative to the housing;
A communication path formed by one or both of the housing and the vane rotor, and communicating the advance chamber and the retard chamber;
A magnetorheological fluid that fills the advance chamber, the retard chamber, and the communication path, and whose viscosity changes according to the applied magnetic field;
Magnetic field generating means for applying a magnetic field to the magnetorheological fluid filled in the communication path ;
The magnetic viscosity generated by the magnetic field generating means corresponds to a state where a cam torque reaction force acting on the driven shaft by opening / closing at least one of the intake valve and the exhaust valve acts in the forward rotation direction or the reverse rotation direction of the driven shaft. e Bei and switching means for switching the state of the application and non-application of the magnetic field to the fluid, and
The communication path has an annular communication path provided coaxially with the magnetic field generating means formed in an annular shape,
The magnetic field generation means includes a constant magnetic field generation means for constantly applying a magnetic field to the magnetorheological fluid, and a magnetic field cancellation means for applying a magnetic field for canceling the magnetic field of the constant magnetic field generation means to the magnetorheological fluid,
The switching means is
When maintaining the relative rotational phase between the housing and the vane rotor, the magnetic field generating means applies a magnetic field to the magnetorheological fluid;
When the advance angle of the vane rotor is controlled with respect to the housing, the magnetic field canceling means is applied in response to a cam torque reaction force acting in the positive rotation direction of the driven shaft, and the magnetic field generating means applies the magnetic force. The magnetic field to the viscous fluid is not applied,
When the vane rotor is controlled to be retarded with respect to the housing, the magnetic field canceling means is applied in response to a cam torque reaction force acting in the reverse rotation direction of the driven shaft, and the magnetic field generating means applies the magnetic force. A valve timing adjusting device characterized in that a magnetic field to a viscous fluid is not applied.
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に記載のバルブタイミング調整装置。 2. The valve timing adjusting device according to claim 1 , wherein the constant magnetic field generating means is provided coaxially with the magnetic field canceling means across the communication path. 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または2に記載のバルブタイミング調整装置。 The magneto-rheological fluid, the valve timing controller according to claim 1 or 2, characterized in that it is sealed inside the housing.
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