JP6079448B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを運転条件に応じて変更するためのバルブタイミング調整装置に関する。

従来、ベーンロータとハウジングとの間に、進角室と遅角室との間の作動流体の漏れを抑制するシールプレートを設けたバルブタイミング調整装置が知られている。例えば特許文献１に記載されたものでは、ベーンロータの端面に当接し弾性変形可能な弾性部がシールプレートに形成されている。シールプレートは、弾性部とハウジングの内壁との間に圧力室を形成している。また、シールプレートには、圧力室と進角室または遅角室とを連通する圧油導入路が形成されている。このバルブタイミング調整装置では、圧油導入路を経由して進角室または遅角室内の作動流体を圧力室に導入し、圧力室の圧力を上昇させる。これにより、弾性部でベーンロータをハウジングの内壁に押し付け、ハウジングの内壁とベーンロータとの間を経由する進角室および遅角室の作動流体の漏れを抑制しようとしている。

特開２０１１−９９４１１号公報

しかしながら、特許文献１のバルブタイミング調整装置では、作動流体は、進角室または遅角室に導入された後、圧油導入路を経由して圧力室に導入される。そのため、作動流体が進角室または遅角室に導入された直後は、弾性部によるベーンロータのハウジング内壁への押し付けが十分でなく、ハウジング内壁とベーンロータとの間を経由して進角室と遅角室との間で作動流体が漏れるおそれがある。進角室と遅角室との間で作動流体が漏れるとベーンロータの応答性が悪化する。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベーンロータとハウジングとの間を経由する作動流体の漏れを抑制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。

本発明は、内燃機関の駆動力を駆動軸から従動軸に伝達する駆動力伝達系に設けられ、従動軸により開閉駆動される吸気弁およ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、ハウジングとベーンロータとシールプレートとを備えている。
ハウジングは、筒部、当該筒部の両端を塞ぐ板部、および、筒部の内壁から径内方向へ延び板部と筒部との間に収容室を形成するシューを有している。ハウジングは、筒部の軸を回転中心として駆動軸および従動軸の一方とともに回転する。

ベーンロータは、ハウジングに収容され、シューの筒部とは反対側の端部と摺接可能な外壁を有する筒状のボス部、および、当該ボス部の外壁から径外方向に突出することで収容室を遅角室および進角室に仕切りボス部とは反対側の端部が筒部の内壁と摺接可能なベーンを有している。ベーンロータは、ボス部の軸を回転中心として駆動軸および従動軸の他方とともに回転し、遅角室および進角室に供給される作動流体の圧力によりハウジングに対し所定角度範囲に限り遅角方向または進角方向に相対回転するよう駆動される。
シールプレートは、板状に形成され、ベーンロータと板部との間に設けられている。シールプレートは、前記所定角度範囲に対応する範囲でベーンロータの端面に当接し弾性変形可能な凸状の弾性部を有し、当該弾性部と板部との間に圧力室を形成する。

本発明では、ハウジングの板部に、圧力室に作動流体を供給する供給流路が形成されている。供給流路は、進角室に作動流体を供給する進角油路、遅角室に作動流体を供給する遅角油路または油圧ポンプと圧力室とを接続している。そのため、作動流体が進角室または遅角室に導入される前に、圧力室に作動流体を供給することができる。これにより、作動流体が進角室または遅角室に十分導入される前に、作動流体を圧力室に導入し圧力室の圧力を上昇させ、弾性部でベーンロータをハウジングの板部に押し付けることができる。よって、ハウジングの板部とベーンロータとの間を経由する進角室および遅角室の作動流体の漏れを確実に抑制することができる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 図１（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図。 （Ａ）は本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置の取り付け状態を示す模式図、（Ｂ）はベーンロータに作用する変動トルクの時間の経過に伴う変化を示す図。 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シールプレートを示す図。 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からベーンロータを取り除いた状態の断面図。 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からベーンロータを取り除いた状態の断面図。 本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す断面図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の部材または部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（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、および、これを適用した駆動力伝達系を図１〜３に示す。

図３（Ａ）に示すように、本実施形態のバルブタイミング調整装置１が設置される駆動力伝達系では、内燃機関（以下、「エンジン」という）１０の駆動軸としてのクランクシャフト２に固定されるギア３と、従動軸としてのカムシャフト４と同軸に設けられるギア５と、カムシャフト６に固定されるギア７とにチェーン８が巻き掛けられ、クランクシャフト２からカムシャフト４およびカムシャフト６に駆動力が伝達される。前述のギア５および後述のベーンロータ３０は、それぞれ、バルブタイミング調整装置１の一部を構成している。カムシャフト４は吸気弁１１を開閉駆動し、カムシャフト６は排気弁１２を開閉駆動する。本実施形態のバルブタイミング調整装置１は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、ギア５をチェーン８に、ベーンロータ３０をカムシャフト４に接続し、吸気弁１１の開閉タイミングを調整する。

図１、２に示すように、バルブタイミング調整装置１は、ハウジング２０、ベーンロータ３０およびシールプレート４０等を備えている。なお、図１（Ａ）では、煩雑になることを避けるため、断面を示すハッチを省略している。
ハウジング２０は、例えば鉄等の金属により焼結または鋳造等によって形成されている。ハウジング２０は、筒部２１、板部２２、２３、筒部２４、シュー２５、２６、２７、２８等を有している。

筒部２１は、円筒状に形成されている。ここで、「円筒状」とは、厳密な円筒状に限らず、概ね円筒状のものも含むものとする。以下、「円筒状」との語句を用いた場合、同様の意味とする。板部２２は、板状に形成され、筒部２１の一端を塞ぐよう筒部２１と一体に形成されている。板部２３は、板状に形成され、筒部２１の他端を塞ぐようにして設けられている。筒部２４は、円筒状に形成され、板部２３の外縁部から筒部２１とは反対側へ円筒状に延びるよう形成されている。筒部２４の板部２３とは反対側の端部の外壁に前述のギア５が形成されている。ここで、筒部２１は、特許請求の範囲における「筒部」に対応している。また、板部２２、２３は、特許請求の範囲における「板部」に対応している。

シュー２５、２６、２７、２８は、筒部２１の内壁から径内側へ台形状に突出するよう筒部２１と一体に形成されている。シュー２５、２６、２７、２８は、筒部２１の周方向に概ね等間隔で形成されている。
シュー２５、２６、２７、２８と一体の筒部２１および板部２２は、ボルト１３により、板部２３および筒部２４と同軸に固定されている。ここで、「同軸」とは、厳密に同軸となる状態に限らず、概ね同軸となる状態も含むものとする。以下、「同軸」との語句を用いた場合、同様の意味とする。シュー２５、２６、２７、２８は、板部２２、２３と筒部２１との間に扇状の収容室５０を４つ形成している。

ハウジング２０は、ベーンロータ３０を相対回転自在に収容している。ベーンロータ３０は、カムシャフト４に固定され、カムシャフト４とともに回転する。ハウジング２０、ベーンロータ３０およびカムシャフト４は図２に示す矢印Ｘ方向からみて時計回り方向に回転する。以下この回転方向を進角方向とする。

ベーンロータ３０は、例えば鉄等の金属により焼結または鋳造等によって形成されている。ベーンロータ３０は、ボス部３１、ベーン３２、３３、３４、３５、ブッシュ３６等を有している。
ボス部３１は、中実円筒状に形成され、筒部２１と同軸となるようハウジング２０に収容される。ボス部３１は、外壁が、シュー２５、２６、２７、２８の筒部２１とは反対側の端部と摺接可能である。ベーン３２、３３、３４、３５は、ボス部３１の外壁から径外方向に突出するようボス部３１と一体に形成されている。ブッシュ３６は、有底筒状に形成され、ボス部３１の板部２３とは反対側に設けられている。ここで、ブッシュ３６は、板部２２の中央に形成された穴部２２１の内側に位置している。

バルブタイミング調整装置１は、板部２３の中央に形成された穴部２３１にカムシャフト４を通すことによりエンジン１０に取り付けられる。ここで、カムシャフト４の端部とベーンロータ３０のボス部３１とは、図示しない位置決めピンにより互いに位置決めされる。これにより、カムシャフト４とベーンロータ３０とは、相対回転不能となる。

ベーンロータ３０の各ベーンにおける外径は、筒部２１の内径よりも小さく設定されている。また、ベーンロータ３０のボス部３１における外径は、ハウジング２０の各シューにおける内径よりも小さく設定されている。これにより、ベーンロータ３０と筒部２１および各シューとの間にはクリアランスが形成されている。

各ベーンは各収容室５０に相対回転自在に収容されており、各収容室５０を、遅角室と進角室とに二分している。図１に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、ハウジング２０に対するベーンロータ３０の遅角方向、進角方向を表している。カムシャフト４およびベーンロータ３０は、ハウジング２０に対し所定角度範囲に限り遅角方向または進角方向に相対回転可能である。

シュー２５とベーン３２との間に遅角室５１が形成され、シュー２６とベーン３３との間に遅角室５２が形成され、シュー２７とベーン３４との間に遅角室５３が形成され、シュー２８とベーン３５との間に遅角室５４が形成されている。また、シュー２８とベーン３２との間に進角室５５が形成され、シュー２５とベーン３３との間に進角室５６が形成され、シュー２６とベーン３４の間に進角室５７が形成され、シュー２７とベーン３５との間に進角室５８が形成されている。

シールプレート４０は、例えばステンレス等の金属薄板により円板状に形成されている（図４参照）。ここで、「円板状」とは、厳密な円板状に限らず、概ね円板状のものも含むものとする。以下、「円板状」との語句を用いた場合、同様の意味とする。

シールプレート４０は、中央に穴部４１を有している。穴部４１の径は、板部２３の穴部２３１の径と概ね同じに設定されている。シールプレート４０は、穴部４１が穴部２３１に対応するようベーンロータ３０と板部２３との間に挟み込まれるようにして設けられている（図２参照）。ここで、バルブタイミング調整装置１は、カムシャフト４の端部が穴部４１に挿通された状態でカムシャフト４に取り付けられる。
シールプレート４０は、一方の面側に形成される凸状の弾性部４２、４３、４４、４５を有している。弾性部４２、４３、４４、４５は、穴部４１の外縁部において周方向に概ね等間隔となるよう形成されている。

図１に示すように、弾性部４２は、前記所定角度範囲（ベーンロータ３０がハウジング２０に対し相対回転可能な所定角度範囲）に対応する範囲でベーンロータ３０のベーン３２の板部２３側の端面に当接し弾性変形可能である。また、弾性部４３は、前記所定角度範囲に対応する範囲でベーン３３の板部２３側の端面に当接し弾性変形可能である。また、弾性部４４は、前記所定角度範囲に対応する範囲でベーン３４の板部２３側の端面に当接し弾性変形可能である。また、弾性部４５は、前記所定角度範囲に対応する範囲でベーン３５の板部２３側の端面に当接し弾性変形可能である。すなわち、弾性部４２、４３、４４、４５は、ベーンロータ３０がハウジング２０に対し、どのような相対回転位置にあっても、ベーン３２、３３、３４、３５に当接するよう扇状に形成されている。
シールプレート４０は、弾性部４２、４３、４４、４５と板部２３との間に圧力室４６を形成している（図１（Ｂ）参照）。

カムシャフト４およびベーンロータ３０の内部には、遅角油路１０１および進角油路１０２が形成されている。遅角室５１〜５４には遅角油路１０１から作動油が供給され、進角室５５〜５８には進角油路１０２から作動油が供給される。遅角油路１０１、進角油路１０２には切換弁１４が設けられる。当該切換弁１４には、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１５が接続される。ＥＣＵ１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を有する小型のコンピュータであり、入力される各種情報に基づき、車両に搭載された装置および機器類を制御する。ＥＣＵ１５は、切換弁１４の駆動を制御することで遅角油路１０１、進角油路１０２への作動油の供給、ならびに、遅角油路１０１、進角油路１０２からの作動油の排出を切り換えることにより、ハウジング２０に対してベーンロータ３０を相対回転し、クランクシャフト２に対するカムシャフト４の位相差を調整する。

本実施形態では、図２に示すように、板部２３およびカムシャフト４には、供給流路１０３が形成されている。供給流路１０３は、進角油路１０２と圧力室４６とを接続するよう複数形成されている。すなわち、供給流路１０３は、進角油路１０２から分岐するようにして形成されている。これにより、進角油路１０２を流れる作動油は、供給流路１０３を経由して圧力室４６に供給される。

また、本実施形態では、弾性部４２、４３、４４、４５の外縁部には、それぞれ、進角室５５、５６、５７、５８と圧力室４６とを連通する連通穴４２１、４３１、４４１、４５１が形成されている。そのため、圧力室４６内の作動油は、連通穴４２１、４３１、４４１、４５１を経由して進角室５５、５６、５７、５８に流入可能である。なお、本実施形態では、各供給流路１０３の先端部は、連通穴４２１、４３１、４４１、４５１に対応する位置に形成されている（図５参照）。
シールプレート４０の各弾性部間には穴部４７が形成されている。穴部４７には、ボルト１３が挿通される。

本実施形態では、ベーン３２にストッパピン６０が設けられている。ストッパピン６０は、有底円筒状に形成され、ベーン３２を回転軸方向に貫通するよう形成された孔３２１に嵌合するよう設けられた筒部材３２２の内側において、軸方向に往復移動可能なよう収容されている。ストッパピン６０は、内部にスプリング６１を収容している。スプリング６１は、ストッパピン６０を板部２２側へ付勢している。板部２２のベーン３２側には、凹部２２２が形成され、この凹部２２２に嵌合リング６３が圧入保持されている。ストッパピン６０は、ハウジング２０に対しベーンロータ３０が最遅角位置にあるとき、嵌合リング６３に嵌合可能である。ストッパピン６０が嵌合リング６３に嵌合しているとき、ハウジング２０に対するベーンロータ３０の相対回転が規制される。また、ストッパピン６０が嵌合リング６３に嵌合していないとき、ハウジング２０に対するベーンロータ３０の相対回転が許容される。

板部２２の凹部２２２と、ストッパピン６０との間には、進角室５５と連通する油圧室６４が形成されている。また、ベーン３２の孔３２１とストッパピン６０の外壁との間には、遅角室５１と連通する油圧室６５が形成されている。油圧室６４、６５に供給される作動油の油圧は、スプリング６１の付勢力に抗して、ストッパピン６０が嵌合リング６３から抜け出す方向に働く。

本実施形態では、ベーンロータ３０に複数のシール部材３７が設けられている。シール部材３７は、例えば樹脂、または、鉄等の金属により棒状に形成されている。シール部材３７は、シュー２５、２６、２７、２８のボス部３１とは反対側の端部、および、ボス部３１の外壁のシュー２５とシュー２６との間、シュー２６とシュー２７との間、シュー２７とシュー２８との間、シュー２８とシュー２５との間に形成された、ベーンロータ３０の回転軸に対し平行に延びる溝に収容されている。複数のシール部材３７は、それぞれ、板バネの付勢力により筒部２１の内壁またはシュー２５、２６、２７、２８の端部に押し付けられている。これにより、各ベーンの端部と筒部２１の内壁との間、および、ボス部３１の外壁と各シューの端部との間を経由して各進角室と各遅角室との間に作動油が漏れるのを抑制することができる。

図３（Ａ）に示すように、カムシャフト４に設けられたカムは、略卵形に形成されている。そのため、カムシャフト４は、吸気弁１１を開閉駆動するとき、吸気弁１１から変動トルク（カムトルク）を受ける。図３（Ｂ）に示すように、カムシャフト４が吸気弁１１を駆動するときに吸気弁１１から受ける変動トルクは正・負に変動する。当該変動トルクは、カムシャフト４を経由してベーンロータ３０に作用する。変動トルクの正方向はハウジング２０に対しベーンロータ３０の遅角方向を表し、変動トルクの負方向はハウジング２０に対しベーンロータ３０の進角方向を表している。本実施形態では、変動トルクの平均は正方向、つまり遅角方向に働く（図１および図３（Ｂ）参照）。

次に、本実施形態によるバルブタイミング調整装置１の作動を説明する。なお、図１、２は、エンジン始動前、すなわちエンジン１０が停止している時のバルブタイミング調整装置１の状態を示している。

＜エンジン始動時＞
エンジン１０が停止している状態ではストッパピン６０は嵌合リング６３に嵌合している。エンジン１０を始動した直後の状態では、遅角室５１〜５４、進角室５５〜５８、および、油圧室６４、６５に油圧ポンプ１６から十分に作動油が供給されない。そのため、ストッパピン６０は嵌合リング６３に嵌合した状態を維持し、クランクシャフト２に対しカムシャフト４は最遅角位置に保持されている。これにより、作動油が油圧室６４、６５に供給されるまでの間、カムシャフト４が受ける変動トルクによりハウジング２０とベーンロータ３０とが衝突することによる打音の発生が防止される。

＜エンジン始動後＞
エンジン始動後、油圧ポンプ１６から作動油が供給されると、油圧室６４、６５に供給された作動油の油圧により、スプリング６１は押し縮められる。油圧室６４、６５の作動油圧がスプリング６１の付勢力に打ち勝つと、ストッパピン６０は、嵌合リング６３から抜け出し、ベーンロータ３０のハウジング２０に対する相対回転が許容される。そして、遅角室５１〜５４および進角室５５〜５８の油圧を制御することにより、クランクシャフト２に対するカムシャフト４の位相差が調整可能となる。

＜進角作動時＞
バルブタイミング調整装置１を進角制御するとき、ＥＣＵ１５は、切換弁１４に供給する駆動電流を制御する。切換弁１４は、油圧ポンプ１６と進角油路１０２とを接続し、遅角油路１０１とオイルパン１７とを接続する。油圧ポンプ１６から吐出される作動油は、進角油路１０２を経由し、進角室５５〜５８に供給される。遅角室５１〜５４の作動油は、遅角油路１０１を経由し、オイルパン１７に排出される。進角室５５〜５８の油圧は、ベーン３２〜３５に作用し、ベーンロータ３０を進角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ３０は、ハウジング２０に対し進角方向に相対回転する。

＜遅角作動時＞
バルブタイミング調整装置１を遅角制御するとき、ＥＣＵ１５は、切換弁１４に供給する駆動電流を制御する。切換弁１４は、油圧ポンプ１６と遅角油路１０１とを接続し、進角油路１０２とオイルパン１７とを接続する。油圧ポンプ１６から吐出される作動油は、遅角油路１０１を経由し、遅角室５１〜５４に供給される。進角室５５〜５８の作動油は進角油路１０２を経由し、オイルパン１７に排出される。遅角室５１〜５４の油圧がベーン３２〜３５に作用し、ベーンロータ３０を遅角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ３０は、ハウジング２０に対して遅角方向に相対回転する。

＜中間位相保持作動時＞
ベーンロータ３０が目標位相に到達すると、ＥＣＵ１５は切換弁１４に供給する駆動電流のデューティ比を制御する。切換弁１４は、油圧ポンプ１６と、遅角油路１０１および進角油路１０２との接続を遮断し、遅角室５１〜５４および進角室５５〜５８からオイルパン１７に作動油が排出されることを規制する。そのため、ベーンロータ３０は目標位相に保持される。

＜エンジン停止時作動＞
バルブタイミング調整装置１の作動中にエンジン停止が指示されると、ベーンロータ３０は、上記遅角作動時と同様の作動によりハウジング２０に対して遅角方向に回転し、最遅角位置で回転が停止する。この状態において、ＥＣＵ１５は、油圧ポンプ１６の作動を停止するとともに、切換弁１４によって遅角油路１０１とオイルパン１７とを接続する。これにより、油圧室６４、６５の圧力が低下する。スプリング６１の付勢力が油圧室６４、６５の作動油圧に打ち勝つと、ストッパピン６０は、嵌合リング６３に嵌合する。

以上説明したように、本実施形態では、圧力室４６に作動油を供給する供給流路１０３が、進角油路１０２から分岐するようにしてカムシャフト４およびハウジング２０の板部２３に形成されている。そのため、バルブタイミング調整装置１の作動時、作動油が各進角室または各遅角室に導入される前に、圧力室４６に作動油を供給することができる。これにより、作動油が各進角室または各遅角室に十分導入される前に、作動油を圧力室４６に導入し圧力室４６の圧力を上昇させ、弾性部４２、４３、４４、４５でベーンロータ３０をハウジング２０の板部２２に押し付けることができる。よって、ハウジング２０の板部２２とベーンロータ３０との間を経由する各進角室および各遅角室の作動油の漏れを確実に抑制することができる。

ところで、本実施形態では、カムシャフト４の回転時、カムシャフト４からベーンロータ３０に変動トルクが作用する。この変動トルクの平均は、ベーンロータ３０に対し遅角方向に働く。ベーンロータ３０に対し遅角方向の変動トルクが作用している状態では、バルブタイミング調整装置１の進角作動時、応答性が悪化するおそれがある。そこで、本実施形態では、シールプレート４０は、進角室５５、５６、５７、５８と圧力室４６とを連通する連通穴４２１、４３１、４４１、４５１を有している。そのため、圧力室４６内の作動油を、連通穴４２１、４３１、４４１、４５１を経由して進角室５５、５６、５７、５８に供給することができる。これにより、遅角方向に作用する変動トルクに抗してベーンロータ３０を進角方向に付勢することができる。その結果、バルブタイミング調整装置１の進角作動時の応答性を向上することができる。

（第２実施形態）
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一部を図６に示す。第２実施形態は、ハウジングに形成される供給流路の形状等が第１実施形態と異なる。

第２実施形態では、ハウジング２０の板部２３のベーンロータ３０側の面に、各供給流路１０３の先端部から円弧状に延びる特定形状溝部１０４が形成されている。特定形状溝部１０４は、ハウジング２０の回転軸を中心とする円弧に沿うよう、弾性部４２、４３、４４、４５の穴部４１とは反対側の端部に沿う形状に形成されている。すなわち、特定形状溝部１０４は、圧力室４６の形状に対応するよう形成されている。これにより、供給流路１０３から圧力室４６に供給される作動油を、圧力室４６内に迅速かつ効率的に充填することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を図７、８に示す。第３実施形態は、バルブタイミング調整装置による調整対象、ハウジング、ベーンロータおよびシールプレートの形状、新たな部材を備える点等が第１実施形態と異なる。

第３実施形態では、バルブタイミング調整装置は、カムシャフト６に取り付けられ、排気弁１２の開閉タイミングを調整する。
ハウジング２０の筒部２４の板部２３とは反対側の端部の外壁にギア７が形成されている（図８参照）。

図７に示すように、本実施形態では、ハウジング２０には、シュー２５、２６、２７が、筒部２１の周方向に概ね等間隔となるよう形成されている。これにより、シュー２５、２６、２７は、板部２２、２３と筒部２１との間に扇状の収容室５０を３つ形成している。なお、図７では、煩雑になることを避けるため、断面を示すハッチを省略している。

ベーンロータ３０には、ベーン３２、３３、３４が、ボス部３１の周方向に概ね等間隔となるよう形成されている。これにより、シュー２５とベーン３２との間に遅角室５１が形成され、シュー２６とベーン３３との間に遅角室５２が形成され、シュー２７とベーン３４との間に遅角室５３が形成されている。また、シュー２７とベーン３２との間に進角室５５が形成され、シュー２５とベーン３３との間に進角室５６が形成され、シュー２６とベーン３４の間に進角室５７が形成されている。

シールプレート４０には、弾性部４２、４３、４４が、穴部４１の外縁部において周方向に概ね等間隔となるよう形成されている。また、弾性部４２、４３、４４の外縁部には、それぞれ、連通穴４２１、４３１、４４１が形成されている。本実施形態では、連通穴４２１は、遅角室５１と圧力室４６とを連通するよう形成されている。また、連通穴４３１は、遅角室５２と圧力室４６とを連通するよう形成されている。また、連通穴４４１は、遅角室５３と圧力室４６とを連通するよう形成されている。そのため、圧力室４６内の作動油は、連通穴４２１、４３１、４４１を経由して遅角室５１、５２、５３に流入可能である。

板部２３には供給流路１０３が３つ形成されている。各供給流路１０３の先端部は、連通穴４２１、４３１、４４１に対応する位置に形成されている（図７参照）。なお、本実施形態では、供給流路１０３は、遅角油路１０１と圧力室４６とを接続するよう形成されている（図８参照）。すなわち、供給流路１０３は、遅角油路１０１から分岐するようにして形成されている。これにより、遅角油路１０１を流れる作動油は、供給流路１０３を経由して圧力室４６に供給される。

本実施形態では、バルブタイミング調整装置は、付勢部材としてのスプリング７０をさらに備えている。
また、ハウジング２０の板部２２には、筒部２１とは反対側へ突出する係合ピン２２３が設けられている。また、ブッシュ３６およびボス部３１には、ピン３８が挿通されている。これにより、ブッシュ３６とボス部３１とは、相対回転不能である。

スプリング７０は、例えば鉄またはステンレス等の金属からなる素線を巻き回すことによりコイル状に形成されている。スプリング７０は、一端がブッシュ３６に係合し、他端が係合ピン２２３に係合するようブッシュ３６の内側に収容されている。スプリング７０は、ベーンロータ３０をハウジング２０に対し進角方向に付勢している。ここで、スプリング７０の付勢力は、カムシャフト６の回転時にカムシャフト６からベーンロータ３０に作用する変動トルクの平均（遅角方向）より大きく設定されている。よって、各遅角室および各進角室に作動油が供給されていない状態では、ベーンロータ３０は、スプリング７０により進角方向に付勢され、最進角位置に押し付けられる。

本実施形態では、板部２２の凹部２２２とストッパピン６０との間に形成される油圧室６４は、遅角室５１に連通している。また、ベーン３２の孔３２１とストッパピン６０の外壁との間に形成される油圧室６５は、進角室５５に連通している。

次に、本実施形態によるバルブタイミング調整装置の作動を説明する。なお、図７、８は、エンジン始動前、すなわちエンジン１０が停止している時のバルブタイミング調整装置の状態を示している。

＜エンジン始動時＞
エンジン１０が停止している状態ではストッパピン６０は嵌合リング６３に嵌合している。エンジン１０を始動した直後の状態では、遅角室５１〜５３、進角室５５〜５７、および、油圧室６４、６５に油圧ポンプ１６から十分に作動油が供給されない。そのため、ストッパピン６０は嵌合リング６３に嵌合した状態を維持し、クランクシャフト２に対しカムシャフト６は最進角位置に保持されている。これにより、作動油が油圧室６４、６５に供給されるまでの間、カムシャフト６が受ける変動トルクによりハウジング２０とベーンロータ３０とが衝突することによる打音の発生が防止される。

＜エンジン始動後＞
エンジン始動後、油圧ポンプ１６から作動油が供給されると、油圧室６４、６５に供給された作動油の油圧により、スプリング６１は押し縮められる。油圧室６４、６５の作動油圧がスプリング６１の付勢力に打ち勝つと、ストッパピン６０は、嵌合リング６３から抜け出し、ベーンロータ３０のハウジング２０に対する相対回転が許容される。そして、遅角室５１〜５３および進角室５５〜５７の油圧を制御することにより、クランクシャフト２に対するカムシャフト６の位相差が調整可能となる。

＜遅角作動時＞
バルブタイミング調整装置を遅角制御するとき、ＥＣＵ１５は、切換弁１４に供給する駆動電流を制御する。切換弁１４は、油圧ポンプ１６と遅角油路１０１とを接続し、進角油路１０２とオイルパン１７とを接続する。油圧ポンプ１６から吐出される作動油は、遅角油路１０１を経由し、遅角室５１〜５３に供給される。進角室５５〜５７の作動油は進角油路１０２を経由し、オイルパン１７に排出される。遅角室５１〜５３の油圧がベーン３２〜３４に作用し、ベーンロータ３０を遅角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ３０は、ハウジング２０に対して遅角方向に相対回転する。

＜進角作動時＞
バルブタイミング調整装置を進角制御するとき、ＥＣＵ１５は、切換弁１４に供給する駆動電流を制御する。切換弁１４は、油圧ポンプ１６と進角油路１０２とを接続し、遅角油路１０１とオイルパン１７とを接続する。油圧ポンプ１６から吐出される作動油は、進角油路１０２を経由し、進角室５５〜５７に供給される。遅角室５１〜５３の作動油は、遅角油路１０１を経由し、オイルパン１７に排出される。進角室５５〜５７の油圧は、ベーン３２〜３４に作用し、ベーンロータ３０を進角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ３０は、ハウジング２０に対し進角方向に相対回転する。

＜中間位相保持作動時＞
ベーンロータ３０が目標位相に到達すると、ＥＣＵ１５は切換弁１４に供給する駆動電流のデューティ比を制御する。切換弁１４は、油圧ポンプ１６と、遅角油路１０１および進角油路１０２との接続を遮断し、遅角室５１〜５３および進角室５５〜５７からオイルパン１７に作動油が排出されることを規制する。そのため、ベーンロータ３０は目標位相に保持される。

＜エンジン停止時作動＞
バルブタイミング調整装置の作動中にエンジン停止が指示されると、ベーンロータ３０は、上記進角作動時と同様の作動によりハウジング２０に対して進角方向に回転し、最進角位置で回転が停止する。なお、このとき、スプリング７０の付勢力により、ベーンロータ３０の進角方向への回転が補助される。

ベーンロータ３０の回転が停止した状態において、ＥＣＵ１５は、油圧ポンプ１６の作動を停止するとともに、切換弁１４によって進角油路１０２とオイルパン１７とを接続する。これにより、油圧室６４、６５の圧力が低下する。スプリング６１の付勢力が油圧室６４、６５の作動油圧に打ち勝つと、ストッパピン６０は、嵌合リング６３に嵌合する。

以上説明したように、本実施形態では、圧力室４６に作動油を供給する供給流路１０３が、遅角油路１０１から分岐するようにしてカムシャフト６およびハウジング２０の板部２３に形成されている。そのため、バルブタイミング調整装置の作動時、作動油が各進角室または各遅角室に導入される前に、圧力室４６に作動油を供給することができる。これにより、作動油が各進角室または各遅角室に十分導入される前に、作動油を圧力室４６に導入し圧力室４６の圧力を上昇させ、弾性部４２、４３、４４でベーンロータ３０をハウジング２０の板部２２に押し付けることができる。よって、ハウジング２０の板部２２とベーンロータ３０との間を経由する各進角室および各遅角室の作動油の漏れを確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、ベーンロータ３０をハウジング２０に対し進角方向に付勢するスプリング７０をさらに備えている。これにより、エンジン停止時等、ベーンロータ３０を、初期位置である最進角位置側へ回転させることができる。
また、本実施形態では、スプリング７０の付勢力（進角方向）は、カムシャフト６の回転時にカムシャフト６からベーンロータ３０に作用する変動トルクの平均（遅角方向）よりも大きく設定されている。これにより、カムシャフト６の回転時のバルブタイミング調整装置の応答性を向上することができる。

ところで、本実施形態では、スプリング７０の付勢力（進角方向）が、カムシャフト６の回転時にカムシャフト６からベーンロータ３０に作用する変動トルクの平均（遅角方向）よりも大きく設定されているため、カムシャフト６の回転時、ベーンロータ３０には進角方向のトルクが作用した状態となる。よって、バルブタイミング調整装置の遅角作動時、応答性が悪化するおそれがある。そこで、本実施形態では、シールプレート４０は、遅角室５１、５２、５３と圧力室４６とを連通する連通穴４２１、４３１、４４１を有している。そのため、圧力室４６内の作動油を、連通穴４２１、４３１、４４１を経由して遅角室５１、５２、５３に供給することができる。これにより、進角方向に作用するトルクに抗してベーンロータ３０を遅角方向に付勢することができる。その結果、バルブタイミング調整装置の遅角作動時の応答性を向上することができる。

（他の実施形態）
上述の第１実施形態では、シールプレートの連通穴が各進角室と圧力室とを連通する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、連通穴は各遅角室と圧力室とを連通することとしてもよい。

また、上述の第３実施形態では、シールプレートの連通穴が各遅角室と圧力室とを連通する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、連通穴は各進角室と圧力室とを連通することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、シールプレートは、連通穴を有しないこととしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、シールプレートの弾性部は、扇状に限らず、どのような形状に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、供給流路の特定形状溝部は、円弧状に限らず、どのような形状に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、供給流路は、進角油路または遅角油路から分岐するのではなく、独立して形成され、油圧ポンプ等から直接作動流体を供給される構成としてもよい。

また、上述の第３実施形態では、ベーンロータをハウジングに対し進角方向に付勢する付勢部材の付勢力を、従動軸の回転時に従動軸からベーンロータに作用する変動トルクの平均よりも大きく設定する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、付勢部材の付勢力を、従動軸の回転時に従動軸からベーンロータに作用する変動トルクの平均以下に設定することとしてもよい。この場合、シールプレートの連通穴は、各進角室と圧力室とを連通するよう形成されることが望ましい。
また、本発明の他の実施形態では、吸気弁の開閉タイミングを調整する第１実施形態のバルブタイミング調整装置に、ベーンロータをハウジングに対し進角方向に付勢する付勢部材を設けることとしてもよい。

本発明では、ベーンロータに作用する変動トルクの平均より大きな付勢力の付勢部材を設ける構成の場合、遅角室と進角室のうち、変動トルクの平均と同じ方向のトルクを作出する側（遅角室または進角室）と圧力室とを連通するようシールプレートに連通穴を形成することが望ましい。また、ベーンロータに作用する変動トルクの平均以下の付勢力の付勢部材を設ける構成、または、付勢部材を設けない構成の場合、遅角室と進角室のうち、変動トルクの平均に抗する方向のトルクを作出する側（遅角室または進角室）と圧力室とを連通するようシールプレートに連通穴を形成することが望ましい。

また、本発明の他の実施形態では、ハウジングは、シューをいくつ有することとしてもよい。また、ベーンロータは、ベーンをいくつ有することとしてもよい。また、シールプレートは、弾性部をいくつ有することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ベーンロータとハウジングとの相対回転を規制するストッパピンを備えないこととしてもよい。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。

１ ・・・・バルブタイミング調整装置
２０ ・・・ハウジング
２１ ・・・筒部
２２、２３ ・・・板部
２５、２６、２７、２８ ・・・シュー
３０ ・・・ベーンロータ
３１ ・・・ボス部
３２、３３、３４、３５ ・・・ベーン
４０ ・・・シールプレート
４２、４３、４４、４５ ・・・弾性部
５０ ・・・収容室
５１、５２、５３、５４ ・・・遅角室
５５、５６、５７、５８ ・・・進角室
１０３ ・・・供給流路

Claims (7)

1. 内燃機関（１０）の駆動力を駆動軸（２）から従動軸（４、６）に伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記従動軸により開閉駆動される吸気弁（１１）および排気弁（１２）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（１）であって、
   筒部（２１）、当該筒部の両端を塞ぐ板部（２２、２３）、および、前記筒部の内壁から径内方向へ延び前記板部と前記筒部との間に収容室（５０）を形成するシュー（２５、２６、２７、２８）を有し、前記筒部の軸を回転中心として前記駆動軸および前記従動軸の一方とともに回転するハウジング（２０）と、
   前記ハウジングに収容され、前記シューの前記筒部とは反対側の端部と摺接可能な外壁を有する筒状のボス部（３１）、および、当該ボス部の外壁から径外方向に突出することで前記収容室を遅角室（５１、５２、５３、５４）および進角室（５５、５６、５７、５８）に仕切り前記ボス部とは反対側の端部が前記筒部の内壁と摺接可能なベーン（３２、３３、３４、３５）を有し、前記ボス部の軸を回転中心として前記駆動軸および前記従動軸の他方とともに回転し、前記遅角室および前記進角室に供給される作動流体の圧力により前記ハウジングに対し所定角度範囲に限り遅角方向または進角方向に相対回転するよう駆動されるベーンロータ（３０）と、
   板状に形成され、前記ベーンロータと前記板部（２３）との間に設けられ、前記所定角度範囲に対応する範囲で前記ベーンロータの端面に当接し弾性変形可能な凸状の弾性部（４２、４３、４４、４５）を有し、当該弾性部と前記板部との間に圧力室（４６）を形成するシールプレート（４０）と、を備え、
   前記板部（２３）には、前記圧力室に作動流体を供給する供給流路（１０３）が形成されており、
   前記供給流路は、前記進角室に作動流体を供給する進角油路（１０２）、前記遅角室に作動流体を供給する遅角油路（１０１）または油圧ポンプ（１６）と前記圧力室とを接続していることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記圧力室は、複数形成されており、
   前記供給流路は、複数の前記圧力室のそれぞれに接続するよう複数形成されてい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. 前記供給流路は、前記板部の中心側から径方向外側へ延びるよう形成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。
4. 前記シールプレートは、前記進角室または前記遅角室と前記圧力室とを連通する連通穴（４２１、４３１、４４１、４５１）を有してい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. 前記供給流路は、前記ハウジングの回転軸を中心とする円弧に沿う円弧状の特定形状溝部（１０４）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記ベーンロータを前記ハウジングに対し進角方向または遅角方向に付勢する付勢部材（７０）をさらに備える請求項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。
7. 前記付勢部材の付勢力は、前記従動軸の回転時に前記従動軸から前記ベーンロータに作用する変動トルクの平均よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング調整装置。

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