JP2009150357A

JP2009150357A - バルブタイミング調整装置

Info

Publication number: JP2009150357A
Application number: JP2007330692A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Murao; 善之村尾
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: JP4952568B2

Abstract

【課題】高応答性バルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】大気開放のドレン通路８２，８３は、作動油を溜める流体溜め部８２ａ，８３ａを有し、スプール１３０は、進角位置にて進角出力通路７５及び進角流体溜め部８２ａ間を接続の進角接続通路２２０と、遅角位置にて遅角出力通路７９及び遅角流体溜め部８３ａ間を接続の遅角接続通路２４０を形成し、進角位置にて進角接続通路２２０の進角出力通路７５側が進角流体溜め部８２ａ側より低圧となることで開弁し進角接続通路２２０の進角出力通路７５側が進角流体溜め部８２ａ側より高圧となることで閉弁する進角逆止弁２１０と、遅角位置にて遅角接続通路２４０の遅角出力通路７９側が遅角流体溜め部８３ａ側より低圧となることで開弁し遅角接続通路２４０の遅角出力通路７９側が遅角流体溜め部８３ａ側より高圧となることで閉弁する遅角逆止弁２３０を内蔵する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。

従来、クランク軸と連動して回転する駆動回転体としてのハウジング並びにカム軸と連動して回転する従動回転体としてのベーンロータを備えた流体駆動式のバルブタイミング調整装置が、広く用いられている。このようなバルブタイミング調整装置の一種として特許文献１には、ハウジングとベーンロータとの間において回転方向に形成した進角室又は遅角室に作動流体を供給することで、カム軸をクランク軸に対する進角側又は遅角側に駆動してバルブタイミングを調整する装置が開示されている。

具体的に、特許文献１に開示の装置では、流体入力源としてのポンプから作動流体が入力される入力通路と、進角室及び遅角室に作動流体を出力する進角出力通路及び遅角出力通路と、作動流体が排出される進角ドレン通路及び遅角ドレン通路との間に、スプール弁を配設している。

そして、カム軸をクランク軸に対する進角側に駆動してバルブタイミングを進角させる場合には、スプール弁のスプール移動により、進角出力通路に対して入力通路を接続し且つ遅角出力通路に対して遅角ドレン通路を接続する。これにより、入力通路から進角出力通路への出力流体が進角室に供給されると共に、遅角室の内部流体が遅角出力通路から遅角ドレン通路に排出されるので、ベーンロータによるカム軸の迅速な駆動が可能となる。

また一方、カム軸をクランク軸に対する遅角側に駆動してバルブタイミングを遅角させる場合には、スプール弁のスプール移動により、遅角出力通路に対して入力通路を接続し且つ進角出力通路に対して進角ドレン通路を接続する。これにより、入力通路から遅角出力通路への出力流体が遅角室に供給されると共に、進角室の内部流体が進角出力通路から進角ドレン通路に排出されるので、ベーンロータによるカム軸の迅速な駆動が可能となるのである。
欧州特許第１５９６０４１号明細書

さて、特許文献１に開示されるようにバルブタイミング調整装置では、カム軸をクランク軸に対する進角側と遅角側とに交互に付勢するような変動トルクが、作用することになる。そのため、例えばカム軸をクランク軸に対する進角側に駆動する場合には、当該進角側にカム軸を付勢する変動トルクが作用することで瞬間的に容積拡大する進角室に対して、作動流体の供給が間に合わなくおそれがある。作動流体の供給が間に合わないと、図１０に示すように進角室の内圧が負圧となるため、装置クリアランスを通じてエアが進角室へと吸引される。そして、かかる状態下、変動トルクの作用方向が反転すると、進角室に吸引されたエアが作動流体によって押し潰される又は装置クリアランスを通じて押し出されることで、進角室の内圧が大気圧に戻るまで、ベーンロータがカム軸をクランク軸に対する遅角側に相対回転させてしまう。したがって、クランク軸に対するカム軸の位相を進角させたいにも拘らず、図１０に示すように当該位相が遅角側に戻ることになるので、進角応答性を高めることができないのである。尚、このような応答性の低下は、カム軸をクランク軸に対する遅角側に駆動する場合にも同様に生じることから、進角側駆動及び遅角側駆動の双方において対処することが望まれている。

本発明は、以上説明した従来技術の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、応答性の高い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であって、クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、カム軸と連動して回転し、駆動回転体との間において進角室及び遅角室を回転方向に形成し、進角室又は遅角室に作動流体が供給されることによりカム軸をクランク軸に対する進角側又は遅角側に駆動する従動回転体と、流体入力源から作動流体が入力される入力通路と、進角室及び遅角室に作動流体を出力する進角出力通路及び遅角出力通路と、作動流体が排出される進角ドレン通路及び遅角ドレン通路とを形成する通路形成体と、往復移動するスプールを有し、カム軸をクランク軸に対する進角側に駆動する場合にスプールを進角位置に移動させることにより、進角出力通路に対して入力通路を接続し且つ遅角出力通路に対して遅角ドレン通路を接続し、カム軸をクランク軸に対する遅角側に駆動する場合にスプールを遅角位置に移動させることにより、遅角出力通路に対して入力通路を接続し且つ進角出力通路に対して進角ドレン通路を接続するスプール弁と、を備えるバルブタイミング調整装置において、大気開放される進角ドレン通路及び遅角ドレン通路は、各々へ排出された作動流体を溜める進角流体溜め部及び遅角流体溜め部を有し、スプールは、スプールの進角位置への移動状態下、進角出力通路及び進角流体溜め部の間を接続する進角接続通路と、スプールの遅角位置への移動状態下、遅角出力通路及び遅角流体溜め部の間を接続する遅角接続通路と、を形成すると共に、スプールの進角位置への移動状態下、進角接続通路において進角出力通路側が進角流体溜め部側よりも低圧となることにより開弁且つ進角接続通路において進角出力通路側が進角流体溜め部側よりも高圧となることにより閉弁する進角逆止弁と、スプールの遅角位置への移動状態下、遅角接続通路において遅角出力通路側が遅角流体溜め部側よりも低圧となることにより開弁且つ遅角接続通路において遅角出力通路側が遅角流体溜め部側よりも高圧となることにより閉弁する遅角逆止弁と、を内蔵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、カム軸をクランク軸に対する進角側に駆動する場合には、スプールが進角位置に移動することで、進角出力通路に対して入力通路が接続され且つ遅角出力通路に対して遅角ドレン通路が接続される。故に、流体入力源から入力通路に入力される作動流体が進角出力通路から出力されて進角室へと供給されると共に、遅角室の作動流体が遅角出力通路を通じて遅角ドレン通路へと排出されることになる。

このようなスプールの進角位置への移動状態では、進角出力通路と進角ドレン通路の進角流体溜め部との間が進角接続通路によって接続される。ここで進角出力通路は、作動流体を進角室に出力するためのものであり、また進角流体溜め部は、大気開放状態の進角ドレン通路に排出される作動流体を溜めるためのものである。故に、スプールの進角位置への移動状態では、カム軸をクランク軸に対する進角側に付勢する変動トルクの作用によって進角室が容積拡大すると、進角室の内圧が負圧となるため、進角接続通路において進角出力通路側が大気圧の進角流体溜め部側よりも低圧の負圧となり、それによって進角逆止弁が開弁する。その結果、進角流体溜め部に溜められた作動流体が進角接続通路及び進角出力通路を通じて負圧の進角室に吸引されることになるため、当該進角室への装置クリアランスを通じたエアの吸引量を低減することができる。これによれば、容積拡大した進角室への作動流体の供給量が確保されるので、進角側にカム軸を付勢する変動トルクの方向が反転したとしても、クランク軸に対する遅角側にカム軸を駆動するような従動回転体の回転を抑制することができる。

さらに、スプールの進角位置への移動状態では、カム軸をクランク軸に対する遅角側に付勢する変動トルクの作用によって進角室が圧縮されると、正圧側に圧力増大した作動流体が進角室から進角出力通路に流入することになる。このとき、進角出力通路及び進角流体溜め部間を接続の進角接続通路においては、正圧となる進角出力通路側が大気圧の進角流体溜め部側よりも高圧となり、それによって進角逆止弁が閉弁する。故に、進角出力通路への流入流体が進角接続通路から進角ドレン通路に排出されることを、進角逆止弁によって規制することができる。したがって、進角室の作動流体が進角出力通路及び進角接続通路を通じて進角ドレン通路に流出する事態を、防止し得るのである。

以上によれば、カム軸をクランク軸に対する進角側に駆動してバルブタイミングを進角させる際には、進角室に十分な量の作動流体を供給しつつ、遅角室から作動流体を排出させて、進角応答性を高めることができるのである。

また一方、請求項１に記載の発明によると、カム軸をクランク軸に対する遅角側に駆動する場合には、スプールが遅角位置に移動することにより、遅角出力通路に対して入力通路が接続され且つ進角出力通路に対して進角ドレン通路が接続される。故に、流体入力源から入力通路に入力される作動流体が遅角出力通路から出力されて遅角室へと供給されると共に、進角室の作動流体が進角出力通路を通じて進角ドレン通路へと排出されることになる。

このようなスプールの遅角位置への移動状態では、遅角出力通路と遅角ドレン通路の遅角流体溜め部との間が遅角接続通路によって接続される。ここで遅角出力通路は、作動流体を遅角室に出力するためのものであり、また遅角流体溜め部は、大気開放状態の遅角ドレン通路に排出される作動流体を溜めるためのものである。故に、スプールの遅角位置への移動状態では、カム軸をクランク軸に対する遅角側に付勢する変動トルクの作用によって遅角室が容積拡大すると、遅角室の内圧が負圧になるため、遅角接続通路において遅角出力通路側が大気圧の遅角流体溜め部側よりも低圧の負圧となり、それによって遅角逆止弁が開弁する。その結果、遅角流体溜め部に溜められた作動流体が遅角接続通路及び遅角出力通路を通じて負圧の遅角室に吸引されることになるため、当該遅角室への装置クリアランスを通じたエアの吸引量を低減することができる。これによれば、容積拡大した遅角室への作動流体の供給量が確保されるので、遅角側にカム軸を付勢する変動トルクの方向が反転したとしても、クランク軸に対する進角側にカム軸を駆動するような従動回転体の回転を抑制することができる。

さらに、スプールの遅角位置への移動状態では、カム軸をクランク軸に対する進角側に付勢する変動トルクの作用によって遅角室が圧縮されると、正圧側に圧力増大した作動流体が遅角室から遅角出力通路に流入することになる。このとき、遅角出力通路及び遅角流体溜め部間を接続の遅角接続通路においては、正圧となる遅角出力通路側が大気圧の遅角流体溜め部側よりも高圧となり、それによって遅角逆止弁が閉弁する。故に、遅角出力通路への流入流体が遅角接続通路から遅角ドレン通路へ排出されることを、遅角逆止弁によって規制することができる。したがって、遅角室の作動流体が遅角出力通路及び遅角接続通路を通じて遅角ドレン通路に流出する事態を、防止し得るのである。

以上によれば、カム軸をクランク軸に対する遅角側に駆動してバルブタイミングを遅角させる際には、遅角室に十分な量の作動流体を供給しつつ、進角室から作動流体を排出させて、遅角応答性を高めることができるのである。

請求項２に記載の発明によると、進角流体溜め部及び遅角流体溜め部は、通路形成体において上側へ向かって開口し、当該開口において進角ドレン通路及び遅角ドレン通路が大気開放される。このように、通路形成体において上側へ向かって開口する進角流体溜め部及び遅角流体溜め部によれば、それぞれ対応のドレン通路に排出される作動流体を確実に溜めることができるのみならず、当該開口において容易に大気開放させて、溜めた作動流体の圧力を大気圧に保持することができる。したがって、進角逆止弁及び遅角逆止弁の各機能を適時に正しく発揮させて、進角応答性及び遅角応答性の双方を高めることが可能になる。

請求項３に記載の発明によると、進角流体溜め部の容積は、カム軸をクランク軸に対する進角側に駆動する場合にカム軸を当該進角側に付勢する変動トルクにより容積が拡大する進角室の容積拡大量以上に設定され、遅角流体溜め部の容積は、カム軸をクランク軸に対する遅角側に駆動する場合にカム軸を当該遅角側に付勢する変動トルクにより容積が拡大する遅角室の容積拡大量以上に設定される。

ここで、スプールの遅角位置への移動状態においては、進角ドレン通路に排出された作動流体を進角流体溜め部に充填させることができる。故に、請求項３に記載の発明によれば、スプールの進角位置への移動状態下、進角室が容積拡大して進角逆止弁が開弁することによって、進角流体溜め部に充填されている作動流体が進角室に吸引されたとしても、その容積拡大量以上の容積の進角流体溜め部が空になることは抑制され得る。これによれば、大気開放状態の進角流体溜め部が空になることで当該流体溜め部に流入したエアが進角室に吸引される事態を回避して、高い進角応答性を確保することができる。

また一方、スプールの進角位置への移動状態においては、遅角ドレン通路に排出された作動流体を遅角流体溜め部に充填させることができる。故に、請求項３に記載の発明によれば、スプールの遅角位置への移動状態下、遅角室が容積拡大して遅角逆止弁が開弁することによって、遅角流体溜め部に充填されている作動流体が遅角室に吸引されたとしても、その容積拡大量以上の容積の遅角流体溜め部が空になることは抑制され得る。これによれば、作動流体の吸引により大気開放状態の遅角流体溜め部が空になることで当該流体溜め部に流入したエアが遅角室に吸引される事態を回避して、高い遅角応答性を確保することができるのである。

請求項４に記載の発明によると、入力通路において流体入力源側がスプール弁側よりも高圧となることにより開弁且つ入力通路においてスプール弁側が流体入力源側よりも高圧となることにより閉弁する入力逆止弁を備える。

このような請求項４に記載の発明では、スプールの進角位置への移動状態下、圧縮された進角室の作動流体が、スプール弁を介して進角出力通路に接続された入力通路に流入したとしても、当該入力通路においてスプール弁側が流体入力源側よりも高圧となることにより、入力逆止弁が閉弁する。これによれば、作動流体が進角室から流出し、入力通路を通じて流体入力源側に逆流することを規制し得るので、進角室に十分な量の作動流体を供給して進角応答性を高めることができるのである。

また一方、スプールの遅角位置への移動状態下、圧縮された遅角室の作動流体が、スプール弁を介して遅角出力通路に接続された入力通路に流入したとても、当該入力通路においてスプール弁側が流体入力源側よりも高圧となることにより、入力逆止弁が閉弁する。これによれば、作動流体が遅角室から流出し、入力通路を通じて流体入力源側に逆流することを規制し得るので、遅角室に十分な量の作動流体を供給して遅角応答性を高めることができるのである。

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、「作動流体」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。バルブタイミング調整装置１は、内燃機関のクランク軸（図示しない）の駆動力を内燃機関のカム軸２に伝達する駆動力伝達系に設置されて作動油により駆動される駆動部１０と、駆動部１０への作動油供給を制御する制御部３０とを備えている。

（駆動部）
図１，２に示すように、駆動部１０において「駆動回転体」としてのハウジング１１は、シューハウジング１２及びスプロケット１３から構成されている。

シューハウジング１２は、有底円筒状の筒部１２ａと、仕切部として複数のシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとを有している。

各シュー１２ｂ〜１２ｄは、筒部１２ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向内側に突出している。各シュー１２ｂ〜１２ｄの突出側端面は、図２の紙面垂直方向から見て円弧形の凹面状であり、ベーンロータ１４のボス部１４ａの外周壁面に摺接する。回転方向において隣り合うシュー１２ｂ〜１２ｄの間には、それぞれ収容室５０が形成される。

スプロケット１３は円環板状を呈しており、筒部１２ａの開口側に同軸上に装着されている。スプロケット１３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している。これにより、内燃機関の運転中は、クランク軸からスプロケット１３に駆動力が伝達されることで、ハウジング１１がクランク軸と連動して図２の時計方向に回転する。

「従動回転体」としてのベーンロータ１４は、ハウジング１１内に同軸上に収容されており、軸方向においてハウジング１１と摺接する。ベーンロータ１４は、円柱状のボス部１４ａと、ベーン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとを有している。

ボス部１４ａは、カム軸２に対して同軸上にボルト固定される。これによりベーンロータ１４は、カム軸２と連動して図２の時計方向に回転すると共に、ハウジング１１に対して相対回転可能となっている。

各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、ボス部１４ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向外側に突出し、それぞれ対応する収容室５０内に収容されている。各ベーン１４ｂ〜１４ｄの突出側端面は、図２の紙面垂直方向から見て円弧形の凸面状に形成され、筒部１２ａの内周壁面に摺接する。

各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、それぞれ対応する収容室５０を回転方向に二分することによって、進角室及び遅角室をハウジング１１との間に形成している。具体的には、シュー１２ｂとベーン１４ｂの間に進角室５２、シュー１２ｃとベーン１４ｃの間に進角室５３、シュー１２ｄとベーン１４ｄの間に進角室５４がそれぞれ形成されている。また、シュー１２ｃとベーン１４ｂの間に遅角室５６、シュー１２ｄとベーン１４ｃの間に遅角室５７、シュー１２ｂとベーン１４ｄの間に遅角室５８がそれぞれ形成されている。

このような構成の駆動部１０では、進角室５２〜５４への作動油供給並びに遅角室５６〜５８からの作動油排出により、ベーンロータ１４がハウジング１１に対して進角側に相対回転することで、カム軸２がクランク軸に対する進角側に駆動される。したがって、この場合には、バルブタイミングが進角することになる。

また一方、遅角室５６〜５８への作動油供給並びに進角室５２〜５４からの作動油排出により、ベーンロータ１４がハウジング１１に対して遅角側に相対回転することで、カム軸２がクランク軸に対する遅角側に駆動される。したがって、この場合には、バルブタイミングが遅角することになるのである。

（制御部）
図１，２に示す制御部３０において、各々進角室５２，５３，５４に開口するようにベーンロータ１４を貫通して設けられる進角連通通路７２，７３，７４は、進角出力通路７５と常時連通する。また、各々遅角室５６，５７，５８に開口するようにベーンロータ１４を貫通して設けられる遅角連通通路７６，７７，７８は、遅角出力通路７９と常時連通する。

図１に示すように入力通路８０は、「流体入力源」としてのポンプ４の吐出口と連通しており、ポンプ４によってオイルパン５から汲み上げられた作動油が吐出されるようになっている。ここで本実施形態のポンプ４は、クランク軸によって駆動されるメカポンプであり、故に内燃機関の運転中は、作動油が継続して入力通路８０に入力されることとなる。また、ドレン通路８２，８３は、オイルパン５に作動油をリターン可能に設けられている。

ポンプ４と反対側においてスプール弁１００に接続される入力通路８０には、ポンプ４からスプール弁１００に向かう方向が開弁方向且つ逆方向が閉弁方向となるように、入力逆止弁９０が配設されている。これにより入力逆止弁９０は、入力通路８０においてポンプ４側がスプール弁１００側（詳しくは、後述の入力ポート１１６側）よりも高圧となることによって開弁し、当該弁１００側への作動油流れを許容する。また一方、入力逆止弁９０は、入力通路８０においてスプール弁１００側がポンプ４側よりも高圧となることによって閉弁し、当該弁１００側からの作動油逆流を規制する。

スプール弁１００は、ソレノイド１２０の発生する電磁駆動力を利用してスプールを往復直線駆動する電磁制御弁である。ここでスプール弁１００には、進角出力通路７５と連通する進角出力ポート１１２、遅角出力通路７９と連通する遅角出力ポート１１４、入力通路８０と連通してポンプ４から作動油が入力される入力ポート１１６、並びに作動油排出のためにドレン通路８２，８３にそれぞれ連通するドレンポート１１８，１１９が設けられている。スプール弁１００は、ソレノイド１２０への通電に応じたスプール移動により、進角出力ポート１１２及び遅角出力ポート１１４に対する入力ポート１１６及びドレンポート１１８，１１９の各々の接続状態を切り換える。

制御回路１８０は、例えばマイクロコンピュータ等からなり、スプール弁１００のソレノイド１２０と電気的に接続されている。制御回路１８０は、ソレノイド１２０への通電を制御する機能と共に、内燃機関の運転も合わせて制御する機能を備えている。

このような構成の制御部３０では、制御回路１８０によりソレノイド１２０への通電が制御されることによって、ポート１１２，１１４に対するポート１１６，１１８，１１９の接続状態が切り換わる。その結果、進角出力ポート１１２に対して入力ポート１１６が接続されるときには、ポンプ４から入力通路８０への入力作動油が進角出力通路７５及び進角連通通路７２〜７４を通じて進角室５２〜５４に供給される。それと共に、遅角出力ポート１１４に対して遅角ドレンポート１１９が接続されるときには、遅角室５６〜５８の作動油が遅角連通通路７６〜７８及び遅角出力通路７９を通じて遅角ドレン通路８３に排出され、当該通路８３からさらにオイルパン５へとリターンされる。

また一方、遅角出力ポート１１４に対して入力ポート１１６が接続されるときには、ポンプ４から入力通路８０への入力作動油が遅角出力通路７９及び遅角連通通路７６〜７８を通じて遅角室５６〜５８に供給される。それと共に、進角出力ポート１１２に対して進角ドレンポート１１８が接続されるときには、進角室５２〜５４の作動油が進角連通通路７２〜７４及び進角出力通路７５を通じて進角ドレン通路８２に排出され、当該通路８２からさらにオイルパン５へとリターンされるのである。

（特徴）
以下、バルブタイミング調整装置１の特徴を詳細に説明する。

（変動トルク）
本実施形態において内燃機関の運転中は、カム軸２によって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、カム軸２を通じて駆動部１０のベーンロータ１４に作用する。ここで、図３に示すように変動トルクは、カム軸２をクランク軸に対する進角側に付勢する負トルクと、カム軸２をクランク軸に対する遅角側に付勢する正トルクとの間において、周期的に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−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し、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−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。

（通路形成構造）
尚、以下の説明では、水平面上におけるバルブタイミング調整装置１の鉛直方向及び水平方向を、単に「鉛直方向」及び「水平方向」というものとする。

図１，４に示すように、進角出力通路７５及び遅角出力通路７９は、内燃機関のエンジンヘッド、カムカバー等の固定節２００と、カム軸２を支持する軸受２０１と、カム軸２とを貫通して設けられている。進角出力通路７５及び遅角出力通路７９において固定節２００に設けられる部分は、図４に示すように、固定節２００を水平方向（同図の左右方向）に貫通する円筒孔状の収容孔２０２から、鉛直方向下側に向かって延伸している。

入力通路８０は、その一部が収容孔２０２の鉛直方向上側に位置し且つ収容孔２０２とは反対側の端部がポンプ４からの作動油入力が可能となるように、固定節２００を貫通して設けられている。

進角ドレン通路８２及び遅角ドレン通路８３は、収容孔２０２から鉛直方向上側に向かって延伸し且つ収容孔２０２とは反対側の端部が鉛直方向上側に向かって開口するように、固定節２００を貫通して設けられている。これにより、進角ドレン通路８２及び遅角ドレン通路８３は、それぞれ進角ドレンポート１１８及び遅角ドレンポート１１９から排出されてくる作動油を、固定節２００の鉛直方向の上面２０４及び側面（図示しない）を通じてオイルパン５までリターン可能となっている。

そして、特に本実施形態の進角ドレン通路８２は、進角ドレンポート１１８から排出される作動油を一時的に溜めるための進角流体溜め部８２ａを、当該通路８２の全体にて形成している。これにより進角流体溜め部８２ａは、収容孔２０２とは反対側の端部にて固定節２００の上面２０４に開口し、当該開口にて大気開放された形となっている。ここで、進角流体溜め部８２ａの容積は、カム軸２をクランク軸に対する進角側に駆動する場合に、変動トルクのうちカム軸２を当該進角側に付勢する負トルクの作用によって容積拡大する進角室５２〜５４の容積拡大量の最大値以上に設定されることが、好ましい。

また一方、本実施形態の遅角ドレン通路８３は、遅角ドレンポート１１９から排出される作動油を一時的に溜めるための遅角流体溜め部８３ａを、当該通路８３の全体にて形成している。これにより遅角流体溜め部８３ａは、収容孔２０２とは反対側の端部にて固定節２００の上面２０４に開口し、当該開口にて大気開放された形となっている。ここで、遅角流体溜め部８３ａの容積は、カム軸２をクランク軸に対する遅角側に駆動する場合に、変動トルクのうちカム軸２を当該遅角側に付勢する正トルクの作用によって容積拡大する遅角室５６〜５８の容積拡大量の最大値以上に設定されることが、好ましい。

以上、本実施形態では、固定節２００と軸受２０１とカム軸２とが共同して、通路７５，７９，８０，８２，８３を形成する「通路形成体」を構成しているのである。

（スプール弁）
図４に示すように本実施形態のスプール弁１００は、スリーブ１１０、ソレノイド１２０、スプール１３０、駆動軸１３９及びリターンスプリング１４０を備えている。

スリーブ１１０は、金属により円筒状に形成されている。スリーブ１１０には、進角ドレンポート１１８、進角出力ポート１１２、入力ポート１１６、遅角出力ポート１１４及び遅角ドレンポート１１９が、一端部１１０ａ側から他端部１１０ｂ側に向かう軸方向にこの順で設けられている。スリーブ１１０は、遅角ドレンポート１１９に近い側の端部１１０ｂにソレノイド１２０が装着された状態で、固定節２００の収容孔２０２内に同軸上に収容固定されている。

これにより、進角ドレンポート１１８、入力ポート１１６及び遅角ドレンポート１１９はそれぞれ、鉛直方向上側に向かって開口し、固定節２００における進角ドレン通路８２の進角流体溜め部８２ａ、入力通路８０及び遅角ドレン通路８３の遅角流体溜め部８３ａと連通している。また一方、進角出力ポート１１２及び遅角出力ポート１１４はそれぞれ、鉛直方向下側に向かって開口し、固定節２００における進角出力通路７５及び遅角出力通路７９と連通している。

スプール１３０は金属により串状に形成されており、スリーブ１１０内に同軸上に収容されている。スプール１３０の一端部１３０ａには、ソレノイド１２０によって電磁駆動される駆動軸１３９が同軸上に連結されており、それによってスプール１３０が駆動軸１３９と共に軸方向に往復移動可能となっている。スプール１３０には、進角支持ランド１３２、進角切換ランド１３４、遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８が、一端部１３０ａ側から他端部１３０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で設けられている。

進角支持ランド１３２は、進角ドレンポート１１８の端部１１０ａ側において、スリーブ１１０により常時摺動支持される。進角切換ランド１３４は、進角出力ポート１１２を挟む進角ドレンポート１１８側及び入力ポート１１６側のうち少なくとも一方において、スリーブ１１０により摺動支持されるようになっている。ここで、図４に示すように進角切換ランド１３４が進角出力ポート１１２の進角ドレンポート１１８側のみにて支持されるときには、進角出力ポート１１２に対して入力ポート１１６が進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６の間隙を通じて接続されることになる。また、図５に示すように進角切換ランド１３４が進角出力ポート１１２の入力ポート１１６側のみにて支持されるときには、進角出力ポート１１２に対して進角ドレンポート１１８が進角切換ランド１３４及び進角支持ランド１３２の間隙を通じて接続されることになる。さらに、図６に示すように進角切換ランド１３４が進角出力ポート１１２の進角ドレンポート１１８側及び入力ポート１１６側の双方にて支持されるときには、進角出力ポート１１２が他のポートに対して遮断されることになる。

図４に示すように遅角支持ランド１３８は、ドレンポート１１９の端部１１０ｂ側において、スリーブ１１０により常時摺動支持される。遅角切換ランド１３６は、遅角出力ポート１１４を挟む遅角ドレンポート１１９側及び入力ポート１１６側のうち少なくとも一方において、スリーブ１１０により摺動支持されるようになっている。ここで、図５に示すように遅角切換ランド１３６が遅角出力ポート１１４の遅角ドレンポート１１９側のみにて支持されるときには、遅角出力ポート１１４に対して入力ポート１１６が遅角切換ランド１３６及び進角切換ランド１３４の間隙を通じて接続されることになる。また、図４に示すように遅角切換ランド１３６が遅角出力ポート１１４の入力ポート１１６側のみにて支持されるときには、遅角出力ポート１１４に対して遅角ドレンポート１１９が遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８の間隙を通じて接続されることになる。さらに、図６に示すように遅角切換ランド１３６が遅角出力ポート１１４の遅角ドレンポート１１９側及び入力ポート１１６側の双方にて支持されるときには、遅角出力ポート１１４が他のポートに対して遮断されることになる。

リターンスプリング１４０は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、スリーブ１１０内に同軸上に収容されている。リターンスプリング１４０は、スリーブ１１０においてソレノイド１２０とは反対側の端部１１０ａとスプール１３０の進角支持ランド１３２との間に介装されている。リターンスプリング１４０は、スプール１３０を軸方向のソレノイド１２０側に向かって付勢する復原力を、圧縮変形により発生する。また、これに対してソレノイド１２０は、スプール１３０を軸方向のリターンスプリング１４０側に向かって付勢する電磁駆動力を、通電により発生する。したがって、スプール弁１００においては、リターンスプリング１４０が発生する復原力と、ソレノイド１２０が発生する電磁駆動力との釣り合いに応じて、スプール１３０が駆動されることとなる。

そして、ここまで説明した構成の下、特に本実施形態では、図１，４に示すように逆止弁２１０，２３０をそれぞれスプール１３０の接続通路２２０，２４０に内蔵しているのである。

具体的には、図４に示すようにスプール１３０に形成された進角接続通路２２０の一端部２２１は、進角支持ランド１３２及び進角切換ランド１３４の間において、スプール１３０の外周面の複数個所に開口している。また、進角接続通路２２０の他端部２２２は、進角切換ランド１３４において、スプール１３０の外周面の複数個所に開口している。以上の構成により進角接続通路２２０は、ランド１３２，１３４間の間隙を通じて常時、進角ドレンポート１１８と連通すると共に、進角切換ランド１３４を通じて常時、進角出力ポート１１２と連通するようになっている。

進角逆止弁２１０は、進角接続通路２２０において一端部２２１から他端部２２２に向かう方向が開弁方向且つ逆方向が閉弁方向となるように、配設されている。ここで本実施形態の進角逆止弁２１０は、進角弁座２１２と進角弁部材２１４と進角弾性部材２１６とを組み合わせてなる。

進角弁座２１２は、進角接続通路２２０の内周壁面のうち端部２２１側に向かって縮径する円錐面によって、形成されている。金属製の進角弁部材２１４はボール状を呈しており、進角接続通路２２０において進角弁座２１２よりも端部２２２側に配設され、進角弁座２１２に対して軸方向に離着座可能となっている。進角弾性部材２１６は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、進角接続通路２２０において進角弁部材２１４と当該通路２２０の内壁面２２４との間に介装されている。これにより進角弾性部材２１６は、進角弁部材２１４を進角弁座２１２側に付勢する復原力を、圧縮変形によって発生する。

このような構成の進角逆止弁２１０では、進角接続通路２２０において進角出力ポート１１２と連通の端部２２２側が進角ドレンポート１１８と連通の端部２２１側よりも低圧となることにより、図７に示すように進角弁部材２１４が端部２２２側に移動する。これにより、進角弁部材２１４が進角弁座２１２から離座して開弁するので、端部２２１側から端部２２２側に向かう作動油流れが許容されることになる。

また一方、進角逆止弁２１０では、進角接続通路２２０において端部２２２側が端部２２１側よりも高圧となることにより、図４に示すように進角弁部材２１４が端部２２１側に移動する。これにより、進角弁部材２１４が進角弁座２１２に着座して閉弁するので、端部２２２側から端部２２１側に向かう作動油流れが規制されることになる。

さて、図４に示すようにスプール１３０に形成された遅角接続通路２４０の一端部２４１は、遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８の間において、スプール１３０の外周面の複数個所に開口している。また、遅角接続通路２４０の他端部２４２は、遅角切換ランド１３６において、スプール１３０の外周面の複数個所に開口している。以上の構成により遅角接続通路２４０は、ランド１３６，１３８間の間隙を通じて常時、遅角ドレンポート１１９と連通する共に、遅角切換ランド１３６を通じて常時、遅角出力ポート１１４と連通するようになっている。

遅角逆止弁２３０は、遅角接続通路２４０において一端部２４１から他端部２４２に向かう方向が開弁方向且つ逆方向が閉弁方向となるように、配設されている。ここで本実施形態の遅角逆止弁２３０は、進角逆止弁２１０に準じた構成、即ち遅角弁座２３２と遅角弁部材２３４と遅角弾性部材２３６とを組み合わせた構成とされている。

但し、遅角逆止弁２３０において遅角弁座２３２は、遅角接続通路２４０の内周壁面のうち端部２４１側に向かって縮径する円錐面によって、形成されている。遅角弁部材２３４は、遅角接続通路２４０において遅角弁座２３２よりも端部２２２側に配設され、遅角弁座２３２に対して軸方向に離着座可能となっている。遅角弾性部材２３６は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、遅角接続通路２４０において遅角弁部材２３４と当該通路２４０の内壁面２４４との間に介装されている。これにより遅角弾性部材２３６は、遅角弁部材２３４を遅角弁座２３２側に付勢する復原力を、圧縮変形によって発生する。

このような構成の遅角逆止弁２３０では、遅角接続通路２４０において遅角出力ポート１１４と連通の端部２４２側が遅角ドレンポート１１９と連通の端部２４１側よりも低圧となることにより、図８に示すように遅角弁部材２３４が端部２４２側に移動する。これにより、遅角弁部材２３４が遅角弁座２３２から離座して開弁するので、端部２４１側から端部２４２側に向かう作動油流れが許容されることになる。

また一方、遅角逆止弁２３０では、遅角接続通路２４０において端部２４２側が端部２４１側よりも高圧となることにより、図５に示すように遅角弁部材２３４が端部２４１側に移動する。これにより、遅角弁部材２３４が遅角弁座２３２に着座して閉弁するので、端部２４２側から端部２４１側に向かう作動油流れが規制されることになる。

（バルブタイミング調整作動）
本実施形態においてポンプ４が駆動される内燃機関の運転中は、制御回路１８０がクランク軸に対するカム軸２の位相（以下、「機関位相」という）について実位相及び目標位相を算出し、その算出結果に応じてスプール弁１００のソレノイド１２０への通電電流を制御する。これにより、スプール弁１００のスプール１３０が移動し、その移動位置に応じた作動油供給又は排出が進角室５２〜５４及び遅角室５６〜５８に対して実現されることで、バルブタイミングが調整される。以下、本実施形態のバルブタイミング調整装置１によるバルブタイミング調整作動について、詳細に説明する。

（１）進角作動
以下、機関位相をクランク軸に対するカム軸２の進角側に変化させてバルブタイミングを進角させる場合の作動を、説明する。

内燃機関においてアクセルのオフ状態又は低・中速高負荷運転状態等を表す運転条件が成立すると、制御回路１８０は、ソレノイド１２０への通電電流を所定の基準値Ｉ_ｂよりも大きな値に制御する。その結果、スプール１３０は、進角出力ポート１１２に連通の進角出力通路７５に対して入力ポート１１６に連通の入力通路８０を接続し且つ遅角出力ポート１１４に連通の遅角出力通路７９に対して遅角ドレンポート１１９に連通の遅角ドレン通路８３を接続するように、図４，７の進角位置へと移動する。ここで進角位置においては、スプール１３０の進角接続通路２２０が各端部２２２，２２１をそれぞれ進角出力ポート１１２及び進角ドレンポート１１８を介して進角出力通路７５及び進角ドレン通路８２の進角流体溜め部８２ａに連通させて、それら要素７５，８２ａ間を接続する。

したがって、変動トルクのうち負トルクがカム軸２からベーンロータ１４に作用するときには、ポンプ４から入力通路８０への入力作動油が、図７に示す進角出力通路７５から進角連通通路７２〜７４へと出力されて、それら通路７２〜７４から進角室５２〜５４に供給される。また、負トルクが作用するときには、遅角室５６〜５８の作動油が遅角連通通路７６〜７８から図７に示すように遅角出力通路７９を通じて遅角ドレン通路８３へと排出され、当該通路８３の遅角流体溜め部８３ａに充填状態となるまで溜められる。

また、負トルクの作用により、容積拡大した進角室５２〜５４の内圧が負圧になると、進角接続通路２２０においては、大気開放により大気圧に保持された進角流体溜め部８２ａ側よりも当該負圧の進角出力通路７５側が低圧となる。即ち、端部２２１側よりも端部２２２側が低圧となるので、図７に示すように進角逆止弁２１０が開弁する。そのため、後述の如くスプール１３０の遅角位置にて進角流体溜め部８２ａに充填状態で溜められた作動油が、図７に示すように、負圧状態の進角室５２〜５４側へと通路２２０，７５，７２〜７４を通じて吸引されることになる。これによれば、通路２２０，７５，７２〜７４上の装置クリアランス（例えば、進角出力通路７５を形成する軸受２０１及びカム軸２の界面の装置クリアランス）を通じて進角室５２〜５４に吸引されるエアの量が、低減されるのである。ここで特に、負トルクによる進角室５２〜５４の容積拡大量の最大値以上に容積設定された進角流体溜め部８２ａの場合、充填状態の作動油が進角室５２〜５４に吸引されたとしても空になり難いので、進角室５２〜５４へのエア吸引量の低減効果が向上する。このようなことから、容積拡大した進角室５２〜５４への作動油の供給量が確保され得るので、変動トルクが負トルクから正トルクに反転したとしても、クランク軸に対する遅角側にカム軸２を駆動するようなベーンロータ１４の相対回転を抑制することができる。

これに対し、変動トルクのうち正トルクの作用によって進角室５２〜５４が圧縮されるときには、図４に示すように、正圧側に圧力増大した作動油が進角室５２〜５４から進角出力通路７５へと流入する。これにより、進角出力通路７５及び進角流体溜め部８２ａ間を接続する進角接続通路２２０においては、正圧となる進角出力通路７５側が大気圧の進角流体溜め部８２ａ側よりも高圧となる。即ち、端部２２１側よりも端部２２２側が高圧となるので、図４に示すように進角逆止弁２１０が閉弁し、進角出力通路７５への流入油が進角接続通路２２０から進角流体溜め部８２ａには排出されなくなる。また、進角出力通路７５に接続する入力通路８０においては、スプール弁１００側がポンプ４側よりも高圧となって、図１の入力逆止弁９０が閉弁するようになるため、進角出力通路７５への流入油が入力通路８０に逆流することが規制される。以上によれば、進角室５２〜５４の作動油が通路７２〜７５，２２０を通じて進角流体溜め部８２ａに流出する事態を、防止することができる。

以上によれば、進角逆止弁２１０の機能を適時に正しく発揮させて、進角室５２〜５４には十分な量の作動油を供給しつつ、遅角室５６〜５８からは作動油を排出させることができるので、高い進角応答性を実現し得るのである。

（２）遅角作動
以下、機関位相をクランク軸に対するカム軸２の遅角側に変化させてバルブタイミングを遅角させる場合の作動を、説明する。

内燃機関において軽負荷の通常運転状態等を表す運転条件が成立すると、制御回路１８０は、ソレノイド１２０への通電電流を基準値Ｉ_ｂよりも小さな値に制御する。その結果、スプール１３０は、遅角出力ポート１１４に連通の遅角出力通路７９に対して入力ポート１１６に連通の入力通路８０を接続し且つ進角出力ポート１１２に連通の進角出力通路７５に対して進角ドレンポート１１８に連通の進角ドレン通路８２を接続するように、図５，８の遅角位置へと移動する。ここで遅角位置においては、スプール１３０の遅角接続通路２４０が各端部２４２，２４１をそれぞれ遅角出力ポート１１４及び遅角ドレンポート１１９を介して遅角出力通路７９及び遅角ドレン通路８３の遅角流体溜め部８３ａに連通させて、それら要素７９，８３ａ間を接続する。

したがって、変動トルクのうち正トルクがカム軸２からベーンロータ１４に作用するときには、ポンプ４から入力通路８０への入力作動油が、図８に示す遅角出力通路７９から遅角連通通路７６〜７８へと出力されて、それら通路７６〜７８から遅角室５６〜５８に供給される。また、正トルクが作用するときには、進角室５２〜５４の作動油が進角連通通路７２〜７４から図８に示すように進角出力通路７５を通じて進角ドレン通路８２へと排出され、当該通路８２の進角流体溜め部８２ａに充填状態となるまで溜められる。

また、正トルクの作用により、容積拡大した遅角室５６〜５８の内圧が負圧になると、遅角接続通路２４０においては、大気開放により大気圧に保持された遅角流体溜め部８３ａ側よりも当該負圧の遅角出力通路７９側が低圧となる。即ち、端部２４１側よりも端部２４２側が低圧となるので、図８に示すように遅角逆止弁２３０が開弁する。そのため、上述の如くスプール１３０の進角位置にて遅角流体溜め部８３ａに充填状態で溜められた作動油が、図８に示すように、負圧状態の遅角室５６〜５８側へと通路２４０，７９，７６〜７８を通じて吸引されることになる。これによれば、通路２４０，７９，７６〜７８上の装置クリアランス（例えば、遅角出力通路７９を形成する軸受２０１及びカム軸２の界面の装置クリアランス）を通じて遅角室５６〜５８に吸引されるエアの量が、低減されるのである。ここで特に、正トルクによる遅角室５６〜５８の容積拡大量の最大値以上に容積設定された遅角流体溜め部８３ａの場合、充填状態の作動油が遅角室５６〜５８に吸引されたとしても空になり難いので、遅角室５６〜５８へのエア吸引量の低減効果が向上する。このようなことから、容積拡大した遅角室５６〜５８への作動油の供給量が確保され得るので、変動トルクが正トルクから負トルクに反転したとしても、クランク軸に対する進角側にカム軸２を駆動するようなベーンロータ１４の相対回転を抑制することができる。

これに対し、変動トルクのうち負トルクの作用によって遅角室５６〜５８が圧縮されるときには、図５に示すように、正圧側に圧力増大した作動油が遅角室５６〜５８から遅角出力通路７９へと流入する。これにより、遅角出力通路７９及び遅角流体溜め部８３ａ間を接続する遅角接続通路２４０においては、正圧となる遅角出力通路７９側が大気圧の遅角流体溜め部８３ａ側よりも高圧となる。即ち、端部２４１側よりも端部２４２側が高圧となるので、図５に示すように遅角逆止弁２３０が閉弁し、遅角出力通路７９への流入油が遅角接続通路２４０から遅角流体溜め部８３ａには排出されなくなる。また、遅角出力通路７９に接続する入力通路８０においては、スプール弁１００側がポンプ４側よりも高圧となって、図１の入力逆止弁９０が閉弁するようになるため、遅角出力通路７９への流入油が入力通路８０に逆流することが規制される。以上によれば、遅角室５６〜５８の作動油が通路７６〜７９，２４０を通じて遅角流体溜め部８３ａに流出する事態を、防止することができるのである。

以上によれば、遅角逆止弁２３０の機能を適時に正しく発揮させて、遅角室５６〜５８には十分な量の作動油を供給しつつ、進角室５２〜５４からは作動油を排出させることができるので、高い遅角応答性を実現し得るのである。

（３）保持作動
以下、機関位相を所定の目標位相領域に保持してバルブタイミングを実質的に保持する場合の作動を、説明する。

内燃機関においてアクセルの保持状態といった安定運転状態等を表す運転条件が成立すると、制御回路１８０は、ソレノイド１２０への通電電流を基準値Ｉ_ｂに制御する。その結果、スプール１３０は、進角出力ポート１１２及び遅角出力ポート１１４に対して入力ポート１１６及びドレンポート１１８，１１９の双方を遮断するように、図６の保持位置へと移動する。ここで、保持位置においてスプール１３０の接続通路２２０，２４０は、各々の端部２２２，２４２を対応する出力通路７５，７９に連通させると共に、各々の端部２２１，２４１を対応する流体溜め部８２ａ，８３ａに連通させる。即ち、出力通路７５，７９及び流体溜め部８２ａ，８３ａ間が接続通路２２０，２４０によって接続されることになる。

したがって、ポンプ４から入力通路８０への入力作動油は、進角及び遅角出力ポート１１２，１１４に対する入力ポート１１６の遮断によって、進角室５２〜５４及び遅角室５６〜５８のいずれにも供給されなくなる。これにより、作動油が各室５２〜５４，５６〜５８に閉じ込められた状態となるため、変動トルクの作用によるベーンロータ１４のハウジング１１に対する相対回転が抑制される。その結果、各室５２〜５４，５６〜５８のいずれに発生する負圧も小さくなる。ここで従来技術では、発生した負圧により装置クリアランス（例えば、カム軸２及び軸受２０１の界面の装置クリアランス）から圧縮性のエアを吸引することで、保持中の位相変動が時間経過と共に増大する。これに対し、本実施形態によれば、発生した負圧により各流体溜め部８２ａ，８３ａから非圧縮性のオイルが吸引されることになるので、保持中の位相変動が抑制されるのである。

以上によれば、機関位相の変化を抑制して、バルブタイミングの実質的な保持を実現することができるのである。

ここまで説明した実施形態によると、内燃機関に適したバルブタイミング調整を迅速に且つ適確に行うことが可能になる。

（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、説明の実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的には、駆動部１０において、例えば変動トルクの平均トルクの偏り側とは反対側にカム軸２を付勢するアシストスプリング等の弾性部材を設けるようにしてもよい。また、駆動部１０については、ハウジング１１をカム軸２と連動して回転させ、ベーンロータ１４をクランク軸と連動して回転させるようにしてもよい。

また、「通路形成体」としての固定節２００については、各ドレン通路８２，８３の流体溜め部８２ａ，８３ａを図９の変形例（同図は流体溜め部８２ａの例）の如く、収容孔２０２から水平方向に延伸して鉛直方向上側に屈曲する形状に形成してもよい。尚、この場合には、例えば図９に示すように、固定節２００において収容孔２０２の鉛直方向の最上端よりも低い位置の上面２０４に各流体溜め部８２ａ，８３ａを開口させるようにしても、それら流体溜め部８２ａ，８３ａにおいて作動油を大気圧状態で溜めることができるのである。

さらにまた、スプール弁１００については、ソレノイド１２０によりスプール１３０を駆動するように構成したもの以外にも、例えばピエゾアクチュエータや油圧アクチュエータによりスプール１３０を駆動するものを採用してもよい。さらにまた、スプール弁１００については、出力ポート１１４を出力通路７５及び連通通路７２〜７４を介して進角室５２〜５４と連通させると共に、出力ポート１１２を出力通路７９及び連通通路７６〜７８を介して遅角室５６〜５８と連通させるようにしてもよい。この場合、図４，７の位置が遅角作動のための遅角位置となり、また図５，８の位置が進角作動のための進角位置となる。

そして、本発明は、吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調製する装置や、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、適用することもできる。

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構成図である。図１のII−II線断面図である。図１の駆動部に作用する変動トルクについて説明するための模式図である。図１のスプール弁の詳細構成及び作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。本発明の一実施形態の変形例について説明するための断面図である。従来技術の問題について説明するための特性図である。

符号の説明

１バルブタイミング調整装置、２カム軸（通路形成体）、４ポンプ（流体入力源）、５オイルパン、１０駆動部、１１ハウジング（駆動回転体）、１２シューハウジング、１２ａ筒部、１２ｂ，１２ｃ，１２ｄシュー、１３スプロケット、１４ベーンロータ（従動回転体）、１４ａボス部、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄベーン、３０制御部、５０収容室、５２，５３，５４進角室、５６，５７，５８遅角室、７２，７３，７４進角連通通路、７６，７７，７８遅角連通通路、７９遅角出力通路、８０入力通路、８２進角ドレン通路、８２ａ進角流体溜め部、８３遅角ドレン通路、８３ａ遅角流体溜め部、９０入力逆止弁、１００スプール弁、１１０スリーブ、１１２進角出力ポート、１１４遅角出力ポート、１１６入力ポート、１１８進角ドレンポート、１１９遅角ドレンポート、１２０ソレノイド、１３０スプール、１３２進角支持ランド、１３４進角切換ランド、１３６遅角切換ランド、１３８遅角支持ランド、１４０リターンスプリング、１８０制御回路、２００固定節（通路形成体）、２０１軸受（通路形成体）、２０２収容孔、２０４上面、２１０進角逆止弁、２１２進角弁座、２１４進角弁部材、２１６進角弾性部材、２２０進角接続通路、２２１，２２２，２４１、２４２端部、２３０遅角逆止弁、２３２遅角弁座、２３４遅角弁部材、２３６遅角弾性部材、２４０遅角接続通路

Claims

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であって、
前記クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、
前記カム軸と連動して回転し、前記駆動回転体との間において進角室及び遅角室を回転方向に形成し、前記進角室又は前記遅角室に作動流体が供給されることにより前記カム軸を前記クランク軸に対する進角側又は遅角側に駆動する従動回転体と、
流体入力源から作動流体が入力される入力通路と、前記進角室及び前記遅角室に作動流体を出力する進角出力通路及び遅角出力通路と、作動流体が排出される進角ドレン通路及び遅角ドレン通路とを形成する通路形成体と、
往復移動するスプールを有し、前記カム軸を前記クランク軸に対する進角側に駆動する場合に前記スプールを進角位置に移動させることにより、前記進角出力通路に対して前記入力通路を接続し且つ前記遅角出力通路に対して前記遅角ドレン通路を接続し、前記カム軸を前記クランク軸に対する遅角側に駆動する場合に前記スプールを遅角位置に移動させることにより、前記遅角出力通路に対して前記入力通路を接続し且つ前記進角出力通路に対して前記進角ドレン通路を接続するスプール弁と、を備えるバルブタイミング調整装置において、
大気開放される前記進角ドレン通路及び前記遅角ドレン通路は、各々へ排出された作動流体を溜める進角流体溜め部及び遅角流体溜め部を有し、
前記スプールは、
前記スプールの前記進角位置への移動状態下、前記進角出力通路及び前記進角流体溜め部の間を接続する進角接続通路と、
前記スプールの前記遅角位置への移動状態下、前記遅角出力通路及び前記遅角流体溜め部の間を接続する遅角接続通路と、
を形成すると共に、
前記スプールの前記進角位置への移動状態下、前記進角接続通路において前記進角出力通路側が前記進角流体溜め部側よりも低圧となることにより開弁且つ前記進角接続通路において前記進角出力通路側が前記進角流体溜め部側よりも高圧となることにより閉弁する進角逆止弁と、
前記スプールの前記遅角位置への移動状態下、前記遅角接続通路において前記遅角出力通路側が前記遅角流体溜め部側よりも低圧となることにより開弁且つ前記遅角接続通路において前記遅角出力通路側が前記遅角流体溜め部側よりも高圧となることにより閉弁する遅角逆止弁と、
を内蔵することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
前記進角流体溜め部及び前記遅角流体溜め部は、前記通路形成体において上側へ向かって開口し、当該開口において前記進角ドレン通路及び前記遅角ドレン通路が大気開放さ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。
前記進角流体溜め部の容積は、前記カム軸を前記クランク軸に対する進角側に駆動する場合に前記カム軸を当該進角側に付勢する変動トルクにより容積が拡大する前記進角室の容積拡大量以上に設定され、
前記遅角流体溜め部の容積は、前記カム軸を前記クランク軸に対する遅角側に駆動する場合に前記カム軸を当該遅角側に付勢する変動トルクにより容積が拡大する前記遅角室の容積拡大量以上に設定さ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。
前記入力通路において前記流体入力源側が前記スプール弁側よりも高圧となることにより開弁且つ前記入力通路において前記スプール弁側が前記流体入力源側よりも高圧となることにより閉弁する入力逆止弁を備え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。