JP4544294B2

JP4544294B2 - バルブタイミング調整装置

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Publication number: JP4544294B2
Application number: JP2007307987A
Authority: JP
Inventors: 俊希藤吉; 佐藤　　修
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: US20090133652A1; JP2009133216A; US7987827B2

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第一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第二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、ハウジングのシューとベーンロータのベーン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、進角室及び遅角室に対して、ポンプから作動流体が供給される供給通路及び作動流体を排出するドレン通路の各々の接続状態を、スプール弁により制御している。例えば、クランク軸に対するカム軸の位相（以下、「機関位相」という）を進角側に変化させる場合には、スプール弁のスプール移動により、進角室に対して供給通路を接続し且つ遅角通路に対してドレン通路を接続する。一方、機関位相を遅角側に変化させる場合には、スプール移動により各通路の接続関係を反転させるのである。
特開２００６−６３８３５号公報

さて、特許文献１に開示されるように、一般にバルブタイミング調整装置では、クランク軸に対してカム軸を進角させる側と遅角させる側とに変動するように、変動トルクが作用する。ここで変動トルクは、例えばカム軸によって開閉駆動される動弁からのスプリング反力等によって内燃機関の運転中に常に作用するものであり、内燃機関の回転状態に応じて大きさが変化することになる。

そのため、例えば機関位相を進角側に変化させる場合において、変動トルクのうちカム軸を進角させる側のトルクが作用するときには、ポンプからの流体供給量が少ないと、当該進角側のトルクの作用によって容積拡大する進角室では、作動流体が不足することになる。故に、変動トルクの向きが反転したときには、作動流体の不足分、カム軸の遅角を抑制し得なくなるので、結果的に進角時の応答性が低下してしまうことになったのである。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、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第一回転体と、カム軸と連動して回転し、第一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第二回転体と、流体供給源から作動流体が供給される供給通路及び作動流体を排出するドレン通路を有し、進角室及び遅角室に対する供給通路及びドレン通路の各々の接続状態を制御する制御手段と、を備えるバルブタイミング調整装置において、制御手段は、往復移動するスプールを有し、機関位相を進角側に変化させる場合にスプールを進角位置に移動させることにより、進角室に対して供給通路を接続し且つ遅角室に対してドレン通路を接続し、機関位相を遅角側に変化させる場合にスプールを遅角位置に移動させることにより、遅角室に対して供給通路を接続し且つ進角室に対してドレン通路を接続するスプール弁と、少なくともスプールが進角位置又は遅角位置に移動した状態において、供給通路及びドレン通路の間を接続する接続通路と、接続通路に配設され、ドレン通路側から供給通路側に向かう作動流体流れを許容し且つ供給通路側からドレン通路側に向かう作動流体流れを規制する逆止弁と、を有することを特徴とする。

このような請求項１に記載の発明では、少なくとも機関位相を進角側又は遅角側に変化させる場合には、スプールが進角位置又は遅角位置への移動状態となり、進角室又は遅角室に接続の供給通路と、遅角室又は進角室に接続のドレン通路との間が接続通路によって接続される。故に、遅角室又は進角室からドレン通路に排出される作動流体については、供給通路側に向かう流れが、接続通路に配設の逆止弁によって許容されることになる。これにより、流体供給源から供給通路への流体供給量が少なくなっても、その分をドレン通路側から補うことができるので、変動トルクの作用により容積拡大する進角室又は遅角室に対して供給通路から供給の作動流体について、不足が生じることを抑制できる。また一方、供給通路に接続の進角室又は遅角室が変動トルクの作用により圧縮されて作動流体が供給通路に逆流したとしても、当該作動流体のドレン通路側に向かう流れを接続通路に配設の逆止弁が規制するので、排出側となる遅角室又は進角室に誤って作動流体が供給される事態を回避できる。以上によれば、供給通路に接続の進角室又は遅角室には十分な量の作動流体を供給しつつ、ドレン通路に接続の遅角室又は進角室からは作動流体を排出させて、応答性を高めることが可能となる。

さらに、請求項１に記載の発明によると、接続通路は、スプールに形成され、当該スプールが進角位置及び遅角位置の少なくとも一方に移動することにより供給通路及びドレン通路の間を接続する。これによれば、遅角室又は進角室からドレン通路に排出される作動流体については、スプールに形成されることによってそれら各室に可及的に近付けられた接続通路を供給通路側に向かって流れることになるので、供給通路に届くまでの圧損が抑制され得る。故に、流体供給源から供給通路への流体供給量が少なくなったときには、十分な量の作動流体をドレン通路から供給通路に素早く送って、応答性の低下を防止することができるのである。

またさらに、請求項１に記載の発明によると、制御手段は、スプールが進角位置に移動することにより遅角室に対して接続される上記ドレン通路としての第一ドレン通路と、スプールが進角位置に移動することにより供給通路及び第一ドレン通路の間を接続する上記接続通路としての第一接続通路と、第一接続通路に配設される上記逆止弁としての第一逆止弁と、スプールが遅角位置に移動することにより進角室に対して接続される上記ドレン通路としての第二ドレン通路と、スプールが遅角位置に移動することにより供給通路及び第二ドレン通路の間を接続する上記接続通路としての第二接続通路と、第二接続通路に配設される上記逆止弁としての第二逆止弁と、を有する。

このような請求項１に記載の発明では、機関位相を進角側に変化させる場合には、スプールが進角位置へ移動することで、進角室及び遅角室にそれぞれ接続される供給通路及び第一ドレン通路の間が第一接続通路によって接続される。故に、遅角室から第一ドレン通路に排出される作動流体について、供給通路側に向かう流れが、第一接続通路に配設の第一逆止弁によって許容されることになる。これにより、流体供給源から供給通路への流体供給量が少なくなっても、その分を第一ドレン通路側から補うことができるので、変動トルクの作用によって容積拡大する進角室に対して供給通路から供給の作動流体に不足が生じることを抑制できる。また一方、進角室が変動トルクの作用により圧縮されて作動流体が供給通路に逆流したとしても、当該作動流体の第一ドレン通路側に向かう流れを第一接続通路に配設の第一逆止弁が規制するので、遅角室に誤って作動流体が供給される事態を回避できる。以上によれば、進角室には十分な量の作動流体を供給しつつ、遅角室からは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、請求項１に記載の発明では、機関位相を遅角側に変化させる場合には、スプールが遅角位置へ移動することで、遅角室及び進角室にそれぞれ接続される供給通路及び第二ドレン通路の間が第二接続通路によって接続される。故に、進角室から第二ドレン通路に排出される作動流体について、供給通路側に向かう流れが、第二接続通路に配設の第二逆止弁によって許容されることになる。これにより、流体供給源から供給通路への流体供給量が少なくなっても、その分を第二ドレン通路側から補うことができるので、変動トルクの作用によって容積拡大する遅角室に対して供給通路から供給の作動流体に不足が生じることを抑制できる。また一方、遅角室が変動トルクの作用により圧縮されて作動流体が供給通路に逆流したとしても、当該作動流体の第二ドレン通路側に向かう流れを第二接続通路に配設の第二逆止弁が規制するので、進角室に誤って作動流体が供給される事態を回避できる。以上によれば、遅角室には十分な量の作動流体を供給しつつ、進角室からは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、第一ドレン通路及び第二ドレン通路は互いに連通し、進角位置に移動したスプールの第二接続通路により供給通路及び第二ドレン通路の間が接続され、遅角位置に移動したスプールの第一接続通路により供給通路及び第一ドレン通路の間が接続される。

このような請求項２に記載の発明では、機関位相を進角側に変化させる場合には、スプールが進角位置に移動することで、供給通路及び第二ドレン通路の間が第二接続通路によって接続される。このとき、第二ドレン通路に連通の第一ドレン通路は遅角室に接続されているので、遅角室から第一ドレン通路に排出される作動流体は、第二ドレン通路にも流入する。これにより、第二ドレン通路に流入した作動流体について、供給通路側に向かう流れが、第二接続通路に配設の第二逆止弁によって許容されることになるので、流体供給源から供給通路への流体供給量が少なくなっても、その分を第二ドレン通路側からも補うことが可能となる。故に、変動トルクの作用によって容積拡大する進角室に供給通路から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、請求項２に記載の発明では、機関位相を遅角側に変化させる場合には、スプールが遅角位置に移動することで、供給通路及び第一ドレン通路の間が第一接続通路によって接続される。このとき、第一ドレン通路に連通の第二ドレン通路は進角室に接続されているので、進角室から第二ドレン通路に排出される作動流体は、第一ドレン通路にも流入する。これにより、第一ドレン通路に流入した作動流体について、供給通路側に向かう流れが、第一接続通路に配設の第一逆止弁によって許容されることになるので、流体供給源から供給通路への流体供給量が少なくなっても、その分を第一ドレン通路側からも補うことが可能となる。故に、変動トルクの作用によって容積拡大する遅角室に供給通路から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。

請求項３に記載の発明によると、制御手段は、メイン逆止弁としての第一逆止弁及び第二逆止弁と、供給通路に配設され、流体供給源側からスプール弁側に向かう作動流体流れを許容し且つスプール弁側から流体供給源側に向かう作動流体流れを規制するサブ逆止弁と、を有する。これによれば、スプール弁を介して供給通路に接続された進角室又は遅角室が変動トルクの作用によって圧縮されたとしても、供給通路に配設のサブ逆止弁がスプール弁側から流体供給源側に向かう作動流体流れを規制することで、供給通路には作動流体が逆流し難くなる。したがって、流体供給源側からスプール弁側への作動流体流れがサブ逆止弁によって許容されることで作動流体が供給される進角室又は遅角室から、当該作動流体が流出することを抑制して、応答性を高めることができるのである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第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。

（基本部分）
以下、バルブタイミング調整装置１の基本部分について説明する。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）
駆動部１０においてハウジング１２は、円筒状のスプロケット部１２ａと、仕切部として複数のシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとを有している。

スプロケット部１２ａは、図示しないタイミングチェーン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部１２ａに駆動力が伝達されることで、ハウジング１２がクランク軸と連動して図１の時計方向に回転する。

各シュー１２ｂ〜１２ｄは、スプロケット部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１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。

ベーンロータ１４はハウジング１２内に収容されており、軸方向においてハウジング１２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１の時計方向に回転すると共に、ハウジング１２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１の紙面垂直方向から見て円弧形の凸面状に形成され、スプロケット部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１２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、各進角室５２〜５４への作動油供給によりベーンロータ１４がハウジング１２に対して進角側に相対回転することで、カム軸２がクランク軸に対して進角側に駆動されることになる。したがって、この場合には、バルブタイミングが進角するのである。また、駆動部１０では、各遅角室５６〜５８への作動油供給によりベーンロータ１４がハウジング１２に対して遅角側に相対回転することで、カム軸２がクランク軸に対して遅角側に駆動されることになる。したがって、この場合には、バルブタイミングが遅角するのである。

（制御部）
制御部３０において、カム軸２及びその軸受（図示しない）を通して設けられる進角通路７２は、進角室５２〜５４と連通している。また、カム軸２及びその軸受を通して設けられる遅角通路７６は、遅角室５６〜５８と連通している。

供給通路８０は、「流体供給源」であるポンプ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供給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、作動油が継続して供給通路８０に供給されることとなる。また、ドレン通路８２，８３は、オイルパン５に作動油を排出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に接続される供給通路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となるように、逆止弁９０が配設されている。したがって、逆止弁９０は開弁することにより、ポンプ４側からスプール弁１００側に向かう作動油流れ、即ち供給通路８０の下流側への作動油供給を許容する。一方、逆止弁９０は閉弁することにより、スプール弁１００側からポンプ４側に向かう作動油流れ、即ち供給通路８０の下流側からの逆流を規制する。

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、進角通路７２と連通する進角ポート１１２、遅角通路７６と連通する遅角ポート１１４、供給通路８０と連通してポンプ４からの作動油供給を受ける供給ポート１１６、並びに作動油排出のためにドレン通路８２，８３とそれぞれ連通するドレンポート１１８，１１９が設けられている。したがって、スプール弁１００は、ソレノイド１２０への通電に応じてスプールを往復移動させることにより、進角ポート１１２及び遅角ポート１１４に対する供給ポート１１６及びドレンポート１１８，１１９の各々の接続状態を制御する。

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、内燃機関の運転を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によって制御されたソレノイド１２０への通電に従ってスプール弁１００のスプールが移動し、ポート１１２，１１４に対するポート１１６，１１８，１１９の接続状態が制御されることになる。その結果、進角ポート１１２に対して供給ポート１１６が接続されるときには、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油を、進角通路７２を経由して進角室５２〜５４に供給可能となる。また、遅角ポート１１４に対して供給ポート１１６が接続されるときには、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油を、遅角通路７６を経由して遅角室５６〜５８に供給可能となる。さらに、進角ポート１１２に対してドレンポート１１８が接続されるときには、進角室５２〜５４の作動油を、進角通路７２を経由してドレン通路８２からオイルパン５へ排出可能となる。またさらに、遅角ポート１１４に対してドレンポート１１９が接続されるときには、遅角室５６〜５８の作動油を、遅角通路７６を経由してドレン通路８３からオイルパン５へ排出可能となる。

以上、バルブタイミング調整装置１の基本部分について説明した。以下、バルブタイミング調整装置１の特徴部分について詳細に説明する。

（変動トルク）
第一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２に例示するように変動トルクは、クランク軸に対してカム軸２を進角させる側に作用する負トルクと、クランク軸に対してカム軸２を遅角させる側に作用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。そして、特に本実施形態の変動トルクは、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−よりも大きくなる傾向を示しており、それによって変動トルクの平均トルクＴａｖｅが正トルク側、即ちカム軸２の遅角側に偏るものとなっている。そのため、特に変動トルクの平均トルクＴａｖｅに抗したカム軸２の駆動、即ち進角側への駆動については、応答性が低下することが懸念されるが、後に詳述するように本実施形態では、そうした懸念は解消されることになる。尚、変動トルクの平均トルクＴａｖｅの遅角側への偏りについては、例えばカム軸２及びその軸受間のフリクション等に起因して現出する。

（スプール弁）
図３に示すように第一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おり、一端部１１０ａにソレノイド１２０が固定されている。スリーブ１１０には、ドレンポート１１８、進角ポート１１２、供給ポート１１６、遅角ポート１１４及びドレンポート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順で設けられている。

進角支持ランド１３２は、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、進角ポート１１２を挟む供給ポート１１６側及びドレンポート１１８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が進角ポート１１２の供給ポート１１６側のみにて支持されるときには、進角ポート１１２に対してドレンポート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。また、図３に示すように進角切換ランド１３４が進角ポート１１２のドレンポート１１８側のみにて支持されるときには、進角ポート１１２に対して供給ポート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。さらに、図５に示すように進角切換ランド１３４が進角ポート１１２の供給ポート１１６側及びドレンポート１１８側の双方にて支持されるときには、進角ポート１１２と他のポートとの接続状態が遮断されることになる。

図３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、遅角ポート１１４を挟む供給ポート１１６側及びドレンポート１１９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３に示すように遅角切換ランド１３６が遅角ポート１１４の供給ポート１１６側のみにて支持されるときには、遅角ポート１１４に対してドレンポート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。また、図４に示すように遅角切換ランド１３６が遅角ポート１１４のドレンポート１１９側のみにて支持されるときには、遅角ポート１１４に対して供給ポート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。さらに、図５に示すように遅角切換ランド１３６が遅角ポート１１４の供給ポート１１６側及びドレンポート１１９側の双方にて支持されるときには、遅角ポート１１４と他のポートとの接続状態が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１１０ｂとスプール１３０の遅角支持ランド１３８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。

以上により、ソレノイド１２０への通電電流が所定の基準値Ｉ_ｂよりも小さな値となるときには、図３に示すように、進角ポート１１２に対して供給ポート１１６が接続されると共に、遅角ポート１１４に対してドレンポート１１９が接続される。また、ソレノイド１２０への通電電流が基準値Ｉ_ｂよりも大きな値となるときには、図４に示すように、進角ポート１１２に対してドレンポート１１８が接続されると共に、遅角ポート１１４に対して供給ポート１１６が接続される。さらに、ソレノイド１２０への通電電流が基準値Ｉ_ｂとなるときには、図５に示すように、進角ポート１１２及び遅角ポート１１４に対して供給ポート１１６及びドレンポート１１８，１１９のいずれも遮断されるのである。

そして、このような構成の下、本実施形態では、図３に示すように逆止弁１５０をスプール１３０の接続通路１７０に配設しており、そこに大きな特徴がある。

具体的には、スプール１３０において進角切換ランド１３４から遅角支持ランド１３８に至る部分には、接続通路１７０が形成されている。接続通路１７０の一端部１７０ａは、進角切換ランド１３４の外周面に開口しており、図３〜５に示すように進角ポート１１２には、常時対向して連通するようになっている。また、接続通路１７０の他端部１７０ｂは、図３〜図５に示すようにドレンポート１１９と常時連通する間隙を挟んだ遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８の間において、スプール１３０の外周面に開口している。

接続通路１７０には、その一端部１７０ａから他端部１７０ｂに向かう方向が閉弁方向となるように、逆止弁１５０が配設されている。ここで本実施形態の逆止弁１５０は、弁座１５２と弁体１５４と付勢部材１５６とを組み合わせて構成されている。

弁座１５２は、接続通路１７０の内周壁面のうち端部１７０ｂ側に向かって縮径する円錐面によって、形成されている。金属製の弁体１５４はボール状を呈しており、接続通路１７０において弁座１５２の端部１７０ａ側に配置され、弁座１５２に対して軸方向に離着座可能となっている。付勢部材１５６は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、接続通路１７０において弁座１５２と軸方向に対向する内壁面１５８と、弁体１５４との間に介装されている。付勢部材１５６は、弁体１５４を弁座１５２側に付勢する復原力を、圧縮変形によって発生する。

こうした構成により逆止弁１５０は、図３の如く閉弁して接続通路１７０の一端部１７０ａ側から他端部１７０ｂ側に向かう作動油流れを規制する一方、図６の如く開弁して逆向きの作動油流れを許容するのである。

（バルブタイミング調整作動）
第一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の機関位相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ことになる。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。

内燃機関において車両のアクセルのオフ状態又は出力トルクが必要な低・中速高負荷状態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、進角ポート１１２に対して供給ポート１１６を接続し且つ遅角ポート１１４に対してドレンポート１１９を接続するように、図３，６の進角位置に移動する。この進角位置におけるスプール１３０の接続通路１７０は、一端部１７０ａが進角ポート１１２と対向することで供給ポート１１６に接続されると共に、他端部１７０ｂが遅角ポート１１４と対向することでドレンポート１１９に接続される。即ち、接続通路１７０は、供給ポート１１６に連通する供給通路８０と、ドレンポート１１９に連通するドレン通路８３との間を接続する状態となる。

したがって、変動トルクのうち負トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、図６に示すように、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油が供給ポート１１６及び進角ポート１１２を通じて進角室５２〜５４に供給される。また、負トルクの作用を受けるベーンロータ１４によって圧縮された遅角室５６〜５８の作動油は、遅角ポート１１４からドレンポート１１９に流入してドレン通路８３からオイルパン５に排出されるが、それらポート１１９，１１４間から接続通路１７０にも流入する。このとき、逆止弁１５０は供給ポート１１６の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、ポート１１６，１１２側に向かう作動油流れを許容するので、接続通路１７０に流入した作動油を進角ポート１１２を通じて進角室５２〜５４に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少したときには、その減少分をポート１１９，１１４側からの作動油によって補うことができるので、負トルクの作用によって容積拡大する進角室５２〜５４では、作動油の不足が抑制され得る。

これに対し、変動トルクのうち正トルクがベーンロータ１４に作用して当該ロータ１４により進角室５２〜５４が圧縮されるときには、図３に示すように作動油が進角ポート１１２から接続通路１７０及び供給通路８０に逆流しようとする。しかし、このとき接続通路１７０では、ポート１１９，１１４側に向かう作動油流れが逆止弁１５０によって規制され、またそれと共に供給通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが逆止弁９０によって規制される。故に、進角室５２〜５４からの作動油流出が抑制され得るのみならず、遅角室５６〜５８への作動油供給が誤って実現される事態が回避され得る。

以上によれば、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、変動トルクの平均トルクが遅角側に偏っていても、確実に進角応答性を高めることができるのである。

（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となる通常運転状態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よりも大きな値に制御する。その結果、スプール１３０は、遅角ポート１１４に対して供給ポート１１６を接続し且つ進角ポート１１２に対してドレンポート１１８を接続するように、図４，７の遅角位置に移動する。この遅角位置におけるスプール１３０の接続通路１７０は、一端部１７０ａが進角ポート１１２と対向することでドレンポート１１８に接続される一方、他端部１７０ｂが遅角ポート１１４と対向しない状態となる。これにより、供給通路８０に連通する供給ポート１１６と、各ドレン通路８２に連通するドレンポート１１８との間は、遮断されることになる。

したがって、変動トルクのうち正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、図７に示すように、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油が供給ポート１１６及び遅角ポート１１４を通じて遅角室５６〜５８に供給される。また、正トルクの作用を受けるベーンロータ１４によって圧縮された進角室５２〜５４の作動油は、進角ポート１１２からドレンポート１１８に流入してドレン通路８２からオイルパン５に排出されるが、進角ポート１１２に対向する接続通路１７０では、逆止弁１５０がドレンポート１１９側に向かう作動油流れを規制することになる。

これに対し、変動トルクのうち負トルクがベーンロータ１４に作用して当該ロータ１４により遅角室５６〜５８が圧縮されるときには、図４に示すように作動油が遅角ポート１１４から供給通路８０に逆流しようとする。しかし、供給通路８０では、逆止弁９０がポンプ４側に向かう作動油流れを規制することになるので、遅角室５６〜５８からの作動油流出を抑制して遅角応答性を高めることも、可能となるのである。

（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。

車両のアクセルの保持状態等、内燃機関の安定運転状態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、進角ポート１１２及び遅角ポート１１４に対して供給ポート１１６及びドレンポート１１８，１１９のいずれも遮断するように、図５の保持位置に移動する。この保持位置におけるスプール１３０の接続通路１７０は、一端部１７０ａが進角ポート１１２と対向する一方で、他端部１７０ｂが遅角ポート１１４に対向しない状態となる。これにより、供給通路８０に連通する供給ポート１１６と、各ドレン通路８２，８３に連通するドレンポート１１８，１１９との間は、遮断されることになる。

したがって、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油は、進角及び遅角ポート１１２，１１４に対する供給ポート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。また、進角及び遅角ポート１１２，１１４に対してドレンポート１１８，１１９が遮断されることに加え、図５の如く正トルクの作用により圧縮された進角室５２〜５４の作動油が進角ポート１１２から接続通路１７０に逆流しようとしても、ドレンポート１１９側に向かう作動油流れが逆止弁１５０により規制されることから、進角室５２〜５４及び遅角室５６〜５８からの作動油流出が規制される。以上により、機関位相の変化が抑制されて、バルブタイミングの実質的な保持が可能となるのである。

以上の第一実施形態によれば、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できる。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。図８，９に示すように、第二実施形態による制御部２００のスプール弁２０２では、第一逆止弁２１０が第一接続通路２２０に配設されると共に、当該第一逆止弁２１０とは別の第二逆止弁２３０が第二接続通路２４０に配設されている。

具体的には、図９〜１１に示すようにスプール弁２０２のスプール１３０に形成された第一接続通路２２０の一端部２２０ａは、供給ポート１１６と常時連通する間隙を挟んだ進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６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、第一接続通路２２０の他端部２２０ｂは、ドレンポート１１９と常時連通する間隙を挟んだ遅角切換ランド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。

このような第一接続通路２２０には、その一端部２２０ａから他端部２２０ｂに向かう方向が閉弁方向となるように、第一逆止弁２１０が配設されている。ここで本実施形態の第一逆止弁２１０は、弁座２１２と弁体２１４とリテーナ２１５と付勢部材２１６とを組み合わせて構成されている。

図９に示すように弁座２１２は、第一接続通路２２０の内周壁面のうち端部２２０ｂ側に向かって縮径する円錐面によって、形成されている。金属製の弁体２１４はボール状を呈しており、第一接続通路２２０において弁座２１２の端部２２０ａ側に配置され、弁座２１２に対して軸方向に離着座可能となっている。金属製のリテーナ２１５は有底円筒状を呈しており、第一接続通路２２０において弁体２１４を挟んで弁座２１２と反対側に配置されている。リテーナ２１５の周壁部２１５ａは、その外周面が第一接続通路２２０の内周壁面により軸方向に往復摺動可能に支持されていると共に、内周面によって弁体２１４を保持している。付勢部材２１６は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、第一接続通路２２０においてリテーナ２１５を挟んで弁体２１４と反対側に配置されている。付勢部材２１６は、弁座２１２と軸方向に対向して配置される第二逆止弁２３０と、リテーナ２１５との間に介装されている。付勢部材２１６は、リテーナ２１５を介して弁体２１４を弁座２１２側に付勢するように、圧縮変形によって復原力を発生する。

こうした構成により第一逆止弁２１０は、図９の如く閉弁して第一接続通路２２０の一端部２２０ａ側から他端部２２０ｂ側に向かう作動油流れを規制する一方、図１２の如く開弁して逆向きの作動油流れを許容するのである。

一方、図９に示すように第二接続通路２４０の一端部２４０ａは、第一接続通路２２０の一端部２２０ａを共有する形態で、スプール１３０に形成されている。また、第二接続通路２４０の他端部２４０ｂは、図９〜図１１に示すようにドレンポート１１８と常時連通する間隙を挟んだ進角切換ランド１３４及び進角支持ランド１３２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。

このような第二接続通路２４０には、その一端部２４０ａから他端部２４０ｂに向かう方向が閉弁方向となるように、第二逆止弁２３０が配設されている。ここで本実施形態の第二逆止弁２３０は、第一逆止弁２１０に準じた構成、即ち弁座２３２と弁体２３４とリテーナ２３５と付勢部材２１６とを組み合わせた構成とされている。

但し、図９に示すように第二逆止弁２３０では、弁座２３２は、第二接続通路２４０の内周壁面のうち端部２４０ｂ側に向かって縮径する円錐面によって、形成されている。弁体２３４は、第二接続通路２４０において弁座２３２の端部２４０ａ側に配置され、弁座２３２に対して軸方向に離着座可能となっている。リテーナ２３５は、第二接続通路２４０において弁体２３４を挟んで弁座２３２と反対側に配置され、外周面が第二接続通路２４０の内周壁面によって支持される周壁部２３５ａの内周面に弁体２３４が保持されている。第一逆止弁２１０と共有状態にある付勢部材２１６は、第二接続通路２４０においてリテーナ２３５を挟んで弁体２３４と反対側に配置され、リテーナ２３５，２１５間に介装されている。付勢部材２１６は、リテーナ２３５を介して弁体２３４を弁座２３２側に付勢するように、圧縮変形によって復原力を発生することもできる。

こうした構成により第二逆止弁２３０は、図１０の如く閉弁して第二接続通路２４０の一端部２４０ａ側から他端部２４０ｂ側に向かう作動油流れを規制する一方、図１３の如く開弁して逆向きの作動油流れを許容するのである。

以下、第二実施形態の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
スプール１３０が進角ポート１１２及び遅角ポート１１４に対してそれぞれ供給ポート１１６及びドレンポート１１９を接続する図９，１２の進角位置では、各接続通路２２０，２４０の一端部２２０ａ，２４０ａが供給ポート１１６に接続されると共に、各接続通路２２０，２４０の他端部２２０ｂ，２４０ｂがそれぞれドレンポート１１９，１１８に接続される。これにより、第一接続通路２２０は、供給ポート１１６に連通する供給通路８０と、ドレンポート１１９に連通するドレン通路８３との間を接続する一方、第二接続通路２４０は、当該供給通路８０と、ドレンポート１１８に連通するドレン通路８２との間を接続する状態となる。

したがって、負トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、図１２に示すように、ポンプ４からの供給作動油が供給ポート１１６及び進角ポート１１２を通じて進角室５２〜５４に供給されるが、それらポート１１６，１１２間から第二接続通路２４０にも流入する。しかし、このとき第二逆止弁２３０は、第二接続通路２４０に接続のドレンポート１１８側に向かう作動油流れを規制するので、ポンプ４からの供給作動油の一部がオイルパン５に排出される事態を回避し得る。また、負トルクの作用を受けるベーンロータ１４によって圧縮された遅角室５６〜５８の作動油は、遅角ポート１１４からドレンポート１１９に流入してオイルパン５に排出されるが、それらポート１１９，１１４間から第一接続通路２２０にも流入する。このとき、第一逆止弁２１０は供給ポート１１６の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給ポート１１６側に向かう作動油流れを許容するので、第一接続通路２２０に流入した作動油を進角ポート１１２を通じて進角室５２〜５４に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときにポート１１９，１１４側から作動油を補うことができるので、容積拡大する進角室５２〜５４において作動油不足が抑制され得る。

これに対し、正トルクがベーンロータ１４に作用して当該ロータ１４により進角室５２〜５４が圧縮されるときには、図９に示すように作動油が進角ポート１１２から各接続通路２２０，２４０及び供給通路８０に逆流しようとする。しかし、このとき各接続通路２２０，２４０では、ポート１１９，１１４，１１８，１１２側に向かう作動油流れが、対応する逆止弁２１０，２３０によって規制され、またそれと共に供給通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが逆止弁９０によって規制される。故に、進角室５２〜５４からの作動油流出が抑制され得るのみならず、遅角室５６〜５８への作動油供給が誤って実現される事態が回避され得る。

以上によれば、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て、進角応答性を確実に高めることができるのである。

（２）遅角作動
スプール１３０が遅角ポート１１４及び進角ポート１１２に対してそれぞれ供給ポート１１６及びドレンポート１１８を接続する図１０，１３の遅角位置では、各接続通路２２０，２４０の一端部２２０ａ，２４０ａが供給ポート１１６に接続されると共に、各接続通路２２０，２４０の他端部２２０ｂ，２４０ｂがそれぞれドレンポート１１９，１１８に接続される。即ち、第一接続通路２２０は供給通路８０及びドレン通路８３間を接続し、第二接続通路２４０は供給通路８０及びドレン通路８２間を接続する状態となる。

したがって、正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、図１３に示すように、ポンプ４からの供給作動油が供給ポート１１６及び遅角ポート１１４を通じて遅角室５６〜５８に供給されるが、それらポート１１６，１１４間から第一接続通路２２０にも流入する。しかし、このとき第一逆止弁２１０は、第一接続通路２２０に接続のドレンポート１１９側に向かう作動油流れを規制するので、ポンプ４からの供給作動油の一部がオイルパン５に排出される事態を回避し得る。また、正トルクの作用を受けるベーンロータ１４によって圧縮された進角室５２〜５４の作動油は、進角ポート１１２からドレンポート１１８に流入してオイルパン５に排出されるが、それらポート１１８，１１２間から第二接続通路２４０にも流入する。このとき、第二逆止弁２３０は供給ポート１１６の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給ポート１１６側に向かう作動油流れを許容するので、第二接続通路２４０に流入した作動油を遅角ポート１１４を通じて遅角室５６〜５８に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときにポート１１８，１１２側から作動油を補うことができるので、正トルクの作用によって容積拡大する遅角室５６〜５８において作動油不足が抑制され得る。

これに対し、負トルクがベーンロータ１４に作用して当該ロータ１４により遅角室５６〜５８が圧縮されるときには、図１０に示すように作動油が遅角ポート１１４から各接続通路２２０，２４０及び供給通路８０に逆流しようとする。しかし、このとき各接続通路２２０，２４０では、ポート１１９，１１４，１１８，１１２側に向かう作動油流れが、対応する逆止弁２１０，２３０によって規制され、またそれと共に供給通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが逆止弁９０によって規制される。故に、遅角室５６〜５８からの作動油流出が抑制され得るのみならず、進角室５２〜５４への作動油供給が誤って実現される事態が回避され得る。

以上によれば、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で、遅角応答性についても確実に高めることができるのである。

（３）保持作動
スプール１３０が進角ポート１１２及び遅角ポート１１４に対して供給ポート１１６及びドレンポート１１８のいずれも遮断する図１１の保持位置では、各接続通路２２０，２４０の一端部２２０ａ，２４０ａが供給ポート１１６に接続されると共に、各接続通路２２０，２４０の他端部２２０ｂ，２４０ｂがそれぞれドレンポート１１９，１１８に接続される。即ち、第一接続通路２２０は供給通路８０及びドレン通路８３間を接続し、第二接続通路２４０は供給通路８０及びドレン通路８２間を接続する状態となるが、いずれの接続通路２２０，２４０も進角及び遅角ポート１１２，１１４に対しては遮断状態となる。

したがって、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油が進角室５２〜５４及び遅角室５６〜５８のいずれにも供給されなくなると共に、それら進角室５２〜５４及び遅角室５６〜５８からの作動油流出が規制される。故に、機関位相の変化が抑制されて、バルブタイミングの実質的な保持が可能となるのである。尚、このとき各接続通路２２０，２４０には、供給ポート１１６から作動油が流入するが、ポート１１９，１１４，１１８，１１２側に向かう作動油流れは、対応する逆止弁２１０，２３０によって規制されることとなる。

以上の第二実施形態によれば、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できるのである。尚、ここまで説明した第二実施形態では、ハウジング１２が特許請求の範囲に記載の「第一回転体」に相当し、ベーンロータ１４が特許請求の範囲に記載の「第二回転体」に相当し、制御部２００が特許請求の範囲に記載の「制御手段」に相当し、ポンプ４が特許請求の範囲に記載の「流体供給源」に相当し、ドレン通路８３が特許請求の範囲に記載の「第一ドレン通路」に相当し、ドレン通路８２が特許請求の請求の範囲に記載の「第二ドレン通路」に相当し、第一逆止弁２１０及び第二逆止弁２３０がそれぞれ特許請求の範囲に記載の「メイン逆止弁」に相当し、逆止弁９０が特許請求の範囲に記載の「サブ逆止弁」に相当する。

（第三実施形態）
本発明の第三実施形態は、第二実施形態の変形例である。図１４，１５に示すように第三実施形態による制御部３００では、各ドレンポート１１８，１１９にそれぞれ連通するドレン通路３０２，３０３が互いに連通し、スプール弁３０４とは反対側の共通部３０６からオイルパン５へ作動油を排出可能となっている。

また、図１５に示すようにスプール１３０に内蔵される各逆止弁２１０，２３０には、それぞれ個別に付勢部材３１６，３３６が設けられている。ここで第一逆止弁２１０の付勢部材３１６は、第一接続通路２２０において弁座２１２と向き合う内壁面３１８とリテーナ２１５との間に介装され、圧縮変形によって弁体２１４を弁座２１２側に付勢する。また、第二逆止弁２３０の付勢部材３３６は、第二接続通路２４０において弁座２３２と向き合う内壁面３３８とリテーナ２３５との間に介装され、圧縮変形によって弁体２３４を弁座２３２側に付勢する。

以下、第三実施形態のバルブタイミング調整作動のうち、第二実施形態と相違する進角作動及び遅角作動について、相違点を中心に説明する。

まず、進角作動について説明する。図１６に示すように、スプール１３０の進角位置において負トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、圧縮された遅角室５６〜５８の作動油が遅角ポート１１４からドレンポート１１９及びドレン通路３０３に順次流入する。この流入油の一部はオイルパン５に排出されるが、その残りは、ドレン通路３０３に連通するドレン通路３０２から、第二接続通路２４０に接続のドレンポート１１８へと入り込む。このとき、第二逆止弁２３０は供給ポート１１６の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給ポート１１６側に向かう作動油流れを許容するので、ドレンポート１１８に入り込んだ作動油を進角ポート１１２を通じて進角室５２〜５４に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときには、第二実施形態で説明した第一逆止弁２１０の作用によってポート１１９，１１４側からのみならず、ポート１１８，１１２側からも作動油を補うことができる。したがって、容積拡大する進角室５２〜５４に不足なく作動油を供給して、進角応答性を十分に高めることができるのである。

次に、遅角作動について説明する。図１７に示すように、スプール１３０の遅角位置において正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、圧縮された進角室５２〜５４の作動油が進角ポート１１２からドレンポート１１８及びドレン通路３０２に順次流入する。この流入油の一部はオイルパン５に排出されるが、その残りは、ドレン通路３０２に連通するドレン通路３０３から、第一接続通路２２０に接続のドレンポート１１９へと入り込む。このとき、第一逆止弁２１０は供給ポート１１６の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給ポート１１６側に向かう作動油流れを許容するので、ドレンポート１１９に入り込んだ作動油を遅角ポート１１４を通じて遅角室５６〜５８に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときには、第二実施形態で説明した第二逆止弁２３０の作用によってポート１１８，１１２側からのみならず、ポート１１９，１１４側からも作動油を補うことができる。したがって、容積拡大する遅角室５６〜５８に不足なく作動油を供給して、遅角応答性を十分に高めることができるのである。

以上の第三実施形態によれば、内燃機関に適したバルブタイミング調整をより迅速に且つ適確に行うことができるのである。尚、ここまで説明した第三実施形態では、制御部３００が特許請求の範囲に記載の「制御手段」に相当し、ドレン通路３０３が特許請求の範囲に記載の「第一ドレン通路」に相当し、ドレン通路３０２が特許請求の請求の範囲に記載の「第二ドレン通路」に相当する。

（第四実施形態）
本発明の第四実施形態は、第一実施形態の変形例である。図１８，１９に示すように第四実施形態による制御部４００では、スプール弁４０２の外部に形成された接続通路４１０に逆止弁４２０が配設されている。

具体的には、接続通路４１０の一端部４１０ａは、供給通路８０において供給ポート１１６よりもポンプ４側に連通している。また、接続通路４１０の他端部４１０ｂは、ドレン通路８３においてドレンポート１１９よりもオイルパン５側に連通している。したがって、図１９〜２１に示すように接続通路４１０は、供給通路８０とドレン通路８３との間を常時接続する形となっている。

このような接続通路４１０には、その一端部４１０ａから他端部４１０ｂに向かう方向が閉弁方向となるように、逆止弁４２０が配設されている。したがって、逆止弁４２０は、図１９の如く閉弁して接続通路４１０の一端部４１０ａ側から他端部４１０ｂ側に向かう作動油流れを規制する一方、図２２の如く開弁して逆向きの作動油流れを許容することになる。

以下、第四実施形態の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
図２２に示すように、スプール１３０が進角ポート１１２及び遅角ポート１１４に対してそれぞれ供給ポート１１６及びドレンポート１１９を接続する進角位置において、負トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油が供給及び進角ポート１１６，１１２を通じて進角室５２〜５４に供給される。また、負トルクの作用を受けるベーンロータ１４によって圧縮された遅角室５６〜５８の作動油は、遅角ポート１１４からドレンポート１１９に流入してドレン通路８３からオイルパン５に排出されるが、ドレン通路８３に接続の接続通路４１０にも流入する。このとき、逆止弁４２０は供給通路８０の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給通路８０側に向かう作動油流れを許容するので、接続通路４１０に流入した作動油をポート１１６，１１２を通じて進角室５２〜５４に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときにドレン通路８３側から作動油を補うことができるので、容積拡大する進角室５２〜５４において作動油不足が抑制され得る。

これに対し、正トルクがベーンロータ１４に作用して当該ロータ１４により進角室５２〜５４が圧縮されるときには、図１９に示すように作動油が進角ポート１１２から供給通路８０、さらに接続通路４１０へと逆流しようとする。しかし、このとき供給通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが逆止弁９０によって規制されると共に、接続通路４１０では、ドレン通路８３側に向かう作動油流れが逆止弁４２０によって規制される。故に、進角室５２〜５４からの作動油流出が抑制され得るのみならず、遅角室５６〜５８への作動油供給がドレン通路８３及びポート１１９，１１４を通じて誤って実現される事態が回避され得る。

以上によれば、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、変動トルクの平均トルクが遅角側に偏っていても、進角応答性を確実に高めることができるのである。

（２）遅角作動
図２３に示すように、スプール１３０が遅角ポート１１４及び進角ポート１１２に対してそれぞれ供給ポート１１６及びドレンポート１１８を接続する遅角位置において、正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油が供給及び遅角ポート１１６，１１４を通じて遅角室５６〜５８に供給される。このとき、供給通路８０に接続の接続通路４１０には作動油が流入するが、逆止弁４２０によってドレン通路８３側に向かう作動油流れが規制されるので、ポンプ４からの供給作動油の一部がオイルパン５に排出される事態を回避し得る。尚、このとき、正トルクの作用を受けるベーンロータ１４によって圧縮された進角室５２〜５４の作動油は、進角ポート１１２からドレンポート１１８に流入してドレン通路８２からオイルパン５に排出されることになる。

これに対し、負トルクがベーンロータ１４に作用して当該ロータ１４により遅角室５６〜５８が圧縮されるときには、図２０に示すように作動油が遅角ポート１１４から供給通路８０、さらに接続通路４１０へと逆流しようとする。しかし、このとき供給通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが逆止弁９０によって規制されると共に、接続通路４１０では、ドレン通路８３側に向かう作動油流れが逆止弁４２０によって規制される。故に、遅角室５６〜５８からの作動油流出を抑制して遅角応答性を高めることも、可能となるのである。

（３）保持作動
図２１に示すように、スプール１３０が遅角ポート１１４及び進角ポート１１２に対して供給ポート１１６及びドレンポート１１８のいずれも遮断する保持位置では、ポンプ４から供給通路８０への供給作動油が進角室５２〜５４及び遅角室５６〜５８のいずれにも供給されなくなると共に、それら進角室５２〜５４及び遅角室５６〜５８からの作動油流出が規制される。故に、機関位相の変化が抑制されて、バルブタイミングの実質的な保持が可能となるのである。尚、このとき接続通路４１０には、供給ポート１１６から作動油が流入するが、ドレン通路８３側に向かう作動油流れが逆止弁４２０によって規制されることとなる。

以上の第四実施形態によれば、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できるのである。

（第五実施形態）
本発明の第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。図２４，２５に示すように第五実施形態による制御部５００では、各ドレンポート１１８，１１９にそれぞれ連通するドレン通路５０２，５０３が互いに連通し、スプール弁５０４とは反対側の共通部５０６からオイルパン５へ作動油を排出可能となっている。ここで本実施形態では、接続通路４１０が供給通路８０とドレン通路５０３との間を常時接続している。

以下、第五実施形態のバルブタイミング調整作動のうち、第四実施形態と相違する遅角作動について、相違点を中心に説明する。

図２５に示すようにスプール１３０の遅角位置において、正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、圧縮された進角室５２〜５４の作動油が進角ポート１１２からドレンポート１１８及びドレン通路５０２に順次流入する。この流入油の一部はオイルパン５に排出されるが、その残りは、ドレン通路５０２に連通するドレン通路５０３から接続通路４１０に入り込む。このとき、逆止弁４２０は供給通路８０の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給通路８０側に向かう作動油流れを許容するので、接続通路４１０に入り込んだ作動油を供給及び遅角ポート１１６，１１４を通じて遅角室５６〜５８に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときにドレン通路５０３側から作動油を補うことができるので、容積拡大する遅角室５６〜５８において作動油不足が抑制され得る。したがって、遅角応答性についても確実に高めることができるのである。

以上の第五実施形態によれば、内燃機関に適したバルブタイミング調整をより迅速に且つ適確に行うことができるのである。

（第六実施形態）
本発明の第六実施形態は、第五実施形態の変形例である。図２６，２７に示すように第六実施形態による制御部６００では、逆止弁６２０が配設される接続通路６１０について、供給ポート１１６に対する連通端部６１０ａとは反対側の端部６１０ｂが、ドレン通路５０２においてドレンポート１１８よりもオイルパン５側と連通している。したがって、図２７，２８に示すように接続通路６１０は、供給通路８０とドレン通路５０２との間を常時接続する形となっており、また逆止弁６２０の閉弁方向は、供給ポート１１６に対する連通端部６１０ａから他端部６１０ｂに向かう方向となっている。

以下、第六実施形態のバルブタイミング調整作動のうち、第五実施形態と相違する進角作動及び遅角作動について、相違点を中心に説明する。

まず、進角作動について説明する。図２９に示すように、スプール１３０の進角位置において負トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、圧縮された遅角室５６〜５８の作動油が遅角ポート１１４からドレンポート１１９及びドレン通路５０３に順次流入する。この流入油の一部はオイルパン５に排出されるが、その残りは、ドレン通路５０３に連通するドレン通路５０２から接続通路６１０に入り込む。このとき、逆止弁６２０は供給通路８０の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給通路８０側に向かう作動油流れを許容するので、接続通路６１０に入り込んだ作動油を供給及び進角ポート１１６，１１２を通じて進角室５２〜５４に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときにドレン通路５０３側からドレン通路５０２を通じて作動油を補うことができるので、容積拡大する進角室５２〜５４において作動油不足が抑制され得る。

これに対し、進角位置において正トルクがベーンロータ１４に作用して進角室５２〜５４が圧縮されるときには、図２７に示すように作動油が進角ポート１１２から供給通路８０、さらに接続通路６１０へと逆流しようとする。しかし、このとき供給通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが逆止弁９０によって規制されると共に、接続通路６１０では、ドレン通路５０２側に向かう作動油流れが逆止弁６２０によって規制される。故に、進角室５２〜５４からの作動油流出が抑制され得るのみならず、遅角室５６〜５８への作動油供給がドレン通路５０２，５０３及びポート１１９，１１４を通じて誤って実現される事態が回避され得る。

次に、遅角作動について説明する。図３０に示すように、スプール１３０の遅角位置において正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、圧縮された進角室５２〜５４の作動油が進角ポート１１２からドレンポート１１８に流入してドレン通路５０２からオイルパン５に排出されるが、ドレン通路５０２に接続の接続通路６１０にも流入する。このとき、逆止弁６２０は供給通路８０の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給通路８０側に向かう作動油流れを許容するので、接続通路６１０に流入した作動油を供給及び遅角ポート１１６，１１４を通じて遅角室５６〜５８に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときにドレン通路５０２側から作動油を補うことができるので、容積拡大する遅角室５６〜５８において作動油不足が抑制され得る。

これに対し、負トルクがベーンロータ１４に作用して遅角室５６〜５８が圧縮されるときには、図２８に示すように作動油が遅角ポート１１４から供給通路８０、さらに接続通路６１０へと逆流しようとする。しかし、このとき供給通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが逆止弁９０によって規制されると共に、接続通路６１０では、ドレン通路５０２側に向かう作動油流れが逆止弁６２０によって規制される。故に、遅角室５６〜５８からの作動油流出を抑制することができる。

このように第六実施形態によれば、内燃機関に適したバルブタイミング調整をより迅速に且つ適確に行うことができるのである。

（第七実施形態）
本発明の第七実施形態は、第五及び第六実施形態の変形例である。図３１，３２に示すように第七実施形態による制御部７００は、第五実施形態の構成に第六実施形態の接続通路６１０及び逆止弁６２０を適用した形となっている。

以下、第七実施形態のバルブタイミング調整作動のうち、第五及び第六実施形態と相違する進角作動及び遅角作動について、相違点を中心に説明する。

まず、進角作動について説明する。図３３に示すように、スプール１３０の進角位置において負トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、圧縮された遅角室５６〜５８の作動油が遅角ポート１１４からドレンポート１１９及びドレン通路５０３に順次流入する。この流入油の一部はオイルパン５に排出されるが、その残りは、ドレン通路５０３から接続通路４１０に入り込むと共に、ドレン通路５０３に連通するドレン通路５０２から接続通路６１０に入り込む。このとき、各逆止弁４２０，６２０は供給通路８０の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給通路８０側に向かう作動油流れを許容するので、各接続通路４１０，６１０に入り込んだ作動油を進角室５２〜５４に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときには、ドレン通路５０３側からもドレン通路５０２側からも作動油を補うことができるので、容積拡大する進角室５２〜５４に不足なく作動油を供給して、進角応答性を十分に高めることができるのである。

次に、遅角作動について説明する。図３４に示すように、スプール１３０の遅角位置において正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、圧縮された進角室５２〜５４の作動油が進角ポート１１２からドレンポート１１８及びドレン通路５０２に順次流入する。この流入油の一部はオイルパン５に排出されるが、その残りは、ドレン通路５０２から接続通路６１０に入り込むと共に、ドレン通路５０２に連通するドレン通路５０３から接続通路４１０に入り込む。このとき、各逆止弁６２０，４２０は供給通路８０の供給作動油の圧力に抗して開弁することにより、供給通路８０側に向かう作動油流れを許容するので、各接続通路６１０，４１０に入り込んだ作動油を遅角室５６〜５８に供給可能となる。故に、作動油供給量が減少するときには、ドレン通路５０２側からもドレン通路５０３側からも作動油を補うことができるので、容積拡大する遅角室５６〜５８に不足なく作動油を供給して、遅角応答性を十分に高めることができるのである。

以上の第七実施形態によれば、内燃機関に適したバルブタイミング調整をより迅速に且つ適確に行うことができるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それら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、第一〜第七実施形態においては、変動トルクの平均トルクＴａｖｅが実質的に零又は僅かに正トルク側（即ち、カム軸２の遅角側）に偏るようにしてもよい。さらに、第一〜第七実施形態において駆動部１０には、例えばそうした変動トルクの平均トルクＴａｖｅ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。またさらに、第一〜第七実施形態において駆動部１０は、ハウジング１２がカム軸２と連動して回転し、ベーンロータ１４がクランク軸と連動して回転するように構成してもよい。

第一〜第七実施形態においてスプール弁１００，２０２，３０４，４０２，５０４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する以外にも、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を駆動するように構成してもよい。

第一実施形態においては、ポート１１４を進角通路７２と連通させると共に、ポート１１２を遅角通路７６と連通させるようにしてもよい。この場合、図３，６の位置が遅角作動のための遅角位置となり、また図４，７の位置が進角作動のための進角位置となる。さらに、第二実施形態においては、第三実施形態に準じて各逆止弁２１０，２３０にそれぞれ個別に付勢部材３１６，３３６を設けるようにしてもよい。

第一実施形態においては、第三実施形態に準じてドレン通路８２，８３同士を互いに連通させるようにしてもよい。さらに、第六及び第七実施形態においては、第四実施形態に準じてドレン通路５０２，５０３同士を直接的には連通させないようにしてもよい。

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。

本発明の第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。本発明の第二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８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８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８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８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８のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。本発明の第三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１４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１４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１４のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。本発明の第四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１８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１８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１８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１８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１８のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。本発明の第五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２４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。本発明の第六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２６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２６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２６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２６のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。本発明の第七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３１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３１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３１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１バルブタイミング調整装置、２カム軸、４ポンプ（流体供給源）、５オイルパン、１０駆動部、１２ハウジング（第一回転体）、１２ａスプロケット部、１２ｂ，１２ｃ，１２ｄシュー、１４ベーンロータ（第二回転体）、１４ａボス部、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄベーン、３０，４００，５００，６００，７００制御部、５０収容室、５２，５３，５４進角室、５６，５７，５８遅角室、７２進角通路、７６遅角通路、８０供給通路、８２，３０２ドレン通路（第二ドレン通路）、８３，３０３ドレン通路（第一ドレン通路）、９０逆止弁（サブ逆止弁）、１００，２０２，３０４，４０２，５０４スプール弁、１１０スリーブ、１１０ａ端部、１１２進角ポート、１１４遅角ポート、１１６供給ポート、１１８，１１９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、１３９駆動軸、１４０リターンスプリング、１５０逆止弁、１５２，２１２，２３２弁座、１５４，２１４，２３４弁体、１５６，２１６，２３６，３１６，３３６付勢部材、１５８，３１８，３３８内壁面、１７０接続通路、１８０制御回路、２００，３００制御部（制御手段）、２１０第一逆止弁（メイン逆止弁）、２１５，２３５リテーナ、２２０第一接続通路、２３０第二逆止弁（メイン逆止弁）、２４０第二接続通路、４１０接続通路、４２０逆止弁、５０２，５０３ドレン通路、６１０接続通路、６２０逆止弁

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第一回転体と、
前記カム軸と連動して回転し、前記第一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第二回転体と、
流体供給源から作動流体が供給される供給通路及び作動流体を排出するドレン通路を有し、前記進角室及び前記遅角室に対する前記供給通路及び前記ドレン通路の各々の接続状態を制御する制御手段と、を備えるバルブタイミング調整装置において、
前記制御手段は、
往復移動するスプールを有し、前記クランク軸に対する前記カム軸の位相を進角側に変化させ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、前記進角室に対して前記供給通路を接続し且つ前記遅角室に対して前記ドレン通路を接続し、前記位相を遅角側に変化させ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、前記遅角室に対して前記供給通路を接続し且つ前記進角室に対して前記ドレン通路を接続するスプール弁と、
少なくとも前記スプールが進角位置又は遅角位置に移動した状態において、前記供給通路及び前記ドレン通路の間を接続する接続通路と、
前記接続通路に配設され、前記ドレン通路側から前記供給通路側に向かう作動流体流れを許容し且つ前記供給通路側から前記ドレン通路側に向かう作動流体流れを規制する逆止弁と、
を有し、
前記接続通路は、前記スプールに形成され、前記スプールが前記進角位置及び前記遅角位置の少なくとも一方に移動することにより前記供給通路及び前記ドレン通路の間を接続し、
前記制御手段は、
前記スプールが前記進角位置に移動することにより前記遅角室に対して接続される前記ドレン通路としての第一ドレン通路と、
前記スプールが前記進角位置に移動することにより前記供給通路及び前記第一ドレン通路の間を接続する前記接続通路としての第一接続通路と、
前記第一接続通路に配設される前記逆止弁としての第一逆止弁と、
前記スプールが前記遅角位置に移動することにより前記進角室に対して接続される前記ドレン通路としての第二ドレン通路と、
前記スプールが前記遅角位置に移動することにより前記供給通路及び前記第二ドレン通路の間を接続する前記接続通路としての第二接続通路と、
前記第二接続通路に配設される前記逆止弁としての第二逆止弁と、
を有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
前記第一ドレン通路及び前記第二ドレン通路は互いに連通し、
前記進角位置に移動した前記スプールの前記第二接続通路により前記供給通路及び前記第二ドレン通路の間が接続され、前記遅角位置に移動した前記スプールの前記第一接続通路により前記供給通路及び前記第一ドレン通路の間が接続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。
前記制御手段は、
メイン逆止弁としての前記第一逆止弁及び前記第二逆止弁と、
前記供給通路に配設され、前記流体供給源側から前記スプール弁側に向かう作動流体流れを許容し且つ前記スプール弁側から前記流体供給源側に向かう作動流体流れを規制するサブ逆止弁と、
を有す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。