JP2009074424A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 作動流体に混入する異物が逆止弁に侵入することを確実に防止し、トルク変動の大きさに関わらず、進角側および遅角側への位相制御の応答性に優れたバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】 位相切替弁６０より流体供給源５０側の流体通路２０７、２０４に逆止弁８０を設け、逆止弁８０より流体供給源５０側の流体通路２０４にフィルタ５２を設ける。フィルタ５２は逆止弁８０に流入する作動流体の異物を除去し、流体供給源５０から逆止弁８０に作動流体の異物が侵入することを防ぐ。そのため、逆止弁８０は遅角室または進角室から流体供給源５０側への作動流体の流れを確実に遮断することができる。これにより、遅角室および進角室の位相制御中にベーンロータ３０がハウジング１０に対し目標位相と反対側に戻ることが抑制され、位相制御の応答性を向上できる。
【選択図】図１

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いずれか一方の開閉タイミング（以下、「開閉タイミング」をバルブタイミングという）を調整するバルブタイミング調整装置に関する。

従来、内燃機関のクランクシャフトの駆動力を受けるハウジングと、ハウジング内に収容され、カムシャフトにクランクシャフトの駆動力を伝達するベーンロータとを備え、遅角室および進角室の作動油の圧力によりハウジングに対し遅角側および進角側にベーンロータを相対回動駆動することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相、つまり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が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなバルブタイミング装置では吸気弁または排気弁を開閉駆動するときに吸気弁または排気弁からカムシャフトが受ける変動がベーンロータに伝わり、ハウジングに対してベーンロータが遅角側および進角側にトルク変動を受ける。
そして、例えば進角室に作動油を供給し、クランクシャフトに対してカムシャフトの位相を遅角側から進角側の目標とする位相に変更する場合、ベーンロータが遅角側にトルク変動を受けると、ベーンロータは進角室の容積を減少する方向にトルク変動を受けることになるので、進角室の作動油は進角室から流出する力を受ける。すると、ベーンロータがトルク変動により遅角側に戻され、目標の位相に達するまでの応答時間が長くなるという問題がある。この問題は、特に、油圧ポンプから供給される作動油の圧力が低いときに顕著となる。

そこで、作動油を供給する位相切替弁から遅角室および進角室までの油路に逆止弁を設け、ベーンロータがトルク変動を受けても作動油が遅角室および進角室から油圧ポンプ側に流出することを遮断することが研究されている。しかし、逆止弁を位相切替弁から遅角室および進角室までの油路に設けると、遅角室および進角室から作動油を排出するための油路および切替弁をさらに設けなくてはならず油路の構成が複雑になる。
また、特許文献２のように、位相切替弁と油圧ポンプの間の作動油を遅角室および進角室に供給する油路に逆止弁を設け、ベーンロータがトルク変動を受けても作動油が遅角室および進角室から油圧ポンプ側に流出することを遮断することが考えられる。
しかしながら、内燃機関の内部で脱落するばり、摺動部材の摩耗により発生する摩耗粉等の異物が作動油に混入すると、この異物を作動油から確実に除去しなければ、逆止弁は作動油の流れを遮断する機能を維持することができず、遅角室および進角室から油圧ポンプ側への作動油の流出を防止できなくなる問題がある。
特開２００６−４６３１５号公報 特開２００４−１００５２３号公報

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、作動流体に混入する異物が逆止弁に侵入することを確実に防止し、トルク変動の大きさに関わらず、進角側および遅角側への位相制御の応答性に優れたバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によると、ハウジングとベーンロータと位相切替弁と逆止弁とフィルタを備えるバルブタイミング調整装置は、位相切替弁と流体供給源との間の流体通路に逆止弁を設け、逆止弁と流体供給源との間の流体通路にフィルタを設けている。この構成によれば、フィルタは逆止弁に流入する作動流体の異物を除去し、流体供給源から逆止弁に作動流体の異物が侵入することを防ぐ。そのため、逆止弁は遅角室または進角室から流体供給源側への作動流体の流れを確実に遮断することができる。これにより、遅角室および進角室の位相制御中にベーンロータがハウジングに対し目標位相と反対側に戻ることが抑制され、位相制御の応答性を向上できる。

請求項２に記載の発明によると、位相切替弁と流体供給源との間の流体通路は、内燃機関の潤滑系統に作動流体を供給する分岐通路と接続する接続点を有し、この接続点と位相切替弁との間の流体通路に逆止弁を設けている。ここで内燃機関の潤滑系統とは、作動流体が潤滑する内燃機関各部のうち、バルブタイミング調整装置本体を除く、ピストン、シリンダー、クランクシャフト、コネクティングロッド、カム等の内燃機関の各部をいう。この構成によれば、遅角室または進角室を流れる作動流体が内燃機関の潤滑系統に流出しないので、逆止弁は遅角室または進角室から流体供給源側への作動流体の漏出を確実に遮断することができる。

請求項３に記載の発明によると、接続点と逆止弁と間の流体通路にフィルタを設けている。この構成によれば、フィルタはバルブタイミング調整装置のみに供給される作動流体の異物を除去するので、細かい異物を除去するバルブタイミング調整装置専用のフィルタを使用することができる。このため、作動流体の流れを遮断する逆止弁の機能を維持することができる。

以下、本発明の実施形態を図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１を図１〜図６に示す。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、吸気弁のバルブタイミングを調整するものである。図１は、ハウジング１０に対しベーンロータ３０を遅角方向に作動させている状態を示し、図３は、ハウジング１０に対しベーンロータ３０を進角方向に作動させている状態を示す。図５は、ハウジング１０に対しベーンロータ３０を遅角方向に作動させている状態において、逆止弁が遅角室から流体供給源側への作動油の漏出を遮断している状態を示し、図６は、ハウジング１０に対しベーンロータ３０を進角方向に作動させている状態において、逆止弁が進角室から流体供給源側への作動油の漏出を遮断している状態を示す。

まず、バルブタイミング調整装置１の機械的構成を図１、図２に基づいて説明する。本実施形態のバルブタイミング調整装置１は、ハウジング１０と、ベーンロータ３０と、位相切替弁６０と、逆止弁８０とフィルタ５２等から構成される。図１に示すように、駆動側回転体であるハウジング１０は、チェーンスプロケット１１、シューハウジング１２から構成されている。シューハウジング１２は仕切部材としてのシュー１２１、１２２、１２３（図２参照）と、環状の周壁１２４と、周壁１２４を挟んでチェーンスプロケット１１と反対側に位置するフロントプレート１２５とを有し、一体に形成されている。シューハウジング１２はボルト１３によってチェーンスプロケット１１と同軸上に固定されている。チェーンスプロケット１１は、図示しない内燃機関の駆動軸としてのクランクシャフトと結合して駆動力を伝達され、クランクシャフトとともに回転する。

クランクシャフトの駆動力は、バルブタイミング装置１を経由して従動軸としてのカムシャフト３に伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト３は、チェーンスプロケット１１に対し所定の位相差をおいて回転可能にチェーンスプロケット１１に挿入されている。
従動側回転体としてのベーンロータ３０はカムシャフト３の軸方向端面と当接しており、カムシャフト３、ベーンロータ３０およびブッシュ１４はボルト１５により同軸上に結合、固定されている。ベーンロータ３０とカムシャフト３との回転方向の位置決めは、ベーンロータ３０およびカムシャフト３に位置決めピン１６を嵌合することにより成される。カムシャフト３、ハウジング１０およびベーンロータ３０は図１に示す矢印Ｘ方向から見て時計方向に回転する。以下この回転方向をクランクシャフトに対するカムシャフト３の進行方向とする。

図２に示すように、台形に形成されたシュー１２１、１２２、１２３は周壁１２４から径方向内側に延びており、周壁１２４の回転方向にほぼ等間隔に設けられている。シュー１２１、１２２、１２３により回転方向に所定角度範囲で３箇所形成された間隙にはそれぞれベーン１３１、１３２、１３３を収容する扇状の収容室４０が３室形成されている。
ベーンロータ３０は、カムシャフト３と軸方向端面で結合するボス部１３４と、ボス部１３４の外周側に回転方向にほぼ等間隔に配置されたベーン１３１、１３２、１３３とを有している。ベーンロータ３０はハウジング１０に対し相対回転可能にハウジング１０内に収容されている。ベーン１３１、１３２、１３３は各収容室４０内に回転可能に収容されている。各ベーンは、各収容室４０を仕切り、各収容室４０を遅角室と進角室とに二分している。図２に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、ハウジング１０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。

シール部材１７は半径方向に向き合う各シューとボス部１３４との間、ならびに各ベーンと周壁１２４の内周壁との間に形成されている摺動隙間に配設されている。シール部材１７は、ボス部１３４および各ベーンの外周壁に設けた溝に嵌合しており、ばね等により各シューおよび周壁１２４の内周壁に向けて付勢されている。この構成により、シール部材１７は各遅角室と各進角室との間に作動油が漏れることを防止している。

図１に示すように、円筒状のガイドリング１８はベーン１３１に圧入されている。円筒状に形成されたストッパピン１９はガイドリング１８に回転軸方向に摺動可能に収容されている。嵌合リング２０はフロントプレート１２５に形成された凹部１２６に圧入保持されている。ストッパピン１９は嵌合リング２０に嵌合可能である。ストッパピン１９および嵌合リング２０の嵌合側はテーパ状に形成されているので、ストッパピン１９は嵌合リング２０に滑らかに嵌合する。付勢手段としてのスプリング２１は嵌合リング２０側にストッパピン１９を付勢している。ストッパピン１９、嵌合リング２０、およびスプリング２１はハウジング１０に対するベーンロータ３０の相対回転を拘束する拘束手段を構成している。

ストッパピン１９のフロントプレート１２５側に形成された油圧室２２、ならびにストッパピン１９の外周に形成された油圧室２３に供給される作動油の圧力は嵌合リング２０からストッパピン１９が抜け出す方向に働く。油圧室２２は後述する進角室４５と接続し、油圧室２３は遅角室４１と接続している。ストッパピン１９の先端部は、ハウジング１０に対し最遅角位置にベーンロータ３０が位置するとき嵌合リング２０に嵌合可能である。ストッパピン１９が嵌合リング２０に嵌合した状態においてハウジング１０に対するベーンロータ３０の相対回動は拘束されている。

ハウジング１０に対しベーンロータ３０が最遅角位置から進角側に回転するとストッパピン１９と嵌合リング２０との回転方向位置がずれることにより、ストッパピン１９は嵌合リング２０に嵌合不能になる。
図２に示すように、シュー１２１とベーン１３１との間に遅角室４１が形成され、シュー１２２とベーン１３２との間に遅角室４２が形成され、シュー１２３とベーン１３３との間に遅角室４３が形成されている。また、シュー１２３とベーン１３１との間に進角室４５が形成され、シュー１２１とベーン１３２との間に進角室４６が形成され、シュー１２２とベーン１３３との間に進角室４７が形成されている。

次に、バルブタイミング調整装置1の油路の構成について図１から図４に基づいて説明する
図１に示すように、油圧ポンプ５０はオイルパン５１から作動油を汲み上げ内燃機関の潤滑系統に供給している。オイルパン５１から汲み上げられた作動油をバルブタイミング調整装置１に供給する供給通路２０３は、一端が、バルブタイミング調整装置１以外の内燃機関の潤滑系統に作動油を供給する分岐通路２０５の接続点２０１と接続しており、他端が、フィルタ５２と接続している。フィルタ５２は供給通路２０３と供給通路２０４との間に設けられており、バルブタイミング調整装置１のみに供給される作動油内の異物を除去する細かいメッシュ５２１を備えている。供給通路２０４は、一端がフィルタ５２と接続しており、他端が逆止弁８０と接続している。

逆止弁８０は、油圧ポンプ５０と位相切替弁６０との間の供給通路２０４、２０７に設けられている。図４に示すように、逆止弁８０は、ケース８７とガイド８４と弁体８１とスプリング８３とから構成されている。ケース８７は、供給通路２０４と供給通路２０７とを接続する弁通路８９と、弁体８１が当接可能な弁座８２とを内部に有している。弁体８１は球形状に形成されており、ケース８７の軸方向に往復移動可能に弁通路８９に収容され、弁座８２に着座可能である。スプリング８３は圧縮コイルスプリングであって、弁通路８９に収容され、一端が弁体８１に当接し他端がガイド８４に当接している。ガイド８４は、弁通路８９に収容されており、スプリング８３の上記他端を保持する三つ又部８６と弁体８１の移動を案内する当接部８５とが一体に形成されている。
逆止弁８０は、供給通路２０７の作動油の油圧およびスプリング８３の単位面積当たり付勢力の和が供給通路２０４の作動油の油圧より高いとき若しくは同等のとき、図４の実線に示すように、弁体８１が弁座８２に着座することにより、弁通路８９を閉塞する。一方、図４の点線に示すように、供給通路２０４の作動油の油圧が供給通路２０７の作動油の油圧およびスプリング８３の単位面積当たりの付勢力の和よりも高いとき、弁体８１がスプリング８３の付勢力に抗して弁座８２から離座することにより、弁通路８９を開放する。

図１に示すように、供給通路２０７は、一端が逆止弁８０と接続しており、他端は後述する位相制御弁６０の開口部７３と接続している。上述した供給通路２０３、２０４、２０７はバルブタイミング装置１のみに作動油を供給する専用の流体通路であり、他に接続点を有していない。
排出通路２０８は、一端が位相制御弁６０の開口部７４と接続しており、他端がオイルパン５１と接続している。排出通路２０６（図３参照）は一端が位相制御弁６０の開口部７２と接続しており、他端がオイルパン５１と接続している。排出通路２０８、２０６はオイルパン５１に作動油を排出可能である。

位相切替弁６０は、電磁スプール弁であり、供給通路２０７、排出通路２０６、２０８、遅角通路２１０、進角通路２２０と接続され、軸受２の油圧ポンプ５０側に設けられている。位相切替弁６０の電磁駆動部６１は、ヨーク６２、固定コア６３、可動コア６４およびコイル６５を有している。ヨーク６２、固定コア６３および可動コア６４は磁性材で形成されており、磁気回路を構成している。コイル６５は、通電により上記磁気回路を通る磁束を発生させる。コイル６５は電子制御装置（ＥＣＵ）７９に電気接続されており、通電を制御されることによって、固定コア６３と可動コア６４との間に発生させる磁気吸引力を変化させて可動コア６４を駆動する。

位相切替弁６０の弁部６６は、スリーブ６７およびスプール６８を有している。スリーブ６７の所定位置には、作動油を通過させる複数の開口部７０、７１、７２、７３、７４が形成されている。開口部７３は供給通路２０７と接続しており、開口部７２、７４はそれぞれ排出通路２０６（図３参照）、２０８と接続している。また、開口部７１は遅角通路２１０と接続し、開口部７０は進角通路２２０と接続している。スプール６８は、スリーブ６７の内壁により軸方向へ往復移動可能に支持されている。スプール６８においてスリーブ６７の内径とほぼ同じ外径を有するランド７５、７６は、スリーブ６７の内壁に摺接する。スプール６８の可動コア６４とは反対側の端面は、スプール６８を可動コア６４側へ付勢するスプリング６９と接している。したがって、電磁駆動部６１が可動コア６４を往復駆動することにより、スプール６８がスリーブ６７内を往復移動する。スプール６８は、電磁駆動部６１のコイル６５への通電に従って電磁駆動される。

図１は、電子制御装置７９により位相切替弁６０のコイル６５への通電がオフに制御された状態を示している。この状態において、スプール６８はスプリング６９に付勢されることにより図１の左方向に定位する。これにより、油圧ポンプ５０から供給通路２０３、２０４、２０７へ供給された作動油は、開口部７３からスリーブ６７内へ流入し、開口部７１から遅角通路２１０へ流れる。一方、進角通路２２０の作動油は開口部７０からスリーブ６７内へ流入し、開口部７４から排出通路２０８を通じてオイルパン５１へ排出される。

図３は、電子制御装置７９によりコイル６５への通電がオンされて所定のデューティ比に制御された状態を示している。この状態においてスプール６８はスプリング６９の付勢力に抗して図３右方向へ押圧され、スプリング６９の付勢力と電磁駆動部６１のコア６３、６４間の磁気吸引力とが釣り合う位置に定位する。これにより、油圧ポンプ５０から供給通路２０３、２０４、２０７へ供給された作動油は開口部７３からスリーブ６７内へ流入し、開口部７０から進角通路２２０へ流れる。一方、遅角通路２１０の作動油は開口部７１からスリーブ６７内へ流入し、開口部７２から排出通路２０６を通じてオイルパン５１へ排出される。

電子制御装置７９によりコイル６５への通電がオンされて図３の場合とは異なるデューティ比に制御された状態において、スプール６８は図３の右方向へ図３の場合より少なく押圧され、スプリング６９の付勢力と電磁駆動部６１の磁気吸引力とが釣り合う位置に定位する。これにより、油圧ポンプ５０から供給通路２０３、２０４、２０７へ供給された作動油は、開口部７３からスリーブ６７内へ流入するが、ランド７５、７６により開口部７１、７０が閉塞されるため、遅角通路２１０および進角通路２２０への流れを規制される。

図１に示すように、バルブタイミング調整装置１の軸受２により支持されているカムシャフト３の外周壁には、環状通路２４０、２４２が形成されている。遅角通路２１０は位相切替弁６０から環状通路２４０およびカムシャフト内部の遅角通路２１１を通りベーンロータ３０のボス部１３４の内部に形成されている。また、進角通路２２０は位相切替弁６０から環状通路２４２およびカムシャフト内部の進角通路２２１を通りベーンロータ３０のボス部１３４の内部に形成されている。
図２に示すように、遅角通路２１１は遅角室４１、４２，４３と接続する遅角通路２４３、２４４、２４５に分岐している。遅角通路２１０、環状通路２４０、遅角通路２１１、２４３、２４４、２４５は供給通路２０４から位相切替弁６０を通り各遅角室に作動油を供給するとともに、各遅角室から流体排出側であるオイルパン５１側に位相切替弁６０を通り排出通路２０６を経由して作動油を排出する。したがって、遅角通路２１０、環状通路２４０、遅角通路２１１、２４３、２４４、２４５は、遅角供給通路と遅角排出通路とを兼ねている。

進角通路２２１は、進角室４５、４６、４７と接続する進角通路２４６、２４７、２４８に分岐している。進角通路２２０、環状通路２４２、進角通路２２１、２４６、２４７、２４８は、供給通路２０４から位相切替弁６０を通り各進角室に作動油を供給するとともに、各進角室から流体排出側であるオイルパン５１側に、位相切替弁６０を通り排出通路２０８を経由して作動油を排出する。したがって、進角通路２２０、環状通路２４２、進角通路２２１、２４６、２４７、２４８は、進角供給通路と進角排出通路とを兼ねている。

上述したバルブタイミング調整装置１の機械的構成および油路の構成により、供給通路２０４と２０７との間に設けられたに逆止弁８０は、作動油が各遅角室から遅角通路２４３、２４４、２４５、２１１、環状通路２４０、遅角通路２１０、供給通路２０７を通り油圧ポンプ５０側へ逆流することを防止し、作動油が各進角室から進角通路２４６、２４７、２４８、２２１、環状通路２４２、進角通路２２０、供給通路２０７を通り油圧ポンプ５０側へ逆流することを防止している。また、逆止弁は、接続点２０１よりも位相切替弁６０側の供給通路２０４、２０７に設けられているので、遅角室または進角室から逆流しようとする作動油がバルブタイミング調整装置１以外の内燃機関の潤滑系統に流れることがない。

フィルタ５２は、接続点２０１よりも逆止弁８０側の供給通路２０３、２０４に設けられているため、仮に、異物の混入する作動油が油圧ポンプ５０から汲み上げられても、フィルタ５２により異物が除去されるので、逆止弁８０に異物が流入することが防止される。したがって、逆止弁８０の一方向弁の機能が阻害されないため、位相切替弁６０から油圧ポンプ５０の方向への作動油の流れを確実に防止することができる。これにより、バルブタイミング調整装置１は、トルク変動の大きさに関わらず、進角側および遅角側への位相を的確に応答よく制御することができる。

次に、バルブタイミング調整装置１の一般作動を図１、図３に基づいて説明する。
＜内燃機関停止時＞
内燃機関停止状態ではストッパピン１９は嵌合リング２０に嵌合している。内燃機関を始動直後の状態では、遅角室４１、４２、４３、進角室４５、４６、４７、油圧室２２および油圧室２３に油圧ポンプ５０から十分に作動油が供給されないので、ストッパピン１９は嵌合リング２０に嵌合した状態を維持し、クランクシャフトに対しカムシャフト３は最遅角位置に保持されている。これにより、作動油が各油圧室に供給されるまでの間、カムシャフトが受けるトルク変動によりハウジング１０とベーンロータ３０とが揺動振動して衝突し、打音が発生することを防止する。

＜内燃機関始動後＞
内燃機関始動後、油圧ポンプ５０から作動油が十分に供給されると、油圧室２２または油圧室２３に供給される作動油の油圧によりストッパピン１９が嵌合リング２０から抜け出すので、ハウジング１０に対しベーンロータ３０は相対回動自在である。そして、各遅角室および各進角室に加わる油圧を制御することにより、クランクシャフトに対するカムシャフト３の位相差を調整する。

＜遅角作動時＞
内燃機関の運転時、位相切替弁６０への通電をオフした図１に示す状態では、スプール６８はスプリング６９の荷重により図１に示す位置にある。位相切替弁６０が図１に示す切替状態にあると、油圧ポンプ５０から吐出された作動油は接続点２０１を通過し、供給通路２０３を通り、フィルタ５２へ流入する。フィルタ５２は作動油に混入する異物を除去する。異物を除去された作動油は供給通路２０４から逆止弁８０の弁通路８９に流入し、供給通路２０７を通り、位相切替弁６０の開口部７３からスリーブ６７に流入する。このとき逆止弁８０は作動油の流れを許容している。
位相切替弁６０の開口部７１から流出した作動油は遅角通路２１０、環状通路２４０、遅角通路２１１、２４３、２４４、２４５を通り遅角室４１、４２、４３に流入する。また、進角室の作動油は進角通路２４６、２４７、２４８、２２１から環状通路２４２、進角通路２２０、位相切替弁６０、排出通路２０８を通りオイルパン５１に排出される。このように各遅角室に作動油が供給され、各進角室から作動油が排出されることにより、ベーンロータ３０は３室ある遅角室４１、４２、４３から作動油圧を受け、ベーンロータ３０はハウジング１０に対し遅角側に回転する。

＜進角作動時＞
位相切替弁６０への通電をオンすると、図４に示すように、スプリング６９の荷重に抗して加わる電磁駆動部６１の電磁力により、スプール６８は図３に示す位置にある。位相切替弁６０が図３に示す切替状態にあると、油圧ポンプ５０から吐出された作動油は接続点２０１を通過し、供給通路２０３を通り、フィルタ５２へ流入する。フィルタ５２は作動油に混入する異物を除去する。異物を除去された作動油は供給通路２０４から逆止弁８０の弁通路８９に流入し、供給通路２０７を通り、位相切替弁６０の開口部７３からスリーブ６７に流入する。位相切替弁６０の開口部７０から流出した作動油は進角通路２２０、環状通路２４２、進角通路２２１、２４６、２４７、２４８を通り進角室４５、４６、４７に流入する。また、遅角室の作動油は遅角通路２４３、２４４、２４５、２１１から環状通路２４０、遅角通路２１０、位相切替弁６０、排出通路２０６を通りオイルパン５１に排出される。このように各進角室に作動油が供給され、各遅角室から作動油が排出されることにより、ベーンロータ３０は３室ある進角室４５、４６、４７から作動油圧を受け、ベーンロータ３０はハウジング１０に対し進角側に回転する。

＜中間保持作動時＞
ベーンロータ３０が目標位相に到達すると、電子制御装置７９は位相切替弁６０に供給する駆動電流のデューティ比を制御し、図１と図３との中間位置にスプール６８を保持する。この状態では、作動油の流量を規制するランド７５、７６と開口部７１、７０との隙間を通り、供給通路２０７から遅角通路２１０および進角通路２２０の両方に、油圧ポンプ５０から僅かではあるが作動油が供給され圧力が加わっている。

次に、本実施形態によるバルブタイミング調整装置１特有の作動を図５、図６に基づいて説明する。
＜遅角作動時＞
内燃機関の運転時、図５に示すように、各遅角室に作動油を供給し、各進角室から作動油を排出することにより遅角側の目標位相に位相制御（遅角制御）するとき、カムシャフト３が受けるトルク変動により、ベーンロータ３０はハウジング１０に対し遅角側および進角側にトルク変動を受ける。ベーンロータ３０が進角側にトルク変動を受けると、各遅角室の作動油は遅角通路２４３、２４４、２４５、２１１、環状通路２４０、遅角通路２１０、供給通路２０７に流出する力を受ける。
ここで、第１実施形態では、供給通路２０７と２０４との間に逆止弁８０が設けられている。したがって、逆止弁８０は、トルク変動により各遅角室から遅角通路２４３、２４４、２４５、２１１、環状通路２４０、遅角通路２１０、供給通路２０７に流出しようとする作動油の油圧およびスプリング８３の単位面積当たりの付勢力の和が、油圧ポンプ５０から吐出される作動油の油圧より大きいとき、弁通路８９を閉塞する。そのため、作動油は各遅角室から遅角通路２４３、２４４、２４５、２１１、環状通路２４０、遅角通路２１０、供給通路２０７に流出しない。フィルタ５２は、接続点２０１より逆止弁８０側の供給通路２０３、２０４に設けられ、逆止弁８０に作動油の異物が混入することを防止している。そのため、逆止弁８０は作動油の逆流を確実に遮断することができる。したがって、逆止弁８０は、油圧ポンプ５０の油圧が低いときにベーンロータ３０が進角側にトルク変動を受けても、ベーンロータ３０がハウジング１０に対して進角側に戻ることを防止する。このように、ハウジング１０に対してベーンロータ３０が目標位相と反対の進角側に戻ることを防止できるので、ベーンロータ３０は遅角側の目標位相に速やかに到達する。

＜進角作動時＞
図６に示すように、各進角室に作動油を供給し、各遅角室から作動油を排出することにより進角側の目標位相に位相制御（進角制御）するとき、カムシャフト３が受けるトルク変動により、ベーンロータ３０はハウジング１０に対し遅角側および進角側にトルク変動を受ける。ベーンロータ３０が遅角側にトルク変動を受けると、各進角室の作動油は進角通路２４６、２４７、２４８、２２１、環状通路２４２、進角通路２２０、供給通路２０７に流出する力を受ける。
ここで、第１実施形態では、供給通路２０７と２０４との間に逆止弁８０が設けられている。したがって、逆止弁８０は、トルク変動により各進角室から進角通路２４６、２４７、２４８、２２１、環状通路２４２、進角通路２２０、供給通路２０７に流出しようとする作動油の油圧およびスプリング８３の単位面積当たりの付勢力の和が、油圧ポンプ５０から吐出される作動油の油圧より大きいとき、弁通路８９を閉塞する。そのため、作動油は各進角室から進角通路２４６、２４７、２４８、２２１、環状通路２４２、進角通路２２０、供給通路２０７に流出しない。フィルタ５２は、接続点２０１より逆止弁８０側の供給通路２０３、２０４に設けられ、逆止弁８０に作動油の異物が流入することを防止している。そのため、逆止弁８０は作動油の逆流を確実に遮断することができる。したがって、逆止弁８０は、油圧ポンプ５０の油圧が低いときにベーンロータ３０が遅角側にトルク変動を受けても、ベーンロータ３０はハウジング１０に対して遅角側に戻されない。このように、ハウジング１０に対してベーンロータ３０が目標位相と反対の遅角側に戻ることを防止できるので、ベーンロータ３０は進角側の目標位相に速やかに到達する。

＜中間保持作動時＞
中間保持作動時においても遅角通路２１０および進角通路２２０の両方から供給通路２０７に、僅かではあるが作動油が逆流し逆止弁８０に圧力が加わる。この場合も油圧ポンプ５０からの作動油の圧力より供給通路２０７の作動油の圧力およびスプリング８３の単位面積当たりの付勢力の和が同等以上になると逆止弁８０の弁体８１が弁座８２に着座することで弁通路８９は閉塞する。これにより遅角通路２１０および進角通路２２０が両方ともに遮断されるので、各遅角室および各進角室から作動油が遅角通路２１０、進角通路２２０、供給通路２０７を通って油圧ポンプ側に逆流することを防止する。

本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置１が位相制御するときの応答性と、従来のバルブタイミング調整装置が位相制御するときの応答性との比較を図７に基づいて説明する。
図７の実線Ｑで示すように、第１実施形態のバルブタイミング調整装置は、逆止弁８０とフィルタ５２が遅角室および進角室から油圧ポンプへ逆流する作動油の流れを確実に遮断していることにより適正な位相制御が行われているので、ベーンロータがトルク変動により遅角側に戻される戻り量ｂが小さく、所定時間内に目標位相に到達している。
これに対し、逆止弁およびフィルタを設けていない従来のバルブタイミング装置は、適正な位相制御が行われていないので、図７の点線Ｐで示すように戻り量ａが大きく、所定時間内に目標位相に到達していない。
このように、第１実施形態のバルブタイミング調整装置１によると、逆止弁およびフィルタを備えることにより遅角室および進角室から油圧ポンプへ逆流する作動油の流れを確実に遮断し、トルク変動の大きさに関わらず位相制御の応答性を向上することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、吸気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本発明を適用した。これに対し、排気弁、あるいは吸気弁および排気弁の両方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本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、電磁スプール弁式の位相切替弁を採用した。これに対し、油圧ポンプから供給される作動油を遅角通路または進角通路に供給するよう切り替えることが可能であり、遅角通路または進角通路から排出される作動油を排出通路へ排出するよう切り替えることが可能な位相切替弁であれば、どのような作動方式の位相切替弁を採用してもよい。
このように、本発明は、上記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実施形態に適用可能である。

本発明の第１実施形態によるバルブタイミング装置の遅角制御状態を示す構成図。 図１のＡ−Ａ線の断面図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング装置の進角制御状態を示す構成図。 （Ａ）逆止弁の平面図。（Ｂ）図４（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング装置の遅角制御状態を示す構成図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング装置の進角制御状態を示す構成図。 逆止弁およびフィルタの有無による目標位相到達の違いを示す特性図。

符号の説明

１：バルブタイミング調整装置、２：軸受、３：カムシャフト、１０：ハウジング、１１：チェーンスプロケット、１２：シューハウジング、１３：ボルト、１４：ブッシュ、１５：ボルト、１６：位置決めピン、１７：シール部材、１８：ガイドリング、１９：ストッパピン、２０：嵌合リング、２１：スプリング、２２，２３：油圧室、３０：ベーンロータ、４０：収容室、４１、４２、４３：遅角室、４５、４６、４７：進角室、５０：油圧ポンプ、５１：オイルパン、５２：フィルタ、６０：位相切替弁、６１：電磁駆動部、６２：ヨーク、６３：固定コア、６４：可動コア、６５：コイル、６６：弁部、６７：スリーブ、６８：スプール、６９：スプリング、７０、７１、７２、７３、７４：開口部、７５、７６：ランド、７９：電子制御装置（ＥＣＵ）、８０：逆止弁、８１：弁体、８２：弁座、８３：スプリング、８４：ガイド、８５：当接部、８６：三つ又部、８７：ケース、８９：弁通路、１２１、１２２、１２３：シュー、１２４：周壁、１２５：フロントプレート、１２６：凹部、２０１：接続点、２０４、２０７：供給通路、２０５：分岐通路、２０６、２０８：排出通路、２１０、２１１、２４３、２４４、２４５遅角通路、２２０、２２１、２４６、２４７、２４８：進角通路、２４０、２４２：環状通路

Claims (3)

1. 内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁および前記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において、
   前記駆動軸および前記従動軸の一方とともに回転し、所定角度範囲で回転方向に形成された収容室を有するハウジングと、
   前記駆動軸および前記従動軸の他方とともに回転して前記収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより前記収容室を仕切って形成された遅角室および進角室の作動流体の圧力により前記ハウジングに対し遅角側または進角側に相対回転駆動され、前記ハウジングに対する相対位相を制御されるベーンロータと、
   流体供給源から前記遅角室への作動流体の供給と前記遅角室からの作動流体の排出との切り替え、ならびに前記流体供給源から前記進角室への作動流体の供給と前記進角室からの作動流体の排出との切り替えを行う位相切替弁と、
   前記位相切替弁と前記流体供給源との間の流体通路に設けられ、前記流体供給源から前記遅角室または前記進角室への作動流体の流れを許容し、前記遅角室または前記進角室から前記流体供給源側への作動流体の流れを遮断する逆止弁と、
   前記逆止弁と前記流体供給源との間の流体通路に設けられ、逆止弁に流入する作動流体の異物を除去するフィルタと、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記位相切替弁と前記流体供給源との間の流体通路は、内燃機関の潤滑系統へ作動流体を供給する分岐通路と接続する接続点を有し、
   前記逆止弁は、前記接続点と前記位相切替弁との間の流体通路に設けられることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング装置。
3. 前記フィルタは、前記接続点と前記逆止弁との間の流体通路に設けられることを特徴とする請求項２記載のバルブタイミング装置。

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