(57)【要約】【課題】  カムトルク駆動時に進角室および遅角室からの油抜けを防止するバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】バルブタイミング調整装置１の装置本体１０に内蔵された制御弁部４０は、進角ポート、遅角ポート、進角ドレンポート、遅角ドレンポート、及び、供給ポートを一軸上に有し、駆動装置３０のシャフト３５が所定ストロークだけ前進することによりスプール５０が移動して各ポートの接続状態を制御する。油圧駆動時にはオイルポンプ４からの作動油供給により、カムトルク駆動時にはカムシャフト２のカムトルクにより、ベーンロータ１６がハウジング１２に対して相対回動できる。カムトルク駆動時に選択される接続状態では、進角ドレンポートおよび遅角ドレンポートが遮断され、進角室および遅角室内の作動油の排出が防止される。【選択図】図１
2011196245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動力を駆動軸から従動軸に伝達する動力伝達系に設けられ、この従動軸の回転力により吸気弁または排気弁を開閉するとともに、吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング調整装置であって、
内燃機関の駆動軸のもつ駆動力を受けて回転するハウジングと、
前記ハウジングに収容され、吸気弁または排気弁を開閉する従動軸とともに回転し、前記ハウジングに対し所定角度範囲で相対回動可能な複数のベーン部、前記ベーン部の回転方向の一方側に形成され圧力が上昇すると前記ハウジングに対し前記ベーン部を進角側に回転位相を変更する進角室、及び、前記ベーン部の回転方向の他方側に形成され圧力が上昇すると前記ハウジングに対し前記ベーン部を遅角側に回転位相を変更する遅角室を有するベーンロータと、
複数のランド部を有し前記進角室および前記遅角室に作動油を供給または排出する油路を切換可能な制御弁スプールと、
前記制御弁スプールを往復移動可能に収容し、前記進角室に連通する進角ポート、前記遅角室に連通する遅角ポート、前記ランド部との相対位置によって前記進角ポートに連通可能でかつ油溜めに連通する進角ドレンポート、前記ランド部との相対位置によって前記遅角ポートに連通可能でかつ油溜めに連通する遅角ドレンポート、及び、油圧供給源に連通する供給ポート、を有する制御弁スリーブと、
前記油圧供給源から前記供給ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する供給逆止弁と、
前記制御弁スリーブに対し前記制御弁スプールを駆動する駆動手段と、
を備え、
前記制御弁スプールは、
前記供給ポートから前記進角ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する進角逆止弁と、
前記供給ポートから前記遅角ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する遅角逆止弁と、
を設けていることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記制御弁スリーブに対する前記制御弁スプールの軸方向相対位置の切換について、前記進角ポートと前記進角ドレンポートとを遮断する状態と、前記遅角ポートと前記遅角ドレンポートとを遮断する状態とを同時に選択可能であ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。
【請求項３】
前記進角ドレンポートから前記油溜めへの通路に、前記進角室内の作動油が自重により油溜めへ流れ落ちることを防止する油抜け防止弁を備え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。
【請求項４】
前記遅角ドレンポートから前記油溜めへの通路に、前記遅角室内の作動油が自重により油溜めへ流れ落ちることを防止する油抜け防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。
【請求項５】
内燃機関の駆動力を駆動軸から従動軸に伝達する動力伝達系に設けられ、この従動軸の
回転力により吸気弁または排気弁を開閉するとともに、吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング調整装置であって、
内燃機関の駆動軸のもつ駆動力を受けて回転するハウジングと、
前記ハウジングに収容され、吸気弁または排気弁を開閉する従動軸とともに回転し、前記ハウジングに対し所定角度範囲で相対回動可能な複数のベーン部、前記ベーン部の回転方向の一方側に形成され圧力が上昇すると前記ハウジングに対し前記ベーン部を進角側に回転位相を変更する進角室、前記ベーン部の回転方向の他方側に形成され圧力が上昇すると前記ハウジングに対し前記ベーン部を遅角側に回転位相を変更する遅角室、及び、径外方向の外壁に前記ベーン部が取り付けられるボス部、を有するベーンロータと、
複数のランド部を有し前記進角室および前記遅角室に作動油を供給または排出する油路を切換可能な制御弁スプールと、
前記ボス部の径内方向の内壁に設けられ、前記制御弁スプールを往復移動可能に収容し、前記ボス部に設けられる進角油路を経由して前記進角室に連通する進角ポート、前記ボス部に設けられる遅角油路を経由して前記遅角室に連通する遅角ポート、前記ランド部との相対位置によって前記進角ポートに連通可能でかつ油溜めに連通する進角ドレンポート、前記ランド部との相対位置によって前記遅角ポートに連通可能でかつ油溜めに連通する遅角ドレンポート、及び、前記ボス部に設けられる供給油路を経由して油圧供給源に連通する供給ポート、を有する制御弁スリーブと、
前記油圧供給源から前記供給ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する供給逆止弁と、
前記制御弁スリーブに対し前記制御弁スプールを駆動する駆動手段と、
を備え、
前記制御弁スプールは、
前記供給ポートから前記進角ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する進角逆止弁と、
前記供給ポートから前記遅角ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する遅角逆止弁と、
を設けていることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記制御弁スリーブに対する前記制御弁スプールの軸方向相対位置の切換について、前記進角ポートと前記進角ドレンポートとを遮断する状態と、前記遅角ポートと前記遅角ドレンポートとを遮断する状態とを同時に選択可能であることを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項７】
前記進角ドレンポートから前記油溜めへの通路に、前記進角室内の作動油が自重により油溜めへ流れ落ちることを防止する油抜け防止弁を備えることを特徴とする請求項５または６に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
前記遅角ドレンポートから前記油溜めへの通路に、前記遅角室内の作動油が自重により油溜めへ流れ落ちることを防止する油抜け防止弁を備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項９】
前記制御弁スリーブは、前記従動軸と同軸に結合されることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１０】
前記制御弁スリーブにツバ部が設けられ、前記ツバ部が前記ベーンロータに当接することで前記ベーンロータが前記従動軸に結合可能であることを特徴とする請求項９に記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するタイミングを変更可能なバルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のクランクシャフトと同期回転するタイミングチェーンとスプロケットを経由してカムシャフトを駆動し、このカムシャフトのカム機構を利用して吸気弁または排気弁を開閉駆動するバルブタイミング調整装置が知られている。スプロケット等からカムシャフトに駆動力を伝達するとき、スプロケットの回転位相とカムシャフトの回転位相との位相差を調整することにより、吸気弁または排気弁の開閉タイミングを調整している。
【０００３】
一般に、バルブタイミング調整装置は、スプロケット等と一体に結合されるハウジングと、このハウジングと連動して回転するとともにハウジングに対し回動位相を変更可能なベーンロータとを備え、このベーンロータがカムシャフトを駆動し回転する構成になっている。ベーンロータの回転方向の進角側に形成される進角室、及び、回転方向の遅角側に形成される遅角室に油圧供給源から作動油が供給されることにより、ベーンロータが油圧駆動されてハウジングに対して相対回動する。
【０００４】
また、バルブタイミング調整装置では、内燃機関の運転中、吸気弁または排気弁からのスプリング反力等によって、周期的に変動する正負のカムトルクがカムシャフトを経由してベーンロータに作用する。負トルクは、ベーンロータがハウジングに対して進角方向に相対回動するよう作用し、正トルクは、ベーンロータがハウジングに対して遅角方向に相対回動するよう作用する。
【０００５】
ベーンロータがカムトルクの作用を受ける際、進角室と遅角室との間で作動油が流出入することにより、ベーンロータは、ハウジングに対する回動位置を変更するように油圧による駆動時以外に、カムトルクによって駆動可能となる。内燃機関の運転中、内燃機関の回転数等などの運転条件に応じて、油圧駆動またはカムトルク駆動のうち、好ましい駆動方法が選択される。油圧駆動とカムトルク駆動における作動油の油路を切り換えるための装置は、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０５９６７３号公報
【特許文献２】特開２００９−５３０５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の装置は、パルス駆動回路、圧力駆動回路、及び、パルス駆動回路と圧力駆動回路を選択するスイッチ手段を備える。「パルス駆動」はカムトルク駆動に相当し、「圧力駆動」は油圧駆動に相当する。パルス駆動回路は、進角室と遅角室との間で流体を流すための経路である。圧力駆動回路は、オイルポンプから進角室および遅角室へ作動油を供給し、また、進角室および遅角室から油溜めへ作動油を排出する経路である。そして、スイッチ手段として、パルス駆動回路に流体を流すためのバルブ、及び、圧力駆動回路に流体を流すためのバルブがそれぞれ別に備えられ、別制御されている。そのため、バルブの数が複数必要で、設置スペースが大きくなるという問題がある。
【０００８】
特許文献２の装置は、互いに逆方向に作用するシリンダ室Ａ、Ｂを有する油圧ピストンを備える。シリンダ室Ａ、Ｂには、「カムトルク」に対応する外力が交互に、又は一方向にのみ作用する。また、シリンダ室Ａまたはシリンダ室Ｂに作動油を供給し、あるいは作動油の供給を停止する３位置型の切換弁を備える。ここで、ピストンがシリンダ室Ａ側からシリンダ室Ｂ側へ移動する場合において、シリンダ室Ｂの作動油をシリンダ室Ａに流入させる切換位置では、シリンダ室Ｂの作動油はシリンダ室Ａに流入するとともにオイルパンにも排出されて「油抜け」する。したがって、シリンダ室Ａへ流入されるべき作動油が不足し、シリンダＡが減圧状態となることで、隙間からエアを吸収するおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、油圧駆動とカムトルク駆動における作動油の油路を一つの制御弁で切換可能であり、また、カムトルク駆動時に進角室および遅角室からの油抜けを防止するバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１〜４に記載のバルブタイミング調整装置によると、内燃機関の駆動力を駆動軸から従動軸に伝達する動力伝達系に設けられ、この従動軸の回転力により吸気弁または排気弁を開閉するとともに、吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更可能である。
このバルブタイミング調整装置は、ハウジング、ベーンロータ、制御弁スプール、制御弁スリーブ、供給逆止弁、及び、駆動手段を備える。
【００１１】
ハウジングは、内燃機関の駆動軸のもつ駆動力を受けて回転する。
ベーンロータは、ハウジングに収容され、吸気弁または排気弁を開閉する従動軸とともに回転し、ハウジングに対し所定角度範囲で相対回動可能な複数のベーン部、ベーン部の回転方向の一方側に形成され圧力が上昇するとハウジングに対しベーン部を進角側に回転位相を変更する進角室、及び、ベーン部の回転方向の他方側に形成され圧力が上昇するとハウジングに対しベーン部を遅角側に回転位相を変更する遅角室を有する。
制御弁スプールは、複数のランド部を有し、進角室および遅角室に作動油を供給または排出する油路を切換可能である。
制御弁スリーブは、制御弁スプールを往復移動可能に収容し、進角室に連通する進角ポート、遅角室に連通する遅角ポート、ランド部との相対位置によって進角ポートに連通可能でかつ油溜めに連通する進角ドレンポート、ランド部との相対位置によって遅角ポートに連通可能でかつ油溜めに連通する遅角ドレンポート、及び、油圧供給源に連通する供給ポート、を一軸上に有する。
供給逆止弁は、油圧供給源から供給ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する。
駆動手段は、制御弁スリーブに対し制御弁スプールを駆動する。
【００１２】
制御弁スプールは、進角逆止弁と遅角逆止弁とを備える。進角逆止弁は、供給ポートから進角ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する。遅角逆止弁は、供給ポートから遅角ポートへの方向の流れを許容するとともに、その逆方向の流れを禁止する。
【００１３】
さらに、請求項２のバルブタイミング調整装置は、制御弁スリーブに対する制御弁スプールの軸方向相対位置の切換について、進角ポートと進角ドレンポートとを遮断する状態と、遅角ポートと遅角ドレンポートとを遮断する状態とを同時に選択可能である。
【００１４】
以上の構成により、バルブタイミング調整装置は、制御弁スリーブに対する制御弁スプールの軸方向相対位置の切換について、下記のモードの切換が可能である。
（１）進角ポートと進角ドレンポートとを連通し、遅角ポートと遅角ドレンポートとを遮断し、供給ポートから遅角ポートへの流れを許容する第１モード。
（２）進角ポートと進角ドレンポートとを遮断し、遅角ポートと遅角ドレンポートとを遮断し、進角ポートから遅角ポートへの流れを許容する第２モード。
（３）進角ポートと進角ドレンポートとを遮断し、遅角ポートと遅角ドレンポートとを遮断し、進角ポートと遅角ポートとの間の流れを停止する第３モード。
（４）進角ポートと進角ドレンポートとを遮断し、遅角ポートと遅角ドレンポートとを遮断し、遅角ポートから進角ポートへの流れを許容する第４モード。
（５）遅角ポートと遅角ドレンポートとを連通し、進角ポートと進角ドレンポートとを遮断し、供給ポートから進角ポートへの流れを許容する第５モード。
なお、上記の５モード以外のモードの切換が可能であってもかまわない。
【００１５】
第１モードは、油圧駆動でベーンロータを遅角方向へ相対回動させるとき選択される。
第２モードは、カムトルク駆動にてベーンロータを遅角方向へ相対回動させるとき選択される。
第３モードは、油圧駆動およびカムトルク駆動でベーンロータの相対駆動を停止させるときに選択される。また、内燃機関の停止時に選択可能である。
第４モードは、カムトルク駆動にてベーンロータを進角方向へ相対回動させるとき選択される。
第５モードは、油圧駆動でベーンロータを進角方向へ相対回動させるとき選択される。
すなわち、油圧駆動では第１、第３、第５モードを切り換え、カムトルク駆動では第２、第３、第４モードを切り換える。
【００１６】
上記の５モードを切り換えるための駆動手段は、例えば、互いに反対方向へ作用するソレノイドとリターンスプリングとから構成され、ソレノイドへの通電電流を制御することにより電磁吸引力の大きさを変化させ、制御弁スプールの移動ストロークを制御する。電磁吸引力の作用方向を「進み側」、リターンスプリングの付勢方向を「戻り側」とすると、駆動手段の作動時には制御弁スプールは進み側へ移動し、駆動手段の非作動時には制御弁スプールは戻り側へ移動する。ここで、ソレノイドとリターンスプリングとの配置によって、「進み側」を第５モード側とすることも、「進み側」を第１モード側とすることもできる。
これにより、駆動手段によって制御弁スプールが制御弁スリーブに対して相対移動し、上記の５モードにより各ポートの接続状態を切換可能である。よって、一つの制御弁で油圧駆動とカムトルク駆動との油路の切換が可能であり、設置スペースを削減できる。
【００１７】
また、供給逆止弁によって、供給ポートから油圧供給源への作動油の逆流による油抜けが常に防止できる。カムトルク駆動時に選択される第２、第３、及び、第４モードでは、進角ドレンポートおよび遅角ドレンポートが遮断されるため、進角室および遅角室内の作動油が油溜めに排出されることはなく、進角室および遅角室が減圧状態となることが防止される。よって、隙間から進角室または遅角室にエアを吸収するおそれがない。
【００１８】
さらに、内燃機関の停止時に選択される「デフォルトモード」において、「進角ポートと進角ドレンポートとを遮断する状態と、遅角ポートと遅角ドレンポートとを遮断する状態とを同時に選択」することにより、進角室および遅角室から油溜めへの作動油の排出が防止される。これにより、次回の内燃機関の始動性が良好となる。
「進角ポートと進角ドレンポートとを遮断し、遅角ポートと遅角ドレンポートとを遮断する状態」は、前記５つのモードと別に設定されるモードにより実現することができ、あるいは、第３モードを利用して実現することができる。
【００１９】
前記５つのモードと別にデフォルトモードを設定する場合、バルブタイミング調整装置が吸気弁側に適用されるか、排気弁側に適用されるかによって、好ましい構成が異なる。
バルブタイミング調整装置が内燃機関の吸気弁に適用される場合は、運転初期にベーンロータが最遅角位置にあることが好ましい。そこで、最遅角位置を取り得る第１モードに隣接してデフォルトモードを設定することが好ましい。
一方、バルブタイミング調整装置が内燃機関の排気弁に適用される場合は、運転初期にベーンロータが最進角位置にあることが好ましい。そこで、最進角位置を取り得る第５モードに隣接してデフォルトモードを設定することが好ましい。
【００２０】
また、第３モードをデフォルトモードとして利用する場合、一般に、駆動手段としてのソレノイドバルブ等が内燃機関の停止時には作動しないため、例えば、制御弁スプールを戻り側へ付勢するリターンスプリングに加え、制御弁スプールを進み側へ付勢するデフォルトスプリングを設け、両スプリングの荷重が第３モードの位置でバランスするように設定する。また、駆動装置は、制御弁スプールを進み側へ押すことに加え、制御弁スプールを戻り側へ引く。
この構成により、別に専用のデフォルトモードを設けることなく、デフォルトモードを簡易に実現することができる。
【００２１】
請求項３に記載のバルブタイミング調整装置は、進角ドレンポートから油溜めへの通路に、進角室内の作動油が自重により油溜めへ流れ落ちることを防止する油抜け防止弁を備える。この構成により、第１モードをデフォルトモードとすることができる。
油抜け防止弁は、例えば、弾性体からなり、所定圧力以上の圧力によって開弁するリードバルブである。
【００２２】
バルブタイミング調整装置が内燃機関の吸気弁に適用される場合、第１モードで油圧駆動がされるときには、進角室の容積減少に伴って油圧が上昇した作動油が油抜け防止弁を押し開いて油溜めへ排出される。しかし、油圧駆動源による油圧供給が停止すると、進角室と遅角室の内圧が平衡してベーンロータの相対回動が停止する。そして、進角室の作動油の自重、すなわち進角室と油溜めとのヘッド差による圧力のみが油抜け防止弁にかかる。ここで、油抜け防止弁は、作動油の自重によっては開弁しない。したがって、第１モードをデフォルトモードとしても、進角室からの油抜けを防止することができる。
この構成により、別に専用のデフォルトモードを設けることなく、簡易に第１モードをデフォルトモードとすることができる。
【００２３】
請求項４に記載のバルブタイミング調整装置は、遅角ドレンポートから油溜めへの通路に、遅角室内の作動油が、自重により油溜めへ流れ落ちることを防止する油抜け防止弁を備える。この構成により、第５モードをデフォルトモードとすることができる。
バルブタイミング調整装置が内燃機関の排気弁に適用される場合は、請求項３の構成に代えて請求項４の構成が採用される。作用、効果は、請求項３に係るものと同様である。
【００２４】
請求項５〜１０に記載のバルブタイミング調整装置では、ベーンロータは、さらに、径方向の外側にベーン部が取り付けられるボス部を有し、制御弁スリーブがベーンロータのボス部の径内方向の内壁に設けられる。また、制御弁スリーブの進角ポート、遅角ポート、及び、供給ポートは、それぞれ、ボス部に設けられる進角油路、遅角油路、及び、供給油路を経由して進角室、遅角室、及び、油圧供給源に連通する。
これにより、トータルのスペースや配管部品等が削減できる。また、制御弁から進角室、遅角室までの距離が短くなることで、油圧の減衰や脈動を最小限にすることができる。
【００２５】
特に、請求項９に記載のバルブタイミング調整装置では、制御弁スリーブは、従動軸としてのカムシャフトと同軸に結合される。例えば、制御弁スリーブの軸方向端部に雄ねじ部が設けられ、カムシャフトに締結される。これにより、制御弁スリーブは、ベーンロータのボス部に嵌合して、ベーンロータをカムシャフトに対して同軸に支持することができる。
【００２６】
さらに、請求項１０に記載のバルブタイミング調整装置では、制御弁スリーブにツバ部が設けられ、ツバ部がベーンロータに当接することでベーンロータがカムシャフトに結合可能である。
これにより、ベーンロータとカムシャフトを締結するボルトの機能を制御弁スリーブが兼ねるため、部品点数やスペースを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】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。
【図２】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を示す模式図である。
【図３】（ａ）：本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置の最遅角位置を示す図１のＡ−Ｏ１−Ｏ２−Ｏ３−Ｏ４−Ａ断面図である。（ｂ）：（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】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デフォルトモードを示す（ａ）要部拡大図、（ｂ）油圧回路模式図である。
【図５】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第１モードを示す（ａ）要部拡大図、（ｂ）油圧回路模式図である。
【図６】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第２モードを示す（ａ）要部拡大図、（ｂ）油圧回路模式図である。
【図７】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第３モードを示す（ａ）要部拡大図、（ｂ）油圧回路模式図である。
【図８】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第４モードを示す（ａ）要部拡大図、（ｂ）油圧回路模式図である。
【図９】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第５モードを示す（ａ）要部拡大図、（ｂ）油圧回路模式図である。
【図１０】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第２モードでのカムトルク駆動を説明する説明図である。
【図１１】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第３モードを示す（ａ）要部拡大図、（ｂ）油圧回路模式図である。
【図１２】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の断面図である。
【図１３】（ａ）：本発明の第３実施形態のバルブタイミング調整装置の最遅角位置を示す図１２のＤ−Ｑ１−Ｑ２−Ｑ３−Ｑ４−Ｄ断面図である。（ｂ）：（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。（ｃ）：（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【図１４】（ａ）：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の第１モードを示す油圧回路模式図である。（ｂ）：本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置の第１モードを示す油圧回路模式図である。
【図１５】本発明の第５実施形態によるバルブタイミング調整装置のデフォルトモードを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下、本発明のバルブタイミング調整装置の第１実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。バルブタイミング調整装置１は、図２に示すように、内燃機関としての内燃機関９６の吸気弁９０側に適用され、クランクシャフト９７と所定の位相差で吸気弁９０を開閉する装置である。
【００２９】
スプロケット１１はカムシャフト２に同軸に設置されている。排気弁ギア９１はカムシャフト９２に、駆動軸ギア９８はクランクシャフト９７に、それぞれ同軸に設置されている。カムシャフト２はカム３により吸気弁９０を開閉し、カムシャフト９３は排気弁カム９３により排気弁９４を開閉する。チェーン９５がスプロケット１１、排気弁ギア９２、及び、駆動軸ギア９８に巻き掛けられて周回することにより、クランクシャフト９７の駆動力がスプロケット１１、排気弁ギア９２に伝達され、これらが同期して回転する。
クランクシャフト９７は、特許請求の範囲に記載の「駆動軸」に相当し、吸気弁９０側のカムシャフト２は、特許請求の範囲に記載の「従動軸」に相当する。
【００３０】
まず、バルブタイミング調整装置１の概略について図１、図３に基づいて説明する。図１に示すバルブタイミング調整装置１の断面図は、図３（ａ）のＢ−Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３−Ｐ４−Ｐ５−Ｂ断面図に相当する。
バルブタイミング調整装置１は、装置本体１０および駆動装置３０から構成される。
装置本体１０は、主に、スプロケット１１、ハウジング１２、フロントプレート１３、ブッシング１５、及び、ベーンロータ１６を含み、また、制御弁部４０を内蔵している。
【００３１】
装置本体１０は、ブッシング１５がカムシャフト２に結合することにより、内燃機関９６のシリンダヘッドに組み付けられる。カムシャフト２、ブッシング１５、及び、ベーンロータ１６は、結合されて一体に回転する。
一方、スプロケット１１、ハウジング１２、及び、フロントプレート１３は、一体に結合され、スプロケット１１にチェーン９５が巻き掛けられてクランクシャフト９７と同期して回転する。
【００３２】
装置本体１０において、ハウジング１２に対するベーンロータ１６の相対回動位置が変化することによりバルブタイミングを調整する。ここで、「進角させる」とはバルブタイミングを早めることをいい、「遅角させる」とはバルブタイミングを遅らせることをいう。図３に示す回転方向が「進角方向」であり、その逆方向が「遅角方向」である。また、対象物の進角方向の側を「進角側」といい、対象物の遅角方向の側を「遅角側」という。また、ベーンロータ１６がハウジング１２に対して相対回動する「所定角度範囲内」の上下限を「最進角位置」および「最遅角位置」という。図３は、最遅角位置での図１のＡ−Ｏ１−Ｏ２−Ｏ３−Ｏ４−Ａ断面図である。
【００３３】
駆動装置３０は、装置本体１０に対向して内燃機関カバー９９に取り付けられている。駆動装置３０は、例えばソレノイドバルブであり、ＥＣＵ（内燃機関制御ユニット）からの指示により通電されて、シャフト３５を前進させる。制御弁部４０は、制御弁スプール５０（以下「スプール」という。）が制御弁スリーブ（以下「スリーブ」という。）４１内を摺動するスプール弁である。スプール５０のスプールキャップ５３の球面部５３ａにシャフト３５が当接し、シャフト３５が所定ストロークだけ前進することにより、スプール５０は、図１の右方向へ移動し、装置本体１０の油路位置を切り換える。駆動装置３０は、特許請求の範囲に記載の「駆動手段」に相当する。
【００３４】
装置本体１０の駆動に用いられる作動油は、オイルポンプ４によって、オイルタンク５から供給配管７０を経由して供給される。また、作動油は、進角ドレン配管７８および遅角ドレン配管７９を経由して、オイルタンク５に排出される。オイルポンプ４は、特許請求の範囲に記載の「油圧供給源」に相当し、オイルタンク５は、特許請求の範囲に記載の「油溜め」に相当する。
【００３５】
続いて、装置本体１０の各部の構成について詳細に説明する。以下の説明では、図１の左側を「前側」、図１の右側を「後側」と表す。
スプロケット１１はハウジング１２の後側に位置し、フロントプレート１３はハウジング１２の前側に位置する。フロントプレート１３側からハウジング１２のボルト孔１２ｈを貫通して、スプロケット１１のタップ孔１１ｃにボルト１４が締結される。
【００３６】
ハウジング１２には、シュー部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、及び、中央壁部１２ｄが形成される。シュー部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、中央壁部１２ｄを中心として３方向に放射状に膨らんで設けられる。シュー部１２ａ、１２ｂ、１２ｃのそれぞれの周方向の間には中央壁部１２ｄの内壁面が形成され、その断面は円弧状をなす。また、シュー部１２ａ、１２ｂ、１２ｃのそれぞれの内壁面の断面も円弧状をなす。シュー部１２ａ、１２ｂ、１２ｃのそれぞれの進角側および遅角側の壁は中央壁部１２ｄとつながっている。
【００３７】
ブッシング１５は、スプロケット１１の径内方向に相対回動自在に収容される。ブッシング１５は、インロー部１５ｂがカムシャフト２の先端部２ａに嵌合するとともに、後側の端面がカムシャフト２のツバ部２ｂに当接してカムシャフト２と同軸に組み付けられる。
ベーンロータ１６は、ハウジング１２の径内方向に相対回動自在に収容される。ベーンロータ１６は、インロー部１６ｅがブッシング１５の先端部１５ａに嵌合してブッシング１５と同軸に組み付けられる。
【００３８】
そして、制御弁部４０を構成するスリーブ４１の雄ねじ部４１ｇが、ベーンロータ１６のボス部１６ｄに設けられる内壁１６ｈ、及び、ブッシング１５に設けられる嵌合孔１５ｈを貫通してカムシャフト２のタップ孔２ｃに締結される。このとき、後述するツバ部４１ｆがベーンロータ１６の端面１６ｆに当接すことにより、ベーンロータ１６、ブッシング１５、及び、制御弁部４０は、カムシャフト２に固定される。
【００３９】
ベーンロータ１６は、ボス部１６ｄ、及び、ボス部１６ｄの径外方向の外壁１６ｇに取り付けられるベーン部１６ａ、１６ｂ、１６ｃからなる。ボス部１６ｄはハウジング１２の中央壁部１２ｄに、ベーン部１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ、シュー部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに収容される。
なお、ベーン部１６ａのみ、他のベーン部１６ｂ、１６ｃよりも周方向の幅が大きく、最遅角位置では、ベーン部１６ａの遅角側の側面がシュー部１２ａの遅角側の内壁に当接し、最進角位置では、ベーン部１６ａの進角側の側面がシュー部１２ａの進角側の内壁に当接するように形成されている。一方、ベーン部１６ｂ、１６ｃの遅角側の側面、進角側の側面は、最遅角位置、最進角位置でシュー部１２ｂ、１２ｃの内壁に当接しない。
【００４０】
上記の構成により、下記３組の進角室と遅角室が形成される。
（ａ）シュー部１２ａとべーン部１６ａとボス部１６ｄとに囲まれる空間において、ベーン部１６ａの遅角側の空間は進角室６１を形成し、ベーン部１６ａの進角側の空間は遅角室６４を形成する。
（ｂ）シュー部１２ｂとべーン部１６ｂとボス部１６ｄとに囲まれる空間において、ベーン部１６ｂの遅角側の空間は進角室６２を形成し、ベーン部１６ｂの進角側の空間は遅角室６５を形成する。
（ｃ）シュー部１２ｃとべーン部１６ｃとボス部１６ｄとに囲まれる空間において、ベーン部１６ｃの遅角側の空間は進角室６３を形成し、ベーン部１６ｃの進角側の空間は遅角室６６を形成する。
【００４１】
ボス部１６ｄの外周部とベーン部１６ａ、１６ｂ、１６ｃの外周部には、それぞれ、ハウジング１２の内壁面に面し、摺動部クリアランスからの内部漏れを防止するためのシール部材１７が、板ばね１８に付勢される状態で装着される。
【００４２】
ボス部１６ｄには、制御弁部４０へ作動油を供給する供給油路７５、制御弁部４０から進角室６１〜６３へ連通する進角油路７３、及び、制御弁部４０から遅角室６４〜６６へ連通する遅角油路７４が設けられる。
【００４３】
作動油は、供給配管７０から、カムシャフト２の供給油路７１、ブッシング１５の供給油路７２を経由して供給油路７５へ供給される。図３（ｂ）に示すように、供給油路７２と供給油路７５との境界の弁室６７に供給逆止弁８５が設けられる。供給逆止弁８５は、弾性体からなるリードバルブであり、供給油路７２から供給油路７５への方向の流れを許容し、その逆方向の流れを禁止する。したがって、内燃機関が停止したときでも、供給油路７５内の作動油が供給配管７０側へ逆流することが防止される。
【００４４】
ブッシング１５には、進角室６１〜６３内の作動油をオイルタンク４へ排出するための進角ドレン油路７６が設けられる。進角ドレン油路７６は、ベーンロータ１６を貫通して設けられる進角ドレン油路７７を経由して、進角ドレン配管７８へ接続される。
【００４５】
（制御弁部）
次に、制御弁部４０について、図４〜図９を参照して説明する。なお、図４〜図９において、断面の向こう側に現れる線の図示は一部省略してある。制御弁部４０は、スリーブ４１、スプール５０、止め輪４２、及び、リターンスプリング４８を備える。
スリーブ４１は略円筒状であり、外径側に嵌合軸部４１ａ、ツバ部４１ｆ、雄ねじ部４１ｇを有し、内径側に摺動孔４１ｈを有している。摺動孔４１ｈの口元付近には止め輪溝４１ｋが設けられ、摺動孔４１ｈの底面はスプリング座面４１ｊとなっている。
【００４６】
スリーブ４１の嵌合軸部４１ａには、進角ドレンポート４６、進角ポート４３、供給ポート４５、遅角ポート４４が、リターンスプリング４８側からシャフト３５側に向かう軸方向にこの順で設けられている。進角ドレンポート４６は、周方向の４箇所に、摺動孔４１ｈから嵌合軸部４１ａに連通して設けられる。進角ポート４３、供給ポート４５、遅角ポート４４は、周方向の４箇所に、摺動孔４１ｈから嵌合軸部４１ａに連通して設けられ、さらに、摺動孔４１ｈの内周、及び、嵌合軸部４１ａの外周に沿って溝が形成されることにより、４箇所に分かれた作動油が合流するようになっている。また、スリーブ４１が嵌合するベーンロータ１６およびブッシング１５側の内周側には、各ポート位置に対応して周方向に溝が設けられる。
【００４７】
スリーブ４１は、嵌合軸部４１ａがボス部１６ｄの内壁１６ｈおよびブッシング１５の嵌合孔１５ｈに嵌合し、また、ツバ部４１ｆがベーンロータ１６の端面１６ｆに当接し、雄ねじ部４１ｇがカムシャフト２の雌ねじ孔２ｃに螺合して組み付けられる。この組み付け状態において、進角ドレンポート４６は、ブッシング１５の進角ドレン油路７６に連通する。進角ポート４３、供給ポート４５、遅角ポート４４は、それぞれ、ベーンロータ１６の進角油路７３、供給油路７５、遅角油路７４に連通する。
【００４８】
スプール５０は、スプール本体５１、逆止弁ホルダ５２、スプールキャップ５３、進角逆止弁８１、遅角逆止弁８２、進角逆止弁スプリング８３、遅角逆止弁スプリング８から構成される。
【００４９】
スプール本体５１の外径側には、延長支持ランド５１ａ、進角支持ランド５１ｂ、進角切換ランド５１ｃ、遅角切換ランド５１ｄ、遅角支持ランド５１ｅが、リターンスプリング４８側からシャフト３５側に向かう軸方向にこの順で設けられている。また、リターンスプリング４８側の端面５１ｉに凹部が設けられ、凹部の底面がスプリング座面５１ｊとなっている。
スプール本体５１の内径側には、口元側に雌ねじ部５１ｇが設けられ、雌ねじ部５１ｇの奥に有底の収容孔５１ｈが設けられる。
【００５０】
延長支持ランド５１ａと進角支持ランド５１ｂとの間隙には、周方向に溝が設けられる。また、進角支持ランド５１ｂと進角切換ランド５１ｃとの間隙、進角切換ランド５１ｃと遅角切換ランド５１ｄとの間隙、及び、遅角切換ランド５１ｄと遅角支持ランド５１ｅとの間隙には、周方向に溝が設けられ、さらに、周方向の４箇所に、収容孔５１ｈとスリーブ４１の摺動孔４１ｈとを連通する通路が設けられる。
【００５１】
逆止弁ホルダ５２は、円筒状で、収容孔５１ｈの底側に組み付けられる方の端部に進角逆止弁室５２ａが設けられ、反対側の端部に遅角逆止弁室５２ｂが設けられる。軸方向の略中央には、軸方向に直交する十字方向に共通接続路５２ｅが設けられる。進角逆止弁室５２ａの底部には、共通接続路５２ｅに連通する進角接続路５２ｃが設けられ、遅角逆止弁室５２ｂの底部には、共通接続路５２ｅに連通する進角接続路５２ｄが設けられる。
【００５２】
また、進角逆止弁室５２ａおよび遅角逆止弁室５２ｂの壁部には、周方向の４箇所に、逆止弁ホルダ５２の外径側に連通する通路が形成されている。
上述のように、スリーブ４１、スプール本体５１、逆止弁ホルダ５２には、いずれも、周方向に４箇所の通路が設けられている。それらの通路は、図３にて便宜上、上下左右の十字方向に図示されているが、４箇所の通路の方向はこれに限らず、各々の部材についてフリーな方向に配置される。
【００５３】
進角逆止弁室５２ａには、進角逆止弁８１が逆止弁スプリング８３によって底部側に付勢されるように収容され、遅角逆止弁室５２ｂには、遅角逆止弁８２が逆止弁スプリング８４によって底部側に付勢されるように収容されている。
進角逆止弁８１は、端面が進角逆止弁室５２ａの底部の座面に当接したとき進角接続路５２ｃを塞ぎ、端面が進角逆止弁室５２ａの座面から離れたとき進角接続路５２ｃを開放する。遅角逆止弁８２は、端面が遅角逆止弁室５２ｂの底部の座面に当接したとき遅角接続路５２ｄを塞ぎ、端面が遅角逆止弁室５２ｂの座面から離れたとき遅角接続路５２ｄを開放する。
進角逆止弁８１は、共通接続路５２ｅと進角逆止弁室５２ａとの間に、逆止弁スプリング８３の荷重以上の差圧による力が生じたときに開弁する。遅角逆止弁８２は、共通接続路５２ｅと遅角逆止弁室５２ｂとの間に、逆止弁スプリング８４の荷重以上の差圧による力が生じたときに開弁する。
【００５４】
上記のように進角逆止弁８１、遅角逆止弁８２、及び、逆止弁スプリング８３、８４を収容した逆止弁ホルダ５２は、スプール本体５１の収容孔５１ｈに収容され、スプールキャップ５３の雄ねじ部５３ｂがスプール本体５１の雌ねじ部５１ｇに螺合されることによって固定される。以上がスプール５０の構成である。
【００５５】
スプール５０は、スプリング座面５１ｊとスプリング座面４１ｊの間にリターンスプリング４８を設置した状態で、スリーブ４１の摺動孔４１ｈに往復移動可能に収容される。スリーブ４１の止め輪４１ｋに止め輪４２が係止されることで、スプール５０は、シャフト３５側への移動が規制される。すなわち、シャフト３５による駆動を受けないとき、スプール５０のシャフト３５側の端面５１ｋは、リターンスプリング４８の付勢力によって止め輪４２に当接している。
スプール５０の小径部５１ｆとスリーブ４１の摺動孔４１ｈとの間の空間は、遅角ドレンポート４７を形成する。遅角ドレンポート４７は、遅角ドレン配管７９に接続される。
【００５６】
装置本体１０が内燃機関９６のシリンダヘッドに組み付けられると、駆動装置３０のシャフト３５の先端がスプールキャップ５３の球面部５３ａに当接する。そして、シャフト３５が所定ストローク前進してスプールキャップ５３の球面部５３ａを押すことにより、スプール５０は、リターンスプリング４８の付勢力に抗してリターンスプリング４８側へ移動する。その結果、スプール５０の位置がデフォルトモード、及び、第１〜第５モードの計６モードで変化する。
【００５７】
以下、図４〜図９を参照して、各モードにおける各ポートの接続状態を説明する。図４〜図９の各（ａ）は、制御弁部の要部拡大図であり、各（ｂ）は油圧回路模式図である。要部拡大図は、各ポート４３〜４７間の連通または遮断状態を実体に則して示す。油圧回路模式図は、各ポート４３〜４７間の作動油の流れの許容または禁止状態を模式的に示す。また、以下の説明では、シャフト３５の前進方向を「進み方向」、リターンスプリング４８の付勢方向を「戻り方向」と表し、リターンスプリング４８側を「進み側」、シャフト３５側を「戻り側」と表す。
【００５８】
デフォルトモードでは、図４に示すように、シャフト３５が最後退位置にあり、スプール５０は、リターンスプリング４８の付勢力によって、戻り側の端面５１ｋが止め輪４２に当接する。デフォルトモードでは、進角ポート４３と供給ポート４５とは、進角支持ランド５１ｂによって遮断され、遅角ポート４４と供給ポート４５とは、遅角切換ランド５１ｄによって遮断される。また、進角ポート４３と進角ドレンポート４６とは、延長支持ランド５１ａによって遮断され、遅角ポート４４と遅角ドレンポート４７とは、遅角支持ランド５１ｅによって遮断される。
【００５９】
したがって、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６内の作動油が排出されないため、共通接続路５２ｅと遅角逆止弁室５２ｂとの間、及び、共通接続路５２ｅと進角逆止弁室５２ａとの間に差圧が生じず、遅角逆止弁８２および進角逆止弁８１は開弁しない。よって、デフォルトモードでは、作動油はいずれのポート間にも流れない。
【００６０】
第１モードでは、図５に示すように、進角ポート４３と進角ドレンポート４６とが、延長支持ランド５１ａと進角支持ランド５１ｂとの間隙を通じて連通し、進角室６１〜６３内の作動油がオイルタンク５へ排出可能となる。それに伴い、オイルポンプ４から遅角室６４〜６６への作動油の供給が可能となる。また、遅角逆止弁室５２ｂと遅角ポート４４とが、遅角切換ランド５１ｄと遅角支持ランド５１ｅとの間隙を通じて連通する。そのため、供給ポート４５からの供給油圧によって共通接続路５２ｅと遅角逆止弁室５２ｂとの間に差圧が発生し、遅角逆止弁８２が開弁し、共通接続路５２ｅ、遅角接続路５２ｄを経由して供給ポート４５と遅角ポート４４とが連通する。一方、遅角ポート４４と遅角ドレンポート４７とは、遅角支持ランド５１ｅによって遮断される。
【００６１】
第２モードでは、図６に示すように、進角ポート４３と供給ポート４５とが、進角支持ランド５１ｂと進角切換ランド５１ｃとの間隙を通じて連通し、進角室６１〜６３内の作動油が流出可能となる。それに伴い、遅角室６４〜６６へ作動油が流入可能となる。また、遅角逆止弁室５２ｂと遅角ポート４４とが、遅角切換ランド５１ｄと遅角支持ランド５１ｅとの間隙を通じて連通する。そのため、共通接続路５２ｅと遅角逆止弁室５２ｂとの間に差圧が発生し、遅角逆止弁８２が開弁し、共通接続路５２ｅ、遅角接続路５２ｄを経由して進角ポート４３から遅角ポート４４への流れが許容される。
【００６２】
また、進角ポート４３と進角ドレンポート４６とは、進角支持ランド５１ｂによって遮断され、遅角ポート４４と遅角ドレンポート４７とは、遅角支持ランド５１ｅによって遮断される。したがって、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６内の作動油は、オイルタンク５へ排出されない。これは、第３モード、第４モードで同様である。
【００６３】
第３モードでは、図７に示すように、進角ポート４３と供給ポート４５とは、進角切換ランド５１ｃによって遮断され、遅角ポート４４と供給ポート４５とは、遅角切換ランド５１ｄによって遮断される。
また、上述のように、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６内の作動油が流出しないため、共通接続路５２ｅと遅角逆止弁室５２ｂとの間、及び、共通接続路５２ｅと進角逆止弁室５２ａとの間に差圧が生じず、遅角逆止弁８２、進角逆止弁８１は開弁しない。よって、デフォルトモードと同様に、第３モードでは、作動油はいずれのポート間にも流れない。
【００６４】
第４モードは、図８に示すように、第２モードに対して進角と遅角の位置が逆になる。すなわち、遅角ポート４４と供給ポート４５とが、遅角支持ランド５１ｅと遅角切換ランド５１ｄとの間隙を通じて連通し、遅角室６４〜６６内の作動油が流出可能となる。それに伴い、進角室６１〜６３へ作動油が流入可能となる。また、進角逆止弁室５２ａと進角ポート４３とが、進角切換ランド５１ｃと進角支持ランド５１ｂとの間隙を通じて連通する。そのため、共通接続路５２ｅと進角逆止弁室５２ａとの間に差圧が発生し、進角逆止弁８１が開弁し、共通接続路５２ｅ、進角接続路５２ａを経由して遅角ポート４３から進角ポート４３への流れが許容される。
【００６５】
第５モードでは、図９に示すように、シャフト３５が最大に前進してスプール５０の進み側の端面５１ｉがスプリング座面４１ｊに当接する。
第５モードは、第１モードに対して進角と遅角の位置が逆になる。すなわち、遅角ポート４４と遅角ドレンポート４７とが、スリーブ４１の摺動孔４１ｈと遅角支持ランド５１ｅとの間隙を通じて連通し、遅角室６４〜６６内の作動油がオイルタンク５へ排出可能となる。それに伴い、オイルポンプ４から進角室６１〜６３への作動油の供給が可能となる。また、進角逆止弁室５２ａと進角ポート４３とが、進角切換ランド５１ｃと進角支持ランド５１ｂとの間隙を通じて連通する。そのため、供給ポート４５からの供給油圧によって共通接続路５２ｅと進角逆止弁室５２ａとの間に差圧が発生し、進角逆止弁８１が開弁し、共通接続路５２ｅ、進角接続路５２ｃを経由して供給ポート４５と進角ポート４３とが連通する。一方、進角ポート４３と進角ドレンポート４６とは、進角支持ランド５１ｂによって遮断される。
【００６６】
（バルブタイミング調整装置の作動）
次に、バルブタイミング調整装置１の作動を、油圧駆動とカムトルク駆動に分けて説明する。
ＥＣＵからの指示によって駆動装置３０のコイルに流れる通電電流が制御され、電磁吸引力が変化して、シャフト３５の前進ストロークが制御される。すると、シャフト３５がスプールキャップ５３の球面部５３ａを押すため、シャフト３５の前進ストロークに応じて、スプール５０の位置がデフォルトモード、第１〜第５モードの間で切り換えられる。
【００６７】
（油圧駆動）
第１モードでは、オイルポンプ４から供給される作動油は、供給配管７０→供給油路７１、７２→供給ポート４５→共通接続路５２ｅ→遅角接続路５２ｄ→遅角ポート４４→遅角油路７４を経由して遅角室６４〜６６に流入し、ベーンロータ１６は遅角方向に相対回動する。一方、進角室６１〜６３の作動油は、進角油路７３→進角ポート４３→進角ドレンポート４６→進角ドレン油路７６、７７→進角配管７８を経由してオイルタンク５に排出される。これにより、カムシャフト２のバルブタイミングが遅らされる。
【００６８】
第１モードでベーンロータ１６を最遅角位置とした後、デフォルトモードに切り換えて内燃機関の運転を停止することにより、次回の始動時には、ベーンロータ１６が最遅角位置にあるデフォルトモードから運転を開始することとなる。
【００６９】
第５モードでは、オイルポンプ４から供給される作動油は、供給配管７０→供給油路７１、７２→供給ポート４５→共通接続路５２ｅ→進角接続路５２ｃ→進角ポート４３→進角油路７３を経由して進角室６１〜６３に流入し、ベーンロータ１６は進角方向に相対回動する。一方、遅角室６４〜６６の作動油は、遅角油路７４→遅角ポート４４→遅角ドレンポート４７→遅角配管７９を経由してオイルタンク５に排出される。これにより、カムシャフト２のバルブタイミングが早められる。
【００７０】
ベーンロータ１６が進角方向あるいは遅角方向へ相対回動している途中で第３モードに切り換えると、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６の作動油の流出入が遮断され、ベーンロータ１６は中間位置に保持され、所望のバルブタイミングを得ることができる。
このように、第１、第３、第５モードを切り換えることによって、油圧駆動をすることができる。油圧駆動は、内燃機関の低速回転時にはオイルポンプ４がほとんど油圧を発生せず性能が低下するという欠点がある反面、内燃機関の高速回転時に有利である。
【００７１】
（カムトルク駆動）
内燃機関の運転中、吸気弁９０からのスプリング反力等によって、カムシャフト２を介してカムトルクがベーンロータ１６に作用する。カムトルクは、図１０に示すように、ベーンロータ１６をハウジング１２に対して進角方向に作用する負トルクと、ベーンロータ１６をハウジング１２に対して遅角方向に作用する正トルクが周期的に変動する。ここで、一周期をＴで表すと、およそＴ／２毎に負トルクと正トルクが交番する。
【００７２】
第３モードでは、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６の作動油は流出入できないため、ベーンロータ１６はカムトルクによって駆動されず、そのままの位置に保持される。
第２モードでは、作動油は進角室６１〜６３から遅角室６４〜６６へ流入可能となるため、ベーンロータ１６は、正トルクを受けている間（図１０のｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６）、遅角方向に角度Δθずつ断続的に相対回動する。これにより、カムシャフト２のバルブタイミングが遅らされる。
第４モードでは、ベーンロータ１６は、負トルクを受けている間、同様に、進角方向に断続的に相対回動する。これにより、カムシャフト２のバルブタイミングが早められる。
【００７３】
このように、第２、第３、第４モードを切り換えることによって、カムトルク駆動をすることができる。カムトルク駆動は、内燃機関の高速回転時には追従性が低下するという欠点がある反面、内燃機関の低速回転時に有利である。そのため、内燃機関始動時のクランキング中、オイルポンプ４の油圧が上昇する前に、カムトルク駆動によってカムシャフト２を所望の位相に調整することが可能である。
【００７４】
例えば、ＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車）では、内燃機関の圧縮比を膨張比よりも下げて熱効率を改善したアトキンソンサイクルが採用される場合が多く、低温時の内燃機関始動時におけるシリンダ内の温度上昇不足が発生し、内燃機関始動が不可能となる場合がある。これを回避するため、モータで高回転のクランキングをする必要が生じ、電池容量を増大させなければならなくなる。しかし、内燃機関始動時にカムトルク駆動を利用してカムシャフト２の位相を進角させることにより、低温時でもシリンダ温度が上昇し、内燃機関始動が可能となる。
【００７５】
（効果）
バルブタイミング調整装置１は、一つの制御弁部４０によって、デフォルトモードおよび第１〜第５モードを切り換え、油圧駆動とカムトルク駆動における作動油の油路の切換が可能である。そして、カムトルク駆動時に選択される第２、第３、及び、第４モードでは、進角ドレンポート４６および遅角ドレンポート４７は常時遮断されており、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６の作動油はオイルタンク５に排出されない。したがって、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６の平均内圧は一定に維持され、減圧状態となることが防止される。よって、隙間から進角室６１〜６３または遅角室６４〜６６にエアを吸収するおそれがない。
【００７６】
また、デフォルトモードで進角ドレンポート４６および遅角ドレンポート４７は遮断されており、供給ポート４５の供給側には供給逆止弁８５が設けられているため、内燃機関の停止中に、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６の作動油が抜けることがなく、次回の機関始動性が良好となる。
【００７７】
さらに、スリーブ４１がベーンロータ１６のボス部１６ｄの径内方向の内壁１６ｈに設けられる。言い換えれば、制御弁部４０が装置本体１０に内蔵されており、スリーブ４１の進角ポート４３、遅角ポート４４、及び、供給ポート４５は、それぞれ、ボス部１６ｄに設けられる進角油路７３、遅角油路７４、及び、供給油路７５を経由して進角室６１〜６３、遅角室６４〜６５、及び、オイルポンプ４に連通する。
これにより、トータルのスペースや配管部品等が削減できる。また、制御弁部４０から進角室６１〜６３、遅角室６４〜６６までの距離が短くなることで、油圧の減衰や脈動を最小限にすることができる。
【００７８】
加えて、スリーブ４１は、雄ねじ部４１ｇによりカムシャフト２と同軸に結合される。これにより、スリーブ４１は、ボス部１６ｄの内壁１６ｈに嵌合して、ベーンロータ１６をカムシャフト２に対して同軸に支持することができる。
また、スリーブ４１にツバ部４１ｆが設けられ、ツバ部４１ｆがベーンロータ１６の端面１６ｆに当接することでベーンロータ１６がカムシャフト２に結合可能である。
これにより、ベーンロータ１６とカムシャフト２を締結するボルトの機能をスリーブ４１が兼ねるため、部品点数やスペースを削減できる。
【００７９】
以下、本発明の第２〜第５実施形態について図面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部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１１に基づいて説明する。第２実施形態のバルブタイミング調整装置は、第３モードをデフォルトモードとする。なお、図１１（ｂ）の油圧回路模式図は、第１実施形態の第３モードを示す図７（ｂ）と同一である。
【００８０】
第２実施形態では、第１実施形態の構成に加え、スプール５０の戻り側にデフォルトスプリング座面５１ｍが設けられ、止め輪４２とデフォルトスプリング座面５１ｍとの間に、デフォルトスプリング４９が設置される。デフォルトスプリング４９の荷重は、デフォルトスプリング４９の荷重とリターンスプリング４８の荷重とのバランスによってスプール５０が第３モードに位置するように設定される。
さらに、シャフト３９は、スプールキャップ５４に一体に結合される。なお、スプールキャップ５４には球面部は設けられない。
【００８１】
第２実施形態における駆動装置３０において、非通電時にスプール５０が第３モードに位置するように、シャフト３９が配置される。すなわち、第３モードがデフォルトモードとなる。第３モードから第４モード、第５モードへの駆動は、第１実施形態と同様、シャフト３９がリターンスプリング４８の付勢力に抗して、スプール５０を進み側へ押す。一方、第３モードから第２モード、第１モードへの駆動は、シャフト３９がデフォルトスプリング４９の付勢力に抗して、スプール５０を戻り側へ引く。
【００８２】
第２実施形態では、第１実施形態のように専用のデフォルトモードを設ける必要がなく、５つのモードを切り換えることにより、簡易な構成で本発明の「制御弁を一つにする効果」、「油抜け防止効果」、「制御弁内蔵効果」を奏することができる。
【００８３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１２、図１３、図１４（ａ）に基づいて説明する。図１２に示すバルブタイミング調整装置１の断面図は、図１３（ａ）のＥ−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｒ５−Ｅ断面図に相当する。また、図１３（ｂ）に示すＦ−Ｆ断面図は、第１実施形態のＢ−Ｂ断面図である図３（ｂ）と同一である。
第３実施形態では、図１３（ｃ）に示すように、ブッシング１５の進角ドレン通路７６とハウジング１２の進角ドレン通路７７との境界の弁室６８に油抜け防止弁８６が設けられる。油抜け防止弁８６は、供給逆止弁８５と同様に弾性体からなるリードバルブであり、基本的には、進角ドレン通路７６から進角ドレン通路７７への方向の流れを許容し、その逆方向の流れを禁止する逆止弁である。
【００８４】
ただし、この形態での油抜け防止弁８６の機能は、許容方向の流れの圧力が所定圧力以上のときにのみ開弁することである。すなわち、許容方向の流れであっても圧力が所定圧力未満であれば開弁しない。この所定圧力は、進角室６１〜６３内の作動油の自重による圧力、すなわち進角室６１〜６３とオイルタンク５とのヘッド差による圧力よりも高く、オイルポンプ４の吐出圧に比べて充分に低い圧力であればよい。なお、図１４（ａ）では、逆止弁の下流側にばね記号を付すことにより、上記の機能を表示した。
【００８５】
これにより、第１モードでオイルポンプ４からの油圧供給が停止されて保持されたとき、進角室６１〜６３内の作動油が自重によりオイルタンク５に流れ落ちることを防止できるため、第１モードをデフォルトモードとすることができる。したがって、第１実施形態のように専用のデフォルトモードを設ける必要がない。また、第２実施形態のようにデフォルトスプリングを設け、シャフトとスプールキャップを結合する必要がない。よって、デフォルトモードをより簡易に実現し、第１、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８６】
（第４実施形態）
第３実施形態では、進角ドレンポート４６からオイルタンク５への通路に油抜け防止弁８６が設けられた。第４実施形態では、図１４（ｂ）に示すように、さらに、遅角ドレンポート４７からオイルタンク５への通路に油抜け防止弁８７が設けられる。
これにより、第１モードのみならず、第５モードでオイルポンプ４からの油圧供給が停止されて保持されたときにも、遅角室６４〜６６内の作動油が自重によりオイルタンク５に流れ落ちることを防止でき、第１〜第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
（第５実施形態）
第５実施形態は、図１５に示すように、制御弁が装置本体と別に設置されるバルブタイミング調整装置１の実施形態である。
装置本体１００には制御弁部が内蔵されておらず、外部の制御弁装置４００を介して作動油が供給され、また、作動油を排出する。
独立した制御弁装置４００は、電磁駆動部３００および制御弁部４０を備え、オイルポンプ４から装置本体１００への作動油の供給、及び、装置本体１００からオイルタンク５への作動油の排出を制御する。電磁駆動部３００は、特許請求の範囲に記載の「駆動手段」に相当する。
【００８８】
電磁駆動部３００は、固定コア３３、可動コア３４、シャフト３５、コイル３６、ヨーク３７を備えている。固定コア３３、可動コア３４、及び、ヨーク３７は磁性材料から形成されて磁気回路を構成する。シャフト３５は可動コア３４に圧入されており、可動コア３４と一体に往復移動可能である。コイル３６は、通電により磁界を発生する。固定コア３３の磁気遮断部３３ａは、両側の磁気を遮断する。
【００８９】
制御弁部４０は、第１実施形態の制御弁部と同様の構成である。供給ポート４５は、逆止弁８５を介してオイルポンプ４に接続され、進角ドレンポート４６および遅角ドレンポート４７は、オイルタンク５に接続される。進角ポート４３および遅角ポート４４は、進角配管７３０および遅角配管７４０を経由して装置本体１００に接続される。
【００９０】
コイル３６に通電することにより上記磁気回路に電磁吸引力が発生し、可動コア３４が固定コア３３に吸引されて、可動コア３４およびシャフト３５が図１５の左方向へ移動する。すると、シャフト３５が、リターンスプリング４８の付勢力に抗してスプール５０を図１５の左方向、すなわち進み方向へ押す。
ＥＣＵからの指示によりコイル３６への通電電流が制御されることによって電磁吸引力の大きさが変化し、シャフト３５の移動ストロークが制御される。これにより、制御弁装置４００において、デフォルトモードおよび第１〜第５モードの切換が可能となる。
【００９１】
第５実施形態では、装置本体１００と制御弁装置４００とが別体であり、トータルのスペースは大きくなる。しかし、装置本体１００自体は小型化できるため、特にシリンダヘッドの取り付け部分のスペースを削減したい場合に有利である。
また、第１〜第４実施形態と同様、カムトルク駆動時および内燃機関停止時に、進角室６１〜６３および遅角室６４〜６６からの油抜けを防止することができる。
さらに、制御弁装置４００を既存の装置本体１００に組み合わせることにより、既存のシステムからの改造が容易である。
【００９２】
（その他の実施形態）
（ア）バルブタイミング調整装置１は、吸気弁９０側に限らず排気弁９４側に適用されてもよい。その場合、ベーンロータの最進角位置をデフォルトとするため、第１実施形態に対応する実施形態では、第５モードの進み側にデフォルトモードを設定すればよい。駆動装置は、非作動時にシャフトが最前進位置にあるようにすればよい。
また、第３実施形態に対応する実施形態では、第５モードをデフォルトモードとし、遅角ドレン通路に油抜け防止弁を設ければよい。なお、第４実施形態では、進角ドレン通路および遅角ドレン通路に油抜け防止弁が設けられているので、駆動装置の非作動時のシャフト位置を変更すれば、そのまま排気弁側に適用できる。
（イ）同様に、第５実施形態に対応する制御弁を排気弁側のバルブタイミング調整装置に適用する場合には、進角配管と遅角配管を入れ替えればよい。
【００９３】
（ウ）駆動装置は、ソレノイドバルブとリターンスプリングによって構成されるものに
限らない。駆動装置自身がスプールを押し引きする場合は、リターンスプリング、あるいは第２実施形態のデフォルトスプリングはなくてもよい。
また、他の機構でシャフトを所定ストロークだけ前進させるものであってもよい。例えば、モータなどの回転運動をラックピニオン機構によって直線運動に変換する装置や、ボールねじを用いた装置等のリニアアクチュエータであってもよい。
（エ）内燃機関の停止中でも、駆動装置が別のエネルギー源によって作動可能としてもよい。それにより、第２実施形態のように駆動装置がスプールを戻り側へ引く機構を有しなくても、第３モードをデフォルトモードとすることができる。
【００９４】
（オ）進角ドレン配管に接続されるオイルタンクと、遅角ドレン配管に接続されるオイルタンクは同一である必要はなく別々であってもよい。また、油溜めとしてオイルタンクに代えてオイルパンを使用してもよい。
（カ）内燃機関の駆動力をタイミングチェーンを経由して受けるスプロケットを用いた実施形態に本発明を適用した例について説明したが、タイミングプーリを用いた例に本発明を適用してもよい。
【００９５】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１：バルブタイミング調整装置、２：カムシャフト（従動軸）、３：カム、４：オイルポンプ（油圧供給源）、５：オイルタンク（油溜め）、１０、１００：装置本体、１１：スプロケット、１２：ハウジング、１３：フロントプレート、１５：ブッシング、１６：ベーンロータ、１６ａ〜１６ｃ：ベーン部、１６ｄ：ボス部、１６ｅ：インロー部、１６ｆ：端面、１６ｇ：外壁、１６ｈ：内壁、
３０：駆動装置（駆動手段）、３００：電磁駆動部（駆動手段）、３５、３９：シャフト、４０：制御弁部、４００：制御弁装置、４１：スリーブ（制御弁スリーブ）、４１ａ：嵌合軸部、４１ｆ：ツバ部、４１ｇ：雄ねじ部、４１ｈ：摺動孔、４１ｊ：スプリング座面、４１ｋ：止め輪溝、４２：止め輪、４３：進角ポート、４４：遅角ポート、４５：供給ポート、４６：進角ドレンポート、４７：遅角ドレンポート、４８：リターンスプリング、４９：デフォルトスプリング、
５０：スプール（制御弁スプール）、５１：スプール本体、５１ａ：延長支持ランド、５１ｂ：進角支持ランド、５１ｃ：進角切換ランド、５１ｄ：遅角切換ランド、５１ｅ：遅角支持ランド、５１ｆ：小径部、５１ｇ：雌ねじ部、５１ｈ：収容孔、５１ｉ：端面、５１ｊ：スプリング座面、５１ｋ：端面、５１ｍ：デフォルトスプリング座面、５２：逆止弁ホルダ、５２ａ：進角逆止弁室、５２ｂ：遅角逆止弁室、５２ｃ：進角接続路、５２ｄ：遅角接続路、５２ｅ：共通接続路、５３、５４：スプールキャップ、５３ａ：球面部、５３ｂ：雄ねじ部
６１〜６３：進角室、６４〜６６：遅角室、６７、６８：弁室、
７０：供給配管、７１、７２、７５：供給油路、７３：進角油路、７３０：進角配管、７４：遅角油路、７４０：遅角配管、７６、７７：進角ドレン油路、７８：進角ドレン配管、７９：遅角ドレン配管
８１：進角逆止弁、８２：遅角逆止弁、８３、８４：逆止弁スプリング、８５：供給逆止弁、８６、８７：油抜け防止弁
９０：吸気弁、９４：排気弁、９５：チェーン、９６：内燃機関、９７：クランクシャフト（駆動軸）、９９：内燃機関カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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