(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動軸の駆動力を吸気弁および排気弁の少なくとも一方に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一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
油圧供給源と、
シャフト側進角通路およびシャフト側遅角通路を有し、前記駆動軸の駆動力により回転駆動され、前記吸気弁および前記排気弁の少なくとも一方を開閉駆動するカムシャフトと、
前記カムシャフトをラジアル方向に支持する軸受部材であって、前記シャフト側進角通路に連通する軸受側進角通路、前記シャフト側遅角通路に連通する軸受側遅角通路、および前記カムシャフトと前記軸受部材とのクリアランスに油を供給する供給通路を有する軸受部材と、
前記駆動軸および前記カムシャフトの一方と連動して回転するハウジングと、
前記駆動軸および前記カムシャフトの他方と連動して回転し、前記ハウジングとの間に進角油圧室および遅角油圧室を形成し、前記油圧供給源から前記軸受側進角通路と前記シャフト側進角通路とを経由して前記進角油圧室に供給される油圧、および前記油圧供給源から前記軸受側遅角通路供給と前記シャフト側遅角通路とを経由して前記遅角油圧室に供給される油圧により前記ハウジングに対して相対回転駆動されるベーンロータと、を備え、
前記シャフト側進角通路のうち前記軸受側進角通路に開口するシャフト側進角連通口、前記シャフト側遅角通路のうち前記軸受側遅角通路に開口するシャフト側遅角連通口、および前記供給通路のうち前記カムシャフトと前記軸受部材とのクリアランスに開口する供給口は、前記カムシャフトのスラスト方向に並べて配置されており、前記供給口は、前記シャフト側進角連通口の負圧と前記シャフト側遅角連通口の負圧を比較し、前記シャフト側進角連通口および前記シャフト側遅角連通口のうちで負圧が相対的に大きく発生する連通口に対し負圧が相対的に小さく発生する連通口の反対側、或いは前記シャフト側進角連通口および前記シャフト側遅角連通口の両側に配置され、
前記供給通路は、前記油圧供給源に直接接続され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】
前記軸受部材に形成され、前記カムシャフトの周方向に沿って環状に延び、前記供給口に連通する軸受側供給溝を備える請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記カムシャフトに形成され、前記カムシャフトの周方向に沿って環状に延び、前記供給口に連通するシャフト側供給溝を備える請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記供給口は、前記カムシャフトの回転中心に対し、前記駆動力伝達系から前記カムシャフトがラジアル方向に受ける力の向きの反対側に位置する請求項１から３のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
前記供給口は、前記シャフト側進角連通口および前記シャフト側遅角連通口に対し、前記駆動力伝達系から前記カムシャフトがスラスト方向に受ける力の向きの反対側に位置する請求項１から４のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記カムシャフトの回転にともない揺動して前記吸気弁および前記排気弁の少なくとも一方を開閉駆動するロッカーアームと、
前記ロッカーアームに回転可能に取り付けられ、前記カムシャフトのカムと転がり接触するローラーと、
を有する前記駆動力伝達系に設けられた、請求項１から５のいずれか一項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、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミング（以下、開閉タイミングをバルブタイミングという）を調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動油の油圧によりベーンロータとハウジングとの間に位相差を形成し、吸気弁または排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が公知である（特許文献１参照）。このバルブタイミング調整装置は、相対回転するベーンロータとハウジングとの間に進角油圧室および遅角油圧室を有する。そして、オイルポンプからの作動油を進角油圧室へ供給する状態と遅角油圧室へ供給する状態とに切り換えることで、進角油圧室および遅角油圧室の油圧を制御する。こうした油圧の制御により、ベーンロータとハウジングとを相対回転させ、これらの間に位相差を形成することで、バルブタイミングを調整している。
【０００３】
オイルポンプから進角油圧室および遅角油圧室までの油圧経路は、カムシャフトに形成されるシャフト側通路と、カムシャフトをラジアル方向に支持する軸受部材としてのシリンダヘッドに形成される軸受側通路とから構成される。そして、オイルポンプから吐出した作動油は、軸受側通路、シャフト側通路を順に経由して進角油圧室および遅角油圧室に供給される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４７４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に開示のバルブタイミング調整装置では、内燃機関の駆動軸から伝達される駆動力により回転するカムシャフトは、吸気弁または排気弁から反力を受ける。そして、この反力の値は以下に説明する如く正負交互に変化する。つまり、反力の向きが交互に変化する。
【０００６】
上記反力が正の値となっている状態とは、バルブスプリングの弾性力に抗って吸気弁または排気弁をカムが押し下げている状態であり、反力の向きは上記駆動力の妨げとなる向きとなっている。
一方、反力が負の値となっている状態とは、カムがバルブスプリングの弾性力を解放させて吸気弁または排気弁を上昇させる状態であり、反力の向きは上記駆動力と同じ向きにカムシャフトを付勢する向きとなっている。
従って、カムシャフトは、カムの回転位置に連動して正負交互に変化する反力を吸気弁または排気弁から受けることとなる。
【０００７】
その結果、カムシャフトに固定されているベーンロータは、ハウジングに対して相対的に正転逆転を交互に繰り返すこととなる。すると、進角油圧室および遅角油圧室内の作動油の圧力は脈動し、この脈動にともなってシャフト側通路に負圧が発生してしまう。
【０００８】
上記負圧が発生すると、シリンダヘッドとカムシャフトとの間からシャフト側通路にエアが吸い込まれ、作動油中にエアが混入する恐れが生じる。そして、作動油中にエアが混入すると、ベーンロータとハウジングとの間に形成される位相差を目標の位相差に保持することが困難となり、ひいては、吸気弁または排気弁のバルブタイミングを目標のタイミングに制御することが困難となる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、作動油中へのエア混入を抑制することで、吸気弁または排気弁のバルブタイミングの制御性向上を図った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記載の発明では、軸受部材には、軸受側進角通路および軸受側遅角通路とは別の供給通路が形成されている。そして、カムシャフトには供給通路の供給口から油が供給されるため、カムシャフトのうち供給口と対向する部分には油膜が形成される。この油膜は、カムシャフトが回転していることに起因してカムシャフトの外周に沿って拡がる。従って、シャフト側進角連通口に対してシャフト側遅角連通口の反対側およびシャフト側遅角連通口に対してシャフト側進角連通口の反対側のうち少なくとも一方の側には、カムシャフトの外周に沿って拡がる油膜が形成される。
この油膜はエアに対するシール機能を発揮するので、シャフト側進角通路またはシャフト側遅角通路に負圧が発生したとしても、軸受部材とカムシャフトとの間からシャフト側進角連通口またはシャフト側遅角連通口にエアが吸い込まれてしまうことを抑制できる。よって、作動油中へのエア混入を抑制でき、吸気弁または排気弁のバルブタイミングの制御性向上を図ることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、軸受部材に形成され、カムシャフトの周方向に沿って環状に延び、供給口に連通する軸受側供給溝を備える。そのため、カムシャフトには全周から油が供給されることとなる。よって、油膜をカムシャフトの外周に沿って延びる環状にすることを確実に実現できるので、上記シール機能を発揮する油膜のシール性を向上できる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、カムシャフトに形成され、カムシャフトの周方向に沿って環状に延び、供給口に連通するシャフト側供給溝を備える。そのため、供給口から供給される油はシャフト側供給溝に溜まり、その溜まった油により上述の油膜が形成されることとなる。よって、油膜をカムシャフトの外周に沿って延びる環状にすることを確実に実現できるので、上記シール機能を発揮する油膜のシール性を向上できる。
【００１３】
請求項４記載の発明では、供給口は、カムシャフトの回転中心に対し、駆動力伝達系からカムシャフトがラジアル方向に受ける力の向きの反対側に位置する。ここで、カムシャフトと軸受部材との間に形成されるラジアル方向のクリアランスに関し、カムシャフトの回転中心に対し、カムシャフトがラジアル方向に受ける力の向きの反対側部分で上記クリアランスは大きくなる。よって、このようにクリアランスが大きい部分に供給口を位置させる請求項４記載の発明によれば、カムシャフトと軸受部材との間に油が入り込み易くなり、かつ、カムシャフトの外周に沿って油膜が拡がり易くなる。よって、上記シール機能を発揮する油膜のシール性を向上できる。
【００１４】
請求項５記載の発明では、供給口は、シャフト側進角連通口およびシャフト側遅角連通口に対し、駆動力伝達系からカムシャフトがスラスト方向に受ける力の向きの反対側に位置する。ここで、カムシャフトと当接部との間に形成されるスラスト方向のクリアランスに関し、カムシャフトがスラスト方向に受ける力の向きの反対側部分で上記クリアランスは大きくなる。よって、このようにクリアランスが大きい部分に供給口を位置させる請求項５記載の発明によれば、カムシャフトと軸受部材との間に油が入り込み易くなり、かつ、カムシャフトの外周に沿って油膜が拡がり易くなる。よって、上記シール機能を発揮する油膜のシール性を向上できる。
【００１５】
請求項６記載の発明では、請求項１から５のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置を、ロッカーアームのローラーにカムを転がり接触させる所謂ローラーロッカー式の駆動力伝達系に適用させている。当該ローラーロッカー式の場合には、転がり接触の構造により、吸気弁または排気弁とカムシャフトとの間における動力伝達ロスが低くなる。しかしながらその背反として、例えば図５の実線に示す如く、吸気弁または排気弁からカムシャフトが受ける正の反力、負の反力はともに大きくなる。従って、カムが吸気弁または排気弁と直接接触する所謂直打式の駆動力伝達系の場合に比べて、シャフト側進角通路またはシャフト側遅角通路に発生する負圧は大きくなる。
よって、このように大きな負圧が発生するローラーロッカー式の駆動力伝達系に請求項１から５のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置を適用した請求項６記載の発明によれば、作動油中へのエア混入抑制効果を好適に発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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）
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を車両の内燃機関の排気弁に適用した例を図１および図２に示す。
バルブタイミング調整装置１は、内燃機関の駆動軸であるクランクシャフト（図示しない）の駆動力を排気弁９７（図４参照）に伝達する駆動力伝達系に設置され、内燃機関の従動軸であるカムシャフト２を備える装置本体１０と、装置本体１０への作動油供給を制御する装置制御系３０を備えている。
【００１８】
まず、駆動力伝達系について図４を用いて説明する。
駆動力伝達系は、カムシャフト２から排気弁９７に駆動力を伝達するロッカーアーム９１と、カムシャフト２と一体的に回転するカム２０１と転がり接触するローラー９２とを備えた、所謂ローラーロッカー式である。ローラー９２は、カム２０１と転がり接触する外輪９３、ロッカーアーム９１に支持される内輪９４、および内輪９４に対して回転可能に外輪９３を支持する転動体９５から構成される。ロッカーアーム９１の一端は排気弁９７の上端に当接し、他端には図示しないピボットが配置されるピボット孔９６が形成されている。
【００１９】
そして、図４の状態からカムシャフト２とともにカム２０１が時計方向に回転すると、ローラー９２とともにロッカーアーム９１は下方に押される。するとロッカーアーム９１は、バルブスプリング９８の弾性力に抗って排気弁９７を押し下げる。このとき、カムシャフト２は、駆動力の妨げとなる向き（図４の反時計方向）に反力を受ける。つまり、このときの反力は正の値である。
【００２０】
その後さらにカム２０１が時計方向に回転すると、バルブスプリング９８の弾性力により排気弁９７が上昇し、ロッカーアーム９１は上方に押され、ローラー９２を介してカム２０１は駆動力と同じ向き（図４の時計方向）に付勢される。つまり、このときの反力は負の値である。図５は、カムシャフト２が受ける上記反力によるトルクの変動を示すグラフであり、カム２０１の回転角度に追従してトルクは変動する。
【００２１】
次に、装置本体１０について図１および図２を用いて説明する。
装置本体１０においてハウジング１８は、スプロケット１１、円筒状のシューハウジング１２および円環盤状のフロントプレート１３から構成されている。
シューハウジング１２は、その内周壁のうち回転方向にほぼ等間隔となる位置から径方向内側に突出する仕切部としてのシュー１２１、１２２、１２３、１２４を有している。シュー１２１〜１２４の突出端面は、図２の紙面垂直方向から見て円弧状であり、ベーンロータ１４のボス部１４１の外周壁面に摺接する。各シュー１２１〜１２４の凹部にはシール部材１５が嵌合している。また、回転方向において隣り合うシュー１２１〜１２４の間にはそれぞれ収容室５０が形成される。各収容室５０は、対応するシュー側面とシューハウジング１２の内周壁面とで囲まれており、図２の紙面垂直方向から見て扇状である。
【００２２】
スプロケット１１、シューハウジング１２およびフロントプレート１３は、フロントプレート１３とスプロケット１１との間にシューハウジング１２を挟むようにして、同軸にボルト固定されている。スプロケット１１は、図示しないチェーンによって図示しないクランクシャフトと連結している。これによりハウジング１８は、クランクシャフトからスプロケット１１へ駆動力が伝達されることで、クランクシャフトと連動して回転する。なお、ハウジング１８は、図２の時計方向へ回転する。
【００２３】
ベーンロータ１４はハウジング１８に収容されており、ベーンロータ１４の軸方向の両端面はスプロケット１１の壁面１１１およびフロントプレート１３の壁面１３１に摺接する。ベーンロータ１４は、ボス部１４１とベーン１４２、１４３、１４４、１４５とを有している。
ボス部１４１に嵌合するブッシュ２０は、フロントプレート１３に対して相対回転可能かつ回転中心Ｏと同軸にフロントプレート１３の内周側に挿入されている。ボス部１４１は、ブッシュ２０とともにカムシャフト２にボルト固定されている。したがって、ベーンロータ１４およびカムシャフト２は、図２の時計方向へ回転する。また、ベーンロータ１４はハウジング１８に対してカムシャフト２とともに相対回転可能である。なお、図２に示す矢印Ｘは、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の進角側への相対回転方向（以下、進角方向という）を表している。また、図２に示す矢印Ｙは、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の遅角側への相対回転方向（以下、遅角方向という）を表している。因みに図２は、ハウジング１８に対しベーンロータ１４が進角方向Ｘへの相対回転を規制され遅角方向Ｙへの相対回転を許容される最進角位置に定位した状態を示している。フロントプレート１３とブッシュ２０との間には、ねじりコイルばね２２が介装されている。ねじりコイルばね２２の一端部は、シューハウジング１２およびフロントプレート１３に係止されており、他端部はベーンロータ１４に係止されている。ねじりコイルばね２２の復原力は、ハウジング１８に対してベーンロータ１４を進角方向Ｘに相対回転させるトルクとして働く。
【００２４】
ベーン１４２〜１４５は、ボス部１４１の外周壁のうち回転方向にほぼ等間隔となる位置から径方向外側に突出し、各収容室５０内に収容される。ベーン１４２〜１４５の突出端面は、図２の紙面垂直方向から見て円弧状に形成され、シューハウジング１２の内周壁面に摺接する。各ベーン１４２〜１４５の突出端面に設けられた凹部にはシール部材１６が嵌合している。ベーン１４２〜１４５は、対応する収容室５０を仕切ることにより、回転方向の両側に進角油圧室と遅角油圧室を形成する。
【００２５】
具体的には、シュー１２１とベーン１４２の間に進角油圧室５１、シュー１２２とベーン１４３の間に進角油圧室５２、シュー１２３とベーン１４４の間に進角油圧室５３、シュー１２４とベーン１４５の間に進角油圧室５４を形成する。また、シュー１２４とベーン１４２の間に遅角油圧室５５、シュー１２１とベーン１４３の間に遅角油圧室５６、シュー１２２とベーン１４４の間に遅角油圧室５７、シュー１２３とベーン１４５の間に遅角油圧室５８を形成する。ベーンロータ１４がハウジング１８に対し図２の最進角位置にあるときには、各進角油圧室５１〜５４の容積が最大となり、各遅角油圧室５５〜５８の容積が最小となる。一方、ベーンロータ１４がハウジング１８に対し最遅角位置にあるときには、各遅角油圧室５５〜５８の容積が最大となり、各進角油圧室５１〜５４の容積が最小となる。
【００２６】
進角油圧室５１〜５４はそれぞれ、スプロケット１１に形成された進角通路６１〜６４に連通している。そして、進角通路６１〜６４はいずれも、カムシャフト２に形成されたシャフト側進角通路７１に連通している。一方、遅角油圧室５５〜５８はそれぞれ、ベーンロータ１４に形成された遅角通路６５〜６８と連通している。そして、遅角通路６５〜６８はいずれも、カムシャフト２に形成されたシャフト側遅角通路７２と連通している。
【００２７】
カムシャフト２は、軸受部材８０によりラジアル方向に支持されている。軸受部材８０は、カムシャフト２の上側に位置するカムキャップ８１と下側に位置するシリンダヘッド８２とから構成される。カムキャップ８１およびシリンダヘッド８２は金属製であり、図示しないボルト等の締結手段により結合されている。また、カムシャフト２には、カムシャフトの外周面に沿って径方向に延びる環状のフランジ部８３、８４が形成されている。これらの当接部としてのフランジ部８３、８４が軸受部材８０とスラスト方向に当接することで、カムシャフト２のスラスト方向への移動が規制される。
【００２８】
シリンダヘッド８２には、シャフト側進角通路７１に連通する軸受側進角通路８５、およびシャフト側遅角通路７２に連通する軸受側遅角通路８６が形成されている。そして、シャフト側進角通路７１は、軸受側進角通路８５に連通するシャフト側進角連通口７１１を有し、シャフト側遅角通路７２は、軸受側遅角通路８６に連通するシャフト側遅角連通口７２１を有する。これらのシャフト側進角連通口７１１およびシャフト側遅角連通口７２１は、カムシャフト２の軸周りに環状に延びる溝形状である。そのため、カムシャフト２が回転している状態において、シャフト側進角通路７１と軸受側進角通路８５とはシャフト側進角連通口７１１を介して常時連通し、シャフト側遅角通路７２と軸受側遅角通路８６とはシャフト側遅角連通口７２１を介して常時連通することとなる。
【００２９】
さらにシリンダヘッド８２には、軸受側進角通路８５および軸受側遅角通路８６とは別に、カムシャフト２に油を供給する供給口８７１を有する供給通路８７が形成されている。供給口８７１は、カムシャフト２の外周面に沿って環状に延びる形状ではなく、外周面の一部分にのみ対向して開口する形状である。また、軸受側進角通路８５、軸受側遅角通路８６および供給通路８７は、カムシャフト２のスラスト方向に一列に並べて配置されている。そして、供給通路８７および供給口８７１は、軸受側遅角通路８６に対して軸受側進角通路８５の反対側にのみ配置されている。
【００３０】
ベーン１４２には、ストッパピストン２６が収容されている。ストッパピストン２６は、圧縮コイルばね２８の復原力によりスプロケット１１の嵌合リング２７に嵌合することで、ベーンロータ１４をハウジング１８に対して最進角位置に拘束する。一方、ストッパピストン２６は、通路２９１を通じて遅角油圧室５５から供給される油圧による力と、通路２９２を通じて進角油圧室５１から供給される油圧による力との少なくとも一方により、嵌合リング２７からの離脱位置に変位することで、ベーンロータ１４の相対回転を許容する。
【００３１】
次に、装置制御系３０について図３を用いて説明する。
弁手段としての切換弁３１は、軸受側進角通路８５、軸受側遅角通路８６、供給通路８７、ポンプ通路７５、ドレイン通路７６、７７と接続されている。ここでポンプ通路７５には、油圧供給源としてのオイルポンプ４が設置されており、オイルポンプ４はポンプ通路７５の上流側を通じてオイルタンク５から作動油を汲み上げ、ポンプ通路７５の下流側を通じて作動油を切換弁３１および供給通路８７へ吐出する。なお、第一実施形態のオイルポンプ４は、クランクシャフトの駆動力が伝達されて作動する所謂機械式ポンプである。ドレイン通路７６、７７は、切換弁３１からオイルタンク５側へ作動油を排出可能に設けられている。
【００３２】
切換弁３１の電磁駆動部３２は、ヨーク３７、固定コア３３、可動コア３４、シャフト３５およびコイル３６を有している。ヨーク３７、固定コア３３および可動コア３４は磁性材で形成されており、磁気回路を構成している。シャフト３５は可動コア３４に圧入されており、可動コア３４と一体に図１の左右方向に往復移動可能である。コイル３６は、通電により上記磁気回路を通る磁束を発生する。コイル３６は電子制御装置（ＥＣＵ）６に電気接続されており、当該ＥＣＵ６により通電を制御されることによって、コア３３、３４間に発生させる磁気吸引力を変化させてシャフト３５を駆動する。
【００３３】
切換弁３１の弁部４０は、スリーブ４１およびスプール４２を有している。スリーブ４１の所定位置には、作動油を通過させる複数の開口部４１１、４１２、４１３、４１４、４１５が形成されている。開口部４１１は軸受側進角通路８５と連通し、開口部４１２は軸受側遅角通路８６と連通している。また、開口部４１４はポンプ通路７５と連通しており、開口部４１３、４１５はそれぞれドレイン通路７６、７７と連通している。スプール４２は、スリーブ４１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４２においてスリーブ４１の内径とほぼ同じ外径を有するランド４２１、４２２は、スリーブ４１の内壁に摺接する。スプール４２の可動コア３４側の端面はシャフト３５の端面と接しており、スプール４２の可動コア３４とは反対側の端面は、復原力によりスプール４２をシャフト３５側（図１の右方向）へ押圧するスプリング４３と接している。したがって、電磁駆動部３２がシャフト３５を往復駆動することにより、スプール４２がスリーブ４１内を往復移動する。即ちスプール４２は、電磁駆動部３２のコイル３６への通電に従って電磁駆動される弁部材である。
【００３４】
図３（ａ）は、ＥＣＵ６によりコイル３６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４２はスプリング４３の復原力により図３（ａ）の右方向へ押圧されて、定位する。これにより、オイルポンプ４からポンプ通路７５へ吐出された作動油は、開口部４１４からスリーブ４１内へ流入し、開口部４１１から軸受側進角通路８５へ流れる。即ち軸受側進角通路８５が開放されてオイルポンプ４と連通し、オイルポンプ４の吐出油が軸受側進角通路８５へ供給される。一方、軸受側遅角通路８６の作動油は開口部４１２からスリーブ４１内へ流入し、開口部４１３からドレイン通路４１３を通じてオイルタンク５へ排出される。
【００３５】
図３（ｂ）は、ＥＣＵ６によりコイル３６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４２はスプリング４３の復原力に抗して図３（ｂ）の左方向へ押圧され、スプリング４３の復原力と電磁駆動部３２のコア３３、３４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、オイルポンプ４からポンプ通路７５へ吐出された作動油は開口部４１４からスリーブ４１内へ流入し、開口部４１２から軸受側遅角通路８６へ流れる。即ち軸受側遅角通路８６が開放されてオイルポンプ４と連通し、オイルポンプ４の吐出油が軸受側遅角通路８６へ供給される。一方、軸受側進角通路８５の作動油は開口部４１１からスリーブ４１内へ流入し、開口部４１５からドレイン通路７７を通じてオイルタンク５へ排出される。
【００３６】
図３（ｃ）は、ＥＣＵ６によりコイル３６への通電がオンされて図３（ｂ）の場合とは異なる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４２は図３（ｃ）の左方向へ図３（ｂ）の場合より少なく押圧され、スプリング４３の復原力と電磁駆動部３２の磁気吸引力とが釣り合う位置に定位する。これにより、オイルポンプ４からポンプ通路７５へ吐出された作動油は開口部４１４からスリーブ４１内へ流入するが、ランド４２１、４２２により開口部４１１、４１２が閉塞されるため、作動油は軸受側進角通路８５および軸受側遅角通路８６へ流れない。即ち軸受側進角通路８５および軸受側遅角通路８６がオイルポンプ４に対して閉塞されるため、上述した軸受側進角通路８５および軸受側遅角通路８６への作動油の供給後においては作動油が軸受側進角通路８５および軸受側遅角通路８６に滞留させられる。
【００３７】
さて、切換弁３１を制御する制御手段としてのＥＣＵ６は、具体的にはマイクロコンピュータ等の電気回路で構成されている。ＥＣＵ６には、切換弁３１のコイル３６の他、図１に示すようにカムの位相を検出するセンサ７やエンジン回転数を検出するセンサ８等の各種センサが電気接続されている。ＥＣＵ６は、それらセンサの出力に基づいて排気弁９７（図４参照）の実バルブタイミングおよび目標バルブタイミングを演算し、それらの演算結果に基づいてコイル３６への通電を制御する。
【００３８】
なお、上記センサ７の具体例としては、例えば排気弁９７を開閉駆動するカムシャフト２の周辺に設置され、カムシャフト２の回転角を検出するカム角センサが挙げられる。また、上記センサ８の具体例としては、例えばクランクシャフトの周囲に設置され、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサが挙げられる。さらにまた、第一実施形態では、内燃機関が停止しても車両の電源（図示しない）からＥＣＵ６への電力供給が継続されるようになっており、そうした内燃機関の停止下であってもＥＣＵ６は切換弁３１への通電制御を行うことができる。
【００３９】
次に、上記構成のバルブタイミング調整装置１の作動について説明する。なお、内燃機関の停止状態では、圧縮コイルばね２８の復原力によってストッパピストン２６が嵌合リング２７に嵌合しているものとする。
停止状態の内燃機関が始動すると、オイルポンプ４が起動するとともに、ＥＣＵ６が切換弁３１のコイル３６への通電をオン制御して軸受側遅角通路８６を開放する。すると、オイルポンプ４の吐出油が軸受側遅角通路８６、シャフト側遅角通路７２、遅角通路６５〜６８を経て遅角油圧室５５〜５８へ流入する。その結果、ストッパピストン２６は通路２９１を通じて遅角油圧室５５からの油圧を受け、その油圧が所定圧まで上昇すると、ストッパピストン２６が嵌合リング２７から抜け出す。これにより、ベーンロータ１４とスプロケット１１とが相対回転可能な状態となる。
【００４０】
この後、ＥＣＵ６は、切換弁３１への通電をオンオフ制御することにより、軸受側進角通路８５および軸受側遅角通路８６のうちオイルポンプ４と連通する通路を切り換える。その結果、軸受側進角通路８５がオイルポンプ４と連通するときには、オイルポンプ４の吐出油が軸受側進角通路８５、シャフト側進角通路７１、進角通路６１〜６４を経て進角油圧室５１〜５４へ流入する。また、このときには、遅角油圧室５５〜５８の作動油が遅角通路６５〜６８、シャフト側遅角通路７２、軸受側遅角通路８６を経てドレイン通路７７へ排出される。これにより、各進角油圧室５１〜５４に面するベーン１４２〜１４５に油圧が印加され、ベーンロータ１４がハウジング１８に対し進角方向Ｘへ相対回転する。
【００４１】
一方、軸受側遅角通路８６がオイルポンプ４と連通するときには、オイルポンプ４の吐出油が軸受側遅角通路８６、シャフト側遅角通路７２、遅角通路６５〜６８を経て遅角油圧室５５〜５８へ流入する。また、このときには、進角油圧室５１〜５４の作動油が進角通路６１〜６４、シャフト側進角通路７１、軸受側進角通路８５を経てドレイン通路７６へ排出される。これにより、各遅角油圧室５５〜５８に面するベーン１４２〜１４５に油圧が印加され、ベーンロータ１４がハウジング１８に対し遅角方向Ｙへ相対回転する。
【００４２】
このように第一実施形態では、オイルポンプ４から作動油を供給する通路を切り換えることにより、進角油圧室５１〜５４の油圧および遅角油圧室５５〜５８の油圧が調整され、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の相対回転位相、ひいてはバルブタイミングが調整される。なお、バルブタイミングの調整時においてＥＣＵ６は、排気弁９７の実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させるように切換弁３１への通電をフィードバック制御することで、正確なバルブタイミング調整を行うことができる。
【００４３】
こうした中、内燃機関が停止すると、オイルポンプ４も停止するため、軸受側進角通路８５および軸受側遅角通路８６のいずれへも作動油が供給されなくなる。すると、ねじりコイルばね２２の復原力によってベーンロータ１４が最進角位置まで相対回転し、ストッパピストン２６が嵌合リング２７に嵌合する。
【００４４】
次に、供給通路８７に関するバルブタイミング調整装置１の作動を説明する。内燃機関の始動にともなってオイルポンプ４が起動すると、オイルポンプ４の吐出油が供給通路８７に常時供給される。そのため、カムシャフト２とシリンダヘッド８２とのクリアランスには、供給口８７１から油が供給される。すると、上記クリアランスのうちシャフト側遅角連通口７２１に対してシャフト側進角連通口７１１の反対側の部分、つまり、シャフト側遅角連通口７２１とフランジ部８３との間の部分には、油膜が形成される。この油膜は、カムシャフト２が回転していることに起因してカムシャフト２の外周に沿って環状に拡がる。
【００４５】
このように、以上説明した第一実施形態によれば、カムシャフト２とシリンダヘッド８２とのクリアランスのうち、シャフト側遅角連通口７２１とフランジ部８３との間の部分には、環状に沿って延びる油膜が形成されるので、この油膜は、上記クリアランスを閉塞するシール機能を発揮する。そのため、シャフト側遅角通路７２に負圧が発生したとしても、上記クリアランスの部分からシャフト側遅角連通口７２１にエアが吸い込まれてしまうことを抑制できる。よって、シャフト側遅角通路７２および遅角油圧室５５〜５８へのエア混入を抑制でき、排気弁９７のバルブタイミングの制御性向上を図ることができる。
【００４６】
ここで、供給口８７１を廃止し、油膜に替えてシール部材を設置した場合には、供給口８７１を設けた第一実施形態に比較して、シール部材の設置スペースを確保すべく軸受部材８０のスラスト方向全長が大きくなってしまい、ひいてはエンジン全長の拡大を招く。従って、第一実施形態によれば、エンジン全長の拡大抑制と、バルブタイミングの制御性向上の両立を図ることができる。
【００４７】
なお、第一実施形態では、供給口８７１を、シャフト側遅角連通口７２１に対してシャフト側進角連通口７１１の反対側にのみ配置しており、シャフト側進角連通口７１１に対してシャフト側遅角連通口７２１の反対側には配置していない。これは、シャフト側進角連通口７１１からフランジ部８４までの摺接距離Ｌ１が、シャフト側遅角連通口７２１からフランジ部８３までの摺接距離Ｌ２に比べて長いことに起因する。すなわち、摺接距離Ｌ１が長ければ負圧によるエア混入は生じ難くなるため、本実施形態の如く、摺接距離Ｌ２が短いほうの側に供給口８７１を配置するようにして好適である。
【００４８】
また、第一実施形態では、図４に示すローラーロッカー式の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置１を適用させている。このローラーロッカー式の場合には、カム２０１がローラー９２と転がり接触する構造であるため、排気弁９７とカムシャフト２との間における動力伝達ロスが低くなる。しかしながらその背反として、排気弁９７からカムシャフト２が受ける正の反力、負の反力はともに大きくなる。
図５を用いて具体的に説明すると、図５の実線は、ローラーロッカー式の場合のトルク変動を示し、点線は、カム２０１が排気弁９７と直接接触する所謂直打式の場合のトルク変動を示す。このように、ローラーロッカー式の場合には、直打式の場合に比べて変動トルクの振幅が正の側および負の側ともに大きくなり、かつ、変動トルクの平均値は０に近づく。
従って、直打式の場合に比べて、シャフト側遅角通路７２に発生する負圧は大きくなる。よって、このように大きな負圧が発生するローラーロッカー式の駆動力伝達系に、供給口８７１を有するバルブタイミング調整装置１を適用した第一実施形態によれば、作動油中へのエア混入抑制効果を好適に発揮できる。
【００４９】
（第二実施形態）
図６に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。第一実施形態では、供給口８７１を、シャフト側遅角連通口７２１に対してシャフト側進角連通口７１１の反対側にのみ配置しているのに対し、第二実施形態では、シャフト側進角連通口７１１に対してシャフト側遅角連通口７２１の反対側にも供給口８７１を配置している。
【００５０】
そのため第二実施形態によれば、カムシャフト２とシリンダヘッド８２とのクリアランスのうち、シャフト側遅角連通口７２１とフランジ部８３との間の部分に加え、シャフト側進角連通口７１１とフランジ部８４との間の部分にも、シール機能を発揮する環状の油膜が形成される。よって、シャフト側遅角通路７２および遅角油圧室５５〜５８へのエア混入を抑制できることに加え、シャフト側進角通路７１および進角油圧室５１〜５４へのエア混入をも抑制でき、吸気弁または排気弁９７のバルブタイミングの制御性をより一層向上できる。
【００５１】
（第三実施形態）
図７に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例であり、第二実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。上述の第二実施形態では、供給口８７１は外周面の一部分にのみ対向して開口する形状であるため、カムシャフト２に形成される油膜は、カムシャフト２の回転により供給口８７１の部分からカムシャフト２の外周に沿って環状に拡がる。
これに対し、第三実施形態では、カムシャフト２の周方向に沿って環状に延びる軸受側供給溝８７２を、カムキャップ８１およびシリンダヘッド８２に形成している。この軸受側供給溝８７２は供給口８７１に連通する。また、軸受側供給溝８７２の断面形状は、図７に示す如く軸受部材８０の側からカムシャフト２に近づくにつれて通路断面がスラスト方向に大きくなる形状である。
【００５２】
上記構成による第三実施形態によれば、環状に延びる軸受側供給溝８７２を備えるので、カムシャフト２には全周から油が供給されることとなる。よって、油膜をカムシャフト２の外周に沿って延びる環状にすることを確実に実現できるので、シール機能を発揮する油膜のシール性を向上できる。また、軸受側供給溝８７２の断面形状は、通路断面がスラスト方向に徐々に大きくなる形状であるため、供給通路８７を大径化させることなく、油膜のスラスト方向長さを長くできる。よって、シール性をより一層向上できる。
【００５３】
（第四実施形態）
図８に示すように、本発明の第四実施形態は第三実施形態の変形例であり、第三実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。上述の第三実施形態では、軸受側供給溝８７２を軸受部材８０に形成しているのに対し、第四実施形態では、カムシャフト２に、カムシャフト２の周方向に沿って環状に延びるシャフト側供給溝８７３を形成している。このシャフト側供給溝８７３は供給口８７１に連通する。因みに、シャフト側供給溝８７３の断面形状は、図８に示す如く軸受部材８０の側からカムシャフト２に近づくにつれて通路断面がスラスト方向に大きくなる形状である。
【００５４】
上記構成による第四実施形態によれば、環状に延びるシャフト側供給溝８７３を備えるので、供給口８７１から供給される油はシャフト側供給溝８７３に溜まり、その溜まった油によりカムシャフト２上に油膜が形成されることとなる。よって、油膜をカムシャフト２の外周に沿って延びる環状にすることを確実に実現できるので、シール機能を発揮する油膜のシール性を向上できる。
【００５５】
（第五実施形態）
図９および図１０に示すように、本発明の第五実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。上述の第一実施形態では、供給口８７１をシリンダヘッド８２に配置しているのに対し、第五実施形態では、図１０に示す如く供給口８７１をカムキャップ８１に配置している。
【００５６】
また、第一実施形態では、バルブタイミング調整装置１を排気弁９７に適用しているが、第五実施形態では吸気弁に適用している。従って、図１に示すねじりコイルばね２２は廃止されている。また、図９に示す如く第五実施形態では、駆動軸であるクランクシャフト２０３の動力は、チェーン２０４により従動軸であるカムシャフト２へ伝達される。図９中の矢印Ｆ１は、装置本体１０のスプロケット１１がチェーン２０４から受ける張力の向きを示し、矢印Ｆ２は、張力Ｆ１によりカムシャフト２が受ける力の向きを示す。
【００５７】
そして、図１０に示す如く第五実施形態では、供給口８７１を、カムシャフト２の回転中心Ｏに対し、チェーン２０４からカムシャフト２がラジアル方向に受ける力Ｆ２の向きの反対側に配置している。なお、図１０に示す如くカムキャップ８１には供給口８７１を有する供給通路８７４が形成されており、この供給通路８７４は、シリンダヘッド８２に形成された供給通路８７と連通する。また、供給通路８７４の加工孔は封止栓８７５により閉塞されている。
【００５８】
ここで、カムシャフト２と軸受部材８０との間に形成されるラジアル方向のクリアランス８７６（図１０参照）に関し、カムシャフト２の回転中心Oに対し、カムシャフト２がラジアル方向に受ける力Ｆ２の向きの反対側部分で上記クリアランス８７６は最大となる。よって、このようにクリアランス８７６が最大となる部分に供給口８７１を位置させる第五実施形態によれば、カムシャフト２と軸受部材８０との間に油が入り込み易くなり、かつ、カムシャフト２の外周に沿って油膜が拡がり易くなる。よって、シール機能を発揮する油膜のシール性を向上できる。
【００５９】
（他の実施形態）
上記各実施形態ではオイルポンプ４をシリンダヘッド８２に設置しているが、カムキャップ８１にオイルポンプ４を設置するようにしてもよい。また、例えば、上記第五実施形態の如く供給口８７１をカムキャップ８１に配置した場合には、供給通路８７を廃止してオイルポンプ４から直接供給通路８７４に油を供給するようにしてもよい。
【００６０】
上記各実施形態では、ローラーロッカー式の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置１を適用させているが、直打式その他の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置１を適用させてもよい。
【００６１】
上記第五実施形態では、チェーン２０４を用いてクランクシャフト２０３の動力をカムシャフト２へ伝達しているが、ベルトを用いてもよいしギアを用いてもよい。そして、ベルトを用いた場合においては、軸受側進角通路８５および軸受側遅角通路８６へ油を供給するオイルポンプ４から供給通路８７に油を供給することに替えて、上記ベルトのテンションを制御する油圧式のテンショナに油を供給するポンプから、供給通路８７に油を供給するようにしてもよい。
【００６２】
ここで、上述の如くカムシャフト２への動力伝達にギアを用いた場合において、そのギアにはすばギアを採用した場合には、カムシャフト２ははすばギアからスラスト方向に力を受けることとなる。すると、軸受部材８０とスラスト方向に当接する両フランジ部８３、８４の一方は、はすばギアから受ける力により軸受部材８０に押し付けられ、他方のフランジ部と軸受部材８０との間にはスラスト方向のクリアランスが大きくなる。
そこで、シャフト側進角連通口７１１およびシャフト側遅角連通口７２１に対し、カムシャフト２がスラスト方向に受ける力の向きの反対側に供給口８７１を配置すれば、上述の如くクリアランスが大きくなる側に供給口８７１が位置することとなる。その結果、カムシャフト２と軸受部材８０との間に油が入り込み易くなり、かつ、カムシャフト２の外周に沿って油膜が拡がり易くなる。よって、上記シール機能を発揮する油膜のシール性を向上できる。
【００６３】
ところで、エンジンの特性等により、シャフト側進角通路７１およびシャフト側遅角通路７２のうち、いずれか一方の通路に生じる負圧が他方の通路に生じる負圧に比べて極めて小さくなる場合がある。例えば、図５に示すトルクが負の側よりも正の側で大きくなる場合には、カムシャフト２が受ける上述の反力によりベーンロータ１４は進角油圧室５１の側に揺動し易くなる。その場合には、進角油圧室５１の油圧を高く設定するため、ベーンロータ１４が遅角油圧室５７の側に揺動しても、進角油圧室５１およびシャフト側進角通路７１からには負圧が発生し難くなる。従って、このような場合には、シャフト側進角連通口７１１に対してシャフト側遅角連通口７２１の反対側の供給口８７１を廃止して、シャフト側遅角連通口７２１に対してシャフト側進角連通口７１１の反対側にのみ供給口８７１を設けるようにして好適である。
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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】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。
【図２】図１のII−II矢視図。
【図３】第一実施形態による切換弁の作動を説明するための模式図。
【図４】第一実施形態による駆動力伝達系を説明するための模式図。
【図５】第一実施形態によるカムシャフトが受けるトルクの変動と、カムの回転角度との関係を示す図。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】本発明の第五実施形態による駆動力伝達系を説明するための模式図。
【図１０】第五実施形態による供給口の位置を説明するための断面図。
【符号の説明】
【００６５】
１：バルブタイミング調整装置、２：カムシャフト、１４：ベーンロータ、１８：ハウジング、５１：進角油圧室、５５：遅角油圧室、７１：シャフト側進角通路、７２：シャフト側遅角通路、８０：軸受部材、８１：カムキャップ、８２：シリンダヘッド、８５：軸受側進角通路、８６：軸受側遅角通路、８７：供給通路、９７：排気弁、２０３：駆動軸、７１１：シャフト側進角連通口、７２１：シャフト側遅角連通口、８７１：供給口、８７２：軸受側供給溝、８７３：シャフト側供給溝。
【図１】
0004560736.tif 000002
【図２】
0004560736.tif 000003
【図３】
0004560736.tif 000004
【図４】
0004560736.tif 000005
【図５】
0004560736.tif 000006
【図６】
0004560736.tif 000007
【図７】
0004560736.tif 000008
【図８】
0004560736.tif 000009
【図９】
0004560736.tif 000010
【図１０】
0004560736.tif 000011