(57)【要約】【課題】カムトルク等の外力に依存することなく、中間位相への移行が可能となる弁開閉時期制御装置を提供する。【解決手段】電磁弁Ｖの給排モードが相対回転位相を中間位相に保持する保持モードであるとき、相対回転位相が中間位相よりも進角側にあれば遅角室Ｃｂにポンプからの作動油が供給されると共に進角室Ｃａから作動油が排出され、相対回転位相が中間位相よりも遅角側にあれば進角室Ｃａにポンプからの作動油が供給されると共に遅角室Ｃｂから作動油が排出されるように作動する自己復帰機構３４を備えている。【選択図】図１１
2020183745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトと同期回転し、回転軸芯に向かって突出する複数の突出部を有する駆動側回転体と、
隣り合う前記突出部の間の位置において前記駆動側回転体との間に進角室及び遅角室を形成する仕切部を有し、前記駆動側回転体に対して相対回転可能で弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
ポンプから作動油が供給され、前記進角室及び前記遅角室への作動油の給排モードを切り替える電磁弁と、を備え、
前記電磁弁の前記給排モードが前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の中間位相に保持する保持モードであるとき、前記相対回転位相が前記中間位相よりも進角側にあれば前記遅角室に前記ポンプからの作動油が供給されると共に前記進角室から作動油が排出され、前記相対回転位相が前記中間位相よりも遅角側にあれば前記進角室に前記ポンプからの作動油が供給されると共に前記遅角室から作動油が排出されるように作動する自己復帰機構を備えている弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記相対回転位相が前記中間位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構をさらに備え、
前記電磁弁は、前記中間ロック機構から作動油を排出するロックモードを有しており、
前記保持モードは、前記ロックモードである請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記駆動側回転体は、フロントプレート及びリアプレートを有しており、
前記フロントプレート及び前記リアプレートの何れか一方には、前記進角室に連通する第一溝部と、前記遅角室に連通する第二溝部とが形成されており、
前記自己復帰機構は、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に配置されると共に前記従動側回転体と付勢部材により接続され、前記電磁弁を介して供給される作動油により前記従動側回転体に対して相対回転可能な回転部材を含んでおり、
前記回転部材には、外周側において第一外周溝と第二外周溝と前記第一外周溝及び前記第二外周溝を区画する区画部とが形成され、内周側において前記付勢部材の付勢力に対抗する作動油を供給可能な内周溝が形成されており、
前記電磁弁が前記保持モードであるとき、前記第一外周溝に作動油が供給されると共に前記第二外周溝及び前記内周溝から作動油が排出されており、前記相対回転位相が前記中間位相にあれば前記区画部が前記第一溝部及び前記第二溝部を閉塞して前記第一外周溝及び前記第二外周溝が前記進角室及び前記遅角室と非連通となり、前記相対回転位相が前記中間位相よりも進角側にあれば前記第一外周溝が前記遅角室に連通すると共に前記第二外周溝が前記進角室に連通し、前記相対回転位相が前記中間位相よりも遅角側にあれば前記第一外周溝が前記進角室に連通すると共に前記第二外周溝が前記遅角室に連通する請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を、最進角位相と最遅角位相との間の中間位相に拘束されるロック状態と、当該拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構を備えた弁開閉時期制御装置が知られている（例えば、特許文献１〜２参照）。この弁開閉時期制御装置は、駆動側回転体と従動側回転体との間に進角室及び遅角室が設けられており、進角室、遅角室及び中間ロック機構への作動油の給排モードを切り替える電磁弁を備えている。この中間位相は内燃機関の始動に適した開閉タイミングであり、内燃機関の停止制御時に中間位相に移行する制御が行われる。
【０００３】
特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、電磁弁への給電量が０及び最大の場合に、中間ロック機構をロック状態とすることができるように構成されている。特許文献２に記載の弁開閉制御装置は、進角室及び遅角室への作動油の排出が遮断されるように電磁弁に給電された場合に、進角室又は遅角室の一方の作動油を、進角室又は遅角室の他方に循環させるように循環バルブを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０７８６３５号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／００１７１５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、電磁弁への給電量が０及び最大の場合に、進角室又は遅角室に対する作動油の供給，排出を繰り返さないため、中間位相へ速やかに移行させる上で改善の余地がある。特許文献２に記載の弁開閉時期制御装置では、進角室及び遅角室への作動油の排出が遮断されるように電磁弁に給電された場合に、進角室と遅角室との間で作動油を循環させているため、中間位相への移行が比較的容易である。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の弁開閉時期制御装置のように、進角室と遅角室との間で作動油を循環させる構成では、カムトルク等の外力に依存して中間位相へ復帰させることとなるため、作動油が低温時において中間位相への速やかな移行が困難となる。
【０００７】
そこで、カムトルク等の外力に依存することなく、中間位相への移行が可能となる弁開閉時期制御装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転し、回転軸芯に向かって突出する複数の突出部を有する駆動側回転体と、隣り合う前記突出部の間の位置において前記駆動側回転体との間に進角室及び遅角室を形成する仕切部を有し、前記駆動側回転体に対して相対回転可能で弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、ポンプから作動油が供給され、前記進角室及び前記遅角室への作動油の給排モードを切り替える電磁弁と、を備え、前記電磁弁の前記給排モードが前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の中間位相に保持する保持モードであるとき、前記相対回転位相が前記中間位相よりも進角側にあれば前記遅角室に前記ポンプからの作動油が供給されると共に前記進角室から作動油が排出され、前記相対回転位相が前記中間位相よりも遅角側にあれば前記進角室に前記ポンプからの作動油が供給されると共に前記遅角室から作動油が排出されるように作動する自己復帰機構を備えている点にある。
【０００９】
本構成では、電磁弁の給排モードが相対回転位相を中間位相に保持する保持モードであるとき、自己復帰機構により、相対回転位相が中間位相よりも進角側にあれば遅角室にポンプからの作動油が供給されると共に進角室から作動油が排出され、相対回転位相が中間位相よりも遅角側にあれば進角室にポンプからの作動油が供給されると共に遅角室から作動油が排出される。
【００１０】
つまり、相対回転位相が中間位相よりも進角側又は遅角側にあればポンプの駆動力により中間位相となるように遅角側又は進角側に戻される。このポンプの駆動力に基づく作動油の供給はカムトルク等の外力に依存するものではない。その結果、従動側回転体にカムトルクが作用した場合でも、自己復帰機構により相対回転位相を中間位相に速やかに移行させることが可能となる。しかも、電磁弁の給排モードを保持モードとした状態であるので、電磁弁の給電量を頻繁に変更することによる進角室及び遅角室への作動油の給排を制御する必要がない。
【００１１】
このように、カムトルク等の外力に依存することなく、中間位相への移行が可能となる弁開閉時期制御装置を提供できた。
【００１２】
他の特徴構成は、前記相対回転位相が前記中間位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構をさらに備え、前記電磁弁は、前記中間ロック機構から作動油を排出するロックモードを有しており、前記保持モードは、前記ロックモードである点にある。
【００１３】
本構成のように、保持モードをロックモードとすれば、自己復帰機構により中間位相に移行した後は、中間ロック機構により確実に中間位相に拘束することができる。
【００１４】
他の特徴構成は、前前記駆動側回転体は、フロントプレート及びリアプレートを有しており、前記フロントプレート及び前記リアプレートの何れか一方には、前記進角室に連通する第一溝部と、前記遅角室に連通する第二溝部とが形成されており、前記自己復帰機構は、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に配置されると共に前記従動側回転体と付勢部材により接続され、前記電磁弁を介して供給される作動油により前記従動側回転体に対して相対回転可能な回転部材を含んでおり、前記回転部材には、外周側において第一外周溝と第二外周溝と前記第一外周溝及び前記第二外周溝を区画する区画部とが形成され、内周側において前記付勢部材の付勢力に対抗する作動油を供給可能な内周溝が形成されており、前記電磁弁が前記保持モードであるとき、前記第一外周溝に作動油が供給されると共に前記第二外周溝及び前記内周溝から作動油が排出されており、前記相対回転位相が前記中間位相にあれば前記区画部が前記第一溝部及び前記第二溝部を閉塞して前記第一外周溝及び前記第二外周溝が前記進角室及び前記遅角室と非連通となり、前記相対回転位相が前記中間位相よりも進角側にあれば前記第一外周溝が前記遅角室に連通すると共に前記第二外周溝が前記進角室に連通し、前記相対回転位相が前記中間位相よりも遅角側にあれば前記第一外周溝が前記進角室に連通すると共に前記第二外周溝が前記遅角室に連通する点にある。
【００１５】
本構成では、自己復帰機構を従動側回転体に対して相対回転可能な回転部材で構成すれば、装置構成が簡便である。電磁弁が保持モードであるとき、この回転部材は、相対回転位相が中間位相の場合に区画部が第一溝部及び第二溝部を閉塞して進角室及び遅角室には作動油が給排されず、相対回転位相が中間位相よりも進角側又は遅角側の場合に、第一外周溝が遅角室又は進角室と連通し、第二外周溝が進角室又は遅角室と連通して、中間位相に速やかに復帰する。本構成のように、電磁弁が保持モードにあるときに回転部材により進角室又は遅角室への作動油の給排が自動的に切り替わるように構成すれば、電磁弁への給電量を変更することにより進角室及び遅角室への作動油の給排を制御する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】弁開閉時期制御装置を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】弁開閉時期制御装置のフロント視での分解斜視図である。
【図５】弁開閉時期制御装置のリア視での分解斜視図である。
【図６】スプールのポジションと作動油の給排の関係を一覧化した図である。
【図７】スプールがロックポジションにある弁ユニットの断面図である。
【図８】スプールが進角ポジションにある弁ユニットの断面図である。
【図９】スプールが中立ポジションにある弁ユニットの断面図である。
【図１０】スプールが遅角ポジションにある弁ユニットの断面図である。
【図１１】ロックポジションでの中間ロック位相の模式図である。
【図１２】ロックポジションでの進角側位相の模式図である。
【図１３】ロックポジションでの遅角側位相の模式図である。
【図１４】ロックポジションにおける自己復帰機構を説明する一覧図である。
【図１５】進角ポジションでの模式図である。
【図１６】進角ポジションでの模式図である。
【図１７】遅角ポジションでの模式図である。
【図１８】遅角ポジションでの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る弁開閉時期制御装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【００１８】
〔基本構成〕
図１に示すように、駆動側回転体としての外部ロータ２０と、従動側回転体としての内部ロータ３０と、油圧ポンプＰ（ポンプの一例、自己復帰機構の一例）から供給される作動油の給排を制御する電磁弁Ｖ（自己復帰機構の一例）とを備えて弁開閉時期制御装置Ａが構成されている。
【００１９】
この弁開閉時期制御装置Ａは乗用車等の車両のエンジンＥ（内燃機関の一例）の吸気カムシャフト５（カムシャフトの一例）の開閉タイミング（開閉時期）を設定するため吸気カムシャフト５の回転軸芯Ｘと同軸芯に備えられている。
【００２０】
内部ロータ３０は、吸気カムシャフト５の回転軸芯Ｘと同軸芯に配置され、連結ボルト４０で吸気カムシャフト５に連結することにより吸気カムシャフト５と一体回転する。外部ロータ２０が内部ロータ３０を内包しており、この外部ロータ２０は、回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置されエンジンＥのクランクシャフト１と同期回転する。この構成から外部ロータ２０と内部ロータ３０とは相対回転自在となっている。
【００２１】
図２〜図３に示すように、弁開閉時期制御装置Ａは、外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相を中間ロック位相Ｍに保持するロック機構Ｌ（中間ロック機構の一例）を備えている。この中間ロック位相ＭはエンジンＥの始動に適した開閉タイミングであり、エンジンＥの停止制御時に中間ロック位相Ｍに移行する制御が行われる。
【００２２】
図１に戻り、電磁弁Ｖは、エンジンＥに支持される電磁ユニットＶａと弁ユニットＶｂとで構成されている。弁ユニットＶｂは、連結ボルト４０と、この連結ボルト４０の内部空間４０Ｒに収容されるスプール５５とを備えている。
【００２３】
電磁ユニットＶａは、ソレノイド部５０と、回転軸芯Ｘと同軸芯に配置されソレノイド部５０の駆動制御により出退作動するプランジャ５１を備えている。弁ユニットＶｂは、作動油の給排を制御するスプール５５を回転軸芯Ｘと同軸芯に配置しており、プランジャ５１の突出端がスプール５５の外端に当接するように各々の位置関係が設定されている。
【００２４】
電磁弁Ｖは、ソレノイド部５０に供給する電力の制御によりプランジャ５１の突出量を設定してスプール５５を操作する。この操作により作動油の流れを制御して吸気バルブ５Ｖの開閉時期を設定し、ロック機構Ｌのロック状態への移行とロック状態の解除との切換を行う。この電磁弁Ｖの構成と作動油の制御形態は後述する。
【００２５】
エンジンＥは、上部位置のシリンダブロック２のシリンダボアにピストン３を収容し、このピストン３とクランクシャフト１とをコネクティングロッド４で連結した４サイクル型に構成されている。エンジンＥの上部には吸気バルブ５Ｖを開閉作動させる吸気カムシャフト５と、図示されない排気カムシャフトとを備えている。
【００２６】
吸気カムシャフト５を回転自在に支持するエンジン構成部材１０にはエンジンＥで駆動される油圧ポンプＰからの作動油を供給する供給流路８が形成されている。油圧ポンプＰは、エンジンＥのオイルパンに貯留される潤滑油を、供給流路８を介して作動油として弁ユニットＶｂに供給する。
【００２７】
エンジンＥのクランクシャフト１に形成した出力スプロケット６と、外部ロータ２０のタイミングスプロケット２１Ｓとに亘ってタイミングチェーン７が巻回されている。これにより外部ロータ２０は、クランクシャフト１と同期回転する。尚、排気側の排気カムシャフトにもスプロケットが備えられ、このスプロケットにもタイミングチェーン７が巻回されている。
【００２８】
図２に示すように、クランクシャフト１からの駆動力により外部ロータ２０が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。内部ロータ３０が外部ロータ２０に対して駆動回転方向Ｓと同方向に相対回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向を遅角方向Ｓｂと称する。この弁開閉時期制御装置Ａでは、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位する際に変位量の増大に伴い吸気圧縮比を高め、相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位する際に変位量の増大に伴い吸気圧縮比を低減するようにクランクシャフト１と吸気カムシャフト５との関係が設定されている。尚、本実施形態では、吸気カムシャフト５に備えた弁開閉時期制御装置Ａを示しているが、弁開閉時期制御装置Ａは排気カムシャフトに備えて良く、吸気カムシャフト５と排気カムシャフトとの双方に備えても良い。
【００２９】
図１に示すように、外部ロータ２０は、外部ロータ本体２１と、フロントプレート２２と、リアプレート２３とを有しており、これらが複数の締結ボルト２４の締結により一体化されている。外部ロータ本体２１の外周にはタイミングスプロケット２１Ｓが形成されている。
【００３０】
図２に示すように、外部ロータ本体２１には径方向内側に（回転軸芯Ｘに向かって）突出する複数の突出部２１Ｔが一体的に形成されている。内部ロータ３０は、外部ロータ本体２１の突出部２１Ｔに密接する円柱状の内部ロータ本体３１を有しており、この内部ロータ本体３１には、外部ロータ本体２１の内周面に接触するように径方向外側に突出する複数のベーン部３２（仕切部の一例）が一体形成されている。
【００３１】
このように外部ロータ２０が内部ロータ３０を内包し、回転方向で隣接する突出部２１Ｔの間の位置で、内部ロータ本体３１の外周側に複数の流体圧室Ｃが形成される。この流体圧室Ｃがベーン部３２で仕切られることで進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが区画形成される。
【００３２】
フロントプレート２２には、後述するロック部材２５が係合するロック凹部２２ａと、進角室Ｃａに連通する径方向に沿う長溝である複数（本実施形態では３つ）の進角連通溝２２ｃ（第一溝部の一例）と、遅角室Ｃｂに連通する径方向に沿う長溝である複数（本実施形態では３つ）の遅角連通溝２２ｄ（第二溝部の一例）と、が形成されている（図５参照）。
【００３３】
図４〜図５に示すように、内部ロータ３０は、ベーン部３２が一体形成された内部ロータ本体３１と、連結ボルト４０により内部ロータ本体３１に固定される中間部材３３とを有している（図１も参照）。また、外部ロータ２０のフロントプレート２２と内部ロータ３０の中間部材３３との間には、トーションスプリング３５（付勢部材の一例）により進角方向Ｓａに付勢された状態で中間部材３３に接続されるディスク部材３４（回転部材の一例、自己復帰機構の一例）が配置されている。
【００３４】
内部ロータ本体３１は、フロントプレート２２側に窪んだ収容凹部３１ａが形成されており、この収容凹部３１ａに中間部材３３及びディスク部材３４が収容されている。収容凹部３１ａの側壁には、後述するロック部材２５をロック凹部２２ａから離脱させる作動油を供給可能なロック流路３１ｂが形成されている。収容凹部３１ａの底壁には、後述する中間部材３３の複数（本実施形態では３つ）の第二軸方向流路３３Ａｂに夫々連通する複数（本実施形態では３つ）の第二連通路３１ｃが径方向に沿う溝として形成されている。
【００３５】
中間部材３３は、中間部材本体３３Ａと、中間部材本体３３Ａからフロントプレート２２側に突出し、連結ボルト４０のボルト頭部４２に覆われるように当接する当接部３３Ｂとが一体形成されている（図１も参照）。中間部材本体３３Ａの外周には、回転軸芯Ｘ方向の溝である、複数（本実施形態では３つ）の第一軸方向流路３３Ａａと複数（本実施形態では３つ）の第二軸方向流路３３Ａｂとが周方向に交互に形成されている。また、中間部材本体３３Ａの内周には、第一軸方向流路３３Ａａと径方向に貫通した第一連通路３３Ａｃを介して連通する第一内周環状溝３３Ａｄが形成されている。つまり、第一内周環状溝３３Ａｄが第一連通路３３Ａｃに連通しており、内部ロータ本体３１の第二連通路３１ｃが第二軸方向流路３３Ａｂに連通している。
【００３６】
中間部材本体３３Ａのフロントプレート２２側の表面には、トーションスプリング３５を収容するスプリング収容溝３３Ａｅが環状溝として形成されている。このスプリング収容溝３３Ａｅには、トーションスプリング３５の一端が係止される第一貫通孔３３Ａｅ１が形成されている。
【００３７】
当接部３３Ｂのフロントプレート２２側の表面には、後述するディスク部材３４の内周溝３４ａに連通した複数（本実施形態では２つ）の内周溝連通路３３Ｂａが周方向に沿う溝として形成されている。また、当接部３３Ｂの内周には、内周溝連通路３３Ｂａと径方向に貫通した第三連通路３３Ｂｂを介して連通する第二内周環状溝３３Ｂｃが形成されている。
【００３８】
ディスク部材３４には、トーションスプリング３５の他端が係止される第二貫通孔３４ｅが形成されている。つまり、ディスク部材３４は、トーションスプリング３５により、内部ロータ３０の中間部材３３と接続されており、内部ロータ３０に対して相対回転可能に構成されている。
【００３９】
ディスク部材３４は、内周側においてトーションスプリング３５の付勢力に対抗する作動油を供給可能な複数（本実施形態では２つ）の内周溝３４ａと、外周側において複数（本実施形態では３つ）の第一外周溝３４ｂと複数（本実施形態では３つ）の第二外周溝３４ｃと第一外周溝３４ｂ及び第二外周溝３４ｃを区画する区画部３４ｄとが形成されている。本実施形態における区画部３４ｄは、相対回転位相が中間ロック位相Ｍ（中間位相の一例）にあるとき、フロントプレート２２の全ての進角連通溝２２ｃ及び全ての遅角連通溝２２ｄを閉塞するように複数（本実施形態では６つ）設けられている。このとき、内周溝３４ａは、当接部３３Ｂの内周溝連通路３３Ｂａ及び第三連通路３３Ｂｂを介して第二内周環状溝３３Ｂｃに連通している。また、第一外周溝３４ｂは、中間部材３３の第一軸方向流路３３Ａａ及び第一連通路３３Ａｃを介して中間部材３３の第一内周環状溝３３Ａｄに連通している。さらに、第二外周溝３４ｃは、第二軸方向流路３３Ａｂを介して内部ロータ本体３１の第二連通路３１ｃに連通している。
【００４０】
ロック機構Ｌは、１つのベーン部３２に対し回転軸芯Ｘに沿う方向に出退自在に支持されるロック部材２５と、このロック部材２５を突出付勢するロックスプリング２６と、フロントプレート２２に形成したロック凹部２２ａとで構成されている。リアプレート２３には、ロックスプリング２６が収容された空間と外部とを連通する空気孔２３ａが貫通形成されている。尚、ロック機構Ｌは、ロック部材２５が径方向に沿って移動するようにガイドして構成しても良い。
【００４１】
このロック機構Ｌは、ロック部材２５がロックスプリング２６の付勢力で対応するロック凹部２２ａに係合することで相対回転位相を中間ロック位相Ｍに拘束するように機能する（図３も参照）。このロック状態においてロック流路３１ｂに作動油を供給することでロックスプリング２６の付勢力に抗してロック部材２５をロック凹部２２ａから離脱させロック状態が解除される（アンロック状態）。これとは逆に、ロック流路３１ｂから作動油を排出することによりロックスプリング２６の付勢力でロック部材２５をロック凹部２２ａに係合させロック状態に移行する。
【００４２】
図１、図７〜図１０に示すように連結ボルト４０は、全体的に筒状となるボルト本体４１とボルト頭部４２とが一体形成されている。連結ボルト４０の内部には回転軸芯Ｘに沿う方向に貫通する内部空間４０Ｒが形成され、ボルト本体４１の内端の外周に雄ネジ部４１Ｓが形成されている。
【００４３】
図１に示すように吸気カムシャフト５には回転軸芯Ｘを中心にするシャフト内空間５Ｒが形成され、このシャフト内空間５Ｒの内周に雌ネジ部５Ｓが形成されている。シャフト内空間５Ｒは、供給流路８と連通しており油圧ポンプＰから作動油が供給される。
【００４４】
この構成から、ボルト本体４１を内部ロータ３０に挿通し、その雄ネジ部４１Ｓを吸気カムシャフト５の雌ネジ部５Ｓに螺合させ、ボルト頭部４２の回転操作により内部ロータ３０が吸気カムシャフト５に締結される。この締結により内部ロータ３０が吸気カムシャフト５に締結固定され、シャフト内空間５Ｒと連結ボルト４０の内部空間４０Ｒとが連通する。
【００４５】
図７〜図１０に示すように、連結ボルト４０の内部空間４０Ｒの内周面のうち回転軸芯Ｘに沿う方向での外端側には回転軸芯Ｘに近接する方向に突出する壁部としての規制壁４４が形成されている。また、連結ボルト４０の内周で中間位置から先端に達する領域には複数のドレン流路Ｄが回転軸芯Ｘに沿う姿勢で溝状に形成されている。これにより規制壁４４のうちドレン流路Ｄと重複する部位に係合凹部４４Ｔが形成される。
【００４６】
この構成では、後述するようにスプール５５がロックポジションＰＡ１に設定された場合に、ディスク部材３４の第二外周溝３４ｃからの作動油と、ディスク部材３４の内周溝３４ａからの作動油と、ロック凹部２２ａからの作動油とがドレン流路Ｄに流れる（図６も参照）。
【００４７】
ボルト本体４１には、第一ポート４１ａと、第二ポート４１ｂと、ロックポート４１ｃと、が内部空間４０Ｒと外周面とを結ぶ貫通孔として形成されている。第一ポート４１ａは、上述した中間部材３３の第一内周環状溝３３Ａｄ，第一連通路３３Ａｃ及び第一軸方向流路３３Ａａからディスク部材３４の第一外周溝３４ｂを介して進角室Ｃａに連通する（図４参照）。第二ポート４１ｂは、上述した内部ロータ本体３１の第二連通路３１ｃ，中間部材３３の第二軸方向流路３３Ａｂ及びディスク部材３４の第二外周溝３４ｃを介して遅角室Ｃｂに連通する環状溝が形成されている。ロックポート４１ｃは、上述した中間部材３３の第二内周環状溝３３Ｂｃ，第三連通路３３Ｂｂ及び内周溝連通路３３Ｂａから内部ロータ本体３１のロック流路３１ｂを介してロック部材２５に連通する。また、ロックポート４１ｃは、上述した中間部材３３の第二内周環状溝３３Ｂｃ，第三連通路３３Ｂｂ及び内周溝連通路３３Ｂａを介してディスク部材３４の内周溝３４ａに連通する。
【００４８】
図７〜図１０に示すように、弁ユニットＶｂは、連結ボルト４０と、ボルト本体４１の内周面に密着状態で嵌め込まれるスリーブ５３と、回転軸芯Ｘと同軸芯で内部空間４０Ｒに収容される流体供給管５４と、スリーブ５３の内周面と流体供給管５４の管路部５４Ｔの外周面に案内される状態で回転軸芯Ｘに沿う方向にスライド移動自在に配置されるスプール５５とを備えている。また、弁ユニットＶｂは、スプール５５を突出方向に付勢する付勢部材としてのスプールスプリング５６と、逆止弁ＣＶと、オイルフィルター５９と、固定リング６０を備えている。
【００４９】
逆止弁ＣＶは等しい外径の金属板で形成される開口プレート５７と弁プレート５８とを備えている。開口プレート５７の中央位置には回転軸芯Ｘを中心とする円形の開口部５７ａが穿設されている。弁プレート５８は中央位置には前述した開口部５７ａより大径となる円形の弁体５８ａが配置され、外周に環状部５８ｂが配置されると共に、弁体５８ａと環状部５８ｂとを繋ぐバネ部５８Ｓを備えている。逆止弁ＣＶは、これより下流側の圧力が上昇した場合や、油圧ポンプＰの吐出圧が低下した場合に、バネ部５８Ｓの付勢力により弁体５８ａが開口プレート５７に密着して開口部５７ａを閉じるように構成されている。
【００５０】
オイルフィルター５９は開口プレート５７と弁プレート５８と等しい外径で中央部が作動油の供給方向の上流側に膨らむ網状部材を有する濾過部を備えて構成されている。固定リング６０は連結ボルト４０の内周に圧入固定され、この固定リング６０でオイルフィルター５９と開口プレート５７と弁プレート５８との位置が決まる。
【００５１】
スリーブ５３は、回転軸芯Ｘを中心とする筒状であり、外端側に回転軸芯Ｘに沿う方向に突出する複数の係合突起５３Ｔを形成し、内端側を回転軸芯Ｘに直交する姿勢に屈曲させて端部壁５３Ｗを絞り加工等により形成している。
【００５２】
また、スリーブ５３には第一ポート４１ａを内部空間４０Ｒに連通させる複数の進角連通孔５３ａと、第二ポート４１ｂに内部空間４０Ｒを連通させる複数の遅角連通孔５３ｂと、ロックポート４１ｃを内部空間４０Ｒに連通させる複数のロック連通孔５３ｃとが形成されている。更に、スリーブ５３のうち、内端側に第１ドレン孔５３ｄａが形成され、これより外端側に第２ドレン孔５３ｄｂが形成されている。
【００５３】
流体供給管５４は、内部空間４０Ｒに嵌め込まれる基端部５４Ｓおよび基端部５４Ｓより小径の管路部５４Ｔが一体形成され、この管路部５４Ｔの先端部の外周で基端部５４Ｓに近い位置に複数の第１供給口５４ａが形成され、これより外端側に複数の第２供給口５４ｂが形成されている。基端部５４Ｓは、回転軸芯Ｘを中心とする嵌合筒部５４Ｓａと、この嵌合筒部５４Ｓａから管路部５４Ｔに亘る領域に形成され回転軸芯Ｘに直交する姿勢の中間壁５４Ｓｂとで構成されている。
【００５４】
第１供給口５４ａは回転軸芯Ｘに沿う方向に伸びる長孔状であり、これに対応する位置においてスプール５５に形成される中間孔部５５ｃは円形状である。第２供給口５４ｂも第１供給口５４ａと同様に、回転軸芯Ｘに沿う方向に伸びる形状であり、これに対応する位置においてスプール５５に形成される端部孔部５５ｄは円形である。
【００５５】
スプール５５は、筒状で外端側に当接面が形成されたスプール本体５５ａと、この外周に突出状態で形成された４つのランド部５５ｂとが形成されている。また、スプール５５の内部には内部流路が形成され、回転軸芯Ｘに沿う方向で内端側の一対のランド部５５ｂの間の位置には内部流路に連通する複数の中間孔部５５ｃが形成され、回転軸芯Ｘに沿う方向での外端側の一対のランド部５５ｂの間の位置には内部流路に連通する端部孔部５５ｄが形成されている。
【００５６】
スプール５５のうち、スプール５５が押し込み方向に操作された際に、端部壁５３Ｗに当接して作動限界を決める当接端部５５ｒが形成されている。スプールスプリング５６は、圧縮コイル型であり内端側のランド部５５ｂとスリーブ５３の端部壁５３Ｗとの間に配置されている。この付勢力の作用により、電磁ユニットＶａのソレノイド部５０に電力が供給されない場合には、スプール５５は外端側のランド部５５ｂが規制壁４４に当接して図６に示すロックポジションＰＡ１に維持される。
【００５７】
〔作動形態〕
この弁開閉時期制御装置Ａでは電磁ユニットＶａのソレノイド部５０に電力が供給されない状態では、図７に示すようにスプールスプリング５６の付勢力により、その外側位置のランド部５５ｂが規制壁４４に当接する状態にスプール５５の位置が維持される。このスプール５５の位置がロックポジションＰＡ１であり、電磁ユニットＶａのソレノイド部５０に供給する電力を増大することにより、図８に示すように、進角ポジションＰＡ２と、図９に示す中立ポジションＰＮと、図１０に示す遅角ポジションＰＢとに、この順序で作動される。
【００５８】
図６〜図７に示すように、電磁弁ＶがロックポジションＰＡ１（保持モード、ロックモードの一例）に操作された場合には、第一ポート４１ａに作動油が供給されると共に、ロックポート４１ｃ及び第二ポート４１ｂから作動油が排出される。そして、図１１に示すように、第一ポート４１ａに供給された作動油は、中間部材３３の第一内周環状溝３３Ａｄ及び第一連通路３３Ａｃ（図４に図示）を介して第一軸方向流路３３Ａａからディスク部材３４の第一外周溝３４ｂに供給される。一方、ディスク部材３４の第二外周溝３４ｃにある作動油は、中間部材３３の第二軸方向流路３３Ａｂから内部ロータ本体３１の第二連通路３１ｃ（図４に図示）を介して第二ポート４１ｂから排出される。また、ロック凹部２２ａにある作動油は、内部ロータ本体３１のロック流路３１ｂ（図４に図示）から、中間部材３３の内周溝連通路３３Ｂａ，第三連通路３３Ｂｂ及び第二内周環状溝３３Ｂｃを介してロックポート４１ｃから排出される。さらに、ディスク部材３４の内周溝３４ａにある作動油は、中間部材３３の内周溝連通路３３Ｂａ，第三連通路３３Ｂｂ及び第二内周環状溝３３Ｂｃを介してロックポート４１ｃから排出される。
【００５９】
このロックポジションＰＡ１においてディスク部材３４の内周溝３４ａにある作動油が排出されることにより、相対回転位相が中間ロック位相Ｍにあれば、ディスク部材３４の区画部３４ｄがフロントプレート２２の全ての進角連通溝２２ｃ及び遅角連通溝２２ｄを閉塞している（図１１の状態）。その結果、図１１及び図１４に示すように、ディスク部材３４の第一外周溝３４ｂ及び第二外周溝３４ｃが進角室Ｃａ及び遅角室Ｃｂに連通せず、進角室Ｃａ及び遅角室Ｃｂにおける作動油の給排が遮断される。そして、ロック凹部２２ａにある作動油はロックポート４１ｃから排出されるため、ロック機構Ｌがロック状態となり相対回転位相が中間ロック位相Ｍに拘束される。
【００６０】
一方、ロックポジションＰＡ１において相対回転位相が中間ロック位相Ｍよりも進角側にあれば、ディスク部材３４の区画部３４ｄがフロントプレート２２の全ての進角連通溝２２ｃ及び遅角連通溝２２ｄを閉塞しない（図１２は最進角位相の状態）。その結果、図１２及び図１４に示すように、ディスク部材３４の第一外周溝３４ｂが遅角室Ｃｂに連通すると共に第二外周溝３４ｃが進角室Ｃａに連通することにより、進角室Ｃａにある作動油が第二ポート４１ｂより排出され、遅角室Ｃｂには第一ポート４１ａより作動油が供給される。これにより、相対回転位相が中間ロック位相Ｍに向かって遅角方向Ｓｂに変位する。このとき、ロック凹部２２ａにある作動油はロックポート４１ｃから排出される。
【００６１】
ロックポジションＰＡ１において相対回転位相が中間ロック位相Ｍよりも遅角側にあれば、ディスク部材３４の区画部３４ｄがフロントプレート２２の全ての進角連通溝２２ｃ及び遅角連通溝２２ｄを閉塞しない（図１３は最遅角位相の状態）。その結果、図１３及び図１４に示すように、ディスク部材３４の第一外周溝３４ｂが進角室Ｃａに連通すると共に第二外周溝３４ｃが遅角室Ｃｂに連通することにより、遅角室Ｃｂにある作動油が第二ポート４１ｂより排出され、進角室Ｃａには第一ポート４１ａより作動油が供給される。これにより、相対回転位相が中間ロック位相Ｍに向かって進角方向Ｓａに変位する。このとき、ロック凹部２２ａにある作動油はロックポート４１ｃから排出される。
【００６２】
つまり、電磁弁ＶがロックポジションＰＡ１であるとき、相対回転位相が中間ロック位相Ｍにあれば区画部３４ｄが進角連通溝２２ｃ及び遅角連通溝２２ｄを閉塞して進角室Ｃａ及び遅角室Ｃｂへの作動油の給排が遮断され、相対回転位相が中間ロック位相Ｍよりも進角側にあれば油圧ポンプＰからの作動油が遅角室Ｃｂに供給されることで中間ロック位相Ｍに向かって遅角方向Ｓｂに変位し、相対回転位相が中間ロック位相Ｍよりも遅角側にあれば油圧ポンプＰからの作動油が進角室Ｃａに供給されることで中間ロック位相Ｍに向かって進角方向Ｓａに変位する自己復帰機構が構成されている。つまり、自己復帰機構とは、相対回転位相の大きさに関わりなく、相対回転位相を中間ロック位相Ｍに自動的に変位させる機構であり、油圧ポンプＰと電磁弁Ｖとディスク部材３４とで構成される。
【００６３】
このように、相対回転位相が中間ロック位相Ｍよりも進角側又は遅角側にあれば油圧ポンプＰの駆動力により中間ロック位相Ｍとなるように遅角側又は進角側に戻される。この油圧ポンプＰの駆動力に基づく作動油の供給はカムトルク等の外力に依存するものではない。その結果、内部ロータ３０にカムトルクが作用した場合でも、自己復帰機構により相対回転位相を中間ロック位相Ｍに速やかに移行させることが可能となる。しかも、電磁弁ＶをロックポジションＰＡ１とした状態であるので、電磁弁Ｖを操作することにより進角室Ｃａ及び遅角室Ｃｂへの作動油の給排を制御する必要がない。
【００６４】
図６及び図８に示すように、電磁弁Ｖが進角ポジションＰＡ２に操作された場合には、第一ポート４１ａ及びロックポート４１ｃに作動油が供給されると共に、第二ポート４１ｂから作動油が排出される。この進角ポジションＰＡ２において、ロックポート４１ｃに供給された作動油は、中間部材３３の第二内周環状溝３３Ｂｃ（図４に図示），第三連通路３３Ｂｂ及び内周溝連通路３３Ｂａを介してディスク部材３４の内周溝３４ａに供給される。そして、ディスク部材３４の内周溝３４ａに供給された作動油により、トーションスプリング３５の付勢力に対抗してディスク部材３４が内部ロータ３０に対して進角方向Ｓａに相対回転する。その結果、図１５に示すように、第一ポート４１ａに供給された作動油は、中間部材３３の第一内周環状溝３３Ａｄ及び第一連通路３３Ａｃ（図４に図示）を介して第一軸方向流路３３Ａａからディスク部材３４の第二外周溝３４ｃに供給される。さらに、ロックポート４１ｃに供給された作動油は、ロック凹部２２ａにある作動油は、中間部材３３の第二内周環状溝３３Ｂｃ，第三連通路３３Ｂｂ及び内周溝連通路３３Ｂａを介して内部ロータ本体３１のロック流路３１ｂ（図４に図示）に供給される。そして、ロック流路３１ｂに供給された作動油により、ロック機構Ｌがアンロック状態となる。一方、ディスク部材３４の第一外周溝３４ｂにある作動油は、中間部材３３の第二軸方向流路３３Ａｂから内部ロータ本体３１の第二連通路３１ｃ（図４に図示）を介して第二ポート４１ｂから排出される。
【００６５】
また、ディスク部材３４が内部ロータ３０に対して進角方向Ｓａに相対回転するため、相対回転位相が最進角位相から最遅角位相までの何れの位相にあっても、ディスク部材３４の区画部３４ｄがフロントプレート２２の進角連通溝２２ｃ及び遅角連通溝２２ｄを閉塞しない（図１５〜図１６の状態）。そして、図１４〜図１６に示すように、ディスク部材３４の第二外周溝３４ｃが進角室Ｃａに連通すると共に第一外周溝３４ｂが遅角室Ｃｂに連通することにより、進角室Ｃａには第一ポート４１ａより作動油が供給され、遅角室Ｃｂにある作動油が第二ポート４１ｂより排出される。このとき、ロック機構Ｌがアンロック状態であるので、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位する。
【００６６】
図６及び図９に示すように、電磁弁Ｖが中立ポジションＰＮに操作された場合には、ロックポート４１ｃに作動油が供給されると共に、第一ポート４１ａ及び第二ポート４１ｂからの作動油の給排が遮断される。その結果、進角室Ｃａ及び遅角室Ｃｂに対する作動油の給排が遮断され相対回転位相が維持される。
【００６７】
図６及び図１０に示すように、電磁弁Ｖが遅角ポジションＰＢに操作された場合には、第二ポート４１ｂ及びロックポート４１ｃに作動油が供給されると共に、第一ポート４１ａから作動油が排出される。この遅角ポジションＰＢによって、ロックポート４１ｃに供給された作動油は、中間部材３３の第二内周環状溝３３Ｂｃ（図４に図示），第三連通路３３Ｂｂ及び内周溝連通路３３Ｂａを介してディスク部材３４の内周溝３４ａに供給される。そして、ディスク部材３４の内周溝３４ａに供給された作動油により、トーションスプリング３５の付勢力に対抗してディスク部材３４が内部ロータ３０に対して進角方向Ｓａに相対回転する。その結果、図１７に示すように、第二ポート４１ｂに供給された作動油は、内部ロータ本体３１の第二連通路３１ｃ（図４に図示）を介して中間部材３３の第二軸方向流路３３Ａｂからディスク部材３４の第一外周溝３４ｂに供給される。また、ロックポート４１ｃに供給された作動油は、中間部材３３の第二内周環状溝３３Ｂｃ，第三連通路３３Ｂｂ及び内周溝連通路３３Ｂａを介してディスク部材３４の内周溝３４ａに供給される。さらに、ロックポート４１ｃに供給された作動油は、ロック凹部２２ａにある作動油は、中間部材３３の第二内周環状溝３３Ｂｃ，第三連通路３３Ｂｂ及び内周溝連通路３３Ｂａを介して内部ロータ本体３１のロック流路３１ｂ（図４に図示）に供給される。そして、ロック流路３１ｂに供給された作動油により、ロック機構Ｌがアンロック状態となる。一方、ディスク部材３４の第二外周溝３４ｃにある作動油は、第一軸方向流路３３Ａａから中間部材３３の第一連通路３３Ａｃ（図４に図示）及び第一内周環状溝３３Ａｄを介して第二ポート４１ｂから排出される。
【００６８】
また、ディスク部材３４が内部ロータ３０に対して進角方向Ｓａに相対回転するため、相対回転位相が最進角位相から最遅角位相までの何れの位相にあっても、ディスク部材３４の区画部３４ｄがフロントプレート２２の進角連通溝２２ｃ及び遅角連通溝２２ｄを閉塞しない（図１７〜図１８の状態）。その結果、図１４及び図１７〜図１８に示すように、ディスク部材３４の第二外周溝３４ｃが遅角室Ｃｂに連通すると共に第一外周溝３４ｂが進角室Ｃａに連通することにより、遅角室Ｃｂには第二ポート４１ｂより作動油が供給され、進角室Ｃａにある作動油が第一ポート４１ａより排出される。このとき、ロック機構Ｌがアンロック状態であるので、相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位する。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態では、電磁弁Ｖの給排モード（スプール５５の位置）が相対回転位相を中間ロック位相Ｍに保持する保持モード（ロックポジションＰＡ１）であるとき、自己復帰機構により、相対回転位相が中間ロック位相Ｍよりも進角側にあれば遅角室Ｃｂに油圧ポンプＰからの作動油が供給されると共に進角室Ｃａから作動油が排出され、相対回転位相が中間ロック位相Ｍよりも遅角側にあれば進角室Ｃａに油圧ポンプＰからの作動油が供給されると共に遅角室Ｃｂから作動油が排出される。
【００７０】
つまり、相対回転位相が中間ロック位相Ｍよりも進角側又は遅角側にあれば油圧ポンプＰの駆動力により中間ロック位相Ｍとなるように遅角側又は進角側に戻される。この油圧ポンプＰの駆動力に基づく作動油の供給はカムトルク等の外力に依存するものではない。その結果、内部ロータ３０にカムトルクが作用した場合でも、自己復帰機構により相対回転位相を中間ロック位相Ｍに速やかに移行させることが可能となる。しかも、電磁弁Ｖの給排モードを保持モードとした状態であるので、電磁弁Ｖの給電量を頻繁に変更することによる進角室Ｃａ及び遅角室Ｃｂへの作動油の給排を制御する必要がない。
【００７１】
また、本実施形態のように、保持モードをロックモード（ロックポジションＰＡ１）とすれば、自己復帰機構により中間ロック位相Ｍに移行した後は、ロック機構Ｌにより確実に中間ロック位相Ｍに拘束することができる。
【００７２】
［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態におけるロック機構Ｌを省略して、電磁弁ＶのロックポジションＰＡ１を中間ロック位相Ｍに保持する保持ポジションとしても良い。
（２）上述した実施形態では、自己復帰機構としてフロントプレート２２と内部ロータ３０との間にディスク部材３４を設けたが、リアプレート２３と内部ロータ３０との間にディスク部材３４を設けても良い。
（３）上述した実施形態では、進角連通溝２２ｃ及び遅角連通溝２２ｄをフロントプレート２２に設けたが、進角連通溝２２ｃ及び遅角連通溝２２ｄをリアプレート２３に設けても良い。また、ロック凹部２２ａも同様にリアプレート２３に設けても良い。
（４）上述した実施形態では、第二軸方向流路３３Ａｂに夫々連通する複数の第二連通路３１ｃを、収容凹部３１ａの底壁に径方向に沿う溝として形成したが、第一軸方向流路３３Ａａに連通する第一内周環状溝３３Ａｄと同様に構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１          ：クランクシャフト
５          ：吸気カムシャフト（カムシャフト）
２０        ：外部ロータ（駆動側回転体）
２１Ｔ      ：突出部
２２        ：フロントプレート
２２ｃ      ：進角連通溝（第一溝部）
２２ｄ      ：遅角連通溝（第二溝部）
２３        ：リアプレート
３０        ：内部ロータ（従動側回転体）
３２        ：ベーン部（仕切部）
３４        ：ディスク部材（回転部材、自己復帰機構）
３４ａ      ：内周溝
３４ｂ      ：第一外周溝
３４ｃ      ：第二外周溝
３４ｄ      ：区画部
３５        ：トーションスプリング（付勢部材）
Ａ          ：弁開閉時期制御装置
Ｃａ        ：進角室
Ｃｂ        ：遅角室
Ｅ          ：エンジン（内燃機関）
Ｌ          ：ロック機構（中間ロック機構）
Ｍ          ：中間ロック位相（中間位相）
Ｐ          ：油圧ポンプ（ポンプ、自己復帰機構）
ＰＡ１      ：ロックポジション（保持モード、ロックモード）
Ｖ          ：電磁弁（自己復帰機構）
Ｘ          ：回転軸芯
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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