(57)【要約】【課題】内燃機関の再始動時に迅速確実にロック機構を機能させ、始動性を改善し得る弁開閉時期制御装置を得る。【解決手段】駆動側回転体１と、従動側回転体２と、駆動側回転体１と従動側回転体２とにより形成され、容積拡大により相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角室４２、及び、容積拡大により相対回転位相を進角方向に移動させる進角室４３と、相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に拘束可能なロック機構６と、進角室４３・遅角室４２・ロック機構６に対する作動流体の供給・排出を行う作動流体給排機構１７６と、遅角室４２あるいは進角室４３と大気とを連通して遅角室４２あるいは進角室４３に空気を流入させることが可能な第一空気流入機構Ａ１と、を備えた。【選択図】図１
2010223212.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に対して同期回転する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に対して相対回転可能に同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体とにより形成され、容積拡大により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遅角方向に移動させる遅角室、及び、容積拡大により前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角室と、
前記相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に拘束可能なロック機構と、
前記進角室・前記遅角室・前記ロック機構に対する作動流体の供給・排出を行う作動流体給排機構と、
前記遅角室あるいは前記進角室と大気とを連通して前記遅角室あるいは前記進角室に空気を流入させることが可能な第一空気流入機構と、を備えた弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記第一空気流入機構は、前記駆動側回転体の回転速度が低下した状態で、前記遅角室あるいは前記進角室に空気を流入させるよう構成してある請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記第一空気流入機構を、前記駆動側回転体のうち、前記相対回転位相が前記所定位相であるときの前記遅角室に連通する位置に設けてある請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項４】
前記第一空気流入機構が、
外部の大気開放部と前記遅角室あるいは前記進角室とを連通する大気連通路と、
該大気連通路と交差するよう前記駆動側回転体の径方向に沿って形成された弁案内路と、
該弁案内路に摺動可能に収容され、前記回転速度に応じて前記径方向に移動して前記大気連通路を閉塞・開放可能な開閉弁と、を備えた請求項２又は３に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項５】
前記第一空気流入機構が、前記開閉弁を前記径方向の内側に付勢する付勢手段を備えた請求項４に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項６】
前記大気連通路を前記駆動側回転体の回転軸芯の方向に沿って直線状に形成してある請求項４又は５に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項７】
前記ロック機構は、前記従動側回転体および前記駆動側回転体のうち何れか一方に形成された係止溝と、該係止溝に対して係入・離脱可能となるよう前記従動側回転体および前記駆動側回転体のうち何れか他方に設けられた係止片、とを備えると共に、前記係止片が前記係止溝に係入して前記相対回転位相を前記所定位相に拘束し、
前記相対回転位相が最遅角位相及び前記所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲であると共に、前記駆動側回転体の回転速度が低下した状態で、前記係止溝と大気とを連通して前記係止溝に空気を流入させることが可能な第二空気流入機構を備えた請求項２から６の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項８】
前記第一空気流入機構は、前記作動流体給排機構による作動流体の供給圧力が低下した状態で、前記遅角室あるいは前記進角室に空気を流入させるよう構成してある請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項９】
前記第一空気流入機構は、前記相対回転位相が最遅角位相及び前記所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲であるときに前記遅角室と大気とを連通するよう構成してある請求項８に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項１０】
前記第一空気流入機構を、前記駆動側回転体のうち前記遅角室に隣接する位置に設けると共に、
前記相対回転位相が最遅角位相及び前記所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲であるときに前記遅角室と前記空気流入機構とを連通する連通路を、前記従動側回転体の外周部に形成してある請求項９に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項１１】
前記第一空気流入機構が、
作動流体を充填可能な機構空間と、
該機構空間と前記遅角室あるいは前記進角室に連通する第一連通口と、
前記機構空間と外部の大気開放部とを連通する第二連通口と、
前記機構空間の内部に設けられ、前記第二連通口を閉塞・開放可能なボールと、を備えた請求項８から１０の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項１２】
前記第一空気流入機構が、前記ボールを前記第二連通口から離間する方向に付勢する付勢手段を備えた請求項１１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項１３】
前記ロック機構が、前記従動側回転体および前記駆動側回転体のうち何れか一方に形成された係止溝と、該係止溝に対して係入・離脱可能となるよう前記従動側回転体および前記駆動側回転体のうち何れか他方に設けられた係止片と、を備え、
前記係止片が前記係止溝に係入したとき、前記相対回転位相は前記所定位相に拘束され、
前記相対回転位相が最遅角位相及び前記所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲であると共に、前記供給圧力が低下した状態で、前記係止溝に空気を流入させることが可能な第二空気流入機構を備えた請求項８から１２の何れか一項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、自動車に用いられる内燃機関の吸気弁および排気弁の開閉タイミングを調節する弁開閉時期制御装置に関するものであり、詳しくは、クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体に対して相対回転可能に同軸に配置され、内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転体と、これら駆動側回転体と従動側回転体とにより形成され、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角室と、両者の相対回転位相を進角方向に移動させる進角室、さらに、前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の所定位相で拘束可能なロック機構と、前記進角室・前記遅角室・前記ロック機構に対する作動流体の供給・排出を行う作動流体給排機構とを備えた弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロック機構を備えた内燃機関として乗用車等のエンジンを例に挙げると、エンジン始動時には上記従動側回転体と駆動側回転体との位相を最適な初期位相に設定している。これにより、エンジンの吸気タイミングと点火タイミングとを最適化して、始動性が良く、有害な燃焼排気物の少ない低エミッションのエンジンを得ることができる。
【０００３】
このようなロック機構を備えた内燃機関は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１によれば、内燃機関停止時の惰性回転を利用して、従動側回転体と駆動側回転体とを内燃機関再始動時の位相に設定するものである（同公報中段落番号「０００３」の記載参照）。
【０００４】
具体的には、内燃機関を停止する際に、従動側回転体と駆動側回転体とで形成される遅角室及び進角室の双方を、これら両室に作動流体を給排する流路に連通させる。これにより、内燃機関が停止されるときには、遅角室及び進角室から共に前記流路を介して作動流体が排出される。これにより、内燃機関の運転が停止され惰性で回転する間に、カムシャフトが受ける反力により従動側回転体が駆動側回転体に対して容易に遅角側に相対回動し、ロック機構を作用させようとするものである（同公報中段落番号「０００５」の記載参照）。
【０００５】
即ち、この技術は、内燃機関の停止時に、従動側回転体が惰性回転し、カムシャフトが受ける反力によって従動側回転体が遅角側に円滑に動くことを目指すものである。従動側回転体および駆動側回転体は惰性で進角側に回転する一方、従動側回転体はカムシャフトが受ける反力によって断続的に回転が阻害される。よって、従動側回転体に設けられたベーンは、遅角室あるいは進角室の内部で移動・減速を繰り返しながら遅角側に移動する。このとき、双方の室が外部に連通しているから、ベーンを挟む遅角室と進角室とに存在する作動流体も比較的容易に流動する。当該従来技術は、このベーンの動き、つまり、従動側回転体の動きを円滑にすることで、ロック位置までの位相変位を容易にし、エンジンの始動性を高めようとする技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１-１７３１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の装置のごとく、遅角室および進角室を作動流体の給排用の流路に連結するだけでは、内燃機関の停止時に、両室から作動流体を排出するにも限界がある。例えば、進角室および遅角室の作動流体の流れを自由にした場合でも、内燃機関が完全に停止した状態で、遅角室および進角室の内部には作動流体が残留する。よって、例えば冷間時であって、未だ作動流体の温度が十分に高まっていない状態でエンストしたような場合には、両室に存在する作動流体の粘度が高いためにベーンの動作抵抗が増大する。このため、従動側回転体の惰性回転が終了するまでにロック機構が作用しない事態も生じ得る。
【０００８】
また、従来の装置では、従動側回転体と駆動側回転体とがロック可能な初期位相にある場合でも、ロック機構が誤動作するおそれがあった。即ち、両回転体が初期位相になるとはいえ、両回転体は相対回転しているから、両者が初期位相にある時間は短い。従来の装置ではこの場合に、ロック機構の係止溝に作動流体が溜まった状態になっているため、それが抵抗となって係止片が係入できない場合があった。これは特に、作動流体の粘性が高まる冷間時に顕著であった。
【０００９】
以上の如く、各種の環境を鑑みた場合、従来の弁開閉時期制御装置には、内燃機関の始動性を向上させるために改善すべき点が多々ある。
【００１０】
本発明の目的は、内燃機関の再始動時に迅速確実にロック機構を機能させ、始動性を改善し得る弁開閉時期制御装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第一特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、前記駆動側回転体に対して相対回転可能に同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とにより形成され、容積拡大により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遅角方向に移動させる遅角室、及び、容積拡大により前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角室と、前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の所定位相に拘束可能なロック機構と、前記進角室・前記遅角室・前記ロック機構に対する作動流体の供給・排出を行う作動流体給排機構と、前記遅角室あるいは前記進角室と大気とを連通して前記遅角室あるいは前記進角室に空気を流入させることが可能な第一空気流入機構と、を備えた点にある。
【００１２】
本構成のごとく、第一空気流入機構を備えると、遅角室あるいは進角室に空気を流入させることが可能であるため、例えば、エンジンが停止したときに、遅角室あるいは進角室の作動流体の排出を促進することができる。したがって、次回エンジン始動時に速やかに相対回転位相を所定位相に設定することが可能となる。
【００１３】
なお、所定位相は、最遅角位相よりも進角側の位相であり、かつ、最進角位相よりも遅角側の位相であって、最遅角位相及び最進角位相であることはない。以下の構成においても同様である。
【００１４】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第二特徴構成は、前記第一空気流入機構は、前記駆動側回転体の回転速度が低下した状態で、前記遅角室あるいは前記進角室に空気を流入させるよう構成してある点にある。
【００１５】
本構成によると、駆動側回転体の回転速度が低下した状態、例えば、エンジンが異常停止した直後等において、遅角室あるいは進角室に空気を流入させて、遅角室あるいは進角室の作動流体の排出を促進することができる。したがって、仮に、エンジン再始動がエンジン停止後即座に行われたとしても、駆動側回転体に対して従動側回転体が相対回転しやすく、速やかに相対回転位相を所定位相に設定することが可能となる。
【００１６】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第三特徴構成は、前記第一空気流入機構を、前記駆動側回転体のうち、前記相対回転位相が前記所定位相であるときの前記遅角室に連通する位置に設けてある点にある。
【００１７】
外気温が低温である場合等、エンジンの運転状態が不安定な低速回転側でエンストすることがある。エンジンが低速回転である場合、従動側回転体の位相は最遅角位相近傍にある場合が多い。この場合、次回のエンジン始動に際して従動側回転体の位相は、最遅角位相よりも進角側に設定した所定位相に移動させる必要がある。ただし、低温状態では、作動流体（一般にエンジンオイルが使用される）の粘性が高いため、遅角室あるいは進角室に作動流体が残留しがちである。この場合、エンジンが停止した最遅角位相から所定位相までは大きな位相変位が必要となるが、遅角室に残留した作動流体のために従動側回転体の戻り動作が阻害される。よって、相対回転位相は所定位相に速やかに変位することができず、エンジンの再始動性が悪化する。
【００１８】
本構成であると、第一空気流入機構は、少なくとも相対回転位相が最遅角位相及び所定位相を含む最遅角位相から所定位相までの範囲である間は、遅角室と連通することとなる。したがって、相対回転位相が最遅角位相及び所定位相を含む最遅角位相から所定位相までの範囲である間、遅角室に空気を流入させ、遅角室の作動流体を排出させることが可能である。この結果、従動側回転体の動作抵抗が低減され、相対回転位相は所定位相に速やかに変位することが可能となり、エンジンの再始動性が高まる。
【００１９】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第四特徴構成は、前記第一空気流入機構が、外部の大気開放部と前記遅角室あるいは前記進角室とを連通する大気連通路と、該大気連通路と交差するよう前記駆動側回転体の径方向に沿って形成された弁案内路と、該弁案内路に摺動可能に収容され、前記回転速度に応じて前記径方向に移動して前記大気連通路を閉塞・開放可能な開閉弁と、を備えた点にある。
【００２０】
本構成であると、開閉弁には駆動側回転体の回転速度に応じた遠心力が作用する。よって、駆動側回転体の回転速度が高くなれば、開閉弁に作用する遠心力が大きくなり、開閉弁が径方向外側に移動して大気連通路が閉塞される。また、駆動側回転体の回転速度が低くなれば、開閉弁に作用する遠心力が小さくなり、開閉弁が径方向内側に移動して大気連通路が開放される。即ち、このような簡易な構成で、エンジンが停止する等、駆動側回転体の回転速度が低下した状態で、外部の空気が遅角室や進角室に流入するのを許容し、遅角室や進角室から作動流体が排出するのを促進することができる。
【００２１】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第五特徴構成は、前記第一空気流入機構が、前記開閉弁を前記径方向の内側に付勢する付勢手段を備えた点にある。
【００２２】
本構成のごとく、付勢手段を備えると、駆動側回転体の回転速度が低下し、開閉弁に作用する遠心力が低下したときに、開閉弁は付勢手段の付勢力によって径方向内側に速やかに移動する。よって、エンジン停止時等において、遅角室あるいは進角室から作動流体を迅速に排出することができる。
【００２３】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第六特徴構成は、前記大気連通路を前記駆動側回転体の回転軸芯の方向に沿って直線状に形成した点にある。
【００２４】
本構成であると、大気連通路として駆動側回転体を貫通する孔を形成するだけで良いので、加工が容易である。また、大気連通路と弁案内路とが直交することとなるため、開閉弁が大気連通路を閉塞した際に、開閉弁と大気連通路との間に隙間が生じ難く、大気連通路を確実に閉塞することができる。
【００２５】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第七特徴構成は、前記ロック機構は、前記従動側回転体および前記駆動側回転体のうち何れか一方に形成された係止溝と、該係止溝に対して係入・離脱可能となるよう前記従動側回転体および前記駆動側回転体のうち何れか他方に設けられた係止片、とを備えると共に、前記係止片が前記係止溝に係入して前記相対回転位相を前記所定位相に拘束し、前記相対回転位相が最遅角位相及び前記所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲であると共に、前記駆動側回転体の回転速度が低下した状態で、前記係止溝と大気とを連通して前記係止溝に空気を流入させることが可能な第二空気流入機構を備えた点にある。
【００２６】
エンジン再始動時に、相対回転位相を速やかに中間ロック位相に設定するには、遅角室あるいは進角室の作動流体を排出することに加えて、ロック機構が迅速確実に動作することが必要である。さらに、従動側回転体と駆動側回転体とが、所定位相に固定される際に、激しく相対回転していることも考えられる。このような状態で確実にロック機構が働くためには、係止片が係止溝に素早く係入する必要がある。
【００２７】
本構成では、係止溝に溜まった作動流体を積極的に排出できるよう、相対回転位相が最遅角位相及び所定位相を含む最遅角位相から所定位相までの範囲であると共に、駆動側回転体の回転速度が低下した状態で、係止溝に空気を流入させることが可能な第二空気流入機構を設けてある。よって、係止片が係止溝に素早く確実に係入することが可能となり、相対回転位相を迅速確実に所定位相に拘束できる。この結果、エンジンの再始動性はさらに向上する。
【００２８】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第八特徴構成は、前記第一空気流入機構は、前記作動流体給排機構による作動流体の供給圧力が低下した状態で、前記遅角室あるいは前記進角室に空気を流入させるよう構成してある点にある。
【００２９】
本構成によると、流体供給圧が低下した状態、例えば、エンジンを停止したのちに弁開閉時期制御装置への油圧供給が停止した状態で、遅角室あるいは進角室に空気を流入させて、遅角室あるいは進角室の作動流体の排出を促進することができる。したがって、仮に、エンジン再始動がエンジン停止後に即座に行われたとしても、駆動側回転体に対して従動側回転体が相対回転しやすく、速やかに相対回転位相を所定位相に設定することができる。
【００３０】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第九特徴構成は、前記第一空気流入機構は、前記相対回転位相が最遅角位相及び前記所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲であるときに前記遅角室と大気とを連通するよう構成してある点にある。
【００３１】
外気温が低温である場合等、エンジンの運転状態が不安定な低速回転側でエンストすることがある。エンジンが低速回転である場合、従動側回転体の位相は最遅角位相近傍にある場合が多い。この場合、次回のエンジン始動に際して従動側回転体の位相は、最遅角位相よりも進角側に設定した所定位相に移動させる必要がある。ただし、低温状態では、作動流体（一般にエンジンオイルが使用される）の粘性が高いため、遅角室あるいは進角室に作動流体が残留しがちである。この場合、エンジンが停止した最遅角の位相から所定位相までは大きな位相変位が必要となるが、残留した作動流体のために従動側回転体の戻り動作が阻害される。よって、相対回転位相は所定位相に速やかに変位することができず、エンジンの再始動性が悪化する。
【００３２】
本構成であると、相対回転位相が最遅角位相及び所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲にある間、遅角室に空気を流入させ、遅角室の作動流体を排出させることが可能である。この結果、従動側回転体の動作抵抗が低減され、相対回転位相は所定位相に速やかに変位することが可能となり、エンジンの再始動性が高まる。
【００３３】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第十特徴構成は、前記第一空気流入機構を、前記駆動側回転体のうち前記遅角室に隣接する位置に設けると共に、前記相対回転位相が最遅角位相及び前記所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲であるときに前記遅角室と前記空気流入機構とを連通する連通路を、前記従動側回転体の外周部に形成してある点にある。
【００３４】
本構成の如く、連通路を従動側回転体の外周部に設けることで、従動側回転体が最遅角位相及び所定位相を含む最遅角位相から所定位相までの範囲にある際の連通機能が確実に発揮される。また、従動側回転体の外周部に連通路を形成するには、例えば、従動側回転体の外周部に溝を形成することや、外周角部を周方向に沿って面取りすること等で容易に形成することができ、第一空気流入機構を簡単に構成することができる。
【００３５】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第十一特徴構成は、前記第一空気流入機構が、作動流体を充填可能な機構空間と、該機構空間と前記遅角室あるいは前記進角室に連通する第一連通口と、前記機構空間と外部の大気開放部とを連通する第二連通口と、前記機構空間の内部に設けられ、前記第二連通口を閉塞・開放可能なボールと、を備えた点にある。
【００３６】
本構成のごとく、第一空気流入機構のうち、第二連通口を閉塞・開放する部材をボールで構成することで、弁体として機能するボールの移動容易性が高まる。このボールは、機構空間の内部に設置された状態で、第一連通口を介して流入してくる作動流体と接触可能であり、第二連通口を介して流入してくる空気とも接触可能である。つまり、これら作動流体の圧力と空気の圧力との大小関係に応じて容易に移動する。この結果、作動流体の圧力が高まった状態では、ボールは第二連通口の側に押し付けられ、この第二連通口を遮断する。一方、作動流体の圧力が低下する際や、作動流体が機構空間から流出する際には、第二連通口から離間する方向に移動して、機構空間の内部に外部から空気を流入させる。
【００３７】
したがって、エンジンが停止する等、作動流体の圧力が低下した状態では、外部の空気が機構空間に流入するのを許容し、遅角室や進角室から作動流体が排出するのを促進することができる。
【００３８】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第十二特徴構成は、前記第一空気流入機構が、前記ボールを前記第二連通口から離間する方向に付勢する付勢手段を備えた点にある。
【００３９】
本構成のごとく、付勢手段を備えることで、作動流体の圧力が低下した場合には、ボールを速やかに第二連通口から離間させることができる。よって、エンジン停止時などに、遅角室あるいは進角室から作動流体を迅速に排出することができる。
【００４０】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の第十三特徴構成は、前記ロック機構が、前記従動側回転体および前記駆動側回転体のうち何れか一方に形成された係止溝と、該係止溝に対して係入・離脱可能となるよう前記従動側回転体および前記駆動側回転体のうち何れか他方に設けられた係止片と、を備え、前記係止片が前記係止溝に係入したとき、前記相対回転位相は前記所定位相に拘束され、前記相対回転位相が最遅角位相及び前記所定位相を含む最遅角位相から前記所定位相までの範囲であると共に、前記供給圧力が低下した状態で、前記係止溝に空気を流入させることが可能な第二空気流入機構を備えた点にある。
【００４１】
エンジン再始動時に、相対回転位相を速やかに中間ロック位相に設定するには、遅角室あるいは進角室の作動流体を排出することに加えて、ロック機構が迅速確実に動作することが必要である。さらに、従動側回転体と駆動側回転体とが、所定位相に固定される際に、激しく相対回転していることも考えられる。このような状態で確実にロック機構が働くためには、係止片が係止溝に素早く係入する必要がある。
【００４２】
本構成では、係止溝に溜まった作動流体を積極的に排出できるよう、相対回転位相が最遅角位相及び所定位相を含む最遅角位相から所定位相までの範囲であると共に、作動流体の供給圧力が低下した状態で、係止溝に空気を流入させることが可能な第二空気流入機構を設けてある。よって、係止片が係止溝に素早く確実に係入することが可能となり、相対回転位相を迅速確実に所定位相に拘束できる。この結果、エンジンの再始動性はさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る弁開閉時期制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１のＩＩ-ＩＩ断面図であって、ロック状態を示す図である。
【図３】ロックが解除されたときの弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図４】作動状態における弁開閉時期制御装置図の断面図である。
【図５】相対回転位相が超遅角領域に達したときの弁開閉時期制御装置図の断面図である。
【図６】第一空気流入機構の動作を示す断面図である。
【図７】第一空気流入機構の構成を示す分解斜視図である。
【図８】ロック状態のときの第二空気流入機構とロック機構との関係を示す部分断面図である。
【図９】図８のＩＸ-ＩＸ断面図である。
【図１０】別実施形態に係る弁開閉時期制御装置の全体構成を示す図である。
【図１１】図１０のＸＩ-ＸＩ断面図と油路系とを組み合わせた図である。
【図１２】別実施形態に係るロック機構の部位の拡大断面図である。
【図１３】作動状態における別実施形態に係る弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図１４】相対回転位相が超遅角領域に達したときの別実施形態に係る弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図１５】別実施形態に係るチェック弁の配置を示す模式図である。
【図１６】別実施形態に係るチェック弁の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明を吸気弁側の弁開閉時期制御装置として自動車用エンジンに適応した実施形態について、図１乃至図９に基づいて説明する。図２乃至図５は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図であって、後述するリヤプレートの側から後述するフロントプレート２２の側を見た断面図である。
【００４５】
〔全体構成〕
図１，図２に示すごとく、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置は、エンジン（内燃機構）のクランクシャフト（図示せず）と同期回転する駆動側回転体としての外部ロータ１と、エンジンの燃焼室の吸気弁又は排気弁を開閉するカムシャフト３と同軸で一体回転する従動側回転体としての内部ロータ２とを備えて構成されている。
【００４６】
外部ロータ１と、内部ロータ２とは共通の相対回転軸芯Ｘ周りで相対回転自在に構成され、外部ロータ１と内部ロータ２との間には、流体圧室４０が形成されている。この流体圧室４０は、内部に配置されるベーン５によって遅角室４２と進角室４３とに仕切られる。相対回転軸芯Ｘが、本発明における回転軸芯に相当する。このベーン５は内部ロータ２の外周に突設され、作動油（作動流体の一例）の供給により遅角室４２の容積が増大すると、外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相が遅角側に変位する。これとは逆に、作動油の供給により進角室４３の容積が増大すると、同相対回転位相が進角側に変位する。これにより、クランク軸の回転位相に対するカムシャフト３の回転位相を変化させて吸気弁又は排気弁の開閉時期の制御を実現する。
【００４７】
相対回転軸芯Ｘと同軸芯にカムシャフト３が配置され、このカムシャフト３が内部ロータ２に連結されている。この内部ロータ２は、外部ロータ１に対して所定の相対回転位相の範囲内で相対回転可能に嵌め込まれている。外部ロータ１の一方の面にフロントプレート２２が配置され、この外部ロータ１の他方の面にリヤプレート２３が配置され、これらはボルト２５を介して外部ロータ１に固定されている。このような構造から内部ロータ２は、フロントプレート２２とリヤプレート２３とに挟み込まれる位置に配置される。
【００４８】
また、リヤプレート２３の外周には、タイミングスプロケット２０が一体的に形成されている。このタイミングスプロケット２０とエンジンの前記クランクシャフトに取り付けられたギアとの間には、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材２４が架設される。
【００４９】
エンジンの稼働時にはクランクシャフトの回転駆動力が動力伝達部材２４を介してタイミングスプロケット２０に伝達され、外部ロータ１が図２等に示す回転方向Ｓに回転駆動 する。この回転と連係して内部ロータ２が回転方向Ｓに回転することによりカムシャフト３が回転し、カムシャフト３に設けられたカム（図示せず）の駆動回転によりエンジンの吸気弁又は排気弁の開閉作動が行われる。
【００５０】
作動油（作動流体）としてエンジンオイルが利用され、弁開閉時期制御装置には、外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間のロック位相に拘束するロック機構６が設けられている。ロック位相が、本発明に係る所定位相に相当する。このロック機構６はエンジンの始動直後において作動油の圧力が安定しない状況において外部ロータ１と内部ロータ２とを設定された相対回転位置に保持（ロック）することで、クランクシャフトの回転位相に対するカムシャフト３の回転位相を適正に維持し、エンジンの安定的な回転を現出する。
【００５１】
図面には示していないが、エンジンの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と、カムシャフト３の回転角を検出するカムシャフト３角センサとが設けられている。本発明に係る弁開閉時期制御装置を制御するＥＣＵ９（電子制御ユニット）は、これらのクランク角センサとカムシャフト３角センサとの検出結果から外部ロータ１と内部ロータ２との相対位相を検出し、相対回転位相がロック位相に対して進角側と遅角側とのいずれの位相にあるかを判定する。
【００５２】
図面には示していないが、ＥＣＵ９は、イグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦ情報、エンジンオイルの油温を検出する油温センサからの情報等を取得する信号系が形成され、そのメモリ内にエンジンの運転状態に応じた最適の相対回転位相の制御情報を記憶している。ＥＣＵ９は、運転状態（エンジン回転数、冷却水温など）の情報と、前述した制御情報とから、外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転位相を制御する。
【００５３】
以下、本発明に係る弁開閉時期制御装置の構成について具体的に説明する。
【００５４】
〔流体圧室〕
図２に示すごとく、外部ロータ１には、径内方向に突出するシューとして機能する複数の突出部４が、回転方向に沿って互いに離間して並設されている。このように形成された複数の突出部４の内周面に内部ロータ２の外周が接触する状態で内部ロータ２が嵌め込まれる。また、複数の突出部４の隣接するもの同士の間の空間で流体圧室４０が形成される。
【００５５】
内部ロータ２の外周部の各流体圧室４０に対向する部位にはベーン５溝４１が形成され、このベーン５溝４１に板状のベーン５が嵌め込み固定されている。このベーン５は、流体圧室４０の内周面と、フロントプレート２２の内面と、リヤプレート２３の内面とに摺動自在に配置され、このベーン５は、前述したように流体圧室４０の内部を相対回転方向（図２の矢印Ｓ１及び矢印Ｓ２の方向）に沿って互いに隣接した進角室４３と遅角室４２とに仕切る位置に配置される。
【００５６】
進角室４３は、内部ロータ２に形成された進角通路１１に連通し、遅角室４２は内部ロータ２に形成された遅角通路１０に連通している。遅角通路１０及び進角通路１１は、エンジンのオイルパン７５と接続された油圧回路７に接続されている。
【００５７】
この弁開閉時期制御装置では、内部ロータ２とフロントプレート２２との間、及び、内部ロータ２とリヤプレート２３との間に作動油が僅かにリークする程度の隙間が形成されており、この他、可動部分を介しても作動油が僅かにリークする。また、リークした作動油はオイルパン７５で回収される。
【００５８】
〔油圧回路〕
油圧回路７は、エンジンの駆動力で駆動され、図１に示すごとく、エンジンオイルを作動油として送り出す 油圧ポンプ７０と、位相制御弁として機能する電磁制御型のＯＣＶ１７６（作動油給排機構の一例）を備え、ＯＣＶ１７６はロック制御弁としても機能する。ＯＣＶ１７６の所定のポートが、進角通路１１と、遅角通路１０と、係止溝としてのロック凹部１６２Ａ，１６２Ｂに通じるロック片作動油通路６３と、の夫々に連通している。ＯＣＶ１７６はＥＣＵ９で制御される。
【００５９】
ＥＣＵ９は、ＯＣＶ１７６を制御することにより、進角通路１１、遅角通路１０、及びロック片作動油通路６３を介して進角室４３、遅角室４２、及びロック凹部１６２Ａ，１６２Ｂに供給される作動油を制御する。その結果、最進角位相（進角室４３の容積が最大となる時の相対回転位相）と最遅角位相（遅角室４２の容積が最大となる時の相対回転位相）との間で位相制御を行うと共に、ロック解除方向にロック片を作動させる。ＯＣＶ１７６の動作についての説明はここでは省略する。
【００６０】
なお、ＯＣＶ１７６は、スプール式に構成されており、電磁ソレノイドに供給する電力のデューティ比の調節により開度を設定することにより、作動油の給排量の微調節を行えるように構成されている。
【００６１】
〔トーションスプリング〕
図１に示すごとく、フロントプレート２２と内部ロータ２との間には、内部ロータ２の相対回転位相を進角側に付勢するトーションスプリング８が設けられている。このトーションスプリング８は、図２において内部ロータ２を外部ロータ１に対して矢印Ｓ２で示す方向（進角側）に付勢する。これによって、カムシャフト３と一体回転する内部ロータ２の相対位相が、カムシャフト３がバルブスプリングから受ける抵抗のために、外部ロータ１の回転に対し、遅れ傾向になる現象を解消する。
【００６２】
〔ロック機構〕
図２，図８に示すごとく、ロック機構６は、外部ロータ１に設けられた遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂと、内部ロータ２の摺接外周面２Ａの一部に係止溝として形成されたロック凹部１６２Ａ及びロック凹部１６２Ｂとを備えている。遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂは、外部ロータ１に対して径方向に摺動変位可能に支持されたプレート状の遅角用ロック片６０Ａ、進角用ロック片６０Ｂ（係止片の一例）、及び、各ロック片６０Ａ，６０Ｂを、ロック凹部１６２Ａ，１６２Ｂの方向に突出付勢するバネ６１を有している。なお、各ロック片６０Ａ，６０Ｂの形状としては、本実施形態に示されたプレート状の他にピン状などを適宜採用することができる。
【００６３】
遅角用ロック部６Ａは、遅角用ロック片６０Ａがロック凹部１６２Ａに係入するロック位置に達することで、内部ロータ２が外部ロータ１に対して遅角側（図２においてＳ１で示す方向）への相対回転を阻止する。進角用ロック部６Ｂは、進角用ロック片６０Ｂがロック凹部１６２Ｂに係入するロック位置に達することで、内部ロータ２が外部ロータ１に対して進角側（図２においてＳ２で示す方向）への相対回転を阻止する。
【００６４】
このような構成から、遅角用ロック部６Ａがロック凹部１６２Ａ内に係入している状態、又は、進角用ロック部６Ｂがロック凹部１６２Ｂ 内に係入している状態にあっては、遅角側または進角側の何れか一方への位相変更が規制され、他方への位相変更は許容される。
【００６５】
図２に示すごとく、遅角用ロック片６０Ａ、進角用ロック片６０Ｂの双方を、同時にそれぞれロック凹部１６２Ａ、ロック凹部１６２Ｂに係入させることで、両ロータ１、２の相対回転位相をロック位相に拘束してロック状態とする。
【００６６】
ロック凹部１６２Ｂは、内部ロータ２に形成されたロック片作動油通路６３に連通しており、ロック片作動油通路６３は油圧回路７のＯＣＶ７６における所定のポートに接続されている。ロック凹部１６２Ａとロック凹部１６２Ｂとは、周方向に沿って形成された連通溝１６２Ｃを介して連通している。これにより、ＯＣＶ１７６からロック片作動油通路６３に作動油が供給された場合には、図３に示す如く、遅角用ロック片６０Ａ及び進角用ロック片６０Ｂをバネ６１の付勢力に抗して押し上げてロックを解除し、例えば、図４に示すごとく、外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転を可能にする。
【００６７】
ロック凹部１６２Ａは、周方向において段差形状に形成してある。ロック凹部１６２Ａのうちの深さが浅い部分は、ロック凹部１６２Ａのうちの深さが深い部分の進角側に形成してある。ロック凹部１６２Ｂも同様に形成してある。ロック凹部１６２Ａの深い部分の周方向の長さは、ロック凹部１６２Ｂの深い部分の周方向の長さよりも短い。また、ロック凹部１６２Ａの浅い部分の周方向の長さは、ロック凹部１６２Ｂの浅い部分の周方向の長さよりも長い。
【００６８】
このように構成することで、ロック片６０Ａがロック凹部１６２Ａの浅い部分へ係入するタイミングと、ロック片６０Ｂがロック凹部１６２Ｂの浅い部分へ係入するタイミングと、を異ならせることができる。また、ロック片６０Ａがロック凹部１６２Ａの深い部分へ係入するタイミングと、ロック片６０Ｂがロック凹部１６２Ｂの深い部分へ係入するタイミングと、も異ならせることができる。したがって、段階的に相対回転位相を一定の範囲に規制しつつ、相対回転位相をロック位相に位相変更させることができる。この結果、ロック機構６による相対回転位相のロック位相への拘束の確実性が高まる。
【００６９】
〔第一空気流入機構及び第二空気流入機構〕
この弁開閉時期制御装置では、エンジンの回転数が低速である場合には、外部ロータ１に対して内部ロータ２を遅角方向に相対回転させ、これとは逆に、エンジン回転数が高速である場合には、外部ロータ１に対して内部ロータ２を進角方向に相対回転させるようにＥＣＵ９の制御形態が設定されている。
【００７０】
従って、エンジンを停止させた場合には、外部ロータ１に対して内部ロータ２が遅角方向に達する相対回転角で停止状態に達する。この後エンジンの始動時には、トーションスプリング８の付勢力と、ＯＣＶ１７６の制御による進角室４３への作動油の供給とにより、図２に示すごとく、外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相をロック位相まで変位させロック機構６によるロック状態にセットしてエンジンの始動を可能にしている。
【００７１】
しかしながら、負荷が増大してエンジンが異常停止する際は、図５に示すごとく、内部ロータ２は遅角方向に最も回転した最遅角位相に達した状態で停止する。一般的に、ロック位相よりも遅角側の位相を超遅角領域と称する。また、相対回転位相が超遅角領域にある状態においてエンジンを始動した場合に、内部ロータ２の相対回転位相がロック位相に達するまでに時間を要することになり、エンジンの始動が円滑に行われない。
【００７２】
このように外部ロータ１に対して内部ロータ２の相対回転位相がロック位相に達するまでに時間を要する現象は、遅角室４２に作動油が残留した状態で発生する。特に、寒冷地においてエンジンストップから長時間が経過した後にエンジンを始動する場合のように、作動油が低温のため粘性が高く、遅角室４２からの排出が円滑に行われない場合には、エンジンの始動までに無駄に時間を要するばかりでなくバッテリーの消耗が激しくなる。
【００７３】
この不都合を解消するため、本発明の弁開閉時期制御装置では、エンジン停止時や、制御系の電力が遮断した状態では、遅角室４２の作動油をＯＣＶ１７６から排出する機構を備え、また、この遅角室４２に外部の空気の進入を許すことで排油を積極的に行わせることや、遅角室４２から直接的に作動油を排出することが可能な第一空気流入機構Ａ１を備えている。更に、ロック片６０Ａ、６０Ｂのロック凹部１６２Ａ、１６２Ｂ（係止溝の一例）への係入を確実に行わせるため、ロック凹部１６２Ａ、１６２Ｂに空気を流入させてロック凹部１６２Ａ、１６２Ｂからの排油を促進する第二空気流入機構Ａ２を備えている。
【００７４】
遅角室４２の作動油をＯＣＶ１７６から排出する機構についてはここでは説明を省略する。
【００７５】
第一空気流入機構Ａ１は、図５に示すごとく、遅角室４２の最も遅角側の部分に対して相対回転軸芯Ｘ方向から対向するよう、フロントプレート２２に設けてある。第一空気流入機構Ａ１は、図６，図７に示すごとく、大気連通路１５１と、弁案内路１５２と、開閉弁１５３と、付勢手段としてのバネ１５４と、を備えている。大気連通路１５１は、相対回転軸芯Ｘ方向に沿いつつフロントプレート２２を貫通する直線状の孔であって、組付け時には、外部側の大気開放部２６と遅角室４２とを連通可能である。弁案内路１５２は、大気連通路１５１と直交するよう、フロントプレート２２の周側面から径方向内側に穿孔された孔である。開閉弁１５３は、弁案内路１５２の内周形状に対応した形状の部材であり、有底の中空部を備えている。開閉弁１５３は、弁案内路１５２に内周面に沿って径方向内外に摺動可能なよう、弁案内路１５２に配設されている。バネ１５４は、開閉弁１５３を径方向内側に付勢するよう、開閉弁１５３の中空部に配設してある。
【００７６】
弁開閉時期制御装置が動作すると、開閉弁１５３には外部ロータ１（フロントプレート２２）の回転速度に応じた遠心力が作用する。外部ロータ１の回転速度が高まって遠心力がバネ１５４の付勢力よりも大きくなると、図６（ｂ）に示すごとく、開閉弁１５３はバネ１５４の付勢力に抗して径方向外側に移動する。開閉弁１５３が、弁案内路１５２の径方向最外側に位置すると、開閉弁１５３の外周面によって大気連通路１５１は閉塞される。この結果、大気開放部２６と遅角室４２との連通は遮断され、空気が遅角室４２に流入することも、遅角室４２の作動油が大気開放部２６から外部に排出されることもない。開閉弁１５３によって大気連通路１５１を確実に閉塞できるよう、弁案内路１５２の内径、即ち開閉弁１５３の外径は大気連通路１５１の内径よりも大きく設定してある。
【００７７】
なお、弁案内路１５２の径方向内側部分に通気孔１６０を形成し、弁案内路１５２の底部と開閉弁１５３の先端部との隙間の空間を外部に常時開放してある。よって、開閉弁１５３は、径方向の移動の際に前記空間の気圧の影響等を受けず、円滑に動作する。
【００７８】
外部ロータ１の回転速度が低くなって遠心力がバネ１５４の付勢力よりも小さくさると、図６（ａ）に示すごとく、開閉弁１５３はバネ１５４の付勢力によって径方向内側に移動する。開閉弁１５３が、弁案内路１５２の径方向最内側に位置すると、大気連通路１５１は開放される。この結果、大気開放部２６と遅角室４２とが連通して、空気が遅角室４２に流入することが可能となって、遅角室４２の作動油が外部に排出されることも可能となる。
【００７９】
なお、図７に示すごとく、フロントプレート２２のうち大気連通路１５１よりも径方向外側部分に、弁案内路１５２と直交するよう、ピン用孔１５９ｂを形成してある。開閉弁１５３とバネ１５４を弁案内路１５２に配設した後に、抜け止め用のピン１５９ａをピン用孔１５９ｂに嵌入する。これにより、開閉弁１５３は、図６（ｂ）に示すごとく、大気連通路１５１を閉塞するときにピン１５９に当接してその位置を保持することができる。また、ピン用孔１５９ｂの内径を弁案内路１５２ａの内径よりも小さく設定してある。よって、図６（ａ）に示すごとく、開閉弁１５３が径方向内側に位置して、大気連通路１５１が開放されると、弁案内路１５２とピン１５９ａとの隙間を介して遅角室４２と大気とが連通する。即ち、遅角室４２にさらに多くの空気を流入させることができる。
【００８０】
フロントプレート２２は、大気連通路１５１が遅角室４２の最も遅角側の位置に連通するように外部ロータ１に組付けてある。これにより、少なくとも相対回転位相が最遅角位相及び所定位相を含む最遅角位相からロック位相までの範囲であるときは、第一空気流入機構Ａ１が遅角室４２に連通し、遅角室４２の作動油の排出を促進することが可能となる。ただし、この第一空気流入機構Ａ１の配置は例示に過ぎず、第一空気流入機構Ａ１は、相対回転位相がロック位相であるときの状態で、大気連通路１５１が遅角室４２に連通するよう配設されていれば良い。
【００８１】
なお、以下、「最遅角位相からロック位相までの範囲」と記載した場合には、最遅角位相及びロック位相がその範囲に含まれるものとする。
【００８２】
この第一空気流入機構Ａ１は遅角室４２に対して空気の流入を行うものであるが、第一空気流入機構Ａ１により進角室４３に対して空気を流入させる構成であっても良い。また、第一空気流入機構Ａ１は遅角室４２の数と同数を備えることが理想であるが、遅角室４２の数より少ない数を備えても良い。
【００８３】
第二空気流入機構Ａ２は、第一空気流入機構Ａ１の構成と基本的には変わるところはなく、図８，図９に示すごとく、フロントプレート２２に相対回転軸芯Ｘ方向に沿って形成され、大気開放部２６とロック凹部１６２Ｂとを連通可能な大気連通路１５５と、大気連通路１５５に直交するよう径方向に沿って形成した弁案内路１５６と、弁案内路１５６に摺動可能に配設された開閉弁１５７と、開閉弁１５７を径方向内側に付勢するバネ１５８と、を備えている。開閉弁１５７は、外部ロータ１の回転速度が高い場合には大気連通路１５５を閉塞し、外部ロータ１の回転速度が低下した場合には大気連通路１５５を開放して、ロック凹部１６２Ａ及びロック凹部１６２Ｂと大気開放部２６とを連通して空気の送り込みを実現する。
【００８４】
ただし、以下の点で第二空気流入機構Ａ２は第一空気流入機構Ａ１とは異なる。大気連通孔１５５は、図８に示すごとく、相対回転位相がロック位相であるときの状態においてロック凹部１６２Ｂの最も遅角側の端部に連通するよう、フロントプレート２２に形成させている。即ち、相対回転位相が最遅角位相からロック位相までの範囲である状態では、図３，図５に示すごとく、大気連通路１５５はロック凹部１６２Ａに連通する。一方、相対回転位相がロック位相よりも進角側の位相である状態では、図４に示すごとく、ロック凹部１６２Ｂが大気連通路１５５に対して進角側に位置ずれして、大気連通路１５５とロック凹部１６２Ａとは連通しない。
【００８５】
このような構成から、図５に示すごとく、相対回転位相が最遅角位相からロック位相までの範囲の位相にある状態でエンジンが停止した場合には、エンジンの停止により外部ロータ１の回転速度が低下する。この回転速度低下により、第一空気流入機構Ａ１の開閉弁は、図６（ａ）に示すごとく、バネ１５４の付勢力により径方向の最内側に達し、大気連通路１５１が開放される。この結果、フロントプレート２２の大気開放部２６から外気の吸入が可能となる。吸入した外気は遅角室の４２に導かれ、ＯＣＶ１７６による作動油の排出を促進すると同時に、前述したように作動油のリークにより遅角室４２からの作動油の排出を促進する。
【００８６】
さらに、本実施形態では、第一空気流入機構Ａ１が複数箇所に備えてあるため、高い位置にある空気流入機構の大気連通路１５１から空気を吸入し、低い位置にある第一空気流入機構Ａ１の大気連通路１５１から作動油を外部に直接排出することも可能である。また、本実施形態では、図１乃至図５に示すごとく、内部ロータ２において、ＯＣＶ１７６からの遅角通路１０を相対回転軸芯Ｘ回りで三本に分岐させる構成としてある。よって、各遅角通路１０をカムシャフト３において分岐する構成と比較して、高い位置にある第一空気流入機構の大気連通路１５１から遅角室４２に流入した空気が、遅角通路１０、遅角通路１０の分岐部１０Ａ、遅角通路１０、低い位置にある第一空気流入機構が面する遅角室４２、と流通する際の流通路長が短い。したがって、作動油の排出がより迅速となる。
【００８７】
また、前述したように、外部ロータ１の回転速度低下により第二空気流入機構Ａ２の開閉弁はバネ１５８の付勢力により径方向最内側に達し、大気連通路１５５が開放される。よって、大気開放部２６から外気の吸入が可能となる。吸入した外気はロック凹部１６２Ｂ及びロック凹部１６２Ａに導かれ、ＯＣＶ１７６による作動油の排出を促進すると同時に、前述したように作動油のリークによりロック凹部１６２Ａ及びロック凹部１６２Ｂからの作動油の排出を促進する。さらに、ロック凹部１６２Ａ及びロック凹部１６２Ｂの作動油を大気連通路１５５から外部に直接排出することも可能である。
【００８８】
これらの結果、エンジンの停止時に相対回転位相が超遅角領域に達している場合には、外部の空気を遅角室４２に導くことで、遅角室４２の作動油を、積極的に送り排出することが可能になる。また、ロック凹部１６２Ａ及びロック凹部１６２Ｂに空気を流入させることで、このロック凹部１６２Ａ及びロック凹部１６２Ｂの作動油を外部に排出するものとなる。
【００８９】
このように、エンジンの停止時に相対回転位相が超遅角領域に達している場合でも、エンジンの停止の直後に遅角室４２の作動油の排出を積極的に行うことにより、遅角室４２には作動油が残留しない状態となり、停止から時間が経過した後にエンジンを始動させた際にも、内部ロータ２の相対回転位相を迅速にロック位相まで変化させ、ロック機構６によるロックを早期に円滑に行い、適正なエンジンの始動を実現するのである。
【００９０】
〔別実施形態〕
本発明に係る弁開閉時期制御装置の別実施形態を、図１０乃至図１６に基づいて説明する。上述の実施形態と同様の構成、特に、全体構成（段落番号「００４４」乃至同「００５１」の記載）、流体圧室（同「００５３」乃至同「００５６」の記載）、トーションスプリング（同「００６０」の記載）に関する説明は省略する。また、同じ構成の箇所には同じ符号を付すこととする。図１０は、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側断面図である。図１１は、図１０のＸI−ＸI線断面図と油路系とを組み合せた図である。また、図１３、図１４は、弁開閉時期制御装置の各作動状態における断面図である。
【００９１】
〔油圧回路〕
油圧回路７は、エンジンの駆動力で駆動され、図１０に示すごとく、エンジンオイルを作動油として送り出す油圧ポンプ７０と、位相制御弁として機能する電磁制御型のＯＣＶ７６（作動油給排機構の一例）と、ロック制御弁として機能する電磁制御型のＯＳＶ７７とを備えている。ＯＣＶ７６の所定のポートと進角通路１１と遅角通路１０とに連通しており、ＯＳＶ７７の所定のポートと、係止溝としてのロック凹部６２に通じるロック片作動油通路６３とが連通している。ＯＣＶ７６とＯＳＶ７７とはＥＣＵ９で制御される。
【００９２】
ＥＣＵ９は、ＯＣＶ７６を制御することにより進角通路１１及び遅角通路１０を介して進角室４３及び遅角室４２に供給する作動油を制御し、その結果、最進角位相（進角室４３の容積が最大となる時の相対回転位相）と最遅角位相（遅角室４２の容積が最大となる時の相対回転位相）との間で位相制御を行う。
【００９３】
ＯＣＶ７６は、スプール式に構成され、進角室４３へ作動油を供給し、かつ、遅角室４２から作動油を排出する第一状態Ｗ１と、進角室４３へ作動油を供給し、かつ、遅角通路を閉鎖する第二状態Ｗ２と、進角通路及び遅角通路の双方を閉鎖して作動油の給排を停止する第三状態Ｗ３と、進角通路を閉鎖し、かつ、遅角室４２へ作動油を供給する第四状態Ｗ４と、進角室４３から作動油を排出し、かつ、遅角室４２へ作動油を供給する第五状態Ｗ５とに切り換え自在に構成されている。
【００９４】
なお、ＯＣＶ７６は電磁ソレノイドに供給する電力のデューティ比の調節により開度を設定し、これにより作動油の給排量の微調節を行えるように構成されている。
【００９５】
ＥＣＵ９は、ＯＳＶ７７を制御することにより、ロック解除方向にロック片を作動させる。つまり、ロック機構６は外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転位相をエンジンの始動に適したロック位相に拘束する機能を有する。
【００９６】
〔ロック機構〕
図１１、図１２に示すごとく、ロック機構６は、外部ロータ１に設けられた遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂと、内部ロータ２の摺接外周面２Ａの一部に係止溝として形成されたロック凹部６２とを備えている。遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂは、外部ロータ１に対して径方向に摺動変位可能に支持されたプレート状の遅角用ロック片６０Ａ、進角用ロック片６０Ｂ（係止片の一例）、及び、各ロック片６０Ａ（係止片の一例）、６０Ｂをロック凹部６２の方向に突出付勢するバネ６１を有している。なお、各ロック片６０Ａ，６０Ｂの形状としては、本実施形態に示されたプレート状の他にピン状などを適宜採用することができる。
【００９７】
遅角用ロック部６Ａは、遅角用ロック片６０Ａがロック凹部６２に係入するロック位置に達することで、内部ロータ２が外部ロータ１に対して遅角側（図１２においてＳ１で示す方向）への相対回転を阻止する。進角用ロック部６Ｂは、進角用ロック片６０Ｂがロック凹部６２に係入するロック位置に達することで、内部ロータ２が外部ロータ１に対して進角側（図１１、図１３においてＳ２で示す方向）への相対回転を阻止する。
【００９８】
このような構成から、遅角用ロック部６Ａ又は進角用ロック部６Ｂが、ロック凹部６２ 内に係入している状態にあっては、遅角側または進角側の何れか一方への位相変更が規制され、他方への位相変更は許容される。
【００９９】
図１１および図１２に示すごとく、遅角用ロック片６０Ａ及び進角用ロック片６０Ｂの双方を同時にロック凹部６２に係入させることで、両ロータ１、２の相対回転位相をロック位相に拘束してロック状態とする。
【０１００】
ロック凹部６２は、内部ロータ２に形成されたロック片作動油通路６３に連通しており、ロック片作動油通路６３は油圧回路７のＯＳＶ７７における所定のポートに接続されている。また、遅角用ロック片６０Ａと進角用ロック片６０Ｂの突出端には切り欠きが形成され、この切り欠きの相対回転軸芯Ｘと対向する面に被操作面６０Ｆが形成されている。これにより、ＯＳＶ７７から作動油が供給された場合には、図１３に示す如く、被操作面６０Ｆを介して遅角用ロック片６０Ａ及び進角用ロック片６０Ｂをバネ６１の付勢力に抗して押し上げてロックを解除し、外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転を可能にする。
【０１０１】
〔第一空気流入機構・第二空気流入機構〕
本実施形態では、エンジン停止時や、制御系の電力が遮断した状態では遅角室４２の作動油をＯＣＶ７６から排出する機構を備え、また、この遅角室４２に外部の空気の進入を許すことで排油を積極的に行わせることや、遅角室４２から直接的に作動油を排出する第一空気流入機構Ａ１を備えている。更に、ロック片６０Ａ、６０Ｂのロック凹部６２（係止溝の一例）への係入を確実に行わせるため、ロック凹部６２空気を流入させてロック凹部６２の排油を促進する第二空気流入機構Ａ２を備えている。
【０１０２】
遅角室４２の作動油をＯＣＶ７６から排出する機構としては、非制御時においてＯＣＶ ７６のスプールを第一状態Ｗ１に作動させるバネ（図示せず）等で構成される。このようにＯＣＶ７６が第一状態Ｗ１に設定されることで、前述したように遅角室４２から作動油がオイルパン７５に排出される。
【０１０３】
この機構として、ＯＣＶ７６以外に、エンジン停止時には排油を行うための専用のバルブを備えても良く、エンジンの停止時には遅角室４２と進角室４３とから排油を行うようにＯＣＶ７６を構成しても良い。
【０１０４】
また、図１５，図１６に示すごとく、第一空気流入機構Ａ１は、フロントプレート２２に形成した機構空間としての連通空間５１と、この連通空間５１に備えたボール５２Ａ及び付勢手段としてのバネ５２Ｂで成るチェック弁５２と、相対回転位相が最遅角位相からロック位相までの範囲において遅角室４２に空気の流入を許すように内部ロータ２の外周部に溝状に形成した連通路５３と、を備えている。この第一空気流入機構Ａ１として、相対回転位相が超遅角領域にある場合にのみ、遅角室４２に対して空気の流入を許す構成でも良い。
【０１０５】
この第一空気流入機構Ａ１を構成するチェック弁５２においてボール５２Ａは、遅角室４２に連通する第一連通口Ｌ１と、外部側の大気開放部２６に連通する第二連通口Ｌ２との中間位置に配置されている。このボール５２Ａにより第一連通口Ｌ１と第二連通口Ｌ２との閉塞と連通（開放）とが実現する。なお、連通空間５１は遅角室４２に隣接する位置に配置され、外部の空気を短い距離で遅角室４２に送り込めるようにしている。
【０１０６】
この第一空気流入機構Ａ１は遅角室４２に対して空気の流入を行うものであるが、第一空気流入機構Ａ１により進角室４３に対して空気を流入させる構成であっても良い。また、第一空気流入機構Ａ１は遅角室４２の数と同数を備えることが理想であるが、遅角室４２の数より少ない数を備えても良い。なお、チェック弁５２は遅角室４２の作動油の圧力が高い場合には閉じ状態を維持し、遅角室４２の作動油の圧力が低下した場合に開放する。
【０１０７】
第二空気流入機構Ａ２は、フロントプレート２２に形成した連通空間５１と、この連通空間５１に備えたボール５７Ａ及びバネ５７Ｂで成るチェック弁５７と、相対回転位相が最遅角位相からロック位相までの範囲において、ロック凹部６２に空気の流入を許すように内部ロータ２の外周に溝状に形成した連通路５４と、で構成されている。なお、チェック弁５７は、ロック凹部６２の作動油の圧力が高い場合には閉じ状態を維持し、ロック凹部６２の作動油の圧力が低下した場合には開放することで、ロック凹部６２に連通する第一連通口Ｌ１と、大気開放部２６に連通する第二連通口Ｌ２とを連通させて空気の送り込みを実現する。このチェック弁５７の詳しい構造は図面に示していないが、前述した第一空気流入機構Ａ１のチェック弁５２と基本的に変わるところはない。この第二空気流入機構Ａ２として、相対回転位相が超遅角領域にある場合にのみ、ロック凹部６２に対して空気の流入を許す構成でも良い。
【０１０８】
このような構成から、図１４に示すごとく、相対回転位相が最遅角位相からロック位相までの範囲の回転位相にある状態でエンジンが停止した場合には、遅角室４２と連通空間５１とが連通路５３を介して連通する状態に達しており、エンジンの停止により遅角室４２に作動油から作用する圧力が低下する。この圧力低下によりチェック弁５２のボール５２Ａはバネ５２Ｂの付勢力により第一連通口Ｌ１と第二連通口Ｌ２とを連通させる位置に達し、連通空間５１を開放し、フロントプレート２２の大気開放部２６から外気の吸入が可能となる。吸入した外気は遅角室の４２に導かれ、ＯＣＶ７６による作動油の排出を促進すると同時に、前述したように作動油のリークにより遅角室４２からの作動油の排出を促進する。特に、この遅角室４２の作動油をフロントプレート２２の開口から外部に排出することも可能である。
【０１０９】
また、前述したように、相対回転位相が最遅角位相からロック位相までの範囲の回転位相にある状態でエンジンが停止した場合には、エンジンの停止によりロック凹部６２の圧力が低下し、この圧力低下によりチェック弁５７のボール５７Ａはバネ５７Ｂの付勢力により第一連通口Ｌ１と第二連通口Ｌ２とを連通させる位置に達し、フロントプレート２２の外部からの外気の吸入が可能となる。吸入した外気はロック凹部６２に導かれ作動油の排出を促進すると同時に、前述したように作動油のリークによりロック凹部６２からの作動油の排出を促進する。特に、このロック凹部６２の作動油をフロントプレート２２の開口から外部に排出することも可能である。
【０１１０】
〔その他の別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、相対回転位相が最遅角位相からロック位相までの何れの位相であっても、第一空気流入機構及び第二空気流入機構によって、遅角室あるいは進角室、及びロック凹部に空気が流入するよう構成してあるが、必ずしもこれに限られるものではない。第一空気流入機構及び第二空気流入機構は、相対回転位相が最遅角位相からロック位相までの範囲にある場合において、遅角室あるいは進角室、及び、ロック凹部に空気を流入させることが可能であれば良い。例えば、最遅角位相からロック位相までの範囲において、遅角室あるいは進角室、及びロック凹部に空気が流入しない範囲があるよう構成してあっても良い。
【０１１１】
（２）上述の別実施形態では、チェック弁として、ボールとバネとを備えた構造を示したが、柔軟に変形する樹脂板等を用いることにより圧力が作用している状況では樹脂板が油路を閉じ、圧力低下時には樹脂板が自由に変形することにより油路を開放するようにチェック弁を構成する等、ボールとバネとを用いるものに限るものではない。
【０１１２】
（３）また、ボールやポペットを用いたチェック弁を構成する場合、バネは必ずしも必要ではなく、バネを用いずにチェック弁を構成することも可能である。
【０１１３】
（４）ロック機構として、外部ロータ１（駆動側回転体の一例）に対してロック凹部（係止溝の一例）を形成し、内部ロータ２（従動側回転体の一例）に対してロック片（係止片の一例）を備えても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、自動車その他の内燃機関の弁開閉時期制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１            外部ロータ（駆動側回転体）
２            内部ロータ（従動側回転体）
３            カムシャフト
６            ロック機構
２６          大気開放部
４２          遅角室
４３          進角室
１５１        大気連通路
１５２        弁案内路
１５３        開閉弁
１５４        バネ（付勢手段）
６０Ａ        ロック片（係止片）
６０Ｂ        ロック片（係止片）
１６２Ａ      ロック凹部（係止溝）
１６２Ｂ      ロック凹部（係止溝）
１７６        ＯＣＶ（作動流体給排機構）
５１          連通空間（機構空間）
５２Ａ        ボール
５２Ｂ        バネ（付勢手段）
５３          連通路
６２          ロック凹部（係止溝）
７６          ＯＣＶ（作動流体給排機構）
７７          ＯＳＶ（作動流体給排機構）
Ａ１          第一空気流入機構
Ａ２          第二空気流入機構
Ｌ１          第一連通口
Ｌ２          第二連通口
【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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