(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒（７）を開閉する吸気弁（９）のバルブタイミングを、前記内燃機関の完爆に伴って供給が開始される作動液の圧力により調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記内燃機関のクランク軸と連動して回転するハウジングロータ（１１）と、
前記内燃機関のカム軸（２）と連動して回転し、前記ハウジングロータ内において作動液の圧力を受けることにより、前記ハウジングロータに対する回転位相が変化するベーンロータ（１４）と、
前記内燃機関において前記気筒内のピストン（８）が下死点に到達するよりも遅いタイミングにて前記吸気弁を閉じるための前記回転位相を主ロック位相（Ｐｍ）として、前記内燃機関の設定温度（Ｔ）以上での始動時に前記主ロック位相へ到達している前記回転位相をロックする一方、前記内燃機関の前記設定温度未満での始動時に前記主ロック位相における前記回転位相のロックを解除する主ロック機構（１６，２０１６，３０１６）と、
前記内燃機関において前記主ロック位相よりも進角した前記回転位相を副ロック位相（Ｐｓ）として、前記内燃機関の始動時に前記副ロック位相へ到達した場合の前記回転位相をロックする副ロック機構（１７，４０１７）とを、備え、
前記主ロック機構は、
前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータのうち一方に形成される主ロック孔（１６２）と、
前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータのうち他方により支持され、前記主ロック孔へ嵌入することにより前記回転位相を前記主ロック位相にロックする一方、前記主ロック孔から脱出することにより前記主ロック位相における前記回転位相のロックを解除する主ロック部材（１６０，２６０）と、
復原力を発生することにより前記主ロック孔への嵌入方向に前記主ロック部材を付勢する主弾性部材（１６３）と、
前記設定温度以上において前記主ロック孔への前記主ロック部材の嵌入を許容する第一状態となる一方、前記設定温度未満において前記主ロック孔からの脱出方向に前記主ロック部材を前記主弾性部材の復原力の方向とは反対に付勢する第二状態となる感温体（１６４，１６５，２１６４，３１６８）とを、有し、
前記副ロック機構は、
前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータのうち一方に形成される副ロック孔（１７２）と、
前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータのうち他方により支持され、前記副ロック孔へ嵌入することにより前記回転位相を前記副ロック位相にロックする一方、前記副ロック孔から脱出することにより前記副ロック位相における前記回転位相のロックを解除する副ロック部材（１７０）と、
復原力を発生することにより前記副ロック孔への嵌入方向に前記副ロック部材を付勢する副弾性部材（１７３）とを、有し、
前記主ロック部材及び前記副ロック部材は、前記作動液の圧力が消失することにより、前記主ロック孔及び前記副ロック孔のうち入出対象への嵌入を許容される一方、前記作動液の圧力を受けることにより、前記主ロック孔及び前記副ロック孔のうち入出対象からの脱出方向に付勢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】
バイメタルから構成される前記感温体（１６４，１６５）は、前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータのうち前記主ロック部材（１６０）を支持する支持ロータと、前記主ロック部材との間に配置され、周囲温度に従って膨縮することにより、前記第一状態と前記第二状態とに切り替わ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】
前記主ロック部材（２１６０）は、前記主ロック孔を入出対象とするピストン（２１６０ａ）に、前記主弾性部材の復原力を受ける可動シリンダ（２１６０ｂ）を組み合わせて構成され、
サーモワックスから構成される前記感温体（２１６４）は、
前記ピストンが進退する前記可動シリンダの内室に封入され、周囲温度に従って膨縮することにより、前記主ロック孔への前記ピストンの嵌入を許容する第一状態と、
前記主ロック孔からの脱出方向に前記ピストンを付勢する第二状態とに、切り替わ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４】
前記主ロック機構（３０１６）は、
前記主ロック孔内に配置され、前記主ロック孔を開放する開放位置（Ｌｏ）と、前記主ロック孔を閉塞する閉塞位置（Ｌｃ）とに、往復移動する可動体（３１６６）と、
前記主ロック位相において前記可動体を前記主ロック部材側へ付勢する制御弾性部材（３１６７）と、
前記主ロック位相において前記主ロック部材を前記可動体側へ付勢する前記主弾性部材とを、有し、
サーモワックスから構成される前記感温体（３１６８）は、
前記主ロック部材と前記可動体とが接触する前記主ロック位相において、周囲温度が前記設定温度以上となるのに応じた膨張により、前記可動体を前記主ロック部材とは反対側の前記開放位置へ駆動するのに必要な圧力にまで、内圧上昇する第一状態と、
前記主ロック部材と前記可動体とが接触する前記主ロック位相において、周囲温度が前記設定温度未満となるのに応じた収縮により、前記可動体を前記主ロック部材側の前記閉塞位置へ駆動するのに必要な圧力にまで、内圧低下する第二状態とに、切り替わ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５】
前記副ロック位相において前記主ロック部材は、前記副ロック部材として前記副ロック孔に嵌入することにより前記回転位相をロックすることを特徴とする請求項４に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記主ロック位相及び前記副ロック位相間の前記回転位相において、前記ハウジングロータに対して前記ベーンロータを進角側へ付勢する進角弾性部材（３０１９）を、備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項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、内燃機関の気筒を開閉する吸気弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動液の圧力により吸気弁のバルブタイミングを調整する液圧式のバルブタイミング調整装置が、広く知られている。一般に液圧式バルブタイミング調整装置は、内燃機関のクランク軸及びカム軸とそれぞれ連動して回転するハウジングロータ及びベーンロータを備えており、ハウジングロータ内にてベーンロータが作動液の圧力を受けることで、それらロータ間の回転位相が変化する。この回転位相変化の結果、バルブタイミングが調整されることとなる。
【０００３】
さて、液圧式バルブタイミング調整装置の一種として特許文献１には、内燃機関において最遅角位相よりも進角した回転位相を中間位相として、内燃機関の始動時に当該中間位相へ到達した回転位相をロックすることが、開示されている。こうしたロックによれば、吸気弁を閉じるタイミングが可及的に早くなることで、気筒における実圧縮比が高くなるので、圧縮加熱により気筒内ガスの温度が上昇して、燃料気化が促進されることになる。故に、例えば極低温等の低温環境下にて放置された停止状態からの内燃機関始動時に、始動性を確保することができるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１６１３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、吸気弁の閉じタイミングが早い特許文献１の液圧式バルブタイミング調整装置では、気筒における高い実圧縮比に起因して、例えば常温等、比較的高温環境下での内燃機関始動時に、次の問題を発生するおそれがある。その問題の一つは、ノッキングの発生である。また、別の一つは、ハイブリッドシステム乃至はアイドルストップシステムに適用された内燃機関の再始動時、あるいはイグニッションオフによるエンジン停止直後の再始動時に、気筒内ガスの圧縮時温度が高くなり過ぎて、点火前に自己着火するプリイグニションを招くことや、圧縮仕事（圧縮反力）が大きくクランキング回転の変動大による不快な振動乃至は騒音を招くことである。
【０００６】
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、環境温度に適した内燃機関の始動を実現する液圧式の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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、内燃機関の気筒（７）を開閉する吸気弁（９）のバルブタイミングを、内燃機関の完爆に伴って供給が開始される作動液の圧力により調整するバルブタイミング調整装置であって、内燃機関のクランク軸と連動して回転するハウジングロータ（１１）と、内燃機関のカム軸（２）と連動して回転し、ハウジングロータ内において作動液の圧力を受けることにより、ハウジングロータに対する回転位相が変化するベーンロータ（１４）と、内燃機関において気筒内のピストン（８）が下死点に到達するよりも遅いタイミングにて吸気弁を閉じるための回転位相を主ロック位相（Ｐｍ）として、内燃機関の設定温度（Ｔ）以上での始動時に主ロック位相へ到達している回転位相をロックする一方、内燃機関の設定温度未満での始動時に主ロック位相における回転位相のロックを解除する主ロック機構（１６，２０１６，３０１６）と、内燃機関において主ロック位相よりも進角した回転位相を副ロック位相（Ｐｓ）として、内燃機関の始動時に副ロック位相へ到達した場合の回転位相をロックする副ロック機構（１７，４０１７）とを、備え、主ロック機構は、ハウジングロータ及びベーンロータのうち一方に形成される主ロック孔（１６２）と、ハウジングロータ及びベーンロータのうち他方により支持され、主ロック孔へ嵌入することにより回転位相を主ロック位相にロックする一方、主ロック孔から脱出することにより主ロック位相における回転位相のロックを解除する主ロック部材（１６０，２６０）と、復原力を発生することにより主ロック孔への嵌入方向に主ロック部材を付勢する主弾性部材（１６３）と、設定温度以上において主ロック孔への主ロック部材の嵌入を許容する第一状態となる一方、設定温度未満において主ロック孔からの脱出方向に主ロック部材を主弾性部材の復原力の方向とは反対に付勢する第二状態となる感温体（１６４，１６５，２１６４，３１６８）とを、有し、副ロック機構は、ハウジングロータ及びベーンロータのうち一方に形成される副ロック孔（１７２）と、ハウジングロータ及びベーンロータのうち他方により支持され、副ロック孔へ嵌入することにより回転位相を副ロック位相にロックする一方、副ロック孔から脱出することにより副ロック位相における回転位相のロックを解除する副ロック部材（１７０）と、復原力を発生することにより副ロック孔への嵌入方向に副ロック部材を付勢する副弾性部材（１７３）とを、有し、主ロック部材及び副ロック部材は、作動液の圧力が消失することにより、主ロック孔及び副ロック孔のうち入出対象への嵌入を許容される一方、作動液の圧力を受けることにより、主ロック孔及び副ロック孔のうち入出対象からの脱出方向に付勢される。
【０００８】
この発明において内燃機関の設定温度以上での始動時には、主ロック位相へ到達している回転位相が主ロック機構によりロックされる。ここで主ロック位相は、気筒内のピストンが下死点に到達するよりも遅いタイミングにて吸気弁を閉じるための回転位相であるので、気筒内ピストンの下死点到達後のリフトアップにより気筒内ガスが吸気系へ押し出されることで、実圧縮比が低下する。故に、設定温度以上という比較的高温環境下での内燃機関始動時には、ノッキングやプリイグニション、不快な振動乃至は騒音の発生を抑制できる。また一方、内燃機関の設定温度未満での始動時には、主ロック位相における回転位相ロックが主ロック機構により解除されるため、カム軸から作用する変動トルクによりベーンロータがハウジングロータに対する進角側へと相対回転する。その結果、主ロック位相よりも進角した副ロック位相へ回転位相が到達すると、副ロック機構により当該回転位相がロックされて、吸気弁を閉じるタイミングが可及的に早くなるので、気筒内ガスの押し出し量が減少して、気筒内温度が実圧縮比と共に上昇する。故に、設定温度未満という低温環境下での内燃機関始動時にあっても、着火性を向上させて始動性を確保できる。以上、請求項１に記載の発明によれば、環境温度に適した内燃機関の始動を実現することが、可能である。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明において主ロック機構は、一方のロータに形成の主ロック孔に対して、他方のロータに支持される主ロック部材を嵌入又は脱出させることで、主ロック位相でのロックと解除とをそれぞれ実現する。ここで特に、主弾性部材の復原力を受けて嵌入方向に付勢される主ロック部材は、設定温度以上では第一状態となる感温体により、主ロック孔への嵌入が許容される。故に、設定温度以上での内燃機関始動時には、主ロック位相へ到達している回転位相が主ロック孔への主ロック部材の嵌入によりロックされることで、ノッキングやプリイグニション、不快な振動の発生が確実に抑制され得る。また一方、設定温度未満では第二状態となる感温体により主ロック部材は、主弾性部材の復原力の方向とは反対となる脱出方向に付勢される。故に、設定温度未満での内燃機関始動時には、主ロック孔からの主ロック部材の脱出により主ロック位相でのロックを解除されることで、変動トルクを利用した副ロック位相でのロックが可能となるので、始動性が確実に確保され得る。以上、請求項１に記載の発明によれば、環境温度に適した内燃機関始動の信頼性を高めることが、可能である。
【００１２】
さらに、請求項１に記載の発明において、上述の如き主ロック機構に準じて副ロック機構は、一方のロータに形成の副ロック孔に対して、他方のロータに支持される副ロック部材を嵌入又は脱出させることで、副ロック位相でのロックと解除とをそれぞれ実現する。ここで特に、主ロック機構の主ロック部材及び副ロック機構の副ロック部材は、内燃機関の完爆に伴って供給が開始される作動液の圧力が内燃機関のクランキング中には消失していることにより、主ロック孔及び副ロック孔のうち入出対象への嵌入を許容される。故に、設定温度以上での内燃機関始動時に主ロック部材は、感温体によっても許容された主ロック孔への嵌入により、回転位相を主ロック位相にロックする。また一方、設定温度未満での内燃機関始動時に主ロック部材は、感温体によっては主弾性部材の復原力の方向とは反対となる脱出方向に付勢されることで、主ロック位相でのロックを解除する。故に、ロック解除の結果、変動トルクの作用によって回転位相が副ロック位相に到達すると、副弾性部材の復原力を受ける副ロック部材は、作動液の圧力消失に応じて許容された副ロック孔への嵌入により、回転位相をロックする。以上、請求項１に記載の発明によれば、主ロック位相及び副ロック位相のうち環境温度に応じた回転位相でのロック機能を確実に発揮して、環境温度に適した内燃機関始動の信頼性を高めることが、可能となるのである。
【００１３】
尚、請求項１に記載の発明において主ロック機構の主ロック部材及び副ロック機構の副ロック部材は、作動液の圧力を受けることにより、主ロック孔及び副ロック孔のうち入出対象からの脱出方向に付勢される。故に、内燃機関の完爆後の運転中は、供給を開始された作動液の圧力を受ける主ロック部材及び副ロック部材のいずれもが、入出対象から脱出して回転位相のロックを解除した状態となるので、回転位相変化による自由なバルブタイミング調整が可能となるのである。
【００１４】
請求項２に記載の発明によると、バイメタルから構成される感温体（１６４，１６５）は、ハウジングロータ及びベーンロータのうち主ロック部材（１６０）を支持する支持ロータと、主ロック部材との間に配置され、周囲温度に従って膨縮することにより、第一状態と第二状態とに切り替わる。
【００１５】
この発明において主ロック部材は、ハウジングロータ及びベーンロータのうち主ロック部材を支持する支持ロータとの間に、周囲温度に従って膨縮するバイメタルから構成の感温体を配置されることで、当該感温体の膨縮状態に応じて作動する。即ち、設定温度以上において感温体が第一状態へ切り替わることで、主弾性部材の復原力を受ける主ロック部材は、主ロック孔への嵌入により回転位相を主ロック位相にロックする。また一方、設定温度未満において感温体が第二状態へ切り替わることで、主ロック部材は、主弾性部材の復原力に抗した主ロック孔からの脱出により、主ロック位相でのロックを解除する。このようにバイメタルを感温体として利用することによれば、主ロック機構の構造を簡素にしつつ、主ロック機構の機能を適正に発揮することができる。したがって、環境温度に適した内燃機関始動を、簡素な構造により実現可能となるのである。
【００１６】
請求項３に記載の発明によると、主ロック部材（２１６０）は、主ロック孔を入出対象とするピストン（２１６０ａ）に、主弾性部材の復原力を受ける可動シリンダ（２１６０ｂ）を組み合わせて構成され、サーモワックスから構成される感温体（２１６４）は、ピストンが進退する可動シリンダの内室に封入され、周囲温度に従って膨縮することにより、主ロック孔へのピストンの嵌入を許容する第一状態と、主ロック孔からの脱出方向にピストンを付勢する第二状態とに、切り替わる。
【００１７】
この発明においてピストンに可動シリンダを組み合わせた主ロック部材は、周囲温度に従って膨縮するサーモワックスを、ピストンの進退する可動シリンダ内室に封入した構成により、当該ワックスの膨縮状態に応じて作動する。即ち、設定温度以上においてサーモワックスが第一状態へ切り替わることで、主ロック部材は、主弾性部材の復原力を受けるピストンの主ロック孔への嵌入により、回転位相を主ロック位相にロックする。また一方、設定温度未満においてサーモワックスが第二状態へ切り替わることで、主ロック部材は、主弾性部材の復原力の方向とは反対に向かうピストンの主ロック孔からの脱出により、主ロック位相でのロックを解除する。このように可動シリンダ内室に封入されたサーモワックスを感温体として利用することによれば、当該感温体の膨縮量を安定させて、主ロック機構の機能を適正且つ確実に発揮することができる。したがって、環境温度に適した内燃機関始動の信頼性を高めることが、可能である。
【００１８】
請求項４に記載の発明によると、主ロック機構（３０１６）は、主ロック孔内に配置され、主ロック孔を開放する開放位置（Ｌｏ）と、主ロック孔を閉塞する閉塞位置（Ｌｃ）とに、往復移動する可動体（３１６６）と、主ロック位相において可動体を主ロック部材側へ付勢する制御弾性部材（３１６７）と、主ロック位相において主ロック部材を可動体側へ付勢する主弾性部材とを、有し、サーモワックスから構成される感温体（３１６８）は、主ロック部材と可動体とが接触する主ロック位相において、周囲温度が設定温度以上となるのに応じた膨張により、可動体を主ロック部材とは反対側の開放位置へ駆動するのに必要な圧力にまで、内圧上昇する第一状態と、主ロック部材と可動体とが接触する主ロック位相において、周囲温度が設定温度未満となるのに応じた収縮により、可動体を主ロック部材側の閉塞位置へ駆動するのに必要な圧力にまで、内圧低下する第二状態とに、切り替わる。
【００１９】
この発明によると、周囲温度が設定温度以上となるのに応じて膨張した第一状態の感温体であるサーモワックスは、主ロック位相において主ロック部材とは反対側の開放位置へ可動体を駆動する必要圧力にまで、内圧上昇する。故に主ロック位相では、主弾性部材と制御弾性部材とにより互いの側に付勢される主ロック部材と可動体とが接触したまま、制御弾性部材の付勢力に抗して可動体が開放位置に移動する。その結果、開放状態となった主ロック孔には、主ロック部材が嵌入し得る。また一方、周囲温度が設定温度未満となるのに応じて収縮した第二状態の感温体であるサーモワックスは、主ロック位相において主ロック部材側の閉塞位置へ可動体を駆動するのに必要な圧力にまで、内圧低下する。故に主ロック位相では、主弾性部材と制御弾性部材とにより互いの側に付勢される主ロック部材と可動体とが接触したまま、主弾性部材の付勢力に抗して可動体が閉塞位置に移動する。その結果、閉塞状態となった主ロック孔からは、主ロック部材が押出され得る。以上によれば、主ロック孔の開放による回転位相ロックの許容状態と、主ロック孔の閉塞による回転位相ロックの解除状態とを、感温体の周囲温度を決める環境温度により確実に切り替えて、当該環境温度に適した始動実現の信頼性を高めることが可能となる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によると、副ロック位相において主ロック部材は、副ロック部材として副ロック孔に嵌入することにより回転位相をロックする。
【００２１】
この発明では、主ロック位相において主ロック孔への嵌入により回転位相をロックする主ロック部材は、副ロック位相において副ロック孔への嵌入により回転位相をロックする副ロック部材としても機能する。これによれば、環境温度に適した始動の実現効果を確保しながら、ロックする回転位相の切り替えに必要な部品点数を削減して、構造の簡素化を図ることが可能となる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、主ロック位相及び副ロック位相間の回転位相において、ハウジングロータに対してベーンロータを進角側へ付勢する進角弾性部材（３０１９）を、備える。
【００２３】
この発明では、主ロック位相及び副ロック位相間の回転位相においてベーンロータは、ハウジングロータに対する進角側へ進角弾性部材により付勢される。故に、設定温度未満という低温環境下での内燃機関始動時に進角弾性部材の付勢作用を受けるベーンロータは、変動トルクの作用も相俟って、ハウジングロータに対する回転位相を副ロック位相まで素早く到達させ得る。これによれば、始動時の内燃機関において変動トルクを発生させるクランキング開始から、副ロック位相にて回転位相をロックするまでに要する時間を、短縮できるので、環境温度に適した始動のうち特に低温環境下での始動信頼性を高めることが、可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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の基本構成を示す図であって、図２のI−I線断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図２とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図１のバルブタイミング調整装置の一作動状態を示す模式図である。
【図６】図１のバルブタイミング調整装置の図５とは別の作動状態を示す模式図である。
【図７】図１のバルブタイミング調整装置の図５，６とは別の作動状態を示す模式図である。
【図８】図１のバルブタイミング調整装置の図５〜７とは別の作動状態を示す模式図である。
【図９】図１のバルブタイミング調整装置に作用する変動トルクについて説明するための特性図である。
【図１０】図１のバルブタイミング調整装置の特徴を説明するための模式図である。
【図１１】図１のバルブタイミング調整装置の特徴を説明するための特性図である。
【図１２】図１のバルブタイミング調整装置について作動を説明するための特性図である。
【図１３】図１のバルブタイミング調整装置について図１２とは別の作動を説明するための特性図である。
【図１４】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の要部を示す図であって、図１に対応する断面図である。
【図１５】図１４のバルブタイミング調整装置の一作動状態を示す模式図である。
【図１６】図１４のバルブタイミング調整装置の図１５とは別の作動状態を示す模式図である。
【図１７】図１４のバルブタイミング調整装置の図１５，１６とは別の作動状態を示す模式図である。
【図１８】図１４のバルブタイミング調整装置の図１５〜１７とは別の作動状態を示す模式図である。
【図１９】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図であって、図１に対応する断面図である。
【図２０】図１９のバルブタイミング調整装置の一作動状態を示す模式図である。
【図２１】図１９のバルブタイミング調整装置の図５とは別の作動状態を示す模式図である。
【図２２】図１９のバルブタイミング調整装置の図５，６とは別の作動状態を示す模式図である。
【図２３】図１９のバルブタイミング調整装置の図５〜７とは別の作動状態を示す模式図である。
【図２４】図１９のバルブタイミング調整装置について作動を説明するための特性図である。
【図２５】図１９のバルブタイミング調整装置について図１２とは別の作動を説明するための特性図である。
【図２６】図１９のバルブタイミング調整装置について図１２，１３とは別の作動を説明するための特性図である。
【図２７】図１９のバルブタイミング調整装置について作用効果を説明するための特性図である。
【図２８】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の一作動状態を示す図であって、図７に対応する模式図である。
【図２９】図１の変形例を示す断面図である。
【図３０】図１９の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。尚、各実施形態において対応する構成要素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場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【００２６】
（第一実施形態）
図１に示す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は、車両の内燃機関に搭載される。バルブタイミング調整装置１は、「作動液の圧力」として作動油の圧力を利用する液圧式であり、機関トルクの伝達によりカム軸２が開閉する「動弁」として吸気弁９（図１１参照）のバルブタイミングを調整する。
【００２７】
（基本構成）
まず、バルブタイミング調整装置１の基本構成について、説明する。図１〜４に示すように、バルブタイミング調整装置１は、内燃機関においてクランク軸（図示しない）から出力される機関トルクをカム軸２へ伝達する伝達系に設置される回転駆動部１０と、当該駆動部１０を駆動するために作動油の入出を制御する制御部４０とを、備えている。
【００２８】
（回転駆動部）
図１，２に示すように、回転駆動部１０において金属製のハウジングロータ１１は、シューリング１２の軸方向両端部にリアプレート１３及びフロントプレート１５を締結してなる。シューリング１２は、円筒状のハウジング本体１２０、複数のシュー１２１，１２２，１２３並びにスプロケット１２４を、有している。図２に示すように各シュー１２１，１２２，１２３は、ハウジング本体１２０において回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向内側へ突出している。回転方向において隣り合うシュー１２１，１２２，１２３の間には、それぞれ収容室２０が形成されている。スプロケット１２４は、タイミングチェーン（図示しない）を介してクランク軸と連繋する。かかる連繋形態により内燃機関の回転中は、クランク軸からスプロケット１２４へと機関トルクが伝達されることで、ハウジングロータ１１がクランク軸と連動して一定方向（図２の時計方向）に回転する。
【００２９】
図１，２に示すように金属製のベーンロータ１４は、ハウジングロータ１１内に同軸上に収容されており、軸方向両端部をそれぞれリアプレート１３とフロントプレート１５とに摺動させる。ベーンロータ１４は、円筒状の回転軸１４０並びに複数のベーン１４１，１４２，１４３を、有している。回転軸１４０は、カム軸２に対して同軸上に固定されている。かかる固定形態によりベーンロータ１４は、カム軸２と連動してハウジングロータ１１と同一方向（図２の時計方向）に回転可能、且つハウジングロータ１１に対して相対回転可能となっている。
【００３０】
図２に示すように各ベーン１４１，１４２，１４３は、回転軸１４０のうち回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向外側へ突出し、それぞれ対応する収容室２０に収容されている。各ベーン１４１，１４２，１４３は、それぞれ対応する収容室２０を回転方向に分割することで、作動油が入出する進角室２２，２３，２４及び遅角室２６，２７，２８を、ハウジングロータ１１内に区画している。具体的には、シュー１２１及びベーン１４１の間には進角室２２が形成され、シュー１２２及びベーン１４２の間には進角室２３が形成され、シュー１２３及びベーン１４３の間には進角室２４が形成されている。また一方、シュー１２２及びベーン１４１の間には遅角室２６が形成され、シュー１２３及びベーン１４２の間には遅角室２７が形成され、シュー１２１及びベーン１４３の間には遅角室２８が形成されている。
【００３１】
図１，２に示すようにベーン１４１は、回転軸１４０に対して偏心する円筒状の金属製主ロック部材１６０を軸方向に往復移動可能に支持し、作動油の入出する円環空間状の主ロック解除室１６１を当該主ロック部材１６０との間に形成している。図５に示すように主ロック部材１６０は、主ロック解除室１６１へ導入される作動油の圧力消失等により、リアプレート１３の円筒孔状の主ロック孔１６２へと嵌入することで、ハウジングロータ１１に対するベーンロータ１４の回転位相（以下、単に「回転位相」という）を図２の主ロック位相Ｐｍにロックする。また一方、図６〜８に示すように主ロック部材１６０は、主ロック解除室１６１へ導入された作動油の圧力を受けること等により、リアプレート１３の主ロック孔１６２から脱出することで、主ロック位相Ｐｍにおける回転位相のロックを解除する。
【００３２】
図３，４に示すようにベーン１４２は、回転軸１４０に対して偏心する円筒状の金属製副ロック部材１７０を軸方向に往復移動可能に支持し、作動油の入出する円環空間状の副ロック解除室１７１を当該副ロック部材１７０の周囲に形成している。図７に示すように副ロック部材１７０は、副ロック解除室１７１へ導入される作動油の圧力消失により、リアプレート１３の円筒孔状の副ロック孔１７２へと嵌入することで、回転位相を図３の副ロック位相Ｐｓにロックする。また一方、図５，６，８に示すように副ロック部材１７０は、副ロック解除室１７１へ導入された作動油の圧力を受けて、リアプレート１３の副ロック孔１７２から脱出することで、副ロック位相Ｐｓにおける回転位相のロックを解除する。
【００３３】
以上の構成により回転駆動部１０では、各ロック部材１６０，１７０による回転位相のロックが共に解除された状態下、進角室２２，２３，２４への作動油導入且つ遅角室２６，２７，２８からの作動油排出により、回転位相が進角側へ変化する（例えば、図２から図３への変化）。その結果、バルブタイミングが進角調整されることになる。また一方、各ロック部材１６０，１７０による回転位相ロックが共に解除された状態下、遅角室２６，２７，２８への作動油導入且つ進角室２２，２３，２４からの作動油排出により、回転位相が遅角側へ変化する（例えば、図３から図２への変化）。その結果、バルブタイミングが遅角調整されることになる。
【００３４】
（制御部）
図１，５〜８に示す制御部４０において、主進角通路４１は回転軸１４０に形成され、進角室２２，２３，２４と連通している。主遅角通路４５は回転軸１４０に形成され、遅角室２６，２７，２８と連通している。ロック解除通路４９は回転軸１４０に形成され、ロック解除室１６１，１７１の双方と連通している。
【００３５】
主供給通路５０は回転軸１４０に形成され、カム軸２及びその軸受を貫通する搬送通路３を介して、供給源としてのポンプ４に連通している。本実施形態のポンプ４は、内燃機関の運転中に機関トルクを受けて駆動されるメカポンプであり、当該運転中は、ドレンパン５から吸入した作動油を継続して吐出する。それと共に搬送通路３は、カム軸２の回転に拘らず常にポンプ４の吐出口と連通可能となっている。これらのことから、内燃機関がクランキングにより始動して完爆するのに伴って、主供給通路５０への作動油の供給が開始され、内燃機関が停止するのに伴って当該供給も停止することになる。
【００３６】
副供給通路５２は回転軸１４０に形成され、主供給通路５０から分岐している。副供給通路５２は、ポンプ４から供給される作動油を、主供給通路５０を通じて受ける。ドレン回収通路５４は、回転駆動部１０及びカム軸２の外部に設けられている。ドレン回収部としてのドレンパン５と共に大気に開放されるドレン回収通路５４は、当該ドレンパン５へ作動油を排出可能となっている。
【００３７】
図１，２に示すように制御弁６０は、リニアソレノイド６２が発生する駆動力と、付勢部材６４が当該駆動力と反対向きに発生する復原力とを利用して、スリーブ６６内のスプール６８を軸方向に往復移動させるスプール弁である。図１，５〜８に示すように制御弁６０は、進角ポート６６１、遅角ポート６６２、ロック解除ポート６６３、主供給ポート６６４、副供給ポート６６５、及びドレンポート６６６を、スリーブ６６に有している。ここで、進角ポート６６１は主進角通路４１と連通し、遅角ポート６６２は主遅角通路４５と連通し、ロック解除ポート６６３は、ロック解除通路４９と連通している。また、主供給ポート６６４は主供給通路５０と連通し、副供給ポート６６５は副供給通路５２と連通し、ドレンポート６６６はドレン回収通路５４と連通している。制御弁６０は、スプール６８の移動状態に応じて、これらポート６６１，６６２，６６３，６６４，６６５，６６６間の連通及び遮断を切り替える。かかる切り替え作動により制御弁６０は、各室１６１，１７１，２２，２３，２４，２６，２７，２８に対する作動油の入出を制御する。
【００３８】
制御回路８０は、例えばマイクロコンピュータを主体に構成される電子回路であり、リニアソレノイド６２及び内燃機関の各種電装品（図示しない）と電気接続されている。制御回路８０は、内部メモリに記憶のコンピュータプログラムに従って、リニアソレノイド６２への通電を含む内燃機関の運転を制御する。
【００３９】
以上の構成により制御部４０では、スプール６８が図５〜７のロック領域Ｒｌへ移動すると、遅角ポート６６２が主供給ポート６６４と連通することで、ポンプ４から作動油が遅角室２６，２７，２８へ導入される。それと共にロック領域Ｒｌでは、進角ポート６６１及びロック解除ポート６６３が共にドレンポート６６６と連通することで、進角室２２，２３，２４及びロック解除室１６１，１７１の作動油がドレンパン５へ排出される。したがって、ロック領域Ｒｌでは、ロック解除室１６１，１７１から受ける作動油の圧力消失下、ロック部材１６０，１７０のいずれかにより回転位相をロックすることが可能となる。
【００４０】
また一方、スプール６８が図８の遅角領域Ｒｒへ移動すると、進角ポート６６１がドレンポート６６６と連通することで、進角室２２，２３，２４の作動油がドレンパン５へ排出される。それと共に遅角領域Ｒｒでは、遅角ポート６６２とロック解除ポート６６３とがそれぞれ主供給ポート６６４と副供給ポート６６５とに連通することで、ポンプ４から作動油が遅角室２６，２７，２８及びロック解除室１６１，１７１へ導入される。したがって、遅角領域Ｒｒでは、ロック解除室１６１，１７１の作動油から圧力を受けるロック部材１６０，１７０により回転位相のロックを解除して、遅角側への回転位相の変化によるバルブタイミングの遅角調整を実現することが可能となる。
【００４１】
さらに、スプール６８が図８の進角領域Ｒａへ移動すると、遅角ポート６６２がドレンポート６６６と連通することで、遅角室２６，２７，２８の作動油がドレンパン５へ排出される。それと共に進角領域Ｒａでは、進角ポート６６１とロック解除ポート６６３とがそれぞれ主供給ポート６６４と副供給ポート６６５とに連通することで、ポンプ４から作動油が進角室２２，２３，２４及びロック解除室１６１，１７１へ導入される。したがって、進角領域Ｒａでは、ロック解除室１６１，１７１の作動油から圧力を受けるロック部材１６０，１７０により回転位相のロックを解除して、進角側への回転位相の変化によるバルブタイミングの進角調整を実現することが可能となる。
【００４２】
尚、図８の領域Ｒｈは、ポート６６１，６６２，６６４，６６６間を遮断して進角室２２，２３，２４及び遅角室２６，２７，２８に作動油を留めると共に、ロック解除ポート６６３を副供給ポート６６５に連通して作動油をロック解除室１６１，１７１へ導入する保持領域Ｒｈである。故に、かかる保持領域Ｒｈでは、ロック解除された回転位相の変化を抑制して、バルブタイミングを略一定に保つことが可能となる。
【００４３】
（ベーンロータへの変動トルク作用）
次に、カム軸２からベーンロータ１４に作用する変動トルクにつき、説明する。
【００４４】
内燃機関の運転中は、カム軸２により開閉駆動される吸気弁９からのスプリング反力等に起因して生じる変動トルクが、当該カム軸２を通じてベーンロータ１４に作用する。図９に例示するように変動トルクは、ハウジングロータ１１に対する進角側へ作用する負トルクと、ハウジングロータ１１に対する遅角側へ作用する正トルクとの間において交番変動する。ここで本実施形態の変動トルクについては、カム軸２及びその軸受間のフリクション等に起因して、正トルクのピークトルクが負トルクのピークトルクよりも大きくなっており、それらの平均トルクが正トルク側に偏っている。
【００４５】
（主ロック機構）
次に、先述した主ロック部材１６０、主ロック解除室１６１及び主ロック孔１６２に対して、さらに図１，２に示すように、主弾性部材１６３及び一対の感温体１６４，１６５を組み合わせて構成される主ロック機構１６につき、詳細に説明する。
【００４６】
図５〜８に示すように主弾性部材１６３は、金属製のコイルスプリングから構成され、ベーン１４１内に収容されている。主弾性部材１６３は、ベーン１４１及び主ロック部材１６０にそれぞれ一体のスプリング受部１４１ａ，１６０ａ間において、軸方向に弾性変形可能に介装されている。かかる介装形態により主弾性部材１６３は、リアプレート１３側へ向かって主ロック部材１６０を付勢する復原力を発生する。したがって、図５，６に示す主ロック位相Ｐｍにおいて主弾性部材１６３の発生する復原力は、リアプレート１３に形成された主ロック孔１６２への嵌入方向Ｉｍに主ロック部材１６０を付勢する付勢力となる。また、こうした復原力に抗して主ロック解除室１６１の圧力により主ロック部材１６０に作用する駆動力は、図５，６の主ロック位相Ｐｍにおいては、主ロック孔１６２からの脱出方向Ｅｍへ主ロック部材１６０を付勢する付勢力となる。
【００４７】
各感温体１６４，１６５は、それぞれ高膨張層１６４ａ，１６５ａに低膨張層１６４ｂ，１６５ｂを積層された円環板状のバイメタルから構成され、ベーン１４１内に収容されている。各感温体１６４，１６５は、それぞれの内周部を軸方向に相互接触させた状態で、主ロック部材１６０に同軸上に外嵌されている。ここで、主ロック部材１６０のスプリング受部１６０ａに外周部が接離可能となっている感温体１６４は、低膨張層１６４ｂに対して、線膨張係数の高い高膨張層１６４ａをスプリング受部１６０ａ側に有している。また一方、ベーン１４１に一体に設けられた段差部１４１ｂに外周部が接離可能となっている感温体１６５は、低膨張層１６５ｂに対して、線膨張係数の高い高膨張層１６５ａを段差部１４１ｂ側に有している。
【００４８】
こうした構成により感温体１６４，１６５は、主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０と、「支持ロータ」としてのベーンロータ１４との間に配置された形となっており、それぞれ周囲温度に従って膨縮することになる。
【００４９】
具体的に、周囲温度が設定温度Ｔ（後に詳述する図１２，１３参照）以上となるときに各感温体１６４，１６５は、低膨張層１６４ｂ，１６５ｂよりも高膨張層１６４ａ，１６５ａを膨張させることで、図５，８に示す如き第一状態へと切り替わる。かかる切り替えにより、特に主ロック解除室１６１の圧力消失時には、主弾性部材１６３の復原力による嵌入方向Ｉｍへの主ロック部材１６０の移動が、許容される。故にこのとき、回転位相が図５の主ロック位相Ｐｍに到達している状況では、主弾性部材１６３の復原力による主ロック部材１６０の主ロック孔１６２への嵌入が、許容されることになる。
【００５０】
また一方、周囲温度が設定温度Ｔ未満となるときに各感温体１６４，１６５は、それぞれ低膨張層１６４ｂ，１６５ｂよりも高膨張層１６４ａ，１６５ａを収縮させることで、図６，７に示す如き第二状態へと切り替わる。かかる切り替えにより、特に主ロック解除室１６１の圧力消失時には、主弾性部材１６３の復原力に抗して主ロック部材１６０が、脱出方向Ｅｍに付勢されて移動する。故にこのとき、回転位相が図６の主ロック位相Ｐｍに到達している状況では、主弾性部材１６３の復原力に抗して主ロック部材１６０が主ロック孔１６２から脱出することになる。尚、本実施形態において設定温度Ｔは、主ロック位相Ｐｍにおいて主ロック部材１６０が主ロック孔１６２への嵌入状態から主ロック孔１６２からの脱出状態へ切り替わるときの各感温体１６４，１６５の周囲温度と実質一致するように、例えば−１０℃等の値に予設定されている。
【００５１】
以上の構成下、主ロック部材１６０の主ロック孔１６２への嵌入により実現される主ロック位相Ｐｍは、図２，１０に示す如く最遅角位相に予設定されている。そして、特に本実施形態の主ロック位相Ｐｍは、図１１に示すように、内燃機関の気筒７内のピストン８が下死点ＢＤＣに到達するタイミングよりも遅いタイミングにて、吸気弁９を閉じるための回転位相に、予設定されている。
【００５２】
（副ロック機構）
次に、先述した副ロック部材１７０、副ロック解除室１７１及び副ロック孔１７２に対して、さらに図３，４に示すように、副弾性部材１７３及び制限溝１７４を組み合わせて構成される副ロック機構１７につき、詳細に説明する。
【００５３】
図５〜８に示すように副弾性部材１７３は、金属製のコイルスプリングから構成され、ベーン１４２内に収容されている。副弾性部材１７３は、ベーン１４２及び副ロック部材１７０にそれぞれ一体のスプリング受け１４２ａ，１７２ａ間において、軸方向に弾性変形可能に介装されている。かかる介装形態により副弾性部材１７３は、リアプレート１３側へ向かって副ロック部材１７０を付勢する復原力を発生する。したがって、図７，８に示す副ロック位相Ｐｓにおいて副弾性部材１７３の発生する復原力は、リアプレート１３に形成された副ロック孔１７２への嵌入方向Ｉｓに副ロック部材１７０を付勢する付勢力となる。また、こうした復原力に抗して副ロック解除室１７１の圧力により副ロック部材１７０に作用する駆動力は、図８の副ロック位相Ｐｓにおいては、副ロック孔１７２からの脱出方向Ｅｓへ副ロック部材１７０を付勢する付勢力となる。
【００５４】
制限溝１７４は、リアプレート１３において回転方向に延伸する長孔状に形成され、中途部の溝底に副ロック孔１７２を開口させている。かかる開口形態により、副ロック位相Ｐｓを挟む両側の回転位相範囲にて副ロック部材１７０が制限溝１７４に進入することで、主ロック位相Ｐｍよりも進角側の当該範囲内に回転位相を制限することが、可能となっている。また、回転位相が副ロック位相Ｐｓに到達したときに副ロック部材１７０は、進入状態の制限溝１７４から副ロック孔１７２へ嵌入することが可能となっている。
【００５５】
以上の構成下、副ロック部材１７０の副ロック孔１７２への嵌入により実現される副ロック位相Ｐｓは、図３，１０に示す如く主ロック位相Ｐｍよりも進角した回転位相に、予設定されている。そして、特に本実施形態の副ロック位相Ｐｓは、図１１に示すように、内燃機関の気筒７内のピストン８が下死点ＢＤＣに到達するタイミング乃至はその近傍のタイミングにて、吸気弁９を閉じるための回転位相に、予設定されている。
【００５６】
（作動）
次に、第一実施形態の作動を詳細に説明する。
【００５７】
（Ａ）  通常運転
始動により完爆した後における内燃機関の通常運転時には、図１２，１３に示すように、ポンプ４からの作動油供給が内燃機関の回転速度に応じた圧力にて継続されると共に、内燃機関の運転に応じた設定温度Ｔ以上の周囲温度にて感温体１６４，１６５が第一状態となる（図８）。故に、各ロック解除室１６１，１７１へ導入される作動油の圧力により各ロック部材１６０，１７０が脱出方向Ｅｍ，Ｅｓへと付勢されて、各ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでの回転位相ロックがいずれも図８の如く解除されたままとなる（図８）。そして、かかるロック解除下、スプール６８の移動位置を領域Ｒｒ，Ｒａ，Ｒｈの中にて変更することで、バルブタイミングが適宜調整される。
【００５８】
尚、内燃機関の始動直後の通常運転時に各感温体１６４，１６５の周囲温度が設定温度Ｔ未満となる場合には、それら感温体１６４，１６５が第二状態となる。しかし、各ロック解除室１６１，１７１の圧力により各ロック部材１６０，１７０が脱出方向Ｅｍ，Ｅｓへと付勢されるので、この場合にも、各ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでの回転位相ロックがいずれも解除されたままとなる。
【００５９】
（Ｂ）  停止
車両においてエンジンスイッチのオフ等の停止指令に応じた内燃機関の停止時には、図１２，１３に示すように、ポンプ４からの作動油の供給圧力が内燃機関の慣性回転速度に応じて漸次減少する。このとき、作動油の供給圧力が比較的高いことにより、上記（Ａ）と同様にして各ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでの回転位相ロックが解除されているうちに、スプール６８をロック領域Ｒｌへ移動させる。その結果、図１２，１３に示すように本実施形態では、最遅角位相である主ロック位相Ｐｍに回転位相が到達した後、当該到達位相Ｐｍのまま内燃機関が完全に回転を停止させた状態となる。
【００６０】
（Ｃ）  設定温度Ｔ以上での始動
車両においてエンジンスイッチのオン等の始動指令に応じた内燃機関の始動時には、図１２に示すように完爆までの間はポンプ４からの作動油供給が開始されず、設定温度Ｔ以上の周囲温度にて感温体１６４，１６５が第一状態となる（図５）。この始動の直後において回転位相は、主ロック位相Ｐｍにあり、また完爆までの間は、スプール６８がロック領域Ｒｌに移動位置を保持される。故に、主ロック解除室１６１の圧力消失下、主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、主ロック孔１６２へと嵌入する（図５）。それと共に、副ロック解除室１７１の圧力消失下、副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２及び制限溝１７４の外部にてリアプレート１３と接触する（図５）。したがって、これら嵌入並びに接触の結果、図１２に示すように回転位相が主ロック位相Ｐｍにロックされた状態にて、内燃機関が完爆することとなる。
【００６１】
（Ｄ）  設定温度Ｔ未満での始動
始動指令に応じた内燃機関の始動時において、図１３に示すようにポンプ４からの作動油供給が開始されない状態下、設定温度Ｔ未満の周囲温度では感温体１６４，１６５が第二状態となる（図６）。この始動の直後においても、回転位相が主ロック位相にあると共に、完爆までの間は、スプール６８がロック領域Ｒｌに移動位置を保持される。故に、主ロック解除室１６１の圧力消失下、主弾性部材１６３の復原力の方向とは反対に向かって主ロック部材１６０が主ロック孔１６２から脱出する（図６）ことで、主ロック位相Ｐｍでのロックが解除される。すると、ベーンロータ１４は、変動トルクとして負トルクの作用を受けるときに、ハウジングロータ１１に対する進角側へと相対回転して、回転位相を主ロック位相Ｐｍよりも進角させる。その結果、副ロック解除室１７１の圧力消失下、副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、まず、制限溝１７４へと進入する。かかる進入により、正トルク作用時のベーンロータ１４がハウジングロータ１１に対する遅角側へと相対回転しても、主ロック位相Ｐｍへの回転位相の戻りが図１３の如く制限されることとなる。
【００６２】
また、こうした制限溝１７４への進入後、負トルク作用により回転位相がさらに進角して副ロック位相Ｐｓに到達すると、副ロック解除室１７１の圧力消失下、副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２に嵌入する（図７）。このとき、主ロック解除室１６１の圧力消失下、主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、主ロック孔１６２の外部にてリアプレート１３と接触する（図７）。したがって、これら嵌入並びに接触の結果、図１３に示すように、回転位相が副ロック位相Ｐｓにロックされた状態にて、内燃機関が完爆することとなる。
【００６３】
（作用効果）
次に、以上説明した第一実施形態の作用効果を説明する。
【００６４】
第一実施形態において内燃機関の設定温度Ｔ以上での始動時には、主ロック位相Ｐｍへ到達している回転位相が主ロック機構１６によりロックされる。ここで主ロック位相Ｐｍは、気筒７内のピストン８が下死点ＢＤＣに到達するよりも遅いタイミングにて吸気弁９を閉じるための回転位相であるので、ピストンの下死点ＢＤＣ到達後のリフトアップにより気筒７内のガスが吸気系へ押し出されることで、実圧縮比が低下する。故に、設定温度Ｔ以上という比較的高温環境下での内燃機関始動時には、ノッキングやプリイグニション、不快な振動乃至は騒音の発生を抑制できる。
【００６５】
また一方、内燃機関の設定温度Ｔ未満での始動時には、主ロック位相Ｐｍにおける回転位相ロックが主ロック機構１６により解除されるため、カム軸２から作用する負トルクによりベーンロータ１４がハウジングロータ１１に対する進角側へと相対回転する。その結果、主ロック位相Ｐｍよりも進角した副ロック位相Ｐｓへ回転位相が到達すると、副ロック機構１７により当該回転位相がロックされて、吸気弁９を閉じるタイミングが可及的に早くなる。故に、気筒７内からのガスの押し出し量が減少して、気筒７内の温度が実圧縮比と共に上昇する。したがって、例えば極低温環境下での車両の長時間放置後等、設定温度Ｔ未満という低温環境下での内燃機関始動時にあっても、着火性を向上させて始動性を確保できるのである。
【００６６】
以上、第一実施形態によれば、環境温度に適した内燃機関の始動を実現することが、可能となる。
【００６７】
また、第一実施形態において主ロック機構１６は、ハウジングロータ１１に形成の主ロック孔１６２に対して、ベーンロータ１４に支持される主ロック部材１６０を嵌入又は脱出させることで、主ロック位相Ｐｍでのロックと解除とをそれぞれ実現する。ここで特に、主弾性部材１６３の復原力を受けて嵌入方向Ｉｍに付勢される主ロック部材１６０は、設定温度Ｔ以上では第一状態となる感温体１６４，１６５により、主ロック孔１６２への嵌入が許容される。故に、設定温度Ｔ以上での内燃機関始動時には、主ロック位相Ｐｍへ到達している回転位相が主ロック孔１６２への主ロック部材１６０の嵌入によりロックされることで、ノッキングやプリイグニション、不快な振動の発生が確実に抑制され得る。また一方、設定温度Ｔ未満では第二状態となる感温体１６４，１６５により主ロック部材１６０は、主弾性部材１６３の復原力の方向とは反対となる脱出方向Ｅｍに付勢される。故に、設定温度Ｔ未満での内燃機関始動時には、主ロック孔１６２からの主ロック部材１６０の脱出により主ロック位相Ｐｍでのロックを解除されることで、負トルクを利用した副ロック位相Ｐｓでのロックが可能となるので、始動性が確実に確保され得る。したがって、以上によれば、環境温度に適した内燃機関始動の信頼性を高めることが、可能である。
【００６８】
さらに第一実施形態では、上述の如き構成の主ロック機構１６に準じて副ロック機構１７は、ハウジングロータ１１に形成の副ロック孔１７２に対して、ベーンロータ１４に支持される副ロック部材１７０を嵌入又は脱出させることで、副ロック位相Ｐｓでのロックと解除とをそれぞれ実現する。ここで特に、主ロック機構１６の主ロック部材１６０及び副ロック機構１７の副ロック部材１７０は、内燃機関の完爆に伴って供給が開始される作動油の圧力が内燃機関始動時には消失していることにより、主ロック孔１６２及び副ロック孔１７２のうち入出対象への嵌入を許容される。故に、設定温度Ｔ以上での内燃機関始動時に主ロック部材１６０は、感温体１６４，１６５によっても許容された主ロック孔１６２への嵌入により、回転位相を主ロック位相Ｐｍにロックする。また一方、設定温度Ｔ未満での内燃機関始動時に主ロック部材１６０は、感温体１６４，１６５によっては主弾性部材１６３の復原力の方向とは反対となる脱出方向Ｅｍに付勢されることで、主ロック位相Ｐｍでのロックを解除する。故に、ロック解除の結果、負トルク作用により回転位相が副ロック位相Ｐｓに到達すると、副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、作動油の圧力消失に応じて許容された副ロック孔１７２への嵌入により、回転位相をロックする。したがって、以上によれば、主ロック位相Ｐｍ及び副ロック位相Ｐｓのうち環境温度に応じた回転位相でのロック機能を確実に発揮して、環境温度に適した内燃機関始動の信頼性を高めることが、可能となるのである。
【００６９】
尚、第一実施形態において主ロック機構１６の主ロック部材１６０及び副ロック機構１７の副ロック部材１７０は、作動油の圧力を受けることにより、主ロック孔１６２及び副ロック孔１７２のうち入出対象からの脱出方向Ｅｍに付勢される。故に、内燃機関の完爆後の通常運転中は、供給を開始された作動油の圧力を受ける主ロック部材１６０及び副ロック部材１７０のいずれもが、入出対象から脱出して回転位相のロックを解除した状態となるので、回転位相変化による自由なバルブタイミング調整が可能となるのである。
【００７０】
またさらに、第一実施形態において主ロック部材１６０は、それを支持するベーンロータ１４との間に、周囲温度に従って膨縮するバイメタルから構成の感温体１６４，１６５を配置されることで、それら感温体１６４，１６５の膨縮状態に応じて作動する。即ち、設定温度Ｔ以上において感温体１６４，１６５が第一状態へと切り替わることで、主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、主ロック孔１６２への嵌入により回転位相を主ロック位相Ｐｍにロックする。また一方、設定温度Ｔ未満において感温体１６４，１６５が第二状態へと切り替わることで、主ロック部材１６０は、主弾性部材１６３の復原力に抗した主ロック孔１６２からの脱出により、主ロック位相Ｐｍでのロックを解除する。このようにバイメタルを感温体１６４，１６５として利用することによれば、主ロック機構１６の構造を簡素にしつつ、主ロック機構１６の機能を適正に発揮することができる。さらに第一実施形態では、一対の感温体１６４，１６５が軸方向に配置されることで、それら感温体１６４，１６５の膨縮に伴う主ロック部材１６０の移動量が大きくなっているので、第一状態と第二状態との切り替えが確実である。したがって、以上によれば、環境温度に適した内燃機関始動を、簡素な構造により高い信頼性をもって実現可能となるのである。
【００７１】
（第二実施形態）
図１４〜１８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る。
【００７２】
（主ロック機構）
第二実施形態において主ロック機構２０１６の主ロック部材２１６０は、金属製ピストン２１６０ａに金属製可動シリンダ２１６０ｂを組み合わせて、構成されている。具体的にピストン２１６０ａは、主ロック孔１６２に入出可能な円柱状に形成され、軸方向において往復移動可能にベーン１４１内に収容されている。可動シリンダ２１６０ｂは、ピストン２１６０ａが同軸上に進退可能な内室２１６０ｃを有する円筒箱状に形成され、軸方向において往復移動可能にベーン１４１に支持されている。ここで、可動シリンダ２１６０ｂの一端部には、内室２１６０ｃの感温体２１６４（後に詳述）をシールするようにピストン２１６０ａが嵌合することで、当該ピストン２１６０ａが可動シリンダ２１６０ｂを介してベーン１４１に支持されている。また特に、ピストン２１６０ａが内室２１６０ｃから退出した図１５，１８の状態において可動シリンダ２１６０ｂからのピストン２１６０ａの抜けを防止するように、抜け止め構造（図示しない）が設けられている。さらに、可動シリンダ２１６０ｂは、ベーン１４１との間に主ロック解除室１６１を形成していると共に、同ベーン１４１のスプリング受け１４１ａとの間に主弾性部材１６３を挟持している。
【００７３】
こうした構成下、図１５に示すように可動シリンダ２１６０ｂを介して主弾性部材１６３の復原力を受けるピストン２１６０ａは、主ロック解除室１６１にて可動シリンダ２１６０ｂと接触する作動油の圧力消失等により、図１５の如く主ロック孔１６２へ嵌入する。かかる嵌入によりピストン２１６０ａは、第一実施形態と同様に予設定される主ロック位相Ｐｍに、回転位相をロックする。また一方、図１６〜１８に示すようにピストン２１６０ａは、主ロック解除室１６１の圧力を受けること等により、主弾性部材１６３の復原力の方向とは反対に向かって主ロック孔１６２から脱出することで、主ロック位相Ｐｍにおける回転位相のロックを解除する。
【００７４】
さらに図１４〜１８に示すように、第二実施形態の主ロック機構２０１６に設けられる感温体２１６４は、可動シリンダ２１６０ｂの内室２１６０ｃに封入される液状の非圧縮性サーモワックスから、構成されている。かかる感温体２１６４は、主弾性部材１６３の復原力を受ける可動シリンダ２１６０ｂ内にて、周囲温度に従って膨縮することになる。
【００７５】
具体的に、周囲温度が設定温度Ｔ以上となるときに感温体２１６４は、体積膨張することで、図１５，１８に示す如き第一状態へと切り替わる。かかる切り替えにより、特に主ロック解除室１６１の圧力消失時には、主弾性部材１６３の復原力による嵌入方向Ｉｍへの可動シリンダ２１６０ｂ及びピストン２１６０ａの移動が、許容される。故にこのとき、回転位相が図１５の主ロック位相Ｐｍに到達している状況では、主弾性部材１６３の復原力を受けるピストン２１６０ａは、主ロック孔１６２への嵌入を許容されることになる。
【００７６】
また一方、周囲温度が設定温度Ｔ未満となるときに感温体２１６４は、体積収縮することで、図１６，１７に示す如き第二状態へと切り替わる。かかる切り替えにより、特に主ロック解除室１６１の圧力消失時には、主弾性部材１６３の復原力の方向とは反対となる脱出方向Ｅｍに、ピストン２１６０ａが付勢されて移動する。故にこのとき、回転位相が図１６の主ロック位相Ｐｍに到達している状況では、主弾性部材１６３の復原力の方向とは反対に向かってピストン２１６０ａが主ロック孔１６２から脱出することになる。尚、本実施形態において設定温度Ｔは、主ロック位相Ｐｍにおいてピストン２１６０ａが主ロック孔１６２への嵌入状態から主ロック孔１６２からの脱出状態へ切り替わるときの感温体２１６４の周囲温度と一致するように、例えば−１０℃等の値に予設定されている。
【００７７】
（作動・作用効果）
以上説明した第二実施形態では、第一実施形態の各作動（Ａ）〜（Ｄ）における「感温体１６４，１６５」及び「主ロック部材１６０」を、それぞれ「感温体２１６４」及び「ピストン２１６０ａ」と読み替えた作動が、実施されることになる。故に内燃機関始動時には、設定温度Ｔ以上では、主ロック位相Ｐｍへ到達している回転位相が主ロック機構２０１６によりロックされる一方、設定温度Ｔ未満では、当該回転位相ロックが主ロック機構２０１６により解除されることになる。したがって、第一実施形態と同様の原理により、環境温度に適した内燃機関の始動を実現することが、可能となるのである。
【００７８】
また、第二実施形態の各ロック機構２０１６，１７は、ロック孔１６２，１７２に対して、可動要素２１６０ａ，１７０を嵌入又は脱出させることで、ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでのロックと解除とをそれぞれ実現する。ここで特に、各ロック機構２０１６，１７の可動要素であるピストン２１６０ａと副ロック部材１７０とは、内燃機関の完爆に伴って供給が開始される作動油の圧力が内燃機関始動時に消失していることにより、ロック孔１６２，１７２のうち入出対象への嵌入を許容される。さらにピストン２１６０ａ及び副ロック部材１７０は、作動油の圧力を受けることにより、ロック孔１６２，１７２のうち入出対象からの脱出方向Ｅｍに付勢される。これらのことから、第二実施形態では第一実施形態と同様にして、環境温度に適した内燃機関始動の信頼性を高めると共に、回転位相変化による自由なバルブタイミング調整を実現することが、可能となるのである。
【００７９】
またさらに、第二実施形態においてピストン２１６０ａに可動シリンダ２１６０ｂを組み合わせた主ロック部材２１６０は、サーモワックスから構成の感温体２１６４を、ピストン２１６０ａの進退する可動シリンダ２１６０ｂの内室２１６０ｃに液密に封入されている。かかる封入形態により主ロック部材２１６０は、感温体２１６４の周囲温度に従う膨縮状態に応じて作動することになる。即ち、設定温度Ｔ以上において感温体２１６４が第一状態へと切り替わることで、主ロック部材２１６０は、主弾性部材１６３の復原力を受けるピストン２１６０ａの主ロック孔１６２への嵌入により、回転位相を主ロック位相Ｐｍにロックする。また一方、設定温度Ｔ未満において感温体２１６４が第二状態へと切り替わることで、主ロック部材２１６０は、主弾性部材１６３の復原力の方向とは反対に向かうピストン２１６０ａの主ロック孔１６２からの脱出により、主ロック位相Ｐｍでのロックを解除する。このように可動シリンダ２１６０ｂの内室２１６０ｃに封入されたサーモワックスを感温体２１６４として利用することによれば、当該感温体２１６４の膨縮量を安定させて、主ロック機構２０１６の機能を適正且つ確実に発揮することができる。したがって、環境温度に適した内燃機関始動の信頼性を高めることが、可能となるのである。
【００８０】
（第三実施形態）
図１９に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。尚、本実施形態における内燃機関の停止及び始動については、エンジンスイッチＳＷのオフ指令及びオン指令に応じる場合と、制御回路８０を含んで構成されるアイドルストップシステムＩＳＳのアイドルストップ指令及び再始動指令に応じる場合とがある。
【００８１】
（ベーンロータの付勢構造）
図１９に示す第三実施形態においては、ベーンロータ１４を副ロック位相Ｐｓへ向かって付勢するための付勢構造が、追加されている。具体的に各ロータ１１，１４には、それぞれ係止ピン３１１０，３１４６が設けられている。第一係止ピン３１１０は、フロントプレート１５においてシューリング１２とは軸方向反対側へ突出する円柱状に、形成されている。第二係止ピン３１４６は、回転軸１４０においてフロントプレート１５と実質平行なアームプレート３１４７から軸方向の当該プレート１５側へと突出する円柱状に、形成されている。これら各係止ピン３１１０，３１４６は、ロータ１１，１４の回転中心線から実質同一距離だけ偏心した箇所に、軸方向では互いにずれて配置されている。
【００８２】
フロントプレート１５及びアームプレート３１４７の間には、進角弾性部材３０１９が配置されている。進角弾性部材３０１９は、実質同一平面上にて金属素線を巻いてなる渦巻きスプリングであり、その渦巻き中心がロータ１１，１４の回転中心線と心合わせされている。進角弾性部材３０１９の内周側端部は、回転軸１４０の外周部に巻装されている。進角弾性部材３０１９の外周側端部は、Ｕ字状に屈曲されて係止部３１９０を形成している。係止部３１９０は、係止ピン３１１０，３１４６のうち回転位相に応じたピンにより、係止可能となっている。
【００８３】
以上の構成下、副ロック位相Ｐｓよりも遅角側、即ちロック位相Ｐｓ，Ｐｍの間に回転位相が変化した状態では、進角弾性部材３０１９の係止部３１９０が第一係止ピン３１１０に係止される。このとき、第二係止ピン３１４６は係止部３１９０から離脱するので、進角弾性部材３０１９がねじり弾性変形により発生する復原力は、ハウジングロータ１１に対する進角側の回転トルクとしてベーンロータ１４に作用する。即ちベーンロータ１４は、進角側の副ロック位相Ｐｓへ向かって付勢されることになる。ここで、ロック位相Ｐｓ，Ｐｍの間において進角弾性部材３０１９の復原力は、遅角側に偏った変動トルクの平均値（第一実施形態で説明した図９参照）よりも大きくなるように、設定されている。また一方、副ロック位相Ｐｓよりも進角側に回転位相が変化した状態では、係止部３１９０が第二係止ピン３１４６に係止される。このとき、第一係止ピン３１１０は係止部３１９０から離脱するので、進角弾性部材３０１９によるベーンロータ１４の付勢作用は制限されることになる。
【００８４】
（主ロック機構）
図１９に示すように、第三実施形態の主ロック機構３０１６は、可動体３１６６、制御弾性部材３１６７及び感温体３１６８を、さらに有している。
【００８５】
図２０〜２３に示すように可動体３１６６は、可動ピストン３１６４及び可動底３１６５を組み合わせてなる。可動ピストン３１６４は、金属により円柱状に形成され、二段円筒状の主ロック孔１６２のうちベーンロータ１４側の大径孔部１６２ａ内と反対側の小径孔部１６２ｂ内とに跨って同軸上に収容されている。可動ピストン３１６４において軸方向両端部には、軸方向中間部よりも大径のフランジ部３１６４ａ，３１６４ｂがそれぞれ設けられている。ここで、ベーンロータ１４側のフランジ部３１６４ａは大径孔部１６２ａ内に遊挿され、ベーンロータ１４とは反対側のフランジ部３１６４ｂは小径孔部１６２ｂ内に嵌挿されている。
【００８６】
可動底３１６５は、金属により二段円柱状に形成され、大径底部３１６５ａよりも小径底部３１６５ｂをベーンロータ１４側に位置させている。可動底３１６５の各底部３１６５ａ，３１６５ｂは、大径孔部１６２ａ内に同軸上に収容されている。ここで、大径底部３１６５ａは大径孔部１６２ａ内に嵌挿され、小径底部３１６５ｂは大径孔部１６２ａ内に遊挿されている。また、ベーンロータ１４側に向かって凹む大径底部３１６５ａ内には、フランジ部３１６４ａが挿入されることで、主ロック孔１６２内では、可動底３１６５と可動ピストン３１６４とが一体に軸方向に往復移動可能となっている。
【００８７】
こうした構成の可動体３１６６は、図２１，２２に示す閉塞位置Ｌｃへ移動することで、大径孔部１６２ａのうちベーンロータ１４側（即ち、小径孔部１６２ｂとは反対側）の開口部１６２ｃを実質閉塞する。かかる閉塞により、図２１に示す主ロック位相Ｐｍでは、主ロック孔１６２への主ロック部材１６０の嵌入が禁止、即ち回転位相ロックが解除される。このとき特に本実施形態では、大径孔部１６２ａに設けられたストッパ部１６２ｄにより、大径底部３１６５ａが係止されるようになっている。
【００８８】
また一方で可動体３１６６は、図２０，２３に示すように、閉塞位置Ｌｃよりもベーンロータ１４とは反対側（即ち、小径孔部１６２ｂ側）の開放位置Ｌｏへ移動することで、開口部１６２ｃを開放する。かかる開放により、図２０に示す主ロック位相Ｐｍでは、主ロック孔１６２への主ロック部材１６０の嵌入が許容、即ち回転位相ロックが許容される。ここで特に本実施形態では、開放位置Ｌｏのうち開口部１６２ｃを最も開放する図２０の最大開放位置Ｌｏｍａｘまで可動体３１６６が移動したときには、大径孔部１６２ａに設けられたストッパ部１６２ｅにより、大径底部３１６５ａが係止されるようになっている。
【００８９】
図２０〜２３に示すように制御弾性部材３１６７は、金属製のコイルスプリングであり、小径孔部１６２ｂ内に収容されている。制御弾性部材３１６７は、リアプレート１３に設けられたスプリング受部１３０と、小径孔部１６２ｂ内に配置されたフランジ部３１６４ｂとの間に、軸方向において介装されている。かかる介装形態により制御弾性部材３１６７は、可動体３１６６の各構成要素３１６４，３１６５を軸方向のベーンロータ１４側へと付勢するように、復原力を発生する。したがって、図２０，２１に示す主ロック位相Ｐｍにおいて、要素１６０，３１６６（３１６５）同士が接触するときに制御弾性部材３１６７の復原力は、主弾性部材１６３から可動体３１６６側へ作用する方向Ｉｍの復原力に対して、主ロック部材１６０側へ作用する方向Ｅｍの付勢力となる。
【００９０】
図２０〜２３に示すように感温体３１６８は、液状の非圧縮性サーモワックスからなり、周囲温度に従う膨縮特性を有している。感温体３１６８は、小径孔部１６２ｂに設けられた仕切部材１６２ｆと、小径孔部１６２ｂ内のうち当該部材１６２ｆよりもベーンロータ１４と反対側に配置されたフランジ部３１６４ｂとの間に、液密に封入されている。
【００９１】
このような構成を備える感温体３１６８は、環境温度に応じた当該感温体３１６８の周囲温度に従って膨縮することにより、可動体３１６６の往復移動を制御する。具体的に、周囲温度が設定温度Ｔ（後に詳述する図２４〜２７参照）以上となる場合に感温体３１６８は、体積膨張により第一状態へと切り替わることで、内圧を一定以上に上昇させる。その結果、感温体３１６８から設定温度Ｔ以上での内圧を受ける可動体３１６６は、図２０の主ロック位相Ｐｍにて主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０と接触したまま、制御弾性部材３１６７の復原力に抗して開放位置Ｌｏまで駆動可能となる。またこのときには、主ロック部材１６０とは反対側の開放位置Ｌｏまで移動した可動体３１６６により、主ロック孔１６２が開放されるので、主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、図２０の如く当該孔１６２へと嵌入可能となる。
【００９２】
また一方、周囲温度が設定温度Ｔ未満となる場合に感温体３１６８は、体積収縮により第二状態へと切り替わることで、内圧を一定未満に低下させる。その結果、感温体３１６８から設定温度Ｔ未満での内圧を受ける可動体３１６６は、図２１の主ロック位相Ｐｍにて主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０と接触したまま、当該復原力に抗して閉塞位置Ｌｃまで駆動可能となる。またこのときには、主ロック部材１６０側の閉塞位置Ｌｃまで移動した可動体３１６６により、主ロック孔１６２が閉塞されるので、図２１の如く主ロック部材１６０は、主弾性部材１６３の復原力に抗して当該孔１６２から押出された脱出状態となる。尚、本実施形態の設定温度Ｔは、主ロック位相Ｐｍにて主ロック部材１６０が主ロック孔１６２への嵌入状態から主ロック孔１６２からの脱出状態へ切り替わるとき、即ち可動体３１６６が開放位置Ｌｏから閉塞位置Ｌｃへ切り替わるときの感温体３１６８の周囲温度と実質一致するように、例えば−１０℃等の温度に予設定されている。
【００９３】
（作動）
次に、第三実施形態の作動を詳細に説明する。
【００９４】
（ａ）  通常運転
内燃機関の通常運転中は、図２４〜２６に示すように、ポンプ４からの作動油供給が内燃機関の回転速度に応じた高い圧力にて継続される。その結果、各ロック解除室１６１，１７１へ導入される作動油の圧力により各ロック部材１６０，１７０が脱出方向Ｅｍ，Ｅｓへと付勢されて、各ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでの回転位相ロックが解除される（図２３）。ここで、特に主ロック位相Ｐｍでのロック解除については、可動体３１６６の移動位置に拘らず、作動油の圧力により実現される。そして、こうしたロック解除下、スプール６８の移動位置を領域Ｒｒ，Ｒａ，Ｒｈの中にて変更することで、バルブタイミングが適宜調整される。
【００９５】
（ｂ）  アイドルストップ・再始動
アイドルストップシステムＩＳＳのアイドルストップ指令に応じた内燃機関のアイドルストップ時には、図２４，２５に示すように、燃料カットにより内燃機関を慣性回転状態とする前に、スプール６８をロック領域Ｒｌへ移動させる。このときポンプ４からの作動油供給は、内燃機関の回転速度に応じた高い圧力にて継続される。故に、遅角室２６，２７，２８の作動液圧力により回転位相が最遅角位相としての主ロック位相Ｐｍまで変化する。
【００９６】
こうした主ロック位相Ｐｍへの変化後、内燃機関を慣性回転状態とすると、ポンプ４からの作動油の供給圧力は、図２４，２５に示すように当該慣性回転の速度に応じて漸次減少する。このとき、主ロック解除室１６１の圧力が消失しており、主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、制御弾性部材３１６７の復原力を受ける可動体３１６６と接触する（図２０，２１）。またこのとき、副ロック解除室１７１の圧力消失下で副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２及び制限溝１７４の外部においてリアプレート１３と接触する（図２０，２１）。これら嵌入及び接触の結果、主ロック位相Ｐｍにおいて内燃機関が一時停止状態となる。
【００９７】
アイドルストップシステムＩＳＳによる内燃機関の一時停止中、図２４に示すように周囲温度が設定温度Ｔ以上である場合には、第一状態となる感温体３１６８により可動体３１６６が、当該温度Ｔの変化に僅かに遅れて開放位置Ｌｏの範囲にて閉塞位置Ｌｃ側に駆動される。これにより開放状態となる主ロック孔１６２には、主ロック部材１６０が嵌入することで、回転位相が主ロック位相Ｐｍにロックされる。
【００９８】
図２４に示す設定温度Ｔ以上でのロック実現下、アイドルストップシステムＩＳＳの再始動指令に応じてクランキングが開始される内燃機関の再始動時には、可動体３１６６は開放位置Ｌｏにある。このとき、スプール６８の移動位置はロック領域Ｒｌに保持され、且つポンプ４からの作動油供給は実質止まったままとなる。これらにより、主ロック解除室１６１の圧力消失下にて主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、開放された主ロック孔１６２への嵌入状態を維持する（図２０）。それと共に、副ロック解除室１７１の圧力消失下にて副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２及び制限溝１７４の外部においてリアプレート１３と接触する（図２０）。こうした嵌入及び接触の結果、回転位相が主ロック位相Ｐｍにロックされた状態で、内燃機関が完爆することとなる。
【００９９】
以上に対して、アイドルストップシステムＩＳＳによる内燃機関の一時停止中、図２５に示すように周囲温度が設定温度Ｔ未満に低下すると、感温体３１６８が収縮して第二状態となることで、可動体３１６６が閉塞位置Ｌｃまで駆動される（図２１）。これにより閉塞される主ロック孔１６２からは、主ロック部材１６０が押出された脱出状態となることで、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックが解除される。
【０１００】
図２５に示す設定温度Ｔ未満でのロック解除下、アイドルストップシステムＩＳＳの再始動指令に応じてクランキングが開始される内燃機関の再始動時には、可動体３１６６が閉塞位置Ｌｃに留められる。このとき、スプール６８の移動位置はロック領域Ｒｌに保持され、且つポンプ４からの作動油供給は実質止まったままとなる。これらにより、主ロック解除室１６１の圧力消失下にて主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、制御弾性部材３１６７の復原力を受ける可動体３１６６と接触して、主ロック孔１６２からの脱出状態を維持する（図２１）。
【０１０１】
こうして主ロック位相Ｐｍでのロックを解除されたベーンロータ１４は、負トルクの作用時にハウジングロータ１１に対する進角側へと相対回転することで、主ロック位相Ｐｍから回転位相を進角させる。その結果、副ロック解除室１７１の圧力消失下にて副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、まず、制限溝１７４へ進入する。これにより、正トルク作用時のベーンロータ１４がハウジングロータ１１に対する遅角側へと相対回転しても、主ロック位相Ｐｍへの回転位相の戻りは、図２５の如く制限されることになる。
【０１０２】
またこの後、負トルクの作用により回転位相がさらに進角して副ロック位相Ｐｓまで到達すると、副ロック解除室１７１の圧力消失下にて副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２へ嵌入する（図２２）。またこのとき、主ロック解除室１６１の圧力消失下にて主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、主ロック孔１６２の外部においてリアプレート１３と接触する（図２２）。これら嵌入及び接触の結果、図２５に示すように回転位相が副ロック位相Ｐｓにロックされた状態で、内燃機関が完爆することとなる。
【０１０３】
（ｃ）  通常停止・通常始動
エンジンスイッチＳＷのオフ指令に応じた内燃機関の通常停止時には、図２６に示すように、燃料カットにより内燃機関を慣性回転状態とすることで、ポンプ４からの作動油の供給圧力は、当該慣性回転の速度に応じて漸次減少する。またこの後、作動油の供給圧力が比較的高いことに起因して、各ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでの回転位相ロックが上記（ａ）と同様の原理により解除されている間、スプール６８をロック領域Ｒｌへ移動させる。その結果、遅角室２６，２７，２８の作動液圧力と、進角側に作用する進角弾性部材３０１９の復原力と、遅角側に偏った変動トルクとの釣り合いにより、回転位相が中間位相としての副ロック位相Ｐｓに到達する。
【０１０４】
副ロック位相Ｐｓへの到達後、図２６に示すように、内燃機関の慣性回転速度が低下して副ロック解除室１７１の圧力が消失すると、副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２へと嵌入する（図２２）。またこのとき、主ロック解除室１６１の圧力消失下にて主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、主ロック孔１６２の外部においてリアプレート１３と接触する（図２２）。これら嵌入及び接触の結果、回転位相が副ロック位相Ｐｓにロックされる。
【０１０５】
また、この後の内燃機関において、図２６に示すように、エンジンスイッチＳＷのオン指令に応じてクランキングが開始される通常始動時には、スプール６８の移動位置はロック領域Ｒｌに保持され、且つポンプ４からの作動油供給が実質止まったままとなる。これにより、副ロック解除室１７１の圧力消失下にて副弾性部材１７３の復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２への嵌入状態を維持する（図２２）。またこのとき、主ロック解除室１６１の圧力消失下にて主弾性部材１６３の復原力を受ける主ロック部材１６０は、主ロック孔１６２の外部においてリアプレート１３との接触状態を維持する（図２２）。こうした嵌入及び接触の結果、回転位相が副ロック位相Ｐｓにロックされた状態で、内燃機関が完爆することとなる。
【０１０６】
（作用効果）
以上説明した第三実施形態に特有の作用効果につき、以下に説明する。
【０１０７】
第三実施形態によると、設定温度Ｔ以上での内燃機関始動時、例えばアイドルストップシステムＩＳＳによる再始動が図２７の如く頻繁に繰り返されるときでも、可動体３１６６が開放位置Ｌｏの範囲で駆動されることで、ノッキングやプリイグニション、不快な振動乃至は騒音の発生を抑制できる。それと共に第三実施形態によると、設定温度Ｔ未満での内燃機関始動時、例えば一時停止したまま運転終了した場合の再始動時にあっても、第一実施形態と同様の原理により、着火性を向上させて始動性を確保できるのである。
【０１０８】
さらに第三実施形態によると、周囲温度が設定温度Ｔ以上となるのに応じて膨張した第一状態の感温体３１６８であるサーモワックスは、主ロック位相Ｐｍにおいて主ロック部材１６０とは反対側の開放位置Ｌｏへ可動体３１６６を駆動する必要圧力にまで、内圧上昇する。故に主ロック位相Ｐｍでは、主弾性部材１６３と制御弾性部材３１６７とにより互いの側に付勢される主ロック部材１６０と可動体３１６６とが接触したまま、制御弾性部材３１６７の復原力に抗して可動体３１６６が開放位置Ｌｏに移動する。その結果、開放状態となった主ロック孔１６２には、主ロック部材１６０が嵌入し得る。
【０１０９】
また一方、周囲温度が設定温度Ｔ未満となるのに応じて収縮した第二状態の感温体３１６８であるサーモワックスは、主ロック位相Ｐｍにおいて主ロック部材１６０側の閉塞位置Ｌｃへ可動体３１６６を駆動する必要圧力にまで、内圧低下する。故に主ロック位相Ｐｍでは、主弾性部材１６３と制御弾性部材３１６７とにより互いの側に付勢される主ロック部材１６０と可動体３１６６とが接触したまま、主弾性部材１６３の復原力に抗して可動体３１６６が閉塞位置Ｌｃに移動する。その結果、閉塞状態となった主ロック孔１６２からは、主ロック部材１６０が押出され得る。
【０１１０】
以上の如きサーモワックスからなる感温体３１６８によれば、主ロック孔１６２の開放による回転位相ロックの許容状態と、主ロック孔１６２の閉塞による回転位相ロックの解除状態とを、感温体３１６８の周囲温度を決める環境温度に応じて確実に切替えて、当該環境温度に適した始動実現の信頼性を高めることが可能となる。
【０１１１】
加えて第一実施形態によると、主ロック位相Ｐｍ及び副ロック位相Ｐｓ間の回転位相においてベーンロータ１４は、ハウジングロータ１１に対する進角側へと進角弾性部材３０１９によって付勢される。故に、設定温度Ｔ未満という低温環境下での内燃機関始動時に進角弾性部材３０１９の付勢作用を受けるベーンロータ１４は、変動トルクの作用も相俟って、ハウジングロータ１１に対する回転位相を副ロック位相Ｐｓまで素早く到達させ得る。これによれば、始動時の内燃機関において変動トルクを発生させるクランキングの開始から、副ロック位相Ｐｓにて回転位相をロックするまでに要する時間を、短縮できるので、環境温度に適した始動のうち特に低温環境下での始動信頼性を高めることが、可能となる。
【０１１２】
（第四実施形態）
図２８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る。
【０１１３】
（副ロック機構）
第四実施形態の副ロック機構４０１７には、要素１７０，１７１，１７３が設けられず、その代わりに、主ロック機構３０１６の主ロック部材１６０が「副ロック部材」の機能を果たす。
【０１１４】
具体的には、図２８に示す副ロック位相Ｐｓにおいて主弾性部材１６３の復原力は、副ロック孔１７２への主ロック部材１６０の嵌入方向Ｉｓに作用する付勢力となる。また、こうした主弾性部材１６３の復原力に抗して、主ロック解除室１６１の圧力により主ロック部材１６０を駆動する際の駆動力は、副ロック位相Ｐｓでは、副ロック孔１７２からの主ロック部材１６０の脱出方向Ｅｓに作用することとなる。さらに、副ロック孔１７２の回転方向両側にて主ロック部材１６０が制限溝１７４へと進入するときには、副ロック位相Ｐｓを挟む両側の回転位相範囲に、回転位相が制限されることになる。またさらに、回転位相が副ロック位相Ｐｓに到達することで、主ロック部材１６０が進入状態の制限溝１７４から副ロック孔１７２へと嵌入するときには、副ロック位相Ｐｓにおける回転位相ロックが実現される。
【０１１５】
（作動・作用効果）
以上説明した第四実施形態では、第三実施形態の作動において「副ロック部材１７０」を「主ロック部材１６０」に読み替えた作動が、実現される。したがって、第四実施形態によっても、第三実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１６】
しかも第四実施形態によると、主ロック位相Ｐｍにおいて主ロック孔１６２への嵌入により回転位相をロックする主ロック部材１６０は、副ロック位相Ｐｓにおいて副ロック孔１７２への嵌入により回転位相をロックする「副ロック部材」としても機能する。これによれば、環境温度に適した始動の実現効果を確保しながら、ロックする回転位相の切り替えに必要な部品点数を削減して、構造の簡素化を図ることが可能となる。
【０１１７】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【０１１８】
具体的には、第一〜第四実施形態に関する変形例１としては、内燃機関の気筒７内のピストン８が下死点ＢＤＣに到達するタイミングよりも遅いタイミングに吸気弁９を閉じるための回転位相となる限りにおいて、最遅角位相よりも進角側の主ロック位相Ｐｍを採用してもよい。また、第一〜第四実施形態に関する変形例２として、ロック部材１６０，１７０，２１６０（ピストン２１６０ａ及び可動シリンダ２１６０ｂ）を「支持ロータ」としてのハウジングロータ１１に支持させる一方、ロック孔１６２，１７２をベーンロータ１４に形成してもよい。さらに、第一〜第四実施形態に関する変形例３として、コイルスプリング以外の種類の金属製スプリングの他、例えばゴム製部材等を、弾性部材１６３，１７３，３１６７に使用してもよい。またさらに、第一〜第四実施形態に関する変形例４として、内燃機関の完爆に伴って又は任意の時に作動油の供給を開始可能な電動ポンプを、ポンプ４に採用してもよい。
【０１１９】
第一実施形態に関する変形例５としては、一方の感温体１６５のみを採用して、当該感温体１６５の内周部を主ロック部材１６０のスプリング受部１６０ａに接離可能に配置してもよい。また、第一及び第二実施形態に関する変形例６としては、図２９に示すように第三実施形態に準じて、進角弾性部材３０１９を設ける構成（同図は、第一実施形態の変形例６）を、採用してもよい。ここで変形例６では、第三実施形態の作動（ｂ）に従って、内燃機関を慣性回転状態とする前に、スプール６８をロック領域Ｒｌへ移動させることとなる。さらに、第三及び第四実施形態に関する変形例７としては、図３０に示すように進角弾性部材３０１９を設けない構成（同図は、第一実施形態の変形例７）を、採用してもよく、この場合、スプール６８のロック領域Ｒｌへの移動と内燃機関の慣性回転とを実行する順番を、アイドルストップ時と通常停止時とで逆にする。
【０１２０】
第一及び第二実施形態に関する変形例８としては、第三実施形態の作動（ｂ），（ｃ）に準じて、アイドルストップ時と通常停止時とで異なる作動を実現してもよい。また、第三及び第四実施形態に関する変形例９としては、通常停止時及び通常始動時にも、それぞれアイドルストップ時及び再始動時と同様な作動を実現してもよい。さらに、第三及び第四実施形態に関する変形例１０として、周囲温度に応じて膨縮可能な要素であれば、サーモワックス以外の例えばバイメタル等を感温体３１６８に使用してもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
吸気弁、１０  回転駆動部、１１  ハウジングロータ、１４  ベーンロータ（支持ロータ）、１６，２０１６，３０１６  主ロック機構、１７，４０１７  副ロック機構、４０  制御部、１４１ａ，１６０ａ  スプリング受部、１４１ｂ  段差部、１６０，２１６０  主ロック部材、１６１  主ロック解除室、１６２  主ロック孔、１６３  主弾性部材、１６４，１６５，２１６４，３１６８  感温体、１６４ａ，１６５ａ  高膨張層、１６４ｂ，１６５ｂ  低膨張層、１７０  副ロック部材、１７１  副ロック解除室、１７２  副ロック孔、１７３  副弾性部材、１７４  制限溝、２１６０ａ  ピストン、２１６０ｂ  可動シリンダ、２１６０ｃ  内室、３０１９  進角弾性部材、３１６６  可動体、３１６７  制御弾性部材、ＢＤＣ  下死点、Ｅｍ，Ｅｓ  脱出方向、Ｉｍ，Ｉｓ  嵌入方向、Ｔ  設定温度、Ｐｍ  主ロック位相、Ｐｓ  副ロック位相
【図１】
0005541317.tif 000002
【図２】
0005541317.tif 000003
【図３】
0005541317.tif 000004
【図４】
0005541317.tif 000005
【図５】
0005541317.tif 000006
【図６】
0005541317.tif 000007
【図７】
0005541317.tif 000008
【図８】
0005541317.tif 000009
【図９】
0005541317.tif 000010
【図１０】
0005541317.tif 000011
【図１１】
0005541317.tif 000012
【図１２】
0005541317.tif 000013
【図１３】
0005541317.tif 000014
【図１４】
0005541317.tif 000015
【図１５】
0005541317.tif 000016
【図１６】
0005541317.tif 000017
【図１７】
0005541317.tif 000018
【図１８】
0005541317.tif 000019
【図１９】
0005541317.tif 000020
【図２０】
0005541317.tif 000021
【図２１】
0005541317.tif 000022
【図２２】
0005541317.tif 000023
【図２３】
0005541317.tif 000024
【図２４】
0005541317.tif 000025
【図２５】
0005541317.tif 000026
【図２６】
0005541317.tif 000027
【図２７】
0005541317.tif 000028
【図２８】
0005541317.tif 000029
【図２９】
0005541317.tif 000030
【図３０】
0005541317.tif 000031