(57)【要約】【課題】ロック状態保持の制御がなされているときに、制御に反してロック部材が凹部から引退してロック解除状態になることを抑制できる弁開閉時期制御装置を提供する。【解決手段】弁開閉時期制御装置Ａは、エンジンＢのクランクシャフトＢ１と同期回転するハウジング１と、カムシャフトＢ２と同期回転するインナロータ２と、ハウジング１とインナロータ２の間に形成される流体圧室３と、流体圧室３をベーン５で仕切って形成された進角室及び遅角室と、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を拘束／解除するロック機構８と、ロック機構８の第１凹部９ｃに作動油を供給するロック解除流路１２と、ロック解除流路１２の途中に配置されたＯＣＶ１９と、ＥＣＵ２１とを備えている。エンジンＢの始動直後に、ＯＣＶ１９が遮断モードに切り換えられることにより、第１凹部９ｃへの作動油の供給を遮断する。【選択図】図１
2014199048.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する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体と同じ軸心になるように配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期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の間に形成される流体圧室と、
前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の少なくとも一方に設けられた仕切部と、
前記仕切部で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室及び遅角室と、
前記駆動側回転体又は前記従動側回転体のいずれか一方の回転体に収容され且つ前記駆動側回転体又は前記従動側回転体のいずれか他方の回転体に対して出退可能なロック部材と、前記ロック部材が突出したときに嵌合可能となるように前記他方の回転体に形成された凹部とを有しており、前記ロック部材が突出して前記凹部に嵌入すること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が所定位相に拘束されるロック状態と、前記ロック部材が前記凹部から引退することにより拘束が解除されるロック解除状態とに切換え可能なロック機構と、
前記凹部に給排される作動流体が流通するロック解除流路と、
前記ロック解除流路の途中に配置され、前記作動流体を前記凹部に供給も排出もしない遮断モードを有する弁と、
前記弁の動作を制御する制御部と、を備え、
前記内燃機関の始動直後に前記弁が前記遮断モードになることにより、前記ロック解除流路の前記弁と前記凹部の間への前記作動流体の給排が遮断される弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記弁は、前記作動流体を前記凹部から排出可能にする排出モードと前記作動流体を前記凹部に供給可能にする供給モードとをさらに有する請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記ロック部材は前記軸心に対して径方向に出退する請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項４】
前記ロック解除流路は、前記進角室に給排される前記作動流体が流通する進角流路及び前記遅角室に給排される前記作動流体が流通する遅角流路とは独立して構成されている請求項１から３のいず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、内燃機関のクランクシャフトと同期して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】
近年、内燃機関（以下エンジンとも称する）の運転状況に応じて吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更可能とする弁開閉時期制御装置が実用化されている。この弁開閉時期制御装置は、例えば、エンジンの作動による駆動側回転体の回転に対する従動側回転体の相対回転位相を変化させることにより、従動側回転体の回転に伴って開閉される吸排気弁の開閉時期を変更する機構を有している。
【０００３】
一般に、吸排気弁の最適な開閉時期はエンジンの始動時や車両の走行時などエンジンの運転状況により異なる。そこで、エンジンの始動時には、駆動側回転体の回転に対する従動側回転体の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することにより、エンジンの始動に最適な吸排気弁の開閉時期を実現している。弁開閉時期制御装置は、相対回転位相をこれらの所定位相に拘束するためのロック機構を備えている。
【０００４】
弁開閉時期制御装置に備えられたロック機構としては、例えば特許文献１に示すように、外部ロータ（本発明の駆動側回転体に相当）に挿入されたロックプレート（本発明のロック部材に相当）が内部ロータ（本発明の従動側回転体に相当）の径方向に出退するように構成され、ロックプレートの先端部が受容溝（本発明の凹部に相当）に嵌合するようにロックプレートを押し込み付勢するトーションスプリングを備えたものがある。また、この装置では、ロックプレートの先端部が先窄まり形状に形成され、受容溝の底部が奧窄まり形状に形成されて、ロックプレートと受容溝との嵌合の容易化を図っている。
【０００５】
このようなロック機構により、相対回転位相が所定位相に拘束されるロック状態と拘束が解除されたロック解除状態とを切換えている。ロック状態とロック解除状態との切換えは、受容溝に繋がる流路を通して受容溝へ作動油を給排してロックプレートを受容溝から出退させることにより行われる。ロック状態からロック解除状態への切り換えは、例えばエンジンの温度，回転数，アクセル開度等を基準に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された弁開閉時期制御装置においては、ロックプレートは径方向の外側から内側に向けて突出して受容溝と嵌合する。そのため、ロック状態において、トーションスプリングの付勢力がロックプレートに作用していても、エンジンの回転による遠心力が付勢力を上回った場合には、ロックプレートが受容溝から意図せずに引退し、ロック解除状態になるおそれがあった。
【０００８】
また、ロックプレートの先端部が先窄まり形状であるため、エンジン始動時等の油圧が十分でない状態で生じる外部ロータと内部ロータとのバタつきによってロックプレートに抜け方向への外力が作用することがある。その結果、トーションスプリングの付勢力を上回る遠心力が発生していないにも拘らずロックプレートが受容溝から引退し、ロック解除状態になるおそれがあった。
【０００９】
さらに、従来の弁開閉時期制御装置には、ロックプレートの出退方向がカム軸と平行な方向に設定されたものがある。そのような弁開閉時期制御装置において、ロックプレートの先端部が磨耗によって先窄まり形状に変形したり、あるいは、受容溝への出退を容易にすべく当初より先端を先窄まり形状に加工されたものがある。このような弁開閉時期制御装置においても、エンジン始動時の外部ロータと内部ロータとのバタつきによって、ロックプレートに対して引退方向の分力が作用し、意図せずにロックプレートが引退してロック解除状態になるおそれがあった。
【００１０】
上記問題に鑑み、本発明は、ロック状態保持の制御がなされているときに、制御に反してロック部材が凹部から引退してロック解除状態になることを抑制することができる弁開閉時期制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、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する駆動側回転体と、前記駆動側回転体と同じ軸心になるように配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期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の間に形成される流体圧室と、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の少なくとも一方に設けられた仕切部と、前記仕切部で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室及び遅角室と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体のいずれか一方の回転体に収容され且つ前記駆動側回転体又は前記従動側回転体のいずれか他方の回転体に対して出退可能なロック部材と、前記ロック部材が突出したときに嵌合可能となるように前記他方の回転体に形成された凹部とを有しており、前記ロック部材が突出して前記凹部に嵌入すること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が所定位相に拘束されるロック状態と、前記ロック部材が前記凹部から引退することにより拘束が解除されるロック解除状態とに切換え可能なロック機構と、前記凹部に給排される作動流体が流通するロック解除流路と、前記ロック解除流路の途中に配置され、前記作動流体を前記凹部に供給も排出もしない遮断モードを有する弁と、前記弁の動作を制御する制御部と、を備え、前記内燃機関の始動直後に前記弁が前記遮断モードになることにより、前記ロック解除流路の前記弁と前記凹部の間への前記作動流体の給排が遮断される点にある。
【００１２】
内燃機関が停止している状態では、凹部やロック解除流路には作動流体が存在しておらず、ロック部材が凹部に嵌入したロック状態になっており、ロック解除流路には主に空気が存在する。このときロック部材は、ロック解除流路の凹部側の開口を塞いでおり、ロック解除流路には主に空気が存在する。この後に内燃機関を始動すると、制御部は弁を閉じ、且つロック状態を維持する制御を行う。このような場合に、ロック部材を凹部に付勢する付勢力を上回る遠心力や、駆動側回転体と従動側回転体のバタつきによる引退方向の外力が、ロック部材に作用する場合がある。しかし、そのような遠心力や外力が作用してロック部材が引退しようとしても、完全に引退することはできない。これは、ロック解除流路の弁と凹部の間の流路が弁とロック部材とにより閉塞されて作動流体の給排が行われないだけではなく空気も侵入できないために、ロック部材の引退方向の力の作用に対してロック解除流路の内部に負圧が発生し、ロック部材の引退方向の力が相殺あるいは低減されるからである。
【００１３】
このように、内燃機関の始動直後に弁を遮断モードにすることにより、ロック部材に遠心力や引退方向の外力が作用したとしても、その外力はロック解除流路に発生した負圧により相殺あるいは低減されるので、制御部の制御に反してロック部材が引退してロック解除状態になるのを抑制することができる。
【００１４】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記弁は、前記作動流体を前記凹部から排出可能にする排出モードと前記作動流体を前記凹部に供給可能にする供給モードとをさらに有すると好適である。
【００１５】
弁に遮断モードの他に排出モードと供給モードとを設けるにはスプールの形状を変更するだけでよい。従って、排出モードと供給モードとを有する弁を新たに別部品として取り付ける場合と比較すると、遮断モードを有する弁に排出モードと供給モードを設ける方が、部品の専有面積，コスト，取り付け工数のいずれの観点からも有利である。
【００１６】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック部材は前記軸心に対して径方向に出退すると好適である。
【００１７】
ロック部材が軸心に対して径方向に出退するタイプの弁開閉時期制御装置においては、内燃機関が回転しているときには、ロック部材には常に引退方向の遠心力が作用している。このとき、遠心力がロック部材を凹部に付勢する付勢力を上回ると、ロック部材が凹部から引退しロック解除状態になってしまうことがある。しかし、このような構成とすれば、ロック部材に付勢力を上回る遠心力が作用したとしてもロック解除流路に発生した負圧により相殺あるいは低減されるので、制御部の制御に反してロック部材が引退してロック解除状態になるのを抑制することができる。
【００１８】
本発明に係る弁開閉時期制御装置において、前記ロック解除流路は、前記進角室に給排される前記作動流体が流通する進角流路及び前記遅角室に給排される前記作動流体が流通する遅角流路とは独立して構成されていると好適である。
【００１９】
このような構成とすれば、内燃機関の始動直後に弁を閉じてロック解除流路への作動流体の給排を遮断すると同時に、進角室又は遅角室への作動流体の給排を行うことができる。その結果、ロックを解除する直前には進角室又は遅角室への作動流体の供給が完了しているので、ロック解除後直ちに駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る弁開閉時期制御装置を含む内燃機関制御システムの構成を表す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】エンジン始動直後のロック機構の拡大断面図である。
【図４】ロック解除状態を表す、ロック機構の拡大断面図である。
【図５】第２実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構造を表す横断面図である。
【図６】エンジン始動直後のロック機構の拡大断面図である。
【図７】ロック解除状態を表す、ロック機構の拡大断面図である。
【図８】第３実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構造を表す横断面図である。
【図９】エンジン始動直後のロック機構の拡大断面図である。
【図１０】ロック解除状態を表す、ロック機構の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
以下に本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１には、内燃機関としてのエンジンＢにおける吸気バルブ（不図示）の開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置Ａと、エンジンＢを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２１とを備えた内燃機関制御システムの構成が示されている。ＥＣＵ２１は制御部の一例である。弁開閉時期制御装置Ａは、エンジンＢのクランクシャフトＢ１と同期回転する駆動側回転体としての焼結金属やアルミ合金等の金属製のハウジング１と、ハウジング１の内部に同軸上に配置され、エンジンＢの弁開閉用のカムシャフトＢ２と同期回転する従動側回転体としての焼結金属製のインナロータ２とを有している。
【００２２】
図１に示すように、ハウジング１は、フロントプレート１ａと、タイミングスプロケット１ｂを一体に備えているリアプレート１ｃと、それらの間に組み付けられているアウタロータ１ｄとをねじ等で締結して一体化されている。インナロータ２は、カムシャフトＢ２の先端部に一体となるようにボルト２ａで固定され、ハウジング１に対して一定の角度範囲内で相対回転可能に組み付けられている。カムシャフトＢ２は、エンジンＢの吸気弁の開閉を制御するカム（不図示）の回転軸であり、エンジンＢのシリンダヘッド（不図示）に回転自在に組み付けられている。なお、ハウジング１は駆動側回転体の一例であり、インナロータ２は従動側回転体の一例である。
【００２３】
クランクシャフトＢ１が回転駆動すると、その回転駆動力が動力伝達部材Ｂ３を介してタイミングスプロケット１ｂに伝達され、ハウジング１が図２において矢印Ｓで示す回転方向に回転する。ハウジング１の回転に伴い、インナロータ２が回転方向Ｓに従動回転してカムシャフトＢ２が回転し、カムシャフトＢ２に設けられたカムがエンジンＢの吸気弁を開閉させる。
【００２４】
図２に示すように、ハウジング１とインナロータ２との間に４つの流体圧室３が形成されている。流体圧室３は、アウタロータ１ｄの内周側に回転方向Ｓで互いに離間して径方向内側に突出するように形成された４つの突出部４により区画されている。なお、本実施形態においては、流体圧室３の数が４つであるが、これに限られるものではない。
【００２５】
それぞれの流体圧室３に面するインナロータ２の外周部分にはベーン溝５ａが形成され、これらのベーン溝５ａには仕切部を構成するベーン５が径方向に沿って摺動可能に装着されている。ベーン５は仕切部の一例である。ベーン５はベーン溝５ａの底部に備えられたバネ（不図示）により、径方向外方に向けて付勢されている。
【００２６】
流体圧室３は、ベーン５によって進角室３ａと遅角室３ｂとに仕切られている。進角室３ａと遅角室３ｂはそれぞれインナロータ２に形成された進角流路６ａと遅角流路６ｂに接続されている。これらの進角流路６ａ及び遅角流路６ｂを介して、進角室３ａと遅角室３ｂに対する作動流体（以下、作動油と称する）の供給・排出を行う流体給排機構７が設けられている。流体給排機構７の詳細については後述する。
【００２７】
図１に示すように、インナロータ２とフロントプレート１ａとに亘ってトーションスプリング２ｂが設けられている。トーションスプリング２ｂの付勢力により、ハウジング１とインナロータ２との相対回転位相（以下、単に相対回転位相とも称する）が矢印Ｓ１で示す進角方向（進角室３ａの容積が大きくなる方向）になるように付勢されている。なお、トーションスプリング２ｂは、ハウジング１とインナロータ２との相対回転位相が矢印Ｓ２で示す遅角方向（遅角室３ｂの容積が大きくなる方向）になるように付勢するものでもよい。
【００２８】
弁開閉時期制御装置Ａは、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を、最遅角位相（遅角室３ｂの容積が最大になる位相）に拘束するロック機構８を有している。最遅角位相は、エンジンＢを始動するのに最適な所定の位相、若しくはエンジンＢの始動が可能な範囲内で排ガスを低減するのに適した位相である。本実施形態において、最遅角位相は所定位相の一例である。
【００２９】
ロック機構８は、第１ロック部９と、最遅角位相に拘束するロック状態とその拘束を解除するロック解除状態とに切換え自在な切換機構を備えている。図２に示すように、ロック機構８は、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転を第１ロック部９による規制及びベーン５と進角室３ａのストッパ３ｃとの当接による規制によって拘束することにより、相対回転位相を最遅角位相に拘束する。第１ロック部９は、一つの突出部４に配設されている。
【００３０】
第１ロック部９は、アウタロータ１ｄに形成された第１挿入部９ａに径方向内方側に向けて出退可能に収容されたプレート状の第１ロック部材９ｂを備えている。本実施形態において、第１ロック部材９ｂはロック部材の一例である。また第１ロック部９は、第１ロック部材９ｂの先端部分が入り込むようインナロータ２に形成された溝状の第１凹部９ｃを備えている。本実施形態において、第１凹部９ｃは凹部の一例である。さらに、第１ロック部９は、第１ロック部材９ｂを径方向内方側に向けて突出付勢する圧縮コイルスプリング９ｄを備えている。第１凹部９ｃには、底面から回転軸心Ｘに向けてロック解除流路１２が形成されている。
【００３１】
図２に示すように、インナロータ２の外周面には第１凹部９ｃと進角室３ａとを連通する連通流路６ｃが形成されている。これにより、ロック解除のためにロック解除流路１２を通って第２凹部１０ｃに供給された作動油は、さらに連通流路６ｃを通って進角室３ａに供給される。すなわち、本実施形態においては、ロック解除流路１２は進角流路６ａの１つと共用されている。
【００３２】
第１ロック部９において、第１凹部９ｃからロック解除流路１２を通って作動油が排出された状態で、ハウジング１とインナロータ２との相対回転により第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃに対向すると、すなわち相対回転位相が最遅角位相に到達すると、第１ロック部材９ｂは圧縮コイルスプリング９ｄの付勢力により第１凹部９ｃに入り込む。
【００３３】
図２，図３に示すように、第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃに入り込み、且つベーン５がストッパ３ｃに当接した状態が、相対回転位相が最遅角位相に拘束されたロック状態である。図４に示すように、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃに作動油が供給されることにより、第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃから引退した状態が、相対回転位相が拘束されないロック解除状態である。ロック状態とロック解除状態の切換制御はＥＣＵ２１により行われる。
【００３４】
次に、流体給排機構７について説明する。流体給排機構７は、図１に示すように、エンジンＢにより駆動されて作動油の供給を行う機械式のオイルポンプ１８と、進角流路６ａ及び遅角流路６ｂに対する作動油の供給・排出を制御する切換機構としてのスプール式のＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）１９とを備え、ＥＣＵ２１はオイルポンプ１８，ＯＣＶ１９の作動を制御している。本実施形態において、ＯＣＶ１９は弁の一例である。
【００３５】
ＥＣＵ２１は、ＯＣＶ１９に対する通電量を制御することによりスプール弁の位置を変化させて、進角室３ａへの作動油の供給及び遅角室３ｂからの作動油の排出を行う進角制御と、遅角室３ｂへの作動油の供給及び進角室３ａからの作動油の排出を行う遅角制御と、進角室３ａ及び遅角室３ｂへの作動油の供給及び排出を遮断する遮断制御とを実行する。
【００３６】
本実施形態においては、ＯＣＶ１９への通電量が最大のときに進角制御が可能な作動油経路が形成され、進角流路６ａから作動油が供給されることにより進角室３ａの容積が増大して、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相が進角方向Ｓ１に変位する進角モードとなる。ＯＣＶ１９への通電が遮断されたときに遅角制御が可能な作動油経路が形成され、遅角流路６ｂから作動油が供給されることにより遅角室３ｂの容積が増大して相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変位する遅角モードとなる。通電量のデューティーが５０％のときには進角室３ａ，遅角室３ｂへの作動油の給排がいずれも遮断される遮断モードとなる。進角制御の時は、作動油はロック解除流路１２（進角流路６ａ）を通って第１凹部９ｃにも供給されるので、第１凹部９ｃへの作動油の供給に着目したときには進角モードを供給モードと称する。遅角制御の時は、作動油はロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃからも排出されるので、第１凹部９ｃからの作動油の排出に着目したときには遅角モードを排出モードと称する。
【００３７】
次に弁開閉時期制御装置Ａの動作について説明する。図２に示すように、イグニッションがオフにされエンジンＢが停止している状態では、弁開閉時期制御装置Ａは、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相が最遅角位相で拘束されたロック状態となっており、第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃに嵌入している。このとき、第１ロック部材９ｂは圧縮コイルスプリング９ｄにより付勢されている。
【００３８】
エンジンＢが停止している状態ではＯＣＶ１９への通電が遮断されているので、ＯＣＶ１９は遅角モードになっている。しかし、エンジンＢの停止状態ではオイルポンプ１８は駆動されないので、遅角室３ｂには作動油が供給されない。従って、進角流路６ａ，遅角流路６ｂには作動油はほとんどなく、主として空気が存在することがある。
【００３９】
エンジンＢが始動されると、ＥＣＵ２１はＯＣＶ１９に５０％通電する制御を行い、ＯＣＶ１９が図３に示す遮断モードに切り換えられる。従って、このとき、進角流路６ａ，遅角流路６ｂには作動油の供給も排出も行われず、ロック解除流路１２と共用の進角流路６ａは、第２ロック部材１０ｂとＯＣＶ１９とにより閉塞された状態になる。
【００４０】
エンジンＢが暖機中の場合は、ＥＣＵ２１はロック状態を維持する制御を行っている。このような場合であっても、圧縮コイルスプリング９ｄの付勢力を上回る遠心力やハウジング１とインナロータ２のバタつきによる引退方向の外力が、第１ロック部材９ｂに作用する場合がある。しかし、そのような遠心力や外力が作用しても第１ロック部材９ｂは完全には引退しない。これは、第１ロック部材９ｂと第１凹部９ｃとの間隙には少量の作動油が残存しており、これにより開口１２ａの近傍は密閉状態が確保されているためである。つまり、ロック解除流路１２が第１ロック部材９ｂとＯＣＶ１９とにより閉塞されることで作動油が給排されないだけではなく空気も侵入できなくなり、第１ロック部材９ｂの引退方向の力の作用に対してロック解除流路１２の内部に負圧が発生して、第１ロック部材９ｂの引退方向の力と相殺あるいは低減されるからである。
【００４１】
その後、エンジンＢの暖機が終了し、車両が定常運転を開始するためにアクセルを踏み込むと、ＥＣＵ２１がＯＣＶ１９への通電量を最大にする制御を行うことによりＯＣＶ１９は進角モードに切り換わり、作動油はロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃに供給され、第１ロック部材９ｂにロック解除の方向の油圧が作用する。この油圧により、第１ロック部材９ｂは、圧縮コイルスプリング９ｄの付勢力に抗して第１凹部９ｃから引退し、ロック機構８は図４に示すロック解除状態になる。そして、第１ロック部９のロックが解除されると、第１凹部９ｃに供給された作動油は連通流路６ｃを流通して進角室３ａに供給され、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相は進角方向Ｓ１に変位する。この後、ＥＣＵ２１はＯＣＶ１９への通電量を制御することにより、相対回転位相を進角方向Ｓ１又は遅角方向Ｓ２に変位させることができる。
【００４２】
このように、エンジンＢの始動直後にＯＣＶ１９を遮断モードに切り換えることにより、第１ロック部材９ｂに遠心力や引退方向の外力が作用したとしても進角流路６ａに発生した負圧により相殺あるいは低減されるので、制御に反して第１ロック部材９ｂが引退してロック解除状態になるのを抑制することができる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態の説明においては、第１実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。本実施形態の弁開閉時期制御装置Ａにおいて第１実施形態と異なっているのは、主に次の３つである。１つ目は、図５に示すように、ロック機構８は最進角位相（進角室３ａの容積が最大になる位相）と最遅角位相との間の中間位相である中間ロック位相で位相を拘束する。２つ目は、ロック解除流路１２と進角流路６ａとは完全に独立している（共用する流路はない）。３つ目は、ロック解除流路１２への作動油の供給・排出・遮断はＯＣＶ１９とは別に設けられたスプール式のＯＳＶ（オイルスイッチングバルブ）２０で切り換える。その他の構造は同じである。本実施形態において、ＯＳＶ２０は弁の一例であり、中間ロック位相は所定位相の一例である。中間ロック位相は、エンジンＢを始動するのに最適な所定の位相、若しくはエンジンＢの始動が可能な範囲内で排ガスを低減するのに適した位相である。
【００４４】
本実施形態におけるロック機構８は、第１ロック部９と、第２ロック部１０と、中間ロック位相に拘束するロック状態とその拘束を解除するロック解除状態とに切換え自在な切換機構を備えている。
【００４５】
図５に示すように、ロック機構８は、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転を第１ロック部９と第２ロック部１０とによって拘束することにより、ハウジング１とインナロータ２との相対回転位相を中間ロック位相に拘束する。第１ロック部９と第２ロック部１０は、一つの共通の突出部４に第２ロック部１０が第１ロック部９よりも回転方向Ｓの下手側に位置するように配設されている。なお、第１ロック部９と第２ロック部１０は、一つの共通の突出部４に第２ロック部１０が第１ロック部９よりも回転方向Ｓの上手側に位置するように配設されていてもよい。
【００４６】
第１ロック部９及び第２ロック部１０のそれぞれは、アウタロータ１ｄに形成された第１挿入部９ａ及び第２挿入部１０ａに径方向内方側に向けて出退可能に収容されたプレート状の第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂを備えている。本実施形態において、第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂはいずれもロック部材の一例である。第１ロック部９及び第２ロック部１０のそれぞれは、第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂの先端部分が入り込むようインナロータ２に形成された第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃを備えている。本実施形態において、第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃはいずれも凹部の一例である。さらに、第１ロック部９及び第２ロック部１０のそれぞれは、第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂを径方向内方側に向けて突出付勢する圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄを備えている。第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃのそれぞれには、底面から回転軸心Ｘに向けてロック解除流路１２が形成されている。
【００４７】
第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂは、プレート面が回転軸心Ｘに沿う姿勢でインナロータ２に対して回転径方向に沿って出退可能に装着されている。第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃは、長手方向が回転軸心Ｘに沿う溝状に形成されている。
【００４８】
第１凹部９ｃは、図５〜図７に示すように、インナロータ２の外周面に開口する幅広の溝と、該溝の底面に開口する幅狭の溝とを備えたラチェット機構を構成している。本実施形態において、第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃに嵌入するとは、第１ロック部材９ｂが幅狭の溝に入り込むことを指すものとする。
【００４９】
第１ロック部９においては、第１凹部９ｃからロック解除流路１２を通って作動油が排出された状態で、ハウジング１とインナロータ２との相対回転により第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃに対向すると、圧縮コイルスプリング９ｄの付勢力によりまず幅広の溝に入り、その後幅狭の溝に入り込む。
【００５０】
第２ロック部１０においては、第２凹部１０ｃからロック解除流路１２を通って作動油が排出された状態で、ハウジング１とインナロータ２との相対回転により第２ロック部材１０ｂが第２凹部１０ｃに対向すると、圧縮コイルスプリング１０ｄの付勢力により第２凹部１０ｃに入り込む。第２凹部１０ｃの周方向の幅は第１凹部９ｃの幅狭の溝の幅と同じである。
【００５１】
図６，図７に示すように、第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃに嵌入され、且つ第２ロック部材１０ｂが第２凹部１０ｃに嵌入された状態が、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相が中間ロック位相に拘束されたロック状態である。図７に示すように、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃと第２凹部１０ｃとに作動油が供給されることにより、第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃから引退し且つ第２ロック部材１０ｂが第２凹部１０ｃから引退した状態が、相対回転位相が拘束されないロック解除状態である。ロック状態とロック解除状態の切換制御はＥＣＵ２１により行われる。
【００５２】
本実施形態の流体給排機構７は、オイルポンプ１８と、ＯＣＶ１９以外に切換機構としてのＯＳＶ２０を備え、ＥＣＵ２１はオイルポンプ１８，ＯＣＶ１９，ＯＳＶ２０の作動を制御している。
【００５３】
ＯＳＶ２０は、ＥＣＵ２１が通電量を制御することによりスプール弁の位置が変化して、以下の３つのモードに切り換えられる。３つのモードとは、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃへ作動油が供給される供給モードと、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃから作動油が排出される排出モードと、第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃへの作動油の供給及び排出を遮断する（閉弁する）遮断モードである。本実施形態においては、通電量が最大のときにＯＳＶ２０は排出モードになり、通電が遮断されたときに供給モードになり、通電量のデューティーが５０％のときに遮断モードになる。
【００５４】
次に弁開閉時期制御装置Ａの動作について説明する。イグニッションがオフにされエンジンＢが停止している状態では、弁開閉時期制御装置Ａは、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相が中間ロック位相で拘束されたロック状態となっており、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂが第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃに嵌入している。このとき、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂは圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄにより付勢されている。
【００５５】
エンジンＢが停止している状態ではＯＳＶ２０への通電が遮断されているので、図２に示すようにＯＳＶ２０は供給モードに切り換えられている。しかし、エンジンＢの停止状態ではオイルポンプ１８は駆動されないので、第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃには作動油が供給されない。従って、ロック解除流路１２には作動油はほとんどなく、主として空気が存在する。
【００５６】
エンジンＢが始動されると、ＥＣＵ２１はＯＳＶ２０に５０％程度通電する制御を行い、ＯＳＶ２０が図６に示す遮断モードに切り換えられる。従って、このとき、ロック解除流路１２には作動油の供給も排出も行われず、ロック解除流路１２は、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂとＯＳＶ２０とにより閉塞された状態になる。このとき、ＯＣＶ１９は進角モードに切り換えられており、作動油は進角流路６ａを通って進角室３ａに供給されている。
【００５７】
エンジンＢが暖機中の場合は、ＥＣＵ２１はロック状態を維持する制御を行っている。この状態において、圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力を上回る遠心力やハウジング１とインナロータ２のバタつきによる引退方向の外力が第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂに作用しても、第１実施形態と同様、ロック解除流路１２が第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂとＯＳＶ２０とにより閉塞されているため空気や作動油が侵入できない。このため、引退方向の力をロック解除流路１２の内部の負圧が相殺あるいは低減され、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂは完全に引退しない。また、第１ロック部材９ｂと第１凹部９ｃとの間隙、及び第２ロック部材１０ｂと第２凹部１０ｃとの間隙にはいずれも少量の作動油が残存しており、これによりロック解除流路１２の２つの開口１２ａ，１２ａの近傍はいずれも密閉状態が確保されている。
【００５８】
その後、エンジンＢの暖機が終了し、車両が定常運転を開始するためにアクセルを踏み込むと、ＥＣＵ２１がＯＳＶ２０への通電を遮断する制御を行うことによりＯＳＶ２０は供給モードに切り換わり、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃと第２凹部１０ｃとに作動油が供給され、第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂにロック解除の方向の油圧が作用する。この油圧により、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂは、圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力に抗して第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃからそれぞれ引退し、ロック機構８は図７に示すロック解除状態になる。この時、ＯＣＶ１９は進角モードのままであり、既に進角室３ａへの作動油の供給が完了している。その結果、ロック解除状態になると同時にハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を進角方向Ｓ１に変位させることができ、アクセルレスポンスを向上させることができる。
【００５９】
このように、エンジンＢの始動直後にＯＳＶ２０を遮断モードに切り換えることにより、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂに遠心力や引退方向の外力が作用したとしてもロック解除流路１２に発生した負圧により相殺あるいは低減されるので、制御に反して第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂが引退してロック解除状態になるのを抑制することができる。
【００６０】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の弁開閉時期制御装置Ａにおいては、図８に示すように、ロック解除流路１２の途中に供給モードと排出モードの２モードだけを有するＯＳＶ２０が配置されると共に、ＯＳＶ２０と直列にソレノイド弁２２が配置されている点が第２実施形態と異なっており、その他の構造は同じである。本実施形態において、ソレノイド弁２２は、弁の一例である。
【００６１】
本実施形態におけるソレノイド弁２２は、ＥＣＵ２１による通電・遮断の制御に基づくスプール弁の位置変更により、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃへ作動油の給排が可能な供給モードと、作動油の給排を遮断する遮断モードとに切り換えられる。
【００６２】
図８に示すように、本実施形態の弁開閉時期制御装置Ａは、エンジンＢが停止している状態では、ＯＳＶ２０とソレノイド弁２２はいずれも供給モードに切り換えられている。このときは、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相が中間ロック位相で拘束されたロック状態になっている。ロック解除流路１２には作動油はほとんどなく、主として空気が存在する。
【００６３】
図９に示すように、エンジンＢが始動されると、ＥＣＵ２１は直ちにソレノイド弁２２に通電する制御を行い、ソレノイド弁２２は遮断モードに切り換えられる。このとき、ＯＳＶ２０は供給モードのままであり、従って、オイルポンプ１８からロック解除流路１２に向けて作動油が吐出され、ＯＳＶ２０までは到達する。しかし、ソレノイド弁２２が遮断モードであるため、ロック解除流路１２には作動油の供給が行われず、ロック解除流路１２は、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂとＯＳＶ２０とにより閉塞された状態になる。
【００６４】
この状態において、圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力を上回る遠心力やハウジング１とインナロータ２のバタつきによる引退方向の外力が第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂに作用しても、第２実施形態と同様、ロック解除流路１２が第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂとソレノイド弁２２とにより閉塞されているため空気が侵入できない。このため、引退方向の力をロック解除流路１２の内部の負圧が相殺あるいは低減し、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂは完全に引退することができない。
【００６５】
その後、エンジンＢの暖機が終了し、車両が定常運転を開始するためにアクセルを踏み込むと、ＥＣＵ２１がソレノイド弁２２への通電を遮断する制御を行うことによりソレノイド弁２２は供給モードとなる。ＯＳＶ２０まで到達していた作動油はロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃと第２凹部１０ｃとに供給され、第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂにロック解除の方向の油圧が作用する。この油圧により、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂは、圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力に抗して第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃからそれぞれ引退し、ロック機構８は図７に示すロック解除状態になる。
【００６６】
このように、２モードのＯＳＶ２０とソレノイド弁２２を備えた場合でも、エンジンＢの始動直後にソレノイド弁２２を遮断モードに切り換えることにより、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂに遠心力や引退方向の外力が作用したとしても、制御に反して第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂが引退してロック解除状態になるのを抑制することができる。
【００６７】
なお、上記第１実施形態〜第３実施形態までは、第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂが回転軸心Ｘを中心とした径方向へ出退するタイプの弁開閉時期制御装置Ａについて説明したが、これだけに限られるものではない。第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂが回転軸心Ｘに沿って出退するタイプの弁開閉時期制御装置Ａについても、ＯＣＶ１９，ＯＳＶ２０，ソレノイド弁２２を用いて同様の制御することにより、ロック状態を維持する制御に反して第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂが引退してロック解除状態になるのを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して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用いることが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１        ハウジング（駆動側回転体）
２        インナロータ（従動側回転体）
３        流体圧室
３ａ      進角室
３ｂ      遅角室
５        ベーン（仕切部）
８        ロック機構
９ｂ      第１ロック部材（ロック部材）
９ｃ      第１凹部（凹部）
１０ｂ    第２ロック部材（ロック部材）
１０ｃ    第２凹部（凹部）
１２      ロック解除流路
１９      ＯＣＶ（弁）
２０      ＯＳＶ（弁）
２１      ＥＣＵ（制御部）
２２      ソレノイド弁（弁）
Ｂ        エンジン（内燃機関）
Ｂ１      クランクシャフト
Ｂ２      カムシャフト
Ｘ        回転軸心（軸心）
【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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