(57)【要約】【課題】ロック機構のロック解除時における案内ピンの引っ掛かりの発生を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】ベーンロータ９の２つの大径部内に進退自在に設けられた第１、第２ロックピン２７，２８及び案内ピン２９と、スプロケット１に設けられ、各ロックピンや案内ピンがそれぞれ係脱可能に設けられた第１、第２ロック穴２４，２５及び案内穴２６と、を備え、第１、第２ロックピンを各ロック穴から退出させる油圧は、オイルポンプ４０の吐出通路４０ａに連通するロック解除通路２０から分岐した第１分岐通路孔２０ｂを介してそれぞれ供給され、案内ピンを案内穴から退出させる油圧も、ロック解除通路から分岐した第２分岐通路孔２０ｃを介して供給されるように構成した。【選択図】図１
2014062523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトから回転力が伝達されると共に、内周面から内方へ突設されたシューによって隔成された作動室を内部に有するハウジングと、
カムシャフトに固定されたロータと、該ロータの外周部に径方向に沿って延設され、前記各シューとの間で前記作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成するベーンと、を有するベーンロータと、
前記ベーンロータまたは前記ハウジングの一方側に進退自在に設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、前記ベーンロータまたはハウジングの他方側に設けられ、対応する前記第１ロック部材と第２ロック部材がそれぞれ係脱可能に設けられた第１ロック凹部および第２ロック凹部と、によって構成され、前記第１ロック部材が第１ロック凹部に係入され、かつ前記第２ロック部材が第２ロック凹部に係入されることによって、前記ハウジングに対してベーンロータを最遅角位置と最進角位置の間の所定位置にロックし、供給された油圧によって前記第１ロック部材と第２ロック部材が前記各第１ロック凹部と第２ロック凹部から退出してロックが解除されるロック機構と、
前記ベーンロータまたはハウジングの一方側に進退自在に設けられ、供給された油圧によって後退移動する案内部材と、前記ベーンロータまたはハウジングの他方側に設けられ、前記案内部材が進出移動して係入することによって、前記ハウジングに対してベーンロータを前記ロック機構によるロック位置まで案内する案内凹部と、を有する案内機構と、
を備え、
前記第１ロック部材と第２ロック部材を各ロック凹部から退出させる前記油圧は、オイルポンプの吐出通路に連通するロック解除通路から分岐した第１分岐路を介してそれぞれ供給され、
前記案内部材を案内凹部から退出させる油圧も、前記ロック解除通路から分岐した第２分岐路を介して供給されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
作動油を給排することにより前記駆動回転体に対して進角側または遅角側へ相対回転する従動回転体と、
前記駆動回転体または従動回転体の一方側に進退自在に設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、前記駆動回転体または従動回転体の他方側に設けられ、対応する前記第１ロック部材と第２ロック部材がそれぞれ係脱可能に設けられた第１ロック凹部および第２ロック凹部と、によって構成され、前記第１ロック部材が第１ロック凹部に係入され、かつ前記第２ロック部材が第２ロック凹部に係入されることによって、前記駆動回転体に対して従動回転体を最遅角位置と最進角位置の間の所定位置にロックし、供給された油圧によって前記第１ロック部材と第２ロック部材が前記各第１ロック凹部と第２ロック凹部から退出してロックが解除されるロック機構と、
前記駆動回転体または従動回転体の一方側に進退自在に設けられ、供給された油圧によって後退移動する案内部材と、前記駆動回転体または従動回転体の他方側に設けられ、前記案内部材が係入することによって、前記駆動回転体に対して従動回転体を前記ロック機構によるロック位置まで案内する案内凹部と、を有する案内機構と、
を備え、
前記第１ロック部材と第２ロック部材を前記各第１、第２ロック凹部から退出させる前記油圧は、オイルポンプの吐出通路に連通するロック解除通路から分岐した第１分岐路を介してそれぞれ供給され、
前記案内部材を案内凹部から退出させる油圧も、前記ロック解除通路から分岐した第２分岐路を介して供給されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
作動油を給排することにより前記駆動回転体に対して進角側または遅角側へ相対回転する従動回転体と、
前記駆動回転体または従動回転体の一方側に進退自在に設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、前記駆動回転体または従動回転体の他方側に設けられ、対応する前記第１ロック部材と第２ロック部材がそれぞれ係脱可能に設けられた第１ロック凹部および第２ロック凹部と、によって構成され、前記第１ロック部材が第１ロック凹部に係入され、かつ前記第２ロック部材が第２ロック凹部に係入されることによって、前記駆動回転体に対して従動回転体を最遅角位置と最進角位置の間の所定位置にロックし、供給された油圧によって前記第１ロック部材と第２ロック部材が前記各第１ロック凹部と第２ロック凹部から退出してロックが解除されるロック機構と、
前記駆動回転体または従動回転体の一方側に進退自在に設けられた案内部材と、前記駆動回転体または従動回転体の他方側に設けられ、前記案内部材が係入することによって、前記駆動回転体に対して従動回転体を前記ロック機構によるロック位置まで案内する案内凹部と、を有する案内機構と、
を備え、
前記案内部材は、前記第１ロック部材と第２ロック部材が前記第１ロック凹部と第２凹部から退出する前に、前記案内凹部から退出するように構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁や排気弁の開閉タイミングを機関運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の特に冷間始動性を向上させるために、この始動時における吸気弁の開閉タイミングを、最遅角位置と最進角位置の間の中間位置に制御することが要求されており、これを実現するための一つの方法として、開閉タイミングの非制御時に、タイミングスプロケットに対するカムシャフトの相対回転位置を、ロックピンによって前記中間位相位置にロックするものが考えられている。
【０００３】
ところが、非制御時では、前記ベーンロータには、カムシャフトに発生する交番トルクによってタイミングスプロケットに対して遅角方向へ作動する力が働いていることから、前記中間ロック位置よりも遅角側の位置で機関が停止した場合には、ベーンロータを中間ロック位置まで作動させることができない。
【０００４】
そこで、以下の特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置は、ロックピンなどによるロック機構に加えて、ベーンロータを中間ロック位置まで案内するための案内機構を設け、該案内機構の案内ピンが前記カムシャフトの正負の交番トルクによって案内凹部内で正逆回転方向へばたつくことを利用してベーンロータを中間ロック位置まで案内するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＤＥ１０  ２００８  ０１１９１６Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のバルブタイミング制御装置は、ロックピンがロック穴から退出してロックが解除された後に、前記案内ピンが案内凹部から遅れて退出した場合には、案内ピンが案内凹部の孔縁に引っ掛かってしまい、所望のバルブタイミング制御ができなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、前記特許文献１に記載された発明の技術的課題に鑑みて案出されたもので、ロック機構のロック解除時における案内ピンの引っ掛かりの発生を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、とりわけ、ベーンロータまたはハウジングの一方側に進退自在に設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、前記ベーンロータまたはハウジングの他方側に設けられ、対応する前記第１ロック部材と第２ロック部材がそれぞれ係脱可能に設けられた第１ロック凹部および第２ロック凹部と、によって構成され、前記第１ロック部材が第１ロック凹部に係入され、かつ前記第２ロック部材が第２ロック凹部に係入されることによって、前記ハウジングに対してベーンロータを最遅角位置と最進角位置の間の所定位置にロックし、供給された油圧によって前記第１ロック部材と第２ロック部材が前記各第１ロック凹部と第２ロック凹部から退出してロックが解除されるロック機構と、
前記ベーンロータまたはハウジングの一方側に進退自在に設けられ、供給された油圧によって後退移動する案内部材と、前記ベーンロータまたはハウジングの他方側に設けられ、前記案内部材が進出移動して係入することによって、前記ハウジングに対してベーンロータを前記ロック機構によるロック位置まで案内する案内凹部と、を有する案内機構と、を備え、
前記第１ロック部材と第２ロック部材を各ロック凹部から退出させる前記油圧は、オイルポンプの吐出通路に連通するロック解除通路から分岐した第１分岐路を介してそれぞれ供給され、前記案内部材を案内凹部から退出させる油圧も、前記ロック解除通路から分岐した第２分岐路を介して供給されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ロック機構のロック解除時における案内ピンの案内凹部の孔縁への引っ掛かりの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るバルブタイミング制御装置を示す全体構成図である。
【図２】同バルブタイミング制御装置の要部の分解斜視図である。
【図３】同バルブタイミング制御装置のベーンロータが最遅角位相の位置に回転した状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】同ベーンロータが中間位相の回転位置に保持された状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同ベーンロータが最進角位相の位置に回転した状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本実施形態のベーンロータが最遅角寄りに位置する場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図である。
【図７】同ベーンロータが交番トルクによってやや進角側に回転した場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図である。
【図８】同ベーンロータがさらに進角側に回転した場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図である。
【図９】同ベーンロータがさらに進角側に回転した場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図である。
【図１０】同ベーンロータがさらに進角側に回転した場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図である。
【図１１】同ベーンロータがさらに進角側に回転した場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を、自動車用内燃機関の吸気弁側に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
本実施形態のバルブタイミング制御装置は、図１〜図３に示すように、機関のクランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転駆動される駆動回転体であるスプロケット１と、機関前後方向に沿って配置されて、前記スプロケット１に対して相対回転可能に設けられた吸気側のカムシャフト２と、前記スプロケット１とカムシャフト２との間に配置されて、該両者の相対回転位相を変換する位相変更機構３と、該位相変更機構３を、最進角位相と最遅角位相の間の中間位相位置及び最遅角位相の位置でロックさせるロック機構４と、前記カムシャフト２を前記ロック機構４によるロック位置まで案内する案内機構５と、前記位相変更機構３やロック機構４及び案内機構５にそれぞれ油圧を別個独立に給排して各機構３〜５を作動させる油圧回路６と、を備えている。
【００１３】
前記スプロケット１は、後述するハウジングの後端開口を閉塞するリアカバーとして構成され、ほぼ肉厚円板状に形成されて、外周に前記タイミングチェーンが巻回された歯車部１ａを有していると共に、中央には前記カムシャフト２の一端部２ａの外周に回転自在に支持される支持孔１ｄが貫通形成されている。また、スプロケット１は、外周側の周方向等間隔位置に４つの雌ねじ孔１ｂが形成されている。
【００１４】
前記カムシャフト２は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には機関弁である吸気弁を開作動させる一気筒当たり２つの卵形の駆動カムが軸方向の位置に一体に固定されていると共に、一端部の内部軸心方向に雌ねじ孔２ｂが形成されている。
【００１５】
前記位相変更機構３は、図１〜図３に示すように、前記スプロケット１に軸方向から一体的に設けられたハウジング７と、前記カムシャフト２の一端部の雌ねじ孔２ｂに螺着するカムボルト８を介して固定され、前記ハウジング７内に回転自在に収容された従動回転体であるベーンロータ９と、前記ハウジング７内の作動室に形成されて、該ハウジング７の内周面に内方(中心)に向かって突設された後述する４つのシューと前記ベーンロータ９とによって隔成されたそれぞれ４つの遅角作動室である遅角油圧室１１及び進角作動室である進角油圧室１２と、を備えている。
【００１６】
前記ハウジング７は、円筒状のハウジング本体１０と、プレス成形によって形成され、前記ハウジング本体１０の前端開口を閉塞するフロントプレート１３と、後端開口を閉塞するリアカバーとしての前記スプロケット１と、から構成されている。
【００１７】
前記ハウジング本体１０は、焼結金属によって一体に形成され、内周面の円周方向ほぼ等間隔位置に４つの前記各シュー１０ａ〜１０ｄが一体に突設されていると共に、該各シュー１０ａ〜１０ｄの外周側にはボルト挿通孔１０ｅがそれぞれ軸方向に貫通形成されている。
【００１８】
前記フロントプレート１３は、金属製の薄板円盤状に形成されて、中央に貫通孔１３ａが形成されていると共に、外周側の周方向の等間隔位置に４つのボルト挿通孔１３ｂが貫通形成されている。
【００１９】
そして、前記スプロケット１とハウジング本体１０及びフロントプレート１３は、前記各ボルト挿通孔１３ｂ、１０ｅを挿通して前記各雌ねじ孔１ｂに螺着する４本のボルト１４によって共締め固定されている。
【００２０】
なお、図２及び図３中、５０は、前記スプロケット１の内側面の外周側に取り付けられた位置決め用ピンであって、この位置決め用ピン５０は、前記ハウジング本体１０の第１シュー１０ａの外周面に形成された位置決め用溝５１に嵌入して、組付時のスプロケット１に対するハウジング本体１０の位置決めを行うようになっている。
【００２１】
前記ベーンロータ９は、金属材によって一体に形成され、カムシャフト２の一端部に前記カムボルト８によって固定されたロータ１５と、該ロータ１５の外周面に円周方向のほぼ９０°等間隔位置に放射状に突設された４つのベーン１６ａ〜１６ｄとから構成されている。
【００２２】
前記ロータ１５は、軸方向に比較的肉厚な異形円板状に形成され、ほぼ中央位置にボルト挿通孔１５ａが貫通形成されていると共に、前端に前記カムボルト８の頭部が着座する円形凹状の着座面１５ｂが形成されている。
【００２３】
そして、このロータ１５は、互いに周方向で隣接する第１ベーン１６ａと第４ベーン１６ｄとの間、並びに第２ベーン１６ｂと第３ベーン１６ｃとの間の各部位が、基準円となる一対の第１、第２小径部１５ｃ、１５ｄとして形成されていると共に、前記隣接する第１ベーン１６ａと第２ベーン１６ｂとの間、並びに第３ベーン１６ｃと第４ベーン１６ｄとの間の部位が、前記小径部１５ｃ、１５ｄより大径な一対の第１、第２大径部１５ｅ、１５ｆとして形成されている。
【００２４】
第１，第２小径部１５ｃ、１５ｄは、互いに円周方向で約１８０°の角度位置、つまり径方向の反対側に対向して配置され、それぞれの外周面が同一曲率半径の円弧状に形成されている。
【００２５】
一方、第１，第２大径部１５ｅ、１５ｆは、同じく互いに円周方向で約１８０°の角度位置、つまり径方向の反対側に対向して配置され、外周面が小径部１５ｃ、１５ｄの外径よりも一回り大きく形成されて、同一の曲率半径の円弧状に形成されている。
【００２６】
したがって、前記第１、第２小径部１５ｃ、１５ｄの外周面に対向する前記一対の第１、第２シュー１０ａ、１０ｂは、各先端部が内方(ハウジング中心方向)へ長く突出して側面ほぼ長方形状に形成されている。これに対して、第１、第２大径部１５ｅ、１５ｆの外周面に対向する前記一対の第３，第４シュー１０ｃ、１０ｄは、各先端部が第１、第２シュー１０ａ、１０ｂよりも短く形成されて、全体が側面ほぼ円弧状に形成されている。
【００２７】
また、前記第１〜第４シュー１０ａ〜１０ｄの各先端縁には、前記第１，第２小径部１５ｃ、１５ｄと第１、第２大径部１５ｅ、１５ｆの各外周面に摺接するシール部材１７ａがそれぞれ嵌着固定されている。この各シール部材１７ａは、ほぼコ字形状に形成されて、各シール溝の底面側に設けられた図外の板ばねによって前記第１、第２小径部１５ｃ、１５ｄと第１、第２大径部１５ｅ、１５ｆの各外周面方向へ付勢されている。
【００２８】
前記各ベーン１６ａ〜１６ｄは、その全体の突出長さがほぼ同一に設定されていると共に、円周方向の巾がほぼ同一の比較的薄肉なプレート状に形成されて、それぞれが各シュー１０ａ〜１０ｄの間に配置されている。また、前記各ベーン１６ａ〜１６ｄの先端外周部には、断面矩形状にシール溝が軸方向に沿って形成されていると共に、該各シール溝には、ハウジング本体１０の内周面に摺接するコ字形状のシール部材１７ｂがそれぞれ設けられている。
【００２９】
前記各シュー１０ａ〜１０ｄと各ベーン１６ａ〜１６ｄの各シール部材１７ａ、１７ｂによって、前記遅角油圧室１１と進角油圧室１２との間を常時シールするようになっている。
【００３０】
また、前記ベーンロータ９は、図３に示すように、遅角側へ相対回転すると第１ベーン１６ａの一側面が対向する前記第１シュー１０ａの対向側面に当接して最大遅角側の回転位置が規制され、図５に示すように、進角側へ相対回転すると第１ベーン１６ａの他側面が対向する他の第３シュー１０ｃの対向側面に当接して最大進角側の回転位置が規制されるようになっている。つまり、この第３シュー１０ｃが、第１ベーン１６ａを介してベーンロータ９のストッパ機能を発揮するようになっている。
【００３１】
このとき、他のベーン１６ｂ〜１６ｄは、両側面が円周方向から対向する各シュー１０ｂ、１０ｄの対向面に当接せずに離間状態にある。したがって、ベーンロータ９とシュー１０との当接精度が向上すると共に、後述する各油圧室１１，１２への油圧の供給速度が速くなってベーンロータ９の正逆回転応答性が高くなる。
【００３２】
なお、前記ベーンロータ９は、ハウジング３との通常の相対回転制御時には、後述する第１ベーン１６ａが対応する第１シュー１０ａや第３シュー１０ｃにそれぞれ当接した最遅角位相と最進角位相よりも内側で、つまり僅かに中間寄りの範囲内で相対回転制御されるようになっている。
【００３３】
前記各ベーン１６ａ〜１６ｄの回転軸方向の両側面と各シュー１０ａ〜１０ｄの両側面との間に、前述した各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２が隔成されている。この各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２は、前記ロータ１５の各小径部１５ｃ、１５ｄに位置する各油圧室１１ａ，１２ａの容積が各大径部１５ｅ、１５ｆに位置する各油圧室１１ｂ，１２ｂの容積よりも大きくなっている。
【００３４】
このため、前記小径部１５ｃ、１５ｄ側に位置する前記ベーン１６ａ〜１６ｄの各一側面１６ｅ〜１６ｈの受圧面積が、各大径部１５ｅ、１５ｆ側に位置する各ベーン１０ａ〜１０ｄの各側面よりも大きくなっている。
【００３５】
また、前記各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２とは、前記ロータ１５の内部にそれぞれ形成された第１連通孔１１ｃと第２連通孔１２ｃを介して後述するオイルポンプ４０の吐出通路４０ａにそれぞれに連通している。
【００３６】
前記ロック機構４は、機関の停止状態に応じて、ハウジング７に対してベーンロータ９を最遅角側の回転位置（図３の位置）と最進角側の回転位置（図５の位置）との間の中間回転位相位置（図４の位置）に保持すると共に、前記最遅角側の回転位置に保持するものである。
【００３７】
すなわち、図２、図６〜図１１に示すように、前記スプロケット１の内側面１ｃの所定位置に形成された第１、第２ロック凹部である第１、第２ロック穴２４、２５と、前記ロータ１５の第１大径部１５ｅの内部周方向の２箇所に設けられて、前記第１、第２ロック穴２４、２５にそれぞれ係脱する第１、第２ロック部材である第１、第２ロックピン２７，２８と、該各ロックピン２７、２８の前記各ロック穴２４、２５に対する係合を解除させるロック解除通路２０と、から主として構成されている。
【００３８】
前記案内機構６は、同じく図２、図６〜図１１に示すように、前記スプロケット１の内側面１ｃの前記第１、第２ロック穴２４，２５と径方向の反対側に形成された案内凹部である案内穴２６と、前記ロータ１５の第２大径部１５ｆの内部周方向に設けられて、前記案内穴２６にそれぞれ係脱する案内部材である案内ピン２９と、該案内ピン２９の前記案内穴２６に対する係合を解除させる同じ前記ロック解除通路２０と、から主として構成されている。
【００３９】
前記第１ロック穴２４は、図２、図６〜図１１に示すように、第１大径部１５ｅ側のスプロケット内側面１ｃに形成され、後述する第１ロックピン２７の小径な先端部２７ａの外径よりも大径な円形状に形成されて、係入した前記先端部２７ａが円周方向へ僅かに移動可能になっている。また、第１ロック穴２４は、スプロケット１の内側面１ｃの前記ベーンロータ９の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った中間位置に形成されている。さらに、この第１ロック穴２４は、底面２４ａの深さが後述の第２ロック穴２５及び案内穴２６の第２底面２５ｂ及び案内底面２６ｂとほぼ同じ深さに設定されている。
【００４０】
したがって、第１ロックピン２７は、ベーンロータ１５の進角方向の回転に伴って先端部２７ａが前記第１ロック穴２４に係入して底面２４ａに当接すると、先端部２７ａの側縁が第１ロック穴２４の周方向内側縁２４ｂに当接した時点でベーンロータ９の遅角方向への移動を規制するようになっている(図１１参照)。
【００４１】
前記第２ロック穴２５は、第１ロック穴２４と同じく第１大径部１５ｅ側のスプロケット内側面１ｃに形成され、円周方向に沿った長溝の階段状に形成されている。つまり、スプロケット１の内側面１ｃを最上段として、これより一段ずつ低くなる第１底面２５ａ、第２底面２５ｂと順次低くなる階段状に形成され、遅角側の各内側面は垂直に立ち上がった壁面になっていると共に、第２底面２５ｂの進角側の内側縁２５ｃも垂直に立ち上がった壁面になっている。
【００４２】
前記第２底面２５ｂは、円周方向に沿って進角側へ僅かに長く形成されて、ここに係合した状態で前記第２ロックピン２８が図１０、図１１に示すように、進角方向へ僅かに移動可能になっている。
【００４３】
前記案内穴２６は、前記第２大径部１５ｆ側に前記第２ロック穴よりも長くスプロケット１の円周方向に延びた円弧長溝状に形成されていると共に、スプロケット内側面１ｃの前記ベーンロータ９の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った中間位置に形成されている。また、この案内穴２６は、その底面が遅角側から進角側に亘って低くなる３段の階段状に形成されて、これがロック案内溝として機能するようになっている。
【００４４】
つまり、案内穴２６は、スプロケット内側面１ｃを最上段として、これより一段ずつ低くなる第１底面２６ａ、第２底面２６ｂと順次低くなる階段状に形成され、遅角側の各内側面は垂直に立ち上がった壁面になっていると共に、第２底面２６ｂの進角側の内側縁２６ｃも垂直に立ち上がった壁面になっている。
【００４５】
前記第１ロックピン２７は、図２、図６〜図１１に示すように、ロータ１５の第１大径部１５ｅの内部軸方向に貫通形成された第１ピン孔３１ａ内に摺動自在に配置され、小径の前記先端部２７ａと、該先端部２７ａの後側に位置する中空状の大径部位２７ｂと、先端部２７ａと大径部位２７ｂとの間に形成された段差受圧面２７ｃと、によって一体に形成されている。前記先端部２７ａは、先端面が前記第１ロック穴２４の底面２４ａに密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。
【００４６】
また、この第１ロックピン２７は、大径部位２７ｂの内部の凹溝底面とフロントプレート１３の内面との間に弾装された付勢部材である第１スプリング３６のばね力によって第１ロック穴２４に係合する方向へ付勢されている。
【００４７】
また、この第１ロックピン２７は、前記段差受圧面２７ｃに前記ロータ１５の軸方向一端面に形成された溝通路である第１解除用受圧室３２から油圧が作用するようになっている。この油圧によって、第１ロックピン２７が前記第１スプリング３６のばね力に抗して後退移動して第１ロック穴２４との係合が解除されるようになっている。
【００４８】
前記第２ロックピン２８は、第１ロックピン２７と同じく前記第１大径部１５ｅの内部軸方向に貫通形成された第２ピン孔３１ｂ内に摺動自在に配置され、外径が段差径状に形成されて、小径の先端部２８ａと、該先端部２８ａの後側に位置する中空状の大径部位２８ｂと、先端部２８ａと大径部位２８ｂとの間に形成された段差受圧面２８ｃと、によって一体に形成されている。前記先端部２８ａは、先端面が前記第２ロック穴２５の各底面２５ａ、２５ｂに密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。
【００４９】
この第２ロックピン２８は、大径部位２８ｂの後端側から内部軸方向に形成された凹溝底面とフロントプレート１３の内面との間に弾装された付勢部材である第２スプリング３７のばね力によって第２ロック穴２５に係合する方向へ付勢されている。
【００５０】
この第２ロックピン２８は、前記段差受圧面２８ｃに前記ロータ１５の軸方向一端面に形成された溝通路である第２解除用受圧室３３から油圧が作用するようになっている。この油圧によって、第２ロックピン２８が前記第２スプリング３７のばね力に抗して後退移動して第２ロック穴２５との係合が解除されるようになっている。
【００５１】
前記案内ピン２９は、前記ロータ１５の第２大径部１５ｆの内部軸方向に貫通形成された第３ピン穴３１ｃ内に摺動自在に配置され、外径が段差径状に形成されて、小径な前記先端部２９ａと、該先端部２９ａより後部側に位置する中空状の大径部位２９ｂと、先端部２９ａと大径部位２９ｂとの間に形成された段差受圧面２９ｃと、によって一体に形成されている。前記先端部２９ａは、先端面が前記案内穴２６の各底面２６ａ、２６ｂに密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。
【００５２】
また、この案内ピン２９は、大径部位２９ｂの後端側から内部軸方向に形成された凹溝底面とフロントプレート１３の内面との間に弾装された付勢部材である第３スプリング３８のばね力によって案内穴２６に係合する方向へ付勢されている。
【００５３】
また、この案内ピン２９は、前記段差受圧面２９ｃに前記ロータ１５の軸方向一端面に形成された溝通路である第３解除用受圧室３４から油圧が作用するようになっている。この油圧によって、案内ピン２９が前記第３スプリング３８のばね力に抗して後退移動して案内穴２６との係合が解除されるようになっている。
【００５４】
なお、各第１、第２ロックピン２７，２８及び案内ピン２９の各先端面を含む前記各段差受圧面２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの受圧面積は、同一に設定されている。
【００５５】
また、前記第１〜第３解除用受圧室３２〜３４は、ロータ１５の軸方向の一端面に径方向に沿って形成された長溝とフロントプレート１３の内面との間に形成されるようになっている。
【００５６】
そして、第１、２ロック穴２４、２５及び案内穴２６と、第１、２ロックピン２７、２８及び案内ピン２９との相対的な形成位置の関係は以下のようになっている。
【００５７】
すなわち、図６に示すように、前記ベーンロータ９が最遅角側に相対回転した位置では、第１ロックピン２７が第２ロック穴２５に係入して先端面が第２底面２５ｂに当接すると共に、先端部の外側縁が第２ロック穴２５の進角側の内側縁２５ｃに当接した状態になる。
【００５８】
また、前記最遅角位置から第１ロックピン２７が第２ロック穴２５から退出して、ベーンロータ９が進角側へやや回転すると、案内ピン２９が案内穴２６の第１底面２６ａに係入している段階(図７)と第２底面２６ｂに係入した初期段階(図８)では、第１、第２ロックピン２７、２８は、各先端部２８ａ、２９ａがスプロケット１の内側面１ｃに当接している。
【００５９】
その後、ベーンロータ９の進角側へのさらに僅かな回転に伴い案内ピン２９が案内穴２６の第２底面２６ｂ上を摺動してほぼ中央に位置した時点(図９)で、第２ロックピン２８の先端部２８ａが第２ロック穴２５の第１底面２５ａに当接する。
【００６０】
さらに、案内ピン２９の先端部２９ａが第３底面２６ｂを摺接しながら進角側へ移動すると、図１０に示すように、第２ロックピン２８の先端部２８ａが第２ロック穴２５の第２底面２５ｂに当接する。このとき、案内ピン２９は、第３底面２４ｂ上を進角側に向かって摺動する。
【００６１】
その後、ベーンロータ９の進角側へのさらなる回転に伴い第２ロックピン２８及び案内ピン２９が進角側へ移動すると、図１１に示すように、第１ロックピン２７が第１ロック穴２４内に係入するように配置形成されている。このとき、第１ロックピン２７と第２ロックピン２８の対向外側縁が、各ロック穴２４，２５の対向する各内側縁２４ｂ、２５ｃに当接して、この間を挟持するように配置形成されている。
【００６２】
このとき、前記案内ピン２９は、先端部２９ａの側縁が前記第２底面２６ｂから立ち上がった前記内側縁２６ｃから僅かに離間した状態で他の第１、第２ロックピン２７，２８の作用によってそれ以上の進角方向への移動が規制されるようになっている（図１１参照）。
【００６３】
要するに、ベーンロータ９が最遅角側位置から進角側の所定位置まで相対回転するにしたがって前記案内ピン２９が第１底面２６ａ、第２底面２６ｂに順次段階的に当接係合し、この第２底面２６ｂに係入しながら進角側に移動して、この途中から第２ロックピン２８が第２ロック穴２５に係入して第１，第２底面２５ａ、２５ｂに順次段階的に当接係合する。その後、第１ロックピン２７が第１ロック穴２４に順次係合する。
【００６４】
これによって、ベーンロータ９は、全体として４段階のラチェット作用によって遅角方向への回転を規制されながら進角方向へ相対回転して、最終的に最遅角位相と最進角位相との間の中間位相位置に保持されるようになっている。
【００６５】
なお、前記第１〜第３ピン孔３１ａ〜３１ｃの後端側には、各ロックピン２７、２８，２９の良好な摺動性を確保するために呼吸孔３９を介して大気に連通している。
【００６６】
前記油圧回路６は、図１に示すように、前記各遅角油圧室１１に対して第１連通路１１ｃを介して油圧を給排する遅角通路１８と、各進角油圧室１２に対して第２連通路１２ｃを介して油圧を給排する進角通路１９と、前記各第１〜第３解除用受圧室３２〜３４にそれぞれ油圧を供給、排出する前記ロック解除通路２０と、前記遅角、進角通路１８，１９に作動油を選択的に供給すると共に、ロック解除通路２０に作動油を供給する流体圧供給源であるオイルポンプ４０と、機関運転状態に応じて前記遅角通路１８と進角通路１９の流路を選択的に切り換える第１電磁切換弁４１と、前記ロック解除通路２０に対する作動油の給排を切り換える第２電磁切換弁４２と、を備えている。
【００６７】
前記遅角通路１８と進角通路１９とは、それぞれの一端部が前記第１電磁切換弁４１の図外の各ポートに接続されている一方、他端側が前記カムシャフト２の内部に形成された通路部１８ａ、１９ａと前記第１，第２連通路１１ｃ、１２ｃとを介して前記各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２にそれぞれ連通している。
【００６８】
前記ロック解除通路２０は、図１、図２に示すように、一端側が第２電磁切換弁４２の図外のロックポートに接続されている一方、他端側の通路部２０ａが前記カムシャフト２の内部径方向から軸方向に折曲されて、前記ロータ１５内に径方向へ分岐形成された２つの分岐路である第１、第２分岐通路孔２０ｂ、２０ｃを介して前記第１〜第３解除用受圧室３２〜３４にそれぞれ連通している。前記第１、第２分岐通路孔２０ｂ、２０ｃは、通路断面積がほぼ同一に形成されて、前記ロック解除通路２０から前記各解除用受圧室３２〜３４に供給された油圧が各各段差受圧面２７ｃ、２８ｃ、２９ｃに対して同時期で同一圧が作用するようになっている。また、前記各解除用受圧室３２〜３４の断面積も同一に設定されている。
【００６９】
前記オイルポンプ４０は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するトロコイドポンプなどの一般的なものであって、アウター、インナーロータの回転によってオイルパン４３内から吸入通路を介して吸入された作動油が吐出通路４０ａを介して吐出されて、その一部が図外のメインオイルギャラリーＭ／Ｇから内燃機関の各摺動部などに供給されると共に、他が分岐通路４４，４５を介して前記第１、第２電磁切換弁４１、４２側にそれぞれ供給されるようになっている。
【００７０】
なお、吐出通路４０ａの下流側には、図外の濾過フィルタが設けられていると共に、該吐出通路４０ａから吐出された過剰な作動油を、ドレン通路４６を介してオイルパン４３に戻して適正な流量に制御する図外の流量制御弁が設けられている。
【００７１】
前記第１電磁切換弁４１は、図１に示すように、４方向４ポート３位置型であって、各構成部材については具体的に符番を入れて説明しないが、概略的には、ほぼ円筒状のバルブボディと、該バルブボディ内に軸方向へ摺動自在に設けられたスプール弁体と、バルブボディの内部一端側に設けられて、スプール弁を一方向へ付勢する付勢部材であるバルブスプリングと、バルブボディの一端部に設けられて、前記スプール弁をバルブスプリングのばね力に抗して他方向へ移動させる電磁コイルと、から主として構成されている。
【００７２】
一方、第２電磁切換弁４２は、３ポート２位置型であって、バルブボディやスプール弁、バルブスプリング、電磁コイルなどの基本構成は第１電磁切換弁４１と同一である。
【００７３】
そして、この第１、第２電磁切換弁４１、４２は、電子コントローラ３５(ＥＣＵ)から出力される制御電流と前記各バルブスプリングとの相対的な圧力によって制御されている。つまり、第１電磁切換弁４１は、前記電子コントローラ３５からの通電(通電量の変化も含む)あるいは非通電によって前記スプール弁を前後方向の所定の位置に移動させて、オイルポンプ４０の吐出通路４０ａと前記いずれか一方の油通路１８，１９と連通させると同時に、他方の油通路１８，１９とドレン通路４６とを連通させるようになっている。
【００７４】
一方、第２電磁切換弁４２は、電子コントローラ３５からのオン−オフ的な通電信号によってスプール弁がいずれか一方に移動して、前記ロック解除通路２０と吐出通路４０ａあるいはロック解除通路２０とドレン通路４６を選択的に連通させるようになっている。
【００７５】
このように、第１電磁切換弁４１側では、前記スプール弁を軸方向の所定の位置に移動させることによって、各ポートを選択的に切り換えてタイミングスプロケット１に対するベーンロータ９の相対回転角度を変化させ、一方、第２電磁切換弁４２側では、第１、第２ロックピン２７、２８と案内ピン２９の各ロック穴２４、２５及び案内穴２６への係入ロックとロック解除を選択的に行ってベーンロータ９の自由な回転の許容と規制及び中間位相位置への円滑な案内を行うようになっている。
【００７６】
前記電子コントローラ３５は、内部のコンピュータが図外のクランク角センサ（機関回転数検出）やエアーフローメータ、機関水温センサ、機関温度センサ、スロットルバルブ開度センサおよびカムシャフト２の現在の回転位相を検出するカム角センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、前述したように、前記第１、第２電磁切換弁４１、４２の各電磁コイルに制御パルス電流を出力して前記各スプール弁の移動位置を制御し、前記各ポートを選択的に切り換え制御するようになっている。
【００７７】
そして、車両のイグニッションスイッチをオフ操作して機関停止させた場合と、走行時のアイドリングストップなどの一時的な機関停止の場合とに分けて前記第１、第２電磁切換弁４１、４２へ制御電流を出力するようになっている。
【００７８】
〔本実施形態の作動〕
以下、本実施形態のバルブタイミング制御装置の具体的な作動を説明する。
【００７９】
まず、車両の通常走行後にイグニッションスイッチをオフ操作して機関を停止させた場合には、第１、第２電磁切換弁４１、４２への通電も遮断されることから、各スプール弁は、バルブスプリングのばね力で一方向の位置に移動する。これによって、吐出通路４０ａに対して遅角通路１８及び進角通路１９の両方を連通させると共に、ロック解除通路２０とドレン通路４６を連通させる。
【００８０】
また、オイルポンプ４０の駆動も停止されることから、いずれかの油圧室１１，１２や各第１〜第３解除用受圧室３２〜３４への作動油の供給が停止される。
【００８１】
そして、この機関停止前のアイドリング回転時には、各遅角油圧室１１に作動油圧が供給されてベーンロータ９が図３示す最遅角側の回転位置になっている。このとき、第２ロックピン２８と案内ピン２９は、図６に示すように、第２ロック穴２５と案内穴２６の位置から外れてスプロケット１の内側面１ｃに弾接しているが、第１ロックピン２７は、第２ロック穴２５に係合している。
【００８２】
この状態で、イグニッションスイッチがオフ操作されると、操作初期の機関停止直前に、前記第１、第２電磁切換弁４１、４２に電流が出力されてオイルポンプ４０から各解除用受圧室３２〜３４に作動油圧が同時に供給される。これによって、前記第１ロックピン２７は、図中一点鎖線で示すように、第１スプリング３６のばね力に抗して後退移動して第１ロック穴２７との係合が解除される。
【００８３】
また、この機関の停止直前では、カムシャフト２に作用する正負の交番トルクが発生する。特に、負のトルクによってベーンロータ９が遅角側から進角側へ回転して中間位相位置になると、第１、第２ロックピン２７、２８と案内ピン２９が、各スプリング３６〜３８のばね力で進出移動して各先端部２７ａ〜２９ａが対応する第１、第２ロック穴２４、２５及び案内穴２６に係入する。これによって、ベーンロータ９は、図４に示す最進角と最遅角の間の中間位相位置に保持される。
【００８４】
すなわち、図３に位置するベーンロータ９が、前記カムシャフト２に作用する負の交番トルクによって僅かに進角側(図中矢印方向)に回転すると、この時点で、前記第１、第２電磁切換弁４１への通電が遮断されて、各解除用受圧室３２〜３４への油圧の供給が停止される。
【００８５】
したがって、図７に示すように、第１ロックピン２７の先端部２７ａが第１スプリング３６の付勢力でスプロケット１の内側面１ｃに弾接すると共に、前記案内ピン２９の先端部２９ａが、第３スプリング３８の付勢力によって案内穴２６の第１底面２６ａに当接係合する。ここで、ベーンロータ９に正の交番トルクが作用して遅角側へ回転しようとするが、案内ピン２９の先端部２９ａの側縁が第１底面２６ａの立ち上がり段差面に当接して遅角側(図７中矢印方向)への回転が規制される。
【００８６】
その後、負のトルクにしたがってベーンロータ９が進角側へ回転するに伴い案内ピン２９が、図８に示すように、案内穴２６内を順次階段を下りるように移動して第２底面２６ｂに当接係合する共に、第２底面２６ｂ上を進角方向へラチェット作用を受けながら中間位置まで移動する。
【００８７】
そうすると、今度は第２ロックピン２８の先端部２８ａが、第２スプリング３７の付勢力によって、図９に示すように、第２ロック穴２５の第１底面２５ａに当接係合する。その後、ベーンロータ９がさらに進角側へ回転すると、図１０に示すように、案内ピン２９が内側縁２６ｃ近傍に移動すると共に、第２ロックピン２８が第２ロック穴２５の第２底面２５ｂにラチェット作用を受けながら当接係合する。
【００８８】
さらに、ベーンロータ９が負のトルクによってさらに進角側へ移動すると、図１１に示すように、第２ロックピン２８と案内ピン２９の同方向への移動と共に、第１ロックピン２７が第１ロック穴２４に係入すると共に、前述したように、該第１ロックピン２７と第２ロックピン２８によって各ロック穴２４，２５の対向内側縁２４ｂ、２５ｃの間を挟持するように配置される。これによって、ベーンロータ９は、図４に示したように、最遅角と最進角の中間位置に安定かつ確実に保持される。
【００８９】
その後、長時間経過後に機関を始動(冷間始動)するために、イグニッションスイッチをオン操作すると、その直後の初爆（クランキング開始）によってオイルポンプ４０が駆動し、その吐出油圧が、遅角通路１８と進角通路１９を介して各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２にそれぞれ供給される。一方、前記ロック解除通路２０とドレン通路４６は連通された状態になっていることから、各ロックピン２７、２８と案内ピン２９は、各スプリング３６〜３８のばね力によって各ロック穴２４、２５及び案内穴２６に係合した状態を維持している。
【００９０】
また、前記第１電磁切換弁４１は、現在の機関運転状態を検出した電子コントローラ３５によって制御されているため、オイルポンプ４０の吐出油圧の不安定なアイドリング運転時は各ロックピン２７、２８の係合状態を維持する。
【００９１】
続いて、例えば機関低回転低負荷域や高回転高負荷域に移行する直前には、電子コントローラ３５から第２電磁切換弁４２に制御電流が出力されて、吐出通路４０ａとロック解除通路２０が連通されると共に、第１電磁切換弁４１は非通電状態が継続されて、吐出通路４０ａに対する遅角通路１８と進角通路１９との連通が維持される。
【００９２】
したがって、ロック解除通路２０から通路部２０ａと第１、第２分岐通路孔２０ｂ、２０ｃを介して第１〜第３解除用受圧室３２〜３４に作動油（油圧）が同時にかつ同一圧が供給されるので、各ロックピン２７、２８及び案内ピン２９は、各スプリング３６〜３８のばね力に抗して同時に後退移動して先端部２７ａ〜２９ａが各ロック穴２４、２５及び案内穴２６から抜け出してそれぞれの係合が解除される。したがって、ベーンロータ９の自由な正逆回転が許容されると共に、遅角、進角油圧室１１，１２の両方に作動油が供給される。
【００９３】
また、ここで、前記いずれか一方の油圧室１１，１２のみに油圧を供給した場合は、ベーンロータ９がいずれか一方に回転しようとして、ロータ１５内の第１〜第３ピン孔３１ａ〜３１ｃと第１、２ロック穴２４、２５及び案内穴２６との間に発生した剪断力を、第１、第２ロックピン２７、２８と案内ピン２９が受けていわゆる食い込み現象が発生して、速やかな係合解除ができないおそれがある。
【００９４】
また、両油圧室１１，１２のいずれにも油圧が供給されない場合は、前記交番トルクによってベーンロータ９がばたついてベーン１６ａとハウジング本体１０のシュー１０ａとの衝突打音が発生するおそれがある。
【００９５】
これに対して本実施形態では、両方の油圧室１１，１２に油圧を供給していることから、前記各ロックピン２７、２８及び案内ピン２９の各ロック穴２４、２５及び案内穴２６への食い込み現象やばたつき等を十分に抑制できる。
【００９６】
その後、例えば機関低回転低負荷域に移行した場合は、第１電磁切換弁４１にも通電されて、各スプール弁が、バルブスプリングのばね力に抗して他方側に移動し、吐出通路４０ａとロック解除通路２０及び遅角通路１８の連通状態を維持すると共に、進角通路１９とドレン通路４６を連通させる。
【００９７】
これによって、第１、第２ロックピン２７、２８と案内ピン２９は、各ロック穴２４、２５及び案内穴２６から抜け出た状態が維持される一方、進角油圧室１２の油圧が排出されて低圧になる一方、遅角油圧室１１が高圧になっていることから、図３に示すように、ベーンロータ９をハウジング７に対して最遅角側に回転させる。
【００９８】
よって、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが小さくなって筒内の残留ガスが減少して燃焼効率が向上し、機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。
【００９９】
その後、例えば機関高回転高負荷域に移行した場合は、第１電磁切換弁４１への通電量を大きくする。これによって、遅角通路１８とドレン通路４６が連通されると共に、吐出通路４０ａに対してロック解除通路２０が連通状態を維持されていると共に、進角通路１９が連通する。
【０１００】
したがって、各ロックピン２７、２８と案内ピン２９の各穴２４〜２６に対する係合が解除された状態になっていると共に、遅角油圧室１１が低圧になる一方、進角油圧室１２が高圧になる。このため、ベーンロータ９は、図５に示すように、ハウジング１１に対して最進角側に回転する。これにより、カムシャフト２は、スプロケット１に対して最進角の相対回転位相に変換される。
【０１０１】
これによって、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが大きくなって、吸気充填効率が高くなって機関の出力トルクの向上が図れる。
【０１０２】
また、前記機関低回転低負荷域や高回転高負荷域からアイドリング運転に移行した場合は、電子コントローラ３５から第１、第２電磁切換弁４１、４２への通電が遮断されて、ロック解除通路２０とドレン通路４６を連通させると共に、吐出通路４０ａを遅角通路１８と進角通路１９の両方に連通させる。これによって、両油圧室１１，１２には、ほぼ均一圧の油圧が作用する。
【０１０３】
このため、ベーンロータ９は、たとえ遅角側位置にあった場合でもカムシャフト２に作用する前記交番トルクによって進角側に回転する。また、各ロックピン２７、２８と案内ピン２９が、各スプリング３６〜３８のばね力で進出移動して、前述したラチェット作用を得ながらロック穴２４、２５及び案内穴２６に係合する。このため、ベーンロータ９は、図４に示す最進角と最遅角の間の中間位相位置にロック保持される。
【０１０４】
また、機関を停止した際も、前述したように、イグニッションスイッチをオフ操作すると、各ロックピン２７、２８及び案内ピン２９は各ロック穴２４、２５や案内穴２６から抜け出すことなく係合状態を維持する。
【０１０５】
さらに、所定の運転域が継続されている場合は、第１、第２電磁切換弁４１、４２に通電されて、吐出通路４０ａやドレン通路４６に対する前記遅角通路１８と進角通路１９の連通が遮断されると共に、吐出通路４０ａとロック解除通路２０が連通される。これによって、各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２の内部にそれぞれ作動油が保持された状態になると共に、各ロックピン２７、２８及び案内ピン２９が、各ロック穴２４、２５及び案内穴２６から抜け出してロック解除状態が維持される。
【０１０６】
したがって、ベーンロータ９が所望の回転位置に保持されて、カムシャフト２もハウジング７に対して所望の相対回転位置に保持されることから、吸気弁の所定のバルブタイミングに保持される。
【０１０７】
このように、機関の運転状態に応じて、電子コントローラ３５が第１、第２電磁切換弁４１、４２に通電、あるいは通電を遮断して、前記位相変換機構と３とロック機構４を制御してタイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の最適相対回転位置に制御することから、バルブタイミングの制御精度の向上が図れる。
〔機関が自動的に停止した場合〕
アイドリングストップなどによって機関が自動的に停止する場合は、前記手動で停止させた場合と同じく、この機関の自動停止前のアイドリング回転時に、第１電磁切換弁４１に通電すると共に、第２電磁切換弁４２は非通電となり、吐出通路４０ａと遅角通路１８を連通させると共に、進角通路１９とドレン通路４６を連通させると、同時に、ロック解除通路２０とドレン通路４６とを連通させる。
【０１０８】
したがって、各遅角油圧室１１に作動油圧が供給されて、ベーンロータ９が図３示す最遅角側の回転位置になる。
【０１０９】
このとき、前記ロック機構４は、各解除用受圧室３２〜３４に油圧が供給されていないことから、第２ロックピン２８と案内ピン２９が、図６に示すように、第２ロック穴２５と案内穴２６の位置から外れて各スプリング３７，３８の付勢力によってスプロケット１の内側面１ｃに弾接していると共に、第１ロックピン２７が、第１スプリング３６のばね力によって第２ロック穴２５に係合する。
【０１１０】
これによって、前記ベーンロータ９は、最遅角側の回転位置に安定かつ確実にロックされことから、その後、機関の自動的な再始動時(クラインキング初期)には、吸気弁は最遅角位相の状態で始動が開始される。したがって、ピストンの有効圧縮比が低下して良好な始動性を確保しつつ機関の振動を十分に抑制することができる。
【０１１１】
なお、機関が自動的に始動された後は、前述と同じく、前記第２電磁切換弁４２に通電されて、吐出通路４０ａとロック解除通路２０を連通させるため、第１ロックピン２７は、第２ロック穴２５から抜け出て係合が解除される。これによって、ベーンロータ９の自由な正逆回転を確保できる。
【０１１２】
以上のように、本実施形態では、前記電コントローラ３５から前記第２電磁切換弁４２に通電されて前記吐出通路４０ａとロック解除通路２０が連通され、オイルポンプ４０から吐出通路４０ａからロック解除通路２０に供給された作動油圧は、通路部２０ａと第１、第２分岐通路孔２０ｂ、２０ｃを介して各段差受圧室３２〜３４に供給されて各ピン２７〜２９の各段差受圧面２７ｃ〜２９ｃに同時かつ同圧に作用することから、第１、第２ロックピン２７，２８と案内ピン２９を各穴２４〜２６から同時に退出させることができる。
【０１１３】
すなわち、前記第１、第２分岐路２０ｂ、２０ｃの通路断面積が同一に形成され、また第１〜第３解除用受圧室３２〜３４の断面積も同一に形成されていることから、両ロックピン２７，２８及び案内ピン２９の段差受圧面２７ｃ、２８ｃ、２９ｃには、同時かつ同一の油圧が作用する。このため、両ロックピン２７，２８と案内ピン２９を、対応するロック穴２４，２５と案内穴２６から同時に退出させることができる。したがって、従来技術のような案内ピンの退出が遅れて案内穴の孔縁に引っ掛かってしまうといったおそれがなくなることから、所望のバルブタイミング制御を行うことができると共に、この制御を応答性良く行うことが可能になる。
【０１１４】
また、ベーンロータ９のロータ１５に、ピン孔３１ａ〜３１ｃを介して第１、２ロックピン２７、２８と案内ピン２９を設けたため、各ベーン１６ａ〜１６ｄの肉厚を十分に薄くすることができる。これによって、ベーンロータ９のハウジング７に対する相対回転角度を十分に拡大することが可能になる。
【０１１５】
しかも、ベーンロータ９のロータ１５を、ロックピンを保持するためにロータ全体を大径に形成するのではなく、第１大径部１５ｅと第２大径部１５ｆを部分的に形成し、ここにそれぞれ各ロックピン２７〜２９を設けるようにしたため、各小径部１５ｃ、１５ｄ領域に位置するそれぞれ２つの遅角油圧室１１ａ、１１ａと進角油圧室１２ａ、１２ａの各容積を、各大径部１５ｅ、１５ｆ領域に位置するそれぞれ２つの遅角油圧室１１ｂ、１１ｂと進角油圧室１２ｂ、１２ｂの各容積よりも大きく確保できる。
【０１１６】
したがって、前記各大容積の遅角油圧室１１ａ、１１ａと進角油圧室１２ａ、１２ａに臨む各ベーン１６ａ〜１６ｄの各側面１６ｅ〜１６ｈの受圧面積が、これと反対側の各側面よりも十分に大きくなる。このため、制御時におけるベーンロータ９の相対回転速度が高くなって、吸気弁のバルブタイミング制御の応答性が十分に向上する。
【０１１７】
また、前記ロータ１５の２つの小径部１５ｃ、１５ｄと２つの大径部１５ｅ、１５ｆを、それぞれ径方向の反対位置に形成したことから、ベーンロータ９全体の重量バランスを取ることができる。したがって、ベーンロータ９の常時円滑な相対回転作動が得られる。
【０１１８】
また、本実施形態では、機関が自動的に停止した場合には、ロック機構４によってベーンロータ９を最遅角側の回転位置に、油圧ではなく機械的にロックさせるようにしたため、油圧源を別途設ける必要がなくなる。このため、装置の簡素化が図れると共に、コストの低減化が図れる。
【０１１９】
さらに、機関を手動停止させた場合には、前記ロック機構４によってベーンロータ９を中間回転位相位置への保持性が向上すると共に、第２ロック穴２５と案内穴２６の階段状の各底面２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂによって第２ロックピン２８と案内ピン２９は必ず進角側の各底面２５ｂ、２６ｂ方向のみにラチェット式に案内移動されることから、かかる案内作用の確実性と安定性を担保できる。
【０１２０】
前記第２ロック穴２５と案内穴２６の階段状の各底面２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂによる４段階の長いラチェット作用によって、ベーンロータ９が最遅角側寄りに回転移動していたとしても、中間位置へ安定かつ確実に案内することが可能になる。
【０１２１】
前記各解除用受圧室３２〜３４に作用する油圧を、前記遅角、進角油圧室１１，１２の油圧を用いるのではないことから、遅角、進角油圧室１１，１２の油圧を用いる場合に比較して、前記各解除用受圧室３２〜３４に対する油圧の供給応答性が良好になり、各ロックピン２７、２８や案内ピン２９の後退移動(退出)の応答性が向上する。また、遅角、進角油圧室１１，１２から各解除用受圧室３２〜３４間のシール機構が不要になる。
【０１２２】
また、本実施形態では、ロック機構４を、第１ロックピン２７が係合する底面２４ａ並びに第２ロックピン２８が係合する第１、第２底面２５ａ、２５ｂ、さらに案内ピン２９が係合する第１、第２底面２６ａ、２６ｂとの３つに分けて形成したことによって、各ロック穴２４、２５、２６が形成される前記スプロケット１の肉厚を小さくすることができる。つまり、例えば、ロックピンを単一とし、ロック穴の階段状の各底面を連続的に形成する場合は、この階段状の高さを確保するために前記スプロケット１の肉厚を厚くしなければならないが、前述のように、３つに分けることによってスプロケット１の肉厚を小さくできるので、バルブタイミング制御装置の軸方向の長さを短くでき、レイアウトの自由度が向上する。
【０１２３】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記第２分岐通路孔２０ｃの通路断面積を第１分岐通路孔２０ｂよりも大きく形成するなどして、案内ピン２９の案内穴２６からの退出速度を第１、第２ロックピン２７，２８の各ロック穴２４，２５からの退出速度よりも速くすることも可能である。
【０１２４】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記案内凹部の底部は、前記ロック位置に向かって深くなるような段差が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｂ〕請求項ａに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記案内凹部の底部は、進角方向に向かって深くなるように段差が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｃ〕請求項１に記載された内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記第１ロック凹部または第２ロック凹部の少なくとも一方には、ロック位置に向かって深くなるような段差が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｄ〕請求項ｃに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記第１ロック凹部と第２ロック凹部のうちの一方は、ロック位置から遅角側の所定角度の移動を許容し、かつ、進角方向に向かって深くなるような段差が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｅ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記ロック解除通路は、前記進角作動室と遅角作動室に連通せず、オイルポンプの吐出通路から独立して油圧が供給されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｆ〕請求項ｅに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記ロック解除通路は、電磁切換弁によってオイルポンプの吐出通路とドレン通路が切り換えられるようになっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｇ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記ロック解除通路は、前記ベーンロータの内部に形成されていると共に、前記第１分岐路の端部には、前記該ベーンロータの軸方向の端面に前記第１ロック部材と第２ロック部材にそれぞれ分岐する溝通路が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｈ〕請求項ｇに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記溝通路は、前記ロータの軸方向の端面に形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｉ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記第１ロック部材と第２ロック部材及び案内部材は、前記ロータの内部に、回転軸方向へ移動するように収容配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｊ〕請求項ｉに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記第１ロック部材と第２ロック部材及び案内部材は、前記第１、第２ロック凹部と案内凹部に油圧を供給することによって後退移動して退出するようになっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｋ〕請求項ｉに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記第１ロック部材及び第２ロック部材と、前記案内部材は、前記ロータにおける径方向の反対側の位置に配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｌ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記第１、第２ロック部材及び案内部材のそれぞれの外周に形成された各段差解除受圧面と各先端面の受圧面積を同一に設定したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【符号の説明】
【０１２５】
１…スプロケット(駆動回転体)
２…カムシャフト
３…位相変更機構
４…ロック機構
５…案内機構
６…油圧回路
７…ハウジング
９…ベーンロータ(従動回転体)
１０…ハウジング本体
１０ａ〜１０ｄ…第１〜第４シュー
１１(１１ａ)…遅角油圧室
１１ｃ…第１連通路
１２(１２ａ)…進角油圧室
１２ｃ…第２連通路
１５…ロータ
１５ｃ、１５ｄ…小径部
１５ｅ、１５ｆ…大径部
１６ａ〜１６ｄ…第１〜第４ベーン
１８…遅角通路
１９…進角通路
２０…ロック解除通路
２０ａ…通路部
２０ｂ…第１分岐通路孔(第１分岐通路)
２０ｃ…第２分岐通路孔(第２分岐通路)
２４…第１ロック穴(第１ロック凹部)
２４ａ…底面
２５…第２ロック穴(第２ロック凹部)
２５ａ・２５ｂ…第１、第２底面
２６…案内穴(案内凹部)
２６ａ・２６ｂ…第１、第２底面
２７…第１ロックピン(第１ロック部材)
２８…第２ロックピン(第２ロック部材)
２９…案内ピン(案内部材)
３６・３７・３８…第１〜第３スプリング（付勢部材）
３１ａ・３１ｂ・３１ｃ…第１、第２、第３ピン孔
３２・３３・３４…第１、第２、第３解除用受圧室(溝通路)
３５…電子コントローラ
４０…オイルポンプ
４０ａ…吐出通路
４１…第１電磁切換弁
４２…第２電磁切換弁
【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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