(57)【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、内周面に複数のシューが突設されたハウジングと、
カムシャフトに固定されるロータと、前記各シューの間に形成される作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成するベーンと、を有し、前記進角作動室と遅角作動室に油圧が給排されることによって前記ハウジングに対して進角側あるいは遅角側に相対回転するベーンロータと、
前記ロータの内部に内周側から外周側に延びるようにそれぞれ設けられ、前記進角作動室に連通する進角通路及び前記遅角作動室に連通する遅角通路と、
前記ベーンロータまたはハウジングの一方側に設けられ、前記ベーンロータまたはハウジングの他方に対して、前記各作動室内の油圧とは異なる駆動源によって進退動する第１ロック部材と、
前記ベーンロータまたはハウジングの一方側に設けられ、前記ベーンロータまたはハウジングの他方に対して前記各作動室内の油圧とは異なる駆動源によって進退動する第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、前記第１ロック部材が係入されることによって、前記ベーンロータの最進角位置と最遅角位置の間の位置から少なくとも遅角側への相対回転を規制する第１ロック凹部と、
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、前記第２ロック部材が係入されることによって、前記第１ロック部材と第１ロック凹部とによって遅角側への相対回転が規制された位置から少なくとも進角側への相対回転を規制する第２ロック凹部と、
前記ロータ内の前記進角通路と遅角通路の途中に跨って設けられて、進角通路と遅角通路を介して前記進角作動室と遅角作動室とを連通する連通路と、
前記連通路の内部に摺動自在に設けられた弁体の移動によって、機関が停止している状態では、前記連通路を介して前記進角作動室と遅角作動室を連通させると共に、機関始動後に、機関が所定の回転数以上になると前記連通路の通路断面積を減少させる通路制御機構と、
を備え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。
【請求項２】
クランクシャフトから回転力が伝達され、内周面に複数のシューが突設されたハウジングと、
カムシャフトに固定されるロータと、前記各シューの間に形成される作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成するベーンと、を有し、前記進角作動室と遅角作動室にオイルポンプから油圧が供給され、あるいは各作動室から油圧が排出されることによって前記ハウジングに対して進角側あるいは遅角側に相対回転するベーンロータと、
前記ロータの内部に内周側から外周側に延びるようにそれぞれ設けられ、前記進角作動室に連通する進角通路及び前記遅角作動室に連通する遅角通路と、
前記ベーンロータとハウジングに跨って設けられ、前記各作動室内の油圧とは異なる油圧によって作動して前記ベーンロータの相対回転を規制するロック機構と、
前記ロータ内の前記進角通路と遅角通路の途中に跨って設けられて、進角通路と遅角通路を介して前記進角作動室と遅角作動室とを連通する連通路と、
前記連通路の内部に摺動自在に設けられた弁体の移動によって、前記オイルポンプの吐出圧が所定以下では、前記連通路を開成し、オイルポンプの吐出圧が所定以上になると前記連通路の通路断面積を減少させる通路制御機構と、
を備え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】
以下の特許文献１に記載されているように、内燃機関の停止時に、ロックピンを用いて最遅角位置と最進角位置の間でベーンロータをロックするベーン式のバルブタイミング制御装置が提供されている。
【０００３】
この装置は、機関停止時において、バルブスプリングのばね力に起因する正負の交番トルクを利用してベーンロータをばたつかせながら前記所定の中間位置に回転させて前記ロックピンをロック穴に係合させてベーンロータをロックさせるようになっている。これによって、機関の良好な始動性を得られるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２２０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記ロックピンがロック穴に係合されていない状態で機関が停止し、かつ進角作動室や遅角作動室に作動油が充填されている場合には、前記交番トルクがベーンロータに作用したとしても該ベーンロータが十分にばたつかず前記ロック穴にロックピンが係合するのに長い時間が掛かってしまい、結果的にベーンロータをロック位置まで回転させることができなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の技術的課題に鑑みて案出されたもので、ロック部材がロック穴に係合されない状態で機関が停止しても、機関始動時にはロック部材をロック位置まで速やかに移動させることのでき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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、クランクシャフトから回転力が伝達され、内周面に複数のシューが突設されたハウジングと、カムシャフトに固定されるロータと、
前記各シューの間に形成される作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成するベーンと、を有し、前記進角作動室と遅角作動室に油圧が給排されることによって前記ハウジングに対して進角側あるいは遅角側に相対回転するベーンロータと、
前記ロータの内部に内周側から外周側に延びるようにそれぞれ設けられ、前記進角作動室に連通する進角通路及び前記遅角作動室に連通する遅角通路と、
前記ベーンロータまたはハウジングの一方側に設けられ、前記ベーンロータまたはハウジングの他方に対して、前記各作動室内の油圧とは異なる駆動源によって進退動する第１ロック部材と、
前記ベーンロータまたはハウジングの一方側に設けられ、前記ベーンロータまたはハウジングの他方に対して前記各作動室内の油圧とは異なる駆動源によって進退動する第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、前記第１ロック部材が係入されることによって、前記ベーンロータの最進角位置と最遅角位置の間の位置から少なくとも遅角側への相対回転を規制する第１ロック凹部と、
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、前記第２ロック部材が係入されることによって、前記第１ロック部材と第１ロック凹部とによって遅角側への相対回転が規制された位置から少なくとも進角側への相対回転を規制する第２ロック凹部と、
前記ロータ内の前記進角通路と遅角通路の途中に跨って設けられて、進角通路と遅角通路を介して前記進角作動室と遅角作動室とを連通する連通路と、
前記連通路の内部に摺動自在に設けられた弁体の移動によって、機関が停止している状態では、前記連通路を介して前記進角作動室と遅角作動室を連通させると共に、機関始動後に、機関が所定の回転数以上になると前記連通路の通路断面積を減少させる通路制御機構と、
を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロック部材がロックされない状態で機関が停止したとしても、機関の始動時には、ロック部材をロック位置に速やかに移動させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る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２】同バルブタイミング制御装置を一部断面して示す全体構成図である。
【図３】同バルブタイミング制御装置の通路制御機構による閉止状態を一部断面して示す全体構成図である。
【図４】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２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同バルブタイミング制御装置のベーンロータが中間位相の位置に回転した状態を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】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７】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８】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。
【図１２】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１３】第２実施形態の要部断面図であって、Ａは通路制御機構が連通を遮断している状態を示し、Ｂは通路制御機構が連通させている状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
前記バルブタイミング制御装置は、図１〜図４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、前記位相変更機構３とロック機構４にそれぞれ油圧を給排して別個独立に作動させる油圧回路５と、を備えている。
【００１２】
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６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。
【００１３】
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複数の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２ａの内部軸心方向に雌ねじ孔２ｂが形成されている。
【００１４】
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２ａ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１０ａ〜１０ｄ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つの作動室である遅角油圧室１１及び進角油圧室１２と、を備えている。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
なお、図１及び図４中、６０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６０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６１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。
【００２０】
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。
【００２１】
前記ロータ１５は、軸方向に比較的肉厚な短尺円柱状に形成され、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。
【００２２】
このロータ１５は、全体の外径が均一な大径状に形成されており、この外周面に径方向から対向する前記各シュー１０ａ〜１０ｄは、その突出量がロータ１５の外径に対応して比較的短く設定されて、側面ほぼ長方形状に形成されている。
【００２３】
また、前記第１〜第４シュー１０ａ〜１０ｄの各先端縁には、前記ロータ１５の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ロータ１５の外周面方向へ付勢されている。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、前記ベーンロータ９は、図４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６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２シュー１０ｂ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、前記第１，２シュー１０ａ、１０ｂ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。
【００２８】
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１０ｃ、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。
【００２９】
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２シュー１０ｂ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。
【００３０】
前記各ベーン１６ａ〜１６ｄの正逆回転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の内部径方向に沿ってそれぞれ形成された遅角通路である遅角側油孔１１ａと進角通路である進角側油孔１２ａを介して後述する油圧回路５にそれぞれに連通している。
【００３１】
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４の位置）と最進角側の回転位置（図６の位置）との間の中間回転位相位置（図５の位置）に保持するものである。
【００３２】
すなわち、図１〜図１２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３ロック凹部である第１〜第３ロック穴２４、２５、２６と、前記ロータ１５の内部周方向の３箇所に設けられて、前記各ロック穴２４〜２６にそれぞれ係脱する３つの第１〜第３ロック部材である第１〜３ロックピン２７，２８、２９と、該各ロックピン２７〜２９の前記各ロック穴２４〜２６に対する係合を解除させるロック通路２０と、から主として構成されている。
【００３３】
前記第１ロック穴２４は、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、第３ロック穴２５，２６の第２底面２５ｂ、２６ｂとほぼ同じ深さに設定されている。
【００３４】
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。
【００３５】
前記第２ロック穴２５は、図１及び図７〜図１２に示すように、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。
【００３６】
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１１、図１２に示すように、進角方向へ僅かに移動可能になっている。
【００３７】
前記第３ロック穴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、この第３ロック穴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。
【００３８】
つまり、第３ロック穴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。
【００３９】
なお、前記各ロック穴２４〜２６は、前記スプロケット１に形成された保持穴に嵌合固定された穴形成部材によって形成されている。
【００４０】
前記第１ロックピン２７は、ロータ１５の第１ロック穴２４側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。
【００４１】
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。
【００４２】
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内に形成された第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。
【００４３】
前記第２ロックピン２８は、前記ロータ１５の前記第２ロック穴２５側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。
【００４４】
また、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。
【００４５】
また、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内に形成された第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。
【００４６】
前記第３ロックピン２９は、前記ロータ１５の第３ロック穴２６側の内部軸方向に貫通形成された第１ピン孔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、先端面が前記第３ロック穴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。
【００４７】
また、この第３ロックピン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のばね力によって第３ロック穴２６に係合する方向へ付勢されている。
【００４８】
また、この第３ロックピン２９は、前記段差受圧面２９ｃに前記ロータ１５内に形成された第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、第３ロックピン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第３ロック穴２６との係合が解除されるようになっている。
【００４９】
そして、第１〜第３ロック穴２４〜２６と第１〜第３ロックピン２７〜２９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。
【００５０】
すなわち、前記ベーンロータ９が最遅角側に相対回転した位置(図４参照)では、図７に示すように、第１ロックピン２７と第２、第３ロックピン２８，２９の各先端面がスプロケット１の内端面１ｃに当接している。
【００５１】
また、前記最遅角位置からベーンロータ９が進角側へやや回転すると、第３ロックピン２９が第３ロック穴２６の第１底面２６ａに係入している段階(図８)と第２底面２６ｂに係入した初期段階(図９)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。
【００５２】
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第３ロックピン２９が第３ロック穴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１０)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。
【００５３】
さらに、第３ロックピン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１１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、第３ロックピン２９は、第３底面２４ｂ上を進角側に向かって摺動する。
【００５４】
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、第３ロックピン２８，２９が進角側へ移動すると、図１２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。
【００５５】
このとき、前記第３ロックピン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、遅角方向への移動が規制されるようになっている。
【００５６】
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第３ロックピン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。
【００５７】
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。
【００５８】
なお、前記第１〜第３ピン孔３１ａ〜３１ｃの後端側は、図２に示すように、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。
【００５９】
前記油圧回路５は、図２，図３に示すように、前記各遅角油圧室１１に対し前記各遅角側油孔１１ａを介して油圧を給排する遅角通路１８と、各進角油圧室１２に対して各進角側油孔１２ａを介して油圧を給排する進角通路１９と、前記各第１、第２解除用受圧室３２〜３４に対して通路部２０ａを介してそれぞれ油圧を供給、排出するロック通路２０と、前記各通路１８，１９に作動油を選択的に供給すると共に、ロック通路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の流路を切り換えると共に、前記ロック通路２０に対する作動油の給排を切り換える制御弁である単一の電磁切換弁４１と、を備えている。
【００６０】
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の一端部２ａ側の内部に平行に形成された遅角、進角通路部１８ａ、１９ａにグルーブ溝１８ｂ、１９ｂを介して連通している。また、前記カムシャフト２の一端部２ａの外周部には、前記各遅角側油孔１１ａと各進角側油孔１２ａの各内側端部にそれぞれ連通するグルーブ状の第１、第２連通孔１８ｃ、１９ｃが形成されている。
【００６１】
前記ロック通路２０は、図１〜図４に示すように、一端側が電磁切換弁４１のロック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の外周に形成されたグルーブ溝２０ｂ及び内部軸方向に形成された通路部２０ａと前記ロータ１５内に径方向へ分岐形成された分岐通路孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃとを介して前記第１〜第３解除用受圧室３２〜３４にそれぞれ連通している。
【００６２】
なお、前記カムシャフト２の一端部２ａ外周には、前記通路部２０ａの他端側と各分岐通路孔２１ａ〜２１ｃを連通するグルーブ状の第３連通孔２０ｃが形成されている。
【００６３】
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４２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、他が前記電磁切換弁４１側に供給されるようになっている。
【００６４】
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４３を介してオイルパン４２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。
【００６５】
前記電磁切換弁４１は、図１に示すように、６ポート６位置の比例型弁であって、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、ほぼ円筒状の軸方向に比較的長いバルブボディと、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、スプール弁体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、前記スプール弁体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ソレノイドと、から主として構成されている。
【００６６】
そして、この電磁切換弁４１は、電子コントローラ３５の制御電流と前記バルブスプリングとの相対的な圧力によって、前記スプール弁体を前後方向の６つのポジジョンに移動させて、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４３とを連通させるようになっている。また、前記ロック通路２０と吐出通路４０ａあるいはドレン通路４３とを選択的に連通させるようになっている。
【００６７】
このように、前記スプール弁体を、軸方向の６つポジション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ると共に、各ロックピン２７〜２９の各ロック穴２４〜２６への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を行うようになっている。
【００６８】
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、前記電磁切換弁４１の電磁コイルに制御パルス電流を出力して前記スプール弁体の移動位置を制御し、前記各ポートを選択的に切換制御するようになっている。
【００６９】
そして、前記各ベーン１６ａ〜１６ｄを挟んで互いに隣接している各一対の前記遅角側油孔１１ａと進角側油孔１２ａとの間には、図１〜図４に示すように、前記遅角側油孔１１ａと進角側油孔１２ａとを適宜連通あるいは連通を遮断(規制)する２つの通路制御機構５０、５０が設けられている。
【００７０】
前記両通路制御機構５０，５０は同じ構成であるから、便宜上、一方側について以下に具体的に説明する。すなわち、前記各通路制御機構５０は、前記ロータ１５の各ピン孔３１ａ〜３１ｃと反対側のほぼ対称位置に設けられており、前記ロータ１５の内部軸方向に沿って前記遅角側油孔１１ａと進角側油孔１２ａとを跨いで穿設された連通路である連通用孔５１と、該連通用孔５１内に摺動自在に設けられ、摺動位置に応じて前記連通用孔５１を介して前記両油孔１１ａ、１２ａの連通状態を変化させるスプール弁５２と、該スプール弁５２を前記各油孔１１ａ、１２ａが連通する方向に付勢するばね部材であるスプリング５３と、前記ロータ１５に内周部に径方向に穿設されて、スプール弁５２をスプリング５３のばね力に抗して各油孔１１ａ、１２ａの連通を遮断する方向に作用させる油通路孔５４と、から主として構成されている。
【００７１】
前記連通用孔５１は、図１及び図４に示すように、その内径が前記ピン孔３１ａ〜３１ｃとほぼ同じ大きさに設定されて、隣接する前記遅角側油孔１１ａと進角側油孔１２ａの間に跨って形成されている。
【００７２】
前記スプール弁５２は、中央の小径な弁軸５２ａと、該弁軸５２ａの両端部に形成された同一大径の弁部５２ｂ及び摺動部５２ｃとから構成されている。前記弁軸５２ａは、外周に環状溝５２ｄが形成されて、スプール弁５２全体が前記スプリング５３のばね力によって図２に示すように最大右方向に付勢された位置で、前記環状溝５２ｄを介して前記両油孔１１ａ、１２ａを連通させるようになっている。また、前記弁部５２ｂは、軸方向の長さが少なくとも前記進角側油孔１２ａの開口端を閉塞する長さに設定されている。
【００７３】
前記スプリング５３は、一端部が中空な前記大径部５２ｃの底面に弾接している一方、他端部が前記フロントプレート１３の内面に弾接して、前記スプール弁５２全体を右方向に付勢している。
【００７４】
前記油通路孔５４は、前記弁部５２ｂの外端面である受圧面５２ｅ側に配置形成されて、前記ロック通路２０の通路部２０ａ他端側の第３連通孔２０ｃに連通して、前記ロック通路２０内の油圧を前記受圧面５２ｅに作用させて、スプール弁５２を左方向に押圧させるようになっている。
【００７５】
〔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。
【００７６】
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、電磁切換弁４１への通電も遮断されることから、スプール弁体は、バルブスプリングのばね力で、一方向の最大位置に移動する（第１ポジション）。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、ロック通路２０とドレン通路４３を連通させる。
【００７７】
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、さらにスプール弁５２の受圧面５２ｅ側への作動油の供給が停止される。
【００７８】
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４示す最遅角側の回転位置になっている。このとき、第１〜第３ロックピン２８，２９は、図７に示すように、第１〜第３ロック穴２４〜２６から抜け出て、先端面がスプロケット１の内側面１ｃに弾接している。
【００７９】
また、イグニッションスイッチをオフ操作して機関の停止直前では、バルブスプリングのばね力などに起因してカムシャフト２に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３ロックピン２７〜２９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３ロック穴２４〜２６に係合する。これによって、ベーンロータ９は、図２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ことになる。
【００８０】
すなわち、図７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、前記電磁切換弁４１へのパルス電流の出力が停止されて、各解除用受圧室３２〜３４への油圧の供給が停止される。
【００８１】
したがって、図８に示すように、第１、第２ロックピン２７、２８の各先端部２７ａ、２８ａが第１、第２スプリング３６、３７の付勢力でスプロケット１の内側面１ｃに弾接した状態で進角側へ摺動すると共に、前記第３ロックピン２９の先端部２９ａが、第３スプリング３８の付勢力によって第３ロック穴２６の第１底面２６ａに係合当接する。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、第３ロックピン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(図中矢印方向)への回転が規制される。
【００８２】
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第３ロックピン２９が、図９に示すように、順次階段を下りるように移動して第２底面２６ｂに係合当接する共に、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。
【００８３】
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１０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１１に示すように、第３ロックピン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。
【００８４】
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１２に示すように、第２、第３ロックピン２８，２９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５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。
【００８５】
その後、機関を始動するために、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、前記ロック通路２０とドレン通路４３は連通された状態になっていることから、各ロックピン２７〜２９は、各スプリング３６〜３８のばね力によって各ロック穴２４〜２６に係合した状態を維持している。
【００８６】
また、前記電磁切換弁４１は、各種の情報信号を入力して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２７〜２９の係合状態を維持する。
【００８７】
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から電磁切換弁４１に制御電流が出力されて、スプール弁体が、バルブスプリングのばね力に抗して僅かに他方向へ移動する（第６ポジション）。これによって、吐出通路４０ａとロック通路２０が連通すると共に、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。
【００８８】
したがって、ロック通路２０から通路部２０ａを介して第１〜第３解除用受圧室３２〜３４に作動油（油圧）が供給されるので、各ロックピン２７〜２９は、各スプリング３６〜３８のばね力に抗して後退移動して先端部２７ａ〜２９ａが各ロック穴２４〜２６から抜け出す。これによって、それぞれの係合が解除される。
【００８９】
よって、前記ベーンロータ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。
【００９０】
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〜第３ロック穴２４〜２６との間に発生した剪断力を第１〜第３ロックピン２７〜２９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。
【００９１】
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。
【００９２】
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２７〜２９の各ロック穴２４〜２６への食い込み現象やばたつき等を十分に抑制できる。
【００９３】
その後、例えば機関低回転低負荷域に移行した場合は、電磁切換弁４１にさらに大きな制御電流が出力されて、スプール弁体が、バルブスプリングのばね力に抗してさらに他方側に移動し（第３ポジション）、吐出通路４０ａとロック通路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４３を連通させる。
【００９４】
これによって、各ロックピン２７〜２９は、各ロック穴２４〜２６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、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。
【００９５】
よって、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。
【００９６】
その後、例えば機関高回転高負荷域に移行した場合は、電磁切換弁４１に小さな制御電流が供給されて、スプール弁体が、一方向へ移動する（第２ポジション）。これによって、遅角通路１８とドレン通路４３が連通されると共に、吐出通路４０ａに対してロック通路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。
【００９７】
したがって、各ロックピン２７〜２９の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６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。
【００９８】
これにより、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。
【００９９】
また、前記ロック通路２０に吐出通路４０ａから油圧が供給されている状態では、前記各通路制御機構５０の各スプール弁５２の弁部５２ａの受圧面５２ｅにも油圧が作用して、前記各スプール弁５２が、図３に示すように、各スプリング５３のばね力に抗して左方向に移動する。このため、弁部５２ａが、前記進角側油孔１２ａを閉止して遅角側油孔１１ａとの連通を遮断する。したがって、遅角油圧室１１と進角油圧室１２との間の作動油の置換流動はない。このため、前記各油圧室１１，１２のいずれか一方への油圧によってベーンロータ９は速やかに遅角側あるいは進角側へ相対回転する。
【０１００】
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から電磁切換弁４１への制御電流の通電が遮断されて、スプール弁体が、バルブスプリングのばね力によって最大一方向に移動して（第１ポジション）、ロック通路２０とドレン通路４３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。
【０１０１】
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、前述したように、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。これによって、各ロックピン２７〜２９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２４〜２６に係合する。このため、ベーンロータ９は、図５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。
【０１０２】
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２７〜２９は各ロック穴２４〜２６から抜け出すことなく係合状態を維持する。
【０１０３】
さらに、所定の運転域が継続されている場合は、電磁切換弁４１に通電されて、スプール弁体が軸方向のほぼ中央位置に移動する（第４ポジション）と、吐出通路４０ａやドレン通路４３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２７〜２９が、各ロック穴２４〜２６から抜け出してロック解除状態が維持される。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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が電磁切換弁４１に所定の通電量で通電、あるいは通電を遮断して前記スプール弁体の軸方向の移動を制御して、前記所定のポジション位置に制御する。これによって、前記位相変換機構と３とロック機構４を制御してスプロケット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。
【０１０６】
そして、例えば、ベーンロータ９が、前述のロック位置よりも遅角側の位置、つまり図４に示す最遅角側の位置にあるときに、機関がエンストを起こして停止してしまった場合には、次に、イグニッションスイッチをオン操作してクランキングを開始させると、この時点では、前記各遅角油圧室１１と進角油圧室１２に作動油が供給されていることから、正負の交番トルクによる前記ベーンロータ９のばたつき量が小さくなってしまう。このため、各ロックピン２８，２９と各ロック穴２５，２６によるラチェット作用が速やかに得られず、始動に最適な中間位相位置（ロック位置)への復帰時間が遅くなるおそれがある。
【０１０７】
しかし、本実施形態では、前述のように、電磁切換弁４１に通電されていない状態では、前記ロック通路２０から前記各通路制御機構５０への油圧の供給も停止していることから、前記各スプール弁５２が、図２に示すように、各スプリング５３のばね力によって右方向へ移動する。このため、前記各通路制御機構５０側では、各環状溝５２ｄ(連有用孔５１)を介して前記遅角側油孔１１ａと進角側油孔１２ａがそれぞれ連通状態になる。したがって、前記各油孔１１ａ、１２ａを介して各遅角油圧室１と進角油圧室１２内の作動油が各油孔１１ａ、１２ａと前記各環状溝５２ｄを介して置換流動させることが可能になる。
【０１０８】
このため、ベーンロータ９がクランキング初期の負の交番トルクによって進角側へ瞬間的に回転させようとすると、この回転力によって各遅角油圧室１１内の作動油が各環状溝５２ｄを通って各進角油圧室１２内に置換流動する。
【０１０９】
したがって、前記ベーンロータ９は、最初の負の変動トルクによって進角方向へ大きくかつ速やかに回転することができ、つまり、ばたつき量（角度）を大きくすることができる。
【０１１０】
これにより、前述のラチェット作用を十分に発揮させることができることから、クランキング時におけるベーンロータ９の初期位置への復帰時間を短縮できるので始動性が向上する。
【０１１１】
また、前述した機関のエンスト状態では、前記電磁切換弁４１の電磁コイルへの通電が遮断されることになるが、この通電を遮断されるとは、例えば電磁コイルの断線した場合や、電磁切換弁４１のスプール弁体が移動中に作動油に混入した金属粉などのコンタミを前記スプール弁体と各ポートの孔縁との間などに噛み込んでロックし、流路の切り換えができなくなった場合も含む。したがって、これらの場合が前記遅角油圧室１１と進角油圧室１２に作動油が供給される状態になっているときに、ベーンロータ９が最遅角位置に存する場合にも、前述と同じように機関再始動時には、各通路制御機構５０を介して各遅角油圧室１１内の作動油が各進角油圧室１２に置換流動してベーンロータ９の進角方向への回転を速やかに行わせることが可能になる。
【０１１２】
以上のように、本実施形態では、特に、機関低温始動時のエンスト後の再始動には、各通路制御機構５０を介して作動油が遅角油圧室１１から進角油圧室１２へ速やかに流入して、最遅角位置にあるベーンロータ９が始動に適した中間位相位置に速やかに回転させることができるため、良好な再始動性が得られる。
【０１１３】
また、ベーンロータ９のロータ１５に、第１ピン孔３１ａ〜３１ｃを介して第１〜第３ロックピン２７〜２９を設けたため、各ベーン１６ａ〜１６ｄの周方向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。
【０１１４】
さらに、本実施形態では、各油圧室１１，１２への油圧制御用とロック解除受圧室３２〜３４への油圧制御用の２つの機能を単一の電磁切換弁４１によって行うようにしたため、機関本体へのレイアウトの自由度が向上すると共に、さらなるコストの低減化が図れる。
【０１１５】
さらに、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、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、各ロック穴２５、２６の階段状の各底面２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂによって第２ロックピン２７と第３ロックピン２８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。
【０１１６】
前記各ロック穴２５、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。
【０１１７】
前記各受圧室３２〜３４に作用する油圧を、前記各油圧室１１，１２の油圧を用いるのではないことから、各油圧室１１，１２の油圧を用いる場合に比較して、前記各受圧室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２７〜２９の後退移動の応答性が向上する。また、各油圧室１１，１２から各受圧室３２〜３４間のシール機構が不要になる。
【０１１８】
さらに、既存の遅角側油孔１１ａと進角側油孔１２ａの間に跨って連通用孔５１を設けて、これによって各油孔１１ａ、１２ａを連通させるようにしたため、連通構造が簡素化されて、加工作業が容易になる。
【０１１９】
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、さらに第３ロックピン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、単一の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。
【０１２０】
なお、前記実施形態では、通路制御機構５０の弁体５２によって進角側油孔１２ａを連通あるいは遮断するように構成したが、弁体５２の移動速度によっては、前記進角側油孔１２ａの通路断面積(開口面積)を変化させるか、徐々に規制、制限することも可能である。
〔第２実施形態〕
図１３Ａ、Ｂは第２実施形態を示し、通路制御機構５０として、前記ハウジング本体１０の内周面に設けられた第１シュー１０ａの内周面１０ｆと該内周面１０ｆに対向するベーンロータ９のロータ１５の外周面１５ｃとの間の隙間Ｃによって隣接する前記遅角油圧室１１と進角油圧室１２を連通させる。また、前記第１シュー１０ａの内周面１０ｆのほぼ中央位置に、側面からみてほぼ矩形状のシール保持溝５５が形成されていると共に、該シール保持溝５５の内部に前記隙間Ｃを開成あるいは遮断するシール部材５６が隙間Ｃに対して進退自在に設けられている。
【０１２１】
また、前記シール保持溝５５の前記シール部材５６背面側に、受圧室５７が形成されている。
【０１２２】
前記シール保持溝５５は、シュー１０ａの軸方向に沿って細長く形成されている両端が前記スプロケット１の内側面１ｃとフロントプレート１３の内側面によって閉止されている。
【０１２３】
前記シール部材５６は、前記シール保持溝５５の形状に沿って軸方向へ細長く延設されて、弾性変形可能な硬質なゴム材あるいは合成樹脂材によって一体に形成され、先端面５６ａが湾曲状に形成されている。
【０１２４】
前記受圧室５７には、油給排通路５８を介して前記ロック通路２０に供給された油圧が供給されるようになっている。
【０１２５】
したがって、機関の低回転低負荷運転以上の運転中、つまり、前記電磁切換弁４１を介して吐出通路４０ａから前記ロック通路２０を介して受圧室５７に油圧が供給されるため、シール部材５６は、図１３Ａに示すように、先端面５６ａがロータ１５の外周面１５ｃに圧接されている。これによって、隙間Ｃが閉止されて前記遅角油圧室１１と進角油圧室１２との連通が遮断される。
【０１２６】
一方、機関が例えばエンストを起こしてベーンロータ９が最遅角側の回転位置で停止し、その後、イグニッションスイッチをオン操作して始動を開始すると、この時点では両油圧室１１，１２に油圧が供給されているが、前記ロック通路２０から受圧室５７に油圧が供給されない。したがって、前記シール部材５６は、図１３Ｂに示すように、ハウジング７の回転に伴う遠心力によって受圧室５７方向へ強制的に移動して先端面５６ａがロータ外周面１５ｃから離間して隙間Ｃが開成される。
【０１２７】
このため、第１実施形態と同じく、遅角油圧室１１と進角油圧室１２内の油圧の置換流動が許容されて、前記交番トルクによるベーンロータ９のばたつき量を大きくすることができる。この結果、前述のラチェット作用を十分に発揮させることができることから、クランキング時におけるベーンロータ９の初期位置への復帰時間を短縮できるので始動性が向上する。
【０１２８】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば通路制御機構５０のスプール弁５２の形状などを変更することも可能である。
【０１２９】
また、第２実施形態の他の態様として、前記シール部材５６を用いた通路制御機構５０を、第１シュー１０ａの他に、第２〜第４シュー１０ｂ〜１０ｄの全体に設けることも可能であり、また、その一部に設けることも可能である。
【０１３０】
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において、
前記通路制御機構は、油圧で作動する弁体によって前記連通路の通路断面積を変化させ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において、
前記通路制御機構に作用する油圧は、前記第１、第２ロック部材を作動させる油圧であ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ａに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記連通路及び弁体は、前記ベーンロータに設けら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１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記通路制御機構は、機関始動後に、機関回転数が所定以上になると、前記連通路を遮断す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において、
前記シュー及びベーンを複数設けることによって、前記進角作動室と遅角作動室が複数対に形成され、それぞれの対毎に前記連通路と通路制御機構が設けら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ｆ〕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において、
前記第２ロック凹部の底部には、進角方向に深くなる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ｇ〕請求項ｆに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ベーンロータまたはハウジングの一方に設けられ、前記ベーンロータまたはハウジングの他方に対して、前記進角作動室や遅角作動室の油圧とは異なる駆動源によって進退動する第３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に設けられ、底部に前記第２ロック凹部とは異なる位置で進角方向に深くなる段差を有すると共に、前記第３ロック部材が係入されることによって、前記ベーンロータを進角方向に案内する第３ロック凹部と、
を備え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１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ベーンの外周端及び／または前記シューの内周端には、摺動部材が設けられており、該摺動部材が通路制御機構を構成す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ｈに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記摺動部材は、油圧が作用することによって相手側部材と摺動するように構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ｊ〕請求項１０に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記摺動部材は、油圧が作用していない状態では、相手側部材との間に隙間が形成されるように構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ｋ〕請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記通路制御機構は、前記オイルポンプの吐出圧によって作動する弁体によって前記連通路の通路断面積を変化させ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ｋに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記通路制御機構は、一端に前記オイルポンプの吐出圧が作用し、他端には第２付勢部材の付勢力が作用し、前記弁体の側面によって前記連通路の通路断面積が減少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ｍ〕請求項ｌに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記弁体は、両端を除く位置に環状溝が設けられたスプールによって構成されていると共に、前記環状溝によって前記連通路の通路断面積を大きくす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ｎ〕請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ベーンロータが設けられた前記進角作動室に連通する進角通路と遅角作動室に連通する遅角通路の途中に、前記連通路を設けて前記進角通路と遅角通路を連通させ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。
【０１３１】
既存の進角通路と遅角通路を利用して連通路を構成して、特別な通路を設ける必要がないことから、加工作業が容易である。
〔請求項ｏ〕請求項ｎに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記進角通路と遅角通路は、前記ベーンロータに有するロータの内周側から外周側に延びるように設けられ、前記進角通路と遅角通路の両方に跨るようの弁体が設けられ、該弁体の移動によって前記連通路を介して前記進角通路と遅角通路の連通と遮断を切り換えるように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。
〔請求項ｐ〕請求項ｏに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記弁体は、前記ロータの回転軸と平行に移動するように設けら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。
【符号の説明】
【０１３２】
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…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…遅角油圧室(遅角作動室)
１１ａ…遅角側油孔
１２…進角油圧室(進角作動室)
１２ａ…進角側油孔
１５…ロータ
１６ａ〜１６ｄ…第１〜第４ベーン
１８…遅角通路
１９…進角通路
２０…ロック通路
２０ａ…通路部
２１ａ〜２１ｃ…分岐通路孔
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…第３ロック穴(第３ロック凹部)
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…第３ロックピン(第３ロック部材)
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
３５…電子コントローラ
４０…オイルポンプ
４０ａ…吐出通路
４１…電磁切換弁
４３…ドレン通路
５０…通路制御機構
５１…連通用孔(連通路)
５２…スプール弁
５２ａ…弁軸
５２ｂ…弁部
５２ｄ…環状溝(連通路)
５３…スプリング
５４…油通路孔
【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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