(57)【要約】【課題】バルブタイミング変更性能に及ぼす悪影響を抑えつつ、バルブタイミングが固定されることなく機関運転が停止された場合であってもその後の機関始動時にロック機構を通じてバルブタイミングを中間角に固定することの可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置を提供する。【解決手段】このバルブタイミング変更装置は、吸気弁のバルブタイミングを変更する可変機構４０と、進角及び遅角室４６，４７からセンターボルト４４に向けて作動油を排出可能な進角及び遅角排出通路４６Ａ，４７Ａとを備える。そして、少なくとも、可変機構４０の回転が停止している場合には可変機構４０の回転が任意の位相で停止したとき、センターボルト４４よりも鉛直方向上方の位置で各排出通路４６Ａ，４７Ａと連通する各油圧室４６，４７の少なくとも一つを可変機構４０の停止位相にかかわらず、大気開放機構を通じて常に大気開放状態とする。【選択図】図２
2011185100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することで吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更する可変機構と、前記バルブタイミングを最進角と最遅角との間の中間角に固定するロック機構とを備え、前記可変機構は、同一の回転軸を中心に回転する回転体であって前記クランクシャフトに駆動連結されるとともに前記回転軸を囲繞する態様で複数の収容室を有する第１の回転体及び前記カムシャフトに駆動連結されるとともに前記回転軸の径方向に放射状に延伸して前記各収容室内にそれぞれ配置される複数のベーンを有する第２の回転体と、前記収容室内において前記ベーンを挟む態様で区画形成されオイルポンプから作動油が供給される油圧室としての複数の進角室及び複数の遅角室と、それら油圧室から前記回転軸側に延伸して前記油圧室からそれぞれ作動油を排出可能な排出通路とを備える内燃機関のバルブタイミング変更装置において、
少なくとも、両回転体の回転が停止している場合には前記油圧室と大気空間とを連通して同油圧室を大気開放状態とする大気開放機構を備え、同大気開放機構は、前記両回転体の回転が任意の位相で停止したとき前記回転軸よりも鉛直方向上方の位置で前記排出通路と連通しその排出通路に作動油が排出可能となった油圧室の少なくとも一つを前記両回転体の停止位相にかかわらず常に大気開放状態とする
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項２】
前記大気開放機構は前記油圧室として前記遅角室を大気開放状態とする
請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項３】
前記大気開放機構は前記油圧室として前記進角室を大気開放状態とする
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項４】
前記大気開放機構は特定のベーンを挟む態様でその両側に位置する遅角室及び進角室を前記油圧室として大気開放状態とする
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項５】
前記大気開放機構は、
前記油圧室と大気空間とを連通する大気連通路と、同大気連通路に設けられてこれを開放／遮断する開閉弁とを含み、機関運転中は前記大気連通路を遮断する位置に前記開閉弁の弁体を変位させる一方、機関停止に伴って前記大気連通路を開放する位置に前記弁体を変位させるものである
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項６】
前記開閉弁は機関運転中に前記オイルポンプから供給される作動油の油圧に基づいて前記大気連通路を遮断する位置に変位する一方、機関停止に伴って前記オイルポンプによる作動油の供給が停止したことに基づいて前記大気連通路を開放する位置に変位する前記弁体を含む
請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項７】
前記ロック機構に対する作動油の給排状態を制御して同ロック機構のロック状態とアンロック状態とを切り替える流量制御弁を更に備え、前記大気開放機構は前記流量制御弁の制御状態にかかわらず前記オイルポンプとの間で直接給排される作動油の油圧に基づいて前記油圧室と大気空間との連通状態を切り替える
請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項８】
前記ロック機構に対する作動油の給排状態を制御して同ロック機構のロック状態とアンロック状態とを切り替える流量制御弁を更に備え、前記大気開放機構は前記流量制御弁を通じて作動油の給排制御が行われる
請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項９】
前記開閉弁は機関運転中に前記両回転体の回転に伴って生じる遠心力により前記大気連通路を遮断する位置に変位する一方、機関停止に伴って前記両回転体の回転が停止したときにばねの付勢力により前記大気連通路を開放する位置に変位する前記弁体を含む
請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁や排気弁のバルブタイミングを変更する可変機構と、バルブタイミングを最遅角と最進角との間の中間角に固定するロック機構と、進角室及び遅角室からカムシャフトの回転軸側に延伸して各室から作動油を排出可能な排出通路とを備える内燃機関のバルブタイミング変更装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のバルブタイミング変更装置として、クランクシャフトに駆動連結された第１の回転体とカムシャフトに駆動連結された第２の回転体とをオイルポンプから供給される作動油の油圧を利用して相対回転させ、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することにより、そのカムシャフトによって開閉される吸気弁や排気弁のバルブタイミングを変更するようにしたものが実用化されている。
【０００３】
以下、従来のものも含め、バルブタイミング変更装置の構成例について図１１を参照して説明する。なお、図１１において「Ｒ」はカムシャフト（図示略）の回転方向、「Ｃ」はカムシャフトの回転軸を示している。
【０００４】
第１の回転体３００にはカムシャフトの回転軸を囲繞する態様で複数の凹部３０１が設けられる一方、第２の回転体４００にはその回転軸の径方向に放射状に延伸して各凹部３０１内に配置される複数のベーン４０１が設けられている。そしてこれら複数のベーン４０１により凹部３０１内が区画され、ベーン４０１を挟む態様で進角室５１０及び遅角室５２０がそれぞれ形成されている。
【０００５】
また、これら進角室５１０や遅角室５２０に連通されてそれら油圧室５１０，５２０にそれぞれ作動油を給排する進角油路６１０や遅角油路６２０はいずれも、大きくはカムシャフトの内部にその軸方向に沿ってそれぞれ延伸する軸通路（図示略）と、同カムシャフトの端部において軸通路に接続されるとともに径方向に放射状に延伸して進角室５１０や遅角室５２０に接続される径通路６１１，６２１とによって構成されている。そして例えば、バルブタイミングを進角させる場合には、オイルポンプから進角油路６１０の軸通路及び径通路を通じて進角室５１０に作動油が供給されるとともに、遅角室５２０の作動油が遅角油路６２０の径通路及び軸通路を通じてオイルパンに戻される。
【０００６】
一方、バルブタイミングを遅角させる場合には、オイルポンプから遅角油路６２０の軸通路及び径通路を通じて遅角室５２０に作動油が供給されるとともに進角室５１０の作動油が進角油路６１０の径通路及び軸通路を通じてオイルパンに戻される。また、こうした各油圧室５１０，５２０に対する作動油の給排状態は進角油路６１０及び遅角油路６２０の途中に設けられた流量制御弁７００を通じて制御される。
【０００７】
また、両回転体３００，４００が相対回転可能な領域における最遅角位相及び最進角位相を除く中間位相に両回転体３００，４００の相対回転位相を固定し、バルブタイミングが所定の中間角に固定された状態とするロック機構８００を備えたバルブタイミング変更装置も知られている。なお、この中間角は、例えば機関始動に際して最も適した角度に設定される。これにより良好な機関始動性を確保することができるようになる。
【０００８】
また、こうしたロック機構８００としては、図１１に示されるように、両回転体３００，４００のうち一方の回転体から他方の回転体に向けてロックピン８０１を突出させ、このロックピン８０１を他方の回転体に形成されたロック穴８０２に嵌合させることにより、両回転体の相対回転を機械的に規制するものをその代表例として挙げることができる。
【０００９】
より具体的には、一方の回転体には収容空間（図示略）が形成されるとともに、この収容空間にはスプリング（図示略）の弾性力によって付勢されるロックピン８０１が収容されている。また、収容空間の一部には、作動油が供給されるとともに、その油圧に基づく力によりスプリングの付勢力に抗してロックピン８０１をスプリングの付勢方向と逆方向に付勢する解除室（図示略）が形成されている。また、バルブタイミングが中間角になったときにロックピン８０１と対向する他方の回転体の部位には、同ロックピン８０１が嵌合するロック穴８０２が形成されている。そして、バルブタイミングを中間角にて固定するときには、解除室に対する作動油の供給を停止し、ロックピン８０１をスプリングの付勢力により同収容空間から突出させてロック穴８０２に嵌合させる。そしてこのようにロックピン８０１をロック穴８０２に嵌合することにより両回転体３００，４００の相対回転が規制されてバルブタイミングが中間角に固定されるようになる。
【００１０】
ところで、こうしたロック機構８００を有するバルブタイミング変更装置では、機関運転を停止するのに先立ち進角室５１０及び遅角室５２０の油圧を調節して両回転体３００，４００を相対回転させることでロックピン８０１とロック穴８０２とが嵌合可能な位置となるように両回転体３００，４００を相対回転させるとともに、解除室から作動油を排出することにより、ロックピン８０１をスプリングの付勢力によって突出させてロック穴８０２に嵌合させるようにしている。そして、このようにロック機構８００を通じて両回転体３００，４００の相対回転が規制された状態で機関運転を停止するようにしている。しかしながら、機関を停止する際の状況によっては、ロック機構８００を通じて両回転体３００，４００の相対回転が規制されることなく、すなわち、バルブタイミングが中間角に固定されることなく機関運転が停止する可能性もある。ただし、このような場合でも機関始動時のカムトルクの変動により第２の回転体４００のベーン４０１が揺動して同第２の回転体４００が進角側や遅角側に回動することを利用し、ロックピン８０１をロック穴８０２との位置が一致したときにこれらを嵌合させ、機関始動開始時からわずかに遅れるものの、バルブタイミングを中間角に固定することは可能である。ちなみに近年では、こうしたベーン４０１の揺動、すなわち第２の回転体４００の回動を利用したバルブタイミングの固定をより確実なものとするために、ロック穴８０２として段付きの穴を採用する等、種々の改良がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
バルブタイミングの固定が行われることなく、機関運転が停止した後に機関始動を行う際に、可変機構の進角室や遅角室に多くの作動油が残留している場合には、第２の回転体のベーンの揺動がそうした作動油の油圧により妨げられるため、上述したようなカムトルクの変動を利用したベーンの揺動によるバルブタイミングの固定が困難なものになる。特に、冷間始動時等、作動油の温度が低く、その粘度が高い場合にはこうした傾向が一層顕著なものとなる。
【００１２】
ここで例えば、特許文献２に記載のバルブタイミング変更装置では、一部の遅角室に大気と連通する連通孔を形成するとともに、その遅角室に対しては作動油の給排を行わないようにすることで、第２の回転体を進角側に回転させるとき、すなわちバルブタイミングを進角させるときの抵抗を遅角させるときと比較して小さくするようにしている。そしてこれにより、バルブタイミングを進角させる際の応答性についてその向上を図るようにしている。
【００１３】
更に、バルブタイミングが固定されないまま機関運転が停止すると、カムシャフトにカムトルクの変動が作用することから、多くの場合、第２の回転体の回転位相は最遅角位相となり、バルブタイミングも最遅角となる。このため、上述したバルブタイミング変更装置では、バルブタイミングを進角させる際の応答性向上はもとより、バルブタイミングの固定が行われずに機関運転が停止された後に機関始動を行う場合に、第２の回転体が進角する際の回動量を大きくすることができ、バルブタイミングを中間角に固定することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−２４６５９号公報
【特許文献２】特開平１１−１５９３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、特許文献２に記載のバルブタイミング変更装置では、一部の遅角室を実質的に油圧室として機能させなくすることになるため、機関始動時に多くの作動油が遅角室に残留するといった状況の緩和を図ることはできる。しかしながら、こうした構成を採用した場合、バルブタイミングをその目標角まで速やかに遅角させる際の応答性低下については避けられないものとなる。すなわち、こうした従来の装置では良好な機関始動性を確保するために、通常の機関運転中におけるバルブタイミング変更性能をある程度犠牲にせざるを得ず、この点においてなお改善の余地を残すものとなっていた。
【００１６】
この発明はこうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブタイミング変更性能に及ぼす悪影響を抑えつつ、バルブタイミングが固定されることなく機関運転が停止された場合であってもその後の機関始動時にロック機構を通じてバルブタイミングを中間角に確実に固定することの可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することで吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更する可変機構と、前記バルブタイミングを最進角と最遅角との間の中間角に固定するロック機構とを備え、前記可変機構は、同一の回転軸を中心に回転する回転体であって前記クランクシャフトに駆動連結されるとともに前記回転軸を囲繞する態様で複数の収容室を有する第１の回転体及び前記カムシャフトに駆動連結されるとともに前記回転軸の径方向に放射状に延伸して前記各収容室内にそれぞれ配置される複数のベーンを有する第２の回転体と、前記収容室内において前記ベーンを挟む態様で区画形成されオイルポンプから作動油が供給される油圧室としての複数の進角室及び複数の遅角室と、それら油圧室から前記回転軸側に延伸して前記油圧室からそれぞれ作動油を排出可能な排出通路とを備える内燃機関のバルブタイミング変更装置において、少なくとも、両回転体の回転が停止している場合には前記油圧室と大気空間とを連通して同油圧室を大気開放状態とする大気開放機構を備え、同大気開放機構は、前記両回転体の回転が任意の位相で停止したとき前記回転軸よりも鉛直方向上方の位置で前記排出通路と連通しその排出通路に作動油が排出可能となった油圧室の少なくとも一つを前記両回転体の停止位相にかかわらず常に大気開放状態とすることを要旨としている。
【００１８】
油圧室から各回転体の回転軸側に延伸する排出通路を通じてその油圧室の作動油が排出されるようにした構成にあっては、機関停止に際して両回転体が停止したとき、両回転体の回転軸中心よりも鉛直方向下方の位置で排出通路と連通される油圧室についてはその排出通路に作動油を排出することができない。一方、両回転体の回転軸中心よりも鉛直方向上方の位置で排出通路と連通される油圧室についてはその排出通路に作動油を排出することが可能ではあるが、油圧室の油密性によって左右されるもののその排出量は少ない。
【００１９】
そこでこの発明では、機関運転の停止に伴って前記両回転体の回転が任意の位相で停止したときその停止位相にかかわらず、両回転体の回転軸中心よりも鉛直方向上方の位置で排出通路と連通し同排出通路を通じて作動油が排出可能となる油圧室の少なくとも１つについては、大気開放機構により大気空間と連通された大気開放状態となる。したがって、このように大気開放状態とされた油圧室には大気が導入され、その導入される大気の量に応じて油圧室の作動油が排出通路を通じて排出されるようになる。そして、このように、油圧室から作動油が排出されることにより、ベーンに作用する油圧室の油圧が減少してその揺動が発生し易くなるため、第２の回転体の回動量も増大するようになる。また、この大気開放機構は少なくとも、両回転体の回転が停止している場合には油圧室と大気空間とを連通するようにしているため、換言すれば機関運転中は何らかの他の制御要求がない限り油圧室は油密状態に保たれるため、作動油が排出されてしまうことはない。このように、この発明によれば、バルブタイミング変更性能に及ぼす悪影響を抑えつつ、機関始動時にロック機構を通じてバルブタイミングを中間角に確実に固定することができるようになる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置において、前記大気開放機構は前記油圧室として前記遅角室を大気開放状態とすることを要旨としている。
【００２１】
バルブタイミングがロック機構により固定されないまま機関運転が停止する際には、カムシャフトに対してカムトルク変動が作用することから多くの場合、第２の回転体の回転位相は最遅角位相若しくはそれに近い位相となり、バルブタイミングについても最遅角若しくはそれに近い角度となる。すなわち、遅角室に残留する作動油の量は進角室に残留する作動油の量よりも多くなる。このため、ベーンを揺動させることにより第２の回転体を回動させてバルブタイミングを中間角に固定する際には、進角室と比較して遅角室に残留する作動油がこれを妨げる主要因となる可能性が高い。この点、請求項２に記載の発明によれば、少なくともこの遅角室が大気開放機構を通じて大気開放状態となるため機関始動時においてより速やかにバルブタイミングを中間角に固定することができるようになる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置において、前記大気開放機構は前記油圧室として前記進角室を大気開放状態とすることを要旨としている。
【００２３】
また、上述したように、バルブタイミングがロック機構により固定されないまま機関運転が停止する際には、その後の機関始動時において遅角室に残留する作動油がベーンの揺動を妨げる主な要因となる。一方、進角室には作動油が残留していないか、残留していてもその量は遅角室のそれと比較して少ないため、進角室に残留する作動油がベーンの揺動に及ぼす影響は小さい。しかしながら、ベーンが遅角室側に揺動すると進角室には負圧が発生し、この負圧に基づく力によってその揺動が規制されるようになる。この点、請求項３に記載の発明によれば、少なくともこの進角室が大気開放機構を通じて大気開放状態となるため、機関始動時においてその進角室を略大気圧のまま維持することができ、進角室に発生する負圧の影響によってベーンの揺動が規制されることを抑制し、ロック機構を通じてバルブタイミングを速やかに中間角に固定することができるようになる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置において、前記大気開放機構は特定のベーンを挟む態様でその両側に位置する遅角室及び進角室を前記油圧室として大気開放状態とすることを要旨としている。
【００２５】
この発明によれば、特定のベーンにより区画される一つの凹部内の遅角室及び進角室がいずれも大気開放状態となるため、遅角室に残留する作動油を排出通路を介して速やかに排出することができる一方、進角室の内圧を略大気圧のまま維持してベーンの揺動時における負圧の発生を抑えることができる。その結果、油圧室の油圧や空気圧によりベーンの揺動が規制されることを好適に抑制することができ、第２の回転体の回動量を増大させてバルブタイミングを速やかに中間角に固定することができるようになる。
【００２６】
なお、大気開放機構は、これを請求項５に記載の発明によるように、前記油圧室と大気空間とを連通する大気連通路と、同大気連通路に設けられてこれを開放／遮断する開閉弁とを含み、機関運転中は前記大気連通路を遮断する位置に前記開閉弁の弁体を変位させる一方、機関停止に伴って前記大気連通路を開放する位置に前記弁体を変位させるものである、といった態様にて具現化することができる。
【００２７】
また、こうした大気開放機構に設けられる開閉弁として例えば電磁弁等を採用することもできるが、請求項６に記載の発明によるように、前記開閉弁は機関運転中に前記オイルポンプから供給される作動油の油圧に基づいて前記大気連通路を遮断する位置に変位する一方、機関停止に伴って前記オイルポンプによる作動油の供給が停止したことに基づいて前記大気連通路を開放する位置に変位する前記弁体を含む、といった構成を採用することが望ましい。これによれば、弁体を変位させるための駆動源を別途設ける必要が無いため、大気開放機構の構成についてその簡略化を図ることができる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置において、前記ロック機構に対する作動油の給排状態を制御して同ロック機構のロック状態とアンロック状態とを切り替える流量制御弁を更に備え、前記大気開放機構は前記流量制御弁の制御状態にかかわらず前記オイルポンプとの間で直接給排される作動油の油圧に基づいて前記油圧室と大気空間との連通状態を切り替えることを要旨としている。
【００２９】
例えばアイドル運転時等、機関運転中にロック機構を作動させて両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを中間角に固定する場合、大気開放機構にはオイルポンプから作動油が供給されているため、その弁体により油圧室と大気空間との連通が遮断された状態となる。したがって、その油圧室内の作動油が排出通路を通じて排出されてしまうことはなく、同油圧室は油密状態に保持されるようになる。この結果、ロック機構に加え、その油圧室の油圧によっても両回転体の相対回転が規制されるようになるため、バルブタイミングをより確実に中間角に固定することができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の流量制御弁において、前記ロック機構に対する作動油の給排状態を制御して同ロック機構のロック状態とアンロック状態とを切り替える流量制御弁を更に備え、前記大気開放機構は前記流量制御弁を通じて作動油の給排制御が行われることを要旨としている。
【００３１】
この発明によれば、流量制御弁による作動油の給排制御を通じて油圧室と大気空間とを連通／遮断することができる。
請求項９に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置において、前記開閉弁は機関運転中に前記両回転体の回転に伴って生じる遠心力により前記大気連通路を遮断する位置に変位する一方、機関停止に伴って前記両回転体の回転が停止したときにばねの付勢力により前記大気連通路を開放する位置に変位する前記弁体を含むことを要旨としている。
【００３２】
上述したように、大気開放機構に設けられる開閉弁として例えば電磁弁等を採用することもできるが、請求項９に記載の発明によるように、前記開閉弁は機関運転中に前記両回転体の回転に伴って生じる遠心力により前記大気連通路を遮断する位置に変位する一方、機関停止に伴って前記両回転体の回転が停止したときにばねの付勢力により前記大気連通路を開放する位置に変位する前記弁体を含む、といった構成を採用することが望ましい。これによれば、弁体を変位させるための駆動源を別途設ける必要が無いため、大気開放機構の構成についてその簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の内燃機関のバルブタイミング変更装置を具体化した第１実施形態について、その可変機構及び作動油供給機構の関係を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態の可変機構について、作動油の給排経路を示す経路図。
【図３】同実施形態の可変機構について、図２のＤＢ−ＤＢ線に沿う断面構造を平面上に展開した断面図であって、（ａ）はロック機構に作動油が供給された状態を示す断面図、（ｂ）はロック機構から作動油が排出された状態を示す断面図。
【図４】同実施形態の可変機構について、図２のＤＣ−ＤＣ線に沿う断面構造を平面上に展開した断面図であって、（ａ）は大気開放機構に作動油が供給された状態を示す断面図、（ｂ）は大気開放機構から作動油が排出された状態を示す断面図。
【図５】同実施形態の可変機構について、図２のＤＢ−ＤＢ線に沿う断面構造を平面上に展開してこれを模式的に示す模式図。
【図６】同実施形態の可変機構について、内燃機関の運転状態と、第１及び第２のロックピンの動作態様と、第１及び第２の大気連通路の開放／遮断状態と、開放ピンの動作態様と、第３の解除室に対する作動油の給排状態と、第３の大気連通路の開放／遮断状態との関係を示すテーブル。
【図７】本発明の内燃機関のバルブタイミング変更装置を具体化した第２実施形態における可変機構について、内燃機関の運転状態と、第１及び第２のロックピンの動作態様と、第１及び第２の大気開放機構の開放／遮断状態と、開放ピンの動作態様と、第３の解除室に対する作動油の給排状態と、第３の大気連通路の開放／遮断状態との関係を示すテーブル。
【図８】本発明の内燃機関のバルブタイミング変更装置にかかる第１実施形態における可変機構及び第２実施形態における可変機構及び従来のバルブタイミング変更装置における可変機構について、大気開放機構に対する作動油の制御状態と、自己進角機能と、ロック移行性とをまとめたテーブル。
【図９】本発明のその他の実施形態について、可変機構における断面構造を平面上に展開した断面図。
【図１０】本発明のその他の実施形態について、（ａ）（ｂ）ともに可変機構の一部分について、その平面構造を示す平面図。
【図１１】従来のバルブタイミング変更装置について、その可変機構における作動油の給排経路を示す経路図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の内燃機関のバルブタイミング変更装置として、これを吸気弁のバルブタイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置として具体化した第１実施形態について説明する。なお、以下において特に明示しない限り、単に「バルブタイミング」と記載した場合は、吸気弁のバルブタイミングを意味することとする。
【００３５】
図１に示されるように、内燃機関１０の下部には油圧駆動式の各種補機を駆動するための作動油を貯留するオイルパン１０１が取り付けられている。一方、内燃機関１０の上部には吸気弁（図示略）を開閉駆動するためのカムシャフト３１が設けられるとともに、このカムシャフト３１にはそのバルブタイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置２０が設けられている。吸気弁のカムシャフト３１にはクランクシャフト１１の回転力がチェーン１２からバルブタイミング変更装置２０を介して伝達される。そしてこのように、クランクシャフト１１の回転力によってカムシャフト３１が回転することにより、同カムシャフト３１に形成されたカム（図示略）により吸気弁が開閉駆動される。なお、オイルパン１０１に貯留される作動油は、バルブタイミング変更装置２０を駆動するための油圧を発生する機能の他、内燃機関１０の各部を潤滑するための潤滑油としての機能も併せ有している。
【００３６】
バルブタイミング変更装置２０は、吸気弁のバルブタイミングを変更する可変機構４０と、バルブタイミングを特定の角度に固定するためのロック機構５０とを含み、さらにこれら可変機構４０及びロック機構５０に作動油を供給する作動油供給機構１００と、この作動油供給機構１００を通じて可変機構４０の作動状態、すなわちバルブタイミングを制御する電子制御装置１２０とを備えている。
【００３７】
作動油供給機構１００は、オイルパン１０１の作動油を可変機構４０及びロック機構５０に供給する一方で同可変機構４０及び同ロック機構５０から作動油をオイルパン１０１に戻す複数の油路からなる作動油回路１１０と、オイルパン１０１の作動油を汲み上げて作動油回路１１０に供給するオイルポンプ１０２とを含む。この作動油回路１１０の途中には、可変機構４０に対する作動油の給排状態を制御する第１の流量制御弁１０３及びロック機構５０及び大気開放機構９０（図２参照）に対する作動油の給排状態を制御する第２の流量制御弁１０４が設けられている。なお、このオイルポンプ１０２としては、クランクシャフト１１によって駆動される機関駆動式のものが採用されている。
【００３８】
また、電子制御装置１２０は、クランク角センサ１２１及びカム角センサ１２２を含む各種センサの検出信号を取り込み、それら検出信号に基づき機関運転状態に適したバルブタイミングにかかる目標角を設定するとともに、この目標角と実際のバルブタイミングとが一致するようにバルブタイミング変更装置２０を制御する。
【００３９】
次に図１及び図２を併せ参照して、可変機構４０の構成について説明する。なお、図１の可変機構４０は、図２のＤＡ−ＤＡ線に沿う断面構造を示している。また、図２は、可変機構４０から図１に示されるカバー４２を取り外した状態の同可変機構４０の平面構造を示す。なお、カムシャフト３１及びスプロケット４１Ｃは同図２に示す回転方向ＲＡに回転するものとする。
【００４０】
可変機構４０は、チェーン１２を介してクランクシャフト１１と同期して回転する第１の回転体４１と、吸気弁のカムシャフト３１に固定されることによりこれと同期して回転する第２の回転体４３とにより構成されている。
【００４１】
第１の回転体４１は、クランクシャフト１１に連結されてこれと同期して回転するスプロケット４１Ｃと、スプロケット４１Ｃに組み付けられてこれと一体に回転するハウジング４１Ｂと、このハウジング４１Ｂに取り付けられるカバー４２とにより構成されている。ハウジング４１Ｂには、径方向内側に向けて突出する３つの区画壁４１Ａがその周方向においてほぼ等角度間隔を隔てて形成されている。
【００４２】
第２の回転体４３は、センターボルト４４に組み付けられたボス４３Ｂがカムシャフト３１の端部に固定されている。また、このボス４３Ｂには、その外周面から径方向外側に突出する３つのベーン４３Ａがその周方向においてほぼ等角度間隔を隔てて形成されている。そして、第１の回転体４１における区画壁４１Ａの内周面と第２の回転体４３におけるボス４３Ｂの外周面とが摺動可能に当接することにより、３つの収容室４５がカムシャフト３１の回転軸を囲繞する態様で形成されるとともに、それら収容室４５に対してベーン４３Ａが揺動可能にそれぞれ配設されている。またこれにより、各収容室４５はベーン４３Ａによってそれぞれ進角室４６と遅角室４７とに区画されている。
【００４３】
これら進角室４６及び遅角室４７に対する作動油の給排状態が第１の流量制御弁１０３を通じて制御されることにより、可変機構４０の第１の回転体４１と第２の回転体４３との相対回転位相、換言すればバルブタイミングが変更される。
【００４４】
次に、こうした可変機構４０によるバルブタイミングの変更方法について説明する。
進角室４６に対して作動油を供給する一方で遅角室４７の作動油を排出することにより、第２の回転体４３が第１の回転体４１に対して上記回転方向ＲＡに回転すると、バルブタイミングが進角される。そして、第２の回転体４３が第１の回転体４１に対して回転方向ＲＡに更に回転し、ベーン４３Ａの少なくとも一つが区画壁４１Ａに当接してそれ以上回転できない状態（最進角位相）となると、バルブタイミングは最進角に設定される。
【００４５】
一方、遅角室４７に対して作動油を供給する一方で進角室４６の作動油を排出することにより、第２の回転体４３が第１の回転体４１に対して回転方向ＲＡと反対方向に回転すると、バルブタイミングは遅角される。そして、第２の回転体４３が第１の回転体４１に対して回転方向ＲＡと反対方向に更に回転し、ベーン４３Ａの少なくとも一つが区画壁４１Ａに当接してそれ以上回転できない状態（最遅角位相）となると、バルブタイミングは最遅角に設定される。
【００４６】
また、可変機構４０には、進角室４６及び遅角室４７の油圧によらず、第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間にある中間位相に固定するロック機構５０が設けられている。このようにロック機構５０を通じて第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相が中間位相に固定されることにより、バルブタイミングは最進角と最遅角との間の中間角に固定される。なお、この中間角は、バルブタイミングと吸気弁及び排気弁のバルブオーバーラップが機関始動時及びアイドリング時に適したものとなるように設定されている。
【００４７】
次に、ロック機構５０の構成について説明する。
ロック機構５０は、第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相が中間位相よりも進角側に変化することを規制する第１のロック機構６０と、相対回転位相が中間位相よりも遅角側に変化することを規制する第２のロック機構７０（図２参照）といった機能の異なる一対の機構によって構成されている。なお、第１のロック機構６０と第２のロック機構７０とはほぼ同じ構造を有するものであるため、ここでは第２のロック機構７０の構成についての説明を割愛する。
【００４８】
第１のロック機構６０は、第２の回転体４３に形成された３つのベーン４３Ａのうちの一つに設けられて、第１のロックピン６１が収容される第１の収容空間６２が形成されるとともに、同収容空間６２には第１のロックピン６１の端部が同収容空間６２から突出するようにこれを第１の回転体４１側に向けて付勢する第１のスプリング６３が収容されている（図１参照）。また、第１の収容空間６２において第１のロックピン６１を挟んで第１のスプリング６３と反対側に位置する部分には作動油が供給される第１の解除室６２Ａが形成されている。この第１の解除室６２Ａの油圧に基づいて第１のロックピン６１は第１のスプリング６３の付勢力と反対方向に付勢される。一方、第１の回転体４１には、第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相が中間位相となったとき、換言すればバルブタイミングが中間角となったときに、第１のロックピン６１が嵌脱可能な第１のロック穴６４が形成されている。
【００４９】
こうした第１のロック機構６０にあっては、第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相が中間位相となっているときに、第１の解除室６２Ａから作動油が排出されて、その油圧が低下すると第１のロックピン６１は第１のスプリング６３の付勢力により第１の収容空間６２から突出し、その端部が第１のロック穴６４に嵌合する。すなわち、第１のロック機構６０がロック状態となる。このように第１のロック機構６０がロック状態にあるときには、第２の回転体４３に対して進角側へのトルクが作用する場合であっても、第１のロックピン６１の進角側壁面と第１のロック穴６４の進角側壁面とが係合することにより、バルブタイミングは中間角よりも進角することが規制されるようになる。一方、このようにロック状態にあるとき、第１の解除室６２Ａに作動油を供給して、その油圧を増加させると、その油圧により第１のロックピン６１は付勢され、第１のロック穴６４から抜脱して第１の収容空間６２に収容される。すなわち、第１のロック機構６０がアンロック状態となる。このように第１のロック機構６０がアンロック状態にある場合には、バルブタイミングを進角室４６及び遅角室４７に対する作動油の給排状態に基づいて任意の角度に変更することができるようになる。
【００５０】
第２のロック機構７０は、３つのベーン４３Ａのうち、第１のロック機構６０が設けられたベーン４３Ａを除く２つのベーン４３Ａのうちの一つに設けられる。そして、第１のロック機構６０におけるバルブタイミングの規制または変更態様と同じように、第２のロック機構７０にあっては、第２のロック機構７０がロック状態にあるときには、第２の回転体４３に対して遅角側へのトルクが作用する場合であっても、第２のロックピン７１の遅角側壁面と第２のロック穴７４の遅角側壁面とが係合することにより、バルブタイミングは中間角よりも遅角することが規制されるようになる。一方、第２のロック機構７０がアンロック状態にある場合には、バルブタイミングを進角室４６及び遅角室４７に対する作動油の給排状態に基づいて任意の角度に変更することができるようになる。
【００５１】
なお、図２に示されるように、３つのベーン４３Ａのうち、第１のロック機構６０及び第２のロック機構７０が設けられていない残り１つのベーン４３Ａには、大気開放機構９０が設けられている。この大気開放機構９０については、図４にて詳述する。
【００５２】
次に、図２を参照して、ロック機構５０及び大気開放機構９０を含めた可変機構４０と、作動油供給機構１００との間における作動油の流通態様について説明する。なお、後述するように、ロック機構５０は第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転を規制する機能の他、大気開放機構９０と同様に、油圧室４６，４７の作動油を速やかに排出すべくその内部に大気を導入する大気開放機能を併せ有している。
【００５３】
作動油回路１１０は、複数の油路、すなわち第１の供給油路１１１、第１の排出油路１１２、進角油路１１３、遅角油路１１４、第２の供給油路１１５、第２の排出油路１１６、第１の解除用油路１１７、第２の解除用油路１１８及び第３の解除用油路１１９により構成されている。ここで、第１の供給油路１１１は、オイルポンプ１０２から吐出される作動油を第１の流量制御弁１０３に対して供給する。一方、第１の排出油路１１２は、可変機構４０から第１の流量制御弁１０３に排出された作動油をオイルパン１０１に戻す。なお、この第１の排出油路１１２は、実際には管や孔等の一定の形状を有するものではなく、作動油をオイルパン１０１に導く上で適した形状を有する内燃機関１０の内壁（例えばチェーンケースの内壁等）により構成されている。また、進角油路１１３は、第１の流量制御弁１０３と各進角室４６との間で作動油を流通する。遅角油路１１４は、第１の流量制御弁１０３と各遅角室４７との間で作動油を流通する。
【００５４】
更に、第２の供給油路１１５は、オイルポンプ１０２から吐出される作動油を第２の流量制御弁１０４に対して供給する。一方、第２の排出油路１１６は、ロック機構５０及び大気開放機構９０から第２の流量制御弁１０４に排出された作動油をオイルパン１０１に戻す。なお、この第２の排出油路１１６は、第１の排出油路１１２同様に、内燃機関１０の内壁等によって構成されている。また、第１の解除用油路１１７は、第２の流量制御弁１０４と第１の解除室６２Ａとの間で作動油を流通する。第２の解除用油路１１８は、第２の流量制御弁１０４と第２の解除室７２Ａとの間で作動油を流通する。第３の解除用油路１１９は、第２の流量制御弁１０４と大気開放機構９０において作動油が供給される第３の解除室９２Ａとの間で作動油を流通する。
【００５５】
進角油路１１３及び遅角油路１１４はそれぞれ、進角室４６及び遅角室４７に対してそれぞれ独立して接続されている。また、第１の解除用油路１１７、第２の解除用油路１１８及び第３の解除用油路１１９はそれぞれ、第１の解除室６２Ａ、第２の解除室７２Ａ及び第３の解除室９２Ａに対してそれぞれ独立して接続されている。すなわち、第１の流量制御弁１０３は、進角室４６及び遅角室４７に対する作動油の給排状態を独立して制御可能な弁として構成されている一方、第２の流量制御弁１０４は、第１の解除室６２Ａ、第２の解除室７２Ａ及び第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態を独立して制御可能な弁として構成されている。
【００５６】
また、ボス４３Ｂには、各進角室４６、各遅角室４７、第１の解除室６２Ａ、第２の解除室７２Ａ及び第３の解除室９２Ａからセンターボルト４４に向けて径方向に延伸するそれぞれ進角排出通路４６Ａ、遅角排出通路４７Ａ、第１の排出通路６２Ｂ、第２の排出通路７２Ｂ及び第３の排出通路９２Ｂが設けられている。進角排出通路４６Ａは、第１の流量制御弁１０３を介して第１の排出油路１１２に連通されている。各進角室４６の作動油は、この進角排出通路４６Ａを通じて第１の排出油路１１２に排出される。遅角排出通路４７Ａは、第１の流量制御弁１０３を介して第１の排出油路１１２に連通されている。各遅角室４７の作動油は、この遅角排出通路４７Ａを通じて第１の排出油路１１２に排出される。第１の排出通路６２Ｂは、第２の流量制御弁１０４を介して第２の排出油路１１６に連通されている。第１の解除室６２Ａの作動油は、この第１の排出通路６２Ｂを通じて第２の排出油路１１６に排出される。第２の排出通路７２Ｂは、第２の流量制御弁１０４を介して第２の排出油路１１６に連通されている。第２の解除室７２Ａの作動油は、この第２の排出通路７２Ｂを通じて第２の排出油路１１６に排出される。第３の排出通路９２Ｂは、第２の流量制御弁１０４を介して第２の排出油路１１６に連通されている。第３の解除室９２Ａの作動油は、この第３の排出通路９２Ｂを通じて第２の排出油路１１６に排出される。
【００５７】
ここで、バルブタイミングを中間角に固定するときの第１の流量制御弁１０３及び第２の流量制御弁１０４の給排状態と可変機構４０についての作動油の給排状態との関係について説明する。
【００５８】
第１の流量制御弁１０３は、その内部に収容されるスプール（図示略）の位置を特定の位置に変更することにより作動油の給排状態を設定し、これにより第１の供給油路１１１及び第１の排出油路１１２と進角油路１１３及び遅角油路１１４との接続状態を切り替える。また、第２の流量制御弁１０４は、その内部に収容されるスプール（図示略）の位置を特定の位置に変更することにより作動油の給排状態を設定し、これにより第２の供給油路１１５及び第２の排出油路１１６と第１の解除用油路１１７及び第２の解除用油路１１８及び第３の解除用油路１１９との接続状態を切り替える。
【００５９】
そして、バルブタイミングを中間角に固定する要求が生じたときには、第１の流量制御弁１０３の給排状態を例えば「モードＡ」とし、第２の流量制御弁１０４の給排状態を「モードＢ」に設定することにより、第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相を固定する状態、すなわち、可変機構４０を固定する状態（以下、「固定モード」）としている。
【００６０】
モードＡにおいては、進角油路１１３と第１の供給油路１１１とが接続され、且つ遅角油路１１４と第１の排出油路１１２とが接続される。またモードＢにおいては、第１〜３の解除用油路１１７〜１１９と第２の排出油路１１６とが接続される。すなわち、進角室４６に作動油が供給されるとともに遅角室４７から作動油が排出され、更に各解除室６２Ａ，７２Ａ，９２Ａからも作動油が排出される。
【００６１】
第１の流量制御弁１０３がモードＡに設定され、第２の流量制御弁１０４がモードＢに設定されるとき、第２の回転体４３の回転位相を進角側に変更しようとする状態であり、各ロックピン６１，７１をロック状態に変位させようとする状態にあるため、第２の回転体４３の進角側への回転に伴い同回転位相が中間位相に達したときにバルブタイミングが中間角に固定されるようになる。
【００６２】
第１及び第２の流量制御弁１０３，１０４の給排状態は、基本的には機関運転状態に基づいて設定されるバルブタイミングの変更要求に応じて選択される。例えば、機関停止時やアイドル時を含む極低負荷状態にバルブタイミングの中間角への固定要求があるときには、上述した固定モードが選択される。
【００６３】
ところで、第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相が上述したような中間位相にて固定されずに機関停止したとき（以下、「機関異常停止時」）には、次回の機関始動時にカムトルクの変動によりベーン４３Ａが揺動し、それにともなって第２の回転体４３が回動することを利用して、同相対回転位相を中間位相に固定するようにしている。そしてこの場合においては、進角室４６及び遅角室４７に多くの作動油が残留している状況下では、ベーン４３Ａの揺動がそうした作動油の油圧により妨げられるため、カムトルクの変動を利用したバルブタイミングの中間角への固定が迅速に行われないこともある。
【００６４】
そこで、本実施形態では、上述した第１のロック機構６０及び第２のロック機構７０に各進角室４６及び各遅角室４７と大気空間とを連通してそれら油圧室４６，４７を大気開放状態とする、それぞれ第１の大気連通路８１及び第２の大気連通路８２を設けるようにしている。
【００６５】
図３を参照して、第１のロック機構６０及び第２のロック機構７０にそれぞれ設けられる第１及び第２の大気連通路８１，８２の詳細について説明する。なお、図３は、図２のＤＢ−ＤＢ線に沿う断面構造を平面上に展開した断面図である。
【００６６】
第１のロック機構６０は、第１の回転体４１のスプロケット４１Ｃに、第１のロック穴６４と、同第１のロック穴６４から周方向に沿って遅角側に延伸する第１のロック溝６５とが形成されている。この第１のロック溝６５の深さは第１のロック穴６４よりも浅くなるように設定されている。また、ベーン４３Ａには、進角室４６と第１の収容空間６２とを連通する第１の進角連通路６６、及び遅角室４７と第１の収容空間６２とを連通する第１の遅角連通路６７と形成されている。更に、ベーン４３Ａには、第１の収容空間６２と大気空間とを連通する第１の開放通路６８が形成されている。これら第１の進角連通路６６、第１の遅角連通路６７、第１の開放通路６８の第１の収容空間６２おける開口は、第１のロックピン６１が第１の解除室６２Ａの油圧によりカバー４２に当接される位置に付勢されるときに、同ピン６１によって遮断される位置に形成されている。さらに、各通路６６，６７，６８は、第１のロックピン６１が第１のスプリング６３により付勢されているとき且つ同ピン６１が第１のロック穴６４及び第１のロック溝６５に嵌合されていないときであっても同ピン６１により遮断されない位置に形成されている。また、第１の進角連通路６６と第１の遅角連通路６７とは、第１のスプリング６３の付勢方向において、同じ位置に形成されている。なお、第１の大気連通路８１は、第１の進角連通路６６と第１の遅角連通路６７と第１の開放通路６８とにより構成されている。
【００６７】
こうした構造の第１のロック機構６０にあっては、図３（ａ）に示されるように、内燃機関１０の機関運転に伴い、第１の解除室６２Ａに作動油が供給されることに基づいて、第１のロックピン６１が第１のスプリング６３の付勢力と反対方向に付勢されるとき、第１の進角連通路６６と第１の遅角連通路６７と第１の開放通路６８とが同ピン６１により遮断される。すなわち、第１のロックピン６１が第１の大気連通路８１を遮断する位置に変位するとき、同第１の大気連通路８１を通じて各油圧室４６，４７の作動油が排出されることはない。
【００６８】
また、図３（ｂ）に示されるように、例えば第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されることにより、第１の解除室６２Ａの油圧が低下することに基づいて、第１のロックピン６１が第１のスプリング６３により付勢されるとき且つ第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相が中間位相となったとき、同ピン６１が第１のロック穴６４に嵌合するようになる。このとき、第１の進角連通路６６と第１の遅角連通路６７と第１の開放通路６８とが連通される。すなわち、第１のロックピン６１が第１の大気連通路８１を開放する位置に変位する。これにより、内燃機関１０の機関停止に伴い第１の大気連通路８１が設けられたベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止する場合、進角室４６及び遅角室４７には第１の大気連通路８１を通じて大気が導入される。そして、この導入される大気の量に応じてそれら油圧室４６，４７に残留する作動油がそれぞれ進角排出通路４６Ａ及び遅角排出通路４７Ａを通じて排出されるようになる。
【００６９】
同様に、第２のロック機構７０において、第１の回転体４１には第２のロック穴７４から周方向に沿って遅角側に延伸する第２のロック溝７５が形成されている。また、ベーン４３Ａには、進角室４６と第２の収容空間７２とを連通する第２の進角連通路７６及び遅角室４７と第２の収容空間７２とを連通する第２の遅角連通路７７及び第２の収容空間７２と大気空間とを連通する第２の開放通路７８が形成されている。第２の進角連通路７６及び第２の遅角連通路７７及び第２の開放通路７８は、第２のロックピン７１が第２の解除室７２Ａの油圧によりカバー４２に当接される位置に付勢されるときに、同ピン７１によって遮断される位置に形成されている。さらに、各通路７６，７７，７８は、第２のロックピン７１が第２のスプリング７３により付勢されているとき且つ同ピン７１が第２のロック穴７４及び第２のロック溝７５に嵌合されていないときであっても同ピン７１により遮断されない位置に形成されている。また、第２の進角連通路７６と第２の遅角連通路７７とは、第２のスプリング７３の付勢方向において、同じ位置に形成されている。なお、第２の大気連通路８２は、第２の進角連通路７６と第２の遅角連通路７７と第２の開放通路７８とにより構成されている。
【００７０】
こうした構造の第２のロック機構７０にあっては、図３（ａ）に示されるように、内燃機関１０の機関運転に伴い、第２の解除室７２Ａに作動油が供給されることに基づいて、第２のロックピン７１が第２のスプリング７３の付勢力と反対方向に付勢されるとき、第２の進角連通路７６と第２の遅角連通路７７と第２の開放通路７８とが同ピン７１により遮断される。すなわち、第２のロックピン７１が第２の大気連通路８２を遮断する位置に変位するとき、同第２の大気連通路８２を通じて各油圧室４６，４７の作動油が排出されることはない。
【００７１】
また、図３（ｂ）に示されるように、例えば第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されることにより、第２の解除室７２Ａの油圧が低下することに基づいて、第２のロックピン７１が第２のスプリング７３により付勢されるとき且つ第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相が中間位相となったとき、同ピン７１が第２のロック穴７４に嵌合するようになる。このとき、第２の進角連通路７６と第２の遅角連通路７７と第２の開放通路７８とが連通される。すなわち、第２のロックピン７１が第２の大気連通路８２を開放する位置に変位する。これにより、内燃機関１０の機関停止に伴い第２の大気連通路８２が設けられたベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止する場合、進角室４６及び遅角室４７には第２の大気連通路８２を通じて大気が導入される。そして、この導入される大気の量に応じてそれら油圧室４６，４７に残留する作動油がそれぞれ進角排出通路４６Ａ及び遅角排出通路４７Ａを通じて排出されるようになる。
【００７２】
ここで、機関異常停止時に、第１及び第２の大気連通路８１，８２が設けられていないベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する状態にて可変機構４０が停止した場合、同ベーン４３Ａの両隣の進角室４６及び遅角室４７からは、上述した場合と同様に、機関始動時における第２の回転体４３のベーン４３Ａの揺動を利用してバルブタイミングを中間角に固定することが困難となる場合がある。
【００７３】
そこで、本実施形態では、第１のロック機構６０及び第２のロック機構７０が設けられていないベーン４３Ａに、その両隣の進角室４６及び遅角室４７を大気開放状態とする大気開放機構９０を設けるようにしている。
【００７４】
図４を参照して、大気開放機構９０の詳細について説明する。なお、図４は、図２のＤＣ−ＤＣ線に沿う断面構造を平面上に展開した断面図である。
大気開放機構９０は、開放ピン９１が収容される第３の収容空間９２が形成されるとともに、同収容空間９２には開放ピン９１を第１の回転体４１側に向けて付勢する第３のスプリング９３が収容されている。また、第３の収容空間９２において開放ピン９１を挟んで第３のスプリング９３と反対側に位置する部分には、作動油が供給される第３の解除室９２Ａが形成されている。この解除室９２Ａの油圧に基づいて開放ピン９１は第３のスプリング９３の付勢力と反対方向に付勢される。また、同機構９０のベーン４３Ａには進角室４６と第３の収容空間９２とを連通する第３の進角連通路９４が設けられている。更に第３の収容空間９２及び遅角室４７と第３の収容空間９２とを連通する第３の遅角連通路９５及び第３の収容空間９２と大気空間とを連通する第３の開放通路９６が形成されている。第３の進角連通路９４及び第３の遅角連通路９５及び第３の開放通路９６は、開放ピン９１が第３の解除室９２Ａの油圧によりカバー４２に当接される位置に付勢されるときに、同ピン９１によって遮断される位置に形成されている。さらに、各通路９４，９５，９６は、開放ピン９１が第３のスプリング９３により付勢されているときであっても同ピン９１により遮断されない位置に形成されている。また、第３の進角連通路９４と第３の遅角連通路９５とは、第３のスプリング９３の付勢方向において、同じ位置に形成されている。なお、第３の進角連通路９４と第３の遅角連通路９５と第３の開放通路９６とにより第３の大気連通路８３が構成されている。
【００７５】
こうした構造の大気開放機構９０にあっては、図４（ａ）に示されるように、内燃機関１０の機関運転に伴い、第３の解除室９２Ａに作動油が供給されることに基づいて、開放ピン９１が第３のスプリング９３の付勢力と反対方向に付勢されるとき、第３の進角連通路９４と第３の遅角連通路９５と第３の開放通路９６とが同ピン９１により遮断される。すなわち、開放ピン９１が第３の大気連通路８３を遮断する位置に変位するとき、同第３の大気連通路８３を通じて各油圧室４６，４７の作動油が排出されることはない。
【００７６】
また、図４（ｂ）に示されるように、例えば第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されることにより、第３の解除室９２Ａの油圧が低下することに基づいて、開放ピン９１が第３のスプリング９３により付勢されるとき、第３の進角連通路９４と第３の遅角連通路９５と第３の開放通路９６とが連通される。すなわち、開放ピン９１が第３の大気連通路８３を開放する位置に変位する。これにより、内燃機関１０の機関停止に伴い第３の大気連通路８３が設けられたベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止する場合、進角室４６及び遅角室４７には第３の大気連通路８３を通じて大気が導入される。そして、この導入される大気の量に応じてそれら油圧室４６，４７に残留する作動油がそれぞれ進角排出通路４６Ａ及び遅角排出通路４７Ａを通じて排出されるようになる。
【００７７】
図５を参照して、機関異常停止時におけるロック機構５０によるバルブタイミングの中間角への固定態様について説明する。なお、図５は、図２のＤＢ−ＤＢ線に沿う断面構造を平面上に展開してこれを模式的に示している。
【００７８】
可変機構４０の制御を通じて良好な機関始動性を確保するためには、内燃機関１０の始動動作が開始された時点においてバルブタイミングが中間角にすでに保持されていることが要求される。そこで当該内燃機関１０では、機関運転中にイグニッションスイッチの切替操作にともなう機関停止要求が生じたとき、次回の機関始動時に備えてロック機構５０によりバルブタイミングを中間角に固定するようにしている。すなわち、機関通常停止時には、機関停止要求に基づいて内燃機関１０の運転を停止する前にロック機構５０によりバルブタイミングを中間角に固定し、その後に機関停止要求に基づいて内燃機関１０の運転を停止する。一方、機関異常停止が生じたときには、上述した機関通常停止前のバルブタイミングの固定が行われないため、次回の機関始動時における始動性の低下が問題となる。
【００７９】
この点、当該可変機構４０のロック機構５０によれば、機関異常停止後の機関始動時において次のようにバルブタイミングの中間角への固定が行われるようになる。
ここで、機関異常停止に伴い第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転位相が中間位相よりも遅角側にある状態のもと内燃機関１０の始動動作が開始された状況を想定する。
【００８０】
この場合、カムトルクの変動が生じることにともなう第２の回転体４３の進角側への回動により第１のロックピン６１が第１のロック溝６５と対応するところにまで変位したとき、図５（ａ）に示されるように、ベーン４３Ａから第１のロックピン６１が突出してその先端部が第１のロック溝６５に挿入するようになる。
【００８１】
そして、第１のロックピン６１の先端部が第１のロック溝６５内にある状態のもと、第２の回転体４３が引き続き進角側に変位することに伴い第１のロックピン６１は第１のロック溝６５上を進角側に移動する。
【００８２】
この状態のもと、第２のロックピン７１が第２のロック溝７５と対応するところにまで変位したとき、図５（ｂ）に示されるように、ベーン４３Ａから第２のロックピン７１が突出してその先端部が第２のロック溝７５に挿入するようになる。
【００８３】
さらに、第２の回転体４３が進角側に変位することに伴い第１のロックピン６１が第１のロック穴６４と対応するところにまで変位したとき、図５（ｃ）に示されるように、ベーン４３Ａから第１のロックピン６１が突出してその先端部が第１のロック穴６４に挿入するようになる。
【００８４】
そして、この状態のもと、第２のロックピン７１が第２のロック穴７４と対応するところにまで変位したとき、図５（ｄ）に示されるように、ベーン４３Ａから第２のロックピン７１が突出してその先端部が第２のロック穴７４に挿入するようになる。
【００８５】
このようにして、カムトルクの変動による第２の回転体４３の進角側への回動が第１のロックピン６１の進角側壁面と第１のロック穴６４の進角側壁面との係合により規制されるとともに、遅角側への回動が第２のロックピン７１の遅角側壁面と第２のロック穴７４の遅角側壁面との係合により規制されることにより、第１の回転体４１と第２の回転体４３との相対回転位相が中間位相にて規制されるようになる。
【００８６】
ここで、内燃機関１０の始動動作が開始された場合において、各進角室４６及び遅角室４７に多くの作動油が残留している状況下においては、上述したように、ロック機構５０によるバルブタイミングの中間角への固定が行われないこともある。
【００８７】
この点、本実施形態の可変機構４０によれば、機関異常停止時に、可変機構４０がどの位置で停止したとしても、各解除室６２Ａ、７２Ａ、９２Ａの油圧が低下することにより、第１及び第２及び第３の大気連通路８１，８２，８３のうち少なくとも１つを通じて、センターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７が大気開放状態となる。これにより、機関停止中に、同油圧室４６，４７から作動油が各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出されるため、次回の機関始動時に全ての進角室４６及び遅角室４７に多くの作動油が残留している状況が生じる頻度は低減されるようになる。従って、機関異常停止後の機関始動時にロック機構５０を通じてバルブタイミングを速やかに中間角に固定することができるようになる。
【００８８】
図６に、内燃機関１０の運転状態と、第１及び第２のロックピン６１，７１の動作態様と、第１及び第２の大気連通路８１，８２の開放／遮断状態と、開放ピン９１の動作態様と、第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態と、第３の大気連通路８３の開放／遮断状態とについて、これらの関係をまとめたものを示す。
【００８９】
内燃機関１０の機関停止に伴い、第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されることに基づいて、各解除室６２Ａ，７２Ａ，９２Ａから作動油が排出されるとき、第１及び第２のロックピン６１，７１及び開放ピン９１が各スプリング６３，７３，９３の付勢方向に向けて変位する（図中では「突出」と標記）。これにより、各進角連通路６６，７６，９４と各遅角連通路６７，７７，９５と各開放通路６８，７８，９６とが連通されて、第１及び第２及び第３の大気連通路８１，８２，８３が開放状態となる。この場合、センターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７に残留する作動油が各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出される。
【００９０】
一方、内燃機関１０の機関運転に伴い、各解除室６２Ａ，７２Ａ，９２Ａに作動油が供給されているとき、第１及び第２のロックピン６１，７１及び開放ピン９１が各スプリング６３，７３，９３の付勢力とは反対方向に向けて変位する（図中では「収容」と標記）。これにより、各進角連通路６６，７６，９４と各遅角連通路６７，７７，９５と各開放通路６８，７８，９６とが各ピン６１，７１，９１により遮断されて、第１及び第２及び第３の大気連通路８１，８２，８３が遮断状態となる。この場合、センターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７であっても、各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて作動油が排出されることはない。
【００９１】
なお、機関運転中にバルブタイミングを中間角に固定する要求が生じたときには、第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されるため、機関運転中であっても、各解除室６２Ａ，７２Ａ，９２Ａから作動油が排出されることに基づいて、第１及び第２及び第３の大気連通路８１，８２，８３が開放状態となり、センターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７に残留する作動油が各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出されるようになる。
【００９２】
本実施形態の内燃機関のバルブタイミング変更装置によれば以下の効果を奏することができる。
（１）機関運転の停止に伴って第１及び第２の回転体４１，４３の回転が任意の位相で停止したときその停止位相にかかわらず、カムシャフト３１の回転軸中心よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７は、第１及び第２のロック機構６０，７０及び大気開放機構９０のうちの少なくとも１つにより大気空間と連通されて大気開放状態となる。したがって、このように大気開放状態とされた油圧室４６，４７には大気が導入され、その導入される大気の量に応じて油圧室４６，４７の作動油が各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出されるようになる。そしてこのように、油圧室４６，４７から作動油が排出されることにより、ベーン４３Ａに作用する油圧室４６，４７の油圧が減少してその揺動が発生し易くなるため、第２の回転体４３の回動量も増大するようになるため、機関始動時にロック機構５０を通じてバルブタイミングを中間角に確実に固定することができるようになる。
【００９３】
（２）また、各大気連通路８１，８２，８３は機関停止時および機関停止に伴うアイドル運転時に油圧室４６，４７と大気空間とを連通するようにしている。すなわち、機関運転中においては、機関停止に伴うアイドル運転時でない限り油圧室４６，４７は油密状態に保たれるため、作動油が排出されてしまうことはない。このように、バルブタイミング変更性能に及ぼす悪影響を抑えつつ、機関始動時にロック機構を通じてバルブタイミングを中間角に確実に固定することができるようになる。
【００９４】
（３）カムシャフト３１の回転軸中心よりも鉛直方向上方に位置する遅角室４７がいずれかの大気連通路８１，８２，８３を通じて大気開放可能な状態となるようにした。これにより、機関異常停止時の次回の機関始動時にも、より速やかにバルブタイミングを中間角に固定することができるようになる。
【００９５】
（４）カムシャフト３１の回転軸中心よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６がいずれかの大気連通路８１，８２，８３を通じて大気開放可能な状態となるようにした。これにより、機関異常停止時の次回の機関始動時においてその進角室４６を略大気圧のまま維持することができ、進角室４６に発生する負圧の影響によってベーン４３Ａの揺動が規制されることを抑制し、ひいてはロック機構５０を通じてバルブタイミングを速やかに中間角に固定することができるようになる。
【００９６】
（５）１つのベーン４３Ａにより区画される遅角室４７及び進角室４６がいずれも大気開放可能な状態となるようにした。これにより、カムシャフト３１の回転軸中心よりも鉛直方向上方に位置する遅角室４７に残留する作動油を遅角排出通路４７Ａを介して速やかに排出することができる。一方、進角室４６の内圧を略大気圧のまま維持してベーン４３Ａの揺動時における負圧の発生を抑えることができる。その結果、各油圧室４６，４７の油圧や空気圧によりベーン４３Ａの揺動が規制されることを好適に抑制することができるようになる。ひいては第２の回転体４３の回動量を増大させてバルブタイミングを速やかに中間角に固定することができるようになる。
【００９７】
（６）ロック機構５０が、遅角室４７及び進角室４６を大気空間に開放可能とすることにより同油圧室４６，４７の作動油を各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出する機能と、バルブタイミングを中間角に固定する機能とを併せ有するようにした。これにより、各油圧室４６，４７を大気空間に開放するためだけの機能を有する機構（大気開放機構）を新たに設ける必要がない。すなわち、既存の機構（ロック機構）を利用して、機関停止時に遅角室４７及び進角室４６から作動油を好適に排出することができるようになる。
【００９８】
（７）第１のロック溝６５及び第２のロック溝７５がそれぞれ、第１のロック穴６４及び第２のロック穴７４よりも深さの小さい溝として、それぞれ第１のロック穴６４及び第２のロック穴７４から遅角側の所定位置までにわたり設けられるようにした。これにより、第１の回転体４１と第２の回転体４３との相対回転位相が第１のロック溝６５よりも遅角側にあるときに、各ロックピン６１，７１が各スプリング６３，７３の付勢方向に変位するとき且つカムトルクの変動によりベーン４３Ａが揺動するときに、同各ロックピン６１，７１がそれぞれ第１のロック溝６５、第２のロック溝７５によりその順に規制された後、第１のロック穴６４、第２のロック穴７４の順に嵌合されるようになる。従って、同回転位相が規制されずに各ロックピン６１，７１と各ロック穴６４，７４とが係合する場合に比べて、より速やかに係合するようになるため、バルブタイミングを速やかに中間角に固定することができるようになる。
【００９９】
（８）ロック機構５０の中間角を機関停止時やアイドル時を含む極低負荷状態に適した値に設定し、機関停止に先立ってロック機構５０をロック状態に移行するようにした。これにより、機関始動に適したバルブタイミングにて内燃機関１０の運転を再開することができる。その結果、良好な機関始動性を確保することができるとともに、機関始動後においては安定したアイドル運転を行うことができるようになる。
【０１００】
（第２実施形態）
図１，２及び図７を参照して、本発明の第２実施形態について、先の第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については、その説明を割愛する。
【０１０１】
第１実施形態にかかる大気開放機構９０では、第２の流量制御弁１０４により、第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態を制御する構成とした。これに対して、本実施形態では、内燃機関１０に供給される油圧である機関油圧に連動して第３の解除室９２Ａに作動油が給排される構成としている。
【０１０２】
本実施形態における第３の解除室９２Ａは、図１及び図２の二点鎖線にて示されるように、第２の流量制御弁１０４を介することなく、オイルパン１０１及びオイルポンプ１０２との間で直接的に作動油が流通される構成としている。すなわち、内燃機関１０の機関運転に伴い機関駆動式のオイルポンプ１０２が駆動状態にあることから同ポンプ１０２から吐出される所定圧の作動油が第３の解除室９２Ａに供給される。これより、開放ピン９１が第３のスプリング９３の付勢力と反対方向に付勢されるとき、第３の進角連通路９４と第３の遅角連通路９５と第３の開放通路９６とが同ピン９１により遮断される。すなわち、開放ピン９１が第３の大気連通路８３を遮断する位置に変位するとき、同第３の大気連通路８３を通じて各油圧室４６，４７の作動油が排出されることはない。
【０１０３】
従って、機関運転中にバルブタイミングを中間角に固定する要求が生じた場合であっても、大気開放機構９０が設けられたベーン４３Ａが鉛直方向上方にて停止するときにはオイルポンプ１０２からの油圧に基づいて第３の解除室９２Ａには常に作動油が供給される状態となっているため、上述したように、第３の大気連通路８３を通じて各油圧室４６，４７の作動油が排出されることはない。このため、同各油圧室４６，４７の油圧により、第２の回転体４３の位相を中間位相に維持することが可能となり、ロック機構５０が速やかにロック状態に移行する特性（以下、「ロック移行性」）を高めることができる。
【０１０４】
なお、機関停止時には、第１実施形態と同様に進角室４６及び遅角室４７から作動油が排出されるため、機関異常停止時の次回の機関始動時にもカムトルクの変動を十分に利用して、第２の回転体４３の回転位相を中間位相にまで進角させる機能（以下、「自己進角機能」）を発揮することができるようになる。ひいては、バルブタイミングを速やかに中間角に固定することができるようになる。
【０１０５】
図７に、内燃機関１０の運転状態と、第１及び第２のロックピン６１，７１の動作態様と、第１及び第２の大気連通路８１，８２の開放／遮断状態と、開放ピン９１の動作態様と、第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態と、第３の大気連通路８３の開放／遮断状態との関係について、これらのまとめを示す。
【０１０６】
内燃機関１０の機関停止に伴い、第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されることに基づいて、各解除室６２Ａ，７２Ａから作動油が排出されるとともに、機関油圧が消失することにより第３の解除室９２Ａから作動油が排出されるとき、第１及び第２のロックピン６１，７１及び開放ピン９１が各スプリング６３，７３，９３の付勢方向に向けて変位する（図中では「突出」と標記）。これにより、各進角連通路６６，７６，９４と各遅角連通路６７，７７，９５と各開放通路６８，７８，９６とが連通されて、第１及び第２及び第３の大気連通路８１，８２，８３が開放状態となる。この場合、センターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７に残留する作動油が各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出される。
【０１０７】
一方、内燃機関１０の機関運転に伴い、各解除室６２Ａ，７２Ａ，９２Ａに作動油が供給されているとき、第１及び第２のロックピン６１，７１及び開放ピン９１が各スプリング６３，７３，９３の付勢力とは反対方向に向けて変位する（図中では「収容」と標記）。これにより、各進角連通路６６，７６，９４と各遅角連通路６７，７７，９５と各開放通路６８，７８，９６とが各ピン６１，７１，９１により遮断されて、第１及び第２及び第３の大気連通路８１，８２，８３が遮断状態となる。この場合、センターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７であっても、各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて作動油が排出されることはない。
【０１０８】
なお、機関運転中にバルブタイミングを中間角に固定する要求が生じたときには、第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されるため、機関運転中であっても、各解除室６２Ａ，７２Ａから作動油が排出されることに基づいて、第１及び第２の大気連通路８１，８２は開放状態となる。これにより、第１のロック機構６０及び第２のロック機構７０が設けられるベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置するとき、同ベーン４３Ａの両隣に位置する進角室４６及び遅角室４７の作動油は各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出されるようになる。
【０１０９】
一方、第３の解除室９２Ａについては、機関運転中であれば、オイルポンプ１０２が駆動していることにより常に作動油が供給されるため、大気開放機構９０は遮断状態となる。すなわち、大気開放機構９０が設けられるベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止する場合には、同ベーン４３Ａの両隣に位置する進角室４６及び遅角室４７が大気空間に開放されることなく、同各油圧室４６，４７の油圧が維持されるようになる。
【０１１０】
図８に、大気開放機構９０に対する作動油の制御状態と、第１実施形態の可変機構４０及び第２実施形態の可変機構４０及び大気開放機構９０を設けない可変機構がそれぞれ有する自己進角機能及びロック移行性についてのまとめを示す。
【０１１１】
第１実施形態（図６参照）では、大気開放機構９０の第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態が第２の流量制御弁１０４により制御されている。すなわち、内燃機関１０の機関運転中にバルブタイミングを中間角に固定する要求が生じている場合等に、第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されているときには、各解除室６２Ａ，７２Ａ，９２Ａの作動油が各解除用油路１１７，１１８，１１９を通じてオイルパン１０１に還流されるようになる。これにより、センターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７の作動油が排出される。なお、機関停止時にもセンターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７の作動油が排出される。従って、機関始動時の自己進角機能を発揮することができる一方で、各油圧室４６，４７の油圧によるロック移行性については充分に期待することはできない。
【０１１２】
第２実施形態（図７参照）では、大気開放機構９０の第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態が機関油圧に連動して制御されている。すなわち、内燃機関１０の機関運転中にバルブタイミングを中間角に固定する要求が生じている場合に、第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定されている場合であっても、第３の解除室９２Ａの作動油が排出されることはない。これにより、大気開放機構９０が設けられたベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置するときには、同ベーン４３Ａの両隣に位置する進角室４６及び遅角室４７からは作動油が排出されることはない。なお、機関停止時には第１及び第２及び第３の大気連通路８１，８２，８３を通じて、センターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する進角室４６及び遅角室４７から作動油が排出される。従って、機関始動時の自己進角機能を発揮することができるとともに、大気開放機構９０が設けられたベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止した場合には、同ベーン４３Ａの両隣に位置する進角室４６及び遅角室４７からは作動油が排出されることがないため、同油圧室４６，４７の油圧によるロック移行性が増すようになる。
【０１１３】
なお、大気開放機構９０が設けられていない可変機構では、機関停止に伴い第１のロック機構６０及び第２のロック機構７０が設けられていないベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止した場合、同ベーン４３Ａの両隣に位置する各進角室４６及び遅角室４７からは充分に作動油を排出することができないため、機関始動時の自己進角機能を期待することはできない。一方、機関運転中に第２の流量制御弁１０４の給排状態がモードＢに設定される場合であっても、第１のロック機構６０及び第２のロック機構７０が設けられていない残り１つのベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置する場合には、同ベーン４３Ａの両隣の進角室４６及び遅角室４７からは作動油が排出されることはないため同各油圧室４６，４７の油圧によるロック移行性が増す。
【０１１４】
以上にて説明した本実施形態によれば、先の第１実施形態による前記（１）〜（８）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（９）開放ピン９１が機関運転中にオイルポンプ１０２から供給される作動油の油圧に基づいて第３の大気連通路８３を遮断する位置に変位する一方、機関停止に伴ってオイルポンプ１０２による作動油の供給が停止したことに基づいて第３の大気連通路８３を開放する位置に変位するようにした。これにより、開放ピン９１を変位させるための駆動源を別途設ける必要が無いため、大気開放機構９０の構成についてその簡略化を図ることができる。
【０１１５】
（１０）アイドル運転時等、機関運転中にロック機構５０を作動させて両回転体４１，４３の相対回転を規制することによりバルブタイミングを中間角に固定する場合、大気開放機構９０にはオイルポンプ１０２から作動油が供給されているため、開放ピン９１により各油圧室４６，４７と大気空間との連通が遮断された状態となる。したがって、機関運転中にロック機構５０をロック状態とする場合であっても、大気開放機構９０については、カムシャフト３１の回転軸中心よりも鉛直方向上方に位置する油圧室４６，４７内の作動油が各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出されてしまうことはなく、同油圧室４６，４７は油密状態に保持されるようになる。この結果、ロック機構５０に加え、大気開放機構９０が設けられているベーン４３Ａ両隣の油圧室４６，４７の油圧によっても両回転体４１，４３の相対回転が規制されるようになるため、バルブタイミングをより確実に中間角に固定することができる。
【０１１６】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。また以下の各変形例は上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１１７】
・上記第１実施形態では、第１の流量制御弁１０３により進角室４６及び遅角室４７に対する作動油の給排状態を制御するとともに、第２の流量制御弁１０４により第１の解除室６２Ａ及び第２の解除室７２Ａ及び第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態を制御する構成としたが、各室に対する作動油の給排状態を制御するための流量制御弁の構成はこれに限られない。すなわち、進角室４６及び遅角室４７及び第１の解除室６２Ａ及び第２の解除室７２Ａ及び第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態を制御する単一の流量制御弁を備える構成とすることもできる。また、進角室４６及び遅角室４７及び第１の解除室６２Ａ及び第２の解除室７２Ａに対する作動油の給排状態を制御する第１の流量制御弁と第３の解除室９２Ａに対する作動油の給排状態を制御する第２の流量制御弁とすることもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（８）の作用効果を奏することができる。
【０１１８】
・上記各実施形態では、各進角連通路６６，７６，９４と各遅角連通路６７，７７，９５とは、それぞれ各スプリング６３，７３，９３の付勢方向において、同じ位置に形成される構成としたが、各進角連通路６６，７６，９４及び各遅角連通路６７，７７，９５が形成される位置はこれに限られない。すなわち、各進角連通路６６，７６，９４が各遅角連通路６７，７７，９５よりも第１の回転体４１側に形成する構成としてもよい。また、この逆の構成とすることもできる。例えば、大気開放機構９０に、この変形例を適用した場合について、図９を参照して説明する。
【０１１９】
図９（ａ）に示されるように、第３の解除室９２Ａの油圧により、開放ピン９１がカバー４２に当接する位置まで付勢されているとき、第３の進角連通路９４と第３の遅角連通路９５と第３の開放通路９６とは同ピン９１により遮断される。これにより、大気開放機構９０が設けられたベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止する場合であっても、同ベーン４３Ａの両隣に位置する進角室４６及び遅角室４７の作動油は、各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出されることはない。
【０１２０】
次に、第３の解除室９２Ａの油圧が低下して、図９（ｂ）に示されるような位置まで開放ピン９１が変位したとき、第３の遅角連通路９５と第３の開放通路９６とが連通されることにより、遅角室４７のみが大気開放状態となる。このとき、大気開放機構９０が設けられたベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止する場合には、同ベーン４３Ａの隣に位置する遅角室４７の作動油が遅角排出通路４７Ａを通じて排出されるようになる。一方、第３の進角連通路９４は開放ピン９１により遮断されているため、進角室４６の作動油が排出されることはない。このように、遅角室４７の作動油のみが排出される場合、機関異常停止時に第２の回転体４３の回転位相が最遅角位相まで変位している状況下であっても、遅角室４７から作動油が好適に排出されるため、次回の機関始動時にはカムトルクの変動を利用してバルブタイミングを速やかに中間角に固定することができる。
【０１２１】
そして、第３の解除室９２Ａの油圧がさらに低下して、図９（ｃ）に示されるような位置まで開放ピン９１が変位したとき、第３の進角連通路９４と第３の遅角連通路９５と第３の開放通路９６とが連通されることにより、各油圧室４６，４７が大気開放状態となる。このとき、大気開放機構９０が設けられたベーン４３Ａがセンターボルト４４よりも鉛直方向上方にて停止する場合には、同ベーン４３Ａの両隣に位置する各油圧室４６，４７の作動油が各排出通路４６Ａ，４７Ａを通じて排出されるようになる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（１０）の作用効果を奏することができる。
【０１２２】
・上記各実施形態では、各第１及び第２及び第３の大気連通路８１，８２，８３をベーン４３Ａに設ける構成としたが、これらを設ける箇所はこれに限られない。例えば、第１の回転体４１に設けることもできる。こうした構成について、図１０を参照して説明する。なお、以下では、第１及び第２の回転体４１，４３の相対回転が停止する際に、大気開放機構２００がセンターボルト４４よりも鉛直方向上方に位置するものとする。
【０１２３】
図１０（ａ）に示されるように、この大気開放機構２００は、スプリング２０２とこのスプリング２０２によりセンターボルト４４に向けて付勢される弁体２０３とが収容される収容室２０１及びこの収容室２０１と進角室４６及び遅角室４７に連通するそれぞれの進角連通路２０４及び遅角連通路２０５を区画壁４１Ａに形成するようにする。また、この収容室２０１は、大気空間に開放状態となるように形成されている。すなわち、内燃機関１０の機関運転に伴い、第１の回転体４１が回転方向ＲＡに回転しているときには、弁体２０３は遠心力により、センターボルト４４とは反対方向に付勢される。これにより、収容室２０１及び進角連通路２０４及び遅角連通路２０５との連通が弁体２０３により遮断される。
【０１２４】
一方、内燃機関１０の機関停止に伴い、第１の回転体４１の回転が停止するときには、弁体２０３はスプリング２０２により付勢されて、図１０（ｂ）に示される位置まで変位する。このとき、大気空間に連通された収容室２０１と進角連通路２０４と遅角連通路２０５とが連通するようになる。すなわち、大気開放機構２００が開放状態となる。これにより、進角室４６及び遅角室４７には大気開放機構２００を通じて大気が導入される。そして、この導入される大気の量に応じてそれら油圧室４６，４７に残留する作動油がそれぞれ進角排出通路４６Ａ及び遅角排出通路４７Ａを通じて排出されるようになる。
【０１２５】
・上記各実施形態では、各進角連通路６６，７６，９４及び各遅角連通路６７，７７，９５及び各開放通路６８，７８，９６を設けることにより、各進角室４６及び各遅角室４７を大気開放状態可能となる構成としたが、大気開放状態とする油圧室はこれに限られない。すなわち、各進角連通路６６，７６，９４及び各開放通路６８，７８，９６のみを設けることにより、進角室４６のみを大気開放状態とするようにしてもよい。こうした構成であっても、上述した（１）、（２）、（４）、（６）〜（１０）の作用効果を奏することができる。この場合には、進角室４６を略大気圧のまま維持することができ、進角室４６に発生する負圧の影響によってベーン４３Ａの揺動が規制されることを抑制し、ロック機構５０を通じてバルブタイミングを速やかに中間角に固定することが可能になる。
【０１２６】
・上記各実施形態では、各進角連通路６６，７６，９４及び各遅角連通路６７，７７，９５及び各開放通路６８，７８，９６を設けることにより、各進角室４６及び各遅角室４７を大気開放状態可能となる構成としたが、大気開放状態とする油圧室はこれに限られない。すなわち、各遅角連通路６７，７７，９５及び各開放通路６８，７８，９６のみを設けることにより、遅角室４７のみを大気開放状態とするようにしてもよい。こうした構成であっても、上述した（１）、（２）、（３）、（６）〜（１０）の作用効果を奏することができる。この場合には、機関異常停止時に第２の回転体４３の回転位相が最遅角位相まで変位している状況下であっても、遅角室４７から作動油が好適に排出されるため、次回の機関始動時にはカムトルクの変動を利用してバルブタイミングを速やかに中間角に固定することが可能になる。
【０１２７】
・上記各実施形態では、ベーン４３Ａにおいて、各収容空間６２，７２，９２を挟んで遅角室４７側に各開放通路６８，７８，９６を形成するようにしたが、各開放通路６８，７８，９６を形成する位置はこれに限られない。すなわち、各収容空間６２，７２，９２を挟んで進角室４６側に形成するようにしてもよい。こうした構成であっても、上述した（１）〜（１０）の作用効果を奏することができる。
【０１２８】
・上記各実施形態では、可変機構４０が３つのベーン４３Ａを備える構成としたが、ベーン４３Ａを２つ以下または４つ以上とすることもできる。ベーン４３Ａの数が２以下または４つのときには、ベーン４３Ａ毎に、各大気連通路８１，８２，８３のいずれかが設けられるようにすればよい。また、ベーン４３Ａの数が５つ以上のときには、各大気連通路８１，８２，８３のそれぞれが第２の回転体４３の周方向において、略均一となるように設けられるようにすればよい。こうした構成であっても、上述した（１）〜（１０）の作用効果を奏することができる。
【０１２９】
・上記各実施形態では、バルブタイミングを中間角に規制するためのロック機構、すなわち、第１のロック機構６０及び第２のロック機構７０が進角室４６及び遅角室４７を大気に開放可能とする機能を併せ持つようにしたが、各油圧室４６，４７を大気に開放可能とする機構はこれに限られない。例えば、各ロック機構６０，７０のうちいずれか一方を省略してもよい。この場合、残りのベーン４３Ａに大気開放機構９０を設けるようにすればよい。こうした構成であっても、上述した（１）〜（５）、（９）の作用効果を奏することができる。
【０１３０】
・上記各実施形態では、各ロックピン６１，７１が各解除室６２Ａ，７２Ａの油圧により動作するときに、同ピン６１が設けられるベーン４３Ａの両隣に位置する進角室４６及び遅角室４７が大気に開放または大気から遮断可能な構成としたが、進角室４６及び遅角室４７を大気空間に開放または遮断可能とする構成はこれに限られるものではない。すなわち、各ロックピン６１，７１のうちいずれかをバルブタイミングが中間角よりも遅角側または進角側に変更されることを規制するための規制ピンとすることもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（１０）の作用効果を奏することができる。
【０１３１】
・上記各実施形態では、各ロック機構６０，７０の構成として、第２の回転体４３に各ロックピン６１，７１及び各解除室６２Ａ，７２Ａ及び各スプリング６３，７３が設けられるとともに、第１の回転体４１に各ロック穴６４，７４及び各ロック溝６５，７５が設けられる構成を採用したが、各ロック機構６０，７０の構成はこれに限られるものではない。例えば、第１の回転体４１に各ロックピン６１，７１及び各解除室６２Ａ，７２Ａ及び各スプリング６３，７３を設け、第２の回転体４３に各ロック穴６４，７４及び各ロック溝６５，７５を設けることもできる。この場合、第１及び第２の大気連通路８１，８２を第１の回転体４１に設けるようにすればよい。こうした構成であっても、上述した（１）〜（１０）の作用効果を奏することができる。
【０１３２】
・上記各実施形態の各ロック機構６０，７０及び大気開放機構９０は、第２の回転体４３に設けられる各ピン６１，７１，９１が各スプリング６３，７３，９３の付勢力により、第１の回転体４１側に向けて変位する構成としたが、これを次のように変更することもできる。すなわち、第１の回転体４１に各ピン６１，７１，９１が径方向に設けられるとともに、各スプリング６３，７３，９３の付勢力により、第２の回転体４３側に向けて変位する構成とすることもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（１０）の作用効果を奏することができる。
【０１３３】
・上記各実施形態では、オイルポンプ１０２として機関駆動式のオイルポンプを用いるようにしたが、モータにより駆動される電動ポンプを採用することもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（８）の作用効果を奏することができる。
【０１３４】
・上記各実施形態では、可変機構４０としてバルブタイミングを中間角に固定する第１及び第２のロック機構６０，７０を備えるものを採用したが、各ロック機構６０，７０により固定されるバルブタイミングは中間角に限られるものではない。すなわち、最進角に変更することもできる。要するに、各ロック機構６０，７０により固定されるバルブタイミングの特定角としては、最遅角を除くいずれのバルブタイミングをも採用することができる。
【０１３５】
・可変機構４０の構成をはじめとして本発明の適用対象となるバルブタイミング変更装置の構成は上記各実施形態にて例示した内容に限られるものではない。すなわち、バルブタイミングを変更する可変機構を備えるものであれば、吸気弁に限らず、排気弁あるいは吸気弁及び排気弁のいずれのバルブタイミング変更装置に対しても本発明を適用することは可能であり、その場合にも上記各実施形態の作用効果に準じた作用効果を奏することはできる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０…内燃機関、１１…クランクシャフト、１２…チェーン、２０…バルブタイミング変更装置、３１…カムシャフト（回転軸）、４０…可変機構、４１…第１の回転体、４１Ａ…区画壁、４１Ｂ…ハウジング、４１Ｃ…スプロケット、４２…カバー、４３…第２の回転体、４３Ａ…ベーン、４３Ｂ…ボス、４４…センターボルト、４５…収容室、４６…進角室、４６Ａ…進角排出通路、４７…遅角室、４７Ａ…遅角排出通路、５０…ロック機構、６０…第１のロック機構、６１…第１のロックピン、６２…第１の収容空間、６２Ａ…第１の解除室、６２Ｂ…第１の排出通路、６３…第１のスプリング、６４…第１のロック穴、６５…第１のロック溝、６６…第１の進角連通路、６７…第１の遅角連通路、６８…第１の開放通路、７０…第２のロック機構、７１…第２のロックピン、７２…第２の収容空間、７２Ａ…第２の解除室、７２Ｂ…第２の排出通路、７３…第２のスプリング、７４…第２のロック穴、７５…第２のロック溝、７６…第２の進角連通路、７７…第２の遅角連通路、７８…第２の開放通路、８１…第１の大気連通路、８２…第２の大気連通路、８３…第３の大気連通路、９０…大気開放機構（開閉弁）、９１…開放ピン（弁体）、９２…第３の収容空間、９２Ａ…第３の解除室、９２Ｂ…第３の排出通路、９３…第３のスプリング、９４…第３の進角連通路、９５…第３の遅角連通路、９６…第３の開放通路、１００…作動油供給機構、１０１…オイルパン、１０２…オイルポンプ、１０３…第１の流量制御弁、１０４…第２の流量制御弁、１１０…作動油回路、１１１…第１の供給油路、１１２…第１の排出油路、１１３…進角油路、１１４…遅角油路、１１５…第２の供給油路、１１６…第２の排出油路、１１７…第１の解除用油路、１１８…第２の解除用油路、１１９…第３の解除用油路、１２０…電子制御装置、１２１…クランク角センサ、１２２…カム角センサ、２００…大気開放機構、２０１…収容室、２０２…スプリング、２０３…弁体、２０４…進角連通路、２０５…遅角連通路。
【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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