(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、内周面から内方へ突設された複数の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るロータと、該ロータの外周部に径方向に沿って延設され、各前記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、
前記ハウジングとベーンロータの相対回転角度範囲を規制するストッパと、
前記ベーンロータに設けられて、要求に応じて出没する第１ロック部材と、
前記ベーンロータに設けられて、要求に応じて出没する第２ロック部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記第１ロック部材が係入されることによって、最進角位置と最遅角位置の間に設けられた中間ロック位置から遅角側への前記ベーンロータの作動を規制する第１ロック凹部と、
前記ハウジングに設けられ、前記第２ロック部材が係入されることによって、前記中間ロック位置から進角側への前記ベーンロータの作動を規制し、前記第１ロック部材の第１ロック凹部への係入と協働して前記ベーンロータを中間ロック位置に保持すると共に、前記ベーンロータが前記ストッパによって遅角方向への作動が規制されている状態で、前記第１ロック部材が係入されることによって進角側への前記ベーンロータの作動を規制して最遅角位置に保持する第２ロック凹部と、
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る駆動回転体と、
カムシャフトに固定され、内燃機関の作動状態に応じて前記駆動回転体と相対回転角度を所定角度範囲内で変更する従動回転体と、
進角作動室と遅角作動室とを備え、前記進角作動室に油圧を供給し、前記遅角作動室内の作動油を排出することによって、前記駆動回転体に対して前記従動回転体を進角方向へ回転させ、前記遅角作動室に油圧を供給し、前記進角作動室内の作動油を排出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遅角方向へ回転させるように構成された位相変更機構と、
要求に応じて出没するように設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、
前記第１ロック部材が係入されることによって、前記駆動回転体に対して最進角位置と最遅角位置の間に設けられた中間ロック位置から遅角側の前記従動回転体の作動を規制する第１ロック凹部と、
前記第２ロック部材が係入されることによって、前記駆動回転体に対して前記中間ロック位置から進角方向への前記従動回転体の回転を規制し、前記第１ロック部材が係入されることによって、最遅角位置に前記従動回転体を保持する第２ロック凹部と、
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３】
クランクシャフトから回転力が伝達され、内周面から内方へ突設された複数の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るロータと、該ロータの外周部に径方向に沿って延設され、各前記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、
前記ハウジングとベーンロータの相対回転角度範囲を規制するストッパと、
前記ベーンロータに設けられて、要求に応じて出没する第１ロック部材と、
前記ベーンロータに設けられて、要求に応じて出没する第２ロック部材と、
前記ベーンロータに設けられて、要求に応じて出没する第３ロック部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記第１ロック部材が係入されることによって、最進角位置と最遅角位置の間に設けられた中間ロック位置から遅角側への前記ベーンロータの作動を規制する第１ロック凹部と、
前記ハウジングに設けられ、前記第２ロック部材が係入されることによって、前記中間ロック位置から進角側への前記ベーンロータの作動を規制する第２ロック凹部と、
前記ハウジングに設けられ、底部に進角側に向かって深くなる段差を有し、前記第３ロック部材が係入されることによって、前記第１ロック部材を第１ロック凹部に案内すると共に、前記ベーンロータが最遅角側の前記ストッパによって遅角方向の作動が規制されている状態で、前記第２ロック部材が係入されることによって進角側への前記ベーンロータの作動を規制して最遅角位置に保持する第３ロック凹部と、
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】
近時、内燃機関の冷間始動時に、吸気弁の開閉タイミングを、最遅角側と最進角側の間の中間位相のバルブタイミングよりもさらに遅角側に制御することにより、有効圧縮比に対する膨張比を大きくしてアトキンソンサイクルを実現するものが提供されている。
【０００３】
しかしながら、いわゆるハイブリット車やアイドリングストップ車などのように、運転者の意思によらずに内燃機関を自動的に停止させる車両にあっては、通常、内燃機関の温度が高い状態で再始動させることになることから、前記冷間始動時における中間位相のバルブタイミングよりも遅角側での始動が要求される。
【０００４】
そこで、以下の特許文献１に示すバルブタイミング制御装置は、イグニッションスイッチによる機関始動時(冷間始動時)の際は、前記中間位相の位置にバルブタイミングを保持することによって良好な始動性を確保し、機関が自動的に始動する際には、中間位置よりも遅角側でバルブタイミングを保持することによって機関の振動を低減させ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】特開２０１０−１９５３０８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、前記手動による機関停止では、ロックピンとロック穴を用いて中間位相位置を保持しているものの、前記アイドリングストップ時などの自動停止時では、ロックピンなどによる保持ではなく、油圧を用いて遅角側の位相に保持するようになっている。そのため、油圧源が別途必要になってしまうといった問題があった。
【０００７】
本発明は、アイドリングストップ時などの機関を自動的に停止させた場合にも、油圧によらずにバルブタイミングを保持することが可能な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、第１ロック部材が係入されることによって、駆動回転体に対して最進角位置と最遅角位置の間に設けられた中間ロック位置から遅角側の従動回転体の作動を規制する第１ロック凹部と、第２ロック部材が係入されることによって、前記駆動回転体に対して前記中間ロック位置から進角方向への前記従動回転体の回転を規制し、前記第１ロック部材が係入されることによって、最遅角位置に前記従動回転体を保持する第２ロック凹部と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、機関が自動的に停止された際に、油圧によらずに機械的にバルブタイミングを最遅角の位相位置で保持することができる。
【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】本実施形態の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】本実施形態に供される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。
【図１２】第２実施形態に供されるベーンロータが最遅角位相の回転位置に保持された状態を示す断面図である。
【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、ハイブリット車あるいはアイドリングストップ車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】
前記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、該両者の相対回動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。
【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。
【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つの遅角油圧室１１及び進角油圧室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１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、内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の先端部には、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】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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を介して後述する油圧回路５にそれぞれに連通している。
【００３５】
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。
【００３６】
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の第１、第２大径部１５ｅ、１５ｆ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。
【００３７】
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、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。
【００３８】
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)。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
前記第３ロックピン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。
【００５０】
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１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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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から抜け出して、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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方向への移動が規制されるようになっている（図１１参照）。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
前記油圧回路５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２、第３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。
【００６３】
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。
【００６４】
前記ロック通路２０は、図１、図２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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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電磁切換弁４１へ制御パルス電流を出力するようになっている。
【００７２】
〔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。
〔機関を手動停止させた場合〕
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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、第３ロックピン２８，２９は、図６に示すように、第２、第３ロック穴２５、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。
【００７５】
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、前記電磁切換弁４１にパルス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に作動油が供給されることから、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ている。
【００７６】
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。
【００７７】
すなわち、図６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。
【００７８】
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、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。
【００７９】
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８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。
【００８０】
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、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。
【００８１】
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、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４に示しように、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。
【００８２】
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。
【００８３】
また、前記電磁切換弁４１は、油圧など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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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、前記第１ポジション〜第４ポジションの位置に制御する。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。
【０１０１】
さらに、機関がエンストなどで異常停止し、あるいは通常の機関停止した後に、再始動した場合において、通電された電磁切換弁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、流路に切り換えができなくなった場合には、以下の作動を行う。
【０１０２】
すなわち、前記スプール弁体の移動不能状態によって、ベーンロータ９の回転位相制御ができなくなることから、この異常状態をカムシャフト２の回転位置から検出した前記電子コントローラ３５が、前記電磁切換弁４１の電磁ソレノイドに最大の通電量の制御電流が出力される。これによって、スプール弁体は、他方向へ最大かつ強い力で移動して（第５ポジション）、前記コンタミを切断しつつ遅角通路１８と進角通路１９及びロック通路２０の全てをドレン通路４３に連通させる。これによって、各油圧室１１，１２や各受圧室３２〜３４の作動油がオイルパン４２に排出される。
〔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、電子コントローラ３５によって電磁切換弁４１に通電されて、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４３を連通させると、同時に、ロック通路２０とドレン通路４３とを連通させる。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。
【０１０３】
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、第３ロックピン２８，２９が、図６に示すように、第２、第３ロック穴２５、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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
なお、機関が自動的に始動された後は、前述と同じく、前記電磁切換弁４１に通電されて、スプール弁体を介して吐出通路４０ａとロック通路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。
【０１０６】
以上のように、本実施形態では、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。
【０１０７】
しかも、ベーンロータ９のロータ１５を、従来技術のように、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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
さらに、前記両大径部１５ｅ、１５ｆは、円周方向の１２０°角度より大きな約１８０°角度位置に形成されていることから、大径部１５ｅ、１５ｆが加工機械に固定するためのチャックによって把持することができ、かかる加工作業が容易になる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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、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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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、体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。
〔第２実施形態〕
図１２は本実施形態の第２実施形態を示し、第１実施形態を基本構造として、前記ベーンロータ９が前記最遅角の回転位置でロックさせるロック機構４の構造を変更したものである。
【０１１７】
すなわち、前記第２ロックピン２８が、第２大径部１５ｆ側に第２ピン孔３１ｂを介して設けられて、前記第３ロックピン２９の側部に配置されていると共に、該第２ロックピン２８が係脱する第２ロック穴２５も第２大径部１５ｆ側のスプロケット１内側面１ｃに形成されている。
【０１１８】
そして、ベーンロータ９が最遅角側へ回転した位置で、第１ロックピン２７はスプロケット１の内側面１ｃに弾接しているのに対して、第２ロックピン２８が第３ロック穴２６の第２底面２６ｂ側に係合するように形成されている。他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１１９】
したがって、この第２実施形態も第１実施形態と同様な作用効果が得られるが、特に、アイドリングストップなどで機関が自動的に停止された場合には、前述と同じく各遅角油圧室１１への作動油圧の供給によってベーンロータ９が、図３に示す最遅角側に回転すると、第２ロックピン２８が第３ロック穴２６の第２底面２６ｂに係合しつつ外側縁が第２底面２６ｂの内側縁２６ｃに当接して、ベーンロータ９の進角側への回転を規制する(図１２)。これによって、吸気弁の閉時期を最遅角側に制御して機関の自動的な再始動時(クランキング初期)に発生する振動を十分に抑制できる。
【０１２０】
また、この実施形態もベーンロータ９の最遅角側での規制ロックを第２ロックピン２８による機械的な作動によって行うことができるため、装置の簡素化とコストの低減化が図れる。
【０１２１】
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、吸気側ばかりか排気側にも適用することも可能である。また、ロックピンをさらに増加して４本ピンで構成することも可能であり、この場合もいずれか１本のロックピンで最遅角側でのベーンロータ９の位置規制を行う。
【０１２２】
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。
【０１２３】
〔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、
前記第１ロック部材及び第２ロック部材は、前記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。
【０１２４】
この発明によれば、前記各ロック部材をベーンではなくロータに設けることによって、ベーンロータの相対回転角度を大きく取ることが可能になると共に、装置のコンパクト化が図れる。
【０１２５】
〔請求項ｂ〕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、
前記ロータは、大径部と小径部とを有し、前記第１ロータ部材と第２ロック部材は、大径部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。
【０１２６】
〔請求項ｃ〕請求項ｂ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、
前記シューは、前記ロータの大径部と小径部の外周面に対応するように径方向の長さが異な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。
【０１２７】
〔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、
前記第２ロック凹部の底面には、進角側に向かって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。
【０１２８】
〔請求項ｅ〕請求項ｄ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、
前記ベーンロータには、要求に応じて出没する第３ロック部材が設けられている一方、
前記ハウジングには、底面が進角側に向かって深くなる段差が形成され、前記第３ロック部材が挿入されることによって、前記第１ロック部材を前記第１ロック凹部に案内する第３ロック凹部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。
【０１２９】
〔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において、
前記第１ロック部材と第２ロック部材及び第３ロック部材は、前記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。
【０１３０】
〔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、
前記ロータは、大径部と小径部を有し、前記第１ロック部材と第２ロータ部材及び第３ロック部材は、前記大径部にそれぞれ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。
【０１３１】
〔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において、
前記ベーンは、４枚設けられていると共に、前記ベーン間にそれぞれ一対の大径部と小径部が設けられ、一方の大径部に前記第１ロック部材と第２ロック部材が設けられ、他方の大径部に前記第３ロック部材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。
【０１３２】
〔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、
前記各大径部と各小径部は、それぞれ同径部同士が径方向から対向して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。
【０１３３】
〔請求項ｊ〕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、
前記ストッパは、前記シューによって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。
【０１３４】
〔請求項ｋ〕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１ロック部材と第２ロック部材は、付勢部材によって前記第１ロック凹部と第２ロック凹部に向かって進出する方向に付勢されていると共に、油圧を供給することによって付勢部材の付勢力に抗して後退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。
【０１３５】
〔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、
前記第１ロック部材と第２ロック部材には、前記進角作動室と遅角作動室の油圧回路と独立した油圧回路によっ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。
【０１３６】
〔請求項ｍ〕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、
前記第１ロック部材が第２ロック凹部に係入している状態では、前記第２ロック部材が前記第１ロック凹部や第２ロック凹部に係入されておらず、前記第３ロック部材も前記第３ロック凹部に係入されていない状態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。
【０１３７】
〔請求項ｎ〕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において、
前記第１ロック部材が第２ロック部材に係入されている状態では、前記第２ロック部材が前記第１ロック凹部と第２ロック凹部に係入されていないと共に、第３ロック部材も第３ロック凹部に係入されていない状態と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。
【０１３８】
〔請求項ｏ〕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１ロック部材と第２ロック部材は、前記第１ロック凹部または第２ロック凹部に係入される先端部が少なくとも円柱状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。
【０１３９】
〔請求項ｐ〕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において、
前記第３ロック部材は、前記第３ロック凹部に係入される先端部が少なくとも円柱状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。
【０１４０】
〔請求項ｑ〕
クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室を有するハウジングと、
カムシャフトに固定されるロータと、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、を有し、前記進角作動室に油圧を供給する一方、遅角作動室内の作動油を排出することによって前記ハウジングに対して進角作動し、前記遅角作動室に油圧を供給する一方、進角作動室内の作動油を排出することによって前記ハウジングに対して遅角作動するように構成されたベーンロータと、
前記ベーンロータに設けられて、要求に応じて出没する第１ロック部材と、
前記ベーンロータに設けられて、要求に応じて出没する第２ロック部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記第１ロック部材が係入されることによって、最進角位置と最遅角位置の間に設けられた中間ロック位置から遅角側への前記ベーンロータの作動を規制する第１ロック凹部と、
前記ハウジングに設けられ、前記第２ロック部材が係入されることによって、前記中間ロック位置から進角側への前記ベーンロータの作動を規制し、前記第１ロック部材が係入されることによって、最遅角位置に前記ベーンロータを保持する第２ロック凹部と、
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。
【０１４１】
〔請求項ｒ〕請求項３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ロック凹部の底面には、進角側に向かって深くなる段差が形成されていると共に、
前記第２ロック部材と第３ロック部材は前記第２ロック凹部と第３ロック凹部の互いに異なる位置で段差面を下り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】
【０１４２】
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(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…ロック通路
２０ａ…通路部
２０ｂ…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…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
【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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