(57)【要約】      （修正有）【課題】流体圧力が不十分でも外部ロータに対する内部ロータの第１相対回転位相を制御可能であり、且つ、部材同士の打音の問題も発生しない弁開閉時期制御装置を提供する。【解決手段】中間部材６０と、駆動側回転部材３０に対する中間部材６０の第２相対回転位相をロック可能なロック機構７１と、中間部材６０を回転軸Ｘに沿って移動させるアクチュエータ部ＡＣＴとを備え、中間部材６０が回転軸Ｘに沿って移動すると中間部材６０と従動側回転部材４０との間の第３相対回転位相が変化し、アクチュエータ部ＡＣＴは、第２相対回転位相がロックされている状態で中間部材６０を回転軸Ｘに沿って移動させて第１相対回転位相を制御し、流体給排部Ｆは、第２相対回転位相がロック解除されている状態において進角室４５及び遅角室４６に対する流体の供給・排出を行って第１相対回転位相を制御する。【選択図】図９
2007120317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して相対回転可能に同軸に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成された流体圧室であって、前記流体圧室のうち、流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の第１相対回転位相を相対回転の方向のうち遅角方向に移動させる遅角室と前記第１相対回転位相を前記相対回転の方向のうち進角方向に移動させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室からの流体の排出を行う流体給排部と、を備えた弁開閉時期制御装置であって、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との間の一部分に介在し、前記従動側回転部材の回転軸と同軸に回転可能且つ前記回転軸方向に沿って移動可能である中間部材と、
前記駆動側回転部材に対する前記中間部材の第２相対回転位相をロック可能なロック機構と、
前記中間部材を前記回転軸方向に沿って移動させるアクチュエータ部と、を備え、
前記中間部材が前記回転軸方向に沿って移動すると前記中間部材と前記従動側回転部材との間の第３相対回転位相が変化するように構成され、
前記アクチュエータ部は、前記ロック機構が前記第２相対回転位相をロックしている状態で、前記中間部材を前記回転軸方向に沿って移動させ、前記第３相対回転位相を変化させて前記第１相対回転位相を制御可能であり、
前記流体給排部は、前記第２相対回転位相がロック解除されている状態において、前記進角室及び前記遅角室に対する流体の供給・排出を行って前記第１相対回転位相を制御可能である弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記中間部材と前記従動側回転部材との間の接触部分にヘリカルスプラインが形成されている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記中間部材は、前記回転軸の径方向外側に向かって突出する凸部を有し、
前記駆動側回転部材は、前記中間部材が前記駆動側回転部材に対して前記回転軸周りに回転するとき、前記凸部と当接して前記中間部材の回転を規制する回転規制部を有する請求項１又は２記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項４】
内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して相対回転可能に同軸に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成される流体圧室であって、前記流体圧室のうち、流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の第１相対回転位相を相対回転の方向のうち遅角方向に移動させる遅角室と前記第１相対回転位相を前記相対回転の方向のうち進角方向に移動させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室からの流体の排出を行う流体給排部と、を備えた弁開閉時期制御装置であって、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との間の一部分に介在する中間リング及びサブロータと、
前記駆動側回転部材に対する前記サブロータの第２相対回転位相をロック可能なロック機構と、
前記中間リングを前記回転軸方向に沿って移動させるアクチュエータ部と、を備え、
前記中間リングは、前記従動側回転部材の回転軸と同軸に回転可能且つ前記回転軸方向に沿って移動可能であり、
前記中間リングが前記回転軸方向に沿って移動すると前記従動側回転部材と前記サブロータとの間の第３相対回転位相が変化するように構成され、
前記アクチュエータ部は、前記ロック機構が前記第２相対回転位相をロックしている状態で、前記中間リングを前記回転軸方向に沿って移動させ、前記第３相対回転位相を変化させて前記第１相対回転位相を制御可能であり、
前記流体給排部は、前記第２相対回転位相がロック解除されている状態において、前記進角室及び前記遅角室に対する流体の供給・排出を行って前記第１相対回転位相を制御可能である弁開閉時期制御装置。
【請求項５】
前記中間リングと前記サブロータとの間の接触部分にヘリカルスプラインが形成され、前記中間リングと前記従動側回転部材との間の接触部分に前記回転軸に沿ったスプラインが形成されている請求項４記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項６】
前記中間リングと前記サブロータとの間の接触部分に前記回転軸に沿ったスプラインが形成され、前記中間リングと前記従動側回転部材との間の接触部分にヘリカルスプラインが形成されている請求項４記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項７】
前記サブロータは、前記回転軸の径方向外側に向かって突出する凸部を有し、
前記駆動側回転部材は、前記サブロータが前記駆動側回転部材に対して前記回転軸周りに回転するとき、前記凸部と当接して前記サブロータの回転を規制する回転規制部を有する請求項４〜６の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項８】
前記アクチュエータ部によって前記第３相対回転位相を変化させることによる前記第１相対回転位相の変化範囲が、前記流体給排部による前記第１相対回転位相の変化範囲内にある請求項１〜７の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関における弁の開閉時期を制御するための弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンなどの内燃機関の駆動状態などに応じて内燃機関の弁の開閉時期を調整する弁開閉時期制御装置が搭載された車両がある。弁開閉時期制御装置は、エンジンのクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータと、駆動側回転部材に対して相対回転可能に同軸に配置され、弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材としての内部ロータとを有する。外部ロータ及び内部ロータは流体圧室を形成し、この流体圧室内はベーンによって進角室と遅角室とに仕切られる。そして、流体が供給されることで遅角室の容積が増大すると外部ロータに対する内部ロータの第１相対回転位相が遅角方向に移動し、進角室の容積が増大すると第１相対回転位相が進角方向に移動する。このようにして、エンジンの運転状態に応じた最適の位相に上記第１相対回転位相が制御されている。
【０００３】
特許文献１には、上述した装置構成と同様の装置構成において、外部ロータに対する内部ロータの第１相対回転位相の制御を、エンジンオイルなどの流体の圧力によって行うベーンタイプの弁開閉時期制御装置が記載されている。具体的に、特許文献１には、上記第１相対回転位相を制御するための、進角室及び遅角室に対する流体の供給・排出を、クランクシャフトの駆動力を使用する機械式のポンプか、又は、電動式のポンプを用いて行う構成の弁開閉時期制御装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ベーンタイプとは異なり、上述した流体圧室（進角室及び遅角室）を設けない構成の弁開閉時期制御装置が記載されている。具体的に、特許文献２の弁開閉時期制御装置は、外部ロータと内部ロータとの間にリング状の中間部材を備え、それら中間部材と内部ロータとの接触面にはヘリカルスプラインを形成している。そして、中間部材を内部ロータの回転軸方向に沿って移動させることで内部ロータが回転し、その結果、外部ロータに対する内部ロータの第１相対回転位相を変化させている。尚、特許文献２では、中間部材を上記回転軸方向に沿って移動させるために油圧を用いているが、油圧で駆動する代わりに空気圧やソレノイドを用いて中間部材を駆動する装置構成も想定できる。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２４６１３号公報
【特許文献２】特開平４−２０９９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置を用いた場合、エンジンの始動時は、エンジンのクランクシャフトの駆動力を使用する機械式のポンプからは十分な流体圧力が迅速に供給されない。つまり、エンジン始動時にはエンジン回転数が低く、且つ、エンジン内部の油路への油の充填に時間がかかるため、上記流体圧室へ十分な流体圧力を供給できない。また、エンジンの始動時は、エンジンオイルの温度が低く、その粘度が高いため、一般的に小出力の電動式のポンプでは、粘度の高いエンジンオイルを十分な流体圧力で供給できない。つまり、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、エンジンの始動時に上記第１相対回転位相を制御できないことになる。
但し、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、エンジンの始動時は第１相対回転位相制御を行わなくても良いように、外部ロータに対する内部ロータの第１相対回転位相をロックするためのロック機構を設けて、そのロック位相でエンジンの始動が行えるようにしている。そして、エンジンの始動後、十分な流体圧力が供給できるようになると第１相対回転位相のロックを解除して、その後は、流体圧力による第１相対回転位相の制御を行うようにしている。
【０００７】
但し、エンジンの始動時に用いられる上記ロック位相の制御が要求されることもある。例えば、エンジン始動時の環境条件に応じて、エンジンの始動性、燃料消費の低減、排気ガスの低減、振動の低減といった目的を達成するための弁開閉時期制御が要求されることがある。一例を挙げると、エンジンが始動し難い極低温環境では、混合気を十分に吸引し圧縮して、温度を上げて着火し易い状態にするために、吸気弁の閉じ時期をピストン下死点に近い位置に設定することが好ましい。しかし、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、上記ロック位相は予め決められた位相であり、それを変更することはできないため、上記目的を達成するための弁開閉時期制御を行えない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の弁開閉時期制御装置では、中間部材と内部ロータとの接触部分に形成されたヘリカルスプラインの噛み合い部分の機械的な抵抗や、そこに存在するエンジンオイルの粘度による抵抗などにより、中間部材の直線運動を内部ロータの回転運動に変換する際の変換効率が悪くなるという問題がある。また、上述した幾つかの抵抗により中間部材の直線運動の速度が抑制されるため、外部ロータに対する内部ロータの第１相対回転位相の変化の速度を速く出来ないという問題もある。
尚、エンジンオイルの温度が高くなり、エンジンオイルの粘度が低くなると、エンジンオイルによるヘリカルスプラインの噛み合い部分の抵抗は低くなる。しかし、ヘリカルスプラインの部分には常にトルクの変動が加わるため、ヘリカルスプラインのバックラッシュによる打音が発生するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体圧力が十分でないときにも、外部ロータに対する内部ロータの第１相対回転位相を制御可能であり、且つ、構成部材同士の打音の問題なども発生しない弁開閉時期制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して相対回転可能に同軸に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成された流体圧室であって、前記流体圧室のうち、流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の第１相対回転位相を相対回転の方向のうち遅角方向に移動させる遅角室と前記第１相対回転位相を前記相対回転の方向のうち進角方向に移動させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室からの流体の排出を行う流体給排部と、を備えた弁開閉時期制御装置であって、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との間の一部分に介在し、前記従動側回転部材の回転軸と同軸に回転可能且つ前記回転軸方向に沿って移動可能である中間部材と、
前記駆動側回転部材に対する前記中間部材の第２相対回転位相をロック可能なロック機構と、
前記中間部材を前記回転軸方向に沿って移動させるアクチュエータ部と、を備え、
前記中間部材が前記回転軸方向に沿って移動すると前記中間部材と前記従動側回転部材との間の第３相対回転位相が変化するように構成され、
前記アクチュエータ部は、前記ロック機構が前記第２相対回転位相をロックしている状態で、前記中間部材を前記回転軸方向に沿って移動させ、前記第３相対回転位相を変化させて前記第１相対回転位相を制御可能であり、
前記流体給排部は、前記第２相対回転位相がロック解除されている状態において、前記進角室及び前記遅角室に対する流体の供給・排出を行って前記第１相対回転位相を制御可能である点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、アクチュエータ部は、前記ロック機構が前記第２相対回転位相をロックしている状態で、前記中間部材を前記回転軸方向に沿って移動させ、前記第３相対回転位相を変化させて前記第１相対回転位相を制御可能であるように構成されている。また、前記流体給排部は、前記第２相対回転位相がロック解除されている状態において、前記進角室及び前記遅角室に対する流体の供給・排出を行って前記第１相対回転位相を制御可能であるように構成されている。
従って、内燃機関の始動時など、上記流体の圧力を十分に供給できないことで、流体給排部から進角室及び遅角室に流体を供給できないときであっても、第２相対回転位相をロックした状態において、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の第１相対回転位相を好ましい位相に制御できる。他方で、流体給排部から進角室及び遅角室に流体を供給できるようになると、第２相対回転位相をロック解除した状態において、進角室及び遅角室に対する流体の供給・排出を行って第１相対回転位相を好ましい位相に制御できる。
【００１２】
また、前記流体給排部が、前記進角室及び前記遅角室に対する流体の供給・排出を行って前記第１相対回転位相を制御している間は、前記駆動側回転部材に対する前記中間部材の第２相対回転位相がロック解除されており、前記駆動側回転部材と前記中間部材との相対回転は自由になる。その結果、駆動側回転部材と中間部材との間、及び、従動側回転部材と中間部材との間にトルク変動が加わることが無くなるので、それらの部材間で打音が発生しなくなる。
以上のように、アクチュエータ部と流体給排部を使い分けることで、内燃機関の動作状態や流体の粘度などに拘わらず、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の第１相対回転位相を制御して、好ましい第１相対回転位相で内燃機関の始動や運転をできる。
【００１３】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記中間部材と前記従動側回転部材との間の接触部分にヘリカルスプラインが形成されている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、前記中間部材と前記従動側回転部材との間の接触部分にヘリカルスプラインが形成されているので、中間部材の上記回転軸方向に沿った直線運動を、従動側回転部材と中間部材との間の相対回転運動に変換して、上記第３相対回転位相を変化させることができる。また、通常はエンジンオイルなどの流体の温度が低い内燃機関の始動時では、その流体の粘度が高いため、ヘリカルスプラインに対して流体がダンパの役割を果たす。その結果、ヘリカルスプラインの部分にトルク変動が加わったとしても大きな打音が発生することはない。
【００１５】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記中間部材は、前記回転軸の径方向外側に向かって突出する凸部を有し、前記駆動側回転部材は、前記中間部材が前記駆動側回転部材に対して前記回転軸周りに回転するとき、前記凸部と当接して前記中間部材の回転を規制する回転規制部を有する点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、ロック解除することで前記駆動側回転部材と前記中間部材との間の相対回転が自由になったとしても、上記第２相対回転位相の変化範囲に制限を設けることができる。従って、第２相対回転位相は、前記駆動側回転部材と前記中間部材とがロックされるときのロック位相から大きく離れて相対回転しないようにできる。その結果、ロック機構が前記駆動側回転部材と前記中間部材との第２相対回転位相を再びロックするとき、第２相対回転位相をロック位相へ調整し直すことが容易になる。
【００１７】
上記目的を達成するための本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して相対回転可能に同軸に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成される流体圧室であって、前記流体圧室のうち、流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の第１相対回転位相を相対回転の方向のうち遅角方向に移動させる遅角室と前記第１相対回転位相を前記相対回転の方向のうち進角方向に移動させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室からの流体の排出を行う流体給排部と、を備えた弁開閉時期制御装置であって、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との間の一部分に介在する中間リング及びサブロータと、
前記駆動側回転部材に対する前記サブロータの第２相対回転位相をロック可能なロック機構と、
前記中間リングを前記回転軸方向に沿って移動させるアクチュエータ部と、を備え、
前記中間リングは、前記従動側回転部材の回転軸と同軸に回転可能且つ前記回転軸方向に沿って移動可能であり、
前記中間リングが前記回転軸方向に沿って移動すると前記従動側回転部材と前記サブロータとの間の第３相対回転位相が変化するように構成され、
前記アクチュエータ部は、前記ロック機構が前記第２相対回転位相をロックしている状態で、前記中間リングを前記回転軸方向に沿って移動させ、前記第３相対回転位相を変化させて前記第１相対回転位相を制御可能であり、
前記流体給排部は、前記第２相対回転位相がロック解除されている状態において、前記進角室及び前記遅角室に対する流体の供給・排出を行って前記第１相対回転位相を制御可能である点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、アクチュエータ部は、前記ロック機構が前記第２相対回転位相をロックしている状態で、前記中間リングを前記回転軸方向に沿って移動させ、前記第３相対回転位相を変化させて前記第１相対回転位相を制御可能であるように構成されている。また、前記流体給排部は、前記第２相対回転位相がロック解除されている状態において、前記進角室及び前記遅角室に対する流体の供給・排出を行って前記第１相対回転位相を制御可能であるように構成されている。
従って、内燃機関の始動時など、上記流体の圧力を十分に供給できないことで、流体給排部から進角室及び遅角室に流体を供給できないときであっても、第２相対回転位相をロックした状態において、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の第１相対回転位相を好ましい位相に制御できる。他方で、流体給排部から進角室及び遅角室に流体を供給できるようになると、第２相対回転位相をロック解除した状態において、進角室及び遅角室に対する流体の供給・排出を行って第１相対回転位相を好ましい位相に制御できる。
【００１９】
また、前記流体給排部が、前記進角室及び前記遅角室に対する流体の供給・排出を行って前記第１相対回転位相を制御している間は、前記駆動側回転部材に対する前記サブロータの第２相対回転位相がロック解除されており、前記駆動側回転部材と前記サブロータとの相対回転は自由になる。その結果、駆動側回転部材とサブロータとの間、サブロータと中間リングとの間、及び、中間リングと従動側回転部材との間にトルク変動が加わることが無くなるので、それらの部材間で打音が発生しなくなる。
以上のように、アクチュエータ部と流体給排部を使い分けることで、内燃機関の動作状態や流体の粘度などに拘わらず、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の第１相対回転位相を制御して、好ましい第１相対回転位相で内燃機関の始動や運転をできる。
【００２０】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記中間リングと前記サブロータとの間の接触部分にヘリカルスプラインが形成され、前記中間リングと前記従動側回転部材との間の接触部分に前記回転軸に沿ったスプラインが形成されている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、中間リングとサブロータとの間の接触部分にヘリカルスプラインが形成されているので、中間リングの上記回転軸方向に沿った直線運動を、中間リングとサブロータとの間の相対回転運動に変換させて、上記第３相対回転位相を変化させることができる。また、内燃機関の始動時において流体の粘度が高いときには、ヘリカルスプラインに対して流体の粘度がダンパの役割を果たすため、ヘリカルスプラインで大きな打音が発生することはない。更に、流体の粘度が低くなると、ヘリカルスプラインにはトルク変動が加わらないようになるので、ヘリカルスプラインで大きな打音が発生することはない。
【００２２】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記中間リングと前記サブロータとの間の接触部分に前記回転軸に沿ったスプラインが形成され、前記中間リングと前記従動側回転部材との間の接触部分にヘリカルスプラインが形成されている点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、中間リングと従動側回転部材との間の接触部分にヘリカルスプラインが形成されているので、中間リングの上記回転軸方向に沿った直線運動を、従動側回転部材と中間リングとの間の相対回転運動に変換させて、上記第３相対回転位相を変化させることができる。また、通常はエンジンオイルなどの流体の温度が低い内燃機関の始動時では、その流体の粘度が高いため、ヘリカルスプラインに対して流体がダンパの役割を果たす。その結果、ヘリカルスプラインの部分にトルク変動が加わったとしても大きな打音が発生することはない。
【００２４】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記サブロータは、前記回転軸の径方向外側に向かって突出する凸部を有し、前記駆動側回転部材は、前記サブロータが前記駆動側回転部材に対して前記回転軸周りに回転するとき、前記凸部と当接して前記サブロータの回転を規制する回転規制部を有する点にある。
【００２５】
上記特徴構成によれば、ロック解除することで前記駆動側回転部材と前記サブロータとの間の相対回転が自由になったとしても、上記第２相対回転位相の変化範囲に制限を設けることができる。従って、第２相対回転位相は、前記駆動側回転部材と前記サブロータとがロックされるときのロック位相から大きく離れて相対回転しないようになる。その結果、ロック機構が前記駆動側回転部材と前記サブロータとの第２相対回転位相を再びロックするとき、第２相対回転位相をロック位相へ調整し直すことが容易になる。
【００２６】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記アクチュエータ部によって前記第３相対回転位相を変化させることによる前記第１相対回転位相の変化範囲が、前記流体給排部による前記第１相対回転位相の変化範囲内にある点にある。
【００２７】
上記特徴構成によれば、前記アクチュエータ部による前記第３相対回転位相の変化範囲は小さくてもよいので、アクチュエータ部を小型にできる。その結果、アクチュエータ部を設けたことによる内燃機関の大型化を抑制できる。また、アクチュエータ部の動作時間は、流体給排部の動作時間に比べて短くなるので、アクチュエータ部の製品寿命を長く出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態の弁開閉時期制御装置の側断面図であり、この弁開閉時期制御装置は、以下に説明する弁制御機構部Ｖと、流体給排部Ｆと、アクチュエータ部ＡＣＴとに分けることができる。そして、図２は、アクチュエータ部ＡＣＴを構成するアーム１４などの上面図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図であり、図４は、図１のＢ−Ｂ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図である。以下、図１〜図４を参照して、弁制御機構部Ｖと、流体給排部Ｆと、アクチュエータ部ＡＣＴとについて説明する。
【００２９】
＜弁制御機構部＞
弁制御機構部Ｖは、エンジン（内燃機関）のクランクシャフト（図示せず）に対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ３０と、外部ロータ３０に対して相対回転可能に同軸に配置され、弁開閉用のカムシャフト１に対して一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ４０とを備えて構成されている。また、外部ロータ３０と内部ロータ４０とによって流体圧室４５が形成される。流体圧室４５は、内部に配置されるベーン４９によって遅角室４７と進角室４６とに仕切られる。このベーン４９は、内部ロータ４０に形成されたベーン溝４８に挿入されている。そして、流体が供給されることによって遅角室４７の容積が増大すると、外部ロータ３０に対する内部ロータ４０の相対回転位相（以下、「第１相対回転位相」と記す）がその相対回転の方向のうち遅角方向（図４のＳ１方向）に移動し、進角室４６の容積が増大すると、外部ロータ３０に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相が、その相対回転の方向のうち進角方向（図４のＳ２方向）に移動する。
【００３０】
上記内部ロータ４０は、エンジンのシリンダヘッドに一体回転するように支持されたカムシャフト１の先端部に一体的に組付けられている。また、内部ロータ４０の一端には、回転軸Ｘに沿って、上記カムシャフト１とは反対側に突出する突出部４０ａが形成されている。
上記外部ロータ３０は、フロントプレート３１、サブハウジング３２、ハウジング３３、ハウジング３３の外周に一体的に形成されたタイミングスプロケット３６、及び、リアプレート３４を用いて構成され、それらはスクリュー３５によって連結されて一体化されている。そして、外部ロータ３０は、上記内部ロータ４０に対して外装される。また、タイミングスプロケット３６とエンジンのクランクシャフトに取り付けられたギアとの間には、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材３７が架設される。
以下の説明では、フロントプレート３１、サブハウジング３２、ハウジング３３及びリアプレート３４がスクリュー３５を用いて一体化されたものを外部ロータ３０として説明する。但し、外部ロータ３０がフロントプレート３１を表すときには「外部ロータ３０（３１）」と記載し、外部ロータ３０がサブハウジング３２を表すときには「外部ロータ３０（３２）」と記載し、外部ロータ３０がハウジング３３を表すときには「外部ロータ３０（３３）」と記載する。
【００３１】
上記外部ロータ３０（３１、３２）と上記内部ロータ４０との間の一部分には、中間リング５０とサブロータ５３とが介在する。
中間リング５０は、内部ロータ４０の突出部４０ａの外周面に接して設けられる部材であり、外部ロータ３０（３１、３２）と内部ロータ４０との間の作動空間４３を移動する。具体的には、中間リング５０の内周面の一部には回転軸Ｘの方向に沿ってスプライン５１が形成され、内部ロータ４０の突出部４０ａの外周面の一部には回転軸Ｘの方向に沿ってスプライン４１が形成される。そして、中間リング５０のスプライン５１と内部ロータ４０のスプライン４１とが噛み合うように両者が組み付けられる。その結果、中間リング５０は、内部ロータ４０の回転軸Ｘと同軸に回転可能であり、且つ、回転軸Ｘの方向に沿ったＹ１方向及びＹ２方向に移動可能となる。
【００３２】
また、サブロータ５３は中間リング５０の外周面に接して設けられる部材である。具体的には、サブロータ５３の内周面の一部にはヘリカルスプライン５４が形成され、中間リング５０の外周面の一部にはヘリカルスプライン５２が形成される。そして、サブロータ５３のヘリカルスプライン５４と中間リング５０のヘリカルスプライン５２とが噛み合うように両者が組み付けられる。その結果、中間リング５０が回転軸Ｘの方向（Ｙ１方向及びＹ２方向）に沿って移動すると、サブロータ５３と中間リング５０とは回転軸Ｘを中心として相対回転することになる。本実施形態では、中間リング５０がＹ１方向に移動すると、中間リング５０及び内部ロータ４０がサブロータ５３に対して進角方向（図３及び図４のＳ２方向）へ回転するように、両者の接触部分にヘリカルスプライン５２、５４を形成している。また、本実施形態では内部ロータ４０とサブロータ５３との間の相対回転位相のことを第３相対回転位相と記す。
【００３３】
外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３との間には、外部ロータ３０（３２）に対するサブロータ５３の相対回転位相（以下、「第２相対回転位相」と記す）をロック可能なロック機構７０が設けられている。このロック機構７０は、ロックピン５６とスプリング５７とを有する。外部ロータ３０（３２）には、ロックピン５６が摺動可能なロックピン摺動穴５８が形成されている。ロックピン５６は、ロックピン摺動穴５８に外部ロータ３０（３２）の径方向内側を向いて設けられたスプリング５７によって、径方向内側に付勢されている。また、サブロータ５３には、ロックピン５６の先端部を収容可能なロックピン収容穴５９が形成されている。そして、外部ロータ３０（３２）側から突出したロックピン５６がサブロータ５３側のロックピン収容穴５９に嵌まり込むと、外部ロータ３０（３２）に対するサブロータ５３の第２相対回転位相がロックされるロック状態となる。
【００３４】
また、サブロータ５３のロックピン収容穴５９の径方向内側は、後述するようにロック解除油の供給及び排出が行われるロック解除油室４２として機能する。その結果、外部ロータ３０（３２）のロックピン摺動穴５８とサブロータ５３のロックピン収容穴５９とが正対している位置関係にあるとき、ロック解除油室４２からロック解除油が排出されると、スプリング５７によって付勢されるロックピン５６はロックピン収容穴５９に嵌まり込んで外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３とがロックされるロック状態となり、ロック解除油室４２にロック解除油が供給されるとロックピン５６はロックピン摺動穴５９の方に押し込まれて外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３とがロック解除されるロック解除状態となる。このように、外部ロータ３０（３２）のロックピン摺動穴５８とサブロータ５３のロックピン収容穴５９とが正対しているときの第２相対回転位相はロック位相と呼ぶことができる。後述するように、エンジン始動時の上記ロック位相は、エンジンの弁の開閉時期がエンジンの円滑な始動性が得られるような位相に設定されている。
【００３５】
図３に示すように、サブロータ５３は、回転軸Ｘの径方向外側に向かって突出する凸部５５を有する。また、サブハウジング３２は、外部ロータ３０とサブロータ５３とが回転軸Ｘの周りに相対回転して両者の間の第２相対回転位相が変化するように動作するとき、上記凸部５５の可動範囲を規定する空間となる凹部３８を有する。つまり、凸部５５の側部５５ａ、５５ｂが凹部３８の回転規制部３８ａ、３８ｂと夫々当接すると、外部ロータ３０（３２）に対するサブロータ５３の回転が規制される。本実施形態では更に、凸部５５の側部５５ａが回転規制部３８ａと当接すると、外部ロータ３０（３２）のロックピン摺動穴５８とサブロータ５３のロックピン収容穴５９とが正対するように構成してある。つまり、凸部の側部５５ａが回転規制部３８ａと当接するとき、第２相対回転位相はロック位相になる。従って、凸部の側部５５ａが回転規制部３８ａと当接すると、外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３との相対回転速度は一時的に零になるため、その時、ロックピン５６がロックピン収容穴５９に嵌まり込むのに必要な時間的余裕が与えられる。
【００３６】
＜流体給排部＞
図１に示すように、流体給排部Ｆは、エンジンオイルを貯留するオイルパン５と、ポンプ６と、ソレノイド式の流体制御弁（ＯＣＶ）８とを備える。そして、進角通路２及び遅角通路３を介して進角室４６及び遅角室４７に対する作動油としてのエンジンオイルの供給・排出を実行する。この流体給排部Ｆのポンプ６より下流側には、電子制御ユニットＥＣＵ７からの通電量制御によりスプール位置を変化させて複数のポートにおけるエンジンオイルの供給及び排出を実行するソレノイド式の流体制御弁（ＯＣＶ）８が設けられる。そして、進角通路２及び遅角通路３がＯＣＶ８の所定のポートに接続されている。つまり、上記流体圧室４５（進角室４６及び遅角室４７）に対する流体の供給・排出、並びに、ロック解除油室４２に対する流体の供給・排出はソレノイド式のＯＣＶ８を用いて行われる。
【００３７】
また、ＥＣＵ７によって制御されるポンプ６は、エンジンオイルを貯留するオイルパン５と接続されている。ポンプ６は、エンジンからその駆動を得て作動するメカニカルポンプ、及び、電力の供給を受け作動する電動ポンプの少なくとも一方である。メカニカルポンプはエンジンが回転している状態で主に進角室４６、遅角室４７及びロック解除油室４２への作動油及びロック解除油の供給を行うときに利用できる。他方、電動ポンプは一般に小出力ではあるが、主に、エンジンが回転しておらず、メカニカルポンプから作動油及びロック解除油の供給を行えないときに利用される。但し、エンジンの始動時などエンジンオイルの温度が低いためにその粘度が高いときには、必要な量の作動油を供給できないこともある。
【００３８】
以上のように、作動油の供給・排出を行う流体給排部Ｆは、進角室４６及び遅角室４７の容積を変化させてベーン４９の流体圧室４５での相対位置を変更して、外部ロータ３０（３３）に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相を制御する。このとき、進角室４６の容積が最大となるときの第１相対回転位相を最進角位相とし、遅角室４７の容積が最大となるときの第１相対回転位相を最遅角位相とする。
また、流体給排部Ｆは、ロック解除油通路４を介してロック解除油室４２に対するロック解除油としてのエンジンオイルの供給・排出を実行する。それにより、ロック機構７０による外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３との位相のロック及びロック解除が行われる。
このように、エンジンオイルは本発明の「流体」に相当する。
【００３９】
上記ロック解除油室４２は内部ロータ４０に形成されたロック解除油通路４に連通し、ロック解除油通路４は上記進角通路２から分岐している。そして、ロック解除油室４２にロック解除油としてのエンジンオイルが供給されると、ロックピン５６がサブハウジング３２側に引退して、サブハウジング３２（外部ロータ３０）とサブロータ５３との相対回転のロック状態が解除される。逆に、ロック解除油室４２にロック解除油が供給されなくなって、ロックピン５６がスプリング５７によってサブロータ５３側に突出すると、サブハウジング３２（外部ロータ３０）とサブロータ５３との相対回転がロックされる。このとき、ロック解除油通路４は進角通路２から分岐して構成されているので、ロック解除油室４２にロック解除油が供給されなくなると、進角室４６にも作動油が供給されなくなる。従って、サブハウジング３２（外部ロータ３０）とサブロータ５３とがロックされる状態は、外部ロータ３０に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相が最遅角位相の状態である。
【００４０】
以上のような弁開閉時期制御装置の構成において、エンジンのクランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材３７を介してタイミングスプロケット３６に回転動力が伝達される。それにより、上記タイミングスプロケット３６を備えた外部ロータ３０（３３）が、例えば図４に示す回転方向Ｓに沿って回転駆動し、更には、内部ロータ４０が回転方向Ｓに沿って回転駆動してカムシャフト１が回転し、カムシャフト１に設けられたカムがエンジンの吸気弁又は排気弁を押し下げて開弁させる。
【００４１】
ＥＣＵ７には、そのメモリ内に、エンジンの運転状態に応じた最適の相対回転位相が格納・記憶されており、別途検出される運転状態（例えば、エンジン回転数、冷却水温など）に対して、最適の相対回転位相が認識できるように構成されている。そして、ＥＣＵ７は、エンジンの運転状態に適合した最適の第１相対回転位相になるように、実際の第１相対回転位相を制御する制御指令を生成及び出力する。更に、このＥＣＵ７には、イグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦ情報、エンジン油温を検出する油温センサからの情報等が取りこまれるように構成されている。
【００４２】
＜アクチュエータ部＞
アクチュエータ部ＡＣＴは、回転軸Ｘの方向に沿ったＹ１方向又はＹ２方向に中間リング５０を移動させる機構を有している。そして、アクチュエータ部ＡＣＴは、ＥＣＵ７によって制御される電動のモータ１１を駆動源とし、モータ１１の回転運動を中間リング５０の回転軸Ｘに沿った直線運動に変換するように構成されている。つまり、アクチュエータ部ＡＣＴは、モータ１１、ウォームギア１３、アーム１４、作動リング１９及びベアリング２０を用いて構成される。
【００４３】
ウォームギア１３は、モータ回転軸１２の端部に設けられ、モータ回転軸１２の回転方向に対して傾斜したギアが形成されている。
図１及び図２に示すように、アーム１４は作動リング１９を両持ち状態で挟むように二又に分岐して構成されている。そして、支点ボス１７を用いてエンジンカバー１０に対して連結される。よって、アーム１４は、支点ボス１７を揺動中心として揺動可能となる。
アーム１４の一端のアームヘッド１５には、上記ウォームギア１３と噛み合うギア１６が形成されている。よって、モータ１１の回転に伴ってウォームギア１３が回転すると、そのウォームギア１３と噛み合っているアーム１４は、支点ボス１７を揺動中心として揺動することになる。このとき、モータ１１の回転方向に応じてアーム１４の揺動方向は変化する。アームヘッド１５が形成されているのとは別の端部には、作動リング１９がピン１８を介した両持ち形態で連結される。この作動リング１９は、ベアリング２０を介して中間リング５０に連結される。以上のようにして、モータ１１が回転すると中間リング５０がＹ１方向又はＹ２方向に直線移動する構成が得られる。
また、ベアリング２０は、その内周側で中間リング５０と同軸状に連結され、且つ、その外周側で作動リング１９に連結されている。その結果、中間リング５０は作動リング１９に対して自由に回転可能な状態で連結されている。
【００４４】
以上のように弁制御機構部Ｖとアクチュエータ部ＡＣＴとを構成することで、モータ１１が回転すると中間リング５０がＹ１方向又はＹ２方向に直線移動することになる。そして、中間リング５０がＹ１方向に移動すると、中間リング５０及び内部ロータ４０がサブロータ５３に対して進角方向（図２及び図３のＳ２方向）へ回転することで、内部ロータ４０とサブロータ５３との間の第３相対回転位相が変化する。また、中間リング５０がＹ２方向に移動すると、中間リング５０及び内部ロータ４０がサブロータ５３に対して遅角方向（図３及び図４のＳ１方向）へ回転することで第３相対回転位相が変化する。
【００４５】
図５は、ロック機構７０によって外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３とをロックした状態でモータ１１を作動させることで上記第３相対回転位相を変化させ、それにより、外部ロータ３０と内部ロータ４０との間の第１相対回転位相を変化させた状態を説明する弁開閉時期制御装置の側断面図である。また、図６は、図５のＣ−Ｃ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図であり、図７は、図５のＤ−Ｄ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図である。
【００４６】
図５に示すように、モータ１１を作動させることで中間リング５０がＹ１方向に移動している。このとき、ロック機構７０によって外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３とがロックされているので、中間リング５０及び内部ロータ４０は、サブロータ５３及び外部ロータ３０（３２）に対して進角方向（図７のＳ２方向）へ回転する。図示しないが、中間リング５０がＹ２方向に移動した場合には、中間リング５０及び内部ロータ４０は、サブロータ５３及び外部ロータ３０（３２）に対して遅角方向（図７のＳ１方向）へ回転する。
以上のように、本発明に係る弁開閉時期制御装置は、外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３とがロックされたロック状態においては、外部ロータ３０に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相を、アクチュエータ部ＡＣＴからの機械的な力のみによって調節できるように構成されている。尚、ロック機構７０による外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３との間のロックを解除したロック解除状態では、サブロータ５３は外部ロータ３０（３２）に対して自由に回転できる。従って、ロック解除状態にあるときに中間リング５０がＹ１方向及びＹ２方向に移動してもサブロータ５３のみが回転するだけであり、上記第１相対回転位相は変化しない。
【００４７】
このように、外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３との間のロックが解除されたロック解除状態では、中間リング５０とサブロータ５３との間のヘリカルスプライン５２、５４にはトルク変動が加わらないようになるので、そのヘリカルスプライン５２、５４の部分で大きな打音が発生することはない。他方で、外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３とがロックされたロック状態であっても、エンジンの始動時においてエンジンオイルの粘度が高いときであれば、ヘリカルスプライン５２、５４に対してエンジンオイルの粘度がダンパの役割を果たすため、ヘリカルスプライン５２、５４の部分で大きな打音が発生することはない。
【００４８】
次に、ロック機構７０による外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３との間のロックを解除した状態で流体給排部Ｆを作動させることで、外部ロータ３０と内部ロータ４０との間の第１相対回転位相を変化させることを説明する。図８は、ロック機構７０による外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３との間のロックを解除した状態での、図５のＡ−Ａ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図である。
【００４９】
ロック機構７０による外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３との間のロックを解除したロック解除状態では、流体給排部Ｆによって進角室４６に作動油を供給することで、外部ロータ３０（３３）に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相は進角方向（図８のＳ２方向）に変化する。このとき、内部ロータ４０に連結される中間リング５０及びサブロータ５３も進角方向に回転する。図示しないが、流体給排部Ｆによって遅角室４７に作動油を供給することで、外部ロータ３０（３３）に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相は遅角方向（図８のＳ１方向）に変化する。
【００５０】
本実施形態の弁開閉時期制御装置においてＥＣＵ７は、例えばエンジンの停止制御時において、外部ロータ３０（３２）に対するサブロータ５３の第２相対回転位相がロック機構７０によってロックされる前に、アクチュエータ部ＡＣＴを予め作動させて内部ロータ４０とサブロータ５３との間の第３相対回転位相を初期の位相に戻しておく。外部ロータ３０（３２）とサブロータ５３とがロックされる前であれば、サブロータ５３は自由に回転可能であるので、ヘリカルスプライン５２、５４に負荷がかからないからである。
【００５１】
以上のように、第１実施形態の弁開閉時期制御装置において、ＥＣＵ７は、エンジンの始動時にエンジンオイルの温度などを考慮して好ましい弁開閉時期を判定し、実際に外部ロータ３０に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相の制御を行う。エンジンオイルの粘度が高いとき、流体給排部Ｆによって供給される作動油によっては外部ロータ３０に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相を進角方向又は遅角方向に変化させることができない場合であっても、エンジンオイルの粘度の高低には無関係なアクチュエータ部ＡＣＴによって、外部ロータ３０に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相を変化させることができる。そして、アクチュエータ部ＡＣＴを用いて、上記第１相対回転位相を好ましい始動時の位相へ変化させてエンジンを始動させた後、エンジンオイルの粘度が低くなった頃に流体給排部Ｆを用いて上記第１相対回転位相の制御を行うことができる。
【００５２】
また、第１実施形態の弁開閉時期制御装置は、モータ１１を用いたアクチュエータ部ＡＣＴによって、内部ロータ４０とサブロータ５３との間の第３相対回転位相を変化させることによる上記第１相対回転位相の変化範囲が、流体給排部Ｆによる上記第１相対回転位相の変化範囲内にあるように構成されている。つまり、アクチュエータ部ＡＣＴによる第３相対回転位相の変化範囲は小さくてもよいので、アクチュエータ部ＡＣＴを小型にできる。特に、回転軸Ｘの方向に沿った中間リング５０の長さを短くできる。その結果、アクチュエータ部ＡＣＴを設けたことによるエンジンの大型化を抑制できる。また、アクチュエータ部ＡＣＴが動作するのは主にエンジン始動時であり、流体給排部Ｆの動作時間に比べて短くなるので、アクチュエータ部ＡＣＴの製品寿命を長く出来る。このように、アクチュエータ部ＡＣＴはエンジンの運転中に常時使用されるものでは無いので、安価なブラシモータを用いて構成できる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の弁開閉時期制御装置は、第１実施形態で説明した中間リング５０及びサブロータ５３を一つの中間部材６０として構成した点で第１実施形態と異なる。
図９は、第２実施形態の弁開閉時期制御装置の側断面図である。また、図１０及び図１１は、図９のＥ−Ｅ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図である。第２実施形態の弁開閉時期制御装置についても、弁制御機構部Ｖと、アクチュエータ部ＡＣＴと、流体給排部Ｆとに大きく分けることができる。この内、第１実施形態の弁開閉時期制御装置と構成が異なるのは、弁制御機構部Ｖである。
以下に、第２実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００５４】
第２実施形態の弁制御機構部Ｖは、エンジン（内燃機関）のクランクシャフト（図示せず）に対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ３０と、外部ロータ３０に対して相対回転可能に同軸に配置され、弁開閉用のカムシャフト１に対して一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ４０とを備えて構成されている。また、外部ロータ３０と内部ロータ４０とによって流体圧室４５が形成される。これら、外部ロータ３０、内部ロータ４０、及び、流体圧室４５の構成は、例えば図４と図７とに示した第１実施形態と同様である。
【００５５】
第２実施形態の弁開閉時期制御装置において、上記外部ロータ３０（３１、３２）と上記内部ロータ４０との間の一部分には、単一の中間部材６０が介在する。この中間部材６０は、内部ロータ４０の突出部４０ａの外周面に接して設けられる部材であり、中間部材６０は内部ロータ４０の回転軸Ｘの方向に沿って移動可能である。中間部材６０のカムシャフト１側の一端には、径方向外側に屈曲した鍔部６０ａが形成されている。中間部材６０の内周面の一部にはヘリカルスプライン６１が形成され、内部ロータ４０の突出部４０ａの外周面の一部にはヘリカルスプライン６３が形成される。そして、中間部材６０のヘリカルスプライン６１と内部ロータ４０のヘリカルスプライン６３とが噛み合うように両者が組み付けられる。中間部材６０は、外部ロータ３０（３２）と内部ロータ４０の突出部４０ａとの間のロック解除油室６４の空間を、その鍔部６０ａが回転軸Ｘに沿って移動可能に構成されている。その結果、中間部材６０が回転軸Ｘの方向に沿って移動すると、中間部材６０と内部ロータ４０とは回転軸Ｘを中心として相対回転することになる。本実施形態では、中間部材６０がＹ１方向に移動すると、内部ロータ４０が中間部材６０に対して進角方向（図１０及び図１１のＳ２方向）へ回転するように、両者の接触部分にヘリカルスプライン６１、６３を形成している。本実施形態では内部ロータ４０と中間部材６０との間の相対回転位相のことを第３相対回転位相と記す。
【００５６】
外部ロータ３０（３２）と中間部材６０との間には、外部ロータ３０（３２）に対する中間部材６０の相対回転位相（以下、「第２相対回転位相」と記す）をロック可能なロック機構７１が設けられている。このロック機構７１は、板状のロックキー６６とスプリング６７とを有する。外部ロータ３０（３２）には、ロックキー６６が径方向内側に向かって摺動可能なロックキー摺動溝６８が形成されている。ロックキー６６は、外部ロータ３０（３２）の径方向内側を向いてロックキー摺動溝６８に設けられたスプリング６７によって、径方向内側に付勢されている。また、中間部材６０の鍔部６０ａには、ロックキー６６の先端部を収容可能なロックキー収容溝６９が形成されている。そして、外部ロータ３０（３２）側から突出したロックキー６６が中間部材６０側のロックキー収容溝６９に嵌まり込むと、外部ロータ３０（３２）に対する中間部材６０の第２相対回転位相がロックされるロック状態となる。
【００５７】
また、ロックキー６６の径方向内側のロック解除油室６４は、上述したように中間部材６０が移動可能な空間として用いられるだけでなく、ロック解除油の供給及び排出が行われる空間として用いられる。そして、図１０に示すように、外部ロータ３０（３２）のロックキー摺動溝６８と中間部材６０のロックキー収容溝６９とが正対している位置関係にあるとき、ロック解除油室６４からロック解除油が排出されるとロックキー６６はロックキー収容溝６９に嵌まり込んで外部ロータ３０（３２）と中間部材６０とがロックされるロック状態となる。また、ロック解除油室６４にロック解除油が供給されるとロックキー６６はロックキー摺動溝６８の方に押し込まれて外部ロータ３０（３２）と中間部材６０とがロック解除されるロック解除状態となる。このように、外部ロータ３０（３２）のロックキー摺動溝６８と中間部材６０のロックキー収容溝６９とが正対しているときの第２相対回転位相はロック位相と呼ぶことができる。
尚、ロック解除油が外部ロータ３０の外側に漏洩しないように、中間部材６０と接触するフロントプレート３１の部分にシール部材６２を設けてある。
【００５８】
但し、図９に示すように、回転軸Ｘの方向における中間部材６０の鍔部６０ａの厚さＤ６０は、ロックキー６６の厚さＤ６６よりも薄く形成されている。従って、ロックキー６６が中間部材６０のロックキー収容溝６９に嵌まり込んでいても、中間部材６０はＹ１方向及びＹ２方向に移動できる。
【００５９】
図１０及び図１１に示すように、中間部材６０は、回転軸Ｘの径方向外側に向かって突出する凸部６５を有する。また、サブハウジング３２は、外部ロータ３０と中間部材６０とが回転軸Ｘの周りに相対回転して両者の間の第２相対回転位相が変化するように動作するとき、上記凸部６０の可動範囲を規定する空間となる凹部３８を有する。つまり、凹部３８の回転規制部３８ａ、３８ｂが凸部６５の側部６５ａ、６５ｂと夫々当接すると、外部ロータ３０（３２）に対する中間部材６０の回転が規制される。本実施形態では更に、凸部６５の側部６５ａが回転規制部３８ａと当接すると、外部ロータ３０（３２）のロックキー摺動溝６８と中間部材６０のロックキー収容溝６９とが正対するように構成してある。つまり、凸部６５の側部６５ａが回転規制部３８ａと当接するとき、第２相対回転位相はロック位相になる。従って、凸部の側部６５ａが回転規制部３８ａと当接すると、外部ロータ３０（３２）と中間部材６０との相対回転速度は一時的に零になるため、その時、ロックキー６６がロックキー収容溝６９に嵌まり込むのに必要な時間的余裕が与えられる。
【００６０】
以上のように、本発明に係る弁開閉時期制御装置においてＥＣＵ７は、外部ロータ３０（３２）と中間部材６０とがロックされたロック状態においては、外部ロータ３０に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相を、アクチュエータ部ＡＣＴからの機械的な力のみによって調節できるように構成されている。尚、ロック機構７１による外部ロータ３０（３２）と中間部材６０との間のロックを解除したロック解除状態では、中間部材６０は外部ロータ３０（３２）に対して自由に回転できる。従って、ロック解除状態にあるときに中間部材６０がＹ１方向及びＹ２方向に移動しても上記第１相対回転位相は変化しない。
【００６１】
このように、外部ロータ３０（３２）と中間部材６０との間のロックが解除されたロック解除状態では、中間部材６０と内部ロータ４０との間のヘリカルスプライン６１、６３にはトルク変動が加わらないようになるので、そのヘリカルスプライン６１、６３の部分で大きな打音が発生することはない。他方で、外部ロータ３０（３２）と中間部材６０とがロックされたロック状態であっても、エンジンの始動時においてエンジンオイルの粘度が高いときであれば、ヘリカルスプライン６１、６３に対してエンジンオイルの粘度がダンパの役割を果たすため、ヘリカルスプライン６１、６３の部分で大きな打音が発生することはない。
【００６２】
次に、ロック機構７１による外部ロータ３０（３２）と中間部材６０との間のロックを解除した状態で流体給排部Ｆを作動させることで、外部ロータ３０（３３）と内部ロータ４０との間の第１相対回転位相を変化させることを説明する。図１１は、ロック機構７１による外部ロータ３０（３２）と中間部材６０との間のロックを解除した状態での、図９のＥ−Ｅ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図である。
【００６３】
ロック機構７１による外部ロータ３０（３２）と中間部材６０との間のロックを解除したロック解除状態では、流体給排部Ｆによって進角室４６に作動油を供給することで、外部ロータ３０（３３）に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相は進角方向（図１１のＳ２方向）に変化する。このとき、内部ロータ４０に連結される中間部材６０も進角方向に回転する。図示しないが、流体給排部Ｆによって遅角室４７に作動油を供給することで、外部ロータ３０（３３）に対する内部ロータ４０の第１相対回転位相は遅角方向（図１１のＳ１方向）に変化する。
【００６４】
また、本実施形態の弁開閉時期制御装置においてＥＣＵ７は、例えばエンジンの停止制御時において、外部ロータ３０（３２）に対する中間部材６０の第２相対回転位相がロック機構７１によってロックされる前に、アクチュエータ部ＡＣＴを予め作動させて内部ロータ４０と中間部材６０との間の第３相対回転位相を初期の位相に戻しておく。外部ロータ３０（３２）と中間部材６０とがロックされる前であれば、中間部材６０は自由に回転可能であるので、ヘリカルスプライン６１、６３に負荷がかからないからである。
【００６５】
更に、第２実施形態の弁開閉時期制御装置においても、モータ１１を用いたアクチュエータ部ＡＣＴによって、内部ロータ４０と中間部材６０との間の第３相対回転位相を変化させることによる上記第１相対回転位相の変化範囲が、流体給排部Ｆによる上記第１相対回転位相の変化範囲内にあるように構成されている。つまり、アクチュエータ部ＡＣＴによる第３相対回転位相の変化範囲は小さくてもよいので、アクチュエータ部ＡＣＴを小型にできる。特に、回転軸Ｘの方向に沿った中間部材６０の長さを短くできる。その結果、アクチュエータ部ＡＣＴを設けたことによるエンジンの大型化を抑制できる。また、アクチュエータ部ＡＣＴが動作するのは主にエンジン始動時であり、流体給排部Ｆの動作時間に比べて短くなるので、アクチュエータ部ＡＣＴの製品寿命を長く出来る。このように、アクチュエータ部ＡＣＴはエンジンの運転中に常時使用されるものでは無いので、安価なブラシモータを用いて構成できる。
【００６６】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、アクチュエータ部ＡＣＴの駆動源として電動のモータ１１を用いた場合について説明したが、他の駆動源を用いてもよい。例えば、空気圧やソレノイドとバネなどを組み合わせて中間リング５０又は中間部材６０を直線移動させるように構成してもよい。
【００６７】
＜２＞
上記第１実施形態では中間リング５０とサブロータ５３との間の接触部分にヘリカルスプライン５２、５４を形成し、中間リング５０と内部ロータ４０との間の接触部分にスプライン５１、４１を形成した場合を例示したが、その構成を改変してもよい。例えば、中間リング５０とサブロータ４０との間の接触部分に回転軸Ｘに沿ったスプラインを形成し、中間リング５０と内部ロータ４０との間の接触部分にヘリカルスプラインを形成するように構成してもよい。
【００６８】
＜３＞
上記実施形態及び上記別実施形態では、ヘリカルスプラインを用いることで、内部ロータ４０（中間リング５０）とサブロータ５３との間の第３相対回転位相が変化するように構成し、或いは、中間部材６０と内部ロータ４０との間の第３相対回転位相が変化するように構成したが、ヘリカルスプラインとは異なる他の機構を用いて第３相対回転位相を変化させるように構成してもよい。具体的には、中間リング５０（又は中間部材６０）の直線運動を、中間リング５０（又は中間部材６０）に接する部材の相対回転運動に変換する変換機構が設けられていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１実施形態の弁開閉時期制御装置の側断面図
【図２】アクチュエータ部の上面図
【図３】図１のＡ−Ａ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図
【図４】図１のＢ−Ｂ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図
【図５】第１相対回転位相を変化させた状態を説明する弁開閉時期制御装置の側断面図
【図６】図５のＣ−Ｃ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図
【図７】図５のＤ−Ｄ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図
【図８】ロック解除状態での、図５のＡ−Ａ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図
【図９】第２実施形態の弁開閉時期制御装置の側断面図
【図１０】図９のＥ−Ｅ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図
【図１１】ロック解除状態での、図９のＥ−Ｅ断面における弁開閉時期制御装置の横断面図
【符号の説明】
【００７０】
１  カムシャフト
３０  外部ロータ（駆動側回転部材）
３８ａ  回転規制部
３８ｂ  回転規制部
４０  内部ロータ（従動側回転部材）
４１  スプライン
４５  流体圧室
４６  進角室
４７  遅角室
５０  中間リング
５１  スプライン
５２  ヘリカルスプライン
５３  サブロータ
５４  ヘリカルスプライン
５５  凸部
６０  中間部材
６１  ヘリカルスプライン
６３  ヘリカルスプライン
６５  凸部
７０  ロック機構
７１  ロック機構
ＡＣＴ  アクチュエータ部
Ｆ  流体給排部
Ｘ  回転軸
【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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