(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸と、該回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、該回転伝達部材に形成された複数個の凹部内に配設される前記回転軸に径方向に延在して設けられた複数個のベーンと、前記回転軸と前記回転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相である時に前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相を保持する位相保持機構とを備えた弁開閉時期制御装置において、前記位相保持機構を、前記流体圧室の一つを前記回転軸の軸方向に区画する前記回転伝達部材の側壁部に形成され、前記回転軸の径方向外方に延びる規制部と該規制部の径方向外端から径方向に拡開して延在する扇形状の案内部を有する係止溝と、該係止溝が形成される流体圧室内に配設されるベーンに前記回転軸の径方向に延在して形成される挿通空間内に前記第１流体通路及び前記第２流体通路の少なくとも一方の流体圧により移動可能に前記回転軸の径方向外方に移動可能に配設されると共に前記係止溝内に嵌入するように軸方向に延在し、前記規制部に嵌入されることで前記回転伝達部材と前記回転軸の相対位相を保持可能な係止部を有する係止部材と、該係止部材を前記回転軸の径方向内方に向けて付勢する付勢手段とから構成し、前記ベーンにより前記遅角用室の容積が最小とされる最大進角状態における前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相と前記ベーンにより前記進角用室の容積が最小とされる最大遅角状態における相対位相の間の中間的な相対位相であって、前記内燃機関が始動可能な弁開閉時期にある時の所定の中間的な相対位相時に前記係止部が前記規制部に嵌入されるようにしたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記弁開閉時期制御装置は、前記第１流体通路を流体圧源に連通すると共に前記第２流体通路をドレンに連通する第１制御位置と前記第１流体通路をドレンに連通すると共に前記第２流体通路を流体圧源に連通する第２制御位置とに切換制御可能な制御弁、及び該制御弁と前記第２流体通路との間に前記第２流体通路を選択的にドレンに連通可能な切換弁を備え、前記内燃機関の始動時に前記制御弁が前記第２制御位置に切換えられると共に、所定時間、前記切換弁が前記第２流体通路をドレンに連通するように切換えられることを特徴とする請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置の１つとして、弁開閉用の回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸のクランクスプロケット又はプーリからの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転軸に取り付けられた複数のベーンと、前記回転伝達部材に設けられた突部と前記回転軸との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに夫々二分される複数の流体圧室と、前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相である時に前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相を保持する位相保持機構とを備えたものがあり、例えば特開平１−９２５０４号公報や特開平９−２５０３１０号公報に開示されている。
【０００３】
上記した各公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、第１流体通路を介して進角用室へ作動流体を供給すると共に第２流体通路を介して遅角用室から作動油を排出することにより、回転軸が回転伝達部材に対してベーンが突部の進角側の周方向端面に当接する最進角位置までの任意な位置に進角方向へ回転して弁開閉時期が早められ、第２流体通路を介して遅角用室へ作動流体を供給すると共に第１流体通路を介して進角用室から作動油を排出することにより、回転軸が回転伝達部材に対してベーンが突部の遅角側の周方向端面に当接する最遅角位置までの任意な位置に遅角方向へ回転して弁開閉時期が遅らされる。
【０００４】
また、上記した各公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、回転伝達部材から回転軸への回転伝達経路に流体圧室及びベーンが介在していることから、内燃機関の運転中、回転軸には常に遅角方向への力が作用しており、内燃機関の停止時に流体圧室への作動油の供給が停止されると、流体圧室の油圧によってベーンを保持できなくなり、回転軸は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転し、回転軸と回転伝達部材の相対位相はベーンが突部の遅角側の周方向端面に当接する最遅角位置での位相となる。この状態にて内燃機関が始動されると、流体圧室の油圧が上昇し該油圧によりベーンを保持することができるようになるまでは不安定な状態となり、回転軸に生じる変動トルクによってベーンが振動し、突部の周方向端面と衝突して打音が生じたりするので、これを回避するために、位相保持機構により回転軸と回転伝達部材との相対位相が最遅角位置にて保持されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の高速回転域では、ピストンが上死点に向かい始めても、吸気が慣性により更にシリンダ内へ入り込もうとするため、吸気弁の閉時期を遅らせることにより体積効率が向上して内燃機関の出力向上を図ることができる。
【０００６】
しかしながら、上記した各公報に開示される弁開閉時期制御装置を吸気弁の開閉時期を制御するために用いる場合には、最遅角位置での弁開閉時期は、上記したように内燃機関の始動時に吸気が可能な時期に設定される必要があるため、高速回転域において吸気弁の閉時期を遅らせて吸気の慣性による体積効率の向上を図ることができない。これは、最遅角位置での弁開閉時期を吸気の慣性による体積効率の向上が可能な時期に設定すると、最遅角位置での内燃機関の始動時に、ピストンが下死点を過ぎ上死点に向かい始めても吸気弁が開いていて、また吸気に慣性がないため、一度吸入した吸気が逆流して排出してしまい、圧縮比が上がらずに、燃焼ができない状態が発生し、内燃機関の始動が困難となるからである。尚、この問題は、最遅角位置での弁開閉時期を吸気の慣性による体積効率の向上が可能な時期に設定しなくても、上記した各公報に開示される弁開閉時期制御装置にように、最遅角位置での弁開閉時期を始動時に吸気が可能な時期に設定した場合であっても、吸気弁の閉時期がピストンの下死点後に設定されていると、気圧の低い高所等では発生しやすい。
【０００７】
また、上記した各公報に開示される弁開閉時期制御装置を排気弁の開閉時期を制御するために用いる場合にも、排気弁の閉時期を同様に遅らせると、吸気弁と排気弁のオーバーラップ期間が長くなり、内部ＥＧＲ量（排気ガス再循環量）が増大して内燃機関の始動性の低下を招く。
【０００８】
それゆえ、本発明は、内燃機関の始動時におけるベーンによる打音の発生及び始動不良を確実に防止しつつ、その可変制御領域を拡大させることができる弁開閉時期制御装置を提供することを、その課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸と、該回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、該回転伝達部材に形成された複数個の凹部内に配設される前記回転軸に径方向に延在して設けられた複数個のベーンと、前記回転軸と前記回転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相である時に前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相を保持する位相保持機構とを備えた弁開閉時期制御装置において、前記位相保持機構を、前記流体圧室の一つを前記回転軸の軸方向に区画する前記回転伝達部材の側壁部に形成され、前記回転軸の径方向外方に延びる規制部と該規制部の径方向外端から径方向に拡開して延在する扇形状の案内部とから成る係止溝と、該係止溝が形成される流体圧室内に配設されるベーンに前記回転軸の径方向に延在して形成される挿通空間内に前記第１流体通路及び前記第２流体通路の少なくとも一方の流体圧により移動可能に前記回転軸の径方向外方に移動可能に配設されると共に前記係止溝内に嵌入するように軸方向に延在し、前記規制部に嵌入されることで前記回転伝達部材と前記回転軸の相対位相を保持可能な係止部を有する係止部材と、該係止部材を前記回転軸の径方向内方に向けて付勢する付勢手段とから構成し、前記ベーンにより前記遅角用室の容積が最小とされる最大進角状態における前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相と前記ベーンにより前記進角用室の容積が最小とされる最大遅角状態における相対位相の間の中間的な相対位相であって、前記内燃機関が始動可能な弁開閉時期にある時の所定の中間的な相対位相時に前記係止部材の係止部が前記係止溝の規制部に嵌入されるようにしたことである。
【００１０】
上記した手段によれば、内燃機関の停止時に流体圧室への作動流体の供給が停止されると、流体圧室の流体圧が低下して同流体圧によってベーンを保持できなくなり、回転軸は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転するものの、第１流体通路及び第２流体通路の少なくとも一方の流体圧に抗して付勢手段により係止部材が径方向内方に付勢され、係止部材の係止部が係止溝の案内部に案内されて規制部に嵌入されることにより回転軸と回転伝達部材の相対位相が中間的な相対位相に保持される。これにより、内燃機関の始動時にベーンが流体圧室の周方向端面に衝突して打音が発生するのが的確に防止される。
【００１１】
また、内燃機関の始動時の弁開閉時期が上記した中間的な相対位相時に得られるので、最遅角位置では中間的な相対位相時よりも更に弁の開閉時期を遅らせることができ、吸気の慣性を利用して体積効率の向上を図ることが可能となると共に、始動時の弁開閉時期を進角させることができ、圧縮比低下による内燃機関の始動不良を防止することが可能となる。
【００１２】
上記した弁開閉時期制御装置は、前記第１流体通路を流体圧源に連通すると共に前記第２流体通路をドレンに連通する第１制御位置と前記第１流体通路をドレンに連通すると共に前記第２流体通路を流体圧源に連通する第２制御位置とに切換制御可能な制御弁、及び該制御弁と前記第２流体通路との間に前記第２流体通路を選択的にドレンに連通可能な切換弁を備え、前記内燃機関の始動時に前記制御弁が前記第２制御位置に切換えられると共に、所定時間、前記切換弁が前記第２流体通路をドレンに連通するように切換えられることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った弁開閉時期制御装置の実施形態を図面に基づき、説明する。
【００１４】
図１乃至図２において、弁開閉時期制御装置は、内燃機関のシリンダヘッド７０に回転自在に支持されたカムシャフト１０とこれの先端部（図１の左端）に一体的に組付けた内部ロータ２０とからなる弁開閉用の回転軸と、カムシャフト１０及び内部ロータ２０に所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ３０、フロントプレート４０、リアプレート５０及びリアプレート５０の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット５１から成る回転伝達部材と、内部ロータ２０に一体的に設けた４個のベーン２４、２５と、該ベーンの１つ２５に組付けたロックピン６０等からなるロック機構（位相保持機構）等によって構成されている。尚、タイミングスプロケット５１には、周知のように、図示省略したクランクシャフトからクランクスプロケットとタイミングチェーンを介して図２の時計方向に回転動力が伝達されるように構成されている。
【００１５】
カムシャフト１０は、吸気弁を開閉する図示しない周知のカムを有していて、内部にはカムシャフト１０の軸方向に延びる遅角通路１１及び進角通路１２が設けられている。進角通路１２は、カムシャフト１０に設けた取付ボルト１６用の取付孔内に形成されていて、カムシャフト１０に設けた径方向の通路１３及び環状溝１４とシリンダヘッド７０に設けた接続通路７２を通して制御弁１００の接続ポート１０１ｂに接続されている。遅角通路１１は、カムシャフト１０に設けた環状溝１５とシリンダヘッド７０に設けた接続通路７１及び切換弁１１０を介して制御弁１００の接続ポート１０１ａに接続されている。
【００１６】
制御弁１００は、ソレノイド１０２へ通電することによりハウジング内に軸方向に移動可能に嵌挿されたスプール１０１をスプリング１０３に抗して図１の左方向へ移動できるものであり、非通電時には当該内燃機関によって駆動されるオイルポンプＰに接続された供給ポート１０１ｃが接続ポート１０１ａに連通すると共に、接続ポート１０１ｂが排出ポート１０１ｄに連通するように、また通電時には供給ポート１０１ｃが接続ポート１０１ｂに連通すると共に、接続ポート１０１ａが排出ポート１０１ｄに連通するように構成されている。このため、制御弁１００のソレノイド１０２の非通電時には切換弁１１０を介して遅角通路１１に作動油が供給され、ソレノイド１０２の通電時には進角通路１２に作動油が供給され、ソレノイド１０２への通電が図示しない制御装置によりデューティ制御される。
【００１７】
切換弁１１０は、ソレノイド１１２へ通電することによりハウジング内に軸方向に移動可能に嵌挿されたスプール１１１をスプリング１１３に抗して図１の右側へ移動できるものであり、非通電時には制御弁１００の接続ポート１０１ａを接続通路７１を介して遅角通路１１と連通し、通電時には制御弁１００の接続ポート１０１ａと遅角通路１１との連通を遮断し、遅角通路１１を接続通路７１を介してドレンに連通するように構成されている。尚、ソレノイド１１２への通電は図示しない制御装置によりオン・オフ制御される。
【００１８】
内部ロータ２０は、単一の取付ボルト１６によってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、その外周面に径方向外方に延在する４個のベーン２４、２５が一体的に設けられていると共に、後述するようにロックピン６０が組付けられているベーン２５とは異なる３つのベーン２４によって区画された進角用室Ｒ１に進角通路１２から作動油を給排するように進角通路１２と各進角用室Ｒ１を連通する通路２３と、カムシャフト１０の先端面に対向する側の一端面に形成され遅角通路１１に連通する環状溝２１と、該環状溝２１から軸方向に他端面側に延びる３つの通路２２と、各ベーン２４によって区画された遅角用室Ｒ２に遅角通路１１から作動油を環状溝２１及び通路２２を通して給排するように各通路２２と各遅角用室Ｒ２を連通する通路２６を有している。また、１つのベーン２５には径方向に延在し、後述するロックピン６０が移動可能に収容される挿通孔２８が形成され、該挿通孔２８の底部は進角通路１２と通路２７を介して連通されている。また、ベーン２５の径方向外側部には、一端がフロントプレート４０側端面に開口し、他端が挿通孔２８の径方向外側部に開口する軸孔２９が形成されている。尚、軸孔２９は、その横断面が内部ロータ２０の径方向に延びる楕円形状を呈している。
【００１９】
外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両側にはフロントプレート４０とリアプレート５０が接合され、貫通孔を貫通する４本の連結ボルト４３によって一体的に連結されている。また、外部ロータ３０の内周には所定の周方向間隔で４個の突部３１が径方向内方に向けて夫々突出形成されていて、これら突部３１の内周面が内部ロータ２０の外周面に摺接する構成で外部ロータ３０が内部ロータ２０に回転自在に支承されている。
【００２０】
各ベーン２４、２５は、外部ロータ３０の隣合う突部３１間に形成される凹部３２内に径方向外方に延在し、その外周面が凹部３２の内周に摺接するように内部ロータ２０の外周に一体的に設けられている。各ベーン２４は、外部ロータ３０と、外部ロータ３０の各突部３１と、内部ロータ２０と、フロントプレート４０と、リアプレート５０との間に形成される流体圧室Ｒ０を進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに二分しており、外部ロータ３０に形成した一対の突部３１の互いに対向する周方向端面に１つのベーン２４が当接することにより、当該弁開閉時期制御装置により調整される相対位相（相対回転量）が制限されるようになっている。ロックピン６０が組付けられるベーン２５は、同様に外部ロータ３０と、外部ロータ３０の各突部３１と、内部ロータ２０と、フロントプレート４０と、リアプレート５０との間に形成される空間Ｒ０１を２つの空間に二分するが、上述したようにこの空間Ｒ０１には作動油は供給されず、またベーン２５の外周面と凹部３２の内周面の隙間は他のベーン２４の外周面と凹部３２の内周面の隙間よりも大きく設定されている。
【００２１】
ロックピン６０は、挿通孔２８内に軸方向へ摺動可能に組み付けられていて、スプリング６１によってその一端側を内部ロータ２０に向けて付勢されている。スプリング６１はロックピン６０とリテーナ６２間に介装されていて、リテーナ６２は挿通孔２８内にてスナップリング６３により抜け止め固定されている。ロックピン６０の他端側には、軸孔２９を貫通するように内部ロータ２０の軸方向にフロントプレート側に延びる係止部６０ａが一体的に設けられている。係止部６０ａは、ロックピン６０が挿通孔２８内を軸方向に摺動することにより、挿通孔２８の軸方向に延びる長孔（楕円）形状の軸孔２９に沿って移動するようになっており、また係止部６０ａの先端はフロントプレート４０に形成される係止溝４１内に常時嵌入している。
【００２２】
空間Ｒ０１を内部ロータ２０の軸方向に区画するフロントプレート４０の側面には、図２及び図３に示すように、内部ロータ２０の径方向外方に延びる規制部４２と該規制部４２の径方向外端から径方向に拡開して延在する扇形状の案内部４１を有する係止溝４０ａが形成されている。案内部４１の径方向外端の周長は、挿通孔２８の底部に通路２７を介して設定圧以上の作動油が供給されてロックピン６０が径方向外側に移動し係止部６０ａが図３の破線で示す位置にある時に、上記したように１つのベーン２４が一対の突部３１の互いに対向する周方向端面に当接することで制限される当該弁開閉時期制御装置により調整される相対位相（相対回転量）が確保されるように、係止部６０ａが案内部４１の径方向外端の両端に当接しないように設定されている。
【００２３】
本実施形態においては、カムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０及びフロントプレート４０の相対位相が、各ベーン２４が各流体圧室Ｒ０内にて中立位置にある時（１つのベーン２４が各突部３１の進角側の周方向端面及び遅角側の周方向端面にも当接しない位置にある中間位相の時）に係止部６０ａと規制部４２が同期し、係止部６０ａが規制部４２に嵌入可能であるようになっていて、この所定の相対位相にある時、図示しない吸気弁の開閉時期が内燃機関の始動が可能な時期（吸気弁の開閉時期がわずかに進められる（中間進角）時期（最大遅角位置から所定角度αだけ進角した時期））になるように設定されている。尚、図３及び図４に示すように係止部６０ａが規制部４２に嵌入すると、カムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０及び両プレート４０、５０の相対位相が保持される。
【００２４】
上記のように構成した本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、内燃機関が始動され各進角用室Ｒ１及び各遅角用室Ｒ２に所定油圧が供給される図２に示す中間位相でのバランス状態（各進角用室Ｒ１内の進角油圧による押圧力が、各遅角用室Ｒ２内の遅角油圧による押圧力と、外部ロータ３０から内部ロータ２０への回転伝達経路に流体圧室Ｒ０及びベーン６０が介在していることから内部ロータ２０及びカムシャフト１０に常に作用している遅角方向への力との和とバランスしている状態）において、内燃機関の運転状態に応じて、制御弁１００のソレノイド１０２へ供給される電流のデューティ比を高くすることにより、進角通路１２と通路２３を通して各進角用室Ｒ１に作動油が供給されると共に、各遅角用室Ｒ２から各通路２６、２２と遅角通路１１と制御弁１００等を通して作動油が排出されると、内部ロータ２０が外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対して進角側（図２の時計方向）に相対回転し、この相対回転量（最大進角量）は、１つのベーン２４が突部３１の進角側の周方向端面に当接することにより制限される。また、制御弁１００のソレノイド１０２へ供給される電流のデューティ比を低くすることにより、遅角通路１１と各通路２２、２６を通して各遅角用室Ｒ２に作動油が供給されると共に、各進角用室Ｒ１から各通路２３と進角通路１２と制御弁１００等を通して作動油が排出されると、内部ロータ２０が外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対して遅角側（図２の反時計方向）に相対回転し、この相対回転量（最大遅角量）は、１つのベーン２４が突部３１の遅角側の周方向端面に当接することにより制限される。尚、この位相変換制御中（最大遅角状態時を除く）は、挿通孔２８に通路２７を通して設定圧以上の油圧（上記した所定油圧よりも低い油圧）が供給されており、ロックピン６０がスプリング６１に抗して移動し、ロックピン６０の係止部６０ａが規制部４２から案内部４１に退避して（図３に破線で示す位置に退避して）、ロックピン６０の係止部６０ａによるロックが解除されている。また、上記した位相変換制御中、切換弁１１０は非通電状態にあり、制御弁１００の接続ポート１０１ａを接続通路７１を介して遅角通路１１と連通している。
【００２５】
本実施形態においては、上記したように内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、各ベーン２４が各流体圧室Ｒ０内にて中立位置（図２に示す位置）にあり、図３に示すように係止部６０ａと規制部４２が同期する所定位相にある時、図示しない吸気弁の開閉時期が内燃機関の始動が可能な時期になるように設定されている。そのため、この中立位置から１つのベーン２４が突部３１の遅角側の周方向端面に当接する最遅角位置までは内燃機関が始動可能な弁開閉時期よりも更に弁の開閉時期を遅らせることができ、内燃機関の高速回転時に、上記したように制御弁１００を制御して中立位置より遅角側へ位相変換し、内燃機関の始動が困難な時期まで図示しない吸気弁の閉時期を遅らせることで、吸気の慣性により体積効率が向上し、内燃機関の出力向上を図ることができる。
【００２６】
内燃機関の停止時には、オイルポンプＰの駆動が停止されて流体圧室Ｒ０への作動油の供給が停止されると共に、制御弁１００が非通電状態とされる。これにより、進角用室Ｒ１内の進角油圧による押圧力と遅角用室Ｒ２内の遅角油圧による押圧力がベーン２４に作用しなくなり、内部ロータ２０及びカムシャフト１０には、上記した遅角方向への力（内燃機関のクランク軸が完全に停止するまでの間）のみが作用しており、停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相に応じて停止時の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が決まることになる。この時、停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、係止部６０ａと規制部４２が同期する所定位相にあれば、挿通孔２８への供給油圧が設定圧以下となることからスプリング６１によりロックピン６０の係止部６０ａが規制部４２内に嵌入し、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロック）される。また、停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、係止部６０ａと規制部４２が同期する所定位相よりも進角側にある場合には、内部ロータ２０及びカムシャフト１０に作用する上記した遅角方向への力により内部ロータ２０及びカムシャフト１０が外部ロータ３０に対して遅角側へ移動するが、係止部６０ａはスプリング６１により案内部４１に案内されながら遅角側へ移動し、規制部４２と同期した時に規制部４２に嵌入する。これにより、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロック）される。
【００２７】
本実施形態においては、内燃機関の始動時に図示しないスタータスイッチがオンされると、スタータスイッチがオンされてから所定時間だけ切換弁１１０のソレノイド１１２へ通電されて、遅角通路１１に連通される接続通路７１がドレンに接続される。これにより、内燃機関の始動時には、制御弁１００は非通電状態にあることから、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２は共にドレンに連通される。このため、内燃機関の始動時にはカムシャフト１０に作用するカム変動トルクによりカムシャフト１０、内部ロータ２０及びベーン２４、２５が外部ロータ３０及び両プレート４０、５０に対して遅角側及び進角側へ大きくばたつき易くなる（振動し易くなる）が、上記したように内燃機関の停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、係止部６０ａと規制部４２が同期する所定位相或いは係止部６０ａと規制部４２が同期する所定位相よりも進角側にある場合には、係止部６０ａが規制部４２内に嵌入しているため、カムシャフト１０、内部ロータ２０及びベーン２４、２５のばたつきが防止される。
【００２８】
ところで、内燃機関の停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、係止部６０ａと規制部４２が同期する所定位相よりも遅角側にある場合或いは最大遅角状態における相対位相にある場合には、係止部６０ａが規制部４２に嵌入されない状態で内燃機関が停止されることがある。この状態にて内燃機関が始動されると、上記した遅角方向への力により内部ロータ２０及びカムシャフト１０が外部ロータ３０に対して遅角側へ移動し、最大遅角状態となり、内燃機関の始動が困難となる。尚、この時、ロックピン６０を付勢するスプリング６１の付勢力は小さいものであるため、スプリング６１により係止部６０ａ及び案内部４１を介してカムシャフト１０及び内部ロータ２０を外部ロータ３０に対して最大遅角位置からαだけ進角側に回転させることはできない。本実施形態においては、上記したように内燃機関の始動時に進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２が共にドレンに連通されているため、カムシャフト１０に作用するカム変動トルクによりカムシャフト１０、内部ロータ２０及びベーン２４、２５が外部ロータ３０に対して遅角側及び進角側へ大きくばたつき（振動し）、進角側へばたついた後に遅角側へばたつく時に係止部６０ａがスプリング６１により案内部４１に案内されながら遅角側へ移動し、規制部４２と同期した時に規制部４２に嵌入する。これにより、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロック）される。
【００２９】
よって、内燃機関の始動時には、大きな回転変動を伴うカムシャフト１０、内部ロータ２０及び各ベーン２４、２５等から成るの回転軸と、外部ロータ３０、フロントプレート４０及びリアプレート５０等から成る回転伝達部材の不必要な相対回転がロックピン６０により確実に規制され、回転軸と回転伝達部材の不必要な相対回転に伴うベーン２４による打音の発生を確実に防止することができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、内燃機関の始動時におけるベーン２４と突部３１の周方向端面との衝突による打音の発生を防止しつつ、内燃機関の高速回転域において体積効率の向上を図ることができる。
【００３１】
上記した実施形態においては、ロックピン６０によるロックが進角用室Ｒ１に供給される油圧により解除される弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明はロックピンを大径部及び小径部を有する段付状に形成して、該ロックピンの小径部に進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２に供給される油圧の一方を付与すると共にロックピンの段部と段付孔に形成される環状空間に進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２に供給される油圧の他方を付与し、何れかの油圧でロックピンによるロックが解除される弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。また、上記実施形態においては、一つのベーン２４が一つの突部３１の進角側の周方向端面に当接することにより制限される弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は最大進角量が進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２の油圧を制御することによりベーンが周方向端面に当接する前に制限されるようにされた弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。また、更に上記実施形態においては、吸気用のカムシャフト１０に組付けられる弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は排気用のカムシャフトに組付けられる弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、内燃機関の停止時に流体圧室への作動流体の供給が停止されると、流体圧室の流体圧が低下して同流体圧によってベーンを保持できなくなり、回転軸は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転するものの、第１流体通路及び第２流体通路の少なくとも一方の流体圧に抗して付勢手段により係止部材が径方向内方に付勢され、係止部材の係止部が係止溝の案内部に案内されて規制部に嵌入されることにより回転軸と回転伝達部材の相対位相が中間的な相対位相に保持される。これにより、内燃機関の始動時にベーンが流体圧室の周方向端面に衝突して打音が発生するのが的確に防止される。
【００３３】
また、内燃機関の始動時の弁開閉時期が上記した中間的な相対位相時に得られるので、最遅角位置では中間的な相対位相時よりも更に弁の開閉時期を遅らせることができ、吸気の慣性を利用して体積効率の向上を図り内燃機関の出力を向上させることが可能となると共に、始動時の弁開閉時期を進角させることができ、圧縮比低下による内燃機関の始動不良を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１０  カムシャフト（回転軸）
１１  遅角通路（第２流体通路）
１２  進角通路（第１流体通路）
２０  内部ロータ（回転軸）
２１  環状溝（第２流体通路）
２２  通路（第２流体通路）
２３  通路（第１流体通路）
２４、２５  ベーン
２６  通路（第１流体通路）
２８、２９  挿通空間
３０  外部ロータ（回転伝達部材）
３１  突部
３２  凹部
４０  フロントプレート（回転伝達部材）
４０ａ  係止溝
４１  案内部
４２  規制部
５０  リアプレート（回転伝達部材）
５１  タイミングスプロケット（回転伝達部材）
６０  ロックピン（係止部材）
６１  スプリング（付勢手段）
６０ａ  係止部
７０  シリンダヘッド
１００  制御弁
１１０  切換弁
Ｒ０  流体圧室
Ｒ１  進角用室
Ｒ２  遅角用室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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