(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフト又はカムシャフトの一方と共に回転する回転部材と、
該回転部材に所定範囲で相対回転可能に装着され前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの他方と共に回転する回転伝達部材と、
前記回転部材に設けられたベーンと、
前記回転部材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、
前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が所定の位相である時に前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相を保持する位相保持機構とを備え、
前記進角用室及び前記遅角用室へ印加される流体圧によって前記回転部材と前記回転伝達部材とが相対回転し、前記クランクシャフトの回転位相に対する前記カムシャフトの回転位相が変更させられることによって前記カムシャフトにより駆動される弁の開閉時期を変更する弁開閉時期制御装置において、
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部材と前記回転伝達部材と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前記回転部材と前記回転伝達部材との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位相保持機構により前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が保持されるようにすると共に、前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相を前記内燃機関の始動時に前記所定の中間的な相対位相に規制可能であり、
前記内燃機関の停止直前の前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が、前記所定の中間的な相対位相よりも進角側にある場合には、前記カムシャフトを駆動するために必要な変動トルクの平均値よりも小さい付勢力で進角側に付勢する付勢部材で構成される相対位相規制手段を設けたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記位相保持機構は、前記所定の相対位相時において前記進角用室及び前記遅角用室の流体圧が低下した時に前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相を保持す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、カムシャフトと共に回転する回転部材に所定範囲で相対回転可能に外装されクランクシャフト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、回転部材に設けられた複数のベーンと、回転伝達部材に設けられた突部と回転部材との間に形成されベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される複数の流体圧室と、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、回転部材と回転伝達部材の相対位相が所定の位相である時に回転部材と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、回転部材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大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進角され、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、回転部材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大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角される。
【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、内燃機関の運転中、カムシャフトに作用する変動トルクにより回転部材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、回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転し（クランクシャフトが完全に停止するまでの間）、回転部材と回転伝達部材は停止直前の両者の相対位相に応じた相対位相で停止する。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回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転し、ベーンが突部の遅角側の周方向端面に当接する最大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、カムシャフトに作用す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繰り返して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部材と回転伝達部材との相対位相が最大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ことが知られている。
【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、最大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、最大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、最大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、最大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のように、最大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】
内燃機関のクランクシャフト又はカムシャフトの一方と共に回転する回転部材と、該回転部材に所定範囲で相対回転可能に装着され前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの他方と共に回転する回転伝達部材と、前記回転部材に設けられたベーンと、前記回転部材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、前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が所定の位相である時に前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相を保持する位相保持機構とを備え、前記進角用室及び前記遅角用室へ印加される流体圧によって前記回転部材と前記回転伝達部材とが相対回転し、前記クランクシャフトの回転位相に対する前記カムシャフトの回転位相が変更させられることによって前記カムシャフトにより駆動される弁の開閉時期を変更する弁開閉時期制御装置において、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部材と前記回転伝達部材と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前記回転部材と前記回転伝達部材との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位相保持機構により前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が保持されるようにすると共に、前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相を前記内燃機関の始動時に前記所定の中間的な相対位相に規制可能であり、前記内燃機関の停止直前の前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が、前記所定の中間的な相対位相よりも進角側にある場合には、前記カムシャフトを駆動するために必要な変動トルクの平均値よりも小さい付勢力で進角側に付勢する付勢部材で構成される相対位相規制手段を設けたことである。
【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、流体圧室の流体圧によってベーンを保持できなくなり、回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転するものの、内燃機関の始動時には相対位相規制手段により回転部材と回転伝達部材の相対位相が所定の中間的な相対位相に規制され、位相保持機構により回転部材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回転伝達部材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、圧縮比低下等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。
【００１３】
また、上記した手段において、前記位相保持機構を、前記所定の相対位相時において前記第１流体通路及び前記第２流体通路の流体圧が低下した時に前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相を保持するように構成しても良い。
【００１４】
【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一実施形態を図面に基づき、説明する。
【００１５】
図１乃至図４に示した弁開閉時期制御装置の一実施形態は、当該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の先端部（図１の右端）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部材と、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に組付けた５枚のベーン６０と、外部ロータ３０に組付けたロックピン１０１等からなる位相保持機構等によって構成されている。なお、タイミングスプロケット５１には、周知のように、クランクシャフト５３から図示しないクランクスプロケットとタイミングチェーン５４を介して図３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。
【００１６】
カムシャフト１０は、吸気弁を開閉する周知のカム１１を有していて、内部にはカムシャフト１０の軸方向に延びる進角通路１２と遅角通路１３が設けられている。進角通路１２は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッド７０に設けた接続通路７１を通して制御弁９０のハウジング９１の接続ポート９１ａに接続されている。また、遅角通路１３は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッド７０に設けた接続通路７２を介して制御弁９０のハウジング９１の接続ポート９１ｂに接続されている。尚、図１中、１４は遅角通路１３の一端開口を閉塞するボールである。
【００１７】
図１及び図２において、制御弁９０は、ソレノイド９５へ通電することによりハウジング９１内に軸方向に移動可能に嵌挿されたスプール９２を可動コア９４と共にスプリング９３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１１０に供給通路１００を介して接続されたハウジング９１の供給ポート９１ｃがスプール９２の環状溝９２ａを介して接続ポート９１ｂに連通すると共に、接続ポート９１ａがスプール９２の連通路９２ｂを介して排出ポート９１ｄに連通するように、また通電時には供給ポート９１ｃが環状溝９２ａを介して接続ポート９１ａに連通すると共に、接続ポート９１ｂが排出ポート９１ｄにスプール９２の連通路９２ｃを介して連通するように構成されている。このため、ソレノイド９５の非通電時には遅角通路１３に作動油が供給され、通電時には進角通路１２に作動油が供給され、そのソレノイド９５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。尚、排出ポート９１ｄはシリンダヘッド７０に設けた排出通路７３を通してオイルパン１１１に連通している。
【００１８】
図２に示すように、接続通路７２には、制御弁９０をバイパスしてオイルパン１１１に連通されるバイパス通路７４が接続されている。バイパス通路７４中には切換弁１２０が介装されている。切換弁１２０は、ソレノイド１２２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１２１をスプリング１２３に抗して図２の左側へ移動できるものである。切換弁１２０は、ソレノイド１２２の非通電時には接続通路７１のバイパス通路７４を介したオイルパン１１１との連通を遮断し、ソレノイド１２２の通電時には接続通路７２をバイパス通路７４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１２２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。
【００１９】
内部ロータ２０は、単一の取付ボルト８１によってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、５枚の各ベーン６０を夫々径方向に移動可能に取り付けるためのベーン溝２１を有すると共に、カムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が後述する所定の位相（ベーンの中立位置）で同期したときロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が所定量嵌入される受容孔２６と、この受容孔２６に遅角通路１２から作動油を給排する通路２７と、各ベーン６０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通路（進角通路１２に連通する径方向通路２２と、この径方向通路２２に連通する環状溝と、この環状溝から径方向外方に延びる５個の連通孔からなる）２４と、各ベーン６０によって区画された遅角用室Ｒ２に遅角通路１３から作動油を給排する通路２５を有している。受容孔２６は、内部ロータ２０の外周に径方向に形成されている。尚、各ベーン６０は、ベーン溝２１の底部に収容したベーンスプリング６１（図１参照）によって径方向外方に付勢されている。
【００２０】
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、３本の連結ボルト８２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５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おり、一つの突部３１にはロックピン１０１とスプリング１０２を収容する段付状の退避孔３２が外部ロータ３０の径方向に形成されている。
【００２１】
各ベーン６０は、先端の断面形状が円弧形状であり、両プレート４０、５０間にて内部ロータ２０のベーン溝２１に径方向に移動可能に取り付けられていて、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に形成した各突部３１の周方向端面に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位相（相対回転量）が制限されるようになっている。
【００２２】
ロックピン１０１は、その小径部１０１ａ及び大径部１０１ｂを段付状の退避孔３２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１０２によって内部ロータ２０に向けて付勢されている。スプリング１０２はロックピン１０１とリテーナ１０３間に介装されていて、リテーナ１０３は退避孔３２内にてスナップリング１０４により抜け止め固定されている。ロックピン１０１の小径部１０１ａと大径部１０１ｂ間の段部には環状の窪みが形成されていて、カムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、受容孔２６と退避孔３２が同期する所定の位相（ベーンの中立位置）にて、ロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６に嵌入された図３の状態にて、退避孔３２の段部との間で環状空間３４が形成されるようになっている。この環状空間３４は、突部３１に形成される連通孔３３を介して隣設された進角用室Ｒ１に連通されている。
【００２３】
ところで、カムシャフト１０を駆動するために必要なトルクは、一定ではなく、図示しない吸気弁の開閉駆動に基いて変動している。即ち、図５に示すように、このトルクは、カムシャフト１０が吸気弁を開弁する際に生じる遅角側トルク（カムシャフト１０を遅角方向（図３、図４における反時計方向）へ回転させるように作用するトルク）の最大値とカムシャフト１０が吸気弁を閉弁させる際に生じる進角側トルク（カムシャフト１０を進角方向（図３、図４における時計方向）へ回転させるように作用するトルク）の最大値との間で周期的に変動している。図５に示すように、この変動トルクの遅角側トルクの最大値は進角側トルクの最大値よりも大きく、そのため、変動トルクの平均値は図５に一点鎖線で示すように遅角側トルク側に存在している。従って、内燃機関の運転中、変動トルクは、平均的にカムシャフト１０を遅角側に回転させるように作用している。
【００２４】
本実施形態においては、カムシャフト１０が内部ロータ２０及びベーン６０からなる回転部材と共に外部ロータ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等からなる回転伝達部材に対して、トーションコイルスプリング８０により上記変動トルクの平均値相当の付勢力で常時進角方向に付勢されている。トーションコイルスプリング８０は、内部ロータ２０の後端面に対向するリアプレート５０の部分に内部ロータ２０側に開口するように形成された環状の中空部５２内に収容されている。トーションコイルスプリング８０の一端は、中空部５２の底部に形成される係止孔５０ａに係止され、他端は中空部５２の開口に対向する内部ロータ２０の端面に形成される係止孔２０ａに係止されている。
【００２５】
また、本実施形態においては、上記したようにカムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、各ベーン６０が各流体圧室Ｒ０内にて中立位置にある時（各ベーンが各突部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）に退避孔３２と受容孔２６が同期するようになっていて、こ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になるように設定されている。
【００２６】
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、図４に示した状態、すなわち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とトーションコイルスプリング８０の付勢力との和が、各遅角用室Ｒ２内の遅角油圧による押圧力とカムシャフト１０に作用する変動トルクの平均トルク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９０のソレノイド９５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２４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２５と遅角通路１３と制御弁９０等を通して作動油が排出されると、内部ロータ２０と各ベーン６０が外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対して進角側（図４の時計方向）に相対回転し、この相対回転量（最大進角量）は図４に一点鎖線で示すように各ベーン６０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９０のソレノイド９５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１３と通路２５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２４と進角通路１２と制御弁９０等を通して作動油が排出されると、内部ロータ２０と各ベーン６０が外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対して遅角側（図４の反時計方向）に相対回転し、この相対回転量（最大遅角量）は各ベーン６０が突部３１の他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は、受容孔２６或いは退避孔３２内の環状空間３４の少なくともいずれか一方に通路２７或いは連通孔３３を通して所定油圧が供給されており、ロックピン１０１がスプリング１０２に抗して移動し、ロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６から退避孔３２に退避して、ロックピン１０１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１２０は非通電状態にあり、接続通路７２とオイルパン１１１との連通を遮断している。
【００２７】
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６０が各流体圧室Ｒ０内にて中立位置（図３、図４に示す位置）にあり、退避孔３２と受容孔２６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、この中立位置からベーン６０が遅角側の突部３１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９０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。
【００２８】
内燃機関の停止時には、オイルポンプ１１０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９０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６０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、上記した変動トルクの平均値（内燃機関のクランクシャフト５３が完全に停止するまでの間）とトーションコイルスプリング８０の付勢力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、停止時の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相にあれば、図３に示すように、スプリング１０２によりロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６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、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相よりも進角側にある場合には、カムシャフト１０に作用する変動トルクの遅角側トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１０が外部ロータ３０に対して遅角側へ回転し、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相になった時にスプリング１０２によりロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６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。尚、この時、内燃機関のクランクシャフト５３が完全に停止するまでの間は、図５に示す変動トルクがカムシャフト１０に作用するが、制御弁９０が非通電状態とされているため、カムシャフト１０に作用する進角側トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１０は外部ロータ３０に対して進角側には回転し難く、遅角側には遅角側トルクにより回転し易くなる。また、トーションコイルスプリング８０により内部ロータ２０が変動トルクの平均値相当の付勢力で外部ロータ３０に対して進角側に付勢されているため、カムシャフト１０に作用する遅角側トルクの最大値は減少されており、外部ロータ３０に対する内部ロータ２０の上記した遅角側への回転時にロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入し易い。
【００２９】
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１２０のソレノイド１２２へ通電されて、遅角通路１３に連通される接続通路７２がオイルパン１１１に接続される。これにより、内燃機関の始動時には、制御弁９０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は共にオイルパン１１１に連通される。このため、内燃機関の始動時にはトーションコイルスプリング８０の付勢力とカムシャフト１０に作用する変動トルクにより内部ロータ２０が外部ロータ３０に対して遅角側及び進角側に大きくばたつき易くなる（振動し易くなる）。この時、上記したように、内燃機関の停止時の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相、或いは内燃機関の停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が所定位相よりも進角側にある場合には、ロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入しているため、内部ロータ２０及びベーン６０のばたつきが防止される。
【００３０】
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、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相よりも遅角側にある場合には、ロックピン１０１の頭部が受容孔２６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、カムシャフト１０に作用する変動トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１０が外部ロータ３０に対して遅角側に回転し、最大遅角状態となり、内燃機関の始動が困難となる恐れがある。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と遅角用室Ｒ２が共にオイルパン１１１に連通されていると共に内部ロータ２０がトーションコイルスプリング８０により外部ロータ３０に対して変動トルクの平均値相当の付勢力で進角側に付勢されているため、変動トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１０が進角側及び遅角側に大きくばたつき（振動し）、進角側へばたついた時に、退避孔３２と受容孔２６が同期してロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６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。
【００３１】
よって、内燃機関の始動時には、内部ロータ２０及び各ベーン６０等から成るの回転部材と、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規制され、カムシャフト１０に作用する変動トルクに起因する回転部材と回転伝達部材の不必要な相対回転に伴うベーン６０による打音の発生を防止することができる。
【００３２】
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６０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。
【００３３】
上記した実施形態においては、各ベーン６０が各突部３１の周方向端面に当接することにより、内部ロータ２０等の回転部材と外部ロータ３０等の回転伝達部材の相対回転量が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１枚のベーンのみが対応する突部の周方向端面に当接することにより回転部材と回転伝達部材の相対回転量が制限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、本実施形態においては、ベーンが内部ロータと別体に設けられると共に、受容孔及び退避孔が径方向に形成され、ロックピンが径方向に移動する弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明はベーンが周方向に厚肉とされて内部ロータに一体に設けられ、該ベーン又はリアプレート（又はフロントプレート）に退避孔を軸方向に形成すると共にリアプレート（又はフロントプレート）又はベーンに受容孔を軸方向に形成し、ロックピンが軸方向に移動す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。
【００３４】
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。
【００３５】
【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、流体圧室の流体圧によってベーンを保持できなくなり、回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転するものの、内燃機関の始動時には相対位相規制手段により回転部材と回転伝達部材の相対位相が最大遅角位置と最大進角位置の間の中間的な相対位相であって、内燃機関が始動可能な弁開閉時期にある時の回転部材と回転伝達部材の所定の相対位相に位置され、この所定の相対位相が位相保持機構により保持される。これにより、内燃機関の始動時に、カムシャフトに作用する変動トルクによりベーンが回転伝達部材の周方向端面に衝突して打音が発生するのを的確に防止することができる。
【００３６】
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、内燃機関の高速回転時に吸気の慣性を利用して体積効率の向上を図ることで内燃機関の出力を向上することができると共に、始動時の弁開閉時期を進角させることができ、圧縮比低下等による内燃機関の始動不良を防止することができる。
【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に示す一実施形態における制御弁及び切換弁の概略構成図である。
【図３】位相保持機構により位相が保持されている状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】位相保持機構が解除されている状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】カムシャフトに作用するトルクの変動を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  カムシャフト
１２  進角通路
１３  遅角通路
２０  内部ロータ（回転部材）
２４  通路
２５  通路
２６  受容孔
３０  外部ロータ（回転伝達部材）
３１  突部
３２  退避孔
３３  連通孔
４０  フロントプレート（回転伝達部材）
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）
５３  クランクシャフト
６０  ベーン
７０  シリンダヘッド
８０  トーションコイルスプリング（相対位相規制手段、付勢部材）
９０  制御弁
１２０  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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【図５】
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