(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外装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、前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を、前記遅角用室の容積を最小とする最大進角位置と前記進角用室の容積を最小とする最大遅角位置との間の略中間に前記ベーンが位置する前記内燃機関の始動時対応位置から前記最大遅角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を規制する第１相対回転規制手段と、前記始動時対応位置から前記最大進角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を規制する第２相対回転規制手段とを設け、
前記第１相対回転規制手段及び前記第２相対回転規制手段のうち一方が規制している状態で前記始動時対応位置に移動すると、前記最大遅角位置及び前記最大進角位置のうち一方への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を規制し、前記第１相対回転規制手段及び前記第２相対回転規制手段のうち他方が規制して前記始動時対応位置に保持することを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記第１相対回転規制手段は前記最大進角位置から前記最大遅角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を、前記流体圧室の略中間に前記ベーンが位置する前記内燃機関の始動時対応位置にて規制すると共に、前記遅角用室へ印加される流体圧によってその規制が解除され、第２相対回転規制手段は前記最大遅角位置から前記最大進角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を前記始動時対応位置にて規制すると共に、前記進角用室へ印加される流体圧によってその規制を解除さ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。
【請求項３】
前記第１相対回転規制手段は前記最大進角位置から前記最大遅角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を、前記流体圧室の略中間に前記ベーンが位置する前記内燃機関の始動時対応位置にて規制すると共に、前記遅角用室と前記進角室とに印加される流体圧によってその規制が解除され、第２相対回転規制手段は前記最大遅角位置から前記最大進角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を前記始動時対応位置にて規制すると共に、前記進角用室と前記遅角室とに印加される流体圧によってその規制を解除さ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。
【請求項４】
前記第１相対回転規制手段は、前記回転部材または前記回転伝達部材の一方にばね付勢されて収容される第１規制部材と、前記回転部材または前記回転伝達部材の他方に形成されて前記第１規制部材が嵌入することで前記回転部材と前記回転伝達部材の前記始動時対応位置から前記最大進角位置への相対回転を許容し、前記始動時対応位置から前記最大遅角位置への相対回転を規制する第１規制溝とを有し、前記第２相対回転規制手段は、前記回転部材または前記回転伝達部材の一方にばね付勢されて収容される第２規制部材と、前記回転部材または前記回転伝達部材の他方に形成されて前記第２規制部材が嵌入することで前記回転部材と前記回転伝達部材の前記始動時対応位置から前記最大進角位置への相対回転を規制し、前記始動時対応位置から前記最大遅角位置への相対回転を許容する第２規制溝とを有することを特徴とする請求項２または３に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項５】
前記回転部材を前記回転伝達部材に対して進角側に所定の付勢力で常時付勢する付勢部材を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４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】
【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と共に内周部に凹部を有する回転伝達部材と、回転部材に設けられた複数のベーンと、凹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規制する相対位相規制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凹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凹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、ベーンが凹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、凹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、相対位相規制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規制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】
これら問題を解消すべく、回転部材と回転伝達部材との相対位相が吸気の慣性による体積効率の向上が可能な弁開閉時期に対応する最大遅角位置よりも所定角度だけ進角した中間位置にて相対位相規制機構により規制されるようにした装置が特開平９−３２４６１３号公報に提案されている。しかしながら、この装置においては、内燃機関の停止時に上記したように回転部材が回転伝達部材に対して遅角方向へ回転する際、回転部材と回転伝達部材の相対位相が所定の中間位置になるのは一瞬であるため、相対位相規制機構により所定の中間位置に回転部材と回転伝達部材の相対位相を規制することができない場合があり、内燃機関の始動不良及び内燃機関の始動時におけるベーンと回転伝達部材の凹部の周方向端面との衝突による打音の発生を確実に防止することはできない。
【０００９】
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。
【００１０】
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外装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、前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を、前記遅角用室の容積を最小とする最大進角位置と前記進角用室の容積を最小とする最大遅角位置との間の略中間に前記ベーンが位置する前記内燃機関の始動時対応位置から前記最大遅角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を規制する第１相対回転規制手段と、前記始動時対応位置から前記最大進角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を規制する第２相対回転規制手段とを設け、前記第１相対回転規制手段及び前記第２相対回転規制手段のうち一方が規制している状態で前記始動時対応位置に移動すると、前記最大遅角位置及び前記最大進角位置のうち一方への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を規制し、前記第１相対回転規制手段及び前記第２相対回転規制手段のうち他方が規制し、前記始動時対応位置に保持することである。
【００１１】
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第１及び第２相対回転規制手段により回転部材と回転伝達部材の相対位相がベーンが流体圧室の略中間に位置される始動時対応位置にあるときの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。
【００１２】
また、内燃機関の始動時の弁開閉時期がベーンの始動時対応位置における回転部材と回転伝達部材の相対位相時に得られるので、最大遅角位置では始動時対応位置での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。
【００１３】
また、上記した手段においては、前記第１相対回転規制手段は前記最大進角位置から前記最大遅角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を、前記流体圧室の略中間に前記ベーンが位置する前記内燃機関の始動時対応位置にて規制すると共に、前記遅角用室へ印加される流体圧によってその規制が解除され、第２相対回転規制手段は前記最大遅角位置から前記最大進角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を前記始動時対応位置にて規制すると共に、前記進角用室へ印加される流体圧によってその規制を解除するように構成することができる。
【００１４】
また、上記した手段においては、前記第１相対回転規制手段は前記最大進角位置から前記最大遅角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を、前記流体圧室の略中間に前記ベーンが位置する前記内燃機関の始動時対応位置にて規制すると共に、前記遅角用室と前記進角室とに印加される流体圧によってその規制が解除され、第２相対回転規制手段は前記最大遅角位置から前記最大進角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を前記始動時対応位置にて規制すると共に、前記進角用室と前記遅角室とに印加される流体圧によってその規制を解除するように構成することもできる。
【００１５】
また、上記した手段においては、前記第１相対回転規制手段は前記最大進角位置から前記最大遅角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を、前記流体圧室の略中間に前記ベーンが位置する前記内燃機関の始動時対応位置にて規制すると共に、前記遅角用室と前記進角室とに印加される流体圧によってその規制が解除され、第２相対回転規制手段は前記最大遅角位置から前記最大進角位置への前記回転部材と前記回転伝達部材の相対回転を前記始動時対応位置にて規制すると共に、前記進角用室と前記遅角室とに印加される流体圧によってその規制を解除されること、前記第１相対回転規制手段は、前記回転部材または前記回転伝達部材の一方にばね付勢されて収容される第１規制部材と、前記回転部材または前記回転伝達部材の他方に形成されて前記第１規制部材が嵌入することで前記回転部材と前記回転伝達部材の前記始動時対応位置から前記最大進角位置への相対回転を許容し、前記始動時対応位置から前記最大遅角位置への相対回転を規制する第１規制溝とを有し、前記第２相対回転規制手段は、前記回転部材または前記回転伝達部材の一方にばね付勢されて収容される第２規制部材と、前記回転部材または前記回転伝達部材の他方に形成されて前記第２規制部材が嵌入することで前記回転部材と前記回転伝達部材の前記始動時対応位置から前記最大進角位置への相対回転を規制し、前記始動時対応位置から前記最大遅角位置への相対回転を許容する第２規制溝とを有することが望ましい。
【００１６】
更に、上記した手段においては、前記回転部材を前記回転伝達部材に対して進角側に所定の付勢力で常時付勢する付勢部材を更に備えることが望ましい。
【００１７】
【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第１実施形態を図面に基づき、説明する。
【００１８】
図１乃至図４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の左端）に一体的に組付けた内部ロータ２０からなる回転部材と、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及び外部ロータ３０の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット３１から成る回転伝達部材と、内部ロータ２０に組付けた４枚のベーン８０と、フロントプレート４０に組付られる第１ロックピン８２等からなる第１相対回転規制手段と、フロントプレート４０に組付けられる第２ロックピン８０等からなる第２相対回転規制手段と、回転部材と回転伝達部材間に介装されて回転伝達部材に対して回転部材を進角側に付勢するトーションスプリング６０（付勢部材）等によって構成されている。尚、タイミングスプロケット３１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。
【００１９】
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の軸方向に延びる進角通路１１及び遅角通路１２が設けられている。進角通路１１は、カムシャフト１０に設けた取付ボルト９１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及び環状溝１４とシリンダヘッドに設けた接続通路１６を通して制御弁１００の接続ポート１０１に接続されている。遅角通路１２は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路及び環状溝１３とシリンダヘッドに設けた接続通路１５を介して制御弁１００の接続ポート１０２に接続されている。
【００２０】
制御弁１００は、ソレノイド１０３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１０４をスプリング１０５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に接続された供給ポート１０６が接続ポート１０２に連通すると共に、接続ポート１０１が排出ポート１０７に連通するように、また通電時には供給ポート１０６が接続ポート１０１に連通すると共に、接続ポート１０２が排出ポート１０７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１０３の非通電時には遅角通路１２に作動油が供給され、ソレノイド１０３の通電時には進角通路１１に作動油が供給され、ソレノイド１０３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。
【００２１】
内部ロータ２０は、単一の取付ボルト９１によってスペーサ９０を介してカムシャフト１０に一体的に固着されていて、４枚の各ベーン７０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、各ベーン７０によって区画された進角用室Ｒ１（図２において左上のものを除く）に進角通路１１から作動油を給排するように進角通路１１と各進角用室Ｒ１を内部ロータ２０の内孔とボルト９１間に形成される通路を介して連通する通路２４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１２に連通する環状溝２０ａと、該環状溝２０ａから軸方向に他端面側に延びる４つの通路２５と、各ベーン７０によって区画された遅角用室Ｒ２に遅角通路１２から作動油を環状溝２０ａ及び通路２５を通して給排するように各通路２５と各遅角用室Ｒ２（図２において左下のものを除く）を連通する通路２７とを有している。尚、各ベーン７０は、ベーン溝２１の底部に収容したベーンスプリング７１によって径方向外方に付勢されている。
【００２２】
また、内部ロータ２０の他端面側には、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が後述する内燃機関の始動時に対応する相対位相から後述する最大進角位置に対応する相対位相の間にある時に第２ロックピン８０の頭部が所定量嵌入されるように周方向に延びる第２規制溝２３ｃ（図３参照）と、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が内燃機関の始動時に対応する相対位相から後述する最大遅角位置に対応する相対位相の間にある時に第１ロックピン８２の頭部が所定量嵌入されるように周方向に延びる第１規制溝２６ｃ（図７参照）とが形成されている。内部ロータ２０の回転方向側（進角側）の第２規制溝２３ｃの端部は、内部ロータ２０の外周面に開口されており、また内部ロータ２０の反回転方向側の端部は、内部ロータ２０の外周面に開口されている。
【００２３】
更に、内部ロータ２０には、内部ロータ２０の内孔とボルト９１間に形成される通路から径方向外方に延び、内部ロータ２０の外周面に開口する通路２３ａと、該通路２３ａと第２規制溝２３ｃを連通する通路２３ｂと、図２において左下の通路２５から径方向外方に延び、内部ロータの外周面に開口する通路２６ａと、該通路２６ａと第１規制溝２６ｃを連通する通路２６ｂとが形成されている。尚、通路２３ｂは、内部ロータ２０の反回転方向側の第２規制溝２３ｃの端部の底部に開口するように形成されており、通路２６ｂは、内部ロータ２０の回転方向側の第１規制溝２６ｃの端部の底部に開口するように形成されている。また、第２規制溝２３ｃの底部には、内部ロータ２０の反回転方向側にて通路２３ｂに連通され、周方向に延びる溝２３ｄが形成されており、第１規制溝２６ｃの底部には、内部ロータ２０の回転方向側にて通路２６ｂに連通され、周方向に延びる溝２６ｄが形成されている。
【００２４】
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、５本の連結ボルト９２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３２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３２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。フロントプレート４０には、第２ロックピン８０と第２スプリング８１を収容する第２退避孔４２と、第１ロックピン８２と第１スプリング８３を収容する第１退避孔４３とが、外部ロータ３０の軸方向に形成されている。第２退避孔４２は、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が後述する内燃機関の始動時に対応する相対位相から後述する最大遅角位置に対応する相対位相の間にある時に、内部ロータ２０の第２規制溝２３ｃに対向するように位置されており、第１退避孔４３は、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が内燃機関の始動時に対応する相対位相から後述する最大進角位置に対応する相対位相の間にある時に、内部ロータ２０の第１規制溝２６ｃに対向するように位置されている。
【００２５】
各ベーン７０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３２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に形成した突部３２の周方向端面に１つのベーン７０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位相（内部ロータ２０と外部ロータ３０の所定の相対回転範囲）が制限されるようになっている。即ち、図１１に示すように、図示左下のベーン７０が突部３２の遅角側の周方向端面に当接する（最大進角位置）ことで内部ロータ２０の外部ロータ３０に対する進角側への相対回転が制限され、図１４に示すように図示左上のベーン７０が突部３２の進角側の周方向端面に当接する（最大遅角位置）ことで内部ロータ２０の外部ロータ３０に対する遅角側への相対回転が制限される。
【００２６】
第２ロックピン８０は、第２退避孔４２内に軸方向へ摺動可能に組み付けられていて、第２ロックピン８０と第２退避孔４２の底部間に介装される第１スプリング８１によって内部ロータ２０の他側面に向けて付勢されている。また、第１ロックピン８２は、第１退避孔４３内に軸方向へ摺動可能に組み付けられていて、第１ロックピン８２と第１退避孔４３の底部間に介装される第２スプリング８４によって内部ロータ２０の他側面に向けて付勢されている。これにより、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が内燃機関の始動時に対応する相対位相から最大遅角位置にある時の相対位相の間になると、第２ロックピン８０の頭部が第２規制溝２３ｃ内に嵌入し、始動時に対応する位置から最大遅角位置への内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対回転が許容されると共に、始動時に対応する位置から最大進角位置への内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対回転が規制される。また、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が内燃機関の始動時に対応する相対位相から最大進角位置にある時の相対位相の間になると、第１ロックピン８２の頭部が第１規制溝２６ｃ内に嵌入し、始動時に対応する位置から最大進角位置への内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対回転が許容されると共に、始動時に対応する位置から最大遅角位置への内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対回転が規制される。尚、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が内燃機関の始動時に対応する相対位相にある時には、第２ロックピン８０が第２規制溝２３ｃに嵌入すると共に、第１ロックピン８２が第１規制溝２６ｃに嵌入して、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持される。
【００２７】
本実施形態においては、内部ロータ２０からなる回転部材は、外部ロータ３０、フロントプレート４０及びリアプレート５０からなる回転伝達部材に対して、トーションスプリング６０により常時進角方向に付勢されている。尚、トーションスプリング６０の付勢力は、内燃機関の運転中、カムシャフト１０に作用する変動トルクの平均値（カムシャフト１０を遅角側へ回転させるように作用する平均トルク）相当となるように設定されている。トーションスプリング６０は、フロントプレート４０の円筒部４１と、該円筒部４１に連続するように内部ロータ２０の他側面に形成される環状溝内に収容されていて、一端を円筒部４１の端部に形成されるフランジ部４６に係止されると共に、他端を環状溝の底部に係止されている。
【００２８】
また、本実施形態においては、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が内燃機関の始動時に対応する相対位相にあるときに、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。尚、本実施形態においては、この始動時に対応する相対位相の時、各ベーン７０は、流体圧室Ｒ０の略中間に位置され、最大遅角位置（図１４参照）から内部ロータ２０が外部ロータ３０に対して所定角度θだけ進角側に相対回転（図８参照）した状態にある。
【００２９】
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、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が図８乃至図１０に示す内燃機関の始動時に対応する相対位相にある時に、内燃機関が始動されて内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０から制御弁１００を介して進角通路１１及び遅角通路１２に第１所定圧以上の作動流体が供給されるまでは、第２ロックピン８０及び第１ロックピン８２の各頭部が夫々第２規制溝２３ｃ及び第１規制溝２６ｃに嵌入されている（図９及び図１０参照）。
【００３０】
したがって、図示しない吸気弁の駆動の際にカムシャフト１０に作用する変動トルクによって内部ロータ２０と外部ロータ３０が相対回転することが第１及び第２ロックピン８０、８２によって規制されて、相対的な回転振動を発生することがなく、かかる回転振動に伴う打音（ベーン７０と突部３２との衝接音）の発生が防止される。
【００３１】
制御弁１００が非通電状態にあり、内燃機関が始動してから所定時間が経過してオイルポンプ１１０から制御弁１００を介して遅角通路１２に第１所定圧以上の作動流体が供給されると、通路２５、通路２６ａ及び通路２６ｂを介して第１規制溝２６ｃに作動油が供給され、第１ロックピン８２がスプリング８３の付勢力に抗して退避孔４３内に移動し、頭部が第１規制溝２６ｃから退避孔４３内に退避する。一方、進角通路１１は制御弁１００を介してオイル溜め１２０に連通されているため、第２ロックピン８０はスプリング８１の付勢力により頭部が第２規制溝２３ｃに嵌入した状態に維持される。したがって、内部ロータ２０が外部ロータ３０に対して始動時対応位置から最大遅角位置側に相対回転することが許容される。この状態にて、オイルポンプ１１０から制御弁１００を介して遅角通路１２に供給される作動流体の圧力が第２所定圧以上（第１所定圧＜第２所定圧）になり、同作動流体が、遅角通路１２から環状溝２０ａ、通路２５、２７及び通路２６ａ、２６ｂ、第１規制溝２６ｃを通して各遅角用室Ｒ２に供給されると共に、各進角用室Ｒ１から各通路２４及び第２規制溝２３ｃ、通路２３ｂ、２３ａと進角通路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と各ベーン７０が外部ロータ３０等に対して遅角側に相対回転し、この相対回転量（最大遅角量）は、図８に示す始動時対応位置から内部ロータ２０が外部ロータ３０に対して所定角度θだけ遅角側に相対回転して図１４に示すように１つのベーン（図示左上のベーン）７０が突部３２の進角側周方向端面に当接することにより制限される。尚、この時には、図１５及び図１６に示すように、第２ロックピン８０の頭部は第２規制溝２３ｃに嵌入し、第１ロックピン８２の頭部は第１規制溝２６ｃに嵌入せず、内部ロータ２０の他端面に摺接している。
【００３２】
また、制御弁１００の通電状態（ソレノイド１０３へ供給される電流のデューティ比を高くした）には、第２所定圧以上の作動流体が進角通路１１と各通路２４、２３ａ、２３ｂ及び第２規制溝２３ｃを通して各進角用室Ｒ１に供給されると共に、各遅角用室Ｒ２から各通路２５、２６ａ、２６ｂ、２７と遅角通路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と各ベーン７０が外部ロータ３０等に対して進角側に相対回転する。この相対回転量（最大遅角量）は、図１１に示すように、１つのベーン７０（図示左下のベーン）が突部３２の遅角側周方向端面に当接することにより制限される。尚、この時には、図１２及び図１３に示すように、第１退避孔４３が第１規制溝２６ｃに対向した時点でスプリング８３により第１ロックピン８２の頭部は第１規制溝２６ｃに嵌入し、第２ロックピン８０の頭部は第２規制溝２３ｃに嵌入せず、内部ロータ２０の他端面に摺接している。
【００３３】
本実施形態においては、上記したように各ベーン７０は、流体圧室Ｒ０の略中間に位置され、最大遅角位置（図１４参照）から内部ロータ２０が外部ロータ３０に対して所定角度θだけ進角側に相対回転（図８参照）した状態にある、内部ロータ２０と外部ロータ３０の所定の相対位相の時に、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、この始動時対応位置からベーン７０が突部３２の進角側の周方向端面に当接する最大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を制御して始動時対応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。
【００３４】
内燃機関の停止時には、オイルポンプ１００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７０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、カムシャフト１０に作用する変動トルクによる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。内燃機関の停止時の相対位相が、上記した始動時対応位置における相対位相となった場合には、スプリング８２、８４により第１及び第２ロックピン８０、８２の頭部が夫々第１及び第２規制溝２３ｃ、２６ｃ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。
【００３５】
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、図５に示すように、始動時対応位置よりも進角側にある場合には、図６及び図７に示すように、第２ロックピン８０の頭部は第２規制溝２３ｃに嵌入せず、第１ロックピン８２の頭部のみが第１規制溝２６ｃに嵌入している。したがって、内部ロータ２０と外部ロータ３０との相対回転が、始動時対応位置と最大進角位置との間のみに規制された状態にある。この状態にて、内燃機関の始動の際に図示しないクランクシャフトがスタータに回転駆動されると、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は外部ロータ３０に対して始動時対応位置と最大進角位置との間でのみ相対回転し、内部ロータ２０と外部ロータ３０との相対位相が始動時対応位置になった時に第２ロックピン８０の頭部が第２規制溝２３ｃに嵌入される。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。
【００３６】
また、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、図２に示すように、始動時対応位置よりも遅角側にある場合には、図３及び図４に示すように、第２ロックピン８０の頭部が第２規制溝２３ｃに嵌入し、第１ロックピン８２の頭部は第１規制溝２６ｃに嵌入していない。したがって、内部ロータ２０と外部ロータ３０との相対回転が、始動時対応位置と最大遅角位置との間のみに規制された状態にある。この状態にて、内燃機関の始動の際に図示しないクランクシャフトがスタータに回転駆動されると、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は外部ロータ３０に対して始動時対応位置と最大遅角位置との間でのみ相対回転し、内部ロータ２０と外部ロータ３０との相対位相が始動時対応位置になった時に第１ロックピン８２の頭部が第１規制溝２６ｃに嵌入される。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。尚、オイルポンプ１１０より供給される作動流体の圧力が第１所定圧以上になるまでには内燃機関の始動後所定時間を要するため、上記したスタータによる回転駆動には第１及び第２ロックピンは各規制溝にスプリングにより嵌入される。
【００３７】
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７０等から成る回転部材と、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確実に規制され、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７０による打音の発生を確実に防止することができる。
【００３８】
次に、本発明に従った弁開閉時期制御装置の第２実施形態を図面に基づき、説明する。
【００３９】
図１７から図１９は本発明の第２実施形態を示す図面である。本第２実施形態は、上記した第１実施形態に対して第１、第２ロックピンに供給する作動油の油圧経路が異なるだけでそれ以外の構成は同じであるため、第１実施形態と同じ構成、作用を有するものには第１実施形態の番号符号に２００を付した番号符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
図１７は、本発明の第２実施形態のフロントプレート２４０を取り除いた図面である。図１７において内側ロータ２２０と外側ロータ２３０は始動時に対応する位置にそれぞれ位置しており、第１ロックピン２８２と、第２ロックピン２８０はそれぞれ第１規制溝２２６ｃ、第２規制溝２２３ｃに嵌入して内側ロータ２２０と外側ロータ２３０の相対回転を規制している。
【００４１】
図１８は図１７の１８―１８断面図である。
【００４２】
図１８において、第１退避孔２４３は第１ロックピン２８２の移動方向に大径部２４３ａと小径部２４３ｂとを有する段付孔である。第１退避孔２４３の内径が変化する部分には段部が形成されている。第１退避孔２４３の大径部２４３ａは第２ロックピン２８２の移動方向に対して段部の反インナーロータ２２０側に、小径部２４３ｂは第１ロックピン２８２の移動方向に対して段部のインナーロータ２２０側にそれぞれ形成されている。第１退避孔２４３のインナーロータ２２０側の底部は通路２２６ａと通路２２６ｂとを介して通路２５と連通する。
【００４３】
第１ロックピン２８２は小径部と大径部とを有する段付形状を有する。第１ロックピンの小径部は第１退避孔２４３の小径部２４３ｂ内を、第１ロックピン２８２の大径部は第１退避孔２４３の大径部２４３ａ内をそれぞれ摺動可能である。
【００４４】
また、フロントプレート２４０には通路２０３、２０４が形成され、第１退避孔２４３の段部と連通している。
【００４５】
図１９は図１７の１９―１９断面図である。
【００４６】
図１９において、第２退避孔２４２は第２ロックピン２８０の移動方向に大径部２４２ａと小径部２４２ｂとを有する段付孔である。第２退避孔２４２の内径が変化する部分には段部が形成されている。大径部は第２ロックピン２８０の移動方向に対して段部の反インナーロータ２２０側に、小径部２４２ｂは第２ロックピン２８０の移動方向に対して段部のインナーロータ２２０側にそれぞれ形成されている。第２退避孔２４２のインナーロータ２２０側の底部は通路２２３ａを介して通路２２３ａと連通する。
【００４７】
第２ロックピン２８０は小径部と大径部とを有する段付の円筒形状を有する。第２ロックピンの小径部は第２退避孔の小径部１４２ｂ内を、第２ロックピンの大径部は第２退避孔の大径部１４２ａ内をそれぞれ摺動可能である。
【００４８】
また、フロントプレート２４０には通路２０１、２０２が形成され、第２退避孔２４２の段部と連通している。これにより第２ロックピン２８０は通路２３ａ，２３ｂを介して第２ロックピン２８０の小径部に作動油が供給されるとき、遅角室Ｒ２、通路２０１、２０２を介して第２ロックピン２８０の段部に作動油が供給されるとき、あるいはその両方に作動油が供給されたときに第２ロックピン２８０はスプリングの付勢力に逆らって第２退避孔内に退避し、インナーロータ２２０とアウターロータ２３０の相対回転が許容される。
【００４９】
これにより第１ロックピン２８２は通路２５ａ、２５ｂを介して第１ロックピン２８２の小径部に作動油が供給されるときと、遅角室Ｒ２、通路２０３、２０４を介して第１ロックピン２８２の段部に作動油が供給されるとき、あるいはその両方に作動油が供給されたときに第１ロックピン２８２はスプリングの付勢力に逆らって第１退避孔２４３内に退避し、インナーロータ２２０とアウターロータ２３０の相対回転を許容するように構成されている。
【００５０】
以上のように、第１、第２実施形態によれば、内燃機関の始動時におけるベーン７０、２７０と突部３２、２３２の周方向端面との衝突による打音の発生及び内燃機関の始動不良を防止しつつ、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。
【００５１】
上記実施形態においては、吸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。
【００５２】
また、上記した第１実施形態においては、第２ロックピン８０の規制解除を進角用室への作動流体で行ない、第１ロックピン８２の規制解除を遅角用室への作動流体で行うようにしたが、両ロックピンの規制解除のための作動流体を進角用室及び遅角用室への通路とは異なる通路を介して供給するようにしても良い。
【００５３】
【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第１及び第２相対回転規制手段により回転部材と回転伝達部材の相対位相がベーンが流体圧室の略中間に位置される始動時対応位置にあるときの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を的確に防止することができる。
【００５４】
また、内燃機関の始動時の弁開閉時期がベーンの始動時対応位置における回転部材と回転伝達部材の相対位相時に得られるので、最大遅角位置では始動時対応位置での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第１実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】フロントプレート等を外した状態における図１に示す第１実施形態のロック位置よりも遅角側で内燃機関が停止した状態を示す正面図である。
【図３】図２の３−３断面図である。
【図４】図２の４−４断面図である。
【図５】フロントプレート等を外した状態における図１に示す第１実施形態のロック位置よりも進角側で内燃機関が停止した状態を示す正面図である。
【図６】図５の６−６断面図である。
【図７】図５の７−７断面図である。
【図８】フロントプレート等を外した状態における図１に示す第１実施形態のロック状態を示す正面図である。
【図９】図８の９−９断面図である。
【図１０】図８の１０−１０断面図である。
【図１１】フロントプレート等を外した状態における図１に示す第１実施形態の進角作動状態を示す正面図である。
【図１２】図１１の１２−１２断面図である。
【図１３】図１１の１３−１３断面図である。
【図１４】フロントプレート等を外した状態における図１に示す第１実施形態の遅角作動状態を示す正面図である。
【図１５】図１４の１５−１５断面図である。
【図１６】図１４の１６−１６断面図である。
【図１７】フロントプレート等を外した状態における第２実施形態のロック状態を示す正面図である。
【図１８】図１７の１８−１８断面図である。
【図１９】図１７の１９−１９断面図である。
【符号の説明】
１０、２１０  カムシャフト
１１、２１１進角通路
１２、２１２遅角通路
２０、２２０  内部ロータ（回転部材）
２３ｃ、２２３ｃ  第２規制溝（第２相対回転規制手段）
２６ｃ、２２６ｃ  第１規制溝（第１相対回転規制手段）
３０、２３０  外部ロータ（回転伝達部材）
４０、２４０  フロントプレート（回転伝達部材）
４２、２４２  第２退避孔
４３、２４３  第１退避孔
５０、２５０  リアプレート（回転伝達部材）
７０、２７０  ベーン
８０、２８０  第２ロックピン（第２相対回転規制手段）
８２、２８２  第１ロックピン（第１相対回転規制手段）
１００  制御弁
１１０  オイルポンプ
Ｒ０  流体圧室
Ｒ１  進角用室
Ｒ２  遅角用室
【図１】
0004389383.tif 000002
【図２】
0004389383.tif 000003
【図３】
0004389383.tif 000004
【図４】
0004389383.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004389383.tif 000007
【図７】
0004389383.tif 000008
【図８】
0004389383.tif 000009
【図９】
0004389383.tif 000010
【図１０】
0004389383.tif 000011
【図１１】
0004389383.tif 000012
【図１２】
0004389383.tif 000013
【図１３】
0004389383.tif 000014
【図１４】
0004389383.tif 000015
【図１５】
0004389383.tif 000016
【図１６】
0004389383.tif 000017
【図１７】
0004389383.tif 000018
【図１８】
0004389383.tif 000019
【図１９】
0004389383.tif 000020