(57)【要約】【課題】内燃機関の運転状態に応じて適切なバルブタイミングの実現。【解決手段】クランク軸と連動回転する駆動側回転体１０のストッパ面７０ａは、カム軸２と連動回転する従動側回転体２０のストッパ面７３ａに対し、従動側回転体２０を付勢する平均カムトルクの偏り側Ｙにある。駆動側回転体１０に往復移動自在に支持されるピストン部材８２は、ストッパ面７０ａ，７３ａ間に突入する突入位置と突入位置から抜出する抜出位置とが移動位置として設定され、ピストン室８３へ供給される作動流体の圧力により抜出位置側へ、また復原力により突入位置側へ押圧される。流体供給源としてのポンプ９は、内燃機関の運転中に作動流体をピストン室８３へ供給し、内燃機関の停止に伴って当該作動流体供給を停止する。ドレイン手段としてのドレイン通路９２は、内燃機関の停止時において作動流体をピストン室８３から排出させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置において、
前記クランク軸と連動して回転する駆動側回転体であって、駆動側ストッパ面を有する駆動側回転体と、
前記カム軸と連動して回転し、付勢トルクにより前記駆動側回転体に対する遅角側又は進角側に偏って付勢される従動側回転体であって、前記駆動側ストッパ面と回転方向に当接することにより前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の間の相対位相の変化を規制し前記駆動側ストッパ面から回転方向に離間することにより前記相対位相の変化を許容する従動側ストッパ面を有する従動側回転体と、
前記駆動側回転体又は前記従動側回転体としての支持回転体により往復移動自在に支持され、前記従動側ストッパ面に対して前記付勢トルクの偏り側にある前記駆動側ストッパ面の当該従動側ストッパ面との間に突入する突入位置と、前記突入位置から抜出する抜出位置とが移動位置として設定されるピストン部材であって、前記支持回転体との間にピストン室を形成し、当該ピストン室へ供給される作動流体の圧力により前記抜出位置側へ押圧されるピストン部材と、
復原力により前記ピストン部材を前記突入位置側へ押圧する弾性部材と、
前記内燃機関の運転中において作動流体を前記ピストン室へ供給し、前記内燃機関の停止に伴って前記ピストン室への作動流体の供給を停止する流体供給源と、
前記内燃機関の停止時において作動流体を前記ピストン室から排出させるドレイン手段と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記付勢トルクは、前記駆動側回転体に対する遅角側に平均的に偏るカムトルクであることを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記ドレイン手段は、作動流体を排出させるドレイン通路であって、前記抜出位置の前記ピストン部材により開放されることで前記ピストン室と連通し、前記突入位置の前記ピストン部材により閉塞されることで前記ピストン室との連通が遮断されるドレイン通路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記ピストン部材は、作動流体の閾値以上の圧力により前記復原力に抗して前記突入位置から前記抜出位置へ移動し、
前記流体供給源は、前記内燃機関の始動時において前記閾値未満の圧力の作動流体を前記ピストン室へ供給し、前記内燃機関の始動完了後において前記閾値以上の圧力の作動流体を前記ピストン室へ供給することを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の間を歯車連繋してなり、歯車運動により前記相対位相を調整する位相調整機構を備え、
前記流体供給源は、作動流体としての潤滑液を前記位相調整機構内へ導入し、
前記ドレイン通路は、作動流体を前記位相調整機構内へ排出することを特徴とする請求項３又は４に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記ドレイン手段は、作動流体を排出させるドレイン通路と、前記内燃機関の運転中において前記流体供給源から作動流体が供給され、前記内燃機関の停止に伴って作動流体の供給が停止される供給通路と、前記ピストン室に連通する通路を前記ドレイン通路及び前記供給通路の間で切り換える切換弁を有し、
前記切換弁は、前記内燃機関の停止時において前記ドレイン通路を前記ピストン室に連通させ、前記内燃機関の運転中において前記供給通路を前記ピストン室に連通させることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項７】
前記ピストン部材は、前記ピストン室としての第一ピストン室、並びに供給される作動流体の圧力により前記突入位置側へ前記ピストン部材を押圧する第二ピストン室を、前記支持回転体との間に形成し、
前記第一ピストン室及び前記第二ピストン室にそれぞれ連通する通路を前記ドレイン通路及び前記供給通路の間で切り換える前記切換弁は、前記内燃機関の停止時において前記供給通路を前記第二ピストン室に連通させることを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
前記切換弁は、前記内燃機関の始動時において前記ドレイン通路を前記ピストン室に連通させ、前記内燃機関の始動完了後において前記供給通路を前記ピストン室に連通させることを特徴とする請求項６又は７に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項９】
前記ピストン部材は、前記ピストン室としての第一ピストン室、並びに供給される作動流体の圧力により前記突入位置側へ前記ピストン部材を押圧する第二ピストン室を、前記支持回転体との間に形成し、
前記第一ピストン室及び前記第二ピストン室にそれぞれ連通する通路を前記ドレイン通路及び前記供給通路の間で切り換える前記切換弁は、前記内燃機関の始動時において前記供給通路を前記第二ピストン室に連通させ、前記内燃機関の始動完了後において前記ドレイン通路を前記第二ピストン室に連通させることを特徴とする請求項８に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１０】
通電により回転出力を発生する電動アクチュエータと、
前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を有し、前記回転出力に応じて前記相対位相を調整する位相調整機構と、
前記電動アクチュエータへの通電を制御する通電制御回路部であって、前記内燃機関の始動位相に対して前記偏り側とは反対側へずれた所定の前記相対位相を停止制御位相として設定し、前記内燃機関の停止に必須の条件を検知してから前記内燃機関が完全停止するまでの期間において、前記電動アクチュエータへの通電を制御することにより前記相対位相を前記停止制御位相に保持した後、前記電動アクチュエータへの通電をカットすることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランク軸と連動して回転する駆動側回転体及びカム軸と連動して回転する従動側回転体の間の相対位相を変化させることにより、所望のバルブタイミングを実現するようにしたバルブタイミング調整装置が知られている。
【０００３】
こうしたバルブタイミング調整装置の一種として特許文献１に開示される装置では、駆動側回転体に設けたノッチの側面を従動側回転体に設けた歯の側面と当接させることにより、それら回転体間の相対位相変化を規制している。これにより、バルブタイミングの調整範囲として、内燃機関の運転状態に適した範囲を確保することが可能となっている。
【０００４】
また、バルブタイミング調整装置の別の一種として特許文献２に開示される装置では、電動アクチュエータの回転出力を利用することにより、内燃機関の始動時における駆動側及び従動側回転体間の相対位相を、最遅角位相よりも進角側且つ最進角位相よりも遅角側の中間位相に保持している。これにより、内燃機関の始動に適切なバルブタイミングを実現する中間位相を始動位相として、機関始動性を確保することが可能となっている。
【特許文献１】独国特許発明第４１１０１９５Ｃ２号明細書
【特許文献２】特開２００４−１３２３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、上述した特許文献１，２に開示の装置を組み合わせることによれば、内燃機関の運転状態にかかわらず、常に適切なバルブタイミングを実現することが可能となるはずである。しかしながら、本発明者らが鋭意研究を行った結果、内燃機関の始動時には、駆動側及び従動側回転体間の相対位相を電動アクチュエータの回転出力によって正確に始動位相に保持することは難しい、との知見が得られた。以下、その理由を説明する。
【０００６】
内燃機関の始動時において、カム軸と連動して回転する従動側回転体には、カム軸の回転に応じて駆動側回転体に対する遅角側及び進角側へ交番するカムトルクが作用する。このとき、カム軸を支持する軸受のフリクション等に起因して、カムトルクの平均トルクが駆動側回転体に対する遅角側に偏って作用するような場合には、駆動側回転体に対して従動側回転体が当該カムトルクの偏り側へ付勢されることになる。
【０００７】
一方、特許文献２に開示の如く、通電制御回路部から電動アクチュエータへの通電制御に従って回転出力を発生させるような場合、内燃機関の始動時には、スタータの負荷が大きいことによって電源電圧が低下し易いため、当該電源電圧を受ける通電制御回路部が作動停止するおそれがある。また、特許文献２に開示の如く、クランク軸及びカム軸の回転角から駆動側及び従動側回転体間の相対位相を算出し、当該算出結果に基づいて電動アクチュエータへの通電を制御するような場合、内燃機関の始動時には、内燃機関の回転数が低いことよって相対位相の算出精度が低下するおそれもある。
【０００８】
これらのことから、従動側回転体がカムトルクの偏り側へ付勢される状況での始動時に、それら回転体間の相対位相を電気的に制御する場合には、始動位相に正確に保持することが困難であり、最悪、機関始動性を確保できないという事態が懸念されるのである。
【０００９】
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の運転状態に応じて適切なバルブタイミングを実現するバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置において、クランク軸と連動して回転する駆動側回転体であって、駆動側ストッパ面を有する駆動側回転体と、カム軸と連動して回転し、付勢トルクにより駆動側回転体に対する遅角側又は進角側に偏って付勢される従動側回転体であって、駆動側ストッパ面と回転方向に当接することにより駆動側及び従動側回転体の間の相対位相（以下、「回転体間位相」という）の変化を規制し駆動側ストッパ面から回転方向に離間することにより回転体間位相の変化を許容する従動側ストッパ面を有する従動側回転体と、駆動側又は従動側回転体としての支持回転体により往復移動自在に支持され、従動側ストッパ面に対して付勢トルクの偏り側にある駆動側ストッパ面の当該従動側ストッパ面との間に突入する突入位置と、突入位置から抜出する抜出位置とが移動位置として設定されるピストン部材であって、支持回転体との間にピストン室を形成し、当該ピストン室へ供給される作動流体の圧力により抜出位置側へ押圧されるピストン部材と、復原力によりピストン部材を突入位置側へ押圧する弾性部材と、内燃機関の運転中において作動流体をピストン室へ供給し、内燃機関の停止に伴ってピストン室への作動流体の供給を停止する流体供給源と、内燃機関の停止時において作動流体をピストン室から排出させるドレイン手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような請求項１に記載の発明によると、内燃機関の運転中においてピストン室へ供給され且つ内燃機関の停止に伴って供給停止される作動流体の圧力は、当該運転初期の始動時においては通常低い。こうした内燃機関の始動時においては、弾性部材の復原力によってピストン部材を突入位置に保留させることが可能となる。ここでピストン部材は、駆動側又は従動側回転体としての支持回転体に支持される形となっている。故に、従動側回転体が駆動側回転体に対して付勢トルクの偏り側に付勢される状況では、従動側ストッパ面及びそれよりも付勢トルクの偏り側にある駆動側ストッパ面の間にて保留されたピストン部材は、それらストッパ面のうち支持回転体と異なる回転体のストッパ面を係止することができる。これによれば、回転体間位相を中間位相に機械的に保持することができるので、内燃機関の始動に適切なバルブタイミングを実現する始動位相として、当該中間位相を正確に設定し、それによって機関始動性を確保することが可能となる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明によると、内燃機関の始動完了後においてピストン部材は、上昇した作動流体の圧力によって弾性部材の復原力に抗して押圧されることで、突入位置から抜出位置への移動が可能となる。故に、相互間からピストン部材の抜出した駆動側及び従動側ストッパ面同士は、当接によって回転体間位相を規制し、離間によって回転体間位相を許容することができる。したがって、バルブタイミングの調整範囲として、内燃機関の運転状態に適した範囲を確保することが可能となる。
【００１３】
さらに、請求項１に記載の発明によると、内燃機関の停止に伴ってピストン室への作動流体供給が停止されるピストン部材は、弾性部材の復原力によって突入位置に移動可能となる。ここで、内燃機関の回転数が低く、作動流体の温度が低い内燃機関の始動完了直後に内燃機関が停止されるような場合、作動流体の粘度が高いことにより、ピストン部材の突入位置への移動が遅れることが懸念される。しかし、請求項１に記載の発明によると、作動流体の粘度が高い状況にあっても、内燃機関の停止時において当該作動流体がピストン室から排出されることで、ピストン部材の移動遅れを抑制することができる。これによれば、従動側回転体が駆動側回転体に対して付勢トルクの偏り側に付勢されている状況下、ピストン部材を従動側及び駆動側ストッパ面の間に迅速に突入させることで、支持回転体と異なる従動側又は駆動側回転体のストッパ面を当該ピストン部材に係止させることが可能となる。この場合、内燃機関の完全停止後において回転体間位相を機械的に保持し、内燃機関の次の始動に必要な始動位相を確保することが可能であるので、機関始動性の確保に貢献することができる。
【００１４】
以上、請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて適切なバルブタイミングを実現することができるのである。
【００１５】
請求項２に記載の発明によると、従動側回転体を付勢する付勢トルクは、駆動側回転体に対する遅角側に平均的に偏るカムトルクである。これによれば、内燃機関の運転中にカムトルクの平均トルクを受ける従動側回転体は遅角側に偏って付勢されることになるが、上述した原理により、内燃機関の完全停止後及び始動時における回転体間位相が始動位相としての中間位相に機械的に保持され得るので、機関始動性の確保が可能となる。
【００１６】
尚、付勢トルクとしては、駆動側回転体に対する遅角側に平均的に偏るカムトルク以外にも、例えばカムトルクの平均トルクに抗した復原力の印加によって、駆動側回転体に対する進角側に平均的に偏って従動側回転体を付勢するトルク等であってもよい。
【００１７】
請求項３に記載の発明によると、ドレイン手段は、作動流体を排出させるドレイン通路であって、抜出位置のピストン部材により開放されることでピストン室と連通し、突入位置のピストン部材により閉塞されることでピストン室との連通が遮断されるドレイン通路を有する。
【００１８】
このような請求項３に記載の発明によれば、内燃機関の停止時においてピストン部材は、当該機関停止前に抜出位置にあることによりピストン室をドレイン通路と連通させた状態下、当該機関停止に伴ってピストン室への作動流体供給を停止されることになる。これにより、内燃機関の停止時においては、ピストン室に連通のドレイン通路を通じてピストン室の作動流体を排出させつつ、弾性部材の復原力によってピストン部材を突入位置へと移動させることができるので、作動流体の粘度が高い状況にあっても当該移動の遅れが抑制され得る。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明によれば、内燃機関の始動時において、ピストン室の作動流体圧力が低いことによりピストン部材が突入位置に保留されることで、ピストン室とドレイン通路との連通が遮断された状態となる。これにより、内燃機関の始動完了までは、作動流体がピストン室に確実に留められることになるので、始動完了直後におけるピストン室の作動流体圧力として、ピストン部材を抜出位置へ押圧可能な高い圧力を確保し易くなる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によると、ピストン部材は、作動流体の閾値以上の圧力により弾性部材の復原力に抗して突入位置から抜出位置へ移動し、流体供給源は、内燃機関の始動時において閾値未満の圧力の作動流体をピストン室へ供給し、内燃機関の始動完了後において閾値以上の圧力の作動流体をピストン室へ供給する。これによれば、内燃機関の始動完了までは、閾値未満の圧力の作動流体がピストン室に留められることにより、ピストン部材が突入位置に確実に保留して機関始動性が確保され得る。また、内燃機関の始動完了後においては、ピストン室に留めらた作動流体の圧力が閾値以上となることにより、ピストン部材が確実に抜出位置へと移動して、バルブタイミングの調整範囲が適切に確保され得る。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、駆動側及び従動側回転体の間を歯車連繋してなり、歯車運動により回転体間位相を調整する位相調整機構を備え、流体供給源は、作動流体としての潤滑液を位相調整機構内へ導入し、ドレイン通路は、作動流体を位相調整機構内へ排出する。これによれば、ドレイン通路から作動流体として排出された潤滑液を、駆動側及び従動側回転体間を歯車連繋してなる位相調整機構の潤滑に利用して、効率的に耐久性を向上させることができるのである。
【００２２】
請求項６に記載の発明によると、ドレイン手段は、作動流体を排出させるドレイン通路と、内燃機関の運転中において流体供給源から作動流体が供給され、内燃機関の停止に伴って当該作動流体の供給が停止される供給通路と、ピストン室に連通する通路をドレイン通路及び供給通路の間で切り換える切換弁を有し、切換弁は、内燃機関の停止時においてドレイン通路をピストン室に連通させ、内燃機関の運転中において供給通路をピストン室に連通させる。
【００２３】
このような請求項６に記載の発明によれば、ピストン室との連通通路をドレイン通路及び供給通路の間で切り換える切換弁は、内燃機関の停止時においてドレイン通路の方をピストン室に連通させることにより、ピストン室への作動流体供給を確実に停止させる。したがって、内燃機関の停止時においては、ピストン室に連通のドレイン通路を通じてピストン室の作動流体を排出させつつ、弾性部材の復原力によってピストン部材を突入位置へと移動させることができるので、作動流体の粘度が高い状況にあっても当該移動の遅れが抑制され得る。
【００２４】
また、請求項６に記載の発明によれば、内燃機関の運転中においては、切換弁が供給通路をピストン室に連通させることで、作動流体が供給通路を通じてピストン室へと供給されることになる。故に、内燃機関の始動完了後において、供給通路を通じて供給される作動流体圧力の上昇により、ピストン部材を確実に抜出位置へと移動させることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によると、ピストン部材は、前記ピストン室としての第一ピストン室、並びに供給される作動流体の圧力により突入位置側へピストン部材を押圧する第二ピストン室を、支持回転体との間に形成し、第一ピストン室及び第二ピストン室にそれぞれ連通する通路をドレイン通路及び供給通路の間で切り換える切換弁は、内燃機関の停止時において供給通路を第二ピストン室に連通させる。
【００２６】
このような請求項７に記載の発明によれば、各ピストン室との連通通路をドレイン通路及び供給通路の間で切り換える切換弁は、内燃機関の停止時においてドレイン通路の方を第一ピストン室に連通させることにより、第一ピストン室への作動流体供給を確実に停止させる。さらに、内燃機関の停止時においては、切換弁が供給通路の方を第二ピストン室に連通させることになるが、当該機関停止に伴って供給通路への作動流体供給自体が停止することになる。したがって、内燃機関の停止時においては、第一ピストン室の作動流体をドレイン通路を通じて排出させつつ、復原力によるピストン部材の移動を第二ピストン室の作動流体の残圧によりアシストして、当該移動の遅れの抑制効果を高めることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明によると、切換弁は、内燃機関の始動時においてドレイン通路をピストン室に連通させ、内燃機関の始動完了後において供給通路をピストン室に連通させる。
【００２８】
このような請求項８に記載の発明によれば、ピストン室との連通通路をドレイン通路及び供給通路の間で切り換える切換弁は、内燃機関の始動時においてドレイン通路の方をピストン室に連通させることにより、ピストン室への作動流体供給自体を停止させる。したがって、始動時には通常低圧力の作動流体について偶発的な圧力上昇が生じたとしても、当該流体圧力がピストン室を通じてピストン部材に作用することを回避して、ピストン部材を突入位置に確実に保留させることができる。また、切換弁は、作動流体の圧力上昇が見込まれる内燃機関の始動完了後において供給通路をピストン室に連通させるので、ピストン部材を抜出位置まで確実に移動させることができるのである。
【００２９】
請求項９に記載の発明によると、ピストン部材は、前記ピストン室としての第一ピストン室、並びに供給される作動流体の圧力により突入位置側へピストン部材を押圧する第二ピストン室を、支持回転体との間に形成し、第一ピストン室及び第二ピストン室にそれぞれ連通する通路をドレイン通路及び供給通路の間で切り換える切換弁は、内燃機関の始動時において供給通路を第二ピストン室に連通させ、内燃機関の始動完了後においてドレイン通路を第二ピストン室に連通させる。
【００３０】
このような請求項９に記載の発明によれば、各ピストン室との連通通路をドレイン通路及び供給通路の間で切り換える切換弁は、内燃機関の始動時においてドレイン通路の方を第一ピストン室に連通させることにより、第一ピストン室への作動流体の供給自体を停止させる。それと共に、内燃機関の運転初期となる始動時においては、切換弁が供給通路の方を第二ピストン室に連通させた状態下、作動流体が当該供給通路へと供給されることになる。したがって、始動時には通常低圧力の作動流体について偶発的な圧力上昇が生じたとしても、当該流体圧力が第一ピストン室を通じてピストン部材に作用することを回避すると共に、当該流体圧力を第二ピストン室を通じてピストン部材に作用させることができるので、突入位置におけるピストン部材の保留効果が高められる。
【００３１】
また、請求項９に記載の発明によれば、切換弁は、作動流体の圧力上昇が見込まれる内燃機関の始動完了後においては、供給通路を第一ピストン室に連通させる一方、ドレイン通路を第二ピストン室に連通させるので、抜出位置へのピストン部材の移動確度を高めることができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、通電により回転出力を発生する電動アクチュエータと、駆動側及び従動側回転体を有し、電動アクチュエータの回転出力に応じて回転体間位相を調整する位相調整機構と、電動アクチュエータへの通電を制御する通電制御回路部であって、内燃機関の始動位相に対して付勢トルクの偏り側とは反対側へずれた所定の回転体間位相を停止制御位相として設定し、内燃機関の停止に必須の条件を検知してから内燃機関が完全停止するまでの期間において、電動アクチュエータへの通電を制御することにより回転体間位相を停止制御位相に保持した後、電動アクチュエータへの通電をカットする。
【００３３】
このような請求項１０に記載の発明によると、内燃機関の完全停止前においては、始動位相に対して付勢トルクの偏り側とは反対側へずれた停止制御位相に回転体間位相が保持されることになるため、内燃機関の停止に伴ってピストン室への作動流体供給が停止されるピストン部材は、弾性部材の復原力によって突入位置へと移動し得る。このようにして従動側及び駆動側ストッパ面間にピストン部材が突入した状態下、電動アクチュエータに対する通電がカットされると、従動側回転体が付勢トルクの偏り側に付勢されていることにより、支持回転体と異なる従動側又は駆動側回転体のストッパ面がピストン部材に係止されることになる。したがって、内燃機関の完全停止後においては、次の始動まで回転体間位相を始動位相に確実に保持して、機関始動性の確保に大きく貢献することができるのである。
【００３４】
尚、以上において「内燃機関の始動時」とは、スタータの補助により内燃機関がクランキングされているときを意味し、また「内燃機関の始動完了」とは、内燃機関が完爆してスタータの補助なく継続回転可能となったことを意味する。さらに、「内燃機関の停止時」とは、内燃機関の停止に必須の条件が成立してから内燃機関の回転が完全に停止するまでを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００３６】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を示している。バルブタイミング調整装置１は、内燃機関のクランク軸（図示しない）からカム軸２へ機関トルクを伝達する伝達系に設けられている。尚、本実施形態においてカム軸２は内燃機関の吸気弁（図示しない）を開閉するものであり、バルブタイミング調整装置１は当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。
【００３７】
図１に示すようにバルブタイミング調整装置１は、電動モータ４、通電制御回路部６及び位相調整機構８等を組み合わせてなる。
【００３８】
電動モータ４は、図１，２に示すようにブラシレスモータであり、モータケース１００、軸受１０１、モータ軸１０２及びモータステータ１０３を備えている。モータケース１００は、内燃機関の固定節（例えばチェーンケース）に取り付けられる。中空のモータケース１００内には、二つの軸受１０１及びモータステータ１０３が収容固定されている。各軸受１０１は、モータ軸１０２の軸本体１０４を回転自在に支持している。モータ軸１０２においてロータ部１０５は、軸本体１０４から外周側へ突出する円環板状に磁性材によって形成されている。このロータ部１０５には、モータ軸１０２の回転方向に等間隔に並ぶ形態で複数の永久磁石１０６が設けられている。これにより各永久磁石１０６は、モータ軸１０２と共に正逆回転可能となっている。回転方向において隣り合う永久磁石１０６同士は、互いに逆極性の磁極をロータ部１０５の外周側に形成している。モータステータ１０３はロータ部１０５の外周側に同心上に配置されており、モータコア１０８及びモータコイル１０９を有している。モータコア１０８は金属片を積層して形成され、モータ軸１０２の回転方向に等間隔に複数設けられている。モータコイル１０９は、各モータコア１０８に個別に巻装されてなる。
【００３９】
通電制御回路部６は、例えば制御コンピュータ及び通電ドライバ等からなり、少なくとも一部がモータケース１００内に収容固定されている。通電制御回路部６は電動モータ４の各モータコイル１０９に電気的に接続され、それらモータコイル１０９に対する通電を内燃機関の運転状態に応じて制御する。この通電制御を受けて電動モータ４は、各永久磁石１０６に作用する磁界を各モータコイル１０９の励磁により形成して制御トルクをモータ軸１０２に発生させることにより、モータ軸１０２を図２の時計方向又は反時計方向へ回転駆動する。尚、各モータコイル１０９に対する通電が通電制御回路部６によってカットされるときには、それらモータコイル１０９の形成する磁界が消失するので、制御トルクの発生は停止することになる。
【００４０】
図１に示すように位相調整機構８は、駆動側回転体１０、従動側回転体２０、遊星キャリア４０及び遊星歯車５０を備えている。
【００４１】
図１，３，４に示すように、駆動側回転体１０は全体として筒状を呈しており、位相調整機構８の他の構成要素２０，４０，５０を内部に収容している。駆動側回転体１０は、歯車部材１２及びスプロケット１３間に周壁部材１６を同軸上に共締めしてなる。
【００４２】
歯車部材１２は、歯底円の内周側に歯先円を有する駆動側内歯車部１４を形成している。スプロケット１３は、径方向外側へ突出する歯１９を回転方向に複数形成している。スプロケット１３は、それらの歯１９とクランク軸の複数の歯との間で環状のタイミングチェーンが掛け渡されることにより、クランク軸と連繋する。したがって、クランク軸から出力された機関トルクがタイミングチェーンを通じてスプロケット１３へ入力されるときには、駆動側回転体１０はクランク軸と連動して回転する。このとき駆動側回転体１０の回転方向は、図３，４の時計方向となる。
【００４３】
図１，４に示すように、従動側回転体２０は有底円筒状を呈し、駆動側回転体１０の内周側に同心上に嵌合している。従動側回転体２０の底壁部は、螺子止めによってカム軸２に同軸上に連結される連結部２１を形成している。この連結により従動側回転体２０は、カム軸２と連動して回転可能となっており、また駆動側回転体１０に対して進角側Ｘ及び遅角側Ｙに相対回転可能となっている。
【００４４】
従動側回転体２０の周壁部は、歯底円の内周側に歯先円を有する従動側内歯車部２２を形成している。ここで、従動側内歯車部２２の内径は駆動側内歯車部１４の内径よりも小さく設定され、また従動側内歯車部２２の歯数は駆動側内歯車部１４の歯数よりも少なく設定されている。従動側内歯車部２２は、駆動側内歯車部１４に対して軸方向へずれて配置されている。
【００４５】
図１，３，４に示すように、遊星キャリア４０は全体として筒状を呈しており、内周面部によって入力部４１を形成している。入力部４１は、回転体１０，２０及びモータ軸１０２に対して同心上に配置されている。入力部４１には、継手４３が嵌合する嵌合溝４２が形成され、当該継手４３を介してモータ軸１０２の軸本体１０４が遊星キャリア４０に連結されている。これにより遊星キャリア４０は、駆動トルクの発生に応じてモータ軸１０２と共に回転可能となっており、また駆動側内歯車部１４に対して進角側Ｘ及び遅角側Ｙに相対回転可能となっている。
【００４６】
遊星キャリア４０はさらに、入力部４１に対して偏心する外周面部によって偏心部４４を形成している。偏心部４４は、遊星歯車５０の中心孔５１の内周側にベアリング４５を介して嵌合している。これにより遊星歯車５０は、駆動側内歯車部１４に対する遊星キャリア４０の相対回転に応じて遊星運動可能に、偏心部４４によって支持されている。ここで遊星運動とは、遊星歯車５０が偏心部４４の偏心中心線周りに自転しつつ、遊星キャリア４０の回転方向へ公転する遊星運動をいう。
【００４７】
遊星歯車５０は段付円筒状に形成され、歯底円の外周側に歯先円を有する駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４をそれぞれ大径部分及び小径部分によって形成している。駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４の歯数は、それぞれ駆動側内歯車部１４及び従動側内歯車部２２の歯数よりも同数ずつ少なくなるように設定されている。駆動側外歯車部５２は駆動側内歯車部１４の内周側に配置されて、当該歯車部１４と噛み合っている。また、駆動側外歯車部５２よりも連結部２１側の従動側外歯車部５４は従動側内歯車部２２の内周側に配置されて、当該歯車部２２と噛み合っている。
【００４８】
このように回転体１０，２０間を歯車連繋してなる位相調整機構８は、カム軸２に発生するカムトルクをモータ軸１０２へ伝達しつつ、駆動側及び従動側回転体１０，２０間の相対位相である回転体間位相をモータ軸１０２の回転出力に応じて調整することとなる。
【００４９】
具体的には、モータ軸１０２が駆動側回転体１０と同速回転することにより、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１４に対して相対回転しないときには、遊星歯車５０が遊星運動しないで、回転体１０，２０と一体に回転する。即ち、回転体間位相は変化しないので、それに合わせてバルブタイミングが保持されることになる。
【００５０】
一方、モータ軸１０２が駆動側回転体１０に対して高速回転することにより、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１４に対して進角側Ｘへ相対回転するときには、遊星歯車５０の遊星運動により、従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対する進角側Ｘへ相対回転する。即ち、回転体間位相が進角側Ｘへ変化するので、それに合わせてバルブタイミングが進角することになる。
【００５１】
また一方、モータ軸１０２が駆動側回転体１０に対して低速回転又は逆回転することにより、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１４に対して遅角側Ｙへ相対回転するときには、遊星歯車５０の遊星運動により、従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して遅角側Ｙへ相対回転する。即ち、回転体間位相が遅角側Ｙへ変化するので、それに合わせてバルブタイミングが遅角することになる。
【００５２】
以上、第一実施形態の基本的構成について説明した。以下、第一実施形態の特徴的構成について説明する。
【００５３】
（カムトルク）
図５は、内燃機関の運転中に吸気弁の駆動反力によってカム軸２に発生し、当該カム軸２から従動側回転体２０に作用するカムトルクの時間的変化を示している。カムトルクは、従動側回転体２０を駆動側回転体１０に対する遅角側Ｙへ付勢する正トルクと、従動側回転体２０を駆動側回転体１０に対する進角側Ｘへ付勢する負トルクとに、カム軸２の回転に応じて交番する。ここでカムトルクは、カム軸２を支持する軸受（図示しない）のフリクション等に起因して、正トルクの最大値Ｔ＋が負トルクの最大値Ｔ−よりも大きい傾向を示しており、それによってカムトルクの平均トルク（以下、「平均カムトルク」という）Ｔａｖｅが正トルク側、即ち遅角側Ｙに偏っている。以上より、本実施形態のカムトルクは、平均的に遅角側Ｙに偏って従動側回転体２０を付勢する「付勢トルク」として、当該回転体２０に作用することとなる。
【００５４】
（ストッパ構造）
図１，４に示すように、駆動側回転体１０の周壁部材１６は、内周面に開口する複数のストッパ溝７０，７１，７２を回転方向に間隔をあけて形成している。また、従動側回転体２０は、従動側内歯車部２２の径方向外側へ突出する複数のストッパ突起７３，７４，７５を回転方向に間隔をあけて形成している。各ストッパ突起７３，７４，７５は、駆動側回転体１０内においてストッパ溝７０，７１，７２にそれぞれ挿入されており、回転体１０，２０の回転方向に揺動可能となっている。そして、本実施形態では、ストッパ突起７３のストッパ面７３ａ，７３ｂと、ストッパ溝７０のストッパ面７０ａ，７０ｂとが回転方向に当接することにより、回転体間位相の変化が規制されるようになっている。
【００５５】
具体的には、ストッパ面７３ａよりも平均カムトルクＴａｖｅの偏り側Ｙにあるストッパ面７０ａに対して、当該ストッパ面７３ａが図６の如く当接するときには、駆動側回転体１０に対する遅角側Ｙへの従動側回転体２０の相対回転が規制される。したがって、このときの回転体間位相は、駆動側回転体１０に対する従動側回転体２０の最遅角位相となる。
【００５６】
一方、ストッパ面７３ｂよりも平均カムトルクＴａｖｅの偏り側Ｙと反対側Ｘにあるストッパ面７０ｂに対して、当該ストッパ面７３ｂが図７の如く当接するときには、駆動側回転体１０に対する進角側Ｘへの従動側回転体２０の相対回転が規制される。したがって、このときの回転体間位相は、駆動側回転体１０に対する従動側回転体２０の最進角位相となる。
【００５７】
尚、図４に示すように、ストッパ面７３ａとストッパ面７０ａとが回転方向に離間し且つストッパ面７３ｂとストッパ面７０ｂとが回転方向に離間するときには、回転体間位相の変化が許容され得る。また、ストッパ突起７４及びストッパ溝７１の組と、ストッパ突起７５及びストッパ溝７２の組とについては、万が一、ストッパ突起７３及びストッパ溝７０の組に異常が生じたときに、それらストッパ突起７３及びストッパ溝７０の組に代わって回転間位相変化の規制作用を発揮し得るように、予備的に設けられている。
【００５８】
（ピストン構造）
図１，４に示すように駆動側回転体１０には、金属製の周壁部材１６を径方向に貫通する支持孔８０が形成されている。段付円筒孔状の支持孔８０は、図８に示すように、小径側の連通孔部８０ａと大径側のシリンダ孔部８０ｂとを同軸上に有している。
【００５９】
連通孔部８０ａは、周壁部材１６の径方向においてストッパ溝７０の外側に設けられ、ストッパ溝７０と連通している。ここで、ストッパ溝７０における連通孔部８０ａの開口部は、ストッパ溝７０が形成するストッパ面７０ａに対して、ストッパ溝７０に挿入されたストッパ突起７３のストッパ面７３ａ側に隣接している。
【００６０】
シリンダ孔部８０ｂは、周壁部材１６の径方向において連通孔部８０ａの外側に設けられている。シリンダ孔部８０ｂにおいて連通孔部８０ａと反対側の端部は、周壁部材１６に嵌合固定されて駆動側回転体１０の一部をなすリテーナ８１により、覆蓋されている。尚、本実施形態のリテーナ８１には、シリンダ孔部８０ｂ内の空気を抜くための空気抜き孔８１ａが複数設けられている。
【００６１】
図１，４に示すように支持孔８０には、金属製のピストン部材８２が周壁部材１６の径方向に往復移動自在に支持されている。ピストン部材８２は、図８に示すように、円柱ロッド状の突入部８２ａと有底円筒状の作用部８２ｂとを同軸上に有している。
【００６２】
突入部８２ａは、支持孔８０の連通孔部８０ａに同心上に嵌通されている。これにより、ストッパ面７３ａに対してストッパ面７０ａが平均カムトルクＴａｖｅの偏り側Ｙに離間しているときには、それらストッパ面７０ａ，７３ａの間に突入部８２ａが図９，１０の如く突入可能となっている。また特に、ストッパ面７０ａのストッパ面７３ａ側に連通孔部８０ａが隣接開口する本実施形態では、図９の如き突入状態の突入部８２ａがストッパ面７０ａ，７３ａ間に挟持されることで、駆動側回転体１０に対する従動側回転体２０の遅角側Ｙへの相対回転が規制されるようになっている。したがって、突入部８２ａがストッパ面７０ａ，７３ａ間に挟持されるときには、回転体間位相が最遅角位相よりも進角側Ｘ且つ最進角位相よりも遅角側Ｙの中間位相となるのであり、本実施形態において当該中間位相が、内燃機関の始動に最適な始動位相Ｐｓとして採用されている。以上、本実施形態では、突入部８２ａをストッパ面７０ａ，７３ａ間に突入させるピストン部材８２の移動位置が、「突入位置」に設定されている。
【００６３】
突入部８２ａについてはさらに、図８の如くストッパ面７０ａ，７３ａ間から抜出した状態を実現可能となっている。そこで、本実施形態では、突入部８２ａをストッパ面７０ａ，７３ａ間から抜出させるピストン部材８２の移動位置が、「抜出位置」に設定されている。また特に、周壁部材１６の径方向において連通孔部８０ａがストッパ溝７０の外側に設けられている本実施形態では、当該径方向において「抜出位置」が「突入位置」よりも外側に設定された形となっている。
【００６４】
図８に示すように作用部８２ｂは、シリンダ孔部８０ｂのリテーナ８１よりも連通孔部８０ａ側に同心上に収容されており、突入部８２ａと反対側の開口部をリテーナ８１側に向けている。これにより作用部８２ｂは、周壁部材１６の径方向において突入部８２ａの外側に配置されており、シリンダ孔部８０ｂの連通孔部８０ａ側端部との間にピストン室８３を形成している。ここでピストン室８３には、後に詳述するように作動流体が供給されるようになっており、当該作動流体の圧力が作用部８２ｂに作用する。
【００６５】
シリンダ孔部８０ｂにおいて作用部８２ｂ及びリテーナ８１の間には、弾性部材８４が介装されている。弾性部材８４は、本実施形態では金属製の圧縮コイルスプリングであり、その両端部が作用部８２ｂ及びリテーナ８１によって係止されている。弾性部材８４は圧縮方向に弾性変形して復原力を発生し、作用部８２ｂに対して当該復原力をピストン室８３と反対側から作用させる。
【００６６】
したがって、弾性部材８４の復原力により作用部８２ｂに働く軸力が、ピストン室８３の作動流体の圧力により作用部８２ｂに働く軸力よりも大きくなるときには、前者の軸力が支配的になるので、ピストン部材８２が突入位置側へと押圧されることになる。一方、弾性部材８４の復原力により作用部８２ｂに働く軸力に比して、ピストン室８３の作動流体の圧力により作用部８２ｂに働く軸力が大きくなるときには、後者の軸力が支配的になるので、ピストン部材８２が抜出位置側へと押圧されることになる。
【００６７】
図１，４に示すように駆動側回転体１０には、ピストン室８３へ作動流体を供給するための供給孔８５，８６が設けられている。
【００６８】
金属製のスプロケット１３を軸方向に対して斜めに貫通する供給孔８５は、回転体間位相によらず、カム軸２の供給孔３と連通するようになっている。ここで供給孔３は、作動流体として内燃機関用の潤滑油がポンプ９から供給される通路であり、また当該ポンプ９は、内燃機関が出力する機関トルクによって機械的に駆動されるメカポンプである。
【００６９】
周壁部材１６を軸方向に沿って延伸する供給孔８６の一端部は、図１に示すようにスプロケット１３側の供給孔８５と連通し、また当該供給孔８６の他端部は、図１，８に示すようにシリンダ孔部８０ｂと作用部８２ｂとの間のピストン室８３に連通している。以上の構成によりピストン室８３には、内燃機関の運転中となる始動時及び定常運転時において、ポンプ９から吐出される作動流体が供給孔３，８５，８６を通じて供給されるようになっている。また、ポンプ９からピストン室８３への作動流体供給は、内燃機関の停止に伴って停止するようになっている。
【００７０】
図１に示すように駆動側回転体１０には、さらに、ピストン室８３から作動流体を排出するためのドレイン通路９２を形成するドレイン孔９３，９４が設けられている。
【００７１】
図８に示すように第一ドレイン孔９３は、シリンダ孔部８０ｂと駆動側回転体１０外との間を連通する形態で、周壁部材１６を貫通している。本実施形態の第一ドレイン孔９３は、作用部８２ｂを摺接支持するシリンダ孔部８０ｂの内周面に開口している。ここで、シリンダ孔部８０ｂにおける第一ドレイン孔９３の開口部は、図８の如く抜出位置の作用部８２ｂによっては開放される一方、図９，１０の如く突入位置の作用部８２ｂによっては閉塞されるように、位置決めされている。
【００７２】
図８に示すように第二ドレイン孔９４は、駆動側回転体１０の内外を連通し且つ第一ドレイン孔９３に交差して連通する形態で、周壁部材１６を貫通している。このような第二ドレイン孔９４と第一ドレイン孔９３とから形成されるドレイン通路９２は、図８の如き抜出位置の作用部８２ｂによって第一ドレイン孔９３が開放されることで、作用部８２ｂ及びシリンダ孔部８０ｂの間のピストン室８３と連通し、当該ピストン室８３の作動流体を駆動側回転体１０の内外へ排出する。一方、かかるドレイン通路９２は、図９，１０の如き突入位置の作用部８２ｂによって第一ドレイン孔９３が閉塞されることで、ピストン室８３との連通を遮断されることになる。
【００７３】
尚、本実施形態において従動側回転体２０の連結部２１には、図１，４に示すように、作動流体を駆動側回転体１０内へ導入するために供給孔３と連通する導入孔９０が、回転方向に二つ設けられている。これにより、各導入孔９０を通じて駆動側回転体１０内に導入された作動流体は、位相調整機構８に対する潤滑油として機能することになる。また、このように作動流体を導入する本実施形態では、第二ドレイン孔９４から駆動側回転体１０内へ排出された作動流体や、ストッパ溝７０に開口する支持孔８０から当該回転体１０内へ漏出した作動流体を、位相調整機構８に対する潤滑油として利用することが可能となる。
【００７４】
以上、第一実施形態の特徴的構成について説明した。以下、第一実施形態の特徴的作動について説明する。
【００７５】
（内燃機関の停止時）
内燃機関の停止前の定常運転中は、内燃機関の回転数が所定のアイドル回転数Ｒｉ以上となることにより、ポンプ９からピストン室８３へ継続供給される作動流体の圧力が所定の閾値Ｆ以上となる。その結果、ピストン部材８２については、作動流体の圧力による軸力が支配的になると共に、当該部材８２を支持する駆動側回転体１０と一体回転することによって生じる遠心力が作用することで、図８の如く弾性部材８４の復原力に抗して抜出位置に保留される。またこのときには、抜出位置でのピストン部材８２の保留によって、作用部８２ｂ及びシリンダ孔部８０ｂ間のピストン室８３とドレイン通路９２とが連通するので、ピストン室８３における作動流体の圧力上昇が抑えられた状態となる。
【００７６】
そして、イグニッションスイッチのオフ指令等の停止指令を定常運転中の内燃機関が受けたときには、通電制御回路部６が当該停止指令を検知して停止処理を開始する。
【００７７】
具体的に停止処理では、まず、電動モータ４の各モータコイル１０９への通電を制御することにより、回転体間位相を停止制御位相Ｐｃに保持する。ここで停止制御位相Ｐｃは、始動位相Ｐｓに対して平均カムトルクＴａｖｅの偏り側Ｙとは反対側Ｘにずれた中間位相に設定される。
【００７８】
停止制御位相Ｐｃの保持状態下、慣性回転状態にある内燃機関の回転数がアイドル回転数Ｒｉよりも低下すると、ポンプ９からピストン室８３へと供給される作動流体の圧力が閾値Ｆ未満となる。その結果、ピストン部材８２については、弾性部材８４の復原力による軸力が支配的となるため、図１０の如く突入位置へと移動して、ストッパ溝７０のストッパ面７０ａに当接且つストッパ突起７３のストッパ面７３ａから離間した状態となる。
【００７９】
そこで、停止処理では、停止制御位相Ｐｃの保持状態下において内燃機関の回転数がアイドル回転数Ｒｉよりも低い制御切換値Ｒｃ（例えば２００ｒｐｍ）に達すると、各モータコイル１０９への通電をカットしてモータ軸１０２の回転を停止させる。ここで、通電カット時点においてはカム軸２が未だ慣性回転状態にあるため、ピストン部材８２が突入位置に保留された状態下、従動側回転体２０が平均カムトルクＴａｖｅの偏り側Ｙに付勢されて、回転体間位相が停止制御位相Ｐｃよりも遅角側Ｙへと変化する。
【００８０】
以上の結果、回転体間位相が停止制御位相Ｐｃよりも遅角側Ｙの始動位相Ｐｓまで変化すると、突入位置に保留されたピストン部材８２の突入部８２ａによりストッパ面７３ａが図９の如く係止されて、当該突入部８２ａがストッパ面７０ａ，７３ａ間に挟持された状態となる。したがって、この後に完全停止する内燃機関においては、次の始動までの間、ストッパ面７０ａ，７３ａ間に突入部８２ａが挟持された状態を機械的に維持して、回転体間位相を始動位相Ｐｓに確実に保持し得るのである。
【００８１】
さて、以上の停止処理においては、内燃機関の始動完了直後に停止指令が出されることにより当該処理が開始されるような場合、低温状態にある作動流体の粘度が高いことに起因して、内燃機関の回転数が制御切換値Ｒｃに達するまでにピストン部材８２が突入位置に戻らなくなる事態が懸念される。ここで、ピストン部材８２が突入位置に戻らない場合、平均カムトルクＴａｖｅの偏り側Ｙに付勢される従動側回転体２０は、ストッパ面７３ａがストッパ面７０ａと当接するまで駆動側回転体１０に対する相対回転を継続し、始動位相Ｐｓからのずれを惹起するおそれがある。
【００８２】
しかし、本実施形態の停止処理は、抜出位置でのピストン部材８２の保留によってピストン室８３とドレイン通路９２とが連通した状態から開始されるので、ピストン室８３の作動流体をドレイン通路９２へ排出させつつ、ピストン部材８２を突入位置へ移動させることができる。これによれば、作動流体の粘度が高い状況にあっても、ピストン部材８２の突入位置への移動遅れを抑制して始動位相Ｐｓからのずれを阻止し得るので、機関始動性の確保要求に十分応えることができるのである。
【００８３】
（内燃機関の始動時）
完全停止状態の内燃機関がイグニッションスイッチのオン指令等の始動指令を受けたときには、通電制御回路部６が当該始動指令を検知して始動処理を開始する。
【００８４】
具体的に始動処理では、各モータコイル１０９への通電をカットした状態で、内燃機関が完爆するのを待つ。このとき、内燃機関の回転数はアイドル回転数Ｒｉよりも低いため、ポンプ９からピストン室８３へ供給される作動流体の圧力は閾値Ｆ未満となる。故に、弾性部材８４の復原力による軸力が支配的となるピストン部材８２については、図９の如く突入位置に保留されることになる。またこのときには、突入位置でのピストン部材８２の保留によって、ピストン室８３とドレイン通路９２との連通が遮断されるので、ピストン室８３に作動流体が留められて、その流体圧力が閾値Ｆ未満の範囲で確保されることになる。さらにこのときには、カム軸２の回転に伴って従動側回転体２０が平均カムトルクＴａｖｅの偏り側Ｙに付勢されるため、ピストン部材８２の突入部８２ａは、突入位置にてストッパ面７０ａ，７３ａ間に挟持されたまま、ストッパ面７３ａの係止状態を維持することになる。
【００８５】
以上の結果、内燃機関の始動時には、ストッパ面７０ａ，７３ａ間においてピストン部材８２の傾きが機械的に抑制されて、回転間位相が始動位相Ｐｓに正確に保持されることになる。したがって、本実施形態によれば、内燃機関の始動に適切なバルブタイミングを実現して、機関始動性を確保することができるのである。
【００８６】
（内燃機関の始動完了後）
内燃機関の始動が完了して、内燃機関の回転数がアイドル回転数Ｒｉ以上になると、ポンプ９からピストン室８３へと供給される作動流体の圧力が閾値Ｆ以上になる。その結果、作動流体の圧力による軸力が支配的になると共に遠心力が作用するピストン部材８２については、図８の如く弾性部材８４の復原力に抗して抜出位置に移動することで、最遅角位相及び最進角位相間の全域における位相変化を許容することとなる。またこのときには、抜出位置へのピストン部材８２の移動によって、ピストン室８３とドレイン通路９２とが連通するので、ピストン室８３における作動流体の圧力が、閾値Ｆ以上となる範囲にて上昇を抑えられることとなる。したがって、この後においては、通電制御回路部６が各モータコイル１０９への通電を制御することで、回転体間位相を最遅角位相及び最進角位相間の全域にて、即ち内燃機関の運転状態に適した範囲にて調整することができるのである。
【００８７】
以上説明した第一実施形態によれば、内燃機関の始動完了後の定常運転時のみならず、内燃機関の停止時及び始動時にも適切なバルブタイミングを実現して、燃費性や始動性等といった機関性能を確保することができる。ここで、特に内燃機関の停止時においては、ピストン部材８２の作動に関して懸念されるフェイルを防止することができので、機関性能として信頼性の高い始動性を確保することができるのである。
【００８８】
尚、ここまでの第一実施形態では、駆動側回転体１０が特許請求の範囲に記載の「支持回転体」に相当し、ポンプ９が特許請求の範囲に記載の「流体供給源」に相当し、電動モータ４が特許請求の範囲に記載の「電動アクチュエータ」に相当し、ドレイン通路９２が特許請求の範囲に記載の「ドレイン手段」に相当している。
【００８９】
（第二実施形態）
図１１に示すように本発明の第二実施形態は、上述した第一実施形態の変形例である。
【００９０】
第二実施形態においては、駆動側回転体２１０の一部をなすリテーナ２８１が支持孔８０のシリンダ孔部８０ｂを液密に覆蓋している。これにより、ピストン部材２８２の作用部２８２ｂとリテーナ２８１との間には、ピストン室２８３が形成されている。ここでピストン室２８３には、後に詳述するように作動流体が供給されるようになっており、当該作動流体の圧力がピストン室８３と反対側から作用部２８２ｂに作用する。
【００９１】
したがって、ピストン室２８３の作動流体の圧力及び弾性部材８４の復原力により作用部２８２ｂに働く軸力が、ピストン室８３の作動流体の圧力により作用部２８２ｂに働く軸力よりも大きくなるときには、前者の軸力が支配的になるので、ピストン部材２８２が突入位置側へと押圧されることになる。一方、ピストン室２８３の作動流体の圧力及び弾性部材８４の復原力により作用部２８２ｂに働く軸力に比して、ピストン室８３の作動流体の圧力により作用部２８２ｂに働く軸力が大きくなるときには、後者の軸力が支配的になるので、ピストン部材２８２が抜出位置側へと押圧されることになる。
【００９２】
尚、以下の説明では、第一実施形態と同様に作用部２８２ｂとシリンダ孔部８０ｂとの間に形成されるピストン室８３を第一ピストン室８３といい、作用部２８２ｂとリテーナ２８１との間に形成されるピストン室２８３を第二ピストン室２８３という。
【００９３】
駆動側回転体１０には、第二ピストン室２８３へ作動流体を供給するための供給孔２８５，２８６が設けられている。駆動側回転体２１０においてスプロケット２１３を軸方向に対して斜めに貫通する供給孔２８５は、回転体間位相によらず、カム軸２の供給孔２０３と連通するようになっている。ここで供給孔２０３には、作動流体としてポンプ９から供給される内燃機関用の潤滑油が流通する。また、駆動側回転体２１０の周壁部材２１６を軸方向に沿って延伸する供給孔２８６の一端部は、スプロケット２１３側の供給孔２８５と連通し、また当該供給孔２８６の他端部は、シリンダ孔部８０ｂと作用部２８２ｂとの間の第二ピストン室２８３に連通している。
【００９４】
カム軸２の供給孔３，２０３は、切換弁２９４を介して供給通路２９６及びドレイン通路２９２とに機械的に接続されている。ここで供給通路２９６は、ポンプ９の吐出口に連通することにより、内燃機関の運転中はポンプ９から作動流体が供給される一方、内燃機関の停止に伴って作動流体の供給が停止されるようになっている。また、ドレイン通路２９２は、ポンプ９の吸入口側のオイルパン９ａに連通することにより、切換弁２９４側から流出する作動流体をオイルパン９ａへ排出するようになっている。
【００９５】
切換弁２９４は、二位置動作する電磁駆動式の四方弁であり、四つのポートに供給孔３，２０３及び通路２９６，２９２がそれぞれ連通している。切換弁２９４のソレノイド２９４ａは、通電制御回路部２０６に電気的に接続されており、内燃機関の運転状態に応じた通電制御を通電制御回路部２０６から受けるようになっている。この通電制御を受けて切換弁２９４は、ソレノイド２９４ａの励磁によりスプール（図示しない）を往復駆動して、供給孔３，２０３にそれぞれ連通する通路を通路２９６，２９２の間で切り換える。即ち切換弁２９４は、供給孔３，８５，８６を介して第一ピストン室８３に連通する通路と、供給孔２０３，２８５，２８６を介して第二ピストン室２８３に連通する通路とを、供給通路２９６とドレイン通路２９２との間で切り換えるのである。
【００９６】
このような第二実施形態において切換弁２９４が図１１の如く供給通路２９６を第一ピストン室８３に連通させるときには、内燃機関の運転中となる始動時及び定常運転時にポンプ９から吐出される作動流体が供給通路２９６を通じて第一ピストン室８３に供給されることになる。またこのとき、切換弁２９４がドレイン通路２９２と連通させる第二ピストン室２８３に存在している作動流体は、ドレイン通路２９２を通じてオイルパン９ａへと排出されることになる。
【００９７】
一方、切換弁２９４が図１２の如く供給通路２９６を第二ピストン室２８３に連通させるときには、内燃機関の運転中にポンプ９から吐出される作動流体が供給通路２９６を通じて第二ピストン室２８３に供給されることになる。またこのとき、切換弁２９４がドレイン通路２９２と連通させる第一ピストン室８３に存在している作動流体は、ドレイン通路２９２を通じてオイルパン９ａへと排出されることになる。
【００９８】
このような第二実施形態において内燃機関の停止前の定常運転中は、通電制御回路部２０６が切換弁２９４のソレノイド２９４ａへの通電を制御して、図１１の如く供給通路２９６及びドレイン通路２９２をそれぞれ第一ピストン室８３及び第二ピストン室２８３に連通させる。その結果、ピストン部材２８２については、第一ピストン室８３への供給流体の圧力による軸力が支配的になると共に、駆動側回転体１０との一体回転により生じる遠心力が作用することで、弾性部材８４の復原力に抗して抜出位置に保留される。またこのときには、第二ピストン室２８３がドレイン通路２９２と連通することによって実質的に空となっているので、ピストン部材２８２の抜出位置における保留が確実なものとなる。
【００９９】
また、内燃機関の停止時に実行される停止処理では、通電制御回路部２０６が各モータコイル１０９への通電を制御して回転体間位相を停止制御位相Ｐｃに設定すると共に、ソレノイド２９４ａへの通電を制御して各ピストン室８３，２８３との連通通路を切り換える。これにより、回転体位相が停止制御位相Ｐｃに保持された状態下、図１２の如く供給通路２９６及びドレイン通路２９２がそれぞれ第二ピストン室２８３及び第一ピストン室８３と連通する。このとき、供給通路２９６を通じて第二ピストン室２８３に供給される作動流体の圧力は停止指令時点から内燃機関の回転数と共に低下していくが、ピストン部材２８２は、かかる第二ピストン室２８３への供給流体の残圧及び弾性部材８４の復原力による軸力が支配的となることにより、突入位置へと移動する。またこのときには、第二ピストン室２８３の残圧及び弾性部材８４の復原力による軸力を第一ピストン室８３とは反対側から受ける作用部２８２ｂの移動によって、ドレイン通路２９２と連通する第一ピストン室８３の作動流体が当該通路２９２側へと押し出される。これによれば、内燃機関の始動完了直後に開始された停止処理において作動流体の粘度が高い状況にあっても、ピストン部材２８２の突入位置への移動遅れを抑制し得る。したがって、内燃機関の回転数が制御切換値Ｒｃに達することによる各モータコイル１０９への通電カット後においては、突入位置のピストン部材２８２によりストッパ面７３ａを確実に係止して、始動位相Ｐｓを確保することができるのである。
【０１００】
さらに、内燃機関の始動時に実行される始動処理では、通電制御回路部２０６が各モータコイル１０９への通電をカットすると共に、ソレノイド２９４ａへの通電制御によって、図１２の如く供給通路２９６及びドレイン通路２９２をそれぞれ第二ピストン室２８３及び第一ピストン室８３と連通させる。その結果、ピストン部材２８２については、第二ピストン室２８３への供給流体の圧力及び弾性部材８４の復原力による軸力が支配的となるので、突入位置に保留されることになる。またこのときには、第一ピストン室８３がドレイン通路２９２と連通することによって実質的に空となっているので、作動流体の圧力が偶発的に閾値Ｆ以上になったとしても、ピストン部材２８２を突入位置に確実に保留させることができる。即ち、始動位相Ｐｓの保持性が高められるのである。
【０１０１】
またさらに、内燃機関の始動が完了して内燃機関の回転数がアイドル回転数Ｒｉ以上になると、通電制御回路部２０６は、各モータコイル１０９への通電を制御して回転体間位相を始動位相Ｐｓに設定する。それと共に、通電制御回路部２０６は、ソレノイド２９４ａへの通電を制御して各ピストン室８３，２８３との連通通路を切り換える。これにより、回転体位相が始動位相Ｐｓに保持された状態下、図１１の如く供給通路２９６及びドレイン通路２９２がそれぞれ第一ピストン室８３及び第二ピストン室２８３と連通する。このとき、供給通路２９６を通じて第一ピストン室８３に供給される作動流体の圧力は閾値Ｆ以上となっていると共に、第二ピストン室２８３の作動流体はドレイン通路２９２を通じた排出状態となっているので、ピストン部材２８２については、第一ピストン室８３の圧力による軸力が支配的となる。故に、ピストン部材２８２が弾性部材８４の復原力に抗して抜出位置へと移動し、最遅角位相及び最進角位相間の全域における位相変化を許容することになる。したがって、この後においては、通電制御回路部２０６がピストン室８３，２８３と通路２９６，２９２との間の連通状態を維持しつつ、各モータコイル１０９への通電を制御することにより、内燃機関の運転状態に適した範囲に回転体間位相を調整することができるのである。
【０１０２】
以上説明した第二実施形態によっても、ピストン部材２８２の作動に関して懸念されるフェイルを防止することができので、機関性能として信頼性の高い始動性を確保することができるのである。
【０１０３】
尚、ここまでの第二実施形態では、駆動側回転体２１０が特許請求の範囲に記載の「支持回転体」に相当し、ドレイン通路２９２、供給通路２９６及び切換弁２９４が共同して特許請求の範囲に記載の「ドレイン手段」を構成している。
【０１０４】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【０１０５】
具体的には、支持孔８０については、回転体１０，２１０を軸方向に貫通する形態に設けて、当該支持孔８０によってピストン部材８２，２８２を回転体１０，２１０の軸方向に往復移動自在に支持するようにしてもよい。また、支持孔８０については、回転体２０に設けることで、ピストン部材８２，２８２を当該回転体２０によって支持するようにしてもよい。さらに、支持孔８０については、当該支持孔８０を形成する回転体１０，２１０のストッパ面７０ａから離間する箇所に開口させることにより、突入位置におけるピストン部材８２，２８２の突入部８２ａ，２８２ａからストッパ面７０ａを離間させるようにしてもよい。またさらに、支持孔８０内のピストン室８３，２８３を通じてピストン部材８２，２８２に与えられる作動流体については、内燃機関の潤滑油以外であってもよい。
【０１０６】
第一実施形態のドレイン通路９２については、ドレイン孔９３，９４のうち一方から形成するようにしてもよい。また、第二実施形態の始動処理においては、切換弁２９４のソレノイド２９４ａへの通電を通電制御回路部２０６により制御することで、図１１の如く供給通路２９６及びドレイン通路２９２をそれぞれ第一ピストン室８３及び第二ピストン室２８３と連通させるようにしてもよい。この場合、供給通路２９６を通じて第一ピストン室８３に供給される作動流体の圧力が閾値Ｆ未満となることにより、ピストン部材２８２について、第二ピストン室２８３への供給流体の圧力及び弾性部材８４の復原力による軸力によって突入位置に保留させることが可能となる。
【０１０７】
位相調整機構８については、平均カムトルクＴａｖｅに抗した復原力をスプリング等により従動側回転体２０へ印加することによって、回転体１０，２１０に対する進角側Ｘに平均的に偏って回転体２０を付勢する構成としてもよい。また、位相調整機構８については、回転体１０，２１０がカム軸２と連動回転し、回転体２０がクランク軸と連動回転する構成としてもよい。そして、これら位相調整機構８の変形構成等、回転体１０，２１０対する進角側Ｘに偏って付勢トルクが回転体２０に作用する構成又は回転体２０に対する遅角側Ｙに偏って付勢トルクが回転体１０，２１０に作用する構成においては、ピストン部材８２，２８２をストッパ面７０ｂ，７３ｂ間に突入させるようにしてもよい。
【０１０８】
位相調整機構８についてはさらに、遊星歯車５０に噛合する歯車部１４，２２を回転体１０，２１０と回転体２０との双方に設ける構成以外にも、本発明の作用効果が得られる構成であれば、適宜な構成のものを採用することができる。
【０１０９】
「電動アクチュエータ」としては、電動モータ以外にも、例えば電磁式ブレーキ又は流体式ブレーキ等の電動ブレーキや、油圧モータを使用してもよい。また、「流体供給源」としては、内燃機関の機関トルクによって駆動されるメカポンプ以外にも、内燃機関の運転に伴う通電によって作動する電動ポンプを使用してもよい。さらにまた、「内燃機関の停止に必須の条件」としては、内燃機関が停止する際に必ず現出する条件であれば、例えば内燃機関のアイドル回転数等を採用してもよい。
【０１１０】
そして、本発明は、吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置の基本構成を示す図であって、図４のI−I線断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】図１の従動側回転体に作用するカムトルクの時間的変化を示す模式図である。
【図６】図４とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図７】図４，６とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図８】図４の要部を拡大して示す断面図である。
【図９】図８とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図１０】図８，９とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図１に対応する断面図である。
【図１２】図１１とは異なる作動状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  バルブタイミング調整装置、２  カム軸、３，２０３  供給孔、４  電動モータ（電動アクチュエータ）、６，２０６  通電制御回路部、８  位相調整機構、９  ポンプ（流体供給源）、９ａ  オイルパン、１０，２１０  駆動側回転体（支持回転体）、１２  歯車部材、１３，２１３  スプロケット、１４  駆動側内歯車部、１６，２１６  周壁部材、２０  従動側回転体、２２  従動側内歯車部、４０  遊星キャリア、５０  遊星歯車、５２  駆動側外歯車部、５４  従動側外歯車部、７０，７１，７２  ストッパ溝、７０ａ，７０ｂ  ストッパ面、７３，７４，７５  ストッパ突起、７３ａ，７３ｂ  ストッパ面、８０  支持孔、８０ａ  連通孔部、８０ｂ  シリンダ孔部、８１，２８１  リテーナ、８１ａ  空気抜き孔、８２，２８２  ピストン部材、８２ａ  突入部、８２ｂ，２８２ｂ  作用部、８３  ピストン室・第一ピストン室、８４  弾性部材、８５，８６  供給孔、９０  導入孔、９２  ドレイン通路(ドレイン手段)、９３  第一ドレイン孔、９４  第二ドレイン孔、１０２  モータ軸、１０９  モータコイル、２８３  第二ピストン室、２８５，２８６  供給孔、２９２  ドレイン通路(ドレイン手段)、、２９４  切換弁(ドレイン手段)、、２９４ａ  ソレノイド、２９６  供給通路(ドレイン手段)、
【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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