(57)【要約】【課題】圧縮空気の流入による拘束手段の誤作動を防止するバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】ハウジング３は、回転方向に所定角度範囲で形成される収容室４６、４７、４８、４９を有する。ベーンロータ６は、遅角室５１、５２、５３、５４および進角室５６、５７、５８、５９に供給される作動流体の圧力によりハウジング３に対して相対回動するように駆動される。拘束手段８は、ハウジング３とベーンロータ６との相対回転位相を機械的に固定可能である。電駆動手段９は、通電により磁力を発生することで、拘束手段８による相対回動位相の固定と解除とを切換える。【選択図】図１
2009203907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉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、
前記駆動軸および前記従動軸の一方とともに回転し、回転方向に所定角度範囲で形成される収容室を有するハウジングと、
前記駆動軸および前記従動軸の他方とともに回転し、前記収容室を遅角室および進角室に仕切り、前記遅角室および前記進角室に供給される作動流体の圧力により遅角側または進角側に前記ハウジングに対して相対回動するように駆動されるベーンロータと、
前記ハウジングと前記ベーンロータとの相対回動位相を機械的に固定可能な拘束手段と、
通電により磁力を発生することで、前記拘束手段による前記相対回動位相の固定と解除とを切換可能な電磁駆動手段と、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】
前記拘束手段は、前記ベーンロータに設けられる通孔に往復移動可能に収容されるプランジャと、前記ベーンロータの前記通孔と連通する位置に移動可能な凹溝を有する前記ハウジングと、前記凹溝に係合する方向に前記プランジャを付勢する付勢手段とからなり、
前記電磁駆動手段に通電するとき、前記電磁駆動手段の発生する磁力により前記付勢手段の付勢力に抗して前記プランジャと前記凹溝との係合を解放し、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動位相の固定を解除することを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記拘束手段は、前記ベーンロータに設けられる通孔に往復移動可能に収容される第１プランジャと、前記ベーンロータの前記通孔と連通する位置に移動可能な凹溝を有する前記ハウジングと、前記凹溝に往復移動可能に収容される第２プランジャと、前記第２プランジャを前記凹溝に収容する方向に前記第１プランジャを付勢する付勢手段とからなり、
前記電磁駆動手段に通電するとき、前記電磁駆動手段の発生する磁力により前記付勢手段の付勢力に抗して前記第２プランジャの一端を前記通孔に、前記第２プランジャの他端を前記凹溝に係合することで、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動位相を固定し、
前記電磁駆動手段に通電しないとき、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動位相の固定を解除することを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記拘束手段は、前記ベーンロータに設けられる通孔に往復移動可能に収容される第１プランジャと、前記ベーンロータの前記通孔と連通する長溝を有する前記ハウジングと、前記長溝の長手方向に沿って直列に収容される複数個の第２プランジャと、前記第２プランジャを前記長溝に収容する方向に前記第１プランジャを付勢する付勢手段とからなり、
前記電磁駆動手段に通電するとき、前記電磁駆動手段の発生する磁力により前記付勢手段の付勢力に抗して前記複数個の第２プランジャのうちの所定の個数の第２プランジャを前記長溝から吸引して該所定の個数の第２プランジャの一端を前記通孔に、前記該所定の個数の第２プランジャの他端を前記長溝に係合することで、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動位相を固定し、
前記電磁駆動手段に通電しないとき、前記ハウジングの前記長溝内に複数個の全個の第２プランジャを収容し、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動位相の固定を解除することを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
前記拘束手段は、前記ベーンロータに形成される通孔に往復移動可能に収容されるプランジャと、前記ベーンロータの前記通孔と連通する位置に移動可能な凹溝を有する前記ハウジングと、前記凹溝に係合する方向に前記プランジャを付勢する付勢手段とからなり、
前記電磁駆動手段は、磁気回路を形成するコイルを前記凹溝を有する前記ハウジングと反対側の外部に設け、通電することで前記プランジャを前記付勢手段に抗して吸引する磁力を発生し、
前記電磁駆動手段に通電するとき、前記電磁駆動手段の発生する磁力により付勢手段の付勢力に抗して前記プランジャと前記凹溝との係合を解放し、前記ハウジングに対するベーンロータの相対回動位相の固定を解除することを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記拘束手段は、前記ベーンロータに形成される通孔に往復移動可能に収容される第１プランジャと、前記ベーンロータの前記通孔と連通する位置に移動可能な凹溝を有する前記ハウジングと、前記凹溝に往復移動可能に収容される第２プランジャと、前記ハウジングの内壁に形成された前記凹溝に収容され、前記通孔に向けて前記第２プランジャを付勢する付勢手段とからなり、
前記電磁駆動手段は、磁気回路を形成するコイルを前記凹溝を有する前記ハウジング側の外部に設け、通電することで前記第１プランジャを前記付勢手段に抗して吸引する磁力を発生し、
前記電磁駆動手段に通電するとき、前記第１プランジャの一端を前記凹溝に、前記第１プランジャの他端を前記通孔に係合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動位相を固定し、
前記電磁駆動手段に通電しないとき、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動位相の固定が解除されることを特徴とする請求項１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、内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミング（以下、「開閉タイミング」をバルブタイミングという）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】
従来より、内燃機関のクランクシャフトの駆動力を受けるハウジングと、カムシャフトにクランクシャフトの駆動力を伝達するベーンロータとを備え、ハウジング内の遅角室および進角室の油圧によりハウジングに対し遅角方向および進角方向にベーンロータを駆動することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相、つまり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が知られている。
【０００３】
このバルブタイミング調整装置は、内燃機関を始動した直後の状態では油圧ポンプから油圧が進角室および遅角室に十分に供給されず、カムシャフトが受けるトルク変動により、ハウジングとベーンロータとが衝突し、打音が発生する。この打音の発生を防止するため、特許文献１に示されるように、ベーンロータの内部にストッパピストンを設け、油圧によりこのストッパピストンをハウジングに形成したストッパ穴に係合させ、ハウジングとベーンロータとの位相を保持するバルブタイミング調整装置が知られている。
【０００４】
しかし、油圧によってストッパピストンとストッパ穴との係合状態を解除状態に移行するバルブタイミング調整装置では、内燃機関の始動時に進角室および遅角室へ作動油を供給開始後、油圧ポンプから進角室および遅角室までの間の油路に溜まった圧縮空気によってストッパピストンがストッパ穴から誤作動により抜け出してしまうおそれがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、電磁駆動手段によりハウジングとベーンロータとの相対回転位相の固定と解除とを切換可能な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】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、ハウジングは、回転方向に所定角度範囲で形成される収容室を有する。ベーンロータは、収容室を遅角室および進角室に仕切り、遅角室および進角室に供給される作動流体の圧力によりハウジングに対して相対回動するように駆動される。拘束手段は、ハウジングとベーンロータとの相対回転位相を機械的に固定可能である。電磁駆動手段は、通電により磁力を発生することで、拘束手段による相対回動位相の固定と解除とを切換可能である。
拘束手段によるハウジングとベーンロータとの相対回転位相の固定と解除とを電磁駆動手段で切換えることができるので、油圧ポンプから進角室および遅角室までの間の油路に溜まった圧縮空気が拘束手段に流入し、拘束手段が誤作動するおそれを防止することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によると、拘束手段は、プランジャ、ハウジングおよび付勢手段からなる。プランジャは、ベーンロータに設けられる通孔に往復移動自在に収容される。ハウジングは、ベーンロータの通孔と連通する位置に移動可能な凹溝を有する。付勢手段は、凹溝に係合する方向にプランジャを付勢する。電磁駆動手段に通電するとき、電磁駆動手段の発生する磁力により付勢手段の付勢力に抗してプランジャと凹溝との係合を解放することで、ハウジングに対するベーンロータの相対回動位相の固定を解除する。
これにより、バルブタイミング調整装置は、ハウジングとベーンロータとの相対回動位相を機械的に固定し、この固定と解除とを電磁駆動手段で切換えることができるので、圧縮空気によるプランジャの誤作動を防止することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によると、拘束手段は、第１プランジャ、ハウジング、第２プランジャおよび付勢手段からなる。第１プランジャは、ベーンロータに設けられる通孔に往復移動可能に収容される。ハウジングは、ベーンロータの通孔と連通する位置に移動可能な凹溝を有する。第２プランジャは、凹溝に往復移動可能に収容される。付勢手段は、第２プランジャを凹溝に収容する方向に第１プランジャを付勢する。電磁駆動手段に通電するとき、電磁駆動手段の発生する磁力により付勢手段の付勢力に抗して第２プランジャの一端を通孔に、第２プランジャの他端を凹溝に係合することで、ハウジングに対するベーンロータの相対回動位相を固定する。電磁駆動手段に通電しないとき、ハウジングに対するベーンロータの相対回動位相の固定を解除する。
ベーンロータの通孔に第１プランジャを、ハウジングの凹溝に第２プランジャを収容することで、第１プランジャおよび第２プランジャの移動距離が短くなる。これにより、ハウジングとベーンロータとの相対回転位相の固定と解除とを電磁駆動手段で効率よく切換えることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明によると、拘束手段は、第１プランジャ、ハウジング、複数個の第２プランジャおよび付勢手段からなる。第１プランジャは、ベーンロータに設けられる通孔に往復移動可能に収容される。ハウジングは、ベーンロータの通孔と連通する長溝を有する。複数個の第２プランジャは、長溝に該長溝の長手方向に沿って直列に収容される。付勢手段は、第２プランジャを長溝に収容する方向に第１プランジャを付勢する。電磁駆動手段に通電するとき、電磁駆動手段の発生する磁力により付勢手段の付勢力に抗して複数個の第２プランジャのうちの所定の個数の第２プランジャを長溝から吸引する。この所定の個数の第２プランジャの一端を通孔に、該所定の個数の第２プランジャの他端を長溝に係合することで、ハウジングに対するベーンロータの相対回動位相を固定する。電磁駆動手段に通電しないとき、ハウジングの長溝内に複数個の全個の第２プランジャを収容し、ハウジングに対するベーンロータの相対回動位相の固定を解除する。
ハウジングに形成する長溝に複数個の第２プランジャを収容することで、ハウジングとベーンロータとの相対回転位相を任意の位置で固定し、この固定と解除とを電磁駆動手段で切換えることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明によると、拘束手段は、プランジャ、ハウジングおよび付勢手段からなる。プランジャは、ベーンロータに形成される通孔に往復移動可能に収容される。ハウジングは、ベーンロータの通孔と連通する位置に移動可能な凹溝を有する。付勢手段は、凹溝に係合する方向にプランジャを付勢する。電磁駆動手段は、磁気回路を形成するコイルを凹溝を有するハウジングと反対側の外部に設け、通電することでプランジャを付勢手段に抗して吸引する磁力を発生する。電磁駆動手段に通電するとき、電磁駆動手段の発生する磁力により付勢手段の付勢力に抗してプランジャと凹溝との係合を解放し、ハウジングに対するベーンロータの相対回動位相の固定を解除する。
磁気回路を形成するコイルをハウジングの外部に設けることで、拘束手段によるハウジングとベーンロータとの相対回転位相の固定と解除とを切換える電磁駆動手段を簡単な構成で備えることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明によると、拘束手段は、第１プランジャ、ハウジング、第２プランジャおよび付勢手段からなる。第１プランジャは、ベーンロータに形成される通孔に往復移動可能に収容される。ハウジングは、ベーンロータの通孔と連通する位置に移動可能な凹溝を有する。第２プランジャは、ハウジングの内壁に形成される凹溝に往復移動可能に収容される。付勢手段は、ハウジングの内壁に形成された凹溝に収容され、通孔に向けて第２プランジャを付勢する。電磁駆動手段は、磁気回路を形成するコイルを前記凹溝を有する前記ハウジング側の外部に設け、通電することで第１プランジャを付勢手段に抗して吸引する磁力を発生する。電磁駆動手段に通電するとき、第１プランジャの一端を凹溝に、第１プランジャの他端を通孔に係合することでハウジングに対するベーンロータの相対回動位相を固定する。電磁駆動手段に通電しないとき、ハウジングに対するベーンロータの相対回動位相の固定が解除される。
バルブタイミング調整装置は、磁気回路を形成するコイルをハウジングの外部に設けることで、拘束手段によるハウジングとベーンロータとの相対回転位相の固定と解除とを切換える電磁駆動手段を簡単な構成で備えることができる。さらに、ベーンロータの通孔に第１プランジャを、ハウジングの凹溝に第２プランジャを収容し、第１プランジャおよび第２プランジャの移動距離が短くなるので、ハウジングとベーンロータとの相対回転位相の固定と解除とを電磁駆動手段で効率よく切換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１〜図５に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置１は作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、始動時の位相を進角側に制御するバルブタイミングを調整するものである。
まず、バルブタイミング調整装置１の機械的構成を説明する。本実施形態のバルブタイミング調整装置１は、ハウジング３と、ベーンロータ６と、拘束手段８と、電磁駆動手段９等から構成される。
【００１４】
駆動側回転体であるハウジング３は、図１〜図３に示すように、チェーンスプロケット３２、シューハウジング３３から構成される。チェーンスプロケット３２は、図示しない内燃機関の駆動軸としてのクランクシャフトとチェーンにより結合し、クランクシャフトと同期して回転する。クランクシャフトの駆動力は、バルブタイミング装置１を経由して従動軸としてのカムシャフト２に伝達され、排気弁を開閉駆動する。
カムシャフト２は、チェーンスプロケット３２に対し相対回転可能にチェーンスプロケット３２に挿入され、チェーンスプロケット３２に対し所定の位相差をおいて回転する。チェーンスプロケット３２およびカムシャフト２は、図１に示す矢印Ｘ方向から見て時計回りに回転する。以下、この回転方向を進角方向とし、反回転方向を遅角方向とする。
【００１５】
シューハウジング３３は、筒状に形成される周壁３７と、この周壁３７から径方向内側に延びるシュー４１、４２、４３、４４と周壁３７を挟んでチェーンスプロケット３２と反対側に設けられるフロントプレート３１とを有し一体に形成される。シューハウジング３３はボルト３４によりチェーンスプロケット３１と同軸上に固定される。
シュー４１、４２、４３、４４は周壁３７の回転方向に略等間隔に設けられる。シュー４１とシュー４２との間に収容室４６が設けられ、シュー４２とシュー４３との間に収容室４７が設けられ、シュー４３とシュー４４との間に収容室４８が設けられ、シュー４４とシュー４１との間に収容室４９が設けられる。
フロントプレート３１は、円盤状に形成され、円盤の中心でハウジング３の外側から内側に通じる円孔３６を有する。
【００１６】
従動側回転体であるベーンロータ６は、カムシャフト２の回転軸方向の端面と当接する。ベーンロータ６は、ボルト孔６６に取り付けられるボルト２１によりブッシング２８と共にカムシャフト２と同軸上に結合される。ベーンロータ６とカムシャフト２との回転方向の位置決めは、ベーンロータ２０の嵌合穴２９およびカムシャフト２に図示しない位置決めピンを嵌合させることにより成される。
【００１７】
ベーンロータ６は、ハウジング３に対し相対回動可能にハウジング３内に収容される。ベーンロータ６は、カムシャフト２に固定される円筒状のロータ６５と、このロータ６５外周側にベーン６１、６２、６３、６４とを有する。ロータ６５は、フロントプレート３１側の面でカムシャフト２側へ円筒状に窪む陥凹部６８を有する。陥凹部６８に有底筒状のブッシング２８が圧入される。ブッシング２８の外周は、フロントプレート３１の円孔３６の内周より僅かに小さい。これにより、ブッシング２８とフロントプレート３１とは摺動可能である。
【００１８】
ベーン６１、６２、６３、６４は、収容室４６、４７、４８、４９内に回動可能に収容される。ベーン６１は、収容室４６を進角室５１と遅角室５６とに仕切っている。ベーン６２は、収容室４７を進角室５２と遅角室５７とに仕切っている。ベーン６３は、収容室４８を進角室５３と遅角室５８とに仕切っている。ベーン６４は、収容室４９を進角室５４と遅角室５９とに仕切っている。図１に示す進角方向、遅角方向を表す矢印は、ハウジング３に対するベーンロータ６の進角方向、遅角方向を表している。
【００１９】
シール部材７１は、ロータ６５のシュー４３、４４、４１、４２と径方向に向き合う面に設けられ、シュー４３、４４、４１、４２に液密に摺接する。シール部材７２は、ベーン６３、６４、６１、６２のシュー周壁３７と径方向に向き合う面に設けられ、シュー周壁３７と液密に摺接する。シール部材７１、７２は、進角室５１、５２、５３、５４と遅角室５６、５７、５８、５９との間の作動油の流れを防止する。
【００２０】
電磁駆動手段９は、通電することでプランジャ８１、チェーンスプロケット３２およびベーンロータ６に磁気回路を形成するコイル部９０を有する。コイル部９０は、ボビン９８内で巻回するコイル９１を有し、円筒状に形成される。ベーン６１は、回動軸方向に孔を形成し、この孔にコイル部９０を収容している。コイル部９０の中心軸には通孔９２が形成され、この通孔９２は、ベーンロータ６の回動軸側の一端から他端に通じている。これにより、ベーンロータ６は通孔９２を設ける。電源２３は、後述するスリップリング９３を経由してコイル９１へ通電する。
【００２１】
拘束手段８は、プランジャ８１、凹溝８２を有するハウジング３および付勢手段としてのスプリング８３からなる。
プランジャ８１は、例えば鉄などの磁性材料から円筒状に形成され、ベーンロータ６に設けられる通孔９２に収容される。プランジャ８１の直径は、通孔９２の内径より僅かに小さく形成される。このため、プランジャ８１は通孔９２の壁面と摺接し、ベーンロータ６の回動軸方向に往復移動可能である。
【００２２】
ハウジング３は、フロントプレート３１側でベーンロータ６の回動軸方向に円筒状に窪む凹溝８２を有する。凹溝８２は、ベーンロータ６が最進角側に位相制御されるとき、通孔９２と連通する位置でフロントプレート３１の内壁に形成される。ハウジング３とベーンロータ６とは相対回動する。このため、フロントプレート３１の凹溝８２は、通孔９２と連通する位置に移動可能である。
スプリング８３は、圧縮コイルスプリングであり、通孔９２内でプランジャ８１のチェーンスプロケット３２側に収容される。スプリング８３の一端はプランジャ８１の格納部８７に係止され、他端がチェーンスプロケット３２の内壁８９と摺動する。スプリング８３は、プランジャ８１をフロントプレート３１側に付勢する。したがって、スプリング８３は、プランジャ８１を凹溝８２に係合する方向に付勢する。凹溝８２と通孔９２とが連通するとき、プランジャ８１は凹溝８２に係合可能である。
【００２３】
スリップリング９３は、固定子９６と回転子９７を有する。固定子９６は、エンジンのヘッドカバー２２等に取り付けられる。回転子９７はバルブタイミング調整装置１のフロントプレート３１の外側に取り付けられ、バルブタイミング調整装置１と共に回転する。スリップリング９３は、固定子９６のブラシ９４と回転子のリング９５とが摺動し、電源２３から供給される電流をコイル部９０に供給する。配線２６、２７は、ブッシング２８に形成される配線孔２９、ベーンロータ６に形成されるボルト孔６６および配線孔６７を通り、リング９５とコイル９１とを接続する。これにより、コイル９１は、電源２３から電流を供給される。
【００２４】
ベーンロータ６が最進角側に位相制御され、通孔９２と凹溝８２とが連通し、プランジャ８１と凹溝８２とが同軸になる状態を図４に示す。プランジャ８１は、スプリング８３に付勢され、フロントプレート３１側に移動する。プランジャ８１の一端が凹溝８２と係合し、他端が通孔９２と係合すると、ハウジング３とベーンロータ６との相対回動位相が固定される。
【００２５】
電源２３からコイル９１に通電されると、図５に示すように、プランジャ８１、チェーンスプロケット３２およびベーンロータ６に磁気回路が構成され、この磁気回路に磁束Ｍが流れると、プランジャ８１とチェーンスプロケット３２との間に磁気吸引力が発生する。このため、プランジャ８１は、スプリング８３の付勢力に抗してチェーンスプロケット３２側へ吸引される。プランジャ８１が凹溝８２との係合を解放すると、ハウジング３に対するベーンロータ６の相対回動位相の固定が解除される。
【００２６】
進角通路１６は、油圧ポンプ１９と進角室５１、５２、５３、５４とを接続する油路を形成する。遅角通路１７は、油圧ポンプ１９と遅角室５６、５７、５８、５９とを接続する油路を形成する。油圧ポンプ１９から進角通路１６を経由して進角室５１、５２、５３、５４に作動油が供給されるとき、遅角室５６、５７、５８、５９から遅角通路１７を経由してオイルパン２０に作動油が排出される。一方、油圧ポンプ１９から遅角通路１７を経由して遅角室５６、５７、５８、５９に作動油が供給されるとき、進角室５１、５２、５３、５４から進角通路１６を経由してオイルパン２０に作動油が排出される。進角室５１、５２、５３、５４および遅角室５６、５７、５８、５９のうち作動油を供給する方の油圧室は、切換弁１８の作動により切り換えられる。進角室５１、５２、５３、５４および遅角室５６、５７、５８、５９への作動油の供給バランスにより、ハウジング３に対するベーンロータ６の相対回動位置が変化する。
【００２７】
次に、バルブタイミング調整装置１の作動を説明する。なお、図１および図２は、バルブタイミング調整装置１が位相を進角制御している状態を示している。
＜内燃機関停止時＞
内燃機関停止状態ではプランジャ８１は凹溝８２に係合している。内燃機関を始動した直後の状態では、電磁駆動装置９のコイル９１に通電がされず、プランジャ８１は凹溝８２に係合した状態を維持し、ハウジング３に対しベーンロータ６は最進角位置に保持されている。これにより、作動油が各油圧室に供給されるまでの間、カムシャフト２が受けるトルク変動によりハウジング３とベーンロータ６とが揺動振動して衝突し、打音が発生することを防止する。
【００２８】
＜内燃機関始動後＞
内燃機関始動後、コイル９１に通電されると、プランジャ８１が凹溝８２から抜け出す。プランジャ８１が通孔９２に収容されると、ハウジング３に対し、ベーンロータ６は相対回動自在となる。そして、各進角室および各遅角室に加わる油圧を制御することにより、バルブタイミング調整装置１は、クランクシャフトに対するカムシャフト２の位相差を調整する。
【００２９】
＜進角作動時＞
バルブタイミング調整装置１が進角作動するとき、内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）は、切替弁１８に供給する駆動電流を制御する。切替弁１８は、油圧ポンプ１９と進角油路１６とを接続し、遅角油路１７とオイルパン２０とを接続する。油圧ポンプ１９から吐出される作動油は、進角油路１６を経由し、進角室５１、５２、５３、５４に供給される。進角室５１、５２、５３、５４の油圧は、ベーン６１、６２、６３、６４に作用し、ベーンロータ６を進角側に付勢するトルクを発生する。このとき、遅角室５６、５７、５８、５９の作動油は、遅角油路１７を経由し、オイルパン２０に排出される。進角室５１、５２、５３、５４の油圧の発生するトルクにより、ベーンロータ６は、ハウジング３に対し進角側に回動する。
【００３０】
＜遅角作動時＞
バルブタイミング調整装置１が遅角作動するとき、ＥＣＵは、切替弁１８に供給する駆動電流を制御する。切替弁１８は、油圧ポンプ１９と遅角油路１７とを接続し、進角油路１６とオイルパン２０とを接続する。油圧ポンプ１９から吐出される作動油は、遅角油路１７を経由し、遅角室５６、５７、５８、５９に供給される。遅角室５６、５７、５８、５９の油圧がベーン６１、６２、６３、６４に作用し、ベーンロータ６を遅角側に付勢するトルクを発生する。このとき、進角室５１、５２、５３、５４の作動油は進角油路１６を経由し、オイルパン２０に排出される。遅角室５６、５７、５８、５９の油圧の発生するトルクにより、ベーンロータ６は、ハウジング３に対し進角側に回動する。
【００３１】
＜中間保持作動時＞
ベーンロータ６が目標位相に到達すると、ＥＣＵは切替弁１８に供給する駆動電流のデューティ比を制御する。これにより、切替弁１８は、油圧ポンプ１９と、進角油路１６および遅角油路１７との接続を遮断し、進角室５１、５２、５３、５４および遅角室５６、５７、５８、５９からオイルパン２０に作動油が排出されることを防止する。このため、ベーンロータ６は目標位相に保持される。
【００３２】
本実施形態のバルブタイミング調整装置１では、プランジャ８１がスプリング８３に付勢され、一端を凹溝８２に、他端を通孔９２に係合することによりハウジング３とベーンロータ６との相対回動位相を固定する。コイル部９０は、通電により、プランジャ８１を凹溝８２から抜け出す方へ吸引する磁力を発生する。拘束手段８の拘束と解除とを電磁駆動装置９により切替られるので、油圧ポンプ１９から進角室および遅角室までの油路に溜まった圧縮空気が凹溝８２に流入し、拘束手段が誤作動することを防止することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を図６から図８に示す。第１実施形態と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。第２実施形態によるバルブタイミング調整装置１２の拘束手段８は、第１プランジャ８１１、凹溝８２を有するハウジング３、第２プランジャ８４および付勢手段としてのスプリング８３１からなる。
【００３４】
第１プランジャ８１１は、例えば鉄などの磁性材料から円筒形に形成され、ベーンロータ６に設けられる通孔９２に収容される。第１プランジャ８１１の直径は、通孔９２の内径より僅かに小さく形成される。このため、第１プランジャ８１１は、通孔９２側の壁面と摺接し、ベーンロータ６の回動軸方向に往復移動可能である。第１プランジャ８１１の軸方向の長さと通孔９２の軸方向の長さとの差は、第２プランジャ８４の軸方向の長さより短く形成される。
【００３５】
ハウジング３は、フロントプレート３１側でベーンロータ６の回動軸方向に円筒状に窪む凹溝８２を有する。凹溝８２は、ベーンロータ６が最進角側に位相制御されるとき、通孔９２と連通する位置でフロントプレート３１の内壁に形成される。ハウジング３とベーンロータ６とは相対回動する。このため、フロントプレート３１の凹溝８２は、通孔９２と連通する位置に移動可能である。
【００３６】
第２プランジャ８４は、例えば鉄などの磁性材料から円筒状に形成され、凹溝８２に収容される。第２プランジャ８４の軸方向の長さは、第２プランジャ８４が凹溝８２に収容されているとき、第２プランジャ８４の第１プランジャ８１１側の面と、フロントプレート３１がベーンロータ６に摺接する面３８とが同一平面となる長さに形成される。
第２プランジャ８４の直径は、凹溝８２および通孔９２の内径より僅かに小さく形成される。このため、凹溝８２と通孔９２とが連通するとき、第２プランジャ８４は、一端を通孔９２側の壁面と摺接し、ベーンロータ６の回動軸方向に往復移動可能である。
【００３７】
スプリング８３１は、圧縮コイルスプリングであり、通孔９２内で第１プランジャ８１１のチェーンスプロケット３２側に収容される。スプリング８３１の一端は第１プランジャ８１１の格納部８７１に係止され、他端がチェーンスプロケット３２の内壁８９と摺動する。スプリング８３１は、第１プランジャ８１１をフロントプレート３１側に付勢する。したがって、スプリング８３１は、第２プランジャ８４を凹溝８２に収容する方向に第１プランジャ８１１を付勢する。第２プランジャ８４が凹溝８２に収容されているとき、ハウジング３とベーンロータ６とは相対回動可能である。
【００３８】
ベーンロータが最進角側に位相制御され、第１プランジャ８１１と凹溝８２とが同軸になる状態を図７に示す。図７の状態ではコイル９１に通電されていない。第１プランジャ８１１は、付勢手段８３１に付勢され、フロントプレート３１側の面８６１が第２プランジャ８４と当接する。
【００３９】
ベーンロータ６が最進角側に位相制御された状態でコイル９１に通電されると、図８に示すように、第１プランジャ８１１、チェーンスプロケット３２、ベーンロータ６および第２プランジャ８４に磁気回路が構成され、この磁気回路に磁束Ｍが流れると、第１プランジャ８１１とチェーンスプロケット３２との間に磁気吸引力が発生する。このため、第１プランジャ８１１は、スプリング８３の付勢力に抗してチェーンスプロケット３２側へ吸引される。第２プランジャ８４は第１プランジャ８１１と磁気結合し、チェーンスプロケット３２側へ吸引される。第２プランジャ８４の一端が通孔９２に係合し、他端が凹溝８２に係合すると、ハウジング３とベーンロータ６との相対回動位相が固定される。
【００４０】
第２実施形態のバルブタイミング調整装置１２では、拘束手段８が第１プランジャおよび第２プランジャ８４を有する。コイル部９０は、通電により、第１プランジャ８１１および第２プランジャ８４を結合し、チェーンスプロケット３２側へ吸引する磁力を発生する。第２プランジャ８４の一端が通孔９２と係合し、他端が凹溝８２と係合することにより、ハウジング３とベーンロータ６との相対回動位相が固定される。
第１プランジャ８１１のチェーンスプロケット３２側の面８５１と、チェーンスプロケット３２の内壁８９との距離が短いので、コイル部９０は、効率よく拘束手段８による相対回動位相の固定と解除とを切替えることができる。
【００４１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を図９から図１４に示す。第１および第２実施形態と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。第３実施形態では、バルブタイミング調整装置１３の拘束手段８は、第１プランジャ８１１、長溝８２１を有するハウジング３、複数個の第２プランジャ８４１〜８４７および付勢手段としてのスプリング８３１からなる。
【００４２】
ハウジング３は、フロントプレート３１側でベーンロータ６の回動軸方向に窪む長溝８２１を有する。長溝８２１は、ベーンロータ６がハウジング３に対して相対回動し通孔９２と連通する位置でフロントプレート３１の内壁に形成される。これにより、長溝８２１は、ベーンロータの回動する角度範囲で扇状に形成される。バルブタイミング調整装置１３では、ベーンロータ６がハウジング３に対して中心角２０°の範囲で相対回動する。長溝８２１は、フロントプレート３１の内壁８８１に中心角２０°の範囲で形成される。これにより、長溝８２１は、ベーンロータ６がハウジング３に対して相対回動する全範囲で通孔９２と連通する。
【００４３】
複数個の第２プランジャ８４１〜８４７は、図１０および図１１に示すように、例えば鉄などの磁性材料から略六角柱状に形成され、長溝８２１の長手方向に沿って直列に収容される。第２プランジャ８４１〜８４７は、シューハウジング３５の中心軸内側の長さａが中心軸外側の長さｂより小さく形成され、扇状に形成される長溝８２１に連続して収容可能である。
第２プランジャ８４１〜８４７は、通孔９２に２個同時に収容可能な大きさに形成される。第２プランジャ８４１〜８４７は、ベーンロータ６の回動する径方向側の面が円弧状の山形に形成され、通孔９２の内壁に沿って収容可能である。
第２プランジャ８４１〜８４７の軸方向の長さｃは、第２プランジャ８４１〜８４７が長溝８２１に収容されているとき、第２プランジャ８４１〜８４７の第１プランジャ８１１側の面と、フロントプレート３１がベーンロータ６に摺接する面３８とが同一平面となる長さに形成される。
【００４４】
ベーンロータが最進角側に位相制御されている状態を図１２に示す。図１２の状態ではコイル９１に通電されていない。第１プランジャ８１１は、付勢手段８３１に付勢され、フロントプレート３１側の面８６１が第２プランジャ８４１、８４２と当接する。複数個の第２プランジャ８４１〜８４７の全個が長溝８２１に収容されているとき、ハウジング３とベーンロータ６とは相対回動可能である。
【００４５】
ベーンロータ６が最進角側に位相制御された状態でコイル９１に通電されると、図１３に示すように、第１プランジャ８１１、チェーンスプロケット３２、ベーンロータ６および第２プランジャ８４１〜８４７に磁気回路が構成され、この磁気回路に磁束Ｍが流れると、第１プランジャ８１１とチェーンスプロケット３２との間に磁気吸引力が発生する。このため、第１プランジャ８１１は、スプリング８３１の付勢力に抗してチェーンスプロケット３２側へ吸引される。
第１プランジャ８１１と同軸に位置する第２プランジャ８４１、８４２は第１プランジャ８１１と磁気結合し、チェーンスプロケット３２側へ吸引される。第２プランジャ８４１、８４２の一端が通孔９２に係合し、他端が長溝８２１に係合すると、ハウジング３とベーンロータ６との相対回動位相が固定される。
【００４６】
次に、ベーンロータ６が最進角と最遅角の間で位相保持され、コイル９１に通電された状態を図１４に示す。このとき、第１プランジャ８１１、チェーンスプロケット３２、ベーンロータ６および第２プランジャ８４１〜８４７に磁束Ｍが流れ、第１プランジャ８１１と同軸に位置する第２プランジャ８４４、８４５が第１プランジャ８１１と磁気結合し、第１プランジャ８１１と共にチェーンスプロケット３２側へ吸引される。第２プランジャ８４４、８４５の一端が通孔９２に係合し、他端が長溝８２１に係合すると、ハウジング３とベーンロータ６との相対回動位相が固定される。
【００４７】
第３実施形態のバルブタイミング調整装置１３によると、ハウジング３は、ベーンロータ６がハウジング３に対して相対回動し、第１プランジャ８１１と同軸となる範囲内で長溝８２１を設け、この長溝８２１に第２プランジャ８４１〜８４７を連続して収容する。コイル部９０は、通電により、第１プランジャ８１１および第１プランジャ８１１と同軸に位置する第２プランジャをハウジング３の長溝８２１を有する内壁とは反対側へ吸引する磁力を発生する。コイル部に通電されるとき、第２プランジャ８４１〜８４７のうち、第１プランジャ８１１と同軸に位置する第２プランジャの一端が通孔９２へ吸引されるので、ハウジング３とベーンロータ６との相対回動位相を任意の位置で固定することができる。
また、第２プランジャ８４１〜８４７は、通孔９２に２個同時に収容可能な大きさに形成される。このため、ベーンロータとハウジングとの相対回動位相を固定する位置を細かく設定することができる。
【００４８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１５に示す。第１から第３実施形態と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。第４実施形態によるバルブタイミング調整装置１４では、ハウジング３０は、チェーンスプロケット３２１、シューハウジング３３１から構成され、シューハウジング３３１はフロントプレート３１１を有する。チェーンスプロケット３２１、シューハウジング３３１、フロントプレート３１１およびベーンロータ６０は例えばアルミ等の非磁性材料から形成される。
【００４９】
拘束手段８０は、プランジャ８１２、凹溝８２２を有するハウジング３０および付勢手段としてのスプリング８３２からなる。
プランジャ８１２は、例えば鉄などの磁性材料から円筒状に形成され、ベーン６１１に形成される通孔６９に収容される。プランジャ８１２の直径は、通孔６９の内径より僅かに小さく形成され、ベーン６１１の通孔６９側の壁面と摺接し、ベーンロータ６０の回動軸方向に往復移動可能である。
【００５０】
ハウジング３０は、チェーンスプロケット３２１側でベーンロータ６０の回動軸方向に円筒状に窪む凹溝８２２を有する。凹溝８２２は、ベーンロータ６０が最進角側に位相制御されるとき、通孔６９と連通する位置でチェーンスプロケット３２１の内壁に形成される。ハウジング３０とベーンロータ６０とは相対回動する。このため、チェーンスプロケット３２１の凹溝８２２は、通孔６９と連通する位置に移動可能である。凹溝８２２と通孔６９とが連通するときプランジャ８１２は凹溝８２２に係合可能である。
スプリング８３２は、圧縮コイルスプリングであり、通孔６９内でプランジャ８１２のフロントプレート３１１側に収容される。スプリング８３２の一端はプランジャ８１２の格納部８７２に係止され、他端がフロントプレート３１１の内壁と摺動する。スプリング８３２は、プランジャ８１２をチェーンスプロケット３２１側に付勢する。したがって、スプリング８１２は、プランジャ８１２を凹溝８２２に係合する方向に付勢する。
【００５１】
電磁駆動手段９は、通電することでプランジャ８１２と磁気回路を形成するコイル部９０を有する。コイル部９０１は、磁心９１２と、磁心９１２を巻回するコイル９１１と、磁心９１２およびコイル９１１を収容するケース９８１とを有し、ハウジング３の外側に設けられる。コイル部９０１は、フロントプレート３１１と３ｍｍ程度の間隔を開けてエンジンのヘッドカバー等に取り付けられる。コイル部９０１は、図示しない電源から電流を供給され、プランジャ８１２を吸引する磁力を発生する。
【００５２】
ベーンロータ６０が最進角側に位相制御され、通孔６９と凹溝８２２とが連通すると、プランジャ８１２は凹溝８２２と同軸になる。プランジャ８１２は、スプリング８３に付勢され、チェーンスプロケット３２１側に移動する。プランジャ８１２の一端が凹溝８２２と係合し、他端が通孔６９に係合すると、ハウジング３０とベーンロータ６０との相対回動位相が固定される。
【００５３】
コイル９１１に通電されると、コイル部９０１は、磁性材料からなるプランジャ８１２を吸引する磁力を発生する。このため、プランジャ８１２は、スプリング８３２の付勢力に抗してフロントプレート３１１側に吸引される。プランジャ８１２が凹溝８２２との係合を解放すると、ハウジング３０に対するベーンロータ６０の相対回動位相の固定が解除される。
【００５４】
第４実施形態のバルブタイミング調整装置１４によると、スリップリング等のロータリーコネクタを設けることなく簡単な構成で電磁駆動装置を設けることができる。さらに、コイル部９０１は、バルブタイミング調整装置１４の大きさに関わらず大きくすることが可能となり、プランジャ８１２を効率よく吸引することができる。
【００５５】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１６に示す。第１から第４実施形態と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。第５実施形態によるバルブタイミング調整装置１５では、ハウジング３０２は、チェーンスプロケット３２２、シューハウジング３３２から構成され、シューハウジング３３２はフロントプレート３１２を有する。チェーンスプロケット３２２、シューハウジング３３２、フロントプレート３１２およびベーンロータ６０は例えばアルミ等の非磁性材料から形成される。
【００５６】
拘束手段８０２は、第１プランジャ８１３、凹溝８２３を有するハウジング３０２、第２プランジャ８４８、および付勢手段としてのスプリング８３３、８３４からなる。
第１プランジャ８１３は、例えば鉄などの磁性材料から円筒状に形成され、ベーン６１１に形成される通孔６９に収容される。第１プランジャ８１３の直径は、通孔６９の内径より僅かに小さく形成され、ベーン６１１の通孔６９側の壁面と摺接し、ベーンロータ６０の回動軸方向に移動可能である。第１プランジャ８１３の軸方向の長さと通孔６９の軸方向の長さとの差は、第２プランジャ８４８の軸方向の長さより短く形成される。
【００５７】
ハウジング３０は、フロントプレート３１２側でベーンロータ６０の回動軸方向に円筒状に窪む凹溝８２３を有する。凹溝８２３は、ベーンロータ６０が最進角側に位相制御されるとき、通孔６９と連通する位置でフロントプレート３１２の内壁に形成される。ハウジング３０２とベーンロータ６０とは相対回動する。このため、フロントプレート３１２の凹溝８２３は、通孔６９と連通する位置に移動可能である。
【００５８】
第２プランジャ８４８は、例えば鉄などの磁性材料から円筒状に形成され、凹溝８２３に収容される。第２プランジャ８４８の直径は、凹溝８２３および通孔６９の内径より僅かに小さく形成される。このため、第２プランジャ８４８の一端は、通孔６９側の壁面と摺接し、ベーンロータ６０の回動軸方向に往復移動可能である。
【００５９】
スプリング８３３は、圧縮コイルスプリングであり、凹溝８２３内で第２プランジャ８４８の反ベーンロータ６０側に収容される。スプリング８３３の一端は第２プランジャ８４８の格納部８７４に係止され、他端が凹溝８２３の反ベーンロータ６０側に当接する。スプリング８３３は、第２プランジャ８４８をベーンロータ６０の方向に向けて付勢する。
【００６０】
スプリング８３４は、圧縮コイルスプリングであり、通孔６９内でプンジャ８１３のチェーンスプロケット３２２側に収容される。スプリング８３４の一端は第１プランジャ８１３の格納部８７３に係止され、他端がチェーンスプロケット３２２の内壁と摺動する。スプリング８３３は、第１プランジャ８１３をフロントプレート３１２の方向に向けて付勢する。
スプリング８３３とスプリング８３４との付勢力は、第２プランジャ８４８と第１プランジャ８１３とがフロントプレート３１２のベーンロータ６０側の面で釣合うように設定される。これにより、第２プランジャ８４８は、通孔６９と凹溝８２３とが連通するとき、通孔６９に係合することがない。
【００６１】
ベーンロータ６０が最進角側に位相制御され、第１プランジャ８１３と凹溝８２３とが同軸になり、コイル９１１に通電されない状態では、図１６に示すように、第１プランジャ８１３は凹溝８２３に係合しない。このため、ハウジング３０２とベーンロータ６０とは相対回動可能である。
【００６２】
ベーンロータ６０が最進角側に位相制御され、第１プランジャ８１３と凹溝８２３とが同軸になるとき、コイル９１１に通電されると、コイル部９０１は、磁性材料からなる第２プランジャ８４８および第１プランジャ８１３を吸引する磁力を発生する。このため、第１プランジャ８１３は、スプリング８３３の付勢力に抗してフロントプレート３１１側に吸引される。第１プランジャ８１３の一端が凹溝８２３に係合し、他端が通孔６９に係合すると、ハウジング３０２とベーンロータ６０との相対回動位相が固定される。
【００６３】
第５実施形態のバルブタイミング調整装置１５によると、コイル部９０１に通電することでハウジング３０２とベーンロータ６０との相対回動位相を固定することができる。さらに、コイル部９０１と第２プランジャ８４８との距離が短いのでコイル部９０１が効率よく拘束手段８０２の拘束と解除とを切替えることができる。
【００６４】
（他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、ハウジングのフロントプレート側の内壁に凹溝を形成した。これに対し、ハウジングのチェーンスプロケット側に凹溝を形成してもよい。このとき、プランジャは、コイル部の通孔内でプランジャのフロントプレート側に圧縮収容されるスプリングによってチェーンスプロケット側に付勢される。コイルに通電されると、プランジャ、フロントプレートおよびベーンロータに磁気回路が構成され、この磁気回路に磁束が流れると、プランジャとフロントプレートとの間に磁気吸引力が発生する。このため、プランジャはスプリングの付勢力に抗してフロントプレート側へ吸引される。これにより、拘束手段によるハウジングとベーンロータとの相対回動位相の固定と解除とを切替えることができる。
上記第３実施形態では、第２プランジャを通孔に２個同時に収容可能な大きさに形成した。これに対し、第２プランジャを通孔に１個のみ収容可能な大きさに形成してもよい。また、第２プランジャを通孔に３個以上収容可能な大きさに形成してもよい。
上記各実施形態では、始動時の位相を進角側に制御するバルブタイミング調整装置について説明した。これに対し、始動時の位相を遅角側に制御するバルブタイミング調整装置に本発明を適用してもよい。
このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、他の種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１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２のＩ−Ｉ線断面図。
【図２】本発明の第１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のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置のシューハウジングの平面図。
【図４】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置の要部断面図。
【図５】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置の要部断面図。
【図６】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す断面図。
【図７】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置の要部断面図。
【図８】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置の要部断面図。
【図９】本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置の断面図。
【図１０】本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置のシューハウジングの平面図。
【図１１】本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置の第２プランジャの模式図。
【図１２】本発明の第３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９のＸＩ−ＸＩ線の要部断面図。
【図１３】本発明の第３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９のＸＩ−ＸＩ線の要部断面図。
【図１４】本発明の第３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９のＸＩ−ＸＩ線の要部断面図。
【図１５】本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置の断面図。
【図１６】本発明の第５実施形態によるバルブタイミング調整装置の断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１：バルブタイミング調整装置、２：カムシャフト（従動軸）、３：ハウジング、６：ベーンロータ、８：拘束手段、９：コイル部（電磁駆動手段）、４６、４７、４８、４９：収容室、５１、５２、５３、５４：進角室、５６、５７、５８、５９：遅角室、８１：プランジャ、８２：凹溝、８３：スプリング（付勢手段）、８４：第２プランジャ、９２：通孔
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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