(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に少なくとも１つの液圧室を有するとともに２つの回転軸の内の一方の回転軸に連動する第１回転体と、前記液圧室に挿入されることで前記液圧室の内部を第１圧力室と第２圧力室とに区画する少なくとも１つの区画部材を有するとともに前記２つの回転軸の内の他方の回転軸に連動する第２回転体とを備え、前記第１圧力室および前記第２圧力室の一方または両方に対して液圧を供給することにより前記第１回転体と前記第２回転体とを相対回動させて、前記２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能とするとともに、前記許容領域両端の限界位置を除いた中間領域内の少なくとも１つのロック位置にて、前記第１回転体と前記第２回転体との間の相対回動禁止および相対回動禁止解除が可能な相対回動規制手段を備えた回転位相差可変機構であって、
補助ピンと該補助ピンを前記液圧室内へ突出させる方向へ付勢する付勢手段とを有するロック補助手段を備え、
該ロック補助手段は、前記補助ピンが前記液圧室から受ける液圧が前記付勢手段の付勢力よりも小さい条件を、前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件として、該条件下にある場合に、前記補助ピンが前記液圧室内に突出することにより前記区画部材の移動を規制することで、前記第１回転体と前記第２回転体とが前記ロック位置に存在する状態を一時的に維持することを特徴とする回転位相差可変機構。
【請求項２】
内部に少なくとも１つの液圧室を有するとともに２つの回転軸の内の一方の回転軸に連動する第１回転体と、前記液圧室に挿入されることで前記液圧室の内部を第１圧力室と第２圧力室とに区画する少なくとも１つの区画部材を有するとともに前記２つの回転軸の内の他方の回転軸に連動する第２回転体とを備え、前記第１圧力室および前記第２圧力室の一方または両方に対して液圧を供給することにより前記第１回転体と前記第２回転体とを相対回動させて、前記２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能とするとともに、前記許容領域両端の限界位置を除いた中間領域内の少なくとも１つのロック位置にて、前記第１回転体と前記第２回転体との間の相対回動禁止および相対回動禁止解除が可能な相対回動規制手段を備えた回転位相差可変機構であって、
前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下にある場合に、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回動位置を前記ロック位置に向けて移動させるロック促進手段と、
補助ピンと該補助ピンを前記液圧室内へ突出させる方向へ付勢する付勢手段とを有するロック補助手段とを備え、
該ロック補助手段は、前記補助ピンが前記液圧室から受ける液圧が前記付勢手段の付勢力よりも小さい条件を、前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件として、該条件下にある場合に、前記補助ピンが前記液圧室内に突出することにより前記区画部材の移動を規制することで、前記第１回転体と前記第２回転体とが前記ロック位置に存在する状態を一時的に維持することを特徴とする回転位相差可変機構。
【請求項３】
前記ロック促進手段は、
前記２つの回転軸を回転させる回転駆動源とは別個の駆動源にて、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回動位置を前記ロック位置に向けて移動させることを特徴とする請求項２記載の回転位相差可変機構。
【請求項４】
前記ロック促進手段は、
前記２つの回転軸を回転させる回転駆動源と同一の駆動源にて、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回動位置を前記ロック位置に向けて移動させることを特徴とする請求項２記載の回転位相差可変機構。
【請求項５】
前記ロック促進手段は、
前記第１回転体および前記第２回転体の一方に伝達される駆動力に基き他方を回動させるギア機構であることを特徴とする請求項４記載の回転位相差可変機構。
【請求項６】
出力機関を前記２つの回転軸を回転させる回転駆動源とし、前記回転位相差可変機構は、前記出力機関の駆動により生じる液圧が調節されて供給されることにより、前記２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能としていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の回転位相差可変機構。
【請求項７】
前記相対回動規制手段は、
前記第１回転体および前記第２回転体の一方に形成された係止穴と、
前記第１回転体および前記第２回転体の他方に移動可能に設けられ、対向する位置に回動してきた前記係止穴に挿入することで前記第１回転体と前記第２回転体との間の相対回動禁止を行い、前記係止穴から離脱することで前記第１回転体と前記第２回転体との間の相対回動禁止解除を行うロックピンと、
を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の回転位相差可変機構。
【請求項８】
前記２つの回転軸は、内燃機関を駆動源として該内燃機関の回転に同期して回転する駆動軸と、前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動する被駆動軸とからなることにより、前記吸気バルブに対する前記排気バルブの開閉タイミングを調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の回転位相差可変機構。
【請求項９】
前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件とは、前記内燃機関の始動時であることを特徴とする請求項８記載の回転位相差可変機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能な回転位相差可変機構に関し、例えば、内燃機関に適用して吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを可変制御することを可能とする回転位相差可変機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の運転状態に応じて、吸気バルブや排気バルブにおけるバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構が実用化されている。この種の可変バルブタイミング機構としては、例えば、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相（変位角度）を変化させることにより、同カムシャフトの回転に伴って開閉されるバルブのバルブタイミングを変更するようにした機構が知られている。
【０００３】
例えば、特開平１−９２５０４号公報には、図２３に模式的に示すごとく、クランクシャフトに同期して回転するタイミングプーリ５０２とカムシャフトに連結された内部ロータ５０４とを相対回動させることにより、バルブタイミングを変更するようにした可変バルブタイミング機構５００が示されている。
【０００４】
この可変バルブタイミング機構５００のタイミングプーリ５０２はその内部に複数の液圧室５０６を有している。タイミングプーリ５０２の中心部には内部ロータ５０４が配置され、この内部ロータ５０４には区画部材（ベーン）５０８が放射状に設けられて各液圧室５０６内に挿入され、各液圧室５０６内を第１圧力室５１０と第２圧力室５１２とに区画している。
【０００５】
また、タイミングプーリ５０２はタイミングベルト（図示略）を介してクランクシャフト（図示略）に連結され、内部ロータ５０４は上述のごとくカムシャフト（図示略）に連結されている。
【０００６】
内燃機関の駆動により発生する液圧はカムシャフト内の通路（図示略）および内部ロータ５０４の通路（図示略）を介して各圧力室５１０，５１２に供給される。そして、各区画部材５０８の両側にある第１圧力室５１０の圧力と第２圧力室５１２の圧力との相対的な関係により、液圧室５０６内での区画部材５０８の相対回動位置が所望の位置に設定され、この設定状態にてタイミングプーリ５０２および内部ロータ５０４が一体に回転する。
【０００７】
更に、タイミングプーリ５０２内で各液圧室５０６を形成している壁部５１４の内、対向する２つの壁部５１４は半径方向に延びる長孔５１６を有し、各長孔５１６内にはロックピン５１８が摺動自在に収容されている。各ロックピン５１８はバネ５２０により、内部ロータ５０４の軸心に向かって付勢されている。一方、内部ロータ５０４は、最変位位置、すなわち相対回動の許容領域両端の限界位置に来たときに、ロックピン５１８に対向する位置にそれぞれ係止穴５２２を備えている。
【０００８】
こうした可変バルブタイミング機構５００において、内燃機関の始動時には、内部ロータ５０４は最変位位置に存在すると共に、未だ液圧が発生していないため、ロックピン５１８はバネ５２０の付勢力によって係止穴５２２に係止し、各区画部材５０８は最変位位置、すなわち内部ロータ５０４はタイミングプーリ５０２に対して最遅角位置に固定される。このようにして、内燃機関始動時には、タイミングプーリ５０２と内部ロータ５０４の相対回動が規制され、内部ロータ５０４に連動している吸気バルブタイミングは、最も遅角側に設定されたタイミング（以下、「最遅角バルブタイミング」という）に保持される。また、内燃機関の始動時に、内部ロータ５０４がタイミングプーリ５０２に対して最進角位置に居れば、最も進角側に変更されたタイミング（以下、「最進角バルブタイミング」という）に保持される。
【０００９】
内燃機関の始動後に、内燃機関の運転に伴って十分な液圧が発生すると、係止穴５２２からロックピン５１８に作用する液圧により、同ロックピン５１８はバネ５２０の付勢力に抗して係止穴５２２から離脱する。そして、運転条件に応じた制御回路等の液圧調整により、各区画部材５０８の両側における第１圧力室５１０と第２圧力室５１２との液圧に差が生じると、各区画部材５０８は液圧の低い方の圧力室５１０，５１２へ向かって移動し、タイミングプーリ５０２と内部ロータ５０４とは相対回動する。このようにタイミングプーリ５０２と内部ロータ５０４とが相対回動することにより、内部ロータ５０４に連結されたカムシャフトの回転位相と、内燃機関の基準回転位相、即ち、バルブの回転位相とクランクシャフトの回転位相との間に位相差が発生する。従って、クランク角に対するバルブタイミングが、進角側、あるいは、遅角側に変更される。
【００１０】
ところで、吸気バルブあるいは排気バルブの各バルブタイミングについてはいずれも、内燃機関を始動させる上で好適なタイミングが存在しており、始動時における各バルブのバルブタイミングがこの好適なタイミングと大きく異なった場合、始動性が損なわれてしまうことになる。
【００１１】
例えば、吸気バルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関にあっては、内燃機関始動時にバルブタイミングを遅角側に変更しすぎた場合、吸気バルブの閉時期が遅くなるため、燃焼室内の吸入混合気が吸気管内に戻るようになる。内燃機関回転数が極めて低いクランキング時に吸入混合気が吸気管内に戻ると、実圧縮比が低下してしまい、始動が困難になる。
【００１２】
これに対して、内燃機関始動時にバルブタイミングを進角側に変更しすぎた場合、バルブオーバラップ期間が長くなり、燃焼室における内部ＥＧＲ量（排気ガス循環量）が増大するため、内燃機関始動性の低下を招くこととなる。
【００１３】
また、排気バルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関にあっても同様に、バルブタイミングを遅角側に変更しすぎた場合には、バルブオーバラップ期間が長くなり、内部ＥＧＲ量が増大して内燃機関始動性の低下を招くこととなる。内燃機関始動時に排気バルブのバルブタイミングを進角側に変更しすぎた場合には、排気バルブの開弁時期が早められ、爆発行程における排気バルブの開弁期間が長くなる。その結果、燃焼室における爆発圧力を十分に利用することをできなくなり始動性の低下を招くようになる。
【００１４】
このように、内燃機関の始動に好適なバルブタイミングが存在しているため、上記可変バルブタイミング機構５００にあっては、始動時のバルブタイミングとなる最遅角バルブタイミング、あるいは最進角バルブタイミングが始動性を損なわないタイミングに設定されている必要がある。
【００１５】
しかしながら、特開平１−９２５０４号公報に記載された技術のごとく、機関始動時のバルブタイミングを最遅角あるいは最進角バルブタイミングに設定した場合、バルブタイミングの可変領域がこれ以上の遅角あるいは進角への調節が不可能となる。例えば、内燃機関の始動時において、吸気バルブのバルブタイミングを最遅角バルブタイミングに保持するようにした場合は、内燃機関の高回転時に、バルブタイミングを始動に適したバルブタイミングよりも更に遅角側に変更して体積効率を増大させる等の効果を生じさせることができなくなる。即ち、吸気バルブの閉時期を更に遅くすれば、吸気慣性効果による体積効率の増大によって内燃機関出力の向上を図ることができるのにも関わらず、上記構成にあってはこのような効果が得られないことになる。
【００１６】
この問題点を解決するために、可変領域の両端の限界位置、すなわち最遅角位置および最進角位置を除いた中間領域にてロックピンが係止穴に係止するように、ロックピンおよび係止穴を配置することが考えられる。このような構成によれば、上述した問題点も一応は解決される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように中間領域にてロックピンが係止穴に係止する構成にした場合には、ロックピンと係止穴との移動状態によっては、うまくロックピンが係止穴に係止できない場合があり、始動性に問題を生じる場合がある。
【００１８】
例えば、内燃機関の始動時にタイミングプーリが回転した場合に、未だ液圧の上昇は不十分であることから、内部ロータはタイミングプーリの回転よりも遅れるので、液圧室内においては最遅角位置に移動しようとする。もし上述のごとく中間領域にてロックピンが係止穴に係止する構成である場合は、ロックピンが係止穴に係止できる回動位置に存在するのは、きわめて短い時間であり、ロックピンが係止穴に係止しないまま通り過ぎて、最遅角位置に至ってしまう場合がある。逆にロックピンが進角側に移動して中間領域で係止穴と係止する場合も同じであり、ロックピンが係止穴に係止できる位置を通り過ぎて最進角位置に至ってしまう場合がある。
【００１９】
本発明は、ロック位置に存在する状態を一時的に維持するロック補助手段を備えることにより、ロックピンと係止穴とを確実に係止させて、上述した問題点を解決することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の回転位相差可変機構は、内部に少なくとも１つの液圧室を有するとともに２つの回転軸の内の一方の回転軸に連動する第１回転体と、前記液圧室に挿入されることで前記液圧室の内部を第１圧力室と第２圧力室とに区画する少なくとも１つの区画部材を有するとともに前記２つの回転軸の内の他方の回転軸に連動する第２回転体とを備え、前記第１圧力室および前記第２圧力室の一方または両方に対して液圧を供給することにより前記第１回転体と前記第２回転体とを相対回動させて、前記２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能とするとともに、前記許容領域両端の限界位置を除いた中間領域内の少なくとも１つのロック位置にて、前記第１回転体と前記第２回転体との間の相対回動禁止および相対回動禁止解除が可能な相対回動規制手段を備えた回転位相差可変機構であって、補助ピンと該補助ピンを前記液圧室内へ突出させる方向へ付勢する付勢手段とを有するロック補助手段を備え、該ロック補助手段は、前記補助ピンが前記液圧室から受ける液圧が前記付勢手段の付勢力よりも小さい条件を、前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下として、該条件下にある場合に、前記第１回転体と前記第２回転体とが前記ロック位置に存在する状態を一時的に維持することを特徴とする。
【００２１】
このようにロック補助手段は、第１回転体と第２回転体との相対回動を一時的に停止させる働きをなすため、ロック位置で行われる相対回動規制手段による第１回転体と第２回転体との間の相対回動禁止動作の実行が十分に可能となり、確実に第１回転体と第２回転体との相対回動を禁止して、前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下にある場合（例えば、内燃機関のバルブタイミングの調整に用いられている場合は、内燃機関の始動時に十分な油圧が得られていない条件下にある場合）に、適切な回転位相差を実現することができる。
【００２２】
また、前述した２つの回転体の構成としては、第１回転体は、内部に少なくとも１つの液圧室を有し、第２回転体は、前記液圧室に挿入されることで液圧室の内部を第１圧力室と第２圧力室とに区画する少なくとも１つの区画部材を有し、第１圧力室および第２圧力室の一方または両方に対する液圧の供給により、２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能となっている。
また、ロック補助手段は、補助ピンとこの補助ピンを液圧室内へ突出させる方向へ付勢する付勢手段とを備えている。補助ピンが液圧室から受ける液圧が付勢手段の付勢力よりも小さい条件を、前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件として、この条件下にある場合に、補助ピンが液圧室内に突出することにより区画部材の移動を規制することで、第１回転体と第２回転体とがロック位置に存在する状態が一時的に維持される。液圧の上昇があれば、例えば、２つの回転軸を回転させる回転駆動源である内燃機関が始動を開始して液圧が上がれば、補助ピンは液圧室内へ突出しなくなるので、回転位相差可変機構本来の機能である第１回転体と第２回転体との間の相対回動による２つの回転軸間の回転位相差の可変設定には支障はない。
【００２３】
また、請求項２記載の回転位相差可変機構は、内部に少なくとも１つの液圧室を有するとともに２つの回転軸の内の一方の回転軸に連動する第１回転体と、前記液圧室に挿入されることで前記液圧室の内部を第１圧力室と第２圧力室とに区画する少なくとも１つの区画部材を有するとともに前記２つの回転軸の内の他方の回転軸に連動する第２回転体とを備え、前記第１圧力室および前記第２圧力室の一方または両方に対して液圧を供給することにより前記第１回転体と前記第２回転体とを相対回動させて、前記２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能とするとともに、前記許容領域両端の限界位置を除いた中間領域内の少なくとも１つのロック位置にて、前記第１回転体と前記第２回転体との間の相対回動禁止および相対回動禁止解除ができる相対回動規制手段を備えた回転位相差可変機構であって、前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下にある場合に、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回動位置を前記ロック位置に向けて移動させるロック促進手段と、補助ピンと該補助ピンを前記液圧室内へ突出させる方向へ付勢する付勢手段とを有するロック補助手段とを備え、該ロック補助手段は、前記補助ピンが前記液圧室から受ける液圧が前記付勢手段の付勢力よりも小さい条件を、前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件として、該条件下にある場合に、前記補助ピンが前記液圧室内に突出することにより前記区画部材の移動を規制することで、前記第１回転体と前記第２回転体とが前記ロック位置に存在する状態をを一時的に維持することを特徴とする。
【００２４】
このようにロック促進手段が、第１回転体と第２回転体との相対回動位置をロック位置に向けて移動させるため、当初、第１回転体と第２回転体との相対回動位置がロック位置からずれていても、ロック位置方向に第１回転体と第２回転体とを積極的に移動させるので、ロック位置で行われる相対回動規制手段による第１回転体と第２回転体との間の相対回動禁止動作の実行が十分に可能となり、確実に第１回転体と第２回転体との相対回動を禁止して、相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下にある場合に、適切な回転位相差を実現することができる。また、このようなロック促進手段と上記ロック補助手段との両者を用いることにより、一層確実に第１回転体と第２回転体との相対回動を禁止して、相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下にある場合に、より確実に適切な回転位相差を実現することができる。
【００２５】
請求項３に示すごとくに、前記ロック促進手段は、２つの回転軸を回転させる回転駆動源とは別個の駆動源にて、第１回転体と第２回転体との相対回動位置をロック位置に向けて移動させることとしてもよい。このように２つの回転軸を回転させる回転駆動源と異なる駆動源を用いた場合は、例えば内燃機関などの出力機関による２つの回転軸を回転させる回転駆動源が利用できない状態にある場合にも、確実に第１回転体と第２回転体との相対回動位置をロック位置に向けて移動させることができる。
【００２６】
また、請求項４に示すごとく、ロック促進手段は、２つの回転軸を回転させる回転駆動源と同一の駆動源にて、第１回転体と第２回転体との相対回動位置をロック位置に向けて移動させることとしてもよい。このように２つの回転軸を回転させる回転駆動源と同一の駆動源を用いた場合は、請求項５に示すごとく、ロック促進手段は、第１回転体および第２回転体の一方に伝達される駆動力に基き他方を回動させるギア機構を採用してもよい。このようにすることにより他の駆動源が不要となる。
【００２９】
請求項６に示すごとく、出力機関を前記２つの回転軸を回転させる回転駆動源とすると、回転位相差可変機構は、この出力機関の駆動により生じる液圧が調節されて供給されることにより、２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能とすることができる。
【００３０】
請求項７に示すごとく、相対回動規制手段の構成としては、例えば、第１回転体および第２回転体の一方に形成された係止穴と、第１回転体および第２回転体の他方に移動可能に設けられ、対向する位置に回動してきた係止穴に挿入することで第１回転体と第２回転体との間の相対回動禁止を行い、係止穴から離脱することで第１回転体と第２回転体との間の相対回動禁止解除を行うロックピンと、を備えたものとすることができ、回転体同士の相対回動位置を確実に固定することができる。
【００３１】
請求項８に示すごとく、２つの回転軸は、内燃機関を駆動源としてこの内燃機関の回転に同期して回転する駆動軸と、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動する被駆動軸とからなることにより、吸気バルブに対する排気バルブの開閉タイミングを調整する構成が挙げられる。このように内燃機関のバルブタイミングの調整に本発明の回転位相差可変機構を適用することにより、請求項９に示すごとく、内燃機関の始動時に、相対回動規制手段が設定されているロック位置にて確実に相対回動禁止を行って内部ロータとタイミングプーリとを適切な相対回動位置に配置できるとともに、始動後は、相対回動規制手段が相対回動禁止解除を行って、内燃機関始動時の相対回動位置よりも、内部ロータおよびタイミングプーリの一方を、他方に対して、より遅角させたり、より進角させたりすることができ、内燃機関の運転条件に応じて、最適なバルブタイミングを実現することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
内燃機関としてのガソリンエンジンにおいて、その吸気側カムシャフトに対して設けられた可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）について説明する。なお、本実施の形態では、ガソリンエンジンとして、Ｌ型４気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒などのクランキング時にカムシャフトに逆トルクが発生するエンジンを用いている。
【００３５】
図２は吸気側カムシャフト１１及び排気側カムシャフト７０の配置を示す平面図である。同図２において、左側をカムシャフト１１，７０の先端側、右側をカムシャフト１１，７０の基端側とする。
【００３６】
吸気側カムシャフト１１及び排気側カムシャフト７０はシリンダヘッド１４の上面において回転可能に支持されている。両カムシャフト１１，７０は複数のカム７５を有する。同カム７５の下方には吸気バルブ７７及び排気バルブ７８が配置されている。ＶＶＴ１２は吸気側カムシャフト１１の先端に設けられている。排気側カムシャフト７０の先端に設けられた駆動ギア７４と、吸気側カムシャフト１１の先端に設けられた被動ギア１７とは互いに噛み合っている。排気側カムシャフト７０の基端にはプーリ７１が設けられ、同プーリ７１はタイミングベルト７２を介してクランクシャフト（図示しない）に連結されている。
【００３７】
クランクシャフトが回転されることにより、その回転力はタイミングベルト７２を介してプーリ７１に伝わり、排気側カムシャフト７０が回転される。排気側カムシャフト７０の回転力はギア７４，１７を介して吸気側カムシャフト１１に伝わり、同吸気側カムシャフト１１が回転される。このように、両カムシャフト１１，７０が回転されることにより、吸気バルブ７７及び排気バルブ７８が開閉される。
【００３８】
図１は、吸気側カムシャフト１１の先端に設けられたＶＶＴ１２を示す断面図である。図３は図１の３−３線に沿った断面を示す。なお、図１に示す内部ロータ１９及びその関連部分の図は、この図３の１−１線に沿った断面図として描かれている。
【００３９】
図１に示すように、シリンダヘッド１４の上端部及びベアリングキャップ１５は、吸気側カムシャフト１１のジャーナル１１ａを回転可能に支持する。吸気側カムシャフト１１の先端面にボルト２２により固定された内部ロータ１９は、ノックピン（図示しない）により吸気側カムシャフト１１に対して回り止めされ吸気側カムシャフト１１と一体的に回転する。内部ロータ１９はその外周面に複数のベーン２４（区画部材に相当する）を有する。
【００４０】
一方、吸気側カムシャフト１１の先端部を覆うように、かつ吸気側カムシャフト１１に対して相対回動可能に設けられた被動ギア１７は、その外周に複数の外歯１７ａを有する。被動ギア１７の先端面に順に取り付けられた側板１８、ハウジング（ハウジング本体）１６及びカバー２０はいずれもハウジングの一部としてボルト２１により被動ギア１７に固定され、同被動ギア１７と一体的に回転する。また、カバー２０はハウジング１６及び内部ロータ１９の先端面を覆っている。ハウジング１６は内部ロータ１９を内包するように設けられ、その内周面に複数の突条２５を有する。
【００４１】
ベーン２４の１つは、吸気側カムシャフト１１の軸方向に沿って延びる貫通孔３２を有する。貫通孔３２内において移動可能に収容されたロックピン３３は、その内部に収容孔３３ａを有する。この収容孔３３ａ内に設けられたスプリング３５は、ロックピン３３を側板１８へ向かって付勢する。ロックピン３３が側板１８に設けられた係止穴３４に対向していた場合には、ロックピン３３がスプリング３５の付勢力により係止穴３４に係止し、側板１８に対する内部ロータ１９の相対回動位置が固定される。これにより、ハウジング１６に対する内部ロータ１９の相対回動が規制され、相対回動位置関係を維持して吸気側カムシャフト１１と被動ギア１７とが一体的に回転する。
【００４２】
また、内部ロータ１９はその先端面に形成された油溝３６を有する。同油溝３６はカバー２０に形成された長穴３７と、貫通孔３２とを連通する。油溝３６及び長穴３７は、貫通孔３２の内部においてロックピン３３よりも先端側にある空気あるいは油を外部に排出する機能を有する。
【００４３】
図３に示すように、内部ロータ１９は、その中央部に位置する円筒状のボス２３と、同ボス２３を中心に例えば９０°毎の等間隔をもって形成された４つのベーン２４とを備える。
【００４４】
一方、ハウジング１６は、その内周面において、上記ベーン２４同様、互いにほぼ等間隔をもって配置された４つの突条２５を有する。各突条２５の間にそれぞれ形成された凹部２６（液圧室に相当する）には各ベーン２４が挿入されている。各ベーン２４の外周面は各凹部２６の内周面に接し、各突条２５の先端面はボス２３の外周面に接している。 このように各凹部２６がベーン２４により区画されることによって、回転方向における各ベーン２４の両側にはそれぞれ第１油圧室３０（第１圧力室に相当する）及び第２油圧室３１（第２圧力室に相当する）が形成される。ベーン２４は隣接する２つの突条２５の間を移動可能とされており、このため、内部ロータ１９はベーン２４が両側の突条２５に当接する位置を相対回動の限界位置とする。そして、その２つの限界位置とその間の中間領域とが内部ロータ１９の相対回動の許容領域に相当する。
【００４５】
被動ギア１７の回転方向（図３において矢印で示す）と逆方向（以下、この方向を「遅角方向」と定義する）の側に位置する第１油圧室３０には、バルブタイミングを進める（進角させる）際に油が供給される。回転方向と同方向（以下、この方向を「進角方向」 と定義する）の側に位置する第２油圧室３１には、バルブタイミングを遅らせる（遅角させる）際に油が供給される。
【００４６】
また、各ベーン２４及び各突条２５はその先端にそれぞれ溝２７，４０を有する。各ベーン２４の溝２７内には、シールプレート２８と、同シールプレート２８を付勢する板バネ２９とが配設されている。同様に、各突条２５の溝４０内にも、シールプレート４１と、同シールプレート４１を付勢する板バネ４２とが配設されている。
【００４７】
図４は図３の５−５線に沿った断面を示す。同図はベーン２４と突条２５との間に存在する第１油圧室３０部分を示している。第１油圧室３０部分の側板１８には、吸気側カムシャフト１１の軸方向に沿って延びる貫通孔８２を有する。同貫通孔８２内には、ストップピン８０が第１油圧室３０方向に移動可能に収容されている。同ストップピン８０は、内部に収容孔８０ａを有する。この収容孔８０ａと被動ギア１７との間に圧縮状態で配置されたスプリング８０ｂは、ストップピン８０を第１油圧室３０へ向けて付勢する。エンジンが停止時や始動時などの場合、あるい図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）による油圧制御が開始されていない場合などで、第１油圧室３０の油圧が十分に上昇していないときには、ストップピン８０の大径部８０ｃが貫通孔８２の段部８２ａに当接するまで、ストップピン８０はスプリング８０ｂの付勢力により第１油圧室３０側に移動し、ストップピン８０の先端が第１油圧室３０内に突出する。
【００４８】
このような場合には、ベーン２４は、突条２５に近づく方向、すなわち最大遅角位置に移動しようとしても、図４の位置にて、第１油圧室３０内に突出しているストップピン８０に当接し、内部ロータ１９はハウジング１６に対する遅角方向への相対回動が規制される。このようにベーン２４がストップピン８０に当接する相対回動位置は、図１，３に示したごとくに、ロックピン３３が係止穴３４に挿入できる相対回動位置に相当する。
【００４９】
ロックピン３３は図７及び図８に示すごとく動作する。図７及び図８は図３の４−４線に沿った断面図である。図７においては、内部ロータ１９は最遅角位置にあり、ベーン２４が突条２５と接して静止状態にある。このときには、ロックピン３３は係止穴３４に対向していないので、ロックピン３３の先端部３３ｂは係止穴３４には挿入されていない。
【００５０】
エンジンが始動時などの場合、あるい図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）による油圧制御が開始されていない場合などで、第１油圧室３０の油圧がゼロあるいは十分に上昇していないときに、始動時のクランキング動作により、カムシャフト１１に逆トルクが生じて、内部ロータ１９がハウジング１６に対して進角方向に相対回動すると、ロックピン３３が係止穴３４に挿入できる相対回動位置に到達し、図８に示すごとくロックピン３３が係止穴３４に挿入し係止する。このようにロックピン３３が係止穴３４に係止した場合には、内部ロータ１９とハウジング１６との相対回動が禁止され、内部ロータ１９とハウジング１６とは一体となって回転することができる。
【００５１】
なお、係止穴３４に係止されたロックピン３３の解除は、図７及び図８に示す油路５９を介して第２油圧室３１から環状油空間１３に油圧が供給されることにより行われる。すなわち、環状油空間１３に供給される油圧が上昇することにより、スプリング３５の付勢力に抗してロックピン３３が係止穴３４から外れ、同ロックピン３３の係止が解除される。また、油路５４を介して第１油圧室３０から係止穴３４に油圧が供給されて、ロックピン３３の解除状態が確実に保持される。このように、ロックピン３３の係止が解除された状態で、ハウジング１６及び内部ロータ１９間の相対回動が許容され、第１油圧室３０及び第２油圧室３１に供給される油圧に対応して、ハウジング１６に対する内部ロータ１９の相対回動位相が調整可能となる。
【００５２】
次に、図１に基づき各第１油圧室３０及び各第２油圧室３１に対して油の給排を行うための油給排構造について説明する。
シリンダヘッド１４は、その内部に形成された第１油路３８、第２油路３９を有する。第１油路３８は、吸気側カムシャフト１１の全周に形成された油溝４４、ジャーナル１１ａの内部に形成された油孔４５を介して、吸気側カムシャフト１１の内部に形成された油通路４６に通じている。同油通路４６の先端側は、環状空間４７に開口する。ボス２３の内部において、放射状に形成された４つの油孔４８は、環状空間４７と各第１油圧室３０とを連通し、環状空間４７内に供給された油を各第１油圧室３０に供給する。
【００５３】
第２油路３９は、吸気側カムシャフト１１の全周に形成された油溝５０に通じている。吸気側カムシャフト１１内に形成された油孔５６、油通路５７、油孔５３及び被動ギア１７に形成された油溝５８は、この油溝５０と、側板１８に形成された環状の油溝５１とを連通する。側板１８は、図１及び図３に示すように各突条２５の側面近傍にて開口する４つの油孔５２を有する。各油孔５２は、油溝５１と各第２油圧室３１とを連通し、各第２油圧室３１内に油溝５１内の油を供給する。
【００５４】
第１油路３８、油溝４４、油孔４５、油通路４６、環状空間４７及び各油孔４８は、各第１油圧室３０に油を供給するための油路Ｐ１を構成する。第２油路３９、油溝５０、油孔５６、油通路５７、油孔５３、油溝５８、油溝５１及び各油孔５２は、各第２油圧室３１に油を供給するための油路Ｐ２を構成する。図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）は、これら油路Ｐ１，Ｐ２を通じて第１油圧室３０及び第２油圧室３１へ供給される油圧を制御する。 なお、こうした油圧の制御に際し、オイルコントロールバルブ等の流量制御弁が用いられることは周知の通りある。
【００５５】
一方、貫通孔３２を有するベーン２４には、図３等に示すように油路５４が設けられ、同油路５４は第１油圧室３０及び前記係止穴３４に連通しており、第１油圧室３０に供給された油圧が係止穴３４にも供給可能となっている。
【００５６】
また、貫通孔３２において、ロックピン３３とベーン２４との間には環状油空間１３が形成されている。この環状油空間１３は図３等に示す油路５９を介して第２油圧室３１と連通しており、第２油圧室３１に供給された油圧は同環状油空間１３にも供給可能となっている。
【００５７】
次に、このように構成された本実施の形態にかかるＶＶＴ１２の動作について以下に説明する。
ＶＶＴ１２において、エンジンが始動される前には、第１油圧室３０及び第２油圧室３１内に油が供給されておらず、両油圧室３０，３１のほとんどの部分は空気で満たされている。このとき、エンジン停止時のＥＣＵによる制御により、既に、図９に示すごとく、内部ロータ１９がハウジング１６に対して最遅角位置に存在しているものとする。この状態では、ロックピン３３にはスプリング３５に対向する油圧が作用していない。しかし、ロックピン３３は係止穴３４からはずれた相対回動位置に存在するので、スプリング３５により付勢されたロックピン３３は図７に示すごとく側板１８の表面に当接し、係止穴３４に係止することはない。さらに、ストップピン８０はベーン２４にて上から覆われているので、図５に示すごとく貫通孔８２に収納された状態のまま、スプリング８０ｂの付勢力にてベーン２４に当接している。
【００５８】
この状態からエンジンの始動のためにクランキングが開始されると、本実施の形態のエンジンの性質上、カムシャフト１１，７０には正トルクと逆トルクとが発生する。このとき、エンジン始動時であることとＥＣＵの制御が開始されていないことから両油圧室３０，３１は未だ油圧が上昇していないので、逆トルクの発生タイミングで、内部ロータ１９がハウジング１６に対して進角する。
【００５９】
この進角によりベーン２４が突条２５から離れる、すなわち最遅角位置から進角すると、図１０に示すごとくストップピン８０の上部が解放される。このことにより、図６に示すごとく、ストップピン８０はスプリング８０ｂの付勢力により、未だ十分な油圧が存在しない第１油圧室３０内に突出する。なお、ベーン２４が突条２５から離れる際に、ロックピン３３と係止穴３４とが一致する回動位置となるが、この一致は一瞬であり、ロックピン３３が係止穴３４に係止しない場合がある。この説明では、ロックピン３３が係止穴３４に係止しなかった状況が発生したものとする。
【００６０】
次に正トルクが発生すると、内部ロータ１９がハウジング１６に対して遅角方向に相対回動しようとし、ベーン２４が突条２５に近づこうとする。しかしこのとき、ストップピン８０は上部が解放された時点で第１油圧室３０内に突出しているので、図４及び図１１に示すごとく、ベーン２４がストップピン８０に当接して、内部ロータ１９は正トルクが継続している期間、一時的に相対回動を停止する。
【００６１】
この一時的に停止した相対回動位置は、前述したごとくロックピン３３と係止穴３４とが係止できる相対回動位置である。この相対回動位置にて一時的に停止するので、ロックピン３３と係止穴３４とが係止できる確率が非常に高まり、現実には確実に係止がなされる。したがって、クランキング時に確実にロックピン３３と係止穴３４とが係止し、内部ロータ１９とハウジング１６とが迅速かつ確実に一体化される。この一体化した状態は、エンジンの始動時に好適な相対回動位置（すなわち、最遅角位置近傍の相対回動位置であり、ロック位置に相当する）にバルブタイミングがなるように設定されている。
【００６２】
このような好適な相対回動位置に固定された状態でエンジンが始動すると、最初、第２油圧室３１に油圧が供給され、同第２油圧室３１は数秒後には油で満たされる。ただし、このとき、油圧制御を行うＥＣＵ（図示しない）は、第２油圧室３１が油で完全に満たされるまでの期間は、第１油圧室３０への油圧の供給制御を行わない。すなわち、ＥＣＵのこうした制御によって、ロックピン３３の係止がしばらく継続される。すなわち、始動に好適な相対回動位置がしばらく継続する。
【００６３】
次に、ＥＣＵの油圧制御が開始されて、第１油圧室３０へ油圧が供給されるとともに第２油圧室３１の油圧がスプリング３５の付勢力を越えると、前述したように、ロックピン３３が貫通孔３２に収納され、係止穴３４に対するロックピン３３の係止が解除される。この結果、ハウジング１６と内部ロータ１９との間の相対回動が可能となる。
【００６４】
これと同時に、第１油圧室３０の油圧がスプリング８０ｂの付勢力を越えると、第１油圧室３０に突出していたストップピン８０が貫通孔８２内に戻り、ベーン２４が更に遅角側へ移動することに対して規制がなくなる。このため、内部ロータ１９がハウジング１６に対して、始動時よりも更に遅角側へ相対回動させて、吸気側カムシャフト１１を始動時よりも遅角制御することが可能となる。すなわち、カムシャフト１１，７０間の回転位相差を許容領域内で自由に設定できるようになり、自由度の高い制御が可能となる。
【００６５】
こうしてロックピン３３の係止が解除された後は、上記第２油圧室３１から油路５９を介して環状油空間１３に油圧が供給されるとともに油路５４を介して第１油圧室３０から係止穴３４にも油圧が供給される。このことにより、その後エンジンが停止される等により、油圧がスプリング３５，８０ｂの付勢力未満となるまで、ロックピン３３が貫通孔３２に収納され、ストップピン８０が貫通孔８２に収納された状態が継続し、係止解除状態が保持される。
【００６６】
このように、ロックピン３３の係止解除後は、ＥＣＵは両油圧室３０，３１に対する油圧の供給を制御することにより、吸気バルブ７７のバルブタイミングを最遅角のタイミングと最進角のタイミングとの間で所定のタイミングに連続的（無段階）に変更したり、そのバルブタイミングを保持することができる。
【００６７】
そしてエンジンが停止されたとき、前記ＥＣＵから最遅角命令が出されて、第２油圧室３１の圧力が第１油圧室３０の圧力よりも高くされることにより、ベーン２４が最遅角位置に向かう。このとき、ロックピン３３が貫通孔３２に収納され、ストップピン８０が貫通孔８２に収納された状態が継続しているので、貫通孔３２に収納されているロックピン３３は係止穴３４に係止することなく、係止穴３４の上部を通り過ぎて、最遅角位置に達し、図５及び図９に示した状態に戻る。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、内部ロータ１９の最遅角位置および最進角位置を除いた中間領域にてロックピン３３が係止穴３４に係止するようにそれらロックピン３３および係止穴３４を配置する場合であれ、エンジン始動時におけるカムシャフト１１のトルク変動を利用して迅速かつ確実にロックピン３３を係止穴３４に係止させることができるようになる。
【００６９】
［実施の形態２］
実施の形態１では、エンジンの始動時に、クランキング時の逆トルクの発生タイミングで、一旦、内部ロータ１９がハウジング１６に対して進角した後、正トルクの発生タイミングで遅角側に戻ることにより、ベーン２４が、第１油圧室３０に存在するストップピン８０に当接する。このことで、内部ロータ１９は一時的に相対回動を停止させていた。本実施の形態では、図１２に示すごとく、最遅角状態にあるベーン２４に対して第２油圧室３１側にストップピン９０を配置している。なお、このストップピン９０に対して、実施の形態１と同様に、側板１８には、収容孔８０ａ、スプリング８０ｂおよび貫通孔８２が存在する。
【００７０】
この状態からエンジンを始動すると、前述のごとく両油圧室３０，３１は未だ油圧が上昇していないので、クランキング時にはカムシャフト１１，７０には正トルクと逆トルクとが発生する。この内、逆トルクの発生タイミングで、内部ロータ１９がハウジング１６に対して進角する。
【００７１】
このとき、油圧は上昇していないのでストップピン９０は第２油圧室３１内に突出している。したがって内部ロータ１９の進角により、ベーン２４が突条２５から離れて、図１３に示すごとく、ベーン２４がストップピン９０に当接し、内部ロータ１９は、逆トルクの期間、一時的に相対回動を停止する。
【００７２】
この一時的に停止した相対回動位置は、前述したごとくロックピン３３と係止穴３４とが係止できる相対回動位置となるように、ストップピン９０の位置が設定してある。したがって、ロックピン３３と係止穴３４とが係止できる確率が非常に高まるので、クランキング時に確実にロックピン３３が係止穴３４に係止し、内部ロータ１９とハウジング１６とが迅速かつ確実に一体化される。
【００７３】
このように、本実施の形態においても実施の形態１と同じ効果を生じる。
また、本実施の形態にあっては、カムシャフト１１がはじめ逆トルクによるトルク変動を生じた時点でロックピン３３が係止穴３４に係止されるようになるため、それらロックピン３３および係止穴３４によるハウジング１６と内部ロータ１９との間の相対回動の規制も更に迅速に行われるようになる。
【００７４】
［実施の形態３］
本実施の形態は、前記実施の形態２の構成に対して、図１４に示すごとく吸気側カムシャフト１１の基端側を延長して、先端にハス歯ギヤ１００を設けたものである。そして、更に、吸気側カムシャフト１１と平行な回転軸１０４を有するモータ１０２を隣接して設け、この回転軸１０４の先端のハス歯ギヤ１０６と吸気側カムシャフト１１のハス歯ギヤ１００とを噛み合わせたものである。
【００７５】
モータ１０２、回転軸１０４およびハス歯ギヤ１０６は一体にて、矢印で示すごとく、図１４に示した位置をＢ方向への限界として、ＡＢ両方向に移動可能にシリンダヘッド１４に支持されている。
【００７６】
モータ１０２の回転は、吸気側カムシャフト１１を介して内部ロータ１９をハウジング１６に対して進角させる方向に回転させる。このモータ１０２の回転制御は、イグニッション・オン後に、スタータ・オンと前記ＥＣＵが油圧制御とを行う前に、内部ロータ１９をハウジング１６に対して進角方向に相対回動させるために行う。
【００７７】
したがって、本実施の形態では、クランキング時のトルク変動によらずに、クランキング前に、迅速かつ確実に、図１３に示したごとく内部ロータ１９のベーン２４をストップピン９０に当接させることができ、迅速かつ確実に、ロックピン３３を係止穴３４に係止させることができる。
【００７８】
なお、モータ１０２側のハス歯ギヤ１０６から吸気側カムシャフト１１側のハス歯ギヤ１００へ回転力が伝達されている際は、ハス歯ギヤ１０６はＢ方向に付勢されるように両ハス歯ギヤ１００，１０６が形成されているので、モータ１０２、回転軸１０４およびハス歯ギヤ１０６は支持部材１０８にて、これ以上のＢ方向への移動が阻止されて両ハス歯ギヤ１００，１０６の噛み合いが維持される。このため図１３の状態が維持される。
【００７９】
そして、ベーン２４がストップピン９０に当接してロックピン３３が係止穴３４に係止した後に、スタータ・オンによるクランキングが行われエンジンが始動した後には、前記ＥＣＵが油圧制御を開始するとともに、モータ１０２の回転を停止する。更に、エンジンの駆動により、逆に吸気側カムシャフト１１側のハス歯ギヤ１００からモータ１０２側のハス歯ギヤ１０６へ回転力が伝達されるので、ハス歯ギヤ１０６はＡ方向に付勢される。このため、モータ１０２、回転軸１０４およびハス歯ギヤ１０６は、全体をＢ方向に付勢しているスプリング１１０に抗して、Ａ方向に移動し、図１５に示すごとく、両ハス歯ギヤ１００，１０６は分離する。以後の動作は、実施の形態２の場合と同じである。
【００８０】
そして、エンジンが停止すれば、スプリング１１０の付勢力により、図１５の状態から図１４の状態に戻る。このことにより、再度、モータ１０２による内部ロータ１９の積極的な進角側への相対回動による、迅速かつ確実なロックピン３３の係止が可能となる。
【００８１】
このように、本実施の形態によっても、エンジンの始動時、迅速かつ確実にロックピン３３を係止穴３４に係止させることができるようになる。
また、本実施の形態にあっては、モータ１０２を用いて、いわば強制的にカムシャフト１１を進角せしめるものであることから、同カムシャフト１１に必ずしも逆方向へのトルク変動が生じない場合であっても、こうしたロックピン３３の係止穴３４への係止を確実ならしめることができる。
【００８２】
しかも、こうしたカムシャフト１１の強制進角はクランキング前に行われることから、同ロックピン３３および係止穴３４によるハウジング１６と内部ロータ１９との間の相対回動の規制も、これまでの実施の形態以上に迅速に行われるようになる。
【００８３】
［実施の形態４］
本実施の形態は、前記実施の形態２の構成に対して、図１６に示すごとくハウジング１６と一体に回転する被動ギア１７の基端側に同軸の円筒部１２０を形成して、内側に内面ギヤ１２２を形成したものである。そして、更に、被動ギア１７側（吸気側カムシャフト１１側でもよい）に、それぞれ軸支された第１ギヤ１２４、第２ギヤ１２６および第３ギヤ１２８を設け、それらギヤ１２４，１２６および１２８を介して、内面ギヤ１２２を吸気側カムシャフト１１に設けられた補助ギヤ１３０に連動させる構成を採用している。
【００８４】
なお、第２ギヤ１２６および第３ギヤ１２８は同軸にて回転するが、その回転軸１３２には、クラッチ機構１３４が設けられている。第２ギヤ１２６、第３ギヤ１２８およびクラッチ機構１３４の内、第２ギヤ１２６およびクラッチ機構１３４が回転軸１３２と一体に回転するが、第３ギヤ１２８はクラッチ機構１３４により回転軸１３２に接続されている場合に、第２ギヤ１２６、クラッチ機構１３４および回転軸１３２と共に一体回転する。
【００８５】
図１７（ａ）に示すごとく、クラッチ機構１３４は、第３ギヤ１２８の一面に密着し、その密着面に開口するピン収容室１３６を有している。ピン収容室１３６内部には、スプリング１３８により第３ギヤ１２８方向へ付勢された補助ピン１４０が存在する。補助ピン１４０は、先端にテーパー面１４０ａを形成している。
【００８６】
クラッチ機構１３４が密着している第３ギヤ１２８の面には１つまたは複数の係止凹部１４２が設けられている。補助ピン１４０のテーパー面１４０ａの部分が、スプリング１３８の付勢力により、第３ギヤ１２８の係止凹部１４２に挿入すると、図１６及び図１７（ａ）に示すごとくクラッチ機構１３４による回転軸１３２と第３ギヤ１２８との接続がなされる。
【００８７】
また、図１７（ｂ）に示すごとく、補助ピン１４０の位置に第３ギヤ１２８の係止凹部１４２が存在しない場合には、スプリング１３８の付勢によって、補助ピン１４０の先端は第３ギヤ１２８の一面に当接するが、第３ギヤ１２８を回転させるほどの摩擦力はないので、第３ギヤ１２８の一面で摺動してしまう。したがって、クラッチ機構１３４による回転軸１３２と第３ギヤ１２８との接続はなされない。
【００８８】
クランキング時に、図１７（ｂ）に示す状態にあるとすると、内面ギヤ１２２の回転は、第１ギヤ１２４、第２ギヤ１２６および回転軸１３２を介して、クラッチ機構１３４を回転させ、補助ピン１４０は第３ギヤ１２８の一面で摺動する。この摺動により補助ピン１４０の位置に第３ギヤ１２８の係止凹部１４２が来ると、補助ピン１４０の先端は係止凹部１４２に挿入し、図１６及び図１７（ａ）に示す状態となり、内面ギヤ１２２の回転は、第１ギヤ１２４、第２ギヤ１２６及び回転軸１３２を介して第３ギヤ１２８に伝達される。
【００８９】
このため第３ギヤ１２８は吸気側カムシャフト１１を進角方向に回転させる。吸気側カムシャフト１１の回転は、内部ロータ１９をハウジング１６に対して進角方向に相対回動させることになる。このことにより、図１３に示すごとく内部ロータ１９のベーン２４はストップピン９０に当接する。
【００９０】
このように、本実施の形態では、クランキング時のカムシャフト１１トルク変動によらずに、ハウジング１６の回転、すなわちエンジンの図示しないクランクシャフトの回転を利用して、迅速かつ確実に、図１３に示したごとく内部ロータ１９のベーン２４をストップピン９０に当接させることができ、迅速かつ確実に、ロックピン３３を係止穴３４に係止させることができる。
【００９１】
そして、ベーン２４がストップピン９０に当接したことにより、吸気側カムシャフト１１および補助ギヤ１３０を介して、第３ギヤ１２８の回転負荷が高まるので、図１９に示すごとく、補助ピン１４０のテーパー面１４０ａに当接していた係止凹部１４２の縁部１４２ａからのテーパー面１４０ａへの圧力が高まり、スプリング１３８の付勢力に抗して補助ピン１４０を押し上げ、図１７（ｂ）に示す状態となる。このため、第３ギヤ１２８は回転軸１３２に連動せず、回転しなくなる。
【００９２】
そして、エンジンが始動した後には、前記ＥＣＵが油圧制御を開始する。このことにより、油路１３６ａを介して、補助ピン１４０の先端側のピン収容室１３６内に油圧が供給され、スプリング１３８の付勢力に抗して補助ピン１４０が移動して、図１８に示すごとく、補助ピン１４０の先端は第３ギヤ１２８から完全に離れる。このため、エンジンの駆動中に、補助ピン１４０の先端は第３ギヤ１２８の表面を傷つけることはない。
【００９３】
以後の動作は、実施の形態２の場合と同じである。そして、エンジンが停止すれば、スプリング１３８の付勢力により、補助ピン１４０は図１８の状態から図１７（ａ）または図１７（ｂ）の状態に戻る。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン始動時に、その出力軸であるクランクシャフトの回転を利用して迅速かつ確実にロックピン３３を係止穴３４に係止させることができるようになる。
【００９５】
なお、ベーン２４がストップピン９０に当接した際に、補助ピン１４０を係止凹部１４２から抜き出す構成として、係止凹部１４２の代わりに図２０に示すごとく、係止凹部１５２の内、回転方向（矢印Ｃ方向）側に斜面１５２ａを設けて、補助ピン１４０を押し上げるようにしてもよい。
【００９６】
また、ベーン２４がストップピン９０に当接した場合には、直ちに、ロックピン３３が係止穴３４に係止するため、その後、第３ギヤ１２８は補助ギヤ１３０を介して吸気側カムシャフト１１からの回転力を受けて、クラッチ機構１３４からの回転力の伝達によらずに、矢印Ｃ方向にクラッチ機構１３４よりも速く回転しはじめる。したがって、係止凹部１４２，１５２の代わりに、図２１に示すごとく、回転方向（図矢印Ｃ方向）とは反対側の側面を斜面１６２ａとした係止凹部１６２を設けて、第３ギヤ１２８の回転力にて補助ピン１４０を押し上げるようにしてもよい。
【００９７】
［実施の形態５］
本実施の形態は、前記実施の形態２の構成に対して、被動ギア１７の代わりに、図２２に示すごとくハウジング１６より大径で、ハウジング１６と一体に回転する被動ギア１７０を設け、被動ギア１７０の先端側の円筒部１７２の内側に内面ギヤ１７４を形成したものである。ただし、図２２ではハウジング１６の構成は省略して示している。
【００９８】
そして、更に、吸気側カムシャフト１１側にそれぞれ軸支された第１ギヤ１７６、第２ギヤ１７８および第３ギヤ１８０を設け、それらギヤ１７６，１７８および１８０を介して、内面ギヤ１７４を吸気側カムシャフト１１の先端に設けられた補助ギヤ１８２に連動させる構成を採用している。
【００９９】
なお、第２ギヤ１７８および第３ギヤ１８０は、その回転軸１８４にてギヤ対１８６として一体に回転するとともに、図示矢印のＤまたはＥ方向に移動可能である。また、ギヤ対１８６をＥ方向に付勢するスプリング１８８が設けられている。更に、回転軸１８４の一端には、油圧室１９０が設けられ、エンジンが駆動することにより発生する油圧が油圧室１９０に供給されると、ギヤ対１８６をＤ方向に付勢する。
【０１００】
噛み合っている第１ギヤ１７６と第２ギヤ１７８とにはハス歯ギヤが採用されている。したがって、クランキング時には、第１ギヤ１７６、第２ギヤ１７８、第３ギヤ１８０および補助ギヤ１８２を介して、ハウジング１６（クランクシャフト）とともに回転する被動ギア１７０の回転が、吸気側カムシャフト１１を回転させ、内部ロータ１９をハウジング１６に対して進角させる方向に回転させる。そして図１３に示したごとく、ベーン２４がストップピン９０に当接すると、第１ギヤ１７６と第２ギヤ１７８との間の負荷が増加して、ハス歯ギヤの機能により、ギヤ対１８６はスプリング１８８の付勢力に抗して、Ｄ方向に移動し、第１ギヤ１７６と第２ギヤ１７８とが分離し、これ以上の内部ロータ１９の相対回動は停止する。
【０１０１】
したがって、本実施の形態では、クランキング時のトルク変動によらずに迅速かつ確実に、図１３に示したごとく内部ロータ１９のベーン２４をストップピン９０に当接させることができ、迅速かつ確実に、ロックピン３３を係止穴３４に係止させることができる。
【０１０２】
なお、ロックピン３３が係止穴３４に係止して、エンジンが駆動すれば、前記ＥＣＵが油圧制御を開始して、油路１９２を介して油が供給されて油圧室１９０が油に満たされ、更に油圧がスプリング１８８の付勢力に抗してＤ方向にギヤ対１８６を移動させ、完全に第１ギヤ１７６から切り離す。
【０１０３】
以後の動作は、実施の形態２の場合と同じである。そして、エンジンが停止すれば、スプリング１８８の付勢力により、図２２の状態に戻る。
以上のように、本実施の形態によっても、エンジン始動時に、その出力軸であるクランクシャフトの回転を利用して迅速かつ確実にロックピン３３を係止穴３４に係止させることができるようになる。
【０１０４】
なお、上述した各実施の形態は、次のように変更することも可能である。
・各実施の形態においては、ベーン２４の１つにロックピン３３を備える構成とした。これに対して、２つ以上のベーン２４にそれぞれロックピン３３を備える構成としてもよい。
【０１０５】
・各実施の形態においては、内部ロータ１９に４つのベーン２４を形成した。これに対して、ベーン２４を３つ以下、あるいは５つ以上有した構成とすることもできる。この場合においても、少なくともベーン２４の１つにロックピン３３を備える構成とする。
【０１０６】
・各実施の形態においては、内部ロータ１９を吸気側カムシャフト１１に、ハウジング１６を被動ギア１７，１７０にそれぞれ連結する構成であった。これに対して、内部ロータ１９を被動ギア１７，１７０に、ハウジング１６を吸気側カムシャフト１１にそれぞれ連結する構成としてもよい。
【０１０７】
・各実施の形態において、駆動ギア７４および被動ギア１７，１７０をスプロケット若しくはカムプーリに変更するとともに、同スプロケット若しくはカムプーリにタイミングチェーン若しくはタイミングベルトが掛装される構成としてもよい。
【０１０８】
・各実施の形態においては、吸気バルブ７７のバルブタイミングを変更するようにした。これに対して、排気側カムシャフト７０にＶＶＴ１２を設け、排気バルブ７８のバルブタイミングを変更するようにしてもよい。また、ＶＶＴ１２を吸気側カムシャフト１１及び排気側カムシャフト７０の双方に設け、吸気バルブ７７及び排気バルブ７８の双方のバルブタイミングを変更するようにしてもよい。更に、吸気側カムシャフト１１のみにＶＶＴ１２を設けることでも、排気バルブ７８のバルブタイミングを変更することができる。この場合、排気側カムシャフト７０の基端側にプーリ７１及びタイミングベルト７２を設けることに代えて、吸気側カムシャフト１１の基端側にプーリ７１及びタイミングベルト７２を設け、同吸気側カムシャフト１１をクランクシャフト（図示しない）に駆動連結する。なお、プーリ７１の代わりにスプロケットを用い、タイミングベルト７２の代わりにチェーンを用いてもよい。
【０１０９】
・実施の形態１では、ガソリンエンジンとして、Ｌ型４気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒などのクランキング時にカムシャフト１１，７０に逆トルクが発生するエンジンを用いたが、他の実施の形態ではこのようなタイプのエンジンに限らない。
【０１１０】
・実施の形態３〜５においては、ロック補助手段とロック促進手段との両方を用いていたが、ロック促進手段のみでも、直接、積極的に内部ロータ１９をハウジング１６に対してロック位置、すなわちロックピン３３が係止穴３４に係止する方向に相対回転させるので、クランキング時のトルク変動のみによるよりも確実にロックピン３３を係止穴３４に係止させることができる。
【０１１１】
［その他］
上述した実施の形態１において、ストップピン８０、収容孔８０ａ、スプリング８０ｂおよび貫通孔８２を備える構成がロック補助手段に相当する。
【０１１２】
上述した実施の形態２〜５において、ストップピン９０と、このストップピン９０に対して、実施の形態１と同様に存在する収容孔８０ａ、スプリング８０ｂおよび貫通孔８２を備える構成がロック補助手段に相当する。
【０１１３】
更に、実施の形態３において、ハス歯ギヤ１００、モータ１０２、回転軸１０４、ハス歯ギヤ１０６、支持部材１０８およびスプリング１１０を備える構成がロック促進手段に相当する。実施の形態４において、円筒部１２０、内面ギヤ１２２、第１ギヤ１２４、第２ギヤ１２６、第３ギヤ１２８、補助ギヤ１３０、回転軸１３２、クラッチ機構１３４および油路１３６ａを備える構成がロック促進手段に相当する。実施の形態５において、円筒部１７２、内面ギヤ１７４、第１ギヤ１７６、補助ギヤ１８２、ギヤ対１８６、スプリング１８８、油圧室１９０および油路１９２を備える構成がロック促進手段に相当する。
【０１１４】
【発明の効果】
請求項１記載の回転位相差可変機構は、ロック補助手段が、第１回転体と第２回転体とがロック位置に存在する状態を一時的に維持するため、ロック位置で行われる相対回動規制手段による第１回転体と第２回転体との間の相対回動禁止動作の実行が十分に可能となり、確実に第１回転体と第２回転体との相対回動を禁止して、前記相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下にある場合に、適切な回転位相差を実現することができる。また、液圧の上昇、例えば、２つの回転軸を回転させる回転駆動源である内燃機関が始動を開始して液圧が上がれば、補助ピンは液圧室内へ突出しなくなるので、回転位相差可変機構本来の機能である第１回転体と第２回転体との間の相対回動による２つの回転軸間の回転位相差の可変設定には支障はない。
【０１１５】
請求項２記載の回転位相差可変機構は、ロック促進手段が、第１回転体と第２回転体との相対回動位置をロック位置に向けて移動させるため、当初、第１回転体と第２回転体との相対回動位置がロック位置からずれていても、ロック位置方向に第１回転体と第２回転体とを積極的に移動させるので、ロック位置で行われる相対回動規制手段による第１回転体と第２回転体との間の相対回動禁止動作の実行が十分に可能となり、確実に第１回転体と第２回転体との相対回動を禁止して、相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下にある場合に、適切な回転位相差を実現することができる。また、ロック補助手段の併用により、一層確実に第１回転体と第２回転体との相対回動を禁止して、相対回動規制手段が相対回動禁止することが可能な条件下にある場合に、より確実に適切な回転位相差を実現することができる。
【０１１６】
請求項３は、前記ロック促進手段として、２つの回転軸を回転させる回転駆動源と異なる駆動源を用いたので、例えば内燃機関などの出力機関による２つの回転軸を回転させる回転駆動源が利用できない状態にある場合にも、確実に第１回転体と第２回転体との相対回動位置をロック位置に向けて移動させることができる。
【０１１７】
請求項４，５は、ロック促進手段として、２つの回転軸を回転させる回転駆動源と同一の駆動源を用いたので、他の駆動源が不要となる。
【０１１９】
請求項６は、回転位相差可変機構には、出力機関の駆動により生じる液圧が調節されて供給されることにより、２つの回転軸間の回転位相差を許容領域内で可変設定可能とすることができる。
【０１２０】
請求項７は、回転体同士の相対回動位置を確実に固定することができる。
請求項８，９は、内燃機関のバルブタイミングの調整に本発明の回転位相差可変機構を適用することにより、内燃機関の始動時に、相対回動規制手段が設定されているロック位置にて確実に相対回動禁止を行って内部ロータとタイミングプーリとを適切な相対回動位置に配置できるとともに、始動後は、相対回動規制手段が相対回動禁止解除を行って、始動時の相対回動位置よりも、内部ロータおよびタイミングプーリの一方を、他方に対して、より遅角させたり、進角させたりすることができ、内燃機関の運転条件により適切なバルブタイミングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバルブタイミング制御装置の実施の形態１を示す断面図。
【図２】実施の形態１における動弁機構を示す平面図。
【図３】図１の３−３線に沿った断面図。
【図４】実施の形態１におけるストップピンの周辺構造を示す断面図。
【図５】実施の形態１におけるストップピンの周辺構造を示す断面図。
【図６】実施の形態１におけるストップピンの周辺構造を示す断面図。
【図７】実施の形態１におけるロックピン及び係止穴の周辺構造を示す断面図。
【図８】実施の形態１におけるロックピン及び係止穴の周辺構造を示す断面図。
【図９】実施の形態１における内部ロータとハウジングとの相対回動位置を示す概略平面図。
【図１０】実施の形態１における内部ロータとハウジングとの相対回動位置を示す概略平面図。
【図１１】実施の形態１における内部ロータとハウジングとの相対回動位置を示す概略平面図。
【図１２】実施の形態２における内部ロータとハウジングとの相対回動位置を示す概略平面図。
【図１３】実施の形態２における内部ロータとハウジングとの相対回動位置を示す概略平面図。
【図１４】実施の形態３における動弁機構を示す平面図。
【図１５】実施の形態３における動弁機構を示す平面図。
【図１６】実施の形態４における進角機構を示す部分断面図。
【図１７】実施の形態４における進角機構の一部の構成を示す説明図。
【図１８】実施の形態４における進角機構の一部を示す部分断面図。
【図１９】実施の形態４における進角機構の一部を示す部分断面図。
【図２０】実施の形態４における進角機構の変形例の一部を示す部分断面図。
【図２１】実施の形態４における進角機構の変形例の一部を示す部分断面図。
【図２２】実施の形態５における進角機構を示す部分断面図。
【図２３】従来例における内部ロータとハウジングとの相対回動位置を模式的に示す概略平面図。
【符号の説明】
１１…吸気側カムシャフト、１１ａ…ジャーナル、１２…バルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）、１３…環状油空間、１４…シリンダヘッド、１５…ベアリングキャップ、１６…ハウジング（ハウジング本体）、１７…被動ギア、１７ａ…外歯、１８…側板、１９…ベーン体（内部ロータ）、２０…カバー、２１,２２…ボルト、２３…ボス、２４…ベーン、２５…突条、２６…凹部、２７…溝、２８…シールプレート、２９…板バネ、３０…第１油圧室、３１…第２油圧室、３２…貫通孔、３３…ロックピン、３３ａ…収容孔、３３ｂ…先端部、３４…係止穴、３５…スプリング、３６…油溝、３７…長穴、３８…第１油路、３９…第２油路、４０…溝、４１…シールプレート、４２…板バネ、４４…油溝、４５…油孔、４６…油通路、４７…環状空間、４８…油孔、５０…油溝、５１…油溝、５２…油孔、５３…油孔、５４…油路、５６…油孔、５７…油通路、５８…油溝、５９…油路、７０…排気側カムシャフト、７１…プーリ、７２…タイミングベルト、７４… 駆動ギア、７５…カム、７７…吸気バルブ、７８…排気バルブ、８０…ストップピン、８０ａ…収容孔、８０ｂ…スプリング、８０ｃ…大径部、８２…貫通孔、８２ａ…段部、９０…ストップピン、１００…ハス歯ギヤ、１０２…モータ、１０４…回転軸、１０６…ハス歯ギヤ、１０８…支持部材、１１０…スプリング、１２０…円筒部、１２２…内面ギヤ、１２４…第１ギヤ、１２６…第２ギヤ、１２８…第３ギヤ、１３０…補助ギヤ、１３２…回転軸、１３４…クラッチ機構、１３６…ピン収容室、１３６ａ…油路、１３８…スプリング、１４０…補助ピン、１４０ａ…テーパー面、１４２…係止凹部、１４２ａ…縁部、１５２…係止凹部、１５２ａ…斜面、１６２…係止凹部、１６２ａ…斜面、１７０…被動ギア、１７２…円筒部、１７４…内面ギヤ、１７６…第１ギヤ、１７８…第２ギヤ、１８０…第３ギヤ、１８２…補助ギヤ、１８４…回転軸、１８６…ギヤ対、１８８…スプリング、１９０…油圧室、Ｐ１，Ｐ２…油路。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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