JP2002250208A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

弁開閉時期制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の始動時において、ハウジング部材
に対してロータ部材を中間位相位置に素早く相対回転さ
せるための制御弁の小型化、低コスト化を図る。 【解決手段】 ハウジング部材とロータ部材の相対回転
を最進角位相位置と最遅角位相位置間の中間位相位置に
て規制する相対回転制御機構と、進角油室及び遅角油室
への作動油の給排を制御し前記相対回転制御機構への作
動油の給排を制御する油圧回路を備えた弁開閉時期制御
装置において、油圧回路として、内燃機関の始動時に、
進角油室及び遅角油室と前記相対回転制御機構から作動
油を排出可能な制御弁を備えた油圧回路を採用し、前記
制御弁として、進角油室と遅角油室から作動油を排出可
能な両ドレイン機能領域での各排出開口幅を異にして、
内燃機関のアイドリング時に容積を大とされる遅角油室
に連通する遅角ポート１０２側の開口（Ｌ３）を大とす
る可変式電磁スプールバルブ１００を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置において吸気弁または排気弁の開閉時期を制御するた
めに使用される弁開閉時期制御装置（内燃機関用バルブ
開閉タイミング調整装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の弁開閉時期制御装置の一つとし
て、内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または
排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達
系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸と一体
的に回転するハウジング部材と、このハウジング部材内
に相対回転可能に組付けられてハウジング部材内との間
に流体圧室を形成し、該流体圧室を進角油室と遅角油室
に区画するベーン部を有し、前記カム軸または前記クラ
ンク軸と一体的に回転するロータ部材と、作動油の供給
によりアンロック作動して前記ハウジング部材と前記ロ
ータ部材の相対回転を許容し作動油の排出によりロック
作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回
転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の中間位相位置
にて規制する相対回転制御機構と、前記進角油室及び前
記遅角油室への作動油の給排を制御するとともに前記相
対回転制御機構への作動油の給排を制御する油圧回路を
備えたものがあり、例えば特開平９−３２４６１３号公
報に示されている。
【０００３】上記した弁開閉時期制御装置においては、
相対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対
回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の中間位相位
置にて規制する状態にて、内燃機関の良好な始動性が得
られるように、吸気弁及び排気弁の開閉時期が設定され
ている。このため、内燃機関の始動時において、相対回
転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対回転を
中間位相位置にて規制しない場合には、内燃機関の始動
性が損なわれるおそれがある。
【０００４】ところで、内燃機関の始動時において、相
対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対回
転を中間位相位置にて規制することを阻害する要因とし
ては、油圧回路の設定に起因するものや、進角油室及び
遅角油室と相対回転制御機構に作動油が残留することに
起因するものがある。因みに、従来の油圧回路において
は、油圧回路が備える制御弁の非通電時に作動油が進角
油室または遅角油室に供給されるように設定されている
ものがあり、かかる設定の油圧回路においては、内燃機
関の始動時に制御弁が非通電状態であると、作動油が進
角油室または遅角油室に供給されて、ハウジング部材に
対してロータ部材が中間位相位置に相対回転しないおそ
れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した問題に対処す
べく、本願出願人は、特願２０００−１７９０５５に
て、上記した弁開閉時期制御装置において、進角油室及
び遅角油室への作動油の給排を制御するとともに相対回
転制御機構への作動油の給排を制御する油圧回路とし
て、内燃機関の始動時に、前記進角油室及び前記遅角油
室と前記相対回転制御機構から作動油を排出可能な制御
弁を備えた油圧回路を採用し、前記制御弁として図７に
示した可変式電磁スプールバルブ１００を採用したもの
を提案した。
【０００６】図７に示した可変式電磁スプールバルブ１
００は、内燃機関における吸気弁の弁開閉時期を制御す
るためのものであり、通電制御装置ＥＣＵによるソレノ
イド１０３への通電によってスプール１０４をスプリン
グ１０５に抗して図７の左方向へ移動できるものであ
り、進角油室に連通する進角ポート１０１と、遅角油室
に連通する遅角ポート１０２と、内燃機関によって駆動
されるオイルポンプに連通する供給ポート１０６と、内
燃機関のオイル溜に連通する排出（ドレイン）ポート１
０７を有している。
【０００７】また、スプール１０４は、５個のランド部
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ
と、各ランド部間に形成した４個の環状溝１０４ｆ，１
０４ｇ，１０４ｈ，１０４ｉと、両端の環状溝１０４
ｆ，１０４ｉを排出ポート１０７に連通させる一対の連
通孔１０４ｊ，１０４ｋを有していて、非通電時におけ
る各部のラップ量がＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５＜Ｌ
６となるように設定されている。このため、図８の
（ｃ）に示したように、スプール１０４のストローク量
に応じて、各ポート１０１，１０２が各ポート１０６，
１０７との連通・遮断を制御される。
【０００８】上記した可変式電磁スプールバルブ１００
は、内燃機関の始動時に図示状態とされて、油圧回路に
て進角油室及び遅角油室と相対回転制御機構から作動油
を排出可能である。このため、内燃機関の始動時におい
て進角油室及び遅角油室に残る作動油を排出することが
できて、同作動油によりハウジング部材とロータ部材の
相対回転が阻害されることはなく、駆動力伝達系のトル
ク変動により、ハウジング部材に対してロータ部材を最
進角位相位置と最遅角位相位置間の中間位相位置に素早
く相対回転させることができる。また、内燃機関の始動
時において相対回転制御機構から作動油を排出すること
ができて、相対回転制御機構にて的確なロック作動が得
られ、ハウジング部材とロータ部材の相対回転を上記し
た中間位相位置にて的確に規制することができる。した
がって、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【０００９】ところで、内燃機関の停止前におけるアイ
ドリング時には、通常、吸気弁の弁開閉時期が遅角側と
なり、排気弁の弁開閉時期が進角側となるように設定さ
れていて、吸気弁の弁開閉時期を制御するための可変式
電磁スプールバルブ１００では、遅角ポート１０２に連
通する遅角油室の容積が、進角ポート１０１に連通する
進角油室の容積より大きくされている。このため、内燃
機関の停止時および始動時にも、遅角油室に多量の作動
油（エアーを含んでいることもある）が残留していて、
これを的確に排出させるために、上記ラップ量Ｌ１を十
分に確保する必要がある。
【００１０】上記したラップ量Ｌ１の増大は、両ドレイ
ン機能領域全体の増大となって、スプール１０４のスト
ローク量およびソレノイド１０３の増大要因となり、可
変式電磁スプールバルブ１００の全長が長くなって、可
変式電磁スプールバルブ１００の大型化、コストアップ
を招く。なお、内燃機関における排気弁の弁開閉時期を
制御するためのものでは、上述した説明の進角と遅角が
逆となるが、上記した問題と同様の問題が生じ得る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した可変
式電磁スプールバルブの小型化、低コスト化を図るため
になされたものであり、上記した可変式電磁スプールバ
ルブ（制御弁）として、前記進角油室と前記遅角油室か
ら作動油を排出可能な両ドレイン機能領域での各排出開
口幅を異にして、内燃機関のアイドリング時に容積を大
とされる前記遅角油室または前記進角油室に連通する油
路側の開口を大とする可変式電磁スプールバルブを採用
したこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【００１２】また、本発明の実施に際しては、前記可変
式電磁スプールバルブの非通電時に前記スプールが前記
両ドレイン機能領域を形成する位置に制御されているこ
と（請求項２に係る発明）が可能であり、また、前記可
変式電磁スプールバルブの通電時に前記スプールが最大
限移動する位置に制御されるときに前記両ドレイン機能
領域が形成され、前記可変式電磁スプールバルブの非通
電時に前記スプールが供給・ドレイン機能領域を形成す
ること（請求項３に係る発明）が可能である。
【００１３】
【発明の作用・効果】本発明による弁開閉時期制御装置
（請求項１に係る発明）においては、内燃機関の始動時
に、可変式電磁スプールバルブにて進角油室及び遅角油
室と相対回転制御機構から作動油を排出可能である。こ
のため、内燃機関の始動時において進角油室及び遅角油
室に残る作動油を排出することができて、同作動油によ
りハウジング部材とロータ部材の相対回転が阻害される
ことはなく、駆動力伝達系のトルク変動により、ハウジ
ング部材に対してロータ部材を最進角位相位置と最遅角
位相位置間の中間位相位置に素早く相対回転させること
ができる。また、内燃機関の始動時において相対回転制
御機構から作動油を排出することができて、相対回転制
御機構にて的確なロック作動が得られ、ハウジング部材
とロータ部材の相対回転を上記した中間位相位置にて的
確に規制することができる。したがって、内燃機関の始
動性を向上させることができる。
【００１４】また、本発明による弁開閉時期制御装置
（請求項１に係る発明）においては、可変式電磁スプー
ルバルブとして、前記進角油室と前記遅角油室から作動
油を排出可能な両ドレイン機能領域での各排出開口幅を
異にして、内燃機関のアイドリング時に容積を大とされ
る前記遅角油室または前記進角油室に連通する油路側の
開口を大とするものを採用したため、内燃機関のアイド
リング時に容積を大とされる油室に残留している作動油
（エアーを含んでいることもある）を的確に排出させる
機能を備えた上で、両ドレイン機能領域全体を小さくす
ることができる。したがって、可変式電磁スプールバル
ブにおけるスプールのストローク量およびソレノイドを
小さくすることができて、可変式電磁スプールバルブの
大型化、低コスト化を図ることができる。
【００１５】また、本発明の実施に際して、可変式電磁
スプールバルブの非通電時にスプールが両ドレイン機能
領域を形成する位置に制御されるようにした場合（請求
項２に係る発明）には、電気的な異常で非通電となって
も、内燃機関の始動時には正常時と同等の機能が得られ
て、相対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の
相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の中間位
相位置にて規制した状態で内燃機関を駆動し続けること
ができる。
【００１６】また、本発明の実施に際して、可変式電磁
スプールバルブの通電時にスプールが最大限移動する位
置に制御されるときに両ドレイン機能領域が形成され、
可変式電磁スプールバルブの非通電時にスプールが供給
・ドレイン機能領域を形成する場合（請求項３に係る発
明）には、電気的な異常で非通電となっても、可変式電
磁スプールバルブにて供給・ドレイン機能が得られて、
ハウジング部材とロータ部材の相対回転を最進角位相位
置または最遅角位相位置に固定保持することができ、始
動時やアイドリング時に支障が少ない状態（吸気弁の開
閉時期制御に際しては最遅角位相位置、排気弁の開閉時
期制御に際しては最進角位相位置）で内燃機関を駆動し
続けることが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１〜図５に示した本発明によ
る弁開閉時期制御装置は、カム軸１０の先端部（図１の
左端）に一体的に組付けたロータ部材２０と、このロー
タ部材２０に所定範囲で相対回転可能に外装されたハウ
ジング部材３０と、ハウジング部材３０とロータ部材２
０間に介装したトーションスプリングＳと、ハウジング
部材３０とロータ部材２０の相対回転を制御する相対回
転制御機構Ｂを備えるとともに、後述する進角油室Ｒ１
及び遅角油室Ｒ２への作動油の給排を制御するとともに
相対回転制御機構Ｂへの作動油の給排を制御する油圧回
路Ｃを備えている。
【００１８】カム軸１０は、吸気弁（図示省略）を開閉
する周知のカム（図示省略）を有していて、内燃機関の
シリンダヘッド４０に回転自在に支持されており、内部
にはカム軸１０の軸方向に延びる進角通路１１と遅角通
路１２が設けられている。進角通路１１は、径方向の通
孔１３と環状の通路１４と接続通路Ｐ１を介して油圧制
御弁１００の進角ポート１０１に接続されている。ま
た、遅角通路１２は、径方向の通孔１５と環状の通路１
６と接続通路Ｐ２を介して油圧制御弁１００の遅角ポー
ト１０２に接続されている。なお、径方向の通孔１３，
１５と環状の通路１６はカム軸１０に形成されており、
環状の通路１４はカム軸１０とシリンダヘッド４０の段
部間に形成されている。
【００１９】ロータ部材２０は、メインロータ２１と、
このメインロータ２１の前方（図１の左方）に一体的に
組付けた段付筒状のフロントロータ２２によって構成さ
れていて、ボルト５０によってカム軸１０の前端に一体
的に固着されており、ボルト５０の頭部によって前端を
閉塞された各ロータ２１，２２の中心内孔はカム軸１０
に設けた進角通路１１に連通している。
【００２０】メインロータ２１は、フロントロータ２２
が同軸的に組付けられる内孔２１ａを有するとともに、
４個のベーン２３とこれを径外方へ付勢するスプリング
２４（図１参照）を組付けるためのベーン溝２１ｂを有
している。各ベーン２３は、ベーン溝２１ｂに組付けら
れて径外方に延びており、ハウジング部材３０内に４個
の進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２を区画形成している。
また、メインロータ２１には、径方向内端にて中心内孔
を通して進角通路１１に連通し径方向外端にて進角油室
Ｒ１に連通する径方向の通孔２１ｃが４個設けられると
ともに、遅角通路１２に連通する軸方向の通孔２１ｄ
と、径方向内端にて通孔２１ｄに連通し径方向外端にて
遅角油室Ｒ２に連通する径方向の通孔２１ｅがそれぞれ
４個設けられている。
【００２１】ハウジング部材３０は、ハウジング本体３
１と、フロントプレート３２と、リヤ薄肉プレート３３
と、これらを一体的に連結する５本のボルト３４（図２
参照）によって構成されていて、ハウジング本体３１の
後方外周にはスプロケット３１ａが一体的に形成されて
いる。スプロケット３１ａは、周知のように、タイミン
グチェーン(図示省略)を介して内燃機関のクランク軸
(図示省略)に連結されていて、クランク軸からの駆動力
が伝達されて図２の時計方向へ回転されるように構成さ
れている。
【００２２】ハウジング本体３１は、径内方に突出する
４個のシュー部３１ｂを有していて、各シュー部３１ｂ
の径方向内端にてメインロータ２１を相対回転可能に支
承している。フロントプレート３２とリヤ薄肉プレート
３３は、軸方向の対向する端面にて、メインロータ２１
の軸方向端面外周および各ベーン２３の軸方向端面全体
にそれぞれ摺動可能に接している。また、ハウジング本
体３１には、図２に示したように、最遅角位相位置をベ
ーン２３との当接によって規定する突起３１ｃが形成さ
れるとともに、最進角位相位置をベーン２３との当接に
よって規定する突起３１ｄが形成されている。
【００２３】相対回転制御機構Ｂは、作動油の供給によ
りアンロック作動してハウジング部材３０とロータ部材
２０の相対回転を許容し、作動油の排出によりロック作
動してハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転
を最進角位相位置と最遅角位相位置間の中間位相位置
（図２の状態）にて規制するものであり、図２〜図４に
示したように、一対のロックピン６１，６２及びロック
スプリング６３，６４を備えている。
【００２４】各ロックピン６１，６２は、フロントプレ
ート３２に設けた軸方向の退避孔３２ａ，３２ｂに軸方
向へ摺動可能に組付けられていて、退避孔３２ａ，３２
ｂに収容したロックスプリング６３，６４によって退避
孔３２ａ，３２ｂから突出するように付勢されている。
なお、各退避孔３２ａ，３２ｂには、ロックピン６１，
６２を円滑に軸方向移動させるための通孔３２ｃ，３２
ｄが設けられている。
【００２５】また、各ロックピン６１，６２は、先端部
がメインロータ２１に設けた円弧状ロック溝２１ｆ，２
１ｇに摺動可能で抜き差し可能（嵌合・離脱可能）であ
り、円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに作動油が供給され
ることによりロックスプリング６３，６４の付勢力（小
さい値に設定されている）に抗して軸方向へ移動して退
避孔３２ａ，３２ｂに退避収容されるようになってい
る。また、各ロックピン６１，６２の先端は、メインロ
ータ２１の端面に当接可能であり、当接状態では摺動可
能である。
【００２６】各円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇは、図２
に示したように、ハウジング部材３０に対してロータ部
材２０が中間位相位置にあるとき、端部が各退避孔３２
ａ，３２ｂに対向一致するように設けられていて、底部
には円弧状連通溝２１ｈ，２１ｉと軸方向の通孔２１
ｊ，２１ｋが設けられている。円弧状ロック溝２１ｆ
は、図２及び図３にて示したように、円弧状連通溝２１
ｈと軸方向の通孔２１ｊと径方向の通孔２１ｃを通して
進角通路１１に連通するとともに、径外方に延びる連通
溝２１ｍを通して進角油室Ｒ１に連通している。円弧状
ロック溝２１ｇは、図２及び図４にて示したように、円
弧状連通溝２１ｉと軸方向の通孔２１ｋと径方向の通孔
２１ｅと軸方向の通孔２１ｄを通して遅角通路１２に連
通するとともに、径外方に延びる連通溝２１ｎを通して
遅角油室Ｒ２に連通している。
【００２７】ハウジング部材３０とロータ部材２０間に
介装したトーションスプリングＳは、ハウジング部材３
０に対してロータ部材２０を進角側に回転付勢するもの
であり、その付勢力は吸気弁を閉方向に付勢するスプリ
ング（図示省略）の付勢力に起因してカム軸１０及びロ
ータ部材２０が遅角側に回転付勢されるのを打ち消す程
度の値とされている。このため、ロータ部材２０のハウ
ジング部材３０に対する相対回転位相を進角側へ変更す
る場合の作動応答性が良好とされている。
【００２８】図１に示した油圧制御弁１００は、内燃機
関によって駆動されるオイルポンプ１１０、内燃機関の
オイル溜１２０等とにより油圧回路Ｃを構成していて、
通電制御装置ＥＣＵによるソレノイド１０３への通電に
よってスプール１０４をスプリング１０５に抗して図１
の左方向へ移動できる可変式電磁スプールバルブであ
り、デューティ値（％）を変えることにより、スプール
１０４のストローク量（図１左方向への移動量）を変え
て、各ポート１０１，１０２，１０６，１０７間の連通
・遮断を制御するように構成されている。通電制御装置
２００は、各種センサ（クランク角、カム角、スロットル
開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温、車速等を検出
するセンサ）からの検出信号に基づき、予め設定した制
御パターンに従い、内燃機関の運転状態に応じて出力
（デューティ値）を制御するようになっている。
【００２９】スプール１０４は、図５にて拡大して示し
たように、５個のランド部１０４ａ，１０４ｂ，１０４
ｃ，１０４ｄ，１０４ｅと、各ランド部間に形成した４
個の環状溝１０４ｆ，１０４ｇ，１０４ｈ，１０４ｉ
と、両端の環状溝１０４ｆ，１０４ｉを排出ポート１０
７に連通させる一対の連通孔１０４ｊ，１０４ｋを有し
ていて、図５に示した各部のラップ量（ストローク量ゼ
ロでのラップ量）がＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５＜Ｌ
６となるように設定されている。
【００３０】ところで、スプール１０４のストローク量
がゼロで図５に示した状態（デューティ値０％で非通電
の状態）にあるときには、オイルポンプ１１０の吐出口
に接続された供給ポート１０６が両ランド部１０４ｂ，
１０４ｃによって進角ポート１０１および遅角ポート１
０２との連通を遮断されるとともに、両ポート１０１，
１０２がオイル溜１２０に接続された排出ポート１０７
に両環状溝１０４ｆ，１０４ｉと両連通孔１０４ｊ，１
０４ｋを通して連通していて、両ポート１０１，１０２
から排出ポート１０７に作動油が排出可能である。この
ため、各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２と相対回転制
御機構Ｂの両円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇから油圧制
御弁１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可能
である。
【００３１】また、スプール１０４のストローク量がＬ
１以上Ｌ２未満であるときには、図８の（ａ）からも明
らかなように、供給ポート１０６が両ランド部１０４
ｂ，１０４ｃによって両ポート１０１，１０２との連通
を遮断されるとともに、遅角ポート１０２が排出ポート
１０７に環状溝１０４ｆと連通孔１０４ｊを通して連通
していて、遅角ポート１０２から排出ポート１０７に作
動油が排出可能であるものの、進角ポート１０１が両ラ
ンド部１０４ｄ，１０４ｅによって排出ポート１０７と
の連通を遮断される。このため、各遅角油室Ｒ２と相対
回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇから油圧制御弁
１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可能であ
り、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロッ
ク溝２１ｆに作動油を封止可能である。
【００３２】また、スプール１０４のストローク量がＬ
２以上Ｌ３未満であるときには、図８の（ａ）からも明
らかなように、供給ポート１０６がランド部１０４ｂに
よって遅角ポート１０２との連通を遮断された状態にて
進角ポート１０１に環状溝１０４ｈを通して連通すると
ともに、遅角ポート１０２が排出ポート１０７に環状溝
１０４ｆと連通孔１０４ｊを通して連通していて、供給
ポート１０６から進角ポート１０１に作動油が供給可能
であり、遅角ポート１０２から排出ポート１０７に作動
油が排出可能である。このため、各進角油室Ｒ１と相対
回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに油圧制御弁１
００を通して作動油が供給可能であり、各遅角油室Ｒ２
と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇから油圧
制御弁１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可
能である。
【００３３】また、スプール１０４のストローク量がＬ
３以上Ｌ４未満であるときには、図８の（ａ）からも明
らかなように、供給ポート１０６がランド部１０４ｂに
よって遅角ポート１０２との連通を遮断された状態にて
進角ポート１０１に環状溝１０４ｈを通して連通すると
ともに、遅角ポート１０２がランド部１０４ｂによって
排出ポート１０７との連通を遮断され、供給ポート１０
６から進角ポート１０１に作動油が供給可能である。こ
のため、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状
ロック溝２１ｆに油圧制御弁１００を通して作動油が供
給可能であり、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの
円弧状ロック溝２１ｇに作動油を封止可能である。
【００３４】また、スプール１０４のストローク量がＬ
４以上Ｌ５未満であるときには、図８の（ａ）からも明
らかなように、供給ポート１０６が両ランド部１０４
ｂ，１０４ｄによって両ポート１０１，１０２との連通
を遮断されるとともに、両ポート１０１，１０２が各ラ
ンド部１０４ｂ，１０４ｄ，１０４ｅによって排出ポー
ト１０７との連通を遮断される。このため、各進角油室
Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの両円弧
状ロック溝２１ｆ，２１ｇに作動油を封止可能である。
【００３５】また、スプール１０４のストローク量がＬ
５以上Ｌ６未満であるときには、図８の（ａ）からも明
らかなように、供給ポート１０６がランド部１０４ｄに
よって進角ポート１０１との連通を遮断された状態にて
遅角ポート１０２に環状溝１０４ｇを通して連通すると
ともに、進角ポート１０１が両ランド部１０４ｄ，１０
４ｅによって排出ポート１０７との連通を遮断されてい
て、供給ポート１０６から遅角ポート１０２に作動油が
供給可能である。このため、各遅角油室Ｒ２と相対回転
制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油圧制御弁１００
を通して作動油が供給可能であり、各進角油室Ｒ１と相
対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに作動油を封
止可能である。
【００３６】また、スプール１０４のストローク量がＬ
６以上であるときには、図８の（ａ）からも明らかなよ
うに、供給ポート１０６がランド部１０４ｄによって進
角ポート１０１との連通を遮断された状態にて遅角ポー
ト１０２に環状溝１０４ｇを通して連通するとともに、
進角ポート１０１が排出ポート１０７に環状溝１０４ｉ
と連通孔１０４ｋを通して連通していて、供給ポート１
０６から遅角ポート１０２に作動油が供給可能であり、
進角ポート１０１から排出ポート１０７に作動油が排出
可能である。このため、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御
機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油圧制御弁１００を通
して作動油が供給可能であり、各進角油室Ｒ１と相対回
転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆから油圧制御弁１
００を通して作動油を排出可能である。
【００３７】以上の説明から明らかなように、本実施形
態においては、図５および図８の（ａ）に示したよう
に、油圧制御弁（可変式電磁スプールバルブ）１００と
して、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２から作動油を排
出可能な両ドレイン機能領域での各排出開口幅（図５の
Ｌ１，Ｌ３参照）を異にして、内燃機関のアイドリング
時に容積を大とされる各遅角油室Ｒ２に連通する遅角ポ
ート１０２側の開口を大とし、かつスプール１０４の非
通電ストローク端側に両ドレイン機能領域を形成したも
のが採用されている。
【００３８】上記のように構成した本実施形態において
は、内燃機関の駆動時、油圧制御弁１００のソレノイド
１０３への通電が通電制御装置ＥＣＵによって制御され
ることにより、ロータ部材２０のハウジング部材３０に
対する相対回転位相が最遅角位相（進角油室Ｒ１の容積
が最小となり遅角油室Ｒ２の容積が最大となる位相）か
ら最進角位相（進角油室Ｒ１の容積が最大となり遅角油
室Ｒ２の容積が最小となる位相）までの範囲の任意の位
相に調整保持することができて、内燃機関の駆動時にお
ける吸気弁の弁開閉時期を最遅角制御状態での作動と最
進角制御状態での作動間で適宜に調整保持することがで
きる。
【００３９】この場合において、ロータ部材２０のハウ
ジング部材３０に対する相対回転位相の進角側への調整
は、スプール１０４がストローク量をＬ２以上Ｌ３未満
とされて、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧
状ロック溝２１ｆに油圧制御弁１００を通して作動油が
供給されるとともに、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機
構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇから油圧制御弁１００を通
して作動油が排出（ドレイン）されることによりなされ
る。
【００４０】このときには、作動油が相対回転制御機構
Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに供給されロックピン６１が
ロックスプリング６３に抗してアンロック作動して退避
孔３２ａに退避収容された状態、またはロックピン６１
がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、
およびロックピン６２がメインロータ２１の端面に摺動
可能に当接した状態、またはロックピン６２が円弧状ロ
ック溝２１ｇに摺動可能に嵌合した状態にて、作動油が
各進角油室Ｒ１に供給されるとともに、各遅角油室Ｒ２
から作動油が排出されることにより、ロータ部材２０が
ハウジング部材３０に対して進角側に相対回転する。
【００４１】また、ロータ部材２０のハウジング部材３
０に対する相対回転位相の遅角側への調整は、スプール
１０４がストローク量をＬ６以上とされて、各遅角油室
Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油
圧制御弁１００を通して作動油が供給されるとともに、
各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝
２１ｆから油圧制御弁１００を通して作動油が排出され
ることによりなされる。
【００４２】このときには、作動油が相対回転制御機構
Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに供給されロックピン６２が
ロックスプリング６４に抗してアンロック作動して退避
孔３２ｂに退避収容された状態、またはロックピン６２
がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、
およびロックピン６１がメインロータ２１の端面に摺動
可能に当接した状態、またはロックピン６１が円弧状ロ
ック溝２１ｆに摺動可能に嵌合した状態にて、作動油が
各遅角油室Ｒ２に供給されるとともに、各進角油室Ｒ１
から作動油が排出されることにより、ロータ部材２０が
ハウジング部材３０に対して遅角側に相対回転する。
【００４３】ところで、本実施形態においては、内燃機
関の始動時に、通電制御装置ＥＣＵによる油圧制御弁１
００のソレノイド１０３への通電が予め設定した制御パ
ターンに従って制御されて、油圧制御弁１００が設定時
間（スタータによってクランク軸がクランキングされて
いる時間より僅かに長い時間）デューティ値０％で作動
するように設定されていて、各進角油室Ｒ１及び各遅角
油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの両円弧状ロック溝２１
ｆ，２１ｇから油圧制御弁１００を通して作動油をオイ
ル溜１２０に排出可能である。
【００４４】このため、内燃機関の始動時において各進
角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２に残る作動油を排出する
ことができて、同作動油によりハウジング部材３０とロ
ータ部材２０の相対回転が阻害されることはなく、駆動
力伝達系のトルク変動により、ハウジング部材３０に対
してロータ部材２０を最進角位相位置と最遅角位相位置
間の中間位相位置に素早く相対回転させることができ
る。また、内燃機関の始動時において相対回転制御機構
Ｂの円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇから作動油を排出す
ることができて、相対回転制御機構Ｂにて的確なロック
作動（各ロックスプリング６３，６４による各ロックピ
ン６１，６２の押動）が得られ、ハウジング部材３０と
ロータ部材２０の相対回転を上記した中間位相位置にて
的確に規制することができる。したがって、内燃機関の
始動性を向上させることができる。
【００４５】また、本実施形態においては、油圧制御弁
（可変式電磁スプールバルブ）１００として、各進角油
室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２から作動油を排出可能な両ドレ
イン機能領域での各排出開口幅（図５のＬ１，Ｌ３参
照）を異にして、内燃機関のアイドリング時に容積を大
とされる各遅角油室Ｒ２に連通する遅角ポート１０２側
の開口を大とするものを採用したため、内燃機関のアイ
ドリング時に容積を大とされる各遅角油室Ｒ２に残留し
ている作動油（エアーを含んでいることもある）を的確
に排出させる機能を備えた上で、両ドレイン機能領域全
体を小さくすることができる。したがって、スプール１
０４のストローク量およびソレノイド１０３を小さくす
ることができて、油圧制御弁（可変式電磁スプールバル
ブ）１００の大型化、低コスト化を図ることができる。
【００４６】また、本実施形態においては、油圧制御弁
（可変式電磁スプールバルブ）１００の非通電時にスプ
ール１０４が両ドレイン機能領域を形成する位置に制御
されるようにした（スプール１０４の非通電ストローク
端側に両ドレイン機能領域を形成した）ため、電気的な
異常で非通電となっても、内燃機関の始動時には正常時
と同等の機能が得られて、相対回転制御機構Ｂがハウジ
ング部材３０とロータ部材２０の相対回転を最進角位相
位置と最遅角位相位置間の中間位相位置にて規制した状
態（内燃機関が最低限必要とする機能を発揮する状態）
で内燃機関を駆動し続けることができる。
【００４７】上記した電気的な異常状態は、例えば、通
電制御装置２００に検出信号を出力する各種センサ（ク
ランク角、カム角、スロットル開度、エンジン回転数、エン
ジン冷却水温、車速等を検出するセンサ）の断線等によ
るセンシング異常や、油圧不足、異物噛み込み等による
油圧制御弁１００の制御性不良や、断線による油圧制御
弁１００への通電異常などが含まれる。
【００４８】上記実施形態においては、油圧回路Ｃの制
御弁１００として、図５および図８（ａ）に示した可変
式電磁スプールバルブを採用して実施したが、これに代
えて図６および図８（ｂ）に示した制御弁（可変式電磁
スプールバルブ）１００Ａを採用して実施することも可
能である。この制御弁１００Ａは、通電時にスプール１
０４が最大限移動する位置に制御されるときに両ドレイ
ン機能領域が形成され、非通電時にスプール１０４が供
給・ドレイン機能領域を形成すること（スプール１０４
の通電ストローク端側に両ドレイン機能領域が形成さ
れ、スプール１０４の非通電ストローク端側に供給・ド
レイン機能領域が形成されていること）を除いて、上記
実施形態の制御弁１００と実質的に同じであり、同一符
号を付して説明は省略する。なお、図６はスプール１０
４が非通電ストローク端にある状態を示している。
【００４９】図５および図８（ａ）に示した制御弁１０
０Ａを採用して実施した場合には、電気的な異常で非通
電となっても、供給・ドレイン機能が得られて、ハウジ
ング部材３０とロータ部材２０の相対回転を最遅角位相
位置に固定保持することができ、始動時やアイドリング
時に支障が少ない状態で内燃機関を駆動し続けることが
可能である。
【００５０】また、上記実施形態においては、ハウジン
グ部材３０がクランク軸と一体的に回転し、ロータ部材
２０がカム軸１０と一体的に回転するように構成した弁
開閉時期制御装置に本発明を実施したが、ハウジング部
材がカム軸と一体的に回転し、ロータ部材がクランク軸
と一体的に回転するように構成した弁開閉時期制御装置
にも、本発明は同様に実施することが可能である。ま
た、本発明は、ベーンがロータ本体に一体的に形成される
タイプの装置にも同様に実施し得るものである。
【００５１】また、上記実施形態においては、吸気弁を
開閉するカム軸に装着される弁開閉時期制御装置に本発
明を実施したが、本発明は排気弁を開閉するカム軸に装
着される弁開閉時期制御装置にも実施し得るものであ
る。排気弁を開閉するカム軸に装着される弁開閉時期制
御装置においては、内燃機関のアイドリング時に進角油
室が遅角油室に比して容積を大とされるため、上記制御
弁１００，１００Ａの進角ポート１０１が遅角ポートと
され、遅角ポート１０２が進角ポートとされて油圧回路
Ｃに組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による弁開閉時期制御装置の一実施形
態を示す全体構成図である。
【図２】 図１の要部縦断正面図である。
【図３】 図２に示した上方のロックピン部位の断面図
である。
【図４】 図２に示した下方のロックピン部位の断面図
である。
【図５】 図１に示した油圧制御弁の拡大断面図であ
る。
【図６】 本発明による弁開閉時期制御装置の他の実施
形態を示す図５相当の断面図である。
【図７】 特願２０００−１７９０５５の実施形態にて
例示した油圧制御弁の断面図である。
【図８】 図５、図６および図７に示した各油圧制御弁
における進角ポートと遅角ポートの連通・遮断関係を示
す図である。
【符号の説明】
１０…カム軸、１１…進角通路、１２…遅角通路、２０
…ロータ部材、２１…ロータ本体、２３…ベーン、３０
…ハウジング部材、３１…ハウジング本体、３１ｂ…シ
ュー部、Ｂ…相対回転制御機構、６１，６２…ロックピ
ン、６３，６４…ロックスプリング、Ｒ１…進角油室、
Ｒ２…遅角油室、Ｃ…油圧回路、１００，１００Ａ…油
圧制御弁、１０１…進角ポート、１０２…遅角ポート、
１０３…ソレノイド、１０４…スプール、１０５…スプ
リング、１０６…供給ポート、１０７…排出ポート、１
１０…オイルポンプ、１２０…オイル溜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G018 BA33 CA20 DA24 DA32 DA58 DA60 EA02 EA05 EA11 EA12 EA17 EA21 EA23 EA31 EA32 EA33 FA01 FA07 GA11 GA18 3G092 AA11 DA01 DA02 DA10 DF04 DG05 DG09 EA01 EA02 EA03 EA04 EA13 EC08 FA31 FA50 GA01 GA04 HA06Z HA13X HE01Z HE08Z HF21Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸
    気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する
    駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カ
    ム軸と一体的に回転するハウジング部材と、このハウジ
    ング部材内に相対回転可能に組付けられてハウジング部
    材内との間に流体圧室を形成し、該流体圧室を進角油室
    と遅角油室に区画するベーン部を有し、前記カム軸また
    は前記クランク軸と一体的に回転するロータ部材と、作
    動油の供給によりアンロック作動して前記ハウジング部
    材と前記ロータ部材の相対回転を許容し作動油の排出に
    よりロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部
    材の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の中
    間位相位置にて規制する相対回転制御機構と、前記進角
    油室及び前記遅角油室への作動油の給排を制御するとと
    もに前記相対回転制御機構への作動油の給排を制御する
    油圧回路を備えた弁開閉時期制御装置において、前記油
    圧回路として、内燃機関の始動時に、前記進角油室及び
    前記遅角油室と前記相対回転制御機構から作動油を排出
    可能な制御弁を備えた油圧回路を採用し、前記制御弁と
    して、前記進角油室と前記遅角油室から作動油を排出可
    能な両ドレイン機能領域での各排出開口幅を異にして、
    内燃機関のアイドリング時に容積を大とされる前記遅角
    油室または前記進角油室に連通する油路側の開口を大と
    する可変式電磁スプールバルブを採用したことを特徴と
    する弁開閉時期制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の弁開閉時期制御装置に
    おいて、前記可変式電磁スプールバルブの非通電時に前
    記スプールが前記両ドレイン機能領域を形成する位置に
    制御されていることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の弁開閉時期制御装置に
    おいて、前記可変式電磁スプールバルブの通電時に前記
    スプールが最大限移動する位置に制御されるときに前記
    両ドレイン機能領域が形成され、前記可変式電磁スプー
    ルバルブの非通電時に前記スプールが供給・ドレイン機
    能領域を形成することを特徴とする弁開閉時期制御装
    置。
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