JP2010084756A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ少ない部品点数で、従動側回転部材の相対回転位相を確実に最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に拘束又は規制する弁開閉時期制御装置を提供する。
【解決手段】駆動側回転部材２又は従動側回転部材３に形成した収容部３４に配置され、収容部３４と反対側回転部材に出退する規制部材５と、規制部材５が突入可能に反対側回転部材に長穴形状に形成され、規制部材５の突入時に相対回転位相を最進角位相又は最遅角位相の何れか一方から最進角位相と最遅角位相との間の所定位相までの範囲に規制する規制凹部２５と、従動側回転部材の相対回転移動に伴い、進角室又は遅角室の何れか一方と収容部３４とを連通し、規制を解除可能な規制解除通路とを備え、少なくとも規制部材５が規制凹部２５の両端部の何れか一方に当接した時、規制解除通路の連通が遮断され、規制部材５が規制凹部２５から所定位相側端部２５ｂを越えて動作するのを規制する。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、従動側回転部材に形成された規制凹部と、駆動側回転部材に配設され、規制凹部に対して出退可能な規制部材とを備え、規制部材が規制凹部に突入したとき、最遅角位相から最遅角位相と最進角位相との間の所定位相までの一定範囲に相対回転位相を規制できる弁開閉時期制御装置があった。この技術では、遅角室に供給される作動流体を規制凹部に供給し、規制部材を引退させて規制を解除する規制通路と、規制部材を収容する収容室に進角室に供給された作動流体の一部を供給し、規制部材を引退した状態に保持する保持機構とを備えている。

また、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、進角室に供給する流体によって移動し、規制通路を開閉可能な弁機構を備えている。弁機構が一旦規制通路を開放したのちは、遅角制御でも進角制御でも開放状態が維持される。通常、クランキングによっても作動流体は供給されるが、例えば、内燃機関停止時に弁開閉時期制御装置の流路切換弁が遅角制御の状態である場合は、クランキングにより作動流体が規制凹部に供給され、規制部材が引退する可能性がある。この場合は、相対回転位相を所定位相に規制できない。しかし、弁機構を備えると、進角制御がされるまで規制通路が開放されず、規制部材が誤作動する虞がない。

この技術によると、相対回転位相を一定範囲内に規制できると共に、その規制状態を保持することができる。この結果、作動流体が低温で細かな位相制御が出来ない状態であっても、作動流体の供給先の切換だけで、内燃機関を最遅角位相で始動した後に、進角制御によって相対回転位相を所望の所定位相に拘束できる。

特許文献２には、最進角位相と最遅角位相との間の所定位相から進角側への相対回転位相の変位を規制する進角制限機構と、所定位相から遅角側への相対回転位相の変位を規制する遅角制限機構と、これらの機構の動作を制御する作動流体の流路を切換える流路切換弁とを備えた弁開閉時期制御装置が記載されている。進角制限機構と遅角制限機構とは、規制部材と規制部材が突入可能な規制凹部とを備え、規制部材が規制凹部に突入することで相対回転位相が変位することを規制する。進角制限機構の規制凹部は、相対回転位相に対応する箇所を一段深くしており、この深い部分に規制部材が係入すると相対回転位相を所定位相に拘束できる。また、油圧制御弁を備え、進角制御機構及び遅角制御機構の規制を制御するものである。

特許文献３には、特許文献１と同様に、規制部材と規制凹部とを備えた弁開閉時期制御装置が記載されている。この弁開閉時期制御装置は、規制凹部に作動流体を供給する専用の作動流体通路を備えており、規制部材が誤作動することがない。したがって、確実に相対回転位相を所定位相に拘束できる。

特開２００７−１９８３６５号 特開２００２−３５７１０５号 特開平１１−３１１１０７号

しかし、上述の技術では、最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に相対回転位相を拘束することが必要なときに規制部材が規制凹部から引退しないよう、規制部材の出退を確実に制御するために、弁機構や、専用の作動流体通路、専用の油圧制御弁を備える必要がある。このため、部品点数が多く、搭載性の低下やコストの上昇を招来する虞があった。

本発明は上記実情に鑑み、内燃機関において、簡易な構成かつ少ない部品点数で、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を確実に最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に拘束または規制する弁開閉時期制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る弁開閉時期制御装置の第一特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とで形成された流体圧室と、前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部と、前記駆動側回転部材または前記従動側回転部材の何れか一方に形成された収容部に配置されると共に、前記収容部とは反対側の回転部材に対して出退可能な規制部材と、該規制部材が突入可能となるよう前記反対側の回転部材に長穴形状に形成され、前記規制部材が突入したときに、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を最進角位相または最遅角位相の何れか一方から前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相までの範囲に規制する規制凹部と、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転移動に伴い、前記進角室または前記遅角室の何れか一方と前記収容部とを連通し、前記規制部材と前記規制凹部とによる規制を解除可能な規制解除通路と、を備え、少なくとも前記規制部材が前記反対側の回転部材の回転方向における前記規制凹部の両端部のうち何れか一方に当接したとき、前記規制解除通路の連通が遮断され、前記規制部材が前記規制凹部から前記規制凹部の所定位相側端部を越えて動作するのを規制するよう構成したことにある。

本構成によると、少なくとも、規制部材が規制凹部の回転方向に沿った両端部のうち何れか一方に当接したとき、規制解除通路の連通が遮断されて、規制部材が規制凹部から引退することがなく、規制部材が規制凹部の所定位相側端部を越えて動作するのが規制される。このため、その当接後の遅角側への制御もしくは進角側への制御により、規制部材を規制凹部の所定位相側端部に押付けることができる。この結果、相対回転位相を所望の所定位相に確実に拘束または規制することができる。このように、簡易な構成かつ少ない部品点数であって、遅角側への制御もしくは進角側への制御を行うだけで相対回転位相を確実に所定位相に拘束または規制できる弁開閉時期制御装置を提供できる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第二特徴構成は、前記規制部材が前記両端部のうち何れか一方に近接したとき、前記規制解除通路の連通が遮断されることにある。

本構成のように、規制部材が両端部のうち何れか一方に近接したとき、規制解除通路の連通が遮断されるよう構成すれば、規制解除溝の連通が遮断される位相の範囲が広がる。このため、規制部材が両端部のうち何れか一方に当接したときのみ、規制解除溝の連通が遮断される場合と比べて、規制部材が引退しない確実性が高まる。したがって、相対回転位相を所定位相に拘束または規制できる確実性も向上する。ここで、「近接」とは、両端部のうち何れか一方から、反対側の回転部材の回転方向における規制凹部の幅よりも短い範囲に、規制部材が位置することを示す。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第三特徴構成は、前記規制解除通路が、前記進角室または前記遅角室の何れか一方に接続された状態で前記反対側の回転部材に形成された第一通路と、前記収容部に接続された状態で前記収容部側の回転部材に形成され、前記相対回転移動に伴い前記第一通路と前記収容部とを連通可能な第二通路と、を備えたことにある。

本構成によると、第一通路は、反対側の回転部材に形成され、進角室または遅角室との何れか一方に接続されている。また、第二通路は、収容部に接続された状態で収容部側の回転部材に形成されている。このように、第一通路と第二通路とを異なる側の回転部材に形成してあるため、進角側への制御もしくは遅角側への制御を行うだけで、規制解除通路の連通を遮断することができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第四特徴構成は、前記第二通路とは異なる通路であって、前記進角室または前記遅角室の何れか一方と前記収容部とを連通するよう、前記収容部側の回転部材に形成され、前記規制が解除されているときに、前記規制部材を引退した状態に保持する保持通路を備えたことにある。

本構成であれば、進角室または遅角室の何れか一方と収容部とを連通する保持通路によって、規制部材を引退した状態に保持することができる。即ち、第二通路による第一通路と収容部との連通が途切れても、進角側への制御または遅角への制御を行うだけで、規制部材を引退した状態に保持できる。このため、規制部材を引退した状態に保持するためだけの専用の制御機構を備える必要が無い。また、保持通路は収容部と同じ側の回転部材に形成されるため、その形成が容易である。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第五特徴構成は、前記規制部材がその引退する方向に段部を介して拡幅するよう形成され、前記第二通路が前記収容部及び前記段部の隙間と前記第一通路とを連通し、前記保持通路が前記隙間と前記進角室または前記遅角室の何れか一方とを連通するよう構成したことにある。

本構成によると、規制部材に段部を設け、収容部と段部との間に隙間を設けている。第二通路はこの隙間と第一通路とを連通し、保持通路はこの隙間と進角室または遅角室の何れか一方とを連通する。このため、規制部材のうち規制凹部に突入する部分と収容部との隙間に第二通路及び保持通路を接続させる場合と比べて、第二通路及び保持通路を形成可能な範囲が広い。よって、第二通路及び保持通路の形成が容易である。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第六特徴構成は、前記所定位相側端部とは反対側の端部に前記規制部材が近接したときに、前記第二通路による前記第一通路と前記収容部との連通が遮断され、前記進角室及び前記遅角室のうち、前記相対回転位相を前記最進角位相または前記最遅角位相から前記所定位相の方向へ変位させる室とは反対側の室に前記第一通路が接続されるよう構成したことにある。

本構成によると、例えば、内燃機関を相対回転位相が最進角位相もしくは最遅角位相である状態で始動した後に、所定位相方向へ相対回転位相を変位させても、規制部材は引退せず、規制凹部の所定位相側端面を越えて動作しない。よって、その位相変位力により規制部材は所定位相側端部に押付けられる。この結果、進角側への制御もしくは遅角側への制御を行うだけで、内燃機関始動後に相対回転位相を所定位相に規制することができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第七特徴構成は、前記保持通路としての第一保持通路と、前記第二通路とは異なる通路であって、前記収容部側の回転部材に形成され、前記規制が解除されているときに、前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一保持通路が連通する室とは反対側の室と前記収容部とを連通し、前記規制が解除された状態を保持する第二保持通路とを備えたことにある。

本構成のように、第一保持通路と、第一保持通路が連通する室とは反対側の室と収容部とを連通する第二保持通路を備えると、進角室および遅角室の何れか一方の室と収容部とが常に連通されることとなる。即ち、一旦規制部材が規制凹部から引退すると、収容部には常時作動流体が供給され、内燃機関が停止するまで規制部材は引退した状態を保持し続ける。したがって、規制部材を引退させた後は、相対回転位相を最進角位相から最遅角位相との間で自在に変位させることができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第八特徴構成は、前記規制部材がその引退する方向に複数の段部を介して拡幅するよう形成され、前記第二通路が前記収容部及び前記段部の第一隙間と前記第一通路とを連通し、前記第一保持通路が前記収容部及び前記段部の第二隙間と前記進角室または前記遅角室の一方とを連通し、前記第二保持通路が前記収容部及び前記段部の第三隙間と前記進角室または前記遅角室の他方とを連通し、少なくとも、前記第二隙間と前記第三隙間とが異なる場所に形成されるよう構成したことにある。

本構成のように、規制部材が複数の段部を備え、第一保持通路が連通する第二隙間と第二保持通路が連通する第三隙間とが異なる場所に形成されるよう構成すると、第一保持通路と第二保持通路とが連通することがなく、一方の保持通路から供給された作動流体が他方の保持通路へ流出することがない。したがって、誤作動なく規制部材を引退した状態に保持することができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第九特徴構成は、前記所定位相側端部に前記規制部材が近接したときに、前記第二通路による前記第一通路と前記収容部との連通が遮断され、前記進角室及び前記遅角室のうち、前記相対回転位相を前記最進角位相または前記最遅角位相から前記所定位相の方向へ変位させる室に前記第一通路が接続されるよう構成したことにある。

本構成によると、規制部材が所定位相側端部に近接したとき、第二通路は第一通路に接続されない。即ち、一旦規制部材を所定位相側端部に近接するように、相対回転位相を変位させ、その後に所定位相の方向へ相対回転位相を変位させると、その位相変位力により規制部材は所定位相側端部に押付けられる。この結果、進角側への制御もしくは遅角側への制御を行うだけで、必要なときにいつでも相対回転位相を所定位相に拘束することができる。また、第二通路が第一通路に接続されているときに、所定位相の方向へ相対回転位相を変位させれば、規制部材を規制凹部から規制凹部の所定位相側端部を越えて動作させられる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第十特徴構成は、前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一通路が接続される室と、前記進角室と前記遅角室とのうち前記保持通路が連通する室とが同一であることにある。

本構成のように、進角室及び遅角室のうち第一通路が接続される室と、進角室及び遅角室のうち保持通路が連通する室とが同一であると、規制部材を引退させた後に第一通路と第二通路の連通が途切れても、規制部材は引退した状態に保持される。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第十一特徴構成は、前記隙間が環状の空間であることにある。

本構成のように、収容部及び段部の隙間が環状であると、作動流体の流体圧は段部の受圧面全体に均等に作用する。したがって、規制部材は円滑に引退し、また安定して保持される。さらに、引退する際にガタつく等して誤作動することも抑制される。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第十二特徴構成は、前記相対回転位相を前記最進角位相、前記最遅角位相、または前記所定位相の何れかに拘束するロック機構を備えたことにある。

本構成によると、ロック機構を備えているため、規制部材が規制凹部の何れかの端部に当接しているときの位相、即ち、最進角位相、最遅角位相、または所定位相の何れかに相対回転位相を確実に拘束することができる。

例えば、吸気側の弁開閉時期制御装置の場合は、最進角位相と最遅角位相との間の所定位相であって、内燃機関が始動できる位相に相対回転位相を確実に拘束した状態で、内燃機関を始動することができる。この結果、その後の運転において、相対回転位相を所定位相よりも遅角側の位相に変位させることができ、内燃機関の燃費や出力の向上等を図ることができる。

また、排気側の弁開閉時期制御装置の場合は、最進角位相に相対回転位相を確実に拘束した状態で内燃機関を始動することができる。この結果、冷間状態での始動であっても、内燃機関始動時の炭化水素（Ｃｏｌｄ ＨＣ）の発生を抑制できる。このように、より実用的な弁開閉時期制御装置とすることができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第十三特徴構成は、前記収容部と前記規制部材との隙間、及び、前記規制凹部と前記規制部材との隙間を、前記相対回転位相が規制されているときのみ大気に開放するリーク路を前記規制部材に備えたことにある。

本構成によると、リーク路を備えているため、規制部材が規制凹部に突入しているときに、不測に収容部と規制部材との隙間、及び規制凹部と規制部材との隙間に流体が漏洩しても、流体は大気に開放される。このため、漏洩した流体の流体圧によって規制部材が誤作動して、規制凹部から引退することがない。

弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側断面図である。 図１のII−II断面図である。 最進角位相のときの流体圧室、規制部材及び各通路の状態を示す説明図である。 中間規制位相のときの流体圧室、規制部材及び各通路の状態を示す説明図である。 規制状態が解除されたときの流体圧室、規制部材及び各通路の状態を示す説明図である。 解除状態のときの流体圧室、規制部材及び各通路の状態を示す説明図である。 フロントプレート、規制部材、内部ロータ、リアプレートの構成を示す分解断面図である。 別実施形態に係る弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側断面図である。 （ａ）は中間ロック位相のときの図８のIX−IX断面図である。（ｂ）は規制部材等の状態を示す（ａ）のIXｂ−IXｂ方向の展開側断面図である。 （ａ）は中間ロック位相のときの図８のIX−IX断面図である。（ｂ）は規制部材等の状態を示す（ａ）の展開側断面図である。 （ａ）は最進角位相のときの図８のIX−IX断面図である。（ｂ）は規制部材等の状態を示す（ａ）の展開側断面図である。 （ａ）は最進角位相のときの図８のIX−IX断面図である。（ｂ）は規制部材等の状態を示す（ａ）の展開側断面図である。 （ａ）は最遅角位相のときの図８のIX−IX断面図である。（ｂ）は規制部材等の状態を示す（ａ）の展開側断面図である。 （ａ）は中間ロック位相よりも進角側であって、第一通路と第二通路とが連通していない位相のときの図８のIX−IX断面図である。（ｂ）は規制部材等の状態を示す（ａ）の展開側断面図である。 規制部材、内部ロータ、リアプレートの構成を示す分解斜視図である。

本発明に係る弁開閉時期制御装置を、排気弁側の弁開閉時期制御装置として自動車用エンジンに適応した実施形態について図1から図７に基づいて説明する。

（全体構成）
この弁開閉時期制御装置１は、図１に示すごとく、不図示のエンジンのクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ２と、外部ロータ２に対して同軸上に配置され、カムシャフト１０１と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ３とを備えている。カムシャフト１０１は、エンジンの排気弁の開閉を制御する不図示のカムの回転軸である。

さらに、弁開閉時期制御装置１は、図２に示すごとく、内部ロータ３に形成された収容部３４に配置されると共に、外部ロータ２に対して出退可能な規制部材５と、規制部材５が突入可能となるよう外部ロータ２に長穴形状に形成された規制凹部２５と、規制部材５と規制凹部２５とによる規制を解除可能な規制解除通路とを備えている。

（内部ロータ及び外部ロータ）
内部ロータ３は、カムシャフト１０１の先端部に一体的に組付けられている。なお、カムシャフト１０１は、不図示のエンジンのシリンダヘッドに回転自在に組み付けられている。

外部ロータ２は、タイミングスプロケット２３を一体的に備えている。外部ロータ２を内部ロータ３に外装し、カムシャフト１０１が接続される側とは反対側のフロントプレート２２と、カムシャフト１０１が接続される側のリアプレート２２とで挟み込んでいる。そして、ボルトでフロントプレート２２と外部ロータ２１とリアプレート２１とを締結してある。このように、外部ロータ２は内部ロータ３に対して一定の範囲内で相対回転移動可能である。

クランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材１０２を介してタイミングスプロケット２３にその回転駆動力が伝達され、外部ロータ２が図２に示す相対回転方向Ｓに回転駆動する。外部ロータ２の回転駆動に伴い、内部ロータ３が相対回転方向Ｓに回転駆動してカムシャフト１０１が回転し、カムシャフト１０１に設けられたカムがエンジンの排気弁を押し下げて開弁させる。

図２に示すごとく、外部ロータ２には、径内方向に突出する複数個の突出部２４を相対回転方向Ｓに沿って互いに離間させて形成してある。突出部２４と内部ロータ３とにより流体圧室４が形成されている。本実施形態においては、流体圧室４が四箇所となるよう構成してあるが、これに限られるものではない。

図２に示すごとく、夫々の流体圧室４に面する内部ロータ３の外周面には、ベーン溝３１が形成されている。ベーン溝３１に、仕切部としてのベーン３２が放射方向に沿って摺動可能に挿入されている。ベーン３２によって、流体圧室４を相対回転方向Ｓに沿って進角室４１と遅角室４２とに仕切っている。ベーン３２は、図１に示すごとく、スプリング３３によって、外部ロータ２の側に付勢されている。

進角通路４３を内部ロータ３に形成してあり、進角通路４３は進角室４１に連通している。また、遅角通路４４を内部ロータ３に形成してあり、遅角通路４４は遅角室４２に連通している。図１に示すごとく、進角通路４３及び遅角通路４４は、後述する作動流体給排機構７に接続されている。

進角室４１及び遅角室４２の一方に対して、作動流体給排機構７によって流体を供給または排出して、ベーン３２にその作動流体の流体圧を作用させる。このようにして、外部ロータ２に対する内部ロータ３の相対回転位相を、図２の進角方向Ｓ１または遅角方向Ｓ２へ変位させ、或いは、任意の位相に保持する。この作動流体が、いわゆる作動油に相当する。進角方向Ｓ１とは、ベーン３２が外部ロータ２１に対して相対回転移動し、進角室４１の容積が大きくなる方向であり、図中に矢印Ｓ１で示してある。遅角方向Ｓ２とは、遅角室４２の容積が大きくなる方向であり、図中に矢印Ｓ２で示してある。

外部ロータ２と内部ロータ３とが相対回転移動可能な一定の範囲は、流体圧室４の内部でベーン３２が変位可能な範囲に対応する。遅角室４２の容積が最大となるのが最遅角位相であり、進角室４１の容積が最大となるのが最進角位相である。即ち、相対回転位相は最進角位相と最遅角位相との間で変位可能である。

図１に示すごとく、内部ロータ３とフロントプレート２２とに亘ってトーションスプリング１０３を設けてある。内部ロータ３及び外部ロータ２は、トーションスプリング１０３により、相対回転位相が進角方向Ｓ１に変位するよう付勢されている。

以下に、相対回転位相を最進角位相から最進角位相と最遅角位相との間の所定位相までの範囲（以下、「規制範囲」と称する）に規制する構成である規制部材５及び規制凹部２５等について順次説明する。図３〜図６は、流体圧室４の状態及び規制部材５の状態を説明する説明図であって、エンジン始動時から規制部材５が規制凹部２５から引退するまでの流体圧室４の状態の経時的変化を示している。各図の（ａ）の上段は、図２の流体圧室４の周辺の拡大図である。各図の（ａ）の下段は、内部ロータ３、規制部材５及び規制凹部２５の相対回転方向Ｓに沿った周方向の展開断面図である。各図の（ｂ）は、リアプレート２１の内部ロータ３側の表面付近の断面図である。図７は、フロントプレート２２、規制部材５、内部ロータ３、リアプレート２１の構成を示す径方向の分解断面図である。即ち、図３〜図６の（ａ）の下段と図７とは直交関係にある。

（収容部）
収容部３４は、図７に示すごとく、カムシャフト１０１の回転軸芯（以下、「回転軸芯」と称する）の方向に沿って内部ロータ３に形成された穴部であって、フロントプレート２２の側からリアプレート２１の側に亘って内部ロータ３を貫通している。収容部３４は、径が異なる円筒状の空間を三段積み重ねた形状であって、後述する規制部材５が摺動可能となるよう、規制部材５の形状より僅かに大きな形状に形成してある。収容部３４は、幅狭内周部３４ａ、中間内周部３４ｂ、幅広内周部３４ｃ、第一段部３４ｄ、及び第二段部３４ｅを備えている。

（規制部材）
規制部材５は、図７に示すごとく、径が異なる円筒を三段積み重ねた形状であって、その内部には、円筒形状の凹部５２ｈが形成されている。上記三段の円筒は、リアプレート２１（図３参照）の側からフロントプレート２２の側に向かう程、径が大きい。規制部材５は、幅狭外周部５２ａ、中間外周部５２ｂ、幅広外周部５２ｃ、第一段部５２ｄ、第二段部５２ｅ、先端部５２ｆ、及び底部５２ｇを備えている。上述したように、規制部材５が収容部３４に沿って摺動可能となるよう、収容部３４の幅狭内周部３４ａ、中間内周部３４ｂ、幅広内周部３４ｃ、第一段部３４ｄ、及び第二段部３４ｅの形状は、規制部材５の幅狭外周部５２ａ、中間外周部５２ｂ、幅広外周部５２ｃ、第一段部５２ｄ、及び第二段部５２ｅの形状に夫々対応させてある。

図示はしないが、幅狭外周部５２ａ、中間外周部５２ｂ、幅広外周部５２ｃの少なくとも一つには、規制部材５の引退方向に沿った長尺の突起部が形成してあり、収容部３４には前記突起部の形状に対応した溝が形成してある。前記溝の長さは、規制部材５が出退の際に移動する距離よりも長く設定してある。この突起部と溝との異形嵌合によって、規制部材５は収容部３４に対して回転しない。即ち、突起部と溝とは、回り止め機能を果たしている。突起部と溝とは、夫々反対側の部材に形成しても良い。また、この回り止め機能は、突起部と溝との異形嵌合に限定するものではないが、規制部材５の出退動作を妨げるような構成としてはならない。

（規制凹部）
規制凹部２５は、図３（ｂ）及び図７に示すごとく、リアプレート２１の内部ロータ３の側の表面に形成された長穴形状の溝である。規制凹部２５は、回転軸芯を中心とした円弧であって、第一端部２５ａ、第二端部２５ｂ、底部２５ｃ、長手方向に沿った側部とから構成されている。

（収容部と規制部材と規制凹部との関係）
規制部材５は、図３（ａ）に示すごとく、収容部３４に配設されると共に、凹部５２ｈに備えられたスプリング５１によって、先端部５２ｆが規制凹部２５に突入するよう常時付勢されている。規制凹部２５の深さは、先端部５２ｆが底部２５ｃに当接しない程度に設定してある。先端部５２ｆと底部２５ｃとの隙間２９が、本発明の「規制凹部と規制部材との隙間」に相当する。規制部材５の先端部５２ｆが規制凹部２５に突入したとき、相対回転位相が規制範囲内に規制され、「規制状態」が作り出される。スプリング５１による付勢力に抗して、先端部５２ｆが規制凹部２５から引退したとき、規制状態が解除され、「解除状態」となる。

規制状態において、図３に示すごとく、幅狭外周部５２ａが第一端部２５ａと当接しているときの位相が最進角位相に相当するよう、規制凹部２５を形成してある。また、図４に示すごとく、幅狭外周部５２ａが第二端部２５ｂと当接しているときの位相が、最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に相当するよう、規制凹部を形成してある。以下、この所定位相を「中間規制位相」と称する。即ち、規制部材５が規制凹部２５に突入したとき、相対回転位相は最進角位相から中間規制位相までの範囲に規制される。第一端部２５ａが本発明の「反対側の端部」に相当する。また、第二端部２５ｂが「所定位相側端部」に相当する。

図３に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５に突入したとき、規制部材の第一段部５２ｄと収容部３４の第一段部３４ｄとの間、及び第二段部５２ｅと第二段部３４ｅとの間に、若干の隙間が生じるよう構成してある。具体的には、例えば、図７に示すごとく、規制部材５の第二段部５２ｅに、スペーサー部５２ｉを備える。スペーサー部５２ｉを周方向に均等に複数箇所点在させると、第一段部３４ｄ及び第二段部３４ｅの少なくとも一方と平均的に当接し、規制部材５を安定して支持できる。

図３（図７参照）示すごとく、規制部材５の幅狭外周部５２ａ及び第一段部５２ｄと、収容部３４の中間内周部３４ｂ及び第一段部３４ｄとで囲まれる環状の隙間３８が、本発明における「第一隙間」、「第二隙間」、「収容部及び段部の隙間」、及び、「収容部と規制部材との隙間」に相当する。また、規制部材５の中間外周部５２ｂ及び第二段部５２ｅと、収容部３４の幅広内周部３４ｃ及び第二段部３４ｅとで囲まれる環状の隙間３９が、隙間３８と同様に、本発明における「第三隙間」、「収容部及び段部の隙間」、「収容部と規制部材との隙間」に相当する。

（規制解除通路）
規制解除通路は、第一通路２６と第二通路３５とを備えている。第一通路２６は、図３及び図７に示すごとく、リアプレート２１の内部ロータ３の側の表面に形成されている。第一通路２６は、規制凹部２５と同様に、回転軸芯を中心とした円弧状の長溝である。図示はしないが、外部ロータ２に対する内部ロータ３の相対回転移動に伴い、第一通路２６の一方の端部は進角室４１と連通可能であり、少なくとも、規制状態のときに進角室４１と連通する。第一通路２６の他方の端部は、規制凹部２５の付近まで延在しているが、規制凹部２５とは連通していない。

第二通路３５は、図３（ｂ）及び図７に示すごとく、回転軸芯方向に沿って内部ロータ３に形成されて孔であって、収容部３４の第一段部３４ｄからリアプレート２１の側に亘って内部ロータ３を貫通している。即ち、第二通路３５は、第一通路２６と隙間３８とを連通している。

第一通路２６の円弧形状は、第二通路３５が内部ロータ３と共にリアプレート２１に対して相対回転移動する際に描く移動軌跡と一致するよう構成してある。第二通路３５は、相対回転移動に伴い、相対回転方向Ｓに沿って第一通路２６に対する位置を変え、第一通路２６と隙間３８とを連通したり、連通しなかったりする。即ち、規制状態において、図５に示すごとく、第二通路３５が第一通路２６に接続されたとき、収容部３４と進角室４１とは連通する。このとき、進角室４１に作動油を供給すると、第一通路２６及び第二通路３５を介して、作動油は隙間３８にも供給される。その作動油の油圧によって、規制部材５の第一段部５２ｄが押圧される。よって、規制部材５は収容部３４に沿って摺動しつつ規制凹部２５から引退し、解除状態となる。また、規制部材５の引退は、規制部材５の底部５２ｇがフロントプレート２２の内表面２８に当接することによって制限される。

ただし、少なくとも、図３に示すごとく、幅狭外周部５２ａが第一端部２５ａに近接しているとき、即ち、相対回転位相が最進角位相付近の位相であるときは、第二通路３５が第一通路２６に接続されないよう第一通路の２６の長さを設定してある。第二通路３５が第一通路２６に接続しない範囲、即ち、第一通路２６の中間規制位相側の端部の延在位置は、規制範囲内であって最進角位相よりも中間規制位相側の位相に対応する位置であれば、適宜決定して良い。

規制凹部２５は、常時内部ロータ３によって閉塞されている。第二通路３５が隙間３８と第一通路２６とを連通する構成であるため、規制凹部２５に作動油が供給されることがない。結果、規制凹部２５には作動油が流入せず、規制部材５は規制凹部２５内の移動を阻害しない。

（第一保持通路及び第二保持通路）
内部ロータ３には、図５に示すごとく、第一保持通路３６と第二保持通路３７とが形成してある。第一保持通路３６は、進角室４１と収容部３４の中間内周部３４ｂ（図７参照）とを連通している。第二保持通路３７は、遅角室４２と収容部３４の幅広内周部３４ｃ（図７参照）とを連通している。第一保持通路３６及び第二保持通路３７は、上記の連通をしていれば、加工性を勘案してその経路を決定して良い。

第一保持通路３６の収容部３４の側の端部は、図３（図７参照）に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５に突入したとき、規制部材５の中間外周部５２ｂによって閉塞される。また、第一保持通路３６の収容部３４の側の端部は、図５に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５から引退したとき、隙間３８に開放される。第二保持通路３７の収容部３４の側の端部は、図３（図７参照）に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５に突入したとき、規制部材５の幅広外周部５２ｃによって閉塞される。また、第二保持通路３７の収容部３４の側の端部は、図５に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５から引退したとき、隙間３９に開放される。即ち、規制部材５が引退するや否や、第一保持通路３６は進角室４１と隙間３８とを連通し、第二保持通路３７は遅角室４２と隙間３９とを連通する。このように、「第一保持通路が連通する隙間」と「第二保持通路が連通する隙間」とは異なる。

エンジン通常運転中は進角室４１または遅角室４２の一方には必ず作動油が供給されているため、一旦解除状態となると、隙間３８または隙間３９の一方には作動油が供給される。その作動油の油圧によって、第一段部５２ｄまたは第二段部５２ｅの一方が引退方向に押圧され、規制部材５は引退した状態に保持される。したがって、一旦解除状態となった後は、エンジンが通常運転をしている間、解除状態が維持される。また、上述したように隙間３８と隙間３９とは異なる段部に形成されており、常時連通しない。即ち、進角室と遅角室とが連通することはない。

また、規制部材５が引退を開始し、隙間３８と第一保持通路３６とが連通し始めると、隙間３８に供給される作動油の油圧によって、第一通路２６と第二通路３５との連通による規制部材５の引退動作が補助される。したがって、確実に規制部材５を引退させることができる。

（リーク路）
弁開閉時期制御装置１は、規制状態のときのみ、隙間２９、隙間３８、及び隙間３９を大気に開放するリーク路を備えている。図３に示すごとく、規制部材５に、第一リーク路５３、第二リーク路５４、第三リーク路５５が形成してある。第一リーク路５３は、先端部５２ｆから凹部５２ｈに亘って規制部材５を貫通する孔である。第二リーク路５４は、第一段部５２ｄから底部５２ｇに亘って規制部材５を貫通する孔である。第三リーク路５５は、第二段部５２ｅから底部５２ｇに亘って規制部材５を貫通する孔である。さらに、フロントプレート２２には収容部３４を大気に開放する第四リーク路２７が形成されている。第四リーク路２７は、収容部３４側から大気側に亘ってフロントプレート２２を貫通する孔である。

規制状態において、図３に矢印で示すごとく、進角室４１に作動油を供給した場合、第一保持通路３６には作動油が供給されるものの、前述したように第一保持通路３６の収容部３４側の端部は規制部材５によって閉塞されており、収容部３４に作動油は供給されない。しかし、中間内周部３４ｂと中間外周部５２ｂとの間には、少なからずクリアランスが存在するため、作動油が隙間３８または隙間３９に漏洩する場合がある。

また、図３の（ｂ）に示すごとく、第一通路２６と規制凹部２５とが接近して形成されているため、同様の状況において、進角室４１に連通する第一通路２６から規制凹部２５の隙間２９に作動油が漏洩する場合もある。仮に、作動油が隙間２９、隙間３８、または隙間３９へ大量に漏洩した場合、その作動油の油圧が、規制部材５の先端部５２ｆ、第一段部５２ｄ、または第二段部５２ｅに作用して、規制部材５が誤作動し不測に引退する虞がある。このような状況となっても、第一リーク路５３、第二リーク路５４、第三リーク路５５、及び第四リーク路２７が備えられているため、その作動油は外部に流出し、規制部材が誤作動して引退することはない。

例えば、図３の場合、第一保持通路３６から隙間３８または隙間３９に漏洩した作動油は、第二リーク路５４または第三リーク路５５を介し、さらに第四リーク路２７を介して外部に流出する。また、第一通路２６から隙間２９に漏洩した作動油は、第一リーク路５３、凹部５２ｈ、第四リーク路２７を介して外部に流出する。さらに、図４の矢印のごとく、規制状態において、遅角室４２に作動油を供給した場合、第二保持通路３７から隙間３９に漏洩した作動油は、第三リーク路５５、第四リーク路２７を介して外部に流出する。したがって、規制状態が必要なときに、規制部材５が誤作動することなく、確実に規制状態を維持することができる。

規制部材５が規制凹部２５から引退したときは、規制部材５の底部５２ｇがフロントプレート２２の内表面２８に当接するため、第二リーク路５４、第三リーク路５５、第四リーク路２７は閉塞する。図６において、第三リーク路５５と第四リーク路２７が連通しているように表現されているが、図６は説明図であり、実際には、第四リーク路２７は第二リーク路５４、第三リーク路５５と連通しない平面位置に形成してある。これらのリーク路の寸法は、漏洩した作動油の油圧を大気に開放できる程度の大きさである。

（ロック機構）
弁開閉時期制御装置１は、図２に示すごとく、ロック機構６を備えている。ロック機構６は、相対回転位相を最進角位相に拘束する機構であって、内部ロータ３に形成したロック通路６１及びロック溝６２、ロック溝６２に出退可能なロック部材６３、及び、内部ロータ３の外部ロータ２との境界面に、遅角室４２とロック通路６１とを連通するよう形成した溝である遅角室連通路６５から構成してある。ロック部材６３は、スプリング６４によって、常時ロック溝６２に突入するよう付勢されている。ロック部材６３がロック溝６２に突入すると、相対回転位相は最進角位相に拘束され、ロック部材６３がロック溝６２から引退すると、前記拘束が解除され、相対回転位相の変位が許容される。ただし、ロック部材６３がロック溝６２から引退しても、規制部材５が規制凹部２５に突入している間は規制状態が維持され、相対回転位相は上述した規制範囲に規制される。

ロック通路６１は遅角通路４４を兼ねており、遅角室４２に作動油を供給しようとすると、ロック通路６１にも作動油が供給される。この作動油の油圧によって、ロック部材６３が引退方向に押圧され、その油圧がスプリング６４の付勢力より大きくなったとき、ロック部材６３はロック溝６２から引退する。ロック部材６３がロック溝６２から引退した後は、ロック通路６１と遅角室連通路６５とが連通し、遅角室連通路６５が連通する進角室４１に対して作動油の供給が可能となる。ロック部材６３は一旦引退すると、外部ロータ２及び内部ロータ３の遠心力により引退した状態を保つ。エンジンの回転数が低下し、遠心力がスプリング６４の付勢力よりも小さくなると、ロック溝６２に突入する方向に再び付勢される。よって、相対回転位相が最進角位相となったとき、ロック部材６３はロック溝６２に突入する。相対回転位相が最進角位相でないとき、ロック部材６３の径方向内側の先端部が内部ロータ３の外周面に当接するだけであり、相対回転位相の拘束はなされない。

（作動流体給排機構）
作動流体給排機構７の構成について簡単に説明する。作動流体給排機構７は、図１に示すごとく、エンジンにより駆動されて作動油の供給を行うポンプ７１と、進角油路４３及び遅角油路４４に対する作動油の供給及び排出を制御する流路切換弁７２と、作動油を貯留するオイルパン７３とを備えている。

ポンプ７１は、クランクシャフトの駆動力が伝達されることにより駆動する機械式の油圧ポンプである。ポンプ７１は、オイルパン７３に貯留された作動油を吸入し、その作動油を下流側へ吐出する。

流路切換弁７２は、ＥＣＵ８（エンジンコントロールユニット）による給電量の制御に基づいて動作する。流路切換弁７２の切換えとポンプ７１の制御とによって、進角室４１への作動油供給・遅角室４２からの作動油排出、進角室４１からの作動油排出・遅角室４２への作動油供給、進角室４１及び遅角室４２への作動油給排遮断の三種類の制御が可能である。進角室４１への作動油供給・遅角室４２からの作動油排出を行う制御が「進角制御」である。進角制御を行うと、ベーン３２は外部ロータ２１に対して進角方向Ｓ１に相対回転移動し、相対回転位相は進角側へ変位する。進角室４１からの作動油排出・遅角室４２への作動油供給を行う制御が「遅角制御」である。遅角制御を行うと、ベーン３２は外部ロータ２１に対して遅角方向Ｓ２に相対回転移動し、相対回転位相は遅角側へ変位する。進角室４１及び遅角室４２への作動油の給排を遮断する制御を行うと、ベーン３２は相対回転移動せず、相対回転位相をある任意の位相で保持できる。

本実施形態においては、給電が「ＯＮ」となったとき、流路切換弁７２は図１の左方向へ移動し、遅角制御が可能な作動油経路が形成される。給電が「ＯＦＦ」となったとき、流路切換弁７２は図１の右方向へ移動し、進角制御が可能な作動油経路が形成される。

なお、本実施形態においては、Ｄｕｔｙ比を変化させることにより流路切換弁７２に供給する給電量を制御し、進角室４１・遅角室４２への作動油の供給量、進角室４１・遅角室４２からの作動油の排出量を制御すると良い。

（弁開閉時期制御装置の動作）
相対回転位相が最進角位相である状態でエンジンを始動させた場合における弁開閉時期制御装置１の動作例について説明する。

エンジン停止状態では、ポンプ７１は停止している。また、流路切換弁７２への給電は「ＯＦＦ」であり、進角制御が可能な作動油経路が形成された状態である。図２に示すごとく、ロック部材６３がロック溝６２に突出しており、相対回転位相が最遅角位相に拘束された状態である。規制部材５は、図３に示すごとく、規制凹部２５に突入している。

エンジンの始動制御が開始されると、クランキングが実行される。クランキングによりポンプ７１が稼動するが、未だ流路切換弁７２への給電は「ＯＦＦ」であって、進角制御可能な作動油経路が形成された状態であるため、ロック機構に作動油が供給されることはなく、ロック機構による拘束は維持される。

クランキングによりエンジンが始動すると、ＥＣＵ８は進角制御を行い、作動流体給排機構７から進角通路４３に作動油が供給される。このとき、ロック通路６１には作動油は供給されず、ロック部材６３はロック溝６２に突入したままである。また、図３の矢印に示すごとく、進角室４１から第一通路２６に作動油が供給されても、第一通路２６と第二通路３５とは連通しておらず、規制部材５は規制凹部２５に突入した状態を保ち、規制状態は維持される。このとき、リーク路が形成されているため、規制部材５は誤作動しない。

このように、エンジン始動時の相対回転位相は最進角位相に拘束されている。相対回転位相が最進角位相であると、排気弁は爆発行程の途中で開き、排気行程の途中で閉じる。排出されなかった排気ガスの一部は、排気行程で圧縮される。よって、吸気弁が開くと、圧縮された排気ガスは吸気ポート側へ逆流する。相対回転位相が最進角位相である状態でエンジンを始動すると、高温の排気ガスにより吸気の温度が上昇し、燃料の霧化が促進される。この結果、冷間状態での始動であっても、エンジン始動時の炭化水素（Ｃｏｌｄ ＨＣ）の発生を抑制することができる。

排気弁側の弁開閉時期制御装置が最進角位相であると、上述の効果が得られるものの、エンジン回転に対しては負荷が大きい。この結果、エンジン出力トルクが落ち、燃費の低下につながる。よって、エンジン始動後から数秒経過以降は、相対回転位相を遅角側に変位させる。

ＥＣＵ８が遅角制御を行うと、作動流体給排機構７から遅角通路４４及びロック通路６１に作動油が供給される。一定の油圧に達したとき、上述したようにロック部材６３がロック溝６２から引退し、ロック機構６による拘束が解除される。

その後、相対回転位相は遅角方向Ｓ２に変位し始める。相対回転位相が中間規制位相に至るまでの間に、図４に示すごとく、第一通路２６と第二通路３５とが連通するが、遅角制御のため進角室４１には作動油は供給されない。よって、規制部材５は突入状態を維持する。また、第二保持通路３７にも進角室４１から作動油が供給されるが、第二保持通路３７の収容部３４の側の端部は規制部材５によって閉塞されており、仮に、隙間３９に作動油が漏洩しても、第三リーク路５５、第四リーク路２７を介して外部に流出する。したがって、規制部材５は誤作動しない。よって、規制部材５の幅狭外周部５２ａが第二端部２５ｂに当接し、規制部材５は中間規制位相を越える遅角側へは変位できない。このとき、遅角制御による遅角側への付勢力により、規制部材５は第二２５ｂに押付けられ位置決めされる。即ち、相対回転位相が中間規制位相に規制される。

中間規制位相は、最進角位相と最遅角位相との間の任意の位相であり、特定の位相に限定されるものではない。寒冷地においてエンジンを始動した場合、エンジン始動から数秒では、作動油が低温であり、粘性が高く、流動性に乏しい。よって、作動油の油圧により相対回転位相を所望の位相に保持することが困難である。したがって、このような状況において、相対回転位相を遅角側へ変位させるには、作動流体給排機構７は作動油の圧送圧力を高める必要がある。このため、相対回転位相が最遅角位相にまで達する可能性がある。この場合、排気弁が吸気行程の途中まで開いていることとなる。仮に、吸気弁側の弁開閉時期制御装置がエンジン始動後のアイドリング時に、アトキンソンサイクル（ミラーサイクル）を使用していると、吸気行程中に排気弁側から吸気を行う事態を招き、アトキンソンサイクルを使用する効果が得られなくなる。しかしながら、本構成によると、相対回転位相を中間規制位相に規制できるため、アトキンソンサイクルを使用する効果を適切に得られる。

その後、相対回転位相を中間規制位相からさらに遅角方向Ｓ２へ変位させたい場合は、規制部材を解除状態としなければならない。ＥＣＵ８は進角制御を行い、規制部材を進角側へ戻す。このとき、図５に示すごとく、第一通路２６と第二通路３５とが連通しているため、その進角制御によって隙間３８に作動油が供給される。規制部材５の第一段部５２ｄに対する作動油の油圧がスプリング５１の付勢力よりも大きくなったとき、規制部材５が引退して、解除状態となる。ただし、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変位により、第一通路２６と第二通路３５との連通が遮断されないよう、第一通路２６は遅角側へ余裕を持って延長してある。一旦規制部材５が規制凹部２５から引退すると、第一保持通路３６からも作動油が供給されるため、規制部材５の引退状態は確実に保持される。

エンジン稼動中は進角室４１及び遅角室４２の何れか一方に作動油が供給される。このため、解除状態となった後は、隙間３８または隙間３９の何れか一方に作動油が供給され、規制部材５は引退した状態を維持し、解除状態は保持される。したがって、その後は、最進角位相から最遅角位相との範囲で、エンジンの回転数、負荷に応じた適切な相対回転位相とすることができる。

エンジン停止時には、次のエンジン始動時に備えて、ＥＣＵ８は進角制御を行い、相対回転位相を最進角位相に変位させる。この状態でエンジンが完全停止して進角室４１及び遅角室４２の作動油が排出されると、隙間３８及び隙間３９の油圧が下がり、スプリング５１の付勢力により規制部材５は規制凹部２５に突入する。このとき、ロック通路６１にも作動油が供給されておらず、油圧がかかっていない。よって、ロック部材６３はロック溝６２に突入する。したがって、最進角位相で次回のエンジン始動を行うことができる。

上述したように、隙間３８、隙間３９は環状形状であり、さらに、規制部材５の第一段部５２ｄは引退方向に垂直な面であるため、作動油の油圧は引退方向に沿って第一段部５２ｄの全体に均等に作用する。したがって、規制部材５は円滑に引退し、また安定して保持される。さらに、引退する際にガタつく等して誤作動することも抑制される。

規制部材５が規制凹部２５から引退する過程において、第二リーク路５４を介して隙間３８が大気に開放された状態が続くが、隙間３８に供給される作動油の量は、外部に流出する量を無視できる程度に大量であるので、規制部材５が引退する動作に支障は生じない。

図６に示すごとく、規制部材５が引退した状態において、進角室４１に連通する隙間３８と遅角室４２に連通する隙間３９とが近接しているため、どちらか一方の隙間の作動油がどちらか他方の隙間へ漏洩することを抑制する必要がある。したがって、解除状態における、規制部材５の中間外周部５２ｂと収容部３４の中間内周部３４ｂとの重なりが大きくなるよう、各部材の寸法を設定する必要がある。

本実施形態を吸気側の弁開閉時期制御装置に適用しても良い。この場合は、本実施形態における記載の「進角」と「遅角」とを読み替えると良い。

規制部材及び収容部の形状は、本実施形態の形状に限定するものではない。上述のごとき、相対回転位相を規制し、その規制を解除できるものであれば良い。また、本実施形態のごとく円筒形状でなければ、上述の回り止め機能も必要なくなる。ただし、円筒形状である方が、出退動作を円滑に行うことができる。

図示はしないが、ベーン３２の代わりとして、内部ロータ３に外部ロータ２側への突出部を設け、その突出部によって流体圧室４を進角室４１と遅角室４２とに区切り、その突出部に収容部３４及び規制部材５を配置する形態であっても良い。このときは、各通路を形成しやすくなる。

本実施形態においては、隙間３８が第一隙間と第二隙間とに兼用されているが、これに限定されるものではない。この場合、規制部材５が第三の段部を備え、第一隙間と第二隙間を別の隙間としても良い。また、規制部材が引退したときに、第一保持通路と第二保持通路とが連通しない構成であれば、規制部材が複数の段部を備え、第一保持通路と第二保持通路が連通する隙間が異なるよう構成しなくとも良い。

〔別実施形態〕
本発明に係る弁開閉時期制御装置を、吸気弁側の弁開閉時期制御装置として自動車用エンジンに適応した実施形態について図８から図１５に基づいて説明する。図９（ｂ）図は、図９（ａ）図のIXｂ−IXｂ方向の展開断面図を示す。図１０から図１４については、図９のIXｂ−IXｂのごとく展開方向を示していないが、各（ｂ）図の展開方向は図９と同様とする。

（全体構成）
この弁開閉時期制御装置１は、図８に示すごとく、不図示のエンジンのクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ２と、外部ロータ２に対して同軸上に配置され、カムシャフト１０１と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ３とを備えている。カムシャフト１０１は、エンジンの吸気弁の開閉を制御する不図示のカムの回転軸である。

外部ロータ２の回転駆動に伴い、内部ロータ３が図９に示す相対回転方向Ｓに回転駆動してカムシャフト１０１が回転し、カムシャフト１０１に設けられたカムがエンジンの吸気弁を押し下げて開弁させる。

図９に示すごとく、外部ロータ２には、径内方向に突出する複数個の突出部２４を相対回転方向Ｓに沿って互いに離間させて形成してある。突出部２４と内部ロータ３とにより流体圧室４が形成されている。本実施形態においては、流体圧室４が三箇所となるよう構成してある。

図９に示すごとく、夫々の流体圧室４に面する内部ロータ３の外周面には、仕切部としての突出部１３１が径方向外側に向けて形成されている。突出部１３１によって、流体圧室４を相対回転方向Ｓに沿って進角室４１と遅角室４２とに仕切っている。

進角室４１及び遅角室４２の一方に対して、作動流体給排機構７によって作動油を供給または排出して、突出部１３１にその作動油の油圧を作用させる。このようにして、外部ロータ２に対する内部ロータ３の相対回転位相を、図２の進角方向Ｓ１または遅角方向Ｓ２へ変位させ、或いは、任意の位相に保持する。

外部ロータ２と内部ロータ３とが相対回転移動可能な一定の範囲、即ち最進角位相と最遅角位相との位相差は、流体圧室４の内部で突出部１３１が変位可能な範囲に対応する。

以下に、相対回転位相を最進角位相から最進角位相と最遅角位相との間の所定位相までの範囲（以下、「規制範囲」と称する）に規制する構成である規制部材５及び規制凹部２５等について順次説明する。

（収容部）
収容部３４は、図９、図１５に示すごとく、回転軸芯方向に沿って、突出部１３１に形成された穴部であって、フロントプレート２２（図８参照）の側からリアプレート２１の側に亘って内部ロータ３を貫通している。収容部３４は、径が異なる円筒状の空間を二段積み重ねた形状であって、規制部材５が摺動可能となるよう、規制部材５の形状より僅かに大きな形状に形成してある。収容部３４は、幅狭内周部３４ａ、幅広内周部３４ｃ、段部１３４ｄを備えている。

（規制部材）
規制部材５は、図９、図１５に示すごとく、径が異なる円筒を二段積み重ねた形状であって、その内部には、円筒形状の凹部５２ｈが形成されている。上記二段の円筒のうち、フロントプレート２２の側の円筒の径は、リアプレート２１の側の円筒の径よりも大きい。規制部材５は、幅狭外周部５２ａ、幅広外周部５２ｃ、段部１５２ｄ、先端部５２ｆ、及び底部５２ｇを備えている。上述したように、規制部材５が収容部３４に沿って摺動可能となるよう、収容部３４の幅狭内周部３４ａ、幅広内周部３４ｃ、及び段部１３４ｄの形状は、規制部材５の幅狭外周部５２ａ、幅広外周部５２ｃ、及び段部１５２ｄの形状に夫々対応させてある。

（規制凹部）
規制凹部２５は、図９、図１５に示すごとく、リアプレート２１の内部ロータ３の側の表面に形成された長穴形状の溝である。規制凹部２５は、回転軸芯を中心とした円弧であって、第一端部２５ａ、第二端部２５ｂ、底部２５ｃ、長手方向に沿った側部とから構成されている。規制凹部２５は、図９、１３、１４に示すように、相対回転位相の変位と共に、遅角室４２に開放される場合がある。これは各部の配置から生じる結果であって、必ずしも規制凹部２５が遅角室４２に開放される必要なない。

（収容部と規制部材と規制凹部との関係）
規制状態において、図９に示すごとく、幅狭外周部５２ａが第二端部２５ｂと当接しているときの位相が、最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に相当するよう、規制凹部２５を形成してある。以下、所定位相を「中間ロック位相」と称する。中間ロック位相は、エンジンを始動することが可能な位相である。また、図１１（ａ）に示すごとく、幅狭外周部５２ａが第一端部２５ａと当接しているときの位相が最進角位相に相当するよう、規制凹部２５を形成してある。即ち、規制部材５が規制凹部２５に突入したとき、相対回転位相は最進角位相から中間ロック位相までの範囲に規制される。

図９に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５に突入したとき、規制部材の段部１５２ｄと収容部３４の段部１３４ｄとの間に、若干の隙間が生じるよう構成してある。規制部材５の幅狭外周部５２ａ（図１５参照）及び段部１５２ｄと、収容部３４の幅広内周部３４ｃ及び段部１３４ｄとで囲まれる環状の隙間３８が、本発明における「収容部及び段部の隙間」及び「収容部と規制部材との隙間」に相当する。

本実施形態においては規制凹部２５が遅角室４２に開放されるタイミングがある。よって、先端部５２ｆと底部２５ｃとの間に隙間があると、後述する第二通路３５が第一通路２６に接続していないときでも、遅角制御によって規制部材５が不測に引退する虞がある。そこで、本実施形態においては、図９（ｂ）に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５に突入したとき、先端部５２ｆと底部２５ｃとの間に隙間が生じないよう構成してある。

（第一通路及び第二通路）
第一通路２６は、図９、図１５に示すごとく、リアプレート２１の内部ロータ３の側の表面に形成されている。第一通路２６は、規制凹部２５と同様に、回転軸芯を中心とした円弧状の長溝である。内部ロータ３の相対回転移動に伴い、第一通路２６の一方の端部は遅角室４２と連通可能であり、少なくとも、規制状態のときに遅角室４２と連通する。第一通路２６の他方の端部は、規制凹部２５とは連通していない。

第二通路３５は、図９、図１５に示すごとく、突出部１３１の外周面に形成された溝と、外部ロータの内周面のうち突出部１３１の外周面が接する面とで構成されている。第二通路３５は、リアプレート２１の側から回転軸芯方向に沿って延在して、途中で径方向内側に屈曲し、その端部が隙間３８に開放されるよう形成されている。他方の端部はリアプレート２１に達している。

規制状態において、図１１に示すごとく、第二通路３５が第一通路２６に接続されたとき、隙間３８と遅角室４２とは連通する。よって、このときに遅角制御を行うと、第一通路２６及び第二通路３５を介して、作動油は隙間３８にも供給される。その作動油の油圧によって、規制部材５の段部１５２ｄが押圧される。この結果、規制部材５は収容部３４に沿って摺動しつつ、図１２に示すごとく、規制凹部２５から引退して解除状態となる。

ただし、少なくとも、図９に示すごとく、幅狭外周部５２ａが第二端部２５ｂに近接しているとき、即ち、相対回転位相が中間ロック位相付近の位相であるときは、第二通路３５が第一通路２６に接続しないよう第一通路の２６の長さを設定してある。第二通路３５が第一通路２６に接続されない範囲、即ち、第一通路２６の中間ロック位相側の端部の延在位置は、中間ロック位相と最進角位相との間の位相に対応する位置であれば、適宜決定して良い。

（保持通路）
突出部１３１には、図９、図１５に示すごとく、保持通路３６が形成してある。保持通路３６は、遅角室４２と収容部３４の幅広内周部３４ｃとを連通している。

保持通路３６の収容部３４の側の端部は、図９に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５に突入したとき、規制部材５の幅広外周部５２ｃによって閉塞される。また、保持通路３６の収容部３４の側の端部は、図１２に示すごとく、規制部材５が規制凹部２５から引退したとき、隙間３８に開放される。即ち、遅角室４２からの作動油で規制部材５が引退するや否や、保持通路３６は遅角室４２と隙間３８とを連通する。

一旦解除状態となると、遅角制御が続けられる限り、隙間３８には作動油が供給される。その作動油の油圧によって、段部１５２ｄが引退方向に押圧され、規制部材５は引退した状態に保持される。したがって、図１３に示すごとく、規制部材５が引退した後に相対回転位相が遅角側に変位し、第二通路３５が第一通路２６から位置ずれしても、解除状態は維持される。この結果、規制部材５は第二端部２５ｂを越えて遅角側へ動作することができる。

その後、遅角制御が進角制御に切換えられると、段部１５２ｄに油圧が作用しなくなり、規制部材５は突出しようとする。ただし、相対回転位相が中間ロック位相よりも遅角側である間は、規制部材５は先端部５２ｆがリアプレート２１の内表面に当接するだけである。相対回転位相が中間ロック位相よりも進角側となると、規制部材５は規制凹部２５に突入し、規制状態となる。再度相対回転位相を中間ロック位相よりも遅角側に変位させる場合は、第二通路３５が第一通路２６に接続される位相まで進角制御を行ってから、遅角制御に切換えることとなる。ただし、相対回転位相が中間ロック位相よりも遅角側の場合、

（リーク路）
図示はしないが、弁開閉時期制御装置１は、上述の実施形態のごとくリーク路を備えていても良い。

（ロック機構）
弁開閉時期制御装置１は、図９に示すごとく、相対回転位相を中間ロック位相に拘束するロック機構６を備えている。ロック機構６は、ロック通路６１及びロック溝６２、及び、ロック溝６２に出退可能なロック部材６３を備えている。ただし、ロック部材６３がロック溝６２から引退しても、規制部材５が規制凹部２５に突入している間は規制状態が維持され、相対回転位相は上述した規制範囲に規制される。

図示はしないが、ロック通路６１は遅角通路４４から分岐されており、遅角通路４４に作動油を供給すると、ロック通路６１にも作動油が供給される。この作動油の油圧によって、ロック部材６３が引退方向に押圧され、その油圧がスプリング６４の付勢力より大きくなったとき、ロック部材６３はロック溝６２から引退する。ロック部材６３は一旦引退すると、外部ロータ２及び内部ロータ３の遠心力により引退した状態を保つ。エンジンの回転数が低下し、遠心力がスプリング６４の付勢力よりも小さくなると、ロック溝６２に突入する方向に再び付勢される。よって、相対回転位相が中間ロック位相となったとき、ロック部材６３はロック溝６２に突入する。相対回転位相が中間ロック位相でないとき、ロック部材６３の径方向内側の先端部が内部ロータ３の外周面に当接するだけであり、相対回転位相の拘束はなされない。

（作動流体給排機構）
本実施形態においても、給電が「ＯＮ」となったとき、流路切換弁７２は図１の左方向へ移動し、遅角制御が可能な作動油経路が形成される。給電が「ＯＦＦ」となったとき、流路切換弁７２は図１の右方向へ移動し、進角制御が可能な作動油経路が形成される。

なお、本実施形態においては、Ｄｕｔｙ比を変化させることにより流路切換弁７２に供給する給電量を制御し、進角室４１・遅角室４２への作動油の供給量、進角室４１・遅角室４２からの作動油の排出量を制御すると良い。

（弁開閉時期制御装置の動作）
相対回転位相が中間ロック位相である状態でエンジンを始動させた場合における弁開閉時期制御装置１の動作例について説明する。

エンジン停止状態では、ポンプ７１は停止している。流路切換弁７２への給電は「ＯＦＦ」であり、進角制御が可能な作動油経路が形成された状態である。図９に示すごとく、ロック部材６３はロック溝６２に突出しており、相対回転位相が中間ロック位相に拘束された状態である。規制部材５は規制凹部２５に突入し、規制状態となっている。

エンジンの始動制御が開始されると、クランキングが実行される。クランキングによりポンプ７１が稼動するが、未だ流路切換弁７２への給電は「ＯＦＦ」であって、進角制御可能な作動油経路が形成された状態である。このため、ロック通路６１に作動油が供給されることはなく、ロック機構６による拘束は維持される。したがって、エンジンは相対回転位相がロック位相である状態で適切に始動する。

次に、ＥＣＵ８は遅角制御を行い、作動流体給排機構７から遅角通路４４及びロック通路６１に作動油を供給する。一定の油圧に達したとき、図１０に示すごとく、ロック部材６３がロック溝６２から引退し、ロック機構６による拘束が解除される。この結果、規制範囲内においての相対回転位相の変位が可能となる。

その後、相対回転位相を中間ロック位相よりも遅角側に変位させる場合は、規制部材を解除状態としなければならない。ＥＣＵ８は進角制御を行い、図１１に示すごとく、第一通路２６が第二通路３５に接続される位相となると、遅角制御に切換える。隙間３８に作動油が供給されるため、規制部材５は引退して、解除状態となる。規制部材５が規制凹部２５から引退すると、第一保持通路３６からも作動油が供給されるため、規制部材５の引退状態は確実に保持される。この結果、図１３に示すごとく、規制部材５は第二端部２５ｂを越えて遅角側へ移動できる。

エンジン通常運転中、進角制御を行っているときは、第一通路２６及び保持通路３６には作動油が供給されず、最遅角位相側から中間ロック位相を越えると規制部材５は規制凹部２５に突出して規制状態となるものの、相対回転位相を規制範囲内において変位させることは可能である。また、中間ロック位相よりも遅角側においても、中間ロック位相と最遅角位相との間で相対回転位相を自在に変位させられる。即ち、最進角位相から最遅角位相との範囲で、エンジンの回転数、負荷に応じた適切な相対回転位相とすることができる。

ＥＣＵ８は、エンジンの回転数や負荷、相対回転位相の位置を検知している。エンジン停止直前には、エンジンの回転数、負荷が低下し、アイドリング状態となる。ＥＣＵ８は、エンジンの回転数等を検知し、アイドリング状態となるときは、次のエンジン始動時に備えて相対回転位相を中間ロック位相に保持できるように、弁開閉時期制御装置の制御を行う。アイドリング状態となる直前に相対回転位相がどの位相であるかによって場合分けをして、弁開閉時期制御装置１の動作を説明する。

相対回転位相が、図１３に示すごとく、中間ロック位相と最遅角位相との間の位相である場合は、先ず進角制御が行われる。相対回転位相が中間ロック位相を越えると、規制部材５は規制凹部２５に突入し、規制状態となる。そして、第二通路３６が第一通路２５の中間ロック位相側の端部に到達する前に遅角制御に切換えられる。規制部材５は引退することなく、遅角制御による遅角側への変位力によって第二端部２５ｂに押付けられる。このため、相対回転位相は中間ロック位相に保持される。この状態でエンジンが停止されて回転数が低下すると、ロック部材６３がロック溝６２に突入する。この結果、相対回転位相は確実に中間ロック位相に拘束される。仮に、エンジンが停止されなくても、ロック機構による拘束がされていないため、進角制御または遅角制御を行えば、相対回転位相を自在に変位させることができる。

相対回転位相が、図１４に示すごとく、中間ロック位相と最進角位相との間であって、第二通路３６が第一通路２５に接続されない位相である場合は、遅角制御が行われる。規制部材５は引退することなく、遅角制御による遅角側への変位力によって第二端部２５ｂに押付けられる。このため、相対回転位相は中間ロック位相に保持される。

相対回転位相が、図１１に示すごとく、中間ロック位相から最進角位相までの間であって、第二通路３６が第一通路２５に接続し始める位相から最進角位相までの間の位相である場合は、遅角制御を行い、一旦、規制部材５に第二端部２５ｂを越えさせ、相対回転位相を中間ロック位相よりも遅角側へ変位させる。その後は、上述した相対回転位相が中間ロック位相と最遅角位相との間の位相である場合と同様に、進角制御、遅角制御を順に行う。

このように、規制部材５を出退させるための専用の流路切換弁等を設けることなくとも、進角制御と遅角制御との切換だけで、規制部材５の状態を確実に制御できる。この結果、次回のエンジン始動時に備えて、相対回転位相を中間ロック位相に拘束することができる。

このように、エンジンを始動することが可能な位相である中間ロック位相でエンジンを始動できるため、その後の運転において、中間ロック位相よりも遅角側の領域の位相、即ち、アトキンソンサイクルの使用が可能となる。この結果、エンジンの燃費や出力の向上等を図ることができる。なお、中間ロック位相よりも遅角側の領域の位相のことを「超遅角領域」と称することもある。

本実施形態を排気側の弁開閉時期制御装置に適用しても良い。この場合は、本実施形態における記載の「進角」と「遅角」とを読み替える。

図示はしないが、突出部１３１の代わりに、内部ロータ３にベーンを備え、ベーンによって流体圧室４を進角室４１と遅角室４２とに区切っても良い。この場合、外部ロータ２の周方向のスペースが広くなるため、例えば、相対回転移動の移動角を大きくすることができる。

本発明は、内燃機関の停止時または始動時に、最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に相対回転位相を確実に拘束または規制でき、自動車等のエンジンの吸気弁及び排気弁の開閉時期の制御を行う弁開閉時期制御装置に適用することができる。

１ 弁開閉時期制御装置
２ 外部ロータ（駆動側回転部材）
３ 内部ロータ（従動側回転部材）
４ 流体圧室
５ 規制部材
６ ロック機構
２５ 規制凹部
２５ａ 第一端部（反対側の端部）
２５ｂ 第二端部（所定位相側端部）
２６ 第一通路（規制解除通路）
２７ 第四リーク路（リーク路）
２９ 隙間（規制凹部と規制部材との隙間）
３２ ベーン（仕切部）
３４ 収容部
３５ 第二通路（規制解除通路）
３６ 第一保持通路（保持通路）
３７ 第二保持通路（保持通路）
３８ 隙間（第一隙間・第二隙間・収容部及び段部の隙間・収容部と規制部材との隙間）
３９ 隙間（第三隙間・収容部及び段部の隙間・収容部と規制部材との隙間）
４１ 進角室
４２ 遅角室
５２ｄ 第一段部（段部）
５２ｅ 第二段部（段部）
５３ 第一リーク路（リーク路）
５４ 第二リーク路（リーク路）
５５ 第三リーク路（リーク路）
１０１ カムシャフト
１３１ 突出部（仕切部）
１５２ｄ 段部

Claims (13)

1. 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とで形成された流体圧室と、
   前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部と、
   前記駆動側回転部材または前記従動側回転部材の何れか一方に形成された収容部に配置されると共に、前記収容部とは反対側の回転部材に対して出退可能な規制部材と、
   該規制部材が突入可能となるよう前記反対側の回転部材に長穴形状に形成され、前記規制部材が突入したときに、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を最進角位相または最遅角位相の何れか一方から前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相までの範囲に規制する規制凹部と、
   前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転移動に伴い、前記進角室または前記遅角室の何れか一方と前記収容部とを連通し、前記規制部材と前記規制凹部とによる規制を解除可能な規制解除通路と、を備え、
   少なくとも前記規制部材が前記反対側の回転部材の回転方向における前記規制凹部の両端部のうち何れか一方に当接したとき、前記規制解除通路の連通が遮断され、前記規制部材が前記規制凹部から前記規制凹部の所定位相側端部を越えて動作するのを規制するよう構成してある弁開閉時期制御装置。
2. 前記規制部材が前記両端部のうち何れか一方に近接したとき、前記規制解除通路の連通が遮断される請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記規制解除通路が、前記進角室または前記遅角室の何れか一方に接続された状態で前記反対側の回転部材に形成された第一通路と、前記収容部に接続された状態で前記収容部側の回転部材に形成され、前記相対回転移動に伴い前記第一通路と前記収容部とを連通可能な第二通路と、を備えた請求項１または２に記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記第二通路とは異なる通路であって、前記進角室または前記遅角室の何れか一方と前記収容部とを連通するよう、前記収容部側の回転部材に形成され、前記規制が解除されているときに、前記規制部材を引退した状態に保持する保持通路を備えた請求項１から３の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記規制部材がその引退する方向に段部を介して拡幅するよう形成され、
   前記第二通路が前記収容部及び前記段部の隙間と前記第一通路とを連通し、前記保持通路が前記隙間と前記進角室または前記遅角室の何れか一方とを連通するよう構成してある請求項４に記載の弁開閉時期制御装置。
6. 前記所定位相側端部とは反対側の端部に前記規制部材が近接したときに、前記第二通路による前記第一通路と前記収容部との連通が遮断され、前記進角室及び前記遅角室のうち、前記相対回転位相を前記最進角位相または前記最遅角位相から前記所定位相の方向へ変位させる室とは反対側の室に前記第一通路が接続されるよう構成してある請求項４または５に記載の弁開閉時期制御装置。
7. 前記保持通路としての第一保持通路と、
   前記第二通路とは異なる通路であって、前記収容部側の回転部材に形成され、前記規制が解除されているときに、前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一保持通路が連通する室とは反対側の室と前記収容部とを連通し、前記規制が解除された状態を保持する第二保持通路とを備えた請求項６に記載の弁開閉時期制御装置。
8. 前記規制部材がその引退する方向に複数の段部を介して拡幅するよう形成され、
   前記第二通路が前記収容部及び前記段部の第一隙間と前記第一通路とを連通し、前記第一保持通路が前記収容部及び前記段部の第二隙間と前記進角室または前記遅角室の一方とを連通し、前記第二保持通路が前記収容部及び前記段部の第三隙間と前記進角室または前記遅角室の他方とを連通し、
   少なくとも、前記第二隙間と前記第三隙間とが異なる場所に形成されるよう構成してある請求項７に記載の弁開閉時期制御装置。
9. 前記所定位相側端部に前記規制部材が近接したときに、前記第二通路による前記第一通路と前記収容部との連通が遮断され、前記進角室及び前記遅角室のうち、前記相対回転位相を前記最進角位相または前記最遅角位相から前記所定位相の方向へ変位させる室に前記第一通路が接続されるよう構成してある請求項４または５に記載の弁開閉時期制御装置。
10. 前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一通路が接続される室と、前記進角室と前記遅角室とのうち前記保持通路が連通する室とが同一である請求項９に記載の弁開閉時期制御装置。
11. 前記隙間が環状の空間である請求項５から１０の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
12. 前記相対回転位相を前記最進角位相、前記最遅角位相、または前記所定位相の何れかに拘束するロック機構を備えた請求項１から１１の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
13. 前記収容部と前記規制部材との隙間、及び、前記規制凹部と前記規制部材との隙間を、前記相対回転位相が規制されているときのみ大気に開放するリーク路を前記規制部材に備えた請求項１から１２の何れかに記載の弁開閉時期制御装置。

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