JP2010116779A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関の良好な始動性を確保しつつ始動後のバルブタイミング制御応答性の向上を図り得るバルブタイミング制御装置を提供する。
【解決手段】シリンダ部材４１の内部に摺動自在に設けられたピストン４２に、２つの円筒部材４５の第１ヘリカル内歯とフロントプレート７の第２ヘリカル内歯に噛合する第１，第２ヘリカル外歯を有する歯車構成体４８を連結し、コイルスプリング４３によってピストンが最大一方向に移動した際にベーン部材３の２つのベーン１５ｂ、１５ｃを、円筒部材に設けられた両カム部４９によって挟持状態に保持して最進角と最遅角の間の位置に保持し、これによって、始動性を向上させる。また、ピストン前端側の受圧室５５に、始動時に予め作動油を供給しておいて、バルブタイミング制御時の応答性を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁あるいは排気弁の開閉時期を運転状態に応じて可変にするバルブタイミング制御装置に関する。

従来のバルブタイミング制御装置（ＶＴＣ）としては、以下の特許文献１に記載されたヘリカル式ＶＴＣとベーン式ＶＴＣの２つのタイプを直列に組み合わせたものが知られている。

このバルブタイミング制御装置は、機関を停止させた際には、クランクシャフトによって回転駆動するタイミングスプロケットに対してカムシャフトの相対回転位相を、前記ヘリカル式ＶＴＣによって進角側で停止させると共に、前記ベーン式ＶＴＣによって遅角側で停止させることによって、機関始動時の吸気弁のバルブタイミングを最進角位置と最遅角位置の間に制御し、機関始動後は遅角側に制御するようになっている。

これによって、機関の良好な始動性が得られると共に、アイドリング時の燃費の向上が図れるようになっている。
特開平１１−３４３８１８号公報

しかしながら、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、バルブタイミング制御装置としてベーン式ＶＴＣの他に、ヘリカル式ＶＴＣを併用しているが、このヘリカル式ＶＴＣは、各ヘリカル歯の噛み合い移動時の比較的大きな摩擦抵抗などによって作動応答性が低下する。この結果、機関始動後における所望のバルブタイミング制御位置に速やかに作動させることができないおそれがある。

本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、クランクシャフトによって回転駆動され、内周側から内方へ突出するシューを有するハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジング内に相対回転自在に配置されると共に、前記シューとの間に進角側流体室と遅角側流体室とを隔成するベーンを有するベーン部材と、前記進角側流体室と遅角側流体室に流体を選択的に給排する流体給排手段と、前記ハウジング内に回動自在に設けられ、該回動することによって前記ハウジングに対して前記ベーン部材を相対回転させる回動部材と、前記カムシャフトの軸方向に移動可能に設けられ、該カムシャフト軸方向の移動に伴って前記回動部材を回動させるピストンと、前記ピストンを移動方向の一方側に付勢して、前記回動部材の一部を前記ベーン部材に接近する方向へ移動させる付勢部材と、前記ピストンを前記付勢部材に抗して前記移動方向の他方側に移動させて前記回動部材の一部をベーン部材に対して離間する方向へ移動させる解除手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、クランクシャフトによって回転駆動され、内周側から内方へ突出するシューを有するハウジングと、カムシャフトに固定され、前記ハウジング内に相対回転自在に配置されると共に、前記シューとの間に進角側流体室と遅角側流体室とを隔成するベーンを有するベーン部材と、前記進角側流体室と遅角側流体室に流体を選択的に給排する流体給排手段と、前記ハウジング内に周方向へ移動自在に設けられ、該周方向の移動によって前記ハウジングに対して前記ベーン部材を相対回転させるラック部材と、前記カムシャフトの軸方向に移動可能に設けられ、該カムシャフト軸方向の移動に伴って前記ラック部材を移動させるピストンと、前記ピストンを移動方向の一方側に付勢して、前記ラック部材を前記ベーン部材に接近させる方向に移動させる付勢部材と、前記ピストンを前記付勢部材に抗して前記移動方向の他方側に移動させて前記ラック部材をベーン部材に対して離間する方向へ移動させる解除手段と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、機関停止時には、付勢部材の付勢力によってピストンを一方側に付勢することにより、回動部材の一部がベーン部材を押圧して最進角位置と最遅角位置の間の位置に保持する。

このため、前記ベーン部材を介して前記カムシャフトがハウジングに対して機関始動に適した僅かに進角側の位置に回転保持されて、これにより、良好な始動性を確保することが可能になる。

また、機関始動初期には、例えば前記進角側流体室あるいは遅角側流体室に選択的に供給された流体圧によって前記ピストンを前記付勢部材の付勢力に抗して他方側に移動させると、回動部材が前述とは逆の方向へ回転する。

これによって、前記ベーン部材は、前記付勢部材による回動部材の一方向の回転位置規制が解除されて、ベーン部材の正逆自由な回転作動が得られる。

よって、前記進角側流体室あるいは遅角側流体室への流体の給排制御によってベーン部材を進角側あるいは遅角側へ速やかに回転させることが可能になり、始動後におけるベーン部材の速やかな回転に伴って、バルブタイミング制御応答性が向上する。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の回動機構の一部をハウジングの内周面を周方向に移動可能なラック部材によって構成したもので、機関停止時には、前記付勢部材によるピストンの一方側への移動に伴って回動機構を介して前記ラック部材を一方向へ移動させることにより、前記ベーン部材を最進角位置と最遅角位置の間に強制的に回転させる。これにより、良好な機関始動性が得られる。

また、機関始動後にあっては、前述のような流体圧によってピストンが付勢部材の付勢力に抗して他方向へ移動することによって、ラック部材による規制が解除されて、ベーン部材の自由な回転が得られる。

以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の実施例を図面に基づいて詳述する。なお、本実施例では吸気弁側に適用したものを示しているが、排気弁側に適用することも可能である。

前記バルブタイミング制御装置は、図１及び図２に示すように、機関のクランクシャフトによってタイミングチェーンを介して回転駆動されるハウジング１と、該ハウジング１に対して相対回転可能に設けられて、図外の吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させるカムシャフト２と、該カムシャフト２の端部に固定されてハウジング１内に回転自在に収容されたベーン部材３と、該ベーン部材３を油圧によって正逆回転させる流体給排手段である油圧回路４と、を備えている。

前記ハウジング１は、クランクシャフトから直接回転力が伝達されるリア側のタイミングスプロケット５と、該タイミングスプロケット５の前端側に配置された円筒状のハウジング本体６と、該ハウジング本体６の前端開口を閉塞する円板状のフロントカバー７と、から構成され、これらタイミングスプロケット５とハウジング本体６及びフロントカバー６は、図外の３本の小径ボルトによってカムシャフト２の軸方向から一体的に共締め固定されている。

前記ハウジング本体６は、回転軸方向の前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面の周方向のほぼ１２０°位置に３つの隔壁であるシュー８が内方に向かって突設されている。この各シュー８は、一つは横断面ほぼ台形状を呈し、他の２つは異形矩形状に形成されて、それぞれハウジング本体６の軸方向に沿って設けられて、その軸方向の両端縁がハウジング本体６の両端縁と同一面になっていると共に、所定位置に前記各ボルトの軸部が挿通する３つのボルト挿通孔８ａが軸方向へ貫通形成されている。

さらに、各シュー８は、それぞれの内端面が前記ベーン部材３の後述するベーンロータの外形に沿って円弧状に形成されていると共に、各内端面の高位部位置に軸方向に沿って切欠形成された保持溝内に、コ字形のシール部材９と該シール部材９を内方へ押圧する図外のバックアップスプリングである湾曲状板ばねが嵌合保持されている。

また、前記２つのシュー８の一側面及びこれに円周方向から対向する他側面には、図２に示すように、後述するカム部を嵌合支持するほぼ半円弧状の嵌合溝１０、１１が軸方向に沿ってそれぞれ貫通状態に形成されている。

タイミングスプロケット５は、円盤状に形成され、後端側外周に前記タイミングチェーンが噛合する歯車部１２が一体に設けられていると共に、前端部に前記ハウジング本体６のリア側開口を閉塞する円盤状のリアプレート１３を一体に有している。

このリアプレート１３のほぼ中央位置には、カムシャフト２に回転支持される軸受孔１３ａが軸方向に貫通形成されていると共に、リアプレート１３の外周部に、前記各ボルトの先端部が螺着する図外の３つの雌ねじ孔が形成されている。また、このリアプレート１３の半径方向のほぼ中央位置には、小径な圧入用孔１３ｂが軸方向に貫通形成されている。

なお、前記歯車部１２が対応する内周側には、軽量化を図るために円環状の空間部１２ａが形成されている。

前記フロントカバー７は、薄肉な円盤プレート状に形成されて、中央に比較的大径な支持孔７ａが穿設されていると共に、外周部に前記ハウジング本体６の各ボルト挿通孔８ａに対応する位置に図外の３つのボルト孔が穿設されている。

前記カムシャフト２は、機関のシリンダヘッドの上端部に図外のカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面所定位置に図外の吸気弁を例えば直動式のバルブリフターを介して開作動させるカムが一体に設けられている。

前記ベーン部材３は、焼結合金材で一体に形成され、中央にボルト挿通孔１４ａを有する円環状のベーンロータ１４と、該ベーンロータ１４の外周面の周方向の所定角度位置に一体に設けられた３つのベーン１５ａ〜１５ｃと、を備えている。

前記ベーンロータ１４は、前端側に一体に形成された前記環状突部１４ｂが前記フロントカバー６の支持孔７ａに回転自在に支持されている一方、後端側に形成された円筒状溝１４ｃに前記カムシャフト２の先端部が嵌合している。

また、ベーン部材３は、前記ベーンロータ１４の内部中央の軸方向に形成されたボルト挿通孔１４ａに軸方向から挿通したカムボルト５１によってカムシャフト２の前端部に軸方向から固定されている。

前記各ベーン１５ａ〜１５ｃは、側面からみて比較的細長い長方体形状に形成され、図２図中左側の一つのベーン１５ａに対して２つのベーン１５ｂ、１５ｃは約１３５°の角度位置に配置されている。

また、各ベーン１５ａ〜１５ｃは、各シュー８の間に配置されていると共に、図３にも示すように、各外端面の軸方向に細長い保持溝１５ｄが形成されて、この各保持溝１５ｄ内に前記ハウジング本体６の内周面に摺接するコ字形のシール部材１６及び該シール部材１６をハウジング本体６の内周面方向に押圧するバックアップスプリングである湾曲状の板ばね１６ａが夫々嵌着保持されている。

また、この各ベーン１５ａ〜１５ｃの両側面と各シュー８の両側面との間には、それぞれ３つの進角側流体室である進角側油圧室１７と遅角側流体室である遅角側油圧室１８がそれぞれ隔成されている。

前記油圧回路４は、図２に示すように、前記各進角側油圧室１７に対して作動油の油圧を給排する第１油圧通路１９と、前記各遅角側油圧室１８に対して作動油の油圧を給排する第２油圧通路２０と、の２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路１９，２０には、供給通路２１とドレン通路２２とが夫々第１流体切換弁である電磁切換弁２３を介して接続されている。前記供給通路２１には、オイルパン２４内の油を圧送する一方向のオイルポンプ２５が設けられている一方、ドレン通路２２の下流端がオイルパン２４に連通している。

前記第１油圧通路１９は、図２及び図４にも示すように、機関のシリンダブロックＣＢ内に形成された前記供給通路２１と適宜連通し、前記カムシャフト２の端部内に軸方向に沿って形成された図外の油通路と、前記ロータ１４の内部にほぼ放射状に形成されて前記油通路と各進角側油圧室１７とを連通する３本の分岐路１９ａとを備えている。

一方、第２油圧通路２０は、同じく前記供給通路２１と適宜連通し、カムシャフト２の端部内に軸方向に沿って形成された図外の油通路と、前記ロータ１４の内部にほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記油通路と各遅角側油圧室１８と連通する３本の第２油路２０ａとを備えている。

前記電磁切換弁２３は、図２及び図４に示すように、４ポート２位置型であって、内部の弁体が各油圧通路１９、と供給通路２１及びドレン通路２２とを相対的に切り換え制御するようになっていると共に、コントロールユニット２６からの制御信号によって切り換え作動されるようになっている。

すなわち、電磁切換弁２３は、シリンダブロックＣＢの側壁内部に形成された弁保持穴２７内に挿通固定された有底円筒状のバルブボディ２８と、該バルブボディ２８内の弁孔２９に軸方向へ摺動自在に設けられたスプール弁３０と、前記バルブボディ２８の後端部に固定されて、前記スプール弁３０の摺動位置を制御するソレノイド３１と、前記スプール弁３０をソレノイド３１方向へ付勢するコイルばね３２と、を備えている。

前記バルブボディ２８は、周壁の軸方向のほぼ中央位置に前記供給通路２１に連通する供給孔２８ａが径方向に沿って貫通形成されていると共に、該供給孔２８ａと対向する周壁の供給孔２８ａを挟んだ両側に前記第１油圧通路１９と連通する第１油孔２８ｂと第２油圧通路２０と連通する第２油孔２８ｃがそれぞれ貫通形成されている。また、前記供給孔２８ａの両側部には、前記ドレン通路２２と連通する一対の第１，第２ドレン孔２８ｄ、２８ｅが貫通形成されており、この各ドレン孔２８ｄ、２８ｅは、前記スプール弁３０の軸方向の移動位置に応じて前記弁孔２９を介して前記第１油孔２８ｂと第２油孔２８ｃにそれぞれ適宜連通するようになっている。なお、バルブボディ２８の底壁には、スプール弁３０の軸方向のスムーズな移動を確保する小径な通孔２８ｆが穿設されている。

前記スプール弁３０は、図４、図５Ａ〜Ｄに示すように、弁軸の外周中央寄りに３つの弁部（ランド部）３０ａ〜３０ｃが形成されていると共に、弁軸の軸方向の前後両端部側にスプール弁３０を弁孔２９内で摺動案内する円柱状のガイド部３０ｄ、３０ｅが形成されている。中央の薄肉円盤状の第１弁部３０ａは、スプール弁３０の軸方向の移動位置に応じて前記供給孔２８ａと第１油孔２８ｂとを連通させるか、あるいは遮断し、この第１弁部３０ａの図４中、左側に形成された円柱状の第２弁部３０ｂは、移動位置に応じて前記第１油孔２８ｂと第１ドレン孔２８ｄとを連通させるか、あるいは第１油孔２８ｂを閉止するようになっている。前記第１弁部ａを挟んだ第２弁部３０ｂと反対側に形成された円柱状の第３弁部３０ｃは、移動位置に応じて前記第２油孔２８ｃと第２ドレン孔２８ｅとを連通させるか、あるいは第２油孔２８ｃを閉止するようになっている。

前記第１弁部３０ａは、外周にオリフィス状の複数の連通溝３０ｆが軸方向に沿って切欠形成され、前記第１油孔２８ｂを閉止した際に、前記各供給孔２８ａから弁孔２９内に流入した流体である作動油を、前記各連通溝３０ｆを通過させて前記第１油孔２８ｄから前記各進角側油圧室１７に供給するようになっている。この各連通溝３０ｆから各進角側油圧室１７に供給された作動油は、各連通溝３０ｆの絞り作用によってベーン部材３を回転させるだけの高い油圧を発生させることはなく各進角側油圧室１７内に満たされるだけである。

前記第２弁体ｂと第３弁体３０ｃは、図５Ｃに示すように、スプール弁３０の軸方向のほぼ中央移動位置では、前記第１油孔２８ｂと第２油孔２８ｃの両方をほぼ同時に閉止して、各進角側、遅角側油圧室１７，１８内の作動油圧を保持するようになっている。また、スプール３０のガイド部３０ｄの外周部に軸方向に沿って溝３０ｇが形成されている。

前記ソレノイド３１は、内部に図外のコイルヨークや電磁コイルなどの一般的な部品が収容配置されて、前記コントロールユニット２６から電磁コイルへの通電制御によってスプール弁３０を軸方向の移動位置を連続的に制御するようになっている。電磁コイルへの通電はオン、オフ及びオンの場合に通電量が制御されるようになっている。

前記コイルばね３２は、前記ソレノイド３１の電磁コイルへの非通電時に、前記スプール弁３０を最大左方向へ付勢するようになっており、スプール弁３０のこの移動位置では、図４及び図５Ａに示すように、第１弁部ａが第１油孔２８ｂを閉止するようになっている（第４ポジション）。

前記コントロールユニット２６は、機関回転数を検出する図外のクランク角センサや吸入空気量を検出するエアフローメータ、機関水温センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、車速センサなどからの検出信号によって現在の運転状態を検出すると共に、クランク角及びカム角センサからの信号によってハウジング１とカムシャフト２との相対回転位置を検出している。

そして、前記ベーン部材３は、機関停止時や始動時から始動後において、制御手段によってその回転位置が規制あるいは規制が解除されるようになっている。前記制御手段は、図１及び図２に示すように、ベーン部材３に対して進角側と遅角側からそれぞれ作動する２つの作動機構によって形成されており、以下では説明の便宜上、主に進角側の作動機構について説明する。

すなわち、前記作動機構は、前記ハウジング１の内部に設けられて、機関の停止時にハウジング１に対して前記ベーン部材３を強制的に相対回転させて所定位置に規制する回動機構４０と、前記フロントプレート７の前端側に回転自在に設けられたシリンダ部材４１と、該シリンダ部材４１内にカムシャフト２の軸方向へ移動可能に設けられて、該軸方向の移動に伴い前記回動機構４０を回動させるピストン４２と、該ピストン４２を軸方向の前方に付勢して、前記回動機構４０の一部をベーン部材３に当接させる方向へ回動させる付勢部材である全部で６つのコイルスプリング４３と、前記ピストン４２を各コイルスプリング４３のばね力に抗して後方に移動させて、前記回動機構４０の一部によるベーン部材３の回転位置規制を、油圧を介して解除する解除機構４４と、を備えている。

前記回動機構４０は、前記ハウジング１のシュー８内に各嵌合溝１０，１１を介して貫通保持されて、内周面に第１ヘリカル内歯４５ａが形成された回動部材である円筒部材４５と、前記フロントプレート７の前記円筒部材４５と同軸上の位置に貫通形成されて、内周に第２ヘリカル内歯４６ａが形成された歯部形成孔４６と、該歯部形成孔４６と円筒部材４５内を軸方向から貫通配置された作動ロッド４７と、該作動ロッド４７の前記ピストン４２側の端部外周に回転自在に支持された円筒状の歯車構成体４８と、を備えている。

前記円筒部材４５は、両端部がこれらに対応する前記フロントプレート７の内側面に突設された円筒状の軸受７ｂとリアプレート１３の対向する内端面に形成された円環溝状の軸受１３ｃにそれぞれ回転自在に支持されている。また、円筒部材４５の外周面の軸方向のほぼ中央位置には、回動部材の一部であるカム部４９が一体に設けられている。

このカム部４９は、図２に示すように、それぞれが前記各円筒部材４５の外周面からほぼ接線方向に沿って突設されて、前記進角側油圧室１７と遅角側油圧室１８の内部にそれぞれ臨んで配置されており、各ベーン１５ｂ、１５ｃに対向する各先端部一側面４９ａが所定角度で湾曲状に折曲形成されて、該各一側面４９ａが進角側油圧室１７と遅角側油圧室１８で各ベーン１５ｂ、１５ｃの対向面に当接可能になっている。

前記作動ロッド４７は、一端部が前記ピストン４２に形成された固定用孔４２ａに圧入結合され、他端部が前記リアプレート１３の圧入用孔１３ｂに圧入固定された円筒状のガイド部材５０に軸方向へ摺動自在に保持されている。また、この作動ロッド４７は、軸方向のほぼ中央位置に歯車構成体４８の図１中、右方向の移動位置を規制するフランジ部４７ａが一体に形成されている。

前記歯車構成体４８は、前記作動ロッド４７の外周面で回転自在に支持されており、前記リアプレート１３側の一端部に形成された短尺な大径部４８ａと、該大径部４８ａに一体に形成されて、前記ピストン４２方向に延びる小径部４８ｂとから構成されている。前記大径部４８ａは、外端面に前記作動ロッド４７のフランジ部４７ａに回転摺動自在に嵌合しつつ軸方向一方側の移動が規制される嵌合溝が形成されている一方、前記小径部４８ｂは、先端縁が前記ピストン４２の内端面に回転摺動可能に当接して軸方向他方側の移動が規制されている。

また、前記大径部４８ａの外周面には、前記円筒部材４５の第１ヘリカル内歯４５ａに噛み合う第１ヘリカル外歯４８ｃが形成されていると共に、小径部４８ｂの外周面には、前記フロントプレート７の第２ヘリカル内歯４６ａと噛み合う第２ヘリカル外歯４８ｄがそれぞれ形成されている。前記第１ヘリカル内外歯４５ａ、４８ｃと第２ヘリカル内外歯４６ａ、４８ｄとは歯筋のねじれ角方向がそれぞれ逆になっている。

なお、前記小径部４８ｂの大径部４８との結合箇所の外周面には、ギアの噛み合い干渉を防止するための、円環状の逃げ部４８ｅが形成されている。

前記シリンダ部材４１は、横断面ほぼコ字形状の有底円筒状に形成されて、円筒状外周壁の開放側一端部４１ａの外周面に円環状突起４１ｂが一体に形成されていると共に、この突起４１ｂを介して前記ハウジング本体６のフロントプレート７から前方へ突出した円筒部６ａをかしめことによって該円筒部６ａにカシメ固定されている。また、底壁のほぼ中央に比較的大径な保持孔４１ｃが貫通形成されており、この保持孔４１ｃに挿通されたほぼ円柱状の通路構成部５２を介して前記カムボルト５１によってベーン部材３と一緒にカムシャフト２の端部に軸方向から共締め固定されている。

前記ピストン４２は、円環状に形成されて外周に設けられたシールリング５４を介してシリンダ部材４１内を軸方向へ液密的に摺動自在に収容されており、前端面（受圧面）４２ｂ側には後述の油圧給排回路から油圧が給排される受圧室５５が形成されている。

なお、このピストン４２は、受圧室５５と反対側の空間部（ばね収容室）が前記突起４１ｂとフロントプレート７との間に形成された環状孔と、前記開放側一端部４１ａ及び円筒部６ａの直径方向に穿設された径方向孔とによって外気と連通していることから、これらによって軸方向のスムーズな移動が確保されるようになっている。

前記６つのコイルスプリング４３は、ピストン４２に対する安定した付勢力を付与するために、ピストン４２の円周方向のほぼ１２０°の等間隔位置にそれぞれ一対ずつ配置されている。また、各コイルスプリング４３の両端部が前記フロントプレート７の外側面とピストン４２の後端面にそれぞれ形成された円形状の保持溝内に位置決めされつつ弾接保持されて、前記ピストン４２を受圧室５５の容積を短縮させる前方側へ付勢している。そして、例えば機関停止時には、このコイルスプリング４３のばね力によってピストン４２を介して前記回動機構４０の両カム部４９、４９を互いに各ベーン１５ｂ、１５ｃに当接する方向へ回転させるようになっている。

前記解除機構４４は、前記受圧室５５と油圧給排回路とから構成され、この油圧給排回路は、図１〜図３に示すように、前記１つのベーン１５ｂの内部径方向に形成された油通路孔５６と、前記通路構成部５２のベーンロータ１４側の後端面に形成されて、前記油通路孔５６の一端部が接続された環状通路５７と、前記通路構成部５２内に形成されて、一端部が前記環状通路５７に接続されている一方、他端部が前記受圧室５５に接続された油孔５８と、から構成されている。

前記油通路孔５６は、図３に示すように、他端部が前記ベーン１５ｂ先端の保持溝１５ｄに接続されており、この保持溝１５ｄは、シール部材１６を介して前記進角側油圧室１７と遅角側油圧室１８の両方に適宜連通するようになっている。前記環状通路５７は、その開口端が前記ベーンロータ１４の前端面によって閉止されてシール性を確保している。

以下、機関始動時から始動後、さらには停止までの一連の動作を図６〜図８に基づいて説明する。

図７に示すように、まず、機関の停止状態から、イグニッションスイッチをオン操作してスタータモータを回転させ、クランキングが開始されて完爆後のアイドリング運転に移行すると、この始動開始時点では、コントロールユニット２６から電磁切換弁２６の電磁コイルへの通電がいまだ遮断されて非通電状態になっている。したがって、スプール弁３０は図５Ａに示すように、コイルばね３２のばね力によって左方向へ最大に移動して、第１弁部３０ａが供給孔２８ａと第１油孔２８ｂとの連通を遮断すると共に、第３弁部３０ｃが第２油孔２８ｃと第２ドレン孔２８ｅとを連通している。

この時点ではオイルポンプ２５が作動して供給通路２１に作動油が圧送されるが、前記第１弁部３０ａによる供給孔２８ａと第１油孔２８ｂとの連通が遮断されていることから、作動油は各連通溝３０ｆを通って第１油孔２８ｂから第１油通路１９を経由して各進角側油圧室１７内に流入する。しかし、前記作動油の油圧は十分に低いことから、ベーン部材３を回転させるまでには至らず各進角側油圧室１７に作動油が供給されるのみとなる。

また、同時に前記各進角側油圧室１７に供給された作動油は、前記ベーン１５ｂの保持溝１５ｄから油通路孔５６、環状通路５７及び油孔５８を通って受圧室５５に供給されるが、これも僅かに流入量であるからピストン４２をコイルスプリング４３のばね力に抗して右方向へ移動させるまでに至らない。

したがって、ベーン部材３は、図６Ｂに示すように、後述する機関が停止した際の作動状態が維持されて、両カム部４９，４９によって各ベーン１５ｂ、１５ｃが互いに挟持される方向へ押圧されて最進角側と最遅角側の間の位置に保持されている（図７のａ領域…原点領域）。

その後、アイドリング運転が進んで所定時間が経過して暖機運転状態になると、コントロールユニット２６から前記電磁コイルに高電流が通電される。すると、スプール弁３０が、図５Ｄに示すように、コイルばね３２のばね力に抗して最大右方向に移動する（第２ポジション）。

これにより、第１油孔２８ｂと第１ドレン孔２８ｄが弁孔２９を介して連通して各進角側油圧室１７の作動油をオイルパン２４内に排出すると共に、供給孔２８ａと第２油孔２８ｃが弁孔２９を介して連通して各遅角側油圧室１８に作動油圧が供給される。

同時に前記一つの遅角側油圧室１８内の作動油は、図３の一点鎖線で示すように、シール部材１６が進角側油圧室１７側に移動して隙間を形成することから、この隙間と前記保持溝１５ｄから油通路孔５６、環状通路５７及び油孔５８を通って受圧室５５に供給され、この受圧室５５内の油圧が上昇してピストン４２を作動ロッド４７と共にコイルスプリング４３のばね力に抗して右方向へ移動させる。

そうすると、前記ピストン４２の移動に伴って歯車構成体４８が、各第１、第２ヘリカル内外歯４５ａ、４８ｃ、４６ａ、４８ｄの噛み合いを維持しつつ右方向（リアプレート１３側）へ移動する。

これによって、前記第２ヘリカル内外歯４６ａ、４８ｄの噛み合い移動により歯車構成体４８が一方向への回転力が発生すると同時に、これと歯筋が逆の第１ヘリカル内外歯４５ａ、４８ｃの噛み合い移動によって前記円筒部材４５に歯車構成体４８の回転方向とは逆の回転力が作用する。

したがって、進角側と遅角側の各円筒部材４５、４５は、それぞれ図６Ｂに示す位置から各カム部４９，４９が互いに離間する方向への回転力が付与されて、該各カム部４９，４９を図６Ａに示す最大左右方向に回転させる。よって、ベーン部材３は、各カム部４９，４９によって維持されていた回転位置規制が解除されると同時に、各遅角側油圧室１８内の油圧上昇に伴って図６Ａの実線位置まで最大左方向へ回転する。

かかるアイドリング運転時は、ハウジング１とカムシャフト２との相対回転位相が最遅角側に変換される（図７のｂ領域）。この結果、吸気弁のバルブタイミングが最遅角側に制御されて、機関のポンピング損失が低減されることから、燃費の向上と機関回転の安定化が図れる。

その後、定常運転に移行すると、図７に示すように従来と同じ制御が行われ、例えば中回転中負荷に移行した場合は、これを検出したコントロールユニット２６から電磁コイルに対する通電量が低電流に制御されると、スプール弁３０は、図５Ｂに示すように、コイルスプリング３２のばね力との関係で軸方向の左方向へ移動して（第１ポジション）、各弁部３０ａ〜３０ｃが供給孔２８ａと第１油孔２８ｂを連通させると共に、供給孔２８ａと第２油孔２８ｃとの連通を遮断しつつ該第２油孔２８ｃと第２ドレン孔２８ｅとを連通させる。

これによって、各遅角側油圧室１８内の作動油がオイルパン２４内に排出されると共に、供給通路２１に圧送された作動油が各油孔２８ａ、２８ｂ及び弁孔２９を通って第１油通路１９から各進角側油圧室１７に供給される。これにより、この内部油圧の上昇に伴ってベーン部材３を図６Ａの二点鎖線で示すように、ハウジング１の回転方向と同方向に回転させて、ハウジング１とカムシャフト２の相対回転位相を最大進角側に変換する。

この結果、吸気弁のバルブタイミングが最大進角側に制御されることから、機関出力や燃費の向上などが図れる。

ここで、前記受圧室５５には、一つの進角側油圧室１７から前記油圧給排回路を通って常時高油圧が供給されていることから、ピストン４２が図１中、最大右方向へ移動した状態が維持されている。このため、各カム部４９、４９は、図６Ａに示すように、円筒部材４８などの作動によって各ベーン１５ｂ、１５ｃから離間された回転位置、つまり回転規制が解除された状態になって、前記ベーン部材３の自由回転が確保されていることから、前記最進角側への回転制御を速やかに行うことができる。また、遅角側への回転制御も同様に速やかに行うことができる。

また、前記コントロールユニット２６からの電磁コイルへの通電量を所定の通電量に一定に制御することによって、スプール弁３０を図５Ｃに示すように、軸方向の中間位置に保持する（第３ポジション）。

これによって、第２、第３弁部３０ｂ、３０ｃが、前記供給孔２８ａと第１油孔２８ｂ、第２油孔２８ｃとの連通を遮断すると共に、第１、第２ドレン孔２８ｄ、２８ｅと第１，第２油孔２８ｂ、２８ｃとの連通を遮断する。

このため、各進角側油圧室１７と各遅角側油圧室１８への作動油の供給や排出が停止されて、ベーン部材３を所定の回転位置に保持する。したがって、ハウジング１とカムシャフト２が所望の相対回転位置に保持することができ、吸気弁のバルブタイミング制御を所望の位相に固定することが可能になる。

この中間保持制御は、特に、前述したアイドリング運転中などの一定回転を継続する機関運転の場合に有効である。

次に、機関を停止する際の作動について、図５〜図７及び図８のフローチャートに基づいて説明すると、まず、図８のステップ１ではアイドリング運転状態でサイドブレーキを引いてブレーキスイッチがオンになったか否かを判断する。ここで、オンになっていないと判断した場合はリターンするが、オンになったと判断した場合（図７のトリガーＰ点）は、ステップ２に移行する。

ここでは、アイドリング運転になっているか否かを判断し、なっていないと判断した場合はリターンするが、アイドリング運転になっていると判断した場合は停止の準備をしているとしてステップ３に移行する。

このステップ３では、イグニッションスイッチをオフ操作して、前記電磁コイルへの通電を遮断する処理を行う。電磁コイルへの通電を遮断すると、前記スプール弁３０は、図５Ａに示すように、コイルばね３２のばね力によって最大左方向に移動して各遅角側油圧室１８内の作動油を第２油通路２０やドレン通路２２などを介してオイルパン２４内に排出すると共に、各進角側油圧室１７への作動油の供給を遮断する。

ここで、前述したように、各連通溝３０ｆを介して第１油通路１９から各進角側油圧室１７に少量の作動油が供給されると共に、各進角側油圧室１７から前記受圧室５５に供給されるが、この油圧によってピストン４２がコイルスプリング４３のばね力に抗して右方向へ移動されることはない。

したがって、前記回転機構４０の円筒部材４８などによって各カム部４９，４９が、図６Ｂに示すように、各ベーン１５ｂ、１５ｃ側に回動して各先端面４９ａ、４９ａが両ベーン１５ｂ、１５ｃの外側面に当接して挟み込むように保持する。これによって、ベーン部材３は、最進角側と最遅角側の間の位置にロック状態に位置決め保持される。

その後、ステップ４では、所定時間だけ現在の状態を維持する。これは、エンジンオイルの粘度によって前記各カム部４９，４９によるベーン部材３の挟持動作が異なるため、エンジンオイルの油温をパラメータにした待ち時間とすることによって各カム部４９，４９の確実な挟持動作時間を確保したものである。この所定時間経過後に、ステップ５において機関の停止処理を行う（図７のｃ領域）。

以上のように、本実施形態では、前記機関始動時には、ベーン部材３が両カム部４９、４９によって最進角側と最遅角側の間の僅かに進角側の位置で保持されていることから、良好な始動性が得られる。

また、機関始動初期においては、両カム部４９、４９によるベーン部材３に対する回転規制を速やかに解除して自由な回転を確保するため、以後のバルブタイミング制御応答性が向上する。

しかも、かかる解除時には、前述したように、予め受圧室５５内に一つの進角側油圧室１７から油圧給排回路を介して作動油が供給されて作動油が満たされた状態にあることから、機関運転状態の変化に応じて前記ピストン４２をコイルスプリング４３のばね力に抗して速やかにハウジング１方向へ移動させることができることから、前記回動機構４０の作動応答性も良好になり、各カム部４９，４９によるベーン部材３に対する規制解除作用を一層速やかに行うことができる。

このため、前記各進角側油圧室１７や各遅角側油圧室１８への作動油の供給に伴ってハウジング１に対するベーン部材３の相対回転位相の制御応答性を向上させることが可能になる。

なお、機関の再始動及びアイドリング運転時には、前述した一連の制御を繰り返すが、エンジンオイルの温度状態によって、図７のｄ領域及びｅ領域に示すような短時間で両カム部４９，４９によるベーン部材３の挟持作用（原点位置）及びアイドリング運転への復帰が速やかに行われる。

また、前記回動機構４０では２段のヘリカル歯を組み合わせているが、１段でも良く、この場合は、固定側のヘリカル歯と出力側のヘリカル歯との噛み合いにおいて、どちらかがねじれ角度をもたないスプライン嵌合とし、また、フロントプレート７のヘリカル内歯と歯車構成体４８のヘリカル外歯との噛み合いを廃止して、ピストン４２に対して歯車構成体４８を固定し、このヘリカル外歯と円筒部材４５のヘリカル内歯との噛み合いのみとすることも可能である。

また、前記機関停止時の他の制御例として、図９に示すように、図８のステップ２のアイドリング運転中か否かの判断で、アイドリング運転中であると判断した場合は、ステップ６において、ベーン部材３を先に最進角側と最遅角側の間の位置に回転制御して一応原点位置に復帰させてから、ステップ３で電磁コイルへの通電を遮断することも可能である。これによって、ベーン部材３の原点位置復帰を早めることが可能になる。

また、この制御方法によれば、前記各連通溝３０ｆを通過した低油圧が進角側油圧室１７に予め供給されているため、電磁コイルへの通電がなくともカムシャフト２に発生する正負の交番トルクによってベーン部材３が遅角側に大きく回転することがないことから、前記原点復帰への作動が早くなると共に、作動を確実に完了させることができる。

また、この実施形態では、前記歯車構成体４８を大径部と小径部の二段型とし、大径部の内部に嵌合溝を設け、ここに作動ロッド４７のフランジ部４７ａを嵌合させるようにしたが、このように二段型に形成した理由は、前記フランジ部４７ａを内部に収容させることにより、歯車構成体４８の軸方向のストロークをできるかぎり大きく取れるようにしたためである。

〔第２の実施形態〕
図１０及び図１１は第２の実施形態を示し、ハウジング１などの基本構造は第１の実施形態と同様であるが、特に回転機構６０の回転部材としてラック・ピニオン機構を利用したものである。

すなわち、前記回動機構６０は、前記ハウジング１のシュー８内に各嵌合溝１０，１１を介して貫通保持されて、内周面に第１ヘリカル内歯６１ａが形成された円筒状の出力歯車部材６１と、前記フロントプレート７の内側面に複数のロケートピン６３によって位置決めされ、前記出力歯車部材６１と同軸上の位置に配置されて、内周に第２ヘリカル内歯６２ａが形成された固定歯車部材６２と、基端部がタイミングスプロケット５の壁部に形成された固定用孔５ａに圧入固定されて、前記出力歯車部材６１と同軸上に配置された内部中空状のガイドロッド６４と、一端部の内部に形成されたガイド孔６５ａに前記ガイドロッド６４の先端部６４ａが挿通して回転自在でかつ軸方向に摺動自在にガイドされる円筒状の歯車構成体６５と、前記ハウジング本体６の外周面の周方向に沿って摺動可能に配置され、前記出力部材６１の回転に伴って摺動する一対のラック部材６６と、を備えている。

前記出力歯車部材６１は、段差径状に形成されて、小径端部が前記リアプレート１３の内端面に形成された支持孔１３ｃ内に嵌合して回転自在に支持されていると共に、一方の軸方向の位置決めがされている。また、この出力歯車部材６１の大径端部の外周には、前記ラック部材６６の内面に形成されたラック噛み合い部であるラック歯６６ａに噛合する出力噛み合い部であるピニオンギア６１ｂが形成されている。

また、この出力歯車部材６１の外周面の一部には、図２に示すように、ほぼ接線方向に沿って切りかかれた切欠溝６１ｃが形成されている。この切欠溝６１ｃは、最進角側への回転時及び最遅角側への回転時にピニオンギア６１ｂが対向するベーン１５ｂ、１５ｃの側面に干渉するのを防止するようになっている。

前記固定歯車部材６２は、前記複数のロケートピン６３によって非回転状態に保持され、段差径状に形成されて、その小径部の先端面が前記出力部材６１の大径端部の外端面に当接して、該出力部材６１とともにフロントプレート７とリアプレート１３との間に互いに軸方向から位置決めされている。

前記歯車構成体６５は、小径な他端部６５ｂが前記ピストン４２の後端面に形成された保持穴４２ｃに回転自在に支持されていると共に、該他端部６５ｂ
の内部軸方向に形成された固定用孔６５ｃに、前記ピストン４２の通孔に固定されたピン６７の軸部が圧入されて、該ピン６７によってピストン４２に軸方向から連結されている。

また、この歯車構成体６５は、一端部に有する大径部の外周には、前記出力部材６１の第１ヘリカル内歯６１ａに噛合する第１ヘリカル外歯６５ｄが形成されていると共に、軸方向のほぼ中央に有する大径部の外周には、前記固定歯車部材６２の第２ヘリカル内歯６２ａに噛合する第２ヘリカル外歯６５ｅが形成されている。なお、前記タイミングスプロケット５には、前記歯車構成体６５の軸方向のスムーズな移動を確保するための空気孔５ｂが軸方向に貫通形成されている。

そして、前記第１ヘリカル内外歯６１ａ、６５ｄと第２ヘリカル内外歯６２ａ、６５ｅとは歯筋のねじれ角方向がそれぞれ逆になっている。

前記各ラック部材６６は、図１０に示すようにハウジング本体６の軸方向に所定幅を持ち、図１１にも示すように、所定幅ハウジング本体６の円弧状内周面に沿って所定長さの円弧状に形成されていると共に、前記ハウジング本体６の内周面に形成されたガイド溝６ａに沿って円周方向へ摺動自在に保持されている。また、この各ラック部材６６は、機関停止時において互いに各ベーン１５ｂ、１５ｃに接近する方向へ移動すると、その長手方向の先端部６６ｂが各ベーン１５ｂ、１５ｃの外周側側面に形成された嵌合溝１５ｄ、１５ｅにそれぞれ嵌合するようになっている。

その他、前記ピストン４２や複数のコイルスプリング４３及び油圧給排回路などの構成は第１の実施形態と同様である。

したがって、この実施形態によれば、機関停止時には、前記各コイルスプリング４３のばね力によってピストン４２が図１０に示す最大左方向に付勢され、これによって、歯車構成体６５が図示の最大左位置に保持されている。

この時点では、前記両ラック部材６６，６６が、前記歯車構成体６５の回転により前記第１ヘリカル内外歯６１ａ、６５ｄと第２ヘリカル内外歯６２ａ、６５ｅと噛み合い回転を得て、図１１の実線で示すように各先端部６６ｂ、６６ｂが各ベーン１５ｂ、１５ｃの嵌合溝１５ｄ、１５ｅに嵌合して該両ベーン１５ｂ、１５ｃを挟持状態に保持する。つまり、最進角側と最遅角側の間の位置に保持される。

そして、機関が始動されると、その始動初期には、前記第１の実施形態と同じように、電磁切換弁２３の作動によってオイルポンプ２５から圧送された作動油がスプール弁３０の各連通溝３０ｆを通って各進角側油圧室１７に供給されると共に、油圧給排回路を介して受圧室５５にも僅かに供給されて、ピストン４２の移動準備を行う。

その後、アイドリング運転に移行すると、電磁切換弁２３の切り換え作動によって、各進角側油圧室１７内の作動油が排出されると共に、各遅角側油圧室１８に作動油が供給される。この各遅角側油圧室１８に供給された作動油は、同じく油圧給排回路から前記受圧室５５内に供給され、この油圧によりピストン４２を図１０の位置からコイルスプリング４３のばね力に抗して右方向へ押圧する。

これにより、前記歯車構成体６５が回転しながら右方向へ移動して、前記第１ヘリカル内外歯６１ａ、６５ｄと第２ヘリカル内外歯６２ａ、６５ｅの噛み合いを得ながら各出力歯車部材６１、６１を互いに反対方向に回転させる。

したがって、各ピニオンギア６１ｂ、６１と噛み合っているラック歯６６ａ、６６ａを介して各ラック部材６６，６６を互いに反対方向、つまり各ベーン１５ｂ１５ｃから離間する方向に移動する。

よって、ベーン部材３に対する回転規制が速やかに解除されて、該ベーン部材３の自由な回転が確保されることから、該ベーン部材３は各遅角側油圧室１８の油圧上昇にしたがって最遅角側に回転する。この結果、吸気弁はそのバルブタイミングが最遅角側に制御されて、燃費の向上などが図れる。

また、定常運転に移行した場合は、第１の実施形態の場合と同様に、コントロールユニット２６からの電磁切換弁２３に対する制御電流によって適宜機関運転状態に応じたバルブタイミングに制御される。

また、機関停止時には、図８や図９に記載したフローチャートに基づいた処理が行われると共に、両ラック部材６６，６６によって両ベーン１５ｂ、１５ｃを挟持状態に保持して始動に適した所定のバルブタイミングに設定する。

したがって、この実施形態も第１の実施形態と同様に、機関の良好な始動が得られると共に、始動時には予め受圧室５５に作動油が供給されることから、次のバルブタイミング制御応答性の向上が図れる。

〔第３の実施形態〕
図１２は第３の実施形態を示し、基本構造はラック部材を用いた第１、第２の実施形態と同じであって、この基本構造に、前記受圧室５５内の作動油を速やかに排出するための排出回路７０を設けたものである。

すなわち、前記ドレン通路２２と受圧室５５を接続する排出通路７１が設けられていると共に、該排出通路７１の途中に前記排出通路７１を開閉する第２流体切換弁である電磁開閉弁７２（ＯＳＶ）が設けられている。この電磁開閉弁７２は、前記コントロールユニット２６からの制御信号によって電磁コイルに通電して前記排出通路７１を開閉する弁体を有し、機関停止時に排出通路７１を開いて受圧室５５内の作動油を強制的に排出するようになっている。

以下、図１３に基づいて機関停止時のコントロールユニット２６による制御を説明すると、まず、ステップ１１では、アイドリング運転状態でサイドブレーキを引いてブレーキスイッチがオンになったか否かを判断する。ここで、オンになっていないと判断した場合はリターンするが、オンになったと判断した場合は、ステップ１２に移行する。

ここでは、アイドリング運転になっているか否かを判断し、なっていないと判断した場合はリターンするが、アイドリング運転になっていると判断した場合は停止の準備をしているとしてステップ１３に移行する。

このステップ１３では、イグニッションスイッチをオフ操作して、前記電磁切換弁２３の電磁コイルへの通電を遮断する処理を行う。電磁コイルへの通電を遮断した場合の前記スプール弁３０の作動は、前述した通りである。

次に、ステップ１４では、前記電磁開閉弁７２へ通電して開弁させて排出通路７１を連通させる。

ステップ１５では、タイマーによって排出通路７１の連通を所定時間維持する。これによって、受圧室５５内の作動油は、排出通路７１から速やかに排出されることから、ピストン４２はコイルスプリング４３のばね力によって最大左方向へ速やかに移動する。

ステップ１６では、電磁開閉弁７２への通電を遮断する処理を行い、続いてステップ１７において内燃機関の作動を停止させる。

このように、機関停止時には、受圧室５５内の作動油を速やかに排出することから、ピストン４２を介して回動機構４０の作動性が良好となり、各ラック部材６６，６６によるベーン部材３の始動に適したバルブタイミング制御を迅速に行うことが可能になる。この結果、例えばエンスト後の機関再始動性が良好になる。

〔第４の実施形態〕
図１４は第４の実施形態を示し、第２の実施形態における受圧室５５への作動油の給排を行う油圧給排回路を廃止して、前記受圧室５５には独立した油圧回路８０によって作動油圧を給排するようにしたものである。

つまり、前記供給通路２１と受圧室５５とを接続する給排通路８１が設けられていると共に、この給排通路８１の途中に第２電磁切換弁８２（ＯＳＶ）が設けられている。この第２電磁切換弁８２は、２ポート１位置タイプであって、前記給排通路８１の連通を前記供給通路２１かドレン通路２２に切り換え制御するようになっている。

以下、図１５に基づいて機関停止時のコントロールユニット２６による制御を説明すると、まず、ステップ２１では、アイドリング運転状態でサイドブレーキを引いてブレーキスイッチがオンになったか否かを判断する。ここで、オンになっていないと判断した場合はリターンするが、オンになったと判断した場合は、ステップ２２に移行する。

ここでは、アイドリング運転になっているか否かを判断し、なっていないと判断した場合はリターンするが、アイドリング運転になっていると判断した場合は停止の準備をしているとしてステップ２３に移行する。

このステップ２３では、イグニッションスイッチをオフ操作して、前記電磁切換弁２３の電磁コイルへの通電を遮断する処理を行う。電磁コイルへの通電を遮断した場合の前記スプール弁３０の作動は、前述した通りである。

次に、ステップ２４では、前記第２電磁切換弁８２への通電も遮断する。これによって、給排通路８１が供給通路２１との連通が遮断されると共に、ドレン通路２２と連通する。したがって、受圧室５５内の作動油は、オイルパン２４内へ速やかに排出され、ピストン４２を介して回動機構４０によるベーン部材３の回転規制が速やかに行われる。

その後、ステップ２５において、油温との関係で時間が設定されるタイマーによって前記排出状態を所定時間待つ。これによってエンジンオイルの粘性による影響を回避できる。次に、ステップ２６で内燃機関の駆動を停止させる処理を行う。

次に、図１６のフローチャートに基づいて機関始動時の制御について説明すると、ステップ３１では、イグニッションスイッチをオンしたか否かを判断し、いまだオンしていない場合は終了するが、オンしたと判断した場合は、初爆を経てアイドリング運転状態となり、オイルポンプ２５の吐出量が安定したところでステップ３２に移行する。

ステップ３２では、バルブタイミングの制御開始が可能か否かを、機関回転数を検出するクランク角センサの情報信号に基づいて判断する。

制御開始可能であると判断した場合は、ステップ３３において第２電磁切換弁８２に通電して給排通路８１とドレン通路２２との連通を遮断すると共に、供給通路２１と連通させる。これによって、受圧室５５には、オイルパン２４内の作動油が直接的に供給されることから、ピストン４２の移動応答性も高くなり、したがって、ベーン部材３の回動機構４０による回転規制を速やかに解除することができる。よって、エンストによる再始動時に有利になる。

ステップ３３では、タイマーによってこの状態を所定時間継続する。これは、エンジンオイルの粘性の程度によっては立ち上がりが遅くなる場合もあるので、検出された油温に応じてタイマーの設定時間を決定している。

その後、ステップ３４において電磁切換弁２３に通電してバルブタイミング制御を開始する。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記コイルスプリング４３の数やばね荷重などは任意に設定することも可能である。

また、ベーン部材３のベーン１５の数は３枚に限定されるものではなく、装置の大きさや仕様によってさらに増加し、あるいは削減することも可能である。

本発明の第１実施形態におけるバルブタイミング制御装置の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態の要部拡大断面図である。 本実施形態に供される電磁切換弁の縦断面図である。 Ａ〜Ｄは電磁切換弁の作動状態を示す縦断面図である Ａはベーン部材が最遅角側に回転制御された状態を示し、Ｂは最遅角側と最進角側の間に回転規制された状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態における機関運転状態に応じた制御特性図である。 本実施形態における機関停止時の制御フローチャート図である。 本実施形態における機関停止時の他の制御フローチャート図である。 第２の実施形態に係るバルブタイミング制御装置の縦断面図である。 図１０のＢ−Ｂ線断面図である。 第３の実施形態を示す概略図である。 本実施形態における機関停止時の制御フローチャート図である。 第４の実施形態を示す概略図である。 本実施形態における機関停止時の制御フローチャート図である。 本実施形態における機関始動時の制御フローチャート図である。

符号の説明

１…ハウジング
２…カムシャフト
３…ベーン部材
４…油圧回路
５…タイミングスプロケット
６…ハウジング本体
７…フロントカバー
８…シュー
１３…リアカバー
１４…ベーンロータ
１５ａ〜１５ｃ…ベーン
１６…シール部材
１７…進角側油圧室（進角側流体室）
１８…遅角側油圧室（遅角側流体室）
４０・６０…回動機構
４１…シリンダ部材
４２…ピストン
４３…コイルスプリング（付勢部材）
４５…円筒部材（回動部材）
４５…第１ヘリカル内歯
４６…歯部形成孔
４６ａ…第２ヘリカル内歯
４７…作動ロッド
４８…歯車構成体
４８ｃ…第１ヘリカル外歯
４８ｄ…第２ヘリカル外歯
４９…カム部（回動部材の一部）
５５…受圧室
５６…油通路孔
５８…油孔
６１…出力歯車部材
６１ａ…第１ヘリカル内歯
６１ｂ…ピニオンギア
６２…固定歯車部材
６２ａ…第２ヘリカル内歯
６５…歯車構成体
６５ｄ…第１ヘリカル外歯
６５ｅ…第２ヘリカル外歯
６６…ラック部材
６６ａ…ラック歯

Claims (21)

1. クランクシャフトによって回転駆動され、内周側から内方へ突出するシューを有するハウジングと、
   カムシャフトに固定され、前記ハウジング内に相対回転自在に配置されると共に、前記シューとの間に進角側流体室と遅角側流体室とを隔成するベーンを有するベーン部材と、
   前記進角側流体室と遅角側流体室に流体圧を選択的に給排する流体給排手段と、
   前記ハウジング内に回動自在に設けられ、該回動することによって前記ハウジングに対して前記ベーン部材を相対回転させる回動部材と、
   前記カムシャフトの軸方向に移動可能に設けられ、該カムシャフト軸方向の移動に伴って前記回動部材を回動させるピストンと、
   前記ピストンを移動方向の一方側に付勢して、前記回動部材の一部を前記ベーン部材に接近する方向へ移動させる付勢部材と、
   前記ピストンを前記付勢部材に抗して前記移動方向の他方側に移動させて前記回動部材の一部をベーン部材に対して離間する方向へ移動させる解除手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記回動部材は、前記ベーン部材に当接可能なカム部を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
3. 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置おいて、
   前記解除手段は、前記ピストンに連係されて、外周に第１ヘリカル外歯を有する歯車構成体を有すると共に、前記回動部材の内周に前記第１ヘリカル外歯と噛合する第１へリカル内歯を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記歯車構成体は、回転可能に設けられると共に、外周の前記第１ヘリカル外歯と異なる位置に該第１ヘリカル外歯と歯筋が逆方向に傾斜した第２ヘリカル外歯を有し、
   前記ハウジングに、前記第２ヘリカル外歯と噛み合う第２ヘリカル内歯を一体的に設けたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
5. 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記ピストンは、流体圧力によって前記付勢部材の付勢力に抗して移動されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
6. クランクシャフトによって回転駆動され、内周側から内方へ突出するシューを有するハウジングと、
   カムシャフトに固定され、前記ハウジング内に相対回転自在に配置されると共に、前記シューとの間に進角側流体室と遅角側流体室とを隔成するベーンを有するベーン部材と、
   前記進角側流体室と遅角側流体室に流体圧を選択的に給排する流体給排手段と、
   前記ハウジング内に周方向へ移動自在に設けられ、該周方向の移動によって前記ハウジングに対して前記ベーン部材を相対回転させるラック部材と、
   前記カムシャフトの軸方向に移動可能に設けられ、該カムシャフト軸方向の移動に伴って前記ラック部材を移動させるピストンと、
   前記ピストンを移動方向の一方側に付勢して、前記ラック部材を前記ベーン部材に接近させる方向に移動させる付勢部材と、
   前記ピストンを前記付勢部材に抗して前記移動方向の他方側に移動させて前記ラック部材をベーン部材に対して離間する方向へ移動させる解除手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
7. 請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記ピストンに連係されて、外周に第１ヘリカル外歯を有する歯車構成体を有すると共に、前記第１ヘリカル外歯と噛合する第１へリカル内歯を有し、外周に出力噛み合い部が設けられ、前記歯車構成体の軸方向の移動に伴って回転する回転部材と、
   前記ラック部材に設けられ、前記出力噛み合い部と噛み合って前記回転部材の回転に伴い前記ラック部材を周方向に移動させるラック噛み合い部と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
8. 請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記歯車構成体は、回転可能に設けられると共に、外周の前記第１ヘリカル外歯と異なる位置に前記第１ヘリカル外歯とは歯筋が逆方向に傾斜した第２ヘリカル外歯を有し、
   前記ハウジングに、前記第２ヘリカル外歯と噛み合う第２ヘリカル内歯を一体的に設けたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
9. 請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記ピストンは、流体圧力によって前記付勢部材の付勢力に抗して移動されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
10. 請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記ピストンが前記解除手段によって解除されない状態における前記歯車構成体は、前記ベーン部材と対向する側が平面状に切欠形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
11. クランクシャフトによって回転駆動され、内周側から内方へ突出するシューを有するハウジングと、
    カムシャフトに固定され、前記ハウジング内に相対回転自在に配置されると共に、前記シューとの間に進角側流体室と遅角側流体室とを隔成するベーンを有するベーン部材と、
    前記ベーン部材の前記ハウジングに対する周方向への移動を内燃機関の停止時に周方向両側から強制的に挟持する一対の挟持部材と、
    機関の始動後に前記挟持部材の挟持状態を解除する解除機構と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
12. 請求項１１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記一対の挟持部材は、前記進角側流体室と遅角側流体室の最も外周側の位置に配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
13. 請求項１１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記解除機構によって解除されていない状態では、前記ベーン部材が前記ハウジングに対して最進角側と最遅角側の間の位置に位置するように前記挟持部材によって移動されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
14. 請求項１１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記ベーン部材は、外周部に複数のベーンを有し、前記一対の挟持部材のそれぞれが、それぞれ別個のベーンに当接するように構成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
15. クランクシャフトによって回転駆動され、内周側から内方へ突出するシューを有するハウジングと、
    カムシャフトに固定され、前記ハウジング内に相対回転自在に配置されると共に、前記シューとの間に進角側流体室と遅角側流体室とを隔成するベーンを有するベーン部材と、
    前記進角側流体室と遅角側流体室に流体圧を選択的に給排する第１流体切換弁と、
    前記ハウジングに対する前記ベーン部材を機関の停止時に回転一方向に付勢する付勢部材と、
    前記付勢部材のベーン部材に対する回転一方向の付勢力を流体圧によって解除する解除機構と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
16. 請求項１５に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記解除機構への流体圧の給排を制御する第２流体切換弁を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
17. 請求項１６に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記第１流体切換弁は、流体圧を連続的に変更するように構成され、前記第２流体切換弁は、流体圧をオン、オフ的に変更するように構成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
18. 請求項１５に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記解除機構に対する流体圧の給排は、前記第１流体切換弁によって行うことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
19. 請求項１８に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記第１流体切換弁は電流を通電することによって駆動され、
    前記進角側流体室へ流体を供給し、前記遅角側流体室の流体を排出する第１ポジションと、
    前記遅角側流体室へ流体を供給し、前記進角側流体室の流体を排出する第２ポジションと、
    前記進角側流体室と遅角側流体室の流体圧力を保持する第３ポジションと、
    前記第１ポジションよりも前記神格流体圧室側への供給面積が小さい状態で前記進角側流体室へ流体を供給し、前記遅角側流体室の流体を排出する第４ポジションと、
    にそれぞれ切り換え可能に構成され、
    非通電状態では、前記第４ポジションに切り換えられた状態を維持することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
20. 請求項１９に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    前記第４ポジションでは、前記解除機構が作動しない流体圧力が供給されるだけの供給面積となっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
21. 請求項１５に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
    機関停止の兆候を検出した場合に、前記付勢部材による付勢力で前記ベーン部材を停止させる位置に予め作動するように前記第１流体切換弁を制御し、その後に機関を停止させたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。

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