JP2014077434A

JP2014077434A - 弁開閉時期制御装置

Info

Publication number: JP2014077434A
Application number: JP2013060856A
Authority: JP
Inventors: Masaki Mukaide; 仁樹向出; Shigemitsu Suzuki; 重光鈴木; Naoto Inama; 直人稲摩; Masaki Kobayashi; 昌樹小林; Kazuo Ueda; 一生上田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-05-01

Abstract

【課題】駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相を最遅角位相又は最進角位相に迅速にロックすることができる弁開閉時期制御装置を提供する。
【解決手段】ロック機構６２が、回転位相を最遅角位相にロック可能であり、最遅角位相におけるロック凹部６０は、最遅角位相となった時にロック部材９２ｂが入り込むロック用凹部６０ａと、最遅角位相となる前にロック部材９２ｂが入り込み可能な、ロック用凹部６０ａよりも浅い案内用凹部６０ｂとを備えた階段状に形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と同軸芯で配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体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の間に形成される流体圧室を進角室及び遅角室に仕切るように、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、加圧流体を前記進角室及び前記遅角室に給排して、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の回転位相を制御する位相制御部と、前記回転位相を所定位相にロックするように、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材に振り分けて配置され、互いに挿入係合・離脱可能なロック部材及びロック凹部を有するロック機構と、加圧流体を前記ロック凹部に給排して、前記ロック機構をロック状態とロック解除状態とに切り換えるロック制御部と、を備えた弁開閉時期制御装置に関する。

弁開閉時期制御装置は、加圧流体を進角室及び遅角室に給排して駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相を制御する。
また、ロック制御部は、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相を所定位相にロックするロック機構を、加圧流体をロック凹部に給排してロック状態とロック解除状態とに切り換える。
駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相は、流体圧室を進角室と遅角室に仕切る仕切部が進角室の容積が最大となる位置に移動したときに最進角位相となり、仕切部が遅角室の容積が最大となる位置に移動したときに最遅角位相となる。
特許文献１には、回転位相を最進角位相にロックする最進角ロック機構を備えた排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置が開示されている。
この最進角ロック機構は、回転位相が最進角位相の時にのみ互いに挿入係合・離脱可能なロック部材及びロック凹部を有する。
したがって、回転位相が最進角位相になる前、つまり、ロック部材がロック凹部に入り込む前においては、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転が規制されない。

特開２０１０−８４７５６号公報（図２）

このため、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相を最進角位相に迅速にロックすることができない可能性がある。
すなわち、排気弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転部材には、例えばカムシャフトを介してカムの反トルクが作用している。
従動側回転部材が駆動側回転部材に対して最進角位相の側とは逆の側に回転するように反トルクが作用していると、従動側回転部材が最進角位相となる位置に移動した途端、従動側回転部材がカムトルクによって最進角位相の側とは逆の側に回転する「ばた付き」が生じることが考えられる。
したがって、従動側回転部材が最進角位相となる位置に移動しても、ロック部材がロック凹部に入り込むタイミングを失い易く、最進角位相に迅速にロックできない可能性がある。
このような「ばた付き」は、回転位相が最遅角位相の時にのみ互いに挿入係合・離脱可能なロック部材及びロック凹部を有する最遅角ロック機構を備えている弁開閉時期制御装置でも同様に生じ得る。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相を最遅角位相又は最進角位相に迅速にロックすることができる弁開閉時期制御装置を提供することを目的とする。

本発明による弁開閉時期制御装置の第１の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と同軸芯で配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体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の間に形成される流体圧室を進角室及び遅角室に仕切るように、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、加圧流体を前記進角室及び前記遅角室に給排して、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の回転位相を制御する位相制御部と、前記回転位相を所定位相にロックするように、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材に振り分けて配置され、互いに挿入係合・離脱可能なロック部材及びロック凹部を有するロック機構と、加圧流体を前記ロック凹部に給排して、前記ロック機構をロック状態とロック解除状態とに切り換えるロック制御部と、を備え、前記ロック機構が、前記回転位相を最遅角位相にロック可能であり、前記最遅角位相における前記ロック凹部は、前記最遅角位相となった時に前記ロック部材が入り込むロック用凹部と、前記最遅角位相となる前に前記ロック部材が入り込み可能な、前記ロック用凹部よりも浅い案内用凹部とを備えた階段状に形成されている点にある。

本構成の弁開閉時期制御装置は、前記ロック機構が、前記回転位相を最遅角位相にロック可能であり、前記最遅角位相における前記ロック凹部は、前記最遅角位相となった時に前記ロック部材が入り込むロック用凹部と、前記最遅角位相となる前に前記ロック部材が入り込み可能な、前記ロック用凹部よりも浅い案内用凹部とを備えた階段状に形成されている。
このため、従動側回転部材が最遅角位相となる位置に移動した途端、従動側回転部材が最遅角位相の側とは逆の側に回転しても、ロック部材を案内用凹部に入り込ませて、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転範囲を規制することができる。
ロック用凹部と案内用凹部は、案内用凹部がロック用凹部よりも浅い階段状に形成されているので、案内用凹部に入り込んだロック部材はロック用凹部に移行し易い。
したがって、本構成の弁開閉時期制御装置であれば、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相を最遅角位相に迅速にロックすることができる。

本発明による弁開閉時期制御装置の第２の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と同軸芯で配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体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の間に形成される流体圧室を進角室及び遅角室に仕切るように、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、加圧流体を前記進角室及び前記遅角室に給排して、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の回転位相を制御する位相制御部と、前記回転位相を所定位相にロックするように、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材に振り分けて配置され、互いに挿入係合・離脱可能なロック部材及びロック凹部を有するロック機構と、加圧流体を前記ロック凹部に給排して、前記ロック機構をロック状態とロック解除状態とに切り換えるロック制御部と、を備え、前記ロック機構が、前記回転位相を最進角位相にロック可能であり、前記最進角位相における前記ロック凹部は、前記最進角位相となった時に前記ロック部材が入り込むロック用凹部と、前記最進角位相となる前に前記ロック部材が入り込み可能な、前記ロック用凹部よりも浅い案内用凹部とを備えた階段状に形成されている点にある。

本構成の弁開閉時期制御装置は、前記ロック機構が、前記回転位相を最進角位相にロックする最進角ロック機構で構成され、前記ロック凹部は、前記最進角位相となった時に前記ロック部材が入り込むロック用凹部と、前記最進角位相となる前に前記ロック部材が入り込み可能な、前記ロック用凹部よりも浅い案内用凹部とを備えた階段状に形成されている。
このため、従動側回転部材が最進角位相となる位置に移動した途端、従動側回転部材が最進角位相の側とは逆の側に回転しても、ロック部材を案内用凹部に入り込ませて、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転範囲を規制することができる。
ロック用凹部と案内用凹部は、案内用凹部がロック用凹部よりも浅い階段状に形成されているので、案内用凹部に入り込んだロック部材はロック用凹部に移行し易い。
したがって、本構成の弁開閉時期制御装置であれば、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相を最進角位相に迅速にロックすることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記加圧流体を前記進角室及び前記遅角室に供給する位相制御用供給路と、前記加圧流体を前記ロック凹部に供給するロック制御用供給路とを、加圧流体を各別に供給可能に備えている点にある。

本構成であれば、加圧流体の進角室又は遅角室への供給の有無にかかわらず、加圧流体をロック凹部に供給して、ロック機構を迅速に作動させることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記ロック制御用供給路は、当該ロック制御用供給路に供給された加圧流体の前記位相制御用供給路への流通を阻止する一方向弁を備えている点にある。

本構成であれば、加圧流体の位相制御用供給路への供給の有無にかかわらず、ロック制御用供給路に供給された加圧流体の流体圧を維持して、ロック機構を円滑に作動させることができる。

第１実施形態の流体制御弁部側における弁開閉時期制御装置の回転軸芯に沿う断面図である。第１実施形態のロック制御弁部側における弁開閉時期制御装置の回転軸芯に沿う断面図である。中間ロック状態における図１のIII−III線断面図である。最遅角ロック凹部を示す拡大断面図である。最遅角ロック直前状態における図１のＶ−Ｖ線断面図である。最遅角ロック状態における図１のVI−VI線断面図である。図１，図２におけるVII−VII線断面図である。ロック状態（ロック位置）におけるロック制御弁部の断面図である。ロック解除状態（ロック解除位置）におけるロック制御弁部の断面図である。ロック解除状態において位相変更用加圧流体の流体圧が低下した場合を示すロック制御弁部の断面図である。第２実施形態の中間ロック状態における回転軸芯に直交する断面図である。最進角ロック凹部を示す拡大断面図である。第２実施形態の最遅角ロック直前状態における回転軸芯に直交する断面図である。第２実施形態の最遅角ロック状態における回転軸芯に直交する断面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
〔全体構成〕
図１〜図１０は、本発明に係る弁開閉時期制御装置１を示す。
弁開閉時期制御装置１は、図１〜図６に示すように、自動車用エンジン（内燃機関）ＥのクランクシャフトＥ１と同期回転する「駆動側回転部材」としての外部ロータ３と、外部ロータ３に対して同軸芯Ｘで配置され、エンジンの弁開閉用のカムシャフト８と一体回転する「従動側回転部材」としての内部ロータ５と、「加圧流体」としての作動油（エンジンオイル）を吐出する流体ポンプとしてのオイルポンプＰと備えている。
本実施形態の弁開閉時期制御装置１は、吸気弁の開閉時期を制御する。

内部ロータ５は、エンジンＥの吸気弁を開閉作動させるカム（図示せず）の回転軸を構成するカムシャフト８の先端部に一体的に組付けられている。内部ロータ５の内径側には凹部１４を設けてあり、その底面にはカムシャフト８の側に貫通した固定用穴１２を開けてある。この固定用穴１２にボルト１３を挿通して、内部ロータ５をカムシャフト８に固定してある。このカムシャフト８は、エンジンＥのシリンダヘッド（図示せず）に回転自在に支持してある。

外部ロータ３は、前方側のフロントプレート４と後方側のリアプレート１１との間にボルト３ａで一体に連結して、内部ロータ５に対して所定の角度範囲内で相対回転可能に外装してある。リアプレート１１の外周側にはスプロケット部１１ａを形成してある。スプロケット部１１ａと、クランクシャフトＥ１に取り付けられたスプロケットＥ２とに亘って、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材Ｅ３を架設してある。

クランクシャフトＥ１を回転駆動させると、動力伝達部材Ｅ３を介してスプロケット部１１ａに回転動力が伝達され、外部ロータ３が矢印Ｓで示す方向に回転駆動する。外部ロータ３の回転駆動に伴って内部ロータ５が従動回転してカムシャフト８が回転し、カムシャフト８に設けられたカムがエンジンＥの吸気弁を押し下げて開弁させる。

図３〜図６に示すように、外部ロータ３には、径内方向に向けて突出する複数個の凸部を回転方向に沿って互いに離間して形成して、外部ロータ３と内部ロータ５との間にこれらの凸部で区画された四つの流体圧室６を形成してある。

内部ロータ５の外周部の各流体圧室６に対面する箇所には溝を形成してあり、この溝に、「仕切部」としてのベーン７を挿入してある。流体圧室６は、このベーン７によって回転方向で進角室６ａと遅角室６ｂとに仕切られている。

内部ロータ５には、進角室連通孔１７と遅角室連通孔１８とを形成してある。進角室連通孔１７は凹部１４と進角室６ａとを連通する。遅角室連通孔１８は、凹部１４と遅角室６ｂとを連通する。

オイルポンプＰから吐出された作動油を、進角室６ａ及び遅角室６ｂに対して供給・排出（給排）して、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を、矢印Ｓ１で示す進角方向又は矢印Ｓ２で示す遅角方向に変位するように制御する位相制御部２を設けてある。
進角方向は進角室６ａの容積が増大する方向であり、遅角方向は遅角室６ｂの容積が増大する方向である。

進角室６ａに作動油を供給した場合は、回転位相は進角方向Ｓ１に変位し、遅角室６ｂに作動油を供給した場合は、回転位相は遅角方向Ｓ２に変位する。
内部ロータ５の外部ロータ３に対する回転位相を変更可能な角度範囲は、流体圧室６の内部でベーン７が変位可能な角度範囲であり、遅角室６ｂの容積が最大となる最遅角位相と、進角室６ａの容積が最大となる最進角位相との間の範囲に相当する。

〔位相制御部〕
位相制御部２は流体制御弁部を設けて構成してある。
位相制御部２は、作動油を進角室６ａに供給して、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を矢印Ｓ１で示す進角方向に変位させる進角制御と、作動油を遅角室６ｂに供給して、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を矢印Ｓ２で示す遅角方向に変位させる遅角制御とを択一的に実行する。

流体制御弁部（位相制御部）２は、オイルポンプＰから吐出された作動油を進角室６ａ又は遅角室６ｂに対して供給・排出して、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を制御する。流体制御弁部２は、内部ロータ５の凹部１４に相対回転可能に装着されており、エンジンＥのフロントカバー等の静止部位に固定してある。即ち、流体制御弁部２は静止したままであって、内部ロータ５の回転には追従しない。

流体制御弁部２は、図１，図７に示すように、ソレノイド２１、ハウジング２３、及び中空のスプール２５などを備えている。スプール２５は有底の円筒形状を有する。ハウジング２３はスプール２５を収納する第１スプール収納部２３ａと、凹部１４に挿入される凸部２３ｂとを備える。

第１スプール収納部２３ａには、スプール２５を収納する中空部２４が形成され、中空部２４は一方に開口する有底の円筒形状を有する。凸部２３ｂは、凹部１４の形状に対応した円柱形状を有する。第１スプール収納部２３ａの中空部２４と凸部２３ｂとは互いの延在方向が直交するように配設されている。中空部２４には、スプール２５が、カムシャフト８の回転軸芯Ｘに垂直な方向に直線移動可能に収納される。

図１に示すように、内部ロータ５の凹部１４に凸部２３ｂが相対回転可能に挿入されると共に、ハウジング２３がエンジンＥのフロントカバー等に固定されている。これにより内部ロータ５が凸部２３ｂにより相対回転可能に支持されている。

スプール２５と中空部２４の底面との間に亘ってスプリング２６が装着されている。このため、スプール２５は中空部２４の開口側に向けて付勢されている。第１スプール収納部２３ａの開口側端部にはソレノイド２１が設置されており、カムシャフト８の回転軸芯Ｘに対して垂直方向にスプール２５を往復運動させる。ソレノイド２１の出退ロッド２２がスプール２５の底部に当接されている。

ソレノイド２１に通電すると、ロッド２２が突出移動してスプール２５の底部を押圧し、スプール２５は図１において下向きに移動する。通電を停止すると、ロッド２２はソレノイド２１の側に引退し、スプール２５はスプリング２６の付勢力によりロッド２２の動きに追従してソレノイド２１の側に移動する。ソレノイド２１，ロッド２２，スプール２５，スプリング２６などが、流体制御弁部２を構成する。

凸部２３ｂの外周面には、円環状の周溝の四つが互いに平行に形成され、夫々の周溝には作動油漏れ防止用のシールリング２７を装着してある。隣り合う周溝どうしの間には、進角用外周溝３１及び遅角用外周溝３２と、進角用外周溝３１と遅角用外周溝３２との間に配置したロック用外周溝９６とを形成してある。シールリング２７によって、進角用外周溝３１，遅角用外周溝３２及びロック用外周溝９６からの作動油の漏れを防止する。

凸部２３ｂの内部には、進角側流路４２と遅角側流路４３、及び、ロック流路９９を形成してある。進角側流路４２が進角用外周溝３１に連通し、遅角側流路４３が遅角用外周溝３２に連通し、ロック流路９９がロック用外周溝９６に連通している。
進角室６ａは進角室連通孔１７を介して進角用外周溝３１に常時連通し、遅角室６ｂは遅角室連通孔１８を介して遅角用外周溝３２に常時連通している。
また、後述する中間ロック凹部９３の底部が中間ロック流路９５を介してロック用外周溝９６に常時連通し、後述する最遅角ロック凹部６０の底部が最遅角ロック流路６１を介してロック用外周溝９６に常時連通している。

図１，図７に示すように、第１スプール収納部２３ａにはスプール２５に対して垂直な方向に沿った供給側流路４７が形成されている。供給側流路４７は、一端側が第１スプール収納部２３ａの中空部２４に連通し、オイルポンプＰからの作動油が他端側から供給される。

図７に示すように、供給側流路４７の途中箇所には、第１スプール収納部２３ａの中空部２４に供給した作動油のオイルポンプＰの側への逆流を防止する第１逆止弁１５を装着してある。第１逆止弁１５は、供給側流路４７に内嵌するスリーブ１５ａと、スリーブ１５ａの内側空間に装着した球形弁体１５ｂと、球形弁体１５ｂを供給側流路４７の上流側に向けて付勢するスプリング１５ｃとを備えている。

進角側流路４２は、一端側が中空部２４に開口していると共に他端側が進角用外周溝３１に開口している。遅角側流路４３は、一端側が中空部２４に開口していると共に他端側が遅角用外周溝３２に開口している。

スプール２５の外周側には、図１に示すように、円環状の排出用外周溝５３ａ，５３ｂ及び供給用外周溝５４を形成してある。排出用外周溝５３ａ，５３ｂには、中空部２４に連通する貫通孔５５ａ，５５ｂを夫々設けてある。

排出用外周溝５３ａ、５３ｂ及び供給用外周溝５４の位置関係は、次の通りである。
ソレノイド２１の非通電時には、図１に示すように、供給用外周溝５４が供給側流路４７と進角側流路４２とに連通すると共に、排出用外周溝５３ｂが遅角側流路４３に連通するように設けてある。ソレノイド２１の通電時には、供給用外周溝５４が供給側流路４７と遅角側流路４３に連通すると共に、排出用外周溝５３ａが進角側流路４２に連通するように設けてある。
進角室連通孔１７と進角側流路４２、及び、遅角室連通孔１８と遅角側流路４３が、作動油を進角室６ａ及び遅角室６ｂに供給する位相制御用供給路７０を構成している。

〔ロック機構〕
外部ロータ３と内部ロータ５との間には、図３〜図６に示すように、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の図３に示す中間ロック位相にロックする中間ロック機構９と、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を図５，図６に示す最遅角位相にロックする最遅角ロック機構６２とを設けてある。

中間ロック機構９と最遅角ロック機構６２は、回転軸芯Ｘに直交する方向に沿って突出端が内部ロータ５に向けて接近・離間できるように、外部ロータ３に出退自在に装着した第１ロック部材９２ｂ及び第２ロック部材９２ａと、第１ロック部材９２ｂ及び第２ロック部材９２ａを突出方向に付勢する付勢機構としての第１ロックスプリング９４ｂ及び第２ロックスプリング９４ａとを備えている。

中間ロック機構９は、第１ロック部材９２ｂと第２ロック部材９２ａとを同時に挿入係合させるために、内部ロータ５の外周側に周方向に沿った溝状に形成された中間ロック凹部９３を備えている。
したがって、中間ロック機構９は、外部ロータ３及び内部ロータ５に振り分けて配置されて、互いに挿入係合・離脱可能なロック部材９２ａ，９２ｂおよび中間ロック凹部９３を有している。

最遅角ロック機構６２は、第１ロック部材９２ｂが挿入係入する最遅角ロック凹部６０を内部ロータ５に備えている。
最遅角ロック機構６２は、図６に示すように第１ロック部材９２ｂを最遅角ロック凹部６０に入り込ませて、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を、吸気圧縮比を低下させて内燃機関の始動負荷を低減させることができる最遅角位相に変更することができる。

最遅角ロック凹部６０は、矢印Ｓ１で示す方向で段階的に深くなる階段状に形成して、内部ロータ５が外部ロータ３に対して矢印Ｓ２で示す遅角方向に移動するに伴って、第１ロック部材９２ｂが段階的に係合するラチェット機構６６を構成してある。

すなわち、図４に示すように、最遅角位相における最遅角ロック凹部６０は、最遅角位相となった時に第１ロック部材９２ｂが入り込む最遅角ロック用凹部６０ａと、最遅角位相となる前に第１ロック部材９２ｂが入り込み可能な、最遅角ロック用凹部６０ａよりも浅い案内用凹部６０ｂとを備えた階段状に形成されている。

〔ロック制御部〕
ロック制御部は、ロック制御弁部１００を設けて構成してある。
ロック制御弁部１００は、図２，図７に示すように、流体制御弁部２と共にハウジング２３に並設してあり、中間ロック流路９５及び最遅角ロック流路６１に対する流体の供給または排出の制御を行う。
流体制御弁部２とロック制御弁部１００は、互いに隣り合った状態で一体に備えるようにモジュール化してある。

ロック制御弁部１００は、オイルポンプＰから吐出された作動油を、ロック流路９９から中間ロック流路９５及び最遅角ロック流路６１を介して中間ロック凹部９３及び最遅角ロック凹部６０に供給・排出（給排）して、中間ロック機構９及び最遅角ロック機構６２をロック状態とロック解除状態とに切り換える。
ロック流路９９、中間ロック流路９５及び最遅角ロック流路６１が、作動油を中間ロック凹部９３及び最遅角ロック凹部６０に供給するロック制御用供給路７１を構成している。

位相制御用供給路７０への作動油の供給は流体制御弁部２により制御され、ロック制御用供給路７１への作動油の供給は、流体制御弁部２とは別のロック制御弁部１００により制御される。
したがって、位相制御用供給路７０とロック制御用供給路７１は、作動油を各別に供給可能に備えている。

ロック制御弁部１００は、ソレノイド１０１，ハウジング２３、及び、スプール１０５を備え、スプール１０５は有底の円筒形状を有する。ハウジング２３はスプール１０５を収納する第２スプール収納部２３ｃを備える。

第２スプール収納部２３ｃには、スプール１０５を収納する中空部１０４が形成されている。中空部１０４は円筒形状を有する。中空部１０４には、スプール１０５が、カムシャフト８の回転軸芯Ｘに垂直な方向に直線移動可能に収納される。

スプール１０５と中空部１０４の底面との間に亘ってスプリング１０６が設置されている。スプリング１０６によってスプール１０５は中空部１０４のソレノイド１０１の側に付勢されている。

ソレノイド１０１は第２スプール収納部２３ｃの開口側端部に設置してあり、カムシャフト８の回転軸芯Ｘに垂直な方向にスプール２５を往復運動させる。ソレノイド１０１の先端部のロッド１０２がスプール１０５の底部に当接されている。ソレノイド１０１に通電すると、ロッド１０２がソレノイド１０１から突出してスプール１０５の底部を押圧し、スプール１０５は図２において下向きに移動する。

ソレノイド１０１への通電を停止すると、ロッド１０２はソレノイド１０１の側に引退し、スプリング１０６の付勢力により、スプール１０５はロッド１０２の動きに追従してソレノイド１０１の側に移動する。ソレノイド１０１，ロッド１０２，スプール１０５、及び、スプリング１０６などがロック制御弁部１００を構成する。
なお、第２スプール収納部２３ｃの開口側には、外部と繋がり空気を流通させてスプール１０５の高速での往復運動を可能にする貫通孔１０３が形成されている。この貫通孔１０３は、漏出した作動油を外部に排出することもできる。

図１，図２，図７に示すように、ハウジング２３はスプール２５を収納する第１スプール収納部２３ａと、凹部１４に挿入される凸部２３ｂとに加えて、ロック制御弁部１００のスプール１０５を収納する第２スプール収納部２３ｃを備える。

第２スプール収納部２３ｃは、凸部２３ｂの延在方向に垂直な方向、すなわち、カムシャフト８の延在方向に垂直な方向において、第１スプール収納部２３ａと並設されている。図７に示すように、凸部２３ｂの延在方向、すなわち、カムシャフト８の延在方向において、第１スプール収納部２３ａと第２スプール収納部２３ｃとが略同一平面上に位置するように設けられている。

図２に示すように、ロック流路９９は、一端が中空部１０４に開口し、他端がロック用外周溝９６に常時連通している。
図７に示すように、供給側流路４７と中空部１０４との間にはオイルポンプＰから吐出された作動油のロック制御弁部１００に対する供給流路４８が形成されている。

供給流路４８は、オイルポンプＰから吐出された作動油を、中間ロック凹部９３及び最遅角ロック凹部６０に供給して、中間ロック機構９及び最遅角ロック機構６２をロック解除状態に保持しているときに、オイルポンプＰから吐出された作動油の圧力がロック制御用供給路７１に供給されたロック解除用作動油の圧力よりも低下すると、ロック解除用作動油の位相制御用供給路７０への流通を阻止する第２逆止弁（一方向弁）６３を備えている。

供給流路４８は、オイルポンプＰから吐出された作動油が流体制御弁部２を経由してロック制御弁部（ロック制御部）１００に至るように、流体制御弁部２とロック制御弁部１００との仕切部分６４に貫通形成してある。
第２逆止弁６３は、供給側流路４７と同芯に形成した供給流路４８に内嵌するスリーブ４８ａと、スリーブ４８ａの内側空間に装着した球形弁体４８ｂと、球形弁体４８ｂを供給流路４８の上流側に向けて付勢するスプリング４８ｃとを備え、供給側流路４７を通して供給流路４８に装着してある。

〔ロック制御部の動作〕
ロック制御弁部（ロック制御部）１００の動作を図８〜図１０に基づいて説明する。
ロック制御弁部１００は、スプール１０５を、中間ロック機構９及び最遅角ロック機構６２をロック状態に切り換えるロック位置（図８参照）と、エンジンＥの始動時及びエンジンＥの駆動中に中間ロック機構９及び最遅角ロック機構６２をロック解除状態に切り換えるロック解除位置（デューティー位置）（図９参照）とに切り換え可能に設けて構成してある。

図８は、エンジンＥの停止時においてスプール１０５がロック位置に切り換えられた状態を示す。この状態では、ソレノイド１０１は通電されておらず、スプール１０５の位置が最もソレノイド１０１の側に位置する。

ロック位置では、オイルポンプＰから吐出された作動油は、その油圧が所定油圧以上に達していると第２逆止弁６３を開弁して、供給側流路４７から供給流路４８を介して、スプール１０５に形成された流入ポートＰ１からスプール１０５内に流入するものの、スプール１０５に別途形成された流出ポートＰ２はロック流路９９との連通が遮断されているので、ロック流路９９には流入しない。一方、ロック流路９９はドレン流路Ｐ３に連通していて、中間ロック凹部９３及び最遅角ロック凹部６０の作動油が中間ロック流路９５及び最遅角ロック流路６１を介してロック流路９９からドレン流路Ｐ３を通して排出可能である。

したがって、エンジンＥの停止時に、第１ロック部材９２ｂと第２ロック部材９２ａとを中間ロック凹部９３に入り込ませて、外部ロータ３にする内部ロータ５の回転位相を中間ロック位相にロックするロック状態に切り換えることができる。この状態でのスプール１０５の位置が中間ロック位置となる。

図９は、エンジンＥの始動時又はエンジンＥの駆動中においてスプール１０５がロック解除位置に切り換えられた状態を示す。
ロック解除位置では、流入ポートＰ１とロック流路９９とが流出ポートＰ２を介して連通され、オイルポンプＰから吐出された作動油は、その油圧が所定油圧以上に達していると第２逆止弁６３を開弁して、供給流路４８から流入ポートＰ１を通してスプール１０５の内側に流入し、流出ポートＰ２を介してロック流路９９を通して中間ロック凹部９３及び最遅角ロック凹部６０に供給される。

その結果、中間ロック機構９及び最遅角ロック機構６２がロック解除状態に切り換えらて、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を所望の回転位相に変位させることができるようになる。

中間ロック機構９及び最遅角ロック機構６２は、ロック解除用作動油を中間ロック凹部９３及び最遅角ロック凹部６０に供給することにより、ロック解除用作動油の油圧で第１ロック部材９２ｂと第２ロック部材９２ａとを中間ロック凹部９３及び最遅角ロック凹部６０から引退させて、ロック解除状態に保持している。

図１０は、中間ロック機構９及び最遅角ロック機構６２をロック解除状態に保持しながら、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を変更するために、位相変更用作動油を進角室６ａ又は遅角室６ｂに供給した結果、オイルポンプＰから吐出された作動油の油圧が低下した状態を示す。
この状態では、位相変更用作動油の油圧が所定圧に上昇するまでの間、ロック解除用作動油の油圧により２逆止弁６３が閉動作しているので、ロック解除用作動油の油圧低下が防止され、中間ロック機構９及び最遅角ロック機構６２はロック解除状態に維持される。

そして、スプール１０５をロック位置（図８）に切り換えて、中間ロック凹部９３へのロック解除用作動油の供給を停止し、中間ロック凹部９３をロック流路９９を介してドレン流路Ｐ３に連通することにより、最遅角ロック機構６２によるロックが可能になる。
これにより、ラチェット機構６６によるラチェット作用を利用して、図５，図６に示すように、第１ロック部材９２ｂを最遅角ロック凹部６０に段階的に入り込ませ、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を、吸気圧縮比を低下させて内燃機関の始動負荷を低減させることができる最遅角位相に変更することができる。

〔第２実施形態〕
図１１〜図１４は、本発明の別実施形態を示す。
本実施形態の弁開閉時期制御装置１は、排気弁の開閉時期を制御する。
本実施形態では、第１実施形態で示した最遅角ロック機構６２に代えて、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を図１３，図１４に示す最進角位相にロックする最進角ロック機構８０を備えている。

最進角ロック機構８０は、第２ロック部材９２ａが挿入係入する最進角ロック凹部８１を内部ロータ５に備えている。
最進角ロック凹部８１は、最進角ロック流路８２に連通している。
最進角ロック機構８０は、図１３，図１４に示すように第２ロック部材９２ａを最進角ロック凹部８１に段階的に入り込ませて、外部ロータ３に対する内部ロータ５の回転位相を、吸気圧縮比を低下させて、例えばアイドリングストップ後の内燃機関の再始動負荷を低減させることができる最進角位相にロックすることができる。

最進角ロック凹部８１は、矢印Ｓ２で示す方向で段階的に深くなる階段状に形成して、内部ロータ５が外部ロータ３に対して矢印Ｓ１で示す進角方向に移動するに伴って、第２ロック部材９２ａが段階的に係合するラチェット機構８３を構成してある。

すなわち、図１２に示すように、最進角位相における最進角ロック凹部８１は、最進角位相となった時に第２ロック部材９２ａが入り込む最進角ロック用凹部８１ａと、最進角位相となる前に第２ロック部材９２ａが入り込み可能な、最進角ロック用凹部８１ａよりも浅い案内用凹部８１ｂとを備えた階段状に形成されている。

ロック流路９９、中間ロック流路９５及び最進角ロック流路８２が、作動油を中間ロック凹部９３及び最進角ロック凹部８１に供給するロック制御用供給路７１を構成している。
第１実施形態と同様に、位相制御用供給路７０への作動油の供給は流体制御弁部２により制御され、ロック制御用供給路７１への作動油の供給は、流体制御弁部２とは別のロック制御弁部１００により制御される。
したがって、位相制御用供給路７０とロック制御用供給路７１は、作動油を各別に供給可能に備えている。

最進角ロック機構８０及びロック制御弁部１００のその他の構成は、第１実施形態における「最遅角」の文言を「最進角」に読み替えることにより理解できるので、その詳細な説明は省略する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
本発明による弁開閉時期制御装置は、流体制御弁部２とロック制御弁部１００とを構成するハウジング２３を、フロント給油カバーなどに一体に設けてあってもよい。

本発明は、自動車その他の内燃機関の弁開閉時期制御装置に利用可能である。

２位相制御部
３駆動側回転部材
５従動側回転部材
６流体圧室
６ａ進角室
６ｂ遅角室
７仕切部
８カムシャフト
６２，８０ロック機構
４８供給流路
６０，８１ロック凹部
６０ａ，８１ａロック用凹部
６０ｂ，８１ｂ案内用凹部
６３一方向弁
７０位相制御用供給路
７１ロック制御用供給路
９２ａ，９２ｂロック部材
１００ロック制御部
Ｅ内燃機関
Ｅ１クランクシャフト
Ｘ軸芯

Claims

内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と同軸芯で配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体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の間に形成される流体圧室を進角室及び遅角室に仕切るように、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、
加圧流体を前記進角室及び前記遅角室に給排して、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の回転位相を制御する位相制御部と、
前記回転位相を所定位相にロックするように、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材に振り分けて配置され、互いに挿入係合・離脱可能なロック部材及びロック凹部を有するロック機構と、
加圧流体を前記ロック凹部に給排して、前記ロック機構をロック状態とロック解除状態とに切り換えるロック制御部と、を備え、
前記ロック機構が、前記回転位相を最遅角位相にロック可能であり、
前記最遅角位相における前記ロック凹部は、前記最遅角位相となった時に前記ロック部材が入り込むロック用凹部と、前記最遅角位相となる前に前記ロック部材が入り込み可能な、前記ロック用凹部よりも浅い案内用凹部とを備えた階段状に形成されている弁開閉時期制御装置。
内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と同軸芯で配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体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の間に形成される流体圧室を進角室及び遅角室に仕切るように、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、
加圧流体を前記進角室及び前記遅角室に給排して、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の回転位相を制御する位相制御部と、
前記回転位相を所定位相にロックするように、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材に振り分けて配置され、互いに挿入係合・離脱可能なロック部材及びロック凹部を有するロック機構と、
加圧流体を前記ロック凹部に給排して、前記ロック機構をロック状態とロック解除状態とに切り換えるロック制御部と、を備え、
前記ロック機構が、前記回転位相を最進角位相にロック可能であり、
前記最進角位相における前記ロック凹部は、前記最進角位相となった時に前記ロック部材が入り込むロック用凹部と、前記最進角位相となる前に前記ロック部材が入り込み可能な、前記ロック用凹部よりも浅い案内用凹部とを備えた階段状に形成されている弁開閉時期制御装置。
前記加圧流体を前記進角室及び前記遅角室に供給する位相制御用供給路と、前記加圧流体を前記ロック凹部に供給するロック制御用供給路とを、加圧流体を各別に供給可能に備えている請求項１又は２記載の弁開閉時期制御装置。
前記ロック制御用供給路は、当該ロック制御用供給路に供給された加圧流体の前記位相制御用供給路への流通を阻止する一方向弁を備えている請求項３記載の弁開閉時期制御装置。