JP2014173533A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン温度が所定値未満且つロック状態保持制御時に、制御に反しロック部材が凹部から引退してロック解除状態になるのを防止する弁開閉時期制御装置を提供する。
【解決手段】弁開閉時期制御装置Ａは、ハウジング１と、インナロータ２と、流体圧室３と、ベーン５と、進角室及び遅角室と、中間ロック機構８とを備えている。中間ロック機構８は、インナロータ２に対して出退可能なロック部材９ｂ，１０ｂと、ロック部材９ｂ，１０ｂが入り込むようにインナロータ２に形成された凹部９ｃ，１０ｃと、ロック部材９ｂ，１０ｂを付勢する圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄと、ロック部材９ｂ，１０ｂが凹部９ｃ，１０ｃに嵌入して相対回転位相を拘束するロック状態において、エンジンＢの温度が所定値未満のときはロック状態の解除を不可能にし、温度が所定値以上のときにロック状態の解除を可能にするロック状態保持部材１４ｃを備えている。
【選択図】図１

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体に対する従動側回転体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。

近年、内燃機関（以下エンジンとも称する）の運転状況に応じて吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更可能とする弁開閉時期制御装置が実用化されている。この弁開閉時期制御装置は、例えば、エンジンの作動による駆動側回転体の回転に対する従動側回転体の相対回転位相を変化させることにより、従動側回転体の回転に伴って開閉される吸排気弁の開閉時期を変更する機構を有している。

一般に、吸排気弁の最適な開閉時期はエンジンの始動時や車両の走行時などエンジンの運転状況により異なる。そこで、エンジンの始動時には、駆動側回転体の回転に対する従動側回転体の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の所定位相に拘束することにより、エンジンの始動に最適な吸排気弁の開閉時期を実現している。弁開閉時期制御装置は、相対回転位相をこれらの所定位相に拘束するためのロック機構を備えている。

弁開閉時期制御装置に備えられたロック機構としては、例えば特許文献１に示すように、外部ロータ（本発明の駆動側回転体に相当）に挿入されたロックプレート（本発明のロック部材に相当）が内部ロータ（本発明の従動側回転体に相当）の径方向に出退するように構成され、ロックプレートの先端部が受容溝（本発明の凹部に相当）に嵌合するようにロックプレートを押し込み付勢するトーションスプリング（本発明の付勢部材に相当）を備えたものがある。また、この装置では、ロックプレートの先端部が先窄まり形状に形成され、受容溝の底部が奧窄まり形状に形成されて、ロックプレートと受容溝との嵌合の容易化を図っている。

このようなロック機構により、相対回転位相が所定位相に拘束されるロック状態と拘束が解除されたロック解除状態とを切換えている。ロック状態とロック解除状態との切換えは、受容溝に繋がる流路を通して受容溝へ作動油を給排してロックプレートを受容溝から出退させることにより行われる。ロック状態からロック解除状態への切り換えは、例えばエンジンの温度により行われ、エンジンの冷間始動時からエンジンの温度が所定値未満のときにはロック状態に維持される。ロック状態の間は、ロック解除状態にならないように受容溝への作動油の供給が行われない制御がなされている。

特開２００１−３１７３１４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された弁開閉時期制御装置においては、ロックプレートは径方向の外側から内側に向けて突出して受容溝と嵌合する。そのため、ロックプレートを受容溝に向けて付勢するトーションスプリングの付勢力が弱い場合に、エンジンの温度が所定値未満であってもエンジンの回転数が上昇してロックプレートに付勢力を上回る遠心力が作用するとロックプレートが受容溝から意図せずに引退し、ロック解除状態になるおそれがあった。

また、ロックプレートの先端部が先窄まり形状であるため、エンジン始動時等の油圧が十分でない状態で生じる外部ロータと内部ロータとのバタつきによってロックプレートに抜け方向への外力が作用することがある。その結果、エンジンの温度が所定値未満で且つ過大な遠心力が発生していないにも拘らずロックプレートが受容溝から引退し、ロック解除状態になるおそれがあった。

さらに、従来の弁開閉時期制御装置には、ロックプレートの出退方向がカム軸と平行な方向に設定されたものがある。そのような弁開閉時期制御装置において、ロックプレートの先端部が磨耗によって先窄まり形状に変形したり、あるいは、受容溝への出退を容易にすべく当初より先端を先窄まり形状に加工されたものがある。このような弁開閉時期制御装置においても、エンジン始動時の外部ロータと内部ロータとのバタつきによって、ロックプレートに対して引退方向の分力が作用し、エンジンの温度が所定値未満であっても不意にロックプレートが引退してロック解除状態になるおそれがあった。

上記問題に鑑み、本発明は、エンジンの温度が所定値未満且つロック状態保持の制御がなされているときに、制御に反してロック部材が凹部から引退してロック解除状態になることを防止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課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、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体と、前記駆動側回転体と同じ軸心になるように配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される流体圧室と、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の少なくとも一方に設けられた仕切部と、前記仕切部で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室及び遅角室と、前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相を所定位相へ拘束し又は解除するロック機構と、を備え、前記ロック機構が、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のいずれか一方の回転部材に収容されかつ前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のいずれか他方の回転部材に対して出退可能なロック部材と、前記ロック部材が突出したときに入り込むように前記他方の回転部材に形成された凹部と、前記ロック部材が前記凹部に入り込む方向に突出するよう付勢する付勢部材と、前記ロック部材が前記付勢部材の付勢力で突出して前記凹部に嵌入することにより前記相対回転位相を前記所定位相に拘束するロック状態において、前記内燃機関の温度が所定値未満のときは前記ロック状態の解除を不可能にし、前記温度が所定値以上になったときに前記ロック状態の解除を可能にするように形状が変化するロック状態保持部材を備えた点にある。

このような特徴構成とすれば、内燃機関の温度が所定値未満且つロック状態であってその状態が維持されるように制御されているときは、ロック状態保持部材によりロック状態の解除が不可能になっているため、ロック部材が引退する方向に外力が作用したとしても、ロック部材は凹部から引退しない。従って、弁開閉時期制御装置がロック状態保持部材を備えることにより、制御に反してロック部材が凹部から引退しロック解除状態になることを防止することができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック部材は前記軸心に対して径方向に出退すると好適である。

ロック部材が軸心に対して径方向に出退するタイプの弁開閉時期制御装置において、内燃機関の温度が所定値未満且つロック状態にあってその状態が維持されるように制御されている場合であっても、内燃機関の回転数が上昇した時に、ロック部材が凹部から引退しロック解除状態になってしまうことがある。これは、ロック部材に作用する遠心力が、付勢部材の付勢力より大きくなるからである。しかし、このような構成とすれば、内燃機関の温度が所定値未満且つロック状態のときにはロック状態保持部材によりロック状態の解除が不可能になっているため、遠心力が付勢部材の付勢力を上回ったとしてもロック部材は凹部から引退せず、制御に反してロック解除状態になることを防止することができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記温度が所定値未満のとき、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材と係合することにより前記ロック状態の解除を不可能にしており、前記温度が所定値以上のとき、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材との係合が解除されており、前記温度が所定値以上且つ前記ロック部材の引退動作途中において、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材の引退を妨げる方向の力を前記ロック部材に作用させないと好適である。

このような構成とすれば、内燃機関の温度が所定値以上になり、ロック状態からロック解除状態に向けてロック部材が引退する動作の途中においては、ロック状態保持部材がロック部材の引退動作に影響を及ぼさないので、ロック部材の引退動作を滑らかに且つ迅速に行うことができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材と係合することにより前記ロック状態の解除を不可能にしており、前記温度が所定値以上且つ前記ロック部材の引退動作途中において、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材の引退を妨げない程度の付勢力を前記ロック部材に作用させていると好適である。

このような構成とすれば、内燃機関の温度が所定値以上になり、ロック状態からロック解除状態に向けてロック部材が引退する動作の途中でロック状態保持部材とロック部材とが当接し、それによりロック部材の引退を妨げる方向の力をロック部材に付与することがあったとしても、その力によりロック部材の引退が妨げられることはない。従って、確実にロック解除状態の動作を行うことができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック状態保持部材は、バイメタルからなると好適である。

バイメタルは温度に応じて形状が変化する材料である。このようにロック状態保持部材としてバイメタルを用いると、内燃機関の温度が所定値未満のときはロック部材と係合してロック状態の解除を不可能にし、温度が所定値以上になったときにロック部材との係合を解除してロック状態の解除を可能にするようにロック状態保持部材の形状を変化させることができる。これにより、内燃機関の温度が所定値未満且つロック状態のときにロック部材が引退する方向に外力が作用したとしても、ロック部材が凹部から引退しロック解除状態になることを確実に防止することができる。

第１実施形態に係る弁開閉時期制御装置を含む内燃機関制御システムの構成を表す縦断面図である。 ロック状態を表す、図１のII−II線断面図である。 ロック解除状態を表す、図１のII−II線断面図である。 ロック状態を表す、中間ロック機構の拡大図である。 ロック解除状態を表す、中間ロック機構の拡大図である。 図４のVI−VI線断面図である。 図５のVII−VII線断面図である。 ロック状態保持機構の構成を表す概略の斜視図である。 ロック状態を表す、第２実施形態に係る弁開閉時期制御装置の中間ロック機構の拡大図である。 ロック解除状態を表す、中間ロック機構の拡大図である。 ロック状態保持機構の構成を表す概略の斜視図である。 部材支持部の形状を表す断面図である。 ロック状態を表す、第３実施形態に係る弁開閉時期制御装置の中間ロック機構の拡大図である。 ロック解除状態を表す、中間ロック機構の拡大図である。 ロック状態保持機構の構成を表す概略の斜視図である。 ロック状態を表す、第３実施形態の変形例に係る弁開閉時期制御装置の中間ロック機構の拡大図である。 ロック解除状態を表す、中間ロック機構の拡大図である。 図１６のXVIII−XVIII線断面図である。 図１７のXIX−XIX線断面図である。 ロック状態保持機構の構成を表す概略の斜視図である。

〔第１実施形態〕
以下に本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１には、内燃機関としてのエンジンＢにおける吸気バルブ（不図示）の開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置Ａと、エンジンＢを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２１とを備えた内燃機関制御システムの構成が示されている。弁開閉時期制御装置Ａは、エンジンＢのクランクシャフトＢ１と同期回転する駆動側回転体としての焼結金属やアルミ合金等の金属製のハウジング１と、ハウジング１の内部に同軸上に配置され、エンジンＢの弁開閉用のカムシャフトＢ２と同期回転する従動側回転体としての焼結金属製のインナロータ２とを有している。

図１に示すように、ハウジング１は、フロントプレート１ａと、タイミングスプロケット１ｂを一体に備えているリアプレート１ｃと、それらの間に組み付けられているアウタロータ１ｄとをねじ等で締結して一体化されている。インナロータ２は、カムシャフトＢ２の先端部に一体となるようにボルト２ａで固定され、ハウジング１に対して一定の角度範囲内で相対回転可能に組み付けられている。カムシャフトＢ２は、エンジンＢの吸気弁の開閉を制御するカム（不図示）の回転軸であり、エンジンＢのシリンダヘッド（不図示）に回転自在に組み付けられている。なお、アウタロータ１ｄは駆動側回転体の一例であり、インナロータ２は従動側回転体の一例である。

クランクシャフトＢ１が回転駆動すると、その回転駆動力が動力伝達部材Ｂ３を介してタイミングスプロケット１ｂに伝達され、ハウジング１が図２，図３において矢印Ｓで示す回転方向に回転する。ハウジング１の回転に伴い、インナロータ２が回転方向Ｓに従動回転してカムシャフトＢ２が回転し、カムシャフトＢ２に設けられたカムがエンジンＢの吸気弁を開閉させる。

図２，図３に示すように、ハウジング１とインナロータ２との間に４つの流体圧室３が形成されている。流体圧室３は、アウタロータ１ｄの内周側に回転方向Ｓで互いに離間して径方向内側に突出するように形成された４つの突出部４により区画されている。なお、本実施形態においては、流体圧室３の数が４つであるが、これに限られるものではない。

それぞれの流体圧室３に面するインナロータ２の外周部分にはベーン溝５ａが形成され、これらのベーン溝５ａには仕切部を構成するベーン５が径方向に沿って摺動可能に装着されている。ベーン５は仕切部の一例である。ベーン５はベーン溝５ａの底部に備えられたバネ（不図示）により、径方向外方に向けて付勢されている。

流体圧室３は、ベーン５によって進角室３ａと遅角室３ｂとに仕切られている。進角室３ａと遅角室３ｂはそれぞれインナロータ２に形成された進角流路６ａと遅角流路６ｂに接続されている。これらの進角流路６ａ及び遅角流路６ｂを介して、進角室３ａと遅角室３ｂに対する作動流体（以下、作動油と称する）の供給・排出を行う流体給排機構７が設けられている。流体給排機構７の詳細については後述する。

図１に示すように、インナロータ２とフロントプレート１ａとに亘ってトーションスプリング２ｂが設けられている。トーションスプリング２ｂの付勢力により、ハウジング１とインナロータ２との相対回転位相が矢印Ｓ１で示す進角方向（進角室３ａの容積が大きくなる方向）になるように付勢されている。なお、トーションスプリング２ｂは、ハウジング１とインナロータ２との相対回転位相が矢印Ｓ２で示す遅角方向（遅角室３ｂの容積が大きくなる方向）になるように付勢するものでもよい。

弁開閉時期制御装置Ａは、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を、最進角位相（進角室３ａの容積が最大になる位相）と最遅角位相（遅角室３ｂの容積が最大になる位相）との間の中間位相である中間ロック位相に拘束する中間ロック機構８を有している。中間ロック位相は所定位相の一例であり、中間ロック機構８はロック機構の一例である。中間ロック位相は、エンジンＢを始動するのに最適な所定の位相、若しくはエンジンＢの始動が可能な範囲内で排ガスを低減するのに適した位相である。

次に、中間ロック機構８について説明する。中間ロック機構８は、インナロータ２のハウジング１に対する進角方向Ｓ１への相対回転を規制する第１ロック部９と、インナロータ２のハウジング１に対する遅角方向Ｓ２への相対回転を規制する第２ロック部１０と、中間ロック位相に拘束するロック状態とその拘束を解除するロック解除状態とに切換え自在な切換機構を備えている。

図２に示すように、中間ロック機構８は、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転を第１ロック部９と第２ロック部１０とによって規制することにより、ハウジング１とインナロータ２との相対回転位相を中間ロック位相に拘束する。第１ロック部９と第２ロック部１０は、一つの共通の突出部４に第２ロック部１０が第１ロック部９よりも回転方向Ｓの下手側に位置するように配設されている。なお、第１ロック部９と第２ロック部１０は、一つの共通の突出部４に第２ロック部１０が第１ロック部９よりも回転方向Ｓの上手側に位置するように配設されていてもよい。

第１ロック部９及び第２ロック部１０のそれぞれは、アウタロータ１ｄに形成された第１挿入部９ａ及び第２挿入部１０ａに径方向内方側に向けて出退可能に収容されたプレート状の第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂを備えている。第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂはロック部材の一例である。第１ロック部９及び第２ロック部１０のそれぞれは、第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂの先端部分が入り込むようインナロータ２に形成された第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃを備えている。第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃは凹部の一例である。さらに、第１ロック部９及び第２ロック部１０のそれぞれは、第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂを径方向内方側に向けて突出付勢する付勢部材としての圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄを備えている。圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄは付勢部材の一例である。第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃのそれぞれには、底面から回転軸心Ｘに向けてロック解除流路１２が形成されている。回転軸心Ｘは軸心の一例である。

第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂは、プレート面が回転軸心Ｘに沿う姿勢でインナロータ２に対して回転径方向に沿って出退可能に装着されている。第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃは、長手方向が回転軸心Ｘに沿う溝状に形成されている。

第１凹部９ｃは、図２，図３に示すように、インナロータ２の外周面に開口する幅広の溝と、該溝の底面に開口する幅狭の溝とを備えたラチェット機構を構成している。幅広の溝と幅狭の溝は遅角方向Ｓ２の側の溝側面が互いに面一になるように形成されている。

第１ロック部９においては、第１凹部９ｃからロック解除流路１２を通って作動油が排出された状態で、ハウジング１とインナロータ２との相対回転により第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃに対向すると、圧縮コイルスプリング９ｄの付勢力により第１凹部９ｃの幅狭の溝に入り込む。これにより、インナロータ２のハウジング１に対する進角方向Ｓ１への相対回転を規制する。

第２ロック部１０においては、第２凹部１０ｃからロック解除流路１２を通って作動油が排出された状態で、ハウジング１とインナロータ２との相対回転により第２ロック部材１０ｂが第２凹部１０ｃに対向すると、圧縮コイルスプリング１０ｄの付勢力により第２凹部１０ｃに入り込む。これにより、インナロータ２のハウジング１に対する遅角方向Ｓ２への相対回転を規制する。

図２に示すように、第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃに入り込み、且つ第２ロック部材１０ｂが第２凹部１０ｃに入り込んだ状態が、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相が中間ロック位相に拘束されたロック状態である。図３に示すように、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃと第２凹部１０ｃとに作動油が供給されることにより、第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃから引退し、且つ第２ロック部材１０ｂが第２凹部１０ｃから引退した状態が、相対回転位相が拘束されないロック解除状態である。ロック状態とロック解除状態の切換制御はＥＣＵ２１により行われる。

次に、流体給排機構７について説明する。流体給排機構７は、図１に示すように、エンジンＢにより駆動されて作動油の供給を行う機械式のオイルポンプ１８と、進角流路６ａ及び遅角流路６ｂに対する作動油の供給・排出を制御するスプール式のＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）１９と、ロック解除流路１２への作動油の供給・排出を切り換える切換機構としてのスプール式のＯＳＶ（オイルスイッチングバルブ）２０とを備え、ＥＣＵ２１はオイルポンプ１８，ＯＣＶ１９，ＯＳＶ２０の作動を制御している。

ＥＣＵ２１は、ＯＣＶ１９に対する通電量を制御することによりスプール弁の位置を変化させて、進角室３ａへの作動油の供給及び遅角室３ｂからの作動油の排出を行う進角制御と、遅角室３ｂへの作動油の供給及び進角室３ａからの作動油の排出を行う遅角制御と、進角室３ａ及び遅角室３ｂへの作動油の供給及び排出を遮断する制御とを実行する。

本実施形態においては、ＯＣＶ１９への通電量が最大のときに進角制御が可能な作動油経路が形成され、進角流路６ａから作動油が供給されることにより進角室３ａの容積が増大して、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相が進角方向Ｓ１に変位する。ＯＣＶ１９への通電が遮断されたときに遅角制御が可能な作動油経路が形成され、遅角流路６ｂから作動油が供給されることにより遅角室３ｂの容積が増大して相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変位する。

ＯＳＶ２０は、ＥＣＵ２１による通電・遮断の制御に基づくスプール弁の位置変更により、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃへ作動油が供給される状態と、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃから作動油が排出される状態とに切り換えられる。

エンジンＢが停止している状態ではＯＳＶ２０への通電が遮断されているので、図１に示すようにＯＳＶ２０は作動油が供給される状態に切り換えられている。しかし、エンジンＢの停止状態ではオイルポンプ１８は駆動されないので、第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃには作動油が供給されない。

ＥＣＵ２１は、エンジンＢが始動されるとＯＳＶ２０に通電する制御を行う。これにより、第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃから作動油が排出される状態にＯＳＶ２０が切り換えられて、オイルポンプ１８の駆動に拘わらず、第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃへの作動油の供給が停止される。

次に、ロック状態保持機構１４について説明する。ロック状態保持機構１４は、エンジンＢの温度に応じて、第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂの機械的な保持とその解除を行う機構である。

図１に示すように、ＥＣＵ２１には、エンジンＢの温度を検出する温度センサ１１が接続されている。温度センサ１１により検出されたエンジンＢの温度が所定値未満のときには、ＥＣＵ２１はロック状態を維持するように弁開閉時期制御装置Ａを制御する。具体的には、ＯＳＶ２０に通電して、ＯＳＶ２０を排出状態に保持する。エンジンＢの温度の所定値は車種ごとの仕様により決められ、例えば３０〜６０℃のうちの任意の温度である。

ロック状態保持機構１４は、切欠き部１４ａと、部材支持部１４ｂと、ロック状態保持部材１４ｃとを備えている。図４，図６に示すように、エンジンＢの温度が所定値未満且つロック状態にあるときは、第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂには、圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄによる付勢力以外にロック状態保持機構１４による保持機構が作用している。ロック状態保持機構１４は、第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂをロック状態が後述する遠心力や引退方向の外力等の作用により解除されないように、機械的に第１ロック部材９ｂ及び第２ロック部材１０ｂを保持している。ロック状態保持機構１４は第１ロック部９，第２ロック部１０のいずれも同じ構造を適用しているため、以下では、第１ロック部９に設けられた構造について説明する。

切欠き部１４ａは、第１ロック部材９ｂのフロントプレート１ａ又はリアプレート１ｃと対向する２面にそれぞれ形成された矩形状の凹部である。部材支持部１４ｂは、ロック状態においてそれぞれの切欠き部１４ａと対向するフロントプレート１ａ及びリアプレート１ｃにそれぞれ形成されている。ロック状態保持部材１４ｃは、それぞれの部材支持部１４ｂに長手方向の両端が保持され、中央部１４ｄが切欠き部１４ａに入り込んでいる。

ロック状態保持部材１４ｃは、バイメタルにより構成されており、エンジンＢの温度により形状が変化する。すなわち、エンジンＢの熱がロック状態保持部材１４ｃに伝達され、エンジンＢの温度変化によりロック状態保持部材１４ｃ自体の温度が変化し、これによりロック状態保持部材１４ｃの形状が変化する。例えば、エンジンＢを冷間状態から始動させた直後のようにエンジンＢの温度が所定値未満のときは、図６，図８に示すように、ロック状態保持部材１４ｃは矩形状の部材の中央部１４ｄが湾曲して突出した形状を有しており、中央部１４ｄが第１ロック部材９ｂの切欠き部１４ａに入り込んでロック状態保持部材１４ｃと第１ロック部材９ｂとが係合した状態となっている。ロック状態保持部材１４ｃの両端部は部材支持部１４ｂに保持されているものの固定されてはおらず、自由端となっている。このように、中央部１４ｄが切欠き部１４ａに入り込んで係合している。このため、ロック状態を維持する制御がなされているときに、エンジンＢの回転数の上昇により第１ロック部材９ｂに圧縮コイルスプリング９ｄの付勢力を上回る遠心力が作用したり、ハウジング１とインナロータ２のバタつきにより第１ロック部材９ｂに引退方向の外力が作用したとしても、第１ロック部材９ｂは引退することがない。従って、弁開閉時期制御装置Ａがロック状態保持機構１４を備えることにより、エンジンＢの温度が所定値未満且つロック状態のときに、遠心力や引退方向の外力の作用により、制御に反して第１ロック部材９ｂが第１凹部９ｃから引退してロック解除状態になることを防止することができる。

その後、エンジンＢの暖気が終了するなどエンジンＢの温度が所定値以上になったときは、図５，図７に示すように、ロック状態保持部材１４ｃの形状が変化し、ロック状態保持部材１４ｃの中央部１４ｄが切欠き部１４ａから引退し、ロック状態保持部材１４ｃと第１ロック部材９ｂは接触しない状態になる。これが、ロック状態保持部材１４ｃと第１ロック部材９ｂの切欠き部１４ａとの係合が解けた状態、すなわちロック解除が可能な状態である。この後、車両が定常運転を開始すると、ＥＣＵ２１がＯＳＶ２０への通電を遮断する制御を行うことにより、ロック解除流路１２を通って第１凹部９ｃと第２凹部１０ｃとに作動油が供給され、第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂにロック解除の方向の油圧が作用する。この油圧により、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂは、ロック状態保持部材１４ｃに妨げられることなく圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力に抗して第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃからそれぞれ引退し、中間ロック機構８はロック解除状態になる。この後、ＥＣＵ２１はＯＣＶ１９への通電量を制御して、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を進角方向Ｓ１又は遅角方向Ｓ２に変位させることができる。

このように、エンジンＢの温度が所定値以上になったときには、ロック状態保持部材１４ｃは第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂと接触していない。従って、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂの引退動作時には、ロック状態保持部材１４ｃが第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂに影響を及ぼすことはなく、引退動作を滑らかに且つ迅速に行うことができる。

車両が定常運転を行い、停止後にイグニッションをオフにすると、ディレー制御により、弁開閉時期制御装置Ａはハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を中間ロック位相に変位させる。このとき、ＥＣＵ２１はＯＳＶ２０に通電する制御を行ってＯＳＶ２０から作動油を排出する状態に切り替え、第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃに供給されたオイルを排出させる。そして相対回転位相が中間ロック位相になると、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂはそれぞれ、圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力により第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃに向けて突出し、ロック状態となる。このとき、切欠き部１４ａと部材支持部１４ｂとが対向するが、未だエンジンＢの温度は所定値以上であるため、ロック状態保持部材１４ｃは、図７に示すような、切欠き部１４ａとの係合が解けた形状のままである。その後エンジンＢの温度が低下して所定温度未満になると、ロック状態保持部材１４ｃは変形して中央部１４ｄが湾曲・突出して切欠き部１４ａに入り込み、図６に示すような、切欠き部１４ａと係合した状態となる。

本実施形態においては、第１ロック部材９ｂの両側にロック状態保持機構１４を設けたが、これに限られるものではない。第１ロック部材９ｂのいずれか一方にのみロック状態保持機構１４を設けた構造であっても良い。

本実施形態においては、エンジンＢの温度を検出した温度センサ１１を用いてロック状態保持部材１４ｃの温度を判定したがこれに限られるものではない。直接的か間接的かを問わず、ロック状態保持部材１４ｃの温度が検出でき、そこからエンジンＢの温度を一義的に定めることができるものであれば、任意のセンサを用いることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態の説明においては、第１実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。本実施形態の弁開閉時期制御装置Ａにおいては、ロック状態保持機構１４の構造が第１実施形態と異なっており、その他の構造は同じである。本実施形態のロック状態保持機構１４においても、第１ロック部９と第２ロック部１０には同じ構造を適用しているため、以下では、第１ロック部９に設けられた構造について説明する。

図９〜図１１に示すように、第１ロック部材９ｂには、第１実施形態と同様、第１ロック部材９ｂのフロントプレート１ａ又はリアプレート１ｃと対向する２面にそれぞれ切欠き部１４ａが形成されている。本実施形態の切欠き部１４ａは第１ロック部材９ｂの上端角部が切り欠かれている点が第１実施形態と異なる。部材支持部１４ｂは、第１実施形態と同様、ロック状態においてそれぞれの切欠き部１４ａと対向するフロントプレート１ａ及びリアプレート１ｃにそれぞれ形成されている。部材支持部１４ｂの回転軸心Ｘに垂直な断面形状を図１２に示す。

エンジンＢの温度が所定値未満且つロック状態にあるときは、切欠き部１４ａと部材支持部１４ｂとが対向しており、ロック状態保持部材１４ｃの中央部１４ｄが大きく湾曲して切欠き部１４ａの底面１４ｅに向けて突出している。このとき、ロック状態保持部材１４ｃは、両端が自由端で部材支持部１４ｂの端部１４ｆに保持され、中央部１４ｄが切欠き部１４ａの底面１４ｅと当接している。このように、中央部１４ｄが底面１４ｅに向けて突出するようにロック状態保持部材１４ｃが配置されることにより、ロック状態保持部材１４ｃと第１ロック部材９ｂの切欠き部１４ａとが係合した状態となる。図９においては中央部１４ｄと底面１４ｅとの間に隙間がないが、少し隙間があっても良い。

ロック状態保持機構１４がこのような構造を有することにより、遠心力や引退方向の外力が第１ロック部材９ｂに作用したとしても、ロック状態保持部材１４ｃの中央部１４ｄと底面１４ｅとが当接し、それ以上には第１ロック部材９ｂは引退することがない。従って、弁開閉時期制御装置Ａがロック状態保持機構１４を備えることにより、第１ロック部材９ｂに遠心力や引退方向の外力が作用して、第１ロック部材９ｂが意図せずに第１凹部９ｃから引退してロック解除状態になることを防止することができる。

エンジンＢの温度が所定値以上では、図１０，図１２に示すように、ロック状態保持部材１４ｃの形状が変化し、ロック状態保持部材１４ｃの中央部１４ｄの突出が小さくなる。これにより、中央部１４ｄと底面１４ｅとの距離が大きくなってロック状態保持部材１４ｃと切欠き部１４ａとの係合が解かれた状態になるので、第１ロック部材９ｂの引退動作がロック状態保持部材１４ｃにより妨げられず、ロック解除が可能な状態になる。この後、ロック解除流路１２を通して第１凹部９ｃと第２凹部１０ｃとに作動油を供給して第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂにロック解除の方向の油圧を作用させたときには、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂはそれぞれ、圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力に抗して第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃから引退し、中間ロック機構８はロック解除状態になる。なお、エンジンＢの温度が所定値以上で、中央部１４ｄの突出が全くなくなるようにロック状態保持部材１４ｃが構成されていてもよい。

ロック状態保持部材１４ｃの中央部１４ｄの突出が残存している場合に、第１ロック部材９ｂの引退動作途中で中央部１４ｄと切欠き部１４ａの底面１４ｅとが当接して第１ロック部材９ｂの引退を妨げる方向の力が第１ロック部材９ｂに作用する場合がある。この場合は、その力と圧縮コイルスプリング９ｄの付勢力の合計を上回る作動油圧力を第１ロック部材９ｂに作用させることにより、第１ロック部材９ｂの引退が妨げられることはなく、ロック状態を解除することができる。

本実施形態においては、第１ロック部材９ｂの両側にロック状態保持機構１４を設けたが、これに限られるものではない。第１ロック部材９ｂのいずれか一方にのみロック状態保持機構１４を設けた構造であっても良い。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の弁開閉時期制御装置Ａにおいては、ロック状態保持機構１４のロック状態保持部材１４ｃとして形状記憶合金で作られた圧縮コイルばねが使われ、それに伴ってロック状態保持機構１４の構造が第１，第２実施形態とは異なっている。形状記憶合金は、例えばニッケルチタン合金からなる。本実施形態のロック状態保持機構１４においても、第１ロック部９と第２ロック部１０には同じ構造を適用しているため、以下では、第１ロック部９に設けられた構造について説明する。

図１３〜図１５に示すように、第１ロック部材９ｂの切欠き部１４ａは、第１実施形態，第２実施形態より大きくなっている。また、切欠き部１４ａとほぼ同じ大きさの部材支持部１４ｂがフロントプレート１ａ及びリアプレート１ｃに形成されている。図１４に示すように、ロック状態保持部材１４ｃは切欠き部１４ａと部材支持部１４ｂとで形成される空間に挿入されている。該空間において、ロック状態保持部材１４ｃは、一端（図１２では上端）は切欠き部１４ａの上面に支持され、他端（図１２では下端）は部材支持部１４ｂの下面に支持され、第１ロック部材９ｂに対して引退方向の付勢力を付与している。ロック状態保持部材１４ｃは形状記憶合金を用いているので、エンジンＢの温度が所定値以上では本来の形状に回復して本来の特性である所定のばね力を発揮し、所定値未満ではばね力を発揮せずに外力に対して塑性変形する。

本実施形態においては、圧縮コイルスプリング９ｄは、ロック状態保持部材１４ｃの付勢力又は第１凹部９ｃに供給された作動油の油圧のいずれか一方だけが作用した状態では、たとえ遠心力や引退方向の外力が作用してもロック状態が維持されるような強い付勢力を第１ロック部材９ｂに付与している。そして、ロック状態保持部材１４ｃの付勢力と第１凹部９ｃに供給された作動油の油圧が同時に圧縮コイルスプリング９ｄ作用した場合にのみ、その合力が圧縮コイルスプリング９ｄの付勢力を上回り、第１ロック部材９ｂは第１凹部９ｃから引退する。

次に、本実施形態のロック状態保持部材１４ｃの動作について説明する。車両が定常運転を行い、停止後にイグニッションをオフにすると、ディレー制御により、弁開閉時期制御装置Ａはハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を中間ロック位相に変位させる。このとき、ＥＣＵ２１はＯＳＶ２０に通電する制御を行ってＯＳＶ２０から作動油を排出する状態に切り替え、第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃに供給されたオイルを排出させる。このとき、エンジンＢの温度は所定値以上であるためロック状態保持部材１４ｃは本来の特性（所定のばね力）を発揮しており、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂを引退させる付勢力を発生させている。しかし、作動油が排出され作動油の油圧が第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂに作用していないため、上述したように圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力が勝り、相対回転位相が中間ロック位相になったときには、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂは第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃに突出して図１２に示すロック状態となり、ディレー制御が終了する。このとき、ロック状態保持部材１４ｃは付勢力を発生させたまま圧縮された状態である。

イグニッションオフの状態が継続すると、エンジンＢの温度が低下し、所定値未満になる。このとき、ロック状態保持部材１４ｃは塑性変形し、圧縮された形状のままで付勢力をほとんど発揮しない状態となる。

エンジンＢが冷間状態でイグニッションをオンにすると、エンジンＢの温度が所定値未満である間は、ＥＣＵ２１はＯＳＶ２０へ通電する制御を行ってＯＳＶ２０を排出状態に切り換える。これにより、第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃへの作動油の供給が停止される。またこのとき、ロック状態保持部材１４ｃは付勢力をほとんど発揮せずに圧縮された状態のままである。

その後、エンジンＢが暖気され、温度が所定値以上になると、ロック状態保持部材１４ｃは所定のばね力を持つように特性が回復し、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂに対して引退方向の付勢力を付与するようになる。しかし、作動油が第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃに供給されていないため、ロック状態保持部材１４ｃの付勢力は圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力を下回り、第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂはロック状態のままである。この状態では、上述したように、遠心力や引退方向の外力の作用による意図しないロック解除は発生しない。

暖気が終了して、車両が定常運転を開始すると、ＥＣＵ２１がＯＳＶ２０への通電を遮断する制御を行って、ロック解除流路１２を通して第１凹部９ｃと第２凹部１０ｃとに作動油が供給され、第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂにロック解除の方向の油圧を作用させる。この作動油の油圧とロック状態保持部材１４ｃの付勢力との合力により、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂは圧縮コイルスプリング９ｄ，１０ｄの付勢力に抗して第１凹部９ｃ及び第２凹部１０ｃからそれぞれ引退し、図１４に示すように、中間ロック機構８はロック解除状態になる。これにより、ＥＣＵ２１はＯＣＶ１９への通電量を制御して、ハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を進角方向Ｓ１又は遅角方向Ｓ２に変位させることができる。

〔第３実施形態の変形例〕
次に、本発明の第３実施形態の変形例を図１６〜図２０に基づいて説明する。本変形例の弁開閉時期制御装置Ａのロック状態保持機構１４においては、部材支持部１４ｂがフロントプレート１ａ及びリアプレート１ｃに形成されているのではなく、図２０に示すように、アウタロータ１ｄにおいて第１ロック部材９ｂを挟んだ両側に形成されている。また、切欠き部１４ａは第１ロック部材９ｂの下端角部に形成されている。そのため、第１凹部９ｃに嵌入する第１ロック部材９ｂの体積は小さくなっている。ロック状態保持部材１４ｃは切欠き部１４ａと部材支持部１４ｂとで形成される空間に挿入されている。該空間において、ロック状態保持部材１４ｃは、一端（図１７では上端）は切欠き部１４ａの上面に支持され、他端（図１７では下端）は部材支持部１４ｂの下面に支持され、第１ロック部材９ｂに対して引退方向の付勢力を付与している。

このように構成されたロック状態保持機構１４においても、エンジンＢの温度が所定値未満且つロック状態で第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂに遠心力や引退方向の外力が作用したときに、第１ロック部材９ｂ，第２ロック部材１０ｂが意図せずに第１凹部９ｃ，第２凹部１０ｃから引退してロック解除状態になることを防止することができる。

なお、上記第１実施形態〜第３実施形態の変形例までは、中間ロック機構８にロック状態保持機構１４を適用した弁開閉時期制御装置Ａについて説明したが、これだけに限られるものではない。最進角位相、又は最遅角位相でハウジング１に対するインナロータ２の相対回転位相を拘束するタイプの弁開閉時期制御装置Ａにおいても、同様のロック状態保持機構１４を適用することができる。

また、上記第１実施形態〜第３実施形態の変形例までは、第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂが回転軸心Ｘを中心とした径方向へ出退するタイプの弁開閉時期制御装置Ａについて説明したが、これだけに限られるものではない。第１ロック部材９ｂと第２ロック部材１０ｂが回転軸心Ｘに沿って出退するタイプの弁開閉時期制御装置Ａについても、同様のロック状態保持機構１４を適用することができる。

上記の構成は可能な限り組み合わせることができる。

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体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に用いることが可能である。

１ ハウジング（駆動側回転体）
２ インナロータ（従動側回転体）
３ 流体圧室
３ａ 進角室
３ｂ 遅角室
５ ベーン（仕切部）
８ 中間ロック機構（ロック機構）
９ｂ 第１ロック部材（ロック部材）
９ｃ 第１凹部（凹部）
９ｄ 圧縮コイルスプリング（付勢部材）
１０ｂ 第２ロック部材（ロック部材）
１０ｃ 第２凹部（凹部）
１０ｄ 圧縮コイルスプリング（付勢部材）
１４ｃ ロック状態保持部材
Ｂ エンジン（内燃機関）
Ｂ１ クランクシャフト
Ｂ２ カムシャフト
Ｘ 回転軸心（軸心）

Claims (5)

1. 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体と、
   前記駆動側回転体と同じ軸心になるように配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転体と、
   前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される流体圧室と、
   前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の少なくとも一方に設けられた仕切部と、
   前記仕切部で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室及び遅角室と、
   前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相を所定位相へ拘束し又は解除するロック機構と、を備え、
   前記ロック機構が、
   前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のいずれか一方の回転部材に収容されかつ前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のいずれか他方の回転部材に対して出退可能なロック部材と、
   前記ロック部材が突出したときに入り込むように前記他方の回転部材に形成された凹部と、
   前記ロック部材が前記凹部に入り込む方向に突出するよう付勢する付勢部材と、
   前記ロック部材が前記付勢部材の付勢力で突出して前記凹部に嵌入することにより前記相対回転位相を前記所定位相に拘束するロック状態において、前記内燃機関の温度が所定値未満のときは前記ロック状態の解除を不可能にし、前記温度が所定値以上になったときに前記ロック状態の解除を可能にするように形状が変化するロック状態保持部材を備えた弁開閉時期制御装置。
2. 前記ロック部材は前記軸心に対して径方向に出退する請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記温度が所定値未満のとき、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材と係合することにより前記ロック状態の解除を不可能にしており、
   前記温度が所定値以上のとき、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材との係合が解除されており、
   前記温度が所定値以上且つ前記ロック部材の引退動作途中において、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材の引退を妨げる方向の力を前記ロック部材に作用させない請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記温度が所定値未満のとき、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材と係合することにより前記ロック状態の解除を不可能にしており、
   前記温度が所定値以上且つ前記ロック部材の引退動作途中において、前記ロック状態保持部材は、前記ロック部材の引退を妨げない程度の付勢力を前記ロック部材に作用させている請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記ロック状態保持部材は、バイメタルからなる請求項１乃至４のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。

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