JP4000522B2

JP4000522B2 - 弁開閉時期制御装置

Info

Publication number: JP4000522B2
Application number: JP2003049245A
Authority: JP
Inventors: 修駒沢; 直人弓指
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: US6976460B2; US20050016481A1; JP2004257313A; EP1452700A1; EP1452700B1; DE602004000193D1; DE602004000193T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、この駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材との相対回転位相を可変制御可能に構成され、
駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を、ロック位相において拘束する回転位相拘束機構と、
相対回転位相が、ロック位相に近づく相対回転を許容し、離間する相対回転を規制する回転位相規制機構とを備え、
前記回転位相規制機構が、駆動側回転部材と従動側回転部材との一方の回転部材から他方の回転部材に設けられた溝内へ突入して相対回転を規制する規制体を備えた弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置は、エンジンの通常運転時には、外部ロータといったクランクシャフトと同期回転される駆動側回転部材と、内部ロータといったカムシャフトに繋がる従動側回転部材の相対回転位相を変更して、エンジンの適切な運転状態を確保する。
【０００３】
弁開閉時期制御装置に備えられる回転位相拘束機構（以降、適宜、ロック機構とも呼ぶ）は、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転を拘束、許容するために設けられているものであり、相対回転位相変更時にはロック解除状態に維持され、例えば、エンジン始動時といった所定の相対回転位相を確保したい時点で、ロックがかかるロック状態とされる。
【０００４】
即ち、エンジン始動時等にはロック機構はロック姿勢を、通常運転状態ではロック解除姿勢を取る。このようにして、始動時には適正な始動状態が確保される。
【０００５】
ロック機構には所謂ロック体が備えられており、このロック体が一方の回転部材側から他方の回転部材側へ突入して、ロック体が両者間にわたって介在することで相対回転が拘束されるロック姿勢とされる。一方、ロック体が一方の回転部材側へ引退することで、両者間の相対回転が許容されるロック解除姿勢となる。
【０００６】
上述のロック機構とほぼ同様な構成を有しながら、この機構に備えられる規制体（ロック機構におけるロック体に相当する）の突入側の回転部材に形成される周方向に伸びる溝幅等との関係で、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相が、前記ロック位相に近づく相対回転を許容しながら、離間する相対回転を規制するものがある。
【０００７】
これは回転位相規制機構と呼ばれており、最遅角位相から、最遅角位相と最進角位相との間の中間位相域に前記ロック位相が設定されている場合、例えば、最遅角位相とロック位相との間に設定される規制位相において、遅角側への相対回転を規制し、進角側への相対回転を許容する。この機構による規制がかかると、当該規制位相以上に、相対回転が遅角側へ変わることはない。
【０００８】
この種の回転位相規制機構を設ける目的は、例えば、エンジンの始動時に、相対回転位相を最遅角位相からロック位相に変化させてロックをかける始動ロック動作を迅速に行なうためである（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
特許文献１記載の発明は、本件特許出願人によるものであるが、当該明細書、図５、図２０に示されるように、最遅角位相から中間進角であるロック位相に回転位相を設定するに、回転位相規制機構である補助規制機構Ｂを設けて、最遅角位相とロック位相との位相差に関して、１／４位相の進角棚上げを実行している。
【００１０】
この文献に開示の技術にあっては、本願にいう回転位相拘束機構を第１制御機構及び第２制御機構（図上Ａ１、Ａ２等）で実現し、補助規制機構Ｂが単一設けられている。さらに、第５２〜５５段落において説明されている第３実施形態にあっては、ロック溝が段付とされ、この段部が補助規制機構Ｂを構成する。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−９７９１２号公報（要約、特許請求の範囲、第５２〜５５段落、図１１〜１３図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献においては、カム軸に作用する変動トルクにより、始動前位相（例えば最遅角）から、中間位相であるロック位相まで相対回転させる際に、途中に遅角方向への相対回転を規制する機構を設置することで、相対回転の初期値を所定量棚上げさせ、ロック位相までの到達時間を短縮できている。この状況を、本明細書図１０に示した。
【００１３】
しかしながら、低温時などの場合には、相対回転位相の調節に使用される流体圧室内の残留油を排出する際の抵抗が増し、カムシャフトの変動トルクによる相対回転幅が減少して、ロック位相までの到達時間が長くなる。
【００１４】
本発明の目的は、例えば、始動ロックを簡単な構成で迅速且つ確実なものとする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、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状に配置され、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材との相対回転位相を可変制御可能に構成され、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相を、ロック位相において拘束する回転位相拘束機構と、前記相対回転位相が、前記ロック位相に近づく相対回転を許容し、離間する相対回転を規制する回転位相規制機構とを備え、前記回転位相規制機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材から他方の回転部材に設けられた溝内へ突入して相対回転を規制する規制体を備えた弁開閉時期制御装置の特徴構成は、複数の前記回転位相規制機構を備えて、相互に異なる相対回転位相において所定第一方向の相対回転規制を付与可能に構成されるとともに、少なくとも一の前記回転位相規制機構を成す溝に、前記規制体が係合して前記所定第一方向の相対回転を規制する段部を備え、当該段付回転位相規制機構が、複数の相対回転位相で前記所定第一方向の相対回転規制を付与可能に構成され、当該段付回転位相規制機構として、第一回転位相規制機構、第二回転位相規制機構の一対の回転位相規制機構を備え、前記第一回転位相規制機構の前記段部、前記第二回転位相規制機構の前記段部、前記第一回転位相規制機構の前記段部より深部側の溝部位、前記第二回転位相規制機構の前記段部より深部側の溝部位の記載順に、異なった相対回転位相で相対回転規制が交互にかかることにある。
【００１６】
この構成にあっては、複数の回転位相規制機構を設けることで、例えば、進角方向、遅角方向といった特定の方向において、複数段で異なった方向での回転位相規制を掛けることができる。従って、同一方向で段階的な棚上げを実現でき、結果的に、所定のロック位相に到達するまでの所要時間を最短とすることができる。
この構成において、さらに、少なくとも一の回転位相規制機構において、段部を備え、この一の回転位相規制機構に関して、複数の異なった回転位相で規制をかけることができるようにすることで、前記規制体が前記段部に係合して、前記規制がかかる構成を採用し、例えば、溝に完全に規制体が嵌った状態と、前記段部に規制体が嵌った状態との、少なくとも２状態において、相対位相が異なる位置で本願の規制をかけることが可能となり、構成小型のまま、多段の棚上げを実行でき、棚上げに関して、全体構成を大型化することなく、複数段の棚上げを実現できる。
この種の段部としては、実施の形態に示す単一の段を成す段部を備えることは当然のこと、異なった相対回転位相で働くこととなる階段状の段部としてもよい。
しかも、一対という最低複数の回転位相規制機構を設けることで、複数段での規制を可能とすることとなる。
さらに、両回転位相に段部を設け、これら段部に交互に規制体が係合する構造を取ることで、個々の回転位相規制機構が受け持つ異なる回転位相は、その差を大きく取ることができる。
従って、規制を段階的にかける構成を採用する場合に、個々の回転位相規制機構の構造としては、位相差を大きくとることが可能となり、結果的に、段部を備えた溝の加工を容易、且つ、正確なものとでき、最もコンパクトな構成で、機構の信頼性の高いものとすることができる。
【００１７】
上記構成において、前記複数の回転位相規制機構で前記回転位相拘束機構が構成されることが好ましい。
相対回転拘束の目的を達成するには、相対回転方向で逆方向一対（具体的には遅角及び進角の逆方向一対）で、相対回転を規制する必要が生じる。
従って、従来型の回転位相拘束機構に見られるように、進角側の相対回転を拘束する機構と、遅角側の相対回転を拘束する機構との一方において、本願にいう棚上げに必要な方向での相対回転を規制する部位（例えば段部あるいは溝深部）を設けることで、結果的に、本願複数の回転位相規制機構が、回転位相拘束機構を兼ねるものとでき、拘束と規制との複数の機能を達成できるものでありながら、その全体構成において簡易なものを得ることができる。
【００１８】
さらに、上記構成において、前記他方の回転部材の径方向に前記溝が形成され、前記規制体が前記径方向に移動して、前記溝内に突入する構成とすることが好ましい。
このように回転部材の径方向に移動する規制体を設けて機構を構成する場合は、規制体の軸を径方向に選択することができ、例えば、回転部材の回転軸に平行な方向を移動方向とする場合に比較して、回転部材の回転に伴って発生する遠心力の影響を、弾性部材が圧縮力として、その軸方向で均等に受けることが可能となり、機構を安定したものとでき、同時に、規制をかける際の係合状態を確実なものとできる。
【００１９】
さて、これまで説明してきた構成において、相互に異なる複数の相対回転位相において所定第一方向の相対回転規制を段階的に規制するに、異なる前記回転位相規制機構により相対回転規制が順次かかる構成を採用することが好ましい。
この構成の場合、回転位相規制機構としては、溝と、この溝の最深部まで嵌り込む規制体を備えた単純な回転位相規制機構、及び、本願の特徴でもある段部を備えた回転位相規制機構を含むことができ、又、この段付回転位相規制機構において、複数段での規制をかけることが可能なものも含まれる。
そして、所定第一方向の相対回転を順次、相対位相がロック位相に近接するように規制していくに、異なる回転位相規制機構で、順に規制がかかるようにする。
【００２０】
このようにする場合には、特定の回転位相規制機構に関しては、これが受け持つ相対回転位相の数を少なくでき、結果的に、加工容易且つ安定した動作状態が望める構造を得ることができる。よって、相対回転位相の棚上げを細かく実行して、迅速・安定な回転位相規制を良好に実現できる。
【００２３】
さて、異なった相対回転位相で、同一方向の前記規制を段階的にかける前記回転位相規制機構に関し、カムシャフトの回転に伴い前記異なった相対回転位相での規制が段階的にかかる構成を採用する場合は、ロック位相に到達する時間を、短縮することができる。図１０に示す従来構成と、図９に示す本願のものとでは、所要時間が１／３に低減されている。
【００２４】
また、前記規制体が前記溝上まで近接移動されて前記溝内に突入するに、前記近接移動経路にある前記他方の回転部材表面位置が、前記溝を越えた前記近接移動経路の延長経路にある他方の回転部材表面位置より溝内側に設定され、前記規制体を案内する案内路が設けられていることが好ましい。
【００２５】
この構成にあっては、規制体の溝への嵌り込みで、本願所望の規制を実現できるのであるが、案内路を設けて、近接移動側の経路の他方の回転部材表面位置を、溝を越えた経路延長側の回転部材表面位置より深くすることで、溝上にきた規制体の移動方向先端側の端部位置を溝壁面に確実に当たるようにでき、結果的に確実に規制体を溝に突入させることができ、安定した規制体の動作が確保できる。
【００２６】
この構成の場合、前記複数の回転位相規制機構に関し、少なくとも一の前記回転位相規制機構を成す前記規制体が、前記案内路表面に当接して、前記溝上まで近接移動する構成を採用することが好ましい。
本願の弁開閉時期制御装置にあっては、規制体が順次、溝あるいは、溝に併設される段部に係合しながら棚上げが進むが、この棚上げの最初のもの等にあっては、規制体の溝もしくは段部への突入の確率が下がる場合もある。
そして、一旦、複数設けられている規制体のうちのどれかに対して規制がかかれば、順次、棚上げを良好に進めることが可能となる。
そこで、前記案内路としては、少なくとも一の回転位相規制機構に対して設けておけば（具体的には初期にかかるもの程好ましい）、規制体の溝もしくは段部への突入を確実なものとできる。
この場合、必要とされる加工を少なくできる。
さらに、実施の形態のように、一対の回転位相規制機構を備える場合は、その中間に案内路を設けることで、一方の回転位相規制機構の規制体を初期に、この案内路に当接状態としておき、他方の機構に属する規制体を、一対の機構の中間部位から外れる表面部位に当接するものとすることで、規制機構の初期動作を確実なものとできる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図７及び図９に基づいて説明する。
〔基本構成〕
弁開閉時期制御装置は、図１に示すように、自動車用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、前記外部ロータ２に対して同軸状に配置され、カムシャフトに対して一体回転する従動側回
転部材としての内部ロータ１とを備えて構成されている。
【００２８】
上記内部ロータ１は、エンジンのシリンダヘッドに一体回転するように支持されたカムシャフト３の先端部に一体的に組付けられている。
【００２９】
上記外部ロータ２は、上記内部ロータ１に対して所定の相対回転位相の範囲内で相対回転可能に外装され、フロントプレート２２、リアプレート２３及び外部ロータ２の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット２０を備える。
【００３０】
タイミングスプロケット２０とエンジンのクランクシャフトに取り付けられたギアとの間には、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２４が架設されている。
【００３１】
そして、エンジンのクランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材２４を介してタイミングスプロケット２０に回転動力が伝達されるので、上記タイミングスプロケット２０を備えた外部ロータ２が図２に示す回転方向Ｓに沿って回転駆動し、ひいては、内部ロータ１が回転方向Ｓに沿って回転駆動してカムシャフト３が回転し、カムシャフト３に設けられたカムがエンジンの吸気弁又は排気弁を押し下げて開弁させる。図２は、図１のＡ−Ａ断面の概略を一部に使用した機能説明図である。
【００３２】
〔回転位相調整機構〕
図２に示すように、上記外部ロータ２には、径内方向に突出するシューとして機能する突部４の複数個が回転方向に沿って互いに離間して並設されている。そして、外部ロータ２の隣接する突部４の夫々の間には、外部ロータ２と内部ロータ１で規定される流体圧室４０が形成されている。
【００３３】
内部ロータ１の外周部の、上記各流体圧室４０に対面する個所にはベーン溝４１が形成されており、このベーン溝４１には、上記流体圧室４０を相対回転方向（図２において矢印Ｓ１，Ｓ２方向）において進角室４３と遅角室４２とに仕切るベーン５が放射方向に沿って摺動可能に挿入されている。
このベーン５は、図１に示すように、その内径側に備えられるスプリング５１により、流体圧室内壁面ｗ側に付勢されている。
【００３４】
また、上記進角室４３は内部ロータ１に形成された進角通路１１に連通し、遅角室４２は内部ロータ１に形成された遅角通路１０に連通し、進角通路１１及び遅角通路１０は、後述する油圧回路７に接続されている。
【００３５】
〔回転位相拘束機構〕
内部ロータ１と外部ロータ２との間には、相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間に設定された所定のロック位相（図２、３に示す位相）にあるときに、内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転を拘束可能に構成されている。この回転位相拘束機構Ｒ１は、回転位相拘束規制機構Ｒを一対備えて構成され、特定の回転方向及びその回転とは逆の方向とで、回転規制をかけることが可能に構成され、一対の回転位相拘束規制機構Ｒ間で逆方向の回転規制をかける状態で、一対となってロック機能を発揮する。
【００３６】
図４に示すように、回転位相拘束規制機構Ｒには、機構内を摺動移動する移動体Ｒａと、この移動体Ｒａが侵入係合する溝Ｒｂ等を備えて構成さえるが、ロック機能を発揮する場合は、前記移動体Ｒａがロック体となり、前記溝Ｒｂがロック溝となる。規制機能を発揮する場合は、前記移動体Ｒａが規制体となり、前記溝Ｒｂが規制溝となる。
【００３７】
以下、図２、３に示すように、回転位相拘束機構Ｒ１は、一対の回転位相拘束機構Ｒを所定部に備えて成立する。図示するように、外部ロータ２に設けられた遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂと、内部ロータ１の外周部の一部に一対の凹状の溝Ｒｂとを備えて構成される。
【００３８】
図２、３、６に示すように、回転位相拘束規制機構Ｒには、外部ロータ２に径方向において摺動自在に設けられた移動体Ｒａと、移動体Ｒａを径内方向に付勢する機械的付勢手段としてのスプリングｓとを備えて構成されている。このスプリングｓは移動体Ｒａの凹部Ｒａａに嵌められて、外部ロータ２側から移動体Ｒａを内径側へ付勢する。
図２、３、６に示す例にあっては、移動体Ｒａはプレート形状を有するプレート型とされているが、ピン形状を有するピン型とされていてもよく、さらに、その他の形状を採用することができる。
【００３９】
回転位相拘束機構Ｒ１が働く、ロック位相においては、図２、図５（ホ）に示すように、遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂの両方の移動体Ｒａを、両溝ＲｂＡ、ＲｂＢ内に突入させることで、内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転位相を、最進角位相と最遅角位相との間に設定された所定のロック位相に拘束する所謂ロック状態となる。
この状態で回転位相拘束規制機構Ｒが取る姿勢をロック姿勢と呼ぶ。尚、上記ロック位相は、弁の開閉時期がエンジンの円滑な始動性が得られるような位相に設定されている。
【００４０】
〔回転位相規制機構〕
以上が、回転位相拘束機構Ｒ１の構成であるが、この機構を一対として構成する回転位相拘束規制機構Ｒのそれぞれが、一方において、本願にいう回転位相規制機構Ｒ２として働く。
【００４１】
回転位相拘束機構Ｒ１が、前記ロック位相での相対回転をほぼ完全に阻止するものであるのに対して、この回転位相規制機構Ｒ２は、相対回転に関して、相対回転位相が、前記ロック位相に向かう所定一方向において、多段に働き、ロック位相から離間する側（例えば、遅角側）への相対回転の復帰を規制する。ロック位相に向かう相対回転（進角回転）は許容する。
【００４２】
本願の弁開閉時期制御装置は、これまで説明してきたように、遅角用ロック部６Ａと進角用ロック部６Ｂとを備え、回転位相拘束機構Ｒ１としての働きにあっては、上記したように各ロック部６Ａ、６Ｂに対応して設けられている溝Ｒｂの回転方向で異なった端面に移動体Ｒａが当接して、その機能を発揮するが、規制機能の発揮に関しては、遅角用ロック部６Ａについて、そのロック機能を踏襲したものとされ、進角用ロック部６Ｂに関しては、図４（ロ）、図５（ニ）に示すように、溝Ｒｂの遅角側溝側面Ｒｂａ（この側面は本来ロック用には機能しない）の位置が、本願独特の位置に設定されている。さらに、両溝Ｒｂの遅角側溝側面Ｒｂａに段部Ｒｃが設けられ、その周方向位置（回転位相の規制として働く位相）に特徴がある。
【００４３】
以下、さらに詳細に説明する。
図４等に示すように、各溝Ｒｂの遅角側に所定の段部Ｒｃが設けられている。これら段部Ｒｃは、それぞれ移動体Ｒａが、突入して係合されるように構成されており、この突入・係合状態で、それぞれの回転位相で、相対回転に関して、遅角側への相対回転を規制し、進角側への相対回転を許容することとなる。
即ち、これら段部側壁Ｒｃａ及び溝側壁Ｒｂａにおける移動体Ｒａに対する回転規制方向は同一とされている。
【００４４】
そして、後にも動作の項で説明するように、この規制は、図４（ロ）、（ハ）、図５（ニ）に示されるように、進角用溝ＲｂＢに設けられた段部Ｒｃ、遅角用溝ＲｂＡに設けられた段部Ｒｃ、進角用溝ＲｂＢ深部の順にかかるように、その位相が設定されている。
【００４５】
具体的には、前記規制は、図９の相対回転位相に示すように、３段の遅角方向への相対回転を規制するように働く。結果、図上のクランク軸回転に伴って順次段階的に移動体Ｒａの係合が起こり、本願にいう棚上げを実現することができる。
【００４６】
さらに、上記の移動体Ｒａの前記溝Ｒｂ内への侵入を確実とするために、本願独特の案内路Ｒｄが設けられている。
図２、３、４、５に示す例の場合は、遅角側からロック位相への相対回転の発生に伴って、上記効果が発揮されるように構成されており、移動体Ｒａが前記溝Ｒｂ上まで近接移動されてこの溝（段部Ｒｃを含む）Ｒｂ内に突入するに、この近接移動経路Ｌ１にある内部ロータ１の表面位置が、溝Ｒｂを越えた近接移動経路Ｌ１の延長経路にある内部ロータ１の表面位置より溝内側に設定され、移動体Ｒａを案内する案内路Ｒｄが設けられている。このへこみ量は、０．１ｍｍ程度である。
この案内路Ｒｄを設けることで、移動体Ｒａが溝Ｒｂ上に確実に案内できるとともに、移動体Ｒａが溝Ｒｂ上に到達した時点で、移動体Ｒａの移動方向先端が、対向して位置する溝側壁に当たり、移動体Ｒａが確実に溝Ｒｂ内に侵入することとなる。
【００４７】
〔油圧系統〕
移動体Ｒａの溝Ｒｂ内への突入は、溝Ｒｂ内に油圧回路７を介して供給される油がドレンされた状態で、スプリングｓによる付勢力により起こされる。
一方、移動体Ｒａの溝Ｒｂからの引退は、溝Ｒｂに油圧回路７を介してオイルが供給された状態で発生する。この状態で回転位相拘束規制機構Ｒが取る姿勢をロック解除姿勢と呼ぶ。
【００４８】
ロック油の給排出が回転位相拘束規制機構Ｒの動作を支配する。
但し、ロックがかかるためには、上述の外部ロータ２と内部ロータ１との相対位置がロック位相になっている必要があることは当然である。
【００４９】
〔作動油の給排出構成〕
図１、２、３に示す様に、油圧回路７は、基本的に、上記進角通路１１及び上記遅角通路１０を介して進角室４３及び遅角室４２の一方若しくは両方に対する作動油としてのオイルの給排出を実行し、ベーン５の流体圧室４０での相対位置を変更して外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を最進角位相（進角室４３の容積が最大となるときの相対回転位相）と最遅角位相（遅角室４２の容積が最大となるときの相対回転位相）との間で調整可能する。
さらに、油圧回路７は、この相対回転位相設定を実行するに必要となる、回転位相拘束規制機構Ｒに関する、ロック、ロック解除動作をも実行する。
【００５０】
詳しくは、図１、２、３に示すように、油圧回路７は、エンジンの駆動力もしくは電動により駆動し、作動油又は後述のロック油となるオイルをオイルコントロールバルブＯＣＶ側に供給するポンプ７０と、電子制御ユニットＥＣＵによる給電量制御によりスプールの位置を変化させて複数のポートにおけるオイルの給排出を実行するソレノイド式のオイルコントロールバルブＯＣＶと、オイルを貯留するオイルパン７５とを備えて構成されている。
上記進角通路１１及び上記遅角通路１０が、上記オイルコントロールバルブＯＣＶの所定のポートに接続されている。
【００５１】
上記溝Ｒｂは内部ロータ１に形成されたロック油通路６３に連通し、ロック油通路６３は上記油圧回路７のオイルコントロールバルブＯＣＶにおける所定のポートに接続されている。
【００５２】
即ち、油圧回路７は、ロック油通路６３を介して、溝Ｒｂにロック油としてのオイルの給排出を実行するように構成され、オイルコントロールバルブＯＣＶから溝Ｒｂにロック油が供給されると、図３に示すように、移動体Ｒａが外部ロータ２側に引退して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロック状態が解除される。
【００５３】
〔制御弁の動作制御〕
図７に示すように、油圧回路７のオイルコントロールバルブＯＣＶは、電子制御ユニットＥＣＵからの給電量に比例してスプール位置を位置Ｗ１から位置Ｗ４まで変化させ、進角室４３、遅角室４２、及び、溝Ｒｂに作動油又はロック油となるオイルの供給、ドレイン、停止等を切り替えるように構成されている。
【００５４】
即ち、オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ１とすることで、進角室４３及び遅角室４２の作動油と共に溝Ｒｂのロック油をオイルパン７５側にドレインするドレイン操作を実行することができる。
【００５５】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ２とすることで、溝Ｒｂにロック油が供給されて外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロック状態を解除し、更に、遅角室４２の作動油をドレインしつつ、進角室４３に作動油を供給して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を進角方向Ｓ２に移動する進角移行操作を実行することができる。
【００５６】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ３とすることで、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロック状態を解除しつつ、進角室４３及び遅角室４２に対する作動油の供給を停止して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相をその時点での位相に保持する保持操作を実行することができる。
【００５７】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ４とすることで、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロック状態を解除し、更に、進角室４３の作動油をドレインしつつ、遅角室４２に作動油を供給して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を遅角方向Ｓ１に移動する遅角移行操作を実行することができる。
尚、オイルコントロールバルブＯＣＶの作動構成は、上記のものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００５８】
〔動作制御〕
エンジンに設けられている電子制御ユニットＥＣＵは、所定のプログラム等を格納したメモリ、ＣＰＵ、入力出力インターフェース等が内蔵されている。
電子制御ユニットＥＣＵには、図１に示すように、カムシャフトの位相を検知するカム角センサ９０ａ、クランクシャフトの位相を検知するクランク角センサ９０ｂ、エンジンオイルの温度を検知する油温センサ９０ｃ、クランクシャフトの回転数（エンジン回転数）を検知する回転数センサ９０ｄ、ＩＧキースイッチ（ＩＧ／ＳＷと略称する）９０ｅや、その他の、車速センサ、エンジンの冷却水温センサ、又は、スロット開度センサ等の各種センサの検知信号が入力される。また、電子制御ユニットＥＣＵは、カム角センサ９０ａで検知したカムシャフトの位相と、クランク角センサ９０ｂで検知したクランクシャフトの位相とから、カムシャフトとクランクシャフトの相対回転位相、即ち、弁開閉時期制御装置における内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転位相を求めることができる。
【００５９】
電子制御ユニットＥＣＵは、上記のようなエンジンオイルの温度、クランクシャフトの回転数、車速、スロット開度等のエンジンの動作状態に基づいて、上記油圧回路７のオイルコントロールバルブＯＣＶへの給電量を調整して、内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転位相をその動作状態に適した位相に制御するように構成されている。
【００６０】
〔動作〕
次に、エンジン始動時における弁開閉時期制御装置の始動ロック制御について、図２、３、４、５に基づいて説明する。
【００６１】
始動ロック動作
電子制御ユニットＥＣＵは、ＩＧ／ＳＷ９０ｅから入力信号が入力されると、クランクシャフトをクランキング（クランクシャフトをスタータで強制回転させることを意味する）して、エンジンを始動するのであるが、そのエンジン始動時には、オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ１として、進角室４３及び遅角室４２の作動油、及び、溝Ｒｂのロック油をドレインしている。
この始動時において、相対回転位相は、図９に示すように、最遅角位相としている。この状態で、図４（イ）に示すように、一対の移動体Ｒａはロック解除姿勢を取っており、スプリングｓにより内部ロータ１側に付勢されている。同図に示すように、進角用の移動体ＲａＢのみが、先に説明した案内路Ｒｄの表面に当接している。
【００６２】
そして、進角室４３及び遅角室４２の作動油がドレインされている状態で、クランクシャフトをクランキングすると、カムシャフトにおいて弁を開閉駆動させるために発生する周期的なカム変動トルクにより、流体圧室４０内においてベーン５が往復移動し、内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転位相が前述のロック位相側に周期的に変動する。
【００６３】
即ち、一対の移動体Ｒａを内部ロータ１側に付勢しながら、相対回転位相が進角側に向かって増加しながら周期的に変動する。
この段階において、図４（ロ）、図９に示すように、最初の周期的変動で、最初に進角用移動体ＲａＢが、進角用溝ＲｂＢに設けられた段部Ｒｃに嵌り込み、この部位で遅角側の位相回転規制を受ける。
【００６４】
引き続くクランク軸の回転では、この規制位相から変動を開始し、図４（ハ）に示すように、引き続く周期変動で、遅角用の移動体ＲａＡが、遅角用溝ＲｂＡに設けられた段部Ｒｃに嵌り込み、この部位で同じく遅角側の位相回転規制を受ける。
【００６５】
さらに、図５（ニ）に示すように、単位変動に伴って、進角用移動体ＲａＢが進角用溝ＲｂＢ自体へ嵌り込み、回転位相規制をする。
【００６６】
さらに、同様に、図５（ホ）に示すように、遅角用移動体ＲａＡが遅角用溝ＲｂＡへの嵌り込み、回転位相規制を受ける。そして、ロック位相への移行が完了する。
【００６７】
この状態で、一対の移動体Ｒａが、それぞれ対応する溝Ｒｂ内に突入し、上記相対回転位相がロック位相に良好に拘束されるロック状態とされる。
このようにして、エンジン始動時に、上記のような相対回転位相のロック位相へのロックを迅速に行うことで、良好なエンジンの始動性を得ることができる。
【００６８】
上記のようにして、ロック状態において始動をかけた後、相対回転位相制御を、エンジンの動作状態に従って実行できる。
【００７２】
〔別実施の形態〕
（１）上記の実施の形態にあっては、図９「相対回転位相」で示すように、３段の棚上げを実行するに、ほぼ同一の回転位相差で棚上げを実現したが、例えば、始動ロックを考えた場合、初期の変動幅は比較的小さく、時間の経過とともに変動幅が大きくなる傾向を有するため、複数段の棚上げを実行する場合の、回転位相差に差を設ける（例えば、初期の位相差を小さく、順次、大きくする等）こととしてもよい。
（２）上記の実施の形態にあっては、始動中間ロックを例にとって説明したが、ロック位相に近づく動作と、これから離れる動作とを回転位相規制機構が取りうる構成を採用する弁開閉時期制御装置にあっては、本願の段付回転位相規制機構を備え、さらに複数の回転位相規制機構を備えて段階的に規制をかける構造を採用できる。
即ち、ロック時期としては、始動ロック、停止ロックの差を問うものではなく、また、ロック位置に関しても、この位置が中間、最進角、最遅角のいずれの位置にあっても、適宜、必要に応じて本願の多段規制構造を採用できる。
（３）上記の実施の形態にあっては、進角用移動体ＲａＢが、案内路Ｒｄに当接する例を示したが、図４（イ）に対応して、図８に示すように、この案内路Ｒｄを備えない構造としてもよい。
この案内路Ｒｄの深さとしては、溝Ｒｂの表面側端及び移動体下端にそれぞれＣ部が設けられる場合、これらＣ部高さを合算した値より僅かに大きく設定されておれば、本願の目的を果すことができる。
（４）上記の実施の形態にあっては、回転位相拘束規制機構Ｒを構成するに、移動体Ｒａが外形側にある駆動側である外部ロータから、従動側である内部ロータ側に移動してロック・規制がかかる例を示したが、移動体の移動方向は、回転軸に直交する回転径方向に限らず、回転軸に平行な移動方向、あるいは、この方向に対して斜行する方向に移動してロック・規制がかかる構成であってもよい。
さらに、移動体Ｒａの移動は、実施形態に示す駆動側から従動側への移動によるロック・規制の他、その逆方向の移動でロック・規制がかかる構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】弁開閉時期制御装置の概略構成を示す側断面図
【図２】ロック状態にある弁開閉時期制御機構の立断面図
【図３】ロック解除状態にある弁開閉時期制御機構の立断面図
【図４】回転位相規制機構により段階的な規制の説明図
【図５】図４以降の規制・拘束状態を示す図
【図６】移動体の斜視図
【図７】オイルコントロールバルブの作動構成を示す図
【図８】案内路を備えない別実施形態の要部を示す図
【図９】エンジン始動時における弁開閉時期制御装置の制御状態を示すタイミングチャート
【図１０】従来の棚上げ状態を示す図
【符号の説明】
１：内部ロータ
２：外部ロータ
３：カムシャフト
４：突部
５：ベーン
６：ロック部
６Ａ：遅角用ロック部
６Ｂ：進角用ロック部
７：油圧回路
１０：遅角通路
１１：進角通路
Ｒ：回転位相拘束規制機構
Ｒ１：回転位相拘束機構
Ｒ２：回転位相規制機構
Ｒａ：移動体
Ｒｂ：溝
Ｒｃ：段部
Ｒｄ：案内路

Claims

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状に配置され、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材との相対回転位相を可変制御可能に構成され、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相を、ロック位相において拘束する回転位相拘束機構と、
前記相対回転位相が、前記ロック位相に近づく相対回転を許容し、離間する相対回転を規制する回転位相規制機構とを備え、
前記回転位相規制機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材から他方の回転部材に設けられた溝内へ突入して相対回転を規制する規制体を備えた弁開閉時期制御装置であって、
複数の前記回転位相規制機構を備えて、相互に異なる相対回転位相において所定第一方向の相対回転規制を付与可能に構成されるとともに、
少なくとも一の前記回転位相規制機構を成す溝に、前記規制体が係合して前記所定第一方向の相対回転を規制する段部を備え、当該段付回転位相規制機構が、複数の相対回転位相で前記所定第一方向の相対回転規制を付与可能に構成され、
当該段付回転位相規制機構として、第一回転位相規制機構、第二回転位相規制機構の一対の回転位相規制機構を備え、
前記第一回転位相規制機構の前記段部、前記第二回転位相規制機構の前記段部、前記第一回転位相規制機構の前記段部より深部側の溝部位の記載順に、異なった相対回転位相で相対回転規制が交互にかかる弁開閉時期制御装置。
前記複数の回転位相規制機構で前記回転位相拘束機構が構成される請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
前記他方の回転部材の径方向に前記溝が形成され、前記規制体が前記径方向に移動して、前記溝内に突入する請求項１又は２記載の弁開閉時
期制御装置。
相互に異なる複数の相対回転位相において所定第一方向の相対回転規制を段階的に規制するに、異なる前記回転位相規制機構により相対回転規制が順次かかる請求項１〜３のいずれか１項記載の弁開閉時期制御装置。
異なった相対回転位相で、同一方向の前記規制を段階的にかける前記回転位相規制機構に関し、カムシャフトの回転に伴い前記異なった相対回転位相での規制が段階的にかかる請求項１〜４のいずれか１項記載の弁開閉時期制御装置。
前記規制体が前記溝上まで近接移動されて前記溝内に突入するに、前記近接移動経路にある前記他方の回転部材表面位置が、前記溝を越えた前記近接移動経路の延長経路にある他方の回転部材表面位置より溝内側に設定され、前記規制体を案内する案内路が設けられている請求項１〜５のいずれか１項記載の弁開閉時期制御装置。
前記複数の回転位相規制機構に関し、少なくとも一の前記回転位相規制機構を成す前記規制体が、前記案内路の表面に当接して、前記溝上まで近接移動する請求項６記載の弁開閉時期制御装置。