JP4577576B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸に対して同期回転する第１回転体と、同内燃機関のカム軸と一体回転し、且つ、前記第１回転体と相対回転可能な第２回転体と、両回転体どうしの相対回転位相を最進角と最遅角との間にある制御領域内で変更する位相制御手段と、前記相対回転位相を前記最進角と前記最遅角との中間に位置する中間ロック位相に拘束可能なロック機構とを備え、前記ロック機構は、前記第１回転体と前記第２回転体のうちの一方の回転体に形成された係止溝と、他方の回転体上に突出変位可能に支持され、前記係止溝内に係止したロック姿勢と前記係止溝から離脱したロック解除姿勢との間で変位可能なロック片と、前記ロック姿勢にある前記ロック片を前記係止溝から離脱させるためのロック片作動油室とを有する弁開閉時期制御装置に関する。

この種の弁開閉時期制御装置としては、本発明に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された弁開閉時期制御装置では、相対回転位相を内燃機関の始動に適した中間ロック位相に拘束可能なロック機構が設けられている。すなわち、内燃機関の停止過程中などに、ロック機構のロック片を係止溝に係止させることで、相対回転位相を中間ロック位相とすれば、吸／排気弁を開閉操作するためにカム軸に発生する周期的なカム変動トルクによって、両回転体の間に設けられたベーンが振動することが防止され、しかも、両回転体の相対回転位相の調整幅を進角側と遅角側との双方に確保できるので、次回の始動をより円滑なものにできる。

特開２００３−１７２１０９号公報（段落番号０００３、図１、図２）

しかし、特許文献１に記された弁開閉時期制御装置では、ロック姿勢にあるロック片を係止溝から離脱させるためにオイルパン等からロック片作動油室に作動油が供給された際に、もしも作動油に微小な金属片などの異物が混入していると、この異物がロック片と係止溝の間などに噛み込むなどしてロック片の変位を妨げ、ロック機構の作動性に影響が生じる虞があった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による弁開閉時期制御装置の持つ前述した欠点に鑑み、もしも作動油に微小な金属片などの異物が混入していても、ロック機構の作動性が良好に維持され易い弁開閉時期制御装置を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、内燃機関のクランク軸に対して同期回転する第１回転体と、同内燃機関のカム軸と一体回転し、且つ、前記第１回転体と相対回転可能な第２回転体と、両回転体どうしの相対回転位相を最進角と最遅角との間にある制御領域内で変更する位相制御手段と、前記相対回転位相を前記最進角と前記最遅角との中間に位置する中間ロック位相に拘束可能なロック機構とを備え、前記ロック機構は、前記第１回転体と前記第２回転体のうちの一方の回転体に形成された係止溝と、他方の回転体上に突出変位可能に支持され、前記係止溝内に係止したロック姿勢と前記係止溝から離脱したロック解除姿勢との間で変位可能なロック片と、前記ロック姿勢にある前記ロック片を前記係止溝から離脱させるためのロック片作動油室とを有する弁開閉時期制御装置であって、
少なくとも所定の前記相対回転位相の範囲内において、前記ロック片作動油室と連通し、且つ、前記第１回転体と前記第２回転体との間の境界部位を含むように形成された異物収容空間が、前記第１回転体と前記第２回転体のうちの外側の回転体に設けられており、
前記異物収容空間は、ロック片がロック姿勢とロック解除姿勢とのいずれに位置するかと無関係に常にロック片作動油室との連通状態を維持すると共に、前記ロック片作動油室との対向位置に設けられている点にある。

したがって、本発明の第１の特徴構成による弁開閉時期制御装置では、ロック片を係止溝から離脱させるためにロック片作動油室に送られた作動油にもしも金属片などの異物が混入していても、一般にこれらの異物は作動油に比して比重が大きいことから、両回転体の回転に伴って異物に作用する遠心力によって外側の回転体に設けられた異物収容空間内に導かれ、同空間内に留まる結果となる。そのため、ロック部への異物の影響（ロック片と係止溝の間への噛み込み等）が抑制されるので、ロック機構の滑らかな作動が確保されるという効果が得られる。しかも、異物収容空間は第１回転体と第２回転体との間の境界部位を含むように形成されているので、作動油中の異物は、ロック片が係止溝から離脱した後に行われる２つの回転体どうしの相対回転に伴って、ロック片作動油室内の作動油に生じる流動現象に促されて異物収容空間内へ導かれ易い。
また、本構成であれば、異物収容空間はロック片がロック姿勢とロック解除姿勢とのいずれに位置するかと無関係に常にロック片作動油室との連通状態を維持することになるので、例えばロック片がロック解除姿勢に達した時のみならず、ロック片が未だロック姿勢にある時にも、作動油中の異物が異物収容空間内へ導かれる機会が得られて、ロック機構のより滑らかな作動が確保される。

本発明の他の特徴構成は、前記異物収容空間が、前記相対回転に応じて前記外側の回転体の一部に対して摺動可能な内側の回転体の部位と対向する位置に設けられている点にある。

本構成であれば、ロック片が係止溝から離脱した後に行われる２つの回転体どうしの相対回転に際して、内側の回転体の部位がロック片作動油室内の作動油に流動現象を積極的に促進するので、異物が異物収容空間内へより導かれ易くなり、ロック機構のより滑らかな作動が確保される。

本発明の他の特徴構成は、前記異物収容空間が、前記第１回転体と前記第２回転体の回転軸芯に関して最も径方向外側に位置する収容空間本体と、前記収容空間本体よりも狭隘であり、且つ、前記収容空間本体と前記ロック片作動油室とを連通させる異物導入路とを有する点にある。

本構成であれば、異物収容空間内に一旦収容された異物は、収容空間本体よりも狭隘に形成された異物導入路の作用によって収容空間本体に保持され易いので、ロック機構の滑らかな作動が確実に得られる。

本発明の他の特徴構成は、前記ロック片作動油室に向かって次第に断面積を増す漏斗状の傾斜案内部が前記異物導入路の入口部に形成されている点にある。

本構成であれば、作動油に含まれる異物が漏斗状の傾斜案内部によって異物収容空間へとより進入し易くなるので、ロック機構の滑らかな作動がより確実に得られる。

本発明の他の特徴構成は、前記異物収容空間の内面に、前記第１回転体と前記第２回転体の径方向内側に向かって次第に前記異物収容空間の軸芯から離間するように延びた傾斜面からなる補助トラップ空間が設けられている点にある。

すなわち、遠心力などの作用で異物収容空間内に一旦収容された異物は、内燃機関の停止に伴って回転体が停止した際の異物収容空間の角度位相によっては、重力などの作用で異物収容空間を下方に沈降して異物収容空間外に抜け出て、以後ロック機構の作動に影響を及ぼす可能性が生じる。しかし、本構成であれば、重力などの作用で異物収容空間を下方に沈降しようとする異物は、異物収容空間の内面を伝って沈降する間に、径方向内側に向かって延びた補助トラップ空間に入り込んで、そこに閉じ込められるので、異物収容空間外に抜け出ることがなく、ロック機構の滑らかな作動が確実に得られる。

本発明の他の特徴構成は、前記異物収容空間は回転体の一方の端面から他方の端面に亘って設けられている点にある。

本構成であれば、異物収容空間を回転体の一方の端面から他方の端面に亘って可能な限り大きく設けることで、ロック片作動油室から異物収容空間へと向かう連通路の断面積を大きくとれるので、作動油中の異物が異物収容空間内へ導かれる機会がより多くなり、ロック機構のより滑らかな作動が確保される。

以下に本発明による最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本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。図２は、図１に示された弁開閉時期制御装置に設けられた流体制御弁（ＯＣＶ）の作動構成を示す図である。また、図３、図５及び図６は、弁開閉時期制御装置の各作動状態における図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

図１及び図３に示すように、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置は、エンジン（内燃機関）のクランクシャフト（図示せず）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１（第１回転体）と、外部ロータ１に対して相対回転可能に同軸に配置され、弁開閉用のカム軸３と一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ２（第２回転体）とを備えて構成されている。外部ロータ１と内部ロータ２とは共通の相対回転軸芯Ｘを有する。外部ロータ１と内部ロータ２との間には、流体圧室４０が形成されており、この流体圧室４０は、内部に配置されるベーン５によって遅角室４２と進角室４３とに仕切られている。そして、作動油が供給されることによって遅角室４２の容積が増大すると、外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相が遅角側に変位し、進角室４３の容積が増大すると、同相対回転位相が進角側に変位する。

尚、外部ロータ１は、内部ロータ２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、互いにネジ等で連結されたフロントプレート２２とリアプレート２３とからなり、リアプレート２３の外周にはタイミングスプロケット２０が一体的に設けられている。
タイミングスプロケット２０とエンジンの前記クランクシャフトに取り付けられたギアとの間には、タイミングベルト等の動力伝達部材２４が架設されている。

エンジンのクランクシャフトが回転駆動されると、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、タイミングスプロケット２０を備えた外部ロータ１が図３などに示す回転方向Ｓに沿って回転駆動し、更には、内部ロータ２が回転方向Ｓに沿って回転駆動してカム軸３が回転し、カム軸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。
また、弁開閉時期制御装置には、相対回転位相を内燃機関の始動に適した中間ロック位相に拘束するロック機構６が設けられている。中間ロック位相は、最進角と最遅角との中間に位置する。

尚、前記エンジンには現在のクランク角を検出するセンサとカム軸の角度位相を検出するセンサとが設けられており、本発明に係る弁開閉時期制御装置を制御するＥＣＵ９（電子制御ユニット）は、これらのセンサの検出結果から外部ロータ１と内部ロータ２の間の相対位相を検出し、相対回転位相が中間ロック位相に対して進角側と遅角側とのいずれの位相にあるかを判定する位相判定機構を構成している。
また、ＥＣＵ９はそのメモリ内に、エンジンの運転状態に応じた最適の相対回転位相を格納・記憶しており、別途検出される運転状態（エンジン回転数、冷却水温など）に対して、最適の相対回転位相が認識できるように構成されている。したがって、ＥＣＵ９は、その時のエンジンの運転状態に適合した最適の相対回転位相になるように、相対回転位相を制御する制御指令を生成及び出力する。更に、このＥＣＵ９には、イグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦ情報、エンジン油温を検出する油温センサからの情報等が取りこまれるように構成されている。
以下、本発明に係る弁開閉時期制御装置の構成について具体的に説明する。

（流体圧室４０）
図３に示すように、外部ロータ１には、径内方向に突出するシューとして機能する複数の突部４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１の隣接する突部４の夫々の間には、前述した流体圧室４０が形成されている。
内部ロータ２の外周部の、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、流体圧室４０の内部を相対回転方向（図３の矢印Ｓ１及びＳ２方向）に沿って互いに隣接した進角室４３と遅角室４２とに仕切るベーン５が、径方向に沿って摺動可能に支持されている。
進角室４３は内部ロータ２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２に形成された遅角通路１０に連通している。そして、遅角通路１０及び進角通路１１は、エンジンのオイルパン７５と接続された油圧回路７に接続されている。

（油圧回路）
油圧回路７は、進角通路１１及び遅角通路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エンジンオイルの給／排出を実行することで、ベーン５の流体圧室４０での位置を変更して、外部ロータ１に対する内部ロータ２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時の相対回転位相）と最遅角位相（遅角室４２の容積が最大となる時の相対回転位相）との間で変位調整可能な位相制御手段として機能する。
具体的には、油圧回路７は、図１に示すように、エンジンの駆動力で駆動し、作動油又は後述の作動油となるエンジンオイルをＯＣＶ７６及びＯＳＶ７７側に供給するポンプ７０を備えており、ＥＣＵ９からの制御指令に伴って、ポンプ７０の作動、非作動が制御される。

ＯＣＶ７６は、この油圧回路７のポンプ７０より下流側で、進角室４３及び遅角室４２の上流側に設けられている。他方、ＯＳＶ７７は、ポンプ７０より下流側で、ロック凹部６２に通じるロック片作動油通路６３の上流側に設けられている。
この油圧回路７において、進角通路１１及び遅角通路１０がＯＣＶ７６の所定のポートに接続され、ロック片作動油通路６３がＯＳＶ７７の所定のポートに接続されている。

流体圧室４０（進角室４３及び遅角室４２）への作動油の供給及び排出は、油圧回路７に介装されているポンプ７０とスプール式のＯＣＶ（流体制御弁）７６とを介して行われる。図２及び図３に示すように、ＯＣＶ７６は、進角室４３へ作動油を供給可能で、且つ、遅角室４２から作動油を排出可能な第１状態Ｗ１と、進角室４３へ作動油を供給可能であり且つ遅角通路を閉鎖する第２状態Ｗ２と、進角通路及び遅角通路の両方を閉鎖して、進角室４３及び遅角室４２の両方への作動油の供給を停止する第３状態Ｗ３と、進角通路を閉鎖し且つ遅角室４２へ作動油を供給可能な第４状態Ｗ４と、進角室４３から作動油を排出可能であり且つ遅角室４２へ作動油を供給可能な第５状態Ｗ５との間でスプール位置を切換制御することで、進角室４３及び遅角室４２への作動油の供給量及び排出量を調節可能である。

具体的には、ＥＣＵ９がＯＣＶ７６に設けられたリニアソレノイド（不図示）への通電量を制御することで、ＯＣＶ７６のハウジング内に摺動可能に支持されたスプールの位置が前記リニアソレノイドによって図の左右方向で調節される。但し、図２において、Ｄｕｔｙ０％からＤｕｔｙ５０％へとスプール位置が移行するのに応じて、進角通路への開度は徐々に減少する。同様に、Ｄｕｔｙ１００％からＤｕｔｙ７５％へとスプール位置が移行するのに応じて、遅角通路への開度は徐々に減少する。

ところで、ロック機構６への作動油の供給及び排出は、ＯＣＶ７６とは別のＯＳＶ（流体切換弁）７７を用いて行われる。ＯＳＶ７７は、ロック機構６への作動油の供給及び排出を行って、相対回転位相の中間位相状態におけるロック及びロック解除を行う。すなわち、後述するロック片６０Ａ，６０Ｂのロック凹部６２への係入操作が、ＯＣＶ７６による進角油圧経路及び遅角油圧経路の油圧制御とは独立したＯＳＶ７７によって行われるため、エンジン停止直後の油圧が不安定となる状態においても、ロック片６０Ａ，６０Ｂをロック凹部６２に確実に係合させ易い。

また、本実施形態においては、ロック凹部６２及びロック片作動油通路６３は、進角室４３、遅角室４２、進角通路１１及び遅角通路１０とは連通していない。そのため、例えば、ＯＣＶ７６が第１状態Ｗ１や第５状態Ｗ５とされて、進角室４３或いは遅角室４２から作動油が排出されても、ロック凹部６２及びロック片作動油通路６３からは作動油は排出されない。

（付勢機構）
図１に示すように、内部ロータ２と外部ロータ１との間には、両ロータ１，２の相対回転位相を進角側に付勢する付勢機構としてのトーションスプリング８が設けられている。
このトーションスプリング８は、図３において内部ロータ２を外部ロータ１に対してＳ２で示す方向（進角側）に付勢する。これによって、カム軸３と一体回転する内部ロータ２の相対位相が、カム軸３がバルブスプリングから受ける抵抗のために、外部ロータ１の回転に対し、遅れがちになるのを解消する役目を果たす。

（ロック機構６及び作動油室）
図３に示すように、ロック機構６は、外部ロータ１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２の摺接外周面２Ａの一部に形成されたロック凹部６２（係止溝の一例）とを備える。遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂは、外部ロータ１上に径方向に摺動変位可能に支持された各ロック片６０Ａ，６０Ｂ、および、各ロック片６０Ａ，６０Ｂを径方向内向きに突出付勢するバネ６１を有する。尚、ロック片６０Ａ，６０Ｂの形状としては、本実施形態に示されたプレート状の他にピン状などを適宜採用することができる。

遅角用ロック部６Ａは、遅角用ロック片６０Ａをロック凹部６２内に係入したロック位置にすることで、内部ロータ２が外部ロータ１に対して中間ロック位相から遅角側（図３においてＳ１で示す方向）へ相対回転することを阻止する。他方、進角用ロック部６Ｂは、進角用ロック片６０Ｂをロック凹部６２内に係入したロック位置にすることで、内部ロータ２が外部ロータ１に対して中間ロック位相から進角側（図３においてＳ２で示す方向）へ相対回転することを阻止する。即ち、遅角用ロック部６Ａまたは進角用ロック部６Ｂのいずれか一方が、ロック凹部６２内に係入している状態にあっては、遅角側または進角側の何れか一方への位相変更が規制され、他方への位相変更は許容される。

ロック凹部６２の幅は、遅角用ロック片６０Ａと進角用ロック片６０Ｂとの、互いに内部ロータ２の周方向に離間した側面どうしの距離と略一致させてある。したがって、図３および図４に示すように、遅角用ロック片６０Ａ及び進角用ロック片６０Ｂの両方を同時にロック凹部６２に係入させることで、両ロータ１，２の相対回転位相を、実質的に幅を持たない中間ロック位相に拘束する、所謂ロック状態とすることができる。

尚、ロック凹部６２は、油圧回路７のＯＳＶ７７から供給される作動油を受け入れるためのロック片作動油室６２Ｒを兼ねている。ロック片作動油室６２Ｒは内部ロータ２に形成されたロック片作動油通路６３に連通しており、ロック片作動油通路６３は油圧回路７のＯＳＶ７７における所定のポートに接続されている。また、遅角用ロック片６０Ａと進角用ロック片６０Ｂの底辺の中央部には矩形状などの切り欠きが形成されており、この切り欠きの相対回転軸芯Ｘと対向する面は被操作面６０Ｆを構成している。油圧回路７のＯＳＶ７７から供給される作動油は、この被操作面６０Ｆを介して遅角用ロック片６０Ａ及び進角用ロック片６０Ｂをバネ６１の付勢力に抗して押し上げることができる。

したがって、油圧回路７は、ロック片作動油通路６３を介して、ロック片作動油室６２Ｒに作動油としてのエンジンオイルを給／排出することが可能である。ＯＳＶ７７からロック片作動油室６２Ｒに作動油が圧入されると、図５に示すように、ロック凹部６２に係入していた一対のロック片６０Ａ，６０Ｂは、油圧によって外部ロータ１側に引退する。すなわち、ロック片６０Ａ，６０Ｂがロック凹部６２から抜け出ることで両ロータ１，２のロック状態が解除され、相対回転が可能な状態になる。

また、本実施形態のロック機構６においては、前述したように、ロック片作動油通路６３が、進角通路１１或いは遅角通路１０とは独立して形成されている。また、ＯＳＶ７７によりロック片作動油通路６３への油圧の供給が停止されても（ロック片作動油通路６３とオイルパン７５とが連通しても）、ロック片作動油通路６３の油圧が開放されるのみで、ロック凹部６２（ロック片作動油室６２Ｒ）からの作動油がオイルパン７５に排出されるわけではない。これは、例えば進角室４３や遅角室４２の作動油は、外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転により、ベーン５に押されて強制的に排出されるが、ロック凹部６２にはそのように作動油を強制的に排出する機構がないからである。したがって、仮にロック凹部６２に異物が混入している場合、該異物が該作動油と共にロック凹部６２に滞留し易い。

（異物収容空間Ｖ）
本発明による弁開閉時期制御装置の最大の特徴は、図４に示すように、ロック片作動油室６２Ｒと連通し、且つ、外部ロータ１と内部ロータ２の間の境界部位を含むように形成された異物収容空間Ｖが、ロック片作動油室６２Ｒとは別に、外部ロータ１の内周面付近に設けられていることにある。本実施形態に示す異物収容空間は、周方向に関して遅角用ロック片６０Ａの進角側（矢印Ｓ２方向）に隣接した第１収容空間Ｖ１と、進角用ロック片６０Ｂの遅角側（矢印Ｓ１方向）に隣接した第２収容空間Ｖ２とからなる。そして、各異物収容空間Ｖ１，Ｖ２は、ロック片６０Ａ，６０Ｂの側面と接し、且つ、ロック片作動油室６２Ｒと連通した細い異物導入路Ｖａと、異物導入路Ｖａよりも両ロータ１，２の相対回転軸芯Ｘに関して径方向外側まで延びた袋小路状の収容空間本体Ｖｂとからなる。異物導入路Ｖａは、ロック片作動油室６２Ｒに圧送された作動油に含まれる異物を収容空間本体Ｖｂに導くための手段であり、断面が半円形の収容空間本体Ｖｂに一旦進入した異物が収容空間本体Ｖｂから抜け出ることを抑制するために収容空間本体Ｖｂよりも狭隘となっている。

ここでは、異物収容空間Ｖは、異物導入路Ｖａと収容空間本体Ｖｂとの双方が共に、外部ロータ１と内部ロータ２との境界部位を含むように形成されており、且つ、相対回転に応じて外部ロータ１の一部に対して摺動する内部ロータ２の摺接外周面２Ａと対向する位置に設けられている。また、異物収容空間Ｖ１，Ｖ２は、両ロータ１，２の相対回転軸芯に沿って外部ロータ１の一方の端面から他方の端面に亘って延びるように構成してある。尚、異物収容空間Ｖとロック片作動油室６２Ｒの間の連通状態は、ロック片６０Ａ，６０Ｂがロック位置の際には得られず、ロック解除位置に変位した状態で得られる。

このように異物収容空間Ｖを外部ロータ１に設けることで次のような効果が奏される。すなわち、もしも作動油内に金属片などの異物が混入していても、ロック片６０Ａ，６０Ｂが作動油の作用によってロック位置から僅かでもロック解除位置に向けて変位した状態で、これらの異物は両ロータ１，２の高速回転に基づく遠心力の作用で先ず異物導入路Ｖａ内に導かれる。そして、遠心力の作用で更に収容空間本体Ｖｂまで導かれてそこに保持されるため、異物がロック片６０Ａ，６０Ｂとロック凹部６２の端部との間などに挟み込まれて、作動油によるロック片６０Ａ，６０Ｂの変位操作に支障が生じるといった事態を招き難い。

〔別実施形態〕
〈１〉図７に例示する実施形態では、遅角用ロック片６０Ａに隣接した第１収容空間Ｖ３と、進角用ロック片６０Ｂに隣接した第２収容空間Ｖ４とは、ロック片６０Ａ，６０Ｂの側面と接し、且つ、ロック片作動油室６２Ｒと連通したＬ字形の異物導入路Ｖｃと、異物導入路Ｖｃよりも相対回転軸芯Ｘに関して径方向外側まで延びた袋小路状の収容空間本体Ｖｄとからなる。異物導入路Ｖｃは、ロック片作動油室６２Ｒに圧送された作動油に含まれる異物を収容空間本体Ｖｄに導くための手段であり、収容空間本体Ｖｄに一旦進入した異物が収容空間本体Ｖｄから抜け出ることを抑制するために収容空間本体Ｖｄよりも狭隘となっている。
ここでは、異物収容空間Ｖのうちの異物導入路Ｖｃのみが、外部ロータ１と内部ロータ２との境界部位を含むように形成されており、且つ、相対回転に応じて外部ロータ１の一部に対して摺動可能な内部ロータ２の摺接外周面と対向する位置に設けられていることになる。

〈２〉図８に例示する実施形態の異物収容空間Ｖ５は、中間ロック位相においてロック片作動油室６２Ｒと対向する位置に設けられている。異物収容空間Ｖ５は、ロック片作動油室６２Ｒと連通した異物導入路Ｖｅと、異物導入路Ｖｅよりも相対回転軸芯Ｘに関して径方向外側まで延びた袋小路状の収容空間本体Ｖｆとからなる。異物導入路Ｖｅは、ロック片作動油室６２Ｒに圧送された作動油に含まれる異物を収容空間本体Ｖｆに導くための手段であり、収容空間本体Ｖｆに一旦進入した異物が収容空間本体Ｖｆから抜け出ることを抑制するために収容空間本体Ｖｆよりも狭隘となっている。
異物導入路Ｖｅの内径側端部には、ロック片作動油室６２Ｒに向かって次第に断面積を増す漏斗状の傾斜案内部Ｖｇが形成されている。また、両ロータ１，２の径方向に沿って延びた異物導入路Ｖｅの対称面Ｙを定義すると、収容空間本体Ｖｆの内径側端部には、両ロータ１，２の径方向内側に向かって次第に対称面Ｙから離間するように延びた傾斜面を備えた補助トラップ空間Ｖｔが設けられている。

〈３〉図４に示す収容空間本体Ｖｂ、図７に示す収容空間本体Ｖｄ、図８に示す収容空間本体Ｖｆの各内面に、作動油によって濡れた異物の移動を規制する粗雑面をサンドブラスト、エッチングなどによって施すことができる。

〈４〉図９に例示する実施形態では、図４に例示する異物収容空間Ｖ１，Ｖ２から異物導入路Ｖａを除いた形態である。具体的には、異物収容空間Ｖ６は、遅角用ロック片６０Ａから進角側（Ｓ２方向）に所定距離離間して形成されている。ここで、所定距離とは、少なくとも進角用ロック片６０Ｂがロック解除位置である場合に、内部ロータ２が外部ロータ１に対して中間ロック位相から進角側に該所定距離移動した際、異物収容空間Ｖ６とロック凹部６２（ロック片作動油室６２Ｒ）とが連通状態を得るような距離である。すなわち、内部ロータ２が外部ロータ１に対して中間ロック位相から進角側に所定位相だけ回転した際に、異物収容空間Ｖ６とロック凹部６２（ロック片作動油室６２Ｒ）とが連通するようになっている。より好ましくは、少なくとも相対回転位相が最進角側のときに、異物収容空間Ｖ６とロック凹部６２（ロック片作動油室６２Ｒ）とが連通する形態を例示することができる。

一方、異物収容空間Ｖ７は、進角用ロック片６０Ｂから遅角側（Ｓ１方向）に所定距離離間して形成されている。ここで、所定距離とは、少なくとも遅角用ロック片６０Ａがロック解除位置である場合に、内部ロータ２が外部ロータ１に対して中間ロック位相から遅角側に該所定距離移動した際、異物収容空間Ｖ７とロック凹部６２（ロック片作動油室６２Ｒ）とが連通状態を得るような距離である。すなわち、内部ロータ２が外部ロータ１に対して中間ロック位相から遅角側に所定位相だけ回転した際に、異物収容空間Ｖ７とロック凹部６２（ロック片作動油室６２Ｒ）とが連通するようになっている。より好ましくは、少なくとも相対回転位相が最遅角側のときに、異物収容空間Ｖ７とロック凹部６２（ロック片作動油室６２Ｒ）とが連通する形態を例示することができる。

このような形態によっても、内部ロータ２と外部ロータ１とが相対回転している状態や、相対回転位相が最進角側或いは最遅角側に固定されている状態で両回転体が回転されていれば、その回転に伴う遠心力によって異物が異物収容空間に導かれ、同空間内に留まる結果となる。

本発明は、内燃機関の排気弁や吸気弁をカム軸によって開閉操作するタイミングを制御するために、クランク軸に対して同期回転する第１回転体と、カム軸と一体回転し、且つ、第１回転体と相対回転可能な第２回転体と、両回転体どうしの相対回転位相を変更する位相制御手段と、相対回転位相を最進角と最遅角との中間に位置する中間ロック位相に拘束可能なロック機構とを備え、ロック機構は、第１回転体と第２回転体のうちの一方の回転体に形成された係止溝と、他方の回転体上に突出変位可能に支持され、係止溝内に係止したロック姿勢と係止溝から離脱したロック解除姿勢との間で変位可能なロック片と、ロック姿勢にあるロック片を係止溝から離脱させるための作動油を受け入れ可能であり、且つ、ロック片が進入可能なロック片作動油室とを有する弁開閉時期制御装置を、作動油内に含まれる異物がロック片の動作に影響を及ぼし難くなるように改良する技術として利用できる。

本発明による弁開閉時期制御装置の全体構成を示す破断断面図 流体制御弁（ＯＣＶ）の作動構成を示す略図 弁開閉時期制御装置の一つの作動状態における図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図 図３に示された弁開閉時期制御装置のロック機構付近を示す部分拡大図 図３とは異なる作動状態におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図 図３と更に異なる作動状態におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図 別実施形態による弁開閉時期制御装置のロック機構付近を示す部分拡大図 さらに別の実施形態による弁開閉時期制御装置のロック機構付近を示す部分拡大図 図４に示す実施形態の変形例による弁開閉時期制御装置のロック機構付近を示す部分拡大図

符号の説明

Ｓ１ 遅角側
Ｓ２ 進角側
Ｖ１ 第１収容空間（異物収容空間）
Ｖ２ 第２収容空間（異物収容空間）
Ｖａ 異物導入路
Ｖｂ 収容空間本体
１ 外部ロータ（第１回転体）
２ 内部ロータ（第２回転体）
３ カム軸
５ ベーン
６ ロック機構
６Ａ 遅角用ロック部
６Ｂ 進角用ロック部
７ 油圧回路
９ ＥＣＵ（位相制御機構）
１０ 遅角通路
１１ 進角通路
２０ タイミングスプロケット
４０ 流体圧室（位相制御機構）
４２ 遅角室
４３ 進角室
６０Ａ 遅角用ロック片
６０Ｂ 進角用ロック片
６２ ロック凹部
６２Ｒ ロック片作動油室
６２Ｍ 係止溝
６３ ロック片作動油通路
７０ ポンプ
７６ ＯＣＶ（位相制御機構）
７７ ＯＳＶ

Claims (6)

1. 内燃機関のクランク軸に対して同期回転する第１回転体と、同内燃機関のカム軸と一体回転し、且つ、前記第１回転体と相対回転可能な第２回転体と、両回転体どうしの相対回転位相を最進角と最遅角との間にある制御領域内で変更する位相制御手段と、前記相対回転位相を前記最進角と前記最遅角との中間に位置する中間ロック位相に拘束可能なロック機構とを備え、前記ロック機構は、前記第１回転体と前記第２回転体のうちの一方の回転体に形成された係止溝と、他方の回転体上に突出変位可能に支持され、前記係止溝内に係止したロック姿勢と前記係止溝から離脱したロック解除姿勢との間で変位可能なロック片と、前記ロック姿勢にある前記ロック片を前記係止溝から離脱させるための作動油を受け入れ可能であり、且つ、前記ロック片が進入可能なロック片作動油室とを有する弁開閉時期制御装置であって、
   少なくとも所定の前記相対回転位相の範囲内において、前記ロック片作動油室と連通し、且つ、前記第１回転体と前記第２回転体との間の境界部位を含むように形成された異物収容空間が、前記第１回転体と前記第２回転体のうちの外側の回転体に設けられており、
   前記異物収容空間は、ロック片がロック姿勢とロック解除姿勢とのいずれに位置するかと無関係に常にロック片作動油室との連通状態を維持すると共に、前記ロック片作動油室との対向位置に設けられている弁開閉時期制御装置。
2. 前記異物収容空間が、前記相対回転に応じて前記外側の回転体の一部に対して摺動可能な内側の回転体の部位と対向する位置に設けられている請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記異物収容空間が、前記第１回転体と前記第２回転体の相対回転軸芯に関して最も径方向外側に位置する収容空間本体と、前記収容空間本体よりも狭隘であり前記収容空間本体と前記ロック片作動油室とを連通させる異物導入路とを有する請求項１または２に記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記ロック片作動油室に向かって次第に断面積を増す漏斗状の傾斜案内部が前記異物導入路の入口部に形成されている請求項３に記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記異物収容空間の内面に、前記第１回転体と前記第２回転体の径方向内側に向かって次第に前記異物収容空間の軸芯から離間するように延びた傾斜面からなる補助トラップ空間が設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
6. 前記異物収容空間は、前記第１回転体と前記第２回転体の相対回転軸芯に沿って前記外側の回転体の一方の端面から他方の端面に亘って設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。

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