JP5267264B2

JP5267264B2 - 弁開閉時期制御装置

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Publication number: JP5267264B2
Application number: JP2009074113A
Authority: JP
Inventors: 丈雄朝日; 重光鈴木; 昌樹小林
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: CN101845975B; ATE539238T1; CN101845975A; JP2010223171A; EP2233705A1; US8336510B2; EP2233705B1; US20100242883A1

Description

本発明は、内燃機関の動弁装置において排気弁又は吸気弁の開閉時期を制御するために使用され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の一つとして、弁開閉用の回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装されクランクプーリからの回転動力が伝達される回転伝達部材と、カムシャフトとこれに一体的に設けた内部ロータからなる回転軸に取付けられたベーンと、回転軸と回転伝達部材との間に形成され、ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、進角用室に流体を給排する第１流体通路と、遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、回転伝達部材に形成され内部に回転軸に向けてばね付勢されたロックピンを収容する退避孔と、回転軸に形成され回転軸と回転伝達部材の相対位相が所定の位相で同期したときロックピンの頭部が嵌入される受容孔と、この受容孔に流体を給排する第３流体通路とを備えたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の発明は、第３流体通路への流体の給排が第１流体通路及び第２流体通路への流体の給排とは独立して行われるようにしたものである。

特開平１０−２２０２０７号公報

上記文献においては、第３流体通路への流体の給排が第１流体通路及び第２流体通路への流体の給排とは独立して行われるようにしている。そのため、例えば内燃機関の始動から停止に至る駆動時で、始動直後の回転が特に不安定である時期を除いて、定常的に第３流体通路を通して受容孔に流体を供給可能とすることができる。また、内燃機関の始動直後の所定時間及び内燃機関の停止時に受容孔から流体を排出可能とすることができる。

したがって、内燃機関の駆動時で始動直後の所定時間を除く時期にロックピンの頭部を受容孔から退避孔に退避させてロックピンによるロックを解除した状態に維持することができるとともに、内燃機関の始動直後の所定時間及び内燃機関の停止時にロックピンの頭部を受容孔に嵌入させてロックピンによるロック状態に維持することができる。

しかしながら、内燃機関の停止時にロックピンの位置と受容孔の位置との相対位置が一致しない状態が生ずる場合がある。このような状態に対して、カムシャフトのトルク変動による揺動運動（バタツキ）を利用してロックピンを受容孔に嵌入させる方法が考えられる。しかし、上記文献に記載の発明は、第３流体通路へ流体を給排する切替弁と、第１流体通路及び第二流体通路に流体を給排する制御弁とが、ポンプに対して並列に配設されており、内燃機関始動と同時に第１流体通路または第２流体通路に流体が供給され、進角用室または遅角用室が流体で満たされてカムシャフトのトルク変動によるバタツキが利用できずロックピンが嵌入しない虞がある。

本発明の目的は、カムシャフトのトルク変動によるバタツキを効果的に利用し、内燃機関の始動時に確実なロック制御をすることができる弁開閉時期制御装置を提供することである。

上記課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、内燃機関の弁開閉用の回転軸と一体に回転する内部ロータと、前記内部ロータに取付けたベーンと、前記内部ロータに所定範囲内にて相対回転可能に組付けられ、前記内燃機関のクランク軸から伝達される動力によって回転する外部ロータと、前記外部ロータの内部に形成され、前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、前記内部ロータと前記外部ロータとの相対回転を拘束可能なロック機構と、前記ロック機構に対して流体を供給して拘束を解除するとともに、前記ロック機構から流体を排出して拘束させるための第３流体通路と、前記第１流体通路及び前記第２流体通路への流体の給排を制御する第１切換弁と、前記第３流体通路への流体の給排を制御する第２切換弁と、を備え、前記第１切換弁と前記第２切換弁とは独立して切換えられるとともに、前記第１切換弁への流体の供給は前記第２切換弁を介して行われるようにしたことである。

また、第２の技術的手段は、第１の技術的手段において、前記第２切換弁は、前記第１切換弁及び前記第３流体通路へ流体を吐出する第１の位置と前記第１切換弁及び前記第３流体通路からの流体を排出する第２の位置とを有することである。

また、第３の技術的手段は、第２の技術的手段において、前記第２切換弁は、前記第１切換弁へ流体を吐出するとともに前記第３流体通路からの流体を排出する第３の位置を有することである。

また、第４の技術的手段は、第１の技術的手段において、前記第１切換弁と前記第２切換弁との接続通路に、前記第１切換弁への流体の流通を許可し前記第２切換弁への流体の流通を禁止する逆止弁を設けるとともに、前記逆止弁と前記第１切換弁との接続通路から分岐し前記第２切換弁に接続するバイパス通路を設け、前記第２切換弁は前記第１切換弁及び前記第３流体通路へ流体を吐出するとともに前記バイパス通路を閉塞する第１の位置と前記第１切換弁への通路を閉塞し前記第３流体通路および前記バイパス通路からの流体を排出する第２の位置とを有することである。

また、第５の技術的手段は、第４の技術的手段において、前記第２切換弁は、前記逆止弁を介して第１切換弁へ流体を吐出するとともに前記第３流体通路からの流体を排出し、かつ前記バイパス通路を閉塞する第３の位置を有することである。

また、第６の技術的手段は、第１の技術的手段において、前記第１切換弁と前記第２切換弁との接続通路に前記第１切換弁への流体の流通を許可し前記第２切換弁への流体の流通を禁止する逆止弁を設けるとともに、前記第１流体通路の途中から分岐し前記第２切換弁に接続する第１バイパス通路と、前記第２流体通路の途中から分岐し前記第２切換弁に接続する第２バイパス通路とを有し、前記第２切換弁は前記第１切換弁及び前記第３流体通路へ流体を吐出するとともに前記第１バイパス通路及び前記第２バイパス通路を閉塞する第１の位置と、前記第１切換弁への通路を閉塞し前記第３流体通路および前記第１バイパス通路及び前記第２バイパス通路からの流体を排出する第２の位置とを有することである。

また、第７の技術的手段は、第６の技術的手段において、前記第２切換弁は、前記逆止弁を介して前記第１切換弁へ流体を吐出するとともに前記第３流体通路からの流体を排出し、かつ前記第１バイパス通路及び前記第２バイパス通路を閉塞する第３の位置を有することである。

また、第８の技術的手段は、第１の技術的手段乃至第７の技術的手段のいずれか一つの技術的手段において、前記ロック機構は、前記外部ロータに形成した退避溝と、前記退避溝に収容され、前記内部ロータの外周面に向けて付勢される規制体と、前記内部ロータと前記外部ロータとの相対位相が所定の位相で同期したとき前記規制体が嵌入するように前記内部ロータに形成される受容溝とで構成されることである。

また、第９の技術的手段は、第８の技術的手段において、前記第３流体通路は、前記受容溝に流体を供給して前記規制体を前記受容溝から前記退避溝に退避させて拘束を解除するとともに、前記受容溝の流体を排出して前記規制体を前記受容溝に嵌入させて拘束させることである。

本発明によれば、第１流体通路及び第２流体通路への流体の給排を制御する第１切換弁と、第３流体通路への流体の給排を制御する第２切換弁とは独立して切換えられるとともに、第１切換弁への流体の供給は第２切換弁を介して行われるようにしたので、内燃機関の始動時に第２切換弁を非通電状態（第２切換弁が電気制御により切換可能に作動する場合）、または第２切換弁に油圧を作用させない（第２切換弁が油圧制御により切換可能に作動する場合）ことにより第１切換弁に流体が供給されないようにできる。その結果、進角用室及び遅角用室に流体が供給されないので、カムシャフトのトルク変動によるバタツキを効果的に利用して規制体を受容溝に嵌入させ、内燃機関の始動時に弁開閉時期制御装置を確実にロック状態とすることができる。

また、第２切換弁は、第１切換弁及び第３流体通路へ流体を吐出する第１の位置と第１切換弁及び第３流体通路からの流体を排出する第２の位置とを有するので、第２切換弁への通電・非通電、または第２切換弁に対して油圧を作用させる・作用させないで簡単に流体通路を切換えることができる。

また、第２切換弁は、第１切換弁へ流体を吐出するとともに第３流体通路からの流体を排出する第３の位置を有するので、ロック状態からロックを解除する前に進角用室または遅角用室に流体を供給することができ、ロック解除直後のカムシャフトのトルク変動によるバタツキを抑えて弁開閉時期制御装置を制御できる。

また、第１切換弁と第２切換弁との接続通路に、第１切換弁への流体の流通を許可し第２切換弁への流体の流通を禁止する逆止弁を設けるとともに、逆止弁と第１切換弁との接続通路から分岐し第２切換弁に接続するバイパス通路を設け、第２切換弁は第１切換弁及び第３流体通路へ流体を吐出するとともにバイパス通路を閉塞する第１の位置と第１切換弁への通路を閉塞し第３流体通路およびバイパス通路からの流体を排出する第２の位置とを有するので、ロック解除後にカムシャフトのトルク変動による流体の脈動がロック解除状態を保持する第３流体通路の流体圧に影響することを防ぎ安定したロック状態を保持することができる。

また、上記に加え、第２切換弁は、逆止弁を介して第１切換弁へ流体を吐出するとともに第３流体通路からの流体を排出し、かつバイパス通路を閉塞する第３の位置を有するので、ロック状態からロックを解除する前に進角用室または遅角用室に流体を供給することができ、ロック解除直後のカムシャフトのトルク変動によるバタツキを抑えて弁開閉時期制御装置を制御できる。

また、第１切換弁と第２切換弁との接続通路に第１切換弁への流体の流通を許可し第２切換弁への流体の流通を禁止する逆止弁を設けるとともに、第１流体通路の途中から分岐し第２切換弁に接続する第１バイパス通路と、第２流体通路の途中から分岐し第２切換弁に接続する第２バイパス通路とを有し、第２切換弁は第１切換弁及び第３流体通路へ流体を吐出するとともに第１バイパス通路及び第２バイパス通路を閉塞する第１の位置と、第１切換弁への通路を閉塞し第３流体通路および第１バイパス通路及び第２バイパス通路からの流体を排出する第２の位置とを有するので、内燃機関始動時に第１切換弁を経由することなく進角用室及び遅角用室の流体を排出でき、カムシャフトのトルク変動によるバタツキを効果的に利用して迅速に規制体を受容溝に嵌入させ、内燃機関の始動時に弁開閉時期制御装置を確実にロック状態とすることができる。

また、上記に加え、第２切換弁は、逆止弁を介して第１切換弁へ流体を吐出するとともに第３流体通路からの流体を排出し、かつ第１バイパス通路及び第２バイパス通路を閉塞する第３の位置を有するので、ロック状態からロックを解除する前に進角用室または遅角用室に流体を供給することができ、ロック解除直後のカムシャフトのトルク変動によるバタツキを抑えて弁開閉時期制御装置を制御できる。

また好ましくは、ロック機構を構成する規制体が、内部ロータの外周面に向けて付勢されるとよい。換言すると回転軸と一体回転する内部ロータの回転中心側に向けて付勢されているとよい。すなわち、規制体による内部ロータと外部ロータとの規制を解除する際には、規制体を付勢する方向とは反対の方向に第３流体通路からの流体圧を作用させるとともに、内部ロータ及び外部ロータの回転に伴い作用する遠心力により規制を解除できる。したがって、規制体の規制解除時には、規制体に対して遠心力を作用できるため、第３流体通路からの流体圧が低くても解除できる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第一の実施形態を示す全体構成図本発明に係る弁開閉時期制御装置の第一の実施形態のロック状態にある弁開閉時期制御機構を示す全体構成図ロック解除状態で最遅角状態にある弁開閉時期制御機構の要部断面図最進角状態にある弁開閉時期制御機構の要部断面図本発明に係る弁開閉時期制御装置の第二の実施形態を示す全体構成図本発明に係る弁開閉時期制御装置の第三の実施形態を示す全体構成図本発明に係る弁開閉時期制御装置の第四の実施形態を示す全体構成図本発明に係る弁開閉時期制御装置の第五の実施形態を示す全体構成図本発明に係る弁開閉時期制御装置の第六の実施形態を示す全体構成図

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

＜第一の実施形態＞
図１及び図２に示した本発明による弁開閉時期制御装置は、カムシャフト１０と内部ロータ３０及び内部ロータ３０に取付けたベーン５０とからなる弁開閉用の回転軸と、この回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ４０、ロックプレート６０及びタイミングスプロケット７０等の回転伝達部材によって構成されている。カムシャフト１０の外周はシリンダヘッド８１によって回転自在に支持されている。また、タイミングスプロケット７０には、周知のように、クランク軸（図示省略）からタイミングチェーン（図示省略）を介して図２の時計方向に回転動力が伝達されるように構成されている。

カムシャフト１０は、吸気弁（図示省略）又は排気弁（図示省略）を開閉する周知のカム（図示省略）を有していて、図１及び図２に示したように、内部にはカムシャフト１０の軸方向に延びる進角通路１１、遅角通路１２及びパイロット通路１３が設けられている。進角通路１１は、シリンダヘッド８１のカムシャフト１０の支持部の内周側に設けた環状通路９１及び接続通路９２を介して第１切換弁１００の接続ポート１０１に接続されている。遅角通路１２はカムシャフト１０に設けた取付ボルト１６用の取付孔内に形成されていて、シリンダヘッド８１のカムシャフト１０支持部の内周側に設けた環状通路９３及び接続通路９４を介して切換弁１００の接続ポート１０２に接続されている。パイロット通路１３は、シリンダヘッド８１のカムシャフト１０支持部の内周側に設けた環状通路９５及び接続通路９６を介して第２切換弁１１０の接続ポート１１１に接続されている。また、第１切換弁１００の供給ポート１０３と第２切換弁１１０の接続ポート１１２とは接続通路９７を介して接続されている。

第１切換弁１００は、制御装置ＥＣＵによって切換作動を制御されるものである。図１及び図２に示した進角位置に切換えられている状態では、供給ポート１０３が接続ポート１０１に接続されて連通するとともに、接続ポート１０２がオイルパン１３０に接続された排出ポート１０４に接続されて連通する。また、図示の非通電状態から通電状態である右方の遅角位置に切換えられた状態では、供給ポート１０３が接続ポート１０２に接続されて連通するとともに、接続ポート１０１が排出ポート１０４に接続されて連通する。

このため、進角位置の状態ではオイルポンプ１２０から第２切換弁１１０を介して進角通路１１にオイルが供給されるとともに遅角通路１２からオイルパン１３０にオイルが排出される。また、遅角位置の状態ではオイルポンプ１２０から第２切換弁１１０を介して遅角通路１２にオイルが供給されるとともに進角通路１１からオイルパン１３０にオイルが排出される。

第２切換弁１１０は、制御装置ＥＣＵによって切換作動を制御されるものである。図１に示した供給位置に切換えられている状態では接続ポート１１１と接続ポート１１２とがオイルポンプ１２０に接続された供給ポート１１４に接続されて連通するとともにオイルパン１３０に接続された排出ポート１１３との連通を遮断される。また、図２に示した排出位置に切換えられた状態では接続ポート１１１と接続ポート１１２とが供給ポート１１４との連通を遮断されるとともに排出ポート１１３に接続されて連通する。このため、供給位置の状態ではパイロット通路１３と第１切換弁１００の供給ポート１０３とにオイルが供給され、排出位置の状態ではパイロット通路１３と第１切換弁１００の供給ポート１０３とからオイルパン１３０にオイルが排出される。

内部ロータ３０は、ボルト１６によってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、４枚の各ベーン５０をそれぞれ径方向に取付けるためのベーン溝３１を有するとともに、図１及び図２に示した状態、すなわちカムシャフト１０、内部ロータ３０等回転軸と外部ロータ４０、タイミングプーリ７０等回転伝達部材の相対位相が所定の位相で同期したときロックプレート６０の頭部が所定量嵌入される受容溝３２と、この受容溝３２の底部とパイロット通路１３を接続する接続通路３３と、各ベーン５０によって区画された進角用室Ｒ１と進角通路１１を接続する接続通路３４と、各ベーン５０によって区画された遅角用室Ｒ２と遅角通路１２を接続する接続通路３７を有している。なお、各ベーン５０は、ベーン溝３１の底部に収容したスプリング（図示省略）によって径外方に付勢されている。

外部ロータ４０は、内部ロータ３０の外周に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両側にはフロントプレート４１、リアプレート４２がボルト４３によって一体的に締結されている。また、外部ロータ４０には、各ベーン５０を収容し各ベーン５０によって進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに二分される作動室Ｒ０を内部ロータ３０とによって形成されるとともに、ロックプレート６０とこれを内部ロータ３０に向けて付勢するスプリング６１を収容する退避溝４６が外部ロータ４０の径方向に形成されている。

ロックプレート６０は、退避溝４６に外部ロータ４０の径方向にて移動可能に嵌入されており、スプリング６１によって内部ロータ３０に向けて付勢されている。スプリング６１はロックプレート６０とリテーナ６２間に介装した圧縮スプリングであり、リテーナ６２は外部ロータ４０に組付け固定させられている。

尚、本実施形態におけるロック機構は、受容溝３２、退避溝４６、ロックプレート６０（規制体）の他、スプリング６１とリテーナ６２とで構成される。

上記のように構成した本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、図２に示した進角用室Ｒ１の容積が最小となる最遅角でロックプレート６０によるロックがなされている状態にて、制御装置ＥＣＵからの信号により第２切換弁１１０に通電されると、図１に示すようにオイルポンプ１２０から第２切換弁１１０を介してパイロット通路１３および第１切換弁１００にオイルが供給される。パイロット通路１３を通して受容溝３２にオイルが供給されると、図３に示したように、ロックプレート６０がスプリング６１に抗して押動されて受容溝３２から外れ退避溝４６内に退避する。このため、ロックプレート６０によるロックが解除されてカムシャフト１０、内部ロータ３０及びベーン５０等の回転軸側部材が外部ロータ４０等の回転伝達部材に対して図３の時計方向へ相対回転可能となる。

また、図３に示した進角用室Ｒ１の容積が最小となる最遅角でロックプレート６０によるロックが解除されている状態にて、オイルポンプ１２０から進角位置に切換えられた第１切換弁１００及び進角通路１１等を通して進角用室Ｒ１にオイルが供給されるとともに、遅角用室Ｒ２からオイルパン１３０にオイルが排出されると、カムシャフト１０、内部ロータ３０及びベーン５０等の回転軸側部材が外部ロータ４０等の回転伝達部材に対して図３の時計方向へ相対回転して図４に示した状態、すなわち遅角用室Ｒ２の容積が最小となる最進角の状態となる。

また、図４に示した遅角用室Ｒ２の容積が最小となる最進角でロックプレート６０によるロックが解除されている状態にてオイルポンプ１２０から遅角位置に切換えられた切換弁１００及び遅角通路１２等を通して遅角用室Ｒ２にオイルが供給されるとともに、進角用室Ｒ１からオイルパン１３０にオイルが排出されると、カムシャフト１０、内部ロータ３０及びベーン５０等の回転軸側部材が外部ロータ４０等の回転伝達部材に対して図４の反時計方向へ相対回転して図３に示した状態、すなわち進角用室Ｒ１の容積が最小となる最遅角の状態となる。内燃機関の駆動時は、内燃機関の運転状態に合わせ最遅角の状態と最進角の状態との間で弁開閉時期が制御される。なお、図４に示した最進角の状態から図３に示した最遅角の状態に移行するときには、受容溝３２が退避溝４６に直接連通しない状態から直接連通する状態となるため、パイロット通路１３を通して受容溝３２に供給されるオイルによってロックプレート６０がスプリング６１に抗して押動されて外部ロータ４０の退避溝４６内に退避し、内部ロータ３０の外周面に当接しない状態となる。

ところで、本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、オイルポンプ１２０から進角通路１１または遅角通路１２へのオイルの給排が第２切換弁１１０を介して第１切換弁１００によって切換えられる。また、オイルポンプ１２０からパイロット通路１３へのオイルの給排が第２切換弁１１０によって切換えられるようになっている。そして、パイロット通路１３へのオイルの給排が進角通路１１及び遅角通路１２へのオイルの給排とは独立して行われるようにしたため、内燃機関の始動時に第２切換弁１１０を非通電状態とし第１切換弁１００およびパイロット通路１３にオイルが供給されないようにできる。

その結果、内燃機関の始動前にロックプレート６０が受容溝３２に入っていない状態であっても、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルが供給されない。よって、カムシャフト１０のトルク変動による内部ロータ３０のバタツキにより、ロックプレート６０を受容溝３２に嵌入させることができ、内燃機関の始動時に内部ロータ３０と外部ロータ４０とを確実にロック状態とすることができる。

内燃機関の始動後は、第２切換弁１１０を通電状態（図１の状態）としオイルポンプ１２０からパイロット通路１３及び第１切換弁１００にオイルを供給することにより、ロックプレート６０の頭部を受容溝３２から退避溝４６に退避させてロックプレート６０によるロックを解除した状態に維持することができる。よって、第１切換弁１００で進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２へ供給するオイル量を制御し弁開閉時期が制御できる。

＜第二の実施形態＞
図５は、本発明の第二の実施形態を示している。本実施形態においては、第一の実施形態の第２切換弁１１０が二位置４ポートであったものを三位置４ポートに変更したものである。

本実施形態の第２切換弁２１０は、パイロット通路１３と第１切換弁１００の供給ポート１０３とにオイルが供給される供給位置と、パイロット通路１３と第１切換弁１００の供給ポート１０３とからオイルパン１３０にオイルが排出される排出位置に加えて、第１切換弁１００へオイルを供給するとともにパイロット通路１３からのオイルを排出する第３の位置を有している。

内燃機関の始動時には、第２切換弁２１０を排出位置とすることで、ロックプレート６０が受容溝３２に入っていない状態であっても、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルが供給されず排出できる。よって、カムシャフト１０のトルク変動による内部ロータ３０のバタツキにより、ロックプレート６０を受容溝３２に嵌入させることができ、内燃機関の始動時に内部ロータ３０と外部ロータ４０とを確実にロック状態とすることができる。

内燃機関の始動直後は、進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とにオイルが少ない状態でロックプレート６０が受容溝３２から抜けるとカムシャフト１０のトルク変動によるバタツキにより弁開閉時期の制御ができない場合がある。そこで第２切換弁２１０を第３の位置に切換えて、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルを供給してバタツキを抑える。進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２がオイルで満たされた後、第２切換弁２１０を供給位置に切換えると、パイロット通路１３にオイルが供給されてロックプレート６０が受容溝３２から抜けてロック解除状態となると同時に、第１切換弁１００の供給ポート１０３にオイルが供給され弁開閉時期の制御が開始できるようになる。

＜第三の実施形態＞
図６は、本発明の第三の実施形態を示している。本実施形態においては、第一の実施形態の第２切換弁１１０が二位置４ポートであったものを二位置６ポートに変更するとともに、第１切換弁１００の供給ポート１０３と第２切換弁３１０の接続ポート１１２とを接続する接続通路９７に逆止弁１５０を設け、接続通路９７の逆止弁１５０と第１切換弁１００との間から分岐し第２切換弁３１０に接続するバイパス通路１６０とを追加したものである。

本実施形態の第２切換弁３１０は、パイロット通路１３と第１切換弁１００の供給ポート１０３とにオイルが供給されバイパス通路１６０を閉塞する供給位置と、パイロット通路１３とバイパス通路１６０とからオイルパン１３０にオイルが排出され第１切換弁１００の供給ポート１０３とを接続する接続通路９７を閉塞する排出位置を有している。

内燃機関の始動時には、第２切換弁３１０を排出位置とすることで、ロックプレート６０が受容溝３２に入っていない状態であっても、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルが供給されず排出できる。よって、カムシャフト１０のトルク変動による内部ロータ３０のバタツキにより、ロックプレート６０を受容溝３２に嵌入させることができ、内燃機関の始動時に内部ロータ３０と外部ロータ４０とを確実にロック状態とすることができる。

内燃機関の始動後は、第２切換弁３１０を通電状態（図６の状態）としオイルポンプ１２０からパイロット通路１３及び第１切換弁１００にオイルを供給することにより、ロックプレート６０の頭部を受容溝３２から退避溝４６に退避させてロックプレート６０によるロックを解除した状態に維持することができるとともに、第１切換弁１００で進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２へ供給するオイル量を制御し弁開閉時期が制御できる。さらに、接続通路９７に設けられた逆止弁１５０は、ロック解除後にカムシャフト１０のトルク変動によるオイルの脈動がロック解除状態を維持するパイロット通路１３のオイル圧に影響することを防ぐので、安定したロック解除状態を維持することができる。

＜第四の実施形態＞
図７は、本発明の第四の実施形態を示している。本実施形態においては、第三の実施形態の第２切換弁３１０が二位置６ポートであったものを三位置６ポートに変更したものである。

本実施形態の第２切換弁４１０は、パイロット通路１３と第１切換弁１００の供給ポート１０３とにオイルが供給されバイパス通路１６０を閉塞する供給位置と、パイロット通路１３とバイパス通路１６０とからオイルパン１３０にオイルが排出され第１切換弁１００の供給ポート１０３とを接続する接続通路９７を閉塞する排出位置に加えて、第１切換弁１００へオイルを供給するとともにパイロット通路１３からのオイルを排出しバイパス通路１６０を閉塞する第３の位置を有している。

内燃機関の始動時には、第２切換弁４１０を排出位置とすることで、ロックプレート６０が受容溝３２に入っていない状態であっても、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルが供給されず排出できる。よって、カムシャフト１０のトルク変動による内部ロータ３０のバタツキにより、ロックプレート６０を受容溝３２に嵌入させることができ、内燃機関の始動時に内部ロータ３０と外部ロータ４０とを確実にロック状態とすることができる。

内燃機関の始動直後は、進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とにオイルが少ない状態でロックプレート６０が受容溝３２から抜けるとカムシャフト１０のトルク変動によるバタツキにより弁開閉時期の制御ができない場合がある。そこで第２切換弁４１０を第３の位置に切換えて、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルを供給してバタツキを抑える。進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２がオイルで満たされた後、第２切換弁４１０を供給位置に切換えると、パイロット通路１３にオイルが供給されてロックプレート６０が受容溝３２から抜けてロック解除状態となると同時に、第１切換弁１００の供給ポート１０３にオイルが供給され弁開閉時期の制御が開始できるようになる。さらに、接続通路９７に設けられた逆止弁１５０は、ロック解除後にカムシャフト１０のトルク変動によるオイルの脈動がロック解除状態を維持するパイロット通路１３のオイル圧に影響することを防ぐので、安定したロック解除状態を維持することができる。

＜第五の実施形態＞
図８は、本発明の第五の実施形態を示している。本実施形態においては、第三の実施形態の第２切換弁３１０が二位置６ポートであったものを二位置８ポートに変更するとともに、バイパス通路１６０に代わり、進角通路１１と第１切換弁１００とを接続する接続通路９２から分岐して第２切換弁５１０に接続する第１バイパス通路１７０と、遅角通路１２と第１切換弁１００とを接続する接続通路９４から分岐して第２切換弁５１０に接続する第２バイパス通路１８０とを追加したものである。

本実施形態の第２切換弁５１０は、パイロット通路１３と第１切換弁１００の供給ポート１０３とにオイルが供給され第１バイパス通路１７０及び第２バイパス通路１８０を閉塞する供給位置と、パイロット通路１３と第１バイパス通路１７０及び第２バイパス通路１８０とからオイルパン１３０にオイルが排出され第１切換弁１００の供給ポート１０３とを接続する接続通路９７を閉塞する排出位置を有している。

内燃機関の始動時には、第２切換弁５１０を排出位置とすることで、ロックプレート６０が受容溝３２に入っていない状態であっても、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルが供給されず排出できる。よって、カムシャフト１０のトルク変動による内部ロータ３０のバタツキにより、ロックプレート６０を受容溝３２に嵌入させることができ、内燃機関の始動時に内部ロータ３０と外部ロータ４０とを確実にロック状態とすることができる。

なお、内部ロータ３０のバタツキにより、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２からのオイルが排出される際、排出通路に第１切換弁１００を経由することなく第１バイパス通路１７０及び第２バイパス通路１８０から排出できるので、排出オイルの排出抵抗が小さくなって、第三の実施形態より短いバタツキ回数でロックプレート６０を受容溝３２に嵌入させることができる。

内燃機関の始動後は、第２切換弁５１０を通電状態（図８の状態）としオイルポンプ１２０からパイロット通路１３及び第１切換弁１００にオイルを供給することにより、ロックプレート６０の頭部を受容溝３２から退避溝４６に退避させてロックプレート６０によるロックを解除した状態に維持することができるとともに、第１切換弁１００で進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２へ供給するオイル量を制御し弁開閉時期が制御できる。さらに、接続通路９７に設けられた逆止弁１５０は、ロック解除後にカムシャフト１０のトルク変動によるオイルの脈動がロック解除状態を維持するパイロット通路１３のオイル圧に影響することを防ぐので、安定したロック解除状態を維持することができる。

＜第六の実施形態＞
図９は、本発明の第六の実施形態を示している。本実施形態においては、第五の実施形態の第２切換弁５１０が二位置８ポートであったものを三位置８ポートに変更したものである。

本実施形態の第２切換弁６１０は、パイロット通路１３と第１切換弁１００の供給ポート１０３とにオイルが供給され第１バイパス通路１７０及び第２バイパス通路１８０を閉塞する供給位置と、パイロット通路１３と第１バイパス通路１７０及び第２バイパス通路１８０とからオイルパン１３０にオイルが排出され第１切換弁１００の供給ポート１０３とを接続する接続通路９７を閉塞する排出位置に加えて、第１切換弁１００へオイルを供給するとともにパイロット通路１３からのオイルを排出し第１バイパス通路１７０及び第２バイパス通路１８０を閉塞する第３の位置を有している。

内燃機関の始動時には、第２切換弁６１０を排出位置とすることで、ロックプレート６０が受容溝３２に入っていない状態であっても、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルが供給されず排出できる。よって、カムシャフト１０のトルク変動による内部ロータ３０のバタツキにより、ロックプレート６０を受容溝３２に嵌入させることができ、内燃機関の始動時に内部ロータ３０と外部ロータ４０とを確実にロック状態とすることができる。

内燃機関の始動直後は、進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とにオイルが少ない状態でロックプレート６０が受容溝３２から抜けるとカムシャフト１０のトルク変動によるバタツキにより弁開閉時期の制御ができない場合がある。そこで第２切換弁６１０を第３の位置に切換えて、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２にオイルを供給してバタツキを抑える。進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２がオイルで満たされた後、第２切換弁４１０を供給位置に切換えると、パイロット通路１３にオイルが供給されてロックプレート６０が受容溝３２から抜けてロック解除状態となると同時に、第１切換弁１００の供給ポート１０３にオイルが供給され弁開閉時期の制御が開始できるようになる。さらに、接続通路９７に設けられた逆止弁１５０は、ロック解除後にカムシャフト１０のトルク変動によるオイルの脈動がロック解除状態を維持するパイロット通路１３のオイル圧に影響することを防ぐので、安定したロック解除状態を維持することができる。

１０・・・カムシャフト
１１・・・進角通路（第１流体通路）
１２・・・遅角通路（第２流体通路）
１３・・・パイロット通路（第３流体通路）
３０・・・内部ロータ
３２・・・受容溝（ロック機構）
４０・・・外部ロータ
４１・・・フロントプレート
４２・・・リアプレート
４６・・・退避溝（ロック機構）
５０・・・ベーン
６０・・・ロックプレート（規制体、ロック機構）
８１・・・シリンダヘッド
１００・・・第１切換弁
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０・・・第２切換弁
１２０・・・オイルポンプ
１３０・・・オイルパン
１５０・・・逆止弁
１６０・・・バイパス通路
１７０・・・第１バイパス通路
１８０・・・第２バイパス通路
ＥＣＵ・・・制御装置
Ｒ０・・・作動室（流体圧室）
Ｒ１・・・進角用室
Ｒ２・・・遅角用室

Claims

内燃機関の弁開閉用の回転軸と一体に回転する内部ロータと、
前記内部ロータに取付けたベーンと、
前記内部ロータに所定範囲内にて相対回転可能に組付けられ、前記内燃機関のクランク軸から伝達される動力によって回転する外部ロータと、
前記外部ロータの内部に形成され、前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、
前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、
前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、
前記内部ロータと前記外部ロータとの相対回転を拘束可能なロック機構と、
前記ロック機構に対して流体を供給して拘束を解除するとともに、前記ロック機構から流体を排出して拘束させるための第３流体通路と、
前記第１流体通路及び前記第２流体通路への流体の給排を制御する第１切換弁と、
前記第３流体通路への流体の給排を制御する第２切換弁と、を備え、
前記第１切換弁と前記第２切換弁とは独立して切換えられるとともに、前記第１切換弁への流体の供給は前記第２切換弁を介して行われるようにしたことを特徴とした弁開閉時期制御装置。
請求項１において、
前記第２切換弁は、前記第１切換弁及び前記第３流体通路へ流体を吐出する第１の位置と前記第１切換弁及び前記第３流体通路からの流体を排出する第２の位置とを有することを特徴とした弁開閉時期制御装置。
請求項２において、
前記第２切換弁は、前記第１切換弁へ流体を吐出するとともに前記第３流体通路からの流体を排出する第３の位置を有することを特徴とした弁開閉時期制御装置。
請求項１において、
前記第１切換弁と前記第２切換弁との接続通路に、前記第１切換弁への流体の流通を許可し前記第２切換弁への流体の流通を禁止する逆止弁を設けるとともに、
前記逆止弁と前記第１切換弁との接続通路から分岐し前記第２切換弁に接続するバイパス通路を設け、
前記第２切換弁は前記第１切換弁及び前記第３流体通路へ流体を吐出するとともに前記バイパス通路を閉塞する第１の位置と前記第１切換弁への通路を閉塞し前記第３流体通路および前記バイパス通路からの流体を排出する第２の位置とを有することを特徴とした弁開閉時期制御装置。
請求項４において、
前記第２切換弁は、前記逆止弁を介して第１切換弁へ流体を吐出するとともに前記第３流体通路からの流体を排出し、かつ前記バイパス通路を閉塞する第３の位置をすることを特徴とした弁開閉時期制御装置。
請求項１において、
前記第１切換弁と前記第２切換弁との接続通路に前記第１切換弁への流体の流通を許可し前記第２切換弁への流体の流通を禁止する逆止弁を設けるとともに、前記第１流体通路の途中から分岐し前記第２切換弁に接続する第１バイパス通路と、前記第２流体通路の途中から分岐し前記第２切換弁に接続する第２バイパス通路とを有し、前記第２切換弁は前記第１切換弁及び前記第３流体通路へ流体を吐出するとともに前記第１バイパス通路及び前記第２バイパス通路を閉塞する第１の位置と、前記第１切換弁への通路を閉塞し前記第３流体通路および前記第１バイパス通路及び前記第２バイパス通路からの流体を排出する第２の位置とを有することを特徴とした弁開閉時期制御装置。
請求項６において、
前記第２切換弁は、前記逆止弁を介して前記第１切換弁へ流体を吐出するとともに前記第３流体通路からの流体を排出し、かつ前記第１バイパス通路及び前記第２バイパス通路を閉塞する第３の位置を有することを特徴とした弁開閉時期制御装置。
請求項１乃至７のいずれか一項において、
前記ロック機構は、前記外部ロータに形成した退避溝と、
前記退避溝に収容され、前記内部ロータの外周面に向けて付勢される規制体と、
前記内部ロータと前記外部ロータとの相対位相が所定の位相で同期したとき前記規制体が嵌入するように前記内部ロータに形成される受容溝とで構成されることを特徴とした弁開閉時期制御装置。
請求項８において、
前記第３流体通路は、前記受容溝に流体を供給して前記規制体を前記受容溝から前記退避溝に退避させて拘束を解除するとともに、前記受容溝の流体を排出して前記規制体を前記受容溝に嵌入させて拘束させることを特徴とした弁開閉時期制御装置。