JP5376227B2 - 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シャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、前記駆動側回転体に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに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で形成された流体圧室と、前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう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、前記駆動側回転体または前記従動側回転体の何れか一方に形成された収容部に装着され、前記収容部とは反対側の回転体に対して出退するロック部材と、前記ロック部材が突出して係止可能となるよう前記反対側の回転体に形成され、前記ロック部材が係止したときに、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最進角位相、最遅角位相、または前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相に拘束するロック溝と、前記ロック部材に作動流体を作用させて、当該ロック部材を前記ロック溝から引退させることが可能なロック解除通路とを備えている弁開閉時期制御装置に関する。

上記弁開閉時期制御装置においては、ロック解除通路の作動流体をロック部材に作用させて、当該ロック部材をロック溝から引退させるにあたって、微小な金属片や金属粉などの異物が作動流体に混入していると、それらの異物がロック溝に滞留し易い。異物がロック部材とロック溝との間に噛み込むとロック部材の円滑な変位が妨げられ、ロック部材の出退動作に悪影響を与えるおそれがある。
このため、従来の弁開閉時期制御装置においては、ロック部材の収容部が形成された方の回転体に、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相が特定位相に調整されたときにロック溝に連通する異物収容空間を形成し、異物をその異物収容空間内に導いて溜めておくことで異物の噛み込みを防止している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−２４７５０９号公報

上記先行技術では、異物を異物収容空間に溜めておくことにより噛み込みを防止しているために、異物が異物収容空間に溜まるほど、内燃機関の回転停止などに伴って、溜まっていた異物がロック溝の側に流出し易くなり、ロック部材とロック溝との間への異物の噛み込みを長期に亘って防止しにくい欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、ロック部材とロック溝との間への異物の噛み込みを長期に亘って防止できるようにすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、前記駆動側回転体に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに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で形成された流体圧室と、前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう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、前記駆動側回転体または前記従動側回転体の何れか一方に形成された収容部に装着され、前記収容部とは反対側の回転体に対して出退するロック部材と、前記ロック部材が突出して係止可能となるよう前記反対側の回転体に形成され、前記ロック部材が係止したときに、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最進角位相、最遅角位相、または前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相に拘束するロック溝と、前記ロック部材に作動流体を作用させて、当該ロック部材を前記ロック溝から引退させることが可能なロック解除通路とを備え、前記ロック解除通路が前記ロック溝に連通され、前記収容部が形成された回転体のうち前記収容部と異なる位置には、前記相対回転位相が特定位相にあるときに前記収容部を介さず前記ロック溝に連通する大気開放通路が設けられている点にある。

本構成の弁開閉時期制御装置であれば、ロック解除通路がロック溝に連通されているので、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相が特定位相にあるときにロック溝に大気開放通路を連通させて、ロック解除通路の作動流体をロック溝、大気開放通路の順に通過させて外部に排出することができる。
よって、異物がロック溝に滞留している場合に、その異物を作動流体と共に外部に排出することができ、ロック部材とロック溝との間への異物の噛み込みを長期に亘って防止できる。

更に本構成の弁開閉時期制御装置であれば、内燃機関の実使用時（例えば車両の走行時）だけでなく、弁開閉時期制御装置を内燃機関に組み付けた直後に、弁開閉時期制御装置に対して作動流体を供給して相対回転位相を特定位相に設定すれば、その時点で異物の排出が可能となる。
従って、内燃機関の実使用前、例えば内燃機関の車両への組み付け時や検査時等に異物の排出が実施できる。この場合、内燃機関の実使用時に相対回転位相が特定位相とならないように弁開閉時期制御装置を制御することにより、後述する駆動側回転体又は従動側回転体の周方向の溝（ロック凹部）を形成しない構成も考えられる。

本発明の第２特徴構成は、前記大気開放通路が前記ロック溝に連通した時の前記流体圧室の作動流体圧力が、前記相対回転位相の調整が可能な最低作動圧力以上になるように設定されている点にある。

本構成によれば、大気開放通路とロック溝との連通により流体圧室の作動流体圧力が低下しても、相対回転位相の調整が困難となることが抑制できる。このため、大気開放通路とロック溝とが連通していても速やかに相対回転位相の調整が行える。

本発明の第３特徴構成は、前記大気開放通路が前記ロック溝に連通した時の前記流体圧室の作動流体圧力が、前記カムシャフトから作用するトルク変動による進角方向及び遅角方向への前記相対回転位相の変動が抑制できる圧力以上になるように設定されている点にある。

本構成によれば、大気開放通路とロック溝との連通により流体圧室の作動流体圧力が低下しても、トルク変動による相対回転位相の変動が抑制でき、意図せずに吸気弁又は排気弁の開閉時期が変更されることが抑制できる。尚、相対回転位相の変動が抑制できる流体圧室の作動流体圧力は、トルク変動による相対回転位相の変動が±２°ＣＡ以下を確保できる程度の圧力であると良い。

本発明の第４特徴構成は、前記大気開放通路は、前記相対回転位相のうちの前記内燃機関の回転数が高いとき又は前記内燃機関に要求される出力トルクが大きいときに調整される特定位相において前記ロック溝に連通するように設けられている点にある。

一般に弁開閉時期制御装置に対する作動流体の供給は、内燃機関に備えた機械式ポンプの吐出油等を用いて行われる。内燃機関の回転数が高いとき又は内燃機関に要求される出力トルクが大きいときは当該ポンプからの吐出圧力は高まる。
よって、本構成であれば、内燃機関の回転数が高く、又は内燃機関に要求される出力トルクが大きく、したがって、ポンプによる吐出圧力が高い作動流体を用いて大気開放通路を通して外部に勢い良く排出できるので、ロック溝に滞留している異物を作動流体と共に外部に効率良く排出することができる。

本発明の第５特徴構成は、前記駆動側回転体の内周側で回転する前記従動側回転体に前記ロック溝が形成され、前記駆動側回転体に前記大気開放通路が回転体径方向に沿って設けられている点にある。

ロック溝に滞留している異物には回転体の回転に伴う遠心力が作用し、異物が作動流体よりも比重が大きい金属片や金属粉などである場合、作動流体に比べて大きな遠心力が作用する。
本構成であれば、作動流体よりも比重が大きい異物を、回転体径方向に沿って設けられた大気開放通路に沿って、作動流体の流動力に加えてその異物に作用する遠心力を活用して外部に円滑に排出することができる。

本発明の第６特徴構成は、前記反対側の回転体の周面には、前記ロック溝が開口するロック凹部を周方向に形成してあり、前記ロック溝と前記大気開放通路とが連通している特定位相にあるときに前記ロック部材が突出して前記ロック凹部の底部に当接した場合にも前記ロック溝と前記大気開放通路とが連通可能であるように、前記ロック凹部の底部に前記駆動側回転体または前記従動側回転体の周方向に溝が形成されている点にある。

本構成であれば、ロック部材がロック凹部に突出すると、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転範囲が規制される。ロック凹部にはロック溝が開口している。このため、ロック凹部に突出したロック部材は、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転でロック溝に係止させることができる。
したがって、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を、最進角位相、最遅角位相、または最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に拘束し易い。
駆動側回転体と従動側回転体とを特定位相になるように相対回転させるときは、ロック解除通路の作動流体をロック部材に作用させて当該ロック部材をロック溝から引退させる。
ところが、特定位相で大気開放通路がロック溝に連通すると作動流体の圧力が低下する。このため、ロック部材がロック凹部に突出してロック溝と大気開放通路との連通が遮断されるおそれがある。
ロック溝と大気開放通路との連通が遮断されると、ロック溝に滞留している異物を外部に排出できなくなる問題がある。
本構成であれば、ロック部材がロック凹部の底部に当接した場合にも、ロック溝と大気開放通路とを連通させることができる。
よって、ロック溝に滞留している異物を外部に確実に排出することができる。

本発明の第７特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、前記駆動側回転体に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに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で形成された流体圧室と、前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう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、前記駆動側回転体または前記従動側回転体の何れか一方に形成された収容部に装着され、前記収容部とは反対側の回転体に対して出退するロック部材と、前記ロック部材が突出して係止可能となるよう前記反対側の回転体に形成され、前記ロック部材が係止したときに、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最進角位相、最遅角位相、または前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相に拘束するロック溝と、前記ロック部材に作動流体を作用させて、当該ロック部材を前記ロック溝から引退させることが可能なロック解除通路とを備え、前記ロック解除通路が前記ロック溝に連通され、前記収容部が形成された回転体のうち前記収容部と異なる位置には、前記相対回転位相が特定位相にあるときに前記収容部を介さず前記ロック溝に連通する大気開放通路が設けられ、前記大気開放通路が前記ロック溝に連通した時の前記流体圧室の作動流体圧力が、前記相対回転位相の調整が可能な最低作動圧力以上になるように設定されている点にある。
本構成であれば、ロック解除通路がロック溝に連通されているので、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相が特定位相にあるときにロック溝に大気開放通路を連通させて、ロック解除通路の作動流体をロック溝、大気開放通路の順に通過させて外部に排出することができる。よって、異物がロック溝に滞留している場合に、その異物を作動流体と共に外部に排出することができ、ロック部材とロック溝との間への異物の噛み込みを長期に亘って防止できる。また、大気開放通路とロック溝との連通により流体圧室の作動流体圧力が低下しても、相対回転位相の調整が困難となることが抑制できる。このため、大気開放通路とロック溝とが連通していても速やかに相対回転位相の調整が行える。

弁開閉時期制御装置の全体構成を示す断面図 流体制御弁の作動構成を示す略図 特定作動状態における図１のIII −III 線断面図 特定作動状態における図１のIII −III 線断面図 （ａ）特定作動状態における図１のIII −III 線断面図，（ｂ）要部の断面図 （ａ）特定作動状態における図１のIII −III 線断面図，（ｂ）要部の断面図 特定作動状態における図１のIII −III 線断面図 第２実施形態の特定作動状態における断面図 第２実施形態の特定作動状態における断面図 第２実施形態の特定作動状態における断面図

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〕

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、弁開閉時期制御装置に設けられた流体制御弁（ＯＣＶ）Ｖ１の作動構成を示す図である。図３，図４，図５（ａ），図６（ａ），図７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 線断面図である。図５（ｂ），図６（ｂ）は、要部の断面図である。

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）に対して図中の矢印Ｓの方向に同期回転する駆動側回転体としての外部ロータ１と、外部ロータ１の内周側で当該外部ロータ１に対して相対回転するように支持され、かつ、エンジンの弁開閉用のカムシャフト３に図中の矢印Ｓの方向に同期回転する従動側回転体としての内部ロータ２とを備えている。

外部ロータ１と内部ロータ２は回転軸芯Ｘの周りで互いに相対摺動回転可能に同軸上に配置されている。外部ロータ１と内部ロータ２との間には流体圧室４が形成されている。流体圧室４は、内部に配置された仕切部としてのベーン５によって遅角室４ａと進角室４ｂとに仕切られている。

遅角室４ａ又は進角室４ｂに作動油が供給されることによって外部ロータ１と内部ロータ２とが相対回転し、遅角室４ａ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（図中の矢印Ｓ１の方向）に変位し、進角室４ｂ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の同相対回転位相が進角側（図中の矢印Ｓ２の方向）に変位する。

外部ロータ１は、内部ロータ２に対して所定の最進角位相と最遅角位相とに亘る位相範囲で相対摺動回転可能に外装された筒状のロータ本体１ａと、ロータ本体１ａの前後にネジ等で連結されたフロントプレート１ｂとリアプレート１ｃとを備え、ロータ本体１ａにはタイミングスプロケット６が一体的に設けられている。
タイミングスプロケット６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に亘って、タイミングベルト等の動力伝達部材７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７を介してタイミングスプロケット６に回転動力が伝達され、外部ロータ１が図中の矢印Ｓで示す回転方向に回転駆動される。
外部ロータ１の回転に伴って、内部ロータ２が外部ロータ１と同じ回転方向に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。

弁開閉時期制御装置は、外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相を、図３に示すように、最進角位相と最遅角位相との間の内燃機関の始動に適した所定位相である中間ロック位相に拘束するロック機構８が設けられている。

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シャフト３の角度位相を検出するセンサとが設けられている。
本発明に係る弁開閉時期制御装置を制御する電子制御ユニット９（ＥＣＵ）は、これらのセンサの検出結果から外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相を検出し、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。

電子制御ユニット９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、電子制御ユニット９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、この電子制御ユニット９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。

本実施形態では、エンジンの回転数が高くなるほど最進角位相に近くなるように、相対回転位相が調整される。尚、最進角位相に近くなるように相対回転位相が調整される場合は、エンジンの回転数が高い場合だけではなく、例えば上り坂での発進時等、大きな出力トルクが必要な時であって、エンジンの回転数が低くても相対回転位相が最進角位相に近くなる。
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）
図３〜図７に示すように、外部ロータ１のロータ本体１ａ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１０が、回転方向に沿って互いに離間して並設されている。外部ロータ１の隣接する突部１０の夫々の間に流体圧室４が形成されている。

内部ロータ２の外周部の各流体圧室１０に対面する個所にはベーン溝１１が形成されている。ベーン溝１１には、流体圧室４の内部を相対回転方向（図中の矢印Ｓ１，Ｓ２の方向）で互いに隣り合う進角室４ｂと遅角室４ａとに仕切るベーン５が、回転体径方向に沿って摺動可能に支持されている。

進角室４ｂは内部ロータ２に形成された進角通路１２に連通し、遅角室４ａは内部ロータ２に形成された遅角通路１３に連通している。遅角通路１３及び進角通路１２は、エンジンのオイルパン１４と接続された油圧回路１５に接続されている。

（油圧回路）
油圧回路１５は、進角通路１２及び遅角通路１３を介して進角室４ｂ及び遅角室４ａ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４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４ｂ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４ａの容積が最大となる時の相対回転位相）とに亘る位相範囲で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１５は、図１，図３に示すように、エンジンの駆動力で駆動されて、作動油となるエンジンオイル（作動流体の一例）を流体制御弁（ＯＣＶ）Ｖ１及び流体切換弁（ＯＳＶ）Ｖ２側に供給するポンプＰを備えており、電子制御ユニット９からの制御指令に伴って、ポンプＰの回転数が制御される。

進角通路１２及び遅角通路１３が流体制御弁Ｖ１の所定のポートに接続され、後述する遅角用ロック解除通路１６と進角用ロック解除通路１７が流体切換弁Ｖ２の所定のポートに接続されている。

流体圧室４（進角室４ｂ及び遅角室４ａ）への作動油の供給及び排出は、油圧回路１５に介装されているポンプＰとスプール式の流体制御弁Ｖ１とを介して行われる。

図２及び図３に示すように、流体制御弁Ｖ１は、進角室４ｂへ作動油を供給可能で、且つ、遅角室４ａから作動油を排出可能な第１状態Ｗ１と、進角室４ｂへ作動油を供給可能であり且つ遅角通路１３を閉鎖する第２状態Ｗ２と、進角通路１２及び遅角通路１３の両方を閉鎖して、進角室４ｂ及び遅角室４ａ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１２を閉鎖し且つ遅角室４ａへ作動油を供給可能な第４状態Ｗ４と、進角室４ｂから作動油を排出可能であり且つ遅角室４ａ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４ｂ及び遅角室４ａ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、電子制御ユニット９が流体制御弁Ｖ１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、流体制御弁Ｖ１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図３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１２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１３への開度は徐々に減少する。

流体切換弁Ｖ２は、ロック機構８への作動油の供給及び排出を行うことにより、中間ロック位相におけるロック及びロック解除を行う。

すなわち、後述する遅角規制用ロック片（ロック部材の一例）１８の遅角用ロック溝２０に対する係脱操作と、後述する進角規制用ロック片（ロック部材の一例）１９の進角用ロック溝２１に対する係脱操作とが、流体制御弁Ｖ１による油圧制御とは独立して操作される流体切換弁Ｖ２によって行われる。このため、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、二つのロック片１８，１９の夫々をロック溝２０，２１に確実に係止させ易い。

本実施形態においては、ロック溝２０，２１及びロック解除通路１６，１７は、進角室４ｂ、遅角室４ａ、進角通路１２及び遅角通路１３とは連通していない。そのため、例えば、流体制御弁Ｖ１が第１状態Ｗ１や第５状態Ｗ５とされて、進角室４ｂ或いは遅角室４ａから作動油が排出されても、ロック溝２０，２１及びロック解除通路１６，１７からは作動油が排出されない。

（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２２が設けられている。
トーションスプリング２２は、内部ロータ２を外部ロータ１に対して矢印Ｓ２で示す方向（進角側）に付勢する。これによって、カムシャフト３と一体回転する内部ロータ２の相対位相が、カムシャフト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の回転に対して遅れがちになるのを解消する役目を果たす。

（ロック機構）
図３〜図７に示すように、ロック機構８は、外部ロータ１に設けられた遅角用ロック部２３及び進角用ロック部２４と、内部ロータ２の外周面にその回転軸芯Ｘを中心とする円弧に沿う溝状に形成してあるロック凹部２５とを備える。

遅角用ロック部２３は遅角規制用ロック片１８を備え、進角用ロック部２４は進角規制用ロック片１９を備えている。
遅角規制用ロック片１８は、外部ロータ１に形成された遅角用収容部２６に内部ロータ２に対して出退するように装着され、進角規制用ロック片１９は、外部ロータ１に形成された進角用収容部２７に内部ロータ２に対して出退するように装着されている。

ロック凹部２５は、内部ロータ２の相対回転軸芯Ｘに沿う全幅に亘る溝状に形成され、遅角規制用ロック片１８と進角規制用ロック片１９の夫々が突出して底面に当接可能に設けてある。
ロック凹部２５の内側には、遅角用ロック溝２０と進角用ロック溝２１との二つのロック溝を周方向の両端部に振り分け配置して開口させてある。
したがって、遅角用ロック溝２０と進角用ロック溝２１は、ロック凹部２５を介して連通されている。

遅角用ロック溝２０には、内部ロータ２に向けて突出した遅角規制用ロック片１８の先端部が係止可能であり、進角用ロック溝２１には、内部ロータ２に向けて突出した進角規制用ロック片１９の先端部が係止可能である。

ロック凹部２５の回転体周方向に沿う長さは、遅角規制用ロック片１８と進角規制用ロック片１９とが同時に各ロック溝２０，２１に係止可能な長さに設定してある。
図３に示すように、遅角用ロック溝２０に遅角規制用ロック片１８が係止され、かつ、進角用ロック溝２１に進角規制用ロック片１９が係止されたときに、外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相が中間ロック位相に拘束される。

遅角規制用ロック片１８と進角規制用ロック片１９の夫々は、内部ロータ２に向けて突出するように付勢するバネ２８を設けて、バネ２８の付勢力でロック溝２０，２１に係止されたロック姿勢と、バネ２８の付勢力に抗してロック溝２０，２１から引退したロック解除姿勢とに切り替え可能に設けてある。
ロック部材１８，１９としては、本実施形態に示されたプレート状のロック片の他に棒状のロックピンなどを適宜採用することができる。

遅角用ロック解除通路１６は遅角用ロック溝２０の底面に開口するように連通され、進角用ロック解除通路１７は進角用ロック溝２１の底面に開口するように連通されている。
遅角用ロック解除通路１６の作動油をロック姿勢の遅角規制用ロック片１８に作用させることにより、当該遅角規制用ロック片１８を遅角用ロック溝２０から引退させてロック解除姿勢に切り替えることができる。
進角用ロック解除通路１７の作動油をロック姿勢の進角規制用ロック片１９に作用させることにより、当該進角規制用ロック片１９を進角用ロック溝２１から引退させてロック解除姿勢に切り替えることができる。

遅角規制用ロック片１８をロック凹部２５に突出させることで、内部ロータ２の外部ロータ１に対する中間ロック位相から遅角側（矢印Ｓ１で示す方向）への回転範囲が規制される。
進角規制用ロック片１９をロック凹部２５に突出させることで、内部ロータ２の外部ロータ１に対する中間ロック位相から進角側（矢印Ｓ２で示す方向）への回転範囲が規制される。

中間ロック位相において、流体切換弁Ｖ２の操作で遅角用ロック解除通路１６又は進角用ロック解除通路１７をオイルパン１４に連通させると油圧が低下し、図３に示すように、遅角規制用ロック片１８又は進角規制用ロック片１９がバネ２８の付勢力でロック姿勢に切り替わる。

また、流体切換弁Ｖ２の操作で遅角用ロック解除通路１６又は進角用ロック解除通路１７をポンプＰに接続すると油圧が上昇し、図４に示すように、遅角規制用ロック片１８又は進角規制用ロック片１９がバネ２８の付勢力に抗して外部ロータ１側に引退するロック解除姿勢に切り替わる。

外部ロータ１には、外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相が特定位相にあるときに遅角用ロック溝２０及び進角用ロック溝２１に連通する共通の大気開放通路２９が回転体径方向に沿って設けられている。

大気開放通路２９はロータ本体１ａに形成してあり、図５に示すように、特定位相としてのエンジンの回転数が高いときに調整される最進角位相において遅角用ロック溝２０及び進角用ロック溝２１に連通する。
進角用ロック溝２１は、ロック凹部２５を介して大気開放通路２９に連通する。

各ロック解除通路１６，１７がポンプＰに接続されている状態で大気開放通路２９が各ロック溝２０，２１に連通すると、遅角用ロック解除通路１６の作動油が遅角用ロック溝２０と大気開放通路２９を経由して外部ロータ１の外部に排出され、進角用ロック解除通路１７の作動油が進角用ロック溝２１とロック凹部２５と大気開放通路２９を経由して外部ロータ１の外部に排出される。

よって、作動油に混じっていた異物が遅角用ロック溝２０や進角用ロック溝２１に滞留していても、それらの異物を作動油と共に大気開放通路２９を経由して外部ロータ１の外部に排出できる。

大気開放通路２９がロック溝２０，２１に連通するとロック凹部２５における作動油圧力が低下する。このため、ロック凹部２５に臨む位置で外部ロータ１側に引退していた遅角規制用ロック片１８が、図６に示すようにバネ２８の付勢力でロック凹部２５に向けて突出変位して先端面が凹部底面３０に接当し、ロック凹部２５を介した進角用ロック溝２１と大気開放通路２９との連通が遮断されるおそれがある。

そこで、ロック溝２０，２１と大気開放通路２９とが連通している特定位相にあるときに遅角規制用ロック片１８が突出してロック凹部２５の底部に当接した場合にも進角用ロック溝２１と大気開放通路２９とが連通可能であるように、ロック凹部２５の底部に内部ロータ２の周方向に沿う溝３１が形成されている。

尚、本実施形態においては、図３に示すように、大気開放通路２９をその通路断面積が各ロック解除通路１６，１７の通路断面積よりも小さくなるように形成することにより、流体切換弁Ｖ２の側の油圧回路を介した大気開放通路２９からの作動油の流出量を抑制して、流体制御弁Ｖ１の側の油圧回路における作動油圧力の急激な低下を抑制してある。

これにより、大気開放通路２９がロック溝２０，２１に連通したときの流体圧室４における作動油圧力が、相対回転位相の調整が可能な最低作動圧力以上、かつ、カムシャフト３から作用するトルク変動による進角方向及び遅角方向への相対回転位相の変動が抑制できる圧力以上になるように設定してある。

溝３１は凹部底面３０の回転体周方向に沿う両側に形成してあり、図６（ｂ）に示すように、仮に遅角規制用ロック片１８の先端面が凹部底面３０に接当しても、溝３１を介して、進角用ロック溝２１と大気開放通路２９との連通を確保できるように構成してある。

作動油を外部に排出した後、図７に示すように、外部ロータ１と内部ロータ２との相対回転位相を遅角側に変位させて大気開放通路２９とロック凹部２５との連通を遮断すると作動油の圧力が上昇し、遅角規制用ロック片１８がロック凹部２５から引退してロック解除姿勢に切り替わり、所望の相対回転位相に調整することができる。

〔第２実施形態〕
図８〜図１０は、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置の別実施形態を示し、ロック凹部２５の一端側にのみ遅角用ロック溝２０を形成してあり、進角用ロック溝２１は、ロック凹部２５の他端側から離して形成してある。

よって、図８に示すように、遅角規制用ロック片１８をロック凹部２５に突出させることで、内部ロータ２の外部ロータ１に対する中間ロック位相から遅角側（矢印Ｓ１で示す方向）への回転範囲が規制される。

図９に示すように、遅角用ロック溝２０に遅角規制用ロック片１８が係止され、かつ、進角用ロック溝２１に進角規制用ロック片１９が係止されたときに、外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相が中間ロック位相に拘束される。

外部ロータ１には、図１０に示すように、外部ロータ１に対する内部ロータ２の相対回転位相が特定位相（最進角位相）にあるときに遅角用ロック溝２０に連通する遅角用大気開放通路２９ａと、進角用ロック溝２１に連通する進角用大気開放通路２９ｂとが各別に設けられている。

尚、進角用ロック溝２１に対してロック凹部２５を形成することもできる。
この場合のロック凹部２５は、進角用ロック溝２１に対して進角側、つまり、遅角用ロック溝２０の側に連設する。これにより、エンジン停止時等に内部ロータ２が遅角側に位置していた場合でも、まず、進角規制用ロック片１９が当該ロック凹部２５に突出して内部ロータ２の回転位相を規制して、続く遅角規制用ロック片１８の係合を容易にする。
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〕
１．本発明による弁開閉時期制御装置は、仕切部が駆動側回転体に設けられていてもよい。
２．本発明による弁開閉時期制御装置は、ロック部材を装着してある収容部が従動側回転体に設けられていてもよい。
３．本発明による弁開閉時期制御装置は、ロック部材が係止したときに、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を最進角位相又は最遅角位相に拘束するロック溝を備えていてもよい。
４．本発明による弁開閉時期制御装置は、単一のロック部材と、そのロック部材が係止される単一のロック溝とを備えていてもよい。
５．本発明による弁開閉時期制御装置は、外部ロータ１を構成するロータ本体１ａとフロントプレート１ｂとの界面又はロータ本体１ａとリアプレート１ｃとの界面、或いは、フロントプレート１ｂ又はリアプレート１ｃ自体に大気開放通路が設けられていてもよい。６．本発明による弁開閉時期制御装置は、エンジンブロックの内部に開放された大気開放通路を設けてあってもよい。
７．本発明による弁開閉時期制御装置は、大気開放通路が、相対回転位相のうちの内燃機関に要求される出力トルクが大きいときに調整される特定位相においてロック溝に連通するように設けられていてもよい。

１ 駆動側回転体
２ 従動側回転体
３ カムシャフト
４ 流体圧室
４ａ 遅角室
４ｂ 進角室
５ 仕切部
１８，１９ ロック部材
２０，２１ ロック溝
１６，１７ ロック解除通路
２５ ロック凹部
２６，２７ 収容部
２９ 大気開放通路
３１ 溝
Ｐ ポンプ

Claims (7)

1. 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、
   前記駆動側回転体に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに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で形成された流体圧室と、
   前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう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、
   前記駆動側回転体または前記従動側回転体の何れか一方に形成された収容部に装着され、前記収容部とは反対側の回転体に対して出退するロック部材と、
   前記ロック部材が突出して係止可能となるよう前記反対側の回転体に形成され、前記ロック部材が係止したときに、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最進角位相、最遅角位相、または前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相に拘束するロック溝と、
   前記ロック部材に作動流体を作用させて、当該ロック部材を前記ロック溝から引退させることが可能なロック解除通路とを備え、
   前記ロック解除通路が前記ロック溝に連通され、
   前記収容部が形成された回転体のうち前記収容部と異なる位置には、前記相対回転位相が特定位相にあるときに前記収容部を介さず前記ロック溝に連通する大気開放通路が設けられている弁開閉時期制御装置。
2. 前記大気開放通路が前記ロック溝に連通した時の前記流体圧室の作動流体圧力が、前記相対回転位相の調整が可能な最低作動圧力以上になるように設定されている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記大気開放通路が前記ロック溝に連通した時の前記流体圧室の作動流体圧力が、前記カムシャフトから作用するトルク変動による進角方向及び遅角方向への前記相対回転位相の変動が抑制できる圧力以上になるように設定されている請求項１又は２記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記大気開放通路は、前記相対回転位相のうちの前記内燃機関の回転数が高いとき又は前記内燃機関に要求される出力トルクが大きいときに調整される特定位相において前記ロック溝に連通するように設けられている請求項１〜３の何れか１項記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記駆動側回転体の内周側で回転する前記従動側回転体に前記ロック溝が形成され、前記駆動側回転体に前記大気開放通路が回転体径方向に沿って設けられている請求項１〜４の何れか１項記載の弁開閉時期制御装置。
6. 前記反対側の回転体の周面には、前記ロック溝が開口するロック凹部を周方向に形成してあり、
   前記ロック溝と前記大気開放通路とが連通している特定位相にあるときに前記ロック部材が突出して前記ロック凹部の底部に当接した場合にも前記ロック溝と前記大気開放通路とが連通可能であるように、前記ロック凹部の底部に前記駆動側回転体または前記従動側回転体の周方向に溝が形成されている請求項１〜５の何れか１項記載の弁開閉時期制御装置。
7. 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、
   前記駆動側回転体に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに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で形成された流体圧室と、
   前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう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、
   前記駆動側回転体または前記従動側回転体の何れか一方に形成された収容部に装着され、前記収容部とは反対側の回転体に対して出退するロック部材と、
   前記ロック部材が突出して係止可能となるよう前記反対側の回転体に形成され、前記ロック部材が係止したときに、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最進角位相、最遅角位相、または前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相に拘束するロック溝と、
   前記ロック部材に作動流体を作用させて、当該ロック部材を前記ロック溝から引退させることが可能なロック解除通路とを備え、
   前記ロック解除通路が前記ロック溝に連通され、
   前記収容部が形成された回転体のうち前記収容部と異なる位置には、前記相対回転位相が特定位相にあるときに前記収容部を介さず前記ロック溝に連通する大気開放通路が設けられ、
   前記大気開放通路が前記ロック溝に連通した時の前記流体圧室の作動流体圧力が、前記相対回転位相の調整が可能な最低作動圧力以上になるように設定されている弁開閉時期制御装置。

Images