JP5438654B2 - 内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルブタイミングを変更する可変動弁機構と同バルブタイミングを特定時期に保持する保持機構とを備える内燃機関の油圧式駆動式可変動弁装置に関する。

内燃機関に搭載される装置として、カム軸により開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを運転状態に応じて変更する可変動弁機構を備えた油圧駆動式の可変動弁装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

例えば図７（Ａ）に示す可変動弁機構１は、クランク軸に同期して回転するハウジング２及びカム軸に同期して回転するベーンロータ３といった同一の回転軸周りに回転する２つの回転体を備えている。このベーンロータ３の各ベーン３Ａは、ハウジング２の内部に形成された収容室４に配置されている。それらベーン３Ａにより、収容室４が進角室５と遅角室６とに区画されている。そして、進角室５及び遅角室６に供給される作動油の圧力により同収容室４でベーン３Ａを変位させ、上述したハウジング２とベーンロータ３とを相対回転させることにより、バルブタイミングが変更される。なお、図７では、カム軸の回転方向、すなわちベーンロータ３の回転方向を矢印Ｒにて示している。

また、この可変動弁機構１には、最進角時期と最遅角時期との間の特定時期にバルブタイミングを保持するための保持機構７が設けられている。この保持機構７は、図７（Ｂ）に示すように、ベーン３Ａに設けられたピン７Ａと、同ピン７Ａをベーンロータ３から突出する方向に付勢するばね７Ｂと、作動油が供給される油圧室７Ｃと、ハウジング２に設けられた凹部７Ｄとを備えている。そして、機関停止時において油圧室７Ｃにおける油圧が低下すると、ばね７Ｂにより付勢されたピン７Ａが凹部７Ｄに嵌入することによりベーンロータ３とハウジング２との相対回転が規制され、バルブタイミングが特定時期に保持される。

特に従来、こうした保持機構としては、ハウジングに設けられた凹部に複数の段部が設けられたもの、いわゆるラチェット機構を有するものが知られている。以下、こうしたラチェット機構を有する保持機構の機能について説明する。

機関停止時においてバルブタイミングが上述した特定時期に保持されなかったときには、バルブタイミングは最遅角時期となった状態で停止する。その後、機関始動が開始されると、カム軸には進角側及び遅角側にバルブタイミングを変更させようとするトルクが交互に作用する。そしてこうした交番トルクが作用することにより、バルブタイミングが遅角側及び進角側に変化するように両回転体がその向きを変化させつつ相対回転するようになる。

このように機関始動時にカム軸に対して交番トルクが作用すると、保持機構の段部にピンが順次嵌入し、バルブタイミングは最遅角時期から徐々に進角する。そして、最終的に、上述した複数の段部のうち最も進角側に形成された段部（最終段部）にピンが嵌入すると、バルブタイミングの進角が規制部によって規制されるため、ハウジングとベーンロータとの相対回転が規制されてバルブタイミングが特定時期に保持されることとなる。

特開２０１０−１２７２５２号 特開２００３−０８３０１２号 特開２００２−１２２００９号

上述したように、ラチェット機構を有する保持機構にあっては、最終段部にピンが嵌入したときにバルブタイミングの進角が規制部によって規制される。そのため、こうした規制部によりバルブタイミングの進角が規制されることのない他の段部に嵌入するときと比較して、最終段部にピンが嵌入するときは、同ピンがばねにより付勢されて段部に嵌入する方向に突出することのできる期間が短くなる。そのため、他の段部に嵌入するときと比較するとピンが嵌入し難いものとなり、機関始動に際してバルブタイミングを速やかに特定時期に保持できなくなることが懸念される。

本発明は、機関始動に際してバルブタイミングを速やかに特定時期に保持することのできる内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及び他方と同期して回転する第２の回転体を含み、それら両回転体を同一の回転軸周りに油圧を用いて相対回転することにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変動弁機構と、前記第１の回転体に設けられたピンを前記第２の回転体に設けられた凹部に向けて付勢しこれに嵌入させることで両回転体の相対回転を規制しバルブタイミングを特定時期に保持する一方、前記ピンを前記凹部から抜脱してその規制を解除する保持機構とを備える内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、前記保持機構は、前記両回転体の相対回転に伴ってバルブタイミングが最遅角時期から前記特定時期にまで進角する際に、前記両回転体が所定の相対回転量θ１，θ２，…，θ（ｉ）をもって相対回転する毎に前記ピンが順次嵌入してバルブタイミングの遅角を規制する段部であって同バルブタイミングが前記特定時期にまで進角したときに前記ピンが嵌入する最終段部を含む複数の段部が前記凹部に形成されるとともに、前記最終段部に前記ピンが嵌入したときにバルブタイミングの進角を規制する規制部を備え、前記所定の相対回転量θ１，θ２，…，θ（ｉ）のうち前記最終段部の１段前の段部に前記ピンが嵌入したときから前記最終段部に前記ピンが嵌入するまでの前記両回転体の所定の相対回転量θ（ｉ）である最終相対回転量が最も小さくなるように前記ピンと前記複数の段部との位置関係が設定されることを要旨とする。

機関始動時において、バルブタイミングが最遅角時期にあるときにカム軸に対して交番トルクが作用すると、この交番トルクにより両回転体が相対回転する。そして、最初の段部に対して嵌入可能な位置にまで移行したピンがこの最初の段部に向かって突出すると、同ピンが最初の段部に嵌入する。こうしたピンの嵌入は、バルブタイミングが進角するようにカム軸に対してトルク（負トルク）が作用している間、及びバルブタイミングが遅角するようにカム軸に対してトルク（正トルク）が作用している間のいずれかの時期に生じる。また、こうしてピンが最初の段部に嵌入してバルブタイミングの遅角が規制されている状態で、交番トルクにより両回転体が更に相対回転すると、ピンは次の段部に嵌入する。このように、カム軸に交番トルクが作用して両回転体が所定の相対回転量θ１，θ２，…，θ（ｉ）をもって相対回転する毎に複数の段部にピンが順次嵌入し、バルブタイミングの遅角が規制されることでバルブタイミングが段階的に進角するようになる。

ここで、最終段部の１段前の段部にピンが嵌入したときから最終段部にピンが嵌入するまでの期間では、上述した負トルクが作用している間において、バルブタイミングは特定時期においてその進角が規制部により規制される。そして、次に作用する正トルクによりバルブタイミングが遅角する方向に両回転体が相対回転すると、ピンは規制部による規制が解除され、突出不可能な位置に移行する。したがって、バルブタイミングの進角が規制部により規制されることのない他の段部に嵌入するときと比較して、ピンが最終段部に嵌入しようとするときには、同ピンが最終段部に突出可能な位置にある期間が短くなる傾向にある。

もちろん、規制部によってバルブタイミングの進角を規制するに際して余裕をもってより進角側の位置にて規制するようにすれば、ピンが最終段部に突出可能な位置にある期間を長くすることはできる。しかしながらこの場合には、バルブタイミングを特定時期に保持したときに両回転体の相対回転をある程度許容せざるを得ず、その結果、カム軸に交番トルクが作用することによりピンが段部の側面と接触を繰り返すこととなり、異音の発生やピン及び段部の損傷を招くなどといった事態を招くこととなり好ましくない。

この点、上記構成によれば、上述した所定の相対回転量θ１，θ２，…，θ（ｉ）のうち、最終相対回転量θ（ｉ）が最も小さくなるようにピンと複数の段部との位置関係が設定されている。そのため、最終段部の１段前の段部にピンが嵌入したときから、最終段部にピンが突出可能な位置に移行するまでの期間、すなわち、バルブタイミングが特定時期で規制されるまでの期間を短く設定することができる。これにより、ピンが最終段部に嵌入可能な位置にある期間を長く設定することができ、同ピンが最終段部に嵌入しやすくなる。したがって、機関始動に際してバルブタイミングを速やかに特定時期に保持することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、前記最終相対回転量θ（ｉ）を除く各所定の相対回転量θ１，θ２，…が互いに等しくなるように前記複数の段部が形成されることを要旨とする。

同構成では、最終相対回転量θ（ｉ）を除く各所定の相対回転量θ１，θ２，…が互いに等しくなるように複数の段部が形成されるため、最終相対回転量θ（ｉ）を他の所定の相対回転量よりも小さくする分を、他の段部に対応する各所定の相対回転量θ１，θ２，…に対して均等に振り分けることができる。そのため、最終相対回転量θ（ｉ）を小さくすべく、特定の段部に対応する一部の所定の相対回転量のみを大きくする場合と比較して、バルブタイミングが最遅角時期であった状態からピンが最初の段部に嵌入し難くなることを抑制することができるとともに、ピンが他の段部に嵌入した後に次の段部に嵌入し難くなることを抑制することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、前記保持機構は、第１の制限機構及び第２の制限機構を各別に含むものであり、前記第１の制限機構は、前記第１の回転体から突出した第１のピンが前記第２の回転体に設けられた第１の凹部に嵌入することにより、バルブタイミングが前記特定時期よりも進角側に両回転体の相対的な回転位相が変化することを規制するものであり、前記第２の制限機構は、前記第１の回転体から突出した第２のピンが前記第２の回転体に設けられた第２の凹部に嵌入することにより、バルブタイミングが前記特定時期よりも遅角側に両回転体の相対的な回転位相が変化することを規制するものであり、前記第１の制限機構及び第２の制限機構が協働して前記第１の回転体及び前記第２の回転体の相対的な回転位相を前記特定時期に保持することを要旨とする。

ここで、上述した特定時期に規制されたピンは、機関始動後に所定条件が成立すると凹部から抜脱されるとともに、特定時期に保持されていたバルブタイミングが機関運転状態に適した所望の時期となるように制御される。この際、単一の制限機構を備える保持機構では、特定時期に規制されたピンの進角側及び遅角側への相対回転がいずれも規制されるため、カム軸に作用する交番トルクによってバルブタイミングが遅角側に変化しようとするとき、及びバルブタイミングが進角側に変化しようとするときのいずれも同ピンは凹部から抜脱し難くなることが懸念される。

この点、同構成によれば、第１のピンは、カム軸の交番トルクによってバルブタイミングが遅角側に変化しようとしているときに、第１の凹部から抜脱することができる一方、第２のピンは、カム軸の交番トルクによってバルブタイミングが進角側に変化しようとしているときに、第２の凹部から抜脱することができる。したがって、これらピンを第１及び第２の制限機構に形成された各凹部から速やかに抜脱させることができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、前記複数の段部は、前記第１の凹部及び前記第２の凹部の少なくとも一方に複数形成されるものであり、前記第１の凹部及び前記第２の凹部の一方に形成された複数の段部に前記ピンが嵌入する間に、他方の凹部に形成された段部に対する前記ピンの嵌入が少なくとも１回実行されることを要旨とする。

同構成によれば、第１の凹部及び前記第２の凹部の一方に形成された複数の段部にピンが嵌入する間に、他方の凹部に形成された段部に対するピンの嵌入が少なくとも１回実行されるため、ある段部にピンが嵌入した後、同一の凹部に形成された次の段部にピンが嵌入するまでに要する相対回転量を大きく設定することができるようになる。したがって、加工精度や組み付け精度が段部の形状誤差に及ぼす影響を抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、前記保持機構は、機関始動時において油圧に基づく前記両回転体の相対回転がなされない場合であっても前記カム軸に対して作用する交番トルクにより前記ピンが段部に順次嵌入可能となるように前記各所定の相対回転量θ１，θ２，…，θ（ｉ）が設定されることを要旨とする。

同構成によれば、機関始動時であって進角室の油圧が低い若しくは発生していない場合であっても、交番トルクの作用によりバルブタイミングを特定時期まで自律的に進角させることができる。そのため、機関始動に適するバルブタイミングで機関始動を好適に実行することができるようになる。

本発明にかかる内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置を具体化した第１の実施形態について、これを備える内燃機関とその周辺構成を示す概略構成図。 同実施形態にかかる可変動弁機構について、そのカバーを取り外した内部構造を示す端面図。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面構造を示す断面図。 進角制限機構及び遅角制限機構の断面図であって、バルブタイミングが最遅角時期から特定時期まで進角する際におけるバルブタイミングの遅角が規制される各時期を説明する図。 バルブタイミングが最遅角時期から特定時期まで進角する際のバルブタイミングと時間との関係を示す図。 第２の実施形態にかかる可変動弁機構の断面構造を示す断面図であって、図３に示す断面構造に対応する図。 （Ａ）は従来技術の可変動弁機構の内部構造を示す端面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面構造を示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、図１〜図５を参照して、本発明を内燃機関の吸気バルブについてそのバルブタイミングを変更する油圧駆動式可変動弁装置として具体化した第１の実施形態を説明する。

図１に示すように、内燃機関１０の気筒内には、ピストン１１が往復動可能に収容されている。このピストン１１には、同ピストン１１の往復動により回転するクランク軸１２が連結されている。また、内燃機関１０の上部には、吸気バルブ２１を開閉する吸気用のカム軸２２と、排気バルブ２３を開閉する排気用のカム軸２４とが設けられている。また、カム軸２２の先端には、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構２０が設けられている。

一方、内燃機関１０の下部には、作動油を貯留するオイルパン１４が取り付けられているとともに、クランク軸１２の回転力により駆動されてオイルパン１４の作動油を組み上げるオイルポンプ１３が設けられている。このオイルポンプ１３により作動油が供給される作動油通路９０には、可変動弁機構２０の各部に対する作動油の給排状態を変更するオイルコントロールバルブ９１が設けられている。

内燃機関１０には、同内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、こうした各種センサとして、クランク軸１２の近傍に設けられてクランク角及び機関回転速度を検出するクランク角センサ１０１、カム軸２２の近傍に設けられて同カム軸２２の位置を検出するカム角センサ１０２等がある。これら各種センサから出力される信号は、内燃機関１０の各種装置を総括的に制御する電子制御装置１００に取り込まれる。

電子制御装置１００は、演算装置、駆動回路の他、各種制御の演算結果やその演算に用いられる関数マップ等を記憶する記憶装置等を備えている。そして、この電子制御装置１００は、各種センサからの出力信号に基づき内燃機関１０の運転状態を検出するとともに、各種制御を実行する。こうした制御の一つであるバルブタイミング可変制御では、機関運転状態に基づいてオイルコントロールバルブ９１のバルブ位置を適宜変更することにより、可変動弁機構２０に対する作動油の給排状態を調節することにより、吸気バルブ２１のバルブタイミングを機関運転状態に応じた時期に制御する。

次に、図２を併せて参照して、可変動弁機構２０の構成について説明する。可変動弁機構２０のスプロケット３１は、図示しないタイミングチェーンを介してクランク軸１２と駆動連結されている。このスプロケット３１に一体形成されたハウジング３２には、その径方向内側に延びる３つの区画部３４が設けられている。また、ハウジング３２には、カム軸２２と同期して回転するベーンロータ３３が回動可能に収容されている。このベーンロータ３３には、ボルトによりカム軸２２に対して一体回転可能に連結されるボス３３Ａと、３つのベーン３３Ｂを有している。そして、ハウジング３２の各区画部３４とベーンロータ３３のボス３３Ａによって収容室３５が区画形成されるとともに、この収容室３５は各ベーン３３Ｂにより進角室３６と遅角室３７とにそれぞれ区画されている。なお、ベーンロータ３３はカム軸２２と同期して回転する第１の回転体として機能する。

さらに、可変動弁機構２０には、ハウジング３２とベーンロータ３３との相対回転を規制することにより、最遅角時期ＰＬと最進角時期ＰＨとの間の特定時期ＰＭにバルブタイミングを保持する保持機構４０が設けられている。この特定時期ＰＭは、バルブタイミングが機関始動に適した時期となるように設定されている。

保持機構４０は、異なるベーン３３Ｂとハウジング３２とにそれぞれ設けられた進角制限機構５０と遅角制限機構７０とを備えている。進角制限機構５０は、バルブタイミングが特定時期ＰＭよりも進角する方向にハウジング３２とベーンロータ３３とが相対回転することを規制する機能を有している。一方、遅角制限機構７０は、バルブタイミングが特定時期ＰＭよりも遅角する方向にハウジング３２とベーンロータ３３とが相対回転することを規制する機能を有している。また、進角制限機構５０及び遅角制限機構７０は、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬにある状態から同バルブタイミングを特定時期ＰＭまで段階的に順次進角させる機能もそれぞれ有している。そして、これら進角制限機構５０及び遅角制限機構７０の協働によりバルブタイミングが特定時期ＰＭに保持される。

次に、図３を併せて参照して、保持機構４０の詳細な構成について説明する。以下では、カム軸２２の軸方向において可変動弁機構２０のカバー３０が配置される側を「先端側」とし、その反対側を「基端側」とする。

進角制限機構５０は、ベーン３３Ｂに設けられた円筒状の進角制限ピン５１と、この進角制限ピン５１が嵌入する進角制限凹部５３とを備えている。この進角制限ピン５１を軸方向に沿って往復駆動する進角制限動作部５２は、進角制限ピン５１を基端側に付勢するばね５５と、ベーン３３Ｂに形成されて同ばね５５を収容する空間５４とにより構成されている。この空間５４は、ばね５５が収容されるばね室５６と、作動油通路９０を通じて供給される作動油により進角制限ピン５１を先端側に押圧するための油圧室５７とに区画されている。

遅角制限機構７０は、ベーン３３Ｂに設けられた円筒状の遅角制限ピン７１と、この遅角制限ピン７１が嵌入する遅角制限凹部７３とを備えている。遅角制限ピン７１を軸方向に沿って往復駆動する遅角制限動作部７２は、遅角制限ピン７１を基端側に付勢するばね７５と、ベーン３３Ｂに形成されて同ばね７５を収容する空間７４とにより構成されている。この空間７４は、ばね７５が収容されるばね室７６と、作動油通路９０を通じて供給される作動油により遅角制限ピン７１を先端側に押圧するための油圧室７７とに区画されている。

スプロケット３１における軸方向先端側の側面３１Ａには、円板状の第１位相板３８及び第２位相板３９が重ね合わされて組み付けられている。これら第１位相板３８及び第２位相板３９には、軸方向に貫通する複数の貫通孔がその周方向に沿ってそれぞれ形成されている。なお、これら第１位相板３８及び第２位相板３９は、スプロケット３１及びハウジング３２とともに、クランク軸１２と同期して回転する第２の回転体として機能する。

上述した進角制限凹部５３及び遅角制限凹部７３は、スプロケット３１の側面３１Ａと、第１位相板３８及び第２位相板３９の貫通孔の内周面３８Ａ，３９Ａとによりそれぞれ形成されている。そして、これら進角制限凹部５３及び遅角制限凹部７３には、スプロケット３１（ハウジング３２）とベーンロータ３３との相対回転に伴いバルブタイミングが最遅角時期ＰＬから特定時期ＰＭにまで進角する際において、バルブタイミングの遅角を順次規制する４つの段部６０（６１〜６４）が形成されている。

段部６０は、進角制限凹部５３に形成された第２段部６２及び第３段部６３と、遅角制限凹部７３に形成された第１段部６１及び最終段部６４とから構成される。詳しくは、第１段部６１及び第２段部６２は、第１位相板３８の貫通孔の内周面３８Ａと、第２位相板３９における軸方向先端側の側面３９Ｂとによりそれぞれ構成される。また、第３段部６３及び最終段部６４は、第２位相板３９の貫通孔の内周面３９Ａと、スプロケット３１の側面３１Ａとでそれぞれ構成される。

図４に併せて示すように、これら複数の段部６０は、進角制限ピン５１又は遅角制限ピン７１が対応するいずれかの段部６０に嵌入したときにこれらピン５１，７１の遅角側への変位を規制する複数の段差（第１の段差７３Ａ，第２の段差５３Ａ，第３の段差５３Ｂ，第４の段差７３Ｂ）をそれぞれ有している。

これら複数の段差は、第１位相板３８及び第２位相板３９に形成された貫通孔の内周面３８Ａ，３９Ａでそれぞれ形成される。具体的には、第１段差７３Ａは、第１位相板３８の貫通孔の内周面３８Ａで形成され、第１段部６１における遅角側の段差に相当する。そして、この第１段差７３Ａで遅角制限ピン７１の遅角側への変位が規制されることにより、最遅角時期ＰＬよりも進角側に設定された第１遅角時期ＰＸ１でバルブタイミングの遅角が規制される。

第２段差５３Ａは、第１位相板３８の貫通孔の内周面３８Ａで形成され、第２段部６２における遅角側の段差に相当する。そして、この第２段差５３Ａで進角制限ピン５１の遅角側への変位が規制されることにより、第１遅角時期ＰＸ１よりも進角側に設定された第２遅角時期ＰＸ２でバルブタイミングの遅角が規制される。

第３段差５３Ｂは、第２位相板３９の貫通孔の内周面３９Ａで形成され、第３段部６３における遅角側の段差に相当する。そして、この第３段差５３Ｂで進角制限ピン５１の遅角側への変位が規制されることにより、第２遅角時期ＰＸ２よりも進角側に設定された第３遅角時期ＰＸ３でバルブタイミングの遅角が規制される。

第４段差７３Ｂは、第２位相板３９の貫通孔の内周面３９Ａで形成され、最終段部６４における遅角側の段差に相当する。そして、この第４段差７３Ｂで遅角制限ピン７１の遅角側への変位が規制されることにより、第３遅角時期ＰＸ３よりも進角側に設定された特定時期ＰＭでバルブタイミングの遅角が規制される。

さらに、第１位相板３８の貫通孔の内周面３８Ａであって進角制限凹部５３における進角側の端部５３Ｃは、進角制限ピン５１の進角側への変位を規制する規制部５３Ｃとして機能する。そして、この規制部５３Ｃで進角制限ピン５１の進角側への変位が規制されることにより、特定時期ＰＭでバルブタイミングの進角が規制される。

第１相対回転量θ１は、ベーン３３Ｂが進角室３６の遅角側内壁３６Ａに当接したとき（最遅角時期ＰＬ）から遅角制限ピン７１が第１段部６１に嵌入するまで（第１遅角時期ＰＸ１）、詳しくは同ピン７１の遅角側への変位が第１段差７３Ａにて規制された状態になるまでのスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量に相当する。

第２相対回転量θ２は、遅角制限ピン７１が第１段部６１に嵌入したとき（第１遅角時期ＰＸ１）から進角制限ピン５１が第２段部６２に嵌入するまで（第２遅角時期ＰＸ２）、詳しくは同ピン５１の遅角側への変位が第２段差５３Ａにて規制された状態になるまでのスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量に相当する。

第３相対回転量θ３は、進角制限ピン５１が第２段部６２に嵌入したとき（第２遅角時期ＰＸ２）から進角制限ピン５１が第３段部６３に嵌入するまで（第３遅角時期ＰＸ３）、詳しくは同ピン５１の遅角側への変位が第３段差５３Ｂにて規制された状態になるまでのスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量に相当する。

最終相対回転量θ４は、進角制限ピン５１が第３段部６３に嵌入したとき（第３遅角時期ＰＸ３）から、遅角制限ピン７１が最終段部６４に嵌入するまで（特定時期ＰＭ）、詳しくは同ピン７１の遅角側への変位が第４段差７３Ｂにて規制された状態になるまでのスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量に相当する。

上述した第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、第３相対回転量θ３、及び最終相対回転量θ４のうち、最終相対回転量θ４を除く各相対回転量θ１〜θ３は、互いに等しく設定されている。また、これら相対回転量θ１〜θ４は、カム軸２２に作用する交番トルクに基づくスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量θＴよりもそれぞれ小さく設定されている。なお、バルブタイミングが特定時期ＰＭに保持されたときにおける進角制限ピン５１と規制部５３Ｃとのクリアランス、及び遅角制限ピン７１と第４段差７３Ｂとのクリアランスについては、進角室３６及び遅角室３７の油圧が低い若しくは発生していない場合であっても、進角制限ピン５１及び遅角制限ピン７１が不要に変位することを抑えることのできる好適な大きさにそれぞれ設定されている。

次に、こうした構成を備える可変動弁機構２０の動作について説明する。
機関運転に伴いクランク軸１２が回転するとその駆動力がタイミングチェーン（図示略）を介して可変動弁機構２０に伝達され、この可変動弁機構２０とともに、カム軸２２が回転する。これにより、吸気バルブ２１はカム軸２２に設けられたカム（図示略）により開閉される。

また、可変動弁機構２０の進角室３６及び遅角室３７に対する作動油の供給又は排出がオイルコントロールバルブ９１を通じて制御されると、進角室３６及び遅角室３７の油圧に基づき収容室３５でベーン３３Ｂが変位する。これにより、スプロケット３１及びハウジング３２に対するベーンロータ３３の相対回転位置、すなわちクランク軸１２に対するカム軸２２の相対回転位置が変更され、吸気バルブ２１のバルブタイミングが変更される。

具体的には、可変動弁機構２０の進角室３６に対して作動油が供給される一方で遅角室３７の作動油が排出されることにより、ベーンロータ３３がハウジング３２に対して進角側方向に相対回転すると、バルブタイミングが進角される。そして、ベーン３３Ｂが遅角室３７の進角側内壁３７Ａに当接すると、バルブタイミングは最進角時期ＰＨとなる。

また、遅角室３７に対して作動油が供給される一方で進角室３６の作動油が排出されることにより、ベーンロータ３３がハウジング３２に対して遅角側方向に相対回転すると、バルブタイミングは遅角される。そして、ベーン３３Ｂが進角室３６の遅角側内壁３６Ａに当接すると、バルブタイミングは最遅角時期ＰＬとなる。

なお、このように進角室３６及び遅角室３７の油圧の制御によりバルブタイミングが最遅角時期ＰＬと最進角時期ＰＨとの間で変更されるときには、進角制限ピン５１及び遅角制限ピン７１はベーン３３Ｂ内に収容された状態に維持される。すなわち、このときには進角制限機構５０の油圧室５７に作動油が供給されることにより、同油圧室５７の油圧がばね５５の付勢力よりも大きくなるように維持されるため、進角制限ピン５１は先端側に向けて押圧されることにより進角制限凹部５３から抜脱されてその規制が解除されている。また、遅角制限機構７０の油圧室７７に対しても作動油が供給されることにより、同油圧室７７の油圧がばね７５の付勢力よりも大きくなるように維持されるため、遅角制限ピン７１は先端側に押圧されることにより遅角制限凹部７３から抜脱されてその規制が解除されている。

機関停止要求時には、バルブタイミングが特定時期ＰＭになるようにオイルコントロールバルブ９１を通じて進角室３６及び遅角室３７の油圧が制御される。そして、進角制限機構５０の油圧室５７から作動油が排出されてこの油圧室５７の油圧が低下すると、ばね５５で付勢された進角制限ピン５１が進角制限凹部５３（第３段部６３）に嵌入する。併せて、遅角制限機構７０の油圧室７７から作動油が排出されてこの油圧室７７の油圧が低下すると、ばね７５で付勢された遅角制限ピン７１が遅角制限凹部７３（最終段部６４）に嵌入する。これにより、進角制限ピン５１の進角側への変位が規制部５３Ｃで規制されるとともに、遅角制限ピン７１の遅角側への変位が第４段差７３Ｂで規制されて、バルブタイミングが特定時期ＰＭに保持される。

その後、バルブタイミングが特定時期ＰＭにある状態で機関始動が開始される。そして、機関始動後に所定条件が成立すると、進角制限ピン５１及び遅角制限ピン７１が進角制限凹部５３及び遅角制限凹部７３からそれぞれ抜脱される。その後、上述したように、バルブタイミングが機関運転状態に適した所望の時期となるように、オイルコントロールバルブ９１の制御が実行される。

ところで、機関停止時においてバルブタイミングが特定時期ＰＭに保持されなかったときには、ベーンロータ３３とスプロケット３１との相対回転によりバルブタイミングが最遅角時期ＰＬまで変化する。これは、進角室３６及び遅角室３７への作動油の供給停止に伴い、バルブタイミングが遅角する方向に向かってクランク軸１２とカム軸２２とが相対回転するためである。そして、その後の機関始動時には、カム軸２２に対して作用する交番トルクにより、バルブタイミングが遅角側及び進角側に変化するようにベーンロータ３３とスプロケット３１とがその向きを変化させつつ相対回転するようになる。詳しくは、カム軸２２に対して、バルブタイミングが進角する方向に作用する負トルクと、バルブタイミングが遅角する方向に作用する正トルクとが交互に作用する。

次に、図５を併せて参照して、機関始動時においてバルブタイミングが最遅角時期ＰＬから特定時期ＰＭまで進角する態様について説明する。
バルブタイミングが最遅角時期ＰＬにあるときに、カム軸２２に対して交番トルクが作用すると、まず、負トルクの作用によりスプロケット３１に対してベーン３３Ｂが進角側に相対回転する。これにより進角制限ピン５１及び遅角制限ピン７１が進角側に相対回転量θＴだけ変位する。このとき、遅角制限ピン７１は、第１段部６１の第１段差７３Ａよりも進角側に移行するとともに、バルブタイミングは第１遅角時期ＰＸ１を超えて大きく進角する。次に、正トルクの作用によりスプロケット３１に対してベーン３３Ｂが遅角側に相対回転し、これにより進角制限ピン５１及び遅角制限ピン７１が遅角側に変位する。こうしてピン５１，７１が変位している間のいずれかの時期において、遅角制限ピン７１が第１段部６１に向けて突出可能な位置にあるとき、換言すると、遅角制限ピン７１が第１段部６１の軸方向先端側に位置するときに（図５に示す「嵌入可能な期間Ｔ１」）、同ピン７１がばね７５により付勢されて第１段部６１に向けて突出する。そして、第１段差７３Ａと遅角制限ピン７１とが接触して同ピン７１の遅角側への変位が規制されることにより、バルブタイミングの遅角が第１遅角時期ＰＸ１で規制される。この状態が、遅角制限ピン７１が第１段部６１に嵌入した状態に相当する。

こうして遅角制限ピン７１が第１段部６１に嵌入した後、さらにピン５１，７１が進角側及び遅角側に変位する間に進角制限ピン５１が第２段部６２に向けて突出すると、バルブタイミングの遅角が第２遅角時期ＰＸ２で規制される。この状態が、進角制限ピン５１が第２段部６２に嵌入にした状態に相当する。

こうして進角制限ピン５１が第２段部６２に嵌入にした後、さらにピン５１，７１が進角側及び遅角側に変位する間に進角制限ピン５１が第３段部６３に向けて突出すると、バルブタイミングの遅角が第３遅角時期ＰＸ３で規制される。この状態が、進角制限ピン５１が第３段部６３に嵌入した状態に相当する。

なお、上述したように、第１相対回転量θ１と第２相対回転量θ２と第３相対回転量θ３とは互いに等しく設定されている。そのため、第１段部６１への遅角制限ピン７１の嵌入可能な期間Ｔ１と、第２段部６２への進角制限ピン５１の嵌入可能な期間Ｔ２と、第３段部６３への進角制限ピン５１の嵌入可能な期間Ｔ３とは互いに等しくなる。

第３段部６３に進角制限ピン５１が嵌入した後、さらに、カム軸２２に対して負トルクが作用すると、ベーン３３Ｂとスプロケット３１との相対回転により進角制限ピン５１及び遅角制限ピン７１が進角側に変位する。そして、進角制限ピン５１の進角が規制部５３Ｃにより規制されると、負トルクの作用が継続している間、図５の実線で示すように、バルブタイミングの進角が特定時期ＰＭで規制される。こうしてバルブタイミングの進角が特定時期ＰＭで規制されている期間において、最終段部６４の軸方向先端側に位置している遅角制限ピン７１が最終段部６４に嵌入する。

このように、所定の相対回転量（第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、第３相対回転量θ３、及び最終相対回転量θ４）をもってスプロケット３１とベーンロータ３３とが相対回転する毎に複数の段部６０（６１〜６４）にピン５１，７１が順次嵌入し、バルブタイミングの遅角が規制されることで、バルブタイミングが段階的に進角しつつ特定時期ＰＭにまで進角する。

ところで、上述したように、最終段部６４に遅角制限ピン７１が嵌入しようとするときには、負トルクが作用している期間、バルブタイミングの進角は特定時期ＰＭで規制される。そのため、この次に正トルクが作用するときには、規制部５３Ｃによる規制が解除され、遅角制限ピン７１は第４段差７３Ｂを超えて速やかに遅角側に移行することとなり、同ピン７１が最終段部６４に嵌入できない位置にまで移行する。すなわち、進角制限ピン５１は第３段部６３の底部に接触する一方、遅角制限ピン７１は第１段部６１の底部に接触し、同ピン７１が最終段部６４に嵌入できない状態になる。

これに対し、仮に、進角制限機構５０に規制部５３Ｃが設けられていない場合に、最終段部６４に遅角制限ピン７１が嵌入しようとするときには、負トルクが作用している期間、図５の二点差線で示すように、特定時期ＰＭを超えてバルブタイミングは大きく進角する。すなわち、遅角制限ピン７１は第４段差７３Ｂよりも大きく進角側へ移行する。そのため、進角制限機構５０に規制部５３Ｃが設けられている場合と比較して、この次に正トルクが作用しているときにおいて、遅角制限ピン７１が第４段差７３Ｂよりも遅角側に移行するまでの期間が長くなる。したがって、遅角制限ピン７１が最終段部６４に嵌入しようとするときにバルブタイミングの進角が特定時期ＰＭで規制されると、進角が規制されることのない他の段部へピン７１が嵌入しようとするときと比較して、同ピン７１の嵌入可能な期間が短くなる傾向にある。

こうして嵌入可能な期間が短くなると、遅角制限ピン７１が最終段部６４に嵌入し難くなることが懸念される。さらに、同ピン７１が最終段部６４に嵌入し難くなることにより、この嵌入が完了するまで、交番トルクの作用に伴いベーンロータ３３とスプロケット３１との相対回転が繰り返され、機関始動に際してバルブタイミングを速やかに特定時期ＰＭに保持することができなくなるといった問題が生じる虞もある。

なお、規制部５３Ｃによってバルブタイミングの進角を規制するに際して、余裕をもってより進角側の位置にて規制するようにすれば、遅角制限ピン７１が最終段部６４に突出可能な位置にある期間を長くすることはできる。しかしながらこの場合には、バルブタイミングを特定時期ＰＭに保持したときにベーンロータ３３とスプロケット３１との相対回転をある程度許容せざるを得ない。その結果、カム軸２２への交番トルクにより規制部５３Ｃと進角制限ピン５１との接触、及び最終段部６４の側面と遅角制限ピン７１との接触が繰り返されることとなり、異音の発生やピン及び段部６０の側面の損傷を招くなどといった事態を招くこととなり好ましくない。そのため、本実施形態では、上述したように、進角室３６及び遅角室３７の油圧が低い若しくは発生していない場合であっても、進角制限ピン５１及び遅角制限ピン７１が不要に変位することを抑えることのできる好適な大きさにそれぞれ設定されている。

そこで、本実施形態では、上述したように、最終相対回転量θ４が、他の各所定の相対回転量（第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、第３相対回転量θ３）よりも小さく設定されている。これにより、本実施形態では、第３段部６３に進角制限ピン５１が嵌入した後、バルブタイミングが特定時期ＰＭで規制されるまでの期間ＴＭを相対的に短く設定することができる。

例えば、最終相対回転量θ４が、上述した第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、及び第３相対回転量θ３と同一の「想定相対回転量θ４ｓ」であって、バルブタイミングの特定時期ＰＭが、「想定特定時期ＰＭｓ」に設定されている場合を想定する。この場合には、第３段部６３に進角制限ピン５１が嵌入した後、負トルクの作用している期間において、一点鎖線で示すように、バルブタイミングが想定特定時期ＰＭｓで規制される。この規制までに要する期間「ＴＭｓ」は、本実施形態における規制までの期間「ＴＭ」よりも同図に示す「ΔＴ」だけ長い。したがって、この場合における遅角制限ピン７１が最終段部６４に嵌入可能な想定期間「Ｔ４ｓ」よりも、本実施形態における嵌入可能な期間「Ｔ４」は「ΔＴ」だけ長くなり（Ｔ４＝Ｔ４ｓ＋ΔＴ）、同ピン７１が最終段部６４に対して嵌入しやすくなる。

すなわち、最終相対回転量θ４を相対的に小さく設定することにより、遅角制限ピン７１が最終段部６４に対して嵌入可能な位置（特定時期ＰＭ）にある期間を長く設定することができる。そのため、遅角制限ピン７１が最終段部６４に嵌入可能である期間Ｔ４を長くすることができる。

以上説明した第１の実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）所定の相対回転量θ１〜θ４のうち、最終相対回転量θ４が最も小さくなるように進角制限ピン５１及び遅角制限ピン７１と４つの段部６０（６１〜６４）との位置関係が設定されている。したがって、第３段部６３に進角制限ピン５１が嵌入したときから、遅角制限ピン７１が最終段部６４に突出可能な位置にまで移行するまでの期間ＴＭ、すなわち進角制限ピン５１が規制部５３Ｃに規制されるまでの期間ＴＭを短く設定することができる。これにより、遅角制限ピン７１が最終段部６４に嵌入可能な位置にある期間Ｔ４を長く設定することができ、同ピン７１が最終段部６４に嵌入しやすくなる。したがって、機関始動に際してバルブタイミングを速やかに特定時期ＰＭに保持することができるようになる。

（２）所定の相対回転量（第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、第３相対回転量θ３、最終相対回転量θ４）のうち、最終相対回転量θ４を除く各所定の相対回転量（第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、第３相対回転量θ３）が互いに等しくなるように他の段部６１〜６３が形成される。そのため、最終相対回転量θ４について他の所定の相対回転量θ１，θ２，θ３よりも小さくする分を、これら第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、及び第３相対回転量θ３に対して均等に振り分けることができる。したがって、最終相対回転量θ４を小さくすべく、特定の段部に対応する一部の所定の相対回転量のみを大きくする場合と比較して、最遅角時期ＰＬにあった遅角制限ピン７１が第１段部６１に嵌入し難くなることを抑制することができる。また併せて、遅角制限ピン７１が第１段部６１に嵌入してから進角制限ピン５１が第２段部６２に嵌入し難くなることを抑制することができ、進角制限ピン５１が第２段部６２に嵌入してから同ピン５１が第３段部６３に嵌入し難くなることを抑制することができるようになる。

（３）保持機構４０は、進角制限機構５０及び遅角制限機構７０を各別に備えている。そのため、カム軸２２に作用する交番トルクによってバルブタイミングが遅角側に変化しようとしているとき、進角制限ピン５１は進角制限機構５０から抜脱しやすくなる。一方、カム軸２２に作用する交番トルクによってバルブタイミングが進角側に変化しようとしているとき、遅角制限ピン７１が遅角制限機構７０から抜脱しやすくなる。したがって、機関始動時において、これらピン５１，７１を進角制限凹部５３及び遅角制限凹部７３から速やかに抜脱させることができるようになる。

（４）複数の段部６０として、第２段部６２及び第３段部６３が進角制限凹部５３に形成されるとともに、第１段部６１及び最終段部６４が遅角制限凹部７３に形成されている。また、第１段部６１に遅角制限ピン７１が嵌入してから最終段部６４に遅角制限ピン７１が嵌入するまでの間に、第２段部６２及び第３段部６３への進角制限ピン５１の嵌入がそれぞれ実行される。そのため、例えば進角制限機構５０に形成された第２段部６２及び第３段部６３に対して進角制限ピン５１の嵌入が連続して行われた後に、遅角制限機構７０に形成された第１段部６１及び最終段部６４に対して遅角制限ピン７１の嵌入が連続して行われるようにした構成と比較して、遅角制限機構７０において、第１段部６１に遅角制限ピン７１が嵌入した後、最終段部６４に同ピン７１が嵌入するまでに要する相対回転量（第２相対回転量θ２＋第３相対回転量θ３＋最終相対回転量θ４）を大きく設定することができる。したがって、加工精度や組み付け精度が段部６０の形状誤差に及ぼす影響を抑制することができる。

（５）所定の相対回転量（第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、第３相対回転量θ３、最終相対回転量θ４）は、カム軸２２に対して作用する交番トルクに基づくスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量θＴよりもそれぞれ小さく設定されている。そのため、機関始動時であって進角室３６の油圧が低い若しくは発生していない状態であっても、交番トルクの作用により、進角制限ピン５１又は遅角制限ピン７１を対応する次の段部に嵌入可能な位置にまで移行させることができる。したがって、機関始動に際して最遅角時期ＰＬにあるバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで自律的に速やかに進角させることができ、機関始動に適するバルブタイミングにて機関始動を実行することができる。

（第２の実施形態）
次に、図６を参照して，本発明にかかる内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置を具体化した第２の実施形態について、上述した第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略する。

上述した第１の実施形態では、保持機構４０が進角制限機構５０及び遅角制限機構７０を各別に備える例を示したが、本実施形態では、単一の保持機構１１０を備えている。また、第１の実施形態では、複数の段部６０として、第２段部６２及び第３段部６３が進角制限凹部５３に形成されるとともに、第１段部６１及び最終段部６４が遅角制限凹部７３に形成される例を示したが、本実施形態では、複数の段部１３０として、第１段部１３１、第２段部１３２、及び最終段部１３３が凹部１１３に形成される。

保持機構１１０は、ベーン３３Ｂに設けられた円筒状のピン１１１と、このピン１１１が嵌入する凹部１１３とを備えている。このピン１１１を軸方向に沿って往復駆動する制限動作部１１２は、ピン１１１を基端側に付勢するばね１１５と、ベーン３３Ｂに形成されて同ばね１１５を収容する空間１１４とにより構成されている。この空間１１４は、ばね１１５が収容されるばね室１１６と、作動油通路９０を通じて供給される作動油によりピン１１１を先端側に押圧するための油圧室１１７とに区画されている。

スプロケット３１における軸方向先端側の側面３１Ａには、円板状の第１位相板１２１、第２位相板１２２、及び第３位相板１２３が重ね合わされて組み付けられている。これら位相板１２１，１２２，１２３には、軸方向に貫通する貫通孔がそれぞれ設けられている。

上述した凹部１１３は、第１位相板１２１、第２位相板１２２、及び第３位相板１２３のそれぞれの貫通孔の内周面とスプロケット３１の側面３１Ａとにより形成されている。そして、この凹部１１３には、スプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転に伴いバルブタイミングが最遅角時期ＰＬから特定時期ＰＭにまで進角する際においてバルブタイミングの遅角を順次規制する３つの段部１３０（第１段部１３１、第２段部１３２、最終段部１３３）が形成されている。

第１段部１３１における遅角側の内周面は、バルブタイミングの遅角を第１遅角時期ＰＸ１で規制する第１段差１４１として機能する。
第２段部１３２における遅角側の内周面は、バルブタイミングの遅角を第２遅角時期ＰＸ２で規制する第２段差１４２として機能する。

最終段部１３３における遅角側の内周面は、バルブタイミングの遅角を特定時期ＰＭで規制する第３段差１４３として機能する。また、凹部１１３には、その進角側の端部において、最終段部１３３にピン１１１が嵌入したときにバルブタイミングの進角を規制する規制部１５０が設けられている。

第１相対回転量θ１は、ベーン３３Ｂが進角室３６の遅角側内壁３６Ａに当接したとき（最遅角時期ＰＬ）からピン１１１が第１段部１３１に嵌入するまで（第１遅角時期ＰＸ１）、詳しくは同ピン１１１の遅角側への変位が第１段差１４１にて規制された状態になるまでのスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量に相当する。

第２相対回転量θ２は、ピン１１１が第１段部１３１に嵌入したとき（第１遅角時期ＰＸ１）から同ピン１１１が第２段部１３２に嵌入するまで（第２遅角時期ＰＸ２）、詳しくは同ピン１１１の遅角側への変位が第２段差１４２にて規制された状態になるまでのスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量に相当する。

最終相対回転量θ３は、ピン１１１が第２段部１３２に嵌入したとき（第２遅角時期ＰＸ２）から、同ピン１１１が最終段部１３３に嵌入するまで（特定時期ＰＭ）、詳しくは同ピン１１１の遅角側への変位が第３段差１４３にて規制された状態になるまでのスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量に相当する。

上述した第１相対回転量θ１、第２相対回転量θ２、及び最終相対回転量θ３のうち、最終相対回転量θ３を除く第１相対回転量θ１と第２相対回転量θ２は、等しく設定されている。また、これら相対回転量θ１〜θ３は、カム軸２２に作用する交番トルクに基づくスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量θＴよりもそれぞれ小さく設定されている。さらに、バルブタイミングが特定時期ＰＭに保持されたときにおけるピン１１１と第３段差１４３とのクリアランス、及び同ピン１１１と規制部１５０とのクリアランスについては、進角室３６及び遅角室３７の油圧が低い若しくは発生していない場合であっても、ピン１１１が不要に変位することを抑えることのできる好適な大きさにそれぞれ設定されている。

次に、機関始動時において、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬから特定時期ＰＭまで進角する態様について説明する。
機関始動時において、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬにあるときに、カム軸２２に対して交番トルクが作用すると、この交番トルクの作用によりスプロケット３１とベーン３３Ｂとが相対回転する。これにより、ピン１１１が第１段部１３１に向けて突出可能な位置にあるときに同ピン１１１がばね１１５により付勢されて第１段部１３１に向けて突出する。そして、第１段差１４１とピン１１１とが接触して同ピン１１１の遅角側への変位が規制されることにより、バルブタイミングの遅角が第１遅角時期ＰＸ１で規制される。この状態が、ピン１１１が第１段部１３１に嵌入した状態に相当する。

こうしてピン１１１が第１段部１３１に嵌入した後、さらにピン１１１が進角側及び遅角側に変位する間に同ピン１１１が第２段部１３２に向けて突出すると、バルブタイミングの遅角が第２遅角時期ＰＸ２で規制される。この状態が、ピン１１１が第２段部１３２に嵌入した状態に相当する。

こうしてピン１１１が第２段部１３２に嵌入した後、さらに、負トルクの作用によりピン１１１が進角側に変位して同ピン１１１の進角側への変位が規制部１５０により規制されると、この負トルクが作用している期間、バルブタイミングは特定時期ＰＭに維持される。そして、こうしてバルブタイミングの進角が特定時期ＰＭで規制されている期間において、最終段部１３３の軸方向先端側に位置しているピン１１１が最終段部１３３に嵌入する。これにより、ピン１１１の遅角側への変位が第３段差１４３で規制されるとともに、同ピン１１１の進角側への変位が規制部１５０で規制され、バルブタイミングが特定時期ＰＭで保持される。

以上説明した第２の実施形態によれば、上記（１）、（２）、（５）に示した各作用効果を奏することができる。
（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置は、上述した各実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、それら実施形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記第１の実施形態では、第１段部６１（遅角制限機構７０）→第２段部６２（進角制限機構５０）→第３段部６３（進角制限機構５０）→最終段部６４（遅角制限機構７０）の順に進角制限ピン５１又は遅角制限ピン７１が嵌入する例を示したが、複数の段部にピンが嵌入する順番については、変更することができる。例えば、進角制限機構５０に形成された２つの段部に連続して進角制限ピン５１が嵌入した後に、遅角制限機構７０に形成された２つの段部に連続して遅角制限ピン７１が嵌入するようにしてもよい。この場合であっても、上記（１）、（２）、（３）、（５）に示した各作用効果を奏することができる。また、進角制限機構５０に形成された段部への進角制限ピン５１の嵌入と、遅角制限機構７０に形成された段部への遅角制限ピン７１の嵌入とが交互に実行されるように複数の段部を形成するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、最終相対回転量を除く各所定の相対回転量が互いに等しくなるように複数の段部６０，１３０を形成する例を示した。しかし、最終相対回転量が最も小さく設定されていれば、各所定の相対回転量は異なるように設定してもよい。この場合であっても、上記（１）に示した作用効果を奏することができる。

・上記各実施形態では、複数の位相板３８，３９，１２１〜１２３を用いて複数の段部６０，１３０をそれぞれ形成する例を示した。しかし、複数の段数の形成態様についてはこれらの例に限られない。例えば、単一の板に複数の段部を形成する構成や、スプロケット３１に複数の段部を形成する構成を採用してもよい。さらに、スプロケット３１側ではなく、カバー３０側に複数の段部を形成するようにしてもよい。

・上記第１の実施形態では、複数の段部６０として４つの段部（６１〜６４）が凹部５３，７３に形成された例を示し、上記第２の実施形態では、複数の段部１３０として３つの段部（１３１〜１３３）が凹部１１３に形成された例を示した。しかし、こうした複数の段部の段数は、これらの例に限ったものではなく、５段以上の段部を形成することもできる。すなわち、最終相対回転量が最も小さくなるように複数の段部が凹部に形成されている構成であれば、上記（１）に示した作用効果を奏することができる。なお、機関始動に適するバルブタイミングが特定時期ＰＭとして設定されること、及び、交番トルクによりバルブタイミングが自律的に特定時期ＰＭにまで進角することができること、といった点を考慮して、複数の段部の段数や所定の相対回転量を設定することが望ましい。

・上記各実施形態では、カム軸２２に作用する交番トルクに基づくスプロケット３１とベーンロータ３３との相対回転量θＴよりも所定の相対回転量θ１〜θ４が小さく設定される例を示した。これは、上述したように、機関始動時に最遅角時期ＰＬにあるバルブタイミングが自律的に特定時期ＰＭまで進角すべく設定されている。しかし、機関始動時において進角室３６に対して作動油を早期に供給することができ、これによりバルブタイミングの進角を油圧により補助することのできる構成であれば、所定の相対回転量θ１〜θ４を相対的に大きく設定することもできる。この場合であっても、上記（１）〜（４）に示した各作用効果を奏することができる。

・上記各実施形態では、ベーン３３Ｂにピン５１，７１，１１１を設けるとともに、スプロケット３１側に凹部５３，７３，１１３を形成する例を示した。しかし、ベーン３３Ｂに凹部５３，７３，１１３を形成するとともに、スプロケット３１側にピン５１，７１，１１１を設けるようにしてもよい。この場合であっても、上述した各作用効果を奏することができる。

・上記各実施形態では、可変動弁機構２０のスプロケット３１及びハウジング３２がクランク軸１２に駆動連結され、ベーンロータ３３がカム軸２２に駆動連結された例を示した。しかし、スプロケット３１及びハウジング３２がカム軸２２に駆動連結され、ベーンロータ３３がクランク軸１２に駆動連結されるように可変動弁機構２０を構成してもよい。この場合であっても、上述した各作用効果を奏することができる。

・上記各実施形態では、本発明の油圧式可変動弁装置を吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構２０として具体化した例を示したが、排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変動弁機構として本発明を具体化することも可能である。また、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構、及び排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変動弁機構のそれぞれに本発明を適用することも可能である。

１０…内燃機関、１１…ピストン、１２…クランク軸、１３…オイルポンプ、１４…オイルパン、２０，１…可変動弁機構、２１…吸気バルブ、２２…吸気用カム軸、２３…排気バルブ、２４…排気用カム軸、３０…カバー、３１…スプロケット（第２の回転体）、３１Ａ…側面、３２，２…ハウジング（第２の回転体）、３３，３…ベーンロータ（第１の回転体）、３３Ａ…ボス、３３Ｂ，３Ａ…ベーン（第１の回転体）、３４…区画部、３５，４…収容室、３６，５…進角室、３６Ａ…遅角側内壁、３７，６…遅角室、３７Ａ…進角側内壁、３８，１２１…第１位相板（第２の回転体）、３８Ａ…内周面、３９，１２２…第２位相板（第２の回転体）、３９Ａ…内周面、３９Ｂ…側面、４０，１１０，７…保持機構、５０…進角制限機構（第１の制限機構）、５１…進角制限ピン（ピン、第１のピン）、５２…進角制限動作部、５３…進角制限凹部（凹部、第１の凹部）、５３Ａ，１４２…第２段差、５３Ｂ，１４３…第３段差、５３Ｃ，１５０…規制部、５４，７４，１１４…空間、５５，７５，１１５，７Ｂ…ばね、５６，７６，１１６…ばね室、５７，７７，１１７，７Ｃ…油圧室、６０，１３０…段部、６１，１３１…第１段部、６２，１３２…第２段部、６３…第３段部、６４，１３３…最終段部、７０…遅角制限機構（第２の制限機構）、７１…遅角制限ピン（ピン、第２のピン）、７２…遅角制限動作部、７３…遅角制限凹部（凹部、第２の凹部）、７３Ａ，１４１…第１段差、７３Ｂ…第４段差、９０…作動油通路、９１…オイルコントロールバルブ、１００…電子制御装置、１０１…クランク角センサ、１０２…カム角センサ、１１１，７Ａ…ピン、１１２…制限動作部、１１３，７Ｄ…凹部、１２３…第３位相板。

Claims (5)

1. クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及び他方と同期して回転する第２の回転体を含み、それら両回転体を同一の回転軸周りに油圧を用いて相対回転することにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変動弁機構と、前記第１の回転体に設けられたピンを前記第２の回転体に設けられた凹部に向けて付勢しこれに嵌入させることで両回転体の相対回転を規制しバルブタイミングを特定時期に保持する一方、前記ピンを前記凹部から抜脱してその規制を解除する保持機構とを備える内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、
   前記保持機構は、前記両回転体の相対回転に伴ってバルブタイミングが最遅角時期から前記特定時期にまで進角する際に、前記両回転体が所定の相対回転量θ１，θ２，…，θ（ｉ）をもって相対回転する毎に前記ピンが順次嵌入してバルブタイミングの遅角を規制する段部であって同バルブタイミングが前記特定時期にまで進角したときに前記ピンが嵌入する最終段部を含む複数の段部が前記凹部に形成されるとともに、前記最終段部に前記ピンが嵌入したときにバルブタイミングの進角を規制する規制部を備え、前記所定の相対回転量θ１，θ２，…，θ（ｉ）のうち前記最終段部の１段前の段部に前記ピンが嵌入したときから前記最終段部に前記ピンが嵌入するまでの前記両回転体の所定の相対回転量θ（ｉ）である最終相対回転量が最も小さくなるように前記ピンと前記複数の段部との位置関係が設定される
   ことを特徴とする内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、
   前記最終相対回転量θ（ｉ）を除く各所定の相対回転量θ１，θ２，…が互いに等しくなるように前記複数の段部が形成される
   ことを特徴とする内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置。
3. 前記保持機構は、第１の制限機構及び第２の制限機構を各別に含むものであり、
   前記第１の制限機構は、前記第１の回転体から突出した第１のピンが前記第２の回転体に設けられた第１の凹部に嵌入することにより、バルブタイミングが前記特定時期よりも進角側に両回転体の相対的な回転位相が変化することを規制するものであり、
   前記第２の制限機構は、前記第１の回転体から突出した第２のピンが前記第２の回転体に設けられた第２の凹部に嵌入することにより、バルブタイミングが前記特定時期よりも遅角側に両回転体の相対的な回転位相が変化することを規制するものであり、
   前記第１の制限機構及び第２の制限機構が協働して前記第１の回転体及び前記第２の回転体の相対的な回転位相を前記特定時期に保持する
   請求項１又は２に記載の内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、
   前記複数の段部は、前記第１の凹部及び前記第２の凹部の少なくとも一方に複数形成されるものであり、
   前記第１の凹部及び前記第２の凹部の一方に形成された複数の段部に前記ピンが嵌入する間に、他方の凹部に形成された段部に対する前記ピンの嵌入が少なくとも１回実行される
   ことを特徴とする内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置において、
   前記保持機構は、機関始動時において油圧に基づく前記両回転体の相対回転がなされない場合であっても前記カム軸に対して作用する交番トルクにより前記ピンが段部に順次嵌入可能となるように前記各所定の相対回転量θ１，θ２，…，θ（ｉ）が設定される
   ことを特徴とする内燃機関の油圧駆動式可変動弁装置。

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