JP6251778B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気弁や排気弁の開閉タイミングを機関運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。

近年、例えば、アイドリングストップ機構を備えた車両においては、このアイドリングストップ時（暖機完了後）に、タイミングスプロケットに対してカムシャフトの相対回転位置を最遅角位置に制御して、有効圧縮比を小さくして始動ショックを低減することにより始動性を向上させるアトキンソンサイクルを実現できるバルブタイミング制御装置が提供されている。

しかし、このアトキンソンサイクルを行えるバルブタイミングでは、有効圧縮比が小さくなってしまうため、機関の低温始動が困難となってしまうおそれがある。

そこで、以下の特許文献１に記載された技術のように、機関始動時に、最遅角位置と最進角位置の間の中間位置でバルブタイミングをロックさせて有効圧縮比を大きくさせることにより、低温時の始動性を確保するものも案出されている。

特開２０１１−６９２８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバルブタイミング制御装置は、暖機完了後の始動時に低温始動と同じバルブタイミングで始動すると圧縮比が高すぎてプレイグニッションなどの異常燃焼が発生して異音が生じてしまうおそれがある。

そこで、暖機完了後の始動時に有効圧縮比を下げるために、低温始動のバルブタイミングよりも遅角側の位置でロックさせることも考えられるが、ロックさせようとする位置に、例えば案内溝などを用いて案内しなければ始動時に別の位置にロックさせることは困難である。

ところが、案内するための案内溝などを設けると、低温始動時のバルブタイミングから大きく位相をずらす必要があり、始動時の温度に適したバルブタイミングでロックすることができない、といった技術的課題を招いている。

本発明は、前記特許文献１に記載された発明などの技術的課題に鑑みて案出されたもので、内燃機関の始動時の温度に適したバルブタイミングに規制可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。

請求項１記載の発明は、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、要求に応じて前記駆動回転体に対して進角方向または遅角方向へ相対回転可能な従動回転体と、
前記駆動回転体に対して従動回転体を最遅角位置と最進角位置の間で、かつ前記最遅角位置と最進角位置を含まない第１位置でロックするロック状態と、前記第１位置でのロックを解除するロック解除状態と、前記第１位置へ案内する案内状態とが存在し、前記ロック状態と前記ロック解除状態とを切り換え可能な第１ロック機構と、
前記駆動回転体に対して従動回転体を最遅角位置と最進角位置の間であって、該最遅角位置と最進角位置を含まずかつ前記第１位置と異なる第２位置でロックするロック状態と、前記第２位置でのロックを解除するロック解除状態と、前記第２位置へ案内する案内状態とが存在し、前記ロック状態と前記ロック解除状態とを切り換え可能な第２ロック機構と、
を備え、
前記第１ロック機構がロック状態のときに、前記第２ロック機構は案内状態となっていることを特徴としている。

本発明によれば、内燃機関の始動温度に適したバルブタイミングに規制することが可能になる。

本発明に係るバルブタイミング制御装置の第１実施形態を示す断面図である。 同バルブタイミング制御装置の要部分解斜視図である。 同バルブタイミング制御装置のフロントプレートを外して示す正面図である。 本実施形態の油圧回路を示す概略図である。 本実施形態に供されるアキュムレータと第２電磁切換弁及び逆止弁を示し、Ａはアキュムレータにオイルポンプからの油圧が供給される状態、Ｂはアキュムレータへの油圧供給が終了した状態、Ｃはアキュムレータから第２電磁切換弁方向に油圧が供給された状態を示す部分断面図である。 Ａはベーンロータが最遅角寄りに位置する場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図であり、Ｂはロックされたロックピンとベーンロータの回転位置を示す正面図である。 Ａはベーンロータが第１中間回転位置に回転した場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図であり、Ｂはロックされたロックピンとベーンロータの回転位置を示す正面図である。 Ａはベーンロータが第２中間回転位置に回転した場合の各ロックピンの作動を示す展開断面図であり、Ｂはロックされたロックピンとベーンロータの回転位置を示す正面図である。 排気弁と吸気弁のバルブリフト特性図であって、図６〜図８に示す吸気弁の最遅角位相位置と第１、第２中間回転位置における位相を示している。 同ベーンロータのそれぞれのロック位置を表し、図６〜図８に示す位置に対応したベーンロータの角度位置を示す表である。 本発明の第２実施形態を示す概略断面図である。 第３実施形態に供されるアキュムレータを示す部分断面図である。 第４実施形態に供される第３電磁切換弁を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を、自動車用内燃機関の吸気弁側に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態が適用される車両は、いわゆるアイドリングストップ機構を有していると共に、内燃機関としては、高圧縮比仕様（例えば１２．６）になっているものに適用されている。

本実施形態のバルブタイミング制御装置は、図１〜図４に示すように、機関のクランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転駆動される駆動回転体であるスプロケット１と、機関前後方向に沿って配置されて、前記スプロケット１に対して相対回転可能に設けられた吸気側のカムシャフト２と、前記スプロケット１とカムシャフト２との間に配置されて、該両者の相対回転位相を変換する位相変更機構３と、該位相変更機構３を、最進角位相と最遅角位相の間の中間位相位置及び最遅角位相の位置でロックさせるロック機構４と、前記位相変更機構３やロック機構４にそれぞれ油圧を別個独立に給排して各機構３、４を作動させる油圧回路５と、を備えている。

前記スプロケット１は、後述するハウジング７の後端開口を閉塞するリアカバーとして構成され、ほぼ肉厚円板状に形成されて、外周に前記タイミングチェーンが巻回された歯車部１ａを有していると共に、中央には前記カムシャフト２に固定される後述のベーンロータ９の外周に回転自在に支持される支持孔１ｄが貫通形成されている。また、スプロケット１は、外周側の周方向等間隔位置に４つの雌ねじ孔１ｂが形成されている。

前記カムシャフト２は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には機関弁である吸気弁を開作動させる一気筒当たり２つの卵形の駆動カム(図示せず)が軸方向の位置に一体に固定されていると共に、一端部２ａの内部軸心方向に雌ねじ孔２ｂが形成されている。

前記位相変更機構３は、図１〜図４に示すように、前記カムシャフト２の一端部２ａ側に設けられたハウジング７と、前記カムシャフト２の一端部の雌ねじ孔２ｂに螺着するカムボルト８を介して固定され、前記ハウジング７内に回転自在に収容された従動回転体であるベーンロータ９と、前記ハウジング７内の作動室に形成されて、該ハウジング７の内周面に内方(中心)に向かって突設された後述する４つのシュー１０ａ〜１０ｄと前記ベーンロータ９とによって隔成されたそれぞれ４つの遅角作動室である遅角油圧室１１及び進角作動室である進角油圧室１２と、を備えている。

前記ハウジング７は、円筒状のハウジング本体１０と、プレス成形によって形成され、前記ハウジング本体１０の前端開口を閉塞するフロントプレート１３と、後端開口を閉塞するリアカバーとしての前記スプロケット１と、から構成されている。

前記ハウジング本体１０は、焼結金属によって一体に形成され、内周面の円周方向ほぼ等間隔位置に４つの前記各シュー１０ａ〜１０ｄが一体に突設されていると共に、該各シュー１０ａ〜１０ｄの外周側にはボルト挿通孔１０ｅがそれぞれ軸方向に貫通形成されている。

前記フロントプレート１３は、金属製の薄板円盤状に形成されて、中央に貫通孔１３ａが形成されていると共に、外周側の周方向の等間隔位置に４つのボルト挿通孔１３ｂが貫通形成されている。

そして、前記スプロケット１とハウジング本体１０及びフロントプレート１３は、前記各ボルト挿通孔１３ｂ、１０ｅを挿通して前記各雌ねじ孔１ｂに螺着する４本のボルト１４によって共締め固定されている。

なお、図２中、符番０１は、前記スプロケット１の内側面の外周側に取り付けられた位置決め用ピンであって、この位置決め用ピン０１は、前記ハウジング本体１０の第１シュー１０ａの内部に形成された位置決め用孔０２とフロントプレート１３に貫通形成された位置決め孔０３にそれぞれ挿入して、組付時のスプロケット１に対するハウジング本体１０とフロントプレート１３の位置決めを行うようになっている。

前記ベーンロータ９は、金属材によって一体に形成され、カムシャフト２の一端部に前記カムボルト８によって固定されたロータ１５と、該ロータ１５の外周面に円周方向のほぼ９０°等間隔位置に放射状に突設された４つのベーン１６ａ〜１６ｄとから構成されている。

前記ロータ１５は、図１にも示すように、比較的肉厚な円盤状に形成され、中央に有底円筒状の固定部１５ａを有していると共に、該固定部１５ａの底壁１５ｂにカムボルト８が挿通するボルト挿通孔１５ｃが貫通形成されて、底壁１５ｂの内底面がカムボルト８の頭部８ａの着座面になっている。また、固定部１５ａの内部には、カムボルト８全体を挿通させると共に、後述する通路構成部５０が挿通固定される保持穴１５ｄが形成されている。

そして、このロータ１５は、互いに周方向で隣接する各ベーン１６ａ〜１６ｄ間の円弧部位の外周面が同一曲率半径に設定されて、この各円弧部位の外周面には、前記シュー１０ａ〜１０ｄの各先端縁が対向配置されていると共に、該各先端縁にそれぞれ設けられたシール溝内に保持されたシール部材１７ａの内面が摺接するようになっている。この各シール部材１７ａは、ほぼコ字形状に形成されて、各シール溝の穴部側に設けられた板ばね１７ｂによって前記ロータ１５の各円弧部位の外周面方向へ付勢されている。

前記各ベーン１６ａ〜１６ｄは、その全体の突出長さがほぼ同一に設定されていると共に、円周方向の巾がほぼ同一の比較的肉厚に形成されて、それぞれが前記各シュー１０ａ〜１０ｄの間に配置されている。また、前記各ベーン１６ａ〜１６ｄの先端外周部には、断面矩形状にシール溝が軸方向に沿って形成されていると共に、該各シール溝には、ハウジング本体１０の内周面に摺接するコ字形状のシール部材１７ｃがそれぞれ設けられている。このシール部材１７ｃは、内側に配置された板ばね１７ｄによってハウジング本体１０の内周面方向に付勢されている。

前記各シュー１０ａ〜１０ｄと各ベーン１６ａ〜１６ｄの各シール部材１７ａ、１７ｃによって、前記遅角油圧室１１と進角油圧室１２との間を常時シールするようになっている。

また、前記ベーンロータ９は、図３に示すように、遅角側へ相対回転すると第１ベーン１６ａの一側面が対向する前記第１シュー１０ａの対向側面に当接して最大遅角側の回転位置が規制され、進角側へ相対回転すると第１ベーン１６ａの他側面が対向する他の第２シュー１０ｂの対向側面に当接して最大進角側の回転位置が規制されるようになっている。

このとき、他のベーン１６ｂ〜１６ｄは、両側面が円周方向から対向する各シュー１０ａ〜１０ｄの対向面に当接せずに離間状態にある。したがって、ベーンロータ９とシュー１０との当接精度が向上すると共に、前記各油圧室１１，１２への油圧の供給速度が速くなってベーンロータ９の正逆回転応答性が高くなる。

なお、前記ベーンロータ９は、ハウジング３との通常の相対回転制御時には、後述する第１ベーン１６ａが対応する第１シュー１０ａや第２シュー１０ｂにそれぞれ当接した最遅角位相と最進角位相よりも内側で、つまり僅かに中間寄りの範囲内で相対回転制御されるようになっている。

前記各ベーン１６ａ〜１６ｄの回転軸方向の両側面と各シュー１０ａ〜１０ｄの両側面との間に、前述した各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２が隔成されている。この各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２は、それぞれの容積がほぼ同一に設定されている。

また、前記各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２は、図３に示すように、前記ロータ１５の内部径方向に沿ってそれぞれ形成された第１連通路１１ａと第２連通路１２ａと遅角通路１８、進角通路１９を介して後述するオイルポンプ４３の吐出通路４３ａにそれぞれに連通している。

前記ロック機構４は、機関の停止状態に応じて、ハウジング７に対してベーンロータ９を前記最遅角側の回転位置（図６Ｂの位置）と、最遅角側と最進角側の間の進角寄りの第１の中間回転位置（図７Ｂの位置）と、遅角寄りの第２の中間回転位置（図８Ｂの位置）にロック保持するようになっている。

前記最遅角側の回転位置は、図１０に示すように、クランク角０°の角度位置に設定されており、これはアイドリングストップなどで機関温度が所定温度以上になっている場合の始動に適した回転位置である。

前記第１の中間回転位置は、イグニッションスイッチをオフ操作して機関停止後にロック機構４によってベーンロータ９がロックされる位置であって、図１０に示すように、クランク角が約５５°(ＶＴＣ位相角が２７．５°)の角度位置に設定されており、これは通常の冷機始動に適した回転位置である。

前記第２の中間回転位置は、図１０に示すように、クランク角が約３５°(ＶＴＣ位相角が１７．５°)の角度位置に設定されており、これは寒冷地などにおける極低温始動に適した回転位置である。

具体的に説明すれば、前記ロック機構４は、図４、図６〜図８に示すように、第１ロック機構４ａと第２ロック機構４ｂからなり、前記スプロケット内側面１ｃの周方向のほぼ等間隔位置にそれぞれ穴構成部によって形成された第１〜第４ロック凹部である第１〜第４ロック穴２４、２５、２６、２７（第５ロック凹部を含む）と、前記ロータ１５の周方向のほぼ等間隔位置に４つ設けられて、前記第１〜第４ロック穴２４、２５、２６、２７にそれぞれ係脱する第１〜第４ロック部材である第１〜第４ロックピン２８、２９、３０、３１と、該各ロックピン２８〜３１の前記各ロック穴２４〜２７に対する係合を解除させる第１、第２ロック解除通路４１，４２と、から主として構成されている。

前記第１、第２ロック穴２４，２５と第１、第２ロックピン２８，２９及び第１ロック解除通路４１などによって第１ロック機構４ａが構成され、第３，第４ロック穴と第３、第４ロックピン３０，３１及び第２ロック解除通路４２などによって第２ロック機構４ｂが構成されている。

前記第１ロック穴２４は、円周方向に沿った長穴の段差状に形成されて、前記スプロケット内側面１ｃを最上段として、遅角側から進角側に向かって低くなる段差状に形成され、遅角側の浅い円弧状の第１穴部２４ａと、進角側の深い円形状の第２穴部２４ｂから階段状に構成されている。また、第１ロック穴２４は、全体が第１ロックピン２８の小径な先端部２８ａの外径よりも僅かに大きく形成されて、前記第２穴部２４ａに係入した前記先端部２８ａが円周方向へ僅かに移動可能になっている。また、第１ロック穴２４は、前述したように、スプロケット１の内側面１ｃの前記ベーンロータ９の最遅角と最進角のやや進角側に寄った中間位置に形成されている。

したがって、第１ロックピン２８が、ベーンロータ１５の進角方向の回転に伴って先端部２８ａがスプロケット内側面１ｃに摺接しつつ第１ロック穴２４の第１穴部２４ａに係入すると、この時点で先端部２８ａの側縁が第１穴部２４ａの内側面に当接してベーンロータ９の遅角方向の回転を規制するようになっていると共に、図７Ａに示すように、第２穴部２４ｂに当接した段階で遅角方向と進角方向の回転が規制されるようになっている。

前記第２ロック穴２５は、第１ロック穴２４と同じく遅角側から進角側に向かって円周方向に沿った長穴の階段状に形成されている。つまり、スプロケット１の内側面１ｃを最上段として、これより遅角側から進角側に向かって一段ずつ低くなる円弧状の第１穴部２５ａと長円状の第２穴部２５ｂが階段状に形成され、この両穴部２５ａ、２５ｂは第１ロック穴２４の第１、第２穴部２４ａ、２４ｂよりも円周方向に長く形成されている。

そして、前記第２ロックピン２９の先端部２９ａが、前記第１穴部２５ａに係合するとベーンロータ９の遅角方向への回転が規制され、また第２穴部２５ｂに係合すると第２ロックピン２９の先端部２９ａは進角、遅角方向へ僅かに移動可能になっているが、図７Ａに示すように、ベーンロータ９が進角側へ回転すると、前記先端部２９ａの側縁が第２穴部２５ｂ側の側面２５ｃに当接して、前記第１ロックピン２８と協働してベーンロータ９の遅角方向と遅角方向への回転を規制するようになっている。

前記第３ロック穴２６は、これも円周方向に沿った長穴に形成されているが、穴部２６ａが段差状ではなく均一深さの平坦状に形成されていると共に、第３ロックピン３０の先端部３０ａが係合するとベーンロータ１５の遅角側と進角側への僅かな回転を許容するが、図８Ａに示すように、ベーンロータ９の遅角側の所定以上の移動に伴い周方向の側面２６ｂに前記先端部３０ａの側縁が当接してベーンロータ９の遅角方向への回転を規制するようになっている。

前記第４ロック穴２７は、第１ロック穴２４などと同じく円周方向に沿った長穴の階段状に形成されており、スプロケット１の内側面１ｃを最上段として、これより進角側から一段ずつ低くなる円形状の第４ロック凹部としての第１穴部２７ａと、第５ロック凹部としての第２穴部２７ｂが階段状に形成され、この両穴部２７ａ、２７ｂは第２ロック穴２５とほぼ同じ長さで円周方向へ長く形成されている。

前記第４ロックピン３１の先端部３１ａが、図８Ａに示すように、前記第１穴部２７ａに係合するとベーンロータ９の進角方向への移動が規制され、この時点では第３ロックピン３０も第３ロック穴２６に係合して遅角側への回転を規制していることから、両ロックピン３０，３１を介してベーンロータ９を遅角側の第２の中間回転位置に規制するようになっている。

また、第４ロックピン３１の先端部３１ａが、図６Ａに示すように、第４ロック穴２７の第２穴部２７ｂに係合することによって、ベーンロータ９を最遅角側の回転位置に規制するようになっている。

前記第１ロックピン２８は、図２、図３、図６〜図８に示すように、前記ロータ１５の前記第１、第２ベーン１６ａ、１６ｂ間の部位の内部軸方向に貫通形成された第１ピン孔３２ａ内に摺動自在に配置され、小径な前記先端部２８ａと、該先端部２８ａの後側に位置する中空状の大径部２８ｂと、先端部２８ａと大径部２８ｂとの間に形成された段差受圧面２８ｃと、によって一体に形成されている。前記先端部２８ａは、先端面が前記第１ロック穴２４の第１穴部２４ａに密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。

また、この第１ロックピン２８は、大径部２８ｂの内部の凹溝穴部とフロントプレート１３の内面との間に弾装された付勢部材である第１スプリング３３のばね力によって第１ロック穴２４に係合する方向へ付勢されている。

さらに、この第１ロックピン２８は、図６Ａ、図７Ａなどに示すように、前記段差受圧面２８ｃに前記ロータ１５の内部に形成された第１通路孔３７から第１ロック穴２４を介して油圧が作用するようになっている。この油圧によって、第１ロックピン２８が前記第１スプリング３３のばね力に抗して後退移動して第１ロック穴２４との係合が解除されるようになっている。

前記第２ロックピン２９は、第１ロックピン２８と同じくロータ１５の第２ベーン１６ｂと第３ベーン１６ｃの間に位置する部位の内部軸方向に貫通形成された第２ピン孔３２ｂ内に摺動自在に配置され、外形が第１ロックピン２８と同じく段差径状に形成されて、小径な先端部２９ａと、中空状の大径部２９ｂと、段差受圧面２９ｃと、によって一体に形成されている。前記先端部２９ａは、先端面が前記第２ロック穴２５の各穴部２５ａ、２５ｂに密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。

この第２ロックピン２９は、大径部２９ｂの後端側から内部軸方向に形成された凹溝穴部とフロントプレート１３の内面との間に弾装された付勢部材である第２スプリング３４のばね力によって第２ロック穴２５に係合する方向へ付勢されている。

また、この第２ロックピン２９は、前記段差受圧面２９ｃに前記ロータ１５の内部に形成されたである第２通路孔３８から油圧が作用するようになっている。この油圧によって、第２ロックピン２９が前記第２スプリング３４のばね力に抗して後退移動して第２ロック穴２５との係合が解除されるようになっている。

前記第３ロックピン３０は、前記ロータ１５の第３ベーン１６ｃと第４ベーン１６ｄの間に位置する部位の内部軸方向に貫通形成された第３ピン穴３２ｃ内に摺動自在に配置され、外径が段差径状に形成されて、第１ロックピン２８と同じく、小径な前記先端部３０ａと、中空状の大径部３０ｂと、段差受圧面３０ｃと、によって一体に形成されている。前記先端部３０ａは、先端面が前記第３ロック穴２６の各穴部２６ａの底面に密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。

また、この第３ロックピン３０は、大径部３０ｂの後端側から内部軸方向に形成された凹溝穴部とフロントプレート１３の内面との間に弾装された付勢部材である第３スプリング３５のばね力によって第３ロック穴２６に係合する方向へ付勢されている。

また、この第３ロックピン３０は、前記段差受圧面３０ｃに前記ロータ１５の内部に形成された第３通路孔３９から油圧が作用するようになっている。この油圧によって、第３ロックピン３０が前記第３スプリング３５のばね力に抗して後退移動して第３ロック穴２６との係合が解除されるようになっている。

前記第４ロックピン３１は、前記ロータ１５の第４ベーン１６ｄと第１ベーン１６ａの間に位置する部位の内部軸方向に貫通形成された第４ピン穴３２ｄ内に摺動自在に配置され、外径が段差径状に形成されて、第１ロックピン２８と同じく、小径な前記先端部３１ａと、中空状の大径部３１ｂと、段差受圧面３１ｃと、によって一体に形成されている。前記先端部３１ａは、先端面が前記第４ロック穴２７の各穴部２７ａ、２７ｂの底面に密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。

また、第４ロックピン３１は、大径部３１ｂの後端側から内部軸方向に形成された凹溝穴部とフロントプレート１３の内面との間に弾装された付勢部材である第４スプリング３６のばね力によって第４ロック穴２７に係合する方向へ付勢されている。

この第４ロックピン３１は、前記段差受圧面３１ｃに前記ロータ１５の内部に形成された第４通路孔４０から油圧が作用するようになっている。この油圧によって、第４ロックピン３１が前記第４スプリング３６のばね力に抗して後退移動して第４ロック穴２７との係合が解除されるようになっている。

なお、各第１〜第４ロックピン２８〜３１の各先端面を含む前記各段差受圧面２８ｃ〜３１ｃの受圧面積は同一に設定されている。

また、図４に示すように、前記第１、第２通路孔３７，３８は、後述する第１ロック解除通路４１に連通している一方、第３、第４通路孔３９，４０は、第２ロック解除通路４２に連通している。

これによって、ベーンロータ９は、図１０に示すように、全体として４段階のラチェット作用によって遅角方向への回転を規制されながら進角方向へ相対回転して、最終的に最遅角位相と最進角位相との間の中間位相位置に保持されるようになっている。

なお、前記第１〜第４ピン孔３２ａ〜３２ｄのフロントプレート１３側の孔縁には、各ロックピン２８〜３１の良好な摺動性を確保するために大気に連通する呼吸溝５２がそれぞれ形成されている。

前記油圧回路６は、図１及び図４に示すように、前記各遅角油圧室１１に対して第１連通路１１ａを介して油圧を給排する遅角通路１８と、各進角油圧室１２に対して第２連通路１２ａを介して油圧を給排する進角通路１９と、前記各第１〜第４通路孔３７〜４０にそれぞれ油圧を供給、排出する前記第１、第２ロック解除通路４１，４２と、前記遅角、進角通路１８，１９に作動油を選択的に供給すると共に、第１、第２ロック解除通路４１，４２に作動油を吐出通路４３ａを介して供給する流体圧供給源であるオイルポンプ４３と、機関運転状態に応じて前記遅角通路１８と進角通路１９の流路を選択的に切り換える第１電磁切換弁４４と、前記第１ロック解除通路４１に対する作動油の給排をオン−オフ的に切り換える第２電磁切換弁４５と、前記第２ロック解除通路４２に対する作動油の給排を切り換える第３電磁切換弁４６と、前記第２電磁切換弁４５の上流側に設けられて、内部に油圧を蓄圧するアキュムレータ４７と、該アキュムレータ４７の上流側に設けられて、前記オイルポンプ４３から吐出された吐出油圧を前記アキュムレータ４７方向のみに通流させる逆止弁４８と、を主として備えている。

前記遅角通路１８と進角通路１９及び第１、第２ロック解除通路４１，４２は、図１及び図４に示すように、これらの一部が内燃機関のシリンダブロックに取り付けされたチェーンカバー４９の内部と、該チェーンカバー４９に一体に設けられた円柱状の通路構成部５０の内部にそれぞれ形成されている。

前記通路構成部５０は、前記ロータ１５の固定部１５ａ内に挿通固定されていると共に、外周に形成された複数の環状溝には各通路間及び外部との間をシールする４つのシール部材５１が嵌着固定されている。

前記遅角通路１８と進角通路１９とは、それぞれの一端部が前記第１電磁切換弁４４の図外の各ポートに接続されている一方、他端側が前記第１，第２連通路１１ａ、１２ａを介して前記各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２にそれぞれ連通している。

前記第１ロック解除通路４１は、図１、図４に示すように、一端側が第２電磁切換弁４５の図外のロックポートに接続されている一方、他端側が前記第１、第２通路孔３７，３８を介して各ロックピン２８，２９の段差受圧面２８ｃ、２９ｃにそれぞれ連通している。

一方、第２ロック解除通路４２は、一端側が第３電磁切換弁４６の図外のロックポートに接続されている一方、他端側が前記第３、第４通路孔３９，４０を介して各ロックピン３０，３１の段差受圧面３０ｃ、３１ｃにそれぞれ連通している。

前記オイルポンプ４３は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するトロコイドポンプなどの一般的なものであって、アウター、インナーロータの回転によってオイルパン５６内から吸入通路を介して吸入された作動油を吐出通路４３ａに吐出して、その一部が図外のメインオイルギャラリーＭ／Ｇから内燃機関の各摺動部などに供給されると共に、他が第１〜第３分岐通路５３，５４，５５を介して前記第１〜第３電磁切換弁４４〜４６側にそれぞれ供給されるようになっている。

なお、吐出通路４３ａの下流側には、図外の濾過フィルタが設けられていると共に、吐出油圧を前記各分岐通路５３〜５５方向のみに通流させるチェック弁５７ａが設けられている。また、吐出通路４３ａから吐出された過剰な作動油を、ドレン通路を介してオイルパン５６に戻して適正な流量に制御する流量制御弁５７が設けられている。

前記第１電磁切換弁４４は、図４に示すように、４ポート３方向型であって、各構成部材については具体的に符番を入れて説明しないが、概略的には、ほぼ円筒状のバルブボディと、該バルブボディ内に軸方向へ摺動自在に設けられたスプール弁体と、バルブボディの内部一端側に設けられて、スプール弁を一方向へ付勢する付勢部材であるバルブスプリングと、バルブボディの一端部に設けられて、前記スプール弁をバルブスプリングのばね力に抗して他方向へ移動させる電磁コイルと、から主として構成されている。

第２電磁切換弁４５は、一般的な３ポート３方向型であって、構造的には図５Ａ〜Ｃにも示すように、バルブボディ４５ａや、ボール弁体４５ｂ、図外のバルブスプリング、電磁コイル、固定鉄心、可動プランジャなどを有し、第１ロック解除通路４１に対して第２分岐通路５４と第２ドレン通路５９を相対的に切り換え制御するようになっている。

第３電磁切換弁４６は、第２電磁切換弁４５と同じ構成の３ポート３方向型であって、第２ロック解除通路４２に対して第３分岐通路５５と第３ドレン通路６０を相対的に切り換え制御するようになっている。

前記アキュムレータ４７は、前記第２分岐通路５４の途中に設けられ、図５Ａ〜Ｃに示すように、チェーンカバー４９内に形成された円柱状のシリンダ６１と、該シリンダ６１の内部に摺動自在に設けられた有底円筒状のピストン６２と、前記シリンダ６１の内底面とピストン６２の底壁６２ａとの間に形成された蓄圧室６３と、該ピストン６２の内底面と蓄圧室６３の開口端を液密的に閉止する蓋部材６４との間に弾装されて、前記ピストン６２を介して蓄圧室６３内の油圧を圧縮する方向へ付勢するばね部材６５と、前記ピストン６２の外周に設けられて、蓄圧室６３内をシールするシールリング６６と、を備えている。

前記蓄圧室６３は、底部側が第２分岐通路５４から分岐した分岐路５４ａの端部が接続されている。

前記シールリング６６は、前記ピストン６２の蓋部材６４側寄りの外周に形成された環状溝に嵌着固定されており、したがって、蓄圧室６３から十分に離れた位置に設けられている。このため、シールリング６６は、蓄圧室６３内の高油圧を直接受けることがなく、シリンダ６１内周面とピストン６２外周面との間の微小隙間を介して油圧が作用することから、耐久性が向上する。

また、前記第１ロック解除通路４１の下流側の一部は、図１に示すように、前記保持孔１５ｄ内のボルト頭部８ａと通路構成部５０の先端部との間に形成された空間部１５ｅを通ることなく、通路構成部５０内に形成された小径通路４１ａによって構成されている。このように、前記空間部１５ｅを避けることによって、前記蓄圧室６３の容積に影響を与えることがなくなる。つまり、蓄圧室６３の容積を、前記空間部１５ｅを考慮して大きく設定する必要がなくなる。

前記逆止弁４８は、図５Ａ〜Ｃに示すように、バルブボディ４８の内部に形成された通路孔４８ａの内部開口端４８ｃをボール弁体４８ｂが開閉して、オイルポンプ４３からの吐出油圧をアキュムレータ４７側に通流させるが、アキュムレータ４７からオイルポンプ４３方向への油圧の通流を阻止するようになっている。したがって、アキュムレータ４７には、図５Ａに示すように、オイルポンプ４３の作動中に吐出通路４３ａから第２分岐通路５４及び逆止弁４８を通って油圧が供給される。これによって、前記ピストン６２が、ばね部材６５のばね力に抗して後退移動して蓄圧室６３に高油圧が蓄圧されるようになっている。

したがって、前アキュムレータ４７は、図４及び図５Ａに示すように、オイルポンプ４３の作動中に吐出通路４３ａに吐出された油圧が前記逆止弁４８のボール弁体４８ｂを押し開いて前記分岐路５４ａから蓄圧室６３に供給される。これにより、前記ピストン６２がばね部材６５のばね力に抗して後退移動して蓄圧室６３に高油圧を蓄圧するようになっている。

また、オイルポンプ４３の作動が停止した場合は、図５Ｂに示すように、前記蓄圧室６３の高油圧によって逆止弁４８のボール弁体４８ｂが通路内部の開口端を閉止して、蓄圧室６３からの油圧の逆流が阻止されるようになっている。なお、この時点では、第２電磁切換弁４５は、後述の電子コントローラによってオフ信号が出力されて、ボール弁体４５ｂが第１分岐通路５４内の油圧の通流を阻止している。

さらに、この状態で第２電磁切換弁４５にオン信号が出力されると、図５Ｃに示すように、前記ボール弁体４５ｂが開成されて、蓄圧室６３の内部に蓄圧された高油圧が前記第１分岐通路５４を通って第１ロック解除通路４１に圧送されるようになっている。

そして、前記第１〜第３電磁切換弁４４〜４６は、図外の電子コントローラ(ＥＣＵ)から出力される制御電流と前記各バルブスプリングとの相対的な圧力によって制御されている。

第１電磁切換弁４４は、電子コントローラからの通電遮断（非通電）と通電（通電量も含む）よって前記スプール弁を前後方向の所定の位置に移動させて、前記第１分岐通路５３に対して遅角通路１８と進角通路１８、１９を切り換えや、遅角通路１８と進角通路１９とドレン通路５８とを切り換えるようになっている。

つまり、非通電状態で、遅角通路１８と進角通路１９の両方をドレン通路５８に連通させ、また、通電状態でもその通電量に応じて前記第１分岐通路５３と両方の通路１８，１９を連通するか、第１分岐通路５３に対して前記遅角通路１８と進角通路１９のいずれか一方を連通させ、同時にいずれか他方の通路１８，１９をドレン通路５８に連通させるようになっている。

一方、第２、第３電磁切換弁４５、４６は、電子コントローラからのオン−オフ的な通電信号によってボール弁体がいずれか一方に移動して、前記第１、第２ロック解除通路４１，４２と吐出通路４３ａ、あるいは第１、第２ロック解除通路４１，４２とドレン通路５９、６０を選択的に切り換えるようになっている。

このように、第１電磁切換弁４４側では、前記スプール弁を軸方向の所定の位置に移動させることによって、各ポートを選択的に切り換えてタイミングスプロケット１に対するベーンロータ９の相対回転角度を変化させる。一方、第２、第３電磁切換弁４５、４６側では、第１、第２ロックピン２８、２９と第３、第４ロックピン３０、３１の各ロック穴２４〜２７への係入ロックとロック解除を選択的に行ってベーンロータ９の自由な回転の許容と第１、第２中間位相位置及び最遅角位置で回転をロックするようになっている。

前記電子コントローラは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサ（機関回転数検出）やエアーフローメータ、機関水温センサ、機関温度センサ、スロットルバルブ開度センサおよびカムシャフト２の現在の回転位相を検出するカム角センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、前述したように、前記第１〜第３電磁切換弁４４〜４６の各電磁コイルに制御電流を出力して前記各弁体の移動位置を制御して、前記各ポートを選択的に切り換え制御するようになっている。

そして、車両のイグニッションスイッチをオフ操作して機関停止させた場合と、走行時のアイドリングストップなどの一時的な機関停止の場合とに分けて前記第２、第３電磁切換弁４５、４６へ制御電流を出力するようになっている。

〔本実施形態の作動〕
以下、本実施形態のバルブタイミング制御装置の作動を説明する。まず、車両の通常走行後にイグニッションスイッチをオフ操作して機関を停止させた場合について説明する。

イグニッションスイッチをオフ操作すると、電子コントローラから第１〜第３電磁切換弁４４〜４６への通電が遮断されることから、各弁体はバルブスプリングのばね力で一方向の位置に移動する。これによって、吐出通路４３ａに対して遅角通路１８及び進角通路１９の両方を連通させると共に、各ロック解除通路４１，４２とドレン通路５９、６０を連通させる。また、オイルポンプ４３の駆動も停止されることから、いずれかの油圧室１１，１２や各第１〜第３通路孔３７〜４０への作動油の供給が停止される。

そして、このイグニッションスイッチをオフ操作する前のアイドリング運転時には、第１電磁切換弁４４への通電によって吐出通路４３ａと遅角通路１８が連通されると共に、ドレン通路５８と進角通路１９が連通される。このとき、第２、第３電磁切換弁４５、４６にオン信号が継続的に出力されて、前記アキュムレータ４７の油圧が第１ロック解除通路４１を介して第１、第２通路孔３７，３８から第１、第２ロックピン２８、２９の各段差受圧面２８ｃ、２９ｃに作用すると共に、オイルポンプ４３の油圧が第３，第４通路孔３９，４０から第３、第４ロックピン３０，３１の各段差受圧面３０ｃ、３１ｃにそれぞれ作用する。これによって、各ロックピン２８〜３１は、第１〜第４ロック穴２４〜２７の位置から抜け出てベーンロータ９のロックが解除された状態になる。

よって、ベーンロータ９は、ロックが解除された状態が維持されていることから、各遅角油圧室１１に供給された作動油圧によって最遅角側の回転位置になっている。つまり、図６Ａに示す最遅角位置であるが、この時点では油圧によって第４ロックピン３１は第４ロック穴２７に係合していない状態になっている。

この状態で、イグニッションスイッチがオフ操作されると、操作初期のアクセサリーモードの際に、第１電磁切換弁４４への通電が遮断（非通電）されて、遅角通路１８も進角通路１９と同じくドレン通路５８に連通させることから、各遅角油圧室１１内も低圧状態になる。

そして、この機関の停止直前では、カムシャフト２に作用する正負の交番トルクが発生し、特に、負のトルクによってベーンロータ９が前記最遅角位置から進角側へ僅かに回転する。このとき、前記第２、第３電磁切換弁４５，４６への通電もオフされて、各ロック解除通路４１、４２と各ドレン通路５９，６０が連通される。これによって、各通路孔３７〜４０から各ロックピン２８〜３１への解除用油圧の供給が遮断されることから、各ロックピン２８〜３１は、それぞれのスプリング３３〜３６のばね力によって進出方向に付勢される。

このため、各ロックピン２８〜３１は、ベーンロータ９の進角方向への回転に伴い、各先端部２８ａ〜３１ａがスプロケット内側面１ｃに摺接しつつ図中、左方向へ移動して、まず第２ロックピン２９の先端部がスプロケット内側面１ｃから第２ロック穴２５の第１穴部２５ａに係合する。これによって、ベーンロータ９は、遅角側の交番トルクが作用しても遅角方向への回転が規制される。

続いて進角側の交番トルクが作用してベーンロータ９がさらに進角方向へ回転すると、第１ロックピン２８の先端部２８ａが第１ロック穴２４の第１穴部２４ａに一旦係合し、その後、図７Ａに示すように、さらに第２穴部２４ｂに階段を下りるように係合すると共に、第２ロックピン２９が第２ロック穴２５の第２穴部２５ｂに同じく段階を下りるように係合しつつ該第２穴部２５ｂ内において進角側へ摺動する。同時に、第３ロックピン３０も対応する第３ロック穴２６の穴部２６ａに係合しつつ進角側へ摺動する。

これによって、図７Ａに示すように、第１、第２ロックピン２８、２９によって第１、第２ロック穴２４，２５の間を挟むような状態で係合配置される。したがって、ここで、ベーンロータ９に正の交番トルクが作用して遅角側へ回転しようとするが、第１ロックピン２８の先端部２８ａの側縁が第１穴部２４ｂの立ち上がり段差面に当接して遅角側への回転が規制される一方、ベーンロータ９に負の交番トルクが作用して進角側へ回転しようとしても、第２ロックピン２９の先端部２９ａの側縁が第２穴部２５ｂの立ち上がり段差面２５ｃに当接して進角側への回転が規制される。

よって、ベーンロータ９は、進角よりの中間回転位相位置、つまり、図９及び図１０に示すＶＴＣ位相が約２７．５°の第１の中間位相位置にロック保持される。この第１中間回転位置は、通常の冷機始動に適した位置である。

なお、この状態では、第４ロックピン３１は、図７Ａに示すように、スプリング３６のばね力によって先端部３１ａが第４ロック穴２７の孔縁、つまり、スプロケット内側面１ｃに弾接している。

その後、長時間経過後に機関を始動(低温始動)するために、イグニッションスイッチをオン操作すると、その直後の初爆（クランキング開始）によってオイルポンプ４３が駆動すると共に、第１電磁切換弁４４に通電されて吐出通路４３ａに対して遅角通路１８と進角通路１９の両方を連通させる。このため、ポンプ吐出油圧が遅角通路１８と進角通路１９を介して各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２にそれぞれ供給される。

一方、前記第１、第２ロック解除通路４１，４２と各ドレン通路５６、６０は連通された状態になっていることから、各ロックピン２８〜３０は、各スプリング３３〜３５のばね力によって各ロック穴２４〜２６に係合した状態を維持している。

したがって、前記ベーンロータ９は、前記第１の中間回転位相位置に保持されていることから、クランキング時の燃焼が良好になって排気エミッション性能が向上すると共に、始動性が良好になる。

続いて、アイドリング運転から例えば機関常用運転域に移行すると、電子コントローラから第２、第３電磁切換弁４５、４６に制御電流が出力されて、各分岐通路５４、５５と各ロック解除通路４１，４２が連通されると共に、第１電磁切換弁４４に所定量の電流が適宜出力されて、吐出通路４３ａに対する遅角通路１８と進角通路１９との連通を適宜選択される。

したがって、ロック機構４側では、各分岐通路５４，５５から各ロック解除通路４１，４２を介して各通路孔３７〜４０を通った油圧が各ロックピン２８〜３１の段差受圧面２８ｃ〜３１ｃに作用して各ロックピン２８〜３１を各ロック穴２４〜２７から抜け出させて係合を解除する。したがって、ベーンロータ９の自由な正逆回転が許容されると共に、遅角、進角油圧室１１，１２への選択的な油圧の供給によってベーンロータ９は、機関運転状態に応じて進角側あるいは遅角側へ相対回転して、燃費や機関の出力などの機関性能を十分に引き出すことが可能になる。

すなわち、例えば機関の常用運転域に移行した場合は、第１電磁切換弁４４に通電されて、吐出通路４３ａと遅角通路１８を連通させると共に、進角通路１９とドレン通路５８を連通させる。

一方、第２、第３電磁切換弁４５，４５に通電されて、各分岐通路５４、５５と各ロック通路４１、４２を連通させる。これによって、各ロックピン２８〜３１は各ロック穴２４〜２７から抜け出た状態が維持される一方、第１電磁切換弁４の切り換え制御によって例えば進角油圧室１２の油圧が排出されて低圧になる一方、遅角油圧室１１が高圧になることから、ベーンロータ９をハウジング７に対して遅角側に回転させる。

よって、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが小さくなって筒内の残留ガスが減少して燃焼効率が向上し、機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。

その後、例えば機関高回転高負荷域に移行した場合は、第１電磁切換弁４４への通電量を大きくする。これによって、遅角通路１８とドレン通路５８が連通されると共に、進角通路１９と吐出通路４３ａを連通させると共に、第２、第３電磁切換弁４５，４６への通電状態が維持されて各分岐通５４，５５に対して各ロック解除通路４１，４２が連通状態を維持されている。

したがって、各ロックピン２８〜３１の各ロック穴２４〜２７に対する係合が解除された状態になっていると共に、遅角油圧室１１が低圧になる一方、進角油圧室１２が高圧になる。このため、ベーンロータ９は、ハウジング７に対して最進角側に回転する。これにより、カムシャフト２は、スプロケット１に対して最進角の相対回転位相に変換される。

これによって、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが大きくなって、吸気充填効率が高くなって機関の出力トルクの向上が図れる。

このように、機関の運転状態に応じて、電子コントローラが第１〜第３電磁切換弁４４〜４６に通電、あるいは通電を遮断して、前記位相変換機構３とロック機構４を制御してタイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の最適な相対回転位置に制御することから、バルブタイミングの制御精度の向上が図れる。
〔機関が自動的に停止した場合〕
アイドリングストップなどによって機関が自動的に停止する場合は、前記イグニッションスイッチを操作して停止させた場合と同じく、この機関の自動停止前のアイドリング回転時に、第１電磁切換弁４４を介して吐出通路４３ａと遅角通路１８を連通させると共に、進角通路１９とドレン通路５８を連通させる。同時に、第２、第３電磁切換弁４４，４５を介して各ロック解除通路４１，４２と各ドレン通路５９，６０とを連通させる。したがって、各遅角油圧室１１に作動油圧が供給されて、前記ベーンロータ９は、図６Ｂに示すように、最遅角側の回転位置になる。

このとき、前記ロック機構４は、各通路孔３７〜４０に油圧が供給されていないことから、第１〜第３ロックピン２８〜３０の先端部２８ａ〜３０ａが、図６Ａに示すように、第１〜第３ロック穴２４〜２６の位置から外れて各スプリング３７，３８の付勢力によってスプロケット１の内側面１ｃに弾接していると共に、第４ロックピン３１の先端部３１ａがスプリング３６のばね力によって第４ロック穴２７の第５ロック凹部である第２穴部２７ｂに係合する。

これによって、前記ベーンロータ９は、最遅角側の回転位置に安定かつ確実にロックされことから、その後、機関の自動的な再始動時(クラインキング初期)には、吸気弁は最遅角位相の状態で始動が開始される。したがって、燃焼室の有効圧縮比が低下して良好な始動性を確保しつつ機関の振動を十分に抑制することができる。プレイグニッション（ノッキング）の発生が抑制されつつ良好な始動性と機関振動の抑制が図れる。

なお、機関が自動的に始動された後は、前述と同じく、前記第２、第３電磁切換弁４５、４６に通電されて、各分岐通路５４、５５と各ロック解除通路４１，４２を連通させるため、第１〜第４ロックピン２８〜３１は、各ロック穴２４〜２７から抜け出て係合が解除される。これによって、ベーンロータ９の自由な正逆回転を確保できる。
〔機関の極低温始動時〕
次に、前記機関停止時における温度環境が極寒冷地であって、再始動時には機関が極低温状態になっていた場合について説明する。

イグニッションスイッチをオフ操作して機関を停止させた後のベーンロータ９は、前述した図７Ａ、Ｂに示すように、特に第１、第２ロックピン２８、２９が第１，第２ロック穴２４，２５に係合して第１の中間回転位相位置にロック保持されている。

したがって、機関再始動のためにイグニッションスイッチをオン操作すると、アクセサリーモード中に、現在の機関温度を検出した前記電子コントローラが所定温度以下の極低温状態であると判断した場合は、第２電磁切換弁４５のみにオン信号を出力する。

これによって、第２分岐通路５４と第１ロック解除通路４１が連通すると同時に、前記アキュムレータ４７内の高油圧が第２分岐通路５４から第１ロック解除通路４１を通って第１、第２通路孔３７，３８から第１、第２ロックピン２８、２９の各段差受圧面２８ｃ、２９ｃに即座に作用する。したがって、第１ロックピン２８と第２ロックピン２９は、図８Ａに示すように、その各先端部２８ａ，２９ａが第１、第２ロック穴２４，２５から速やかに抜け出してベーンロータ９のロックを解除する。

次に、クランキングの初爆時に前記カムシャフト２に作用するフリクショントルクによってベーンロータ９に遅角側への回転力が作用すると、該ベーンロータ９は、図８Ａ，Ｂに示すように、スプリング３５のばね力によって進出方向に付勢された第３ロックピン３０の先端部３０ａが第３ロック穴２６内を摺動しつつ遅角側の側壁に当接してそれ以上の遅角方向の回転が規制されると共に、第４ロックピン３１の先端部３１ａが第４ロック穴２７の第１穴部２７ａに係合して両ロックピン３０、３１で両ロック穴２６、２７間を挟持する状態になる。これによって、この回転位置、つまり第２の中間回転位置に確実にロック保持される。この回転位置は、図９及び図１０に示すように、ＶＴＣ角度で約１７．５°であって、極低温始動に適した回転位置である。

したがって、極低温時の機関始動時において、イグニッションスイッチをオン操作してクランキングが開始されると、該クランキング初爆から完爆までの燃焼性が良好になり、極低温時における始動性の向上が図れる。

以上のように、本実施形態では、前記ベーンロータ９を、通常の機関低温始動時には、第１、第２ロック機構４ａ、４ｂによってＶＴＣ角度約２７．５°の第１中間回転位相にロック保持し、また、アイドリングストップ時には、最遅角側にロック保持することができるため、始動性の向上が図れる。

しかも、極低温始動時には、第１ロック機構４ａのアキュムレータ４７の高油圧を第１ロック解除通路４１へ強制的に供給して、第１、第２ロックピン３８，２９を第１，第２ロック穴２４、２５から速やかに抜け出させて（後退移動させて）ロックを解除することができる。

したがって、始動時の環境によらず、いずれの始動時、特に油圧の粘性が高くなる極低温始動時にもロック機構４によるロックを速やかに解除することが可能になる。

前記アキュムレータ４７は、その配設位置がオイルポンプ４３よりも十分に下流側で第１、第２ロック穴２４、２５に近い位置になっていることから、内部の高油圧を各ロック穴２４，２５へ速やかに供給することができ、この点でも第１、第２ロックピン２８，２９のロック解除応答性が向上する。

また、この実施形態では、電子コントローラから前記第２、第３電磁切換弁４５、４６に通電されて前記吐出通路４３ａ（第３分岐通路５５）やアキュムレータ４７（第２分岐通路５４）と各ロック解除通路４１，４２が連通され、オイルポンプ４３やアキュムレータ４７ａから各ロック解除通路４１，４２に供給された作動油圧は、各通路孔３７〜４０を介して各段差受圧面２８ｃ〜３１ｃに同時かつ同圧に作用することから、第１〜第２ロックピン２８〜３１を各ロック穴２４〜２７から同時に退出させることができる。

すなわち、前記第１、第２分岐通路４１，４２の通路断面積が同一に形成され、また第１〜第４通路孔３７〜４１の通路断面積も同一に形成されていることから、各段差受圧面２８ｃ〜３１ｃには、同時かつ同一の油圧が作用する。このため、各ロックピン２８〜３１を、対応する第１〜第４ロック穴２４〜２７から同時に退出させることができる。したがって、ロックピンの退出が遅れてロック穴の孔縁に引っ掛かってしまうといったおそれがなくなることから、所望のバルブタイミング制御を行うことができると共に、この制御を応答性良く行うことが可能になる。

また、ベーンロータ９のロータ１５に、ピン孔３２ａ〜３２ｄを介して第１、２ロックピン２７、２８と第３、第４ロックピン３０、３１を設けたため、各ベーン１６ａ〜１６ｄの周方向の肉厚を十分に薄くすることができる。これによって、ベーンロータ９のハウジング７に対する相対回転角度を十分に拡大することが可能になる。

また、本実施形態では、アイドリングストップなどで機関が自動的に停止した場合には、ロック機構４によってベーンロータ９を最遅角側の回転位置に、油圧ではなく機械的にロックさせるようにしたため、油圧源を別途設ける必要がなくなる。このため、装置の簡素化が図れると共に、コストの低減化が図れる。

さらに、機関を手動停止させた場合には、前記ロック機構４によってベーンロータ９を第１の中間回転位相位置へ回転させる際に、第１ロック穴２４と第２ロック穴２５の階段状の各穴部２４ａ、２５ａによって第１ロックピン２８と第２ロックピン２９は必ず進角側の各穴部２４ｂ、２５ｂ方向のみにラチェット式に案内移動されることから、かかる案内作用の確実性と安定性を担保できる。

また、ベーンロータ９を最遅角側へ回転させる場合にも、第４ロックピン３１は、第４ロック穴２７の階段状穴部２７ａ、２７ｂによってラチェット式に案内移動されることから、この場合もかかる案内作用の確実性と安定性を担保できる。

前記各通路孔３７〜４１に供給される油圧を、前記遅角、進角油圧室１１，１２の油圧を用いるのではないことから、遅角、進角油圧室１１，１２の油圧を用いる場合に比較して、前記各通路孔３７〜４１に対する油圧の供給応答性が良好になり、各ロックピン２８〜３１の抜け出し移動(退出)の応答性が向上する。

また、本実施形態では、ロック機構４を、第１、第２、第４ロック穴２４、２５、２７の階段状のラチェット方式を採用したことによって、各ロック穴２４、２５、２７が形成される前記スプロケット１の肉厚を小さくすることができる。つまり、例えば、ロックピンを単一とし、ロック穴の階段状の各穴部を連続的に形成する場合は、この階段状の高さを確保するために前記スプロケット１の肉厚を厚くしなければならないが、前述のように、各ロック穴に３つに分けることによってスプロケット１の肉厚を小さくできるので、バルブタイミング制御装置の軸方向の長さを短くでき、レイアウトの自由度が向上する。
〔第２実施形態〕
図１１は、本発明の第２実施形態を示し、油圧回路５の回路構成を一部変更したもので、遅角通路１８と進角通路１９の一部は、第１実施形態と同じく前記通路構成部５に形成されているが、前記第１ロック解除通路４１と第２ロック解除通路４２は、前記カムシャフト２の内部とロータ１５の固定部１５ａ内に連続して形成されている。

このように、前記第１、第２ロック解除通路４１、４２を、カムシャフト２とロータ１５の内部に形成したことによって、通路途中でのシール、つまり、前記通路構成部５に設けられたシール部材５１などが不要になるので、製造作業と組立作業が容易になると共に、コストの低減化が図れる。
〔第３実施形態〕
図１２は第３実施形態を示し、前記アキュムレータ４７の構造を変更したもので、シリンダ６１内に、合成樹脂材によって形成された伸縮自在なベローズ６７を配置すると共に、該ベローズ６７の先端部にピストン６８を一体に形成したものである。

前記ベローズ６７は、伸張方向にばね力が付与されてピストン６８を蓄圧室６３内の油圧を圧縮する方向に付勢している。

したがって、オイルポンプ４３の作動中に吐出油圧が逆止弁４８を介して蓄圧室６３に供給されるとピストン６８がベローズ６７のばね力に抗して後退移動することにより、蓄圧室６３に高油圧が蓄圧されるようになっている。

他の構成は第１実施形態と同じであるから、前述した同一の作用効果が得られると共に、ピストン６８と一体のベローズ６７を用いることによって、構造が簡素化されると共に、組付作業性が良好になる。
〔第４実施形態〕
図１３は第４実施形態を示し、前記第３電磁切換弁４６の構造を変更したもので、第３電磁切換弁４６は、バルブボディ７０の内部に電磁コイル７１と固定鉄心７２、可動プランジャ７３が収容されており、該可動プランジャ７３は、先端側にボール弁体７５を押し出すプッシュロッド７４が設けられていると共に、後端側に可動プランジャ７４を介してプッシュロッド７４を進出方向へ付勢するバルブスプリング７６が弾装されている。

前記ボール弁体７５は、第３分岐通路５５の途中に配置されて、前記第３分岐通路５５の通路開口端５５ａを閉止するか、第２ロック解除通路４２とドレン通路６０を連通するようになっている。

すなわち、前記電磁コイル７１への非通電時（オフ）には、前記可動プランジャ７３がバルブスプリング７６のばね力によって進出してプッシュロッド７４を介してボール弁体７５を押し出す。これによって、ボール弁体７５が前記通路開口端５５ａを閉止して、第３分岐通路５５とロック解除通路４２との連通を遮断すると共に、ロック解除通路４２とドレン通路６０とを連通させて、第３、第４ロックピン３０、３１をばね部材３５，３６のばね力によってロック穴２６，２７へ係合させる。

一方、前記電磁コイル７１へ電子コントローラから通電（オン）されると、可動プランジャ７３がバルブスプリング７６のばね力に抗して後退移動することから、プッシュロッド７４とボール弁体７５も後退移動して前記通路開口端５５ａと第２ロック解除通路４２を連通させると共に、通路開口端５５ａとドレン通路６０の連通を遮断する。これによって、第３、第４ロックピン３０，３１のロックが解除されるようになっている。

また、前記各実施形態では、機関のいずれの温度環境においても、前記アキュムレータ４７の蓄圧を利用して各ロックピン２８，２９の各ロック穴２４、２５からのロックを速やかに解除するようになっているが、この方法以外に、図４の仮想線で示すように、前記アキュムレータ４７やオイルポンプ４３を廃止して、オイルポンプ８０を電動モータ８１によって駆動することも可能である。

この実施形態によれば、電動モータ８１を利用することによって、オイルポンプ８０を強制的に作動させて、油圧を各分岐通路５３〜５５に供給することも可能であり、特に第１ロック解除通路４１に強制的に供給できるので、機関のいずれの温度環境においても各ロックピン２８，２９を速やかにロック解除することが可能になる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば車両としてアイドリングストップ仕様のもの以外に、駆動源としていわゆる内燃機関と駆動モータを利用したハイブリッド仕様のものにも適用可能である。

さらに、高圧縮比型の内燃機関ばかりか、通常の圧縮比の内燃機関にも適用することができる。

前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ハウジングに対して前記ベーンロータが最遅角の回転位置となった状態でもロック可能となっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｂ〕請求項ａに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第３ロック部材または前記第４ロック部材の一方が第５ロック凹部に係入されることによって、前記ハウジングに対して前記ベーンロータが最遅角位置でロックされることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｃ〕請求項ｂに記載された内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第５ロック凹部は、前記第３ロック凹部または第４ロック凹部の底部に連続して設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｄ〕請求項１に記載された内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１ロック凹部または第２ロック凹部の少なくとも一方には、進角方向に向かって深くなる段差が設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｅ〕請求項ｄに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１ロック凹部及び第２ロック凹部の両方に進角方向に向かって深くなる段差が設けられ、前記第１ロック部材が前記第１ロック凹部の段差を下るタイミングと、前記第２ロック部材が第２ロック凹部の段差を下るタイミングが異なっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｆ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１ロック機構によってロックしている状態で、前記第３ロック部材が前記第３ロック凹部にまたは前記第４ロック部材が第４ロック凹部に係入されるようになっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｇ〕請求項ｆに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記第１ロック機構によってロックしている状態で、前記第３ロック凹部に、または第４ロック凹部に係入されている前記第３ロック部材または第４ロック部材は、前記第３ロック凹部に、または第４ロック凹部内における最も進角側に寄った状態で係入されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｈ〕請求項ｇに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第２ロック機構は、前記第１ロック機構によってロックしている状態で係入させている前記第３ロック部材または前記第４ロック部材の一方が、第３ロック凹部または第４ロック凹部内で最も遅角側に移動した状態で、前記第３ロック部材または第４ロック部材の他方が、前記第３ロック凹部または第４ロック凹部における最も進角側で係入されることによってロックされることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｉ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１〜第４ロック部材は、カムシャフトの回転軸方向に移動するように前記ロータに配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｊ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１ロック機構と第２ロック機構には、前記進角作動室と遅角作動室に給排される経路とは異なる独立した経路から油圧が供給されることによってロックが解除されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｋ〕請求項ｊに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１ロック機構と第２ロック機構への油圧の給排は、異なる２つの電磁弁によって制御されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｌ〕請求項ｋに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第１ロック機構へ供給される油圧は、逆止弁と電磁弁との間に設けられたアキュムレータ内に蓄圧されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｍ〕請求項ｋに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
イグニッションスイッチをオフ操作して内燃機関を停止させる際には、前記第１ロック機構によってロックさせ、
内燃機関を始動させる際の温度が所定以下である場合には、前記第１ロック機構によってロックさせたい位置で始動させ、
内燃機関を始動させる際の温度が所定温度以上である場合には、前記第１ロック機構のロックを解除すると共に、前記第２ロック機構によってロックさせて内燃機関を始動させることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項ｎ〕請求項ｍに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
運転者の操作によらずに自動的に内燃機関が停止し、自動的に始動する車両に用いられ、
運転者の操作によらず自動的に内燃機関が停止した場合には、前記第３ロック部材またはだい４ロック部材の一方が、第５ロック凹部に係入することによって、前記ハウジングに対してベーンロータを最遅角位置でロックして内燃機関を始動させることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。

１…スプロケット(駆動回転体)
２…カムシャフト
３…位相変更機構
４…ロック機構
４ａ…第１ロック機構
４ｂ…第２ロック機構
５…油圧回路
７…ハウジング
９…ベーンロータ(従動回転体)
１０…ハウジング本体
１１(１１ａ)…遅角油圧室
１２(１２ａ)…進角油圧室
１５…ロータ
１６ａ〜１６ｄ…第１〜第４ベーン
１８…遅角通路
１９…進角通路
２４…第１ロック穴（第１ロック凹部）
２５…第２ロック穴（第１ロック凹部）
２６…第３ロック穴（第３ロック凹部）
２７ａ…第４ロック穴（第４ロック凹部）
２７ｂ…第５ロック穴（第５ロック凹部）
２８…第１ロックピン（第１ロック部材）
２９…第２ロックピン（第１ロック部材）
３０…第３ロックピン（第３ロック部材）
３１…第４ロックピン（第４ロック部材）
４１…第１ロック解除通路
４２…第２ロック解除通路
４３…オイルポンプ
４３ａ…吐出通路
４４…第１電磁切換弁
４５…第２電磁切換弁
４６…第３電磁切換弁
４７…アキュムレータ
４８…逆止弁
４９…チェーンカバー
５０…通路構成部
５１…シール部材
５３…第１分岐通路
５４…第２分岐通路
５５…第３分岐通路
６１…シリンダ
６２…ピストン
６３…蓄圧室
６５…ばね部材

Claims (2)

1. クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
   要求に応じて前記駆動回転体に対して進角方向または遅角方向へ相対回転可能な従動回転体と、
   前記駆動回転体に対して従動回転体を最遅角位置と最進角位置の間で、かつ前記最遅角位置と最進角位置を含まない第１位置でロックするロック状態と、前記第１位置でのロックを解除するロック解除状態と、前記第１位置へ案内する案内状態とが存在し、前記ロック状態と前記ロック解除状態とを切り換え可能な第１ロック機構と、
   前記駆動回転体に対して従動回転体を最遅角位置と最進角位置の間であって、該最遅角位置と最進角位置を含まずかつ前記第１位置と異なる第２位置でロックするロック状態と、前記第２位置でのロックを解除するロック解除状態と、前記第２位置へ案内する案内状態とが存在し、前記ロック状態と前記ロック解除状態とを切り換え可能な第２ロック機構と、
   を備え、
   前記第１ロック機構がロック状態のときに、前記第２ロック機構は案内状態となっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記第１ロック機構と第２ロック機構は、前記駆動回転体側に形成された４つの第１〜第４ロック凹部と、前記従動回転体側に設けられて、前記第１〜第４ロック凹部に係脱する第１〜第４ロック部材と、を有し、
   前記第１ロック機構によってロックしている状態で、前記第３ロック部材が前記第３ロック凹部に、または前記第４ロック部材が第４ロック凹部に係入されるようになっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。

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