JP6464800B2 - 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と同期して回転する駆動側回転体と、カムシャフトと一体回転する従動側回転体との相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に関する。

近年、内燃機関（以下「エンジン」と称する）の運転状況に応じて吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更する弁開閉時期制御装置が実用化されている。この弁開閉時期制御装置は、クランクシャフトによって駆動される駆動側回転体と、カムシャフトと一体に回転する従動側回転体との相対回転位相（以下、単に「相対回転位相」と称する）を変化させることにより、従動側回転体の回転に伴って開閉される吸排気弁の開閉時期を変更する機構を有している。

一般に、吸排気弁の最適な開閉時期はエンジンの始動時や車両の走行時などエンジンの運転状況により異なる。エンジンの始動時には、相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間ロック位相に拘束することにより、吸排気弁の開閉時期をエンジンの始動に最適な状態に設定している。

特許文献１に示される中間ロック機構付きのバルブタイミング制御装置では、エンジン停止中は中間ロック位相に拘束される。エンジンの始動後には進角室と遅角室との両方にオイルを速やかに充填する必要があるため、ロック状態で進角室と遅角室との間を連通路で連通させ、進角室に供給したオイルが連通路を通って遅角室にも供給される。このとき、遅角室のオイル供給油路はドレンに開放し、オイル充填の阻害となる流体圧室内の空気が排出されるようにしてオイルの充填性を向上させている。

特開２０１３−１００８３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたバルブタイミング制御装置においては、エンジン停止時には、進角室及び遅角室が連通しつつ、進角室及び遅角室の一方はドレンに連通しているため、流体圧室内のオイルは排出されてしまう。このため、エンジン始動時には流体圧室にオイルがほとんど残存しておらず、その状態から流体圧室にオイルを充填するために時間を要していた。また、エンジンストール等の非定常停止時にはロック位相に設定できない場合がある。仮にオイルが流体圧室に充分に供給されていない場合には、カム変動トルクを受け易く従動側回転体が駆動側回転体に対して大きく揺動してエンジンが適切に始動できないばかりか、装置内部の区画部にベーン部が繰り返して当接するため、異音を発生させることや、駆動側回転体が変形する虞があった。

本発明の目的は、エンジン始動時に相対回転位相を安定性させる弁開閉時期制御装置を構成する点にある。

本発明の特徴は、内燃機関の駆動軸と同期回転する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体の内側で前記駆動側回転体の軸心と同軸心に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体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の間に区画形成される流体圧室と、
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で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室及び遅角室と、
作動流体の給排により、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が最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と前記中間ロック位相の拘束が解除されたロック解除状態とが選択的に切り替えられる中間ロック機構と、
前記進角室に給排される前記作動流体の流通を許容する進角流路と、
前記遅角室に給排される前記作動流体の流通を許容する遅角流路と、
給電量がゼロである場合の第１の位置と、給電された場合に前記第１の位置とは異なる第２の位置との間を移動するスプールを有する制御弁と、
前記制御弁への給電量の制御により前記制御弁を制御して前記進角室と前記遅角室とに作動流体を供給して前記相対回転位相を変更する位相制御部とを備え、
前記スプールが前記第１の位置及び前記第２の位置のうちの何れか一方に配置されるとき、前記中間ロック機構がロック状態となり、且つ、前記進角室及び前記遅角室の両方に前記作動流体が供給される状態に設定され、
前記スプールが前記第１の位置及び前記第２の位置のうちの何れか他方に配置されるとき、前記中間ロック機構がロック状態になり、且つ前記進角室及び前記遅角室の何れか一方から前記作動流体が排出され、何れか他方に前記作動流体が供給される状態に設定される点にある。

この構成によると、内燃機関の始動時には、進角室と遅角室との双方に作動流体を速やかに供給して早期に充満することが可能となり、弁開閉時期制御装置の作動を早く開始できる。
また、この構成によると、スプールが第１の位置及び第２の位置の他方に配置された場合には、中間ロック機構がロック状態となり、進角室と遅角室との何れか一方に作動流体が供給される。また、スプールが第１の位置及び第２の位置の一方に配置された場合には、中間ロック機構がロック状態となり、進角室と遅角室との両方に作動流体が供給される。

本発明は、前記スプールが前記第１の位置から前記第２の位置に到達する前に前記進角流路と前記遅角流路との何れか一方に作動流体が供給されても良い。

本構成であれば、進角方向と遅角方向との何れの方向にも相対回転位相を変位させることが容易に行える。

本発明は、前記スプールが前記第１の位置又は前記第２の位置の一方に配置されるとき、前記進角室と前記遅角室とが前記スプールに形成された連通路を介して連通し、前記進角室及び前記遅角室のうち何れか一方に前記作動流体の一部が供給され、何れか他方に前記連通路を介して前記作動流体の一部が供給されても良い。

スプールを第１の位置又は第２の位置に配置することにより、例えば、進角室に作動流体の一部を供給し、その作動流体の一部を連通路を介して遅角室に供給する。これにより、内燃機関の始動時には、進角室及び遅角室に作動流体を早期に充填し、内燃機関の始動直後から弁開閉時期制御装置の作動を早く開始できる。

第１実施形態の弁開閉時期制御装置の構成を表す縦断面図である。 図１のII−II線断面図である。 ＯＣＶのポジションと作動油の給排パターンである。 ＰＡ１におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 ＰＡ２におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 ＰＬにおけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 ＰＢ２におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 ＰＢ１におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 第２実施形態のＯＣＶのポジションと作動油の給排パターンである。 ＰＢ１におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。 第３実施形態の弁開閉時期制御装置の断面及び制御系を示す図である。 図１１のXII−XII線における断面図である。 最遅角位相でのトーションスプリングの状態を示す断面図である。 中間ロック位相でのトーションスプリングの状態を示す断面図である。 最進角位相でのトーションスプリングの状態を示す断面図である。 スプールがロック移行ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが遷移ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが進角ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが中立ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが遅角ポジションにある制御弁の断面図である。 制御弁の給排関係を示す図である。 変形例の制御弁の給排関係を示す図である。 相対回転位相とスプリング力との関係を示すグラフである。 変形例の相対回転位相とスプリング力との関係を示すグラフである。 エンジンの停止制御時の相対回転位相の変化等を示すチャートである。 変形例でエンジンの停止制御時の相対回転位相の変化等を示すチャートである。 エンジンの始動制御時の相対回転位相の変化等を示すチャートである。 エンジンの始動制御時において遷移ポジションで相対回転位相の変化等を示すチャートである。 第４実施形態でスプールが第１遅角ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが第２遅角ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが中立ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが第２進角ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが第１進角ポジションにある制御弁の断面図である。 スプールが進角保持ポジションにある制御弁の断面図である。 制御弁の給排関係を示す図である。 別実施形態（ａ）の制御弁の給排関係を示す図である。 別実施形態（ｂ）の制御弁の給排関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
以下に、自動車用エンジン（以下、単に「エンジン」と称する）における吸気弁側の弁開閉時期制御装置に本発明を適用した第１実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明において、エンジンＥは内燃機関の一例である。

〔全体構成〕
図１に示すように、弁開閉時期制御装置１０は、クランクシャフトＣと同期回転するハウジング１と、ハウジング１の内側でハウジング１の軸芯Ｘと同軸心に配置され、エンジンＥの弁開閉用のカムシャフト１０１と一体回転する内部ロータ２とを備えている。カムシャフト１０１は、エンジンＥの吸気弁１０３の開閉を制御するカム１０４の回転軸であり、内部ロータ２、及び固定ボルト５と同期回転する。カムシャフト１０１は、エンジンＥのシリンダヘッドに回転自在に組み付けられている。なお、クランクシャフトＣは駆動軸の一例であり、ハウジング１は駆動側回転体の一例であり、内部ロータ２は従動側回転体の一例である。

固定ボルト５のカムシャフト１０１に近い側の端部には雄ねじ５ｂが形成されている。ハウジング１と内部ロータ２とを組み合わせた状態で固定ボルト５を中心に挿通し、固定ボルト５の雄ねじ５ｂとカムシャフト１０１の雌ねじ１０１ａとを螺着することで、固定ボルト５がカムシャフト１０１に対して固定されると共に、内部ロータ２とカムシャフト１０１も固定される。

ハウジング１は、カムシャフト１０１が接続される側とは反対側に配置されているフロントプレート１１と、内部ロータ２に外装される外部ロータ１２と、タイミングスプロケット１５を一体的に備えカムシャフト１０１が接続される側に配置されているリヤプレート１３とを締結ボルト１６により組み付けて構成される。ハウジング１には内部ロータ２が収容され、内部ロータ２と外部ロータ１２との間に、後述する流体圧室４が形成される。内部ロータ２と外部ロータ１２とは、軸芯Ｘを中心にして相対回転自在に構成されている。なお、リヤプレート１３にタイミングスプロケット１５を備えずに、外部ロータ１２の外周部にタイミングスプロケット１５を備えていてもよい。

ハウジング１とカムシャフト１０１との間に軸芯Ｘを中心とする回転方向Ｓに付勢力を作用させ、位相設定機構として機能するトーションスプリング７０を備えている。トーションスプリング７０は、ハウジング１に対する内部ロータ２の相対回転位相（以下、単に「相対回転位相」とも称する）の全域に亘って付勢力が作用する。トーションスプリング７０は、例えば相対回転位相が最遅角にある状態から進角側の所定の相対回転位相（本実施形態においては後述する中間ロック位相Ｐ）に達するまで付勢力を作用させ、相対回転位相が所定回転位相より進角側の領域では付勢力を作用させないよう構成してもよい。なお、トーションスプリング７０は、ハウジング１と内部ロータ２との間に配置されていてもよい。

クランクシャフトＣが回転すると、動力伝達部材１０２を介してタイミングスプロケット１５にその回転駆動力が伝達され、ハウジング１が図２に示す回転方向Ｓに回転駆動する。ハウジング１の回転駆動に伴い、内部ロータ２が回転方向Ｓに回転駆動してカムシャフト１０１が回転し、カムシャフト１０１に設けられたカム１０４がエンジンＥの吸気弁１０３を押し下げて開弁させる。

図２に示すように、外部ロータ１２に、径方向内側に突出する３個の突出部１４を形成し、内部ロータ２の外周面に３個のベーン２１を形成することで、内部ロータ２と外部ロータ１２との間に流体圧室４が形成されると共に、進角室４１と遅角室４２とが形成される。

進角室４１及び遅角室４２には作動流体としての作動油が供給、排出され、又はその給排が遮断されることにより、ベーン２１に作動油の油圧を作用させ、その油圧により相対回転位相を進角方向又は遅角方向へ変化させ、あるいは、任意の位相に保持する。進角方向とは、進角室４１の容積が大きくなる方向であり、図２に矢印Ｓ１で示す方向である。
遅角方向とは、遅角室４２の容積が大きくなる方向であり、図２に矢印Ｓ２で示す方向である。

図２に示すように、内部ロータ２には、進角室４１に連通する進角流路４３と、遅角室４２に連通する遅角流路４４と、後述する中間ロック機構８に給排する作動油が流通するロック解除流路４５と、ロック排出流路４６とが形成されている。作動油はオイルパン６１に貯留してあり、オイルポンプ６２によって各部に供給される。

〔中間ロック機構〕
弁開閉時期制御装置１０は、ハウジング１に対する内部ロータ２の相対回転位相の変化を拘束することにより、相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間にある中間ロック位相Ｐに拘束する中間ロック機構８を備えている。相対回転位相が中間ロック位相Ｐに拘束された状態でエンジンＥを始動することによって、エンジン始動直後の作動油の油圧が安定しない状況においても、クランクシャフトＣの回転位相に対するカムシャフト１０１の回転位相を適正に維持し、エンジンＥの安定的な回転を実現することができる。

図２に示すように、中間ロック機構８は、第１ロック部材８１と、付勢機構としての第１スプリング８２と、第２ロック部材８３と、付勢機構としての第２スプリング８４と、係合部としての第１凹部８５と、係合部としての第２凹部８６により構成される。なお、中間ロック機構８は、第１ロック部材８１と第１スプリング８２とにより構成されてもよい。

第１ロック部材８１は第１スプリング８２の付勢力により内部ロータ２の方向に移動し、第２ロック部材８３は第２スプリング８４の付勢力により内部ロータ２の方向に移動する。第１凹部８５及び第２凹部８６は、中間ロック位相Ｐに移行し易いよう段状に形成されている。

第１凹部８５及び第２凹部８６の底面には、ロック解除流路４５及びロック排出流路４６が設けられている。ロック解除流路４５は第１凹部８５と第２凹部８６へ給排される作動油の流通を許容する。一方、ロック排出流路４６は第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の流通を許容せず、第１凹部８５と第２凹部８６から弁開閉時期制御装置１０の外部へ排出される作動油の流通のみを許容する。

図１、図２、図４〜図８に示すように、第１凹部８５、第２凹部８６に接続されるロック排出流路４６は、固定ボルト５に形成された第１排出部分４６ａと、第１排出部分４６ａに繋がり内部ロータ２に形成された第２排出部分４６ｂとにより構成されている。第１排出部分４６ａは、固定ボルト５の収容空間５ａに対向する内周面に形成された第６環状溝４７ｍに繋がっている。

〔ＯＣＶ〕
図１に示すように、本実施形態においては、制御弁としてのオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）５１が、内部ロータ２の内側で且つ軸芯Ｘと同軸心に配設されている。ＯＣＶ５１は制御弁の一例である。ＯＣＶ５１は、スプール５２と、スプール５２を付勢する第１バルブスプリング５３ａと、給電量を変化させてスプール５２を駆動する電磁ソレノイド５４とを備えて構成される。ＯＣＶ５１は、電磁ソレノイド５４の給電量を変化させることによりスプール５２の位置を変化させ、相対回転位相を変更するよう、遅角室４２への作動油の供給及び進角室４１からの作動油の排出、又は、進角室４１への作動油の供給及び遅角室４２からの作動油の排出を制御すると共に、中間ロック機構８に対する作動油の給排を制御する。なお、電磁ソレノイド５４については、公知の技術であるので詳細な説明を省略する。

スプール５２は、固定ボルト５のカムシャフト１０１から遠い側の端部である頭部５ｃ側から軸芯Ｘの方向に沿って形成された断面円形の孔である収容空間５ａに収容されており、収容空間５ａの内部で軸芯Ｘの方向に沿って摺動可能に構成されている。スプール５２は軸芯Ｘの方向に沿った断面円形の有底穴である主排出流路５２ｂを有している。主排出流路５２ｂは内径が一定であり、入口付近に段差が形成されている。主排出流路５２ｂの内径は排出側ほど大きくなっていてもよい。

第１バルブスプリング５３ａは収容空間５ａの奥部に配設されており、スプール５２を電磁ソレノイド５４の方向（図１の左方向）に常時付勢している。スプール５２は、収容空間５ａに取り付けられたストッパ５５により、収容空間５ａから飛び出さない。主排出流路５２ｂに形成された段差が第１バルブスプリング５３ａの一方を保持している。収容空間５ａとそこから連続して形成されている内径の小さい有底穴である第３供給部分４７ｃとの境界にはパーティション５ｄが挿入されており、パーティション５ｄは第１バルブスプリング５３ａの他方を保持している。電磁ソレノイド５４に給電すると、電磁ソレノイド５４に設けられたプッシュピン５４ａが、スプール５２の端部５２ａを押圧する。その結果、スプール５２は第１バルブスプリング５３ａの付勢力に抗してカムシャフト１０１の方向に摺動する。ＯＣＶ５１は、電磁ソレノイド５４への給電量をゼロから最大まで変化させることにより、スプール５２の位置調節ができるよう構成されている。電磁ソレノイド５４への給電量は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９０（位相制御部の一例）によって制御される。すなわち、ＥＣＵ９０はＯＣＶ５１への給電量を変化させてＯＣＶ５１の動作を制御する。

ＯＣＶ５１は、スプール５２の位置に応じて進角室４１及び遅角室４２への作動油の供給、排出、保持を切り換えると共に、中間ロック機構８への作動油の供給と排出を切り換える。

〔油路構成〕
図１に示すように、オイルパン６１に貯留されている作動油は、クランクシャフトＣの回転駆動力が伝達されることにより駆動する機械式のオイルポンプ６２によって汲み上げられ、後述する供給流路４７を流通する。そして、供給流路４７を流通した作動油は、ＯＣＶ５１を経由して、進角流路４３、遅角流路４４、ロック解除流路４５に供給される。

図１、図４〜図８に示すように、進角室４１に接続される進角流路４３は、固定ボルト５に形成された貫通孔である第１進角部分４３ａと、第１進角部分４３ａに繋がり内部ロータ２に形成された第２進角部分４３ｂとにより構成されている。遅角室４２に接続される遅角流路４４は、固定ボルト５に形成された貫通孔である第１遅角部分４４ａと、第１遅角部分４４ａに繋がり内部ロータ２に形成された第２遅角部分４４ｂとにより構成されている。第１凹部８５、第２凹部８６に接続されるロック解除流路４５は、固定ボルト５に形成された貫通孔である第１解除部分４５ａと、第１解除部分４５ａに繋がり内部ロータ２に形成された第２解除部分４５ｂとにより構成されている。

供給流路４７は、カムシャフト１０１に形成された第１供給部分４７ａと、カムシャフト１０１と固定ボルト５との間の空間である第２供給部分４７ｂと、固定ボルト５に形成された第３供給部分４７ｃと、固定ボルト５の周囲に形成された第４供給部分４７ｄと、内部ロータ２に形成された第５供給部分４７ｅと、固定ボルト５の軸芯Ｘの方向に沿った異なる場所に形成された２個の第６供給部分４７ｆとにより構成され、各流路はこの順で繋がっている。

第３供給部分４７ｃは、軸芯Ｘの方向に沿って固定ボルト５に形成された有底穴と、これに対して軸芯Ｘ方向の異なる２箇所で外周まで貫通する複数の孔とにより構成されている。該有底穴の途中にはチェックバルブ４８が備えられており、パーティション５ｄとチェックバルブ４８とで保持される第２バルブスプリング５３ｂにより、チェックバルブ４８は第３供給部分４７ｃの有底穴を閉じる方向に付勢されている。

第５供給部分４７ｅは、軸芯Ｘの方向に沿って固定ボルト５に形成され且つ両端が閉塞された流路と、該流路から軸芯Ｘ方向の異なる３箇所で径方向内側に向かって内周面まで形成された３個の環状溝により構成されている。３個の環状溝のうちの１個は第４供給部分４７ｄに対向しており、残りの２個の環状溝はそれぞれ別々の第６供給部分４７ｆに対向している。

図４の左から順に示すように、固定ボルト５に形成された貫通孔である、第６供給部分４７ｆ、第１解除部分４５ａ、第１進角部分４３ａ、第６供給部分４７ｆ、第１遅角部分４４ａは、固定ボルト５の収容空間５ａに対向する内周面に形成された環状溝である、第１環状溝４７ｇ、第２環状溝４７ｈ、第３環状溝４７ｉ、第４環状溝４７ｊ、第５環状溝４７ｋにそれぞれ繋がっている。

スプール５２の外周面には、供給流路４７を流通する作動油を進角流路４３、遅角流路４４、ロック解除流路４５のいずれかに供給する第７環状溝５２ｃと第８環状溝５２ｄが形成されている。スプール５２には、更に、進角流路４３、遅角流路４４、ロック解除流路４５を流通する作動油を主排出流路５２ｂに排出する第１貫通孔５２ｅと第２貫通孔５２ｆが形成されている。第１貫通孔５２ｅと第２貫通孔５２ｆは、スプール５２の外周面に形成された環状溝である、第９環状溝５２ｈ、第１０環状溝５２ｉにそれぞれ繋がっている。更に、主排出流路５２ｂを流通する作動油を弁開閉時期制御装置１０の外部に排出する第３貫通孔５２ｇが形成されている。

〔連通路〕
第８環状溝５２ｄと第１貫通孔５２ｅとの間の位置に第１１環状溝５２ｊ（連通路の一例）が形成されている。ＯＣＶ５１は、スプール５２を第２の位置としての第１遅角ポジションＰＢ１に操作した場合に、第１１環状溝５２ｊを介して第６供給部分４７ｆと第３環状溝４７ｉとが連通する。これにより、進角流路４３（進角室４１）と遅角流路４４（遅角室４２）とが連通する状態となる。すなわち、第１遅角ポジションＰＢ１において、第１１環状溝５２ｊは進角室４１と遅角室４２への作動油の流通を許容する。

〔ＯＣＶの作動形態の概要〕
この実施形態のＯＣＶ５１のスプール５２の具体的な操作位置（ポジション）として、図４〜図８に示すように、第１進角ポジションＰＡ１と、第２進角ポジションＰＡ２と、位相保持ポジションＰＬと、第２遅角ポジションＰＢ２と、第１遅角ポジションＰＢ１との５つのポジションに操作できるように構成されている。また、これらのポジションにおける給排パターンを図３に示している。

この構成では、第２進角ポジションＰＡ２と、位相保持ポジションＰＬと、第２遅角ポジションＰＢ２とが、ロック解除流路４５に流体を供給し進角流路４３及び遅角流路４４に対する作動油の給排を制御するロック解除状態である。また、第１進角ポジションＰＡ１と、第１遅角ポジションＰＢ１とが、ロック解除流路４５又はロック排出流路４６から作動油を排出し、進角流路４３及び遅角流路４４の一方に対する作動油の供給を制御するロック状態である。

ＯＣＶ５１では、電磁ソレノイド５４に電力を供給しない状態においてスプール５２は、第１進角ポジションＰＡ１にあり、電磁ソレノイド５４に供給する電力を所定値増大させることにより第２進角ポジションＰＡ２、位相保持ポジションＰＬ、第２遅角ポジションＰＢ２、第１遅角ポジションＰＢ１の順序で切り換えられる。

（１）第１進角ポジション
図４に示すように、電磁ソレノイド５４への供給電流がゼロのとき（給電量がゼロ）には、ＯＣＶ５１は第１進角ポジションＰＡ１にあり、第１バルブスプリング５３ａの付勢力によりスプール５２はストッパ５５に当接し、最も左方に位置している。この状態において供給流路４７に作動油を供給すると、作動油は第１供給部分４７ａ、第２供給部分４７ｂ、第３供給部分４７ｃを流通する。第３供給部分４７ｃにおいてチェックバルブ４８に作用する油圧が第２バルブスプリング５３ｂの付勢力を上回ると、チェックバルブ４８は開弁する。そして作動油は、第４供給部分４７ｄ、第５供給部分４７ｅ、第６供給部分４７ｆを流通し、第１環状溝４７ｇを介して第７環状溝５２ｃに到達し、第４環状溝４７ｊを介して第８環状溝５２ｄに到達する。

第７環状溝５２ｃはいずれの流路にも繋がっておらずそれ以上作動油は流れない。第８環状溝５２ｄは第３環状溝４７ｉを介して進角流路４３に繋がっているので、作動油は進角流路４３を流通し、進角室４１に供給される。すなわち、進角流路４３は供給状態である。一方、遅角流路４４は第５環状溝４７ｋと第１０環状溝５２ｉを介して第２貫通孔５２ｆと繋がり、ロック解除流路４５は第２環状溝４７ｈと第９環状溝５２ｈを介して第１貫通孔５２ｅと繋がっている。そのため、遅角室４２、第１凹部８５、第２凹部８６にある作動油は、主排出流路５２ｂから第３貫通孔５２ｇを通って、弁開閉時期制御装置１０の外部に排出される。すなわち、遅角流路４４、ロック解除流路４５はいずれもドレン状態である。よって、第１進角ポジションＰＡ１は、図３に示すように、中間ロック機構８（第１凹部８５、第２凹部８６）と遅角室４２から作動油が排出され、進角室４１に作動油が供給される状態であり、これは「進角作動による中間ロック位相Ｐでのロック」である。

（２）第２進角ポジション
図５に示すように、電磁ソレノイド５４への給電が開始されてＯＣＶ５１が図３の第２進角ポジションＰＡ２になった場合には、スプール５２は第１進角ポジションＰＡ１よりも少し右方に移動している。この状態において供給流路４７に作動油を供給すると、作動油は第７環状溝５２ｃ、第８環状溝５２ｄに到達する。第７環状溝５２ｃは第２環状溝４７ｈを介してロック解除流路４５に繋がっているので、作動油はロック解除流路４５を流通し、第１凹部８５、第２凹部８６に供給される。すなわち、ロック解除流路４５は供給状態に切り換わる。従って、供給された作動油の油圧が第１スプリング８２、第２スプリング８４の付勢力を上回ると、第１ロック部材８１と第２ロック部材８３は第１凹部８５と第２凹部８６からそれぞれ離間し、ロック解除状態になる。なお、図５は、第１進角ポジションＰＡ１から第２進角ポジションＰＡ２に切り換わった直後の状態を表している。

第８環状溝５２ｄは引き続き進角流路４３に繋がっているので、作動油は進角流路４３を流通し、進角室４１に供給される。すなわち、進角流路４３は供給状態である。一方、遅角流路４４も引き続き第２貫通孔５２ｆと繋がっているので、遅角室４２にある作動油は、主排出流路５２ｂから第３貫通孔５２ｇを通って、弁開閉時期制御装置１０の外部に排出される。すなわち、遅角流路４４はドレン状態である。よって、第２進角ポジションＰＡ２は、図３に示すように、中間ロック機構８（第１凹部８５、第２凹部８６）と進角室４１に作動油が供給され、遅角室４２から作動油が排出されて相対回転位相が進角方向Ｓ１に変化する状態であり、これは「ロック解除した状態での進角作動」である。

（３）位相保持ポジション
図６に示すように、電磁ソレノイド５４への給電量を増加させてＯＣＶ５１が図４の位相保持ポジションＰＬの状態になった場合には、スプール５２は第２進角ポジションＰＡ２よりも少し右方に移動している。この状態において供給流路４７に作動油を供給すると、作動油は第７環状溝５２ｃ、第８環状溝５２ｄに到達する。第７環状溝５２ｃは引き続きロック解除流路４５に繋がっているので、作動油はロック解除流路４５を流通し、第１凹部８５、第２凹部８６に供給される。すなわち、ロック解除流路４５は供給状態である。従って、位相保持ポジションＰＬにおいても、第２進角ポジションＰＡ２から引き続き、ロック解除状態が維持される。なお、図６は、図３の示す位相保持ポジションＰＬの中央付近の状態を表している。

第８環状溝５２ｄはいずれの流路にも繋がっておらずそれ以上作動油は流れない。すなわち、進角流路４３と遅角流路４４に作動油は供給されない。また、進角流路４３と遅角流路４４は、第１貫通孔５２ｅ、第２貫通孔５２ｆのいずれの流路とも繋がっていないので、進角室４１、遅角室４２の作動油が弁開閉時期制御装置１０の外部に排出されることはない。従って、ＯＣＶ５１が位相保持ポジションＰＬに制御されると、進角室４１、遅角室４２への作動油の給排は行われないため、内部ロータ２はそのときの相対回転位相を保持し、進角方向Ｓ１にも遅角方向Ｓ２にも変化しない。よって、位相保持ポジションＰＬは、図３に示すように、中間ロック機構８（第１凹部８５、第２凹部８６）に作動油が供給され、進角室４１と遅角室４２には作動油は給排されずに相対回転位相が保持される状態であり、これは「中間位相保持」である。

（４）第２遅角ポジション
電磁ソレノイド５４に更に給電量を増加させてＯＣＶ５１が図３の第２遅角ポジションＰＢ２の状態になった場合には、図７に示すように、スプール５２は位相保持ポジションＰＬよりも少し右方に移動している。この状態において供給流路４７に作動油を供給すると、作動油は第７環状溝５２ｃ、第８環状溝５２ｄに到達する。第７環状溝５２ｃは引き続きロック解除流路４５に繋がっているので、作動油はロック解除流路４５を流通し、第１凹部８５、第２凹部８６に供給される。すなわち、ロック解除流路４５は供給状態である。従って、第２遅角ポジションＰＢ２においても、第２進角ポジションＰＡ２、位相保持ポジションＰＬの状態から引き続き、ロック解除状態が維持される。なお、図７は、位相保持ポジションＰＬから第２遅角ポジションＰＢ２に切り換わった直後の状態を表している。

第２遅角ポジションＰＢ２において、第８環状溝５２ｄは第５環状溝４７ｋを介して遅角流路４４に繋がっているので、作動油は遅角流路４４を流通し、遅角室４２に供給される。すなわち、遅角流路４４は供給状態である。一方、進角流路４３は第３環状溝４７ｉと第９環状溝５２ｈを介して第１貫通孔５２ｅと繋がっているので、進角室４１にある作動油は、主排出流路５２ｂから第３貫通孔５２ｇを通って、弁開閉時期制御装置１０の外部に排出される。すなわち、進角流路４３はドレン状態である。このように、図３に示すように、第２遅角ポジションＰＢ２は、中間ロック機構８（第１凹部８５、第２凹部８６）と遅角室４２に作動油が供給され、進角室４１から作動油が排出されて相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変化する状態であり、これは「ロック解除した状態での遅角作動」である。

（５）第１遅角ポジション
第２遅角ポジションＰＢ２から電磁ソレノイド５４への給電量を増加させることにより、スプール５２は更に右方へ移動して第１遅角ポジションＰＢ１になる（図８）。この状態において供給流路４７に作動油を供給すると、進角室４１から排出された作動油は進角流路４３を流通する。一方、遅角流路４４を流通する作動油は遅角室４２に供給される。このとき、進角室４１と遅角室４２とは第１１環状溝５２ｊ（連通路の一例）を介して連通する。ロック解除流路４５を流通する作動油は第７環状溝５２ｃに繋がっているものの、第７環状溝５２ｃと第１環状溝４７ｇとは対向せず、ロック解除流路４５は作動油が流通しない。

第１遅角ポジションＰＢ１のとき、中間ロック機構８の作動油は、ロック排出流路４６だけを流通し、第６環状溝４７ｍ、第１０環状溝５２ｉを介して第２貫通孔５２ｆから主排出流路５２ｂに排出され、第３貫通孔５２ｇを通って、弁開閉時期制御装置１０の外部に排出される。以下、本実施形態の第１遅角ポジションＰＢ１における、ロック排出流路４６、第６環状溝４７ｍ、第１０環状溝５２ｉ、第２貫通孔５２ｆをまとめて第２排出流路と称する。

第１遅角ポジションＰＢ１は、図３に示すように、中間ロック機構８（第１凹部８５、第２凹部８６）と進角室４１から作動油が排出され、遅角室４２に作動油が供給される状態であり、これは「遅角作動による中間ロック位相Ｐでのロック」である。

〔エンジン停止時のＯＣＶの動作について〕
エンジンＥが停止する状態では、電磁ソレノイド５４に電力が供給されないため、ＯＣＶ５１のスプール５２は第１進角ポジションＰＡ１にある。すなわち、ＯＣＶ５１への供給電流がゼロであるとき、中間ロック機構８がロック状態になると共に、進角室４１と遅角室４２とが連通せず、進角室４１及び遅角室４２の何れか一方（本実施形態では進角室４１）に作動油が供給され、何れか他方（本実施形態では遅角室４２）から作動油が排出される。よって、エンジンが停止した後のＯＣＶ５１に給電されないときは進角室４１と遅角室４２との何れかに一定量の作動油を残留させることができる。

こうして、流体圧室４に一定量の作動油が確保されていれば、仮にロック状態でない中間位相からエンジンＥが始動されても、作動油によってカム変動トルクが緩和される。これにより、区画形成された流体圧室４においてハウジング１に内部ロータ２が当接してハウジング１あるいは内部ロータ２が変形する不具合を回避することができる。

〔エンジン始動時のＯＣＶの動作について〕
エンジンＥの始動時に例えばイグニッションがＯＮになると、ＥＣＵ９０が電磁ソレノイド５４に最大の給電を指示する。これにより、ＯＣＶ５１のスプール５２は第１遅角ポジションＰＢ１に移動し、進角室４１と遅角室４２とは第１１環状溝５２ｊを介して連通する。すなわち、ＯＣＶ５１へ電流が供給されたとき、中間ロック機構８がロック状態になると共に、進角室４１と遅角室４２とがスプール５２に形成された第１１環状溝５２ｊを介して連通し、進角室４１及び遅角室４２のうち何れか一方（本実施形態では遅角室４２）に作動油の一部が供給され、何れか他方（本実施形態では進角室４１）に第１１環状溝５２ｊを介して作動油の一部が供給される。また、第１１環状溝５２ｊは進角流路４３を介して第１貫通孔５２ｅと繋がっている。このため、遅角室４２に供給されて第１１環状溝５２ｊに流れる作動油の一部は、主排出流路５２ｂから第３貫通孔５２ｇを通って、弁開閉時期制御装置１０の外部に排出される。

このように、ＯＣＶ５１に給電することで、クランキングの開始前に進角室４１と遅角室４２とが連通する状態となり、進角室４１及び遅角室４２の一方に供給された作動油が第１１環状溝５２ｊを介して進角室４１及び遅角室４２の他方にも供給されるので、エンジンＥの始動時において、進角室４１及び遅角室４２に作動油を早期に充填することができる。

〔第２実施形態〕
次に、図９および図１０を用いて第２実施形態を説明する。本実施形態では図１〜９の第１実施形態と異なる部分のみを説明する。本実施形態では、図９に示す第１遅角ポジションＰＢ１における作動油の排出が抑制されるように構成されている。具体的には、第１遅角ポジションＰＢ１−（２）において、進角室４１から作動油が排出され、遅角室４２に作動油が供給され、且つ第１凹部８５および第２凹部８６から作動油が排出される。例えば、第２進角ポジションＰＡ２でのロックが解除され、且つ相対回転位相が中間ロック位相Ｐより進角方向に移動した状態からロック状態へ切り換えたいとき、この第１遅角ポジションＰＢ１−（２）が設けられることにより、進角室４１から作動油が排出され、且つ遅角室４２にのみ作動油が供給され、進角室４１と遅角室４２との間に差圧が生じることから相対回転位相を変更することができ、さらに第１凹部８５および第２凹部８６から作動油が排出されることによって、ロック部材８１，８２を対応する第１凹部８５および第２凹部８６へ移行させることができ確実にロックすることができる。

次に、スプール５２が、図８に相当する第１遅角ポジションＰＢ１−（１）から図１０に相当する第１遅角ポジションＰＢ１−（２）へ移動するときの特有の効果について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ９０によってＯＣＶ５１への給電量を変化させて、スプール５２を進角室４１と遅角室４２とを、第１１環状溝５２ｊを介して連通させる連通位置（図８）から非連通位置（図１０）に移動させている。図９に、本実施形態において、電磁ソレノイド５４への給電量に応じてスプール５２の位置がＰＡ１〜ＰＢ１に変化したときのＯＣＶ５１の作動構成を示す。

具体的には、ＥＣＵ９０により電磁ソレノイド５４への給電量を減少させて、第１遅角ポジションＰＢ１のスプール５２を図８の状態から左方へ移動させる（図１０）。そうすると、供給流路４７と進角流路４３（ドレン）とが第１１環状溝５２ｊによって連通しない遮断状態となり、供給流路４７から供給される作動油は排出されない。これにより、流体圧室４に供給される作動油を効率よく用いることができる。

ＥＣＵ９０は、例えば、スプール５２が連通位置に移動してから所定時間が経過した後に非連通位置にスプール５２を移動させる。こうすると、流体圧室４への作動油の充填が確実に完了する時間を所定時間として設定するだけでＯＣＶ５１を制御することができ、ＥＣＵ９０の構成を簡素にすることができる。

流体圧室４への作動油の充填が完了するまでに要する時間は、流体圧室４の作動油の温度またはエンジンＥの内部の水温に基づいて変化する。このため、上述の所定時間は、流体圧室４の作動油の温度またはエンジンＥの内部の水温に基づいて決定してもよい。こうすると、ＥＣＵ９０で設定される所定時間の精度が高まるので、作動油の排出を抑制することができる。

〔第２実施形態の変形例〕
（１）第２実施形態では、ＯＣＶ５１のスプール５２が連通位置に移動してからの経過時間に基づいて非連通位置に移動させる例を示したが、これに代えて、流体圧室４の圧力変化を利用してスプール５２を連通位置（図８）から非連通位置（図１０）に移動させてもよい。

流体圧室４に作動流体が供給されて作動油が充満すると、流体圧室４の圧力は所定の閾値以上に上昇する。このことを利用して、本実施形態では、ＥＣＵ９０は、流体圧室４の圧力が所定の閾値以上になると連通位置から非連通位置にスプール５２を移動させている。これにより、流体圧室４への作動油の充填が完了後すぐに非連通位置にスプール５２を移動させることができ、作動油の無駄な排出をより抑制することができる。

（２）上記実施形態では、進角室４１と遅角室４２とを連通させる連通路としてスプール５２に環状溝（第１１環状溝５２ｊ）を形成する例に説明したが、進角室４１と遅角室４２とが連通すれば環状溝でなく周方向において部分的に形成された溝部であってもよい。その他、連通路としてスプール５２に貫通孔を形成してもよい。

（３）上記実施形態では、中間ロック機構８に連通する流路としてロック解除流路４５とロック排出流路４６とを備える構成を例に説明したが、中間ロック機構８に連通する流路としてロック解除流路４５のみを備える構成であってもよい。

（４）上記実施形態においては、給電量がゼロのときに進角制御のロック状態、給電量が最大のときに遅角制御のロック状態になるようＯＣＶ５１を構成する例を示したが、給電量がゼロのときに遅角制御のロック状態、給電量が最大のときに進角制御のロック状態になるようＯＣＶ５１を構成してもよい。

〔第３実施形態〕
〔基本構成〕
図１１及び図１２に示すように、内燃機関としてのエンジンＥの吸気バルブ２０２の開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置Ａと、エンジンＥとを制御するエンジン制御ユニット（制御部の一例・ＥＣＵとして機能する）２４０とを備えて内燃機関制御システムが構成されている。

図１１に示すエンジンＥは、乗用車等の車両に備えられるものである。エンジンＥは、駆動軸としてのクランクシャフト２０１を備えると共に、シリンダブロック２０３のシリンダボアの内部にピストン２０４を収容し、このピストン２０４とクランクシャフト２０１とをコネクティングロッド２０５で連結した４サイクル型に構成されている。吸気バルブ２０２は吸気カムシャフト２０６の回転により開閉作動が行われる。

エンジンＥには、始動時にクランクシャフト２０１に駆動回転力を伝えるスタータモータＭと、インテークポートあるいは燃焼室に対する燃料の噴射を制御する燃料制御装置２０７と、点火プラグ（不図示）による点火を制御する点火制御装置２０８と、クランクシャフト２０１の回転角と回転速度とを検出するシャフトセンサＲＳとを備えている。

弁開閉時期制御装置Ａは、弁開閉時期制御部２１０と、制御弁Ｖとを備えて構成されている。弁開閉時期制御部２１０は外部ロータ２１１と内部ロータ２１２と軸芯Ｘと同軸芯上に配置する共に、外部ロータ２１１と内部ロータ２１２との相対回転位相を検出する位相検出センサ２４６を備えている。以下、外部ロータ２１１と内部ロータ２１２との相対回転位相を、相対回転位相として説明する。

この弁開閉時期制御部２１０は、エンジンＥのクランクシャフト２０１に設けた出力スプロケット２０１Ｓと、外部ロータ２１１のタイミングスプロケット２１５Ｓとに亘ってタイミングチェーン２０９が巻回され、これにより外部ロータ２１１はクランクシャフト２０１と同期回転する。図面には示していないが、排気側の排気カムシャフトの前端にも弁開閉時期制御部２１０と同様の構成の装置が備えられており、この装置に対してもタイミングチェーン２０９から回転力が伝達される。また、弁開閉時期制御部２１０はタイミングチェーン２０９からの駆動力により駆動回転方向Ｓに向けて回転する。

また、エンジンＥのクランクシャフト２０１の駆動力で駆動される油圧ポンプＱを備えている。この油圧ポンプＱは、エンジンＥの潤滑油を作動油（作動流体の一例）として送り出すものであり、作動油は、制御弁Ｖを介して弁開閉時期制御部２１０に供給される。

ＥＣＵ２４０は、機関制御部２４１と位相制御部２４２とを備えている。機関制御部２４１は、スタータモータＭと、燃料制御装置２０７と、点火制御装置２０８とを制御することにより、エンジンＥの始動と停止とを行う。位相制御部２４２は弁開閉時期制御部２１０の相対回転位相とロック機構Ｌ（中間ロック機構の一例）とを制御する。このＥＣＵ２４０に関連する制御構成と、制御形態とについては後述する。

〔弁開閉時期制御部〕
弁開閉時期制御部２１０は、エンジンＥのクランクシャフト２０１と同期回転する駆動側回転体としての外部ロータ２１１と、エンジンＥの燃焼室の吸気バルブ２０２を開閉する吸気カムシャフト２０６に連結ボルト２１３により連結する従動側回転体としての内部ロータ２１２とを備えている。外部ロータ２１１の軸芯と、内部ロータ２１２の軸芯とが同軸芯となるように、外部ロータ２１１の内部に内部ロータ２１２を嵌め込んでおり、内部ロータ２１２と外部ロータ２１１とは軸芯Ｘを中心にして相対回転自在となる。この構成では、軸芯Ｘは、吸気カムシャフト２０６の回転軸芯であると同時に、外部ロータ２１１と内部ロータ２１２との回転軸芯でもある。

外部ロータ２１１と内部ロータ２１２とはフロントプレート２１４とリヤプレート２１５とに挟み込まれる状態で締結ボルト２１６により締結されている。リヤプレート２１５の外周にはタイミングスプロケット２１５Ｓが形成されている。内部ロータ２１２の中心部位がリヤプレート２１５の中央部に形成された開口を貫通する状態で配置され、内部ロータ２１２のリヤプレート２１５側の端部に吸気カムシャフト２０６が連結する。

この実施形態では、吸気カムシャフト２０６に対して弁開閉時期制御部２１０を備えた構成を示しているが、排気カムシャフトに弁開閉時期制御部２１０を備えても良く、吸気カムシャフト２０６と排気カムシャフトとの双方に弁開閉時期制御部２１０を備えても良い。

外部ロータ２１１には、軸芯Ｘの方向で径方向の内側に向けて突出する複数の突出部２１１Ｔが一体的に形成されている。内部ロータ２１２は複数の突出部２１１Ｔの突出端に密接する外周を有する円柱状に形成されている。これにより、回転方向で隣接する突出部２１１Ｔの中間位置で、内部ロータ２１２の外周側に複数の流体圧室Ｒが形成される。内部ロータ２１２の外周には外方に突出する仕切部としての複数のベーン２１７を備えている。

流体圧室Ｒは、ベーン２１７で仕切られることにより進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとが形成される。この実施形態では、内部ロータ２１２に一体形成され、この内部ロータ２１２の外周から外方に突出するベーン２１７を示しているが、このベーン２１７としてプレート状の材料を用い、これを内部ロータ２１２の外周に嵌め込むように支持してベーン２１７を構成しても良い。

外部ロータ２１１に対して内部ロータ２１２が駆動回転方向Ｓと同方向へ回転する方向を進角方向Ｓ１と称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Ｓ２と称している。この弁開閉時期制御部２１０では、進角室Ｒａに作動油（流体の一例）が供給されることにより相対回転位相が進角方向Ｓ１に変位し、吸気タイミングを早める。これとは逆に、遅角室Ｒｂに作動油が供給されることにより相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変位し、吸気タイミングを遅らせる。

〔弁開閉時期制御部：ロック機構〕
この弁開閉時期制御部２１０は、相対回転位相を図１２に示す中間ロック位相Ｐに保持するロック機構Ｌを備えている。ロック機構Ｌは、外部ロータ２１１の突出部２１１Ｔに対して出退自在に備えた一対のロック部材２２５と、これを突出方向に付勢する付勢機構としてのロックスプリング２２６と、ロック部材２２５が嵌合するように内部ロータ２１２の外周に形成された中間ロック凹部２２７（係合部の一例）とで構成されている。尚、中間ロック位相Ｐは、燃焼室の温度が外気温まで低下している冷熱状態でエンジンＥの始動を良好に行わせる位相である。

中間ロック凹部２２７には、中間ロック位相Ｐを基準にして相対回転位相が遅角方向Ｓ２に連なるように中間ロック凹部２２７より浅い溝状となるラチェット用の段差部２２７ａが形成されている。これにより、相対回転位相が、最遅角位相から中間ロック位相Ｐの方向に変位する場合には、一方のロック部材２２５が中間ロック凹部２２７に係入することで相対回転位相の変化を抑制する。この後に、他方のロック部材２２５が段差部２２７ａに係合し、更に、この係合状態で相対回転位相の変動に伴い中間ロック凹部２２７に嵌り込む状態への移行が確実に行われる。

尚、段差部２２７ａは、中間ロック凹部２２７から進角方向Ｓ１に連なるように位置を設定しても良く、進角方向Ｓ１と遅角方向Ｓ２との夫々の方向に連なるように２箇所の位置を設定しても良い。また、ロック機構Ｌを、単一のロック部材２２５と単一のロック凹部２２７とで構成しても良い。

〔弁開閉時期制御部：トーションスプリング〕
図１１及び図１３〜図１５に示すように、内部ロータ２１２とフロントプレート２１４とに亘って、外部ロータ２１１と内部ロータ２１２との相対回転位相（以下、相対回転位相と称する）が最遅角位相にある状態から中間ロック位相Ｐに達するまで付勢力を作用させる位相設定機構としてのトーションスプリング２１８が備えられている。

エンジンＥの稼働時には、吸気カムシャフト２０６の回転に伴う反力が、この吸気カムシャフト２０６に対して遅角方向Ｓ２と進角方向Ｓ１に向けて作用する。この反力は間歇的に発生することからカム変動トルクとして捉えることが可能であり、本実施形態では、反力（カム変動トルク）の平均値を遅角作動力として説明する。

トーションスプリング２１８は、吸気カムシャフト２０６に作用する反力（カム変動トルク）の平均値の逆方向（進角方向Ｓ１）に付勢力を作用させるように付勢方向が設定されている。トーションスプリング２１８の付勢力は、図２３のグラフに示すように、相対回転位相が最遅角位相から中間ロック位相Ｐに至る領域において、遅角作動力（反力の平均値）より大きい値に設定されている。また、相対回転位相が中間ロック位相Ｐより最進角側に変位した状態ではスプリング力（付勢力）を作用させないように構成されている。

具体構成として、トーションスプリング２１８は、基端２１８ａ（一方の端部）がフロントプレート２１４（外部ロータ２１１の側）の係止部２１４Ａに支持され、作用端２１８ｂ（他方の端部）が内部ロータ２１２の開口部２１２Ｓと、外部ロータ２１１の係合凹部２１１Ｓとに挿通する位置に配置されている。

係合凹部２１１Ｓの幅は、相対回転位相が最遅角位相から中間ロック位相Ｐに至る領域においてトーションスプリング２１８の作用端２１８ｂが変位する領域に対応して形成されている。この係合凹部２１１Ｓには、相対回転位相が中間ロック位相Ｐに達した際に作用端２１８ｂが当接する規制壁２１１Ｓｔが形成されている。

開口部２１２Ｓは、相対回転位相が中間ロック位相Ｐから最進角に至る領域においてトーションスプリング２１８の作用端２１８ｂが変位する領域に対応して形成されている。この開口部２１２Ｓには、相対回転位相が最遅角位相から中間ロック位相Ｐに至るまで作用端２１８ｂが当接して付勢力を作用させる受圧壁２１２Ｓｔが形成されている。

この構成から、図１３に示すように相対回転位相が最遅角位相にある場合にはトーションスプリング２１８の作用端２１８ｂは、係合凹部２１１Ｓの規制壁２１１Ｓｔには当接しない状態で、開口部２１２Ｓの受圧壁２１２Ｓｔに当接する。これにより、トーションスプリング２１８の付勢力が相対回転位相を進角方向Ｓ１に変位させる方向に作用する。

また、図１４に示すように、相対回転位相が中間ロック位相Ｐにある場合にはトーションスプリング２１８の作用端２１８ｂは、係合凹部２１１Ｓの規制壁２１１Ｓｔと、開口部２１２Ｓの受圧壁２１２Ｓｔとに当接する。これにより、内部ロータ２１２に対してトーションスプリング２１８の付勢力が作用することはない。特に、この中間ロック位相Ｐでは、トーションスプリング２１８の付勢力と遅角作動力とがバランスすることにより、相対回転位相が中間ロック位相Ｐに維持される。

更に、図１５に示すように、相対回転位相が中間ロック位相Ｐより進角方向Ｓ１にある場合には、係合凹部２１１Ｓの規制壁２１１Ｓｔに対してトーションスプリング２１８の作用端２１８ｂが当接する状態で、この作用端２１８ｂから開口部２１２Ｓの受圧壁２１２Ｓｔが離間する状態となり、トーションスプリング２１８から内部ロータ２１２に対して付勢力が作用することはない。

〔トーションスプリングの変形例〕
図２４のグラフに示すように、相対回転位相が最遅角位相から中間ロック位相Ｐに至る領域において、遅角作動力（反力の平均値）より大きい値に設定されている。また、相対回転位相が中間ロック位相Ｐにある場合に、スプリング力が遅角作動力と等しくなり、相対回転位相が中間ロック位相Ｐより最進角側に変位した状態ではスプリング力（付勢力）が遅角作動力より小さくなるように構成しても良い。

この変形例では、相対回転位相に対してスプリング力が直線的に変化するものを用いており、実施形態で説明した開口部２１２Ｓや係合凹部２１１Ｓを形成しないで済み、構成が単純化する。

〔弁開閉時期制御部：流路構成〕
内部ロータ２１２には進角室Ｒａに連通する進角流路２２１と、遅角室Ｒｂに連通する遅角流路２２２と、ロック機構Ｌのロック（拘束）を解除するロック解除流路２２３とが形成されている。

図１１に示すように、吸気カムシャフト２０６の外周には油圧ジョイント部２２４を備えており、この油圧ジョイント部２２４に対して進角流路２２１と、遅角流路２２２と、ロック解除流路２２３と連通するポートが形成されている。

制御弁Ｖは、油圧ポンプＱからの作動油（流体の一例）を進角流路２２１と遅角流路２２２とロック解除流路２２３とに供給する制御と、排出する制御とを実現する。

〔制御弁〕
図１６〜図２０に示すように、制御弁Ｖは、円筒状のスリーブ２３１と、これに収容される円柱状のスプール２３２と、このスプール２３２を初期位置（図２１に示すロック移行ポジションＰＡ１）に付勢するスプールスプリング２３３と、このスプールスプリング２３３の付勢力に抗してスプール２３２を作動させる電磁ソレノイド２３４とを備えて構成されている。

スリーブ２３１とスプール２３２とは同軸芯上に配置されるものであり、この軸芯をスプール軸芯Ｙと称する。また、電磁ソレノイド２３４は、鉄等の磁性体で構成されるプランジャ２３４Ａの外周にソレノイドコイル２３４Ｂを配置して構成されている。この電磁ソレノイド２３４は、ソレノイドコイル２３４Ｂに供給される電力が増大するほどスプールスプリング２３３の付勢力に抗してスプール２３２を変位させるように機能する。

電磁ソレノイド２３４に電力が供給されない状態でのスプール２３２の位置がロック移行ポジションＰＡ１（初期位置）であり、電磁ソレノイド２３４に供給する電力の増大に伴い、進角ポジションＰＡ２と、中立ポジションＰＬと、遅角ポジションＰＢ２とに対して、この順序で操作可能に構成されている。また、これらのポジションにおける作動油の給排関係を図２１に示している。

スリーブ２３１には、進角流路２２１に連通する進角ポート２３１Ａと、遅角流路２２２に連通する遅角ポート２３１Ｂと、ロック解除流路２２３に連通することにより、ロック部材２２５にロック解除圧を作用させるロック解除ポート２３１Ｌとが形成されている。また、このスリーブ２３１には、油圧ポンプＱから作動油が供給される第１ポンプポート２３１Ｐａと、第２ポンプポート２３１Ｐｂと、３つのドレンポート２３１Ｄとが形成されている。

特に、進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとはスプール軸芯Ｙに沿う方向で隣合う位置関係に配置され、この裏面側（スプール軸芯Ｙを挟んで反対側となる側）に第１ポンプポート２３１Ｐａと第２ポンプポート２３１Ｐｂが配置されている。

スプール２３２は、作動油を制御するための第１ランド部２３２Ｌａと、第２ランド部２３２Ｌｂと、第３ランド部２３２Ｌｃと、第４ランド部２３２Ｌｄと、第５ランド部２３２Ｌｅとが形成されている。また、第１ランド部２３２Ｌａより電磁ソレノイド２３４の側に第１グルーブ部２３２Ｇａが形成され、第１ランド部２３２Ｌａと第２ランド部２３２Ｌｂとの間に第２グルーブ部２３２Ｇｂが形成されている。これに準ずる位置に第３グルーブ部２３２Ｇｃと、第４グルーブ部２３２Ｇｄと、第５グルーブ部２３２Ｇｅとが形成されている。

〔ロック移行ポジション〕
図１６に示すように、スプール２３２がロック移行ポジションＰＡ１に設定された場合には、第１ポンプポート２３１Ｐａからの作動油が進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとに供給され、ロック解除ポート２３１Ｌからの作動油がドレンポート２３１Ｄに排出される。

具体的には、第１ポンプポート２３１Ｐａからの作動油が、第２グルーブ部２３２Ｇｂを介して進角ポート２３１Ａに供給される。これと同時に、第２グルーブ部２３２Ｇｂの作動油の一部が第２ランド部２３２Ｌｂの外周とスリーブ２３１の内周との間の分流部Ｆを介して遅角ポート２３１Ｂに供給される。また、ロック解除ポート２３１Ｌからの作動油が第５グルーブ部２３２Ｇｅを介して先端側のドレンポート２３１Ｄに排出される。

分流部Ｆは、第２ランド部２３２Ｌｂの外周の全周に形成された分流溝２３２Ｆと、スリーブ２３１のうち、第２ランド部２３２Ｌｂに対応する内周の全周に亘り形成される分流凹部２３１Ｆとで構成されている。この構成から、スプール２３２がロック移行ポジションＰＡ１に設定された場合には、第２グルーブ部２３２Ｇｂの作動油の一部は分流部Ｆ（分流凹部２３１Ｆと分流溝２３２Ｆ）を介して遅角ポート２３１Ｂに供給される。

つまり、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとには作動油が供給され、ロック解除ポート２３１Ｌからは作動油が排出され、ロック機構はロック状態に移行可能となる。従って、このロック移行ポジションＰＡ１では、作動油の圧力によって相対回転位相が変位することはなく、例えば、相対回転位相が中間ロック位相Ｐより遅角側にある場合には、トーションスプリング２１８の付勢力により相対回転位相が進角方向Ｓ１に変位し、相対回転位相が図１２に示す中間ロック位相Ｐに達した時点でロック機構Ｌのロック状態へ移行が可能となる。

これとは逆に、相対回転位相が中間ロック位相Ｐより進角側にある場合には、吸気カムシャフト２０６から遅角方向Ｓ２に作用する遅角作動力により相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変位し、相対回転位相が図１２に示す中間ロック位相Ｐに達した時点でロック機構Ｌのロック状態へ移行が可能となる。

この制御弁Ｖでは、スプール２３２がロック移行ポジションＰＡ１から進角ポジションＰＡ２への移行を開始した場合に、移動の過程において図１７に示すように現れる遷移ポジションＰＡ１ａにおいて進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油を供給する状態を維持したまま、中間ロック凹部２２７に対して作動油の供給を行い、ロック機構Ｌのロック解除を容易に行えるように構成されている。尚、制御においてスプール２３２を遷移ポジションＰＡ１ａに保持することはない。尚、本発明では制御弁Ｖにおいてスプール２３２の作動端にロック移行ポジションＰＡ１だけを形成し、遷移ポジションＰＡ１ａを形成しない構成であっても良い。

次に説明するように、進角ポジションＰＡ２では、進角ポート２３１Ａに作動油が供給され、遅角ポート２３１Ｂからの作動油が排出され、ロック解除ポート２３１Ｌに作動油が供給される。つまり、進角ポジションＰＡ２では相対回転位相を進角方向Ｓ１に変位させる作動と同時に、ロック機構Ｌのロックを解除する制御が行われる。このような作動形態では、ロック部材２２５に対して外部ロータ２１１と内部ロータ２１２とから剪断方向に力が作用してロック部材２２５のロック解除が困難になることもあった。

この不都合を解消するため、遷移ポジションＰＡ１ａでは、図１７に示す如く第１ポンプポート２３１Ｐａからの作動油を進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとに供給する状態を維持しながら、第２ポンプポート２３１Ｐｂからの作動油を、第４グルーブ部２３２Ｇｄを介してロック解除ポート２３１Ｌに供給するように構成されている。これにより剪断力が作用しない状態でロック部材２２５を中間ロック凹部２２７から離脱させロック解除を容易に行える。

〔進角ポジション〕
図１８に示すように、スプール２３２が進角ポジションＰＡ２に設定された場合には、第１ポンプポート２３１Ｐａからの作動油が第２グルーブ部２３２Ｇｂを介して進角ポート２３１Ａに供給され、遅角ポート２３１Ｂからの作動油が第３グルーブ部２３２Ｇｃを介してドレンポート２３１Ｄから排出される。また、第２ポンプポート２３１Ｐｂからの作動油が第４グルーブ部２３２Ｇｄを介してロック解除ポート２３１Ｌに供給される。

これにより、進角室Ｒａに対して進角ポート２３１Ａからの作動油が供給され、遅角室Ｒｂの作動油が遅角ポート２３１Ｂから排出される。これと同時に、ロック解除ポート２３１Ｌに作動油が供給されロック機構Ｌのロックが解除される。従って、この進角ポジションＰＡ２では、相対回転位相が進角方向Ｓ１に変位する。

〔中立ポジション〕
図１９に示すように、スプール２３２が中立ポジションＰＬに設定された場合には、進角ポート２３１Ａが第１ランド部２３２Ｌａで閉じられ（遮断され）、遅角ポート２３１Ｂが第２ランド部２３２Ｌｂで閉じられる（遮断される）。このため、進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとの何れにも作動油が供給されることはない。また、第２ポンプポート２３１Ｐｂからの作動油が第４グルーブ部２３２Ｇｄを介してロック解除ポート２３１Ｌに供給される。

これにより、ロック機構Ｌはロック解除状態に維持されるものの、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに対する作動油の給排が行われず相対回転位相が維持される。

〔遅角ポジション〕
図２０に示すように、スプール２３２が遅角ポジションＰＢ２に設定された場合には、進角ポート２３１Ａからの作動油が第１グルーブ部２３２Ｇａを介してドレンポートに排出され、第１ポンプポート２３１Ｐａからの作動油が第２グルーブ部２３２Ｇｂを介して遅角ポート２３１Ｂに供給される。また、第２ポンプポート２３１Ｐｂからの作動油が第４グルーブ部２３２Ｇｄを介してロック解除ポート２３１Ｌに供給される。

これにより、進角室Ｒａの作動油が進角ポート２３１Ａから排出され、遅角室Ｒｂに対して遅角ポート２３１Ｂからの作動油が供給される。また、ロック解除ポート２３１Ｌに作動油が供給されロック機構Ｌのロックが解除される。従って、この遅角ポジションＰＢ２では、相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変位する。

〔制御弁の変形例〕
前述した実施形態の構成を変更することなく、進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとを入れ換えた構成を採用しても良い。つまり、実施形態の進角ポート２３１Ａを遅角ポートに変更し、実施形態の遅角ポート２３１Ｂを進角ポートに変更するように構成する。つまり、図１８に示す構成と比較して、スプール２３２の作動方向と相対回転位相の変位方向とが逆になる。

これと異なる変形例として、図２２に示すように、制御弁Ｖのスプール２３２の複数のポジションと作動油の給排関係を設定する。この変形例では、電磁ソレノイド２３４に電力が供給されない状態でのスプール２３２の位置が進角ポジションＰＡ２に設定されると共に、電磁ソレノイド２３４に供給する電力を増大することで中立ポジションＰＬと、遅角ポジションＰＢ２と、ロック移行ポジションＰＢ１とに、この順序で設定される。

この変形例の構成から、電磁ソレノイド２３４に最大の電力を供給することによりロック移行ポジションＰＢ１に設定され、ロック機構Ｌのロック状態への移行を容易に行えるようにしている。更に、スプール２３２をロック移行ポジションＰＢ１から遅角ポジションＰＢ２に切り換える場合には、実施形態のロック移行ポジションＰＡ１から進角ポジションＰＡ２への切換の過程と同様に、遷移ポジションＰＢ１ａが現れるように構成されている。この遷移ポジションＰＢ１ａでは、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油を供給する状態を利用して、中間ロック凹部２２７に作動油を供給する状態を作り出し、ロック機構Ｌのロック状態の解除を容易に行える。

〔エンジン制御ユニット〕
図１１に示すように、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２４０には、シャフトセンサＲＳと、イグニッションスイッチ２４３と、アクセルペダルセンサ２４４と、ブレーキペダルセンサ２４５と、位相検出センサ２４６とからの信号が入力される。エンジン制御ユニット２４０は、スタータモータＭと、燃料制御装置２０７と、点火制御装置２０８のそれぞれを制御する信号を出力すると共に、制御弁Ｖを制御する信号を出力する。

イグニッションスイッチ２４３は、内燃機関制御システムを起動と停止とを行うスイッチとして構成され、ＯＮ操作により機関制御部２４１がエンジンＥを始動し、ＯＦＦ操作により機関制御部２４１がエンジンＥを停止させる。

アクセルペダルセンサ２４４は、アクセルペダル（不図示）の踏み込み量を検出し、ブレーキペダルセンサ２４５は、ブレーキペダル（不図示）の踏み込みを検出する。

位相制御部２４２は、エンジンＥの稼働時には、シャフトセンサＲＳ、アクセルペダルセンサ２４４、ブレーキペダルセンサ２４５等からの信号を取得することにより最適な相対回転位相を設定し、位相検出センサ２４６で最適な相対回転位相を検出するように吸気バルブ２０２の開閉タイミングを設定する制御を実行する。

〔制御形態〕
図２５には、相対回転位相が中間ロック位相Ｐより遅角側にある状況においてエンジンＥを停止する操作が行われた際の各部の作動形態をチャート化して示している。つまり、イグニッションスイッチ２４３（同図ではＩＧ／ＳＷ）をＯＦＦ操作したタイミングで、機関制御部２４１がエンジンＥを停止する制御を実行し、位相制御部２４２が電磁ソレノイド２３４への電力供給を停止（ＯＦＦ）する。これにより、エンジンＥの回転数（回転速度）が低下し、トーションスプリング２１８のスプリング力（付勢力）により相対回転位相が中間ロック位相Ｐの方向に変位を開始する。

このように電磁ソレノイド２３４に電力が供給されない状態（ＯＦＦ状態）に達することにより、制御弁Ｖはスプールスプリング２３３の付勢力によりロック移行ポジションＰＡ１に設定される。この時点でもエンジンＥのクランクシャフト２０１は回転しているため油圧ポンプＱの作動油が進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに供給される。また、中間ロック凹部２２７の作動油が排出されるためロック機構Ｌはロック可能な状態に達する。

前述したように、弁開閉時期制御部２１０では相対回転位相が中間ロック位相Ｐより遅角側にある場合には、図１３に示すように、トーションスプリング２１８のスプリング力（付勢力）が進角方向Ｓ１に作用し、図１４に示すように、相対回転位相が中間ロック位相Ｐに達した状態でトーションスプリング２１８のスプリング力（付勢力）が進角方向Ｓ１に作用しない状態に達する。

また、弁開閉時期制御部２１０には、吸気カムシャフト２０６から相対回転位相を遅角方向Ｓ２に向けて変位させる遅角作動力が継続的に作用する。しかしながら、中間ロック位相Ｐより遅角方向Ｓ２への変位をトーションスプリング２１８のスプリング力（付勢力）が抑制する。このような理由から、図１４に示す如く、相対回転位相は中間ロック位相Ｐに安定的に維持され、ロック機構Ｌのロック状態への移行が確実に行われる。

これとは逆に、相対回転位相が中間ロック位相Ｐより進角側にある状況（図１５に示す状況）においてエンジンＥを停止する操作が行われた場合には、図２５に仮想線で示す如く吸気カムシャフト２０６から作用する遅角作動力により相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変位する。このような理由からも、相対回転位相が図１４に示す中間ロック位相Ｐにまで変位し、この中間ロック位相Ｐにおいて安定的に維持されるため、ロック機構Ｌのロック状態への移行が確実に行われる。

従って、イグニッションスイッチ２４３をＯＦＦ操作したタイミングで、弁開閉時期制御部２１０の相対回転位相が遅角側と進角側との何れにある場合でも、トーションスプリング２１８のスプリング力の作用と、吸気カムシャフト２０６から作用する遅角作動力の作用とにより、相対回転位相を中間ロック位相Ｐに変位させ、中間ロック位相Ｐでロック状態への移行を可能にする。特に、相対回転位相を中間ロック位相Ｐに移行する場合には進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油が供給されるため、カム変動トルクが作用する状況でありながら、相対回転位相を、短時間のうちに振動させるように変動させることがなく、安定した状態でのロック状態への移行が実現する。

〔制御形態の変形例〕
図２６には、前述した図２５の制御に代えて、エンジンＥを停止する操作が行われた場合に、相対回転位相が中間ロック位相Ｐに移行したことを確認した後にエンジンＥを停止する際の各部の作動形態を示している。

この制御形態では、イグニッションスイッチ２４３をＯＦＦ操作したタイミングで制御弁Ｖの電磁ソレノイド２３４への信号（電力）もＯＦＦ状態となるが、エンジンＥの稼働は継続する。

これにより、制御弁Ｖはスプールスプリング２３３の付勢力によりロック移行ポジションＰＡ１に設定される。この時点でエンジンＥは稼働しており、油圧ポンプＱからの充分な量の作動油が進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに供給され、中間ロック凹部２２７の作動油が排出されるためロック機構Ｌはロック可能な状態に達する。

そして、図１３に示す如く相対回転位相が中間ロック位相Ｐより遅角側にある場合には、トーションスプリング２１８のスプリング力（付勢力）が進角方向Ｓ１に作用し、図１４に示す如く相対回転位相が中間ロック位相Ｐに達する。また、図１５に示す如く相対回転位相が中間ロック位相Ｐより進角側にある場合には、図２６に仮想線で示すように、吸気カムシャフト２０６の遅角作動力が遅角方向Ｓ２に作用し、図１４に示す如く相対回転位相が中間ロック位相Ｐに達する。

これによりロック機構Ｌのロック状態への移行を容易に行わせ、機関制御部２４１がエンジンＥを停止して制御が終了する。

この変形例では、相対回転位相が中間ロック位相Ｐに達するまでエンジンＥを稼働させるため、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに対して充分な量の作動油を短時間のうちに供給することにより、相対回転位相の変動を良好に抑制した状態でのロック状態への移行が可能となる。

〔エンジンの始動時の作動形態〕
エンジンＥの停止時に、前述した制御が行われてもロック機構Ｌをロック状態に移行できないことも想像できる。中間ロック位相Ｐは、冷熱状態のエンジンＥを良好に始動させる位相であるため、弁開閉時期制御部２１０のロック機構Ｌがロック状態にない場合には、エンジンＥの始動に伴い相対回転位相を中間ロック位相Ｐに移行することが望ましい。本発明の弁開閉時期制御装置Ａでは、このような要望にも対応できるように構成されている。

つまり、エンジンＥの始動時における各部の制御形態を図２７のチャートに示しており、イグニッションスイッチ２４３がＯＮ操作されたタイミングで、スタータモータＭを作動させてエンジンＥを始動する。また、この始動時には、制御弁Ｖの電磁ソレノイド２３４に電力が供給されない状態（ＯＦＦ状態）に維持される。

これにより、油圧ポンプＱの作動油が進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに供給され、中間ロック凹部２２７の作動油が排出されるためロック機構Ｌはロック可能な状態に達する。

そして、この制御時に、図１３に示す如く相対回転位相が中間ロック位相Ｐより遅角側にある場合には、トーションスプリング２１８のスプリング力（付勢力）が進角方向Ｓ１に作用し、図１４に示す如く相対回転位相が中間ロック位相Ｐに達する。また、図１５に示す如く相対回転位相が中間ロック位相Ｐより進角側にある場合には、同図に仮想線で示すように、吸気カムシャフト２０６の遅角作動力が遅角方向Ｓ２に作用し、図１４に示す如く相対回転位相が中間ロック位相Ｐに達する。

これにより、相対回転位相を迅速に中間ロック位相Ｐに変位させ、ロック状態への移行が可能となる。

〔ロック移行ポジションから進角ポジションへの切換〕
エンジンＥが始動した後の制御弁Ｖの作動形態を考えると、スプール２３２をロック移行ポジションＰＡ１から進角ポジションＰＡ２へ切り換えが最初に行われる。

本発明の制御弁Ｖは、前述したようにロック移行ポジションＰＡ１から進角ポジションＰＡ２に移行する過程において、遷移ポジションＰＡ１ａにおいて進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油を供給する形態を利用して、中間ロック凹部２２７に作動油を供給してロック部材２２５を移動させロック解除を行える構成を有している。

この作動を図２８のチャートに示している。つまり、エンジンＥが始動した時点では電磁ソレノイド２３４に電力が供給されず制御弁Ｖのスプール２３２はロック移行ポジションＰＡ１にある。また、エンジンＥの始動に伴い進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとに油圧ポンプＱから作動油が供給され、進角ポート圧と遅角ポート圧とはポンプ圧まで上昇する。

このようにエンジンＥが始動から設定時間Ｔが経過したタイミングで、スプール２３２を進角ポジションＰＡ２に切り換える制御信号が出力され、スプール２３２が作動を開始した後には、スプール２３２が図１７に示す遷移ポジションＰＡ１ａに達する。このポジションでは、第１ポンプポート２３１Ｐａからの作動油を進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとに供給する状態を維持しながら、第２ポンプポート２３１Ｐｂからの作動油を、第４グルーブ部２３２Ｇｄを介してロック解除ポート２３１Ｌに供給する。

これにより、ロック機構Ｌのロック部材２２５は中間ロック凹部２２７から離脱し、スプール２３２が進角ポジションＰＡ２に達する以前にロック解除が行を行うことも可能となる。この後にスプール２３２が進角ポジションＰＡ２に達することにより、相対回転位相の進角方向Ｓ１の変位が可能となる。

〔第３実施形態の効果〕
このように本発明の弁開閉時期制御装置Ａでは、最遅角位相から中間ロック位相Ｐに至る領域において、スプリング力（付勢力）を作用させるトーションスプリング２１８を備えると共に、このトーションの付勢方向と付勢力を吸気カムシャフト２０６から作用する遅角作動力より強く設定している。

このため、エンジンＥを停止する場合と始動するとの何れの場合でも、制御弁Ｖのスプール２３２をロック移行ポジションＰＡ１に設定することにより、ロック解除ポート２３１Ｌから作動油を排出する状態で、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油が供給されるため、油圧的にはバランス状態となり、カム変動トルクの作用による相対回転位相の変動を小さくする。この状態では、作動油の圧力により相対回転位相を変位させる構成を採用しないものでありながら、スプリング力又は遅角作動力により相対回転位相を中間ロック位相Ｐまで変位させ、ロック機構Ｌのロック状態への移行を確実に行えるのである。特に、ロック移行ポジションＰＡ１では、作動油を漏出させることなく進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに同時に供給するため、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油を早期に充填し、相対回転位相の変動を抑制できる。

また、制御弁Ｖのロック移行ポジションＰＡ１を電磁ソレノイド２３４に対する電力の供給を停止した状態で設定されるように構成した場合、エンジンＥを停止させる制御時と、エンジンＥを始動させる制御時とには、特別な制御を行うことなく、相対回転位相のバタツキを抑制し、相対回転位相が中間ロック位相Ｐに達した状態でロック状態に安定的に移行できることが可能となる。

例えば、エンジンＥの停止時にロック機構Ｌがロック状態に移行できない場合でも、エンジンＥの始動時に制御弁Ｖのスプール２３２をロック移行ポジションＰＡ１に維持することによりエンジンＥの始動後にロック状態に移行することも容易に行える。

更に、エンジンＥの始動後に制御弁Ｖのスプール２３２をロック移行ポジションＰＡ１から進角ポジションＰＡ２に切換える場合には、スプール２３２が進角ポジションＰＡ２に達する過程において進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油を供給して相対回転位相を変位させない状態でロック機構Ｌのロック部材２２５を中間ロック凹部２２７から離脱させることが可能となり、円滑なロック解除を実現する。

〔第４実施形態〕
この第４実施形態では、第３実施形態の制御弁Ｖ（制御弁）を改良した構成である。この第４実施形態では、第３実施形態に示される弁開閉時期制御部２１０を制御するものであるため、第３実施形態と共通するものには第３実施形態と同一の符号を付している。

図２９〜図３４に示すように、第４実施形態の制御弁Ｖも第３実施形態と同様に、円筒状のスリーブ２３１と、これに収容される円柱状のスプール２３２と、このスプール２３２を初期位置（図２９に示す第１遅角ポジションＰＢ１）に付勢するスプールスプリング２３３と、このスプールスプリング２３３の付勢力に抗してスプール２３２を作動させる電磁ソレノイド２３４とを備えて構成されている。

電磁ソレノイド２３４は、鉄等の磁性体で構成されるプランジャ２３４Ａの外周にソレノイドコイル２３４Ｂを配置して構成されている。この電磁ソレノイド２３４は、ソレノイドコイル２３４Ｂに供給される電力が増大するほどスプールスプリング２３３の付勢力に抗してスプール２３２を変位させるように機能する。

電磁ソレノイド２３４に電力が供給されない状態でスプール２３２が第１遅角ポジションＰＢ１（初期位置：第１の位置）に位置する。そして、電磁ソレノイド２３４に供給する電力の増大に伴い、第２遅角ポジションＰＢ２と、中立ポジションＰＬと、第２進角ポジションＰＡ２と、第１進角ポジションＰＡ１と、第２の位置としてのオイル充填ポジションＰＡ０とに対して、この順序で操作可能に構成されている。また、これらのポジションにおける作動油の給排関係を図３５に示している。

スリーブ２３１には、進角流路２２１に連通する進角ポート２３１Ａと、遅角流路２２２に連通する遅角ポート２３１Ｂと、ロック解除流路２２３に連通することにより、ロック部材２２５にロック解除圧を作用させるロック解除ポート２３１Ｌとが形成されている。また、このスリーブ２３１には、油圧ポンプＱから作動油が供給される第１ポンプポート２３１Ｐａと、第２ポンプポート２３１Ｐｂと、３つのドレンポート２３１Ｄとが形成されている。

スプール２３２は、作動油を制御するための第１ランド部２３２Ｌａと、第２ランド部２３２Ｌｂと、第３ランド部２３２Ｌｃと、第４ランド部２３２Ｌｄと、第５ランド部２３２Ｌｅとが形成されている。また、第１ランド部２３２Ｌａより電磁ソレノイド２３４の側に第１グルーブ部２３２Ｇａが形成され、第１ランド部２３２Ｌａと第２ランド部２３２Ｌｂとの間に第２グルーブ部２３２Ｇｂが形成されている。これに準ずる位置に第３グルーブ部２３２Ｇｃと、第４グルーブ部２３２Ｇｄと、第５グルーブ部２３２Ｇｅとが形成されている。これら複数のランド部と複数のグルーブ部とは、スプール２３２の作動時において第３実施形態と同様に機能する。

また、第１ランド部２３２Ｌａの外周とスリーブ２３１の内周との間の第１分流部Ｆ１が形成され、第４ランド部２３２Ｌｄの外周とスリーブ２３１の内周との間の第２分流部Ｆ２が形成されている。

この制御弁Ｖでは、スプール２３２が第２進角ポジションＰＡ２から第１進角ポジションＰＡ１に移行した後に、更に移行することにより、スプール２３２がオイル充填ポジションＰＡ０に達するように構成されている。

〔作動形態〕
従って、図２９に示すように、スプール２３２が第１遅角ポジションＰＢ１に設定された場合には、進角室Ｒａから作動油が排出されると同時に、遅角室Ｒｂに作動油が供給される。また、中間ロック凹部２２７から作動油が排出されることにより、相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変位し、相対回転位相が中間ロック位相に達した場合にロック機構Ｌ（中間ロック機構の一例）がロック状態に移行する。

次に、図３０に示すように、スプール２３２が、第１遅角ポジションＰＢ１から第２遅角ポジションＰＢ２に移行した場合には、進角室Ｒａから作動油を排出し、遅角室Ｒｂに作動油を供給する状態を維持したまま、中間ロック凹部２２７に作動油を供給することによりロック機構Ｌのロック解除を開始する。これにより相対回転位相を遅角方向に変位させることになる。

次に、図３１に示すように、スプール２３２が中立ポジションＰＬに操作された場合には、進角ポート２３１Ａが第２ランド部２３２Ｌｂで閉じられ（遮断され）、遅角ポート２３１Ｂが第１ランド部２３２Ｌａで閉じられる（遮断され）。このため、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとの何れにも作動油が供給されない。この中立ポジションＰＬでは、第２ポンプポート２３１Ｐｂからの作動油が第４グルーブ部２３２Ｇｄを介してロック解除ポート２３１Ｌに供給されるためロック機構Ｌのロック状態は解除される。

また、図３２に示すように、スプール２３２が第２進角ポジションＰＡ２に設定された場合には、進角室Ｒａに作動油が供給されると同時に、遅角室Ｒｂから作動油が排出される。この第２進角ポジションＰＡ２では、中間ロック凹部２２７に作動油が供給されるため、ロック機構Ｌのロック状態を解除すると共に、相対回転位相が進角方向Ｓ１に変位する。

次に、図３３に示すように、スプール２３２が第２進角ポジションＰＡ２から第１進角ポジションＰＡ１に操作された場合には、進角室Ｒａに作動油を供給し、遅角室Ｒｂから作動油を排出する状態を維持したまま、中間ロック凹部２２７の作動油を排出する。これにより相対回転位相がロック位相に達した場合にロック機構Ｌがロック状態に移行する。

また、図３４に示すように、スプール２３２が第１進角ポジションＰＡ１に達した後に、スプール２３２を更に操作することにより、スプール２３２はオイル充填ポジションＰＡ０に達する。このオイル充填ポジションＰＡ０では、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油が同時に供給され、中間ロック凹部２２７から作動油は排出される。

作動油の具体的な流れとして、スプール２３２がオイル充填ポジションＰＡ０に移行した場合には、第１ポンプポート２３１Ｐａからの作動油を第１分流部Ｆ１が遅角ポート２３１Ｂから遅角室Ｒｂに供給し、この第１ポンプポート２３１Ｐａからの作動油を第２グルーブ部２３２Ｇｂから進角ポート２３１Ａから進角室Ｒａに供給する。また、中間ロック凹部２２７からロック解除ポート２３１Ｌに流れる作動油を、第２分流部Ｆ２がドレンポート２３１Ｄに排出する。

例えば、第２遅角ポジションＰＢ２のロックが解除された状態からロック状態へ切り換えたいとき、スプール２３２が第１進角ポジションＰＡ１に到達する前に、中間ロック凹部２２７への作動油の供給が停止され、作動油は進角室Ｒａにのみ供給され、且つ遅角室Ｒｂから排出される。これらの構成により、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとの間に差圧が生じて相対回転位相を変更することができ、ロック機構Ｌによるロック状態への移行を確実に行うことができる。

〔第４実施形態の効果〕
エンジンＥを始動する場合には制御弁Ｖのスプール２３２をオイル充填ポジションＰＡ０に設定することにより、中間ロック凹部２２７から作動油が排出される状態で、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに対して作動油が同時に供給されるため、進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油を早期に充填し、弁開閉時期制御装置の作動を早く開始できる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）図３６に示すように、制御弁Ｖのスプール２３２の複数のポジションと作動油の給排を設定する。この別実施形態（ａ）では、電磁ソレノイド２３４に電力が供給されない状態でのスプール２３２の位置がロック移行ポジションＰＡ１となり、電磁ソレノイド２３４に供給する電力の増大に伴い、スプール２３２が進角ポジションＰＡ２と、中立ポジションＰＬと、遅角ポジションＰＢ２と、遅角側ロックポジションＰＢ０とのポジションに、この順序で設定できる。

この別実施形態（ａ）では、ロック移行ポジションＰＡ１、進角ポジションＰＡ２、中立ポジションＰＬと、遅角ポジションＰＢ２が、実施形態と共通しており、遅角側ロックポジションＰＢ０では、相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変位させつつロック機構Ｌのロック状態への移行を可能にするポジションとなる。

この別実施形態（ａ）においても実施形態の制御弁Ｖのロック移行ポジションＰＡ１から進角ポジションＰＡ２に移行する過程に遷移ポジションを形成することで進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油を供給する状態を維持したまま、中間ロック凹部２２７に対して作動油の供給を行えるように構成されている。

この別実施形態（ａ）においても、制御弁Ｖの構成を変更することなく、進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとを入れ換えた構成を採用しても良い。また、スプール２３２の作動端にロック移行ポジションＰＡ１だけを形成し、遷移ポジションを形成しない構成であっても良い。

（ｂ）図３７に示すように、制御弁Ｖのスプール２３２の複数のポジションと作動油の給排を設定する。この別実施形態（ｂ）は、先に説明した別実施形態（ａ）のポジションと一部共通し、電磁ソレノイド２３４に電力が供給されない状態でスプール２３２の位置がロック移行ポジションＰＡ１となり、電磁ソレノイド２３４に最大の電力を供給することにより何れのロック移行ポジションＰＢ１に設定される。この構成では、何れのロック移行ポジションＰＡ１、ＰＢ１でもロック機構Ｌのロック状態への移行を容易に行える。

この別実施形態（ｂ）においても実施形態の制御弁Ｖのロック移行ポジションＰＢ１から遅角ポジションＰＢ２に移行する過程に遷移ポジションを形成することで進角室Ｒａと遅角室Ｒｂとに作動油を供給する状態を維持したまま、中間ロック凹部２２７に対して作動油の供給を行えるように構成されている。

この別実施形態（ｂ）においても、制御弁Ｖの構成を変更することなく、進角ポート２３１Ａと遅角ポート２３１Ｂとを入れ換えた構成を採用しても良い。また、スプール２３２の作動端にロック移行ポジションＰＢ１だけを形成し、遷移ポジションを形成しない構成であっても良い。

（ｃ）位相設定機構として、最遅角位相又は最進角位相からロック位相に達する領域において、カムシャフトからの反力に抗する方向に相対回転位相を変位させるラチェット機構で構成しても良い。

（ｄ）位相設定機構として、カムシャフトから作用する反力に抗する方向に相対回転位相を変化させるアシスト専用の油室等を別途形成し、この油室に作動油を供給することで相対回転位相を中間ロック位相Ｐに移行させるように構成しても良い。このように構成する場合に、エンジンＥの停止時において油室に作動油の供給を可能にするアキュムレータを備えても良い。

（ｅ）位相設定機構として、スプリングを用いる場合には、トーションスプリングに限らず、圧縮コイルスプリングや引っ張りコイルスプリングを用いて良く、スプリングに代えてゴムやガススプリングを用いても良い。

（ｆ）位相設定機構として、スプール２３２をロック移行ポジションに設定する直前に、相対回転位相に基づき作動油を進角流路２２１又は遅角流路２２２に供給する制御を行うようにエンジン制御ユニット２４０の制御形態を設定しても良い。

この別実施形態（ｆ）のように制御形態を設定することにより、相対回転位相を中間ロック位相Ｐに向けて変位させることが可能となり、ロック状態へ容易に移行することが可能となる。

（ｇ）位相設定機構として、スプール２３２をロック移行ポジションに設定した場合に、進角流路２２１に供給される作動油と、遅角流路２２２に供給される作動油とに流量差を作り出す流路構造を備えても良い。この流路構造は、流路の断面積の設定により実現しても良いが、ロック移行ポジションでのスプール２３２で作動油を制御するように制御弁Ｖに備えても良い。

この別実施形態（ｇ）のように構成することにより、相対回転位相を容易にロック位相に向けて変位させることが可能となる。

（ｈ）位相設定機構として、ロック移行ポジションにおいて、進角流路２２１と、遅角流路２２２との何れかの作動油を僅かにドレン流路に漏出させる構成を備える。この構成は、一方の流路に作動油を、オリフィスを介してドレン流路に排出する構成を採用しても良いが、ロック移行ポジションでのスプール２３２で作動油をドレン流路に排出するように、この構成を制御弁Ｖに備えても良い。

この別実施形態（ｈ）のように構成することにより、相対回転位相を容易にロック位相に向けて変位させることが可能となる。

（ｉ）図４の実施形態において、第１凹部８５および第２凹部８６の作動油はロック解除流路４５を通って排出されるように説明したが、これに限らない。例えば、第１凹部８５および第２凹部８６の作動油はロック解除流路４５が閉じられた状態でロック排出流路４６を通って排出されてもよい。又は、第１凹部８５および第２凹部８６の作動油はロック解除流路４５およびロック排出流路４６の両方を通って排出されてもよい。

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に利用することができる。

１，１１ 駆動側回転体（ハウジング，外部ロータ）
２，１２ 従動側回転体（内部ロータ）
８，Ｌ ロック機構（中間ロック機構）
１０１，２０６ カムシャフト（吸気カムシャフト）
８１，８３ ロック部材（第１ロック部材，第２ロック部材）
２５ ロック部材
８２，８４ 付勢機構（第１スプリング，第２スプリング）
２６ 付勢機構（ロックスプリング）
４１、Ｒａ 進角室
４２，Ｒｂ 遅角室
８５，８６ 係合部（第１凹部，第２凹部）
２２７ 係合部（中間ロック凹部）
５１，Ｖ 制御弁（ＯＣＶ）
７０ 位相設定機構（トーションスプリング）
２１８ 位相設定機構・スプリング（トーションスプリング）
９０，４０ 制御部（ＥＣＵ，エンジン制御ユニット）
４３，２２１ 進角流路
４４，２２２ 遅角流路
４５，２２３ ロック解除流路
５２，２３２ スプール
５２ｊ 連通路（第１１環状溝）
５４，２３４ 電磁ソレノイド
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｃ，２０１ 駆動軸（クランクシャフト）
Ｐ ロック位相（中間ロック位相）
ＰＡ１，ＰＢ１ ロック移行ポジション（第２実施形態）
ＰＡ２ 進角ポジション（第２進角ポジション）
ＰＢ２ 遅角ポジション（第２遅角ポジション）

Claims (3)

1. 内燃機関の駆動軸と同期回転する駆動側回転体と、
   前記駆動側回転体の内側で前記駆動側回転体の軸心と同軸心に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体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の間に区画形成される流体圧室と、
   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で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室及び遅角室と、
   作動流体の給排により、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が最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と前記中間ロック位相の拘束が解除されたロック解除状態とが選択的に切り替えられる中間ロック機構と、
   前記進角室に給排される前記作動流体の流通を許容する進角流路と、
   前記遅角室に給排される前記作動流体の流通を許容する遅角流路と、
   給電量がゼロである場合の第１の位置と、給電された場合に前記第１の位置とは異なる第２の位置との間を移動するスプールを有する制御弁と、
   前記制御弁への給電量の制御により前記制御弁を制御して前記進角室と前記遅角室とに作動流体を供給して前記相対回転位相を変更する位相制御部とを備え、
   前記スプールが前記第１の位置及び前記第２の位置のうちの何れか一方に配置されるとき、前記中間ロック機構がロック状態となり、且つ、前記進角室及び前記遅角室の両方に前記作動流体が供給される状態に設定され、
   前記スプールが前記第１の位置及び前記第２の位置のうちの何れか他方に配置されるとき、前記中間ロック機構がロック状態になり、且つ前記進角室及び前記遅角室の何れか一方から前記作動流体が排出され、何れか他方に前記作動流体が供給される状態に設定される弁開閉時期制御装置。
2. 前記スプールが前記第１の位置から前記第２の位置に到達する前に前記進角流路と前記遅角流路との何れか一方に作動流体が供給される請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記スプールが前記第１の位置又は前記第２の位置の一方に配置されるとき、前記進角室と前記遅角室とが前記スプールに形成された連通路を介して連通し、前記進角室及び前記遅角室のうち何れか一方に前記作動流体の一部が供給され、何れか他方に前記連通路を介して前記作動流体の一部が供給される請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。

Images