特許 5974517 弁開閉時期制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5974517

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】弁開閉時期制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01L 1/356 20060101AFI20160809BHJP

【ＦＩ】

   F01L1/356 E

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-21125(P2012-21125)

(22)【出願日】2012年2月2日

(65)【公開番号】特開2013-160094(P2013-160094A)

(43)【公開日】2013年8月19日

【審査請求日】2015年1月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100114959

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 徹也

(72)【発明者】

【氏名】藤脇 賢二

(72)【発明者】

【氏名】小林 昌樹

(72)【発明者】

【氏名】池田 憲治

(72)【発明者】

【氏名】菅沼 秀行

【審査官】 山本 健晴

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−３２４６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２８７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−００２１０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｌ １／３５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と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と一体回転する従動側回転部材とを備え、
作動油の供給により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材と相対回転位相を遅角方向に変位させる遅角室と、作動油の供給により前記相対回転位相を進角方向に変位させる進角室とが形成され、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材に出退自在に支持される出退部材と、他方の回転部材に形成され前記出退部材が嵌合する嵌合凹部と、前記出退部材を嵌合凹部方向に付勢するスプリングとを備えて前記相対回転位相を拘束または所定位相範囲内にて規制する出退機構が構成されると共に、
前記出退部材が、前記嵌合凹部方向とは反対方向に作動油の油圧を受ける複数の受圧面を有しており、
前記進角室に作動油を供給する進角油路および前記遅角室に作動油を供給する遅角油路が形成され、
前記進角油路および前記遅角油路の一方に作動油が供給される際に、前記進角油路および前記遅角油路のうち作動油が供給される油路からの作動油を複数の前記受圧面の１つに供給する独立解除油路と、前記遅角室および前記進角室のうち作動油が供給された油室からの作動油を複数の前記受圧面の他の１つに供給する連通解除油路とが形成されている弁開閉時期制御装置。

【請求項2】

前記進角室に作動油を供給する前記進角油路と、前記遅角室に作動油を供給する前記遅角油路とが前記従動側回転部材の内部に形成され、この従動側回転部材の内部において前記進角油路と前記遅角油路との一方の油路に供給される作動油を前記独立解除油路に供給する分岐部が形成されている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。

【請求項3】

前記受圧面の１つに作用する油圧により前記出退部材に対し前記嵌合凹部方向とは反対方向に作用する操作力が前記スプリングの付勢力より小さく設定されると共に、合計２つの前記受圧面に作用する油圧により前記出退部材に対し前記嵌合凹部方向とは反対方向に作用する操作力が前記スプリングの付勢力より大きく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。

【請求項4】

複数の前記受圧面として、前記出退部材の突出端の第１受圧面と、前記出退部材の中間部の第２受圧面とが形成され、前記第１受圧面に前記連通解除油路からの作動油の油圧を作用させ、前記第２受圧面に前記独立解除油路からの作動油の油圧を作用させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。

【請求項5】

複数の前記受圧面として、前記出退部材の中間部に第３受圧面が形成され、前記連通解除油路が連通する油室と反対側の油室から作動油が供給される際に、前記第３受圧面に対して油圧を作用させる操作油路が形成されている請求項４記載の弁開閉時期制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁開閉時期制御装置に関し、詳しくは、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、駆動側回転部材と同軸上に配置され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部材とが、夫々の相対回転位相が変更自在となるように備えられ、相対回転位相を拘束または所定位相範囲内で規制する機構を備えた構成に関する。

【背景技術】

【0002】

上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献１には、駆動側回転部材（文献ではハウジング）の内部に従動側回転部材（文献ではベーンロータ）を相対回転自在に嵌め込んだ構成が示されている。この特許文献１では、駆動側回転部材に形成された複数の仕切壁の中間位置に対して、従動側回転部材に形成された複数の羽根部を配置することで羽根部を挟む位置に進角室と遅角室とを形成し、羽根部の１つにロック機構を備えている。このロック機構は、羽根部に形成されたピン孔に進退自在に収容されたロック部材と、ハウジングのフロントカバーに形成されたロック孔と、ロック部材（文献ではロックピン）をロック孔に嵌合する方向に付勢するスプリングとで構成されている。

【0003】

この特許文献１では、ロックピンの先端部分に進角室からの作動油を供給することによりロックピンのロックを解除する解除油路と、ロックピンの内端部に形成された大径部に遅角室からの作動油を供給することによりロックピンのロックを解除する解除油路とが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３‐３２８７０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来からの弁開閉時期制御装置では、内燃機関の停止時にロック機構をロック状態に設定しておき、内燃機関の始動時には、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を決まった位相に維持するように構成されている。このような弁開閉時期制御装置で内燃機関が始動した後には、ロック機構のロックを解除して、良好な燃費となる相対回転位相に移行する制御が行われる。

【0006】

また、内燃機関の始動の後に相対回転位相を変更する場合には、ロック機構のロック部材等の嵌合を解除する方向に作動油を供給してロック状態を解除した後に、進角室あるいは遅角室に作動油を供給する相対回転位相を予め設定された位相に設定する制御が行われている。

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載されるように、進角室に供給される作動油を解除油路からロック部材に供給してロックを解除する作動を行うものでは、進角室に作動油が充満して圧力が上昇することで解除油路の作動油圧も上昇する。このような理由から、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を変化させる力が上昇した後に、ロック部材を抜き出す作動油の圧力が上昇することもあり、ロック部材に対して剪断方向に強い力が作用してロック部材の抜き出し、すなわちロック状態の解除が不能となることもあり改善の余地があった。

【0008】

一方、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を変化させる力が上昇する前に、ロック部材を抜き出す作動油の圧力が上昇する場合、ロック部材によるロックが解除されてから相対回転位相が変更されることになる。しかし、相対回転位相の変更の際に進角室が容積拡大すると、ロック部材に作用する作動油の圧力が減少して、再びロック状態になることもあり、改善の余地があった。

【0009】

本発明の目的は、相対回転位相が拘束または所定位相範囲内で規制された状態から相対回転位相の変更を確実に行う弁開閉時期制御装置を合理的に構成する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と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と一体回転する従動側回転部材とを備え、作動油の供給により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材と相対回転位相を遅角方向に変位させる遅角室と、作動油の供給により前記相対回転位相を進角方向に変位させる進角室とが形成され、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材に出退自在に支持される出退部材と、他方の回転部材に形成され前記出退部材が嵌合する嵌合凹部と、前記出退部材を嵌合凹部方向に付勢するスプリングとを備えて前記相対回転位相を拘束または所定位相範囲内にて規制する出退機構が構成されると共に、前記出退部材が、前記嵌合凹部方向とは反対方向に作動油の油圧を受ける複数の受圧面を有しており、
前記進角室に作動油を供給する進角油路および前記遅角室に作動油を供給する遅角油路が形成され、前記進角油路および前記遅角油路の一方に作動油が供給される際に、前記進角油路および前記遅角油路のうち作動油が供給される油路からの作動油を複数の前記受圧面の１つに供給する独立解除油路と、前記遅角室および前記進角室のうち作動油が供給された油室からの作動油を複数の前記受圧面の他の１つに供給する連通解除油路とが形成されている点にある。

【0011】

この構成によると、拘束又は規制された状態において進角室と遅角室との一方の油室に作動油が供給される際には、出退部材の１つの受圧面に対して独立解除油路から作動油を供給して出退部材の嵌合凹部から抜き出す方向の変位を補う方向に予圧を作用させることか可能となる。この状態に達した後に進角室と遅角室との一方の油室からの作動油が他の１つの受圧面に供給されることにより出退部材を嵌合凹部から抜き出す方向に操作して嵌合凹部からの抜き出しが実現する。つまり、油室に供給される作動油の圧力が上昇した際には、既に作動油の圧力が抜き出し方向に作用している出退部材に対して抜き出し方向に圧力を作用させるため、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相が変化に伴い出退部材に剪断方向に外力が強く作用する以前に出退部材を嵌合凹部から抜き出すことが可能となり、出退機構の嵌合解除が不能に陥ることはない。
また、この構成では、独立解除油路から受圧面に供給される作動油の圧力で出退部材を嵌合凹部から抜き出すように構成することも可能であり、このように構成したものでは、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相が変化する以前に出退部材の嵌合凹部からの抜き出しを行い、この抜き出しの後には油室に供給される作動油により出退部材を嵌合凹部から抜き出した状態に維持して相対回転位相が変化する場合にも出退部材が、他方の回転部材に接触する不都合を解消して円滑な相対回転を実現する。
このように、相対回転位相が拘束または所定位相範囲内で規制された状態から相対回転位相の変更を行う場合には出退部材を迅速に抜き出す作動を行い、相対回転位相の変更を確実に行う弁開閉時期制御装置が構成された。

【0012】

本発明は、前記進角室に作動油を供給する前記進角油路と、前記遅角室に作動油を供給する前記遅角油路とが前記従動側回転部材の内部に形成され、この従動側回転部材の内部において前記進角油路と前記遅角油路との一方の油路に供給される作動油を前記独立解除油路に供給する分岐部が形成されても良い。

【0013】

これによると、進角油路と遅角油路との一方に供給される作動油が、従動回転部材の内部の分岐部で分岐され、独立解除油路に供給されるため独立解除油路に作動油を供給するための油路を外部に形成することや、制御弁のポートの数を増大させる必要がなく、油路系が単純化する。

【0014】

本発明は、前記受圧面の１つに作用する油圧により前記出退部材に対し前記嵌合凹部方向と反対方向に作用する操作力が前記スプリングの付勢力より小さく設定されると共に、合計２つの前記受圧面に作用する油圧により前記出退部材に対し前記嵌合凹部方向と反対方向に作用する操作力が前記スプリングの付勢力より大きく設定されても良い。

【0015】

これによると、受圧面の１つに嵌合凹部方向と反対方向に予圧を与えて出退部材の抜き出しを容易にした後に、油圧室に充填された作動油が受圧面の他の１に圧力を作用（合計２つの受圧面に圧力を作用）させることで出退部材を抜き出し方向に作動させて嵌合凹部からの抜き出しが可能となる。この構成では、出退部材を嵌合凹部から抜き出す方向に作動させる際には、油室に作動油が充填した状態に達しているので、油室に作動油が充填される以前に出退部材が嵌合凹部から抜き出される構成と比較して、相対回転位相が変動する不都合を招くことがない。

【0016】

本発明は、複数の前記受圧面として、前記出退部材の突出端の第１受圧面と、前記出退部材の中間部の第２受圧面とが形成され、前記第１受圧面に前記連通解除油路からの作動油の油圧を作用させ、前記第２受圧面に前記独立解除油路からの作動油の油圧を作用させても良い。

【0017】

これによると、例えば、出退部材の突出端の端面を利用して第１受圧面を形成し、出退部材の中間部に段状となる第２受圧面を形成する等の形状の設定により、第１受圧面に連通解除油路からの作動油を供給して嵌合凹部から抜き出す方向に油圧を作用させ、第２受圧面に独立解除油路からの作動油を供給して嵌合凹部から抜き出す方向に更に油圧を作用させることが可能となる。

【0018】

本発明は、複数の前記受圧面として、前記出退部材の中間部に第３受圧面が形成され、前記連通解除油路が連通する油室と反対側の油室から作動油が供給される際に、前記第３受圧面に対して油圧を作用させる操作油路が形成されても良い。

【0019】

これによると、一方の油室に作動油が供給された場合には、第１受圧面と第２油圧面とに作動油を供給して油圧によって出退部材の嵌合凹部から抜き出す方向への操作が実現し、他方の油室に作動油が供給される際には、操作油路からの作動油が第３受圧面に供給され、この油圧により出退部材を嵌合凹部から抜き出す方向に操作することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の弁開閉時期制御装置の縦断側面図である。

【図2】図１のII−II線断面図である。

【図3】第１実施形態のロックピンの作動を連続的に示す断面図である。

【図4】第２実施形態の弁開閉時期制御装置の縦断側面図である。

【図5】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図6】第２実施形態のロックピンの作動を連続的に示す断面図である。

【図7】第３実施形態の弁開閉時期制御装置の縦断正面図である。

【図8】第３実施形態のロックピンの作動を連続的に示す断面図である

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態の基本構成〕
図１及び図２に示すように、内燃機関としてのエンジン１００のクランクシャフト１０１とタイミングチェーン１０２を介して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ１０を備え、エンジン１００の燃焼室の吸気弁又は排気弁を開閉するためのカムシャフト１と同軸で一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ２０を備え、外部ロータ１０と内部ロータ２０との回転位相を制御する油圧制御系を備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。

【0022】

この弁開閉時期制御装置は、外部ロータ１０と内部ロータ２０とがカムシャフト１の回転軸芯Ｘと同軸芯で相対回転自在に配置され、作動油の給排により外部ロータ１０と内部ロータ２０との相対回転位相を変化させ、カムシャフト１の回転により開閉制御される弁（吸気弁又は排気弁）の開閉時期（タイミング）の変更を実現する。また、この弁開閉時期制御装置では、相対回転位相を最遅角でロックし（拘束し）、油圧によりロック解除が可能なロック機構Ｌ（出退機構の一例）を備えており、これらの構成を以下に説明する。

【0023】

〔弁開閉時期制御装置の構成〕
弁開閉時期制御装置は、前述した外部ロータ１０と内部ロータ２０とを前部位置のフロントプレート２と、これと反対側（エンジン側）のリヤプレート３とで挟み込み、外部ロータ１０とフロントプレート２とリヤプレート３とを一体化するように連結ボルト４で連結して構成されている。

【0024】

リヤプレート３の外周位置にはタイミングチェーンが巻回するスプロケット３Ｓが一体的に形成され、フロントプレート２と内部ロータ２０との間には、内部ロータ２０を進角方向に付勢するトーションスプリング５が備えられている。内部ロータ２０をカムシャフト１に連結固定する固定ボルト６が、回転軸芯Ｘと同軸芯で配置され、この固定ボルト６の外周側に後述する進角油路２５の一部が形成されている。

【0025】

図２に示すように、外部ロータ１０は円筒形の外殻部１１から内部に向けて複数の突出部１２が突設され、内部ロータ２０は円柱形の本体部分２１から外方に向けて複数の仕切突起２２が放射状に突設されている。また、外部ロータ１０の複数の突出部１２の中間に形成される油室（空間）に仕切突起２２を嵌め込むように外部ロータ１０と内部ロータ２０とが配置されている。

【0026】

このような構成から、複数の突出部１２の中間位置に形成される油室（空間）を仕切突起２２が仕切る形態となり、外部ロータ１０と内部ロータ２０とは、油室内で仕切突起２２が移動し得る角度だけ相対回転自在となる。外部ロータ１０は、前述したタイミングチェーンにより図２にＳで示す方向に回転駆動される。仕切突起２２を基準にして一方側には、作動油が供給されることにより相対回転位相が進角方向Ｓ１に変化させる進角室Ｒ１が形成される。仕切突起２２を基準にして他方側には、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に変化させる遅角室Ｒ２が形成される。また、突出部１２の突出端には内部ロータ２０の本体部分２１の外周に接触する外部シール１３が備えられ、仕切突起２２の突出端には外部ロータ１０の外殻部１１の内面に接触する内部シール２３が備えられている。

【0027】

相対回転位相が最遅角と最進角との間の中央近傍を中間位相と称しており、トーションスプリング５は、相対回転位相が最遅角にある状態から相対回転位相を中間位相に達するまで付勢力を作用させるように付勢力が作用する範囲が設定されている。尚、トーションスプリング５の付勢力が作用する範囲は中間位相を超えるものであっても良く、中間位相に達しないものであっても良い。

【0028】

この弁開閉時期制御装置には、進角室Ｒ１に連通する進角油路２５と、遅角室Ｒ２に連通する遅角油路２６とが形成されている。進角油路２５と遅角油路２６とはカムシャフト１の内部に連通しており、このカムシャフト１の外面のジョイントＪから電磁弁Ｖに接続している。エンジン１００で駆動される油圧ポンプＰからの作動油を電磁弁Ｖに供給する油路が形成され、電磁弁Ｖは、進角油路２５と遅角油路２６との一方の油路を選択して作動油を供給し、他方の油路の排油を行う。電磁弁Ｖはエンジン１００の回転を制御するＥＣＵによって制御される。

【0029】

〔ロック機構〕
ロック機構Ｌは、内部ロータ２０に形成された複数の仕切突起２２の一つに対して、回転軸芯Ｘと平行姿勢の軸芯に沿って出退自在に備えた出退部材としてのロックピン３１と、このロックピン３１が嵌合するようにリヤプレート３に形成した嵌合凹部３２と、ロックピン３１を嵌合凹部方向に付勢するロックスプリング３３とを備えて構成されている。

【0030】

このロック機構Ｌは、相対回転位相を最遅角にロックする（拘束する）ため嵌合凹部３２の位置が設定され、エンジン１００の停止時に相対回転位相を最遅角にロックするために使用される。このように相対回転位相を最遅角にロックした状態でエンジン１００を始動する場合には吸排気時の負荷が軽減されるためセルモータに供給される電力も少なくて済む。このような理由から、例えば、アイドルストップ制御のようにエンジン１００の停止と起動とを頻繁に行う車両では、エンジン１００の停止時に相対回転位相を最遅角に設定する制御が行われる。

【0031】

また、弁開閉時期制御装置の相対回転位相を最遅角に設定した状態でエンジン１００を始動する場合には、ＥＣＵの制御によりクランキングを開始した後に、エンジン始動（点火によりエンジン１００が稼動する状態）に円滑に移行するためにロック機構Ｌのロックを解除して相対回転位相を進角方向Ｓ１に移行させる制御が行われる。このような要請から進角方向Ｓ１に変化させるために進角室Ｒ１に作動油が供給される際には、適切なタイミングでロックピン３１を嵌合凹部３２から確実に抜き出す作動が行われる。

【0032】

図３に示すように、ロックピン３１は、先端側の嵌合部３１Ａと、これより大径となるピン本体３１Ｂとを一体形成し、ピン本体３１Ｂにロックスプリング３３を収容するスプリング空間３１Ｃが形成されている。これに対応して仕切突起２２にはロックピン３１を収容するために形成された収容孔部２８には、嵌合部３１Ａが挿通する第１孔部２８Ａと、ピン本体３１Ｂが挿通する第２孔部２８Ｂとが形成されている。

【0033】

嵌合部３１Ａの先端部分には第１受圧面Ｔ１が形成され、嵌合部３１Ａとピン本体３１Ｂとの境界部分にリング状の第２受圧面Ｔ２が形成されている。この第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２とは、ロックピン３１に対して嵌合凹部方向と反対方向に作動油の油圧を作用させる位置に形成されている。

【0034】

嵌合凹部３２には、進角室Ｒ１からの作動油の油圧を第１受圧面Ｔ１に作用させるための連通解除油路３５が接続している。収容孔部２８には、第２受圧面Ｔ２に作動の圧力を作用させる独立解除油路３６が接続している。前述したように進角油路２５がカムシャフト１の内部から内部ロータ２０に亘って形成されている。この進角油路２５の中間部分に分岐部Ｄを形成し、この分岐部Ｄで分岐した作動油が独立解除油路３６に供給される。つまり、独立解除油路３６は、進角室Ｒ１に作動油を供給する進角油路２５とは別個に形成された油路として構成されている。

【0035】

また、エンジン１００の始動時のように低速回転状態で油圧ポンプＰから供給される作動油の油圧によってもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜き出せるように、第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２とを併せた受圧面積の値が設定されている。エンジン１００が増速し油圧ポンプＰから供給される作動油の油圧が上昇した状況では第２受圧面Ｔ２に作用する作動油の油圧だけでもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜き出せるように第２受圧面Ｔ２の受圧面積の値が設定されている。つまり、進角室Ｒ１に作動油の油圧が作用すると、第１受圧面Ｔ１及び第２受圧面Ｔ２に油圧が作用するが、第２受圧面Ｔ２だけに油圧が作用してもロックピン３１が嵌合凹部３２から抜け出せるように第２受圧面Ｔ２の受圧面積を設定してある。

【0036】

このロック機構Ｌでは、第１孔部２８Ａと嵌合部３１Ａとの間で作動油が多少リークしても、第２孔部２８Ｂとピン本体３１Ｂとの間で作動油のリークが抑制される精度を有していれば第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２とに作用する油圧によりロックピン３１の抜き出しが可能である。このような理由から、第２孔部２８Ｂとピン本体３１Ｂとの嵌合精度を高く設定し、第１孔部２８Ａの内径を嵌合部３１Ａの外径より設定値だけ大きく設定するように精度で加工されている。このような構成から、第１孔部２８Ａの軸芯とピン本体３１Ｂとの軸芯とを高い精度で一致させる加工を行わずに済み、加工を容易にしている。

【0037】

〔ロック機構の作動形態〕
この第１実施形態の構成において、ロック機構Ｌはロック状態では図３（ａ）に示す状態にある。ロック機構Ｌのロック状態を解除して相対回転位相を進角方向Ｓ１に変化させる場合には、ＥＣＵが電磁弁Ｖを制御することにより進角油路２５から進角室Ｒ１に作動油が供給される。進角油路２５に供給された作動油は分岐部Ｄから独立解除油路３６に送られ、この作動油の油圧が予圧として第２受圧面Ｔ２に作用する。前述したように第２受圧面Ｔ２に作用する油圧だけでもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜くことができる。しかし、この直後に進角油路２５から第１受圧面Ｔ１に対して作動油の油圧が作用することで、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態へとより迅速にロックピン３１の抜き出しが行われる（ロック機構Ｌのロックが解除される）。

【0038】

つまり、独立解除油路３６には進角油路２５の分岐部Ｄで分岐した作動油が供給されるので、独立解除油路３６から第２受圧面Ｔ２に供給される作動油の油圧は、進角室Ｒ１の圧力の影響を受けることが殆どなく、第２受圧面Ｔ２に作用する油圧を短時間のうちに上昇させる。

【0039】

また、進角油路２５から供給される作動油が進角室Ｒ１に充満した後に連通解除油路３５に供給される作動油の油圧が上昇する。これにより、既に第２受圧面Ｔ２に作用している油圧と、連通解除油路３５から第１受圧面Ｔ１に作用する油圧とによりロックピン３１が嵌合凹部３２から確実に抜き出され、ロック機構Ｌのロックが解除されるのである。

【0040】

〔第１実施形態の作用・効果〕
このように作動油が進角室Ｒ１に充満した直後にロック機構Ｌのロックが解除されるので、外部ロータ１０と内部ロータ２０とを相対回転させる力が低い状態でロック機構Ｌのロック解除が可能となり、例えば、強い剪断力の作用によりロックピン３１が抜き出し不能に陥ることがなく、ロック解除を確実に行える。前述した加工精度の設定により、第１孔部２８Ａと嵌合部３１Ａとが密嵌合していないので、ロックピン３１が嵌合凹部３２から抜き出される際には第１孔部２８Ａと嵌合部３１Ａとの間の摺動抵抗が小さく、迅速な抜き出しを実現する。

【0041】

更に、ロック機構Ｌのロックが解除される時点で進角室Ｒ１に作動油が充満しているため、外部ロータ１０と内部ロータ２０とが相対回転し難い状態にあり、カムシャフト１から作用する外力によって相対回転位相が乱れる不都合を招くこともない。そして、進角室Ｒ１に供給される作動油の油圧により相対回転位相が進角方向Ｓ１の方向に変化し、この進角方向Ｓ１への変化をトーションスプリング５の付勢力がサポートして一層迅速な変化が実現する。

【0042】

特に、本発明の弁開閉時期制御装置では、ロックピン３１の挿抜を制御するための専用の弁を必要としないので、油路系が単純化し、部品点数の増大も抑制して製造が容易でコストの低減も実現する。

【0043】

因みに、この第１実施形態では、相対回転位相を必要とする位相に設定する場合には、ＥＣＵが電磁弁Ｖを制御することにより進角油路２５と遅角油路２６との一方を選択して作動油を供給する。ロック状態に移行する場合には、遅角油路２６にのみ作動油を供給する制御が行われ、相対回転位相が最遅角に達した時点でロックスプリング３３の付勢力によりロックピン３１の嵌合部３１Ａが嵌合凹部３２に嵌合してロック状態に達する。

【0044】

〔第２実施形態〕
この第２実施形態では、弁開閉時期制御装置の基本的な構成は第１実施形態と共通するが、出退機構としてのロック機構Ｌの構成が異なり、油路の構成が異なっている。

【0045】

図４〜図６に示すように、ロック機構Ｌのロックピン３１（出退部材の一例）は、ピン本体３１Ｂの後端側（嵌合凹部３２と反対の端部側）に大径部を形成することで、第３受圧面Ｔ３を形成している。この構成からロックピン３１には嵌合部３１Ａの先端の第１受圧面Ｔ１と、ピン本体３１Ｂの中間部分の第２受圧面Ｔ２と、後端側の第３受圧面Ｔ３とが形成される。

【0046】

これに対応してロックピン３１を収容する収容孔部２８には、嵌合部３１Ａが挿通する第１孔部２８Ａと、ピン本体３１Ｂが挿通する第２孔部２８Ｂと、大径部が挿通する第３孔部２８Ｃとが形成される。

【0047】

嵌合凹部３２には、進角室Ｒ１からの作動油の油圧を第１受圧面Ｔ１に作用させるための連通解除油路３５が接続される。収容孔部２８には、第２受圧面Ｔ２に作動油の圧力を作用させる独立解除油路３６が接続される。進角油路２５がカムシャフト１の内部から内部ロータ２０に亘って形成され、この進角油路２５の中間部分に分岐部Ｄを形成し、この分岐部Ｄで分岐した作動油が独立解除油路３６に供給される。更に、収容孔部２８において第３受圧面Ｔ３に対して遅角室Ｒ２からの作動油の油圧を作用させる操作油路４１が接続する。

【0048】

第３受圧面Ｔ３は、進角室Ｒ２から供給される作動油の油圧によってロックピン３１を嵌合凹部３２から抜き出す（ロックを解除する）ことが可能な操作力を得るように受圧面積の値が設定されている。尚、この第２実施形態では、第２受圧面Ｔ２及び第３受圧面Ｔ３の何れかに作動油の油圧が作用することによりロック解除できるが、ロック解除に必要な必要油圧は、第３受圧面Ｔ３の必要油圧が第２受圧面Ｔ２の必要油圧以上になるように設定されている。これは、エンジン１００の始動時の遅角室Ｒ２に低油圧が供給される場合（電磁弁ＶがＯＦＦ状態の時）、ロックピン３１によるロック状態を維持したいのにも拘わらず、第３受圧面Ｔ３に空気圧等が作用して意図しないロック解除が行われることを防止するためである。

【0049】

この第２実施形態でも第１実施形態と同様に、エンジン１００の停止時にはＥＣＵが電磁弁Ｖを制御して相対回転位相を最遅角に設定してロック機構Ｌをロック状態に設定する。この後、エンジン１００の始動時には、ＥＣＵがクランキングを開始した後に、エンジン始動（点火によりエンジン１００が稼動する状態）に円滑に移行するためにロック機構Ｌのロックを解除して相対回転位相を進角方向Ｓ１に移行させる制御が行われる。

【0050】

〔ロック機構の作動形態〕
この第２実施形態の構成から、ロック機構Ｌはロック状態では図６（ａ）に示す状態にある。ロック機構Ｌのロック状態を解除して相対回転位相を進角方向Ｓ１に変化させる場合には、ＥＣＵが電磁弁Ｖを制御することにより進角油路２５に作動油が供給される。進角油路２５に供給された作動油は分岐部Ｄから独立解除油路３６に送られ、この作動油の油圧が第２受圧面Ｔ２に作用する。第２受圧面Ｔ２に作用する油圧だけでもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜き出すことができる。しかし、この直後に第１受圧面Ｔ１及び第２受圧面Ｔ２に対して作動油の油圧が作用することで、図６（ｂ）の状態から図６（ｃ）に示す状態へと迅速にロックピン３１の抜き出しが行われる（ロック機構Ｌのロックが解除される）。

【0051】

この後に、相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変化させる場合には、ＥＣＵが電磁弁Ｖを制御することにより遅角油路２６に作動油が供給される。このように作動油が供給されることにより図６（ｃ）に示す如く、ロックピン３１の第３受圧面Ｔ３に作用する油圧によりロックピン３１の第１受圧面Ｔ１をリヤプレート３から浮き上がらせる。このように、相対回転位相を進角方向Ｓ１と遅角方向Ｓ２との何れの方向に変化する場合でも、ロックピン３１がリヤプレート３に摺接することによる摺接抵抗を解消して円滑な相対回転を実現する。

【0052】

〔第２実施形態の作用・効果〕
この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、ロックピン３１の抜き出しが不能に陥ることなく、ロック解除を確実に行える。また、ロック機構Ｌのロックを解除した際に相対回転位相が乱れる不都合を招くこともない。更に、相対回転位相を進角方向Ｓ１に変化させる場合には、ロック機構Ｌは既にロック解除状態にあるので、進角室Ｒ１の作動油を操作油路４１により第３受圧面Ｔ３に供給する程度の簡単な構成でも相対回転位相の進角方向Ｓ１の方向への円滑な変化を実現する。

【0053】

〔第２実施形態の変形例〕
ロック機構Ｌによる中間位相でロックするようにロック位相を設定し、進角室Ｒ１からの作動油の油圧を操作油路４１により第３受圧面Ｔ３に作用させ、遅角室Ｒ２に作動油が供給される際に、独立解除油路３６から作動油の油圧を第２受圧面Ｔ２に作用させ、遅角油路２６から作動油の油圧を第１受圧面Ｔ１に作用させるように構成しても良い。

【0054】

このように構成することで、エンジン１００の始動を中間位相で行い、このエンジン１００の始動の直後に相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変化させる際には、第２受圧面Ｔ２に予圧を作用させた後に、第１受圧面Ｔ１に作用する油圧により円滑にロックの解除を行える。この後に、相対回転位相を進角方向Ｓ１に変化させる場合には進角室Ｒ１に供給される作動油の油圧を第３受圧面Ｔ３に作用させ、ロックピン３１の先端をリヤプレート３から浮き上がらせる状態を維持して円滑な相対回転を実現する。

【0055】

尚、この変形例では、ロック機構Ｌがロック状態にある場合に、進角室Ｒ１に作動油を供給することでロック解除を行うことも可能である。

【0056】

〔第３実施形態〕
この第３実施形態では、弁開閉時期制御装置の基本的な構成は第１実施形態と共通するものであるが、出退機構としてのロック機構Ｌ（第１ロック機構Ｌ１と第２ロック機構Ｌ２との総称）として２本のロックピン３１（出退部材の一例）を備えた構成が異なり、油路の構成が異なり、ロック機構Ｌにより中間位相でロックする（拘束する）点が第１実施形態と異なる。

【0057】

図７、図８に示すように、ロック機構Ｌのロックピン３１の形状は第１実施形態と同様に嵌合部３１Ａとピン本体３１Ｂとスプリング空間３１Ｃとが形成され、嵌合部３１Ａの先端部分に第１受圧面Ｔ１が形成され、嵌合部３１Ａとピン本体３１Ｂとの境界部分にリング状の第２受圧面Ｔ２が形成されている。２つの嵌合凹部３２は、リヤプレート３に対して回転軸芯Ｘを中心とする円弧状に形成されている。

【0058】

２つのロック機構Ｌ１、Ｌ２のうち、ロックピン３１が嵌合凹部３２の円弧方向で進角方向Ｓ１の端縁に当接するもの（同図で右側のロックピン３１）を第１ロック機構Ｌ１と称し、ロックピン３１が嵌合凹部３２の円弧方向で遅角方向Ｓ２の端縁に当接するもの（同図で左側のロックピン３１）を第２ロック機構Ｌ２と称する。つまり、このロック機構Ｌは、１つのロックピン３１だけが嵌合凹部３２に嵌合した状態では、外部ロータ１０と内部ロータ２０との相対回転位相を所定位相範囲内に規制するだけであるが、２つのロックピン３１が同時に対応する嵌合凹部３２に嵌合した状態で相対回転位相を拘束するように構成されている。

【0059】

第１ロック機構Ｌ１が嵌合凹部３２に嵌合し、かつ、第２ロック機構Ｌ２が嵌合凹部３２に嵌合することにより、図８（ａ）に示すように、外部ロータ１０と内部ロータ２０との相対回転位相が中間位相にロックされる（拘束される）。このロック状態で第１ロック機構Ｌ１のロック解除を行うことで相対回転位相を進角方向Ｓ１に変化させ、第２ロック機構Ｌ２のロック解除を行うことで相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変化させることが可能となる。

【0060】

尚、第１ロック機構Ｌ１のロック解除を行い、相対回転位相を進角方向Ｓ１に変位させた場合には、第２ロック機構Ｌ２のロックピン３１の嵌合部３１Ａが嵌合凹部３２に嵌り込んだ状態で嵌合凹部３２の内部を摺動する。これと同様に、第２ロック機構Ｌ２のロック解除を行い、相対回転位相を遅角方向Ｓ２に変位させた場合には、第１ロック機構Ｌ１のロックピン３１の嵌合部３１Ａが嵌合凹部３２に嵌り込んだ状態で嵌合凹部３２の内部を摺動する。

【0061】

この第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、ロックピン３１の第２受圧面Ｔ２に作動油の油圧を作用させた後に、第１受圧面Ｔ１に作動油の油圧を作用させる形態でロック解除を行うように構成され、このロック解除を実現する油路系を備えている。

【0062】

つまり、第１ロック機構Ｌ１では、隣接する進角室Ｒ１に作動油を供給する進角油路２５の中間部分の分岐部Ｄで分岐した作動油の油圧を第２受圧面Ｔ２に作用させる独立解除油路３６ａが形成されている。また、第１ロック機構Ｌ１の嵌合凹部３２に進角室Ｒ１からの作動油の油圧を第１受圧面にＴ１に作用させるための連通解除油路３５ａが形成されている。

【0063】

第２ロック機構Ｌ２では、隣接する遅角室Ｒ２に作動油を供給する遅角油路２６の中間部分の分岐部Ｄで分岐した作動油の油圧を第２受圧面Ｔ２に作用させる独立解除油路３６ｂが形成されている。また、第２ロック機構Ｌ２の嵌合凹部３２に、遅角室Ｒ２からの作動油の油圧を第１受圧面にＴ１に作用させるための連通解除油路３５ｂが形成されている。

【0064】

この第３実施形態の構成から、作動油が供給されない場合に第１ロック機構Ｌ１と第２ロック機構Ｌ２とは図８（ａ）に示すがロック状態にある。相対回転位相を中間位相から遅角方向Ｓ２に変化させる場合には、ＥＣＵが電磁弁Ｖを制御することにより遅角油路２６から遅角室Ｒ２に作動油が供給される。これにより分岐部Ｄから第２ロック機構Ｌ２の独立解除油路３６ｂからの作動油の油圧が第２ロック機構Ｌ２のロックピン３１の第２受圧面Ｔ２に作用する。この構成では、第２受圧面Ｔ２に作用する油圧だけでもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜くことができる。しかし、この直後に遅角油路２６から第１受圧面Ｔ１に対して作動油の油圧が作用することで、図８（ａ）の状態から図８（ｂ）の状態へとより迅速にロックピン３１の抜き出しが行われる（ロック機構Ｌのロックが解除される）。そして、遅角室Ｒ２に供給される作動油の油圧により相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変化する。

【0065】

これとは逆に、相対回転位相を中間位相から進角方向Ｓ１に変化させる場合には、ＥＣＵが電磁弁Ｖを制御することにより進角油路２５から進角室Ｒ１に作動油が供給される。これにより分岐部Ｄから第１ロック機構Ｌ１の独立解除油路３６ａからの作動油の油圧が第１ロック機構Ｌ１のロックピン３１の第２受圧面Ｔ２に作用する。この構成では第２受圧面Ｔ２に作用する油圧だけでもロックピン３１を嵌合凹部３２から抜くことができる。しかし、この直後に進角油路２５から第１受圧面Ｔ１に対して作動油の油圧が作用することで、図８（ｂ）の状態から図８（ｃ）の状態へとより迅速にロックピン３１の抜き出しが行われる（ロック機構Ｌのロックが解除される）。そして、進角室Ｒ１に供給される作動油の油圧により相対回転位相は進角方向Ｓ１に変化する。

【0066】

〔第３実施形態の作用・効果〕
この第３実施形態でも、第１実施形態と同様に、第１孔部２８Ａの軸芯とピン本体３１Ｂとの軸芯とを高い精度で一致させる加工を行わずに済み、加工を容易にする。ロックピン３１が嵌合凹部３２から抜き出される際には第１孔部２８Ａと嵌合部３１Ａとの間の摺動抵抗が小さく、迅速で確実な抜き出しを実現する。更に、ロックピン３１の抜き出しが不能に陥ることなく、ロック解除を確実に行える。また、ロック機構Ｌ（第１ロック機構Ｌ１と第２ロック機構Ｌ２との総称）のロックを解除した際に相対回転位相が乱れる不都合を招くこともない。

【0067】

〔第３実施形態の変形例〕
この第３実施形態では、第１ロック機構Ｌ１と第２ロック機構Ｌ２との一方のロックピン３１にだけ第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２とを形成し、他方のロックピン３１には第１受圧面Ｔ１（第３実施形態に示されるものより大きい受圧面積となる）だけを形成しても良い。

【0068】

〔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。

【0069】

（ａ）本発明では、ロックピン３１が、弁開閉時期制御装置の半径方向に移動することでロック状態と、ロック解除状態とに切り換わる構成であっても良い。

【0070】

（ｂ）第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２と位置関係を、第１実施形態のものと逆に設定（作動油の油圧が作用する関係を逆に設定）しても良い。また、第１受圧面Ｔ１と第２受圧面Ｔ２との形状は第１実施形態に示されるものに限らず任意の形状に設定しても良い。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明は、ロックピンを油圧式に作動させる弁開閉時期制御装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0072】

１ カムシャフト
１０ 駆動側回転部材（外部ロータ）
２０ 従動側回転部材（内部ロータ）
３１ 出退部材（ロックピン）
３２ 嵌合凹部
３３ スプリング（ロックスプリング）
３５ 連通解除油路
３５ａ，３５ｂ 連通解除油路
３６ 独立解除油路
３６ａ，３６ｂ 独立解除油路
４１ 操作油路
１００ 内燃機関（エンジン）
１０１ クランクシャフト
Ｄ 分岐部
Ｒ１ 進角室
Ｒ２ 遅角室
Ｔ１ 受圧面・第１受圧面
Ｔ２ 受圧面・第２受圧面
Ｔ３ 受圧面・第３受圧面
Ｌ ロック機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】