JP2009257261A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の始動時に機関始動性を確保し、内燃機関の始動完了後に適切なバルブタイミング調整を実現するバルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】ベーンロータ１４は、ハウジング１１の内部に進角油室５２〜５４及び遅角油室５６〜５８を区画し、ポンプ４から供給の作動油が進角油室５２〜５４又は遅角油室５６〜５８に導入されることによりハウジング１１に対する回転位相が進角側又は遅角側に変化する。規制ピン１５０は、規制溝１３２又はロック孔１３４に突入することにより、最進角位相及び最遅角位相の間で内燃機関２の始動を許容する始動位相領域において回転位相の変化を規制する。流体回路２４０は、ハウジング１１を通じて大気に開放されると共に、作動油導入により進角側に回転位相を変化させる進角油室５２に連通し、当該回路２４０の開閉が開閉ピン２６０によって開閉制御される。
【選択図】図９

Description

本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。

従来、クランク軸と連動して回転するハウジング並びにカム軸と連動して回転するベーンロータを備え、ポンプ等の供給源から供給される作動油を利用してバルブタイミングを調整する油駆動式のバルブタイミング調整装置が知られている。一般に、油駆動式のバルブタイミング調整装置では、ハウジング内部においてベーンロータのベーンが回転方向に区画する進角油室又は遅角油室に供給源から供給の作動油を導入することで、ハウジングに対するベーンロータの回転位相を進角側又は遅角側に変化させてバルブタイミングを適切に調整する。

このような油駆動式のバルブタイミング調整装置の一種として特許文献１には、最進角位相及び最遅角位相の間の領域において回転位相の変化を規制するようにした装置が、開示されている。具体的に、特許文献１の装置では、内燃機関の停止前に、ベーンロータの支持するピンをベーンロータに嵌合させる。これにより、内燃機関の始動を許容する始動位相領域において回転位相の変化が規制され、当該規制状態が次の内燃機関の始動まで維持されることになるので、内燃機関の始動性（以下、単に「機関始動性」という）を確保し得るのである。
特開２００２−３５７１０５号公報

さて、特許文献１の装置では、異常の発生により内燃機関が瞬間的に停止する場合、ピンの係止により回転位相の変化が始動位相領域にて規制される前に、内燃機関がロックされるような事態が懸念される。このような事態においては、始動位相領域から外れた回転位相にて内燃機関のクランキングが開始されて、機関始動性が悪化するおそれがある。

そこで、本発明者らは、始動位相領域から外れた回転位相を当該始動位相領域に戻して機関始動性を確保する技術について、研究を行ってきた。その結果、内燃機関をクランキングする始動時において、進角油室及び遅角油室のうち回転位相を始動位相領域に戻す側に対応した特定油室に作動油を導入することで、機関始動性の確保が可能になるとの知見が得られた。

しかし、本発明者らがさらに研究を行った結果、作動油の粘度が増大する低温環境時には、上述した技術によっても機関始動性を確保することが困難であるという問題が、発覚したのである。その原因を本発明者らが鋭意追求したところ、内燃機関の始動時にカム軸からベーンロータに変動トルクが作用する装置では、回転位相を始動位相領域に戻す側の変動トルクによって特定油室の容積が拡大すると、粘度増大した作動油の導入に遅延が生じて特定油室に負圧が発生する。この負圧の発生によってベーンロータのハウジングに対する相対回転が阻害されることになるため、回転位相が始動位相領域に戻り難くなってしまうのである。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の始動時には機関始動性を確保すると共に、内燃機関の始動完了後には適切なバルブタイミング調整を実現するバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、供給源から供給される作動油を利用して調整するバルブタイミング調整装置であって、クランク軸と連動して回転するハウジングと、カム軸と連動して回転し、ハウジングの内部において進角油室及び遅角油室を回転方向に区画するベーンを有し、供給源から供給される作動油が進角油室又は遅角油室に導入されることによりハウジングに対する回転位相が進角側又は遅角側に変化するベーンロータと、最進角位相及び最遅角位相の間において内燃機関の始動を許容する回転位相の領域を始動位相領域として、回転位相の変化を当該始動位相領域において規制する規制手段と、ハウジングを通じて大気に開放されると共に、進角油室及び遅角油室のうち作動油の導入により特定側に回転位相を変化させる特定油室にハウジングの内部において連通する流体回路と、流体回路の開閉を制御する開閉制御手段と、を備えることを特徴とする。

このような発明によると、内燃機関の始動を許容する始動位相領域から特定側とは反対側に外れた回転位相においては、進角油室及び遅角油室のうち特定油室に作動油が導入されることで、回転位相が特定側に変化する。このとき、ハウジングを通じて大気開放されると共にハウジング内部にて特定油室に連通する流体回路が、開閉制御手段によって開放されることによれば、内燃機関の始動時にカム軸からベーンロータに作用する特定側の変動トルクによって特定油室が容積拡大しても、当該特定油室に大気が流体回路を通じて吸入される。こうした大気吸入の結果、特定油室には環境温度に拘らず負圧が発生し難くなるので、始動位相領域から外れた回転位相を、内燃機関の始動時に特定油室への作動油導入によって始動位相領域に戻すことができる。それに加えて、始動位相領域に戻った回転位相については、その変化を規制手段によって規制できることから、機関始動性の確保が可能となる。

また一方、請求項１に記載の発明では、内燃機関の始動完了後には、開閉制御手段によって流体回路を閉塞することで、特定油室からの作動油の漏出を防止できる。したがって、特定油室を含めた油室への作動油導入により回転位相を変化させてバルブタイミングを適切に調整することも、可能となるのである。

請求項２，８に記載の発明によると、内燃機関の運転により作動油が供給源から供給される。このように内燃機関の運転によって作動油が供給される場合、内燃機関の始動時には作動油の供給圧力が低い状態にあるために、変動トルクによって容積拡大した特定油室においては、負圧が発生し易くなる。しかし、大気開放且つ特定油室に連通する流体回路が開放されることによれば、変動トルクによって容積拡大した特定油室に大気を吸入させて負圧の発生を抑制できるので、始動位相領域から外れた回転位相を内燃機関の始動時に戻して機関始動性を確保することが、可能になるのである。

請求項３に記載の発明は、ベーンロータを特定側に付勢する付勢部材を備える。このように付勢部材によってベーンロータが特定側に付勢される構成では、回転位相が特定側に変化し易くはなるが、当該位相変化によって特定油室には負圧が発生し易くなる。しかし、大気開放且つ特定油室に連通する流体回路が開放されることによれば、変動トルクによって容積拡大した特定油室に大気を吸入させて負圧の発生を抑制できるので、始動位相領域から外れた回転位相を内燃機関の始動時に戻して機関始動性を確保することが、可能になるのである。

請求項４に記載の発明によると、カム軸からベーンロータに作用する変動トルクは、遅角側に平均的に偏ってベーンロータを付勢し、特定側は、進角側に設定される。このようにカム軸からベーンロータに作用する変動トルクによりベーンロータが遅角側に平均的に偏って付勢される構成では、特定側としての進角側に回転位相が変化し難くなる。しかし、大気開放且つ特定油室に連通する流体回路が開放されることによれば、変動トルクによって容積拡大した特定油室に対し、負圧の発生を大気の吸入によって抑制しつつ作動油を導入できるので、始動位相領域から遅角側に外れた回転位相を内燃機関の始動時に戻して機関始動性を確保することが、可能になるのである。

請求項５に記載の発明によると、流体回路は、流体の流通面積を絞る絞り部を有する。このような流体回路では、流体の流通面積を絞る絞り部での大気の流通抵抗は、当該絞り部での作動油の流通抵抗よりも小さくなる。故に、大気開放且つ特定油室に連通する流体回路が開放されるときには、大気については特定油室に導入され易く且つ特定油室への導入油によって外部に排出し易くなる一方、作動油については特定油室から漏出し難くなる。したがって、変動トルクによって容積拡大した特定油室に確実に大気を吸入させて負圧の発生を抑制できるのみならず、当該特定油室に導入された作動油の漏出をも抑制できるので、始動位相領域から外れた回転位相を迅速に戻して機関始動性を確保することが可能になる。

請求項６に記載の発明によると、開閉制御手段は、流体回路を開放する開放位置、並びに流体回路を閉塞する閉塞位置に移動する開閉部材と、開閉部材を開放位置側に向かって押圧する復原力を発生する弾性部材と、弾性部材の復原力に抗して開閉部材を閉塞位置側に向かって駆動する駆動力を制御する駆動力制御部と、を有する。

このような発明では、開閉部材を駆動する駆動力を駆動力制御部が消失させることで、開閉部材は、弾性部材の復原力を受けて開放位置側に向かって押圧される。その結果、開閉部材が開放位置に移動して、大気開放且つ特定油室に連通する流体回路が開放されることによれば、変動トルクによって容積拡大した特定油室に大気を吸入させて負圧の発生を抑制できるので、始動位相領域から遅角側に外れた回転位相を内燃機関の始動時に戻して機関始動性を確保することが、可能になるのである。

また一方、請求項６に記載の発明では、開閉部材を閉塞位置側に駆動する駆動力を駆動力制御部が発生させることで、開閉部材を弾性部材の復原力に抗して閉塞位置側に駆動することができる。その結果、開閉部材が閉塞位置に移動して流体回路が閉塞されることで、特定油室からの作動油の漏出が防止されるので、適切なバルブタイミング調整も可能となるのである。

請求項７に記載の発明によると、駆動力制御部は、内燃機関の始動時に、開閉部材を駆動する駆動力を消失させ、内燃機関の始動完了後に当該駆動力を発生させる。このような発明では、開閉部材を駆動する駆動力が、内燃機関の始動時となる適時に駆動力制御部によって消失させられることになるので、機関始動性の確保効果を高めることができる。また一方、請求項７に記載の発明では、開閉部材を駆動する駆動力が、内燃機関の始動完了後となる適時に駆動力制御部によって発生させられることになるので、適切なバルブタイミング調整を内燃機関の運転状態に合わせて行うことができるのである。

請求項８に記載の発明によると、駆動力制御部は、内燃機関の運転により供給源から供給される作動油の圧力を開閉部材に作用させることによって、開閉部材を駆動する駆動力を発生させる。

このような発明では、始動完了後に内燃機関の運転によって供給される作動油の圧力が上昇することで、開閉部材を駆動する駆動力を駆動力制御部により確実に発生させることができる。これによれば、開閉部材を駆動力により閉塞位置に留めて流体回路を閉塞状態に保持することが可能となるので、その場合には、適切なバルブタイミング調整が安定して実現され得るのである。

また一方、請求項８に記載の発明では、内燃機関の始動時に作動油の圧力が開閉部材に作用したとしても、当該圧力が低いことによって、弾性部材の復原力に押圧される開閉部材は開放位置に留まることが可能となる。したがって、その場合には、作動油の圧力を開閉部材の駆動に利用することによる機関始動性の悪化を、回避し得るのである。

請求項９に記載の発明によると、流体回路は、ハウジングにおいて外部及び内部の間を貫通する第一流体通路と、ベーンロータにおいて特定油室及び第一流体通路の間を貫通する第二流体通路と、を有し、開閉部材は、ベーンロータに収容され、第二流体通路を開放する開放位置、並びに第二流体通路を閉塞する閉塞位置に移動する。このようにハウジングにおいて外部及び内部の間を貫通する第一流体通路によれば、流体回路を確実に大気開放させることができる。また、特定油室及び第一流体通路の間を第二流体通路が貫通するベーンロータに収容される開閉部材によれば、流体回路の第二流体通路の開閉を容易に行って、特定油室への大気の導入状態と特定油室からの作動油の漏出防止状態とを確実に切り換えることができるのである。

請求項１０に記載の発明によると、規制手段は、回転位相の変化を始動位相領域において規制する規制位置、開放位置として流体回路を開放し且つ回転位相の変化を許容する第一許容位置、並びに閉塞位置として流体回路を閉塞し且つ回転位相の変化を許容する第二許容位置に移動する開閉部材を、開閉制御手段と共有する。

このような発明では、開閉部材が第一許容位置に移動することにより回転位相の変化が許容されるときには、大気開放且つ特定油室に連通する流体回路が開放されることになるので、変動トルクによって容積拡大した特定油室に大気を吸入させて負圧の発生を抑制できる。したがって、始動位相領域から特定側とは反対側に外れた回転位相を、内燃機関の始動時における特定油室への作動油導入により確実に始動位相領域へと戻すことができる。それに加えて、始動位相領域に戻った回転位相については、その変化を開閉部材の規制位置への移動により規制できるので、機関始動性を確保することが可能となるのである。

また一方、請求項１０に記載の発明では、内燃機関の始動完了後において開閉部材が第二許容位置に移動することによって、回転位相の変化が許容されると共に、流体回路が閉塞されて特定油室からの作動油の漏出が防止されることになる。したがって、特定油室を含めた油室への作動油導入により回転位相を変化させてバルブタイミングを適切に調整することも、可能となるのである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を車両の内燃機関２に適用した例を示している。バルブタイミング調整装置１は、カム軸３が開閉する「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを、「供給源」としてのポンプ４から供給される作動油を利用して調整する油駆動式である。

（基本構成）
以下、バルブタイミング調整装置１の基本構成を説明する。バルブタイミング調整装置１は、内燃機関２のクランク軸（図示しない）からカム軸３に機関トルクを伝達する伝達系に設置される駆動部１０、並びに当該駆動部１０の作動を制御する制御部３０を備えている。

（駆動部）
図１，２に示すように駆動部１０において、ハウジング１１は、シュー部材１２及びスプロケット部材１３等から構成されている。

シュー部材１２は金属により形成され、有底円筒状の筒部１２ａ並びに複数のシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを有している。各シュー１２ｂ〜１２ｄは、筒部１２ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向内側に突出している。各シュー１２ｂ〜１２ｄの突出側端面は円弧面状であり、ベーンロータ１４のボス部１４ａの外周面に摺接する。回転方向において隣り合うシュー１２ｂ〜１２ｄの間には、それぞれ収容室５０が形成される。

スプロケット部材１３は金属によって円環板状に形成されており、シュー部材１２の筒部１２ａの開口側端部に同軸固定されている。ここでスプロケット部材１３は、クランク軸との間にタイミングチェーン（図示しない）が掛け渡されることにより、当該クランク軸と連繋する。これにより内燃機関２の運転時には、クランク軸からスプロケット部材１３に機関トルクが伝達されることで、ハウジング１１がクランク軸と連動して図２の時計方向に回転するようになっている。

図１，２に示すように、ベーンロータ１４は金属により形成されてハウジング１１内に同心収容されており、軸方向の両端部がシュー部材１２の筒部１２ａの底壁とスプロケット部材１３とに摺接するようになっている。ベーンロータ１４は、円柱状のボス部１４ａ並びに複数のベーン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを有している。

ボス部１４ａは、カム軸３に対して同軸連結されている。これによりベーンロータ１４は、カム軸３と連動して図２の時計方向に回転すると共に、ハウジング１１に対して相対回転可能となっている。各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、ボス部１４ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向外側に突出し、それぞれ対応する収容室５０内に収容されている。各ベーン１４ｂ〜１４ｄの突出側端面は円弧面状に形成され、筒部１２ａの内周面と摺接する。

各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、それぞれ対応する収容室５０を回転方向に二分することにより、進角油室５２，５３，５４及び遅角油室５６，５７，５８をハウジング１１との間に区画形成している。具体的には、シュー１２ｂとベーン１４ｂの間に進角油室５２、シュー１２ｃとベーン１４ｃの間に進角油室５３、シュー１２ｄとベーン１４ｄの間に進角油室５４がそれぞれ形成されている。また、シュー１２ｃとベーン１４ｂの間に遅角油室５６、シュー１２ｄとベーン１４ｃの間に遅角油室５７、シュー１２ｂとベーン１４ｄの間に遅角油室５８がそれぞれ形成されている。

こうした構成の駆動部１０では、進角油室５２〜５４への作動油導入並びに遅角油室５６〜５８からの作動油排出により、ハウジング１１に対するベーンロータ１４の回転位相が進角側に変化する。故に、このときには、バルブタイミングが進角することになる。また一方、遅角油室５６〜５８への作動油導入並びに進角油室５２〜５４からの作動油排出により、回転位相が遅角側に変化する。故に、このときには、バルブタイミングが遅角することになるのである。

（制御部）
図１に示すように制御部３０において、カム軸３及びその軸受（図示しない）を通して設けられる進角通路７２は、回転位相の変化に拘らず進角油室５２〜５４と常時連通する。また、カム軸３及びその軸受を通して設けられる遅角通路７４は、回転位相の変化に拘らず遅角油室５６〜５８と常時連通する。

供給通路７６はポンプ４の吐出口と連通しており、オイルパン５からポンプ４の吸入口に吸入された作動油が当該吐出口から吐出供給されるようになっている。ここで本実施形態のポンプ４は、内燃機関２の始動時を含む運転時に、クランク軸によって駆動されて供給通路７６に作動油を吐出供給するメカポンプである。また、ドレン通路７８は、オイルパン５に作動油を排出可能に設けられている。

位相制御弁８０は、進角通路７２、遅角通路７４、供給通路７６及びドレン通路７８に機械的に接続されている。位相制御弁８０は、ソレノイド８２への通電に従って作動することで、進角通路７２及び遅角通路７４にそれぞれ連通する通路を供給通路７６及びドレン通路７８の間で切換える。

制御回路９０は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、位相制御弁８０のソレノイド８２と電気的に接続されている。制御回路９０は、ソレノイド８２への通電を制御する機能と共に、内燃機関２の運転を制御する機能を備えている。

こうした構成の制御部３０では、内燃機関２の運転時に制御回路９０により制御されたソレノイド８２への通電に従って位相制御弁８０が作動することで、進角通路７２及び遅角通路７４に対する供給通路７６及びドレン通路７８の連通状態が切り換えられる。ここで、位相制御弁８０が進角通路７２及び遅角通路７４にそれぞれ供給通路７６及びドレン通路７８を連通させるときには、ポンプ４からの作動油が通路７６，７２を通じて進角油室５２〜５４に導入されると共に、遅角油室５６〜５８の作動油が通路７４，７８を通じてオイルパン５に排出される。故に、このときには、バルブタイミングが進角することになる。また一方、位相制御弁８０が遅角通路７４及び進角通路７２にそれぞれ供給通路７６及びドレン通路７８を連通させるときには、ポンプ４からの作動油が通路７６，７４を通じて遅角油室５６〜５８に導入されると共に、進角油室５２〜５４の作動油が通路７２，７８を通じてオイルパン５に排出される。故に、このときには、バルブタイミングが遅角することになるのである。

（特徴構成）
以下、バルブタイミング調整装置１の特徴構成を詳細に説明する。

（変動トルクの作用構造）
ベーンロータ１４にカム軸３が同軸連結されている駆動部１０では、内燃機関２の運転時には、カム軸３が開閉駆動する吸気弁からのスプリング反力等に起因して変動トルクがベーンロータ１４に作用する。ここで、図３に例示するように変動トルクは、ハウジング１１に対する回転位相の進角側にベーンロータ１４を付勢する負トルクと、回転位相の遅角側にベーンロータ１４を付勢する正トルクとの間において、交番するものである。そして、特に本実施形態の変動トルクは、カム軸３及び軸受間のフリクション等に起因して、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−よりも大きくなる傾向を示しており、当該変動トルクの平均トルクＴａｖｅによってベーンロータ１４が正トルク側、即ち回転位相の遅角側に平均的に偏って付勢されるようになっている。

（付勢トルクの作用構造）
図１，４に示すように、ハウジング１１においてシュー部材１２の筒部１２ａには、金属によって円筒状に形成されたハウジングブッシュ１００が、そのフランジ壁１０１にて同軸固定されている。ハウジングブッシュ１００の軸方向においてフランジ壁１０１と反対側の端部には、径方向に貫通する円弧状のハウジング溝１０２が設けられている。

ベーンロータ１４においてボス部１４ａには、金属によって有底円筒状に形成されたロータブッシュ１１０が、その底壁１１１にて同軸固定されている。ロータブッシュ１１０は、ハウジングブッシュ１００よりも小径に形成されており、それによって当該ハウジングブッシュ１００の内周側に相対回転可能に同心配置されている。ロータブッシュ１１０の軸方向において底壁１１１と反対側の端部には、径方向に貫通する円弧状のロータ溝１１２が設けられている。

ハウジングブッシュ１００の外周側には、金属製のヘリカルトーションスプリングからなる付勢部材１２０が同心配置されている。付勢部材１２０の一端部１２０ａは、シュー部材１２の筒部１２ａに固定された係止ピン１２１に常時係止されている。付勢部材１２０の他端部１２０ｂは、ハウジング溝１０２及びロータ溝１１２を径方向の外側から内側に遊挿状態で貫通している。

本実施形態において、回転位相が図５に示す最遅角位相と図４に示す所定のロック位相との間にあるときには、付勢部材１２０の端部１２０ｂがロータ溝１１２により進角側から係止される。このとき付勢部材１２０の端部１２０ｂは、ハウジング溝１０２には係止されない状態となるので、内燃機関２の運転時には、付勢部材１２０のねじり変形によって発生する復原力が変動トルクの平均トルクＴａｖｅに抗してロータ溝１１２に作用することになる。故に、ロータブッシュ１１０がベーンロータ１４と共に回転位相の進角側へと付勢されるのである。

これに対し、回転位相が図４に示すロック位相と図６に示す最進角位相との間にあるときには、付勢部材１２０の端部１２０ｂがハウジング溝１０２により進角側から係止される。このとき付勢部材１２０の端部１２０ｂは、ロータ溝１１２には係止されない状態となるので、付勢部材１２０の復原力がハウジングブッシュ１００にのみ作用することになる。以上より本実施形態では、ベーンロータ１４の進角側への付勢がロック位相よりも遅角側では実現されるが、ロック位相よりも進角側では実現されないようになっているのである。

尚、バルブタイミング調整装置１が適用される本実施形態の内燃機関２については、その始動を許容する回転位相領域である始動位相領域として、始動時における気筒への吸入空気量が吸気弁の閉弁遅延によって減少し過ぎないように、最遅角位相及び最進角位相の間の中間位相から最進角位相に至るまでの領域が設定されている。そこで、上記ロック位相について本実施形態では、始動位相領域の中でも特に環境温度に拘らず最適な機関始動性を確保可能な中間位相に、設定されている。

（規制・ロック構造）
図１，７に示すようにハウジング１１のスプロケット部材１３には、金属によって形成されたガイド１３０が嵌合固定されており、当該ガイド１３０の内周面等によって第一規制溝１３２及びロック孔１３４が形成されている。第一規制溝１３２は、スプロケット部材１３のベーンロータ１４側の内面１３５において開口する形態でハウジング１１の回転方向に長孔状に延伸しており、閉塞された両端部１３２ａ，１３２ｂに一対の第一規制ストッパ１３６，１３７を形成している。ロック孔１３４はカム軸３に軸平行な有底円筒孔状を呈しており、第一規制溝１３２において一端部１３２ａよりも回転位相の進角側に位置する他端部１３２ｂの底面に開口している。

図１，２に示すようにベーンロータ１４のベーン１４ｂには、金属によって形成されたスリーブ１４０が嵌合固定されている。スリーブ１４０は、ボス部１４ａに軸平行な段付円筒面状の内周面を有しており、当該内周面によって当該内周面によって小径孔１４２及び大径孔１４４を形成している。小径孔１４２は、大径孔１４４よりも小径に且つ大径孔１４４よりもスプロケット部材１３側に形成され、当該部材１３の内面１３５に向かって開口している。これにより小径孔１４２は、ベーンロータ１４の回転方向にも延伸する形となっている第一規制溝１３２に対し、所定の回転位相領域において対向するようになっている。大径孔１４４は、スリーブ１４０及びベーンロータ１４を貫通する第一規制通路１４６と連通している。

スリーブ１４０には、金属により形成された第一規制ピン１５０が支持されている。図１に示すように、第一規制ピン１５０は段付円筒面状の外周面を有しており、当該外周面によって本体部１５２及び受力部１５６を形成している。本体部１５２は、スリーブ１４０の小径孔１４２に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部１５６は、スリーブ１４０の大径孔１４４に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部１５６のスプロケット部材１３側の端面には、第一規制通路１４６を通じて大径孔１４４に導入される作動油の圧力が作用する。この圧力作用により、スプロケット部材１３とは反対側に向かって第一規制ピン１５０を駆動する第一規制駆動力が、発生する。

図１，２に示すように、スリーブ１４０の大径孔１４４内においてベーンロータ１４のベーン１４ｂと第一規制ピン１５０との間には、金属製の圧縮コイルスプリングからなる第一規制弾性部材１７０が同心収容されている。第一規制弾性部材１７０は、圧縮変形によって発生した復原力を第一規制ピン１５０に作用させることで、当該ピン１５０をスプロケット部材１３側に向かって押圧する。

以上の構成により第一規制ピン１５０の本体部１５２は、図８（ｂ）〜（ｄ）に模式的に示すようにハウジング１１の第一規制溝１３２に揺動可能に突入して、各第一規制ストッパ１３６，１３７により係止可能となっている。ここで、図８（ｂ）に示すように本体部１５２が遅角側の第一規制ストッパ１３６に係止されるときには、最遅角位相及びロック位相の間の始動位相領域のうちその遅角側端となる第一規制位相にて、回転位相の遅角側への変化が規制される。また一方、図８（ｄ）に示すように本体部１５２が進角側の第一規制ストッパ１３７に係止されるときには、回転位相の進角側への変化がロック位相にて規制される。このように本体部１５２が各第一規制ストッパ１３６，１３７に係止されることによれば、始動位相領域のうち所定の位相領域Ｗｐ１（図８（ｄ）参照）内に回転位相が制限されることになる。

また、第一規制ピン１５０の本体部１５２は、図８（ｅ）に模式的に示すようにハウジング１１のロック孔１３４に第一規制溝１３２から突入して、当該孔１３４に同心上に嵌合可能となっている。したがって、本体部１５２がロック孔１３４に嵌合することによれば、回転位相がロックされるので、始動位相領域のうちロック位相にて回転位相の進角側及び遅角側双方への変化が規制されることになる。

さらに、第一規制ピン１５０の本体部１５２は、図８（ａ），（ｆ）に模式的に示すように、第一規制弾性部材１７０の復原力に抗してハウジング１１のロック孔１３４及び第一規制溝１３２の双方から脱出可能となっている。したがって、本体部１５２がロック孔１３４及び第一規制溝１３２から脱出することによれば、任意の回転位相への変化を許容可能となる。

さて、図１，７に示すようにハウジング１１のスプロケット部材１３には、金属によって形成されたガイド２００が嵌合固定されており、当該ガイド２００の内周面等によって第二規制溝２０２が形成されている。ここで第二規制溝２０２は、スプロケット部材１３の内面１３５において開口する形態でハウジング１１の回転方向に長孔状に延伸しており、閉塞された両端部２０２ａ，２０２ｂのうち回転位相の遅角側に位置する一端部２０２ａに第二規制ストッパ２０６を形成している。

図１，２に示すようにベーンロータ１４のベーン１４ｃには、金属によって形成されたスリーブ２１０が嵌合固定されている。スリーブ２１０は、ボス部１４ａに軸平行な段付円筒面状の内周面を有しており、当該内周面によって小径孔２１２及び大径孔２１４を形成している。小径孔２１２は、大径孔２１４よりも小径に且つ大径孔２１４よりもスプロケット部材１３側に形成され、当該部材１３の内面１３５に向かって開口している。これにより小径孔２１２は、ベーンロータ１４の回転方向にも延伸する形となっている第二規制溝２０２に対し、所定の回転位相領域において対向するようになっている。大径孔２１４は、スリーブ２１０及びベーンロータ１４を貫通する第二規制通路２１６と連通している。

スリーブ２１０には、金属により形成された第二規制ピン２２０が支持されている。図１に示すように、第二規制ピン２２０は段付円筒面状の外周面を有しており、当該外周面によって本体部２２２及び受力部２２６を形成している。本体部２２２は、スリーブ２１０の小径孔２１２に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部２２６は、スリーブ２１０の大径孔２１４に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部２２６のスプロケット部材１３側の端面には、第二規制通路２１６を通じて大径孔２１４に導入される作動油の圧力が作用する。この圧力作用により、スプロケット部材１３とは反対側に向かって第二規制ピン２２０を駆動する第二規制駆動力が、発生する。

図１，２に示すように、スリーブ２１０の大径孔２１４内においてベーンロータ１４のベーン１４ｃと第二規制ピン２２０との間には、金属製の圧縮コイルスプリングからなる第二規制弾性部材２３０が同心収容されている。第二規制弾性部材２３０は、圧縮変形によって発生する復原力を第二規制ピン２２０に作用させることで、当該ピン２２０をスプロケット部材１３側に向かって押圧する。

以上の構成により第二規制ピン２２０の本体部２２２は、図８（ｃ）〜（ｆ）に模式的に示すようにハウジング１１の第二規制溝２０２に揺動可能に突入して、第二規制ストッパ２０６により係止可能となっている。ここで、図８（ｃ）に示すように本体部２２２がその遅角側の第二規制ストッパ２０６に係止されるときには、最遅角位相及びロック位相の間の始動位相領域のうち第一規制位相よりも進角側となる第二規制位相にて、回転位相の遅角側への変化が規制される。また、図８（ｄ）に示すように本体部２２２の第二規制溝２０２への突入状態下、第一規制ピン１５０の本体部１５２がその進角側の第一規制ストッパ１３７に係止されるときには、回転位相の変化がロック位相にて規制される。このように本体部２２２，１５２が各規制ストッパ２０６，１３７に係止されることによれば、始動位相領域のうち位相領域Ｗｐ１よりも狭い位相領域Ｗｐ２（図８（ｄ）参照）内に回転位相が制限されることになる。

さらに、第二規制ピン２２０の本体部２２２は、図８（ａ），（ｂ）に模式的に示すように、第二規制弾性部材２３０の復原力に抗してハウジング１１の第二規制溝２０２から脱出可能となっている。したがって、本体部２２２が第二規制溝２０２から脱出した状態下、第一規制ピン１５０の本体部１５２が第一規制溝１３２から脱出することによれば、任意の回転位相への変化が許容されることになるのである。

（流体回路開閉構造）
図９に示すように、ハウジング１１のシュー部材１２とベーンロータ１４とには、それらに跨って流体回路２４０が設けられている。流体回路２４０は、第一流体通路２４２と第二流体通路２４４とを組み合わせてなる。

第一流体通路２４２は、シュー部材１２の筒部１２ａの底壁を円筒孔状に貫通する中心孔２４２ａの内周面によって、ロータブッシュ１１０の外周側に円環状に形成されている。これにより第一流体通路２４２は、ハウジング１１において外部及び内部の間を貫通し、ロータブッシュ１１０及びハウジングブッシュ１００間の円環状の隙間２４３を通じて当該外部の大気に常時開放されている。

図２，９に示すように第二流体通路２４４は、ベーンロータ１４において第一流体通路２４２及び進角油室５２の間を貫通するように形成されている。具体的に第二流体通路２４４は、収容孔２４４ａ、接続溝２４４ｂ及び絞り孔２４４ｃの共同によって形成されている。

収容孔２４４ａは、ボス部１４ａに軸平行な円筒面孔状を呈しており、ベーン１４ｂに設けられてスプロケット部材１３の内面１３５に向かって開口している。また、収容孔２４４ａは、ベーンロータ１４を貫通する開閉制御通路２４６に対し、両端部間の中間部にて連通している。

図９に示すように接続溝２４４ｂは、ベーン１４ｂ及びボス部ａに設けられてロータブッシュ１１０と収容孔２４４ａとの間を延伸している。これにより接続溝２４４ｂは、ロータブッシュ１１０の外周側の円環状の第一流体通路２４２に対し、回転位相の変化に拘らず常時連通するようになっており、また収容孔２４４ａのスプロケット部材１３とは反対側端部に連通している。

図２，９に示すように絞り孔２４４ｃは、接続溝２４４ｂよりも断面積が小さい円筒孔状を呈しており、ベーン１４ｂに設けられて収容孔２４４ａのスプロケット部材１３とは反対側端部と連通している。これにより絞り孔２４４ｃは、第二流体通路２４４において流体の流通面積を絞る「絞り部」として機能するようになっている。また、絞り孔２４４ｃは、回転位相が進角側に変化するほど容積拡大する「特定油室」としての進角油室５２に対し、当該変化に拘らず常時連通するようになっている。

図９に示すように、流体回路２４０において第二流体通路２４４の収容孔２４４ａには、金属により形成されたスリーブ２５０が嵌合固定されている。スリーブ２５０は、ボス部１４ａに平行な円筒面状の内周面を有しており、当該内周面によって収容孔２４４ａよりも小径の小径孔２５２を収容孔２４４ａのスプロケット部材１３側に隣接形成している。これにより小径孔２５２は、収容孔２４４ａにおける開閉制御通路２４６の連通中間部よりもスプロケット部材１３側に位置すると共に、当該部材１３の内面１３５に向かって開口する形となっている。

図２，９に示すように、第二流体通路２４４の収容孔２４４ａ及びスリーブ２５０の小径孔２５２には、金属により形成された開閉ピン２６０が支持されている。図９に示すように開閉ピン２６０は、先端部側に向かって階段状に縮径する段付円筒面状の外周面を有しており、当該外周面によって本体部２６２及び受力部２６６を形成している。本体部２６２は、小径孔２５２に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部２６６は、収容孔２４４ａに軸方向移動可能に同心収容されている。受力部２６６のスプロケット部材１３側の端面には、開閉制御通路２４６を通じて収容孔２４４ａに導入される作動油の圧力が作用する。この圧力作用により、スプロケット部材１３とは反対側に向かって開閉ピン２６０を駆動する開閉駆動力が、発生することになる。

図２，９に示すように、第二流体通路２４４の収容孔２４４ａ内において、ベーンロータ１４のベーン１４ｂと開閉ピン２６０との間には、金属製の圧縮コイルスプリングからなる開閉弾性部材２７０が同心収容されている。開閉弾性部材２７０は、圧縮変形によって発生した復原力を開閉ピン２６０に作用させることで、当該ピン２６０をスプロケット部材１３側に向かって押圧する。

以上の構成により開閉ピン２６０は、図９に示す開放位置への移動によりスプロケット部材１３の内面１３５に当接することで、収容孔２４４ａの絞り孔２４４ｃとの連通箇所を露出させて流体回路２４０の第二流体通路２４４を開放する。また一方、開閉ピン２６０は、図１０に示す閉塞位置への移動によりスプロケット部材１３の内面１３５から離間することで、収容孔２４４ａの絞り孔２４４ｃとの連通箇所を遮断して流体回路２４０の第二流体通路２４４を閉塞する。

（駆動力制御）
図１，９に示すように制御部３０において、カム軸３及びその軸受を通して設けられる駆動通路３００は、回転位相の変化に拘らず通路１４６，２１６，２４６と常時連通する。また、図１に示すように供給通路７６から分岐する分岐通路３０２は、当該供給通路７６を介してポンプ４からの作動油供給を受けるようになっている。さらに、ドレン通路３０４は、オイルパン５に作動油を排出可能に設けられている。

駆動制御弁３１０は、駆動通路３００、分岐通路３０２及びドレン通路３０４と機械的に接続されている。駆動制御弁３１０は、制御回路９０と電気的に接続されたソレノイド３１２への通電に従って作動することにより、駆動通路３００に連通する通路を分岐通路３０２及びドレン通路３０４の間で切り換える。

ここで、駆動制御弁３１０が分岐通路３０２を駆動通路３００に連通させるときには、ポンプ４からの作動油が通路７６，３０２，３００，１４６，２１６，２４６を通じて、各ピン１５０，２２０，２６０を収容する孔１４４，２１４，２４４ａに導入される。故に、このときには、各ピン１５０，２２０，２６０をそれぞれ弾性部材１７０，２３０，２７０の復原力に抗して駆動する駆動力が発生することになる。また一方、駆動制御弁３１０がドレン通路３０４を駆動通路３００に連通させるときには、各ピン１５０，２２０，２６０を収容する孔１４４，２１４，２４４ａ内の作動油が通路１４６，２１６，２４６，３００，３０４を通じてオイルパン５に排出される。故に、このときには、各ピン１５０，２２０，２６０を駆動する駆動力が消失することになるのである。

（特徴作動）
以下、バルブタイミング調整装置１の特徴作動を詳細に説明する。

（通常作動）
まず、内燃機関２が正常に停止する場合の通常作動について説明する。

（Ｉ）イグニッションスイッチのオフ等の停止指令に応じて内燃機関２を停止させる正常停止時には、制御回路９０が位相制御弁８０を通電制御して供給通路７６を進角通路７２に連通させる。このとき、完全停止するまでは慣性回転する内燃機関２がその回転数を低下させることにより、ポンプ４から通路７６，７２を通じて進角油室５２〜５４に導入される作動油の圧力も低下する。故に、進角油室５２〜５４への導入油の圧力によってベーンロータ１４に作用する力が低下し、特にロック位相よりも遅角側の回転位相においては、ベーンロータ１４を付勢する付勢部材１２０の復原力が支配的な状態となる。

また、停止指令に応じた内燃機関２の正常停止時には、制御回路９０が駆動制御弁３１０を通電制御してドレン通路３０４を駆動通路３００に連通させる。その結果、孔１４４，２１４，２４４ａ内の作動油が通路３００，３０４を通じて排出されて、各ピン１５０，２２０，２６０の駆動力が消失するので、それら各ピン１５０，２２０，２６０を押圧する弾性部材１７０，２３０，２７０の復原力が支配的な状態となる。

以上の状態下、本実施形態では、停止指令時の回転位相に応じてロック位相へのロックが実現されるのである。

（Ｉ−１）停止指令時における回転位相が図８（ａ）の最遅角位相の場合には、付勢部材１２０によって付勢されるベーンロータ１４がハウジング１１に対して相対回転し、回転位相が当該付勢部材１２０による付勢側、即ち進角側に変化する。この進角側への位相変化により回転位相が図８（ｂ）の第一規制位相に達すると、第一規制弾性部材１７０に押圧される第一規制ピン１５０が本体部１５２を第一規制溝１３２に突入させることで、始動位相領域のうちロック位相を含む位相領域Ｗｐ１内に回転位相が制限される。さらに、進角側への位相変化により回転位相が図８（ｃ）の第二規制位相に達すると、第二規制弾性部材２３０に押圧される第二規制ピン２２０が本体部２２２を第二規制溝２０２に突入させることで、始動位相領域のうちロック位相を含み且つ位相領域Ｗｐ１よりも小さな位相領域Ｗｐ２内に回転位相が制限される。

この後、進角側への位相変化により回転位相が図８（ｄ）のロック位相に達すると、第一規制ピン１５０の本体部１５２が第一規制溝１３２の進角側の第一規制ストッパ１３７に係止される。このとき、付勢部材１２０からの付勢によって第一規制ストッパ１３７に押し当てられる第一規制ピン１５０は、第一規制弾性部材１７０に押圧されることで、図８（ｅ）の如く本体部１５２をロック孔１３４に突入して嵌合する。その結果、回転位相がロック位相にロックされることになるのである。

（Ｉ−２）停止指令時における回転位相が、例えば図８（ｂ）〜（ｄ）に示すように最遅角位相及びロック位相の間又はロック位相にある場合には、上記（Ｉ−１）に準ずる作動が当該指令時の回転位相状態から実現される。したがって、この場合にも、回転位相がロック位相にロックされることになる。

（Ｉ−３）停止指令時における回転位相が図８（ｆ）の最進角位相の場合には、第二規制弾性部材２３０に押圧される第二規制ピン２２０の本体部２２２が、第二規制溝２０２への突入状態となる。かかる状態下、付勢部材１２０の作用がロック位相よりも進角側では規制される本実施形態では、慣性回転状態にある内燃機関２のカム軸３から変動トルクがベーンロータ１４に作用することで、回転位相が当該変動トルクの平均トルクＴａｖｅの偏り側、即ち遅角側へと徐々に変化する。この遅角側への位相変化により回転位相が図８（ｄ）のロック位相に達すると、第一規制弾性部材１７０に押圧される第一規制ピン１５０が本体部１５２を第一規制溝１３２及びロック孔１３４に順次突入させることで、回転位相がロック位相にロックされることになる。

（Ｉ−４）停止指令時における回転位相が最進角位相及びロック位相の間にある場合には、上記（Ｉ−３）に準ずる作動が当該指令時の回転位相状態から実現される。したがって、この場合にも、回転位相がロック位相にロックされることになる。

（ＩＩ）このような正常停止後に、イグニッションスイッチのオン等の始動指令に応じて内燃機関２をクランキングして始動させるときには、制御回路９０が位相制御弁８０を通電制御して供給通路７６を進角通路７２に連通させる。その結果、ポンプ４からの作動油が通路７６，７２を通じて進角油室５２〜５４に導入される。また、正常停止後の始動指令に応じた内燃機関２の始動時には、制御回路９０が駆動制御弁３１０を通電制御してドレン通路３０４を駆動通路３００に連通させる。その結果、孔１４４，２１４，２４４ａ内には作動油が導入されず、各ピン１５０，２２０，２６０の駆動力の消失状態が維持されるので、それら各ピン１５０，２２０，２６０を押圧する弾性部材１７０，２３０，２７０の復原力が支配的となる。

以上により、上記（Ｉ）の最終状態、即ち図８（ｅ）の如く第一規制弾性部材１７０の復原力により第一規制ピン１５０がロック孔１３４に嵌合し且つ第二規制弾性部材２３０の復原力により第二規制ピン２２０が第二規制溝２０２に突入した状態が、維持される。ここで特に、内燃機関２が完爆して始動が完了するまでのクランキング中は、ポンプ４からの作動油の圧力が低い状態にあるので、異常によって作動油が孔１４４，２１４内まで到達したとしても、第一規制ピン１５０及び第二規制ピン２２０のロック孔１３４及び第二規制溝２０２への突入状態が、維持され得る。したがって、内燃機関２の始動に最適なロック位相に回転位相をロックして、機関始動性を確保することができるのである。

（ＩＩＩ）このような始動の完了後において制御回路９０は、駆動制御弁３１０を通電制御して供給通路７６からの分岐通路３０２を駆動通路３００に連通させる。その結果、圧力上昇した作動油が通路７６，３０２，３００，１４６，２１６，２４６を通じて孔１４４，２１４，２４４ａ内に導入されることになるので、各ピン１５０，２２０，２６０の駆動力が発生する。

以上により、第一規制駆動力を受ける第一規制ピン１５０は第一規制弾性部材１７０の復原力に抗して駆動されて、ロック孔１３４及び第一規制溝１３２の双方から脱出する。また、第二規制駆動力を受ける第二規制ピン２２０は第二規制弾性部材２３０の復原力に抗して駆動されて、第二規制溝２０２から脱出する。さらに、開閉駆動力を受ける開閉ピン２６０は開閉弾性部材２７０の復原力に抗して駆動され、図１０の閉塞位置に留められることで、流体回路２４０を閉塞状態に保持して進角油室５２からの作動油漏出を確実に防止する。これらによれば、任意の回転位相への変化が許容されることになるので、制御回路９０が位相制御弁８０を通電制御してポンプ４からの作動油を進角油室５２〜５４又は遅角油室５６〜５８に導入することで、適切なバルブタイミング調整を実現することができるのである。

（フェイルセーフ作動）
次に、内燃機関２が異常停止する場合のフェイルセーフ作動について説明する。

（ｉ）クラッチの締結異常等により内燃機関２が瞬間的に停止してロックされる異常停止時には、制御回路９０から位相制御弁８０への通電がカットされて、供給通路７６が進角通路７２に連通した状態となる。このとき、ポンプ４から通路７６，７２を通じて進角油室５２〜５４に導入される作動油の圧力も急低下するので、当該圧力によってベーンロータ１４に作用する力は消失し、内燃機関２のロックによって回転位相が異常停止（瞬間停止）時の位相に保持されることになる。

また、内燃機関２の異常停止時には、制御回路９０から駆動制御弁３１０への通電もカットされて、ドレン通路３０４が駆動通路３００に連通した状態となる。その結果、各ピン１５０，２２０，２６０の駆動力が消失し、それら各ピン１５０，２２０，２６０を押圧する弾性部材１７０，２３０，２７０の復原力が支配的となる。

以上により、異常停止時の回転位相がロック位相以外の場合には、第一規制ピン１５０をロック孔１３４に嵌合させることができなくなり、回転位相がロック位相にロックされない状態で、内燃機関２の次の始動を待つことになる。尚、異常停止時の回転位相がロック位相の場合については、第一規制弾性部材１７０の復原力により第一規制ピン１５０がロック孔１３４に嵌合して回転位相がロック位相にロックされた状態で、内燃機関２の次の始動を待つことになる。

（ｉｉ）このような異常停止後に、始動指令に応じて内燃機関２を始動させるときには、制御回路９０は、位相制御弁８０を通電制御してポンプ４からの作動油を進角油室５２〜５４に導入する。それと共に制御回路９０は、駆動制御弁３１０を通電制御して各ピン１５０，２２０，２６０の駆動力を消失状態に維持する。これらの結果、本実施形態では、内燃機関２の始動が完了するまでの間に回転位相が、異常停止時の回転位相と実質的に一致する始動指令時の回転位相に応じて、始動位相領域内の位相に調整されるのである。尚、始動指令時の回転位相がロック位相の場合には、当該指令時において回転位相がロック位相にロックされた状態にあり、通常作動の上記（ＩＩ）に準じた作動が実現されることになるので、以下では説明を割愛する。

（ｉｉ−１）始動指令時における回転位相が始動位相領域から大きく外れた図８（ａ）の最遅角位相の場合には、開閉弾性部材２７０の復原力によって開閉ピン２６０が図９の開放位置に留められて流体回路２４０を開放するので、流体回路２４０を通じて進角油室５２がハウジング１１の外部と連通した状態となる。かかる状態下、進角油室５２〜５４への作動油の導入と付勢部材１２０からの付勢とにより、通常作動の上記（Ｉ−１）に準じて各規制ピン１５０，２２０の各規制溝１３２，２０２への突入を伴いつつ、回転位相が進角側へと変化する。

この進角側への位相変化中、進角側の変動トルクである負トルクによって容積拡大する進角油室５２には、ハウジング１１外部の大気が開放状態の流体回路２４０を通じて吸入されることになるため、作動油が高粘度となる極低温下（例えば−３０℃レベル）にあっても、進角油室５２における負圧の発生が抑制され得る。こうした負圧の発生抑制作用は、変動トルクの平均トルクＴａｖｅが遅角側に偏る状態にあると共に、付勢部材１２０によってベーンロータ１４が進角側への付勢状態にあり、しかもポンプ４からの作動油の圧力が低い状態にある本実施形態の始動時において、特に有効なものとなるのである。

さらに、進角側への位相変化中において、流体回路２４０の絞り孔２４４ｃにおける大気の流通抵抗は、当該絞り孔２４４ｃにおける作動油の流通抵抗よりも小さくなる。故に、開放状態の流体回路２４０では、大気については進角油室５２に吸入され易く且つ進角室５２への導入油によって外部に排出し易くなる一方で、作動油については進角油室５２から漏出し難くなるので、進角側への位相変化速度を高めることができる。

以上によれば、進角油室５２と共に他の進角油室５３，５４に作動油を導入して、回転位相を最遅角位相から進角側の始動位相領域へと確実に変化させることができる。しかも、回転位相がロック位相に達した場合には、通常作動の上記（Ｉ−１）に準じて第一規制ピン１５０をロック孔１３４に突入させることで、回転位相をロックすることもできる。したがって、始動指令時には始動位相領域から外れていた回転位相であっても、内燃機関２の始動時には始動位相領域の中でも特に最適なロック位相に戻して、機関始動性を確保することができるのである。

（ｉｉ−２）始動指令時における回転位相が、例えば図８（ｂ），（ｃ）に示すように最遅角位相及びロック位相の間にある場合には、上記（ｉｉ−１）に準ずる作動が当該指令時の回転位相状態から実現される。したがって、この場合にも、回転位相をロック位相に戻して機関始動性を確保することができる。

（ｉｉ−３）始動指令時における回転位相が図８（ｆ）の最進角位相、又は最進角位相及びロック位相の間にある場合には、開閉弾性部材２７０の復原力によって開閉ピン２６０が図９の開放位置に留められた状態下、進角油室５２〜５４への作動油の導入によって回転位相が最進角位相に調整されることになる。したがって、この場合には、始動位相領域に含まれる最進角位相にて内燃機関２が始動されることになるので、機関位相の確保が可能となるのである。

（ｉｉｉ）このような始動の完了後においては、通常作動の上記（ＩＩＩ）に準じた作動により、ポンプ４からの作動油を進角油室５２〜５４又は遅角油室５６〜５８に導入することで、適切なバルブタイミング調整を実現することができる。

ここまで説明したように、第一実施形態によれば、内燃機関２の始動時には機関始動性を環境温度に拘らずに確保し、また内燃機関２の始動完了後には適切なバルブタイミング調整を実現することができるのである。尚、以上の第一実施形態では、規制ピン１５０，２２０、規制弾性部材１７０，２３０、駆動制御弁３１０及び制御回路９０が共同して「規制手段」を構成し、開閉ピン２６０、開閉弾性部材２７０、駆動制御弁３１０及び制御回路９０が共同して「開閉制御手段」を構成し、開閉ピン２６０が「開閉部材」に相当し、開閉弾性部材２７０が「開閉制御手段の有する弾性部材」に相当し、駆動制御弁３１０及び制御回路９０が共同して「駆動制御部」を構成している。

（第二実施形態）
図１１，１２に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、開閉制御通路２４６、スリーブ２５０、開閉ピン２６０及び開閉弾性部材２７０が設けられず、流体回路２４０のうち第二流体通路２４４の収容孔２４４ａに嵌合固定されたスリーブ１１４０内に第一規制ピン１５０及び第一規制弾性部材１７０が収容されている。ここでスリーブ１１４０は、自身が固定される収容孔２４４ａ内において接続孔２４４ｃ及び絞り孔２４４ｃの間を連通させるための連通孔１１４０ａが設けられる以外は、第一実施形態のスリーブ１４０と実質的に同様の構成となっている。

以上の構成により第一規制ピン１５０は、回転位相が最遅角位相、第一規制位相及び最遅角位相の間、ロック位相及び最進角位相の間、又は最進角位相にあるときに、図１３に示す開放位置への移動によりスプロケット部材１３の内面１３５に当接する。これにより第一規制ピン１５０は、収容孔２４４ａ内のスリーブ１１４０の連通孔１１４０ａを露出させて流体回路２４０の第二流体通路２４４を開放する。それと共に第一規制ピン１５０は、内面１３５への当接によりハウジング１１の第一規制溝１３２及びロック孔１３４から脱出した状態となるので、回転位相の変化を許容する「第一許容位置」を実現する。

また、回転位相が第一規制位相及びロック位相の間にあるときに第一規制ピン１５０は、図１４に示す開放位置への移動により第一規制溝１３２に突入する。これにより第一規制ピン１５０は、連通孔１１４０ａを露出させて流体回路２４０を開放すると共に、回転位相の変化を規制する「規制位置」を実現する。

さらに、ロック位相において第一規制ピン１５０は、図１１に示す開放位置への移動により第一規制溝１３２からロック孔１３４へと突入する。これにより第一規制ピン１５０は、連通孔１１４０ａを露出させて流体回路２４０を開放すると共に、回転位相の変化を規制する「規制位置」を実現する。

またさらに、任意の回転位相において第一規制ピン１５０は、図１５に示す閉塞位置への移動によりスプロケット部材１３の内面１３５から離間することで、連通孔１１４０ａを遮断して流体回路２４０の第二流体通路２４４を閉塞する。それと共に第一規制ピン１５０は、内面１３５からの離間によりハウジング１１の第一規制溝１３２及びロック孔１３４から脱出した状態となるので、回転位相の変化を許容する「第二許容位置」を実現することになる。

このような第二実施形態の通常作動では、第一実施形態の（Ｉ），（ＩＩ）に準ずる制御作動をそれぞれ内燃機関２の正常停止時及びその後の始動時に実現する。さらに、内燃機関２の始動完了後においては、第一実施形態の（ＩＩＩ）に準じて各ピン１５０，２２０の駆動力を発生させる。その結果、第一規制駆動力を受ける第一規制ピン１５０が第一規制弾性部材１７０の復原力に抗して駆動されて、図１５の閉塞位置に留められることになるので、流体回路２４０を閉塞状態に保持して進角油室５２からの作動油漏出を確実に防止できるのである。

これに対してフェイルセーフ作動では、第一実施形態の（ｉ）に準ずる作動が内燃機関２の異常停止時に実現された後の始動時には、第一実施形態の（ｉｉ）に準じて、進角油室５２〜５４に作動油を導入すると共に、各ピン１５０，２２０の駆動力を消失状態に維持する。その結果、始動指令時の回転位相がロック位相よりも遅角側の場合には、第一実施形態の（ｉｉ−１），（ｉｉ−２）に準じて回転位相が進角側に変化しつつ、第一規制弾性部材１７０の復原力によって第一規制ピン１５０が図１１，１３，１４の如き開放位置のうち、変化した回転位相に応じた位置に移動する。したがって、この場合には、内燃機関２の始動が完了するまでのクランキング中に回転位相がロック位相にロックされて、機関始動性が確保されることになる。また一方、始動指令時の回転位相がロック位相よりも進角側の場合には、第一規制弾性部材１７０の復原力によって第一規制ピン１５０が図１３の如き開放位置に留められた状態下、第一実施形態の（ｉｉ−３）に準じて回転位相が最進角位相に調整される。したがって、この場合にも、機関始動性が確保されることになる。尚、以上の始動が完了した後の作動については、上述した本実施形態の通常作動の場合と同様とされる。

ここまで説明したことから、第二実施形態によっても、内燃機関２の始動時には環境温度に拘らずに機関始動性を確保し、また内燃機関２の始動完了後には適切なバルブタイミング調整を実現することができるのである。尚、以上の第二実施形態では、第一規制ピン１５０、第一規制弾性部材１７０、駆動制御弁３１０及び制御回路９０が共同して「開閉制御手段」を構成し、第一規制ピン１５０が「規制手段が開閉制御手段と共有する開閉部材」に相当し、第一規制弾性部材１７０が「開閉制御手段の有する弾性部材」に相当し、駆動制御弁３１０及び制御回路９０が共同して「駆動制御部」を構成している。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的には、第一及び第二実施形態においては、第二規制溝２０２、第二規制ピン２２０及び第二規制弾性部材２３０の組を設けないようにしてもよい。また、第一実施形態においては、第一規制溝１３２、ロック孔１３４、第一規制ピン１５０及び第一規制弾性部材１７０の組を設けないようにしてもよい。さらに、第二実施形態においては、第一規制ピン１５０及び第一規制弾性部材１７０の代わりに第二規制ピン２２０及び第二規制弾性部材２３０を、収容孔２４４ａに固定のスリーブ１１４０内に収容させると共に、第一規制通路１４６の代わりに第二規制通路２１６を、当該スリーブ１１４０の内部（大径孔１４４）に連通させるようにして、「開閉部材」としての機能を第二規制ピン２２０により実現してもよい。尚、この場合、第一規制溝１３２、ロック孔１３４、第一規制ピン１５０及び第一規制弾性部材１７０の組については、第一実施形態に準じて設けるようにしてもよいし、設けないようにしてもよい。

第一及び第二実施形態においては、付勢部材１２０、ハウジング溝１０２及びロータ溝１１２の組を設けないようにしてもよい。また、第一及び第二実施形態においては、「特定油室」としての遅角油室５６に絞り孔２４４ｃを連通させて、始動位相領域が最進角位相よりも遅角側に設定される内燃機関２の始動時に作動油を当該遅角油室５６へと供給するようにしてもよい。

そして、本発明は、吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調製する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置にも、適用することができる。

本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図であって、図２のＩ−Ｉ断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図１に示す駆動部が受ける変動トルクについて説明するための模式図である。 図１のＩＶ−ＩＶ矢視図である。 図４とは異なる作動状態を示す図である。 図４，５とは異なる作動状態を示す図である。 図１のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 図１のバルブタイミング調整装置の作動を説明するための断面模式図である。 図２のＩＸ−ＩＸ断面図である。 図９とは異なる作動状態を示す断面図である。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図であって、図１２のＸＩ−ＸＩ断面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。 図１１とは異なる作動状態を示す断面図である。 図１１，１３とは異なる作動状態を示す断面図である。 図１１，１３，１４とは異なる作動状態を示す断面図である。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置、２ 内燃機関、３ カム軸、４ ポンプ（供給源）、１０ 駆動部、１１ ハウジング、１２ シュー部材、１３ スプロケット部材、１４ ベーンロータ、１４ａ ボス部、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ ベーン、３０ 制御部、５２ 進角油室（特定油室）、５３，５４ 進角油室、５６，５７，５８ 遅角油室、７２ 進角通路、７４ 遅角通路、７６ 供給通路、７８ ドレン通路、８０ 位相制御弁、８２，３１２ ソレノイド、９０ 制御回路（規制手段・開閉制御手段・駆動制御部）、１００ ハウジングブッシュ、１０２ ハウジング溝、１１０ ロータブッシュ、１１２ ロータ溝、１２０ 付勢部材、１３０，２００ ガイド、１３２ 第一規制溝、１３４ ロック孔、１３５ 内面、１３６，１３７ 第一規制ストッパ、１４０，２１０，２５０，１１４０ スリーブ、１４２，２１２，２５２ 小径孔、１４４，２１４ 大径孔、１４６ 第一規制通路、１５０ 第一規制ピン（規制手段・開閉制御手段・開閉部材）、１５２，２２２，２６２ 本体部、１５６，２２６，２６６ 受力部、１７０ 第一規制弾性部材（規制手段・開閉制御手段・弾性部材）、２０２ 第二規制溝、２０６ 第二規制ストッパ、２２０ 第二規制ピン（規制手段）、２３０ 第二規制弾性部材（規制手段）、２４０ 流体回路、２４２ 第一流体通路、２４２ａ 中心孔、２４３ 隙間、２４４ 第二流体通路、２４４ａ 収容孔、２４４ｂ 接続溝、２４４ｃ 絞り孔（絞り部）、２４６ 開閉制御通路、２６０ 開閉ピン（開閉手段・開閉部材）、２７０ 開閉弾性部材（開閉手段・弾性部材）、３００ 駆動通路、３０２ 分岐通路、３０４ ドレン通路、３１０ 駆動制御弁（規制手段・開閉制御手段・駆動制御部）、１１４０ａ 連通孔、Ｔａｖｅ 平均トルク、Ｗｐ１，Ｗｐ２ 位相領域

Claims (10)

1. 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、供給源から供給される作動油を利用して調整するバルブタイミング調整装置であって、
   前記クランク軸と連動して回転するハウジングと、
   前記カム軸と連動して回転し、前記ハウジングの内部において進角油室及び遅角油室を回転方向に区画するベーンを有し、前記供給源から供給される作動油が前記進角油室又は前記遅角油室に導入されることにより前記ハウジングに対する回転位相が進角側又は遅角側に変化するベーンロータと、
   最進角位相及び最遅角位相の間において前記内燃機関の始動を許容する前記回転位相の領域を始動位相領域として、前記回転位相の変化を当該始動位相領域において規制する規制手段と、
   前記ハウジングを通じて大気に開放されると共に、前記進角油室及び前記遅角油室のうち作動油の導入により特定側に前記回転位相を変化させる特定油室に前記ハウジングの内部において連通する流体回路と、
   前記流体回路の開閉を制御する開閉制御手段と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記内燃機関の運転により作動油が前記供給源から供給されることを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記ベーンロータを前記特定側に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記カム軸から前記ベーンロータに作用する変動トルクは、前記遅角側に平均的に偏って前記ベーンロータを付勢し、
   前記特定側は、前記進角側に設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記流体回路は、流体の流通面積を絞る絞り部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記開閉制御手段は、
   前記流体回路を開放する開放位置、並びに前記流体回路を閉塞する閉塞位置に移動する開閉部材と、
   前記開閉部材を前記開放位置側に向かって押圧する復原力を発生する弾性部材と、
   前記復原力に抗して前記開閉部材を前記閉塞位置側に向かって駆動する駆動力を制御する駆動力制御部と、
   を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記駆動力制御部は、前記内燃機関の始動時に前記駆動力を消失させ、前記内燃機関の始動完了後に前記駆動力を発生させることを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング調整装置。
8. 前記内燃機関の運転により作動油が前記供給源から供給され、
   前記駆動力制御部は、前記供給源から供給される作動油の圧力を前記開閉部材に作用させることにより前記駆動力を発生させることを特徴とする請求項６又は７に記載のバルブタイミング調整装置。
9. 前記流体回路は、
   前記ハウジングにおいて外部及び内部の間を貫通する第一流体通路と、
   前記ベーンロータにおいて前記特定油室及び前記第一流体通路の間を貫通する第二流体通路と、
   を有し、
   前記開閉部材は、前記ベーンロータに収容され、前記第二流体通路を開放する前記開放位置、並びに前記第二流体通路を閉塞する前記閉塞位置に移動することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
10. 前記規制手段は、前記回転位相の変化を前記始動位相領域において規制する規制位置、前記開放位置として前記流体回路を開放し且つ前記回転位相の変化を許容する第一許容位置、並びに前記閉塞位置として前記流体回路を閉塞し且つ前記回転位相の変化を許容する第二許容位置に移動する前記開閉部材を、前記開閉制御手段と共有することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

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