JP2014173537A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凹部に備えた段部にロック部材が係合する状態を確実に維持してロック状態への移行を円滑に行う弁開閉時期制御装置を構成する。
【解決手段】駆動側回転体と従動側回転体２０との相対回転位相を固定するための凹部２７と、これに係合するロック部材とを備えている。凹部２７には、ロック用溝部Ｔａを形成し、これより浅い規制用溝部Ｔｂとを形成し、開口位置から規制用底面Ｕｂまでの深さ寸法Ｄｂを、この規制用底面Ｕｂからロック用底面Ｕａまでの深さ寸法Ｄａより小さく設定した。
【選択図】図５

Description

本発明は、弁開閉時期制御装置に関し、詳しくは、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相をロックするロック機構を備えた弁開閉時期制御装置に関する。

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、駆動側回転体（文献では駆動側回転部材）の内部に従動側回転体（文献では従動側回転部材）を、相対回転位相変更自在に配置し、駆動側回転体と従動側回転体とをロック位相に固定するロック機構（文献では回転位相拘束機構）を備えた構成が示されている。

この特許文献１では、駆動側回転体の内周面側に出退自在にロック部材（文献では移動体）を備え、このロック部材の突出端が係合する凹部（文献では溝）を従動側回転体の外周の２箇所に形成することでロック機構が構成されている。この２箇所の凹部に対して対応するロック部材が係合する状態で駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相が固定されるロック状態に達する。

また、この特許文献１に示される２箇所の凹部には、凹部の底部より浅い底部の段部を備えており、この段部に対してロック部材が係合する状態では、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を固定する状態に達するものではなく、相対回転が可能となる範囲を小さくする規制状態となる。具体的な作動形態として、相対回転位相が進角側に変化した場合には、進角用ロック部のロック部材が対応する凹部の段部に係合し、この係合状態において、相対回転位相が更に進角側に変化した場合には、遅角用ロック部のロック部材が対応する凹部に備えられる段部に係合する状態となる。この後に、相対回転位相が更に進角側に変化した場合に、２箇所の凹部に対して対応するロック部材が同時に係合してロック状態に移行できるように構成されている。

尚、この特許文献１では、従動側回転体の外周面を基準にした段部の底部までの深さ寸法が、凹部の底部までの深さ寸法の１／２程度に設定されている。

特開２００４‐２５７３１３号公報

弁開閉時期制御装置に備えられるロック機構は、エンジンを円滑に始動させるための弁の開閉時期を決めるものであり、エンジンを停止させる操作（例えば、人為的にキー操作等）が行われた場合には、弁開閉時期制御装置の相対回転位相をロック位相まで変化させロック状態に移行した後にエンジンを停止させる制御が行われている。

また、弁開閉時期制御装置の従動側回転体は、内燃機関のカムシャフトに直結しているため、このカムシャフトからの反力により、この従動側回転体と駆動側回転体との相対回転位相は進角方向と遅角方向とに振動するように交互に小さく変化するものである。この理由から、特許文献１の構成では、相対回転位相をロック位相に固定するために相対回転位相をロック位相の方向に変化させた場合には、ロック部材がロック凹部に達する以前に、ロック部材を段部に係合させることにより相対回転位相の変化を小さくしてロック位相への移行を確実、迅速に行えるようにしている。

しかしながら、ロック部材が段部に係合した状態でも、この係合が弱い力で行われている場合には、ロック部材が段部から外れることも考えられ、ロック状態への移行に無駄な時間を要することになり、改善の余地がある。

本発明の目的は、凹部に備えられる段部にロック部材が係合する状態を確実に維持してロック状態への移行を円滑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。

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトから回転力が伝達される駆動側回転体と、前記駆動側回転体に内包され、前記駆動側回転体の内側表面との間に進角室及び遅角室となる空間を形成し、前記駆動側回転体と同軸芯上で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、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のうちの何れか一方に形成された凹部、及び、当該凹部に係合・離脱可能に前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のうちの何れか他方に備えられたロック部材、及び、ロック部材を係合方向に付勢する付勢手段を有するロック機構とを備え、前記凹部が、前記ロック部材の係合により前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相をロック位相に固定するロック用溝部と、前記ロック用溝部に連なる位置に形成され、前記ロック部材の係合により前記相対回転位相のロック位相に近づく方向への変化を許容しつつ、前記ロック位相から離れる方向への変化を規制する規制用溝部とを備えて構成され、前記ロック用溝部において前記ロック部材の突出側端部が当接するロック用底面より、前記規制用溝部において前記ロック部材の突出側端部が当接する規制用底面が浅い位置に形成されると共に、前記凹部の開口位置から前記規制用底面までの深さ寸法が、この規制用底面から前記ロック用底面までの深さ寸法より小さく設定されている点にある。

この構成では、開口位置から規制用底面までの深さ寸法が、開口位置からロック用底面までの深さ寸法の１／２より短いため、ロック用底面が開口位置からの深さ寸法の１／２に設定されたものと比較すると、例えば、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相が、ロック部材をロック用溝部に移動させる方向に変化する状況では、ロック部材の突出側端部が規制用溝部に入り込んだ後に、このロック部材の突出側端部が規制用底面とロック用溝部との境界位置まで移動する時間を短縮できることになり、ロック部材がロック用溝部に係合する状態に早期に移行させることが可能となる。また、この構成では、付勢手段としてバネのように弾性的な変形を利用するものでは、従来の規制用底面の深さが開口位置から１／２に設定されたものと比較して、ロック部材が規制用底面に当接した状態では、バネ等の付勢手段からロック部材に作用する付勢力が大きく、強い力で規制用底面に当接する状態に維持できる。
このような理由から、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相をロック位相の方向に変化させた場合には、ロック部材が規制用溝部に係合する状態に達した状態で、強力な係合状態を維持し、ロック状態への移行も容易になる。
その結果、凹部に備えられる段部にロック部材が係合する状態を確実に維持してロック状態への移行を円滑に行う弁開閉時期制御装置が構成された。

本発明は、前記ロック用溝部において深さ方向に沿って形成される縦壁面のうち、規制用溝部に隣接する位置において前記ロック部材が当接可能な縦壁面が、前記ロック用溝部の前記凹部の開口の側の端部から深さ方向に沿った一部の領域に形成されていても良い。

これによると、ロック部材がロック用溝部に係合する状態で、このロック用溝部の壁部と、これに当接するロック部材との接触面積を小さくすることが可能となり、ロック部材をロック解除方向に作動させる際の接触抵抗を小さくしてロック解除を容易にする。

弁開閉時期制御装置の断面図である。 図１のII−II線断面図である。 ロック部材がロック解除状態にある弁開閉時期制御装置の断面図である。 最遅角ロック位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。 第１ロック凹部の寸法関係を説明する図である。 規制用溝部にロック部材が係合する状態を示す断面図である。 中間ロック位相でのロック状態を示す断面図である。 別実施形態（ａ）の弁開閉時期制御装置の断面図である。 別実施形態（ａ）でロック部材が規制用溝部に係合した状態の断面図である。 別実施形態（ａ）でロック部材がロック用溝部に係合した状態の断面図である。 別実施形態（ｂ）の第１ロック凹部の寸法関係を説明する図である。 別実施形態（ｂ）で中間ロック位相でのロック状態を示す断面図である。 別実施形態（ｃ）で中間ロック位相でのロック状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔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Ｅのクランクシャフト１と同期回転する駆動側回転体としての外部ロータ１０と、エンジンＥの吸気弁２を開閉するカムシャフト３に連結する従動側回転体としての内部ロータ２０とを同軸芯上に配置し、外部ロータ１０と内部ロータ２０との相対回転位相（以下、相対回転位相と称する）の変更により吸気弁２の開閉時期（開閉タイミング）を制御する弁開閉時期制御装置が構成されている。

エンジンＥは乗用車等の車両に備えられるものであり、弁開閉時期制御装置は、ＥＣＵとして構成されるエンジン制御ユニット５によって制御される。このエンジン制御ユニット５は、エンジンＥからのフィードバック情報、あるいは、運転者の操作情報を取得すると共に、電磁式の位相制御弁３１と電磁式のロック制御弁３２とを操作する（この操作による弁開閉時期制御装置の作動形態は後述する）。位相制御弁３１とロック制御弁３２とは単一の弁ユニットＶに収容され、この弁ユニットＶの一部が弁開閉時期制御装置に挿入される形態で備えられている。

〔弁開閉時期制御装置〕
図１〜図４に示すように、弁開閉時期制御装置は、エンジンＥのクランクシャフト１と同期回転する外部ロータ１０と、エンジンＥの燃焼室の吸気バルブを開閉するカムシャフト３に対して連結ボルト２３により連結する内部ロータ２０とをカムシャフトの回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置すると共に、外部ロータ１０と内部ロータ２０とを、回転軸芯Ｘを中心にして相対回転自在に備えている。

外部ロータ１０は、円筒状となるロータ本体１１を有すると共に、回転軸芯Ｘに沿う方向でロータ本体１１の一方の端部に当接して配置されるリヤブロック１２と、回転軸芯Ｘに沿う方向でロータ本体１１の他方の端部に当接して配置されるフロントプレート１３とを複数の締結ボルト１４により締結して構成してある。リヤブロック１２は、外部ロータ１０の一方の開口を閉じる位置に配置され、フロントプレート１３は外部ロータ１０の他方の開口を閉塞する位置に配置されている。また、リヤブロック１２の外周には、クランクシャフト１から回転力が伝達される受動部としてのスプロケット１２Ｓが形成され、ロータ本体１１には円筒状の内壁面と、回転軸芯Ｘに近接する方向（径方向内側）に突出する複数の突出部１１Ｔとが一体的に形成されている。

突出部１１Ｔに対して回転軸芯Ｘから放射状となる姿勢で一対のガイド溝が形成され、これらのガイド溝にプレート状のロック部材１５を出退可能に挿入している。また、ロータ本体１１の内部にはロック部材１５を回転軸芯Ｘに接近する方向に付勢する付勢手段としてのロックスプリング１６を備えている。この構成から、一方のロック部材１５と、これを突出する方向に付勢するロックスプリング１６とで第１ロック機構Ｌ１が構成され、他方のロック部材１５と、これを突出する方向に付勢するロックスプリング１６とで第２ロック機構Ｌ２が構成されている。なお、ロック部材１５の形状はプレート状に限るものではなく、例えば、ロッド状であっても良い。

内部ロータ２０は、回転軸芯Ｘと同軸芯上でシリンダ内面状となる内周面２０Ｓが形成されると共に、回転軸芯Ｘを中心とする外周面２０Ｔが形成され、この外周面２０Ｔには外方に突出する複数のベーン２１が嵌め込まれている。この内部ロータ２０のうち回転軸芯Ｘに沿う方向での一方の端部には鍔状部２２が形成され、この鍔状部２２の内周位置において回転軸芯Ｘと同軸芯に形成される孔部に挿通する連結ボルト２３により内部ロータ２０がカムシャフト３に連結されている。内部ロータ２０には図２、図３、図４に示す進角室Ｃａに連通する進角流路２４と、遅角室Ｃｂに連通する遅角流路２５と、一対のロック解除流路２６とが形成されている。

内部ロータ２０の外周面２０Ｔの外周径を、外部ロータ１０のロータ本体１１の複数の突出部１１Ｔの突出端に密接する状態で嵌り込む値に設定し、複数のベーン２１の突出端がロータ本体１１の円筒状部位の内面に当接するように各々のベーン２１の突出量を設定している。このような構成から、内部ロータ２０を外部ロータ１０に嵌め込むことでロータ本体１１の内側表面（円筒状の内壁面及び複数の突出部１１Ｔ）と内部ロータ２０の外周面２０Ｔとで取り囲まれる領域に流体圧室Ｃが形成される。更に、この流体圧室Ｃをベーン２１が仕切る形態となり進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが形成される。

この内部ロータ２０の外周には前述した第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５の係合・離脱が可能な第１ロック凹部２７と、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５の係合・離脱が可能な第２ロック凹部２８とが形成されている。この第１ロック凹部２７と第２ロック凹部２８と最遅角ロック凹部２９とは、図２〜図５に示すように内部ロータ２０の外周面２０Ｔに対して回転軸芯Ｘの方向に窪む凹部として形成されている。第１ロック凹部２７には一対のロック解除流路２６のうちの一方が連通し、第２ロック凹部２８には一対のロック解除流路２６のうちの他方が連通している。また、進角室Ｃａに連通する進角流路２４が第１ロック凹部２７に近接する位置に形成され、この進角流路２４の開口部位に最遅角ロック凹部２９が形成され、この進角流路２４と隣接する進角室Ｃａとの間で作動油の流れを可能にする接続流路２４Ａが内部ロータ２０の外周に溝状に形成されている。

図２に示すように、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５が第１ロック凹部２７に嵌り込むと同時に、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５が第２ロック凹部２８に嵌り込む状態が中間ロック位相となる。また、図４に示すように、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５が最遅角ロック凹部２９に嵌り込む状態が最遅角ロック位相となる。

弁開閉時期制御装置は、外部ロータ１０のロータ本体１１の内部に内部ロータ２０を嵌め込み、これらを挟み込む位置にリヤブロック１２とフロントプレート１３とを配置し、締結ボルト１４で連結されている。リヤブロック１２の内側面と、フロントプレート１３の内側面とに対しては複数のベーン２１と２つのロック部材１５とが接触する状態で配置される。

また、外部ロータ１０のリヤブロック１２と内部ロータ２０とに亘って、トーションスプリング１７が備えられる。このトーションスプリング１７は、例えば、相対回転位相が最遅角にある状態から、少なくとも中間ロック位相に達するまで付勢力を作用させる。

このように弁開閉時期制御装置は、外部ロータ１０に内部ロータ２０を内包することで流体圧室Ｃが形成されると共に、この流体圧室Ｃをベーン２１が仕切ることで進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが形成される。また、進角室Ｃａに対して進角流路２４が連通し、遅角室Ｃｂに対して遅角流路２５が連通する状態に達する。更に、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５と第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５とは、対応する第１ロック凹部２７と第２ロック凹部２８とに嵌合可能な位置関係に達する。

この弁開閉時期制御装置では、エンジンＥのクランクシャフト１に設けた出力スプロケット１Ｓと、外部ロータ１０のスプロケット１２Ｓとに亘ってタイミングチェーン４を巻回している。これにより、外部ロータ１０はクランクシャフト１と同期回転する。本実施形態では、外部ロータ１０にスプロケット１２Ｓを形成していたが、これに代えて、外部ロータ１０にタイミングプーリを形成し、これにタイミングベルトによりクランクシャフト１の回転力を伝える構成を用いて良い。これと同様に、外部ロータ１０の外面にギヤを形成し、これにギヤトレインによりクランクシャフト１の回転力を伝える構成を用いても良い。また、本発明の弁開閉時期制御装置は、吸気弁２の開閉時期を制御するものに限るのではなく、エンジンＥの排気弁の開閉時期を制御するように用いても良く、吸気弁２と排気弁との双方の開閉タイミングを制御するように一対の弁開閉時期制御装置を用いても良い。

〔弁ユニットＶ〕
弁ユニットＶは、ユニットケースに対して位相制御弁３１とロック制御弁３２とを収容した構造を有しており、このユニットケースに一体的に形成した流路形成軸部３３を内部ロータ２０の内周面２０Ｓに挿入する形態で備えられている。この流路形成軸部３３の外周には、位相制御弁３１のポートと連通する周状の溝状部と、ロック制御弁３２のポートと連通する周状の溝状部とが形成され、これらの溝状部を分離するように流路形成軸部３３の外周と、内部ロータ２０の内周面２０Ｓとの間には複数のリング状のシール３４が備えられている。

エンジンＥには、オイルパンのオイルを作動油として供給するようにエンジンＥで駆動される油圧ポンプＰを備えており、この油圧ポンプＰからの作動油を位相制御弁３１とロック制御弁３２とに供給する流路が形成されている。

〔ロック凹部の詳細〕
図５に示すように、第１ロック凹部２７は、ロック用溝部Ｔａと、このロック用溝部Ｔａの開口に連なる位置においてロック用溝部Ｔａより浅い状態で段状に形成される規制用溝部Ｔｂとを有している。ロック用溝部Ｔａは、相対回転位相が中間ロック位相にある場合に、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５が係合することにより相対回転位相をロック位相に固定するように機能する。規制用溝部Ｔｂは、ロック部材１５が係合することにより、相対回転位相が遅角位相からロック位相に近づく方向への変化を許容しつつ、ロック位相から離れる方向への変化を規制するように機能する。尚、この規制用溝部Ｔｂを、相対回転位相が進角位相からロック位相に近づく方向への変化を許容するようにロック用溝部Ｔａとの位置関係を設定して形成しても良い。

特に、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５が第１ロック凹部２７のロック用溝部Ｔａに係合する状態では、図２に示すように、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５が第２ロック凹部２８に係合する状態に達する。

また、ロック用溝部Ｔａにはロック部材１５の突出側端部が当接するロック用底面Ｕａが形成されている。ロック用底面Ｕａを基準に進角方向Ｓａの方向の位置（規制用溝部Ｔｂに隣接する位置）から立ち上がる姿勢の壁部にはロック部材１５が当接可能な主縦壁面Ｗａと、これと逆側の位置で立ち上がる姿勢の壁部には中間ロック位相においてロック部材１５が当接する副縦壁面Ｗｂとを有している。

規制用溝部Ｔｂにはロック部材の突出端が当接する規制用底面Ｕｂが形成されると共に、この規制用底面Ｕｂを基準に進角方向Ｓａの位置で立ち上がる姿勢でロック部材１５に当接可能な規制壁Ｗｒを有している。

この実施形態では、ロック用底面Ｕａにロック部材１５が係合した状態で、ロック解除を行う際にロック部材１５の突出側端部に作動油を容易に供給するための突起をロック用底面Ｕａに形成しており、この突起の突出端をロック用底面Ｕａの位置として説明する。なお、突起を形成せずにロック用底面Ｕａに溝を形成することにより、係合状態のロック部材１５の先端に作動油を供給できるように構成しても良く、このような構成を作用した場合には、ロック用底面Ｕａの平坦な部分がロック用底面Ｕａの位置となる。

特に、内部ロータ２０の外周面２０Ｔ（開口位置）から第１ロック凹部２７のロック用底面Ｕａまでの深さが、深さ寸法Ｄ１（以下、第１深さ寸法Ｄ１と称する）に設定されている。内部ロータ２０の外周面２０Ｔ（開口位置）から第１ロック凹部２７の規制用底面Ｕｂまでの深さ寸法Ｄｂ（以下、規制側深さ寸法Ｄｂと称する）が、この規制用底面Ｕｂからロック用底面Ｕａまでの深さ寸法Ｄａ（以下、ロック側深さ寸法Ｄａと称する）より小さい値に設定されている。つまり、このような深さ寸法の関係から、規制用底面Ｕｂの位置が第１深さ寸法Ｄ１の１／２より小さい値となる。

また、内部ロータ２０の外周面２０Ｔから第２ロック凹部２８の第２底面２８Ｕまでの深さ寸法と、内部ロータ２０の外周面２０Ｔから最遅角ロック凹部２９の第３底面２９Ｂまでの深さ寸法とは等しく設定されている。更に、第２ロック凹部２８に形成された一対の縦壁面のうち進角方向Ｓａの側には中間ロック位相においてロック部材１５が当接する進角側縦壁面Ｖａが形成され、遅角方向Ｓｂの側には、ロック部材１５の接当が可能な遅角側縦壁面Ｖｂが形成されている。

第１ロック凹部２７の主縦壁面Ｗａの深さ方向での寸法と、規制壁Ｗｒの深さ方向での寸法と、副縦壁面Ｗｂの深さ方向での寸法と、第２ロック凹部２８の進角側縦壁面Ｖａの深さ方向での寸法と、遅角側縦壁面Ｖｂの深さ方向での寸法とが、等しい値に設定されている。つまり、第１ロック凹部２７の一対の壁面のロック用底面Ｕａに連なる部位の一部を切削等により取り除く加工により、主縦壁面Ｗａと副壁面Ｗｂとが形成され、これと同様の加工により、進角側縦壁面Ｖａと遅角側縦壁面Ｖｂが形成されている。

〔作動形態〕
図１、図２に示すように、弁開閉時期制御装置は、クランクシャフト１からタイミングチェーン４を介して伝えられる駆動力により外部ロータ１０が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。また、外部ロータ１０に対して内部ロータ２０が駆動回転方向Ｓと同方向へ回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Ｓｂと称する。この弁開閉時期制御装置では、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位する際に変位量の増大に伴い吸気圧縮比を高め、相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位する際に変位量の増大に伴い吸気圧縮比を低減するようにクランクシャフト１とカムシャフト３との関係が設定されている。

ベーン２１で仕切られた流体圧室Ｃのうち、作動油が供給されることで相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させる空間が進角室Ｃａであり、これとは逆に、作動油が供給されることで相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる空間が遅角室Ｃｂである。ベーン２１が進角方向Ｓａの移動端（回転軸芯Ｘを中心にした回動限界）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン２１が遅角側の移動端（回転軸芯Ｘを中心にした回動限界）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称する。

尚、最遅角位相とは遅角側の移動端に限るものではなく、この移動端の近傍を含む概念であり、前述した最遅角ロック位相を含んでいる。これと同様に、最進角とは進角側の移動端に限るものではなく、この移動端の近傍を含む概念である。

この弁開閉時期制御装置では、図２、図７に示すように第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５がロックスプリング１６の付勢力により第１ロック凹部２７のロック用溝部Ｔａに係合すると同時に、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５がロックスプリング１６の付勢力により第２ロック凹部２８に係合する状態で、外部ロータ１０と内部ロータ２０との相対回転が阻止される。この回転位相が中間ロック位相である。この中間ロック位相は放熱状態のエンジンＥを始動させる場合に最適の吸気タイミングを設定する相対回転位相である。

また、図４に示すように、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５だけがロックスプリング１６の付勢力により最遅角ロック凹部２９に係合する状態で、外部ロータ１０と内部ロータ２０との相対回転が阻止される。この相対回転位相が最遅角ロック位相であり、相対回転位相が最遅角に近い位相となる。この遅角回転位相は、例えば、アイドルストップ時再始動など、エンジンＥが放熱しない状態においてエンジンＥを始動させる場合に最適の吸気タイミングを設定させる相対回転位相である。

この最遅角ロック位相から相対回転位相を中間ロック位相に変更する場合には、位相制御弁３１の操作により進角流路２４に作動油を供給して、最遅角ロック凹部２９に係合するロック部材１５の係合を解除すると共に、相対回転位相を進角方向Ｓａの方向に変化させる。この変化が進むことにより、図６に示す如く最初に第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５がロックスプリング１６の付勢力により第１ロック凹部２７の規制用溝部Ｔｂに係合する状態に達する。

このように相対回転位相を進角方向Ｓａに変化させる場合には、カムシャフト３からの反力が内部ロータ２０に作用するため、相対回転位相が進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとに振動するように交互に小さく変化する。

前述したように、規制用溝部Ｔｂの規制用底面Ｕｂの位置が第１ロック凹部２７の第１深さ寸法Ｄ１の１／２より小さい値に設定されているため、例えば、規制用溝部Ｔｂの規制用底面Ｕｂの位置が第１深さ寸法Ｄ１の１／２に設定されているものと比較すると、相対回転位相が進角方向Ｓａに変化する状況では、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５の突出側端部が規制用溝部Ｔｂに入り込んだ後に、ロック部材１５の突出側端部が規制用底面Ｕｂとロック用溝部Ｔａとの境界位置（エッジ状部分）まで移動する時間を短縮でき、ロック部材１５がロック用溝部Ｔａに係合する状態に早期に移行させることが可能となる。また、規制用溝部Ｔｂにロック部材１５の突出側端部が係合した状態では、このロック部材１５の突出側端部がロックスプリング１６の付勢力を強い状態に維持して規制用底面Ｕｂに当接するため強い係合状態を維持する。

このようにロック部材１５の突出側端部が規制用溝部Ｔｂに係合した状態で、カムシャフト３からの反力により内部ロータ２０が遅角方向Ｓｂの方向に力が作用した場合には、ロック部材１５が規制用溝部Ｔｂの規制壁Ｗｒに強く当接する。このように強く当接状態でも、前述したようにロック部材１５がロックスプリング１６からの強い付勢力により係合状態を維持するので、ロック部材１５が規制用溝部Ｔｂから離脱することはない。

そして、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位することにより、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５が第２ロック凹部２８に係合する状態に移行し、この後に、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５がロック用溝部Ｔａに係合する状態に移行することで、図７に示すように、相対回転位相が中間ロック位相に固定する状態に達する。この構成では、前述したように、ロック側深さ寸法Ｄａが、規制側深さ寸法Ｄｂより大きく（深く）設定されているので、ロック用底面Ｕａに塵埃等が侵入しても、ロック用溝部Ｔａに対するロック部材１５の係合を確実にする。

また、中間ロック位相に達した状態では、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５が第１ロック凹部２７の副縦壁面Ｗｂに対して所定の隙間で近接し、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５が第２ロック凹部２８の進角側縦壁面Ｖａに対して所定の隙間で近接する位置関係となり、この中間ロック位相に強固に固定される。

この中間ロック位相にある状態でエンジンＥの停止が行われるものであり、停止状態のエンジンＥを始動する際には、ロックを解除して相対回転位相を変化させることになる。ロック解除時には、ロック制御弁３２の操作によりロック解除流路２６に作動油が供給される。

このロック解除時には、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５が第１ロック凹部２７の副縦壁面Ｗｂにロック部材１５が接触する面積が小さく、第２ロック凹部２８の進角側縦壁面Ｖａとロック部材１５が接触する面積が小さいため、ロック部材１５に作用する摩擦力を小さくして円滑なロック解除が実現する。

〔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（この別実施形態では前記実施形態と同じ機能を有するものには、前記実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）図８〜図１０に示すように、内部ロータ２０に対して複数のベーン部２１を一体的に形成することにより、ベーン部２１によって流体圧室Ｃを進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに仕切るように構成した弁開閉時期制御装置において、複数のベーン部２１の１つに対し、回転軸芯Ｘに沿って作動するロック部材１５を有するロック機構Ｌに対して本発明の構成を適用する。

この別実施形態（ａ）では、ロック部材１５が円柱状に成形され、このロック部材１５が１つのベーン部２１に形成された孔部２１Ａの内部に対し回転軸芯Ｘに沿う方向にスライド移動できるように収容されると共に、ロックスプリング１６により突出する方向に付勢されている。また、ロック部材１５は一端側に大径部１５Ａを形成し、他端側に小径部１５Ｂを形成することで中間部分に段状部を形成したおり、大径部１５Ａにはロックスプリング１６の一部を収容する空間が形成されている。

ベーン部２１には、ロック部材１５の小径部１５Ｂが挿通する貫通孔が形成されると共に、ロック部材１５の中間の段状部に作動油を供給することで、このロック部材１５をロック解除方向に作動させるロック解除流路２６が形成されている。リヤブロック１２にはロック部材１５の小径部１５Ｂの突出側端部の係合・離脱が可能なロック凹部２７が形成されている。尚、ロック部材１５が係合する凹部は、フロントプレート１３に形成しても良い。

この別実施形態（ａ）では、ロック凹部２７は、前述した実施形態と同様に、ロック用溝部Ｔａと、このロック用溝部Ｔａの開口に連なる位置に、ロック用溝部Ｔａより浅い状態で段状に形成される規制用溝部Ｔｂとを有している。ロック用溝部Ｔａは、相対回転位相が中間ロック位相にある場合に、ロック部材１５が係合することにより、相対回転位相をロック位相に固定するように機能する。規制用溝部Ｔｂは、ロック部材１５が係合することにより、相対回転位相がロック位相に近づく方向への変化を許容しつつ、ロック位相から離れる方向への変化を規制するように機能する。

ロック用溝部Ｔａにはロック部材１５の突出側端部が当接するロック用底面Ｕａが形成されている。規制用溝部Ｔｂにはロック部材の突出端が当接する規制用底面Ｕｂが形成されている。特に、ロック凹部２７は、開口位置からロック用底面Ｕａまでの深さが、深さ寸法Ｄ１（以下、第１深さ寸法Ｄ１と称する）に設定されている。また、開口位置から第１ロック凹部２７の規制用底面Ｕｂまでの深さ寸法Ｄｂ（以下、規制側深さ寸法Ｄｂと称する）が、この規制用底面Ｕｂからロック用底面Ｕａまでの深さ寸法Ｄａ（以下、ロック側深さ寸法Ｄａと称する）より小さい値に設定されている。つまり、このような深さ寸法の関係から、規制用底面Ｕｂの位置が第１深さ寸法Ｄ１の１／２より小さい値となる。

この別実施形態（ａ）のように構成したものでも、例えば、規制用溝部Ｔｂの規制用底面Ｕｂの位置が第１深さ寸法Ｄ１の１／２に設定されているものと比較すると、規制側深さ寸法Ｄｂがロック側深さ寸法Ｄａより小さい（浅い）ので、相対回転位相が進角方向Ｓａに変化する状況では、ロック部材１５の突出側端部が規制用溝部Ｔｂに入り込んだ後に、ロック部材１５の突出側端部が規制用底面Ｕｂとロック用溝部Ｔａとの境界位置（エッジ状部分）まで移動する時間を短縮でき、ロック部材１５がロック用溝部Ｔａに係合する状態に早期に移行させることが可能となる。また、規制用溝部Ｔｂにロック部材１５の突出側端部が係合した状態ではロックスプリング１６の付勢力を強い状態に維持して強い係合状態を維持する。相対回転位相が進角方向Ｓａに変化した場合には、ロック部材１５の突出側端部を確実にロック用溝部Ｔａに導入して中間ロック位相に保持することが可能となる。

（ｂ）図１１、図１２に示すように、前述した実施形態と同様に、第１ロック凹部２７が、ロック用溝部Ｔａと、このロック用溝部Ｔａの開口に連なる位置においてロック用溝部Ｔａより浅い状態で段状に形成される規制用溝部Ｔｂとで構成されている。ロック用溝部Ｔａは、相対回転位相が中間ロック位相にある場合に、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５が係合することにより相対回転位相をロック位相に固定するように機能する。規制用溝部Ｔｂは、ロック部材１５が係合することにより、相対回転位相が遅角位相からロック位相に近づく方向への変化を許容しつつ、ロック位相から離れる方向への変化を規制するように機能する。

ロック位相においては、中間ロック位相に達した状態では、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５が第１ロック凹部２７の主縦壁面Ｗａに対して所定の隙間で近接し、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５が第２ロック凹部２８の遅角側縦壁面Ｖｂに対して所定の隙間で近接する位置関係となり、この中間ロック位相が強固に固定される。

この別実施形態（ｂ）のようにロック位相でのロック形態を設定したものでも、相対回転位相が遅角側から進角方向Ｓａに変化した場合には、第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５の突出側端部が規制用溝部Ｔｂに入り込んだ後に、ロック部材１５の突出側端部が規制用底面Ｕｂとロック用溝部Ｔａとの境界位置（エッジ状部分）まで移動する時間を短縮でき、ロック部材１５がロック用溝部Ｔａに係合する状態に早期に移行させることが可能となる。また、規制用溝部Ｔｂにロック部材１５の突出側端部が係合した状態では、このロック部材１５の突出側端部がロックスプリング１６の付勢力を強い状態に維持して規制用底面Ｕｂに当接するため強い係合状態を維持する。

（ｃ）図１３に示すように、第２ロック凹部２８を、第１ロック凹部２７と同様の深さ寸法の関係で、ロック用溝部Ｔｃと規制用溝部Ｔｄとで構成する。この構成では、 第１ロック機構Ｌ１のロック部材１５が、第１ロック凹部２７の規制用溝部Ｔｂに係合した後に、第２ロック機構Ｌ２のロック部材１５が第２ロック凹部２８の規制用溝部Ｔｄに係合する順序となる。このように構成したものでも、第２ロック凹部２８においては、第１ロック凹部２７と同様にロック部材１５が作動して係合状態に達する。

（ｄ）実施形態に示した一対のロック部材１５に代えて、単一のロック部材１５を備えて弁開閉時期制御装置を構成する。このように単一のロック部材１５を備えたものでも、相対回転位相を所望の位相に固定することが可能となる。

（ｅ）ロック部材１５を内部ロータ２０（従動側回転体）に対して出退自在に支持し、外部ロータ１０（駆動側回転体）に対して凹部を形成し、この凹部に対してロック部材１５の突出側端部が係合・離脱可能に構成する。このように構成した弁開閉時期制御装置においても凹部には、ロック用溝部Ｔａと規制用溝部Ｔｂとを隣接する位置に形成することにより確実な係合を実現する。

本発明は、ロック部材が凹部に係合することで相対回転位相を固定する弁開閉時期制御装置に利用することができる。

１ クランクシャフト
３ カムシャフト
１０ 駆動側回転体（外部ロータ）
１５ ロック部材
１６ 付勢部材（ロックスプリング）
２０ 従動側回転体（内部ロータ）
２７ 凹部（第１ロック凹部）
Ｃａ 進角室
Ｃｂ 遅角室
Ｄａ 深さ寸法
Ｄｂ 深さ寸法
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｔａ ロック用溝部
Ｔｂ 規制用溝部
Ｕａ ロック用底面
Ｕｂ 規制用底面
Ｗａ 縦壁面（主縦壁面）

Claims (2)

1. 内燃機関のクランクシャフトから回転力が伝達される駆動側回転体と、
   前記駆動側回転体に内包され、前記駆動側回転体の内側表面との間に進角室及び遅角室となる空間を形成し、前記駆動側回転体と同軸芯上で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、
   前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のうちの何れか一方に形成された凹部、及び、当該凹部に係合・離脱可能に前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のうちの何れか他方に備えられたロック部材、及び、ロック部材を係合方向に付勢する付勢手段を有するロック機構とを備え、
   前記凹部が、前記ロック部材の係合により前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相をロック位相に固定するロック用溝部と、
   前記ロック用溝部に連なる位置に形成され、前記ロック部材の係合により前記相対回転位相のロック位相に近づく方向への変化を許容しつつ、前記ロック位相から離れる方向への変化を規制する規制用溝部とを備えて構成され、
   前記ロック用溝部において前記ロック部材の突出側端部が当接するロック用底面より、前記規制用溝部において前記ロック部材の突出側端部が当接する規制用底面が浅い位置に形成されると共に、前記凹部の開口位置から前記規制用底面までの深さ寸法が、この規制用底面から前記ロック用底面までの深さ寸法より小さく設定されている弁開閉時期制御装置。
2. 前記ロック用溝部において深さ方向に沿って形成される縦壁面のうち、規制用溝部に隣接する位置において前記ロック部材が当接可能な縦壁面が、前記ロック用溝部の前記凹部の開口の側の端部から深さ方向に沿った一部の領域に形成してある請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。

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