明 細 書
技術分野
[0001]
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関する。
背景技術
[0002]
近年、内燃機関（以下「エンジン」とも称する）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可能と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、例えば、エンジンの作動による駆動側回転体の回転に対する従動側回転体の相対回転位相（以下、単に「相対回転位相」とも称する）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。
[0003]
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、エンジンの始動に最適な吸排気弁の開閉時期を実現すると共に、駆動側回転体と従動側回転体によって形成される流体圧室の仕切部が揺動して打音が発生するのを抑制している。そのため、エンジンを停止させる前には、相対回転位相を中間ロック位相に拘束しておくことが望まれる。エンジンの停止には、交差点等での短時間停止時にエンジンをストップして排気ガスの排出やガソリンの消費を抑制するアイドリングストップも含まれる。
[0004]
特許文献１には、最進角位相及び最遅角位相の間の中間位相でロックピンをロックする際に、確実にロックすることができるバルブタイミング調整装置が開示されている。このバルブタイミング調整装置においては、制御弁は、第一領域に移動することにより進角ポート及びロックポートをそれぞれ主供給ポート及び排出開口部に接続する一方、第一領域に対して第二方向にずれた第二領域に移動することにより進角ポート及びロックポートの双方を主供給ポートに接続するように構成されている。第一領域は、第一主規制部材によって回転位相を規制位相にロックするロック領域である。更に第一領域は、進角室に連通する進角ポートを主供給ポートに接続することにより進角室に供給される進角供給流量が第一方向の移動端における流量よりも少ない流量に絞られる絞り領域を有する。これにより、当該絞り領域では、ベーンロータの進角側への回転速度は、当該少量に制御される流量に応じた遅い速度になる。更にこのようなベーンロータの進角側への緩やかな位相変化時には、ロックポートと排出開口部とが接続されてロック室から作動油が排出される。従って、ベーンロータの進角側への緩やかな位相変化により、ロック室からの作動油の流出に伴う回転位相のロックを確実に行うことができる。
先行技術文献
特許文献
[0005]
特許文献1 : 特開２０１２－１４０９６８号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0006]
昨今、アイドリングストップ機能を有する車両において、燃費を向上させる目的のため、エンジンを停止させる指令が出されるタイミングが早まっている。すなわち、従前であれば、アイドリングストップ機能付き車両は、車速がゼロになってからエンジン停止の指令が出されていたのに対し、最近では所定の車速（例えば１０ｋｍ／ｈ）を下回った時点でエンジン停止の指令が出されるようになっている。ただし、エンジンを適切に再始動させるためには、相対回転位相を中間ロック位相に拘束した後にエンジンを停止させなければならない。そのため、エンジンの停止指令が出されてから短時間で相対回転位相を中間ロック位相に拘束する必要がある。
[0007]
特許文献１に開示されたバルブタイミング調整装置においては、確実に回転位相を中間ロック位相でロックさせるために、ベーンロータの進角側への回転速度が遅くなるように構成されている。そのため、このバルブタイミング調整装置をアイドリングストップ機能付きの車両に適用した場合、短時間で中間ロック位相に拘束できないおそれがある。
[0008]
従って、相対回転位相を短時間で変化させて中間ロック位相に拘束することができる弁開閉時期制御装置を提供することが求められている。
課題を解決するための手段
[0009]
上記課題を解決するために、本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、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、給電量を変化させることによりスプールの位置を変化させ、前記進角室、前記遅角室及び前記中間ロック機構に対する前記作動流体の給排を制御する少なくとも１つの電磁弁と、を備え、前記中間ロック機構から前記作動流体が排出され且つ前記進角室及び前記遅角室のいずれか一方に前記作動流体が供給されいずれか他方から前記作動流体が排出されるように前記電磁弁が制御されたロック移行モードにあるときに前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の最大流量は、前記中間ロック機構に前記作動流体が供給されるように前記電磁弁が制御されている位相可変モードにあるときに前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の最大流量よりも多い点にある。
[0010]
進角流路を流通する作動流体の流量が増加すれば進角室への作動流体の給排は速く行われ、遅角流路を流通する作動流体の流量が増加すれば遅角室からの作動流体の給排は速く行われる。そして、進角室、遅角室への作動流体の給排が速く行われれば、相対回転位相の進角方向又は遅角方向への変化速度が速くなる。よって、このような構成とすれば、中間ロック機構から作動流体が排出されるロック移行モードの方が、中間ロック機構に作動流体が供給される位相可変モードよりも、相対回転位相の進角方向又は遅角方向への変化速度が速くなる。従って、例えば、相対回転位相が最遅角位相や最進角位相付近にあるときにロック移行モードになるように電磁弁を制御すると、相対回転位相が高速で変化し、短時間で中間ロック位相でのロック状態に到達させることができる。
[0011]
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック移行モードにあるときに、前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の流量は前記電磁弁の前記スプールが前記スプールの可動範囲の端部へ近づくにつれて増加すると好適である。
[0012]
スプールの位置が、その可動範囲の端部にあるときは、スプールを移動させるソレノイドへの給電量が０か最大のときである。すなわち、ソレノイドへの給電量が０か最大のときに、進角室、遅角室への作動流体の給排が速く行われて、相対回転位相の進角方向又は遅角方向への変化速度が最大になる。従って、このような構成とすれば、相対回転位相を高速で変化させたいときに、給電量を細かく制御する必要がない。つまり、給電量を０か最大のいずれかにすることにより、高速で相対回転位相を変化させることができ、短時間で中間ロック位相でのロック状態に到達させることができる。
[0013]
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック移行モードにおいて前記相対回転位相が進角方向と遅角方向の両方向に変化可能に構成されており、前記ロック移行モードにおいて、前記電磁弁の前記スプールが前記スプールの可動範囲の一方の端部にあるときに前記相対回転位相が前記進角方向へ変化しつつ前記作動流体は前記中間ロック機構から第１排出流路を流通して排出され、前記スプールが可動範囲の他方の端部にあるときに前記相対回転位相が前記遅角方向へ変化しつつ前記作動流体は前記前記中間ロック機構から第２排出流路を流通して排出され、前記相対回転位相が前記遅角方向へ変化するときの前記従動側回転体の速度である遅角変化速度の方が前記相対回転位相が前記進角方向へ変化するときの前記従動側回転体の速度である進角変化速度よりも速い場合、前記進角変化速度に対する前記遅角変化速度の速度比以上に、前記第２排出通路を流通する前記作動流体の流量が前記第１排出流路を流通する前記作動流体の流量よりも多く、前記進角変化速度の方が前記遅角変化速度よりも速い場合、前記遅角変化速度に対する前記進角変化速度の速度比以上に、前記第１排出通路を流通する前記作動流体の流量が前記第２排出流路を流通する前記作動流体の流量よりも多いと好適である。
[0014]
高速で相対回転位相を変化させて、短時間で中間ロック位相でのロック状態を実現させるためには、中間ロック機構からの短時間での作動流体の排出が必要である。そこで、このような構成とすれば、変化速度の遅い方向に相対回転位相が変化するときの中間ロック機構からの作動流体の排出流量よりも、変化速度の速い方向に相対回転位相が変化するときの中間ロック機構からの作動流体の排出流量を多くすることができる。その結果、高速で相対回転位相を高速させたときにも、確実に中間ロック位相でのロック状態を実現させることができる。
[0015]
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記位相可変モードにおいて、前記相対回転位相を保持しつつ前記中間ロック機構に前記作動流体を供給するときの前記作動流体の流量が、前記相対回転位相を変化させつつ前記中間ロック機構に前記作動流体を供給するときの前記作動流体の流量よりも多いと好適である。
[0016]
中間ロック機構がロック解除状態にあるときに発生し得る大きな問題の１つが、意図せずにロック状態になることである。ロック状態になると、相対回転位相の変化が規制されるため、所望の相対回転位相に変化させることができないおそれがある。このような意図しないロック状態は、相対回転位相が中間ロック位相で保持された状態で、カムの回転で発生するカムシャフトのトルク変動に伴って作動流体に油圧脈動が発生し、その油圧脈動の下限値がロック解除を維持できる油圧を下回ったときに発生する。
[0017]
そこで、このような構成とすれば、相対回転位相が中間ロック位相で保持されているときの、中間ロック機構に作用する作動流体による圧力損失が最小になる。この結果、油圧脈動の下限値を高めることができ、意図しないロック状態の発生を抑制することができる。
図面の簡単な説明
[0018]
[図1] 第１実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構成を表す縦断面図である。
[図2] 図１のII－II線断面図である。
[図3] ＯＣＶの作動による、各流路における作動油の流通状態を表す図である。
[図4] スプールの位置を変化させたときの、進角室、遅角室、及び、中間ロック機構から給排される作動油の流量の変化を表すグラフである。
[図5] Ｗ１におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図6] Ｗ２におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図7] Ｗ３におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図8] Ｗ４におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図9] Ｗ４ＥにおけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図10] 第２実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構成を表す縦断面図である。
[図11] 図１０のXI－XI線断面図である。
[図12] ＯＣＶの作動による、各流路における作動油の流通状態を表す図である。
[図13] スプールの位置を変化させたときの、進角室、遅角室、及び、中間ロック機構から給排される作動油の流量の変化を表すグラフである。
[図14] Ｗ１におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図15] Ｗ２におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図16] Ｗ３におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図17] Ｗ４におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図18] Ｗ５におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図19] Ｗ５におけるＯＣＶの作動状態を表す拡大断面図である。
[図20] その他の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構成を表す縦断面図である。
発明を実施するための形態
[0019]
１．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Ｅ」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。
[0020]
〔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の軸心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。
[0021]
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。
[0022]
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、軸心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。
[0023]
ハウジング１とカムシャフト１０１との間に軸心Ｘを中心とする回転方向に付勢力を作用させる戻しばね７０を備えている。この戻しばね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）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機能を有するものであり、例えば、トーションばねやゼンマイばねが用いられる。なお、戻しばね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。
[0024]
クランクシャフトＣが回転駆動すると、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。
[0025]
図２に示すように、外部ロータ１２に、径方向内側に突出し且つ内部ロータ２の外周面に当接する３個の突出部１４を回転方向Ｓに沿って互いに離間させて形成することにより、内部ロータ２と外部ロータ１２との間に流体圧室４が形成されている。突出部１４は、内部ロータ２の外周面に対するシューとしても機能する。内部ロータ２の外周面のうち流体圧室４に面する部分に、外部ロータ１２の内周面に当接する突出部２１が形成されている。突出部２１によって、流体圧室４は進角室４１と遅角室４２とに分割されている。なお、本実施形態においては、流体圧室４が３箇所となるよう構成されているが、これに限られるものではない。
[0026]
進角室４１及び遅角室４２には作動油（作動流体の一例）が供給、排出され、又はその給排が遮断されることにより、突出部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。突出部２１が進角方向Ｓ１の移動端（軸心Ｘを中心にした揺動端）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、突出部２１が遅角方向Ｓ２の移動端（軸心Ｘを中心にした揺動端）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称する。なお、最進角位相は突出部２１の進角方向Ｓ１の移動端だけはなく、この近傍を含む概念である。これと同様に、最遅角位相は突出部２１の遅角方向Ｓ２での移動端だけではなく、この近傍を含む概念である。
[0027]
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が形成されている。図１に示すように、この弁開閉時期制御装置１０では、エンジンＥのオイルパン６１に貯留される潤滑油を作動油として用いており、この作動油が進角室４１、遅角室４２、中間ロック機構８に供給される。
[0028]
〔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。
[0029]
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、第１スプリング８２と、第２ロック部材８３と、第２スプリング８４と、第１凹部８５と、第２凹部８６により構成される。
[0030]
第１ロック部材８１と第２ロック部材８３はプレート状の部材で構成され、軸心Ｘに平行な姿勢で内部ロータ２の方向に向けて接近、離間できるように外部ロータ１２に対し移動自在に支持されている。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。
[0031]
第１凹部８５は、内部ロータ２の外周に軸心Ｘの方向に沿って溝状に区画形成されている。第１凹部８５は周方向で遅角方向Ｓ２に向かって浅い溝と深い溝が連続して形成されている。浅い溝の溝幅は第１ロック部材８１の厚みより広く、深い溝の溝幅は浅い溝と同等の溝幅で第１ロック部材８１の厚みよりも広い。第２凹部８６は、内部ロータ２の外周に軸心Ｘの方向に沿って溝状に区画形成されている。第２凹部８６は周方向で遅角方向Ｓ２に向かって浅い溝と深い溝が連続して形成されている。浅い溝の溝幅は第２ロック部材８３の厚みと同程度で、深い溝の溝幅は第２ロック部材８３の厚みよりも十分に広く、第１凹部８５の深い溝の溝幅よりも広い。
[0032]
図２に示すように、第１凹部８５と第２凹部８６に作動油が供給されていない状態における中間ロック位相Ｐでは、第１スプリング８２の付勢力により内部ロータ２に向けて移動した第１ロック部材８１が第１凹部８５と嵌合し、第１ロック部材８１が第１凹部８５の深い溝の進角方向Ｓ１の端部に当接して内部ロータ２の遅角方向Ｓ２への変化を規制する。また、第２スプリング８４の付勢力により内部ロータ２に向けて移動した第２ロック部材８３が第２凹部８６と嵌合し、第２ロック部材８３が第２凹部８６の深い溝の遅角方向Ｓ２の端部に当接して内部ロータ２の進角方向Ｓ１への変化を規制する。このように、内部ロータ２の進角方向Ｓ１と遅角方向Ｓ２への変化を同時に規制することにより相対回転位相を中間ロック位相Ｐに拘束する。これがロック状態である。
[0033]
ロック解除流路４５は、第１凹部８５の深い溝と第２凹部８６の深い溝のそれぞれの底面に接続されており、ロック状態にあるときに作動油がロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給されると、第１ロック部材８１と第２ロック部材８３は作動油の油圧を受ける。この油圧が第１スプリング８２と第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、ロック解除状態となる。また、ロック解除状態において第１凹部８５と第２凹部８６にある作動油は、ロック解除流路４５を流通して弁開閉時期制御装置１０の外部に排出されうる。このように、ロック解除流路４５は、第１凹部８５と第２凹部８６へ給排される作動流体の流通を許容する。
[0034]
〔ＯＣＶ〕
図１に示すように、本実施形態においては、ＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）５１が、内部ロータ２の内側で且つ軸心Ｘと同軸心に配設されている。ＯＣＶ５１は電磁弁の一例である。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。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。
[0035]
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側から軸心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の内部で軸心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も軸心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は入口付近では奥に比べて内径が大きくなっており、段差が形成されている。
[0036]
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０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、不図示のＥＣＵ（電子制御ユニット）によって制御される。
[0037]
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。図３に、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Ｗ１～Ｗ５に変化したときのＯＣＶ５１の作動構成を示す。
[0038]
〔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。
[0039]
図１、図５～図９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。
[0040]
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の軸心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。
[0041]
第３供給部分４７ｃは、軸心Ｘの方向に沿って固定ボルト５に形成された有底穴と、これに対して軸心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。
[0042]
第５供給部分４７ｅは、軸心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、該流路から軸心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。
[0043]
図５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。
[0044]
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。
[0045]
〔ＯＣＶの動作〕
（１）Ｗ１の状態
図５に示すように、電磁ソレノイド５４に給電を行わない場合（給電量が０）においてＯＣＶ５１は図３のＷ１の状態にあり、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。
[0046]
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、Ｗ１の状態は、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「進角作動による中間ロック位相Ｐへのロック」である。Ｗ１の状態が本発明のロック移行モードに該当する。
[0047]
Ｗ１の状態において、作動油の油圧が一定であるとすると、進角流路４３を流通して進角室４１に供給される作動油の流量は、第３環状溝４７ｉと第８環状溝５２ｄの対向する面積（以下、「第１面積」と称する）、及び、第４環状溝４７ｊと第８環状溝５２ｄの対向する面積（以下、「第２面積」と称する）のうち、小さい方の面積に支配される。図５の状態においては、第１面積と第２面積とはほぼ同じであるためどちらか一方に支配されることはない。遅角室４２から排出されて遅角流路４４を流通する作動油の流量は、第５環状溝４７ｋと第１０環状溝５２ｉの面積（以下、「第３面積」と称する）により決まる。第１凹部８５と第２凹部８６から排出されてロック解除流路４５を流通する作動油の流量は、第２環状溝４７ｈと第９環状溝５２ｈの面積（以下、「第４面積」と称する）により決まる。これ以降、明記はしないが、作動油の油圧は一定であるとの前提で説明する。これにより、作動油の流量は環状溝同士の対向面積の大小により決まる。
[0048]
図３に示すＷ１の状態を維持したまま電磁ソレノイド５４への給電量を増加させると、スプール５２は図５の状態から右方へ移動する。移動するにつれて、第１面積は単調に減少し、第２面積は単調に増加する。これにより、流量は第１面積に支配され、図４に示すように、進角流路４３を流通して進角室４１に供給される作動油の流量（上のグラフの実線）は単調に減少する。第３面積、第４面積も単調に減少し、遅角室４２から排出されて遅角流路４４を流通する作動油の流量（上のグラフの破線）、及び、第１凹部８５と第２凹部８６から排出されてロック解除流路４５を流通する作動油の流量（下のグラフの破線）も単調に減少する。すなわち、電磁ソレノイド５４への給電量を増加させると、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変化速度が遅くなる。逆説的には、ロック移行モード（Ｗ１）における進角流路４３、遅角流路４４、ロック解除流路４５のそれぞれを流通する作動油の流量は、電磁ソレノイド５４への給電量を０に近づけてスプール５２の位置を左端に近づけるにつれて単調に増加し、給電量が０のときに最大となる。
[0049]
進角流路４３を流通する作動油の流量が増加すれば進角室４１への作動油の供給は速く行われ、遅角流路４４を流通する作動油の流量が増加すれば遅角室４２からの作動油の排出は速く行われる。進角室４１、遅角室４２への作動油の供給、排出が速く行われれば、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変化速度が速くなる。また、ロック解除流路４５を流通する作動油の流量が増加すれば、第１凹部８５、第２凹部８６にある作動油の排出は速く行われる。この結果、電磁ソレノイド５４への給電量が０のときに、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変化速度が最大になると共に、第１凹部８５、第２凹部８６にある作動油は最速で排出される。従って相対回転位相が最遅角位相付近にあるときに電磁ソレノイド５４への給電量を０にすると、相対回転位相を高速で進角方向Ｓ１に変化させて短時間で中間ロック位相Ｐでのロック状態を実現することができる。
[0050]
（２）Ｗ２の状態
図６に示すように、電磁ソレノイド５４への給電量を増やしてＯＣＶ５１が図３のＷ２の状態になった場合には、スプール５２はＷ１の状態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６は、Ｗ１の状態からＷ２の状態に切り換わった直後の状態を表している。
[0051]
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、Ｗ２の状態は、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。Ｗ２の状態が本発明の位相可変モードに該当する。
[0052]
Ｗ２の状態において、進角流路４３を流通して進角室４１に供給される作動油の流量は第１面積により決まり、遅角室４２から排出されて遅角流路４４を流通する作動油の流量は第３面積により決まる。これはＷ１の状態と同じであるが、第１面積、第３面積ともＷ１状態における最小の面積よりも更に小さくなっている。一方、ロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の流量は、第１環状溝４７ｇと第７環状溝５２ｃの対向する面積（以下、「第５面積」と称する）、及び、第２環状溝４７ｈと第７環状溝５２ｃの対向する面積（以下、「第６面積」と称する）のうち、小さい方の面積により決まる。図６の状態においては、第５面積に比べて第６面積が小さいので流量は第６面積に支配される。
[0053]
図３に示すＷ２の状態を維持したまま電磁ソレノイド５４に更に給電を行うと、スプール５２は図６の状態から右方へ移動する。移動するにつれて、第１面積は単調に減少する。これにより、図４に示すように、進角流路４３を流通して進角室４１に供給される作動油の流量（上のグラフの実線）はＷ１状態に比べて更に減少する。第３面積も単調に減少し、遅角室４２から排出されて遅角流路４４を流通する作動油の流量（上のグラフの破線）もＷ１状態に比べて更に減少する。すなわち、電磁ソレノイド５４への給電量を増加させると、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変化速度が更に遅くなる。
[0054]
ロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の流量（下のグラフの実線）については、第５面積は単調に減少し第６面積は単調に増加するものの、第６面積の方が依然として小さいので、流量は第６面積に支配されて流量は増加する。以上より、電磁ソレノイド５４への給電量がＷ２の状態を維持する最小のときに、進角流路４３、遅角流路４４を流通する作動油の流量は最大となり、ロック解除流路４５を流通する作動油の流量は最小となる。
[0055]
この結果、図４に示すように、Ｗ１の状態からＷ２の状態にかけては、進角流路４３を流通して進角室４１に供給される作動油の流量と遅角室４２から排出されて遅角流路４４を流通する作動油の流量はどちらも単調に減少し、相対回転位相が進角方向Ｓ１に変化する。そして、ロック移行モード（Ｗ１）にあるときに進角流路４３を流通して進角室４１に供給される作動油の流量と遅角室４２から排出されて遅角流路４４を流通する作動油の流量の最大流量は、位相可変モード（Ｗ２）にあるときに進角流路４３を流通して進角室４１に供給される作動油の流量と遅角室４２から排出されて遅角流路４４を流通する作動油の流量の最大流量よりも大きい。一方、ロック解除流路４５を流通して中間ロック機構８に給排される作動油は、Ｗ１の状態では流量は単調に減少しつつ排出され、Ｗ１からＷ２に切り換わる時点で一旦０になる。その後、Ｗ２に切り換わると排出から供給に切り換わり、Ｗ２の状態の間、中間ロック機構８に供給される作動油の流量は単調に増加する。
[0056]
（３）Ｗ３の状態
図７に示すように、電磁ソレノイド５４に更に給電を行ってＯＣＶ５１が図３のＷ３の状態になった場合には、スプール５２はＷ２の状態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、Ｗ３の状態においても、Ｗ２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、図３に示すＷ３の状態の中央付近の状態を表している。
[0057]
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には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が上記Ｗ３の状態に制御されると、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、Ｗ３の状態は、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。Ｗ３の状態も本発明の位相可変モードに該当する。
[0058]
Ｗ３の状態において、ロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の流量は、第５面積と第６面積の大小関係で決まるが、図７では、第５面積と第６面積とは同じ大きさである。従って、どちらか一方に支配されているのではない。そしてこの状態から給電量が変化して増減されると第５面積と第６面積とに大小関係が生じ、小さい方の面積に流量が支配される。従って、図４の下のグラフの実線が示すように、スプール５２が図７に示す位置（Ｗ３の状態の中央）にあるときに、ロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の流量は最大となり、そこからスプール５２が左右に移動するに従い作動油の流量は単調に減少する。
[0059]
中間ロック機構８がロック解除状態にあるときに発生し得る大きな問題の１つが、第１ロック部材８１と第２ロック部材８３の少なくともいずれか一方が第１凹部８５と第２凹部８６に意図せずに嵌合してロック状態になることである。ロック状態になると、相対回転位相の変化が規制されるため、所望の相対回転位相に変化させることができないおそれがある。第１ロック部材８１と第２ロック部材８３の少なくともいずれか一方が第１凹部８５又は第２凹部８６の上にある相対回転位相で保持された状態で、カム１０４の回転で発生するカムシャフト１０１のトルク変動に伴って作動油に油圧脈動が発生する。意図しないロック状態は、その油圧脈動の下限値がロック解除を維持できる油圧を下回ったときに発生する。
[0060]
本実施形態においては、図４に示すように、Ｗ３の状態のときに、作動油の流通を支配する面積（第５面積又は第６面積）が最大になるスプール５２の位置が存在する。この面積が大きいほど作動油の流通に伴う圧力損失が低下するので、最大面積であれば、ロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の圧力損失が最小になる。この結果、油圧脈動の下限値を高めることができ、意図しないロック状態の発生を抑制することができる。
[0061]
また、最大面積となるスプール５２の位置からいずれの方向にスプール５２が移動しても、ロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の流量は単調に減少し、Ｗ２とＷ１が切り換わるときの流量は０となる。これにより、速やか且つ確実にロック移行モードに切り換えることができる。
[0062]
（４）Ｗ４の状態
図８に示すように、電磁ソレノイド５４に更に給電を行ってＯＣＶ５１が図３のＷ４の状態になった場合には、スプール５２はＷ３の状態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、Ｗ４の状態においても、Ｗ２、Ｗ３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８は、Ｗ３の状態からＷ４の状態に切り換わった直後の状態を表している。
[0063]
Ｗ４の状態において、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、Ｗ４の状態は、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。Ｗ４の状態も本発明の位相可変モードに該当する。
[0064]
Ｗ４の状態において、進角室４１から排出されて進角流路４３を流通する作動油の流量は、第３環状溝４７ｉと第９環状溝５２ｈの対向する面積（以下、「第７面積」と称する）により決まる。遅角流路４４を流通して遅角室４２に供給される作動油の流量は、第２面積、及び、第８環状溝５２ｄと第５環状溝４７ｋの対向する面積（以下、「第８面積」と称する）のうち、小さい方の面積に支配される。図８の状態においては、第２面積に比べて第８面積の方が小さいので、作動油の流量は第８面積に支配される。ロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の流量は、第５面積の方が第６面積よりも小さいので、第５面積に支配される。
[0065]
図３に示すＷ４の状態を維持したまま電磁ソレノイド５４に更に給電を行うと、スプール５２は図８の状態から右方へ移動する。移動するにつれて、第７面積は単調増加する。これにより、図４に示すように、進角室４１から排出されて進角流路４３を流通する作動油の流量（上のグラフの破線）はＷ３状態から増加する。第２面積は変わらないが第８面積が単調増加し、遅角流路４４を流通して遅角室４２に供給される作動油の流量（上のグラフの実線）もＷ３状態から増加する。すなわち、電磁ソレノイド５４への給電量を増加させると、相対回転位相の遅角方向Ｓ２への変化速度が速くなる。
[0066]
ロック解除流路４５を流通して第１凹部８５と第２凹部８６に供給される作動油の流量（下のグラフの実線）については、第５面積は単調減少し第６面積は単調増加するので、流量は減少する。すなわち、電磁ソレノイド５４への給電量がＷ４の状態を維持する最小のときに、進角流路４３、遅角流路４４を流通する作動油の流量は最小となり、ロック解除流路４５を流通する作動油の流量は最大となる。
[0067]
図９に示すように、電磁ソレノイド５４への給電量を最大にしてＯＣＶ５１が図３のＷ４の右端の状態になった場合には、スプール５２は図８の状態よりも少し右方に移動して収容空間５ａの底面に当接して停止している。この状態は、図４に示すＷ４Ｅの状態である。このとき、第７面積は最大になるので、進角室４１から排出されて進角流路４３を流通する作動油の流量は最大になる。また、第８面積も最大になるので、遅角流路４４を流通して遅角室４２に供給される作動油の流量も最大になる。すなわち、相対回転位相の遅角方向Ｓ２への変化速度は最大になる。一方、第５面積は０になるので、ロック解除流路４５を作動油が流通して第１凹部８５と第２凹部８６に作動油が供給されることはない。このとき、第６面積は最大になるものの、ロック解除流路４５は第７環状溝５２ｃに繋がるだけなので、第１凹部８５と第２凹部８６の作動油がロック解除流路４５を流通して排出されることもない。
[0068]
以上のように構成した本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１０におけるロック移行モードにおいては、進角流路４３を流通する作動油の流量と遅角流路４４を流通する作動油の流量とロック解除流路４５を流通する作動油の流量の間には正の相関関係があるように構成されている。具体的には、電磁ソレノイド５４への給電量を０に近づけると、進角流路４３を流通する作動油の流量と遅角流路４４を流通する作動油の流量とロック解除流路４５を流通する作動油の流量はいずれも増加する。進角流路４３を流通する作動油の流量が増加すれば進角室４１への作動油の供給は速く行われ、遅角流路４４を流通する作動油の流量が増加すれば遅角室４２からの作動油の排出は速く行われる。進角室４１、遅角室４２への作動油の供給が速く行われれば、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変化速度が速くなる。また、ロック解除流路４５を流通する作動油の流量が増加すれば、第１凹部８５、第２凹部８６にある作動油の排出は速く行われる。
[0069]
従って、電磁ソレノイド５４への給電量が０のときに、進角流路４３を流通する作動油の流量と遅角流路４４を流通する作動油の流量とロック解除流路４５を流通する作動油の流量はいずれも最大になるので、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変化速度を最も速くすることができると共に、第１凹部８５、第２凹部８６にある作動油を最速で排出させることができる。よって、相対回転位相が最遅角位相付近にあるときに電磁ソレノイド５４への給電量を０にすることにより、相対回転位相を高速で進角方向Ｓ１に変化させて短時間で中間ロック位相Ｐでのロック状態を実現することができる。
[0070]
また、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１０における位相可変モードにおいては、相対回転位相を保持している状態（Ｗ３の状態）のときに、中間ロック機構８への作動油の流通を支配する面積が最大になるように構成されている。この面積が大きいほど作動油の流通に伴う圧力損失が低下するので、最大面積であれば、中間ロック機構８に供給される作動油の圧力損失が最小になる。この結果、作動油の油圧脈動の下限値を高めることができ、意図しないロック状態の発生を抑制することができる。
[0071]
また、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１０は、最大面積となるスプール５２の位置からいずれの方向にスプール５２が移動しても、中間ロック機構８に供給される作動油の流量は単調に減少し、Ｗ２とＷ１が切り換わるときに０となるように構成されている。これにより、速やか且つ確実に位相可変モードからロック移行モードに切り換えることができる。
[0072]
２．第２実施形態
以下、本発明の第２実施形態に係る弁開閉時期制御装置１０について図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態の説明においては、第１実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。本実施形態の弁開閉時期制御装置１０においては、中間ロック機構８に給排される作動油が流通する流路として、ロック解除流路４５以外に、ロック排出流路４６が形成されている点である。
[0073]
ロック排出流路４６も、ロック解除流路４５と同様、第１凹部８５の深い溝と第２凹部８６の深い溝のそれぞれの底面に接続されている。しかし、ロック解除流路４５が第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のに対して、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。
[0074]
図１０、図１１、図１４～図１９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。
[0075]
〔ＯＣＶの動作〕
（１）Ｗ１の状態
図１４に示すように、電磁ソレノイド５４に給電を行わない場合（給電量が０）においてＯＣＶ５１は図１２のＷ１の状態にあり、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、第１実施形態と同様に、進角流路４３を流通する作動油は進角室４１に供給され、これと同時に、作動油は遅角室４２から排出されて遅角流路４４を流通し、中間ロック機構８から排出された作動油もロック解除流路４５を流通する。このとき、ロック排出流路４６を流通する作動油は、第６環状溝４７ｍを介して収容空間５ａに排出され、その後、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、中間ロック機構８（第１凹部８５、第２凹部８６）にある作動油は、ロック解除流路４５とロック排出流路４６の両方から排出される。以下、本実施形態のＷ１の状態における、ロック解除流路４５、第２環状溝４７ｈ、第９環状溝５２ｈ、第１貫通孔５２ｅ、ロック排出流路４６、第６環状溝４７ｍをまとめて第１排出流路と称する。
[0076]
Ｗ１の状態は、図１２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「進角作動による中間ロック位相Ｐへのロック」である。Ｗ１の状態が本発明のロック移行モードに該当する。
[0077]
Ｗ１の状態においては、第１凹部８５と第２凹部８６から排出されてロック解除流路４５を流通する作動油の流量は、第１実施形態と同じ第４面積によって決まり、第１凹部８５と第２凹部８６から排出されてロック排出流路４６を流通する作動油の流量は、第６環状溝４７ｍと収容空間５ａの対向する面積（以下、「第９面積」と称する）により決まる。よって、第１排出流路を流通して排出される作動油の流量は第４面積と第９面積の合計面積により決まる。
[0078]
図１３に示すように、Ｗ１の状態にあるときの、電磁ソレノイド５４への給電量と進角流路４３、遅角流路４４、第１排出流路のそれぞれを流通する作動油の流量の関係は第１実施形態と同じである。すなわち、電磁ソレノイド５４への給電量が０のときに、いずれも最大流量となって、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変化速度は最大になると共に、第１凹部８５、第２凹部８６にある作動油は最速で排出される。そして、給電量の増加と共に流量は減少し、相対回転位相の進角方向Ｓ１への変化速度も遅くなる。
[0079]
（２）Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の状態
図１２、図１５、図１６、図１７に示すように、ＯＣＶ５１がＷ２、Ｗ３、Ｗ４の状態にあるときは、ロック排出流路４６は供給流路４７とも主排出流路５２ｂとも繋がっていないので、作動油はロック排出流路４６を流通しない。すなわち、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の状態における進角流路４３、遅角流路４４、ロック解除流路４５を流通する作動油の増減傾向は、図１２、図１３に示すように、第１実施形態と全く同じである。すなわち、Ｗ２の状態は「ロック解除した状態での進角作動」であり、Ｗ３の状態は「中間位相保持」であり、Ｗ４の状態は「ロック解除した状態での遅角作動」であり、これらはいずれも位相可変モードに該当する。そのため、本実施形態においては、詳細な説明を省略する。
[0080]
（３）Ｗ５の状態
本実施形態においては、第１実施形態の図９の状態（Ｗ４Ｅの状態）になっても、ＯＣＶ５１のスプール５２と収容空間５ａの底面との間に隙間があり、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図１８に示すＷ５の状態になる。この状態において供給流路４７に作動油を供給すると、Ｗ４の状態から引き続き、進角室４１から排出された作動油は進角流路４３を流通し、遅角流路４４を流通する作動油は遅角室４２に供給される。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、第５面積は０になる。すなわち、ロック解除流路４５は作動油が流通しない。
[0081]
Ｗ５の状態のとき、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Ｗ５の状態における、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。
[0082]
Ｗ５の状態は、図１２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「遅角作動による中間ロック位相Ｐへのロック」である。Ｗ５の状態もＷ１の状態と同様、本発明のロック移行モードに該当する。
[0083]
Ｗ５の状態においては、進角室４１から排出されて進角流路４３を流通する作動油の流量は第７面積により決まり、遅角流路４４を流通して遅角室４２に供給される作動油の流量は第８面積により決まる。これはＷ４の状態と同じであるが、第７面積、第８面積ともＷ４状態における最大の面積よりも更に大きくなっている。一方、第２排出流路を流通して排出される作動油の流量は、第６環状溝４７ｍと第１０環状溝５２ｉの対向する面積（以下、「第１０面積」と称する）により決まる。
[0084]
図１８に示すＷ５の状態を維持したまま電磁ソレノイド５４に更に給電を行うと、スプール５２は図１８の状態から右方へ移動し、図１９に示すように、収容空間５ａの底面に当接して停止する。図１８、図１９に示すように、スプール５２が右方へ移動するにつれて、第７面積は単調増加する。これにより、図１３に示すように、進角室４１から排出されて進角流路４３を流通する作動油の流量（上のグラフの破線）はＷ４の状態の増加傾向が継続される。遅角流路４４においては、第２面積は少し小さくなるが、更に小さい第８面積の方が単調増加するために第８面積が支配的となる。そのため、遅角流路４４を流通して遅角室４２に供給される作動油の流量（上のグラフの実線）もＷ４の状態の増加傾向が継続する。すなわち、電磁ソレノイド５４への給電量を増加させると、相対回転位相の遅角方向Ｓ２への変化速度が更に速くなる。
[0085]
第１凹部８５と第２凹部８６から排出されて第２排出流路を流通する作動油の流量（下のグラフの破線）については、第１０面積は単調増加するので、流量は増加する。すなわち、電磁ソレノイド５４への給電量がＷ５の状態を維持する最小のときに、進角流路４３、遅角流路４４、第２排出流路を流通する作動油の流量は最小となり、給電量の増加と共に、流量も増加する。
[0086]
この結果、図１３に示すように、Ｗ４の状態からＷ５の状態にかけては、進角室４１から排出されて進角流路４３を流通する作動油の流量と遅角流路４４を流通して遅角室４２に供給される作動油の流量はどちらも単調に増加し、相対回転位相が遅角方向Ｓ２に変化する。そして、ロック移行モード（Ｗ５）にあるときに進角室４１から排出されて進角流路４３を流通する作動油の流量と遅角流路４４を流通して遅角室４２に供給される作動油の流量の最大流量は、位相可変モード（Ｗ４）にあるときに進角室４１から排出されて進角流路４３を流通する作動油の流量と遅角流路４４を流通して遅角室４２に供給される作動油の流量の最大流量よりも大きい。一方、ロック排出流路４６を流通して中間ロック機構８に給排される作動油は、Ｗ４の状態では流量は単調に減少しつつ排出され、Ｗ４からＷ５に切り換わる時点で一旦０になる。その後、Ｗ５に切り換わると供給から排出に切り換わり、Ｗ５の状態の間、中間ロック機構８から排出される作動油の流量は単調に増加する。
[0087]
図１３に示すように、Ｗ１の状態における電磁ソレノイド５４の給電量を変化させたときの第１排出流路を流通する作動油の流量の変化の傾きの絶対値よりも、Ｗ５の状態における電磁ソレノイド５４の給電量を変化させたときの第２排出流路を流通する作動油の流量の変化の傾きの絶対値の方が大きくなっている。これは、Ｗ１の状態における第４面積と第９面積の合計面積よりも、Ｗ５の状態における第１０面積の方が大きくなるよう構成されているからである。
[0088]
本実施形態においては、第１実施形態と同様、内部ロータ２には、カム１０４の回転で発生するカムシャフト１０１のトルク変動による平均変位力が作用しており、その作用する方向は遅角方向Ｓ２である。そして、最遅角位相から中間ロック位相Ｐまでは、戻しばね７０による進角方向Ｓ１の付勢力が作用しているが、遅角方向Ｓ２への平均変位力により相殺されている。その結果、相対回転位相が最遅角位相近傍にあって相対回転位相を進角側に変化させるときの変化速度（進角変化速度）よりも、最進角位相近傍にあって相対回転位相を遅角側に変化させるときの変化速度（遅角変化速度）の方が速くなる。そのため、内部ロータ２を遅角方向Ｓ２に回転させて中間ロック位相Ｐで相対回転位相を確実に拘束させるためには、第１凹部８５と第２凹部８６から作動油を排出する速度を、内部ロータ２を進角方向Ｓ１に回転させて中間ロック位相Ｐで相対回転位相を拘束させるときよりも速くする必要がある。
[0089]
本実施形態においては、第４面積と第９面積の合計面積に対する第１０面積の面積比、すなわち、第１排出流路を流通する作動油の流量に対する第２排出流路を流通する作動油の流量の流量比を、進角変化速度に対する遅角変化速度の速度比以上に大きくするように構成されている。このような構成にすることにより、第１凹部８５と第２凹部８６から作動油を排出する速度を速くすることができ、内部ロータ２を遅角方向Ｓ２に回転させたときでも、中間ロック位相Ｐで相対回転位相を確実に拘束することができる。
[0090]
３．その他の実施形態
第１実施形態及び第２実施形態においては、内部ロータ２の内側に配置された１つのＯＣＶ５１で、進角室４１、遅角室４２、中間ロック機構８への作動油の給排を制御したが、これに限られるものではない。例えば、ＯＣＶ５１の機能を２つに分離し、内部ロータ２の内側に、進角室４１、遅角室４２への作動油の給排のみを制御するＯＣＶ５１Ａを配置し、ハウジング１の外側に、中間ロック機構８への作動油の給排を制御するＯＣＶ５１Ｂを配置するように構成してもよい。また、図２０に示すように、ＯＣＶ５１ＡとＯＣＶ５１Ｂの両方をハウジング１の外側に配置する構成にしてもよい。このとき、ＯＣＶ５１Ａについては、スプール５２の位置により作動油の流量が変化する３位置比例制御弁を用いるとよい。
[0091]
このような構成にしても、第１実施形態と第２実施形態で得られるのと同様の効果を得ることができる。
産業上の利用可能性
[0092]
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可能である。
符号の説明
[0093]
１ ハウジング（駆動側回転体）
２ 内部ロータ（従動側回転体）
４ 流体圧室
８ 中間ロック機構
１０ 弁開閉時期制御装置
２１ 突出部（仕切部）
４１ 進角室
４２ 遅角室
４３ 進角流路
４４ 遅角流路
５１ ＯＣＶ（電磁弁）
５２ スプール
１０１ カムシャフト
Ｃ クランクシャフト（駆動軸）
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｐ 中間ロック位相
Ｓ１ 進角方向
Ｓ２ 遅角方向
Ｘ 軸心
請求の範囲
[請求項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、
給電量を変化させることによりスプールの位置を変化させ、前記進角室、前記遅角室及び前記中間ロック機構に対する前記作動流体の給排を制御する少なくとも１つの電磁弁と、を備え、
前記中間ロック機構から前記作動流体が排出され且つ前記進角室及び前記遅角室のいずれか一方に前記作動流体が供給されいずれか他方から前記作動流体が排出されるように前記電磁弁が制御されたロック移行モードにあるときに前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の最大流量は、前記中間ロック機構に前記作動流体が供給されるように前記電磁弁が制御されている位相可変モードにあるときに前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の最大流量よりも多い、弁開閉時期制御装置。
[請求項2]
前記ロック移行モードにあるときに、前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の流量は前記電磁弁の前記スプールが前記スプールの可動範囲の端部へ近づくにつれて増加する、請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
[請求項3]
前記ロック移行モードにおいて前記相対回転位相が進角方向と遅角方向の両方向に変化可能に構成されており、
前記ロック移行モードにおいて、前記電磁弁の前記スプールが前記スプールの可動範囲の一方の端部にあるときに前記相対回転位相が前記進角方向へ変化しつつ前記作動流体は前記中間ロック機構から第１排出流路を流通して排出され、前記スプールが可動範囲の他方の端部にあるときに前記相対回転位相が前記遅角方向へ変化しつつ前記作動流体は前記前記中間ロック機構から第２排出流路を流通して排出され、
前記相対回転位相が前記遅角方向へ変化するときの前記従動側回転体の速度である遅角変化速度の方が前記相対回転位相が前記進角方向へ変化するときの前記従動側回転体の速度である進角変化速度よりも速い場合、前記進角変化速度に対する前記遅角変化速度の速度比以上に、前記第２排出通路を流通する前記作動流体の流量が前記第１排出流路を流通する前記作動流体の流量よりも多く、
前記進角変化速度の方が前記遅角変化速度よりも速い場合、前記遅角変化速度に対する前記進角変化速度の速度比以上に、前記第１排出通路を流通する前記作動流体の流量が前記第２排出流路を流通する前記作動流体の流量よりも多い、請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。
[請求項4]
前記位相可変モードにおいて、前記相対回転位相を保持しつつ前記中間ロック機構に前記作動流体を供給するときの前記作動流体の流量が、前記相対回転位相を変化させつつ前記中間ロック機構に前記作動流体を供給するときの前記作動流体の流量よりも多い、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。
補正された請求の範囲（条約第19条）
[ 2015年6月8日 ( 08.06.2015 ) 国際事務局受理 ]
[1]
[補正後] 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、
給電量を変化させることによりスプールの位置を変化させ、前記進角室、前記遅角室及び前記中間ロック機構に対する前記作動流体の給排を制御する少なくとも１つの電磁弁と、を備え、
前記中間ロック機構から前記作動流体が排出され且つ前記進角室及び前記遅角室のいずれか一方に前記作動流体が供給されいずれか他方から前記作動流体が排出されるように前記電磁弁が制御されたロック移行モードにあるときに前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の最大流量は、前記中間ロック機構に前記作動流体が供給されるように前記電磁弁が制御されている位相可変モードにあるときに前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の最大流量よりも多く、
前記ロック移行モードにおいて前記相対回転位相が進角方向と遅角方向の両方向に変化可能に構成されており、
前記ロック移行モードにおいて、前記電磁弁の前記スプールが前記スプールの可動範囲の一方の端部にあるときに前記相対回転位相が前記進角方向へ変化しつつ前記作動流体は前記中間ロック機構から第１排出流路を流通して排出され、前記スプールが可動範囲の他方の端部にあるときに前記相対回転位相が前記遅角方向へ変化しつつ前記作動流体は前記中間ロック機構から第２排出流路を流通して排出され、
前記相対回転位相が前記遅角方向へ変化するときの前記従動側回転体の速度である遅角変化速度の方が前記相対回転位相が前記進角方向へ変化するときの前記従動側回転体の速度である進角変化速度よりも速い場合、前記進角変化速度に対する前記遅角変化速度の速度比以上に、前記第２排出流路を流通する前記作動流体の流量が前記第１排出流路を流通する前記作動流体の流量よりも多く、
前記進角変化速度の方が前記遅角変化速度よりも速い場合、前記遅角変化速度に対する前記進角変化速度の速度比以上に、前記第１排出流路を流通する前記作動流体の流量が前記第２排出流路を流通する前記作動流体の流量よりも多い、弁開閉時期制御装置。
[2]
前記ロック移行モードにあるときに、前記進角流路及び前記遅角流路を流通する前記作動流体の流量は前記電磁弁の前記スプールが前記スプールの可動範囲の端部へ近づくにつれて増加する、請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
[4]
[補正後] 前記位相可変モードにおいて、前記相対回転位相を保持しつつ前記中間ロック機構に前記作動流体を供給するときの前記作動流体の流量が、前記相対回転位相を変化させつつ前記中間ロック機構に前記作動流体を供給するときの前記作動流体の流量よりも多い、請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。
図面
