JP5263448B2 - カム軸の位相可変装置 - Google Patents

Description

本発明はカム軸の位相可変装置に関し、特に内軸と外軸とからなる二重構造のカム軸に対して設けられるカム軸の位相可変装置に関する。

二重構造のカム軸は例えばエンジンに用いられる。特許文献１では、アウタカム軸とインナカム軸からなるカム軸と、カム軸の両軸端部に設けられる第１位相制御機構と第２の位相制御機構とを備える動弁装置が開示されている。特許文献２では、一方の端部にハイドロリック式の作動装置を設けたインナシャフトとアウタシャフトとからなるカムシャフトが開示されている。

特開２００９−１４４５２１号公報 特表２００８−５２８８７１号公報

二重構造のカム軸は入力される駆動力に応じて回転する。これに対し、二重構造のカム軸の位相を制御する場合、カム軸の位相を全体的に進角或いは遅角させるほか、内軸および外軸間の位相差を変更することができる。そして、このように位相を制御するには、例えば特許文献１が開示する動弁装置のように第１および第２位相制御機構を備えることが考えられる。

ところがこの場合には、２つの位相制御機構それぞれに進角用、遅角用の液圧室を有することで、４つの液圧室を有する分、コンパクト化に不利になる虞がある。また、２つの位相制御機構を軸方向に個別に備える構成上、軸方向の全長が増大し易くなる点でも、コンパクト化に不利になる虞がある。また、２つの位相制御機構を個別に備える構成上、コスト的に不利になる虞がある。

またこの場合には、２つの位相制御機構それぞれを制御する必要がある。このため、カム軸の位相制御が複雑になる虞がある。またこの場合には、内軸、外軸からそれぞれの位相制御機構に個別にトルク反力がかかる。このため、内軸、外軸間の位相差によってはトルク反力が打ち消されたり、増大したりする結果、カム軸全体のトルク変動が影響を受ける。このため、カム軸の位相制御を所望通りに行うことが難しくなる虞がある。

本発明は上記課題に鑑み、コンパクト化に有利で、且つコスト的に有利な構成で二重構造のカム軸の位相制御を行うことができ、同時にカム軸の位相制御を好適に行うことができるカム軸の位相可変装置を提供することを目的とする。

本発明は入力される駆動力に応じて回転するとともに、内軸と外軸とからなる二重構造のカム軸に対して設けられ、液圧によって前記カム軸の位相を全体的に進角させる進角液圧室と、液圧によって前記カム軸の位相を全体的に遅角させる遅角液圧室と、液圧によって前記内軸および前記外軸間の位相差を変更するための位相差液圧室と、を単一のハウジング内に有する位相可変部を備えるカム軸の位相可変装置である。

本発明は前記進角液圧室、前記遅角液圧室および前記位相差液圧室が、前記カム軸の周方向に沿って配置され、互いに作用し合う一組の液圧室を構成している構成とすることができる。

本発明は記位相可変部が、前記ハウジングとして前記カム軸を駆動する駆動力が入力されるハウジングを備えるとともに、前記内軸を駆動する第１のロータと、前記外軸を駆動する第２のロータとを備え、前記第１および第２のロータで前記ハウジングを挟み込むようにして構成されている構成とすることができる。

本発明は前記第１および第２のロータが、前記第１および第２のロータが備えるロータ本体それぞれの外周部に前記ハウジングとの摺動部を有する構成とすることができる。

本発明は前記ハウジングが軸方向において前記第２のロータと重なる位置に前記駆動力が入力される駆動力入力部を備える構成とすることができる。

本発明は前記位相可変部を前記カム軸に設けた状態で、軸方向において前記第２のロータと前記外軸とによって挟み込まれるように設けられる鍔部を前記内軸に備える構成とすることができる。

本発明は前記内軸および前記外軸のうち、前記外軸の内部に前記進角液圧室、前記遅角液圧室および前記位相差液圧室に個別に連通する液圧通路部を備える構成とすることができる。

本発明は前記位相可変部が前記第１および第２のロータ間の相対的な動作を解除可能に拘束する拘束部をさらに備える構成とすることができる。

本発明は前記進角液圧室と前記遅角液圧室とに接続され、供給する液圧を制御する第１の液圧制御弁と、前記第１の液圧制御弁と前記位相差液圧室とに接続され、供給する液圧を制御する第２の液圧制御弁と、をさらに備える構成とすることができる。

本発明は前記進角液圧室と前記遅角液圧室とに接続され、液圧の供給先を切り替える第１の三方弁と、前記遅角液圧室と前記位相差液圧室とに接続され、液圧の供給先を切り替える第２の三方弁と、前記第１および第２の三方弁に接続され、供給する液圧を制御する液圧制御弁と、をさらに備える構成とすることができる。

本発明によれば、コンパクト化に有利で、且つコスト的に有利な構成で二重構造のカム軸の位相制御を行うことができ、同時にカム軸の位相制御を好適に行うことができる。

実施例１の全体構成図である。 エンジンに搭載されたカム軸を示す図である。 実施例１の位相可変部の分解構成図である。 実施例１の位相可変部の第１の断面図である。 実施例１の位相可変部の第２の断面図である。 実施例１の油圧回路構成を示す図である。 実施例１の位相制御例を示す図である。 実施例２の全体構成図である。 実施例２の位相可変部の第１の断面図である。 実施例２の位相可変部の第２の断面図である。 実施例３の全体構成図である。 実施例３の油圧回路構成を示す図である。 実施例４の位相可変装置の構成図である。 実施例４の油圧回路構成を示す図である。 実施例４の位相制御例を示す図である。

図面を用いて本発明の実施例について説明する。

図１は本実施例のカム軸の位相可変装置（以下、位相可変装置と称す）１００Ａの全体構成図である。図２はエンジン５０に搭載されたカム軸１０を示す図である。図２ではエンジン５０が一気筒あたりに２つ備える同種の機関弁（ここでは吸気弁）５１、５２に対してカム軸１０が設けられている様子を示している。同種の機関弁は例えば排気弁であってもよい。

図１に示すように、位相可変装置１００Ａは全体構成として位相可変部１Ａと油圧（液圧に相当）回路部３０ＡとＥＣＵ７０Ａとを備える構成となっている。これら位相可変部１Ａ、油圧回路部３０ＡおよびＥＣＵ７０Ａについては順次説明する。位相可変装置１００Ａはカム軸１０に対して設けられている。位相可変装置１００Ａは全体構成としてさらに後述する鍔部１１ｃや油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３をカム軸１０に備える構成となっている。

カム軸１０は二重構造になっており、内軸１１と外軸１２とを備えている。内軸１１は中実、外軸１２は中空となっている。内軸１１は外軸１２に一端側から挿入されている。内軸１１と外軸１２とは互いに同心状に設けられた状態で互いに相対回転可能に設けられている。カム軸１０は入力される駆動力に応じて回転する。

図２に示すように、カム軸１０は機関弁５１、５２それぞれの位相を内軸１１および外軸１２で互いに異なる位相に変更可能に設けられている。この点、カム軸１０には第１の機関弁５１を駆動する第１のカムＣ１が内軸１１に、第２の機関弁５２を駆動する第２のカムＣ２が外軸１２にそれぞれ設けられている。

図３は位相可変部１Ａの分解構成図である。図４は位相可変部１Ａの第１の断面図である。図５は位相可変部１Ａの第２の断面図である。図３、図４ではカム軸１０とともに位相可変部１Ａを示す。図４は中心軸線を含む断面で位相可変部１Ａを示す。図５は中心軸線に直交する断面で位相可変部１Ａを示す。

位相可変部１Ａはハウジング２と、第１のロータ３と、第２のロータ４とを備えている。ハウジング２は円筒状の基本形状を有する部材であり、後述する進角油圧室Ｒ１、遅角油圧室Ｒ２および位相差油圧室Ｒ３が形成される内部空間を有している。ハウジング２は駆動力入力部２ａと、第１の摺動部２ｂと、第２の摺動部２ｃと、ハウジングベーン部２ｄとを備えている。

駆動力入力部２ａはハウジング２の外周部に設けられている。ハウジング２には駆動力入力部２ａを介してカム軸１０を駆動する駆動力が入力される。駆動力入力部２ａは具体的にはチェーンスプロケットとなっている。駆動力入力部２ａにはエンジン５０の出力の一部を駆動力として取り出し、チェーンを介して入力することができる。ハウジング２は軸方向において第２のロータ４と重なる位置に駆動力入力部２ａを備えている。

第１の摺動部２ｂはハウジング２のうち、一端部の内側に設けられている。第２の摺動部２ｃはハウジング２のうち、他端部の内側に設けられている。ハウジングベーン部２ｄはハウジング２のうち、摺動部２ｂ、２ｃに挟まれた中間部の内側に設けられている。中間部のうち、ハウジングベーン部２ｄが設けられている部分以外の部分はハウジングベーン部２ｄに部分的に分断された円筒内面を有している。この部分の内径はハウジング２の内径となっている。

摺動部２ｂ、２ｃは具体的にはハウジング２の内径よりも大きな内径でハウジング２の内側に一周に亘って同心状にそれぞれ設けられている。第１の摺動部２ｂはハウジング２の一端から、第２の摺動部２ｃはハウジング２の他端から軸方向に沿って所定の深さでそれぞれ設けられている。

ハウジングベーン部２ｄは軸方向に直交する断面それぞれが径方向内側に向かって次第に狭くなる互いに同様の扇状の形状となるように設けられている。この点、ハウジングベーン部２ｄはハウジング２中間部の円筒内面と同心状に設けられた内周面を径方向内側に有している。ハウジングベーン部２ｄの軸方向の幅は摺動部２ｂ、２ｃの深さによって決まってくる。ハウジングベーン部２ｄは複数（ここでは２つ）設けられている。

第１のロータ３はロータ本体３ａと円筒部３ｂと第１のベーン部３ｃとを備えている。ロータ本体３ａは円盤状の形状を有している。ロータ本体３ａの中央には軸方向に沿ってセンターボルト挿通孔３ａａが同心状に設けられている。第１のロータ３はロータ本体３ａの外周部にハウジング２との摺動部３ａｂを有している。ロータ本体３ａの外径は第１の摺動部２ｂの内径と同等に設定されている。ロータ本体３ａの軸方向の幅は第１の摺動部２ｂの深さと同等に設定されている。

円筒部３ｂはロータ本体３ａの両端面のうち、ハウジング２に向かって組み付けられる側の端面から軸方向に沿って延伸するように設けられている。円筒部３ｂはロータ本体３ａと同心状に設けられている。円筒部３ｂの外径は、ハウジングベーン部２ｄの内周面の内径と同等に設定されている。円筒部３ｂの軸方向の幅はハウジングベーン部２ｄの軸方向の幅と同等に設定されている。

第１のベーン部３ｃはロータ本体３ａおよび円筒部３ｂにかけて設けられている。第１のベーン部３ｃはロータ本体３ａの両端面のうち、ハウジング２に向かって組み付けられる側の端面から軸方向に沿って延伸している。また、軸方向に直交する断面それぞれが円筒部３ｂから径方向外側に向かって次第に広くなる互いに同様の扇状の形状となるように設けられている。

第１のベーン部３ｃはロータ本体３ａと同心状に設けられた外周面を径方向外側に有している。この外周面の外径は、ハウジング２中間部の円筒内面の内径と同等に設定されている。第１のベーン部３ｃの軸方向の幅は円筒部３ｂの軸方向の幅と等しくなっている。第１のベーン部３ｃは複数（ここでは２つ）設けられている。

第２のロータ４はロータ本体４ａと第２のベーン部４ｂとを備えている。ロータ本体４ａは円盤状の形状を有している。ロータ本体４ａの中央には軸方向に沿ってカム軸挿通孔４ａａが同心状に設けられている。カム軸挿通孔４ａａは軸方向においてカム軸１０が挿入される側とは反対側で縮径している。カム軸挿通孔４ａａのうち、縮径している部分の内径は、円筒部３ｂの内径よりも大きく、且つ円筒部３ｂの外径よりも小さく設定されている。ロータ本体４ａの両端面のうち、カム軸挿通孔４ａａが縮径している側の端面はハウジング２に向かって組み付けられる側の端面となっている。

第２のロータ４はロータ本体４ａの外周部にハウジング２との摺動部４ａｂを有している。ロータ本体４ａの外径は第２の摺動部２ｃの内径と同等に設定されている。ロータ本体４ａの軸方向の幅は第２の摺動部２ｃの深さと同等、或いは摺動部２ｃの深さよりも大きくなるように設定することができる。

第２のベーン部４ｂはロータ本体４ａの両端面のうち、ハウジング２に向かって組み付けられる側の端面から軸方向に沿って延伸するように設けられている。また、軸方向に直交する断面それぞれが径方向内側から外側に向かって次第に広くなる互いに同様の扇状の形状となるように設けられている。第２のベーン部４ｂはロータ本体４ａと同心状に設けられた内周面を径方向内側に、ロータ本体４ａと同心状に設けられた外周面を径方向外側にそれぞれ有している。

第２のベーン部４ｂ内周面の内径は円筒部３ｂの外径と同等に設定されている。第２のベーン部４ｂ外周面の外径は、ハウジング２中間部の円筒内面の内径と同等に設定されている。第２のベーン部４ｂの軸方向の幅はハウジングベーン部２ｄの軸方向の幅と同等に設定されている。第２のベーン部４ｂは複数（ここでは２つ）設けられている。

位相可変部１Ａは油圧によってカム軸１０の位相を全体的に進角させる進角油圧室Ｒ１と、油圧によってカム軸１０の位相を全体的に遅角させる遅角油圧室Ｒ２と、油圧によって内軸１１および外軸１２間の位相差を変更するための位相差油圧室Ｒ３とを単一のハウジング２内に有している。位相可変部１Ａはロータ３、４でハウジング２を挟み込むようにして構成されている。

この点、第１のロータ３は具体的にはロータ本体３ａが第１の摺動部２ｂに収容されるとともに、第１のベーン部３ｃが中間部に収容されるようにハウジング２に設けられている。また、第２のロータ４はロータ本体４ａが第２の摺動部２ｃに収容されるとともに、第２のベーン部４ｂが中間部に収容されるようにハウジング２に設けられている。そしてこれにより、ベーン部２ｄ、３ｃ、４ｂが周方向に沿って配置されるようになっている。

このように周方向に沿って配置されるベーン部２ｄ、３ｃ、４ｂは一組のベーン部２ｄ、３ｃ、４ｂを構成している。この点、位相可変部１Ａは一組のベーン部２ｄ、３ｃ、４ｂを複数組（ここでは二組）備えている。一組のベーン部２ｄ、３ｃ、４ｄはさらに具体的には位相進角方向Ｆに向かってハウジングベーン部２ｄ、第１のべーン部３ｃ、第２のベーン部４ｂの順に配置されている。

進角油圧室Ｒ１は周方向において隣り合うハウジングベーン部２ｄと第１のベーン部３ｃとの間に形成される。また、遅角油圧室Ｒ２は周方向において隣り合うハウジングベーン部２ｄと第２のベーン部４ｂとの間に形成される。また、位相油圧室Ｒ３は周方向において隣り合うベーン部３ｃ、４ｂ間に形成される。油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は互いに作用し合うように形成される。この点、油圧室Ｒ１、Ｒ３は第１のベーン部３ｃを介して互いに作用し合い、油圧室Ｒ２、Ｒ３は第２のベーン部４ｂを介して互いに作用し合う。また、油圧室Ｒ１、Ｒ２はベーン部３ｃ、４ｂを介して互いに作用し合う。

このように形成される油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は周方向に沿って配置され、互いに作用し合う一組の油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を構成している。位相可変部１Ａは一組の油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を複数組（ここでは二組）有している。油圧室Ｒ１からＲ３はさらに具体的には位相進角方向Ｆに向かって進角油圧室Ｒ１、位相差油圧室Ｒ３、遅角油圧室Ｒ２の順に配置される。

次にカム軸１０についてさらに具体的に説明する。内軸１１は軸部１１ａと頭部１１ｂと鍔部１１ｃとを備えている。軸部１１ａは内軸１１の軸本体をなしており、外軸１２に挿入される。頭部１１ｂは軸部１１ａの一端部に設けられている。頭部１１ｂは円柱状の形状を有しており、カム軸挿通孔４ａａを介して円筒部３ｂに挿入される。頭部１１ｂの外径は円筒部３ｂの内径と同等に設定されている。頭部１１ｂの軸方向の幅は円筒部３ｂの軸方向の幅よりも大きく設定されている。

鍔部１１ｃは頭部１１ｂのうち、軸部１１ａ側の端部に一周に亘って設けられている。鍔部１１ｃの外径はカム軸挿通孔４ａａのうち、縮径している部分の径よりも大きく、縮径していない部分の径よりも小さく設定されている。内軸１１には頭部１１ｂ中央に開口するセンターボルト穴が同心状に設けられている。

外軸１２は軸部１２ａと先端部１２ｂとフランジ部１２ｃと中空部１２ｄとを備えている。軸部１２ａは外軸１２の軸本体をなしている。先端部１２ｂは外軸１２の一端部に設けられている。先端部１２ｂは円柱状の形状を有しており、カム軸挿通孔４ａａに挿入される。先端部１２ｂの外径はカム軸挿通孔４ａａの縮径していない部分の内径と同等に設定されている。先端部１２ｂの軸方向の幅はカム軸挿通孔４ａａのうち、縮径していない部分の幅よりも小さく設定されている。

フランジ部１２ｃは先端部１２ｂのうち、軸部１２ａ側の端部に一周に亘って設けられている。フランジ部１２ｃには軸方向に沿ってボルト挿通孔が設けられている。ボルト挿通孔は周方向に沿って均等に複数設けられている。中空部１２ｄは軸方向に沿って同心状に設けられている。中空部１２ｄは円筒内面を有し、先端部１２ｂの中央に開口している。中空部１２ｄの内径は軸部１１ａの外径と同等に設定されている。

位相可変部１Ａはハウジング２をロータ３、４で挟み込むようにした状態で、第１のロータ３と内軸１１とを一体化するとともに第２のロータ４と外軸１２とを一体化することでカム軸１０に設けられる。第１のロータ３は具体的にはセンターボルト２１で内軸１１に固定されることで、内軸１１と一体化される。第２のロータ４は具体的には複数の締結ボルト２２で外軸１２に固定されることで、外軸１２と一体化される。センターボルト２１はセンターボルト挿通孔３ａａを介してセンターボルト穴に締め込まれる。締結ボルト２２はボルト挿通孔を介してロータ本体４ａに設けられたボルト穴に締め込まれる。

第１のロータ３および内軸１１には第１の位置決め部材である第１のノックピン２３が設けられている。第１のノックピン２３は具体的にはロータ本体３ａおよび頭部１１ｂにかけて設けられている。第１のノックピン２３は第１のロータ３、内軸１１間の周方向の位置決めを行う。第２のロータ４および外軸１２には第２の位置決め部材である第２のノックピン２４が設けられている。第２のノックピン２４は具体的にはロータ本体４ａおよびフランジ部１２ｃにかけて設けられている。第２のノックピン２４は第２のロータ４、外軸１２間の周方向の位置決めを行う。

位相可変装置１００Ａは位相可変部１Ａをカム軸１０に設けた状態で、第２のロータ４と外軸１２とによって挟み込まれるように設けられる鍔部１１ｃを内軸１１に備える構成となっている。この点、鍔部１１ｃは具体的には位相可変部１Ａをカム軸１０に設けた状態で、軸方向において第２のロータ４のうち、カム軸挿通孔４ａａを縮径している部分と先端部１２ｂとの間に位置するように設けられている。鍔部１１ｃの軸方向の幅は、第２のロータ４と外軸１２とを一体化した状態で、第２のロータ４のうち、カム軸挿通孔４ａａを縮径している部分と先端部１２ｂとの間に形成される隙間の幅と同等に設定されている。

位相可変装置１００Ａはさらに内軸１１および外軸１２のうち、外軸１２の内部に油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に個別に連通する油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を備える構成となっている。この点、油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は外軸１２および第２のロータ４にかけて設けられている。油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３それぞれは、例えば先端部１２ｂからカム軸挿通孔４ａａの壁面を横断するようにして外軸１２から第２のロータ４に設けることができる。

位相可変装置１００Ａはさらに油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に個別に連通する溝部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を外軸１２の外周部に備える構成となっている。この点、油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は一端側で溝部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とこの順で個別に連通するとともに、他端側で油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とこの順で個別に連通している。溝部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は外軸１２の内部に設けられた油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に対する外部からの固定的な油圧接続を可能にする。

図６は位相可変装置１００Ａの油圧回路構成を示す図である。油圧Ｐ１は進角油圧室Ｒ１の油圧、油圧Ｐ２は遅角油圧室Ｒ２の油圧、油圧Ｐ３は位相差油圧室Ｒ３の油圧を示す。図１、図６に示すように、油圧回路部３０Ａはポンプ３１と第１の油圧制御弁３２と第２の油圧制御弁３３Ａとを備えている。ポンプ３１は油圧制御弁３２、３３Ａに分岐接続されている。第１の油圧制御弁３２は油圧通路部Ｌ１、Ｌ２に接続されている。そしてこれにより、油圧室Ｒ１、Ｒ２それぞれに油圧を給排可能に接続されている。第２の油圧制御弁３３Ａは油圧通路部Ｌ３に接続されている。そしてこれにより、位相差油圧室Ｒ３に油圧を給排可能に接続されている。

ポンプ３１は作動液である作動油を供給するとともに、油圧を発生させる。油圧制御弁３２、３３Ａは供給先の油圧を制御する。第１の油圧制御弁３２は油圧室Ｒ１、Ｒ２の油圧Ｐ１、Ｐ２を制御する。第２の油圧制御弁３３Ａは位相差油圧室Ｒ３の油圧Ｐ３を制御する。

第１の油圧制御弁３２は具体的には油圧室Ｒ１、Ｒ２のうち、一方に油圧を供給するように構成できる。同時にこの場合に、他方から油圧を逃がすように構成できる。第１の油圧制御弁３２はさらに油圧室Ｒ１、Ｒ２それぞれに油圧を供給するように構成できる。また、油圧室Ｒ１、Ｒ２それぞれから油圧を逃がすように構成できる。第２の油圧制御弁３３Ａは具体的には位相差油圧室Ｒ３に油圧を供給するように構成できる。また、位相差油圧室Ｒ３から油圧を逃がすように構成できる。油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３それぞれに対し、油圧給排経路の抵抗は互いに同等になるように設定されている。

ＥＣＵ７０Ａは電子制御装置であり、油圧制御弁３２、３３Ａを制御することで、カム軸１０の位相（内軸１１、外軸１２のうち、少なくとも一方の位相）を制御する。そしてこれにより、機関弁５１、５２の位相を制御する。ＥＣＵ７０Ａは内軸１１に対して設けられた位相検出センサ７１の出力に基づき、内軸１１の位相を検出するとともに、外軸１２に対して設けられた位相検出センサ７２の出力に基づき、外軸１２の位相を検出する。ＥＣＵ７０Ａは例えばカム軸１０の位相の位置決めを行う際に、検出した内軸１１、外軸１２の位相に基づき、油圧制御弁３２、３３Ａを制御することができる。

次に位相可変装置１００Ａの位相制御例について図７を用いて説明する。図７は機関弁５１、５２のバルブ特性で位相可変装置１００Ａの位相制御例を示す図である。図７では、（ａ）から（ｄ）を用いて位相制御例を示す。（ａ）から（ｄ）それぞれにおいて、縦軸はバルブリフト量、横軸は位相を示す。ＴＤＣは上死点、ＢＤＣは下死点を示す。なお、第１の機関弁５１を駆動する第１のカムＣ１と第２の機関弁５２を駆動する第２のカムＣ２とは同じカムプロフィールを有している。但しこれに限られず、カムＣ１、Ｃ２は例えば要求されるエンジン性能に応じて互いに異なるカムプロフィールを有していてもよい。カムＣ１、Ｃ２はベーン部３ｃ、４ｂが当接した状態において同位相で作動するように設けられている。

図７（ａ）は機関弁５１、５２の位相を同位相で同時に変更する場合の位相制御例を示す。この場合には、油圧Ｐ３をゼロにする（Ｐ３＝０）ことで、ベーン部３ｃ、４ｂを当接させることができる。結果、機関弁５１、５２の位相を同位相にすることができる。そして、このとき油圧Ｐ１を油圧Ｐ２よりも大きくする（Ｐ１＞Ｐ２）ことで、ベーン部３ｃ、４ｂが当接した状態でロータ３、４を同時に進角させることができる。結果、機関弁５１、５２の位相を同位相で同時に進角させることができる。また、油圧Ｐ１を油圧Ｐ２よりも小さくする（Ｐ１＜Ｐ２）ことで、ベーン部３ｃ、４ｂが当接した状態でロータ３、４を同時に遅角させることができる。結果、機関弁５１、５２の位相を同位相で同時に遅角させることができる。

油圧Ｐ３をゼロにするには、位相差油圧室Ｒ３から油圧を逃がすように第２の油圧制御弁３３Ａを制御することができる。また、油圧Ｐ１を油圧Ｐ２よりも大きくする（Ｐ１＞Ｐ２）には、進角油圧室Ｒ１に油圧を供給するとともに、遅角油圧室Ｒ２から油圧を逃がすように第１の油圧制御弁３２を制御することができる。一方、油圧Ｐ１を油圧Ｐ２よりも小さくする（Ｐ１＜Ｐ２）には、進角油圧室Ｒ１から油圧を逃がすとともに、遅角油圧室Ｒ２に油圧を供給するように第１の油圧制御弁３２を制御することができる。

図７（ｂ）は機関弁５１、５２間の位相差を拡大する場合の位相制御例を示す。この場合には、油圧Ｐ３を供給することでベーン部３ｃ、４ｂを離間させることができる。結果、機関弁５１、５２間の位相差を拡大することができる。そして、このとき油圧Ｐ３よりも油圧Ｐ１、Ｐ２を同様に低くする（Ｐ３＞Ｐ１、Ｐ１＝Ｐ２）ことで、第１のロータ３を遅角させるとともに、第２のロータ４を進角させることができる。結果、第１の機関弁５１を遅角させるとともに、第２の機関弁５２を進角させることができる。

また、油圧Ｐ３を油圧Ｐ２よりも大きくする（Ｐ３＞Ｐ２）とともに、油圧Ｐ３と同じ大きさで油圧Ｐ１を供給する（Ｐ１＝Ｐ３）ことで、ロータ３、４のうち、第２のロータ４の位相を進角させることができる。結果、機関弁５１、５２のうち、機関弁５２の位相を進角させることができる。一方、油圧Ｐ３を油圧Ｐ１よりも大きくする（Ｐ３＞Ｐ１）とともに、油圧Ｐ３と同じ大きさで油圧Ｐ２を供給する（Ｐ２＝Ｐ３）ことで、ロータ３、４のうち、第１のロータ３の位相を遅角させることができる。結果、機関弁５１、５２のうち、機関弁５１の位相を遅角させることができる。

油圧Ｐ３よりも油圧Ｐ１、Ｐ２を同様に低くする（Ｐ３＞Ｐ１、Ｐ１＝Ｐ２）には、油圧室Ｒ１、Ｒ２から油圧を逃がすように第１の油圧制御弁３２を制御するとともに、位相差油圧室Ｒ３に油圧を供給するように第２の油圧制御弁３３Ａを制御することができる。

油圧Ｐ３を油圧Ｐ２よりも大きくする（Ｐ３＞Ｐ２）とともに、油圧Ｐ３と同じ大きさで油圧Ｐ１を供給する（Ｐ１＝Ｐ３）には、進角油圧室Ｒ１に油圧を供給するとともに、遅角油圧室Ｒ２から油圧を逃がすように第１の油圧制御弁３２を制御し、また位相差油圧室Ｒ３に油圧を供給するように第２の油圧制御弁３３Ａを制御することができる。一方、油圧Ｐ３を油圧Ｐ１よりも大きくする（Ｐ３＞Ｐ１）とともに、油圧Ｐ３と同じ大きさで油圧Ｐ２を供給する（Ｐ２＝Ｐ３）には、進角油圧室Ｒ１から油圧を逃がすとともに、遅角油圧室Ｒ２に油圧を供給するように第１の油圧制御弁３２を制御し、また位相差油圧室Ｒ３に油圧を供給するように第２の油圧制御弁３３Ａを制御することができる。

図７（ｃ）は位相差を維持しつつ、機関弁５１、５２の位相を同時に進角させる場合の位相制御例を示す。この場合には、油圧Ｐ１を油圧Ｐ２よりも大きくする（Ｐ１＞Ｐ２）とともに、油圧Ｐ３を油圧Ｐ２と同じ大きさにする（Ｐ３＝Ｐ２）ことで、位相差を維持しつつ、ロータ３、４の位相を同時に進角させることができる。結果、位相差を維持しつつ、機関弁５１、５２の位相を同時に進角させることができる。

油圧Ｐ１を油圧Ｐ２よりも大きくする（Ｐ１＞Ｐ２）とともに、油圧Ｐ３を油圧Ｐ２と同じ大きさにする（Ｐ３＝Ｐ２）には、進角油圧室Ｒ１に油圧を供給するとともに、遅角油圧室Ｒ２から油圧を逃がすように第１の油圧制御弁３２を制御し、また位相差油圧室Ｒ３から油圧を逃がすように第２の油圧制御弁３３Ａを制御することができる。

図７（ｄ）は位相差を維持しつつ、機関弁５１、５２の位相を同時に遅角させる場合の位相制御例を示す。この場合には、油圧Ｐ２を油圧Ｐ１よりも大きくする（Ｐ２＞Ｐ１）とともに、油圧Ｐ３を油圧Ｐ１と同じ大きさにする（Ｐ３＝Ｐ１）ことで、位相差を維持しつつ、ロータ３、４の位相を同時に遅角させることができる。結果、位相差を維持しつつ、機関弁５１、５２の位相を同時に遅角させることができる。

油圧Ｐ２を油圧Ｐ１よりも大きくする（Ｐ２＞Ｐ１）とともに、油圧Ｐ３を油圧Ｐ１と同じ大きさにする（Ｐ３＝Ｐ１）には、進角油圧室Ｒ１から油圧を逃がすとともに、遅角油圧室Ｒ２に油圧を供給するように第１の油圧制御弁３２を制御し、また位相差油圧室Ｒ３から油圧を逃がすように第２の油圧制御弁３３Ａを制御することができる。

これらの位相制御例において、機関弁５１、５２の位相を位置決めする場合には、次のようにすることができる。すなわち、機関弁５１、５２の位相を同位相で同時に変更する場合には、油圧Ｐ１、Ｐ２を等しくすることができる。一方、それ以外の場合には、油圧Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を等しくすることができる。油圧Ｐ１、Ｐ２を等しくするには、油圧室Ｒ１、Ｒ２それぞれに油圧を供給するように第１の油圧制御弁３２を制御することができる。油圧Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を等しくするには、さらに油圧室Ｒ３に油圧を供給するように第２の油圧制御弁３３Ａを制御することができる。

次に位相可変装置１００Ａの作用効果について説明する。位相可変装置１００Ａは油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を単一のハウジング２内に有する位相可変部１Ａを備える。このため位相可変装置１００Ａは、二重構造のカム軸１０の位相制御を行うにあたり、油圧室の数を３つに抑制する構成上、コンパクト化に有利な構成とすることができる。また、一つの位相可変部１Ａでカム軸１０の位相制御を行う構成上、軸方向の全長を抑制できる点でも、コンパクト化に有利な構成とすることができる。また、一つの位相可変部１Ａでカム軸１０の位相制御を行う構成上、コスト的に有利な構成とすることができる。

位相可変装置１００Ａは油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の３つの油圧室を有することで、位相可変部１Ａの外部から油圧を供給するにあたり、必要となる油圧通路部や溝部の数を油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３や溝部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の３つに抑制することもできる。このため、これによっても、コンパクト化に有利な構成とすることができる。

位相可変装置１００Ａは一つの位相可変部１Ａでカム軸１０の位相を制御する。このため、カム軸１０の位相制御が構成上、複雑になることも回避できる。また、位相可変部１Ａで内軸１１や外軸１２のトルク反力を受ける構成上、カム軸１０全体のトルク変動が影響を受けることも抑制できる。結果、カム軸１０の位相制御性の向上を図ることもできる。

位相可変装置１００Ａは油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が、カム軸１０の周方向に沿って配置され、互いに作用し合う一組の油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を構成している。このため、位相可変装置１００Ａは互いに作用し合う一組の油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３間に油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を仕切るための壁部を別途必要としない構成上、コンパクト化を図ることもできる。また、位相可変装置１００Ａは一組の油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を複数組有することで、カム軸１０のトルク変動を好適に抑制することもできる。

位相可変装置１００Ａでは、位相可変部１Ａが内軸１１を駆動する第１のロータ３と外軸１２を駆動する第２のロータ４とで、カム軸１０を駆動する駆動力が入力されるハウジング２を挟み込むようにして構成されている。このため、位相可変装置１００Ａは部品点数が少ない簡素な構成である点や、カム軸１０への組み付けが容易な構成である点でも、コスト的に有利な構成とすることができる。

この点、位相可変部１Ａはさらに具体的にはハウジング２が備えるハウジングベーン部２ｄと、第１のロータ３が備える第１のベーン部３ｃと、第２のロータ４が備える第２のベーン部４ｂとを周方向に沿ってハウンジン２の内側に配置するとともに、周方向に沿って隣り合うハウジングベーン部２ｄおよび第１のベーン部３ｃ間に進角油圧室Ｒ１を、周方向に沿って隣り合うハウジングベーン部２ｄおよび第２のベーン部４ｂ間に遅角油圧室Ｒ２を、周方向に沿って隣り合うベーン部３ｃ、４ｂ間に位相差油圧室Ｒ３をそれぞれ形成することで、油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を有するように構成することができる。

位相可変装置１００Ａでは、ロータ３、４がロータ本体３ａ、４ａの外周部にハウジング２との摺動部３ａｂ、４ａｂを有している。この点、ハウジング２には例えば駆動力を伝達するチェーンの張力がかかることで、カム軸１０を曲げる方向にも力が作用する。そして、かかる力がハウジング２、第１のロータ３および第２のロータ４間の摺動に影響する結果、ロータ３、４のスムースな作動が損なわれる虞がある。これに対し、位相可変装置１００Ａは径が最大となるロータ本体３ａ、４ａの外周部にハウジング２との摺動部３ａｂ、４ａｂを有することで、かかる力によって発生する面圧を好適に低減できる。結果、さらにロータ３、４のスムースな作動を確保することもできる。

位相可変装置１００Ａは、ハウジング２が軸方向において第２のロータ４と重なる位置に駆動力入力部２ａを備えている。この点、第２のロータ４はカム軸１０のうち、エンジン５０との間で軸受が設けられる外軸１２を駆動するロータとなっている。

このため、位相可変装置１００Ａは第２のロータ４に荷重がかかるようにすることで、曲げ荷重の影響も抑制できる。結果、軸方向において駆動力入力部２ａに対応する位置でカム軸１０の芯がずれることや、内軸１１の作動が影響を受けることも好適に抑制できる。また、位相可変装置１００Ａはロータ３、４のうち、第２のロータ４側からカム軸１０に設けられる構成となっている。このため位相可変装置１００Ａは、これにより曲げ荷重の影響をさらに好適に抑制できる。

位相可変装置１００Ａは、位相可変部１Ａをカム軸１０に設けた状態で、軸方向において第２のロータ４と外軸１２とによって挟み込まれるようにして設けられる鍔部１１ｃを内軸１１に備えている。このため、位相可変装置１００Ａは位相可変部１Ａをカム軸１０に設けた状態で、外軸１２に対する内軸１１の軸方向の位置を規制できる。

このため、位相可変装置１００Ａは鍔部１１ｃで内軸１１、外軸１２間の軸方向の位置決めと、ロータ３、４間の軸方向の位置決めを同時に行うこともできる。結果、ベーン部２ｄ、３ｃ、４ｂに対する軸方向のクリアランスの設定容易化を図ることもできる。そしてこれにより、油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３からの作動油の漏れも好適に抑制できる。また、位相可変部１Ａをカム軸１０に設ける際に軸方向の位置決めを同時に行うことで、カム軸１０への組み付け容易化を図ることもできる。

なお、位相可変装置１００Ａはノックピン２３、２４をさらに備えることで、位相可変部１Ａをカム軸１０に設ける際に、内軸１１および第１のロータ３間の周方向の位置決めと、外軸１２および第２のロータ４間の周方向の位置決めを同時に行うことができる。そしてこれにより、位相可変部１Ａをカム軸１０に設ける際に、軸方向と周方向との位置決めを同時に行うことで、カム軸１０への組み付け容易化をさらに好適に図ることができる。

位相可変装置１００Ａは、内軸１１および外軸１２のうち、外軸１２の内部に油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に個別に連通する油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を備えている。そしてこれにより、油圧通路部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が外軸１２から内軸１１にかけて設けられることを防止している。このため位相可変装置１００Ａは、内軸１１、外軸１２間のクリアランスに作動油が漏れ出すこともさらに防止できる。

図８は位相可変装置１００Ｂの全体構成図である。図９は位相可変部１Ｂの第１の断面図である。図１０は位相可変部１Ｂの第２の断面図である。図９は中心軸線を含む断面で位相可変部１Ｂを示す。図１０は中心軸線を直交する断面で位相可変部１Ｂを示す。図９は図１０に示すＡ−Ａ断面相当の断面で位相可変部１Ｂを示している。

位相可変装置１００Ｂは位相可変部１Ａの代わりに位相可変部１Ｂを備える点以外、位相可変装置１００Ａと実質的に同一である。位相可変部１Ｂは第１のロック機構５と第２のロック機構６とをさらに備える点以外、位相可変部１Ａと実質的に同一である。なお、これに応じた変更を有する構成についてはダッシュ付きの符号で示す。

第１のロック機構５は第１のロックピン５ａと、第１の収容部５ｂと、第１のスプリング５ｃと、第１の係合部５ｄとを備えている。第２のロック機構６は第２のロックピン６ａと、第２の収容部６ｂと、第２のスプリング６ｃと、第２の係合部６ｄとを備えている。ロック機構５、６は同様の構造となっている。このため、ここでは主に第１のロック機構５について説明をする。

第１のロックピン５ａはロータ３´、４´間の相対的な動作を解除可能に拘束する。第１の収容部５ｂは第１のロックピン５ａを軸方向に沿って摺動可能に収容する。第１のスプリング５ｃはロータ３´、４´間の相対的な動作を拘束する方向に第１のロックピン５ａを付勢する。第１の係合部５ｄには第１のロックピン５ａが係合し、ロータ３´、４´間の相対的な動作を拘束する。

第１のロック機構５はロータ３´、４´にかけて設けられている。この点、第１のロック機構５のうち、第１の収容部５ｂは第１のロータ３´（具体的には１つの第１のベーン部３ｃ´）に設けられている。また、第１のロック機構５のうち、第１の係合部５ｄはロータ４´（具体的には本体部４ａ´）に設けられている。第１の収容部５ｂはロータ３´、４´のうち一方に設けることができる。このとき第１の係合部５ｄはロータ３´、４´のうち他方に設けることができる。

第１のロックピン５ａの長さは第１の収容部５ｂの軸方向の長さと同等に設定されている。このため、第１のロックピン５ａは底部側に第１のスプリング５ｂを収容可能な収容部を備えている。第１のスプリング５ｃは第１の収容部５ｂ内に設けられており、第１のロックピン５ａを第１の係合部５ｄ側に付勢する。これに対し、第１の係合部５ｄは位相差油圧室Ｒ３に連通し、第１のロックピン５ａに対しロータ３´、４´間の拘束を解除する方向に油圧を作用させる。第１の係合部５ｄは例えば底部側で連通路を介して隣り合う位相差油圧室Ｒ３に連通させることができる。

第２のロック機構６の場合、第２のロックピン６ａはハウジング２´および第１のロータ３´間の相対的な動作を解除可能に拘束する。このため、第２のロック機構６はハウジング２´および第１のロータ３´にかけて設けられている。この点、第２のロック機構６のうち、第２の収容部６ｂはハウジング２´（具体的には一つのハウジングベーン部２ｄ´）に設けられている。また、第２のロック機構６のうち、第２の係合部６ｄは第１のロータ３´（具体的には本体部３ａ´）に設けられている。第２のロック機構６の場合、第２の係合部６ｄは進角油圧室Ｒ１に連通し、第２のロックピン６ａに対しハウジング２´および第１のロータ３´間の拘束を解除する方向に油圧を作用させる。

次にロック機構５、６の動作について説明する。なお、ロック機構５、６の動作は基本的に同じである。このためここでは主に第１のロック機構５を例にして動作を説明する。第１のロック機構５では、ロータ３´、４´間の相対的な位相が所定の状態である場合に、第１の収容部５ｂと第１の係合部５ｄとが対向する。所定の状態は例えば第１のロータ３´に対する第２のロータ４´の相対的な位相が最も遅角した状態である。第２のロック機構６の場合、所定の状態はハウジング２´に対する第１のロータ３´の相対的な位相が最も遅角した状態である。

ロータ３´、４´間の相対的な位相が所定の状態である場合、第１のロックピン５ａには第１の収容部５ｂ側と第１の係合部５ｄ側とから力が作用する。第１の収容部５ｂ側から作用する力は例えば第１のスプリング５ｃの付勢力であり、第１の係合部５ｄ側から作用する力は例えば位相差油圧室Ｒ３の油圧Ｐ３に応じた力である。

ロータ３´、４´間の相対的な位相が所定の状態であり、且つ位相差油圧室Ｒ３の油圧が所定圧よりも低い場合には、第１のロックピン５ａに対し、第１の収容部５ｂ側から作用する力のほうが第１の係合部５ｄ側から作用する力よりも大きくなる。このため、第１のロックピン５ａが第１の係合部５ｄに突出する。結果、ロータ３´、４´間の相対的な動作が拘束される。所定圧は例えば位相差油圧室Ｒ３に油圧が供給されているか否かを区別可能な大きさに設定できる。

ロータ３´、４´間の相対的な位相が所定の状態であり、且つ位相差油圧室Ｒ３の油圧が所定圧よりも高い場合には、第１のロックピン５ａに対し、第１の係合部５ｄ側から作用する力のほうが第１の収容部５ｂ側から作用する力よりも大きくなる。このため、第１のロックピン５ａが第１の収容部５ｂに収容される。結果、ロータ３´、４´間の相対的な動作が可能な状態になる（ロータ３´、４´間の拘束が解除される）。

このように動作する第１のロックピン５ａは、ロータ３´、４´間の相対的な位相が所定の状態である場合に、位相差油圧室Ｒ３の油圧Ｐ３に応じて作動するように設けられている。また、このように動作する第１のロックピン５ａは、油圧Ｐ３が所定圧よりも低い場合にロータ３´、４´間の相対的な動作を拘束することで、位相差油圧室Ｒ３の容積がゼロである場合を含め小さくなる場合に、所定の状態でロータ３´、４´間の相対的な動作を拘束することができる。

第２のロック機構６の場合、第２のロックピン６ａはハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な位相が所定の状態である場合に、進角油圧室Ｒ１の油圧Ｐ１に応じて作動するように設けられている。また、第２のロックピン６ａは、油圧Ｐ１が所定圧よりも低い場合にハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な動作を拘束することで、進角油圧室Ｒ１の容積がゼロである場合を含め小さくなる場合に、所定の状態でハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な動作を拘束することができる。

第１のロックピン５ａはロータ３´、４´間の相対的な動作を解除可能に拘束する拘束部（第１の拘束部）に、第２のロックピン６ａはハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な動作を解除可能に拘束する拘束部（第２の拘束部）に相当する。

次に位相可変装置１００Ｂの作用効果について説明する。位相可変装置１００Ｂでは、第１のロックピン５ａがロータ３´、４´間の相対的な動作を解除可能に拘束する。このため、位相可変装置１００Ｂは第１のロックピン５ａでロータ３´、４´間の相対的な動作を拘束することで、内軸１１、外軸１２に作用するトルクの違いやフリクションの違いに応じて生じ得るロータ３´、４´の不要な動作を規制できる。結果、隣り合うベーン部３ｃ（或いは３ｃ´）、４ｂ同士の衝突を回避できる。また、ロータ３´、４´を一体として確実に動作させることで、ロータ３´、４´の位相を同時に変更する場合の位相制御性を高めることもできる。

位相可変装置１００Ｂは具体的にはロータ３´、４´間の相対的な位相が所定の状態である場合に、位相差油圧室Ｒ３の油圧Ｐ３に応じて作動するように第１のロックピン５ａを設けている。すなわち、位相可変装置１００Ｂは具体的にはかかる構成によって、例えば位相差油圧室Ｒ３の容積が小さい場合に、隣り合うベーン部３ｃ（或いは３ｃ´）、４ｂ同士の衝突を回避可能にすることができる。この点、隣り合うベーン部３ｃ（或いは３ｃ´）、４ｂ同士は位相差油圧室Ｒ３の容積が小さい場合ほど、衝突し易くなる。

位相可変装置１００Ｂでは、さらに第２のロックピン６ａがハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な動作を解除可能に拘束する。このため、位相可変装置１００Ｂは例えばエンジン５０の始動時に第２のロックピン６ａでハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な動作を拘束することで、エンジン５０の回転変動によってハウジング２´、第１のロータ３´および第２のロータ４´間で衝突が起きることも回避できる。

エンジン５０が機関弁５１、５２のうち、第１の機関弁５１の位相を相対的に遅角させることで、第１の機関弁５１の閉弁時期を吸気行程下死点よりも大幅に遅角させるエンジンである場合、位相可変装置１００Ｂは次のようにエンジン５０の始動性を高めることもできる。

すなわち、エンジン５０の始動時に例えばハウジング２´に対する第１のロータ３´の相対的な位相が最も遅角した状態で、ハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な動作を拘束することで、エンジン５０始動時の吸入空気量を確保し、これによりエンジン５０の始動性を高めることもできる。これは、具体的にはハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な位相がハウジング２´に対する第１のロータ３´の相対的な位相が最も遅角した状態である場合に、進角油圧室Ｒ１の油圧Ｐ１に応じて作動するように第２のロックピン６ａを設けることで可能にすることができる。

図１１は位相可変装置１００Ｃの全体構成図である。図１２は位相可変装置１００Ｃの油圧回路構成を示す図である。位相可変装置１００Ｃは油圧回路部３０Ａの代わりに油圧回路部３０Ｂを備えるとともに、ＥＣＵ７０Ａの代わりにＥＣＵ７０Ｂを備える点以外、位相可変装置１００Ｂと実質的に同一となっている。

油圧回路部３０Ｂは、ポンプ３１と第１の油圧制御弁３２と第２の油圧制御弁３３Ｂとを備えている。油圧回路部３０Ｂでは、第１の油圧制御弁３２が進角油圧室Ｒ１と遅角油圧室Ｒ２とに接続され、供給する油圧を制御する構成となっている。また、第２の油圧制御弁３３Ｂが第１の油圧制御弁３２と位相差油圧室Ｒ３とに接続され、供給する油圧を制御する構成となっている。このため、第２の油圧制御弁３３Ｂは第１の油圧制御弁３２に対して直列に配置されている。また、ポンプ３１は第２の油圧制御弁３３Ｂに接続されている。

第２の油圧制御弁３３Ｂは具体的には第１の油圧制御弁３２と位相差油圧室Ｒ３とのうち、一方に油圧を供給するように構成できる。またこの場合、他方から油圧を逃がすように構成できる。第２の油圧制御弁３３Ｂはさらに第１の油圧制御弁３２、位相差油圧室Ｒ３それぞれに油圧を供給するように構成できる。また、第１の油圧制御弁３２、位相差油圧室Ｒ３それぞれから油圧を逃がすように構成できる。

ＥＣＵ７０Ｂは油圧制御弁３２、３３Ｂを制御することで、カム軸１０の位相を制御する。そしてこれにより、機関弁５１、５２の位相を制御する。この点、位相可変装置１００Ｃでは、例えば次のように油圧制御弁３２、３３Ｂを制御することができる。すなわち、例えばエンジン５０の始動時には、遅角油圧室Ｒ２に油圧を供給するように第１の油圧制御弁３２を制御することができる。また、第１の油圧制御弁３２に油圧を供給するように第２の油圧制御弁３３Ｂを制御することができる。

この場合、エンジン５０始動時に油圧Ｐ２を高めるとともに、油圧Ｐ１、Ｐ３をゼロにすることができる。このため、第１のロータ３´に対する第２のロータ４´の位相を最も遅角させた状態にすることができる。また、ハウジング２´に対する第１のロータ３´の位相を最も遅角させた状態にすることができる。

この状態でロータ３´、４´間の相対的な動作を第１のロックピン５ａで拘束するとともに、ハウジング２´、第１のロータ３´間の相対的な動作を第２のロックピン６ａで拘束できるようにすることで、ハウジング２´、第１のロータ３´および第２のロータ４´間の衝突を回避するとともに、エンジン５０の始動性向上を図ることができる。

また、例えばエンジン５０の負荷運転時には、エンジン５０の負荷に応じて油圧室Ｒ２、Ｒ３の油圧を制御するように第１の油圧制御弁３２を制御することができる。また、第１の油圧制御弁３２に油圧を供給するように第２の油圧制御弁３３Ｂを制御することができる。

第１の油圧制御弁３２は、具体的にはエンジン５０の負荷が中負荷（例えば部分負荷）から高負荷（例えば全負荷）に切り替わった場合に、進角油圧室Ｒ１に油圧を供給するように制御することができる。また、エンジン５０の負荷が高負荷から中負荷に切り替わった場合に、遅角油圧室Ｒ２に油圧を供給するように制御することができる。また、それぞれの場合において、さらに内軸１１、外軸１２の位相に基づき、油圧室Ｒ１、Ｒ２それぞれに油圧を供給するように制御することができる。

この場合、進角油圧室Ｒ１に油圧を供給することで、油圧Ｐ３をゼロにした状態で、油圧Ｐ１を油圧Ｐ２よりも高めることができる。結果、機関弁５１、５２を同位相で同時に進角させることができる。また、遅角油圧室Ｒ２に油圧を供給することで、油圧Ｐ３をゼロにした状態で、油圧Ｐ２を油圧Ｐ１よりも高めることができる。結果、機関弁５１、５２を同位相で同時に遅角させることができる。そして、油圧室Ｒ１、Ｒ２それぞれに油圧を供給することで、油圧Ｐ１と油圧Ｐ２とを同じ大きさにすることができる。結果、機関弁５１、５２の位相を同時に位置決めすることができる。

この場合、第１のロックピン５ａはエンジン５０始動時に引き続き、ロータ３´、４´間の相対的な動作を拘束することができる。一方、第２のロックピン６ａはエンジン５０始動後、エンジン５０の負荷が中負荷から高負荷に切り替わった場合にハウジング２´、第１のロータ３´間の拘束を解除することができる。そしてこれにより、機関弁５１、５２を同位相で同時に変更可能にすることができる。この場合には、エンジン５０の出力性能を確保することができる。

次に位相可変装置１００Ｃの作用効果について説明する。位相可変装置１００Ｃは、第１の油圧制御弁３２が進角油圧室Ｒ１と遅角油圧室Ｒ２とに接続され、供給する油圧を制御する構成となっている。また、第２の油圧制御弁３３Ｂが第１の油圧制御弁３２と位相差油圧室Ｒ３とに接続され、供給する油圧を制御する構成となっている。

このため、位相可変装置１００Ｃは例えば位相の位置決めを行う際に、第１の油圧制御弁３２で同時に油圧Ｐ１と油圧Ｐ２とを協調させることができる。また、第２の油圧制御弁３３Ｂで同時に油圧Ｐ１、Ｐ２のうち、少なくともいずれかと油圧Ｐ３とを協調させることができる。このため、位相可変装置１００Ｃは例えば位相の位置決めを行うにあたり、油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３間で油圧の偏りが生じることを防止できる。結果、位相制御をさらに好適に行うことができる。

位相可変装置１００Ｃは具体的には第１の油圧制御弁３２で油圧室Ｒ１、Ｒ２それぞれに油圧を供給することで、油圧Ｐ１、Ｐ２を協調させつつ、位相の位置決めを行うことができる。また、第２の油圧制御弁３３Ｂで第１の油圧制御弁３２、位相差油圧室Ｒ３それぞれに油圧を供給することで、油圧Ｐ１、Ｐ２のうち、少なくともいずれかと油圧Ｐ３とを協調させつつ、位相の位置決めを行うことができる。

図１３は位相可変装置１００Ｄの全体構成図である。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は位相可変装置１００Ｄの油圧回路構成を示す図である。図１４（ａ）は油圧回路部３０Ｃの第１の切替例、図１４（ｂ）は第２の切替例、図１４（ｃ）は第３の切替例を示す。これら図１４（ａ）から図１４（ｃ）において、実線で示される油圧経路は三方弁３５、３６が連通している油圧経路を示す。また、破線で示される油圧経路は三方弁３５、３６が非連通にしている油圧経路を示す。位相可変装置１００Ｄは油圧回路部３０Ｂの代わりに油圧回路部３０Ｃを備えるとともに、ＥＣＵ７０Ｂの代わりにＥＣＵ７０Ｃを備える点以外、位相可変装置１００Ｃと実質的に同一となっている。

油圧回路部３０Ｃは、第３の油圧制御弁３４と第１の三方弁３５と、第２の三方弁３６とを備えている。第１の三方弁３５は進角油圧室Ｒ１と遅角油圧室Ｒ２とに接続され、油圧の供給先を切り替える。第２の三方弁３６は遅角油圧室Ｒ２と位相差油圧室Ｒ３とに接続され、油圧の供給先を切り替える。第３の油圧制御弁３４は三方弁３５、３６に接続され、供給する油圧を制御する。

第３の油圧制御弁３４は第１の三方弁３５側と第２の三方弁３６側との間で供給する油圧をＤｕｔｙ制御する。第３の油圧制御弁３４は具体的には、第１の三方弁３５側と第２の三方弁３６側のうち、一方の側から油圧を調節可能に逃がすとともに、これに応じて他方の側に油圧を供給するように構成できる。そしてその後、第１の三方弁３５側と第２の三方弁３６側とで油圧が同圧になるように構成できる。油圧回路部３０Ｃには油圧回路部３０Ｃ内の油圧を保持するために別途油圧を供給することができる。

ＥＣＵ７０Ｃは第３の油圧制御弁３４および三方弁３５、３６を制御することで、カム軸１０の位相を制御する。そしてこれにより、機関弁５１、５２の位相を制御する。この点、位相可変装置１００Ｄでは、例えば次のように第３の油圧制御弁３４および三方弁３５、３６を制御することができる。

すなわち、例えば図１４（ａ）に示すように、第３の油圧制御弁３４と進角油圧室Ｒ１とを連通するように第１の三方弁３５を制御するとともに、第３の油圧制御弁３４と遅角油圧室Ｒ２とを連通するように第２の三方弁３６を制御することができる。

この場合、第２の三方弁３６側から油圧を調節可能に逃がすとともに、これに応じて第１の三方弁３５側に油圧を供給するように第３の油圧制御弁３４を制御することで、機関弁５１、５２を同位相で同時に進角させることができる。また、第１の三方弁３５側から油圧を調節可能に逃がすとともに、これに応じて第２の三方弁３６側に油圧を供給するように第３の油圧制御弁３４を制御することで、機関弁５１、５２を同位相で同時に遅角させることができる。

また、例えば図１４（ｂ）に示すように、第３の油圧制御弁３４と進角油圧室Ｒ１および遅角油圧室Ｒ２とを連通するように第１の三方弁３５を制御するとともに、第３の油圧制御弁３４と位相差油圧室Ｒ３とを連通するように第２の三方弁３６を制御することができる。

この場合、第１の三方弁３５側から油圧を調節可能に逃がすとともに、これに応じて第２の三方弁３６側に油圧を供給するように第３の油圧制御弁３４を制御することで、機関弁５１、５２間の位相差を拡大できる。また、第２の三方弁３６側から油圧を調節可能に逃がすとともに、これに応じて第１の三方弁３５側に油圧を供給するように第３の油圧制御弁３４を制御することで、機関弁５１、５２間の位相差を縮小できる。

また、例えば図１４（ｃ）に示すように、第３の油圧制御弁３４と進角油圧室Ｒ１とを連通するように第１の三方弁３５を制御するとともに、第３の油圧制御弁３４と遅角油圧室Ｒ２および位相差油圧室Ｒ３とを連通するように第２の三方弁３６を制御することができる。

この場合、第２の三方弁３６側から油圧を調節可能に逃がすとともに、これに応じて第１の三方弁３５側に油圧を供給するように第３の油圧制御弁３４を制御することで、機関弁５１、５２を進角させることができる。同時に第１の機関弁５１に対して第２の機関弁５２を相対的に遅角させることができるため、機関弁５１、５２間の位相差を縮小できる。この場合、第２の機関弁５２が最も進角した状態で、第１の機関弁５１の位相を進角させるとともに、機関弁５１、５２間の位相差を縮小することもできる。

三方弁３５、３６は第３の油圧制御弁３４から見て、第１の三方弁３５側と第２の三方弁３６側とで油圧が同圧になっている状態で、油圧の供給先を切り替えることができる。そしてこれにより、切替前後で油圧室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３間の油圧のバランスが変化しないようにすることができる。結果、切替前後で機関弁５１、５２の位相が変化しないようにすることができる。また、油圧室Ｒ１、Ｒ２のうち、カム軸１０からのトルク反力がかからない遅角油圧室Ｒ２への油圧経路の切替を行うことで、機関弁５１、５２の位相が変化しないようにすることができる。

図１５（ａ）〜図１５（ｅ）は機関弁５１、５２のバルブ特性で位相可変装置１００Ｄの位相制御例を示す図である。図１５（ａ）は図１４（ａ）に対応する位相制御例を示す。図１５（ｂ）、図１５（ｃ）および図１５（ｅ）は図１４（ｂ）に対応する位相制御例、図１５（ｄ）は図１４（ｃ）に対応する位相制御例を示す。図１５（ａ）から図１５（ｅ）において、縦軸はバルブリフト量、横軸は位相を示す。また、図１５（ａ）から図１５（ｅ）では排気弁のバルブ特性も破線で同時に示している。

図１５（ａ）に示すように、図１４（ａ）に示す切替状態においては、機関弁５１、５２を同位相で同時に進角或いは遅角させることができる。そして、図１５（ａ）に示す位相状態で図１４（ｂ）に示す切替状態にした場合、図１５（ｂ）に示すように第１の機関弁５１の位相を遅角させるとともに、第２の機関弁５２の位相を進角させることで、機関弁５１、５２間の位相を拡大できる。さらに図１４（ｂ）に示す切替状態においては、図１５（ｃ）に示すように第２の機関弁５２の位相が最も進角した状態になった場合（開弁時期が位相ｅ１になった場合）に、この状態から第１の機関弁５１を遅角させるとともに、機関弁５１、５２間の位相を拡大することができる。

図１５（ｃ）に示す位相状態で図１４（ｃ）に示す切替状態にした場合、図１５（ｄ）に示すように第１の機関弁５１の位相を進角させるとともに、機関弁５１、５２間の位相差を縮小できる。また、図１５（ｄ）に示す位相状態で図１４（ｂ）に示す切替状態にした場合、図１５（ｅ）に示すように第１の機関弁５１の位相を進角させるとともに、第２の機関弁５２の位相を遅角させることで、機関弁５１、５２間の位相を縮小できる。

次に位相可変装置１００Ｄの作用効果について説明する。位相可変装置１Ｄは一つの第３の油圧制御弁３４でカム軸１０の位相制御をすることができる。このため、位相可変装置１００Ｄはカム軸１０を制御するにあたり、例えば複数の油圧制御弁を備える場合と比較して、カム軸１０の位相制御が複雑化することを回避できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

位相可変部 １Ａ、１Ｂ
ハウジング ２、２´
第１のロータ ３、３´
第２のロータ ４、４´
第１のロックピン ５ａ
第２のロックピン ６ａ
カム軸 １０
内軸 １１
外軸 １２
油圧回路部 ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ
ポンプ ３１
第１の油圧制御弁 ３２
第２の油圧制御弁 ３３Ａ、３３Ｂ
第３の油圧制御弁 ３４
第１の三方弁 ３５
第２の三方弁 ３６
エンジン ５０
第１の機関弁 ５１
第２の機関弁 ５２
ＥＣＵ ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ
位相可変装置 １００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ

Claims (10)

1. 入力される駆動力に応じて回転するとともに、内軸と外軸とからなる二重構造のカム軸に対して設けられ、
   液圧によって前記カム軸の位相を全体的に進角させる進角液圧室と、液圧によって前記カム軸の位相を全体的に遅角させる遅角液圧室と、液圧によって前記内軸および前記外軸間の位相差を変更するための位相差液圧室と、を単一のハウジング内に有する位相可変部を備えるカム軸の位相可変装置。
2. 請求項１記載のカム軸の位相可変装置であって、
   前記進角液圧室、前記遅角液圧室および前記位相差液圧室が、前記カム軸の周方向に沿って配置され、互いに作用し合う一組の液圧室を構成しているカム軸の位相可変装置。
3. 請求項１または２記載のカム軸の位相可変装置であって、
   前記位相可変部が、前記ハウジングとして前記カム軸を駆動する駆動力が入力されるハウジングを備えるとともに、前記内軸を駆動する第１のロータと、前記外軸を駆動する第２のロータとを備え、前記第１および第２のロータで前記ハウジングを挟み込むようにして構成されているカム軸の位相可変装置。
4. 請求項３記載のカム軸の位相可変装置であって、
   前記第１および第２のロータが、前記第１および第２のロータが備えるロータ本体それぞれの外周部に前記ハウジングとの摺動部を有するカム軸の位相可変装置。
5. 請求項３または４記載のカム軸の位相可変装置であって、
   前記ハウジングが軸方向において前記第２のロータと重なる位置に前記駆動力が入力される駆動力入力部を備えるカム軸の位相可変装置。
6. 請求項３から５いずれか１項記載のカム軸の位相可変装置であって、
   前記位相可変部を前記カム軸に設けた状態で、軸方向において前記第２のロータと前記外軸とによって挟み込まれるように設けられる鍔部を前記内軸に備えるカム軸の位相可変装置。
7. 請求項３から６いずれか１項記載のカム軸の位相可変装置であって、
   前記内軸および前記外軸のうち、前記外軸の内部に前記進角液圧室、前記遅角液圧室および前記位相差液圧室に個別に連通する液圧通路部を備えるカム軸の位相可変装置。
8. 請求項３から７いずれか１項記載のカム軸の位相可変装置であって、
   前記位相可変部が前記第１および第２のロータ間の相対的な動作を解除可能に拘束する拘束部をさらに備えるカム軸の位相可変装置。
9. 請求項１から８いずれか１項記載のカム軸の位相可変装置であって、
   前記進角液圧室と前記遅角液圧室とに接続され、供給する液圧を制御する第１の液圧制御弁と、
   前記第１の液圧制御弁と前記位相差液圧室とに接続され、供給する液圧を制御する第２の液圧制御弁と、をさらに備えるカム軸の位相可変装置。
10. 請求項１から９いずれか１項記載のカム軸の位相可変装置であって、
    前記進角液圧室と前記遅角液圧室とに接続され、液圧の供給先を切り替える第１の三方弁と、
    前記遅角液圧室と前記位相差液圧室とに接続され、液圧の供給先を切り替える第２の三方弁と、
    前記第１および第２の三方弁に接続され、供給する液圧を制御する液圧制御弁と、をさらに備えるカム軸の位相可変装置。
    
    
    

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