JP5904112B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の気筒を開閉する吸気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、作動液の圧力により吸気弁のバルブタイミングを調整する液圧式のバルブタイミング調整装置が、広く知られている。一般に液圧式バルブタイミング調整装置は、内燃機関のクランク軸及びカム軸とそれぞれ連動して回転するハウジングロータ及びベーンロータを備えており、ハウジングロータ内においてベーンロータが作動液の圧力を受けることで、それらロータ間の回転位相が変化する。かかる回転位相変化の結果、バルブタイミングが調整されることになる。

さて、液圧式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、内燃機関において最遅角位相よりも進角した回転位相を中間位相として、当該中間位相へ到達した回転位相を内燃機関の始動時にロックすることが、開示されている。こうしたロック機能によれば、吸気弁を閉じるタイミングが可及的に早くなることで、気筒での実圧縮比が高くなるので、圧縮加熱によって気筒内ガスの温度が上昇し、燃料気化が促進されることになる。故に、例えば極低温等の低温環境下にて停止状態のまま放置された内燃機関の冷間始動時には、始動性を確保できるのである。

しかし、吸気弁の閉じタイミングが早い特許文献１の液圧式バルブタイミング調整装置では、気筒での高い実圧縮比に起因して、例えば常温等の比較的高温環境下にある内燃機関の温間始動時に、次の問題を発生するおそれがある。その問題の一つは、ノッキングの発生である。また、別の一つは、アイドルストップシステム乃至はハイブリッドシステムに適用された内燃機関の再始動時、あるいはイグニッションオフによるエンジン停止直後の再始動時に、気筒内ガスの圧縮時温度が高くなり過ぎて点火前に自己着火するプリイグニションを招くことや、圧縮反力が大きいことでクランキング回転の変動が増大して不快な振動乃至は騒音を招くことである。

そこで、特許文献２に開示される液圧式バルブタイミング調整装置では、気筒内のピストンが下死点に到達するよりも遅いタイミングにて吸気弁を閉じるための遅角位相と、当該遅角位相よりも進角した中間位相とのうち一方を、内燃機関の始動時に選択している。このような回転位相の選択によれば、内燃機関の温度（以下、「エンジン温度」という）に適した始動を実現することが、可能となる。

特許第４１６１３５６号公報 特開２００２−２５６９１０号公報

ところが、特許文献２の液圧式バルブタイミング調整装置では、内燃機関の温間始動時に作動液の圧力をハウジングロータ内のベーンロータに与えることで、回転位相のロックではなく調整により、遅角位相を選択している。そのため、作動液の圧力が低下している始動時には、カム軸からの変動トルク作用によってベーンロータがハウジングロータに対する進角側へと相対回転し、回転位相が遅角位相からずれ易くなる。

また、特許文献２の液圧式バルブタイミング調整装置では、内燃機関の冷間始動時に中間位相への回転位相変化を変動トルクによって生じさせるため、ハウジングロータ内のベーンロータに圧力を与える作動液がドレンされている。その結果、ロック体に圧力を与える作動液もドレンされるため、当該ロック体がロック解除位置に移動して、中間位相でのロックが困難と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、エンジン温度に適した始動を実現する液圧式のバルブタイミング調整装置を、提供することにある。

本発明は、内燃機関の気筒（７）を開閉する吸気弁（９）のバルブタイミングを、作動液の圧力により調整するバルブタイミング調整装置において、内燃機関のクランク軸と連動して回転するハウジングロータ（１１）と、内燃機関のカム軸（２）と連動して回転し、ハウジングロータ内において作動液の圧力を受けることにより、ハウジングロータに対する回転位相が変化するベーンロータ（１４）と、主ロック部材（１６０，３１６０）及び主ロック孔（１６２）を有し、気筒内のピストン（８）が下死点に到達するよりも遅いタイミングにて吸気弁を閉じるための回転位相である主ロック位相（Ｐｍ）において、主ロック部材が主ロック孔へ嵌入することにより、回転位相をロックする主ロック手段（１６，３０１６）と、副ロック部材（１７０）及び副ロック孔（１７２）を有し、主ロック位相よりも進角した回転位相である副ロック位相（Ｐｓ）において、副ロック部材が副ロック孔へ嵌入することにより、回転位相をロックする副ロック手段（１７）と、主ロック部材の移動を制御するロック制御手段（１８，２０１８，３０１８）とを、備え、ベーンロータは、ハウジングロータ外に張り出して主ロック部材を支持する張出構造（１４４）を、有し、主ロック孔は、ハウジングロータに形成され、主ロック部材は、主ロック孔に嵌入する嵌入位置（Ｌｉ）と、主ロック孔から脱出する脱出位置（Ｌｅ）とに、往復移動し、ロック制御手段は、停止した内燃機関の温度が設定温度（Ｔｓ）以上となる間の温間停止状態の主ロック位相において、主ロック部材を嵌入位置に駆動する膨張状態（Ｓｅ）となる一方、停止した内燃機関の温度が設定温度未満となった後の冷間停止状態の主ロック位相において、主ロック部材を脱出位置に駆動する収縮状態（Ｓｃ）となる感温体（１８３，２１８３，３１６３）を、有することを特徴とする。

このような本発明の特徴によると、停止した内燃機関にてエンジン温度が設定温度以上となる間の温間停止状態の主ロック位相では、感温体が膨張状態となる。このとき、ハウジングロータ外への張出構造によってベーンロータが支持する主ロック部材は、ハウジングロータの主ロック孔に対して嵌入位置に駆動されるため、主ロック位相での回転位相ロックが達成され得る。ここで、気筒内ピストンが下死点に到達するよりも遅いタイミングにて吸気弁を閉じる主ロック位相では、内燃機関の次の始動時に、下死点到達後のピストンのリフトアップに応じて気筒内ガスが吸気系に押出されることで、実圧縮比が低下する。故に、設定温度以上での温間停止後となる温間始動時には、主ロック位相での回転位相ロックを維持して、ノッキングやプリイグニション、不快な振動乃至は騒音といった始動不具合（以下、単に「始動不具合」という）の発生を、抑制できる。

これに対し、停止した内燃機関にてエンジン温度が設定温度未満となった後の冷間停止状態の主ロック位相では、感温体が収縮状態となる。このとき、ベーンロータの支持する主ロック部材は、ハウジングロータの主ロック孔に対して脱出位置に駆動されるため、主ロック位相での回転位相ロックが解除され得る。故に、内燃機関の次の始動時には、カム軸からの変動トルク作用によってベーンロータがハウジングロータに対する進角側へと相対回転する。その結果、主ロック位相よりも進角した副ロック位相にまで回転位相が変化すると、副ロック部材が副ロック孔に嵌入して回転位相が副ロック位相にロックされることで、吸気弁を閉じるタイミングが可及的に早くなる。これにより、気筒内ガスの押出し量が減少して、当該ガスの温度が実圧縮比と共に上昇するので、設定温度未満での冷間停止後となる冷間始動時にあっても、着火性を向上させて始動性を確保できる。

以上の如き本発明の特徴によれば、エンジン温度に適した始動を実現可能となる。

ここで、本発明のさらなる特徴としては、主ロック機構は、主復原力を発生する主弾性部材（１６３，３１６３）を、有し、主ロック部材は、ベーンロータの径方向において、内側の嵌入位置と外側の脱出位置とに往復移動し、内燃機関の始動後の通常運転状態において主復原力に抗して発生する遠心力は、内燃機関の停止により消失する。

この特徴によると、主弾性部材の主復原力に抗した遠心力は、内燃機関の停止により消失するので、当該停止に伴って主ロック部材は、ベーンロータの径方向（以下、解決手段の欄では、単に「径方向」という）内側の嵌入位置側へと移動する。この後、温間停止状態の主ロック位相では、設定温度以上にて膨張状態となる感温体により、主ロック部材が嵌入位置に駆動されるので、主ロック位相での回転位相ロックが達成され得る。また一方、冷間停止状態の主ロック位相では、設定温度未満にて収縮状態となる感温体により、主ロック部材が脱出位置に駆動されるので、主ロック位相での回転位相ロックが解除され得る。さらに、内燃機関の始動後の通常運転状態では、遠心力を受ける主ロック部材が主復原力に抗した径方向外側の脱出位置側へと移動することで、主ロック位相からの回転位相変化が許容され得る。以上によれば、温間始動時と冷間始動時とにそれぞれ適した回転位相への切替えと、始動後の通常運転時における自由なバルブタイミング調整とを、実現可能となる。

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の基本構成を示す図であって、図２のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図２とは異なる作動状態を示す断面図である。 図１のIV−IV線矢視図である。 図１のバルブタイミング調整装置の一作動状態を示す模式図である。 図１のバルブタイミング調整装置の図５とは別の作動状態を示す模式図である。 図１のバルブタイミング調整装置の図５，６とは別の作動状態を示す模式図である。 図１のバルブタイミング調整装置の図５〜７とは別の作動状態を示す模式図である。 図１のバルブタイミング調整装置の特徴を説明するための模式図である。 図１のバルブタイミング調整装置の特徴を説明するための特性図である。 図１のバルブタイミング調整装置に作用する変動トルクについて説明するための特性図である。 図１のバルブタイミング調整装置について一作動例を説明するためのグラフである。 図１のバルブタイミング調整装置について図１２とは別の作動例を説明するためのグラフである。 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の一作動状態を示す模式図である。 図１４のバルブタイミング調整装置の図１４とは別の作動状態を示す模式図である。 本発明の第三実施形態によるバルブタイミング調整装置を、図４に対応して示す図である。 図１６のバルブタイミング調整装置の図１６とは別の作動状態を示す模式図である。 図１６のバルブタイミング調整装置の図１６，１７とは別の作動状態を示す模式図である。

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場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように、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は、車両の内燃機関に搭載される。尚、本実施形態において内燃機関の停止及び始動は、エンジンスイッチＳＷのオフ指令及びオン指令に応じるだけでなく、アイドルストップシステムＩＳＳのアイドルストップ指令及び再始動指令にも応じて、実現される。

（基本構成）
まず、バルブタイミング調整装置１の基本構成につき、説明する。バルブタイミング調整装置１は、「作動液の圧力」として作動油の圧力を利用する液圧式であり、機関トルクの伝達によりカム軸２が開閉する「動弁」として吸気弁９（後に詳述する図１０参照）のバルブタイミングを調整する。図１〜４に示すようにバルブタイミング調整装置１は、内燃機関にてクランク軸（図示しない）から出力される機関トルクをカム軸２へ伝達する伝達系に設置の回転駆動部１０と、当該駆動部１０を駆動するために作動油の入出を制御する制御部４０とを、備えている。

（回転駆動部）
図１，２，４に示すように、回転駆動部１０において金属製のハウジングロータ１１は、リアプレート１３とフロントプレート１５とをシューリング１２の軸方向両端部にそれぞれ締結してなる。シューリング１２は、円筒状のハウジング本体１２０、複数のシュー１２１，１２２，１２３及びスプロケット１２４を有している。図２に示すように各シュー１２１，１２２，１２３は、ハウジング本体１２０のうち回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から、径方向内側へ突出している。回転方向において隣り合うシュー１２１，１２２，１２３の間には、それぞれ収容室２０が形成されている。スプロケット１２４は、タイミングチェーン（図示しない）を介してクランク軸と連繋する。かかる連繋により内燃機関の回転中は、機関トルクがクランク軸からスプロケット１２４へと伝達されることで、ハウジングロータ１１がクランク軸と連動して一定方向（図２の時計方向）に回転する。

図１，２に示すように金属製のベーンロータ１４は、ハウジングロータ１１内に同軸上に収容されており、軸方向両端部をそれぞれリアプレート１３とフロントプレート１５とに摺動させる。ベーンロータ１４は、円筒状の回転軸１４０及び複数のベーン１４１，１４２，１４３を有している。回転軸１４０は、カム軸２に対して同軸上に固定されている。かかる固定によりベーンロータ１４は、カム軸２と連動してハウジングロータ１１と同一方向（図２の時計方向）に回転可能しつつ、ハウジングロータ１１に対して相対回転可能となっている。

図２に示すように各ベーン１４１，１４２，１４３は、回転軸１４０のうち回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向外側へ突出し、それぞれ対応する収容室２０に収容されている。各ベーン１４１，１４２，１４３は、対応する収容室２０を回転方向に分割することで、作動油が入出する進角室２２，２３，２４及び遅角室２６，２７，２８を、ハウジングロータ１１内に区画している。具体的には、シュー１２１及びベーン１４１の間には進角室２２が形成され、シュー１２２及びベーン１４２の間には進角室２３が形成され、シュー１２３及びベーン１４３の間には進角室２４が形成されている。また一方、シュー１２２及びベーン１４１の間には遅角室２６が形成され、シュー１２３及びベーン１４２の間には遅角室２７が形成され、シュー１２１及びベーン１４３の間には遅角室２８が形成されている。

図１，４に示すようにベーンロータ１４は、ハウジングロータ１１外に張り出す張出構造１４４を、他要素１４０，１４１，１４２，１４３と一体回転可能に有している。具体的に張出構造１４４は、ブッシュ部１４４ａ、アーム部１４４ｂ及び支持部１４４ｃを、同一の金属材料により一体形成している。有底円筒状のブッシュ部１４４ａは、フロントプレート１５の中心孔１５０の内周側を同軸上に貫通している。帯形平板状のアーム部１４４ｂは、ブッシュ部１４４ａから径方向両側にそれぞれ延出することで、フロントプレート１５と間隔をあけて実質平行に向き合っている。円弧板状の支持部１４４ｃは、一方のアーム部１４４ｂから軸方向のハウジングロータ１１側へ突出しており、ハウジング本体１２０及びフロントプレート１５の各外周面と摺動する。

支持部１４４ｃは、円筒状の金属製主ロック部材１６０を、回転軸１４０に対して実質垂直な軸方向、即ちベーンロータ１４の径方向に往復移動可能に支持している。また、シューリング１２は、ハウジング本体１２０の外周面にて支持部１４４ｃ側へ向かって開口する主ロック孔１６２を、円筒孔状に形成している。こうした構成下、図５に示すように主ロック部材１６０は、回転中のベーンロータ１４に作用する遠心力の消失により、主ロック孔１６２へと嵌入する。かかる嵌入により主ロック部材１６０は、ハウジングロータ１１に対するベーンロータ１４の回転位相（以下、単に「回転位相」という）を、図２の主ロック位相Ｐｍにロックする。また一方、図６〜８に示すように主ロック部材１６０は、ベーンロータ１４に作用する遠心力を受けること等により、主ロック孔１６２から脱出する。かかる脱出により主ロック部材１６０は、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックを解除する。

図１，２に示すようにベーン１４２は、回転軸１４０に対して偏心する円筒状の金属製副ロック部材１７０を、軸方向に往復移動可能に支持している。また、ベーン１４２は、作動油の入出する円環空間状のロック解除室１７１を、副ロック部材１７０の周りに形成している。さらにリアプレート１３は、ベーンロータ１４側へ向かって開口する副ロック孔１７２を、円筒孔状に形成している。こうした構成下、図７に示すように副ロック部材１７０は、ロック解除室１７１からの作動油排出により、副ロック孔１７２へと嵌入する。かかる嵌入により副ロック部材１７０は、回転位相を図３の副ロック位相Ｐｓにロックする。また一方、図１，５，６，８に示すように副ロック部材１７０は、ロック解除室１７１に導入された作動油の圧力を受けることで、副ロック孔１７２から脱出する。かかる脱出により副ロック部材１７０は、副ロック位相Ｐｓにおける回転位相のロックを解除する。

以上の回転駆動部１０では、進角室２２，２３，２４及び遅角室２６，２７，２８に対して入出される作動油の圧力を、ベーンロータ１４がハウジングロータ１１内にて受ける。このとき、各ロック部材１６０，１７０による回転位相ロックの解除下、進角室２２，２３，２４への作動油導入且つ遅角室２６，２７，２８からの作動油排出が生じることで、回転位相が進角側へ変化する（例えば、図２から図３への変化）。その結果、バルブタイミングが進角調整される。また一方、各ロック部材１６０，１７０による回転位相ロックの解除下、遅角室２６，２７，２８への作動油導入且つ進角室２２，２３，２４からの作動油排出が生じることで、回転位相が遅角側へ変化する（例えば、図３から図２への変化）。その結果、バルブタイミングが遅角調整される。さらに、各ロック部材１６０，１７０による回転位相ロックの解除下、進角室２２，２３，２４及び遅角室２６，２７，２８に作動油が閉じ込められることで、回転位相の変化が抑制されて、バルブタイミングが略一定に保持される。

（制御部）
図１，５に示す制御部４０において、主進角通路４１は、回転軸１４０に形成されて進角室２２，２３，２４と連通している。主遅角通路４５は、回転軸１４０に形成されて遅角室２６，２７，２８と連通している。ロック解除通路４９は、回転軸１４０に形成されてロック解除室１７１と連通している。

回転軸１４０に形成される主供給通路５０は、供給源としてのポンプ４に搬送通路３を介して連通している。ここでポンプ４は、内燃機関の回転中に機関トルクを受けて駆動されるメカポンプであり、当該回転中は、ドレンパン５から吸入した作動油を継続して吐出する。それと共に、カム軸２及びその軸受を貫通する搬送通路３は、カム軸２の回転に拘らずに常にポンプ４の吐出口と連通可能となっている。これらのことから、ポンプ４から主供給通路５０への作動油供給は、クランキングにより内燃機関が始動して完爆することで高い必要圧力にて行われ、また内燃機関と共に停止することとなる。

副供給通路５２は、回転軸１４０に形成されて主供給通路５０から分岐している。副供給通路５２は、ポンプ４から供給される作動油を、主供給通路５０を通じて受ける。ドレン回収通路５４は、回転駆動部１０に設けられている。ドレン回収通路５４は、ドレン回収部としてのドレンパン５と共に大気に開放され、当該ドレンパン５へ作動油を排出可能となっている。

制御弁６０は、リニアソレノイド６２が発生する駆動力と、付勢部材６４が当該駆動力と反対向きに発生する復原力とを利用する、所謂スプール弁である。制御弁６０は、図１，２に示すスリーブ６６内のスプール６８を軸方向に往復移動させる。スプール６８が図５〜７のロック領域Ｒｌへ移動したときには、ポンプ４からの作動油が遅角室２６，２７，２８に導入されると共に、進角室２２，２３，２４及びロック解除室１７１の作動油がドレンパン５に排出される。スプール６８が図８の遅角領域Ｒｒへ移動したときには、進角室２２，２３，２４の作動油がドレンパン５に排出されると共に、ポンプ４からの作動油が遅角室２６，２７，２８及びロック解除室１７１に導入される。スプール６８が図８の進角領域Ｒａへ移動したときには、遅角室２６，２７，２８の作動油がドレンパン５に排出されると共に、ポンプ４からの作動油が進角室２２，２３，２４及びロック解除室１７１に導入される。スプール６８が図８の保持領域Ｒｈへ移動したときには、ポンプ４からの作動油がロック解除室１７１に導入されつつ、進角室２２，２３，２４及び遅角室２６，２７，２８に作動油が閉じ込められる。

制御回路８０は、図１に示すリニアソレノイド６２やエンジンスイッチＳＷ、内燃機関の各種電装品等と電気接続されるマイクロコンピュータであり、アイドルストップシステムＩＳＳを構成している。制御回路８０は、リニアソレノイド６２への通電及びアイドルストップを含む内燃機関の運転を、コンピュータプログラムに従い制御する。

（主ロック機構）
次に、図１，２，４に示すように、主ロック部材１６０及び主ロック孔１６２の組に主弾性部材１６３を組み合わせてなる「主ロック手段」としての主ロック機構１６につき、詳細に説明する。尚、以下の実施形態の説明では、ベーンロータ１４の径方向を単に「径方向」という。

図１，４に示すように段付円柱状の主ロック部材１６０は、ハウジング本体１２０側の大径ロック部１６０ａを、主ロック孔１６２に対して入出させる。ここで特に、図５の如く大径ロック部１６０ａが主ロック孔１６２に嵌入する位置を嵌入位置Ｌｉと定義し、図６〜８の如く大径ロック部１６０ａが主ロック孔１６２から脱出する位置を脱出位置Ｌｅと定義する。かかる定義によれば、主ロック部材１６０は、径方向内側の嵌入位置Ｌｉと径方向外側の脱出位置Ｌｅとに往復移動することになる。また、回転中のベーンロータ１４に作用する遠心力は、主ロック部材１６０に対して脱出位置Ｌｅ側へと作用することになる。

図１，４に示すように主弾性部材１６３は、金属製の円弧状板ばねであり、ハウジング本体１２０の外周面に沿って一対配置されている。各主弾性部材１６３は、張出部１４４にてアーム部１４４ｂから突出する金属製突出ピン１４４ｄと、後に詳述する可動シリンダ１８１との間に、介装されている。かかる介装状態の各主弾性部材１６３は、図５〜８の如く可動シリンダ１８１を介して主ロック部材１６０をハウジング本体１２０側へと付勢するように、主復原力を発生する。したがって、図５，６の主ロック位相Ｐｍにおいて主復原力は、主ロック孔１６２側となる嵌入位置Ｌｉ側へ向かって、主ロック部材１６０に作用する。尚、本実施形態の各主弾性部材１６３は、遠心力の発生時に、嵌入位置Ｌｉ側への主復原力を主ロック部材１６０に作用させる弾性変形状態となるが、遠心力の消失時にも、後に詳述する内側ストッパ１４４ｅの係止作用により当該弾性変形状態を維持する。

以上の構成下、主ロック孔１６２への主ロック部材１６０の嵌入により実現される主ロック位相Ｐｍは、図２，９に示す如き最遅角位相に予設定されている。そして、特に本実施形態の主ロック位相Ｐｍは、図１０に示すように、内燃機関の気筒７内のピストン８が下死点ＢＤＣに到達するタイミングよりも遅いタイミングにて吸気弁９を閉じるための回転位相に、予設定されている。

（ロック制御機構）
次に、図１，２，４に示すように、主ロック機構１６に組み付けられる「ロック制御手段」としてのロック制御機構１８につき、詳細に説明する。

ロック制御機構１８は、主ロック部材１６０の移動を制御するために、可動シリンダ１８１、シール部材１８２及び感温体１８３を組み合わせて構成されている。

図１，４に示すように金属製の可動シリンダ１８１は、有底円筒状であり、ハウジング本体１２０の外周側に配置されている。可動シリンダ１８１は、張出構造１４４との間の各主弾性部材１６３により、弾性支持されている。かかる支持により可動シリンダ１８１は、張出構造１４４に設けられたストッパ１４４ｅ，１４４ｆの間において径方向の内側と外側とに往復移動可能となっている。ここで、可動シリンダ１８１の径方向内側において支持部１４４ｃに形成される内側ストッパ１４４ｅは、当該シリンダ１８１の径方向内側への移動を係止により規制する。また一方、可動シリンダ１８１の径方向外側において張出構造１４４のブラケット１４４ｇに形成される外側ストッパ１４４ｆは、当該シリンダ１８１の径方向外側への移動を係止により規制する。尚、ブラケット１４４ｇは、支持部１４４ｃと別の金属材料により別体形成されて、支持部１４４ｃに固定されている。

本実施形態において遠心力の消失する内燃機関の停止中、各主弾性部材１６３から主復原力を受けて径方向内側へと付勢される可動シリンダ１８１は、図５，６の如く内側ストッパ１４４ｅに係止される。それと共に、遠心力が主復原力より小さくなる内燃機関の始動中も、径方向内側へと付勢される可動シリンダ１８１は、図５〜７の如く内側ストッパ１４４ｅに係止される。また一方、始動後において遠心力が主復原力より大きくなる内燃機関の通常運転中は、径方向外側へと付勢される可動シリンダ１８１は、図８の如く外側ストッパ１４４ｆに係止される。

図１，４に示すように、可動シリンダ１８１に形成されるシリンダ室１８１ａには、主ロック部材１６０のうちハウジング本体１２０とは反対側の小径ピストン部１６０ｂが、進退可能に同軸上に挿入されている。シリンダ室１８１ａと小径ピストン部１６０ｂの間は、ゴム製のＯリングであるシール部材１８２の介装によって、シールされている。

感温体１８３は、液状の非圧縮性サーモワックスであり、周囲温度に従う膨縮特性を有している。感温体１８３は、図１，２，４に示すように、シリンダ室１８１ａ内に液密に封入されている。かかる封入構造により感温体１８３は、周囲温度を決めるエンジン温度に応じて膨縮することで、可動シリンダ１８１に対して主ロック部材１６０を相対的に駆動する。

具体的に、エンジン温度が設定温度Ｔｓ（後に詳述の図１２，１３参照）以上となる図５の場合に感温体１８３は、体積膨張により膨張状態Ｓｅとなることで、内圧を上昇させる。その結果、上昇した内圧を感温体１８３から受ける主ロック部材１６０では、小径ピストン部１６０ｂの一部がシリンダ室１８１ａから径方向内側へと押出される。このとき特に、内燃機関の停止中又は始動中の主ロック位相Ｐｍでは、内側ストッパ１４４ｅに係止される可動シリンダ１８１に対して、図５の如く主ロック部材１６０が嵌入位置Ｌｉに駆動される。

また一方、エンジン温度が設定温度Ｔｓ未満となる図６，７の場合に感温体１８３は、体積収縮により収縮状態Ｓｃとなることで、内圧を低下させる。その結果、低下した内圧を感温体１８３から受ける主ロック部材１６０では、小径ピストン部１６０ｂがシリンダ室１８１ａ内に引込まれる。このとき特に、内燃機関の停止中又は始動中の主ロック位相Ｐｍでは、内側ストッパ１４４ｅに係止される可動シリンダ１８１に対して、主ロック部材１６０が脱出位置Ｌｅに駆動される。

さらに、本実施形態において図８に示す内燃機関の通常運転中は、エンジン温度に拘らず、即ち感温体１８３の膨縮状態Ｓｅ，Ｓｃに拘らず、主復原力に抗した遠心力によって可動シリンダ１８１が、主ロック部材１６０と共に径方向外側へと付勢される。その結果、可動シリンダ１８１が外側ストッパ１４４ｆに係止されると共に、主ロック部材１６０が脱出位置Ｌｅに移動する。

尚、上述の設定温度Ｔｓは、内燃機関の停止中の主ロック位相Ｐｍにて主ロック部材１６０が主ロック孔１６２に対する嵌入状態から脱出状態へ切り替わるときのエンジン温度と実質一致するように、例えば４０〜６０℃の範囲内等の温度に予設定される。

（副ロック機構）
次に、図１，２に示すように、副ロック要素１７０，１７１，１７２の組に副弾性部材１７３及び制限溝１７４を組み合わせてなる「副ロック手段」としての副ロック機構１７につき、詳細に説明する。

図１に示すように副弾性部材１７３は、金属製のコイルスプリングであり、ベーン１４２内に収容されている。副弾性部材１７３は、ベーン１４２にてリアプレート１３とは反対側のスプリング受部１４２ａと、副ロック部材１７０のスプリング受部１７０ａとの間において、軸方向に介装されている。かかる介装状態により副弾性部材１７３は、副ロック部材１７０をリアプレート１３側へ付勢するように、副復原力を発生する。したがって、図７，８の副ロック位相Ｐｓにおいて副復原力は、副ロック孔１７２側へと向かって副ロック部材１７０に作用する。また、ロック解除室１７１からの圧力作用により副ロック部材１７０を駆動する力は、副復原力に抗して副ロック部材１７０に作用する。

図２，３，５に示すように制限溝１７４は、リアプレート１３において回転方向に延伸する有底長孔状に、形成されている。この制限溝１７４の中途部の溝底には、副ロック孔１７２が開口している。かかる開口構造により、副ロック孔１７２の回転方向両側にて副ロック部材１７０が制限溝１７４に進入するときには、副ロック位相Ｐｓを挟む所定の回転位相領域に、回転位相が制限される。また、回転位相が副ロック位相Ｐｓに到達することで、制限溝１７４内の副ロック部材１７０が副ロック孔１７２に嵌入するときには、図７の副ロック位相Ｐｓにて回転位相ロックが実現される。

以上の構成下、副ロック孔１７２への副ロック部材１７０の嵌入により実現される副ロック位相Ｐｓは、図３，９に示す如く主ロック位相Ｐｍよりも進角した中間位相に、予設定されている。そして、特に本実施形態の副ロック位相Ｐｓは、図１０に示すように、内燃機関の気筒７内のピストン８が下死点ＢＤＣに到達するタイミング乃至はその近傍のタイミングにて吸気弁９を閉じるための回転位相に、予設定されている。

（ベーンロータへの変動トルク作用）
次に、カム軸２からベーンロータ１４に作用する変動トルクにつき、説明する。

内燃機関の回転中は、カム軸２が開閉駆動する吸気弁９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。図１１に例示するように変動トルクは、ハウジングロータ１１に対する進角側へ作用する負トルクと、ハウジングロータ１１に対する遅角側へ作用する正トルクとの間にて、交番変動する。本実施形態の変動トルクについては、カム軸２及びその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が負トルクのピークトルクよりも大きくなっており、それらの平均トルクが正トルク側（遅角側）に偏っている。

（ベーンロータの付勢構造）
次に、ベーンロータ１４を副ロック位相Ｐｓへ向かって付勢するための付勢構造につき、説明する。

図４に示す回転駆動部１０において各ロータ１１，１４には、それぞれ係止ピン１１０，１４６が設けられている。第一係止ピン１１０は、フロントプレート１５においてハウジング本体１２０とは軸方向反対側へ突出する円柱状に、形成されている。第二係止ピン１４６は、支持部１４４ｃとは反対側のアーム部１４４ｂから軸方向のフロントプレート１５側へと突出する円柱状に、形成されている。これら各係止ピン１１０，１４６は、ロータ１１，１４の回転中心線から実質同一距離だけ偏心した箇所に、軸方向では互いにずれて配置されている。

図１，４に示すように、フロントプレート１５及び各アーム部１４４ｂの間には、進角弾性部材１９が配置されている。進角弾性部材１９は、実質同一平面上にて金属素線を巻いた渦巻きスプリングであり、その渦巻き中心がロータ１１，１４の回転中心線と心合わせされている。進角弾性部材１９の内周側端部は、回転軸１４０の外周部に巻装されている。進角弾性部材１９の外周側端部は、図４の如くＵ字状に屈曲されて係止部１９０を形成している。係止部１９０は、係止ピン１１０，１４６のうち回転位相に応じたピンにより、係止可能となっている。

以上の構成下、副ロック位相Ｐｓよりも遅角側、即ちロック位相Ｐｓ，Ｐｍの間に回転位相が変化した状態では、係止部１９０が第一係止ピン１１０に係止される。このとき、係止部１９０から第二係止ピン１４６が離脱するので、進角弾性部材１９がねじり弾性変形して発生する復原力は、ハウジングロータ１１に対する進角側の回転トルクとしてベーンロータ１４に作用する。即ちベーンロータ１４は、進角側の副ロック位相Ｐｓへ向かって付勢される。ここで、ロック位相Ｐｓ，Ｐｍの間にて進角弾性部材１９の復原力は、遅角側に偏った変動トルク（図１１参照）の平均値よりも大きくなるように、予設定されている。また一方、副ロック位相Ｐｓよりも進角側に回転位相が変化した状態では、係止部１９０が第二係止ピン１４６に係止される。このとき、係止部１９０から第一係止ピン１１０が離脱するので、進角弾性部材１９によるベーンロータ１４の付勢作用は制限される。

（作動）
次に、装置１の作動を詳細に説明する。

（１） 通常運転
始動により完爆した後における内燃機関の通常運転状態では、スプール６８を領域Ｒｒ，Ｒａ，Ｒｈのいずれかに移動させる。このときベーンロータ１４には、主復原力より大きな遠心力が作用すると共に、内燃機関の回転速度に応じた高い圧力にて、ポンプ４からの作動油供給が図１２，１３の如く継続される。その結果、遠心力を受ける主ロック部材１６０は、感温体１８３の膨縮状態Ｓｅ，Ｓｃに拘らず主ロック孔１６２から脱出すると共に、ロック解除室１７１の作動油圧力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２から脱出する。したがって、各ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでの回転位相ロックの解除状態が維持されることになる（図８）。こうしたロック解除状態下、スプール６８の移動位置を領域Ｒｒ，Ｒａ，Ｒｈのいずれかに適時に変更することで、バルブタイミングが適宜調整される。

（２） 停止・始動
エンジンスイッチＳＷのオフ指令又はアイドルストップシステムＩＳＳのアイドルストップ指令といった停止指令に応じて、図１２，１３の如く内燃機関が停止するときには、燃料カットにより内燃機関を慣性回転状態とする前に、スプール６８をロック領域Ｒｌに移動させる。このときポンプ４からの作動油供給は、内燃機関の回転速度に応じた高い圧力にて継続される。故に、遅角室２６，２７，２８の作動油圧力によって回転位相が最遅角位相としての主ロック位相Ｐｍに変化する。

こうした主ロック位相Ｐｍへの変化後において内燃機関を図１２，１３の如く慣性回転状態とすると、遠心力が主復原力よりも低下すると共に、ポンプ４からの供給圧力が当該慣性回転の速度に応じて低下する。その結果、主復原力を受ける可動シリンダ１８１は、径方向内側への移動を内側ストッパ１４４ｅにより規制されると共に、遅角室２６，２７，２８の作動油圧力が低下する。さらに、慣性回転が完全に停止すると、遠心力及び遅角室２６，２７，２８の作動油圧力が消失して、内燃機関が主ロック位相Ｐｍでの停止状態となる。

図１２の如くエンジン温度が設定温度Ｔｓ以上となる間の温間停止状態では、内側ストッパ１４４ｅに係止された可動シリンダ１８１のシリンダ室１８１ａ内にて、感温体１８３が膨張状態Ｓｅとなる。その結果、主ロック部材１６０は、シリンダ室１８１ａから押出されて嵌入位置Ｌｉに駆動される（図５）。またこのとき、ロック解除室１７１の圧力消失状態にて副復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２及び制限溝１７４の外部でリアプレート１３と接触する（図５）。こうした駆動及び接触の結果、回転位相が主ロック位相Ｐｍにロックされる。

この後、エンジンスイッチＳＷのオン指令又はアイドルストップシステムＩＳＳの再始動指令といった始動指令に応じて、内燃機関のクランキングが設定温度Ｔｓ以上で開始される温間始動時には、図１２に示すように感温体１８３が膨張状態Ｓｅに維持される。またこのとき、スプール６８の移動位置はロック領域Ｒｌに保持され、且つポンプ４からの作動油供給は実質止まった状態となる。これらのことから、主復原力より遠心力の小さな状態にて主ロック部材１６０は、嵌入位置Ｌｉを維持する（図５）。それと共に、ロック解除室１７１の圧力消失状態にて副復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２及び制限溝１７４の外部でリアプレート１３と接触する（図５）。こうした嵌入維持及び接触の結果、回転位相が主ロック位相Ｐｍにロックされた状態で、内燃機関が完爆する。

以上に対し、図１３の如くエンジン温度が設定温度Ｔｓ未満になった後の冷間停止状態では、内側ストッパ１４４ｅに係止された可動シリンダ１８１のシリンダ室１８１ａ内にて、感温体１８３が収縮状態Ｓｃとなる。その結果、主ロック部材１６０は、シリンダ室１８１ａ内に引込まれて脱出位置Ｌｅに駆動される（図６）。またこのとき、ロック解除室１７１の圧力消失状態にて副復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２及び制限溝１７４の外部でリアプレート１３と接触する（図６）。こうした駆動及び接触の結果、各ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでの回転位相ロックが解除された状態となる。

この後、エンジンスイッチＳＷのオン指令又はアイドルストップシステムＩＳＳの再始動指令といった始動指令に応じて、内燃機関のクランキングが設定温度Ｔｓ未満で開始される冷間始動時には、図１３に示すように感温体１８３が収縮状態Ｓｃに維持される。またこのとき、スプール６８の移動位置はロック領域Ｒｌに保持され、且つポンプ４からの作動油供給は実質止まった状態となる。これらのことから、主復原力より遠心力の小さな状態にて主ロック部材１６０は、脱出位置Ｌｅを維持する（図６）。それと共に、ロック解除室１７１の圧力消失状態にて副復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２及び制限溝１７４の外部でリアプレート１３と接触することになる（図６）。

このようにして各ロック位相Ｐｍ，Ｐｓでの回転位相ロックが解除されている冷間始動時のベーンロータ１４は、負トルクの作用によってハウジングロータ１１に対する進角側へと相対回転することで、主ロック位相Ｐｍから回転位相を進角させる。その結果、ロック解除室１７１の圧力消失状態にて副復原力を受ける副ロック部材１７０は、まず、制限溝１７４へと進入する。これにより、正トルク作用時のベーンロータ１４がハウジングロータ１１に対する遅角側へと相対回転しても、主ロック位相Ｐｍへの回転位相の戻りは、図１３の如く制限されることになる。

さらにこの後、負トルクの作用により回転位相がさらに進角して副ロック位相Ｐｓまで変化すると、ロック解除室１７１の圧力消失状態にて副復原力を受ける副ロック部材１７０は、副ロック孔１７２へ嵌入する（図７）。またこのとき、主復原力より遠心力の小さな状態にて主ロック部材１６０は、脱出位置Ｌｅを維持する（図７）。こうした嵌入及び脱出維持の結果、図１３に示すように回転位相が副ロック位相Ｐｓにロックされた状態で、内燃機関が完爆する。

（作用効果）
以上説明した第一実施形態によると、停止した内燃機関にてエンジン温度が設定温度Ｔｓ以上となる間の温間停止状態の主ロック位相Ｐｍでは、感温体１８３が膨張状態Ｓｅとなる。このとき、ハウジングロータ１１外への張出構造１４４によってベーンロータ１４が支持する主ロック部材１６０は、ハウジングロータ１１の主ロック孔１６２に対して嵌入位置Ｌｉに駆動されるため、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックが達成され得る。ここで、気筒７内のピストン８が下死点ＢＤＣに到達するよりも遅いタイミングにて吸気弁９を閉じる主ロック位相Ｐｍでは、内燃機関の次の始動時に、下死点到達後のピストン８のリフトアップに応じて気筒７内ガスが吸気系に押出されることで、実圧縮比が低下する（デコンプレッション効果）。故に、設定温度Ｔｓ以上での温間停止後となる温間始動時、例えばアイドルストップシステムＩＳＳによる再始動が頻繁に繰り返される場合でも、主ロック部材１６０を嵌入位置Ｌｉに定位させて主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックを維持することで、始動不具合の発生を抑制できる。

これに対し、停止した内燃機関にてエンジン温度が設定温度Ｔｓ未満になった後の冷間停止状態の主ロック位相Ｐｍでは、感温体１８３が収縮状態Ｓｃとなる。このとき、ベーンロータ１４の支持する主ロック部材１６０は、ハウジングロータ１１の主ロック孔１６２に対して脱出位置Ｌｅに駆動されるため、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックが解除され得る。故に、内燃機関の次の始動時には、カム軸２からの変動トルク作用のうち負トルク作用によって、ベーンロータ１４がハウジングロータ１１に対する進角側へと相対回転する。その結果、主ロック位相Ｐｍよりも進角した副ロック位相Ｐｓにまで回転位相が変化すると、副ロック部材１７０が副ロック孔１７２に嵌入して回転位相が副ロック位相Ｐｓにロックされることで、吸気弁９を閉じるタイミングが可及的に早くなる。これにより、気筒７内ガスの押出し量が減少して、当該ガスの温度が実圧縮比と共に上昇するので、設定温度Ｔｓ未満での冷間停止後となる冷間始動時、例えば極低温環境下での車両の長時間放置後の始動時やシステムＩＳＳにより一時停止したまま運転終了する場合の再始動時等にあっても、着火性を向上させて始動性を確保できる。

以上の如き第一実施形態によれば、エンジン温度に適した始動を実現することが、可能となる。

ここで特に、各主弾性部材１６３の主復原力に抗した遠心力は、内燃機関の停止により消失するので、当該停止に伴って主ロック部材１６０は、径方向内側の嵌入位置Ｌｉ側へと移動する。この後、温間停止状態の主ロック位相Ｐｍでは、設定温度Ｔｓ以上にて膨張状態Ｓｅとなる感温体１８３により、主ロック部材１６０が嵌入位置Ｌｉに駆動されるので、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックが達成され得る。また一方、冷間停止状態の主ロック位相Ｐｍでは、設定温度Ｔｓ未満にて収縮状態Ｓｃとなる感温体１８３により、主ロック部材１６０が脱出位置Ｌｅに駆動されるので、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックが解除され得る。さらに、内燃機関の始動後の通常運転状態では、遠心力を受ける主ロック部材１６０が主復原力に抗した径方向外側の脱出位置Ｌｅ側へ移動することで、主ロック位相Ｐｍからの回転位相変化が許容され得る。以上によれば、温間始動時と冷間始動時とにそれぞれ適した回転位相への切替えと、始動後の通常運転時における自由なバルブタイミング調整とを、実現可能となる。

加えて、主ロック部材１６０の進退するシリンダ室１８１ａ内に感温体１８３としてのサーモワックスが封入される可動シリンダ１８１は、張出構造１４４との間に介装される各主弾性部材１６３により、径方向の内側と外側とに往復移動可能に支持される。こうした支持形態において、主復原力に抗して発生する遠心力の消失後には、温間停止状態のシリンダ室１８１ａ内にてサーモワックスが膨張状態Ｓｅとなることで、主ロック部材１６０がシリンダ室１８１ａから押出されて嵌入位置Ｌｉに駆動される。これにより、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックは、設定温度Ｔｓ以上のエンジン温度に応じた適時に達成され得る。また一方、冷間停止状態のシリンダ室１８１ａ内では、サーモワックスが収縮状態Ｓｃとなることで、主ロック部材１６０がシリンダ室１８１ａ内に引込まれて脱出位置Ｌｅに駆動される。これにより、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックは、設定温度Ｔｓ未満のエンジン温度に応じた適時に解除され得る。さらに、始動後の通常運転状態では、主復原力に抗した遠心力により可動シリンダ１８１が主ロック部材１６０と共に径方向外側へと付勢されることで、主ロック部材１６０が脱出位置Ｌｅ側に移動して、主ロック位相Ｐｍからの回転位相変化が許容され得る。以上によれば、温間始動時と冷間始動時とにそれぞれ適した回転位相への切替えと、始動後の通常運転時におけるバルブタイミング調整とを、正確に実現可能となる。

また加えて、各主弾性部材１６３から主復原力を受ける可動シリンダ１８１は、遠心力の消失する内燃機関の停止に伴って、径方向内側への移動を張出構造１４４の内側ストッパ１４４ｅによって規制される。かかる規制によりシリンダ室１８１ａ内の感温体１８３であるサーモワックスは、膨張状態Ｓｅとなることで、主ロック部材１６０を嵌入位置Ｌｉまで確実に押出し得る一方、収縮状態Ｓｅとなることで、主ロック部材１６０を脱出位置Ｌｅまで確実に引込み得る。したがって、温間始動時と冷間始動時とにそれぞれ適した回転位相への切替えにつき、信頼性を高めることが可能となる。さらに、主復原力に抗した遠心力を受ける可動シリンダ１８１は、径方向外側への移動を張出構造１４４の外側ストッパ１４４ｆによって規制されるので、当該シリンダ１８１を支持する各主弾性部材１６３の塑性変形を抑制して、耐久性を高めることも可能となる。

さらに加えて、主ロック位相Ｐｍ及び副ロック位相Ｐｓ間の回転位相においてベーンロータ１４は、ハウジングロータ１１に対する進角側へ進角弾性部材１９によって付勢される。故に、内燃機関の冷間始動時に進角弾性部材１９の付勢作用を受けるベーンロータ１４は、変動トルク作用のうち負トルク作用も相俟って、ハウジングロータ１１に対する回転位相を副ロック位相Ｐｓまで素早く変化させ得る。これによれば、冷間始動時の内燃機関において変動トルクを発生させるクランキングの開始から、副ロック位相Ｐｓにて回転位相をロックするまでに要する時間を、短縮できるので、特に冷間停止後の冷間始動性につき、信頼性を高めることが可能となる。

（第二実施形態）
図１４，１５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。

（ロック制御機構）
第二実施形態において、「ロック制御手段」としてのロック制御機構２０１８は、可動ガイド２１８１及び感温体２１８３を組み合わせて構成されている。金属製の可動ガイド２１８１は、各部１６０ａ，１６０ｂが進退可能なガイド孔２１８１ａを形成の貫通円筒状である以外は、第一実施形態の可動シリンダ１８１と実質同一の構成を有している。したがって、張出構造１４４との間の各主弾性部材１６３によって往復移動可能に支持される可動ガイド２１８１は、径方向の内側と外側とへの移動を、内側ストッパ１４４ｅと外側ストッパ１４４ｆとにより規制される。

感温体２１８３は、ガイド孔２１８１ａ内に一対収容されている。各感温体２１８３は、帯形平板状のバイメタルであって、周囲温度に従う膨縮特性を有している。各感温体２１８３は、可動ガイド２１８１と主ロック部材１６０との間に保持されている。ここで各感温体２１８３は、熱膨張率が異なる高膨張層２１８３ａと低膨張層２１８３ｂとを、それぞれ有している。特に本実施形態において低膨張層２１８３ｂは、高膨張層２１８３ａよりも線膨張係数が低く、且つ高膨張層２１８３ａのハウジング本体１２０側に積層されている。かかる積層構造により各感温体２１８３は、エンジン温度に応じて膨縮することで、可動ガイド２１８１に対して主ロック部材１６０を相対的に駆動する。

具体的に、エンジン温度が設定温度Ｔｓ以上となる図１４の場合に各感温体２１８３は、それぞれの層２１８３ａ，２１８３ｂの体積膨張により膨張状態Ｓｅとなることで、ハウジング本体１２０側に湾曲する。その結果、各感温体２１８３によって押圧される主ロック部材１６０では、大径ロック部１６０ａの一部がガイド孔２１８１ａから径方向内側へと押出される。このとき特に、内燃機関の停止中又は始動中の主ロック位相Ｐｍでは、内側ストッパ１４４ｅに係止される可動ガイド２１８１に対して、図１４の如く主ロック部材１６０が嵌入位置Ｌｉに駆動される。

また一方、エンジン温度が設定温度Ｔｓ未満となる図１５の場合に各感温体２１８３は、それぞれの層２１８３ａ，２１８３ｂの体積収縮により収縮状態Ｓｃとなることで、ハウジング本体１２０とは反対側に湾曲する。その結果、各感温体２１８３によって押圧される主ロック部材１６０では、大径ロック部１６０ａがガイド孔２１８１ａ内に引込まれる。このとき特に、内燃機関の停止中又は始動中の主ロック位相Ｐｍでは、内側ストッパ１４４ｅに係止される可動ガイド２１８１に対して、図１５の如く主ロック部材１６０が脱出位置Ｌｅに駆動される。

さらに、本実施形態において内燃機関の通常運転中は、エンジン温度に拘らず、即ち各感温体２１８３の膨縮状態Ｓｅ，Ｓｃに拘らず、主復原力に抗した遠心力によって可動ガイド２１８１が、主ロック部材１６０と共に径方向外側へと付勢される。その結果、可動ガイド２１８１が外側ストッパ１４４ｆに係止されると共に、主ロック部材１６０が脱出位置Ｌｅに移動する（図示はなし）。

（作動）
ここまで説明した構成の第二実施形態では、第一実施形態で説明した作動において「可動シリンダ１８１」、「可動シリンダ１８１のシリンダ室１８１ａ」、「感温体１８３」及び「シリンダ室１８１ａ内」をそれぞれ、「可動ガイド２１８１」、「ガイド孔２１８１ａ」、「各感温体２１８３」及び「可動ガイド２１８１と主ロック部材１６０との間」と読み替えた内容が、実現される。

（作用効果）
以上説明した第二実施形態に特有の作用効果に説明する。

第二実施形態によると、主ロック部材１６０の進退するガイド孔２１８１ａ内に各感温体２１８３としてのバイメタルが収容される可動ガイド２１８１は、各主弾性部材１６３により、径方向の内側と外側とに往復移動可能に支持される。こうした支持形態において、主復原力に抗して発生する遠心力の消失後には、温間停止状態の要素２１８１，１６０間にて各バイメタルが膨張状態Ｓｅとなることで、主ロック部材１６０がガイド孔２１８１ａから押出されて嵌入位置Ｌｉに駆動される。これにより、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックは、設定温度Ｔｓ以上のエンジン温度に応じた適時に達成され得る。また一方、冷間停止状態の要素２１８１，１６０間にて各バイメタルが収縮状態Ｓｃとなることで、主ロック部材１６０がガイド孔２１８１ａ内に引込まれて脱出位置Ｌｅに駆動される。これにより、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックは、設定温度Ｔｓ未満のエンジン温度に応じた適時に解除され得る。さらに、始動後の通常運転状態では、主復原力に抗した遠心力により可動ガイド２１８１が主ロック部材１６０と共に径方向外側へと付勢されることで、主ロック部材１６０が脱出位置Ｌｅ側に移動して、主ロック位相Ｐｍからの回転位相変化が許容され得る。以上によれば、温間始動時と冷間始動時とにそれぞれ適した回転位相への切替えと、始動後の通常運転時におけるバルブタイミング調整とを、正確に実現可能となる。

加えて、各主弾性部材１６３から主復原力を受ける可動ガイド２１８１は、遠心力の消失する内燃機関の停止に伴って、径方向内側への移動を張出構造１４４の内側ストッパ１４４ｅによって規制される。かかる規制により要素２１８１，１６０間の各感温体２１８３であるバイメタルは、膨張状態Ｓｅとなることで、主ロック部材１６０を嵌入位置Ｌｉまで確実に押出し得る一方、収縮状態Ｓｅとなることで、主ロック部材１６０を脱出位置Ｌｅまで確実に引込み得る。したがって、温間始動時と冷間始動時とにそれぞれ適した回転位相への切替えにつき、信頼性を高めることが可能となる。さらに、主復原力に抗した遠心力を受ける可動ガイド２１８１は、径方向外側への移動を張出構造１４４の外側ストッパ１４４ｆによって規制されるので、当該ガイド２１８１を支持する各主弾性部材１６３の塑性変形を抑制して、耐久性を高めることも可能となる。

（第三実施形態）
図１６〜１８に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。

（主ロック機構）
第三実施形態において、「主ロック手段」としての主ロック機構３０１６は、小径ピストン部１６０ｂのない主ロック部材３１６０を、有している。かかる主ロック部材３１６０は、図１８の如く径方向外側の外側ストッパ１４４ｆにより係止されることで、当該外側への移動を脱出位置Ｌｅにて規制される。

（ロック制御機構）
図１６〜１８に示す第三実施形態において、「ロック制御手段」としてのロック制御機構３０１８は、「感温体」としての主弾性部材３１６３を主ロック機構３０１６と共有している。主弾性部材３１６３は、バイメタル製の円弧状板ばねであり、ハウジング本体１２０の外周面に沿って一対配置されている。各主弾性部材３１６３は、突出ピン１４４ｄと主ロック部材３１６０との間に介装されることで、主ロック部材３１６０を径方向の内側と外側に往復移動可能に支持している。

本実施形態においても主復原力の発生機能を果たす各主弾性部材３１６３は、主ロック部材３１６０を直接的にハウジング本体１２０側へと付勢する。但し、本実施形態の各主弾性部材３１６３は、遠心力の発生時に、嵌入位置Ｌｉ側への主復原力を主ロック部材１６０に作用させる弾性変形状態となるが、遠心力の消失時には、自然長状態となる。そのため、内側ストッパ１４４ｅは、不要となっている。

また、「感温体」としての機能をも果たすために各主弾性部材３１６３は、熱膨張率が異なる高膨張層３１６３ａと低膨張層３１６３ｂとを、それぞれ有している。特に本実施形態において低膨張層３１６３ｂは、高膨張層３１６３ａよりも線膨張係数が低く、且つ高膨張層３１６３ａのハウジング本体１２０側に積層されている。かかる積層構造により各主弾性部材３１６３は、エンジン温度に応じて膨縮することで、主ロック部材３１６０を直接的に駆動する。

具体的に、エンジン温度が設定温度Ｔｓ以上となる図１７の場合に各主弾性部材３１６３は、それぞれの層３１６３ａ，３１６３ｂの体積膨張により膨張状態Ｓｅとなることで、ハウジング本体１２０側に湾曲する。その結果、各主弾性部材３１６３によって押圧される主ロック部材３１６０は、特に内燃機関の停止中又は始動中の主ロック位相Ｐｍでは、図１７の如く嵌入位置Ｌｉに駆動される。

また一方、エンジン温度が設定温度Ｔｓ未満となる図１８の場合に各主弾性部材３１６３は、それぞれの層３１６３ａ，３１６３ｂの体積収縮により収縮状態Ｓｃとなることで、ハウジング本体１２０とは反対側に湾曲する。その結果、各主弾性部材３１６３によって押圧される主ロック部材３１６０は、特に内燃機関の停止中又は始動中の主ロック位相Ｐｍでは、図１８の如く脱出位置Ｌｅに駆動される。このとき、特に本実施形態の主ロック部材３１６０は、脱出位置Ｌｅに移動して外側ストッパ１４４ｆに係止される。

さらに、本実施形態において内燃機関の通常運転中は、エンジン温度に拘らず、即ち各主弾性部材３１６３の膨縮状態Ｓｅ，Ｓｃに拘らず、主復原力に抗した遠心力によって主ロック部材３１６０が径方向外側へと付勢される。その結果、主ロック部材３１６０は、脱出位置Ｌｅに移動して外側ストッパ１４４ｆに係止される。

（作動）
ここまで説明した構成の第三実施形態では、第一実施形態とは一部異なる作動が通常運転、停止及び始動に関して実現される。そこで、以下では、第三実施形態に特有な通常運転、停止及び始動に関する作動を、詳細に説明する。

まず、通常運転状態では、遠心力を受ける主ロック部材３１６０が、各主弾性部材３１６３の膨縮状態Ｓｅ，Ｓｃに拘らず、主ロック孔１６２から脱出する。

次に、エンジン温度が設定温度Ｔｓ以上となる間の温間停止状態では、各主弾性部材３１６３が膨張状態Ｓｅとなることで、主ロック部材３１６０が嵌入位置Ｌｉに駆動されて（図１７）、回転位相が主ロック位相Ｐｍにロックされる。またこの後、設定温度Ｔｓ以上での温間始動時には、各主弾性部材３１６３が膨張状態Ｓｅに維持される以外は第一実施形態と同様の原理により、回転位相が主ロック位相Ｐｍにロックされたまま内燃機関が完爆する。

以上に対し、エンジン温度が設定温度Ｔｓ未満となった後の冷間停止状態では、各主弾性部材３１６３が収縮状態Ｓｃとなることで、主ロック部材３１６０が脱出位置Ｌｅに駆動されて（図１８）、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックが解除される。またこの後、設定温度Ｔｓ未満での冷間始動時には、各主弾性部材３１６３が収縮状態Ｓｃに維持される以外は第一実施形態と同様の原理により、回転位相が副ロック位相Ｐｓに変化した後に内燃機関が完爆することになる。

（作用効果）
以上説明した第三実施形態に特有の作用効果に説明する。

第三実施形態によると、主ロック部材３１６０は、張出構造１４４との間に「感温体」且つ主弾性部材３１６３として介装される各バイメタルにより、径方向の内側と外側とに往復移動可能に支持される。こうした支持形態において、主復原力に抗して発生する遠心力の消失後には、温間停止状態にて各バイメタルが膨張状態Ｓｅとなることで、主ロック部材３１６０が嵌入位置Ｌｉに駆動される。これにより、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックは、設定温度Ｔｓ以上のエンジン温度に応じた適時に達成され得る。また一方、冷間停止状態では、主ロック部材３１６０を支持する各バイメタルが収縮状態Ｓｃとなることで、主ロック部材３１６０が脱出位置Ｌｅに駆動される。これにより、主ロック位相Ｐｍでの回転位相ロックは、設定温度Ｔｓ未満のエンジン温度に応じた適時に解除され得る。さらに、始動後の通常運転状態では、主復原力に抗した遠心力により径方向外側へと付勢される主ロック部材３１６０が脱出位置Ｌｅ側に移動するので、主ロック位相Ｐｍからの回転位相変化が許容され得る。以上によれば、温間始動時と冷間始動時とにそれぞれ適した回転位相への切替えと、始動後の通常運転時におけるバルブタイミング調整とを、正確に実現可能となる。

加えて、主復原力に抗した遠心力を受ける主ロック部材３１６０は、径方向外側への移動を張出構造１４４の外側ストッパ１４４ｆによって規制されるので、当該主ロック部材３１６０を支持する各主弾性部材３１６３の塑性変形を抑制して、耐久性を高めることも可能となる。

（他の実施形態）
ここまで、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、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的には、第一〜第三実施形態に関する変形例１として、気筒７内のピストン８が下死点ＢＤＣに到達するタイミングよりも遅いタイミングに吸気弁９を閉じる回転位相となる限りにおいて、最遅角位相よりも進角側の主ロック位相Ｐｍを採用してもよい。また、第一〜第三実施形態に関する変形例２として主ロック部材１６０，３１６０を、遠心力ではなく、作動油の圧力により脱出位置Ｌｅへ駆動してもよい。さらに、第一〜第三実施形態に関する変形例３として、副ロック部材１７０をハウジングロータ１１に支持させ、副ロック孔１７２をベーンロータ１４に形成してもよい。またさらに、第一〜第三実施形態に関する変形例４として、内燃機関の完爆に伴って又は任意の時に作動油の供給を開始可能な電動ポンプを、ポンプ４に採用してもよい。

第一〜第三実施形態に関する変形例５としては、進角弾性部材１９を設けなくてもよく、この場合、スプール６８のロック領域Ｒｌへの移動と内燃機関の慣性回転とを実行する順番を、逆にしてもよい。また、第一〜第三実施形態に関する変形例６として、エンジンスイッチＳＷのオフ指令に応じて内燃機関が停止するときに、回転位相を副ロック位相Ｐｓにロックさせた後、エンジンスイッチＳＷのオン指令に応じて内燃機関が始動するときに、当該位相Ｐｓでの回転位相ロックをそのまま実現させてもよい。あるいは、第一〜第三実施形態に関する変形例７として、アイドルストップシステムＩＳＳのアイドルストップ指令に応じて内燃機関が停止するときに、回転位相を副ロック位相Ｐｓにロックさせた後、アイドルストップシステムＩＳＳの再始動指令に応じて内燃機関が始動するときに、当該位相Ｐｓでの回転位相ロックをそのまま実現させてもよい。

第一及び第二実施形態に関する変形例８としては、例えばゴム製部材等を主弾性部材１６３に採用してもよい。また、第一〜第三実施形態に関する変形例９として、例えばゴム製部材等を副弾性部材１７３に採用してもよい。さらに、第一及び第二実施形態に関する変形例１０として、第三実施形態に準じて、遠心力の消失時に主弾性部材１６３を自然長状態としてもよく、この場合に内側ストッパ１４４ｅを設けなくてもよい。またさらに、第一〜第三実施形態に関する変形例１１としては、外側ストッパ１４４ｆを設けなくてもよい。

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、７ 気筒、８ ピストン、９ 吸気弁、１１ ハウジングロータ、１４ ベーンロータ、１６，３０１６ 主ロック機構、１７ 副ロック機構、１８，２０１８，３０１８ ロック制御機構、１９ 進角弾性部材、１４４ 張出構造、１４４ｅ 内側ストッパ、１４４ｆ 外側ストッパ、１６０，３１６０ 主ロック部材、１６２ 主ロック孔、１６３，３１６３ 主弾性部材、１７０ 副ロック部材、１７２ 副ロック孔、１８１ 可動シリンダ、１８１ａ シリンダ室、１８２ シール部材、１８３ 感温体、２１８１ 可動ガイド、２１８１ａ ガイド孔、２１８３ 感温体、ＢＤＣ 下死点、Ｌｅ 脱出位置、Ｌｉ 嵌入位置、Ｐｍ 主ロック位相、Ｐｓ 副ロック位相、Ｓｃ 収縮状態、Ｓｅ 膨張状態、Ｔｓ 設定温度

Claims (11)

1. 内燃機関の気筒（７）を開閉する吸気弁（９）のバルブタイミングを、作動液の圧力により調整するバルブタイミング調整装置において、
   前記内燃機関のクランク軸と連動して回転するハウジングロータ（１１）と、
   前記内燃機関のカム軸（２）と連動して回転し、前記ハウジングロータ内において作動液の圧力を受けることにより、前記ハウジングロータに対する回転位相が変化するベーンロータ（１４）と、
   主ロック部材（１６０，３１６０）及び主ロック孔（１６２）を有し、前記気筒内のピストン（８）が下死点に到達するよりも遅いタイミングにて前記吸気弁を閉じるための前記回転位相である主ロック位相（Ｐｍ）において、前記主ロック部材が前記主ロック孔へ嵌入することにより、前記回転位相をロックする主ロック手段（１６，３０１６）と、
   副ロック部材（１７０）及び副ロック孔（１７２）を有し、前記主ロック位相よりも進角した前記回転位相である副ロック位相（Ｐｓ）において、前記副ロック部材が前記副ロック孔へ嵌入することにより、前記回転位相をロックする副ロック手段（１７）と、
   前記主ロック部材の移動を制御するロック制御手段（１８，２０１８，３０１８）とを、備え、
   前記ベーンロータは、前記ハウジングロータ外に張り出して前記主ロック部材を支持する張出構造（１４４）を、有し、
   前記主ロック孔は、前記ハウジングロータに形成され、
   前記主ロック部材は、前記主ロック孔に嵌入する嵌入位置（Ｌｉ）と、前記主ロック孔から脱出する脱出位置（Ｌｅ）とに、往復移動し、
   前記ロック制御手段は、停止した前記内燃機関の温度が設定温度（Ｔｓ）以上となる間の温間停止状態の前記主ロック位相において、前記主ロック部材を前記嵌入位置に駆動する膨張状態（Ｓｅ）となる一方、停止した前記内燃機関の温度が前記設定温度未満となった後の冷間停止状態の前記主ロック位相において、前記主ロック部材を前記脱出位置に駆動する収縮状態（Ｓｃ）となる感温体（１８３，２１８３，３１６３）を、有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記主ロック機構は、主復原力を発生する主弾性部材（１６３，３１６３）を、有し、
   前記主ロック部材は、前記ベーンロータの径方向において、内側の前記嵌入位置と外側の前記脱出位置とに往復移動し、
   前記内燃機関の始動後の通常運転状態において前記主復原力に抗して発生する遠心力は、前記内燃機関の停止により消失す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. 前記ロック制御手段（１８）は、前記主ロック部材（１６０）の進退するシリンダ室（１８１ａ）を形成する可動シリンダ（１８１）を、有し、
   前記可動シリンダは、前記張出構造との間に介装される前記主弾性部材（１６３）により、前記径方向の内側と外側とに往復移動可能に支持され、
   前記感温体（１８３）は、前記シリンダ室内に封入されるサーモワックスであることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記張出構造は、前記径方向において前記可動シリンダの内側への移動を規制する内側ストッパ（１４４ｅ）を、有することを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記張出構造は、前記径方向において前記可動シリンダの外側への移動を規制する外側ストッパ（１４４ｆ）を、有することを特徴とする請求項３又は４に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記ロック制御手段（２０１８）は、前記主ロック部材（１６０）の進退するガイド孔（２１８１ａ）を形成する可動ガイド（２１８１）を、有し、
   前記可動ガイドは、前記張出構造との間に介装される前記主弾性部材（１６３）により、前記径方向の内側と外側とに往復移動可能に支持され、
   前記感温体（２１８３）は、前記ガイド孔内に収容されて前記可動ガイドと前記主ロック部材との間に保持されるバイメタルであることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記張出構造は、前記径方向において前記可動ガイドの内側への移動を規制する内側ストッパ（１４４ｅ）を、有す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. 前記張出構造は、前記径方向において前記可動ガイドの外側への移動を規制する外側ストッパ（１４４ｆ）を、有す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. 前記ロック制御手段（３０１８）は、前記感温体として前記主弾性部材（３１６３）を前記主ロック手段（３０１６）と共有し、
   前記感温体としての前記主弾性部材は、前記主ロック部材（３１６０）と前記張出構造との間に介装され、前記主ロック部材を前記径方向の内側と外側とに往復移動可能に支持するバイメタルであることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
10. 前記張出構造は、前記径方向において前記主ロック部材の外側への移動を規制する外側ストッパ（１４４ｆ）を、有することを特徴とする請求項９に記載のバルブタイミング調整装置。
11. 前記主ロック位相及び前記副ロック位相間の前記回転位相において、前記ハウジングロータに対して前記ベーンロータを進角側へ付勢する進角弾性部材（１９）を、備えることを特徴とする請求項１〜１０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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