JP4336057B2

JP4336057B2 - 動弁装置の可変バルブタイミング機構

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Publication number: JP4336057B2
Application number: JP2001089603A
Authority: JP
Inventors: 雅博内田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: JP2002180807A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＯＨＣ型式の４サイクルエンジンにおいてバルブの開閉タイミングを変えるためにカム軸の回転位相を変えるようにした動弁装置の可変バルブタイミング機構に関し、特に、吸気カム軸に設置される一つの機構により吸気カム軸と排気カム軸の両方の回転位相を変えるようにした可変バルブタイミング機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バルブシステムがＤＯＨＣ型式の４サイクルエンジンでは、吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングをエンジンの運転状態に応じて変えるための手段として、クランク軸の駆動回転に対する吸気カム軸や排気カム軸の回転位相を、ソレノイドによる油圧の切り換え制御により変えるようにした、所謂動弁装置の可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）が従来から知られている。
【０００３】
そして、そのような動弁装置の可変バルブタイミング機構を使用して、燃費向上を目的とした吸・排気同時遅角制御と、トルク向上を目的とした吸気進角制御の両方の制御を行なう場合、例えば、プライマリチェーンでクランク軸と排気カム軸を連係させると共にセカンダリチェーンで排気カム軸と吸気カム軸を連係させた排気カム軸駆動の二段掛けチェーンレイアウトのものがある。これは、排気側の動弁装置の可変バルブタイミング機構により吸・排気同時遅角の制御を行い、吸気側の動弁装置の可変バルブタイミング機構により吸気進角の制御を行なうという方法をとっている。またプライマリチェーンでクランク軸と吸気カム軸を連係させると共にセカンダリチェーンで吸気カム軸と排気カム軸を連係させた吸気カム軸駆動の二段掛けチェーンレイアウトとし、吸・排気同時遅角制御と吸気進角制御の両方を行うようにしたものもある。
【０００４】
さらにまた、同じタイミングチェーンによりクランク軸と排気カム軸と吸気カム軸とを連係させた一段掛けチェーンレイアウトとしたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、動弁装置の可変バルブタイミング機構を用いて吸・排気同時遅角制御と吸気進角制御の両方を行う場合、上記のような従来の方法によれば、何れの場合についても、吸気カム軸側と排気カム軸側にそれぞれ動弁装置の可変バルブタイミング機構を設置することが必要となり、また、それぞれの動弁装置の可変バルブタイミング機構を個別のソレノイドにより制御することが必要となる。
【０００６】
これに対して、例えば、吸気カム軸駆動の二段掛けチェーンレイアウトとして、吸気カム軸の側にだけ動弁装置の可変バルブタイミング機構を設置し、この一つの動弁装置の可変バルブタイミング機構によって吸気進角制御と吸・排気同時遅角制御の両方を行うということが検討されており、そうすることで、排気カム軸に動弁装置の可変バルブタイミング機構を設置する必要がなく、エンジンを軽量化、コンパクト化することができ、また、排気側で動弁装置の可変バルブタイミング機構やそれに関連するソレノイドやオイル通路が不要となるため、コストの削減を図ることができる。
【０００７】
しかしながら、一つの動弁装置の可変バルブタイミング機構により吸・排気同時遅角制御と吸気進角制御の両方を行うためには、その動弁装置の可変バルブタイミング機構の構成部品である吸気制御用と排気制御用の各ベーンロータについて、一つのソレノイドによる油圧切り換え制御により、排気制御用ベーンロータを初期位置と遅角位置の回動範囲で作動させると共に、吸気制御用ベーンロータを、回動範囲の中間部を初期位置として進角位置と遅角位置の回動範囲で作動させるということが必要となってくる。
【０００８】
ところが、そうした場合、吸気制御用ベーンロータの初期位置が、該ベーンロータの回動範囲の中間部に位置することとなって、吸・排気同時遅角制御や吸気進角制御を行っていない通常のエンジン運転時において、ソレノイドからの油圧による制御だけでは、回動範囲の中間部にある初期位置で吸気制御用ベーンロータを安定して保持することが実際上は不可能となる。
【０００９】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、１つの可変バルブタイミング機構により吸・排気同時遅角制御と吸気進角制御の両方を行うことができるようにするとともに、吸気制御用のベーンロータを初期位置に確実に保持できるようにした動弁装置の可変バルブタイミング機構を提供することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、クランク軸により回転駆動される吸気側カム軸と、該吸気側カム軸により回転駆動される排気側カム軸とを介して吸気バルブ，排気バルブを開閉するとともに、該吸気，排気バルブのそれぞれの開閉タイミングをエンジンの運転状態に応じて可変制御するようにした動弁装置の可変バルブタイミング機構において、
上記クランク軸の回転が伝達されるロータハウジングを上記吸気側カム軸に相対回転可能に装着し、該ロータハウジング内に吸気側，排気側ベーンロータを該ロータハウジングに対して相対回転可能に、かつ同軸をなしさらに同一の油圧が作用するように配設し、吸気側ベーンロータを上記吸気側カム軸に固定し、上記排気側ベーンロータを排気カム軸に共に回転するよう連結し、上記吸気側，排気側ベーンロータの両方をロータハウジングに固定することにより初期位置に位置させるとともに、該吸気側，排気側ベーンロータの両方をロータハウジングへの固定を解除することにより上記初期位置より遅角側に移動させる吸気・排気同時遅角位置と、上記吸気側ベーンロータをロータハウジングへの固定を解除することにより上記初期位置より進角側に回動させる吸気進角位置とのいずれかに切り換えて回動させる位相切り換え手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、上記位相切り換え手段は、油圧により、上記吸気側ベーンロータを上記初期位置から遅角側又は進角側に回動させ、上記排気側ベーンロータを上記初期位置から遅角側に回動させる油圧駆動機構と、上記吸気側，排気側ベーンロータ同士を固定するか，又は該両ベーンロータをロータハウジングに固定するロックピン部材と、該ロックピン部材を、上記初期位置では上記吸気側及び排気側ベーンロータの両方をロータハウジングに固定するよう移動させ、吸気・排気同時遅角位置では吸気側，排気側ベーンロータ同士を固定するよう移動させ、吸気進角位置では吸気側ベーンロータのロータハウジングへの固定を解除するロックピン切り換え機構とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
【発明の作用効果】
請求項１の発明にかかる可変バルブタイミング機構によれば、クランク軸で駆動されるロータハウジングを吸気側カム軸に装着し、該ロータハウジング内に吸気側カム軸に連結される吸気側ベーンロータと、排気側カム軸に連結される排気側ベーンロータとを収納し、吸気側及び排気側ベーンロータの両方を初期位置から遅角側に回動可能とし、吸気側ベーンロータのみを初期位置から進角側に回動可能としたので、一つの可変バルブタイミング機構で吸気側，排気側カム軸の両方の回転位相を変えることができ、吸気，排気バルブの同時遅角と、吸気バルブの進角を実現することができる。その結果、両方のカム軸に可変バルブタイミング機構を設置する場合に比べてエンジンを軽量化できるとともに、コンパクト化でき、またそれに関連するソレノイドやオイル通路が不要となることから、コストの削減を図ることができる。
【００１３】
また本発明では、初期位置では吸気側，排気側ベーンロータの両方をロータハウジングに固定し、吸気・排気同時遅角位置に回動させるときには両ベーンロータのロータハウジングへの固定を解除し、吸気進角位置に回動させるときには吸気側のベーンロータのロータハウジングへの固定を解除するようにしたので、吸気側ベーンロータについてもその中間位置である初期位置に確実に保持でき、また吸気，排気バルブの同時遅角及び吸気バルブの進角についても安定した位相の切り換えを行なうことができる。
【００１４】
請求項２の発明では、両方のベーンロータ同士を固定するか，又は両方のベーンロータをロータハウジングに固定するロックピン部材を設け、油圧式のロックピン切り換え機構によりロックピン部材を、上記初期位置のときには上記吸気側及び排気側のベーンロータの両方をロータハウジングに係合するよう移動させ、吸気・排気同時遅角位置のときには上記両方のベーンロータのロータハウジングへの固定を解除し、吸気進角位置のときには両方のベーンロータ同士の固定を解除するようにしたので、通常のエンジン運転時で吸気側のベーンロータと排気側のベーンロータが共に初期位置にある時には、ロックピン部材が両ベーンロータをロータハウジングに係合して固定することで、回動範囲の中間部にある吸気側のベーンロータは、ロックピン部材により初期位置に確実に固定保持される。
【００１５】
そして、吸気側ベーンロータと排気側ベーンロータが共に初期位置にある初期状態から吸気進角制御が開始されるときには、油圧切り換え機構により、上記両方のベーンロータ同士の固定が解除され、フリーとなった吸気側ベーンロータだけが、初期位置から進角位置に回動する。
【００１６】
また、初期状態から吸・排気同時遅角制御が開始されるときには、両方のベーンロータのロータハウジングへのロックピン部材による固定が解除され、かつロックピン部材により一体的に連結された状態で初期位置から遅角位置に回動する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形の形態について図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１ないし図７は、本発明の一実施形態による動弁装置の可変バルブタイミング機構を説明するための図であり、図１は動弁装置の可変バルブタイミング機構の主要構成部品の分解斜視図、図２は気筒軸方向平面で見た可変バルブタイミング機構の断面図、図３は可変バルブタイミング機構の第１ベーンロータの断面図（図２のIII-III 線断面図）、図４は第２ベーンロータの断面図（図２のIV-IV 線断面図）、図５は各ベーンロータの遅角，進角動作を示す図、図６は可変バルブタイミング機構が配設されたＶ型４サイクルエンジンの概略正面図、図７は可変バルブタイミング機構による遅角，進角動作を示す図である。
【００１９】
本実施形態の動弁装置の可変バルブタイミング機構は、バルブシステムがＤＯＨＣ形式である４サイクルエンジンの吸気カム軸に対して設置されるものであり、位相切り換え手段により油圧切り換え機構（不図示）を介して後述する吸気側，排気側ベーンロータを初期位置，吸気・排気同時遅角位置，吸気進角位置の間で切り換え制御を行なうことによって、クランク軸の角度位置に対する吸気カム軸と排気カム軸の回転位相（相対角度位置）をそれぞれ変えるようにしたものである。
【００２０】
本実施形態の可変バルブタイミング機構が設置されるエンジン１１は、４サイクルＶ型８気筒エンジンであり、これはシリンダブロック１２の下合面に共通のクランクケース１３を接続するとともに、Ｖバンクをなすように一体形成された左右のシリンダ部１２ａ，１２ａの上合面にシリンダヘッド１４を接続した概略構造のものである。上記各シリンダヘッド１４のＶバンク内側には各気筒ごとに２本の吸気バルブ１４ａが、Ｖバンク外側には各気筒ごとに２本の排気バルブ１４ｂがそれぞれ吸気，排気ポートを開閉可能に配設されている。
【００２１】
上記シリンダヘッド１４には上記吸気バルブ１４ａ，排気バルブ１４ｂをそれぞれ開閉駆動する吸気カム軸２，排気カム軸２０がクランク軸１５と平行に配設されている。そして上記クランク軸１５の駆動回転がプライマリーチェーン１６から可変バルブタイミング機構を介して吸気カム軸２に伝達され、吸気カム軸２の回転が該可変バルブタイミング機構からセカンダリーチェーン１７を介して排気カム軸２０に伝達される。これは所謂吸気カム軸駆動の二段掛けチェーンレイアウトによるものであって、排気カム軸２０には可変バルブタイミング機構は設置されていない。
【００２２】
上記可変バルブタイミング機構１は、ロータハウジング３を構成するロータハウジング前端部材３１，ロータハウジング本体３２，ロータハウジング後端部材３３と、吸気制御用の吸気側ベーンロータ４と、排気制御用の排気側ベーンロータ５と、排気カム軸２０に連係するカム軸連係部材６と、吸気側ベーンロータ４を初期位置に保持するためのロックピン部材７と、ロータハウジング３と吸気カム軸２の間に介装される板巻きバネ８（バネ係止用ピン８１，８２を含む）と、各連結ボルト９，１０を構成部品とするものである。
【００２３】
可変バルブタイミング機構１では、油圧切り換え機構を構成するソレノイドバルブ（図示せず）から油圧が供給されるオイル通路２１，２２が形成された吸気カム軸２の前端部分に対して、吸気側ベーンロータ４が連結ボルト９により一体的に固着されており、吸気側ベーンロータ４の後側には、前部の外周面にスプライン歯６ａを有するカム軸連係部材６が、吸気カム軸２に相対回動可能に嵌挿されていて、カム軸連係部材６の後端部の外周面には、排気カム軸２０と連係するためのセカンダリチェーン１７を巻回するセカンダリスプロケット６１が一体的に形成されている。
【００２４】
また、吸気側ベーンロータ４の後側で、カム軸連係部材６の前部外側には、内周面にスプライン歯５ａを有する排気側ベーンロータ５が、カム軸連係部材６のスプライン歯６ａにスプライン嵌合により相対回動不能に連結されていて、吸気側ベーンロータ４と排気側ベーンロータ５は、互いに摺接するように軸線方向で前後して配設されている。なお、図２では、図面の上方をエンジン前方とし、図面の下方をエンジン後方としている。
【００２５】
一方、上記吸気側ベーンロータ４と排気側ベーンロータ５を収納するためのロータハウジング３が、前端部材３１とロータハウジング本体３２と後端部材３３を連結ボルト１０で一体的に連結することによって形成されており、ロータハウジング３の後端部材３３の外周部には、クランク軸１５の回転駆動を伝達するプライマリチェーン１６を巻回するためのプライマリスプロケット３４が形成されている。
【００２６】
上記吸気側ベーンロータ４と排気側ベーンロータ５は、上記ロータハウジング３内に、それぞれが所定の回動範囲で相対回動可能に収納されており、吸気側ベーンロータ４が固着された吸気カム軸２に対して、ロータハウジング３及びカム軸連係部材６は、それぞれ同軸上で相対回動可能に配設されている。また、カム軸連係部材６の後部はロータハウジング３から後方に突出していて、該突出部に形成されたセカンダリスプロケット６１は、ロータハウジング３の後端部材３３に形成されたプライマリスプロケット３４よりも後方に位置している。
【００２７】
なお、ロータハウジング３の前面側（前端部材３１の前方）で、プライマリスプロケット３４を備えたロータハウジング３と、吸気カム軸２に固着された吸気側ベーンロータ４の間には、板巻きバネ８が介装されていて、板巻きバネ８の一端側を固定するバネ係止用ピン８１がロータハウジング前端部材３１に固着され、板巻きバネ８の他端側を固定するバネ係止用ピン８２が、ロータハウジング前端部材３１に形成された円周方向の長孔３１ａを貫通して、吸気側ベーンロータ４に固着されている。
【００２８】
そのようにロータハウジング３と吸気側ベーンロータ４の間に板巻きバネ８が介装されていることで、クランク軸１５の回転駆動が伝達されるプライマリスプロケット３４を一体的に設けたロータハウジング３と、吸気側ベーンロータ４を固着した吸気カム軸２との間で、回転位相が初期状態から遅角側又は進角側に変えられた場合、両者の間の回転位相を初期状態に戻そうとする付勢力が、板巻きバネ８の復元バネ力によって働くようになっている。
【００２９】
上記可変バルブタイミング機構１のロータハウジング３内に収納されている各ベーンロータ４，５のうち吸気側ベーンロータ４は、図３に示すように、回動範囲の中間部にその初期位置が設定されており、この状態から遅角位置まで，及び進角位置までの両方向に回動が許容されている。一方排気側ベーンロータ５は、図４に示すように、回動範囲の一端にその初期位置が設定され、この状態から遅角位置まで一方向にのみ回動が許容されている。なお、図２〜図４は、各ベーンロータ４，５がそれぞれ初期位置にある状態を示している。
【００３０】
各ベーンロータ４，５のそれぞれの回動範囲について更に具体的に説明すると、各ベーンロータ４，５を収納するロータハウジング３のロータハウジング本体３２の内周面には、図３，図４にそれぞれ示すように、内方に突出する隔壁部分３２ａ，３２ｂが、円周方向で等間隔に複数個（本実施形態では４個）形成されている。ベーンロータ４，５の回動中心部であるロータ部分４１，５１の外周面に摺接する隔壁部分３２ａ，３２ｂは、ロータハウジング本体３２の軸線方向略中央から前方の隔壁部分３２ａと後方の隔壁部分３２ｂで円周方向の長さ（隔壁の厚さ）が異なるようにそれぞれ形成されている。
【００３１】
それにより、ロータハウジング本体３２の軸線方向中央よりも前方では、図３に示すように、隔壁部分３２ａ自体の円周方向の長さを小さく（隔壁部分３２ａの厚さを薄く）して、円周方向で隣合う隔壁部分３２ａ同士の間隔（油室の長さ）を長くし、油室内（隣合う隔壁部分３２ａ，３２ａの間）で往復移動するベーン部分（吸気側ベーンロータ４のベーン部分）４２の移動可能距離を大きくすることで、吸気側ベーンロータ４の回動範囲が大きく許容されている。
【００３２】
また、ロータハウジング本体３２の軸線方向中央よりも後方では、図４に示すように、隔壁部分３２ｂ自体の円周方向の長さを大きく（隔壁部分３２ｂの厚さを厚く）して、円周方向で隣合う隔壁部分３２ｂ同士の間隔（油室の長さ）を短くし、油室内（隣合う隔壁部分３２ｂ，３２ｂの間）で往復移動するベーン部分（排気側ベーンロータ５のベーン部分）５２の移動可能距離を小さくすることで、排気側ベーンロータ５の回動範囲が小さく許容されている。
【００３３】
上記のようにロータハウジング３と各ベーンロータ４，５の間で隔壁部分３２ａ，３２ｂにより区画されて形成されている各油室のそれぞれでは、各ベーンロータ４，５のベーン部分４２，５２を境として、その一側が遅角側油室Ｒ（進角方向に作動させるための油室）となり、他側が進角側油室Ａ（遅角方向に作動させるための油室）となって、吸気側ベーンロータ４のロータ部分４１には、吸気カム軸２のオイル通路２１と遅角側油室Ｒを連通させるためのオイル通路４３と、吸気カム軸２のオイル通路２２と進角側油室Ａを連通させるためのオイル通路４４とがそれぞれ形成されている。
【００３４】
また、各ベーンロータ４，５のベーン部分４２，５２には、一対のベーン部分４２，５２の遅角側端部で、排気側ベーンロータ５の側にストッパーピン５５が形成され、吸気側ベーンロータ４の側に溝状のストッパーピン受部４５が形成されている。吸・排気同時遅角制御の時には、ストッパーピン５５とストッパーピン受部４５を当接させることで、吸気側ベーンロータ４と排気側ベーンロータ５を連動して作動させ、吸気進角制御の時には、ストッパーピン５５からストーパーピン受け部４５が離れることで、吸気側ベーンロータ４だけを作動させることができるようにしている。
【００３５】
さらに、各ベーンロータ４，５とロータハウジング３には、対向する一対のロックピン７ａ，７ｂとその間に介装されるスプリング７ｃとからなる伸縮可能なロックピン部材７が、各ベーンロータ４，５が初期位置の状態において、吸気側ベーンロータ４を回動範囲の中間部にある初期位置で保持するために、排気側ベーンロータ５を貫通して吸気側ベーンロータ４とロータハウジング３（後端部材３３）のそれぞれに係合するように設けられている。
【００３６】
また、ロックピン部材７と係合する吸気側ベーンロータ４とロータハウジング３（後端部材３３）のそれぞれには、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すように、吸気側ベーンロータ４に形成された係合用凹部４８に対して、遅角側油室Ｒと連通させるためのオイル通路４６が形成され、またロータハウジング３（後端部材３３）に形成された係合凹部３８に対して、進角側油室Ａと連通させるためのオイル通路３７，４７が形成されている。
【００３７】
上記のような構成を備えた本実施形態の可変バルブタイミング機構１によれば、図５（Ｂ）に示すように、吸気側ベーンロータ４と排気側ベーンロータ５がそれぞれ初期位置にある状態では、ロックピン部材７が排気側ベーンロータ５を貫通して吸気側ベーンロータ４とロータハウジング３のそれぞれに係合していることから、回動範囲の中間部にある吸気側ベーンロータ４を、ロックピン部材７により初期位置に確実に固定保持しておくことができる。
【００３８】
そして、吸気進角制御を開始すると、各ベーンロータ４，５が共に初期位置にある初期状態から、遅角側油室Ｒに作動油が導入され遅角側油室Ａから作動油が排出されることで、図５（Ａ）に示すように、先ず、遅角側油室Ｒからオイル通路４６を通して吸気側ベーンロータ４の係合用凹部４８に油圧が作用して、ロックピン７ａが没入してロックピン部材７と吸気側ベーンロータ４との係合が解除され、その後、フリーな状態となった吸気側ベーンロータ４だけが、遅角側油室Ｒからの油圧によりロータハウジング３内の進角位置にまで移動する。
【００３９】
また、吸・排気同時遅角制御を開始すると、各ベーンロータ４，５が共に初期位置にある初期状態から、進角側油室Ａに作動油が導入され遅角側油室Ｒから作動油が排出されることで、図５（Ｃ）に示すように、先ず、進角側油室Ａからオイル通路４７，３７を通してロータハウジング３（後端部材３３）の係合凹部３８に油圧が作用して、ロックピン７ｂが没入してロックピン部材７とロータハウジング３（後端部材３３）との係合が解除され、その後、ロックピン部材７で連結された吸気側ベーンロータ４と排気側ベーンロータ５とが共に、進角側油室Ａからの油圧によりロータハウジング３内の遅角位置にまで移動する。
【００４０】
図７は、吸気，排気バルブのタイミング動作を示している。図中、（Ｄ）は１つのタイミングチェーンによりクランク軸と吸気，排気カム軸を連結した一段掛けチェーンレイアウトを示しており、（Ｅ）はプライマリチェーンによりクランク軸と排気カム軸とを連結するとともにセカンダリチェーンにより排気カム軸と吸気カム軸とを連結した排気側二段掛けチェーンレイアウトを示しており、（Ｆ）はプライマリチェーンによりクランク軸と吸気カム軸とを連結するとともにセカンダリチェーンにより吸気カム軸と排気カム軸とを連結した吸気側二段掛けチェーンレイアウトを示している。なお、上記（Ｄ），（Ｅ）は吸気，排気カム軸にそれぞれ可変バルブタイミング機構を配置した従来例を示しており、（Ｆ）は吸気カム軸にのみ可変バルブタイミング機構を配置した本実施形態を示している。また（ａ）は吸気・排気同時遅角動作を、（ｂ）は初期位置状態を、（ｃ）は吸気進角動作を示している。
【００４１】
エンジン運転領域が、例えば、低負荷低回転域又は高負荷高回転域にあるときには、排気カム軸及び吸気カム軸の両方の回転位相を位相角度０度の初期位置に保持する（イニシャルｂ）。中負荷中回転域にあるときには、燃費の向上を図るために排気カム軸，吸気カム軸の回転位相をαだけ遅角させる（同時リタードａ）。また高負荷低回転域にあるときには、トルク向上を図るために吸気カム軸の回転位相をβだけ進角させる（アドバンスｃ）。
【００４２】
一方、本実施形態の可変バルブタイミング機構１では、既に述べたように、吸・排気同時遅角制御時には吸気側ベーンロータ４と排気側ベーンロータ５を連動して作動させ、吸気進角制御時には吸気側ベーンロータ４だけを作動させるために、各ベーンロータ４，５に対してストッパーピン５５とストッパーピン受部４５を形成している。
【００４３】
しかしながら、そのようなストッパーピン５５とストッパーピン受部４５だけでは、吸・排気同時遅角制御時において、例えば、吸気カム軸側からと排気カム軸側からの負荷の大きさが異なるような場合、制御を開始して初期位置から各ベーンロータ４，５が移動する際に、排気側ベーンロータ５の方が吸気側ベーンロータ４に先行して早く作動を開始したり、或いは、制御を終了して各ベーンロータ４，５が初期位置に戻る際に、吸気側ベーンロータ４の方が排気側ベーンロータ５に先行して早く作動を開始したりすることで、吸気側と排気側の制御タイミングにずれが起きるような可能性がある。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、吸・排気同時遅角制御時には、吸気側ベーンロータ４と排気側ベーンロータ５はロックピン部材７により完全に結合されていて、何れの方向に作動しても両者４，６の間に作動のずれを生じることはないため、例えば、吸気カム軸側からと排気カム軸側からの負荷の大きさが異なるような場合でも、吸気側と排気側で制御タイミングにずれを生じることはなく同時に遅角制御することができる。特にエンジン回転方向とは逆方向に回動位相を変える遅角制御時において、２個のベーンロータ４，５を共働させて確実に遅角制御を行うことができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、可変バルブタイミング機構を吸気カム軸に配置した場合を説明したが、本発明の範囲外の可変バルブタイミング機構では排気カム軸に該機構を配置することもできる。この場合、吸気カム軸については進角側にのみ回動可能であり、排気側については遅角，進角側の両方に回動可能である。
【００４６】
また図８に示すように、１つのタイミングチェーン７０によりクランク軸と吸気カム軸２，排気カム軸２０をカムスプロット７１，７２を介して連結した一段掛けチェーンレイアウトとした場合に、吸気カム軸２に上記実施例と同様の可変バルブタイミング機構７５を装着することも可能である。この場合、ロータハウジング３内に第１，第２ベーンロータ４，５を収納した可変バルブタイミング機構７５を吸気カム軸２側に配置し、ハウジング７６内に１つのベーンロータ７７を収納した可変バルブタイミング機構７８を排気カム軸２０側に配置して構成されている。吸気カム軸２については図示の初期位置から遅角側，進角側の両方に相対的に回動可能であり、排気カム軸２０については初期位置から遅角側にのみ回動可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による動弁装置の可変バルブタイミング機構を主要構成部品の分解斜視図である。
【図２】上記可変バルブタイミング機構の断面図である。
【図３】上記可変バルブタイミング機構の第１ベーンロータの断面図（図２のIII-III 線断面図）である。
【図４】上記可変バルブタイミング機構の第２ベーンロータの断面図（図２のIV-IV 線断面図）である。
【図５】上記各ベーンロータの遅角，進角動作を示す図である。
【図６】上記可変バルブタイミング機構が配設されたＶ型４サイクルエンジンの概略正面図である。
【図７】上記可変バルブタイミング機構の遅角，進角動作を示す図である。
【図８】一段掛けチェーンレイアウトに可変バルブタイミング機構を配置した例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，７５可変バルブタイミング機構
２吸気カム軸
３ロータハウジング
４吸気側ベーンロータ
５排気側ベーンロータ
７ロックピン部材
１４ａ吸気バルブ
１４ｂ排気バルブ
１５クランク軸
２０排気カム軸

Claims

クランク軸により回転駆動される吸気側カム軸と、該吸気側カム軸により回転駆動される排気側カム軸とを介して吸気バルブ，排気バルブを開閉するとともに、該吸気，排気バルブのそれぞれの開閉タイミングをエンジンの運転状態に応じて可変制御するようにした動弁装置の可変バルブタイミング機構において、
上記クランク軸の回転が伝達されるロータハウジングを上記吸気側カム軸に相対回転可能に装着し、該ロータハウジング内に吸気側，排気側ベーンロータを該ロータハウジングに対して相対回転可能に、かつ同軸をなしさらに同一の油圧が作用するように配設し、
吸気側ベーンロータを上記吸気側カム軸に固定し、上記排気側ベーンロータを排気カム軸に共に回転するよう連結し、
上記吸気側，排気側ベーンロータの両方をロータハウジングに固定することにより初期位置に位置させるとともに、該吸気側，排気側ベーンロータの両方をロータハウジングへの固定を解除することにより上記初期位置より遅角側に移動させる吸気・排気同時遅角位置と、上記吸気側ベーンロータをロータハウジングへの固定を解除することにより上記初期位置より進角側に回動させる吸気進角位置とのいずれかに切り換えて回動させる位相切り換え手段
を備えたことを特徴とする動弁装置の可変バルブタイミング機構。
請求項１において、上記位相切り換え手段は、油圧により、上記吸気側ベーンロータを上記初期位置から遅角側又は進角側に回動させ、上記排気側ベーンロータを上記初期位置から遅角側に回動させる油圧駆動機構と、上記吸気側，排気側ベーンロータ同士を固定するか，又は該両ベーンロータをロータハウジングに固定するロックピン部材と、該ロックピン部材を、上記初期位置では上記吸気側及び排気側ベーンロータの両方をロータハウジングに固定するよう移動させ、吸気・排気同時遅角位置では吸気側，排気側ベーンロータ同士を固定するよう移動させ、吸気進角位置では吸気側ベーンロータのロータハウジングへの固定を解除するロックピン切り換え機構とを備えていることを特徴とする動弁装置の可変バルブタイミング機構。