(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にインナーカムを有するインナーカムシャフトと、該インナーカムシャフトの外周に設けられて、外周にアウターカムを有するアウターカムシャフトと、を備え、該両カムシャフトを相対回転させて、前記インナーカムに対する前記アウターカムの相対回転位相を変更する内燃機関の可変動弁装置であって、
クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が設けられた駆動回転体と、
前記両カムシャフトのいずれか一方に固定されたロータと、前記作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成するベーンと、内部に形成された収容室と、を有し、前記進角作動室と遅角作動室に油圧が選択的に給排されることによって、前記駆動回転体に対して進角側あるいは遅角側へ相対回転する第１回転体と、
前記両カムシャフトのいずれか他方に固定されると共に、前記収容室内に回転自在に収容され、前記駆動回転体と前記第１回転体に対して所定角度範囲だけ相対回転可能に設けられた第２回転体と、
前記第２回転体の軸方向端面が摺動する前記駆動回転体の摺動面に設けられた第１ロック凹部と、
前記第２回転体に回転軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第１ロック凹部に進出係合することによって前記駆動回転体と第２回転体の相対回転をロックし、前記第１ロック凹部から退出することによって前記駆動回転体と第２回転体のロックを解除する第１ロック部材と、
前記第２回転体側に設けられた第２ロック凹部と、
前記第１回転体に回転軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第２ロック凹部に進出係合することによって前記第１回転体と第２回転体の相対回転をロックし、前記第２ロック凹部から退出することによって第１回転体と第２回転体とのロックを解除する第２ロック部材と、
作動油を供給することによって前記第１ロック部材を第１ロック凹部から退出させる第１ロック通路と、
作動油を供給することによって前記第２ロック部材を第２ロック凹部から退出させる第２ロック通路と、
を備え、
前記第１ロック部材と第２ロック部材がともにロックされている状態では、前記第１ロック凹部と第２ロック凹部の少なくとも一部が軸方向に投影される位置に配置されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
外周にインナーカムを有するインナーカムシャフトと、該インナーカムシャフトの外周に設けられて、外周にアウターカムを有するアウターカムシャフトと、を備え、該両カムシャフトを相対回転させて、前記インナーカムに対する前記アウターカムの相対回転位相を変更する内燃機関の可変動弁装置であって、
クランクシャフトから回転力が伝達された駆動回転体と、
前記両カムシャフトのいずれか一方に固定されていると共に、油圧によって前記駆動回転体に対して進角側あるいは遅角側へ相対回転可能に設けられ、内部に収容室が形成された第１回転体と、
前記両カムシャフトのいずれか他方に固定されると共に、前記収容室内に回転自在に収容され、前記駆動回転体と前記第１回転体に対して所定角度範囲だけ相対回転可能に設けられた第２回転体と、
前記第２回転体の軸方向端面が摺動する前記駆動回転体の摺動面に設けられた第１ロック凹部と、
前記第２回転体に回転軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第１ロック凹部に進出係合することによって前記駆動回転体と第２回転体の相対回転をロックし、前記第１ロック凹部から退出することによって前記駆動回転体と第２回転体のロックを解除する第１ロック部材と、
前記第２回転体側に設けられた第２ロック凹部と、
第１回転体に回転軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第２ロック凹部に進出係合することによって前記第１回転体と第２回転体の相対回転をロックし、前記第２ロック凹部から退出することによって第１回転体と第２回転体とのロックを解除する第２ロック部材と、
作動油を供給することによって前記第１ロック部材を第１ロック凹部から退出させる第１ロック通路と、
作動油を供給することによって前記第２ロック部材を第２ロック凹部から退出させる第２ロック通路と、
を備え、
前記第１ロック部材と第２ロック部材がともにロックされている状態では、前記第１ロック凹部と第２ロック凹部の少なくとも一部が軸方向に投影される位置に配置されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
外周にインナーカムを有するインナーカムシャフトと、該インナーカムシャフトの外周に設けられて、外周にアウターカムを有するアウターカムシャフトと、を備え、該両カムシャフトを相対回転させて、前記インナーカムに対する前記アウターカムの相対回転位相を変更する内燃機関の可変動弁装置であって、
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
前記両カムシャフトのいずれか一方に固定されていると共に、前記駆動回転体に対して進角側あるいは遅角側へ相対回転可能に設けられ、内部に収容室が形成された第１回転体と、
前記両カムシャフトのいずれか他方に固定されると共に、前記収容室内に回転自在に収容され、前記駆動回転体と前記第１回転体に対して所定角度範囲だけ相対回転可能に設けられた第２回転体と、
前記第１回転体に設けられ、該第１回転体と第２回転体の相対回転をロックまたはロックを解除する第１ロック機構と、
前記第２回転体に設けられ、要求に応じて前記駆動回転体と第２回転体の相対回転をロックまたはロックを解除する第２ロック機構と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁の作動特性を可変制御する内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変動弁装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
概略を説明すると、一気筒当たり２つの吸気弁を備え、外周に前記一方の吸気弁を駆動するインナーカムが一体的に設けられたインナーカムシャフトと、該インナーカムシャフトの外周に相対回転自在に配置され、外周に前記他方の吸気弁を駆動するアウターカムが一体的に設けられたアウターカムシャフトと、を有している。前記インナーカムシャフトの端部とアウターカムシャフトのそれぞれの端部には、ベーンタイプの２つの油圧アクチュエータが軸方向へ直列状態に一体的に設けられている。
【０００４】
２つの油圧アクチュエータは、供給された油圧によって前記インナーカムシャフトとアウターカムシャフトを相対回転させて吸気弁の作動角を制御すると共に、クランクシャフトに対して前記両カムシャフトを相対回転させて各吸気弁の開閉時期を制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９６４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の可変動弁装置にあっては、前記２つの油圧アクチュエータを、前記両カムシャフトの各端部に軸方向へ直列状態に一体的に設けていることから、装置の軸方向の長さが長くなって大型化してしまう。
【０００７】
本発明は、インナーカムシャフトとアウターカムシャフトの相対回転位相を制御すると共に、クランクシャフトに対する前記両カムシャフトの相対回転位相を制御可能にしつつ、装置全体の小型化を図り得る可変動弁装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、アウターカムシャフトとインナーカムシャフトの相対回転位相を変換し得る内燃機関の可変動弁装置に関し、とりわけ、前記両カムシャフトのいずれか一方に固定されて、内部に収容室を有し、内部の進角作動室と遅角作動室に油圧が選択的に給排されることによって、駆動回転体に対して進角側あるいは遅角側へ相対回転する第１回転体と、前記両カムシャフトのいずれか他方に固定されると共に、前記収容室内に回転自在に収容され、前記駆動回転体と前記第１回転体に対して所定角度範囲だけ相対回転可能に設けられた第２回転体と、前記第２回転体の軸方向端面が摺動する前記駆動回転体の摺動面に設けられた第１ロック凹部と、前記第２回転体に回転軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第１ロック凹部に進出係合することによって前記駆動回転体と第２回転体の相対回転をロックし、前記第１ロック凹部から退出することによって前記駆動回転体と第２回転体のロックを解除する第１ロック部材と、前記第２回転体側に設けられた第２ロック凹部と、第１回転体に回転軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第２ロック凹部に進出係合することによって前記第１回転体と第２回転体の相対回転をロックし、前記第２ロック凹部から退出することによって第１回転体と第２回転体とのロックを解除する第２ロック部材と、作動油を供給することによって前記第１ロック部材を第１ロック凹部から退出させる第１ロック通路と、作動油を供給することによって前記第２ロック部材を第２ロック凹部から退出させる第２ロック通路と、を備え、前記第１ロック部材と第２ロック部材がともにロックされている状態では、前記第１ロック凹部と第２ロック凹部の少なくとも一部が軸方向に投影される位置に配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インナー、アウターカムシャフトの相対回転位相の制御と、駆動回転体と前記両カムシャフトとの相対回転位相の制御を可能としつつ装置全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る可変動弁装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態に供される２つの駆動カムを示し、Ａは同一位相の状態を示し、Ｂは開角状態を示している
【図３】本実施形態の可変動弁装置の要部を分解して示す斜視図である。
【図４】本実施形態の可変動弁装置の油圧回路を示す縦断面図である。
【図５】同実施形態における第１ベーンロータと第２ベーンロータをスプロケットに対して相対回転位相を最進角側に変換した状態を示す作用説明図である。
【図６】同実施形態における第１ベーンロータと第２ベーンロータをスプロケットに対して相対回転位相を最遅角側に変換した状態を示す作用説明図である。
【図７】第１ベーンロータが最進角側の相対回転状態において第２ベーンロータが最遅角側に変換された状態を示す作用説明図である。
【図８】本実施形態に供される第１ロック機構と第２ロック機構の展開断面図である。
【図９】本実施形態に供される第１ロックピンが第１ロック穴から抜け出た状態を示す展開断面図である。
【図１０】本実施形態に供される第２ロックピンが第２ロック穴から抜け出ると共に、第１ロックピンが別の第１ロック穴に係合した状態を示す展開断面図である。
【図１１】第１ロックピンと第２ロックピンの係合が解除されていると共に、第１ロックピンが別の第１ロック穴に係合した状態を示す展開断面図である。
【図１２】本実施形態における両方の排気弁が進角側の同一の位相に制御されたリフト特性を示している。
【図１３】本実施形態における両方の排気弁が一緒に遅角側の同一の位相に変換されたリフト特性を示している。
【図１４】本実施形態における一方の排気弁のみが進角側に位相を変換されて開角状態になったリフト特性を示している。
【図１５】本発明の第２実施形態における第１ベーンロータと第２ベーンロータをスプロケットに対して相対回転位相を最進角側に変換した状態を示す作用説明図である。
【図１６】同実施形態における第１ベーンロータと第２ベーンロータをスプロケットに対して相対回転位相を最遅角側に変換した状態を示す作用説明図である。
【図１７】第２ベーンロータが最進角側の状態において第１ベーンロータが最遅角側に変換した状態を示す作用説明図である。
【図１８】本実施形態に供される第１ロック機構と第２ロック機構の展開断面図である。
【図１９】本実施形態に供される第１ロックピンが第１ロック穴から抜け出た状態を示す展開断面図である。
【図２０】本実施形態に供される第２ロックピンが第２ロック穴から抜け出ると共に第１ロックピンが第１ロック穴に係合した状態を示す展開断面図である。
【図２１】第１ロックピンが第１ロック穴に係合した状態と第２ロックピンが第２ロック穴との係合が解除されて、第１ベーンロータが遅角側の相対回転位置に変換された状態を展開断面図である。
【図２２】本実施形態における両方の排気弁が進角側の同一の位相に制御されたリフト特性を示している。
【図２３】本実施形態における両方の排気弁が一緒に遅角側の同一の位相に変換されたリフト特性を示している。
【図２４】本実施形態における一方の排気弁のみが進角側に位相を変換されて開角状態になったリフト特性を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、ガソリン仕様の例えば４気筒内燃機関の排気弁側に適用したものを示している。
〔第１実施形態〕
前記内燃機関は一気筒当たり２つの排気弁を有しており、可変動弁装置は、機関運転状態に応じて前記両排気弁の開閉時期と作動角(開角)を可変制御するものである。
【００１２】
すなわち、可変動弁装置は、図１〜図５に示すように、機関の図外のクランクシャフトによってタイミングチェーンを介して回転駆動されるスプロケット１と、該スプロケット１に対して相対回動可能に設けられた排気側のカムシャフト２と、スプロケット１とカムシャフト２との間に配置されて、該両者１，２の相対回動位相を変換する位相変換機構３と、該位相変換機構３を作動させる油圧回路４と、を備えている。
【００１３】
前記一気筒当たり２つの排気弁は、各傘部が図外の２つの排気ポートのシリンダ側の各開口端を開閉するもので、それぞれの上端部に配置されたバルブリフタを介してバルブスプリングのばね力によって閉方向に付勢されている。
【００１４】
前記カムシャフト２は、図１及び図２に示すように、内部中空状のアウターカムシャフト５と、該アウターカムシャフト５の内部に相対回転自在に設けられた内部中実状のインナーカムシャフト６と、から構成され、該インナーカムシャフト６は、アウターカムシャフト５の内周面に回転自在に支持されている一方、アウターカムシャフト５は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持されている。
【００１５】
前記アウターカムシャフト５は、外周面所定位置に前記バルブリフタを介して各気筒中の前記一方側の排気弁を開作動させる第１駆動カム５ａが圧入によって一体的に設けられている。
【００１６】
前記インナーカムシャフト６は、先端部６ｂの内部軸方向にカムボルト９の軸部９ｃ外周の雄ねじが螺着する雌ねじ孔６ｃが形成されていると共に、軸方向の所定位置には、前記アウターカムシャフト５の外周面に摺動しつつ前記同じバルブリフタを介して前記同じく一方側の排気弁を開作動させる第２駆動カム６ａが固定されている。
【００１７】
つまり、前記インナーカムシャフト６の直径方向に形成された貫通孔６ｄに連結軸７が貫通固定されていると共に、該連結軸７の両端部７ａ、７ｂが前記第２駆動カム６ａの内部に圧入固定されることによって、該第２駆動カム６ａが前記インナーカムシャフト６に固定されている。また、前記連結軸７は、前記アウターカムシャフト５の直径方向に貫通形成された一対の挿通孔５ｃ、５ｄを貫通しており、この両挿通孔５ｃ、５ｄは、アウターカムシャフト５の円周方向に沿ってスリット状に形成されて、前記連結軸７を介してインナーカムシャフト６をアウターカムシャフト５に所定角度範囲内で相対回転を許容するようになっている。
【００１８】
前記第１駆動カム５ａと第２駆動カム６ａは、図１及び図２Ａ，Ｂに示すように、両者間の僅かな隙間を介して隣接配置されていると共に、外周面５ｂ、６ｂが互いに卵形の同一のカムプロフィールに形成されて、一気筒中の前記一つの排気弁を独立して開閉作動させるようになっている。
【００１９】
前記位相変換機構３は、図１及び図３〜図５に示すように、前記カムシャフト２の一端部側に配置されて、前記スプロケット１と一体のハウジング８と、前記アウターカムシャフト５の一端部に前記カムボルト９によって軸方向から固定されて、前記ハウジング８内に回転自在に収容された第１回転体である第１ベーンロータ１０と、前記ハウジング８の内周面に突設された３つの第１〜第３シュー１１ａ〜１１ｃと前記第１ベーンロータ１０の後述する３枚の第１〜第３ベーン２０〜２２とによって隔成されたそれぞれ３つの遅角作動室である遅角油室１２及び進角作動室である進角油室１３と、を備えている。
【００２０】
前記ハウジング８は、軸方向両端が開口され、前記スプロケット１と兼用した円筒状のハウジング本体１４と、該ハウジング本体１４の軸方向前後開口を閉塞するフロントプレート１５及びリアプレート１６とを備え、該ハウジング本体１４に対してフロントプレート１５とリアプレート１６が３本のボルト１７によって軸方向から共締めにより一体的に結合されている。
【００２１】
前記ハウジング本体１４は、焼結金属材によって筒状一体に形成され、前端外周に前記チェーンが巻回される歯部１ａが一体に設けられていると共に、内周面に前記３つの前記第１〜第３シュー１１ａ〜１１ｃが内方へ一体に突設されている。
【００２２】
この各シュー１１ａ〜１１ｃは、それぞれが側面視ほぼ台形状に形成されて、ハウジング本体１４の円周方向のほぼ１８０°の位置に２つ、その間の位置に１つ配置され、それぞれの先端部に軸方向に沿って形成されたシール溝内には、ほぼコ字形状のシール部材１８がそれぞれ嵌着固定されている。
【００２３】
また、各シュー１１ａ〜１１ｃの径方向外周側には、前記各ボルト１７が挿通するボルト挿通孔１１ｄが貫通形成されている。
【００２４】
前記第１シュー１１ａは、周方向一側面に平坦な第１凸面１１ｅが形成されている一方、第２シュー１１ｂは、前記第１シュー１１ａの一側面と周方向で対向する一側面に同じく平坦な第２凸面１１ｆが形成されており、この各凸面１１ｅ、１ｆは、後述する第１ベーン２０が図５及び図６に示すように、反時計方向あるいは時計方向へ回転した際に、対向する各側面が当接して、第１ベーンロータ１０を最遅角、進角位置に規制するようになっている。
【００２５】
前記フロントプレート１５は、金属板をプレス成形によって比較的薄肉な円板状に形成してなり、中央に前記カムボルト９の頭部９ａのフランジ状の座部９ｃが収容配置される大径孔１５ａが穿設されていると共に、外周側の円周方向等間隔位置には、前記各ボルト１７が挿通する３つのボルト挿通孔１５ｂが貫通形成されている。また、このフロントプレート１５は、内周部に小径な２つの呼吸孔１５ｃ、１５ｄが貫通形成されている。この呼吸孔１５ｃ、１５ｄは、第１ベーンロータ１０が最進角と最遅角の相対回転位置で後述する第２ロック機構４１の第２摺動用孔４２と外気を連通させて第２ロックピン４３の良好な摺動性を確保するようになっている。
【００２６】
前記リアプレート１６は、焼結合金によって前記フロントプレート１５によりも肉厚な円盤状に形成されていると共に、中央に後述する第１ベーンロータ１０の第１ロータ１９の円筒状後端部が挿通して回転自在に支持される支持孔１６ａが貫通形成されている。また、外周側の円周方向等間隔位置には、前記各ボルト１７の先端部の雄ねじが螺着する３つの雌ねじ孔１６ｂが形成されている。
【００２７】
また、前記リアプレート１６は、外周部の所定位置に、後述する第１ロック機構２８の２つの第１、第２ロック凹部である第１ロック穴３１ａ、３１ｂが形成されており、この第１ロック穴３１ａ、３１ｂは、後述するように、第１ベーンロータ１０の最進角と最遅角の相対回転位置で第１ロック機構２８の第１ロック部材である第１ロックピン３０が係合するように、同一円弧軌跡上に所定間隔をもって形成されている。
【００２８】
なお、前記リアプレート１６の外周部所定位置には、前記ハウジング本体１４の第２シュー１１ｂに形成された位置決め孔１４ａに係入してハウジング本体１４との位置決めを行う位置決めピン１６ｃが突設されている。
【００２９】
前記第１ベーンロータ１０は、例えば焼結金属によって一体に形成されており、図１、図３、図５に示すように、中央側の第１ロータ１９と、該第１ロータ１９の外周から放射方向へ突設された前記３つの第１〜第３ベーン２０〜２２とから構成されている。
【００３０】
前記第１ロータ１９は、全体がほぼ円筒状に形成されていると共に、外径が大小の段差径状に形成されて、前記第１ベーン２０と第２ベーン２１との間が大径部１９ａに形成されている一方、第１ベーン２０と第３ベーン２２との間が小径部１９ｂに形成されている。
【００３１】
この第１ロータ１９は、前端部に形成された円盤壁１９ｃの中央に前記カムボルト９の軸部９ｃが挿通する挿通孔１９ｄが軸方向に沿って貫通形成されていると共に、後端側には、前記アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６の各先端部５ｄ、６ｃが挿通嵌合する段差径状の第１、第２嵌合穴１９ｅ、１９ｆが形成されている。また、この第１ロータ１９は、前記カムボルト９によって前記円盤壁１９ｃを介して前記インナーカムシャフト６の先端部６ｃに軸方向から締め付け固定されている。
【００３２】
なお、この第１ロータ１９は、前記アウターカムシャフト５の先端部５ｄが第１嵌合穴１９ｅに嵌合されているものの、該アウターカムシャフト５とは結合されず互いに自由な相対回転が確保されている。
【００３３】
さらに、第１ロータ１９の前記アウターカムシャフト５が嵌合する第１嵌合穴１９ｅの後端側内部には、第２ベーンロータ２３を相対回転自在に収容する収容室２６が形成されている。この収容室２６は、図５に示すように、第１ロータ１９の中央に形成された円形状のロータ収容部２６ａと、前記大径部１９ａの内部に扇枠状に形成されて、前記ロータ収容部２６ａと連通する扇形状のベーン収容部２６ｂとから構成されている。
【００３４】
前記大径部１９ａは、円周方向のほぼ中央位置に第２ロック機構４１の第２ロック部材である第２ロックピン４３が摺動する第２摺動用孔４２が軸方向に沿って貫通形成されている。
【００３５】
前記第１〜第３ベーン２０〜２２は、図５にも示すように、周方向の幅厚さがほぼ同じ大きさに設定されている共に、それぞれ先端部に形成された嵌着溝にハウジング本体１４の内周面に摺接して各油室１２，１３をシールするシール部材２７がそれぞれ嵌着固定されている。
【００３６】
また、第１ベーン２０は、進角、遅角側へ相対回転した際に、図中、反時計方向側(進角油室１３側)の一側面が前記第１凸面１１ｅに当接し、また時計方向側(遅角油室１２側)の他側面が第２凸面１１ｆに当接してそれぞれの最大相対回転が規制されるようになっている。
【００３７】
前記収容室２６に収容された前記第２ベーンロータ２３は、図１及び図３、図５に示すように、前記第１ロータ１９のロータ収容部２６ａに回転自在に収容保持された円環状の第２ロータ２４と、該第２ロータ２４の外周面に一体に突設されて、前記ベーン収容室２６ｂに回動自在に収容配置された一つの第４ベーン２５と、から構成されている。
【００３８】
前記第２ロータ２４は、外径が前記ロータ収容部２６ａの内径よりも僅かに小さく形成されて、外周面とロータ収容部２６ａの内周面との間に円筒状の微小クリアランスが形成されて自由な回転が確保されていると共に、その軸方向の長さがロータ収容部２６ａの軸方向長さとほぼ同一に形成されている。
【００３９】
また、この第２ロータ２４は、図１に示すように、中央の内部軸方向に貫通形成された円環状の固定用孔２４ａに前記アウターカムシャフト５の先端部５ｄが圧入固定されている。
【００４０】
前記第４ベーン２５は、前記ベーン収容部２６ｂに対応して扇形状に形成されていると共に、ベーン収容部２６ｂ内に相対回転自在に収容されている。また、外周面２５ｂと前記ベーン収容部２６ｂの内周面との間にクリアランスが形成されている。
【００４１】
また、第４ベーン２５の円周方向の反時計方向側、つまり遅角側の内部軸方向には、第１ロック機構２８の第１ロックピン３０が摺動する第１摺動用孔２９が貫通形成されている。
【００４２】
前記油圧回路４は、前記各遅角油室１２と各進角油室１３に対して油圧を選択的に供給あるいは排出するもので、図１及び図４に示すように、各遅角油室１２に連通する遅角側通路３６と、前記各進角油室１３に連通する進角側通路３７と、該各通路３６，３７に電磁切換弁３８を介して油圧を選択的に供給するオイルポンプ３９と、前記各通路３６，３７に電磁切換弁３８を介して選択的に連通するドレン通路４０と、を備えている。
【００４３】
前記遅角側通路３６は、図４に示すように、前記アウターカムシャフト５の外周面に形成されたグルーブ溝３６ａと、該グルーブ溝３６ａに連通され、インナーカムシャフト６の内部に連続的に形成された径方向孔及び軸方向孔３６ｂと、該軸方向孔３６ａの先端側に形成された径方向孔３６ｃと、前記第１ロータ１９の前記第２嵌合穴１９ｆの内周面に形成されて、前記径方向孔３６ｃと連通する円環溝３６ｄと、第１ロータ１９の内部径方向に形成されて、前記円環溝３６ｄと各遅角油室１２とを連通する３つの遅角油孔３６ｅと、を有している。
【００４４】
前記進角側通路３７は、図４に示すように、同じくアウターカムシャフト５の外周面に形成されたグルーブ溝３７ａと、該グルーブ溝３７ａに連通され、インナーカムシャフト６の内部に連続的に形成された径方向孔及び軸方向孔３７ｂと、該軸方向孔３７ａの先端側に形成された径方向孔３７ｃと、前記アウターカムシャフト５の先端部に径方向へ穿設されて、前記径方向孔３７ｃに連通する連通孔３７ｄと、第１ロータ１９の前記第１嵌合穴１９ｅの内周面に形成されて、前記連通孔３７ｄと連通する円環溝３７ｅと、第１ロータ１９の内部径方向に形成されて、前記円環溝３７ｅと各進角油室１３とを連通する３つの進角油孔３７ｆと、を有している。
【００４５】
前記電磁切換弁３８は、４ポート２位置弁であって、図外のコントロールユニット(ＥＣＵ)から電磁コイルへの制御電流の出力、遮断によって内部のスプール弁が軸方向に移動して、各通路３６，３７に対してオイルポンプ３９の吐出通路３９ａとドレン通路４０とを選択的に切り換え制御するようになっている。つまり、コントロールユニットから制御電流が出力されると、吐出通路３９ａと遅角側通路３６とを連通すると同時に、ドレン通路４０と進角側通路３７とを連通する一方、制御電流が遮断されると、吐出通路３９ａと進角側通路３７とを連通すると同時に、ドレン通路４０と遅角側通路３６とを連通するようになっている。
【００４６】
前記コントロールユニットは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ開度センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、かかる機関運転状態に応じて前記電磁切換弁３８の電磁コイルに制御電流を出力するようになっている。
【００４７】
前記第１ロック機構２８は、図１、図３及び図８に示すように、前記第２ベーンロータ２３の第２ベーン２５に形成された摺動用孔２９と、該摺動用孔２９内に摺動自在に収容されて、リアプレート１６側に対して進退自在が設けられた第１ロックピン３０と、前記リアプレート１６に形成され、前記第１ロックピン３０の先端部３０ａが係合して第２ベーンロータ２３をロックする２つの第１ロック穴３１ａ、３１ｂと、機関運転状態に応じて前記第１ロックピン３０の先端部３０ａを各ロック穴３１ａ、３１ｂに係合、あるいは係合を解除する第１係脱機構と、から構成されている。
【００４８】
前記第１摺動用孔２９は、内径が比較的大径なほぼ均一径に形成されて、軸方向に貫通形成されている。
【００４９】
前記第１ロックピン３０は、後端部が第１摺動用孔２９に対応して外周面がほぼ均一な外径に形成されて、先端部３０ａが前記第１ロック穴３１ａ、３１ｂの内径よりもやや小さな小径状に形成されていると共に、前記後端部と先端部３０ａとの間に段差状の受圧面３０ｂが形成されている。また、前記第１摺動用孔２９の先端孔縁に切欠形成された第１油溝２５ａと前記受圧面３０ｂとの間に環状の第１受圧室３２が形成されている。
【００５０】
前記第１ロック穴３１ａ、３１ｂは、それぞれ有底円柱状に形成されて、前述のように、リアプレート１６の内周面の円周方向へ所定間隔をもって形成されて、一方側のロック穴３１ａは第２ベーンロータ２３が最大進角側に相対回転した際に、第１ロックピン３０が軸方向から係合する位置に形成され、他方側のロック穴３１ｂは第２ベーンロータ２３が最大遅角側に相対回転した際に、第１ロックピン３０が軸方向から係合する位置に形成されている。
【００５１】
したがって、前記第１ロックピン３０が一方側の第１ロック穴３１ａに係合した場合には、ハウジング８と第２ベーンロータ２３の相対回転角度が機関始動に最適な最大進角の変換角度(位相)となり、前記第１ロックピン３０が他方側の第１ロック穴３１ｂに係合した場合には、ハウジング８と第２ベーンロータ２３の相対回転角度が最大遅角の変換角度(位相)となるように設定されている。
【００５２】
なお、前記第１ロックピン３０は、その外径が後述する第２摺動用孔４２の内径よりも大きく設定されていることから、後退移動した際に、後端外周縁３０ｂが第２摺動用孔４２の孔縁に当接して最大後退移動が規制されるようになっている。この時点では、先端部３０ａが前記第１ロック穴３１ａ、３１ｂから完全に抜け出た状態になる。
【００５３】
前記第１係脱機構は、第２ロック機構４１の係脱機構を一部兼用するものであって、後述する第２ロックピン４３の後端部とフロントプレート１５の内端面との間に弾装されて、第２ロックピン４３を介して第１ロックピン３０を進出方向(第１ロック穴３１ａ、３１ｂ方向)へ付勢するコイルスプリング３３と、前記第１受圧室３２を介して第１受圧面３０ｂ及び第１ロック穴３１ａ、３１ｂに油圧を供給して第１ロックピン３０を第１ロック穴３１ａ、３１ｂから後退させてロックを解除する第１解除用油圧回路３４とから構成されている。
【００５４】
前記第１解除用油圧回路３４は、図１、図４及び図８に示すように、前記油圧回路４とは独立して構成され、前記第１ロック穴３１ａ、３１ｂに連通する第１ロック通路である第１解除通路３５と、該解除通路３５に対して前記オイルポンプ３９の吐出通路３９ａとドレン通路４０とを選択的に連通させる第１電磁切換弁４６と、を備えている。
【００５５】
前記第１解除通路３５は、一端側が第１電磁切換弁４６を介して前記オイルポンプ３９やドレン通路４０に適宜連通するようになっている。また、他端側が前記アウターカムシャフト５の外周面に形成されたグルーブ溝３５ａや径方向孔及びインナーカムシャフト６の内部軸方向に形成されて、前記径方向孔に連通した軸方向孔３５ｂ、さらにアウターカムシャフト５の先端部側に径方向に貫通形成されて、前記軸方向孔３５ｂと第１受圧室３２(第１ロック穴３１ａ、３１ｂ)とを連通する連通孔３５ｃなどによって構成されている。
【００５６】
前記第１電磁切換弁４６は、前記電磁切換弁３８を制御する前記コントロールユニットからのオン−オフ制御信号によって制御されて、前記第１解除通路３５に対して前記吐出通路３９ａとドレン通路４０とを適宜切り換え制御するようになっている。
【００５７】
前記第２ロック機構４１は、図１、図４及び図８に示すように、前記第１ベーンロータ１０の第１ロータ１９の内部軸方向に形成された第２摺動用孔４２と、該第２摺動用孔４２内に摺動自在に収容されて、第１ロックピン３０に対して進退自在が設けられた第２ロックピン４３と、前記第１ロックピン３０の後端部に形成され、前記第２ロックピン４３の先端部４３ａが係合して第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３を結合する第２ロック穴４４と、機関運転状態に応じて前記第２ロックピン４３の先端部４３ａを第２ロック穴４１に係合、あるいは係合を解除する第２係脱機構と、から構成されている。
【００５８】
前記第２摺動用孔４２は、第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３の所定の相対回転位置で前記第１摺動用孔２９と直列状に配置され、内径が第１摺動用孔２９よりも僅かに小さな均一径に形成されて、軸方向に貫通形成されている。
【００５９】
前記第２ロックピン４３は、後端部が第２摺動用孔４２に対応して外周面がほぼ均一な外径に形成されて、外径が前記第１ロックピン３０よりも小さく設定されていると共に、先端部４３ａが前記第２ロック穴４４の内径よりもやや小さな小径状に形成されている。また、第２ロックピン４３の後端部と先端部４３ａとの間に段差状の第２受圧面４３ｂが形成されている。このように、前記第１ロックピン３０と第２ロックピン４３及び第１ロック穴３１ａ、３１ｂと第２ロック穴４４とは、軸方向へ直列に配置されて、互いの投影面積がオーバーラップした状態になっている。
【００６０】
また、前記第１摺動用孔２９の後端部孔縁に第２油溝４５が切欠形成されていると共に、該第２油溝４５と前記第２受圧面４３ｂとの間に第２受圧室５０が形成されている。前記第２油溝４５は、後述する第２解除通路４８に連通している。
【００６１】
前記第２ロック穴４４は、有底円柱状に形成されて、前記第２ロックピン４３の先端部４３ａが係合(ロック)した際に、前記第１ロックピン３０と第２ロックピン４３が直列に配置されて第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３が結合された状態になる。
【００６２】
前記第２係脱機構は、前述したように、前記第２ロックピン４３の後端部とフロントプレート１５の内端面との間に弾装されて、第２ロックピン４３を進出方向(第２ロック穴４４方向)へ付勢する弾性部材であるコイルスプリング３３と、前記第２受圧室５０を介して第２受圧面４３ｂ及び第２ロック穴４４に油圧を供給して第２ロックピン４３を第２ロック穴４４から後退させてロックを解除する第２解除用油圧回路４７とから構成されている。
【００６３】
前記第２解除用油圧回路４７は、図１、図４及び図８に示すように、前記油圧回路４や第１解除用油圧回路３４とは独立して構成され、前記第２油溝４５を介して第２受圧室５０に連通する第２ロック通路である第２解除通路４８と、該第２解除通路４８に対して前記オイルポンプ３９の吐出通路３９ａとドレン通路４０とを選択的に連通させる第２電磁切換弁４９と、を備えている。
【００６４】
前記第２解除通路４８は、一端側が第２電磁切換弁４９を介して前記吐出通路３９ａやドレン通路４０に適宜連通するようになっており、他端側が前記アウターカムシャフト５の外周面に形成されたグルーブ溝４８ａや径方向孔及びインナーカムシャフト６の内部軸方向に形成されて、前記径方向孔に連通した軸方向孔４８ｂや、さらにアウターカムシャフト５の先端部側に径方向に貫通形成されて、前記軸方向孔４８ｂと第２受圧室５０(第２ロック穴４４)とを連通する連通孔４８ｃなどによって構成されている。
【００６５】
前記第２電磁切換弁４９は、前記コントロールユニットからのオン−オフ制御信号によって制御されて、前記第２解除通路４８に対して前記吐出通路３９ａとドレン通路４０とを適宜切り換え制御するようになっている。
〔本実施形態の作用〕
まず、機関始動時は、図５及び図８に示すように、コイルスプリング３３のばね力によって、予め第１ロックピン３０の先端部３０ａが進角側の第１ロック穴３１ａ内に係合していると共に、第２ロックピン４３の先端部４３ａも第２ロック穴４４内に係合している。これによって、第１ロックピン３０と第２ロックピン４３が直列状態で結合されている。このため、第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３は、スプロケット１に対して始動に最適な進角側の相対回転位置にロックされている。
【００６６】
よって、２つの駆動カム５ａ、６ａは、図２Ａに示すように、アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６を介して同一の回転位相になって、一つの排気弁の開閉時期特性が図１２の太い実線で示すように、初期の進角側の位相に保持されている。
【００６７】
したがって、この状態からイグニッションスイッチをオン操作して機関を始動すると、スムーズなクランキングによって良好な始動性が得られる。
【００６８】
そして、機関始動後の所定の運転域では、前記電磁切換弁３８と第１電磁切換弁４６にコントロールユニットから制御電流が出力されて、まず、吐出通路３９ａと第１解除通路３５を連通させることから、オイルポンプ３９から吐出された作動油が、第１解除通路３５を通って第１受圧室３２に供給されて高圧になる。これによって、前記第１受圧面３０ｂに作用する高油圧によって第１ロックピン３０が第２ロックピン４３と一緒にコイルスプリング３３のばね力に抗して後退移動し、一方側の第１ロック穴３１ａから抜け出てリアプレート１６(ハウジング８)と第２ベーンロータ２３とのロックが解除される。ここで、第２ベーンロータ２３と第１ベーンロータ１０とは、いまだ結合状態(ロック状態)にあることから、両者１０，２３は一緒にハウジング８とのロックが解除されて、自由な相対回転が確保されることになる。
【００６９】
同時に、前記吐出通路３９ａと遅角側通路３６を連通させると共に、遅角側通路３７とドレン通路４０を連通させる。このため、前記オイルポンプ３９からの吐出された油圧は、前記遅角側通路３６などを通って各遅角油室１２に供給されて、該各遅角油室１２が高圧になる一方、各進角油室１３内の油圧がオイルパンに排出されて内部が低圧になる。
【００７０】
したがって、前記第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３は、図６に示すように、前記各遅角油室１３の高圧化に伴って、ハウジング８に対して遅角側へ相対回転する。これにより、アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６が一緒に反時計方向の遅角側へ同期回転して、第１駆動カム５ａと第２駆動カム６ａが、同一の回転位相になって、一つの排気弁の開閉時期を遅角側に制御して該開閉時期特性が図１３の太い実線で示すように、最遅角側の位相に変換される。
【００７１】
この時点では、前記第２電磁切換弁４９には、コントロールユニットから制御電流が出力されずに、第２解除通路４８とドレン通路４０が連通された状態にある。このため、前記第１ベーンロータ１０は、図９に示すように、第２ロックピン４３が第２ロック穴４４に係合した状態が維持されているため、第２ベーンロータ２３とのロック状態が継続している。
【００７２】
機関運転状態がさらに変化すると、前記コントロールユニットから電磁切換弁３８と第１電磁切換弁４６への制御電流が遮断されると共に、第２電磁切換弁４９へ制御電流が出力される。このため、ドレン通路４０と第１解除通路３５が連通して第１受圧室３２(他方の第１ロック穴３１ｂ)が低圧になる一方、吐出通路３９ａと第２解除通路４８が連通してオイルポンプ３９から吐出された作動油が第２解除通路４８を通って第２受圧室５０(第２ロック穴４４)に供給されて高圧になる。
【００７３】
したがって、前記第２ロック穴４４の高圧化に伴って、図１０に示すように、第１ロックピン３０が進出移動して他方の第１ロック穴３１ｂに係合すると同時に、第２ロックピン４３がコイルスプリング３３のばね力に抗して後退移動して第２ロック穴４４から抜け出し、第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３とのロック(結合)が解除される。これにより、第２ベーンロータ２３は、リアプレート１６（ハウジング８）にロックされて遅角側の相対回転位置に保持されるが、第１ベーンロータ１０は自由な相対回転が許容される。
【００７４】
この時点では、前記吐出通路３９ａと進角側通路３７が連通されると共に、遅角側通路３６とドレン通路４０が連通されることから、各進角油室１３側では、オイルポンプ３９の吐出油圧が供給されて高圧になる一方、各遅角油室１２側では、内部の作動油がドレン通路４０を介してオイルパン内に排出されて低圧状態になる。
【００７５】
したがって、図７及び図１１に示すように、前記第１ベーンロータ１０のみがハウジング８に対して進角側へ相対回転して、第２ベーンロータ２３は、進角側への相対回転が規制されて最遅角側の相対回転位置に保持されている。
【００７６】
この結果、アウターカムシャフト５側の第１駆動カム５ａは、遅角側の回転位置に保持されているが、インナーカムシャフト６側の第２駆動カム６ａは、図２Ｂに示すように、一つの排気弁の開閉時期が始動時と同じく進角側の回転位置に制御されて、前記第１駆動カム６ａに対して開いた状態になる(開角状態)。
【００７７】
したがって、一つの排気弁は、その開閉時期特性が図１４に示すように、２つの駆動カム５ａ、６ａによって、前記初期位相時のバルブリフタを押している時間よりも長く時間押すことになる。つまり、一つの排気弁の開いている時間が長くなって、燃焼ガスの掃気時間が連続的に増加することになる。
【００７８】
なお、機関運転状態の様々な変化や機関を停止した場合に応じて、前記コントロールユニットにより電磁切換弁３８や第１、第２電磁切換弁３６，４９への通電制御を行うことによって、第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３のそれぞれの相対回転位置を任意に変換することができる。
【００７９】
これによって、前記アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６を任意に相対回転させることができ、前記第１駆動カム５ａと第２駆動カム６ａを進角、遅角側への同一の位相に変換し、また、位相ずれによる開角制御を任意に行うことができる。
【００８０】
以上のように、本実施形態では、各油圧回路４、３４，４７を利用して前記アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６の相対回転位相を別々に、あるいは同期して制御して、ハウジング８(クランクシャフト)に対する前記両カムシャフト５，６の相対回転位相を変換することができるので、排気弁の開閉時期制御を精度良く行うことができる。
【００８１】
しかも、前記第２ベーンロータ２３を、第１ベーンロータ１０の第１ロータ１９の内部に収容して、両ベーンロータ１０，２３を並列に配置したことから、直列に配置した従来技術に比較して、装置の軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。この結果、機関への搭載性が向上する。
【００８２】
また、前記第１ベーンロータ１０の第１ロータ１９を、全体に大径化するのではなく、大径部１９ａと小径部１９ｂとによって構成したことから、かかる小径部１９ｂによって前記遅角油室１２と進角油室１３の容積の減少を抑制でき、各ベーン２０〜２２の受圧面積を大きくすることができるので、各油室１２，１３へ供給された作動油による第１ベーンロータ１０の遅角、進角側への相対回転の速やかな応答性を確保することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、前記第１ロックピン３０と第２ロックピン４３とを直列に配置すると共に、第１ロックピン３０の後端部に第２ロック穴４４を形成し、この第２ロック穴４４への油圧に給排によって第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３とのロック、またはロックの解除を行うようにしたことから、全体の構造を簡素化できると共に、スペースの有効利用が図れる。
【００８４】
つまり、第１、第２ロック穴３１、４４を、例えばリアプレート１６とフロントプレート１５などの別々の部材に形成して、各ロックピン３０、４３を反対方向に進退移動させる場合は、装置の全体構造が複雑になると共に、油圧回路の取り回しも複雑になるが、本実施形態では第１ロックピン３０を利用して第２ロック穴４４を形成したことから、全体の構造が簡素化されると共に、スペースの有効利用が図れる。この結果、製造作業や組付作業が容易になって、製造コストや組付作業コストの低減化が図れる。
〔第２実施形態〕
図１５〜図２１は本発明の第２実施形態を示し、同じく一気筒当たり２つ排気弁の一方側の排気弁に適用したもので、基本構造は、第１実施形態とほぼ同じであるから、共通の構成箇所は同一の符番を付して説明する。第１実施形態と異なる構成は、他方の第１ロック穴３１ｂを廃止すると共に、第１ベーンロータ１０に対する第２ベーンロータ２３の配置を反対にしたが、両ベーンロータ１０、２３の初期の相対回転位相は同じである。
【００８５】
すなわち、機関始動時は、図１５及び図１８に示すように、コイルスプリング３３のばね力によって、予め第１ロックピン３０の先端部３０ａが進角側の第１ロック穴３１ａ内に係合していると共に、第２ロックピン４３の先端部４３ａも第２ロック穴４４内に係合している。これによって、第１ロックピン３０と第２ロックピン４３が直列状態で結合されている。このため、第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３は、スプロケット１に対して始動に最適な進角側の相対回転位置にロックされている。
【００８６】
よって、２つの駆動カム５ａ、６ａは、図２Ａに示すように、アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６を介して同一の回転位相になって、一つの排気弁の開閉時期特性が図２２の太い実線で示すように、初期の進角側の位相に保持されている。
【００８７】
したがって、この状態からイグニッションスイッチをオン操作して機関を始動すると、スムーズなクランキングによって良好な始動性が得られる。
【００８８】
そして、機関始動後の所定の運転域では、前記コントロールユニットから前記電磁切換弁３８と第１電磁切換弁４６に制御電流が出力されて、吐出通路３９ａと第１解除通路３５を連通させることから、オイルポンプ３９から吐出された作動油が、第１解除通路３５を通って第１受圧室３２に供給されて高圧になる。これによって、前記第１受圧面３０ｂに作用する高油圧によって第１ロックピン３０が第２ロックピン４３と一緒にコイルスプリング３３のばね力に抗して後退移動し、一方側の第１ロック穴３１ａから抜け出てリアプレート１６(ハウジング８)と第２ベーンロータ２３とのロックが解除される。ここで、第２ベーンロータ２３と第１ベーンロータ１０とは、いまだ結合状態(ロック状態)にあることから、両者１０，２３は一緒にハウジング８とのロックが解除されて、自由な相対回転が確保されることになる。
【００８９】
同時に、前記電磁切換弁３８が、吐出通路３９ａと遅角側通路３６を連通させると共に、進角側通路３７とドレン通路４０を連通させる。このため、前記オイルポンプ３９からの吐出された油圧は、前記遅角側通路３６などを通って各遅角油室１２に供給されて、該各遅角油室１２が高圧になる一方、各進角油室１３内の油圧がオイルパンに排出されて内部が低圧になる。
【００９０】
したがって、前記第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３は、図１６に示すように、前記各遅角油室１３の高圧化に伴って、ハウジング８に対して遅角側へ相対回転する。これにより、アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６が一緒に反時計方向の遅角側へ同期回転して、第１駆動カム５ａと第２駆動カム６ａが、同一の回転位相になって、一つの排気弁の開閉時期を遅角側に制御して該開閉時期特性が図２３の太い実線で示すように、最遅角側の位相に変換される。
【００９１】
この時点では、前記第２電磁切換弁４９には、コントロールユニットから制御電流が出力されずに、第２解除通路４８とドレン通路４０が連通された状態にある。このため、前記第１ベーンロータ１０は、図１９に示すように、第２ロックピン４３が第２ロック穴４４に係合した状態が維持されているため、第２ベーンロータ２３とのロック状態が継続している。
【００９２】
機関運転状態がさらに変化すると、前記コントロールユニットから第１電磁切換弁４６への制御電流が遮断されると共に、電磁切換弁３８と第２電磁切換弁４９へ制御電流が出力される。
このため、ドレン通路４０と第１解除通路３５が連通して第１受圧室３２(第１ロック穴３１ａ)が低圧になる一方、吐出通路３９ａと第２解除通路４８が連通してオイルポンプ３９から吐出された作動油が第２解除通路４８を通って第２受圧室５０(第２ロック穴４４)に供給されて高圧になる。
【００９３】
したがって、前記第２ロック穴４４の高圧化に伴って、図２０に示すように、第１ロックピン３０が進出移動して第１ロック穴３１ａに係合すると同時に、第２ロックピン４３がコイルスプリング３３のばね力に抗して後退移動して第２ロック穴４４から抜け出し、第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３とのロック(結合)が解除される。これにより、第２ベーンロータ２３は、リアプレート１６（ハウジング８）にロックされて進角側の相対回転位置に保持されるが、第１ベーンロータ１０は自由な相対回転が許容される。
【００９４】
この時点では、前記吐出通路３９ａと遅角側通路３６が連通された状態になっている共に、進角側通路３７とドレン通路４０が連通されることから、各遅角油室１２側では、オイルポンプ３９の吐出油圧が供給されて高圧になっている一方、各進角油室１３側では、内部の作動油がドレン通路４０を介してオイルパン内に排出されて低圧状態が維持される。
【００９５】
したがって、図１７及び図２１に示すように、前記第１ベーンロータ１０のみがハウジング８に対して遅角側へ相対回転して、第２ベーンロータ２３は、遅角側への相対回転が規制されて最進角側の相対回転位置に保持されている。
【００９６】
この結果、インナーカムシャフト６側の第２駆動カム６ａは、進角側の回転位置に保持されているが、アウターカムシャフト５側の第１駆動カム５ａは、一つの排気弁の開閉時期が遅角側の回転位置に制御されて、前記第１駆動カム６ａに対して開いた状態になる(開角状態)。
【００９７】
したがって、一つの排気弁は、その開閉時期特性が図２４に示すように、２つの駆動カム５ａ、６ａによって、前記初期位相時のバルブリフタを押している時間よりも長く時間押すことになる。つまり、一つの排気弁の開いている時間が長くなって、燃焼ガスの掃気時間が連続的に増加することになる。
【００９８】
なお、機関運転状態の様々な変化や機関を停止した場合に応じて、前記コントロールユニットにより電磁切換弁３８や第１、第２電磁切換弁４６，４９への通電制御を行うことによって、第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３のそれぞれの相対回転位置を任意に変換することができる。これによって、前記アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６を任意に相対回転させることができ、前記第１駆動カム５ａと第２駆動カム６ａを進角、遅角側への同一の位相に変換し、また、位相ずれによる開角制御を任意に行うことができる。
【００９９】
以上のように、本実施形態では、第１実施形態と同じく、各油圧回路４、３４，４７を利用して前記アウターカムシャフト５とインナーカムシャフト６の相対回転位相を別々に、あるいは同期して制御して、ハウジング８(クランクシャフト)に対する前記両カムシャフト５，６の相対回転位相を変換することができるので、排気弁の開閉時期制御を精度良く行うことができる。
【０１００】
しかも、前記第２ベーンロータ２３を、第１ベーンロータ１０の第１ロータ１９の内部に収容して、両ベーンロータ１０，２３を並列に配置したことから、直列に配置した従来技術に比較して、装置の軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。この結果、機関への搭載性が向上する。
【０１０１】
その他の作用効果も第１実施形態と同様である。
【０１０２】
本発明は、前記各実施形態の構成や制御作用に限定されるものではなく、第１ベーンロータ１０と第２ベーンロータ２３を機関運転状態に応じて一緒にまた別々に任意にロックあるいはロックを解除する制御を行うことが可能である。
【０１０３】
また、前記各実施形態では、一つの排気弁に対して２つの駆動カム５ａ、６ａを用いているが、一気筒当たり２つの排気弁に対して、前記駆動カム５ａと駆動カム６ａによって別々に開閉作動させると共に、開角状態に制御することも可能である。また、排気弁の他に吸気弁にも適用することも可能である。
【０１０４】
さらに、本発明は、前記第１回転体と第２回転体は、ベーンロータに限定されるものではなく、ベーンロータに代わる例えば複数のギア歯車など用いることも可能である。
【０１０５】
さらに、前記駆動回転体に対する第１回転体のロック解除や、第１回転体と第２回転体のロック解除などを油圧以外の例えば電気モータなどの電気的な手段によって行うことも可能である。
【０１０６】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項１に記載された内燃機関の可変動弁装置であって、
前記駆動回転体に対して前記第１回転体が最進角または最遅角側の相対回転位置で、かつ前記第１回転体に対して前記第２回転体がその逆側の相対回転位置となっている場合に、前記第１ロック凹部の少なくとも一つと前記第１ロック部材が係合ロックされることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｂ〕請求項ａに記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
少なくとも前記駆動回転体が回転している間に、前記第２回転体には常に前記第１回転体に対して遅角方向に回転トルクが作用していると共に、
前記駆動回転体に対して前記第１回転体が最進角の相対回転位置で、かつ該第１回転体に対して前記第２回転体が最遅角の相対回転となっている位置で、前記第１ロック凹部の少なくとも１つと前記第１ロック部材がロックしていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｃ〕請求項ｂに記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記駆動回転体に対して前記第１回転体が最進角の相対回転位置で、かつ前記第１回転体に対して前記第２回転体が最進角の相対回転位置となっている場合に、前記第１ロック部材が他の第１ロック凹部の内部に進出係合することによって、前記駆動回転体と第２回転体の相対回転をロックすることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｄ〕請求項ｃに記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第２ロック凹部と第２ロック部材は、前記第１回転体に対して前記第２回転体が最進角の相対回転となっている位置で係合ロックしていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｅ〕請求項ｂに記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第２ロック凹部と第２ロック部材は、前記第１回転体に対して前記第２回転体が最遅角の相対回転位置で係合ロックしていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｆ〕請求項１に記載された内燃機関の可変動弁装置であって、
前記収容室は、前記第１回転体の軸方向の一側面に開口するように設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｇ〕請求項ｆに記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１回転体におけるロータの一部は、他の部分よりも大径に形成されていると共に、該大径部に前記収容室の一部が形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｈ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１ロック凹部内に前記第１ロック部材が係合すると共に、前記第２ロック凹部内に前記第２ロック部材が係合した状態で内燃機関が停止されるように構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｉ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１ロック凹部内から前記第１ロック部材が退出してロックが解除されると共に、前記第２ロック凹部内に第２ロック部材が係合した状態で、前記第１回転体が駆動回転体に対して相対回転する状態となることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｊ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１ロック凹部内に第１ロック部材が係合し、前記第２ロック凹部から前記第２ロック部材が退出してロックが解除した状態で、前記第１回転体が前記駆動回転体に対して相対回転する状態となることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｋ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１ロック凹部は、前記駆動回転体の軸方向における前記両カムシャフト側に設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｌ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１ロック通路及び第２ロック通路には、前記進角作動室と遅角作動室とは独立した油圧回路から油圧が供給されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｍ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第２ロック凹部は、前記第１ロック部材の前記第１ロック凹部側と反対側の端部に設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｎ〕請求項ｍに記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１ロック部材は、前記第２回転体内への移動が規制されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｏ〕請求項ｎに記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１ロック部材の外径は、前記第２ロック部材の外径よりも大きく形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【符号の説明】
【０１０７】
１…スプロケット(駆動回転体)
２…カムシャフト
３…位相変換機構
４…油圧回路
５…アウターカムシャフト
５ａ…第１駆動カム
６…インナーカムシャフト
６ａ…第２駆動カム
８…ハウジング
１０…第１ベーンロータ(第１回転体)
１１ａ〜１１ｃ…第１〜第３シュー
１２…遅角油室（遅角作動室）
１３…進角油室（進角作動室）
１４…ハウジング本体
１５…フロントプレート
１６…リアプレート
１９…第１ロータ
２０〜２２…第１〜第３ベーン
２３…第２ベーンロータ(第２回転体)
２４…第２ロータ
２５…第４ベーン
２８…第１ロック機構
３０…第１ロックピン
３１ａ・３１ｂ…第１ロック穴
３２…第１受圧室
３３…コイルスプリング
３４…第１解除用油圧回路
３５…第１解除通路
３６…遅角側通路
３７…進角側通路
３８…電磁切換弁
３９…オイルポンプ
３９ａ…吐出通路
４０…ドレン通路
４１…第２ロック機構
４３…第２ロックピン
４４…第２ロック穴
４６…第１電磁切換弁
４７…第２解除用油圧回路
４８…第２解除通路
４９…第２電磁切換弁
５０…第２受圧室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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