JP2004257373A

JP2004257373A - バルブタイミング調整システム

Info

Publication number: JP2004257373A
Application number: JP2003309051A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Yamauchi; 睦山内; Hiroyuki Kinugawa; 浩行衣川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2004-09-16
Also published as: US20040154568A1

Abstract

【課題】所定の回動範囲を有し、エンジン停止時の低油圧下であっても、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるバルブタイミング調整システムを提供する。
【解決手段】バルブタイミング調整システム１はクランクシャフトＳ１に対する吸気カムシャフトＳ３の相対回動角度を変更する第１のバルブタイミング調整装置６と、この装置６へチェーン９ａを介してクランクシャフトＳ１からの回転駆動力を伝達する第１回転体７１およびクランクシャフトＳ１と同期回転する排気カムシャフトＳ４に固定された第２回転体７２を有する第２のバルブタイミング調整装置７とから構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジン等の内燃機関（以下、エンジンという）の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを制御するバルブタイミング調整システムに関するものである。

従来のバルブタイミング調整システムとしては、エンジンのクランクシャフトとチェーンやベルト等で連結され上記クランクシャフトと同期回転する第１回転体と、カムシャフトの端面に一体に固定され上記第１回転体内で所定角度だけ相対回動可能な第２回転体とを備えたバルブタイミング調整装置を吸気カムシャフトと排気カムシャフトとにそれぞれ配設した構成のものが知られている。このようなバルブタイミング調整装置では、オイルコントロールバルブ等の油圧制御バルブ（以下、ＯＣＶという）から供給される油圧によって各カムシャフトをクランクシャフトに対して進角側または遅角側へ回動させることで第１回転体に対する第２回転体の相対回動角度が変更される。

また、バルブタイミング調整装置における第１回転体と第２回転体との間には、例えば第１回転体と第２回転体との相対回動角度を規制するロックピンと、このロックピンの係合を受け入れる係合孔と、ロックピンを係合孔に向けて常に付勢するコイルスプリングとから構成された回動規制機構が設けられている。この回動規制機構は、エンジン始動時にバルブタイミング調整装置がカムシャフトからの交番反力を受けて第１回転体と第２回転体が当接と分離を繰り返すことで発生する異音を抑制するため、バルブタイミング調整装置に油圧が十分に供給されるまでの間、コイルスプリングの付勢力によりロックピンを係合孔内に係合させて第１回転体と第２回転体との相対回動を規制するものである。また、バルブタイミング調整装置に油圧が十分に供給されると、この供給油圧の作用によりロックピンはコイルスプリングの付勢力に抗して係合孔から離脱する。これにより、第１回転体と第２回転体との相対回動規制が解除されることから、第１回転体に対して第２回転体を、進角側へ付勢する進角側油圧や遅角側へ付勢する遅角側油圧によって第１回転体と第２回転体との相対回動角度を自由に制御することが可能である。

ところで、このようなバルブタイミング調整装置としては、エンジン始動時における第１回転体と第２回転体との相対回動規制位置（初期位置）の違いによって３つのタイプに分けられている。これらのタイプとは、第１回転体に対して第２回転体が最も遅れた位置（以下、最遅角位置という）で両回転体の相対回動を規制する最遅角ロックタイプ、最も進んだ位置（以下、最進角位置という）で両回転体の相対回動を規制する最進角ロックタイプおよび最遅角位置と最進角位置との間の略中間位置で両回転対の相対回動を規制する中間ロックタイプである。

最遅角ロックタイプのバルブタイミング調整装置では、上記ＯＣＶから遅角側油圧のみを供給することで、第２回転体を第１回転体に対して最遅角位置に押し付けたままエンジンを停止することが可能である。このため、ロックピンを係合孔に係合させた状態でエンジンを再始動することができるので、上述の異音の発生を抑制することが可能である。

最進角ロックタイプのバルブタイミング調整装置においても、上記ＯＣＶから進角側油圧のみを供給することで、第２回転体を第１回転体に対して最進角位置に押し付けたままエンジンを停止することが可能である。このため、ロックピンを係合孔に係合させた状態でエンジンを再始動することができるので、上述の異音の発生を抑制することが可能である。

中間ロックタイプのバルブタイミング調整装置は、最進角ロックタイプや最遅角ロックタイプに比べて、エンジン始動時の初期位置から進角側または遅角側への制御が容易であり、応答性に優れている点で注目されている。

特開平１０−１３１９１２号公報

この発明が解決しようとする課題は、以下の点である。
即ち、バルブタイミング調整システムに中間ロックタイプのバルブタイミング調整装置を採用した場合においては、上記ＯＣＶから進角側油圧と遅角側油圧とを共に供給することで第２回転体を第１回転体に対して略中間位置に保持することになる。ここで、エンジンを停止すると、エンジン回転数の低下に伴って生じる進角側油圧および遅角側油圧の低下をバランス良く制御することができないため、両回転体の相対回動角度を略中間位置に規制することができない。この状態で、エンジンを再始動すると、カムシャフトからの交番反力を受けて第１回転体と第２回転体が当接と分離を繰り返すことで異音が発生してしまうという点である。また、初期位置が安定しないため適切なバルブの開閉タイミングが得られず、エンジン始動が不安定となるという点である。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、所定の回動範囲を有し、エンジン停止時の低油圧下であっても、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるバルブタイミング調整システムを提供することを目的とする。

この発明に係るバルブタイミング調整システムは、内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ上記内燃機関のクランクシャフトに対する上記吸気カムシャフトの相対回動角度を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、該第１のバルブタイミング調整装置に対して上記クランクシャフトからの回転駆動力を伝達する第１回転体を有しかつ上記クランクシャフトと同期回転する排気カムシャフトに固定された第２回転体を有する第２のバルブタイミング調整装置とを備えたものである。

この発明に係るバルブタイミング調整システムは、内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ上記内燃機関のクランクシャフトに対する上記吸気カムシャフトの相対回動角度を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、上記クランクシャフトと同期回転する第１回転体を有しかつ上記内燃機関の排気カムシャフトに固定された第２回転体を有する第２のバルブタイミング調整装置とを備えたものである。

この発明に係るバルブタイミング調整システムは、内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ上記内燃機関のクランクシャフトに対する上記吸気カムシャフトの相対回動角度を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、上記内燃機関の排気カムシャフトに配設されかつ上記クランクシャフトに対する上記排気カムシャフトの相対回動角度を変更する第２のバルブタイミング調整装置と、上記クランクシャフト側に配設された第３のバルブタイミング調整装置とを備え、該第３のバルブタイミング調整装置を上記第１のバルブタイミング調整装置および上記第２のバルブタイミング調整装置に対し駆動伝達方向において直列に配設したものである。

この発明によれば、内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ上記内燃機関のクランクシャフトに対する上記吸気カムシャフトの相対回動角度を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、該第１のバルブタイミング調整装置に対して上記クランクシャフトからの回転駆動力を伝達する第１回転体を有しかつ上記クランクシャフトと同期回転する排気カムシャフトに固定された第２回転体を有する第２のバルブタイミング調整装置とを備えるように構成したので、クランクシャフトに対する排気カムシャフトの相対回動角度を変更せずに吸気カムシャフトの相対回動角度をその回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。従って、エンジン停止時の低油圧下であっても、吸気カムシャフトに関しては、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるので、従来の中間ロックタイプのアクチュエータの始動時における不安定要素をなくすことができるという効果がある。また、吸気側の第１のバルブタイミング調整装置の回動範囲は、排気側の第２のバルブタイミング調整装置の回動範囲を加算したものになるため、回動範囲を大きく設定でき、エンジンの制御範囲を広げることができ、様々な運転状況に応じて変化する負荷に対応することができるという効果がある。

この発明によれば、内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ上記内燃機関のクランクシャフトに対する上記吸気カムシャフトの相対回動角度を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、上記クランクシャフトと同期回転する第１回転体を有しかつ上記内燃機関の排気カムシャフトに固定された第２回転体を有する第２のバルブタイミング調整装置とを備えるように構成したので、吸気側の第１のバルブタイミング調整装置が排気側の第２のバルブタイミング調整装置に従動することから、排気側の第２のバルブタイミング調整装置により排気／吸気の両バルブタイミングを遅角側に制御することができるという効果がある。これにより、吸気側のバルブタイミングを回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御しかつ排気側のバルブタイミングを遅角側へ容易に制御することができるという効果がある。従って、エンジン停止時の低油圧下であっても、吸気カムシャフトに関しては、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるので、従来の中間ロックタイプのアクチュエータの始動時における不安定要素をなくすことができるという効果がある。また、吸気側の第１のバルブタイミング調整装置の回動範囲は、排気側の第２のバルブタイミング調整装置の回動範囲を加算したものになるため、回動範囲を大きく設定でき、エンジンの制御範囲を広げることができ、様々な運転状況に応じて変化する負荷に対応することができるという効果がある。

この発明によれば、内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ上記内燃機関のクランクシャフトに対する上記吸気カムシャフトの相対回動角度を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、上記内燃機関の排気カムシャフトに配設されかつ上記クランクシャフトに対する上記排気カムシャフトの相対回動角度を変更する第２のバルブタイミング調整装置と、上記クランクシャフト側に配設された第３のバルブタイミング調整装置とを備え、該第３のバルブタイミング調整装置を上記第１のバルブタイミング調整装置および上記第２のバルブタイミング調整装置に対し駆動伝達方向において直列に配設するように構成したので、回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。従って、エンジン停止時の低油圧下であっても、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるので、従来の中間ロックタイプのアクチュエータの始動時における不安定要素をなくすことができるという効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による２つのバルブタイミング調整装置を用いたバルブタイミング調整システムの構成を示す模式図であり、図２は図１に示したバルブタイミング調整システムにおける第１のバルブタイミング調整装置の径方向断面図であり、図３は図１に示したバルブタイミング調整システムにおける第２のバルブタイミング調整装置の径方向断面図であり、図４は図１に示したバルブタイミング調整システムにおける各バルブタイミング調整装置の動作範囲を示す模式図である。

図において１はこの実施の形態１によるバルブタイミング調整システムである。バルブタイミング調整システム１は、吸気カムシャフトＳ３に配設されかつエンジン（図示せず）のクランクシャフトＳ１に対する吸気カムシャフトＳ３の相対回動角度を変更する最遅角ロックタイプの第１のバルブタイミング調整装置６と、この第１のバルブタイミング調整装置６に対してチェーン９ａを介して上記クランクシャフトＳ１からの回転駆動力を伝達する第１回転体７１を有しかつ上記クランクシャフトＳ１と同期回転する排気カムシャフトＳ４に固定された第２回転体７２を有する第２のバルブタイミング調整装置７とから概略構成されている。また、排気カムシャフトＳ４にはスプロケット８が固定されており、このスプロケット８とクランクシャフトＳ１に固定されたスプロケット２との間にはクランクシャフトＳ１からの回転駆動力を伝達するチェーン９ｂが配設されている。

次に第１のバルブタイミング調整装置６の構成を説明する。
第１のバルブタイミング調整装置６は、チェーン９ａを介して第２のバルブタイミング調整装置７の後述の第１回転体と同期回転する第１回転体１１と、この第１回転体１１内に配設されかつ吸気カムシャフトＳ３の端面に一体に固定された第２回転体１２とから概略構成されている。

第１回転体１１は、図２に示すように、チェーン９ａと噛合するスプロケット部１３ａを一体的に有するハウジング１３と、このハウジング１３に隣接して配設され、内側に径方向内方へ突出して複数の空間を形成するための複数のシュー１４ａを有するケース１４と、このケース１４の空間を塞ぐカバー（図示せず）とから概略構成されており、ボルト１６で一体に締結固定されている。

第２回転体１２は吸気カムシャフトＳ３の端面にボルト１７で一体に締結固定されたボス部１２ａとこのボス部１２ａの外周部に径方向外方へ突出する複数のベーン１２ｂを有するロータ（以下、第２回転体１２をベーンロータ１２という）である。ベーンロータ１２の各ベーン１２ｂはケース１４のシュー１４ａにより形成された複数の空間を複数の進角側油圧室１８ａと複数の遅角側油圧室１９ａとに区画している。各進角側油圧室１８ａには、図２に示すように、吸気カムシャフトＳ３の内部に形成された第１油路１８ｂの一端が接続されており、各遅角側油圧室１９ａには同じく吸気カムシャフトＳ３の内部に形成された第２油路（図示せず）の一端が接続されている。第１油路（図示せず）および第２油路（図示せず）の各他端はＯＣＶ（図示せず）を介してオイルポンプ（図示せず）およびオイルパン（図示せず）まで達している。

また、第１のバルブタイミング調整装置６におけるケース１４の１つのシュー１４ａには、装置径方向に貫通する収納孔２３が形成されている。収納孔２３は径方向内側に位置する小径部２３ａと、この小径部２３ａよりも装置径方向外側に位置する大径部２３ｂとから概略構成されている。この収納孔２３内にはその軸方向に沿って往復摺動可能にロックピン２４が配設されている。ロックピン２４は、装置径方向内側に位置しかつ収納孔２３の小径部２３ａに対して摺動可能な外径を有する小径部２４ａと、この小径部２４ａよりも装置径方向外側に位置しかつ収納孔２３の大径部２３ｂに対して摺動可能な外径を有する大径部２４ｂと、この大径部２４ｂの底部に形成された有底孔２４ｃとから概略構成されている。また、収納孔２３の装置径方向外側には有底孔２５ａを有するブッシュ２５が圧入され、ストッパ２６により固定されている。ブッシュ２５の有底孔２５ａにはその軸方向に貫通する背圧排出孔２７が形成されている。また、ブッシュ２５の有底孔２５ａとロックピン２４の有底孔２４ｃとの間にはロックピン２４を装置径方向内方へ常に付勢するコイルスプリング２８が配設されている。

一方、ベーンロータ１２のボス部１２ａの外周部には、第１回転体１１としてのケース１４に対して第２回転体としてのベーンロータ１２が最遅角位置にあるときに、上記ロックピン２４の小径部２４ａが係合する係合孔２９が形成されている（最遅角ロック）。

なお、収納孔２３を有するシュー１４ａには、エンジン始動時の低油圧状態においてロックピン２４と係合孔２９との係合状態を保持するために遅角側油圧室１９ａから供給される油圧を収納孔２３のうち、ロックピン２４の背圧空間に供給するロック保持油圧供給油路３０が形成されている。また、同じくシュー１４ａには、ロックピン２４をコイルスプリング２８の付勢力に抗して後退させて係合孔２９から押し出すために進角側油圧室１８ａおよび遅角側油圧室１９ａからそれぞれ供給される油圧をロックピン２４の小径部２４ａと大径部２４ｂとの間に形成された段部２４ｄに作用させるロック解除油圧供給油路３１が形成されている。さらに、ベーンロータ１２の各ベーン１２ｂおよびケース１４の各シュー１４ａの先端部には、それぞれ進角側油圧室１８ａと遅角側油圧室１９ａとの間でオイルの流動を防止するシール部材３２が配設されている。

次に第２のバルブタイミング調整装置７の構成を説明する。
第２のバルブタイミング調整装置７は、第１のバルブタイミング調整装置６と異なり最進角ロックタイプの構成を有しており、チェーン９ａを介して第１のバルブタイミング調整装置６の第１回転体１１と同期回転する第１回転体７１と、この第１回転体７１内に配設されかつ排気カムシャフトＳ４の端面に一体に固定された第２回転体７２とから概略構成されている。

第１回転体７１は、図３に示すように、スプロケット部７３ａを一体的に有しかつ内側に排気カムシャフトＳ４の端面近傍の外周面に摺接する軸受部（図示せず）を有するハウジング７３と、このハウジング７３に隣接して配設され、内側に径方向内方へ突出して複数の空間を形成するための複数のシュー７４ａを有するケース７４と、このケース７４の空間を塞ぐカバー（図示せず）とから概略構成されており、ボルト７６で一体に締結固定されている。

第２回転体７２は排気カムシャフトＳ４の端面にボルト７７で一体に締結固定されたボス部７２ａとこのボス部７２ａの外周部に径方向外方へ突出する複数のベーン７２ｂを有するロータ（以下、第２回転体７２をベーンロータ７２という）である。ベーンロータ７２の各ベーン７２ｂはケース７４のシュー７４ａにより形成された複数の空間を複数の進角側油圧室７８ａと複数の遅角側油圧室７９ａとに区画している。各進角側油圧室７８ａには、図３に示すように、排気カムシャフトＳ４の内部に形成された第１油路（図示せず）の一端が接続されており、各遅角側油圧室７９ａには同じく排気カムシャフトＳ４の内部に形成された第２油路（図示せず）の一端が接続されている。第１油路（図示せず）および第２油路（図示せず）の各他端はＯＣＶ（図示せず）を介してオイルポンプ（図示せず）およびオイルパン（図示せず）まで達している。

また、この第２のバルブタイミング調整装置７におけるケース７４の１つのシュー７４ａには、装置径方向に貫通する収納孔８３が形成されている。収納孔８３は径方向内側に位置する小径部８３ａと、この小径部８３ａよりも径方向外側に位置する大径部８３ｂとから概略構成されている。この収納孔８３内にはその軸方向に沿って往復摺動可能にロックピン８４が配設されている。ロックピン８４は、装置径方向内側に位置しかつ収納孔８３の小径部８３ａに対して摺動可能な外径を有する小径部８４ａと、この小径部８４ａよりも装置径方向外側に位置しかつ収納孔８３の大径部８３ｂに対して摺動可能な外径を有する大径部８４ｂと、この大径部８４ｂの底部に形成された有底孔８４ｃとから概略構成されている。また、収納孔８３の装置径方向外側には有底孔８５ａを有するブッシュ８５が圧入され、ストッパ８６により固定されている。ブッシュ８５の有底孔８５ａにはその軸方向に貫通する背圧排出孔（図示せず）が形成されている。また、ブッシュ８５の有底孔８５ａとロックピン８４の有底孔８４ｃとの間にはロックピン８４を装置径方向内方へ常に付勢するコイルスプリング８８が配設されている。

一方、ベーンロータ７２のボス部７２ａの外周部には、第１回転体７１としてのケース７４に対して第２回転体としてのベーンロータ７２が最進角位置にあるときに、上記ロックピン８４の小径部８４ａが係合する係合孔８９が形成されている（最進角ロック）。

なお、収納孔８３を有するシュー７４ａには、エンジン始動時の低油圧状態においてロックピン８４と係合孔８９との係合状態を保持するために遅角側油圧室７９ａから供給される油圧を収納孔８３のうち、ロックピン８４の背圧空間に供給するロック保持油圧供給油路（図示せず）が形成されている。また、同じくシュー７４ａには、ロックピン８４をコイルスプリング８８の付勢力に抗して後退させて係合孔８９から押し出すために進角側油圧室７８ａおよび遅角側油圧室７９ａからそれぞれ供給される油圧をロックピン８４の小径部８４ａと大径部８４ｂとの間に形成された段部８４ｄに作用させるロック解除油圧供給油路９０が形成されている。さらに、ベーンロータ７２の各ベーン７２ｂおよびケース７４の各シュー７４ａの先端部には、それぞれ進角側油圧室７８ａと遅角側油圧室７９ａとの間でオイルの流動を防止するシール部材９１が配設されている。

また、ベーンロータ７２のベーン７２ｂとケース７４のシュー７４ａとの間には第１回転体７１としてのケース７４に対してベーンロータ７２を進角側へ常に付勢するアシストリンク９２がそれぞれ配設されている。

次にバルブタイミング調整システム１の動作について説明する。
このバルブタイミング調整システム１では、吸気カムシャフトＳ３に配設された吸気バルブの開閉タイミングが最適となるように、排気カムシャフトＳ４のクランクシャフトＳ１に対する相対回動角度を固定した上で、吸気カムシャフトＳ３のクランクシャフトＳ１に対する相対回動角度がエンジンの運転中における表１に示す水温、エンジン回転数、アクセル開度、負荷等の各ファクタに応じて適宜決められる。

まず、エンジン停止時においては、上述したように、第１のバルブタイミング調整装置６の初期位置が最遅角位置に設定され、第２のバルブタイミング調整装置７の初期位置が最進角位置に設定されている。

次に、エンジン始動時では、各バルブタイミング調整装置６および７の初期位置はそのまま維持されるが、アイドル時、アクセル開度が全閉で水温が寒冷時においては、吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングを早めるために、第２のバルブタイミング調整装置７を初期位置（最進角位置）のままにしておいて、第１のバルブタイミング調整装置６のみを進角制御する。また、アイドル時、アクセル開度が全閉で暖機後においては、第１および第２のバルブタイミング調整装置６および７をそれぞれ初期位置に戻す。

次に、アイドル終了後の運転時では、アクセル開度を半開にしたときは、吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングを遅くするために、第１のバルブタイミング調整装置６を初期位置（最遅角位置）に戻した上で、第２のバルブタイミング調整装置７を遅角制御してチェーン９ａを遅角側へ移動させる。また、アクセル開度を全開にした場合においては、負荷が低ければ、吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングを早めるために、第１および第２のバルブタイミング調整装置６および７をそれぞれ初期位置に戻す。負荷が中間程度であれば、吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングを早めるために、第２のバルブタイミング調整装置７を初期位置（最進角位置）に戻した上で、第１のバルブタイミング調整装置６を進角制御する。

また、負荷が高ければ、吸気カムシャフトＳ３を遅くするために、第１および第２のバルブタイミング調整装置６および７をそれぞれ初期位置に戻す。

なお、表１から明らかなように、この実施の形態１によるバルブタイミング調整システム１では、排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングを常に初期位置（最進角位置）にしておいてタイミング変更せずに、運転状況に応じて排気カムシャフトＳ４側の第２のバルブタイミング調整装置７を遅角側へ回動させることで、吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングを遅角側へも制御することができるようにしている。

ここで、図４を参照して吸気カムシャフトＳ３に配設された第１のバルブタイミング調整装置（最遅角ロックタイプ）６および排気カムシャフトＳ４に配設された第２のバルブタイミング調整装置（最進角ロックタイプ）７の各回動範囲について説明する。図４において、排気カムシャフトＳ４はクランクシャフトＳ１と同期回転しているため、排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングは変更されない。これに対して、吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングは、第１および第２のバルブタイミング調整装置６および７を利用して進角側へも遅角側へも制御可能であり、回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御可能である。図４中の矢印Ａ１は吸気カムシャフトＳ３側の進角側への回動範囲を示し、矢印Ａ２は吸気カムシャフトＳ３側の遅角側への回動範囲を示すものである。

以上のように、この実施の形態１によれば、吸気カムシャフトＳ３に配設されかつエンジン（図示せず）のクランクシャフトＳ１に対する吸気カムシャフトＳ３の相対回動角度を変更する最遅角ロックタイプの第１のバルブタイミング調整装置６と、この第１のバルブタイミング調整装置６に対してチェーン９ａを介して上記クランクシャフトＳ１からの回転駆動力を伝達する第１回転体７１を有しかつ上記クランクシャフトＳ１と同期回転する排気カムシャフトＳ４に固定された第２回転体７２を有する第２のバルブタイミング調整装置７とを備えるように構成したので、クランクシャフトＳ１に対する排気カムシャフトＳ４の相対回動角度を変更せずに吸気カムシャフトＳ３の相対回動角度をその回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。従って、エンジン停止時の低油圧下であっても、吸気カムシャフトＳ３に関しては、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるので、従来の中間ロックタイプのアクチュエータの始動時における不安定要素をなくすことができるという効果がある。

この実施の形態１によれば、吸気側の第１のバルブタイミング調整装置６の回動範囲を、排気側の第２のバルブタイミング調整装置７の回動範囲を加算したものにすることができるので、回動範囲を大きく設定でき、エンジンの制御範囲を広げることができ、様々な運転状況に応じて変化する負荷に対応することができるという効果がある。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による２つのバルブタイミング調整装置を用いたバルブタイミング調整システムの構成を示す模式図であり、図６は図５に示したバルブタイミング調整システムにおける各バルブタイミング調整装置の動作範囲を示す模式図である。なお、この実施の形態２の構成要素のうち、実施の形態１の構成要素と共通するものについては、同一の符号を付し、その部分の説明を省略する。

この実施の形態２によるバルブタイミング調整システム１は、吸気カムシャフトＳ３に配設されかつエンジン（図示せず）のクランクシャフトＳ１に対する吸気カムシャフトＳ３の相対回動角度を変更する最遅角ロックタイプの第１のバルブタイミング調整装置６と、チェーン９ｂを介してクランクシャフトＳ１と同期回転する第１回転体７１を有しかつ排気カムシャフトＳ４に固定された第２回転体７２を有する第２のバルブタイミング調整装置７とから概略構成されている。また、排気カムシャフトＳ４にはスプロケット８が固定されており、このスプロケット８と第１のバルブタイミング調整装置６の第１回転体１１との間にはクランクシャフトＳ１からの回転駆動力を第１のバルブタイミング調整装置６側へ伝達するチェーン９ａが配設されている。

次にバルブタイミング調整システム１の動作について説明する。
このバルブタイミング調整システム１では、吸気カムシャフトＳ３に配設された吸気バルブおよび排気カムシャフトＳ４に配設された排気バルブの開閉タイミングが最適となるように、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４のクランクシャフトＳ１に対する相対回動角度がエンジンの運転中における表２に示す水温、エンジン回転数、アクセル開度、負荷等の各ファクタに応じて適宜決められる。

次に、アイドル終了後の運転時では、アクセル開度を半開にしたときは、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングを共に遅くするために、第１のバルブタイミング調整装置６を初期位置（最遅角位置）に戻した上で、第２のバルブタイミング調整装置７を遅角制御する。また、アクセル開度を全開にした場合においては、負荷が低ければ、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングを早めるために、第１および第２のバルブタイミング調整装置６および７をそれぞれ初期位置に戻す。負荷が中間程度であれば、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングを早めるために、第２のバルブタイミング調整装置７を初期位置（最進角位置）に戻した上で、第１のバルブタイミング調整装置６を進角制御する。

また、負荷が高ければ、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングを遅くするために、第１のバルブタイミング調整装置６を進角制御すると共に、第２のバルブタイミング調整装置７を遅角制御する。

なお、表２から明らかなように、この実施の形態２によるバルブタイミング調整システム１では、吸気カムシャフトＳ３側の第１のバルブタイミング調整装置６が排気カムシャフトＳ４側の第２のバルブタイミング調整装置７に従動するため、第２のバルブタイミング調整装置７を遅角制御することで、第１のバルブタイミング調整装置６を実質的に遅角側へ動作させることが可能となる。

ここで、図６を参照して吸気カムシャフトＳ３に配設された第１のバルブタイミング調整装置（最遅角ロックタイプ）６および排気カムシャフトＳ４に配設された第２のバルブタイミング調整装置（最進角ロックタイプ）７の各回動範囲について説明する。図６中の矢印Ｂは排気カムシャフトＳ４側の初期位置（最進角位置）から遅角側への回動範囲を示している。これに対し、両矢印Ｃ１は吸気カムシャフトＳ３側の初期位置（最遅角位置）から進角側への回動範囲を示しており、この回動範囲は排気カムシャフトＳ４に配設された第２のバルブタイミング調整装置７の回動に従動して両矢印Ｃ２に示すように遅角側へのシフトが可能である。

以上のように、この実施の形態２によれば、吸気カムシャフトＳ３に配設されかつエンジン（図示せず）のクランクシャフトＳ１に対する吸気カムシャフトＳ３の相対回動角度を変更する最遅角ロックタイプの第１のバルブタイミング調整装置６と、チェーン９ｂを介してクランクシャフトＳ１と同期回転する第１回転体７１を有しかつ排気カムシャフトＳ４に固定された第２回転体７２を有する第２のバルブタイミング調整装置７とを備えるように構成したので、吸気側の第１のバルブタイミング調整装置６が排気側の第２のバルブタイミング調整装置７に従動することから、排気側の第２のバルブタイミング調整装置７により排気／吸気の両バルブタイミングを遅角側に制御することができるという効果がある。これにより、吸気側のバルブタイミングを回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御しかつ排気側のバルブタイミングを遅角側へ容易に制御することができるという効果がある。従って、エンジン停止時の低油圧下であっても、吸気カムシャフトに関しては、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるので、従来の中間ロックタイプのアクチュエータの始動時における不安定要素をなくすことができるという効果がある。

この実施の形態２によれば、吸気側の第１のバルブタイミング調整装置６の回動範囲を、排気側の第２のバルブタイミング調整装置７の回動範囲を加算したものにすることができるので、回動範囲を大きく設定でき、エンジンの制御範囲を広げることができ、様々な運転状況に応じて変化する負荷に対応することができるという効果がある。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３による３つのバルブタイミング調整装置を用いたバルブタイミング調整システムの構成を示す模式図であり、図８は図７に示したバルブタイミング調整システムにおける油路構成を示す回路図であり、図９は図７に示したバルブタイミング調整システムにおける第３のバルブタイミング調整装置の軸方向断面図であり、図１０は図７に示したバルブタイミング調整システムにおける第３のバルブタイミング調整装置の径方向断面図であり、図１１は図７に示したバルブタイミング調整システムにおける第１のバルブタイミング調整装置の径方向断面図であり、図１２は図７に示したバルブタイミング調整システムにおける第２のバルブタイミング調整装置の径方向断面図であり、図１３は図７に示したバルブタイミング調整システムにおける各バルブタイミング調整装置の動作範囲を示す模式図である。なお、この明細書において単に軸方向または装置軸方向とはバルブタイミング調整装置の軸方向をいい、径方向または装置径方向とは同装置の径方向をいうものとする。

この実施の形態３によるバルブタイミング調整システム１は、エンジン（図示せず）のクランクシャフトＳ１の端面に一体に固定されてクランクシャフトＳ１と同期回転するスプロケット２からの回転駆動力を第１のチェーン３を介して受けかつ制御シャフトＳ２の端面に配設された最遅角ロックタイプの第３のバルブタイミング調整装置１０と、上記制御シャフトＳ２に一体に固定されたスプロケット４からの回転駆動力を第２のチェーン５を介して受けかつ吸気カムシャフトＳ３の端面に配設された最進角ロックタイプの第１のバルブタイミング調整装置４０と、上記スプロケット４からの回転駆動力を第２のチェーン５を介して受けかつ排気カムシャフトＳ４の端面に配設された最進角ロックタイプの第２のバルブタイミング調整装置７０とから概略構成されている。

まず、第３のバルブタイミング調整装置１０の構成について説明する。
第３のバルブタイミング調整装置１０は、第１のチェーン３を介してクランクシャフトＳ１と同期回転する第１回転体１１と、この第１回転体１１内に配設されかつ制御シャフトＳ２の端面に一体に固定された第２回転体１２とから概略構成されている。

第１回転体１１は、図９および図１０に示すように、クランクシャフトＳ１の回転駆動力を受けかつ上記クランクシャフトＳ１の端面に一体に固定されたスプロケット２より多い歯数を有するスプロケット部１３ａを一体的に有しかつ内側に制御シャフトＳ２の端面近傍の外周面に摺接する軸受部（図示せず）を有するハウジング１３と、このハウジング１３に隣接して配設され、内側に径方向内方へ突出して複数の空間を形成するための複数のシュー１４ａを有するケース１４と、このケース１４の空間を塞ぐカバー１５とから概略構成されており、ボルト１６で一体に締結固定されている。

第２回転体１２は制御シャフトＳ２の端面にボルト１７で一体に締結固定されたボス部１２ａとこのボス部１２ａの外周部に径方向外方へ突出する複数のベーン１２ｂを有するロータ（以下、第２回転体１２をベーンロータ１２という）である。ベーンロータ１２の各ベーン１２ｂはケース１４のシュー１４ａにより形成された複数の空間を複数の進角側油圧室１８ａと複数の遅角側油圧室１９ａとに区画している。各進角側油圧室１８ａには、図８および図９に示すように、制御シャフトＳ２の内部に形成された第１油路１８ｂの一端が接続されており、各遅角側油圧室１９ａには同じく制御シャフトＳ２の内部に形成された第２油路１９ｂの一端が接続されている。第１油路１８ｂおよび第２油路１９ｂの各他端は第１のＯＣＶ２０を介してオイルポンプ２１およびオイルパン２２まで達している。

また、この第３のバルブタイミング調整装置１０におけるケース１４の１つのシュー１４ａには、装置径方向に貫通する収納孔２３が形成されている。収納孔２３は径方向内側に位置する小径部２３ａと、この小径部２３ａよりも装置径方向外側に位置する大径部２３ｂとから概略構成されている。この収納孔２３内にはその軸方向に沿って往復摺動可能にロックピン２４が配設されている。ロックピン２４は、装置径方向内側に位置しかつ収納孔２３の小径部２３ａに対して摺動可能な外径を有する小径部２４ａと、この小径部２４ａよりも装置径方向外側に位置しかつ収納孔２３の大径部２３ｂに対して摺動可能な外径を有する大径部２４ｂと、この大径部２４ｂの底部に形成された有底孔２４ｃとから概略構成されている。また、収納孔２３の装置径方向外側には有底孔２５ａを有するブッシュ２５が圧入され、ストッパ２６により固定されている。ブッシュ２５の有底孔２５ａにはその軸方向に貫通する背圧排出孔２７が形成されている。また、ブッシュ２５の有底孔２５ａとロックピン２４の有底孔２４ｃとの間にはロックピン２４を装置径方向内方へ常に付勢するコイルスプリング２８が配設されている。

なお、収納孔２３を有するシュー１４ａには、エンジン始動時の低油圧状態においてロックピン２４と係合孔２９との係合状態を保持するために遅角側油圧室１９ａから供給される油圧を収納孔２３のうち、ロックピン２４の背圧空間に供給するロック保持油圧供給油路３０が形成されている。また、同じくシュー１４ａには、ロックピン２４をコイルスプリング２８の付勢力に抗して後退させて係合孔２９から押し出すために進角側油圧室１８ａおよび遅角側油圧室１９ａからそれぞれ供給される油圧をロックピン２４の小径部２４ａと大径部２４ｂとの間に形成された段部２４ｄに作用させるロック解除油圧供給油路３１が形成されている。さらに、ベーンロータ１２の各ベーン１２ｂおよびケース１４の各シュー１４ａの先端部には、それぞれ進角側油圧室１８ａと遅角側油圧室１９ａとの間でオイルの流動を防止するシール部材３２が配設されている。シール部材３２はケース１４の内周面またはベーンロータ１２のボス部１２ａの外周面に摺接するシール３２ａとこのシール３２ａを当該周面に押し付ける板ばね３２ｂとから概略構成されている。

次に第１のバルブタイミング調整装置４０の構成について説明する。
第１のバルブタイミング調整装置４０は、第２のチェーン５を介して制御シャフトＳ２と同期回転する第１回転体４１と、この第１回転体４１内に配設されかつ吸気カムシャフトＳ３の端面に一体に固定された第２回転体４２とから概略構成されている。

第１回転体４１は、図１１に示すように、制御シャフトＳ２の回転駆動力を受けかつ上記クランクシャフトＳ１に固定されたスプロケット２より多く第３のバルブタイミング調整装置１０のハウジング１３のスプロケット部１３ａより少ない歯数を有するスプロケット部４３ａを一体的に有しかつ内側に吸気カムシャフトＳ３の端面近傍の外周面に摺接する軸受部（図示せず）を有するハウジング４３と、このハウジング４３に隣接して配設され、内側に径方向内方へ突出して複数の空間を形成するための複数のシュー４４ａを有するケース４４と、このケース４４の空間を塞ぐカバー４５とから概略構成されており、ボルト４６で一体に締結固定されている。

第２回転体４２は吸気カムシャフトＳ３の端面にボルト４７で一体に締結固定されたボス部４２ａとこのボス部４２ａの外周部に径方向外方へ突出する複数のベーン４２ｂを有するロータ（以下、第２回転体４２をベーンロータ４２という）である。ベーンロータ４２の各ベーン４２ｂはケース４４のシュー４４ａにより形成された複数の空間を複数の進角側油圧室４８ａと複数の遅角側油圧室４９ａとに区画している。各進角側油圧室４８ａには、図８に示すように、吸気カムシャフトＳ３の内部に形成された第１油路４８ｂの一端が接続されており、各遅角側油圧室４９ａには同じく吸気カムシャフトＳ３の内部に形成された第２油路４９ｂの一端が接続されている。第１油路４８ｂおよび第２油路４９ｂの各他端は第２のＯＣＶ５０を介してオイルポンプ２１およびオイルパン２２まで達している。

また、この第１のバルブタイミング調整装置４０におけるケース４４の１つのシュー４４ａには、装置径方向に貫通する収納孔５３が形成されている。収納孔５３は径方向内側に位置する小径部５３ａと、この小径部５３ａよりも径方向外側に位置する大径部５３ｂとから概略構成されている。この収納孔５３内にはその軸方向に沿って往復摺動可能にロックピン５４が配設されている。ロックピン５４は、装置径方向内側に位置しかつ収納孔５３の小径部５３ａに対して摺動可能な外径を有する小径部５４ａと、この小径部５４ａよりも装置径方向外側に位置しかつ収納孔５３の大径部５３ｂに対して摺動可能な外径を有する大径部５４ｂと、この大径部５４ｂの底部に形成された有底孔５４ｃとから概略構成されている。また、収納孔５３の装置径方向外側には有底孔５５ａを有するブッシュ５５が圧入され、ストッパ５６により固定されている。ブッシュ５５の有底孔５５ａにはその軸方向に貫通する背圧排出孔（図示せず）が形成されている。また、ブッシュ５５の有底孔５５ａとロックピン５４の有底孔５４ｃとの間にはロックピン５４を装置径方向内方へ常に付勢するコイルスプリング５８が配設されている。

一方、ベーンロータ４２のボス部４２ａの外周部には、第１回転体４１としてのケース４４に対して第２回転体としてのベーンロータ４２が最進角位置にあるときに、上記ロックピン５４の小径部５４ａが係合する係合孔５９が形成されている（最進角ロック）。

なお、収納孔５３を有するシュー４４ａには、エンジン始動時の低油圧状態においてロックピン５４と係合孔５９との係合状態を保持するために遅角側油圧室４９ａから供給される油圧を収納孔５３のうち、ロックピン５４の背圧空間に供給するロック保持油圧供給油路（図示せず）が形成されている。また、同じくシュー４４ａには、ロックピン５４をコイルスプリング５８の付勢力に抗して後退させて係合孔５９から押し出すために進角側油圧室４８ａおよび遅角側油圧室４９ａからそれぞれ供給される油圧をロックピン５４の小径部５４ａと大径部５４ｂとの間に形成された段部５４ｄに作用させるロック解除油圧供給油路６０が形成されている。さらに、ベーンロータ４２の各ベーン４２ｂおよびケース４４の各シュー４４ａの先端部には、それぞれ進角側油圧室４８ａと遅角側油圧室４９ａとの間でオイルの流動を防止するシール部材６１が配設されている。

また、ベーンロータ４２のベーン４２ｂとケース４４のシュー４４ａとの間には第１回転体４１としてのケース４４に対してベーンロータ４２を進角側へ常に付勢するアシストリンク６２がそれぞれ配設されている。

次に第２のバルブタイミング調整装置７０の構成について説明する。
第２のバルブタイミング調整装置７０は、第１のバルブタイミング調整装置４０と同一の構成を有しており、第２のチェーン５を介して制御シャフトＳ２と同期回転する第１回転体７１と、この第１回転体７１内に配設されかつ排気カムシャフトＳ４の端面に一体に固定された第２回転体７２とから概略構成されている。

第１回転体７１は、図１２に示すように、制御シャフトＳ２の回転駆動力を受けかつ上記クランクシャフトＳ１に固定されたスプロケット２より多く第３のバルブタイミング調整装置１０のハウジング１３のスプロケット部１３ａより少ない歯数を有するスプロケット部７３ａを一体的に有しかつ内側に排気カムシャフトＳ４の端面近傍の外周面に摺接する軸受部（図示せず）を有するハウジング７３と、このハウジング７３に隣接して配設され、内側に径方向内方へ突出して複数の空間を形成するための複数のシュー７４ａを有するケース７４と、このケース７４の空間を塞ぐカバー７５とから概略構成されており、ボルト７６で一体に締結固定されている。

第２回転体７２は排気カムシャフトＳ４の端面にボルト７７で一体に締結固定されたボス部７２ａとこのボス部７２ａの外周部に径方向外方へ突出する複数のベーン７２ｂを有するロータ（以下、第２回転体７２をベーンロータ７２という）である。ベーンロータ７２の各ベーン７２ｂはケース７４のシュー７４ａにより形成された複数の空間を複数の進角側油圧室７８ａと複数の遅角側油圧室７９ａとに区画している。各進角側油圧室７８ａには、図８に示すように、排気カムシャフトＳ４の内部に形成された第１油路７８ｂの一端が接続されており、各遅角側油圧室７９ａには同じく排気カムシャフトＳ４の内部に形成された第２油路７９ｂの一端が接続されている。第１油路７８ｂおよび第２油路７９ｂの各他端は第３のＯＣＶ８０を介してオイルポンプ２１およびオイルパン２２まで達している。

また、この第２のバルブタイミング調整装置７０におけるケース７４の１つのシュー７４ａには、装置径方向に貫通する収納孔８３が形成されている。収納孔８３は径方向内側に位置する小径部８３ａと、この小径部８３ａよりも径方向外側に位置する大径部８３ｂとから概略構成されている。この収納孔８３内にはその軸方向に沿って往復摺動可能にロックピン８４が配設されている。ロックピン８４は、装置径方向内側に位置しかつ収納孔８３の小径部８３ａに対して摺動可能な外径を有する小径部８４ａと、この小径部８４ａよりも装置径方向外側に位置しかつ収納孔８３の大径部８３ｂに対して摺動可能な外径を有する大径部８４ｂと、この大径部８４ｂの底部に形成された有底孔８４ｃとから概略構成されている。また、収納孔８３の装置径方向外側には有底孔８５ａを有するブッシュ８５が圧入され、ストッパ８６により固定されている。ブッシュ８５の有底孔８５ａにはその軸方向に貫通する背圧排出孔（図示せず）が形成されている。また、ブッシュ８５の有底孔８５ａとロックピン８４の有底孔８４ｃとの間にはロックピン８４を装置径方向内方へ常に付勢するコイルスプリング８８が配設されている。

このように構成されたバルブタイミング調整システム１における第１のバルブタイミング調整装置４０、第２のバルブタイミング調整装置７０、第３のバルブタイミング調整装置１０は、第１回転体４１、７１、１１に対する第２回転体４２、７２、１２の相対回動可能な角度が全て同一となるように設定されている。

次にバルブタイミング調整システム１の動作について説明する。
このバルブタイミング調整システム１では、吸気カムシャフトＳ３に配設された吸気バルブおよび排気カムシャフトＳ４に配設された排気バルブの開閉タイミングが最適となるように、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４のクランクシャフトＳ１に対する相対回動角度がエンジンの運転中における表３に示す水温、エンジン回転数、アクセル開度、負荷等の各ファクタに応じて適宜決められる。

まず、エンジン停止時においては、上述したように、第３のバルブタイミング調整装置１０の初期位置が最遅角位置に設定され、第１および第２のバルブタイミング調整装置４０、７０の各初期位置が最進角位置に設定されている。

次に、エンジン始動時では、各バルブタイミング調整装置１０、４０、７０の初期位置はそのまま維持されるが、アイドル時、アクセル開度が全閉で水温が寒冷時においては、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングを共に早めるために、第１および第２のバルブタイミング調整装置４０、７０を初期位置のままにしておいて第３のバルブタイミング調整装置１０のみを進角制御する。また、アイドル時、アクセル開度が全閉で暖機後においては、第１および第２のバルブタイミング調整装置４０、７０を初期位置のままにしておいて第３のバルブタイミング調整装置１０の進角制御を止めて初期位置（最遅角位置）へ戻す。

次に、アイドル終了後の運転時では、アクセル開度を半開にしたときは、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングを共に遅くするために、第３のバルブタイミング調整装置１０を初期位置（最遅角位置）へ戻すと共に第１および第２のバルブタイミング調整装置４０、７０を遅角制御する。また、アクセル開度を全開にした場合においては、負荷が低ければ、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングを共に早めるために、第１、第２および第３のバルブタイミング調整装置４０、７０、１０の全てをそれぞれ初期位置に戻す。負荷が中間程度であれば、吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングを早めるために、第３のバルブタイミング調整装置１０を進角制御し、第１のバルブタイミング調整装置４０を初期位置（最進角位置）へ戻し、第２のバルブタイミング調整装置７０を遅角制御する。このように吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングのみを例えば早めようとするときは、排気カムシャフトＳ４を上記進角制御量に匹敵する遅角制御量だけ遅角側へ戻して相殺する。これにより、排気カムシャフトＳ４側のバルブタイミングが吸気カムシャフトＳ３側のバルブタイミングにつられて早まるのを避けることが可能である。

また、負荷が高ければ、排気カムシャフトＳ４を遅くするために、第３のバルブタイミング調整装置１０を初期位置（最遅角位置）へ戻すと共に第１のバルブタイミング調整装置４０を初期位置（最進角位置）へ戻した上で第２のバルブタイミング調整装置７０を遅角制御する。

なお、表３から明らかなように、両カムシャフトＳ３およびＳ４を正反対の角度に制御するパターンはない。このため、バルブタイミング調整システム１では、同時に吸気カムシャフトＳ３を最進角位置へ、排気カムシャフトＳ４を最遅角位置へ移動することはできないが、これ以外の全ての制御パターンを実施することが可能である。

ここで、図１３を参照して吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４に配設された最進角ロックタイプの第１および第２のバルブタイミング調整装置４０および７０の各回動範囲について説明する。図１３において、吸気側および排気側の両矢印Ｄ１は、第１および第２のバルブタイミング調整装置４０および７０の初期位置（ロック位置）が最進角位置に設定されているため、その初期位置から遅角側への回動範囲を示している。また、吸気側および排気側の両矢印Ｄ２は、最遅角ロックタイプの第３のバルブタイミング調整装置１０の動作により進角側へシフトした吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４の回動範囲を示している。これにより、上記第１および第２のバルブタイミング調整装置４０および７０は、第３のバルブタイミング調整装置１０の進角制御により、クランクシャフトＳ１に対する進角側への相対回動が可能であることが分かる。このため、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４は遅角側への相対回動ばかりでなく、進角側への相対回動も可能である。

以上のように、この実施の形態３によれば、第３のバルブタイミング調整装置１０を、第１および第２のバルブタイミング調整装置４０、７０に対して直列に配設するように構成したので、各バルブタイミング調整装置の制御を適宜組み合わせることで、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側の各バルブタイミングを最進角位置と最遅角位置とを含む回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。従って、エンジン停止時の低油圧下であっても、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるので、従来の中間ロックタイプのアクチュエータの始動時における不安定要素をなくすことができるという効果がある。

この実施の形態３によれば、クランクシャフトＳ１に固定されたスプロケット２より多い歯数を有するスプロケット部１３ａを有するハウジング１３を第３のバルブタイミング調整装置１０に配設し、上記クランクシャフトＳ１に固定されたスプロケット２より多く第３のバルブタイミング調整装置１０のハウジング１３のスプロケット部１３ａより少ない歯数を有するスプロケット部４３ａまたは７３ａを有するハウジング４３または７３を第１、第２のバルブタイミング調整装置４０、７０に配設するように構成したので、第３のバルブタイミング調整装置１０でクランクシャフトＳ１の回転数を減速でき、これにより第１、第２のバルブタイミング調整装置４０、７０のスプロケット部４３ａまたは７３ａを小さくしかつ吸気カムシャフトＳ３と排気カムシャフトＳ４との間隔を縮小できることから、エンジン上部の小型化を図ることができるという効果がある。

この実施の形態３によれば、第３のバルブタイミング調整装置１０と第１のバルブタイミング調整装置４０および第２のバルブタイミング調整装置７０との初期位置が異なる設定をするように構成したので、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側の各バルブタイミングを最進角位置と最遅角位置とを含む回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。

この実施の形態３によれば、最遅角ロックの第３のバルブタイミング調整装置１０と最進角ロックの第１のバルブタイミング調整装置４０および第２のバルブタイミング調整装置７０とを組み合わせるように構成したので、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側の各バルブタイミングを最進角位置と最遅角位置とを含む回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。

この実施の形態３によれば、ベーンタイプの第３のバルブタイミング調整装置１０とベーンタイプの第１のバルブタイミング調整装置４０および第２のバルブタイミング調整装置７０とを組み合わせるように構成したので、ベーンタイプの相対回動角度が大きくかつ中間保持機能を利用してバルブタイミングを所望の位置で保持することができるという効果がある。

実施の形態４．
図１４はこの発明の実施の形態４による３つのバルブタイミング調整装置を用いたバルブタイミング調整システムの構成を示す模式図であり、図１５は図１４に示したバルブタイミング調整システムにおける油路構成を示す回路図であり、図１６は図１４に示したバルブタイミング調整システムにおける第３のバルブタイミング調整装置の軸方向断面図であり、図１７は図１４に示したバルブタイミング調整システムにおける第１のバルブタイミング調整装置の径方向断面図であり、図１８は図１４に示したバルブタイミング調整システムにおける第２のバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。なお、この実施の形態４の構成要素のうち、実施の形態３の構成要素と共通する部分については同一符号を付し、その部分の説明を省略する。

この実施の形態４の特徴は、クランクシャフトＳ１の端面にヘリカルタイプで最進角ロックタイプの第３のバルブタイミング調整装置１００を配設し、吸気カムシャフトＳ３の端面にベーンタイプで最遅角ロックタイプの第１のバルブタイミング調整装置２００を配設し、排気カムシャフトＳ４の端面にベーンタイプで最遅角ロックタイプの第２のバルブタイミング調整装置３００を配設している点にある。

この実施の形態４における第３のバルブタイミング調整装置１００は、クランクシャフトＳ１とボルト１７で一体に締結固定され外側にヘリカルスプライン（図示せず）を有する第１回転体（以下、ロータという）１１０と、この第１回転体１１０に対して所定角度のみ相対回動可能で第１のチェーン３と連結するためのスプロケット部１２１と内側にヘリカルスプライン（図示せず）を有する第２回転体１２０と、第３のバルブタイミング調整装置１００内で軸方向に摺動可能で両回転体１１０、１２０と連結したギヤピストン１３０と、このギヤピストン１３０の軸方向に付勢するコイルスプリング等の付勢部材１４０と、この付勢部材１４０の付勢力に抗する油圧力を発生させる油圧室１５０と、クランクシャフトＳ１から油圧室１５０への油を給排する油路１６０とから構成されている。

第２回転体１２０は、外側に上記スプロケット部１２１を有するハウジング１２３と、このハウジング１２３と軸方向に隣接するケース１２４と、このケース１２４内に形成された上記油圧室１５０の軸方向開口部を塞ぐカバー１２５とから構成されており、ボルト１６で一体に締結固定されている。

付勢部材１４０はエンジン停止時の油圧のない状態で第１回転体１１０に対して第２回転体１２０が最進角で停止可能となるようにギヤピストン１３０を付勢する。油路１６０は第１のＯＣＶ２０を介してオイルポンプ２１およびオイルパン２２に接続されている。従って、エンジン始動後、オイルポンプ２１から第１のＯＣＶ２０と油路１６０を経由して第３のバルブタイミング調整装置１００に油圧が供給可能となる。

また、第１回転体１１０と第２回転体１２０の相対回動位置は、両回転体およびギヤピストン１３０が有するヘリカルスプライン（図示せず）とギヤピストン１３０の軸方向位置により決まり、このギヤピストン１３０の軸方向位置は第１のＯＣＶ２０からの供給油量により付勢力に抗する油圧力を発生させることで位置を制御することが可能となる。

第１のバルブタイミング調整装置２００および第２のバルブタイミング調整装置３００の構成は、実施の形態３における第３のバルブタイミング調整装置１０の構成と共通している。また、第１のバルブタイミング調整装置２００の各油路は第２のＯＣＶ５０を介してオイルポンプ２１およびオイルパン２２に接続されており、第２のバルブタイミング調整装置３００の各油路は第３のＯＣＶ８０を介してオイルポンプ２１およびオイルパン２２に接続されている。

なお、エンジンは、クランクシャフトＳ１が２回転する間に吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４が１回転する構造から、第３のバルブタイミング調整装置１００のスプロケット部１２１と第１のバルブタイミング調整装置２００のスプロケットと第２のバルブタイミング調整装置３００のスプロケットとの歯数比は１：２：２となる。このため、クランクシャフトＳ１と両カムシャフトＳ３、Ｓ４との関係と同様に、第３のバルブタイミング調整装置１００が２回転する間に第１のバルブタイミング調整装置２００および第２のバルブタイミング調整装置３００が１回転することとなる。

また、上記回転数の違いにより、第３のバルブタイミング調整装置１００のバルブタイミングが２゜相対回動した場合、第１／第２のバルブタイミング調整装置２００、３００および吸／排気カムシャフトＳ３、Ｓ４の位相が１゜変化したことと同等となる。このため、この実施の形態４では、第１／第２のバルブタイミング調整装置２００、３００の相対回動可能な角度は第３のバルブタイミング調整装置１００が相対回動可能な角度の半分で実施の形態３と同等の効果が得られる。

次に動作について説明する。
この実施の形態４においても、実施の形態３と同様に吸気カムシャフトＳ３に配設された吸気バルブおよび排気カムシャフトＳ４に配設された排気バルブの開閉タイミングが最適となるように、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４のクランクシャフトＳ１に対する相対回動角度がエンジンの運転中における表４に示す水温、エンジン回転数、アクセル開度、負荷等の各ファクタに応じて適宜決められる。

この実施の形態４では、第３のバルブタイミング調整装置１００における第１回転体１１０の初期位置が最進角位置である点で実施の形態３と異なるため、表３の制御パターンに対して個々のバルブタイミング調整装置の相対回動が異なるが、実施の形態３と同様に、吸気カムシャフトＳ３を最進角に、排気カムシャフトＳ４を最遅角に同時に移動することはできないが、他の全てのパターンを制御することが可能である。

以上のように、この実施の形態４によれば、第３のバルブタイミング調整装置１００を、第１および第２のバルブタイミング調整装置２００、３００に対して直列に配設するように構成したので、実施の形態３と同様に、各バルブタイミング調整装置の制御を適宜組み合わせることで、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側の各バルブタイミングを最進角位置と最遅角位置とを含む回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。従って、エンジン停止時の低油圧下であっても、回動範囲の略中間にある所定のバルブタイミングで確実に停止できるので、従来の中間ロックタイプのアクチュエータの始動時における不安定要素をなくすことができるという効果がある。

この実施の形態４によれば、ベーンタイプのバルブタイミング調整装置を第１、第２のバルブタイミング調整装置２００、３００として採用したので、ベーンタイプの相対回動角度が大きくかつ中間保持機能を利用してバルブタイミングを所望の位置で保持することができるという効果がある。

この実施の形態４によれば、油圧のない状態で最進角位置状態を発生させることがベーンタイプに比べて容易でないヘリカルタイプのバルブタイミング調整装置を第３のバルブタイミング調整装置１００として採用したので、ヘリカルタイプのバルブタイミング調整装置を十分に機能させる形態でバルブタイミング調整システムに組み込むことができるという効果がある。

この実施の形態４によれば、ヘリカルタイプのバルブタイミング調整装置１００とベーンタイプの第１、第２のバルブタイミング調整装置２００、３００とを組み合わせるように構成したので、エンジン始動状態から進角側または遅角側に制御できるバルブタイミング調整システムの構築を図ることができるという効果がある。

この実施の形態４によれば、最進角ロックでヘリカルタイプの第３のバルブタイミング調整装置１００と最遅角ロックでベーンタイプの第１のバルブタイミング調整装置２００および第２のバルブタイミング調整装置３００とを組み合わせるように構成したので、各タイプの長所を利用して、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側の各バルブタイミングを最進角位置と最遅角位置とを含む回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。

この実施の形態４によれば、最進角ロックの第３のバルブタイミング調整装置１００と最遅角ロックの第１のバルブタイミング調整装置２００および第２のバルブタイミング調整装置３００とを組み合わせるように構成したので、各タイプの長所を利用して、吸気カムシャフトＳ３および排気カムシャフトＳ４側の各バルブタイミングを最進角位置と最遅角位置とを含む回動範囲の略中間にある所定のタイミングなどに容易に制御することができるという効果がある。

この実施の形態４によれば、第３のバルブタイミング調整装置１００をクランクシャフトＳ１の端面に配置するように構成したので、従来のバルブタイミング調整システムのレイアウトを変更することなく取り付けることができるという効果がある。

なお、このバルブタイミング調整システムにおける第３のバルブタイミング調整装置として、実施の形態３ではベーンタイプで最遅角ロックタイプのバルブタイミング調整装置を用い、実施の形態４ではヘリカルタイプで最進角ロックタイプのバルブタイミング調整装置を用いたが、この発明は例えばモータ駆動（ウォームギア使用）の電動アクチュエータやモータ駆動（ねじりスプリング系使用）の電動アクチュエータ等もエンジン内の潤滑用オイル量あるいは、オイル圧の消費を抑えることが可能であるため、好適に使用可能である。

この発明の実施の形態１による２つのバルブタイミング調整装置を用いたバルブタイミング調整システムの構成を示す模式図である。図１に示したバルブタイミング調整システムにおける第１のバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。図１に示したバルブタイミング調整システムにおける第２のバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。図１に示したバルブタイミング調整システムにおける各バルブタイミング調整装置の動作範囲を示す模式図である。この発明の実施の形態２による２つのバルブタイミング調整装置を用いたバルブタイミング調整システムの構成を示す模式図である。図５に示したバルブタイミング調整システムにおける各バルブタイミング調整装置の動作範囲を示す模式図である。この発明の実施の形態３による３つのバルブタイミング調整装置を用いたバルブタイミング調整システムの構成を示す模式図である。図７に示したバルブタイミング調整システムにおける油路構成を示す回路図である。図７に示したバルブタイミング調整システムにおける第３のバルブタイミング調整装置の軸方向断面図である。図７に示したバルブタイミング調整システムにおける第３のバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。図７に示したバルブタイミング調整システムにおける第１のバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。図７に示したバルブタイミング調整システムにおける第２のバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。図７に示したバルブタイミング調整システムにおける各バルブタイミング調整装置の動作範囲を示す模式図である。この発明の実施の形態４による３つのバルブタイミング調整装置を用いたバルブタイミング調整システムの構成を示す模式図である。図１４に示したバルブタイミング調整システムにおける油路構成を示す回路図である。図１４に示したバルブタイミング調整システムにおける第３のバルブタイミング調整装置の軸方向断面図である。図１４に示したバルブタイミング調整システムにおける第１のバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。図１４に示したバルブタイミング調整システムにおける第２のバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。

符号の説明

１バルブタイミング調整システム、２，４，８スプロケット、３第１のチェーン、５第２のチェーン、６，４０，２００第１のバルブタイミング調整装置、７，７０，３００第２のバルブタイミング調整装置、９ａ，９ｂチェーン、１０，１００第３のバルブタイミング調整装置、１１，４１，７１第１回転体、１２，４２，７２ベーンロータ（第２回転体）、１３，４３，７３ハウジング、１４，４４，７４ケース、１５，４５，７５カバー、１６，４６，７６ボルト、１７，４７，７７ボルト、１８ａ，４８ａ，７８ａ進角側油圧室、１８ｂ，４８ｂ，７８ｂ第１油路、１９ａ，４９ａ，７９ａ遅角側油圧室、１９ｂ，４９ｂ，７９ｂ第２油路、２０第１のＯＣＶ、２１オイルポンプ、２２オイルパン、２３，５３，８３収納孔、２４，５４，８４ロックピン、２５，５５，８５ブッシュ、２６，５６，８６ストッパ、２７背圧排出孔、２８，５８，８８コイルスプリング、２９，５９，８９係合孔、３０ロック保持油圧供給油路、３１，６０，９０ロック解除油圧供給油路、３２，６１，９１シール部材、５０第２のＯＣＶ、６２，９２アシストリンク、８０第３のＯＣＶ、１１０ロータ（第１回転体）、１２０第２回転体、１２１スプロケット部、１２３ハウジング、１２４ケース、１２５カバー、１３０ギヤピストン、１４０付勢部材、１５０油圧室、１６０油路、Ｓ１クランクシャフト、Ｓ２制御シャフト、Ｓ３吸気カムシャフト、Ｓ４排気カムシャフト。

Claims

内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ前記内燃機関のクランクシャフトに対する前記吸気カムシャフトの相対回動位置を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、該第１のバルブタイミング調整装置に対して前記クランクシャフトからの回転駆動力を伝達する第１回転体を有しかつ前記クランクシャフトと同期回転する排気カムシャフトに固定された第２回転体を有する第２のバルブタイミング調整装置とを備えたことを特徴とするバルブタイミング調整システム。
内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ前記内燃機関のクランクシャフトに対する前記吸気カムシャフトの相対回動位置を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、前記クランクシャフトと同期回転する第１回転体を有しかつ前記内燃機関の排気カムシャフトに固定された第２回転体を有する第２のバルブタイミング調整装置とを備えたことを特徴とするバルブタイミング調整システム。
第１のバルブタイミング調整装置の回動規制位置は最進角位置に設定されかつ第２のバルブタイミング調整装置の回動規制位置は最遅角位置に設定されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のバルブタイミング調整システム。
内燃機関の吸気カムシャフトに配設されかつ前記内燃機関のクランクシャフトに対する前記吸気カムシャフトの相対回動角度を変更する第１のバルブタイミング調整装置と、前記内燃機関の排気カムシャフトに配設されかつ前記クランクシャフトに対する前記排気カムシャフトの相対回動角度を変更する第２のバルブタイミング調整装置と、前記クランクシャフト側に配設された第３のバルブタイミング調整装置とを備え、該第３のバルブタイミング調整装置を前記第１のバルブタイミング調整装置および前記第２のバルブタイミング調整装置に対し駆動伝達方向において直列に配設したことを特徴とするバルブタイミング調整システム。
直列に配設した複数のバルブタイミング調整装置のうち、２つはそれぞれ異なる回動規制位置に設定されたことを特徴とする請求項４記載のバルブタイミング調整システム。
直列に配設した２つのバルブタイミング調整装置のうち、１つの回動規制位置は最進角位置に設定されかつ他の１つの回動規制位置は最遅角位置に設定されたことを特徴とする請求項５記載のバルブタイミング調整システム。
直列に配設した２つのバルブタイミング調整装置は共にベーンタイプであることを特徴とする請求項６記載のバルブタイミング調整システム。
直列に配設した２つのバルブタイミング調整装置はヘリカルタイプとベーンタイプとの組み合わせであることを特徴とする請求項６記載のバルブタイミング調整システム。
回動規制位置が最進角位置に設定されたバルブタイミング調整装置はヘリカルタイプであり、回動規制位置が最遅角位置に設定されたバルブタイミング調整装置はベーンタイプであることを特徴とする請求項８記載のバルブタイミング調整システム。
回動規制位置が最進角位置に設定された１つのバルブタイミング調整装置は、回動規制位置が最遅角位置に設定された２つのバルブタイミング調整装置と直列に配設されたことを特徴とする請求項４記載のバルブタイミング調整システム。
回動規制位置が最進角位置に設定された１つのバルブタイミング調整装置は内燃機関のクランクシャフトと同軸に直結されたことを特徴とする請求項１０記載のバルブタイミング調整システム。
直列に配設した２つのバルブタイミング調整装置は、ベーンタイプと電動タイプとの組み合わせであることを特徴とする請求項６記載のバルブタイミング調整システム。