JP2910486B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
内燃機関のバルブタイミング制御装置Info
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Description
時期を内燃機関の運転状態に応じて制御するバルブタイ
ミング制御装置に関するものである。
カムシャフトの回転位相を変化させて、バルブの開閉時
期を早めたり、遅らせたりするバルブタイミング制御装
置が提案されている。その一つとして、ヘリカルスプラ
インを有する円筒状のリングギヤの軸方向における一端
側には油圧室が設けられ、他端側の室にはスプリングが
配置されたバルブタイミング制御装置がある。この装置
は油圧室へ圧送される作動油の油圧と、スプリングのば
ね力の大小関係によってリングギヤを移動させるように
なっている。そして、例えば吸気バルブの閉じるタイミ
ングを遅角する場合には油圧室への作動油の圧送を停止
し、スプリングの付勢力のみによってリングギヤを移動
させる。反対に吸気バルブの閉じるタイミングを進角す
る場合には作動油を油圧室に圧送してスプリングの付勢
力に抗してリングギヤを移動させるようにしている。
スプリングの付勢力に依存しており、良好な応答性を得
るためには付勢力を大きくする必要がある。ところが、
付勢力を大きくした場合、機関の回転数が所定回転数以
下となって作動油の油圧が低下している状態ではスプリ
ングを十分に圧縮するだけの油圧が得られず進角時にお
ける応答性が悪化する問題がある。
昭63−131808号に示されているようにリングギ
ヤの軸方向における両端側に第一の油圧室と第二の油圧
室を設け、各々の油圧室に対して作動油を圧送すること
によりリングギヤをカムシャフトの軸芯方向へ移動可能
にしたものが提案されている。この技術は前記両油圧室
に作動油を供給する二系統の通路がカムシャフトのカム
ジャーナルにおいて開口され、そのカムジャーナルに開
口した二系統の通路はシリンダブロックの軸受部に設け
た一対の油圧通路に各々連通可能となっている。
部に一対の通路を設ける場合、通路の径を小さくした
り、他方の通路に対するシール性が不足し、応答性が悪
くなる問題があった。この問題を解決するために特に進
角側の通路の軸受部を広くすればよいが、エンジンの構
造上大型化することとなる。
数が低い(油圧が低い)場合、進角側が高トルクとな
り、スロットルを開いた時の進角側の応答性がドライバ
ビリティに与える影響が強いものとなる。そして、一般
的には進角側の応答性は下記の理由から遅角側の応答性
よりも悪くなる。すなわち、進角させる場合、リングギ
ヤを進角側に移動させるように働く油圧力にはカムトル
クによるスラスト力が抗して働くことになる。さらに、
遅角側にバネ力が働くスプリングがリングギヤに対して
設けられている場合には前記カムトルクによるスラスト
力及びスプリングのバネ力に抗して油圧力が働く。一
方、遅角させる場合には、リングギヤには遅角側に移動
させるように働く油圧力及びカムトルクによるスラスト
力が働くことになる。さらに、遅角側にバネ力が働くス
プリングがリングギヤに対して設けられている場合には
前記油圧力に対してカムトルクによるスラスト力及びス
プリングのバネ力が加わることになる。従って、一般的
には進角側の応答性は遅角側よりも悪くなる。
せるとともに、ジャーナルのコンパクト化が可能にする
ことができるバルブタイミング制御装置を提供すること
にある。
めに本発明は、内燃機関のバルブ駆動用カムシャフトを
スラスト軸受を介して支持し、前記カムシャフトの外周
には駆動力回転伝達手段を備え、加圧流体供給源からの
流体を進角制御用通路又は遅角制御用通路を介して導く
ことにより、加圧流体供給源からの流体圧の付勢力によ
って、前記駆動力回転伝達手段及びカムシャフトの回転
位相を変化させてバルブの開閉時期を調整するようにし
た可変バルブタイミング制御装置において、前記両通路
はカムシャフトのスラスト軸受に対するカムジャーナル
において開口され、前記遅角制御用通路の開口はカムジ
ャーナル内のスラスト面に向けて設けられたことを要旨
とするものである。
ーナル内のスラスト面に向けて開口されているため、進
角制御用通路の開口は幅が狭いカムジャーナルの中央付
近に設けることができ、通路断面積は従来と異なり広く
形成することが可能となり、進角側の応答性が向上す
る。又、進角制御用通路の開口はカムジャーナルの中央
付近に設けることができるため、進角制御用通路の開口
と遅角制御用通路との開口間は従来よりも距離を長く取
ることができ、両開口間のシール性が確保される。合せ
て進角制御用通路の開口と大気側とのシール性も確保さ
れる。
ミング装置を具体化した一実施例を図1に従って説明す
る。
ジンのシリンダヘッド1には、前後(図1の左右)方向
へ延びる吸気バルブ用のカムシャフト2が設けられてい
る。カムシャフト2の外周にはジャーナル部2aが形成
され、このジャーナル部2aがシリンダヘッド1とベア
リングキャップ3とによって回転可能に支承されてい
る。カムシャフト2の前端には筒状の固定ギヤ4がボル
ト5により締付け固定されている。カムシャフト2の前
端外周にはタイミングプーリ6が回転可能に設けられて
いる。前記タイミングプーリ6は駆動力回転伝達手段を
構成している。タイミングプーリ6のボス部7の前端は
前記固定ギヤ4とカムシャフト2の外周間に遊挿される
とともに、ボス部7の後端はカムシャフト2の外周から
突出したフランジ2bに摺動可能に当接されている。
8が掛装され、クランクシャフト(図示しない)の回転
がこのタイミングベルト8を介してタイミングプーリ6
に伝達される。タイミングプーリ6の前端面にはキャッ
プ9がボルト10にて締付け固定されている。同キャッ
プ9によりカムシャフト2の前端が覆われている。タイ
ミングプーリ6間には前記ボルト10にて締付け固定さ
れた筒状のギヤ11が配置されている。前記タイミング
プーリ6、ギヤ11、キャップ9とによって囲まれる空
間が環状空間12とされ、同環状空間12にはほぼ二重
円筒状をなすリングギヤ13が配設されている。このリ
ングギヤ13によりタイミングプーリ6と固定ギヤ4と
が駆動連結されている。すなわち、リングギヤ13の最
外周及び最内周にはそれぞれヘリカルスプライン13
a,13bが形成されている。一方、前記固定ギヤ4の
後端外周及びギヤ11の内周にはヘリカルスプライン4
a,11aが形成されている。そして、ヘリカルスプラ
イン13a,11a同士が噛み合い、又、ヘリカルスプ
ライン13b,4a同士が相互に噛み合っている。
ングベルト8を介してタイミングプーリに伝達される
と、リングギヤ13によって連結されたタイミングプー
リ6と固定ギヤ4とが一体的に回転され、カムシャフト
2が回転駆動される。
の前側は第一の圧力室14とされ、リングギヤ13の後
側は第二の圧力室15とされている。この圧力室14,
15には流体としての作動油が供給される。すなわち、
カムシャフト2の前端部、タイミングプーリ6のボス部
6a及びシリンダヘッド1には進角制御用通路16が形
成されている。カムシャフト2における進角側制御用通
路16の一端はボス部6aの開口を介して第二の圧力室
15と連通され、他端はカムジャーナル部2aの幅方向
の中央部に設けた開口部16aに連通されている。そし
て、その開口部16aはシリンダヘッド1の軸受部に開
口するシリンダヘッド側の進角制御用通路16に連通さ
れている。
5及びシリンダヘッド1には遅角制御用通路17が形成
されている。すなわち、カムシャフト2における遅角側
制御用通路17の一端はボルト5の軸芯に沿って穿設さ
れた透孔5aを介して第一の圧力室14と連通され、他
端はカムジャーナル部2aのスラスト面側に設けた開口
部17aに連通されている。そして、その開口部17a
はシリンダヘッド1の軸受部においてカムジャーナル2
aのスラスト面側に開口するシリンダヘッド1側の進角
制御用通路17に連通されている。
7は電磁切換弁18、加圧流体供給源としてのオイルポ
ンプ18を介してオイルパン20に接続されている。オ
イルポンプ19はエンジンのクランクシャフトに駆動連
結されており、エンジンの作動に連動してオイルパン2
0内の作動油を汲み上げ、電磁切換弁18にて選択され
た進角制御用通路16、あるいは遅角制御用通路17を
介していずれかの油圧室へ供給される。この供給によ
り、リングギヤ13に流体圧としての油圧が作用するよ
うになっている。
タイプの電磁制御弁であって、同電磁切換弁のソレノイ
ド18aの励磁・消磁により中立位置、遅角制御位置及
び進角制御位置の三位置に切換作動されるようになって
いる。すなわち、電磁切換弁18が中立位置に位置する
ときには、進角及び遅角制御通路16,17への作動油
の供給がともに停止される。電磁切換弁18が遅角制御
位置に位置するときには、遅角制御用通路17が第一の
圧力室14への作動油の供給路となり、進角制御用通路
16が第二の圧力室15からオイルパン20への作動油
が戻される戻し路となっている。又、電磁切換弁18が
進角制御位置に位置するときには、進角制御用通路16
が第二の圧力室15への作動油の供給路となり、遅角制
御用通路17が第一の圧力室14からオイルパン20へ
の作動油が戻される戻し路となっている。
に電子制御装置(ECU)22が設けられている。EC
U22は中央処理制御装置(CPU)と、所定の制御プ
ログラム等を予め記憶したり、CPUの演算結果等を一
次記憶したりする各種メモリ等と、これら各部と各部入
力回路及び外部出力回路等とをバスによって接続した論
理演算回路として構成されている。前記ECU22の外
部入力回路には、吸気通路を通じてエンジンへ吸入され
るエアーフローメータ23が接続されている。又、同じ
く外部入力回路には、クランクシャフトの近傍に配設さ
れたクランク角センサ24と、カムシャフト2の近傍に
配設されたカム角センサ25とがそれぞれ接続されてい
る。そして、ECU22は外部入力回路を介して各セン
サ23,24,25からの出力信号を入力値として読み
込む。そして、ECU22はこれらの入力値に基づい
て、外部出力回路に接続された電磁切換弁18のソレノ
イド18aを好適に制御する。
いて電磁切換弁18が遅角制御位置に作動位置すると、
遅角制御用通路17への作動油の供給が許容され、作動
油は遅角制御用通路17から第一の圧力室14に導入さ
れる。そして、その油圧によりリングギヤ13が軸方向
の一方(図1の右方向)へ押圧される。この結果、カム
シャフト2に捩りが付与されてギヤ11との回転位相が
ずれる。すなわち、吸気バルブの開き・閉じが遅らせら
れ、吸気行程おける吸気バルブと排気バルブとのバルブ
オーバラップが小さくなる方向へ変えられる。
いて電磁切換弁18が進角制御位置に作動位置すると、
進角制御用通路16への作動油の供給が許容され、作動
油は進角制御用通路16から第二の圧力室15に導入さ
れる。そして、その油圧によりリングギヤ13が軸方向
の一方(図1の左方向)へ押圧される。この結果、カム
シャフト2に前記とは逆の捩りが付与されてギヤ11と
の回転位相がずれる。すなわち、吸気バルブの開き・閉
じが早められ、吸気行程おける吸気バルブと排気バルブ
とのバルブオーバラップが大きくなる方向へ変えられ
る。
ミング制御装置の構造の作用について説明する。この実
施例ではジャーナル部2aにおけるカムシャフト2の遅
角制御用通路17はカムジャーナル部2aのスラスト面
に向けて開口されている。このため、進角制御用通路1
6の開口は幅が狭いジャーナル部2aの中央付近に設け
ることができる。従って、進角制御用通路16の断面積
は従来と異なり広く形成することができ、進角側の応答
性を向上することができる。
aはジャーナル部2aの中央付近に設けることができる
ため、進角制御用通路16の開口部16aと遅角制御用
通路17との開口部17a間は従来よりも距離を長く取
ることができ、両開口部16a,17a間のシール性が
確保できる。合せて進角制御用通路16の開口部16a
と大気側とのシール性も確保できる。
ナル部2aのスラスト面にも油圧がかかるため、この油
圧が直接加わるスラスト面とは反対側のスラスト面が軸
受部に押し付けられ、カム駆動トルクが増加し、遅角側
応答性が向上する。
ものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で任
意に変更することも可能である。 (1)前記実施例において、リングギヤの内外周のヘリ
カルスプライン13a,13bのいずれか一方を軸線と
平行なストレートスプラインに変更してもよい。 (2)前記実施例では、ガソリンエンジン1に具体化し
たが、ディーゼルエンジンに具体化することもできる。 (3)前記実施例の構成にさらに、コイルスプリングを
第一の圧力室14に設けてリングギヤ13を遅角側へ付
勢するように配置すること。 (4)前記実施例では吸気バルブ用のカムシャフトに具
体化したが排気バルブ用のカムシャフトに具体化しても
よい。
角側の応答性を向上させることができ、ジャーナルのコ
ンパクト化を行なうことができるという優れた効果を奏
する。
イミング制御装置の断面図である。
ナル部、4…固定ギヤ、6…タイミングプーリ、8…タ
イミングベルト、11…ギヤ、12…環状空間、13…
リングギヤ、13a,13b…ヘリカルスプライン、1
4…第一の圧力室、15…第二の圧力室、16…進角制
御用通路、17…遅角制御用通路、18…電磁切換弁、
19…オイルポンプ。
Claims (1)
- 【請求項1】 内燃機関のバルブ駆動用カムシャフトを
スラスト軸受を介して支持し、前記カムシャフトの外周
には駆動力回転伝達手段を備え、加圧流体供給源からの
流体を進角制御用通路又は遅角制御用通路を介して導く
ことにより、加圧流体供給源からの流体圧の付勢力によ
って、前記駆動力回転伝達手段及びカムシャフトの回転
位相を変化させてバルブの開閉時期を調整するようにし
た可変バルブタイミング制御装置において、 前記両通路はカムシャフトのスラスト軸受に対するカム
ジャーナルにおいて開口され、前記遅角制御用通路の開
口はカムジャーナル内のスラスト面に向けて設けられた
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5428793A JP2910486B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5428793A JP2910486B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264705A JPH06264705A (ja) | 1994-09-20 |
| JP2910486B2 true JP2910486B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=12966355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5428793A Expired - Lifetime JP2910486B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910486B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5428793A patent/JP2910486B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06264705A (ja) | 1994-09-20 |
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Legal Events
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