JP3357246B2 - 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の運転状
態に応じて吸気・排気弁の開閉時期を可変制御する吸排
気弁駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の吸排気弁駆動制御装置と
しては種々提供されており、その一つとして本出願人が
先に出願した特開平５−２０２１７号に記載されたもの
がある。

【０００３】図８〜図９に基づいて概略を説明すれば、
この吸排気弁駆動制御装置は、多気筒機関のクランク軸
からスプロケットを介して回転力が伝達される駆動軸１
と、該駆動軸１の外周側に同軸上に相対回転自在に設け
られたカムシャフト２と、各気筒毎に分割された該カム
シャフト２の分割端部間に設けられた制御機構３とを備
えている。前記各カムシャフト２は、夫々外周に１気筒
当たり２つの吸気弁４，４をバルブリフター４ａ，４ａ
を介してバルブスプリング５のばね力に抗して開作動さ
せる２個のカム６，６を一体に有していると共に、シリ
ンダヘッド７上の一対のカム軸受８，９によって回転自
在に支持されている。

【０００４】前記制御機構３は、図８に示すように各カ
ムシャフト２の一端部に一体に設けられた円環状の第１
フランジ部１０と、駆動軸１の所定外周位置に連結ピン
１１によりスリーブ１２ａを介して固定されて、前記第
１フランジ部１０に対向する円環状の第２フランジ部１
２と、両フランジ部１０，１２間に介装されて駆動軸１
の軸心Ｘから略径方向へ揺動自在に設けられた略円環状
のディスクハウジング１４と、該ディスクハウジング１
４の内周に有する大径な支持孔内にプレーンベアリング
１３を介して回転自在に保持された環状ディスク１６と
を備えている。また、前記ディスクハウジング１４は、
直径方向の一端部がシリンダヘッド７の上端部に機関前
後方向に沿って延設された支軸１５によって回転自在に
支持されていると共に、他端部が駆動機構により揺動す
るようになっている。更に、第１，第２フランジ部１
０，１２の外周部には、互いに１８０°位置に細長い係
合溝１７，１８が半径方向に沿って形成されている一
方、環状ディスク１６の両側面には、互いに反対方向に
突出して前記各係合溝１７，１８に係合するピン１９
ａ，１９ｂが突設されている。

【０００５】そして、例えば機関の高回転時には、ディ
スクハウジング１４が揺動せずに、環状ディスク１６の
中心が駆動軸１の軸心Ｘに合致する一方、機関の低回転
時には、駆動機構２０によりディスクハウジング１４が
支軸１５を支点として揺動し、環状ディスク１６を駆動
軸１の軸心Ｘに対して偏心動させる。

【０００６】即ち、例えば機関高回転時には、ディスク
１６の中心が駆動軸１の軸心Ｘに合致して、駆動軸１と
カムシャフト２との回転位相差が生じない。したがっ
て、駆動軸１の回転に伴い制御機構３を介してカムシャ
フト２が駆動軸１と同期回転し、カム６，６による弁の
作動角が大きくなり、開弁時期が早くなる共に、閉弁時
期が遅くなるため、吸気慣性力を利用した吸気充填効率
が向上する。

【０００７】一方、低回転域では、駆動機構によりディ
スクハウジング１４を介してディスク１６の中心が駆動
軸１の軸心Ｘから偏心可能に制御されるため、各ピン１
９ａ，１９ｂが各係合溝１７，１８の内周面に沿って径
方向に摺動し、一方側ピン１９ａが駆動軸１の軸心Ｘに
接近する場合は、他方側ピン１９ｂは軸心Ｘから離れる
関係になる。したがって、この場合は、ディスク１６
は、駆動軸１に対して角速度が大きくなり、ディスク１
６に対し、カムシャフト２の角速度も大きくなる。この
ため、カムシャフト２は、駆動軸１に対して２重に増速
された状態になる。

【０００８】したがって、駆動軸１とカムシャフト２の
回転位相差が変化し、カムシャフト２の角速度が相対的
に大きい場合は、駆動軸１に対する回転位相は両者１，
２が等速になるまで進み、やがてカムシャフト２の角速
度が相対的に小さくなると、回転位相は両者１，２が等
速になるまで遅れる。

【０００９】そして、回転位相差の最小，最大点の途中
に同位相点が存在し、回転位相の変化では、弁の作動角
が同位相点よりも前の開弁時期が遅れ、同位相点より後
の閉弁時期が進み、全体に小さく制御される。したがっ
て、吸排気弁のバルブオーバラップが小さくなり、燃焼
室の残留ガスが減少し、安定した燃焼により燃費の向上
が図れる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置にあっては、前述のようにディスクハウジング
１４は、一端部がシリンダヘッド７の上端部に設けられ
た支軸１５によって支持され、ここを揺動支点として揺
動するようになっている。したがって、支軸１５を必ず
設けなければならないため、部品点数の増加と大型化が
余儀なくされる。

【００１１】しかも、支軸１５は、カムシャフト２のカ
ム軸受８，９とは一切拘わりなく、独立した形でシリン
ダヘッド７上に別個の支持機構により支持されているた
め、さらに大型化が助長され、装置のシリンダヘッド７
上への大きな取付スペースが要求されて、機関への搭載
性が悪化する。

【００１２】また、ディスクハウジング１４の一端部を
支軸１５で支持しているため、駆動軸１の軸心Ｘに対す
る環状ディスク１６の中心位置決め精度が出しにくい。
この結果、所望のバルブタイミング制御が得られないば
かりか、各気筒毎にバルブタイミングのばらつきが生
じ、気筒間の出力ばらつきにより機関の作動の不安定化
を招く惧れがある。

【００１３】さらに、前述のように駆動軸１の回転力
は、各ピン１９ａ，１９ｂ及び各フランジ１０，１２を
介してカムシャフト２に伝達されるようになっているた
め、各ピン１９ａ，１９ｂに作用する反力は環状ディス
ク１６を経てディスクハウジング１４に伝達される。そ
して、このディスクハウジング１４は、図９に示すよう
に支軸１５と駆動機構２０によってその外周ボス部であ
る両端部１４ａ，１４ｂの２個所のみが支持され、また
比較的薄肉のリング状に形成されている。このため、カ
ム６がバルブリフター４ａを押し下げる時（吸気バルブ
４の開時）に発生する大きな荷重が、例えば図９の矢印
で示すように環状ディスク１６及び両ピン１９ａ，１９
ｂを介して左上方への反作用として伝達されると、ディ
スクハウジング１４が２点鎖線で示すように上方へ変形
し易くなり、これによって、環状ディスク１６の中心Ｙ
も上方へ僅かに変位し易くなる。したがって、駆動軸１
の回転力がカムシャフト２に正確に伝達されなくなり、
この結果、所期のバルブタイミングが得られなくなるお
それがある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の実
情に鑑みて案出されたもので、請求項１の発明は、機関
により回転駆動する駆動軸と、該駆動軸の外周に相対回
転自在に設けられて、外周に吸，排気弁を開作動させる
カムを一体に有する各気筒毎に分割されたカムシャフト
と、該各カムシャフトの一端部に固定された第１フラン
ジ部と、駆動軸の所定部位に固定されて、前記第１フラ
ンジ部と対向する第２フランジ部と、該両フランジ部間
に配置されたほぼ円環状のディスクハウジングと、該デ
ィスクハウジングの内周に偏心カムリングを介して回転
自在に支持されて、ディスクハウジングの回動に伴い中
心が駆動軸の軸心に対して偏心動可能な環状ディスク
と、該環状ディスクと前記各フランジ部との間に介装さ
れて、環状ディスクのほぼ径方向へ係合溝を介して摺動
可能なピンと、前記ディスクハウジングを伝達機構を介
して回動制御する駆動機構とを備えた吸排気弁駆動制御
装置において、前記ディスクハウジングを前記両フラン
ジ部の外周面で回転自在に支持すると共に、前記両フラ
ンジ部の少なくともいずれか一方の外周面とディスクハ
ウジングの内周面との間に、前記フランジ部とディスク
ハウジングに対して摺動自在なリテーナリングを介装
し、かつ該リテーナリングの自由回動を規制する規制手
段を設けたことを特徴としている。

【００１５】請求項２記載の発明は、前記リテーナリン
グを、ディスクハウジングの内周面と両フランジ部の両
外周面との間に介装したことを特徴としている。

【００１６】請求項３記載の発明は、前記規制手段は、
リテーナリングに一体に設けられたほぼＵ字形の規制片
が、前記駆動機構の制御シャフトに係止してリテーナリ
ングの回転を規制することを特徴としている。

【００１７】請求項４記載の発明は、前記リテーナリン
グを低摩擦係数材で形成したことを特徴としている。

【００１８】請求項５記載の発明は、前記リテーナリン
グを含油性の焼結合金材で形成したことを特徴としてい
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明に係る吸排気
弁駆動制御装置を多気筒内燃機関の吸気側に適用した第
１実施例を示し、図中２１は機関のクランク軸からスプ
ロケットを介して回転力が伝達される駆動軸、２２は該
駆動軸２１の外周に相対回転可能に配置され、かつ駆動
軸２１の中心Ｘと同軸上に設けられた複数のカムシャフ
トであって、前記駆動軸２１は、機関前後方向に延設さ
れていると共に、内部軸線方向に外部から潤滑油を導入
する油供給通路２１ａが形成されている。

【００２０】前記カムシャフト２２は、長手方向の所定
位置で各気筒毎に軸直角方向から分割されており、内部
軸方向に形成された挿通孔２２ａ内に駆動軸２１が挿通
している一方、シリンダヘッド７上端部に有するカム軸
受２４に回転自在に支持されている。また、図２に示す
ように外周の所定位置に１気筒当たり２つの吸気弁２３
を図外のバルブスプリングのばね力に抗してバルブリフ
ター２５を介して開作動させる２つのカム２６が一体に
設けられている。

【００２１】前記カム軸受２４は、図１，図２に示すよ
うに、シリンダヘッド７の上面に形成されたカム受面上
に跨設されたメインブラケット２７と、該メインブラケ
ット２７の上面に設けられたサブブラケット２８と、両
ブラケット２７，２８の両端部を共締め固定する左右一
対のカムボルト２９，３０とを備えている。また、前記
メインブラケット２７の上面中央に円弧状の軸受面２７
ａが形成されている一方、サブブラケット２８の下面中
央に前記軸受面２７ａと共働して後述する制御シャフト
４４を軸受けする円弧状の軸受面２８ａが形成されてい
る。

【００２２】また、各カムシャフト２２の一方側の分割
端部には、第１フランジ部３１が一体に設けられてお
り、この第１フランジ部３１の外周部に、Ｕ字形の第１
係合溝３２が径方向に沿って形成されている。さらに、
この第１フランジ部３１と所定の隙間をもって対向する
位置に、駆動軸２１に連結された第２フランジ部３３が
設けられている。この第２フランジ部３３は、外径が第
１フランジ部３１の外径と同一に設定されていると共
に、内周部に駆動軸２１の所定外周面に嵌合したスリー
ブ３３ａを一体に有し、該スリーブ３３ａに径方向から
挿通された連結ピン３４とによって駆動軸２１に連結さ
れている。また、第２フランジ部３３の外周部つまり第
１フランジ部３１の第１係合溝３２と対角線方向の反対
位置にＵ字形の第２係合溝３５が径方向に沿って形成さ
れている。そして、前記第１係合溝３２と第２係合溝３
５には、後述する環状ディスク３９の保持孔４１，４２
に保持された第１，第２ピン３６，３７の先端部が摺動
自在に係合している。また、両フランジ部３１，３３の
外周面３１ａ，３１ｃの各外周縁には、環状の突起部３
１ｂ，３３ｂが設けられている。

【００２３】さらに、前記第１フランジ部３１と第２フ
ランジ３３の外周側に円環状のディスクハウジング３８
が配置されていると共に、両フランジ部３１，３３の間
には、環状ディスク３９がサンドイッチ状に介装されて
いる。

【００２４】前記ディスクハウジング３８は、図１及び
図２に示すように、その巾寸法が第１，第２フランジ部
３１，３３と環状ディスク３９と各巾寸法全体を合わせ
た巾よりも若干小さく設定され、巾方向の中心位置に、
内周面３８ａが偏心カムリング状に周方向に沿って形成
されていると共に、外周面の巾方向の中央位置に伝達機
構の一部を構成する平歯車４０が周方向に沿って一体に
設けられている。

【００２５】また、このディスクハウジング３８の両側
部３８ｂ，３８ｃの内周面が一対のリテーナリング５
０，５１を介して両フランジ部３１，３３の外周面３１
ａ，３３ａに回転自在に支持されている。即ち、この両
側部３８ｂ，３８ｃは、内径が両フランジ部３１，３３
の外径寸法より若干大きく設定されて、内周面が両フラ
ンジ部３１，３３の外周面に回転摺動自在に支持されて
いる。

【００２６】また、前記偏心カムリング３８ａは、図２
に示すように肉厚巾が円周方向に変化し、図示のように
最上端部側が最大厚肉部３８ｄに設定されて、ここから
下端部側へ漸次薄肉に設定されている。また、このディ
スクハウジング３８は、後述する駆動機構４３によって
回転制御されている。

【００２７】前記左右一対のリテーナリング５０，５１
は、図１〜図３に示すように夫々含油性の焼結合金材
（例えば鉄−炭素系のＳＢＦ材）で円環状に形成され、
横断面ほぼＬ字形に折曲されていると共に、内周面の外
端縁に前記両フランジ部３１，３３の突起部３１ｂ，３
３ｂに摺動自在に嵌合保持される環状の第１嵌合溝５０
ａ，５１ａが形成されていると共に、外周面の内端縁に
ディスクハウジング３８の両側部３８ｂ，３８ｃを摺動
自在に嵌合保持する環状の第２嵌合溝５０ｂ，５１ｂが
形成されている。また、リテーナリング５０，５１の外
周面上端には、該リテーナリング５０，５１の自由な回
転を規制する規制手段の一部を構成する規制片５２，５
３が一体に突設されている。すなわち、この各規制片５
２，５３は、図１及び図２に示すように、ほぼ二股状に
切欠形成されて、上部に後述する制御シャフト４４に下
方から係合するほぼ矩形状の切欠溝５２ａ，５３ａが形
成されている。この切欠溝５２ａ，５３ａは、対向内面
間の巾が制御シャフト４４の外径よりも若干大きく設定
されて、遊嵌状態に係合している。したがって、制御シ
ャフト４４の自由な回転を阻害せずにリテーナリング５
０，５１の自由な回転を規制できるようになっている。

【００２８】前記環状ディスク３９は、略ドーナツ板状
を呈し、中央に駆動軸２１が挿通される比較的大径な挿
通孔３９ａが形成されて該駆動軸２１と挿通孔３９ａ間
に隙間Ｓが形成されていると共に、外周面３９ｂが前記
ディスクハウジング３８の偏心カムリング状の内周面３
８ａに回転自在に支持されている。また、前記第１係合
溝３２と第２係合溝３５とに対応した両端面位置に、図
１にも示すように前記第１，第２ピン３６，３７の基端
部を回転自在に保持する保持孔４１，４２が夫々軸方向
に貫通形成されている。また、前記第１，第２係合溝３
２，３５は各内端部が前記隙間Ｓに連通しており、この
隙間Ｓは、油溜まり部として機能し、駆動軸２１の周壁
に半径方向に形成された油孔２１ｂを介して駆動軸２１
内の油供給通路２１ａと連通している。

【００２９】前記駆動機構４３は、図１に示すようにカ
ムシャフト２２の上方位置に平行に設けられた前記制御
シャフト４４と、該制御シャフト４４の一端部に設けら
れた電磁アクチュエータたるステッピングモータ４５と
から構成されている。

【００３０】前記制御シャフト４４は、外径が比較的小
径に形成され、機関前後方向へ延設されていると共に、
カム軸受２４，２４に対応した大径部位４４ａ，４４ａ
が前記両軸受面２７ａ，２８ａ間で軸受けされている。
また、両大径部位４４ａ，４４ａ間に、前記ディスクハ
ウジング３８の平歯車４０に噛合して回転力を伝達する
伝達機構の一部を構成する筒状の歯車部４６が一体に設
けられている。

【００３１】前記ステッピングモータ４５は、コントロ
ーラ４７によって回転駆動され、このコントローラ４７
は、クランク角センサやエアーフローメータ等の各種セ
ンサによって機関回転数及び機関の負荷等を検出してス
テッピングモータ４５に制御信号を出力するようになっ
ている。

【００３２】以下、本実施例の作用について説明する。
まず、機関低回転時には、かかる運転状態を検出したコ
ントローラ４７からの制御信号によりステッピングモー
タ４５が一方向へ回転して制御シャフト４４を同方向へ
回転させる。これにより、ディスクハウジング３８は、
歯車部４６と平歯車４０を介して両フランジ部３１，３
３に支持されながら回転して、偏心カムリング状の内周
面３８ａの厚肉部３８ｄが最上端位置する位置に回転保
持されるため、環状ディスク３９はその中心Ｙが駆動軸
２１の軸心Ｘから垂直下方向位置に偏心移動する。した
がって、第１フランジ部３１の第１係合溝３２と第１ピ
ン３６並びに第２係合溝３５と第２ピン３７との摺動位
置が駆動軸２１の１回転毎に径方向へ往復移動し、環状
ディスク３９の角速度が変化する。

【００３３】即ち、第１ピン３６が第１係合溝３２内を
摺動して駆動軸Ｚの中心Ｘに接近し、第２ピン３７が第
２係合溝３５内を摺動して中心Ｘから離れると、環状デ
ィスク３９は駆動軸２１に対して角速度が大きくなり、
カムシャフト２２の角速度も大きくなり、両者２１，２
２の角速比（ｗｃ／ｗｄ）は図４Ａの破線で示す特性と
なる（上記作用は図４Ａの※印点を示す）。したがっ
て、カムシャフト２２は、駆動軸２１に対して２重に増
速された状態になる。

【００３４】この結果、カムシャフト２２及びカム２６
と駆動軸２１との回転位相差は、図４Ｂの破線に示すよ
うに変化する。したがって、吸気弁２３は、そのバルブ
リフト特性が図４Ｃの破線で示すように弁作動角（弁開
期間）が小さくなり、開弁時期が遅く、閉弁時期が十分
に早くなる。このため、排気弁とのバルブオーバラップ
が小さくなって燃焼が改善され、燃費の向上等が図れ
る。

【００３５】一方、機関低回転域から高回転域に移行し
た場合は、その運転状態を検出したコントローラ４７か
らステッピングモータ４５に制御信号が出力されて、制
御シャフト４４が例えばさらに同方向へ１８０°回転す
る。したがって、ディスクハウジング３８は、図１，図
３に示すように偏心カムリング３８ａの厚肉部３８ｄが
最下端となる位置に回転保持される。このため、環状デ
ィスク３９は、図示のようにその中心Ｙが駆動軸２１の
軸心Ｘから垂直上方向位置に偏心移動する。したがっ
て、第２係合溝３５と第２ピン３７並びに第１係合溝３
２と第１ピン３６との摺動位置が前述と同じく、駆動軸
２１の回転毎に環状ディスクの径方向へ往復移動し、環
状ディスク３９の角速度が変化する。

【００３６】そして、環状ディスク３９の角速度の変化
に伴い駆動軸２１に対するカムシャフト２２の角速度が
低回転時とは逆に小さくなり、両者２１，２２の角速度
比が図４Ａの実線で示す特性となる（図４Ａの☆印の点
となる）。したがって、カムシャフト２２は、駆動軸２
１に対して２重に減速された状態になり、両者２１，２
２の回転位相は、図４Ｂの実線で示すように変化し、低
回転時とは略対称形の変化特性となる。このため、吸気
弁２３は、バルブリフト特性が図４Ｃの実線で示すよう
にバルブリフトは一定のまま、弁作動角（弁開期間）が
大きくなり、低回転時に比較して開弁時期が早くなり、
閉弁時期が遅くなる。このため、慣性吸気を利用した吸
気充填効率が向上し、出力トルクの向上が図れる。

【００３７】また、本実施例では、ディスクハウジング
３８を、従来のように支軸によって支持するのではな
く、リテーナリング５０，５１を介して両フランジ部３
１，３３の外周面で支持するようにしたため、支軸やこ
の支軸を支持する支持機構が不要となり、この分、部品
点数の削減が図れると共に、装置全体のコンパクト化が
図れる。

【００３８】さらに、駆動軸２１の回転に伴い、両ピン
３６，３７を介して環状ディスク３９に作用する荷重は
ディスクハウジング３８で受けることになるが、該ディ
スクハウジング３８は、両側部３８ｂ，３８ｃが前述の
ようにリテーナリング５０，５１を介して両フランジ部
３１，３３の外周面で支持されているため、図５に示す
ように該荷重Ｃは両フランジ部３１，３３に作用する。
そして、該両フランジ部３１，３３では、各ピン３６，
３７から駆動軸２１に作用する荷重を打ち消しあうよう
に作用する。すなわち、図５を参照してディスクハウジ
ング３８に作用する荷重をみると、ａ＋ｂ＝ｃとなる。
ａはフランジ３３からピン３７および環状ディスク３９
が受ける荷重であり、（ｂはフランジ３１からピン３６
および環状ディスク３９が受ける荷重である。さらに、
これらａ，ｂの反力ａ１，ｂ１がそれぞれ各フランジ３
３，３１を介して駆動軸に作用する。）したがって、駆
動軸に作用するａ１＋ｂ１の荷重は、ｃの荷重で相殺す
ることができる。

【００３９】このため、駆動軸２１には、曲げ荷重が作
用しないので、該駆動軸２１の曲がりによるバルブタイ
ミングのずれの発生を防止できる。また、駆動軸２１の
曲がりは該駆動軸２１の内周面で支持されるカムシャフ
ト２２の支持剛性を低下させ、吸気バルブ２３の不整運
動を招き易いが、前述のように駆動軸２１の曲がりが防
止されることにより、かかる不整運動の発生も防止でき
る。

【００４０】さらにまた、両フランジ部３１，３３の支
持によりディスクハウジング３８の変形も抑制できるの
で、環状ディスク３９の中心Ｙの位置ずれも防止でき、
この点からもハウジングのずれが防止できる。

【００４１】しかも、ディスクハウジング３８は、リテ
ーナリング５０，５１を介して第１フランジ部３１と駆
動軸２１の第２フランジ部３３に回転自在に支持され
て、この内周側で環状ディスク３９を回転自在に支持す
るようにしているため、駆動軸２１の軸心Ｘに対する環
状ディスク３９の回転中心の位置精度が出し易くなる。

【００４２】また、前述のように、ディスクハウジング
３８を、両リテーナリング５０，５１によって摺動自在
に保持することにより、環状ディスク３９の回転に伴う
ディスクハウジング３８の連れ回りが抑制され、これに
よって制御シャフト４４の駆動負荷を低減できる。

【００４３】すなわち、前述のように駆動軸２１の回転
力は、第２ピン３７及び環状ディスク３９に伝達され
て、該環状ディスク３９から第１ピン３６を介してカム
シャフト２２に伝達されるが、このとき環状ディスク３
９の回転力によってこれを摺動自在に支持するディスク
ハウジング３８が摺動摩擦抵抗により連れ回りを起こし
易い。特に、この連れ回りは、機関の起動時あるいは低
回転時などで両者３８，３９間の摺動部に油膜が形成さ
れにくい条件下で摺動摩擦抵抗が大きくなったときに生
じ易い。そして、ディスクハウジング３８に連れ回りが
起きると、平歯車４０に噛み合っている歯車部４６を介
して制御シャフト４４は連れ回り方向とは反対（一方）
方向の回転力を受ける。このため、ステッピングモータ
４５によって制御シャフト４４を他方向に回転させよう
とした際には、ステッピングモータ４５に駆動負荷が掛
かって駆動力が不足し、バルブタイミングの制御応答性
が低下するおそれがある。

【００４４】しかし、本実施例によれば、ディスクハウ
ジング３８の両側部３８ｂ，３８ｃとリテーナリング５
０，５１の外周面との間に摺動摩擦抵抗が生じており、
この摺動摩擦抵抗によってディスクハウジング３８の連
れ回りを抑制することができる。つまり、リテーナリン
グ５０，５１が規制手段によって自由回転が規制されて
いるため、この外周面に摺動自在に支持されるディスク
ハウジング３８は、かかる摺動摩擦抵抗によって連れ回
りが抑制されるのである。したがって、ディスクハウジ
ング３８から制御シャフト４４に対する連れ回りに伴う
一方向への回転力の伝達が抑制され、したがってステッ
ピングモータ４５の駆動負荷を軽減でき、この結果、バ
ルブタイミング制御応答性の向上が図れると共に、ステ
ッピングモータ４５のコンパクト化が図れる。

【００４５】さらに、制御シャフト４４は、カムシャフ
ト２２のカム軸受２４を利用し、つまりカム軸受２４の
メインブラケット２７とサブブラケット２８の各軸受面
２７ａ，２８ａ間で軸支するようにしたため、別個に設
ける必要がなくなり、この点でも部品点数の削減が図れ
る。

【００４６】また、駆動軸２１に、カムシャフト２２，
ピン３６，３７，環状ディスク３９，ディスクハウジン
グ３８などが一体的に組み付けられたカムシャフトアッ
センブリの上から制御シャフト４４を順に組み付けるこ
とができ、組立作業能率が向上する。

【００４７】また、制御シャフト４４は、ディスクハウ
ジング３８を回動させるトルクを伝達できればよいた
め、細径化でき、これによりサブブラケット２８の高さ
を十分に低くすることが可能になる。

【００４８】また、油供給通路２１ａから通孔２１ｂを
介して隙間Ｓ内に供給された潤滑油は、各ピン３６，３
７や環状ディスク３９の外周面及び各フランジ部３１，
３３及びリテーナリング５０，５１の内外周面等の各摺
動部に供給される。したがって、各摺動部の潤滑性能が
向上し、摩耗の発生を防止できる。また、各フランジ部
３１，３３とディスクハウジング３８のフリクションが
低減でき、カムシャフト２２全体の駆動損失を低減でき
る。特に、本実施例では、図１に示すようにリテーナリ
ング５０，５１によって両係合溝３２，３５の開口端が
閉塞された形になるため、該係合溝３２，３５内での潤
滑油の貯留性が良好になる。したがって、各ピン３６，
３７の潤滑性能が向上し、駆動軸２１からカムシャフト
２２への回転力伝達性が良好となる。

【００４９】また、リテーナリング５０，５１を含油性
の焼結合金材で形成したため、例えば機関の潤滑油が供
給されない始動時などにおいて、ディスクハウジング３
８の過大な連れ回りを抑制できる。さらに、ディスクハ
ウジング３８と第１フランジ部３１あるいは第２フラン
ジ部３３とのフリクションに起因する始動時の駆動軸２
１起動のためのトルクを軽減できる。なぜなら、ディス
クハウジング３８は、第１フランジ３１に支持されてい
るため、起動時におけるカムシャフト２２の回転を抑制
するので、図６に示すように第１ピン３６に作用する荷
重Ｆａが大きくなり、さらにこの第１ピン３６を回転さ
せようとする第２ピン３７の荷重Ｆｂはさらに大きくな
り、この合力Ｆｆが環状ディスク３９の垂直下方向に作
用してディスクハウジング３８との摩擦トルクを増加さ
せてさらに荷重Ｆｂを大きくしてしまう。この結果、リ
テーナリング５０，５１と各フランジ部３１，３３との
間のフリクションが大きくなって起動トルクに影響を与
えるが、本実施例では各リテーナリング５０，５１が含
油性材となっているため、前記フリクションの増加が抑
制されて起動性が良好になるのである。尚、リテーナリ
ングは含油性の焼結公金材に限らず、摩擦係数が比較的
小さいＰｂ−Ｓｍ−Ｓｂ系の鉛基合金（ホワイトメタ
ル）等のすべり軸受材を用いても良い。

【００５０】図７は、本発明の第２実施例を示し、この
実施例は、第１フランジ部３１の外周面で直接ディスク
ハウジング３８の一側部３８ｂを摺動自在に支持して、
リテーナリング５１を駆動軸２１側の第２フランジ部３
３とディスクハウジング３８の他側部３８ｃとの間のみ
に介装したものである。そして、この駆動軸２１側にの
みリテーナリング５１を介装するだけでもディスクハウ
ジング３８の連れ回り抑制効果は十分に得られる。

【００５１】すなわち、カム２６によってバルブリフタ
ー２５を押し下げようとするとき、両ピン３６，３７に
作用する荷重は第２フランジ部３３側の第２ピン３７の
方が大きくなる。なぜなら、駆動軸２１からの回転力
は、環状ディスク３９の軸心からほぼ垂直下方向に作用
する力Ｆｆによるディスクハウジング３８との間の摺動
摩擦抵抗と第１フランジ部３１とディスクハウジング３
８との間の摺動摩擦抵抗に打ち勝って第２ピン３７が環
状ディスク３９を回転させることになるためである。し
たがって、ディスクハウジング３８は、第２フランジ部
３３でより多く支持されているが、このため、リテーナ
リング５１を駆動軸２１側にのみ配設することによって
ディスクハウジング３８の連れ回りを効果的に抑制でき
る。

【００５２】尚、第１フランジ部３１側のみにリテーナ
リングを介装しただけでも、ある程度の連れ回り抑制効
果が得られることは勿論である。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ディスクハウジングを、従来のような支軸では
なく、少なくともいずれか一方のフランジ部によって回
転自在に支持するようにしたため、前記支軸や該支軸を
支持する支持機構が全く不要になる。したがって、部品
点数が減少し、製造作業能率の向上とコストの低廉化が
図れると共に、装置全体のコンパクト化が図れ、機関へ
の搭載性が向上する。

【００５４】また、ディスクハウジングをフランジ部の
外周面で支持したため、荷重によるディスクハウジング
の変形を抑制でき、環状ディスクの中心のずれが防止で
きると共に、駆動軸の曲げ荷重の発生も防止できる。こ
の結果、バルブタイミングの制御精度の低下が防止され
る。

【００５５】しかも、ディスクハウジングとフランジ部
との間に、規制手段によって自由回転が規制されたリテ
ーナリングを介装したため、環状ディスクの回転に伴う
ディスクハウジングの連れ回りが抑制されて、該ディス
クハウジングと連係する駆動機構の駆動負荷を十分に抑
制できる。この結果、駆動機構によるバルブタイミング
の制御応答性の悪化が防止されると共に、駆動機構のコ
ンパクト化が図れる。

【００５６】また、リテーナリングを低摩擦係数材で形
成したため、機関始動時など潤滑油が各フランジ部等の
各摺動部に供給されない場合でも、該各フランジ部とデ
ィスクハウジングとの間の潤滑性が良好となり、駆動軸
起動のためのトルクを軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】本実施例の要部平面図。

【図４】本実施例におけるディスクハウジングに作用す
る荷重特性を示す説明図。

【図５】ディスクハウジングとフランジ部との間の荷重
特性を示す説明図。

【図６】Ａは本実施例における駆動軸とカムシャフトの
角速度比の特性図、ＢはＡに対応する駆動軸とカムシャ
フトの回転位相差の特性図、Ｃはバルブリフト特性図。

【図７】本発明の第２実施例を示す要部断面図。

【図８】従来の装置を示す要部断面図。

【図９】図８のＢ矢視図。

【符号の説明】

２１…駆動軸 ２２…カムシャフト ２３…吸気弁 ２４…カム軸受 ３１…第１フランジ部 ３３…第２フランジ部 ３６，３７…第１，第２ピン ３８…ディスクハウジング ３８ａ…偏心カムリング ３８ｂ，３８ｃ…両側部 ３９…環状ディスク ４０…平歯車（伝達機構） ４３…駆動機構 ４４…制御シャフト ４５…ステップモ−タ ４６…歯車（伝達機構） ５０，５１…リテーナリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−233715（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−183905（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−264110（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01L 13/00 301 F01L 1/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関により回転駆動する駆動軸と、該駆
   動軸の外周に相対回転自在に設けられて、外周に吸，排
   気弁を開作動させるカムを一体に有する各気筒毎に分割
   されたカムシャフトと、該各カムシャフトの一端部に固
   定された第１フランジ部と、駆動軸の所定部位に固定さ
   れて、前記第１フランジ部と対向する第２フランジ部
   と、該両フランジ部間に配置されたほぼ円環状のディス
   クハウジングと、該ディスクハウジングの偏心カムリン
   グ状の内周に回転自在に支持されて、ディスクハウジン
   グの回動に伴い中心が駆動軸の軸心に対して偏心動可能
   な環状ディスクと、該環状ディスクと前記各フランジ部
   との間に介装されて、環状ディスクのほぼ径方向へ係合
   溝を介して摺動可能なピンと、前記ディスクハウジング
   を伝達機構を介して回動制御する駆動機構とを備えた吸
   排気弁駆動制御装置において、 前記ディスクハウジングを前記両フランジ部の外周面で
   回転自在に支持すると共に、前記両フランジ部の少なく
   ともいずれか一方の外周面とディスクハウジングの内周
   面との間に、前記フランジ部とディスクハウジングに対
   して摺動自在なリテーナリングを介装し、かつ該リテー
   ナリングの自由回動を規制する規制手段を設けたことを
   特徴とする内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記リテーナリングを、ディスクハウジ
   ングの内周面と両フランジ部の両外周面との間に介装し
   たことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸排気弁
   駆動制御装置。
3. 【請求項３】 前記規制手段は、リテーナリングに一体
   に設けられたほぼＵ字形の規制片が、前記駆動機構の制
   御シャフトに係止してリテーナリングの回転を規制する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の吸
   排気弁駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記リテーナリングを低摩擦係数材で形
   成したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸排
   気弁駆動制御装置。
5. 【請求項５】 前記リテーナリングを含油性の焼結合金
   材で形成したことを特徴とする請求項１及び４記載の内
   燃機関の吸排気弁駆動制御装置。